JPS6310022B2 - - Google Patents

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JPS6310022B2
JPS6310022B2 JP57155318A JP15531882A JPS6310022B2 JP S6310022 B2 JPS6310022 B2 JP S6310022B2 JP 57155318 A JP57155318 A JP 57155318A JP 15531882 A JP15531882 A JP 15531882A JP S6310022 B2 JPS6310022 B2 JP S6310022B2
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JP
Japan
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chamber
valve
pressure
piston
brake
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JP57155318A
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Ii Haato Jeimuzu
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Original Assignee
American Standard Inc
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Publication date
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Publication of JPS6310022B2 publication Critical patent/JPS6310022B2/ja
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T8/00—Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force
    • B60T8/18—Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force responsive to vehicle weight or load, e.g. load distribution
    • B60T8/1893—Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force responsive to vehicle weight or load, e.g. load distribution especially adapted for railway vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T15/00—Construction arrangement, or operation of valves incorporated in power brake systems and not covered by groups B60T11/00 or B60T13/00
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    • B60T15/18—Triple or other relay valves which allow step-wise application or release and which are actuated by brake-pipe pressure variation to connect brake cylinders or equivalent to compressed air or vacuum source or atmosphere
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T15/00—Construction arrangement, or operation of valves incorporated in power brake systems and not covered by groups B60T11/00 or B60T13/00
    • B60T15/02—Application and release valves
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    • B60T15/42—Other control devices or valves characterised by definite functions with a quick braking action, i.e. with accelerating valves actuated by brake-pipe pressure variation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
