JPH10138907A - 鉄道車両用空気ブレーキ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ブレーキシリンダ圧力空気を各ブレーキシリ
ンダに配分するための空気配管を必要としない、簡素
で、保安度の高い、応答性の優れた、また圧縮空気の消
耗が少なく、コンプレッサの負担の軽い、保守性の良好
な鉄道車両用空気ブレーキ装置を提供することを目的と
する。 【解決手段】 各車輪毎にシリンダ体と一体になった電
磁弁ユニットを有するユニットブレーキと、常用ブレー
キ指令信号または非常ブレーキ信号を受け、各台車荷
重、連軸回転速度を勘案し、この電磁弁ユニットを介し
て各ユニットブレーキを個々に制御する信号を出力する
ブレーキ制御装置を備えた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、鉄道車両用空気ブ
レーキ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の鉄道車両用ブレーキ装置として、
例えば、ナブコ技報No. 79（1995.4）に記載の「ＪＲ九
州８８３系特急形交流電車用電気指令式空気ブレーキ装
置」がある。以下図４を参照して、この「ＪＲ九州８８
３系特急形交流電車用電気指令式空気ブレーキ装置」
（以下第１の先行例という。）の構成について説明す
る。図４のブロック図に見られるように、この第１の先
行例では、列車編成を構成する各車両に、例えば電動車
では、乗務員の常用ブレーキの操作等に応じて常用ブレ
ーキ指令線１により電気信号として各車両に配信される
常用ブレーキ指令信号を受けて、列車速度、車両荷重ま
た、発電ブレーキ力を勘案し所要ブレーキ力を演算し、
ブレーキ制御信号を出力するブレーキ受量器４１と、こ
のブレーキ制御信号にしたがって、供給空気だめ（図示
せず）から供給される圧縮空気の圧力を制御し、所要の
常用ブレーキ圧力として出力する電空変換弁４２と、乗
務員の非常引きスイッチの操作等により非常ブレーキ指
令線２が無加圧になることにより伝達される非常ブレー
キ信号をうけて、車両の緊急時に、前記供給空気だめか
ら応荷重弁（図示せず）を経て供給される圧縮空気から
非常ブレーキ圧力を出力する非常電磁弁４３と、前記常
用ブレーキ圧力及び前記非常ブレーキ圧力を受けて、い
ずれか高位の圧力を出力する第１の複式逆止弁４４と、
この第１の複式逆止弁４４の出力する空気圧を増量し、
また非常ブレーキ信号を受けた際にブレーキ初速度が１
００km/h以上の時、前記ブレーキ受量器４１の制御によ
り消磁される増圧電磁弁４５から出力される空気圧力を
受けて、前記非常ブレーキ圧力の１．４倍の空気圧を発
生する中継弁４６と、各台車の空気ばね圧力から台車荷
重を検知する荷重センサ７と、いずれかの輪軸が滑走し
た場合にこれを検知するために、前記ブレーキ受量器４
１に、当該輪軸の速度信号をフィードバックするため各
輪軸に設けられた速度センサ６と、いずれかの輪軸が滑
走した場合に前記ブレーキ受量器４１から各輪軸毎に出
力される再粘着制御信号を受けて、当該輪軸に係るブレ
ーキ力をゆるめ再粘着させるために、各輪軸毎に設けら
れた滑走防止弁４７と、乗務員の保安ブレーキスイッチ
の操作や元空気だめ圧力の不足により加圧される保安ブ
レーキ指令線３により励磁され、供給空気だめから独立
して設けられる空気回路の圧力空気を出力する保安電磁
弁８と、各輪軸毎に設けられ、この保安電磁弁８の出力
空気圧と各滑走防止弁４７を介して供給される前記中継
弁４６の出力空気圧のいずれか高位の圧力を出力する第
２の複式逆止弁４８と、各車輪に設けられ、当該第２の
複式逆止弁４８の出力を受けてブレーキ力を発生するト
レッドブレーキユニット４９を備えている。

