JPS6223334Y2

JPS6223334Y2 -

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Publication number: JPS6223334Y2
Application number: JP15242382U
Authority: JP
Priority date: 1982-10-06
Filing date: 1982-10-06
Publication date: 1987-06-13
Also published as: JPS5956159U

Description

【考案の詳細な説明】この考案は車両用ブレーキ装置の急動弁に関
し、更に詳しくは、非常ブレーキ時における急動
空気溜からの空気の排出を促進することによつて
ブレーキ弛めに要する時間を短縮するように改良
した急動弁に関する。

従来からの三圧力式制御弁を備えた鉄道車両用
エヤーブレーキ装置は、一般に、ブレーキ弛めに
時間がかかり、特に長編成列車の後尾車ほど大き
い遅れを生じると云う問題があつた。斯る問題
は、昨今のように、列車ダイヤが過密になり、先
行列車の遅れ等によつてすぐ非常ブレーキをかけ
て停車したり、停車後直ちにブレーキを弛めて発
車したりする回数が多くなつた状況のもとでは、
列車ダイヤを乱す大きな原因となつている。

そこで、本出願人のうちの一人は、特願昭55−
1199号に於て、ブレーキの弛め時間を短縮し得る
ように改良した車両エヤーブレーキ用三圧力式制
御弁を既に開示した。この三圧力式制御弁は、ブ
レーキ指令を伝達するブレーキ管内の減圧量に比
例てブレーキシリンダへ圧力空気を送る常用弁
と、非常ブレーキ時にブレーキ管内の指令空気
（圧力空気）を急速大量に排出して急速にブレー
キをかける急動弁との配管接続方法を変更し、且
つ該急動弁として第７図に模式的に示すような急
動弁を採用することによつて、ブレーキの弛め時
間を短縮し得たものであり、その具体的な内容に
ついては特願昭55−1199号に開示してあるので説
明を省略する。

ところで、この三圧力式制御弁に採用した第７
図の急動弁は、図示のように、排気用内通路１１
及び排気孔１２を有する第１排出弁１と、その一
端側の第２排出弁２と、他端側の補給弁３とを内
蔵したもので、第１排出弁１は、ブレーキ管BP
（以下、単にBPと記す）の接続する室ａが常用ブ
レーキ時及び非常ブレーキ時にBPの降圧に伴な
つて降圧し、急動空気溜QAC（以下、単にQAC
と記す）の接続する室ｂとの間に圧力差を生じる
と、補給弁３より離座してQACの圧力空気を排
気用内通路１１及び排気孔１２を経て出口EXか
ら排出するように構成してあり、また第２排出弁
２はBP及び室ａの減圧が急激な必常ブレーキ時
にのみ上記第１排出弁１によつて押開かれてBP
の指令空気を出口EXより排出するように構成し
てあり、更に補給弁３は、BPを昇圧するブレー
キ弛め時において該室ａの圧力が室ｂよりも大き
くなると、その圧力差で作動する第１排出弁１に
よつて押開かれ、定圧空気溜CR（以下、単にCR
と記す）更にはBPからの圧力空気をQACに補給
するように構成してある。

しかしながら、このような急動弁は、常用及び
非常いずれのブレーキ時に於ても、第１排出弁１
によるQACの排気量がほぼ同じであるため、以
下のような改良すべき点が尚残されていた。

