(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気バネの圧力に基づいて、圧縮空気源の空気圧から非常ブレーキ時のブレーキ圧に相当する応荷重圧を生成する応荷重弁と、
常用ブレーキ時に前記圧縮空気源の圧縮空気圧を出力する一方、非常ブレーキ時に前記応荷重圧を出力する切換弁と、
常用ブレーキ時に前記切換弁から供給される前記圧縮空気圧を調圧してブレーキ圧として出力するとともに、非常ブレーキ時に前記切換弁から供給される前記応荷重圧をそのままブレーキ圧として出力する圧力制御弁とを備え、
前記圧力制御弁は、
前記切換弁の出力圧が一次側圧力として供給される第一室と、
前記ブレーキ圧としての二次側圧力が生成される第二室と、
パイロット圧としての前記一次側圧力が導入された際に、前記第一室及び第二室間の連通路を閉塞するとともに、パイロット圧としての大気圧が導入された際に前記第一室及び前記第二室間の連通路を開放する第一弁部と、
パイロット圧としての前記二次側圧力が導入された際に前記第二室及び大気間の連通路を閉塞するとともに、パイロット圧としての大気圧が導入された際に前記第二室及び大気間の連通路を開放する前記第二弁部と、
励磁されることで前記第一弁部に前記一次側圧力を供給する一方、消磁されることで前記第一弁部に大気圧を供給する第一電磁弁と、
励磁されることで前記第二弁部に大気圧を供給する一方、消磁されることで前記第二弁部に前記二次側圧力を供給する第二電磁弁とを有することを特徴とするブレーキ装置。
【請求項２】
前記二次側圧力を検出する圧力センサをさらに有し、
前記圧力センサの検出する前記二次側圧力と外部から入力される常用ブレーキ指令の指令圧力とを比較する圧力比較部と、
該圧力比較部による前記二次側圧力及び前記指令圧力の比較結果に基づき前記第一電磁弁及び前記第二電磁弁を消励磁する調圧部とを有する制御装置をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のブレーキ装置。
【請求項３】
前記圧力制御弁は、
励磁されることで前記第一弁部に前記一次側圧力を供給する副第一電磁弁と、
前記第二電磁弁と直列的に配置され、励磁されることで前記第二電磁弁による前記第二弁部への前記二次側圧力の供給を停止して、前記第二弁部に大気圧を供給する副第二電磁弁とをさらに有し、
前記制御装置は、
外部から入力される副電磁弁操作指令に基づいて、前記副第一電磁弁及び前記副第二電磁弁を消励磁する遠隔操作部をさらに有することを特徴とする請求項２に記載のブレーキ装置。
【請求項４】
車輪の速度を検出する速度センサをさらに備え、
前記制御装置は、
前記速度センサの検出する前記車輪の速度に基づいて、前記車輪が滑走しているか否かを判定する滑走判定部と、
前記車輪が滑走していると前記滑走判定部が判定した際に、前記第一電磁弁を励磁するとともに及び前記第二電磁弁を励磁する滑走解除部とをさらに有することを特徴とする請求項２又は３に記載のブレーキ装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか一項に記載のブレーキ装置を備えることを特徴とする軌道系車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉄道車両等の軌道系車両のブレーキ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば特許文献１には、常用ブレーキ指令信号に応じたブレーキ指令圧を出力する電磁弁と、この電磁弁が出力するブレーキ指令圧を制御圧として容量増幅を行うことで常用ブレーキのブレーキ圧を生成する中継弁とを備えたブレーキ装置が開示されている。
【０００３】
さらに、このブレーキ装置は、乗客の重量を含む車両の全重量に応じた容量増幅を行い応荷重圧を生成する応荷重弁を備えている。非常ブレーキ時には応荷重圧が中継弁に制御圧として入力されることで、中継弁が当該応荷重圧の容量増幅を行って非常ブレーキのブレーキ圧を生成する。
また、例えば特許文献２には、鉄道車両のブレーキ装置に用いられる弁装置として、中継弁よりも簡易な構成をなす圧力制御弁が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４３１０１４９号公報
【特許文献２】特開平１１−２６５２１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記従来のブレーキ装置では、常用ブレーキ時、非常ブレーキ時にブレーキシリンダに供給されるブレーキ圧がいずれも中継弁によって生成されるため、万が一中継弁に故障が発生すれば、常用ブレーキの作動はおろか非常ブレーキを作動させることもできなくなってしまう。しかしながら、フェールセーフの観点からは、常用ブレーキが故障したとしても非常ブレーキを常時作動することが可能なシステムを構築することが好ましい。
【０００６】
一方、中継弁は、常用ブレーキ、非常ブレーキ双方に供される分だけ使用回数は高く、故障を未然に防ぐためにはメンテナンス頻度を高くする必要がある。さらに、中継弁は、排気弁棒や弁等の可動部を数多く有し、構造が複雑な分だけメンテナンスコストが増加してしまう。
【０００７】
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであって、メンテナンスコストの低減を図ることができるとともに、常用ブレーキを作動させることができない場合であっても非常ブレーキを作動させることが可能なブレーキ装置、及び、このブレーキ装置を備えた軌道系車両を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、本発明は以下の手段を提供している。
即ち、本発明に係るブレーキ装置は、空気バネの圧力に基づいて、圧縮空気源の空気圧から非常ブレーキ時のブレーキ圧に相当する応荷重圧を生成する応荷重弁と、常用ブレーキ時に前記圧縮空気源の圧縮空気圧を出力する一方、非常ブレーキ時に前記応荷重圧を出力する切換弁と、常用ブレーキ時に前記切換弁から供給される前記圧縮空気圧を調圧してブレーキ圧として出力するとともに、非常ブレーキ時に前記切換弁から供給される前記応荷重圧をそのままブレーキ圧として出力する圧力制御弁とを備え、前記圧力制御弁は、前記切換弁の出力圧が一次側圧力として供給される第一室と、前記ブレーキ圧としての二次側圧力が生成される第二室と、パイロット圧としての前記一次側圧力が導入された際に、前記第一室及び第二室間の連通路を閉塞するとともに、パイロット圧としての大気圧が導入された際に前記第一室及び前記第二室間の連通路を開放する第一弁部と、パイロット圧としての前記二次側圧力が導入された際に前記第二室及び大気間の連通路を閉塞するとともに、パイロット圧としての大気圧が導入された際に前記第二室及び大気間の連通路を開放する前記第二弁部と、励磁されることで前記第一弁部に前記一次側圧力を供給する一方、消磁されることで前記第一弁部に大気圧を供給する第一電磁弁と、励磁されることで前記第二弁部に大気圧を供給する一方、消磁されることで前記第二弁部に前記二次側圧力を供給する第二電磁弁とを有することを特徴とする。
【０００９】
このような特徴のブレーキ装置においては、常用ブレーキ時には圧縮空気源の圧縮空気圧が切換弁を介して圧力制御弁に供給される。圧力制御弁ではこの圧縮空気圧に調圧を施すことによって常用ブレーキ時のブレーキ圧を生成し出力する。
