JP2021160401A - 応荷重弁及び鉄道車両 - Google Patents
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Abstract
Description
上記応荷重弁において、前記伝達部は、前記伝達部が備える球面部を介して前記合成荷重圧力を前記弁棒に伝達することが好ましい。
上記応荷重弁において、前記球面部は、球面座金であり、前記弁棒は、前記球面座金と前記伝達部とに設けられた貫通孔を挿通して、前記弁棒の前記伝達部寄りの端部は、前記応荷重弁の内壁に設けられた凹部に挿入されることが好ましい。
上記応荷重弁において、調整ねじのねじ込み量によって前記弁棒に加わる合成荷重圧力の下限を調整する調整ばねを備え、前記調整ばねは、前記弁棒の周囲に位置してもよい。
上記応荷重弁において、前記弁棒に加わる前記合成荷重圧力の下限を保証する保証ばねを備え、前記保証ばねは、皿ばねであることが好ましい。
上記応荷重弁において、前記複数の入力部は、前記弁棒の軸線を中心とした円周上において等間隔に位置することが好ましい。
上記応荷重弁において、前記弁棒、前記複数の入力部、及び前記伝達部を収容する筐体を備え、前記荷重圧力の入力ポートと、前記応荷重圧力の出力ポートとは、前記筐体の同一平面上に設けることが好ましい。
上記応荷重弁において、前記荷重圧力は、前記車体の前側の2つの空気ばねの内部圧力と、前記車体の後側の2つの空気ばねの内部圧力とであることが好ましい。
以下、図1〜図5を参照して、応荷重弁の第1実施形態について説明する。応荷重弁は、鉄道車両に設けられ、4つの空気ばねから入力される荷重圧力に応じた応荷重圧力を、鉄道車両の車輪に制動力を加えるブレーキ装置に出力する。
給気室12は、排気室11の上方に位置して排気室11と接続される。給気室12は、給気室12の上方に位置する出力室13と接続される。また、給気室12は、給気ポート5と接続して、圧縮空気源から圧縮空気が供給される空間である。すなわち、給気室12には、圧縮空気源が有する圧力P1が供給される。また、給気室12には、弁体21が位置する。弁体21には、弁体ばね22が接続される。弁体ばね22の一方の端部は、給気室12の内壁に固定される。弁体21の他方の端部は、弁体ばね22に固定される。弁体ばね22は、給気室12と出力室13との間の流路を閉じるように弁体21を付勢する。
入力室15には、4つの入力部50と伝達部60とが位置する。4つの入力部50は、弁棒30の軸線に垂直な平面上に並ぶ。図3では、2つの入力部50のみ示しているが、図示していない2つの入力部50も同様に前記平面上に並んで位置する。また、4つの入力部50は、弁棒30の軸線に垂直な平面と対向する位置から見て、弁棒30の軸を中心とした円周上に等間隔に位置する。
応荷重弁1において、荷重圧力ASを入力された入力部50から伝達された合成荷重圧力が、弁棒30を下向きに移動させる。一方、応荷重圧力VLを受けた主ピストン41は、上向きに移動して弁棒30を上向きに移動させる。応荷重弁1は、弁棒30が受ける下向きの力と上向きの力とが釣り合うように移動することで、応荷重圧力VLを出力する。
図4は、伝達部60に対して複数の入力部50から等しく押圧力が加えられた際の伝達部60及び弁棒30の動きを示したものである。
図5(a)に示すように、空気ばねから入力される荷重圧力ASに変動がないとき、応荷重弁1が出力する応荷重圧力VLは弁棒30を下向きに押し込む力と上向きに押し込む力とが釣り合うように調整されて、弁棒30は静止している。
(1)4つの入力部50から並列に入力された荷重圧力を合成した合成荷重圧力を伝達する構成とすることで、複数の入力部50が弁棒の軸方向において並ぶ構成と比べて、入力部50の数を増やした場合であっても、弁棒30の軸方向における寸法の増加を抑制することができる。
