JPS61207265A - 鉄道車両用釣合吐出し弁 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、鉄道車両の空気ブレーキ装置において使用さ
れ、ブレーキ管を中継減圧する鉄道車両用釣ぎ吐出し弁
に関する。

〔従来の技術〕

従来の釣合吐出し弁Ａを使用した鉄道車両の空気ブレー
キ装置は第４図に示すようになっており、同図において
、ＢＶはブレーキ弁、ＥＲは釣合空気溜、ＢＰはブレー
キ管、Ｃｖは制御弁、ＢＣはブレーキシリンダ、ＡＲは
空気溜である。このブレーキ装置は、ブレーキ弁ＢＶを
ノ・ンドル１によって切換えることにより操作される。

釣合吐出し弁Ａとブレーキ弁ＢＶの構成は第５図のよう
になっている。ブレーキ弁ＢＶは、弛め位置８１重なり
位置す、ブレーキ位置Ｃ１非常ブレーキ位置ｄの４位置
に操作できるようになっている。

（イ）第５図はブレーキ弁ＢＶが弛め位置ａにあり、ブ
レーキが弛められた状態である。この状態では元空気溜
（図示せず）から供給弁ＦＶを経て所定圧力（通常５Ｋ
ｇ／ｃｄ）に調整された圧力空気がポート２に供給され
ており、これがポート３から釣合室６及び釣合空気溜Ｅ
Ｒへ、またボート４からブレーキ管掌７及びブレーキ管
ＢＰへ供給されている。このとき、排気弁８は自重とば
ね９の付勢力により弁座１０に押付けられてブレーキ管
掌７と排気室１１との間を閉じている。このようにブレ
ーキ管ＢＰが所定圧力（通常５Ｋｇ／ｄ）に加圧された
状態が弛め状態であり、制御弁ＣＶが弛めｆｌしてブレ
ーキシリンダＢＣを排気すると共に空気溜ＡＲを所定圧
に加圧している。ブレーキシリンダＢＣを排気している
状態でブレーキが弛め状態である。

（ロ）　この弛め（運転）状態から次にブレーキを作動
させる場合は、まずブレーキ弁ＢＶをブレーキ位置Ｃと
して釣合空気溜ＥＲを減圧し、その減圧量が希望値にな
ったとき、ブレーキ弁ＢＶを重なり位置すにすることに
より行う。

すなわち、ブレーキ弁ＢＶをブレーキ位置Ｃとすると、
ポート４は閉鎖され、釣合空気溜ＥＲ１釣合吐出し弁Ａ
の釣合室６が排気室１１と共にブレーキ弁ＢＶ内の小さ
な通路を経て排気口ＥＸに連通ずる。これによって釣合
空気溜ＥＲ及び釣合室６が減圧されるので、ピストン１
２は上下の圧力差によって上昇し、排気弁８が弁座１０
から離座してブレーキ管掌７を排気室１１に連通し、こ
れによってブレーキ管ＢＰが排気室１１を介して減圧さ
れる。

このとき、一定容量の釣合空気溜ＥＲの減圧量が運転手
の希望通りになると、ブレーキ弁ＢＶを重なり位置すに
する。重なり位置すではボート３．４が閉鎖され、ボー
ト５のみが排気口Ｅｘに接続された状態であるから、ブ
レーキ位置Ｃで減圧中であったブレーキ管ＢＰが釣合空
気溜ＥＲとほぼ同圧になると、ピストン１２が自重によ
り下降し、排気弁８が閉じてブレーキ管ＢＰの減圧が停
止する。

このブレーキ管ＢＰの減圧により制御弁Ｃｖが、空気溜
ＡＲの空気を前記ブレーキ管ＢＰの減圧量に応じた圧力
に調整してブレーキシリンダＢＣへ供給し、車両にブレ
ーキを作用させる。

