JP2000190840A - スプリング式自動貫通液圧ブレ―キ用分配弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】複雑な制御装置を必要としない列車用のスプリ
ング式自動貫通液圧ブレーキを可能にする分配弁を提供
する。 【解決手段】ロッドＣの両側にロッドより直径の大きな
ピストンＡとピストンＢを配し、ピストンＡのロッド側
でない方にスプリングＤを設け、ピストンＢのロッド側
でない方のシリンダにはブレーキ管を接続する。ピスト
ンＡはスプリングでロッド側に押され、ピストンＢもブ
レーキ管の圧力でロッド側に押されるため、両ピストン
とロッドは一体となって移動するが、ピストンＡ方向に
移動すればロッドに設けた作用棒で吐き出し弁Ｅが開
き、ピストンＢ方向に移動すればロッドに設けた作用棒
で供給弁Ｆが開き、中央部では両弁共閉じるようにす
る。

Description

【発明の詳細な説明】 以下は水を使用した場合の説明である。給水ポンプで機
関車を含めた各車両のスプリング式アーキムレーターに
ブレーキ管を通じて圧力水を溜め、ブレーキ管圧力が分
配弁の設定圧力以下になれば、設定圧力とブレーキ管圧
力の差に比例して機関車は元空気溜めに相当するアーキ
ムレーター、被牽引車両は各車両に設けた実物の補助空
気溜めに相当するアーキムレーターの圧力水をブレーキ
シリンダに送ってブレーキをかける装置で実物の空気式
自動貫通ブレーキと少し似ているが、本発明は圧縮でき
ない水の特性を利用した装置である。分配弁はスプリン
グの力と、ピストンＢにかかるブレーキ管圧により生ず
る力とピストンＡのロッド側の有効面積にかかるブレー
キシリンダ圧により生ずる力の和、が釣り合えば供給弁
と吐き出し弁は閉じ、スプリングの力が勝れば供給弁が
開いて吐き出し弁は閉じ、逆の場合は供給弁が閉じて吐
き出し弁が開く構造である。ブレーキ管が高圧になって
も、ストロークが小さいので分配弁のスプリングは設定
された状態を保ち、正常なブレーキ操作が行える。ブレ
ーキ時にはポンプ、または実物の元空気溜めに相当する
アーキムレーターとは連絡しないのでブレーキ管は分配
弁のスプリングによる設定圧力となって、設定圧力から
の減圧となるからである。実物の被牽引車両の補助空気
溜め、に相当する分配弁用のアーキムレーターは容量が
ブレーキシリンダ以上で圧力が分配弁の設定圧力以上で
あればよいので、面倒な調整機構は不必要となる。例と
して、給水ポンプと元空気溜めに相当するアーキムレー
ターを直結して圧力の上昇による負荷の増大で給水ポン
プは停止する、といった方法でもよく、ボイラと給水ポ
ンプの間にレギュレーター設けて蒸気圧を一定にすれ
ば、更に確実にポンプ停止時の圧力の調整ができる。以
上は圧縮できない面の利点であるが、この分配弁は設定
圧用のスプリング力の変化を抑えるため、ストロークが
僅かなのでブレーキハンドルでの減圧のための排出量が
少なく、ブレーキ力の調節が困難になる危惧があるの
で、設定圧力が分配弁と同じスプリング式アーキムレー
ターをブレーキ管の一部として、ブレーキハンドル部に
設ける。このアーキムレーターもストロークの規制によ
り設定圧力以上の圧力水は供給しないので、ブレーキハ
ンドルの操作が容易になる。また、この分配弁の特性を
利用してブレーキ管に元空気溜めに相当するアーキムレ
ーターから設定圧より低圧に減圧された圧力水を供給で
きるようにすれば、ブレーキ装置各部からの漏洩があっ
ても減圧水は分配弁用アーキムレーターとブレーキシリ
シリンダに供給されて、自動ブレーキの苦手な長時間の
制動が可能となる。設定上の最大減圧を行ったブレーキ
管圧とその時に生ずる最大ブレーキシリシリンダ圧がそ
れぞれのピストンに力を及ぼすが、その合計が分配弁の
スプリングの力と等しいので、それ以下の圧力では供給
弁が開放されて、自動ブレーキでありながら直通ブレー
キのような作動も行うので以上のようになる。他に本発
明の分配弁を使用した水圧式ブレーキの利点は次の通り
である。 （１）計器圧で５ｋｇ／ｃｍ^２の圧縮空気をつくるには
大気を１／６に圧縮する必要があり、蒸気駆動の直動式
では圧縮途中でも圧縮末期と同じ力をかけることになる
が給水ポンプではそのような無駄がないため空気圧縮機
に較べて能力の小さいポンプが使用できる。 （２）モーター駆動の給水ポンプの場合も（１）と同じ
理由で乾電池が使用できる。 （３）自動ブレーキ弁、ブレーキシリンダ、分配弁、ア
ーキムレーターへの給油が不要である。 （４）空気と較べて水は粘性が大きくて各部からの洩れ
が少ない。 （５）各車両の分配弁、ブレーキハンドル部の設定圧力
の調整だけを正確に行えば機関車の重連運転、被牽引車
両の互換性が可能となる。 （６）ブレーキ時にはブレーキ管には殆ど水の移動はな
く、ただ圧力を伝えるだけなのでスケールに合った径の
管が使用できる。 （７）ブレーキ管の圧力を高くできるので、空気式ブレ
ーキ自動弁の「ユルメ」位置が省略でき、給気弁も不要
になるため自動ブレーキ弁の構造が簡潔になる。 （８）分配弁用のアーキムレーターが空の状態でも、設
定圧以下の圧力水を送ればアーキムレーターにはその圧
まで込められ、設定圧との圧力差に応じたブレーキシリ
ンダ圧が得られる。

