JPH01223065A - 圧力調整弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 この発明は、例えば鉄道車両用保安ブレーキ装置等の空
気圧回路に使用される圧力調整弁に調圧機能の他にこの
圧力調整弁に接続される空気圧機器への圧力空気の給気
と空気圧機器内の圧力空気の排気の切換機能を具備させ
た圧力調整弁に関する。

〈従来の技術〉 従来、圧力調整弁１ｂと切換弁２を使用する空気圧回路
は例えば第５図に示すものが知られている０図に示す圧
力調整弁１ｂは、例えば７　Ｋｇ／ｃｍ”の圧力空気源
３に接続されている給気室５ｂと、切換弁２に接続され
ている出力室７ｂを有し、この給気室５ｂと出力室７ｂ
は給気孔８ｂにより連通している。

この給気孔８ｂの給気室５ｂ側に給気弁座２１ｂか突設
されており、この給気弁座２１ｂに着座するように戻し
ばね１９ｂによって付勢された給気弁９ｂか設けられて
いる。また、圧力調整弁１ｂの下部に上面に出力室７ｂ
の空気圧を受け、下面に調圧ばね４の付勢力を受けるよ
うに調圧ピストン１３ｂか設けられている。この調圧ピ
ストン１３ｂには、前記給気弁９ｂの下面に給気孔８ｂ
側から先端か対向し、内部に設けられた排気孔１８ｂが
先端に開口していると共に圧力調整弁１ｂの本体２３ｂ
に設けられた排気口１０ｂに連通している排気弁棒１４
ｂか中心部に結合されている。

上記の構成により、圧力空気源３から給気室５ｂに供給
される７　Ｋｇ／ｃ■２の圧力空気は調圧ばね４の設定
により出力室７ｂの空気圧を例えば３．５　Ｋｇ／ｃ＋
＋＋２に減圧され、出力室７ｂの圧力はこの設定圧に保
持される。この調圧空気は切換弁２の給気室５ａに供給
されている。

この切換弁２の給気弁９ａは、図の電磁弁６かＯＮにさ
れることによって開いて給気室５ａと出力室７ａとを連
通ずる。また、電磁弁６をＯＦＦにすることによりて切
換弁２の給気孔８ａは給気弁９ａによって閉じられ、出
力室７ａは排気口１０ａに連通して大気と連通する。給
気弁９ａは、図の電磁弁６、タイヤフラムｌｌａ、設定
ばね１２等によって制御されるピストン１３ａに設けら
れた排気弁棒１４ａの上昇によって開動作し、排気弁棒
１４ａの下降によって閉動作する。

この開閉動作の概要は次の通りである。第５図は圧力空
気源３とパイロット室１５ａとを接続する接続管に設け
られた電磁弁６がＯＦＦの状態であり、給気弁９ａは給
気孔８ａを閉じており、排気弁棒１４ａの先端は給気弁
９ａの下方に位置している。この状態から電磁弁６をＯ
Ｎにすると、電磁弁６かパイロット室１５ａへの圧力空
気の流入を遮断し、かつパイロット室１５ａ内の圧力空
気を電磁弁６の排気孔１７を介して大気に開放する。こ
れによってパイロット室１５ａ内が所定圧力以下になる
と、設定ばね１２の伸長力によってピストン１３ａは押
し上げられ、それと共に排気弁棒１４ａが上昇して給気
弁９ａを押し上げて給気孔８ａを開く。このとき排気弁
棒１４ａの先端の開口が給気弁９ａの下面に当接して排
気弁棒１４ａの排気孔１８ａは閉塞されるので、圧力調
整弁１ｂから供給される調圧空気は切換弁２の給気室５
ａと給気孔８ａを介して出力室７ａに至る。

次に、この状態から給気弁９ａが給気孔８ａを閉じるこ
とによって給気室５ａと出力室７ａを遮断し、かつ出力
室７ａと排気口１０ａとを排気弁棒１４ａの排気孔１８
ｇを介して接続するときは、第５図に示すように電磁弁
６をＯＦＦにすることによって圧力空気＠３の圧力空気
を電磁弁６を介してパイロット室１５ａ内に供給する。

