TWI604140B - Rail vehicle abnormality detection device - Google Patents

Description

鐵道車輛之煞車異常偵測裝置

本發明關於適用於碟煞裝置之鐵道車輛之煞車異常偵測裝置。

對鐵道車輛，期望可偵測出因某種原因導致在行進時仍持續煞車之現象(煞車不解除)之發生。例如，專利文獻1中，有提出以設置於地上之溫度感測器量測車輪之邊緣部之溫度，評估其溫度模式後判定有無煞車不解除之方法。此外，專利文獻2中，亦有提出於碟煞之摩擦材直接安裝溫度感測器，於煞車作動OFF之狀況下，在以溫度感測器檢測之溫度超過設定值時，判定為發生了煞車不解除之方法。

【先前技術】 【專利文獻】

【專利文獻1】日本特開2009-236140號公報

【專利文獻2】日本特開2002-139083號公報

然而，專利文獻1之場合，雖適於出庫時之異常偵測，但若欲在各站之出發時偵測，則於各站需要溫度感測器等設備，設備成本變大。此外，即使於各站設置設備，於站間停車後出發時發生不解除之場合，即無法偵測。

此外，專利文獻2之場合，由於溫度感測器直接安裝於摩擦材，故於摩擦材之更換時有將溫度感測器亦卸除之必要，故維護性不佳。另外，由於感測器直接暴露於制動時成高溫之摩擦材，故需要耐高溫之高價之感測器。

針對上述問題，本發明之目的在提供一種成本低且維護性良好、可適當偵測煞車異常的鐵道車輛之煞車異常偵測裝置。

本發明之一態樣之鐵道車輛之煞車異常偵測裝置，適用於對設於包含車輪之旋轉體之側面之煞車碟按壓煞車片之碟煞裝置，其特徵在於：具備相對於前述煞車碟隔開間隔，安裝於台車框架或連結於前述台車框架之梁 之溫度檢測器、於以前述溫度檢測器檢測之溫度為既定以上之值時，輸出表示煞車異常之異常信號之異常信號輸出器。

根據前述構成，溫度檢測器安裝於台車之與碟煞裝置相異之部位，故無需使用耐高溫之高價感測器作為溫度檢測器，且於碟煞裝置之維護時無需卸除溫度檢測器，能提升維護性。此外，由於溫度檢測器設於台車，故無需於地面側設置特別之設備，且於站間停車後出發時亦可偵測煞車異常。

根據本發明，低成本且維護性良好，非常適合偵測煞車異常。

1‧‧‧鐵道車輛

10‧‧‧煞車異常偵測裝置

11A~H‧‧‧熱開關(溫度檢測器、異常信號輸出器)

12‧‧‧煞車控制裝置

14‧‧‧發送器

16‧‧‧煞車操作器

17‧‧‧指揮中心

21‧‧‧台車框架

22‧‧‧側梁

27A~D‧‧‧車輪

32A~H‧‧‧碟煞裝置

33A、33B‧‧‧煞車碟

37A~D‧‧‧煞車墊

39‧‧‧軸梁

圖1是示意說明第1實施形態之鐵道車輛之煞車異常偵測裝置之方塊圖。

圖2是搭載有於圖1顯示之煞車異常偵測裝置之熱開關之台車之俯視圖。

圖3是將於圖2顯示之台車之熱開關及其附近放大之俯視圖。

圖4是從車寬方向內側觀察於圖3顯示之熱開關及其附近之側視圖。

圖5是從車寬方向內側觀察將安裝圖4所示之熱開關之外殼之蓋部卸除之狀態之側視圖。

圖6是從車寬方向內側觀察於圖4顯示之熱開關及其附近之鉛直剖面圖。

圖7是從車寬方向內側觀察第2實施形態之鐵道車輛之煞車異常偵測裝置之熱開關及其附近之側視圖。

以下，參照圖示說明實施形態。另外，以下之說明中，將鐵道車輛行進之方向且車體延伸之方向定義為車輛長度方向，以正交於該方向之橫方向定義為車寬方向。車輛長度方向亦稱為前後方向，車寬方向亦稱為左右方向。

(第1實施形態)

圖1是示意說明第1實施形態之鐵道車輛1之煞車異常偵測裝置10之方塊圖。如於圖1顯示般，鐵道車輛1在與控制車輛運行之指揮中心17之間收發送信號。鐵道車輛1具備車體部2、支持車體部2之一對台車3A、3B。於各台車3A、3B，如後述般，對應於各車輪27A~D(參照圖2)之各煞車碟33A、33B(參照圖6)設有熱開關11A~H(溫度檢測器、異常信號輸出器)。於車體部2，搭載有煞車控制裝置12、TMS 13(列車資訊管理系統)、發送器14。此外，於車體部2之駕駛室配置有設於駕駛台15之煞車操作器16。

