JP4491092B2 - Brake equipment for railway vehicles - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車輪踏面のある位置に発生した小さなタイヤフラットが、同タイヤフラット部における再滑走により、冗長して大きなタイヤフラットとなるのを防ぐ鉄道車両用ブレーキ装置に関する。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
鉄道車両において、車両走行中にブレーキをかけた際に、車輪とレールの接触部分で局所的な粘着力の低下が生じる場合がある。粘着力の低下は、降雨初期、降霜時あるいは降雪時に著しい。粘着低下が生じてブレーキ力が粘着力を上回ると、車輪が一時的に回転停止してレール上を滑走する。このとき、状況によっては、車輪踏面が局所的に平坦に磨滅し、タイヤフラットが発生する。タイヤフラットが発生すると、いびつな形になった車輪が回転することとなるので、騒音や振動が発生する。このため、当然のこととして乗り心地も低下する。騒音や振動の発生は、磨滅の度合いが大きいほど顕著であり、最悪の場合は軌道破壊や輪軸破壊の原因ともなる。
【0003】
タイヤフラットが発生しても、車輪が回転することによりフラット部分の角が潰され、騒音や振動は軽微になってゆく傾向がある。しかしながら、図5(A)に示すような、車輪1にタイヤフラットの発生していない正常状態から、図5(B)に示すように小さなタイヤフラット1xが発生すると、再ブレーキ時にフラット部分1xで車輪が停止し易くなって、図5(C)に示すように大きなタイヤフラット1yになる可能性がある。
【0004】
ブレーキ時の再滑走は、フラット部分において起こり易いことが確認されている。これは、フラット部分がレールと接触するときの衝撃や、一時的な輪重減少(フラット部分の面圧が下がること;これを輪重抜けという)により、ブレーキ力が粘着力を上回り易いためであると考えられる。フラット部分が大きいほど、ブレーキ時の再滑走が起こり易い傾向もある。
なお、実際には、1個の車輪で複数箇所にタイヤフラットが発生する例は非常に少ない。したがって、実例からも、小さなフラット部分でブレーキ時に再滑走が起こり、大きなタイヤフラットへと冗長されていくものであるといえる。
【0005】
大きなタイヤフラットが発生した車輪を使用し続けると、運用上の問題(上記騒音・振動、軌道破壊や輪軸破壊、乗り心地の低下等)が引き起こされる。このため、従来は、急遽車輪削正を行うようにしている。この車輪削正は、電車区等に設けられた車輪旋盤、在姿フライスあるいは円周ガイド等を用い、フラット部分を削って修正する作業である。
【0006】
ところが、車輪旋盤を用いる場合は、車輪を一旦台車から取り外す大作業が必要である。
一方、在姿フライスを用いる場合は、車輪の外周を専用のフライス盤である径の円となるように削っていくので、車輪を取り外す必要はない。しかしながら、軸箱端部の分解作業等を行わなければならないので、この場合も大作業が必要となる。
円周ガイドを用いる場合は、車輪の最外周の鍔部を受けた状態で、車輪を回しながら車輪踏面を削るので、大きなフラットを削る際に真円度の確保が難しい。このように、いずれの場合も莫大な労力と費用がかかっていた。しかも、車輪削正を行うと、大きなフラットほど切り込み量も多いので、車輪の寿命が短くなり不経済である。
【0007】
一方、タイヤフラット防止のための他の対策としては、車両に滑走防止機構等を装着する方法がある。ところが、滑走防止機構は、全ての車両に搭載されてはいない。また、搭載されている車両であっても、予想外の急ブレーキ時等においてはタイヤフラットが発生する可能性がある。したがって、結局上記車輪削正作業を行う以外には方法はなかった。このように、一旦発生したタイヤフラットを走行中に除去することは困難であり、大きなフラットへの成長を抑制する対策は現在のところ行われていない。
【0008】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、小さなタイヤフラット部分の再滑走を防ぎ、大きなタイヤフラットとなるのを防ぐ全く新しい方式の鉄道車両用ブレーキ装置を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、本発明のベースとなる鉄道車両用ブレーキ装置は、車輪踏面の局所的磨滅(タイヤフラット)の発生を検知する検知手段と、 車輪のタイヤフラット部がレールと接する時点でブレーキ力を一時的に弱めるブレーキ力制御手段と、 を具備する。
