JP4080217B2

JP4080217B2 - Electric command type air brake device

Info

Publication number: JP4080217B2
Application number: JP2002041710A
Authority: JP
Inventors: 吉雄麻野; 光正森田
Original assignee: Nabtesco Corp
Current assignee: Nabtesco Corp
Priority date: 2002-02-19
Filing date: 2002-02-19
Publication date: 2008-04-23
Anticipated expiration: 2022-02-19
Also published as: JP2003237555A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、機関車に貨車を連結した鉄道車両のうち主として保線用に用いられるものにおける電気指令式空気ブレーキ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
保線用に使用される貨物列車は、機関車としての軌道モータカーと、これに連結された必要数の貨車とによって構成されている。従来、このような貨物列車にも、客車等と同様に、電気指令式空気ブレーキ装置が用いられている。この電気指令式空気ブレーキ装置は、軌道モータカーに設けられたブレーキ制御器を操作することにより、列車全体に引き通された信号線を介して各車両にブレーキ信号（電気信号）を伝達し、各車両でこれを空気圧に変換してブレーキシリンダを動作させるものである。
【０００３】
一方、客車には、乗り心地を改善するための空気ばねが搭載されており、客車に搭載される電気指令式空気ブレーキ装置には、この空気ばねを利用して各車両ごとに総重量（車体重量＋全乗客重量）に応じたブレーキ力を発生させる応荷重装置が設けられている。しかしながら、上記のような保線用の貨物列車の場合には、乗り心地に配慮する必要がないことやコスト節減の面から、空気ばねや応荷重装置は設けられていない。従って、貨車が積車か空車かに関わらず、ブレーキ信号に応じたブレーキ力が発生する。なお、保線用の貨物列車は一般に、荷物を載せるときも降ろすときも全貨車一斉に行われる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような保線用の貨物列車に搭載される従来の電気指令式空気ブレーキ装置においては、貨車の積車時と空車時とで必要なブレーキ力が当然に異なるが、貨車側でこれを調節する機能はない。従って、積車時に必要なブレーキ力を空車時に作用させると、貨車の車輪がロックして滑走し、車輪の異常摩耗を生じる。このような事態を避けるには、編成全体のブレーキ力が、空車時には積車時より小さくなるようにブレーキ操作すればよいが、この方法は操作が非常に難しい。他方、保線用の貨物列車に応荷重装置等を設けることは大幅なコスト増を招くので、現実には採用し難い。
【０００５】
上記のような従来の問題点に鑑み、本発明は、貨車の積空に応じて適切にブレーキ力を制御することができる電気指令式空気ブレーキ装置を安価に提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、機関車に貨車を連結した鉄道車両における電気指令式空気ブレーキ装置であって、ブレーキ操作のノッチ段数に対応して２値化された複数ビットの電気信号を出力するブレーキ指令出力手段と、各車両に設けられ、前記電気信号を空気圧に変換して出力する中継弁装置と、各車両に設けられ、前記空気圧に基づいてブレーキを作動させるブレーキシリンダと、積車空車択一の電気信号を出力し、空車の電気信号に基づいて、前記ブレーキ指令出力手段から貨車の前記中継弁装置に与えられる電気信号の最上位ビットを無効にすることによりブレーキレベルを減殺し、また、積車の電気信号に基づいて減殺を解除する積空選択制御手段とを備えたものである（請求項１）。
【０００７】
上記のように構成された電気指令式空気ブレーキ装置では、空車時に貨車のブレーキレベルが減殺されることにより、空車時に必要とされる比較的小さなブレーキ力が、機関車のブレーキ力を主体として賄われる。また、積車時には減殺が解除されることにより、積車時に必要とされる比較的大きなブレーキ力が、機関車のブレーキ力と貨車のブレーキ力とによって賄われる。
【０００８】
但し、空車時にも貨車は、ブレーキレベルが減殺されたブレーキ力を発揮することができる。
【０００９】
また、ブレーキ指令出力手段から出力される電気信号（ブレーキ操作のノッチ段数に対応して２値化された複数ビットの電気信号）に対して、積空選択制御手段は、空車の電気信号に基づいて最上位ビットを無効にすることにより、ブレーキレベルの減殺を行うので、ブレーキ指令出力手段から出力される電気信号の一部を利用してブレーキレベルを所定の論理で減殺することができる。
【００１０】
なお、上記電気指令式空気ブレーキ装置（請求項１）において、積空選択制御手段は、積車空車択一の電気信号を出力する積空スイッチを含み、この積空スイッチは前記機関車に設けられるとともに、この積空スイッチに接続された積空信号線が各車両に引き通されているものであってもよい（請求項２）。
この場合、積空スイッチにより、集中的な積空選択ができるので操作が簡単であり、積空スイッチも最小限個数で足りる。また、積空スイッチは空気系統上のコック等と異なり、取り付け場所の制約が少ない。
【００１１】
また、上記電気指令式空気ブレーキ装置（請求項１）において、積空選択制御手段は、積車空車択一の電気信号を出力する積空スイッチを含み、この積空スイッチは各貨車に設けられているものであってもよい（請求項３）。
