JPH08216872A - 車両用圧縮機制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】安全性を確保しながら低騒音化を図る。 【構成】圧縮機とそれを別々に駆動する電動機を２組設
ける。そして、圧縮機からの圧縮空気を蓄えるタンク内
の圧力を検出し、圧力が所定の下限値以下となったとき
には圧縮機を圧力が所定の上限値となるまで運転させる
第１，第２調圧器３４，３６を設ける。また、タンク内
の圧力が下限値以下となったときには、上限値となるま
で一方の電動機を運転させ、次に下限値以下となったと
きには切換継電器５４の接点５６，５８を切り換えて他
方の電動機を運転させ交互に切り換えて運転させる。更
に、電源投入時には、第１〜第３補助継電器９４，１０
２，１１０により、両電動機をタンク内圧力が上限値と
なるまで運転させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、鉄道車両に搭載され、
ドアの開閉駆動やブレーキの駆動等に用いられる圧縮空
気を供給する圧縮機の運転を制御する車両用圧縮機制御
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、鉄道車両のドアの開閉やブレ
ーキの駆動等には圧縮空気が用いられており、圧縮機か
らの圧縮空気をタンクに蓄え、タンクから圧縮空気を供
給できるようにしている。そして、タンク内の圧力を検
出して、圧力が下限値以下となったときには圧縮機を圧
力が上限値となるまで運転させる調圧器を設け、消費さ
れた圧縮空気を補充できるようにしている。また、車両
運行中の圧縮機の稼動率が、約１５％程度になるよう
に、圧縮機の容量が選定されている。

【０００３】圧縮機が１台であると、圧縮機の故障や圧
縮機を駆動する電動機の故障が生じた場合、タンクに圧
縮空気を蓄えることができなくなる。そこで、万一の故
障の場合の安全性の向上を図るため、前記１台の場合の
圧縮機の容量と同程度となるように２台の圧縮機を設け
て、圧力が下限値以下となった場合には２台の圧縮機を
運転するように構成することも考えられている。これに
より、一方が故障した場合には、他方の圧縮機のみを運
転して取りあえず安全に運転できるようにすることがで
きる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、圧縮機
の騒音は乗客の乗心地を悪化させるばかりでなく、沿線
の環境にも大きな影響を与える。いわゆる新交通システ
ムと呼ばれるものの場合、市街地に敷設され、特にビル
の谷間を建物に接近して走行する場合があり、騒音が沿
線の住民やビル内の職場環境に大きな影響を与えるとい
う問題があった。

【０００５】そこで本発明は上記の課題を解決すること
を目的とし、安全性を確保しながら低騒音化を図った車
両用圧縮機制御装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成すべ
く、本発明は課題を解決するための手段として次の構成
を取った。即ち、圧縮機からの圧縮空気を蓄えるタンク
内の圧力を検出し、該圧力が所定の下限値以下となった
ときには前記圧縮機を前記圧力が所定の上限値となるま
で運転させる調圧器を備えた車両用圧縮機制御装置にお
いて、前記圧縮機を２台設けると共に、それぞれの前記
圧縮機を別々に駆動する第１電動機及び第２電動機を設
け、前記タンク内の圧力が前記下限値以下となったとき
には、前記上限値となるまで一方の前記電動機を運転さ
せ、次に前記下限値以下となったときには他方の前記電
動機を運転させ交互に切り換えて運転させる切換制御手
段を備えたことを特徴とする車両用圧縮機制御装置の構
成がそれである。

【０００７】また、電源投入時には、前記切換制御手段
にかかわらず、前記両電動機を前記タンク内圧力が前記
上限値となるまで運転させる初動時制御手段を備えた構
成としてもよく、あるいは、前記調圧器を２組設け、少
なくとも一方が前記下限値以下となったことを検出した
ときには、前記切換制御手段に応じていずれか一方の前
記電動機を運転させる構成としてもよい。更には、前記
切換制御手段にかかわらず、一方の前記電動機のみを運
転させる解除手段を設けた構成としてもよい。

【０００８】

【作用】前記構成を有する車両用圧縮機制御装置は、切
換制御手段が、調圧器によりタンク内圧力が下限値以下
となったことが検出されたときに、上限値となるまで一
方の電動機を運転させて、圧縮空気をタンクに蓄える。
そして、次にタンク内圧力が下限値以下となったことが
検出されたときには、他方の電動機を運転させて、圧縮
空気をタンクに蓄える。

