(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ブレーキ指令を出すブレーキ指令手段と、
上記ブレーキ指令手段の出力に基づいて空気ブレーキ力を指令する空気ブレーキ制御手段と、
空気溜めから圧縮空気を供給されている中継弁と、
上記圧縮空気により上記空気ブレーキ力を発生させるブレーキシリンダと、
上記中継弁と上記ブレーキシリンダとの間に設けられ、上記空気ブレーキ制御手段の出力に基づいて、上記ブレーキシリンダに対して上記圧縮空気の圧力を直接制御する電空変換弁と、
常用ブレーキ時に上記中継弁の出力が可能となるように、上記中継弁の入力部に設けられた常用ブレーキ電磁弁と、
を備えたことを特徴とする電気車の空気ブレーキ装置。
【請求項２】
上記電空変換弁は、ブレーキ不緩解の発生時に、ブレーキシリンダ圧力の開放を可能とすることを特徴とする請求項１記載の電気車の空気ブレーキ装置。
【請求項３】
上記常用ブレーキ電磁弁の入力部に調圧弁が設けられ、上記中継弁の出力は、常用ブレーキ時に所定の圧力となることを特徴とする請求項１記載の電気車の空気ブレーキ装置。
【請求項４】
上記電磁弁は、非常ブレーキ電磁弁を兼ねていることを特徴とする請求項１記載の電気車の空気ブレーキ装置。
【請求項５】
上記調圧弁は、非常ブレーキ用として使用する応荷重弁を兼ねていることを特徴とする請求項３記載の電気車の空気ブレーキ装置。
【請求項６】
空気ブレーキ力を指令する空気ブレーキ制御手段の指令に基づいて圧縮空気をブレーキシリンダに作用させて該ブレーキシリンダに空気ブレーキ力を発生させる電空変換弁を、空気溜めから圧縮空気を供給されている中継弁と上記ブレーキシリンダとの間に設け、上記電空変換弁は、上記空気ブレーキ制御手段の出力に基づいて、該ブレーキシリンダに対して上記圧縮空気の圧力を直接制御し、かつ上記中継弁の入力部に常用ブレーキ電磁弁を設けて常用ブレーキ時にのみ上記中継弁の出力が可能となるようにしたことを特徴とする電気車の空気ブレーキ方法。
【請求項７】
上記電空変換弁は、ブレーキ不緩解の発生時に、ブレーキシリンダ圧力の開放を可能としたことを特徴とする請求項６記載の電気車の空気ブレーキ方法。
【請求項８】
上記常用ブレーキ電磁弁の入力部に調圧弁を設け、常用ブレーキ時にのみ任意に設定された所定の上記中継弁の出力が可能となるようにしたことを特徴とする請求項６記載の電気車の空気ブレーキ方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、電気車の空気ブレーキに関し、特にブレーキ制御精度の向上を図る事が可能な電気車の空気ブレーキ装置及び空気ブレーキ方法に関するするものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、電気車のブレーキ装置には、機械式ブレーキと電気式ブレーキとが使用されている。機械式ブレーキには、空気力で車輪に制輪子を抑圧して摩擦力を利用する空気ブレーキが使用され、電気式ブレーキには、駆動用の電動機を発電機として使用し、発生電力を抵抗器で熱エネルギーとして消費する発電ブレーキと、発生電力を電車線に帰還して他の力行車両、又は回生変電所を経由して、交流母線へ電力を供給する電力回生ブレーキとが使用されている。
【０００３】
電気ブレーキと空気ブレーキとは、電気車の速度に対するブレーキ特性がそれぞれ異なり、発電ブレーキは電気車の高速域と低速域ではブレーキ力が弱く、電力回生ブレーキは、回生負荷がなくなるとブレーキ力を失うことがある。このため、電気ブレーキと空気ブレーキとを併用する電空併用ブレーキが使用される。
【０００４】
