CN105705391A - 车辆用制动装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种车辆用制动装置，具备第1压力控制装置，该第1压力控制装置将台车上的车身上所设置的第1罐内的第1空气转换为具有规定压力的制动控制空气，而对使制动力作用于在车辆的上述台车上设置的车轮的制动缸供给，该车辆用制动装置具备：第2罐，设置于上述台车且相对于上述第1罐独立；以及第2压力控制装置，在进行了紧急制动的操作时，在从上述第1压力控制装置朝上述制动缸供给上述制动控制空气之前，将上述第2罐内的第2空气作为紧急用制动空气朝上述制动缸供给。

Description

车辆用制动装置

技术领域

本发明涉及一种车辆用制动装置。

本申请基于2013年11月01日在日本提出的特愿2013-228570号并主张优先权，将其内容援引于此。

背景技术

在下述专利文献1中，作为新干线或者原有线等的铁路车辆用的制动系统，公开有一种具备朝制动缸即致动器供给压力流体的紧急用制动控制装置的制动系统。

下述专利文献1所公开的制动系统具备制动控制装置、紧急用的压力产生部、复式止回阀以及增压缸(制动缸)。制动控制装置接收从上位系统输出的紧急制动指令，而朝复式止回阀供给具有与该紧急制动指令相应的压力(第1空气压)的压力流体(以下，称作第1压缩空气)。

压力产生部具有压力调整阀以及电磁阀。压力调整阀将从与制动控制装置不同的空气源供给的压力流体(以下，称作第2压缩空气)的压力调整为预先确定的第2空气压，并将具有第2空气压的第2压缩空气朝电磁阀供给。电磁阀仅在接收到紧急制动指令时从关闭状态变化为打开状态，而将第2压缩空气朝复式止回阀供给。

复式止回阀将从制动控制装置供给的第1压缩空气和从压力产生部供给的第2压缩空气中的具有较高压力的压缩空气选择性地朝增压缸供给。增压缸将从复式止回阀供给的压缩空气的压力转换为液压。通过该液压将制动块按压于制动盘，由此对制动盘作用制动力。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2012-11984号公报

发明内容

发明要解决的课题

然而，在上述专利文献1所公开的制动系统中，在制动工作系统内附加设置有具有将从空气源供给的第2压缩空气的空气压调整为规定的紧急用空气压(第2空气压)的压力调整阀的压力产生部，因此存在制动工作系统整体的构成复杂化这样的问题。

此外，在上述专利文献1所公开的制动系统中，采用了从压力产生部到复式止回阀(切换阀)的管路较短的构成。但是，由于压力产生部附加地设置在车身上的制动工作系统内，所以从压力产生部到复式止回阀的管路依然较长。因此，在上述专利文献1所公开的制动系统中，从产生紧急制动指令起到增压缸内的压力达到规定值(为了产生有效的制动力而需要的压力的下限值：例如，第1空气压的稳定值的63％)为止的时间(空走时间)依然较长，而紧急时的制动动作变迟(车辆的空走距离变长)这样的问题尚未解决。

本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供一种车辆用制动装置，能够通过简单的构成来缩短紧急制动时的车辆的空走时间。

用于解决课题的手段

为了解决上述课题并实现上述目的，本发明采用以下手段。

(1)本发明的一个方式的车辆用制动装置具备第1压力控制装置，该第1压力控制装置为，将上述台车上的车身上所设置的第1罐内的第1空气转换为具有规定压力的制动控制空气，而对使制动力作用于设置在车辆的台车上的车轮的制动缸进行供给，该车辆用制动装置具备：第2罐，设置于上述台车且相对于上述第1罐独立；以及第2压力控制装置，在进行了紧急制动的操作时，在从上述第1压力控制装置朝上述制动缸供给上述制动控制空气之前，将上述第2罐内的第2空气作为紧急用制动空气朝上述制动缸供给。

根据上述(1)所记载的车辆用制动装置，能够缩短第2罐与制动缸之间的管路。结果，在进行了紧急制动的操作时，第2罐内的第2空气被作为紧急用制动空气通过较短的管路迅速地供给至制动缸，因此能够使制动缸内的压力迅速地上升至规定值(为了产生有效的制动力而需要的压力的下限值)。即，能够缩短从进行了紧急制动的操作起到制动缸内的压力达到规定值为止的空走时间。

此外，设置在车辆的台车上的第2罐内的第2空气被作为紧急用制动空气直接供给至制动缸，因此能够省略现有的制动系统所附加地具备的空气源、压力调整阀及其控制装置的设置。由此，能够简化车辆用制动装置的整体构成。

如上所述，根据上述(1)所记载的车辆用制动装置，能够通过简单的构成来缩短紧急制动时的车辆的空走时间。

(2)在上述(1)所记载的车辆用制动装置中，也可以为，上述第2压力控制装置具有：切换阀，将上述制动控制空气与上述紧急用制动空气中的具有较高压力的空气朝上述制动缸供给；以及开闭阀，设置于对上述第2罐与上述切换阀进行连接的管路，在进行了上述紧急制动的操作时从关闭状态变化为打开状态。

在上述(2)所记载的车辆用制动装置中，在由于发生地震等的原因而进行了紧急制动的操作时，开闭阀从关闭状态变化为打开状态，第2罐内的第2空气被作为紧急用制动空气朝切换阀供给。

而且，通过该切换阀将制动控制空气与紧急用制动空气中的具有较高压力的空气供给至制动缸，由此在从第1压力控制装置供给的制动控制空气的压力还较低的情况下，优先将从第2罐供给的紧急用制动空气朝制动缸供给。结果，能够使制动缸内的压力迅速地上升至规定值，能够使用于紧急停止的制动力有效地作用于车轮。

(3)在上述(1)或(2)所记载的车辆用制动装置中，也可以为，上述紧急用制动空气的压力为上述制动控制空气的压力以下。

根据上述(3)所记载的车辆用制动装置，在进行了紧急制动的操作时，即便将第2罐内的第2空气作为紧急用制动空气而优先地供给至制动缸，制动缸内的压力也不会成为异常的高压。由此，在紧急制动时，能够将车轮锁定而滑动这样的故障防患于未然。