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    • B60T15/02—Application and release valves
    • B60T15/36—Other control devices or valves characterised by definite functions
    • B60T15/54—Other control devices or valves characterised by definite functions for controlling exhaust from triple valve or from brake cylinder
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T17/00—Component parts, details, or accessories of power brake systems not covered by groups B60T8/00, B60T13/00 or B60T15/00, or presenting other characteristic features
    • B60T17/08—Brake cylinders other than ultimate actuators
    • B60T17/10—Two or more cylinders acting on the same brake with means for rendering them effective selectively or successively, the number of effective cylinders being variable

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Valves And Accessory Devices For Braking Systems (AREA)
  • Braking Arrangements (AREA)
  • Braking Systems And Boosters (AREA)

Description

(b) 次の各部を含むブレーキ制御弁２７ (1) 圧力空気の供給を受けて第１位置から第２
位置に移動し、その第１位置に於て、上記第
３室を大気に、上記第１室及び第２室を上記
ブレーキ管に夫々接続し、その第２位置に於
て、その接続を遮断する作用弁部２９ (2) 繰出通路２０３，２０６，２０７，２１０ (3) 上記第２室から第１室への空気の流通を許
容し、その逆流を阻止する第１逆止弁１７８ (4) 上記繰出通路から上記第３室への空気の流
通を許容し、その逆流を阻止する第２逆止弁
２０８ (5) 上記第３室の圧力を受ける切換膜板１３６
と、上記第２室の圧力を受ける基準ピストン
１３７と、上記切換膜板の出力が上記基準ピ
ストンの出力を超えて上昇したとき、その出
力差によつて作動せしめられ、上記繰出通路
を大気に接続する切換弁１３９とから成る切
換弁部３０及び (6) 両側に夫々上記ブレーキ管及び上記第１室
の圧力を受ける第１ピストン３５と、両側に
夫々上記ブレーキ管及び上記第２室の圧力を
受ける第２ピストン３６と、一側に上記第３
室の圧力を受ける第３ピストン６０と、上記
ブレーキ管の圧力が上記第１室の圧力より低
下したとき、上記第１ピストンによつて作動
せしめられ、上記作用弁部に圧力空気を供給
する作用案内弁４０と、その作用案内弁の作
動につづいて作動せしめられ上記第２室を上
記繰出通路に接続する繰出弁５６とを含み、
上記第１ピストンの出力が上記第２ピストン
と第３ピストンの合計出力に等しくなつたと
き、上記第２室と上記繰出通路との接続を遮
断し、上記ブレーキシリンダの上記ブレーキ
力が上記ブレーキ管の減圧量に正比例するよ
う上記第２室の圧力を制御する常用弁部２
７。
２ 通常一定の標準圧力に充気されているブレー
キ管を有する鉄道車両に使用され、次の各部から
構成された空気圧ブレーキ装置 (a) 第１室１０、第２室１１、第３室８、及び一
側に上記第１室の圧力を受け他側に上記第２室
の圧力を受ける大ピストン９と一側に上記第３
室の圧力を受ける小ピストン７とを有し、上記
第３室の圧力により弛め位置からブレーキ位置
に移動し、そのブレーキ位置に於て、上記大ピ
ストンに作用する上記第１室と第２室との差圧
及び上記小ピストンに作用する上記第３室の圧
力に応じたブレーキ力を発生する複合ピストン
９Ａを含むブレーキシリンダ１及び (b) 次の各部を含むブレーキ制御弁２７ (1) 圧力空気の供給を受けて第１位置から第２
位置に移動し、その第１位置に於て、上記第
３室を大気に、上記第１室及び第２室を上記
ブレーキ管に夫々接続し、その第２位置に於
て、その接続を遮断する作用弁部２９ (2) 繰出通路２０３，２０６，２０７，２１０ (3) 上記第２室から第１室への空気の流通を許
容し、その逆流を阻止する第１逆止弁１７８ (4) 上記繰出通路から上記第３室への空気の流
通を許容し、その逆流を阻止する第２逆止弁
２０８ (5) 両側に夫々上記第１室及び第２室の圧力を
受ける切換膜板２３０と、上記第２室の圧力
が上記第１室の圧力に対し一定比率以下に低