即ち、第６図は上記急動弁が動作したときの
BP及びQACの夫々の圧力線図であつて、常用ブ
レーキの場合を実線と一点鎖線で、非常ブレーキ
の場合を破線と二点鎖線で示したものであるが、
この圧力線図にみられるように、運転手の非常ブ
レーキ操作によつてイ点でBPが急速に降圧され
て非常ブレーキ指令が出されると、急動弁の室ａ
が急速に降圧され、第１排出弁１が補給弁３より
離座して第２排出弁２の方へ移動し、ロ点で第２
排出弁２を押開くため、BPの指令空気は急動弁
の出口EXより排出されて急速に降圧し、ハ点で
大気圧となる。一方、QACの圧力空気は、第１
排出弁１の補給弁３からの離座によつて、該第１
排出弁１の排気用内通路１１及び排気孔１２を通
つて出口EXより排出されるので、QACはイ点よ
り少し遅れたニ点から降圧を始めるが、この排気
量に余裕があるため、一点鎖線で示す常用ブレー
キにおけるQACの排気速度よりやや速い降圧速
度をもつて降圧する。そして、QACがホ′点で大
気圧になると、第２排出弁２が閉じてブレーキ弛
めが可能な状態となり、運転手のブレーキ弛め操
作によつてBPに圧力空気が供給されると、BPが
ヘ′点から一定の昇圧速度で昇圧する。この時、
室ａの圧力が室ｂより大きくなつて第１排出弁１
が補給弁３を押開くため、CRの圧力空気（BPの
圧力がCRより高くなつたときはBPの圧力空気）
がQACに補給され、QACはヘ′点より少し遅れた
ト′点より昇圧する。斯してBP，QACはチ′点及
びリ′点で元の圧力に戻つて非常ブレーキの一連
の弛め動作が完了するのである。このように、上
記の急動弁は、非常ブレーキ時の動作に伴つて
BP及びQACの圧力を変化させるものであるか
ら、QACの圧力を大気圧まで降圧する時間t₁を短
縮すれば、全体としてブレーキが完全に弛むまで
の時間ｔを更に短縮できるはずであり、この点で
上記急動弁はまだ改良の余地が残されていたので
ある。

この考案は、叙上の改良を施すべくなされたも
のであつて、QACの新規な排気促進手段を上記
急動弁に設けることにより、該目的を達成したも
のである。

以下、この考案に係る急動弁について第１〜５
図を参照しながら詳細に説明する。

第１図は、この考案の一実施例を示す断面図で
あつて、ここに１は第１排出弁、２は第２排出
弁、３は補給弁、４は筒状弁、５はこれらの弁を
内蔵した弁篭である。

第１排出弁１は、前述の急動弁においても内蔵
されていたが、後述の筒状弁４及び補助排気孔１
４を新たに設けた点が大きく相違する。即ち、こ
の第１排出弁１は、ピストン１５の片側に第２排
出弁２を押圧開弁する長い弁棒１３が一体に突設
され、且つ反対側に補給弁３を押圧開弁する短か
い弁棒１６が一体に突設された所謂ピストン型弁
であつて、この第１排出弁１は、該ピストン１５
と筒状弁４との間に張設された押圧ばね６によつ
て押圧されており、常態では、第１図に示すよう
に短かい弁棒１６の開口端部１６１が該補給弁３
の弁頭部３１に当接すると共に、反対側の長い弁
棒１３の閉鎖端部１３１が第２排出弁２から離座
している。この第１排出弁１の内部には、短かい
弁棒１６の開口端部１６１より長い弁棒１３の閉
鎖端部１３１の近くまで延びる排気用内通路１１
が形成されており、長い弁棒１３の途中の小径部
１３２には、該排気用内通路１１と連通する径方
向の排気孔１２が穿設されている。更に、該弁棒
１３は、閉鎖端部１３１も小径とされており、こ
の小径閉鎖端部に、排気用内通路１１と連通する
もう一つの径方向の補助排気孔１４が穿設されて
いる。

また、この第１排出弁１のピストン１５周縁部
には、変形自在なドーナツ状の膜板１７の内周縁
が埋着され、該膜板１７の外周縁は、ピストン収
納室周壁のＶ字溝５１に埋着されている。而して
このピストン収納室は、該ピストン１５と該膜板
１７によつて二つの室ａ及びｂに仕切られてお
り、一方の室ａは通路７を介して第２排出弁２の
弁室ｃに、他方の室ｂは通路７１を介してQAC
に、夫々連通している。

