特許 6374955 熱的に最適化された鉄道車両編成ブレーキシステム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6374955

(24)【登録日】2018年7月27日

(45)【発行日】2018年8月15日

(54)【発明の名称】熱的に最適化された鉄道車両編成ブレーキシステム

(51)【国際特許分類】

   B60T 17/18 20060101AFI20180806BHJP

   B60T 15/36 20060101ALI20180806BHJP

   B61H 5/00 20060101ALI20180806BHJP

   F16D 69/02 20060101ALI20180806BHJP

   F16D 65/092 20060101ALI20180806BHJP

   F16D 65/12 20060101ALI20180806BHJP

   B60T 13/66 20060101ALI20180806BHJP

   B60T 13/68 20060101ALI20180806BHJP

【ＦＩ】

   B60T17/18

   B60T15/36 A

   B61H5/00

   F16D69/02 D

   F16D65/092 C

   F16D65/12 J

   B60T13/66 A

   B60T13/68

【請求項の数】20

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2016-515036(P2016-515036)

(86)(22)【出願日】2014年5月21日

(65)【公表番号】特表2016-519018(P2016-519018A)

(43)【公表日】2016年6月30日

(86)【国際出願番号】US2014038896

(87)【国際公開番号】WO2014190003

(87)【国際公開日】20141127

【審査請求日】2016年5月19日

(31)【優先権主張番号】61/826,268

(32)【優先日】2013年5月22日

(33)【優先権主張国】US

(31)【優先権主張番号】14/282,357

(32)【優先日】2014年5月20日

(33)【優先権主張国】US

(73)【特許権者】

【識別番号】506190681

【氏名又は名称】ワブテク・ホールディング・コーポレイション

【氏名又は名称原語表記】ＷＡＢＴＥＣ ＨＯＬＤＩＮＧ ＣＯＲＰ．

(74)【代理人】

【識別番号】100110423

【弁理士】

【氏名又は名称】曾我 道治

(74)【代理人】

【識別番号】100111648

【弁理士】

【氏名又は名称】梶並 順

(74)【代理人】

【識別番号】100147500

【弁理士】

【氏名又は名称】田口 雅啓

(74)【代理人】

【識別番号】100166235

【弁理士】

【氏名又は名称】大井 一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100179914

【弁理士】

【氏名又は名称】光永 和宏

(74)【代理人】

【識別番号】100179936

【弁理士】

【氏名又は名称】金山 明日香

(72)【発明者】

【氏名】シャルプ、ロバート・ノーマン

(72)【発明者】

【氏名】クーン、マリア・エイチ

(72)【発明者】

【氏名】フィンチ、グリン・エイ・ジュニア

(72)【発明者】

【氏名】ポーリ、パオロ

【審査官】 谷口 耕之助

(56)【参考文献】

【文献】 実開昭５６−１２９３４６（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２００２−３７０６４２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特公昭５８−００２５２１（ＪＰ，Ｂ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ６０Ｔ １７／１８

Ｂ６０Ｔ １３／６６

Ｂ６０Ｔ １３／６８

Ｂ６０Ｔ １５／３６

Ｂ６１Ｈ ５／００

Ｆ１６Ｄ ６５／０９２

Ｆ１６Ｄ ６５／１２

Ｆ１６Ｄ ６９／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

互いに電気連絡し、かつブレーキパイプと流体連絡して前記ブレーキパイプから加圧流体が提供される少なくとも２つの中継弁と、
各中継弁と流体連絡する少なくとも２つの摩擦ブレーキユニットと、
各中継弁と電気連絡する少なくとも１つの電気ブレーキユニットと、
各中継弁と流体連絡し加圧流体を提供する主リザーバと、
各中継弁と流体連絡し必要時に追加の加圧流体を提供する供給リザーバと、
を備える鉄道車両編成ブレーキシステムであって、
電気ブレーキユニットの１つの故障時に、前記故障した電気ブレーキユニットと電気連絡する前記中継弁が、少なくとも１つの他の中継弁に信号を送信して、少なくとも１つの他の中継弁と流体連絡する前記少なくとも２つの摩擦ブレーキユニットに加圧流体を提供し、加圧流体の圧力を制御することで追加のブレーキ力を提供する鉄道車両編成ブレーキシステム。

【請求項2】

前記少なくとも２つの中継弁は、一体型電気中継弁である請求項１に記載の鉄道車両編成ブレーキシステム。

【請求項3】

前記少なくとも２つの摩擦ブレーキユニットは、ディスクブレーキユニットである請求項１に記載の鉄道車両編成ブレーキシステム。

【請求項4】

前記主リザーバに流体連絡され前記少なくとも２つの摩擦ブレーキユニットに加圧流体を供給する主リザーバパイプを備え、
各中継弁が、前記ブレーキパイプと前記主リザーバパイプとの両方に接続され、それらと流体連絡する請求項１に記載の鉄道車両編成ブレーキシステム。

