(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉄道車両用の連結器であって、
連結器アンカーと、
略水平面内において同心位置から偏心位置まで前記連結器アンカーに対して旋回可能な連結器機構と、
前記連結器アンカーに対して前記連結器機構を旋回させる連結器位置決め装置であって、
前記鉄道車両の本体に対して台車の角度位置に関連する前記台車から信号情報を受信するように構成されたコントローラと、
前記連結器機構を旋回させるための少なくとも１つの空気圧シリンダと、を備える連結器位置決め装置と、を備え、
前記コントローラは、前記台車から受信された前記信号情報に応じて、前記少なくとも１つの空気圧シリンダの動作を制御する、連結器。
【請求項２】
前記少なくとも１つの空気圧シリンダは、第１空気圧シリンダおよび第２空気圧シリンダを備える、請求項１に記載の連結器。
【請求項３】
前記空気圧シリンダのそれぞれは、前記コントローラによって独立して制御される、請求項２に記載の連結器。
【請求項４】
前記少なくとも１つの空気圧シリンダの第１端は、前記連結器アンカーに配置され、前記少なくとも１つの空気圧シリンダの第２端は、前記連結器機構に配置されている、請求項１に記載の連結器。
【請求項５】
前記連結器機構に配置された締切コックをさらに備え、前記締切コックは、前記連結器機構の手動位置決めを可能にするように、前記少なくとも１つの空気圧シリンダから加圧流体を排出するように構成されている、請求項１に記載の連結器。
【請求項６】
前記連結器機構に配置された機械スイッチをさらに備え、前記機械スイッチは、前記連結器が、隣接する連結器に連結されている場合を検出するように構成され、前記機械スイッチの作動時に、前記少なくとも１つの空気圧シリンダが分離され、かつ、分離された前記少なくとも１つの空気圧シリンダから、加圧流体が排出される、請求項１に記載の連結器。
【請求項７】
前記コントローラは、少なくとも１つの圧力変換器と並んで配置された少なくとも１つの電磁弁を備え、前記少なくとも１つの圧力変換器は、前記少なくとも１つの空気圧シリンダに供給された圧力の量に基づいて前記コントローラに電気信号を中継するように構成されている、請求項１に記載の連結器。
【請求項８】
前記コントローラおよび前記少なくとも１つの空気圧シリンダに動作可能に接続された少なくとも１つの線形変換器をさらに備え、前記少なくとも１つの線形変換器は、前記少なくとも１つの空気圧シリンダの線形変位に基づいて前記コントローラに電気信号を中継するように構成されている、請求項１又は７に記載の連結器。
【請求項９】
鉄道車両を連結するための鉄道車両連結器であって、
鉄道車両本体に接続された連結器アンカーと、
略水平面内において同心位置から偏心位置まで前記連結器アンカーに対して旋回可能な連結器機構と、
前記連結器アンカーに対して前記連結器機構をセンタリングさせるための連結器位置決め装置であって、
前記鉄道車両本体に対して台車の角度位置に関連する前記台車から信号情報を受信するように構成されたコントローラと、
前記連結器機構を旋回させるための少なくとも１つの空気圧シリンダと、を備える連結器位置決め装置と、を備え、
前記コントローラは、前記台車から受信された前記信号情報に応じて、前記少なくとも１つの空気圧シリンダの動作を制御する、鉄道車両連結器。
【請求項１０】
前記少なくとも１つの空気圧シリンダは、第１空気圧シリンダおよび第２空気圧シリンダを備える、請求項９に記載の鉄道車両連結器。
【請求項１１】
前記空気圧シリンダのそれぞれは、前記コントローラによって独立して制御される、請求項１０に記載の鉄道車両連結器。
【請求項１２】
前記少なくとも１つの空気圧シリンダの第１端は、前記連結器アンカーに配置され、前記少なくとも１つの空気圧シリンダの第２端は、前記連結器機構に配置されている、請求項９に記載の鉄道車両連結器。
【請求項１３】
前記連結器機構に配置された締切コックをさらに備え、前記締切コックは、前記連結器機構の手動の位置決めを可能にするように、前記少なくとも１つの空気圧シリンダから加圧流体を排出するように構成されている、請求項９に記載の鉄道車両連結器。
【請求項１４】
前記連結器機構に配置された機械スイッチをさらに備え、前記機械スイッチは、前記鉄道車両連結器が、隣接する鉄道車両連結器に連結されている場合を検出するように構成され、前記機械スイッチの作動時に、前記少なくとも１つの空気圧シリンダが分離され、かつ、分離された前記少なくとも１つの空気圧シリンダから、加圧流体が排出される、請求項９に記載の鉄道車両連結器。
【請求項１５】
前記コントローラは、少なくとも１つの圧力変換器と並んで配置された少なくとも１つの電磁弁を備え、前記少なくとも１つの圧力変換器は、前記少なくとも１つの空気圧シリンダに供給された圧力の量に基づいて前記コントローラに電気信号を中継するように構成されている、請求項９に記載の鉄道車両連結器。
【請求項１６】
前記コントローラおよび前記少なくとも１つの空気圧シリンダに動作可能に接続された少なくとも１つの線形変換器をさらに備え、前記少なくとも１つの線形変換器は、前記少なくとも１つの空気圧シリンダの線形変位に基づいて前記コントローラに電気信号を中継するように構成されている、請求項９又は１５に記載の鉄道車両連結器。