電空併用ブレーキでは、一個のブレーキ弁ハンドルの操作によって、電気ブレーキと空気ブレーキとのブレーキ力が制御され、一般には、電気ブレーキによってブレーキ力を確保し、電気ブレーキで不足するブレーキ力を空気ブレーキで補足する方法がとられている。
【０００５】
図３は例えば特公昭６３−１２８３１号公報に記載された従来の電気車の空気ブレーキ装置の構成図である。図３において、１はブレーキ弁等のブレーキ指令手段で、所定の減速度が得られるブレーキ指令１ａを出す。２は電気ブレーキ制御手段で、電気ブレーキ指令２ａ及び電気ブレーキトルク信号２ｂを出す。３は駆動用電動機で電気ブレーキ指令２ａにより電気ブレーキ力を発生する。４は空気ブレーキ制御手段で、空気ブレーキ力に対応した電気信号４ａを出す。５は電空変換弁で空気ブレーキ制御手段４からの電気信号４ａに対応した所定の圧力の圧縮空気に変換する。
【０００６】
尚、場合によっては、図示はしていないが電空変換弁出力を検出し空気ブレーキ制御手段４にフィードバックする圧力センサを電空変換弁５の出口に設ける事もある。空気ブレーキ制御手段４はこの信号により圧力を正確に制御することが可能となる。６は中継弁で電空変換弁出力の容量を増幅し、ブレーキシリンダ圧力の応答性向上を図る。７は中継弁６からの圧縮空気により空気ブレーキ力を発生させるブレーキシリンダである。
【０００７】
次に動作について説明する。図３においてブレーキ指令１ａに対して電気ブレーキブレーキ制御手段２が分担したブレーキ力が不足する場合、不足した分を分担する空気ブレーキ力に対応した電気信号４ａが空気ブレーキ制御手段４より出力される。そして、電気信号４ａを電空変換弁５で所定の圧縮空気に変換して、中継弁６を経由して空気ブレーキシリンダ７に供給する。これにより、ブレーキシリンダ７が空気ブレーキ力を発生して必要な減速度が得られる。又、空気ブレーキ制御装置が車輪の滑走を検出し再粘着制御を行う場合には、図示していないが中継弁６の後に滑走防止弁を配置し車輪滑走時には直接ブレーキシリンダ圧力の制御が出来る構成としている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
従来の電気車の空気ブレーキ装置は上述のように構成されているのでブレーキシリンダ圧力の制御精度が低下するとともに、滑走制御を行う場合には滑走防止弁を新たに追加しなければならないと言う問題点があった。
【０００９】
この発明は上記の様な問題点を解消する為になされたもので、ブレーキシリンダ圧力を直接制御することでブレーキシリンダの制御精度と応答性向上を図ると共に滑走制御用の滑走防止弁機能も共用可能とする事で安価な電気車の空気ブレーキ装置及び空気ブレーキ方法を得ること事を目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る電気車の空気ブレーキ装置は、ブレーキ指令を出すブレーキ指令手段と、ブレーキ指令手段の出力に基づいて空気ブレーキ力を指令する空気ブレーキ制御手段と、空気溜めから圧縮空気を供給されている中継弁と、圧縮空気により空気ブレーキ力を発生させるブレーキシリンダと、中継弁とブレーキシリンダとの間に設けられ、空気ブレーキ制御手段の出力に基づいて、ブレーキシリンダに対して圧縮空気の圧力を直接制御する電空変換弁と、常用ブレーキ時に上記中継弁の出力が可能となるように、中継弁の入力部に設けられた常用ブレーキ電磁弁とを備えている。
【００１４】
また、電空変換弁は、ブレーキ不緩解の発生時に、ブレーキシリンダ圧力の開放を可能とする。
【００１５】
また、常用ブレーキ電磁弁の入力部に調圧弁が設けられ、中継弁の出力は、常用ブレーキ時に所定の圧力となる。
【００１６】
また、電磁弁は、非常ブレーキ電磁弁を兼ねている。
【００１７】
また、調圧弁は、非常ブレーキ用として使用する応荷重弁を兼ねている。