(4)在上述(1)～(3)任一项所记载的车辆用制动装置中，也可以为，上述第2罐是朝设置在上述台车与上述车身之间的空气弹簧供给上述第2空气的辅助空气罐。

根据上述(4)所记载的车辆用制动装置，作为第2罐利用设置于台车的现有的辅助空气罐，且将原本仅从辅助空气罐朝空气弹簧供给的第2空气还作为紧急用制动空气朝制动缸供给，由此无需设置现有的制动系统所附加地具备的空气源、压力调整阀及其控制装置等多余的设备。因此，能够通过更简单的构成来缩短紧急制动时的车辆的空走时间。

(5)在上述(4)所记载的车辆用制动装置中，也可以为，上述第2罐包括设置于上述台车的宽度方向两侧的一对上述辅助空气罐，一对上述辅助空气罐经由差压阀相互连结，一方的上述辅助空气罐内的上述第2空气被利用为上述紧急用制动空气。

根据上述(5)所记载的车辆用制动装置，能够在台车上确保一定容量的辅助空气罐，因此在紧急制动时能够使制动缸内的压力迅速地上升至规定值。

(6)上述(1)～(5)任一项所记载的车辆用制动装置，也可以还具备踏面清扫装置，该踏面清扫装置通过朝使研磨件动作的踏面清扫用缸供给踏面清扫空气来使上述研磨件动作。在进行了上述紧急制动的操作时，上述踏面清扫装置在供给上述踏面清扫空气之前，将具有上述踏面清扫空气的压力以下的压力的紧急用清扫空气朝上述踏面清扫用缸供给。

根据上述(6)所记载的车辆用制动装置，能够在进行了紧急制动的操作之后在极短时间内使踏面清扫用缸动作而进行研磨件对车轮踏面的清扫，由此能够有效地进行之后的紧急制动动作。

(7)在上述(6)所记载的车辆用制动装置中，也可以为，作为用于踏面清扫的上述紧急用清扫空气，利用上述第2罐内的上述第2空气。

根据上述(7)所记载的车辆用制动装置，作为紧急用清扫空气的供给源而利用朝台车与车身之间的空气弹簧供给第2空气的辅助空气罐(第2罐)，由此无需在现有的踏面清扫系统中设置特别的设备。因此，通过将辅助空气罐内的第2空气作为紧急用清扫空气朝踏面清扫用缸供给，由此能够使踏面清扫用缸内的压力迅速地上升至规定值(为了有效地进行研磨件对车轮踏面的清扫而需要的压力的下限值)。

此外，作为紧急用清扫空气的供给源而利用朝台车与车身之间的空气弹簧供给第2空气的辅助空气罐(第2罐)，由此能够缩短第2罐与踏面清扫系统内的踏面清扫用缸之间的管路。结果，第2罐内的第2空气作为紧急用清扫空气通过较短的管路而迅速地供给至踏面清扫系统内的踏面清扫用缸。由此，能够使踏面清扫用缸内的压力迅速地上升至规定值。

(8)在上述(7)所记载的车辆用制动装置中，也可以为，上述第2罐包括设置于上述台车的宽度方向两侧的一对上述辅助空气罐，一对上述辅助空气罐经由差压阀相互连结，一方的上述辅助空气罐内的上述第2空气被利用为上述紧急用制动空气，另一方的上述辅助空气罐内的上述第2空气被利用为上述紧急用清扫空气，一对上述辅助空气罐通过与各自对应地设置的第1开闭阀以及第2开闭阀的开闭来供给上述紧急用制动空气以及上述紧急用清扫空气。

根据上述(8)所记载的车辆用制动装置，将构成第2罐的一对辅助空气罐分别利用为空气源，将紧急时的空气(紧急用制动空气、紧急用清扫空气)朝制动缸以及踏面清扫用缸供给，由此能够以设定压力迅速地供给各空气。

发明的效果

根据上述方式，能够通过简单的构成来缩短紧急制动时的车辆的空走时间。即，根据上述方式，能够缩短紧急制动时的车辆的空走距离(车辆的移动速度乘以空走时间而得到的值)，因此尤其是对于以高速移动的车辆而言，获得上述效果从提高安全性的观点来看成为较大优点。

附图说明

图1A是示意性地表示应用了本发明的第1实施方式的车辆用制动装置的新干线用的车辆的图。

图1B是本发明的第1实施方式的车辆用制动装置的概要构成图。

图2是表示图1A的车辆用制动装置的具体的配管图的平面图。

图3是表示用于与图2进行比较的现有的台车的配管图的平面图。

图4是表示与车辆的速度相应的设定BC压(制动缸压)的表。

图5是对于现有的台车表示紧急制动指令后的制动缸压的图表。

图6是表示初速度与空走距离之间的关系的表。

图7是对于本发明的台车表示紧急制动指令后的制动缸压的图表。

图8是将图7所示的制动缸压进行了合成的图表。

图9是具体地表示本发明的第2实施方式的车辆用制动装置的图。

图10是表示图9的车辆用制动装置的具体的配管图的平面图。

图11是表示用于与图10进行比较的现有的台车的配管图的平面图。

图12是表示第2实施方式的车辆用制动装置的制动缸压的时间图。

图13是表示将辅助空气罐内的第2空气利用为具有AS压(空气弹簧压)的紧急用清扫空气的情况下的踏面清扫用缸的空走时间的测定结果的图表。

图14是表示将辅助空气罐内的第2空气利用为具有AS压的紧急用制动空气的情况下的增压缸的空走时间的测定结果的图表。

具体实施方式

(第1实施方式)

首先，参照图1A～图8对本发明的第1实施方式进行说明。

图1A是示意性地表示应用了第1实施方式的车辆用制动装置100的新干线等高速铁路用的车辆B的图。图1B是车辆用制动装置100的概要构成图。在搭载有车辆用制动装置100的车辆B中设置有对朝车轮W作用制动力的制动缸A进行操作的制动工作系统1。

该制动工作系统1基于从配置于车辆B的驾驶台(省略图示)的制动设定器2作为常用制动指令而输出的8个等级的标志信号以及从上述制动设定器2输出的紧急制动指令NA来进行动作。另外，在驾驶台上，在进行了常用制动操作时，从制动设定器2作为常用制动指令而输出标志信号。此外，在驾驶台上，在进行了紧急制动操作时，从制动设定器2输出紧急制动指令NA。