【0010】
検知手段により、車輪踏面のタイヤフラットを検知する。これは、例えば車軸箱の振動加速度と車輪の回転周期からタイヤフラットの位置を検出することにより行う。検知手段の検知結果に基づき、ブレーキ力制御手段により、フラット部分がレール面に合致する直前に、フラット部分の再滑走を防止する程度に僅かにブレーキを緩め、フラット部分がレール面から離れるときに再度ブレーキを強める。なお、ブレーキ制御は、輪軸1軸ごとに行う。
【0011】
ブレーキ力を緩めることで、ブレーキ距離が長くなることが懸念される。しかし、実際にはタイヤフラットが発生した場合の方がブレーキ距離は長くなる(動摩擦になるため)。このため、結果的にはフラット部分での滑走再発が起きた場合よりもブレーキ距離を短縮することができる。なお、本発明は、前進安定性の確保を目的とするもの(例えば自動車のアンチロックブレーキシステム等)ではなく、車輪とレール間の粘着力の確保を目的としたものである。
【0012】
本発明のブレーキ装置用のブレーキとしては、応答性の良い電磁式ブレーキ等の非空気式ブレーキが、俊敏な制御が可能であるため最も好ましい。但し、空気式や油圧式ブレーキでも、ブレーキ力を瞬時に微少に増減できれば用いることが可能である。この場合、ブレーキシリンダ近傍に吐出弁を設けて制御してもよいし、油圧による制御でもよい。さらに、踏面方式あるいはブレーキディスク方式にも適用することが可能である。応答性の高い機械ブレーキ装置を用いることにより、車輪1回転毎に一瞬(フラット部分の転がり時)だけブレーキを緩める制御ができ、フラット部分の再滑走を防止することができる。
【0013】
本発明の鉄道車両用ブレーキ装置においては、 上記検知手段が、 車軸箱の加速度を検出する加速度センサと、 車輪の回転角度を検出する回転角度センサと、 車輪がある回転角度位置のときに、所定以上の加速度が同期的に発生することを以って、該位置にタイヤフラットが発生したと判定するタイヤフラット判定部と、 を具備することができる。
【0014】
タイヤフラットが発生すると、車輪1回転につき1度大きな振動波形が発生する。タイヤフラット判定部は、車輪がある回転角度位置で所定以上の加速度が同期的に発生したとき、その回転角度位置にタイヤフラットが発生したと判定する。そして、次回に大きな振動波形が発生する直前に、ブレーキ力制御手段により僅かにブレーキ力を減圧する。これにより、フラット部分でのブレーキ力が過大(瞬時の輪重減少)にならないようにできるので、フラット部分の成長を防止できる。なお、レール継ぎ目等の断続的な振動と、タイヤフラットに起因する周期的な振動とを見分けるには、加速度センサの波形発生周期と、回転角度センサのパルスとを照査することにより判別できる。
【0015】
このように、本発明では、降雨時等の粘着力低下時に発生したタイヤフラットが大きくならないようにブレーキ力を制御するため、振動や沿線騒音が防止される、あるいは軌道破壊、輪軸の破壊を回避することができる。このため、乗り心地の著しい低下も防止することができる。フラット部分が大きくならなければ、車輪削正量も減り、車輪の寿命を延長することができ、経済性も向上する。さらに、本発明を既存のブレーキシステムに適用する際には、僅かな追加工事でよく、大掛かりな改造・設計変更は不要である。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ説明する。
{第1実施例}
図1は本発明の第1実施例に係る鉄道車両用ブレーキ装置を示す図であり、(A)は模式的な構成図、(B)は作動説明図である。図2(A)は図1の鉄道車両用ブレーキ装置をより具体的に示す図であり、図2(B)は図2(A)の詳細図である。図3は同鉄道車両用ブレーキ装置のブレーキシリンダ近傍の構成を示す概念図である。
【0017】
図1に示すように、この例の鉄道車両用ブレーキ装置は、車輪1の踏面を挟んで両側(図では片側のみを示す)に、制輪子3を備えている。制輪子3は、鋳鉄等からなるブレーキパッドである。制輪子3は、図3に最も良く示すように、ブレーキシリンダ5のロッド5aに取り付けられている。このブレーキシリンダ5は、電気式のアクチュエータである。ブレーキシリンダ5の内部には、復元ばね7が装備されている。復元ばね7は、ロッド5aの退避の駆動力として作用する。
【0018】
なお、車輪踏面に制輪子を押し付ける方式のブレーキ装置には、両抱式(両側から2つの制輪子を押し付ける方式)と、片押し式(片側から1つの制輪子を押し付ける方式)がある。本実施例ではいずれも適用できるが、以下、1つの制輪子3についてのみ説明することとする。
