JP2002127902A - ハンドブレーキの作動および解除用の制御装置 - Google Patents

ハンドブレーキの作動および解除用の制御装置

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JP2002127902A
JP2002127902A JP2001278472A JP2001278472A JP2002127902A JP 2002127902 A JP2002127902 A JP 2002127902A JP 2001278472 A JP2001278472 A JP 2001278472A JP 2001278472 A JP2001278472 A JP 2001278472A JP 2002127902 A JP2002127902 A JP 2002127902A
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fluid pressure
valve
release
inlet means
force regulating
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JP2001278472A
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Michael E Ring
マイケル・イー・リング
Ronald Henry
ロナルド・ヘンリー
James E Hart
ジェイムズ・イー・ハート
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Westinghouse Air Brake Technologies Corp
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Westinghouse Air Brake Technologies Corp
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    • 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
    • B60T13/00—Transmitting braking action from initiating means to ultimate brake actuator with power assistance or drive; Brake systems incorporating such transmitting means, e.g. air-pressure brake systems
    • B60T13/10—Transmitting braking action from initiating means to ultimate brake actuator with power assistance or drive; Brake systems incorporating such transmitting means, e.g. air-pressure brake systems with fluid assistance, drive, or release
    • B60T13/66—Electrical control in fluid-pressure brake systems
    • B60T13/665—Electrical control in fluid-pressure brake systems the systems being specially adapted for transferring two or more command signals, e.g. railway systems
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61H—BRAKES OR OTHER RETARDING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR RAIL VEHICLES; ARRANGEMENT OR DISPOSITION THEREOF IN RAIL VEHICLES
    • B61H13/00—Actuating rail vehicle brakes
    • B61H13/02—Hand or other personal actuation

