WO2014119447A1 - 鉄道車両用ブレーキ装置、鉄道車両、及び鉄道車両編成 - Google Patents

Abstract

　鉄道車両用ブレーキ装置において、当該鉄道車両用ブレーキ装置が搭載される鉄道車両を制動するためにブレーキ管を用いない構成であっても、ブレーキ管を有する他の鉄道車両用ブレーキ装置を使用できるようにする。　ブレーキ装置２０は、鉄道車両編成１０に設けられており、電気指令式空気ブレーキ装置としての第１ブレーキ制御装置２３と、第２ブレーキ制御装置２４と、を有している。第１ブレーキ制御装置２３は、鉄道車両編成１０のブレーキアクチュエータ２２の動作を制御する。第２ブレーキ制御装置２４は、他の鉄道車両編成の自動空気ブレーキ装置のブレーキ管におけるブレーキ管圧力ＢＰを設定可能である。

Description

鉄道車両用ブレーキ装置、鉄道車両、及び鉄道車両編成

　本発明は、鉄道車両用ブレーキ装置、鉄道車両、及び鉄道車両編成に関する。

　鉄道車両用の空気ブレーキ装置として、電気指令を用いる構成が知られている。（例えば、特許文献１参照）。このような鉄道車両用ブレーキ装置の一例として、電気指令式空気ブレーキ装置を挙げることができる。

　電気指令式空気ブレーキ装置は、例えば、ブレーキ制御器と、圧力制御弁と、供給空気タンクと、ブレーキシリンダと、を有している。

　ブレーキ制御器は、鉄道車両の運転手によって操作される。ブレーキ制御器は、運転手によって操作されることで、電気指令を発する。この電気指令は、圧力制御弁へ出力される。圧力制御弁は、電気指令に基づいて、当該圧力制御弁の開き度合い（開度）を決定する。圧力制御弁は、供給空気タンクに接続されており、上記開度に応じた量の空気を、ブレーキシリンダへ供給する。ブレーキシリンダは、供給された空気によって動作する。これにより、ブレーキ制御器での設定値に応じた制動力が、鉄道車両の車輪に付与される。

　鉄道車両用ブレーキ装置としては、上記電気指令式空気ブレーキ装置以外にも、自動空気ブレーキ装置が知られている。

　自動空気ブレーキ装置は、ブレーキ管と、ブレーキ弁と、三道弁と、補助タンクと、ブレーキシリンダと、を有している。

　ブレーキ管は、制動動作が行われていないときには、三道弁を介して圧縮空気を補助タンクに供給する。一方、鉄道車両を制動するために、鉄道車両の運転手によってブレーキ弁が操作されると、ブレーキ管内の圧力が低下する。これにより、三道弁が動作する。その結果、三道弁は、補助タンク内の圧縮空気を、ブレーキシリンダへ供給する。これにより、制動力が、鉄道車両の車輪に付与される。

　上記したように、電気指令式空気ブレーキ装置は、ブレーキ管を使用していない。一方、自動空気ブレーキ装置は、ブレーキ管を使用している。

特開平５－３１０１２８号公報

　鉄道車両は、営業運転中に故障する確率がゼロではない。このため、鉄道車両は、他の鉄道車両（以下、救援車両ともいう）によって、故障が発生した場所から整備工場まで回送される可能性がある。この場合において、救援される鉄道車両（以下、被救援車両ともいう）は、救援車両に連結され、整備工場まで搬送される。

　この場合、例えば、救援車両のブレーキ装置が電気指令式空気ブレーキ装置であり、被救援車両のブレーキ装置が自動空気ブレーキ装置である場合が考えられる。このような場合、救援車両は、ブレーキ管を有していない。よって、救援車両は、被救援車両のブレーキ管を利用した被救援車両の制動を行うことができない。このため、救援車両及び被救援車両が連結された車両編成では、救援車両のブレーキ装置のみを用いて救援車両及び被救援車両を制動する必要がある。したがって、この車両編成において、迅速な車両制動を行い難いため、救援車両及び被救援車両は、高速で走行できず、被救援車両の回送作業に時間がかかってしまう。

　特許文献１に記載の発明は、救援車両及び被救援車両の双方にブレーキ管を有する構成が前提であり、ブレーキ管を有しない鉄道車両との接続は、考慮されていない。

　本発明は、上記実情に鑑みることにより、鉄道車両用ブレーキ装置において、当該鉄道車両用ブレーキ装置が搭載される鉄道車両を制動するためにブレーキ管を用いない構成であっても、ブレーキ管を有する他の鉄道車両用ブレーキ装置を使用できるようにすることを、目的とする。

　（１）上記課題を解決するために、この発明のある局面に係わる鉄道車両用ブレーキ装置は、鉄道車両に設けられる鉄道車両用ブレーキ装置である。前記鉄道車両用ブレーキ装置は、元空気管に接続された第１弁装置であって、所定の電気信号としての第１電気指令に応じた開閉量の第１ゲートを形成し、前記元空気管からの流体圧力を駆動圧力として前記第１ゲートからブレーキアクチュエータへ出力する第１弁装置を有する、第１ブレーキ制御装置と、前記鉄道車両とは別の鉄道車両としての相手側鉄道車両に備えられた自動空気ブレーキ装置のブレーキ管圧力を設定するための、第２ブレーキ制御装置と、を備え、前記第２ブレーキ制御装置は、第２弁装置を有し、前記第２弁装置は、所定の電気信号としての第２電気指令に基づいて動作することで、前記元空気管からの流体圧力を給気または排気することで、前記ブレーキ管圧力を設定可能に構成されている。

　この構成によると、鉄道車両用ブレーキ装置は、当該鉄道車両用ブレーキ装置が設けられる鉄道車両（以下、自車ともいう。）において、電気指令式空気ブレーキ装置を実現できる。さらに、鉄道車両用ブレーキ装置は、相手側鉄道車両に備えられた、ブレーキ管による自動空気ブレーキ装置を使用できる。より具体的には、鉄道車両用ブレーキ装置は、第１電気指令の指令値に応じた制動力が生じるように、自車のブレーキアクチュエータを駆動させることができる。また、鉄道車両用ブレーキ装置は、第２電気指令に基づいて、ブレーキ管圧力を、相手側鉄道車両のブレーキ管に設定することができる。このように、本発明によると、鉄道車両用ブレーキ装置が搭載される鉄道車両を制動するためにブレーキ管を用いない構成であっても、ブレーキ管を有する相手側鉄道車両のブレーキ装置を使用することができる。その結果、自車及び相手側鉄道車両を、より迅速に減速することもできる。

　（２）好ましくは、前記第１弁装置は、前記元空気管に接続され、前記第１電気指令に基づいて動作することで、前記流体圧力を第１制御圧力に変換して出力する第１電空変換弁と、前記第１ゲートを有し、前記第１制御圧力に応じて前記第１ゲートの開閉量を設定する第１中継弁と、を含んでいる。

　この構成によると、パイロット圧である第1制御圧力に応じて、第1中継弁にて必要な容量の流体を、第１電気指令に応じた駆動圧力として、ブレーキアクチュエータへ出力できるため、電磁弁等からなる第1電空変換弁の構成がコンパクトになる。

　（３）好ましくは、前記第２弁装置は、前記駆動圧力の値と関連付けられた値の前記ブレーキ管圧力を設定可能に構成されている。

　この構成によると、ブレーキ管内の流体を自車のブレーキアクチュエータへ供給される駆動圧力と、ブレーキ管圧力とが互いに関連した状態となる。その結果、鉄道車両用ブレーキ装置は、自車の制動状態と、相手側鉄道車両の制動状態とを、より確実に一致させることができる。その結果、自車の鉄道車両用ブレーキ装置と、相手側鉄道車両の自動空気ブレーキ装置との協働により、自車及び相手側鉄道車両を、より迅速に減速できる。

　（４）好ましくは、前記第１弁装置は、前記第２ブレーキ制御装置から前記ブレーキ管圧力が減圧されてから所定時間経過後に、前記駆動圧力を前記ブレーキアクチュエータへ供給するように構成されている。

　この構成によると、第１弁装置は、電気信号である第１電気指令を受けたことに応じて、駆動圧力を出力し、ブレーキアクチュエータを動作させる。よって、第１弁装置は、第１電気指令を受けてから駆動圧力を出力するまでの時間が短く、応答性が高い。一方、相手側鉄道車両においては、ブレーキ管内の圧力変化に応じて、相手側鉄道車両のブレーキアクチュエータが動作される。よって、相手側鉄道車両のブレーキ装置においては、ブレーキ管内の圧力変動の伝搬速度が、電気信号の伝搬速度よりも遅く、応答性が比較的低い。このような特性に鑑み、第１弁装置からの駆動圧力の供給開始時点が、第２弁装置からのブレーキ管圧力の減圧開始時点よりも遅くされている。これにより、自車のブレーキアクチュエータの動作タイミングと、相手側鉄道車両のブレーキアクチュエータの動作タイミングとの一致度が、より高くなる。その結果、制動時に相手側鉄道車両が過度に自車を押すことがなくなるので、連結器に悪影響を与えることがない。