制动工作系统1具备制动缸A、制动控制装置10、电空转换阀11以及继动阀13。制动缸A设置于车辆B的台车B2，制动控制装置10、电空转换阀11以及继动阀13设置于车辆B的车身B1。此外，制动控制装置10、电空转换阀11以及继动阀13构成将设置于车身B1的第1罐(源空气罐21以及供给空气罐22)内的第1空气转换为具有规定压力(BC压)的制动控制空气而朝制动缸A供给的第1压力控制装置，其详细情况将后述。

制动控制装置10是基于从制动设定器2输出的常用制动指令(标志信号)以及紧急制动指令NA进行制动动作的控制器。

该制动控制装置10基于标志信号将用于使再生制动器14动作的通常制动控制信号S1输出至再生制动器14，并且将用于使电空转换阀11动作的制动控制信号S2输出至电空转换阀11。此外，制动控制装置10基于紧急制动指令NA将用于使后述的紧急时压力控制装置30的紧急用制动追加电磁阀31开阀的紧急制动控制信号S3输出至紧急用制动追加电磁阀31。

在台车B2上的车身B1上设置有通过压缩机20加压的源空气罐(源储气器)21、以及与源空气罐21连接的供给空气罐(供给储气器)22。该源空气罐21以及供给空气罐22是储存第1空气(压缩空气)的第1罐。

储存于供给空气罐22的第1空气朝电空转换阀11供给。电空转换阀11的开度根据基于标志信号的大小而设定的制动控制信号S2进行变化。即，从供给空气罐22供给至电空转换阀11的第1空气，被转换成具有与标志信号的大小相应的压力(以下，称作AC(气动控制)压)的空气(以下，称作压力指令空气)。这样的具有AC压的压力指令空气从电空转换阀11朝继动阀13供给。

从供给空气罐22朝继动阀13供给第1空气，并且从电空转换阀11朝继动阀13供给具有AC压的压力指令空气。继动阀13的开度根据压力指令空气的AC压进行变化。即，从供给空气罐22供给至继动阀13的第1空气，被转换成具有与压力指令空气的AC压相应的压力(以下，称作BC(制动缸)压)的空气(以下，称作制动控制空气)。这样的具有BC压的制动控制空气从继动阀13经由管路13A朝紧急时压力控制装置30的复式止回阀32供给。

接着，参照图1B、图2以及图3对车辆用制动装置100的紧急时压力控制装置30(第2压力控制装置)进行说明。

该紧急时压力控制装置30设置在制动工作系统1的系统外的台车B2上，在需要使车辆B快速停止的紧急时，朝制动缸A供给用于将制动缸A内的压力迅速地提高至规定值(为了产生有效的制动力而需要的压力的下限值)的紧急用制动空气。紧急时压力控制装置30具备紧急用制动追加电磁阀31以及复式止回阀32。

在台车B2上，作为第2罐而设置有朝车辆B的车身B1与台车B2之间的空气弹簧(省略图示)供给第2空气(压缩空气)的辅助空气罐。更详细来说，本实施方式的第2罐包括设置于台车B2的宽度方向两侧的一对辅助空气罐33以及33’(参照图2)。一对辅助空气罐33以及33’经由设有差压阀34的管路33A相互连结。一对辅助空气罐33以及33’分别能够储存大约70升的第2空气。另外，在以下，将第2空气的压力称作AS压(空气弹簧压)。

紧急用制动追加电磁阀31(开闭阀)是在车辆B被运用的通电时维持关闭状态的常闭阀，在从制动控制装置10输入了紧急制动控制信号S3时(即、进行了紧急制动操作时)，从关闭状态变化为打开状态。另外，该紧急用制动追加电磁阀31为，在紧急时向车辆B的通电断开的情况(例如，由于地震而产生停电的情况、脱轨的情况、或者导电弓从架线偏离的情况)下，也从关闭状态变化为打开状态。

该紧急用制动追加电磁阀31经由管路33B与一方的辅助空气罐33连接，并且经由管路50与复式止回阀32连接。即，从辅助空气罐33朝紧急用制动追加电磁阀31供给具有AS压的第2空气。在朝紧急用制动追加电磁阀31输入了紧急制动控制信号S3时(即，进行了紧急制动操作时)，紧急用制动追加电磁阀31变化为打开状态，辅助空气罐33内的第2空气作为紧急用制动空气经由紧急用制动追加电磁阀31朝复式止回阀32供给。

另外，辅助空气罐33以及33’内的第2空气的压力、即朝复式止回阀32供给的紧急用制动空气的压力(AS压)，为从继动阀13朝复式止回阀32供给的制动控制空气的压力(BC压)以下。对于AS压与BC压之间的关系，将在之后参照图4进行说明。

复式止回阀32(切换阀)具有两个输入口和一个输出口。复式止回阀32的一方的输入口经由管路50与紧急用制动追加电磁阀31连接。复式止回阀32的另一方的输入口经由管路13A与继动阀13连接。复式止回阀32的输出口经由管路51与增压缸40(制动缸A)连接。

该复式止回阀32将从供给空气罐22经由继动阀13供给的制动控制空气以及从辅助空气罐33经由紧急用制动追加电磁阀31供给的紧急用制动空气中的具有较高压力的空气朝增压缸40供给。

增压缸40将从复式止回阀32供给的空气的压力转换为液压。通过由增压缸40产生的液压，图2所示的盘式制动器D动作，结果，对车轮W产生制动力。

另外，由压缩机20加压的压缩空气的一部分朝辅助空气罐33以及33’供给。

此处，参照图2以及图3对设置有辅助空气罐33以及33’的台车B2进行说明。图2是本实施方式的台车B2的平面图。图3是作为比较例而表示的现有的台车的平面图。

如图2所示，在本实施方式中，作为第2罐，利用朝车辆B的车身B1与台车B2之间的空气弹簧供给第2空气的辅助空气罐33以及33’。辅助空气罐33经由管路33B与紧急用制动追加电磁阀31连接。紧急用制动追加电磁阀31经由管路50与复式止回阀32连接。

