JPS61207266A - 鉄道車両用釣合吐出し弁 - 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〕 本発明は、鉄道車両の空気ブレーキ装置において使用さ
れ、ブレーキ管を中継減圧する鉄道車両用釣合吐出し弁
に関する。

〔従来の技術〕

従来の釣合吐出し弁Ａを使用した鉄道車両の空気ブレー
キ装置は第３図に示すようになっており、同図において
、Ｂｖはブレーキ弁、ＥＲは釣合空気溜、ＢＰはブレー
キ管、Ｃｖは制御弁、ＢＣはブレーキシリンダ、ＡＲは
空気溜である。このブレーキ装置は、ブレーキ弁ＢＹを
ハンドル１によつて切換えることにより操作される。釣
合吐出し弁Ａとブレーキ弁ＢＶの構成は第４図のように
なっている。ブレーキ弁ＢＶは、弛め位置１１重なり位
置す、ブレーキ位置Ｃ１非常ブレーキ位置ｄの４位置に
操作できるようになっている。

（イ）　第４図はブレーキ弁ＢＶが弛め位置ａにあシ、
ブレーキが弛められた状態である。この状態では元空気
溜（図示せず）から供給弁ＦＶを経て所定圧力（通常５
Ｋｇ／ｄ）に調整された圧力空気がボート２に供給され
ており、これがボート３から釣合室６及び釣合空気溜Ｅ
Ｒへ、またボート４からブレーキ管室７及びブレーキ管
ＢＰへ供給されている。このとき、排気弁８は自重とば
ね９の付勢力により弁座１０に押付けられてブレーキ管
室７と排気室１１との間を閉じている。このようにブレ
ーキ管ＢＰが所定圧力（通常ｓＫｒ／ｄ）に加圧された
状態が弛め状態であり、制御弁Ｃｖが弛め作動してブレ
ーキシリンダＢＣを排気すると共に空気溜ＡＲを所定圧
に加圧している。ブレーキシリンダＢＣを排気している
状態でブレーキが弛め状態である。

（ロ）　この弛め（運転）状態から次にブレーキを作動
させる場合は、まずブレーキ弁ＢＶをブレーキ位置Ｃと
して釣合空気溜ＥＲを減圧し、その減圧量が希望値にな
ったとき、ブレーキ弁ＢＶを重なり位置すにすることに
より行う。

すなわち、ブレーキ弁ＢＶをブレーキ位置Ｃとすると、
ボート４は閉鎖され、釣合空気溜ＥＲ。

釣合吐出し弁Ａの釣合室６が排気室１１と共にブレーキ
弁ＢＶ内の小さな通路を経て排気口Ｅｘに連通ずる。こ
れによって釣合空気溜ＥＲ及び釣合室６が減圧されるの
で、ピストン１２は上下の圧力差によって上昇し、排気
弁８が弁座１０から離座してブレーキ管室７を排気室１
１に連通し、これによってブレーキ管ＢＰが排気室１１
を介して減圧される。

このとき、一定容量の釣合空気溜ＥＲの減圧量が運転手
の希望通りになると、ブレーキ弁ＢＶを重なり位置すに
する。重なり位置すではボート３．４が閉鎖され、ボー
ト５のみが排気口−に接続された状態であるから、ブレ
ーキ位置Ｃで減圧中であったブレーキ管ＢＰが釣合空気
溜ＥＲとほぼ同圧になると、ピストン１２が自重により
下降し、排気弁８が閉じてブレーキ管ＢＰの減圧が停止
する。

このブレーキ管ＢＰの減圧により制御弁Ｃ■が、空気溜
ＡＲの空気を前記ブレーキ管ＢＰの減圧量に広じた圧力
に調整してブレーキシリンダＢＣへ供給し、車両にブレ
ーキを作用させる。

（ハ）　このブレーキを弛める場合、ブレーキ弁ＢＶを
弛め位置ａへ戻す。これによって前記（イ）の状態へ復
帰する。

なお、この弛め時には、ブレーキ管ＢＰよりも釣合空気
溜ＥＲＯ方が容量が小さいために、ブレーキ管室７より
も釣合室６の方が早く昇圧され、ピストン１２が下降し
、ブツシュ１３の下端の漏れ溝１４による釣合室６から
ブレーキ管室７への空気の流入でピストン１２の上下面
の圧力差がバランスする。