一方、非常ブレーキ時には、応荷重弁によって圧縮空気源の圧縮空気圧から生成される応荷重圧が、切換弁を介して圧力制御弁に供給される。この応荷重圧は、非常ブレーキ時のブレーキ圧に相当する。そして、圧力制御弁では、この応荷重圧に調圧を施すことなく、ブレーキ圧として出力する。
このように、応荷重弁、切換弁及び圧力制御弁によって常用ブレーキ時、非常ブレーキ時に適切なブレーキ圧を生成することができるため、構造が複雑で使用頻度の高い中継弁を使用しない分、メンテナンスコストの低減を図ることができる。
さらに、常用ブレーキ時のブレーキ圧を生成する圧力制御弁が故障し、入力される圧力に対して調圧を施すことができなくなった場合であっても、応荷重弁が非常ブレーキ時のブレーキ圧に相当する応荷重圧を生成し、圧力制御弁が当該応荷重弁をそのまま出力することによって、非常ブレーキ時のブレーキ圧を出力することができる。
また、圧力制御弁は、二次側圧力を任意に増圧及び減圧することができるとともに、故障時、特に、第一電磁弁及び第二電磁弁の励磁が不可能となった場合であっても一次側圧力をそのまま二次側圧力として出力することができる。
即ち、二次側圧力を増圧する際には、第一電磁弁を消磁することで第一室及び第二室間の連通路を開放する。すると、当該連通路を介して第一室の空気が第二室に導入され二次側圧力が増圧する。また、この際、第二電磁弁を消磁すると第二室及び大気間の連通路が閉塞されることで第二室内の空気が大気へ排出されることが妨げられる。これにより、二次側圧力の低下が阻止される。そして、二次側圧力が所望の圧力に達した際には、第一電磁弁を励磁することにより第一弁部に一次側圧力を導入し、第一室及び第二室間の連通路を閉塞する。これにより、第二室への一次側圧力の導入が停止され、二次側圧力の増加が停止する。 
一方、二次側圧力を減圧する際には、第二電磁弁を励磁することで第二室及び大気間の連通路を開放する。すると、当該連通路を介して第二室の空気が大気に放出されることで二次側圧力が減圧される。
このように、第一電磁弁、第二電磁弁を消励磁することで、二次側圧力を任意の圧力に設定することができる。
さらに、第一電磁弁及び第二電磁弁が励磁不可能となった場合には、第一室及び第二室間の連通路が開放状態となるとともに、第二室及び大気間の連通路が閉塞状態となることで、一次側圧力がそのまま第二室に導入される。これにより、一次側圧力を二次側圧力として出力することができる。
【００１２】
さらに、本発明に係るブレーキ装置は、前記二次側圧力を検出する圧力センサをさらに有し、前記圧力センサの検出する前記二次側圧力と外部から入力される常用ブレーキ指令の指令圧力とを比較する圧力比較部と、該圧力比較部による前記二次側圧力及び前記指令圧力の比較結果に基づき前記第一電磁弁及び前記第二電磁弁を消励磁する調圧部とを有する制御装置をさらに備えることを特徴とする。
【００１３】
このように、制御装置が二次側圧力を検出する圧力センサと常用ブレーキ指令の指令圧力とを比較して、この比較結果に基づき第一電磁弁及び第二電磁弁を消励磁することで、指令圧力に応じたブレーキ圧としての二次側圧力を生成することができる。
【００１４】
さらに、本発明に係るブレーキ装置において、前記圧力制御弁は、励磁されることで前記第一弁部に前記一次側圧力を供給する副第一電磁弁と、前記第二電磁弁と直列的に配置され、励磁されることで前記第二電磁弁による前記第二弁部への前記二次側圧力の供給を停止して、前記第二弁部に大気圧を供給する副第二電磁弁とをさらに有し、前記制御装置は、外部から入力される副電磁弁操作指令に基づいて、前記副第一電磁弁及び前記副第二電磁弁を消励磁する遠隔操作部をさらに有することを特徴とする。
【００１５】
このような特徴のブレーキ装置によれば、第一電磁弁及び第二電磁弁が故障して励磁できなくなった場合であっても、副第一電磁弁及び副第二電磁弁を遠隔操作により消励磁することで、ブレーキ圧としての二次側圧力の生成や当該ブレーキ圧の開放を行うことができる。これにより、冗長性をもったシステムを実現することが可能となる。
【００１６】
また、本発明に係るブレーキ装置は、車輪の速度を検出する速度センサをさらに備え、前記制御装置は、前記速度センサの検出する前記車輪の速度に基づいて、前記車輪が滑走しているか否かを判定する滑走判定部と、前記車輪が滑走していると前記滑走判定部が判定した際に、前記第一電磁弁を励磁するとともに前記第二電磁弁を励磁する滑走解除部とをさらに有することを特徴とする。
【００１７】
ここで、応荷重弁及び中継弁を備えた従来のブレーキ装置において滑走制御、即ち、車輪滑走時にブレーキ圧を開放させる制御を行おうとした場合、別個に滑走防止弁等を設ける必要があり、コストが増加してしまう他、ブレーキ装置自体の大型化を招きコストが増加してしまうという問題がある。
これに対して本発明のブレーキ装置においては、制御装置による車輪が滑走しているか否かの判定に基づいて第一電磁弁及び第二電磁弁を励磁することでブレーキ圧の開放を行うことができる。これによって、別個に滑走防止弁を設けずとも、圧力制御弁を利用して容易に滑走制御を行うことができる。
【００１８】
さらに、本発明に係る軌道系車両は、上記いずれかに記載のブレーキ装置を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明のブレーキ装置及び軌道系車両によれば、応荷重弁、切換弁及び圧力制御弁を組み合わせてブレーキ装置を構成したことにより、中継弁を用いることなく常用ブレーキ時、非常ブレーキ時に適切なブレーキ圧を生成することができる。また、圧力制御弁の第一電磁弁及び第二電磁弁が故障して励磁不可能となった場合であっても、当該圧力制御弁が応荷重圧をそのまま出力することによって、非常ブレーキ時のブレーキ圧を出力することができる。したがって、コストの低減を図ることができるとともに、常用ブレーキを作動させることができない場合であっても非常ブレーキを作動させることが可能なブレーキ装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】実施形態のブレーキ装置の概略構成図である。
【図２】実施形態の応荷重弁の概略構成図である。
【図３】実施形態の切換弁の概略構成図である。
【図４】実施形態の圧力制御弁の概略構成図である。
【図５】実施形態の制御装置の機能ブロック図である。
【図６】制御装置の制御フローを説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明のブレーキ装置の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
図１に示すように、ブレーキ装置１は、弁本体ブロック２と、該弁本体ブロック２内に一体に収容された応荷重弁１０、切換弁４０、圧力制御弁６０、複式逆止弁１４０及び圧力センサ１５０と、弁本体ブロック２の外部に設けられた速度センサ１６０及び制御装置２００とによって構成されている。本実施形態のブレーキ装置１は、軌道系車両としての鉄道車両に搭載される。
【００２２】
弁本体ブロック２は、内部に空気が流通する管路が形成されており、該弁本体ブロック２に一体に設けられた管座の表面に上記管路の一部が開口することで圧縮空気源接続ポート３、一対の空気バネ接続ポート４、ブレーキシリンダ接続ポート５、保安ブレーキ接続ポート６が形成されている。
【００２３】
圧縮空気源接続ポート３には、弁本体ブロック２の外部に設けられた圧縮空気源３００が接続されており、これによって圧縮空気源３００の圧縮空気圧（ＳＲ圧）が圧縮空気源接続ポート３を介して弁本体ブロック２の管路内に導入される。  
