KR100705490B1 - 과하중 검지장치를 구비한 철도차량 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 연결대차방식의 철도차량에 있어서, 보다 간소한 시스템구성으로 과하중 검지를 행하는 것이다.
이를 위하여 본 발명에서는 제 1량째와 제 2량째의 차체(C1, C2)에 걸쳐 전후차륜(52C, 52D)을 가지는 연결대차(52)(2축 대차)가 설치된다. 이 연결대차(52)에 의하여 전후의 차체(C1, C2)가 공기스프링(52A, 52B)을 거쳐 지지되어 있다. 차체(C1)는 다른쪽을 공기스프링(51A, 51B)을 거쳐, 전후 차륜(51C, 51D)을 가지는 대차(51)(2축 대차)에 의하여 지지되어 있다. 또 차체(C2)는 다른쪽을 공기스프링(53A, 53B)을 거쳐, 전후 차륜(53C, 53D)을 가지는 대차(53)(2축 대차)에 의하여 지지되어 있다. 공기배관(21, 22)의 경로내에 공전 변환기(41, 42)를 설치하여, 공기스프링(51A, 51B)의 내부 압력값을 내부 압력신호(AS1)로, 공기스프링(52A, 52B)의 내부 압력값(PAS2)을 내부 압력신호(AS2)로 각각 변환한다. 상기 공전 변환기(41, 42)로부터 출력되는 내부 압력신호(AS1, AS2)를 연산처리기(3)에 입력하는 구성으로 한다. 신호(AS1, AS2)에 의하여 과하중인지의 여부를 판단한다.

Description

과하중 검지장치를 구비한 철도차량{RAILWAY VEHICLES HAVING OVERLOAD DETECTING DEVICE}
도 1은 본 발명의 연산처리기의 기능 블럭도,
도 2는 2량 편성의 연결대차방식 철도차량에서의 실시예를 나타내는 설명도,
도 3은 2량 편성의 연결대차방식 철도차량에서의 실시예를 나타내는 설명도,
도 4는 3량 편성의 연결대차방식 철도차량에서의 실시예를 나타내는 설명도이다.
※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1, 2, 3 : 차량 21, 22, 23 : 공기배관
3 : 연산처리기 31, 32 : 차압밸브
41, 42, 43 : 공전 변환기 51, 52, 53 : 대차
51A, 51B, 52A, 52B, 53A, 53B : 공기스프링
51C, 51D, 52C, 52D, 53C, 53D : 차륜
11 : 도어폐쇄회로 12 : 표시회로
13 : 자동방송회로 101 : 입력부
102 : 연산부 103 : 규정값
104 : 판정부 105 : 출력부
106 : 전후 밸런스비
본 발명은, 과하중에 따르는 차량 및 궤도에 대한 악영향을 방지하기 위한 과하중 검지장치를 구비한 철도차량에 관한 것이다.
통상의 철도차량은, 공기스프링을 거쳐 차체를 대차상에 지지하고 있다. 승차 인원의 변동에 의한 차량 중량을 검출하는 예로서 특허문헌 1을 들 수 있다. 이 예는, 복수의 공기스프링으로부터 공급되는 공기압력을 각각 공전 변환기에 의하여 전기신호로 변환하여 가변하중 신호로서 출력되는 철도차량용 가변하중장치이다. 복수의 차체를 연결한 편성차량의 경우, 모든 공기스프링의 내부 압력을 검출하는 압력 검출장치이었다.