【0019】
ブレーキシリンダ5は、制御装置10に接続されている。この制御装置10には、車両の運転台に設置されている逆転ハンドル(前後進ハンドル)13と、ブレーキ装置15が接続されている。逆転ハンドル13は、前位置、中立、後位置の3ポジションを有する手動ハンドルである。
【0020】
一方、ブレーキ装置15は、2ハンドル方式の電気指令式のブレーキ装置である。日本の車両(電車・気動車)では、一般に、運転台の右側に設置されており、新幹線・機関車では左側に設置されている。ブレーキ装置15は、ハンドル15aを備えている。同ハンドル15aを回すことにより、ブレーキ装置15が作動する。ハンドル15aの回転角度に応じたブレーキ力を得ることができ、マスコンとブレーキが一体となったワンハンドル式も同様である。
【0021】
図1及び図2に示すように、車輪1の軸箱2には、加速度センサ(振動加速度計)17が取り付けられている。加速度センサ17は、車両の各車軸毎(1軸毎)に取り付けられている。各加速度センサ17は、制御装置10に接続されている。加速度センサ17は、車軸を支持する軸箱2の加速度を検出し、その検出結果を制御装置10に送出する。
【0022】
さらに、車輪1には回転角度センサ(車輪回転パルス発生器)19も取り付けられている。回転角度センサ19は、上記振動加速度計17と一体で各車軸毎に取り付けられているものと、振動加速度計17とは別体のもの(簡略タイプ)とがある。簡略タイプの場合は、1両の車両につき4個ずつ取り付けられている。回転角度センサ19は、車輪1の回転角度を検出し、その検出結果を制御装置10に送出する。車輪1回転(円周約3m)に相当するパルス数は、600パルス程度である。なお、回転角度センサ19は、動力を有する歯車付き車軸の場合には歯数センサやモータ内蔵のエンコーダで代用してもよい。
【0023】
制御装置10は、車輪1がある回転角度位置のとき(回転角度センサ19により検出される)に、所定以上の加速度(加速度センサ17により検出される)が同期的に発生する場合、この位置にタイヤフラットが発生したと判定する。そして、車輪1のフラット部分がレール面と接する時点で、ブレーキシリンダ5の電磁力を一時的に弱めるとともに、フラット部分がレール面から離れるときに再度ブレーキシリンダ5の電磁力を強めるように制御する。なお、このようなブレーキシリンダ5の電磁力可変制御は、各輪軸毎に個別に行う。
【0024】
なお、制御装置10において、加速度センサ17の波形発生周期と、回転角度センサ19のパルスとを照査することにより、レール継ぎ目等の断続的な振動(レール長さ25mに依存する振動)と、タイヤフラットに起因する周期的な振動(車輪周長(半径)比例の振動)とを見分けることができる(詳しくは後述する)。
【0025】
次に、上記の構成からなる鉄道車両用ブレーキ装置の作用について説明する。タイヤフラットが発生すると、車輪1回転につき1度大きな振動波形αが発生する。制御装置10においては、加速度センサ17と回転角度センサ19の照査により、この振動波形αをタイヤフラット発生と判定する。
【0026】
すなわち、制御装置10は、加速度センサ17による速度の検出値と、回転角度センサ19による車輪回転数(車輪回転角度位置)の検出値とを照査して、車輪1回転(円周約3m)に1度の振動波形が発生した場合に、タイヤフラット発生と判定する。または、決まった間隔で振動波形αが複数回検出されたような場合に、タイヤフラット発生と判定してもよい。
【0027】
ここで、加速度センサ17と回転角度センサ19を各車軸毎に設置している場合は、図2に示すように、車輪1回転当たりのパルス数(例えば600パルス程度)から、次回のフラット部分の到来(振動波形α)を事前に予測する。そして、フラット部分αが到来する直前に、制御装置10によりブレーキシリンダ5の電磁力を弱めて、制輪子3の押し付け圧力が小さくなるように制御する。これで、ブレーキ力が少し緩められる。フラット部分αを通過した後は、瞬時にブレーキシリンダ5の電磁力を強めて、制輪子3の押し付け圧力が復帰するように制御する。この制御は、図1(B)に示すように、車両が停止するまで繰り返す。
【0028】
一方、簡略タイプ(各軸毎に回転角度センサ19を設置していないもの)の場合は、振動加速度計17の検出結果に基づく波形発生周期と、列車速度(他の車軸のパルス)を照査する。この場合、ほぼ車輪1回転と振動波形が一致したとき、制御装置10により振動波形間隔を記憶し、次回振動波形が出る直前に瞬時のブレーキ緩めを行う。振動波形を通過した後は、瞬時にブレーキシリンダ5の電磁力を強めて、制輪子3の押し付け圧力が復帰するように制御する。