また、空気バネ接続ポート４には、それぞれ鉄道車両の台車上にて車両本体を支持する空気バネ３１０が接続されており、一対の空気バネ３１０の圧力（ＡＳ１圧、ＡＳ２圧）が弁本体ブロック２の管路に導入される。これらＡＳ１圧及びＡＳ２圧は乗客を含む車両の重量に応じた圧力を有している。
なお、これらＡＳ１圧及びＡＳ２圧は、車両の複数の台車にそれぞれ設けられた空気バネ３１０毎の圧力であってもよいし、複数の空気バネ３１０の平均圧力であってもよい。例として、一車両が４つの台車を備え、各台車に１つの空気バネ３１０が設けられている場合には、２つの台車における空気バネ３１０の平均圧力をＡＳ１圧とし、残りの２つの台車における空気バネ３１０の平均圧力をＡＳ２としてもよい。
【００２４】
さらに、ブレーキシリンダ接続ポート５には、車輪３４０に対して押圧される制輪子３３０を操作するブレーキシリンダ３２０が接続されている。これにより、ブレーキ装置１内で生成されたブレーキ圧（ＢＣ圧）がブレーキシリンダ３２０に導入されるようになっている。
そして、保安ブレーキ接続ポート６には、保安ブレーキが接続されており、常用ブレーキが故障した際に保安ブレーキの圧力（ＨＢ圧）が保安ブレーキ接続ポート６を介して弁本体ブロック２の管路に導入されるようになっている。
【００２５】
次に応荷重弁１０について説明する。この応荷重弁１０は、弁本体ブロック２内の管路を介してＳＲ圧、ＡＳ１圧及びＡＳ２圧が供給され、ＡＳ１圧及びＡＳ２圧を制御圧としてＳＲ圧から非常ブレーキ時のＢＣ圧に相当する応荷重圧（ＶＬ圧）を生成し出力する。本実施形態の応荷重弁１０は、図２に示すように応荷重弁本体１１と増圧電磁弁３１とによって構成されている。
【００２６】
応荷重弁本体１１は、軸線Ｐを中心として延在しており、軸線Ｐ方向一方側（図２における上側）から軸線Ｐ方向他方側（図２における下側）に向かって順次隣り合うように配置された第一室１２、第二室１３、第三室１４、第四室１５、第五室１６及び第六室１７を備えている。
【００２７】
第一室１２及び第二室１３は第一ダイアフラム２１によって仕切られており、第二室１３及び第三室１４は第二ダイアフラム２２によって仕切られている。また、第三室１４及び第四室１５は第三ダイアフラム２３によって仕切られており、第四室１５及び第五室１６は第四ダイアフラム２４によって仕切られている。なお、第一ダイアフラム２１、第二ダイアフラム２２、第三ダイアフラム２３及び第四ダイアフラム２４はそれぞれ弾性変形可能な皮膜状をなす部材である。
また、第五室１６と第六室１７との間は、これら第五室１６と第六室１７とを互いに連通する連通孔２６ａを備えた仕切り板２６によって仕切られている。
【００２８】
第一室１２には、該第一室１２内外を連通するとともに一対の空気バネ接続ポート４のうちの一方と管路を介して接続された第一空気バネ圧導入口１２ａが形成されている。この第一空気バネ圧導入口１２ａを介して第一室１２内に常にＡＳ１圧が導入されるようになっている。
また、第二室１３には、該第二室１３内外を連通するとともに一対の空気バネ接続ポート４のうちの他方と管路を介して接続された第二空気バネ圧導入口１３ａが形成されている。この第二空気バネ圧導入口１３ａを介して第二室１３内に常にＡＳ２圧が導入されるようになっている。
【００２９】
第三室１４内には、第一室１２側の端部、即ち、軸線Ｐ一方側の端部が第二ダイアフラム２２に接続されるとともに第六室１７側の端部、即ち、軸線Ｐ他方側の端部が第三ダイアフラム２３に接続されたコイルスプリング２５が設けられている。これにより、第二ダイアフラム２２が第六室１７側に変位した際には、コイルスプリング２５を介して当該変位が第六室１７側に向かう力として第三ダイアフラム２３に伝達される。
また、第五室１６には、該第五室１６を内外に連通する応荷重圧出力口１６ａが形成されている。応荷重弁１０によって生成されるＶＬ圧はこの応荷重圧出力口１６ａから出力される。
【００３０】
第六室１７は、その軸線Ｐ方向他方側の端部に大気と連通する圧力排出口１７ａが形成されており、さらに、第六室１７内外を連通するとともに管路を介して圧縮空気源接続ポート３に接続された圧縮空気圧導入口１７ｂが形成されている。
また、この第六室１７内には、軸線Ｐ方向にスライド可能な可動弁座２７が設けられている。この可動弁座２７は、軸線Ｐ方向一方側の端部に仕切り板２６における連通孔２６ａの縁部と密着可能とされたリング状の弁座本体２７ａを備え、さらに、該弁座本体２７ａから軸線Ｐ方向他方側に向かって該軸線Ｐを中心として筒状に延びる仕切り筒体２７ｂを備えている。
【００３１】
第六室１７は仕切り筒体２７ｂによって二室に区画されており、該仕切り筒体２７ｂの内側の空間が圧力排出口１７ａが存在する圧力排出室１７ｃとされ、仕切り筒体２７ｂの外側の空間が圧縮空気圧導入口１７ｂが存在する圧力導入室１７ｄとされている。
そして、この可動弁座２７はコイルスプリング等の付勢部材１７ｅによって軸線Ｐ方向一方側に付勢されている。これにより、可動弁座２７に外力が作用しない限り弁座本体２７ａが仕切り板２６の連通孔２６ａの縁部と密着するようになっている。また、この状態においては、連通孔２６ａは第五室１６と第六室１７における圧力排出室１７ｃとを連通状態とし、第六室１７の圧力導入室１７ｄは第五室１６及び圧力排出室１７ｃと隔離されている。
【００３２】
そして、この応荷重弁本体１１内には、該応荷重弁本体１１の軸線Ｐ方向一方側から挿入されて軸線Ｐ方向他方側に向かって延びる弁棒２８が設けられている。
この弁棒２８は、第一ダイアフラム２１及び第二ダイアフラム２２とはそれぞれ軸線Ｐ方向に独立して移動可能とされる一方、第三ダイアフラム２３及び第四ダイアフラム２４とは互いに接続されており、これら第三ダイアフラム２３及び第四ダイアフラム２４の移動に連動して弁棒２８が軸線Ｐ方向に移動するようになっている。
【００３３】
また、弁棒２８の先端、即ち、軸線Ｐ方向他方側の端部には、軸線Ｐを中心として該軸線Ｐ方向他方側に向かって拡径する円錐状をなす弁本体２８ａが設けられている。この弁本体２８ａの直径は上記連通孔２６ａの内径よりも小さく設定されており、これにより連通孔２６ａを軸線Ｐ方向に通過できるようになっている。また、弁本体２８ａの先端、即ち、軸線Ｐ方向他端側の端部は、弁棒２８が軸線Ｐ方向他方側に移動した際に可動弁座２７の弁座本体２７ａに軸線Ｐ方向一方側から当接するようになっている。弁本体２８ａが弁座本体２７ａに当接した際には、弁座本体２７ａのリング状の内側が閉塞されることで圧力排出室１７ｃと第五室１６との連通状態が閉塞される。そして、この状態から弁棒２８がさらに軸線Ｐ方向他方側に移動すると、可動弁座２７が図示しない付勢部材の付勢に抗して軸線Ｐ方向他方側に押し込まれることによって、該可動弁座２７が軸線Ｐ方向他方側にスライドする。これにより、弁座本体２７ａが連通孔２６ａの縁部から離間するとともに、仕切り筒体２７ｂが軸線Ｐ方向他方側に移動することで第五室１６と圧力導入室１７ｄとの閉塞状態が解除され、即ち、第五室１６と圧力導入室１７ｄとが連通孔２６ａを介して連通状態となる。
【００３４】