パイロット室１５ａに供給された圧力空気はピストン１
３ａを設定ばね１２に抗して押し下げ、これによって排
気弁棒ｊ４ａの先端な給気弁９ａの下面から離れる位置
にする。給気弁９ａは戻しばね１９ａによって押し下げ
られて給気孔８ａを閉じる。これによって、調圧空気は
給気室５ａから出力室７ａに至らず、出力室７ａの調圧
空気は排気弁棒１４ａの排気孔１８ａを介して大気に開
放される。

以上に説明した圧力調整弁１ｂと切換弁２を利用する装
置として、例えば実公昭５０−３８０８９号公報に示さ
れている保安ブレーキ装置がある。

〈発明か解決しようとする課題〉 従来、所定圧力の空気の供給又は排気を遠隔操作するた
めに一般に第５図に示すシステムが利用されているか、
空気圧機器への供給流量が極少量の特殊な場合は切換弁
を使用せずに電磁弁を切換弁として使用することがある
。供給流量が多量の場合に電磁弁を切換弁として使用す
るときは、電磁弁の給気孔及び給気弁を大きくする必要
があり、これによって給気弁を駆動する電磁石も大きく
なり、電磁石を作動させるための制御設備の電気容量が
増加することになる。従って、空気圧機器への供給流量
が極少流量の特殊な場合以外の通常供給流量を必要とす
る場合に電磁弁を切換弁として使用すると、この電磁弁
と制御設備の重量は第５図に示す切換弁と制御設備を含
む電磁弁の重量よりも重くなるという問題が生じる。ま
た、この他にこのような大型の電磁弁の電磁石を通゛屯
状態から開放状態にするときに生じるサージ電流により
他の電気機器に悪影響を与えるという問題もある。この
ような理由のために通常供給流量を必要とする空気圧機
器においては、小型の電磁弁で切換弁を開閉する第５図
のシステムか一般的に利用されている。しかし、このシ
ステムにおいても、鉄道車両用保安ブレーキ装置に使用
する場合は、更に重量の軽減とコンパクト化か要望され
ている。また、圧力調整弁と切換弁と電磁弁とを接続す
る配管作業がわずられしいという問題と、切換弁の切換
動作において、給気弁の開動作は設定ばねの作用力によ
ってピストンと共に給気弁を押し上げて給気孔が開く構
成であるので、設定ばねが伸長状態になるまでの復元時
間による遅延は最近の高速応答制御に対応できなくなり
つつあるという問題かある。

本発明は、従来の技術に有するこのような問題点に鑑み
てなされたものであり、その目的とするところは、圧力
調整弁に切換弁の機能を具備させることにより、各々の
弁を接続する配管作業を省くことと、圧力調整弁と切換
弁の機能を有する弁装置の重量を軽量にし嵩を小さくし
、更に電磁弁に信号を発してから切換弁か開弁するまて
の時間を短縮しようとすることにある。

〈課題を解決するための手段〉 この発明は、圧力空気源に接続される給気室と、空気圧
機器に接続される出力室と、前記給気室と出力室とを連
通する給気孔と、その給気孔の給気室側に突設された給
気弁座と、その給気弁座に着座するようにばねによって
付勢された給気弁と、先端か前記給気弁に給気孔側から
対向し内部に設けられた排気孔が先端に開口していると
共に排気口に連通している排気弁棒と、その排気弁棒に
結合され一方に前記出力室の空気圧を受け他方に調圧ば
ねの付勢力を受けるように設けられた調圧ピストンとを
具備する圧力調整弁において、前記給気室と給気孔と給
気弁座と給気弁とを中間体に設け、その中間体を圧力調
整弁本体内に給気弁の開閉移動方向に一定範囲で進退移
動自在に設け、その中間体を圧力空気の供給により前記
排気弁棒側へ前進移動させ圧力空気の排出により前記給
気室の空気圧で後退移動するようにパイロット室を設け
、前記調圧ピストンの調圧ばねによる移動端を後退位置
にある前記中間体の給気弁に対し前記排気弁棒先端が離
れ前進位置にある中間体の給気弁に対し当接して開弁す
るように定め、前記パイロット室に対する圧力空気の給
排手段を設けてなるものである。