【請求項5】

前記少なくとも２つの摩擦ブレーキユニットは、鋼セグメント化ディスクブレーキユニットである請求項１に記載の鉄道車両編成ブレーキシステム。

【請求項6】

前記少なくとも２つの摩擦ブレーキユニットは、シンタード系パッドブレーキユニットである請求項１に記載の鉄道車両編成ブレーキシステム。

【請求項7】

互いに電気連絡および流体連絡する少なくとも２つの鉄道車両と、
各鉄道車両と流体連絡するブレーキシステムと
を備える鉄道車両編成であって、
前記ブレーキシステムは、
互いに電気連絡し、かつブレーキパイプと流体連絡して前記ブレーキパイプから加圧流体が提供される少なくとも２つの中継弁と、
各中継弁と流体連絡する少なくとも２つの摩擦ブレーキユニットと、
各中継弁と電気連絡する少なくとも１つの電気ブレーキユニットと、
各中継弁と流体連絡し加圧流体を提供する主リザーバと、
各中継弁と流体連絡し必要時に追加の加圧流体を提供する供給リザーバと、
を備え、
前記ブレーキシステムの１つの前記電気ブレーキユニットの１つの故障時に、前記故障した電気ブレーキユニットと連絡する前記中継弁が、前記ブレーキシステムの少なくとも１つの他の中継弁に信号を送信して、少なくとも１つの他の中継弁と流体連絡する前記少なくとも２つの摩擦ブレーキユニットに加圧流体を提供し、加圧流体の圧力を制御することで追加のブレーキ力を提供する鉄道車両編成。

【請求項8】

少なくとも１つの鉄道車両の前記ブレーキシステムの前記少なくとも２つの中継弁が、残りの鉄道車両の少なくとも１つの中継弁と電気連絡する請求項７に記載の鉄道車両編成。

【請求項9】

各ブレーキシステムの各中継弁が互いに電気連絡する請求項７に記載の鉄道車両編成。

【請求項10】

前記少なくとも２つの中継弁は、一体型電気中継弁である請求項７に記載の鉄道車両編成。

【請求項11】

前記少なくとも２つの摩擦ブレーキユニットは、ディスクブレーキユニットである請求項７に記載の鉄道車両編成。

【請求項12】

前記主リザーバに流体連絡され前記少なくとも２つの摩擦ブレーキユニットに加圧流体を供給する主リザーバパイプを備え、
各中継弁が、前記ブレーキパイプと前記主リザーバパイプとの両方に接続され、それらと流体連絡する請求項７に記載の鉄道車両編成。

【請求項13】

前記少なくとも２つの摩擦ブレーキユニットは、鋼セグメント化ディスクブレーキユニットである請求項７に記載の鉄道車両編成。

【請求項14】

前記少なくとも２つの摩擦ブレーキユニットは、シンタード系パッドブレーキユニットである請求項７に記載の鉄道車両編成。

【請求項15】

互いに電気連絡し、かつブレーキパイプと流体連絡して前記ブレーキパイプから加圧流体が提供される少なくとも２つの中継弁と、
各中継弁と流体連絡する少なくとも２つの摩擦ブレーキユニットと、
各中継弁と電気連絡する少なくとも１つの電気ブレーキユニットと、
各中継弁と流体連絡し加圧流体を提供する主リザーバと、
各中継弁と流体連絡し必要時に追加の加圧流体を提供する供給リザーバと、
を有するブレーキシステムを備える鉄道車両編成に追加のブレーキ力を供給する方法であって、
前記中継弁はマイクロプロセッサを含み、
前記ブレーキシステムは、
ａ）少なくとも１つの故障した電気ブレーキユニットから、前記少なくとも１つの故障した電気ブレーキユニットと連絡する少なくとも１つの中継弁に、前記少なくとも１つの故障した電気ブレーキユニットが信号を送信するステップと、
ｂ）前記少なくとも１つの故障した電気ブレーキユニットと電気連絡する前記少なくとも１つの中継弁から、少なくとも１つの他の中継弁に、前記少なくとも１つの故障した電気ブレーキユニットに電気連絡する前記少なくとも１つの中継弁の前記マイクロプロセッサが信号を送信するステップと、
ｃ）前記少なくとも１つの他の中継弁から、前記少なくとも２つの摩擦ブレーキユニットに、前記少なくとも１つの他の中継弁が加圧流体を提供するステップと
を含むステップを実行する方法。

【請求項16】

前記電気ブレーキユニットの１つの故障時に、前記ブレーキシステムの前記少なくとも２つの摩擦ブレーキユニットをほぼ均等に適用する前記ステップをさらに含む請求項１５に記載の方法。

