JP2506150Y2

JP2506150Y2 - 自動ブレ―キ装置のブレ―キシリンダ圧減圧機構

Info

Publication number: JP2506150Y2
Application number: JP7303490U
Authority: JP
Inventors: 吉雄麻野
Original assignee: 株式会社ナブコ
Priority date: 1990-07-09
Filing date: 1990-07-09
Publication date: 1996-08-07
Anticipated expiration: 2005-07-09
Also published as: JPH0431072U

Description

【考案の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本考案は、鉄道車両用自動ブレーキ装置のブレーキシ
リンダ圧減圧機構に関する。

〔従来の技術〕

第３図は三圧力式制御弁を使用した場合の普通の自動
ブレーキ装置の構成図である。図中、BPはブレーキ管
で、列車に引通されていて機関車の運転室に設けられた
ブレーキ弁（制御器）のブレーキ操作により加減圧され
るもの、SRは供給空気溜、CRは定圧空気溜、CV3は三圧
力式制御弁、BCはブレーキシリンダで圧力空気を給気す
ると、その空気圧でシリンダ軸に取付けた図示しないブ
レーキシューを車輪の踏面に押しつけてブレーキを作用
させ、圧力空気を排気すると、ブレーキシューを車輪踏
面から離してブレーキを弛めるものである。このような
構成でブレーキ弁が運転（弛め）位置に操作されると、
ブレーキ管BPは所定圧力（通常5kg/cm³）まで加圧され
る。そして逆止弁CHV1を通して供給空気溜SRに、又、逆
止弁CHV2を通して定圧室14及び定圧空気溜CRに、その圧
力が蓄圧される。これと同時に制御室13にも同じ圧力が
給気されるため排気弁棒16が下降し供給弁15を閉じると
共に、その排気弁棒16の上端が供給弁15から離れて、ブ
レーキシリンダBCの圧力を大気中へ排気弁棒16の中空孔
を通して排出する。この結果、ブレーキが弛められる。
次にブレーキ弁をブレーキ操作すると、その操作量に応
じてブレーキ管BPが減圧される。このため、制御室13も
減圧されるが、定圧室14は逆止弁CHV2の逆流阻止動作の
ため弛め時の圧力（5kg/cm³）に保たれる。この定圧室1
4と制御室13との圧力差により排気弁棒16が上昇し、供
給弁15を押し上げて供給弁15を開弁させると共に、排気
弁棒16の上端が供給弁15に押しつけられるため排気弁が
閉弁する。この結果、供給空気溜SRから供給室11、供給
弁15、出力室12を経てブレーキシリンダBCに給気され
る。そして出力室12の圧力による下方への力と、定圧室
14と制御室13との圧力差による上方への力が釣合ったと
き供給弁15、排気弁16、共に閉弁状態となり、ブレーキ
シリンダBC圧がその状態に保たれる。（この状態を重な
り状態という）したがって、ブレーキ弁の操作量に応じ
たブレーキがかけられることとなる。以上が三圧力式制
御弁CV3を使用した場合の自動ブレーキ装置の動作であ
る。しかし、いま、このようなブレーキ装置において、
例えば制輪子の材質を鋳鉄製から合成樹脂製に変更する
場合には、摩擦係数が大きくなることから、ブレーキシ
リンダBCの圧力を約半分程度に低減させる必要がある。
又、車両完成後、ブレーキ力が過大である場合もブレー
キシリンダBC圧の低減が必要となる。このような場合、
従来は、第４図に示すように減圧中継弁RV、作用空気溜
ACを追加して対応している（文献なし）。第４図中、RV
は減圧中継弁で、ブレーキシリンダBC圧力を減圧するた
めの複式中継弁、31は供給空気溜SRに接続された供給
室、32はブレーキシリンダBCに接続された出力室、33,3
4は制御弁CV3のACポートに接続された第１制御室、第２
制御室、35は供給弁、36は大膜板38、小膜板39と結合し
た排気弁棒、37は戻しバネ、38は制御圧を受圧すると供
給弁35の開方向に偏位する大膜板、39は大膜板より受圧
面積が小さく、制御圧を受圧すると供給弁35の閉方向に
偏位する小膜板、である。又、ACは作用空気溜で、次の
理由から追加されるものである。すなわち、ブレーキシ
リンダBCの容積が異なる場合、制御弁CV3からの給気量
が同じなら小さなものは所定圧に達する迄の時間が短か
く、大きなものは時間が長くかゝる。そのためブレーキ
の効き初め、小さなものはブレーキ力が強くなり、大き
なものは弱くなり、このブレーキ力のアンバランスのた
め乗心地が悪くなる。このような不具合を解消するた
め、図示しないが、制御弁CV3のACポートに通常、絞り
が設けられ、ブレーキシリンダBCの小さなものはこの絞
りを小さく絞り、大きなものは絞りを大きくして、制御
弁CV3からの単位時間当りの給気量をブレーキシリンダB
Cの容積に比例させるように調整する。第４図のように
制御弁CV3のACポートを減圧中継弁RVの第１制御室33、
第２制御室34に接続すると、第１制御室33と第２制御室
との合計容積がブレーキシリンダBCの容積に比して極め
て小さいため、絞りで調整するのが困難である。絞りを
余り絞りすぎると目づまりを生じやすい。したがって、
調整可能な程度の負荷容積を得るために作用空気溜ACが
追加される。その他の部分は第３図の場合と同じであ
る。第４図のブレーキ装置は、このような構成で列車の
運転時（ブレーキ弛め時）にブレーキ管BPから所定の圧
力空気（5kg/cm³）が第３図の場合と同様に制御弁CV3を
経て供給空気溜SR、定圧空気溜CRに送気されて蓄圧さ
れ、又ブレーキシリンダBCは排気される。この状態でブ
レーキ指令によりブレーキ管BP圧が減圧されると、制御
弁CV3が、第３図の場合と同様に動作して、供給空気溜S
Rの圧力空気を作用空気溜ACにブレーキ管BPの減圧量に
対応する圧力まで送気する。このときの作用空気溜ACの
圧力は第３図の場合のブレーキシリンダ圧と同じであ
る。これと同時に作用空気溜AC圧が第１制御室33、第２
制御室34にも入力される。この結果、減圧中継弁RVは大
小の膜板比で作用空気溜AC圧が減圧された圧力を供給空
気溜SRからブレーキシリンダBCに給気してブレーキ力を
発生させる。したがってブレーキシリンダBC圧が第３図
の場合に比して減圧されることとなる。

