JPH0375379B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （利用分野） この発明は鉄道車両に使用される電空式ブレー
キ制御装置、即ち電気指令によつて制御される空
圧ブレーキ装置に関するものである。

（従来の技術） 第１図は従来から多用されている電空式ブレー
キ制御装置の一例であり、常用ブレーキ信号に応
じて電気制御部（図示せず）が作動し、作用信号
が発信されて作用弁が作動し空圧源から複式逆止
弁、応荷重弁を経て中継弁の作用室に圧力空気が
供給され、その圧力に応じて中継弁が作動しブレ
ーキシリンダの圧力が上昇して車両に常用ブレー
キが適用される。作用室の圧力は変換器によつて
ブレーキ帰還信号に変換されて電気制御部に伝達
され、その帰還信号が常用ブレーキ信号と等しく
なつたとき作用信号は消滅し作用弁が復帰してブ
レーキシリンダの圧力上昇は停止する。

常用ブレーキ信号が低減してブレーキ帰還信号
より小さくなると、弛め信号が発信されて弛め弁
が作動し作用室が排気されブレーキシリンダの圧
力は低下する。

ブレーキ管が急減圧されて非常弁が作動すると
複式逆止弁、応荷重弁を経て作用室に圧力空気が
供給され中継弁が作動してブレーキシリンダの圧
力は急上昇し車両に非常ブレーキが適用される。

非常ブレーキ時には車両を最短距離で停車させ
るためにブレーキシリンダ圧力を急上昇させる必
要があり、このため中継弁の内部通路容量は充分
大きく設定されている。しかし常用ブレーキ時に
は乗客に不快感を与えないようにするためブレー
キシリンダの圧力上昇速度を比較的低い値に抑制
する必要があり、このため作用弁の通路容量は小
さく設定されている。

応荷重弁は空気ばねの圧力即ち車両上の荷重の
程度に応じてブレーキシリンダの最高圧力を抑制
し、過大ブレーキ力による車輪の滑走を防止す
る。

しかし車輪とレールとの粘着状況の変化によつ
て発生する車輪の滑走を防止するために中継弁と
ブレーキシリンダとの間に滑走防止弁が配設さ
れ、この滑走防止弁は滑走が検出されたとき作動
しブレーキシリンダの圧力を一時的に急減圧す
る。

（問題点） 前述したように中継弁の内部通路容量が大きい
ためこの弁の形状、重量は大きくなり、非常弁は
純空圧作動型であるためその構造は複雑になり複
式逆止弁のような空圧機器が必要になる。更に滑
走防止弁もブレーキシリンダを急減圧させるため
に内部通路容量は大きく、この弁の形状、重量も
非常に大きくなる。従つてブレーキ装置全体の重
量が大きくなり製作価格も高くなると言う問題点
がある。

更に作用弁とブレーキシリンダとの間に中継弁
が配設されているため、この中継弁の作動遅れが
加算されてブレーキ作用の応答性が低下すると言
う問題点もある。

これらの問題点のうち応答性の低下を回避する
ための手段として米国特許第3398993号（日本特
許出願公告昭45−31005号）の明細書にその一例
が開示され、第２図はこの明細書の抜萃である。

この装置において作用弁が作動すると空圧源か
ら常用絞りを経てブレーキシリンダに圧力空気が
供給され、その圧力は常用速度で上昇し、その圧
力が目標値に近かづいたとき調整弁が作動し、微
調整絞り効果により圧力上昇速度は更に低くなり
ブレーキシリンダの圧力は正確に設定される。こ
のように作用弁とブレーキシリンダとの間に中継
弁が介在していないから応答性の低下は解消され
る。

しかしこの装置には非常ブレーキ機能および滑
走防止機能が含まれていない。従つてそれらの機
能を必要とする場合には第１図と同様の非常弁、
中継弁、複式逆止弁及び滑走防止弁を追設しなけ
ればならないから、上述の問題点を解消すること
はできない。

（技術的課題） 従つてこの発明の技術的課題はブレーキ作用の
応答性の低下を回避し得るとともに、大型の空圧
機器を責略し得る常用、非常ブレーキ両機能及び
滑走防止機能を具備した電空式ブレーキ制御装置
を提供することにある。