【請求項17】

前記少なくとも２つの中継弁は、一体型電気中継弁である請求項１５に記載の方法。

【請求項18】

前記少なくとも２つの摩擦ブレーキユニットは、ディスクブレーキユニットである請求項１５に記載の方法。

【請求項19】

前記主リザーバに流体連絡され前記少なくとも２つの摩擦ブレーキユニットに加圧流体を供給する主リザーバパイプを備え、
前記各中継弁が、前記ブレーキパイプと前記主リザーバパイプとの両方に接続され、それらと流体連絡する請求項１５に記載の方法。

【請求項20】

前記少なくとも２つの摩擦ブレーキユニットは、シンタード系パッドブレーキユニットである請求項１５に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、一般に、鉄道車両編成ブレーキシステムに関し、より詳細には、熱的に最適化された列車ブレーキシステムに関する。

【背景技術】

【0002】

［関連出願の相互参照］
本出願は、２０１３年５月２２日出願の米国仮特許出願第６１／８２６，２６８号および２０１４年５月２０日出願の米国実用新案出願第１４／２８２，３５７号の利益を主張するものであり、それらの開示全体を参照により本明細書に援用する。

【0003】

ヘビーレールメトロタイプ列車車両用の既存のブレーキシステムは、「車両毎」または「台車毎」にブレーキを制御する。この用途において、各台車は、車両または列車の他の台車から独立して動作する。鉄道車両での機器の全てが動作しているとき、制動は、推進システムのモータによって主に行われる。モータは、走行中の列車の運動エネルギーを電気に変換し、この電気は、主として、抵抗バンクで熱に変換されるか、送電網に戻される。電気制動が十分なブレーキ力を提供することができないときにのみ、摩擦ブレーキが高速または低速で適用される。

【0004】

各台車が独立して動作している状態での電気ブレーキの故障時に、故障した台車の摩擦ブレーキが、故障した台車に必要な全制動力を加える。これは、速度制限を課すことなく、要求される全体的な列車ブレーキレートを維持するために行われる。この場合、故障した台車にあるブレーキディスクに加えられる熱負荷が非常に高く、具体的には、鉄道車両編成の各車軸に２枚のディスクを必要とする。

【0005】

各列車車両でのブレーキ機器の量を減少させる鉄道車両編成ブレーキシステムが現在必要である。ブレーキ機器の重量を減少させる鉄道車両編成ブレーキシステムも現在必要である。また、列車車両にわたるブレーキ機器の摩耗を均等にする鉄道車両編成ブレーキシステムも現在必要である。また、ブレーキ機器の温度を低下させる鉄道車両編成ブレーキシステムも現在必要である。

【発明の概要】

【0006】

本開示の一実施形態では、鉄道車両編成ブレーキシステムは、互いに電気連絡し、かつブレーキパイプと流体連絡する少なくとも２つの中継弁と、各中継弁と流体連絡する少なくとも２つの摩擦ブレーキユニットと、各中継弁と電気連絡する少なくとも１つの電気ブレーキユニットとを含む。電気ブレーキユニットの１つの故障時に、故障した電気ブレーキユニットと電気連絡する中継弁が、少なくとも１つの他の中継弁に信号を送信して、少なくとも１つの他の中継弁と流体連絡する少なくとも２つの摩擦ブレーキユニットに加圧流体を提供する。

【0007】

少なくとも２つの中継弁は、一体型電気中継弁を含んでもよい。少なくとも２つの摩擦ブレーキユニットは、ディスクブレーキユニットを含んでもよい。各中継弁は、ブレーキパイプと主リザーバパイプとの間に位置し、それらと流体連絡してもよい。少なくとも２つの摩擦ブレーキユニットは、鋼セグメント化ディスクブレーキユニットを含んでもよい。少なくとも２つの摩擦ブレーキユニットは、シンタード系パッドブレーキユニットを含んでもよい。

【0008】

本開示の別の実施形態では、鉄道車両編成は、互いに電気連絡および流体連絡する少なくとも２つの鉄道車両と、各鉄道車両と流体連絡するブレーキシステムとを含む。ブレーキシステムは、互いに電気連絡し、かつブレーキパイプと流体連絡する少なくとも２つの中継弁と、各中継弁と流体連絡する少なくとも２つの摩擦ブレーキユニットと、各中継弁と電気連絡する少なくとも１つの電気ブレーキユニットとを含む。ブレーキシステムの１つの電気ブレーキユニットの１つの故障時、故障した電気ブレーキユニットと連絡する中継弁が、ブレーキシステムの少なくとも１つの他の中継弁に信号を送信して、少なくとも１つの他の中継弁と流体連絡する少なくとも２つの摩擦ブレーキユニットに加圧流体を提供する。

