JP2000344092A - エアコンプレッサ起動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 給電設備を小さくすることができ、設備投資
費用を低減する。 【解決手段】 集電子２を介して給電線１から取り込ん
だ電力は、車両駆動用の駆動用モータ９と、コンプレッ
サ４を駆動するコンプレッサ用モータ３に供給される。
コンプレッサ用モータ３と集電子２との間に、圧力スイ
ッチ６と起動スイッチ７を直列に配置する。圧力スイッ
チ６は、空気タンク５内のタンク内圧力が低下してきて
圧力下限設定値となったらスイッチオン状態となり、タ
ンク内圧力が圧力上限設定値となったらスイッチオフ状
態となる。論理積回路１１および保持回路１８による演
算回路は、圧力スイッチ６がスイッチオン状態になって
いるときに、モータ９が回生制動をして回生電流を発生
したことを回生電流検出器８が検出したら、起動スイッ
チ７をオン状態とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、エアコンプレッサ
起動装置に関し、給電設備容量を小さくして設備投資費
用を削減できると共に、回生電流を利用して消費電力の
削減ができるように工夫したものである。本発明は、例
えば、鉄道車両に備えるエアブレーキ用のエアコンプレ
ッサ起動装置として適用して有効なものである。

【０００２】

【従来の技術】従来では、鉄道車両においては、図４に
示す構成を持つエアコンプレッサが車両のエアブレーキ
等の駆動のための圧縮空気源として用いられてきた。こ
のエアコンプレッサは、コンプレッサ４と、このコンプ
レッサ４を駆動するコンプレッサ用モータ３と、コンプ
レッサ４から供給された圧縮空気を蓄えてエアーブレー
キ等（圧縮空気作動機器）に圧縮空気を供給するための
空気タンク５と、空気タンク５内の圧力に応じてスイッ
チング動作をして前記コンプレッサ用モータ３の起動と
停止を行うために空気タンク５に備えられる圧力スイッ
チ６とで構成されている。

【０００３】圧力スイッチ６は、集電子２に接続されて
おり給電線１から電気が供給される。この圧力スイッチ
６は、空気タンク５内の圧力を検出し、後述するよう
に、タンク内圧力に応じてスイッチング動作をする。し
たがって、圧力スイッチ６がオン状態になるとコンプレ
ッサ用モータ３に電気が供給されてコンプレッサ用モー
タ３が起動し、圧力スイッチ６がオフ状態になるとコン
プレッサ用モータ３への電気の供給が停止されてコンプ
レッサ用モータ３が停止する。なお、集電子２から得た
電気は、圧力スイッチ６（ひいてはコンプレッサ用モー
タ３）のみならず、鉄道用車両の駆動用モータ等（他の
電気機器）にも供給される。

【０００４】結局、コンプレッサ用モータ３と、駆動用
モータ等（他の電気機器）の電源（給電設備）として、
同一の給電設備（給電線１等）が使用されている。

【０００５】上記構成のエアコンプレッサにおいては、
エアブレーキ等が作動して空気タンク５中の空気が消費
されると、空気タンク５内の圧力が低下する。このよう
にして圧力低下が生じ、空気タンク５内の圧力が、圧力
スイッチ６に設定した圧力下限設定値に達すると、図５
に示すように、圧力スイッチ６がオン状態となりコンプ
レッサ用モータ３が起動されてコンプレッサ４の運転が
開始する。

【０００６】コンプレッサ４の運転により空気タンク５
への蓄気が行われるにつれて、空気タンク５内の圧力は
上昇する。空気タンク５内の圧力が、圧力スイッチ６に
設定した圧力上限設定値に達すると、図５に示すよう
に、圧力スイッチ６がオフ状態となりコンプレッサ用モ
ータ３は停止し、コンプレッサ４の運転が停止する。

【０００７】このように、空気タンク５内の圧力が、圧
力下限設定値と圧力上限設定値との間の圧力となるよう
に、圧力スイッチ６がオン・オフ動作をして、コンプレ
ッサ用モータ３ひいてはコンプレッサ４の運転の開始・
停止動作が行われる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来のエア
コンプレッサにおける、圧力スイッチ６によるコンプレ
ッサ用モータ３の起動と停止を行う技術では、駆動用モ
ータ等（他の電気機器）が駆動されているか否かを考慮
することなく、単純に、空気タンク５内の圧力に応じて
コンプレッサ用モータ３が起動されるようになってい
る。

【０００９】このため従来技術では、駆動用モータが最
大負荷で運転されているときに、コンプレッサ用モータ
３が同時に起動することもあり得た。そのため、電源
（給電設備）の設備容量や給電線１の電流容量を定める
には、駆動用モータ等の容量に、コンプレッサ用モータ
３の容量も加算しなければならず、大きな電源設備容量
を必要とし、これに伴い設備投資のためのコストが高く
なっていた。

【００１０】本発明は、上記従来技術に鑑み、電源設備
容量が小さくて済む、エアコンプレッサ起動装置を提供
することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明の構成は、コンプレッサを駆動するコンプレッサ用モ
ータと、コンプレッサから供給された圧縮空気を蓄える
と共に圧縮空気により作動する圧縮空気作動機器に圧縮
空気を供給する空気タンクと、前記コンプレッサ用モー
タに電気を供給する給電設備から電気が供給される他の
電気機器とを備えたエアコンプレッサにおいて、前記コ
ンプレッサ用モータと前記給電設備との間に、直列接続
した圧力スイッチと起動スイッチとを備え、前記圧力ス
イッチは、前記空気タンク内の圧力であるタンク内圧力
を検出するとともに、圧力上限設定値と圧力下限設定値
とが予め設定されており、前記タンク内圧力が圧力下限
設定値よりも大きい値から減少してきて圧力下限設定値
に達するとスイッチオン状態となり、前記タンク内圧力
が圧力上限設定値になるとスイッチオフ状態となり、前
記起動スイッチは、前記給電設備から前記他の電気機器
に電力が供給されておらず、且つ、前記圧力スイッチが
スイッチオン状態となっていることを条件に、スイッチ
オン状態となり、他の状態のときにはスイッチオフ状態
となることを特徴とする。

