JP3484697B2 - 鉄道車両用ブレーキ装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、車軸又は台車毎
に設けられ、車軸又は台車毎に流体圧としてのブレーキ
力を制御できる鉄道車両用ブレーキ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、車軸毎のブレーキ力を制御できる
鉄道車両用ブレーキ装置として、特開平５−２９４２３
７号公報に記載されたものがある。この公報に記載のブ
レーキ装置は、図５に示すように、運転台のブレーキ制
御器１０１から出力されたブレーキ指令信号を、ブレー
キ力指令変換器１０２を介して、車両毎に設けられたブ
レーキ制御装置１０３に入力し、このブレーキ制御装置
１０３により、車軸毎のブレーキ力を演算し、この演算
の結果得られたブレーキ力指令信号を、各車軸に対応し
て設けられた電空変換弁１０４に出力し、この電空変換
弁１０４から出力されるブレーキ圧力を、各車軸毎に設
けられた複式逆止弁１０５、中継弁１０６、及び滑走防
止弁１０７を介して、各車軸毎に設けられたブレーキシ
リンダＢＣに供給するものである。また、上記ブレーキ
装置には、上記電空変換弁１０４と並列に、応荷重弁１
０８及び非常電磁弁１０９が設けられており、これら応
荷重弁１０８及び非常電磁弁１０９を介して、各複式逆
止弁１０５に非常ブレーキ圧力を供給できるようになっ
ている。

【０００３】このブレーキ装置の作動は以下の通りであ
る。上記ブレーキ制御器１０１から常用ブレーキが指令
された場合、各車軸毎の電空変換弁１０４より、そのブ
レーキ力指令信号に見合ったブレーキ圧力が出力され、
複式逆止弁１０５、中継弁１０６、及び滑走防止弁１０
７を介して、ブレーキシリンダＢＣにブレーキ圧力が出
力される。また、上記ブレーキ制御器１０１から非常ブ
レーキが指令された場合、電空変換弁１０４に非常ブレ
ーキ力指令としてのブレーキ力指令信号が出力され、そ
のブレーキ力指令信号に見合ったブレーキ圧力が出力さ
れるとともに、非常電磁弁１０９に接続された非常ブレ
ーキ指令線の通電が断たれて、応荷重弁１０８から非常
ブレーキ圧力が出力される。そして、上記複式逆止弁１
０５によって、電空変換弁１０４からのブレーキ圧力
と、応荷重弁１０８からの非常ブレーキ圧力とが高位優
先されて、ブレーキシリンダＢＣにブレーキ圧力が出力
される。なお、滑走制御については、図示しない滑走制
御弁が、常用ブレーキ指令及び非常ブレーキ指令の双方
のブレーキ指令時において行う。

【０００４】上記ブレーキ装置は、ブレーキ制御装置１
０３に断線等の異常が生じた場合、電空変換弁１０４へ
のブレーキ力指令信号が断たれ、電空変換弁１０４が作
動しなくなるのが通例である。従って、運転手によるブ
レーキ制御器１０１の操作によって、非常ブレーキが指
令された時点で、非常電磁弁１０９が作動し、応荷重弁
１０８からの非常ブレーキ圧力が出力される。

【０００５】このように、車軸毎に独立してブレーキ力
を制御できるブレーキ装置を用いることにより、ブレー
キ時の軸重移動に伴うブレーキ力配分の制御や、任意車
軸の滑走制御に伴うブレーキ力低下分を、他の車軸のブ
レーキ力で補足して、トータルブレーキ力を確保する制
御を行うことができる。特に近年、車輪の自己再粘着を
期待でき、編成車両全体の速度−引張り力特性、速度−
回生ブレーキ力特性を向上できる可変電圧可変周波数制
御装置（以下「ＶＶＶＦ制御装置」という）を用いて主
電動機を制御する鉄道車両が採用されている。従来、こ
のＶＶＶＦ制御装置は、複数の主電動機を、一括して制
御するものであった。しかし、車両の高速化、少エネル
ギー化、効率化の観点から、さらに良好な制御を行うた
めに、主電動機毎に独立して個別に制御することが提案
されている。この場合には、主電動機毎にこの主電動機
に対応する車輪の粘着状態に応じて、回生ブレーキ力を
個別に制御するものとなる。