この場合、貨車ごとに積空選択ができるので、荷物の積み下ろしが全貨車一斉に行われない場合にも個別に対応できる。また、積空スイッチは空気系統上のコック等と異なり、取り付け場所の制約が少ない。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の実施形態と共通の基礎的構成を備えた、第１の参考例としての電気指令式空気ブレーキ装置の構成を示す接続図である。当該ブレーキ装置が搭載されるのは、軌道モータカーを機関車として、これに貨車を連結して成る保線用の貨物列車である。貨車は必要に応じて複数両連結される。図１では、先頭の貨車における電気指令式空気ブレーキ装置の構成のみを図示しているが、後続の他の貨車も同様の構成である。
【００１３】
図１において、軌道モータカーには、電気指令式空気ブレーキ装置の主要な機器として、ブレーキ制御器１と、これに接続された指令器２と、中継弁装置３と、ブレーキシリンダ４とが搭載されている。ブレーキ制御器１は列車運転士の常用ブレーキ操作により操作されるものであり、１〜７ノッチのブレーキ操作位置と弛め位置とに対応して図示の開閉パターンでスイッチＳＷ１〜ＳＷ３が開閉される。例えば、弛め位置ではスイッチＳＷ１〜ＳＷ３の全てが開で、常用ブレーキの１ノッチではスイッチＳＷ１のみが閉で他は開である。スイッチＳＷ１〜ＳＷ３の各片側はＤＣ２４Ｖの電源線Ｐ（＋側）に共通に接続されており、各スイッチを開閉することにより、指令器２と接続された信号線ＳＢ１１〜ＳＢ１３に２４Ｖ又は０Ｖの電圧信号（すなわちオン・オフに２値化された信号）が出力される。ブレーキ制御器１と図示のように接続されている指令器２は、ブレーキ制御器１から送られて来る電圧信号を、以下の表１に示す一定の論理で変換する。なお、表１中の○印は閉路若しくは電圧印加を表す。
【００１４】
【表１】

【００１５】
上記のようにして、指令器２の出力は、「弛め」を０として、ブレーキ信号線ＳＢ１を最下位、ＳＢ２を中位、ＳＢ３を最上位とする３ビットの２進数で、ノッチ１〜７における１〜７の１０進数字を２進数に置き換えた信号となる。また、図１において、ＤＣ２４Ｖの電源線の−側が、指令器２の出力におけるニュートラル線Ｎとなる。ブレーキ信号線ＳＢ１〜ＳＢ３及びニュートラル線Ｎは、軌道モータカーから列車全体に引き通されている。ブレーキ制御器１、指令器２、並びに、上記ブレーキ信号線ＳＢ１〜ＳＢ３及びニュートラル線Ｎは、ブレーキ操作に応じた電気信号を出力する「ブレーキ指令出力手段」を構成している。
また、電源線Ｐ（＋側）から積空スイッチ５を介した電路が、積空信号線ＦＬとして全貨車に引き通されている。積空スイッチ５が開いているとき、ニュートラル線Ｎに対して積空信号線ＦＬには電圧が印加されていないが、積空スイッチ５を閉じると、電圧（ＤＣ２４Ｖ）が印加される。積空スイッチ５は、運転室内の、運転士が操作しやすい場所に設けられている。
【００１６】
軌道モータカーにおける中継弁装置３は、３つの電磁弁ＳＢＶ１〜ＳＢＶ３と、これらと空気接続された中継弁３１とを備えている。電磁弁ＳＢＶ１〜ＳＢＶ３はそれぞれ、ブレーキ信号線ＳＢ１〜ＳＢ３の電圧に応じて励磁又は消磁される。また、電磁弁ＳＢＶ１〜ＳＢＶ３の作動部には所定の空気圧が供給され、励磁により所定の空気圧を出力し、消磁により出力しない。中継弁３１は、膜板の面積比に基づいて、入力された空気圧信号に対して所定の論理で空気圧を出力する既知の装置である。中継弁内の膜板室Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３はそれぞれ、圧力単位として１，２，４の空気圧を出力する（圧力単位１は、ブレーキシリンダ４における圧力５０ｋＰａ（０．５ｋｇｆ／ｃｍ^２）に相当する。）。これらの膜板室Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３にそれぞれ、電磁弁ＳＢＶ１〜ＳＢＶ３から空気圧が供給されると、以下の表２に示す圧力単位の空気圧が中継弁３１からブレーキシリンダ４に出力される。
【００１７】
【表２】

【００１８】
こうして、ノッチに応じた出力単位の空気圧がブレーキシリンダ４に供給され、所望のブレーキ力が発生するように構成されている。
貨車においても同様に、中継弁装置３及びブレーキシリンダ４が設けられており、ブレーキ信号線ＳＢ１〜ＳＢ３及びニュートラル線Ｎが中継弁装置３に接続される。但し、ブレーキ信号線ＳＢ１〜ＳＢ３と中継弁装置３との間には、積空リレー箱６に収められた積空リレー７の接点７ｂ（ｂ接点）が挿入されている。積空リレー７のコイル７ｃは、積空信号線ＦＬとニュートラル線Ｎとの間に接続されている。積空リレー７は、積空スイッチ５が閉路することにより励磁され、中継弁装置３をブレーキ信号線ＳＢ１〜ＳＢ３から遮断する。
上記積空スイッチ５、積空信号線ＦＬ及び積空リレー７は、積車空車択一の電気信号を出力し、空車の電気信号に基づいて貨車におけるブレーキシリンダ４の動作を制限し、また、積車の電気信号に基づいて制限を解除する「積空選択制御手段」を構成している。
【００１９】
上記の電気指令式空気ブレーキ装置において、貨車が積車状態の場合には、運転士は積空スイッチを開いておく。これにより積空リレー７は消磁された状態にあり、その接点７ｂは閉じている。従って、貨車の中継弁装置３が動作可能であり、指令器２の出力に応じて軌道モータカー及び全ての貨車のブレーキシリンダ４が動作し、必要十分な制動力が得られる。
【００２０】
一方、貨車が空車状態の場合には、運転士は積空スイッチ５を閉じておく。これにより積空リレー７は励磁され、その接点７ｂが開いている。従って、貨車の中継弁装置３は動作せず、指令器２の出力に応じて軌道モータカーのブレーキシリンダ４のみが動作する。この場合、貨車が空車であることにより大きな制動力は不要であり、軌道モータカーの制動力のみで列車全体に必要な制動力を賄うことができる。従って、空車の貨車に強いブレーキが作用して車輪がロックする、という現象を防止することができる。
以上のようにして、貨車の積空に応じて適切にブレーキ力を制御することができる。しかも、このような制御を、応荷重装置等を用いることなく実現できるので、安価な構成の電気指令式空気ブレーキ装置とすることができる。
【００２１】
