JPS63255165A - 軌道車両用電動制動操作装置 - Google Patents

軌道車両用電動制動操作装置

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JPS63255165A
JPS63255165A JP63068362A JP6836288A JPS63255165A JP S63255165 A JPS63255165 A JP S63255165A JP 63068362 A JP63068362 A JP 63068362A JP 6836288 A JP6836288 A JP 6836288A JP S63255165 A JPS63255165 A JP S63255165A
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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〕 本発明は、ばね蓄勢器と制動連動杆と制輪子とを持つ制
動機構用電動制動操作装置が、制動を解除する際締めら
れまた制動行程ではゆるむばね蓄勢器用の調整可能な引
上げ２動機を持ち、ばね蓄勢器押し引き管から押し引き
管の輪を介して発生されるばね蓄勢器力が、制動連動杆
を介して間接に制動をかけるように制輪子に作用し、ば
ね蓄勢器を締める方向に電動機に作用して最小値と最大
値との間で調整可能な給電が行なわれて、ばね蓄勢器を
締める際開始され、制動行程中も制動機構により操作さ
れる信号発生器の電気制動信号に関係して作用し、信号
発生器が少なくとも２つの可変抵抗を持つホイートスト
ンブリッジから成る、軌道車両用電動制動操作装置に関
する。
〔従来の技術〕
公知の制動操作装置（ドイツ連邦共和国特許第３０１０
３３５号明細書）は、制勤行程中即ちばね蓄勢器がゆる
む間に、蓄勢ばね引上げ電動機が給電線を介して調整可
能な電圧を受けて、ばね蓄勢器から発生されて制輪子に
作用する有効圧力を敏感にかつ設定可能に調整可能であ
るという点ですぐれている。この場合ばね蓄勢器用電動
機の電圧の調整はホイートストンブリッジにより行なわ
れ、零平衡の際電動機が停止され、保持側１１ｉ１１機
の付勢が行なわれ・る。
実際の経験かられかったように、この公知の制動操作装
置では、電動機とはね蓄勢器から成る制動装置を試験台
上で校正する必要がある。
いわゆるはね特性曲線から、各制動行程のため制動装置
から制動キャリパへ与えられる制動圧力が得られる。
はね撓みに応動するホイートストンブリッジ　　、のブ
リッジ辺により、はね撓みに対応する値に調整可能な電
圧を規定することによって、ブリッジの零平衡が行なわ
れる。この零平衡により制動電動機が消勢され、保持制
動機が付勢されるので、今や得られる所望の大きさの制
動圧力が制動機にかかる。
この公知の制動操作装置では、各制動装置をその使用前
に試験台上で全系列の単一の値に設定する必要のあるこ
とがわかった。この場合所望の単一値のある程度のばら
つき幅は避けられない。他方運転寿命中に個々の制動装
置におけるはね特性の異なる老化及び変化も、広いばら
つき値を生ずることがある。
他の種類の制動機しかも液圧制動機に関連して、ホイー
トストンブリッジを含めて目標値と実際値との平衡を行
なうことも、ドイツ連邦共和国特許出願公開第２２０８
９３６号明細書から公知である。この公知の制動機では
、摩耗に敏感な連動杆を持つ気圧計状発信装置や、ホイ
ートストンブリッジ内に設けられて使用中比較的頻繁に
再調節を必要とする機械的摺動抵抗が、不利であると感
じられる。
最後に英国特許第１３５２８６９号明細書から、付勢光
