KR101129276B1 - 철도차량용 중련 상태 감지장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 중련을 위해 한 쌍의 철도차량에 각각 구비된 한 쌍의 중련 연결기에 각각 설치되어 중련 여부를 감지하는 장치에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 철도차량용 중련 상태 감지장치는, 상기 한 쌍의 철도차량의 중련 시에 상기 한 쌍의 중련 연결기의 기계적인 결속 여부를 감지하여 연결신호를 발생하는 연결감지부; 상기 철도차량의 전방측 또는 후방측으로 이송되게 구비되며, 전기신호를 전달할 수 있도록 도체로 이루어진 연결단자부; 상기 연결신호에 따라 상기 연결단자부를 왕복 이송하는 구동부; 및 상기 연결신호 및 상기 전기신호를 모두 수신한 경우 중련 상태, 모두 미수신한 경우 단편성 상태로 각각 판단하고, 상기 연결신호 및 상기 전기신호 중 어느 하나만 수신한 경우에는 오류 상태로 판단하는 제어부;를 포함하되, 상기 한 쌍의 중련 연결기에 각각 구비된 상기 한 쌍의 연결단자부는, 상기 구동부에 의해 이송됨에 따라 서로 접속되어 상호 간에 상기 전기신호를 전달하도록 구비된다.
본 발명에 의하면, 중련 연결기의 결속 여부를 기계적으로 감지하는 연결감지부 및 중련 시에 서로 접속되어 전기신호를 전달함으로써 중련 연결기의 결속 여부를 전기적으로 감지하는 연결단자부가 구비되어, 연결감지부의 연결신호와 연결단자부의 전기신호가 일치하는 경우에만 중련 상태 또는 단편성 상태로 판단하는 이중 감지 방식을 취함으로써, 중련 상태에 대한 감지 오류로 비상 제동 또는 제어 불능 상태가 발생하는 것을 효과적으로 차단하여 중련 제어의 안정성을 크게 향상시킬 수 있다.

Description

철도차량용 중련 상태 감지장치 {Detecting apparatus for coupling status of railway vehicle}

본 발명은 철도차량용 중련 상태 감지장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 중련 상태에 대한 감지 오류로 비상 제동 또는 제어 불능 상태가 발생하는 것을 효과적으로 차단하여 중련 제어의 안정성을 크게 향상시킬 수 있는 철도차량용 중련 상태 감지장치에 관한 것이다.

일반적으로 철도차량은 10량 안팎으로 한 편성을 이루어 운행되는데, 최근에는 에너지 절감과 운용 비용 절감을 위해 4량 또는 6량으로 한 편성을 이루어 운행되는 경우도 있다.

그러나 이와 반대로 명절 운송기간, 출퇴근 시간 또는 각종 큰 규모의 행사 시에 많은 인원을 수송하기 위해 도 1에 도시된 바와 같이, 두 편성을 중련(重連)하여 장대열차의 형태로 운행하는 경우도 잦다.

이와 같은 편성 간의 중련을 위해 각 편성의 선두부 또는 후미부의 철도차량에는 각각 중련 연결기(10)가 구비되고, 이러한 중련 연결기(10)를 서로 결속시킴으로써 두 편성을 중련하게 된다. 이 중련 연결기(10)는 물리적으로 두 철도차량을 연결함과 동시에 두 철도차량 간의 각종 전기선과 공기관도 연결함으로써 두 편성의 전장기기 및 제동기기 등이 운전실에서 유기적으로 중련 제어될 수 있도록 한다.

따라서 상기 중련 연결기(10)에는 중련 상태를 감지하는 장치가 구비되어 해당 편성이 중련 상태인지 단편성 상태인지를 감지함으로써, 중련 상태로 감지된 경우 이에 맞게 중련 제어가 되도록 하고, 단편성 상태로 감지된 경우에는 이에 맞게 단편성 제어가 되도록 한다.

