JPH0345896Y2

JPH0345896Y2 -

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Publication number: JPH0345896Y2
Application number: JP1985035296U
Authority: JP
Priority date: 1985-03-11
Filing date: 1985-03-11
Publication date: 1991-09-27
Also published as: US4655510A; JPS61150266U; KR860007118A; KR900003949B1

Description

【考案の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕この考案は、鉄道車両の自動空気ブレーキ装置
において使用され、ブレーキ管の内部圧力と定圧
空気溜の内部圧力との圧力差に応じてブレーキシ
リンダの圧力が制御される三圧力式制御弁に関す
る。

〔従来の技術〕

上記形式の従来の三圧力式制御弁の全体構成
が、特公昭57−36185号公報並びに特公昭59−
19866号公報に開示されている。これらの公報に
開示された三圧力式制御弁の構成を第３図に示し
た。

このものは、ピストン１を内縁部で保持する膜
板２の外縁部が弁本体３に取り付けられ、これら
膜板２とピストン１とによつて、弁本体３の内部
空間が、ブレーキ管BP（以下、単にBPという。）
に接続された制御室ａと定圧空気溜CR（以下、単
にCRという。）に接続された定圧室ｂとに区画さ
れ、定圧室ｂは、制御室ａ方向を逆方向とする逆
止弁CHVを介して制御室ａに接続されている。
また、弁本体３には、制御室ａと定圧室ｂの圧力
差に応じたピストン１の変位によつてブレーキシ
リンダBC（以下、単にBCという。）に通じる圧力
空気通路を開閉する弁機構５が具備されている。
この弁機構５は、膜板付きの釣合ピストン５１の
一側に形成されかつBCに接続された出力室ｃと、
釣合ピストン５１の他側に形成され大気に開放す
る排気孔EXを有する排気室ｄと、ばね５２によ
つて弁座５３に押圧される供給弁５４を介して上
記出力室ｃに隣接し供給空気溜SR（以下、単に
SRという。）に接続された供給室ｅと、上記釣合
ピストン５１に固着されてその一端開口部が上記
供給弁５４に対向し、その中途部が排気室ｄに開
口し、その他端部が排気室ｄと制御室ａとの間の
隔壁を気密摺動自在に貫通して上記ピストン１に
連結された排気弁棒５５を備えている。

このような三圧力式制御弁において、ブレーキ
指令、即ちBPが減圧されると、逆止弁CHVの機
能によつて制御室ａの圧力のみが低下し定圧室ｂ
は一定圧力に保持されたままになり、制御室ａと
定圧室ｂとの間に生じる圧力差によつてピストン
１が往動（図においては上昇）し、これに連結さ
れた排気弁棒５５及び釣合ピストン５１が上昇
し、排気弁棒５５がばね５２の押付力に抗して供
給弁５４を押上げ弁座５３より離座させる。これ
により、供給室ｅと出力室ｃによつて形成される
圧力空気通路が開かれ、圧力空気がBCに流入し、
BC圧力が増加してブレーキが作動する。そして、
BC圧力が上記した圧力差に応じたある圧力に達
すると、釣合ピストン５１が押下げられるのに伴
つて排気弁棒５５が当接したままの供給弁５４が
弁座５３に着座し、供給弁５４、弁座５３、排気
弁棒５５が重なり合つて静止する。この状態はブ
レーキ保持状態であつて、BC圧力が上記圧力差
に応じた圧力に制御される。

ブレーキ弛め指令によつてBPが増圧されると、
制御室ａが昇圧してピストン１が復動（図では下
降）し、排気弁棒５５が供給弁５４から離座す
る。従つて、BCの圧力空気が出力室ｃ、排気弁
棒５５の貫通孔、排気室ｄを経て大気へ放出さ
れ、弛め作動がなされる。

上記の三圧力式制御弁におけるピストン１と膜
板２と弁本体３との取付状態、並びに逆止弁
CHVをピストン１に組み込んだ状態の一例を第
４図に示している。

同図に示したピストン１と膜板２と弁本体３と
の取付状態は、実公昭58−15735号公報に開示さ
れたものと同じである。以下に、実公昭58−
15735号公報に開示されたものを、同図について
説明する。即ち、ピストン１の外周に形成された
係合溝１１に、この係合溝１１の内径よりも僅か
に径小に構成された膜板２の内縁部に上記係合溝
１１よりも幅狭の突条２１を形成し、制御室ａ側
のピストン外周端と弁本体３の内壁との対向間隔
Δl及び定圧室ｂ側のピストン外周端と弁本体３
の内壁との対向間隔Δl′を極めて小さくしたもの
である。これによると、ピストン１への膜板２の
取付け取外しが簡単になり、かつ、膜板２の内縁
部をピストン１にボルト等で締め付けなくても膜
板２に作用する圧力で該膜板２が係合溝１１から
離脱しない利点がある。