増圧電磁弁３１は、大気と連通する排出口３３を備えた前室３２と、該前室３２及び応荷重弁本体１１の第四室１５と連通する中間室３４と、該中間室３４及び応荷重弁本体１１の第五室１６と連通する後室３５とを備えている。また、増圧電磁弁３１には、消励磁されることにより、前室３２及び中間室３４間の連通路又は中間室３４及び後室３５間の連通路のいずれか一方を連通状態とし他方を閉塞状態とする電磁弁本体３６が設けられている。この電磁弁本体３６は、消磁状態においては後室３５内に設けられたコイルスプリング３７に付勢されることで中間室３４及び後室３５間の連通路を閉塞し、前室３２及び中間室３４間の連通路を連通状態としている。そして、励磁状態においては、前室３２及び中間室３４間の連通路を閉塞し、中間室３４及び後室３５間の連通路を開放する。
【００３５】
次に切換弁４０について説明する。この切換弁４０は、切換弁本体４１とパイロット電磁弁５０とを備えている。
この切換弁本体４１は、図３に示すように、パイロット室４２と、該パイロット室４２の一方側に隣接する応荷重圧導入室４３と、該応荷重圧導入室４３の一方側に隣接し出力口４４ａが形成された出力室４４と、該出力室４４の一方側に隣接する圧縮空気圧導入室４５とを備えている。
パイロット室４２は、管路を介して圧縮空気源接続ポート３に接続されており、これによってパイロット室４２にはＳＲ圧がパイロット圧として導入される。
応荷重圧導入室４３は、管路を介して応荷重弁１０の応荷重圧出力口１６ａを接続されている。これによって、応荷重圧導入室４３には、応荷重弁１０の出力であるＶＬ圧が導入される。
また、圧縮空気圧導入室４５は管路を介して圧縮空気源接続ポート３に接続されている。これによって、圧縮空気圧導入室４５には、ＳＲ圧が導入される。
なお、応荷重圧導入室４３と出力室４４とは第一連通孔４６を介して互いに連通されており、さらに、圧縮空気圧導入室４５と出力室４４とは第二連通孔４７を介して互いに連通されている。
【００３６】
そして、この切換弁本体４１の内部には、パイロット室４２から応荷重圧導入室４３、出力室４４及び圧縮空気圧導入室４５にわたって延びる弁棒４８が設けられている。この弁棒４８の延在方向の略中央には、弁体４８ａが設けられており、弁棒４８がその延在方向に移動することで弁体４８ａが第一連通孔４６又は第二連通孔４７のいずれか一方を閉塞するようになっている。また、弁棒４８の一端はパイロット室４２内に導入されており、該弁棒４８の一端にパイロット室４２内の圧力が付与されるようになっている。
【００３７】
パイロット電磁弁５０は、圧縮空気源接続ポート３と切換弁本体４１のパイロット室４２とを接続する管路に設けられており、消磁されている際には、当該管路を開放状態としてパイロット室４２にパイロット圧としてＳＲ圧を導入する一方、励磁されることによって、当該管路を閉塞するとともにパイロット室４２の圧力を大気に開放する。
なお、このパイロット電磁弁５０は、車両の電源がオンとなることに伴って励磁された状態となる。
【００３８】
次に、圧力制御弁６０について説明する。この圧力制御弁６０は、常用ブレーキ時に切換弁４０から供給されるＳＲを調圧してＢＣ圧として出力するとともに、非常ブレーキ時に切換弁４０から供給されるＶＬ圧をそのままＢＣ圧として出力する役割を有している。
本実施形態の圧力制御弁６０は、図４に示すように、弁装置本体７０、第一電磁弁１００、副第一電磁弁１１０、第二電磁弁１２０及び副第二電磁弁１３０から構成されている。
【００３９】
弁装置本体７０は、第一室７１、第二室７２、第一弁部８０、第二弁部９０とを備えている。
第一室７１は、該第一室７１内外を連通するとともに切換弁４０における切換弁本体４１の出力口４４ａと管路を介して接続された一次側圧力導入口７１ａを備えている。これにより、第一室７１内には、一次側圧力導入口７１ａを介して切換弁本体４１の出力圧が供給される。
【００４０】
第二室７２は、第二室７２内外を連通するとともに、管路を介してブレーキシリンダ接続ポート５と接続された二次側圧力出力口７２ａを備えている。これにより、第二室７２内で生成された二次側圧力が、二次側圧力出力口７２ａを介してブレーキシリンダ接続ポート５に導入される。
また、第一室７１及び第二室７２間には、これらを互いに連通する連結連通路（連通路）７３が設けられており、さらに、第二室７２には、該第二室７２内外を連通して大気と接続された大気連通路（連通路）７４が設けられている。
【００４１】
第一弁部８０は、第一室７１に隣接するように設けられている。この第一弁部８０は、上記連結連通路７３の第一室７１側の開口を閉塞するように設けられた弾性変形可能な皮膜状をなす第一ダイアフラム８１と、該第一ダイアフラム８１を介して第一室７１と仕切られた第一パイロット室８２とを備えている。また、第一弁部８０は、第一パイロット室８２内部に、上記第一ダイアフラム８１を第一室７１側に向かって、即ち、連結連通路７３の第一室７１側の開口に向かって付勢するコイルスプリング８３を備えている。
【００４２】
さらに、第一弁部８０は、第一パイロット室８２内外を連通する第一パイロット圧導入口８４を備えている。この第一パイロット圧導入口８４は第一供給通路８５を介して、第一室７１と切換弁本体４１の出力口４４ａとを接続する管路に接続されている。これにより、第一パイロット室８２内には、上記一次側圧力が第一パイロット圧導入口８４を介して導入されるようになっている。
この第一弁部８０は、パイロット圧としての一次側圧力が第一パイロット室７１に導入された際に、第一室７１及び第二室７２間の連結連通路７３を閉塞する一方、パイロット圧としての大気圧が第一パイロット室８２に導入された際には第一室７１及び前記第二室７２間の連結連通路７３を開放する。
【００４３】
第二弁部９０は、第二室７２に隣接するように設けられている。この第二弁部９０は、上記大気連通路７４の開口を閉塞するように設けられた弾性変形可能な皮膜状をなす第二ダイアフラム９１と、該第にダイアフラムを介して第二室７２と仕切られた第二パイロット室９２とを備えている。また、第二弁部９０は、第二パイロット室９２内部に、上記第二ダイアフラム９１を第二室７２側に向かって、即ち、大気連通路７４の開口に向かって付勢するコイルスプリング９３を備えている。
【００４４】
さらに、第二弁部９０は、第二パイロット室９２内外を連通する第二パイロット圧導入口９４を備えている。この第二パイロット圧導入口９４は第二供給通路９５を介して、第二室７２とブレーキシリンダ接続ポート５とを接続する管路に接続されている。これにより、第二パイロット室９２内には、上記二次側圧力が第二パイロット圧導入口９４を介して導入されるようになっている。
この第二弁部９０は、パイロット圧としての二次側圧力が第二パイロット室９２に導入された際に第二室７２及び大気間の大気連通路７３を閉塞する一方、パイロット圧としての大気圧が第二パイロット室９２に導入された際に第二室７２及び大気間の大気連通路７３を開放する。
【００４５】
第一電磁弁１００は、上記第一供給通路８５に設けられており、消励磁されることにより該第一供給通路８５を開閉する。具体的には、この第一電磁弁１００が励磁された際には、第一電磁弁１００が第一供給通路８５を開放して上記第一パイロット室８２への一次側圧力の導入を許容する一方、第一電磁弁１００が消磁された際には、第一電磁弁１００が第一供給通路８５を閉塞して第一パイロット室８２への一次側圧力の導入を禁止する。
第一電磁弁１００は、上記第一供給通路８５に設けられている。この第一電磁弁１００は、消磁されている状態においては、第一電磁弁１００の上流側の第一供給通路８５を閉塞するとともに下流側の第一供給通路８５を大気に連通させる。これによって、第一パイロット室８２内に大気圧を供給する。一方、第一電磁弁１００は、励磁されている状態においては、該第一電磁弁１００の上流側及び下流側の第一供給通路８５を連通させて上記第一パイロット室８２への一次側圧力の導入を許容する。
