KR101919075B1 - Electro-mechanical brake system for railway road and brake power system for the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 철도차량용 전기기계 제동시스템 및 이를 위한 제동전원 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 철도차량용 제동시스템에 전기모터를 적용하여 철도차량의 제동에 필요한 제동력을 확보하면서도 정확하고 정밀한 제동제어를 수행할 수 있는 고압부력 발생이 가능한 철도차량용 전기기계 제동시스템 및 이를 위한 제동전원 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to an electromechanical braking system for a railway vehicle, and more particularly, to an electric motor applied to a braking system for a railway vehicle to ensure accurate and precise braking control while ensuring braking force necessary for braking a railway vehicle. To an electric machine braking system for a railway vehicle capable of generating a high-pressure buoyancy capable of being operated and a braking power supply system therefor.
도 1은 종래 철도차량에 적용되는 제동시스템(10)을 도시한 모식도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 종래 철도차량에서는 제동전자제어장치(ECU)(11)에 의해 제동제어장치(BOU)(13)가 제어되며, 제동제어장치를 통해서 제어된 공기압은 제동 캘리퍼의 공압실린더를 작동시켜 제동력을 발생시킨다. 또한 제동제어장치와 제동 캘리퍼 사이에는 덤프밸브가 설치되어 있으며, 각 차축의 속도신호를 바탕으로 차륜의 활주 발생 시 WSP(활주방지장치) 제어기가 Dump valve를 동작시켜 제동캘리퍼로 들어가는 공압을 대기중으로 방출시켜, 활주가 회복되도록 하는 시스템이다. 1 is a schematic diagram showing a
이러한, 종래 철도차량의 제동시스템(10)에서는 공압기반 제동시스템으로서, 열차의 각 대차별로 설치되는 경우 차지하는 공간이 증가하고 응답속도가 느리며 이에 따른 정밀제어가 어려운 단점이 있다. In the
이에, 종래 공압기반 제동시스템을 모터 등의 전자제동시스템으로 대체하는 기술이 개발되고 있으며, 현재까지 자동차 등의 소형 차량에 적용되는 전자제동시스템은 다수의 기술들이 개발되고는 있으나, 철도 차량에 적용될 수 있는 전자제동시스템에 대한 연구는 미진한 상황이다. Accordingly, a technique of replacing a conventional pneumatic-based braking system with an electronic braking system such as a motor has been developed. To date, a number of technologies have been developed for an electronic braking system applied to a small-sized vehicle such as an automobile, The study of electronic braking systems that can be used is very limited.
예를 들어, 일본 공개특허 제2017-515064호에서는 복수의 기어를 배치한 모터를 이용한 제동 시스템을 개시하고 있으나, 복수의 기어를 배치하는 것은 공간상의 문제나 중량이 증가하는 문제가 있다. 또한 고속철도차량은 일반 차량 대비 매우 큰 질량을 가지고 있어(일반 자동차 2ton 내외, 철도차량 300ton 이상) 제동을 위해서는 매우 큰 제동력을 발생시켜야 한다. 현재 상용화 된 자동차용 전기기계 제동시스템은 철도차량에 대응할만한 큰 제동력을 발생시키지 못하는 단점이 있다.For example, Japanese Laid-Open Patent Application No. 2017-515064 discloses a braking system using a motor in which a plurality of gears are arranged. However, disposing a plurality of gears has a problem in space and an increase in weight. In addition, the high-speed railway vehicle has a very large mass (compared to a general car of 2ton and a railway vehicle of 300ton or more) in comparison with a general vehicle. Therefore, a very large braking force is required for braking. The currently commercialized electromechanical braking system for automobiles has a drawback in that it does not generate a large braking force corresponding to a railway vehicle.
이에, 본 발명의 기술적 과제는 이러한 점에서 착안된 것으로 본 발명의 목적은 종래 공압기반 철도차량의 제동시스템을 전기모터를 이용하여 대체하여 철도차량의 제동에 필요한 충분한 제동력을 확보하면서도, 보다 정확하고 정밀한 제동제어가 가능하고, 중량이나 부피를 최소화할 수 있는 철도차량용 전기기계 제동시스템에 관한 것이다. SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention has been made in view of the above problems, and it is an object of the present invention to provide a braking system for a railway vehicle, To an electromechanical braking system for a railway car capable of precise braking control and minimizing weight and volume.
또한, 본 발명의 다른 목적은 상기 철도차량용 전기기계 제동시스템을 위한 제동전원 시스템에 관한 것이다. Another object of the present invention is to provide a braking power system for an electromechanical brake system for railway vehicles.
상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 따른 철도차량용 전기기계 제동시스템은 구동모터, 제1 회전 구동부, 편심부, 제1 레버부 및 제2 레버부를 포함한다. 상기 구동모터는 외부의 제어신호에 의해 회전한다. 상기 제1 회전 구동부는 상기 구동모터의 회전에 따라 회전한다. 상기 편심부는 상기 제1 회전 구동부의 회전축으로부터 편심되어 위치하며, 상기 제1 회전 구동부의 회전에 따라 편심회전한다. 상기 제1 레버부는 일 끝단에는 제1 제동패드가 고정되고, 상기 편심부에 연결되어 상기 편심부의 편심회전에 따라 상기 제1 제동패드를 동작시킨다. 상기 제2 레버부는 일 끝단에 고정된 제2 제동패드를 동작시킨다.According to an embodiment of the present invention, an electromechanical brake system for a railway vehicle includes a driving motor, a first rotation driving portion, an eccentric portion, a first lever portion, and a second lever portion. The drive motor is rotated by an external control signal. The first rotation driving portion rotates in accordance with the rotation of the driving motor. The eccentric portion is positioned eccentrically from the rotation axis of the first rotation driving portion and eccentrically rotates according to the rotation of the first rotation driving portion. A first braking pad is fixed to one end of the first lever portion and connected to the eccentric portion to operate the first braking pad according to eccentric rotation of the eccentric portion. The second lever portion operates a second brake pad fixed at one end.
일 실시예에서, 상기 제1 레버부의 타 끝단과 상기 제2 레버부의 타 끝단 사이의 간극을 일정하게 유지하는 간극 조절부를 더 포함할 수 있다. In one embodiment, the apparatus may further include a gap adjusting unit that maintains a gap between the other end of the first lever unit and the other end of the second lever unit constant.
일 실시예에서, 상기 간극 조절부는, 상기 제1 레버부의 타 끝단에 연결되는 제1 고정부, 상기 제2 레버부의 타 끝단에 연결되는 제2 고정부, 및 상기 제1 및 제2 고정부들 사이를 연결하는 연결부를 포함할 수 있다. In one embodiment, the gap adjusting portion includes a first fixing portion connected to the other end of the first lever portion, a second fixing portion connected to the other end of the second lever portion, and a second fixing portion connected to the first and second fixing portions As shown in FIG.
일 실시예에서, 상기 편심부가 상기 구동모터 방향으로 편심회전하는 경우, 상기 제1 제동패드는 제동 디스크와 밀착되어 제동을 수행할 수 있다. In one embodiment, when the eccentric portion eccentrically rotates in the direction of the driving motor, the first brake pad is brought into close contact with the brake disk to perform braking.
일 실시예에서, 상기 제2 레버부의 중간에 연결되며, 상기 간극 조절부가 이동됨에 따라 상기 제2 레버부가 회전하는 회전축이 되는 제2 회전 구동부를 더 포함할 수 있다. In one embodiment, the apparatus may further include a second rotation driving unit connected to the middle of the second lever unit, the second rotation unit being a rotation axis for rotating the second lever unit as the gap adjustment unit is moved.
