JPH0428290Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この考案は、例えば鉄道車両用空気ブレーキ装
置において使用されるバランスタイプの圧力調整
弁に係り、当該圧力調整弁に新規な機能を所有さ
せるための技術に関する。

〔従来の技術〕

周知のように、例えば鉄道車両用空気ブレーキ
装置においては、作動用空気を適宜コントロール
するために各種のバルブが用いられるが、このよ
うなバルブの一つとして、第４図に示すような構
造を有するバランスタイプの圧力調整弁５０が存
在する。この圧力調整弁５０は、大別すると、弁
部５１、膜板部５２及び調圧ばね部５３から成
り、第１ポート５４を一次側（圧力空気源）に、
第２ポート５５を二次側に接続した構成である。

前記弁部５１は、供給弁ばね５６により下方に
押圧付勢された供給弁５７と、弁箱５８に形成さ
れた供給弁座５９と、給排弁棒６０の上部に形成
された排気弁座６１とから構成されている。そし
て、前記供給弁５７の摺動部には、背後室６２と
供給室６３との連絡を遮断するＯリング６４が装
着されている。

また、前記膜板部５２は、弁部５１の下方に配
置されて前記給排弁棒６０に一体形成されたピス
トン６５と、内周縁が該ピストン６５に固定され
且つ外周縁が弁箱５８とばね箱６６との間に介設
固定された膜板６７とから成り、前記給排弁棒６
０、ピストン６５及び膜板６７が、弁部５１の下
方空間を排気室６８と圧力室６９とに画成した状
態で一体となつて上下動するように構成されてい
る。そして、前記給排弁棒６０には、二次側圧力
空気の排気孔である貫通路７０が設けられてお
り、この貫通路７０より排気された圧力空気は、
ばね箱６６に形成された排気口７１を介して大気
に放出されるようになつている。尚、前記圧力室
６９は、通路７２を介して出力室７３に連通され
ている。

更に、前記調圧ばね部５３は、排気室６８に収
納されて前記ピストン６５とばね受け具７４との
間に介装された調圧ばね７５と、前記ばね箱６６
の底壁に螺入固定されて前記調圧ばね７５のばね
力を調整する調整ネジ７６とから構成されてい
る。

この圧力調整弁５０は、その機能上二次側圧力
の変化に対して敏感に動作してその感度を高くす
る必要性がある。従つて、この圧力調整弁５０に
おいては、以下に示す手段により上記二次側圧力
の変化に対する感度を高めるべく配慮がなされて
いる。

即ち、前記背後室６２の有効断面積をＳ１、前
記供給弁座５９の有効開口面積をＳ２、一次側圧
力をＰ１とすると、一次側圧力Ｐ１によつて供給
弁５７に作用する押し下げ力Ｗ１は次式で表され
る。

W1＝（S2−S1）×P1 …〔〕 この場合、Ｓ１とＳ２とは等しくなるように設定
されているか或いはＳ１がＳ２に比して若干小さ
くなるように設定されていることにより、押し下
げ力Ｗ１は０となるか又は極力小さくなるように
配慮がなされている。

これに対して、二次側圧力は、供給弁５７の下
面に作用して押し上げ力を発生させるものである
が、この圧力調整弁５０においては前記押し上げ
力に対向するように連通路７７を介して出力室７
３と背後室６２とを連通させて供給弁５７の背後
に二次側圧力による押し下げ力を発生させてい
る。従つて、二次側圧力をＰ２、排気弁座６１の
有効断面積をＳ３とすると、二次側圧力Ｐ２によ
つて供給弁５７に作用する押し下げ力Ｗ２は、 W2＝（S1−S2＋S3）×P2 となる。この場合、Ｓ１とＳ２とは等しいか又は
Ｓ１がＳ２に比して若干小さい程度であるので、
押し下げ力Ｗ２を近似で表すと、 W2≒S3×P2 となる。そして、Ｓ３はＳ１及びＳ２に比して十
分小さい面積となるように設定されているので、
二次側圧力Ｐ２による押し下げ力Ｗ２も小さい値
となる。