【００４６】
副第一電磁弁１１０は、第一供給通路８５における第一電磁弁１００と第一パイロット圧導入口８４との間に設けられている。また、この副第一電磁弁１１０には、第一電磁弁１００の上流側の第一供給通路８５から分岐して延びるバイパス路１１１が接続されている。
そして、この副第一電磁弁１１０は、消磁されている状態においては、第一供給通路８５における第一電磁弁１００と第一パイロット圧導入口８４との間を開放状態とする一方、励磁された際には、第一供給通路８５における第一電磁弁１００と第一パイロット圧導入口８４との間を閉塞状態とするとともにバイパス路１１１を介して第一パイロット室８２に一次側圧力を導入する。
【００４７】
第二電磁弁１２０は、上記第二供給通路９５に設けられている。この第二電磁弁１２０は、消磁されている状態においては、第二電磁弁１２０は第二供給通路９５を開放して上記第二パイロット室９２への二次側圧力の導入を許容する。これに対して第二電磁弁１２０が励磁された際には、この第二電磁弁１２０の上流側の第二供給通路９５を閉塞するとともに下流側の第二供給通路９５を大気に連通させる。これによって、第二パイロット室９２内に大気圧を供給する。
【００４８】
副第二電磁弁１３０は、上記第二供給通路９５における下流側に設けられており、上記第二電磁弁１２０と同様の構成をなしている。即ち、副第二電磁弁１３０は、消磁されている際には、第二電磁弁１２０は第二供給通路９５を開放する一方、励磁された際には、下流側の第二供給通路９５を大気に連通して第二パイロット室９２内に大気圧を供給する。
【００４９】
次に複式逆止弁１４０について説明する。
図１に示すように、複式逆止弁１４０は、保安ブレーキ接続ポート６、ブレーキシリンダ接続ポート５及び圧力制御弁６０の弁装置本体７０における二次側圧力出力口７２ａ（図３参照）の３つに接続されている。そして、保安ブレーキ接続ポート６から供給されるＨＢ圧と二次側圧力出力口７２ａから供給される圧力制御弁６０の二次側圧力とのうち、圧力の高い方を保安ブレーキ接続ポート６に供給する。
これにより、通常時、即ち、保安ブレーキが非作動の場合には、圧力制御弁６０の二次側圧力がブレーキシリンダ接続ポート５に供給される一方、保安ブレーキが作動して保安ブレーキ接続ポート６にＨＢ圧が供給された際には、当該ＨＢ圧は圧力制御弁６０の二次側圧力よりも常に高い圧力となるため、ブレーキシリンダ接続ポート５にはＨＢ圧が供給される。
【００５０】
次に圧力センサ１５０及び速度センサ１６０について説明する。
圧力センサ１５０は、複式逆止弁１４０とブレーキシリンダ接続ポート５との間の管路に設けられえており、当該管路の圧力を検出している。なお、この管路には、ブレーキシリンダ３２０に対して供給される圧力、即ち、ＢＣ圧が存在している。したがって、圧力センサ１５０は、常にＢＣ圧を検出している。この圧力センサ１５０が検出したＢＣ圧の値は制御装置２００へと入力される。
【００５１】
速度センサ１６０は、車輪３４０の回転数を検出するセンサであって、当該車輪３４０の回転数と車輪３４０の直径とから車両の進行速度が算出される。本実施形態においては、例えば、一車両の複数の輪軸毎の車輪３４０の回転数を検出しており、この検出値が制御装置２００へと入力される。
なお、この速度センサ１６０としては、例えば速度発電機を用いることができ、該速度発電機の発電量から車輪３４０の回転数を求めることができる。
【００５２】
次に制御装置２００について説明する。図５に制御装置２００の機能ブロック図を示す。
本実施形態の制御装置２００は、圧力センサ１５０の出力が入力される圧力比較部２１０と、該圧力比較部２１０の出力が入力される調圧部２２０と、速度センサ１６０の出力が入力される滑走判定部２３０と、滑走判定部２３０の出力が入力される滑走解除部２４０と、調圧部２２０及び滑走解除部２４０の出力が入力される電磁弁制御部２７０と、副電磁弁操作指令が入力される遠隔操作部２５０と、非常ブレーキ指令が入力されるパイロット電磁弁消磁部２６０とを備えている。
【００５３】
圧力比較部２１０は、圧力センサ１５０から入力されるＢＣ圧、即ち、圧力制御弁６０の二次側圧力と、運転手のブレーキレバーの操作に基づいて入力される常用ブレーキ指令の指令圧力とを比較する。
調圧部２２０は、圧力比較部２１０の比較結果に基づき、第一電磁弁１００及び第二電磁弁１２０を消励磁制御する信号を出力する。
即ち、圧力比較部２１０により二次側圧力の方が指令圧力よりも小さいと判断された場合には、第一電磁弁１００を消磁するとともに第二電磁弁１２０を消磁する信号、即ち、増圧制御指令を出力する。また、圧力比較部２１０により二次側圧力と指令圧力とが同等と判断した場合には、第一電磁弁１００を励磁するとともに第二電磁弁１２０を消磁する信号、即ち、圧力保持指令を出力する。さらに、圧力比較部２１０により二次側圧力が指令圧力よりも大きいと判断した場合には、第一電磁弁１００を励磁するとともに第二電磁弁１２０を励磁する信号、即ち、減圧制御指令を出力する。
【００５４】
滑走判定部２３０は、速度センサ１６０の出力に基づいて、車輪３４０が滑走しているか否かを判定する。具体的には、例えば複数の輪軸毎の車輪３４０の速度を平均化することにより基準速度を求め、当該基準速度から予め定めた閾値を逸脱している速度の車輪３４０があった際には、当該車輪３４０が滑走状態であると判定する。
【００５５】
滑走解除部２４０は、滑走判定部２３０により特定の車輪３４０が滑走していると判定された際には、圧力制御弁６０の第一電磁弁１００を励磁するとともに第二電磁弁１２０を励磁する信号、即ち、滑走制御指令を出力する。
【００５６】
電磁弁制御部２７０では、調圧部２２０から出力される信号（増圧制御指令、圧力保持指令、減圧制御指令）と滑走解除部２４０から出力される滑走制御指令とのうち、滑走制御指令を優先的に第一電磁弁１００及び第二電磁弁１２０に出力する。電磁弁制御部２７０に調圧部２２０からの信号のみが入力されている際には、当該調圧部２２０からの信号を第一電磁弁１００、第二電磁弁１２０に出力する。
【００５７】
遠隔操作部２５０は、例えば車両の運転手等の操作に基づいて副電磁弁操作指令が入力された際に、副第一電磁弁１１０及び副第二電磁弁１３０の消励磁を行う。
また、パイロット電磁弁消磁部２６０は、ブレーキハンドルの操作に基づいて非常ブレーキ指令が入力された際に、パイロット電磁弁５０に対して消磁される指令を出力する。
【００５８】
次に、以上のような構成のブレーキ装置１の作用について説明する。
まず、応荷重弁１０の動作について説明する。
応荷重弁１０では、応荷重弁本体１１の第一室１２及び第二室１３内にそれぞれ空気バネ３１０よりＡＳ１圧及びＡＳ２圧が導入されると、第一室１２内の圧力と第二室１３内の圧力の一部が第一ダイアフラム２１を介して相殺されることで、これら第一室１２と第二室１３との圧力を平均化した圧力、即ち、ＡＳ１圧及びＡＳ２圧の平均圧が第二ダイアフラム２２に対して軸線Ｐ方向他方側に向かって付与される。
これにより第二ダイアフラム２２が軸線Ｐ方向他方側に変位すると、コイルスプリング２５を介して第三ダイアフラム２３も軸線Ｐ方向他方側に変位し、これに伴って第三ダイアフラム２３に接続された弁棒２８も軸線Ｐ方向他方側に変位する。
【００５９】