【０００６】従って、主電動機の回生ブレーキ力を個別
に制御できるＶＶＶＦ制御装置を採用した鉄道車両に、
流体圧としてのブレーキ力を車軸毎に制御できる上記ブ
レーキ装置を組み合わせれば、主電動機の回生ブレーキ
力の不足分に一致した流体圧としてのブレーキ力を、そ
の主電動機に対応した車軸のみに補足させることがで
き、回生ブレーキ力との協調性を向上できるものとな
る。なお、上記ＶＶＶＦ制御装置については、車軸又は
台車毎に設けられた主電動機を個別に制御するものであ
るが、車軸毎に設けられた主電動機を、台車単位に制御
する場合もある。台車毎に主電動機が設けられている場
合や、台車単位で主電動機を制御する場合には、ブレー
キ装置についても、台車毎に設ける構成とすればよい。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記ブレーキ装置は、
従来、流体圧機器である電空変換弁１０４、複式逆止弁
１０５、中継弁１０６、及び滑走防止弁１０７を車軸単
位で設けた構成であるため、その部品点数が必然的に多
くなる。このため、ブレーキ装置の構造が複雑となっ
て、当該装置が大形化したり、その重量が重たくなった
り、メンテナンスのための労力負担が多くなったりする
という問題があった。この発明は上記問題点に鑑みてな
されたものであり、構成を煩雑化することなく、従来装
置と同じ機能を達成して、個別のブレーキ力を制御でき
る鉄道車両用ブレーキ装置を提供することを目的とす
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
のこの発明の鉄道車両用ブレーキ装置は、台車又は車両
毎に設けられ、台車又は車両の荷重に応じた最大ブレー
キ力相当の非常ブレーキ圧力を出力する応荷重弁と、車
軸又は台車毎に設けられ、前記応荷重弁からの非常ブレ
ーキ圧力を受けて、ブレーキ受量器から出力されるブレ
ーキ圧制御信号に対応したブレーキ圧力を出力する電磁
制御弁と、この電磁制御弁に接続され、前記ブレーキ圧
力を容量増幅してブレーキシリンダに出力する中継弁
と、前記応荷重弁と電磁制御弁との間に設けられ、消磁
状態で連通位置となり、励磁状態で遮断位置となる締切
電磁弁と、を有し、前記電磁制御弁は、連通、遮断、排
出位置の各位置に切換制御され、消磁状態で前記非常ブ
レーキ圧力を中継弁に供給する連通位置となるものであ
り、前記締切電磁弁は、常時通電され非常ブレーキ指令
時にその通電を断たれる非常ブレーキ指令線に接続され
ており、前記ブレーキ受量器は、ブレーキ指令に応じて
前記電磁制御弁毎のブレーキ力指令信号を出力するとと
もに、車輪の滑走を検知して滑走制御信号を出力するブ
レーキ制御部と、このブレーキ力指令信号、電磁制御弁
又は中継弁の出力圧であるブレーキ圧力のフィードバッ
ク信号、及び前記滑走制御信号を受けて前記ブレーキ圧
制御信号を前記電磁制御弁毎に演算出力する圧力制御部
と、前記ブレーキ制御部及び圧力制御部の故障を検出す
る異常検出手段と、前記非常ブレーキ指令線と締切電磁
弁との間の接続と遮断とを行う接点手段と、前記異常検
出手段の検出信号を受けて、前記圧力制御部の出力を断
つ出力制御手段と、を有し、この接点手段は、常には前
記非常ブレーキ指令線と締切電磁弁との間を遮断状態と
し、前記異常検出手段の検出信号を受けて、前記非常ブ
レーキ指令線と締切電磁弁との間を接続させるものであ
ることを特徴とする。

【０００９】上記の構成の鉄道車両用ブレーキ装置によ
れば、ブレーキ指令がなされていないとともに、上記異
常検出手段がブレーキ制御部及び圧力制御部の故障を検
出していない状態では、接点手段が非常ブレーキ指令線
と締切電磁弁との間を遮断している。このため、締切電
磁弁が消磁されて連通位置に維持される。従って、上記
応荷重弁が出力した非常ブレーキ圧力を、上記電磁制御
弁に供給することができる。但し、この状態では、電磁
制御弁を例えば排出位置として、中継弁にブレーキ圧力
が供給されるのを規制しておく。

【００１０】そして、上記の状態で、ブレーキ受量器の
ブレーキ制御部に常用ブレーキ指令が入力されると、当
該ブレーキ制御部が、常用ブレーキ制御を行うためのブ
レーキ力指令信号を電磁制御弁毎に出力し、このブレー
キ力指令信号を受けて、圧力制御部が電磁制御弁毎にブ
レーキ圧制御信号を演算出力する。この結果、電磁制御
弁が連通状態に切換えられて、中継弁にブレーキ圧力が
供給される。そして、上記圧力制御部は、上記電磁制御
弁又は中継弁の出力圧であるブレーキ圧力のフィードバ
ック信号に基づいて、電磁制御弁を適宜切換制御して、
電磁制御弁にブレーキ圧制御信号に応じたブレーキ圧力
を出力させる。この結果、上記ブレーキ圧制御信号に応
じたブレーキ圧力を、中継弁によって容量増幅して、対
応するブレーキシリンダに供給することができる。

【００１１】また、ブレーキ指令がなされていないとと
もに、上記異常検出手段がブレーキ制御部及び圧力制御
部の故障を検出していない状態で、ブレーキ制御部に非
常ブレーキ指令が入力されると、当該ブレーキ制御部
が、非常ブレーキ制御を行うためのブレーキ力指令信号
を出力し、このブレーキ力指令信号を受けて、圧力制御
部が電磁制御弁毎にブレーキ圧制御信号を演算出力す
る。すると、上記電磁制御弁が連通状態に切換えられ
て、応荷重弁が出力した非常ブレーキ圧力が、中継弁に
供給される。この結果、上記非常ブレーキ圧力を、中継
弁によって容量増幅して、対応するブレーキシリンダに
供給することができる。なお、上記ブレーキ制御部に非
常ブレーキ指令が入力されると同時に、非常ブレーキ指
令線の通電が断たれるが、この非常ブレーキ指令線に接
続された締切電磁弁は、上記接点手段によってもともと
励磁が規制されているので、その動作状態に変化は生じ
ない。

【００１２】さらに、上記常用ブレーキ制御又は非常ブ
レーキ制御が行われている状態で、滑走が生じた場合に
は、上記ブレーキ制御部が滑走制御信号を出力し、この
滑走制御信号を受けて、圧力制御部が電磁制御弁毎に滑
走制御のためのブレーキ圧制御信号を演算出力するとと
もに、上記ブレーキ圧力のフィードバック信号に基づい
て、電磁制御弁を適宜切換制御して、対応する中継弁へ
上記滑走制御のためのブレーキ力指令信号に応じたブレ
ーキ圧力を出力する。従って、異常検出手段がブレーキ
制御部又は圧力制御部の故障を検出していない限り、締
切電磁弁、電磁制御弁及び中継弁によって、常用ブレー
キ制御、非常ブレーキ制御及び滑走制御の３機能を制御
することができる。