以上のように構成された圧力調整弁５０を所定
位置に設置してなる空気ブレーキ装置の一般的動
作を説明すると以下に示すようになる。

即ち、無圧時においては、給排弁棒６０は、そ
の排気弁座６１が閉鎖された状態で調圧ばね７５
の付勢力によつて押し上げられ、これに伴つて供
給弁５７は供給弁座５９から離座された状態とな
る。このような状態の下で、一次側つまり圧力空
気源側から供給室６３に圧力空気が導入される
と、この圧力空気は、出力室７３に流入した後二
次側に供給されると同時に、出力室７３から連通
路７７を介して背後室６２にも流入し、更には出
力室７３から通路７２を介して圧力室６９に流入
して膜板部５２に押し下げ力を作用させる。そし
て、二次側圧力が上昇して調圧ばね７５の付勢力
に相当する圧力に達すると、上記膜板部５２に作
用する押し下げ力によつて給排弁棒６０が下降
し、これに伴つて供給弁５７が供給弁座５９に着
座して一次側と二次側との連絡が遮断され、この
時点で二次側圧力の上昇が阻止されて調圧状態と
なる。そして、このような状態から二次側圧力が
過上昇して調圧値を超えた場合には、膜板部５２
に作用する押し下げ力が調圧ばね７５の付勢力よ
りも大きくなつて給排弁棒６０が下降し、これに
伴つてその貫通路７０が開通状態となつて二次側
圧力空気が排気室６８及び排気口７１を介して排
気される。また、このような動作に伴つて二次側
圧力が降下すると、給排弁棒６０が上昇してその
貫通路７０を閉鎖状態とするため、再び上記と同
様に調圧状態となる。

〔考案が解決しようとする問題点〕

ところで、上述のような動作を行う圧力調整弁
５０が調圧状態にある場合には、調圧ばね７５の
ばね力をＷ、膜板部５２に作用する押し下げ力を
Ｆ１、弁部５１に作用する押し下げ力をＦ２とす
れば、Ｗ＝Ｆ１＋Ｆ２が成り立つ。このような状
態から一次側圧力空気を排気すれば、弁部５１に
作用する押し下げ力Ｆ２、つまり供給弁ばね５６
のばね力と空気圧によつて生じる力との合力は、
上述の〔〕式で表される押し下げ力Ｗ１だけ減
少するため、Ｗ＞Ｆ１＋Ｆ２となつて調圧ばね７
５のばね力Ｗにより供給弁５７が開弁されるはず
である。

しかしながら、弁部５１及び給排弁棒６０が動
作する場合には、その摺動部に比較的大きい摺動
抵抗Ｒが生じ、しかも上記したようにＳ１とＳ２
とは等しいか又はＳ１がＳ２に比して若干小さい
程度に設定されているために、摺動抵抗Ｒが、一
次側圧力によつて弁部５１に作用する押し下げ力
Ｗ１よりも大きい値となる。このため、一次側圧
力空気が排気されて弁部５１に作用する押し下げ
力Ｆ２がＷ１だけ減少しても、この押し下げ力Ｆ
２は実質的には摺動抵抗Ｒが加算された値である
ために、調圧ばね７５のばね力Ｗによつて供給弁
５７を開弁させることができず、そのため圧力空
気が二次側から一次側に逆流排気されないといつ
た事態を招来する。尚、このような事態を回避す
るには、Ｓ２をＳ１よりも相当大きくして一次側
圧力によつて弁部５１に作用する押し下げ力Ｗ１
を摺動抵抗Ｒよりも大きくすれば良いのである
が、このようにした場合、調圧状態におけるＷ１
が必要以上に大きくなることに起因して供給弁５
７の開閉動作が鈍くなつて感度が低下するため、
この種の圧力調整弁としての本来の機能を発揮し
得ないことになる。