此外，在辅助空气罐33与辅助空气罐33’之间的管路33A的中途设置有差压阀34。通过差压阀34而两个辅助空气罐33以及33’内的压力被保持为均等。

而且，在紧急时紧急用制动追加电磁阀31变化为打开状态的情况下，辅助空气罐33内的第2空气作为具有AS压的紧急用制动空气经由复式止回阀32朝设置于台车B2的宽度方向两侧的增压缸40供给。增压缸40与车轮W的盘式制动器D经由液压配管41相互连接。从增压缸40通过液压配管41朝盘式制动器D供给作为压力流体的油，结果，对车轮W产生制动力。

另外，辅助空气罐33以及33’具有与供给空气罐22大致相同的容量，因此即便一方的辅助空气罐33内的第2空气被作为紧急用制动空气供给至增压缸40，在辅助空气罐33与辅助空气罐33’之间也不会产生使差压阀34动作的程度的压力差。因此，不会对紧急制动时的空气弹簧的特性造成影响。

此外，如图2所示，在本实施方式中，辅助空气罐33、33’、复式止回阀32以及增压缸40经由管路33A、33B、50以及51连结在相同台车B2上。因此，各个装置相互配置于至近的距离。由此，在紧急用制动追加电磁阀31的开阀时，辅助空气罐33内的第2空气作为紧急用制动空气经由复式止回阀32迅速地供给至增压缸40。

另外，从制动控制装置10输出的紧急制动控制信号S3经由图2所示的耦合器C朝紧急用制动追加电磁阀31传送。

相对于以上说明了的第1实施方式的台车B2，在图3中作为比较例而表示的现有台车中，未设置由紧急用制动追加电磁阀31和复式止回阀32构成的紧急时压力控制装置30。因此，在现有台车中，处于从台车B2分离的位置的车身B1上的源空气罐21以及供给空气罐22所储存的第1空气，通过经由相同车身B1上的电空转换阀11以及继动阀13而被转换为具有BC压的制动控制空气，该制动控制空气经由管路13A朝台车B2上的增压缸40供给。因此，在现有台车中，从进行了紧急制动操作起(从输出紧急制动指令NA起)到增压缸40内的压力达到规定值而对车轮W产生有效的制动力为止，需要较长的时间。即，空走时间变长。

另一方面，在第1实施方式的车辆用制动装置100中，如图4所示，预先确定与车辆B的速度以及负载相应的紧急制动时的设定BC压(制动缸压)。

根据制动控制装置10的控制信号(省略图示)来设定该设定BC压。车辆B的负载根据车辆B的乘客数以及行李的重量而变化。辅助空气罐33以及33’所储存的第2空气的AS压与车辆B的负载之间存在相关关系。在车辆B的运转中，制动控制装置10从辅助空气罐33(或者也可以是辅助空气罐33’)接受第2空气的供给，并基于该第2空气的AS压来监视车辆B的负载。

例如，如图4所示，在AS压为300kPa的情况下，制动控制装置10将车辆B的负载判断为“空车负载”。此外，如图4所示，在AS压为450kPa的情况下，制动控制装置10将车辆B的负载判断为“满载车负载”。另外，也可以根据AS压将“空车负载”与“满载车负载”之间的负载分类成多个等级，但在图4中省略图示。

在车辆B的运转中，当朝制动控制装置10输入紧急制动指令NA时，制动控制装置10基于如上述那样基于AS压判断出的车辆B的负载、以及从速度计(省略图示)输入的速度信号，决定应当朝增压缸40供给的制动控制空气的设定BC压。

例如，如图4所示，在AS压为300kPa且车辆B的速度为230km/h的情况下，制动控制装置10将480±20kPa决定为制动控制空气的设定BC压。

制动控制装置10在如上述那样决定了制动控制空气的设定BC压之后，对电空转换阀11进行控制，以使从继动阀13朝增压缸40供给的制动控制空气的BC压成为设定BC压。更具体而言，在车辆B的运转中，制动控制装置10对电空转换阀11的开度进行前馈控制，以使从继动阀13朝增压缸40供给的制动控制空气的BC压成为设定BC压(允许范围±20kPa以内)。换言之，对从电空转换阀11朝继动阀13供给的压力指令空气的AC压进行前馈控制，以使制动控制空气的BC压成为设定BC压(允许范围±20kPa以内)。

另外，在车辆B的运转中，辅助空气罐33以及33’所储存的第2空气的AS压，常时被保持为从继动阀13朝增压缸40供给的紧急制动时的制动控制空气的BC压以下。

接着，参照图5～图8来说明分别使用了未设置第1实施方式的紧急时压力控制装置30的现有的车辆用制动装置(与图3所示的现有台车对应)以及设置有第1实施方式的紧急时压力控制装置30的车辆用制动装置100(与图2所示的本实施方式的台车B2对应)的情况下的增压缸40(制动缸)的压力变化。

首先，参照图5对使用了未设置紧急时压力控制装置30的现有的车辆用制动装置的情况下的增压缸的压力变化进行说明。

在该车辆用制动装置中，从处于从台车B2分离的位置的源空气罐21以及供给空气罐22供给BC压的制动控制空气，因此从进行了紧急制动操作起(输出了紧急制动指令NA起)到作用于增压缸40的制动缸压力(用符号P表示)达到规定值(为了产生有效的制动力而需要的压力的下限值：例如稳定压P’(BC压)的63.2％)为止，需要一定的时间(空走时间)。

即，在将从输出了紧急制动指令NA起到增压缸40的制动缸压力P开始上升为止的时间t0设为“无用时间”、将从制动缸压力P开始上升起到达到规定值为止的时间t1设为“制动时间常数”时，通过无用时间t0和制动时间常数t1的合计值来表示空走时间。

图6表示此时的空走距离。空走距离是紧急制动操作时刻的车辆B的速度(初速度)乘以空走时间而得到的值。在图6中表示在将空走时间假定为1.5秒的情况下、相对于各初速度的空走距离。

接着，参照图7以及图8对使用了设置有紧急时压力控制装置30的第1实施方式的车辆用制动装置100的情况下的增压缸40的压力变化进行说明。

相对于上述的现有的车辆用制动装置，在第1实施方式的车辆用制动装置100中，当基于紧急制动指令NA从制动控制装置10输出紧急制动控制信号S3时，紧急时压力控制装置30的紧急用制动追加电磁阀31开阀。