이러한 종래의 철도차량용 중련 상태 감지장치는, 도 2에 도시된 바와 같이 중련 연결기(10)에 구비된 감압센서(20)로 간소하게 이루어진다. 이 감압센서(20)는 중련 연결기(10) 간의 결속에 따른 캠(11)의 회동으로 기계적으로 가해지는 가압력을 감지하여 감지신호를 발생하고, 제어부는 이 감압센서(20)의 감지신호 수신 여부에 따라 중련 상태 또는 단편성 상태로 확인하고, 이에 따라 각각 중련 제어, 단편성 제어가 되도록 한다.

그러나 이와 같은 종래의 철도차량용 중련 상태 감지장치는, 유일한 감지부인 상기 감압센서(20)가 고장을 일으킬 경우, 중련 상태를 단편성 상태로 감지하거나 단편성 상태를 중련 상태로 감지하게 되고, 이에 따라 중련 제어의 안정성이 저하되는 문제점이 있다.

예를 들어, 중련 상태에서 감압센서(20)의 오작동으로 단편성 상태로 잘못 감지된 경우 해당 철도차량에 비상 제동이 걸리거나, 단편성 상태에서 감압센서(20)의 오작동으로 중련 상태로 잘못 감지된 경우 제어부가 중련 제어를 시도하면서 전체 철도차량에 대한 제어가 불가능해지기도 한다.

즉, 종래의 철도차량용 중련 상태 감지장치는, 감압센서(20)의 부품 한 개의 고장으로 비상 제동이나 제어 불능 상태가 발생할 우려가 있는 심각한 문제점이 있다.

또한, 종래의 철도차량용 중련 상태 감지장치는, 이러한 감압센서(20)의 고장 등을 운전자가 용이하게 인지할 수 없어 비상 제동이나 제어 불능 상태의 발생 시에 별도의 기술자를 통해 이를 확인하고 수리해야 하므로 감압센서(20)의 고장에 따른 사태 수습에 많은 시간이 소요되는 단점이 있다.

상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 본 발명은, 중련 연결기의 결속 여부를 서로 다른 방식으로써 이중으로 감지하고 그 두 방식에 의한 감지 결과 및 그 일치 여부를 확인함으로써 중련 상태 감지의 정확도를 제고할 수 있는 철도차량용 중련 상태 감지장치를 제공하고자 한다.

상기한 바와 같은 과제를 해결하기 위해, 본 발명에 따른 철도차량용 중련 상태 감지장치는, 중련을 위해 한 쌍의 철도차량에 각각 구비된 한 쌍의 중련 연결기에 각각 설치되어 중련 여부를 감지하는 장치에 관한 것으로서, 상기 한 쌍의 철도차량의 중련 시에 상기 한 쌍의 중련 연결기의 기계적인 결속 여부를 감지하여 연결신호를 발생하는 연결감지부; 상기 철도차량의 전방측 또는 후방측으로 이송되게 구비되며, 전기신호를 전달할 수 있도록 도체로 이루어진 연결단자부; 상기 연결신호에 따라 상기 연결단자부를 왕복 이송하는 구동부; 및 상기 연결신호 및 상기 전기신호를 모두 수신한 경우 중련 상태, 모두 미수신한 경우 단편성 상태로 각각 판단하고, 상기 연결신호 및 상기 전기신호 중 어느 하나만 수신한 경우에는 오류 상태로 판단하는 제어부;를 포함하되, 상기 한 쌍의 중련 연결기에 각각 구비된 상기 한 쌍의 연결단자부는, 상기 구동부에 의해 이송됨에 따라 서로 접속되어 상호 간에 상기 전기신호를 전달하도록 구비된다.

상기 철도차량용 중련 상태 감지장치는, 상기 제어부가 오류 상태로 판단한 경우 발생하는 오류신호를 수신하여, 그 오류 상태를 소리와 빛 중 하나 이상의 방식으로 표시하는 오류표시부;를 더 포함할 수 있다.

