JPH10273046A - Brake device for railway rolling stock - Google Patents
Brake device for railway rolling stockInfo
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Landscapes
- Regulating Braking Force (AREA)
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、空圧を動力源とし
て車輪に制動をかける鉄道車輌用の滑走防止機能付きブ
レーキ装置に関する。特には、滑走防止制御の応答性に
優れ、かつ構造のシンプルな鉄道車輌用ブレーキ装置に
関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a brake device having a skid prevention function for a railway vehicle, which brakes wheels by using pneumatic power as a power source. In particular, the present invention relates to a railway vehicle brake device which is excellent in responsiveness of anti-skid control and has a simple structure.
【０００２】[0002]
【従来の技術】図３を参照しつつ従来技術の一例を説明
する。図３は、従来の空−油圧増圧式の滑走防止機能付
き鉄道車輌用ブレーキ装置の構成を模式的に示す系統図
である。この図のブレーキ装置は、制輪子１５（ブレー
キ作動部材）をブレーキシリンダ２１を用いて車輪１１
に押し付けて制動する形式としているが、ディスクブレ
ーキ式であってもよい。2. Description of the Related Art An example of the prior art will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a system diagram schematically showing the configuration of a conventional brake device for a railway vehicle with a sliding prevention function of an air-hydraulic pressure increase type. The brake device shown in FIG.
The brake is pressed against the brake, but may be a disc brake type.
【０００３】各車輪１１には、回転センサ１３（パルス
ジェネレーター等）が取り付けられており、各車輪１１
の回転数を常時検出している。そして、回転センサ１３
の信号は滑走防止コントローラ１０３に送られ、コント
ローラ１０３は、別途検出される車輌の走行速度と各車
輪１１の速度とを比較して、車輪１１の滑走（ブレーキ
時に列車速度＞車輪速度）を検知している。[0003] Each wheel 11 is provided with a rotation sensor 13 (pulse generator or the like).
Is constantly detected. And the rotation sensor 13
Is sent to the anti-skid controller 103. The controller 103 compares the running speed of the vehicle and the speed of each wheel 11 which are separately detected, and detects the slipping of the wheels 11 (train speed> wheel speed during braking). doing.
【０００４】ブレーキ制輪子１５は鋳鉄製等のブロック
であり、車輪１１の踏面に押し付けて車輪１１の制動を
行う。このような制輪子方式の他に、ディスク方式のブ
レーキも多用されるようになってきている。なお、本発
明はブレーキ方式の相違にかかわらず適用可能である。The brake brake 15 is a block made of cast iron or the like, and presses the tread of the wheel 11 to brake the wheel 11. In addition to such a brake system, disk type brakes have also been widely used. Note that the present invention is applicable regardless of the difference in the brake system.
【０００５】制輪子１５を駆動するシリンダ２１は油圧
式である。以前は、ブレーキシリンダは空圧式が主流で
あったが、車輌の車輪１１周りに多くの部品が配置され
るようになってきた昨今の高速車輌では、ブレーキシリ
ンダの寸法を小さくする等の必要が生じ油圧式が主流と
なっている。なお、その場合にも、詳しくは後述するよ
うに、ブレーキ動力の根幹においては空圧を用いてい
る。そうしている理由は、圧縮空気の持つ高いエネルギ
ー貯留性により、動力発生源停止時あるいは車輌分離
（動力源も分離される）といった最悪時においてもブレ
ーキを作動させることが可能でなければならないという
保安上の要請からである。[0005] The cylinder 21 for driving the brake shoe 15 is of a hydraulic type. In the past, pneumatic brake cylinders were the mainstream, but in recent high-speed vehicles in which many parts have been arranged around the vehicle wheels 11, it is necessary to reduce the size of the brake cylinder and the like. The resulting hydraulic type is the mainstream. In this case, as described in detail later, pneumatic pressure is used at the root of the braking power. The reason for this is that the high energy storage of compressed air must be able to operate the brakes even in the worst case when the power source is stopped or the vehicle is separated (the power source is also separated). This is because of security requirements.
【０００６】油圧ブレーキシリンダ２１のロッド１７の
先端は、制輪子１５に接続されており、後端はピストン
２５に接続されている。ピストン２５とブレーキシリン
ダ２１の前側エンドプレート２２間にはバネ２３が押し
勝手に設置されている。このバネ２３によって、ピスト
ン２５は後退方向（制輪子１５が車輪１１から離れる方
向）に付勢されている。ピストン２５の反ロッド側は、
油圧室２７となっており、同室２７に油圧が立つと、ピ
ストン２５はバネ２３の付勢力に抗して前進（制輪子１
５が車輪１１に接する方向）する。このブレーキシリン
ダ２１は、車輌床下の車輪１１の近傍に配置されてい
る。The tip of the rod 17 of the hydraulic brake cylinder 21 is connected to the brake shoe 15, and the rear end of the rod 17 is connected to a piston 25. A spring 23 is installed between the piston 25 and the front end plate 22 of the brake cylinder 21 so as to be pushed. By this spring 23, the piston 25 is biased in the retreating direction (the direction in which the brake shoe 15 moves away from the wheel 11). The opposite side of the piston 25 from the rod is
The hydraulic chamber 27 serves as a hydraulic chamber. When a hydraulic pressure is applied to the hydraulic chamber 27, the piston 25 moves forward against the urging force of the spring 23 (the brake shoe 1).
5 is in contact with the wheel 11). This brake cylinder 21 is arranged near the wheel 11 below the vehicle floor.
【０００７】ブレーキシリンダ２１の油圧室２７は、連
通管２９を介して、増圧シリンダ３１の油圧室３５と連
通している。連通管２９の途中には油圧制御弁１０１が
設置されている。この油圧制御弁１０１は滑走防止コン
トロールの際に動作するものであるが、それについては
後述する。The hydraulic chamber 27 of the brake cylinder 21 communicates with a hydraulic chamber 35 of the pressure-intensifying cylinder 31 via a communication pipe 29. A hydraulic control valve 101 is provided in the middle of the communication pipe 29. The hydraulic control valve 101 operates during anti-skid control, which will be described later.