【0009】

少なくとも１つの鉄道車両のブレーキシステムの少なくとも２つの中継弁は、残りの鉄道車両の少なくとも１つの他の中継弁と電気連絡してもよい。各中継弁は、互いに電気連絡してもよい。少なくとも２つの中継弁は、一体型電気中継弁を含んでもよい。少なくとも２つの摩擦ブレーキユニットは、ディスクブレーキユニットを含んでもよい。各中継弁は、ブレーキパイプと主リザーバパイプとの間に位置し、それらと流体連絡してもよい。少なくとも２つの摩擦ブレーキユニットは、鋼セグメント化ディスクブレーキユニットを含んでもよい。少なくとも２つの摩擦ブレーキユニットは、シンタード系パッドブレーキユニットを含んでもよい。

【0010】

本開示の別の実施形態では、鉄道車両編成にブレーキを適用する方法が、互いに電気連絡し、かつブレーキパイプと流体連絡する少なくとも２つの中継弁と、各中継弁と流体連絡する少なくとも２つの摩擦ブレーキユニットと、各中継弁と電気連絡する少なくとも１つの電気ブレーキユニットとを含むブレーキシステムを提供するステップと、少なくとも１つの故障した電気ブレーキユニットから、少なくとも１つの故障した電気ブレーキユニットと連絡する少なくとも１つの中継弁に信号を送信するステップと、少なくとも１つの故障した電気ブレーキユニットと電気連絡する少なくとも１つの中継弁から、少なくとも１つの他の中継弁に信号を送信するステップと、少なくとも１つの他の中継弁から、少なくとも２つの摩擦ブレーキユニットに加圧流体を提供するステップとを含む。

【0011】

この方法は、電気ブレーキユニットの１つの故障時に、ブレーキシステムの少なくとも２つの摩擦ブレーキユニットをほぼ均等に適用するステップをさらに含んでもよい。少なくとも２つの中継弁は、一体型電気中継弁を含んでもよい。少なくとも２つの摩擦ブレーキユニットは、ディスクブレーキユニットを含んでもよい。各中継弁は、ブレーキパイプと主リザーバパイプとの間に位置し、それらと流体連絡してもよい。少なくとも２つの摩擦ブレーキユニットは、シンタード系パッドブレーキユニットを含んでもよい。

【0012】

さらなる詳細および利点は、以下の詳細な説明を添付図面と併せて読めば理解されよう。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1A】本開示による鉄道車両編成でのブレーキシステムの概略図である。

【図1B】本開示による鉄道車両編成でのブレーキシステムの概略図である。

【図2】図１Ａおよび図１Ｂのブレーキシステムを利用する鉄道車両の連結された対の概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

本明細書では以後、説明の目的で、空間的な向きを表す用語が使用されるとき、それらの用語は、添付図面に示される、または以下の詳細な説明で述べられる参照される実施形態に関する向きを表すものとする。しかし、本明細書で以下に述べる実施形態は、多くの代替変形形態および構成を取ることができることを理解されたい。また、添付図面に示される、または本明細書で述べられる特定の構成要素、デバイス、特徴、および操作順序は、単に例示であり、限定とみなされるべきでないことを理解されたい。

【0015】

本開示は、一般に、鉄道車両編成用のブレーキシステムを対象とし、特に、鉄道車両編成用の熱的に最適化されたブレーキシステムを対象とする。ブレーキシステムの好ましい非限定的な実施形態が、図１Ａおよび図１Ｂに示されている。

【0016】

図１Ａおよび図１Ｂを参照して、鉄道車両編成ブレーキシステム１０について詳述する。本明細書では以下、ブレーキシステム１０のブレーキを適用する操作順序および方法を説明する。ブレーキシステム１０は、鉄道車両編成の台車（図示せず）上に設けてもよい。図１Ａおよび図１Ｂに示されるブレーキシステム１０は、鉄道車両編成の１つの台車に適用されたブレーキシステム１０を示す。同様のブレーキシステム１０が、鉄道車両編成の別の台車と流体連絡して配置できることを理解されたい。この実施形態では、鉄道車両編成は２つの台車を含み、各台車が、図１Ａおよび図１Ｂに示されるようにブレーキシステム１０を含む。また、図２に示されるように、複数の鉄道車両１００、２００を互いに結合または「連結」して、複数両編成の鉄道車両編成を形成することも企図される。この例では、各鉄道車両１００、２００に設けられる各台車が、図１Ａおよび図１Ｂに示されるようにブレーキシステム１０を含む。各ブレーキシステム１０は、互いに流体連絡して、鉄道車両編成に沿って１つの一様なブレーキシステムを形成することもできる。

