JP2004064959A

JP2004064959A - 鉄道車両用制御システム

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Publication number: JP2004064959A
Application number: JP2002223005A
Authority: JP
Inventors: Yukiyasu Nozue; 野末　幸保
Original assignee: Nabco Ltd
Current assignee: Nabco Ltd
Priority date: 2002-07-31
Filing date: 2002-07-31
Publication date: 2004-02-26
Anticipated expiration: 2022-07-31
Also published as: JP3895649B2

Abstract

【課題】モータ出力による常用ブレーキ機構部及びばね出力による安全ブレーキ機構部を有する作動装置を搭載した鉄道車両用制御システムにおいて、安全ブレーキ機構部によるブレーキの信頼性を高めることを目的とする。また、安全ブレーキ機構部のばねを適時に蓄圧することを目的とする。
【解決手段】制御の対象とするすべての作動装置の安全ブレーキ機構部におけるばねが蓄圧完了状態となるまで力行禁止の信号を出力して、力行を禁止する。また、車両の停止や、架線からの受電を条件として、ばねの蓄圧を許可するものとする。
【選択図】　　　図６

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鉄道車両のブレーキや駆動についての制御システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
鉄道車両用ブレーキの作動装置として、例えば特表２００１−５２１４６８号公報に記載されたような、モータの回転で押し棒を移動させる常用ブレーキ機構部と、ばねの力によって押し棒を移動させる安全ブレーキ機構部とを備えた電気式ブレーキアクチュエータがある。安全ブレーキ機構部は、停電等で常用ブレーキ機構部が動作しないとき、蓄圧したばねの力により、押し棒を移動させて、車両を安全に停止させる。一旦放勢したばねは、停電等から復帰した常用ブレーキ機構部に最大ブレーキ力を発生させるよう動作させることにより、その反力を利用して蓄圧することができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような作動装置における安全ブレーキ機構部は、通常の走行時にはばねが蓄圧された状態で待機していなければならない。しかしながら、車輪に対応して車両に複数個搭載された作動装置の安全ブレーキ機構部のうち、蓄圧未完了状態のものが一定数以上ある状態で発車してしまうと、非常時にブレーキ力が不足する。
一方、一旦放勢したばねは、常用ブレーキ機構部に最大ブレーキ力を発生させる動作を行わせることによって蓄圧されるので、走行中に蓄圧すると、車輪が滑走してすり減る。また、蓄圧には大きな電気エネルギーを必要とするため、停電時にバッテリーで蓄圧するとバッテリーの負担が大きくなり、好ましくない。
【０００４】
上記のような従来の問題点に鑑み、本発明は、モータ出力による常用ブレーキ機構部及びばね出力による安全ブレーキ機構部を有する作動装置を搭載した鉄道車両用制御システムにおいて、安全ブレーキ機構部によるブレーキの信頼性を高めることを目的とする。また、安全ブレーキ機構部のばねを適時に蓄圧することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の鉄道車両用制御システムは、駆動用の主電動機を制御する電動機制御部と、車輪又は車軸に対応して一車両に複数個設けられ、モータ出力による常用ブレーキ機構部及びばね出力による安全ブレーキ機構部を有する作動装置と、前記作動装置及び電動機制御部を制御するとともに、制御の対象とするすべての前記作動装置の安全ブレーキ機構部におけるばねが蓄圧完了状態であるか否かを示す信号を出力する制御装置とを備えたものである（請求項１）。