【０００８】増圧シリンダ３１は、空圧（５〜９kgf/cm
2)を動力源として高圧の油圧（９０〜１４０kgf/cm2)を
発生させる（増圧する）ものである。すなわち、増圧シ
リンダ３１は、油圧シリンダ部３３と空圧シリンダ部４
１とからなり、両シリンダの油圧ピストン３７と空圧ピ
ストン４３は連結ロッド３９で連結されている。油圧ピ
ストン３７は、油圧部３３内に摺動自在に収められてお
り、油圧室３５内の油を押す。空圧ピストン４３は空圧
部４１内に摺動自在に収められており、空圧室４５内の
圧縮空気によって押される。油圧ピストン３７と空圧ピ
ストン４３の面積比（一般的に１０〜２０）がこの増圧
シリンダの増圧比となる。なお、空圧室４５内の空圧が
低下すると、空圧ピストン４３及び油圧ピストン３７
は、ブレーキシリンダ２１内のバネ２３の付勢力により
（油圧を介して）後退する。The pressure increasing cylinder 31 is provided with a pneumatic pressure (5 to 9 kgf / cm).
2 ) is used as a power source to generate (increase) high-pressure oil pressure (90 to 140 kgf / cm 2 ). That is, the pressure boosting cylinder 31 includes the hydraulic cylinder section 33 and the pneumatic cylinder section 4.
The hydraulic piston 37 and the pneumatic piston 43 of both cylinders are connected by a connecting rod 39. The hydraulic piston 37 is slidably housed in the hydraulic section 33 and presses oil in the hydraulic chamber 35. The pneumatic piston 43 is slidably housed in the pneumatic section 41 and is pushed by the compressed air in the pneumatic chamber 45. The area ratio (generally 10 to 20) between the hydraulic piston 37 and the pneumatic piston 43 is the pressure increasing ratio of this pressure increasing cylinder. When the pneumatic pressure in the pneumatic chamber 45 decreases, the pneumatic piston 43 and the hydraulic piston 37
Is retracted (via hydraulic pressure) by the urging force of the spring 23 in the brake cylinder 21.
【０００９】増圧シリンダ３１の空圧室４５には空圧配
管４７が接続されている。この空圧配管４７から圧縮空
気が出入りする。この空圧配管４７には給排締切弁１０
５が設置されている。給排締切弁１０５も、油圧制御弁
１０１同様に、滑走防止制御時に動作するものであり、
詳細は後述する。A pneumatic pipe 47 is connected to the pneumatic chamber 45 of the pressure-intensifying cylinder 31. Compressed air flows in and out of the pneumatic piping 47. The pneumatic piping 47 has a supply / discharge shutoff valve 10.
5 are installed. The supply / discharge cutoff valve 105 also operates during the anti-skid control, like the hydraulic control valve 101.
Details will be described later.
【００１０】空圧配管４７は空圧配管５５に接続されて
おり、空圧配管５５の元端には主ブレーキ制御弁５７
（Ｄポート）が接続されている。主ブレーキ制御弁５７
には、その他に、給気元管６５（Ａポート）、給気管６
１（Ｂポート）、排気管５９（Ｃポート）が接続されて
いる。給気元管６５は元空気溜８１に繋がっており、空
気のそもそもの供給源である。元空気溜８１は、機関車
や動力車などに設置されており、列車全体に動力空気を
供給する。元空気溜８１には空気圧入用のコンプレッサ
８３が設置されている。The pneumatic pipe 47 is connected to a pneumatic pipe 55, and a main brake control valve 57
(D port) is connected. Main brake control valve 57
In addition, the air supply source pipe 65 (A port), the air supply pipe 6
1 (B port) and the exhaust pipe 59 (C port). The air supply main pipe 65 is connected to the main air reservoir 81 and is a source of air in the first place. The original air reservoir 81 is installed in a locomotive, a motor vehicle, or the like, and supplies power air to the entire train. The original air reservoir 81 is provided with a compressor 83 for pressurizing air.
【００１１】給気管６１は、補助空気溜６３に繋がって
いる。補助空気溜６３は、列車の各車輌毎に設けられて
おり、動力用の空気を一時貯留するタンクである。な
お、元空気溜の他に補助空気溜を必要とするのは、列車
分離のような突発事故で各車輌が機関車等との連結が外
れた場合にも、各車輌に最低限の動力源を残しておくた
めである。The air supply pipe 61 is connected to the auxiliary air reservoir 63. The auxiliary air reservoir 63 is provided for each vehicle of the train, and is a tank for temporarily storing power air. In addition to the original air reservoir, the auxiliary air reservoir is required because even if each vehicle is disconnected from the locomotive etc. due to a sudden accident such as train separation, each vehicle has the minimum power source. It is to leave.
【００１２】主ブレーキ制御弁５７の作用について説明
する。主ブレーキ制御弁５７は、電磁弁であって、ブレ
ーキユルメ（不制動）位置とブレーキ（制動）位置の２
つの位置をとることができる。主ブレーキ制御弁５７の
操作は、運転室内に設置されているブレーキ指令器８５
を運転士が操作することにより行う。ブレーキユルメ位
置では、ポートＣとＤをつないで増圧シリンダ３１の空
圧室４５内の空気を排気管５９から大気へ排出する。こ
の際、前述のとおり、制輪子１５はバネ２３の付勢力に
よって車輪１１から離れる。同時に、ポートＢとＡをつ
ないで元空気溜８１から空気を補助空気溜６３に補給す
る。The operation of the main brake control valve 57 will be described. The main brake control valve 57 is an electromagnetic valve, and has two positions, a brake pulse (non-braking) position and a brake (braking) position.
One position can be taken. The operation of the main brake control valve 57 is controlled by a brake command device 85 installed in the cab.
Is performed by the driver's operation. At the brake pulse position, the air in the pneumatic chamber 45 of the pressure-intensifying cylinder 31 is discharged from the exhaust pipe 59 to the atmosphere by connecting the ports C and D. At this time, as described above, the brake shoe 15 is separated from the wheel 11 by the urging force of the spring 23. At the same time, air is supplied from the original air reservoir 81 to the auxiliary air reservoir 63 by connecting the ports B and A.
