JPS61119459A - アクチユエータ非常作動回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明はアクチュエータ非常作動回路に関し、特に直
接作動形電気機械を用いる鉄道車輌用ブレーキアクチュ
エータのような電気アクチュエータの非常作動回路に関
する。

アクチュエータによる駆動回路では、非常事態が発生し
九場合アクチュエータを所定の安全位置まで駆動し、非
常事態の原因が解消されるまで、アクチュエータを上記
安全位置に保っておくことが一般に要求される。例えば
、鉄道車輌用のような車輌ブレーキ系で、ある種の事態
が発生すると充分に非常ブレーキを掛ける必要がある０
この種の事態を２つあげると鉄道車輌の分離と正常プレ
ー中制御の喪失がある。

非常ブレーキ印加の際には、上記電気機械はその最大移
動限度まで駆動され、この駆動位置でブレーキがかけら
れる。

この発明によると、電気エネルギ源と、この電気エネル
ギ源とアクチュエータとの間に接続され非常事態のもと
てアクチュエータを所定位置まで伸長させる非常電源回
路と、アクチュエータの伸長の後で非常電源回路を開路
する第１手段と、アクチュエータの伸長の後でアクチュ
エータを所定位置にラッチする第２手段とを備えたアク
チュエータ非常作動回路が提供されろ。

好ましくは、アクチュエータをラッチする手段は非常電
源回路の作動に応答して、アクチュエータを所定位置方
向へのみ伸張させる。また、ラッチ手段は一方向ラッチ
またはラチェット襄−をＭする。

さらに、電気エネルギ源はアクチュエータを非常位置ま
で駆動するのに充分な制限された電荷を保持する手段を
有することができ、また、正常制御回路電源から供給さ
れると共にラッチ手段と連動し電気エネルギ源が放電し
之ときアクチュエータの解除を阻止する再充電回路を設
けることができる。

以下、実施例により、この発明の詳細な説明する。

第１図は鉄道車輌用ブレーキの直接作動形畦気アクチュ
エータの友めのアクチュエータ非常作動回路を示す。基
本的にアクチュエータは電動機１により作動される。電
動機１は出力軸２と図示しない減速歯車箱を介して、図
示しないブレーキ機構を移動させるブレーキ作動部材を
回転駆動してブレーキを鋤らかせｔり解除しｔシする。

例えば、ブレーキ作動部材に接続した係留ナツトが歯車
箱の出力軸上のねじに螺合する構造になっている。出力
軸２に取付は次ラチェット車３は爪４と係今自在な周辺
歯を有する。

爪４については後で詳しく述べる。

電動機１には一対の接＆線５を介して電源が供給される
。接続線５はサービスブレーキ制御装置６と、例えば電
池からなる電源７と、端子８とに接続し、電池７は端子
８間に接続されている。サービスブレーキ制御装置の構
造および動作は、この発明の一部をなすものではないが
、これについての詳しい記１衣がこの出願の出題人の英
国特許出願第８４１２３７４号に与えられていることを
述べておく。正常動作時、電池７は端子８に接続された
充電回路（図示せず）からの電流によって連続的に再充
電されている。

、爪４はばね装着のソレノイド作動機構によっても作動
され、ばね力に逆った後退位置にソレメイドの作用によ
って保持されるようになっている。ソレノイドの付勢端
子は非常ライン１１の導体間に接続している。爪４と２
チエツト車３との係合は手動し／々−２０によっても解
除できる。

第１図の非常作動回路は以下の構成部材を備える。すな
わち、ばね力による閉止スイッチ９は、付勢時にスイッ
チ接点上聞く作動ソレノイドを有する。ばね力による開
放スイッチ１０は、付勢時にスイッチ接点を閉じる作動
ソレノイドと、接点を手動開成するための押しゼタン２
１とを有する。非常ライン１１は非常用電池７の両端に
接続すると共に、スイッチ１０の接点に直列接続した一
対の導体からなる。スイッチ９のソレノイドは非常２イ
ン１１の導体間に接続され、スイッチ１０のソレノイド
は２個のスイッチ路を介して電池７の両端に接続されて
いる。

