JPH047026Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、鉄道車両において使用され、例えば
元空気溜の空気圧力が基準圧力以上か否かを電気
的に監視し、基準圧力未満のとき非常ブレーキを
作動させる鉄道車両用電気式気圧スイツチに関す
る。

〔従来の技術〕

この種の電気式気圧スイツチの従来例として、
特公昭59−24604号公報の第７図に、符号VISG，
OPA１，ACSG，OPA４で示されるものがあり、
これに基づく気圧スイツチを第３図に示し、以下
に説明する。

第３図において、１は空電変換器、２は差動増
幅器、３は比較器、４はスイツチング素子、EB
は非常ブレーキ指令線である。

空電変換器１は、直流電源＋Ｖ、０に接続され
ており、歪みゲージを組み込んだブリツジ回路か
らなり、元空気溜（図示せず）の空気圧力をその
出力端１ａ，１ｂ間に電位差として出力する。

差動増幅器２は、前記電位差を増幅し、空気圧
力に応じた電気信号Eiとして比較器３へ伝達す
る。

比較器３は、入力信号Eiを基準空気圧力に相当
する基準値＋V1と比較し、Ei＜＋V1のとき、そ
の出力Eoを高レベルとしてリレーRYを消磁し、
スイツチング素子４を構成する接点RYaをOFF
し、Ei≧V1のとき、その出力Eoを低レベルとし
て、リレーRYを励磁し、接点RYaをONする。

鉄道車両において、元空気溜は、空気ブレーキ
装置や自動扉開閉装置の空気源として使用される
ものであり、その空気圧力が基準圧力未満である
と、車両運転上で重大な支障を来すため、その空
気圧力の監視は、重要視されている。

つまり、元空気溜の空気圧力が基準圧力以上で
ある正常時には、上記気圧スイツチにおいて、Ei
≧V1であつて、接点RYaがONしており、非常
ブレーキ指令線EBに接続された非常電磁弁（図
示せず）が緩め作動している。

そして、車両床下の配管に破損等が生じて、元
空気溜の空気圧力が基準圧力未満に低下すると、
上記気圧スイツチにおいて、Ei＜Viとなり、接
点RYaがOFFするため、非常電磁弁がブレーキ
作動し、車両に非常ブレーキが与えられる。

なお、上記気圧スイツチは、鉄道車両において
空気圧縮機の制御用や空気ブレーキ装置の各機器
の作動圧力監視用に使用されることもある。

〔考案が解決しようとする問題点〕

しかしながら、上記従来の気圧スイツチは、直
流方式であるので、その構成部のどこか例えば比
較的３がフエイルした場合、そのフエイル内容に
よつてスイツチング素子４がONかOFFのいずれ
か定まらず、フエイルセーフの面で信頼性に欠け
る問題がある。

例えば、上述のようにスイツチング素子４が非
常ブレーキ指令線EBに配置されている場合に、
どこかがフエイルすることによつて、スイツチン
グ素子４がONしたままであると、万一、元空気
溜の空気圧力が基準圧力未満に低下しても、非常
ブレーキが作動せず、運転手がブレーキ操作して
始めて、ブレーキが甘いことに気づくことになる
ので、非常に危険である。

〔問題点を解決するための手段〕

そこで、上記問題を解決する本考案の技術的手
段は、空気圧力に応じた電気信号を出力する空電
変換器と、この電気信号を入力し基準値と比較す
る比較器と、この比較器の出力に基づいて作動す
るスイツチング素子と、を備えた鉄道車両用気圧
スイツチにおいて、前記空電変換器に発振器を接
続して、前記空電変換器の出力を交流信号とし、
前記比較器を、前記基準値が前記交流信号の振幅
内に位置しているときに交流信号を出力させると
共に、この交流信号の振幅より外れたとにきに直
流信号を出力させるように構成し、前記比較器の
出力側に直流信号を遮断するコンデンサを接続
し、前記スイツチング素子を、前記コンデンサを
介しての信号供給状態で第１の状態となり、非供
給状態で第２の状態となる構成としたことを特徴
とするものである。

