JP7220561B2 - 鉄道車両用空気圧縮システム - Google Patents
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Description
パンタグラフを備える鉄道車両は、通常走行時には、パンタグラフを上昇させて架線電力を受電し、この架線電力を使用して車両駆動用のモータを駆動するとともに空気圧縮システムを駆動して圧縮空気を供給する。このような鉄道車両には、空気圧縮システムの圧縮空気を用いてパンタグラフを昇降させるものがある。
これらから、本発明者は、空気圧縮システムには、架線電力を使用できない状態でもパンタグラフ昇降用の圧縮空気を供給可能な鉄道車両用空気圧縮システムを小型化する観点から、改善の余地があることを認識した。
また、第1、第2などの序数を含む用語は多様な構成要素を説明するために用いられるが、この用語は一つの構成要素を他の構成要素から区別する目的でのみ用いられ、この用語によって構成要素が限定されるものではない。
図1~図3を参照して、本発明の第1実施形態に係る鉄道車両用空気圧縮システム100の構成について説明する。図1は、第1実施形態に係る空気圧縮システム100を搭載した車両1を概略的に示す側面図である。
(1)第1モード動作(架線電力を使用できない場合)
パンタグラフ82が降下している状態では、架線電力を使用できないので、圧縮装置制御部16は、第1モードに入り、第1調圧部22を作動させ、圧縮機10に車載電源40からの車載電源電力を供給する。このとき、圧縮機10は、第1タンク通路24を通じて圧縮空気Apoを第1タンク20に供給する。供給された圧縮空気Apoは第1タンク20に溜められる。
パンタグラフ82が上昇して架線84に接触している状態では、架線電力を使用できるので、圧縮装置制御部16は、第2モードに入り、第2調圧部32を作動させ、圧縮機10に架線電力を供給する。このとき、圧縮空気Apoは第1上限圧力Pkを超えて第1タンク20に溜められる。
架線84からの異常電流により保護回路(例えば、真空遮断器)が働いたとき、パンタグラフは降下して架線電力が使用できない状態になる。この状態では、架線電力を使用できないので、圧縮装置制御部16は、第1モードに切換えて車載電源電力により圧縮機10を作動させ、第1タンク20からの圧縮空気Ap1によりパンタグラフを昇降させる。この場合、空気圧縮システム100は、第1モードと同様に動作する。
図4は、第2実施形態の空気圧縮システム100の圧縮機10と第1、第2タンク20、30の周辺を示す構成図であり、図3に対応する。図3に示すように、本実施形態は、第2弁として逆止弁54を備える点で第1実施形態と相違し、他の構成は同様である。したがって、逆止弁54を重点的に説明する。
(1)第1モード動作(架線電力を使用できない場合)
本実施形態は、第1実施形態と同様に動作する。制圧弁52と逆止弁54とにより、第1タンク20内の圧力が、制圧弁52の第1制御圧力Pv1より低いときは、圧縮空気Apoは第1タンク20から第2タンク30へは流入しない。また、第1タンク20の圧縮空気が不足したときには、逆止弁54を介して第2タンク30から第1タンク20に圧縮空気が供給される。
(2)第2モード動作(架線電力を使用できる場合)
本実施形態は、第1実施形態と同様に動作する。
(3)遮断モード動作(遮断器などの保護回路が働いた場合)
本実施形態は、第1実施形態と同様に動作する。
図5は、第3実施形態の空気圧縮システム100の圧縮機10と第1、第2タンク20、30の周辺を示す構成図であり、図3に対応する。図5に示すように、本実施形態は、第1弁として制圧弁52に代えて電磁弁56を備える点で第1実施形態と相違し、他の構成は同様である。したがって、電磁弁56を重点的に説明する。
(1)第1モード動作(架線電力を使用できない場合)
第1モードでは、電磁弁56は閉じられ、圧縮空気Apoは第1タンク20から第2タンク30へは流入しない。したがって、本実施形態は、第1実施形態と同様に動作する。
(2)第2モード動作(架線電力を使用できる場合)
第2モードでは、電磁弁56は開かれ、第1タンク20から第2タンク30へ圧縮空気Apoが送出されて、第1実施形態と同様に動作する。
(3)遮断モード動作(遮断器などの保護回路が働いた場合)
遮断モードでは、電磁弁56は閉じられ、第1実施形態と同様に動作する。
図6は、第4実施形態の空気圧縮システム100の圧縮機10と第1、第2タンク20、30の周辺を示す構成図であり、図3に対応する。図6に示すように、本実施形態は、第2弁として逆止弁54を備える点で第3実施形態と相違し、他の構成は同様である。したがって、逆止弁54を重点的に説明する。逆止弁54は、第2タンク通路34において電磁弁56と並列に設けられる。電磁弁56の動作は第3実施形態と同様であり、逆止弁54の動作は第2実施形態と同様である。
(1)第1モード動作(架線電力を使用できない場合)
第1モードでは、電磁弁56および逆止弁54は閉じられ、圧縮空気Apoは第1タンク20から第2タンク30へは流入しない。したがって、本実施形態は、第1実施形態と同様に動作する。
(2)第2モード動作(架線電力を使用できる場合)
第2モードでは、電磁弁56は開かれ、第1タンク20から第2タンク30へ圧縮空気Apoが送出されて、第1実施形態と同様に動作する。
(3)遮断モード動作(遮断器などの保護回路が働いた場合)
遮断モードでは、電磁弁56は閉じられ、第1実施形態と同様に動作する。