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  • Valves And Accessory Devices For Braking Systems (AREA)
  • Braking Arrangements (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 この発明は、鉄道車両のハンドブレーキアセ
ンブリを作動させることができる制御装置を提供するこ
とを課題とする。 【解決手段】 この発明に係る制御装置は、鉄道車両に
係合可能な流体圧力源１４を含み、空気圧作動弁１６が
流体圧力源に接続されて流体圧力源からの流体圧力の伝
達を開始する。力調整弁１８が空気圧作動弁に接続され
て空気圧作動弁から流体圧力を受け取り、機械駆動弁２
０が力調整弁に接続されて力調整弁から流体圧力を受け
取り、この流体圧力をブレーキシリンダ１２に伝達する
ことによってハンドブレーキアセンブリを作動させる。
電子制御弁を流体圧力源と力調整弁との中間に配置して
流体圧力源から力調整弁への流体連通を電気的に開始で
きるようにしてもよい。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、鉄道車両に使用さ
れるハンドブレーキアセンブリ、特に鉄道車両のハンド
ブレーキアセンブリを起動するための空気圧および電気
的の両方またはいずれか一方で作動させる制御装置に関
する。また、本発明の装置は、鉄道車両のハンドブレー
キアセンブリを空気圧または電気的に解除することがで
きる。
【０００２】
【従来の技術】本発明の概念および開発に先立って、鉄
道車両ハンドブレーキ機構は当該技術分野では周知であ
った。それらは一般的に、垂直面上に配置されてシャフ
トに取り付けられた大型の回転式ハンドホィールを含
み、このハンドホィールは、歯車装置を介してチェーン
ドラムを回転させることによって、チェーンドラムから
遠い方の端部で鉄道車両のブレーキ装置(brake riggin
g)に取り付けられたチェーンを巻き上げることができ
る。ハンドホィールを一方向に回転させた時、ブレーキ
がかかり、ハンドホィールシャフトの逆方向の回転は、
ハンドホィールシャフト上の回り止めホィールに係合す
る爪によって防止される。ハンドホィールは、手動で回
転させるものであり、運転士がそれに十分な力を加える
必要がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ハンドホィールを逆方
向に手動で回して爪を回り止めホィールから離脱させる
ことによって、ブレーキを解除することができるが、こ
れによってハンドホィールが高速回転し、このことは危
険な状態を発生するであろう。ハンドホィールの高速回
転を避けるために、「急速解除」機構として知られるハ
ンドブレーキ機構が考案されている。一般的に、これら
の急速解除機構は、ハンドホィールシャフトと歯車装置
との間に着脱式連結手段を含む。連結手段を離脱させた
時、爪および回り止めホィールによる拘束がないため、
歯車装置の歯車が高速回転するが、ハンドホィールは静
止したままである。
【０００４】以上の説明からわかるように、ハンドブレ
ーキの作動および解除を行うために空気圧または電子シ
ステムによって制御された自動ブレーキシステムを有す
ることが好都合であろう。これにより、そのようなシス
テムは、ブレーキをかけるために必要な力を減少させる
と共に、ブレーキの解除時の危険な状態をなくすであろ
う。そのような自動ブレーキ装置は、２０００年２月１
８日に出願された係属中の米国特許出願第０９／５０
７，２２７号の主題である。この係属中の出願は、本発
明の譲受人の所有であり、参照として本出願に援用され
る。
【０００５】
【課題を解決するための手段】第１態様によれば、本発
明は、鉄道車両のハンドブレーキアセンブリに係合可能
であって、ハンドブレーキアセンブリをかけるためにブ
レーキシリンダを作動させる装置を目指している。この
装置は、鉄道車両に係合可能な流体圧力源を含む。空気
圧作動弁が、この流体圧力源に接続されて、流体圧力源
からの流体圧力の伝達を開始する。力調整弁が、空気圧
作動弁に接続されて、空気圧作動弁から流体圧力を受け
取り、また、機械駆動弁が、力調整弁に接続されて、力
調整弁から流体圧力を受け取り、この流体圧力をブレー
キシリンダに伝達することによって、ハンドブレーキア
センブリをかけることができる。
【０００６】第２態様において、電子制御弁を流体圧力
源と力調整弁との中間に配置して、流体圧力源から力調
整弁への流体連通を電子的に開始できるようにしてもよ
い。
【０００７】また、ハンドブレーキアセンブリのブレー