【００１３】一方、ブレーキ制御部及び圧力制御部の少
なくとも一方に断線等の故障が生じ、これを異常検出手
段が検出すると、この検出信号を受けて、上記接点手段
が上記非常ブレーキ指令線と締切電磁弁との間を接続さ
せる。このため、非常ブレーキ指令線を通して締切電磁
弁に通電されて、当該締切電磁弁が励磁される。この結
果、締切電磁弁が遮断状態に切換えられて、応荷重弁と
電磁制御弁との間の空気流路が遮断され、ブレーキ圧力
が中継弁に供給されるのが規制される。また、上記異常
検出手段の検出信号を受けて、出力制御手段が圧力制御
部の出力を断って、電磁制御弁への通電を規制する。そ
してこの状態で、非常ブレーキ指令がなされると、非常
ブレーキ指令線の通電が断たれ、上記締切電磁弁が消磁
して連通状態に切り換わる。この際、上記出力制御手段
によって電磁制御弁への通電が規制されているので、当
該電磁制御弁は連通位置にある。このため、上記応荷重
弁が出力した非常ブレーキ圧力を、中継弁に供給するこ
とができる。従って、上記非常ブレーキ指令に応じて、
非常ブレーキを支障なく作動させることができる。ま
た、ブレーキ受量器に断線等の故障が生じ、これを異常
検出手段が検出したとしても、直ちに非常ブレーキが作
動するおそれがないので、運転手がブレーキ指令を全く
行っていない状態で、不意に非常ブレーキが作動するの
を防止することができる。

【００１４】上記の構成のブレーキ装置において、上記
締切電磁弁は、電磁制御弁毎に設けられ、異常検出手段
は、上記電磁制御弁毎のブレーキ圧制御信号の異常を検
出して、対応する締切電磁弁の接点手段に検出信号を送
出するものであるのが好ましく、この場合には、異常検
出手段が、電磁制御弁毎に、つまり車軸又は台車毎に、
ブレーキ圧制御信号の異常を検出し、この異常検出に対
応する締切電磁弁の接点手段に、異常検出信号を送出し
て、当該締切電磁弁と非常ブレーキ指令線とを接続させ
る。このため、上記異常検出に対応する締切電磁弁のみ
を遮断状態に切換えて、当該締切電磁弁に対応するブレ
ーキシリンダにブレーキ圧力が供給されるのを規制する
ことができる。従って、上記異常検出手段が、特定の電
磁制御弁に対応するブレーキ圧制御信号の異常を検出し
た場合でも、他の電磁制御弁と、この電磁制御弁に対応
する締切電磁弁及び中継弁とによって、常用ブレーキ制
御を支障なく行わせることができる。

【００１５】上記電磁制御弁は、上記圧力制御部からの
電流値に応じて切換制御される３位置切換電磁弁である
のが好ましく、この場合には、当該電磁制御弁を１個の
弁で構成することができるので、弁構成をより簡素化す
ることができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下この発明の実施の形態につい
て、添付図面を参照しながら詳述する。図１は、この発
明の鉄道車両用ブレーキ装置の一つの実施の形態を示す
概略図である。このブレーキ装置は、車両の車軸毎に設
けられたＶＶＶＦ制御装置の各々に対応させて、常用ブ
レーキ制御、非常ブレーキ制御、及び滑走制御を行うも
のである。このブレーキ装置は、常用ブレーキ制御、非
常ブレーキ制御、及び滑走制御を行うためのブレーキ圧
制御信号を出力するブレーキ受量器１と、車両の台車に
負荷される荷重に応じた最大ブレーキ力相当の非常ブレ
ーキ圧力を出力する応荷重弁２と、この応荷重弁２から
の非常ブレーキ圧力を受けて、上記ブレーキ受量器１か
ら出力されるブレーキ圧制御信号に応じたブレーキ圧力
を出力する電磁制御弁３と、この電磁制御弁３が出力し
たブレーキ圧力を容量増幅してブレーキシリンダＢＣに
出力する中継弁４と、上記応荷重弁２と電磁制御弁３と
の間に介在された締切電磁弁５とを備えている。

【００１７】上記応荷重弁２は、台車毎に設けられてお
り、同じく台車毎に設けられた一対の空気バネから、当
該台車に負荷される荷重に相当する空気バネ圧力ＡＳが
入力されている。この応荷重弁２は、上記空気バネ圧力
ＡＳに比例し、且つ上記台車に負荷される荷重に応じた
非常ブレーキ力を作用させるために必要な圧力の圧縮空
気を出力する。この出力する圧縮空気は、供給空気溜Ａ
Ｔより別途供給される（図２参照）。

【００１８】上記電磁制御弁３は、車軸毎に設けられて
おり、後述する圧力制御部１２からの信号に応じて、連
通、遮断、排出の各位置に切換制御される３ポート３位
置切換弁によってそれぞれ構成されている。この電磁制
御弁３は、消磁状態において連通位置をとる常開形のも
のであり、上記圧力制御部１２から供給される小さい電
流によって励磁されると遮断位置をとり、大きい電流に
よって励磁されると排出位置をとる。なお、上記電磁制
御弁３は、中継弁４と一体構成されている（図２参
照）。

