JPH1038112A - 電磁弁付圧力制御弁 - Google Patents
電磁弁付圧力制御弁Info
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Abstract
スペースを少なくすることができる電磁弁付圧力制御弁
を提供する。 【解決手段】電磁弁SVの弁体SV1を、排気弁棒9に
接近させた状態で、弁本体V1の上面部Uに嵌合した。
Description
御弁に関し、例えば鉄道車両用のブレーキ装置の空気圧
回路に使用されるものである。
ブレーキ受量器が出力するブレーキ圧指令信号に見合っ
たブレーキ指令圧を出力する電磁弁と、この電磁弁が出
力するブレーキ指令圧をパイロット圧として制御圧室に
受けて、当該ブレーキ指令圧を容量増幅してブレーキシ
リンダに出力する圧力制御弁(中継弁)とを一体化した
電磁弁付圧力制御弁が装備されている(例えば実開平6
−30575号公報参照)。
力空気源に接続される給気室と、電磁弁からパイロツト
圧が入力される制御圧室と、ブレーキシリンダに接続さ
れる出力室と、上記給気室と出力室との間の連通と遮断
とを選択的に行わせる給気弁と、調圧ばねによって一方
に付勢され、制御圧室のパイロット圧によって他方に付
勢される調圧ピストンと、この調圧ピストンと一体に設
けられた中空の排気弁棒とを備えるものであり、上記制
御圧室に入力されたパイロット圧に応じて給気弁を開閉
させて、給気室に供給された圧力空気を、上記パイロッ
ト圧に応じた圧力にてブレーキシリンダに供給すること
ができる。
電磁弁付圧力制御弁は、制御圧室にパイロット圧を供給
する電磁弁が、弁本体の側方に設けられているので、そ
の平面の投影面積が大きくなり、車両の床下へ艤装する
際に多くのスペースが必要となる。このため、車両の床
下スペースを有効利用できないという問題があった。こ
の発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、平面
の投影面積を小さくすることができ、艤装スペースを少
なくすることができる電磁弁付圧力制御弁を提供するこ
とを目的とする。
のこの発明の電磁弁付圧力制御弁は、弁本体に、圧力空
気源に接続される給気室と、パイロツト圧が入力される
制御圧室と、空圧機器に接続される出力室と、上記給気
室と出力室との間の連通と遮断とを行わせる給気弁と、
調圧ばねによって一方に付勢され、制御圧室のパイロッ
ト圧によって他方に付勢される調圧ピストンと、この調
圧ピストンと一体に設けられ、上記パイロット圧に応じ
て給気弁を開閉させる中空の排気弁棒とを備え、上記弁
本体に、制御圧室へパイロット圧を供給する電磁弁を取
り付けている電磁弁付圧力制御弁において、上記電磁弁
の弁体を、上記排気弁棒に接近させた状態で、弁本体の
上面部又は下面部に嵌合していることを特徴とするもの
である。上記の構成の電磁弁付圧力制御弁によれば、上
記電磁弁の弁体を、上記弁棒に接近させた状態で、弁本
体の上面部又下面部に嵌合しているので、その平面の投
影面積を小さくすることができる。
た状態で、弁本体の管座取付面寄りに配置しているのが
好ましく、この場合には、管座取付面及び制御圧室から
電磁弁に至る空気通路を短くすることができる。また、
上記電磁弁のソレノイドは、弁本体の平面の投影面積内
に配置しているのが好ましく、この場合には、上記投影
面積を最小限にすることができる。さらに、上記弁本体
の管座取付面には、電磁弁のコネクタを配置しているの
が好ましく、この場合には、電磁弁付圧力制御弁の着脱
が容易となる。
て、添付図面を参照しながら詳述する。図1は、この発
明の電磁弁付圧力制御弁の実施の一形態を示す断面図で
あり、図2はその側面図である。この電磁弁付圧力制御
弁は、鉄道車両用のブレーキ装置に使用されるものであ
り、圧力制御弁Vにパイロット圧を供給する電磁弁SV
の弁体SV1を、当該圧力制御弁Vの弁本体V1の上面
部Uに嵌合一体化している。
分と、下部の弁体SV1部分とによって構成されてお
り、この弁体SV1部分は、圧力制御弁Vの制御圧室C
5に接近させた状態で、圧力制御弁Vの弁本体V1を構
成する上部ケーシングVaの上面部Uであって、当該弁
本体V1の管座取付面X寄りに嵌合されている。図4も
参照して、上記電磁弁SVは、応荷重弁を介して圧力空
気源に接続される第1室C1、弁本体V1に設けられた