【００１８】
また、他の発明に係る電気車の空気ブレーキ方法は、空気ブレーキ力を指令する空気ブレーキ制御手段の指令に基づいて圧縮空気をブレーキシリンダに作用させてブレーキシリンダに空気ブレーキ力を発生させる電空変換弁を、空気溜めから圧縮空気を供給されている中継弁とブレーキシリンダとの間に設け、電空変換弁は、空気ブレーキ制御手段の出力に基づいて、ブレーキシリンダに対して圧縮空気の圧力を直接制御し、かつ中継弁の入力部に常用ブレーキ電磁弁を設けて常用ブレーキ時に中継弁の出力が可能となるようにする。
【００２２】
また、電空変換弁は、ブレーキ不緩解の発生時に、ブレーキシリンダ圧力の開放を可能とした。
【００２３】
さらに、常用ブレーキ電磁弁の入力部に調圧弁を設け、常用ブレーキ時にのみ任意に設定された所定の中継弁の出力が可能となるようにした。
【００２４】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１はこの発明の電気車の空気ブレーキ装置を示す構成図である。図１において、１はブレーキ弁等のブレーキ指令手段で、所定の減速度が得られるブレーキ指令１ａを出す。２は電気ブレーキ制御手段で、電気ブレーキ指令２ａ及び電気ブレーキトルク信号２ｂを出す。３は駆動用電動機で電気ブレーキ指令２ａにより電気ブレーキ力を発生する。４は空気ブレーキ制御手段で、空気ブレーキ力に対応した電気信号４ａを出す。５は電空変換弁で空気ブレーキ制御手段４からの電気信号４ａに対応した所定の圧力の圧縮空気に変換する。
【００２５】
６は圧縮空気の応答を向上させる為の容量増幅用の中継弁である。７は中継弁６からの圧縮空気により空気ブレーキ力を発生させるブレーキシリンダである。８は圧力センサであり電空変換弁５の出力５ａを電気信号８ａに変換し空気ブレーキ制御手段４にフィードバックを行う。本実施の形態の電空変換弁５は、中継弁６とブレーキシリンダ７との間に設けられ、空気ブレーキ制御手段４の出力に基づいて、ブレーキシリンダ７に対して圧縮空気の圧力を直接制御する。
【００２６】
次に動作について説明する。図１において、ブレーキ指令手段１から指令されたブレーキ指令は指令線１ａを通じて空気ブレーキ制御手段４へ伝達される。空気ブレーキ制御手段４は電気ブレーキ制御手段２にて発生した電気ブレーキ力との不足分を空気ブレーキ力として電空変換弁５に指令４ａにて制御する。
【００２７】
電空変換弁５には、あらかじめ中継弁６にてブレーキシリンダ７への圧力制御応答を向上させるため、空気的容量を増幅させた圧縮空気６ａが伝達されており、電空変換弁５は、この圧縮空気６ａを指令４ａになるように制御する。
【００２８】
尚、電空変換弁５自身に制御機能の無い場合には圧力センサ８を設け、電空変換弁出力、つまり、ブレーキシリンダ圧力５ａを空気ブレーキ制御手段４にフィードバックし、このフィードバック信号８ａが目的とする圧力になるよう指令４ａを制御する。この場合の一例として、電空変換弁５に設けた２つの電磁弁により出力圧力の「込め」、「保ち」、「排気」モードを選択することで、出力圧力の調整を可能とさせる。
【００２９】
本実施の形態において、滑走制御機能を付加する場合でも、車輪の回転速度を検出する速度センサ９のみを追加すれば良く、電空変換弁５により車輪滑走時にはブレーキシリンダ圧力５ａを、上述の方法により直接制御出来ることから、従来のようにブレーキシリンダ７の前に滑走防止弁等を新たに追加する必要はない。特に、本実施の形態の構成であれば滑走中もブレーキシリンダ圧力５ａを圧力フィードバックしつつ精度良く制御出来る為、滑走制御性能の向上も可能となる。
【００３０】