下したとき、上記切換膜板２３０によつて作
動せしめられ、上記繰出通路を大気に接続す
る切換弁２３２とから成る切換弁部３０′、
及び (6) 両側に夫々上記ブレーキ管及び上記第１室
の圧力を受ける第１ピストン３５と、両側に
夫々上記ブレーキ管及び上記第２室の圧力を
受ける第２ピストン３６と、一側に上記第３
室の圧力を受ける第３ピストン６０と、上記
ブレーキ管の圧力が上記第１室の圧力より低
下したとき、上記第１ピストンによつて作動
せしめられ、上記作用弁部に圧力空気を供給
する作用案内弁４０と、その作用案内弁の作
動につづいて作動せしめられ上記第２室を上
記繰出通路に接続する繰出弁５６とを含み、
上記第１ピストンの出力が上記第２ピストン
と第３ピストンの合計出力に等しくなつたと
き、上記第２室と上記繰出通路との接続を遮
断し、上記ブレーキシリンダの上記ブレーキ
力が上記ブレーキ管の減圧量に正比例するよ
う上記第２室の圧力を制御する常用弁部２
７。
【発明の詳細な説明】
この発明は独立した大容量の空気溜を必要とせ
ず、且つブレーキ作用に伴つて発生する空気消費
量を節減し得る型式の鉄道車両用空気圧ブレーキ
装置、特に1980年出願の米国特許出願番号第
195149号（日本特許出願番号第56−158889号）の
明細書に記載されたブレーキ装置（以下この装置
を引例のブレーキ装置と記す）の改良に関する発
明である。
引例のブレーキ装置はブレーキシリンダとブレ
ーキ制御弁とから構成され、ブレーキシリンダに
は大ピストンと小ピストンとから成る複合ピスト
ンが含まれ、大ピストンの両側に夫々第１室及び
第２室、第２ピストンの一側に第３室が夫々形成
されている。
通常第１室及び第２はブレーキ管圧力によつて
同圧力に充気され、第３室は排気され、複合ピス
トンは出力を発生せず、ブレーキは弛められてい
る。
ブレーキを適用するためにブレーキ管が減圧さ
れると、ブレーキ制御弁が作動し、先づ第３室が
加圧され、複合ピストンはブレーキ位置に移動
し、その後第３室の圧力が一定値に達したとき第
２室が減圧され、第１室と第２室との圧力差によ
る大ピストンの出力と第３室の圧力による小ピス
トンの出力が合計されてブレーキが適用されるよ
うになつている。
第２室から第１室への空気の移動はブレーキ制
御弁によつて許容されているから、複合ピストン
のブレーキ位置への移動に伴つて消費される空気
量は第３室に供給される空気量だけであり、また
第２室の排気は第２室の容積が最小になつた時点
で行われるから、この部分に於ける空気消費量も
極めて少い。
更に常時圧力空気を蓄えられた第１室が従来の
空気溜の役目を代行するから独立した空気溜を必
要としない。
このように引例のブレーキ装置に於ては空気消
費量が少く、且つ独立した空気溜を必要としない
と言う特徴がある。
しかしこのブレーキ装置には次に述べるように
２つの問題点がある。
第１の問題点は第２室の排気開始時に於ける第
３室の圧力（以下この圧力を切換圧力と記す）が
一定値に固定されているため、空気消費量の節減
が不充分になる場合が発生することである。上記
の切換圧力は複合ピストンの摺動部に使用されて
いるパツキンの摺動抵抗に関連して設定される
が、この抵抗はピストンに作用する空気圧力即ち
この場合はブレーキ管の標準充気圧力に比例して
大きくなり、またブレーキ管の標準充気圧力は鉄
道会社によつて相違し、例えば５〜７気圧と不統
一になつているのが現状である。従つてピストン
を確実にブレーキ位置へ移動させるためには最大
のブレーキ管圧力を基準にして切換圧力を設定し
ておく必要がある。しかしこのように切換圧力を
高い値に設定されたブレーキ装置を低いブレーキ
管圧力を採用している鉄道に使用すると第３室に
於ける空気消費量が必要以上に大きくなり不経済
である。
第２の問題点はブレーキシリンダの総出力がブ
レーキ管減圧量に正比例しないことである。ブレ
ーキ制御弁に内蔵された常用弁部によつて大ピス
トンの出力はブレーキ管減圧量に正比例するよう
に制御されるが、小ピストンの出力は一定値の
まゝであるから、複合ピストンの総出力はブレー
キ管減圧量に正比例しなくなる。従つてこのブレ
ーキ装置を設置された車両と従来のブレーキ装置
を設置された車両を混成した場合、ブレーキ力の
一様性が阻害され、円滑なブレーキ制御が出来な
くなる。
本発明は上述した問題点を解決するためになさ
れたもので、第１の問題点については切換圧力を
可変にするための２種類の機構を提供している。
その１つは切換圧力を第２室の圧力に応じて変化
させる方式であり、他の１つは第２室の圧力が第
１室の圧力より低くなつたとき、第３室の圧力上
昇を停止させる方式である。
また、第２の問題点については第３室の圧力に
よつて出力を発生するピストン機構を常用弁部に
追設することにより、ブレーキシリンダの総出力
をブレーキ管減圧量に正比例させる方式を採つて
いる。
尚、本発明のブレーキ装置には引例のブレーキ
装置には含まれていない手動弛め弁部、圧力保ち
弁部及び積空弁部が追設されている。
次に図面について本発明の主眼点ならびにその
関連部分の説明する。
このブレーキ装置は第１図に示すように、ブレ
ーキシリンダ１とブレーキ制御弁２７とから構成
され、制御弁２７の内部構造は第２図、第３図及
び第４図に分割図示されている。
