철도차량의 비상제동장치

철도차량의 비상제동장치{EMERGENCY BRAKING APPARATUS FOR RAILWAY CAR}

본 발명은 철도차량의 비상제동장치에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 안정성과 신뢰성이 크게 향상된 철도차량의 비상제동장치에 관한 것이다.

종래의 철도차량은 승객에 의해 비상제동 명령이 인가되는 경우 즉시 비상제동이 체결되도록 설계되어 있으며, 제동 해제를 위해서는 승객 비상 제동 스위치를 수동으로 원위치시키도록 구성되어 있다.

도 1은 이러한 종래의 철도차량의 비상제동장치를 나타낸 도면이다.

도 1을 참조하면, 철도차량의 객실에 설치되어 있는 비상제동스위치들(EBPB1, EBPB2, EBPB3) 중 어느 하나 이상을 통해 비상제동 명령이 인가될 경우, 전류루프가 끊어져서 즉시 비상제동이 체결된다.

이후 비상제동을 해제하기 위해서는 승객에 의해 조작된 비상제동스위치를 직접 수동으로 원위치시켜야 하며, 이 작업은 운전석에서 원격으로 수행할 수 없도록 구성되어 있다.

이를 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

비상제동을 해제하기 위한 방법의 하나로 승객이 조작된 비상제동스위치를 직접 원위치시키는 방법이 있다. 그러나 승객이 직접 비상제동스위치를 원위치시키더라도 비상제동이 한번 인가되면 철도차량이 완전히 정차한 후에야 비로소 재기동이 가능하기 때문에, 긴급한 경우에 운전자에 의한 즉각적인 대응이 불가능하여 안전사고 발생의 위험이 있다는 문제점이 있다.

다른 방법으로, 비상제동에 의해 철도차량이 완전히 정차한 후, 운전자가 직접 객실로 이동하여 비상제동스위치를 원위치시키는 방법이 있다.

앞서 설명하였지만, 비상제동 인가 후 철도차량을 재기동하기 위해서는 상당한 시간이 필요하다. 이러한 상황에서 철도차량이 정차해 있는 터널 내부에서 화재가 발생하는 등의 긴급 상황이 발생하는 경우, 승객의 안전을 확보할 수 없게 된다는 문제점이 있다.

본 발명은 안정성과 신뢰성이 향상된 철도차량의 비상제동장치를 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.

보다 구체적으로, 본 발명은 승객에 의해 인가된 비상제동을 운전자의 판단에 의해 원격으로 강제 해제할 수 있도록 하는 철도차량의 비상제동장치를 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.

이러한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 철도차량의 비상제동장치는 상기 철도차량의 객실에 설치되어 상기 철도차량에 비상제동 명령을 인가하기 위한 승객용 비상제동 스위치, 상기 승객용 비상제동 스위치를 통하여 상기 비상제동 명령이 인가된 경우 소자되고 상기 비상제동 명령이 인가되지 않는 경우 여자되는 승객 비상 보조 계전기, 상기 승객 비상 보조 계전기가 여자되면 온되고 상기 승객 비상 보조 계전기가 소자되면 오프되는 상기 승객 비상 보조 계전기의 접점, 상기 승객 비상 보조 계전기의 접점이 온되면 여자되고 승객 비상 보조 계전기의 접점이 오프되면 소자되는 타이머 계전기, 상기 타이머 계전기가 여자되면 온되고 상기 타이머 계전기가 소자되면 오프되는 상기 타이머 계전기의 접점, 상기 타이머 계전기의 접점이 오프되면 소자되어 비상제동 신호를 출력하는 비상제동 계전기 및 상기 철도차량의 운전실에 설치되어 상기 승객 비상 보조 계전기를 여자시켜 상기 승객용 비상제동 스위치를 통한 비상제동 명령을 차단하기 위한 운전자용 비상제동 해제 스위치를 포함하여 구성된다.

상기 타이머 계전기는 상기 승객 비상 보조 계전기가 소자된 시점으로부터 기 설정된 시간의 경과 후에 소자되는 것을 특징으로 한다.

상기 승객 비상 보조 계전기의 접점은 하이레벨의 전원과 상기 타이머 계전기 사이에 설치되어 있고, 상기 타이머 계전기의 접점은 상기 하이레벨의 전원과 상기 비상제동 계전기 사이에 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.

상기 하이레벨의 전원과 상기 승객용 비상제동 스위치 사이에 설치되어 역전류의 흐름을 방지하기 위한 제1 역전류 방지 다이오드 및 상기 하이레벨의 전원과 상기 운전자용 비상제동 해제 스위치 사이에 설치되어 역전류의 흐름을 방지하기 위한 제2 역전류 방지 다이오드를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 안정성과 신뢰성이 향상된 철도차량의 비상제동장치가 제공되는 효과가 있다.