일 실시예에서, 상기 편심부가 상기 구동모터 방향으로 편심회전하는 경우, 상기 제2 회전 구동부가 회전하여 상기 제2 레버부의 일 끝단에 연결된 제2 제동패드를 제동 디스크에 밀착시킬 수 있다. In one embodiment, when the eccentric portion eccentrically rotates in the direction of the driving motor, the second rotation driving portion rotates to bring the second brake pad connected to one end of the second lever portion into close contact with the brake disk.
일 실시예에서, 상기 구동모터와 상기 제1 회전 구동부의 사이에 연결되는 감속기를 더 포함할 수 있다. In one embodiment, the driving unit may further include a speed reducer connected between the driving motor and the first rotation driving unit.
일 실시예에서, 상기 감속기는, 상기 제1 회전 구동부의 회전 중심과 동일한 회전 중심을 가지는 제1 기어를 포함할 수 있다. In one embodiment, the speed reducer may include a first gear having a rotation center that is the same as the rotation center of the first rotation drive portion.
일 실시예에서, 상기 감속기의 일 면에 고정되는 제1 탄성유닛, 및 상기 감속기의 일 면에 반대인 반대 면에 고정되는 제2 탄성유닛을 더 포함할 수 있다. In one embodiment, the apparatus may further include a first elastic unit fixed to one surface of the speed reducer, and a second elastic unit fixed to the opposite surface opposite to the one surface of the speed reducer.
일 실시예에서, 상기 감속기가 회전하여 제동이 수행되는 경우, 상기 제1 탄성유닛은 압축되고, 상기 제2 탄성유닛은 인장될 수 있다. In one embodiment, when the speed reducer rotates to perform braking, the first elastic unit is compressed, and the second elastic unit can be tensioned.
일 실시예에서, 상기 감속기에는, 주차제동모드에서, 상기 구동모터 또는 상기 제1 회전 구동부의 구동을 방지하기 위한 돌기부가 삽입되는 적어도 하나의 고정홀이 형성될 수 있다. In one embodiment, the decelerator may be provided with at least one fixing hole into which protrusions for preventing driving of the driving motor or the first rotation driving part are inserted in the parking brake mode.
일 실시예에서, 상기 구동모터와 결합되어, 상기 구동모터의 회전에 따라 제동부의 반대 방향으로 전진 또는 후진하는 푸쉬로드를 더 포함할 수 있다. In one embodiment, it may further include a push rod coupled with the drive motor and advancing or retracting in a direction opposite to the braking portion in accordance with rotation of the drive motor.
상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 따른 제동전원 시스템은 철도차량용 전기기계 제동시스템에 전원을 공급하고, 메인 배터리, 보조 배터리, 전압 감지기 및 절체 스위치를 포함한다. 상기 메인 배터리는 철도차량의 전원시스템으로부터 충전된다. 상기 보조 배터리는 상기 철도차량의 전원시스템으로부터 충전된다. 상기 전압 감지기는 상기 메인 배터리 및 상기 보조 배터리 각각의 전압신호를 감지한다. 상기 절체 스위치는 상기 감지신호를 바탕으로 상기 구동모터로 공급되는 전원을 선택한다. In order to accomplish the object of the present invention, the braking power supply system according to an embodiment of the present invention supplies power to an electromechanical brake system for a railway vehicle, and includes a main battery, a secondary battery, a voltage sensor, and a switch. The main battery is charged from a power system of a railway vehicle. The auxiliary battery is charged from the power system of the railway vehicle. The voltage sensor senses voltage signals of the main battery and the auxiliary battery, respectively. The transfer switch selects a power source supplied to the driving motor based on the sensing signal.
일 실시예에서, 상기 절체 스위치는, 상기 전압 감지신호를 바탕으로, 상기 구동모터의 구동이 어려운 전압이 감지되면 상기 구동모터로 공급되는 전원을 차단할 수 있다. In one embodiment, the switching switch may cut off power supplied to the driving motor based on the voltage sensing signal when a voltage that is difficult to drive the driving motor is sensed.
일 실시예에서, 상기 전압 감지기의 전압신호를 바탕으로, 상기 구동모터의 구동이 어려운 전압이 감지되면 상기 철도차량용 전기기계 제동시스템을 주차제동모드로 변환시키는 주차제동 스위치를 더 포함할 수 있다. The controller may further include a parking brake switch for switching the electromechanical brake system for a railway vehicle into a parking brake mode when a voltage that is difficult to drive the driving motor is sensed based on the voltage signal of the voltage sensor.
본 발명의 실시예들에 의하면, 종래 공압을 이용하여 구동하던 철도 차량의 제동시스템에서, 모터와 기어의 조합으로 제동을 수행함으로써, 보다 정확하고 정밀한 제동 제어가 가능하며, 공압 제공 구성을 제거할 수 있어 부피와 용량을 최소화하여 컴팩트한 제동 시스템을 구현할 수 있다. According to the embodiments of the present invention, in the braking system of a railway vehicle which was driven using the conventional air pressure, braking is performed by a combination of a motor and a gear, more accurate and precise braking control is possible, And the compactness of the braking system can be realized by minimizing the volume and the capacity.
특히, 편심부를 통한 편심회전, 및 편심부에 연결된 레버부의 구조를 통해 상대적으로 단순한 구조로 설계가 가능하면서도, 철도 차량의 제동을 구현하기에 충분한 제동력을 획득할 수 있다. Particularly, eccentric rotation through the eccentric portion and the structure of the lever portion connected to the eccentric portion can be designed with a relatively simple structure, and braking force sufficient to realize braking of the railway vehicle can be obtained.
또한, 간극 조절부를 두 레버부들의 끝단에 연결함으로써, 편심부를 하나의 레버부에만 연결하여 구동시키더라도, 한 쌍의 레버부들이 한 쌍의 제동패드를 동시에 제동 디스크에 밀착될 수 있도록 구동할 수 있어, 구동이 단순하고, 복잡한 기어 결합을 최소화할 수 있는 장점이 있다. Also, by connecting the gap adjusting portion to the end of the two lever portions, even if the eccentric portion is connected to only one lever portion and driven, the pair of lever portions can drive the pair of brake pads And it is advantageous in that driving is simple, and complex gear engagement is minimized.
또한, 감속기를 구동모터와 편심부 사이에 배치하여, 편심부 구동의 토크를 증가시킬 수 있으며, 감속기를 부채꼴 형상과 같은 다양한 형상으로 제작함으로써 별도의 감속기어를 생략하면서도 필요한 토크 증대 효과를 가져올 수 있다. In addition, since the reducer is disposed between the drive motor and the eccentric portion, the torque of the eccentric portion drive can be increased, and the reducer can be formed into various shapes such as a fan shape, have.
또한, 탄성유닛을 감속기의 양 측에 고정함으로써, 제동시, 구동모터의 과 회전으로 인한 하우징의 손상을 방지하고, 제동시스템의 오류 발생시 제동력이 발생하지 않도록 원 위치로 복귀할 수 있도록 하여, 제동 시스템의 안전성을 보다 향상시킬 수 있다. Further, by fixing the elastic unit to both sides of the speed reducer, it is possible to prevent damage to the housing due to over rotation of the drive motor during braking, and to return to the original position so that braking force is not generated when an error occurs in the braking system, The safety of the system can be further improved.
또한, 종래 제동패드의 마모에 따른 제동력 유지를 위한 자동간극 장치의 제어를 구동모터에 연결된 푸쉬로드를 통해 수행함으로써, 별도의 자동간극 장치의 구동을 위한 구성을 생략할 수 있으며, 보다 정확하고 정밀한 자동간극 장치의 제어가 가능하다. Further, by performing the control of the automatic gap device for maintaining the braking force according to the wear of the conventional brake pad through the push rod connected to the drive motor, the configuration for driving the separate automatic gap device can be omitted, Control of the automatic gap device is possible.
