JPS6238059Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は、鉄道車輛に使用される圧縮空気に
より駆動されてワイパ腕を往復揺動させ、ワイパ
腕に取付けたゴムブレードにより窓ガラスに付着
した雨滴を拭き取る空気式ワイパに付設されて、
ワイパの始動、停止や揺動の速さを制御する制御
弁に関し、鉄道車輌用空気式ワイパを安定して動
作させることのできる制御弁を得ることを目的と
して考案されたものである。

先ず空気式ワイパの構造、動作の概要を、従来
構造を示す第１図により説明すると、両端を蓋
１，１で塞いだ主シリンダ２内に、ラツク３で連
結された２個のピストン４，５が嵌合しており、
ラツク３は軸６により主シリンダ２に軸受された
扇形歯車７と噛合している。軸６は、シリンダ２
を貫通してシリンダ外においてワイパ腕８を結合
される。腕８の先端部には、ゴムブレード（図示
せず）を取付ける。主シリンダ２の外側面には蓋
９，９で両端を塞がれた弁シリンダ１０が設けら
れており、その内部に４個の環突条１１ａ，１１
ｂ，１１ｃ，１１ｄを持つた摺動弁１１を嵌合し
ている。弁シリンダ１０の中央部には圧縮空気入
口１２が設けられ、主シリンダ２の側壁内に設け
た空気通路１３，１４が弁シリンダ１０の中央部
両側に通じ、弁シリンダ１０の両端部は通路１
５，１６により主シリンダの中間部に通じ、弁シ
リンダ１０の中間部は通路１７，１８により主シ
リンダ２の中央部に通じている。入口１２には制
御弁１９を持つ圧縮空気管２０が接続される。

この従来の摺動弁１１の作用は次の通りであ
る。ピストン４，５、摺動弁１１が第２図の状態
にあるとき、入口１２から圧縮空気を送ると、圧
縮空気は矢印ａ，ｂ，ｃのように流れて通路１４
から右のピストン５の右方の主シリンダ２に入
り、ピストン５を左方へ押す。左のピストン４の
左方の主シリンダ内にあつた空気は、矢印ｄ，
ｅ，ｆ，ｇのように通路１３、弁シリンダ１１、
通路１７を通つて主シリンダ２の中央部に入り、
図示しない出口からシリンダ外に排出される。こ
れにより、ピストン４，５が左方へ移動すると、
ラツク３のため扇形歯車７が駆動されてワイパ腕
８が右方へ揺動し、ピストン４，５等は第１図の
状態になる。

ピストン４，５が左方へ移動し終ると、第１図
に見るように通路１６が主シリンダ２の右部に開
口し、圧縮空気が弁シリンダ１０の右端部に入つ
て摺動弁１１を左方へ移動させる。これにより上
記の場合と左右対称的に通路が切換えられて、ピ
ストン４，５は右方へ押され、ワイパ腕８は左方
へ揺動する。これを繰返して窓を拭くことができ
る。ワイパの作動を開始するには、制御弁１９を
開き、停止させるにはこれを閉じ、ワイパ腕８の
揺動速さを増減させるには制御弁１９の開度を調
節する。

このような作用をする制御弁１９は、従来は第
３図に示すようなものが使用されていた。第３図
において、弁体２１には空気管２０を接続する空
気入口２２、空気出口２３が形成されている。こ
れらは傾斜通路２４、縦通路２５、横通路２６に
より連通しており、縦通路２５は、弁体２１に螺
合した螺杆２７をハンドル２８により回転させ
て、その先端に設けられたニードル弁２９を昇降
させることにより開閉され、また圧縮空気流量を
調節するようにされている。

