JPS6214427B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （利用分野） 本発明は、鉄道車両用の自動空気ブレーキ装置
において使用され、相互に独立した二つのブレー
キ指令管の内いずれか一方をブレーキ管に連通さ
せる鉄道車両用比較切換弁に関する。

（背景） 上記自動空気ブレーキ装置は、列車の各車両に
引通されたブレーキ管を予め所定圧力（通常は５
Kg／cm²）に加圧しておき、このブレーキ管を減圧
することによりその減圧量に応じたブレーキを作
動させるように構成されている。

このブレーキ管の加減圧は、一般に、運転手が
ブレーキ弁を手動操作することにより行なわれて
いる。つまり、ブレーキ弁は、ブレーキ操作され
るとブレーキ管を減圧し、弛め操作されるとブレ
ーキ管を加圧するようになつている。

一方、鉄道車両用ブレーキの自動化に伴い、自
動列車制御装置（ATCあるいはATO）によるブ
レーキ制御が、上記ブレーキ弁によるブレーキ制
御と共に併用されるようになつてきた。この自動
列車制御装置は、ブレーキ弁とは個別に独立して
おり運転手の意志とは無関係に弛め指令およびブ
レーキ指令を出力するものであるが、これら弛め
指令およびブレーキ指令によつても、上記ブレー
キ弁による場合と同様にブレーキ管を加減圧すれ
ば、ブレーキ制御が行なえる。すなわち、ブレー
キ弁による手動操作と自動列車制御装置による自
動操作との相互に独立した二つの指令系統から同
時にあるいは異時に指令が与えられたとき、一方
の指令をブレーキ管へ伝達しなければならない。

そこで、上記相互に独立した二つの指令系統の
内いずれか一方の系統をブレーキ管に連通するも
の（以下、比較切換弁という）が必要となり、こ
の比較切換弁として実開昭53―108637号（実公昭
58―30997号）の複式逆止弁を利用することが考
えられる。これを、第４図に示し以下に説明す
る。

第４図において、１はブレーキ弁、２は自動ブ
レーキ指令器、３３は比較切換弁としての複式逆
止弁、BPはブレーキ管、４はブレーキ制御弁で
ある。

ブレーキ弁１は、そのハンドル１ｃが弛め操作
されると元空気溜管MRを第１ブレーキ指令管１
ａに連通してこの第１ブレーキ指令管１ａを加圧
し、そのハンドル１ｃがブレーキ操作されると第
１ブレーキ指令管１ａを排気管１ｂに連通して減
圧する。ただし、第１ブレーキ指令管１ａの加圧
量および減圧量は任意に設定できるようになつて
いる。この第１ブレーキ指令管１ａの加圧が弛め
指令であり、その加圧量が大きいほど高位の弛め
指令である。また、第１ブレーキ指令管１ａの減
圧がブレーキ指令であり、その減圧量が大きいほ
ど高位のブレーキ指令である。

自動ブレーキ指令器２は、自動列車制御装置
（図示せず）の弛め指令により元空気溜管MRを
第２ブレーキ指令管２ａに連通してこの第２ブレ
ーキ指令管２ａを加圧し、自動列車制御装置のブ
レーキ指令により第２ブレーキ指令管２ａを排気
管２ｂに連通して減圧し、ブレーキ弁１と類似の
機能を有する。

比較切換弁３３は、実開昭53―108637号の複式
逆止弁を使用しており、その説明を省略する。こ
の比較切換弁３３の一方の入力側の第１給排口３
３ａに上記第１ブレーキ指令管１ａを接続し、他
方の入力側の第２給排口３３ｂに上記第２ブレー
キ指令管２ａを接続し、出力側の第３給排口３３
ｃにブレーキ管BPを接続する。

ブレーキ管BPは、列車の各車両に引通されて
各車両のブレーキ制御弁４に接続し、加圧される
とブレーキ制御弁４を弛め作動させ、減圧される
とブレーキ制御弁４をブレーキ作動させる。ブレ
ーキ制御弁４は、その弛め作動によりブレーキシ
リンダ内の圧縮空気を排気してブレーキを弛め、
そのブレーキ作動によりブレーキシリンダへ圧縮
空気を供給して車両にブレーキ力を付与する。な
お、このブレーキ管BPの加減圧に対するブレー
キ制御弁４の弛めおよびブレーキ作動の詳細は特
公昭59―19866号公報に記載されており、その説
明を省略する。

