JP3793068B2 - ブレーキシステム及びそのばね蓄勢方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鉄道車両等に用いられ、制輪子を駆動する作動装置を備えたブレーキシステム及びそのばね蓄勢方法に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
鉄道車両などのブレーキシステムには、車輪または車軸毎に、例えば特許協力条約に基づく国際公開番号ＷＯ９８／４７７５０のパンフレットに掲載された作動装置（電気式ブレーキアクチュエータ）を設けてブレーキ動作を行わせるものが提案されている。
上記作動装置は、モータの回転に基づいて、制輪子を駆動する押し棒をその軸方向に移動させる常用ブレーキ機構と、圧縮（蓄勢）状態に保持したばねを放勢させることにより上記押し棒を軸方向に移動させる安全ブレーキ機構とを備えたものである。また、一旦放勢したばねの蓄勢は、モータにて最大ブレーキ動作を実施することにより行われるようになっている。
【０００３】
ところが、従来のブレーキシステムでは、車両の全ての作動装置を同時に動作させて、上記ばねの蓄勢動作を一斉に実施していた。このため、その蓄勢動作に要する消費電力のピーク値が大きくなるという問題があった。また、ばねが蓄勢状態で保持されているかどうかについて確認するために、ブレーキを緩める必要があるが、全ての作動装置を同時に動作させていたので、全てのブレーキが同時に緩み、車両が転動するおそれがあった。
また、複数の作動装置について一台ずつ、ばねを蓄勢することも考えられるが、この場合には一車両分の蓄勢動作を完了するまでに長い時間が必要となり、車両の運行を阻害するおそれがある。
【０００４】
上記のような従来の問題点に鑑み、本発明は、ばねの蓄勢動作に要する消費電力のピーク値を抑えることができるとともに、車両が転動するのを防ぐことができ、しかも車両全体のばねの蓄勢動作に要する時間を短縮することができるブレーキシステム及びそのばね蓄勢方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明のブレーキシステムは、車両の複数の台車の各々に設けられた複数の各車軸毎または前記車軸に設けられた一対の各車輪毎に、制輪子を作動させる押し棒をモータの出力に基づいて移動させる常用ブレーキ機構部と、前記モータにより蓄勢されるばねを蓄勢状態で保持するとともに、当該ばねの出力に基づいて前記押し棒を移動させる安全ブレーキ機構部とを有する作動装置を設けたブレーキシステムであって、
前記複数の車軸のうち、少なくとも１つの車軸に対するブレーキ動作を行わせた状態で、残りの車軸用の前記作動装置に対して、ばねの蓄勢動作を行わせるとともに当該ばねを蓄勢状態で保持したことを確認する保持確認動作を行わせる制御装置を設けたことを特徴とするものである（請求項１）。
【０００６】
上記のように構成されたブレーキシステムでは、制御装置が複数の作動装置のうち、上記少なくとも１つの車軸用の作動装置以外の作動装置に対して、ばねの蓄勢動作を行わせることにより、ばねの蓄勢動作に要する消費電力のピーク値を抑える。また、制御装置は少なくとも１つの車軸に対するブレーキ動作を行わせた状態で残りの車軸用の作動装置に対して、上記保持確認動作を行わせるので、全ての制輪子が同時に緩められるのを防止する。しかも、制御装置が少なくとも１つの車軸用の作動装置及び残りの車軸用の作動装置に対して、ばねの蓄勢動作を順次行わせることにより、複数の作動装置を一台ずつ行わせる場合に比べて車両全体のばねの蓄勢動作に要する時間を短縮する。
【０００７】
また、上記ブレーキシステム（請求項１）において、前記制御装置は、前記ばねの蓄勢動作及び保持確認動作を完了した作動装置に対して、その常用ブレーキ機構部を動作させ、対応する制輪子によりブレーキ力を車軸に作用させることが好ましい（請求項２）。
この場合、上記常用ブレーキ機構部を動作させることにより、ばねの蓄勢動作及び保持確認動作を完了した後でもブレーキ力が制輪子から車軸に作用する。
【０００８】
また、本発明のブレーキシステムのばね蓄勢方法は、車両の複数の台車の各々に設けられた複数の各車軸毎または前記車軸に設けられた一対の各車輪毎に、制輪子を作動させる押し棒をモータの出力に基づいて移動させる常用ブレーキ機構部と、前記モータにより蓄勢されるばねを蓄勢状態で保持するとともに、当該ばねの出力に基づいて前記押し棒を移動させる安全ブレーキ機構部とを有する作動装置を設けたブレーキシステムのばね蓄勢方法であって、