　（５）好ましくは、前記第２ブレーキ制御装置は、前記元空気管及び前記相手側鉄道車両の前記ブレーキ管に接続される主ブレーキ管を有し、前記第２弁装置は、前記主ブレーキ管に接続され、前記第２電気指令に基づいて動作することで、前記流体圧力を第２制御出力に変換して出力する第２電空変換弁と、前記流体圧力を前記ブレーキ管圧力に調整して出力するための第２ゲートを含み、前記第２制御圧力に応じて前記第２ゲートの開閉量を設定する第２中継弁と、を有している。

　この構成によると、電気信号としての第２電気指令に応じた、ブレーキ管圧および必要な分量の空気量を生成することができる。これにより、相手側鉄道車両の制動量を、より精度よく設定できる。

　（６）より好ましくは、前記第２ブレーキ制御装置は、前記第２中継弁からの前記ブレーキ管圧力が伝達されるように構成された開放弁装置を含み、前記開放弁装置は、前記主ブレーキ管内の流体を急速に放出可能に構成されている。

　この構成によると、相手側鉄道車両のブレーキアクチュエータを駆動する際の、ブレーキ管圧力の急速な減圧動作を、鉄道車両用ブレーキ装置において行うことができる。

　（７）より好ましくは、前記開放弁装置は、主開放弁を有し、前記主開放弁は、非常ブレーキを作動させる際に、前記主ブレーキ管内の流体を急速に放出可能に構成されている。

　この構成により、最も強いブレーキ力を発生させる非常ブレーキの作動時において、相手側鉄道車両のブレーキ管の圧力を急速に減圧することができるので、ブレーキ力を迅速に作用させることができる。

　（８）好ましくは、前記開放弁装置は、電磁弁を有し、前記電磁弁は、前記鉄道車両の非常ブレーキ動作指令に基づいて、前記主ブレーキ管内の流体を急速に放出可能に構成されている。

　この構成によると、自車の非常ブレーキ指令に基づいて電磁弁が開くことで、主ブレーキ管内の圧力、即ち、相手側鉄道車両のブレーキ管内の圧力を、強制的に排気することできる。これにより、相手側鉄道車両を、より迅速に制動できる。

　（９）好ましくは、前記第２ブレーキ制御装置は、前記主ブレーキ管に接続され、前記開放弁装置を迂回するバイパス管と、前記バイパス管に設けられ、前記バイパス管において第２弁装置へ向かう圧力伝達を規制する一方弁と、を有している。

　この構成によると、相手側鉄道車両のブレーキ管からのブレーキ圧が主ブレーキ管に作用した場合に、主ブレーキ管内の流体を、開放弁装置に循環させることができる。これにより、開放弁装置内の状態を維持することができる。

　（１０）好ましくは、前記第２ブレーキ制御装置は、前記主ブレーキ管内の径を部分的に小さくする絞り部を有し、前記絞り部を通過した前記主ブレーキ管内の流体が、前記第２中継弁を介して前記相手側鉄道車両の前記ブレーキ管に供給されるように構成されている。

　この構成によると、単位時間あたりに主ブレーキ管から相手側鉄道車両のブレーキ管に供給される流体の量が、所定量以上に大きくなることを抑制できる。その結果、例えば、相手側鉄道車両の自動ブレーキ弁又は図示しない車掌弁が操作された場合において、流体の供給量より放出量が多くなるように設けられていれば、ブレーキ管内の減圧が、より確実に達成される。その結果、上記自動ブレーキ弁等が操作されたことによる、相手側鉄道車両の制動が、より確実に行われる。さらに、絞り部は、第２中継弁の動作によるブレーキ管圧力変動の応答性に影響を与え難くするように配置されている。よって、迅速なブレーキ管圧力変動が可能である。

　（１１）好ましくは、前記相手側鉄道車両の前記ブレーキ管圧力を検出する圧力検出部を備え、前記第１弁装置は、前記ブレーキ管圧力に基づいて設定された前記駆動圧力を、前記第１ゲートから前記ブレーキアクチュエータへ出力可能である。

　この構成によると、例えば、相手側鉄道車両が自車を牽引する場合に、相手側鉄道車両のブレーキ管圧力、即ち、相手側鉄道車両の制動量に応じた駆動圧力を、第１弁装置において生成できる。これにより、相手側鉄道車両が自車を牽引する場合等において、相手側鉄道車両のブレーキ装置と自車のブレーキ装置との協働によって、相手側鉄道車両と自車とを、より迅速に制動できる。

　（１２）上記課題を解決するために、この発明のある局面に係わる鉄道車両は、前記の鉄道車両用ブレーキ装置を備えている。

　この構成によると、鉄道車両を制動するためにブレーキ管を用いない構成であっても、ブレーキ管を有する相手側鉄道車両のブレーキ装置を使用できる。

　（１３）上記課題を解決するために、この発明のある局面に係わる鉄道車両編成は、順次連結された複数の鉄道車両と、前記の鉄道車両用ブレーキ装置と、を備え、前記鉄道車両用ブレーキ装置は、複数の前記鉄道車両において、先頭車両及び後端車両の一方または両方に設けられている。

　この構成によると、鉄道車両を制動するためにブレーキ管を用いない構成であっても、ブレーキ管を有する相手側鉄道車両のブレーキ装置を使用できる。また、相手側鉄道車両のブレーキ装置を使用するためのブレーキ管は、複数の鉄道車両のうち、相手側鉄道車両に連結可能な車両にのみ、設けられている。これにより、鉄道車両編成の構成を、より簡素にできる。

　本発明によると、制動するためにブレーキ管を用いない鉄道車両であっても、ブレーキ管を有する相手側鉄道車両のブレーキ装置を使用することができる。

本発明の実施形態に係る鉄道車両用ブレーキ装置を備える鉄道車両編成の概念図である。 鉄道車両編成とは別の鉄道車両編成である相手側鉄道車両編成の概念図である。 主開放弁の拡大図である。 鉄道車両編成の動作の一例を説明するための図である。 相手側鉄道車両編成の動作の一例を説明するための図である。 鉄道車両編成の動作の一例を説明するための図である。 相手側鉄道車両編成の動作の一例を説明するための図である。 鉄道車両編成の動作の一例を説明するための図である。 鉄道車両編成の動作の一例を説明するための図である。

　以下、本発明を実施するための形態について図面を参照しつつ説明する。尚、本発明は、以下の実施形態で例示した形態に限らず、鉄道車両用ブレーキ装置として広く適用することができる。

［鉄道車両編成の概略構成］
　図１は、本発明の実施形態に係る鉄道車両用ブレーキ装置を備える鉄道車両編成１０の概念図である。図２は、鉄道車両編成１０とは別の鉄道車両編成である相手側鉄道車両編成１００の概念図である。図１及び図２を参照して、鉄道車両編成１０は、例えば、旅客車両等である。鉄道車両編成１０は、順次連結された複数の車両としての、先頭車両１１、中間車両１２、及び後端車両１３を有している。中間車両１２は、１又は複数（本実施形態では、複数）設けられている。

　各車両１１，１２，１３には、電気指令線群１４が設置されている。また、各車両１１，１２，１３には、元空気管１５（ＭＲＰ：Main Reservoir Pipe）が設置されている。元空気管１５は、各車両１１，１２，１３に通しで設けられている。元空気管１５内には、空気圧縮機（図示せず）で圧縮された圧縮空気が充填されている。先頭車両１１及び後端車両１３のそれぞれにおいて、元空気管１５には、仕切弁１８，１９が設けられている。仕切弁１８，１９は、鉄道車両編成１０が単独で走行する場合、閉じられている。一方、対応する仕切弁１８，１９は、鉄道車両編成１０が相手側鉄道車両編成１００に連結されている場合に、開かれている。

　先頭車両１１は、鉄道車両用ブレーキ装置２０を有している。同様に、後端車両１３は、鉄道車両用ブレーキ装置２０（以下、単にブレーキ装置２０ともいう）を有している。尚、先頭車両１１のブレーキ装置２０と、後端車両１３のブレーキ装置２０とは、同様の構成である。よって、以下では、後端車両１３のブレーキ装置２０について主に説明し、先頭車両１１のブレーキ装置２０の詳細な説明は、省略する。

　鉄道車両用ブレーキ装置２０は、本実施形態において、電気指令式空気ブレーキ装置としての構成を用いて、鉄道車両編成１０を制動する。一方、ブレーキ装置２０は、自動空気ブレーキ装置としての構成を用いて、相手側鉄道車両編成１００を制動可能である。

　ブレーキ装置２０は、ブレーキ設定器２１と、ブレーキアクチュエータ２２と、第１ブレーキ制御装置２３と、第２ブレーキ制御装置２４と、を有している。

　ブレーキ設定器２１は、各車両１１，１２，１３の制動力（ブレーキ力）を設定するために設けられている。ブレーキ設定器２１は、鉄道車両編成１０の運転手等によって操作されるように構成されている。ブレーキ設定器２１は、運転手によって操作されたことに応じて、電気信号としての第１電気指令Ｅ１１、及び第２電気指令Ｅ２１を出力する。ブレーキ設定器２１は、例えば、第１電気指令Ｅ１１及び第２電気指令Ｅ２１を同期して出力する。尚、第１電気指令Ｅ１１及び第２電気指令Ｅ２１は、独立して出力されてもよい。第１電気指令Ｅ１１及び第２電気指令Ｅ２１の指令内容は、例えば、ブレーキ解除指令、常用ブレーキ動作指令、又は非常ブレーキ動作指令である。