상기 연결감지부는, 상기 한 쌍의 중련 연결기의 결속에 따라 기계적으로 가압되게 구비되고, 그 가압력에 의해 상기 연결신호를 발생하도록 구비될 수 있다.

상기 구동부는, 상기 철도차량의 공기관으로부터 압축공기를 공급받아 작동하며, 상기 연결단자부와 직결되거나 링크를 통해 연결된 공압실린더; 및 상기 연결신호에 따라 상기 공압실린더가 상기 연결단자부를 이송하도록 상기 공압실린더에 공급되는 압축공기를 제어하는 제어밸브;를 포함하여 이루어질 수 있다.

이러한 본 발명의 철도차량용 중련 상태 감지장치에 의하면, 중련 연결기의 결속 여부를 기계적인 방식으로 감지하는 연결감지부 및 중련 시에 서로 접속되어 전기신호를 전달함으로써 중련 연결기의 결속 여부를 전기적인 방식 감지하는 연결단자부가 구비되어, 연결감지부의 연결신호와 연결단자부의 전기신호가 일치하는 경우에만 중련 상태 또는 단편성 상태로 판단하는 이중 감지 방식을 취함으로써, 중련 상태 감지의 정확도를 제고할 수 있다.

이에 따라 중련 상태임에도 단편성 상태로 감지하거나 단편성 상태임에도 중련 상태로 감지하는 것과 같은 감지 오류로 비상 제동 또는 제어 불능 상태가 발생하는 것을 효과적으로 차단하여 중련 제어의 안정성을 크게 향상시킬 수 있다.

또한, 연결감지부의 연결신호와 연결단자부의 전기신호가 불일치하는 경우에는 오류 상태로 판단하여 그 오류 상태를 소리 또는 빛으로 운전자에게 표시하는 오류표시부가 구비됨으로써, 철도차량용 중련 상태 감지장치의 고장 및 오작동에 대해 기민한 대처가 가능하다.

도 1은 철도차량의 중련된 상태를 보여주는 사진,
도 2는 종래의 철도차량용 중련 상태 감지장치를 개략적으로 도시한 도면,
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 철도차량용 중련 상태 감지장치를 개략적으로 도시한 도면,
도 4 및 도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 철도차량용 중련 상태 감지장치의 중련 시의 동작을 설명하기 위한 도면이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 그 범위가 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

본 발명에 따른 철도차량용 중련 상태 감지장치는, 단편성의 기차를 연결하여 중련하기 위해 철도차량에 각각 구비된 중련 연결기에 설치되어 전기, 공기압 등의 제어를 단편성 제어에 의할 것인지 중련 제어에 의할 것인지 결정할 수 있도록 타 철도차량과의 중련 여부를 감지하는 장치이다.

이하, 첨부된 도 3을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 철도차량용 중련 상태 감지장치의 구성 및 작용효과를 구체적으로 설명한다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 철도차량용 중련 상태 감지장치는, 연결감지부(100), 연결단자부(200), 구동부(300), 제어부(미도시) 및 오류표시부(미도시)를 포함하여 이루어진다.

상기 연결감지부(100)는 철도차량의 중련 시에 중련 연결기(10) 간의 결속 여부를 기계적으로 감지하여 연결신호를 발생한다.

상기 연결감지부(100)는 그 구현 방식의 일례로 도 3에 도시된 바와 같이, 중련 연결기(10) 간의 결속에 의해 회동되는 캠(11)에 의해 가압되면 그 가압력을 감지하여 연결신호를 발생하도록 구현될 수 있다. 그러나 상기 연결감지부(100)의 구현방식이 이에 한정되는 것은 아니며, 중련 연결기(10) 간의 결속을 기계적으로 감지하는 방식이라면 제한 없이 적용될 수 있다.

그리고 중련 연결기(10) 간의 결속으로 인해 캠(11)이 회동되는 구체적인 구성은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자(이하, '당업자'라 한다)에게 자명한 것이므로 자세한 설명은 생략한다.

