JPH0413923B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、デイーゼル電気機関車などデイーゼ
ルエンジン駆動の発電機と車輪駆動用の電動機と
を備えたデイーゼル電気動車に係り、特に発電ブ
レーキ装置を有するデイーゼル電気動車のブレー
キ制御装置に関する。

〔発明の背景〕

デイーゼル電気機関車などのデイーゼル動力車
両においては、エンジンの冷却を強制空気冷却方
式で行なうのが一般的で、そのため、ラジエータ
に冷却風を供給するための送風機が備えられてい
るのを通例とする。

一方、このようなデイーゼル電気機関車などに
おいては、車輪駆動用の電動機を有するため、発
電ブレーキ（ダイナミツクブレーキともいう）の
適用が可能であるが、このときには発電ブレーキ
用の抵抗器が必要になる。

そこで、このような場合、発電ブレーキ用抵抗
器の設置による重量やスペースの増加を極力抑え
るため、第１図に示すように、強制空冷型の発電
ブレーキ用抵抗器３を用い、それをエンジン冷却
水用ラジエータコア２の内側に配置し、ラジエー
タフアン４により共通に冷却風を通流させるよう
にした車両が用いられるようになつてきた。な
お、この第１図においては、１は車体、２はエア
ークラツチ、６はロータリーシール、１１はカツ
プリング、１２はギヤボツクスであり、ラジエー
タフアン４はエンジン（図示してない）からギヤ
ボツクス１２、カツプリング１１、エアークラツ
チ５を介して駆動され、図示のように車体１の両
側面から空気を吸い込み、上方に放出することに
より冷却風をラジエータコア２と抵抗器３に流通
させて冷却を行なう。そして、エンジンの冷却水
温度を検出し、それに応じてエアークラツチ５を
制御し、ラジエータフアン４を回転させたり停止
させたりしており、このとき、エアークラツチ５
の制御に必要な圧力空気をクラツチの回転部分に
外部から供給する働きをするのがロータリーシー
ル６である。

ところで、この第１図に示す方式の車両によれ
ば、コストアツプを最少限に抑え、かつ余分なス
ペースをほとんど必要とせずに発電ブレーキ機能
を与えることができる反面、発電ブレーキを作動
させているときにエアークラツチ５の作動に異常
を生じ、その伝達トルクが減少したり、或いはゼ
ロになつたりしたときには、発電ブレーキ用抵抗
器３が過熱状態になつてしまうという欠点があつ
た。

例えば、エアークラツチ５の伝達トルクが所定
値を下まわれば滑りを生じ、ラジエータフアン４
の回転速度が低下して風量が減少し、抵抗器３の
温度上昇が著しくなり、はなはだしいときには焼
損してしまつたり、ラジエータコア２の溶損を誘
発したりする。また、エアークラツチ５の伝達ト
ルクがゼロになれば、ラジエータフアン４は停止
し、抵抗器３は短時間のうちに焼損してしまう。
なお、クラツチとしてはエアークラツチ以外にも
流体継手など種々の方式のものが使用可能である
が、いずれの場合でも上記した欠点については同
じである。

また、発電ブレーキは、主として列車や機関車
が下り勾配を走行しているときの速度制限用に使
用されるものであり、従つて、従来の車両では、
上記のようなラジエータフアン駆動用クラツチの
異常発生に際しては、抵抗器の焼損を生じるばか
りではなく、この焼損発生の結果、発電ブレーキ
による制動力が消滅し、これにより機関車や列車
の暴走を誘発する虞れを生じ、安全面で充分な信
頼性を得ることができないという欠点があつた。

また、このような暴走の発生は、上記したクラ
ツチの異常に限らず、カツプリング１１やギヤボ
ツクス１２に異常を生じたときにも同様に起り、
従つて、従来の車両ではこの面でも充分な信頼性
を得ることができないという欠点があつた。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、上記した従来技術の欠点を除
き、発電ブレーキ用抵抗器の焼損が充分に防止で
き、車両が暴走する虞れを確実に除くことができ
るブレーキ制御装置を容易に提供するにある。

〔発明の概要〕

この目的を達成するため、本発明は、ラジエー
タフアンの風量を検出し、それが所定値以下にな
つたときには発電ブレーキ回路の電流をしや断す
ると共に非常ブレーキを作動させるようにした点
を特徴とする。