由此，辅助空气罐33内的具有AS压的第2空气，作为紧急用制动空气经由紧急用制动追加电磁阀31朝复式止回阀32的一方的输入口供给。

另一方面，当紧急制动指令NA朝制动控制装置10输入时，制动控制装置10基于根据AS压判断出的车辆B的负载、以及从速度计(省略图示)输入的速度信号，决定应当朝增压缸40供给的制动控制空气的设定BC压(参照图4)。

制动控制装置10在如上述那样决定了制动控制空气的设定BC压之后，对电空转换阀11的开度进行前馈控制，以使从继动阀13朝增压缸40供给的制动控制空气的BC压成为设定BC压(允许范围±20kPa以内)。由此，具有与设定BC压大致一致的BC压的制动控制空气，从继动阀13朝复式止回阀32的另一方的输入口供给。另外，如图4所示，制动控制空气的BC压被进行前馈控制的结果，制动控制空气的BC压相对于设定BC压产生±20kPa的误差。

复式止回阀32将制动控制空气和紧急用制动空气中的具有较高压力的空气选择性地供给至增压缸40。此处，辅助空气罐33、33’、紧急用制动追加电磁阀31以及复式止回阀32，经由管路33A、33B以及50相互连结在相同台车B2上，并分别相互配置于至近的距离。另一方面，源空气罐21、供给空气罐22、制动控制装置10、电空转换阀11以及继动阀13设置在车身B1上，继动阀13与台车B2上的复式止回阀32通过比配管50长的配管13A连接。因此，在BC压的制动控制空气经由复式止回阀32到达增压缸40之前，AS压的紧急用制动空气经由复式止回阀32迅速地供给至增压缸40。

即，如图7所示，在第1实施方式的车辆用制动装置100中，紧急用制动空气在制动控制空气之前被供给至增压缸40，由此增压缸40内的压力从紧急制动指令NA的产生时刻起开始迅速地上升。因此，在现有的车辆用制动装置中产生的“无用时间t0”，在本实施方式的车辆用制动装置100中不产生。

而且，如图7所示，在本实施方式的车辆用制动装置100中，紧急用制动空气在制动控制空气之前被供给至增压缸40，由此从紧急制动指令NA的产生时刻起到增压缸40内的压力达到规定值(稳定压力P’的63.2％)为止的空走时间、成为比在现有的车辆用制动装置中产生的空走时间(t0+t1)短的时间t2(制动时间常数)。结果，根据本实施方式的车辆用制动装置100，与现有的车辆用制动装置相比较，能够大幅度缩短紧急制动时的车辆B的空走距离(在图7中用符号PA表示此时的增压缸40内的压力(AS压))。

而且，随着时间的经过，朝复式止回阀32供给的制动控制空气的BC压逐渐上升(在图7中用符号P表示)，在制动控制空气的BC压变得高于紧急用制动空气的AS压时，从复式止回阀32朝增压缸40供给的空气从紧急用制动空气切换成制动控制空气。

因而，在第1实施方式的搭载有紧急时压力控制装置30的车辆用制动装置100中，如参照将AS压与BC压进行了合成的图8可知的那样，空走时间成为比在现有的车辆用制动装置中产生的空走时间(t0+t1)短的时间t2。结果，图6所示的空走距离也能够缩短，能够迅速地进行发生了地震时的紧急时的紧急停车。

另外，在代替从制动控制装置10输出紧急制动控制信号S3、而通过切断来自架线的电力供给来使紧急时压力控制装置30的紧急用制动追加电磁阀31开阀的情况下，这种紧急制动操作时的动作也完全相同。

如以上详细说明的那样，根据第1实施方式的车辆用制动装置100，在不是制动工作系统1内的车辆B的台车B2上设置有辅助空气罐33以及33’，在紧急制动的操作时在从通常的空气罐21以及22供给BC压的制动控制空气之前，该辅助空气罐33以及33’供给AS压的紧急用制动空气，因此能够缩短辅助空气罐33以及33’与制动缸A即增压缸40之间的管路33A、33B、50以及51的长度。

结果，能够将辅助空气罐33以及33’内的第2空气作为紧急用制动空气通过较短的管路迅速地供给至增压缸40，由此能够使紧急制动操作时的增压缸40内的压力迅速地上升至规定值。

此外，将设置在车辆B的台车B2上的辅助空气罐33以及33’内的第2空气直接供给至以紧急时的制动操作为条件而开放的紧急时压力控制装置30的紧急用制动追加电磁阀31，由此能够省略在现有的制动系统中附加地具备的空气源、压力调整阀及其控制装置的设置，由此能够简化车辆用制动装置100的整体构成。

此外，根据第1实施方式的车辆用制动装置100，紧急时压力控制装置30具备：复式止回阀32，将制动控制空气和紧急用制动空气中的具有较高压力的空气选择性地供给至增压缸40；以及紧急用制动追加电磁阀31，在紧急制动操作时使对复式止回阀32供给辅助空气罐33以及33’的第2空气的管路开放；因此，在发生了地震时的紧急制动操作时能够使紧急用制动追加电磁阀31开放，而将位于至近距离的辅助空气罐33以及33’的第2空气作为紧急用制动空气供给至复式止回阀32。

而且，通过该复式止回阀32将制动控制空气和紧急用制动空气中的具有较高压力的空气选择性地供给至增压缸40，因此在从继动阀13经由管路13A朝复式止回阀32供给的制动控制空气的BC压还较低的情况下，优先地从辅助空气罐33以及33’朝增压缸40供给紧急用制动空气。由此，能够使增压缸40内的压力迅速地上升，能够对车轮W有效地作用制动力。

此外，根据第1实施方式的车辆用制动装置100，辅助空气罐33以及33’所储存的第2空气的AS压为从继动阀13朝复式止回阀32供给的制动控制空气的BC压以下，因此即便在紧急制动操作时将辅助空气罐33以及33’内的第2空气作为紧急用制动空气优先地朝增压缸40供给，增压缸40内的压力也不会成为异常的高压，由此还能够将车轮W锁定而滑动这种故障防患于未然。

此外，根据第1实施方式的车辆用制动装置100，作为第2罐而利用朝台车B2与车身B1之间的空气弹簧供给第2空气的辅助空气罐33以及33’，由此无需设置在现有的制动系统中附加地具备的空气源、压力调整阀及其控制装置等多余的设备，通过将辅助空气罐33以及33’内的第2空气利用为紧急用制动空气，由此能够使紧急制动操作时的增压缸40内的压力迅速地上升至规定值。

