JP2019199219A - Insulation/short circuit control device for track maintenance vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、保線車両に使用される絶縁車輪間を短絡又は絶縁させて踏切、遮断機及び鉄道信号灯等の制御を行う装置に関する。 The present invention relates to an apparatus for controlling a railroad crossing, a circuit breaker, a railway signal light, and the like by short-circuiting or insulating between insulated wheels used in track maintenance vehicles.
従来から鉄道の軌道上を走行して、架線などの軌道周辺の構造物の保守、点検作業をおこなう保線車両が知られている。このような保線車両を使用した保線作業は営業車両が運行しない夜間に行うのが一般的であり、従来から保線車両が踏切を通過する際や、踏み切り近くで停止する場合等に踏切警報音が鳴り響くと、踏み切り近傍の沿線住民に迷惑をかけることになるので、踏切位置に接近しても踏切警報音が鳴らないようにしている。 2. Description of the Related Art Conventionally, track maintenance vehicles are known that run on railway tracks and perform maintenance and inspection work on structures around the tracks such as overhead lines. Track maintenance work using such track maintenance vehicles is generally performed at night when business vehicles do not operate. Conventionally, when a track maintenance vehicle passes through a level crossing or stops near a level crossing, a level crossing warning sound is generated. If it sounds, it will cause inconvenience to the residents along the railroad crossing, so the crossing warning sound will not sound even if it approaches the railroad crossing position.
これを実現させたものとして、特許文献1(従来例1)には保線車両用絶縁車輪の導通装置が記載されている。上記装置は図8の概略構成図に示すように、保守用車両の車軸1両端部に嵌入される左右の車輪11,11を、いずれも内輪11aと外輪11cとの間に絶縁体11bを介在させた絶縁車輪として形成し、不図示の車体からの支持部によりブラシ15は車体と固定的に保持されている。そして、ブラシ15の先端にあるカーボンブラシ13はバネ14にて外輪11cの側面方向に付勢されることで、外輪11cに接続している。左右の外輪11c、11cは図8に示すようにそれぞれ接続されたカーボンブラシ13、13にリード線17を介し互いに接続されており、車体に設けられたスイッチ16によって短絡または絶縁することが可能なように構成されている。スイッチ16をOFFにして左右の外輪11c、11cを絶縁すれば、保線車両が踏切を通過するときに警報機が作動するのを阻止することができ、また、スイッチ16をONにして左右の外輪11c、11cを短絡すれば、保線車両が踏切を通過するときに通常どおり警報音を鳴らすことができる。このように必要に応じて車体側からスイッチ16の操作で切り替えることが可能となっている。
In order to realize this, Patent Document 1 (conventional example 1) describes a conduction device for insulated wheels for track maintenance vehicles. As shown in the schematic configuration diagram of FIG. 8, the above apparatus has left and
また、図9はブラシ15を用いた他の従来例(従来例2)である。不図示の車体からの支持部によりブラシ部15が車体と固定的に保持されている点で従来例1と同じだが、一方の車輪はリード線19を介して外輪11cと内輪11aが接続しており、内輪11aは車軸1と接続している。他方の車輪は車軸側に向けられたカーボンブラシ13をバネ14により車軸1方向に付勢することで、カーボンブラシ13を導電性のスリップ部18を介して外輪11c及び内輪11aにそれぞれ接続させている。なお、外輪11c及び内輪11aに接続するそれぞれのスリップ部18は隣接して配置されているが、両者間には絶縁部材20があるので、他方の車輪側では外輪11cと車軸1とは接続していない。ただし、内輪11aと車軸1は内部で接続している。ここで、一方の車輪の外輪11cがリード線19及び内輪11aを介して車軸により他方の車輪の内輪11aと接続しているので、車体に設けられたスイッチ16の操作によって一方の車輪11cと他方の車輪11cを短絡させることができる。この点で、本従来例も前述のものと同様の原理で短絡または絶縁することが可能なように構成されている。
なお、本明細書において車軸や車軸側という用語について、特に言及のない場合にはその車軸の回転に伴って回転する車輪も含めたものとして記載している。
FIG. 9 shows another conventional example (conventional example 2) using the
In the present specification, the terms “axle” and “axle side” are described as including wheels that rotate as the axle rotates unless otherwise specified.