ブレーキシリンダ１には大ピストン９と小ピス
トン７とから成る複合ピストン９Ａがあり、ピス
トン９の左側に第１室１０、右側に第２室１１、
ピストン７の左側に第３室８が夫々形成されてい
る。また大ピストンの左右の受圧面積を等しくす
るために小ピストン７と同径の釣合ピストンが大
ピストンの右側に形成されている。
第１図は第３室８が加圧されて複合ピストン９
Ａが最右端位置即ちブレーキ位置にある状態を示
している。
ブレーキシリンダ１の左端には非常溜１７が形
成され、この非常溜１７、ならびに前述の第３室
８、第１室１０、第２室１１は夫々通路１９４，
２０２，１７１及び１７４を経てブレーキ制御弁
２７に連通している。
ブレーキ制御弁２７には第２図に示す常用弁部
２８、第１逆止弁１７８、第３図に示す作用弁部
２９、切換弁部３０、第２逆止弁２０８が含まれ
ている。その他の弁機構は本発明の主眼点に直接
関係がないからまとめて後述することとする。
常用弁部２８（第２図）には膜板３７を含む第
１ピストン３５、、膜板４５を含む第２ピストン
３６及び第３ピストン６０があり、ピストン３５
の上室４３は通路１７５を経て第１室１０に、下
室４４は通路１４９を経てブレーキ管に、ピスト
ン３６の上室４９は通路１８０を経て第２室１１
に、下室５０は通路１４９を経てブレーキ管に、
第３ピストン６０の下室６１は通路２２８を経て
第３室８に夫々連通している。
第１ピストン３５の弁軸３８の上方に作用案内
弁４０があり、弁４０は通常弁座４２から離座し
通路１９９を排気孔２００に接続し、ピストン３
５が下動したとき、弁４０は弁座４２に着座し、
弁軸３８の上端に形成された弁部３９が弁４０か
ら離座して通路１９８が１９９に接続される。
第２ピストン３６の弁軸４６の上端は常に連通
弁５３の下端に接し、弁５３は通常弁座５５から
離座し、室５０は連通孔４８を経て室４９に連通
している。
連通弁５３の上方に繰出弁５６があり、弁５６
は通常弁座５８に着座し、室４９と繰出通路２０
３との連通を遮断している。
第１ピストン３５の下方に弁軸５２があり、弁
軸５２の上端はピストン３５の下面に接し、下端
は連通弁５３に接し、中間に形成された肩５９は
繰出弁５６の上面から少し離れている。
従つて第１ピストン３５が下動すると、先づ作
用案内弁４０が上述のように作動した後、連通弁
５３が弁座５５に着座し、つづいて繰出弁５６が
肩５９に押されて弁座５８から離座する。
尚、連通孔４８は運転手の意志によらないブレ
ーキ管小減圧によつてブレーキが適用されるのを
防止するためのもので本発明の主眼点には直接関
係がない。
第１逆止弁１７８（第２図）の下部は通路１８
１を経て第２室１１へ、上部は通路１７９，１７
１を経て第１室１０へ連通し、室１０から室１１
への逆流を阻止し、複合ピストン９Ａがブレーキ
位置の方向へ移動する期間中室１１から室１０へ
の空気の移動を許容する。
作用弁部２９（第３図）は排気弁７５と込め弁
７６とから構成され、排気弁７５の右室７９が大
気圧のとき、ともに図示の第１位置をとり、通路
２０２ｂは中心孔２０１、大気室８０を経て大気
に接続され、通路１５２は絞り１７０ａを経て通
路１７１に、更に通路１７１は通路１７２、絞り
１７３を経て通路１７４に接続され、また通路１
９１も通路１５２に接続される。室７９が加圧さ
れると排気弁７５及び込め弁７６はともに第２位
置に移動し、前述した通路の接続はすべて遮断さ
れる。
切換弁部３０（第３図）には上部に切換膜板１
３６、下部に基準ピストン１３７、その中間部に
切換弁１３９がある。膜板１３６の上室１４３は
通路２１２，２０２を経て第３室８に、ピストン
１３７の下室１４４は通路１８２を経て第２室１
１に夫々連通している。切換弁１３９は通常弁座
１４１に着座し、繰出通路２１０と排気通路２１
１との連通を遮断しているが、膜板１３６の出力
がピストン１３７の出力より大きくなつたとき、
弁座から離れて通路２１０と２１１とは連通す
る。
切換弁部３０の右側に図示されている第２逆止
弁２０８の下側は通路２０７ａを経て繰出通路２
０７へ、上側は通路２０９，２０２を経て第３室
８に連通し、この逆止弁２０８によつて第３室８
から繰出通路２０７への空気の逆流は阻止され
る。
繰出通路は直列に配置された通路２０３，２０
６，２０７及び２１０から成り、通路２０３の右
端は常用弁部２８に接続され、通路２０３と２０
６との間に常用制限弁２０５、通路２０６と２０
７との間に後述する緩衝弁部３３の閉塞弁７０が
ある。
常用制限弁２０５は通路２０３内の圧力が一定
値以下に下降することを防止し、常用ブレーキ力
の最大値を制限するために設置され、閉塞弁７０
は後述するように通常弁座７１から離座してい
る。
排気通路２１１の右端は切換弁部３０に接続さ
れ、左端は外部配管２１を経て積空弁部２２に接
続されているが、後述するように車両が積車状態
のとき、配管２１は大気に開放されている。
次にこのブレーキ装置の作用について説明す
る。
最初の充気作用 第１図に示す枝管２０からブレーキ管の圧力空
気が供給されるとこの空気は通路１４７を経て後
述する非常弁部３２（第４図）に設置されたちり
こし１４８、通路１４９を通り常用弁部２８の室
４４及び５０に流入する。またこの空気は枝管１
５２を経て、この時図示の第１位置にある込め弁
７６に達し、この込め弁７６の内部通路を通つて