したがつて、この複式逆止弁を比較切換弁３３
として使用しても、上記両ブレーキ管１ａ，２ａ
の内いずれか一方をブレーキ管BPに連通させる
ことができ、ブレーキ弁１と自動ブレーキ指令器
２のいずれによつてもブレーキ管BPを加減圧し
て車両のブレーキを制御できる。

しかしながら、上記複式逆止弁は、入力側の第
１給排口３３ａと第２給排口３３ｂの空気圧力が
同じ場合はどちらかの給排口を出力側の第３給排
口３３ｃに連通し、両入力側の空気圧力が異なる
場合は高圧側の給排口を第３給排口３３ｃに連通
するものである。つまり、両ブレーキ指令管１
ａ，２ａの空気圧力が異なる場合、高圧側のブレ
ーキ指令管をブレーキ管BPに連通させることに
なる。ブレーキ指令管の空気圧力が高いというこ
とはブレーキ指令としては低位となる。

このため、第４図の場合は、ブレーキ弁１と自
動ブレーキ指令器２の両方からブレーキ指令が出
された場合、そのブレーキ指令として低位の方の
ブレーキ指令しかブレーキ管へ伝達されず、車両
には低位のブレーキ力しか与えられないことにな
つて、列車走行上において安全性に問題がある。

（従来技術） このため、ブレーキ弁１と自動ブレー指令器２
の両方からブレーキ指令が出力された場合、より
高位のブレーキ指令をブレーキ管BPへ伝達する
比較切換弁として、特公昭54―6772号に開示され
るものが実用化された。これを第３図に示し、以
下に簡単に説明する。なお、第４図と同一構成部
分については第４図と同一符号を付しその説明を
省略する。

第３図において、比較切換弁２３は第１ブレー
キ指令管１ａと第２ブレーキ指令管２ａとブレー
キ管BPとに接続されている。

この比較切換弁２３は、中央部に設けられた膜
板付のピストン２３ａの一側に形成された第１パ
イロツト室２３ｂに上記第１ブレーキ指令管１ａ
が接続され、ピストン２３ａの他側に形成された
第２パイロツト室２３ｃに上記第２ブレーキ指令
管２ａが接続されると共に補助ばね２３ｄが設け
られ、ピストン２３ａの両側に固着した弁棒２３
ｅによつてその先端に対向する第１給排弁２３
ｆ、第２給排弁２３ｇを開閉するようになつてい
る。前記第１給排弁２３ｆは、第１ブレーキ指令
管１ａに分岐管１ｄを介して接続する第１給排室
２３ｈと、ブレーキ管BPに分岐管BP１を介して
接続する第１ブレーキ管室２３ｉと、の間を開閉
するようになつている。前記第２給排弁２３ｇ
は、第２ブレーキ指令管２ａに分岐管２ｄを介し
て接続する第２給排室２３ｊと、ブレーキ管BP
に分岐管BP２を介して接続する第２ブレーキ管
室２３ｋと、の間を開閉するようになつている。
なお、２３ｍ，２３ｎは戻しばね、２３ｐ，２３
ｑは前記弁棒２３ｅが気密摺動自在に貫通する隔
壁である。

以上の構成から明らかな通り、この比較切換弁
２３は、両給排弁２３ｆ，２３ｇのいずれか一方
が開くようになつている。すなわち、第１給排弁
２３ｆが開くと第１ブレーキ指令管１ａをブレー
キ管BPに連通し、第２給排弁２３ｇが開くと第
２ブレーキ指令管２ａをブレーキ管BPに連通す
る。

