JP2018523605A - ソレノイドブレーキ解除バルブを有する鉄道車両のための空気ブレーキシステム - Google Patents

Abstract

【課題手段】
空気ブレーキシステムは、少なくとも１つのブレーキシリンダに空気ブレーキ圧を供給する空気圧回路を備え、ブレーキシリンダに作用する空気圧を増減させるように構成された空式ソレノイド充填バルブと空式ソレノイド排出バルブであって、これらのバルブは電子ブレーキ制御ユニットにより制御されるものと、通電時、充填バルブと排出バルブの状態とは無関係にブレーキシリンダに加えられた空気圧を完全に放出させるように構成されたソレノイドブレーキ解除バルブと、通常運転時、非常ブレーキが作動したときに電圧が下がる電気非常ラインを備えており、解除バルブが少なくとも１つの制御された電気スイッチを介して非常ラインに接続されており、非常ラインに電圧が存在する状態でスイッチが閉じると解除バルブが通電され、スイッチが開放されたとき、また、スイッチの状態に関わらず非常ラインの電圧が低下したとき、解除バルブへの通電が遮断される。
【選択図】図３

Description

本発明は、概ね鉄道車両のための空気ブレーキシステムに関する。

より具体的に言うと、本発明は、少なくとも１つのブレーキシリンダに空気ブレーキ圧を供給する空気圧回路を有するタイプの空気ブレーキシステムを提案する。その空気ブレーキシステムは、空式ソレノイド充填バルブと空式ソレノイド排出バルブであって、前記少なくとも１つのブレーキシリンダに作用する空気圧をそれぞれ増加及び減少させるように構成され、前記空式ソレノイド充填バルブと前記空式ソレノイド排出バルブは電子ブレーキ制御ユニットによって制御されるものと；ソレノイドブレーキ解除バルブであって、通電時、前記ソレノイド充填バルブと前記ソレノイド排出バルブの状態とは無関係に、前記少なくとも１つのブレーキシリンダに加えられた空気ブレーキ圧を完全に放出させるように構成されたものとを備えており；前記空気ブレーキシステムはさらに、通常運転時、非常ブレーキが作動させられると電圧が下がる電気非常ラインを有するシステムを有する。

上述の型式の空気ブレーキシステムの様々な実施形態が概略的かつ部分的に添付図面の図１と２に描かれている。

特に、図１における数字１１と１２は、ソレノイド充填バルブとソレノイド排出バルブを示す。それらのバルブは、ソレノイドを満たすバルブとソレノイドを空にするバルブをしても知られており、出口がブレーキシリンダ１６に接続されている中継バルブ１５の制御チャンバ（制御室）１４内の圧力を調整するため、電子ユニット（ＥＣＵ）１３により制御される。

ソレノイドバルブ１１と１２は３方向２位置タイプであり、非通電状態で、図面に示されている状態にある。その状態とは、バルブ１１は中継バルブ１５の制御チャンバ１４に向けて圧力をかけており、バルブ１２は閉じられている状態である。

図１に示された図において、さらなるソレノイドバルブ１８は、ソレノイドバルブ１１と１２の間で中継バルブ１５に対して分岐点１７の下流に置かれており、通電されるとソレノイドバルブ１１と１２の状態に関係なく、中継バルブ１５の制御チャンバ１４を完全に空にし、それによりブレーキを完全に解除する。ソレノイドバルブ１８もまた、３方向２位置バルブであり、電子制御ユニット又は鉄道車両を運転している運転手によって入力されるコマンドにより制御されてもよい。図１に示された非通電状態で、ソレノイドバルブ１８は、ソレノイドバルブ１１から受ける空気圧を中継バルブ１５の制御チャンバ１４の方に向ける。しかし通電されると、バルブ１８は中継バルブ１５の制御チャンバ１４を空気に接続し、それゆえこのチャンバは直ぐに空になる。