く作用〉 この発明において、給気室と給気孔と給気弁座と給気弁
とを設けた中間体が圧力調整弁本体内に給気弁の開閉方
向に一定範囲で進退移動自在に設けられていや。圧力空
気の給排手段が排気状態では、パイロット室に圧力空気
が供給されず、パイロット室は大気に連通ずる。中間体
は給気室の空気圧により後退位置に移動させられて、給
気弁はばねの付勢力により給気弁座に着座し、排気弁棒
の先端は、給気弁から離れた位置にある。この位置関係
では、給気室に接続する圧力空気源の圧力空気は出力室
に接続する空気圧機器に供給されず、空気圧機器は出力
室と排気弁棒の排気孔と排気口を通って大気と連通ずる
。

この圧力空気の給排手段を排気状態から給気状態にする
と、パイロット室に圧力空気が供給されて、中間体はパ
イロット室の空気圧により後退位置から前進位置に移動
させられて、給気弁は排気弁棒の先端に当接して給気孔
が開き、排気弁棒の排気孔は給気弁により閉じられる。

この位置関係ては、圧力空気源の圧力空気は給気孔を通
って空気圧機器に供給され、排気孔が閉塞されているの
で空気圧機器内の圧力空気は排気されない。

従って、圧力空気は出力室に流入して、この出力室の圧
力空気が調圧ピストンを調圧ばねな圧縮する側に押圧す
る。排気弁棒は先端に給気弁が当接した状態で調圧ピス
トンと共に移動し、遂には給気弁は給気弁座に着座する
。給気弁が給気弁座に着座することにより、出力室に圧
力空気か流入しなくなり、排気弁棒の移動は停止する。

この排気弁棒が停止するのは、調圧ピストンが出力室の
空気圧による力と調圧ばねの力か釣り合って停止したか
らである。よって、出力室の圧力は、調圧ばねにより設
定された圧力まで昇圧する。

なお、給排手段か給気状態で出力室の圧力か設定圧より
も高いときは、出力室の空気圧か調圧ピストンを押圧し
て、排気弁棒の先端な給気弁から離れる位置に移動させ
る。この位置関係では、出力室の圧力空気は排気弁棒の
排気孔と排気口を通って大気に開放されるので、出力室
の圧力は設定圧力になるまて低下し、設定圧力になると
排気弁棒の先端か給気弁に当接する位置に戻る。このよ
うにして、出力室の圧力は設定圧力に保持される。

〈実施例〉 この発明の第１実施例を第１図乃至第３図を用いて説明
する。同図において第５図に示した圧力調整弁ｔｂと同
等部分は同一図面符号で示し、説明を省略する。本実施
例の圧力調整弁１ｃは、第５図の圧力調整弁１ｂに給気
室５ｂと給気孔８ｂと給気弁座２１ｂと給気弁９ｂとを
具備する中間体２２を圧力調整弁１ｃの本体２１ｂ内に
設け、その中間体２２を圧力空気の供給により排気弁棒
１４ｂ側へ前進移動させ圧力空気の排出により給気室５
ｂの空気圧で後退移動するように中間体２２の上面と本
体２３ｂの内側面で形成されるパイロット室ＩＳｂを設
けたものである。

中間体２２は、上部か断面１１ｉＡＩＣ１１２の短円柱
体て下部が断面積Ａ、ｃ■２の短円柱体て形成されてお
り、ＡＩ＞Ａ２の関係である（第２図参照）。中間体２
２は圧力調整弁１ｃの本体２３ｂの上部に収容されてお
り、中間体２２の上部と下部の外周面は本体２３ｂの内
周面に対応する形状になっている。この中間体２２の内
部は空洞になっており、この空洞は給気室５ｂの一部を
形成している。この空洞は中間体２２の上部側面て開孔
しており、この開孔２４は中間体２２の主に上部の外周
面と本体２３ｂの内周面とによって形成される給気室５
ｂと開孔２５を介して圧力空気源（図示せず）に接続さ
れている。また、中間体２２の給気室５ｂは中間体２２
の下面側でも開口しており、この開孔が給気孔８ｂを形
成している。この給気孔８ｂの給気室５ｂ側に給気弁座
２１ｂが突設されている。この給気弁座２１ｂに着座す
るように戻しばね１９ｂによって付勢された給気弁９ｂ
が設けられている。