第５図は、二圧力式制御弁を使用した場合の普通の自
動ブレーキ装置の構成図である。図中、BPはブレーキ
管、BCはブレーキシリンダで三圧力式制御弁を使用した
第３図の場合と同じものである。ARは補助空気溜で、第
３図の供給空気溜SRと同じく圧力空気源として使用され
るものであるが、補助空気溜ARはブレーキシリンダBCの
容積に合わせてその容積が設計されるもので、一般に供
給空気溜SRより小容量である。CV2は二圧力式制御弁
で、第３図の三圧力式制御弁CV3に相当するものであ
り、次のように動作する。いま図外のブレーキ弁（ブレ
ーキ制御弁）が運転（ブレーキ弛め）操作されると、ブ
レーキ管BPが所定圧力（5kg/cm³）まで加圧される。こ
のとき、第５（第５図のCV2はブレーキ状態を示す）に
おいてブレーキ管BPからの圧力空気が釣合ピストン１の
左側に入力されるため、この圧力で釣合ピストン１が右
へ動き、このときピストン１とケーシング間にできる空
隙部である込め溝２を通り、この圧力空気が補助空気溜
ARに流入して蓄圧される。又、これと同時に度合弁３及
び滑り弁４もピストン１によって押されるため右へ移動
し、このため、ブレーキシリンダBCの接続口と排気口EX
とが連通し、ブレーキシリンダBC圧が排気口EXから排気
されてブレーキが弛められる。このような運転状態にお
いて、ブレーキ弁をブレーキ操作すると、その操作量に
応じてブレーキ管BPが減圧され、釣合ピストン１の左側
の圧力が右側の圧力（補助空気溜ARの圧力）より低くな
るため、左側へピストン１が移動して第５図の状態とな
る。すなわち、込め溝２が閉じ、又、度合弁３及び滑り
弁４も左動してブレーキシリンダBCの接続口と排気口EX
とが閉塞されると共にブレーキシリンダBC接続口と補助
空気溜ARとが連通して補助空気溜ARからブレーキシリン
ダBCへ給気されてブレーキがかかりはじめる。このブレ
ーキシリンダBCへの給気によって補助空気溜ARの圧力が
低下し、ブレーキ管BPの圧力よりも僅かに低くなると釣
合ピストン１が度合弁３を伴って第５図の状態から少し
右動してブレーキシリンダBCへの給気通路を閉じ、ブレ
ーキシリンダBCはこのときの圧力が保持されてブレーキ
状態が保持される。すなわち重なり状態となる。この状
態でブレーキ管BPを更に減圧すると、制御弁CV2は再び
第５図のブレーキ状態となり、ブレーキシリンダBC圧が
上昇し、これに伴って補助空気溜ARの圧力が低下してブ
レーキ管BPの圧力と釣合うと再び重なり状態となる。第
５図のブレーキ装置は、このように動作する。第６図は
第５図のブレーキ装置のブレーキシリンダBC圧を低減す
る従来の機構の構成図である。図中、ブレーキ管BP、ブ
レーキシリンダBC、補助空気溜AR、二圧力式制御弁CV2
は第５図の場合と同じ、減圧中継弁RV、供給空気溜SR、
作用空気溜ACは第４図の場合と同じ、CHVは逆止弁であ
る。すなわち、第５図の装置に減圧中継弁RV、作用空気
溜AC、供給空気溜SR、逆止弁CHVを追加する。減圧中継
弁RVは第４図の場合と同様にブレーキシリンダBC圧の減
圧用のもの、作用空気溜ACはブレーキシリンダBCの容積
をもたせてAC圧を第５図の場合のブレーキシリンダBC圧
と同じとするためのもの、供給空気溜SRは第５図の場合
は補助空気溜ARがブレーキ力源として使用されている
が、第６図の場合は減圧中継弁RVの指令信号源として使
用するものであり、第４図の三圧力式制御弁CV3を使用
した場合のように補助空気溜ARを指令信号源用とブレー
キ力源用とに共用すると、指令信号である作用空気溜AC
圧が変化して使用できないため、ブレーキ力源として供
給空気溜SRを使用するものである。