上記のように構成された鉄道車両用制御システムでは、制御装置により、制御の対象とするすべての作動装置の安全ブレーキ機構部におけるばねが蓄圧完了状態であるか否かを示す信号が出力される。従って、この信号の出力を条件に力行の操作をして発車すれば、安全ブレーキ機構部によるブレーキ力が確保される。
【０００６】
また、上記鉄道車両用制御システム（請求項１）において、制御装置は電動機制御部に対して、制御の対象とするすべての作動装置の安全ブレーキ機構部におけるばねが蓄圧完了状態となるまで力行禁止の信号を出力するものであってもよい（請求項２）。
この場合、制御の対象とするすべての作動装置の安全ブレーキ機構部におけるばねが蓄圧完了状態となるまで力行禁止の信号が出力され、この信号が解除されなければ力行の操作をしても発車できない。従って、発車後の安全ブレーキ機構部によるブレーキ力が常に確保される。
【０００７】
また、上記鉄道車両用制御システム（請求項２）において、記制御装置は、制御電源が供給されていない作動装置については制御の対象から除外するものであってもよい（請求項３）。
この場合、制御電源が供給されていない作動装置については蓄圧がされなくても、他の作動装置について蓄圧が完了すれば力行禁止の信号が解除される。
【０００８】
また、上記鉄道車両用制御システム（請求項１）において、制御装置は、車両が停止していることを条件として作動装置の安全ブレーキ機構部におけるばねの蓄圧を許可するものであってもよい（請求項４）。
この場合、車両が停止しているとき、ばねの蓄圧が可能となる。従って、走行中の蓄圧を避けることができる。
【０００９】
また、上記鉄道車両用制御システム（請求項１）において、制御装置は、架線から受電していることを条件として作動装置の安全ブレーキ機構部におけるばねの蓄圧を許可するものであってもよい（請求項５）。
この場合、架線から受電しているとき、ばねの蓄圧が可能となる。従って、バッテリーによる蓄圧を避けることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態による鉄道車両用制御システムについて図面を参照して説明する。まず、当該制御システムに用いる作動装置について説明する。
図１は、作動装置１００を示す断面図である。図において、当該作動装置１００は、ハウジング本体１ａと、上部カバー１ｂと、上部カバー１ｂの中央部に取り付けられた蓋１ｃとによって構成されるハウジング１内（但し、一部突出している。）に、モータを駆動源とする常用ブレーキ機構部２と、ばねの出力を駆動源とする安全ブレーキ機構部３と、これら両機構部によって、図の左右方向を軸方向として駆動される押し棒機構部４とを備えている。安全ブレーキ機構部３は、上記モータが使用不可の場合や、停電時等にのみ、保安ブレーキとして作動する。また、車両が車庫入りした後は、電源がオフになることにより、安全ブレーキ機構部３が作動する。逆に、出庫の際にはその都度、安全ブレーキ機構部３のばねが蓄圧される。
【００１１】
上記押し棒機構部４において、ガイドチューブ４０１は、ハウジング１により軸方向に摺動可能に保持されている。このガイドチューブ４０１に内挿された押し棒４０２は、左端部以外が円筒状であり、ガイドチューブ４０１に対して軸方向に摺動可能である。この押し棒４０２にはボールねじが内蔵されており、当該ボールねじを構成するねじ４０３の右端側小径部４０３ａに、ガイドチューブ４０１の内径より小さい外径を有するリング４０４が外嵌されている。リング４０４とガイドチューブ４０１の右端部４０１ａとの間には、スラストベアリング４０５が装着されている。外周側が歯車になっている歯車リング４０６は、ねじ４０３の右端部４０３ｂに外嵌されている。ラジアルベアリング４０７は、歯車リング４０６の内筒部４０６ａとガイドチューブ４０１の右端部４０１ａとの間に装着されている。