【０００３】この第１の先行例では、乗務員のブレーキ
操作等により３本の引き通し線からなる常用ブレーキ指
令線１を介して１〜７ノッチのディジタル電気指令によ
る常用ブレーキ指令信号が伝達され、ブレーキ受量器４
１では、速度センサ６び荷重センサ７の出力を参照し粘
着パターン演算を行い発電ブレーキ力を勘案の上所要ブ
レーキ圧力を演算し、電空変換弁４２にブレーキ制御信
号を出力する。電空変換弁４２は、供給空気だめから供
給される圧縮空気の圧力を制御し、このブレーキ制御信
号の電流値に比例した空気圧力を第１の複式逆止弁４４
の一方の入力ポートに出力する。

【０００４】非常電磁弁４３は、常時加圧の往復引き通
し線の復線側である非常ブレーキ指令線２に接続されて
おり、これが無加圧となり消磁されると、供給空気だめ
から応荷重弁を経て供給される非常ブレーキ圧力空気を
前記第１の複式逆止弁４４の他方の入力ポートに出力す
る。

【０００５】このようにして、第１の複式逆止弁４４か
らは、各トレッドブレーキユニット４９に供給すべきブ
レーキ指令圧力が出力されるが、全トレッドブレーキユ
ニット４９を駆動するには空気流量が不足するため、こ
れを受けて中継的に流量増幅を行うための中継弁４６が
設けられており、中継弁４６は、供給空気だめの圧縮空
気を供給源として、このブレーキ指令圧力と同等の圧力
空気を増量し、ブレーキシリンダ圧力を出力する。な
お、非常ブレーキ指令線２が無加圧になった場合、列車
速度が１００km/h以上の時は、ブレーキ受量器４１の制
御により増圧電磁弁４５が消磁され、中継弁４６からは
応荷重弁圧力の約１．４倍のブレーキシリンダ圧力が出
力される。このブレーキシリンダ圧力が滑走防止弁４７
及び第２の複式逆止弁４８を経て各トレッドブレーキユ
ニット４９のブレーキシリンダに供給され、ブレーキ力
が発生する。

【０００６】また、いずれかの輪軸に滑走が生じると、
各速度センサ６の出力によりこれを検知したブレーキ受
量器４１は、滑走の発生した輪軸に対応する滑走防止弁
４７に再粘着制御信号を出力しこれを作動せしめ、当該
輪軸に供給されるブレーキシリンダ圧力を緩めることに
より当該輪軸を再粘着させる。

【０００７】また、この第１の先行例では、常用ブレー
キ回路、非常ブレーキ回路から独立して保安ブレーキ回
路が設けられており、常時無加圧の保安ブレーキ指令線
３が加圧されることにより保安電磁弁８が作用し、保安
ブレーキ回路圧力が第２の複式逆止弁４８を経て、各ト
レッドブレーキユニット４９のブレーキシリンダに供給
される。

【０００８】第１の先行例ではこのようにして、列車の
速度、車両の荷重に応じた常用ブレーキ指令信号、非常
ブレーキ信号に対応するブレーキ力、もしくは保安ブレ
ーキ力が各輪軸に作用し、また各輪軸の滑走が抑制され
る。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これま
での空気ブレーキ装置は、上述した第１の先行例に見ら
れるように、各車両へのブレーキ制御系統に電気信号を
採用している場合でも、できるだけ機構を単純化し保安
度の向上を図る必要のあった機械制御式空気ブレーキ装
置を踏襲しており、各車両に１組設けられた電空変換弁
等により集中的にブレーキシリンダ圧力を得、これを台
車毎、輪軸毎若しくは車輪毎に設けられる各トレッドブ
レーキユニット等のブレーキシリンダに配分する構造と
なっていた。

【００１０】このため、ブレーキシリンダ圧力を各ブレ
ーキシリンダに配分するための空気配管を必要とし、車
両の床下等に多くの空気配管を張り巡らす必要があるば
かりでなく、この空気配管が破損した場合にはブレーキ
が効かなくなる、いわゆるフェールアウト要素となり保
安度が低下する問題があった。特に例えば第１の先行例
では第１の複式逆止弁４４以降のブレーキ配管が破損し
た場合には全車軸の常用、非常ブレーキが効かなくなる
ため、保安ブレーキ圧力を別系統で出力する必要があ
り、重複し、また複雑な構成となっていた。

【００１１】また、滑走抑制のためには、ブレーキ力を
輪軸個々に制御する必要があり、電空変換弁４２等で集
中的に制御することができないため、個々に滑走防止弁
４７を設けなければならない等、重複し、また複雑な構
成を必要としていた。