に）前記弛め（運転）状態において、非常ブレーキを作
動させる場合は、ブレーキ弁ＢＶを非常ブレーキ位置ｄ
とする。

このとき、ブレーキ管ＢＰおよび釣合吐出し弁Ａのブレ
ーキ管室７の空気は、ブレーキ弁ＢＶ内の大きな通路を
経て排気口Ｅｘから急激に排気される。これによって、
釣合室６に閉じ込められた釣合空気溜ＥＲの圧力により
ピストン１２が排気弁８を着座させたｉｔでばね９を圧
縮して下降し、これによってブツシュ１３の下端の漏れ
溝１４が開き、この漏れ溝１４から釣合空気溜ＥＲの空
気がブレーキ管室７へ流入し、ブレーキ管ＢＰの空気と
共にブレーキ弁ＢＶから排気される。

このブレーキ管ＢＰの急激な減圧により、制御弁Ｃｖが
急ブレーキ作動してブレーキシリンダＢＣへ高圧力の空
気を供給し、車両に非常ブレーキを作用さ、せる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来の釣合吐出し弁Ａのピストン１２は、第４図に示し
たように、外周にリング１５を有し、ブツシュ１３の内
側を摺動する構成であるから、ピストン上下の釣合室６
とブレーキ管室７との間のシール性が悪い。これが原因
で次のような問題が生じる。

ブレーキ指令時（釣合空気溜ＥＲ減圧時）に、ブレーキ
弁ＢＶをブレーキ位置Ｃとして釣合空気溜ＥＲを希望通
り、例えば圧力Ｐ工に減圧した時点（第５図にｔ３で示
す）で、七の釣合空気溜１１ＣＨの圧力Ｐユを保持しよ
うとしてブレーキ弁ＢＶを重なり位置すとした場合、釣
合空気溜Ｆ：ＪＲの圧力Ｐ工よシもブレーキ管ＢＰの圧
力ＰＢＰＯ方が大であるため、減圧途中のブレーキ管Ｂ
Ｐの空気がピストン１２の外周から釣合室６へ流入する
。釣合空気溜ＥＲは定容積であるから、その流入空気に
よって圧力Ｐ１ｉ、Ｒが上昇する。従って、この釣合吐
出し弁Ａの排気作動が終了して排気弁８が着座したとき
の釣合空気溜ＥＲの圧力Ｐ。Ｒおよびブレーキ管ＢＰの
圧力ＰＢＰは、運転手が初期に減圧設定した釣合空気溜
ＥＲの圧力Ｐ工よシも高い圧力Ｐ２となる。つまり、釣
合空気溜ＥＲの減圧量ΔＰ工がブレーキ指令であるから
、この従来の釣合吐出し弁Ａによれば、運転手の設定し
たブレーキ指令よりも小さな指令（減圧量ΔＰ２）シか
得られない。この状態を第５図に示す。同図において、
ｔｌはブレーキ弁ＢＶを弛め位置からブレーキ位置Ｃと
した時点、ｔ４は圧力ＰＢＰとＰＫＲとが等しくなった
時点である。

このため、釣合空気溜ＥＲの昇圧量（ｐ２−ｐ□）を見
込んだ分だけ釣合空気溜ＥＲの減圧量を増しておく予測
制御あるいは釣合空気溜ＥＲの減圧を２度、３度と繰返
す補正制御が必要であり、しかも釣合空気溜ＥＲの昇圧
量がブレーキ管ＢＰの長さく車両の編成画数により変る
）や釣合空気溜・ＥＲの減圧量によって異なるために、
前記予測制御や補正制御にはかなりの熟練を必要とする
。