〔作用〕

上記手段によれば、比較器の基準値を、空気圧
力が基準圧力値以上のときに空電変換器から出力
される交流信号の振幅内に位置し、かつ空気圧力
が基準圧力未満のときに交流信号の振幅より外れ
るように設定することで、この比較器の出力は、
空気圧力が基準値以上のとき交流信号となり、基
準圧力未満のとき直流信号となる。この比較器の
出力側には直流を遮断するコンデンサが接続され
ているので、空気圧力が基準圧力以上のとき、コ
ンデンサを介して交流信号がスイツチング素子に
供給され、スイツチング素子が第１の状態とな
る。しかし、空気圧力が基準圧力未満のとき、比
較器の直流信号はコンデンサによつて遮断され、
スイツチング素子には供給されず、スイツチング
素子は第２の状態となる。

そして、発振器、空電変換器及び比較器のうち
いずれかがフエイルした場合、例えば発振器また
は空電変換器がフエイルした場合、比較器には交
流信号ではなく、直流信号が供給させる。従つ
て、比較器の出力も直流となる。また、比較器が
フエイルした場合、交流信号が入力されていて
も、出力は直流となる。このようにいずれかでフ
エイルが生じても、比較器の出力が直流となり、
これがコンデンサによつて阻止されて、スイツチ
ング素子に供給されないので、スイツチング素子
は第２の状態となり、フエイルセーフを図ること
ができる。

〔実施例〕

以下、本考案の一実施例を第１図の概略電気回
路、第２図、第４図の各部の作動説明図に基づい
て説明する。

第１図において、１０は発振器、１１は空電変
換器、１２は差動増幅器、１３は比較器、４はス
イツチング素子、EBは非常ブレーキ指令線であ
る。

発振器１０は、直流電源＋Ｖ，０間に接続され
ており、ユニジヤンクシヨントランジスタUJT
による発振回路にて発振させ、これをフリツプフ
ロツプ回路FFにて振幅が一定で、デユーテイ比
50％の矩形波に波形成形し、これをトランジスタ
TR１にて増幅している。第１図の発振器１０の
符号Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄで示す部分の波形を第２図の
Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄにそれぞれ示す。

空電変換器１１は、従来例のものと同様に歪み
ゲージを備えたものであるが、その電源を発振器
１０の出力Ｄ（交流）としてチヨツパ駆動されて
おり、元空気溜の空気圧力に応じて、その交流出
力Ｅの振幅が変化する。これを第２図Ｅに示す。
同図Ｅの前半は元空気溜の空気圧力が基準圧力よ
りも低下している場合を示し、後半は元空気溜の
空気圧力が基準圧力以上の場合を示している。

差動増幅器１２はオペアンプOP１を有し、空
電変換器１１の交流出力Ｅを増幅して、出力Ｆと
して、比較器１３に伝達する。この出力Ｆを第２
図Ｆに実線で示す。なお、この差動増幅器１２の
オペアンプOP１の出力側にコンデンサＣ１が設
けられており、直流分をカツトしている。

比較器１３は、オペアンプOP２を有し、その
入力（差動増幅器１２の出力）Ｆを元空気溜の基
準圧力に相当する基準値＋V1（第２図Ｆに点線で
示す。）と比較する。そして、Ｆ≧＋V1のとき、
その出力Ｇが高レベルとなり、Ｆ＜＋V1のとき、
出力Ｇが低レベルとなる。従つて、第２図Ｆの後
半に示すように、差動増幅器１２の交流出力Ｆの
振幅内に基準値＋V1があると（元空気溜の圧力
が基準圧力以上であると）、同図Ｇの後半に示す
ように、差動増幅器１２の交流出力Ｆの正の半サ
イクルで比較器１３の出力Ｇは高レベルとなり、
差動増幅器１２の交流出力Ｆの負の半サイクルで
比較器１３の出力Ｇは低レベルとなる。その結
果、比較器１３の出力Ｇは、元空気溜の圧力が基
準圧力以上であると、交流信号となる。また、同
図Ｆの前半に示すように、差動増幅器１２の交流
出力Ｆの振幅内に基準値＋V1がないと（元空気
溜の圧力が基準圧力未満であると）、同図Ｇの前
半に示すように、比較器１３の出力Ｇは低レベル
を維持して直流信号となる。