또한, 감속기에 고정홀이 적어도 하나이상 형성되고, 상기 고정홀에 돌기부가 삽입됨으로써, 구동모터 및 편심부 등의 회전을 방지하고 이를 통해 주차제동모드를 실행할 수 있으므로, 종래 주차제동을 위한 별도의 유닛을 구비하였던 문제를 해결할 수 있다. In addition, since at least one fixing hole is formed in the speed reducer and the protrusion is inserted into the fixing hole, the rotation of the driving motor, the eccentric portion, and the like can be prevented and the parking brake mode can be executed. The problem of having the unit can be solved.
한편, 상기 제동시스템에 공급되는 전원을 메인 배터리와 각 대차마다 구비되는 보조 배터리 중 충분한 전력을 공급할 수 있는 배터리를 선택적으로 사용하도록 하여, 배터리의 방전에 따른 제동 시스템의 오류 발생을 최소화할 수 있다. Meanwhile, by using a main battery and a battery capable of supplying sufficient power among the auxiliary batteries provided for each vehicle, the power supplied to the braking system can be selectively used, thereby minimizing the occurrence of errors in the braking system due to the discharge of the battery .
특히, 메인 배터리 및 보조 배터리가 모두 방전되어 충분한 전력을 공급할 수 없는 경우, 상기 주차제동모드를 바로 수행할 수 있도록 함으로써, 제동 시스템이 동작할 수 없는 상황에 철도차량을 안정적으로 주차시킬 수 있어, 안전성을 보다 향상시킬 수 있다. 또한 중요한 메인 배터리의 방전도 사전에 방지할 수 있다.Particularly, when the main battery and the auxiliary battery are all discharged and can not supply sufficient electric power, the parking brake can be performed immediately, so that the railway vehicle can be stably parked in a situation where the braking system can not operate, The safety can be further improved. Also, discharge of important main battery can be prevented in advance.
도 1은 종래 기술에 의한 철도차량용 공압기반 제동시스템을 도시한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 철도차량용 전기기계 제동시스템을 도시한 모식도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 의한 철도차량용 전기기계 제동시스템의 일부를 도시한 모식도이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 철도차량용 전기기계 제동시스템의 일부를 도시한 모식도이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 철도차량용 전기기계 제동시스템의 일부를 도시한 모식도이다.
도 6은 종래기술에 의한 철도차량용 제동시스템에서의 푸쉬로드를 포함하는 간극 조절장치의 개념도이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 철도차량용 전기기계 제동시스템의 일부를 도시한 모식도이다.
도 8은 도 7의 철도차량용 전기기계 제동시스템을 위한 제동전원 시스템을 도시한 블록도이다. 1 is a block diagram illustrating a conventional pneumatic-based braking system for a railway vehicle.
2 is a schematic diagram showing an electromechanical brake system for a railway vehicle according to an embodiment of the present invention.
3 is a schematic diagram showing a part of an electromechanical brake system for a railway vehicle according to another embodiment of the present invention.
4 is a schematic diagram showing a part of an electromechanical brake system for a railway vehicle according to another embodiment of the present invention.
5 is a schematic diagram showing a part of an electromechanical brake system for a railway vehicle according to another embodiment of the present invention.
6 is a conceptual diagram of a gap adjusting device including a push rod in a braking system for a railway vehicle according to the prior art.
7 is a schematic diagram showing a part of an electromechanical brake system for a railway vehicle according to another embodiment of the present invention.
8 is a block diagram illustrating the braking power system for the electromechanical brake system for a railway vehicle of FIG.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 실시예들을 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be the most practical and preferred embodiment, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments. It is to be understood, however, that the invention is not intended to be limited to the particular forms disclosed, but on the contrary, is intended to cover all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention. Like reference numerals are used for like elements in describing each drawing. The terms first, second, etc. may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms.
상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. The terminology used in this application is used only to describe a specific embodiment and is not intended to limit the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise.
본 출원에서, "포함하다" 또는 "이루어진다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. In the present application, the term " comprises " or " comprising ", etc. is intended to specify that there is a stated feature, figure, step, operation, component, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries are to be interpreted as having a meaning consistent with the contextual meaning of the related art and are to be interpreted as either ideal or overly formal in the sense of the present application Do not.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 철도차량용 전기기계 제동시스템을 도시한 모식도이다. 2 is a schematic diagram showing an electromechanical brake system for a railway vehicle according to an embodiment of the present invention.
도 2를 참조하면, 본 실시예에 의한 철도차량용 전기기계 제동시스템(100)은 구동모터(110), 구동기어(111), 감속기(120), 제1 회전 구동부(130), 편심부(140), 제2 회전 구동부(150), 간극 조절부(160), 제1 레버부(170), 제2 레버부(180) 및 제동부(190)를 포함한다. 2, the
상기 구동모터(100)는 외부의 제어신호에 의해 회전하며, 외부로부터 제공되는 전원에 의해 회전 구동된다. 이 경우, 상기 구동모터(100)는 시계방향 또는 반시계방향으로 모두 회전이 가능하며, 회전 방향에 따라 후술되는 제동부의 제동이 체결되거나 제동이 완해된다. The driving