【００１９】上記中継弁４は、車軸毎に設けらた各電磁
制御弁３のそれぞれに対応させて設けられている。この
中継弁４は、通常のバランス形のものであり、その圧力
室４ａが、上記電磁制御弁３を介して締切電磁弁５の出
力ポート５１に接続されており（図２参照）、この圧力
室４ａに、ブレーキ圧力が供給されることにより、供給
空気溜ＡＴからの圧縮空気が、ブレーキシリンダＢＣに
供給される。

【００２０】上記締切電磁弁５は、車軸毎に設けられた
各電磁制御弁３のそれぞれに対応させて設けられてい
る。この締切電磁弁５は、３ポート２位置切換弁によっ
て構成されており、消磁状態で連通位置となって、応荷
重弁２からの非常ブレーキ圧力が電磁制御弁３に供給さ
れるのを許容し、励磁状態において遮断位置となって、
当該ブレーキ圧力が電磁制御弁３に供給されるのを規制
する。上記締切電磁弁５は、運転台のブレーキ制御器に
接続された非常ブレーキ指令線Ｌ１に、後述する接点Ｃ
１を介して接続されている。

【００２１】上記ブレーキ受量器１には、運転台からの
常用、非常の各ブレーキ指令に応じて、上記電磁制御弁
３毎のブレーキ力指令信号を出力するとともに、車輪の
滑走を検知して滑走制御信号を出力するブレーキ制御部
１１と、上記ブレーキ力指令信号、電磁制御弁４の出力
圧であるブレーキ圧力のフィードバック信号、及び上記
滑走制御信号を受けて、上記ブレーキ圧制御信号を電磁
制御弁４毎に演算出力する圧力制御部１２と、上記ブレ
ーキ受量器１及び圧力制御部１２の故障を検出する異常
検出手段１３と、上記ブレーキ受量器１に設けられ、上
記異常検出手段１３からの異常検出信号と運転台のブレ
ーキ制御器から出力される非常ブレーキ指令とに基づい
て、上記締切電磁弁５の励磁と消磁とを選択的に行わせ
る締切電磁弁制御手段１４とが設けられている。

【００２２】上記ブレーキ受量器１のブレーキ制御部１
１には、運転台からのブレーキ指令パターンに応じて、
上記電磁制御弁３毎にブレーキ力指令信号を出力するブ
レーキパターン部１１ａと、車輪の滑走を検知して上記
電磁制御弁３毎に滑走制御信号を出力する滑走制御部１
１ｂとが設けられている。上記ブレーキパターン部１１
ａ及び滑走制御部１１ｂは、車両毎に設けられており、
圧力制御部１２は、電磁制御弁３毎に、つまり車軸毎に
設けられている。また、上記ブレーキパターン部１１ａ
は、車両又は台車毎に設けられた応荷重器１５から、当
該車両の荷重又は台車に負荷される荷重に応じた信号が
入力されるようになっている。さらに、上記ブレーキパ
ターン部１１ａは、運転台からの常用、非常の各ブレー
キ指令と、上記応荷重器１５からの信号とに基づいて、
常用ブレーキ制御及び非常ブレーキ制御を行うためのブ
レーキ力指令信号を車軸毎に演算し、各圧力制御部１２
に個別に出力する。なお、上記非常ブレーキ指令に基づ
いてブレーキパターン部１１ａが出力するブレーキ力指
令信号は、オフ信号である。また、上記滑走制御部１１
ｂは、車速センサからの速度信号を入力として、滑走制
御を行うためのブレーキ力指令信号を車軸毎に演算し
て、各圧力制御部１２に個別に出力する。

【００２３】上記圧力制御部１２は、ブレーキパターン
部１１ａからのブレーキ力指令信号と、電磁制御弁３が
出力するブレーキ圧力を計測する圧力センサ８からのブ
レーキ圧力フィードバック信号とに基づき、出力部１２
ａを介して上記電磁制御弁３を切換制御することによ
り、上記中継弁４に出力するブレーキ圧力を、ブレーキ
力指令信号に応じたブレーキ圧力に調整するものであ
る。この圧力制御部１２の出力部１２ａから出力される
ブレーキ圧制御信号は、電流値を変えることによって異
なる信号としたものであり、当該信号に応じて電磁制御
弁３をブレーキ圧制御に必要な位置に切換えることがで
きる。より具体的には、前述したように、電磁制御弁３
を小さい電流値によって遮断位置に切換え、大きい電流
値によって排出位置に切換えるとともに、オフ信号によ
って連通位置に切換える。

【００２４】異常検出手段１３は、上記ブレーキ制御部
１１のブレーキパターン部１１ａ及び応荷重器１５の故
障を検出する第１の異常検出部１３ａと、各圧力制御部
１２の故障を当該圧力制御部１２毎に検出する第２の異
常検出部１３ｂとを備えており、その出力信号は、上記
締切電磁弁制御手段１４に個別に入力されている。上記
第１の異常検出部１３ａは、ブレーキパターン部１１ａ
を構成するマイクロコンピュータに組み込まれており、
第２の異常検出部１３ｂは、圧力制御部１２を構成する
マイクロコンピュータに組み込まれている。この異常検
出手段１３は、上記マイクロコンピュータがプログラム
通り作動しているか否か、ブレーキパターン部１１ａで
演算された通りのブレーキ力指令信号が出力されている
か否か、圧力制御部１２で演算された通りのブレーキ圧
制御信号が出力されているか否か、応荷重器１５から信
号が入力されているか否か等を判別して、ブレーキパタ
ーン部１１ａ及び圧力制御部１２の異常を検出する。