【００１２】
また、力伝達リング４０８は、ガイドチューブ４０１に外挿され、かつ、固定されている。力伝達リング４０８の両側面には、一対の押し棒ローラ４０９が回転自在に取り付けられている。この押し棒ローラ４０９がねじ４０３の軸方向に移動すると、力伝達リング４０８を介してガイドチューブ４０１が移動する。一方、押し棒ローラ４０９と対向してガイドチューブ４０１の両側面に配置された一対のハウジングローラ４１０は、ハウジング１に回転自在に支持されている。
【００１３】
一方、常用ブレーキ機構部２にはモータ２００が設けられている。被駆動シャフト２０２は、モータ２００のシャフト２０１の右端に対向して、かつ、シャフト２０１と同軸に配置されている。シャフト２０１と被駆動シャフト２０２との間には、クラッチ装置２０３が介在している。被駆動シャフト２０２の右端に設けられた小歯車２０４は、ハウジング１に対して回転自在に支持されている大歯車２０５と噛合して、これを駆動する。大歯車２０５は、歯車リング４０６と噛合して、これを駆動する。上記クラッチ装置２０３は、シャフト２０１の回転を被駆動シャフト２０２に伝達するとともに、シャフト２０１が回転停止したとき、それまで回転していた方向と逆方向に被駆動シャフト２０２が回転することを阻止する構成となっている。
【００１４】
また、安全ブレーキ機構部３においては、上部カバー１ｂの中央に、鍔状部３０１ａと円筒状部３０１ｂとを有する案内スリーブ３０１が取り付けられている。案内スリーブ３０１の円筒状部３０１ｂには、略円筒状の押さえ部材３０２が外挿されている。押さえ部材３０２は、案内スリーブ３０１に対して、軸方向に微小な所定範囲で摺動可能である。押さえ部材３０２の外周には、リング状のばね受け３０３が係合している。
【００１５】
一方、楔ピストン３０４は、押さえ部材３０２に外挿される円筒状のピストン部３０４ａと、略円盤状のばね支持部３０４ｂと、紙面に垂直な方向に互いに離隔して一対設けられた楔部３０４ｃとを備えている。この楔部３０４ｃの先端は、前述の押し棒ローラ４０９及びハウジングローラ４１０と係合している。大小２個のコイルばねのうち外側のばね３０５は、楔ピストン３０４のばね支持部３０４ｂと、ばね受け３０３との間に装着されている。また、内側のばね３０６は、ばね支持部３０４ｂとばね受け３０３との間に、リング状の他のばね受け３０７を介して装着されている。ねじ軸３０８は、楔ピストン３０４のばね支持部３０４ｂ内周に装着された雌ねじ部材３０９に螺合して、ボールねじのような関係を構成している。
【００１６】
上記ねじ軸３０８の上端側には、円筒形のねじ軸サポート３１０が取り付けられている。押さえ部材３０２に取り付けられた円筒部材３１１は、ねじ軸サポート３１０と同一の外径を有する。ねじ軸サポート３１０と円筒部材３１１との間には、スラストベアリング３１２が装着されている。係止スリーブ３１３は、案内スリーブ３０１に対して径方向に隙間を保って内挿されている。係止ばね３１４は、ねじ軸サポート３１０及び円筒部材３１１の外周に巻装され、その一端が係止スリーブ３１３に係止され、他端がねじ軸サポート３１０に係止されている。
【００１７】
案内スリーブ３０１の鍔状部３０１ａの内側には、電磁石３１５が取り付けられている。電磁石３１５の内側には、ベアリング３１７を介して、軸部材３１８が回転可能に支持されている。軸部材３１８は円盤部３１８ａを備えており、この円盤部３１８ａ上に、磁性体からなるリング３１６が取り付けられている。電磁石３１５が励磁されるとリング３１６はこれに吸引され、軸部材３１８は回転できない。逆に、電磁石３１５が消磁されるとリング３１６は釈放され、軸部材３１８は回転可能となる。上記係止スリーブ３１３は、この軸部材３１８の下端部に嵌合されており、軸部材３１８と一体に回転する。通常は、電磁石３１５が励磁されており、軸部材３１８及び係止スリーブ３１３は回転できない。