상기 구동기어(111)는 상기 구동모터(100)의 외주면을 따라 형성되어, 상기 감속기(120)와 기어결합된다. The
상기 감속기(120)는 상기 구동기어(111)와 결합되어 상기 구동모터(100)의 회전속도를 감속시키며, 상기 감속기(120)에 결합되는 상기 제1 회전 구동부(130)의 회전 토크를 증가시킨다. 또한, 본 실시예에서는 상기 감속기(120)는 상기 구동모터(100)의 회전방향과는 반대방향으로 회전한다. The
상기 제1 회전 구동부(130)는 상기 감속기(120)와 결합되며 회전하고, 상기 감속기(120)에 의해 증가된 토크로 회전한다. 이 경우, 상기 제1 회전 구동부(130)는 상기 감속기(120)의 회전방향과 반대로 회전하며, 상기 감속기(120)와 기어결합할 수 있다. The first
상기 편심부(140)는 상기 제1 회전 구동부(130)의 회전 중심(131)으로부터 소정거리(e)만큼 편심된 회전중심(141)을 가지며, 상기 제1 회전 구동부(130)가 회전 중심(131)으로 회전하는 경우, 편심되며 회전한다. The
이 경우, 상기 편심부(140)는 상기 제1 회전 구동부(130)와 일체로 형성될 수 있으며, 이와 달리, 상기 제1 회전 구동부(130) 상에 별도의 결합유닛을 통해 결합될 수도 있다. 또한 상기 편심부(140)의 중심 위치는 상기 제1 회전 구동부(130)의 회전 중심(131)에 대하여 도 2에 도시된 방향에서, 음의 제1 방향(-X방향) 및 양의 제2 방향(+Y 방향)으로 편심되는 것이 바람직하다. In this case, the
한편, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 제1 방향은 상기 제동부(190)를 향하는 방향을 양의 방향으로 상기 제동부(190)의 제동 디스크(193)가 연장된 방향과 평행하고, 상기 제2 방향은 상기 제동 디스크(193)에 수직인 방향으로 상부를 향하는 방향을 양의 방향인 것으로 정의한다. 2, the first direction is parallel to the direction in which the
상기 제1 레버부(170)는 일 끝단에는 상기 제동부(190)의 제1 제동패드(191)가 고정되며, 타 끝단에는 후술하는 상기 간극 조절부(160)의 제1 고정부(161)가 고정된다. 또한, 상기 편심부(140)는 상기 제1 레버부(170)의 중간에 연결된다. 이 경우, 상기 제1 레버부(170)는 상기 편심부(140)의 회전에 따라, 회전하되 상기 편심부(140)가 이동하는 방향을 따라 상기 제1 레버부(170)도 동일한 방향으로 이동한다. A
한편, 상기 제2 레버부(180)도 일 끝단에는 상기 제동부(190)의 제2 제동패드(192)가 고정되며, 타 끝단에는 후술하는 상기 간극 조절부(160)의 제2 고정부(163)가 고정된다. 또한, 상기 제2 레버부(180)의 중간에는 상기 제2 회전 구동부(150)가 연결된다. The
이 경우, 상기 제2 회전 구동부(150)는 상기 제1 회전부(130)와 상기 구동모터(110)를 기준으로 대칭되는 위치에 위치할 수도 있으며, 설계에 따라 위치는 다양하게 변경될 수 있다. In this case, the second
또한, 상기 제2 레버부(180)도 상기 제2 회전 구동부(150)와는 고정되도록 연결된다. 다만, 상기 제2 회전 구동부(150)는 중심축(151)을 중심으로 회전할 수 있으며, 상기 제2 회전 구동부(150)가 회전함에 따라 상기 제2 레버부(180)도 상기 중심축(151)을 중심으로 회전할 수 있다. Also, the
상기 간극 조절부(160)는 상기 제1 레버부(170)의 타 끝단이 연결되는 제1 고정부(161), 상기 제2 레버부(180)의 타 끝단이 연결되는 제2 고정부(163), 및 상기 제1 및 제2 고정부들(161, 163)을 서로 연결하는 연결부(162)를 포함한다. The
이 경우, 상기 제1 레버부(170)의 이동에 따라 상기 제1 고정부(161)도 회전은 하지만, 상기 제1 레버부(170)가 화살표로 도시된 바와 같이 하측 방향으로 이동함에 따라 상기 제1 고정부(161)도 회전하게 되며 상기 연결부(162)는 편측으로 이동하게 된다. 그리하여, 상기 연결부(162)가 편측으로 이동함에 따라 상기 제2 고정부(163)에서도 상대적으로 회전이 발생하게 되며, 이에 따라 상기 제2 레버부(180)는 상기 제2 회전 구동부(150)의 중심축(151)을 중심으로 화살표로 도시된 방향으로 회전하게 된다. In this case, the first fixing
한편, 상기 제동부(190)는, 상기 제1 레버부(170)의 일 끝단에 연결되어 상기 제1 레버부(170)의 이동에 따라 동작되는 제1 제동패드(191), 상기 제2 레버부(180)의 일 끝단에 연결되어 상기 제2 레버부(180)의 이동에 따라 동작되는 제2 제동패드(192), 및 상기 제1 및 제2 제동패드들(191, 192) 사이에 위치하는 제동 디스크(193)를 포함한다. The
그리하여, 상기 제1 및 제2 제동패드들(191, 192)이 상기 제동 디스크(193)를 향해 밀착되면, 제동이 체결되며, 반대로 이격되면 제동이 완해된다. Thus, when the first and
본 실시예에서, 상기 구동모터(110)의 회전에 따른 제동 메커니즘을 설명하면 하기와 같다. In this embodiment, the braking mechanism according to the rotation of the driving
예를 들어, 상기 구동모터(110)가 도 2에 도시된 화살표 방향인 시계방향으로 회전하면, 이와 맞물린 상기 감속기(120)는 반시계방향으로 회전하며 회전속도를 감속하고 토크를 증가시킨다. 또한, 상기 감속기(120)의 회전에 따라 상기 제1 회전 구동부(130)는 시계방향으로 회전하게 되며, 이 때 상기 편심부(140)도 시계 방향으로 회전하되, 상기 편심부(140)는 소정 거리(e) 편심되므로 상기 구동모터(110) 방향, 즉 음의 제2 방향(-Y)으로 이동되기 시작한다. For example, when the driving
이 경우, 상기 제2 방향(Y)은 도 2에 도시된 바와 같이 상기 제동 디스크(193)가 연장된 방향에 수직인 방향이고, 제1 방향(X)은 상기 제2 방향(Y)에 수직인 방향으로 상기 제동 디스크(193)가 연장된 방향과 평행한 방향임은 앞서 설명한 바와 같다. 2, the first direction X is perpendicular to the direction in which the
한편, 상기 편심부(140)가 음의 제2 방향으로 이동되는 경우, 상기 편심부(140)는 소정 거리(e)가 편심된 상태이고, 상기 제1 회전구동부(130)가 소정의 토크(T)로 회전하므로, 상기 편심부(140)는 소정의 힘(F=T/e)으로 이동하게 된다. When the
또한, 상기 편심부(140)가 이동되는 힘은, 상기 제1 회전구동부(130)의 토크에 비례하고, 상기 편심된 거리(e)에 반비례 하므로, 상기 구동모터(110) 및 상기 감속기(120)의 회전 속도 및 감속비 등을 선택하여 필요한 힘이 작용하도록 설계할 수 있다. Since the force by which the
이와 같이, 상기 편심부(140)가 음의 제2 방향으로 이동되기 시작하면, 상기 편심부(140)에 고정된 상기 제1 레버부(170) 역시 음의 제2 방향(-Y)으로 이동되며 이에 따라 상기 제1 제동패드(191)도 음의 제2 방향으로 이동되어 상기 제동 디스크(193)와 밀착하게 된다. When the
한편, 상기 제1 레버부(170)가 음의 제2 방향으로 이동되면, 상기 제1 레버부(170)의 타 끝단에 고정된 제1 고정부(161)도 음의 제2 방향으로 이동되고, 이에 따라 상기 간극 조절부(160) 전체, 즉 상기 연결부(162) 및 상기 제2 고정부(163)가 모두 상기 음의 제2 방향(-Y)으로 이동한다. Meanwhile, when the
이에 따라, 상기 제2 고정부(163)에 연결된 상기 제2 레버부(180)도 음의 제2 방향으로 이동하게 되는데, 이 경우, 상기 제2 회전 구동부(150)는 중심축(151)을 중심으로 도시된 바와 같이 시계방향으로 회전하게 된다. 그리하여, 상기 제2 레버부(180)는 상기 제2 회전 구동부(150)의 중심축(151)을 중심으로 회전하며, 상기 제2 레버부(180)의 일 끝단에 고정된 상기 제2 제동패드(192)는 양의 제2 방향(+Y)으로 이동하여, 상기 제동 디스크(193)와 밀착하게 된다. Accordingly, the
이상과 같이, 상기 구동모터(110)가 시계방향으로 회전함에 따라, 상기 제1 및 제2 제동패드들(191, 192)이 상기 제동 디스크(193)를 향해 밀착되어, 제동이 수행된다. As described above, as the
이와 달리, 상기 구동모터(110)가 반시계 방향으로 회전하면, 상기 제동 디스크(193)로 밀착된 상기 제1 및 제2 제동패드들(191, 192)이 벌어지며, 제동이 중단된다. Alternatively, when the
본 실시예에서와 같이, 상기 구동모터(110)의 회전 구동만으로 제동을 수행할 수 있으므로, 제동 제어를 보다 정확하고 정밀하게 수행할 수 있으며, 제동 시스템을 컴팩트하게 설계할 수 있다. 나아가, 상기 구동모터(110)의 회전 속도, 감속기와의 기어결합비, 편심부의 편심량(e) 등을 다양하게 변경함으로써, 철도 차량의 제동에 필요한 압부력을 최적으로 도출할 수 있다. As in the present embodiment, since the braking can be performed only by the rotation drive of the
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 의한 철도차량용 전기기계 제동시스템의 일부를 도시한 모식도이다.3 is a schematic diagram showing a part of an electromechanical brake system for a railway vehicle according to another embodiment of the present invention.
