JPS62155168A - 交差混合ブレ−キ装置 - 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】 （利用分野） 本発明は列車に使用される交差混合ブレーキ装置、即ち
指令ブレーキ力と発電ブレーキとの差を摩擦ブレーキ力
によって補足する型式のブレーキ装置に関するものであ
る。

（従来の技術） 米国特許第３．７０９．５６４号明細書（日本特許出願
公告昭５３−３５３２４号）にこの種の装置の一例が開
示されている。

この装置において、ブレーキ弁１のハンドル１７を操作
すると、信号線１９を経てそのハンドル角度に応じた指
令信号が演算器２に送達され、演算器２はその指令信号
とその時発生している発電ブレーキの帰還信号とを比較
し、その帰還信号が指令信号より小さいとき、供給電磁
弁３に動作信号を発信し、電磁弁３が作動してブレーキ
シリンダ（図示せず）に圧力流体が供給され、車両に摩
擦ブレーキが適用される。

このブレーキシリンダ圧力は検出器６１によって電気値
に変換され摩擦ブレーキ帰還信号として演算器２に返戻
される。

演算器２は２つの帰還信号の合計が指令信号と等しくな
ったとき電磁弁３への動作信号を打ち切り、ブレーキシ
リンダの圧力上昇は停止する。また指令信号が２つの帰
還信号の合計より小さいとき、排出電磁弁４が作動して
ブレーキシリンダの圧力は低下する。

このようにして指令信号によって指示された指令ブレー
キ力と発電ブレーキ力との差は摩擦ブレーキ力によって
補足される。

（問題点） 上述の装置は列車を構成するすべての車両が発電ブレー
キ機構を具備された電動車である場合には何等不満点が
なく使用されるが、発電ブレーキ機構を持たない非電動
車が組み込まれた場合には次のような問題点が生じる。

非電動車の演算器には発電ブレーキの帰還信号が送達さ
れないから、指令信号が比較的小さい場合にも摩擦ブレ
ーキが適用されることになり、一方電動車における発電
ブレーキは能力が充分あるにもか＼わらず指令信号に応
じた小さい値に抑制されることになる。

従って非電動車においては摩擦ブレーキによるブレーキ
シューの摩耗量の増大、ならびに温度上昇に起因する車
輪踏面の損傷の増加が避けられず甚だ不利である。

（技術的課題） 従って本発明の技術的課題は発電ブレーキ力と摩擦ブレ
ーキ力との合計が常に指令ブレーキ力と等しくなるよう
作動するとともに、発電ブレーキ力が許容される最高値
に達した後に摩擦ブレーキが適用されるよう作動する交
差混合ブレーキ装置を提供することにある。

（技術的手段） 上述の課題を解決するために本発明によるブレーキ装置
はブレーキ弁の操作に応じて発信される指令圧力信号な
らびに指令電気信号と、発電ブレーキ機構の発電電流に
応じて発信される帰還信号と、第１制御信号を発信し、
その値を通常指令電気信号と等しくし、指令電気信号が
帰還信号より大きくなったときその差に応じた値を指令
電気信号から差し引いた値にする制御信号発信器と、帰
還信号を増幅して第２制御信号を発信する増幅器と、車
両に摩擦ブレーキを適用するブレーキシリンダと、非電
動車に設置され、指令圧力信号が第１制御信号より大き
くなったときその差に応じて同じ車両上のブレーキシリ
ンダの圧力を設定する第１混合弁と、電動車に設置され
、指令圧力信号が第２制御信号より大きくなったときそ
の差に応じて同じ車両上のブレーキシリンダの圧力を設
定する第２　？１合弁とから構成されている。

（作　用） ブレーキ弁を操作するとその操作に応じて指令圧力信号
と指令電気信号が同時に発信され、発電ブレーキ機構が
作動して発電ブレーキが適用され、その発電電流に応じ
て帰還信号が発信される。

帰還信号が指令電気信号に追従して変化している期間中
は制御信号発信器から発信される第１制御信号は指令電
気信号と同値であるから、第１混合弁における指令圧力
信号と第１制御信号は同値であり、第１混合弁は作動せ
ず非電動の摩擦ブレーキは適用されない。

指令電気信号が増大し発電ブレーキ力が許容された最大
値に達すると帰還信号は指令電気信号に追従できなくな
り、その差に応じて制御信号発信器が作動し、第１制御
信号が低下して第１混合弁が作動して非電動車に摩擦ブ
レーキが適用される。