【００１２】また本発明の構成は、コンプレッサを駆動
するコンプレッサ用モータと、コンプレッサから供給さ
れた圧縮空気を蓄えると共にエアーブレーキに圧縮空気
を供給する空気タンクと、前記コンプレッサ用モータに
電気を供給する給電設備から電気が供給されて車両を駆
動する駆動用モータとを備えたエアコンプレッサにおい
て、前記コンプレッサ用モータと前記給電設備との間
に、直列接続した圧力スイッチと起動スイッチとを備
え、更に、前記駆動用モータが発生する回生電流を検出
する回生電流検出器を備えると共に、演算回路を備え、
前記圧力スイッチは、前記空気タンク内の圧力であるタ
ンク内圧力を検出するとともに、圧力上限設定値と圧力
下限設定値とが予め設定されており、前記タンク内圧力
が圧力下限設定値よりも大きい値から減少してきて圧力
下限設定値に達するとスイッチオン状態となり、前記タ
ンク内圧力が圧力上限設定値になるとスイッチオフ状態
となり、前記演算回路は、前記圧力スイッチがスイッチ
オン状態となっているときに前記回生電流検出回路が回
生電流を検出することを条件に、前記起動スイッチをス
イッチオン状態とし、前記圧力スイッチがスイッチオン
状態からスイッチオフ状態に変化することを条件に、前
記起動スイッチをスイッチオフ状態とすることを特徴と
する。

【００１３】また本発明の構成は、コンプレッサを駆動
するコンプレッサ用モータと、コンプレッサから供給さ
れた圧縮空気を蓄えると共に圧縮空気により作動する圧
縮空気作動機器に圧縮空気を供給する空気タンクと、前
記コンプレッサ用モータに電気を供給する給電設備から
電気が供給される他の電気機器とを備えたエアコンプレ
ッサにおいて、前記空気タンク内の圧力であるタンク内
圧力を検出する圧力スイッチを設け、前記給電設備と前
記他の電気機器とを接続する配線に、前記他の電気機器
に接続された可動接点と、前記給電設備から電力が供給
される電源側固定接点と、連結線側固定接点とを備えた
第１の切換スイッチを設け、前記給電設備と前記コンプ
レッサ用モータとを接続する配線に、前記コンプレッサ
用モータに接続された可動接点と、前記給電設備から電
力が供給される電源側固定接点と、連結線側固定接点と
を備えた第２の切換スイッチを設け、更に、第１の切換
スイッチの連結線側固定接点と、第２の切換スイッチの
連結線側固定接点とを、連結線により接続すると共に、
切換スイッチ制御回路を備え、前記切換スイッチ制御回
路は、前記圧力スイッチにより検出した前記空気タンク
のタンク内圧力が予め設定した圧力上限設定値になった
ら、第１の切換スイッチの可動接点を電源側固定接点に
投入すると共に第２の切換スイッチの可動接点を連結線
側固定接点に投入し、前記他の電気機器が電力を発生し
たら、前記圧力スイッチにより検出した前記空気タンク
のタンク内圧力が予め設定した圧力下限設定値よりも小
さいことを条件に第１の切換スイッチの可動接点を連結
線側固定接点に投入し、他の電気機器により発生した電
力が減少してきたら、第２の切換スイッチの可動接点を
電源側固定接点に投入し、前記給電設備から前記他の電
気機器に電力を供給する時には、前記第１の切換スイッ
チの可動接点を電源側固定接点に投入するように、スイ
ッチング制御をすることを特徴とする。

【００１４】また本発明の構成は、コンプレッサを駆動
するコンプレッサ用モータと、コンプレッサから供給さ
れた圧縮空気を蓄えると共にエアーブレーキに圧縮空気
を供給する空気タンクと、前記コンプレッサ用モータに
電気を供給する給電設備から電気が供給されて車両を駆
動する駆動用モータとを備えたエアコンプレッサにおい
て、前記空気タンク内の圧力であるタンク内圧力を検出
する圧力スイッチを設けると共に、前記駆動用モータが
発生する回生電流を検出する回生電流検出器と、前記コ
ンプレッサ用モータへ供給される電流値を検出する電流
検出器を設け、前記給電設備と前記駆動用モータとを接
続する配線に、前記駆動用モータに接続された可動接点
と、前記給電設備から電力が供給される電源側固定接点
と、連結線側固定接点とを備えた第１の切換スイッチを
設け、前記給電設備と前記コンプレッサ用モータとを接
続する配線に、前記コンプレッサ用モータに接続された
可動接点と、前記給電設備から電力が供給される電源側
固定接点と、連結線側固定接点とを備えた第２の切換ス
イッチを設け、更に、第１の切換スイッチの連結線側固
定接点と、第２の切換スイッチの連結線側固定接点と
を、連結線により接続すると共に、切換スイッチ制御回
路を備え、前記切換スイッチ制御回路は、前記圧力スイ
ッチにより検出した前記空気タンクのタンク内圧力が予
め設定した圧力上限設定値になったら、第１の切換スイ
ッチの可動接点を電源側固定接点に投入すると共に第２
の切換スイッチの可動接点を連結線側可動接点に投入
し、前記駆動用モータが回生電流を発生したことを前記
回生電流検出器が検出したら、前記圧力スイッチにより
検出した前記空気タンクのタンク内圧力が予め設定した
圧力下限設定値よりも小さいことを条件に第１の切換ス
イッチの可動接点を連結線側固定接点に投入し、前記コ
ンプレッサ用モータに供給される回生電流の電流値が減
少してきてコンプレッサ用モータの運転が継続できなく
なる直前に達したことを前記電流検出器により検出した
ら、第２の切換スイッチの可動接点を電源側固定接点に
投入し、前記給電設備から前記駆動用モータに電力を供
給する時には、前記第１の切換スイッチの可動接点を電
源側固定接点に投入するように、スイッチング制御をす
ることを特徴とする。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を図面
に基づき詳細に説明する。