【請求項１７】
ａ）鉄道車両の本体に対して台車の角度位置を測定する工程と、
ｂ）コントローラに前記台車の角度位置に関連する信号情報を送信する工程と、
ｃ）前記コントローラによって受信された前記信号情報に基づいて連結器に動作可能に接続された少なくとも１つの空気圧シリンダに提供された圧力を調整し、それにより、略水面内において所望の位置に前記連結器を位置決めする工程と、を備える、鉄道車両連結器の自動位置決めのための方法。
【請求項１８】
前記少なくとも１つの空気圧シリンダは、第１空気圧シリンダおよび第２空気圧シリンダを備え、前記コントローラは、前記空気圧シリンダのそれぞれの圧力を、互いに独立して調整するように構成されている、請求項１７に記載の鉄道車両連結器の自動位置決めのための方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の相互参照）
本願は、２０１３年３月２２日に出願され、名称が「自動連結器位置決め装置」である米国仮特許出願第６１／８０４，４７０号の利益を主張し、その開示は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれている。
（技術分野）
本開示は、鉄道車両用の連結器に、より詳しくは、鉄道車両連結器の自動水平位置決め用の装置に向けられている。
【背景技術】
【０００２】
鉄道車両は、列車の構成物を形成するために互いに隣接車両と接続するための連結器を備える。各連結器は、湾曲線路での車両連結および移動を容易にするために、水平方向において所定の角度範囲内で旋回するように構成されている。隣接する車両連結器は、一般に、車両の連結手順中に、鉄道車両の縦軸と同心となるように、整列される。車両の大きさにおける変動および各車両に設置された連結器の種類により、鉄道車両の横方向において隣接する連結器間にかなりの横方向のオフセットが存在することがある。鉄道線路の湾曲部分において、隣接する鉄道車両を連結しようとしたときに、このような水平方向のオフセットがさらに組み合わせられる。湾曲線路上での連結が必要である場合、手動の旋回が通常必要とされる。
【０００３】
既存の連結器は、水平方向における所定の角度範囲内で車両連結器を移動させることができる空気圧または油圧で支援された連結器位置決め装置を利用する。連結器の位置合わせは、運転者からの手動制御入力によって達成される。油圧および空気圧の連結器位置決め装置の出現の前に、連結器の位置決めは、連結器ヘッドおよび車両本体に取付点を有するばねセンタリング要素によって達成された。ばね装置は、直線線路部分上での連結を可能にするために、連結器を車両の長手軸と整列させる。湾曲線路部分で隣接車両を接続するために、ばねは、第１鉄道車両上の連結器が、隣接する第２鉄道車両上の連結器と整列するように手動で移動されることを可能にするために、切断される。
【０００４】
いくつかの既存の連結器位置決め装置が、当技術分野において公知である。従来技術の各連結器位置決め装置は、線路の湾曲部分において連結しながら、手動の支援を必要とする。既存の連結器位置決め装置のいくつかは、台車との機械的な接続を必要とする。台車との機械的な接続は、台車との結合を必要とし、車両を連結するときに発生する衝突中に台車に大きな力を潜在的に誘発するので、望ましくない。そのような連結器位置決め装置は、連結器が、鉄道車両の台車および車両本体に対して中心に保たれることを確実にするためにシリンダを使用する空気圧センタリング装置である。シリンダは、連結器に動作可能に接続されたプレートを押圧する。プレートを押すことにより、連結器は、中心位置に保たれる。連結器が、シリンダの１つに向かって水平面内で移動されると、そのシリンダは、プレートの１つを押し、連結器を同心位置に押し戻す。この連結器位置決め装置は、偏心位置にある連結器を位置決めするためには使用されない。同様に、別の連結器位置決め装置は、常に中心位置に連結器を保つ。この連結器位置決め装置は、連結器に対して横方向に移動するラックピニオンシステムに動作可能に接続されたシリンダを備える。連結器が一方向に移動するときに、反対側のシリンダは、連結器を中央位置に戻すために、ラックピニオンシステムをそれ自身の方に押す。最後に、別の連結器位置決め装置は、鉄道車両の本体に対して中心に連結器を保つために、伝統的な機械的位置決めを使用する。この連結器位置決め装置では、ばねは、一端で鉄道車両に接続され、かつ、反対端で連結器に接続されている。連結器が偏心方向に移動するときに、第１ばねは、偏心方向に引っ張られる。連結器が移動を停止したとき、反対のばねは、連結器を中央位置に引っ張り戻す。すべてのこれらの連結器位置決め装置は、線路の直線部分に沿って、連結器が、隣接する連結器に連結することを可能にするように、連結器を中央位置に保つために使用される。それらのどれも、連結器を偏心位置に移動させかつ維持することを期待できない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した位置決め装置のいずれも、連結器を、線路の湾曲部分で、隣接する連結器に連結させることを可能にするように、連結器を偏心位置に位置決めするための自動化された手段を使用しない。