を制御する機械的振り子の振れに関係して自動車の付随
車の制動過程を開始する光尋電素子が公知である。
〔発明が解決しようとする課題〕
本発明の基礎になっている課題は、長い使用時間にわた
っても制動力の敏感な調整が可能で、ばね蓄勢器の−ば
ね撓み特性を、電圧調整を介して得られる制動力の基準
量としてもはや用いる必要のないように、最初にあげた
公知の種類（ドイツ連邦共和国特許第３０１０３３５号
明細Ｍ）の制動操作装置を形成することである。
〔８題を解決するための手段〕 この課題を解決するため本発明によれば、ばね蓄勢器か
ら出る制動力流中に特にばね蓄勢器の押し引き管と押し
引き管の翰との間に設けられる少なくとも１つの電気抵
抗ひずみ計が、ホイートストンブリッジのブリッジ辺と
して第１のブリッジ可変抵抗を形成し、第２のブリッジ
可変抵抗が、ホイートストンブリッジの別のブリッジ辺
として制動指令に関係して変化可能で、赤外線により制
御される電界効果トランジスタを含み、この電界効果ト
ランジスタの出力端子が固定抵抗に並列接続され、赤外
線源に接続されるその入力端子が制動指令として可変電
流を受ける。
〔発明の効果〕
今やホイートストンブリッジの一方のブリッジ辺では、
抵玩変化はもはやはね撓みの影響を受けず、制動装置の
ばね蓄勢器から発生される制動力中に直接続合されてい
る電気抵抗ひずみ計から得られる可変抵抗がこれに代る
。
第２の可変抵抗は圧力目盛で直接校正することができる
。第２の可変抵抗が特定の圧力に対応する特定の値に設
定されていると、電気抵抗ひずみ訃（第１の可変抵抗）
が制動装置を介して予め設定された第２の可変抵抗と同
じ抵抗値をとる瞬間に、ブリッジが平衡する。この瞬間
にブリッジが平衡し、公知の制動操作装置（ドイツ連邦
共和国特許第３０１０３３５号明細Ｗ）に記載されてい
るのと同じ開開過程及び制御過程が開始される。本発明
による装置は今や調整回路の機能に一致する。
第２の可変抵抗の痩化が、毎４気抵抗ひずみ訃の抵抗値
の増大又は減少を伴う制御圧力の変化を、ブリッジ平衡
と今や設定されたこの制動圧力値を維持するための電動
機及び保持制動機の制御が再び行なわれるまで、生ずる
ことは、容易に了解され、これ以上説明する必要がない
。
さて湯度変動を補訂する付加的な抵抗を電気抵抗ひずみ
訃に接続することができるので、電気抵抗ひずみ計は温
度の影響を大幅に受けなくなり、従ってそのつと発生さ
れる圧力を実際の大きさで表わす。
制動装置に電気抵抗ひすみ訃を設けると、系列のすべて
の装置の今まで必要だった校正が不要になることは明ら
かであるうばね蓄勢器はもはやその特性曲線を最も精確
に互いに合わせる必要がなく、個別ばねの個別検査によ
り代えることができる製造公差の維持で今や充分である
。個別検査の費用がなくなるほかに別の利点として、最
大値指針を介してホイートストンブリッジ装置を機械的
に制動装置に連結する必要がもはやない。制動装置とボ
ギ一台車の他の個別に設けられるホイートストンブリッ
ジとしての制御装置との間には、一般に大きい間隔がな
いので、電気抵抗ひずみ計とブリッジ入力端との間の導
線として遮蔽された導線を使用すれば充分である。
この簡単な装置は、電気抵抗ひずみ訃の抵抗変化を調整
されに主属又は電流として伝送するため従来技術におい
て普通に用いられた増扉器を電気抵抗ひずみ訃の後に設
けることを不要にする。従来技術で用いられたこの増編
器がなくなることにより、再び費用が節約され、制御過
程における外乱源が回避される。
制動連動杆に不可避に存在する弾性及び支持ビンにある
遊はを、制動圧力の規定の際かなり一定の損失源として