　ブレーキ解除指令とは、制動動作を解除する旨の指令を意味する。常用ブレーキ動作指令とは、運転手によって指定された制動力で、制動動作を行う旨の指令を意味する。非常ブレーキ動作指令は、設定上の最大の制動力で、制動動作を行う旨の指令を意味する。

　ブレーキ設定器２１は、電気指令線群１４を介して、第１電気指令Ｅ１１を第１ブレーキ制御装置２３へ出力し、且つ、電気指令線群１４を介して、第２電気指令Ｅ２１を第２ブレーキ制御装置２４へ出力する。第１電気指令Ｅ１１を受信した第１ブレーキ制御装置２３は、ブレーキアクチュエータ２２を動作させる。

　ブレーキアクチュエータ２２は、空気圧によって動作するように構成されており、本実施形態では、空気圧シリンダである。本実施形態において、ブレーキアクチュエータ２２は、ピストン（図示せず）を有しており、第１ブレーキ制御装置２３からの駆動圧力Ｐ１１に応じた出力で、ピストンが動作する。このピストンの動作によって、ブレーキパッド（図示せず）が動作し、ブレーキパッドが車輪（図示せず）に摩擦抵抗を付与する。これにより、鉄道車両編成１０が制動される。このように、鉄道車両編成１０を制動させるためのブレーキアクチュエータ２２の動作は、第１ブレーキ制御装置２３によって制御される。即ち、第２ブレーキ制御装置２４は、ブレーキアクチュエータ２２に駆動圧力Ｐ１１を供給する構成ではない。

［第１ブレーキ制御装置の概略構成］
　第１ブレーキ制御装置２３は、駆動圧力管２６と、第１弁装置２７と、圧力センサ２８と、非常ブレーキ装置２９と、を有している。

　駆動圧力管２６は、ブレーキアクチュエータ２２を駆動するための駆動圧力Ｐ１１を、ブレーキアクチュエータ２２へ伝達するために設けられている。駆動圧力管２６は、元空気管１５と、ブレーキアクチュエータ２２のシリンダ室（図示せず）とに接続されている。駆動圧力管２６の途中部は、第１弁装置２７に接続されている。

　第１弁装置２７は、第１電気指令Ｅ１１として、常用ブレーキ指令が与えられた場合に、この常用ブレーキ指令の指令値に応じた駆動圧力Ｐ１１を発生させるように構成されている。第１弁装置２７は、駆動圧力管２６を介して、元空気管１５に接続されている。

　第１弁装置２７は、ブレーキ制御器３０と、第１電空変換弁３１と、第１制御管３２と、複式逆止弁３３と、第１中継弁３４と、を有している。

　ブレーキ制御器３０は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等を有する制御装置である。ブレーキ制御器３０は、第１電気指令Ｅ１１として、常用ブレーキ指令を受信した場合に、第１電空変換指令Ｅ１２を出力する。具体的には、ブレーキ制御器３０は、第１電空変換指令Ｅ１２を設定するために、第１電気指令Ｅ１１と、圧力センサ２８からの圧力検出値Ｄ１１と、を参照する。

　圧力センサ２８は、後端車両１３のサスペンション装置としての空気ばね（図示せず）に接続されており、当該空気ばねの空気室内の圧力を検出する。尚、圧力センサ２８によって検出される圧力検出値Ｄ１１は、後端車両１３の乗客等を含めた総重量に応じて変化する。

　ブレーキ制御器３０は、第１電気指令Ｅ１１で示されている制動指令値と、圧力検出値Ｄ１１とを元に、第１電空変換指令Ｅ１２を算出及び出力する。この第１電空変換指令Ｅ１２は、第１電空変換弁３１に与えられる。

　第１電空変換弁３１は、電気信号を空気圧力信号に変換する弁として設けられている。第１電空変換弁３１は、例えば、電動弁であり、当該弁３１の開閉量を、複数段階に設定可能である。第１電空変換弁３１は、当該弁３１の開閉量を、第１電空変換指令Ｅ１２に応じた値に設定する。第１電空変換弁３１は、第１制御管３２の途中部に設けられている。

　第１制御管３２は、駆動圧力管２６から分岐するように設けられている。第１電空変換弁３１は、第１制御管３２を介して、元空気管１５に接続されている。元空気管１５の流体圧力Ｐ１０は、第１電空変換弁３１において、第１制御圧力Ｐ１２に変換される。上記の構成により、第１電空変換弁３１は、第１電気指令Ｅ１１に基づいて動作することで、元空気管１５からの流体圧力Ｐ１０を、第１制御圧力Ｐ１２に変換して出力する。第１制御管３２の途中部は、第１制御圧力Ｐ１２が供給される複式逆止弁３３に接続されている。

　複式逆止弁３３は、２つの入力ポートと、１つの出力ポートと、を有する弁である。複式逆止弁３３は、上記２つの入力ポートのそれぞれに異なる圧力の流体が与えられた場合に、圧力の大きいほうの流体を出力ポートに供給するように構成されている。複式逆止弁３３の一方の入力ポートは、第１制御管３２を介して、第１電空変換弁３１に接続されており、第１制御圧力Ｐ１２を受ける。複式逆止弁３３の出力ポートは、第１中継弁３４に接続されている。

　第１中継弁３４は、第１電空変換弁３１からの第１制御圧力Ｐ１２、又は非常ブレーキ装置２９からの後述する第１制御圧力Ｐ１２’が与えられることで動作する弁である。第１中継弁３４は、駆動圧力管２６の途中部に接続されている。第１中継弁３４は、第１ゲート３４ａを有している。この第１ゲート３４ａは、駆動圧力管２６内に連続しており、この第１ゲート３４ａの開閉量に応じて、駆動圧力管２６内の流体の通過状態が変化する。本実施形態では、第１中継弁３４は、当該第１中継弁３４に与えられた第１制御圧力Ｐ１２、又は第１制御圧力Ｐ１２’に応じて、第１ゲート３４ａの開閉量を設定する。

　上記の構成により、第１弁装置２７は、元空気管１５からの流体圧力Ｐ１０を、駆動圧力Ｐ１１に変換し、この駆動圧力Ｐ１１を、第１ゲート３４ａからブレーキアクチュエータ２２へ出力する。

　上述したように、第１制御圧力Ｐ１２’は、非常ブレーキ装置２９から出力される。非常ブレーキ装置２９は、第１電気指令Ｅ１１として、非常ブレーキ指令が出力された場合に、非常ブレーキ動作を生じさせるように構成されている。

　非常ブレーキ装置２９は、非常ブレーキ管３５と、複数の圧力調整弁３６，３７と、切替電磁弁３８と、動作電磁弁３９と、を有している。

　非常ブレーキ管３５は、駆動圧力管２６を介して、元空気管１５に接続されている。非常ブレーキ管３５の途中部には、複数の圧力調整弁３６，３７が設けられている。圧力調整弁３６，３７は、第１制御圧力Ｐ１２’の値を設定するために設けられている。本実施形態では、高圧側圧力調整弁３６と、低圧側圧力調整弁３７が設けられている。これらの圧力調整弁３６，３７は、何れも、流体圧力Ｐ１０を第１制御圧力Ｐ１２’に変換するために設けられている。圧力調整弁３６，３７は、択一的に、第１制御圧力Ｐ１２’を出力するように構成されている。高圧側圧力調整弁３６から出力される第１制御圧力Ｐ１２’は、低圧側圧力調整弁３７から出力される第１制御圧力Ｐ１２’よりも大きい。これらの圧力調整弁３６，３７は、切替電磁弁３８に接続されている。

　切替電磁弁３８は、高圧側圧力調整弁３６からの第１制御圧力Ｐ１２’と、低圧側圧力調整弁３７からの第１制御圧力Ｐ１２’とを、択一的に出力するように構成された、電磁弁である。切替電磁弁３８は、電気指令線群１４を介してブレーキ設定器２１等に電気的に接続されている。これにより、切替電磁弁３８は、ブレーキ設定器２１からの指令等に応じて、何れの第１制御圧力Ｐ１２’を出力するかを設定する。第１制御圧力Ｐ１２’は、第１電空変換弁３１からの第１制御圧力Ｐ１２よりも大きい。

　尚、切替電磁弁３８は、ブレーキ制御器３０と電気的に接続されていてもよい。この場合、切替電磁弁３８は、圧力センサ２８の圧力検出値Ｄ１１に応じた、第１制御圧力Ｐ１２’を出力できる。第１制御圧力Ｐ１２’は、動作電磁弁３９を介して、複式逆止弁３３へ出力される。