(3)伝達部60が備える球面部を介して合成荷重圧力を弁棒30に伝達する。このため、複数の入力部50から入力された複数の押圧力の間に差があるとき、球面部によって伝達部60が傾斜することで弁棒30が傾くことが抑制されて、弁棒30の固渋を抑制することができる。
(11)1つの応荷重弁1によって車体の前側と後側との空気ばねの内部圧力を取得して車体の重量に応じた応荷重圧力を出力することができ、且つ、弁棒30の軸方向における寸法を抑制することができる。
以下、図6を参照して、応荷重弁の第2実施形態について説明する。第2実施形態は、伝達部が第1実施形態と異なる。以下では、第1実施形態との相違点を中心に説明し、第1実施形態と同様の構成については同じ符号を付してその説明を省略する。
(6)保証ばね74はコイルばねから構成される。このため、保証ばね64に皿ばねを用いる場合と比べて保証ばね74が伝達部60に加える付勢力の大きさを容易に調整することができる。
以下、図7を参照して、応荷重弁の第3実施形態について説明する。第3実施形態は、伝達部及び調整部が第2実施形態と異なる。以下では、第2実施形態との相違点を中心に説明し、第2実施形態と同様の構成については同じ符号を付してその説明を省略する。
(13)第2ばね押さえ82Bが調整ばね81と当接して、調整ばね81の付勢力をばね受け73に伝達する。このため、ばね受け73が調整ばね81と当接する構成と比べて、伝達部70を小さくして、応荷重弁1の重量を軽減することができる。
以下、図8を参照して、応荷重弁の第4実施形態について説明する。第4実施形態は、弁棒、伝達部、及び調整部が第1実施形態と異なる。以下では、第1実施形態との相違点を中心に説明し、第1実施形態と同様の構成については同じ符号を付してその説明を省略する。
(15)調整ばね181は、弁棒130の周囲に位置する。このため、調整ばね181が弁棒130に対して軸方向において並んで位置する構成と比べて、弁棒130の軸方向における応荷重弁1の寸法を短くすることができる。
以下、図9を参照して、応荷重弁の第5実施形態について説明する。第5実施形態は、弁棒及び球が第4実施形態と異なる。以下では、第4実施形態との相違点を中心に説明し、上記実施形態と同様の構成については同じ符号を付してその説明を省略する。
以下、図10を参照して、応荷重弁の第6実施形態について説明する。第6実施形態は、弁棒及び伝達部が第4実施形態と異なる。以下では、上記実施形態との相違点を中心に説明し、第4実施形態と同様の構成については同じ符号を付してその説明を省略する。
以下、図11を参照して、応荷重弁1の第7実施形態について説明する。第7実施形態は、伝達部及び主ピストンが第4実施形態と異なる。以下では、上記実施形態との相違点を中心に説明し、第4実施形態と同様の構成については同じ符号を付してその説明を省略する。
上記各実施形態は、以下のように変更して実施することもできる。上記各実施形態と以下の変更例とは技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
・上記実施形態において、出力ポート6と複数の入力ポート7とは筐体2の同一平面上に設けた。一方、出力ポート6と複数の入力ポート7とを筐体2の側面において異なる面上に設けてもよい。このような構成であれば、上記(1)に準じた効果を得ることはできる。
Claims (19)
- 荷重圧力が入力される複数の入力部と、
前記複数の入力部から並列に入力された荷重圧力を合成した合成荷重圧力を伝達する伝達部と、
前記伝達部から伝達された合成荷重圧力によって軸方向に移動し、移動量に応じて出力される応荷重圧力が決まる弁棒とを備える
応荷重弁。 - 前記複数の入力部は、前記弁棒の軸線に垂直な平面上に並び、前記弁棒の軸方向に荷重圧力を前記伝達部に入力する