なお、安全ブレーキ機構部３内の上記各部材は、ねじ軸３０８を中心として同軸的に配置されている。
【００１８】
上記押さえ部材３０２の下端中央部は、ねじ軸３０８の外周の一部に設けた溝に係止された支持リング３２１と係合している。これにより、押さえ部材３０２の下方への移動が規制されている。また、押さえ部材３０２の上端部は、案内スリーブ３０１に装着されたリング状の弾性部材（ゴム等）３２２に当接するとともに、ある程度以上弾性部材３２２に押し付けられると、案内スリーブ３０１に当接して上限位置となるように構成されている。従って、押さえ部材３０２は、支持リング３２１（図１）によって規制された下限位置から、当該上限位置までの範囲で、軸方向に摺動可能である。また、押さえ部材３０２は案内スリーブ３０１に対して、軸方向への僅かな移動を妨げられない程度に緊密に外挿されている。こうして、固定部材である案内スリーブ３０１は、押さえ部材３０２を、ばね３０５，３０６の伸縮方向に沿った軸方向に案内するとともに、軸方向に対して傾斜する方向への押さえ部材３０２の移動を規制する案内部材として機能している。
【００１９】
一方、圧力センサ３２３は案内スリーブ３０１の上面から装着され、弾性部材３２２の上端面の一部に当接している。圧力センサ３２３は案内スリーブ３０１に螺着されたロックナット３２４によって固定され、ロックナット３２４にはキャップ３２５が被せられている。
押さえ部材３０２が摺動して弾性部材３２２が押圧されると、その荷重に応じた出力信号が圧力センサ３２３から出力される。
【００２０】
なお、上記係止ばね３１４は、係止スリーブ３１３とねじ軸サポート３１０との間でワンウェイクラッチとしての機能を有しており、例えば、ねじ軸サポート３１０がばね３０５，３０６の蓄圧に対応する方向に回転するときはこれを妨げないが、放勢に対応する方向に回転するときはねじ軸サポート３１０に張り付いて、ねじ軸サポート３１０の回転可否を係止スリーブ３１３の回転可否に依存させる。また、軸部材３１８、リング３１６及び電磁石３１５は、係止スリーブ３１３の回転可否を制御する。従って、これらの部材（３１０，３１３〜３１６，３１８）によって、ばね３０５，３０６を蓄圧状態で保持する保持手段が構成されている。係止スリーブ３１３は、電磁石３１５が消磁状態のとき回転可能であり、励磁状態のとき回転規制される。
【００２１】
図２は、図１のＩＩ部の拡大図である。ばね支持部３０４ｂの外周の一部には、磁石（永久磁石）３２６が取り付けられている。また、この磁石３２６に対向可能なハウジング本体１ａの内面に、磁気センサ３２７が取り付けられている。磁気センサ３２７は、例えば、リードスイッチやホール素子を検出素子とする磁気形近接スイッチからなる。ばね３０５の伸縮に伴い、磁石３２６は、ばね軸方向に移動する。磁石３２６の磁束が磁気センサ３２７の検知エリアに入ると、磁気センサ３２７がこれを検知して信号を出力する。このようにして、ばね３０５，３０６の蓄圧状態を、ばね軸方向への変位によって検知することができる。ばね軸方向への変位は、正確に蓄圧状態を表すので、圧力センサ３２３による蓄圧状態の検知よりも高い検知精度を得ることができる。また、磁石３２６と磁気センサ３２７とによる検知は、構成が簡素な上に高感度である。
【００２２】
なお、上記の磁石３２６及び磁気センサ３２７は別の場所に設けることもできる。例えば、図３に示すように、力伝達リング４０８の外周の一部に磁石３２６を設け、押し棒機構部４のハウジングの内面に磁気センサ３２７を設けてもよい。この場合、力伝達リング４０８の軸方向への動きと、楔ピストン３０４の軸方向への動きとの間には一定の関係があるので、力伝達リング４０８に取り付けられた磁石３２６を磁気センサ３２７で検知することにより、図１，図２の構成と同様に、ばね３０５，３０６の蓄圧状態を検知することができる。