２個のスイッチ路の一方は常開接点１２を有し、この接
点１２は運転手のブレーキハンドルによって担持され九
カムがリセット位置へ移動するとき、このカムにより機
械的に閉成される。また、他方のスイッチ路はばねによ
り閉成されソレノイドにより開成される接点を壱する。

このソレノイドは、ブレーキアクチュエータが所定の非
常位置に達すると、当該アクチュエータによフ閉止され
るスインｆ１５を介して、電源供給端子８の間に接続し
ている。非常ライン１１への電源供給は常閉接点１６を
介し７ｈｌ続線によって行なわれる。運転手のブレーキ
ハンドルによって担持されたカムが非常位置へ移動する
とき、当該カムにより常閉接点１６が機械的に開かれる
〇 ま九、非常ライフ１１の導体路には複数個の非常用スイ
ッチ１７を設けている。これらのスイッチ１７は例えば
車輌の乗客によって作動される。第１図には１個のスイ
ッチ１７のみを示す。そして、このスイッチ１７の一対
の接点は、非常用ピン１Ｂがスイッチ接極子からせり出
し九台１９に係合することによって、弾性ばね力に抗し
常時閉状態に２ツチされる。

非常用回路の動作状態として、ブレーキが解除され友と
きの正常運転時の状態と非常ブレーキ印加時の状態とが
ある。中間の第３状態もあシ、この中間状態では非常用
回路は運転状態をとるがサービスブレーキ制御装置６は
要求され次サービスブレーキ印加の程度に応じてアクチ
ュエータ電動機１を作動する。

正常運転状態において第１図の装置は次のように動作す
る。まず、端子８の電源電圧が電池７を充電し、その後
電池を充電状態に保つ。スイッチ１３が閉じてスイッチ
１０のソレノイドを付勢し該スイッチ１０の接点を閉じ
ると、非常ライン１１の導体が電源電圧に接続される。

運転手のブレーキハンドルにより作動されるスイッチ１
６が非常ブレーキ要求位置以外の全ての位置で閉じ、か
つスイッチ１７が閉位置にラッチされて、非常ライン１
１の導体を介して回路が形成される。し友がって、スイ
ッチ９は常時付勢さればね力に抗して接点を開く。ラチ
ェットソレノイドも同様に付勢され爪４の係合を解くの
で、アクチュエータの軸２は正常に両方向へ動くことが
できる。

基本的には非常ライン１１から付勢電圧がなくなること
によって、非常用回路が動作状態となシ、非常ブレーキ
回路が設定されると、スイッチ９は解除さればね力によ
って閉じ、充分に充電した電池７を電動機１の端子５間
へ直接接続する。そこで、電動機１が一終端位置まで駆
動され、ブレーキ機構に最大の力を作用して非常ブレー
キを掛ける。スイッチ９が閉止すると同時にラチェット
ソレノイドも消勢され、爪４がラチェツト車３に係合し
てアクチュエータ電動機１の非常ブレーキ位置からの戻
りを阻止する〇 もし、すべての状態のもとて電動機への電源供給が保た
れるか保証されていると、減速しつつ電動機１を非常ブ
レーキ位置に保つことができるが、このためにはラチェ
ットによるときよシも複雑な電動機構造および一層大容
量の電池が必要となる。いずれにしても、例えば車輌の
分離によって端子８への電源供給がなくなり非常ブレー
キ動作となるので、電池７は最終的に放電し、そのとき
ブレーキアクチュエータは非常ブレーキ位置に有効にロ
ックされる必要があるＯ スイッチ１５は、非常ブレーキ位置でアクチュエータに
より閉止され、ソレノイド１４を付勢してスイッチ１３
を開くように構成されている。接点１２も開いているか
らスイッチ１０のソレノイドは消勢され、当該スイッチ
はばね力により開となる。この動作によって電動機１と
非常ライ／１１への回路がしゃ断されて電池７から電流
が流出しなくなる。もし電源が依然として端子８に接続
されていると、電池７が再充電される。もし接続されて
いないと、すでに負荷側からしゃ断された電池には少な
くとももう一度非常ブレーキ印加を行なうのに充分な電
荷が保九れる。