そして、両ブレーキ指令管１ａ，２ａのどちら
かをブレーキ管BPに接続するかは両ブレーキ指
令管１ａ，２ａの空気圧力による。

第３図は、ブレーキが完全に弛んだ（全弛め）
状態にあり、このとき、両ブレーキ指令管１ａ，
２ａ共に所定圧力（通常は５Kg／cm²）に加圧され
て、第１給排弁２３ｆが開いて第１ブレーキ指令
管１ａがブレーキ管BPに連通し、このブレーキ
管BPも所定圧力に加圧されており、ブレーキ制
御弁４が弛め作動している。この第３図の状態は
特公昭54―6772号公報の第６図に対応し、その説
明は、特公昭54―6772号公報第４頁左欄第５行〜
第25行に記載されている。

この状態において、自動ブレーキ指令器２から
のみブレーキ指令が出力されると、特公昭54―
6772号公報の第４頁左欄第25行〜同右欄第19行、
および第７図の状態となる。

そして、ブレーキ弁１からのブレーキ指令が追
加されると、特公昭54―6772号公報第４頁右欄第
20行〜第38行、および第８図の状態となる。

また、ブレーキ弁１によるブレーキ指令のみが
あつた場合については、特公昭54―6772号公報第
４頁右欄第39行〜第５頁左欄第６行、および第９
図に記載されている。

さらに、自動ブレー指令器２からのブレーキ指
令がブレーキ弁１からのブレーキ指令よりも大き
くなつた場合については、特公昭54―6772号公報
の第５頁左欄第９行〜第26行、および第１０図に
記載されている。

すなわち、上記従来の比較切換弁２３は、より
高位のブレーキ指令をブレーキ管BPに伝達する
構成となつているため、車両には高位のブレーキ
力が付与されることになり、第４図の場合とは異
なつて列車運行上に安全性が確保される。

（従来技術の問題） しかしながら、上記従来の比較切換弁２３は、
第４図の比較切換弁３３としての実開昭53―
108637号の複式逆止弁に比べて、その構造が複雑
で大型となる問題を有する。車両の高速化には車
体の軽量化が欠かせないが、同様に、車重とブレ
ーキ力とも密接に関連し、加速および減速に対し
て重量の大きいものは大きなエネルギーが必要で
ある。つまり、同じ速度で走行している２つの車
両に同じブレーキ指令を与えても、車重の軽い方
が重い方よりもそのブレーキ力が大きくなる。す
なわち、車重の重い方の制動距離（停止するまで
の距離）が車重の軽い方よりも長くなるというこ
とである。したがつて、比較切換弁は、ブレーキ
指令に対して高位優先方式であると同時に、構造
が簡単で保守点検が容易であり、且つ、小型軽量
であることが望まれる。

（従来の問題の原因） 上記従来の比較切換弁２３が複雑で大型である
という問題の原因は、第１ブレーキ指令管１ａと
ブレーキ管BPとの間および第２ブレーキ指令管
２ａとブレーキ管BPとの間を開閉する部分が
各々独立して個別に設けられていることにある。
すなわち、両ブレーキ指令管１ａ，２ａの空気圧
力を両面に受圧するピストン２３ａに対して、一
方の第１給排弁２３ｆおよびその関連構成と、他
方の第２給排弁２３ｇおよびその関連構成と、が
対称となつていることである。

（発明の技術的課題） そこで、本発明は、他方の給排弁の機能を一方
の給排弁に兼ねさせて１つの給排弁とすることを
技術的課題とする。

（発明の技術的手段） 上記技術的課題を解決する本発明の技術的手段
は、底壁３ｂと第１隔壁３ｃとの間に移動自在に
設けられたピストン３ａと、該ピストン３ａと第
１隔壁３ｃとの間に形成され一方のブレーキ指令
管例えば１ａに連通する第１パイロツト室３ｄ
と、前記ピストン３ａと底壁３ｂとの間に形成さ
れ他方のブレーキ指令管例えば２ａに連通する第
２パイロツト室３ｅと、前記第１隔壁３ｃとこれ
に対向する第２隔壁３ｇとの間に形成され上記ブ
レーキ管BPに連通するブレーキ管室３ｆと、前
記第２隔壁３ｇとこれに対向する天壁３ｉとの間
に形成され前記第１パイロツト室３ｆに連通する
給排室３ｈと、前記第２隔壁３ｇに形成され前記
ブレーキ管室３ｆと給排室３ｈとを連通する第１
給排孔３ｊと、前記給排室３ｈ内に設けられ前記
第１給排孔３ｊを閉じるように戻しばね３ｐによ
り押圧された給排弁３ｍと、その基端が前記ピス
トン３ａに固着されると共に前記第２パイロツト
室３ｅに開口しその中途部が前記第１隔壁３ｃを
気密摺動自在に貫通しその先端が前記第１給排孔
３ｊに遊嵌すると共に開口して前記給排弁３ｍに
対向し内部に第２給排孔３ｋを有する中空の弁棒
３ｎと、から比較切換弁３を構成したことであ
る。