　動作電磁弁３９は、非常ブレーキ動作を開始させるために設けられている。動作電磁弁３９は、電気指令線群１４を介して、ブレーキ設定器２１と電気的に接続されている。作動電磁弁は、第１電気指令Ｅ１１として、非常ブレーキ指令が与えられた場合に、当該弁３９の弁体を開く。これにより、第１制御圧力Ｐ１２’は、複式逆止弁３３を介して、第１中継弁３４へ与えられる。これにより、第１中継弁３４において、第１ゲート３４ａの開度（開き量）は、第１制御圧力Ｐ１２に基づく第１ゲート３４ａの開度よりも大きくなる。これにより、駆動圧力Ｐ１１は、常用ブレーキ指令が発せられた場合よりも大きくなり、その結果、ブレーキアクチュエータ２２の動作量が、より大きくなる。その結果、鉄道車両編成１０の制動力は、より大きくなる。

　以上が、第１ブレーキ制御装置２３の概略構成である。次に、第２ブレーキ制御装置２４の概略構成を説明する。

［第２ブレーキ制御装置の概略構成］
　第２ブレーキ制御装置２４は、相手側鉄道車両編成１００の後述する自動空気ブレーキ装置としての第４ブレーキ制御装置１２４のブレーキ管１１６におけるブレーキ管圧力ＢＰを設定するために、設けられている。前述したように、第２ブレーキ制御装置２４は、当該第２ブレーキ制御装置２４が搭載されている鉄道車両編成１０のブレーキアクチュエータ２２を動作させる駆動圧力Ｐ１１は、生成しない。

　第２ブレーキ制御装置２４は、主ブレーキ管４１と、第２弁装置４２と、開放弁装置４３と、バイパス管４４と、一方弁４５と、ブレーキ管圧力検出部４６と、を有している。

　主ブレーキ管４１は、ブレーキ管圧力ＢＰを、相手側鉄道車両編成１００のブレーキ管１１６へ伝達するために設けられている。主ブレーキ管４１は、元空気管１５と、後端車両１３の連結器１６とに接続されている。主ブレーキ管４１は、連結器１６において仕切弁４７と接続されている。この仕切弁４７は、鉄道車両編成１０が単独で走行する場合、閉じられている。一方、仕切弁４７は、鉄道車両編成１０が相手側鉄道車両編成１００に連結されている場合に、開かれている。この仕切弁４７が開くことで、主ブレーキ管４１内の空間は、相手側鉄道車両編成１００のブレーキ管１１６内の空間に開かれる。主ブレーキ管４１の途中部は、第２弁装置４２に接続されている。

　第２弁装置４２は、主ブレーキ管４１を介して、元空気管１５に接続されている。第２弁装置４２は、ブレーキ設定器２１から例えば、第１電気指令Ｅ１１と同期して出力される第２電気指令Ｅ２１に基づいて動作する。これにより、第２弁装置４２は、元空気管１５からの流体圧力Ｐ１０を、給気又は排気することでブレーキ管圧力ＢＰに変換する。本実施形態では、第２弁装置４２は、第１ブレーキ制御装置２３における駆動圧力Ｐ１１の圧力値と関連付けられた圧力値のブレーキ管圧力ＢＰを、設定可能である。

　第２弁装置４２は、第２制御管４８と、第２電空変換弁４９と、第２中継弁５０と、を有している。

　第２制御管４８は、主ブレーキ管４１から分岐するように設けられている。第２制御管４８の途中部は、第２電空変換弁４９に接続されている。

　第２電空変換弁４９は、電気信号を空気圧力信号に変換する弁として設けられている。第２電空変換弁４９は、ブレーキ解除時には当該弁４９を、例えば全開にしている。第２電空変換弁４９は、第２電気指令Ｅ２１として、常用ブレーキ指令を受信した場合に動作するように構成されている。第２電空変換弁４９は、例えば、電動弁であり、当該弁４９の開閉量を、複数段階に設定可能である。第２電空変換弁４９は、当該弁４９の開閉量を、第２電気指令Ｅ２１で示されている制動指令値に応じた値に設定する。

　第２電空変換弁４９は、第２制御管４８及び主ブレーキ管４１を介して、元空気管１５に接続されている。元空気管１５の流体圧力Ｐ１０は、第２電空変換弁４９において、第２制御圧力Ｐ２１に変換される。上記の構成により、第２電空変換弁４９は、第２電気指令Ｅ２１に基づいて動作することで、元空気管１５からの流体圧力Ｐ１０を、第２制御圧力Ｐ２１に変換して出力する。第２制御管４８の途中部は、空気タンク５１に接続されている。空気タンク５１は、アキュムレータとして設けられており、第２制御管４８における圧力の脈動を抑制する。また、第２制御管４８は、第２中継弁５０に接続されている。

　第２中継弁５０は、第２電空変換弁４９からの第２制御圧力Ｐ２１が与えられることで動作する弁である。第２中継弁５０は、主ブレーキ管４１の途中部に接続されている。第２中継弁５０は、第２ゲート５０ａを有している。この第２ゲート５０ａは、主ブレーキ管４１内に連続しており、この第２ゲート５０ａの開閉量に応じて、主ブレーキ管４１内の流体の通過状態が変化する。本実施形態では、第２中継弁５０は、当該第２中継弁５０に与えられた第２制御圧力Ｐ２１に応じて、第２ゲート５０ａの開閉量を設定する。

　上記の構成により、第２弁装置４２は、元空気管１５からの流体圧力Ｐ１０を、ブレーキ管圧力ＢＰに調整して第２ゲート５０ａから出力する。

　尚、主ブレーキ管４１において、第２中継弁５０と元空気管１５との間には、第１絞り部５２が設けられている。第１絞り部５２は、主ブレーキ管４１内の径を部分的に小さくするために設けられている。第１絞り部５２を通過した主ブレーキ管４１内の空気が、第２中継弁５０、及び開放弁装置４３を介して、相手側鉄道車両編成１００のブレーキ管１１６に供給される。

　開放弁装置４３は、主ブレーキ管４１の途中部に接続されており、第２中継弁５０からのブレーキ管圧力ＢＰが伝達される。この開放弁装置４３は、相手側鉄道車両編成１００のブレーキ管１１６内のブレーキ管圧力ＢＰを外部に急速に放出可能に構成されている。

　具体的には、開放弁装置４３は、主開放弁５３と、電磁開放弁５４と、を有している。

　図３は、主開放弁５３の拡大図である。図１及び図３を参照して、主開放弁５３は、電磁開放弁５４からの第２室６０の圧力排出により、ブレーキ管１１６内の空気を放出可能に構成されている。

　主開放弁５３は、弁箱５５と、ピストン５６と、弁体５７と、ばね５８と、を有している。

　弁箱５５は、中空の箱状に形成されている。弁箱５５内の空間は、ピストン５６によって、第１室５９と第２室６０とに分けられている。ピストン５６の外周部には、Ｏリングが巻かれており、弁箱５５とピストン５６との間が、気密的にシールされている。ピストン５６が変位することで、第１室５９の容積と第２室６０の容積が変化する。

　第１室５９は、第２中継弁５０からのブレーキ管圧力ＢＰが相手側鉄道車両編成１００のブレーキ管１１６に伝達される部分として設けられている。また、第２室６０にも第２中継弁５０からのブレーキ管圧力ＢＰがかかっている。

　弁箱５５には、第１～第４ポート６１～６４と、開放口６５と、が形成されている。第１ポート６１及び第２ポート６２は、第１室５９に開放されており、主ブレーキ管４１に接続されている。この構成により、ブレーキ管圧力ＢＰは、第１ポート６１、第１室５９及び第２ポート６２を通って、相手側鉄道車両編成１００のブレーキ管１１６に伝達される。

　第３ポート６３及び第４ポート６４は、第２室６０に開放されている。第３ポート６３は、第１ポート６１と並列に接続されており、第２中継弁５０からのブレーキ管圧力ＢＰが入力されるように構成されている。第４ポート６４は、電磁開放弁５４に接続されている。

　開放口６５は、第１室５９に連続しており、第１室５９と弁箱５５の外部の空間とに連続している。開放口６５は、弁体５７によって塞がれている。弁体５７は、ピストン５６に固定されており、ピストン５６と同期して変位する。ピストン５６の変位に伴い、弁体５７が変位し、これにより、開放口６５が開かれる。開放口６５が開かれることで、第１室５９の流体が放出される。即ち、ブレーキ管１１６内のブレーキ管圧力ＢＰが減圧される。

　ピストン５６には、ばね５８が取り付けられている。ばね５８は、ピストン５６を付勢（加圧）することで、開放口６５を塞ぐ力を、ピストン５６及び弁体５７に付与している。

　上記の構成を有する主開放弁５３は、電磁開放弁５４に接続されている。電磁開放弁５４は、電磁弁であり、第４ポート６４を介して、主開放弁５３の第２室６０に接続されている。電磁開放弁５４は、電気指令線群１４を介して、ブレーキ設定器２１に電気的に接続されている。電磁開放弁５４は、第２電気指令Ｅ２１として、非常ブレーキ指令を受信した場合に、当該弁５４を開くように構成されている。これにより、第２室６０内は排気され、第１室５９内の圧力でピストン５６及び弁体５７は上昇して相手側鉄道車両編成１００のブレーキ管１１６内のブレーキ管圧力ＢＰは外部に排出される。