制御圧通路T1を介して圧力制御弁Vの制御圧室C5に
接続される第2室C2、及び弁本体V1に設けられた排
気通路T2を介して大気に連通される第3室C3を順次
形成したケーシング1と、上記第1室C1と第2室との
間に配置された固定弁座2と、上端部に可動弁座31を
一体形成した中空の可動子3と、この可動子3を押圧移
動させるための上記ソレノイド4及び押し棒5と、着座
面61が固定弁座2及び可動弁座31に対向した状態で
上記第1室C1に設けられた可動弁6と、この可動弁6
を、固定弁座2及び可動弁座31方向に付勢する第1ば
ねSP1と、上記可動子3及び押し棒5を、上記第1ば
ねSP1の付勢力に抗する方向に付勢する第2ばねSP
2とによって主要部が構成されている。
ケーシングVaの一部で構成したものであり、その内部
には、互いに内径の異なる第1孔11、第2孔12及び
第3孔13が、同芯状にて上から下に向かってこの順に
形成されている。上記第1室C1は、第1孔11に嵌入
された環状の第1中間体14の内空部によって構成され
ており、当該第1室C1は、上記第1中間体14の周壁
に形成された複数個の貫通孔14aを介して圧力空気源
に連通されている。上記第2室C2は、第2孔12に嵌
入された中空の第2中間体15の内空部の上部と、上記
可動子3との間で構成されており、当該第2室C2は、
上記第2中間体15の周壁に形成された複数個の貫通孔
15aを介して制御圧通路T1に連通されている。ま
た、上記第2室C2は、弁本体V1に設けられた空気補
給通路T3を介してアキュムレータに連通されており、
当該第2室C2に対して、パイロット圧用の空気が応答
性よく供給できるようになっている。さらに、上記第3
室C3は、上記第2中間体15の内空部の下部及び第3
孔13によって構成されている。この第3室C3は、排
気孔16を介して排気通路T2に連通されている。な
お、上記第1孔11と第1中間体14との間は、両者間
に介在されたOリングからなる第1シールO1によって
密封されおり、第2孔12と第2中間体15との間は、
両者間に介在されたOリングからなる第2シールO2及
び第3シールO3によって密封されている。
部に一体形成されている。この固定弁座2は、上端に向
かって漸次縮径されたテーパリング状のものであり、そ
の上端側が中心方向へ突出している。可動子3は、外周
上部が縮径された筒状のものであり、その中空部33
は、下部側が拡径した段付き形状に形成されている。こ
の可動子3の外周下部は、第1軸シールS1によって気
密性を維持した状態で、上記第2中間体15の、第2室
C2と第3室C3との間の内周部に対して摺動自在に嵌
入されており、その下方への移動に伴って、上記可動弁
座31を、可動弁6の着座面61に着座させた状態か
ら、固定弁座2の内側を通過させて、第2室C2まで移
動させる得るようになっている。また、上記可動弁座3
1は、上端に向かって漸次拡径された花弁状のものであ
り、その上端側が、上記固定弁座2側に突出している。
御弁Vの上部ケーシングVaの上面に対して取り付けら
れている。このソレノイド4は、その全体が弁本体V1
の平面の投影面積内に納まるように取り付けられている
(図3参照)。上記ソレノイド4の可動鉄心41の内周
下部には、上記押し棒5の上端部が嵌入されているとと
もに、当該ソレノイド4の固定鉄心42の内周には、上
記押し棒5の途中部が摺動自在に挿通されている。ま
た、上記固定鉄心42の下端面は、上記第1中間体14
の上面に当接されており、両者間は、上記第1シールO
1によって密封されている。上記可動鉄心41は、ガイ
ド筒体46によって摺動がガイドされているとともに、
その下端部の内周側には、先細り形状の環状突起41a
が形成されている。この環状突起41aは、可動鉄心4
1の変位によるソレノイド4の電磁吸引力の急激な変動
を抑制して、当該可動鉄心41の変位量と電磁吸引力と
の変位量とを比例させるものである。さらに、上記可動
鉄心41の上下には、当該可動鉄心41に負荷される流
体圧をバランスさせるための周囲室43が形成されてい
る。なお、上部の周囲室43は、カバー45に取り付け
られたストッパ44によって閉塞されている。
端部側とを連通する連絡孔52を有するものであり、そ
の下端部は、上記可動弁6の内部を摺動自在に挿通した
状態で、可動子3の内周上部に嵌入されている。また、
上記押し棒5の下端部近傍には、その外周側と内周側と