図２は、本発明の一実施形態による電気指令式空気ブレーキ装置の接続図である。図１との違いは、積空リレー箱６内に、積空リレー７の他、バイパス用リレー８が設けられ、その接点８ａ（ａ接点）が積空リレー７の２接点（ブレーキ信号線ＳＢ１，ＳＢ２上の接点７ｂ）に並列接続されている点である。バイパス用リレー８のコイル８ｃはニュートラル線Ｎと、ブレーキ信号線ＳＢ３との間に接続されている。上記バイパス用リレー８は、「積空選択制御手段」の一部を構成している。
【００２２】
上記実施形態による電気指令式空気ブレーキ装置において、貨車が積車状態の場合には、運転士は積空スイッチ５を開いておく。これにより積空リレー７は消磁された状態にあり、その接点７ｂは閉じている。従って、貨車の中継弁装置３が動作可能であり、指令器２の出力に応じて軌道モータカー及び全ての貨車のブレーキシリンダ４が動作し、必要十分な制動力が得られる。なお、ブレーキ制御器１におけるブレーキ操作位置がノッチ４〜７の場合には、前述の表１に示すように、ブレーキ信号線ＳＢ３に電圧が印加される。従って、バイパス用リレー８が励磁され、その接点８ａが閉路するが、積空リレー７の接点７ｂも閉路しているので、バイパス用リレー８の接点８ａの閉路は特に意味を成さない。
【００２３】
一方、貨車が空車状態の場合には、運転士は積空スイッチ５を閉じておく。これにより積空リレー７は励磁され、その接点７ｂが開いている。また、ブレーキ制御器１におけるブレーキ操作位置がノッチ１〜３の場合には、表１に示すように、ブレーキ信号線ＳＢ３に電圧が印加されていないので、バイパス用リレー８の接点８ａも開いている。従って、貨車の中継弁装置３は動作せず、指令器２の出力に応じて軌道モータカーのブレーキシリンダ４のみが動作する。この場合、貨車が空車であることにより大きな制動力は不要であり、軌道モータカーの制動力のみで列車全体に必要な制動力を賄うことができる。従って、空車の貨車に強いブレーキが作用して車輪がロックする、という現象を防止することができる。
【００２４】
次に、ブレーキ制御器１におけるブレーキ操作位置がノッチ４〜７の場合には、表１に示すように、ブレーキ信号線ＳＢ３に電圧が印加される。従って、バイパス用リレー８が励磁され、その接点８ａが閉路する。これにより、ブレーキ信号線ＳＢ１及びＳＢ２の電圧が中継弁装置３に入力され、貨車の中継弁装置３は動作可能となる。但し、積空リレー７の接点７ｂが開いているので、ブレーキ信号線ＳＢ３からの信号は中継弁装置３に入力されない。この結果、表１におけるノッチ４〜７の場合の指令器２の出力は、貨車においては、最上位ビットであるブレーキ信号線ＳＢ３の信号が無効とされ、最下位ビット（ＳＢ１）と中位ビット（ＳＢ２）の信号のみが有効となる。これにより、ノッチ４は弛めと同じ出力（すなわち０）になり、ノッチ５〜７のビットパターンは、それぞれ、ノッチ１〜３のビットパターンと同一となる。
【００２５】
貨車が空車の状態においてノッチＮ（Ｎ＝５〜７）のブレーキ操作が行われた場合、指令器２からはノッチＮ相当の出力がなされ、軌道モータカーのブレーキシリンダ４は当該出力に応じたブレーキ力を発生させるが、貨車においては上記処理により、当該出力すなわち電気信号のブレーキレベルがノッチ（Ｎ−４）相当に減殺される。従って、貨車のブレーキシリンダ４は、ノッチ（Ｎ−４）に相当する減殺されたブレーキ力を発生させる。このようにして貨車のブレーキ力を減殺することにより、空車時の貨車の車輪のロックを防止することができる。また、貨車のブレーキにより、空車時に列車全体で大きなブレーキ力が必要となった場合にも、ブレーキ力の不足を防止することができる。
以上のようにして、貨車の積空に応じて適切にブレーキ力を制御することができる。また、上記のように電気信号の一部を利用したブレーキレベルの減殺制御は、第１の参考例の構成にバイパス用リレー８を追加しただけの簡素かつ安価な構成で実現することができる。
【００２６】
図３は、第２の参考例による電気指令式空気ブレーキ装置の接続図である。当該電気指令式空気ブレーキ装置は、空気系統の一部を自動ブレーキ装置と共用した構成である。ブレーキ制御器１や指令器２は第１の参考例と同様であるので、図示を省略している。また、ブレーキ信号線ＳＢ１〜ＳＢ３、ニュートラル線Ｎ、積空信号線ＦＬ及び積空スイッチ５については、第１の参考例と同様に設けられている。軌道モータカー及び各貨車には、ブレーキ管ＢＰが引き通されている。中継弁装置３は、電磁弁ＳＢＶ１〜ＳＢＶ３、中継弁３１及び制御弁３２を備えている。また、中継弁装置３はちりこし９を介してブレーキ管ＢＰに接続されている。さらに中継弁装置３には、制御空気タンク１０、供給空気タンク１１及び膨張タンク１２が図示のように接続されている。一方、中継弁装置３の出力ポート（ＢＣ）には、比例弁１３を介してブレーキシリンダ４が接続されている。
【００２７】
上記中継弁装置３における電磁弁ＳＢＶ１〜ＳＢＶ３及び中継弁３１は、第１の参考例のものと同様の機能を有し、中継弁３１の出力する空気圧は、比例弁１３を介してブレーキシリンダ４に供給される。比例弁１３は、空気圧を所定比で減圧して出力することができる既知の装置である。この比例弁１３のポートＢＣとＬＶとの間には積空用電磁弁１４が挿入されている。積空用電磁弁１４のコイルは積空信号線ＦＬとニュートラル線Ｎとに接続されており、積空スイッチ５の開閉に応じて積空用電磁弁１４が動作する。比例弁１３及び積空用電磁弁１４は、「積空選択制御手段」の一部を構成する。
なお、軌道モータカーの接続図は図示していないが、貨車用の構成から比例弁１３及び積空用電磁弁１４が省略され、中継弁装置３から直にブレーキシリンダ４へ空気圧が出力される構成である。
【００２８】
上記自動ブレーキは、列車分離時に各車両で自動的にブレーキを作動させるものであり、そのための空気は、ブレーキ管ＢＰから中継弁装置３の制御弁３２を通して供給空気タンク１１に蓄えられる。列車分離によってブレーキ管ＢＰの圧力が抜けたときは、制御弁３２の動作により、供給空気タンク１１に蓄えられた圧縮空気が中継弁装置３からブレーキシリンダ４に供給され、ブレーキがかかる。なお、制御弁３２は、電気指令系の故障時等に、軌道モータカーに設けられているブレーキ弁（図示せず。）の操作により動作させることも可能である。
【００２９】