【0017】

再び図１Ａおよび図１Ｂを参照すると、ブレーキシステム１０は、第１の一体型電気中継弁（ＩＥＲＶ）１２Ａと、第２のＩＥＲＶ１２Ｂとを含む。ＩＥＲＶ１２Ａ、１２Ｂは、各鉄道車両１００、２００の各台車に対する空気圧を個別に制御する。各ＩＥＲＶ１２Ａ、１２Ｂは、マイクロプロセッサ１４Ａ、１４Ｂを含み、マイクロプロセッサ１４Ａ、１４Ｂは、キャブ搭載型マスタコントローラ（図示せず）または他の列車制御システムから、要求されるブレーキレベルに関するコマンドを受信する。一実施形態では、マイクロプロセッサ１４Ａ、１４Ｂは、ＩＥＲＶ１２Ａ、１２Ｂ内の集積回路チップに含まれるコンピュータプロセッサである。ＩＥＲＶ１２Ａ、１２Ｂは、推進システムによって提供される電気制動を補完するために、電気信号を介して推進システム（図示せず）の電気ブレーキユニット１６Ａ、１６Ｂと電気通信することがあり、電気信号は、電気ブレーキユニット１６Ａ、１６Ｂによって制御される。鉄道車両１００、２００での全ての機器が動作している状態では、制動は、推進システムのモータ（図示せず）によって主に行われる。モータは、走行中の列車の運動エネルギーを電気に変換し、この電気は、一般的には、抵抗バンク（図示せず）で熱に変換される。ＩＥＲＶ１２Ａ、１２Ｂは、ブレーキシステム１０内部にマイクロプロセッサ１４Ａ、１４Ｂによって確立されたネットワークを介して互いにインターフェースで接続しまたは通信する。ネットワークを介して、ＩＥＲＶ１２Ａ、１２Ｂは、車両重量、動的ブレーキ力、および加えられる摩擦ブレーキ力などの情報を電気通信により共有することができる。

【0018】

さらに、ＩＥＲＶ１２Ａ、１２Ｂは、複数の摩擦ブレーキユニット１８Ａ、１８Ｂ、１８Ｃ、１８Ｄと流体連絡することができる。一実施形態では、２つの摩擦ブレーキユニット１８Ａ、１８Ｂが第１のＩＥＲＶ１２Ａと流体連絡し、２つの摩擦ブレーキユニット１８Ｃ、１８Ｄが第２のＩＥＲＶ１２Ｂと流体連絡する。一実施形態では、摩擦ブレーキユニット１８Ａ、１８Ｂ、１８Ｃ、１８Ｄは、ディスクブレーキユニットとして設けられる。ディスクブレーキユニットは、鋼セグメント化ディスクブレーキユニットを含んでもよい。代替として、摩擦ブレーキユニット１８Ａ、１８Ｂ、１８Ｃ、１８Ｄは、シンタード系パッドブレーキユニットとして提供してもよい。しかし、当業者には容易に明らかなように、さらなるタイプの摩擦ブレーキユニットを使用することもできることを理解されたい。摩擦ブレーキユニット１８Ａ、１８Ｂ、１８Ｃ、１８Ｄは、それらに加圧流体が送られるときに、鉄道車両１００、２００に摩擦制動力を加える。摩擦ブレーキユニット１８Ａ、１８Ｂ、１８Ｃ、１８Ｄは、ＩＥＲＶ１２Ａ、１２Ｂによって作動されるとき、鉄道車両１００、２００に減速力を加える。本開示の一実施形態では、鉄道車両１００、２００の各車軸に１つの摩擦ブレーキユニット１８Ａ、１８Ｂ、１８Ｃ、１８Ｄが設置される。鉄道車両１００、２００の各車軸にただ１つの摩擦ブレーキユニット１８Ａ、１８Ｂ、１８Ｃ、１８Ｄを設けることによって、機器のコストを減少させることができ、鉄道車両１００、２００の重量を減少させることができ、必要なメンテナンスコストがより小さくなる。したがって、本開示の一実施形態では、各鉄道車両１００、２００に、２つのＩＥＲＶ１２Ａ、１２Ｂと、４つの摩擦ブレーキユニット１８Ａ、１８Ｂ、１８Ｃ、１８Ｄとが設けられる。

【0019】

図２を参照すると、本開示の一実施形態では、複数の鉄道車両１００、２００が互いに結合または「連結」されて、鉄道車両編成を形成することができる。この実施形態では、各鉄道車両１００、２００が、図１Ａおよび図１Ｂに示されるようにブレーキシステム１０を含んでもよい。ブレーキシステム１０は、ＩＥＲＶ１２Ａ、１２Ｂを介して互いに流体連絡することができ、あるいは互いに電気連絡することもできる。

