JP2576834B2 - 機関車用ブレーキ制御システムのブレーキ管装気遮断装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、マイクロプロセッサを
利用した機関車用電空型ブレーキ制御システムに関し、
特に、このような機関車用ブレーキ制御システムのため
の改良式のブレーキ管装気もしくは充気遮断弁装置に関
わるものである。

【０００２】

【従来の技術及びその問題点】機関車のブレーキ制御方
式を含め現在の機関車制御には、ハードウエアを減少し
且つ種々の顧客の要件に制御方式を適応するのを容易に
するためにコンピュータ技術が採用されている。

【０００３】米国特許願第０７／７６０，５３９号明細
書に開示されている１つのこの種のブレーキ制御方式に
おいては、運転室に取り付けられてハンドルで操作され
るブレーキ制御器がマイクロプロセッサユニットに対し
所望のブレーキ指令信号を出力し、該マイクロプロセッ
サユニットは、このブレーキ指令信号を、つりあい空気
だめ内の空気の圧力を表すフィードバック信号と判断し
て、作用電磁弁及び緩め電磁弁を作動し、上記ブレーキ
指令信号に従ってつりあい空気だめ内の圧力の調節を行
う。

【０００４】鉄道車両のブレーキを制御するために、つ
りあい空気だめ圧力の変動に応じて列車のブレーキ管圧
力を変えるために高容量の空気圧力中継弁装置が用いら
れている。既述のブレーキ制御システムのいわゆるブレ
ーキ管制御回路は、米国特許第４,９０４,０２７号明細
書に図示し記述されている。

【０００５】ブレーキ制御システムは更に、電空弁即ち
電空作用弁及び電空緩め弁を有する機関車ブレーキシリ
ンダ制御回路を備えている。これ等の機関車ブレーキシ
リンダ制御の電空作用弁及び電空緩め弁は、運転室のブ
レーキ制御器の自動ブレーキハンドルの移動に応じてブ
レーキ管制御回路により惹起されるブレーキ管圧力の変
化に応答しマイクロプロセッサにより作動される。機関
車ブレーキシリンダ制御回路の電空作用弁及び電空緩め
弁の出力圧力に応じて機関車ブレーキシリンダ内の圧力
は、別の高容量の空気圧力中継弁装置で制御されてい
る。

【０００６】ブレーキ管制御回路及び機関車ブレーキシ
リンダ制御回路の電空弁は、マイクロプロセッサユニッ
トに電力喪失が生じた場合に圧力緩め状態となるように
構成されている。従って、このような電力喪失の結果と
して、ブレーキ管圧力は減少し、それと同時に、機関車
ブレーキシリンダ圧力は緩められる。ブレーキ管制御回
路における電空弁のこのようなフェールセーフ動作に起
因する上述のブレーキ管圧力の減少に応答して機関車ブ
レーキシリンダ圧力を設定するために、空気圧バックア
ップ制御弁が設けられており、機関車用ブレーキシリン
ダ制御回路における電空弁から上記空気圧バックアップ
制御弁を分離するために複式逆止弁が設けられている。

【０００７】ブレーキ管圧力制御回路を機関車ブレーキ
管に接続する分枝管における装気カットオフ弁（充気遮
断弁とも称する）と関連して別の電空弁が付加的に用い
られている。この装気カットオフ弁は、機関車が制御機
関車として「先導」運転用に設定された場合にブレーキ
管圧力制御回路とブレーキ管との連通を確立し、他方、
機関車が非制御機関車として「随伴（trail)」運転に設
定された場合に上記の連通もしくは連絡を遮断するのに
設けられている。

【０００８】上述の装気カットオフ弁は、双安定型の弁
であって、電力喪失を生ぜしめるようなマイクロプロセ
ッサの機能不全が生じた場合には、その設定位置に留ど
まる弁である。このような機能不全が制御機関車に生じ
た場合には、当該機関車は非制御状態に格下げされ、装
気カットオフ弁は先に設定された開位置に留どまる。一
般に、このような非制御機関車は「遊び車両（dea
d）」、即ち、電力が供給されない車両として編成さ
れ、ブレーキ管圧力制御回路内の電空作用弁及び緩め弁
は減勢される。その結果、当該制御回路における中継弁
は排気状態をとり、ブレーキ管は開いた装気カットオフ
弁を介して大気に通気される。従って、ブレーキ作用系
の「電力喪失（loss of power)」に続いて、別の制御機
関車からブレーキ管に再装気（再充気とも称する）する
能力は損なわれることになる。

【０００９】

【発明の目的及び構成】従って、本発明の目的は、機関
車が制御モードで運転している場合或はマイクロプロセ
ッサ制御電力供給設備を有する機関車が非制御モードで
動作している場合を除き、マイクロプロセッサに電力喪
失が生じた場合に復帰する常閉状態を有する装気遮断装
置を提供することにある。