キを解除するために、流体圧力源から解除シリンダへ流
体圧力を送るために、空気圧作動弁および電子制御作動
弁の両方またはいずれか一方を設けることができる。
【０００８】したがって、本発明の主たる目的は、鉄道
車両のハンドブレーキアセンブリを作動させることがで
きる制御装置を提供することである。
【０００９】別の目的は、鉄道車両のハンドブレーキア
センブリを解除することができる制御装置を提供するこ
とである。
【００１０】さらに別の目的は、空気圧作動弁を使用す
ることによって鉄道車両のハンドブレーキアセンブリの
作動および解除の両方またはいずれか一方を実施するこ
とができる制御装置を提供することである。
【００１１】さらに別の目的は、電子制御作動弁を使用
することによって鉄道車両のハンドブレーキアセンブリ
の作動および解除の両方またはいずれか一方を実施する
ことができる制御装置を提供することである。
【００１２】別の目的は、運転士がハンドブレーキのチ
ェーンの手動巻き取りおよび繰り出しの両方またはいず
れか一方を行うことを必要としないで、作動および解除
の両方またはいずれか一方を実施することができる鉄道
車両のハンドブレーキアセンブリと係合可能な制御装置
を提供することである。
【００１３】さらに別の目的は、運転士が急速解除ハン
ドルを手動で解除することを必要としないで、鉄道車両
のハンドブレーキアセンブリを解除する制御装置を提供
することである。
【００１４】さらに別の目的は、基本的にどのような体
格または身長の運転士でも使用することができるハンド
ブレーキアセンブリに係合可能な装置を提供することで
ある。
【００１５】さらに別の目的は、ハンドブレーキアセン
ブリに係合可能であって、ハンドブレーキを適当にセッ
トするために必要なトルクを与えて、運転士が十分なト
ルクを与えなかったり、逆に基礎ブレーキ装置を破損さ
せる可能性がある過大なトルクを加えることによってハ
ンドブレーキを不適切にセットする可能性をほぼ最小限
に抑える制御装置を提供することである。
【００１６】本発明の上記の幾つかの目的および利点に
加えて、特に以下のさらに詳細な説明を添付図面および
請求項と組み合わせて考えれば、当該技術分野の専門家
には様々な他の目的および利点が容易に明らかになるで
あろう。
【００１７】
【発明の実施の形態】本発明を詳細に説明する前に、よ
り明解にすると共に理解を得るために、同一機能を有す
る同一部材が、添付図面の各々で同一の参照番号で表さ
れていることに注意されたい。
【００１８】図１および図３を参照すると、本発明の制
御装置１０の概略図が示されている。この制御装置はハ
ンドブレーキ１１に接続されて、ハンドブレーキの作動
および解除の両方またはいずれか一方を空気圧制御す
る。この特定のハンドブレーキは、２０００年２月１８
日に出願されて本明細書に参照として援用された「自動
作動式ハンドブレーキ」と題する係属中の米国特許出願
第０９／５０７，２２７号に詳細に記載されている。
【００１９】本発明の装置は、鉄道車両に係合可能な流
体圧力源１４を有する。空気圧作動弁１６が、流体圧力
源１４に接続されて、この圧力源からの流体圧力の伝達
を開始する。この空気圧作動弁１６は、押しボタン１７
によって作動させることができる。
【００２０】力調整弁１８が、空気圧作動弁１６に接続
されて、空気圧作動弁１６から流体圧力を受け取る。力
調整弁１８に接続されて、力調整弁１８から流体圧力を
受け取って、この流体圧力をブレーキシリンダ１２に伝
達することによって、ハンドブレーキアセンブリを起動
することができる機械駆動弁２０も設けられている。
【００２１】パイロット作動弁２２が、機械駆動弁２０
およびブレーキシリンダ１２の中間に配置されて、機械
駆動弁２０から送られた流体圧力をブレーキシリンダ１
２に伝達する。図３に示されているように、このパイロ
ット作動弁２２は任意であって、本発明の制御装置１０
から除いてもよい。
【００２２】力調整弁１８は、第１流体圧力入口手段２
４および第２流体圧力入口手段２６と共に、この第１お
よび第２流体圧力入口手段の中間に配置されたピストン
アセンブリ２８を含む。ピストンアセンブリ２８は、力
調整弁１８内で移動して、第１流体圧力入口手段２４お
よび第２流体圧力入口手段２６の両方またはいずれか一
方内に供給された流体圧力の所定量に応答して、力調整
弁１８を開閉する。力調整弁１８は実質的に、後述する
ようにしてブレーキシリンダに供給される流体圧力の量
を調整する。
【００２３】第１流体圧力入口手段２４は、空気圧作動
弁１６と流体連通しており、第１所定量の流体圧力が第
