JPH04109801A - 鉄道車両用ブレーキ装置 - 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】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、鉄道車両用ブレーキ装置に係り、特に、空気
ブレーキと電気ブレーキとを併用する鉄道車両の制御に
用いて好適な鉄道車両用ブレーキ装置に関する。

［従来の技術］ 鉄道車両用のブレーキ装置に関する従来技術として、例
えば、実開昭５２−１６２６０９号公報、実開昭５０−
１４３２０８号公報等に記載された技術が知られている
。

この種従来技術によるブレーキ装置は、自車及び他車（
客貨車）の空気ブレーキの制御を、空気ブレーキ設定器
である自動ブレーキ弁のハンドル操作により行い、自車
のみの空気ブレーキの制御を単独ブレーキ弁のハンドル
操作により行い、また、自車の電気ブレーキ力の制御を
、電気ブレーキ設定器として作用するマスコンのハンド
ル操作により行うものであった。

そして、前記従来技術は、空気ブレーキ弁ハンドルの操
作によっても、電気ブレーキを制御することができない
ものであった。

以下、このような従来技術によるブレーキ装置を図面に
より説明する。

第３図は従来技術の一例を示すブロック図である。第３
図において、１は主幹制御器、２は電気ブレーキ制御装
置、３は電気ブレーキ力発生装置、４は自動ブレーキ弁
、７は自車空気ブレーキ発生装置、８は他車空気ブレー
キ制御装置、９は単独ブレーキ弁である。

通常、他車を牽引する機関車は、空気ブレーキ装置と電
気ブレーキ装置とを備えて（を気ブレーキを持っていな
い機関車もある）構成されている。

そして、空気ブレーキを働かせるためには、空気ブレー
キ設定器である自動ブレーキ弁（以下、自弁という）４
のハンドルと単独ブレーキ弁（以下、単弁という）９の
ハンドルとの２本のハンドル操作が必要であった。

すなわち、自弁４のハンドル操作によるブレーキ装置は
、自弁４のハンドルを操作すると、自車（機関車）空気
ブレーキ発生装置７と、連結されている客貨車に対する
他車空気ブレーキ制御装置８とを介して、車両の全部に
対する空気ブレーキを働かせるようになっており、主に
、列車全体の抑速、減速および停止用として使用される
。

また、単弁９のハンドル操作によるブレーキ装置は、単
弁９のハンドルを操作すると、自車空気ブレーキ発生装
置７を介して、自車（機関車）のみに空気ブレーキを作
用させ、客貨車に対しては、ブレーキを作用させないよ
うにしており、主に勾配起動時の後退防止、停車位置微
調整のためのブレーキとして使用される。

また、電気ブレーキは、電気ブレーキとして作用する主
幹制御器（マスコン）１のハンドルの操作により、電気
ブレーキ制御装置２、電気ブレーキ力発生装置３を介し
て、自車（機関車）のみに電気ブレーキをかけ、下り勾
配運転時等における列車速度の抑速に使用される。この
電気ブレーキは、停止用や減速用にはほとんど使用され
ず、また、車両速度が約２０ｋｍ／ｈ以下程度となると
、はとんどブレーキとして作用しない。

前述した空気ブレーキ装置と電気ブレーキ装置とは、そ
れぞれ独立して備えられており、空気ブレーキ系の自弁
４または単弁９のハンドル操作によって、電気ブレーキ
力を作用させることができず、また、逆に、電気ブレー
キ系の主幹制御器（マスコン）１のハンドルの操作によ
って、空気ブレーキ力を作用させることができないよう
になっている。

また、電気力、空気力併用のブレーキ装置に関する従来
技術として、例えば、特開昭６３−４８１０５号公報に
記載された技術が知られている。

この従来技術は、必要とする全体のブレーキ力の内、電
気力によるブレーキ力で不足するブレーキ力を空気ブレ
ーキ力で補うようにするための方法に関するものである
。

また、電気力、空気力併用のブレーキ装置に関する他の
従来技術として、例えば、特開昭５６１１０４０４号公
報に記載された技術が知られている。この従来技術は、
電気ブレーキ力が失効した場合の、自車、他車に対する
空気ブレーキ力の負担率を同一にするための制御方法に
関するものである。

［１明が解決しようとする課題］ 前述した鉄道車両用のブレーキ装置は、空気ブレーキ力
を得る手段として、はとんどの場合、車輪とブレーキシ
ューとの間の摩擦力を使用するものであるため、ブレー
キシュー、および、車輪等の摩耗が大きく、これらの交
換等のための保守、点検に多くの時間と費用を必要とす
るという問題点を生じさせていた。

本発明の目的は、前述した従来技術の問題点を解決し、
空気ブレーキ作動用のハンドルを操作した場合にも、摩
擦力によらずにブレーキ力を確保できるようにし、ブレ
ーキシュー、車輪等の摩耗を軽減し、保守、点検に要す
る時間、費用を大幅に軽減することのできる鉄道車両用
のブレーキ装置を提供することにある。