上記第２の参考例における電気指令式空気ブレーキ装置において、貨車が積車状態の場合には、運転士は積空スイッチ５を開いておく。この状態では積空電磁弁１４は消磁された状態（図示の状態）にあり、弁は遮断位置にある。従って、比例弁１３のポートＢＣとＬＶとは連通せず、このとき、比例弁１３は減圧を行わず、中継弁装置３から供給された空気圧をそのままブレーキシリンダ４に供給する。従って、指令器２の出力に応じて軌道モータカー及び全ての貨車のブレーキシリンダ４が動作し、必要十分な制動力が得られる。
また、上記のように積空スイッチ５が開いた状態で、列車分離が生じた場合には供給空気タンク１１から比例弁１３（非減圧）を介して所定の空気圧がブレーキシリンダ４に込められ、各車両のブレーキを作動させることができる。
【００３０】
一方、貨車が空車状態の場合には、運転士は積空スイッチ５を閉じておく。これにより積空電磁弁１４は励磁され、比例弁１３のポートＢＣとＬＶとは互いに連通する。このとき、比例弁１３は減圧を行い、中継弁装置３から供給された空気圧は所定の比で減圧され、ブレーキシリンダ４に供給される。このようにして貨車のブレーキ力を減殺することにより、空車時の貨車の車輪のロックを防止することができる。また、貨車のブレーキにより、空車時に列車全体で大きなブレーキ力が必要となった場合にも、ブレーキ力の不足を防止することができる。
【００３１】
また、比例弁１３及び積空用電磁弁１４が、中継弁装置３からブレーキシリンダ４へ至る空気系統上に設けられていることにより、上記のような貨車のブレーキ力減殺制御は自動ブレーキ出力にも及ぶ。すなわち、積空スイッチ５が閉じた状態で、列車分離が生じた場合には供給空気タンク１１から比例弁１３を介して減圧された空気圧がブレーキシリンダ４に込められ、これにより、貨車のブレーキを控えめに動作させることができる。
以上のようにして、貨車の積空に応じて適切にブレーキ力を制御することができる。しかも、このような制御を、応荷重装置等を用いることなく実現できるので、安価な構成の電気指令式空気ブレーキ装置とすることができる。
【００３２】
なお、上記実施形態（図２）や参考例（図１，図３）においては積空スイッチ５は軌道モータカーにのみ設け、積空信号線ＦＬを列車全体に引き通したが、これとは別に、例えば第１の参考例の変形として図４に示すように、貨車ごとに積空スイッチ５を設けて積空信号線ＦＬの代わりに電源線Ｐ（＋側）の引通し線を設けてもよい。前者の場合は、集中的な積空選択ができるので操作が簡単であり、積空スイッチ５も最小限個数で足りるので構造的に簡素である。一方、後者の場合は、貨車ごとに積空選択ができるので、荷物の積み下ろしが全貨車一斉に行われない場合にも個別に対応できて便利である。また、いずれの場合にも、積空スイッチ５は空気系統上のコック等と異なり、取り付け場所の制約が少ないので、所望の位置に配置することができるという利点がある。
【００３３】
なお、上記実施形態や参考例においては保線用の編成車両を例にとって説明したが、同様な鉄道型車両にも上記のような電気指令式空気ブレーキ装置を適用することができる。
【００３４】
【発明の効果】
以上のように構成された本発明は以下の効果を奏する。
請求項１の電気指令式空気ブレーキ装置によれば、空車時に貨車のブレーキレベルが減殺されることにより、空車時に必要とされる比較的小さなブレーキ力が、機関車のブレーキ力を主体として賄われる。また、積車時には減殺が解除されることにより、積車時に必要とされる比較的大きなブレーキ力が、機関車のブレーキ力と貨車のブレーキ力とによって賄われる。従って、貨車の積空に応じて適切にブレーキ力を制御することができる。しかも、このような制御を、応荷重装置等を用いることなく実現できるので、安価な構成の電気指令式空気ブレーキ装置とすることができる。
【００３５】
また、空車時にも貨車は、ブレーキレベルが減殺されたブレーキ力を発揮することができるので、空車時に列車全体で大きなブレーキ力が必要となった場合にも、ブレーキ力の不足を防止することができる。
【００３７】
また、ブレーキ指令出力手段から出力される電気信号の一部を利用してブレーキレベルを所定の論理で減殺することができるので、ブレーキレベルの減殺制御を、簡素な構成により実現することができる。
【００３８】
一方、請求項２の電気指令式空気ブレーキ装置によれば、積空スイッチにより、集中的な積空選択ができるので操作が簡単であり、積空スイッチも最小限個数で足りるので構造的に簡素である。また、積空スイッチは空気系統上のコック等と異なり、取り付け場所の制約が少ないので、所望の位置に配置することができる。
【００３９】
また、請求項３の電気指令式空気ブレーキ装置によれば、貨車ごとに積空選択ができるので、荷物の積み下ろしが全貨車一斉に行われない場合にも個別に対応できて便利である。また、積空スイッチは空気系統上のコック等と異なり、取り付け場所の制約が少ないので、所望の位置に配置することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の参考例による電気指令式空気ブレーキ装置の構成を示す接続図である。
【図２】本発明の一実施形態による電気指令式空気ブレーキ装置の構成を示す接続図である。
【図３】第２の参考例による電気指令式空気ブレーキ装置の構成を示す接続図である。
【図４】第１の参考例による電気指令式空気ブレーキ装置の積空スイッチの設置場所を変更した構成を示す接続図である。
【符号の説明】
１ブレーキ制御器
２指令器
３中継弁装置
４ブレーキシリンダ
５積空スイッチ
７積空リレー
８バイパス用リレー
１３比例弁
１４積空用電磁弁
ＳＢ１〜ＳＢ３ブレーキ信号線
Ｎニュートラル線
ＦＬ積空信号線
１，２，ＳＢ１〜ＳＢ３，Ｎブレーキ指令出力手段
５，７，８，１３，１４，ＦＬ積空選択制御手段[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an electric command type air brake device in a railway vehicle in which a freight car is connected to a locomotive mainly used for track maintenance.