【０００９】初動時制御手段を備えたものでは、初動時
制御手段が、電源投入時に切換制御手段にかかわらず、
両電動機をタンク内圧力が上限値となるまで運転させ
て、速やかにタンクに圧縮空気を蓄える。また、調圧器
を２台備えたものでは、少なくとも一方が下限値となっ
たことを検出したときには、切換制御手段に応じていず
れか一方の電動機を運転させて、圧縮空気を蓄える。よ
って、一方の調圧器が故障しても運転を継続できる。

【００１０】更に、解除手段を設けたものでは、１台の
圧縮機あるいは電動機が故障した場合には、切換制御手
段にかかわらず、故障していない一方の圧縮機、電動機
により運転を継続することができる。

【００１１】

【実施例】以下本発明の実施例を図面に基づいて詳細に
説明する。図２に示すように、第１、第２圧縮機１，２
を備え、第１圧縮機１が第１電動機４により、第２圧縮
機２が第２電動機６によりそれぞれ駆動されるように接
続されている。第１，第２圧縮機１，２の容量は、どち
らか一方で車両の運転に十分な容量とされているのでは
なく、２台の圧縮機１，２を同時に運転したときに十分
な容量となるように選定されている。

【００１２】本実施例では、両電動機４，６は三相交流
誘導電動機で、両電動機４，６はそれぞれ第１，第２圧
縮機用接触器８，１０と第１，第２圧縮機用遮断器１
２，１４とを介して図示しない三相電源回路に接続され
ている。また、それぞれ第１，第２電動機４，６に対応
して、架線電圧の有無を検出する低電圧検出器１６，１
８が設けられている。

【００１３】両第１，第２圧縮機１，２は、それぞれ冷
却器２０，２２、除湿装置２４，２６を介してタンク２
８に接続されている。タンク２８内は、第１，第２室２
８ａ，２８ｂの２つに仕切られており、それぞれの第
１，第２室２８ａ，２８ｂに第１，第２圧縮機１，２が
接続されている。

【００１４】また、第１，第２室２８ａ，２８ｂ毎に安
全弁３０，３２が取り付けられると共に、第１，第２調
圧器３４，３６が取り付けられている。両第１，第２室
２８ａ，２８ｂは、それぞれコック３８，３９が介装さ
れた接続流路４０，４１を介して主流路４２に接続され
ており、両第１，第２室２８ａ，２８ｂは接続流路４
０，４１、主流路４２により互いに連通されている。主
流路４２には、戸開閉装置４４、ブレーキ装置４６、空
気ばね装置４８が接続されて、タンク２８内の圧縮空気
を供給できるように構成されている。

【００１５】前記第１，第２調圧器３４，３６は、第
１，第２室２８ａ，２８ｂの圧力を検出し、第１，第２
室２８ａ，２８ｂ内の圧力が所定の下限値（例えば、７
Ｋｇ／ｃｍ² ）以下となったときには、図１に示すよう
に、接点３４ａ，３６ａを閉じ、圧力が所定の上限値
（例えば、８．２Ｋｇ／ｃｍ² ）を超えたときには、接
点３４ａ，３６ａを開く構成のものである。

【００１６】接点３４ａ，３６ａの一方は、図１に示す
ように、それぞれ図示しない直流電源と第１，第２制御
用遮断器５０，５２を介して接続されており、接点３４
ａ，３６ａの他方は、切換制御手段としての切換継電器
５４の第１接点５６及び第２接点５８の一方にそれぞれ
接続されている。切換継電器５４は、コイル６０が励磁
される毎に、交互に一方の接点を閉じ他方の接点を開く
構成のものである。このコイル６０は第１調圧器３４の
接点３４ａの他方とアース側との間に介装されている。

【００１７】切換継電器５４の第１接点５６及び第２接
点５８の他方は、それぞれ第１解除スイッチ６２及び第
２解除スイッチ６４を介して、第１継電器６６及び第２
継電器６８のａ接点７０，７２の一方に接続されてい
る。第１，第２継電器６６，６８のａ接点７０，７２の
他方は、それぞれ第１，第２圧縮機用接触器８，１０の
コイル７４，７６に接続されている。

【００１８】解除手段としての第１解除スイッチ６２及
び第２解除スイッチ６４は、それぞれａ接点６２ａ，６
４ａとｂ接点６２ｂ，６４ｂとを備え、両ａ接点６２
ａ，６４ａを介して、切換継電器５４の第１接点５６及
び第２接点５８の他方と、第１継電器６６及び第２継電
器６８のａ接点７０，７２の一方とが接続されている。

【００１９】また、第１解除スイッチ６２のｂ接点６２
ｂを介して、切換継電器５４の第１接点５６を迂回し、
第１調圧器３４の接点３４ａと第２解除スイッチ６４の
ａ接点６４ａとを接続している。第２解除スイッチ６４
のｂ接点６４ｂを介して、切換継電器５４の第２接点５
８を迂回し、第２調圧器３６の接点３６ａと第１解除ス
イッチ６２のａ接点６２ａとを接続している。