【００１６】図１は本発明の第１の実施の形態にかかる
エアコンプレッサ起動装置を示す。同図に示すように、
鉄道車両のエアブレーキ等の駆動のための圧縮空気源と
して、エアコンプレッサが使用されている。このエアコ
ンプレッサは、コンプレッサ４と、このコンプレッサ４
を駆動するコンプレッサ用モータ３と、コンプレッサ４
から供給された圧縮空気を蓄えてエアーブレーキ等（圧
縮空気作動機器）に圧縮空気を供給するための空気タン
ク５と、空気タンク５内の圧力に応じてスイッチング動
作をするために空気タンク５に備えられる圧力スイッチ
６とで構成されている。

【００１７】圧力スイッチ６には、図２に示すように、
圧力上限設定値と圧力下限設定値が予め設定されてい
る。この圧力下限設定値は、図５に示す従来の圧力下限
設定値よりも高く設定されている。圧力スイッチ６は、
空気タンク５の圧力を検出しており、空気タンク５内の
圧力（タンク内圧力）が圧力下限設定値よりも大きい値
から減少してきて、タンク内圧力が圧力下限設定値に達
するとオン状態となる。この圧力スイッチ６のオン状態
は、タンク内圧力が圧力下限設定値よりも小さい値から
増加してきて圧力下限設定値よりも大きい値に変化して
きてもそのまま保持される。そして、タンク内圧力が、
圧力上限設定値に達すると、圧力スイッチ６はオフ状態
となる（図２（ａ）（ｂ）参照）。

【００１８】起動スイッチ７は圧力スイッチ６と直列に
接続されている。そして、コンプレッサ用モータ３は、
圧力スイッチ６と起動スイッチ７を介して、集電子２に
接続されており、集電子２は給電線１に接続されてい
る。なお、起動スイッチ７のオン・オフ制御動作につい
ては後述する。

【００１９】このため、起動スイッチ７及び圧力スイッ
チ６が共にオン状態となったときに、集電子２を介して
給電線１から取り込んだ電力が、コンプレッサ用モータ
３に供給されてコンプレッサ用モータ３が起動してコン
プレッサ４の運転が行われる。

【００２０】一方、集電子２から取り込んだ電力は、駆
動用モータ制御装置１０を介して駆動用モータ９（他の
電気機器）にも供給される。したがって、駆動用モータ
制御装置１０により駆動用モータ９に電力が供給されて
駆動用モータ９が駆動することにより、鉄道車両が走行
する。

【００２１】結局、コンプレッサ用モータ３と、駆動用
モータ９の電源（給電設備）として、同一の給電設備
（給電線１等）が使用されている。

【００２２】回生電流検出器８は、駆動用モータ制御装
置１０と駆動用モータ９とを接続する配線に設けられて
おり、駆動用モータ９が回生電流を発生すると、この回
生電流を検出して、回生電流検出信号αを出力する。こ
の回生電流検出信号αは論理積回路１１に送出される。

【００２３】また圧力スイッチ６からは、この圧力スイ
ッチ６がオン状態になると圧力スイッチオン信号βが出
力される。この圧力スイッチオン信号βは論理積回路１
１に送出されると共に、保持回路１８のリセット端子Ｒ
に入力される。

【００２４】論理積回路１１は、回生電流検出信号αと
圧力スイッチオン信号βとの論理積演算をする。そして
論理積演算が成立したとき、即ち、回生電流検出信号α
と圧力スイッチオン信号βを共に受けているときに、ハ
イレベル信号Ｈを保持回路１８のセット端子Ｓに入力す
る。論理積演算が成立しない時には、ハイレベル信号Ｈ
は出力しない。

【００２５】保持回路１８は、セット端子Ｓの信号レベ
ルがロウレベルからハイレベルに変化すると（立ち上が
ると）セット状態となり、出力端子Ｏの出力レベルがハ
イレベル状態に変化し、起動スイッチ７をオン状態とす
る。また保持回路１８は、リセット端子Ｒの信号レベル
がハイレベルからロウレベルに変化すると（立ち下がる
と）、即ち、圧力スイッチオン信号βが入力されなくな
ると、出力端子Ｏの出力レベルがロウレベル状態に変化
し、起動スイッチ７をオフ状態とする。

【００２６】上記構成となっている第１の実施の形態に
かかるエアコンプレッサ起動装置では、次のような制御
動作が行われる。

【００２７】このエアコンプレッサ起動装置を初めて動
作するときには、図示しない制御機構により、まず、起
動スイッチ７及び圧力スイッチ６を共に強制的にオン状
態として、集電子２を介して給電線１から取り込んだ電
力をコンプレッサ用モータ３に送り、コンプレッサ用モ
ータ３を起動してコンプレッサ４を運転させ、空気タン
ク５内に圧縮空気を供給する。そして、空気タンク５内
のタンク内圧力が圧力上限設定値になったら、起動スイ
ッチ７及び圧力スイッチ６を共にオフにする。