【００２５】上記第１の異常検出部１３ａが出力する異
常検出信号は、オフ信号であり、ブレーキ制御部１１ａ
が正常である限り、オン信号が出力されている。この第
１の異常検出部１３ａが出力したオン信号は、図示しな
いドライバを介して、締切電磁弁制御手段１４に構成さ
れた第１のフェイルセーフリレーＦＲ１の励磁電流とし
て入力されている。従って、第１の異常検出部１３ａが
異常検出信号（オフ信号）を出力すると、上記第１のフ
ェイルセーフリレーＦＲ１が消磁することになる。

【００２６】上記第２の異常検出部１３ｂは、各圧力制
御部１２の故障を各圧力制御部１２毎に検出できるよう
に、各圧力制御部１２のそれぞれに設けられている。こ
の第２の異常検出部１３ｂの異常検出信号は、オフ信号
であり、圧力制御部１２が正常である限り、オン信号が
出力されている。上記第２の異常検出部１３ｂが出力し
たオン信号は、図示しないドライバを介して、各圧力制
御部１２に対応させて締切電磁弁制御手段１４に構成さ
れた第２のフェイルセーフリレーＦＲ２〜ＦＲ５の励磁
電流として入力されている。従って、第２の異常検出部
１３ｂの何れかが異常検出信号（オフ信号）を出力する
と、対応する第２のフェイルセーフリレーが消磁するこ
とになる。

【００２７】締切電磁弁制御手段１４には、上記第１，
第２のフェイルセーフリレーＦＲ１〜ＦＲ５の他、各締
切電磁弁５の動作を制御するための接点手段としての第
１のリレーＲ１〜Ｒ４、及び圧力制御部１２の出力を断
つ出力制御手段としての第２のリレーＲ５〜Ｒ８が、各
締切電磁弁５毎にそれぞれ構成されている。上記締切電
磁弁制御手段１４には、運転台からの非常ブレーキ指令
が非常ブレーキ線Ｌ１を通して入力されるようになって
いる。この非常ブレーキ指令は、オン・オフ信号であ
り、非常ブレーキ指令なしの状態で、非常ブレーキ線Ｌ
１が通電されており、非常ブレーキ指令が出されると、
その通電状態が断たれるようになっている。また、上記
非常ブレーキ線Ｌ１を流れる電流は、第１のリレーＲ１
〜Ｒ４のそれぞれの常閉接点Ｃ１〜Ｃ４を通して、励磁
電流として締切電磁弁５に入力されるようになってい
る。

【００２８】上記第１，第２のリレーＲ１〜Ｒ８は、電
源線Ｌ２に対して、第１のフェイルセーフリレーＦＲ１
の常開接点Ｓ１及び第２のフェイルセーフリレーＦＲ２
〜ＦＲ５のそれぞれの常開接点Ｓ２〜Ｓ５を介して並列
に接続されている。また、第２のリレーＲ５〜Ｒ８のそ
れぞれの常開接点Ｃ５〜Ｃ８は、各圧力制御部１２に動
作電流を供給するための電源線Ｌ３の途中部に介在され
ている。

【００２９】上記の構成のブレーキ装置は、運転台から
常用ブレーキ指令及び非常ブレーキ指令が出力されてい
ない状態では、圧力制御部１２の出力部１２ａから電磁
制御弁３に出力されるブレーキ圧制御信号は、大きい電
流値であり、電磁制御弁３は、排出位置に維持されて、
中継弁４からの出力は無く、ブレーキ力は作用しない。
また、この状態で、ブレーキ制御部１１及び圧力制御部
１２が正常である限り、第１，第２の異常検出部１３
ａ，１３ｂの出力信号がオン信号であり、締切電磁弁制
御手段１４の第１のフェイルセーフリレーＦＲ１が励磁
されて、その常開接点Ｓ１が閉成状態に維持されるとと
もに、第２のフェイルセーフリレーＦＲ２〜ＦＲ５が励
磁されて、その常開接点Ｓ２〜Ｓ５が閉成状態に維持さ
れる。従って、第１のリレーＲ１〜Ｒ４が励磁状態であ
り、その常閉接点Ｃ１〜Ｃ４が開成状態に維持されて、
非常ブレーキ線Ｌ１を通して各締切電磁弁５に電流が供
給されるのが規制される。この結果、締切電磁弁５が連
通位置に維持される。また、第２のリレーＲ５〜Ｒ８も
励磁状態であり、その常開接点Ｃ５〜Ｃ８が閉成状態に
維持されて、電源線Ｌ３を通して各圧力制御部１２に動
作電流が供給される。

【００３０】この状態で、通常７段階ある常用ブレーキ
指令のうちの何れかの段階の常用ブレーキ指令が選択さ
れて、ブレーキパターン部１１ａに入力されると、圧力
制御部１２から電磁制御弁３に出力されるブレーキ力指
令信号は、一旦オフとなって、電磁制御弁３を排出位置
から連通位置に切換える。すると、応荷重弁２から非常
ブレーキ圧力が中継弁４の圧力室４ａに供給されて、当
該圧力室４ａの圧力が立ち上がる。次いで、上記圧力制
御部１２が、ブレーキパターン部１１ａからのブレーキ
力指令信号と、圧力センサ８からのブレーキ圧力フィー
ドバック信号とに基づいて、上記電磁制御弁３を切換制
御することにより、上記中継弁４に出力するブレーキ圧
力を、ブレーキ力指令信号に応じたブレーキ圧力に調整
する。即ち、中継弁４への出力圧が、上記ブレーキ力指
令信号に対応する圧力に達すると、これを圧力センサ８
を介して圧力制御部１２が検知して、その出力するブレ
ーキ力指令信号を小電流に切換える。この結果、電磁制
御弁３が遮断位置に切換わり、そのブレーキ圧力が保持
される。従って、上記ブレーキ力指令信号に対応するブ
レーキ圧力がブレーキシリンダＢＣに供給されることに
なる。