〔問題点を解決するための手段〕

そこで、上記従来の問題点を解決する本発明の手段は、 本体内に移動自在に設けられたピストンと、該ピストン
の一側に面して形成され釣合空気溜に接続された釣合室
と、前記ピストンの他側に面して形成されブレーキ管に
接続され念ブレーキ管室と、該ブレーキ管室に隣接して
形成された排気室と、前記ピストンのブレーキ管室側に
突出して摺動自在に嵌入されると共にばね付勢されブレ
ーキ管室と前記排気室との間を開閉する排気弁と、を備
えた釣合吐出し弁において、 前記排気弁の前記釣合室側をピストンを貫通させて突出
させ前記本体内に摺動自在に牽入しその嵌入部端に背圧
室を形成し、該背圧室と前記排気室とを前記排気弁を貫
通して穿設した連通孔により連通させると共に背圧室の
有効面積を前記排気弁が着離座する弁座の有効面積とほ
ぼ同じに形成し、前記排気弁の前記ピストンへの嵌入部
に前記釣合室とブレーキ管室とを連通する連絡路を設け
、前記ピストンの釣合室側面に弁座を形成すると共に前
記排気弁の釣合室側への突出部にフランジ部を設けて該
ピストンの弁座がフランジ部に着離座することによ）前
記連絡路を開閉するよりに構成し、前記ピストンの外周
にその内縁を固定すると共にその外縁を本体に固定した
気密用膜板を設けたことである。

〔作　用〕

この技術的手段によれば、従来と同じブレーキ装置に適
用して、ブレーキ弁をブレーキ位置として釣合空気溜を
減圧し希望の減圧量となったときにブレーキ弁を重なシ
位置とした場合、釣合空気溜の圧力よりもブレーキ管−
の圧力が大であるが、ピストン外周は膜板が設けられて
いるので・このピストン外周を通ってブレーキ管室から
釣合室に至る漏れはなく、また、逆止弁を兼用するピス
ト／の弁座がフランジ部に着座しておシ、この逆止弁は
釣合室に向う方向を逆方向とするので連絡路によるブレ
ーキ管室から釣合室へ向う漏れもない。

従って、この釣合吐出し弁の排気作動が終了して排気弁
が弁座に着座したときのブレーキ管の圧力は釣合空気溜
の圧力とほぼ同じであって、この釣合空気溜の圧力は運
転手の指令通りである（第２図参照）。

〔実施例〕

実施例を第１図に示す。同図において、２ｏは釣合吐出
し・弁、２１は釣合吐出し弁の本体であ）、その本体２
１内にピストン２２が上下に移動自在に設けられている
。ピストン２２の上側に面して釣合室２３が形成され、
ピストン２２の下側に面してプレーキ管室２４が形成さ
れ、ブレーキ管室２４の下側に隣接して排気室２５が形
成されている。

ピストン２２は、釣合室２３側の面に弁座２２ａを有す
ると共に、中心部を貫通して釣合室２３とブレーキ管室
２４とを連通ずる貫通孔２７を穿設され、その貫通孔２
７内に排気弁２６を摺動自在に支持している。

図中２８は付勢ばねでピストン２２と排気弁２６との間
に設けてあり、排気弁２６をその弁座２９へ向う方向に
押圧している。

排気弁２６には、貫通孔２７を通って釣合室２３側へ突
出してピストン状の嵌入部３０が形成されている。

この嵌入部３０に対応して本体側にはシリンダ状の背圧
室３１が形成されている。この背圧室３１は排気弁２６
の中心部を縦に貫通して穿設された連通孔３２に゛より
排気室２５に連通している。この背圧室３１の有効面積
８２は排気弁２６の弁座２９の有効面積Ｓ、とほぼ等し
く定められている。

また、排気弁２６のピストン２２の貫通孔２７に対応す
る外周面には縦溝を設けてあり、との縦溝が釣合室２３
とブレーキ管室２４との間の連絡路３３を形成している
。前記排気弁２６の突出部に設けたフランジ部３４に対
して前記ピストン２２の弁座２２ａが着離座することに
より前記連絡路３３が開閉されるようになっている。な
お、フランジ部３４は前記弁座２２ａの着座時の緩衝と
シール性向上のためにその下面にゴム座３４ａを有する
。つまり、ピストン２２は、釣合室２３からブレーキ管
室２４へ向う方向を順方向とする逆止弁を兼用している
。