【００１０】簡略に述べると、本発明によれば、マイク
ロプロセッサ利用の機関車用ブレーキ制御システムにお
いて、機関車ブレーキ管に加え、加圧流体源と、或る選
択された圧力に従いブレーキ管圧力を供給するための調
節手段と、上記調節手段及び上記ブレーキ管の間に流体
圧力の連絡を可能にする開位置と該流体圧力の連絡を遮
断する閉位置とを有する装気カットオフ弁と、上記機関
車の所望の制御運転モード又は非制御運転モードに従
い、該装気カットオフ弁の開位置及び閉位置を設定する
ための選択器手段と、上記調節手段及び上記選択器手段
に電力を供給するためのマイクロプロセッサ手段とを備
え、付勢された状態で上記加圧流体源に接続された給気
ポート及び減勢された状態で大気に連通する吐出ポート
を有する先導（lead）電空弁装置及び随伴(trail）電空
弁装置と、上記マイクロプロセッサ手段からの電力を上
記先導電空弁装置及び随伴電空弁装置のいずれか一方に
接続し、同時に上記先導電空弁装置及び随伴電空弁装置
のうちの他方に対する上記マイクロプロセッサ手段から
の電力供給を遮断して、上記機関車の制御運転モード及
び非制御運転モードを設定し、上記先導電空弁装置は、
上記制御運転モードで付勢され、上記随伴電空弁装置は
上記非制御運転モードで付勢され、更に上記調節手段並
びに上記先導電空弁装置及び随伴電空弁装置に電力が供
給されない場合に上記ブレーキ管と上記調節手段との間
における流体圧力の連通が遮断されるように上記装気カ
ットオフ弁を上記閉位置に付勢する偏倚手段と、上記機
関車が制御運転モードにある場合に上記マイクロプロセ
ッサ手段からの電力の喪失に応答して上記装気カットオ
フ弁を上記偏倚手段に抗して上記開位置に維持するため
の検知手段とを含むブレーキ管装気遮断装置が提案され
る。

【００１１】

【実施例】図１を参照するに、この図には、ブレーキ管
圧力制御回路４、機関車ブレーキシリンダ制御回路６及
びブレーキ管装気遮断制御回路８を制御するマイクロプ
ロッセサ（マイクロプロセッサ手段）２を具備する機関
車用電空ブレーキ制御システムが示してある。マイクロ
プロッセサ２は、自動ブレーキ制御ハンドル１２及び独
立のブレーキ制御ハンドル１４を有する運転室のブレー
キ制御器（選択噐手段）１０から入力信号を受ける。

【００１２】自動ブレーキ制御ハンドル１２をブレーキ
緩め位置と全ブレーキ位置との間の常用ブレーキ領域内
に手動で操作すると、所望レベルのブレーキ作用に対応
するブレーキ管圧力レベルが設定される。常用領域にお
けるハンドル位置は、適当なエンコーダ（符合化器）等
により対応の電気ブレーキ指令信号に変換され、該ブレ
ーキ指令信号は、導線１６を介してマイクロプロッセサ
２に供給される。マイクロプロッセサ２は、このブレー
キ指令信号に応答して導線１８、２０に調整された２４
ボルトの出力信号を発生し、該出力信号により、ばね復
帰式二路装気及び緩め電空弁２２、２４のソレノイド作
動部が付勢される。装気電空弁２２は通常閉じており、
緩め電空弁２４は通常開いており、そして、装気電空弁
２２の入口Ｐは、導管２６を介して、コンプレッサ（図
示せず）から空気が供給される主空気だめ（加圧流体
源）２７に接続されており、一方、緩め電空弁２４の出
口Ａは大気に接続されている。主空気だめ２７は、導管
３８により機関車車両編成の個々のユニット間で相互接
続されている主空気だめ釣合い管３０に接続されてい
る。制御空気だめ（加圧流体源）２８は、導管２９に接
続されており、この導管２９を介して装気電空弁２２の
出口Ａが緩め電空弁２４の入口Ｐに接続されている。圧
力トランスジューサＴ１は、制御空気だめ２８内の圧力
を監視して、対応のフィードバック信号を導線３２を介
してマイクロプロッセサ２に伝送する。

【００１３】制御空気だめ２８には、導管３６により高
容量の空気中継弁（調節手段）３４の制御ポートが接続
されている。中継弁３４は、本出願人により製造される
「３０−ＣＷ」モジュール及び「２６型」機関車用ブレ
ーキ弁に一般に用いられている慣用の周知の「Ｃ−２
型」中継弁とすることができる。中継弁３４は、更に、
導管２６により主空気だめ２７に接続されている給気ポ
ートと、導管４１、４１ａにより装気遮断制御回路８の
装気カットオフ弁（装気カットオフ弁手段）６８を介し
てブレーキ管４０に接続されている吐出ポートと、大気
に連通している排気ポートとを備えている。装気カット
オフ弁６８は、制御機関車ユニットではブレーキ管４０
と中継弁３４との間に連通を確立するために開いてお
り、そして非制御機関車ユニットではこのような連通を
遮断するために閉ざされる。中継弁３４は、制御空気だ
め２８内の圧力に応じて動作し、主空気だめ２７から管
４１に空気を供給したり或は管４１及び排気ポート４４
を介して列車ブレーキ管４０から空気を放出するように
動作する。列車ブレーキ管４０は列車に含まれる車両に
圧縮空気を搬送し、当該車両のブレーキは周知の仕方で
該ブレーキ管圧力の変化に応じて制御される。

【００１４】機関車ブレーキシリンダ制御回路６は、ト
ランスジューサＴ４により監視されるブレーキ管圧力に
応じて制御される。該トランスジューサＴ４は対応の電
気フィードバック信号を導線４５を介してマイクロプロ
セッサ２に伝送する。これにより、マイクロプロセッサ
は機関車ブレーキシリンダ圧力を設定することができ
る。