〔発明の実施例〕

以下、本発明によるブレーキ制御装置を図示の
実施例によつて詳細に説明する。

第２図は本発明の一実施例におけるエアークラ
ツチ５の作動空気管路の構成を示したもので、車
両内での機器の配置は第１図の従来例と同じであ
る。

この第２図において、７は圧力スイツチ、８は
側路コツク、９は電磁弁、１０はエアーストレー
ナであり、ラジエータフアン４、エアークラツチ
５、ロータリーシール６などは第１図で説明した
とおりである。

圧力スイツチ７は、電磁弁９からロータリーシ
ール６に到る管路内の空気圧力を、側路コツク８
を介して受け入れ、この圧力が所定値以上あると
きにはオンになり、それ以外のときはオフになる
ように動作する。

電磁弁９は図示してない冷却水温検出器からの
信号及び主幹制御器からの信号によつて動作し、
エンジン冷却水の温度が所定値以上にあるとき
と、発電ブレーキ状態に制御したときだけ管路を
開き、エアータンクなどの圧力空気源からエアー
ストレーナ１０を介して供給されている圧力空気
をエアークラツチ５に送り、このクラツチ５をト
ルク伝達状態にする働きをする。なお、この説明
からも明らかなように、エアークラツチ５は、ロ
ータリーシール６を介して圧力空気が供給されて
いるときだけクラツチ接、つまりトルク伝達状態
となり、圧力空気が供給されていないときはクラ
ツチ断、つまり伝達トルクがゼロの状態に制御さ
れるものである。

また、側路コツク８は圧力スイツチ７のテスト
用などに設けられているものであり、エアースト
レーナ１０は圧力空気源から供給されてくる圧力
空気中にごみなどが含まれていた場合、そのごみ
などが電磁弁９などに送られないようにするため
に設けられているものである。

次に、第３図は制御回路の一実施例で、１３，
１４それに１７，１８はリレー（電磁接触器）、
１５は車輪駆動用（走行用）の電動機、１６は主
幹制御器の接点、１９は温度スイツチであり、発
電ブレーキ用抵抗器３、圧力スイツチ７、電磁弁
９などは既に説明したとおりである。なお、１３
a₁，１３a₂，１４ａ，１７ａ，１８ａはそれぞれ
のリレー１３，１４，１７，１８の常開接点を表
わし、１８ｂは同じく常閉接点を表わしている。

リレー１３は主幹制御器の接点１６が閉じ、か
つ圧力スイツチ７がオン、つまりエアークラツチ
５に供給されている圧力空気の圧力が所定値以上
にあるときだけ動作し、接点１３a₁と１３a₂を閉
じる働きをする。

リレー１４は接点容量が大きく、電磁接触器と
呼ばれるもので、接点１３a₁が閉じられると動作
し、大容量の接点１４ａを閉じて電動機１５に抵
抗器３を接続し、発電ブレーキ回路をオンにする
働きをする。

主幹制御器の接点１６は主幹制御器（図示して
ない）が発電ブレーキ位置に操作されたときだけ
閉じる接点である。

リレー１７は接点１３a₂及び１８ｂのうちの少
くとも一方が閉じているとき、つまりリレー１３
が動作しているか、或いはリレー１８が不動作の
ままになつているかの少くともいずれかの場合に
動作し、接点１７ａを閉じておく働きをする。そ
して、この接点１７ａは車両の空気ブレーキ系に
備えられている非常ブレーキ弁を制御する接点と
なつており、従つて、リレー１７が復旧し、接点
１７ａが開くと機関車や列車に非常ブレーキが作
動するようになつている。

リレー１８は主幹制御器の接点１６が閉じられ
ると動作し、電磁弁９を開いてエアークラツチ５
に圧力空気を送り込み、ラジエータフアン４を回
転させる働きをする。

温度スイツチ１９はエンジンの冷却水の温度に
よつてオン・オフし、エンジンの冷却水の温度が
所定値以上にあるときに電磁弁９を動作させ、ラ
ジエータフアン４を回転させる働きをする。な
お、接点１８ａと温度スイツチ１９とは相互に並
列になつているため、ラジエータフアン４は主幹
制御器が発電ブレーキ位置に操作されたときと、
エンジンの冷却水温度が所定値以上にあるときの
いずれの場合でも回転し、冷却風を送るように動
作することになる。

次に、この実施例の動作について説明する。

デイーゼル電気動車が停止、力行、惰行などの
通常の制御状態にあるときは、主幹制御器の接点
１６が閉じることはなく、従つてリレー１３と１
８は不動作状態に保たれ、接点１３a₁，１３a₂，
１８ａはオープン、接点１８ｂはクローズにそれ
ぞれとどまつている。

