JP2528037Y2 - 切換機構付圧力調整弁 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、例えば、鉄道車両用保
安ブレーキ等の空圧回路に使用される切換機構付圧力調
整弁、特にその感度向上及び小型軽量化に関する。

【０００２】

【従来の技術】圧力調整弁と切換弁とを一体化した切換
機構付圧力調整弁に関する技術を出願人は先に出願した
（特願平１−１４９０３７号）。本考案は、その技術の
改良であるため、その技術を従来技術として説明する。

【０００３】図４は従来の切換機構付圧力調整弁の縦断
面図である。図中１は切換機構付圧力調整弁で、圧力空
気源ＭＲに接続される供給室６と、例えばブレーキシリ
ンダＢＣ等の空圧機器に接続される出力室９と、絞り１
６を介して出力室９に連通された釣合室１７と、切換指
令電磁弁６０を介して圧力空気源ＭＲに接続される指令
室１３と、供給室６と出力室９とを連通する供給孔８
と、その供給孔８の供給室６側に突設された供給弁座４
と、その供給弁座４に着座するように弁ばね５によって
付勢された供給弁３と、先端の排気弁座１２が供給弁３
に供給孔８側から対向し、内部に設けられた排気孔１１
が先端の排気弁座１２に開口していると共に排気室２７
を経て 本体２に設けられた排気口２５に連通している
弁棒１０と、その弁棒１０に気密摺動可能に外嵌され、
一方面に釣合室１７の空気圧を受け、他方面に調圧ばね
２４の付勢力を受けるように設けられた調圧ピストン１
８と、弁棒１０及び調圧ピストン１８が共に供給弁３の
最大開位置（図で最上位置）にあるとき調圧ピストン１
８の下面に接するように弁棒１０に取付けられた止め輪
２１と、弁棒１０と一体に形成され一方面に指令室１３
の空気圧を受け、他方面に切換ばね１４の付勢力を受け
るように設けられた切換ピストン３０と、で構成されて
いる。尚、図中、１５、２０、２９、はストッパ、１９
は膜板、３１〜３４はパッキン、２３は当金、２２はば
ね受け、である。

【０００４】以上の構成で、排気指令時は、切換指令電
磁弁６０を励磁する同電磁弁の排気弁（図示しない）が
閉塞されると共に供給弁（図示しない）が開かれるた
め、空気源ＭＲの圧力空気が指令室１３に給気される。
この結果、指令室１３の空気圧力による切換ピストン３
０への押下力が切換ばね１４の付勢力より大きくなるた
め、切換ピストン３０と共に弁棒１０が切換ピストン３
０がストッパ１５に当るまで下降して弁棒１０の先端の
排気弁座１２が供給弁３から離れる。

【０００５】そのため、供給弁３が閉弁して供給室６か
ら出力室９への給気が断たれると共に弁棒１０の排気孔
１１を通して出力室９及び空圧機器ＢＣの圧力空気が排
気室２７の排気口２５から排出される。このときの弁棒
１０の動きは止め輪２１が調圧ピストン１８に係合しな
いため調圧ピストン１８とは摺動して行われる。したが
って調圧作用には全く無関係に排気への切換が可能とな
る。

【０００６】つぎに、供給指令時は、指令電磁弁６０を
消磁すると同電磁弁の排気弁（図示しない）が開くと共
に供給弁（図示しない）が閉じるため、空気源ＭＲから
の指令室１３への空気が断たれ、指令室１３の圧力空気
が指令電磁弁６０の排気弁（図示しない）から外部へ排
気される。このため切換ピストン３０への押下力より切
換ばね１４の付勢力が大きくなるため、その付勢力によ
り弁棒１０が切換ピストン３０がストッパ２９に当るま
で上昇する。

【０００７】このときの弁棒１０の動きも止め輪２１が
調圧ピストン１８に係合しないため調圧ピストン１８と
摺動して行われる。したがって、調圧作用とは全く無関
係に行われる。弁棒１０の上昇により弁棒１０が供給弁
３を突き上げるため、供給弁３が開弁すると共に排気弁
座１２が供給弁３に接触して排気孔１１が閉塞される。
この結果、供給室６から出力室９を経て空圧機器ＢＣへ
圧力空気が給気される。したがって、調圧作用とは全く
無関係に供給への切換が可能となる。