（ハ）　このブレーキを弛める場合、ブレーキ弁ＢＶを
弛め位置ａへ戻す。これによって前記（（）の状態へ復
帰する。

なン、この弛め時には、ブレーキ管ＢＰよ）も釣合空気
溜ＰＲの方が容量が小さいために、ブレーキ管掌７より
も釣合室６の方が早く昇圧され、ピストン１２が下降し
、ブツシュ１３の下端の漏れ溝１４による釣合室６から
ブレーキ管掌７への空気の流入でピストン１２の上下面
の圧力差がバランスする。

に）前記弛め（運転）状態において、非常ブレーキを作
動させる場合は、ブレーキ弁ＢＶを非常ブレーキ位置ｄ
とする。

このとき、ブレーキ管ＢＰおよび釣合吐出し弁Ａのブレ
ーキ管掌７の空気は、ブレーキ弁ＢＶ内の大きな通路を
経て排気口ＥＸから急激に排気される。これによって、
釣合室６に閉じ込められた釣合空気溜ＥＲの圧力により
ピストン１２が排気弁８を着座させたままでばね９を圧
縮して下降し、これによってブツシュ１３の下端の漏れ
溝１４が開き、この漏れ溝１４から釣合空気溜ＥＲの空
気がブレーキ管掌７へ流入し、ブレーキ管ＢＰの空気と
共にブレーキ弁ＢＶから排気される。

このブレーキ管ＢＰの急激な減圧により、制御弁Ｃｖが
急ブレーキ作動してブレーキシリンダＢＣへ高圧力の空
気を供給し、車両に非常ブレーキを作用させる。

〔発明が解決しようとする問題点〕 従来の釣合吐出し弁Ａのピストン１２は、第５図に示し
たように、外周にリング１５を有し、ブツシュ１３の内
側を摺動する構成であるから、ピストン上下の釣合室６
とブレーキ管掌７との間のシール性が悪い。これが原因
で次のような問題が生じる。

ブレーキ指令時（釣合空気溜ＥＲ減圧時）に、ブレーキ
弁ＢＶをブレーキ位置Ｃとして釣合空気溜ＥＲを希望通
り、例えば圧力Ｐ□に減圧した時点（第６図にｔ３で示
す）で、その釣合空気溜ＥＲの圧力Ｐ□を保持しようと
してブレーキ弁ＢＶを重なり位置すとした場合、釣合空
気溜ＥＲの圧力へ６よりもブレーキ管ＢＰの圧力ＰＢＰ
Ｏ方が犬であるため、減圧途中のブレーキ管ＢＰの空気
がピストン１２の外周から釣合室６へ流入する。釣合空
気溜ＥＲは定容積であるから、その流入空気によって圧
力Ｐ工が上昇する。従って、この釣合吐出し弁Ａの排気
作動が終了して排気弁８が着座したときの釣合空気溜Ｅ
Ｒの圧力へ、およびブレーキ管ＢＰの圧力ＰＢＰは、運
転手が初期に減圧設定した釣合空気溜ＥＲの圧力Ｐ工よ
シも高い圧力Ｐ２となる。つまり、釣合空気溜ＥＲの減
圧量ΔＰ、がブレーキ指令であるから、この従来の釣合
吐出し弁Ａによれば、運転手の設定したブレーキ指令よ
りも小さな指令（減圧量ΔＰ２）シか得られない。この
状態を第６図に示す。同図において、　ｔｌはブレーキ
弁ＢＶを弛め位置からブレーキ位置Ｃとした時点、ｔ４
は圧力ＰＢＰとＰ、Ｌとが等しくなった時点である。

このため、釣合空気溜ＥＲの昇圧量（ｐ２−ｐ工）を見
込んだ分だけ釣合空気溜ＥＲの減圧量を増しておく予測
制御あるいは釣合空気溜ＥＲの減圧を２度、３度と繰返
す補正制御が必要であり、しかも釣合空気溜ＥＲの昇圧
量がブレーキ管ＢＰの長さく車両の編成画数により変る
）や釣合空気溜ＥＲの減圧量によって異なるために、前
記予測制御や補正制御にはかなりの熟練を要する。