【００３１】また、上記選択された常用ブレーキ指令と
異なる段階の常用ブレーキ指令が選択されて、ブレーキ
制御部１１に入力されると、圧力制御部１２が、ブレー
キパターン部１１ａからのブレーキ力指令信号に基づい
て、電磁制御弁３を適宜切換えて、中継弁４の圧力室４
ａにさらに空気を供給するか、或いは圧力室４ａから空
気を排出することにより、圧力室４ａの空気圧を、新た
に出力されたブレーキ力指令信号に対応する圧力に調整
して、当該ブレーキ力指令信号に対応するブレーキ圧力
をブレーキシリンダＢＣに供給する。さらに、上記常用
ブレーキ指令時に滑走が生じると、滑走制御部１１ｂか
らのブレーキ力指令信号に基づいて、圧力制御部１２が
電磁制御弁３を適宜切換えて、中継弁４の圧力室３ａの
空気を給排させることにより、滑走制御を行う。

【００３２】さらに、異常検出手段１３が異常を検出し
ていない状態で、ブレーキパターン部１１ａに非常ブレ
ーキ指令が入力されると、当該ブレーキパターン部１１
ａが、非常ブレーキ制御を行うためのブレーキ力指令信
号（オフ信号）を出力し、この出力信号に基づいて、圧
力制御部１２が、上記電磁制御弁３を排出位置又は遮断
位置から連通位置に切換える。ここに、上記異常検出手
段１３が異常を検出していない状態では、常閉接点Ｃ１
によって、非常ブレーキ指令線Ｌ１を通して各締切電磁
弁５に電流が供給されるのが規制されているので、つま
り締切電磁弁５が連通位置に維持されているので、上記
応荷重弁２が出力した非常ブレーキ圧力を、中継弁４に
供給することができる。この結果、中継弁４の圧力室４
ａの圧力が、応荷重弁２の出力する非常ブレーキ圧力ま
で立ち上がり、ブレーキシリンダＢＣから非常ブレーキ
力が出力される。この非常ブレーキ指令時に滑走が生じ
ると、滑走制御部１１ｂからのブレーキ力指令信号に基
づいて、圧力制御部１２が電磁制御弁３を適宜切換え
て、中継弁４の圧力室４ａの空気を給排させることによ
り、滑走制御を行う。

【００３３】次に、非常ブレーキ指令がなされていない
状態で、ブレーキパターン部１１ａ又は応荷重器１５に
異常が生じると、第１の異常検出部１３ａが異常検出信
号（オフ信号）を出力し、第１のフェイルセーフリレー
ＦＲ１が消磁して、その常開接点Ｓ１が閉成状態から開
成状態に切換わる。すると、全ての第１のリレーＲ１〜
Ｒ４が消磁して、その常閉接点Ｃ１〜Ｃ４が開成状態か
ら閉成状態に切換わり、非常ブレーキ指令線Ｌ１を通し
て全ての締切電磁弁５に通電される。この結果、全ての
締切電磁弁５が連通位置から遮断位置に切換わり、応荷
重弁２と各電磁制御弁３との間の空気流路が遮断され
て、上記応荷重弁２が出力する非常ブレーキ圧力が、各
中継弁４に供給されるのが規制される。従って、全ての
車軸について、常用ブレーキ制御を行うことができなく
なる。

【００３４】この際、第２のリレーＲ５〜Ｒ８も消磁し
て、その常開接点Ｃ５〜Ｃ８が閉成状態から開成状態に
切換わるので、圧力制御部１２にの出力部１２ａ対する
動作電流の供給が遮断される。このため、圧力制御部１
２の出力が断たれ、電磁制御弁３が消磁して連通位置に
切換わる。従って、この状態で、ブレーキパターン部１
１ａに非常ブレーキ指令が入力されると、上記非常ブレ
ーキ指令線Ｌ１の通電状態が断たれ、全ての締切電磁弁
５が消磁して連通位置に切換わる。この結果、上記第１
の異常検出部１３ａによる異常検出に優先させて、応荷
重弁２から全ての中継弁４に非常ブレーキ圧力を供給す
ることができる。

【００３５】また、非常ブレーキ指令がなされていない
状態で、各圧力制御部１２の何れか一つに故障が生じる
と、当該圧力制御部１２に対応する第２の異常検出部１
３ｂが、異常検出信号（オフ信号）を出力し、対応する
第２のフェイルセーフリレー（以下、第２のフェイルセ
ーフリレーＦＲ２と仮定して説明する）が消磁する。す
ると、この消磁した第２のフェイルセーフリレーＦＲ２
の常開接点Ｓ２が、閉成状態から開成状態に切換わり、
これによって、第１のリレーＲ１が消磁して、その常閉
接点Ｃ１が開成状態から閉成状態に切換わり、非常ブレ
ーキ指令線Ｌ１を通して対応する締切電磁弁５に通電さ
れる。この結果、当該締切電磁弁５が連通位置から遮断
位置に切換わり、応荷重弁２と、上記常閉接点Ｃ１に接
続された電磁制御弁３との間の空気流路が遮断されて、
上記応荷重弁２からの非常ブレーキ圧力が、当該電磁制
御弁３に接続された中継弁４へ供給されるのが規制され
る。従って、この状態で常用ブレーキ指令がなされて
も、上記異常が生じた圧力制御部１２に対応する車軸に
ついての常用ブレーキ制御を規制することができる。