【００２８】上記初期動作が完了した後は、次のような
動作（本発明の中心となる制御動作）が行われる。即
ち、図２（ａ）に示すように、空気タンク５内のタンク
内圧力が、エアブレーキ等の使用等の圧縮空気の消費に
よって漸減していき、圧力下限設定値に達すると、圧力
スイッチ６はオン状態となる（図２（ｂ）参照）。圧力
スイッチ６がオン状態となると、圧力スイッチ６から
は、圧力スイッチオン信号βが論理積回路１１及び保持
回路１８のリセット端子Ｒに向かって送出される。

【００２９】ここで、ブレーキが使用され駆動用モータ
９が回生制動をすることにより回生電流を発生すると、
回生電流検出器８は回生電流を検出して、回生電流検出
信号αを論理積回路１１に向かって送出する（図２
（ｃ）参照）。このように駆動用モータ９が回生動作を
して回生電流を発生しているときには、駆動用モータ９
は電動機動作をしていないので、駆動用モータ９には、
給電設備から電力を供給していない状態となっている。

【００３０】論理積回路１１は、圧力スイッチオン信号
βを受信しているときに（圧力スイッチ６がオン状態に
なっている）、回生電流検出信号αを受信すると（給電
設備から駆動用モータ９に向けて電力を供給していない
状態になっている）、ハイレベル信号Ｈを保持回路１８
のセット端子Ｓに送る。このためセット端子Ｓの信号レ
ベルが立ち上がり（図２（ｄ）参照）、保持回路１８は
起動スイッチ７をオン状態とする（図２（ｆ）参照）。

【００３１】起動スイッチ７がオン状態となると（この
とき圧力スイッチ６もオン状態となっている）、集電子
２を介して給電線１から取り込んだ電力は、起動スイッ
チ７及び圧力スイッチ６を介してコンプレッサ用モータ
３に供給される。このため、コンプレッサ用モータ３が
起動してコンプレッサ４が運転され、空気タンク５内に
圧縮空気が供給される。このため空気タンク５内のタン
ク内圧力は徐々に増加していく。

【００３２】このように、コンプレッサ用モータ３が起
動しているときには、駆動用モータ９は回生制御動作を
しており、この駆動用モータ９に向けて電力を供給する
必要はない。

【００３３】タンク内圧力が増加してきて、圧力上限設
定値になると、圧力スイッチ６がオフ状態となる。圧力
スイッチ６がオフ状態となると圧力スイッチオン信号β
が出力されなくなるため、保持回路１８のリセット端子
Ｒの信号レベルが立ち下がり（図２（ｅ）参照）、保持
回路１８は起動スイッチ７をオフ状態とする（図２
（ｆ）参照）。

【００３４】このように、タンク内圧力が圧力上限設定
値になると、圧力スイッチ６及び起動スイッチ７が共に
オフとなり、コンプレッサ用モータ３への電気の供給が
止まり、コンプレッサ用モータ３が停止してコンプレッ
サ４の運転が停止する。かくして、空気タンク５への蓄
気が完了する。

【００３５】以降においても、空気タンク５内のタンク
内圧力が圧力下限設定値以下になっている状態におい
て、駆動用モータ９が回生制動をして回生電流を発生す
る度に、コンプレッサ用モータ３に電気が供給されて、
空気タンク５への蓄気が行われる。

【００３６】このように、駆動用モータ９がブレーキを
掛けたときに発生する回生電流を検出し、回生電流発生
時にコンプレッサ用モータ３を起動するため、駆動用モ
ータ９とコンプレッサ用モータ３とが同時に起動される
ことがなくなる。このため、給電設備（電源）や給電線
１の容量設計の場合において、コンプレッサ用モータ３
の容量を除外して設計することができるため、給電設備
の容量を小さくでき、設備費用を削減することができ
る。

【００３７】また、空気タンク５を常に充分に蓄気され
た状態を保つことにより、車両が制動を掛けて駅に停留
するまでの短い時間の間にエアコンプレッサの運転が完
了することになる。

【００３８】次に本発明の第２の実施の形態を図３を参
照しつつ説明する。なお、第１の実施の形態と同一機能
を果たす部分には同一符号を付し、重複する説明は省略
する。

【００３９】図３に示すように第２の実施の形態では、
駆動用モータ制御装置１０と駆動用モータ９とを接続す
る配線のうち、駆動用モータ制御装置１０と回生電流検
出器８との間の位置には、第１の切換スイッチ１４が配
置されている。この切換スイッチ１４は、駆動用モータ
９に接続された可動接点１４ａと、駆動用モータ制御装
置１０を介して集電子２に接続された電源側固定接点１
４ｂと、連結線側固定接点１４ｃとを有している。

【００４０】またコンプレッサ用モータ３と集電子２と
を接続する配線には、第２の切換スイッチ１５が配置さ
れている。この切換スイッチ１５は、コンプレッサ用モ
ータ３に接続された可動接点１５ａと、集電子２に接続
された電源側固定接点１５ｂと、連結線側固定接点１５
ｃとを有している。

【００４１】連結線側固定接点１４ｃと連結線側固定接
点１５ｃとは、連結線１７により接続されている。

【００４２】コンプレッサ用モータ３と集電子２とを接
続する配線のうち、コンプレッサ用モータ３と切換スイ
ッチ１５との間には、電流検出器１２が配置されてい
る。この電流検出器１２は、コンプレッサ用モータ３に
供給される電流の値を検出して、電流値を示すモータ電
流値信号δを出力する。