【００２０】一方、第１継電器６６及び第２継電器６８
のコイル７８，８０は、それぞれ低電圧検出器１６，１
８のａ接点１６ａ，１８ａ及び第１，第２時限継電器８
２，８４と直列に接続され、それぞれ第１，第２継電器
６６，６８のａ接点７０，７２及び第１，第２圧縮機用
接触器８，１０のコイル７４，７６と並列に接続されて
いる。また、両調圧器３４，３６の接点３４ａ，３６ａ
の他方同士が、直列に接続された第１，第２同期開放ス
イッチ８６，８８の接点９０，９２を介して接続されて
いる。

【００２１】切換継電器５４の第１接点５６及び第２接
点５８と並列に、それぞれ第１補助継電器９４の第１ａ
接点９６及び第２ａ接点９８が接続されており、第１補
助継電器９４のコイル１００の一方は、第１調圧器３４
の接点３４ａの他方に、第２補助継電器１０２のｂ接点
１０４を介して接続されている。

【００２２】第２補助継電器１０２のコイル１０６は、
第１制御用遮断器５０とアース側との間に、第１補助継
電器９４のｂ接点１０８及び第３補助継電器１１０の第
１ａ接点１１２と直列に接続されている。また、第３補
助継電器１１０のコイル１１４は、第１制御用遮断器５
０とアース側との間に、第１補助継電器９４の第３ａ接
点１１６と直列に接続されている。また、この第１補助
継電器９４の第３ａ接点１１６には、第３補助継電器１
１０の第２ａ接点１１８が並列に接続されている。尚、
第１〜第３補助継電器９４，１０２，１１０が初動時制
御手段を形成している。

【００２３】次に、前述した本実施例の車両用圧縮機制
御装置の作動について説明する。まず、架線等から電力
が供給されると、低電圧検出器１６，１８により検出さ
れて、低電圧検出器１６，１８のａ接点１６ａ，１８ａ
が閉じる。また、制御用の直流電力も供給される。

【００２４】車両を車庫から出場させる等の長時間運転
を停止していたような後の初動時には、タンク２８内の
圧力はほぼ零近くにまで低下している。よって、第１，
第２調圧器３４，３６によりタンク２８内の圧力が下限
値以下であることが検出され、接点３４ａ，３６ａを閉
じる。

【００２５】よって、接点３４ａ、第２補助継電器１０
２のｂ接点１０４を介して第１補助継電器９４のコイル
１００が励磁される。従って、第１，第２ａ接点９６，
９８が閉じ、第１，第２制御用遮断器５０，５２、第
１，第２調圧器３４，３６の接点３４ａ，３６ａ、第１
補助継電器９４の第１，第２ａ接点９６，９８、第１，
第２解除スイッチ６２，６４のａ接点６２ａ，６４ａ、
低電圧検出器１６，１８のａ接点１６ａ，１８ａを介し
て、第１，第２時限継電器８２，８４に電圧が印加され
る。

【００２６】これにより、第１，第２時限継電器８２，
８４が作動を開始し、予め設定された時間が経過する
と、第１，第２時限継電器８２，８４の図示しない接点
が閉じて第１，第２継電器６６，６８のコイル７８，８
０が励磁される。よって、第１，第２継電器６６，６８
のａ接点７０，７２が閉じて、第１，第２圧縮機用接触
器８，１０のコイル７４，７６が励磁され、接点が閉じ
て第１電動機４及び第２電動機６の両方が駆動される。

【００２７】よって、第１圧縮機１、第２圧縮機２が運
転されて、圧縮空気が冷却器２０，２２、除湿装置２
４，２６を介してタンク２８の第１，第２室２８ａ，２
８ｂに供給され、圧縮空気が蓄えられる。両圧縮機１，
２が運転されるので、室２８ａ，２８ｂの圧力は速やか
に上昇する。

【００２８】圧力が所定の上限値になると、第１，第２
調圧器３４，３６が圧力上昇を検出して、接点３４ａ，
３６ａを開き、第１電動機４及び第２電動機６の駆動を
停止する。尚、本実施例では、両室２８ａ，２８ｂは、
接続流路４０，４１、主流路４２を介して互いに連通し
ており、両第１，第２室２８ａ，２８ｂの圧力は等しい
が、第１，第２同期開放スイッチ８６，８８を介して接
点３４ａ，３６ａ間が導通されているので、第１，第２
調圧器３４，３６が共に上限値になったことを検出する
まで、第１電動機４及び第２電動機６の駆動は継続され
る。