前記複数の車軸のうち、少なくとも１つの車軸用の前記作動装置を動作させて、対応する制輪子によりブレーキ力を当該車軸に作用させ、
前記複数の車軸のうち、残りの車軸用の前記作動装置に対して、ばねの蓄勢動作を行わせ、
その後、前記残りの車軸用の前記作動装置に対して、ばねを蓄勢状態で保持したことを確認する保持確認動作を行わせることを特徴とするものである（請求項３）。
【０００９】
上記のブレーキシステムのばね蓄勢方法では、複数の作動装置のうち、上記少なくとも１つの車軸用の作動装置以外の作動装置に対して、ばねの蓄勢動作を行わせることにより、ばねの蓄勢動作に要する消費電力のピーク値を抑える。また、少なくとも１つの車軸に対してブレーキ力を作用させた状態で、残りの車軸用の作動装置に対して、上記保持確認動作を行わせるので、全ての制輪子が同時に緩められるのを防止する。しかも、少なくとも１つの車軸用の作動装置及び残りの車軸用の作動装置に対して、ばねの蓄勢動作を順次行わせることにより、複数の作動装置を一台ずつ行わせる場合に比べて車両全体のばねの蓄勢動作に要する時間を短縮する。
【００１０】
また、上記ブレーキシステムのばね蓄勢方法（請求項３）において、前記残りの車軸用の前記作動装置が前記ばねの蓄勢動作を完了させた後、直ちに前記少なくとも１つの車軸用の前記作動装置に対して、ばねの蓄勢動作を行わせてもよい（請求項４）。
この場合、消費電力のピーク値を抑えるとともに、複数の作動装置を一台ずつ行わせる場合に比べて車両全体のばねの蓄勢動作に要する時間をさらに短縮する。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の一実施形態に係るブレーキシステムの構成を示すブロック図である。
図１において、本実施形態のブレーキシステムは、例えば２つの台車１２，１３を有する車両１０毎に設置され、鉄道車両の運転台からのブレーキ指令信号が入力される制御装置１１と、各台車１２，１３の一対の車軸１２ａ，１２ｂ；１３ａ，１３ｂにそれぞれ設けられ、上記制御装置１１により制御される作動装置１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄと、これらの作動装置１４ａ〜１４ｄにそれぞれ駆動されて、対応する車輪踏面に圧接するブレーキシュー（制輪子）１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄ（以下、“１５”と総称する。）とを備えている。各作動装置１４ａ〜１４ｄ及びブレーキシュー１５は、各車軸１２ａ，１２ｂ；１３ａ，１３ｂに固定された左右の車輪毎に設けられ、車軸単位でブレーキ動作を行う。
【００１２】
次に、上記作動装置１４ａについて、その詳細な構成を示す図２を参照して説明する。尚、作動装置１４ａ〜１４ｄは全て同一に構成されたものであり、残りの作動装置１４ｂ〜１４ｄも同様な構成を有する。
図２において、上記作動装置１４ａ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、非常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のばねが蓄勢される。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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に形成された周溝に挿入され得る形状となっている。この周溝にはリング状の弾性部材（ゴム等）３２２が装着され、その下端面が上端部の端面全周に当接している。また、上端部の内側には２段の段部が設けられており、これらの段部が、対応する案内スリーブ３０１の段部に当接する位置が押さえ部材３０２の上限位置となる。すなわち、押さえ部材３０２は、支持リング３２１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。
【００２１】
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。
【００２２】