此外，根据第1实施方式的车辆用制动装置100，通过成为如下构成：作为第2罐而利用朝分别设置于台车B2的框架的左右两侧的空气弹簧供给第2空气的辅助空气罐33以及33’，该辅助空气罐33以及33’经由差压阀34连结，并且辅助空气罐33以及33’内的第2空气通过管路33A、33B以及50朝复式止回阀32供给，由此能够在台车B2的框架上确保一定容量的辅助空气罐，由此能够使紧急制动操作时的增压缸40内的压力迅速地上升至规定值。

此外，在第1实施方式中，将在“异常产生时”使紧急时压力控制装置30的紧急用制动追加电磁阀31开阀的条件，设为基于通过驾驶员的紧急制动操作而产生的紧急制动指令NA从制动控制装置10输出了紧急制动控制信号S3的情况、或者对车辆B的电力供给被切断的情况。但是，除此以外，在源储气器(源空气罐21)的压力降低等的车辆B产生了某种异常的情况、检测到地震的P波的情况下，也可以作为“异常产生时”而使紧急时压力控制装置30的紧急用制动追加电磁阀31开阀。

此外，在第1实施方式中，在“异常产生时”基于紧急制动指令NA使紧急时压力控制装置30的紧急用制动追加电磁阀31开阀，但紧急用制动追加电磁阀31在从紧急制动指令NA的输出起1～2秒后关闭。由此，不会妨碍BC压的滑行控制。

此外，在第1实施方式中，假定为新干线等高速铁路用的车辆，但只要是搭载有空气弹簧的无摇枕台车，则也可以应用于原有线车辆。

(第2实施方式)

参照图9～图14对本发明的第2实施方式的车辆用制动装置101进行说明。在第2实施方式的车辆用制动装置101中，对于构成与第1实施方式的车辆用制动装置100共通的部分赋予相同的符号而省略重复的说明。

图9是第2实施方式的车辆用制动装置101的概要构成图。图10是第2实施方式的台车B2的配管图。在这些图中，符号60表示踏面清扫装置。图11是作为比较例表示的现有的台车的配管图。

图9以及图10所示的踏面清扫装置60具备：树脂制的研磨件61，以与车轮W相对于轨道(省略图示)的踏面接触或者分离自如的方式设置，在接触时对该车轮W的踏面进行清扫；踏面清扫用缸62，使该研磨件61动作；以及清扫空气控制装置63，用于供给使踏面清扫用缸62工作的踏面清扫空气。

清扫空气控制装置63包括设置在车身B1上的踏面清扫电磁阀64、设置在台车B2上的清扫用追加电磁阀65、以及设置在台车B2上的复式止回阀66。清扫空气控制装置63为，在需要使车辆B快速停止的紧急时，在踏面清扫空气(具有TC压的空气)的供给之前，朝踏面清扫用缸62迅速地供给成为辅助压力的紧急用清扫空气(具有AS压的空气)。

具体而言，踏面清扫电磁阀64将一部分被利用为制动控制空气的来自车辆间的共通配管90的空气作为踏面清扫空气而取入。

清扫用追加电磁阀65连接于朝车辆B的车身B1与台车B2之间的空气弹簧(省略图示)供给第2空气的辅助空气罐33以及33’(第2罐)中的、未连接紧急用制动追加电磁阀31的一侧(在本实施方式中为辅助空气罐33’)。该清扫用追加电磁阀65是基于来自制动控制装置10的紧急制动控制信号S3A而开阀的开闭阀。

此外，该清扫用追加电磁阀65是在车辆B被运用的通电时维持关闭状态的常闭阀。另外，清扫用追加电磁阀65为，除了从制动控制装置10输出紧急制动控制信号S3A以外，与紧急用制动追加电磁阀31同样，在紧急时向车辆B的通电被切断的情况(例如，由于地震而产生了停电的情况、脱轨的情况、导电弓从架线偏离的情况)下也开阀。

另外，辅助空气罐33以及33’内的第2空气的AS压为经由踏面清扫电磁阀64朝复式止回阀66供给的踏面清扫空气的TC压以下。

复式止回阀66具有两个输入口和一个输出口。复式止回阀66的一方的输入口经由管路70与清扫用追加电磁阀65连接。复式止回阀66的另一方的输入口经由比管路70长的管路71与踏面清扫电磁阀64连接。复式止回阀66的输出口经由管路72与踏面清扫用缸62连接。

该复式止回阀66将从共通配管90经由踏面清扫电磁阀64供给的踏面清扫空气以及从辅助空气罐33’经由清扫用追加电磁阀65供给的紧急用清扫空气中的、具有较高压力的空气朝踏面清扫用缸62供给。

通过从复式止回阀66朝踏面清扫用缸62供给的空气的压力，将图10所示的研磨件61按压于车轮W的踏面，结果，车轮W的踏面被清扫。

另外，在第2实施方式的车辆用制动装置101中，与辅助空气罐33连接的紧急时压力控制装置30的紧急用制动追加电磁阀31、以及与辅助空气罐33’连接的踏面清扫装置60的清扫用追加电磁阀65，根据基于紧急制动指令NA而从制动控制装置10输出的紧急制动控制信号S3(S3A、S3B)来开阀。

参照图12对上述车辆用制动装置101的动作进行详细说明。在第2实施方式的车辆用制动装置101中，在通过驾驶员进行的紧急制动操作等而从制动设定器2朝制动控制装置10输出了紧急制动指令NA的情况下，从制动控制装置10朝紧急用制动追加电磁阀31和清扫用追加电磁阀65输出紧急制动控制信号S3(S3A、S3B)。同时，也从制动控制装置10朝踏面清扫电磁阀64输出紧急制动控制信号S3A。

由此，紧急用制动追加电磁阀31、清扫用追加电磁阀65以及踏面清扫电磁阀64同时开阀。

在图12中用箭头E1表示此时的实际动作的定时。从车辆B间的共通配管90经由踏面清扫电磁阀64朝复式止回阀66供给具有TC压的踏面清扫空气(在由“TCin”～“TCout”表示的期间供给)，且从辅助空气罐33’经由清扫用追加电磁阀65朝复式止回阀66供给具有AS压的第2空气、作为紧急用清扫空气(在由“AS2in”表示的以后供给)。