次の３方向に流入する即ち絞り１７０ａ、通路
１７１を経て第１室１０に、通路１７１，１７
２、絞り１７３、通路１７４を経て第２室１１
に、通路１９１、絞り１９３、通路１９４を経
て非常溜１７に流入する。更に第１室１０の空気
は通路１７５を経て常用弁部２８の室４３に、第
２室１１の空気は通路１８０を経て室４９に流入
する。
ブレーキ管圧力が標準圧力例えば５気圧または
７気圧に達すると上述した各室はその圧力まで充
気され、充気作用は完了する。
この時ブレーキシリンダ１の第３室８は、通路
２０２，２０２ｂを経て排気弁７５から大気に接
続され、第１室１０、第２室１１は上述の通り同
圧であるから、複合ピストン９Ａは弛めばね１５
の力によつて左端位置即ち弛め位置に保持されて
いる。
常用ブレーキ作用 ブレーキ管圧力が常用速度で減圧すると、常用
弁部２８の室４４及び５０の圧力はブレーキ管圧
力とともに低下するが、室４３の圧力は込め弁７
６に設置された絞り１７０ａの効果によりその減
圧速度は遅く、第１ピストン３５の上下に圧力差
が生じピストン３５は下動する。
ピストン３５の下動により先づ作用案内弁４０
が作動し、非常溜１７の空気が通路１９８から通
路１９９を経て作用弁部２９の室７９に供給さ
れ、排気弁７５、込め弁７６はともに第２位置に
移動し、この部分の通路はすべて閉塞される。従
つて第１室１０の圧力は略最初の充気圧力のまゝ
で保持される。
ピストン３５が更に下動すると、連通弁５３は
弁座５５に着座し、室４９から室５０への逆流は
阻止され、つづいて繰出弁５６が肩５９に押され
て弁座５８から離座し、室４９即ちブレーキシリ
ンダ１の第２室１１の空気は繰出通路２０３に排
出される。
この時切換弁部３０切換弁１３９は基準ピスト
ン１３７の出力により弁座１４１に着座している
から、通路２０３に排出された空気は常用制限弁
２０５、通路２０６，２０７，２０７ａ、第２逆
止弁２０８、通路２０９，２０２を経てブレーキ
シリンダ１の第３室８及び切換弁部３０の室１４
３に供給され、その圧力は上昇する。
第３室８の圧力上昇により、複合ピストン９Ａ
は図示のブレーキ位置に移動し、第２室１１の容
積は最小になる。ピストン９Ａの移動中室１１の
空気は第１逆止弁１７８を経て室１０に移動する
から、室１０及び室１１の圧力変化はなく、また
この移動に伴う空気消費もない。
複合ピストン９Ａがブレーキ位置へ移動し終つ
た後も第３室８及び切換弁部３０の室１４３の圧
力は上昇をつづけ、膜板１３６の出力が基準ピス
トン１３７の出力より大きくなつたとき、切換弁
１３９は弁座１４１から離座し、通路２１０は２
１１に接続されて、その空気は大気に放出され、
通路２１０の圧力は急速に降下する。従つて第２
逆止弁２０８が着座し、第３室８の圧力上昇はこ
の時点で停止すると同時に第２室１１の空気は排
気通路２１１を経て大気の排出され始める。
ここで注目すべきことは、第２室１１の排気が
開始される時点に於ける第３室８の圧力即ち第３
室の切換圧力は基準ピストン１３７の出力即ちそ
の時点に於ける第２室１１の圧力に比例して変化
することである。
冒頭に述べたように複合ピストン９Ａの移動時
に於けるパツキンの抵抗値はパツキンに作用する
空気圧力即ちこの場合第２室１１の圧力に比例し
て増大するが、上述したように室８の圧力従つて
小ピストン７の出力は室１１の圧力に比例して大
きくなるから、ピストン９Ａを移動させるための
最適の第３室圧力が保証される。更に換言すれば
室８の圧力が必要以上の高圧になつて無駄な空気
消費量が発生することも防止される。
第５図には上記の切換弁部３０に代替し得る別
の構造の切換弁部３０′が示されている。
切換弁部３０′には切換膜板２３０があり、そ
の上室２３５は通路１７１を経て第１室１０へ、
下室２３６は通路１８２を経て第２室１１へ連通
している。膜板２３０の下方には弁軸２３１を介
して切換弁２３２があり、上方には弁軸２３７を
介して閉塞弁２３８がある。弁軸２３１の直径は
弁軸２３７の直径より小さいから、膜板２３０の
上側の有効受圧面積は下側より小さい。
従つて下室２３６即ち第２室１１の圧力が上室
２３５即ち第１室１０の圧力に対し一定比率以下
に降下したとき膜板２３０は下動し、切換弁２３
２は弁座２３４から離座し、閉塞弁２３８は弁座
２３９に着座する。
切換弁２３２の離座により通路２１０が２１１
に接続され、室８の圧力上昇が停止し、同時に室
１１の減圧が開始されることは切換弁部３０の場
合と同様である。尚、閉塞弁２３８は切換圧力の
設定には関与しないからその作用については後述
する。
この切換弁部３０′の作用効果は次の通りであ
る。
複合ピストン９Ａのブレーキ位置への移動中は
室１１の空気が室１０へ押し出されるため、室１
１の圧力が室１０の圧力より低くなることはあり
得ない。しかしピストン９Ａが停止した後は第２
逆止弁２０８経由の室８への給気により室１１の
圧力は室１０の圧力より低くなる。従つて室１１
の圧力降下によつてピストン９Ａの移動の終了が
検出され、その時点で室８の圧力上昇が停止され
るから、室８の切換圧力は常に最適値に設定され
る。
以上の説明により明らかなように、冒頭に述べ
た引例のブレーキ装置の第１の問題点は完全に解
決される。
上述した通り切換弁部３０または３０′が作動
した後、第２室１１の圧力は常用弁部２８の繰出
