JPS582521B2 - 車両用電空併用ブレ−キ装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は鉄道車両の電空併用ブレーキ装置に関する。

近来、電気鉄道においては、省エネルギー化のため電気
ブレーキによるブレーキエネルギーを電力として変電所
へ返還する回生ブレーキを採用し、あるいは摩擦ブレー
キ装置のシューの摩耗の軽減のためブレーキエネルギー
を抵抗器に熱として放散させる方式の発電ブレーキが採
用されている。

これらの電気ブレーキは停止寸前の低速では効果がなく
なるため、車両を停止に至らしめるために、摩擦シュー
をもった摩擦ブレーキが必要である。

また摩擦ブレーキの他の目的として、電気ブレーキの故
障のバックアップがある。

後者の目的に対して、もし電気ブレーキ故障時にも通常
の運転を続けるとすると、大きい熱容量をもった摩擦ブ
レーキ装置を車両に装置しておかねばならない。

一方、車両は軽量化と構造の簡単化が望まれているが、
大きい熱容量のブレーキ装置の装着はこの要求に相反す
るものであり、常用されない摩擦ブレーキ装置を大形と
することは無駄が多い。

さらに、近来騒音防止を目的に多く採用されているゴム
タイヤ車両ではタイヤの占めるスペースが大きいため大
型の摩擦ブレーキ装置を装着することが車両構造上非常
に困難である。

本発明は上記の点に着目し、実際に発生する可能性のあ
る電気ブレーキの故障に対して通常運行を行うとしても
、小型の摩擦ブレーキ装置で耐えうるようにすることを
目的としたものである。

電気ブレーキ装置は一般の列車において複数個設けられ
、故障を生ずるのはそのうちの１個に発生することが多
い。

そこでこの１個の故障のため不足したブレーキエネルギ
ーを複数の車両の摩擦ブレーキ装置に均等に分担させ極
端に大きいブレーキエネルギーを分担する摩擦ブレーキ
装置をなくする構造とするのが本発明の基本的な思想で
ある。

すなわち、本発明の電空併用ブレーキ装置は、複数の車
両で構成した推進およびブレーキ制御上の単位組成の少
くとも１個によって列車を構成し、列車には、必要な減
速度に応じたブレーキカを指令する指令装置と、各単位
組成に設けられ前記指令装置の指令を受けるように配置
された電気ブレーキ制御装置及び演算装置と、前記電気
ブレーキ制御装置によって制御されるよう同一の単位組
成内に設けられた電気ブレーキ装置と、各単位組成毎に
電気ブレーキ装置の発生する電気ブレーキ力を検出する
検出装置とからなり、前記検出装置はその出力が演算装
置に与えられるよう接続されており、演算装置は指令装
置から指令されたブレーキカから前記検出装置から入力
された電気ブレーキカを差引く演算を行い、その結果を
出力する機能をもち、その出力は単位組成内の各車両の
空気ブレーキ装置への指令となるよう接続され、列車に
別系として設けられた保安ブレーキ指令装置の指令は、
前記演算装置からの指令に優先し列車を構成するすべて
の車両の空気ブレーキを作動させるように配置されたこ
とを特徴とする。

以下、本発明の実施例を従来の装置と対比して説明する
。

第１図は、本発明の対象となる列車を一例として示した
もので、この列車は、６両の車両１〜６で構成されてい
るが、推進およびブレーキ制御上からは、３個の車両１
，２．３からなる単位組成Ａと３個の車両４，５，６か
らなる単位組成Ｂで構成されている。

すなわち、制御単位となる主制御器７は、車両２，５に
それぞれ配置され、車両２に配置された主制御器７は単
位組成Ａの制御を、車両５に配置された主制御器７は単
位組成Ｂの制御を司る。

電動機をもった動軸８は、単位組成Ａにおいては車両２
，３に、単位組成Ｂにおいては車両４，５に設けられ、
これらの車両は推進および電気ブレーキを作用させるこ
とができる。