[특허문헌 1]
일본국 특개평5-199604호 공보
철도차량에 있어서, 차량 및 토목시설의 비용절감의 관점에서, 2개의 차체 사이에 걸쳐 연결대차를 설치한 연결대차방식의 철도차량이 알려져 있다. 상기 연결대차방식의 철도차량에 있어서는, 차량 중량의 제한이 다른 차량과 비교하여 아주 엄격하게 되어 있다. 상기 연결대차방식의 철도차량을 운행할 때에는, 차량 및 궤도에 걸리는 하중의 제한을 넘는 일이 없도록, 각 대차단위에서의 확실한 하중관리가 필수로 되어 있다. 승차 인원의 변동에 의한 차체 중량을 검출하는 것을 목적으로 하여 상기 종래의 하중 검출기를 채용한 경우, 모든 공기스프링의 공기압력을 검출하게 된다. 따라서 압력 검출기를 모든 공기스프링에 설치하지 않으면 안되고, 각 공기스프링으로부터 압력 검출기까지를 접속하는 공기배관을 구성하지 않으면 안된다. 이들은 차량의 비용상승이 되는 데다가 차량 중량의 증가로도 연결된다.
본 발명은, 연결대차방식의 철도차량에 있어서 과하중 검지장치의 간략화를 도모하는 것을 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 2량 편성의 연결대차방식의 철도차량으로, 제 1량째와 제 2량째의 차체가 공기스프링을 거쳐 연결대차로 지지되어 있고, 제 1량째 및 제 2량째의 다른쪽을 공기스프링을 거쳐 대차로 지지하고 있는 차량으로서, 3대차 중 임의의 2대차에 설치된 공기스프링의 내부 압력값을 측정함으로써, 모든 공기스프링의 내부 압력값을 예측할 수 있는 시스템을 구성하고 있다. 또한 공기스프링의 내부 압력값이 규정값을 초과하고 있다고 판단되었을 때, 다른 전기회로에 지령신호를 출력하는 시스템을 구성하고 있다.
또는, 3량 편성의 연결대차방식의 철도차량에서, 제 1량째와 제 2량째의 차체 및 제 2량째와 제 3량째의 차체가 공기스프링을 거쳐 연결대차로 지지되어 있고, 제 1량째 및 제 3량째의 다른쪽을 공기스프링을 거쳐 대차로 지지되어 있는 차량으로서, 4대차 중, 임의의 3대차에 설치된 공기스프링의 내부 압력값을 측정함으로써, 모든 공기스프링의 내부 압력값을 예측할 수 있는 시스템을 구성하고 있다. 또한 공기스프링의 내부 압력값이 규정값을 초과하고 있다고 판단되었을 때, 다른 전기회로에 지령신호를 출력하는 시스템을 구성하고 있다.
이하, 본 발명의 실시형태를 도면에 따라 설명한다.
도 2는 본 발명에 관한 연결대차방식의 차량에 있어서의 과하중 검지장치의 일 실시예의 형태인 연결대차를 설치한 2량 편성의 연결대차방식의 철도차량을 나타내는 설명도, 도 3은 도 2의 A-A 선의 화살표 도면이다.
도 2, 도 3에 나타내는 바와 같이, 제 1량째와 제 2량째의 차체(C1, C2)에 걸쳐 전후 차륜(52C, 52D)을 가지는 연결대차(52)(2축 대차)가 설치된다. 이 연결대차(52)에 의하여 전후의 차체(C1, C2)가 공기스프링(52A, 52B)을 거쳐 지지되어 있다. 차체(C1)는, 다른쪽을 공기스프링(51A, 51B)을 거쳐, 전후 차륜(51C, 51D)을 가지는 대차(51)(2축 대차)에 의하여 지지되어 있다. 또 차체(C2)는, 다른쪽을 공기스프링(53A, 53B)을 거쳐, 전후 차륜(53C, 53D)을 가지는 대차(53)(2축 대차)에 의하여 지지되어 있다. 차체(C1)의 중량은, 공기스프링(51A, 51B, 52A, 52B)에 걸리고, 차체(C2)의 중량은, 공기스프링(52A, 52B, 53A, 53B)에 걸리는 구조로 되어 있다.
대차(51), 대차(52), 대차(53)의 좌우 양측에 설치된 공기스프링(51A, 51B), 공기스프링(52A, 52B)은, 공기배관(21, 22)에 의하여 접속되어 있다. 상기 공기배관(21)의 경로내에는 차압밸브(31)가, 공기배관(22)의 경로내에는 차압밸브(32)가 설치되어 있다. 공기스프링(51A, 51B)의 내부 압력은 상기 차압밸브(31)에 의하여, 공기스프링(52A, 52B)의 내부압력은 차압밸브(32)에 의하여 각각이 동일하게 유지되어 있다.