【００４３】圧力スイッチ１６は、空気タンク５に備え
られており、空気タンク５内のタンク内圧力を検出して
おり、タンク内圧力値を示す圧力信号θを出力する。

【００４４】切換スイッチ制御回路１３には、回生電流
検出器８から回生電流検出信号αが入力され、圧力スイ
ッチ１６から圧力信号θが入力され、電流検出器１２か
らモータ電流値信号δが入力される。この切換スイッチ
制御回路１３は、入力される各検出信号を基に、切換ス
イッチ１４，１５の切換制御動作を行う（詳細動作は後
述する）。

【００４５】上記構成となっている第２の実施の形態に
かかるエアコンプレッサ起動装置では、次のような制御
動作が行われる。

【００４６】このエアコンプレッサ起動装置を初めて動
作するときには、図示しない制御機構により、まず強制
的に、切換スイッチ１４の可動接点１４ａを連結線側固
定接点１４ｃ側に投入した状態として、切換スイッチ１
５の可動接点１５ａを電源側固定接点１５ｂ側に投入す
る。このようにして、集電子２を介して給電線１から取
り込んだ電力をコンプレッサ用モータ３に送り、コンプ
レッサ用モータ３を起動してコンプレッサ４を運転さ
せ、空気タンク５内に圧縮空気を供給する。

【００４７】そして、空気タンク５内のタンク内圧力が
圧力上限設定値になったら、切換スイッチ１４の可動接
点１４ａを電源側固定接点１４ｂ側に投入し、切換スイ
ッチ１５の可動接点１５ａを連結線側固定接点１５ｃ側
に投入する。この状態（図３に示すスイッチング状態）
をスイッチ初期状態とする。

【００４８】上記初期動作が完了してスイッチ初期状態
となった後は、次のような動作（本発明の中心となる制
御動作）が行われる。

【００４９】ブレーキが使用され駆動用モータ９が回生
制動をすることにより回生電流を発生すると、回生電流
検出器８は回生電流検出信号αを出力する。このとき、
圧力信号θにより示されるタンク内圧力が圧力下限設定
値よりも小さいときには、切換スイッチ制御回路１３
は、切換スイッチ１４の可動接点１４ａを電源側固定接
点１４ｂから連結線側固定接点１４ｃ側に投入する。こ
のとき切換スイッチ１５の可動接点１５ａは連結線側固
定接点１５ｃ側に投入されたままとなっている。このた
め、回生電流は、連結線１７を通ってコンプレッサ用モ
ータ３に供給され、コンプレッサ用モータ３は回生電流
により起動される。コンプレッサ用モータ３の起動によ
りコンプレッサ４が運転され、空気タンク５に圧縮空気
が供給される。

【００５０】回生電流によりコンプレッサ用モータ３が
駆動しているときに、コンプレッサ用モータ３に供給さ
れる電流値は電流検出器１２により検出され、モータ電
流値信号δが切換スイッチ制御回路１３によりモニタさ
れている。そして、モータ電流値信号δをモニタしてい
くことにより、コンプレッサ用モータ３に供給されてい
る回生電流の値が減少してきてコンプレッサ用モータ３
の運転の継続ができなくなる直前に達したことが検出さ
れると、圧力信号θにより示されるタンク内圧力が圧力
下限設定値よりも小さいことを条件に、切換スイッチ制
御回路１３は、切換スイッチ１５の可動接点１５ａを連
結線側固定接点１５ｃから電源側固定接点１５ｂに切り
替える（このとき切換スイッチ１４の可動接点１４ａは
連結線側固定接点１４ｃに投入されたままとなってい
る）。

【００５１】このため、コンプレッサ用モータ３には集
電子２から取り込んだ電気が供給され、コンプレッサ用
モータ３の運転が継続され、コンプレッサ４の運転が続
き、空気タンク５に圧縮空気が供給される。

【００５２】圧力信号θにより示されるタンク内圧力が
圧力上限設定値に達すると、切換スイッチ制御回路１３
は、切換スイッチ１５の可動接点１５ａを電源側固定接
点１５ｂから連結線側固定接点１５ｃ側に投入する。

【００５３】その後に、駆動用モータ９を駆動するとき
には、切換スイッチ１４の可動接点１４ａを連結線側固
定接点１４ｃから電源側固定接点１４ｂ側に投入して、
スイッチ初期状態に戻る。

【００５４】以降においても、空気タンク５内のタンク
内圧力が圧力下限設定値以下になっている状態におい
て、駆動用モータ９が回生制動をして回生電流を発生す
る度に、上述したような切換スイッチ制御回路１３を中
心とした切換スイッチ１４，１５の切換制御動作をする
ことにより、回生電流をコンプレッサ用モータ３に供給
してコンプレッサ用モータ３を駆動して、空気タンク５
への蓄気を行い、更に、回生電流によっては電力不足と
なる場合には、集電子２により取り込んだ電力をコンプ
レッサ用モータ３に供給して、空気タンク５への蓄気を
完了する動作が実行される。

【００５５】このように、駆動用モータ９がブレーキを
掛けたときに発生する回生電流を回収し、コンプレッサ
用モータ３を起動するため、電力消費を低減することが
できる。このため、給電設備の容量を小さくでき、設備
費用を削減することができる。

【００５６】なお本発明は、鉄道車両に備えるエアーブ
レーキ用のエアコンプレッサ起動装置としてのみなら
ず、同一の給電設備により、コンプレッサ用モータと他
の電気機器に電力を供給する電気システムに適用するこ
とができる。