【００１２】さらに、ブレーキ力を発生するために各ブ
レーキシリンダ体内の気室を加圧するために必要な圧縮
空気にほぼ匹敵する圧縮空気がこれら床下に張り巡らさ
れた前記空気配管を加圧するために給排気されており、
これら無効の圧縮空気を集中的に生成することもあいま
って、多量の給排気制御を必要とし、このために電空変
換に当たっても直動型電磁弁を用いることが出来ず、中
継弁と一体となったパイロット型電磁弁を用いた大型か
つ複雑な構成を必要とし、またブレーキ力制御の応答性
にも劣る結果となっていた。

【００１３】さらにまた、これら無効空気の給排気のた
めに、ブレーキ力発生に必要とされる以上の容量の供給
空気だめを必要とし、また必要以上のコンプレッサの稼
動となりコンプレッサの寿命低下と無駄な電力消費を招
来していた。

【００１４】また、これらの問題点を解消するために、
特開平６−０５４４０６号公報にはブレーキ圧力源とし
て油圧を用いたブレーキ制御部を輪軸または台車毎に設
けた鉄道車両用ブレーキ装置（以下第２の先行例とい
う。）が提案されている。しかしながら、第２の先行例
では、空気ばねやドアの開閉等に用いられる空気圧力源
と重複して油圧発生機構を必要とする外、常時加減圧を
くり返しながら長距離走行する鉄道車両の保安機構に油
圧を用いる場合には、空気と異なり、作動油の減耗を常
時監視し、補充する体制を整えなければならない等保守
上の問題が大きい。

【００１５】本発明はかかる問題点を解決するためにな
されたものであり、保守上の問題が大きい油圧等の別途
の圧力源を用いることなく、かつブレーキシリンダ圧力
空気を各ブレーキシリンダに配分するための空気配管を
必要としない、従って、簡素で、保安度の高い、制御応
答性の優れた、また、無駄に圧縮空気を消耗することな
くコンプレッサの負担の軽い、保守性の良好な鉄道用空
気ブレーキ装置を提供することを目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明に係る鉄道車両用空気ブレーキ装置は、各車
輪毎に設けられ、シリンダ体と一体になった電磁弁ユニ
ットを有する複数のユニットブレーキと、常用ブレーキ
指令信号または非常ブレーキ信号をうけ、各台車荷重、
輪軸回転速度等の信号を照査し制御値を算出し、前記電
磁弁ユニットを介してこの複数のユニットブレーキのそ
れぞれを個別に制御する信号を出力するブレーキ制御装
置とを備えている。

【００１７】また、前記電磁弁ユニットは、作用電磁弁
とユルメ電磁弁の２つのオンオフ制御直動型電磁弁と圧
力センサを備え、前記ブレーキ制御装置は、この圧力セ
ンサの出力する圧力値が前記制御値より高位にある場合
には、前記ユルメ弁をユルメ位置に制御し前記ユニット
ブレーキのブレーキシリンダの気室を大気に連通しブレ
ーキシリンダ圧力を減少させ、前記圧力センサの出力す
る圧力値が前記制御値より低位にある場合は前記作用電
磁弁を作用位置に制御し前記ユニットブレーキのブレー
キシリンダの気室に供給空気だめの圧縮空気を連通しブ
レーキシリンダ圧力を上昇させ、前記圧力センサの出力
する圧力値が前記制御値に等しい場合には前記作用電磁
弁と前記ユルメ電磁弁を共に遮断位置に制御し前記ユニ
ットブレーキのブレーキシリンダ圧力を前記制御値に保
持するよう制御することを特徴とする。

【００１８】また、前記電磁弁ユニットは、３位置制御
直動型電磁弁と圧力センサを備え、前記ブレーキ制御装
置は、この圧力センサの出力する圧力値が前記制御値よ
り高位にある場合には、前記３位置制御直動型電磁弁を
ユルメ位置に制御し前記ユニットブレーキのブレーキシ
リンダの気室を大気に連通しブレーキシリンダ圧力を減
少させ、前記圧力センサの出力する圧力値が前記制御値
より低位にある場合は前記３位置制御直動型電磁弁を作
用位置に制御し前記ユニットブレーキのブレーキシリン
ダの気室に供給空気だめの圧縮空気を連通しブレーキシ
リンダ圧力を上昇させ、前記圧力センサの出力する圧力
値が前記制御値に等しい場合には前記３位置制御直動型
電磁弁を重なり位置に制御し前記ユニットブレーキのブ
レーキシリンダ圧力を前記制御値に保持するよう制御す
ることを特徴とする。