以上の構成で、ブレーキ弛め時、ブレーキ管BPから逆
止弁CHVを経て供給空気溜SRへ給気、又、制御弁CV2を経
て補助空気溜ARへ給気蓄圧すると共に制御弁CV2で作用
空気溜ACを排気する。したがって、ブレーキシリンダBC
が減圧中継弁RVから排気されてブレーキが弛められる。
又、ブレーキ時、補助空気溜ARから制御弁CV2により作
用空気溜ACへ給気され作用空気溜AC圧が第５図の場合の
ブレーキシリンダBC圧と同じになる。この作用空気溜AC
圧が制御指令として減圧中継弁RVの第１制御室33、第２
制御室34、に入力されるため、減圧中継弁RVで減圧され
たAC圧より低い圧力がブレーキシリンダBCへ供給空気溜
SRから給気されることとなる。

〔考案が解決しようとする問題点〕

以上の説明から理解されるように、ブレーキシリンダ
BC圧を低減させるためには従来は三圧力式制御弁CV3を
使用している場合は、減圧中継弁RVのほかに作用空気溜
ACが必要であり、又、二圧力式制御弁CV2を使用してい
る場合は、減圧中継弁RVのほかに作用空気溜ACと供給空
気溜SRが必要であり、又、これらに伴う配管も増加し、
複雑になると共に改造費用が高くなるという欠点があ
る。