[0002]
[Prior art]
A freight train used for track maintenance is constituted by a track motor car as a locomotive and a necessary number of freight cars connected thereto. Conventionally, an electric command type air brake device is used for such a freight train as well as a passenger car. This electric command type air brake device transmits a brake signal (electric signal) to each vehicle via a signal line drawn through the entire train by operating a brake controller provided in the track motor car. The brake cylinder is operated by converting this into air pressure in the vehicle.
[0003]
On the other hand, passenger cars are equipped with air springs for improving riding comfort, and the electric command type air brake device mounted on the passenger cars uses this air springs to make the total weight (vehicle body A variable load device is provided that generates a braking force according to (weight + total passenger weight). However, in the case of the freight train for track maintenance as described above, an air spring and a load-bearing device are not provided because it is not necessary to consider riding comfort and cost is reduced. Therefore, regardless of whether the freight car is a loaded car or an empty car, a braking force corresponding to the brake signal is generated. In general, freight trains for track maintenance are performed all at once when loading and unloading luggage.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In the conventional electric command type air brake device mounted on the freight train for track maintenance as described above, the necessary braking force is naturally different between when the freight car is loaded and when it is empty, but this is adjusted on the freight car side. There is no function to do. Therefore, if the braking force necessary for loading is applied when the vehicle is empty, the wheels of the freight car lock and slide, causing abnormal wear of the wheels. In order to avoid such a situation, it is only necessary to operate the brake so that the braking force of the entire train is smaller than that at the time of loading when the vehicle is empty, but this method is very difficult to operate. On the other hand, providing a load-bearing device or the like on a freight train for track maintenance causes a significant increase in cost, so it is difficult to adopt in reality.
[0005]
In view of the above-described conventional problems, an object of the present invention is to provide an electric command type air brake device that can appropriately control a braking force according to the loading and unloading of a freight car at low cost.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The present invention relates to an electric command type air brake device for a railway vehicle in which a freight car is connected to a locomotive, and a brake command output means for outputting a multi-bit electric signal binarized corresponding to the number of notch steps of a brake operation. A relay valve device provided in each vehicle for converting the electric signal into air pressure and outputting it; a brake cylinder provided in each vehicle for operating a brake based on the air pressure; Output a signal, and based on the electric signal of the empty vehicle, the brake level is reduced by invalidating the most significant bit of the electric signal given from the brake command output means to the relay valve device of the freight car. And an air-gap selection control means for canceling the attenuation based on the electrical signal (Claim 1) .
[0007]
In the electric command type air brake device configured as described above, the brake level of the freight car is reduced when the vehicle is idle, so that a relatively small brake force that is required when the vehicle is empty mainly covers the brake force of the locomotive. Is called. In addition, when the vehicle is loaded, the attenuation is canceled, so that a relatively large braking force required for loading is covered by the braking force of the locomotive and the braking force of the freight car.
[0008]
However, the freight car can exhibit a braking force with a reduced brake level even when the vehicle is empty.
[0009]
For the electrical signal output from the brake command output means (a multi-bit electrical signal binarized corresponding to the number of notch stages of the brake operation), the product / empty selection control means is based on the electrical signal of the empty vehicle. Since the brake level is reduced by invalidating the most significant bit, the brake level can be reduced with a predetermined logic using a part of the electric signal output from the brake command output means.
[0010]
In the electric command type air brake device (Claim 1 ), the loading / unloading selection control means includes a loading / unloading switch for outputting an electric signal for selecting a loading / unloading vehicle, and the loading / unloading switch is provided in the locomotive. In addition, a load signal line connected to the load switch may be routed to each vehicle (claim 2 ).
In this case, intensive loading / unloading can be selected by the loading / unloading switch, so that the operation is simple, and a minimum number of loading / unloading switches is sufficient. In addition, unlike the cock on the air system, the load / air switch has few restrictions on the installation location.
[0011]
In the electric command type air brake device (Claim 1 ), the loading / unloading selection control means includes a loading / unloading switch for outputting an electric signal for selecting a loading / unloading vehicle, and the loading / unloading switch is provided in each freight car. (Claim 3 ).
In this case, since loading / unloading can be selected for each freight car, it is possible to individually cope with the case where all the freight cars are not unloaded at the same time. In addition, unlike the cock on the air system, the load / air switch has few restrictions on the installation location.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 is a connection diagram showing a configuration of an electric command type air brake device as a first reference example having a basic configuration common to the embodiment of the present invention . The brake device is mounted on a freight train for track maintenance in which a track motor car is used as a locomotive and a freight car is connected thereto. A plurality of freight cars are connected as necessary. In FIG. 1, only the configuration of the electric command type air brake device in the leading freight car is illustrated, but the subsequent freight cars have the same structure.
