KR101182465B1

KR101182465B1 - 열차 브레이크 장치

Info

Publication number: KR101182465B1
Application number: KR1020107029028A
Authority: KR
Inventors: 야스하루 이타노; 히로시 야마다; 에츠지 마츠야마; 히로시 요시카와
Original assignee: 미쓰비시덴키 가부시키가이샤
Priority date: 2008-07-24
Filing date: 2008-07-24
Publication date: 2012-09-12
Anticipated expiration: 2028-07-24
Also published as: EP2330006A4; CA2731570C; WO2010010623A1; US8646853B2; KR20110014218A; ES2390174T3; CN102099233B; EP2330006A1; CA2731570A1; JP4606519B2; US20110089755A1; EP2330006B1; CN102099233A; JPWO2010010623A1

Abstract

상용 브레이크 지령 또는 비상 브레이크 지령에 기초하여 브레이크 실린더에 작용하는 브레이크 실린더 압력을 제어하는 제어부를 구비한 열차 브레이크 장치에 있어서, 압축 공기를 브레이크 실린더에 공급하는 공급 밸브 AMV(20)와, 공급된 압축 공기를 조압하는 배기 밸브 RMV(21)를 구비하고; 제어부는 제1 비상 브레이크용 스위치(SW2)와 제1 상용 브레이크 제어용 스위치(SW3)의 직렬 접속 회로의 양단에 제1 활주 제어용 스위치(SW1)를 병렬 접속한 스위치 회로로서, 일단이 회로 전원(P)에 접속되고 타단이 공급 밸브 AMV(20)와 접속되는 제1 스위치 회로와; 제2 비상 브레이크용 스위치(SW5)와 제2 상용 브레이크 제어용 스위치(SW6)의 직렬 접속 회로의 양단에 제2 활주 제어용 스위치(SW4)를 병렬 접속한 스위치 회로로서, 일단이 제1 스위치 회로에 접속되고 타단이 배기 밸브 RMV(21)에 접속되는 제2 스위치 회로를 가지는 전자 밸브 구동 회로(1a)를 구비한다.

Description

열차 브레이크 장치{TRAIN BRAKING DEVICE}

본 발명은 열차의 브레이크 장치에 관한 것이다.

공기 브레이크 제어부를 가지는 열차 브레이크 장치는 공기 브레이크 제어부가 상용 브레이크 지령이나 비상 브레이크 지령에 기초하여 소정의 신호를 생성하고, 전자 밸브가 당해 소정의 신호에 대응하는 공기 신호를 생성함으로써 소정의 브레이크 실린더 힘을 얻는 것이 가능하다.

종래, 예를 들어 하기 특허 문헌 1에 도시된 열차 브레이크 장치는 공기 브레이크 제어부에 대하여, 상용 브레이크 제어용 및 활주 제어용의 회로를 공통화하고 있다. 한편, 비상 브레이크용 회로는 상용 브레이크 제어용 및 활주 제어용의 회로로부터 독립한 구성이다. 또 전자 밸브는 상용 브레이크 제어용 및 활주 제어용의 전자 밸브를 공통화하고 있지만, 비상 브레이크용 전자 밸브는 독립한 구성이다. 이 때문에, 종래의 열차 브레이크 장치는 상용 브레이크 제어 및 활주 제어와는 독립하여 비상 브레이크를 발생하는 것이 가능하다.

일본국 특개 2001-018784호 공보

그렇지만, 특허 문헌 1에 도시된 열차 브레이크 장치는 공기 브레이크 제어부 회로와 전자 밸브가 각각 복수개 존재하기 때문에, 장치의 제조와 유지보수에 요구되는 수고나 비용이 증대하고, 공기 브레이크의 신뢰성을 더욱 향상시켜는데 과제가 있었다.

본 발명은 상기를 감안하여 이루어진 것으로서, 공기 브레이크의 신뢰성을 더욱 향상시킬 수 있는 열차 브레이크 장치를 얻는 것을 목적으로 한다.

상술한 과제를 해결하고, 목적을 달성하기 위해서, 본 발명에 관한 열차 브레이크 장치는 상용 브레이크 지령 또는 비상 브레이크 지령에 기초하여 브레이크 실린더에 작용하는 브레이크 실린더 압력을 제어하는 제어부를 구비한 열차 브레이크 장치에 있어서, 공급된 압축 공기를 상기 브레이크 실린더에 공급하는 공급 밸브와, 공급된 상기 압축 공기를 조압(調壓) 하는 배기 밸브를 가지는 전자 밸브부를 구비하고; 상기 제어부는 제1 비상 브레이크용 스위치와 제1 상용 브레이크 제어용 스위치를 포함한 직렬 접속 회로의 양단에 제1 활주 제어용 스위치를 병렬 접속한 스위치 회로로서, 일단이 회로 전원에 접속되고 타단이 상기 공급 밸브에 접속되는 제1 스위치 회로와; 제2 비상 브레이크용 스위치와 제2 상용 브레이크 제어용 스위치를 포함한 직렬 접속 회로의 양단에 제2 활주 제어용 스위치를 병렬 접속한 스위치 회로로서, 일단이 상기 제1 스위치 회로의 타단에 접속되고 타단이 상기 배기 밸브에 접속되는 제2 스위치 회로를 가지는 전자 밸브 구동 회로를 구비한 것을 특징으로 한다.

본 발명에 관한 열차 브레이크 장치에 의하면, 비상 브레이크용 스위치와 상용 브레이크 제어용 스위치의 직렬 접속 회로에 활주 제어용 스위치를 병렬 접속한 2개의 스위치 회로에 각각 접속되는 공급 밸브과 배기 밸브를 가지고, 배기 밸브는 공급 밸브에 연동하는 구성이므로, 공기 브레이크의 신뢰성을 더욱 향상시킬 수 있는 효과를 달성한다.