また、特許文献2(従来例3)のものも使用されている。
これは図10の概略構成図で示すように、保守用車両の車体側には、インバータ制御により直流を交流信号に変換し、出力する交流電源25を設置するとともに、車軸1側に向かって突出し上記交流電源25により励磁される1次コイル23を設けている。また車軸1側には、その外周面に前記1次コイル23に対向させて巻回される2次コイル24と、該2次コイル24に接続されたリレーコイル21a、それに車軸1両端部の絶縁車輪11,11間を短絡する短絡回路22に介装されるリレー接点21bとを設けている。すなわち、保守用車両の車体側に設置した交流電源25のオン・オフにより、車軸1両端部の絶縁車輪11,11間を短絡する短絡回路22のリレー接点21bを開閉操作して、上記短絡回路22を短絡状態と絶縁状態とに切り換えることが可能であり、短絡状態に切り換えた場合のみ、該短絡回路22に軌道を流れる前記踏切制御用および鉄道信号用の切換信号が流れて、踏切警報音が鳴り、遮断機が降りるとともに鉄道信号灯が赤信号に切り換わるようにしたものである。
Moreover, the thing of patent document 2 (conventional example 3) is also used.
As shown in the schematic configuration diagram of FIG. 10, on the vehicle body side of the maintenance vehicle, an
また、上記特許文献2をさらに改良した特許文献3(従来例4)のものも考えられている。この装置は、図11に示すように、1次コイル30は該車体側から車軸1に向かって突出し、前記交流電源25と同様な第1交流電源32および第2交流電源33により励磁される。2次コイル31は1次コイル30に対向するように車軸1に固定されている。受信ユニット28は、2次コイル31に接続され、第1交流電源32からの信号を通過させる第1のリレーコイル26aと、同様に2次コイル31に接続され、不図示のバンドパスフィルタにて第2交流電源33からの信号のみを通過させる第2のリレーコイル27aとを備える。前記絶縁車輪11、11間を短絡する短絡回路29には、第1のリレー接点26bと第2のリレー接点27bが直列に配置されていて、フィルタ27cが第2のリレー接点27bと並列に配置されている。
Further, there is also conceived a patent document 3 (conventional example 4) obtained by further improving the above-mentioned
このような構成からなる従来の踏切警報音制御装置は、第1交流電源32および第2交流電源33の両方をオンにすると、前記短絡回路29の第1および第2のリレー接点26b,27bがともに作動してオンとなるので、該短絡回路29は、軌道からの踏切制御用の切換信号および鉄道信号用の切換信号がともに流れる完全短絡状態となる。
また、第1交流電源32および第2交流電源33がともにオフの状態では、保線車両の絶縁車輪11,11間を短絡する短絡回路29の第1および第2のリレー接点26b,27bがともに作動せずオフとなるので、該短絡回路29は、軌道からの踏切制御用の切換信号および鉄道信号用の切換信号が全く流れない絶縁状態となる。
In the conventional railroad crossing warning sound control device having such a configuration, when both the first
When both the first
そして、第1交流電源32をオン、第2交流電源33をオフにすると、保線車両の絶縁車輪間を短絡する短絡回路29に直列に配置された第1のリレー接点26bがオン、第2のリレー接点27bがオフとなるので、該短絡回路29は、上記第2のリレー接点に並列に配置されたフィルタ(ローパスフィルタ)27cを通過する信号、すなわち軌道からの低周波の鉄道信号用の切換信号のみが通過し、高周波の踏切制御用の切換信号はカットされる部分短絡状態となる。この部分短絡状態にあらかじめ設定しておくことにより、踏切位置において踏切警報音は鳴らずに遮断機のみが降りて鉄道信号灯が赤信号を表示するという、静かでかつ実用的な状態での保線車両の軌道走行を行なうことができる。
When the first
また、図12,13は参考例1を示している。図12(a)は車軸方向から見た図であるのに対して、図12(b)は車軸に垂直な方向から見た図である。図13は参考例1の全体の配線等を説明する概略構成図である。