【0029】
上記タイヤフラット発生の判定においては、レール継ぎ目等の断続的な振動と、タイヤフラット(つまり車輪回転数)に起因する周期的な振動を見分ける必要がある。これは、加速度センサ17による速度の検出値と、回転角度センサ19による車輪回転数の検出値とを照査することにより判別される。すなわち、図2(A)に示すように、フラット部分に対応した振動波形αは、車輪1回転につき度検出されるが、レール継ぎ目に対応した振動波形βは、レール長さ(例えば25m)につき1度検出される。このような振動波形βは、タイヤフラットに伴う振動波形とは見做さないようにする。
【0030】
なお、列車編成全体で考えた場合は、ブレーキ力制御の際、タイヤフラットが発生した車輪のブレーキ力を他の車輪より低減(例えば80%)させることも有効である。
【0031】
{第2実施例}
以下、本発明の第2実施例について説明する。
図4(A)は本発明の第2実施例に係る鉄道車両用ブレーキ装置のブレーキシリンダ近傍の構成図であり、図4(B)は図4(A)の詳細図であり、図4(C)は作動説明図である。
【0032】
この第2実施例は、ブレーキシリンダが油圧式のブレーキシステムとなっているものである。このブレーキシステムは、油圧源21に配管22を介して接続された油圧シリンダ23を備えている。油圧シリンダ23の側壁の一部には、小型の圧力増減シリンダ25が組み込まれている。この油圧シリンダ23のロッド23aの先端には、ブレーキ制輪子3が取り付けられている。
【0033】
このような油圧シリンダ23は、圧力増減シリンダ25がこまめに動作することで、図4(C)に示すように内部の油圧の微調整を行うことができる。したがって、特にブレーキ力を瞬時に微少に増減することができるので、第1実施例と同様に、車輪1回転毎に一瞬(フラット部分の転がり時)だけブレーキを緩める等の制御が可能である。また、このような油圧シリンダ23は、ディスクブレーキ方式にも適用できる。
なお、この種のブレーキシステムとしては、本出願人が先に出願した特願平9−92791号等で提案されているシステムを用いることもできる。
【0034】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、小さなタイヤフラット部分の再滑走を防ぎ、大きなタイヤフラットとなるのを防ぐことができる。このため、特に以下の効果を得ることができる。
(1)振動・沿線騒音が防止される、あるいは軌道破壊、輪軸の破壊を回避することができる。
(2)乗り心地の著しい低下を防ぐことができる。
(3)フラット部分の車輪削正量が減り、車輪の寿命を延長することができるので、経済性が向上する。
(4)既存のブレーキシステムに適用する際には、僅かな追加工事でよく、大掛かりな改造・設計変更が不要である。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は本発明の第1実施例に係る鉄道車両用ブレーキ装置を示す図であり、(A)は模式的な構成図、(B)は作動説明図である。
【図2】図2(A)は図1の鉄道車両用ブレーキ装置をより具体的に示す図であり、図2(B)は図2(A)の詳細図である。
【図3】同鉄道車両用ブレーキ装置のブレーキシリンダ近傍の構成を示す概念図である。
【図4】図4(A)は本発明の第2実施例に係る鉄道車両用ブレーキ装置のブレーキシリンダ近傍の構成図であり、図4(B)は図4(A)の詳細図であり、図4(C)は作動説明図である。
【図5】タイヤフラットの発生過程を説明する図であり、(A)は正常時、(B)は小フラット発生時、(C)は大フラット成長時を示す図である。
【符号の説明】
1 車輪 2 軸箱
3 制輪子 5 ブレーキシリンダ
10 制御装置 13 逆転ハンドル
15 ブレーキ装置 17 加速度センサ
19 回転角度センサ 21 油圧源
23 油圧シリンダ 25 圧力増減シリンダ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a railway vehicle brake device that prevents a small tire flat generated at a position on a wheel tread from redundantly becoming a large tire flat due to re-sliding in the tire flat portion.