도 1은 실시 형태 1에 관한 열차 브레이크 장치의 구성의 일례를 나타내는 도면이다.
도 2는 실시 형태 1에 관한 전자 밸브 구동 회로의 구성의 일례를 나타내는 도면이다.
도 3은 실시 형태 2에 관한 열차 브레이크 장치의 구성의 일례를 나타내는 도면이다.
도 4는 실시 형태 2에 관한 전자 밸브 구동 회로의 구성의 일례를 나타내는 도면이다.
도 5는 논리표의 일례를 나타내는 도면이다.
도 6은 회로 구성을 간소화한 전자 밸브 구동 회로의 일례를 나타내는 도면이다.
도 7은 전자 밸브의 온도 제어 회로의 블록도의 일례를 나타내는 도면이다.

이하에서, 본 발명에 관한 열차 브레이크 장치의 실시 형태를 도면에 기초하여 상세하게 설명한다. 또한, 이 실시 형태에 의해 이 발명이 한정되는 것은 아니다.

실시 형태 1.

도 1은 본 발명의 실시 형태 1에 관한 열차 브레이크 장치의 구성의 일례를 나타내는 도면이다. 도 1에 나타내는 열차 브레이크 장치(100)는 주된 구성부로서, 제어부(1), 부하 보상 밸브(load compensating valve; 2), AMV(Apply Magnet Valve: 공급 밸브; 20), RMV(Release Magnet Valve: 배기 밸브; 21), 중계 밸브(9), 및 브레이크 실린더(10)를 구비하여 구성되어 있다. 제어부(1)에 접속되는 각 구성부는 부하 보상 밸브(2)를 중심으로 좌우 대칭으로 도시되어 있다. 이것은 제어부(1)에 접속되는 제1 구성부가 각 차량의 제1 대차(臺車)의 브레이크를 제어하고, 제2 구성부가 제2 대차의 브레이크를 제어하기 때문이다.

제어부(1)는 브레이크 지령부로부터 송신되는 상용 브레이크 지령(11)을 취득한다. 또, 제어부(1)는 상용 브레이크 지령(11)과는 다른 계통으로 비상 브레이크 지령(12)을 취득한다.

부하 보상 밸브(2)는 각 차량의 전후 대차에 설치되어 있고, 압축 공기의 출력압(2a)을 중계 밸브(9)에 직접 공급함으로써 비상 브레이크를 발생한다.

AMV(20)는 공급된 압축 공기의 출력압(2a)을 브레이크 실린더(10)에 공급한다. RMV(21)는 공급된 압축 공기의 출력압(2a)을 조압한다. 또한, 이 AMV(20)와 RMV(21)의 구성부를 전자 밸브부라고 칭한다.

중계 밸브(9)는 브레이크 실린더 압력(9a)의 응답성을 향상시키기 위해서 이용되는 것이고, AMV(20)와 RMV(21)로부터 공급된 압축 공기(이하 「압력 제어 신호」라고 함; 3b)를 소정 압력으로 증폭한다. 중계 밸브(9)에는 도시되어 있지 않은 원공기류(air tank)가 접속되어 있다. 이 원공기류에는 압축 공기가 저장되어 있기 때문에, 중계 밸브(9)는 압력 제어 신호(3b)를 증폭하여, 브레이크 실린더(10)를 동작시키기 위한 브레이크 실린더 압력(9a)을 생성할 수 있다.

도 2는 실시 형태 1에 관한 전자 밸브 구동 회로의 구성의 일례를 나타내는 도면이다. 전자 밸브 구동 회로(1a)는 제어부(1)의 내부 회로의 일부이고, AMV(20) 및 RMV(21)를 구동하기 위한 회로이다.

전자 밸브 구동 회로(1a)는 주된 구성부로서, 제1 활주 제어용 스위치(SW1), 제2 활주 제어용 스위치(SW4), 제1 비상 브레이크용 스위치(SW2), 제2 비상 브레이크용 스위치(SW5), 제1 상용 브레이크 제어용 스위치(SW3), 제2 상용 브레이크 제어용 스위치(SW6), H／W 타이머용 접점(S1), H／W 타이머용 접점(S2), 및 회로 전원(P)을 구비하여 구성되어 있다. AMV(20) 및 RMV(21)는 도 1에 도시되는 AMV(20) 및 RMV(21)에 대응하고 있다. H／W 타이머용 접점(S1) 및 H／W 타이머용 접점(S2)은 차륜 미끄러짐 제어 안전 기능과 차륜 미끄러짐 제어 동작을 중단함으로써, 전자 밸브를 과도한 마모로부터 보호할 수 있고, 열차를 정차시키지 않고 차륜 미끄러짐 제어를 회복시킬 수 있는 것이다.

전자 밸브 구동 회로(1a)는 제1 비상 브레이크용 스위치(SW2)와 제1 상용 브레이크 제어용 스위치(SW3)를 포함한 직렬 접속 회로의 양단에, 제1 활주 제어용 스위치(SW1), 또는 제1 활주 제어용 스위치(SW1)와 H／W 타이머용 접점(S1)의 직렬 접속 회로를 병렬 접속한 제1 스위치 회로를 구비하고 있다. 또 전자 밸브 구동 회로(1a)는 제2 비상 브레이크용 스위치와 제2 상용 브레이크 제어용 스위치를 포함한 직렬 접속 회로의 양단에, 제2 활주 제어용 스위치(SW4), 또는 제2 활주 제어용 스위치(SW4)와 H／W 타이머용 접점(S2)의 직렬 접속 회로를 병렬 접속한 제2 스위치 회로를 구비하고 있다. 또한, 일례로서 각 비상 브레이크용 스위치와 각 상용 브레이크 제어용 스위치로 이루어진 직렬 접속 회로를 나타내고 있지만, 이 직렬 접속 회로에 포함되는 스위치는 비상 브레이크용 스위치와 상용 브레이크 제어용 스위치로만 한정되는 것은 아니다.