【００１９】また、前記電磁弁ユニットは、入力ポート
に供給される供給空気だめ圧縮空気をもとに、制御電流
値に対応する空気圧力を前記ユニットブレーキの気室に
出力する電空変換弁を備え、前記ブレーキ制御装置は、
前記制御電流値を前記制御値に相当する空気圧力に対応
する値に制御することを特徴とする。

【００２０】さらにまた、前記電磁弁ユニットは、前記
ユニットブレーキのブレーキシリンダ圧力を連続的に加
減する制御用電磁弁のほかに、非常ブレーキ信号で制御
される非常電磁弁及び、または保安ブレーキ信号で制御
される保安電磁弁を備えていることを特徴とする。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。図１は、本発明の鉄道車両
用空気ブレーキの一実施形態に係る、ユニットブレーキ
４の構造の説明図である。本実施形態のユニットブレー
キ４は、鉄道車両の各車輪毎に設けられ、図１に見られ
るように、気室１０２を形成するブレーキシリンダ体１
０１と、戻しばねを備え、気室１０２の空気圧力に応じ
てこのブレーキシリンダ体内を褶動するピストン１０３
と、一端をピストン１０３に嵌合し、スラックアジャス
タ１０５を介してブレーキ押棒１０６を駆動するレバー
１０４と、制輪子１０８が取り付けられ、ハンガー１０
９により支持されて、ブレーキ押棒１０６に嵌合し、そ
の駆動により制輪子１０８を車輪に押圧するブレーキシ
ュー１０７とに加えて、前記ブレーキシリンダ体１０１
に直接取り付けられた電磁弁ユニット１１０を備えてい
る。本実施形態では、この電磁弁ユニット１１０は、オ
ンオフ制御直動型電磁弁からなる作用電磁弁１１１とユ
ルメ電磁弁１１２及び圧力センサー１１３を備えてい
る。

【００２２】図２は、本実施形態に係る、ユニットブレ
ーキ４の制御機構を説明するブロック図であり、図４と
同一符号は同一または相当部品を示し重複した説明は省
略する。本発明に係る図２の制御機構では、図４のブレ
ーキ受量器４１にかえて、ブレーキ制御装置５が設けら
れており、このブレーキ制御装置５は、前記常用ブレー
キ指令信号及び非常ブレーキ信号を受けて、各輪軸、各
台車に設けられた速度センサ６、荷重センサ７の出力す
る速度信号、荷重信号を照査し、上記ユニットブレーキ
４のそれぞれの電磁弁ユニット１１０を個々に制御する
信号を出力する。

【００２３】本実施形態では、電磁弁ユニット１１０が
各ユニットブレーキ４毎に設けられており、また電磁弁
ユニット１１０は、図１に示すようにブレーキシリンダ
体１０１と一体に構成され、その出力ポートが気室１０
２に直結している。従って、個々の電磁弁ユニット１１
０の圧縮空気の制御量はユニットブレーキ４のシリンダ
容量約０．６２リットルでよく、第１の先行例で説明し
た、ブレーキシリンダ圧力を集中的に発生する従来の方
式の圧縮空気制御量、すなわち、０．６２リットル×８
組＋配管容量約４．３リットル＝９．３リットルの約１
／１５となり、別途中継弁等を設けることなく直動型電
磁弁で十分直接制御できる。

【００２４】また、ブレーキ制御装置５は、各車軸の速
度信号を参照し各ユニットブレーキ４を個々に制御する
ための信号を出力するので、別途滑走防止弁を設ける必
要がない。さらに、後述するように、各ユニットブレー
キ４の制御機構をフェールセーフに構成することができ
るため、別途非常電磁弁を設ける必要もない。このた
め、本実施形態では、図４の第１の先行例の中継弁４
６、増圧電磁弁４５、滑走防止弁４７、非常電磁弁４
３、第１の複式逆止弁４４、また応荷重弁を設けること
なくして、元空気だめの圧力空気を直接電磁弁ユニット
１１０に供給することにより、第１の先行例と同等の制
御が可能となる。