請求項1に記載の応荷重弁。 - 前記伝達部は、前記伝達部が備える球面部を介して前記合成荷重圧力を前記弁棒に伝達する
請求項1又は2に記載の応荷重弁。 - 前記球面部は、前記伝達部と前記弁棒とが接触する接触面の間に設けられる球である
請求項3に記載の応荷重弁。 - 前記球面部は、球面座金であり、
前記弁棒は、前記球面座金と前記伝達部とに設けられた貫通孔を挿通して、
前記弁棒の前記伝達部寄りの端部は、前記応荷重弁の内壁に設けられた凹部に挿入される
請求項3に記載の応荷重弁。 - 調整ねじのねじ込み量によって前記弁棒に加わる合成荷重圧力の下限を調整する調整ばねと、
前記調整ばねを押さえ、前記伝達部に当接するばね押さえとを備え、
前記ばね押さえと前記伝達部とは、球面を介して当接する
請求項1〜5のいずれか一項に記載の応荷重弁。 - 前記調整ねじは、前記弁棒の軸方向にねじ込まれることで前記ばね押さえを前記弁棒の軸方向に押し込む
請求項6に記載の応荷重弁。 - 調整ねじのねじ込み量によって前記弁棒に加わる合成荷重圧力の下限を調整する調整ばねとを備え、
前記調整ばねは、前記弁棒の周囲に位置する
請求項1〜5のいずれか一項に記載の応荷重弁。 - 前記ばね押さえは、前記調整ねじが前記弁棒の軸線に垂直な方向にねじ込まれることで前記ばね押さえを前記弁棒の軸方向に押し込む変換部を備える
請求項6に記載の応荷重弁。 - 前記変換部は、前記軸線に垂直な方向への前記調整ねじの移動を前記軸線の方向への移動に変換する斜面である
請求項9に記載の応荷重弁。 - 前記弁棒に加わる前記合成荷重圧力の下限を保証する保証ばねを備え、
前記保証ばねは、皿ばねである
請求項1〜10のいずれか一項に記載の応荷重弁。 - 前記弁棒に加わる前記合成荷重圧力の下限を保証する保証ばねを備え、
前記保証ばねは、コイルばねである
請求項1〜10のいずれか一項に記載の応荷重弁。 - 前記複数の入力部は、前記弁棒の軸線を中心とした円周上において等間隔に位置する
請求項1〜12のいずれか一項に記載の応荷重弁。 - 前記入力部は、入力された空気を貯める貯め部を有する
請求項1〜13のいずれか一項に記載の応荷重弁。 - 前記弁棒、前記複数の入力部、及び前記伝達部を収容する筐体を備え、
前記荷重圧力の入力ポートと、前記応荷重圧力の出力ポートとは、前記筐体の同一平面上に設けられる
請求項1〜14のいずれか一項に記載の応荷重弁。 - 前記荷重圧力は、鉄道車両の車体を支持する空気ばねの内部圧力である
請求項1〜15のいずれか一項に記載の応荷重弁。 - 前記荷重圧力は、前記車体の前側の2つの空気ばねの内部圧力と、前記車体の後側の2つの空気ばねの内部圧力とである
請求項16に記載の応荷重弁。 - 荷重圧力が入力される複数の入力部と、前記複数の入力部から並列に入力された荷重圧力を合成した合成荷重圧力を伝達する伝達部と、前記伝達部から伝達された合成荷重圧力によって軸方向に移動し、移動量に応じて出力される応荷重圧力が決まる弁棒とを備える応荷重弁と、
前記応荷重弁から出力される前記応荷重圧力に応じてブレーキ力が調整されるブレーキ装置とを備える
鉄道車両。 - 鉄道車両の車体を支持する前側の2つの空気ばねの内部圧力と、前記車体の後側の2つの空気ばねの内部圧力とがそれぞれ入力される4つの入力部と、
前記4つの入力部から並列に入力された内部圧力を合成した合成荷重圧力を伝達する伝達部と、
前記伝達部から伝達された合成荷重圧力によって軸方向に移動し、移動量に応じて出力される応荷重圧力が決まる弁棒とを備え、
前記4つの入力部は、前記弁棒の軸線に垂直な平面上に並び、前記弁棒の軸方向に荷重圧力を前記伝達部に入力し、
前記伝達部は、前記伝達部と前記弁棒とが接触する接触面の間に設けられる球を介して前記合成荷重圧力を前記弁棒に伝達する
応荷重弁。
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