제1 스위치 회로는 일단이 회로 전원(P)에 접속되고 타단이 AMV(20)에 접속되어 있다. 제2 스위치 회로는 일단이 제1 스위치 회로에 접속되고 타단이 RMV(21)에 접속되어 있다.

이 구성에 의해, 비상 브레이크 및 상용 브레이크 제어로부터 활주 제어를 독립시킬 수 있음과 아울러 AMV(20)에 연동하여 RMV(21)를 구동하는 것이 가능하다. 예를 들면, 제1 활주 제어용 스위치(SW1)의 접점이 클로즈 된 경우, 제2 스위치 회로에 회로 전원(P)의 전류가 공급되고, 제2 스위치 회로는 RMV(21)를 구동하는 것이 가능하다.

이하, 도 2에 도시되는 각 스위치의 동작을 설명한다. 상용 브레이크 지령(11)이 출력된 경우, 제1 활주 제어용 스위치(SW1) 및 제2 활주 제어용 스위치(SW4)는 오픈된다. 비상 브레이크 지령(12)은 항상 가압 지령이므로, 제1 비상 브레이크용 스위치(SW2) 및 제2 비상 브레이크용 스위치(SW5)는 일반적 클로즈(normally close)이다.

제어부(1)에는 미리 소정의 논리표가 설정되어 있어, 제어부(1)는 이 논리표에 기초하여 제1 상용 브레이크 제어용 스위치(SW3) 및 제2 상용 브레이크 제어용 스위치(SW6)를 오픈 또는 클로즈 한다. 논리표는 상용 브레이크 제어, 활주 제어, 및 비상 브레이크 출력에 필요한 브레이크 실린더 압력(9a)을 얻을 수 있도록, 압축 공기를 공급하는 제2 모드나 압축 공기를 배기하는 제5 모드가 정의되고, AMV(20) 또는 RMV(21)를 가압(pressurized) 제어 또는 무 가압(unpressurized) 제어하기 위해서 이용된다.

비상 브레이크 지령(12)이 출력된 경우, 전자 밸브 구동 회로(1a)는 제1 비상 브레이크용 스위치(SW2) 및 제2 비상 브레이크용 스위치(SW5)를 강제적으로 오픈로 한다. 제1 활주 제어용 스위치(SW1) 및 제2 활주 제어용 스위치(SW4)는 오픈이므로, 모든 전자 밸브는 회로 전원(P)이 공급되지 않고 무 가압으로 된다. 그리고, 열차 브레이크 장치(100)는 부하 보상 밸브(2)로부터 중계 밸브(9)에 출력압(2a)을 공급함으로써 비상 브레이크를 발생한다.

활주가 발생한 경우, 제1 비상 브레이크용 스위치(SW2) 및 제2 비상 브레이크용 스위치(SW5)는 일반적 클로즈이다. 제1 상용 브레이크 제어용 스위치(SW3) 및 제2 상용 브레이크 제어용 스위치(SW6)는 오픈된다. 전자 밸브 구동 회로(1a)는 논리표에 기초하여 제1 활주 제어용 스위치(SW1) 및 제2 활주 제어용 스위치(SW4)를 오픈 또는 클로즈하여, AMV(20) 또는 RMV(21)를 구동한다.

전자 밸브 구동 회로(1a)는 어떠한 원인으로 활주 제어를 할 수 없는 경우, 스톨(stall) 검지에 의해 제1 활주 제어용 스위치(SW1) 및 제2 활주 제어용 스위치(SW4)가 오픈되지만, 상용 브레이크 제어 또는 비상 브레이크를 발생할 수 있다.

이상 설명한 것처럼, 실시 형태 1의 열차 브레이크 장치(100)에 의하면, 제1 스위치 회로 및 제2 스위치 회로를 포함한 전자 밸브 구동 회로(1a)는 RMV(21)를 AMV(20)에 연동하는 구성이다. 이 때문에, 종래의 열차 브레이크 장치와 같이, 비상 전자 밸브와 절환 전자 밸브를 이용하지 않고, 또한, 비상 브레이크용 회로를 활주 제어용 및 상용 브레이크용 스위치와 분리하지 않고, 비상 브레이크, 활주 제어, 및 상용 브레이크 제어를 실행하는 것이 가능하다. 또, 비상 전자 밸브가 불필요하기 때문에, 열차 브레이크 장치(100)의 소형화, 경량화, 원재료의 감량화, 및 비용 저감이 가능하다. 이에 더하여 부품 개수가 감소하기 때문에, 열차 브레이크 장치(100)의 신뢰성이 향상되어 장기 사용이 가능하다.

실시 형태 2.

실시 형태 2에 관한 열차 브레이크 장치(300)는 4종류의 마그넷 밸브(magnet valve)를 사용함으로써, 브레이크 실린더 압력(9a)을 정밀하게 제어할 수 있도록 구성되어 있다.

도 3은 실시 형태 2에 관한 열차 브레이크 장치의 구성의 일례를 나타내는 도면이다. 도 3에 나타내는 열차 브레이크 장치(300)는 주된 구성부로서 제어부(1), 부하 보상 밸브(2), AMVH(Apply Magnet Valve High: 제1 공급 밸브; 4), AMVL(Apply Magnet Valve Low: 제2 공급 밸브; 5), RMVH(Release Magnet Valve High: 제1 배기 밸브; 6), RMVL(Release Magnet Valve Low: 제2 배기 밸브; 7), 중계 밸브(9), 및 브레이크 실린더(10)를 구비하여 구성되어 있다.