このピストン２２の外周とピストン２２が上下移動する
本体内孔内面との間には膜板３５を設けて気密が保持さ
れるようにしである。すなわち、膜板３５は内孔を有す
る円板状のもので、その内縁がピストン２２の外周の溝
に気密に嵌着され、その外縁が本体側に気密に挾持され
ている。従ってピストン２２の外周と本体内孔との間を
通って釣合室２３とブレーキ管室２４との間を空気が移
動することはない。

なお、図中３６は戻しばねで、初めて空気を入れるとき
ピストン２２が上昇位置にあって、常時吐出しにならな
いようにするためのものであるが、ピストン２２には自
重があるから省略してもよい。

釣合吐出し弁２０は、第３図、第４図に示したブレーキ
装置の釣合吐出し弁Ａと置き換えた状態で使用するのが
一般的である。すなわち、釣合室２３゛は釣合空気溜Ｅ
Ｒとブレーキ弁ＢＶのボート３に接続され、ブレーキ管
室２４はブレーキ管ＢＰとブレーキ弁ＢＶのボート４に
接続され、排気室２５はブレーキ弁ＢＶのボート５に接
続される。なお、第３図、第４図の接続状態とは異なシ
、釣合空気溜ＥＲと釣合吐出し弁２０とブレーキ管ＢＰ
とを直列的に接続して、ブレーキ管ＢＰへの空気供給を
逆止弁であるピストン２２を押し下げて連絡路３３から
行なう使用状態もありうる。

この釣合吐出し弁２０は、従来の釣合吐出し弁Ａとほぼ
同様に作動する。しかし、第２図に示すように、ブレー
キ弁ＢＶを時点ｔ１で弛め位置ａからブレーキ位置Ｃと
して釣合空気室２３および釣合空気溜ＥＲの圧力Ｐ□、
を圧力Ｐ工に減圧し、希望の減圧量ΔＰよとなった時点
ｔ３で、ブレーキ弁ＢＹを重なシ位置すとした場合、釣
合空気室２３および釣合空気溜ＥＲの圧力ＰＩＲよりも
ブレーキ管室２４およびブレーキ管ＢＰの圧力ＰＢＰＯ
方が大であるが、双方の室２３．２４の間は膜板３５を
設けたことによって漏れがなく、連絡路３３もピストン
２２の弁座２２ａがフランジ部３４のゴム座３４ａに着
座することにより閉じられている。従って、圧力差で開
弁した排気弁２６が、圧力の均衡によって閉じたときの
ブレーキ管室２４およびブレーキ管ＢＰの圧力ＰＢＰは
、始めに釣合空気室２３および釣合空気溜ＥＲの圧力Ｐ
ＩＣＲを減圧し念希望の減圧量ΔＰ工に対応する圧力Ｐ
□にきわめて近いものであって、その差圧が常に一定で
あるから、運転手の指令通シのものであると見なすこと
ができる。すなわち、圧力Ｐ、ＲどＰＢＰとが一致しな
いのは、ピストン２２の自重とばね３６の付勢作用によ
るものであり、これによって生じる差圧はブレーキ管Ｂ
Ｐの長さや釣合空気溜ＥＲの減圧量と無関係に一定なも
のだからである。

逆止弁であるピストン２２は、釣合室２３側の空気圧が
ブレーキ管室２４側の空気圧よシも高くなった場合にフ
ランジ部３４から離れて開くが、これは従来の釣合吐出
し弁Ａの漏れ溝１４にほぼ相当するものである。

〔発明の効果〕

本発明によれば、ブレーキ弁の操作により釣合空気溜お
よび釣合室を減圧して常用ブレーキを作動させるとき、
釣合空気溜の圧力がブレーキ管の長さや釣合空気溜の減
圧量の程度に関係なく運転手の指令通りに減圧されるか
ら、従来必要であった予測制御や補正制御の必要がなく
なり、ブレーキ操作に高度の熟練を必要としない効果が
得られる。