【００５７】

【発明の効果】以上実施の形態と共に具体的に説明した
ように、本発明では、コンプレッサを駆動するコンプレ
ッサ用モータと、コンプレッサから供給された圧縮空気
を蓄えると共に圧縮空気により作動する圧縮空気作動機
器に圧縮空気を供給する空気タンクと、前記コンプレッ
サ用モータに電気を供給する給電設備から電気が供給さ
れる他の電気機器とを備えたエアコンプレッサにおい
て、前記コンプレッサ用モータと前記給電設備との間
に、直列接続した圧力スイッチと起動スイッチとを備
え、前記圧力スイッチは、前記空気タンク内の圧力であ
るタンク内圧力を検出するとともに、圧力上限設定値と
圧力下限設定値とが予め設定されており、前記タンク内
圧力が圧力下限設定値よりも大きい値から減少してきて
圧力下限設定値に達するとスイッチオン状態となり、前
記タンク内圧力が圧力上限設定値になるとスイッチオフ
状態となり、前記起動スイッチは、前記給電設備から前
記他の電気機器に電力が供給されておらず、且つ、前記
圧力スイッチがスイッチオン状態となっていることを条
件に、スイッチオン状態となり、他の状態のときにはス
イッチオフ状態となる構成とした。

【００５８】かかる構成としたため、本発明では、コン
プレッサ用モータと他の電気機器に対して給電設備から
同時に電力を供給することはなくなる。このため、給電
設備の容量設計の場合において、コンプレッサ用モータ
の容量を除外して設計することができるため、給電設備
の容量を小さくでき、設備費用を削減することができ
る。

【００５９】また本発明では、コンプレッサを駆動する
コンプレッサ用モータと、コンプレッサから供給された
圧縮空気を蓄えると共にエアーブレーキに圧縮空気を供
給する空気タンクと、前記コンプレッサ用モータに電気
を供給する給電設備から電気が供給されて車両を駆動す
る駆動用モータとを備えたエアコンプレッサにおいて、
前記コンプレッサ用モータと前記給電設備との間に、直
列接続した圧力スイッチと起動スイッチとを備え、更
に、前記駆動用モータが発生する回生電流を検出する回
生電流検出器を備えると共に、演算回路を備え、前記圧
力スイッチは、前記空気タンク内の圧力であるタンク内
圧力を検出するとともに、圧力上限設定値と圧力下限設
定値とが予め設定されており、前記タンク内圧力が圧力
下限設定値よりも大きい値から減少してきて圧力下限設
定値に達するとスイッチオン状態となり、前記タンク内
圧力が圧力上限設定値になるとスイッチオフ状態とな
り、前記演算回路は、前記圧力スイッチがスイッチオン
状態となっているときに前記回生電流検出回路が回生電
流を検出することを条件に、前記起動スイッチをスイッ
チオン状態とし、前記圧力スイッチがスイッチオン状態
からスイッチオフ状態に変化することを条件に、前記起
動スイッチをスイッチオフ状態とする構成にした。

【００６０】かかる構成としたため、本発明では、駆動
用モータがブレーキを掛けたときに発生する回生電流を
検出し、回生電流発生時にコンプレッサ用モータを起動
するため、駆動用モータとコンプレッサ用モータとが同
時に起動されることがなくなる。このため、給電設備の
容量設計の場合において、コンプレッサ用モータの容量
を除外して設計することができるため、給電設備の容量
を小さくでき、設備費用を削減することができる。

【００６１】また、空気タンクを常に充分に蓄気された
状態を保つことにより、車両が制動を掛けて駅に停留す
るまでの短い時間の間にエアコンプレッサの運転が完了
することになる。

【００６２】また本発明では、コンプレッサを駆動する
コンプレッサ用モータと、コンプレッサから供給された
圧縮空気を蓄えると共に圧縮空気により作動する圧縮空
気作動機器に圧縮空気を供給する空気タンクと、前記コ
ンプレッサ用モータに電気を供給する給電設備から電気
が供給される他の電気機器とを備えたエアコンプレッサ
において、前記空気タンク内の圧力であるタンク内圧力
を検出する圧力スイッチを設け、前記給電設備と前記他
の電気機器とを接続する配線に、前記他の電気機器に接
続された可動接点と、前記給電設備から電力が供給され
る電源側固定接点と、連結線側固定接点とを備えた第１
の切換スイッチを設け、前記給電設備と前記コンプレッ
サ用モータとを接続する配線に、前記コンプレッサ用モ
ータに接続された可動接点と、前記給電設備から電力が
供給される電源側固定接点と、連結線側固定接点とを備
えた第２の切換スイッチを設け、更に、第１の切換スイ
ッチの連結線側固定接点と、第２の切換スイッチの連結
線側固定接点とを、連結線により接続すると共に、切換
スイッチ制御回路を備え、前記切換スイッチ制御回路
は、前記圧力スイッチにより検出した前記空気タンクの
タンク内圧力が予め設定した圧力上限設定値になった
ら、第１の切換スイッチの可動接点を電源側固定接点に
投入すると共に第２の切換スイッチの可動接点を連結線
側固定接点に投入し、前記他の電気機器が電力を発生し
たら、前記圧力スイッチにより検出した前記空気タンク
のタンク内圧力が予め設定した圧力下限設定値よりも小
さいことを条件に第１の切換スイッチの可動接点を連結
線側固定接点に投入し、他の電気機器により発生した電
力が減少してきたら、第２の切換スイッチの可動接点を
電源側固定接点に投入し、前記給電設備から前記他の電
気機器に電力を供給する時には、前記第１の切換スイッ
チの可動接点を電源側固定接点に投入するように、スイ
ッチング制御をする構成とした。

【００６３】かかる構成としたため、本発明では、他の
電気機器が発生した電力を利用してコンプレッサ用モー
タを起動するため、電力消費を低減することができる。
このため、給電設備の容量を小さくでき、設備費用を削
減することができる。