　主開放弁５３の近傍に、バイパス管４４が設けられている。バイパス管４４は、主ブレーキ管４１に接続され、主開放弁５３を迂回するように構成されている。バイパス管４４の一端は、主ブレーキ管４１における第１ポート６１と第３ポート６３との分岐部と、主開放弁５３の第１ポート６１との間に接続されている。また、バイパス管４４の他端は、主ブレーキ管４１において、主開放弁５３の第２ポート６２と接続されている部分に接続されている。バイパス管４４の途中部は、一方弁４５に接続されている。

　一方弁４５は、バイパス管４４において、第２弁装置４２へ向かう圧力伝達を規制するように設けられている。本実施形態では、一方弁４５は、バイパス管４４の一端から他端へ向かう圧力伝達を規制している。主ブレーキ管４１において、バイパス管４４が接続される部分の近傍に、ブレーキ管圧力検出部４６が設けられている。

　ブレーキ管圧力検出部４６は、ブレーキ管１１６内のブレーキ管圧力ＢＰの圧力値を検出するために設けられている。ブレーキ管圧力検出部４６は、ブレーキ管圧力導入管６６（以下、圧力導入管６６ともいう）を有している。圧力導入管６６の一端は、相手側鉄道車両編成１００のブレーキ管１１６に接続されている。圧力導入管６６の他端は、圧力センサ６７に接続されている。この圧力センサ６７は、ブレーキ管１１６内の圧力ＢＰを検出し、検出した圧力検出値Ｄ２１を、電気指令線群１４を介して、ブレーキ制御器３０に電気信号として出力する。ブレーキ制御器３０は、ブレーキ管１１６内の圧力に基づいて第１電気指令Ｅ１１を生成可能である。この場合の第１電気指令Ｅ１１は、電気指令線群１４を介して、非常ブレーキ装置２９の動作電磁弁３９へも出力可能である。これにより、鉄道車両編成１０が相手側鉄道車両編成１００によって牽引される場合において、ブレーキ管１１６内の圧力ＢＰに対応した制動力がブレーキアクチュエータ２２に生じるように、第１電気指令Ｅ１１を生成することができる。即ち、第１弁装置２７は、ブレーキ管圧力ＢＰに基づいて設定された駆動圧力Ｐ１１を、第１ゲート３４ａからブレーキアクチュエータ２２へ出力可能である。

　圧力導入管６６の途中部は、第２絞り部６８を有している。第２絞り部６８は、圧力導入管６６内の径を部分的に小さくしている。また、圧力導入管６６の途中部は、アキュムレータとしての空気タンク６９を有している。これにより、圧力導入管６６における圧力の脈動が抑制されている。

　以上がブレーキ装置２０の概略構成である。

［中間車両における鉄道車両用ブレーキ装置］

　各中間車両１２は、図示しないブレーキ装置を有している。このブレーキ装置は、第１ブレーキ制御装置２３と同様のブレーキ制御装置と、ブレーキアクチュエータ２２と同様のブレーキアクチュエータと、を有しており、ブレーキ設定器２１の電気指令に基づいて動作する。即ち、鉄道車両編成１０において、ブレーキ装置２０は、先頭車両１１及び後端車両１３にのみ設けられている。尚、ブレーキ装置２０は、先頭車両１１及び後端車両１３の何れか一方にのみ設けられていてもよい。

［相手側鉄道車両編成の概略構成］
　次に、相手側鉄道車両編成１００の構成を説明する。図２を参照して、相手側鉄道車両編成１００は、例えば、旅客車両等である。相手側鉄道車両編成１００は、順次連結された複数の車両としての、先頭車両１１１、複数の中間車両１１２、及び後端車両１１３を有している。

　各車両１１１，１１２，１１３には、電気指令線群１１４が設置されている。また、各車両１１１，１１２，１１３には、元空気管１１５及びブレーキ管１１６が設置されている。元空気管１１５及びブレーキ管１１６は、それぞれ、各車両１１１，１１２，１１３に通しで設けられている。元空気管１１５内及びブレーキ管１１６内には、それぞれ、空気圧縮機（図示せず）で圧縮された圧縮空気が充填されている。先頭車両１１１及び後端車両１１３において、元空気管１１５及びブレーキ管１１６には、仕切弁１０１，１０２，１０３，１０４が設けられている。仕切弁１０１，１０２，１０３，１０４は、相手側鉄道車両編成１００が単独で走行する場合、閉じられている。一方、相手側鉄道車両編成１００が鉄道車両編成１０に連結されている場合において、仕切弁１０１，１０２，１０３，１０４のうち鉄道車両編成１０に連結されている連結器１１８の弁は、開かれている。

　相手側鉄道車両編成１００の先頭車両１１１及び後端車両１１３は、何れも、ブレーキ設定器１０５と、自動ブレーキ弁１０６とを有している。

　ブレーキ設定器１０５は、第１電気指令Ｅ１１と同様の電気信号としての第３電気指令Ｅ３１を生成するように構成されており、電気指令線群１１４と電気的に接続されている。自動ブレーキ弁１０６は、ブレーキ管１１６内の流体圧力を減圧するために設けられており、ブレーキ管１１６に接続されている。

　各車両１１１，１１２，１１３は、鉄道車両用ブレーキ装置１２０（以下、単にブレーキ装置１２０ともいう）を有している。尚、各車両１１１，１１２，１１３のブレーキ装置１２０の構成は同様である。よって、以下では、後端車両１１３のブレーキ装置１２０の構成を主に説明し、他のブレーキ装置１２０の説明の詳細は、省略する。

　ブレーキ装置１２０は、ブレーキアクチュエータ１２２と、電気指令式空気ブレーキ装置としての第３ブレーキ制御装置１２３と、自動空気ブレーキ装置としての第４ブレーキ制御装置１２４と、を有している。

　ブレーキアクチュエータ１２２は、ブレーキアクチュエータ２２と同様の構成を有しており、例えば、空気圧シリンダである。ブレーキアクチュエータ１２２は、ピストン（図示せず）を有しており、第３ブレーキ制御装置１２３からの第３制御圧力Ｐ３１、又は第４ブレーキ制御装置１２４からの第４制御圧力Ｐ４１に応じた駆動圧力Ｐ３０を与えられる。ブレーキアクチュエータ１２２のピストンは、この駆動圧力Ｐ３０によって動作する。このピストンの動作によって、ブレーキパッド（図示せず）が車輪（図示せず）に摩擦抵抗を付与する。これにより、相手側鉄道車両編成１００が制動される。

［第３ブレーキ制御装置の概略構成］
　第３ブレーキ制御装置１２３は、駆動圧力管１２６と、第３弁装置１２７と、空気ばね圧導入管１２８と、を有している。

　駆動圧力管１２６は、ブレーキアクチュエータ１２２を駆動するための駆動圧力Ｐ３０を、ブレーキアクチュエータ１２２へ伝達するために設けられている。駆動圧力管１２６は、元空気管１１５と、ブレーキアクチュエータ１２２のシリンダ室（図示せず）とに接続されている。駆動圧力管１２６の途中部は、第３弁装置１２７に接続されている。

　第３弁装置１２７は、第３電気指令Ｅ３１として、常用ブレーキ指令が与えられた場合に、この常用ブレーキ指令の指令値に応じた駆動圧力Ｐ３０を発生させるように構成されている。第３弁装置１２７は、駆動圧力管１２６を介して、元空気管１１５に接続されている。

　第３弁装置１２７は、ブレーキ制御器１３０と、第３電空変換弁１３１と、第３制御管１３２と、複式逆止弁１３３と、応荷重弁１３４と、第３中継弁１３５と、を有している。

　ブレーキ制御器１３０は、例えば、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を有する制御装置である。ブレーキ制御器１３０は、第３電気指令Ｅ３１として、常用ブレーキ指令を受信した場合に、第３電気指令Ｅ３１で示されている制動指令値を基に、第３電空変換指令Ｅ３２を出力する。この第３電空変換指令Ｅ３２は、第３電空変換弁１３１に与えられる。

　第３電空変換弁１３１は、例えば、電動弁である。第３電空変換弁１３１は、当該弁１３１の開閉量を、第３電空変換指令Ｅ３２に応じた値に設定する。第３電空変換弁１３１は、第３制御管１３２の途中部に設けられている。

　第３制御管１３２は、駆動圧力管１２６から分岐するように設けられている。元空気管１１５の流体圧力Ｐ１０は、第３電空変換弁１３１において、第３制御圧力Ｐ３１に変換される。第３制御管１３２の途中部は、第３制御圧力Ｐ３１が供給される複式逆止弁１３３に接続されている。

　複式逆止弁１３３は、２つの入力ポートと、１つの出力ポートと、を有する弁である。複式逆止弁１３３は、上記２つの入力ポートのそれぞれに異なる圧力の流体が与えられた場合に、圧力の大きいほうの流体を出力ポートに供給するように構成されている。複式逆止弁１３３の一方の入力ポートは、第３制御管１３２を介して、第３電空変換弁１３１に接続されており、第３制御圧力Ｐ３１を受ける。複式逆止弁１３３の出力ポートは、応荷重弁１３４に接続されている。