連結器位置決め装置のための既存の設計は、隣接する鉄道車両の連結器を自動的に位置合わせするように構成されていない。従来の連結器位置決め装置は、湾曲線路部分で連結するための位置合わせにおいて隣接する連結器を位置決めするために、運転者からの手動入力を必要とする。その上、従来の連結器位置決め装置は、連結器アンカーの取付面に垂直な平面に対して連結器をセンタリングさせることのみできる。上述を考慮すると、コントローラから受信された入力に基づいて連結するための連結器を、自動的に位置決めする連結器位置決め装置に対する必要性が存在する。直線または湾曲の線路で隣接する連結器を整列するように自動的に調整可能である連結器位置決め装置を提供する追加の必要性がある。自己完結型である自動連結器位置決め装置に対するさらなる必要性が存在する。自動連結器位置決め装置の手動解放は、連結器のメンテナンス中に手動位置決めのために選択可能である。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
一実施形態によれば、自動連結器位置決め装置は、鉄道車両が直線線路または湾曲線路に位置決めされているかどうかにかかわらず、連結器の水平位置合わせを容易にするために提供される。自動連結器位置決め装置は、鉄道車両および鉄道車両の台車から受信された信号に応じて、連結器の位置合わせを制御するためのコントローラを備える。
【０００７】
別の実施形態によれば、自動連結器位置決め装置は、手動の支援を必要とすることなく、連結器の自動位置決め動作を、隣接する連結器に対して実行するように構成されている。別の実施形態では、自動化された動作は、連結器の手動位置合わせのためのなんらかのツールを使用することなく、連結器ヘッドで自動連結器位置決め装置を解放することによって、回避されることができる。これは、単一の運転者によって容易に実行されることができる。
【０００８】
別の実施形態では、鉄道車両用の連結器は、連結器アンカーと、略水平面内で同心位置から偏心位置まで連結器アンカーに対して旋回可能な連結器機構と、連結器アンカーに対して連結器機構を旋回させるための連結器位置決め装置とを、備えることができる。連結器位置決め装置は、鉄道車両の本体に対する台車の角度位置に関連する台車から信号情報を受信するように構成されたコントローラと、連結器機構を旋回させるための少なくとも１つの空気圧シリンダとを、備えることができる。コントローラは、台車から受信された信号情報に応じて、少なくとも１つの空気圧シリンダの動作を制御することができる。
【０００９】
少なくとも１つの空気圧シリンダは、第１空気圧シリンダおよび第２空気圧シリンダを備えることができる。各空気圧シリンダは、コントローラによって独立して制御されることができる。少なくとも１つの空気圧シリンダの第１端は、連結器アンカーに配置されることができ、少なくとも１つの空気圧シリンダの第２端は、連結器機構に配置されることができる。締切コックは、連結器機構に配置され得る。締切コックは、連結器機構の手動位置決めを可能にするために、少なくとも１つの空気圧シリンダからの加圧流体を排出するように構成されることができる。機械スイッチは、連結器機構に配置され得る。機械スイッチは、連結器が、隣接する連結器と連結されるときを検出するように構成されることができる。機械式スイッチの作動時に、少なくとも１つの空気圧シリンダは、分離されることができ、加圧流体が、その空気圧シリンダから排出され得る。コントローラは、少なくとも１つの圧力変換器と並んで配置された少なくとも１つの電磁弁を備えることができる。少なくとも１つの圧力変換器は、少なくとも１つの空気圧シリンダに供給される圧力の量に基づいて、コントローラに電気信号を中継するように構成されることができる。少なくとも１つの線形変換器は、コントローラおよび少なくとも１つの空気圧シリンダに動作可能に接続され得る。少なくとも１つの線形変換器は、少なくとも１つの空気圧シリンダの線形変位に基づいて、コントローラに電気信号を中継するように構成されることができる。
【００１０】
別の実施形態では、鉄道車両を連結するための鉄道車両連結器は、鉄道車両本体に接続された連結器アンカーと、略水平面内で同心位置から偏心位置まで連結器アンカーに対して旋回可能な連結器と、連結器アンカーに対して連結器機構をセンタリングさせるための連結器位置決め装置とを、備えることができる。連結器位置決め装置は、鉄道車両本体に対して台車の角度位置に関連する台車からの信号情報を受信するように構成されたコントローラと、連結器機構を旋回させるための少なくとも１つの空気圧シリンダとを、備えることができる。コントローラは、台車から受信された信号情報に応じて、少なくとも１つの空気圧シリンダの動作を制御することができる。
【００１１】