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の蓄勢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を蓄勢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。
【００２３】
上記制御装置１１は、各作動装置１４ａ〜１４ｄのモータ２００、電磁石３１５、及び圧力センサ３２３に接続されている。この制御装置１１は、上記ブレーキ指令信号に従って、モータ２００及び電磁石３１５に指令信号を出力する。作動装置１４ａ〜１４ｄは、圧力センサ３２３からの入力信号を用いたフィードバック制御を行うことにより、入力された指令信号に応じたブレーキ動作がブレーキシュー１５ａ〜１５ｄにより行われるよう動作する。
【００２４】
以下、本実施形態のブレーキシステムの動作について説明する。
まず、一つの作動装置１４ａに対する制御装置１１の制御動作について、図２を参照して説明する。
最初に、常用ブレーキ動作について簡単に説明する。制御装置１１にブレーキ指令信号が入力され、制御装置１１は、その時の車両荷重状態や発電ブレーキ力を元に作動装置１４ａが発生すべきブレーキ力を演算し、その結果（指令信号）を作動装置１４ａへ伝送する。作動装置１４ａが、図２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、ブレーキシュー１５ａ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】
続いて、安全ブレーキ動作について説明する。図２に示す状態において、ばね３０５，３０６は蓄勢され、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、安全ブレーキ指令信号に基づいて電磁石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、ブレーキシュー１５ａが作動する。
【００２７】
ブレーキシュー１５ａ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、電磁石３１５を励磁してモータ２００が稼働可能となってから、最大ブレーキ動作が行われるように、制御装置１１及び作動装置１４ａはモータ２００に指令信号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、さらに前進することはできない。従って、ねじ４０３の回転力は、ねじ４０３自身を後退させる力に変換され、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し、再びばね３０５，３０６を圧縮して図２に示す位置に復帰する。
【００２９】
圧力センサ３２３は、モータ２００の出力に基づいて付与される楔ピストン３０４の持ち上げ力すなわちばね３０５，３０６を蓄勢する圧力を、当該ばね３０５，３０６を介して検知する。また、作動装置１４ａは、楔ピストン３０４が別途設けた検知ＳＷにより所定位置まで上昇したことを検知すると、ばね３０５，３０６の蓄勢動作が完了したと判断し、モータ２００を停止する。その後、電磁石３１５の励磁により係止スリーブ３１３が回転規制され、係止ばね３１４を介してねじ軸サポート３１０及びねじ軸３０８がロック（保持）される。従って、その時点でばね３０５，３０６に蓄えられていたエネルギーが保持される。
【００３０】
続いて、制御装置１１及び作動装置１４ａは、ブレーキ緩め動作が行われるように、モータ２００を逆転させる。このモータ２００の逆転により、楔ピストン３０４の持ち上げ力が失われて、圧力センサ３２３が検知する圧力は急激に低下して０になる。そして、作動装置１４ａは、モータ２００の回転量が所定量以下であることを条件にしてこの圧力センサ３２３からの圧力が０になったことを検知すると、上記保持手段がそのばね３０５，３０６を蓄勢状態で保持したことを確認する保持確認動作が完了したと判断する。
【００３１】
次に、４つの各作動装置１４ａ〜１４ｄに対する制御装置１１の制御動作について、図１及び２、並びに図３を参照して説明する。尚、以下の説明では、全ての作動装置１４ａ〜１４ｄの安全ブレーキ機構部３が作動したあとの各作動装置１４ａ〜１４ｄに対する上記蓄勢動作及び保持確認動作について説明する。また、図３（ａ）に示す表示信号は、安全ブレーキ機構部３が作動した場合に制御装置１１から上記運転台に出力される信号であり、ＯＮ状態において運転士等にばね３０５，３０６を蓄勢する必要があることを通知する。