【００２３】
図４は、作動装置１００の制御に関する概略のブロック回路図である。上述の作動装置１００は、制御装置（ブレーキ受量器）５０により制御される。制御装置５０は、作動装置１００とは別個に車両に設けられ、モータ２００及び電磁石３１５と接続されている。制御装置５０には、圧力センサ３２３及び磁気センサ３２７からの入力信号、並びに、力行やブレーキの指令信号が入力される。
【００２４】
上記のように構成された作動装置１００の動作について説明する。
まず、常用ブレーキ動作について簡単に説明する。制御装置５０にブレーキ指令信号が入力され、制御装置５０が、図１に示す状態（ブレーキ解除状態）からモータ２００を所定方向に回転させると、クラッチ装置２０３を介して被駆動シャフト２０２が回転駆動される。これにより、小歯車２０４、大歯車２０５、歯車リング４０６及びねじ４０３が回転し、押し棒４０２が図の左方向へ前進する。押し棒４０２の前進により、図示しないブレーキ装置が作動する。一方、ブレーキ解除の指令信号に基づいてモータ２００が逆方向に回転すると、押し棒４０２が後退して、ブレーキが解除される。
【００２５】
次に、安全ブレーキ動作について説明する。図１に示す状態において、ばね３０５，３０６は蓄圧され、楔ピストン３０４のばね支持部３０４ｂは下方に付勢されている。これにより、ねじ軸３０８は、楔ピストン３０４の下方移動に対応した回転方向に付勢されている。従って、ねじ軸サポート３１０及び係止ばね３１４を介して、係止スリーブ３１３及び軸部材３１８も所定の回転方向に付勢されている。しかしながら、通常は、軸部材３１８及び係止スリーブ３１３が回転できないので、ねじ軸３０８は回転しない。
【００２６】
上記の状態から、安全ブレーキ指令に基づいて電磁石３１５が消磁されると、リング３１６が釈放され、軸部材３１８及び係止スリーブ３１３が回転し始める。これに追随して、ねじ軸サポート３１０及びねじ軸３０８も回転し、楔ピストン３０４は下降する。下降する楔ピストン３０４の楔部３０４ｃが、押し棒ローラ４０９とハウジングローラ４１０との間に押し入ることにより、可動側の押し棒ローラ４０９が左方へ移動する。これに伴って、力伝達リング４０８を介して、ガイドチューブ４０１が左方へ前進する。このときガイドチューブ４０１は、押し棒４０２その他内部に含む全ての部材及び歯車リング４０６を引き連れて前進する。歯車リング４０６は、幅広な歯を有する大歯車２０５との噛合を維持したまま、左方へ移動する。こうして、前進する押し棒４０２により、後述するブレーキシューが作動する。
【００２７】
ブレーキ装置の作動により、その反力が、楔部３０４ｃを介して楔ピストン３０４の軸方向への反力に変換される。この反力が、ばね３０５，３０６、ばね受け３０７、ばね受け３０３、押さえ部材３０２及び弾性部材３２２を介して、圧力センサ３２３により検知される。従って、圧力センサ３２３が所定の反力を検知することにより、実際に所定のブレーキ力が生じたことを確認することができる。
【００２８】
一旦動作した安全ブレーキ機構部３を復帰させるには、モータ２００が稼働可能となってから、制御装置５０に指令を与えて所定方向に回転させ、ねじ４０３を制動方向に回転させる。このとき押し棒４０２は既に所定のストローク分前進してブレーキをかけた状態であるため、それ以上前進することはできない最大ブレーキの状態となる。従って、ねじ４０３の回転力は、ねじ４０３自身を後退させる反力に変換され、ガイドチューブ４０１、力伝達リング４０８及び押し棒ローラ４０９に後退方向への力が付与される。押し棒ローラ４０９に後退方向への力が付与されると、楔ピストン３０４には上昇方向への力が付与される。その結果、楔ピストン３０４は、ねじ軸３０８を回転させながら上昇する。こうして、ばね３０５，３０６が再び蓄圧される。蓄圧完了後、モータ２００を逆転させて、ブレーキを緩める。
【００２９】