前述のように、複数の非常用スイッチ１７のうちの１つ
を解放すること、運転手のブレーキハンドルを非常位置
へ移動させて接点１６を開放すること、または、例えば
車輌の分離によって端子８への電源をしゃ断することに
より非常ブレーキ印加が行なわれる。また、装置を正常
運転位置へ戻すには非常動作用の上記３つの要因のうち
のいずれかを先ず取り除いてブレーキ系を解放する。ブ
レーキ制御ハンドルは「リセット」位置へ移されなけれ
ばならない。この位置へカムが回動されると接点１２が
閉じ、スイッチ１０のソレノイドが付勢されてその接点
を閉じ非常ラインへ再度電圧が供給される。その後スイ
ッチ９のソレノイドが付勢されて当該スイッチが再び開
くと、電動機１への非常用電源供給がなくなシ、かつ２
チエツトソレノイドが再度付勢されて爪４をはずすので
アクチュエータの戻しを自由に行なえることとなる。こ
の間にアクチュエータはスイッチ１５をしゃ断してコイ
ル１４を消勢すると共にスイッチ１３を再度間じる。し
九がって、ブレーキ制御ハンドルが正常運転位置ｔｘは
サービスブレーキ位置へ戻されると、スイッチ１０のフ
ィルの付勢状態が維持される。

アクチュエータラチェットには、例えば車輌の停止時の
ブレーキを一時的に解放するのに用いることができる手
動解除ハンドル２０を設けるとよい。ま几、スイッチ１
０は手動押しゼタン２１を有し、手動押しゼタン２１を
押すことによって、非常２イン１１へ一時的に電力供給
できる。

前述の構成によると非常ライン、運転手のプレー中制御
ハンドル、ブレーキ位置検出器および非常用電池が協働
して使用時の故障検出機能を与える。非常ライン１１に
電圧が再度供給されないと、手動操作による以外ラチェ
ット機構がはずれないので、ブレーキは解除されない。

この電圧再供給を行なうには、プレー中ハンドルを非常
位置から戻してスイッチｌＯを閉止しなければならない
が、これは幾つかの条件が満足されて、スイッチ１０の
作動ソレノイドが付勢され走時のみ可能である。第１に
、ブレーキ制御ハンドルがリセット位置へ移動すること
によって接点１２が瞬間的に閉じたときに、電池７の端
子間に充分な電圧が与えられている必要がある。他の回
路に故障がなくこの条件が満たされていると、非常ライ
ン１１に電圧が再供給されてスイッチ９を開くと共に、
ラチェットのロックを解放する。そして、アクチュエー
タが戻シ始めると、検出用スイッチ１５が開きスイッチ
１３が閉じるので、スイッチ１ｏのソレノイドへ電池か
らの供給電圧が与えられる。

しかしながら、もしも電池電圧が低くすぎるとスイッチ
１０の閉止状態は保すれない。ま之、もし押しゼタン２
１によってスイッチ１ｏが手動閉止されると２テエツト
は解除されないので、ブレーキは非常位置にロックされ
次ままとなる。

反対に、充分な電圧が与えられても、例えば検出用スイ
ッチ１５の短絡事故などにょシ、該スイッチが閉止した
ｉｔでブレーキ解除を指示できなければ、接点１３は開
状Ｅ４ｗ保つ。そして、接点１２が瞬間的に閉じるだけ
なので、スイッチ１０は閉止状態を保てず、非常ライン
へは電圧パルスが供給されるのみで非常ブレーキが掛け
られた１１となる。例えば接点が破損したために検出用
スイッチ１５が開路できない場合は、スイッチ１３は閉
じたｉまとなフ、その結果スイッチ１０のソレノイド用
の回路が形成されたままになる。し九がって、電池７の
電圧が充分だとスイッチ１０が閉じて非常ライン１１を
付勢するが、電池電圧が臨界レベル以下に落ちたときは
スイッチ１ｏが開く。この臨界レベルを定めるのは、ブ
レーキアクチュエータを非常ブレーキ位置へ完全く駆動
させるのく充分な電池電荷である。

