JP2000168535A

JP2000168535A - ブレーキ装置

Info

Publication number: JP2000168535A
Application number: JP10342077A
Authority: JP
Inventors: Toshiaki Okura; 敏明大倉; Kenichi Oizumi; 健一大泉; Kiyoshi Kawaguchi; 清川口
Original assignee: Railway Technical Research Institute; Kayaba Industry Co Ltd
Current assignee: Railway Technical Research Institute; KYB Corp
Priority date: 1998-12-01
Filing date: 1998-12-01
Publication date: 2000-06-20
Anticipated expiration: 2018-12-01
Also published as: JP3942754B2

Abstract

(57)【要約】【課題】停電時等に確実に緊急ブレーキをかけること
ができ、かつ装置全体を小型軽量化できるとともに、面
倒なメンテナンス作業なしにブレーキ圧を適切な値に維
持し得る鉄道車両用ブレーキ装置を提供する。【解決手段】ブレーキシリンダ１Ａ、１Ｂの制動側油
室６Ａ、６Ｂとアキュムレータ３０を、並列に設けられ
た圧力制御弁（減圧弁）３１およびバネ付チェック弁３
２を介して接続するとともに、解除側油室５Ａ、５Ｂを
電磁切換弁２０Ａ、２０Ｂを介してアキュムレータ１０
またはタンクＴに選択的に接続する。アキュムレータ３
０はバネ付チェック弁３３を介して油圧源１５に接続さ
れる。制輪子３Ａ、３Ｂは、制動側油室６Ａ、６Ｂに常
時導入されるブレーキ圧によりブレーキ動作を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、主として鉄道車両
に用いられるブレーキ装置に関し、特に停電時における
緊急ブレーキを長時間にわたって保持し得るブレーキ装
置を小型軽量化する改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】鉄道車両用ブレーキ装置としては、例え
ば特開平６−５４４０６号公報に、図５に示すようなも
のが提案されている。

【０００３】図示されるように、このブレーキ装置は、
ブレーキシリンダ（油圧シリンダ）１０１Ａ、１０１Ｂ
を備え、これらのブレーキシリンダ１０１Ａ、１０１Ｂ
内のブレーキ圧の上昇により、シリンダのロッドに連結
された制輪子１００Ａ、１００Ｂが図示されない鉄道車
両の車輪に押し付けられ、ブレーキ動作を行う。なお、
制輪子１００Ａ、１００Ｂのリターンは、図示されない
リターンスプリングによりなされる。

【０００４】ブレーキシリンダ１０１Ａ、１０１Ｂと流
体圧力源１０２の間の油圧回路には、それぞれ増圧用切
換弁１０３Ａ、１０３Ｂが備えられる。また、これらの
油圧回路からタンク側に分岐する分岐回路には、それぞ
れ減圧用切換弁１０４Ａ、１０４Ｂが備えられる。これ
ら増圧用切換弁１０３Ａ、１０３Ｂ、減圧用切換弁１０
４Ａ、１０４Ｂは、それぞれ常態では閉じているが、ブ
レーキ指令に基づくコントローラ１０７からの制御信号
により開閉制御される。これにより、ブレーキシリンダ
１０１Ａ、１０１Ｂ内のブレーキ圧が制御され、ブレー
キ動作およびその解除が行われる。

【０００５】増圧用切換弁１０３Ａ、１０３Ｂに並列に
設けられた油圧回路には、保安用切換弁１０５と減圧弁
１０６が直列に備えられる。この保安用切換弁１０５は
常態では通電により閉鎖位置にあるが、停電や断線故障
などの電力供給が断たれた異常時に非通電状態となる
と、機械的な力（例えばスプリング力）により開放位置
に切り換えられ、ブレーキシリンダ１０１Ａ、１０１Ｂ
に流体圧力源１０２からの油圧を供給し、ブレーキがか
かるようになっている。この場合、ブレーキシリンダ１
０１Ａ、１０１Ｂへの油圧の供給が過大とならないよう
に、供給圧は減圧弁１０６により減圧されるようになっ
ている。

【０００６】また、鉄道車両用ブレーキ装置の他の例と
しては、図６に示すようなものがある。

【０００７】このブレーキ装置では、ブレーキシリンダ
１１１のロッド１１２先端に取り付けられた制輪子１１
０は、スプリング１１３の付勢力により、図示されない
鉄道車両の車輪に押し付けられる。ブレーキシリンダ１
１１のロッド側油室１１４には、電磁切換弁１１５によ
り、流体圧力源１１６またはタンク１１７に選択的に接
続され、ブレーキ解除時には、流体圧力源からの油圧が
ロッド側油室１１４に導入され、制輪子１１０が車輪か
ら引き離される。なお、流体圧力源１１６からの回路に
は、油室１１４の増圧を補助するために、アキュムレー
タ１１８が備えられている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
鉄道車両用ブレーキ装置では、停電時には緊急ブレーキ
がかかるようにしておく必要がある。

【０００９】このため、図５のブレーキ装置では、停電
時に保安用切換弁１０５が開放位置に切り換わり、ブレ
ーキシリンダ１０１Ａ、１０１Ｂにブレーキ圧を供給す
る。この場合、ブレーキ圧が過大となって車輪がロック
してしまわないように、ブレーキシリンダ１０１Ａ、１
０１Ｂに供給される油圧は、減圧弁１０６により所定の
圧力まで減圧されてから供給される。

