JP2004210278A

JP2004210278A - ３状態電磁弁

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Publication number: JP2004210278A
Application number: JP2004001339A
Authority: JP
Inventors: Leon W Corley Jr; レオン・ダブリュ・コーリー・ジュニア
Original assignee: Westinghouse Air Brake Technologies Corp
Current assignee: Westinghouse Air Brake Technologies Corp
Priority date: 2003-01-07
Filing date: 2004-01-06
Publication date: 2004-07-29
Also published as: US20040130207A1; AU2004200038A1; US7222922B2; CA2449757A1; ATE375904T1; EP1437278A1; BRPI0400104A; DE602004009483D1; EP1437278B1; US20050236893A1; MXPA04000112A

Abstract

【課題】供給源圧力が排気されるという故障モードの可能性がない２個の２方向弁からなる３状態電磁弁を提供する。
【解決手段】流体流れ制御用３状態電磁弁１０は、この３状態電磁弁を流体供給源と接続するために流体供給源と係合可能である係合手段２２を有する。また、流体供給源に流体接続され、かつ制御モジュールに電気接続可能である作用パイロットソレノイド弁１２も有する。さらに、流体供給源、作用パイロットソレノイド弁、および制動装置に流体接続される作用ソレノイド弁１６を有する。作用ソレノイド弁は、制御モジュールに電気接続可能でもあり、作用パイロットソレノイド弁から流体信号を、かつ制御モジュールから電気信号を受け取ると、ブレーキの作用を開始できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、一般的には、流体制御弁に関する。より詳細には、本発明は、複数のソレノイド弁を利用して３つの動作状態を得る流体制御弁に関する。

従来技術のＲ−１０電磁弁の構成を示す図を図２に示す。以下で説明するＲ−１０電磁弁は、ウエスチングハウス・エヤー・ブレーキ・テクノロジーズ・コーポレイションにより製造および販売されている。Ｒ−１０電磁弁は、２個の２方空気流調節弁（Air Flow Management Valve）と、１個の３方作用パイロット弁と、１個の３方弛めパイロット弁とからなる。Ｒ−１０電磁弁の動作サイクルを以下で説明する。

総てのパイロット弁が消磁されると、空気溜めからの供給源圧力がＲ−１０電磁弁のユニットへ入り、作用パイロット弁を操作して開弁し、供給源圧力は、ブレーキシリンダへ入る。

作用パイロット弁が励磁されると、それにより作用パイロット弁がチョークポート側へ制限され、ブレーキシリンダ圧力が維持される。

弛めパイロット弁が励磁されると、弛めパイロット圧力が排気され、弛めパイロット弁がブレーキシリンダ圧力により開弁される。チョークサプライポートもまた、排気側へ流す。

作用パイロット弁が消磁され、弛めパイロット弁が励磁のままである間に、作用パイロット圧力が排気され、作用パイロット弁が開弁する。これにより、供給源圧力が排気ポートから無制限に流出する。

従来技術のＮ−７−Ｄ電磁弁の構成を示す図を図３に示す。以下で説明するＮ−７−Ｄ電磁弁もまた、ウエスチングハウス・エヤー・ブレーキ・テクノロジーズ・コーポレイションにより製造および販売されている。Ｎ−７−Ｄ電磁弁は、１個の２方空気流調節弁と、１個の３方空気流制御弁と、１個の３方作用パイロット弁と、１個の３方弛めパイロット弁とからなる。Ｎ−７−Ｄ電磁弁の動作サイクルを以下で説明する。

両方のパイロット弁が消磁されると、供給源圧力が空気溜めからブレーキシリンダへ直接流入する。パイロット圧力は、独立して供給される。

作用パイロット弁が励磁されると、この作用パイロット弁は、ブレーキシリンダから供給源圧力を遮断し、ブレーキシリンダ圧力が排気される。

弛めパイロット弁が励磁されると、排気ポートがブレーキシリンダから遮断され、これによりブレーキシリンダ圧力が一定に保たれる。

作用パイロット弁が消磁され、弛めパイロット弁が励磁状態のままである間に、作用パイロット圧力が排気され、作用パイロット弁がブレーキシリンダから排気ポートを遮断し、これにより供給源圧力がブレーキシリンダへ流れるようにする。

従って、本発明の主な目的は、供給／送出圧力を逃がして排気するという故障モードの可能性がない、２個の２方向弁からなる３状態電磁弁を提供することである。

また、本発明の別の目的は、弛めパイロット弁が２つの機能を有するようにする３状態電磁弁を提供することである。

さらに、本発明の別の目的は、弛めパイロット弁がブレーキシリンダ圧力を排気させるようにする３状態電磁弁を提供することである。

またさらに、本発明のさらなる目的は、作用パイロットソレノイド弁の状態に関係なく作用ソレノイド弁を閉弁する補助機構（override）を供し、供給源圧力を意図せず逃がして排気する可能性をなくす３状態電磁弁を提供することである。

