JPS592963A - 液空圧ブレ−キ作動機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は鉄道車両用液空圧ブレーキ作動機、特に空気
消費量を少くするための新しい構造を含んだブレーキ作
動機に関する。

鉄道車両に使用されている一般の液空圧ブレーキ作動機
には大径の空圧ピストンと小径の液圧ピストンから成る
差動ピストンが含まれ、この差動ピストンによって得ら
れる高圧液体をブレーキ／リングに送り、このブレーキ
シリンダの出力によってブレーキシューを車輪踏面に押
し付けて車両にブレーキを適用するようになっている。

この型式のブレーキ装置に於てはブレーキシリンダの出
力が強大であるため複雑な倍力用リング機構を必要とせ
ず有利ではあるものの、液圧ピストンが一段式であるた
め、ブレーキシューと踏面との間の隙間を吸収するため
に空圧ピストンの移動量が大きくなり、従ってブレーキ
作用に伴う空気消費量の増大が避けられないと言う不利
がある。

この発明はこのような不利を避けるためになされたもの
で、この目的のために、本発明に於けるブレーキ作動機
には大小２種類の液圧ピストンが設置され、大ピストン
によって大量の液体をブレーキシリンダに送って、先づ
上述の隙間を吸収し、その後小ピストンによって高圧の
液体を送って必要なブレーキ力を確保するようになって
いる。このようにユ段式の液圧ピストンを使用すること
によって空圧ピストンの運動量は小さくなり、従って空
気消費量も大巾に減少する。

しかし一段式液圧ピストンを使用しても、シューの摩耗
によシ上述の隙間が増加すると空圧ピストンの運動量は
それに伴って増加し、空気消費量は増加することになる
。従ってこの発明には上述の隙間を調整するための自動
調整機構も付加されている。

この自動調整機構には空圧ピストンのプレー、キ作用時
に於ける運動量に伴って体積が増加する膨張室が含まれ
、その体積増加量が規定値を超えたとき、次の弛め作用
時にその超過体積に等しい体積の液体をブレーキシリン
ダに送ってブレーキシリンダピストンの位置を修正する
ようになっている。

以下図面についてこのブレーキ作動機の構造作用を説明
する。

付図に示すブレーキ作動機ｌは空圧部コと液圧部３から
構成され、空圧部−〇内筒ダには空圧ピストンＳが滑合
し、ピストン！の左側に形成された作動室ｇには周知の
ブレーキ制御弁１０によって圧力空気が給排される。

空圧ピストン３の右側に中空のピストン棒／／を介して
第１液圧ピストン／：ｌが固定され、ピストン／、２は
液圧部３の内筒１３に滑合し、その左側には膨張室／ｇ
、右側には低圧室３７が形成されている。ピストン／、
２の面積はピストンｊの面積より小さく、従って低圧室
３７の圧力は作動室ざの圧力より高くなる。

弛めばね６はピストン！及び１２を左方に押圧し、両ピ
ストンは通常図示の弛め位置にある。

内筒１３の右方にその内筒１３よシ小径の内筒コ！が形
成され、第１液圧ピストン２Ａの左端に形成された大ピ
ストン部は内筒１３に、右端に形成された小ピストン部
は内筒２３に夫々滑合している。大ピストン部の右側に
大気圧室、７４（があシ、その中にばね２ｇが設置され
、はね、２ｇは第１液圧ピストン２ｔを左方に押圧して
いるが、ピストンコロはその右端に形成された７ランジ
２７によって図示の弛め位置に保持されている。

第コ液圧ピストンコロには貫通孔コロａがあシ、その左
端は低圧室３７に、その右端は高圧室３ｇに夫々開口し
、高圧室３ｇは管によりブレーキシリンダｑｏの圧力室
４（／に常時連通している。