考慮することができるので、所望の制動圧力に応じて制
動すべき車輪に対して常に必要な制動作用が、この簡単
な装置により保証されることが、実際にわかった。
本発明により制動指令を介してブリッジ平衡に影響を及
ばす特に有利なやり方は、第２のブリッジ可変抵抗が赤
外線により制御される電界効果トランジスタを含み、こ
の電界効果トランジスタの出力端子が固定抵抗に並列接
続され、赤外線源に接続されるその入力端子が制動指令
として可変電流を受ける。この場合可変調整電流は制御
器により開始される。この場合本発明の利点として、簡
単な手段により、それぞれ電界効果トランジスタと赤外
線棟とを持つ車両のすべての制動操作装置のただ１つの
中央制御が可能である。
尚いブリッジ平衡感度、従って制動操作装置の特に敏感
な操作は、本発明の別の構成において、電界効果トラン
ジスタの抵抗値が並列接続される固定抵抗の抵抗値より
数倍大きく、この固定抵抗、ホイートストンブリッジの
別の固定抵抗及び荷重をかけられない電気抵抗ひずみ計
の抵抗値がほぼ同しけた数である。
〔実旙例〕
図面に示された好ましい実厖例に基いて本発明を以下に
説明する。
第１図において、電動機例えば２４Ｖの直流直巻Ｓ励機
は符号ｌＯを付けられている。この電動機ｌＯはここで
は引上げ電動機として示される。電動機ｌＯの軸１１は
、全体を１３で示す玉ねじ伝動装置のねじ軸１２に駆動
結合されている。
回転可能なねじ軸１２は軸線方向運動を止められ、玉循
環ナツト１４を持ち、このナツトが固定されるばね受け
１５は押し引き管１６に続き、この押し引き管の端部に
ある輪１７は概略的にのみ縮小して示した制動連動杆１
８に連結され、この制動連動杆に連結される制輪子１９
は制動ライニング２０を持っている。制動ライニング２
０を持つ制輪子１９は同様に概略的にのみ示した車軸２
２上の制動円板２１に作用する。
押し引き管１６は蓄勢ばね２３によりケース２４から外
方へ押される。これに反し引上げ電動機ｌＯは、端子Ｅ
１及びＥ２を介して、全体を２５で示すばね蓄勢器の締
め方向ｙに給電され、ねじ伝動装置１３を介して蓄勢は
ね２３を圧縮し、その際押し引き管１６をケース２４へ
引込める。
第１図にはばね蓄勢器２５の全ばね撓みがＳで示されて
いる。制動ライニング２ｏの摩耗の進行に応じて、ばね
蓄勢器２５は異なるはね撓みを行なう。はぼ新しい制動
ライニング２ｏではばね撓みＳｌが、既に一部摩耗した
制動ライニング２０ではばね撓みＳ２が生ずる。制動ラ
イニング２０がほぼ完全に摩耗してしまうと、全はね撓
みＳが生ずる。制輪子１９を釈放する際、ばね蓄勢器２
５の全締め行程を行なわず、そのつと一定の部分締め行
程を行なうことも原理的には可能である。
はね受け１５が破線で示す位置になく、実線で示す位置
にあると、いかなる場合にも制動ライニング２０が制動
円板２１から引離されている。
押し引き管１６の完全に引込まれた位置で電動機１０が
消勢され、−万雷磁石制動ｆｉ２６（保持制動機）が付
勢される。電磁石制動機２６は端子に９及びＫＩＯを介
して給電される。従って制輪子１９が引烹され、図示し
ない車両は走行する。制動行程の開始のため、開閉ケー
ス３６が端子に３を介して制動パルスを受け、これによ
り電磁石制動機２６が釈放される。
それから蓄勢ばね２３がばね受け１５を外方へ押す。な
ぜならば玉ねじ伝動装置１３は電動機ｌＯの回転子と共
にもはや回転を妨げられず、玉ねじ伝動装置１３の高い
効率のためはね受け１５及び押し引き管１６の外方への
変位を妨げないからである。
制輪子１９を制動円板から用層す場合、ｇｌ！閑ケース
３６が端子に４を介して釈放パルスを受け、それにより
引上げ電動機１ｏが例えば２４Ｖの全供給電圧を受け、