【００１０】このように図５のブレーキ装置では、流体
圧力源１０２からの油圧供給によりブレーキがかけられ
るようになっているので、保安用切換弁１０５が故障し
ている場合には、停電時にもブレーキ圧供給自体がなさ
れず、ブレーキがかからない恐れがある。

【００１１】一方、図６のブレーキ装置は、スプリング
１１３の付勢力により制輪子１１０を車輪に押し付けて
ブレーキをかける構成となっているので、停電時にも図
２のブレーキ装置のような問題点が生じることはない。
しかしながら、この図３のブレーキ装置でブレーキ時
に、車輪に十分なブレーキトルクを与えるためには、ス
プリング１１３としては非常に大型のものが必要とな
り、ブレーキ装置を大型化および重量化してしまう。

【００１２】このような問題点に対処するため、ブレー
キ装置にブレーキ圧供給用のアキュムレータを備えるこ
とが考えられるが、この場合にはアキュムレータが適切
なブレーキ圧を与えるように、定期的にアキュムレータ
の圧力状態を監視し、作動流体の不足を補う等のメンテ
ナンス作業が必要となってしまう。

【００１３】本発明は、このような問題点に着目してな
されたもので、主として鉄道車両用に用いられるブレー
キ装置において、停電時等に確実に緊急ブレーキをかけ
ることができ、かつ装置全体を小型軽量化できるととも
に、面倒なメンテナンス作業なしにブレーキ圧を適切な
値に維持し得るブレーキ装置を提供することを目的とす
る。

【００１４】

【課題を解決するための手段】第１の発明では、ブレー
キ動作を行う制動部材と、この制動部材を駆動するブレ
ーキシリンダと、このブレーキシリンダ内にピストンに
より画成された第１と第２の流体室とを備え、前記制動
部材は、前記第１の流体室の拡大時にブレーキ動作を解
除する方向に駆動される一方、前記第２の流体室の拡大
時にブレーキ動作を行う方向に駆動されるブレーキ装置
において、第１のアキュムレータと、この第１のアキュ
ムレータと前記第１の流体室とを接続する第１の流体圧
回路と、この第１の流体圧回路に前記第１の流体室を前
記第１のアキュムレータまたはタンクに選択的に接続す
るように設けられ、通電時には前記第１の流体室を第１
のアキュムレータ側に接続するとともに、非通電時には
前記第１の流体室をタンク側に接続する電磁切換弁と、
第２のアキュムレータと、この第２のアキュムレータと
前記第２の流体室とを接続する第２の流体圧回路とを備
えるとともに、この第２の流体圧回路に、前記第２のア
キュムレータから前記第２の流体室に供給される作動流
体圧を規定圧に減圧する圧力制御弁と、前記第２の流体
室から前記第２のアキュムレータへの作動流体の流れの
みを許容する負荷付チェック弁とを並列に介装した。

【００１５】第２の発明では、前記第２のアキュムレー
タと流体圧力源との間に、流体圧力源から前記第２のア
キュムレータに向かう作動流体の流れのみを許容する負
荷付チェック弁を備えた。

【００１６】第３の発明では、前記ブレーキシリンダを
ブレーキ解除位置で機械的に固定するロック機構を備え
た。

【００１７】第４の発明では、前記第１の流体室におけ
るピストンの受圧面積を、前記第２の流体室におけるピ
ストンの受圧面積よりも大きくした。

【００１８】第５の発明では、前記ブレーキシリンダの
ピストンを前記第２の流体室を拡大する方向に付勢する
バネ手段を備えた。

【００１９】第６の発明では、ブレーキ動作を行う制動
部材と、この制動部材を駆動するブレーキシリンダと、
このブレーキシリンダ内にピストンにより画成された第
１と第２のシリンダ室とを備え、前記制動部材は、前記
第１のシリンダ室の拡大時にブレーキ動作を解除する方
向に駆動される一方、前記第２のシリンダ室の拡大時に
ブレーキ動作を行う方向に駆動されるブレーキ装置にお
いて、前記制動部材をブレーキ動作を解除する方向に付
勢するバネ手段と、前記第２のシリンダ室に圧力制御弁
により減圧された流体圧を供給するアキュムレータと、
前記第２のシリンダ室を、非通電時には前記アキュムレ
ータ側に接続するとともに、通電時にはタンク側に接続
する電磁切換弁とを備えた。

【００２０】第７の発明では、第６の発明において、前
記アキュムレータと流体圧力源との間に、流体圧力源か
ら前記アキュムレータに向かう作動流体の流れのみを許
容する負荷付チェック弁を備えた。