상기 공기배관(21, 22)의 경로내에 공전 변환기(41, 42)를 설치하여, 공기스프링(51A, 51B)의 내부 압력값을 내부 압력신호(AS1)로, 공기스프링(52A, 52B)의 내부 압력값(PAS2)을 내부 압력신호(AS2)로 각각 변환한다. 상기 공전 변환기(41, 42)로부터 출력되는 내부 압력신호(AS1, AS2)를 연산처리기(3)에 입력하는 구성으로 한다.
도 1은 연산처리기(3)를 마이크로컴퓨터등으로 구성한 일 실시예의 기능 블럭도이다. 공기스프링(51A, 51B)의 내부 압력값(PAS1) 및 공기스프링(52A, 52B)의 내부 압력값(PAS2)은, 공전 변환기(41, 42)에 의하여 내부 압력신호(AS1, AS2)로 공전 변환되어 연산처리기(3)에 입력되다. 연산처리기(3)는 상기 내부 압력신호(AS1, AS2)가 입력되는 입력부(101)와, 입력된 내부 압력신호(AS1, AS2)와 이하에 상세하게 설명하는 전후 밸런스비(106), 공기스프링(53A, 53B)의 내부 압력값(PAS3)을 예측하는 연산부(102)와, 얻어진 3개의 내부 압력신호(AS1, AS2, AS3)가 주어진 규정값(103)내에 있는지의 여부를 판단하는 판정부(104)(비교수단)와, 상기 판정부(104)에서의 결과를 받아, 표시회로(10), 도어폐쇄회로(11) 및 자동방송회로(12)에 지령신호를 발신하는 출력부(105)를 가지고 있다.
상기 연산부(102)는 내부 압력신호(AS1, AS2)와, 이하에 상세하게 설명하는 전후 밸런스비(106)로부터, 실제로는 측정하고 있지 않는 공기스프링(53A, 53B)의 내부 압력(PAS3)을 산출하는 것이다. 예를 들면 도 2 내지 도 4의 차체(C1, C2)의 중량을 W1, W2라 하고, 중량(W1)이 대차(51, 52)에 전후 밸런스비 a1 : b1로, 중량(W2)이 대차(52, 53)에 전후 밸런스비 a2 : b2의 비율로 각각 걸려 있는 경우, 공기스프링의 유효 단면적을 S라 하면, 공기스프링(51A, 51B)의 내부 압력값(PAS1) 및 공기스프링(52A, 52B)의 내부 압력값(PAS2) 및 공기스프링(53A, 53B)의 내부 압력값(PAS3)은 각각
Figure 112005045687997-pat00001
Figure 112005045687997-pat00002
Figure 112005045687997-pat00003
으로 나타낸다.
상기 수학식 (1), (2), (3)에 있어서, 전후 밸런스비(106a1, 106b1, 106a2, 106b2)는 설계값이다. 상기 연산부(102)는 공기스프링(51A, 51B)의 내부 압력값(PAS1)을 공전 변환한 내부 압력신호(AS1) 및 공기스프링(52A, 52B)의 내부 압력값 (PAS2)을 공전 변환한 내부 압력신호(AS2)를 얻을 수 있으면, 공기스프링(53A, 53B)의 내부 압력값(PAS3)을 산출할 수 있다.
상기 판정부(104)는 미리, 공기스프링(51A, 51B) 및 공기스프링(52A, 52B) 및 공기스프링(53A, 53B)에 대하여 설정된 규정값(103)과, 연산부(102)에서 산출된 내부 압력신호(AS1, AS2, AS3)를 비교하는 것이다.