はね受け１５を再びその初期位ｆａ即ち図示した完全引
込み位置へ動かす。この初期位置は、なんらかの方法で
例えば初期位置を決定するマイクロスイッチにより規定
することができる。
一般にＰで示す制動力の調整のため、次の手段が設けら
れる。まず２つの固定抵抗１００　、第１図及び第２図
に破線の円で示して全体を９０ａで示す１つの可変抵抗
、及び直列接続されて全体を９０ｂで示す２つの電気抵
抗ひずみ計が、ホイートストンブリッジとして接続され
ている。
この場合電気低損ひずみｉｆｆ　９０ｂはブリッジ辺と
してホイートストンブリッジの購成部分を形成している
。２つの電気抵抗ひずみｉｊ　９０ｂの代りにただ１つ
の電気抵抗ひずみ計９０ｂも使用することができる。複
数の電気抵抗ひずみ訃の方が抵抗変化の項線に役立つの
で有利である。
可変抵抗９０ａは直接圧力目盛で校正することができる
。従って可変抵＠９０ａが特定の圧力Ｐに対応する特定
の値に設定されていると、電気抵抗ひずみｉｔ　９０ｂ
が制動装置の操作を介して、即ち部材１６．１７に生ず
る圧力を介して、可変抵抗９０ａに予め設定されている
のと同じ抵抗値になる瞬間に、ブリッジ平衡がおこり、
この瞬間にホイートストンブリッジｔｏｏ、　ｔｏｏ、
　９０ａＯ９０ｂが平衡する。この場合いわば目標値発
生器である可変抵抗９０ａは電気抵抗ひずみ′￥ｊ　９
０ｂの抵抗値に等しく、この可変抵抗９０ａを介して設
定されるか予め選択される制動圧力Ｐは、直接電気抵抗
ひずみ計９０ｂを介して求められる制動圧力Ｐに等しい
。
しかし制動過程中に制動力を変（ｔＬ、即ち強めるか又
は弱める場合、可変抵抗９０ａが操作される。これは制
御器に関係して行なわれ、その結果ホイートストンブリ
ッジがもはや平衡しなくなる。それから２１図によれば
、ブリッジ電圧が高抵抗３８を介して公知の構造の増幅
器３９の端子に５１　Ｋ６へかかる。抵抗３８はブリッ
ジ平衡抵抗として役立つ。
今や増幅器３９の出力端子に７＋ＫＢから引上げ電動機
１０が開閉ケース３６を介して端子に７とに８との間に
存在する電圧に比例する直流電圧を印加され、これが電
動機側入力端子Ｅｌ、　Ｋ２に接続されている出力端子
Ｋ１１ｌ　Ｋ１２を介して行なわれる。従って電気抵抗
ひずみｉｔ　９０ｂに作用する力Ｐが可変抵抗９０ａに
比較して大きすぎると、引上げ電動機ｌＯはばね蓄勢器
２５の力に抗する力を発生する。これは、ブリッジ１０
０゜１００＋　９０ａ、　９０ｂの平衡が再び行なわれ
、端子に７゜Ｋ８に調整電圧が存在しなくなることによ
り、開閉ケース３６が端子に９及びＫＩＯを介して電磁
石側ｕＪ機２６を付勢するまで、行なわれる。しかし可
変抵抗９０ａにより予め選択される値に対して制動力Ｐ
が小さすぎる場合、調整過程は逆に行なわれる。即ち電
磁石制動機２６が釈放され、電動機１０が端子に７とに
８との間に生ずる調整電圧に応じてトルクを発生し、こ
のトルクが玉ねじ伝動装置１３を介して、ばね蓄勢器２
５に抗する力として現われる。これにより電気抵抗ひず
み計９０ｂを介して変化する抵抗値がブリッジ平衡を生
じ、電磁石制動機２６（保持制動機）が付勢され、引上
げｔ？Ｉ　ｗＪａ　１０が消勢されるか、又は引上げ電
動機１０により生じてはね蓄勢器２５に抗する力が可変
抵抗９０ａに設定される制動力Ｐをｍ持するまで、この
制動力Ｐが増大される。
第２図には可変抵抗９０ａの特別な実施例が示されてい
る。この可変抵抗９０ａをホイートストンブリッジへ接
続する端子は、第１図及び第２図によればそれぞれ４０
．４１で示されている。
これらの端子４０．４１に第２図のように接続される固
定抵抗４２は、全体を９０ａ１で示す光−電界効果トラ