【００２１】第８の発明では、前記ブレーキシリンダの
所定の位置に作動流体漏れ防止用のブーツを取り付け
た。

【００２２】第９の発明では、前記流体圧力源を各車両
毎に１台づつ設け、この流体圧力源を各車両に搭載され
た他の油圧機器と共有する。

【００２３】

【発明の作用および効果】第１の発明では、電磁切換弁
に通電せず、第１の流体室をタンク側に連通すると、第
２の流体室に常に導入されている第２のアキュムレータ
の圧力により、制動部材はブレーキ動作を行う。また、
電磁切換弁に通電し、第１の流体室に第１のアキュムレ
ータの圧力を導入すると、第１の流体室を拡大しようと
する力が第２の流体室を拡大しようとする力を上回るの
で、ピストンが押し戻され、制動部材はブレーキ動作を
解除する。このように、本発明では、ブレーキ圧が常に
第２のアキュムレータから第２の流体室に供給され続
け、電磁切換弁に通電がなされない限り制動部材はブレ
ーキ動作を行うので、電磁切換弁に当然に通電はなされ
ない停電時には、自動的にブレーキ動作が行われ、電気
系統の故障や、保安回路の故障、第２の流体圧回路以外
の配管の損傷等があった場合でも、確実に緊急ブレーキ
をかけることができる。また、ブレーキ動作時に第２の
アキュムレータから第２の流体室に流れ込んだ作動流体
は、ブレーキ解除時には、負荷付チェック弁を圧し開い
て第２のアキュムレータに戻されるので、第２のアキュ
ムレータは元の状態に自動的に復帰する。また、制動部
材にブレーキ動作をさせるための駆動力は、第２のアキ
ュムレータから第２の流体室に供給される圧力により得
られるので、大型のスプリング等が必要となることはな
く、ブレーキ装置を小型軽量化することができる。

【００２４】そして、このようなブレーキ動作におい
て、アキュムレータからの流体圧は、圧力制御弁を介し
て第２の流体室に作用するので、この圧力制御弁の作用
により、ブレーキ圧は適切な圧力（例えば車輪がロック
しない程度の圧力）に調整される。したがって、ブレー
キ圧を適切に維持するためにアキュムレータのメンテナ
ンスを頻繁に行うような必要はなくなり、ブレーキ装置
のメンテナンス作業の負担が軽減される。また、例えば
保安回路作動時に第２のアキュムレータに最大の圧力が
かかった場合でも、ブレーキ圧は圧力制御弁により減圧
され、過大になることはない。

【００２５】第２の発明では、第２のアキュムレータと
流体圧力源との間に流体圧力源から第２のアキュムレー
タに向かう作動流体の流れのみを許容する負荷付チェッ
ク弁が備えられているので、作動流体の漏れなどがあっ
たとしても、油圧源からの油圧が負荷付チェック弁を介
して第２の流体圧回路に導入され、第２のアキュムレー
タ回路の流体圧は常に適切な所定圧に保持される。

【００２６】第３の発明では、ブレーキシリンダにはロ
ック機構が備えられているので、ブレーキシリンダには
ブレーキ圧が常にブレーキ動作方向にかかっているとし
ても、ブレーキシリンダをブレーキ解除状態に機械的に
固定しておくことができ、制動部材の交換など各種メン
テナンス作業を安定して行うことができる。

【００２７】第４の発明では、前記第１の流体室におけ
るピストンの受圧面積を、前記第２の流体室におけるピ
ストンの受圧面積よりも大きくしているので、ブレーキ
解除時に第１の流体室と第２の流体室に流体圧が導入さ
れた場合には、この受圧面積差により第１の流体室を拡
大しようとする力が第２の流体室を拡大しようとする力
を上回り、第１の流体室の拡大とともにブレーキが解除
される。

【００２８】第５の発明では、制動部材の駆動力を得る
ために、第２のアキュムレータとバネ手段を併用してい
るので、第２のアキュムレータまたは第２の流体圧回路
に故障が生じ、第２の流体室に流体圧が作用しなくなっ
てしまった場合でも、バネ手段によって、ある程度のブ
レーキ動作を行うことができる。

【００２９】第６、第７の発明では、停電等による電磁
切換弁への非通電時には、第２のシリンダ室はアキュム
レータ側と連通されるので、制動部材はアキュムレータ
から第２のシリンダ室に圧力制御弁を介して導入される
ブレーキ圧によりブレーキ動作を行う。一方、電磁切換
弁への通電時には、第２のシリンダ室はタンク側に連通
されるので、制動部材はバネ手段の付勢力により引き戻
され、ブレーキ解除される。このように、本発明によれ
ば、電磁切換弁に通電がなされない停電時に緊急ブレー
キを自動的にかけることができるブレーキ装置を、アキ
ュムレータが一つだけの簡素な構成により実現でき、例
えばこのようなブレーキ装置を備えた車両を第１〜第５
の発明のブレーキ装置を備えた車両の中間車両に搭載す
ることにより、コスト削減を図れる。

【００３０】第８の発明では、ブレーキシリンダには作
動流体漏れ防止用のブーツが取り付けられているので、
ブレーキ装置からの作動流体漏れを効果的に防止するこ
とができ、漏れ出した作動流体（例えば油のような粘性
流体）が線路に付着してしまい、車両の停止距離に影響
を与えてしまうようなことを防止できる。

【００３１】第９の発明では、流体圧力源を各車両に搭
載された他の油圧機器と共有するので、各車両毎に設け
る流体圧力源の数を少なくすることができ、各車両の油
圧設備全体をコンパクトに構成できる。