次に、第４図に示した逆止弁CHVを以下に説
明する。この逆止弁CHVは、ピストン１の中央
部に形成された有底の筒部１２に、その内部を定
圧室ｂに連通する絞り孔１３が穿設され、この筒
部１２に間隔をあけて嵌め込まれた排気弁棒５５
の下端に上記絞り孔１３に対向するゴム弁６が設
けられ、筒部１２の内部と制御室ａとの連絡孔５
６を有する排気弁棒５５の鍔部５７に筒部１２内
に設けられたばね７が押し付けられ、鍔部５７の
上部を筒部１２に係止した止め輪８により押し付
けて排気弁棒５５と筒部１２相互の脱落を防止し
たものである。

これによると、制御室ａがブレーキ指令により
減圧されると、戻しばね４の押付力に抗して膜板
２とともにピストン１及びその筒部１２が上昇
し、ばね７が圧縮されて絞り孔１３の周縁部がゴ
ム弁６に押し付けられる。従つて、定圧室ｂと制
御室ａが遮断される。この状態はブレーキ保持状
態のときにも継続される。また、ブレーキ弛め指
令により、制御室ａの増圧に伴うピストン１およ
び膜板２の下降とともに、ばね７の押し付けによ
つてピストン１及びその筒部１２が排気弁棒５５
に対して下降され、ゴム弁６が絞り孔１３を開放
し、定圧室ｂが絞り孔１３、筒部１２の内部空
間、連絡孔５６を介して制御室ａと連通される。
従つて、定圧室ｂに生じることのある圧力不足が
BPから供給される圧力空気によつて補填される。

しかしながら、第４図に示したものにあつて
は、ゴム弁６、ばね７、止め輪８等の余分な部品
が必要で部品点数が多くなり、しかも組立てが面
倒になり、また、ピストン１に筒部１２を形成し
たり排気弁棒５５に鍔部５７を形成したりする必
要があるので加工が複雑になる難点を有してい
る。

そこで、第４図のものを基本として、第５図に
示したものが従来実施された。

第５図のものは、制御室ａの壁面に膜板２に対
向する棚部９を設け、この棚部９に定圧室ｂに連
通された通孔１０の端部開口１０１を開設し、排
気弁棒５５の下端部を止め輪１４を用いてピスト
ン１に固着してなる。

これによると、ブレーキ指令によつて制御室ａ
が減圧されると、戻しばね４の押付力に抗してピ
ストン１および膜板２が上昇し、第６図及び第７
図に示したように、該膜板２が棚部９の端縁９１
と上記通孔１０の端部開口１０１との間の棚部壁
面９２に当接して該端部開口１０１が閉じられ、
定圧室ｂが制御室ａから遮断される。また、ブレ
ーキ弛め指令によつて制御室ａが増圧されると、
ピストン１および膜板２が下降し、該膜板２が棚
部壁面９２から離れて第５図のように通孔１０の
端部開口１０１が開放されて定圧室ｂと制御室ａ
が該通孔１０を介して連通される。

〔考案が解決しようとする問題点〕

第６図は制御室ａと定圧室ｂとの圧力差が大き
い場合、即ちBPとCRとの圧力差が大きい場合
（高ブレーキ状態）であり、第７図は制御室ａと
定圧室ｂとの圧力差が小さい場合、即ちBPとCR
との圧力差が小さい場合（低ブレーキ状態）であ
る。

ここで、高ブレーキ状態と低ブレーキ状態にお
ける棚部壁面９２と膜板２との当接によるシール
性能について検討する。

第７図に示した低ブレーキ状態においては、棚
部壁面９２と膜板２との接圧が比較的小さいので
シール性は弱く、CRからBPへの圧力空気の逆流
による漏圧が起こりやすく、その場合はブレーキ
が弛むことになる。この問題は、第５図のブレー
キ弛め状態から第７図の低ブレーキ状態に移行し
た場合に発生することもあるが、それよりも、特
に多発するのは、第６図の高ブレーキ状態から
BPを徐々に増圧する所謂階段弛めを行つて第７
図の低ブレーキ状態を保持しようとした場合であ
ることが判明した。これは、前者の場合が、ピス
トン１の上昇に伴つて膜板２が上方へ引つ張ら
れ、所謂閉まり勝手（端部開口１０１を閉じる方
向に膜板２が上昇している状態をいう。）である
のに対し、後者の場合が、高ブレーキ状態で膜板
２が上方へ強く引つ張られて伸び切つた状態か
ら、BPの増圧によりピストン１が下降するのに
伴つて膜板２が弛み、所謂開き勝手（端部開口１
０１を開く方向に膜板２が下降している状態をい
う。）になるためである。