（作用） 上記技術的手段において、第１パイロツト室３
ｄの空気圧力が第２パイロツト室３ｅの空気圧力
よりも低ければ、ピストン３ａおよび弁棒３ｎが
第１パイロツト室３ｄ方向へ移動し、弁棒３ｎの
先端開口部が給排弁３ｍに当接してその内部の第
２給排孔３ｋが閉じ、さらに弁棒３ｎが移動する
と給排弁３ｍが戻しばね３ｐに抗して第１給排孔
３ｊを開くので、一方のブレーキ指令管１ａに連
通する第１パイロツト室３ｄのみが給排室３ｈお
よびブレーキ管室３ｆを介してブレーキ管BPに
連通する。そして、これとは逆に第２パイロツト
室３ｅの空気圧力が第１パイロツト室３ｄの空気
圧力よりも低くなると、ピストン３ａおよび弁棒
３ｎが第２パイロツト室３ｅ方向へ移動し、給排
弁３ｍが第１給排孔３ｊを閉じ、さらに弁棒３ｎ
が移動すると、弁棒３ｎ先端が給排弁３ｍから離
れて第２給排孔３ｋが開かれるので、他方のブレ
ーキ指令管２ａに連通する第２パイロツト室３ｅ
のみが第２給排孔３ｋおよびブレーキ管室３ｆを
介してブレーキ管BPに連通する。したがつて、
本発明の比較切換弁３は、両パイロツト室３ｄ，
３ｅの内いずれか一方すなわち両ブレーキ指令管
１ａ，２ａの内いずれか一方をブレーキ管BPに
連通し、しかも、空気圧力の低い方を連通させる
即ちブレーキ指令として高位の方を優先させるよ
うになつており、第３図の比較切換弁２３と同じ
機能を有する。

同時に、本発明の比較切換弁３は、ピストン３
ａに固着した弁棒３ｎを中空として第２給排孔３
ｋを形成し、この弁棒３ｎが第２パイロツト室３
ｅとブレーキ管室３ｆとを連通する通路を兼用
し、１つの給排弁３ｍが第１給排孔３ｊと第２給
排孔３ｋの両方の開閉に関連して２つの機能を兼
ね備えているので、第３図の従来の比較切換弁２
３に比べて構造が簡単で小型となつている。この
ことをさらに具体的にいうと、本発明の比較切換
弁３の内部室が第１パイロツト室３ｄ、第２パイ
ロツト室３ｅ、ブレーキ管室３ｆ、給排室３ｈの
４つであるのに対し、第３図従来例のそれはパイ
ロツト室２３ｂ，２３ｃ、ブレーキ管室２３ｉ，
２３ｋ、給排室２３ｈ，２３ｊの６つであり、ま
た、本発明の比較切換弁３の給排弁３ｍが１つで
あるのに対し、第３図従来例のそれは２３ｆおよ
び２３ｇの２つである。