列車速度が低くなって発電ブレーキの能力が低下し第２
制却信号が指令電気信号より小さくなると第２混合弁が
作動し電動車にも摩擦ブレーキが適用される。

（効　果） 上述の通りこのブレーキ装置においては発電ブレーキ力
が最大値に達するまでは摩擦ブレーキが適用されること
はなく、また発電ブレーキ力と摩擦ブレーキ力との合計
は第１、第２混合弁により指令圧力信号によって指令さ
れた指令ブレーキ力と等しくなり、前述した技術的課題
は完全に解決される。

（実施例） 第１図に示すように非電動車２，３、電動車４゜５から
成る列車１に使用される交差混合ブレーキ装置について
説明する。

電動車４，５には走行用電動機（図示せず）が設置され
、発電ブレーキ適用時にはこの電動機は発電機として機
能し、その発電電流はパンダグラフ６を経てトロＩＪ−
線に返戻される。

第２図に示すように列車１を貫通してブレーキ管９およ
び信号線１０が配設されている。

車両２および３には夫々ブレーキ弁７が設置され、その
ハンドル８が運転位置にあるとき、ブレーキ管９の圧力
値及び信号線１０の電流値は夫々定められた基準値に保
持され、ハンドル８のブレーキ位置の方向への旋回に応
じてブレーキ管の圧力及び信号線の電流は同時に減少す
る。

各車に配設された圧力変換器１２はブレーキ管圧力を逆
比例的に変換し指令圧力信号きして管１４に供給する。

車両４に設置された電気変換器５９は線１０の電流値を
逆比例的に変換し、指令電気信号として線４０に供給す
る。

従って指令圧力信号ならびに指令電気信号はブレーキ弁
７のハンドル角度に比例して増大する。

車両４および５に設置された応荷変換器５８Ａは空気ば
ね４１の圧力に応じて線４０の指令電気信号を変換して
線４０Ａに供給するが、車両が満車状態のとき線４０と
４０Ａとの信号値は等しい。

発電ブレーキ機構４２は線４０Ａの指令電気信号に応じ
て発電ブレーキを適用し、その発電電流に応じた帰還信
号を線４４に供給する。

加算器５５は車両４および５の線４０Ａから送られた指
令電気信号を加算し、加算器５０は線４４．５１から送
られた帰還信号を加算し、比較器５４は加算器５５およ
び５０から送られた２つの信号を比較し、指令電気信号
が帰還信号より大きいときその差に応じた差信号を線５
７に送出する。

制御信号発振器５６は線４０．５８の指令電気信号から
線５７の差信号を差し引き、制限器６０を経て線１５に
第１制御信号を供給する。従って線５７に差信号が発生
していないとき第１制御信号は指令電気信号と同値にな
る。

増幅器４３は線４４の帰還信号を増幅し第２制御信号と
して制限器４７を経て線１５Ａに送出する。

制限器６０および４７は夫々第１および第２制御信号の
異常上昇を防止するために設けられている。

車両２および乙に設置された第１混合弁１１は第３図に
示す通り第１推力部２０、第２推力部１６、給排弁部１
７、調圧部１８および応荷部１９から構成されている。

第１推力部２０の膜板３１は管１４を１経て指令圧力信
号を受は推軸３２に第１推力を付与している。

第２推力部１６には線１５から応荷変換器６８を経て第
１制却信号が供給されているが、車両が満車状態のとき
第１制御信号は変゛換されずにそのま＼第２推力部１６
に伝達される。膜板２８には調圧部１８によって調圧さ
れた流体が絞り孔を含む通路２９を経て供給されている
が、その流体の一部は球弁３０を経て大気に排出される
。従って第１制御信号が増大して球弁３０を弁座に押圧
する力が大きくなるに従い膜板２８に作用する圧力は高
くなり、膜板２８はその圧力によって推動６３に第２推
力を付与する。

推動６２および６３の下端は釣合ビーム２１の上面に接
し、ビーム２１はローラー２２を支点として揺動し得る
ようになっている。

応荷部１９の膜板２４は管４１Ａを経て空気ばね４１の
圧力を受け、ばね２６を圧して右動するが車両が満車状
態のときローラー２２は推１１１１３２と３３との中央
ζこ位置している。

従って第１推力が第２推力より太きいとき、推動３３は
上動し給排弁部１７が作動してブレーキシリンダ３５に
圧力流体が供給され非電動車に摩擦ブレーキが適用され
る。この圧力は膜板３６に作用し第２推力が増大して第
１推力と等しくなったとき給排弁部１７は重り位置をき
リブレーキシリンダ３５の増圧は停止する。