ところで、当該ブレーキ装置の特殊な用途とし
て、調圧状態より一次側圧力空気を排気させると
同時に二次側圧力空気を一次側に逆流排気させる
場合がある。しかし、上記のような動作を行う従
来の圧力調整弁によれば、その特殊な用途に供し
得ないのは勿論のこと、このような用途に対処し
得る圧力調整弁の具体的構造は何ら見い出されて
いないのが実情である。

〔問題点を解決するための手段〕

この考案は上記事情に鑑みてなされたものであ
つて、その具体的手段とするところは、圧力空気
源に接続される供給室と、該供給室に供給孔を介
して連通する出力室と、前記供給孔の供給室側開
口縁に突設された供給弁座と、該供給弁座にその
前面を対向させて設けられた供給弁と、該供給弁
の後部が気密摺動自在に嵌入され前記出力室に連
通すると共に前記供給弁座の有効開口面積とほぼ
同じ有効断面積を備えた背後室と、該背後室内に
設けられ前記供給弁を供給弁座方向へ付勢する供
給ばねと、前記出力室の出力空気圧をその一側に
受けると共に該出力空気圧に抗する調圧ばねの付
勢力をその他側に受けるピストンと、前記調圧ば
ねが設けられると共に大気に開放された排気室
と、前記ピストンに固定されその先端の排気弁座
が前記供給孔を遊嵌して前記供給弁の前面に対向
する給排弁棒と、該給排弁棒に形成されその一方
が前記排気弁座の内側に開口し他方が前記排気室
に開口する排気孔と、から成る圧力調整弁におい
て、 前記供給弁に前記背後室と供給室とを連通する
逆流通路を形成し、該逆流通路に前記背後室から
供給室へ向かう方向を順方向とする逆止弁を設け
たところにある。

〔作用〕

上記手段によれば、圧力調整弁が調圧状態にあ
る時には、逆止弁が逆流通路を閉鎖し且つ供給弁
が閉じられていると共に該供給弁に作用する押し
上げ力と押し下げ力とが好適に釣り合つた状態と
なつているが、このような状態で供給室から圧力
空気源側に一次側圧力空気を排気させると、逆流
通路における逆止弁の供給室側圧力が降下する。
この場合、該逆止弁は背後室から供給室へ向かう
方向を順方向としているので、背後室から逆止弁
に作用している二次側圧力によつて該逆止弁が開
弁し、これに伴つて前記逆流通路が開通状態とな
つて背後室と供給室とが連通状態になり、二次側
圧力空気が出力室から、背後室、逆流通路及び供
給室を介して圧力空気源側つまり一次側に逆流排
気される。この結果、出力室の空気圧が降下する
と共に、この空気圧を一側に受けているピストン
及び該ピストンに固定されている給排弁棒が調圧
ばねの付勢力によつて移動して、供給弁を供給弁
座より離座させる。これにより、出力室と供給室
とが供給孔を介して連通されて二次側圧力空気は
一挙に出力室側から圧力空気源側に逆流排気され
ることになる。

〔実施例〕

以下、この考案の実施例を第１図〜第３図に基
づいて説明する。

この考案に係る圧力調整弁は、例えば鉄道車両
用空気ブレーキ装置に使用されるものであつて、
第１図に示すように、該圧力調整弁１は、その弁
体の上半部を形成する弁箱２と、下半部を形成す
るばね箱３とを有する。