次に、上記の作動装置１００を含む本発明の一実施形態による鉄道車両用制御システムについて説明する。
図５は、当該制御システムの要部構成を示すブロック図である。図において、車両５１は例えば２つの台車５２を備えており、車両毎に前述の制御装置５０が配置されている。この制御装置５０には、運転士が操作するマスターコントローラ５３、駆動用の主電動機（図示せず。）を制御する電動機制御部としてのＶＶＶＦ（可変電圧可変周波数）装置５４及び電源変換装置（ＳＩＶ）５５が接続されている。ＶＶＶＦ装置５４に接続されたモータ（図示せず。）は、ＶＶＶＦ装置５４を介して、力行や電気制動の動作を行うように構成されている。マスターコントローラ５３から制御装置５０へは、力行、常用ブレーキ及び安全ブレーキ（保安ブレーキ）の指令信号が出力される。電源変換装置５５は、パンタグラフ５５ａからの架線電圧を制御電圧に変換する。
【００３０】
上記の各台車５２には前後一対の車軸５７が設けられており、各車軸５７の左右両端部には車輪５８が設けられている。各車輪５８には例えば車輪踏面に圧接するタイプのブレーキシュー５９が設けられ、各ブレーキシュー５９に対応して前述の作動装置（図中ではＥＢＩと表記）１００が設けられている。ブレーキシュー５９は、作動装置１００の押し棒４０２（図１）によって駆動される。各作動装置１００は制御装置５０と接続されており、マスターコントローラ５３から制御装置５０を介して、常用ブレーキ又は安全ブレーキの動作が行われる。また、各台車５２における左右一対二組の作動装置１００には、それぞれ回路遮断器５６を介して、制御電源としてのＤＣ電源が供給される。ＤＣ電源は、パンタグラフ５５ａを介して架線から受電しているときは、この受電電圧を変圧・整流等して供給されるが、架線から受電していないときは、バッテリーから供給される。また、供給されるＤＣ電源は制御装置５０にも取り込まれており、これによって、制御装置５０はＤＣ電源が作動装置１００に印加されているかどうかをモニタすることができる。
【００３１】
なお、各車軸５７に対応する左右一対の作動装置１００のうち一方が故障した場合、対応する回路遮断器５６をオフ操作して左右双方の作動装置１００を不使用の状態とする。このようにして一対の作動装置１００をブレーキシステムから除外しても、他の作動装置１００が正常であれば、全体として十分な制動力が確保できるように、余裕を持たせてある。従って、故障の修理を後回しにして発車させてもよい。しかしながら、異なる２箇所以上の車軸５７に対応した作動装置１００が故障した場合には、十分な制動力が確保できない恐れがあるため、故障の修理が先決である。
【００３２】
なお、上記台車５２の一方における車軸５７の一方には、制御装置５０に接続された速度センサ６０が配置されており、車軸５７の回転から車両の走行速度を検出することができるように構成されている。なお、速度センサ６０は他の車軸５７や車輪５８に対して設けてもよい。
また、応荷重器６１は台車５２ごとに設けられ、車体や乗客等の重量に応じた荷重信号を制御装置５０に出力する。制御装置５０は、この荷重信号を勘案して必要なブレーキ力を決定する。
【００３３】
上記のように構成された鉄道車両用制御システムでは、マスターコントローラ５３からの力行指令に従って、制御装置５０及びＶＶＶＦ装置５４によって主電動機が駆動され、車両が走行する。また、マスターコントローラ５３からの常用ブレーキ指令に従って、応荷重器６１からの荷重信号を勘案した所要の制動力を生じさせるべく、制御装置５０から作動装置１００にブレーキ信号が出力される。これにより、ブレーキシュー５９が車輪５８に圧接してブレーキがかかる。
【００３４】
次に、安全ブレーキの動作を含む当該鉄道車両用制御システムの動作について、図６のフローチャートを参照して説明する。このフローチャートの処理は、制御装置５０によって実行される。