１流体圧力入口手段２４から加えられた時、ピストンア
センブリ２８が力調整弁１８を開放させて、この第１所
定量の流体圧力を機械駆動弁２０に伝達できるようにす
る。言い換えると、第１所定量の流体圧力が空気圧作動
弁１６から第１入口手段２４に送り込まれた時、この流
体圧力の力は、ピストンアセンブリ２８を第１方向に移
動させるのに十分な大きさであって、それによって弁が
開放し、流体圧力が機械駆動弁へ、続いてブレーキシリ
ンダ１２へ送られる。
【００２４】第２流体圧力入口手段２６は、機械駆動弁
２０と流体連通しており、第２所定量の流体圧力が第２
流体圧力入口手段２６から加えられた時、ピストンアセ
ンブリ２８が力調整弁１８を閉鎖させて、機械駆動弁２
０およびそれに続いたブレーキシリンダ１２への流体圧
力の伝達を終了する。機械駆動弁２０は、流体圧力管１
９内の流体圧力がブレーキシリンダ１２に送られる前に
この流体圧力管１９から分岐した流体管２１によって第
２流体圧力入口手段２６と流体連通している。
【００２５】ピストンアセンブリ２８は、ピストンアセ
ンブリを常時閉位置に付勢するために、第１端部３１に
ばね部材３０を含む。ピストンアセンブリ２８はさら
に、第２端部３５に第１回り止め３２および第２回り止
め３４を含む。この第１回り止め３２および第２回り止
め３４は、ばね式スプール３６と協働して、ピストンア
センブリ２８を開放または閉鎖のいずれかの位置に保持
する。
【００２６】図２および図４に示されているように、制
御装置１０にはさらに、流体圧力源１４および力調整弁
１８の中間に配置されて、流体圧力源１４から力調整弁
１８への流体連通を電気的に開始させる電子制御作動弁
４２が設けられている。この電子制御作動弁４２は、部
材６０で示されているようなバッテリなどの適当な電源
によって制御することができる。電子制御作動弁４２を
起動するために、機械スイッチまたはトランジスタスイ
ッチなどのスイッチ４３を設けることができる。本明細
書で使用する電子制御は、電子制御システム、ハード配
線システム、または、無線制御、赤外線、マイクロ波な
どの無線システムや、スイッチ４３を起動することがで
きる他の形式の制御手段を含む。空気圧作動弁１６およ
び電子制御作動弁４２の中間に二方チェック弁４４を配
置することができる。別の例として、余剰流体圧力を大
気に放出するために、空気圧作動弁１６および電子制御
作動弁４２にチョーク手段４６を設けることができる。
図２および図４は、制御装置内に二方チェック弁４４お
よびチョーク手段４６の両方を示しているが、これらの
手段の一方だけを装置に設ければよいことに注意された
い。
【００２７】図１〜図４に示されている制御装置には、
流体圧力源１４に接続されて、ハンドブレーキアセンブ
リ１１のブレーキを解除するために流体圧力源１４から
解除シリンダ４０へ流体圧力を送り始める解除空気圧作
動弁３８が設けられている。手動操作できるように解除
空気圧作動弁３８に押しボタン３９を設けることができ
る。また、装置には、流体圧力源１４および解除シリン
ダ４０の中間に配置されて、スイッチ４３で起動される
電子制御作動弁４８が設けられて、流体圧力源１４から
解除シリンダ４０への流体連通を電気的に開始できるよ
うになっている。
【００２８】解除空気圧作動弁３８および解除電子制御
作動弁４８の中間に二方チェック弁５４が配置されてい
る。あるいは、前述したように、解除空気圧作動弁３８
および解除電子制御作動弁４８のそれぞれに、余剰流体
圧力を大気に放出するチョーク手段５６を設けてもよ
い。
【００２９】以上に本発明を、それが属する技術分野の
専門家であれば製造して使用できるように十分に明確に
適正かつ正確に記載してきた。当該技術分野の専門家で
あれば、請求項に記載されている本発明の精神および範
囲から逸脱することなく本発明の実施形態の部材の変
化、変更、同等物または代替を考えることができること
を理解されたい。そのような技術を有する者であれば、
上記記載が単に説明的であって、請求項を特定の狭い解
釈に制限する意図はないことを認識できるであろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】 ハンドブレーキに接続されて、ハンドブレー
キの作動および解除を空気圧制御する本発明の制御装置
の概略図である。
【図２】 ハンドブレーキに接続されて、ハンドブレー
キの作動および解除を空気圧または電子制御する本発明
の制御装置の概略図である。
【図３】 ハンドブレーキに接続されて、ハンドブレー
キの作動および解除を空気圧制御する本発明の変形例に
係る制御装置の概略図である。