（特有の効果） 上記技術的手段による本発明によれば以下に述
べる特有の効果が得られる。

上記本発明と同じ技術的課題を解決する別の技
術的手段として第２図に示すものが考えられる。

第２図において、１３ａは底壁１３ｂと第１隔
壁１３ｃとの間に移動自在に設けられたピスト
ン、１３ｄはピストン１３ａと底壁１３ｂとの間
に形成され第１ブレーキ指令管１ａに連通する第
１パイロツト室、１３ｅはピストン１３ａと第１
隔壁１３ｃとの間に形成され第２ブレーキ指令管
２ａに連通する第２パイロツト室、１３ｆは第１
隔壁１３ｃとこれに対向する第２隔壁１３ｇとの
間に形成されブレーキ管BPに連通するブレーキ
管室、１３ｈは第２隔壁１３ｇと天壁１３ｉとの
間に形成され第１パイロツト室１３ｄに連通する
給排室、１３ｊは第２隔壁１３ｇに形成した第１
給排孔、１３ｋは第１隔壁１３ｃに形成した第２
給排孔、１３ｍはブレーキ管室１３ｆ内に配置さ
れ弁棒１３ｎを介してピストン１３ａに連結され
た給排弁、１３ｐは戻しばねである。

この第２図の比較切換弁１３も、本発明の比較
切換弁３と同様に、１つの給排弁１３ｍが両給排
孔１３ｊ，１３ｋの両方の開閉に関連し、その内
部室も４つであり、第３図従来例に比べて構造簡
単で小型である。

しかしながら、この第２図の別の技術的手段に
よる比較切換弁１３は、第２図の状態から切換わ
るときあるいはその逆に切換わるとき給排弁１３
ｍの移動過程において必ず両給排孔１３ｊ，１３
ｋが開く過程が生じるため、両ブレーキ指令管１
ａ，２ａがブレーキ管BPに連通することにな
る。したがつて、両ブレーキ指令に差があつても
高位の側のブレーキ指令がブレーキ管BPに伝達
されず、車両に付与されるブレーキ力は高位のブ
レーキ指令に対して不足することになる。

第２図の別の手段による比較切換弁１３が上記
問題を有するのに対し、本発明の比較切換弁３
は、その切換り過程において、第２給排孔３ｋが
閉じた後に第１給排孔３ｊが開くか、あるいは、
第１給排孔３ｊが閉じた後に第２給排孔３ｋが開
くかのいずれか一方であり、両給排孔３ｊ，３ｋ
の開閉が順序良く行なわれ、両給排孔３ｊ，３ｋ
が同時に開くことはあり得ないので、第２図の比
較切換弁１３のような問題が生じないのである。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を第１図にもとづいて
簡単に説明する。

第１図の比較切換弁３において、３ａは膜板付
のピストン、３ｂは底壁、３ｃは第１隔壁、３ｄ
は第１ブレーキ指令管１ａに連通する第１パイロ
ツト室、３ｅは第２ブレーキ指令管２ａに連通す
る第２パイロツト室、３ｆはブレーキ管室、３ｇ
は第２隔壁、３ｈは分岐管１ｄを介して第１ブレ
ーキ指令管１ａに連通する給排室、３ｉは天壁、
３ｊは第１給排孔、３ｋは第２給排孔、３ｍは給
排弁、３ｎは弁棒、３ｐは戻しばねである。その
他、第２図〜第４図と同一構成部分は同一符号を
付す。

次に、この実施例の作動について説明する。

今、ブレーキ１と自動ブレーキ指令器２の両方
からブレーキ指令が出力され即ち、両ブレーキ指
令管１ａ，２ａが減圧され、第１ブレーキ指令管
１ａの空気圧力が第２ブレーキ指令管２ａの空気
圧力よりも低いとすると、その圧力差によりピス
トン３ａおよび弁棒３ｎが押し上げられ、弁棒３
ｎの先端が給排弁３ｍに当接して第２給排孔３ｋ
が閉じた後、さらに給排弁３ｍを戻しばね３ｐに
抗して押し上げ第１給排孔３ｊを開き、第１ブレ
ーキ指令管１ａを分岐管１ｄ、給排室３ｈ、第１
給排孔ｊ、ブレーキ管室ｆを介してブレーキ管
BPに連通する。したがつて、ブレーキ管BPはブ
レーキ弁１によるブレーキ指令に応じた減圧量ま
で減圧され、これによつてブレーキ制御弁４がブ
レーキ管BPの減圧量に応じたブレーキ作動す
る。

