JPH0355480Y2

JPH0355480Y2 -

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Publication number: JPH0355480Y2
Application number: JP9298287U
Authority: JP
Priority date: 1987-06-17
Filing date: 1987-06-17
Publication date: 1991-12-10
Also published as: JPS641052U

Description

【考案の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本考案は、鉄道車両において使用され、通常の
ブレーキ指令に応動する制御弁装置と、非常ブレ
ーキ指令に応動する常励の非常電磁弁と、がそれ
ぞれ送出する圧力空気の一方にもとづいてブレー
キシリンダ圧力を制御する空気ブレーキ装置に関
する。

〔従来の技術〕

この種のブレーキ装置として、1986年３月１日
に（株）電気車研究会から発行された「電気車の
科学」の第32頁の図−７に開示されたものがあ
り、これを第８図に書き直して以下に説明する。

第８図において、CVは制御弁装置、EMVは非
常電磁弁、WCVは複式逆止弁、RVは中継弁、
BCはブレーキシリンダである。

制御弁装置CVの一例として電空変換弁EPVを
使用しており、後述するブレーキ受量器BODか
らの電気指令（空気ブレーキ指令）に応じてその
送出空気圧力を制御する。この電空変換弁EPV
は、特公昭60−31162号公報等に示されるもので
あり、その詳説を省く。なお、ａは送出口、SR
は供給空気溜、Exは排気口である。

非常電磁弁EMVは、常励方式であり、通常は
励磁されてその出力口ｂを大気に連通し、非常ブ
レーキ指令時に消磁して応荷重弁VLVからの圧
力空気を出力口ｂから送出する。この応荷重弁
VLVは、空気ばね圧ASに応じてその出力圧を調
整するものであり、実公昭61−2119号公報、特公
昭59−26506号公報等に開示されており、その詳
説を省く。なお、図中のEBSは非常ブレーキ指
令線である。

複式逆止弁WCVは、その第１口ｃが上記電空
変換弁EPVの送出口ａに連通し、その第２口ｄ
が上記非常電磁弁EMVの出力口ｂに連通し、こ
の内の一方を第３口ｅに連通する。この複式逆止
弁WCVは、特公昭58−28471号公報等に開示され
ており、その詳説を省く。

中継弁RVは、上記複式逆止弁WCVの第３口
ｅに連通する圧力室ｆを備え、その空気圧力に応
じてブレーキシリンダBCへ給排気する。これを
説明すれば次の通りである。

圧力室ｆが加圧されると、膜板付のピストンｇ
を介して中空の排気弁棒ｈが上動し、まず、給気
弁ｉに当接してブレーキシリンダBCを大気と遮
断し、次に、給気弁ｉを押し上げて離座させるた
め、供給空気溜SRがブレーキシリンダBCへ給気
する。

この給気作動により、ブレーキシリンダBC圧
力が上昇し、このBC圧力は上記ピストンｇに下
向きに作用するため、排気弁棒ｈおよび給気弁ｉ
が下動し、前記BC圧力が圧力室ｆの圧力とほぼ
釣合うと、排気弁棒ｈが当接したままの給気弁ｉ
が着座し、このときのBC圧力を保持する。これ
を一般に重なり状態という。

この重なり状態において、上記圧力室ｆが減圧
されると、排気弁棒ｈが下動してブレーキシリン
ダBCが大気に開放されて排気される。

この排気作動によりブレーキシリンダBCが減
圧されると、上記ピストンｇに下向きに作用する
力が低下するため、排気弁棒ｈが上動して再び重
なり状態となる。

ブレーキ受量器BODは、図外のブレーキ制御
器からのデジタルブレーキ電気指令を、引通し線
SB1，SB2，SB3を介して受信し、所定の電空演
算処理を行なつて、上記電空変換弁EPVへ空気
ブレーキ指令を伝達するものであり、受信器RE、
応荷重器VLE、ブレーキパターン設定器BPS、
演算器OP、増幅器AMPから成り、公知のもので
あるのでその詳説を省く。

〔考案が解決しようとする問題点〕

第９図は、レールと車輪間の粘着限界からとり
得る最大減速度と走行速度との関係を示したもの
で、粘着限界線は高速になるほど低下する。例え
ば、走行速度Vhのときの最大減速度はBhである
のに対し、走行速度Ｖのときの最大減速度はＢ
であり、Vh＞ｖ，Bh＜Ｂとなる。つま
り、粘着限界線を超える過大なブレーキをかける
と、車輪が滑走してブレーキ距離が延びることに
なり、高速走行中ほどブレーキシリンダBC圧力
を高くできないのである。