一方、このとき、温度スイツチ１９は、主幹制
御器による制御操作状態と無関係に、エンジン冷
却水の温度によつて動作し、この温度が所定値、
例えば80℃を超えているときには、その接点をク
ローズし、これにより電磁弁９を開き、ラジエー
タフアン４を回転させ、ラジエータコア２に通風
を行なつて冷却水の温度上昇を抑えるようにし、
他方、エンジン冷却水の温度が所定値以下になつ
たら、その接点をオープンにしてラジエータフア
ン４の回転を止め、エンジン冷却水の温度が低下
しないようにし、これによりエンジンの運転状態
のいかんにかかわらず、常にエンジンの温度がほ
ぼ一定の所定値に保たれるようにしている。

次に、デイーゼル電気動車が比較的長い下り勾
配区間での走行状態になるなどして、発電ブレー
キ制御を必要とする走行状態となり、主幹制御器
が発電ブレーキ位置に操作されたとする。そうす
ると、これによりリレー１８は無条件で動作し、
その接点１８ａを閉じてラジエータフアン４を、
温度スイツチ１９のオン・オフと無関係に回転さ
せると共に、接点１８ｂを開いて非常ブレーキの
動作を可能な状態にセツトする。また、これと並
行して、圧力スイツチ７にも接点１６によつて電
圧が与えられるため、このスイツチ７が閉じてい
ることを条件としてリレー１３も動作し、接点１
３a₁を閉じて電磁接触器１４を動作させ、発電ブ
レーキ回路をオンにすると共に、接点１３a₂を閉
じて非常ブレーキが動作しないようにする。

この結果、発電ブレーキ作動状態になつたとき
には、エンジンの冷却水温度と無関係に常に電磁
弁９が開き、ラジエータフアン４のエアークラツ
チ５を圧力空気源に連通させ、抵抗器３に冷却風
が供給されるようにし、抵抗器３の過熱や焼損を
ひき起すことなく安定して発電ブレーキによる制
動力が得られるようにする。

しかして、いま、主幹制御器が発電ブレーキ位
置に操作されたとき、何らかの理由、例えば途中
配管の空気洩れ、エアークラツチ５のタイヤのパ
ンク、配管内のごみなどによるつまりなどにより
エアークラツチ５に供給されている圧力空気の圧
力値が規定値を下まわつていたとすれば、抵抗器
３の冷却が充分に行なわれなくなり、上記したよ
うに、このままでは抵抗器３の過熱や焼損を生じ
る虞れを生じる。すなわち、このエアークラツチ
５は、その伝達トルクの最大値が、それに供給さ
れた圧力空気の圧力によつて変化する。そして、
この最大トルク値がラジエータフアン４の駆動に
必要なトルクの値を下まわれば、クラツチに滑り
が発生するようになり、この結果、ラジエータフ
アン４の回転速度が低下したり、クラツチの発熱
に伴う焼損によりラジエータフアン４が停止した
りするようになるからである。また、このエアー
クラツチ５は、ゴムタイヤにクラツチシユーを焼
付けたものが多く使用されるが、この場合には、
タイヤのパンクを生じたときにも上記したトルク
の減少と、それに伴うラジエータフアン４の回転
速度低下や停止を生じるが、このときも、タイヤ
のパンクにより空気圧の低下を伴なつており、や
はり圧力空気の圧力低下が原因であるといえる。

しかしながら、この実施例では、第３図から明
らかなように、リレー１３の動作回路に圧力スイ
ツチ７が設けられている。

従つて、主幹制御器を発電ブレーキ位置に操作
し、接点１６が閉じられて電磁弁９が開いたとき
でも、このときのエアークラツチ５に供給された
圧力空気の圧力が所定値に達しなかつたら、この
圧力スイツチ７は開いたままであり、この結果、
リレー１３は接点１６が閉じられたにもかかわら
ず動作せず、発電ブレーキ回路はオンにならない
から、たとえばラジエータフアン４が回転しなく
ても抵抗器が過熱したり焼損したりすることはな
い。

一方、このように発電ブレーキ位置に主幹制御
器が操作されるのは、主として車両が下り勾配区
間を走行しているときであり、従つて、このと
き、上記したように圧力スイツチ７の働きにより
発電ブレーキ回路がオフされたままになつたので
は、必要な制動力が得られず、機関車や列車など
の車両が暴走し始める虞れがあるが、上記実施例
では、発電ブレーキ制御位置でリレー１８が動作
し、その接点１８ｂが開いたあと、リレー１３が
動作しないとその接点１３a₂が閉じないため、続
いてリレー１７が動作状態から不動作状態に復帰
してしまい、この結果、車両に非常ブレーキが働
くので、上記した暴走発生の虞れを防止すること
ができる。