を連通するための連通部としての連通孔51が形成され
ている。そして、上記ソレノイド4の上部の周囲室43
と第3室C3とは、上記可動鉄心41の中空部、押し棒
5の連絡孔52、及び可動子3の中空部31を介して連
通されている。
に、ゴム等の弾性部材からなる平坦な環状部材63を貼
着し、この環状部材63の下面を、上記固定弁座2及び
可動弁座31に対する着座面61として構成したもので
ある。上記支持体62の上部外周は、第1中間体14と
の間に介在された第2軸シールS2によって気密性を確
保した状態で、当該第1中間体14の内周に対して摺動
自在に嵌入されており、これによって、上記可動弁6の
着座面61を、固定弁座2に対して接離可能にしてい
る。
の第1中間体14に嵌入された部分の外径)A、着座面
61の有効弁座径(可動弁座31に接する部分の直径)
D、可動子3の気密摺動部径(第2中間体15に嵌入さ
れた部分の外径)B、及び固定弁座2の有効弁座径(可
動弁6に接する部分の直径)Cは、ほぼ近似するように
設定されており、これによって、上記可動弁6及び可動
子3の上下面に負荷される流体圧をバランスさせるよう
にしている。従って、上記流体圧のアンバランスに起因
して、可動弁6や可動子3を移動させるのに必要な電磁
吸引力が変動し、制御動作が不安定となるのを防止する
ことができる。
るものであり、その上部側が、押し棒5とソレノイド4
の固定鉄心42との間の隙間に導入され、下部側が押し
棒5と可動弁6の支持体62との間の隙間に導入された
状態で、上記固定鉄心42と支持体62との間に張り詰
められている。このため、可動子3が下方へ移動する
と、その付勢力によって、可動弁6を当該可動子3に同
行させることができるとともに、最終的に、可動弁6の
着座面61を固定弁座2に着座させることができる。
るものであり、その上部側が、可動子3の内周下部に導
入され、下部側がケーシング1の第3孔13に導入され
た状態で、上記可動子3と第3孔13の底部との間に張
り詰められている。この第2ばねSP2の付勢力は、第
1ばねSP1の付勢力よりも大きくなるように設定され
ており、これによって、上記可動弁6は、ソレノイド4
が励磁されていない自由状態において、第2ばねSP2
の付勢力によって、可動子3を介して押し上げられて、
固定弁座2から離反した状態に維持される。
イド4を消磁した状態において、第2ばねSP2の付勢
力によって、可動子3及び押し棒5を、第1ばねSP1
の付勢力に抗して押し上げて、上記固定弁座2から可動
弁座31を離反させ、且つ可動弁座31を可動弁6の着
座面61に着座させておくことができる。このため、第
1室C1と第2室C2とが連通され、第3室C3が上記
可動弁座31と可動弁6とによって遮断された連通位置
をとることができ(図4参照)、これによって、圧力制
御弁Vの制御圧室C5にパイロット圧を供給することが
できる。
動をガイドするガイド筒体46には作動圧が作用しない
ので、当該作動圧によってガイド筒体46が歪むのを防
止することができ、上記ガイド筒体46の歪みに起因し
て、可動鉄心41の摺動抵抗が増大し、ソレノイド4の
応答性が低下するのを防止することができる。また、上
記消磁状態で作動圧が長時間負荷されることによって、
ソレノイド4の耐久性が低下するのも防止することがで
きる。しかも、上記連通位置においては、ソレノイド4
の上部の周囲室43を閉塞するストッパ44に対して
も、作動圧が作用しないので、当該ストッパ44の肉厚
を厚くして強度を高める必要がなく、その分、ソレノイ
ド4の軽量化を図ることもできる。
SP2付勢力との差に相当する電磁吸引力を生じる電流
値でもって、上記ソレノイド4を励磁させると、当該ソ
レノイド4の電磁吸引力を、押し棒5を介して可動子3
に負荷することができる。この結果、上記ソレノイド4
の電磁吸引力と第1ばねSP1の付勢力との合成付勢力
によって、上記可動子3及び可動弁6を、第2ばねSP
2の付勢力に抗して移動させて、当該可動弁6の着座面
61を固定弁座2に着座させることができる。そして、
この着座と同時に、上記第2ばねSP2の付勢力とソレ
ノイド4の電磁吸引力とが釣り合って、上記可動子3の
移動が停止される。この際、第2ばねSP2の付勢力に
よって、可動弁6に対する可動弁座31の着座状態が維
持される。従って、第1室C1、第2室C2及び第3室
C3がそれぞれ遮断された遮断位置(重なり位置)をと