【００３６】この際、第２のリレーＲ５も消磁して、そ
の常開接点Ｃ５が閉成状態から開成状態に切換わるの
で、この常開接点Ｃ５に接続された圧力制御部１２に対
する動作電流の供給が遮断される。このため、上記圧力
制御部１２の出力部１２ａに対応する電磁制御弁３が消
磁して連通位置に切換わる。従って、この状態で、ブレ
ーキパターン部１１ａに非常ブレーキ指令が入力される
と、上記非常ブレーキ指令線Ｌ１の通電状態が断たれ、
上記締切電磁弁５が消磁して連通位置に切換わる。この
結果、上記第２の異常検出部１３ｂによる異常検出に優
先させて、応荷重弁２から上記電磁制御弁３に対応する
中継弁４に非常ブレーキ圧力を供給することができる。

【００３７】上記の構成のブレーキ装置によれば、常用
ブレーキ制御、非常ブレーキ制御及び滑走制御を、各車
軸毎に設けた締切電磁弁５、電磁制御弁３及び中継弁４
によって、各車軸毎に行うことができるので、応荷重弁
２を含む弁の構成数を、従来のブレーキ装置よりも削減
することができる。また、常用ブレーキ圧力を供給する
ための空気流路と、非常ブレーキ圧力を供給するための
空気流路とを、共用しているので、当該空気流路を簡素
化することができる。さらに、上記電磁制御弁３を、３
位置切換電磁弁で構成しているので、弁構成及び空気流
路をさらに簡素化することができるとともに、上記電磁
制御弁３を中継弁４に一体化しているので、弁構成及び
空気流路をより一層簡素化することができる。

【００３８】しかも、ブレーキ受量器１のブレーキ制御
部１１と圧力制御部１２の何れか一つに故障が生じたと
しても、非常ブレーキ指令がなされない限り、非常ブレ
ーキが作動しないので、運転者が全くブレーキ指令を出
していない状態で、上記故障に起因して、突如非常ブレ
ーキが作動するという不都合も生じない。特に、上記の
実施の形態においては、車軸毎に設けられた圧力制御部
１２の故障を個別に検出して、故障が検出されたブレー
キ系統の常用ブレーキ制御のみを停止させるようにして
おり、他の正常なブレーキ系統については、引き続き常
用ブレーキ制御を行わせることができるので、車両全体
が非常ブレーキ制御しか行えなくなることによって、当
該車両の運行ができなくなるという事態が生じるのを防
止することができる。

【００３９】図３は他の実施の形態を示す概略図であ
る。この実施の形態が図１に示す実施の形態と主に異な
る点は、締切電磁弁５を台車毎に設け、第２のフェイル
セーフリレーＦＲ２〜ＦＲ５のそれぞれの常開接点Ｓ２
〜Ｓ５を、台車毎に直列に接続した点である。この実施
の形態によれば、図１に示す実施の形態に比べて、締切
電磁弁５を１車両につき２個減らすことができるので、
さらに弁構成を簡素化することができるとともに、締切
電磁弁制御手段１４の電気的構成も簡素化することがで
きる。

【００４０】図４はさらに他の実施の形態を示す概略図
である。この実施の形態が図１に示す実施の形態と主に
異なる点は、応荷重弁２及び締切電磁弁５を車両毎に設
け、第２のフェイルセーフリレーＦＲ２〜ＦＲ５のそれ
ぞれの常開接点Ｓ２〜Ｓ５を、直列に接続した点であ
る。また、この実施の形態においては、車両の前台車に
負荷される荷重に相当する空気バネ圧力及び後台車に負
荷される荷重に相当する空気バネ圧力を、応荷重弁２に
入力して、双方のバネ圧力の平均値に比例する圧力の圧
縮空気を非常ブレーキ圧として出力するようにしてい
る。この実施の形態によれば、図１及び図３に示す実施
の形態に比べて、締切電磁弁５を１車両につき３個減ら
すことができるので、さらに弁構成を簡素化することが
できるとともに、締切電磁弁制御手段１４の電気的構成
も簡素化することができる。

【００４１】この発明の鉄道車両用ブレーキ装置は、上
記の実施の形態に限定されるものでなく、例えば、電磁
制御弁３を中継弁４と独立して設けること、電磁制御弁
３を二つのオン・オフ型の２位置切換電磁弁で構成する
こと、常用ブレーキ制御、非常ブレーキ制御、及び滑走
制御を、台車単位で行うようにすること、圧力センサ８
によって、中継弁４が出力するブレーキ圧力を検出させ
ること等、種々の設計変更を施すことができる。

【００４２】

【発明の効果】以上のように、この発明の鉄道車両用ブ
レーキ装置によれば、締切電磁弁、電磁制御弁、及び中
継弁によって、常用ブレーキ制御、非常ブレーキ制御、
及び滑走制御の３機能を制御することができるので、そ
の弁構成を煩雑化することなく、且つ従来のブレーキ装
置の機能を損なうことなく、車軸又は台車毎にブレーキ
力を制御することができる。しかも、ブレーキ受量器に
故障が生じたとしても、非常ブレーキ指令が入力されな
い限り、非常ブレーキが作動しないので、運転者の予測
し得ない非常ブレーキが突如として作動するという不都
合が生じるのを防止することができる。