図7は、第5実施形態の空気圧縮システム100の圧縮機10と第1、第2タンク20、30の周辺を示す構成図であり、図3に対応する。図7に示すように、本実施形態は、圧縮機10からの圧縮空気Apoを第1タンク20と第2タンク30とに切換えて供給する2方向電磁弁60を備え、第1タンク20と第2タンク30とが非接続にされる点で第1実施形態と相違し、他の構成は同様である。したがって、2方向電磁弁60の動作を重点的に説明する。
(1)第1モード動作(架線電力を使用できない場合)
第1モードでは、2方向電磁弁60は、入口ポートP3と出口ポートP4とを連通し、入口ポートP3と出口ポートP5とは非連通に制御される。この結果、圧縮機10からの圧縮空気Apoは第1タンク20に送出される。このとき、圧縮空気Apoは第2タンク30へは流入しない。したがって、第1モードでは、本実施形態は、第1実施形態と同様に動作する。つまり、2方向電磁弁60は、第2タンク30に圧縮空気Apoを供給する通路を遮断可能な第1弁を例示する。
第2モードでは入口ポートP3と出口ポートP5とを連通し、入口ポートP3と出口ポートP4とは非連通に制御される。この結果、圧縮機10からの圧縮空気Apoは第2タンク30に送出される。したがって、第2モードでは、本実施形態は、第1実施形態と同様に動作する。
(3)遮断モード動作(遮断器などの保護回路が働いた場合)
遮断モードでは、2方向電磁弁60は、入口ポートP3と出口ポートP4とを連通し、入口ポートP3と出口ポートP5とは非連通に制御され、第1実施形態と同様に動作する。
図8は、第6実施形態の空気圧縮システム100の圧縮機10と第1、第2タンク20、30の周辺を示す構成図であり、図3に対応する。図8に示すように、本実施形態の空気圧縮システム100は、逆止弁54を備える点で第5実施形態と相違し、他の構成は同様である。したがって、逆止弁54を重点的に説明する。逆止弁54は、第1タンク20のポートS1と第2タンク30のポートS2との間を繋ぐ通路に設けられる。本実施形態の逆止弁54は、第2タンク30から第1タンク20側への空気の流れを許容し、第1タンク20から第2タンク30への逆流を防止する。逆止弁54は、第2タンク30から第1タンク20に圧縮空気を供給する。
(1)第1モード動作(架線電力を使用できない場合)
第1モードでは、本実施形態は、第5実施形態と同様に動作する。また、第1タンク20の圧縮空気が不足したときには、逆止弁54を介して第2タンク30から第1タンク20に圧縮空気が供給される。
(2)第2モード動作(架線電力を使用できる場合)
第2モードでは、本実施形態は、第5実施形態と同様に動作する。
(3)遮断モード動作(遮断器などの保護回路が働いた場合)
遮断モードでは、本実施形態は、第5実施形態と同様に動作する。
本発明の第7実施形態を説明する。第7実施形態の説明では、第1実施形態と同一または同等の構成要素、部材には、同一の符号を付する。第1実施形態と重複する説明を適宜省略し、第1実施形態と相違する構成について重点的に説明する。
以下、変形例について説明する。変形例の図面および説明では、実施形態と同一または同等の構成要素、部材には、同一の符号を付する。実施形態と重複する説明を適宜省略し、第1実施形態と相違する構成について重点的に説明する。
Claims (6)
- 圧縮機と、
パンタグラフ昇降用に圧縮空気を溜める第1タンクと、
ブレーキ作動用に圧縮空気を溜める第2タンクと、
架線とは別に電力を供給可能な車載電源と、
架線電力を利用できないときは、前記車載電源の電力を用いて前記圧縮機で生成した圧縮空気を前記第1タンクに溜め、前記架線電力を利用できるときは、前記架線電力を用いて前記圧縮機で生成した圧縮空気を前記第2タンクに溜めるように前記圧縮機を制御する制御部と、
前記第1タンクと前記第2タンクとを繋ぐタンク通路を遮断可能な第1弁と、
を備え、
前記第1弁は、前記車載電源の電力を用いて前記圧縮機で生成した圧縮空気を第1タンクに溜める際には前記タンク通路を遮断し、前記架線電力を用いて前記圧縮機で生成した圧縮空気を第2タンクに溜める際には前記タンク通路を遮断せず、前記圧縮機で生成した圧縮空気が前記第1タンク及び前記タンク通路を通過して前記第2タンクに供給される、
鉄道車両用空気圧縮システム。 - 前記制御部は、前記車載電源の電力を用いて前記圧縮機で生成された圧縮空気は前記第2タンクに供給しないよう前記圧縮機を制御する請求項1に記載の鉄道車両用空気圧縮システム。
- 前記第1弁は、所定の第1圧力以上で開く制圧弁であり、
前記制御部は、前記車載電源の電力を用いて前記圧縮機で生成した圧縮空気を第1タンクに溜める際には、第1タンクの圧力が前記第1圧力よりも低くなるように前記圧縮機を制御し、
前記架線電力を用いて前記圧縮機で生成した圧縮空気を第2タンクに溜める際には、第1タンクの圧力が前記第1圧力よりも高くなるように前記圧縮機を制御する請求項1に記載の鉄道車両用空気圧縮システム。 - 前記第2タンクから前記第1タンクに圧縮空気を供給する第2弁を有する請求項1から3のいずれかに記載の鉄道車両用空気圧縮システム。
- 前記第2弁は、前記第1タンクから前記第2タンクへの逆流を防止可能な逆止弁である請求項4に記載の鉄道車両用空気圧縮システム。
- 前記圧縮機は、前記車載電源の電力を用いるときは、前記架線電力を用いるときよりも低い電圧で駆動される請求項1から5のいずれかに記載の鉄道車両用空気圧縮システム。
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