AMVH(4)는 공급된 압축 공기의 출력압(2a)을 브레이크 실린더(10)에 공급한다. RMVH(6)는 공급된 압축 공기의 출력압(2a)을 조압한다. AMVL(5)는 AMVH(4) 보다 압축 공기의 출력압(2a)을 약하게 공급한다. RMVL(7)는 RMVH(6) 보다 압축 공기의 출력압(2a)을 약하게 조압한다.

중계 밸브(9)는 브레이크 실린더 압력(9a)의 응답성을 향상시키기 위해서 이용되는 것이고, AMVH(4), AMVL(5), RMVH(6), 및 RMVL(7)로부터 공급된 압력 제어 신호(3b)를 소정 압력으로 증폭한다.

도 4는 실시 형태 2에 관한 전자 밸브 구동 회로의 구성의 일례를 나타내는 도면이다. 제1 전자 밸브 구동 회로(1b) 및 제2 전자 밸브 구동 회로(1c)는, 제어부(1)의 내부 회로의 일부이고, AMVH(4), AMVL(5), RMVH(6), 및 RMVL(7)를 구동하기 위한 회로이다.

제1 전자 밸브 구동 회로(1b) 및 제2 전자 밸브 구동 회로(1c)는 주된 구성부로서, 각각 제1 활주 제어용 스위치(SW1), 제2 활주 제어용 스위치(SW4), 제1 비상 브레이크용 스위치(SW2), 제2 비상 브레이크용 스위치(SW5), 제1 상용 브레이크 제어용 스위치(SW3), 제2 상용 브레이크 제어용 스위치(SW6), H／W 타이머용 접점(S1), H／W 타이머용 접점(S2), 및 회로 전원(P)를 구비하여 구성되어 있다. AMVH(4), AMVL(5), RMVH(6), 및 RMVL(7)는 도 3에 도시되는 AMVH(4), AMVL(5), RMVH(6), 및 RMVL(7)에 대응하고 있다.

제1 전자 밸브 구동 회로(1b) 및 제2 전자 밸브 구동 회로(1c)는, 각각 제1 비상 브레이크용 스위치(SW2)와 제1 상용 브레이크 제어용 스위치(SW3)를 포함한 직렬 접속 회로의 양단에, 제1 활주 제어용 스위치(SW1), 또는 제1 활주 제어용 스위치(SW1)와 H／W 타이머용 접점(S1)의 직렬 접속 회로를 병렬 접속한 제1 스위치 회로를 구비하고 있다. 또, 제1 전자 밸브 구동 회로(1b) 및 제2 전자 밸브 구동 회로(1c)는 제2 비상 브레이크용 스위치와 제2 상용 브레이크 제어용 스위치를 포함한 직렬 접속 회로의 양단에, 제2 활주 제어용 스위치(SW4), 또는 제2 활주 제어용 스위치(SW4)와 H／W 타이머용 접점(S2)의 직렬 접속 회로를 병렬 접속한 제2 스위치 회로를 구비하고 있다. 또한, 일례로서 각 비상 브레이크용 스위치와 각 상용 브레이크 제어용 스위치로만 이루어진 직렬 접속 회로를 나타내고 있지만, 이것으로 한정되는 것은 아니다.

제1 전자 밸브 구동 회로(1b)에 있어서, 제1 스위치 회로는 일단이 회로 전원(P)에 접속되고, 타단이 AMVH(4)에 접속되어 있다. 제2 스위치 회로는 일단이 제1 스위치 회로에 접속되고, 타단이 RMVH(6)에 접속되어 있다. 제1 전자 밸브 구동 회로(1b)는 이 구성에 의해 비상 브레이크 및 상용 브레이크 제어로부터 활주 제어를 독립시킬 수 있음과 아울러 AMVH(4)에 연동하여 RMVH(6)를 구동하도록 구성되어 있다. 이 때문에, 예를 들면 제1 활주 제어용 스위치(SW1)의 접점이 클로즈 된 경우, 제2 스위치 회로에 회로 전원(P)의 전류가 공급되어 제2 스위치 회로가 RMVH(6)를 구동하는 것이 가능하다.

제2 전자 밸브 구동 회로(1c)에 있어서, 제1 스위치 회로는 일단이 회로 전원(P)에 접속되고 타단이 AMVL(5)에 접속되어 있다. 제2 스위치 회로는 일단이 제1 스위치 회로에 접속되고 타단이 RMVL(7)에 접속되어 있다. 제2 전자 밸브 구동 회로(1c)는 이 구성에 의해 비상 브레이크 및 상용 브레이크 제어로부터 활주 제어를 독립시킬 수 있음과 아울러 AMVL(5)에 연동하여 RMVL(7)를 구동하도록 구성되어 있다. 이 때문에, 예를 들면 제1 활주 제어용 스위치(SW1)의 접점이 클로즈 된 경우, 제2 스위치 회로에 회로 전원(P)의 전류가 공급되어, 제2 스위치 회로가 RMVL(7)을 구동하는 것이 가능하다.

열차 브레이크 장치(300)는 압력 제어 신호(3b)와 브레이크 실린더 압력(9a)을 제어부(1)에 피드백한다. 이 때문에, 제어부(1)는 압력 제어 신호(3b)와 브레이크 실린더 압력(9a) 상태를 인식하면서, AMVH(4), AMVL(5), RMVH(6) 및 RMVL(7)를 구동한다.