【0020】

再び図１Ａおよび図１Ｂを参照すると、ブレーキシステム１０は、電気ブレーキユニット１６Ａ、１６Ｂの１つの故障時に、摩擦ブレーキユニット１８Ａ、１８Ｂ、１８Ｃ、１８Ｄによって鉄道車両１００、２００の台車に提供されるブレーキ力の一部が、別の鉄道車両１００、２００での他の完璧に動作している台車に伝達されるという制御方式を提供する。ＩＥＲＶ１２Ａ、１２Ｂを使用して、車両重量および摩擦ブレーキ力を連絡して分散し、故障した電気ブレーキユニット１６Ａ、１６Ｂを含む台車に対する摩擦ブレーキユニット１８Ａ、１８Ｂ、１８Ｃ、１８Ｄの熱負荷を最小限にする。この制御方式の使用により、初期機器コストがより低くなり、全体的な機器重量がより低くなり、接続された鉄道車両１００、２００の機器摩耗がより均等になる。

【0021】

動作時、鉄道車両編成の台車において、例えば電気ブレーキユニットの１つ（１６Ａ）が故障することがあり、追加のブレーキ力を鉄道車両１００に提供するために摩擦ブレーキユニット１８Ａ、１８Ｂを使用しなければならない。これは、故障した台車の摩擦ブレーキユニット１８Ａ、１８Ｂに追加の応力および摩擦を加えることができる。電気ブレーキユニット１６Ａが故障したとき、この故障に関する情報が、関連の故障した電気ブレーキユニット１６ＡのＩＥＲＶ１２Ａのマイクロプロセッサ１４Ａに送信され、そのマイクロプロセッサ１４Ａによって解釈される。この情報を用いて、マイクロプロセッサ１４Ａは、他のＩＥＲＶ１２Ｂのマイクロプロセッサ１４Ｂに電気信号を送信する。したがって、他のＩＥＲＶ１２Ｂは、鉄道車両１００の他の台車上で電気ブレーキユニット１６Ａが適切に動作していないことを通知される。電気ブレーキユニット１６Ａが台車上で適切に動作していない場合、他のＩＥＲＶ１２Ｂは、摩擦ブレーキユニット１８Ｃ、１８Ｄによって追加の摩擦ブレーキ力を加えて、鉄道車両１００に加えられる電気ブレーキ力の失われた分を埋め合わせる。しかし、加えるべき追加のブレーキ力は、鋼ホイールと鋼レールの粘着限度に基づいて制限される。この限度は、一般的には約１７％であるが、他の限度も考えられる。動作していない電気ブレーキユニット１６Ａを含む台車は、摩擦ブレーキユニット１８Ａ、１８Ｂを適用し続けるが、他の摩擦ブレーキユニット１８Ｃ、１８Ｄによって加えられる追加の摩擦ブレーキ力により、電気ブレーキユニット１６Ａの損失を十分に埋め合わせるのに必要なレベルよりも低いレベルである。故障した台車のブレーキ力を分散させることによって、各摩擦ブレーキユニット１８Ａ、１８Ｂ、１８Ｃ、１８Ｄに加えられる圧力および摩擦はより小さくなる。これにより、車軸当たりただ１つの摩擦ブレーキユニット１８Ａ、１８Ｂ、１８Ｃ、１８Ｄを使用すればよく、これは、各車両に関するコストおよび重量を低減させる。したがって、鉄道車両編成の全ての台車に関する合計のブレーキ力は、列車運転士または列車制御システムによって要求されるブレーキレートに見合い、それにより鉄道車両編成を安全に減速または停止させるのに十分なものとなる。

【0022】

この制御方式によって、車軸当たり１つの摩擦ブレーキユニット１８Ａ、１８Ｂ、１８Ｃ、１８Ｄが十分な熱容量を提供し、それにより摩擦ブレーキユニット１８Ａ、１８Ｂ、１８Ｃ、１８Ｄが過熱するのを防止する。摩擦ブレーキユニット１８Ａ、１８Ｂ、１８Ｃ、１８Ｄで使用される鋼ディスクは、一般的には、従来の鉄ディスクよりも高温で動作することができる。鉄道車両１００に摩擦制動作用を提供するために、とりわけ鋼または鉄ディスクを台車上で使用することができる。さらに、許容できる動作をより高い予想温度で行うために、とりわけシンタード系ブレーキパッドまたは従来のオーガニック系ブレーキパッドを設けてもよい。一般的には、シンタード系パッドは、従来組成のブレーキパッドよりも高温で動作させることができる。