【００１３】一方、ブレーキ位置では、ポートＡとＣは
閉としておき、ＢとＤをつないで補助空気溜６３から空
圧を増圧シリンダ３１の空圧室４５に導入する。これに
より、ブレーキシリンダ２１のバネ２３の付勢力に抗し
て、ピストン４３、３７、２５が前進して、ブレーキ制
輪子１５を車輪１１に押し付け制動する。なお、主ブレ
ーキ制御弁励磁時にブレーキユルメ位置となり、非励磁
時にはブレーキ位置となるのでフェールセイフとなって
いる。On the other hand, at the brake position, the ports A and C are closed, and the air pressure is introduced from the auxiliary air reservoir 63 into the air pressure chamber 45 of the pressure increasing cylinder 31 by connecting B and D. As a result, the pistons 43, 37, and 25 move forward against the urging force of the spring 23 of the brake cylinder 21, and press the brake brake shoe 15 against the wheel 11 to apply braking. Note that the brake brake valve is in the brake position when the main brake control valve is energized, and is in the fail position when the main brake control valve is not energized.
【００１４】次に滑走防止動作について説明する。ブレ
ーキ時の滑走とは、車輪のブレーキ操作が強すぎた時
に、車輪がレール上を滑ってしまう現象である。この滑
走が生じると、制動距離が長くなるとともに、車輪踏面
に摩耗フラット部が生じるので好ましくない。そこで、
最近の鉄道車輌では、滑走が発生したときに、それを防
止するブレーキ動作を行うこととしている。Next, the sliding prevention operation will be described. Sliding at the time of braking is a phenomenon in which a wheel slides on a rail when braking operation of the wheel is too strong. If this sliding occurs, the braking distance becomes longer and a wear flat portion is formed on the wheel tread surface, which is not preferable. Therefore,
In recent railway vehicles, when a gliding occurs, a braking operation for preventing the gliding is performed.
【００１５】まず、ブレーキ中に車輪１１が滑走したこ
と（列車速度＞車輪速度）を、回転センサ１３と滑走防
止コントローラ１０３で検知したら、油圧制御弁１０１
を動作させてブレーキシリンダ２１の油圧室２７から油
圧を少量抜いて、制輪子１５の押し付け圧力を瞬時低下
させてブレーキ力を弱める。これにより、車輪が加速し
てレールと滑らなくなったら（再粘着という）油圧制御
弁１０１からの圧抜きを停止し再びブレーキ力を強め
る。First, when the rotation sensor 13 and the anti-skid controller 103 detect that the wheels 11 have slid during braking (train speed> wheel speed), the hydraulic control valve 101
Is operated, a small amount of hydraulic pressure is released from the hydraulic chamber 27 of the brake cylinder 21, and the pressing force of the brake shoe 15 is instantaneously reduced to weaken the braking force. As a result, when the wheel accelerates and does not slip on the rail (called re-adhesion), the pressure release from the hydraulic control valve 101 is stopped, and the braking force is increased again.
【００１６】上述の滑走防止油抜き時には、油圧制御弁
１０１の油抜き動作時に、増圧シリンダの空圧ピストン
４３も前進する（図の左方向に移動する）。一例では、
油圧制御弁１０１が約１２回作動すると、空圧ピストン
４３の行程は全ストローク近くまで進み、増圧シリンダ
３１が押し切ってしまい、ブレーキ制輪子１５を押せな
くなってしまう。このときは、給排締切弁１０５を作動
させて増圧シリンダ３１の空圧室４５内の空圧を抜く。
これによって、空圧ピストン４３は、ブレーキシリンダ
２１のバネ２３の付勢力で後退する。なお、この際に、
図示されていない油補充装置によって、先に抜いた油
が、増圧シリンダ３１の油圧室３５内に戻される。その
結果、空圧ピストン４３は後退限まで戻り、再びブレー
キ動作及び滑走防止動作が可能となる。なお、油圧制御
弁１０１及び給排締切弁１０５の制御は、滑走防止コン
トローラ１０３が行う。At the time of the anti-skid oil drainage described above, the pneumatic piston 43 of the pressure-intensifying cylinder also advances (moves to the left in the drawing) when the hydraulic control valve 101 is drained. In one example,
When the hydraulic control valve 101 is operated about 12 times, the stroke of the pneumatic piston 43 advances to near the full stroke, the pressure-intensifying cylinder 31 is pushed completely, and the brake brake pedal 15 cannot be pushed. At this time, the supply / discharge cutoff valve 105 is operated to release the air pressure in the air pressure chamber 45 of the pressure-intensifying cylinder 31.
Thereby, the pneumatic piston 43 is retracted by the urging force of the spring 23 of the brake cylinder 21. At this time,
The previously drained oil is returned into the hydraulic chamber 35 of the pressure-intensifying cylinder 31 by an oil replenishing device (not shown). As a result, the pneumatic piston 43 returns to the retreat limit, and the braking operation and the anti-skid operation can be performed again. The control of the hydraulic control valve 101 and the supply / discharge cutoff valve 105 is performed by the anti-skid controller 103.
【００１７】[0017]
【発明が解決しようとする課題】ところが、上述のピス
トン戻し動作には約２秒を要し、この間は、ブレーキ指
令中であるにもかかわらず、２秒ものノーブレーキ走行
を行うこととなり、制動距離がその分伸びることとな
る。However, the above-described piston return operation requires about 2 seconds, and during this time, no-brake travel is performed for 2 seconds even though a brake command is being issued, and braking is performed. The distance will be extended accordingly.