上記低ブレーキ状態または高ブレーキ状態にお
いて、CRの圧力をPCR、BPの圧力をPBPとす
ると、シール力Ｆは、Ｆ≒（PCR−PBP）×Ａ×1/2 …… Ａは、棚部９の端縁９１と、膜板２のピストン
１の係合溝１１への当接部との対向間隔L′に対応
する部分の膜板２の環状部の面積（以下、環状部
面積という。）である。但し、各ばねの押付力を
省略している。

式において、圧力差（PCR−PBP）はブレ
ーキ制御状態に応じて可変であるから、上記した
漏圧の問題の原因は、環状部面積Ａが小さいこと
である。

そこで、ピストン１の外径を小さくして上記
Δlを拡げることによつて環状部面積Ａを大きく
することが考えられる。

しかし、上記Δlを拡げることによつて対向間
隔L′を大きくすると、上記した実公昭58−15735
号公報で指摘されているように、ピストン１の係
合溝１１に嵌め込まれた膜板２が該係合溝１１か
ら抜け出しやすくなると共に、膜板２を補強布入
りとしてその強度を上げる必要があるので好まし
くない。

従来の三圧力式制御弁は以上の通りであり、ブ
レーキ状態でのシール性能に問題がある。

即ち、上記対向間隔L′を小さくして式におけ
る環状部面積Ａが小さくなつているため、十分に
大きなシール力Ｆが得にくく、それが原因で逆止
弁CHVの機能が確実に果たされず、CRからBP
へ圧力空気の逆流が生じてブレーキが弛むという
問題がある。

そこで、この考案は、ピストン１の外周端と弁
本体３の内壁との対向間隔Δlを拡げることによ
らないで、式における環状部面積Ａを大きくす
ることによつて、ブレーキ弛め状態から低ブレー
キ状態に移行させた場合は勿論、高ブレーキ状態
から階段弛めを行つて低ブレーキ状態を保持する
場合であつても、式におけるシール力Ｆを十分
に大きくすることを技術的課題とする。

〔問題点を解決するための手段〕

上記問題点を解決するための技術的手段を実施
例に対応する第１図を参照して説明する。即ち、
この技術的手段は、棚部９の端縁９１と通孔１０
の端部開口１０１との間の棚部壁面９２に接離さ
れるビード２２を膜板２に設けたことである。

〔作用〕この技術的手段によれば、式の環状部面積Ａ
が、棚部９の端縁９１と膜板２のピストン１の係
合溝１１への当接部との対向間隔L′に対応する部
分の膜板２の環状部面積ではなく、ビード２２と
膜板２のピストン１の係合溝１１への当接部との
対向間隔Ｌに対応する部分の膜板２の環状部の面
積となり、Ｌ＞L′であるから、環状部面積Ａが従
来の場合よりも拡がる。従つて、シール力Ｆが大
きくなる。

以下、この考案の実施例を第１図及び第２図に
従つて説明する。

〔実施例〕

第１図は低ブレーキ状態、第２図は高ブレーキ
状態を示している。これらにおいて、第５乃至７
図と異なる点は、棚部９の端縁９１と通孔１０の
端部開口１０１との間の棚部壁面９２における上
記端部開口１０１に近接した箇所に接離するビー
ド２２を膜板２に設けた点である。このような三
圧力式制御弁において、低ブレーキ状態では、棚
部９に第１図のようにビード２２のみが当接し、
高ブレーキ状態では、棚部９に第２図のようにビ
ード２２と膜板２のビード２２よりも内側の箇所
イとが当接する。

これらから明らかなように、低ブレーキ状態で
は、式の環状部面積Ａは、上記対向間隔Ｌに対
応する部分の膜板２の環状部の面積となり、従来
の場合よりも拡がる。従つて（PCR−PBP）が
小さくてもシール力Ｆが従来の場合よりも大きく
なる。

また、高ブレーキ状態では、第２図から明らか
なように、式の環状部面積Ａが従来と同じにな
る。この場合、（PCR−PBP）がもともと大きい
から、シール力Ｆは十分に大きい。この高ブレー
キ状態から階段弛めを行つて低ブレーキ状態を保
持しようとする場合、膜板２が階段弛めによつて
棚部９の端縁９１からは離れても、ビード２２は
棚部壁面９２に当接したままになる。従つて第１
図の状態になり、十分に大きなシール力Ｆが確保
される。