【００２９】両接点３４ａ，３６ａが開くことにより、
第１補助継電器９４のコイル１００は消磁され、第１，
第２，第３ａ接点９６，９８，１１６が開き、ｂ接点１
０８は閉じる。また、第３補助継電器１１０は、第２ａ
接点１１８により自己保持されるので、第１ａ接点１１
２は閉じており、第１補助継電器９４のｂ接点１０８が
閉じることから、第２補助継電器１０２のコイル１０６
が励磁されて、ｂ接点１０４が開く。よって、以後は、
改めて電源が投入されるまで、第１補助継電器９４のコ
イル１００は励磁されなくなる。

【００３０】車両の走行に伴って、戸開閉装置４４、ブ
レーキ装置４６、空気ばね装置４８等によりタンク２８
内の圧縮空気が消費される。これにより、タンク２８内
の圧力が下限値以下となり、少なくとも一方の調圧器３
４，３６が、例えば調圧器３４が室２８ａの圧力が下限
値以下となったことを検出すると、接点３４ａが閉じ
る。尚、他方の接点３６ａが閉じても、あるいは両接点
３４ａ，３６ａが同時に閉じても作動は同じである。

【００３１】これにより、切換継電器５４のコイル６０
が励磁されて、接点５６，５８が切り換えられる。例え
ば、第１接点５６が閉じ、第２接点５８が開くように切
り換えられると、第１調圧器３４の接点３４ａ、切換継
電器５４の接点５６、第１解除スイッチ６２の接点６２
ａ、低電圧検出器１６のａ接点１６ａを介して第１時限
継電器８２に電圧が印加される。

【００３２】よって、設定時間経過後、第１継電器６６
のコイル７８が励磁されてａ接点７０が閉じ、圧縮機用
継電器８のコイル７４が励磁されて第１電動機４が駆動
される。従って、第１圧縮機１が運転されて、第１室２
８ａに圧縮空気が供給される。第１室２８ａに供給され
る圧縮空気により第２室２８ｂの圧力も上昇するが、１
台の第１圧縮機１からの供給のみなので、２台の圧縮機
１，２によるときよりも、圧力上昇に要する時間は倍に
なる。しかし、容量の小さい圧縮機１の運転であるの
で、騒音や振動が少なくなり乗心地の向上が図れると共
に、沿線の環境に及ぼす影響も小さくなる。

【００３３】圧縮空気の供給により、第１室２８ａ内の
圧力が上昇し、上限値となると、第１調圧器３４の接点
３４ａが開き、第１圧縮機用接触器８のコイル７４が消
磁されて、第１電動機４の駆動が停止される。尚、本実
施例では、第１，第２時限継電器８２，８４を設けて、
第１，第２調圧器３４，３６の接点３４ａ，３６ａが閉
じ、所定時間経過した後に、第１電動機４、第２電動機
６を駆動するように構成している。これにより、一度停
電して第１，第２圧縮機１，２の運転を停止した後、送
電が再開されたときに、一定時間を経てから第１，第２
圧縮機１，２を運転して、第１，第２圧縮機１，２を保
護するので、瞬間的な停電時等に有効である。

【００３４】一方、圧縮空気の消費により、再び圧力が
下限値以下となったときには、第１，第２調圧器３４，
３６の接点３４ａ，３６ａが閉じ、切換継電器５４のコ
イル６０が励磁される。これにより、第１，第２接点５
６，５８が切り換えられ、例えば、前記とは逆に第１接
点５６を開き、第２接点５８を閉じる。従って、第２調
圧器３６の接点３６ａ、切換継電器５４の第２接点５
８、第２解除スイッチ６４のａ接点６４ａ、低電圧検出
器１８のａ接点１８ａを介して第２時限継電器８４に電
圧が印加される。

【００３５】よって、設定時間経過後、第２継電器６８
のコイル８０が励磁されてａ接点７２が閉じ、第２圧縮
機用接触器１０のコイル７６が励磁されて第２電動機６
が駆動される。従って、第２圧縮機２が運転されて、第
２室２８ｂに圧縮空気が供給され、第１，第２室２８
ａ，２８ｂ内の圧力が上昇し、上限値となると、第１，
第２調圧器３４，３６の接点３４ａ，３６ａが開き、第
２圧縮機用接触器１０のコイル７６が消磁されて、第２
電動機６の駆動が停止される。