【００３２】

【発明の実施の形態】以下、添付図面に基づいて、本発
明の実施の形態について説明する。

【００３３】図１は、１つの車両に備えられる鉄道車両
用ブレーキ装置の油圧回路構成を示す構成図である。

【００３４】図示されるように、ブレーキ装置は２つの
ブレーキシリンダ（油圧シリンダ）１Ａ、１Ｂを備え
る。これらのブレーキシリンダ１Ａ、１Ｂのロッド２
Ａ、２Ｂの先端部には、制動部材である制輪子３Ａ、３
Ｂがそれぞれ取り付けられる。ブレーキ動作時には、こ
れらの制輪子３Ａ、３Ｂが、図示されない２つの車輪
（踏面）にそれぞれ押し付けられ、その摩擦力により車
輪にブレーキトルクが付与される。

【００３５】ブレーキシリンダ１Ａ、１Ｂ内部は、ロッ
ド２Ａ、２Ｂに固定されたピストン４Ａ、４Ｂにより、
解除側油室５Ａ、５Ｂ（第１の流体室）と、制動側油室
６Ａ、６Ｂ（第２の流体室）とに画成される。

【００３６】解除側油室５Ａ、５Ｂは、制輪子３Ａ、３
Ｂ側（図の左側）に位置する油室であり、油圧導入によ
り拡大すると制輪子３Ａ、３Ｂが車輪から引き離され
る。これらの解除側油室５Ａ、５Ｂは、それぞれ電磁切
換弁２０Ａ、２０Ｂを介して、第１のアキュムレータ１
０に、またはバネ付チェック弁１３を介してタンクＴに
選択的に接続される。なお、この解除側油室５Ａ、５Ｂ
からアキュムレータ１０にかけての油圧回路が請求の範
囲における第１の流体圧回路に相当する。

【００３７】この油圧回路（第１の流体圧回路）には、
バネ付チェック弁１１を介して油圧源（油圧ポンプ）１
５が接続される。また、バネ付チェック弁１１の手前の
回路とタンクＴの間には、油圧源１５からの供給圧を調
整するリリーフ弁１２が備えられる。このような構成に
より、アキュムレータ１０には油圧源１５からの圧力が
常時補給され、アキュムレータ１０の圧力は所定圧（リ
リーフ弁１２により決まる油圧源１５からの供給圧−バ
ネ付チェック弁１１のクラッキング圧）に保持される。

【００３８】解除側油室５Ａと電磁切換弁２０Ａの間に
は保守作業用弁１６Ａ、フリーピストン（圧力伝達器）
１７Ａ、バネ付チェック弁１８Ａが並列に介装され、ま
た解除側油室５Ｂと電磁切換弁２０Ｂの間には保守作業
用弁１６Ｂ、フリーピストン（圧力伝達器）１７Ｂ、バ
ネ付チェック弁１８Ｂが並列に介装される。

【００３９】ここで、保守作業用弁１６Ａ、１６Ｂは、
通常は閉止されているもので、アキュムレータ１０から
解除側油室５Ａ、５Ｂへの油圧は、フリーピストン１７
Ａ、１７Ｂを介して作用する。なお、保守作業用弁１６
Ａ、１６Ｂは、ブレーキ装置の保守作業時には開放さ
れ、制輪子３Ａ、３Ｂの交換等の作業が容易に行えるよ
うにする。

【００４０】また、バネ付チェック弁１８Ａ、１８Ｂ
は、それぞれ解除側油室５Ａ、５Ｂから電磁切換弁２０
Ａ、２０Ｂに向かう流体の流れのみを許容するように作
用する。そして、フリーピストン１７Ａとバネ付チェッ
ク弁１８Ａ、フリーピストン１７Ｂとバネ付チェック弁
１８Ｂは、それぞれ、非制動時（初期位置）における制
輪子３Ａ、３Ｂと車輪のクリアランスを所定値に調整す
るアジャスタ機構として作用する。

【００４１】すなわち、制動動作により車輪が摩耗した
場合には、この摩耗分だけ制輪子３Ａ、３Ｂは車輪側に
余計に押し出される。これにより、解除側油室５Ａ、５
Ｂが車輪摩耗前よりも余計に縮小し、余剰となったフリ
ーピストン１７Ａ、１７Ｂよりも解除側油室５Ａ、５Ｂ
側の作動油は、バネ付チェック弁１８Ａ、１８Ｂを介し
て逃がされる。これにより、フリーピストン１７Ａ、１
７Ｂよりも解除側油室５Ａ、５Ｂ側の作動油量は、車輪
の摩耗にバランスして少なくなって行き、ピストン４
Ａ、４Ｂおよび制輪子３Ａ、３Ｂの初期位置は、車輪の
摩耗分だけ車輪側に移動する。したがって、初期位置に
おける制輪子３Ａ、３Ｂと車輪のクリアランスは一定に
保持されることになる。

【００４２】制動側油室６Ａ、６Ｂは、制輪子３Ａ、３
Ｂと反対側（図の右側）に位置する油室であり、油圧導
入により拡大すると制輪子３Ａ、３Ｂが車輪に押し付け
られる。これらの制動側油室６Ａ、６Ｂは、油圧回路
（第２の流体圧回路）を介して第２のアキュムレータ３
０と接続される。