상기 연결단자부(200)는 철도차량의 전방측 또는 후방측으로 이송되게 구비되고, 도체로 이루어져 전기신호를 전달하는 역할을 한다. 상기 연결단자부(200)는 철도차량의 전두부에 설치된 중련 연결기(10)에 구비되는 경우 중련 상태가 되면 구동부(300)에 의해 전방측으로 이송되고, 여기서 다시 단편성 상태가 되면 구동부(300)에 의해 후방측으로 이송된다.

상기 연결단자부(200)가 철도차량의 후미부에 설치된 중련 연결기(10)에 구비되는 경우 중련 상태가 되면 구동부(300)에 의해 후방측으로 이송되고, 여기서 다시 단편성 상태가 되면 구동부(300)에 의해 전방측으로 이송된다.

상기 연결단자부(200)는 한 쌍의 철도차량이 중련되는 경우에 있어서, 한 쌍의 철도차량에 각각 설치된 한 쌍의 중련 연결기(10)에 각각 구비된 상태로 중련 시에 각각 전방측 또는 후방측으로 이송됨으로써 한 쌍의 연결단자부(200)가 서로 접촉되게 된다.

따라서 도체로 이루어진 한 쌍의 연결단자부(200)는 서로 접촉되어 상호 간에 전기신호를 전달할 수 있게 되는 것이다. 이렇게 한 쌍의 연결단자부(200)가 서로 전달하는 전기신호를 통해 제어부는 중련 상태를 전기적으로 감지할 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 연결단자부(200)의 왕복 이송을 안내하는 안내부에 대해 설명하거나 도시하지는 않았으나, 이러한 안내부가 구비될 수 있음은 물론이며, 이 안내부를 구비하는 것은 당업자에게 자명한 것이므로 더 자세한 설명은 생략하기로 한다.

상기 구동부(300)는 연결감지부(100)의 연결신호에 따라 전술된 연결단자부(200)를 철도차량의 전방측 또는 후방측으로 왕복 이송하는 역할을 한다. 이를 위해 상기 구동부(300)는 공압실린더(310) 및 제어밸브(320)를 포함하여 이루어진다.

상기 공압실린더(310)는 철도차량에 제동기기의 작동 등을 위해 구비되는 공기관(12)으로부터 압축공기를 공급받아 작동하여 연결단자부(200)를 이송하는 동력을 제공한다. 상기 공압실린더(310)는 회동축(312)에 설치되어 회동될 수 있게 구비된 링크(311)를 통해 연결단자부(200)와 연결된다. 그러나 이러한 바람직한 실시예와는 달리 상기 공압실린더(310)는 연결단자부(200)에 직결되게 구비될 수도 있다.

상기 제어밸브(320)는 연결감지부(100)의 연결신호에 따라 공압실린더(310)가 연결단자부(200)를 이송하도록 공압실린더(310)에 대한 압축공기의 공급을 제어한다.

보다 구체적으로 설명하면, 상술한 바와 같이 한 쌍의 철도차량이 중련되는 경우에 있어서, 한 쌍의 중련 연결기(10)에 각각 구비된 한 쌍의 연결단자부(200)가 중련 시에 각각 이송되어 접촉되어야 하므로, 철도차량의 후미부와 전두부에 각각 설치된 제어밸브(320)는 연결감지부(100)로부터 연결신호를 수신하면 공압실린더(310)가 해당 연결단자부(200)를 후방측과 전방측으로 각각 이송하도록 압축공기의 공급을 제어한다.

이에 따라 철도차량의 후미부의 연결단자부(200)는 후방측으로 이송되고, 철도차량의 전두부의 연결단자부(200)는 전방측으로 이송되어 서로 접촉되고, 이 한 쌍의 연결단자부(200)는 전기신호를 전달하게 되는 것이다.