この比較器１３の出力Ｇは、トランジスタTR
２に供給され、このトランジスタTR２は、比較
器１３の出力Ｇが高レベルのときONし、その出
力Ｈは低レベルとなり、比較器１３の出力Ｇが低
レベルのときOFFし、その出力Ｈは高レベルと
なる。従つて、比較器１３の出力Ｇが交流信号の
とき、第２図Ｈの後半に示すようにトランジスタ
TR２の出力Ｈは低レベル、高レベルを繰り返す
が、比較器１３の出力Ｇが低レベルを維持した直
流信号のとき、トランジスタTR２は高レベル状
態を維持する。

このトランジスタTR２の出力側は、コンデン
サＣ２を介して全波整流器REの入力側に接続さ
れ、この全波整流器REの出力側にはリレーRY
が接続されている。従つて、コンデンサＣ２は、
トランジスタTR２の出力Ｈが高レベルのとき充
電され、低レベルのとき放電されるので、この充
放電に応じて全波整流器REの入力側の電位Ｉは
変化する。

例えば、比較器１３の出力Ｇが交流信号で、ト
ランジスタTR２がON、OFFを繰り返している
とき、全波整流器REの入力側の電位Ｉは、第２
図Ｉの後半に示すように充放電に応じて正負の変
化を繰り返し、これが全波整流器REによつて全
波整流され、全波整流器REの出力側のリレー
RYには、第２図Ｊの後半に示すように正の全波
電圧が供給され、これによつて第２図４の後半に
示すように、スイツチング素子４である接点
RYaがONとなる。

また、比較器１３の出力Ｇが低レベルである
と、トランジスタTR２の出力Ｈは高レベルであ
り、これによつてコンデンサＣ２は完全に充電さ
れる。その結果、全波整流器REの入力側の電位
Ｉは第２図Ｉの前半に示すように０となり、リレ
ーRYの両端間の電圧Ｊは同図Ｊの前半に示すよ
うに０となり、接点RYaは同図４の前半に示す
ようにOFFとなる。

今、元空気溜の空気圧力が基準圧力以上である
正常時とすると、比較器１３において、その入力
Ｆは交流信号であり、その正の半サイクルにおい
てＦ≧＋V1であり、第２図Ｆ乃至４の後半に示
すように、比較器１３の出力Ｇが交流信号とな
り、これに応じてトランジスタTR２がON、
OFFを繰り返し、コンデンサＣ２が充放電を繰
り返し、これが全波整流器REによつて全波整流
され、リレーRYが励磁され、接点RYaが0Nし
て、非常ブレーキが解除（弛め）されている。

一方、配管破損等の異常により、元空気溜の空
気圧力が基準圧力未満に低下すると、比較器１３
の入力信号Ｆは交流信号であるが、その正の半サ
イクルでＦ＜＋V1となり、第２図Ｆ乃至４の前
半に示すように、比較器１３の出力Ｇは低レベル
を維持し、トランジスタTR２はOFFし、コンデ
ンサＣ２は完全に充電された状態となり、リレー
RYには電流が流れず、接点RYaが0FFして非常
ブレーキが作動する。

そして、この気圧スイツチのどこかがフエイル
すると、例えば発振器１０が、フエイルしたとす
ると、第４図Ａ乃至Ｄの前半に示すように、発振
器１０の出力Ｄは０となり、空電変換器１１の出
力Ｅも、差動増幅器１２の出力Ｆも、同図Ｅ，Ｆ
の前半に示すように０となる。その結果、比較器
１３の出力Ｇは第４図Ｇの前半に示すように低レ
ベルを維持し、トランジスタTR２は0FF状態と
なり、その出力Ｈは同図Ｈの前半に示すように高
レベルを維持し、コンデンサＣ２は完全充電状態
となり、全波整流器REの入力側Ｉの電位は同図
Ｉの前半に示すように０となり、リレーRYには
同図Ｊの前半に示すように電流が流れず、接点
RYaは同図４の前半に示すようにOFF状態とな
り、非常ブレーキが作動し、フエイルセーフされ
る。