【００２５】以下本実施形態の鉄道車両用空気ブレーキ
装置の動作について説明する。ブレーキ制御装置５は、
それぞれのユニットブレーキ４の電磁弁ユニット１１０
を、作用電磁弁１１０を励磁する作用信号、ユルメ電磁
弁を励磁するユルメ信号により制御し、圧力センサ１１
３は、ブレーキシリンダ圧力を検知し圧力信号としてブ
レーキ制御装置５にフィードバックする。

【００２６】車両の力行または惰行時、すなわちブレー
キの緩解時には、ブレーキ制御装置５は、各ユニットブ
レーキ４の気室１０２を大気に連通させ、ブレーキシリ
ンダ圧力を開放状態に制御する。すなわち、ユルメ信号
をオンにしユルメ電磁弁１１２を励磁状態に保ち気室１
０２に接続する入力ポートを大気に開放されている出力
ポートに連通し、作用信号をオフにして作用電磁弁１１
１を消磁し供給空気だめに接続する入力ポートと気室１
０２に接続する出力ポートを遮断することにより、ユニ
ットブレーキ４を緩解状態に保つ。

【００２７】乗務員のブレーキ操作等により常用ブレー
キ指令信号が伝達されると、ブレーキ制御装置５は、速
度センサ６の出力する速度信号、各台車の空気圧を検出
する荷重センサ７の出力する荷重信号を照査し粘着パタ
ーン演算を行い、台車毎または輪軸毎にに常用ブレーキ
指令信号に対応するブレーキ力制御値、すなわち圧力セ
ンサ１１３の出力すべき圧力信号値を算出し、圧力セン
サ１１３の出力する気室１０２の圧力信号値がこの制御
値と等しくなるよう作用電磁弁１１１、ユルメ電磁弁１
１２を制御する。すなわち、圧力センサ１１３の出力す
る圧力信号がこの制御値以下の場合はユルメ信号をオフ
しユルメ電磁弁１１２を消磁し、作用信号をオンにして
作用電磁弁１１１を励磁し、供給空気だめから供給され
る圧縮空気を気室１０２に連通しブレーキシリンダ圧力
を増圧する。圧力センサ１１３の出力する圧力信号が制
御値以上であれば、作用電磁弁１１１を消磁し、ユルメ
電磁弁１１２を励磁し、気室１０２内圧縮空気を大気に
放出し減圧する。圧力信号が制御値と等しくなった時点
で、作用信号とユルメ信号をオフにして作用電磁弁１１
１とユルメ電磁弁１１２を共に消磁し、電磁弁ユニット
１１０を重なり状態に保ち、ユニットブレーキ４に所要
のブレーキ力を作用せしめる。

【００２８】このとき、作用するブレーキ力は、ブレー
キ初速度、台車荷重を斟酌し、減速度が常用ブレーキ指
令信号に対応する様演算されているので、各輪軸、ま
た、各車両間の減速度のアンバランスによる衝動や、車
輪の滑走を抑制することができる。なお、図２には発電
ブレーキ関係を図示していないが、発電ブレーキ併用の
場合は、ブレーキ制御装置５はこれを勘案し所要ブレー
キ力を算出する。

【００２９】乗務員の非常引きスイッチの操作等により
平常時オンの非常ブレーキ指令線がオフとなり非常ブレ
ーキ信号が発せられると、ブレーキ制御装置５はこれを
検知し、常用ブレーキ信号の場合と同様に、速度信号、
荷重信号を照査し、最大ブレーキ力に対応する制御値を
算出し、圧力センサ１１３の出力がこれと等しくなるよ
う作用電磁弁１１１、ユルメ電磁弁１１２を制御する信
号を出力する。

【００３０】またブレーキ制御装置５は、各速度センサ
ー６の出力を比較し、いずれかの車軸の滑走が検知され
た場合は、当該車軸を再粘着させるために必要なブレー
キシリンダ圧力を演算し、ユルメ電磁弁１１２を励磁し
減圧、再粘着後、作用電磁弁１１１を励磁し所定のブレ
ーキシリンダ圧力に戻すための信号を出力する。

