KR101601884B1 - 철도 차량용 연결기 - Google Patents

Abstract

본 발명의 철도 차량용 연결기는, 반원형의 키블록(Key-Block)을 해제시키는 해방실린더; 해방실린더를 동작시키는 해방용 전자밸브; 밀착연결기의 연결완료를 물리적으로 확인하는 밀착연결 확인밸브; 전기연결기를 연결 또는 분리하는 전기연결기 이송실린더; 상기 전기연결기 이송실린더를 제어하는 전기연결기 연결밸브; 상기 전기연결기 이송실린더를 제어하는 전기연결기 분리밸브; 및 상기 밀착연결기의 접촉상태를 감지하는 연결상태 확인센서;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 밀착연결 확인밸브에 의해 물리적으로 철도 차량의 연결을 확인할 수 있음과 동시에 연결상태 확인센서와 해방위치 확인센서에 의해 철도 차량의 연결 및 분리를 감지할 수 있는 효과가 있다.

Description

철도 차량용 연결기{Auto coupler for a railway vehicle}

본 발명은 철도 차량용 연결기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 철도 차량의 연결시에 밀착연결기 및 전기연결기의 연결 및 분리가 이루어지는 철도 차량용 연결기에 관한 것이다.

일반적으로 철도 차량간의 연결은 철도 차량용 연결기에 의해 연결된다.

이러한 철도 차량용 연결기는 상호 연결되는 2대의 철도 차량에 각각 마주하도록 한 쌍이 구비된다.

이러한, 철도 차량용 연결기는 밀착연결기, 전기연결기, 완충장치 및 공압 시스템으로 구성된다.

도 1에 도시한 바와 같이, 밀착연결기(Tight lock coupler head)는 선두 차량에 사용되며, 자동 연결 및 자동/수동 해방이 가능하고, 머프커플러에 의하여 완충장치에 연결되며, 동일한 형식의 밀착연결기(Tight lock coupler head)와 연결되어 운행할 수 있도록 제작되었다.

주요 구성은 연결기 몸체(1), 인터페이스 섹션(2), 공기 공급관 (3) 및 자동해방실린더(4)로 구성된다.

밀착연결기는 도 2와 같이 반원형의 키블록(Key-Block)과 연결기 몸체의 상호 작용에 의해 스프링력을 이기고 키블록이 회전하며 한 쌍의 밀착연결기를 상호 체결시키게 된다.

도 3에 도시한 바와 같이, 전기연결기는 전기연결기 헤드 조립체(5), 전기연결기 헤드 오퍼레이팅 기어(6) 및 커넥터 케이블(7) 등으로 구성된다.

전기연결기 헤드 조립체는 도 4와 같이 전기연결기 몸체(8), 전기연결기 커버(9), 암, 수 접촉자(10) 및 케이블, 인슐레이터(11), 고무 프레임(12), 인장 스프링(13) 및 샤프트(14)로 구성된다.

오퍼레이팅 기어는 도 5와 같이 전기연결기 헤드 조립체를 전진시킴과 동시에 전기연결기 커버를 열수 있고, 후진시킴과 동시에 전기연결기 커버를 닫을 수 있는 장치로서, 구체적으로 전기연결기 헤드 조립체를 전진 또는 후진 시키는 공압 실린더(15), 중련 시 완충 작용하는 압축 스프링(16), 전기연결기 헤드 조립체를 지지해주는 가이딩 로드(17) 및 전기연결기 커버를 열고, 닫을 수 있는 평행 핀(18)로 구성된다.

전술한 구성의 철도 차량용 연결기의 연결 또는 분리시의 시스템 운영은, 철도 차량의 중간 연결시에 기계적인 밀착연결기의 결합과 동시에 공기관이 연결되고 약 1초 이내의 시간 지연 이후에 전기연결기가 순차적으로 연결되야 한다. 이때, 철도 차량의 연결 속도는 2km/h 이하이다.

그러나, 종래기술의 철도 차량용 연결기는 연결기를 연결/분리할 때 밀착연결기와 전기연결기가 동시에 연결/분리되는 문제점 있다.

이 경우, 종래의 철도 차량용 연결기는 밀착연결기는 분리상태를 유지하고 있으나, 전기연결기간 전기적 연결은 되어 있기 때문에 차량 분리시 분리되지 않고 차량이 모두 이동하는 경우가 발생된다.