弁５６の開度に応じた速度で低下し、大ピストン
９の左右に圧力差が生じ、その圧力差に応じた大
ピストン９の出力と第３室８の圧力に応じた小ピ
ストン７の出力との合計がブレーキシリンダ１の
総出力となつて押棒１４を介して車両に伝達され
常用ブレーキが作用する。
尚、第３室８の圧力は常用弁部２８の第３ピス
トン６０の下室６１に供給され、ピストン６０は
上動し、押棒６４の上端によつて第２ピストン３
６は上方に押されるが、第１ピストン３５の下向
きの出力が大きいから繰出弁５６が上動するには
到らない。
ブレーキ重り作用 ブレーキ管の減圧が停止すると、常用弁部２８
の室４４，５０の減圧も停止する。しかし、室４
３と室４４との圧力差による第１ピストン３５の
下向きの出力はそのまゝ残つているから、その出
力によつて繰出弁５６は弁座５８から離座した
まゝに保持され、室４９から通路２０３への空気
の流出は継続し、室５０と室４９との圧力差、従
つて第２ピストン３６の上向きの出力は次第に増
加する。
室４９の圧力が低下して、第２ピストン３６の
上向きの出力と第３ピストン６０の上向きの出力
との合計が第１ピストン３５の下向きの出力と等
しくなつたとき、繰出弁５６は上動し弁座５８に
着座して常用弁部２８は重り位置となり、室４９
及びブレーキシリンダ１の第２室１１の圧力降下
は停止する。
ここで注目すべきことは常用弁部２８が上述の
通り重り位置をとつたとき、ブレーキシリンダ１
の総出力は次の計算の通りブレーキ管の減圧量に
正比例することである。
Ｆ…ブレーキシリンダの総出力 A1…大ピストン９の有効面積 A2…小ピストンの有効面積 P1…最初のブレーキ管圧力即ち第１室１０及
び室４３の圧力 P2…減圧後のブレーキ管圧力即ち室４４，５
０の圧力 P3…第３室８及び室６１の圧力 PX…第２室及び室４９の圧力 B1…第１ピストン３５の有効面積 B2…第２ピストン３６の有効面積 B3…第３ピストン６０の有効面積とすると ブレーキシリンダ１に於て Ｆ＝（P1−PX）A1＋P3A2 ……(1) 常用弁部２８に於て （P1−P2）B1＝（P2−PX）B2＋P3B3 ……(2) (2)式からPXを求めると PX＝P2＋P3B3／B2−（P1−P2）B1／B2 ……(3) (3)式を(1)式に代入して整理すると Ｆ＝（P1−P2）（A1＋A1B1／B2） ＋P3（A2−A1B3／B2） ……(4) 上記の(4)式から明らかなようにA2−A1B3／B2＝ ０即ちB3＝A2／A1B2となるように第３ピストン６０ の有効面積を定めることによりブレーキシリンダ
の総出力Ｆはブレーキ管減圧量（P1−P2）に正
比例し、冒頭に述べた引例のブレーキ装置の第２
の問題点も完全に解決する。
弛め作用 ブレーキ重り位置からブレーキ管を昇圧する
と、常用弁部２８に於て、第１ピストン３５の下
向きの出力は減少し、第２ピストン３６の上向き
の出力は増加するから、釣合い状態が崩れて両ピ
ストン３５，３６は一挙に図示の位置まで復帰
し、作用案内弁４０が上動し、作用弁部２９も図
示の第１位置に復帰する。
従つて、排気弁７５により第３室８は排気さ
れ、込め弁７６によつて第１室１０の空気は第２
室１１に流入し、室１０と１１とは同圧になるか
ら複合ピストン９Ａの出力はなくなり、弛めばね
１５により左動して弛め位置に戻り、ブレーキは
弛められる。
また切換弁部３０に於ては室１４３が第３室８
とともに大気圧になり、膜板１３６は上動し、切
換弁１３９は弁座１４１に着座する。
その後ブレーキ管が標準圧力まで上昇すると、
最初の充気作用の項で述べたようにブレーキ装置
の各部が充気され、弛め作用は終了する。
尚、切換弁部３０の代りに切換弁部３０′が使
用されている場合は上述の作動過程の一部が次の
通り変る。
排気弁７５が第１位置に戻り、通路２０２ｂが
排気されても、閉塞弁２３８が弁座２３９に着座
しているために第３室８は直ちには排気されな
い。その後、室２３６と室２３５とが略同圧にな
つて膜板２３０が上動し開塞弁２３８が弁座２３
９から離座したとき、始めて第３室８は排気され
る。
このように第３室８の排気時期を遅延させるこ
とによつて、運転手がブレーキの弛め操作を行つ
た直後に再ブレーキ操作を行つた場合に、複合ピ
ストン９Ａの弛め位置の方向への移動が抑制さ
れ、再ブレーキ作用が迅速に行われると言う効果
がある。
以上、本発明の主眼点ならびにその関連部分に
つき詳述したが、このブレーキ装置には上述した
以外に、引例のブレーキ装置と略同様の急ブレー
キ制限弁部７７（第３図）、急動室１９（第１
図）、非常弁部３２（第４図）及び緩衝弁部３３
（第２図）があり、また引例のブレーキ装置には
含まれていない手動弛め弁部３１（第２図）、締
切コツク２４１を含む圧力保ち弁部（第４図）及
び積空弁部２２（第１図、第６図）が追設されて
いる。
以下、これらの部分につきその概要を説明す
る。
急ブレーキ制限弁部７７（第３図）はブレーキ
管の初期急ブレーキ作用を制御するために設置さ
れ、通常通路１５３を１５８に接続し、作用弁部
２９が第２位置をとつたとき、ブレーキ管の空気
の一部は通路１５２，１５３，１５８，２０２
ｂ、及び２０２を経て第３室８に吸収されて初期
急ブレーキ作用が行われ第３室８の圧力が一定値
に達したとき通路１５３と１５８の接続が遮断さ
れ、初期急ブレーキ作用は終了する。