또한, 승객에 의해 인가된 비상제동을 운전자의 판단에 의해 원격으로 강제 해제할 수 있도록 하는 철도차량의 비상제동장치가 제공되는 효과가 있다.

도 1은 종래의 철도차량의 비상제동장치를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 철도차량의 비상제동장치를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 철도차량의 비상제동장치의 구체적인 동작을 설명하기 위한 것으로서 정상주행 시의 전류 루프를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 철도차량의 비상제동장치의 구체적인 동작을 설명하기 위한 것으로서 승객에 의한 비상제동 시의 전류 루프를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 철도차량의 비상제동장치의 구체적인 동작을 설명하기 위한 것으로서 운전자에 의한 비상제동 해제 시의 전류 루프를 나타낸 도면이다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 철도차량의 비상제동장치를 나타낸 도면이다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 철도차량의 비상제동장치는 승객용 비상제동 스위치(10-1, 10-2), 종단차량 계전기의 접점(20b-1, 20b-2), 승객 비상 보조 계전기(30-1, 30-2), 승객 비상 보조 계전기의 접점(30b-1, 30b-2), 타이머 계전기(40-1, 40-2), 타이머 계전기의 접점(40b-1, 40b-2), 비상제동 계전기(50-1, 50-2) 및 운전자용 비상제동 해제 스위치(60-1, 60-2)를 포함하여 구성된다.

승객용 비상제동 스위치(10-1, 10-2)는 철도차량의 객실에 설치되어 있으며 승객이 수동으로 철도차량에 비상제동 명령을 인가하기 위한 수단이다. 예를 들어, 승객용 비상제동 스위치(10-1, 10-2)는 누름 버튼 방식의 스위치로 구현될 수 있으며, 1 편성을 구성하는 각 차량에 2개 내지 4개 정도로 구현될 수 있다. 이 승객용 비상제동 스위치(10-1, 10-2) 중의 어느 하나라도 동작이 되면, 후술하는 바와 같이 전류 루프가 단절되어 비상제동이 체결된다.

종단차량 계전기의 접점(20b-1, 20b-2)은 마스콘 키(Mascon key) 투입에 의해 온오프가 제어된다. 보다 구체적으로, 선두 차량(MC CAR) 운전실에 마스콘 키를 투입하면, 종단 차량(TC CAR)의 도시하지 않은 종단차량 계전기가 여자되고 이에 따라 종단차량 계전기의 접점(20b-2)가 온 상태로 전환된다.

승객 비상 보조 계전기(30-1, 30-2)는 승객용 비상제동 스위치(10-1, 10-2)를 통하여 비상제동 명령이 인가된 경우 소자되고 비상제동 명령이 인가되지 않는 경우 여자된다.

승객 비상 보조 계전기의 접점(30b-1, 30b-2)은 하이레벨의 전원과 타이머 계전기(40-1, 40-2) 사이에 설치되어 있으며, 승객 비상 보조 계전기(30-1, 30-2)가 여자되면 온 상태로 전환되고, 승객 비상 보조 계전기(30-1, 30-2)가 소자되면 오프 상태로 전환된다.

타이머 계전기(40-1, 40-2)는 승객 비상 보조 계전기의 접점(30b-1, 30b-2)이 온 상태로 전환되면 승객 비상 보조 계전기의 접점(30b-1, 30b-2)을 매개로 하이레벨의 전원을 공급받아 여자되고, 승객 비상 보조 계전기의 접점(30b-1, 30b-2)이 오프되면 소자된다.

이 타이머 계전기(40-1, 40-2)는 승객 비상 보조 계전기(30-1, 30-2)가 소자된 시점으로부터 기 설정된 시간의 경과 후에 소자되도록 구성되는 것이 바람직하다.

타이머 계전기의 접점(40b-1, 40b-2)은 하이레벨의 전원과 비상제동 계전기(50-1, 50-2) 사이에 설치 있으며, 타이머 계전기(40-1, 40-2)가 여자되면 온 상태로 전환되고, 타이머 계전기(40-1, 40-2)가 소자되면 오프 상태로 전환된다.

비상제동 계전기(50-1, 50-2)는 타이머 계전기의 접점(40b-1, 40b-2)이 오프 상태로 전환되면 소자되어 비상제동 신호를 출력한다. 또한 비상제동 계전기(50-1, 50-2)는 타이머 계전기의 접점(40b-1, 40b-2)이 온 상태를 유지하는 경우 이 타이머 계전기의 접점(40b-1, 40b-2)을 매개로 하이레벨의 전원을 공급받아 여자 상태를 유지하며, 이 상태는 철도차량이 정상적으로 주행하는 상태이다.