【００４３】この制動側油室６Ａ、６Ｂと第２のアキュ
ムレータ３０との間の油圧回路には、圧力制御弁（減圧
弁）３１と、制動側油室６Ａ、６Ｂからアキュムレータ
３０への作動油の流れのみを許容するバネ付チェック弁
３２とが、並列に介装される。この圧力制御弁３１は、
アキュムレータ３０からの油圧を規定圧に調圧するもの
で、制動側油室６Ａ、６Ｂの圧力が規定圧を超えると閉
じるようになっている。また、バネ付チェック弁３２
は、ブレーキ動作が解除されるときに制動側油室６Ａ、
６Ｂ側の圧力がアキュムレータ３０側の圧力より高くな
ると圧し開かれ、制動側油室６Ａ、６Ｂからアキュムレ
ータ３０に作動油が流れ込むようになっている。

【００４４】また、アキュムレータ３０と油圧源１５と
の間には、油圧源１５からアキュムレータ３０に向かう
作動油の流れのみを許容するバネ付チェック弁３３およ
び前述のバネ付チェック弁１１が介装される。これによ
り、アキュムレータ３０の回路には、バネ付チェック弁
１１および３３を介して油圧源１５から油圧が供給され
るようになっているので、アキュムレータ３０の圧力は
所定圧（リリーフ弁１２により決まる油圧源１５からの
供給圧−バネ付チェック弁１１のクラッキング圧−バネ
付チェック弁３３のクラッキング圧）に保持されるよう
になっている。

【００４５】また、制動側油室６Ａ、６Ｂには、それぞ
れコイルスプリング７Ａ、７Ｂが備えられる。これらの
コイルスプリング７Ａ、７Ｂは、ロッド２Ａ、２Ｂを、
制輪子３Ａ、３Ｂが車輪に押し付けられる方向に付勢す
る。

【００４６】ロッド２Ａ、２Ｂは、解除側油室５Ａ、５
Ｂ側よりも制動側油室６Ａ、６Ｂ側で径が太くなってい
る。これにより、ピストン４Ａ、４Ｂへの受圧面積は、
制動側油室６Ａ、６Ｂ側におけるよりも解除側油室５
Ａ、５Ｂ側におけるほうが大きくなり、ブレーキを解除
する場合のブレーキシリンダ１Ａ、１Ｂの動作において
解除側油室５Ａ、５Ｂと制動側油室６Ａ、６Ｂの両方に
油圧が供給された場合には、解除側油室５Ａ、５Ｂを拡
大しようとする力が制動側油室６Ａ、６Ｂを拡大しよう
とする力を上回り、解除側油室５Ａ、５Ｂの拡大ととも
にブレーキが解除されるようになっている。

【００４７】また、ブレーキシリンダ１Ａ、１Ｂの所定
の位置には、図示されないブーツが取り付けられ、油漏
れが防止される。

【００４８】さらに、各ブレーキシリンダ１Ａ、１Ｂに
は、図２、図３にブレーキシリンダ１Ａ側で代表して示
すように、ロック機構８Ａ、８Ｂが備えられる。図２に
示すように、ロック機構８Ａは、ブレーキシリンダ１Ａ
に固定の支点４１を中心に回転自在のＬ字型ロック部材
４２を備える。一方、ロッド２Ａには、ロッド２Ａが収
縮した状態（制輪子３Ａが車輪９から引き離された状
態）でロック部材４２が係合するような所定の位置に、
係合部４３が形成される。これにより、図３に示すよう
にロック部材４２と係合部４３を係合させることによ
り、制輪子３Ａと車輪９は引き離された状態に機械的に
保持され、制輪子３Ａの取り換え作業等の作業を容易に
行い得る。

【００４９】電磁切換弁２０Ａ、２０Ｂは、例えば運転
手からのブレーキ指令に基づく制御信号に基づいて切り
換えられる。

【００５０】具体的に、制御信号により電磁切換弁２０
Ａ、２０Ｂに通電がなされた場合には、電磁切換弁２０
Ａ、２０Ｂは解除側油室５Ａ、５Ｂをアキュムレータ１
０と連通させる弁ポジションとなり、解除側油室５Ａ、
５Ｂにはアキュムレータ１０から油圧が導入される。こ
れにより、ブレーキシリンダ１Ａ、１Ｂのピストン４
Ａ、４Ｂは、アキュムレータ３０からの油圧およびコイ
ルスプリング７Ａ、７Ｂの付勢力に抗して制動側油室６
Ａ、６Ｂ側に後退し、制輪子３Ａ、３Ｂが車輪から引き
離され、ブレーキは解除される。

【００５１】一方、電磁切換弁２０Ａ、２０Ｂに通電が
なされない場合には、電磁切換弁２０Ａ、２０Ｂは解除
側油室５Ａ、５Ｂをバネ付チェック弁１３を介してタン
クＴ側に接続する弁ポジションをとる。これにより解除
側油室５Ａ、５Ｂの圧力がバネ付チェック弁１３の設定
圧まで下がると、制動側油室６Ａ、６Ｂに作用するアキ
ュムレータ３０の油圧とコイルスプリング７Ａ、７Ｂの
付勢力により、ピストン４Ａ、４Ｂは解除側油室５Ａ、
５Ｂ側に前進し、制輪子３Ａ、３Ｂは車輪に押し付けら
れ、ブレーキがかけられる。なお、停電時には、当然に
電磁切換弁２０Ａ、２０Ｂのソレノイドには通電がなさ
れないので、解除側油室５Ａ、５ＢはタンクＴ側と連通
し、自動的にブレーキがかけられた状態となる。