[0002]
[Prior art and problems to be solved by the invention]
In a railway vehicle, when a brake is applied while the vehicle is running, a local decrease in adhesive strength may occur at the contact portion between the wheel and the rail. The decrease in adhesive strength is significant at the beginning of rain, during frost or snow. When the decrease in adhesion occurs and the braking force exceeds the adhesion, the wheel temporarily stops rotating and slides on the rail. At this time, depending on the situation, the wheel treads are locally flattened and tire flatness occurs. When the tire flat occurs, the wheel having an irregular shape rotates, so that noise and vibration are generated. For this reason, the ride comfort naturally decreases. The generation of noise and vibration becomes more conspicuous as the degree of wear increases, and in the worst case, it also causes track destruction and wheel shaft destruction.
[0003]
Even if a tire flat occurs, the corners of the flat portion are crushed by the rotation of the wheel, and noise and vibration tend to become minor. However, when a small tire flat 1x as shown in FIG. 5 (B) occurs from a normal state where no tire flat occurs on the
[0004]
It has been confirmed that re-sliding during braking is likely to occur in the flat portion. This is because the braking force tends to exceed the adhesive force due to impact when the flat part comes into contact with the rail and temporary decrease in wheel load (the surface pressure of the flat part decreases; this is called wheel load loss). It is believed that there is. There is a tendency that re-sliding during braking tends to occur as the flat portion increases.
Actually, there are very few examples of tire flats occurring at a plurality of locations with one wheel. Therefore, it can be said from the actual example that re-sliding occurs at the time of braking in a small flat portion, and redundantly becomes a large tire flat.
[0005]
Continuing to use wheels with large tire flats will cause operational problems (such as noise / vibration, track destruction, wheel shaft destruction, reduced ride comfort, etc.). For this reason, conventionally, the wheel is sharply corrected. This wheel rectification is an operation for shaving and correcting a flat portion by using a wheel lathe, an existing milling cutter, a circumferential guide or the like provided in a train zone or the like.
[0006]
However, when a wheel lathe is used, a large work for once removing the wheel from the carriage is required.
On the other hand, when using an existing milling machine, it is not necessary to remove the wheel because the outer periphery of the wheel is cut into a circle with a diameter that is a dedicated milling machine. However, since the work of disassembling the end of the axle box has to be performed, a large work is also required in this case.
When the circumferential guide is used, the wheel tread is scraped while turning the wheel while receiving the outermost flange portion of the wheel. Therefore, it is difficult to ensure roundness when cutting a large flat. As described above, enormous labor and cost were required in both cases. Moreover, when wheel correction is performed, the larger the flat, the greater the amount of cut, which is uneconomical because the wheel life is shortened.
[0007]
On the other hand, as another measure for preventing tire flatness, there is a method of mounting a skid prevention mechanism or the like on the vehicle. However, the skid prevention mechanism is not installed in all vehicles. Moreover, even if the vehicle is mounted, tire flats may occur during unexpected sudden braking. Accordingly, there was no method other than performing the wheel grinding work. As described above, it is difficult to remove the tire flat once generated during traveling, and no measures have been taken to suppress the growth to a large flat.
[0008]
The present invention has been made in order to solve the above-described problem, and provides a completely new type railcar brake device that prevents re-running of a small tire flat portion and prevents a large tire flat. With the goal.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problems, a brake device for a railway vehicle serving as a base of the present invention includes a detection means for detecting occurrence of local wear (tire flat) on a wheel tread, and a point when a tire flat portion of the wheel contacts a rail. in you it includes a brake force control means to weaken the braking force temporarily, the.
[0010]
The tire flat on the wheel tread is detected by the detecting means. This is performed, for example, by detecting the position of the tire flat from the vibration acceleration of the axle box and the rotation period of the wheels. Based on the detection result of the detection means, when the brake force control means releases the brake slightly to prevent re-sliding of the flat portion immediately before the flat portion matches the rail surface, and the flat portion moves away from the rail surface. Increase the brake again. The brake control is performed for each wheel shaft.
[0011]
There is a concern that the braking distance may be increased by loosening the braking force. However, the brake distance is actually longer when tire flats occur (because of dynamic friction). For this reason, as a result, the braking distance can be shortened as compared with the case where sliding recurrence occurs in the flat portion. Note that the present invention is not intended to ensure forward stability (for example, an antilock brake system of an automobile), but is intended to ensure adhesive force between wheels and rails.