본 실시예에 의한 철도차량용 전기기계 제동시스템(200)은, 제1 회전 구동부(230)의 회전 중심(241)을 회전중심으로 하는 부채꼴 형상의 제1 기어(220)가 제1 회전부(230)에 취부되고, 제1 회전 구동부(230) 및 편심부(240)의 회전 구동을 제외하고는 도 2를 참조하여 설명한 제동시스템(100)과 실질적으로 동일하므로, 중복되는 설명은 생략한다. The
도 3을 참조하면, 본 실시예에서의 상기 철도차량용 전기기계 제동시스템(200)은 구동모터(210), 구동기어(211), 제1 회전 구동부(230), 편심부(240) 및 제2 회전 구동부(250)를 포함하며, 각각은 구조 및 배열에 있어서 앞서 설명한 상기 구동모터(110), 구동기어(111), 제1 회전 구동부(130), 편심부(140) 및 제2 회전 구동부(150)와 실질적으로 동일하다. 3, the
한편, 본 실시예에서의 상기 구동모터(210), 구동기어(211), 제1 회전 구동부(230), 편심부(240) 및 제2 회전 구동부(250)는 수납부(201)에 의해 수납되도록 배치된다. The driving
나아가, 본 실시예에서의 제동시스템(200)도 제1 및 제2 레버부들(170, 180), 간극 조절부(160)와 제동부(190)를 포함하며, 설명의 편의상 이를 생략하였고, 구조 및 배열 등은 앞서 설명한 제동시스템(100)에서와 동일하다. 다만, 상기 제동시스템(200)의 동작에 대하여는 후술한다. Further, the
한편, 본 실시예에서는 감속기로 부채꼴 형상의 제1 기어(220)가 적용된다. Meanwhile, in this embodiment, the fan-shaped
즉, 상기 구동모터(210)의 구동기어(211)에 기어 결합되는 감속기가, 도시된 바와 같이 부채꼴 형상을 가지는 제1 기어(220)가 적용되고, 상기 제1 기어(220)의 원주면은 상기 구동기어(211)와 기어 결합되고, 상기 부채꼴 형상을 가지는 제1 기어(220)의 회전 중심은 상기 제1 회전 구동부(230)의 회전 중심과 동일하게 회전된다. In other words, a
이와 같이, 상기 감속기로서 제1 기어(220)가 사용됨에 따라 자체적으로 감속비를 갖게 되어 복잡한 형상의 감속기를 대체할 수 있으며, 감속기의 회전을 위한 회전축을 생략할 수 있어 설계가 단순해지며, 부피나 크기를 최소화할 수 있다. As described above, since the
이 경우, 상기 제1 기어(220)는 도시된 바와 같은 부채꼴 형상을 가질 수 있으며, 상기 부채꼴의 원주의 길이나 반경 등은 다양하게 설계될 수 있음은 자명하다. 또한, 회전축의 중심만 상기 제1 회전 구동부(230)의 회전 중심과 일치하면 충분하며, 강도 보강 등을 위하여 부채꼴 형상 외에 다양한 형상으로 형성될 수 있다. In this case, the
한편, 상기 구동모터(210)가 도시된 바와 같이 시계방향으로 회전하게 되면, 상기 제1 기어(220)는 상기 제1 회전 구동부(230)의 회전 중심(231)을 중심으로 반시계 방향으로 회전하고, 이와 동시에 상기 제1 회전 구동부(230)도 반시계 방향으로 회전한다. 그리하여, 상기 제1 회전 구동부(230)의 회전 중심(231)으로부터 소정 거리 편심된 상기 편심부(240)는 상기 음의 제2 방향(-Y)으로 이동하게 되며 이에 따라 전술한 바와 같이 상기 제1 제동패드(191)는 상기 제1 레버부(170)에 의해 음의 제2 방향(-Y)으로 이동되며 상기 제동 디스크(193)에 밀착된다. When the driving
마찬가지로, 상기 편심부(240)가 음의 제2 방향으로 이동함에 따라 상기 제1 레버부(170)의 타 끝단에 연결된 간극 조절부(160)도 음의 제2 방향으로 이동되며 이에 따라 상기 간극 조절부(160)에 타 끝단이 연결된 상기 제2 레버부(180)도 동일한 방향으로 이동되고, 이 경우 상기 제2 회전 구동부(250)는 고정된 상태에서 회전가능하므로 상기 제2 레버부(180)는 상기 제2 회전 구동부(250)를 중심으로 회전하게 된다. Likewise, as the
이에 따라, 상기 제2 회전 구동부(250)의 일 끝단에 연결된 상기 제2 제동 패드(192)는 양의 제2 방향(+Y)으로 이동되어 상기 제동 디스크(193)에 밀착된다. Accordingly, the
이와 달리, 상기 구동모터(210)가 반시계방향으로 회전하면 제동 수행이 중단된다. In contrast, when the
즉, 본 실시예에서는, 감속기를 제1 기어로 대체하였으나, 동일 제동 메커니즘을 수행할 수 있어, 보다 컴팩트한 설계이면서도 무게와 부피를 최소화하여 동일한 수준의 제동을 수행할 수 있다. That is, in this embodiment, although the reduction gear is replaced with the first gear, it is possible to perform the same braking mechanism, so that the same level of braking can be performed by minimizing the weight and volume while still having a more compact design.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 철도차량용 전기기계 제동시스템의 일부를 도시한 모식도이다. 4 is a schematic diagram showing a part of an electromechanical brake system for a railway vehicle according to another embodiment of the present invention.
본 실시예에 의한 철도차량용 전기기계 제동시스템(300)은 제1 및 제2 탄성유닛들(310, 320)이 더 포함된 것을 제외하고는 도 3을 참조하여 설명한 제동시스템(200)과 실질적으로 동일하므로 동일한 구성요소에 대하여는 동일한 참조번호를 사용하고 중복되는 설명은 이를 생략한다. The
도 4를 참조하면, 본 실시예에 의한 철도차량용 전기기계 제동시스템(300)은 제1 및 제2 탄성유닛들(310, 320)을 더 포함한다. Referring to FIG. 4, the
이 경우, 상기 제1 탄성유닛(310)은 제1 블록(311) 및 제1 탄성부(312)를 포함하며, 상기 제1 블록(311)은 상기 수납부(201)의 일 면에 고정되고, 상기 제1 탄성부(312)는 상기 제1 블록(311)으로부터 연장되어 상기 제1 기어(220)의 빗면에 고정된다. In this case, the first
상기 제2 탄성유닛(320)은 제2 블록(321) 및 제2 탄성부(322)를 포함하며, 상기 제2 블록(321)은 상기 수납부(201)의 다른 일 면에 고정되고, 상기 제2 탄성부(322)는 상기 제1 기어(220)의 다른 빗면에 고정된다. The second
이 경우, 상기 제1 및 제2 탄성부들(312, 322)은 모두 스프링일 수 있다. In this case, the first and second
그리하여, 상기 제1 기어(220)가 제1 회전 구동부(230)의 회전 중심(231)에 대하여 반시계방향으로 회전하는 경우 상기 제1 탄성부(312)는 압축되고 상기 제2 탄성부(322)는 인장된다. When the
앞서 설명한 바와 같이, 상기 구동모터(210)가 시계방향으로 회전하면 제동이 수행될 수 있는데, 이 경우 구동 에러 등의 이유로 상기 구동모터(210)가 불필요하게 많이 회전하는 경우 불필요한 제동력이 인가되어 제동 패드가 마모되거나 수납용기가 파손되거나, 급제동 등과 같은 안전사고가 발생하게 된다. As described above, when the driving
따라서, 본 실시예에서와 같이 상기 제1 탄성부(312)는 압축되고 상기 제2 탄성부(322)는 인장되어 상기 제1 기어(220)에 인가되는 회전 저항력에 의해 상기 구동모터(210)는 설정된 회전량 이상으로 회전되는 것이 방지된다. The first
이와 달리, 제동 수행을 중단하는 경우, 압축된 상기 제1 탄성부(312) 및 인장된 상기 탄성부(322)의 탄성력에 의해 상기 제1 기어(220)는 즉각적으로 시계방향으로 회전될 수 있으며, 이에 따라 상기 구동모터(210)의 구동 없이도 즉각적인 제동 중단을 수행할 수 있고, 이러한 신속한 제동완해를 통해 제동장치가 고장나는 등의 급박한 상황에서 안전성을 보다 향상시킬 수 있다. Alternatively, when the braking operation is interrupted, the
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 철도차량용 전기기계 제동시스템의 일부를 도시한 모식도이다. 5 is a schematic diagram showing a part of an electromechanical brake system for a railway vehicle according to another embodiment of the present invention.