【０００８】この後、つぎのようにして調圧動作が行わ
れる。供給への切換が行われ、出力室９（釣合室１７）
の空気圧が調圧ばね２４及び切換ばね１４の合成力以上
に上昇すると調圧ピストン１８が、その空気圧によって
押下げられる。このとき、調圧ピストン１８の下面に止
め輪２１が当たるため、弁棒１０も同時に押下げられ
る。

【０００９】そして、出力室９（釣合室１７）の空気圧
が、ばね２４及び１４の合成力に相当する圧力に達する
と調圧ピストン１８及び弁棒１０の下降が停止し供給弁
３及び排気弁座１２が共に閉弁して、重なり状態（調圧
状態）となる。又、この状態から空気漏れに等により出
力室９（釣合室１７）の空気圧が調圧値により低下する
と調圧ピストン１８及び弁棒１０が上昇し、供給弁３が
開弁して出力室９の空気圧がばね２４及び１４の合成力
と等しくなるまで給気される。

【００１０】又、出力室９の空気圧が調圧値より上昇す
ると、調圧ピストン１８及び弁棒１０が降下し、排気弁
座１２が開となり、ばね力と等しくなるまで排気され
る。このように出力室９の空気圧が変動すると、それに
応じて弁棒１０が上下動して給排動作が行われ、常に所
定の圧力に保持される。したがって、排気、供給、の切
換には何ら影響されることなく調圧動作が可能となる。

【００１１】

【考案が解決しようとする問題点】しかし、このような
従来の切換機構付圧力調整弁は図４に示すように調圧動
作時３１〜３４の４個のパッキンによる摺動部があるた
め通常の切換機構なしの圧力調整弁（３１、３２の２個
のパッキン摺動部のみでよい）に比べ弁棒１０のパッキ
ン部による摺動抵抗が大きくなり調圧感度が悪くなると
いう問題点がある。特にパッキン３３は径が大きくなる
ためパッキンによる摺動抵抗が大きくなる。本考案は調
圧時のパッキン摺動部を少なくして調圧感度を向上させ
ることを目的とする。

【００１２】

【問題点を解決するための手段】（図１参照）本考案に
おいては、調圧ピストン１８を大径部３８と小径部３９
に二分し、小径部３９を供給弁３の閉弁方向に大径部３
８より円筒状にへこませた形状とする。そして、そのへ
こませた円筒内壁４０に上側ストッパ１６及び下側スト
ッパ１５を設け、そのストッパ間を切換ピストン３０が
円筒内壁部４０にパッキン摺動して上下動するようにす
る。このような構造にすると切換ピストン３０の下面、
調圧ピストン１８の円筒内壁及び小径部３９、弁棒１
０、で囲まれた気密な切換ばね室１７ができるため、こ
の室内の小径部３９と切換ビストン３０の下面との間に
切換ばね１４を設ける。

【００１３】切換ばね室１７は出力室９に通ずるように
弁棒１０内に連絡通路３７を設ける。又、調圧ピストン
１８が上下動するときに傾くのを防止するため弁本体２
の内壁に沿って上下動するように案内する案内部４１を
設ける。調圧ピストン１８の小径部３９は弁棒１０に気
密摺動可能に外嵌する。調圧ピストン１８の大径部３８
の供給弁３の開弁方向側の面には指令室１３の空気圧を
受けるようにし、他方の面には調圧ばね２４の付勢力を
受けるようにする。切換ピストン３０の供給弁３の開弁
方向側の面にも指令室１３の空気圧を受けるようにす
る。指令室１３には切換指令弁６０により排気指令時、
圧力空気源ＭＲの空気圧を給気し、供給指令時及び調圧
動作時、出力室９に連通するようにする。

【００１４】

【作用】（図１参照）排気指令時、指令室１３に圧力空
気源ＭＲの空気圧が供給されるため調圧ピストン１８が
ストッパ２８に当たるまで下降する。一方、切換ピスト
ン３０も下側ストッパ１５に当たるまで調圧ピストン１
８の円筒内壁部４０を気密摺動して下降する。この結
果、排気弁座１２が全開し、排気状態となる。