【００１５】この機関車ブレーキシリンダ制御回路６
は、ばね復帰式二路常閉電空作用弁４６と、ばね復帰式
二路常開電空緩め弁４８と、制御空気だめ５０と、圧力
トランスジューサＴ６とから構成されている。ブレーキ
作用弁４６の入口Ｐは、導管２６を介して主空気だめ２
７に接続されており、他方、緩め弁４８の出口Ａは大気
に連通している。制御空気だめ５０は、導管４９を介し
て作用弁４６の出口Ａと緩め弁４８の入口Ｐとの間に接
続されている。トランスジューサＴ６は、制御空気だめ
５０内の圧力を瞬時的に監視して対応の電気フィードバ
ック信号を導線５２を介しマイクロプロセッサ２に伝送
する。作用弁４６及び緩め弁４８のそれぞれのソレノイ
ド作動部は、制御導線５４、５６を介してマイクロプロ
セッサ２に接続されており、該マイクロプロセッサ２
は、通常の動作状態下でこれ等の制御導線に２４ボルト
の電圧信号を供給することができる。制御空気だめ５０
内の圧力は、これ等の電空作用弁及び緩め弁により、ブ
レーキ管圧力の変化に対し逆の関係で且つ所定の割合で
調整される。制御空気だめ５０は、導管５８により複式
逆止弁６０の１つの入口に接続されており、この複式逆
止弁６０の出口は、導管６１により高容量の空気中継弁
６２の制御ポートに接続されている。この中継弁６２
は、本出願人により製造されている周知の標準の「Ｊ
型」中継弁装置とすることができ、主空気だめ２７に導
管２６を介して接続されている給気ポートと、導管６４
により機関車ブレーキシリンダ装置６５に接続されてい
る吐出ポートと、大気に連通している排気ポート６６と
を有している。中継弁６２は、制御空気だめ５０内に設
定される圧力レベルに応じて、主空気だめの導管２６か
ら圧縮空気をブレーキシリンダ装置６５に供給したり、
吐出ポート６６を介してブレーキシリンダ圧力を緩める
のに要求される高い容量を有している。

【００１６】更に、機関車ブレーキシリンダ制御回路６
には、空気圧バックアップ自動ブレーキ制御弁１１０が
設けられている。このブレーキ制御弁１１０は、鉄道車
両のブレーキ産業分野で周知の基本的な「ＭＣ−３０Ｃ
型」制御弁装置とすることができ、この型の制御弁装置
は、例えば、本出願人により製造されており、また、同
出願人の刊行物である運転及び保守パンフレット４２２
０−５(Operation andMaintenance Brochure ４２２０
−５)に示され記述されている。

【００１７】図示のように、ブレーキ制御弁１１０は、
導管１１５を介して補助空気だめ１１３が接続されてい
る給気ポート１１１と、導管１１９を介しブレーキ管４
０が接続されている制御ポート１１７と、導管１２９に
より複式逆止弁６０の他方の入口に接続されている吐出
ポート１２５と、大気に連通している排気ポート１３１
とを備えている。導管１２９には、制御弁１１０の適正
な動作を保証するために、ブレーキシリンダ容積をシミ
ュレートする容積形空気だめ１３３が接続されている。

【００１８】装気カットオフ制御回路８において、装気
カットオフ弁６８は、ポペット弁体７１が接続されてい
る弁棒７０を有するピストン（ピストン部材）６９を備
えている。ピストン６９の一方の側にはポート（第４ポ
ート）７２を有する室（第２の室）７３が形成されてお
り、この室７３は、偏倚ばね（偏倚手段）７４と協働し
てピストン６９を図の右方向に変位するように作用する
圧縮空気を受ける。その場合、ポペット弁体７１は、給
気ポート（第１ポート）７６を囲繞する弁座７５と係合
し、カットオフ弁６８の閉状態を確立する。

【００１９】ピストン６９の反対側に形成されている別
の室（第２の室）７７は、ポート（第３ポート）７８を
介して圧縮空気を受けてピストン６９を図の左方向に変
位する。その場合、ポペット弁体７１は弁座７５から離
脱して、それにより装気カットオフ弁６８の開位置を設
定する。

【００２０】また、装気カットオフ制御回路８には、そ
れぞれ、ばね復帰式ソレノイド作動部である随伴（trai
l）電空弁７９及び先導（lead)電空弁８０が設けられて
おり、これ等の弁ソレノイド作動部は、導線９０を介し
マイクロプロセッサ２に接続される共に二位置選択スイ
ッチ（選択器手段）９１に接続されている。該二位置選
択スイッチ９１は、実施例では、マイクロプロセッサ２
に集積化されているものであって、機関車の先導（lea
d）又は随伴（trail)状態を設定するものである。電空
弁（電空弁装置）７９及び８０は二位置三方弁であっ
て、ソレノイド作動部の減勢状態に応じて通常閉じてい
る入口Ｐ及び通常通気している出口Ａを有している。付
勢状態においては、出口Ａは大気から遮断されて入口Ｐ
に接続され、そして各電空弁７９及び８０の入口Ｐは導
管８１により主空気だめの導管３０に接続されている。
随伴電空弁７９の出口Ａは導管８２によりカットオフ弁
６８のポート７２に接続され、そして先導電空弁８０の
出口Ａは導管８３により複式逆止弁装置（検知手段）８
４の１つの入口に接続され、該複式逆止弁装置８４の出
口は導管８５によりカットオフ弁６８のポート７８に接
続されている。複式逆止弁装置８４の他方の入口は、導
管８６及びポート８７により、ポペット弁（弁体７１及
び弁座７５）が配置されている装気カットオフ弁６８の
連動室８８に接続されている。連動室８８はポート（第
２ポート）８９及び導管４１ａを介してブレーキ管４０
に接続されている。