【0023】

本開示の一実施形態では、複数の追加の特徴がブレーキシステム１０に提供される。ブレーキパイプ２０および主リザーバパイプ２２が、鉄道車両１００、２００と流体連絡して設けられる。ブレーキパイプ２０および主リザーバパイプ２２は、ブレーキシステム１０、特にＩＥＲＶ１２Ａ、１２Ｂに加圧流体を提供して、摩擦ブレーキユニット１８Ａ、１８Ｂ、１８Ｃ、１８Ｄを作動させる。鉄道車両１００、２００用の警笛制御器２４が、主リザーバパイプ２２と流体連絡することができる。緊急プッシュボタン２６が、ブレーキパイプ２０と流体連絡することができる。緊急プッシュボタン２６は、緊急状況の際に緊急ブレーキ（図示せず）をかけるために、ブレーキパイプ２２から加圧流体を抜くように鉄道車両編成の運転士が作動させることができる。第１の気圧計２８が、主リザーバパイプ２２と流体連絡することができる。第２の気圧計３０が、ＩＥＲＶ１２Ａと摩擦ブレーキユニット１８Ａとの間に位置するパイプ３２と流体連絡することができる。気圧計２８、３０を使用して、それぞれ主リザーバパイプ２２および摩擦ブレーキユニット１８Ａを通して供給される空気の圧力を監視することができる。

【0024】

第１の供給リザーバ３４が、ＩＥＲＶ１２Ａと流体連絡して、必要時に追加の加圧流体をＩＥＲＶ１２Ａに供給することができる。ＩＥＲＶ１２Ａは、パイプ３２、３６を介して摩擦ブレーキユニット１８Ａ、１８Ｂと流体連絡し、摩擦ブレーキユニット１８Ａ、１８Ｂの間に位置することができる。また、ＩＥＲＶ１２Ａは、パイプ３８を介して主リザーバパイプ２２とも流体連絡することができる。さらに、ＩＥＲＶ１２Ａは、パイプ４２、４４を介して複数の空気ばね構成要素４０とも流体連絡することができる。また、複数の空気ばね構成要素４０は、パイプ４６を介して主リザーバパイプ２２とも流体連絡することができる。空気ばね構成要素４０は、鉄道車両１００、２００のエアサスペンションに基づいて、鉄道車両編成の高さおよびレベルの読取値を運転士に提供する。この読取値によって、運転士は、必要であれば、各鉄道車両１００、２００に対する制動力の量を調節することができる。また、ＩＥＲＶ１２Ａは、パイプ４８を介してブレーキパイプ２０とも流体連絡することができる。ブレーキシステム１０の動作中、ブレーキパイプ２０および／または主リザーバパイプ２２からＩＥＲＶ１２Ａおよび１２Ｂを通して摩擦ブレーキユニット１８Ａ、１８Ｂ、１８Ｃ、１８Ｄに加圧流体を供給することができる。

【0025】

摩擦ブレーキユニット１８Ａ、１８Ｂは、パイプ５０を介して互いに流体連絡することができ、あるいはパイプ５４を介して駐車ブレーキ制御ユニット５２と流体連絡することができる。駐車ブレーキ制御ユニット５２は、パイプ５６を介して主リザーバパイプ２２と流体連絡することができる。また、摩擦ブレーキユニット１８Ａ、１８Ｂは、パイプ５８、６０を介して摩擦ブレーキユニット１８Ｃ、１８Ｄとも流体連絡することができる。摩擦ブレーキユニット１８Ｃ、１８Ｄは、パイプ６０を介して互いに流体連絡することができる。

【0026】

ブレーキパイプユニット６２は、それぞれパイプ６４および６６を介してブレーキパイプ２０および主リザーバパイプ２２と流体連絡することができる。ブレーキパイプユニット６２を使用して、主リザーバパイプ２２からブレーキパイプ２０に、またはブレーキパイプ２０から大気に加圧流体を送ることができる。主リザーバ６８は、パイプ７０を介して主リザーバパイプ２２と流体連絡することができる。主リザーバ６８は、ブレーキパイプ２０からの加圧流体で満たすことができ、追加の制動力が必要とされるときに、この加圧流体を、ＩＥＲＶ１２Ａ、１２Ｂを通して摩擦ブレーキユニット１８Ａ、１８Ｂ、１８Ｃ、１８Ｄに供給することができる。また、主リザーバ６８は、パイプ７４を介して空気圧縮機ユニット７２とも流体連絡することができる。空気圧縮機ユニット７２は、大気から空気を取り込み、空気を圧縮して、ブレーキシステム１０に追加の加圧流体を提供することができる。