[0013]
In FIG. 1, a track motor car is equipped with a brake controller 1, a command device 2 connected to the brake controller 1, a relay valve device 3, and a brake cylinder 4 as main devices of an electric command type air brake device. ing. The brake controller 1 is operated by a regular brake operation of the train driver, and the switches SW1 to SW3 are opened and closed in accordance with the open / close pattern shown in the figure corresponding to the brake operation position of 1 to 7 notches and the loosening position. . For example, in the relaxed position, all of the switches SW1 to SW3 are open, and in one notch of the service brake, only the switch SW1 is closed and the others are open. One side of each of the switches SW1 to SW3 is commonly connected to a DC 24V power supply line P (+ side). By opening and closing each switch, the signal lines SB11 to SB13 connected to the command unit 2 are set to 24V or 0V. A voltage signal (ie, a signal binarized on / off) is output. The command device 2 connected to the brake controller 1 as shown in the figure converts the voltage signal sent from the brake controller 1 with a certain logic shown in Table 1 below. In Table 1, a circle indicates a closed circuit or voltage application.
[0014]
[Table 1]

[0015]
As described above, the output of the command unit 2 is a 3-bit binary number in which the "relaxation" is 0, the brake signal line SB1 is the lowest, SB2 is the middle, and SB3 is the highest. 7 is a signal obtained by replacing the decimal numbers 1 to 7 with binary numbers. Further, in FIG. 1, the negative side of the DC24V power supply line is the neutral line N at the output of the command device 2. The brake signal lines SB1 to SB3 and the neutral line N are drawn from the track motor car to the entire train. The brake controller 1, the command device 2, the brake signal lines SB1 to SB3, and the neutral line N constitute “brake command output means” that outputs an electrical signal corresponding to the brake operation.
In addition, an electric circuit from the power supply line P (+ side) through the load / unload switch 5 is led to all wagons as a load / stack signal line FL. When the accumulation switch 5 is open, no voltage is applied to the accumulation signal line FL with respect to the neutral line N. However, when the accumulation switch 5 is closed, a voltage (DC 24 V) is applied. The loading / unloading switch 5 is provided in the cab in a place where the driver can easily operate.
[0016]
The relay valve device 3 in the orbit motor car includes three solenoid valves SBV1 to SBV3 and a relay valve 31 that is air-connected thereto. The solenoid valves SBV1 to SBV3 are excited or demagnetized according to the voltages of the brake signal lines SB1 to SB3, respectively. In addition, a predetermined air pressure is supplied to the operating portions of the solenoid valves SBV1 to SBV3, and the predetermined air pressure is output by excitation and not output by demagnetization. The relay valve 31 is a known device that outputs air pressure with a predetermined logic with respect to an input air pressure signal based on the area ratio of the membrane plates. The membrane chambers C1, C2, and C3 in the relay valve output air pressures of 1, 2, and 4, respectively, as pressure units (the pressure unit 1 corresponds to a pressure of 50 kPa (0.5 kgf / cm ² ) in the brake cylinder 4). .) When air pressure is supplied from the electromagnetic valves SBV1 to SBV3 to the membrane plate chambers C1, C2, and C3, air pressures in units of pressure shown in Table 2 below are output from the relay valve 31 to the brake cylinder 4.
[0017]
[Table 2]

[0018]
In this way, the air pressure of the output unit corresponding to the notch is supplied to the brake cylinder 4 to generate a desired braking force.
Similarly, in the freight car, the relay valve device 3 and the brake cylinder 4 are provided, and the brake signal lines SB1 to SB3 and the neutral line N are connected to the relay valve device 3. However, between the brake signal lines SB <b> 1 to SB <b> 3 and the relay valve device 3, a contact 7 b (b contact) of the accumulation relay 7 housed in the accumulation relay box 6 is inserted. The coil 7c of the accumulation relay 7 is connected between the accumulation signal line FL and the neutral line N. The air accumulation relay 7 is excited when the air accumulation switch 5 is closed, and disconnects the relay valve device 3 from the brake signal lines SB1 to SB3.
The load switch 5, the load signal line FL and the load relay 7 output an electrical signal for selecting a loaded vehicle and restricting the operation of the brake cylinder 4 in the freight car based on the electrical signal of the empty vehicle. The “load / load selection control means” is configured to release the restriction based on the electric signal of the loaded vehicle.
[0019]
In the electric command type air brake device described above, when the freight car is in the loaded state, the driver opens the loaded / unloaded switch. As a result, the air-gap relay 7 is in a demagnetized state, and its contact 7b is closed. Accordingly, the relay valve device 3 of the freight car is operable, and the track motor car and the brake cylinders 4 of all the freight cars are operated according to the output of the commander 2, and a necessary and sufficient braking force is obtained.
[0020]
On the other hand, when the freight car is in an empty state, the driver closes the loading / unloading switch 5. As a result, the accumulation relay 7 is excited and its contact 7b is open. Therefore, the relay valve device 3 of the freight car does not operate, and only the brake cylinder 4 of the track motor car operates according to the output of the command device 2. In this case, since the freight car is an empty car, a large braking force is unnecessary, and the braking force necessary for the entire train can be provided only by the braking force of the track motor car. Therefore, it is possible to prevent a phenomenon that a strong brake acts on an empty freight car and the wheels are locked.
As described above, the braking force can be appropriately controlled in accordance with the freight of the freight car. In addition, since such control can be realized without using a variable load device or the like, an electric command type air brake device having an inexpensive configuration can be obtained.
[0021]
FIG. 2 is a connection diagram of an electric command type air brake device according to an embodiment of the present invention . The difference from FIG. 1 is that a bypass relay 8 is provided in addition to the accumulation relay 7 in the accumulation relay box 6, and its contact 8 a (a contact) is the two contacts (brake signal line SB 1) of the accumulation relay 7. , SB2 is connected in parallel to the contact 7b). The coil 8c of the bypass relay 8 is connected between the neutral line N and the brake signal line SB3. The bypass relay 8 constitutes a part of the “stack / vacuum selection control means”.