（技術的手段） 上述の技術的課題を解決するため、本発明の電
空式シリンダ制御装置は常用ブレーキ信号とブレ
ーキ帰還信号との間の差に応じて作用信号または
弛め信号を発信し、非常ブレーキ信号に応じて切
換信号と、作用信号を発信し、速度信号の低下率
に応じ車輪の滑走を検出したとき作用信号を消滅
させて弛め信号を発信する電気制御部と、通常常
用絞りを経て空圧源を供給管に接続し、切換信号
に応じて常用絞りをバイパスして空圧源を直接供
給管に接続する切換弁、通常ブレーキシリンダを
弛め管に接続し、作用信号に応じてブレーキシリ
ンダを供給管に接続する作用弁と、通常弛め管と
大気との連通を遮断し、弛め信号に応じてその連
通を開く弛め弁とから構成されている。

（作 用） 常用ブレーキ信号に応じて作用信号が発信され
ると作用弁が作動し、空圧源から切換弁、常用絞
り、供給管及び作用弁を経てブレーキシリンダ圧
力空気が供給されて車両に常用ブレーキが適用さ
れる。この時常用絞りの効果によりブレーキシリ
ンダの昇圧速度は抑制されるから乗客に不快感を
与えるような減速度の急激な変化は発生しない。

ブレーキシリンダの圧力が上昇しブレーキ帰還
信号が常用ブレーキ信号と等しい値になつたとき
作用信号が消滅して作用弁が復帰し、ブレーキシ
リンダの圧力上昇は停止する。

常用ブレーキ信号が低減してブレーキ帰還信号
より小さくなると弛め信号が発信され、弛め弁が
作動してブレーキシリンダの圧力空気は作用弁、
弛め管、弛め弁を経て大気に排出されてその圧力
は降下し、ブレーキ帰還信号が常用ブレーキ信号
と等しくなつたとき弛め信号が消滅し、弛め弁が
復帰してブレーキシリンダの圧力降下は停止す
る。

非常ブレーキ信号に応じて電気制御部から切換
信号及び作用信号が発信されると、切換弁と作用
弁が同時に作動し、空圧源から常用絞りをバイパ
スしてブレーキシリンダに圧力空気が供給され、
ブレーキシリンダ圧力は急上昇して車両は最短距
離で停車する。

また速度信号の急低下によつて車輪の滑走が検
出されたとき作用信号が消滅し弛め信号が発信さ
れ、ブレーキシリンダの圧力空気は作用弁及び弛
め弁を経て大気に排出され、ブレーキシリンダ圧
力は急低下して車輪の滑走は防止される。

（効 果） この装置においては作用弁とブレーキシリンダ
との間に中継弁が配設されていないからブレーキ
作用の応答性が低下する惧れはなく、第１図に示
したような中継弁、非常弁、複式逆止弁及び滑走
防止弁などの空圧機器を使用せずに常用ブレー
キ、非常ブレーキ及び滑走防止が行われるから前
述の技術的課題を完全に解決することができる。

（実施例） 第３図に示すブレーキ装置はロジツク部１１，
１１′と非常・滑走連動部１５，１５′とから成る
電気制御部１０と、空圧作用部１６，１６′と、
空圧源１７と、ブレーキシリンダ１９，１９′と、
列車を貫通して配設された信号線２４，６０及び
ブレーキ管５１とから構成されている。

空圧源１７は空気圧縮機１８から圧力空気を供
給され、その空気は管２２、逆止弁２３、管２１
を経て供給溜２０に充気されている。

ロジツク部、非常・滑走連動部、空圧作用部及
びブレーキシリンダは車両におけるつの台車のブ
レーキを別々に制御するため全く同一のものが２
組設置されているが、以下左側に図示されたもの
について説明する。

電気制御部１０のロジツク部１１の構造作用は
米国特許第3490814号、第4486839号及び第
4491920号の明細書に詳述されているから、ここ
では本発明に関連するところを既説する。

連動部１５には信号線６０の枝線６０ａが接続
され、線６０が消電したとき非常ブレーキ信号を
受けたことになるが、通常は通電されているから
リレー５２は励磁され、接点ａ，ｂ，ｃ，ｄ及び
ｅは閉じている。

リレー５３は車輪の滑走が検出されたとき励磁
されるが通常は消磁されているから接触指ｆ，
ｇ，ｈは図示の通り左側の接点に接触している。

ロジツク部１１は信号線２４から線２４ａを経
て常用ブレーキ信号を受け、後述するように変換
器２９から信号線６２を経てブレーキ帰還信号を
受け、プロセツサー１３はこの２つの信号を比較
演算し、２つの信号値が等しいとき、線５４，５
５を夫々プラス電源６６に接続し、常用ブレーキ
信号が帰還信号より大きいとき線５５と電源６６
との接続を断つて作用信号を発信し、２つの信号
値の差が逆転したとき線５４と電源６６との接続
を断つて弛め信号を発信する。また線５６は常に
電源６６に、線５７は常にマイナス電源に接続さ
れている。