高圧室３ｇには閉塞弁：ｌ？が設置され、ピストン２Ａ
が図示の弛め位置にあるとき弁Ｊ？は小ピストン部から
離座し、室３７と３ｇは連通しているが、ピストン、２
６が右動すると弁２９は小ピストン部に着座し室３７と
３ｇの連通は遮断される。従ってこの遮断後は、高圧室
３ｇの圧力は大ピストン部と小ピストン部の面積比によ
って低圧室３７の圧力より高くなる。

低圧室３７の頂部壁面には通路３Ｓが開口し、その上部
には逃し弁３６が設置されている。逃し弁３ｔは例えば
ばね荷重型のもので、通路３Ｓの圧力が一定値を超えて
上昇したとき作動し通路３３の液体を液槽：１．ｌに放
出する。

ピストンｊとｌコとを結合する中空のピストン棒／／の
内部空間を利用して変位シリンダ／１ｉＺが設置され、
変位シリンダ／４’の変位室／４１Ａは通路／？、コダ
によって常に膨張室／ｇに連通し、変位室／ＩＩＡの左
端には変位ピストン１３が滑入されている。また変位ピ
ストン／Ａ−の左側は通路／６を経て作動室ｇに連通し
ている。

液槽２１の底部に設置された第１逆止弁ココは液槽２１
から膨張室／ｇへの液体の一方向流通を許容し、変位室
／ｌＩＡの右端に設置された第１逆止弁ココは変位室／
ｌＩＡから低圧室３７への液体の一方向流通を許容する
。

ブレーキシリンダ弘０は一般に使用されている型式のも
ので、圧力室４ｔ／、ピストン４’Ｊ及び弛めばねｑ３
を含み、ピストン４（ｕが右動するとブレーキシューｌ
Ｉａは車輪踏面ｔＳに押し付けられて車両にブレーキが
適用される。また図示の通りブレーキが弛められている
ときはブレーキシューＩＩ弘と踏面ｑｓとの間には隙間
臼が存在している。

次にこのブレーキ作動機の作用について説明する。

ブレーキ制御弁ＩＯが弛め位置にあシ、作動室ｇが排気
されていると空圧ピストンＳ及び第１液圧ピストンｌ：
１は弛めばね乙に押され、また第コ液圧ピストン、２乙
はばね：１ｇに押されて夫々図示の弛め位置にあり、閉
塞弁、２９は離座している。

ブレーキシリンダｑ０の圧力室ｌｌ／にはばねＩＩ３に
よって極めて低い圧力（以下Ａ圧力と一己す）が残留し
、この圧力は高圧室３ｇを経て低圧室３７に伝達されて
いるが、逃し弁３６の設定圧力（以下Ｂ圧力と記す）は
この入圧力より高いから、室３７の液体が液槽２１に流
出することはない。従ってピストンＩＩＪは左動するこ
となく図示の弛め位置に保持されている。

また変位ピストンｌＳは後述するように図示の左端位置
にあり膨張室／ｇ及び変位室／４ＺＡには大気圧の液体
が充満している。

ブレーキ制御弁ＩＯが作動して、作動室ざに圧力空気が
供給されると、室３７，３ｇ及び４（／の圧力が上昇し
、その圧力がブレーキシリンダｌＩＯの弛めばねｌＩ３
の力に打ち勝つ程度の値（以下Ｃ圧力と記す）になった
ときピストンＳ及びｌコは右動し、室３７の液体がブレ
ーキシリンダｔｉｏの室ｅ／に供給され、ピストンダコ
は右動して、ブレーキシュー＜２＜２は踏面＋１に接触
する。

ピストンノコの直径は従来から使用されている一段式の
ブレーキ作動機の液圧ピストンより大きいから、吐出さ
れる液量も多く、隙間Ｓを吸収するために必要な空圧ピ
ストンＳの移動量は小さくなる。