[0012]
As the brake for the brake device of the present invention, a non-pneumatic brake such as an electromagnetic brake having good responsiveness is most preferable because agile control is possible. However, a pneumatic or hydraulic brake can be used if the braking force can be increased or decreased instantaneously. In this case, control may be performed by providing a discharge valve in the vicinity of the brake cylinder, or control by hydraulic pressure. Furthermore, the present invention can be applied to a tread type or a brake disc type. By using a mechanical brake device with high responsiveness, it is possible to control to release the brake for a moment (when the flat portion rolls) for each rotation of the wheel, thereby preventing re-sliding of the flat portion.
[0013]
In the railcar brake device according to the present invention, the detection means includes a predetermined acceleration when the acceleration sensor that detects the acceleration of the axle box, the rotation angle sensor that detects the rotation angle of the wheel, and the wheel is at a certain rotation angle position. A tire flat determining unit that determines that a tire flat has occurred at the position by generating the above acceleration synchronously.
[0014]
When a tire flat occurs, a large vibration waveform is generated once per wheel rotation. A tire flat determination part determines with the tire flat having generate | occur | produced in the rotation angle position, when the acceleration more than predetermined has generate | occur | produced synchronously in the rotation angle position with a wheel. Then, immediately before the next large vibration waveform is generated, the brake force is slightly reduced by the brake force control means. As a result, the braking force in the flat portion can be prevented from becoming excessive (instantaneous reduction in wheel load), so that the flat portion can be prevented from growing. In order to distinguish between intermittent vibrations such as rail joints and periodic vibrations caused by tire flats, it can be determined by checking the waveform generation period of the acceleration sensor and the pulses of the rotation angle sensor.
[0015]
As described above, in the present invention, the braking force is controlled so that the tire flat generated when the adhesive force is reduced during rain or the like is not increased, so that vibration and along-line noise are prevented, or track destruction and wheel shaft destruction are avoided. can do. For this reason, the remarkable fall of riding comfort can also be prevented. If the flat portion does not become large, the amount of wheel correction is reduced, the life of the wheel can be extended, and the economy is improved. Furthermore, when the present invention is applied to an existing brake system, only a small amount of additional work is required, and no major modification or design change is required.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, it demonstrates, referring drawings.
{First Example}
1A and 1B are diagrams showing a railway vehicle brake device according to a first embodiment of the present invention. FIG. 1A is a schematic configuration diagram, and FIG. FIG. 2A is a diagram showing the railway vehicle brake device of FIG. 1 more specifically, and FIG. 2B is a detailed diagram of FIG. FIG. 3 is a conceptual diagram showing a configuration in the vicinity of a brake cylinder of the railcar brake device.
[0017]
As shown in FIG. 1, the railroad vehicle brake device of this example includes a
[0018]
Note that there are two types of brake devices that press the control members against the wheel treads: a double-hold type (a method in which two control members are pressed from both sides) and a single-press type (a method in which one control member is pressed from one side). In the present embodiment, any of them can be applied. However, only one
[0019]
The brake cylinder 5 is connected to the
[0020]
On the other hand, the
[0021]
As shown in FIGS. 1 and 2, an acceleration sensor (vibration accelerometer) 17 is attached to the
[0022]
Further, a rotation angle sensor (wheel rotation pulse generator) 19 is also attached to the
[0023]
When the
[0024]
In the
[0025]
Next, an operation of the railway vehicle brake device having the above-described configuration will be described. When a tire flat occurs, a large vibration waveform α is generated once per wheel rotation. In the
[0026]
That is, the
[0027]
Here, when the acceleration sensor 17 and the rotation angle sensor 19 are installed for each axle, as shown in FIG. 2, from the number of pulses per one wheel rotation (for example, about 600 pulses), The arrival (vibration waveform α) is predicted in advance. Then, immediately before the flat portion α arrives, the
[0028]
On the other hand, in the case of a simple type (without a rotation angle sensor 19 for each axis), the waveform generation period based on the detection result of the vibration accelerometer 17 and the train speed (pulses on other axles) are checked. . In this case, when the wheel waveform almost coincides with the vibration waveform, the
[0029]
In the determination of the occurrence of tire flats, it is necessary to distinguish between intermittent vibrations such as rail joints and periodic vibrations caused by tire flats (that is, wheel rotation speed). This is determined by checking the speed detection value by the acceleration sensor 17 and the wheel rotation speed detection value by the rotation angle sensor 19. That is, as shown in FIG. 2A, the vibration waveform α corresponding to the flat portion is detected every rotation of the wheel, but the vibration waveform β corresponding to the rail joint is per rail length (for example, 25 m). Once detected. Such a vibration waveform β should not be regarded as a vibration waveform accompanying a tire flat.