도 6은 회로 구성을 간소화한 전자 밸브 구동 회로의 일례를 나타내는 도면이다. 도 6에 나타내는 제1 전자 밸브 구동 회로(1d) 및 제2 전자 밸브 구동 회로(1e)는 도 4에 도시된 제2 비상 브레이크용 스위치(SW5)를 삭제한 구성이다. 또 제1 비상 브레이크용 스위치(SW2)와 제1 상용 브레이크 제어용 스위치(SW3)의 접속부를 제2 상용 브레이크 제어용 스위치(SW6)에 접속하고, 제1 활주 제어용 스위치(SW1)를 제2 활주 제어용 스위치(SW4)에 접속하고 있으므로, 각각 하나의 비상 브레이크용 스위치(SW2)로 비상 브레이크를 발생할 수 있다. 그 결과, 회로 구성을 간소화할 수 있을 뿐만 아니라, 비상 브레이크의 경우에, AMVH(4), AMVL(5), RMVH(6), 및 RMVL(7)를 동기하여 무가압 상태로 하는 것이 가능하다. 또한, 실시 형태 1에 관한 전자 밸브 구동 회로(1a)도 마찬가지로 간소화할 수 있다.

도 5는 논리표의 일례를 나타내는 도면이다. 논리표(50)는 미리 제어부(1)에 설정되어 있고, AMVH(4), AMVL(5), RMVH(6) 및 RMVL(7)의 동작을 조합함으로써, 압축 공기의 공급과 배기의 강도를 조정하기 위해서 사용하는 것이다.

논리표(50)는 각 전자 밸브의 명칭을 나타내는 항목과 압축 공기의 공급과 배기의 강도를 나타내는 항목으로 구성되어 있다. 각 전자 밸브의 명칭을 나타내는 항목에는, 일례로서 AMVH(4), AMVL(5), RMVH(6), 및 RMVL(7)가 도시되어 있다. 압축 공기의 공급과 배기의 강도를 나타내는 항목에는, 일례로서 제1 모드, 제2 모드, 제3 모드, 제4 모드, 제5 모드, 제6 모드, 및 제7 모드가 도시되어 있다.

「○」은 각 전자 밸브가 가압 상태를 의미한다. 「×」는 각 전자 밸브가 무가압 상태이다. 또한, 도 5에 도시되는 항목은 일례이며, 항목의 종류, 수량은 이것으로 한정되는 것은 아니다. 이하, 논리표의 항목과 각 전자 밸브의 동작에 대해서 설명한다.

제1 모드는 상용 브레이크의 해제 상태(released state)를 나타내고 있다. 모든 전자 밸브가 가압 상태 「○」 일 때, AMVH(4) 및 AMVL(5)는 클로즈 되고, RMVH(6) 및 RMVL(7)는 오픈 된다.

제2 모드는 압축 공기의 출력압(2a)을 공급한다. AMVL(5)만 가압 상태 「○」 일 때, AMVH(4)는 오픈되고, AMVL(5), RMVH(6), 및 RMVL(7)는 클로즈된다.

제3 모드는 제2 모드에 비하여 압축 공기의 출력압(2a)을 완만하게 공급하여, 상용 브레이크를 "미세 조정"한다. AMVH(4)만 가압 상태 「○」 일 때, AMVL(5)는 오픈되고, AMVH(4), RMVH(6), 및 RMVL(7)은 클로즈된다.

제4 모드는 압축 공기의 출력압(2a)의 공급과 배기를 정지하여, 상용 브레이크를 일정 상태에 유지한다. AMVH(4) 및 AMVL(5)가 가압 상태 「○」 일 때, 모든 전자 밸브는 클로즈된다.

제5 모드는 압축 공기의 출력압(2a)을 배기한다. RMVL(7)만 무가압 상태 「×」일 때, RMVH(6)는 오픈되고, AMVH(4), AMVL(5), 및 RMVL(7)는 클로즈된다.

제6 모드는 제5 모드에 비하여 압축 공기의 출력압(2a)을 완만하게 배기한다. RMVH(6)만 무가압 상태 「×」일 때, RMVL(7)는 오픈되고, AMVH(4), AMVL(5), 및 RMVH(6)는 클로즈된다.

제7 모드는 모든 전자 밸브를 무가압으로 하여 비상 브레이크를 발생한다. 모든 전자 밸브가 무가압 상태「×」일 때, AMVH(4) 및 AMVL(5)는 오픈되고, RMVH(6) 및 RMVL(7)는 클로즈된다.

이하, 도 4에 도시된 각 스위치의 동작을 설명한다. 상용 브레이크 지령(11)이 출력된 경우, 제1 활주 제어용 스위치(SW1) 및 제2 활주 제어용 스위치(SW4)는 오픈된다. 비상 브레이크 지령(12)은 항상 가압 지령이므로, 제1 비상 브레이크용 스위치(SW2) 및 제2 비상 브레이크용 스위치(SW5)는 일반적 클로즈이다. 이 때문에, 제1 전자 밸브 구동 회로(1b) 또는 제2 전자 밸브 구동 회로(1c)는 논리표(50)에 기초하여, 제1 상용 브레이크 제어용 스위치(SW3)와 제2 상용 브레이크 제어용(SW6)을 오픈 또는 클로즈하여, AMVH(4), AMVL(5), RMVH(6), 및 RMVL(7)를 구동한다.

비상 브레이크 지령(12)이 발생한 경우, 제1 전자 밸브 구동 회로(1b) 또는 제2 전자 밸브 구동 회로(1c)는 제1 비상 브레이크용 스위치(SW2) 및 제2 비상 브레이크용 스위치(SW5)를 강제적으로 오픈하여, 상용 브레이크 제어에 사용하는 회로 전원(P)을 개방한다.