【００１８】また、図３の構成では、油圧制御弁１０１
及び給排締切弁１０５、さらに油補充装置を要し部品点
数が多くなっていた。また、できるだけ一回のピストン
戻し動作あたりに可能な滑走防止動作（圧油抜き動作）
の回数を多くするためには増圧シリンダのストロークを
長くする必要があり、同シリンダが大型化し重くなって
いた。また、油圧系統には動力源がないため、油圧単独
で増圧方向の操作ができなかった。そのため、上述のピ
ストン戻し操作時のブレーキ不能といった問題や、空圧
系統故障に作動させるバックアップブレーキを別システ
ムで設ける必要があった。そのため、装置が複雑となり
重量が増大していた。In the configuration of FIG. 3, the hydraulic control valve 101
In addition, the supply / discharge cutoff valve 105 and the oil replenishing device are required, and the number of parts is increased. In addition, anti-skid operation possible per piston return operation as much as possible (pressure oil release operation)
In order to increase the number of times, it was necessary to lengthen the stroke of the pressure-intensifying cylinder, and the cylinder was large and heavy. Further, since there is no power source in the hydraulic system, the operation in the pressure increasing direction cannot be performed by the hydraulic pressure alone. For this reason, there has been a need to provide a separate system with a backup brake that operates in the event of the above-described problems such as the inability to apply a brake when returning the piston and a pneumatic system failure. As a result, the device becomes complicated and the weight increases.
【００１９】本発明は、このような問題点を解決するた
めになされたもので、随時に滑走防止作動を行いながら
ブレーキ作動を行うことのできる鉄道車輌用ブレーキ装
置を提供することを目的とする。また、構成がシンプル
で部品点数少・軽量な鉄道車輌用ブレーキ装置を提供す
ることを目的とする。The present invention has been made in order to solve such problems, and an object of the present invention is to provide a brake device for a railway vehicle which can perform a brake operation while performing a sliding prevention operation as needed. . It is another object of the present invention to provide a railway vehicle brake device having a simple configuration, a small number of parts, and a light weight.
【００２０】[0020]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明の鉄道車輌用ブレーキ装置は、 ブレーキ作
動部材を駆動する油圧ブレーキシリンダと、 この油圧
ブレーキシリンダに油圧を抜き／入れするサーボ油圧ポ
ンプと、 空圧源から空圧供給を受けて増圧された油圧
を発生させ、油圧ブレーキシリンダに油圧を供給する油
圧空圧増圧シリンダと、 増圧シリンダの空圧を速やか
に低下させる空気流入遮断及び排気手段と、 上記油圧
の圧力を検知する圧力センサと、 車輪の滑走を検知す
るとともに、上記空気流入遮断、排気手段及びサーボ油
圧ポンプを制御する滑走防止コントローラであって、ブ
レーキ作動時に車輪滑走が発生した場合に、滑走防止の
ための適正油圧シリンダ内圧力を設定し、サーボ油圧ポ
ンプを動作させて油圧シリンダ内の圧力を減圧又は昇圧
することにより滑走車輪の滑走を停止させて再粘着させ
るコントローラと、 を具備することを特徴とする。In order to solve the above-mentioned problems, a brake device for a railway vehicle according to the present invention comprises: a hydraulic brake cylinder for driving a brake operating member; A pump, a hydraulic pneumatic booster cylinder that generates a boosted hydraulic pressure by receiving pneumatic pressure supply from a pneumatic pressure source and supplies the hydraulic pressure to a hydraulic brake cylinder, and air that rapidly reduces the pneumatic pressure of the booster cylinder. An inflow cut-off and exhaust means, a pressure sensor for detecting the pressure of the hydraulic pressure, and a skid prevention controller for detecting wheel slippage and controlling the air inflow cut-off, exhaust means, and servo hydraulic pump. When wheel slippage occurs, set the appropriate hydraulic cylinder pressure to prevent slippage, and operate the servo hydraulic pump to operate the hydraulic cylinder. The pressure of the inner characterized by comprising a controller for re-adhesive to stop the sliding of the sliding wheel by vacuum or pressure.
【００２１】本発明においては、上記空気流入遮断及び
排気手段の排気能力が、上記増圧シリンダの空圧低減率
で１０kgf/cm2/sec 以上であることが好ましい。また、
上記空気流入遮断及び排気手段のＯＮ−ＯＦＦ作動速度
が０．０５秒以下であることが好ましい。滑走防止のた
めの空圧抜き動作を迅速に行い、滑走防止動作の応答性
・制御性を高めることができる。さらに、上記空気流入
遮断及び排気手段を、上記増圧シリンダに対して実質的
に直接取り付け、該手段と増圧シリンダの間に空気管路
等の空気が蓄積される空間を実質的に設けないようにす
ることが好ましい。該手段の制御対象とする空気容量
（体積×圧力）を極力少なくすることができるので、速
やかに目標の空気圧力に達することが可能になる。In the present invention, it is preferable that the air inflow shut-off and exhaust capability of the exhaust means is 10 kgf / cm 2 / sec or more in terms of the air pressure reduction rate of the pressure-intensifying cylinder. Also,
It is preferable that the ON-OFF operation speed of the air inflow shutoff and exhaust means is 0.05 seconds or less. It is possible to quickly perform the air pressure release operation for preventing the gliding, thereby improving the responsiveness and controllability of the gliding preventing operation. Further, the air inflow shut-off and exhaust means are substantially directly attached to the pressure intensifier cylinder, and there is substantially no space for accumulating air such as an air pipe between the means and the pressure intensifier cylinder. It is preferable to do so. Since the air volume (volume x pressure) to be controlled by the means can be minimized, it is possible to quickly reach the target air pressure.
【００２２】また、上記空気流入遮断及び排気手段、さ
らにはサーボ油圧ポンプが、選択的に取り外し取り付け
可能な構造を有することが好ましい。鉄道車輌によって
は、その性能面での要求や製造コストを低下させる観点
から、滑走防止装置を取り付けないものもある。そのよ
うな車輌にとっては、滑走防止のための余計な部品が付
いていることは、保守（定期的に分解、修繕を行う）コ
ストを高め、製作コストも高くなる。そこで、本ブレー
キ装置の取り付け対象の車輌に合わせて空圧増圧機能の
みを使用したり、増圧機能と滑走防止機能の両方を使用
したり、さらにサーボ油圧ポンプによってより高速かつ
精緻なブレーキコントロールをも行うことができるよう
な構造とすることが好ましいのである。具体的には、バ
ルブ等をフランジ接続しておき、不要な場合は取り外し
て盲板を取り付けられるようにしておくこと等の手段が
ある。It is preferable that the means for shutting off and inflowing air and the servo hydraulic pump have a structure which can be selectively detached and attached. Some railway vehicles are not equipped with a skid prevention device from the viewpoint of reducing performance requirements and manufacturing costs. For such a vehicle, the addition of extra parts for preventing skidding increases maintenance (periodic disassembly and repair) costs and production costs. Therefore, according to the vehicle to which this brake device is installed, only the pneumatic pressure boosting function is used, both the pressure boosting function and the anti-skid function are used, and a servo hydraulic pump is used to provide faster and more precise brake control. It is preferable to adopt a structure that can perform the following. Specifically, there is a means such that a valve or the like is flange-connected, and if unnecessary, it is removed so that a blind plate can be attached.