中継弁６等の異常により、ブレーキシリンダ７の圧力が緩解しない現象、つまりブレーキ不緩解が発生した場合には、従来開放弁等を設けていたが本方式によれば、電空変換弁５により直接ブレーキシリンダ圧力を開放可能であり、新たに開放弁等の追加は不要である。
【００３１】
このようなことから、本実施の形態においては、ブレーキの応答性を低下させることなくブレーキシリンダ圧力５ａを直接制御する事が可能となる為、ブレーキ不緩解開放機能追加や滑走制御の追加が容易で安価な電気車用ブレーキ装置を提供出来ると共に、滑走制御時も含め、ブレーキ制御精度の向上を図る事が可能となる。
【００３２】
実施の形態２．
図２はこの発明の電気車の空気ブレーキ装置の他の例を示す構成図である。図２において、中継弁６の入力部に常用ブレーキ指令時のみ作用する常用ブレーキ電磁弁１０を設けている。電磁弁１０は常用ブレーキが指令された場合に空気ブレーキ指令手段４若しくはブレーキ指令線１ａより駆動される。常用ブレーキ電磁弁１０の入力部には、さらに調圧弁１１を設けている。その他の構成は、実施の形態１と同様である。
【００３３】
次に動作について説明する。図２において、常用ブレーキ電磁弁１０は常用ブレーキ指令時にのみ駆動され中継弁６に指令を行う。中継弁６はこの時初めて電空変換弁５に圧縮空気６ａを出力する。電空変換弁５以降の動作は実施の形態１と同様である。尚、電磁弁１０としては、図示しない非常ブレーキ電磁弁を共用してもよい。
【００３４】
常用ブレーキ電磁弁１０の入力部の調圧弁１１は例えば、最大の常用ブレーキシリンダ圧力相当に調圧され過大なブレーキ圧力が出力されない様にしている。尚、調圧弁１１としては、非常ブレーキ用として使用する応荷重弁を共用しても良い。
【００３５】
このようなことから、本実施の形態においては、電空変換弁５が異常を起こした場合でもブレーキ指令中以外は不要にブレーキシリンダ圧力が発生することなく、又、その圧力も不要に過大となる事がないので信頼性の向上を図る事ができる。
【００３６】
【発明の効果】
この発明に係る電気車の空気ブレーキ装置は、ブレーキ指令を出すブレーキ指令手段と、ブレーキ指令手段の出力に基づいて空気ブレーキ力を指令する空気ブレーキ制御手段と、空気溜めから圧縮空気を供給されている中継弁と、圧縮空気により空気ブレーキ力を発生させるブレーキシリンダと、中継弁とブレーキシリンダとの間に設けられ、空気ブレーキ制御手段の出力に基づいて、ブレーキシリンダに対して圧縮空気の圧力を直接制御する電空変換弁とを備えている。そのため、中継弁の後に電空変換弁を配置する構成とし、ブレーキシリンダ圧力を電空変換弁で直接制御する事により中継弁での制御誤差をなくす事ができ、ブレーキの応答性を損なうことなくブレーキ制御精度の向上を図る事が出来る。
【００３７】
また、電空変換弁の出力する圧縮空気の圧力を検出し空気ブレーキ制御手段にフィードバックする圧力センサを更に備えている。そのため、電空変換弁自身に制御機能の無い場合においても、電空変換弁の出力を空気ブレーキ制御手段にフィードバックすることができ、さらにブレーキ制御精度の向上を図る事が出来る。
【００３８】
また、電空変換弁は、車両の滑走発生時に中継弁の出力を制御し再粘着を行う滑走防止弁を兼ねている。そのため、滑走制御機能を追加する場合でも、滑走防止弁等の追加が不要である事から安価な空気ブレーキ装置を提供する事が出来る。
【００３９】
また、中継弁の入力部に常用ブレーキ電磁弁が設けられ、常用ブレーキ時にのみ中継弁の出力が可能となるようにした。そのため、常用ブレーキ電磁弁を設けた事により、電空変換弁への圧縮空気は常用ブレーキ指令時のみ供給されるため、信頼性の向上を図る事ができる。
【００４０】
また、電空変換弁は、ブレーキ不緩解の発生時に、ブレーキシリンダ圧力の開放を可能とする。そのため、電空変換弁によりブレーキシリンダ圧力を直接制御出来る為、ブレーキ不緩解時にブレーキシリンダ圧力を開放出来るので安価な空気ブレーキ装置を提供する事が出来る。