【図４】 ハンドブレーキに接続されて、ハンドブレー
キの作動および解除を空気圧および電子制御する本発明
の変形例に係る制御装置の概略図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 マイケル・イー・リング アメリカ合衆国、インディアナ州、クラウ ン・ポイント、フェアバンクス・ストリー ト 8640 (72)発明者 ロナルド・ヘンリー アメリカ合衆国、ヴァージニア州、セーラ ム、ディケイター・ドライヴ 500 (72)発明者 ジェイムズ・イー・ハート アメリカ合衆国、ペンシルベニア州、トラ フォード、キングズ・コート 1006 Ｆターム(参考） 3D049 BB07 BB19 CC03 HH05 HH30 HH31 HH33 HH36

Claims (27)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 鉄道車両のハンドブレーキアセンブリに
    係合可能であって、ハンドブレーキアセンブリを起動す
    るためにブレーキシリンダを作動させる制御装置であっ
    て、 （ａ）鉄道車両に係合可能な流体圧力源と、 （ｂ）流体圧力源に接続されて流体圧力源からの流体圧
    力の伝達を開始する空気圧作動弁と、 （ｃ）空気圧作動弁に接続されて空気圧作動弁から流体
    圧力を受け取る力調整弁と、 （ｄ）力調整弁に接続されて力調整弁から流体圧力を受
    け取ると共に流体圧力をブレーキシリンダに伝達するこ
    とによってハンドブレーキアセンブリを起動する機械駆
    動弁とを含むことを特徴とする制御装置。
  2. 【請求項２】 機械駆動弁とブレーキシリンダとの中間
    に配置されて流体圧力を機械駆動弁からブレーキシリン
    ダへ伝達するパイロット作動弁をさらに含む請求項１に
    記載の装置。
  3. 【請求項３】 力調整弁は、第１流体圧力入口手段およ
    び第２流体圧力入口手段と、これら第１および第２流体
    圧力入口手段の中間に配置されたピストンアセンブリと
    を含み、 ピストンアセンブリは、力調整弁内で移動して第１およ
    び第２流体圧力入口手段の一方に供給された流体圧力の
    所定量に応答して力調整弁を開閉すると共にブレーキシ
    リンダに供給される流体圧力の量を調整する請求項１に
    記載の装置。
  4. 【請求項４】 第１流体圧力入口手段は、空気圧作動弁
    と流体連通しており、第１所定量の流体圧力が第１流体
    圧力入口手段から加えられた時にピストンアセンブリが
    力調整弁を開放させて第１所定量の流体圧力を機械駆動
    弁に伝達する請求項３に記載の装置。
  5. 【請求項５】 第２流体圧力入口手段は、機械駆動弁と
    流体連通しており、第２所定量の流体圧力が第２流体圧
    力入口手段から加えられた時にピストンアセンブリが前
    調整弁を閉鎖させて機械駆動弁およびそれに続いたブレ
    ーキシリンダへの流体圧力の伝達を終了する請求項４に
    記載の装置。
  6. 【請求項６】 ピストンアセンブリは、自らを常時閉位
    置に付勢するために第１端部にばね部材を含む請求項３
    に記載の装置。
  7. 【請求項７】 ピストンアセンブリは、さらに、第２端
    部に第１および第２回り止めを含み、これら第１および
    第２回り止めはばね式スプールと協働してピストンアセ
    ンブリを開放および閉鎖の一方の位置に保持する請求項
    ６に記載の装置。
  8. 【請求項８】 流体圧力源と力調整弁との中間に配置さ
    れて流体圧力源から力調整弁への流体連通を電気的に開
    始する電子制御作動弁をさらに含む請求項１に記載の装
    置。
  9. 【請求項９】 空気圧作動弁と電子制御作動弁との中間
    に配置された二方チェック弁をさらに含む請求項８に記
    載の装置。
  10. 【請求項１０】 空気圧作動弁および電子制御作動弁の
    各々は、余剰流体圧力を大気に放出するチョーク手段を
    含む請求項８に記載の装置。
  11. 【請求項１１】 流体圧力源に接続されてハンドブレー
    キアセンブリを解除するために流体圧力源から解除シリ
    ンダへ流体圧力を送り始める解除作動弁をさらに含む請
    求項１に記載の装置。
  12. 【請求項１２】 流体圧力源と解除シリンダとの中間に
    配置されて流体圧力源から解除シリンダへの流体連通を
    電気的に開始する電子制御作動弁をさらに含む請求項１
    １に記載の装置。