본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 제어밸브(320)는 연결감지부(100)의 연결신호에 따라 작동하도록 구비되었으나, 이에 한정되지 않고 연결감지부(100)의 연결신호와는 별도의 신호에 따라 작동하도록 구비될 수 있다.

상기 제어부는 연결감지부(100)의 연결신호와 연결단자부(200)의 전기신호를 각각 수신하는데, 이 두 가지가 모두 수신된 경우에는 중련 상태로 판단하고, 모두 미수신된 경우에는 단편성 상태로 판단한다.

그리고 상기 연결신호와 전기신호 중 어느 하나만 수신한 경우에는 오류 상태로 판단하고, 이 경우 오류신호를 발생시켜 오류표시부가 그 오류 상태를 소리 또는 빛으로 표시하도록 한다.

즉, 연결감지부(100)의 연결신호는 중련 상태를 기계적으로 감지하기 위한 신호이고, 연결단자부(200)의 전기신호는 중련 상태를 전기적으로 감지하기 위한 신호인데, 상기 제어부는 이 두 신호를 모두 확인하는 이중 확인 방식으로써 보다 정확히 중련 상태인지 단편성 상태인지를 판단하는 것이다.

상기 오류표시부는 제어부로부터 오류신호를 수신하여 운전자에게 오류 상태임을 소리 또는 빛으로 표시한다. 이를 위해, 상기 오류표시부는 구체적으로 경보등, 스피커, 디스플레이 기기 등으로 구비될 수 있으며, 오류표시부가 오류 상태를 운전자에게 표시하는 방식에는 제한이 없고, 별도의 오류표시부가 구비되지 않을 수도 있음을 밝혀둔다.

이하, 도 4 및 도 5를 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 철도차량용 중련 상태 감지장치의 동작 및 사용 상태를 구체적으로 설명한다. 이하의 설명에 있어서 철도차량의 전두부에 설치된 중련 연결기(10)의 구성요소와 철도차량의 후미부에 설치된 중련 연결기(10')의 구성요소를 서로 대응되는 구성요소인 경우 동일한 도면부호를 사용하되, 철도차량의 후미부에 설치된 중련 연결기(10')의 구성요소들은 해당 도면부호에 각각 프라임(')을 붙여 구분한다.

먼저, 도 4에 도시된 바와 같이, 한 쌍의 중련 연결기(10, 10')가 물리적으로 연결되면 기계적으로 캠(11, 11')이 회동되면서 연결감지부(100, 100')를 가압하게 되고, 연결감지부(100, 100')는 이 가압력을 감지하여 연결신호를 발생한다.

다음, 도 5에 도시된 바와 같이, 이 연결신호에 따라 제어밸브(320, 320')가 작동하여 공기관(12, 12')의 압축공기를 공압실린더(310, 310')로 공급한다. 이에 따라 공압실린더(310, 310')가 작동하고, 공압실린더(310, 310')에 연결된 링크(311, 311')가 회동하면서 연결단자부(200, 200')를 이송한다.

이때, 철도차량의 전두부에 설치된 중련 연결기(10)에 구비된 연결단자부(200)는 철도차량의 전방측으로 이송되고, 철도차량의 후미부에 설치된 중련 연결기(10')에 구비된 연결단자부(200')는 철도차량의 후방측으로 이송된다.

이에 따라 도 5와 같이 한 쌍의 연결단자부(200, 200')가 서로 접촉되고, 한 쌍의 연결단자부(200, 200') 상호 간에 전기신호가 전달된다.

이후, 제어부는 전술된 연결감지부(100, 100')의 연결신호 및 연결단자부(200, 200')의 전기신호를 수신하여 중련 상태로 판단한다.

한편, 제어부는 단편성 상태임에도 연결감지부(100)의 고장으로 연결신호가 수신되더라도 단편성 상태라면 연결단자부(200)를 통해 전기신호가 전달될 수 없으므로 전기신호는 수신되지 않게 되어 연결신호와 전기신호의 수신 여부가 일치되지 않는 이러한 경우에는 오류 상태로 판단한다.