여기서, 제1 활주 제어용 스위치(SW1) 및 제2 활주 제어용 스위치(SW4)는 오픈이므로, 모든 전자 밸브가 무가압이 된다. 그리고, 열차 브레이크 장치(300)는 부하 보상 밸브(2)로부터 중계 밸브(9)에 압축 공기의 출력압(2a)을 공급함으로써 비상 브레이크를 발생한다.

활주가 발생한 경우, 제1 비상 브레이크용 스위치(SW2) 및 제2 비상 브레이크용 스위치(SW5)는 클로즈된다. 제1 상용 브레이크 제어용 스위치(SW3) 및 제2 상용 브레이크 제어용 스위치(SW6)는 오픈된다. 제1 전자 밸브 구동 회로(1b) 또는 제2 전자 밸브 구동 회로(1c)는 논리표(50)에 기초하여 제1 활주 제어용 스위치(SW1) 및 제2 활주 제어용 스위치(SW4)를 오픈 또는 클로즈하여, AMVH(4), AMVL(5), RMVH(6), 및 RMVL(7)를 구동한다.

이에 더하여 AMVH(4), AMVL(5), RMVH(6), 및 RMVL(7)로부터 출력된 압력 제어 신호(3b)와, 중계 밸브(9)로부터 출력된 브레이크 실린더 압력(9a)을 제어부(1)에 피드백하여 차륜를 재점착(再粘着) 시킨다.

또한, CPU 이상 등이 원인으로 활주 제어가 불능한 경우, 제1 활주 제어용 스위치(SW1) 및 제2 활주 제어용 스위치(SW4)는 스톨 검지에 의해 오픈되지만, 상용 브레이크 제어 또는 비상 브레이크는 동작 가능하다.

또한, 압력 제어 신호(3b)의 변동이 허용 오차(tolerance) 내이지만, 압력 제어 신호(3b)와 브레이크 실린더 압력(9a)의 사이에 히스테리시스 손실(hysteresis loss)이 발생한 경우, 적절한 브레이크 힘을 얻을 수 없지만, 제1 전자 밸브 구동 회로(1b) 또는 제2 전자 밸브 구동 회로(1c)는 브레이크 실린더 압력(9a)을 기준으로 하여, 논리표(50)의 제3 모드 또는 제6 모드로 히스테리시스 보정을 실행한다.

예를 들면, 제어부(1)는 중계 밸브(9)에 입력되는 압축 공기의 압력을 나타내는 압력 제어 신호(3b)와 중계 밸브(9)로부터 출력되는 브레이크 실린더 압력(9a)을 이용하여, 제1 전자 밸브 구동 회로(1b) 및 제2 전자 밸브 구동 회로(1c)를 제어하고, 중계 밸브(9)에 입력되는 압축 공기의 압력에 따라서 정해지는 브레이크 실린더 압력(9a)의 값에 가까워지도록 히스테리시스 손실을 저감한다.

이상 설명한 것처럼, 실시 형태 2의 열차 브레이크 장치(300)에 의하면, 4 종류의 마그넷 밸브를 사용함으로써, 브레이크 실린더 압력(9a)을 미세 조정할 수 있으므로, 종래의 열차 브레이크 장치에 비하여 상용 브레이크 제어, 활주 제어의 정밀도를 향상시키는 것이 가능하다. 또, 제어부(1)의 회로 구성을 간소화하였기 때문에, 열차 브레이크 장치(300)의 소형화, 원재료의 감량화, 및 비용 저감이 가능하다. 이에 더하여, 부품 개수가 감소하기 때문에, 열차 브레이크 장치(300)의 신뢰성이 향상되어 장기 사용이 가능하다.

실시 형태 3.

실시 형태 3에 관한 열차 브레이크 장치는 각 전자 밸브의 신뢰성을 향상시키기 위해서, 전자 밸브 근방에 온도 센서와 히터를 설치하여, 전자 밸브의 온도 관리를 실행할 수 있다. 또한, 실시 형태 3에 관한 열차 브레이크 장치는 열차 브레이크 장치(100)와 열차 브레이크 장치(300) 모두에 대응하고 있다.

도 7은 전자 밸브의 온도 제어 회로의 블록도의 일례를 나타내는 도면이다. 온도 제어 회로는 주된 구성부로서, 제1 온도 센서(A71), 제2 온도 센서(B72), 아날로그 입력 회로(A73), 아날로그 입력 회로(B74), A／D 컨버터(A75), A／D 컨버터(B76), IO 논리 IC(77), 스톨 검지(78), 디지털 입출력 회로(79), 및 히터(80)를 구비하여 구성되어 있다.

제1 온도 센서(A71)는 전자 밸브부 또는 전자 밸브부 주변의 온도를 측정하기 위한 것이고, 항상 그러한 온도를 측정하고 있다. 제2 온도 센서(B72)는 제1 온도 센서(A71)와 마찬가지로 전자 밸브부 또는 전자 밸브부 주변에 설치되어 제1 온도 센서(A71)의 값이 정상인지를 감시한다.

열차 브레이크 장치(100) 또는 열차 브레이크 장치(300)는 제1 온도 센서(A71)와 제2 온도 센서(B72)의 온도차가 작은 경우(예를 들어 온도차가 2도 이하인 경우)에 있어서, 케이싱(casing) 내 온도가 낮을 때(예를 들어 10도 이하일 때)는 전자 밸브를 따뜻하게 하기 위해서 히터(80)를 온시킨다.