また、本発明のさらに別の目的は、２個の２方向弁の単純性、サイズ、およびコストを維持しつつ、その機能の価値を高めるように設計された、３状態電磁弁を提供することである。

一つの局面によれば、本発明は、包括的には、流体流れ制御用３状態電磁弁を特徴とする。３状態電磁弁は、この３状態電磁弁を流体供給源へ接続するための流体供給源と係合可能である係合手段を有する。３状態電磁弁は、流体供給源に流体接続され、かつ制御モジュールに電気接続可能である作用パイロットソレノイド弁も有する。３状態電磁弁は、さらに、流体供給源、作用パイロットソレノイド弁、および制動装置に流体接続される作用ソレノイド弁を有する。作用ソレノイド弁は、制御モジュールに電気接続可能でもある。作用ソレノイド弁は、作用パイロットソレノイド弁から流体信号を、かつ制御モジュールから電気信号を受け取ると、ブレーキの作動を開始することができる。３状態電磁弁は、さらに、流体供給源および作用ソレノイド弁に流体接続され、また制御モジュールに電気接続可能である弛めパイロットソレノイド弁を有する。３状態電磁弁は、大気に通じる排気口、作用ソレノイド弁、弛めパイロットソレノイド弁、および制動装置に流体接続される弛めソレノイド弁も有する。弛めソレノイド弁は、制御モジュールに電気接続可能である。弛めソレノイド弁は、弛めパイロットソレノイド弁から流体圧力信号を、また制御モジュールから電気信号を受け取ることにより、制動装置から流体圧力を排出すると、流体圧力を大気へ排気することができる。

また、別の局面によれば、本発明は、包括的には、３状態電磁弁を用いた車輪滑り制御方法を特徴とする。この車輪滑り制御方法は、制御モジュールにおいて信号を生成する段階と、指令信号を複数のソレノイド弁の内の少なくとも１つに供給する段階であって、複数のソレノイド弁の内の少なくとも１つは、生成された上記信号に基づいて、供給源圧力が制動装置に加えられること、制動装置から排気されること、および制動装置において一定に維持されることの少なくとも１つを可能にする、指令信号を供給する段階とを含む。

３状態電磁弁の上述の目的および利点に加えて、本発明の様々な他の目的および利点は、本発明の以下のより詳細な説明から、特に、添付図面及び添付の特許請求の範囲と共にその説明を読めば、当業者にはより容易に明らかとなるであろう。

本発明の好適な実施形態のより詳細な説明に進む前に、同一の機能を有する同一の構成要素は、本発明の明確化および理解のために、添付図面に示される図を通して同一の参照番号で示されていることに留意するべきである。

最初に図１を参照すると、本発明の好適な実施形態に従って構成された３状態電磁弁は、包括的に参照番号１０で示される。３状態電磁弁１０は、概して、作用パイロットソレノイド弁１２と、弛めパイロットソレノイド弁１４と、作用ソレノイド弁１６と、弛めソレノイド弁１８と、流体供給源と係合可能な係合手段２２と、制動装置への流体接続部２４と、そして、大気に通じる排気口２６とを含む。

本発明の好適な実施形態の構成を示す図を、参照のために図１に提示する。本発明の３状態電磁弁１０は、この３状態電磁弁を流体供給源に接続するために流体供給源と係合可能で係合手段２２を含み、この係合手段２２は、ポートであることが好ましい。

作用パイロットソレノイド弁１２は、流体供給源に流体接続され、制御モジュール（図示せず）に電気接続可能であり、３方向常閉型であることが好ましい。

作用ソレノイド弁１６は、流体供給源、作用パイロットソレノイド弁１２、および制動装置（好ましくはブレーキシリンダであるが図示せず）に流体接続され、かつ制御モジュールに電気接続可能である。作用ソレノイド弁１６は、２方向常閉型であることが好ましい。作用ソレノイド弁１６は、作用パイロットソレノイド弁１２から流体信号を、また制御モジュールから電気信号を受け取ると、流体供給源圧力が制動装置への流体接続部２４へ送られるようにすることにより、ブレーキの作動を開始することができる。

弛めパイロットソレノイド弁１４は、流体供給源および作用ソレノイド弁１６に流体接続され、制御モジュールに電気接続可能である。弛めパイロットソレノイド弁１４は、３方向常開型であることが好ましい。

弛めソレノイド弁１８は、大気に通じる排気口２６、作用ソレノイド弁１６、弛めパイロットソレノイド弁１４、および制動装置に流体接続され、かつ制御モジュールに電気接続可能である。弛めパイロットソレノイド弁１４は、２方向常開型であることが好ましい。弛めソレノイド弁１８は、弛めパイロットソレノイド弁１４から流体圧力信号を、かつ制御モジュールから電気信号を受け取ると、流体圧力を大気へ排気することができ、それにより、流体圧力を制動装置（図示せず）から排気口２６への流体接続部を介して大気へ排気することができる。