【００４１】
また、常用ブレーキ電磁弁の入力部に調圧弁が設けられ、中継弁の出力は、常用ブレーキ時にのみ所定の圧力となる。そのため、調圧弁を設けることにより、ブレーキシリンダ圧力として過大な圧力が発生する事が無いため、安全の向上を図る事ができる。
【００４２】
また、電磁弁は、非常ブレーキ電磁弁を兼ねている。そのため、改めて非常ブレーキ電磁弁を設ける必要がなく、安価な空気ブレーキ装置を提供する事が出来る。
【００４３】
また、調圧弁は、非常ブレーキ用として使用する応荷重弁を兼ねている。そのため、改めて応荷重弁を設ける必要がなく、安価な空気ブレーキ装置を提供する事が出来る。
【００４４】
また、他の発明に係る電気車の空気ブレーキ方法は、空気ブレーキ力を指令する空気ブレーキ制御手段の指令に基づいて圧縮空気をブレーキシリンダに作用させてブレーキシリンダに空気ブレーキ力を発生させる電空変換弁を、空気溜めから圧縮空気を供給されている中継弁とブレーキシリンダとの間に設け、電空変換弁は、空気ブレーキ制御手段の出力に基づいて、ブレーキシリンダに対して圧縮空気の圧力を直接制御する。そのため、中継弁の後に電空変換弁を配置する構成とし、ブレーキシリンダ圧力を電空変換弁で直接制御する事により中継弁での制御誤差をなくす事ができ、ブレーキの応答性を損なうことなくブレーキ制御精度の向上を図る事が出来る。
【００４５】
また、電空変換弁の出力する圧縮空気の圧力を検出し、圧力を空気ブレーキ制御手段にフィードバックする。そのため、電空変換弁自身に制御機能の無い場合においても、電空変換弁の出力を空気ブレーキ制御手段にフィードバックすることができ、さらにブレーキ制御精度の向上を図る事が出来る。
【００４６】
また、電空変換弁を、車両の滑走発生時に中継弁の出力を制御し再粘着を行う滑走防止弁と兼ねるようにした。そのため、滑走制御機能を追加する場合でも、滑走防止弁等の追加が不要である事から安価な空気ブレーキ装置を提供する事が出来る。
【００４７】
また、中継弁の入力部に常用ブレーキ電磁弁を設け、常用ブレーキ時にのみ中継弁の出力が可能となるようにした。そのため、常用ブレーキ電磁弁を設けた事により、電空変換弁への圧縮空気は常用ブレーキ指令時のみ供給されるため、信頼性の向上を図る事ができる。
【００４８】
また、電空変換弁は、ブレーキ不緩解の発生時に、ブレーキシリンダ圧力の開放を可能とした。そのため、電空変換弁によりブレーキシリンダ圧力を直接制御出来る為、ブレーキ不緩解時にブレーキシリンダ圧力を開放出来るので安価な空気ブレーキ装置を提供する事が出来る。
【００４９】
さらに、常用ブレーキ電磁弁の入力部に調圧弁を設け、常用ブレーキ時にのみ任意に設定された所定の中継弁の出力が可能となるようにした。そのため、調圧弁を設けることにより、ブレーキシリンダ圧力として過大な圧力が発生する事が無いため、安全の向上を図る事ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の電気車の空気ブレーキ装置を示す構成図である。
【図２】この発明の電気車の空気ブレーキ装置の他の例を示す構成図である。
【図３】従来の電気車の空気ブレーキ装置の構成図である。
【符号の説明】
１  ブレーキ指令手段、２  電気ブレーキ制御手段、４  空気ブレーキ制御手段、５  電空変換弁、６  中継弁、７  ブレーキシリンダ、８  圧力センサ、９
速度センサ、１０  常用ブレーキ電磁弁、１１  調圧弁。
【図１】
0003586140.tif 000002
【図２】
0003586140.tif 000003
【図３】
0003586140.tif 000004