【００２１】

【初期装気】初期装気以前、即ち、マイクロプロセッサ
２に電力が供給される前には、各ブレーキ制御回路４、
６及び８内の電空弁は減勢されており、それぞれの復帰
ばねの影響下で図示の通常位置をとっている。その結
果、制御空気だめ２８は緩め弁２４の出口Ａを介して大
気に通気している。

【００２２】続いて電力が投入され制御機関車のブレー
キ制御器１０のハンドル１２を緩め位置に動かして装気
もしくは充気を開始すると、ハンドル１２の位置に応じ
て導線１６を介してマイクロプロセッサ２に伝送される
ブレーキ指令信号と、トランスジューサＴ１から導線３
２を介してマイクロプロセッサ２に伝送されて制御空気
だめ２８内の圧力レベルを表すフィードバック信号との
間に偏差が生ずる。この信号偏差の極性で、マイクロプ
ロセッサ２はブレーキ管制御回路４の電磁作用弁２２及
び緩め弁２４を付勢して、これ等の弁を図において下側
の弁ブロックに示してある接続で表される通常減勢位置
から上側の弁ブロック内に表されている位置へと変位せ
しめる。その結果、圧縮空気は、主空気だめ２７から、
導管２６、ブレーキ作用弁２２のポートＰ及びＡ並びに
導管２９を介して制御空気だめ２８に送られ、導管２９
内の圧力は緩め弁２４のポートＰにおいて大気からカッ
トオフ、即ち遮断される。

【００２３】トランスジューサＴ１により監視される制
御空気だめ２８内の圧力が実質的に導線１６におけるブ
レーキ指令信号に対応する時点になると、マイクロプロ
セッサ２は、作用弁２２を減勢し、他方、緩め弁２４を
付勢した状態に維持する。これにより、制御空気だめ２
８のそれ以上の圧力供給及び圧力緩めが終了するラップ
状態が設定される。尚、制御空気だめ圧力が指令圧力に
接近するに伴い、ブレーキ作用弁２２は、行過ぎ及びそ
の結果生ずる弁のサイクル動作を阻止するように、既述
の米国特許第４,９０４,０２７号明細書に開示されてい
る仕方に従って制御される。

【００２４】上記制御空気だめの圧力は、導管３６を介
して中継弁３４に加えられ、他方、該中継弁３４は、主
空気だめ２７から空気を導管４１及び装気カットオフ弁
６８に供給する。

【００２５】ブレーキ管装気カットオフ制御回路８は、
機関車の先導又は随伴状態に依存して、ブレーキ管４０
の装気を設定又は遮断するために、装気カットオフ弁６
８を開くか又は閉じるように設定される。制御機関車に
おいては、選択スイッチ９１を先導位置に設定し、それ
により導線９０からのマイクロプロセッサ出力は先導電
空弁８０のソレノイドに接続され、同時に随伴電空弁７
９のソレノイドに対するマイクロプロセッサ出力は遮断
される。先導電空弁８０は、付勢状態で、入口Ｐを出口
Ａに接続する。その結果、装気カットオフ弁の室７７に
は機関車の主空気だめ導管３０、導管８１、先導電空弁
８０、導管８３、複式逆止弁装置８４及び導管８５を介
して主空気だめの空気が供給され、他方、室７３は、導
管８２及び減勢されている随伴電空弁７９を介して通気
状態に留どまる。室７７内に作用する主空気だめの空気
圧力で、ピストン６９には偏倚ばね７４に打ち勝つ力が
働き、それによりピストン６９は左方向に変位してポペ
ット弁体７１が弁座７５から離れ、その結果、カットオ
フ弁６８の開状態が設定されて、ブレーキ管４０は、マ
イクロプロセッサ２で所望のように調整することができ
る所定の走行圧力に装気される。

【００２６】非制御機関車では、選択スイッチ９１が随
伴位置に設定され、それにより、ブレーキ管装気カット
オフ制御回路８は随伴電空弁７９のソレノイド作動部を
付勢し、先導電空弁８０のソレノイド作動部を減勢する
ように設定される。随伴電空弁７９は付勢された状態で
入口Ｐを出口Ａに連通する。それにより、装気カットオ
フ弁の室７３には機関車主空気だめ導管３０、導管８
１、付勢された電空弁７９及び導管８２を介して主空気
だめの空気圧力が供給される。ピストン６９に作用する
この圧力は偏倚ばね７４の圧力と相俟って、弁体７１を
閉成し、非制御機関車からのブレーキ管圧力の装入を阻
止する。

【００２７】同時に、減勢された電空弁８０は複式逆止
弁装置８４の入口に至る導管８３を通気し、それによ
り、該逆止弁装置８４は、導管４１ａ、装気カットオフ
弁の連動室８８及び導管８６からのブレーキ管圧力を、
ブレーキ管の装気に伴い、導管８５及び室７７へと供給
する。室７７内の圧力は、弁棒７０の面積だけ減少した
ピストン６９の面積に作用する。このピストン面積の減
少分は、連動室８８及びポート７６内の圧力を受ける弁
体７１の面積差分により補償される。しかし、室７３内
の主空気だめ圧力は室７７及び８８（ポート７６）内の
対向ブレーキ管圧力より大きいので、ピストン組立体に
作用する偏倚ばね７４の力に加えて流体圧力の力でカッ
トオフ弁６８の閉鎖状態が維持される。