【００３６】このように、圧力が下限値以下となると、
第１圧縮機１と第２圧縮機２とが交互に運転される。よ
って第１，第２圧縮機１，２、第１，第２電動機４，６
等の運転時間がそれぞれ等しくなり、圧縮機１，２や電
動機４，６を２台設けても、定期的な保守・点検を同時
に行うことができるので、保守・点検が容易である。

【００３７】一方、何等かの原因により故障が発生した
場合、例えば、第１圧縮機１が故障した場合には、第１
解除スイッチ６２を切換操作する。これにより、第１解
除スイッチ６２のａ接点６２ａが開きｂ接点６２ｂが閉
じる。従って、図１に示すように、切換継電器５４の第
１接点５６が閉じ第２接点５８が開いた状態であって
も、切換継電器５４にかからわず、第１，第２調圧器３
４，３６の接点３４ａ，３６ａの一方が、あるいは両方
が閉じたときには、第１，第２同期開放スイッチ８６，
８８の接点９０，９２、第１解除スイッチ６２のｂ接点
６２ｂ、第２解除スイッチ６４のａ接点６４ａ、低電圧
検出器１８のａ接点１８ａを介して時限継電器８４に電
圧が印加される。

【００３８】これにより、同様に設定時間経過後、第２
圧縮機用接触器１０のコイル７６が励磁されて第２電動
機６が駆動され、第２圧縮機２の運転により、第２室２
８ｂに圧縮空気が供給され、安全に車両の走行を継続す
ることができる。尚、このとき、第１室２８ａのコック
３８は閉じてもよい。

【００３９】また、本実施例では、第１，第２調圧器３
４，３６を備えているが、どちらか一方のみでも、実施
可能である。２台備えることにより、他方が故障した場
合でも、残りの一方で運転を継続することができ、安全
性が向上する。以上本発明はこの様な実施例に何等限定
されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲に
おいて種々なる態様で実施し得る。

【００４０】

【発明の効果】以上詳述したように本発明の車両用圧縮
機制御装置は、容量の小さい２台の圧縮機を交互に運転
するので、騒音や振動が少なくなり乗心地の向上が図れ
ると共に、沿線の環境に及ぼす影響も小さくなるという
効果を奏する。また、２台備えているので、一方が故障
しても、残った他方の圧縮機で運転を継続することがで
きるので安全性が確保される。

【００４１】また、初動時制御手段を備えることによ
り、初動時には２台の圧縮機を同時に運転して速やかに
タンクに圧縮空気を蓄えることができる。更に、調圧器
を２組設けることにより、一方が故障しても他方により
運転を継続することができ、安全性が向上すると共に、
解除手段を設けることにより、故障した圧縮機の運転を
停止して、残った他方の圧縮機の運転のみに容易に切り
換えることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例としての車両用圧縮機制御装
置の電気系統の回路図である。

【図２】本実施例の車両用圧縮機制御装置の空気圧系統
の回路図である。

【符号の説明】

１…第１圧縮機 ２…第２圧縮機 ４…第１電動機 ６…第２電動機 ２８…タンク ３４…第１調圧器 ３６…第２調圧器 ５４…切換継電器 ６２…第１解除スイッチ ６４…第２解除スイッチ ９４…第１補助継電器 １０２…第２補助継電器 １１０…第３補助継電器

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧縮機からの圧縮空気を蓄えるタンク内
   の圧力を検出し、該圧力が所定の下限値以下となったと
   きには前記圧縮機を前記圧力が所定の上限値となるまで
   運転させる調圧器を備えた車両用圧縮機制御装置におい
   て、 前記圧縮機を２台設けると共に、それぞれの前記圧縮機
   を別々に駆動する第１電動機及び第２電動機を設け、 前記タンク内の圧力が前記下限値以下となったときに
   は、前記上限値となるまで一方の前記電動機を運転さ
   せ、次に前記下限値以下となったときには他方の前記電
   動機を運転させ交互に切り換えて運転させる切換制御手
   段を備えたことを特徴とする車両用圧縮機制御装置。
2. 【請求項２】 電源投入時には、前記切換制御手段にか
   かわらず、前記両電動機を前記タンク内圧力が前記上限
   値となるまで運転させる初動時制御手段を備えたことを
   特徴とする請求項１記載の車両用圧縮機制御装置。
3. 【請求項３】 前記調圧器を２組設け、少なくとも一方
   が前記下限値以下となったことを検出したときには、前
   記切換制御手段に応じていずれか一方の前記電動機を運
   転させることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の
   車両用圧縮機制御装置。
4. 【請求項４】 前記切換制御手段にかかわらず、一方の
   前記電動機のみを運転させる解除手段を設けたことを特
   徴とする請求項１、請求項２又は請求項３記載の車両用
   圧縮機制御装置。