このようにして非電動車のブレーキシリンダ６５の圧力
は指令圧力信号と第１制御信号との差に応じて設定され
る。

電動車に設置された第２混合車１１Ａは第２推力部１６
に線＋５Ａを経て第２制御信号が供給されている点以外
は全く第１混合弁１１と同じである。従って電動車のブ
レーキシリンダ６５の圧力は指令圧力信号と第２制御信
号との差に応じて設定される。

次に具体的な数値を例示して本装置の作用を説明する。

各車両が夫々満車状態にあり、且つ列車の速度が充分に
高く発電ブレーキの能力を１００％利用し得る状態のと
き、ブレーキ弁７のハンドル角度に対し各信号値は第４
図Ｃに示す通り変化する。

線４０Ａの指令電気信号４９はハンドル角度２８．５°
のとき３７５ｍＡ（ミリアンペア）、最大角度６８°の
とき５００ｍＡに到達する。

発電ブレーキ力は信号４９に比例して増大するが、ハン
ドル角度２８．５°のとき最大値に達しその時線４４の
帰還信号は５７５ｍＡになる。

従ってハンドル角度２８．５°までは比較器５４から線
５７に送出される差信号は０であり、発信器５６によっ
て第１制御信号４８は指令電気信号４９ζニ追従して上
昇する。

一方管１４の指令圧力信号もハンドル角度に応じて増大
するから、非電動車の第１混合弁１１に供給される２つ
の信号は同時に増大し、第１混合弁１１は作動せず、非
電動車の摩擦ブレーキは適用されない。

ハンドル角度が２８．５°を超えると帰還信号は指令電
気信号４９に追従できなくなり、線５７の差信号が発信
されて発信器５６が作動し、第１制御信号は線５９に示
す通り減少し、ハンドル最大角度３８°のとき２０９ｍ
Ａになる。

第１制御信号５９の低減に伴い第１混合弁１１が作動し
て非電動車の摩擦ブレーキ力は増大する。

このようにして列車全体の合計ブレーキ力は第４図Ａの
線５２に示す通り、ハンドル角度に応じて直線的に増大
し、最大角度３８°のとき１００％になるが、７５％に
到達するまでは電動車の発電ブレーキだけが適用され、
その後の２５％は非電動車の摩擦ブレーキによって加算
される。

実際の列車運転においては１００チのブレーキを適用す
ることは比較的少いから、非電動車に摩擦ブレーキが適
用される度数は極めて少く、ブレーキシューの摩耗なら
びに温度上昇に伴う車輪踏面の損傷は大幅に軽減される
。

尚、第２制御信号４６は増幅器４６によって帰還信号の
１．７５倍に増幅され、常に指令電気信号４９より大き
いから、第２混合弁１１Ａは作動せず、ハンドルの最大
角度３８°においても電動車の摩擦ブレーキは適用され
ない。

次に列車速度が低く発電ブレーキの能力が７６チに低下
したときには第５図Ｃに示すように各信号が変化する。

信号４９，４６は第４図Ｃと同様に増大し、第１制御信
号４８もハンドル角度２１．７°までは信号４９に追従
して増大するが、この時点で発電ブレーキは最高値に達
し、帰還信号は２８５ｍＡ　　以上には増加しなくなる
。

従って第１制御信号はその後のノーンドル角度に対して
線５９に示す通り減少し、最大／’％ンドル角度３８°
において０になる。

従って非電動車の摩擦ブレーキは第４図に比して早期に
適用され、そのブレーキ力も第４図に比して増大する。

このようにして列車の合計ブレーキ力は第５図Ａの線５
２に示す通り、最初の５７チは電動車の発電ブレーキが
分担し、その後の４３％は非電動車の摩擦ブレーキが分
担することになる。

尚、この場合にも第２制御信号４６は指令電気信号４９
より大きいから電動車の摩擦ブレーキは適用されない。

次に列車速度が更に低くなり発電ブレーキの能力が５０
％に低下したときは第６図Ｃに示す通り各信号が変化す
る。

発電ブレーキ力はハンドル角度１４．３°のとき最大値
に達し、帰還信号は１８７．５ｍＡ以上にはならない。

従って第１制御信号は線５９に沿って低減し、第５図の
場合より更に早期に非電動車の摩擦ブレーキが適用され
る。

一方第２制御信号４６はハンドル角度１４．６゜のとき
５２８　ｒｎＡに達しその後は増加しない。従ってハン
ドル角度２５°以降は指令電気信号４９より小さくなり
、第２混合弁＋１Ａが作動して電動車にも摩擦ブレーキ
が適用される。