前記弁箱２内には、第１ポート４を介して一次
側（圧力空気源）に接続される供給室５と、第２
ポート６を介して二次側に接続される出力室７
と、該供給室５及び出力室７の両室を連通する供
給孔８とが形成されている。そして、弁箱２内壁
部における供給孔８の供給室５側開口縁には供給
弁座９が突設されていると共に、この供給弁座９
にその前面（下面）を対向させて供給弁１０が設
けられている。この供給弁１０の後部は、前記供
給弁座９の有効開口面積Ｓ２に等しいか又はその
面積Ｓ２よりも若干小さい有効断面積Ｓ１を有す
る背後室１１に気密摺動自在に嵌入されており、
該背後室１１には前記供給弁１０を供給弁座９方
向に付勢する供給弁ばね１２が収納され、更に該
背後室１１は連通路１３を介して前記出力室７に
連通されている。

また、前記供給弁１０には、第２図にも示すよ
うに前記背後室１１と逆止弁室１４とを連通する
逆流孔１５を有する筒体１６が内嵌されており、
この筒体１６は供給弁１０からの突出動を阻止す
べく止め輪１７ａにより固定されていると共に、
該筒体１６における逆流孔１５の逆止弁室１４側
開口縁には逆止弁座１７が突設されている。そし
て、前記逆止弁室１４内には、逆止弁座１７にそ
の上面を対向させて逆止弁１８が設けられ、且つ
該逆止弁１８を逆止弁座１７方向に付勢する逆止
弁ばね１９が収納されている。この逆止弁ばね１
９は、必要最小限のばね力とされており、容易に
逆止弁１８が開弁されるように設定されている。
更に、前記供給弁１０には、逆止弁室１４と供給
室５とを連通する小孔２０が形成されていると共
に筒体１６との間を気密保持するＯリング２１が
装着されている。そして、前記逆流孔１５と逆止
弁室１４と小孔２０とによつて逆流通路２２が構
成されている。

一方、前記出力室７は通路２３を介して圧力室
２４に連通されており、この圧力室２４と前記ば
ね箱３内の排気室２５とを区画するピストン２６
及び膜板２７が上下動可能に設けられている。そ
して、前記ピストン２６には、その先端の排気弁
座２８が前記供給孔８を遊嵌して供給弁１０の前
面に対向する給排弁棒２９が固定されていると共
に、該給排弁棒２９には、一端が前記排気弁座２
８の内側に開口し且つ他端が前記排気室２５に開
口する排気孔３０が形成されている。

また、前記ばね箱３内の排気室２５には、ピス
トン２６とばね受け具３１との間に介装された調
圧ばね３２が収納されており、且つばね箱３の底
壁には前記ばね受け具３１の下面にその先端が当
接して調圧ばね３２のばね力を調整する調整ねじ
３３が螺入されロツクナツト３４により固定され
ていると共に、該ばね箱３の周壁には排気室２５
と大気とを連通する排気口３５が形成されてい
る。

以上の構成からなる圧力調整弁１の作動を次に
説明する。

圧力調整弁１が調圧状態にある時には、第１図
及び第２図に示すように、供給弁１０が供給弁座
９に着座し且つ逆止弁１８が逆止弁座１７に着座
していることにより、背後室１１と供給室５との
連絡が遮断され且つ出力室７と供給室５との連絡
も遮断された状態となつている。このような状態
で二次側圧力が過上昇した場合には、第２ポート
６を介して二次側に接続されている出力室７及び
該出力室７に通路２３を介して連通されている圧
力室２４の空気圧も必然的に過上昇することにな
るので、ピストン２６及びこれに固定された給排
弁棒２９が押し下げられ、これに伴つて給排弁棒
２９の上端の排気弁座２８が開放状態となる。そ
のため、二次側圧力空気は、前記出力室７から給
排弁棒２９の排気孔３０、排気室２５及び排気口
３５を介して大気中に排気される。そして、これ
に伴つて二次側圧力が降下すると、前記ピストン
２６及び給排弁棒２９が押し上げられて該給排弁
棒２９の上端の排気弁座２８が閉鎖され、圧力調
整弁１は再び調圧状態となる。