また、この実施例では、発電ブレーキ状態で走
行中に、エアークラツチ５に対する圧力空気の圧
力が所定値を割つたときには同様に圧力スイツチ
７が開くため、このときにも冷却風量の低下や冷
却風の流通停止による抵抗器３の過熱や焼損の防
止と、車両暴走の防止とが得られる。

次に、第４図は、本発明の他の一実施例で、第
２図の実施例における圧力スイツチ７に代え、或
いはこれに加えてパルス発信器２０Ａ又は２０Ｂ
と、検出回路２１を設けたものである。

パルス発信器２０Ａはラジエータフアン４の羽
根を検出してパルスを発生する働きをし、パルス
発信器２０Ｂはラジエータフアン４の回転軸の回
転を検出してパルスを検出する働きをする。

検出回路２１はパルス発信器２０Ａ又は２０Ｂ
からのパルスを検出し、そのパルスの周期が所定
値以下つまりパルスが次々と連続して検出され、
その周波数が所定値以上になつたときオンになる
出力を発生する働きをする。

そこで、パルス発信器２０Ａ又は２０Ｂの一方
を設け、検出回路２１の出力でオンになる接点を
第２図の接点１６とリレー１３の間に挿入してや
れば、主幹制御器を発電ブレーキ位置にしたとき
にラジエータフアン４の回転速度が所定値以下
（停止を含む）になつたときには直ちに発電ブレ
ーキ回路がオフされて抵抗器３の過熱や焼損が防
止されると共に、非常ブレーキが作動されて車両
の暴走を防ぐことができる。

従つて、この実施例によれば、エアークラツチ
５に対する空気圧の低下による抵抗器３の過熱や
焼損を防止できるだけではなく、フアン駆動用の
カツプリング１１やギヤボツクス１２が破損した
とき、或いは主エンジンがストールしたときにも
抵抗器３の焼損などの防止が可能になる。

さらに、第５図は本発明のさらに別の一実施例
を示したもので、２２は風速スイツチであり、こ
のスイツチを第３図の圧力スイツチ７の代りに接
続したものである。

風速スイツチ２２はラジエータフアン４による
冷却風の通路中に設置され、この冷却風の風速が
所定値以上あるときだけスイツチがオンになるよ
うに動作する。

従つて、この実施例によれば、ラジエータフア
ン４のエアークラツチ４に供給される圧力空気の
圧力低下やカツプリング１１、ギヤボツクス１２
の破損などによるラジエータフアン４の回転速度
の低下に限らず、抵抗器３に対する冷却風の風量
低下をみたらすどのような原因が発生した場合で
も抵抗器３の焼損などの防止と、車両暴走の防止
とを行なうことができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、発電ブ
レーキ時における発電ブレーキ用抵抗器の過熱を
充分に防止できると共に、このときの車両の暴走
をも充分に防止することができるから、従来技術
の欠点を除き、信頼性の高いブレーキ制御装置を
容易に提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はデイーゼル電気動車の冷却装置の一例
を示す説明図、第２図は本発明のブレーキ制御装
置におけるラジエータフアンの配管構成の一実施
例を示す説明図、第３図は同じく本発明の一実施
例を示す回路構成図、第４図は本発明の他の一実
施例を示す説明図、第５図は同じく本発明のさら
に別の一実施例を示す説明図である。 ２……ラジエータコア、３……発電ブレーキ用
抵抗器、４……ラジエータフアン、５……エアー
クラツチ、７……圧力スイツチ、９……電磁弁、
２０Ａ，２０Ｂ……パルス発信器、２１……検出
回路、２２……風速スイツチ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 風量を検出する手段７，２０Ａ，２０Ｂ，２
   ２と、第１のリレー１４と、第２のリレー１７と
   を備えた、デイーゼル電気機関車のブレーキ制御
   装置であつて、 風量を検出する手段７，２０Ａ，２０Ｂ，２２
   は、エンジンのラジエータ２と発電ブレーキ用抵
   抗器３に冷却風を供給する送風機４の冷却風量の
   低下を検出して出力信号を発生するものであり、 第１のリレー１４と、第２のリレー１７とは、
   それぞれ風量を検出する手段７，２０Ａ，２０
   Ｂ，２２の出力信号を入力して、第１のリレー１
   ４が発電ブレーキ電流をしや断し、第２のリレー
   １７が非常ブレーキを作動させるものである デイーゼル電気機関車のブレーキ制御装置。