【００１５】（図２参照）供給指令時、指令室１３が出
力室９と連通される。このとき出力室９は排気状態であ
るため、指令室１３も大気圧となる。このため調圧ピス
トン１８は調圧ばね２４の付勢力によってストッパ２９
に当たるまで上昇する。一方、切換ピストン３０も切換
ばね１４の付勢力によって上側ストッパ１６に当たるま
で調圧ピストン１８の円筒内壁部４０を気密摺動して上
昇する。この結果、供給弁３が全開して供給状態とな
る。

【００１６】（図３参照）調圧動作時、指令室１３は出
力室９と連通されたまゝとなる。切換ピストン３０は上
面、下面共に同じ出力室圧を受けるため、切換ばね１４
の付勢力によって上側ストッパ１６に当った状態で調圧
ピストン１８と共に上下動することとなる。供給状態で
出力室９、空圧機器ＢＣの圧力が上昇してくると指令室
１３も同圧となるため調圧ピストン１８が徐々に下降し
調圧動作を行って重なり位置に達する。

【００１７】以上の動作説明より理解されるように切換
ピストン３０と調圧ピストン１８の円筒内壁部４０との
間に気密摺動する部分（パッキン３３）が必要になる
が、この気密摺動部は、排気指令及び供給指令時のみに
気密摺動するだけで、調圧動作時は摺動しない。したが
って、調圧動作時のパッキン抵抗とはならず、調圧感度
を悪化させる要因とはならない。又、従来のパッキン３
４（図４参照）に代わるものとして調圧ピストン１８の
案内部４１を設けたが、この部分は摺動はするが気密性
を要しないためパッキンは不要であり、したがってパッ
キン抵抗は生じない。この結果、本考案による切換機構
付圧力調整弁は調圧動作時のパッキン摺動部は２個所
（パッキン３１、３２）のみとなり調圧感度が向上す
る。

【００１８】

【実施例】図１〜図３は本考案の実施例を示す縦断面図
で、図１は排気状態、図２は供給状態、図３は重なり状
態、を示すものである。

【００１９】供給室６には圧力空気源ＭＲが接続され、
常に圧力空気源圧（ブレーキシリンダＢＣ圧より高い）
が給気されている。供給室６と出力室１２との間壁には
供給孔８が設けられ、供給孔８の両端には供給室６側へ
突起した供給弁座４が設けられ、その供給弁座４に常時
は弁ばね５の付勢力によって供給弁３が押圧され着座し
ている。供給弁３の開閉弁時の摺動部には気密性を保つ
ためパッキン３１が設けられている。

【００２０】出力室９にはブレーキシリンダＢＣ（一般
的には空圧機器）が接続され、指令室１３との間壁には
弁棒１０が上下動可能に内嵌し、その摺動部には気密性
を保つためパッキン３２が設けられている。又、その間
壁の指令室１３側には調圧ピストン１８用の上側ストッ
パ２９が設けられている。

【００２１】指令室１３には切換指令電磁弁６０を介し
て圧力空気源ＭＲと出力室９が接続され、排気指令時、
電磁弁６０を励磁すると圧力空気源ＭＲ圧が給気され、
供給指令時、電磁弁６０を消磁すると出力室９に連通す
る。

【００２２】指令室１３と排気室２７との間に調圧ピス
トン１８と切換ビストン３０が上下動可能に設けられて
いる。調圧ピストン１８は大径部３８と小径部３９とに
二分し、小径部３９側を排気室２７の方向に円筒状にへ
こませた形状とし、小径部３９が弁棒１０にパッキン３
４を介して気密摺動可能に外嵌されている。又、大径部
３８に上下動時傾くのを防止するため弁本体２の内壁に
沿わせて上下動させるような案内部４１が設けられ、さ
らに大径部３８の外端と弁本体２の間に膜板１９が取付
けられている。円筒状にへこませた円筒内壁部４０には
切換ビストン用の上側ストッパ１６と下側ストッパ１５
とが設けられ、その間をパッキン３３を介して円筒内壁
部４０に気密摺動可能に切換ピストン３０が弁棒１０に
一体に形成されている。

【００２３】切換ピストン３０の下面、円筒内壁部、小
径部３９の上面、弁棒１０の外壁、で囲まれた部分が切
換ばね室１７となり、切換ピストン３０の下面と小径部
３９の上面との間に切換ばね１４が設けられている。