一方、第２排出弁２は、通路７２を介してBP
と連通する上記の弁室ｃに内蔵されており、背後
の押圧ばね６１によつて押圧されて常態では該第
２排出弁２の弁頭部２１が、弁室ｃと排気室ｄと
を連通する大径連通口５２の口縁弁座部５２１に
着座している。而して、この第２排出弁２が第１
排出弁１の弁棒１３により押圧されて口縁弁座部
５２１から離座すると、弁室ｃと排気室ｄとが大
径連通口５２を介して連通し、BPからの圧力空
気（指令空気）が通路７２、弁室ｃ、大径連通口
５２、排気室ｄ及び通路７３を経て、出口EXよ
り排出されるようになつている。

また、補給弁３は、通路７４を介してCR更に
はBPが連通する弁室ｅに内蔵されており、背後
の押圧ばね６２により押圧されて常態では該補給
弁３の弁頭部３１が、弁室ｅと前述の室ｂとの仕
切壁５３に設けられた弁棒挿通口５４の口縁弁座
部５４１に着座している。而して、この補給弁３
が第１排出弁１の短かい弁棒１６により押圧され
て口縁弁座部５４１から離座すると、該弁棒１６
の外面に形成された連通溝１６２を介して室ｂと
弁室ｅが連通し、CRからの圧力空気（BPの方が
CRより高圧となつたときはBPからの圧力空気）
が通路７４、弁室ｅ、連通溝１６２、室ｂ及び通
路７１を経てQACに補給されるようになつてい
る。

前述の補助排気孔１４と並んでこの考案の特徴
点である筒状弁４は、第２排出弁２を押圧開弁す
る第１排出弁１の弁棒１３に摺動自在に外嵌され
たもので、第２〜３図から解るように、その長さ
が該弁棒１３より〓だけ短縮されている。この筒
状弁４は、弁棒１３の途中の小径部１３２とオー
バラツプする周壁部分に、排気室ｄと連通する排
気孔４１が穿設されると共に、ピストン側の端部
にはばね座兼用の係止フランジ４２が周設されて
いる。また、この筒状弁４は、弁棒１３に外嵌さ
れた状態で、室ａと排気室ｄとの仕切壁５５に形
成した筒状弁挿通口５５１に摺動自在に挿通され
て排気室ｄを貫通しており、常態では第２排出弁
２側の開口端部４３が押圧ばね６の力で該第２排
出弁２の弁頭部２１に着座している。そして、こ
の着座状態において、係止フランジ４２と仕切壁
５５との間に間隙ｋが生じるように、且つ該フラ
ンジ４２とピストン１５との間に〓より大きい間
隙ｍが生じるように構成されており、またこの筒
状弁４を押圧するばね６は、第２排出弁２及び補
給弁３の夫々の押圧ばね６１，６２よりもばね力
の小さなものを使用してある。従つて、この筒状
弁４は、第１排出弁１が第１図の位置から第２排
出弁２の方へ向つて移動し、第２図のように弁棒
１３の閉鎖端部１３１が第２排出弁２に当接する
までの間は停止したままであり、この為第２図の
状態に於ては、筒状弁４のフランジ４２とピスト
ン１５との間隙が〓に短縮されると共に、第１排
出弁１のもう一方の弁棒の開口端部１６１と補給
弁３との間にｍ−〓の間隙が生じるのである。そ
してこの第２図の状態から第１排出弁１が更に第
２排出弁２の方へ移動すると、第３図のように、
筒状弁４がフランジ４２によつて仕切壁５５に係
止され、且つ第１排出弁１もピストン１５によつ
て筒状弁４に当止されるようになり、このとき、
第２排出弁２の弁頭部２１と口縁弁座部５２１と
の間にｋ＋〓の間隙が生じると共に、該弁頭部２
１と筒状弁４の開口端部４３との間に〓の間隙が
生じるのである。それ故、第２図の状態では
QACから第１排出弁１の排気用内通路１１に導
入された圧力空気の排出が、弁棒１３及び筒状弁
４の夫々の排気孔１２及び４１を経て行なわれる
だけであるが、第３図の状態では、更に補助排気
孔１４を介して〓の間隙からも排気されるように
なつており、大巾な排気促進ができるのである。