〔問題点を解決するための手段〕

そこで、上記従来の問題点を解決する本発明の手段は、 本体内に移動自在に設けられたピスト／と、該ピストン
の一側に面して形成され釣合空気溜に接続された釣合室
と、前記ピストンの他側に面して形成されブレーキ管に
接続されたブレーキ管掌と、該ブレーキ管掌に隣接して
形成された排気室と、前記ピストンのブレーキ管室側に
摺動自在に嵌入されると共にばね付勢されブレーキ管掌
と前記排気室との間を開閉する排気弁と、を備えた釣合
吐出し弁において、 前記ピストン内に前記釣合室と前記ブレーキ管掌とを連
通ずる連絡路を設け、該連絡路にブレーキ管掌に向う方
向を順方向とする逆止弁を設け、前記ピストンの前記釣
合室側を突出させて前記本体内に摺動自在に嵌入しその
嵌入部端に背圧室を形成し、該背圧室を前記排気室に連
通させると共にその有効面積を前記排気弁が着離座する
弁座の有効面積とほぼ同じに形成し、前記ピストンの外
周にその内縁を固定すると共にその外縁を本体に固定し
た気密用の膜板を設けたことである。

〔作　用〕

この技術的手段によれば、従来と同じブレーキ装置に適
用して、ブレーキ弁をブレーキ位置として釣合空気溜を
減圧し希望の減圧量となったときにブレーキ弁を重なり
位置とした場合、釣合空気溜の圧力よりもブレーキ管の
圧力が犬であるが、ピストン外周は膜板が設けられてい
るので、このピストン外周を通ってブレーキ管掌から釣
合室に至る漏れはなく、また、逆止弁は釣合室に向う方
向を逆方向とするので連絡路によるブレーキ管掌から釣
合室へ向う漏れもない。従って、この釣合吐出し弁の排
気作動が終了して排気弁が弁座に着座したときのブレー
キ管の圧力は釣合空気溜の圧力とほぼ同じであって、こ
の釣合空気溜の圧力は運転手の指令通シである（第３図
参照）。

〔実施例〕

第１実施例を第１図に示す。同図において、２０は釣合
吐出し弁、２１は釣合吐出し弁の本体であり、その本体
２１内にピストン２２が上下に移動自在に設けられてい
る。ピストン２２の上側に面して釣合室２３が形成され
、ピストン２２の下側に面してブレーキ管掌２４が形成
され、ブレーキ管掌２４の下側に隣接して排気室２５が
形成されている。

ピストン２２は、下部に排気弁２６を支持し、上端に背
圧室３５への嵌入部２７を有し、内部に釣合室２３とブ
レーキ管掌２４とを連絡する連絡路２８を穿設され、七
の連絡路２８に釣合室２３からブレーキ管掌２４へ向う
方向を順方向とする逆上弁２９を設けである。

図中３０は弱いばねで、中間体３１と逆止弁２９との間
に設けである。３２は強いばねで、中間体３１と排気弁
２６との間に設けてあり、排気弁２６は止め輪３３によ
って下方へ抜は出ないように止められている。

これら中間体３１と排気弁２６とには前記連絡路２８と
しての貫通孔を穿設しである。また、ピストン２２の外
周とピストンが上下移動する内孔内面との間には膜板３
４を設けて気密が保持されるようにしである。すなわち
、膜板３４は内孔を有する円板状のものでその内縁がピ
ストン２２の外周の溝に気密に嵌着され、その外縁が本
体側に気密に挾持されている。従って、ピストン２２の
外周と本体内孔との間を通って釣合室２３とブレーキ管
掌２４との間を空され、これに対応してシリンダ状の背
圧室３５が形成されている。この背圧室３５は通路３６
を介して排気室２５に接続している。図中、３７はシー
ルリング、３８はブツシュである。

ピストン２２の下部に支持されている排気弁２６はブレ
ーキ管掌２４と排気室２５との間に跨って穿設された弁
孔３９を設けられた弁座４０に着座するようになってい
る。図中４１はシールリングである。

前記背圧室３５の空気圧が嵌入部２７に作用する有効面
積Ｓ２は排気弁２６の弁座４０の有効面積Ｓよとほぼ等
しく定められている。

なお、図中４２は戻しばねで、初めて空気を入れるとき
ピストン２２が上昇位置にあって、常時吐出しにならな
いようにするためのものであるが、ピストンには自重が
あるから省略してもよい。