第１図の非常作動回路構成の変形例を第１人図、第１Ｂ
図に示す。図中、第１図と同一部分には同一符号を付し
である。

第１図の基本構成と比較して、第１人図の変形構成では
接点１２．１３および接点１３を作動するソレノイド１
４を削除し、スイッチ１５が゛　スイッチ１０のソレノ
イドを直接作動するように接続される。また、手動押し
Ｉタン２１の代シに、運転手のブレーキ制御ハンドルの
スピンドルに担持されたカム２２に係着する押し棒を用
いているので、カム２２がリセット位置へ回動されると
、接点１０が強制的に閉じて付勢ソレノイドによる作動
力に打ち勝つ。ブレーキ制御ハンドルがリセット位置へ
回動されているとき検出用スイッチ１５は常閉状態でブ
レーキアクチュエータは非常位置にあり、接点ｌＯが強
制的に閉じられてアクチュエータの解除および戻シな可
能にする。次に、スイッチ１５が開いてコイルを消勢す
ると接点１０はばね力の下で閉止状態を保つ。このよう
にして、検出用スイッチ１５の動作は非常ライン１１の
付勢と連動し、もし該スイッチが開かないとスイッチ１
０のコイルが付勢され几ままであるが、ブレーキ制御ハ
ンドルがリセット位置を離れると、スイッチ１０は直ち
に開いて非常ライン１１を消勢する。一方、もしスイッ
チ１５が開くと接点１０は閉止状態を維持し、装置の残
）の部分の状態で定まる非常ブレーキ印加の待ち状態を
与える。

第１Ｂ図は第１図の回路の他の変形例を示し、この変形
例では、接点１Ｇとブレーキ制御用の別体のリセット位
置決め部材の代りに、スイッチ９の接点用の電気的作動
機構が用いられる◎スイッチ９は前例同様にばね力によ
って閉止位置を、取るものであるが、２個の作動コイル
を有し、いずれかのコイルまたは両方のコイルを付勢す
ることによってスイッチ９を開く。検出用スイッチ１５
は一方のコイルと直列に電池７に接続されているから、
アクチュエータが非常ブレーキ位置へ駆動されると接点
が開く。ｔｘ、他方のコイルは非常ライン１１によ）付
勢されるよう接続されているから、このライン上の充分
な電圧もスイッチ９を開くように作用する。

したがって、検出用スイッチ１５が開成した正常運転位
置で非常ライン１１上の電圧がなくなるとスイッチ９は
閉じる。

第２図に非常作動回路の第２実施例を示す。

基本的に、この実施例は容量が制限された蓄電装Ｒ４０
例えば比較的小さい再充電可能な電池を用いている。こ
の装置４０は主非常電池７と並列に接続されているが、
接点４１によって常時は電池フとの接続が断なれている
。接点４１は常時はばね力で開成しているが、作動コイ
ル４２の付勢ま九は運転手のブレーキ制御ハンドルに担
持され、接点押し欅４４に係着するカム４３の移動によ
って閉成される。装置４０は他の接点４５により、電動
機１の端子５との接続も断たれている。接点４５はばね
力により閉止位置におかれているが、常時は非常ライン
１１へ接続したコイル４６の付勢により開成されている
〇 接点４１用の作動；イル４２は、端子８を介して電圧源
に接続されている。一方、接点４５用の作動コイル４６
は非常ブレーキ接点４７と反対側の非常ライン１１のス
イッチ部に接続されている。非常ブレーキ接点４７は、
ブレーキ制御ハンドルによりばね力に抗して常時は閉成
しているが、制御ハンドルが非常ブレーキ位置に移動す
ると解放されて開成する。装置４０と並列に感知装置４
８が接続されて、装置４ｏの充電状態に応答する。また
、感知装置４８はコイル４９にも接続され、該コイルの
付勢を制御する。コイル４９が作動すると非常ライン中
の他のスイッチ５０が閉成される。このスイッチ５０は
常時はばね力により開成しているが、コイル４９により
閉止位置に保几れ、装置４８が感知する装置４０の所定
充電レベルを与える。