【００３１】以上、作用電磁弁１１１、ユルメ電磁弁１
１２は共に、励磁状態で入力ポートと出力ポートが連通
し、消磁状態で入力ポート、出力ポートが閉鎖される、
ノルマルクローズ型のオンオフ制御直動型電磁弁である
として、本実施形態の動作を説明したが、作用電磁弁１
１１、ユルメ電磁弁１１２を共に、またはどちらか一方
をノルマルオープン型、すなわち、消磁状態で入力ポー
トと出力ポートが連通し、励磁状態で入力ポートと出力
ポートが遮断されるオンオフ制御直動型電磁弁を用い、
ブレーキ制御装置５は消磁、励磁を反転して制御する信
号を出力することとしてもまったく同様に電磁弁ユニッ
ト１１０を介してユニットブレーキ４を制御することが
できる。

【００３２】特に、作用電磁弁１１１にノルマルオープ
ン型を用い、ユルメ電磁弁１１２をノルマルクローズ型
とすることにより、例えば、電気制御系統の破損等によ
り電磁弁ユニット１１０が無制御となり、ユルメ信号、
作用信号が共に遮断され両電磁弁が消磁された場合にも
ユニットブレーキ４を加圧状態に保つことができるの
で、別途非常電磁弁を設けることなくフェールセーフの
制御機構を構成することができる。

【００３３】なお、別途保安ブレーキ系統を設ける場合
は、電磁弁ユニット１１０に管座等を介して複式逆止弁
を設け、この複式逆止弁の一方の入力ポートを上述の電
磁弁ユニット１１０の出力ポートに、他方の入力ポート
を第１の先行例と同様の保安電磁弁８に接続し、出力ポ
ートを気室１０２に直結すればよい。

【００３４】このようにして、本実施形態によれば、制
輪子を車輪に押圧しブレーキ力を発生する個々のユニッ
トブレーキ４に至る全ての制御機構をフェールセーフに
構成することができ、かつ第１の先行例を用いて例示し
た従来の鉄道車両用空気ブレーキ装置に比べて、はるか
に簡素で軽量な構成で、安全性の高い制御性に優れた鉄
道車両用空気ブレーキ装置を提供することができる。

【００３５】図３は、本発明の他の実施形態に係る、電
磁弁ユニット１１０の構造、作用の説明図である。図３
の電磁弁ユニット１１０は、図１の作用電磁弁１１１と
ユルメ電磁弁１１２に換えて、１つの３位置制御直動型
電磁弁１１４とユニットブレーキ４の気室１０２の圧力
をブレーキ制御ユニット５にフィードバックする圧力セ
ンサ１１３を備えている。

【００３６】本実施形態の動作は、電磁弁の制御方が異
なる点を除いては先に説明した第１の実施形態の動作と
同様であるのでこの点を中心に説明する。本実施形態の
３位置制御直動型電磁弁１１４は、ブレーキ制御装置５
により制御され、例えばノルマルオープン型の例では、
消磁状態で供給空気だめに接続された入力ポートをユニ
ットブレーキ４の気室１０２に連通し、ブレーキシリン
ダ圧力を上昇させる。ブレーキ制御装置５からの制御信
号により強く励磁された状態で気室１０２を大気に連通
しブレーキシリンダ圧力を減少させる。また弱く励磁さ
れた状態で、気室１０２及び入力ポートを遮断し、ブレ
ーキシリンダ圧力を保持する。

【００３７】ブレーキ制御装置５は、先に説明した第１
の実施形態とまったく同様に、常用ブレーキ指令信号、
非常ブレーキ信号を受け、速度信号、荷重信号を照査し
て３位置制御直動型電磁弁１１４を制御する信号を出力
する。圧力センサ１１３の出力する圧力値がこの制御値
より高い場合は、３位置制御直動型電磁弁１１４を制御
信号により強く励磁しブレーキシリンダ圧力を下げる。
また圧力センサ１１３の出力値が低い場合は制御信号を
オフし３位置制御直動型電磁弁１１４を消磁することに
よりブレーキシリンダ圧力を上昇させ、圧力センサ１１
３の出力値が制御値に等しくなった時、信号を弱にし３
位置制御直動型電磁弁１１４を弱く励磁することにより
ブレーキシリンダ圧力を重なり状態に保つ。なお、ノル
マルクローズ型３位置制御直動型電磁弁を用いても、信
号をこれに対応して制御することによりまったく同様に
してユニットブレーキ４のブレーキシリンダ圧力を制御
することができる。