【００６４】また本発明では、コンプレッサを駆動する
コンプレッサ用モータと、コンプレッサから供給された
圧縮空気を蓄えると共にエアーブレーキに圧縮空気を供
給する空気タンクと、前記コンプレッサ用モータに電気
を供給する給電設備から電気が供給されて車両を駆動す
る駆動用モータとを備えたエアコンプレッサにおいて、
前記空気タンク内の圧力であるタンク内圧力を検出する
圧力スイッチを設けると共に、前記駆動用モータが発生
する回生電流を検出する回生電流検出器と、前記コンプ
レッサ用モータへ供給される電流値を検出する電流検出
器を設け、前記給電設備と前記駆動用モータとを接続す
る配線に、前記駆動用モータに接続された可動接点と、
前記給電設備から電力が供給される電源側固定接点と、
連結線側固定接点とを備えた第１の切換スイッチを設
け、前記給電設備と前記コンプレッサ用モータとを接続
する配線に、前記コンプレッサ用モータに接続された可
動接点と、前記給電設備から電力が供給される電源側固
定接点と、連結線側固定接点とを備えた第２の切換スイ
ッチを設け、更に、第１の切換スイッチの連結線側固定
接点と、第２の切換スイッチの連結線側固定接点とを、
連結線により接続すると共に、切換スイッチ制御回路を
備え、前記切換スイッチ制御回路は、前記圧力スイッチ
により検出した前記空気タンクのタンク内圧力が予め設
定した圧力上限設定値になったら、第１の切換スイッチ
の可動接点を電源側固定接点に投入すると共に第２の切
換スイッチの可動接点を連結線側可動接点に投入し、前
記駆動用モータが回生電流を発生したことを前記回生電
流検出器が検出したら、前記圧力スイッチにより検出し
た前記空気タンクのタンク内圧力が予め設定した圧力下
限設定値よりも小さいことを条件に第１の切換スイッチ
の可動接点を連結線側固定接点に投入し、前記コンプレ
ッサ用モータに供給される回生電流の電流値が減少して
きてコンプレッサ用モータの運転が継続できなくなる直
前に達したことを前記電流検出器により検出したら、第
２の切換スイッチの可動接点を電源側固定接点に投入
し、前記給電設備から前記駆動用モータに電力を供給す
る時には、前記第１の切換スイッチの可動接点を電源側
固定接点に投入するように、スイッチング制御をする構
成とした。

【００６５】かかる構成としたため、本発明では、駆動
用モータがブレーキを掛けたときに発生する回生電流を
回収し、回生電流によりコンプレッサ用モータを起動す
るため、電力消費を低減することができる。このため、
給電設備の容量を小さくでき、設備費用を削減すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態にかかるエアコンプ
レッサ起動装置を示す構成図。

【図２】第１の実施の形態にかかるエアコンプレッサ起
動装置の動作状態を示す説明図。

【図３】本発明の第２の実施の形態にかかるエアコンプ
レッサ起動装置を示す構成図。

【図４】従来のエアコンプレッサを示す構成図。

【図５】従来のエアコンプレッサの動作状態を示す説明
図。

【符号の説明】

１ 給電線 ２ 集電子 ３ コンプレッサ用モータ ４ コンプレッサ ５ 空気タンク ６ 圧力スイッチ ７ 起動スイッチ ８ 回生電流検出器 ９ 駆動用モータ １０ 駆動用モータ制御装置 １１ 論理積回路 １２ 電流検出器 １３ 切換スイッチ制御回路 １４，１５ 切換スイッチ １４ａ，１５ａ 可動接点 １４ｂ，１５ｂ 電源側固定接点 １４ｃ，１５ｃ 連結側固定接点 １６ 圧力スイッチ １７ 連結線 １８ 保持回路 α 回生電流検出信号 β 圧力スイッチオン信号 θ 圧力信号 δ モータ電流値信号 Ｈ ハイレベル信号

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3D049 AA04 BB39 CC03 HH04 HH05 HH47 HH51 KK17 PP01 RR04 3H045 AA09 AA12 AA26 BA28 CA04 CA21 DA01 DA10 EA34 5H316 AA09 BB02 DD11 DD12 DD20 EE23 EE26 FF01 FF36 GG01 HH01 HH08