【００２８】機関車車両編成において、遊び状態（dea
d）に切り換えられた機関車においては、電力が供給さ
れなくなるので、電空弁７９、８０は双方共に減勢され
る。従って、装気カットオフ弁６８の２つの室７３及び
７７は、それぞれ関連の電空弁７９及び８０を介して通
気する。しかし、室７７には、複式逆止弁装置８４を介
してブレーキ管圧力が供給される。電空弁２２、２４は
減勢されているので、中継弁３４が、装気カットオフ弁
６８のポート７６の圧力を逃がすことになるが、弁体７
１は、通常、偏倚ばね７４により閉状態にあり、中継弁
を経るブレーキ管圧力の排出を遮断している。更にま
た、弁座７５により画成される面積内で弁体７１に作用
するポート７６の圧力が存在しないために、弁体７１に
は、ピストン６９を偏倚ばね７４と同方向に変位する差
圧が加わり、それにより、室７７内のブレーキ管圧力に
抗してポペット弁（７１／７５）の閉状態が維持され
る。尚、偏倚ばね７４及び弁座７５の面積内の弁棒７０
及び弁体７１の圧力作用面積は、上記のような弁閉成を
確保するように選択されるものである。

【００２９】同時に、ブレーキ導４０内のブレーキ管圧
力は導管１１９及び給気ポート１１７を介して制御弁１
１０に供給され、従って、該制御弁１１０は緩め位置を
とる。かくして、導管１２９及び補助空気だめ１３３内
のブレーキシリンダ制御圧力は吐出ポート１２５及び排
気ポート１３１を介して逃される。

【００３０】更に、ブレーキ管４０の装気中、トランス
ジューサＴ４は導線４５を介してフィードバック信号を
マイクロプロセッサ２に伝送する。装気ブレーキ管圧力
は、マイクロプロセッサ２内に記憶されていて列車の所
望の走行もしくは装気圧力を表す基準信号に対応する値
まで立ち上がるが、機関車の自動ブレーキ制御回路６の
作用弁４６及び緩め弁４８は図示のように減勢した状態
に留どまる。この減勢した状態においては、ブレーキ作
用弁４６は、その入口ポートＰ及び出口ポートＡを切り
離すことにより、制御空気だめ５０への主空気だめ空気
の供給を遮断し、他方、緩め弁４８は制御空気だめ５０
を、導管４９及びその連通した入口ポートＰ及び出口ポ
ートＡを介して大気に接続する。

【００３１】上の説明から明らかなように、中継弁６２
の制御導管６１は、複式逆止弁６０及び通気状態の制御
空気だめ５０に至る導管５８又は制御弁１１０に至る導
管１２９を介して通気される。従って、ブレーキシリン
ダ６５は排気ポート６６を介して通気され、それによ
り、ブレーキ管の装気中、機関車ブレーキは緩められた
状態に維持される。

【００３２】

【車両ブレーキの自動ブレーキ作用】ブレーキ管４０の
装気に続いて、先導（leading）もしくは制御機関車（c
ont-rolling locomotive）上で自動ハンドル１２を緩め
位置から常用ブレーキ作用領域に動かすことにより列車
の車両でブレーキ作用を開始することができる。このハ
ンドル位置は符号化されて、導線１６を介しマイクロプ
ロセッサ２に送られる。導線１６におけるブレーキ指令
電気信号と導線３２上のフィードバック電気信号との間
の差で、マイクロプロセッサ２は導線２０を減勢し、ま
た導線１８を減勢した状態に維持する。かくして、ブレ
ーキ作用弁２２は、主空気だめ圧力の入口Ｐへの供給を
遮断し続け、他方、緩め弁２４は図示の位置に変位し
て、その入口Ｐは出口Ａに接続される。その結果、制御
空気だめ２８内の圧力は、導線１６及び３２上の信号が
実質的に対応する時点となるまで、導管２９及び緩め弁
２４を介して大気に放出される。導線１６及び３２上の
信号が対応する時点になると、マイクロプロセッサ２は
導線１８を減勢状態に留どめると共に導線２０を付勢す
る。その結果、作用弁２２及び緩め弁２４は共に、制御
空気だめ圧力にそれ以上の変化が生じない閉弁状態もし
くはラップ状態をとることになる。

【００３３】その結果生、制御空気だめ圧力の減少は、
中継弁３４の制御ポートにおける圧力減少となって反映
し、該中継弁３４はそこで、分枝導管４１ａ、先導(lea
ding）もしくは制御（control)機関車ユニットの開いた
装気カットオフ弁６８、導管４１及び中継弁３４の排気
ポート４４を介してブレーキ管４０を通気するように動
作する。このようにして、列車ブレーキ管４０内の圧力
は、制御空気だめ２８の圧力減少に応じて減少し、常用
ブレーキ領域におけるブレーキ制御器の自動ハンドル１
２の選択された位置に応じて列車の車両にブレーキ作用
が加わる。