  13. 【請求項１３】 解除作動弁と解除電子制御作動弁との
    中間に配置された二方チェック弁をさらに含む請求項１
    ２に記載の装置。
  14. 【請求項１４】 解除作動弁および解除電子制御作動弁
    の各々は余剰流体圧力を大気に放出するチョーク手段を
    含む請求項１２に記載の装置。
  15. 【請求項１５】 空気圧作動弁は、それを作動させる押
    しボタンを含む請求項１に記載の装置。
  16. 【請求項１６】 解除空気圧作動弁は、それを作動させ
    る押しボタンを含む請求項８に記載の装置。
  17. 【請求項１７】 鉄道車両のハンドブレーキアセンブリ
    に係合可能であって、ハンドブレーキアセンブリを起動
    するためにブレーキシリンダを空気圧作動または電子作
    動させる制御装置であって、 （ａ）鉄道車両に係合可能な流体圧力源と、 （ｂ）流体圧力源に接続されて起動時に流体圧力源から
    の流体圧力の伝達を開始する空気圧作動弁と、 （ｃ）流体圧力源に接続されて電子起動時に流体圧力源
    からの流体圧力の伝達を開始する電子制御作動弁と、 （ｄ）空気圧作動弁および電子制御作動弁に連通して押
    しボタン作動弁および電子制御作動弁の一方から流体圧
    力を受け取る力調整弁と、 （ｅ）力調整弁に接続されて力調整弁から流体圧力を受
    け取り、流体圧力をブレーキシリンダに伝達することに
    よってハンドブレーキアセンブリをかける機械駆動弁と
    を含むことを特徴とする制御装置。
  18. 【請求項１８】 機械駆動弁とブレーキシリンダとの中
    間に配置されて流体圧力を機械駆動弁からブレーキシリ
    ンダへ伝達するパイロット作動弁をさらに含む請求項１
    ７に記載の装置。
  19. 【請求項１９】 力調整弁は、第１流体圧力入口手段お
    よび第２流体圧力入口手段と、これら第１および第２流
    体圧力入口手段の中間に配置されたピストンアセンブリ
    とを含み、 ピストンアセンブリは、力調整弁内で移動して第１およ
    び第２流体圧力入口手段の一方に供給された流体圧力の
    所定量に応答して力調整弁を開閉すると共にブレーキシ
    リンダに供給される流体圧力の量を調整する請求項１７
    に記載の装置。
  20. 【請求項２０】 第１流体圧力入口手段は、空気圧作動
    弁と流体連通しており、第１所定量の流体圧力が第１流
    体圧力入口手段から加えられた時にピストンアセンブリ
    が力調整弁を開放させて第１所定量の流体圧力を機械駆
    動弁に伝達する請求項１９に記載の装置。
  21. 【請求項２１】 第２流体圧力入口手段は、機械駆動弁
    と流体連通しており、第２所定量の流体圧力が第２流体
    圧力入口手段から加えられた時にピストンアセンブリが
    力調整弁を閉鎖させて機械駆動弁およびそれに続いたブ
    レーキシリンダへの流体圧力の伝達を終了する請求項２
    ０に記載の装置。
  22. 【請求項２２】 ピストンアセンブリは、自らを常時閉
    位置に付勢するためのばね部材を第１端部に、第１およ
    び第２回り止めを第２端部にそれぞれ含み、第１および
    第２回り止めはばね式スプールと協働してピストンアセ
    ンブリを開放および閉鎖の一方の位置に保持する請求項
    ２１に記載の装置。
  23. 【請求項２３】 空気圧作動弁と電子制御作動弁との中
    間に配置された二方チェック弁をさらに含む請求項１７
    に記載の装置。
  24. 【請求項２４】 空気圧作動弁および電子制御作動弁の
    各々は余剰流体圧力を大気に放出するチョーク手段を含
    む請求項１７に記載の装置。
  25. 【請求項２５】 流体圧力源に接続されてハンドブレー
    キアセンブリを解除するために流体圧力源から解除シリ
    ンダへ流体圧力を送り始める解除作動弁と、 流体圧力源と解除シリンダとの中間に配置されて流体圧
    力源から解除シリンダへの流体連通を電子制御式に開始
    させる解除電子制御作動弁とをさらに含む請求項１７に
    記載の装置。
  26. 【請求項２６】 解除作動弁と解除電子制御作動弁との
    中間に配置された二方チェック弁をさらに含む請求項２
    ５に記載の装置。
  27. 【請求項２７】 解除作動弁および解除電子制御作動弁
    の各々は余剰流体圧力を大気に放出するチョーク手段を
    含む請求項２５に記載の装置。
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