第２図は第２実施例を示す。同図において、第１図のも
のと同等部分は同一図面符号で示し、その説明を省略す
る。この釣合吐出し弁２０ａが第１図の釣合吐出し弁２
０と異なる点は、その排気弁２６、と逆止弁２９との間
のばね３０．３２、中間体３１に代えて一つのばね５０
を設は九点である。従ってこの釣合吐出し弁２０ａでは
逆止弁２９の開弁圧が少し異なっている。

これら第１．　ＷＩ２実施例の釣合吐出し弁２０．２゜
ａは、いずれも第４図、第５図に示したブレーキ装置の
釣合吐出し弁Ａと置き換えた状態で使用するのが一般的
である。すなわち、釣合室２３は釣合空気溜ＥＲとブレ
ーキ弁ＢＶのボート３に接続され、ブレーキ管掌２４は
ブレーキ管ＢＰとブレーキ弁ＢＶのボート４に接続され
、排気室２５及び背圧室３５はブレーキ弁ＢＶのボート
５に接続される。

なお、第４図、第５図の接続状態とは異なり、釣合空気
溜ＥＲと釣合吐出し弁２０．２０ａとブレーキ管ＢＰと
を直列的に接続して、ブレーキ管ＢＰへの空気供給を逆
止弁２９を介して行なう使用状態もありうる。

この釣合吐出し弁２０．２０ａは、いずれも従来の釣合
吐出し弁Ａとほぼ同様に作動する。しかし、第３図に示
すように、ブレーキ弁ＢＶを時点ｔｌで弛め位置ａから
ブレーキ位置Ｃとして釣合空気室２３および釣合空気溜
ＥＲの圧力Ｐ　を圧力Ｐユに減Ｒ 圧し、希望の減圧量ΔＰ工となった時点ｔ３で、ブレー
キ弁ＢＶを重なり位置すとした場合、釣合空気室２３お
よび釣合空気溜ＢＲの圧力ＰＦ、Ｒよシもブレーキ管掌
２４およびブレーキ管ＢＰの圧力ＰＢＰＯ方が犬である
が、双方の室２３．２４０間は膜板３４を設けたことに
よって漏れがなく、連絡路２８も逆止弁２９で閉じられ
ている。従って、圧力差で開弁した排気弁２６が、圧力
の均衡によって閉じたときのブレーキ管掌２４およびブ
レーキ管ＢＰの圧力ＰＢＰは、始めに釣合空気室２３お
よび釣合空気溜ＥＲの圧力Ｐユを減圧した希望の減圧量
ΔＰ、に対応する圧力Ｐ１にきわめて近いものであって
、その差圧が常に一定であるから、運転手の指令通りの
ものであると見なすことができる。すなわち、圧力Ｐよ
とＰＢＰとが一致しないのは、ピストン２２の自重とば
ね４２の付勢作用によるものであり、これによって生じ
る差圧はブレーキ管ＢＰの長さや釣合空気溜ＥＲの減圧
量と無関係に一定なものだからである。

逆止弁２９は、釣合空気室２３側の空気圧がブレーキ管
掌２４側の空気圧よりも高くなった場合に開くが、これ
は従来の釣合吐出し弁Ａの漏れ溝１４にほぼ相当するも
のである。

〔発明の効果〕

本発明によれば、ブレーキ弁の操作により釣合空気溜お
よび釣合室を減圧して常用ブレーキを作動させるとき、
釣合空気溜の圧力がブレーキ管の長さや釣合空気溜の減
圧量の程度に関係なく運転手の指令通りに減圧されるか
ら、従来必要であつた予測制御や補正制御の必要がなく
なり、ブレーキ操作に高度の熟練を必要としない効果が
得られる。

