JPS5931708B2

JPS5931708B2 - 車両用空気ブレ−キ装置の教習装置

Info

Publication number: JPS5931708B2
Application number: JP6171579A
Authority: JP
Inventors: 伸一安立; 「たか」史湯浅
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1979-05-18
Filing date: 1979-05-18
Publication date: 1984-08-03
Also published as: JPS55156758A

Description

【発明の詳細な説明】この発明は車両の運転員および保守員等の教育に使用さ
れる車両用空気ブレーキ装置の教習装置に関するもので
ある。

第１図〜第３図は空気ブレーキ装置の基本的な作用およ
び動作を示す概念図で、作用および動作を説明するため
「ブレーキ弁」と「制御弁」と「ブレーキシリンダ」だ
けで構成された簡単なものにしてある。

また、この図の空気ブレーキの方式は「ブレーキ管」の
空気圧力を減圧することによリブレーキを作用させる方
式で、「ブレーキ弁」の操作は次の３種類の位置に限定
した。

（−ｆ）ゆるめ位置・・・・・・ブレーキをゅるめると
き。

回ブレーキ位置・・・・・・ブレーキを作用させると
き。円重り位置・・・・・・ブレーキ作用を保持させ
るとき。図において、１は運転士がブレーキをかけたり
ゆるめたりするために操作する「ブレーキ弁」で、手で
操作するブレーキ弁ハンドル１ａとこのハンドル１ａに
連動して回転する回り弁Ｉｂとで構成され、ハンドル１
ａの操作に応じて回り弁Ｉｂが回転し元空気溜管２およ
び排気管３とブレーキ管４との間をそれぞれ連通させる
通路Ｉｃ、Ｉｄを有する。５は車両に塔載され実用可能
な実用制御弁でブレーキ管４に通じているＡ室５ａ）小
さい通路５ｂによりＡ室５ａに通じているＢ室５ｃ）お
よびＢ室５ｃと通路５ｄにより通じているＣ室５ｅから
なり、Ｂ室５ｃ下面には排気穴５ｆとブレーキシリンダ
管６を介して後述のブレーキシリンダ１０に通じるブレ
ーキシリンダ穴５ｇがある。

Ｔは実用制御弁５内を摺動可能な実用作用ピストンで、
Ａ室５ａとＢ室５ｃの空気圧の差により左右に動くよう
に構成されている。８は実用作用ピストン７に固定され
たピストンロッドで、当接部Ｂａで後述の実用度合弁９
をＢ室５ｃの下面に押付けると共に、肩部８ｂ、８ｃが
後述の実用度合弁９に引かかるようになつている。

９は実用度合弁で、実用作用ピストンＴの左右動作のと
き肩部８ｂ，８ｃに引かけられてＢ室５ｅの下面を左右
に摺動し、通路９ａ，９ｂによつてＢ室５ｅ下面の排気
穴５ｆとブレーキシリンダ穴５ｆを開けたり閉ぢたり、
またＢ室５ｃと通じたりする。

実用作用ピストン７および実用度合弁９が左右に動くス
トロークは実用作用ピストン７の１１に対し、実用度合
弁９は１１の１／２である１２だけ動くようにしてある
。

１０はピストン１０ａとスプリング１０ｂからなるブレ
ーキシリンダで、ブレーキシリンダ管６から圧力空気が
左室に込められるとピストン１０ａはスプリング１０ｂ
の力に抗して右に動きブレーキシユ一１２を車輪１３に
押付けてブレーキをかける、ブレーキシリンダ１０の左
室の圧力空気を抜くとスプリング１０ｂによりブレーキ
シユ一１２は左側に動くのでブレーキはゆるむ。

次に動作について説明する。第」図はブレーキゆるめ状
態を示すものである。

・ヴドル１ａを［ゆるめ位置」に操作すると、回り弁１
ｂは通路１ｃによつて元空気溜管２とブレーキ管４とを
連通させるので、一定空気圧力の空気源（図示せず）か
らの圧力空気は元空気溜管２から通路１ｃを通つてブレ
ーキ管４に込められ、続いてＡ室５ａにも込められる。
次にＡ室５ａから通路５ｂを通つてＢ室５ｃにも圧力空
気が込められるので、Ｂ室５ｅはＡ室５ａの空気圧と同
圧になるが、通路５ｂは小さいため過渡的には〔Ａ室５
ａの圧力〕〉〔Ｂ室５ｃの圧力〕となつて実用作用ピス
トン７と実用度合弁８とは左側に１１のストロークを残
して右側に止まるまで動く。