〔問題点を解決するための手段〕

本考案は、ブレーキシリンダBC圧を低減させる場合、
従来のように複雑、高価とならないような自動ブレーキ
装置のブレーキシリンダ圧減圧機構を提供することを目
的とするもので、その手段としては、従来の機構が複雑
高価になる原因は複式中継弁と比例減圧手段として使用
したため、中継弁の一般的な使用法（中継弁はパワー増
巾機能をもたせるため指令系とパワー供給系との別系統
とする）により指令系とブレーキ力供給系とを別系統と
したことに基因するものであり、又、本考案が対象とし
ている技術の場合はブレーキシリンダ圧を単に比例減圧
する比例減圧機能のみをもたせれば、パワー増巾機能を
もたせる必要はなく、したがって、減圧中継弁を使用せ
ず、減圧比例弁を使用すれば、指令系とブレーキ力供給
系とを別系統とする必要はないこと、又、従来の減圧中
継弁の制御室と供給室とを接続して制御室と供給室とに
同一入力を与えれば、その入力圧を比例減圧した圧力を
出力する減圧比例弁となること、に着目し、第３図又は
第５図の普通の（ブレーキシリンダ圧を減圧しない）自
動ブレーキ装置において、制御弁（三圧力式CV3又は二
圧力式CV2）とブレーキシリンダBCとの間に従来の減圧
中継弁RVを挿入し、制御室（第１制御室38及び第２制御
室39）と供給室31との両方に制御弁のACポートから入力
し、減圧中継弁RVのBCポートにブレーキシリンダBCを接
続するようにして減圧中継弁RVを減圧比例PVとして使用
する（以後、減圧比例PVという）。

〔作用〕

このような構成とすれば、圧力空気源である供給空気
溜SR（三圧力式制御弁CV3使用の場合）又は補助空気溜A
R（二圧力式制御弁CV2使用の場合）から制御弁（三圧力
式CV3又は二圧力式CV2）を経て、ブレーキ操作時、減圧
比例弁PVの制御室（第１制御室38及び第２制御室39）に
給気されるため、供給弁35が開弁し、したがって、これ
と同時にブレーキシリンダBCへも同じ圧力空気源からの
圧力空気が減圧比例弁PVで減圧されて給気される。この
ため、ブレーキシリンダBC自体が直接、従来の作用空気
溜ACのはたしていた容積負荷の機能をはたすこととな
り、作用空気溜ACは必要なくなる。又、二圧力式制御弁
CV2を使用する場合にブレーキ力源として必要であった
供給空気溜SRも、補助空気溜ARがブレーキ力源と指令源
としての両方の機能をはたすため、供給空気溜SRも二圧
力式制御弁CV2使用の場合は不要となる。又、これらに
伴い従来、これらを接続していた配管も不要となり、従
来の複雑、高価という欠点が解消されることとなる。