尚、車両に電気ブレーキ機能が付設されている
場合にはその電気ブレーキの帰還信号をロジツク
部１１の線６４に接続することにより、線６２と
６４との２つの帰還信号の合計と常用ブレーキ信
号とを比較演算させて作用信号または弛め信号を
発信させることができる。

ロジツク部１１には線６３を経て車輪の速度信
号が導入され、その信号値の急低下によつて車輪
の滑走が検出されたとき連動部１５のリレー５３
が励磁され、同時に線５４ａは消電され、線５５
ａは通電される。

空圧作用部１６の切換弁２６は通常管３１を常
用絞り３７、管３４を経て供給管３５に接続し、
線５６が消電したとき、即ち切換信号を受けたと
き作動して管３１を直接供給管３５に接続する。

応荷重弁２５は通常供給管３５を供給管４１に
接続しているが、管３９を経て空気ばね（図示せ
ず）の圧力を受け、供給管４１の圧力の最高値を
空気ばねの圧力、即ち車両上の荷重に応じて制限
する。

作用弁２７は通常管４４を弛め管４７に接続
し、線５５が消電したとき、即ち作用信号を受け
たとき作動して、管４４を供給管４１に接続す
る。

弛め弁２８は通常弛め管４７と大気孔４９との
連通を遮断し、線５４が消電したとき、即ち弛め
信号を受けたとき作動し、弛め管４７を大気孔４
９を経て大気に接続する。

変換器２９は管４５のブレーキシリンダ圧力を
ブレーキ帰還信号に変換し、線６２を経てロジツ
ク部１１に伝達する。

弁２６，２７，２８は空圧パイロツト型の電磁
弁で、そのパイロツト圧力はブレーキ管５１から
管５１ａ、三方弁５０ａ、管５０を経て伝達され
ているが、三方弁５０ａを操作することによつ
て、管５０を管２２ａ，２２を経て空圧源１７に
接続することもできる。

従つてブレーキ管５１または空圧源１７の圧力
が異常低下した場合、弁２６，２７，２８は夫々
作動信号を受けたときと同様に作動し、自動的に
非常ブレーキが適用されるから安全性が向上す
る。

また弁２６，２７，２８はオン・オフ型である
から第１図に示された非常弁や中継弁に比してそ
の構造は簡単であり、内部の通路容量を大きくし
ても外形は比較的小型にし得ると言う利点があ
る。

次にこの装置の作用について説明する。

信号線２４を経て常用ブレーキ信号を受けると
電気制御部１０が作動し、線５５が消電して作用
信号が発信され、作用弁２７が作動し、供給溜２
０の圧力空気は切換弁２６、常用絞り３７、応荷
重弁２５、作用弁２７、管４４を経てブレーキシ
リンダ１９に供給され、ブレーキシリンダの圧力
は常用絞り３７によつて制限された速度で上昇
し、常用ブレーキが適用される。

ブレーキシリンダ圧力の上昇に伴いブレーキ帰
還信号が増大し常用ブレーキ信号と等しくなつた
とき、作用信号が消滅し作用弁２７が復帰してブ
レーキシリンダ圧力の上昇は停止する。

常用ブレーキ信号が低減すると線５４が消電し
て弛め信号が発信され、弛め弁２８が作動してブ
レーキシリンダ１９の圧力空気は作用弁２７、弛
め管４７、弛め弁２８を経て大気に排出される。
この排出によりブレーキシリンダ圧力は低下しブ
レーキ帰還信号が常用ブレーキ信号と等しくなつ
たとき弛め信号は消滅し、弛め弁２８が復帰して
ブレーキシリンダ圧力の低下は停止する。

このようにして車両に適用されるブレーキ力は
常用ブレーキ信号の大きさに応じて設定される。

尚、発電ブレーキの帰還信号がロジツク部１１
の線６４に接続されている場合、ブレーキシリン
ダ１９による摩擦ブレーキ力と電気ブレーキ力と
の合計が常用ブレーキ信号によつて指令されたブ
レーキ力と等しくなるよう制御される。