ブレーキが解放され次正常運転状態では接点４７と５０
が閉じて非常ライン１１が付勢され、かつ接点４１が閉
じて蓄電装置４０が充分に充電される。接点４５が開き
蓄電装置４０とアクチュエータ電動機１との接続を断っ
ている。

非常状部が生じると、非常２イン１１上の電圧がなくな
るのでコイル４６が消勢されて接点４５が閉じ、サービ
スブレーキ印加要求を無効にすると共に、前述同様にア
クチュエータを非常ブレーキ位置へ駆動する。前述同様
に幾つかの方法で非常ライン１１上の電圧が消失する。

すなわち、端子８への電源供給を消失すること、ブレー
キ制御ハンドルを非常位置へ移動して接点４７を閉成位
置から開成位置へ解除すること、またはスイッチ１７を
作動することである。

もし端子８への電圧供給がなされていれば、接点４１は
閉止状態を保ち、蓄電装置４ｏは自動的に再充電され接
点５０は開かない。し危がって、接点４７が再度閉じる
かスイッチ１７が再度閉じるかすると、２デエツトが直
ちにはずれ、コイル４６が再び付勢されて接点４５を再
度開き、電動機への非常電源供給をしゃ断する。

端子８への電圧供給がもし断交れていれば、接点４１が
開で接点４５が閉とな勺、蓄電装置４０が臨界レベル以
下に放電すれば、感知装置４８によって接点５０が開か
れ、この開成状態を装置４０が充分に再充電されるまで
保つ。しｔがって、制御ハンドルの移動によって接点４
７が再度閉じたとしても、装置４０が放電する間にラチ
ェットが端子８への電源再供給により自動的にはずされ
ることはない。端子８への電源供給が回復すると、接点
４１の再閉成の結実装置４０が再充電される。この実施
例の構成はアクチュエータの機械的位置に応答する検出
用スイッチ１５を必要としない０ 非常作動回路の第３実施例を第３図に示す。

図中、先の実施例と同一部材には同一符号を付す。非常
用電源電池は、全体を符号６１で示すソレノイド動作ス
イッチの作動ソレノイド６０およびばね力とソレノイド
で作動するスイッチ６３の接点６２を介して、電動機端
子５への回路に接続されている。スイッチ６３は一方の
回路ラインとスイッチ６１の接点６４を経を戻りライン
に設けられている。スイッチ６３の作動ソレノイド６５
は、非常ライン１１により付勢されるように接続され、
また、ソレノイド６５の作動力に抗して接点６２を手動
閉成するために押し２タンが設けられる。

スイッチ６１にも押し棒が設けられ、この押し棒により
スイッチ６１の接点６４が開成すると、スイッチ６３の
接点６２が機械的に開かれる。スイッチ６１のルノイド
６０ｉ作動する機構は遅延回路（図示せず）を有する。

この遅延回路によって、回路への電流の流れ始め後所定
期間だけ作動ソレノイドの付勢が遅らされる。

ま九、このスイッチ６１はトグル動作を行い当該スイッ
チの動作方向に応じて開位置ま几は閉位置に接点をラッ
チする０さらに、スイッチ６１はブレーキ制御ハンドル
が担持するカムと協働するカム台６６も有して、ブレー
キ制御ハンドルがリセット位置へ移動すると接点６４を
閉じる〇 正常運転状態で、接点６４が閉じる一方、非常ライン１
１がコイル６５を付勢して接点６２を開成するので、常
時はサービスブレーキ印加装置６によってブレーキアク
チュエータが制御される。非常事態では前述のように非
常ライン１１が消勢されて、ばね力によるスイッチ６３
が接点６２を閉じるので、非常用電源電池７が電動機１
を作動するように接続されて非常プレ−＝？印加を行な
う。スイッチ６１の遅延期間の後で該スイッチのソレノ
イド６０が付勢されて接点６４を開く。この際、押し棒
も接点６２を機械的に開き非常電源回路と非常ラインと
をしゃ断する。電動機１がブレーキを非常ブレーキ位置
まで駆動するようにスイッチ６１の遅延期間を選ぶ。非
常ブレーキ位置はラチェット機構３．４の係合によって
保持される。