このとき実作度合弁９は肩部８ｂに引かけられて共に動
ぎ通路９ａにより排気穴５ｆとブレーキシリンダ管６が
通じるので、通路９ａでブレーキシリンダ１０の左室が
排気されるのでスプリング１０ｂによりブレーキシユ一
１２が左側に動きブレーキがゆるむ。

またこのとき実用度合弁９と肩部８ｃとはストローク１
２だけの間隙がある。

さらにＣ室５ｅは通路５ｄによりＢ室５ｃと同圧の空気
圧力が込められている。

第２図はブレーキをかけたときの状態で、ハンドル１ａ
を「ブレーキ位置」に操作すると、回り弁１ｂの通路１
ｄによつてブレーキ管４と排気管３が通じるので、ブレ
ーキ管４を通つてＡ室５ａの圧力空気が排気減圧される
。

このＡ室５ａの減圧が当接部８ａと実用度合弁９とのス
ベリ摩擦力（作用ピストン最低動作圧Ｄ圧と称す）と、
Ｂ室５ｃ下面と実用度合弁９とのスベリ摩擦力（作用ピ
ストン最低動作圧Ｅ圧と称す）以上になると、実用作用
ピストン７はＡ室５ａ壁に当るまでストローク１１だけ
左側に動く。

このときピストンロツド８はストローク１１の１／２−
１２だけは空で、残り１／２１１＝１２ストローク分だ
けは肩部８ｃが実用度合弁９を引かけて動くので、実用
度合弁９は左側に肩部８ｂとの間に１２ストローク分だ
け間隙を作つて止まる。ピストンロツド８と実用度合弁
９との移動により当接部８ａで塞いでいた通路９ｂが開
き、Ｂ室５ｃ，．Ｃ室５ｅの圧力空気がブレーキシリン
ダ管６を通つてブレーキシリンダ１０の左室に込められ
るので、ブレーキシユ一１２を車輪１３に押付けてブレ
ーキをかける。このとき排気穴５ｆは通路９ａの移動に
より閉ぢられている。

このブレーキをかける力はＢ室５ｃおよびＣ室５ｅから
ブレーキシリンダ１０に込められる圧力空気の量で決ま
り、実用作用ピストン７を図示のような位置に置く時間
によりブレーキカを加減することができる。

第３図はかけたブレーキカを保持する状態で、ハンドル
１ａを「重り位置」に操作すると回り弁１ｂの通路は無
くなるので、元空気溜管２、排気管３、ブレーキ管４の
全部を塞ぎＡ室５ａの減圧は止まる。

一方、Ｂ室５ｃおよびＣ室５ｅの圧力空気はブレーキシ
リンダ１０に込められて圧力が低下するが、その低下分
はＡ室５ａの圧力より実用作用ピストン７の最低動作圧
Ｄ程度になるようＣ室５ｅの容積を決めて作つてあるの
で、Ａ室５ａの減圧が止まつて空気圧力が一定になると
〔Ａ室５ａの圧力〕〉〔Ｂ室５ｅの圧力〕となつて実用
作用ピストン７は今度は右方にストローク１２だけ動い
て止まる。

これは肩部８ｂが実用度合弁９に当るためで実用度合弁
９の最低動作圧ＥはＡ室５ａとＢ室５ｃとの圧力差より
は大きいので、実用作用ピストン７だけが１２ストロー
ク動いて実用度合弁９は止まつたままとなる。

したがつて、当接部８ａによつて通路９ｂが閉ぢられて
ブレーキシリンダ管６の圧力空気の込めが止まるので、
それまで込められた圧力空気によるブレーキカが保持さ
れることになる。

このようにブレーキ弁１を「ブレーキ位置」、「重り位
置」あるいは「ゆるめ位置］にする操作の繰返しを細か
く行つてブレーキ管４の圧力空気を減圧あるいは増圧さ
せることによりブレーキカを任意に作用させるようにな
つている。

第４図はブレーキ弁に連動する電気接点で模擬制御弁作
用ピストンを動作させる従来のものである。

図において、１〜６は実際の空気ブレーキ装置に実用さ
れるもので、第１図〜第３図と同じ作用および動作をす
るものである。

１４〜１７は実用制御弁５、実用作用ピストン７、ピス
トンロツド８、および実用度合弁９とそれぞれ対応して
模擬された模擬制御弁、模擬作用ピストン、模擬ピスト
ンロツド、および模擬度合弁である。