煞車控制裝置12具有回應煞車指令控制氣壓式碟煞裝置32A~H之動作之機能，且具有檢測用以進行碟煞裝置32A~H之制動之空氣壓之機能。煞車控制裝置12以將來自後述之熱開關11A~H之異常信號作為緊急煞車指令，不透過TMS 13而直接接收，對碟煞裝置32A~H使緊急煞車指令作動之方式控制。煞車控制裝置12在沒有由駕駛者發出之常用煞車指令之狀態下，於判定為碟煞裝置32A~H之空氣壓超過既定閾值時，亦使碟煞裝置32A~H進行緊急煞車之作動。

TMS 13是管理各種列車資訊之控制器，進行例如接收來自煞車操作器16之常用煞車指令後往煞車控制裝置12發送該指令，或記錄來自後述之熱開關11A~H之異常信號等各種管理。來自熱開關11A~H之信號以可特定出在哪一個碟煞裝置32A~H有異常發生之方式輸入TMS 13。TMS 13在從熱開關11A~H接收異常信號後，將該異常信號藉由發送器14以無線發送至地上之指揮中心17，且往鐵道車輛1之駕駛台15發送。煞車控制裝置12亦可基於來自接收從發送器14發送之異常信號之指揮中心17之指令信號，使碟煞裝置32A~H進行緊急煞車之作動。此外，TMS 13亦可接收來自熱開關11A~H之異常信號後往煞車控制裝置12發送緊急煞車指令信號，基於該信號對碟煞裝置32A~H使緊急煞車作動。另外，由於台車3A與台車3B為同樣之構成，故在以下代表針對台車3A說明。

圖2是搭載有實施形態之鐵道車輛1之煞車異常偵測裝置10之熱開關11A~D之台車3A之俯視圖。如顯示於圖2般，台車3A具備支持車體部2 (參照圖1)之台車框架21。台車框架21具有於車寬方向兩側於車輛長度方向延伸之一對側梁22、以將一對側梁22之車輛長度方向中央部連結之方式於車寬方向延伸之橫梁23、以將一對側梁22之車輛長度方向兩端部連結之方式於車寬方向延伸之端梁24。

於橫梁23之車輛長度方向兩側分別配置有輪軸25A、25B。輪軸25A、25B具有於車寬方向延伸之車軸26A、26B、分別設於車軸26A、26B之車寬方向兩側之車輪27A~D。車軸26A、26B之車寬方向兩端部藉由收容於比車輪27A~D位於車寬方向外側之軸箱28A~D之軸承(不圖示)可旋轉地支持。本實施形態之台車3A是平行十字接頭驅動方式。於車軸26A、26B連接有減速機29A、29B，於減速機29A、29B透過自由接頭30A、30B連接有電動機31A、31B，電動機31A、31B之驅動力透過減速機29A、29B往車軸26A、26B傳達。電動機31A、31B固定於橫梁23，減速機29A、29B彈性地支持於橫梁23。

於台車3A對應於車輪27A~D之各個設有碟煞裝置32A~D。碟煞裝置32A~D具備固定於車輪27A~D之各個之兩側面之煞車碟33A、33B(參照圖4及圖6)、將煞車碟33A、33B以煞車墊37A~D夾持藉由摩擦來制動之卡鉗34A~D。卡鉗34A~D對應於每一車輪27A~D配置，固定於端梁24、25。熱開關11A~D為非接觸式，對應於每一車輪27A~D配置，安裝於台車3A中與碟煞裝置32A~D為不同之部分。於熱開關11A~D連接有沿著台車框架21配線之電纜線35A~D之一端部，電纜線35A~D之另一 端部連接於1個接線盒36。接線盒36固定於橫梁23，於車寬方向配置於減速機29A、29B與電動機31A、31B之間。另外，由於熱開關11A~D是彼此相同之構成，故以下代表性的說明熱開關11A說明。

圖3是將於圖2顯示之台車3A之熱開關11A及其附近放大之俯視圖。圖4是從車寬方向內側觀察於圖3顯示之熱開關11A及其附近之側視圖。圖5是從車寬方向內側觀察將安裝圖4所示之熱開關之外殼之蓋部卸除之狀態之側視圖。圖6是從車輛長度方向觀察於圖4顯示之熱開關11A及其附近之鉛直剖面圖。如顯示於圖3~6般，熱開關11A以從車寬方向外側對向於固定於車輪27A之車寬方向外側面之煞車碟33A之方式，從煞車碟33A隔開既定間隙G配置。