【００３２】
図３の時点Ｔ1において、制御装置１１は、作動装置１４ｂ，１４ｄの各圧力センサ３２３からの圧力に基づいて、作動装置１４ｂ，１４ｄがブレーキシュー１５ｂ，１５ｄを駆動して車軸１２ｂ，１３ｂにブレーキ力を作用させているのを確認すると、残りの作動装置１４ａ，１４ｃに対して、上記蓄勢動作を行わせる。それゆえ、作動装置１４ａ，１４ｃの各モータ２００には電流の供給が開始される。
続いて、時点Ｔ2において、作動装置１４ａ，１４ｃは、各圧力センサ３２３からの圧力が最大ブレーキ力に相当の上記蓄勢完了レベルに達したことを検知すると、各ばね３０５，３０６の蓄勢動作が完了したと判断し、そのモータ２００への電流供給を停止させる。
【００３３】
その後、制御装置１１は、時点Ｔ3において、作動装置１４ａ，１４ｃの各圧力センサ３２３からの圧力に基づいて、作動装置１４ａ，１４ｃがブレーキシュー１５ａ，１５ｃを駆動して車軸１２ａ，１３ａの車輪に最大ブレーキ力を作用させているのを確認すると、残りの作動装置１４ｂ，１４ｄに対して、上記蓄勢動作を行わせる。これにより、作動装置１４ｂ，１４ｄの各モータ２００には電流の供給が開始される。
続いて、時点Ｔ4において、作動装置１４ｂ，１４ｄは、各圧力センサ３２３からの圧力が上記蓄勢完了レベルに達したことを検知すると、各ばね３０５，３０６の蓄勢動作が完了したと判断し、そのモータ２００への電流供給を停止させる。
【００３４】
上記時点Ｔ1〜Ｔ4における制御動作から明らかなように、制御装置１１は全ての作動装置１４ａ〜１４ｄに対して、ばね３０５，３０６の蓄勢動作を同時に行わせていないので、ばね３０５，３０６の蓄勢動作に要する消費電力のピーク値を抑えることができる。しかも、制御装置１１は、作動装置１４ａ，１４ｃ及び１４ｂ，１４ｄの順番でばね３０５，３０６の蓄勢動作を順次行わせているので、複数の作動装置１４ａ〜１４ｄを一台ずつ行わせる場合に比べて車両全体のばね３０５，３０６の蓄勢動作に要する時間を短縮することができ、車両の運行を阻害するのを防ぐことができる。
【００３５】
尚、上記の説明では、時点Ｔ3において、作動装置１４ｂ，１４ｄのばね３０５，３０６の蓄勢動作を行わせているが、時点Ｔ2において、作動装置１４ａ，１４ｃがばね３０５，３０６の蓄勢動作を完了させると、その作動装置１４ａ，１４ｃの各モータ２００への供給電流は停止される。それゆえ、作動装置１４ａ，１４ｃがばね３０５，３０６の蓄勢動作を完了させた時点Ｔ2の後、直ちに作動装置１４ｂ，１４ｄにばね３０５，３０６の蓄勢動作を行わせ、作動装置１４ｂ，１４ｄの各モータ２００への電流供給を開始した場合でも、消費電力のピーク値を抑えることができるとともに、複数の作動装置１４ａ〜１４ｄを一台ずつ行わせる場合に比べて車両全体のばね３０５，３０６の蓄勢動作に要する時間をさらに短縮することができる。
【００３６】
次に、制御装置１１は、時点Ｔ5において、作動装置１４ｂ，１４ｄの各圧力センサ３２３からの圧力に基づいて、作動装置１４ｂ，１４ｄがブレーキシュー１５ｂ，１５ｄを駆動して車軸１２ｂ，１３ｂに最大ブレーキ力を作用させているのを確認すると、残りの作動装置１４ａ，１４ｃに対して、上記保持確認動作を行わせる。それゆえ、作動装置１４ａ，１４ｃの各モータ２００が逆回転するよう電流の供給が開始される。
続いて、時点Ｔ6において、作動装置１４ａ，１４ｃは、モータ２００の回転量が所定量以下であることを条件にして各圧力センサ３２３からの圧力が０になったことを検知すると、保持確認動作が完了したと判断し、その各モータ２００への電流供給を停止させる。このように、作動装置１４ａ，１４ｃの保持確認動作は、作動装置１４ｂ，１４ｄがブレーキシュー１５ｂ，１５ｄを駆動して車軸１２ｂ，１３ｂの車輪に最大ブレーキ力を作用させている状態で行われるので、全てのブレーキシュー１５が同時に緩められるのを防止することができ、車両１０が転動するのを防ぐことができる。
【００３７】