少なくとも１つの空気圧シリンダは、第１空気圧シリンダおよび第２空気圧シリンダを備えることができる。各空気圧シリンダは、コントローラによって独立して制御されることができる。少なくとも１つの空気圧シリンダの第１端は、連結器アンカーに配置されることができ、少なくとも１つの空気圧シリンダの第２端は、連結器機構に配置されることができる。締切コックは、連結器機構に配置され得る。締切コックは、連結器機構の手動位置決めを可能にするために、少なくとも１つの空気圧シリンダからの加圧流体を排出するように構成されることができる。機械スイッチは、連結器機構に配置され得る。機械スイッチは、連結器が、隣接する連結器と連結される場合を検出するように構成されることができる。機械式スイッチの作動時に、少なくとも１つの空気圧シリンダは、分離されることができ、加圧流体は、その空気圧シリンダから排出され得る。コントローラは、少なくとも１つの圧力変換器と並んで配置された少なくとも１つの電磁弁を備えることができる。少なくとも１つの圧力変換器は、少なくとも１つの空気圧シリンダに供給される圧力の量に基づいて、コントローラに電気信号を中継するように構成されることができる。少なくとも１つの線形変換器は、コントローラおよび少なくとも１つの空気圧シリンダに動作可能に接続されることができる。少なくとも１つの線形変換器は、少なくとも１つの空気圧シリンダの線形変位に基づいて、コントローラに電気信号を中継するように構成されることができる。
【００１２】
別の実施形態では、鉄道車両連結器の自動位置決めのための方法は、鉄道車両の車両本体に対する台車の角度位置を測定する工程と、コントローラに台車の角度位置に関連する信号情報を送信する工程と、コントローラによって受信された信号情報に基づいて、連結器に動作可能に接続された少なくとも１つの空気圧シリンダに供給される圧力を調整する工程と、を備え、それによって、略水平面内における所望の位置に連結器を位置決めする。少なくとも１つの空気圧シリンダは、第１空気圧シリンダおよび第２空気圧シリンダを備えることができる。コントローラは、互いに独立して各空気圧シリンダの圧力を調整するように構成され得る。
【００１３】
自動連結器位置決め装置のこれらおよび他の特徴および特性、並びに、構造の関連要素および部品の組み合わせの動作および機能の方法、および製造の経済性は、添付の図面を参照した以下の説明および添付の特許請求の範囲を考慮すると、より明白となるであろう。これらのすべては、本明細書の一部を形成し、同一の参照符号は、様々な図面において、対応する部分を示す。しかしながら、図面は、単に例示と説明の目的のためであって、本発明の制限を画定するものとして意図されないことが、理解されるべきである。明細書および特許請求の範囲において、単数形の「ａ」、「ａｎ」および「前記」は、文脈がそうでないことを明確に指示しない限り、複数の対象物を含む。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、一実施形態に係る自動連結器位置決め装置の正面斜視図である。
【図２】図２は、図１の自動連結器位置決め装置の側面図である。
【図３】図３は、図１の自動連結器位置決め装置の底面図である。
【図４】図４は、図１の自動連結器位置決め装置の正面図である。
【図５】図５は、図１の自動連結器位置決め装置の締切コック弁の斜視側面図である。
【図６】図６は、自動連結器位置決め装置用のコントローラと併せた図１の自動連結器位置決め装置の正面斜視図である。
【図７】図７は、図６のコントローラの正面斜視図である。
【図８】図８は、図６のコントローラの側面図である。
【図９】図９は、図８のコントローラの背面図である。
【図１０】図１０は、同心位置にある図１の自動連結器位置決め装置の底面図である。
【図１１】図１１は、偏心位置にある図１の自動連結器位置決め装置の底面図である。
【図１２Ａ】図１２Ａは、自動連結器位置決め装置と共に使用するように構成されたコントローラの模式図である。
【図１２Ｂ】図１２Ｂは、自動連結器位置決め装置と共に使用するように構成されたコントローラの模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下の説明の目的のために、用語「上」、「下」、「右」、「左」、「鉛直」、「水平」、「頂」、「底」、「横」、「縦」、およびそれらの派生語は、図面において向けられているように、本発明に関連するものとする。しかし、本発明は明白に反対に指定された場合を除いて、代替的な変形および工程の順序をとり得ることが、理解されるべきである。添付の図面に示されかつ以下の明細書に説明された特定の装置および処理は、単に本発明の例示的な実施形態であることも、理解されるべきである。したがって、本明細書に開示された実施形態に関連する特定の寸法および他の物理的特性は、限定的なものであると考えるべきではない。
【００１６】
同一参照文字がそのいくつかの図を通して同一部分を参照する図面を参照すると、本開示は、一般に、鉄道車両の横方向における水平面内で、連結器の位置合わせを調整するための自動化された連結器位置決め装置を備えた鉄道車両に向けられている。
【００１７】