信号線６０が消電して非常ブレーキ信号が発信
されると、連動部１５のリレー５２が消磁し接点
ａ〜ｅが開き線５６，５５が消電し切換信号と作
用信号が同時に発信される。従つて供給溜２０の
圧力空気は切換弁２６から常用絞り３７をバイパ
スしてブレーキシリンダ１９に供給され、その圧
力は急上昇して車両に非常ブレーキが適用され
る。

またブレーキ作用中、車輪の滑走が検出される
とコイル５３が励磁され、接触指ｆ，ｇ，ｈは右
側の接点に接触し、線５５は通電され、線５４は
消電する。従つてブレーキシリンダ１９の圧力空
気は作用弁２７、弛め弁２８を経て大気に排気さ
れてブレーキは弛められる。この弛め作用によつ
て滑走がなくなるとリレー５３は消磁され通常の
ブレーキ作用に戻る。

以上詳述した通りこの装置においては作用弁２
７とブレーキシリンダ１９との間に中継弁が配設
されていないからブレーキ作用の応答性が低下す
る惧れはなく、また常用絞り３７を作用弁２７の
上流に設置することによつて常用ブレーキも非常
ブレーキも１つの作用弁によつて制御され、更に
弛め弁を滑走防止用にに流用できるから第１図に
示した中継弁、非常弁、複式逆止弁及び滑走防止
弁は不必要になる。

第４図は第３図の装置に誤動作応動弁７０を追
設した実施例である。

電気制御部１０の内部の電気回路の誤動作によ
り作用信号が発信されてブレーキが適用されると
運転者はこのブレーキを弛めることができなくな
る。誤動作応動弁７０はこのような不都合を回避
するために追設され、これに伴つて切換弁２６の
周辺が変更されている。

弁７０は通常入口７１を出口７３に接続し、電
気制御部１０から誤動作信号を受けたとき作動し
入口７１を出口７５を経て大気に接続する。切換
弁２６は通常入口３２を出口３０に接続し切換信
号を受けたとき作動して入口３６を出口３０に接
続する。

従つて常用ブレーキ時には空圧源１７の圧力空
気は管７４，７６、弁７０、管７２、常用絞り３
７を経てブレーキシリンダ１９に供給され、非常
ブレーキ時には供給溜２０の圧力空気が管３１、
切換弁２６を経てブレーキシリンダ１９に供給さ
れ、第３図の装置と同様にブレーキは制御され
る。

電気制御部１０の誤動作により作用信号が発信
されると作用弁２７は作動するが、このとき弁７
０は電気制御部１０から誤動作信号を受けて作動
するから、ブレーキシリンダ１９の圧力空気は作
用弁２７、応荷重弁２５、切換弁２６、常用絞り
３７、管７２、弁７０を経て大気に排出されるか
ら車両にブレーキが適用されることはなく、車両
を適当な修理場所まで移動させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図は従来の技術によるブレーキ制
御装置の作用説明図、第３図は本発明による装置
の作用説明図、第４図は第３図の装置に一部部品
を追設した装置の作用説明図である。 １０…電気制御部、１７…空圧源、１９…ブレ
ーキシリンダ、２４…常用ブレーキ信号線、２６
…切換弁、２７…作用弁、２８…弛め弁、３５，
４１…供給管、３７…常用絞り、４７…弛め管、
５４…弛め信号線、５５…作用信号線、５６…切
換信号線、６０…非常ブレーキ信号線、６２…ブ
レーキ帰還信号線、６３…速度信号線。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 次の各部から構成された鉄道車両用電空式ブ
   レーキ制御装置。 (a) 常用ブレーキ信号とブレーキ帰還信号との差
   に応じて作用信号または弛め信号を発信し、非
   常ブレーキ信号に応じて切換信号と上記作用信
   号を発信し、速度信号の低下率に応じ車輪の滑
   走を検出した時、上記弛め信号を発信し上記作
   用信号を打消す電気制御部１０、 (b) 通常常用絞り３７を経て空圧源１７を供給管
   ３５，４１に接続し、上記切換信号に応じて作
   動し上記常用絞りをバイパスして上記空圧源を
   上記供給管に直接接続する切換弁２６、 (c) 通常ブレーキシリンダ１９を弛め管４７に接
   続し、上記作用信号に応じて作動し上記ブレー
   キシリンダを上記供給管に接続する作用弁２
   ７、および (d) 通常上記弛め管と大気との連通を遮断し、上
   記弛め信号に応じて作動しその連通を開く弛め
   弁２８。