反対に、自動ブレー指令器２からのブレーキ指
令がブレーキ弁１からのブレーキ指令よりも高位
の場合、すなわち、第２ブレーキ指令管２ａの減
圧量が第１ブレーキ指令管１ａの減圧量よりも大
きい場合、上述とは逆にピストン３ａが押し下げ
られ、第２ブレーキ指令管２ａが第２パイロツト
室３ｅ、第２給排孔３ｋ、ブレーキ管室３ｆを介
してブレーキ管BPに連通し、ブレーキ管BPが自
動ブレー指令器２によつて減圧され、その減圧量
に応じてブレーキ制御弁４がブレーキ作動する。

また、ブレーキ弁１と自動ブレーキ指令器２の
両方から弛め指令が出力された場合、すなわち、
両ブレーキ指令管１ａ，２ａを加圧した場合、低
圧側のブレーキ指令管によつてブレーキ管BPが
加圧されてブレーキ制御弁４が弛め作動するの
で、低位の方の弛めとなり完全側に作動する。

なお、その他の場合の作動説明は省略する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の説明図、第２図は
本発明と同じ技術的課題を解決する別の技術的手
段の説明図、第３図および第４図は従来例の説明
図である。 １…ブレーキ弁、１ａ…第１ブレーキ指令管、
２…自動ブレーキ指令器、２ａ…第２ブレーキ指
令管、BP…ブレーキ管、３…比較切換弁、３ａ
…ピストン、３ｂ…底壁、３ｃ…第１隔壁、３ｄ
…第１パイロツト室、３ｅ…第２パイロツト室、
３ｆ…ブレーキ管室、３ｇ…第２隔壁、３ｈ…給
排室、３ｉ…天壁、３ｊ…第１給排孔、３ｋ…第
２給排孔、３ｍ…給排弁、３ｎ…弁棒、３ｐ…戻
しばね、４…ブレーキ制御弁。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ブレーキ弁１により加減圧される第１ブレー
   キ指令管１ａと、自動ブレーキ指令器２により加
   減圧される第２ブレーキ指令管２ａと、加圧され
   たときブレーキ制御弁４を弛め作動させ減圧され
   たときブレーキ制御弁４をブレーキ作動させるブ
   レーキ管BPと、に接続されており、 前記両ブレーキ指令管１ａ，２ａの圧力が異な
   るとき低圧側のブレーキ指令管１ａあるいは２ａ
   を前記ブレーキ管BPに連通させ、前記両ブレー
   キ指令管１ａ，２ａの圧力が同じときいずれか一
   方のブレーキ指令管１ａあるいは２ａを前記ブレ
   ーキ管BPに連通させる鉄道車両用比較切換弁で
   あつて、 底壁３ｂと第１隔壁３ｃとの間に移動自在に設
   けられたピストン３ａと、該ピストン３ａと第１
   隔壁３ｃとの間に形成され一方のブレーキ指令管
   に連通する第１パイロツト室３ｄと、前記ピスト
   ン３ａと底壁３ｂとの間に形成され他方のブレー
   キ指令管に連通する第２パイロツト室３ｅと、前
   記第１隔壁３ｃとこれに対向する第２隔壁３ｇと
   の間に形成され上記ブレーキ管BPに連通するブ
   レーキ管室３ｆと、前記第２隔壁３ｇとこれに対
   向する天壁３ｉとの間に形成され前記第１パイロ
   ツト室３ｄに連通する給排室３ｈと、前記第２隔
   壁３ｇに形成され前記ブレーキ管室３ｆと給排室
   ３ｈとを連通する第１給排孔３ｊと、前記給排室
   ３ｈ内に設けられ前記第１給排室３ｊを閉じるよ
   うに戻しばね３ｐにより押圧された給排弁３ｍ
   と、その基端が前記ピストン３ａに固着されると
   共に前記第２パイロツト室３ｅに開口しその中途
   部が前記第１隔壁３ｃを気密摺動自在に貫通しそ
   の先端が前記第１給排孔３ｊに遊嵌すると共に開
   口して前記給排弁３ｍに対向し内部に第２給排孔
   ３ｋを有する中空の弁棒３ｎと、から成る鉄道車
   両用比較切換弁。