以下は、車輪滑り制御弁として用いる場合の、この３状態電磁弁の概括的な動作サイクルの説明である。

［１］作用パイロットソレノイド弁１２および弛めパイロットソレノイド弁１４は、制御モジュールにより消磁される。次に、供給源圧力が作用パイロットソレノイド弁１２を介して３状態電磁弁に送給され、作用ソレノイド弁１６を開弁する。供給源圧力は、制動装置への流体接続部２４を介してブレーキシリンダ（図示せず）へ流される。

［２］作用パイロットソレノイド弁１２が制御モジュールにより励磁され、作用ソレノイド弁１６からのパイロット圧力が弛めソレノイド弁１８および大気へ通じる排気口へのその接続部を介して排気されるようにする。次に、作用ソレノイド弁１６が閉弁し、ブレーキシリンダ（図示せず）において圧力を一定に維持する。

［３］弛めパイロットソレノイド弁１４が制御モジュールにより励磁され、パイロット圧力が弛めソレノイド弁１８に供給されるようにする。これにより、弛めソレノイド弁１８が開弁し、弛めソレノイド弁１８は、その排気口への接続部を介して大気へブレーキシリンダ（図示せず）の圧力を排気する。弛めパイロットソレノイド弁１４を励磁することにより、パイロット圧力は、作用ソレノイド弁１６にも加えられる。このパイロット圧力は、作用ソレノイド弁１６を閉弁し続け、供給源圧力が大気へ排気されないようにする。

［４］弛めパイロットソレノイド弁１４が制御モジュールにより励磁され、作用パイロットソレノイド弁１２は制御モジュールにより消磁される。この状態では、パイロット圧力は、作用ソレノイド弁１６を最初は開弁状態に保ち、一方、弛めソレノイド弁１８内のばねは、弛めソレノイド弁１８を閉弁状態に保つ。次に、制御モジュールが弛めパイロットソレノイド弁１４を励磁した後、パイロット圧力は、作用ソレノイド弁１６を閉弁すると共に、弛めソレノイド弁１８を閉弁する。これにより、ブレーキシリンダ（図示せず）の圧力は、弛めソレノイド弁およびその排気口への接続部から大気へ排気されるが、供給源圧力は、大気へ排気されない。

状態［３］及び［４］は、同じ結果をもたらす。ブレーキシリンダ圧力は、大気へ排気され、供給源圧力は、維持される。従って、３状態電磁弁は、３つの異なる状態を有するだけである。

本発明を特に好ましい実施形態の詳細な説明により説明したが、添付の特許請求項に記載される本発明の精神または範囲から逸脱しない限り、等価物の様々な代替形態をとることができることは、当業者には容易に明らかとなるであろう。それゆえ、本発明は、添付の請求項だけでなく、下記の項目に記載の概念も、その保護の対象とすることができる。
（１）前記ソレノイド弁の内の少なくとも１つは、３方向常開型である請求項１に記載の流体流れ制御用３状態電磁弁。
（２）前記ソレノイド弁の内の少なくとも１つは、３方向常閉型である請求項１に記載の流体流れ制御用３状態電磁弁。
（３）前記ソレノイド弁の内の少なくとも１つは、２方向常開型である請求項１に記載の流体流れ制御用３状態電磁弁。
（４）前記ソレノイド弁の内の少なくとも１つは、２方向常閉型である流体流れ制御用３状態電磁弁。
（５）前記段階（ｂ）の前記指令信号は、前記複数のソレノイド弁の内の少なくとも１つに伝達され、前記作用ソレノイド弁が閉弁し、前記制動装置において供給源圧力を一定に保つようにする請求項６に記載の３状態電磁弁を用いた車輪滑り制御の方法。
（６）前記段階（ｂ）の前記指令信号は、前記複数のソレノイド弁の内の少なくとも１つに伝達され、前記弛めソレノイド弁を開弁し、流体圧力が前記制動装置から大気へ排出されるようにする請求項７に記載の３状態電磁弁を用いた車輪滑り制御の方法。
（７）前記段階（ｂ）の前記指令信号は、前記複数のソレノイド弁の内の少なくとも１つに伝達され、パイロット圧力を前記作用ソレノイド弁に加え、前記作用ソレノイド弁が閉弁して前記供給源圧力が大気へ排気されるのを防ぐようにする上記（６）項に記載の３状態電磁弁を用いた車輪滑り制御の方法。
（８）前記段階（ｂ）の前記指令信号は、前記複数のソレノイド弁の内の少なくとも１つに伝達され、前記弛めソレノイド弁を付勢して、前記弛めソレノイド弁を閉弁状態に保つ請求項８に記載の３状態電磁弁を用いた車輪滑り制御の方法。
（９）前記段階（ｂ）の前記指令信号は、前記複数のソレノイド弁の内の少なくとも１つに伝達され、前記弛めパイロットソレノイド弁を励磁し、パイロット圧力が前記弛めパイロットソレノイド弁および前記弛めソレノイド弁を開弁し、前記供給源圧力を一定に保ちつつ流体圧力が前記制動装置から大気へ排気されるようにする上記（８）項に記載の３状態電磁弁を用いた車輪滑り制御の方法。