【００２３】図を参照しつつ、さらに具体的に説明す
る。図１は、本発明の一実施例に係る鉄道車輌用ブレー
キ装置の構成を模式的に示す系統図である。図１におい
て、図３の従来の鉄道車輌用ブレーキ装置と同様の部位
は同じ符号に示してあり、その説明は省略する。A more specific description will be given with reference to the drawings. FIG. 1 is a system diagram schematically showing a configuration of a railway vehicle brake device according to one embodiment of the present invention. In FIG. 1, the same parts as those of the conventional railway vehicle brake device of FIG. 3 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.
【００２４】図１の鉄道車輌用ブレーキ装置の特徴は以
下のとおりである。 （１）滑走防止用のブレーキユルメを増圧シリンダ３１
の空圧側で行うこともできる。すなわち、増圧シリンダ
３１の空圧室４５につながる空圧配管４７には、空気流
入遮断及び排気手段としての排気弁４９及び排気管５１
と、空圧供給停止弁５３が設置されている。滑走防止用
のブレーキユルメ時には、滑走防止コントローラ２０３
の指示によって、空圧供給停止弁５３が閉となり、排気
弁４９が開となり、空圧室４５の空圧が大気に開放さ
れ、瞬間的に空圧室４５の圧力が低下する。これに連動
して、ピストン４３、３７、２７に加わる力が弱まり、
結局、ブレーキ制輪子１５の車輪１１に対する圧迫が弱
まる。The features of the brake device for a railway vehicle shown in FIG. 1 are as follows. (1) A brake cylinder for preventing skidding is mounted on the booster cylinder 31.
Can also be performed on the pneumatic side of. That is, the pneumatic pipe 47 connected to the pneumatic chamber 45 of the pressure intensifying cylinder 31 has an exhaust valve 49 and an exhaust pipe 51 serving as an air inflow shutoff and exhaust means.
, A pneumatic supply stop valve 53 is provided. At the time of brake prevention for skid prevention, the skid prevention controller 203
, The pneumatic supply stop valve 53 is closed, the exhaust valve 49 is opened, the pneumatic pressure in the pneumatic chamber 45 is released to the atmosphere, and the pressure in the pneumatic chamber 45 decreases instantaneously. In conjunction with this, the force applied to the pistons 43, 37, 27 weakens,
As a result, the compression of the brake brake shoe 15 against the wheel 11 is reduced.
【００２５】このような滑走防止制御方法は、考えよう
によっては最もオーソドックスなものと言える。しか
し、従来では、空圧部での圧抜きでは応答性が遅すぎて
有効な滑走防止制御を行うことは不可能と考えられてい
た。そのため、上述の従来のような複雑な構造となって
いた。しかし、本実施例では、滑走防止動作用の弁や配
管を増圧シリンダの直近に配置するとともに、弁の作動
速度を０．０１秒単位でＯＮ−ＯＦＦ可能としたこと等
により、空圧部での対応によっても高応答の滑走防止制
御が可能となった。This anti-skid control method can be said to be the most orthodox, depending on the situation. However, conventionally, it has been considered that responsiveness is too slow to perform effective anti-skid control by depressurization in the pneumatic portion. Therefore, it has a complicated structure like the above-mentioned conventional one. However, in the present embodiment, the valve and the piping for the anti-skid operation are arranged in the immediate vicinity of the pressure-intensifying cylinder, and the operation speed of the valve can be turned on and off in 0.01-second units. This also enabled a highly responsive gliding prevention control.
【００２６】なお、滑走防止動作時における増圧シリン
ダの圧抜きは、一気に圧零近くまで抜くのではなく、３
段階程度に段階を設定しておき、滑走の具合を見ながら
段階的に圧抜きするとともに、滑走が収まる兆候が見え
た時には再度段階的に圧を上げることがブレーキ距離を
短くする上では好ましい。このような制御の方法につい
ては、特開平５−３１９２４３号等の手法を採用でき
る。In the anti-skid operation, the pressure of the pressure-intensifying cylinder is not reduced to nearly zero at once, but is reduced to 3 at a stroke.
In order to shorten the braking distance, it is preferable to set the stages to about the stages and to gradually release the pressure while observing the degree of the sliding, and to increase the pressure again in a stepwise manner when there is a sign that the sliding has stopped. As a method of such control, a method described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-319243 can be adopted.
【００２７】（２）本実施例の鉄道車輌用ブレーキ装置
は、油圧の圧力を検知する圧力センサ２０５と、車輪の
滑走を検知するとともに、サーボ油圧ポンプ２０７を制
御する滑走防止コントローラ２０３を具備する。そし
て、該滑走防止コントローラ２０３が、ブレーキ作動時
に車輪滑走が発生した場合に、滑走防止のための適正油
圧シリンダ内圧力を設定し、サーボ油圧ポンプ２０７を
動作させて油圧シリンダ２１内の圧力を減圧又は昇圧す
ることにより滑走車輪の滑走を停止させて再粘着させ
る。(2) The brake device for a railway vehicle according to the present embodiment includes a pressure sensor 205 for detecting hydraulic pressure, a skid prevention controller 203 for detecting skid of wheels and controlling a servo hydraulic pump 207. . Then, when wheel slippage occurs during braking, the slippage prevention controller 203 sets an appropriate pressure in the hydraulic cylinder for slippage prevention and operates the servo hydraulic pump 207 to reduce the pressure in the hydraulic cylinder 21. Alternatively, the sliding of the gliding wheels is stopped by increasing the pressure to re-adhere.