通常のブレーキによる場合は、例えば、速度セ
ンサで走行速度を検知し、その速度信号をブレー
キ受量器BODに伝達して、ここで走行速度に応
じたブレーキ制御、つまり、上記粘着限界線に沿
つた減速度制御が可能である。また、通常のブレ
ーキによる場合は、運転手のマニユアル操作によ
つても、上記粘着限界線に近い減速度制御（ブレ
ーキシリンダBC圧力制御）が可能である。

ところが、非常ブレーキによる場合は、通常の
ブレーキ機能が停止し、且つ電源OFFという条
件で考える必要があり、非常電磁弁EMVがOFF
（消磁）すると、その送出空気圧力が一定であつ
て、ブレーキシリンダBC圧力は一段制御でしか
なく、上記粘着限界線に沿つた制御は不可能であ
る。

一方、走行中の車両はいかなる場合でも、つま
り、非常ブレーキの場合でも所定のブレーキ距離
内で停止するように規定されている。

したがつて、上記諸条件から最高走行速度の限
界がおのずと生じている。

このような現状において、車両の走行速度をさ
らにアツプすることが要望されており、この速度
向上のためには非常ブレーキ時でも車輪を滑走さ
せずに減速度を上げることが最も効果的である。
つまり、いかなる場合でも所定のブレーキ距離内
で停止できるブレーキの保障があつて初めて走行
速度の向上が可能になるのである。

〔問題点を解決するための手段〕

そこで、本考案は、現状の車両走行速度をさら
に向上させるために、非常ブレーキ時に上記粘着
限界線に沿つたブレーキ制御を可能とするもので
あり、その解決手段は、上記従来の空気ブレーキ
装置において、前記中継弁に増圧室を追設し、この増圧室の空
気圧力によつてブレーキシリンダ圧力が増圧され
るにように構成し、この増圧室を前記非常電磁弁の出力口または前
記複式逆止弁の第３口に接続するバイパス通路を
設け、このバイパス通路に絞りおよび容積空気溜を設
けたことである。

〔作用〕

この技術手段によれば、非常ブレーキ時に、非
常電磁弁が送出する圧力空気が複式逆止弁を経て
中継弁の圧力室に供給され、この圧力室加圧によ
つて中継弁は直ちにブレーキシリンダに給気し、
非常ブレーキがかかる。同時に、非常電磁弁から
の圧力空気はバイパス通路の絞りおよび容積空気
溜を経て、中継弁に追設した増圧室へも供給され
ており、この絞りおよび容積空気溜によつて決ま
る時定数で増圧室が徐々に加圧されるため、中継
弁の送出空気圧（ブレーキシリンダ圧力）が緩や
かに上昇する。

〔効果〕

したがつて、本考案によれば、非常ブレーキが
作動した場合、その初期においては、ブレーキシ
リンダ圧力が急上昇し、それから時間経過ととも
に徐々に上昇するため、すなわち、減速度が速度
低下に伴つて緩やかに増大するため、上記第９図
の粘着限界線に沿つたブレーキ制御が可能であ
り、ブレーキ距離を短縮できるため、車両の最高
速度向上に十分に対応できる。

〔実施例〕

以下、本考案の実施例を第１図〜第７図にもと
づいて説明する。なお、従来例と同一構成部分に
ついては、第８図と同一符号を付してその説明を
省略する。

第１図は、第１実施例であつて、中継弁RVに
増圧室ｊを形成し、その圧力を受ける膜板付の第
２ピストンｋに固着した押棒が隔壁を気密摺動
自在に貫通し、その先端が圧力室ｆ内でピストン
ｇに対向して当接離隔自在である。なお、この押
棒の先端をピストンｇに連結しても良い。

したがつて、この中継弁RVは、増圧室ｊが加
圧されると、第２ピストンｋおよび押棒を介
し、さらにピストンｇを介して排気弁棒ｈを上動
させる、すなわち、給気作動を助長するため、ブ
レーキシリンダBCを増圧することができる。

この増圧室ｊをバイパス通路BTによつて非常
電磁弁EMVの出力口ｂに接続し、そのバイパス
通路BTに上流側（非常電磁弁EMV側）から順
に絞りNVを設けている。

したがつて、非常電磁弁EMVが消磁して圧力
空気を送出すると、その空気は複式逆止弁WCV
を経て中継弁RVの圧力室ｆに直ちに供給される
と共に、バイパス通路BTの絞りNVおよび容積
空気溜VRを経て中継弁RVの増圧室ｊに徐々に
供給される。