케이싱 내 온도가 높을 때(예를 들어 15도 이상일 때)는 전자 밸브의 동작을 안정시키기 위해서 히터(80)를 오프시킨다. 이에 더하여, CPU의 이상시에는 케이싱 내의 온도 상승을 억제하기 위해서, 스톨 검지(78)에 의해 히터를 오프시킨다. 또한, 제1 온도 센서(A71) 또는 제2 온도 센서(B72)의 수량과 각 온도 센서에 대응하는 기기는, 각각 2개로 한정되지 않고, 보다 많은 제1 온도 센서(A71) 또는 제2 온도 센서(B72) 등을 설치하여, 보다 정밀하게 온도 제어를 실행할 수도 있다.

이상 설명한 것처럼, 실시 형태 3의 온도 제어 회로에 의하면, 전자 밸브의 주위 온도를 상온으로 유지할 수 있으므로, 종래에 비해 전자 밸브의 장기 사용이 가능하다. 또, 전자 밸브의 이상 발열을 검출할 수 있으므로, 열차 브레이크 장치의 신뢰성을 향상시키는 것이 가능하다.

이상과 같이, 본 발명에 관한 열차 브레이크 장치는 브레이크 실린더 압력을 제어하는 열차 브레이크 장치에 유용하다.

1: 제어부
1a, 1b, 1c, 1d, 1e: 전자 밸브 구동 회로
2: 부하 보상 밸브 2a: 출력압
3b: 압력 제어 신호 4: AMVH
5: AMVL 6: RMVH
7: RMVL 9: 중계 밸브
9a: 브레이크 실린더 압력 10: 브레이크 실린더
11: 상용 브레이크 지령 12: 비상 브레이크 지령
20: AMV 21: RMV
50: 논리표 71: 제1 온도 센서 A
72: 제2 온도 센서 B 73: 아날로그 입력 회로 A
74: 아날로그 입력 회로 B 75: A／D 컨버터 A
76: A／D 컨버터 B 77: IO 논리 IC
78: 스톨 검지 79: 디지털 입출력 회로
80: 히터 100, 300: 열차 브레이크 장치
S1, S2: H／W 타이머용 접점
SW1, SW4: 활주 제어용 스위치
SW2, SW5: 비상 브레이크용 스위치
SW3, SW6: 상용 브레이크 제어용 스위치
P: 회로 전원