ンジスタに並列接続されている。光−電界効果トランジ
スタ９０ａ　１は端子Ｋｔ３ｓ　Ｋ１４を介して可変調
整電流により付勢される。赤外線に感するこのような電
界効果トランジスタ９０ａ１は、端子に１３及びに１４
を介して供給される調整電流により、端子４３９４４の
間でその抵抗を変化する。
端子４３と４４との間で赤外線の強さにより変化する電
界効果トランジスタ９０ａ１の抵抗は、例えば電気抵抗
ひずみｔｔ９０ｂの抵抗より１吋伏きい。例えば固定抵
抗１００．１００．４２及び圧力Ｐを受けない電気抵抗
ひずみｉ　９０ｂはそれぞれ７００Ωの値をもつことが
でき、−万雷界効果トランジスタの抵抗は約７０，００
０Ωの上下の値をとることができる。従って固定抵抗４
２と電界効果トランジスタ９０ａ　１との並列接続は、
ブリッジ辺９０ａの全抵抗がほぼ７００Ωの範囲で非常
に敏感に変化することができるという利点を持ち、これ
によ電気抵抗ひずみ訃９０ｂの抵玩値の変化の際ブリッ
ジ平衡感度が高まる。従って全体を９０ａで示すブリッ
ジ辺の調整感度は、ホイートストンブリッジ内のブリッ
ジ辺として（制動圧力Ｐの変化により生ずる）制ＷｊＢ
装置用の制動指令としてブリッジ平衡を開始する電気抵
抗ひすみ計９０ｂの僅かな抵抗変化に対応する。
なおに１３及びに１４で示す端子は、光−電界効果トラ
ンジスタ９０ａ　１の赤外線源４５に影、Ｉｓを及ばす
ため、一定電圧を供給されるので、電界効果トランジス
タ９０ａ　１用の供給電流（調整電流）の変化は制御器
の位置の尺度であるか、又はこの位置により代えられる
。
従って第１図及び第２図の例として前述した抵抗値とに
関して可変抵＠９０ａの全抵抗値が７０１０に高められ
るが、電気抵抗ひずみｉｊ　９０ｂの現在の実際の抵抗
が７０００にすぎないと、引上げ電帽１０による前述し
た再設定により、電気抵抗ひずみ計９０ｂに影響を及ぼ
す制動圧力Ｐが変化されて、電気抵抗ひすみ計９Ｑｂの
抵抗も同様に７０１０に増大し、従って抵抗１００．１
００．９０ａ及び９０ｂから形成される機ホイートスト
ンブリッジが平衡することになる。
第３図には電気抵抗ひずみ’ｉｊ　９０ｂの空間的配置
が示されている。これかられかるように、制輪子１９は
担板（制動担体）３３と２つのブラケット状突片２７と
を持っている。中空ピン２９が、両方のブラケット状突
片２７の受入れ穴２８と、突片２７の間へはまる制動キ
ャリパ半体３０の自由端の受入れ穴３１とを貫通してい
る。中空ピン２９はその内周面に２つ又はそれ以上の接
着された電気抵抗ひずみ計９Ｑｂを持っている。電気抵
抗ひずみ計９０ｂ用の導線は中空ピン頭部３４を通り、
接続ケーブル３５を介して第１図の端子に１５１　Ｋ＋
６へ導かれている。
第３図に全体を３０で示す装置の作用は次の通りである
。第１図による装置において、両方の制輪子１９にそれ
ぞれ電気抵抗ひずみｔｔ９０ｂを備えた中空ピン２９を
付属させることができる。しかしただ１つの制輪子１９
に、２つの電気抵抗ひずみ計９０ｂを持つ中空ピン２９
を付属させれば充分である。
制動過程においてばね蓄勢器２５から輪１７を介して制
輪子１９へ伝達される力は再び力Ｐとして表わされ、制
動キャリパ半体３０の受入れ穴３１の片側で中空ピン２
９の外周範囲３７へ伝達される。
突片２７の受入れ穴２８内に両端を支持される中空ピン
２９は、制動荷重に応じて弾性的に撓む。この弾性変形
は同時に電気抵抗ひずみｉ　９０ｂの伸縮を生じ、その
結果ホイートストンブリッジに影響を与える抵抗変化が
上述したように生ずる。電気抵抗ひずみ訃９０ｂの抵抗
変化はこの場合力Ｐに正比例している。
制動連動杆１８に手に負えない損失が生じても、制輪子