또한, 곡선 선로에서의 연결/분리시 밀착연결기는 연결/분리 상태를 유지하고 있으나, 전기연결기는 연결이 되지 못하는 경우가 발생된다.

이에 따라, 전기연결기가 파손되거나 전기연결기 내부의 핀이 파손된다.

더욱이, 그러나, 종래기술의 철도 차량용 연결기는 결합대기(ready), 연결(coupled) 및 분리(uncoupled)가 파일롯 압력에 의하여 밸브의 포트가 변환되며 이루어지게 된다.

따라서, 철도 차량의 중간 연결시에는 밀착연결기 연결 후 전기연결기 연결되고, 철도 차량의 분리시에는 전기연결기 분리 후 밀착연결기 분리되는 개선된 형태의 철도 차량용 연결기의 개발이 요구되고 있는 실정이다.

또한, 철도 차량용 연결기의 연결 및 분리를 센싱하여 밸브를 활성화시키도록 개선된 형태의 철도 차량용 연결기의 개발이 요구되고 있는 실정이다.

한국공개특허 제2005-0065508호(2005. 06. 29. 특허공개)

본 발명의 목적은 철도 차량의 연결 및 분리를 센싱하여 밸브를 활성화시킴에 따라 철도 차량의 연결 및 분리가 정해진 시퀀스를 따라 정확하게 동작하는 철도 차량용 연결기를 제공하는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 철도 차량용 연결기는, 반원형의 키블록(Key-Block)을 해제시키는 해방실린더; 해방실린더를 동작시키는 해방용 전자밸브; 밀착연결기의 연결완료를 물리적으로 확인하는 밀착연결 확인밸브; 전기연결기를 연결 또는 분리하는 전기연결기 이송실린더; 상기 전기연결기 이송실린더의 전진을 제어하는 전기연결기 연결밸브; 상기 전기연결기 이송실린더의 후진을 제어하는 전기연결기 분리밸브; 상기 밀착연결기의 접촉상태를 감지하는 연결상태 확인센서; 체결상태인 키블록의 해방상태를 감지하면 전기연결기 연결밸브와 전기연결기 분리밸브를 활성화시키는 해방위치 확인센서; 상대차량에 MR압력을 전달하는 MR라인밸브; 및 밀착연결 확인밸브 또는 전기연결기 분리밸브를 통과한 압력 중 고압 측 압력을 전기연결기 이송실린더로 전달하며 저압 측은 폐쇄하는 OR밸브;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 철도 차량용 연결기는 결합대기(ready), 연결(coupled) 및 분리(uncoupled)가 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 철도 차량용 연결기의 결합대기는, MR(Main Reserivoir)압력이 상기 밀착연결 확인밸브와 OR밸브를 통과하여 전기연결기 이송실린더의 후진 측 포트로 공급되는 것을 특징으로 한다.
또한, 철도 차량용 연결기의 연결은, 한 쌍의 밀착연결기가 결합하여 밀착연결 확인밸브가 작동하면, MR압력은 전기연결기 연결밸브를 통해 전기연결기 이송실린더의 전진 측 포트로 공급하여 전기연결기는 전진하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 MR라인밸브는 개방되어 상대 차량에 MR압력을 전달하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 연결상태 확인센서는 활성화되어 밀착연결기의 접촉 상태를 계속적으로 감시하는 것을 특징으로 한다.
또한, 철도 차량용 연결기의 분리는, 해방용 전자밸브는 동작하여 해방실린더는 전진하여 반원형의 키블록(Key-Block)을 해제하여 밀착연결기는 분리 대기상태가 되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 해방위치 확인센서가 해방위치의 키블록을 감지하면 전기연결기 분리밸브와 전기연결기 연결밸브의 동작을 활성화시키고, 상기 전기연결기 연결밸브는 전기연결기 이송실린더의 전진 측 포트로 공급되는 MR 압력을 차단하고, 상기 전기연결기 분리밸브는 전기연결기 이송실린더의 후진 측 포트로 MR 압력을 공급하여 전기연결기는 후진하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상대 차량과 분리되면 MR라인밸브는 폐쇄되고, 상기 밀착연결 확인밸브는 초기 상태로 되돌아가는 것을 특징으로 한다.
또한, 밀착연결기의 분리가 완료되면 연결상태 확인센서는 비활성화되며, 상기 해방위치 확인센서는 전기연결기 분리밸브와 전기연결기 연결밸브를 비활성화시키는 것을 특징으로 한다.