[0022]
In electric command type air brake system according to the above you facilities embodiment, when wagons of the product vehicle condition, operator shall remain open Sekisora switch 5. As a result, the air-gap relay 7 is in a demagnetized state, and its contact 7b is closed. Accordingly, the relay valve device 3 of the freight car is operable, and the track motor car and the brake cylinders 4 of all the freight cars are operated according to the output of the commander 2, and a necessary and sufficient braking force is obtained. When the brake operation position in the brake controller 1 is notches 4 to 7, a voltage is applied to the brake signal line SB3 as shown in Table 1 above. Therefore, although the bypass relay 8 is excited and the contact 8a is closed, the contact 7b of the accumulation relay 7 is also closed, so that the contact 8a of the bypass relay 8 is not particularly meaningful.
[0023]
On the other hand, when the freight car is in an empty state, the driver closes the loading / unloading switch 5. As a result, the accumulation relay 7 is excited and its contact 7b is open. When the brake operation position in the brake controller 1 is notches 1 to 3, as shown in Table 1, since no voltage is applied to the brake signal line SB3, the contact 8a of the bypass relay 8 is also opened. Yes. Therefore, the relay valve device 3 of the freight car does not operate, and only the brake cylinder 4 of the track motor car operates according to the output of the command device 2. In this case, since the freight car is an empty car, a large braking force is unnecessary, and the braking force necessary for the entire train can be provided only by the braking force of the track motor car. Therefore, it is possible to prevent a phenomenon that a strong brake acts on an empty freight car and the wheels are locked.
[0024]
Next, when the brake operation position in the brake controller 1 is notches 4 to 7, a voltage is applied to the brake signal line SB3 as shown in Table 1. Accordingly, the bypass relay 8 is excited and the contact 8a is closed. Thereby, the voltages of the brake signal lines SB1 and SB2 are input to the relay valve device 3, and the relay valve device 3 of the freight car becomes operable. However, since the contact 7b of the load-sending relay 7 is open, the signal from the brake signal line SB3 is not input to the relay valve device 3. As a result, the output of the command device 2 in the case of notches 4 to 7 in Table 1 is that the signal of the brake signal line SB3 which is the most significant bit is invalidated in the freight car, and the least significant bit (SB1) and the middle bit Only the signal (SB2) is valid. As a result, the notch 4 has the same output (ie, 0) as the loosening, and the bit patterns of the notches 5 to 7 are the same as the bit patterns of the notches 1 to 3, respectively.
[0025]
When the brake operation of the notch N (N = 5 to 7) is performed in a state where the freight car is empty, an output equivalent to the notch N is made from the command device 2, and the brake cylinder 4 of the track motor car brakes according to the output. In the freight car, the output, that is, the brake level of the electric signal is reduced to the notch (N-4) or equivalent. Therefore, the brake cylinder 4 of the freight car generates a reduced braking force corresponding to the notch (N-4). By reducing the braking force of the freight car in this way, it is possible to prevent the wheels of the freight car from being locked when empty. In addition, when a large braking force is required for the entire train when the train is empty due to the braking of the freight car, it is possible to prevent the braking force from being insufficient.
As described above, the braking force can be appropriately controlled in accordance with the freight of the freight car. Further, the brake level reduction control using a part of the electric signal as described above can be realized with a simple and inexpensive configuration in which the bypass relay 8 is added to the configuration of the first reference example .
[0026]
FIG. 3 is a connection diagram of an electric command type air brake device according to a second reference example . The electric command type air brake device has a configuration in which a part of the air system is shared with the automatic brake device. Since the brake controller 1 and the command device 2 are the same as those in the first reference example , illustration is omitted. Further, the brake signal lines SB1 to SB3, the neutral line N, the product signal line FL, and the product switch 5 are provided in the same manner as in the first reference example . A brake pipe BP is passed through the track motor car and each wagon. The relay valve device 3 includes electromagnetic valves SBV1 to SBV3, a relay valve 31, and a control valve 32. The relay valve device 3 is connected to the brake pipe BP via a dust 9. Further, a control air tank 10, a supply air tank 11, and an expansion tank 12 are connected to the relay valve device 3 as shown in the figure. On the other hand, the brake cylinder 4 is connected to the output port (BC) of the relay valve device 3 via the proportional valve 13.
[0027]
The solenoid valves SBV1 to SBV3 and the relay valve 31 in the relay valve device 3 have the same functions as those in the first reference example , and the air pressure output from the relay valve 31 is supplied to the brake cylinder 4 via the proportional valve 13. To be supplied. The proportional valve 13 is a known device capable of reducing the air pressure at a predetermined ratio and outputting it. Between the ports BC and LV of the proportional valve 13, an air valve 14 is inserted. The coil of the air valve 14 is connected to the air signal line FL and the neutral line N, and the air valve 14 operates according to the opening / closing of the air switch 5. The proportional valve 13 and the product air solenoid valve 14 constitute a part of “product air selection control means”.
Although the connection diagram of the track motor car is not shown, the proportional valve 13 and the air valve solenoid valve 14 are omitted from the configuration for the freight car, and the air pressure is directly output from the relay valve device 3 to the brake cylinder 4. It is.
[0028]
The automatic brake automatically activates the brake in each vehicle when the train is separated, and air for that purpose is stored in the supply air tank 11 from the brake pipe BP through the control valve 32 of the relay valve device 3. When the pressure of the brake pipe BP is released due to the train separation, the compressed air stored in the supply air tank 11 is supplied from the relay valve device 3 to the brake cylinder 4 by the operation of the control valve 32, and the brake is applied. The control valve 32 can also be operated by operating a brake valve (not shown) provided in the track motor car when the electrical command system is out of order.
[0029]
In the electric command type air brake device in the second reference example , when the freight car is in a loaded state, the driver opens the loaded / unloaded switch 5. In this state, the accumulated air solenoid valve 14 is in a demagnetized state (shown state), and the valve is in the blocking position. Therefore, the ports BC and LV of the proportional valve 13 do not communicate with each other. At this time, the proportional valve 13 does not perform pressure reduction, and the air pressure supplied from the relay valve device 3 is supplied to the brake cylinder 4 as it is. Accordingly, the track motor car and the brake cylinders 4 of all the freight cars operate according to the output of the command device 2, and a necessary and sufficient braking force is obtained.