また、本発明によれば、以下に述べる特有の効果が得ら
れる。

前述した従来の問題点を解決する別の手段として第７図
の釣合吐出し弁６０とすることが考えられる。これは第
２図に示した本願発明の釣合吐出し弁２０ａの嵌入部２
７、背圧室３５を除いた構成の釣合吐出し弁６０である
。この別の手段は、釣合空気溜ＥＲの圧力Ｐ□およびブ
レーキ管ＢＰの圧力ＰＢＰが所定圧力（通常５Ｋｇ／ｃ
ｔｉ）Ｋなっている弛め状態において、ブレーキ管ＢＰ
の圧力ＰＢＰによって排気弁２６が弁座４０に押付けら
れており、その力は、（ＰＢＰｘＳユ）である。従って
、ブレーキ時（ＥＲ減圧時）に、ブレーキ管圧力ＰＢＰ
と釣合空気溜圧力Ｐよとの圧力差により、直ちに排気弁
が開くのではなく、その圧力差によってピストン２２を
上昇させる力が前記（ＰＢＰｘＳ工）に相当するもの以
上にならないとブレーキ管ＢＰの減圧が開始されない。

つまシ、第８図に示すように、ブレーキ管圧力ＰＢＰと
釣合空気溜圧カへ、との圧力差がａ以上になってから排
気弁２６が開いて、ブレーキが作動するようになるから
、釣合空気溜ＥＲの排気開始時点ｔ１より時間Δを遅れ
た時点ｔ２からブレーキが作動する。

この別の手段に対して、本発明の手段は、嵌入部２７お
よび背圧室３５を設けであるから、排気弁２６を弁座４
０に押付けている力を打消しており、第８図に示した時
間△ｔの遅れ（ブレーキ作動遅れ）がないという効果が
得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の第１実施例の概略の構成を示す縦断
面図、第２図はこの発明の第２実施例の換えて使用し常
用ブレーキ操作をしたときの時間経過に対するブレーキ
管圧力ＰＢＰおよび釣合空気溜圧力ＰＩＩｉＲの各々の
変化を示すグラフ、第４図は従来のブレーキ装置の概略
の構成を示す配管図、第５図は従来の釣合吐出し弁の縦
断面図とこれに接続した記号化したブレーキ弁とを示す
概略図、Ｋ６図は従来のブレーキ装置の第３図に相当す
るグラフ、第７図は本発明とは異なる別の手段として示
す釣合吐出し弁の縦断面図、第８図はその別の手段によ
るときの第３図に相当するグラフである。 ＢＶ・・・ブレーキ弁、ＰＲ・・・釣合空気溜、ＢＰ・
・・ブレーキ管、ＣＶ・・・制御弁、ＢＣ・・・ブレー
キシリンダ、２０．２０ａ・・・釣合吐出し弁、２１・
・・本体、２２・・・ピストン、２３・・・釣合室、２
４・・・ブレーキ管掌、２５・・・排気室、２６・・・
排気弁、２７・・・嵌入部、２８・・・連絡路、２９・
・・逆止弁、３４・・・膜板、３５・・・背圧室、４０
・・・弁座。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）本体内に移動自在に設けられたピストンと、該ピ
   ストンの一側に面して形成され釣合空気溜に接続された
   釣合室と、前記ピストンの他側に面して形成されブレー
   キ管に接続されたブレーキ管室と、該ブレーキ管室に隣
   接して形成された排気室と、前記ピストンのブレーキ管
   室側に摺動自在に嵌入されると共にばね付勢されブレー
   キ管室と前記排気室との間を開閉する排気弁と、を備え
   た鉄道車両用釣合吐出し弁において、 前記ピストン内に前記釣合室と前記ブレーキ管室とを連
   通する連絡路を設け、該連絡路にブレーキ管室に向う方
   向を順方向とする逆止弁を設け、前記ピストンの前記釣
   合室側を突出させて前記本体内に摺動自在に嵌入しその
   嵌入部端に背圧室を形成し、該背圧室を前記排気室に連
   通させると共にその有効面積を前記排気弁が着離座する
   弁座の有効面積とほぼ同じに形成し、前記ピストンの外
   周にその内縁を固定すると共にその外縁を本体に固定し
   た気密用の膜板を設けたことを特徴とする鉄道車両用釣
   合吐出し弁。