본 실시예에 의한 철도차량용 전기기계 제동시스템(400)은 푸쉬로드(410)가 더 포함된 것을 제외하고는 도 3을 참조하여 설명한 제동시스템(200)과 실질적으로 동일하므로 동일한 구성요소에 대하여는 동일한 참조번호를 사용하고 중복되는 설명은 이를 생략한다. The
도 5를 참조하면, 본 실시예에 의한 철도차량용 전기기계 제동시스템(400)은 푸쉬로드(410)를 더 포함한다. 도 6은 종래기술에 의한 철도차량용 제동시스템에서의 푸쉬로드를 포함하는 간극 조절장치의 개념도이다. Referring to FIG. 5, the
일반적으로 전기기계 제동시스템에서는 제동 패드의 마모에 따른 제동 디스크와의 거리보상 제어가 필수적이며, 이에 따라 철도차량용 공압기반 제동시스템(10)에서도 자동간격 조절장치는 필수적이다. 이러한 자동간격 조절장치는 제동시스템의 제동 캘리퍼가 동작하는 경우 푸쉬로드(19)를 동작시켜 제동 패드와 제동 디스크 사이의 간격이 설정거리가 유지되도록 제어하는 것을 특징으로 하며, 이는 도 6에 도시된 바와 같다. In general, in an electromechanical braking system, it is essential to control the distance from the braking disc in accordance with the wear of the brake pad. Accordingly, an automatic interval adjusting device is also necessary in a
본 실시예에서는, 종래 공압기반 제동시스템에서의 푸쉬로드(19)의 동작을 상기 구동모터(210)의 구동을 통해 동시에 수행하는 것을 특징으로 한다. The present embodiment is characterized in that the operation of the
즉, 도 5에 도시된 바와 같이, 본 실시예에서의 푸쉬로드(410)는 상기 구동모터(210)의 구동기어(211)에 기어결합된다. 또한, 상기 푸쉬로드(410)의 일 면에는 기어가 형성되어 상기 구동기어(211)와 연결된다. That is, as shown in FIG. 5, the
그리하여, 상기 구동모터(210)가 제동의 수행을 위해 시계방향으로 회전함에 따라 상기 푸쉬로드(410)는 상기 제동부(190)의 반대 방향, 즉 상기 간극 조절부(160) 방향으로 전진하고, 이에 따라 푸쉬로드는 상기 간극 조절부(160)를 동작시킬 수 있다. Thus, as the
즉, 본 실시예를 통해, 상기 푸쉬로드(410)의 동작에 의해, 종래 기술에서의 자동간격 조절장치(본 실시예에서의 상기 간극 조절부(160))의 동작이 수행된다. That is, through the operation of the
이상과 같이, 본 실시예에서는 구동모터의 구동만으로 제동을 수행하는 것 외에, 종래 제동 시스템에서의 간극 조절장치와 동일한 기능도 동시에 수행할 수 있는 효과가 있다. As described above, in this embodiment, the same function as the gap adjusting device in the conventional braking system can be performed at the same time in addition to the braking performed only by driving the driving motor.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 철도차량용 전기기계 제동시스템의 일부를 도시한 모식도이다. 7 is a schematic diagram showing a part of an electromechanical brake system for a railway vehicle according to another embodiment of the present invention.
본 실시예에 의한 철도차량용 전기기계 제동시스템(500)은 제1 기어(220)에 고정홀(510)이 형성된 것을 제외하고는 도 3을 참조하여 설명한 제동시스템(200)과 실질적으로 동일하므로 동일한 구성요소에 대하여는 동일한 참조번호를 사용하고 중복되는 설명은 이를 생략한다. The
도 7을 참조하면, 본 실시예에서의 제동시스템(500)에서는 상기 제1 기어(220)에 고정홀(510)이 형성된다. 또한, 도시하지는 않았으나, 상기 고정홀(510)에는 바(bar) 형상의 삽입부재가 삽입될 수 있다. 나아가, 상기 고정홀(510)은 한 개가 도시된 것을 도시하였으나, 복수개가 형성될 수 있으며, 이에 따라 복수의 삽입부재들이 삽입될 수 있다. Referring to FIG. 7, in the
본 실시예에서와 같이, 상기 제1 기어(200)에 고정홀(510)이 형성되고, 상기 고정홀(510)에 삽입부재가 삽입되면 상기 구동모터(210)의 회전과 무관하게 상기 제1 기어(200)는 회전 동작이 중단되고 해당 위치에서 고정된다. As in the present embodiment, the fixing
따라서, 철도차량이 주차한 상태, 즉 주차제동모드에서, 상기 제1 기어(200)의 위치를 고정시킴으로써, 제동 디스크와 밀착된 제동패드를 그대로 유지하여 제동상태를 유지할 수 있다. 특히, 상기 주차제동모드에서는, 외부로부터 별도의 전원이 공급되지 않을 가능성이 높으므로, 상기 구동모터(210)의 구동을 위한 별도의 전원 공급 없이도 상기 제동 상태를 유지할 수 있는 장점이 있다. Therefore, by fixing the position of the
한편, 상기 고정홀 구조 외에, 갈고리가 결합되는 구조 등도 가능할 수 있다. On the other hand, in addition to the above-mentioned fixed hole structure, a structure in which hooks are coupled can also be possible.
도 8은 도 7의 철도차량용 전기기계 제동시스템을 위한 제동전원 시스템을 도시한 블록도이다. 8 is a block diagram illustrating the braking power system for the electromechanical brake system for a railway vehicle of FIG.