中間体２２はこの本体２３ｂの内周面に沿って図の上下
方向に進退移動することができ、第１図に示すように上
側移動端の後退位置は中間体２２の上面か本体２３ｂの
上部内側面に当接する位置である。

また、この中間体２２の後退位置は、調圧ピストン１３
ｂが調圧ばね４により押し上げられて調圧ピストン１３
ｂの上面が本体２３ｂの内側面に設けられたストッパ部
２６に当接する上昇端にあるとき、排気弁棒１４ｂの先
端が給気弁９ｂの下面から離れるように定められている
。

第２図に示すように中間体２２の前進位置は、中間体ｚ
２の下端縁が本体２３ｂの内側に突設されたストッパ部
２７に当接する下降端位置である。この前進位置は調圧
ピストン１３ｂが上記上昇端位置にあるとき、排気弁棒
１４ｂの先端が給気弁９ｂの下面に当接して給気孔８ｂ
を開弁するように定められている。

第３図は、第２図に示す給気弁９ｂが排気弁棒１４ｂに
より押し上げられた状態で圧力空気が給気室５ｂから出
力室７ｂに進入し、出力室７ｂの圧力が上昇するに従っ
て調圧ピストン１３ｂが次第に押し下げられて、給気弁
９ｂが下面に排気弁棒１４ｂの先端の開口が当接した状
態で下降して給気弁座２１ｂに着座した状態を示してい
る。この状態を重なり状態と称する。なお、第３図に示
す中間体ｚ２の後退位置から前進位置までのストローク
Ｓ、ｍｓと調圧ピストン１３ｂの重なり状態の位置から
上昇端位置までのストロークＳ、ａｍとの関係は、Ｓ＋
＞Ｓａである。

パイロット室１５ｂは、中間体２２の上面と本体２３ｂ
の上部内側面で形成される空間である。

２８は電磁弁であり、パイロット室１５ｂに対し圧力空
気を給排する手段である。この電磁弁２８は圧力調整弁
１ｃの外側面に設けられており、電磁弁２８はパイロッ
ト室ｔｓｂと給気室５ｂとを接続する連通孔２９を°途
中で開閉し、電磁弁２８が連通孔２９を閉じた状態でパ
イロット室１５ｂの圧力空気を大気に放出するものであ
る。

上述した中間体２２とパイロット室１５ｂとを有する圧
力調整弁１ｃは、次のように作用する。第１図は、ＴＬ
磁弁２８かＯＦＦの状態であり、パイロット室１５ｂと
給気室５ｂとの間を閉じている。圧力空気源（図示せず
）のＰ＋Ｋｇ／ｃｔａ２の圧力空気は開孔２５を通って
給気室５ｂに供給されている。中間体２２は給気室５ｂ
の圧力空気により後退位置に押し上げられており、給気
弁９ｂは給気弁座２１ｂに着座している。

中間体２２を押し上げている力は、ｐ、Ｘ　（Ａｔ　　
Ａ２）Ｋｇである。たたし、出力室７ｂの圧力をＯＫｇ
／ｃｍ２ζする。これを排気状ｙ６と称する。

この排気状態から出力室７ｂの開孔３０に接続されてい
る空気圧機器（図示せず）に圧力空気を供給して、出力
室７ｂの圧力を調圧はね４で設定された圧力Ｐ２Ｋｇ／
ｃｍ２にするときは、第２図に示すように電磁弁２８を
ＯＮにしてパイロット室１５ｂと給気室５ｂとの間を接
続するように切り換える。圧力空気は、給気室５ｂと連
通孔２９を通ってパイロット室１５ｂに入り、中間体２
２をストッパ部２７に当接する前進位置に押し下げる。