Claims

상용 브레이크 지령 또는 비상 브레이크 지령에 기초하여, 브레이크 실린더에 작용하는 브레이크 실린더 압력을 제어하는 제어부를 갖춘 열차 브레이크 장치에 있어서,
공급된 압축 공기를 상기 브레이크 실린더에 공급하는 공급 밸브와 공급된 상기 압축 공기를 조압하는 배기 밸브를 가지는 전자 밸브부를 구비하고,
상기 제어부는,
제1 비상 브레이크용 스위치와 제1 상용 브레이크 제어용 스위치를 포함한 직렬 접속 회로의 양단에 제1 활주 제어용 스위치를 병렬 접속한 스위치 회로로서, 일단이 회로 전원에 접속되고 타단이 상기 공급 밸브에 접속되는 제1 스위치 회로와,
제2 비상 브레이크용 스위치와 제2 상용 브레이크 제어용 스위치를 포함한 직렬 접속 회로의 양단에 제2 활주 제어용 스위치를 병렬 접속한 스위치 회로로서, 일단이 상기 제1 스위치 회로의 타단에 접속되고 타단이 상기 배기 밸브에 접속되는 제2 스위치 회로를 가지는 전자 밸브 구동 회로를 구비한 것을 특징으로 하는 열차 브레이크 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 공급 밸브는 제1 공급 밸브 및 제2 공급 밸브로 이루어지고, 상기 배기 밸브는 제1 배기 밸브 및 제2 배기 밸브로 이루어지며,
상기 전자 밸브 구동 회로는
상기 압축 공기를 공급하는 상기 제1 공급 밸브에 상기 제1 스위치 회로의 타단이 접속되고, 상기 압축 공기를 배기하는 상기 제1 배기 밸브에 상기 제2 스위치 회로의 타단이 접속된 제1 전자 밸브 구동 회로와,
상기 제1 공급 밸브보다 압축 공기를 약하게 공급하는 상기 제2 공급 밸브에 상기 제1 스위치 회로의 타단이 접속되고, 상기 제1 배기 밸브보다 압축 공기를 약하게 배기하는 상기 제2 배기 밸브에 상기 제2 스위치 회로의 타단이 접속된 제2 전자 밸브 구동 회로를 구비한 것을 특징으로 하는 열차 브레이크 장치.
청구항 2에 있어서,
상기 압축 공기의 공급과 배기를 정지하는 제4 모드 외에, 상기 압축 공기를 공급하는 제2 모드와 상기 제2 모드에 비하여 공급을 완만하게 실시하는 제3 모드, 및 상기 압축 공기를 배기하는 제5 모드와 상기 제5 모드에 비하여 배기를 완만하게 실행하는 제6 모드가 정의되고,
상기 제어부는
상기 제3 모드를 동작시키는 경우, 상기 제1 전자 밸브 구동 회로에서 상기 제1 스위치 회로에 접속된 상기 제1 공급 밸브만을 가압 상태로 제어하고
상기 제6 모드를 동작시키는 경우, 상기 제1 전자 밸브 구동 회로에서 상기 제2 스위치 회로에 접속된 상기 제1 배기 밸브만을 무가압 상태로 제어하는 것을 특징으로 하는 열차 브레이크 장치.
청구항 2 또는 청구항 3에 있어서,
상기 전자 밸브부로부터 공급된 상기 압축 공기에 따라서 상기 브레이크 실린더 압력을 생성하는 중계 밸브를 구비하고,
상기 전자 밸브부는 상기 중계 밸브에 공급되는 압축 공기의 압력을 조정하고,
상기 제어부는 상기 중계 밸브에 입력되는 상기 압축 공기의 압력과 상기 중계 밸브로부터 출력되는 상기 브레이크 실린더 압력을 이용하여, 상기 중계 밸브에 입력되는 상기 압축 공기의 압력에 따라서 정해지는 브레이크 실린더 압력의 값에 가까워지도록 제1 전자 밸브 구동 회로 및 제2 전자 밸브 구동 회로를 제어하는 것을 특징으로 하는 열차 브레이크 장치.
청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
상기 전자 밸브 구동 회로는 상기 상용 브레이크 지령이 출력된 경우에는 상기 상용 브레이크 제어용 스위치를 클로즈시키고, 상기 상용 브레이크 지령이 출력되고 있지 않은 경우에는 상기 상용 브레이크 제어용 스위치를 오픈시키는 것을 특징으로 하는 열차 브레이크 장치.
청구항 4에 있어서,
상기 전자 밸브 구동 회로는 상기 상용 브레이크 지령이 출력된 경우에는 상기 상용 브레이크 제어용 스위치를 클로즈시키고, 상기 상용 브레이크 지령이 출력되고 있지 않은 경우에는 상기 상용 브레이크 제어용 스위치를 오픈시키는 것을 특징으로 하는 청구항 4에 기재의 열차 브레이크 장치.
청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
상기 전자 밸브 구동 회로는 활주가 발생하고 있는 경우에는 상기 활주 제어용 스위치를 오픈시키고, 활주가 발생하고 있지 않는 경우에는 상기 활주 제어용 스위치를 클로즈시키는 것을 특징으로 하는 열차 브레이크 장치.
청구항 4에 있어서,
상기 전자 밸브 구동 회로는 활주가 발생하고 있는 경우에는 상기 활주 제어용 스위치를 오픈시키고, 활주가 발생하고 있지 않는 경우에는 상기 활주 제어용 스위치를 클로즈시키는 것을 특징으로 하는 열차 브레이크 장치.
청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
상기 전자 밸브부 또는 상기 전자 밸브부 주변의 온도를 측정하는 제1 온도 센서와, 제1 온도 센서를 감시하는 제2 온도 센서와, 상기 전자 밸브부 또는 상기 전자 밸브부 주변의 온도를 조정하는 히터를 가지는 온도 제어 회로를 구비하고,
상기 온도 제어 회로는 상기 제1 온도 센서의 값과 상기 제2 온도 센서의 값의 소정 차이에 따라서 상기 히터를 제어하는 것을 특징으로 하는 열차 브레이크 장치.
청구항 4에 있어서,
상기 전자 밸브부 또는 상기 전자 밸브부 주변의 온도를 측정하는 제1 온도 센서와, 제1 온도 센서를 감시하는 제2 온도 센서와, 상기 전자 밸브부 또는 상기 전자 밸브부 주변의 온도를 조정하는 히터를 가지는 온도 제어 회로를 구비하고,
상기 온도 제어 회로는 상기 제1 온도 센서의 값과 상기 제2 온도 센서의 값의 소정 차이에 따라서 상기 히터를 제어하는 것을 특징으로 하는 열차 브레이크 장치.
청구항 5에 있어서,
상기 전자 밸브부 또는 상기 전자 밸브부 주변의 온도를 측정하는 제1 온도 센서와, 제1 온도 센서를 감시하는 제2 온도 센서와, 상기 전자 밸브부 또는 상기 전자 밸브부 주변의 온도를 조정하는 히터를 가지는 온도 제어 회로를 구비하고,
상기 온도 제어 회로는 상기 제1 온도 센서의 값과 상기 제2 온도 센서의 값의 소정 차이에 따라서 상기 히터를 제어하는 것을 특징으로 하는 열차 브레이크 장치.
청구항 6에 있어서,
상기 전자 밸브부 또는 상기 전자 밸브부 주변의 온도를 측정하는 제1 온도 센서와, 제1 온도 센서를 감시하는 제2 온도 센서와, 상기 전자 밸브부 또는 상기 전자 밸브부 주변의 온도를 조정하는 히터를 가지는 온도 제어 회로를 구비하고,
상기 온도 제어 회로는 상기 제1 온도 센서의 값과 상기 제2 온도 센서의 값의 소정 차이에 따라서 상기 히터를 제어하는 것을 특징으로 하는 열차 브레이크 장치.
청구항 7에 있어서,
상기 전자 밸브부 또는 상기 전자 밸브부 주변의 온도를 측정하는 제1 온도 센서와, 제1 온도 센서를 감시하는 제2 온도 센서와, 상기 전자 밸브부 또는 상기 전자 밸브부 주변의 온도를 조정하는 히터를 가지는 온도 제어 회로를 구비하고,
상기 온도 제어 회로는 상기 제1 온도 센서의 값과 상기 제2 온도 센서의 값의 소정 차이에 따라서 상기 히터를 제어하는 것을 특징으로 하는 열차 브레이크 장치.
청구항 8에 있어서,
상기 전자 밸브부 또는 상기 전자 밸브부 주변의 온도를 측정하는 제1 온도 센서와, 제1 온도 센서를 감시하는 제2 온도 센서와, 상기 전자 밸브부 또는 상기 전자 밸브부 주변의 온도를 조정하는 히터를 가지는 온도 제어 회로를 구비하고,
상기 온도 제어 회로는 상기 제1 온도 센서의 값과 상기 제2 온도 센서의 값의 소정 차이에 따라 상기 히터를 제어하는 것을 특징으로 하는 열차 브레이크 장치.