【００５２】なお、油圧源５０は各車両毎に１台づつ設
けることにより、各車両に設けられた他の油圧機器（例
えばセミアクティブダンパ）と共有するとよい。

【００５３】つぎに作用を説明する。

【００５４】本ブレーキ装置では、電磁切換弁２０Ａ、
２０Ｂの切り換えによって、ブレーキ動作およびブレー
キ動作の解除が行われる。具体的に、電磁切換弁２０
Ａ、２０Ｂに通電がなされず、解除側油室５Ａ、５Ｂが
タンクＴ側に開放されているときには、制動側油室６
Ａ、６Ｂに作用するアキュムレータ３０からの油圧およ
びコイルスプリング７Ａ、７Ｂの付勢力により、制輪子
３Ａ、３Ｂが車輪に押し付けられ、ブレーキがかかった
状態となっている。この状態からブレーキを解除すると
きには、電磁切換弁２０Ａ、２０Ｂに通電することによ
り、アキュムレータ１０（油圧源１５）からの油圧を解
除側油室５Ａ、５Ｂに導入する。この場合、ピストン４
Ａ、４Ｂの受圧面積は制動側油室６Ａ、６Ｂよりも解除
側油室５Ａ、５Ｂで大きくなっているので、この受圧面
積差により、解除側油室５Ａ、５Ｂを拡大しようとする
力が制動側油室６Ａ、６Ｂを拡大しようとする力を上回
る。したがって、解除側油室５Ａ、５Ｂの拡大によりピ
ストン４Ａ、４Ｂは制動側油室６Ａ、６Ｂ側に押し戻さ
れ、制輪子３Ａ、３Ｂは車輪から引き離される。

【００５５】このように、本ブレーキ装置では、ブレー
キシリンダ１Ａ、１Ｂには、常にブレーキがかける方向
にアキュムレータ３０からの油圧が作用しており、電磁
切換弁２０Ａ、２０Ｂの切り換えによって解除側油室５
Ａ、５Ｂに油圧が導入されることにより、初めてブレー
キが解除される。

【００５６】また、停電が発生した場合には、通電が断
たれた電磁切換弁２０Ａ、２０Ｂは解除側油室５Ａ、５
ＢをタンクＴ側に連通する弁ポジションとなるので、制
輪子３Ａ、３Ｂは、制動側油室６Ａ、６Ｂに作用するア
キュムレータ３０からの油圧およびコイルスプリング７
Ａ、７Ｂの付勢力により車輪に押し付けられ、自動的に
緊急ブレーキがかけられる。

【００５７】そして、このようなブレーキ動作において
は、アキュムレータ３０から制動側油室６Ａ、６Ｂに作
用する油圧（ブレーキ圧）は、圧力制御弁３１を介して
規定圧に調整されて供給される。すなわち、本ブレーキ
装置では、ブレーキ圧は圧力制御弁３１の設定により適
切な値（例えば車輪がロックしない程度の圧力）に調節
される。したがって、例えば、保安回路作動時に温度変
化等によるアキュムレータ３０の圧力が上昇した状態
や、制輪子３Ａ、３Ｂが新品状態でアキュムレータ３０
の圧力が高い状態においても、ブレーキ圧は圧力制御弁
３１により適切に減圧され、過大になることはない。

【００５８】また、制動側油室６Ａ、６Ｂのブレーキ圧
には、アキュムレータ３０から圧力制御弁３１を介して
油圧の漏れ分が常時補充されるので、ブレーキ圧は長時
間にわたって一定値（圧力制御弁３１による設定圧）に
保持され、ブレーキを安定的にかけ続けることができ
る。

【００５９】また、ブレーキ動作時にアキュムレータ３
０から圧力制御弁３１を介して流れ込んだ作動油は、ブ
レーキ解除のために解除側油室５Ａ、５Ｂに油圧が導入
された場合には、バネ付チェック弁３２を圧し開いてア
キュムレータ３０に戻されるので、アキュムレータ３０
は元の状態に自動的に復帰する。

【００６０】なお、上述したように、電力が供給されて
いる時はアキュムレータ３０の回路にはバネ付チェック
弁１１および３３を介して油圧源１５から油圧が常時供
給されているので、アキュムレータ３０の流体量および
圧力を一定値に維持するためのメンテナンス作業を頻繁
に行わなくともよく、ブレーキ装置のメンテナンス上の
負担が軽減される。

【００６１】また、本発明では、アキュムレータ３０か
らの油圧およびコイルスプリング７Ａ、７Ｂの付勢力
が、常にブレーキをかける方向（制輪子３Ａ、３Ｂを車
輪に押し付ける方向）に作用しているので、電気系統の
故障や、アキュムレータ３０の回路以外の配管の損傷等
があった場合でも、停電時には確実に緊急ブレーキをか
けることができる。