「課題を解決するための手段］ 本発明によれば前記目的は、空気ブレーキ装置に対する
ブレーキ指令を電気量に変換し、この変換された電気量
に応じて電気ブレーキ力を発生させるようにすることに
より、すなわち、空気ブレーキ設定器のハンドル操作位
置に応じて発生する電気量を、ブレーキパターンに変換
するブレーキ指令演算部を備え、このブレーキパターン
を電気ブレーキ力指令として電気ブレーキ力制御装置に
伝達し、自車に対する空気ブレーキ力を等価な電気ブレ
ーキ力に変換させるようにすることにより達成される。

［作　用コ ブレーキ指令演算部は、空気ブレーキに対する指令を受
は取ると、その指令をブレーキカバターンに変換して、
このパターンをブレーキ力演算部により、電気ブレーキ
に対するブレーキ力指令として、電気ブレーキ制御装置
に与える。電気ブレーキ制御装置は、このブレーキ指令
に基づいて、空気ブレーキに代わる電気ブレーキ力を発
生させ、車両速度の制御を行う。車両速度が遅くなって
、電気ブレーキが有効に作用しなくなると、電気ブレー
キ制御装置は、前記ブレーキ力演算部にその旨通知する
。ブレーキ力演算部は、電気ブレーキが有効に働かなく
なったとき、前記ブレーキカバターンにより、自車空気
ブレーキ発生装置を制御し、摩擦力によるブレーキ力を
発生させる。

これにより、空気ブレーキ指令による摩擦ブレーキ力を
、最小の必要量だけ使用して、車両の制御を行うことが
できるので、ブレーキシュー、車輪等の摩耗を軽減し、
保守、点検に要する時間、費用を大幅に軽減することが
できる。

［実施例］ 以下、本発明による鉄道車両用ブレーキ装置の一実施例
を図面により詳細に説明する。

第１図は本発明の一実施例の構成を示すブロック図、第
２図は自弁のハンドル操作による、車両の減速制御時の
各ブレーキの作動状態を説明する図である。第１図にお
いて、５は指令演算部、６はブレーキ力演算部であり、
他の符号は第３図の場合と同一である。

第１図に示す本発明の実施例において、主幹制御器ｌは
、従来技術の場合と同様に、自車の電気ブレーキ力を制
御指令する制御器であり、そのハンドル操作に応じてそ
の操作量を電気量に変換して、電気ブレーキ制御装置２
に出力する。

電気ブレーキ制御装置２は、前記主幹制御器１から与え
られる電気量を電気ブレーキ力指令として受けて、電気
ブレーキ力発生装置３を制御するものである。

自弁４は、自車および他車（客貨車等）の空気ブレーキ
力を制御指令するものであり、そのハンドル操作に応じ
た、例えば、ハンドル位置、ハンドル操作角度等の操作
量を電気量に変換して、操作量に応じた電気量を指令演
算部５に出力する。

指令演算部５は、前記自弁４より与えられる電気量を受
けて、ブレーキ力のパターンを発生させ、ブレーキ力演
算部６にそのパターンを出力する。

ブレーキ力演算部６は、指令演算部５より発生するブレ
ーキ力のパターンを受けてブレーキ力を制御する電気量
に変換し、この電気量を電気ブレーキ制御装置２に、電
気ブレーキ力指令Ａとして伝達する。

電気ブレーキ制御装置２は、この電気ブレーキ力指令Ａ
を受けて、電気ブレーキ力発生装置３を制御し、電気ブ
レーキ力を発生させる。また、電気ブレーキ力が有効に
働いている間、その旨をブレーキ力演算部６にブレーキ
力有効信号Ｂとして伝達する。

この結果、ブレーキ力演算部６は、電気ブレーキが有効
に働いている間、自車の空気ブレーキ力発生装置７の作
動を停止させ、電気ブレーキが無効となった場合に、自
車の空気ブレーキ力発生装置７の作動を開始させて、空
気ブレーキによる制動を行う。

なお、他車（客貨車）空気ブレーキ制御装置８は、単回
９のハンドルの操作による指令演算部５の指令により制
御されるので、自車の電気ブレーキとは無関係に独立し
て働く。

次に、前述のように構成される本発明の実施例により、
列車を停止または減速させる場合のブレーキの扱い及び
各ブレーキ力の発性状態を第２図を参照して説明する。

（１）車両速度が定常状態である時刻Ｌ１　までの間、
主幹制御器１のハンドルを操作した場合に、従来通り自
車のみに電気ブレーキ力が働くように制御され、例えば
、車両速度が一定となるように制御される。

（２）時刻ｔ、で、車両を減速するため、自弁４のハン
ドルを常用ブレーキ帯に操作すると、指令演算ｓ５は、
常用ブレーキを電気ブレーキへ切換える指令Ｃを、また
、ブレーキ力演算部６は、ブレーキ力の大きさを示すブ
レーキ力指令Ａを電気ブレーキ制御装置２に指令する。