【００２４】排気室２７には弁本体２に排気口２５が設
けられると共に、弁本体２に取付けられた調整ねじ３６
で上下方向に調整可能にばね受け２２が設けられ、その
ばね受け２２と調整ピストンの大径部３８との間に調圧
ばね２４が設けられている。又、弁本体２に調圧ピスト
ン用の下側ストッパ２８が設けられている。

【００２５】弁棒１０は中空の排気孔１１を有し、その
上端が排気弁座１２として供給弁３に対向し、排気弁座
１２が供給弁３から離れたとき排気孔１１を通して出力
室９の空気を排気室２７へ排気する。又、弁棒１０には
切換ぱね室１７と出力室９とを連通する連絡通路３７が
設けられている。

【００２６】以上の構成で、排気指令時は、（図１参
照）切換電磁弁６０が励磁され、圧力空気源ＭＲの圧力
空気が指令室１３に急速に給気される。この結果、調圧
ピストン１８の押下力が調圧ばね２４の付勢力より大と
なり、調圧ピストン１８は下側ストッパ２８に当たるま
で降下する。一方、弁棒１０には切換ピストン３０の上
面に圧力空気源ＭＲ圧が作用する。こゝで排気指令は調
圧状態（重なり状態）（図３）より行われるので、切換
ばね室１４には連絡通路３７によりブレーキシリンダＢ
Ｃ圧（＝出力室９圧）が込められている。

【００２７】したがって、圧力空気ＭＲ圧による弁棒押
下力の対抗力としてブレーキシリンダＢＣ圧による押上
力と切換ばね１４力が働いているが、圧力空気ＭＲ圧＞
ブレーキシリンダＢＣ圧、又、切換ばね１４力は弱く且
つばね定数が小であるため、圧力空気ＭＲ圧による押下
力により弁棒１０は一瞬にして切換ピストン３０が下側
ストッパ１５に当たるまで降下し、排気弁１２を全開し
てブレーキシリンダＢＣ圧を排気口２５から放出する。
ブレーキシリンダＢＣ圧が大気圧となると、弁棒１０に
働く押上力は切換ばね力のみとなり、圧力空気ＭＲ圧に
よって、排気弁１２はより確実に全開位置に保持され
る。

【００２８】次に供給指令時は、（図２参照）排気状態
で電磁弁６０を消磁すると、圧力空気源ＭＲと指令室１
３は遮断され、ブレーキシリンダＢＣ（出力室９）と指
令室１３が連絡され、指令室１３に込められていた圧力
空気源ＭＲ圧は出力室９、排気孔１１を経て排気口２５
から放出される。この結果、調圧ピストン１８は上側ス
トッパ２９に当るまで上昇する。一方、弁棒１０は切換
ばね１４により上側ストッパ１６に当るまで上昇するた
め供給弁３は全開し、ブレーキシリンダＢＣに出力室９
を経て圧力空気が込められる。

【００２９】次に調圧作用は、（図３参照）電磁弁６０
により指令室１３は出力室９に連絡されているため、供
給指令によりブレーキシリンダＢＣに圧力空気が込めら
れてくると、電磁弁６０を経由して指令室１３にフィー
ドバックされる。一方、ブレーキシリンダＢＣ圧は弁棒
１０の連絡通路３７により切換ばね室１７にも流入す
る。このため弁棒の切換ピストン３０の上下面には同圧
のブレーキシリンダＢＣ圧が作用する。

【００３０】こゝで弁棒１０は寸法Ｄ１とＤ２（図２参
照）を本実施例においては同じに設定してあるため切換
ピストン３０の上下面のブレーキシリンダＢＣ圧の作用
面積に等しくなり、ブレーキシリンダＢＣ圧による弁棒
作動力が発生しないバランス型となっている。このため
弁棒１０はブレーキシリンダＢＣ圧が込められても切換
ばね１４力のみによって上側ストッパ１６に当った状態
を保持している。