図２は先行技術に沿った別の図を示しており、２つの変更を示している。第１の変更において、ソレノイドブレーキ解除バルブ１８は実線で示されており、分岐点１７と中継バルブ１５の制御チャンバ１４の間に置かれている。一方、第２の変更において、ソレノイドバルブ１８は破線で示されており、分岐点１７とソレノイド排出バルブ又はソレノイドを空にするバルブ１２の入口との間に置かれている。

図示されていないが別の自明な配置では、充填バルブ１１の出口での圧力が、中継バルブを使わずにブレーキシリンダに送られる。

図１と２に一部示されているブレーキシステムにおいて、ブレーキをかけた状態でブレーキが動かなくなったときに、ブレーキを効かなくさせることが必要になる場合、ソレノイドブレーキ解除バルブ１８は、運転手によって又は電子制御ユニットによって入力されたコマンドの結果として通電される。

先行技術に関して、鉄道事業者によって提供されたブレーキシステムの動作に関する仕様書によると、電空式バルブ１１と１２は、「直接」として知られる構成又は「逆」として知られている構成であってもよい。「直接」として知られる構成では、バルブ１１は非通電時に、中継バルブの制御チャンバ１４へ圧縮空気が流入することを妨げ、バルブ１２は非通電時に、チャンバ１４（の中身）を空気中に出す構成であり、「逆」として知られている構成では、バルブ１１は非通電時に、中継バルブ１５の制御チャンバ１４へ圧縮空気を流入させ、バルブ１２は非通電時に、この制御チャンバ（の中身）を空気中へ出すことを妨げる構成である。電子制御ユニットが故障する又は電源が切られると、「直接」構成は中継バルブの制御チャンバを空にし、それゆえブレーキを解除する。一方で、「逆」構成は最大ブレーキ圧でブレーキを働かせる。

それゆえ「逆」構成において、車両の運転手と電子制御ユニットの両方又はどちらか一方が、故障した又は電源を切られた電子ユニットに対してブレーキを解除することを決定し得る前に、ブレーキシステムがオーバーヒートし、ダメージを受けるか又は、車両がスピードを出して動いている間車輪が動かなくなり、それゆえ車輪に「平らな領域」を作る、すなわち「パンク」するというリスクがある。この場合、上述の問題が生じる前にブレーキを自動的に解除し得るようにすることが好都合であり望ましくもある。

上述の先行技術の構成では、解除バルブ１８は、通電時、故障による影響を受けるブレーキシステムの部分が完全に分離されるまでこの状態のままである。この解決方法は、非常ブレーキが続いて動かされたときでも分離したブレーキ部分の使用を妨げ、その結果停止距離が伸びる。

従って、電気非常ライン又はループが無効である非常ブレーキ状態で、空気圧回路のブレーキ機能の回復をさせる解決方法は非常に革新的で役立つ。

それゆえ、本発明の目的は上記の不利益を克服するための解決方法を提供することである。

この目的と他の目的は、上述のタイプの空気ブレーキシステムを有する本発明に従って達成される。その上述のタイプの空気ブレーキシステムは、前記ソレノイドブレーキ解除バルブが、少なくとも１つの制御された電気スイッチを介して前記電気非常ラインと接続されており、そのため、前記ソレノイドブレーキ解除バルブは、前記電気非常ラインに電圧が存在すると、前記スイッチの制御された閉鎖によって起動され、前記ソレノイドブレーキ解除バルブは、前記スイッチが開けられたときと、前記スイッチの状態とは無関係に電気非常ラインの電圧が下がるときに、非通電にされるという特徴を有する。

本発明のさらなる特徴と利点は、添付図面を参照して、全く制限のない実施例として提供される以下の詳細な説明から明らかになる。

図１は、先行技術に沿った空気ブレーキシステムを部分的に示した図である。 図２は、先行技術に沿った空気ブレーキシステムを部分的に示した図である。 図３は、一部ブロック形状にある電気回路図であり、本発明に沿った第１の解決方法を示す。 図４は、一部ブロック形状にある電気回路図であり、本発明に沿った第２の解決方法を示す。