またこれらの車両には電気ブレーキ装置（主として電気
ブレーキ力を発生させる回路をいう）をもって上記作用
を可能としている。

単位組成Ａにおける車両１および単位組成Ｂにおける車
両６は従軸９を有し、これらの従軸９は推進および電気
ブレーキを作用させることはできない。

各車両１〜６には空気ブレーキ装置１１が設けられ、動
軸及び従動の差なく摩擦ブレーキが作用させられるよう
になっている。

必要な減速度に応じたブレーキ力の指令を発する指令装
置１２が１列車に１個設けられ、自動運転の場合は自動
運転装置から減速度が入力され、手動運転時は運転手の
手操作で直接指令が出力できるようになっている。

また、保安ブレーキ指令装置１３が１列車に１個設けら
れ、先行列車との距離接近や線路条件による速度制限等
によって自動的あるいは乗務員の手操作によって保安ブ
レーキ指令装置から列車を構成するすべての車両の空気
ブレーキを作動させる指令を発する。

その指令には非常ブレーキ、常用最大ブレーキ等の種別
がある。

なお指令装置１２，１３は図上で左方向走行時に使用す
るもので、右方向走行のためには指令装置１２’，１３
’が設けられる。

第２図は在来から最も多く用いられている電空併用ブレ
ーキ装置を示すもので、指令装置１２から必要な減速度
に対応するブレーキ力βの指令が発せられると車両１，
６では直接空気ブレーキ装置１１に指令が入力され、空
気ブレーキが作用する。

車両２，３は車両２の電気ブレーキ制御装置１４を介し
、車両４，５は車両５の電気ブレーキ制御装置１４を介
し、おのおのの電気ブレーキ装置１０−２．１０−３，
１０−４．１０−５が指令を受け作用する。

この作用は１６−２．１６−３．１６−４．１６−５で
示されたブレーキ力検出装置で照査されており、例えば
万一ブレーキ装置１０−３が故障であった場合、検出装
置１６−３によってブレーキ力を発生しないことが検出
される。

この検出がなされた場合、そのまゝでは当然必要な減速
度が得られないので電気ブレーキ装置への指令を打切り
空気ブレーキ装置１１へ指令を与えるよう指令切換装置
１７を作用させる。

保安ブレーキの指令装置１３は列車を構成するすべての
車両の空気ブレーキ装置に直接指令を伝達することがで
きるようになっており、この指令装置１３からの指令は
指令装置１２から発せられる指令よりその指令されるブ
レーキ力は大でありかつ優先されるようになっている。

上述のように電気ブレーキが故障するとその分担するブ
レーキエネルギーを一拠に空気ブレーキ装置に切換へ負
担させるので、摩擦ブレーキ装置は大きい熱容量のもの
でないと連続して運行することができない。

第３図は本発明の一実施例で、指令装置から必要な減速
度に対応するブレーキ力βの指令が発せられると、車両
２，５の電気ブレーキ制御装置１４および演算装置１５
に指令が伝達される。

電気ブレーキに６両当り４個の電気ブレーキ装置でブレ
ーキを分担するため電気ブレーキ制御装置では３／２倍
に指令を変換し電気ブレーキ装置に伝達する。

この指令に基づいて電気ブレーキ装置が作動し、その結
果発生したブレーキ力は単位組成分としての和がブレー
キ力検出装置１６で検出される。

指令されたブレーキ力が電気ブレーキ装置の能力をオー
バーした場合、当然ブレーキ力の不足となる。

その不足量をαで示すと検出装置の出力γは３β−α２
−α３あるいは３β−α４−α５となる。

この検出装置の出力γは演算装置へ入力され、１／３（
γ−３β）の演算がなされる。

当然、結果として１／３（α２＋α３）または１／３（
α４＋α５）が得られこれが各単位組成毎に各車両の空
気ブレーキ装置に指令される。

このように各単位組成内の車両の空気ブレーキ装置は同
一の指令を受けるようになっているので、もし電気ブレ
ーキ装置１０−３が故障し、電気ブレーキ力を発生しな
かった場合、そのブレーキエネルギー分を車両１，２，
３の空気ブレーキ装置が１／３づつ分担するので大きい
熱容量の摩擦ブレーキ装置を必要としない。