운전자용 비상제동 해제 스위치(60-1, 60-2)는 철도차량의 운전실에 설치되어 있으며, 운전자가 승객 비상 보조 계전기(30-1, 30-2)를 강제적으로 여자시켜 승객용 비상제동 스위치(10-1, 10-2)를 통한 비상제동 명령을 차단하기 위한 수단이다.

보다 구체적으로, 승객용 비상제동 스위치(11-1, 11-2, 12-1, 12-2) 중 어느 하나를 통해 비상제동 명령이 인가된 경우, 승객 비상 보조 계전기(30-1, 30-2)가 소자되어 승객 비상 보조 계전기의 접점(30b-1, 30b-2)이 오프 상태로 전환되고 이에 따라 타이머 계전기(40-1, 40-2)가 기 설정된 시간 경과 후에 소자되어 타이머 계전기의 접점(40b-1, 40b-2)이 오프 상태로 전환되며, 이에 따라 결국 비상제동 계전기(50-1, 50-2)가 소자되어 비상제동 신호가 출력된다.

그러나 승객용 비상제동 스위치(11-1, 11-2, 12-1, 12-2) 중 어느 하나를 통해 비상제동 명령이 인가된 후 운전자용 비상제동 해제 스위치(60-1, 60-2)를 동작시키면, 승객 비상 보조 계전기(30-1, 30-2)에 하이레벨의 전원이 공급되어 강제 여자되기 때문에 결국 비상제동 계전기(50-1, 50-2)가 여자 상태를 유지하기 때문에 비상제동이 체결되지 않고 철도차량은 정상주행을 하게 되는 것이다.

한편, 본 발명의 실시 예는 제1 역전류 방지 다이오드(D11, D12)와 제2 역전류 방지 다이오드(D21, D22)를 더 포함하여 구성될 수 있다.

제1 역전류 방지 다이오드(D11, D12)는 하이레벨의 전원과 승객용 비상제동 스위치 사이에 설치되어 역전류의 흐름을 방지하기 위한 수단이고, 제2 역전류 방지 다이오드(D21, D22)는 하이레벨의 전원과 운전자용 비상제동 해제 스위치 사이에 설치되어 역전류의 흐름을 방지하기 위한 수단이다.

이하에서는 도 3 내지 5를 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 철도차량의 비상제동장치의 구체적인 동작을 정상주행 모드, 승객에 의한 비상제동 모드 및 운전자에 의한 비상제동 해제 모드로 구분하여 설명한다.

<정상주행 모드>

도 3은 정상주행 시의 전류 루프를 나타낸 도면이다.

도 3을 참조하면, 모든 승객용 비상제동 스위치(11-1, 11-2, 12-1, 12-2)가 작동되지 않고 온 상태를 유지한다. 또한 이 경우, 선두 차량(MC CAR)의 운전실에 마스콘 키가 투입된 상태이기 때문에, 도시하지 않은 종단차량 계전기가 여자되어, 종단차량 계전기의 접점 20b-2가 온 상태를 유지한다.

종단차량 계전기의 접점 20b-2이 온 상태를 유지하면, 승객 비상 보조 계전기 30-1, 30-2가 승객용 비상제동 스위치 11-1, 11-2, 12-1, 12-2와 종단차량 계전기의 접점 20b-2를 매개로 전원을 공급받아 여자되며, 승객 비상 보조 계전기의 접점 30b-1, 30b-2는 온 상태를 유지한다.

승객 비상 보조 계전기의 접점 30b-1, 30b-2가 온 상태를 유지하면, 타이머 계전기 40-1, 40-2가 승객 비상 보조 계전기의 접점 30b-1, 30b-2를 매개로 하이레벨의 전원을 공급받아 여자되며, 타이머 계전기의 접점 40b-1, 40b-2는 온 상태를 유지한다.

타이머 계전기의 접점 40b-1, 40b-2가 온 상태를 유지하면, 비상제동 계전기 50-1, 50-2가 타이머 계전기의 접점 40b-1, 40b-2를 매개로 하이레벨의 전원을 공급받아 여자된다. 비상제동 계전기 50-1, 50-2가 여자되는 상태는 철도차량이 정상적으로 주행하는 정상주행 모드이다.

<승객에 의한 비상제동 모드>

도 4는 승객에 의한 비상제동 시의 전류 루프를 나타낸 도면이다.