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본 발명에 따른 철도 차량용 연결기에 따르면, 밀착연결 확인밸브에 의해 물리적으로 철도 차량의 연결을 확인할 수 있음과 동시에 연결상태 확인센서와 해방위치 확인센서에 의해 철도 차량의 연결 및 분리를 감지할 수 있는 효과가 있다.

더욱이, 해방위치 확인센서의 감지값에 의해 전기연결기 분리밸브와 전기연결기 연결밸브를 활성화시키게 된다.

도 1은 철도 차량용 연결기의 밀착연결기를 도시한 도면이다.
도 2는 밀착연결기의 체결 과정을 도시한 도면이다.
도 3은 전기연결기를 도시한 도면이다.
도 4는 전기연결기의 전기연결기 헤드 조립체를 도시한 도면이다.
도 5는 오퍼레이팅 기어를 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 철도 차량용 연결기의 결합대기 상태를 도시한 구성도이다.
도 7은 본 발명에 따른 철도 차량용 연결기의 연결 상태를 도시한 구성도이다.
도 8은 본 발명에 따른 철도 차량용 연결기의 분리 준비 상태를 도시한 구성도이다.
도 9는 본 발명에 따른 철도 차량용 연결기의 분리 상태를 도시한 구성도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 6은 본 발명에 따른 철도 차량용 연결기의 결합대기 상태를 도시한 구성도이며, 도 7은 본 발명에 따른 철도 차량용 연결기의 연결 상태를 도시한 구성도이고, 도 8은 본 발명에 따른 철도 차량용 연결기의 분리 준비 상태를 도시한 구성도이며, 도 9는 본 발명에 따른 철도 차량용 연결기의 분리 상태를 도시한 구성도이다.

설명에 앞서 본 발명에 따른 철도 차량용 연결기는 도 1 내지 도 5의 구성을 포함하며, 이에 따라 상세한 설명은 생략한다.

도 6 내지 도 8에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 철도 차량용 연결기(C)는, 반원형의 키블록(110, Key-Block)을 해제시키는 해방실린더(100)와, 해방실린더(110)를 동작시키는 해방용 전자밸브(200)와, 밀착연결기(120)의 연결완료를 물리적으로 확인하는 밀착연결 확인밸브(300)와, 전기연결기(410)를 연결 또는 분리하는 전기연결기 이송실린더(400)와, 상기 전기연결기 이송실린더(400)를 제어하는 전기연결기 연결밸브(500)와, 상기 전기연결기 이송실린더(400)를 제어하는 전기연결기 분리밸브(600) 및 상기 밀착연결기(120)의 접촉상태를 감지하는 연결상태 확인센서(700)로 구성된다.

먼저, 상기 키블록(110)을 포함하는 밀착연결기(120) 및 전기연결기(410)는 도 1 내지 도 5의 구성과 동일하다.

상기 해방실린더(100)는 공압실린더로서 MR(Main reservoir)압력의 작용에 의해 전진하여 키블록(110)을 해제하도록 구성된다.

상기 해방용 전자밸브(200)는 해방실린더(100)를 동작시키기 위한 3/2Way 솔레노이드 밸브로 구성된다.

상기 밀착연결 확인밸브(300)는 솔레노이드 밸브로서 상대 차량의 밀착연결기와 대면하여 물리적으로 눌리게 되는 구조로 형성된다.

상기 전기연결기 연결밸브(500)와 전기연결기 분리밸브(600)는 솔레노이드 밸브가 적용된다.

또한, 상기 키블록(110)의 해방상태를 감지하는 해방위치 확인센서(800)가 더 구비된다.

그리고, 상기 해방위치 확인센서(800)가 체결상태인 키블록(110)의 해방상태를 감지하면 전기연결기 연결밸브(500)와 전기연결기 분리밸브(600)를 활성화 시키게 된다. 구체적인 내용은 후술한다.

한편, 상대차량에 MR압력을 전달하는 MR라인밸브(900)가 더 구비된다.