次に、制御装置１１は、時点Ｔ7において、作動装置１４ａ，１４ｃに対して、その常用ブレーキ機構部３によりブレーキシュー１５ａ，１５ｃを駆動して車軸１２ａ，１３ａの車輪に、例えば最大ブレーキ力を作用させるように指示する。これにより、制御装置１１が、時点Ｔ8において、作動装置１４ａ，１４ｃの各圧力センサ３２３からの圧力に基づき車軸１２ａ，１３ａの車輪に最大ブレーキ力を作用していることを検知するまで、作動装置１４ａ，１４ｃの各モータ２００への電流供給が行われる。
その後、制御装置１１は、時点Ｔ9において、残りの作動装置１４ｂ，１４ｄに対して、上記保持確認動作を行わせる。それゆえ、作動装置１４ｂ，１４ｄの各モータ２００が逆回転するよう電流の供給が開始される。
続いて、時点Ｔ10において、作動装置１４ｂ，１４ｄは、モータ２００の回転量が所定量以下であることを条件にして各圧力センサ３２３からの圧力が０になったことを検知すると、保持確認動作が完了したと判断し、そのモータ２００への電流供給を停止させる。このように、作動装置１４ｂ，１４ｄの保持確認動作は、作動装置１４ａ，１４ｃがブレーキシュー１５ａ，１５ｃを駆動して車軸１２ａ，１３ａの車輪に最大ブレーキ力を作用させている状態で行われるので、全てのブレーキシュー１５が同時に緩められるのを防止することができ、車両１０が転動するのを防ぐことができる。
【００３８】
次に、制御装置１１は、上記のように作動装置１４ａ〜１４ｄの保持確認動作が完了したと判断すると、時点Ｔ11において、上記表示信号をＯＮ状態からＯＦＦ状態に変更するとともに、作動装置１４ａ，１４ｃに対して、その常用ブレーキ機構部３によりブレーキシュー１５ａ，１５ｃを駆動して車軸１２ａ，１３ａの車輪に所定のブレーキ力（例えば、非常ブレーキ力）を作用させるように指示する。これにより、時点Ｔ12において、作動装置１４ａ，１４ｃは、各圧力センサ３２３からの圧力に基づき車軸１２ａ，１３ａの車輪に所定のブレーキ力を作用させていることを検知するまで、モータ２００を逆回転させる。
次に、制御装置１１は、時点Ｔ13において、作動装置１４ｂ，１４ｄに対して、その常用ブレーキ機構部３によりブレーキシュー１５ｂ，１５ｄを駆動して車軸１２ｂ，１３ｂの車輪に上記所定のブレーキ力を作用させるように指示する。これにより、制御装置１１が、時点Ｔ14において、作動装置１４ｂ，１４ｄの各圧力センサ３２３からの圧力に基づき車軸１２ｂ，１３ｂの車輪に所定のブレーキ力を作用させていることを検知するまで、作動装置１４ｂ，１４ｄの各モータ２００への電力供給が行われる。以上のように、制御装置１１が作動装置１４ａ〜１４ｄの常用ブレーキ機構部３を動作させることにより、上記所定のブレーキ力がブレーキシュー１５から対応する車軸１２ａ〜１３ｂの車輪に作用するので、ばね３０５，３０６の蓄勢動作及び保持確認動作を完了した後に車両１０が転動するのをより確実に防ぐことができる。
【００３９】
尚、上記の説明では、制御装置１１が車軸１２ａ，１３ａ用の作動装置１４ａ，１４ｃ及び車軸１２ｂ，１３ｂ用の作動装置１４ｂ，１４ｄ毎にばね３０５，３０６の蓄勢動作を行わせ、かつ保持確認動作を行わせる構成について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、複数の車軸のうち、少なくとも１つの車軸に対するブレーキ動作を行わせた状態で、残りの車軸用の作動装置に対して、ばねの蓄勢動作を行わせるとともに当該ばねを蓄勢状態で保持したことを確認する保持確認動作を行わせるものであればよい。例えば台車１２の車軸１２ａ，１２ｂ及び台車１３の車軸１３ａ，１３ｂ毎に、対応する作動装置を動作させてもよい。
【００４０】
また、上記の説明では、車軸の両端に固定された各車輪に対して制輪子（ブレーキシュー）を作動させる構成について説明したが、車軸に固定されたブレーキディスクを挟圧する制輪子（ブレーキパッド）及び作動装置を設けてブレーキ動作を行わせるものでもよい。
【００４１】
【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のブレーキシステムによれば、制御装置が複数の全ての作動装置に対して、ばねの蓄勢動作を同時に行わせないので、ばねの蓄勢動作に要する消費電力のピーク値を抑えることができる。また、全ての制輪子が同時に緩められるのを防止することができるので、車両が転動するのを防ぐことができる。しかも、制御装置が少なくとも１つの車軸用の作動装置及び残りの車軸用の作動装置に対して、ばねの蓄勢動作を順次行わせるので、複数の作動装置を一台ずつ行わせる場合に比べて車両全体のばねの蓄勢動作に要する時間を短縮することができ、車両の運行が阻害されるの防ぐことができる。
