JP7141866B2 - 圧力制御弁 - Google Patents
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Description
この構成によれば、増圧室の排気が促進され、排気の低下が抑制される。
この構成によれば、減衰低下抑制部を簡潔に構成できる。
この構成によれば、入力室の圧力を利用するため、減衰低下抑制部を簡潔にできる。
図1~図8を参照して、圧力制御弁50について説明する。なお、図2~6において「Ex」は排気口を示す。
ブレーキシリンダ11は、制御弁20の動作に基づいて制御される。ブレーキシリンダ11は、制御弁20の動作に基づいて空気が供給されることにより、車輪にブレーキをかける。ブレーキシリンダ11は、制御弁20の動作に基づいて空気が排気されることにより、車輪にかかるブレーキを解放する。
機関車1のブレーキ管10と各連結車両2のブレーキ管10とは、連結され、1つの圧力室を形成する。連結されたブレーキ管10には、機関車1の元空気溜管12から空気が供給される。ブレーキ管10同士の連結部等から僅かに空気漏れがあるため、ブレーキ管10の圧力は、列車の先頭から最後尾にいくに従って低くなる。
ブレーキ弁装置40は、圧力制御弁50と、操作によって圧力制御弁50を動作させる切換弁55とを備える。圧力制御弁50は、圧力形成部51と、増圧装置80とを備える。さらに、圧力制御弁50は、減衰低下抑制部84を備える。
増圧装置80は、所定操作に基づいて、増圧指令圧力によって圧力形成部51の出力圧力(後述参照)を増圧する。
圧力形成部51は、給気室61と、排気室62と、出力室63と、釣合室70と、給排気弁75とを備える。
排気室62は、排気口62aを有する。排気室62は、概ね、大気圧と等しい。
給排気弁75は、流通孔76を有する。給排気弁75は、流通孔76の一方の端であって出力室63側に配置される出力側開口端75aと、流通孔76の他方の端であって排気室62側に配置される排気側開口端75bとを有する。
排気位置は、給排気弁75の出力側開口端75aが蓋64から離れかつ排気室62に配置される位置を示す。給排気弁75が排気位置に配置されると、排気室62と出力室63とが繋がるため出力室63の圧力は低下する。
釣合膜板71は、副出力室72の圧力(この圧力は、出力室63の出力圧力と等しい。)と入力室73の圧力とを受ける。上述のように、釣合膜板71は、連結部77を介して給排気弁75に接続されている。釣合膜板71及び給排気弁75は、一体に、同じ方向に移動する。
増圧装置80は、通常のブレーキ操作のときには動作しない。増圧装置80は、機関車1の付け換えのときなどに使われる。具体的には、ブレーキ管圧BPを、一時的に再調整圧BP3(例えば、550kPa)に設定する場合に用いられる。
増圧装置80は、増圧室81と、増圧膜板82とを備える。増圧室81は、増圧指令圧力が供給されることによって出力圧力を増圧する。増圧室81は、バイパス管86を介して入力管56に接続される。バイパス管86には、バイパス管86内の空気の流通を開閉する押し釦弁90が設けられている。押し釦弁90が押されると、バイパス管86内での空気の流通が可能となり、入力管56から増圧室81に空気が供給される。また、増圧室81は、空気溜92を介して排気路85に接続される。
排気絞り装置95及び絞り96は、ブレーキ管圧BPの減圧速度が基準速度未満となるように、排気量を調整する。排気絞り装置95は、排気路85に繋がる入力室95aの圧力が所定の減圧速度で低下するように、空気を排気する。具体的には、排気絞り装置95は、入力室95aと、出力室95bと、入力室95aと出力室95bとの間の壁の開口の開口度を調整する調整弁95cとを備える。調整弁95cは、入力室95aの圧力と、出力室95bの圧力と、大気圧とを受けるように構成され、開口度を調整する。この構成により、入力室95aの圧力を所定の減圧速度で減圧させる。しかし、大気圧と入力室95aの圧力との差圧が小さくなると、所定の減圧速度で減圧するという効果が小さくなり、排気量も少なくなる。
増圧室81に空気が供給されて増圧室81の圧力が増大し、当該圧力が、付勢ばね84Aの力に基づく圧力よりも高い圧力になると、増圧膜板82は釣合膜板71を第1方向D1に押す。これにより、釣合膜板71の第1方向D1の移動量が増大し、開口部63aの開口度が大きくなることから、出力室63の出力圧力が高まる。
図3に示される圧力制御弁50は、出力室63の出力圧力と入力室73の圧力とが釣り合っている「釣合状態」にある。釣合状態では、入力室73が高圧(元空気溜管12の圧力の基づく圧力)のときでも、低圧のときでも、釣合膜板71の位置は同じである。以下、圧力制御弁50において、釣り合いの圧力が高圧であるときの釣合状態を、「高圧の釣合状態」といい、釣り合いの圧力が低圧であるときの釣合状態を、「低圧の釣合状態」という。「高圧の釣合状態」のとき、ブレーキ管圧BPは緩め動作圧BP2になる。「低圧の釣合状態」のとき、ブレーキ管圧BPはブレーキ動作圧BP1になる。なお、図3は、「高圧の釣合状態」であるときの圧力制御弁50を示す。