このときの中間体２２を押し下げる力は、（ｐ、Ｘ　Ａ
ｌ−ｐ、Ｘ　（ＡＩ−Ａ２）　）にｇ＝Ｐ、ＸＡ２Ｋｇ
である。たたし、Ｐ、ＸＡ、Ｋｇは前進方向の力であり
、Ｐ、ｘ　（ＡＩ　　Ａ２）にｇは後退方向の力である
。中間体２２かこの前進位置に下降する途中て排気弁棒
１４ｂの先端か給気弁９ｂの下面に当接し、給気弁９ｂ
を戻しばね１９ｂの作用に抗して給気弁座２１ｂから押
し上げて給気孔８ｂを開く。このとき、排気弁棒１４ｂ
の位置は、調圧ピストン１３ｂと共に調圧ばね４により
押し上げられて、調圧ピストン１３ｂかストッパ部２６
に当接する上昇端位置にある。この開弁動作によって、
Ｐ、Ｋｇ／ｃｍ２の圧力空気は給気室５ｂと給気孔８ｂ
を通って出力室７ｂに入り、空気圧機器に供給される。

この第２図の状態な給気状態と称する。

この給気状態では、出力室７ｂ及び空気圧機器にＰ、に
ｇ／ｃ１１２の圧力空気か供給されて出力室７ｂの圧力
か上昇する。それにつれて、調圧ピストン１３ｂを下向
きに押す力が増大し、調圧ピストン１３ｂを調圧ばね４
の付勢力と釣り合う位置まで押し下げる。給気弁９ｂは
調圧ピストン１３ｂの下降と共に排気弁棒１４ｂの先端
に当接した状態で下降して給気弁座２１ｂに着座する。

この状態が第３図に示す重なり状態である。この状態て
は、空気圧機器への圧力空気の供給か停止され、排気弁
棒１４ｂの排気孔１８ｂが閉じられて空気圧機器内は設
定圧力ＰＪｇ／ｃ■２に保持されている。

なお、給気孔８ｂからＰ、にｇ／ｃ■２の圧力空気か出
力室７ｂに余分に供給されて出力室７ｂの圧力が設定圧
のＰ２にｇｌｃｍ”よりも上昇した時は、この設定圧よ
りも高い圧力分により調圧ピストン１３ｂが下側に押さ
れて、排気弁棒１４ｂの先端が給気弁９ｂの下面から離
れる状態になる。これによって、空気圧機器内の圧力空
気が排気弁棒１４ｂの排気孔１８ｂから排気口１０ｂを
通って大気に開放される。これによって出力室７ｂの圧
力が下がりＰ２にｇｌｃｍ”になると、調圧ピストン１
３ｂが上昇して重なり状態になる０以上の動作により、
出力室７ｂの圧力は設定圧Ｐ、にｇｌｃｍ”に保持され
る。

次に第２図の給気状態又は第３図の重なり状態がら空気
圧機器内の圧力空気を大気に開放する排気状態にすると
きは、電磁弁２８をＯＦＦにしてパイロット室１５ｂと
給気室５ｂとの間の連通孔２９を閉じ、パイロット室１
５ｂの圧力空気を排気する。これによって、中間体２２
は第１図のように後退位置に上昇する。中間体２２か後
退位置にあるときは。

給気弁９ｂは戻しばね１９ｂの作用により給気弁座２１
ｂに着座して圧力空気を空気圧機器に導かず、かつ排気
弁棒１４ｂの先端は給気弁９ｂの下面から離れているの
て空気圧機器内の圧力空気は排気孔１８ｂと排気口１０
ｂを通って大気に開放される。

第２実施例を第４図を用いて説明する。この実施例は、
第１実施例の圧力調整弁１ｃに中間体２２を前進方向に
押圧するように圧縮ばね３１をパイロット室ｔｓｂ内に
設け、この圧縮ばね３１の上部にばね受け３２を設け、
このばね受け３２に調整ボルト３３を螺合したものであ
る。この調整ボルト３３を本体２３ｂの外側から回して
ばね受け３２を上下させることにより、中間体２２を前
進する方向に押圧する圧縮ばね３１の力を調節すること
ができる。この圧縮ばね３１は、中間体２２か後退位置
にある排気状態て排気弁棒１４ｂの先端か給気弁９ｂの
下面から離れるように形成されている。