すると、弁棒２８の先端の弁本体２８ａが可動弁座２７に当接して弁座本体２７ａを軸線Ｐ方向他方側に移動させることにより、圧力排出室１７ｃと第五室１６との連通状態が閉塞され、さらに、圧力導入室１７ｄと第五室１６との閉塞状態が解除され、即ち、圧力導入室１７ｄと第五室１６とが互いに連通した状態となる。これにより、圧力導入室１７ｄのＳＲ圧が第五室１６に導入される。
【００６０】
ここで、上記のように可動弁座２７が軸線Ｐ方向他方側に移動することで第五室１６に導入された圧力により、第四ダイアフラム２４には軸線Ｐ方向一方側に向かっての力が付与される。これにより、第四ダイアフラム２４に接続された弁棒２８に対しても、第五室１６に導入された圧力に基づく軸線Ｐ方向一方側に向かう力が作用する。このように第五室１６に導入された圧力に基づいて弁棒２８に作用する軸線Ｐ方向一方側に向かう力の大きさが、ＡＳ１圧及びＡＳ２圧の平均圧に基づいて弁棒２８に作用する軸線Ｐ方向他方側に向かう力の大きさを上回ると、弁棒２８が軸線Ｐ方向一方側に移動することにともなって、可動弁座２７も軸線Ｐ方向一方側に移動する。そして、弁座本体２７ａによって第五室１６と圧力導入室１７ｄとの連通状態が閉塞される。これによって、第五室１６の増圧が停止され、即ち、第五室１６にはＡＳ１圧及びＡＳ２圧の平均圧に応じた分だけの圧力のみが導入される。したがって、応荷重弁本体１１のみでは、第五室１６の圧力上昇はＡＳ１圧及びＡＳ２圧の平均圧に基づいて制限される。
【００６１】
これに対して本実施形態では、応荷重弁本体１１の第五室１６に導入された圧力は、増圧電磁弁３１の作用によりさらに増圧される。
即ち、第五室１６に導入された圧力は、増圧電磁弁３１の後室３５にも導入される。この際、増圧電磁弁３１の電磁弁本体３６が励磁されると、後室３５と中間室３４とが連通状態となり、即ち、応荷重弁本体１１の第五室１６の圧力が増圧電磁弁３１の後室３５及び中間室３４を介して応荷重弁１０の第四室１５に導入される。これにより、第四ダイアフラム２４を介して第五室１６の圧力が第四室１５の圧力によって一部相殺されるため、第五室１６の圧力に基づいて弁棒２８に対して軸線Ｐ方向一方側に作用する力の大きさが減少する。これにより、第五室１６の圧力がさらに増圧されない限り、弁棒２８を軸線Ｐ方向一方側に向かって移動させることはできない。結果として、第五室１６には、ＡＳ１圧及びＡＳ２圧の平均圧よりも高い圧力を導入することができるようになる。
【００６２】
このように、第五室１６の圧力は、ＡＳ１圧及びＡＳ２圧の平均圧に応じて変化し、さらに増圧電磁弁３１による第四室１５への圧力の導入量によって決定される。本実施形態においては、電磁弁本体３６が励磁されることによって、第五室１６の圧力が非常ブレーキ時のＢＣ圧相当の圧力になるまで増圧される。そして、このように増圧された圧力が、第五室１６の応荷重圧出力口１６ａからＶＬ圧として出力される。
以上のようにして、応荷重弁１０では、ＡＳ１圧及びＡＳ２圧に応じてＳＲ圧から非常ブレーキ時のＢＣ圧に相当するＶＬ圧を生成し出力する。
【００６３】
なお、本実施形態においては、増圧電磁弁３１の作用により増圧されたＶＬ圧が出力される構成としたが、必ずしも増圧電磁弁３１を機能させなくともよい。即ち、増圧電磁弁３１を消磁状態とすることにより、ＡＳ１圧及びＡＳ２圧に応じた所定の圧力をＶＬ圧として出力することとしてもよい。このように増圧電磁弁３１の消励磁を制御することにより、車両の種類や速度に応じて非常ブレーキ時の圧力を可変とすることができる。これにより、例えば、車両の速度が速い際には非常ブレーキ時のＢＣ圧を大きくし、車両の速度が遅い際には非常ブレーキ時のＢＣ圧力を小さくすることができる。
【００６４】
次に、切換弁４０の動作について説明する。
この切換弁４０においては、切換弁本体４１の出力室４４から、ＶＬ圧又はＳＲ圧のいずれか一方が出力される。即ち、パイロット電磁弁５０が消磁されている際には、切換弁４０のパイロット室にＳＲ圧が導入される。すると、切換弁本体４１の圧縮空気圧導入室４５に導入されたＳＲ圧とパイロット室４２のＳＲ圧とが相殺される。この際、応荷重圧導入室４３に導入されたＶＬ圧が弁体４８ａを押圧することで第一連通孔４６が開放され、第二連通孔４７が閉塞される。これによって、ＶＬ圧が出力室４４から出力される。
【００６５】
一方、パイロット電磁弁５０が励磁された際、即ち、車両の電源がオンとなった際には、パイロット室４２のＳＲ圧が排出される。すると、ＶＬ圧及びＳＲ圧の双方が互いに逆向きに作用する弁体４８ａは、ＳＲ圧の方がＶＬ圧に比べて大きいため応荷重圧導入室４３側に変位する。これにより、第一連通孔４６が閉塞されるとともに第二連通孔４７が連通状態となり、ＳＲ圧が出力室４４から出力される。
このように、本実施形態の切換弁４０は、パイロット電磁弁５０の消磁時にはＶＬ圧を出力し、パイロット電磁弁５０の励磁時にはＳＲ圧を出力する。
【００６６】
次に、圧力制御弁６０の動作について説明する。
本実施形態の圧力制御弁６０は、二次側圧力を任意に増圧及び減圧することができる。  即ち、二次側圧力を増圧する際には、第一電磁弁１００を消磁状態するとともに第二電磁弁１２０を消磁状態とする。
第一電磁弁１００を消磁状態とすると、第一弁部８０内、即ち、第一パイロット室８２内に大気圧が導入される。すると、第一パイロット室８２内の大気圧よりも第一室７１内の一次側圧力の方が大きいことにより、第一ダイアフラム８１は第一パイロット室８２に向かって変位する。これにより、連結連通路７３の閉塞状態が解除され、当該連結連通路７３を介して第一室７１内の一次側圧力が第二室７２内へと順次導入されている。
【００６７】
また、第二電磁弁１２０を消磁状態とすると、第二弁部９０内、即ち、第二パイロット室９２内に二次側圧力が導入される。すると、第二室７２内の圧力と第二パイロット室９２内の圧力が釣り合うことにより、第二ダイアフラム９１はコイルスプリング９３の付勢力に従って第二室７２側に変位した状態となる。これによって、大気連通路７４が閉塞状態となって第二室７２の圧力が大気へ排出されてしまうことが妨げられ、二次側圧力の低下が阻止される。
【００６８】
一方、例えば二次側圧力が所望の圧力に達した場合、該二次側圧力を一定の圧力に保持するには、第一電磁弁１００を励磁状態とすることにより第一弁部８０に一次側圧力を導入し、第一室７１及び第二室７２間の連結連通路７３を閉塞する。さらに第二電磁弁１２０は消磁状態とし、第二室７２内の圧力の大気への排出を阻止する。これにより、第二室７２への一次側圧力の導入の停止に伴って二次側圧力の増加が停止され、二次側圧力が一定に保持される。  
【００６９】
そして、二次側圧力を減圧する際には、第一電磁弁１００を励磁状態とすることで第一室７１から第二室７２への一次側圧力の導入を阻止するとともに、第二電磁弁１２０を励磁することで第二室７２及び大気間の連通路を開放する。すると、当該連通路を介して第二室７２の空気が大気に放出されることで二次側圧力が減圧される。
このように、第一電磁弁１００、第二電磁弁１２０を消励磁することで、二次側圧力を任意の圧力に設定することができる。
【００７０】
なお、この圧力制御弁６０においては、第一電磁弁１００及び第二電磁弁１２０の制御系統が故障してこれらの励磁が不可能となった場合であっても一次側圧力をそのまま二次側圧力として出力することができる。
即ち、第一電磁弁１００及び第二電磁弁１２０がともに消磁の際には、第一室７１及び第二室７２間の連通路が開放状態となるとともに、第二室７２及び大気間の連通路が閉塞状態となる。これによって、一次側圧力がそのまま第二室７２に導入され、一次側圧力を二次側圧力として出力される。