【００６２】また、本発明では、制輪子３Ａ、３Ｂを車
輪に押し付ける力は、アキュムレータ３０の油圧により
得られるようになっているので、大型のスプリング等が
必要となることはなく、ブレーキ装置を小型軽量化する
ことができる。また、アキュムレータ３０とコイルスプ
リング７Ａ、７Ｂが併用されているので、アキュムレー
タ３０またはアキュムレータ３０の回路に故障が生じ、
制動側油室６Ａ、６Ｂに油圧が作用しなくなってしまっ
た場合でも、コイルスプリング７Ａ、７Ｂによって、あ
る程度のブレーキ動作を行うことができる。

【００６３】また、本発明では、ブレーキシリンダ１
Ａ、１Ｂには油漏れ防止用のブーツが取り付けられてい
る。このため、ブレーキ装置からの油漏れを効果的に防
止することができ、漏れ出した油が線路に付着してしま
い、車両の停止距離に影響を与えてしまうようなことを
防止できる。

【００６４】また、本発明では、ブレーキシリンダ１
Ａ、１Ｂにはブレーキ圧が常にブレーキ動作方向にかか
っているが、ロック機構８Ａ、８Ｂが備えられているの
で、制輪子３Ａ、３Ｂが車輪から引き離された状態に機
械的に固定することができる。したがって、制輪子３
Ａ、３Ｂの交換など各種メンテナンス作業は安定して行
うことができる。

【００６５】なお、上記の実施の形態では、制輪子が車
輪踏面に押し付けられてブレーキ動作をする踏面ブレー
キ装置を例にとり説明したが、本発明の適用範囲はこの
ような形態に限られるものではなく、本発明は、例えば
制輪子がディスクロータに押し付けられるディスクブレ
ーキ装置など、ブレーキシリンダで制動部材を駆動する
任意の形式のブレーキ装置に適用できる。

【００６６】図４には、図１に示すようなブレーキ装置
を備えた車両の間の中間車両に備えられるブレーキ装置
を示す。

【００６７】図示されるように、このブレーキ装置にお
いては、ブレーキシリンダ５１Ａ、５１Ｂのロッド５２
Ａ、５２Ｂ先端に制輪子５３Ａ、５３Ｂが備えられる一
方、ロッド５２Ａ、５２Ｂ基端のピストン５４Ａ、５４
Ｂの両側に解除側シリンダ室５５Ａ、５５Ｂと制動側シ
リンダ室５６Ａ、５６Ｂが画成される。

【００６８】そして、解除側シリンダ室５５Ａ、５５Ｂ
にはスプリング５７Ａ、５７Ｂが備えられるとともに、
制動側シリンダ室５６Ａ、５６Ｂは、それぞれ電磁切換
弁７０Ａ、７０Ｂを介して、アキュムレータ６０または
タンクＴに選択的に接続される。

【００６９】なお、アキュムレータ６０と電磁切換弁７
０Ａ、７０Ｂの間には、圧力制御弁（減圧弁）６３とバ
ネ付チェック弁６４が備えられ、アキュムレータ６０か
ら制動側シリンダ室５６Ａ、５６Ｂに供給される油圧
は、適切に調整される。

【００７０】また、制動側シリンダ室５６Ａと電磁切換
弁７０Ａの間には、通常は閉止の保守作業用弁６６Ａ、
圧力伝達器６７Ａ、バネ付チェック弁６８Ａが並列に介
装され、また制動側シリンダ室５６Ｂと電磁切換弁７０
Ｂの間には保守作業用弁６６Ｂ、圧力伝達器６７Ｂ、バ
ネ付チェック弁６８Ｂが並列に介装される。

【００７１】また、アキュムレータ６０は、チェック弁
６１を介して油圧源（油圧ポンプ）６５と接続され、所
定圧に保持されるようになっている。

【００７２】なお、図示しないが、ブレーキシリンダ５
１Ａ、５１Ｂの所定の場所には油漏れ防止用のブーツが
取り付けられている。

【００７３】電磁切換弁７０Ａ、７０Ｂは非通電状態で
は制動側シリンダ室５６Ａ、５６Ｂをアキュムレータ６
０と接続するポジションをとり、制輪子５３Ａ、５３Ｂ
はこの制動側シリンダ室５６Ａ、５６Ｂに作用するブレ
ーキ圧により車輪に押し付けられて、ブレーキがかかっ
た状態となっている。一方、電磁切換弁７０Ａ、７０Ｂ
は通電状態では制動側シリンダ室５６Ａ、５６Ｂをタン
クＴと接続するポジションをとり、制輪子５３Ａ、５３
Ｂはスプリング５７Ａ、５７Ｂのバネ力により車輪から
引き離されて、ブレーキが解除される。

【００７４】このように中間車両においては、ブレーキ
装置は一つのアキュムレータ６０のみを備えた簡略化さ
れた構成を採ることができ、コスト削減を図り得る。そ
して、この構成によっても、電磁切換弁７０Ａ、７０Ｂ
が通電により切り換えられない限り制動側シリンダ室５
６Ａ、５６Ｂにはブレーキ圧がかけられた状態にあり、
停電の場合には自動的に緊急ブレーキがかけられる。ま
たブレーキ圧は、圧力制御弁６３により適切な値に容易
に調整される。