도 4를 참조하면, 승객용 비상제동 스위치 11-1이 작동되어 오프되기 때문에 전류 루프가 단절된다. 이에 따라, 승객 비상 보조 계전기 30-1, 30-2로의 전원 공급이 차단되기 때문에 승객 비상 보조 계전기 30-1, 30-2가 소자되며, 이에 따라 승객 비상 보조 계전기의 접점 30b-1, 30b-2는 오프 상태로 전환된다.

승객 비상 보조 계전기의 접점 30b-1, 30b-2가 오프 상태를 전환되면, 타이머 계전기40-1, 40-2 로의 전원 공급이 차단되기 때문에 타이머 계전기 40-1, 40-2가 기 설정된 시간 경과 후에 소자되며, 이에 따라 타이머 계전기의 접점 40b-1, 40b-2는 오프 상태로 전환된다.

타이머 계전기의 접점 40b-1, 40b-2가 오프 상태로 전환되면, 비상제동 계전기 50-1, 50-2로의 전원 공급이 차단되기 때문에 비상제동 계전기 50-1, 50-2가 소자되어, 비상제동 신호가 출력된다. 이와 같이 비상제동 계전기 50-1, 50-2가 소자되는 상태는 철도차량에 비상제동이 체결되는 비상제동 모드이다.

<운전자에 의한 비상제동 해제 모드>

도 5는 운전자에 의한 비상제동 해제 시의 전류 루프를 나타낸 도면이다.

도 5를 참조하면, 승객용 비상제동 스위치 11-1이 작동되어 오프되기 때문에 전류 루프가 단절된다. 이에 따라, 승객 비상 보조 계전기 30-1, 30-2로의 전원 공급이 차단되기 때문에 승객 비상 보조 계전기 30-1, 30-2가 소자되며, 이에 따라 승객 비상 보조 계전기의 접점 30b-1, 30b-2는 오프 상태로 전환된다.

승객 비상 보조 계전기의 접점 30b-1, 30b-2가 오프 상태를 전환되면, 타이머 계전기 40-1, 40-2로의 전원 공급이 차단되기 때문에 타이머 계전기 40-1, 40-2가 기 설정된 시간 경과 후에 소자된다.

이 경우, 기 설정된 시간이 경과하기 전에, 운전자용 비상제동 해제 스위치 60-1, 60-2를 동작시키면, 승객 비상 보조 계전기 30-1, 30-2가 운전자용 비상제동 해제 스위치 60-1, 60-2를 매개로 하이레벨의 전원을 공급받아 강제적으로 여자되기 때문에 승객 비상 보조 계전기의 접점 30b-1, 30b-2는 온 상태를 유지한다.

승객 비상 보조 계전기의 접점 30b-1, 30b-2가 온 상태를 유지하면, 타이머 계전기 40-1, 40-2가 승객 비상 보조 계전기의 접점 30b-1, 30b-2을 매개로 하이레벨의 전원을 공급받아 여자되며, 타이머 계전기의 접점 40b-1, 40b-2은 온 상태를 유지한다.

타이머 계전기의 접점 40b-1, 40b-2가 온 상태를 유지하면, 비상제동 계전기 50-1, 50-2가 타이머 계전기의 접점 40b-1, 40b-2를 매개로 하이레벨의 전원을 공급받아 여자된다. 이와 같이 승객용 비상제동 스위치 11-1을 통한 비상제동 명령이 인가된 상태에서 운전자용 비상제동 해제 스위치 60-1, 60-2가 동작하는 상태는 운전자에 의한 비상제동 해제 모드이다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 안정성과 신뢰성이 향상된 철도차량의 비상제동장치가 제공되는 효과가 있다.

또한, 승객에 의해 인가된 비상제동을 운전자의 판단에 의해 원격으로 강제 해제할 수 있도록 하는 철도차량의 비상제동장치가 제공되는 효과가 있다.

이상에서 본 발명에 대한 기술 사상을 첨부 도면과 함께 서술하였지만, 이는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한, 이 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 본 발명의 기술 사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.

10-1, 10-2, 11-1, 11-2, 12-1, 12-2: 승객용 비상제동 스위치
20b-1, 20b-2: 종단차량 계전기의 접점
30-1, 30-2: 승객 비상 보조 계전기
30b-1, 30b-2: 승객 비상 보조 계전기의 접점
40-1, 40-2: 타이머 계전기
40b-1, 40b-2: 타이머 계전기의 접점
50-1, 50-2: 비상제동 계전기
60-1, 60-2: 운전자용 비상제동 해제 스위치
D11, D12: 제1 역전류 방지 다이오드
D21, D22: 제2 역전류 방지 다이오드