【００７１】
次に、ブレーキ装置１全体の動作について説明する。
まず、常用ブレーキを作動させる場合について、図６に示すフローチャートに沿って説明する。常用ブレーキは、運転手のブレーキハンドルの操作により常用ブレーキ指令が制御装置２００に入力されることにより作動する。また、本実施形態においては、常用ブレーキ時に車輪３４０に滑走が生じている場合には、常用ブレーキの作動に優先して滑走制御がなされる。なお、常用ブレーキ時には、切換弁４０を介して圧力制御弁６０には一次側圧力としてＳＲ圧が導入されている。
【００７２】
図６に示すように、まず制御装置２００の圧力比較部２１０が、常用ブレーキ指令が入力されたか否かを判断する（Ｓ１）。常用ブレーキ指令が入力されていないと判断した場合、圧力比較部２１０は常用ブレーキ指令が入力されるまで待機する。
一方、常用ブレーキ指令が入力されたと判断した場合には、圧力比較部２１０が指令圧力Ｐ１と圧力センサ１５０が検出する検出圧力Ｐ２との大小を比較する（Ｓ２）。そして、この結果が調圧部２２０に入力される。
【００７３】
圧力比較部２１０によって指令圧力Ｐ１の方が検出圧力Ｐ２よりも大きいと判断された場合、調圧部２２０は増圧制御指令を生成する（Ｓ３）。また、圧力比較部２１０によって指令圧力Ｐ１と検出圧力Ｐ２が同等であると判断された場合、調圧部２２０は圧力保持指令を生成する（Ｓ４）。そして、圧力比較部２１０によって指令圧力Ｐ１の方が検出圧力Ｐ２よりも小さいと判断された場合、調圧部２２０は減圧制御指令を生成する（Ｓ５）。これら増圧制御指令、圧力保持指令及び減圧制御指令は電磁弁制御部２７０に入力される。
【００７４】
続いて、制御装置２００の滑走判定部２３０によって、車輪３４０に滑走が生じているか否かが判定される（Ｓ６）。滑走判定部２３０により滑走が生じていると判定された場合、滑走解除部２４０によって滑走制御指令が生成される（Ｓ７）。この滑走制御指令は電磁弁制御部２７０に入力される。一方、滑走判定部２３０により滑走が生じていないと判定された場合には、滑走制御指令は生成されない。
【００７５】
その後、電磁弁制御部２７０によって、滑走制御指令が入力されたか否かが判定される（Ｓ８）。滑走制御指令が入力されていないと判断された場合、電磁弁制御部２７０は、調圧部２２０が生成した指令、即ち、増圧制御指令、圧力保持指令又は減圧制御指令のいずれかを第一電磁弁１００及び第二電磁弁１２０に出力する（Ｓ９）。一方、滑走制御指令が入力されていると判断した場合、電磁弁制御部２７０は滑走制御指令を第一電磁弁１００及び第二電磁弁１２０に出力する（Ｓ１０）。
以上のように、制御装置２００による制御ステップが実行される。
【００７６】
上記制御装置２００の制御ステップにより、第一電磁弁１００及び第二電磁弁１２０に対して増圧制御指令が入力された場合、第一電磁弁１００が励磁状態とされるとともに第二電磁弁１２０は消磁状態とされる。これにより、上述した圧力制御弁６０の作用により、一次側圧力であるＳＲ圧が第二室に導入されることで二次側圧力が増圧される。
【００７７】
また、上記制御装置２００の制御ステップにより、第一電磁弁１００及び第二電磁弁１２０に対して圧力保持指令が入力された場合、第一電磁弁１００が励磁状態とされるとともに第二電磁弁１２０は消磁状態とされる。これにより、上述した圧力制御弁６０の作用により、ＳＲ圧の第二室への導入が停止されるとともに大気連通路７４は閉塞され、二次側圧力が一定に保持される。
【００７８】
そして、上記制御装置２００の制御ステップにより、第一電磁弁１００及び第二電磁弁１２０に対して減圧制御指令が入力された場合、第一電磁弁１００が励磁状態とされるとともに第二電磁弁１２０も励磁状態とされる。これにより、上述した圧力制御弁６０の作用により、ＳＲ圧の第二室への導入が停止されるとともに大気連通路７４が開放され、二次側圧力が減圧される。
【００７９】
このように、常用ブレーキ指令の指令圧力に一致するように二次側圧力が調整され、ＢＣ圧として出力される。このＢＣ圧はブレーキシリンダ接続ポート５を介してブレーキシリンダ３２０に導入され、該ブレーキシリンダ３２０の動作によって制輪子３３０が車輪３４０に押し付けられる。
【００８０】
一方、第一電磁弁１００及び第二電磁弁１２０に滑走制御指令が入力された場合、減圧制御指令が入力された場合と同様、第一電磁弁１００が励磁状態とされるとともに第二電磁弁１２０も励磁状態とされる。これにより、上述した圧力制御弁６０の作用により二次側圧力が減圧され、ブレーキシリンダ３２０に供給されるＢＣ圧が開放される。即ち、制輪子３３０による車輪３４０の押さえ付けが開放されることにより、車輪３４０の滑走状態が解除される。
【００８１】
次に、非常ブレーキを作動させる場合について説明する。
運転手のブレーキハンドルの操作により非常ブレーキ指令が制御装置２００に入力されると、該制御装置２００のパイロット電磁弁消磁部２６０が、切換弁４０のパイロット電磁弁消磁部２６０に対して消磁指令を出力する。これにより、車両の電源のオンとともに励磁状態とされていたパイロット電磁弁５０が消磁され、圧力制御弁６０には一次側圧力としてＳＲ圧ではなくＶＬ圧が導入される。
【００８２】
また、非常ブレーキ指令が制御装置２００に入力された際には、圧力制御弁６０の第一電磁弁１００及び第二電磁弁１２０には何ら指令が入力されることなく、両者とも消磁状態とされている。これにより、第一室７１と第二室７２との間の連結連通路７３は開放状態とされるとともに第二室７２の大気連通路７４は閉塞状態とされ、一次側圧力が二次側圧力として出力される。即ち、圧力制御弁６０に入力されるＶＬ圧がそのまま二次側圧力、即ち、ＢＣ圧としてブレーキシリンダ３２０に入力される。ここで、本実施形態においては、圧力制御弁６０において生成されるＶＬ圧は、非常ブレーキ時のＢＣ圧相当の圧力を有している。したがって、このＶＬ圧がブレーキシリンダ３２０に導入されることで、非常ブレーキを作動させることができる。
【００８３】
次に、圧力制御弁６０の遠隔制御について説明する。
本実施形態においては、例えば第一電磁弁１００や第二電磁弁１２０が故障してＢＣ圧を開放できなくなってしまった場合、即ち、固着してしまった場合であっても、遠隔制御によりＢＣ圧を開放することができる。
即ち、固着が発生した際には、例えば運転手の操作によって副電磁弁操作指令が送出される。この副電磁弁操作指令は、制御装置２００における遠隔操作部２５０に入力され、遠隔操作部２５０は副第一電磁弁１１０及び副第二電磁弁１３０にこれらを励磁させる指令を出力する。
【００８４】
副第一電磁弁１１０が励磁されると、上述したように第一パイロット室８２に一次側圧力を導入され、さらに、第二副第二電磁弁１３０が励磁され第二パイロット室９２に大気圧が導入される。これによって、圧力制御弁６０においては、第一室７１から第二室７２への圧力の導入が停止されるとともに第二室７２における大気連通路７４が開放され、二次側圧力が減少する。これによって、二次側圧力、即ち、ＢＣ圧を開放することができ、車輪３４０の固着を解除することができる。
また、このような固着時のみならず、第一電磁弁１００及び第二電磁弁１２０の故障によりこれらを励磁できなくなった場合には、副第一電磁弁１１０及び副第二電磁弁１３０を適宜遠隔操作することにより、圧力制御弁６０に所望の二次側圧力を生成することができる。
【００８５】