【００３４】

【機関車ブレーキの自動ブレーキ作用】同時に、電気フ
ィードバック信号が制御機関車及び非制御機関車双方に
おいて、ブレーキ管４０内の瞬時圧力に対応する電気フ
ィードバック信号がトランスジューサＴ４及び導線４５
を介してマイクロプロセッサ２に伝送される。導線４５
上のこのブレーキ管フィードバック信号は、マイクロプ
ロセッサ２における基準信号よりも小さいので、機関車
の自動ブレーキ制御回路６が付勢されて、導線５４及び
５６を介しブレーキ作用弁４６及び緩め弁４８の付勢を
行う。作用弁４６は、その入口Ｐが出口Ａに接続される
開放もしくは開弁位置に変位し、他方、緩め弁４８は、
出口Ａが入口Ｐから遮断される閉弁位置に移る。このよ
うにして、導線５２を介しトランスジューサＴ６からマ
イクロプロセッサ２に供給される電気フィードバック信
号が実効的にブレーキ管圧力減少に比例して増加する時
点まで、導管２６、作用弁４６及び導管４９を介し主空
気だめ圧力が制御空気だめ５０に供給される。尚、マイ
クロプロセッサ２は、制御空気だめ５０の空気圧力が約
２．５：１の割合でブレーキ管圧力減少に逆比例して変
化するように機関車の自動ブレーキ制御回路６の作用弁
４６及び緩め弁４８の制御を行う。

【００３５】その結果、制御空気だめ５０には圧力が発
生するが、この圧力は、導管５６、複式逆止弁６０及び
導管６１を介して中継弁６２の制御ポートに供給され
る。一方、中継弁６２は、主空気だめ２７からの空気
を、導管２６及び吐出導管６４を介してブレーキシリン
ダ６５に供給するように動作する。このようにして、ブ
レーキ制御回路６の制御下における制御機関車ブレーキ
圧力及び非制御機関車ブレーキ圧力は制御機関車ブレー
キ管制御回路４の制御下にある車両ブレーキ圧力と一致
する。

【００３６】

【機関車の空気圧バックアップブレーキ作用】空気圧制
御弁装置１１０は、ブレーキ管圧力における変動に応答
して自動ブレーキ制御回路６と並列に動作し機関車の自
動空気圧バックアップブレーキ作用を司る。列車全体に
亙る車両ブレーキの作用と関連して説明したように、ブ
レーキ管圧力の減少は制御弁装置１１０のポート１１７
における圧力減少となって反映する。鉄道ブレーキ技術
分野における専門家には周知の仕方で、制御弁装置１１
０は、このようなブレーキ管圧力の減少に応答して動作
して、補助空気だめ１１３内の圧力を、導管１１５、給
気ポート１１１、吐出ポート１２５及び導管１２９を介
して押退け空気だめ１３３及び複式逆止弁６０に供給す
る。制御弁装置１１０の動作に固有の遅延が原因で、自
動ブレーキ制御回路６の制御下にある導管５８内の圧力
は導管１２９内の圧力よりも前に複式逆止弁６０に達
し、例えば、後述するようにマイクロプロセッサの機能
不全が原因で、或はまた当該機関車が機関車車両編成に
おいて「遊び車両」として編成された場合に生起する自
動ブレーキ制御回路６の動作中断故障時に空気圧バック
アップ制御弁圧力が保持される。

【００３７】

【制御機関車におけるマイクロプロセッサの機能不全】
制御機関車のマイクロプロセッサ２に既述の各電空弁を
動作するための電力を供給できないような機能不全が生
じた場合には、図示のように、減勢状態をとる制御機関
車のブレーキ管制御回路４内の電空弁２２、２４に応答
して制御機関車は自動的にブレーキ作用を開始する。従
って、ブレーキ制御器のハンドル１２の位置に関係な
く、このような電力喪失で制御空気だめ２８は緩め弁２
４を介して排気されることになる。一方、中継弁３４
は、装気カットオフ弁６８を介しブレーキ管圧力を逃す
ように動作し、その結果生ずるブレーキ圧力減少で、通
常の周知の仕方で列車の車両に対するブレーキ作用が開
始される。

【００３８】ここで明らかなように、本発明によれば、
制御機関車の装気カットオフ弁６８は、該制御機関車の
マイクロプロセッサ２の上述のような電力喪失に関係な
く開弁位置に留どまる。このようなマイクロプロセッサ
２における電力喪失で先導電空弁８０が減勢されて、そ
れにより導管８３は複式逆止弁装置８４の１つの入口で
通気される。また、分枝導管４１ａ、装気カットオフ弁
のポート８９、連動室８８、ポート８７及び導管８６を
介して複式逆止弁装置８４の他方の入口に加わるブレー
キ管４０内の圧力は該複式逆止弁装置８４を介して、導
管８５、装気カットオフ弁のポート７８及び室７７に接
続される。このようにして、室７７内に加圧が維持され
るので、装気カットオフ弁のピストン６９は偏倚ばね７
４に抗して左方へと移動し続け、弁体７１を弁座７５か
ら離脱させ、それにより、ブレーキ管圧力がほぼ１０〜
１５ｐｓｉに減少する時点となるまで、上述のカットオ
フ弁６８の開位置が維持される。また、随伴電空弁７９
の減勢状態に応じて装気カットオフ弁の室７３は減圧さ
れた状態に留どまり、上述のピストン６９の左方向移動
を可能にすることは理解されるであろう。このように、
装気カットオフ弁６８がその開位置に保持されて、中継
弁３４を経るブレーキ管圧力の減少が許容される。