【００２８】すなわち、ブレーキシリンダ２１内の油圧
室２７と、増圧シリンダ３１内の油圧室３５とを繋ぐ連
通管２９には、圧力センサ２０５が付設されており、同
管２９内の油圧（ブレーキシリンダ２１内の油圧室２７
や、増圧シリンダ３１内の油圧室３５内の圧力に等し
い）を検知している。センサ２０５から、油圧信号は滑
走防止コントローラ２０３に送られる。That is, a pressure sensor 205 is attached to the communication pipe 29 connecting the hydraulic chamber 27 in the brake cylinder 21 and the hydraulic chamber 35 in the pressure-intensifying cylinder 31, and a hydraulic pressure (brake) in the pipe 29 is provided. Hydraulic chamber 27 in cylinder 21
(Equal to the pressure in the hydraulic chamber 35 in the pressure-intensifying cylinder 31). From the sensor 205, a hydraulic signal is sent to the anti-skid controller 203.
【００２９】連通管２９には、油圧配管２０６を介して
サーボ油圧ポンプ２０７が接続されている。サーボ油圧
ポンプ２０７は、連通管２９からブレーキシリンダ２１
に油圧を送る、及び、抜き取る働きをする。サーボ油圧
ポンプ２０７には、油溜め２０９が接続されており、油
量の調整に供されている。サーボ油圧ポンプ２０７は、
滑走防止コントローラ２０３からの指令により動作し、
滑走防止コントローラ２０３が適当と判断した圧力にブ
レーキシリンダ油圧室２７がなるように、油を抜き・入
れ（減圧・昇圧）する。これにより、空圧のみを用いた
場合より高速かつ精緻な滑走制御が可能である。A servo hydraulic pump 207 is connected to the communication pipe 29 via a hydraulic pipe 206. The servo hydraulic pump 207 is connected from the communication pipe 29 to the brake cylinder 21.
It works by sending hydraulic pressure to and extracting it. An oil reservoir 209 is connected to the servo hydraulic pump 207, and is used for adjusting the amount of oil. The servo hydraulic pump 207 is
Operated by a command from the skid prevention controller 203,
The oil is drained and filled (reduced pressure and increased pressure) so that the brake cylinder hydraulic chamber 27 is at a pressure determined by the anti-skid controller 203 to be appropriate. Thereby, higher speed and more precise sliding control is possible than when only air pressure is used.
【００３０】（３）本実施例の鉄道車輌用ブレーキ装置
では、ブレーキ装置において、空気ブレーキ系統がフェ
ールした場合にも、サーボ油圧ポンプ２０７から油圧を
送り続けることによってブレーキ制御が可能である。す
なわち、空圧等の何らかのトラブル（配管破損等）の際
に増圧シリンダ３１内の空圧室４５の空圧が抜けた場合
であっても、サーボ油圧ポンプ２０７が動いて、増圧シ
リンダ３１の油圧室３５及びブレーキシリンダ２１の油
圧室２７に油を送れば、空圧ピストン４３が空圧室４５
の左端に底付きして、ブレーキシリンダ油圧室２７内に
油圧が立つのでブレーキを作動させることができる。ま
た、油圧ブレーキ系統がフェールした場合にも、空気ブ
レーキ系統のみでブレーキ制御が可能である。(3) In the brake device for a railway vehicle according to the present embodiment, even when the air brake system fails in the brake device, the brake control can be performed by continuing to send the hydraulic pressure from the servo hydraulic pump 207. In other words, even if the air pressure in the air pressure chamber 45 in the pressure booster cylinder 31 is released due to some trouble such as air pressure (damage to the piping), the servo hydraulic pump 207 operates and the pressure booster cylinder 31 When the oil is supplied to the hydraulic chamber 35 of the brake cylinder 21 and the hydraulic chamber 27 of the brake cylinder 21, the pneumatic piston 43 is moved to the pneumatic chamber 45.
Since the oil pressure rises in the brake cylinder hydraulic chamber 27 at the left end of the brake cylinder, the brake can be operated. Further, even when the hydraulic brake system fails, the brake control can be performed only by the air brake system.
【００３１】図２は、本発明の他の１実施例に係る鉄道
車輌用ブレーキ装置の構成を模式的に示す系統図であ
る。図２において、図３の従来の鉄道車輌用ブレーキ装
置と同様の部位は同じ符号に示してあり、その説明は省
略する。図２の鉄道車輌用ブレーキ装置は、図１の鉄道
車輌用ブレーキ装置からサーボ油圧ポンプ及び圧力セン
サを取り除いたタイプである。FIG. 2 is a system diagram schematically showing the configuration of a railway vehicle brake device according to another embodiment of the present invention. In FIG. 2, the same parts as those of the conventional railway vehicle brake device of FIG. 3 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted. The brake device for a railway vehicle in FIG. 2 is a type in which a servo hydraulic pump and a pressure sensor are removed from the brake device for a railway vehicle in FIG.
【００３２】この実施例に係る鉄道車輌用ブレーキ装置
は、空圧を動力源として車輪に制動をかける鉄道車輌用
の滑走防止機能付きブレーキ装置であって；空圧源６３
から空圧供給を受けて増圧された油圧を発生させる増圧
シリンダ３１と、この増圧シリンダから油圧供給を受け
てブレーキ作動部材１５を駆動する油圧ブレーキシリン
ダ２１と、増圧シリンダの空圧を速やかに低下させる空
気流入遮断及び排気手段４９、５３と、車輪の滑走を検
知するとともに、上記空気流入遮断及び排気手段を制御
する滑走防止コントローラ７１とを具備することを特徴
とする。The brake device for a railway vehicle according to this embodiment is a brake device with a skid prevention function for a railway vehicle that brakes wheels using air pressure as a power source;
, A hydraulic brake cylinder 21 that receives the hydraulic pressure from the cylinder to drive the brake actuating member 15, and a pneumatic pressure of the hydraulic cylinder. , And a skid prevention controller 71 for detecting wheel slippage and controlling the air inflow shutoff and exhaust means.