ることができる(図5参照)。
状態で、第2ばねSP2の付勢力を超える電磁吸引力を
生じる電流値でもって、上記ソレノイド4を励磁させる
と、当該ソレノイド4の電磁吸引力によって、上記可動
子3を押し棒5を介してさらに押し下げることができ、
これによって、上記可動弁座31を固定弁6の着座面6
1から引き離すことができる。この結果、上記押し棒5
の下端部近傍に設けられた連通孔51を介して、上記第
2室C2と可動子3の中空部33とを連通させることが
できる。従って、第2室C2と第3室C3とが連通さ
れ、第1室C1が遮断された排気位置をとることができ
る(図6参照)。このため、制御圧通路T1を通して圧
力制御弁Vの制御圧室C5に供給した圧力空気を、排気
通路T2を通して大気中に排出することができる。
る。この圧力制御弁Vには、弁本体V1に、排気通路T
2に接続される排気室C4と、電磁弁SVからパイロツ
ト圧が入力される上記制御圧室C5と、ブレーキシリン
ダからフィードバック圧が入力されるフィードバック室
C6と、ブレーキシリンダに接続される出力室C7と、
圧力空気源に接続される給気室C8とが、同芯状にて上
から下に向かってこの順に形成されている。上記出力室
C7と給気室C8との間は、給気弁7及び給気弁座7a
によって仕切られている。上記給気弁7は、給気室C8
に設けられたガイド筒体71によって上下方向に摺動自
在に支持されているとともに、給気弁7の内奥部と弁本
体V1に取り付けられた底蓋Kとの間に張り詰められた
第3ばねSP3によって常時上方に付勢されて、上記給
気弁座7aに押し付けられている。なお、上記給気弁7
の下部外周とガイド筒体71との間は、第3軸シールS
3によって密封されている。
との間には、調圧ピストン8が介在されており、この調
圧ピストン8の中心部には、排気弁棒9が一体形成され
ている。上記調圧ピストン8の外周には、フラット薄膜
81が密嵌されており、このフラット薄膜81の外周
は、弁本体V1の上部ケーシングVaと下部ケーシング
Vbとの間で密封性を有して挟み込まれている。したが
って、上記制御圧室C5とフィードバック室C6とは、
上記調圧ピストン8とフラット薄膜81とによって密封
性を有して仕切られることになる。なお、上記調圧ピス
トン8は、調圧ばね82によって制御圧室C5側に常時
付勢されている。
の上端面は排気室C4に、下端面は給気弁7にそれぞれ
臨ませてある。この排気弁棒9の下端部には、調圧ピス
トン8の下降に伴って上記給気弁7に密着する可動弁9
1が構成されている。この可動弁91は花弁状のもので
あり、その外径は、給気弁座7aの内周を挿通可能に設
定されている。上記排気弁棒9は、給気弁7を給気弁座
7aから離反させて、給気室C8と出力室C7とを連通
させ得る位置まで下降可能である。上記フィードバック
室C6と出力室C7との間には、段付きの仕切りリング
Rが介在されており、この仕切りリングRの段部に形成
された連通孔R1を介して両室C6,C7が連通されて
いる。なお、上記排気弁棒9の上部外周と排気室C4の
内周との間は、第4軸シールS4によって密封されてお
り、排気弁棒9の下部外周と仕切りリングRの内周との
間は、第5軸シールS5によって密封されている。
2に示すように、圧力空気源に接続される第1ポートP
1、ブレーキシリンダに接続される第2ポートP2、ブ
レーキシリンダからフィードバック室C6にフィードバ
ック圧を入力するための第3ポートP3、電磁弁SVの
第2室C2とアキュムレータとを接続するための第4ポ
ートP4、電磁弁SVの第1室C1を応荷重弁に接続す
るための第5ポートP5、及び排気通路T2を大気に連
通するための第6ポートP6が形成されている。また、
上記管座取付面Xの上部には、電磁弁SVのコネクタC
Nが埋設されており、圧力制御弁Vの着脱を容易に行え
るようになっている。
通りである。まず、電磁弁SVで制御されたパイロット
圧が、制御圧通路T1を通して制御圧室C5に入力され
ると、調圧ピストン8が調圧ばね82の付勢力に抗して
下降して、排気弁棒9が給気弁7を押し下げる。する
と、圧力制御弁Vは、出力室C7と給気室C8とが連通
された連通位置をとり、給気室C8に入力された圧力空
気が、出力室C7を通してブレーキシリンダに供給され
る(図7参照)。次いで、上記制御圧室C5の圧力がフ
ィードバック室C6の圧力と等しくなると、調圧ピスト
ン8は調圧ばね82の付勢力によって押し上げられる。