【００３８】このようにして、電磁弁ユニット１１０に
３位置制御直動型電磁弁１１４を適用した本実施形態に
よっても前記第１の実施形態と同様に、従来の鉄道車両
用空気ブレーキ装置に比べて、はるかに簡素な構成で、
安全性の高い制御性に優れた鉄道車両用空気ブレーキ装
置を提供することができる。

【００３９】以上、本発明の２つの実施形態について説
明したが、本発明の鉄道車両用空気ブレーキ装置は、こ
れら２つの実施形態に限られるものではなく、電磁弁ユ
ニット１１０の電磁弁として、例えば第５図の第１の先
行例で説明した電空変換弁４２を用いても良い。この場
合ブレーキ制御装置５は、圧力センサ１１３の出力すべ
き圧力信号値に換えて、電空変換弁４２に求められる出
力ブレーキ圧に相当する制御電流値を算出しこれを出力
する。

【００４０】また、電磁弁ユニット１１０として、複式
逆止弁と組み合わせて、制御用、保安ブレーキ用、また
非常ブレーキ用の各電磁弁をブレーキシリンダ体と一体
に複数設置し、これらをそれぞれ別系統の制御電流によ
って制御することもできる。

【００４１】また、前記２例の実施形態では、トレッド
ブレーキユニットに電磁弁ユニットを１１０を備えたユ
ニットブレーキ４を例に本発明を説明したが、通常のブ
レーキシリンダやディスクブレーキのブレーキダイヤフ
ラムについてもまったく同様に本発明を適用できること
は明らかである。

【００４２】

【発明の効果】以上述べた通り、本発明に係る鉄道車両
用空気ブレーキ装置においては、ブレーキ圧を発生する
ユニットブレーキ４を各車輪毎に設け、電空変換を行う
電磁弁ユニット１１０をそのブレーキシリンダ体と一体
構造としたので、ユニッとブレーキ４までの制御系統を
全てフェールセーフに構成することができるため、別途
重複して非常ブレーキ制御系統を設ける必要がなく、簡
素で保安度の高い鉄道車両用空気ブレーキ装置を提供す
ることができる。

【００４３】また、このような構成としたので、ユニッ
トブレーキ４を個々に分散制御することができ、別途滑
走防止弁等を設けることなく、きめの細かいブレーキ制
御が可能となり、簡素で軽量な、制御性に優れ乗り心地
のよい、また保安度の高い鉄道車両用空気ブレーキ装置
を提供することができる。

【００４４】また、このような構成としたので、個々の
ユニットブレーキ４の圧縮空気の被制御量をごく少量と
することができ、また流路抵抗を最小にすることができ
るので、応答性、制御性に優れ乗り心地のよい鉄道車両
用空気ブレーキ装置を提供することができる。

【００４５】また、このような構成としたので、ブレー
キシリンダ圧力空気を配分するブレーキ配管を皆無にす
ることができ、これを加減圧していた無駄な圧縮空気の
消費を節約することができるため、中継弁等の応答性に
劣る機器を必要とすることなく、小型高性能の電磁弁を
使用することができ、また、供給空気だめの所要容量を
約半減することができ、例えばこれを台車枠内に設ける
ことが可能となり、車両の床下スペースの有効活用や車
両保守作業の簡素化を図ることができる。さらに圧縮空
気を生成するためのコンプレッサの小型化も可能とな
る。

【００４６】さらにまた、このような構成としたので、
万一いずれかのユニットブレーキ４がフェールアウトの
故障を起こした場合にも、当該車両のブレーキ力の７／
８が確保でき、保安度をより向上した鉄道車両用空気ブ
レーキ装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係るユニットブレーキ４
の構造を示す説明図である。