　応荷重弁１３４は、空気ばね圧導入管１２８を介して、後端車両１１３のサスペンション装置としての空気ばね（図示せず）に接続されており、当該空気ばねの空気室内の圧力が伝達される。応荷重弁１３４は、この空気ばねの圧力に応じた第３制御圧力Ｐ３１’、又は後述する第４制御圧力Ｐ４１’を、第３中継弁１３５に出力する。

　第３中継弁１３５は、第３制御圧力Ｐ３１’、又は第４制御圧力Ｐ４１’が与えられることで動作する弁である。第３中継弁１３５は、駆動圧力管２６の途中部に接続されている。第３中継弁１３５は、第３ゲート１３５ａを有している。この第３ゲート１３５ａは、駆動圧力管２６内に連続しており、この第３ゲート１３５ａの開閉量に応じて、駆動圧力管１２６内の流体の通過状態が変化する。本実施形態では、第３中継弁１３５は、第３制御圧力Ｐ３１’、又は第４制御圧力Ｐ４１’に応じて、第３ゲート１３５ａの開閉量を設定する。

　上記の構成により、第３弁装置１２７は、元空気管１１５からの流体圧力Ｐ１０１を、駆動圧力Ｐ３０に変換して第３ゲート１３５ａからブレーキアクチュエータ１２２へ出力する。

　以上が、第３ブレーキ制御装置１２３の概略構成である。次に、第４ブレーキ制御装置１２４の概略構成を説明する。

［第４ブレーキ制御装置の概略構成］
　第４ブレーキ制御装置１２４は、ブレーキ管１１６と、分配弁１４１と、補助タンク１４２と、作用室１４３と、を有している。

　ブレーキ管１１６は、第１管１１６ａ～第４管１１６ｄを有している。ブレーキ管１１６のうちの第１管１１６ａが、各車両１１１，１１２，１１３に通しで設けられている。第２管１１６ｂは、第１管１１６ａから分岐しており、分配弁１４１に接続されている。

　分配弁１４１は、ブレーキ管圧力ＢＰを分配する部分として設けられている。分配弁１４１は、第３管１１６ｃを介して、補助タンク１４２に接続されている。また、分配弁１４１は、第４管１１６ｄを介して、複式逆止弁１３３の他方のポートに接続されている。尚、第４管１１６ｄには、作用室１４３が接続されている。これにより、補助タンク１４２の容積につりあう作用室容積が形成される。

　分配弁１４１は、自動ブレーキ弁１０６が緩め位置（ブレーキ力を作用させない状態）となっている場合等、ブレーキ管圧力ＢＰが供給されている場合に、ブレーキ管１１６の第１管１１６ａ内の空気を、補助タンク１４２へ分配する。一方、自動ブレーキ弁１０６がブレーキ位置（ブレーキ力を作用させる状態）で第１管１１６ａ内のブレーキ管圧力ＢＰが減圧されると、分配弁１４１は、補助タンク１４２内の圧縮空気を、第４管１１６ｄを介して複式逆止弁１３３へ分配する。これにより、補助タンク１４２内のブレーキ圧は、第４制御圧力Ｐ４１に変換され、複式逆止弁１３３及び応荷重弁１３４を介して、第４制御圧力Ｐ４１’に変換される。この第４制御圧力Ｐ４１’は、第３中継弁１３５へ出力される。

　以上が、相手側鉄道車両編成１００の概略構成である。

［鉄道車両編成と相手側鉄道車両編成とが連結されている場合の動作］
　次に、鉄道車両編成１０と相手側鉄道車両編成１００とが連結されている場合の、ブレーキ装置２０，１２０の動作の一例を説明する。具体的には、鉄道車両編成１０が相手側鉄道車両編成１００を牽引している場合の（１）ブレーキ解除時の動作、（２）常用ブレーキ動作、及び（３）非常ブレーキ動作を説明する。また、（４）相手側鉄道車両編成１００が鉄道車両編成１０を牽引している場合のブレーキ装置２０の動作を説明する。

　尚、上記（１）～（４）の説明においては、鉄道車両編成１０の連結器１６と相手側鉄道車両編成１００の連結器１１８とが互いに連結されているとして説明する。尚、以下では、流体圧力が作用している部分のうち、説明に必要な箇所を例示的に、太線で図示する。

　［（１）鉄道車両編成１０が相手側鉄道車両編成１００を牽引している場合のブレーキ解除時の動作］
　図４は、鉄道車両編成１０の動作の一例を説明するための図である。図５は、相手側鉄道車両編成１００の動作の一例を説明するための図である。図４及び図５を参照して、上記（１）の場合、ブレーキ装置２０の第１ブレーキ制御装置２３においては、駆動圧力管２６内には、第１ブレーキ制御装置２３の第１中継弁３４、及び第１電空変換弁３１まで、元空気管１５の流体圧力Ｐ１０が作用している。また、第２ブレーキ制御装置２４においては、第２電空変換弁４９は、第２制御圧力Ｐ２１を出力している。これにより、第２中継弁５０が開かれている。その結果、元空気管１５から流体圧力Ｐ１０が、第２中継弁５０においてブレーキ管圧力ＢＰに変換され、開放弁装置４３、及び連結器１６，１１８を介して、相手側鉄道車両編成１００のブレーキ管１１６の第１管１１６ａに伝達される。これにより、第２中継弁５０からの空気は、分配弁１４１を介して、補助空気タンク１４２に溜められる。また、第３ブレーキ制御装置１２３においては、元空気管１５を介して元空気管１１５に伝達された流体圧力Ｐ１０が、駆動圧力管１２６内において、第３電空変換弁１３１及び第３中継弁１３５まで作用している。

　［（２）鉄道車両編成１０が相手側鉄道車両編成１００を牽引している場合の常用ブレーキ動作］
　図６は、鉄道車両編成１０の動作の一例を説明するための図である。図７は、相手側鉄道車両編成１００の動作の一例を説明するための図である。図６及び図７を参照して、上記（２）の場合、鉄道車両編成１０の運転手がブレーキ設定器２１を操作することにより、第１電気指令Ｅ１１及び第２電気指令Ｅ２１として、常用ブレーキ指令がブレーキ設定器２１で生成される。その結果、第１ブレーキ制御装置２３においては、第１電空変換弁３１からの第１制御圧力Ｐ１２が第１中継弁３４に伝わる。これにより、第１中継弁３４の第１ゲート３４ａが所定量開き、第１電気指令Ｅ１１の制動指令値に応じた駆動圧力Ｐ１１が、第１中継弁３４からブレーキアクチュエータ２２に伝達される。

　また、第２ブレーキ制御装置２４においては、第２電空変換弁４９は、第２中継弁５０から出力されるブレーキ管圧力ＢＰが低下するように、第２制御圧力Ｐ２１を変化させる。これにより、第２中継弁５０の開度が、例えば少なくなり、相手側鉄道車両編成１００の第４ブレーキ制御装置１２４においても、ブレーキ管１１６内のブレーキ管圧力ＢＰが低下する。第４ブレーキ制御装置１２４において、分配弁１４１は、この圧力低下量に応じて、補助タンク１４２の圧縮空気を、複式逆止弁１３３へ供給する。その結果、第４制御圧力Ｐ４１が、応荷重弁１３４に作用し、更に、応荷重弁１３４から出力される第４制御圧力Ｐ４１’が、第３中継弁１３５に作用する。これにより、第２電気指令Ｅ２１の制動指令値に応じた駆動圧力Ｐ３０が、第３中継弁１３５からブレーキアクチュエータ１２２に伝達される。

　尚、常用ブレーキ動作時において、ブレーキ設定器２１は、駆動圧力Ｐ１１がブレーキアクチュエータ２２に供給開始されるタイミングを、第２中継弁５０からのブレーキ管圧力ＢＰの供給開始タイミングよりも所定時間遅くなるように、第１電気指令Ｅ１１を設定する。これにより、第１中継弁３４は、第２ブレーキ制御装置２４からブレーキ管圧力ＢＰが減圧されてから所定時間（例えば、数秒）経過後に、駆動圧力Ｐ１１をブレーキアクチュエータ２２へ供給する。

　［（３）鉄道車両編成１０が相手側鉄道車両編成１００を牽引している場合の非常ブレーキ動作］
　図８は、鉄道車両編成１０の動作の一例を説明するための図である。図８を参照して、上記（３）の場合、鉄道車両編成１０の運転手がブレーキ設定器２１を操作することにより、第１電気指令Ｅ１１及び第２電気指令Ｅ２１として、非常ブレーキ指令がブレーキ設定器２１で生成される。この場合、第１ブレーキ制御装置２３においては、動作電磁弁３９が開かれる。その結果、圧力調整弁３６又は圧力調整弁３７（図８では、例えば、圧力調整弁３７）を介した、元空気管１５からの圧力が、切替電磁弁３８、動作電磁弁３９、及び複式逆止弁３３を介して、第１中継弁３４に供給される。これにより、元空気管１５の駆動圧力Ｐ１１は、第１制御圧力Ｐ１２’に変換されて、第１中継弁３４に作用する。その結果、第１中継弁３４の第１ゲート３４ａが大きく開き、設定上の最大の駆動圧力Ｐ１１が、第１中継弁３４からブレーキアクチュエータ２２に伝達される。