本発明の好適な実施形態の構成を示す図である。従来技術のＲ−１０電磁弁の構成を示す図である。従来技術のＮ−７−Ｄ電磁弁の構成を示す図である。

符号の説明

１０３状態電磁弁
１２作用パイロットソレノイド弁
１４弛めパイロットソレノイド弁
１６作用ソレノイド弁
１８弛めソレノイド弁
２２係合手段
２４流体接続部
２６排気口

Claims

流体流れ制御用３状態電磁弁であって、
ａ）該３状態電磁弁を流体供給源と接続するために該流体供給源と係合可能である係合手段と、
ｂ）前記流体供給源に流体接続され、かつ制御モジュールに電気接続可能である作用パイロットソレノイド弁と、
ｃ）前記流体供給源、前記作用パイロットソレノイド弁、および制動装置に流体接続され、かつ前記制御モジュールに電気接続可能である作用ソレノイド弁であって、前記作用パイロットソレノイド弁から流体信号を、そして前記制御モジュールから電気信号を受け取ると、ブレーキの作動を開始する、該作用ソレノイド弁と、
ｄ）前記流体供給源および前記作用ソレノイド弁に流体接続され、かつ前記制御モジュールに電気接続可能である弛めパイロットソレノイド弁と、
ｅ）大気に通じる排気口、前記作用ソレノイド弁、前記弛めパイロットソレノイド弁、および前記制動装置に流体接続され、かつ前記制御モジュールに電気接続可能である弛めソレノイド弁であって、前記弛めパイロットソレノイド弁から流体圧力信号を、そして前記制御モジュールから電気信号を受け取ることにより流体圧力を大気へ排気し、それにより、前記制動装置から流体圧力を排気する、該弛めソレノイド弁と、を備える流体流れ制御用３状態電磁弁。
前記制動装置は、ブレーキシリンダである請求項１に記載の流体流れ制御用３状態電磁弁。
該３状態電磁弁を前記流体供給源と接続するために前記流体供給源と係合可能である前記係合手段は、ポートである請求項１に記載の流体流れ制御用３状態電磁弁。
３状態電磁弁を用いた車輪滑り制御方法であって、
（ａ）制御モジュールにおいて信号を生成する段階と、
（ｂ）指令信号を複数のソレノイド弁の内の少なくとも１つに供給する段階であって、該複数のソレノイド弁の内の少なくとも１つは、生成された前記信号に基づいて、供給源圧力が制動装置に加えられること、制動装置から排気されること、および制動装置において一定に維持されることの少なくとも１つを可能にする、該指令信号を供給する段階と、を含む３状態電磁弁を用いた車輪滑り制御の方法。
前記段階（ｂ）の前記指令信号は、前記複数のソレノイド弁の内の少なくとも１つに伝達され、前記作用パイロットソレノイド弁および前記弛めパイロットソレノイド弁を消磁し、前記流体供給源が前記３状態電磁弁に入り込み、前記作用ソレノイド弁を開弁して、前記流体供給源の供給源圧力が前記制動装置へ流れることを可能にするようにする請求項４に記載の３状態電磁弁を用いた車輪滑り制御の方法。
前記段階（ｂ）の前記指令信号は、前記複数のソレノイド弁の内の少なくとも１つに伝達され、前記作用パイロットソレノイド弁を励磁し、パイロット圧力が前記作用ソレノイド弁から大気に通じる排気口へ流れるようにする請求項４に記載の３状態電磁弁を用いた車輪滑り制御の方法。
前記段階（ｂ）の前記指令信号は、前記複数のソレノイド弁の内の少なくとも１つに伝達され、前記弛めパイロットソレノイド弁を励磁し、パイロット圧力が前記弛めソレノイド弁に供給されるようにする請求項４に記載の３状態電磁弁を用いた車輪滑り制御の方法。
前記段階（ｂ）の前記指令信号は、前記複数のソレノイド弁の内の少なくとも１つに伝達され、前記弛めパイロットソレノイド弁を励磁すると共に前記作用パイロットソレノイド弁を消磁し、パイロット圧力が最初は前記作用ソレノイド弁を開弁状態に保つようにする請求項４に記載の３状態電磁弁を用いた車輪滑り制御の方法。