도 8을 참조하면, 앞서 설명한 실시예들에 의한 철도차량용 전기기계 제동시스템에는, 전원이 공급되어야 하며, 이렇게 공급된 전원은 상기 구동모터(110, 210)를 구동하거나 그 외 전기장치의 구동을 위해 사용될 수 있다. Referring to FIG. 8, in the electromechanical braking system for a railway vehicle according to the above-described embodiments, power must be supplied, and the power thus supplied drives the driving
이를 위해, 상기 제동전원 시스템(20)은 철도차량 전원시스템(21)으로부터 충전되는 메인 배터리(22) 및 보조 배터리(23), 전압감지기(24) 및 절체 스위치(25)를 포함하며, 주차제동모드의 수행이 가능한 상기 제동시스템(500)의 경우 주차제동 스위치(27)를 더 포함한다. To this end, the braking
상기 메인 배터리(22)는 철도차량의 주 전원 저장장치이며, 상기 보조 배터리(23)는 철도차량의 각 대차마다 구비되는 보조 전원 저장장치이다. 상기 제동시스템은 상기 메인 배터리(22) 또는 상기 보조 배터리(23) 중 어디에서도 전원을 공급받을 수 있으며, 이 경우, 상기 전압 감지기(24)에서 상기 메인 배터리(22) 및 상기 보조 배터리(23)의 전압을 감지하여, 제동시스템의 동작에 충분한 전원을 제공할 수 있는 배터리를 선택할 수 있다. The
즉, 상기 절체 스위치(25)를 통해, 상기 전압 감지기(24)에 의해 감지된 전압을 바탕으로, 상기 메인 배터리(22) 및 상기 보조 배터리(23) 중 전원이 부족한 배터리에 대한 전력 공급을 차단하여, 전원 공급 배터리를 선택할 수 있다. 그리하여, 전원 부족으로 인한 제동시스템의 동작 오류 등을 미연에 방지할 수 있으며, 차량의 메인 배터리가 방전되는 것을 사전에 방지한다.That is, based on the voltage sensed by the
한편, 주차 제동모드가 수행되는 상기 제동시스템(500)의 경우, 공급할 수 있는 전원이 부족하면 즉각 주차 제동모드의 수행을 통해 제동시스템의 동작 오류로 인한 안전사고의 발생을 방지하는 것이 필요하다. On the other hand, in the case of the
그리하여, 상기 전압 감지기(24)로부터 제공되는 전압신호는 상기 주차제동 스위치(27)로도 동시에 제공되며, 상기 전압 감지기(24)로부터 제공되는 전압이 저전압에 해당되어 제동시스템의 동작이 어려운 경우라면, 상기 주차제동 스위치(27)가 즉각 동작하여 상기 제동시스템(500)을 주차제동모드로 전환시킨다. 즉, 상기 주차제동 스위치(27)의 동작에 따라, 상기 제동시스템(500)의 고정홀(510)에 삽입부재가 삽입되도록 유도되어 상기 제1 기어(220)의 동작이 중단되어 주차제동모드가 수행된다. Thus, if the voltage signal provided from the
이에 따라, 동작 전원이 부족한 상태에서 제동시스템이 무리하게 동작하여 동작 오류가 발생되는 것을 미연에 방지하며, 안전사고를 방지할 수 있다. Accordingly, it is possible to prevent an operation error from occurring due to unreasonable operation of the braking system in a state where the operating power is insufficient, and to prevent a safety accident.
한편, 상기와 같이 주차제동 스위치(27)가 작동된다면, 실제 철도차량이 주행을 멈추고 외부로부터 전원을 공급받지 않아 상기 메인 배터리(22) 및 상기 보조 배터리(23)가 모두 방전되는 경우라면, 자연스럽게 상기 주차제동 스위치(27)가 동작되어 상기 철도차량은 주차제동모드로 전환되게 된다. If the
상기와 같은 본 발명의 실시예들에 의하면, 종래 공압을 이용하여 구동하던 철도 차량의 제동시스템에서, 모터와 기어의 조합으로 제동을 수행함으로써, 보다 정확하고 정밀한 제동 제어가 가능하며, 공압 제공 구성을 제거할 수 있어 부피와 용량을 최소화하여 컴팩트한 제동 시스템을 구현할 수 있다. According to the embodiments of the present invention as described above, braking is performed by a combination of a motor and a gear in a braking system of a railway vehicle that has been driven using conventional air pressure, thereby enabling more accurate and precise braking control, It is possible to realize a compact braking system by minimizing the volume and the capacity.
특히, 편심부를 통한 편심회전, 및 편심부에 연결된 레버부의 구조를 통해 상대적으로 단순한 구조로 설계가 가능하면서도, 철도 차량의 제동을 구현하기에 충분한 제동력을 획득할 수 있다. Particularly, eccentric rotation through the eccentric portion and the structure of the lever portion connected to the eccentric portion can be designed with a relatively simple structure, and braking force sufficient to realize braking of the railway vehicle can be obtained.
또한, 간극 조절부를 두 레버부들의 끝단에 연결함으로써, 편심부를 하나의 레버부에만 연결하여 구동시키더라도, 한 쌍의 레버부들이 한 쌍의 제동패드를 동시에 제동 디스크에 밀착될 수 있도록 구동할 수 있어, 구동이 단순하고, 복잡한 기어 결합을 최소화할 수 있는 장점이 있다. Also, by connecting the gap adjusting portion to the end of the two lever portions, even if the eccentric portion is connected to only one lever portion and driven, the pair of lever portions can drive the pair of brake pads And it is advantageous in that driving is simple, and complex gear engagement is minimized.
또한, 감속기를 구동모터와 편심부 사이에 배치하여, 편심부 구동의 토크를 증가시킬 수 있으며, 감속기를 부채꼴 형상과 같은 다양한 형상으로 형성함으로써 별도의 감속기어를 생략하면서도 필요한 토크 증대 효과를 가져올 수 있다. Further, the reduction gear can be disposed between the drive motor and the eccentric portion to increase the torque of the eccentric portion drive. By forming the reducer in various shapes such as a sector shape, it is possible to omit a separate reduction gear, have.
또한, 탄성유닛을 감속기의 양 측에 고정함으로써, 제동시, 구동모터의 과 회전으로 인한 하우징의 손상을 방지하고, 제동시스템의 오류 발생시 제동력이 발생하지 않도록 원 위치로 복귀할 수 있도록 하여, 제동 시스템의 안전성을 보다 향상시킬 수 있다. Further, by fixing the elastic unit to both sides of the speed reducer, it is possible to prevent damage to the housing due to over rotation of the drive motor during braking, and to return to the original position so that braking force is not generated when an error occurs in the braking system, The safety of the system can be further improved.
또한, 종래 제동패드의 마모에 따른 제동력 유지를 위한 자동간극 장치의 제어를 구동모터에 연결된 푸쉬로드를 통해 수행함으로써, 별도의 자동간극 장치의 구동을 위한 구성을 생략할 수 있으며, 보다 정확하고 정밀한 자동간극 장치의 제어가 가능하다. Further, by performing the control of the automatic gap device for maintaining the braking force according to the wear of the conventional brake pad through the push rod connected to the drive motor, the configuration for driving the separate automatic gap device can be omitted, Control of the automatic gap device is possible.
또한, 감속기에 고정홀이 적어도 하나이상 형성되고, 상기 고정홀에 돌기부가 삽입됨으로써, 구동모터 및 편심부 등의 회전을 방지하고 이를 통해 주차제동모드를 실행할 수 있으므로, 종래 주차제동을 위한 별도의 유닛을 구비하였던 문제를 해결할 수 있다. In addition, since at least one fixing hole is formed in the speed reducer and the protrusion is inserted into the fixing hole, the rotation of the driving motor, the eccentric portion, and the like can be prevented and the parking brake mode can be executed. The problem of having the unit can be solved.
한편, 상기 제동시스템에 공급되는 전원을 메인 배터리와 각 대차마다 구비되는 보조 배터리 중 충분한 전력을 공급할 수 있는 배터리를 선택적으로 사용하도록 하여, 배터리의 방전에 따른 제동 시스템의 오류 발생을 최소화할 수 있다. Meanwhile, by using a main battery and a battery capable of supplying sufficient power among the auxiliary batteries provided for each vehicle, the power supplied to the braking system can be selectively used, thereby minimizing the occurrence of errors in the braking system due to the discharge of the battery .
특히, 메인 배터리 및 보조 배터리가 모두 방전되어 충분한 전력을 공급할 수 없는 경우, 상기 주차제동모를 바로 수행할 수 있도록 함으로써, 제동 시스템이 동작할 수 없는 상황에 철도차량을 안정적으로 주차시킬 수 있어, 안전성을 보다 향상시킬 수 있다. 또한 중요한 메인 배터리의 방전도 사전에 방지할 수 있다.Particularly, when the main battery and the auxiliary battery are all discharged and can not supply sufficient power, the parking brake can be performed immediately, so that the railway vehicle can be stably parked in a situation where the braking system can not operate, Can be further improved. Also, discharge of important main battery can be prevented in advance.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the present invention as defined by the following claims. It can be understood that it is possible.
본 발명에 따른 철도차량용 전기기계 제동시스템은 철도차량의 제동장치로 사용될 수 있는 산업상 이용 가능성을 갖는다. The electromechanical braking system for a railway vehicle according to the present invention has industrial applicability that can be used as a braking device for a railway vehicle.