　また、第２ブレーキ制御装置２４においては、第２電気指令Ｅ２１を受信した電磁開放弁５４が開かれ、主開放弁５３を介して、圧力が外部に放出される。これにより、ブレーキ管圧力ＢＰが迅速に低下される。尚、この場合の相手側鉄道車両編成１００の動作は、上記（２）の場合と同様であるので、説明を省略する。

　尚、非常ブレーキ動作時においては、ブレーキ設定器２１は、駆動圧力Ｐ１１がブレーキアクチュエータ２２に供給開始されるタイミングと、電磁開放弁５４からのブレーキ管圧力ＢＰの放出開始タイミングとを一致させることにより、迅速な非常ブレーキ動作の開始を実現できる。

　［（４）相手側鉄道車両編成１００が鉄道車両編成１０を牽引している場合の、鉄道車両編成１０のブレーキ装置２０の動作］
　図９は、鉄道車両編成１０の動作の一例を説明するための図である。図９を参照して、上記（４）の場合、鉄道車両編成１０の元空気管１５及び主ブレーキ管４１は、それぞれ、相手側鉄道車両編成１００の元空気管１１５及びブレーキ管１１６（図９では図示せず）に接続されている。この場合において、第２中継弁５０は閉じられており、第２ブレーキ制御装置２４の主ブレーキ管４１の一部、及び圧力導入管６６には、ブレーキ管圧力ＢＰが作用する。このブレーキ管圧力ＢＰは、相手側鉄道車両編成１００の運転手が、自動ブレーキ弁１０６を操作することで変動する。圧力センサ６７は、このブレーキ管圧力ＢＰの圧力検出値Ｄ２１を、ブレーキ制御器３０に出力する。ブレーキ制御器３０は、ブレーキ管圧力ＢＰの圧力検出値Ｄ２１に基づいて、第１電気指令Ｅ１１を生成する。ブレーキ制御器３０は、この第１電気指令Ｅ１１に基づいて第１電空変換指令Ｅ１２を出力可能である。また、ブレーキ制御器３０は、第１電気指令Ｅ１１を、非常ブレーキ指令として、電気指令線群１４を介して、非常ブレーキ装置２９へ出力可能である。これにより、前述した、常用ブレーキ動作、及び非常ブレーキ動作が、ブレーキ装置２０において行われる。

　以上説明したように、本実施形態のブレーキ装置２０によると、ブレーキ装置２０は、鉄道車両編成１０において、電気指令式空気ブレーキ装置の構成を実現できる。さらに、ブレーキ装置２０は、相手側鉄道車両編成１００に備えられたブレーキ管１１６による、自動空気ブレーキ装置としての第３ブレーキ制御装置１２３を、使用できる。より具体的には、ブレーキ装置２０は、第１電気指令Ｅ１１の指令値に応じた制動力が生じるように、ブレーキアクチュエータ２２を駆動させることができる。また、ブレーキ装置２０は、第２電気指令Ｅ２１に基づいて、ブレーキ管圧力ＢＰを、相手側鉄道車両編成１００のブレーキ管１１６に設定することができる。このように、鉄道車両編成１０を制動するためにブレーキ管を用いない構成であっても、ブレーキ管１１６を有する相手側鉄道車両編成１００のブレーキ装置１２０を使用することができる。その結果、鉄道車両編成１０及び相手側鉄道車両編成１００を、より迅速に減速することができる。よって、迅速な車両搬送を実現できる。

　また、ブレーキ装置２０によると、第１中継弁３４は、第１電空変換弁３１からの第１制御圧力Ｐ１２に応じて第１ゲート３４ａの開閉量を設定できる。この構成によると、パイロット圧である第1制御圧力Ｐ１２に応じて、第1中継弁３４にて必要な容量の流体を、第１電気指令Ｅ１１に応じた駆動圧力Ｐ１１として、ブレーキアクチュエータ２２へ出力できるため、電磁弁等からなる第1電空変換弁３１の構成がコンパクトになる。

　また、ブレーキ装置２０によると、第２弁装置４２は、駆動圧力Ｐ１１の値と関連付けられた値のブレーキ管圧力ＢＰを設定可能である。この構成によると、ブレーキアクチュエータ２２へ供給される駆動圧力Ｐ１１と、ブレーキ管圧力ＢＰとが互いに関連した状態となる。その結果、ブレーキ装置２０は、鉄道車両編成１０の制動状態と、相手側鉄道車両編成１００の制動状態とを、より確実に一致させることができる。その結果、ブレーキ装置２０，１２０の協働により、鉄道車両編成１０及び相手側鉄道車両編成１００を、より迅速に減速できる。

　また、ブレーキ装置２０によると、第１弁装置２７は、常用ブレーキ動作において、第２ブレーキ制御装置２４からブレーキ管圧力ＢＰが減圧されてから所定時間経過後に、駆動圧力Ｐ１１をブレーキアクチュエータ２２へ減圧するように構成されている。この構成によると、第１弁装置２７は、電気信号である第１電気指令Ｅ１１を受けたことに応じて、駆動圧力Ｐ１１を出力し、ブレーキアクチュエータ２２を動作させる。よって、第１弁装置２７は、第１電気指令Ｅ１１を受けてから駆動圧力Ｐ１１を出力するまでの時間が短く、応答性が高い。一方、相手側鉄道車両編成１００においては、ブレーキ管１１６内の圧力変化に応じて、相手側鉄道車両編成１００のブレーキアクチュエータ１２２が動作される。よって、ブレーキ装置１２０では、ブレーキ管１１６内の圧力変動の伝搬速度が、電気信号の伝搬速度よりも遅く、応答性が比較的低い。このような特性に鑑み、第１弁装置２７からの駆動圧力Ｐ１１の供給開始時点が、第２弁装置４２からのブレーキ管圧力ＢＰの減圧開始時点よりも遅くされている。これにより、ブレーキアクチュエータ２２の動作タイミングと、ブレーキアクチュエータ１２２の動作タイミングとの一致度が、より高くなる。その結果、制動時に相手側鉄道車両編成１００が過度に鉄道車両編成１０を押すことがなくなるので、連結器１６，１１８に悪影響を与えることがない。

　また、ブレーキ装置２０によると、第２中継弁５０は、第２電空変換弁４９からの第２制御圧力Ｐ２１に応じて第２ゲート５０ａの開閉量を設定する。この構成によると、電気信号としての第２電気指令Ｅ２１に応じたブレーキ管圧力ＢＰおよび必要な分量の空気量を生成することができる。これにより、ブレーキ装置２０は、相手側鉄道車両編成１００の制動量を、より精度よく設定できる。

　また、ブレーキ装置２０によると、開放弁装置４３は、相手側鉄道車両編成１００のブレーキ管１１６内の流体を急速（意図的）に放出可能に構成されている。この構成によると、相手側鉄道車両編成１００のブレーキアクチュエータ１２２を駆動する際の、ブレーキ管圧力ＢＰの非常ブレーキ作動時の急速な減圧動作を、鉄道車両編成１０のブレーキ装置２０において行うことができる。

　また、ブレーキ装置２０によると、第２電気指令Ｅ２１としての非常ブレーキ動作指令に基づいて電磁開放弁５４が開くことで、相手側鉄道車両編成１００のブレーキ管１１６内の圧力を、強制的に減圧できる。これにより、相手側鉄道車両編成１００を、より迅速に制動できる。

　また、ブレーキ装置２０によると、バイパス管４４に一方弁４５が設けられている。この構成によると、相手側鉄道車両編成１００のブレーキ管１１６内の流体を、開放弁装置４３の主開放弁５３に循環させることができる。これにより、開放弁装置４３内の状態を維持することができる。

　また、ブレーキ装置２０によると、主ブレーキ管４１に第１絞り部５２が設けられている。この構成によると、単位時間あたりに主ブレーキ管４１から相手側鉄道車両編成１００のブレーキ管１１６に供給される流体の量が、所定量以上に大きくなることを抑制できる。その結果、例えば、相手側鉄道車両編成１００の自動ブレーキ弁１０６又は図示しない車掌弁が操作された場合において、流体の供給量より放出量が多くなるように設けられていれば、ブレーキ管１１６内の減圧が、より確実に達成される。その結果、自動ブレーキ弁１０６等が操作されたことによる、相手側鉄道車両編成１００の制動が、より確実に行われる。さらに、第１絞り部５２は、第２中継弁５０の動作によるブレーキ管圧力ＢＰ変動の応答性に影響を与え難いように配置されている。よって、迅速なブレーキ管圧力ＢＰ変動が可能である。