図３における数字１８ａは、図１と２に示された図のうちの一方のソレノイドブレーキ解除バルブ１８の制御巻線又はソレノイドを示している。

図３に沿った解決方法において、巻線又はソレノイド１８ａはアース線ＧＮＤと接続された終端と、鉄道車両のブレーキシステムが通常に作動する間、通常の状態で電圧Ｖ_Ｓが存在する電気非常ライン又はループ２０に接続されたもう一方の終端を有する。この電圧Ｖ_Ｓは、既知の方法で非常ブレーキが作動させられると、低下する。

ソレノイドブレーキ解除バルブの巻線又はソレノイド１８ａは、制御された電気スイッチ（全体は２１と示されている）を介してライン又はループ２０に接続される。

スイッチ２１は常閉型であり、図３に実施例として示された実施形態で、スイッチ２１は電気機械式のスイッチであり、巻線又はソレノイド２１ｂによって制御された常閉接触２１ａを有しており、巻線又はソレノイド２１ｂは、駆動回路２２の出口とアース線ＧＮＤの間に接続されている。明らかに、制御されたスイッチ２１は代替として静置型であってもよく、例えば、光アイソレータのような流電非結合装置を介して制御されるソリッドステート型電子スイッチであってもよい。

ブレーキシステムが通常通りに動くとき、前記駆動回路２２がソレノイド２１ｂを通電したままにするように、（上述のユニット１３であってもいいし、そうでなくともよい）制御ユニット１１３は、駆動回路又は運転手２２の入力に信号を加える。そのため、後者（ソレノイド２１ｂ）は連動した可動接点２１ａを開位置に保持し、それにより、ソレノイドブレーキ解除バルブ１８の巻線又はソレノイド１８ａを非通電のままにする。この状態で図１と２の図を参照すると、ブレーキ解除バルブ１８はブレーキシステムの通常運転に支障をきたさない。

異常運転又は故障が生じ、制御ユニット１１３によって検出されると、（制御ユニット１１３は、）駆動回路２２の入力への信号の印加を中断し、その結果制御スイッチ２１の巻線又はソレノイド２１ｂを非通電し、制御スイッチ２１の可動接点２１ａを常閉状態に戻す。ソレノイドブレーキ解除バルブ１８の巻線又はソレノイド１８ａは通電され、このソレノイド１８は中継バルブ１５の制御チャンバ又は駆動チャンバを直ぐに空にし、それゆえブレーキを完全に解除し、ロッキングのリスクを防ぐ。

非常ライン又はループ２０が通電にされていない場合を除いて、システムはこの状態を保つ。この場合、その後、ブレーキ解除バルブ１８のソレノイド１８ａは非通電にされ、空気ブレーキシステムを元の状態に戻す。

これは、「逆」空気ブレーキシステムは車両に加わる全ブレーキ力を蓄えるので、異常又は故障した状態で電子制御ユニットに関係する部分を含み、「逆」空気ブレーキシステムの場合に特に望ましいことが分かる。

図４は別の実施形態を示す。この図において、以上の説明で使用した英数字の参照符号を上述した部品と構成要素に再度付する。

図４に沿った解決方法において、ブレーキ解除バルブ１８は、駆動回路２２の入力で信号が消滅することにより又は、運転手又は車両の制御論理によって生じる一連の要求により、常開スイッチ３０を介して通電される。その常開スイッチ３０は、第２の制御されたスイッチ装置１２１の通電を制御する回路内に接続されている。

図示された実施形態で、スイッチ１２１もまた電気機械式な型であり、スイッチ２１の常閉接点２１ａと並列に接続される常開可動接点１２１ａを有する。

スイッチ１２１はさらに、巻線又はソレノイド１２１ｂを有しており、その巻線又はソレノイド１２１ｂは、可動接点１２１ａの状態（開閉状態）を制御し、スイッチ３０を介して起動電圧Ｖ_Ｅの電源３１に接続され得る。

運転手によって又は鉄道車両の制御論理によって直接引き起こされる常開スイッチ３０の閉鎖は、ソレノイドブレーキ解除バルブ１８を作動させる。スイッチ３０が閉じると、スイッチ１２１の巻線又はソレノイド１２１ｂは通電され、可動接点１２１ａを閉じ、ソレノイド解除バルブ１８の巻線又はソレノイド１８ａに結果的に通電する。