この指令により、電気ブレーキ制御装置２は、車両速度
が、電気ブレーキが有効に働く範囲に有るか否かをチエ
ツクし、正常に作動する範囲に有れば、電気ブレーキ力
発生装置３を有効に作動させ、車両の制動を行う９ そして、電気ブレーキ制御装置２は、ブレーキ力演算部
６に電気ブレーキ有効Ｂの指令を伝達するので、ブレー
キ力演算部６は、自車の空気ブレーキ発生装置７に対す
るブレーキ発生指令を停止する。一方、この間、他車空
気ブレーキ制御装置８は、自弁４のハンドル操作に相当
するブレーキ力を発生させるように指令演算部５により
制御されており、他車の制動を制御している。

（３）車両の速度が低下し電気ブレーキが有効に働かな
くなった場合、第２図に示す時刻ｔ、で、電気ブレーキ
制御装置２からの電気ブレーキ有効信号Ｂの指令がなく
なるので、ブレーキ力演算部６は、自車空気ブレーキ発
生装置７を制御し、自車に空気ブレーキ力を作用させる
。この場合も、他車空気ブレーキ制御装置８は、前述と
同様に動作している。

（４）停止直前の時刻し、から停止時刻し、までの間、
単回９及び自弁４のハンドル操作により、従来技術の場
合と同様に、車両を所定の位置に停止させる制御を行う
。

前述したように本発明の実施例は、自弁４のハンドルを
操作した場合にも、自車のブレーキ力を、空気ブレーキ
力ではなく、変換された電気ブレーキ力を使用して制御
することができる。そして、本発明の実施例は、この場
合でも、他車空気ブレーキ制御装置が、指令演算部の制
御により客貨車に空気ブレーキを作用させることができ
る。

なお、本発明の実施例は、自弁４のハンドル操作により
電気ブレーキ発生させている間でも、単回９のハンドル
をユルメ位置にすると電気ブレーキを解放することがで
きる。

また、本発明の実施例は、単回９のハンドル操作により
ブレーキをかけた場合、指令演算部５からの自弁常用ブ
レーキ指令Ｃが出力されないため、空気ブレーキ力の電
気ブレーキへの変換が行われず、自車のみに空気ブレー
キが作用する。この場合、従来技術の場合と同様に、他
車の空気ブレーキ制御装置は作動しない。

前述した本発明の実施例によれば、空気ブレーキ設定器
のハンドル操作位置に応じて発生する電気量を、ブレー
キパターンに変換するブレーキ指令演算部を備え、この
ブレーキパターンを電気ブレーキ力指令として電気ブレ
ーキ力制御装置に伝達し、自車に対する空気ブレーキ力
を等価な電気ブレーキ力に変換して、電気ブレーキ力に
よる制動を行っているので、空気ブレーキ指令による摩
擦ブレーキ力を、最小の必要量だけ使用して、車両の制
御を行うことができ、ブレーキシュー、車輪等の摩耗を
軽減し、保守、点検に要する時間、費用を大幅に軽減す
ることができる。

［発明の効果コ 以上説明したように本発明によれば、自動ブレーキ弁の
ハンドル操作により、自車、他車の空気ブレーキを制御
した場合に、自車の空気ブレーキが電気ブレーキに変換
されて働くので、電気ブレーキ力発生中、車輪とブレー
キシューとの接触がなくなり、摩捺による摩耗がその分
だけ軽減されることになるので、保守、点検に要する時
間、費用を大幅に低減することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の構成を示すブロック図、第
２図は自弁のハンドル操作による、車両の減速制御時の
各ブレーキの作動状態を説明する図、第３図は従来技術
の一例を示すブロック図である。 １・・・・・・主幹制御器、２・・・・・・電気ブレー
キ制御装置、３・・・・・・電気ブレーキ力発生装置、
４・・・・・・自動ブレーキ弁、５・・・・・・指令演
算部、６・・・・・・ブレーキ力演算部、７・・・・・
・自車空気ブレーキ発生装置、８・・・・・・他車空気
ブレーキ制御装置、９・・・・・・単独ブレーキ弁。 第２図 第３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、空気ブレーキ設置器と電気ブレーキ設定器とをそれ
   ぞれ独立して備え、かつ、前記空気ブレーキ設定器のハ
   ンドルの操作を、該操作に応じた電気量に変換する指令
   演算部を備える鉄道車両用ブレーキ装置において、前記
   指令演算部の出力量を電気ブレーキ力に変換する電気ブ
   レーキ力制御演算部を備え、空気ブレーキ力に代わる電
   気ブレーキ力を発生させることを特徴とする鉄道車両用
   ブレーキ装置。 ２、前記電気ブレーキ力の発生後、自車の空気ブレーキ
   力を解放する手段を備えることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項記載の鉄道車両用ブレーキ装置。 ３、車両の速度が所定速度以下の場合に、前記電気ブレ
   ーキ力を解放し、空気ブレーキ力を復活させる手段を備
   えることを特徴とする特許請求の範囲第１項または第２
   項記載の鉄道車両用ブレーキ装置。 ４、前記空気ブレーキ設定器のハンドルの操作は、その
   操作位置または操作角度が、その操作量として前記指令
   演算部に与えられることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項、第２項または第３項記載の鉄道車両用ブレーキ装
   置。