　また、ブレーキ装置２０によると、第１弁装置２７は、ブレーキ管圧力ＢＰに基づいて設定された駆動圧力Ｐ１１を、第１ゲート３４ａからブレーキアクチュエータ２２へ出力可能である。この構成によると、例えば、相手側鉄道車両編成１００が鉄道車両編成１０を牽引する場合に、相手側鉄道車両編成１００のブレーキ管圧力ＢＰ、即ち、相手側鉄道車両編成１００の制動量に応じた第１電気指令Ｅ１２を、ブレーキ制御器３０において生成できる。これにより、相手側鉄道車両編成１００が鉄道車両編成１０を牽引する場合等において、ブレーキ装置２０とブレーキ装置１２０との協働によって、相手側鉄道車両編成１００と鉄道車両編成１０とを、より迅速に制動できる。

　以上の次第で、ブレーキ装置２０によると、鉄道車両編成１０を制動するためにブレーキ管を用いない構成であっても、ブレーキ管１１６を有する相手側鉄道車両編成１００のブレーキ装置１２０を使用することができる。

　また、鉄道車両編成１０によると、ブレーキ装置２０は、各車両１１，１２，１３のうち、先頭車両１１及び後端車両１３の一方または両方に設けられている。この構成によると、相手側鉄道車両編成１００のブレーキ装置１２０を使用するための第２ブレーキ制御装置２４は、複数の車両１１，１２，１３３のうち、相手側鉄道車両編成１００に直接連結可能な車両にのみ、設けられている。これにより、鉄道車両編成１０の構成を、より簡素にできる。

　以上、本発明の実施形態について説明したけれども、本発明は、上述した実施形態に限られず、請求の範囲に記載した限りにおいて様々に変更して実施することができる。例えば、次のように変更して実施してもよい。

　（１）第１弁装置は、第１電気指令に基づいて、常用ブレーキ指令の指令値に応じた駆動圧力を出力できればよく、具体的な構成は、上記した構成に限定されない。第２弁装置は、第２電気指令に基づいて、常用ブレーキ指令の指令値に応じたブレーキ管圧力を出力できればよく、具体的な構成は、上記した構成に限定されない。

　（２）上述の実施形態では、第１電気指令及び第２電気指令は、別の電気信号である形態を例に説明した。しかしながら、この通りでなくてもよい。例えば、第１電気指令及び第２電気指令は、同一の電気信号であってもよい。また、第１電気指令及び第２電気指令は、互いに無相関な信号であってもよい。

　本発明は、鉄道車両用ブレーキ装置、鉄道車両、及び鉄道車両編成として、広く適用できる。

１１　　　　　　先頭車両（鉄道車両）
１３　　　　　　後端車両（鉄道車両）
１５　　　　　　元空気管
２０　　　　　　鉄道車両用ブレーキ装置
２２　　　　　　ブレーキアクチュエータ
２３　　　　　　第１ブレーキ制御装置
２４　　　　　　第２ブレーキ制御装置
２７　　　　　　第１弁装置
３４ａ　　　　　第１ゲート
４２　　　　　　第２弁装置
１００　　　　　相手側鉄道車両
１１６　　　　　ブレーキ管
１２４　　　　　第４ブレーキ制御装置（自動空気ブレーキ装置）
ＢＰ　　　　　　ブレーキ管圧力
Ｅ１１　　　　　第１電気指令
Ｅ２１　　　　　第２電気指令
Ｐ１０　　　　　流体圧力
Ｐ１１　　　　　駆動圧力

Claims (13)

1. 　鉄道車両に設けられる鉄道車両用ブレーキ装置において、
   　元空気管に接続された第１弁装置であって、所定の電気信号としての第１電気指令に応じた開閉量の第１ゲートを形成し、前記元空気管からの流体圧力を駆動圧力として前記第１ゲートからブレーキアクチュエータへ出力する第１弁装置を有する、第１ブレーキ制御装置と、
   　前記鉄道車両とは別の鉄道車両としての相手側鉄道車両に備えられた自動空気ブレーキ装置のブレーキ管圧力を設定するための、第２ブレーキ制御装置と、を備え、
   　前記第２ブレーキ制御装置は、第２弁装置を有し、
   　前記第２弁装置は、所定の電気信号としての第２電気指令に基づいて動作することで、前記元空気管からの流体圧力を給気又は排気することで、前記ブレーキ管圧力を設定可能に構成されていることを特徴とする、鉄道車両用ブレーキ装置。
2. 　請求項１に記載の鉄道車両用ブレーキ装置であって、
   　前記第１弁装置は、
   　前記元空気管に接続され、前記第１電気指令に基づいて動作することで、前記流体圧力を第１制御圧力に変換して出力する第１電空変換弁と、
   　前記第１ゲートを有し、前記第１制御圧力に応じて前記第１ゲートの開閉量を設定する第１中継弁と、
   を含んでいることを特徴とする、鉄道車両用ブレーキ装置。
3. 　請求項１又は請求項２に記載の鉄道車両用ブレーキ装置であって、
   　前記第２弁装置は、前記駆動圧力の値と関連付けられた値の前記ブレーキ管圧力を設定可能に構成されていることを特徴とする、鉄道車両用ブレーキ装置。
4. 　請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載の鉄道車両用ブレーキ装置であって、
   　前記第１弁装置は、前記第２ブレーキ制御装置から前記ブレーキ管圧力が減圧されてから所定時間経過後に、前記駆動圧力を前記ブレーキアクチュエータへ供給するように構成されていることを特徴とする、鉄道車両用ブレーキ装置。
5. 　請求項１乃至請求項４の何れか１項に記載の鉄道車両用ブレーキ装置であって、
   　前記第２ブレーキ制御装置は、前記元空気管及び前記相手側鉄道車両の前記ブレーキ管に接続される主ブレーキ管を有し、
   　前記第２弁装置は、
   　前記主ブレーキ管に接続され、前記第２電気指令に基づいて動作することで、前記流体圧力を第２制御出力に変換して出力する第２電空変換弁と、
   　前記流体圧力を前記ブレーキ管圧力に調整して出力するための第２ゲートを含み、前記第２制御圧力に応じて前記第２ゲートの開閉量を設定する第２中継弁と、
   を有していることを特徴とする、鉄道車両用ブレーキ装置。
6. 　請求項５に記載の鉄道車両用ブレーキ装置であって、
   　前記第２ブレーキ制御装置は、前記第２中継弁からの前記ブレーキ管圧力が伝達されるように構成された開放弁装置を含み、
   　前記開放弁装置は、前記主ブレーキ管内の流体を急速に放出可能に構成されていることを特徴とする、鉄道車両用ブレーキ装置。
7. 　請求項６に記載の鉄道車両用ブレーキ装置であって、
   　前記開放弁装置は、主開放弁を有し、
   　前記主開放弁は、非常ブレーキを作動させる際に、前記主ブレーキ管内の流体を急速に放出可能に構成されていることを特徴とする、鉄道車両用ブレーキ装置。
8. 　請求項６又は請求項７に記載の鉄道車両用ブレーキ装置であって、
   　前記開放弁装置は、電磁弁を有し、
   　前記電磁弁は、前記鉄道車両の非常ブレーキ動作指令に基づいて、前記主ブレーキ管内の流体を急速に放出可能に構成されていることを特徴とする、鉄道車両用ブレーキ装置。
9. 　請求項６乃至請求項８の何れか１項に記載の鉄道車両用ブレーキ装置であって、
   　前記第２ブレーキ制御装置は、
   　前記主ブレーキ管に接続され、前記開放弁装置を迂回するバイパス管と、
   　前記バイパス管に設けられ、前記バイパス管において第２弁装置へ向かう圧力伝達を規制する一方弁と、
   を有していることを特徴とする、鉄道車両用ブレーキ装置。
10. 　請求項５乃至請求項９の何れか１項に記載の鉄道車両用ブレーキ装置であって、
    　前記第２ブレーキ制御装置は、前記主ブレーキ管内の径を部分的に小さくする絞り部を有し、
    　前記絞り部を通過した前記主ブレーキ管内の流体が、前記第２中継弁を介して前記相手側鉄道車両の前記ブレーキ管に供給されるように構成されていることを特徴とする、鉄道車両用ブレーキ装置。
11. 　請求項１乃至請求項１０の何れか１項に記載の鉄道車両用ブレーキ装置であって、
    　前記相手側鉄道車両の前記ブレーキ管圧力を検出する圧力検出部を備え、
    　前記第１弁装置は、前記ブレーキ管圧力に基づいて設定された前記駆動圧力を、前記第１ゲートから前記ブレーキアクチュエータへ出力可能であることを特徴とする、鉄道車両用ブレーキ装置。
12. 　請求項１乃至請求項１１の何れか１項に記載の鉄道車両用ブレーキ装置を備えていることを特徴とする、鉄道車両。
13. 　順次連結された複数の鉄道車両と、
    　請求項１乃至請求項１１の何れか１項に記載の鉄道車両用ブレーキ装置と、を備え、
    　前記鉄道車両用ブレーキ装置は、複数の前記鉄道車両において、先頭車両及び後端車両の一方または両方に設けられていることを特徴とする、鉄道車両編成。
     

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