模擬作用ピストン１５および模擬ピストンロツド１６は
ストローク１１１動き、模擬度合弁１７は肩部１６ｂ，
１６ｃに引かけられて１１１の１／２の１２２だけ動く
ようにして制御弁内部の空気通路の構成を示すようにし
ている。

また図では制御弁の断面模形だけしか記載していないが
、教習装置としては表示パネルなどに、他のブレーキ弁
やブレーキシリンダなどと、その間の空気配管なども表
示してあり、制御弁の断面模形の動作により圧力空気の
流れやそのときのブレーキの作用も判るようにしてある
。

１８は模擬作用ピストン１５を左右に１１１だけ動かす
モータなどの駆動装置、１９は駆動装置１８の駆動を制
御する制御装置、２０は駆動装置１８の回転などの動き
を模擬作用ピストン１５に伝える伝達機構、２１は伝達
機構２０と連動して模擬ビストン１５の停止位置を決め
る後述のリミットスイッチ２２〜２４のカム、２２〜２
４はカム２１によつて作動されるリミツトスイツチで、
それぞれ模擬作用ピストン１５の「ゆるめ位置」で信号
を出すもの、「ブレーキ位置」で信号を出すもの、「重
り位置」で信号を出すものである。

２２ａ，２３ａ，２４ａは各リミツトスイツチ２２〜２
４の信号線、２５〜２７はハンドル１ａに連動して操作
位置の条件を出すポジシヨンスイツチで、それぞれハン
ドル１ａが［ゆるめ位置」で信号を出すもの、「ブレー
キ位置」で信号を出すもの、［重り位置」で信号を出す
ものである。

２５ａ，２６ａ，２７ａは各ポジシヨンスイツチ２５〜
２７の信号線、２８〜３０はリミツトスイツチ２２〜２
４とポジシヨンスイツチ２５〜２７の信号のＡＮＤ回路
で、入力条件が合えば制御信号を出す。

３１〜３３はインバーターで信号を反転させる。

なお、各ＡＮＤ回路２８〜３０は次のような入力信号の
組合せで出力する。すなわち、ＡＮＤ回路２８は２５ど
２２を反転させた信号のあつたとき、ＡＮｌ）回路２９
は２６と２３を反転させた信号のあつたとき、ＡＮＤ回
路３０は２７と２４を反転させた信号のあつたときであ
る。

ＡＮＤ回路２８〜３０の各出力信号は制御装置１９に指
令され、それによつて駆動装置１８が駆動されて模擬作
用ピストン１５が動作することになる。

いま、・・ンドル１ａを「ブレーキ位置」に操作すると
、ポジシヨンスイツチ２６が出力を出し、このとき模擬
作用ピストン１５が「ブレーキ位置」以外にあればリミ
ツトスイツチ２３の反転出力がでているのでＡＮＤ回路
２９が出力を出すことになり、制御装置１９によつて駆
動装置１８が駆動されるので、模擬作用ピストン１５が
移動して［ブレーキ位置」まで動く。

すると、リミツトスイツチ２３の反転出力なくなるので
、ＡＮＤ回路２９の出力が止まり、駆動装置１８の駆動
も止まるので、模擬作用ピストン１５は「ブレーキ位置
」で停止することになる。

従来のものは、車両に塔載して使用される実用制御弁、
実用作用ピストンおよび実用度合弁を模擬した模擬制御
弁、模擬作用ピストンおよび模擬度合弁を使用して、模
擬作用ピストンおよび模擬度合弁をブレーキ弁の操作と
直接連動させていた。このため、教育課程の一つである
空気配管途中での空気洩れや、コツク類の開け忘れなど
の条件に対して必ずしもブレーキ弁操作とは一致しない
こともあるので、模擬制御弁の模擬作用ピストンおよび
模擬度合弁の動作は実際のものと異なるという欠点があ
つた。この発明は上記欠点を解消するためになされたも
ので、実用作用ピストンの両側の空気圧を検出し、実用
作用ピストンおよび実用度合弁の駆動力に抗する摩擦力
を考慮して模擬作用ピストンを駆動する駆動装置を制御
することによつて、模擬制御弁の模擬作用ピストンおよ
び模擬度合弁の動きを実際のものと同等にできる車両用
空気ブレーキ装置の教習装置を提供する。