まず、図１−５に参照すると、連結器１０の実施形態が示されている。連結器１０は、本明細書に記載されるように、鉄道車両技術の当業者には容易に明らかであるように、（図示しない）鉄道車両のフレームへの接続のために意図されている。連結器１０は、乗客および／または貨物の輸送に使用される鉄道車両において使用するように構成されている。しかし、この使用は、非限定的であることが意図され、連結器１０は、一般的に鉄道車両における用途を有する。図示の実施形態における連結器１０は、概して、連結器アンカー１２、連結器機構１４、回生カプセル１６、およびエネルギ吸収鉛直支持体１８を備える。連結器ヘッド（図示せず）は、鉄道車両を、隣接する鉄道車両に連結するための連結器機構１４に連結されている。回生カプセル１６は、鉛直支持体１８との接続により、連結器機構１４を連結器アンカー１２に接続する。
【００１８】
連結器アンカー１２は、その側面から面取りされた略矩形状のアンカー本体３０を有している。アンカー本体３０の前面は、鉄道車両の車両本体フレームにアンカー本体３０を結合させかつ固定させるための（図示しない）固定要素を受け入れる複数のアンカー取付開口部３２を画定する。アンカー本体３０は、連結器機構１４、回生カプセル１６、および鉛直支持体１８を旋回可能に支持している。連結器機構１４、回生カプセル１６、および鉛直支持体１８は、鉄道車両の縦軸２からのどちらの方向においても水平面内で旋回可能である。連結器機構１４、回生カプセル１６、および鉛直支持体１８は、縦軸２と略平行である同心位置から所定の角度範囲内で旋回することができる。図１０および図１１に示されるように、連結器機構１４、回生カプセル１６、および鉛直支持体１８は、縦軸２に沿って同心位置に留まることができ（図１０）、あるいは、縦軸２から離れた角度αで偏心位置に対して旋回することができる（図１１）。当業者は、角度αが単なる例示であり、連結器機構１４、回生カプセル１６、および鉛直方向支持体１８が、縦軸２のいずれかの側面で、同心位置からずれた任意の角度位置まで旋回されることができることを、認識するであろう。
【００１９】
図６を参照して説明すると、連結器１０は、隣接する鉄道車両の連結器と連結するための第１鉄道車両の連結器を整列させるための自動化された連結器位置決め装置４０を備える。自動連結器位置決め装置４０は、なんらかの手動入力を必要とすることなく、直線または湾曲の線路部分に、隣接する鉄道車両の連結を容易にするために、連結器を自動的に整列させるように動作可能である。
【００２０】
図６から図９を参照すると、自動連結器位置決め装置４０は、車両本体および車両台車からの入力信号に基づいて、未連結の連結器を自動的に水平に位置決めするために、一対の空気圧シリンダ４２ａ、４２ｂおよびコントローラ４３を備える。各空気圧シリンダ４２ａ、４２ｂは、一端で連結器アンカー１２または鉄道車両の本体に連結され、反対端で連結器１０に連結されている。図６は、連結器１０の縦長さの略中間に接続された空気圧シリンダ４２ａ、４２ｂを示している。別の実施形態では、空気圧シリンダ４２ａ、４２ｂは、連結器１０の終端から近くにまたは遠くに接続されることができる。各空気圧シリンダ４２ａは、４２ｂは、シリンダ内の圧力の変化に応じて縦方向に移動可能なピストンを備える。空気圧シリンダ４２ａ、４２ｂ内の圧力の増加は、ピストンをシリンダから離れて延びさせ、空気圧シリンダ４２ａ、４２ｂ内の圧力の減少は、ピストンをシリンダ内に退かせる。空気圧シリンダ４２ａ、４２ｂは、鉄道車両の空気圧システムからの加圧空気を受ける。空気圧ホース２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ、２０ｅは、鉄道車両の空気圧システムに加圧流体を供給するために使用されることができる。
【００２１】
一実施形態では、コントローラ４３は、各空気圧シリンダ４２ａ、４２ｂの動作を独立して制御する。コントローラ４３は、受信信号に応じて、空気圧シリンダ４２ａ、４２ｂの動作を制御するために、鉄道車両の台車から信号を受信する。コントローラ４３は、シリンダから延びさせるようにピストンを加圧することによって、または、シリンダ内に退かせるようにピストンを減圧することによって、空気圧シリンダ４２ａ、４２ｂの動作を制御する。
【００２２】
コントローラ４３は、図１２Ａおよび図１２Ｂに詳細に示されている。コントローラ４３の動作の説明は、以下で説明される。コントローラ４３は、コントローラ４３の構成部品を保持するハウジング４４を備える。複数の空気圧ホース流入導管４５ａ、４５ｂ、４５ｃ、４５ｄ、４５ｅは、コントローラ４３のハウジング４４内で画定されている。流入導管４５ａ、４５ｂ、４５ｃ、４５ｄ、４５ｅは、各空気圧ホース２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ、２０ｅの端を受け入れるように構成されている。複数の電磁弁４６ａ、４６ｂ、４６ｃ、４６ｄは、空気圧ホース２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ、２０ｅを介して、所望の空気圧シリンダ４２ａ、４２ｂに加圧空気を導くようにコントローラ４３で使用される。各電磁弁４６ａ、４６ｂ、４６ｃ、４６ｄは、開位置および閉位置を用いて構成されている。一実施形態では、２つの電磁弁４６ａ、４６ｂは、１つの空気圧シリンダ４２ａに動作可能に接続され、２つの追加の電磁弁４６ｃ、４６ｄは、別の空気圧シリンダ４２ｂに接続されている。しかし、より多くの磁気弁が、コントローラ４３で使用され得ること、または、より少ない電磁弁がコントローラ４３で使用され得ることを、当業者が理解するであろうことは、理解されるべきである。また、電磁弁４６ａ、４６ｂ、４６ｃの異なる構成が、同様に期待されることも、理解されるべきである。リザーバ４８ａ、４８ｂは、各空気圧シリンダ４２ａ、４２ｂと並んで配置されている。リザーバ４８ａ、４８ｂは、空気圧シリンダ４２ａ、４２ｂに供給過剰である余分な加圧空気を保持でき、および／または、コントローラ４３または空気圧シリンダ４２ａ、４２ｂ内に生じるなんらかの漏れを補償するように、加圧空気の余分な供給を保持することができる。