まず、車両基地の車庫から車両を発車させるとき、作動装置１００における安全ブレーキ機構部３は、通常、放勢してブレーキが作動した状態となっている。これは、制御電源がオフになることにより、電磁石３１５（図４）が消磁されるからである。この状態から、発車前に制御電源が供給されると、制御装置５０から作動装置１００に蓄圧指令が出力される。続いて制御装置５０は、速度センサ６０からの入力に基づいて、車両が停止中であるか否かを判断する（ステップＳ１）。ここでは発車前であるから、ステップＳ２へ進み、電源変換装置（ＳＩＶ）５５が起動しているか、すなわち、架線から受電して制御電圧が生じているか否かを判断する。受電していなければ蓄圧を中止する（ステップＳ８）。この理由は、受電していない状態で一斉に蓄圧を行うとバッテリーの負担が大きく、特に、バッテリーの蓄電量が低下している場合には、ＤＣ電圧が一気に低下する恐れがあるからである。
【００３５】
次に制御装置５０は、作動装置１００に対して蓄圧の信号を出力する（ステップＳ３）。具体的には、前述の、一旦動作した安全ブレーキ機構部３を復帰させる動作が行われる。なお、オフになっている回路遮断器５６に接続されている作動装置１００については、制御（蓄圧）の対象から除外する。続いて、制御装置５０は、作動装置１００に制御電源を供給する電路に設けられている回路遮断器５６が２個以上オフになっているか否かを、制御装置５０に入力されている電圧を見て判断する（ステップＳ４）。ここで、２個以上がオフであれば、十分な制動力を確保することができない恐れがあるため、ＶＶＶＦ装置５４に対して力行禁止信号を出力する（ステップＳ７）。従って、運転士が力行の操作をしても、車両は発車しない。
【００３６】
他方、回路遮断器５６がすべてオンか若しくはオフのものがあっても１個のみである場合には、ステップＳ５へ進み、制御装置５０は、蓄圧が完了したか否かを、各作動装置１００内の磁気センサ３２７（図１）の信号に基づいて判断する。このとき、判断の対象となるのは、電圧が印加されている作動装置１００のみである。ここで、ステップＳ３〜Ｓ５を繰り返しながら蓄圧の完了を待ち、完了により力行許可信号をＶＶＶＦ装置５４に出力する（ステップＳ６）。従って、運転士は力行操作により車両を発車させることができる。
こうして、意図的に除外したものを除く、制御の対象とされているすべての作動装置１００における蓄圧が完了するまでは、力行を許可しないシステムとすることができる。言い換えれば、当該システムによれば、稼動するすべての作動装置１００における蓄圧が完了して発車するので、発車後の安全ブレーキ機構部３のブレーキ力が保証され、ブレーキの信頼性を高めることができる。
また、制御電源の供給がなされていない作動装置１００を制御の対象外とすることにより、１台の作動装置１００が故障してその制御電源がオフの場合に即刻発車不能となる不便を避け、力行を敢行することができる。
【００３７】
発車後、例えば走行中に保安ブレーキ操作等の事態が起きると、安全ブレーキ機構部３が作動して車両は停止する。ここで、車両が停止する前に、蓄圧指令が出力され、放勢したばね３０５，３０６の再蓄圧が開始されるとすると、前述のように、最大ブレーキ力が作用し、その反力によって蓄圧が行われることになる。従って、走行中にこのような蓄圧が行われると、最大ブレーキ力によって車輪５８がロックし、滑走して摩耗する。しかしながら、ステップＳ１において車両停止中か否かの判断が行われることにより、停止前であれば蓄圧は中止される（ステップＳ８）。従って、車輪５８の滑走を防止することができる。このようにして、車両の停止中、及び、架線から受電している状態、という蓄圧の「適時」にのみ、蓄圧を行わせることができる。
【００３８】
なお、上記実施形態は、力行禁止又は力行許可という形で制御を行うシステムとしたが、例えば運転室に表示手段（視聴覚等に訴えるもの）を設けて、力行禁止の警告や力行許可の状態を示す信号出力を、当該表示手段に表示する（禁止はしない）システムとしてもよい。この場合には、力行許可信号の出力を条件に力行の操作をして発車すれば、安全ブレーキ機構部によるブレーキ力が確保され、ブレーキの信頼性を高めることができる。