急動室１９はブレーキシリンダ１の本体内に形
成され、通常ブレーキ管の空気が通路１５９、逆
止弁１６０、通路１６１を経て充気されている。
非常弁部３２（第４図）には第１膜板部９５、
第２膜板部９７、断続排出弁１０７、吐出案内弁
９９、非常吐出弁部３４、高圧弁１００、切換弁
１０１、加速弛め弁１０２が含まれている。
第１膜板部９５の下室１０４はブレーキ管に、
上室１０３は急動室１９に、第２膜板部９７の膜
板１２７の上室１２８はブレーキ管に、下室１２
９は急動室１９に夫々接続されている。
ブレーキ管が常用速度で減圧され、第１膜板部
９５が下動すると、弁１０７が下動し、室１２８
のブレーキ管空気が大気に放出され、膜板１２７
が上動し、室１２９の空気が大気に排出され、急
動室１９が減圧する。この時急動室１９の減圧速
度はブレーキ管の減圧速度よりも速く、第１膜板
部９５及び弁１０７は原位置に復帰し、つづいて
膜板１２７も原位置に復帰し、１サイクルの動作
が終了する。
ブレーキ管の常用減圧が継続されている期間
中、上記のサイクル動作が繰り返えされ、１サイ
クル毎に室１２８のブレーキ管空気が大気に排出
され、継続急ブレーキ作用が行われる。
ブレーキ管が非常速度で減圧すると膜板部９５
の下動量は大きくなり、弁１０７とともに吐出案
内弁９９も下動し、非常吐出弁部３４の上室１３
２は大気に接続され、吐出膜板１３１は上動し、
ブレーキ管の空気は急速に大気に放出され、急動
作用が行われる。
第１膜板部９５のこの下動により切換弁１０１
及び高圧弁１００が下動する。切換弁１０１及び
高圧弁１００の下動によりブレーキシリンダ１の
第２室１１は大気圧まで減圧され、第３室８には
非常溜１７の圧力空気が供給され、複合ピストン
９Ａの出力は常用ブレーキ時より増大し、所謂非
常高圧作用が行われる。
また非常ブレーキを弛めるためにブレーキ管を
増圧したとき、第１膜板部９５は図示の位置より
更に上動し、加速弛め弁１０２が上動して、非常
溜１７の空気がブレーキ管に流入し、ブレーキ管
の圧力上昇を促進し、所謂加速弛め作用が行われ
る。
緩衝弁部３３（第２図）は非常ブレーキ時に於
ける車両間衝撃を緩和するための設置され、膜板
部６５の上室６６及び下室６８は通常ブレーキシ
リンダ１の第２室１１に連通し同圧であるから、
閉塞弁７０は弁座７１から離座し、通路２０６を
通路２０７に接続している。
非常ブレーキ時には室６８に連通する容積室１
８８の空気が非常弁部３２の切換弁１０１によつ
て減圧を阻止され、室６６だけが減圧するため膜
板部６５は上動し閉塞弁７０は弁座７１に着座
し、第２室１１の減圧は一時停止し、その後室６
８の空気が絞り２２１を経て大気に排出されその
圧力が一定量降下したとき、弁７０は離座し、第
２室１１の圧力は急速に大気圧まで降下し、ブレ
ーキシリンダ１の出力は最大値になる。
このように第２室１１の圧力低下が一時停止し
ている間に車両間の連結器の隙間は吸収され、衝
撃は緩和される。
手動弛め弁部３１（第２図）は列車中の一車両
または列車から切り離された車両のブレーキを弛
めるために設けられている。
ハンドル２２３を操作すると弁２２５は弁座２
２６から離座し、ブレーキシリンダ１の第１室１
０の空気が大気に排出され、その圧力は低下す
る。
室１０の圧力がその時のブレーキ管圧力より低
くなつたとき、常用弁部２８の第１ピストン３５
の出力はなくなり、作用案内弁４０は上動し、作
用弁部２９は図示の第１位置に戻る。従つて室１
０と室１１は同圧になり、第３室８は排気される
からブレーキシリンダ１は弛め位置に戻り、その
車両のブレーキは弛められる。
この場合非常弁部３２の加速弛め弁１０２は着
座したまゝであるから、非常溜１７からブレーキ
管へ圧力空気が供給されることはない。従つて他
の車両のブレーキが弛められるようなブレーキ管
の昇圧は発生しない。
締切コツク２４１（第４図）及び逆止弁２４
２，２４３から構成された圧力保ち弁部は長い下
り勾配を走行する時に使用される。
コツク２４１は通路２０２の途中に設置され、
このコツク２４１を締切ると第３室８への空気の
供給は逆止弁２４３を経由して行われ、室８から
の排気は逆止弁２４２を経由して行われる。従つ
て逆止弁２４２のばねを適当に設定しておくこと
により、室８に一定の残留圧力が保留される。こ
の残留圧力により下り勾配に於ける列車の増速を
抑制しながらブレーキ装置の各部の再充気が可能
になり、繰り返えしブレーキによる第１室１０の
圧力低下が防止される。
積空弁部２２（第１図、第６図）は空車状態の
車両に対する最大ブレーキ力を制限し、車輪の滑
走を防止するために設けられている。
第１図に示すように積空弁部２２は車両のばね
上部分に取付けられ、切換弁２３、二又部２４及
び逆止弁２６から構成されている。切換弁２３の
入口は配管２１により前述の排気通路２１１に接
続され、二又部２４はばね下部材２５を上下から
挾む形に配置されている。
図は積車状態を示し、部材２５により二又部２
４は切換弁２３から引き上げられた位置にあり、
この時切換弁２３は管２１を大気に接続している
からブレーキ装置の各部は前述した通りに作動す
る。
車両が空車状態の場合には、部材２５により二
又部２４は押し込まれた位置になり、切換弁２３
は配管２１を逆止弁２６の右側に接続する。従つ