【００２３】
一実施形態では、圧力変換器５０ａ、５０ｂは、空気圧シリンダ４２ａ、４２ｂと並んで配置されることができる。加えられる圧力に基づいて、圧力変換器５０ａ、５０ｂは、空気圧シリンダ４２ａ、４２ｂに供給される加圧空気の量を中継するコントローラ４３に電気信号を送信することができる。別の実施形態では、線形変換器５２ａ、５２ｂは、自動連結器位置決め装置４０を用いて使用されることができる。線形変換器５２ａ、５２ｂは、空気圧シリンダ４２ａ、４２ｂに配置されることができる。線形変換器５２ａ、５２ｂは、各空気圧シリンダ４２ａ、４２ｂが空気圧シリンダ４２ａ、４２ｂに供給される圧力に基づいて延びたまたは退いた距離をコントローラ４３に報告するように電気信号を送信するために、使用されることができる。線形変換器は、圧力変換器に比べて、より正確な測定を提供する線形変換器として、自動連結器位置決め装置４０と一緒に使用するのが、好ましい。さらに別の実施形態では、圧力変換器５０ａ、５０ｂおよび線形変換器５２ａ、５２ｂは、空気圧シリンダ４２ａ、４２ｂに供給された圧力の量と、空気圧シリンダ４２ａ、４２ｂが空気圧シリンダ４２ａ、４２ｂに供給された圧力により延びたまたは退いた距離とを報告するようにコントローラ４３に電気信号を送信するために、一緒に使用されることができる。圧力変換器５０ａ、５０ｂおよび線形変換器５２ａ、５２ｂの両方を使用して、フェイルセーフ構成が生成される。この実施形態では、圧力変換器５０ａ、５０ｂが、接続不良、損耗、コントローラ４３からの接続失敗により故障したとしても、線形変換器５２ａ、５２ｂは、空気圧シリンダ４２ａ、４２ｂが延びたまたは退いた距離を報告するためにコントローラ４３に電気信号を送ることが、まだできるであろう。同様に、線形変換器５２ａ、５２ｂが故障した場合も、圧力変換器５０ａ、５０ｂは、コントローラ４３に電気信号を送信するために、まだ利用可能である。圧力変換器および線形変換器の使用が検討されているが、電気的、機械的、または熱的な変換器等のような、さらなる種類の変換器が、コントローラ４３と一緒に使用され得ることを理解されたい。
【００２４】
排出ポート５４ａ、５４ｂは、コントローラ４３のハウジング４４内に画定され、コントローラ４３から過剰な加圧空気を排出するために使用されることができる。コントローラ４３内の少なくとも１つのチョーク５６ａ、５６ｂ、５６ｃ、５６ｄは、コントローラ４３を介して加圧空気の流れを減少させるために使用されることができる。一実施形態では、チョーク５６ａ、５６ｂ、５６ｃ、５６ｄは、それぞれ、電磁弁４６ａ、４６ｂ、４６ｃ、４６ｄの後方に配置されている。コントローラ４３のハウジング４４は、また、鉄道車両および鉄道車両台車の角度配向を中継する台車からの信号を受信するために使用される台車入力信号ポート５８を備える。
【００２５】
図１２Ｂの概略図に示すように、コントローラ４３は、フィードバックループ回路および信号装置の電源を備える。フィードバックループ回路および信号装置の電源は、台車と、本開示の一実施形態では、線形変換器５２ａ、５２ｂとから信号を受信する。概略的に、線形変換器５２ａ、５２ｂは、それぞれ、空気圧シリンダ４２ａ、４２ｂと接続されている。鉄道車両からの他の信号は、フィードバックループ回路および信号装置の電源に送られる。左シリンダ圧力変換器４２ｂ（ＬＣＴ）および右シリンダ圧力変換器４２ａ（ＲＣＴ）は、フィードバックループ回路および信号装置の電源と通信するように示されている。左電磁弁の適用（ＬＭＶＡ）及び右電磁弁の適用（ＲＭＶＡ）は、フィードバックループ回路および信号装置と通信している。左電磁弁の開放（ＬＭＶＲ）と右電磁弁の開放（ＲＭＶＲ）も、フィードバックループ回路および信号装置と通信している。コントローラ４３の電源６２は、本開示の一実施形態では、車両のバッテリーを介して供給される。しかしながら、任意の他の適切な電源が車両のバッテリーの代わりに使用され得ることが、理解されるべきである。
【００２６】
隣接する連結器が連結した後、連結器は、自動連結器位置決め装置４０からの抵抗なしに自由に動くことが、しばしば望ましい。連結された後に連結器に加圧空気を供給することによって、連結器は、硬いままであり、線路の湾曲に対して左右に移動することができない。したがって、連結器は硬く保持されないが、代わりに、線路内の任意の湾曲を進むように自由に移動することが許可されていることを保証することが重要である。連結時に、連結器機構１４の機械スイッチ６０は、連結器が、隣接する連結器と連結した場合を検出し、空気圧シリンダ４２ａ、４２ｂと分離するまたは空気圧シリンダ４２ａ、４２ｂへの加圧空気を遮断することで、この入力に応答する。空気圧シリンダ４２ａ、４２ｂ内の加圧流体は、排出される。これは、連結された連結器が、自動連結器位置決め装置４０からの抵抗なく、列車の移動中に自由に旋回することを可能にする。