すると、第3ばねSP3の付勢力によって給気弁7が給
気弁座7aに押し付けられて、ブレーキシリンダに対す
る圧力空気の供給が遮断される。但し、この状態では、
排気弁棒9の下端部の可動弁91と給気弁7との密着状
態が維持される。したがって、圧力制御弁Vは、出力室
C7と給気室C8、及び出力室C7と排気室C4が遮断
された遮断位置をとる(図8参照)。
圧ピストン8はフィードバック室C6の圧力空気によっ
て押し上げられて、排気弁棒9の可動弁91が給気弁7
から離反する。この結果、圧力制御弁Vは出力室C7と
給気室C8とが遮断され、出力室C7と排気室C4とが
連通された排気位置をとり(図1参照)、出力室C7の
空気が排気弁棒9の内部及び排気通路T2を通して大気
中に放出される。さらに、パイロット圧の減圧が止ま
り、制御圧室C5とフィードバック室C6の圧力が釣り
合うと、上記可動弁91が給気弁7に着座して上記排気
が停止される。したがって、電磁弁SVから出力される
パイロット圧に見合った圧力でもって、圧力空気を容量
増幅してブレーキシリンダに供給することができる。
弁体SV1を、排気弁棒9に接近させた状態で、弁本体
V1の上面部Uに嵌合しているので、その平面の投影面
積を小さくすることができる。このため、車両の床下へ
の艤装スペースを小さくすることができる。この結果、
車両の床下に他の機器を配置することができる等、当該
床下スペースの有効利用を図ることができる。特に、上
記実施の形態においては、電磁弁SVのソレノイド4
が、弁本体V1の平面の投影面積内に配置されているの
で、上記艤装スペースを最小限にすることができる。ま
た、上記電磁弁SVの弁体SV1を、制御圧室C5に接
近させた状態で、弁本体V1の管座取付面X寄りに配置
しているので、電磁弁SVの第2室C2と制御圧室C5
とを結ぶ制御圧通路T1、電磁弁SVの第1室C1と第
4ポートP4とを結ぶ空気通路等を短くすることができ
る。このため、制御圧室C5に対してパイロット圧を応
答性良く供給することができる。
施の形態に限定されるものでなく、例えば、電磁弁SV
を弁本体V1の下面部Yに嵌合する等、種々の設計変更
を施すことができる。
制御弁によれば、電磁弁の弁体を、弁棒に接近させた状
態で、弁本体の上面部又下面部に嵌合しているので、そ
の平面の投影面積を小さくすることができる。このた
め、車両の床下等の艤装スペースを小さくすることがで
き、ひいては艤装スペースの有効利用を図ることができ
る。
せた状態で、弁本体の管座取付面寄りに配置している場
合には、管座取付面及び圧力制御室と電磁弁との間の空
気通路を短くすることができるので、制御圧室に対して
パイロット圧を応答性良く供給することができる。
の平面の投影面積内に配置している場合には、上記艤装
スペースを最小限にすることができる。さらに、上記弁
本体の管座取付面に、電磁弁のコネクタを配置している
場合には、電磁弁付圧力制御弁の着脱を容易に行うこと
ができる。
態を示す断面図である。
拡大断面図である。
拡大断面図である。
拡大断面図である。
要部断面図である。
要部断面図である。
Claims (4)
- 【請求項1】弁本体に、圧力空気源に接続される給気室
と、パイロツト圧が入力される制御圧室と、空圧機器に
接続される出力室と、上記給気室と出力室との間の連通
と遮断とを行わせる給気弁と、調圧ばねによって一方に
付勢され、制御圧室のパイロット圧によって他方に付勢
される調圧ピストンと、この調圧ピストンと一体に設け
られ、上記パイロット圧に応じて給気弁を開閉させる中
空の排気弁棒とを備え、上記弁本体に、制御圧室へパイ
ロット圧を供給する電磁弁を取り付けている電磁弁付圧
力制御弁において、 上記電磁弁の弁体を、上記排気弁棒に接近させた状態
で、弁本体の上面部又は下面部に嵌合していることを特
徴とする電磁弁付圧力制御弁。 - 【請求項2】上記電磁弁の弁体を、制御圧室に接近させ
た状態で、弁本体の管座取付面寄りに配置している請求
項1記載の電磁弁付圧力制御弁。 - 【請求項3】上記電磁弁のソレノイドを、弁本体の平面
の投影面積内に配置している請求項1記載の電磁弁付圧
力制御弁。 - 【請求項4】上記弁本体の管座取付面に、電磁弁のコネ
クタを配置している請求項1記載の電磁弁付圧力制御
弁。
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