此处，复式止回阀66将踏面清扫空气以及紧急用清扫空气中的、具有较高压力的空气选择性地供给至踏面清扫用缸62。辅助空气罐33’与复式止回阀66经由管路70连结在相同台车B2上，并分别配置于至近距离。因此，在经由比管路70长的管路71供给的踏面清扫空气到达复式止回阀66之前，从辅助空气罐33’供给的紧急用清扫空气通过管路70以及复式止回阀66迅速地供给至踏面清扫用缸62。

即，在第2实施方式的车辆用制动装置101中，紧急用清扫空气在踏面清扫空气之前被供给至踏面清扫用缸62，由此踏面清扫用缸62内的压力从紧急制动指令NA的产生时刻起开始迅速地上升。因此，在现有的车辆用制动装置中产生的“无用时间”，在本实施方式的车辆用制动装置101中不会产生。由此，能够从紧急制动的操作起在极短的时间内使踏面清扫用缸62动作而进行研磨件61对车轮踏面的清扫，由此能够有效地进行后述的紧急制动动作。

此外，在该第2实施方式中，在车轮W的踏面的清扫的同时，用于紧急停止的车轮W的制动器动作。在图12中用箭头E2表示此时的实际动作的定时。当基于紧急制动指令NA从制动控制装置10与紧急制动控制信号S3A一起输出紧急制动控制信号S3B时，紧急时压力控制装置30的紧急用制动追加电磁阀31开阀。

由此，从供给空气罐22经由继动阀13朝复式止回阀32供给具有BC压的制动控制空气(在由“BCin”～“BCout”表示的期间供给)，且从辅助空气罐33经由紧急用制动追加电磁阀31朝复式止回阀32供给具有AS压的紧急用制动空气(在由“AS1in”表示的以后供给)。

复式止回阀32将制动控制空气和紧急用制动空气中的、具有较高压力的空气选择性地供给至增压缸40。此处，辅助空气罐33、33’、紧急用制动追加电磁阀31以及复式止回阀32，经由管路33A、33B以及50相互连结在相同台车B2上，并分别相互配置于至近距离。另一方面，源空气罐21、供给空气罐22、制动控制装置10、电空转换阀11以及继动阀13设置在车身B1上，继动阀13与台车B2上的复式止回阀32通过比配管50长的配管13A连接。因此，在BC压的制动控制空气经由复式止回阀32到达增压缸40之前，AS压的紧急用制动空气通过复式止回阀32迅速地供给至增压缸40。

即，如图7所示，与第1实施方式同样，在第2实施方式的车辆用制动装置101中，紧急用制动空气在制动控制空气之前被供给至增压缸40，由此增压缸40内的压力从紧急制动指令NA的产生时刻起开始迅速地上升。因此，在现有的车辆用制动装置中产生的“无用时间t0”，在本实施方式的车辆用制动装置101中不会产生。由此，与第1实施方式同样，能够缩短紧急制动时的车辆B的空走时间。

参照图13以及图14来说明利用了该辅助空气罐33以及33’内的具有AS压的第2空气的情况下的、踏面清扫用缸62的空走时间的测定结果、增压缸40的空走时间的测定结果。图13是表示踏面清扫用缸62的空走时间(研磨件按压力的空走时间)与“供给AS压/设定TC压”(设定TC压为恒定值)之间的关系的图表。图14是表示增压缸40的空走时间(增压缸液压的空走时间)与“供给AS压/设定BC压”(设定BC压为恒定值)之间的关系的图表。

而且，在该图13以及图14中，表示有从辅助空气罐33以及33’先行地供给具有AS压的第2空气的“空车(由四方形标记表示)”、“有载车(由菱形标记表示)”、“满载车(由着色圆标记表示)”的情况下的范围E3、E5，并且表示有不进行AS压的第2空气的供给的“白圆标记：○”的情况以及实车相当“黑圆标记：●”的情况下的范围E4、E6。

另外，在图13以及图14中，(1)表示辅助空气罐33与辅助空气罐33’的AS压均为设定值且相等的情况，(2)表示辅助空气罐33的AS压比设定值低60kPa、且辅助空气罐33’的AS压比设定值高60kPa的情况，(3)表示辅助空气罐33的AS压比设定值高60kPa、且辅助空气罐33’的AS压比设定值低60kPa的情况。

如参照该图13以及图14的测定结果可知的那样，确认了如下情况：不论压力比是怎样的值，在先行于具有TC压的踏面清扫空气或者具有BC压的制动控制空气而从辅助空气罐33以及33’供给了具有AS压的第2空气的情况(范围E3、E5)下，与不进行具有AS压的第2空气的供给的情况(范围E4、E6)相比较，踏面清扫用缸62的空走时间、增压缸40的空走时间都减少。

具体而言，在图13的情况下，确认了在压力比(供给AS压/设定TC压)为0.66以上、空走时间从0.8秒减少至0.3秒，在图14的情况下，确认了在压力比(供给AS压/设定BC压)为0.66以上、空走时间从0.95秒减少至0.2秒。此外，即便在图13以及图14的压力比不足0.66的情况下，至少先行地供给具有设定TC压的50％、设定BC压的40％的压力的空气，也发挥一定的效果。

如以上详细说明的那样，在该第2实施方式所示的车辆用制动装置101中具备踏面清扫装置60，该踏面清扫装置60通过对使研磨件61动作的踏面清扫用缸62供给具有TC压的踏面清扫空气来使研磨件61动作。踏面清扫装置60为，在进行了紧急制动的操作时，在踏面清扫空气的供给之前，将具有踏面清扫空气的TC压以下的压力(AS压)的紧急用清扫空气朝踏面清扫用缸62供给。

根据这样的第2实施方式的车辆用制动装置101，能够从进行了紧急制动的操作起在极短时间内使踏面清扫用缸62动作而进行研磨件61对车轮踏面的清扫，由此能够有效地进行之后的紧急制动动作。