【００３９】先導機関車におけるブレーキ管圧力のこの
減少は、同時に、先導機関車において先に説明した空気
圧バックアップ制御弁装置１１０の動作を有効にし、そ
れにより、中継弁６２を介してブレーキ作用が実施され
る。このバックアップ空気ブレーキ制御は、機関車のブ
レーキシリンダ制御回路６が上述のように優先であると
いう理由から、通常の給電状態においては行われない
が、マイクロプロセッサ２における電力喪失が原因で電
空弁４６、４８が減勢されると、制御空気だめ５０が通
気状態になり、その結果、導管５８を介し複式逆止弁６
０には圧力が供給されなくなる。その結果、機関車の自
動ブレーキの制御が、制御機関車において、複式逆止弁
６０の他側に至る導管１２９を介して行われて、機関車
のブレーキが作用する。

【００４０】同時に、ブレーキ管圧力の実効的な減少
で、通常の周知の仕方で各車両及び／又は所要の電装が
施されていない機関車において列車ブレーキが作用し、
列車を安全に停止させる。

【００４１】上の説明から理解されるように、複式逆止
弁装置８４とブレーキ管圧力のカットオフ弁室７７への
フィードバック接続とが設けられていない場合には、該
室７７は先導機関車の先導電空弁８０の状態で通気され
ることになり、その結果、偏倚ばね７４により弁体７１
は弁座に着座して、導管４１を介するブレーキ管圧力の
排出を遮断し、ブレーキ管４０を中継弁３４から隔離
し、それにより、上述のような電力喪失に応じてブレー
キ管圧力を所望のように減少することは不可能となり、
ブレーキ作用を実現することはできないであろう。

【００４２】更に、装気カットオフ弁が開き、中継弁３
４が同時に大気に開放しているような状況下で、装気カ
ットオフ弁６８の閉鎖を確保するためには偏倚ばね７４
が必要である。上記のような事態が生ずると、ブレーキ
管圧力は大気中に逃げてしまう。例えば、既に説明した
ように、制御機関車上におけるマイクロプロセッサの電
力喪失に応答してブレーキ管から開始されるブレーキ作
用に続いて、ブレーキ管圧力は欠乏するので、以後の過
程において列車ブレーキを緩めるためには該ブレーキ管
を再装気しなければならない。マイクロプロセッサの電
力喪失が生起している制御機関車の状態を随伴機関車に
変更して、制御状態に格上げされた別の機関車の制御下
で「遊び車両（dead）」に編成した場合には、列車ブレ
ーキを緩めるためにブレーキ管４０を再装気しようとし
ても、この再装気は、既述のように、カットオフ弁６８
の閉鎖を確保するための偏倚ばね７４を設けていない場
合には、「遊び車両である（dead）」機関車の開いてい
る装気カットオフ弁６８及び中継弁３４を介してのブレ
ーキ管圧力の排出により無効にされてしまうであろう。

【００４３】

【随伴機関車におけるマイクロプロセッサの機能不全】
随伴機関車のマイクロプロセッサに機能不全が生じても
ブレーキ作用は行うべきではない。従って、ブレーキ管
制御回路４内の各電空弁２２、２４及び機関車ブレーキ
シリンダ制御回路６内の電空弁４６、４８には電力は供
給されない。このような電力喪失に応答して、通気状態
にある電空弁７９を介して装気カットオフ弁の室７３か
ら圧力が排出される。また、電空弁８０は導管８３を通
気するが、室７７内の圧力は、複式逆止弁８４を介して
供給されるブレーキ管圧力によって維持される。その結
果、ピストン６９を横切って圧力差が生ずるが、同時
に、電空弁２４が、制御空気だめ２８の通気に応答し、
中継弁３４を介し装気カットオフ弁６８のポート７６の
圧力が排出されて弁体７１を横切る圧力差が発生し、こ
の圧力差は閉弁方向に作用し、しかも、偏倚ばね７４に
より助勢される。その結果、室７７内の圧力に起因しピ
ストン６９に加わる反対方向の力は充分に相殺されて、
偏倚ばね７４の力で弁体７１は閉状態に維持されること
になる。装気カットオフ弁６８は、非制御ステータスの
機関車では閉じているので、中継弁３４によって行われ
る圧力減少はブレーキ管４０から隔離され、これによ
り、非制御状態の機関車がブレーキ管制御回路４内の電
空弁２２、２４のフェールセーフ動作に干渉することは
ない。また、電空弁４６、４８は空気だめ５０を通気す
るように構成されているので、このような随伴機関車の
マイクロプロセッサ電力喪失に起因し、非制御ステータ
スの機関車のブレーキシリンダ制御回路６を介してブレ
ーキ作用は行われない。従って、随伴機関車に、認識さ
れないブレーキ作用が存在する危険性は排除される。し
かし、バックアップ制御弁装置１１０は、編成列車内の
先導もしくは制御状態の機関車からブレーキ管減圧指令
を受けた場合には、非制御ステータスの機関車ユニット
に自動ブレーキ作用を行うように利用可能な状態に留ど
まる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明による機関車電空ブレーキ制御システ
ムを示す回路ダイヤグラムである。