또한, 밀착연결 확인밸브(300)와 전기연결기 분리밸브(600)의 사이에는 OR밸브(310)가 더 구비된다. 상기 OR밸브(310)는 셔틀밸브(SHUTTLE VALVE) 또는 3방향 OR밸브라고 불리며, 1개의 출구와 2개의 입구를 가지며 출구는 고압 측 입구와 연결되고 저압 측 입구는 폐쇄하게 된다.
예를 들어, 밀착연결 확인밸브(300)를 통해 압력이 상기 OR밸브(300)로 전해지면 밀착연결 확인밸브(300) 측 OR밸브(300)의 입구는 개방하여 그 압력을 출구를 통해 전기연결기 이송실린더(400)로 전달하며 전기연결기 분리밸브(600) 측 OR밸브(300)의 입구는 폐쇄된다.

전술한 구성을 갖는 철도 차량용 연결기는 결합대기(ready), 연결(coupled) 및 분리(uncoupled)가 이루어지도록 동작한다.

도 6에 도시한 바와 같이, 철도 차량용 연결기의 결합대기는, MR(Main Reserivoir)압력이 상기 밀착연결 확인밸브(300)와 OR밸브(310)를 통과하여 전기연결기 이송실린더(400)의 후진 측 포트로 공급된다. 이에 따라 전기연결기(410)는 후진상태를 유지하게 된다.

도 7에 도시한 바와 같이, 철도 차량용 연결기의 연결은, 한 쌍의 밀착연결기(120)가 결합하여 밀착연결 확인밸브(300)가 작동하면, MR압력은 전기연결기 연결밸브(500)를 통해 전기연결기 이송실린더(400)의 전진 측 포트로 공급하여 전기연결기(410)는 전진하게 된다.

이때, MR라인밸브(900)는 개방되어 상대 차량에 MR압력을 전달하게 된다.

뿐만 아니라, 상기 연결상태 확인센서(700)는 활성화되어 밀착연결기(120)의 접촉 상태를 계속적으로 감시하게 된다.

더욱이, 밀착연결기(120)는 반원형의 키블록(110,Key-Block)과 연결기 몸체의 상호 작용에 의해 스프링력을 이기고 키블록(110)이 회전하며 한 쌍의 밀착연결기를 상호 체결시킨다.

이에 따라, 상대 차량과 연결이 완료된다.

도 8에 도시한 바와 같이, 철도 차량용 연결기의 분리대기는, 운전실에서 분리스위치를 조작하면 해방용 전자밸브(200)는 동작하여 해방실린더(100)는 전진하여 반원형의 키블록(110,Key-Block)을 해제하여 밀착연결기(120)는 분리 대기상태가 된다.

또한, 상기 해방위치 확인센서(800)가 해방위치의 키블록(110)을 감지하면 전기연결기 분리밸브(600)와 전기연결기 연결밸브(500)의 동작을 활성화시키고, 상기 전기연결기 연결밸브(500)는 전기연결기 이송실린더(400)의 전진 측 포트로 공급되는 MR 압력을 차단하고, 상기 전기연결기 분리밸브(600)는 전기연결기 이송실린더(400)의 후진 측 포트로 MR 압력을 공급하여 전기연결기(410)는 후진하게 된다.

도 9에 도시한 바와 같이, 철도 차량용 연결기의 분리는, 철도 차량이 이동하여 상대 차량과 분리되면 MR라인밸브(900)는 폐쇄되고, 상기 밀착연결 확인밸브(300)는 초기 상태로 되돌아가게 된다.

이때, 상대 차량의 밀착연결 확인밸브(300)가 비활성화되면서 전기연결기 이송실린더의 포트가 전환되어 상대 차량의 전기연결기는 후진한다.

또한, 밀착연결기(120)의 접촉면이 분리되어 연결상태 확인센서(700)는 비활성화 된다.

마지막으로, 운전실에서 분리스위치를 off하면 해방실린더(100)는 리턴스프링에 의해 복귀되고, 해방위치 확인센서(800)는 전기연결기 연결밸브(500)와 전기연결기 분리밸브(600)를 비활성화 시키게 된다.

본 발명에 따르면, 밀착연결 확인밸브(300)에 의해 물리적으로 철도 차량의 연결을 확인할 수 있음과 동시에 연결상태 확인센서(700)와 해방위치 확인센서(800)에 의해 철도 차량의 연결 및 분리를 감지할 수 있게 된다.

더욱이, 해방위치 확인센서(800)의 감지값에 의해 전기연결기 분리밸브(600)와 전기연결기 연결밸브(500)를 활성화시키게 된다.