【００３１】ブレーキシリンダＢＣ圧がさらに上昇する
と弁棒１０と調圧ピストン１８は同時に降下し、供給弁
３及び排気弁座１２を閉じた重なり位置となりブレーキ
シリンダＢＣ圧は整定して調圧作用が完了する。この
後、ブレーキシリンダＢＣ圧が変化すると、これに対応
して従来の圧力調整弁と同じ調圧機能を発揮する。尚、
本実施例では弁棒１０を前述の如くバランス型としたた
め、切換ばね１４力は供給弁３を開けるに必要な力だけ
でよく、弱いばね力でよくなり、この結果、ばね定数も
小さくできるため排気作用も確実にすることができる。

【００３２】以上の動作説明から理解されるように切換
ピストン３０は調圧動作時、常に調圧ピストン１８と一
体となって動作するため、パッキン３３は摺動されるこ
となく、パッキン３３の摺動抵抗は生じない。又、調圧
ピストンの案内部４１は気密性を保つ必要がないためパ
ッキンを必要とせず、パッキンによる摺動抵抗は生じな
い。この結果、本考案による切換機構付圧力調整弁は通
常の切換機構をもたない圧力調整弁と同じ２個所のみの
パッキン摺動抵抗しか生ぜず、従来の切換機構付圧力調
整弁に比して調圧感度が向上することとなる。

【００３３】

【効果】以上説明したように本考案による切換機構付圧
力調整弁は切換ピストンを調圧ピストンに摺動するよう
にしたため調圧動作時のパッキン摺動部が従来の４個所
から２個所となり、この結果、調圧感度が向上するとい
う優れた効果がもたらされる。又、従来の釣合室を本考
案では指令室で兼用できることとなるため、その分だけ
高さ方向の寸法が小さくなり、全体として小型、軽量化
が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案による切換機構付圧力調整弁の実施例の
縦断面図で、排気状態を示す。

【図２】同じく本考案による実施例の縦断面図で、供給
状態を示す。

【図３】同じく本考案による実施例の縦断面図で、重な
り状態を示す。

【図４】従来の切換機構付圧力調整弁の縦断面図であ
る。

【符号の説明】

ＭＲ 圧力空気源 ６ 供給室 ＢＣ 空圧機器 ９ 出力室 ６０ 切換指令弁 １３ 指令室 ８ 供給孔 ４ 供給弁座 ５ 弁ばね ３ 供給弁 １１ 排気孔 ２５ 排気口 １７ 切換ばね室 ３７ 連絡通路 １０ 弁棒 ３８ 大径部 ３９ 小径部 ２４ 調圧ばね ２ 弁本体 ４１ 案内部 １８ 調圧ピストン ４０ 円筒内壁部 １６ 上側ストッパ １５ 下側ストッパ １４ 切換ばね ３０ 切換ピストン

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧力空気源に接続される供給室と、空圧
   機器に接続される出力室と、切換指令弁を介して前記圧
   力空気源及び前記出力室に接続され、排気指令時、圧力
   空気源圧を入力し、供給指令時、出力室に通気される指
   令室と、前記供給室と前記出力室とを連通する供給孔
   と、その供給孔の供給室側に突設された供給弁座と、そ
   の供給弁座に着座するように弁ばねによって付勢された
   供給弁と、先端が前記供給弁に供給孔側から対向し、内
   部に設けられた排気孔が前記先端に開口するとともに排
   気口に連通し、さらに前記出力室と後記の切換ばね室と
   を連通する連絡通路を有する弁棒と、大径部と小径部と
   に二分し、小径部を大径部より前記供給弁の閉弁方向に
   円筒状にへこませた形状とし、その小径部を前記弁棒に
   気密摺動可能に外嵌し、大径部の一方面に前記指令室の
   空気圧を受け、他方面に調圧ばねの付勢力を受けるよう
   にし且つ、弁本体の内壁に沿って上下方向の移動を案内
   する案内部を設けた調圧ピストンと、前記調圧ピストン
   の円筒内壁部に設けられた上側ストッパと下側ストッパ
   との間を前記調圧ピストンの円筒内壁部に気密摺動可能
   となるように前記弁棒と一体に形成され、一方面に前記
   指令室の空気圧を受け、他方面に前記調圧ピストンの小
   径部との間に形成される切換ばね室内の切換ばねの付勢
   力を受けるように設けられた切換ピストンと、を備えた
   切換機構付圧力調整弁。