【００７５】例えば、実際の車両においては、図１に示
したような極めて信頼性の高いブレーキ装置を先頭車両
および最後尾車両に装備すれば、残りの中間車両につい
ては図４に示すような簡略化されたブレーキ装置を装備
したとしても、車両全体のブレーキ装置は十分な性能を
発揮することができる。したがって、全車両に図１に示
したようなブレーキ装置を装備した場合に比較して、ブ
レーキ装置の性能を維持しつつ、大幅にコスト削減を図
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態のブレーキ装置を示す構成
図である。

【図２】同じくロック機構を示す構成図である。

【図３】同じくロック機構を示す構成図である。

【図４】中間車両におけるブレーキ装置を示す構成図で
ある。

【図５】従来例を示す構成図である。

【図６】同じく他の従来例を示す構成図である。

【符号の説明】

１Ａ、１Ｂブレーキシリンダ２Ａ、２Ｂロッド３Ａ、３Ｂ制輪子５Ａ、５Ｂ解除側油室６Ａ、６Ｂ制動側油室７Ａ、７Ｂコイルスプリング８Ａ、８Ｂロック機構１０第１のアキュムレータ２０Ａ、２０Ｂ電磁切換弁３０第２のアキュムレータ３１リリーフ弁３２チェック弁３３チェック弁

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者大泉健一東京都港区浜松町二丁目４番１号世界貿易センタービルカヤバ工業株式会社内 (72)発明者川口清東京都国分寺市光町二丁目８番地38 財団法人鉄道総合技術研究所内Ｆターム(参考） 3D046 AA07 BB01 CC02 EE01 LL14 LL23 LL29 LL30 LL41 LL43 LL52 LL54 MM13

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ブレーキ動作を行う制動部材と、この制動部材を駆動するブレーキシリンダと、このブレーキシリンダ内にピストンにより画成された第
１と第２の流体室とを備え、前記制動部材は、前記第１の流体室の拡大時にブレーキ
動作を解除する方向に駆動される一方、前記第２の流体
室の拡大時にブレーキ動作を行う方向に駆動されるブレ
ーキ装置において、第１のアキュムレータと、この第１のアキュムレータと前記第１の流体室とを接続
する第１の流体圧回路と、この第１の流体圧回路に前記第１の流体室を前記第１の
アキュムレータまたはタンクに選択的に接続するように
設けられ、通電時には前記第１の流体室を第１のアキュ
ムレータ側に接続するとともに、非通電時には前記第１
の流体室をタンク側に接続する電磁切換弁と、第２のアキュムレータと、この第２のアキュムレータと前記第２の流体室とを接続
する第２の流体圧回路とを備えるとともに、この第２の流体圧回路に、前記第２のアキュムレータか
ら前記第２の流体室に供給される作動流体圧を規定圧に
減圧する圧力制御弁と、前記第２の流体室から前記第２
のアキュムレータへの作動流体の流れのみを許容する負
荷付チェック弁とを並列に介装したことを特徴とするブ
レーキ装置。
【請求項２】前記第２のアキュムレータと流体圧力源と
の間に、流体圧力源から前記第２のアキュムレータに向
かう作動流体の流れのみを許容する負荷付チェック弁を
備えたことを特徴とする請求項１に記載のブレーキ装
置。
【請求項３】前記ブレーキシリンダをブレーキ解除位置
で機械的に固定するロック機構を備えたことを特徴とす
る請求項１または請求項２に記載のブレーキ装置。
【請求項４】前記第１の流体室におけるピストンの受圧
面積を、前記第２の流体室におけるピストンの受圧面積
よりも大きくしたことを特徴とする請求項１から請求項
３のいずれか一つに記載のブレーキ装置。
【請求項５】前記ブレーキシリンダのピストンを前記第
２の流体室を拡大する方向に付勢するバネ手段を備えた
ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一つ
に記載のブレーキ装置。
【請求項６】ブレーキ動作を行う制動部材と、この制動部材を駆動するブレーキシリンダと、このブレーキシリンダ内にピストンにより画成された第
１と第２のシリンダ室とを備え、前記制動部材は、前記第１のシリンダ室の拡大時にブレ
ーキ動作を解除する方向に駆動される一方、前記第２の
シリンダ室の拡大時にブレーキ動作を行う方向に駆動さ
れるブレーキ装置において、前記制動部材をブレーキ動作を解除する方向に付勢する
バネ手段と、前記第２のシリンダ室に圧力制御弁により減圧された流
体圧を供給するアキュムレータと、前記第２のシリンダ室を、非通電時には前記アキュムレ
ータ側に接続するとともに、通電時にはタンク側に接続
する電磁切換弁と、を備えたことを特徴とするブレーキ装置。
【請求項７】前記アキュムレータと流体圧力源との間
に、流体圧力源から前記アキュムレータに向かう作動流
体の流れのみを許容する負荷付チェック弁を備えたこと
を特徴とする請求項６に記載のブレーキ装置。
【請求項８】前記ブレーキシリンダの所定の位置に作動
流体漏れ防止用のブーツを取り付けたことを特徴とする
請求項１から請求項７のいずれか一つに記載のブレーキ
装置。
【請求項９】前記流体圧力源を各車両毎に１台づつ設
け、この流体圧力源を各車両に搭載された他の油圧機器
と共有することを特徴とする請求項１から請求項８のい
ずれか一つに記載のブレーキ装置。