次にこの圧縮ばね３１の作用を説明する。圧力調整弁１
ｃを排気状態から給気状態にするとき、電磁弁２８をＯ
Ｎにして給気室５ｂの圧力空気をパイロット室１５ｂに
供給し、パイロット室１５ｂ内の圧力空気の作用により
中間体２２を前進させるが、この圧縮ばね３１が中間体
２２を前進させる方向に作用しているので、パイロット
室ｔｓｂの圧力か圧力空気か流入し初めるときの低い圧
力で中間体２２を前進させることができる。

なお、上記第１実施例と第２実施例の電磁弁２８は、　
ＯＮの状態で連通孔２９を開き、ＯＦＦの状態で連通孔
２９を閉じるようにしであるか、ＯＮとＯＦＦの状態で
連通孔２９の開閉状態を逆にすることもできる。

〈発明の効果〉 この発明によれば、圧力調整弁に切換弁の機能を具備さ
せた構成であるので、圧力調整弁と切換弁とを必要とす
る空圧回路に使用すると単純な回路にすることがてき、
配管作業を軽減し、圧力調整弁と切換弁の機能を有する
弁装置の重量を軽減すると共にこの弁装置の嵩を小さく
することができるという効果と、比較的小さいパイロッ
ト室に圧力空気を供給してこの空気圧により中間体を排
気弁棒側の前進位置に移動させて排気弁棒の先端が供給
弁を押圧して開弁する構成としたので、従来の設定ばね
かピストンを押圧して給気弁な開方向に駆動するものに
比べて開弁の動作時間を短縮することかでき、これによ
って切換弁の高速応答制御に対応させることができると
いう効果もある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の第１実施例の排気状態を示す縦断正
面図、第２図は同実施例の供給状態を示す縦断正面図、
第３図は同実施例の重なり状態を示す縦断正面図、第４
図は第２実施例の重なり状態を示す縦断部分正面図、第
５図は従来の圧力調整弁と切換弁を使用する空気圧回路
であり６弁の縦断正面図である。 ｌｃ・・・・圧力調整弁、４・・・・調圧ばね、５ｂ・
・・・給気室、７ｂ・・・・出力室、８ｂ・・・・給気
孔、９ｂ・・・・給気弁、１０ｂ・・・・排気口、　１
：ｌｂ・・・・調圧ピストン。 １４ｂ・・・・排気弁棒、１５ｂ・・・・パイロット室
、１８ｂ・・・・排気孔、１９ｂ・・・・戻しばね、２
１ｂ・・・・給気弁座、２２・・・・中間体。 特許出願人　日本エヤーブレーキ株式会社代　　理　　
人　　清　　水　　　哲　　　はか２名第１０ 第２図 喘３０ 第４０ に

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）圧力空気源に接続される給気室と、空気圧機器に
   接続される出力室と、前記給気室と出力室とを連通する
   給気孔と、その給気孔の給気室側に突設された給気弁座
   と、その給気弁座に着座するようにばねによって付勢さ
   れた給気弁と、先端が前記給気弁に給気孔側から対向し
   内部に設けられた排気孔が先端に開口していると共に排
   気口に連通している排気弁棒と、その排気弁棒に結合さ
   れ一方に前記出力室の空気圧を受け他方に調圧ばねの付
   勢力を受けるように設けられた調圧ピストンとを具備す
   る圧力調整弁において、 前記給気室と給気孔と給気弁座と給気弁とを中間体に設
   け、その中間体を圧力調整弁本体内に給気弁の開閉移動
   方向に一定範囲で進退移動自在に設け、その中間体を圧
   力空気の供給により前記排気弁棒側へ前進移動させ圧力
   空気の排出により前記給気室の空気圧で後退移動するよ
   うにパイロット室を設け、前記調圧ピストンの調圧ばね
   による移動端を後退位置にある前記中間体の給気弁に対
   し前記排気弁棒先端が離れ前進位置にある中間体の給気
   弁に対し当接して開弁するように定め、前記パイロット
   室に対する圧力空気の給排手段を設けたことを特徴とす
   る圧力調整弁。