【００４３】また、上記締切電磁弁が、電磁制御弁毎に
設けられ、異常検出手段が、上記電磁制御弁毎のブレー
キ圧制御信号の異常を検出して、対応する締切電磁弁の
接点手段に検出信号を送出するものである場合には、車
軸又は台車毎にブレーキ圧制御信号の異常を検出して、
異常が検出されたブレーキ系統の常用ブレーキ制御のみ
を停止させることができるので、他の正常なブレーキ系
統について、引き続き常用ブレーキ制御を行わせること
ができる。このため、車両全体が非常ブレーキ制御しか
行えなくなることによって、当該車両の運行ができなく
なるという事態が生じるのを防止することができる。

【００４４】特に、上記電磁制御弁が、上記圧力制御部
からの電流値に応じて切換制御される３位置切換電磁弁
である場合には、当該電磁制御弁を１個の弁で構成する
ことができるので、ブレーキ装置の構造をさらに簡素化
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の鉄道車両用ブレーキ装置の一つの実
施の形態を示す概略図である。

【図２】台車単位の弁構成を示す概略図である。

【図３】他の実施の形態を示す概略図である。

【図４】さらに他の実施の形態を示す概略図である。

【図５】従来の鉄道車両用ブレーキ装置の一例を示す概
略図である。

【符号の説明】

１ ブレーキ受量器 １１ ブレーキ制御部 １１ａ ブレーキパターン部 １１ｂ 滑走制御部 １２ 圧力制御部 １３ 異常検出手段 ２ 応荷重弁 ３ 電磁制御弁 ４ 中継弁 ５ 締切電磁弁 ＢＣ ブレーキシリンダ Ｌ１ 非常ブレーキ指令線 Ｒ１ 第１のリレー（接点手段） Ｒ２ 第２のリレー（接点手段） Ｒ３ 第３のリレー（接点手段） Ｒ４ 第４のリレー（接点手段） Ｒ５ 第５のリレー（出力制御手段） Ｒ６ 第６のリレー（出力制御手段） Ｒ７ 第７のリレー（出力制御手段） Ｒ８ 第８のリレー（出力制御手段）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 渡邊 朝紀 東京都国分寺市光町２丁目８番地38 財 団法人鉄道総合技術研究所内 (72)発明者 川口 清 東京都国分寺市光町２丁目８番地38 財 団法人鉄道総合技術研究所内 (72)発明者 柏谷 秀憲 北海道札幌市東区苗穂８条２丁目13−33 (72)発明者 野田 勝美 北海道札幌市手稲区稲穂４条３丁目117 −186 (72)発明者 藤原 達雄 神戸市長田区庄山町３丁目１番15号 (72)発明者 赤松 修 明石市二見町東二見1148番地の22 (56)参考文献 特開 平６−40324（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−58450（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−96826（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−294237（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B61H 13/30 B60T 8/00 - 8/92

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】台車又は車両毎に設けられ、台車又は車両
   の荷重に応じた最大ブレーキ力相当の非常ブレーキ圧力
   を出力する応荷重弁と、 車軸又は台車毎に設けられ、前記応荷重弁からの非常ブ
   レーキ圧力を受けて、 ブレーキ受量器から出力されるブレーキ圧制御信号に対
   応したブレーキ圧力を出力する電磁制御弁と、 この電磁制御弁に接続され、前記ブレーキ圧力を容量増
   幅してブレーキシリンダに出力する中継弁と、 前記応荷重弁と電磁制御弁との間に設けられ、消磁状態
   で連通位置となり、励磁状態で遮断位置となる締切電磁
   弁と、を有し、 前記電磁制御弁は、連通、遮断、排出位置の各位置に切
   換制御され、消磁状態で前記非常ブレーキ圧力を中継弁
   に供給する連通位置となるものであり、 前記締切電磁弁は、常時通電され非常ブレーキ指令時に
   その通電を断たれる非常ブレーキ指令線に接続されてお
   り、 前記ブレーキ受量器は、ブレーキ指令に応じて前記電磁
   制御弁毎のブレーキ力指令信号を出力するとともに、車
   輪の滑走を検知して滑走制御信号を出力するブレーキ制
   御部と、このブレーキ力指令信号、電磁制御弁又は中継
   弁の出力圧であるブレーキ圧力のフィードバック信号、
   及び前記滑走制御信号を受けて前記ブレーキ圧制御信号
   を前記電磁制御弁毎に演算出力する圧力制御部と、前記
   ブレーキ制御部及び圧力制御部の故障を検出する異常検
   出手段と、前記非常ブレーキ指令線と締切電磁弁との間
   の接続と遮断とを行う接点手段と、前記異常検出手段の
   検出信号を受けて、前記圧力制御部の出力を断つ出力制
   御手段と、を有し、 この接点手段は、常には前記非常ブレーキ指令線と締切
   電磁弁との間を遮断状態とし、前記異常検出手段の検出
   信号を受けて、前記非常ブレーキ指令線と締切電磁弁と
   の間を接続させるものである鉄道車両用ブレーキ装置。
2. 【請求項２】前記締切電磁弁は、前記電磁制御弁毎に設
   けられ、前記異常検出手段は、前記電磁制御弁毎のブレ
   ーキ圧制御信号の異常を検出して、対応する締切電磁弁
   の接点手段に検出信号を送出するものである請求項１記
   載の鉄道車両用ブレーキ装置。
3. 【請求項３】前記電磁制御弁が、上記圧力制御部からの
   電流値に応じて切換制御される３位置切換電磁弁である
   請求項１記載の鉄道車両用ブレーキ装置。