【図２】本発明の制御機構を説明するブロック図であ
る。

【図３】本発明の他の実施例に係るユニットブレーキ４
の構造、作用を示す説明図である。

【図４】従来の鉄道車両用空気ブレーキ装置の例を示す
ブロック図である。

【符号の説明】

１ 常用ブレーキ指令線 ２ 非常ブレーキ指令線 ３ 保安ブレーキ指令線 ４ ユニットブレーキ ５ ブレーキ制御装置 ６ 速度センサ ７ 荷重センサ ８ 保安電磁弁 ４１ ブレーキ受量器 ４２ 電空変換弁 ４３ 非常電磁弁 ４４、４８ 複式逆止弁 ４５ 増圧電磁弁 ４６ 中継弁 ４７ 滑走防止弁 ４９ トレッドブレーキユニット

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 南京 政信 東京都国分寺市光町二丁目８番地38 財団 法人鉄道総合技術研究所内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 各車輪毎に設けられ、シリンダ体と一体
   になった電磁弁ユニットを有する複数のユニットブレー
   キと、 常用ブレーキ指令信号または非常ブレーキ信号をうけ、
   各台車荷重、輪軸回転速度等の信号を照査し制御値を算
   出し、前記電磁弁ユニットを介してこの複数のユニット
   ブレーキのそれぞれを個別に制御する信号を出力するブ
   レーキ制御装置とを備えた鉄道車両用空気ブレーキ装
   置。
2. 【請求項２】 前記電磁弁ユニットは、作用電磁弁とユ
   ルメ電磁弁の２つのオンオフ制御直動型電磁弁と前記シ
   リンダ体の圧力を検知する圧力センサを備え、 前記ブレーキ制御装置は、前記圧力センサの出力する圧
   力値が前記制御値より高位にある場合には、前記ユルメ
   電磁弁をユルメ位置に制御し前記ユニットブレーキのブ
   レーキシリンダの気室を大気に連通しブレーキシリンダ
   圧力を減少させ、前記圧力センサの出力する圧力値が前
   記制御値より低位にある場合は前記作用電磁弁を作用位
   置に制御し前記ユニットブレーキのブレーキシリンダの
   気室に供給空気だめの圧縮空気を連通しブレーキシリン
   ダ圧力を上昇させ、前記圧力センサの出力する圧力値が
   前記制御値に等しい場合には前記作用電磁弁と前記ユル
   メ電磁弁を共に遮断位置に制御し前記ユニットブレーキ
   のブレーキシリンダ圧力を前記制御値に保持するよう制
   御することを特徴とする請求項１に記載の鉄道車両用空
   気ブレーキ装置。
3. 【請求項３】 前記電磁弁ユニットは、３位置制御直動
   型電磁弁と前記シリンダ体の圧力を検知する圧力センサ
   を備え、 前記ブレーキ制御装置は、前記圧力センサの出力する圧
   力値が前記制御値より高位にある場合には、前記３位置
   制御直動型電磁弁をユルメ位置に制御し前記ユニットブ
   レーキのブレーキシリンダの気室を大気に連通しブレー
   キシリンダ圧力を減少させ、前記圧力センサの出力する
   圧力値が前記制御値より低位にある場合は前記３位置制
   御直動型電磁弁を作用位置に制御し前記ユニットブレー
   キのブレーキシリンダの気室に供給空気だめの圧縮空気
   を連通しブレーキシリンダ圧力を上昇させ、前記圧力セ
   ンサの出力する圧力値が前記制御値に等しい場合には前
   記３位置制御直動型電磁弁を重なり位置に制御し前記ユ
   ニットブレーキのブレーキシリンダ圧力を前記制御値に
   保持するよう制御することを特徴とする請求項１に記載
   の鉄道車両用空気ブレーキ装置。
4. 【請求項４】 前記電磁弁ユニットは、入力ポートに供
   給される供給空気だめ圧縮空気をもとに、制御電流値に
   対応する空気圧力を前記ユニットブレーキの気室に出力
   する電空変換弁を備え、 前記ブレーキ制御装置は、前記制御電流値を前記制御値
   に相当する空気圧力に対応する値に制御することを特徴
   とする請求項１に記載の鉄道車両用空気ブレーキ装置。
5. 【請求項５】 前記電磁弁ユニットは、前記ユニットブ
   レーキのブレーキシリンダ圧力を連続的に加減する制御
   用電磁弁のほかに、非常ブレーキ信号で制御される非常
   電磁弁及び、または保安ブレーキ信号で制御される保安
   電磁弁を備えていることを特徴とする請求項１に記載の
   鉄道車両用空気ブレーキ装置。