伺、前述のＢ圧力はＣ圧力より高い値に設定されている
から、上述のピストン１２の右動中、室３りの液体が液
槽コｌに逆流することはない。

シュー１ｌｌｌが踏面Ｑ、ｔに接し、ブレーキシリンダ
弘０のピストン’１２の移動が停止すると室３りの圧力
は上昇し、ばね２ｇの力に打ち勝つ程度の値（以下り圧
力と記す）になったとき、第コ液圧ピストンコロは右動
し閉塞弁コワは着座し、室Ｊ７と３ｇとの連通は遮断さ
れろ。従って高比率３ｇの圧力はピストンコロの大ピス
トン部と小ピストン部の面積比により低圧室３７の圧力
より高くなる。

その後、室３７の圧力が最高になりたとき、室、ｙ　ｇ
及び＜Ｚ／の圧力も最高になシ、車両に完全なブレーキ
が適用される。

同、シューｔｌＱが踏面Ｑ、３に接した後は空圧ピスト
ンＳの移動量は極めて小さいから、ここで消費される空
気量も小さい。

次に隙間調整機構について説明する。

先づ低圧室、′ｉ７に設置された通路３Ｓの位置は次の
ように設定されている。即ち隙間Ｓが規定された標準値
である場合に、シューダグが踏面ｑＳに当接すると同時
にピストン／：Ｌによって通路３Ｓが閉塞されるように
なっている。従って隙間Ｓが標準値の場合には室３７の
圧力が前述のように最高値になっても液槽２１へ流出す
ることはない。

またピストンｌ−の右動によって膨張室１３位ピストン
／、１の右動によりて変位室／ｌ１７Ａから補給される
が、変位室１ｌＩＡの体積はピストンｌ−が通路３３を
閉塞した時点に於ける室／ｇの増加体積に等しくなるよ
う設定されているから、ピストンｌ−が通路ＪＳを閉塞
したとき、変位ピストンｌ！ｆは右端位置まで移動する
。従って、次にブレーキが弛められて、ピストン５及び
／Ｕが図示の弛め位置に戻ると膨張室１ｇの液体は変位
室／ｌＩＡに戻シ変位ピストン７．１は図示の左端位置
をとる。

上述したように隙間Ｓが標準値である場合は逃し弁３６
、第１逆止弁、２コ、及び第コ逆止弁２３は作動せず、
室／ｇと／９Ａの合計体積ならびに室３７から室≠／ま
での合計体積はブレーキ作用の前後に亘って不変であり
１．隙間Ｓは標準値のま＼に保持される、 ブレーキシューの摩耗などによシ隙間Ｓが標準値より大
きくなった時にはブレーキ作用時にピストン／ｊは通路
３Ｓを超えて更に右方まで移動する。この場合室／ざの
体積増加は大きくなり、室／ｕＡからだけでは補給出来
なくなり、その不足分は第１逆止弁ココを経て液槽コｌ
から追加補給される。この追加補給外の液体は次の弛め
作用のとき、第コ逆止弁２３を経て低圧室３７に供給さ
れる。従って室３７から室４１／までの合計体積はそれ
だけ増加し、ブレーキシリンダＱＯのピストンＩＩ２は
元の位置よシ右方に変位し、隙間Ｓは減少する。このよ
うにしてシュー＋’＜ｚの摩耗に伴いピストンコロン変
位し隙間Ｓは常に一定に保持される。

次にブレーキシューｑダの取替えなどにより隙間Ｓが標
準値よシ減少した場合にブレーキを適用すると、第１液
圧ピストン７．２が通路３ｊを閉塞する前にシュー４（
ダは踏面１１．１に尚接し、低圧室３りの圧力は逃し弁
３Ａの設定圧力即ち前述のＢ圧力より高くなり、低圧室
３りの液体は逃し弁３Ａｆ経て液槽コｌに返戻され、室
３７から室ｔｔｔｉでの合計体積は減少する。従ってそ
の後ブレーキが弛められたとき、ブレーキシリンダｌＩ
ｏのピストンダλは元の位置より左方に変位し、隙間Ｓ
は標準値をで増加する。