〔実施例〕

第１図は本考案による第１実施例で三圧力式制御弁を
使用する場合の構成図である。図中、PVは本考案により
挿入する比例減圧弁で、その他の構成要素は全て第３図
の場合と共通するため同一符号を符してその説明を省略
する。比例減圧弁PVは従来の減圧中継弁RV（第４図）の
第１制御室33及び第２制御室34への入力を供給室31への
入力と共通のものとするように接続し、共に制御弁CV3
のACポートから入力するように接続し、又、出力ポート
BCをブレーキシリンダBCへ接続したものである。又、本
実施例では従来の減圧中継弁RVの戻しバネ37を供給弁35
の開弁方向にバネ力を及ぼす位置に変更したものであ
る。比例減圧弁PVもその他の構成については従来の減圧
中継弁RVの構成と同じであるため同一符号を符してその
説明を省略する。以上の構成で、運転（ブレーキ弛め）
時は、ブレーキ管BPから制御弁CV3を経て供給空気溜S
R、定圧空気溜CRに給気されて蓄圧すると共に、ブレー
キシリンダBC圧が比例減圧弁PVの出力室32から供給室31
を逆流し、制御弁CV3の排気弁16から排気されてブレー
キが弛められる。ブレーキ操作時は、制御弁CV3の供給
弁15が開くため、供給空気溜SRから制御弁CV3を経て比
例減圧弁PVのACポートから戻しバネ37により開口してい
る供給弁35を通って、ブレーキシリンダBCへ給気される
と共に、第１制御室33及び第２制御室34に給気される。
そして第２制御室34に流入した圧力は小膜板39を下方に
押すため、第１制御室33に流入した圧力により大膜板38
を上方へ押す上向き力の抗力として働き、排気弁棒36に
かかる上向き力は減力される。一方、大膜板38の上室
（出力室32）に流入した圧力は排気弁棒36の下向き力と
して働くが、上向き力が減力されているため排気弁棒36
は降下しはじめ、ブレーキシリンダBC圧が BC圧＝｛（A1−A2）,AC圧＋バネ（37）力｝/A1 ……（１）（但しA1…大膜板38の面積 A2…小膜板39の面積）と、制御弁CV3から送気されてきた圧力（AC圧）より減
圧された値となると供給弁35は重なり位置をとる。した
がって、ブレーキシリンダBC圧が制御弁CV3から給気さ
れるAC圧より減圧され、従来と同じ機能を果たすことと
なるが、従来に比し、作用空気溜AC及びそれに伴う配管
が不要となるため、簡単、安価となる。

第２図は本考案による第２実施例で二圧力式制御弁を
使用する場合の構成図である。図中、PVは本考案により
挿入する比例減圧弁で第１図の場合と同じである。又、
その他の構成要素は全て、第５図の場合と共通するため
同一符号を符して、その説明を省略する。以上の構成
で、運転（ブレーキ弛め）時は、ブレーキ管BPから制御
弁CV2を経て補助空気溜ARに給気されて蓄圧すると共
に、ブレーキシリンダBC圧が比例減圧弁PVの出力室32か
ら給気室31を逆流し、制御弁CV2の排気口EXから排気さ
れて、ブレーキが弛められる。ブレーキ操作時は制御弁
CV2の出力ポートACが補助空気溜ARと連通となるため、
補助空気溜ARから制御弁CVを経て比例減圧弁PVの供給弁
35を通ってブレーキシリンダBCへ給気されると共に、第
１制御室33及び第２制御室34に給気される。そしてブレ
ーキシリンダBC圧が前述の式（１）の圧力となったと
き、比例減圧弁PVの供給弁35が重なり位置となりブレー
キシリンダBC圧が保持される。したがって、従来の場合
と同様に、ブレーキシリンダBC圧が、制御弁CV2から給
気されるAC圧より減圧されることとなる。このように従
来と同じ機能を果すこととなるが、従来に比して、ブレ
ーキシリンダBC自体が負荷容積となるため、作用空気溜
ACが不要となり、又、補助空気溜ARがブレーキ力源と指
令信号源とを兼ねられるため、供給空気溜SRも不要とな
り、簡単、安価となる。尚、以上の実施例では比例減圧
弁PVを第１制御室33と第２制御室34とを有するものとし
たが、この両室間の隔壁を除去して１つの制御室として
もよく、又、第１制御室33と第２制御室34とを大気中に
開放し、小膜板39の反対面に（戻しバネ37の方向から）
制御弁からの制御圧を与えるようにしても全く同じよう
に動作するため、使用可能である。又、比例減圧弁PVの
戻しバネ37を供給弁35の開弁方向に働くようにしたが、
従来の減圧中継弁RVのように供給弁35の閉弁方向に働く
ようにしてもブレーキ操作時、制御弁から第１制御室33
及び第２制御室34に圧力空気が給気されると供給弁35が
開弁し、又、ブレーキ弛め時は、ブレーキシリンダBC圧
が減圧比例弁PVの排気弁棒36の中空孔を通して排気され
るため、使用可能である。又、減圧比例弁PVの戻しバネ
37を取り除いても、同様に動作するため、使用可能であ
る。