このようにして列車全体の合計ブレーキ力は第６図Ａに
示す通り最初の３７％は発電ブレーキが分担し、その後
の６６％は摩擦ブレーキが分担することになる。

発電ブレーキの能力が全くなくなった場合は第７図Ｃに
示す通り第１、第２制御信号は共に０になり、混合弁１
１．１１Ａは純流体圧的に作動し、全車両に摩擦ブレー
キが適用される。

列車全体の合計ブレーキ力は第７図Ａに示す通りハンド
ル角度３８°において１００％になり、そのうちの５７
チは電動車、４３％は非電動車が分担することになる。

尚この比率は主として電動車と非電動車の車両重量によ
って企画される数値である。

車両が満車でない場合は空気ばね４１の圧力に応じて応
待変換器５８．５８Ａならびに混合弁１１、ｊＩＡの応
荷重部１９が作動し、ブレーキ力は自動的に車両上の荷
重に応じて調整されるがその一例として各車両がすべて
空車状態になった場合について説明する。

第４図Ｂ１第５図Ｂ１第６図Ｂに発電ブレーキの能力が
夫々１００％、７６％、５０％になったときの各信号値
が示されているが、各信号値は夫々車両上の荷重ζこ応
して低減されているだけで、ハンドル角度に対する各信
号値の変化の態様は前述した満車状態の場合と同一であ
り、発電ブレーキと摩擦ブレーキとの関係も満車状態の
場合と同様である。

【図面の簡単な説明】

第１図は列車の編成を示す説明図、第２図は本発明の一
実施例による交差混合ブレーキ装置を示すブロック図、
第３図は第２図中の混合弁の内部構造を示す説明図、第
４図から第７図までは本発明の詳細な説明するために発
電ブレーキの能力が変化した場合の各部の数値を示す線
図である。 ２．３・・非電動車、４．５・・電動車、７・・ブレー
キ弁、１１・・第１混合弁、１１Ａ・書簡２混合弁、３
５・・ブレーキシリンダ、４２・・発電ブレーキ機構、
４６・・増幅器、４６・・第２制御信号、４８．５９・
・第１制御信号、４９・・指令電気信号、５６・・制御
信号発信器。 特許出願人代理人　　曽　我　道　照 手続補正書（方式） 昭和６２年１月２９日 特ＪＴ庁長官　黒１）明雄　殿　　　　　　　　　　　
　Ｉξ１゛１、事件の表示 昭和６１年特許願第２６４１４２号 ２、発明の名称 交差混会ブレーキ装置 ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 名称　アメリカン・スタンダード・インコーホレイテッ
ド４、代理人 住所　〒１００東京都千代田区丸の内皿丁目４番１号丸
の内ビルディング４階 ６、補正の対象 （１）図面 ７、補正の内容 （１）願書に最初に添（＝ｆした図面（全図）の浄書・
別紙の通り（内容に変更なし）。 〜゛〜 、７ □−〇

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 非電動車および発電ブレーキ機構（４２）を有する電動
   車を含む列車に使用され、次の各部から構成された交差
   混合ブレーキ装置 （ａ）ブレーキ弁（７）の操作に応じて発信される指令
   圧力信号と指令電気信号（４９）、 （ｂ）上記発電ブレーキ機構の発電電流に応じて発信さ
   れる帰還信号、 （ｃ）第１制御信号（４８、５９）を発信し、その値を
   通常上記指令電気信号と等しくし、上記指令電気信号が
   上記帰還信号より大きくなった時その差に応じた値を上
   記指令電気信号から差し引いた値にする制御信号発信器
   （５６）、（ｄ）上記帰還信号を増幅し第２制御信号（
   ４６）を発信する増幅器（４３）、 （ｅ）上記電動車および非電動車に夫々設置され、同じ
   車両に摩擦ブレーキを適用するブレーキシリンダ（３５
   ）、 （ｆ）上記非電動車に設置され、上記指令圧力信号が上
   記第１制御信号より大きいときその差に応じて同じ車両
   上の上記ブレーキシリンダの圧力を設定する第１混合弁
   （１１）、及び（ｇ）上記電動車に設置され、上記指令
   圧力信号が上記第２制御信号より大きいときその差に応
   じて同じ車両上の上記ブレーキシリンダの圧力を設定す
   る第２混合弁（１１Ａ）。