此外，在该第2实施方式的车辆用制动装置101中，作为紧急用清扫空气的供给源，利用朝台车B2与车身B1之间的空气弹簧供给第2空气的辅助空气罐33’(第2罐)，由此无需对现有的踏面清扫系统设置特别的设备。因此，通过从辅助空气罐33’供给紧急用清扫空气，能够使踏面清扫用缸62内的压力迅速地上升至规定值(为了有效地进行研磨件61对车轮踏面的清扫而需要的压力的下限值)。

此外，作为紧急用清扫空气的供给源，利用朝车身B1与台车B2之间的空气弹簧供给第2空气的辅助空气罐33’(第2罐)，由此能够缩短辅助空气罐33’与踏面清扫装置60内的踏面清扫用缸62之间的管路。结果，能够将辅助空气罐33’内的第2空气作为紧急用清扫空气通过较短的管路而迅速地供给至踏面清扫用缸62。由此，能够使踏面清扫用缸62内的压力迅速地上升至规定值。

此外，在该第2实施方式的车辆用制动装置101中，采用如下构成：第2罐包括设置于台车B2的宽度方向两侧且相互经由差压阀34连接的一对辅助空气罐33以及33’，一方的辅助空气罐33内的第2空气被利用为紧急用制动空气，另一方的辅助空气罐33’内的第2空气被利用为紧急用清扫空气。

即，根据第2实施方式的车辆用制动装置101，将构成第2罐的辅助空气罐33以及33’分别利用为空气源，并将紧急时的空气(紧急用制动空气、紧急用清扫空气)朝增压缸40以及踏面清扫用缸62供给，由此能够以设定压力迅速地供给各空气。

另外，在第2实施方式中，将在“异常产生时”使紧急用制动追加电磁阀31以及清扫用追加电磁阀65开阀的条件，设为基于通过驾驶员的紧急制动操作等而产生的紧急制动指令NA从制动控制装置10输出了紧急制动控制信号S3(S3A、S3B)的情况、或者向车辆B的电力供给被切断的情况。但是，除此以外，在源储气器(源空气罐21)的压力降低等的车辆B产生了某种异常的情况、检测到地震的P波的情况下，也可以作为“异常产生时”而使紧急用制动追加电磁阀31以及清扫用追加电磁阀65开阀。

以上，参照附图对本发明的实施方式进行了详细叙述，但具体构成并不限定于该实施方式，也包含不脱离本发明主旨的范围的设计变更等。

产业上的可利用性

根据本发明，能够提供一种车辆用制动装置，能够通过简单的构成来缩短紧急制动时的车辆的空走时间。即，根据本发明，能够缩短紧急制动时的车辆的空走距离，因此尤其是对于以高速移动的车辆而言，获得上述效果从提高安全性的观点来看成为较大优点。因而，本发明充分具备产业上的可利用性。

符号的说明

1：制动工作系统；10：制动控制装置；20：源空气罐(第1罐)；21：供给空气罐(第1罐)；30：紧急时压力控制装置；31：紧急用制动追加电磁阀(第1开闭阀)；32：复式止回阀(切换阀)；33：辅助空气罐(第2罐)；33’：辅助空气罐(第2罐)；40：增压缸(制动缸)；60：踏面清扫装置；61：研磨件；62：踏面清扫用缸；63：清扫空气控制装置；64：踏面清扫电磁阀；65：清扫用追加电磁阀(第2开闭阀)；66：复式止回阀；100：车辆用制动装置；101：车辆用制动装置；B：车辆；B1：车身；2：台车；W：车轮；D：盘式制动器。

Claims (8)

1.一种车辆用制动装置，具备第1压力控制装置，该第1压力控制装置将台车上的车身上所设置的第1罐内的第1空气转换为具有规定压力的制动控制空气，而对使制动力作用于设置在车辆的上述台车上的车轮的制动缸进行供给，该车辆用制动装置的特征在于，具备：

第2罐，设置于上述台车且相对于上述第1罐独立；以及

第2压力控制装置，在进行了紧急制动的操作时，在从上述第1压力控制装置朝上述制动缸供给上述制动控制空气之前，将上述第2罐内的第2空气作为紧急用制动空气朝上述制动缸供给。

2.如权利要求1所述的车辆用制动装置，其特征在于，

上述第2压力控制装置具有：

切换阀，将上述制动控制空气和上述紧急用制动空气中的具有较高压力的空气朝上述制动缸供给；以及

开闭阀，设于连接上述第2罐与上述切换阀的管路，在进行了上述紧急制动的操作时从关闭状态变化为打开状态。

3.如权利要求1或2所述的车辆用制动装置，其特征在于，

上述紧急用制动空气的压力为上述制动控制空气的压力以下。

4.如权利要求1至3中任一项所述的车辆用制动装置，其特征在于，

上述第2罐是朝设置于上述台车与上述车身之间的空气弹簧供给上述第2空气的辅助空气罐。

5.如权利要求4所述的车辆用制动装置，其特征在于，

上述第2罐包括设置于上述台车的宽度方向两侧的一对上述辅助空气罐，

一对上述辅助空气罐经由差压阀相互连结，

一方的上述辅助空气罐内的上述第2空气被利用为上述紧急用制动空气。

6.如权利要求1至5中任一项所述的车辆用制动装置，其特征在于，

还具备踏面清扫装置，该踏面清扫装置通过朝使研磨件动作的踏面清扫用缸供给踏面清扫空气来使上述研磨件动作，

上述踏面清扫装置为，在进行了上述紧急制动的操作时，在上述踏面清扫空气的供给之前，将具有上述踏面清扫空气的压力以下的压力的紧急用清扫空气朝上述踏面清扫用缸供给。

7.如权利要求6所述的车辆用制动装置，其特征在于，

作为用于踏面清扫的上述紧急用清扫空气，利用上述第2罐内的上述第2空气。

8.如权利要求7所述的车辆用制动装置，其特征在于，

上述第2罐包括设置于上述台车的宽度方向两侧的一对上述辅助空气罐，

一对上述辅助空气罐经由差压阀相互连结，

一方的上述辅助空气罐内的上述第2空气被利用为上述紧急用制动空气，

另一方的上述辅助空气罐内的上述第2空气被利用为上述紧急用清扫空气，

一对上述辅助空气罐通过与各自对应地设置的第1开闭阀以及第2开闭阀的开闭来供给上述紧急用制动空气以及上述紧急用清扫空气。