この非常ブレーキ時の走行速度低下に伴うブレ
ーキシリンダBC圧力の上昇例を第２図に示す。

第３図は、第２実施例であつて、第１図の第１
実施例と異なる点は、バイパス通路BTの一方の
接続箇所を複式逆止弁WCVの第３口ｅとし、絞
りNVと容積空気溜VRとの間に増圧電磁弁AMV
を設け、この増圧電磁弁AMVを開閉する制御部
をブレーキ受量器BOD内に設けた点である。

なお、絞りNVを増圧電磁弁AMVの出口側に
設けても良い。

増圧電磁弁AMVは、常時励磁方式であつて、
通常は励磁されてバイパス通路BTを遮断し、そ
の下流側の増圧室ｊおよび容積空気溜VRを大気
に開放しており、消磁するとバイパス通路BTを
連通する。

したがつて、制御電源offによる非常ブレーキ
の場合は、非常電磁弁EMVおよび増圧電磁弁
AMVが共に図示の状態から切換わるため、走行
速度低下に伴うブレーキシリンダBC圧力の上昇
が第１実施例（第２図）と同様になる。

このため、第３図において増圧電磁弁AMVを
削除しても良い。

上記増圧電磁弁AMVを開閉する制御部は、速
度発電機等の速度センサSGからの速度信号を受
けて走行速度が基準値以下にダウンしたことを検
知する速度検知器VKと、高速走行時に非常ブレ
ーキ指令線EBSがOFFになつたこと（非常ブレ
ーキ指令）を受信すると直ちに増圧電磁弁AMV
を消磁させ、また、前記速度検知器VKが走行速
度の基準値以下への低下を検知したとき、その検
知信号にもとづいて増圧電磁弁AMVを再び励磁
する切換器MVSと、から成る。

したがつて、制御電源が正常な場合に、非常ブ
レーキ指令が出されると、まず、非常電磁弁
EMVおよび増圧電磁弁AMVが共に図示の状態
から切換わるため、この非常ブレーキ作動の途中
まではブレーキシリンダBC圧力が上記第２図の
ように上昇する。

しかし、非常ブレーキ作動により走行速度が低
下して基準値以下になると、上記切換器MVSに
よつて増圧電磁弁AMVが再び励磁されるため、
バイパス通路BTが遮断されると共に、下流側の
増圧室ｊおよび容積空気溜VRが排気され、その
増圧室ｊの減圧に伴なつてブレーキシリンダBC
圧力が低下する。

この制御電源正常時の非常ブレーキ作動におい
て、時間経過に対する走行速度低下、および増圧
室ｊ圧力の変化を第４図に示し、また、走行速度
低下に対するブレーキシリンダBC圧力の変化を
第５図に示す。

この第４図，第５図のブレーキ制御を行なうの
は、種々の条件により低速から停止直前に制輪子
の摩擦係数が急激に上昇することがあり、このと
き、レールと車輪間の粘着によつてブレーキ力が
過大となつて車輪滑走を生じるため、これを防止
するためである。

なお、上記第３図の第２実施例においては、バ
イパス通路BTの一方を複式逆止弁WCVの第３
口ｅに接続しているため、通常のブレーキの場合
でもブレーキシリンダBCを増圧させることが可
能である。また、低速走行中のブレーキ時には、
ブレーキ距離が所定の範囲内に収まるので、増圧
する必要がない。

以上の第１，第２実施例は、通常のブレーキ指
令が電気信号であるが、本考案は、空気指令式の
ブレーキ装置にも適用可能であつて、その例を第
６図，第７図に示す。

第６図は、自動空気ブレーキ装置に適用した第
３実施例である。

第６図において、MRPは常時高圧（例えば、
６〜８Kg／cm²）に保持される元空気溜管、BPは
通常の走行中（ユルメ）に所定圧力（例えば５
Kg／cm²）に加圧されブレーキ時に減圧されるブレ
ーキ管であり、この減圧量がブレーキ指令であ
る。

このブレーキ管BP減圧（ブレーキ指令）に応
じてその送出空気圧力を制御する制御弁装置CV
として、三圧力式制御弁TCVを使用しており、
これは、ブレーキ管BPと、このブレーキ管BPに
逆止弁CHVを介して接続し常時一定圧力が保持
される定圧空気溜CRと、の圧力差に応じてその
送出口ａの空気圧力を制御するものであり、特公
昭59−19866号公報等に開示されているので、そ
の詳説を省く。なお、この三圧力式制御弁TCV
に代えて二圧力式制御弁を使用しても良い。