また、本発明によれば、以下に述べる特有の効果が得ら
れる。

前述した従来の問題点を解決する別の手段として第６図
の釣合吐出し弁６０とすることが考えられる。これは第
１図に示した本願発明の釣合吐出し弁２０の嵌入部３０
、背圧室３１を除いて少し異なる構成とした釣合吐出し
弁６０である。この別の手段は、釣合空気溜ＥＲの圧力
へ、およびブレーキ管ＢＰの圧力ＰＢＰが所定圧力（通
常５　Ｋｇ／　ｄ　）になっている弛め状態において、
ブレーキ管ＢＰの圧力ＰＢＰによって排気弁２６が弁座
４０に押付けられており、その力は、（ＰＢＰｘＳ□）
である。従って、ブレーキ時（ＥＲ減圧時）に、ブレー
キ管圧力ＰＢＰと釣合空気溜圧力ＰＥ、Ｒとの圧力差に
より、直ちに排気弁２６が開くのではなく、その圧力差
によってピストン２２を上昇させる力が前記（ＰＢＰｘ
Ｓ工）に相当するもの以上にならないとブレーキ管ＢＰ
の減圧が開始されない。つまり、第７図に示すように、
ブレーキ管圧力Ｐ　と釣合空気溜圧力Ｐ８Ｒとの圧Ｐ 力差が６２以上になってから排気弁２６が開いて、ブレ
ーキが作動するよりになるから、釣合空気溜ＥＲの排気
開始時点ｔ１よυ時間Δを遅れた時点ｔ２からブレーキ
が作動する。

この別の手段に対して、本発明の手段は、嵌入部３０お
よび背圧室３１を設けであるから、排気弁２６を弁座２
９に押付けている力を打消しており、第７図に示した時
間Δｔの遅れ（ブレーキ作動遅れ）がないという効果が
得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例の概略の構成を示すブレーキ
操作をしたときの時間経過に対するブレーキ管圧力ＰＢ
Ｐおよび釣合空気溜圧力Ｐよの各々の変化を示すグラフ
、第３図は従来のブレーキ装置の概略の構成を示す配管
図、第４図は従来の釣合吐出し弁の縦断面図とこれに接
続した記号化したブレーキ弁とを示す概略図、第５図は
従来のブレーキ装置の第２図に相当するグラフ、第６図
は本発明とは異なる別の手段として示す釣合吐出し弁の
縦断面図、第７図はその別の手段によるときの第２図に
相当するグラフである。 ＢＶ・・・ブレーキ弁、ＥＲ・・・釣合空気溜、ＢＰ・
・・ブレーキ管、Ｃｖ・・・制御弁、ＢＣ・・・含窒、
２４・・・ブレーキ管室、２５・・・排気室、２６・・
・排気弁、２９・・・弁座、３０・・・嵌入部、−３１
°・°背圧室、３２・・・連通孔、３３・・・連絡路、
３４・・・７ランジ部、３５・・・膜板。 第２０ 第３０ ｂビ 第４図 剤５０ 司や

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）本体内に移動自在に設けられたピストンと、該ピ
   ストンの一側に面して形成され釣合空気溜に接続された
   釣合室と、前記ピストンの他側に面して形成されブレー
   キ管に接続されたブレーキ管室と、該ブレーキ管室に隣
   接して形成された排気室と、前記ピストンのブレーキ管
   室側に突出して摺動自在に嵌入されると共にばね付勢さ
   れブレーキ管室と前記排気室との間を開閉する排気弁と
   、を備えた鉄道車両用釣合吐出し弁において、 前記排気弁の前記釣合室側をピストンを貫通させて突出
   させ前記本体内に摺動自在に嵌入しその嵌入部端に背圧
   室を形成し、該背圧室と前記排気室とを前記排気弁を貫
   通して穿設した連通孔により連通させると共に背圧室の
   有効面積を前記排気弁が着離座する弁座の有効面積とほ
   ぼ同じに形成し、前記排気弁の前記ピストンへの嵌入部
   に前記釣合室とブレーキ管室とを連通する連絡路を設け
   、前記ピストンの釣合室側面に弁座を形成すると共に前
   記排気弁の釣合室側への突出部にフランジ部を設けて該
   ピストンの弁座がフランジ部に着離座することにより前
   記連絡路を開閉するよりに構成し、前記ピストンの外周
   にその内縁を固定すると共にその外縁を本体に固定した
   気密用の膜板を設けたことを特徴とする鉄道車両用釣合
   吐出し弁。