〔考案の効果〕

以上から明らかなように、この考案によると、
膜板にビードを形成するだけの簡単な構成である
にもかかわらず、ブレーキ弛み状態から低ブレー
キ状態へ移行させた場合、並びに高ブレーキ状態
から階段弛めを行つて低ブレーキ状態に保持させ
た場合のいずれにおいても、定圧室と制御室とが
確実に遮断される。従つて、高ブレーキ状態にお
ける場合は勿論、低ブレーキ状態においてもブレ
ーキ弛みを生じない高性能の三圧力式制御弁を提
供することができる。

〔考案の特有の効果〕

また、この考案によれば、上記従来の問題を解
決する別の技術的手段に比べて以下に述べる特有
の効果が得られる。なお、この別の技術的手段と
しては、第８図および第９図のものが考えられ
る。

第８図のものは、棚部壁面９２に通孔１０の端
部開口１０１と端縁９１との間に環状突起９３を
形成してなる。これによると、式の環状部面積
Ａが、環状突起９３と膜板２の係合溝１１への当
接部との対向間隔Ｌ１に対応する部分の膜板２の
環状部の面積となり、上記対向間隔Ｌ１は棚部９
の端縁９１と膜板２の係合溝１１への当接部との
対向間隔L′よりも大きいから、環状部面積Ａが従
来の場合よりも拡がり、第１図で説明したこの考
案による場合と同等の効果が奏される。しかし、
この場合は、環状突起９３を一品づつ切削加工に
より弁本体３に形成しなければならず、しかもそ
の作業は困難であり、さらに、膜板２が環状突起
９３に対する金属接触となり、伸縮時の移動が引
つ掛かり状態で規制されるため、膜板２が損傷し
やすいという難点を持つている。

また、第９図のものは、通孔１０の端部開口１
０１に、絞り栓１０２を制御室ａ内に突出する状
態で固定したものである。この場合の固定は、圧
入或いは螺着等の手段によつてなされる。これに
よつても、式の環状部面積Ａをこの考案による
場合および第８図の場合と同等に拡げることがで
きる。しかし、この場合は、絞り栓１０２を弁本
体３とは別加工によつて製作しなければならず、
その固定も面倒であり、さらに、絞り栓１０２の
先端に膜板２が接触することによつて該膜板２が
損傷しやすいという難点がある。

第８図及び第９図で説明した別の技術的手段に
対し、この考案の技術的手段段は、膜板２にビー
ド２２を一体に形成することによつて達成される
から、膜板の成形用金型を変更するだけの手間で
済み、すべての膜板２及びビード２２の寸法精度
が一定となり、組立て作業も従来と変わりないの
で、第８図及び第９図で説明した難点がないとい
う特有の効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の一実施例による三圧力式制
御弁の低ブレーキ状態を示す要部拡大断面図、第
２図は上記実施例による三圧力式制御弁の高ブレ
ーキ状態を示す要部拡大断面図、第３図は三圧力
式制御弁の略図、第４図は第３図の三圧力式制御
弁の逆止弁を示す拡大断面図、第５図は第４図の
三圧力式制御弁を基本として構成された従来の三
圧力式制御弁の要部拡大断面図、第６図は第５図
の三圧力式制御弁の高ブレーキ状態を示す要部拡
大断面図、第７図は第５図の三圧力式制御弁の低
ブレーキ状態を示す要部拡大断面図、第８図は別
の技術的手段による三圧力式制御弁の要部拡大断
面図、第９図はさらに別の技術的手段による三圧
力式制御弁の要部拡大断面図である。１……ピストン、２……膜板、２２……ビー
ド、３……弁本体、５……弁機構、９……棚部、
９１……棚部の端縁、９２……棚部壁面、１０…
…通孔、１０１……通孔の端部開口、BP……ブ
レーキ管、CR……定圧空気溜、BC……ブレーキ
シリンダ、ａ……制御室、ｂ……定圧室、ｃ……
出力室、ｅ……供給室。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

外縁部が弁本体に取り付けられた円環状の膜板
の内縁部にピストンが保持され、これら膜板とピ
ストンとによつて上記弁本体の内部空間がブレー
キ管に接続する制御室と定圧空気溜に接続する定
圧室とに区画され、これら制御室と定圧室の圧力
差に応じたピストンの往復動作によつてブレーキ
シリンダに通じる圧力空気通路を開閉する弁機構
が具備され、上記制御室の壁面に上記膜板に対向
する棚部が設けられ、この棚部に上記定圧室に連
通された通孔の端部開口が開設されてなる三圧力
式制御弁において、上記棚部の端縁と上記通孔の
端部開口との間の棚部壁面に接離されるビードが
上記膜板に設けられていることを特徴とする三圧
力式制御弁。