【００２７】
また、自動連結器位置決め機構４０の動作をバイパスすることにより、連結器１０の手動移動を可能にすることが望ましい場合がある。このような動作は、連結器１０のメンテナンス時に、特に有利である。このような動作を容易にするために、自動連結器位置決め装置４０は、分離するために、かつ、空気圧シリンダ４２ａ、４２ｂから全ての空気圧の圧力を排出するために、使用され得る連結器機構１４に締切コック７０を備え、その結果、連結器１０の手動の位置決めが、まだ実行され得る。締切コック７０は、締切コック７０を開くために運転者によって作動されることができるレバー７２を備える。締切コック７０の開放時に、加圧流体は、大気中に放出される。別の種類の弁が、空気圧シリンダ４２ａ、４２ｂからの圧縮空気の圧力を遮断しかつ排出するために使用され得ることを、理解されたい。
【００２８】
隣接する連結器を連結するための自動連結器位置決め装置を使用する方法は、以下に記載されている。前述したように、自動連結器位置決め装置４０を用いることにより、連結器１０は、線路の直線部分で隣接する連結器に連結するために同心配向で、または、線路の湾曲部分で隣接する連結器に連結するために偏心配向で、センタリングされることができる。図１０を参照して説明すると、連結器１０は、線路の直線部分で隣接する連結器に連結させるように同心配向で示されており、一方、図１１は、線路の湾曲部分において連結させるように偏心方向で連結器１０を示している。
【００２９】
この方法の使用中に、コントローラ４３は、鉄道車両の本体に対して台車の角度配向に関連する信号を受信する。本体に対する台車の角度配向は、台車が位置決めされている線路の曲率に直接的に相関する。例えば、直線状の線路部分に、台車は、車両本体に対して略整列され、台車の軸を通って延びる軸が、鉄道車両の縦長さに沿って延びる軸に対して実質的に垂直となるようになっている。この実施形態は、図１０に示されている。鉄道車両が、図１１に示すように、湾曲した線路に位置決めされたとき、台車は、線路の方向において回転され、台車の車軸を通って延びる軸の角度が、鉄道車両の縦長さに沿って延びる軸に対して略垂直ではないようになっている。
【００３０】
コントローラ４３は、水平面内で連結器１０を左右に移動させるための空気圧シリンダ４２ａ、４２ｂの動作を制御するために、台車の角度位置に関連する台車からの信号を受信する。自動連結器位置決め装置４０の動作による連結器１０の角度配向は、車両本体の縦軸に対する台車の角度配向の関数である。一実施形態では、連結器１０の角度配向は、車両本体の縦軸に対する台車の角度方向と同じである。別の実施形態では、連結器１０の角度配向は、車両本体の縦軸に対する台車の角度配向とは異なる。
【００３１】
コントローラ４３が、各空気圧シリンダ４２ａ、４２ｂの動作を独立して制御するので、連結器は、一方のシリンダ内の圧力を増加させ、かつ、他方のシリンダ内の圧力を減少させることによって、水平面内で左右方向に整列されることができる。これは、ピストンを、増加する圧力により延びさせ、かつ、減少する圧力により退かせる。空気圧シリンダ４２ａ、４２ｂのこのような動作は、減少した圧力でシリンダからピストンが退けられている間、連結器１０を、増加した圧力でシリンダからピストンによって「押される」ようにする。これは、連結器１０を、図１０に示す同心状態から図１１に示される偏心状態に旋回させる。自動連結器位置決め装置４０は、収集範囲内の正しい角度配向に、隣接する連結器を自動的に整列させ、隣接する鉄道車両が、連結器の角度配向のなんらかの手動調整なしに連結されることができるようになっている。
【００３２】
図１１、図１２Ａおよび図１２Ｂを参照すると、コントローラ４３が台車の角度配向に関連する信号を受信するとき、電気信号は、電磁弁４６ａ、４６ｂ、４６ｃ、４６ｄの少なくとも１つに送られる。一実施形態では、電磁弁４６ａ、４６ｃは、常に開位置に配向されている。本実施形態の使用中に、連結器１０の角度方向が空気圧シリンダ４２ｂに向かって偏心して位置決めされ、かつ、運転者が連結器１０を同心位置に戻すように移動させたい場合、電気信号は、電磁弁４６ａを閉位置に移動させるように、送られる。同時に、電気信号は、電磁弁４６ｂを開位置に移動させるように、電磁弁４６ｂに送られる。空気圧シリンダ４２ａ内の加圧空気は、空気圧シリンダ４２ａから排出口５４ａを介して排出される。電磁弁４６ｃを開位置に保ちかつ電磁弁４６ｄを閉位置に保つ信号は、電磁弁４６ｃおよび４６ｄに送信されない。追加の加圧流体は、連結器１０を同心位置に押し戻すように、空気圧シリンダ４２ｂに供給され得る。この方法を用いることにより、連結器１０は、より低い圧力を有する空気圧シリンダ４２ａに向かって移動され、かつ、同心位置に向かって移動される。連結器１０が、偏心して空気圧シリンダ４２ａに向かって位置決めされている場合、この同じ方法が用いられ得る。