【図面の簡単な説明】 図の設定用スプリングはピストンＡに設定した圧力が
かかった時に生ずる力と等しい力とする。ブレーキシリ
ンダ用ピストンの有効面積はピストンＡより連結ロッド
Ｃの断面積を引いた面積である。図の場合は、ピストン
Ａ、Ｂは同径でＡ，Ｂ，Ｃは連結しない。Ｄは供給弁、
Ｅは吐き出し弁でロッドＣに固定された作用棒Ｆ_１とＦ
_２により、押棒を介して開閉される。ブレーキ管が減圧
されると分配弁ピストンＡが右方に移動して供給弁Ｄを
開け、ブレーキシリンダに圧力水を供給するが、その圧
力はブレーキシリンダ用ピストンにもかかり、両ピスト
ンにかかる力の和が設定用スプリングと等しくなればピ
ストンＡは左方に移動して供給弁、吐き出し弁を閉じて
釣り合う。逆にブレーキ管圧が増えれば、その分ブレー
キシリンダ圧が減り、設定圧以上になればブレーキは解
除される。図、図は設定圧５ｋｇ／ｃｍ^２の水を使
用した装置の実施例である。図は弁を同一面に配置し
ただけで、図と原理的には同じである。減圧量１．４
ｋｇ／ｃｍ^２を最大減圧量として、その時のブレーキシ
リンダ圧が３．５ｋｇ／ｃｍ^２になるようなピストン比
になっている。分配弁ピストンの面積をＳ，ブレーキシ
リンダ用ピストンの面積をＳ_１，ブレーキシリンダ圧を
Ｐ，ブレーキ管圧をＰ_１とすれば、５Ｓ＝Ｐ_１Ｓ＋ＰＳ
_１の式がなりたち、前記の数値を代入すればＳ_１＝０．
４Ｓとなり、ピストンＡ，Ｂの直径を１３ｍｍとすれば
ロッドの直径は１０ｍｍとなる。５ｋｇ／ｃｍ^２からの
減圧量をｒとすれば ｒ−５−Ｐ_１ となるのでブレー
キ管圧によるブレーキシリンダ圧を表す式はＰ＝２．５
ｒとなる。図はシステム全体の略図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ロッドＣの両側にロッドより直径の大きなピストンＡと
   ピストンＢを配し、 ピストンＡのロッド側でない方にスプリングＤを設け、
   ピストンＢのロッド側でない方のシリンダにはブレーキ
   管を接続する。ピストンＡはスプリングでロッド側に押
   され、ピストンＢもブレーキ管の圧力でロッド側に押さ
   れるため、 両ピストンとロッドは一体となって移動するが、ピスト
   ンＡ方向に移動すればロッドに設けた作用棒で吐き出し
   弁Ｅが開き、ピストンＢ方向に移動すればロッドに設け
   た作用棒で供給弁Ｆが開き、中央部では両弁共閉じるよ
   うにする。ロッドは両ピストンの中間部のシリンダに収
   まり、ピストンＡとロッドのシリンダの間の空間にブレ
   ーキシリンダ、供給弁Ｆ、吐き出し弁Ｅが接続し、供給
   弁Ｆは実物の補助空気溜めに相当するアーキムレーター
   に接続している、スプリングにより制御される、スプリ
   ング式自動貫通液圧ブレーキ用分配弁。