また各単位組成内の車両の空気ブレーキ装置は常に同一
のブレーキエネルギーを分担することになるので摩擦シ
ューの摩耗量が均一化され保守管理上有利である。

このようなメリットがあっても保安プレーキが信頼性高
く作動しないと実用化し難いが、本発明の構造では、別
系から直接空気ブレーキ装置へ優先して指令を与えるこ
とは在来の装置と同様可能であるので、第３図の本発明
実施例では、第２図の在来例と同様の保安ブレーキ指令
装置ならびにその指令系統をとるようにしている。

第４図は、複数の制御上の単位をもちなからブレーキ系
統を一単位組成とした例を示すもので、一列車を構成す
るすべての車両の空気ブレーキ装置は常に同一のブレー
キエネルギーを分担するようになっている。

本発明に云う空気ブレーキ装置とは、在来から多く使用
されている圧力空気を制御しその空気力で摩擦ブレーキ
を作用させるものを代表としたもので、これと同じ機能
をもつ空気圧を油圧に変換し摩擦ブレーキを作用させる
もの、純粋に油圧のみで摩擦ブレーキを作用させるもの
、電気力で摩擦ブレーキを作用させるものも含まれる。

本発明の実施に当り、車両に積載される荷重に応じ自動
的にブレーキ力を加減するいわゆる応荷重装置が付加さ
れることが当然考えられる。

本発明は、ゴムタイヤ車両に使用するのに最も適してい
る。

電気ブレーキの１個が故障の際、健全な電気ブレーキ装
置により電気ブレーキ力を発生している動輪に対し故障
した電気ブレーキ装置のブレーキ力の何分の１（第３図
の場合は１／３）の空気ブレーキ力が付加されるので、
その動輪だけスキツドを生じないための大きい粘着力を
必要とする。

この点についてゴムタイヤは十分な粘着力をもっている
が、鋼レール鋼車輪で高い減速度が要求される鉄道では
スキツドの限界で本発明の実行が出来ない場合もある。

本発明の実施に当りその信頼性を高めるには指令装置１
２の指令、保安ブレーキ指令装置１３の指令、および演
算装置から空気ブレーキ装置に至る指令は数ビットパラ
レル伝送のデジタル方式とすることが望ましい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の適用される列車の構成を例示する側面
図、第２図は従来のブレーキ制御系統の系統図、第３図
は本発明の一実施例を示す系統図、第４図は他の例を示
す系統図である。 １，２，３，４，５，６・・・・・・車両、Ａ，Ｂ・・
・・・・単位組成、７・・・・・・主制御器、８・・・
・・・動軸、９・・・・・・従軸、１０・・・・・・電
気ブレーキ装置、１１・・・・・・空気ブレーキ装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 複数の車両で構成した推進およびブレーキ制御上の
   単位組成の少くとも一個によって列車ブレーキ装置を構
   成し、列車には、必要な減速度に応じたブレーキカを指
   令する指令装置と、各単位組成に設けられ前記指令装置
   の指令を受けるように配置された電気ブレーキ制御装置
   及び演算装置と前記電気ブレーキ制御装置によって制御
   されるよう同一の単位組成内に設けられた電気ブレーキ
   装置と、各単位組成毎に電気ブレーキ装置の発生する電
   気ブレーキカを検出する検出装置とからなり前記検出装
   置はその出力が演算装置に与えられるよう接続されてお
   り、演算装置は指令装置から指令されたブレーキカから
   前記検出装置から入力された電気ブレーキカを差引く演
   算を行い、その結果を出力する機能をもち、その出力は
   単位組成内の各車両の空気ブレーキ装置への指令となる
   よう接続され、列車に別系として設けられた保安ブレー
   キ指令装置の指令は、前記演算装置からの指令に優先し
   列車を構成するすべての車両の空気ブレーキを作動させ
   るように配置された車両用電空併用ブレーキ装置。