てブレーキが適用されたとき、配管２１には逆止
弁２６の左側に設置されたばねの力に応じた残留
圧力が残り、ブレーキ等の減圧量を増加しても第
２室１１の圧力はこの残留圧力以下には降下しな
くなる。このようにして空車時に於ける最大ブレ
ーキ力が制限され、車輪の滑走は防止される。
尚、この残留圧力は通路２１１，２４３を経て
前述の緩衝弁部３３のピストン７４に作用し、非
常ブレーキ時に於ける第２室１１の圧力低下の一
時停止する時期を早くし、空車の緩衝効果を良好
にする。
また、この残留空気はブレーキが弛められたと
き、通路２１１、切換弁部３０の切換弁１３９、
排出逆止弁２０８、通路２０９、及び２０２ｂを
経て排気弁７５から大気に排出される。
第６図は積空弁部２２の他の実施例を示し、こ
の場合、空車状態に於て、管２１の末端は弁２２
により閉塞され、管２１の残留圧力は枝管２１ａ
に取付けられた逆止弁２６によつて設定されるよ
うにした以外第１図と全く同一である。
【図面の簡単な説明】
第１図はこのブレーキ装置の全体を示し、ブレ
ーキシリンダは断面図で示されている。第２図、
第３図及び第４図はブレーキ制御弁の作用説明
図、第５図は第３図に示された切換弁部の他の実
施例を示す作用説明図、第６図は第１図に示され
た積空弁部の他の実施例を示す説明図である。 １……ブレーキシリンダ、７……小ピストン、
８……第３室、９Ａ……複合ピストン、９……大
ピストン、１０……第１室、１１……第２室、２
７……ブレーキ制御弁、２８……常用弁部、２９
……作用弁部、３０，３０′……切換弁部、３５
……第１ピストン、３６……第２ピストン、４０
……作用案内弁、５６……繰出弁、６０……第３
ピストン、１３６……切換膜板、１３７……基準
ピストン、１３９……切換弁、１７８……第１逆
止弁、２０８……第２逆止弁、２０３，２０６，
２０７，２１０……繰出通路、２３０……切換膜
板、２３２……切換弁。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 通常一定の標準圧力に充気されているブレー
    キ管を有する鉄道車両に使用され、次の各部から
    構成された空気圧ブレーキ装置 (a) 第１室１０、第２室１１、第３室８、及び一
    側に上記第１室の圧力を受け他側に上記第２室
    の圧力を受ける大ピストン９と一側に上記第３
    室の圧力を受ける小ピストン７とを有し、上記
    第３室の圧力により弛め位置からブレーキ位置
    に移動し、そのブレーキ位置に於て、上記大ピ
    ストンに作用する上記第１室と第２室との差圧
    及び上記小ピストンに作用する上記第３室の圧
    力に応じたブレーキ力を発生する複合ピストン
    ９Ａを含むブレーキシリンダ１及び
JP57155318A 1981-09-08 1982-09-08 空気圧ブレ−キ装置 Granted JPS5873464A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US06/300,705 US4405182A (en) 1981-09-08 1981-09-08 Control valve arrangement for combined brake cylinder and air reservoir device
US300705 1981-09-08

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS5873464A JPS5873464A (ja) 1983-05-02
JPS6310022B2 true JPS6310022B2 (ja) 1988-03-03

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ID=23160236

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Application Number Title Priority Date Filing Date
JP57155318A Granted JPS5873464A (ja) 1981-09-08 1982-09-08 空気圧ブレ−キ装置

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AU (1) AU552653B2 (ja)
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FR (1) FR2512409B1 (ja)
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JPS5873464A (ja) 1983-05-02
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US4405182A (en) 1983-09-20
ZA826590B (en) 1983-07-27
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AU8809182A (en) 1983-03-17

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