以上のように構成した急動弁の動作を第５図の
圧力線図を併用して次に説明する。即ち第５図は
この考案に係る急動弁を三圧力式制御弁に採用し
たときのBP及びQACの夫々の圧力線図であつ
て、常用ブレーキの場合を実線と一点鎖線で、非
常ブレーキの場合を破線と二点鎖線で示したもの
であるが、今、実線のイ点に於て、運転手の常用
ブレーキ操作が行なわれると、BP圧力は所定の
降圧速度で降圧され、ヌ点で所定の常用ブレーキ
のBP圧力に達する。このBP圧力の降圧に伴なつ
て、三圧力式制御弁の常用弁が作動し、該常用弁
を介して供給空気溜からの圧力空気がブレーキシ
リンダに供給されて常用ブレーキがかけられるこ
とは云うまでもない。そして運転手のブレーキ弛
め操作が行なわれると、BP圧力はル点から昇圧
し、オ点で元のBP圧力差に戻る。このBP圧力の
昇圧に伴なつて三圧力式制御弁の常用弁が動作
し、ブレーキシリンダ内の圧力空気が該常用弁を
経て大気に排出されてブレーキの弛めが行なわれ
ることは云うまでもない。

このような常用ブレーキ時のBP圧力の変化に
より、急動弁は次のように動作する。即ち、BP
圧力がイ点から所定速度で降圧すると、それに伴
なつて弁室ｃ及びａ室が降圧し、それまでBP圧
力とほぼ同圧に保たれていたQACに連通する室
ｂの圧力よりも低圧となるため、両室ａ，ｂの圧
力差によつて第１排出弁１が第２排出弁２の方へ
移動し、該第１排出弁１の弁棒１３が第３排出弁
２に当接して第２図の状態となる。この場合、
BP圧力の降下速度は第５図に示すように遅いの
で、室ａと室ｂの圧力差は大きくなく、従つて第
２排出弁２をその背後の押圧ばね６１に抗して押
開くまでには到らない。かくして第２図の状態が
維持され、第１排出弁１の他方の弁棒１６と補給
弁３の弁頭部３１との間に前述のようにｍ−〓の
間隙ができるので、QACからの圧力空気は通路
７１、室ｂ、弁棒１６の連通溝１６２、排気用内
通路１１、弁棒１３の排気孔１２、筒状弁４の排
気孔４１、排気室ｄを通つて出口EXより排出さ
れる。このため、QACの圧力はイ点より少し遅
れてワ点からBPと同じ降圧速度で降圧する。そ
してBP圧力が所定の常用ブレーキ指令圧力に達
するヌ点とほぼ同時点カまでQAC圧力が降圧す
ると、第１排出弁１は押圧ばね６の抗力で第１図
の状態に復帰して弁棒１６の開口端部１６１が補
給弁３の弁頭部３１に着座し、これによつて上記
のQACの排気経路が遮断されるため、QACの排
気は停止し、BP圧力よりも少し高い圧力値に維
持される。その後、ブレーキ弛め操作に伴なつて
BP圧力がル点から上昇すると、弁室ｃ及び室ａ
が昇圧し、室ａの圧力がQAC圧力を超えるヨ点
を過ぎると、室ｂの圧力の方が低くなるため、こ
の圧力差によつて第１排出弁１は補給弁３の方へ
移動し、第４図のように弁棒１６によつて補給弁
３を押開く状態となる。従つて、CRからの圧力
空気が通路７４、弁室ｅ、弁棒１６の連通溝１６
２、室ｂ、通路７１を通つてQACに補給され
る。ただし、この補給によてCRの圧力も若干低
下するため、BP圧力が元の所定圧力に完全に戻
るオ点の少し前において、BP圧力の方がCR圧力
よりも高くなつたときは、BPからの圧力空気が
CRに供給されると共にQACにも供給されること
になる。かくしてQACには圧力空気が補給され
るので、ヨ点より少し遅れてタ点からBPの昇圧
速度と等しい速度で昇圧する。そして、BP圧力
がオ点で元の圧力値に戻ると、押圧ばね６２の抗
力によつて補給弁３及び第１排出弁１は共に復帰
を始め、オ点より少し遅れてQAC圧力が元の圧
力値に戻るレ点で補給弁３及び第１排出弁１が第
１図の状態に完全に復帰する。