모든 대차에 설치된 공기스프링의 내부 압력을 검출하기 위해서는, 각 대차의 공기스프링에 공전 변환기를 설치하여 얻어진 전기신호를 연산처리할 필요가 있다. 그러나, 상기 실시예에 의하면 제 1량째에만 공전 변환기(41, 42) 및 연산처리기(3)를 설치하는 것만으로, 제 2량째에 설치되어 있는 공기스프링(53A, 53B)의 내부 압력 (PAS3)을 예측할 수 있다.
상기 실시예와 같이 제 2량째에만 공전 변환기 및 연산처리기를 설치한 경우에도 제 1량째에 설치되어 있는 공기스프링의 내부 압력이 예측 가능하다.
동일한 과하중 검지방법을, 3량 편성의 연결방식의 철도차량에 적용한 실시예에 대하여 이하에 설명한다. 도 4에 나타내는 바와 같이, 차체(C1)의 중량은, 공기스프링(51A, 51B, 52A, 52B)에 걸리고, 차체(C2)의 중량은, 공기스프링(52A, 52B, 53A, 53B)에 걸리며, 차체(C3)의 중량은 공기스프링(53A, 53B, 54A, 54B)에 걸리는 구조로 되어 있다. 상기 공기스프링(51A, 51B)을 접속하는 공기배관(21)의 경로내에 공전 변환기(41)를 설치하고, 공기스프링(51A, 51B)의 내부 압력값(PAS1)을 내부 압력신호(AS1)로 변환한다. 또 상기 공기스프링(52A, 52B)을 접속하는 공기배관(22)의 경로내에 공전 변환기(42)를 설치하고, 공기스프링(52A, 52B)의 내부 압력값(PAS2)을 내부 압력신호(AS2)로 변환한다. 또 상기 공기스프링(53A, 53B)을 접속하는 공기배관(23)의 경로내에 공전 변환기(43)를 설치하고, 공기스프링(53A, 53B)의 내부 압력값(PAS3)을 내부 압력신호(AS3)로 변환하는 상기 내부 압력신호(AS1, AS2, AS3)를 연산처리기(3)에 입력함으로써, 상기 2량 편성의 실시예와 마찬가지로, 공기스프링(54A, 54B)의 내부 압력(PAS4)을 예측할 수 있다.
4량 편성 이상의 연결대차방식의 철도차량에 있어서는, 상기 2량 편성과 3량 편성의 검지방식의 조합으로 구성 가능하다.
본 발명은, 연결대차방식의 철도차량에 있어서, 과하중 검지장치의 간략화를 도모할 수 있다.

Claims (4)

  1. 2량 편성의 연결대차방식의 철도차량에 있어서,
    제 1량째와 제 2량째의 차체가 공기스프링을 거쳐 연결대차로 지지되어 있고, 제 1량째 및 제 2량째의 다른쪽을 공기스프링을 거쳐 대차로 지지하고 있는 차량으로서, 3대차 중 임의의 2대차에 설치된 공기스프링의 내부 압력값을 측정하여, 모든 공기스프링의 내부 압력값이 예측됨으로써 과하중을 검지하는 과하중 검지장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 철도차량.
  2. 3량 편성의 연결대차방식의 철도차량에 있어서,
    제 1량째와 제 2량째의 차체 및 제 2량째와 제 3량째의 차체가 공기스프링을 거쳐 연결대차로 지지되어 있고, 제 1량째 및 제 3량째의 다른쪽을 공기스프링을 거쳐 대차로 지지하고 있는 차량으로서, 4대차 중, 임의의 3대차에 설치된 공기스프링의 내부 압력값을 측정하여, 모든 공기스프링의 내부 압력값이 예측됨으로써 과하중을 검지하는 과하중 검지장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 철도차량.
  3. 제 1항에 있어서,
    공기스프링의 내부 압력값이 규정값을 초과하고 있다고 판단되었을 때, 다른 전기회로에 지령신호를 출력하는 과하중 검지장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 철도차량.
  4. 제 2항에 있어서,
    공기스프링의 내부 압력값이 규정값을 초과하고 있다고 판단되었을 때, 다른 전기회로에 지령신호를 출력하는 과하중 검지장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 철도차량.
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