【００３９】
また、上記実施形態では、各車輪５８に対して一対一に作動装置１００を設けたが、車軸５７に設けたブレーキディスクにブレーキシューを圧接させるディスクブレーキタイプの場合には、車軸５７ごとに作動装置１００を設ければよい。
【００４０】
【発明の効果】
以上のように構成された本発明は以下の効果を奏する。
請求項１の鉄道車両用制御システムによれば、制御装置により、制御の対象とするすべての作動装置の安全ブレーキ機構部におけるばねが蓄圧完了状態であるか否かを示す信号が出力されるので、この信号の出力を条件に力行の操作をして発車すれば、安全ブレーキ機構部によるブレーキ力が確保され、ブレーキの信頼性を高めることができる。
【００４１】
請求項２の鉄道車両用制御システムによれば、制御の対象とするすべての作動装置の安全ブレーキ機構部におけるばねが蓄圧完了状態となるまで力行禁止の信号が出力され、この信号が解除されなければ力行の操作をしても発車できないので、発車後の安全ブレーキ機構部によるブレーキ力が常に確保され、ブレーキの信頼性を、より確実なものとすることができる。
【００４２】
請求項３の鉄道車両用制御システムによれば、制御電源が供給されていない作動装置については蓄圧がされなくても、他の作動装置について蓄圧が完了すれば力行禁止の信号が解除されるので、一の作動装置が故障してその制御電源がオフの場合に即刻発車不能となる不便を避け、力行を敢行することができる。
【００４３】
請求項４の鉄道車両用制御システムによれば、車両が停止しているとき、ばねの蓄圧が可能となるので、走行中の蓄圧を避け、適時に蓄圧することができる。
【００４４】
請求項５の鉄道車両用制御システムによれば、架線から受電しているとき、ばねの蓄圧が可能となるので、バッテリーによる蓄圧を避け、適時に蓄圧することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態による鉄道車両用制御システムに用いる作動装置を示す断面図である。
【図２】図１のＩＩ部の拡大図である。
【図３】磁石及び磁気センサの配置が図１とは異なる作動装置を示す断面図である。
【図４】上記作動装置の制御に関する概略のブロック回路図である。
【図５】本発明の一実施形態による鉄道車両用制御システムの要部構成を示すブロック図である。
【図６】上記制御システムにおける制御装置によって実行される処理のフローチャートである。
【符号の説明】
２　常用ブレーキ機構部
３　安全ブレーキ機構部
５０　制御装置
５１　車両
５４　ＶＶＶＦ装置（電動機制御部）
５７　軸
５８　車輪
１００　作動装置

Claims

駆動用の主電動機を制御する電動機制御部と、
車輪又は車軸に対応して一車両に複数個設けられ、モータ出力による常用ブレーキ機構部及びばね出力による安全ブレーキ機構部を有する作動装置と、
前記作動装置及び電動機制御部を制御するとともに、制御の対象とするすべての前記作動装置の安全ブレーキ機構部におけるばねが蓄圧完了状態であるか否かを示す信号を出力する制御装置と
を備えた鉄道車両用制御システム。
前記制御装置は前記電動機制御部に対して、制御の対象とするすべての前記作動装置の安全ブレーキ機構部におけるばねが蓄圧完了状態となるまで力行禁止の信号を出力する請求項１記載の鉄道車両用制御システム。
前記制御装置は、制御電源が供給されていない作動装置については制御の対象から除外する請求項２記載の鉄道車両用制御システム。
前記制御装置は、車両が停止していることを条件として前記作動装置の安全ブレーキ機構部におけるばねの蓄圧を許可する請求項１記載の鉄道車両用制御システム。
前記制御装置は、架線から受電していることを条件として前記作動装置の安全ブレーキ機構部におけるばねの蓄圧を許可する請求項１記載の鉄道車両用制御システム。