以上詳述した通シ、このブレーキ作動機／に於ては、二
段式の第１液圧ピストン２６と、膨ム 脹室／ｇを含率隙間調整機構により空圧ピストン３の移
動量が縮少し、それに伴って空気消費量が大巾に低減さ
れることは明白である。

【図面の簡単な説明】

付図は、ブレーキ作動機ｌを含む車両用ブレーキ装置を
示す断面図である。 符号の説明 ｌ・・ブレーキ作動機、３・・空圧ピストン、ｇ・・作
動室、ｌＯ・・ブレーキ制御弁、／／・・ピストン棒、
／、２・・第１液圧ピストン、ｌｌＩ・・変位シリンダ
、１ｌＩＡ・・変位室、ｌＳ・・変位ピストン、１ｇ・
・膨張、室１．２／・・液槽、ココ・・第１逆止弁、コ
３・・第コ逆止弁、コロ・・第１液圧ピストン、ユ９・
・閉塞弁、３Ｓ・・通路、３み・・逃し弁、３７・・低
圧室、３ｇ・・高圧室、ＩＩＯ・・ブレーキシリンダ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ＋ｌ）　　ブレーキ制御弁（１０）及びブレーキシリン
   ダ（ＩＩθ）を有する鉄道車両に使用され、次の各部か
   ら構成された液空圧ブレーキ作動機、（ａ）　　上記ブ
   レーキ制御弁（１０）によって空気圧力が制御される作
   動室（す）、 （ｂ）　　上記空気圧力を受けて弛め位置からブレーキ
   位置へ移動する空圧ピストン（５）、（Ｃ）上記空圧ピ
   ストンに結合された第１液圧ピストン（１２）、 （ｄ）　　一端に大ピストン部、他端に小ピストン部を
   夫々形成された第１液圧ピストン（，２４Ｊ、（ｅ）　
   　上記第１液圧ピストンと上記大ピストン部との間に形
   成され、上記空圧ピストンと上記第１液圧ピストンの面
   積比によってその圧力を設定される低圧室（３７）、 （ｆ）　　上記小ピストン部に接し、常時上記ブレーキ
   シリンダ（ｌＩｏ）に連通している高圧室（３ｇ）、（
   ｇ）　　通常上記低圧室と上記高圧室との連通を開き、
   上記低圧室の圧力が第１予定値を超えて上昇したとき、
   その連通を閉じ、その後は上記高圧室の圧力を上記大ピ
   ストン部と上記小ピストン部の面積比によって設定する
   閉塞弁（２ｑ）、 （ｈ）　　液槽（コｌ）、 （１）通常上記低圧室に開口し、上記第１液圧ピストン
   が一定距離を超えて移動したとき、その低圧室から連断
   される通路（３Ｓ）、（ｊ）　　上記通路内の圧力が第
   ２予定値を超えて上昇したときその通路内の液体を上記
   液槽に返戻する逃し弁（３Ａ）、 （ｋ）　　上記第１液圧ピストンの上記ブレーキ位置の
   方向への移動に従って体積か増加する膨張室（１ｇ）、 （１）上記液槽から上記膨張室へ液体の一方向流通を許
   容する第１逆止弁（２刀、 に）上記第１液圧ピストンの上記一定距離移励時の上記
   膨張室の増加体積と等しい体積の変位室（／１ＩＡ）と
   −側は上記作動室に他側は上記変位室に夫々当面する変
   位ピストン（ｔＳ）とから成る変位シリンダ（／４Ｑ、
   及び （ｎ）　　上記変位室から上記低圧室へ液体の一方向流
   通を許容する第コ逆止弁（−１−？）。 （２）　　上記変位シリンダを上記空圧ピストンと上記
   第１液圧ピストンとを結合するピストン棒（／／）の内
   部に設けたことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   の液空圧ブレーキ作動機。