[0030]
In addition, when considering the entire train organization, it is also effective to reduce (for example, 80%) the braking force of the wheel on which the tire flat has occurred, during the braking force control.
[0031]
{Second Example}
The second embodiment of the present invention will be described below.
FIG. 4 (A) is a block diagram of the vicinity of a brake cylinder of a railcar brake device according to a second embodiment of the present invention, FIG. 4 (B) is a detailed view of FIG. 4 (A), and FIG. C) is an operation explanatory diagram.
[0032]
In the second embodiment, the brake cylinder is a hydraulic brake system. This brake system includes a
[0033]
Such a
As this type of brake system, a system proposed in Japanese Patent Application No. 9-92791 filed earlier by the present applicant may be used.
[0034]
【The invention's effect】
As is clear from the above description, according to the present invention, it is possible to prevent re-sliding of a small tire flat portion and to prevent a large tire flat. For this reason, the following effects can be acquired especially.
(1) Vibration and along-line noise can be prevented, or track destruction and wheel shaft destruction can be avoided.
(2) A significant decrease in ride comfort can be prevented.
(3) Since the wheel correction amount of the flat portion is reduced and the life of the wheel can be extended, the economy is improved.
(4) When applied to an existing brake system, only a small amount of additional work is required, and no major modification or design change is required.
[Brief description of the drawings]
FIGS. 1A and 1B are diagrams showing a railway vehicle brake device according to a first embodiment of the present invention, in which FIG. 1A is a schematic configuration diagram and FIG.
FIG. 2 (A) is a diagram more specifically showing the railcar brake device of FIG. 1, and FIG. 2 (B) is a detailed diagram of FIG. 2 (A).
FIG. 3 is a conceptual diagram showing a configuration in the vicinity of a brake cylinder of the railcar brake device.
FIG. 4 (A) is a block diagram of the vicinity of a brake cylinder of a railway vehicle brake device according to a second embodiment of the present invention, and FIG. 4 (B) is a detailed view of FIG. 4 (A). FIG. 4C is an operation explanatory view.
FIGS. 5A and 5B are diagrams illustrating a process of generating tire flats, where FIG. 5A is a diagram when normal, FIG. 5B is a diagram when small flats are generated, and FIG.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (2)
車輪のタイヤフラット部がレールと接する時点でブレーキ力を一時的に弱めるブレーキ力制御手段と、
を具備し、
ブレーキ力制御手段により、フラット部分がレール面に合致する直前に、フラット部分の再滑走を防止する程度にブレーキを緩め、フラット部分がレール面から離れるときに再度ブレーキを強めるブレーキ制御を、輪軸1軸ごとに行うことを特徴とする鉄道車両用ブレーキ装置。Detection means for detecting the occurrence of local wear (tire flat) of the wheel tread;
Braking force control means for temporarily reducing the braking force when the tire flat portion of the wheel contacts the rail;
Comprising
With the brake force control means, just before the flat portion matches the rail surface, the brake is loosened to an extent that prevents the flat portion from re-sliding, and when the flat portion moves away from the rail surface, the brake control is performed to reinforce the brake. A railcar brake device, which is performed for each shaft.
車軸箱の加速度を検出する加速度センサと、
車輪の回転角度を検出する回転角度センサと、
車輪がある回転角度位置のときに、所定以上の加速度が同期的に発生することを以って、該位置にタイヤフラットが発生したと判定するタイヤフラット判定部と、
を有することを特徴とする請求項1記載の鉄道車両用ブレーキ装置。The detection means is
An acceleration sensor for detecting the acceleration of the axle box;
A rotation angle sensor for detecting the rotation angle of the wheel;
When the wheel is at a certain rotational angle position, a tire flat determination unit that determines that a tire flat has occurred at the position by synchronously generating a predetermined acceleration or more,
The railcar brake device according to claim 1, comprising:
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JPH03266767A (en) * | 1990-03-16 | 1991-11-27 | Nabco Ltd | Controlling device for re-adhesion |
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