この例では、電気信号は、電磁弁４６ｃを閉位置に配置するように電磁弁４６ｃに、かつ、電磁弁４６ｄを開位置に配置するように電磁弁４６ｄに、同時に送られ、それにより、加圧空気を、排出口５４ｂを介して排出することを可能にする。連結器１０が同心位置に位置決めされ、かつ、運転者が偏心位置に連結器１０を再位置決めすることを望むときに、また、この方法が用いられ得る。偏心位置から同心位置まで連結器１０を再配向する追加の方法は、同心位置に連結器１０を押すであろう両方の空気圧シリンダ４２ａおよび４２ｂを完全に加圧することである。この方法を使用して、電磁弁４６ａおよび４６ｃは両方とも開位置に設定され、かつ、電磁弁４６ｂおよび４６ｄは両方とも閉位置に設定される。したがって、すべての加圧流体は、同心位置に連結器１０を押す空気圧シリンダ４２ａおよび４２ｂに導かれる。
【００３３】
また、電磁弁４６ａ、４６ｃは、常に閉位置に向けられ得ることが期待される。この状況では、空気圧シリンダ４２ａに加圧空気を提供するために、電気信号は、開位置に電磁弁４６ａを移動させるために電磁弁４６ａに送られる。電磁弁４６ａを開放することによって、加圧空気は、空気圧シリンダ４２ａに向けられ得る。同様に、空気圧シリンダ４２ｂに加圧空気を提供するために、電気信号は、開位置に電磁弁４６ｃを移動させるために電磁弁４６ｃに送られる。電磁弁４６ｃを開くことによって、加圧空気は、空気圧シリンダ４２ｂに向けられ得る。
【００３４】
加圧空気が電磁弁４６ａ、４６ｃを介して供給されるので、リザーバ４８ａ、４８ｂは、また、加圧空気で満たされることができる。このリザーバは、空気圧シリンダ４２ａ、４２ｂに加圧空気を供給するために使用されることができ、コントローラ４３または空気圧シリンダ４２ａ、４２ｂにおける漏れの場合に使用される余分な加圧空気を保持するように、使用されることができる。また、リザーバ４８ａ、４８ｂは、コントローラ４３を用いて使用されなくてもよいことが期待される。この例では、加圧空気は、リザーバを通過することなく、空気圧シリンダ４２ａ、４２ｂに直接に供給される。
【００３５】
電磁弁４６ｂ、４６ｄは、また、排出ポート５４ａ、５４ｂを介して余分な加圧空気を排出するために、コントローラ４３において使用されている。電気信号は、開位置と閉位置との間で弁を切り替えるように、電磁弁４６ｂ、４６ｄに送信されることができる。電磁弁４６ｂ、４６ｄが閉位置に配置されている場合、電磁弁４６ａ、４６ｃを介して導かれた加圧空気は、それぞれ、空気圧シリンダ４２ａ、４２ｂに完全に導かれる。しかし、電磁弁４６ｂ、４６ｄが開位置に配置されているとき、電磁弁４６ａ、４６ｃを介して供給される加圧空気は、最も抵抗の少ない経路を通って導かれる。いくつかの例では、加圧空気の全てが、空気圧シリンダ４２ａ、４２ｂに流れることができる。他の例では、リザーバ４８ａ、４８ｂが充填されるので、加圧空気は、電磁弁４６ｂ、４６ｄを通過し、かつ、コントローラ４３のハウジング４４内に画定された排出ポート５４ａ、５４ｂを介して大気中に排出することができる。
【００３６】
圧力変換器５０ａ、５０ｂは、どのくらいの圧力が空気圧シリンダ４２ａ、４２ｂに供給されているのかを報告するために、コントローラ４３に電気信号を送信するように使用されることができる。コントローラ４３にこの電気信号を供給することによって、各空気圧シリンダ４２ａ、４２ｂは、各空気圧シリンダ４２ａ、４２ｂに現在供給されている圧力の量に応じて独立して調整されることができる。同様に、線形変換器５２ａ、５２ｂは、各空気圧シリンダ４２ａ、４２ｂが延びたまたは退いた線形距離を報告するために、コントローラ４３に電気信号を送信するように使用されることができる。これは、また、所望の偏心位置または同心位置を達成するように、各空気圧シリンダ４２ａ、４２ｂを独立して位置決めするのを支援する。圧力変換器５０ａ、５０ｂおよび線形変換器５２ａ、５２ｂは、また、コントローラ４３に情報を供給するために一緒に使用されることができる。この構成を使用することによって、１つの種類の変換器が故障したとしても、残りの変換器は、空気圧シリンダ４２ａ、４２ｂの位置を報告するようにコントローラ４３に電気信号を送信するために、まだ使用されることができる。
【００３７】
自動連結器位置決め装置４０の種々の実施形態は、上記の説明で提供されたが、当業者は、本発明の範囲および精神から逸脱することなく、これらの実施形態に対する修正および変更を行うことができる。例えば、本開示は、可能な限り、任意の実施形態の１つ以上の特徴が他の実施形態の１つ以上の特徴と組み合わせられ得ることを期待することが、理解されるべきである。したがって、上記説明は、限定ではなく例示することを意図されている。本明細書に記載された本発明は、添付の特許請求の範囲によって画定され、その意味の範囲内、かつ、特許請求の範囲の均等物の範囲内に入る本発明に対するすべての変更は、それらの範囲内に包含されるべきである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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