増圧装置80の増圧室81が排気路85に接続されているため、増圧室81から空気が徐々に漏れている。押し釦弁90の操作が行われなくなり、増圧装置80への空気の供給が止まると、増圧室81の空気量が徐々に減少する。増圧室81の空気は、排気絞り装置95及び絞り96を介して排出され、排出量は制限されているため、増圧装置80に基づく増圧の減少は直線的に低下する。このときのブレーキ管圧BPの減圧速度は、制御弁20が作用しない基準速度よりも小さい。
図7は、従来の圧力制御弁における、ブレーキ管圧BPの減衰を示すグラフである。図7に示されるように、ブレーキ管圧BPは、基準の所定時間(例えば、約250秒)地点を目指して直線的に低下していくが、ブレーキ管圧BPの目標である緩め動作圧BP2(例えば500kPa)近辺になると排気絞り装置95の減圧設定値を下回ることで調整弁95cが開きっぱなしとなり増圧室81の減圧が極めて緩慢となるのでブレーキ管圧BPの目標である緩め動作圧BP2に達するまで長時間(例えば、300秒以上)を要する。
(1)圧力制御弁50において、増圧指令圧力の供給が解除されたときの増圧指令圧力の減衰低下を抑制する減衰低下抑制部84を備える。
図9を参照して、第2実施形態に係る増圧装置180を説明する。図9において「Ex」は排気口を示す。
以下、具体的にこの点について説明する。
増圧膜板82は、増圧膜板82の他方の面で減衰低下抑制部184に基づく力を受ける。
減衰低下抑制部184は、増圧方向D3とは反対方向の圧力を受ける減圧膜板185として構成される。減圧膜板185は、入力室73の圧力を受ける。減圧膜板185は、釣合膜板71と増圧膜板82との間において、入力室73において釣合膜板71に対向するところに配置される。減圧膜板185は、釣合膜板71とは独立して動く。減圧膜板185は増圧膜板82に結合される。これによって、減圧膜板185は、増圧膜板82と一体に移動する。
増圧室81に空気が供給されて増圧室81の圧力が増大し、当該圧力が、入力室73の圧力よりも高い圧力になると、増圧膜板82は釣合膜板71を第1方向D1に押す。これにより、釣合膜板71の第1方向D1の移動量が増大し、開口部63aの開口度が大きくなることから、出力室63の出力圧力が高まる。
増圧装置180は、釣合膜板71を第1方向D1に押す力(増圧室81に基づく力)と、この力(増圧室81に基づく力)に抗する力(入力室73の圧力に基づく力)の差の力に基づいて、釣合膜板71を押す。
(1)減衰低下抑制部184は、空気圧により、出力圧力を増圧する方向(増圧方向)と反対の方向(反増圧方向)に作用する力を形成する。この構成によれば、圧力制御弁50を動作させる空気圧を、減衰低下抑制部184の力の形成に利用できるため、減衰低下抑制部184を動作させるための他の動力源が不要となる。
圧力制御弁50は、上記の各実施形態に示された例に限定されない。例えば、圧力制御弁50は次のように変更できる。
Claims (9)
- 目標とする圧力が入力される入力室と、圧力供給と圧力解放とを切り替えることにより前記入力室の圧力と均衡するように出力圧力が制御される出力室と、増圧指令圧力が供給されることによって前記出力圧力を増圧する増圧室とを備える、圧力制御弁において、
前記増圧指令圧力の供給が解除された場合に、前記増圧指令圧力の減衰速度の低下を抑制する減衰低下抑制部をさらに備える、圧力制御弁。 - 前記減衰低下抑制部は、前記増圧室の増圧膜板に対して、前記出力圧力を増圧する方向と反対の方向に力を加える
請求項1に記載の圧力制御弁。 - 前記減衰低下抑制部は、前記力を形成するばねを備える
請求項2に記載の圧力制御弁。 - 前記減衰低下抑制部は、空気圧により前記力を形成する
請求項2に記載の圧力制御弁。 - 前記減衰低下抑制部は、前記入力室の圧力により前記力を形成する
請求項4に記載の圧力制御弁。 - 前記減衰低下抑制部は、前記増圧室の増圧膜板に接続される膜板であって前記力として前記入力室の圧力を受ける膜板を備える
請求項5に記載の圧力制御弁。 - 前記減衰低下抑制部は、前記力を形成する磁石を備える
請求項2に記載の圧力制御弁。 - 目標とする圧力が入力される入力室と、圧力供給と圧力解放とを切り替えることにより前記入力室の圧力と均衡するように出力圧力が制御される出力室と、増圧指令圧力が供給されることによって前記出力圧力を増圧する増圧室と、前記入力室と前記出力室とを仕切る釣合膜板に前記増圧室の増圧に応じた力を加える増圧膜板と、前記出力圧力を増圧するときの前記増圧膜板の増圧方向と反対方向に前記増圧膜板に力を加えるばねとを備える、圧力制御弁。
- 目標とする圧力が入力される入力室と、圧力供給と圧力解放とを切り替えることにより前記入力室の圧力と均衡するように出力圧力が制御される出力室と、増圧指令圧力が供給されることによって前記出力圧力を増圧する増圧室と、前記入力室と前記出力室とを仕切る釣合膜板に前記増圧室の増圧に応じた力を加える増圧膜板と、前記入力室の圧力を受けることによって前記出力圧力を増圧するときの前記増圧膜板の増圧方向と反対方向に前記増圧膜板に圧力を加える減圧膜板とを備える、圧力制御弁。
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