【００４２】
請求項２のブレーキシステムによれば、ばねの蓄勢動作及び保持確認動作を完了した後に車両が転動するのをより確実に防ぐことができる。
【００４３】
請求項３のブレーキシステムのばね蓄勢方法によれば、複数の作動装置のうち、上記少なくとも１つの車軸用の作動装置以外の作動装置に対して、ばねの蓄勢動作を行わせるので、ばねの蓄勢動作に要する消費電力のピーク値を抑えることができる。また、全ての制輪子が同時に緩められるのを防止することができるので、車両が転動するのを防ぐことができる。しかも、少なくとも１つの車軸用の作動装置及び残りの車軸用の作動装置に対して、ばねの蓄勢動作を順次行わせるので、複数の作動装置を一台ずつ行わせる場合に比べて車両全体のばねの蓄勢動作に要する時間を短縮することができ、車両の運行が阻害されるの防ぐことができる。
【００４４】
請求項４のブレーキシステムのばね蓄勢方法によれば、消費電力のピーク値を抑えることができるとともに、複数の作動装置を一台ずつ行わせる場合に比べて車両全体のばねの蓄勢動作に要する時間をさらに短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係るブレーキシステムの構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示した作動装置の詳細な構成を示す断面図である。
【図３】図１に示した制御装置の制御動作例を示すタイミングチャートである。
【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
１０ 車両
１１ 制御装置
１２，１３ 台車
１２ａ，１２ｂ，１３ａ，１３ｂ 車軸
１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ 作動装置
１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄ ブレーキシュー（制輪子）
２００ モータ
３０５，３０６ ばね
４０２ 押し棒

Claims (4)

1. 車両の複数の台車の各々に設けられた複数の各車軸毎または前記車軸に設けられた一対の各車輪毎に、制輪子を作動させる押し棒をモータの出力に基づいて移動させる常用ブレーキ機構部と、前記モータにより蓄勢されるばねを蓄勢状態で保持するとともに、当該ばねの出力に基づいて前記押し棒を移動させる安全ブレーキ機構部とを有する作動装置を設けたブレーキシステムであって、
   前記複数の車軸のうち、少なくとも１つの車軸に対するブレーキ動作を行わせた状態で、残りの車軸用の前記作動装置に対して、ばねの蓄勢動作を行わせるとともに当該ばねを蓄勢状態で保持したことを確認する保持確認動作を行わせる制御装置を設けたことを特徴とするブレーキシステム。
2. 前記制御装置は、前記ばねの蓄勢動作及び保持確認動作を完了した作動装置に対して、その常用ブレーキ機構部を動作させ、対応する制輪子によりブレーキ力を車軸に作用させることを特徴とする請求項１記載のブレーキシステム。
3. 車両の複数の台車の各々に設けられた複数の各車軸毎または前記車軸に設けられた一対の各車輪毎に、制輪子を作動させる押し棒をモータの出力に基づいて移動させる常用ブレーキ機構部と、前記モータにより蓄勢されるばねを蓄勢状態で保持するとともに、当該ばねの出力に基づいて前記押し棒を移動させる安全ブレーキ機構部とを有する作動装置を設けたブレーキシステムのばね蓄勢方法であって、
   前記複数の車軸のうち、少なくとも１つの車軸用の前記作動装置を動作させて、対応する制輪子によりブレーキ力を当該車軸に作用させ、
   前記複数の車軸のうち、残りの車軸用の前記作動装置に対して、ばねの蓄勢動作を行わせ、
   その後、前記残りの車軸用の前記作動装置に対して、ばねを蓄勢状態で保持したことを確認する保持確認動作を行わせることを特徴とするブレーキシステムのばね蓄勢方法。
4. 前記残りの車軸用の前記作動装置が前記ばねの蓄勢動作を完了させた後、直ちに前記少なくとも１つの車軸用の前記作動装置に対して、ばねの蓄勢動作を行わせることを特徴とする請求項３記載のブレーキシステムのばね蓄勢方法。

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