熱開關11A具有朝向煞車碟33A露出之溫度檢測部11Aa，於以該溫度檢測部11Aa檢測之溫度為既定以上之值時，輸出表示煞車異常之異常信號(電壓信號)。亦即，熱開關11A具備溫度檢測器與異常信號輸出器雙方之機能。熱開關11A之溫度檢測部11Aa例如從煞車碟33A離開20mm以上30mm以下之距離L而配置。

熱開關11A對向於煞車碟33A之中卡鉗34A之煞車墊37A接觸之摩擦部配置。亦即，熱開關11A從車寬方向觀察，配置於以煞車碟33A之旋轉中心為基準與卡鉗34A之煞車墊37A同心圓上之位置。更具體而言，從煞車碟33A之旋轉中心觀察，卡鉗34A配置於車輛長度方向外側，熱開關11A 配置於車輛長度方向內側(台車中央側)。熱開關11A從上方觀看，配置於車輪27A與側梁22之間。熱開關11A從側方觀察，配置於在空車狀態下側梁22之下端(熱開關11A與車輛長度方向位置相同部分中之下端)與軸梁39之下端之間之高度。

於側梁22與軸箱28A(參照圖2)之間介設有軸梁式之軸箱支持裝置38。從軸箱28A一體地朝向台車中央於車輛長度方向延伸有軸梁39，軸梁39之前端部39a透過橡膠襯套40等連結於側梁22之承接座部22a。於側梁22之車寬方向內側之側面以螺栓固定有板狀之托架41。於托架41固定有將熱開關11A收容之箱狀之外殼42。外殼42發揮抑制熱開關11A因行進風而冷卻之行進風遮蔽蓋之機能。外殼42具有以螺絲固定於托架41且形成有於車寬方向內方開放之開口部43a之外殼本體43、以將外殼本體43之開口部43a閉鎖之方式可裝卸地安裝於外殼本體43之蓋部44。於蓋部44形成有使熱開關11A之溫度檢測部11Aa朝向煞車碟33A露出之露出孔44a。

於外殼本體43設有於其內部將熱開關11A定位於開口部43a附近之支持部43b。熱開關11A，藉由以螺絲固定於支持部43b而固定於外殼本體43。亦即，熱開關11A透過外殼42及托架41固定於側梁22。熱開關11A，例如在因對應之碟煞裝置32A有不解除等異常發生而高溫(例如，約350℃)過熱之煞車碟33A之輻射熱使溫度檢測部11Aa到達既定設定溫度(例如，100℃)時，輸出電壓信號。當從熱開關11A有該電壓信號作為異常信號輸出時，煞車控制裝置12接收該異常信號作為緊急煞車指令，使碟煞裝置32A ~H強制作動。

於外殼本體43之台車中央側之側壁部形成有纜線插通孔43c，連接於熱開關11A之電纜線35A插通於纜線插通孔43c。於電纜線35A之嵌合於纜線插通孔43c之部分裝設有纜線防水接頭45，防止水往外殼42內侵入等。於外殼本體43之底壁部形成有排水孔43d。此外，於托架41固定有夾持構件46，於側梁22亦固定有夾持構件47。電纜線35A從熱開關11A朝向台車中央側延伸，保持於各夾持構件46、47。

根據以上說明之構成，由於熱開關11A~H安裝於台車3A、3B之中與碟煞裝置32A~H為相異之部分，故無需以耐高溫之高價感測器作為熱開關11A~H，且於碟煞裝置32A~H之維護時亦無拆除熱開關11A~H之必要，能提升維護性提升。此外，由於熱開關11A~H設於台車3A、3B，故無需於地面側設置特別之設備，且於站間停車後出發時亦可偵測煞車異常。此外，由於熱開關11A係從煞車碟33A離開20mm以上30mm以下之距離L配置，故能在防止因來自煞車碟33A之輻射熱使熱開關11A過熱之同時，確實偵測來自煞車碟33A之輻射熱。

此外，由於熱開關11A~H固定於側梁22，故可使電纜線35A~D沿著台車框架21簡單配線。此外，由於熱開關11A配置於從煞車碟33A之旋轉中心觀察時之車輛長度方向內側(台車中央側)，故可使從固定於橫梁23之接線盒36延伸至熱開關11A之電纜線35A尺寸變短，可將電纜線35A之 配線簡化。

此外，由於發送器14往鐵道車輛1之駕駛台15或地上之運行指揮中心17發送異常信號，故駕駛或作業管理者可立即掌握煞車異常。此外，由於煞車控制裝置12於判定為在沒有來自煞車操作器16之煞車指令之狀態下碟煞裝置32A之空氣壓超過既定閾值之場合，或，由前述異常判定部14判定有異常之發生之場合其中之一時，使碟煞裝置32A~H進行緊急煞車之作動，故可監視碟煞裝置32A之空氣壓與煞車碟33A之溫度之雙方之資訊，提升信賴性。