以上のように構成され、動作する空気式ワイパ
の従来の制御弁のニードル弁開度とワイパ腕の揺
動速さとの関係は、ワイパ腕に加わる負荷抵抗が
一定ならば、第４図のようにほぼ直線的になる。
ところが、ワイパ腕の揺動速さが、１分間に約30
回の往復動以下の低速動作域では、窓ガラスに石
鹸水、油等が付着してゴムブレードの摺動抵抗が
極端に小さくなると、主シリンダ２内の作動圧が
低下し、従つて制御弁の摺動弁１１を駆動する力
が弱くなり、弁１１の運動が、これに嵌着したＯ
リングの抵抗等のため不安定になつたり動かなく
なつてしまうことがある。ワイパを起動させると
きには必ず低速域を通るので、このような不安定
な揺動があることは、操作者にワイパに故障を生
じたかとの余計な心配を起させたり、気持を動揺
させたりして好ましくない。低速域での動作不安
定を避けるには、ピストン４，５の摺動抵抗を増
して作動圧を引上げたり、摺動弁１１の摺動抵抗
を小さくしたり、空気の通路１７，１８を絞つて
ピストン４，５の背圧を上げたりすることが考え
られるが、何れも効果に限界があり、またワイパ
の性能を悪くするものもあり好ましくない。

この考案は、ニードル弁の弁座を浮動自在とす
ると共にこれを短絡する圧縮空気の細通路を設け
ることにより、作動の不安定となる低速域を飛越
して高速域から作動を開始するようにした鉄道車
輌用空気式ワイパの制御弁を得たものである。

以下第５図の実施例により、この考案の制御弁
を説明する。第３図の従来構造と同等部分は同符
号を付して説明を省略する。なお、本明細書にお
いて各部の位置、方向を示す上下は、図面によつ
ている。

ニードル弁２９の設けられる垂直通路２５の下
部はシリンダ３０となつていて、これに浮動弁座
３１を昇降自在に嵌合している。浮動弁座３１は
中央の縦通路３２にニードル弁２９を挿入してこ
の通路３２を通る圧縮空気量を調節するように作
用するものであり、シリンダ３０内を摺動する大
径の上部外周面に空気を遮断するＯリングを嵌着
し、小径の下部外周面との間に段３６を形成して
いる。縦通路３２の側方には、この通路３２を短
絡する細通路３３が設けられている。細通路３３
の上部は浮動弁３１がシリンダ３０の上端まで上
昇し停止したときでも間隙３５により縦通路２５
に通じるようになつており、シリンダ３０の下面
には環状のパツキング３４があつて、浮動弁座３
１が下降したとき、傾斜通路２４と縦通路３２、
細通路３３との通気を遮断するようになつてい
る。間隙３５は、図示のように浮動弁座３１の上
面に設けても、この上面に対向するシリンダ３０
の上端に設けてもよく、またこれらの面の加工を
粗くして空気が通るようにしてもよい。

このように構成したこの考案の制御弁の作用は
次の通りである。

ハンドル２８により螺杆２７を弁体２１にねじ
込むと、ニードル弁２９が浮動弁座３１を押下げ
てその下面をパツキング３４に圧接させる。これ
により空気入口２２と出口２３とは遮断され、圧
縮空気が送給されないのでワイパは不動となる。

ワイパを始動させるときは、ハンドル２８によ
り螺杆２７をねじ戻すと、ニードル弁２９の上昇
と共にこれに下圧されていた浮動弁座３１が、ニ
ードル弁と縦通路３２との摩擦力および傾斜通路
２４からシリンダ３０に入る圧縮空気が浮動弁座
３１の外周面の段３６を押上げることのため上方
に移動する。弁座３１がパツキング３４から離れ
ると、圧縮空気が弁座３１の下方に進入し、細通
路３３、間隙３５から縦通路２５を通り空気出口
からワイパに向けて流出する。細通路３３の大き
さは、これを通る圧縮空気が低速域を飛越してワ
イパを円滑に作動させ得るように定める。弁座３
１が上昇している間は、ニードル弁２９は弁座の
縦通路３２に嵌合してこれを塞いでいる。

螺杆２７をなおねじ戻して浮動弁座３１がシリ
ンダ３０の上端に当つて上昇不能となると、ニー
ドル弁２９が弁座の縦通路３２から抜出し、出口
２３から流出する圧縮空気の量が多くなり、ワイ
パの揺動速さが大きくなる。