【００３３】すなわち、本実施例では、油圧系統が基本
的に閉鎖系となっており、滑走防止時のブレーキユルメ
は増圧シリンダの空圧側で行う。すなわち、ブレーキシ
リンダ２１の油圧室２７と、連通管２９、及び増圧シリ
ンダ４１の油圧室３５は互いに連通している空間となっ
ているが、この空間の油は、基本的に容量不変のまま移
動するのみである。もちろん、ピストンの外周のパッキ
ン（図示されず）部からの油の微少洩れは存在するの
で、その分を補充するための機構は設けなければならな
い。しかし、その機構も、図３の従来の鉄道車輌用ブレ
ーキ装置用のものよりも圧倒的に小型ですむ。That is, in this embodiment, the hydraulic system is basically a closed system, and the brake operation for preventing the sliding is performed on the pneumatic side of the pressure-intensifying cylinder. That is, the hydraulic chamber 27 of the brake cylinder 21, the communication pipe 29, and the hydraulic chamber 35 of the pressure-intensifying cylinder 41 are spaces communicating with each other, but the oil in this space basically remains unchanged. It just moves. Of course, there is a slight leak of oil from the packing (not shown) on the outer periphery of the piston, and a mechanism for replenishing the leak must be provided. However, the mechanism is overwhelmingly smaller than that of the conventional railway vehicle brake device shown in FIG.
【００３４】[0034]
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の鉄道車輌用ブレーキ装置は、以下の効果を発揮する。 油圧、空圧と独立の動力源を二つ持ち、同一の箇所
に二つの動力源でブレーキを作用させることが可能（デ
ィスク又は車輪）であることから、バックアップブレー
キを別システムで追加した場合よりはるかに軽量とな
る。また、空圧・油圧のどちらかを定位とせず、目的に
よってどちらが定位か決める方が自由度がある。As is apparent from the above description, the railway vehicle brake device of the present invention has the following effects. It has two independent power sources, hydraulic and pneumatic, and it is possible to apply brakes to the same location with two power sources (disk or wheel). It will be much lighter. In addition, it is more flexible to determine which of the pneumatic and hydraulic pressures is to be localized according to the purpose without determining the localization.
【００３５】 増圧シリンダのピストン戻しのために
ブレーキ不能となる時間がなくなるので、有効にブレー
キングでき、ブレーキ距離を短縮できる。 図２の実施例では、油圧抜き関係の部品が不要とな
るとともに、油補充関係の構造も小型ですみ、また増圧
シリンダのストロークも短くなるため、部品点数減及び
軽量化（一例、新幹線車輌１台分で４５kgから３５kgへ
１０kg減）を図れる。Since there is no time during which braking is impossible due to the return of the piston of the pressure-intensifying cylinder, braking can be effectively performed and the braking distance can be shortened. In the embodiment shown in FIG. 2, the components related to the hydraulic pressure release are not required, the structure related to the oil supply is small, and the stroke of the booster cylinder is shortened, so that the number of components is reduced and the weight is reduced (for example, a Shinkansen vehicle). 10kg reduction from 45kg to 35kg for one vehicle).
【図１】本発明の一実施例に係る鉄道車輌用ブレーキ装
置の構成を模式的に示す系統図である。FIG. 1 is a system diagram schematically showing a configuration of a brake device for a railway vehicle according to one embodiment of the present invention.
【図２】本発明の他の１実施例に係る鉄道車輌用ブレー
キ装置の構成を模式的に示す系統図である。FIG. 2 is a system diagram schematically showing a configuration of a railway vehicle brake device according to another embodiment of the present invention.
【図３】従来の空−油圧増圧式の滑走防止機能付き鉄道
車輌用ブレーキ装置の構成を模式的に示す系統図であ
る。FIG. 3 is a system diagram schematically showing a configuration of a conventional pneumatic-hydraulic pressure increasing type brake device for a railway vehicle with a slide prevention function.
１１ 車輪 １３ 回転センサ １５ 制輪子 １７ ロッド ２１ 油圧ブレーキシリンダ ２３ バネ ２５ ピストン ２７ 油圧室 ２９ 連通管 ３１ 増圧シリンダ ３３ 油圧部 ３５ 油圧室 ３７ 油圧ピストン ３９ 連結ロッド ４１ 空圧部 ４３ 空圧ピストン ４５ 空圧室 ４７ 空圧配管 ４９ 排気弁 ５１ 排気管 ５３ 空圧供給停止弁 ５５ 空圧配管 ５７ 主ブレーキ制御弁 ５９ 排気管 ６１ 給気管 ６３ 補助空気溜 ６５ 給気元管 ７１ 滑走防止コン
トローラ ８１ 元空気溜 ８３ エアコンプレ
ッサー ８５ ブレーキ指令器 １０１ 油圧制御弁 １０３ 滑走防止コントローラ １０５ 給排締切弁 ２０３ 滑走防止コントローラ ２０５ 圧力センサ ２０７ サーボ油圧ポンプ ２０９ 油溜めDESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Wheel 13 Rotation sensor 15 Brace 17 Rod 21 Hydraulic brake cylinder 23 Spring 25 Piston 27 Hydraulic chamber 29 Communication pipe 31 Booster cylinder 33 Hydraulic part 35 Hydraulic chamber 37 Hydraulic piston 39 Connecting rod 41 Pneumatic part 43 Pneumatic piston 45 Empty Pressure chamber 47 Pneumatic pipe 49 Exhaust valve 51 Exhaust pipe 53 Pneumatic supply stop valve 55 Pneumatic pipe 57 Main brake control valve 59 Exhaust pipe 61 Air supply pipe 63 Auxiliary air reservoir 65 Air supply source pipe 71 Anti-skid controller 81 Original air reservoir 83 Air compressor 85 Brake commander 101 Hydraulic control valve 103 Anti-skid controller 105 Supply / discharge shutoff valve 203 Anti-skid controller 205 Pressure sensor 207 Servo hydraulic pump 209 Oil sump
Claims (5)
キシリンダと、 この油圧ブレーキシリンダに油圧を抜き／入れするサー
ボ油圧ポンプと、 空圧源から空圧供給を受けて増圧された油圧を発生さ
せ、油圧ブレーキシリンダに油圧を供給する油圧空圧増
圧シリンダと、 増圧シリンダの空圧を速やかに低下させる空気流入遮断
及び排気手段と、 上記油圧の圧力を検知する圧力センサと、 車輪の滑走を検知するとともに、上記空気流入遮断、排
気手段及びサーボ油圧ポンプを制御する滑走防止コント
ローラであって、ブレーキ作動時に車輪滑走が発生した
場合に、滑走防止のための適正油圧シリンダ内圧力を設
定し、サーボ油圧ポンプを動作させて油圧シリンダ内の
圧力を減圧又は昇圧することにより滑走車輪の滑走を停