非常事態が解消しｔのち装置を正常運転位置ヘリセット
するには、接点１６が閉成しかつカムがスイッチ６１を
機械的に閉成するリセット位置へブレーキ制御ハンドル
を移動する。その結果、非常２イン１１のつながりが戻
るのでソレノイド６５が再度付勢され、接点６２がばね
力に抗して再度開かれる。

最初に、非常ブレーキ印加では主移動機がその最大移動
限度まで駆動されると記載しｔが、この最大移動限度は
一定のアクチュエータ伸長長さによって表わされるもの
ではない。実際は、アクチュエータ出力部材が伸長する
長さは発生するブレーキブロック疲労の量により決定さ
れると共に車輌重量に対する最大遅れに応じｔ非常負荷
限度を定める増幅感知装置によっても決定される。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の第１実施例の回路図、第１人図、
第１Ｂ図は、第１実施例の変形例を示す部分回路図、第
２図は、この発明の第２実施例を示す回路図、そして第
３図は、本発明の第３実施例を示す回路図である。 ７．４０・・・電気エネルギ源 ５．９，１０．１１・・・非常電源回路１２．１３，１
４．１５・・・第１手段２．３．４・・・第２手段 リミテッド

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、電気エネルギ源と、この電気エネルギ源とアクチュ
   エータとの間に接続され非常事態のもとで前記アクチュ
   エータを所定位置まで伸長させる非常電源回路と、前記
   アクチュエータの伸長の後で前記非常電源回路を開路す
   る第１手段と、前記アクチュエータの伸長の後で前記ア
   クチュエータを前記所定位置にラッチする第２手段とを
   備えていることを特徴とするアクチュエータ非常作動回
   路。 ２、特許請求の範囲第１項において、非常電源回路を開
   路する前記第１手段は、前記所定位置に達したアクチュ
   エータにより作動されるよう配置されたスイッチ手段を
   有することを特徴とするアクチュエータ非常作動回路。 ３、特許請求の範囲第１項において、非常電源回路を開
   路する前記第１手段は、前記アクチュエータが前記所定
   位置まで伸長するのに充分な時間の経過後にタイミング
   手段によつて作動されるように接続されたスイッチ手段
   を有することを特徴とするアクチュエータ非常作動回路
   。 ４、特許請求の範囲第１項乃至第３項のいずれかにおい
   て、アクチュエータをラッチする前記第２手段は、前記
   非常電源回路の作動に応答して前記アクチュエータを前
   記所定位置へ向う一方向へのみ伸長させるようになつて
   いることを特徴とするアクチュエータ非常作動回路。 ５、特許請求の範囲第１項乃至第４項のいずれかにおい
   て、前記第２手段は電気的に解除されかつばね力で係合
   する一方向クラッチまたはラチエツトを有することを特
   徴とするアクチュエータ非常作動回路。 ６、特許請求の範囲第１項乃至第５項のいずれかにおい
   て、前記電気エネルギ源は、前記アクチュエータを非常
   位置まで駆動するのに充分な制限された電荷を保持する
   手段を有することを特徴とするアクチュエータ非常作動
   回路。 ７、特許請求の範囲第６項において、前記制限された容
   量の電源を正常電源回路から再充電する手段を備え、こ
   の手段は前記アクチュエータをラッチする手段と連動し
   、前記電気エネルギ源がそれ以上充電できなくなると、
   前記アクチュエータの非常位置からの解除を阻止するよ
   うになつていることを特徴とするアクチュエータ非常作
   動回路。 ８、特許請求の範囲第１項乃至第７項のいずれかにおい
   て、前記アクチュエータ非常作動回路が鉄道車輌用ブレ
   ーキ系のアクチュエータに接続されるようになつている
   ことを特徴とするアクチュエータ非常作動回路。