이렇게 제어부가 오류 상태로 판단한 경우에는 오류신호를 발생시키고, 오류표시부는 이러한 제어부의 오류신호에 따라 운전자가 그 오류 상태를 인지할 수 있도록 소리와 빛 중 하나 이상의 방식을 통해 표시하게 된다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 철도차량용 중련 상태 감지장치에 의하면, 중련 연결기(10)의 결속 여부를 기계적으로 감지하는 연결감지부(100) 및 중련 시에 서로 접속되어 전기신호를 전달함으로써 중련 연결기(10)의 결속 여부를 전기적으로 감지하는 연결단자부(200)가 구비되어, 연결감지부(100)의 연결신호와 연결단자부(200)의 전기신호가 일치하는 경우에만 중련 상태 또는 단편성 상태로 판단하는 이중 감지 방식을 취함으로써, 중련 상태에 대한 감지 오류로 비상 제동 또는 제어 불능 상태가 발생하는 것을 효과적으로 차단하여 중련 제어의 안정성을 크게 향상시킬 수 있다.

이상에서 본 발명은 기재된 구체예에 대해서만 상세히 설명되었지만, 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부되어 있는 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

＊ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ＊
10, 10' : 중련 연결기 11, 11' : 캠
12, 12' : 공기관 100, 100' : 연결감지부
200, 200' : 연결단자부 300, 300' : 구동부
310, 310' : 공압실린더 311, 311' : 링크
312, 312' : 회동축 320, 320' : 제어밸브

Claims (4)

1. 중련을 위해 한 쌍의 철도차량에 각각 구비된 한 쌍의 중련 연결기에 각각 설치되어 중련 여부를 감지하는 장치에 있어서,
   상기 한 쌍의 철도차량의 중련 시에 상기 한 쌍의 중련 연결기의 기계적인 결속 여부를 감지하여 연결신호를 발생하는 연결감지부;
   상기 철도차량의 전방측 또는 후방측으로 이송되게 구비되며, 전기신호를 전달할 수 있도록 도체로 이루어진 연결단자부;
   상기 연결신호에 따라 상기 연결단자부를 왕복 이송하는 구동부; 및
   상기 연결신호 및 상기 전기신호를 모두 수신한 경우 중련 상태, 모두 미수신한 경우 단편성 상태로 각각 판단하고, 상기 연결신호 및 상기 전기신호 중 어느 하나만 수신한 경우에는 오류 상태로 판단하는 제어부;를 포함하되,
   상기 한 쌍의 중련 연결기에 각각 구비된 상기 한 쌍의 연결단자부는,
   상기 구동부에 의해 이송됨에 따라 서로 접속되어 상호 간에 상기 전기신호를 전달하는 것을 특징으로 하는 철도차량용 중련 상태 감지장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 제어부가 오류 상태로 판단한 경우 발생하는 오류신호를 수신하여, 그 오류 상태를 소리와 빛 중 하나 이상의 방식으로 표시하는 오류표시부;
   를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 철도차량용 중련 상태 감지장치.
3. 제1항에 있어서,
   상기 연결감지부는,
   상기 한 쌍의 중련 연결기의 결속에 따라 기계적으로 가압되게 구비되고, 그 가압력에 의해 상기 연결신호를 발생하는 것을 특징으로 하는 철도차량용 중련 상태 감지장치.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 구동부는,
   상기 철도차량의 공기관으로부터 압축공기를 공급받아 작동하며, 상기 연결단자부와 직결되거나 링크를 통해 연결된 공압실린더; 및
   상기 연결신호에 따라 상기 공압실린더가 상기 연결단자부를 이송하도록 상기 공압실린더에 공급되는 압축공기를 제어하는 제어밸브;
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 철도차량용 중련 상태 감지장치.

Images