また、第６図において、PRVは圧力調整弁
（減圧弁）であつて、非常電磁弁EMVに常時一定
圧力の空気を供給している。

さらに、第６図における中継弁RVは応荷重機
能付きのものであつて、空気ばね圧ASに応じて
てこ機構ｍのてこ倍率を可変としており、空車保
障用のばねｎを有し、その構成が第１図のものと
は少し異なるが基本的には同様のものであるの
で、その詳説を省く。なお、ｔは釣合ピストンで
ある。

この第６図の第３実施例の作動は、上記第３図
の第２実施例と同様であるので、その説明を省略
する。なお、第６図において、増圧電磁弁AMV
を削除しても良いし、さらに、バイパス通路BT
の一方の接続箇所を第１図と同様に非常電磁弁
EMVの出力口ｂとしても良い。

第７図は、電磁直通空気ブレーキ装置に適用し
た第４実施例である。

第７図において、直通管SAPは、ブレーキ弁、
制御管、電磁直通制御器（いずれも図示省略）に
よるユルメ電磁弁RMVとブレーキ電磁弁BMV
の開閉制御によつて加減圧される。これら電磁弁
RMV，BMVが制御弁装置CVに含まれ、図中の
ａが送出口である。

ブレーキ弁による制御管加圧（ブレーキ指令）
がされると、まず、ユルメ電磁弁RMVが閉じて
その送出口ａを大気と遮断し、次に、ブレーキ電
磁弁BMVが開いてその送出口ａの空気圧力が上
昇する。この送出圧力空気が電磁直通制御器にフ
イードバツクされて、前記制御管圧力と釣合う
と、ブレーキ電磁弁BMVが閉じて、そのときの
送出空気圧力を保持する。

この重なり状態において、ブレーキ弁がユルメ
操作されると、制御管が減圧され、これに伴つて
ユルメ電磁弁RMVが開作動し、直通管SAPが減
圧される。この直通管SAP圧力が前記制御管圧
力と釣合うと、ユルメ電磁弁RMVが閉作動し
て、再び重なり状態となる。

なお、上記両電磁弁RMV，BMV等について
は、特公昭45−6082号公報等に開示されている。

また、第７図のその他の構成、作動は、第６図
と同様であるので、その説明を省略する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の第１実施例の説明図、第２図
は同第１実施例の非常ブレーキ作動時のブレーキ
シリンダBC圧力の特性説明図、第３図は本考案
の第３実施例の説明図、第４図は同第２実施例の
非常ブレーキ作動時の走行速度および増圧室圧力
の特性説明図、第５図は同第２実施例の非常ブレ
ーキ作動時のブレーキシリンダBC圧力の特性説
明図、第６図は本考案の第３実施例の説明図、第
７図は本考案の第４実施例の説明図、第８図は従
来例の説明図、第９図は粘着限界線（滑走限界
線）の説明図である。 CV……制御弁装置、EPV……電空変換弁、
TCV……三圧力式制御弁、BMV……ブレーキ電
磁弁、RMV……ユルメ電磁弁、WCV……複式
逆止弁、EMV……非常電磁弁、RV……中継弁、
BC……ブレーキシリンダ、BT……バイパス通
路、NV……絞り、VR……容積空気溜、ａ……
送出口、ｂ……出力口、ｃ……第１口、ｄ……第
２口、ｅ……第３口、ｆ……圧力室、ｊ……増圧
室、ｈ……排気弁棒、ｉ……給気弁。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】通常のブレーキ指令に応じてその送出空気圧力
を制御する制御弁装置と、常時励磁されてその出力口を大気に連通し、非
常ブレーキ指令時に消磁されてその出力口から圧
力空気を送出する非常電磁弁と、前記制御弁装置の送出口に連通する第１口と、
前記非常電磁弁の出力口に連通する第２口と、こ
の第１口および第２口のいずれかに連通する第３
口とを備えた複式逆止弁と、この複式逆止弁の第３口に連通する圧力室を有
し、この圧力室の空気圧力に応じてブレーキシリ
ンダへ給排気する中継弁と、を備えて成る鉄道車両用空気ブレーキ装置におい
て、前記中継弁に増圧室を追設し、この増圧室の空
気圧力によつてブレーキシリンダ圧力が増圧され
にように構成し、この増圧室を前記非常電磁弁の出力口または前
記複式逆止弁の第３口に接続するバイパス通路を
設け、このバイパス通路に絞りおよび容積空気溜を設
けたことを特徴とする鉄道車両用空気ブレーキ装置。