【符号の説明】

２…マイクロプロセッサ（マイクロプロッセサ手段）、
１０…ブレーキ制御器（選択器手段）、２７…主空気だ
め（加圧流体源）、２８…制御空気だめ（加圧流体
源）、３４…中継弁（調節手段）、４０…ブレーキ管、
６８…装気カットオフ弁（装気カットオフ弁手段）、６
９…ピストン（ピストン部材）、７０…弁棒、７１…弁
体、７２…第４ポート、７３…第２の室、７４…偏倚ば
ね（偏倚手段）、７５…弁座、７６…給気ポート（第１
ポート）、７７…第１の室、７８…第３ポート、７９…
随伴電空弁（随伴電空弁装置）、８０…先導電空弁（先
導電空弁装置）、８４…複式逆止弁装置（検知手段）、
８８…連動室、８９…第２ポート、９１…二位置選択ス
イッチ（選択器手段）。

フロントページの続き (72)発明者 リチャード・エフ・バルキン アメリカ合衆国、ペンシルベニア州、ピ ッツバーグ、キルティ・ドライブ ４ (72)発明者 ジョージ・ビー・ネイルソン アメリカ合衆国、ペンシルベニア州、グ リーンスバーグ、バレー・ドライブ 1020

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 マイクロプロセッサを利用した機関車用
   ブレーキ制御システムのブレーキ管装気遮断装置であっ
   て、 （ａ） 加圧流体源と、 （ｂ） ブレーキ管と、 （ｃ） 前記加圧流体源と前記ブレーキ管との間に設け
   られて、或る選択された圧力に従い前記ブレーキ管内の
   流体の圧力を制御するための調節手段と、 （ｄ） 前記調節手段と前記ブレーキ管との間を流体圧
   力で連絡するための開位置と、該流体圧力の連絡を遮断
   するための閉位置とを有する装気カットオフ弁手段と、 （ｅ） 前記機関車の所望の制御運転モード又は非制御
   運転モードに従い、前記装気カットオフ弁手段の前記開
   位置及び前記閉位置を設定するための選択器手段と、 （ｆ） 前記調節手段及び前記選択器手段に電力を供給
   するためのマイクロプロセッサ手段とを備え、 前記選択器手段が、（ｉ） それぞれ、前記加圧流体源
   に接続された給気ポートと、付勢された状態で該給気ポ
   ートに連通し減勢された状態で大気に連通する吐出ポー
   トとを有する先導電空弁装置及び随伴電空弁装置と、
   （ii） 前記マイクロプロセッサ手段からの電力を前記
   先導電空弁装置及び前記随伴電空弁装置のいずれか一方
   に接続し、同時に前記先導電空弁装置及び前記随伴電空
   弁装置のうちの他方に対する前記マイクロプロセッサ手
   段からの電力を遮断し、前記機関車の制御運転モード及
   び非制御運転モードを設定し、前記先導電空弁装置は、
   前記制御運転モードで付勢され、前記随伴電空弁装置
   は、前記非制御運転モードで付勢され、 （ｇ） 前記調節手段並びに前記先導電空弁装置及び前
   記随伴電空弁装置に電力が供給されない場合に、前記ブ
   レーキ管と前記調節手段との間における流体圧力の連絡
   が遮断されるように前記装気カットオフ弁手段を前記閉
   位置に付勢する偏倚手段と、 （ｈ） 前記機関車が前記制御運転モードにある場合に
   前記マイクロプロセッサからの電力の損失に応答して前
   記装気カットオフ弁手段を前記偏倚手段に抗して前記開
   位置に維持するための検知手段と、 を備える、マイクロプロセッサを利用した機関車ブレー
   キ制御システム用のブレーキ管装気遮断装置。
2. 【請求項２】 前記装気カットオフ弁手段が、 （ａ） 連動室と、 （ｂ） 前記調節手段が接続される前記連動室の第１ポ
   ートと、 （ｃ） 前記ブレーキ管が接続される前記連動室の第２
   ポートと、 （ｄ） 前記第１ポート及び前記第２ポート間に設けら
   れた環状の弁座と、 （ｅ） 前記連動室内に前記環状の弁座と協働するよう
   に配設された弁体であって、前記閉位置においては該弁
   体の一側が前記弁座と係合し、前記開位置においては前
   記弁座から離脱する前記弁体と、 （ｆ） 一側に形成された第１の室及び該一側とは反対
   側に形成された第２の室内で動作するように配置された
   ピストン部材と、 （ｇ） 前記ピストン部材の前記一側と該一側の反対側
   にある前記弁体の一側とに接続される弁棒であって、前
   記第１の室内の流体圧力を受ける前記ピストン部材の面
   積が前記第２の室内の流体圧力を受ける前記ピストン部
   材の面積よりも前記弁棒の面積の分だけ小さくなるよう
   にする弁棒と、 （ｈ） 前記先導電空弁装置の前記吐出ポートを前記第
   １の室に接続する第３ポートと、 （ｉ） 前記随伴電空弁装置の前記吐出ポートを前記第
   ２の室に接続する第４ポートと、 を備える請求項１に記載のブレーキ管装気遮断装置。
3. 【請求項３】 前記検知手段が、前記第３ポートに接続
   された出口と、前記先導電空弁装置の前記吐出ポートの
   流体圧力を受ける第１の入口と、前記ブレーキ管の流体
   圧力を受ける第２の入口とを有する複式逆止弁装置を含
   み、該複式逆止弁装置は、前記第１及び第２の入口にお
   ける大きい方の圧力を前記出口に接続する、請求項２に
   記載のブレーキ管装気遮断装置。
4. 【請求項４】 前記偏倚手段はばねである、請求項１に
   記載のブレーキ管装気遮断装置。