１９を最後の部材として動かす中空ピン２９に直接電気
抵抗ひずみ計９０ｂを設けることにより、第３図のよう
にこの損失が防止される時、第３図による構成が選ばれ
る。第３図によるこの配置によって、今や制輪子１９に
実際に存在する制動圧力Ｐが検出されるので、制動連動
杆１８による効率低下も防止される。
なお信号発生器抵抗９０ａの温度に関係する適当な構成
により温度依存性をなくすように配慮すれば、電気抵抗
ひずみ計９０ｂへ温度補１手段を組入れることは必ずし
も必要ではない。これは特に第３図による装置において
有利である。
なぜならば、ここでは制動ライニング２０に生ずる摩擦
熱により温度の大きい影響が可能だからである。
【図面の簡単な説明】
第１図は電動制動操作装置の概略構成図、第２図はブリ
ッジの可変抵抗の特別な構成の接続図、第３図は第１図
のＩ　Ｉ　Ｉ　＝　１１１の範囲に設けられる電気抵抗
ひずみ訃の断面図であるつＩＯ・・・引上げ電動機、１
６・・・押し引き管、＋７・・・輪、１８・・・制動連
動杆、１９・・・制輪子、２５・・・ばね苫勢器、４２
・・・固定抵抗、４３、４４・・・出力端子、９０ａ・
・・可変抵抗、９０ａｌ・・・電界効果トランジスタ、
９０ｂ・・−・電気抵抗ひずみ訃、９０ａ、　９０ｂ、
　１００．１００　””ホイートストンブリッジ６ ＦＩＧ、　１　　　　　　　　　　　　　２ソＦＩ０．
２ ．２０

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １　ばね蓄勢器と制動連動杆と制輪子とを持つ制動機構
    用電動制動操作装置が、制動を解除する際締められまた
    制動行程ではゆるむばね蓄勢器用の調整可能な引上げ電
    動機を持ち、ばね蓄勢器押し引き管から押し引き管の輪
    を介して発生されるばね蓄勢器力が、制動連動杆を介し
    て間接に制動をかけるように制輪子に作用し、ばね蓄勢
    器を締める方向に電動機に作用して最小値と最大値との
    間で調整可能な給電が行なわれて、ばね蓄勢器を締める
    際開始され、制動行程中も制動機構により操作される信
    号発生器の電気制動信号に関係して作用し、信号発生器
    が少なくとも２つの可変抵抗を持つホイートストンブリ
    ッジから成るものにおいて、ばね蓄勢器（２５）から出
    る制動力流中に設けられる少なくとも１つの電気抵抗ひ
    ずみ計（９０ｂ）が、ホイートストンブリッジ（１００
    、１００、９０ａ、９０ｂ）のブリッジ辺として第１の
    ブリッジ可変抵抗を形成し、第２のブリッジ可変抵抗（
    ９０ａ）が、ホイートストンブリッジの別のブリッジ辺
    として制動指令に関係して変化可能で、赤外線により制
    御される電界効果トランジスタ（９０ａ＿１）を含み、
    この電界効果トランジスタの出力端子（４３、４４）が
    固定抵抗（４２）に並列接続　され、赤外線源に接続さ
    れるその入力端子（Ｋ＿１＿３、Ｋ＿１＿４）が制動指
    令として可変電流を受けることを特徴とする、軌道車両
    用電動制動操作装置。 ２　電界効果トランジスタ（９０ａ＿１）の抵抗値が並
    列接続される固定抵抗（４２）の抵抗値より数倍大きく
    、この固定抵抗（４２）、ホイートストンブリッジの別
    の固定抵抗（１００、１００）及び荷重をかけられない
    電気抵抗ひずみ計（９０ｂ）の抵抗値がほぼ同じけた数
    であることを特徴とする、請求項１に記載の電動制動操
    作装置。
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