この場合もまた、中継バルブ１５の制御チャンバ１４はほとんど直ぐに空にされ、ブレーキが解除され、ロッキングのリスクを防ぐ。

システムは、非常ライン又はループ２０への電力供給が遮断された場合を除いて、この状態を保つ。この場合、その後、ブレーキ解除バルブ１８のソレノイド１８ａは非通電にされ、空気ブレーキシステムを元の状態に戻す。その他の点で、図４に示された解決方法は図３に沿った解決方法に関連して上述のように作動する。

当然、本発明の原理は同じままで従属請求項により示される本発明の範囲からはずれなければ、実施形態の形状と構成の詳細は全く制限のない実施例として説明され、図示されてきたものから大幅に変更してもよい。

従って、電気非常ライン又はループが無効である非常ブレーキ状態で、空気圧回路のブレーキ機能の回復をさせる解決方法は非常に革新的で役立つ。米国特許６２８６９１３Ｂ１は、鉄道車両用の電空式統合制御システムのランプイン制御配置を開示する。しかしながら、上述の問題はまだ解決されないままである。

Claims (4)

1. 少なくとも１つのブレーキシリンダ（１６）に空気ブレーキ圧を与える空気圧回路を有する空気ブレーキシステムにおいて、
   前記少なくとも１つのブレーキシリンダ（１６）に作用する空気圧を増減させるように構成された空式ソレノイド充填バルブ（１１）と空式ソレノイド排出バルブ（１２）であって、前記空式ソレノイド充填バルブ（１１）と前記空式ソレノイド排出バルブ（１２）は、電子ブレーキ制御ユニット（１３）によって制御されるものと、
   通電時、前記ソレノイド充填バルブ（１１）と前記ソレノイド排出バルブ（１２）の状態とは無関係に、前記少なくとも１つのブレーキシリンダ（１６）に加えられた空気圧を完全に放出させるように構成されたソレノイドブレーキ解除バルブ（１８）と、
   通常運転時、非常ブレーキが作動したときに電圧（Ｖ_Ｅ）が下がる電気非常ライン（２０）を備えており、
   前記ソレノイドブレーキ解除バルブ（１８）が、少なくとも１つの制御された電気スイッチ（２１）を介して前記電気非常ライン（２０）に接続されており、
   前記電気非常ライン（２０）に電圧が存在する状態で前記電気スイッチ（２１）が閉じると、前記ソレノイドブレーキ解除バルブ（１８）が通電され、
   前記電気スイッチ（２１）が開放されたとき、また、前記電気スイッチ（２１）の状態に関わらず前記電気非常ライン（２０）の電圧（Ｖ_Ｅ）が低下したとき、前記ソレノイドブレーキ解除バルブ（１８）への通電が遮断される、
   鉄道車両用の空気ブレーキシステム。
2. 前記少なくとも１つの制御された電気スイッチ（２１）は常閉型であり、かつ、
   前記電気スイッチ（２１）に無効化信号を供給するように構成された制御方法（１１３、２２）に接続されており、
   前記空気ブレーキシステムが通常作動状態にあるとき、前記電気スイッチ（２１）を開状態に維持し、
   前記空気ブレーキシステムが故障状態にあるとき、前記無効化信号を遮断し、前記電気スイッチ（２１）を開くことができる、請求項１に記載の空気ブレーキシステム。
3. 前記少なくとも１つの電気スイッチ（２１）と並列に、かつ、少なくとも１つの制御された常開型の第２の電気スイッチ（１２１）に接続されており、
   前記第２の電気スイッチ（１２１）は、運転手又は電子制御システム若しくはそれらの両方によって制御されるスイッチ（３０）を閉じた結果として、該第２の電気スイッチ（１２１）が閉じられ、前記ソレノイドブレーキ解除バルブ（１８）を通電させるように構成されている、請求項１又は２に記載の空気ブレーキシステム。
4. 明細書に記載された目的のために十分に説明され図示されたような鉄道車両用の空気ブレーキシステム。

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