然して、圧力調整弁１が調圧状態にある時に供
給室５から第１ポート４を介して圧力空気源側に
一次側圧力空気が排気されると、逆止弁室１４の
空気圧が降下することになるので、逆止弁１８が
逆止弁ばね１９のばね力に抗して下動して逆止弁
座１７から離座し、これに伴つて第３図に示す状
態のうち先ず逆流通路２２のみが開通状態とな
る。これにより、二次側圧力空気は、同図に矢印
ａ……ａで示すように出力室７から連通路１３、
背後室１１、逆流通路２２、供給室５及び第１ポ
ート４を介して圧力空気源側に逆流排気される。
そして、これに伴つて二次側圧力が降下すると、
圧力室２４の空気圧も降下してピストン２６及び
給排弁棒２９が押し上げられ、供給弁１０が上動
して供給弁座９より離座し、出力室７と供給室５
とを供給孔８を介して連通させる。この結果、二
次側圧力空気は、第３図に矢印ｂで示す経路を経
て一挙に圧力空気源側に逆流排気されることにな
る。

〔考案の効果〕

以上のようにこの考案によれば、圧力調整弁の
構成要素である供給弁に、背後室と供給室とを連
通する逆流通路を形成し、且つ該逆流通路に、前
記背後室から供給室へ向かう方向を順方向とする
逆止弁を設けたので、当該圧力調整弁が調圧状態
にある時に一次側圧力空気を供給室から圧力空気
源側つまり一次側に排気させれば、前記逆止弁が
開弁して逆流通路が開通状態となり、その結果、
二次側圧力空気が背後室から供給室を介して一次
側に逆流排気されることになる。これにより、従
来の圧力調整弁では不可能とされていた調圧状態
より二次側から一次側への二次側圧力空気の逆流
排気が実現されて、この圧力調整弁が使用される
鉄道車両用空気ブレーキ装置等の特殊な用途に供
することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第３図はこの考案の実施例を示すもの
で、第１図はこの考案に係る圧力調整弁の全体構
成を示す縦断面図、第２図は同じく圧力調整弁の
要部拡大縦断面図、第３図はこの実施例の作動を
示す同じく圧力調整弁の要部拡大縦断面図であ
る。また、第４図は従来の圧力調整弁の全体構成
を示す縦断面図である。 １……圧力調整弁、５……供給室、７……出力
室、８……供給孔、９……供給弁座、１０……供
給弁、１１……背後室、１２……供給弁ばね、１
８……逆止弁、２２……逆流通路、２５……排気
室、２６……ピストン、２８……排気弁座、２９
……給排弁棒、３０……排気孔、３２……調圧ば
ね。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 圧力空気源に接続される供給室と、該供給室に
   供給孔を介して連通する出力室と、前記供給孔の
   供給室側開口縁に突設された供給弁座と、該供給
   弁座にその前面を対向させて設けられた供給弁
   と、該供給弁の後部が気密摺動自在に嵌入され前
   記出力室に連通すると共に前記供給弁座の有効開
   口面積とほぼ同じ有効断面積を備えた背後室と、
   該背後室内に設けられ前記供給弁を供給弁座方向
   へ付勢する供給弁ばねと、前記出力室の出力空気
   圧をその一側に受けると共に該出力空気圧に抗す
   る調圧ばねの付勢力をその他側に受けるピストン
   と、前記調圧ばねが設けられると共に大気に開放
   された排気室と、前記ピストンに固定されその先
   端の排気弁座が前記供給孔を遊嵌して前記供給弁
   の前面に対向する給排弁棒と、該給排弁棒に形成
   されその一方が前記排気弁座の内側に開口し他方
   が前記排気室に開口する排気孔と、から成る圧力
   調整弁において、 前記供給弁に前記背後室と供給室とを連通する
   逆流通路を形成し、該逆流通路に前記背後室から
   供給室へ向かう方向を順方向とする逆止弁を設け
   たことを特徴とする圧力調整弁。