以下、図について説明する。

第５図において１４〜２４，３１〜３３は従来と同様で
ある。

３４〜３６はＡＮＤ回路で、入力条件は後述のとおりで
ある。

３７，３８は空気・電気変換器で、空気圧力を空気圧力
に比例した直流電圧などの電気量に変換する。

なお、変換器３７け実用制御弁５のＡ室５ａの空気圧力
を、変換器３８はＣ室５ｅの空気圧力を電気量に変換さ
せる。

３９〜４３は各変換器３７，３８からの電気量の信号を
種々の演算をして各ＡＮＤ回路３４〜３６に信号を出す
演算部、いま、実用作用ピストン７と実用度合弁９の動
く条件を分析すれば、実用作用ピストン７および実用度
合弁９が「ゆるめ位置」にあるとき、「Ａ室５ａの圧力
＝ブレーキ管４の圧力が元空気溜管２の圧力と同じ」・
・・・・・（条件１）で、しかも「Ａ室５ａの圧力一Ｃ
室５ｅの圧力］・・・・・・（条件２）であるとき。

実用作用ビストン７および実作度合弁９が「ブレーキ位
置」にあるとき、「ブレーキ管４の圧力を実用度合弁９
のスベリ摩擦力（最低動作圧Ｅ）以上に減圧し、しかも
Ｃ室５ｅの圧力よりブレーキ管４の圧力が低いとき」・
・・・・・（条件３）実用作用ピストン７および実用度
合弁９が「重り位置」にあるとき、ブレーキ管４の圧力
が「Ｃ室５ｅの圧力に実用作用ピストン７のスベリ摩擦
力（最低動作圧Ｄ）を加えた値」・・−・・・（条件４
）と「Ｃ室５ｅの圧力に実用度合弁９のＥを加えた値」
・・・・・・（条件５）の範囲内にあるとき、となる。

このうちＤとＥの値はあらかじめ想定できるので、実用
作用ピストン７および実用度合弁９の停止位置に対する
変換器３７の出力ＰＥｌ、変換器３８の出力ＰＥ２の変
換電気量を各演算部３９〜４３で演算するには次の如く
すればよい。このようなときに各演算部３９〜４３が出
力を出すようにし、リミツトスイツチ２２〜２４の信号
と組合せてＡＮＤ回路３４〜３６を次の如くする。ＡＮ
Ｄ回路３４は信号２２ａの反転信号と演算部３９，４０
からの信号のあるときに制御信号３４ａを出力する。

ＡＮＤ回路３５は信号２３ａの反転信号と演算部４１か
らの信号のあるときに制御信号３５ａを出力する。

ＡＮＤ回路３６は信号２４ａの反転信号と演算部４２，
４３からの信号のあるときに制御信号３６ａを出力する
。

この各演算部３４〜３６の制御信号３４ａ〜３６ａによ
り制御装置１９、駆動装置１８、および伝達機構２０が
動作して模擬作用ピストン１５および模擬度合弁１６が
動く。

この発明によると、実用制御弁の実用作用ピストンが動
く空気圧力に、その最低動作圧を考慮して演算させて模
擬作用ピストンを動作させることによつて、空気洩れや
、コツクの開け忘れなどの場合でも実際の実用作用ピス
トンと対応して模擬された各部を忠実に動かすことがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第３図は空気ブレーキ装置の作用、動作を示す
構成図で、第１図はブレーキをゆるめた状態、第２図は
ブレーキをかけた状態、第３図はブレーキ作用を保持す
る重りの状態を示す。第４図は従来の車両用空気ブレーキ装置の教習装置の構
成図、第５図はこの発明の→実施例を示す構成図である
。図において、１はブレーキ弁、５は実用制御弁、７は
実用作用ピストン、９は実用度合弁、１０はブレーキシ
リンダ、１４は模擬制御弁、１５は模擬作用ピストン、
１７は模擬度合弁、１８は駆動装置である。

Claims

【特許請求の範囲】

１ブレーキシリンダとブレーキ弁間に介在する車両に
塔載可能な実用制御弁内で上記ブレーキ弁からの指令に
よつて実用作用ピストンが作動し、上記実用作用ピスト
ンによつて実用度合弁が作動して所定の空気圧を上記ブ
レーキシリンダに供給し、上記実用作用ピストンと上記
実用度合弁とにそれぞれ対応した模擬作用ピストンと模
擬度合弁とを上記実用制御弁と対応した模擬制御弁内に
設け、上記模擬作用ピストンと上記模擬度合弁との動き
を目視可能にし、上記模擬作用ピストンを駆動装置で駆
動するものにおいて、上記実用作用ピストンの両側の空
気圧を検出し、上記実用作用ピストンおよび上記実用度
合弁の駆動力に抗する摩擦力を電気的に加減算して出力
された制御信号によつて上記駆動装置を制御することを
特徴とする車両用空気ブレーキ装置の教習装置。