このように、常用ブレーキ時に於ては、QAC
の排気及び補給が行なわれるが、第２排出弁２の
開弁によるBP圧力空気の急排出動作は行なわれ
ず、従つて本来の急動弁としての機能を果しては
いない。尚、上述の常用ブレーキ時のBP及び
QACの圧力線は、第６図に示す改良前の急動弁
の場合の圧力線と同一であることは云うまでもな
い。

一方、非常ブレーキ時においては、運転手の非
常ブレーキ操作により、二点鎖線で示すように
BP圧力がイ点から大きい降圧速度で降圧する。
このため急動弁の弁室ｃ及び室ａが急激に降圧
し、室ａと室ｂとの間に大きい圧力差を生じる。
従つて第１排出弁１は、この大きな圧力差によつ
て第２排出弁２の方に移動して弁棒１３で第２排
出弁２を押圧し、押圧ばね６１に抗して口縁座部
５２１より離座させる。このように第２排出弁２
が離座すると、この第２排出弁２の弁頭部２１に
着座している筒状弁４も押圧ばね６によつて第２
排出弁２の方へ押圧されているため、着座状態を
維持しながら第２排出弁２と共に移動し、やがて
筒状弁４のフランジ４２が仕切壁５５に係止す
る。この状態に於ては、第２排出弁２の弁頭部２
１と口縁弁座部５２１との間にｋの間隙が生じて
おり、従つてBPからの圧力空気は通路７２、弁
室ｃ、該ｋの間隙、大径連通口５２、排気室ｄを
通つて出口EXより大気中に排出されるが、筒状
弁４は第２排出弁２に着座したままであるので、
QACからの圧力空気は通路７１、室ｂ、弁棒１
６の連通溝１６２、補給弁弁頭部３１と弁棒１６
の開口端部との間隙（この状態ではｍの間隙とな
つている）、排気用内通路１１、弁棒１３の排気
孔１２、筒状弁４の排気孔４１、排気室ｄを墜つ
て出口EXより排出されるだけである。けれども
第１排出弁１は、室ａと表ｂとの大きい圧力差に
よつて、更に第２排出弁２を押圧移動させ、該第
１排出弁１のピストン１５の筒状弁４に当接した
位置ではじめて停止する。この状態を表わしたの
が第３図であつて、図示のように、第２排出弁２
の弁頭部２１と口縁弁座部５２１との間隙がｋ＋
〓に拡張され、補給弁３の弁頭部３１と第１排出
弁１の弁棒１６との間隙もｍ＋Ｋに拡張されてお
り、更に第２排出弁２の弁頭部２１が筒状弁４よ
り離れて〓の間隙が形成されている。この為、
BPからの圧力空気の排出はより急激となり、ま
たQACからの圧力空気の排出についても、第１
排出弁１の弁棒１３に形成した補助排気孔１４、
及び上記第２排出弁２の弁頭部２１と筒状弁４と
の〓の間隙を通じての排気動作が更に加わるの
で、著しく促進されるのである。従つて、BP圧
力は、第２排出弁２が開くロ点から更に降圧速度
を増して急降下し、ハ点で大気圧となり、また
QAC圧力もイ点より少し遅れたニ点から降圧し
始め、ロ点とほぼ同時点から常用ブレーキの場合
よりもかなり速い降圧速度で降圧し、ホ点で大気
圧となる。このようにして、急動弁が作動し、
BP圧力が急激に大気圧まで下がると、それに対
応して常用弁が作動し、供給空気溜からの圧力空
気が常用弁を介してブレーキシリンダに急速に供
給されて非常ブレーキがかけられることは云うま
でもない。尚、QACがほぼ大気圧になつた時、
第１排出弁１、筒状弁４及び第２排出弁２は、押
圧ばね６及び６１の抗力で第１図の状態に復帰
し、上記のBPの排気経路及びQACの排気経路が
いずれも遮断される。