Further, when the separation of the train occurs in the state where the load switch 5 is opened as described above, a predetermined air pressure is taken into the brake cylinder 4 from the supply air tank 11 via the proportional valve 13 (non-decompression), Each vehicle brake can be actuated.
[0030]
On the other hand, when the freight car is in an empty state, the driver closes the loading / unloading switch 5. As a result, the air-accumulated solenoid valve 14 is excited, and the ports BC and LV of the proportional valve 13 communicate with each other. At this time, the proportional valve 13 reduces the pressure, and the air pressure supplied from the relay valve device 3 is reduced at a predetermined ratio and supplied to the brake cylinder 4. By reducing the braking force of the freight car in this way, it is possible to prevent the wheels of the freight car from being locked when empty. In addition, when a large braking force is required for the entire train when the train is empty due to the braking of the freight car, it is possible to prevent the braking force from being insufficient.
[0031]
In addition, since the proportional valve 13 and the solenoid valve 14 for air accumulation are provided on the air system from the relay valve device 3 to the brake cylinder 4, the brake force reduction control of the freight car as described above can be performed automatically. It also extends. That is, when the separation of the train occurs with the load switch 5 closed, the air pressure reduced from the supply air tank 11 through the proportional valve 13 is put into the brake cylinder 4, thereby the brake of the freight car is released. Can be operated sparingly.
As described above, the braking force can be appropriately controlled in accordance with the freight of the freight car. In addition, since such control can be realized without using a variable load device or the like, an electric command type air brake device having an inexpensive configuration can be obtained.
[0032]
In the above embodiment (FIG. 2) and the reference examples (FIGS. 1 and 3) , the load sensor switch 5 is provided only in the track motor car, and the load signal line FL is routed through the entire train. For example , as shown in FIG. 4 as a modification of the first reference example , a loading switch 5 is provided for each freight car, and a lead-through line for the power supply line P (+ side) is provided instead of the loading signal line FL. Good. In the former case, operation can be easily performed because concentrated loading / unloading can be selected, and the minimum number of loading / unloading switches 5 is sufficient, and the structure is simple. On the other hand, in the latter case, loading / unloading can be selected for each freight car, which is convenient because it can be individually handled even when all the freight cars are not unloaded. Further, in any case, unlike the cock on the air system or the like, the load switch 5 has an advantage that it can be arranged at a desired position because there are few restrictions on the mounting location.
[0033]
In the above-described embodiments and reference examples , the track maintenance train is described as an example. However, the above-described electric command type air brake device can be applied to a similar railway type vehicle.
[0034]
【The invention's effect】
The present invention configured as described above has the following effects.
According to electric command type air brake system of claim 1, by wagon braking level bare is offset, relatively small braking force required during empty vehicles, mainly the braking force of the locomotive financed Is called. In addition, when the vehicle is loaded , the attenuation is canceled, so that a relatively large braking force required for loading is covered by the braking force of the locomotive and the braking force of the freight car. Therefore, it is possible to appropriately control the braking force in accordance with the loading / unloading of the freight car. In addition, since such control can be realized without using a variable load device or the like, an electric command type air brake device having an inexpensive configuration can be obtained.
[0035]
In addition , since freight cars can exert braking power with reduced brake level even when empty, it is possible to prevent shortage of braking power even when large braking force is required for the entire train when empty. it can.
[0037]
In addition , since the brake level can be reduced with a predetermined logic using a part of the electric signal output from the brake command output means, the brake level reduction control can be realized with a simple configuration.
[0038]
On the other hand, according to the electric command type air brake device of claim 2, the operation can be easily performed because the concentrated air load selection can be performed by the air load switch, and the structure is simple because a minimum number of the air load switches are sufficient. It is. In addition, unlike the cock on the air system, the load-and-swivel switch has few restrictions on the installation location, and can be arranged at a desired position.
[0039]
In addition, according to the electric command type air brake device of the third aspect , since it is possible to select the loading / unloading for each freight car, it is convenient that it is possible to individually cope with the case where all the freight cars are not unloaded. In addition, unlike the cock on the air system, the load-and-swivel switch has few restrictions on the installation location, and can be arranged at a desired position.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a connection diagram showing a configuration of an electric command type air brake device according to a first reference example ;
2 is a connection diagram showing a configuration of an electric command type air brake system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a connection diagram showing a configuration of an electric command type air brake device according to a second reference example ;
FIG. 4 is a connection diagram showing a configuration in which the installation location of the load / unload switch of the electric command type air brake device according to the first reference example is changed.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Brake controller 2 Commander 3 Relay valve device 4 Brake cylinder 5 Loading switch 7 Loading relay 8 Bypass relay 13 Proportional valve 14 Solenoid valve SB1 to SB3 Brake signal line N Neutral line FL Stacking

signal line

1 , 2, SB1 to SB3, N Brake command output means 5, 7, 8, 13, 14, FL Product empty selection control means

Claims

An electric command type air brake device in a railway vehicle in which a freight car is connected to a locomotive,
Brake command output means for outputting a multi-bit electric signal binarized corresponding to the number of notch steps of the brake operation;
A relay valve device provided in each vehicle, which converts the electrical signal into air pressure and outputs it;
A brake cylinder provided in each vehicle and operating a brake based on the air pressure;
An electric signal for selecting an empty vehicle is output, and the brake level is set by invalidating the most significant bit of the electric signal given from the brake command output means to the relay valve device of the freight car based on the electric signal of the empty vehicle. An electric command type air brake device comprising: an air load selection control means for reducing and canceling the attenuation based on an electric signal of the loaded vehicle.

The loading / unloading selection control means includes a loading / unloading switch that outputs an electric signal for selecting a loading / unloading vehicle , and the loading / unloading switch is provided in the locomotive and connected to the loading / unloading signal line. The electric command type air brake device according to claim 1, wherein the electric command type air brake device is passed through each vehicle .

2. The electric command type air brake device according to claim 1, wherein the loading / unloading selection control means includes a loading / unloading switch that outputs an electric signal for selecting a loading / unloading vehicle, and the loading / unloading switch is provided in each freight car .