螺杆２７を弁体内にねじ込むと、上記と逆に作
用し、ワイパの揺動速さが円滑に作動する範囲内
で次第に遅くなり、ニードル弁２９が弁座の縦通
路３２を閉じた後は、細通路３３、間隙３５を通
る圧縮空気によりワイパが不安定にならない範囲
で駆動され、浮動弁座３１がパツキング３４に当
ると圧縮空気が遮断されてワイパは停止する。

このように作用する本考案の制御弁のニードル
弁の開度とワイパ腕の揺動速さとの関係は、第６
図のようになる。

以上に説明したように、この考案の空気式ワイ
パの制御弁は、ワイパの動作が不安定になる低速
域を飛越して安定に作動する範囲と停止位置とを
結んでワイパを動作させるものであるから、ワイ
パが不安定に動作することがなく、気持よく操作
することができ、始動の最初から窓ガラスを拭く
作用が良好に行なわれる。また車輌の大きな振動
を受けても、浮動弁座に常に空気圧によるニード
ル弁側への押上げ力を加えているため、ばね等の
部品を使わないで浮動弁座を安定させることがで
きて、浮動弁座が動いて制御弁の動作を不安定に
することがなく、鉄道の車輌に使用して実用上の
効果が大きい。

なお、本考案のように浮動弁座を有する流量制
御弁として、特開昭51−118123号、実公昭48−
22735号各公報に記載されたものがあるが、これ
らは鉄道車輌用ワイパに使用されるものでないた
め、流体圧を利用して浮動弁座を動作位置に移動
させ且つその位置に保持する構造の記載がなく、
これらの公報の記載は本考案を示唆するものでは
ない。

【図面の簡単な説明】

第１図は空気式ワイパの駆動部を示す縦断面
図、第２図はこれの圧縮空気流通状態を示す縦断
略図、第３図は従来の制御弁の縦断面図、第４図
は従来の制御弁によるニードル弁の移動量とワイ
パ腕の揺動速さとの関係を略示する線図、第５図
はこの考案による制御弁の縦断面図、第６図はこ
の制御弁によるニードル弁移動量とワイパ腕の揺
動速さとの関係を略示する線図である。 １：蓋、２：主シリンダ、３：ラツク、４，
５：ピストン、６：軸、７：扇形歯車、８：ワイ
パ腕、９：蓋、１０：弁シリンダ、１１：摺動
弁、１２：圧縮空気入口、１３，１４，１５，１
６，１７，１８：空気通路、１９：制御弁、２
０：圧縮空気管、２１：弁体、２２：空気入口、
２３：空気出口、２４：傾斜通路、２５：縦通
路、２６：横通路、２７：螺杆、２８：ハンド
ル、２９：ニードル弁、３０：シリンダ、３１：
浮動弁座、３２：縦通孔路、３３：細通路、３
４：パツキング、３５：間隙、３６：段。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 下部にニードル弁２９を設けた螺杆２７を螺合
   させた弁体２１に空気入口２２と空気出口２３と
   を設け、この空気入口と出口とを結ぶ空気通路の
   中間に設けられた縦通路２５の下部にシリンダ３
   ０を形成し、このシリンダ３０内に、大径の上部
   外周面にＯリングを嵌着し小径の下部外周面との
   間に段３６を形成した浮動弁座３１を昇降自在に
   嵌合させ、浮動弁座３１にニードル弁２９を挿入
   される中央の縦通路３２と側方の細通路３３とを
   上下に貫通させて設け、シリンダ３０の下面には
   浮動弁座３１の下面に当接したとき上記の縦通路
   ３２、細通路３３の下面開口を囲み各開口を外周
   部と遮断する環状のパツキング３４を設け、浮動
   弁座３１がシリンダ３０の上端に当接したときも
   空気出口２３と細通路３３とを通じさせる間隙３
   ５を浮動弁座３１とシリンダ３０の端面との間に
   設け、空気入口２２を浮動弁座３１の下部外周に
   通じさせる傾斜通路２４を設けて成る鉄道車輌用
   空気式ワイパの制御弁。