なお、空電変換器１１がフエイルして、その出
力Ｅが０となつた場合、差動増幅器１２がフエイ
ルし、その出力Ｆが０となつた場合、比較器１３
がフエイルして、その出力Ｇが低レベルとなつた
場合、またはトランジスタTR２がフエイルし
て、その出力Ｈが高レベルとなつた場合にも、上
記と同様にコンデンサＣ２が完全充電状態とな
り、非常ブレーキが作動し、フエイルセーフされ
る。

また、例えば比較器１３がフエイルして、その
出力Ｇが第４図Ｇの後半に示すように高レベルを
維持している場合、トランジスタTR２がON状
態を維持し、その出力Ｈは同図Ｈの後半に示すよ
うに低レベルとなり、その結果、コンデンサＣ２
は完全に放電状態となり、全波整流器REの入力
側では、同図Ｉの後半に示すように電位Ｉが０と
なり、リレーRYは、同図４の後半に示すように
OFF状態となり、非常ブレーキが作動し、フエ
イルセーフされる。

なお、発振器１０、空電変換器１１、差動増幅
器１２のいずれかがフエイルして、比較器１３の
入力Ｆを基準値＋V1以上の一定レベルの直流信
号とした場合にも、或いはテトンジスタTR２が
フエイルして、その出力Ｈを低レベルに維持した
場合にも、上記と同様にコンデンサＣ２が完全放
電状態となり、非常ブレーキが作動し、フエイル
セーフされる。

なお、接点RYa（スイツチング素子４）がON
するのをフエイルセーフとする場合には、接点
RYaをｂ接点とすればよい。

〔考案の効果〕

以上のように、本考案によれば、フエイルして
いない状態では、空電変換器の出力が交流信号と
なるように発振器を空電変換器に接続し、この空
電変換器の交流出力を比較器に給し、空電変換器
の出力が正常ならば、比較器の出力が交流信号と
なり、空電変換器の出力が異常状態ならば、比較
器の出力が直流信号となるように、比較器に与え
る基準値を選択し、この比較器の出力をコンデン
サを介してスイツチング素子に供給するように構
成しているので、正常状態では比較器からの交流
信号がコンデンサを介してスイツチング素子に供
給されて、これが第１の状態となり、異常状態で
は比較器の出力が直流信号となるので、スイツチ
ング素子は第２の状態となり、異常状態に対応で
きる。しかも、発振器、空電変換器、比較器のい
ずれかでフエイルが生じた場合、比較器の出力が
直流信号となるので、この直流信号はコンデンサ
によつて遮断され、スイツチング素子には供給さ
れず、スイツチング素子が第２の状態となり、フ
エイルセーフを図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の１実施例を示す概略電気回路
図、第２図は同実施例のフエイルしていない状態
での各部の出力を示す作動説明図、第３図は従来
例の概略電気回路図、第４図はこの実施例のフエ
イル状態での各部の出力を示す作動説明図であ
る。 ４……スイツチング素子、１０……発振器、１
１……空電変換器、１２……差動増幅器、１３…
…比較器、Ｃ２……コンデンサ。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 空気圧力に応じた電気信号を出力する空電変換
   器と、この電気信号を入力し基準値と比較する比
   較器と、この比較器の出力に基づいて作動するス
   イツチング素子と、を備えた鉄道車両用電気式気
   圧スイツチにおいて、 前記空電変換器に発振器を接続して、前記空電
   変換器の出力を交流信号とし、前記比較器を、前
   記基準値が前記交流信号の振幅内に位置している
   ときに交流信号を出力させると共に、この交流信
   号の振幅より外れたときに直流信号を出力させる
   ように構成し、前記比較器の出力側に直流信号を
   遮断するコンデンサを接続し、前記スイツチング
   素子を前記コンデンサを介しての信号供給状態で
   第１の状態となり非供給状態で第２の状態となる
   構成としたことを特徴とする鉄道車両用電気式気
   圧スイツチ。