(第2實施形態)

圖7是從車寬方向內側觀察第2實施形態之鐵道車輛之煞車異常偵測裝置之熱開關11A及其附近之側視圖。如於圖7顯示般，在本實施形態中，熱開關11A安裝於連結於台車框架之軸梁39。具體而言，收容熱開關11A之外殼42固定於軸梁39。本實施形態之台車之台車框架不具備側梁，於從橫梁(圖2之符號23)往車輛長度方向外方延伸之承接座部50透過橡膠襯套40等連結有軸梁39之前端部39a。軸梁39為了可相對於承接座部50擺動，透過外殼42連接於熱開關11A之電纜線35A具有多餘長度。熱開關11A以從車寬方向外側對向於煞車碟33A之方式，從煞車碟33A隔開既定間隙G配置。另外，其他構成與前述之第1實施形態相同，故省略說明。

本發明並非限定於前述之各實施形態者，在不脫離本發明之主旨之範 圍可將其構成變更、追加或刪除。在前述實施形態中，熱開關兼為溫度檢測器與異常信號輸出器，但異常信號輸出器與溫度檢測器亦可為不同個體。在前述實施形態中，來自熱開關11A~H之異常信號往煞車控制裝置12與TMS 13並行發送，但該異常信號亦可不往TMS 13發送而往煞車控制裝置12發送。在前述實施形態中，作為抑制熱開關11A因行進風而冷卻之行進風遮蔽蓋雖例示了箱狀之外殼42，但亦可使用非箱狀之蓋。此外，作為溫度偵測器雖例示了熱開關11A~H，但亦可使用溫度感測器，於該場合，亦可將於以溫度感測器檢測之溫度為既定以上之值時輸出異常信號之異常信號輸出器配置於車體。此外，雖例示了煞車碟33A直接固定於車輪27A者，但亦可使用固定於從車輪離開且固定於車軸之旋轉體之側面之煞車碟。此外，於將熱開關11A安裝於具有無側梁之台車框架之台車之場合，亦可將溫度偵測器固定於橫梁等。此外，軸箱支持裝置亦可使用軸梁式以外之其他方式。

1‧‧‧鐵道車輛

2‧‧‧車體部

3A‧‧‧台車

3B‧‧‧台車

10‧‧‧煞車異常偵測裝置

11A~H‧‧‧熱開關(溫度檢測器、異常信號輸出器)

12‧‧‧煞車控制裝置

13‧‧‧TMS

14‧‧‧發送器

15‧‧‧駕駛台

16‧‧‧煞車操作器

17‧‧‧指揮中心

32A~H‧‧‧碟煞裝置

Claims (6)

1. 一種鐵道車輛之煞車異常偵測裝置，適用於對設在包含車輪之旋轉體側面之煞車碟按壓煞車片之碟煞裝置，其特徵在於：具備相對於前述煞車碟隔一間隔，安裝於台車框架或連結於前述台車框架之梁之溫度檢測器、在以前述溫度檢測器檢測之溫度為既定以上之值時，輸出表示煞車異常之異常信號之異常信號輸出器。
2. 如申請專利範圍第1項之鐵道車輛之煞車異常偵測裝置，其中，前述溫度檢測器固定於前述台車框架之側梁。
3. 如申請專利範圍第1或2項之鐵道車輛之煞車異常偵測裝置，其中，前述溫度檢測器從前述煞車碟離開20mm以上30mm以下之距離配置。
4. 如申請專利範圍第1或2項之鐵道車輛之煞車異常偵測裝置，其中，進一步具備接收從前述異常信號輸出器輸出之異常信號後，使前述碟煞裝置進行緊急煞車之作動之煞車控制裝置。
5. 如申請專利範圍第1或2項之鐵道車輛之煞車異常偵測裝置，其可適用於在與控制鐵道車輛之運行之指揮中心之間收發信號之鐵道車輛，且進一步具備將從前述異常信號輸出器輸出之異常信號往外部發送之發送器、基於指令信號，使前述碟煞裝置進行緊急煞車之作動之煞車控制裝置，該指令信號來自接收從前述發送器發送之異常信號之前述指揮中心。
6. 如申請專利範圍第1或2項之鐵道車輛之煞車異常偵測裝置，其中， 前述煞車控制裝置，於判定為在沒有來自駕駛台之煞車操作器之煞車指令之狀態下，用以對前述煞車碟進行制動之空氣壓超過既定閾值之場合、或由前述異常信號輸出器輸出異常信號之場合其中之一時，使前述碟煞裝置進行緊急煞車之作動。