100, 200, 300, 400, 500 : 제동시스템
110, 210 : 구동모터 120 : 감속기
130, 230 : 제1 회전구동부 140, 240 : 편심부
150, 250 : 제2 회전구동부 160 : 간극 조절부
170 : 제1 레버부 180 : 제2 레버부
190 : 제동부 201 : 수납부
220 : 제1 기어 310 : 제1 탄성유닛
320 : 제2 탄성유닛 410 : 푸쉬로드
510 : 고정홀 20 : 제동전원 시스템100, 200, 300, 400, 500: Braking system
110, 210: drive motor 120: speed reducer
130, 230:
150, 250: second rotation driving part 160: gap regulating part
170: first lever part 180: second lever part
190: Disengaged portion 201: Storage portion
220: first gear 310: first elastic unit
320: second elastic unit 410: push rod
510: Fixing hole 20: Braking power system
Claims (15)
상기 구동모터의 회전에 따라 회전하는 제1 회전 구동부;
상기 제1 회전 구동부의 회전축으로부터 편심되어 위치하며, 상기 제1 회전 구동부의 회전에 따라 편심회전하는 편심부;
일 끝단에는 제1 제동패드가 고정되고, 상기 편심부에 연결되어 상기 편심부의 편심회전에 따라 상기 제1 제동패드를 동작시키는 제1 레버부;
일 끝단에는 제2 제동패드가 고정되고, 상기 제2 제동패드를 동작시키는 제2 레버부; 및
상기 제1 레버부의 타 끝단에 연결되는 제1 고정부, 상기 제2 레버부의 타 끝단에 연결되는 제2 고정부, 및 상기 제1 및 제2 고정부들 사이를 연결하는 연결부를 포함하여, 상기 제1 및 제2 레버부들의 타 끝단들 사이의 간격을 일정하게 유지하는 간극 조절부를 포함하는 철도차량용 전기기계 제동시스템. A driving motor rotated by an external control signal;
A first rotation driving unit that rotates in accordance with the rotation of the driving motor;
An eccentric part eccentrically rotated from the rotation axis of the first rotation driving part and eccentrically rotated in accordance with rotation of the first rotation driving part;
A first lever part fixed to a first end of the first braking pad and connected to the eccentric part to operate the first braking pad according to eccentric rotation of the eccentric part;
A second lever portion fixed to a second braking pad at an end of the first braking pad and operating the second braking pad; And
A first fixing part connected to the other end of the first lever part, a second fixing part connected to the other end of the second lever part, and a connection part connecting the first and second fixing parts, And a gap adjusting unit that maintains a constant distance between the other ends of the first and second lever parts.
상기 편심부가 상기 구동모터 방향으로 편심회전하는 경우,
상기 제1 제동패드는 제동 디스크와 밀착되어 제동을 수행하는 것을 특징으로 하는 철도차량용 전기기계 제동시스템. The method according to claim 1,
When the eccentric portion eccentrically rotates toward the driving motor,
Wherein the first brake pad is in close contact with the brake disk to perform braking.
상기 제2 레버부의 중간에 연결되며, 상기 간극 조절부가 이동됨에 따라 상기 제2 레버부가 회전하는 회전축이 되는 제2 회전 구동부를 더 포함하는 철도차량용 전기기계 제동시스템. The method according to claim 1,
Further comprising a second rotation driving part connected to the middle of the second lever part and serving as a rotation axis for rotating the second lever part as the gap adjusting part is moved.
상기 편심부가 상기 구동모터 방향으로 편심회전하는 경우,
상기 제2 회전 구동부가 회전하여 상기 제2 레버부의 일 끝단에 연결된 제2 제동패드를 제동 디스크에 밀착시키는 것을 특징으로 하는 철도차량용 전기기계 제동시스템. 6. The method of claim 5,
When the eccentric portion eccentrically rotates toward the driving motor,
And the second rotation driving portion rotates to bring the second brake pad connected to one end of the second lever portion into close contact with the brake disk.
상기 구동모터와 상기 제1 회전 구동부의 사이에 연결되는 감속기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 철도차량용 전기기계 제동시스템. The method according to claim 1,
Further comprising a speed reducer connected between the drive motor and the first rotation drive portion.
상기 제1 회전 구동부의 회전 중심과 동일한 회전 중심을 가지는 제1 기어를 포함하는 것을 특징으로 하는 철도차량용 전기기계 제동시스템. 8. The automatic transmission according to claim 7,
And a first gear having the same rotation center as the rotation center of the first rotation drive portion.
상기 감속기의 일 면에 고정되는 제1 탄성유닛; 및
상기 감속기의 일 면에 반대인 반대 면에 고정되는 제2 탄성유닛을 더 포함하는 철도차량용 전기기계 제동시스템. 9. The method of claim 8,
A first elastic unit fixed to one surface of the speed reducer; And
And a second elastic unit fixed to an opposite surface opposite to the one surface of the speed reducer.
상기 감속기가 회전하여 제동이 수행되는 경우, 상기 제1 탄성유닛은 압축되고, 상기 제2 탄성유닛은 인장되는 것을 특징으로 하는 철도차량용 전기기계 제동시스템. 10. The method of claim 9,
Wherein when the reduction gear rotates and braking is performed, the first elastic unit is compressed and the second elastic unit is tensioned.
주차제동모드에서, 상기 구동모터 또는 상기 제1 회전 구동부의 구동을 방지하기 위한 돌기부가 삽입되는 적어도 하나의 고정홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 철도차량용 전기기계 제동시스템. 8. The automatic transmission according to claim 7,
Wherein at least one fixing hole is formed in the parking brake mode in which protrusions for preventing driving of the driving motor or the first rotation driving part are inserted.
상기 구동모터와 결합되어, 상기 구동모터의 회전에 따라 제동부의 반대 방향으로 전진 또는 후진하는 푸쉬로드를 더 포함하는 철도차량용 전기기계 제동시스템. The method according to claim 1,
Further comprising a push rod coupled to the drive motor and forward or backward in a direction opposite to the braking portion in accordance with rotation of the drive motor.
철도차량의 전원시스템으로부터 충전되어 메인 배터리;
상기 철도차량의 전원시스템으로부터 충전되는 보조 배터리;
상기 메인 배터리 및 상기 보조 배터리 각각의 전압신호를 감지하는 전압 감지기; 및
상기 전압 신호감지를 바탕으로 상기 구동모터로 공급되는 전원을 선택하는 절체 스위치를 포함하는 제동전원 시스템. A braking power system for supplying power to an electromechanical braking system for a railway vehicle according to claim 1,
A main battery charged from the power system of the railway car;
An auxiliary battery charged from a power system of the railway vehicle;
A voltage sensor for sensing a voltage signal of each of the main battery and the auxiliary battery; And
And a change-over switch for selecting a power source supplied to the drive motor based on the detection of the voltage signal.
상기 전압 신호감지를 바탕으로, 상기 구동모터의 구동이 어려운 전압이 감지되면 상기 구동모터로 공급되는 전원을 차단하는 것을 특징으로 하는 제동전원 시스템. 14. The apparatus according to claim 13,
Wherein the control unit cuts off the power supplied to the drive motor when a voltage that is difficult to drive the drive motor is detected based on the voltage signal detection.
상기 전압 감지기의 전압신호를 바탕으로, 상기 구동모터의 구동이 어려운 전압이 감지되면 상기 철도차량용 전기기계 제동시스템을 주차제동모드로 변환시키는 주차제동 스위치를 더 포함하는 제동전원 시스템.
14. The method of claim 13,
And a parking brake switch for switching the electromechanical brake system for railway vehicles into a parking brake mode when a voltage that is difficult to drive the driving motor is sensed based on the voltage signal of the voltage sensor.
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