以上説明したように、ブレーキ装置１においては、常用ブレーキ時にはＳＲ圧が切換弁４０を介して圧力制御弁６０に供給される。圧力制御弁６０ではこのＳＲ圧に基づいて調圧を行うことによって常用ブレーキ時のＢＣ圧を生成し出力する。一方、非常ブレーキ時には、応荷重弁１０によってＳＲ圧から生成されるＶＬ圧が切換弁４０を介して圧力制御弁６０に供給される。ＶＬ圧は、非常ブレーキ時のＢＣ圧に相当する。そして、圧力制御弁６０では、この応荷重圧に調圧を施すことなく、ＢＣ圧として出力する。
【００８６】
このように、本実施形態のブレーキ装置１は、応荷重弁１０、切換弁４０及び圧力制御弁６０によって常用ブレーキ時、非常ブレーキ時に適切なＢＣ圧を生成することができるため、構造が複雑で使用頻度が高くなる中継弁を使用しない分、メンテナンスコストの低減を図ることができる。
さらに、常用ブレーキ時のＢＣ圧を生成する圧力制御弁６０が故障し、入力される圧力に対して調圧を施すことができなくなった場合であっても、応荷重弁１０が非常ブレーキ時のＢＣ圧に相当する応荷重圧を生成し、圧力制御弁６０が当該応荷重弁１０をそのまま出力することによって、非常ブレーキ時のＢＣ圧力を出力することができる。
したがって、コストの低減を図ることができるとともに、常用ブレーキの故障時であっても非常ブレーキを作動させることが可能なフェールセーフの観点から優れたブレーキ装置１を実現することができる。
【００８７】
また、上記構成の圧力制御弁６０に加えて、二次側圧力を検出する圧力センサ１５０と常用ブレーキ指令の指令圧力との比較結果に基づき第一電磁弁１００及び第二電磁弁１２０を消励磁する制御装置２００を備えたことにより、適切な常用ブレーキ時のＢＣ圧力としての二次側圧力を生成することができる。
【００８８】
さらに、第一電磁弁１００及び第二電磁弁１２０が故障して励磁できなくなった場合であっても、副第一電磁弁１１０及び副第二電磁弁１３０を遠隔操作により励磁することでＢＣ圧力を開放することができる。また、この遠隔操作によって副第一電磁弁１１０及び副第二電磁弁１３０の消励磁を適宜行うことにより、所望の二次側圧力を生成することができる。これにより、冗長性をもったシステムを実現することが可能となる。
【００８９】
ここで、応荷重弁１０及び中継弁を備えた従来のブレーキ装置１において滑走制御、即ち、車輪３４０滑走時にＢＣ圧を開放させる制御を行うには、別個に滑走防止弁等を設ける必要がある。そのため、コストが増加してしまう他、ブレーキ装置１自体の大型化を招いてしまう。
これに対して本実施形態のブレーキ装置１においては、制御装置２００による車輪３４０の滑走判定に基づいて第一電磁弁１００及び第二電磁弁１２０を消励磁することで、容易にＢＣ圧の開放を行うことができる。したがって、別個に滑走防止弁を設けずとも、圧力制御弁６０を利用して容易に滑走制御を行うことができる。
【００９０】
また、圧力制御弁６０は従来の中継弁以上の給排能力を有しているため、ブレーキシリンダ３２０に対するＢＣ圧供給の立ち上がりは中継弁を使用した際よりも早いものとなる。したがって、車輪３４０が滑走した際にＢＣ圧を開放することで当該滑走から復帰した場合に、再びＢＣ圧をブレーキシリンダ３２０に供給して必要なブレーキ力を発生させるまでの時間を短縮することができる。これによって、ブレーキ力の損失を低減することが可能となる。
【００９１】
さらに、中継弁を用いて滑走制御を行う場合には、一般に中継弁への指令圧のみを検出する。そのため、滑走状態から復帰した後は、中継弁のヒステリシスの分だけ目標とするＢＣ圧との誤差が出てしまうという欠点がある。これに対して本実施形態では、圧力制御弁６０の二次側圧力、即ち、ＢＣ圧を直接的に検出しているため、滑走から復帰時でも目標ＢＣ圧に近い圧力を生成することができる。
【００９２】
以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明の技術的思想を逸脱しない限り、これらに限定されることはなく、多少の設計変更等も可能である。
例えば、応荷重弁１０は、本実施形態のように応荷重弁本体１１と増圧電磁弁３１とを備えた構成のみならず、ＡＳ１圧及びＡＳ２圧の大きさに応じて非常ブレーキ時のＢＣ圧に相当するＶＬ圧を生成、出力可能であれば他の構成であってもよい。
【００９３】
また、切換弁についても、本実施形態のように切換弁本体４１とパイロット電磁弁５０とを備えた構成のみならず、ＶＬ圧とＳＲ圧とのいずれを圧力制御弁６０に対して出力するものならば他の構成であってもよい。この際、車両の電源が切れた際には、ＶＬ圧が圧力制御弁６０に供給される構成とする方がフェールセーフの観点から好ましい。
【００９４】
さらに、本実施形態においては、１つの圧力制御弁６０を設けた構成としたが、圧力制御弁６０を複数設けてもよい。この場合、圧力制御弁６０で生成される二次側圧力、即ち、ＢＣ圧が供給されるブレーキシリンダ３２０も、圧力制御弁６０の数に応じて複数設けられる。
【００９５】
なお、実施形態においては、ブレーキ装置１を軌道系車両としての鉄道車両に備えた例について説明したが、これに限定されることなく、予め定められた軌道上を走行する軌道系車両ならば他のものに備えてもよい。
【符号の説明】
【００９６】
１…ブレーキ装置、２…弁本体ブロック、３…圧縮空気源接続ポート、４…空気バネ接続ポート、５…ブレーキシリンダ接続ポート、６…保安ブレーキ接続ポート、１０…応荷重弁、１１…応荷重弁本体、１２…第一室、１２ａ…第一空気バネ圧導入口、１３…第二室、１３ａ…第二空気バネ圧導入口、１４…第三室、１５…第四室、１６…第五室、１６ａ…応荷重圧出力口、１７…第六室、１７ａ…圧力排出口、１７ｂ…圧縮空気圧導入口、１７ｃ…圧力排出室、１７ｄ…圧力導入室、２１…第一ダイアフラム、２２…第二ダイアフラム、２３…第三ダイアフラム、２４…第四ダイアフラム、２５…コイルスプリング、２６…仕切り板、２６ａ…連通孔、２７…可動弁座、２７ａ…弁座本体、２７ｂ…仕切り筒体、２８…弁棒、２８ａ…弁本体、３１…増圧電磁弁、３２…前室、３３…排出口、３４…中間室、３５…後室、３６…電磁弁本体、３７…コイルスプリング、４０…切換弁、４１…切換弁本体、４２…パイロット室、４３…応荷重圧導入室、４４…出力室、４４ａ…出力口、４５…圧縮空気圧導入室、４６…第一連通孔、４７…第二連通孔、４８…弁棒、４８ａ…弁体、５０…パイロット電磁弁、６０…圧力制御弁、７０…弁装置本体、７１…第一室、７１ａ…一次側圧力導入口、７２…第二室、７２ａ…二次側圧力出力口、７３…連結連通路（連通路）、７４…大気連通路（連通路）、８０…第一弁部、８１…第一ダイアフラム、８２…第一パイロット室、８３…コイルスプリング、８４…第一パイロット圧導入口、８５…第一供給通路、９０…第二弁部、９１第二ダイアフラム、９２…第二パイロット室、９３…コイルスプリング、９４…第二パイロット圧導入口、９５…第二供給通路、１００…第一電磁弁、１１０…副第一電磁弁、１１１…バイパス路、１２０…第二電磁弁、１３０…副第二電磁弁、１４０…複式逆止弁、１５０…圧力センサ、１６０…速度センサ、２００…制御装置、２１０…圧力比較部、２２０…調圧部、２３０…滑走判定部、２４０…滑走解除部、２５０…遠隔操作部、２６０…パイロット電磁弁消磁部、２７０…電磁弁制御部、３００…圧縮空気源、３１０…空気バネ、３２０…ブレーキシリンダ、３３０…制輪子、３４０…車輪
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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