〔考案の効果〕以上の説明からも明らかなように、本考案は従来の鉄
道車両用自動ブレーキ装置の制御弁とブレーキシリンダ
との間に減圧比例弁を挿入する構成としたため、従来の
ブレーキシリンダ圧減圧機構のように作用空気溜や、供
給空気溜を追加する必要がなくなり、さらにこの結果、
それに伴う配管も不要となり、簡単になると共に安価に
なるという優れた効果がもたらされる。又、本考案によ
るブレーキシリンダ圧減圧機構は、三圧力式制御弁を使
用した自動ブレーキ装置でも、二圧力式制御弁を使用し
た自動ブレーキ装置でも、いずれの装置であっても適用
可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の第１実施例で、三圧力式制御弁を使用
した自動ブレーキ装置に適用した場合の構成図、第２図
は同じく本考案の第２実施例で、二圧力式制御弁を使用
した自動ブレーキ装置に適用した場合の構成図、第３図
は三圧力式制御弁を使用した通常の自動ブレーキ装置
（ブレーキシリンダ圧減圧機能のない）の構成図、第４
図は、第３図の自動ブレーキ装置にブレーキシリンダ圧
減圧機能をもたせた場合の従来の構成図、第５図は二圧
力式制御弁を使用した通常の自動ブレーキ装置（ブレー
キシリンダ圧減圧機能のない）の構成図、第６図は第５
図の自動ブレーキ装置にブレーキシリンダ圧減圧機能を
もたせた場合の従来の構成図、である。 BP……ブレーキ管、CV3又はCV2……制御弁 SR又はAR……空気源用空気溜 BC……ブレーキシリンダ、PV……比例減圧弁 31……供給室、32……出力室、38……大膜板 33……第１制御室、39……小膜板 34……第２制御室、35……供給弁 36……排気弁棒

Claims

(57)【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】列車に引通されてブレーキ弁のブレーキ操
作により加減圧されるブレーキ管と、このブレーキ管に
接続され、ブレーキ管の加減圧に応動する制御弁と、こ
の制御弁を経由して前記ブレーキ管から圧力空気を給気
されることによりブレーキ力の発生源となる圧力空気を
蓄圧する空気源用空気溜と、この空気源用空気溜から前
記制御弁を経由して給気されることによりブレーキ力を
発生させるブレーキシリンダと、を備えた自動ブレーキ
装置において、前記制御弁に接続する供給室、前記ブレ
ーキシリンダに接続する出力室、前記制御弁に接続し、
前記制御弁からの制御圧により後記の供給弁の開方向に
偏位する大膜板を介して前記出力室に対向させて設けた
第１制御室、同じく前記制御弁に接続し、前記大膜板よ
り受圧面積が小さく、且つ、前記大膜板の制御圧受圧方
向と反対方向に受圧するようにした小膜板を有する第２
制御室、前記供給室と前記出力室との間に設けた供給
弁、前記大膜板及び小膜板に取付け、その先端が前記供
給弁に接離するように設けた排気弁棒、を備え、前記両
膜板の偏位により前記排気弁棒を動かせて前記供給弁を
開閉させると共に前記排気弁棒が前記供給弁から離れた
とき前記出力室の圧力空気を排気するようにした比例減
圧弁を前記制御弁と前記ブレーキシリンダとの間に挿入
した自動ブレーキ装置のブレーキシリンダ圧減圧機構。
【請求項２】比例減圧弁の第１制御室と第２制御室とを
隣接させ、その両室間の隔壁を除去して１つの制御室と
した実用新案登録請求の範囲第１項記載の自動ブレーキ
装置のブレーキシリンダ圧減圧機構。
【請求項３】比例減圧弁の第１制御室及び第２制御室を
大気中に開放し、小膜板の反対面に制御弁からの制御圧
を与えるようにした実用新案登録請求の範囲第１項及び
第２項記載の自動ブレーキ装置のブレーキシリンダ圧減
圧機構。