次いで、運転手がブレーキ弛め操作を行ない、
BPに圧力空気が供給されると、BP圧力はヘ点か
ら昇圧し、一方、QAC圧力は、室ａの方が室ｂ
より高圧となつて第１排出弁１が補給弁３を押開
いて第４図の状態となつた後、常用ブレーキ後の
弛め作用の場合と全く同様に挙動するのである。
従つて、BP圧力はヘ点から、またQAC圧力は少
し遅れてト点から、共に常用ブレーキ後の弛めの
場合と同様に昇圧し、チ点及びリ点でいずれも元
の圧力値に達する。かくしてブレーキ弛め動作が
完了すると、急動弁は第１図の状態に戻り、次の
非常ブレーキに備えることになるが、このブレー
キ弛めの際には、前述のQAC排気促進動作によ
つてQACの圧力が大気圧になるまでの時間が改
良前の急動弁の場合に比べて大巾に短縮され、従
つて、ブレーキが完全に弛むまでの時間はＴとな
り、改良前の所要時間ｔよりもt₁−t₁だけ短縮さ
れるのである。

以上の説明から理解できるように、この考案の
急動弁は、第１排出弁１の弁棒１３に形成された
補助排気孔１４と、該弁棒１３に外嵌された筒状
弁４とより成るQAC排気促進手段を設けたこと
によつて、非常ブレーキ後、弛めまでに要する時
間の大巾な短縮が可能となり、昨今の過剰列車ダ
イヤの事情を勘案すれば、すこぶる有用なもので
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の一実施例の断面図、第２
図、第３図、第４図はいずれも同実施例の異なる
動作態様を示す断面図、第５図はこの考案の急動
弁を三圧力式制御弁に用いた場合のBP及びQAC
の圧力線図、第６図は改良前の急動弁を三圧力式
制御弁に用いた場合の同圧力線図、第７図は改良
前の急動弁の模式説明図である。１……第１排出弁、１１……排気用内通路、１
２……排気孔、１３……弁棒、１４……補助排気
孔、２……第２排出弁、３……補給弁、４……筒
状弁、４１……排気孔、BP……ブレーキ管、
QAC……急動空気溜、CR……定圧空気溜。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

排気用内通路１１及び排気孔１２を有し常用ブ
レーキ時及び非常ブレーキ時に動作して急動空気
溜QACからの圧力空気を排出する第１排出弁１
と、該第１排出弁１によつて非常ブレーキ時に開
弁されてブレーキ管BPからの圧力空気を排出す
る第２排出弁２と、前記第１排出弁１によつてブ
レーキ弛め時に開弁されて急動空気溜QACに圧
力空気を補給する補給弁３とを内蔵した急動弁に
於て、上記第２排出弁２を開弁する第１排出弁１
の弁棒１３に、該弁棒１３より若干短かくかつ排
気孔４１を有する筒状弁４を摺動自在に外嵌して
第２排出弁２に着座させ、非常ブレーキ時に第２
排出弁２が開弁すると筒状弁４と第２排出弁２と
の間に間隙を生じるように構成すると共に、上記
第１排出弁１の弁棒１３に排気用内通路１１と連
なる補助排気孔１４を更に形成し、非常ブレーキ
時に上記急動空気溜QACからの圧力空気を第１
排気弁１の排気用内通路１１、排気孔１２及び筒
状弁４の排気孔４１を通じて排出させると同時
に、前記の補助排気孔１４及び間隙を通じても排
出させるようにしたことを特徴とする、車両用ブ
レーキ装置の急動弁。