이상, 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 기술적 범위는 전술한 실시 예에 한정되지 않고 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 이때, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 고려해야 할 것이다.

C - 철도 차량용 연결기 100 - 해방실린더
200 - 해방용 전자밸브 300 - 밀착연결 확인밸브
400 - 전기연결기 이송실린더
500 - 전기연결기 연결밸브 600 - 전기연결기 분리밸브

Claims (14)

1. 반원형의 키블록(Key-Block)을 해제시키는 해방실린더;
   해방실린더를 동작시키는 해방용 전자밸브;
   밀착연결기의 연결완료를 물리적으로 확인하는 밀착연결 확인밸브;
   전기연결기를 연결 또는 분리하는 전기연결기 이송실린더;
   상기 전기연결기 이송실린더의 전진을 제어하는 전기연결기 연결밸브;
   상기 전기연결기 이송실린더의 후진을 제어하는 전기연결기 분리밸브;
   상기 밀착연결기의 접촉상태를 감지하는 연결상태 확인센서;
   체결상태인 키블록의 해방상태를 감지하면 전기연결기 연결밸브와 전기연결기 분리밸브를 활성화시키는 해방위치 확인센서;
   상대차량에 MR압력을 전달하는 MR라인밸브; 및
   밀착연결 확인밸브 또는 전기연결기 분리밸브를 통과한 압력 중 고압 측 압력을 전기연결기 이송실린더로 전달하며 저압 측은 폐쇄하는 OR밸브;를 포함하는 것을 특징으로 하는 철도 차량용 연결기.
   
2. 제 1항에 있어서
   철도 차량용 연결기는 결합대기(ready), 연결(coupled) 및 분리(uncoupled)가 이루어지는 것을 특징으로 하는 철도 차량용 연결기.
   
3. 제 2항에 있어서,
   철도 차량용 연결기의 결합대기는,
   MR(Main Reserivoir)압력이 상기 밀착연결 확인밸브와 OR밸브를 통과하여 전기연결기 이송실린더의 후진 측 포트로 공급되는 것을 특징으로 하는 철도 차량용 연결기.
   
4. 제 2항에 있어서,
   철도 차량용 연결기의 연결은,
   한 쌍의 밀착연결기가 결합하여 밀착연결 확인밸브가 작동하면, MR압력은 전기연결기 연결밸브를 통해 전기연결기 이송실린더의 전진 측 포트로 공급하여 전기연결기는 전진하는 것을 특징으로 하는 철도 차량용 연결기.
   
5. 제 4항에 있어서,
   상기 MR라인밸브는 개방되어 상대 차량에 MR압력을 전달하는 것을 특징으로 하는 철도 차량용 연결기.
   
6. 제 4항에 있어서,
   상기 연결상태 확인센서는 활성화되어 밀착연결기의 접촉 상태를 계속적으로 감시하는 것을 특징으로 하는 철도 차량용 연결기.
   
7. 제 2항에 있어서,
   철도 차량용 연결기의 분리는,
   해방용 전자밸브는 동작하여 해방실린더는 전진하여 반원형의 키블록(Key-Block)을 해제하여 밀착연결기는 분리 대기상태가 되는 것을 특징으로 하는 철도 차량용 연결기.
   
8. 제 7항에 있어서,
   상기 해방위치 확인센서가 해방위치의 키블록을 감지하면 전기연결기 분리밸브와 전기연결기 연결밸브의 동작을 활성화시키고, 상기 전기연결기 연결밸브는 전기연결기 이송실린더의 전진 측 포트로 공급되는 MR 압력을 차단하고, 상기 전기연결기 분리밸브는 전기연결기 이송실린더의 후진 측 포트로 MR 압력을 공급하여 전기연결기는 후진하는 것을 특징으로 하는 철도 차량용 연결기.
   
9. 제 8항에 있어서,
   상대 차량과 분리되면 MR라인밸브는 폐쇄되고, 상기 밀착연결 확인밸브는 초기 상태로 되돌아가는 것을 특징으로 하는 철도 차량용 연결기.
   
10. 제 8항에 있어서,
    밀착연결기의 분리가 완료되면 연결상태 확인센서는 비활성화되며, 상기 해방위치 확인센서는 전기연결기 분리밸브와 전기연결기 연결밸브를 비활성화시키는 것을 특징으로 하는 철도 차량용 연결기.
    
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