【0027】

ＩＥＲＶ１２Ｂは、それぞれパイプ７６および７８を介してブレーキパイプ２０および主リザーバパイプ２２と流体連絡することができる。複数の空気ばね構成要素８０が、パイプ８２および８４を介してＩＥＲＶ１２Ｂと流体連絡することができる。また、複数の空気ばね構成要素８０は、パイプ８６を介して主リザーバパイプ２２とも流体連絡することができる。供給リザーバ８８は、パイプ９０を介してＩＥＲＶ１２Ｂと流体連絡して、ＩＥＲＶ１２Ｂに追加の加圧流体を提供することができる。また、供給リザーバ８８は、パイプ９２を介して主リザーバパイプ２２とも流体連絡することができる。ＩＥＲＶ１２Ｂは、パイプ９４および９６を介して摩擦ブレーキユニット１８Ｃ、１８Ｄと流体連絡することができる。動作時、ＩＥＲＶ１２Ｂは、ブレーキパイプ２０および／または主リザーバパイプ２２から摩擦ブレーキユニット１８Ｃ、１８Ｄに加圧流体を供給する。

【0028】

図１Ａおよび図１Ｂを参照して、鉄道車両１００にブレーキを適用する方法を詳述する。この方法と共に使用するために、本明細書で上述したブレーキシステム１０が、鉄道車両１００に位置する。動作中、例えば、電気ブレーキユニットの１つ（１６Ａ）が動作不良を生じ、それにより鉄道車両１００の全体的な制動力を低下させることができる。この状況で、電気ブレーキユニット１６Ａからブレーキシステム１０のＩＥＲＶ１２Ａのマイクロプロセッサ１４Ａに電気信号が送信される。この信号は、電気ブレーキユニット１６Ａが故障しており、制動力の低下を補償するためにブレーキシステム１０の摩擦ブレーキユニット１８Ａ、１８Ｂが適用されていることをマイクロプロセッサ１４Ａに通知する。次いで、マイクロプロセッサ１４Ａは、他のＩＥＲＶ１２Ｂのマイクロプロセッサ１４Ｂに電気信号を送信する。マイクロプロセッサ１４Ａからの信号は、電気ブレーキユニット１６Ａが故障しており、追加の摩擦制動力が必要とされることを他のマイクロプロセッサ１４Ｂに通知する。それに応答して、動作中のＩＥＲＶ１２Ｂのマイクロプロセッサ１４Ｂは、追加の制動力のために摩擦制動を加えるように、摩擦ブレーキユニット１８Ｃ、１８Ｄに信号を送信する。このようにして、摩擦ブレーキユニット１８Ｃ、１８Ｄは、鉄道車両１００に追加の制動力を供給することができ、それにより、他の摩擦ブレーキユニット１８Ａ、１８Ｂに要求される摩擦制動力はより少量となる。一実施形態では、摩擦ブレーキユニット１８Ａ、１８Ｂ、１８Ｃ、１８Ｄが全て、均一であり均等な摩擦制動力を加えることができ、それにより、摩擦ブレーキユニット１８Ａ、１８Ｂ、１８Ｃ、１８Ｄの１つのみが多量の摩擦制動力を供給する必要はない。この方法は、各摩擦ブレーキユニット１８Ａ、１８Ｂ、１８Ｃ、１８Ｄが受ける応力および摩擦を減少させる助けとなる。各摩擦ブレーキユニット１８Ａ、１８Ｂ、１８Ｃ、１８Ｄの動作温度を低下させることもでき、摩擦ブレーキユニット１８Ａ、１８Ｂ、１８Ｃ、１８Ｄの動作寿命をより長くできるようにする。

【0029】

また、この方法を複数の鉄道車両１００、２００にわたって使用して、さらなる摩擦制動ユニットに摩擦制動力を分散させることも企図される。この実施形態では、各鉄道車両１００、２００のＩＥＲＶ１２Ａ、１２Ｂが互いに電気連絡している。１つの鉄道車両１００、２００の台車上で電気ブレーキユニット１６Ａ、１６Ｂが故障したとき、他のＩＥＲＶ１２Ａ、１２Ｂの少なくとも１つに信号が送信されて、追加の制動力を供給するために摩擦ブレーキユニット１８Ａ、１８Ｂ、１８Ｃ、１８Ｄが鉄道車両１００、２００に適用されるべきであるという通知を中継する。ここでも、摩擦ブレーキユニット１８Ａ、１８Ｂ、１８Ｃ、１８Ｄはそれぞれ、鉄道車両編成を減速または停止させるために等しい量の摩擦制動力を加えることができる。

【0030】

熱的に最適化された鉄道車両編成ブレーキシステムの一実施形態を添付図面に示し、本明細書で詳細に上述したが、本発明の範囲および精神から逸脱することなく他の実施形態が当業者には明らかであり、当業者によって容易に実現されよう。したがって、前述の説明は、限定ではなく、例示と意図されている。上述した発明は、添付の特許請求の範囲によって定義され、特許請求の範囲の均等物の意味および範囲内に含まれる本発明に対する全ての変更が、特許請求の範囲の範囲内に包含されるものとする。

【図1A】

【図1B】

【図2】