止させて再粘着させるコントローラと、 を具備することを特徴とする鉄道車輌用ブレーキ装置。1. A hydraulic brake cylinder for driving a brake operating member, a servo hydraulic pump for extracting / injecting hydraulic pressure to / from the hydraulic brake cylinder, and receiving an air pressure supply from an air pressure source to generate an increased hydraulic pressure. A hydraulic pneumatic booster cylinder for supplying hydraulic pressure to a hydraulic brake cylinder; air inflow shutoff and exhaust means for rapidly reducing the air pressure of the booster cylinder; a pressure sensor for detecting the above hydraulic pressure; Anti-skid controller that controls the air inflow cut-off, exhaust means and the servo hydraulic pump, and sets an appropriate hydraulic cylinder pressure for slip prevention when wheel slippage occurs during brake operation. By operating the servo hydraulic pump to reduce or increase the pressure in the hydraulic cylinder, the sliding of the sliding wheels is stopped and re-adhered. Railway vehicle brake system, characterized by comprising: a controller.
キ系統がフェールした場合にも、サーボ油圧ポンプから
油圧を送り続けることによってブレーキ制御が可能であ
り、また、 油圧ブレーキ系統がフェールした場合にも、空気ブレー
キ系統によってブレーキ制御が可能であることを特徴と
する請求項１記載の鉄道車輌用ブレーキ装置。In the above-mentioned brake device, even when the air brake system fails, brake control can be performed by continuing to send the hydraulic pressure from the servo hydraulic pump. 2. The brake device for a railway vehicle according to claim 1, wherein brake control is possible by a brake system.
鉄道車輌用の滑走防止機能付きブレーキ装置であって；
空圧源から空圧供給を受けて増圧された油圧を発生させ
る増圧シリンダと、 この増圧シリンダから油圧供給を受けてブレーキ作動部
材を駆動する油圧ブレーキシリンダと、 増圧シリンダの空圧を速やかに低下させる空気流入遮断
及び排気手段と、 車輪の滑走を検知するとともに、上記空気流入遮断及び
排気手段を制御する滑走防止コントローラと、 を具備することを特徴とする鉄道車輌用ブレーキ装置。3. A brake device with a skid prevention function for a railway vehicle that brakes wheels using pneumatic power as a power source;
A booster cylinder that receives the pneumatic supply from the pneumatic pressure source to generate a boosted hydraulic pressure, a hydraulic brake cylinder that receives a hydraulic supply from the booster cylinder to drive the brake operating member, and a pneumatic pressure of the booster cylinder A brake device for a railway vehicle, comprising: an air inflow shutoff / exhaust means for quickly reducing the pressure; and a skid prevention controller for detecting wheel slippage and controlling the air inflow shutoff / exhaust means.
増圧シリンダに対して実質的に直接取り付け、該手段と
増圧シリンダの間に空気管路等の空気が蓄積される空間
を実質的に設けない請求項３記載の鉄道車輌用ブレーキ
装置。4. The air inflow shut-off and exhaust means is substantially directly attached to the pressure intensifier cylinder, and a space for accumulating air, such as an air line, is substantially provided between the means and the pressure intensifier cylinder. 4. The brake device for a railway vehicle according to claim 3, wherein the brake device is not provided on the vehicle.
に取り外し取り付け可能な構造を有する請求項３記載の
鉄道車輌用ブレーキ装置。5. The brake device for a railway vehicle according to claim 3, wherein said air inflow shut-off and exhaust means has a structure which can be selectively removed and attached.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09279197A JP3488802B2 (en) | 1997-03-28 | 1997-03-28 | Brake equipment for railway vehicles |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09279197A JP3488802B2 (en) | 1997-03-28 | 1997-03-28 | Brake equipment for railway vehicles |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10273046A true JPH10273046A (en) | 1998-10-13 |
| JP3488802B2 JP3488802B2 (en) | 2004-01-19 |
Family
ID=14064249
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP09279197A Expired - Lifetime JP3488802B2 (en) | 1997-03-28 | 1997-03-28 | Brake equipment for railway vehicles |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3488802B2 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007190998A (en) * | 2006-01-18 | 2007-08-02 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | Wheel steering system for railway vehicles |
| CN109532929A (en) * | 2018-11-28 | 2019-03-29 | 中国铁道科学研究院集团有限公司 | A kind of passenger train redundant pressure monitoring device |
| CN114475690A (en) * | 2021-12-15 | 2022-05-13 | 云南昆钢电子信息科技有限公司 | Unmanned electric locomotive cylinder air pressure acquisition device |
-
1997
- 1997-03-28 JP JP09279197A patent/JP3488802B2/en not_active Expired - Lifetime
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|---|---|---|---|---|
| JP2007190998A (en) * | 2006-01-18 | 2007-08-02 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | Wheel steering system for railway vehicles |
| CN109532929A (en) * | 2018-11-28 | 2019-03-29 | 中国铁道科学研究院集团有限公司 | A kind of passenger train redundant pressure monitoring device |
| CN114475690A (en) * | 2021-12-15 | 2022-05-13 | 云南昆钢电子信息科技有限公司 | Unmanned electric locomotive cylinder air pressure acquisition device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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| JP3488802B2 (en) | 2004-01-19 |
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