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 コンプレッサを駆動するコンプレッサ用
   モータと、コンプレッサから供給された圧縮空気を蓄え
   ると共に圧縮空気により作動する圧縮空気作動機器に圧
   縮空気を供給する空気タンクと、前記コンプレッサ用モ
   ータに電気を供給する給電設備から電気が供給される他
   の電気機器とを備えたエアコンプレッサにおいて、 前記コンプレッサ用モータと前記給電設備との間に、直
   列接続した圧力スイッチと起動スイッチとを備え、 前記圧力スイッチは、前記空気タンク内の圧力であるタ
   ンク内圧力を検出するとともに、圧力上限設定値と圧力
   下限設定値とが予め設定されており、前記タンク内圧力
   が圧力下限設定値よりも大きい値から減少してきて圧力
   下限設定値に達するとスイッチオン状態となり、前記タ
   ンク内圧力が圧力上限設定値になるとスイッチオフ状態
   となり、 前記起動スイッチは、前記給電設備から前記他の電気機
   器に電力が供給されておらず、且つ、前記圧力スイッチ
   がスイッチオン状態となっていることを条件に、スイッ
   チオン状態となり、他の状態のときにはスイッチオフ状
   態となることを特徴とするエアコンプレッサ起動装置。
2. 【請求項２】 コンプレッサを駆動するコンプレッサ用
   モータと、コンプレッサから供給された圧縮空気を蓄え
   ると共にエアーブレーキに圧縮空気を供給する空気タン
   クと、前記コンプレッサ用モータに電気を供給する給電
   設備から電気が供給されて車両を駆動する駆動用モータ
   とを備えたエアコンプレッサにおいて、 前記コンプレッサ用モータと前記給電設備との間に、直
   列接続した圧力スイッチと起動スイッチとを備え、 更に、前記駆動用モータが発生する回生電流を検出する
   回生電流検出器を備えると共に、演算回路を備え、 前記圧力スイッチは、前記空気タンク内の圧力であるタ
   ンク内圧力を検出するとともに、圧力上限設定値と圧力
   下限設定値とが予め設定されており、前記タンク内圧力
   が圧力下限設定値よりも大きい値から減少してきて圧力
   下限設定値に達するとスイッチオン状態となり、前記タ
   ンク内圧力が圧力上限設定値になるとスイッチオフ状態
   となり、 前記演算回路は、前記圧力スイッチがスイッチオン状態
   となっているときに前記回生電流検出回路が回生電流を
   検出することを条件に、前記起動スイッチをスイッチオ
   ン状態とし、前記圧力スイッチがスイッチオン状態から
   スイッチオフ状態に変化することを条件に、前記起動ス
   イッチをスイッチオフ状態とすることを特徴とするエア
   コンプレッサ起動装置。
3. 【請求項３】 コンプレッサを駆動するコンプレッサ用
   モータと、コンプレッサから供給された圧縮空気を蓄え
   ると共に圧縮空気により作動する圧縮空気作動機器に圧
   縮空気を供給する空気タンクと、前記コンプレッサ用モ
   ータに電気を供給する給電設備から電気が供給される他
   の電気機器とを備えたエアコンプレッサにおいて、 前記空気タンク内の圧力であるタンク内圧力を検出する
   圧力スイッチを設け、 前記給電設備と前記他の電気機器とを接続する配線に、
   前記他の電気機器に接続された可動接点と、前記給電設
   備から電力が供給される電源側固定接点と、連結線側固
   定接点とを備えた第１の切換スイッチを設け、 前記給電設備と前記コンプレッサ用モータとを接続する
   配線に、前記コンプレッサ用モータに接続された可動接
   点と、前記給電設備から電力が供給される電源側固定接
   点と、連結線側固定接点とを備えた第２の切換スイッチ
   を設け、 更に、第１の切換スイッチの連結線側固定接点と、第２
   の切換スイッチの連結線側固定接点とを、連結線により
   接続すると共に、切換スイッチ制御回路を備え、 前記切換スイッチ制御回路は、前記圧力スイッチにより
   検出した前記空気タンクのタンク内圧力が予め設定した
   圧力上限設定値になったら、第１の切換スイッチの可動
   接点を電源側固定接点に投入すると共に第２の切換スイ
   ッチの可動接点を連結線側固定接点に投入し、前記他の
   電気機器が電力を発生したら、前記圧力スイッチにより
   検出した前記空気タンクのタンク内圧力が予め設定した
   圧力下限設定値よりも小さいことを条件に第１の切換ス
   イッチの可動接点を連結線側固定接点に投入し、他の電
   気機器により発生した電力が減少してきたら、第２の切
   換スイッチの可動接点を電源側固定接点に投入し、前記
   給電設備から前記他の電気機器に電力を供給する時に
   は、前記第１の切換スイッチの可動接点を電源側固定接
   点に投入するように、スイッチング制御をすることを特
   徴とするエアコンプレッサ起動装置。
4. 【請求項４】 コンプレッサを駆動するコンプレッサ用
   モータと、コンプレッサから供給された圧縮空気を蓄え
   ると共にエアーブレーキに圧縮空気を供給する空気タン
   クと、前記コンプレッサ用モータに電気を供給する給電
   設備から電気が供給されて車両を駆動する駆動用モータ
   とを備えたエアコンプレッサにおいて、 前記空気タンク内の圧力であるタンク内圧力を検出する
   圧力スイッチを設けると共に、 前記駆動用モータが発生する回生電流を検出する回生電
   流検出器と、前記コンプレッサ用モータへ供給される電
   流値を検出する電流検出器を設け、 前記給電設備と前記駆動用モータとを接続する配線に、
   前記駆動用モータに接続された可動接点と、前記給電設
   備から電力が供給される電源側固定接点と、連結線側固
   定接点とを備えた第１の切換スイッチを設け、 前記給電設備と前記コンプレッサ用モータとを接続する
   配線に、前記コンプレッサ用モータに接続された可動接
   点と、前記給電設備から電力が供給される電源側固定接
   点と、連結線側固定接点とを備えた第２の切換スイッチ
   を設け、 更に、第１の切換スイッチの連結線側固定接点と、第２
   の切換スイッチの連結線側固定接点とを、連結線により
   接続すると共に、切換スイッチ制御回路を備え、 前記切換スイッチ制御回路は、前記圧力スイッチにより
   検出した前記空気タンクのタンク内圧力が予め設定した
   圧力上限設定値になったら、第１の切換スイッチの可動
   接点を電源側固定接点に投入すると共に第２の切換スイ
   ッチの可動接点を連結線側可動接点に投入し、前記駆動
   用モータが回生電流を発生したことを前記回生電流検出
   器が検出したら、前記圧力スイッチにより検出した前記
   空気タンクのタンク内圧力が予め設定した圧力下限設定
   値よりも小さいことを条件に第１の切換スイッチの可動
   接点を連結線側固定接点に投入し、前記コンプレッサ用
   モータに供給される回生電流の電流値が減少してきてコ
   ンプレッサ用モータの運転が継続できなくなる直前に達
   したことを前記電流検出器により検出したら、第２の切
   換スイッチの可動接点を電源側固定接点に投入し、前記
   給電設備から前記駆動用モータに電力を供給する時に
   は、前記第１の切換スイッチの可動接点を電源側固定接
   点に投入するように、スイッチング制御をすることを特
   徴とするエアコンプレッサ起動装置。