図12、13に示すとおり、車軸1の外周には回転装着部材2及び固定装着部材3が装着されている。回転装着部材2は車軸1に固定されているのに対し、固定装着部材3は回転装着部材2の外周側に若干の隙間をあけて装着されている。回転装着部材2と固定装着部材3とは回転装着部材2に設けられたボールベアリング12及び通電性の接触部材4(4a、4b)によって接続されている。通電性の接触部材4としては、通電ベアリング、ロータリーコネクター、スリップリング又はブラシが望ましい。固定装着部材3には回転装着部材2に設けられたボールベアリング12と接続するための接続部3cが備えられている。また、車体側から一方の電極が固定装着部材3の導電部3aに接続され、他方の電極が固定装着部材3の導電部3bに接続されている。導電部3a、3bは共に導電性部材からなり、両者は3cと共に絶縁部材5によってつながって保持されており、導電部3a、3bは回転装着部材2に設けられた接触部材4a、4bにそれぞれ接触することで、リード線17に通電する。
車軸が回転すると、回転装着部材2は車軸の回転に伴って回転するが、固定装着部材3は回転しない。また、回転装着部材2が回転すると接触部材4a、4bもそれに伴い車軸回りに回転するので、接触部材4a、4bには遠心力が働き、それぞれ導電部3a、3bとの接触具合が良好となることで、通電の安定性が高まる。
12 and 13 show Reference Example 1. FIG. 12A is a view seen from the axle direction, while FIG. 12B is a view seen from the direction perpendicular to the axle. FIG. 13 is a schematic configuration diagram illustrating the entire wiring and the like of Reference Example 1.
As shown in FIGS. 12 and 13, a
When the axle rotates, the
図14は従来例4に対応した参考例2の全体の配線等を説明する概略構成図である。ただし、説明しやすいように車体やその他説明に不要な箇所は省略している。なお、特に説明のない箇所については、従来のものと同様の構成及び作用である。
参考例2は参考例1の通電装置を従来例4に適用したものであり、回転装着部材2、固定装着部材3及び接触部材4等については参考例1と同様の構成である。
FIG. 14 is a schematic configuration diagram illustrating the entire wiring and the like of Reference Example 2 corresponding to Conventional Example 4. For ease of explanation, however, the vehicle body and other parts unnecessary for explanation are omitted. Parts that are not particularly described have the same configuration and operation as the conventional ones.
In Reference Example 2, the energization device of Reference Example 1 is applied to Conventional Example 4, and the rotational mounting
しかし、これまでの通電装置を利用した場合では、一方向通信がその前提の構成だったので、実際の絶縁・短絡状態を本体側にフィードバックするのは難しく、特にカーボンブラシ、コイルや接触部材等から先、すなわち車体と車軸の境から車軸側、特に絶縁車輪、の状況を把握することができなかった。
また、保線車両の絶縁と短絡(完全短絡)の単なる切換えだけでなく、従来例4や参考例2のように完全短絡と部分短絡の切換えも行う場合には複雑な構成が必要となり、そのような複雑な構成のものは運行時の振動等物理的な影響で信号が一時的に途切れたりすることがあり、それが誤動作や故障などの原因となっていた。
また、積載物や外部からの振動等により、車体と車軸の境の隙間が広がったり、狭くなったりして、安定的な送信に問題が生じることがあった。また、カーボンブラシ、コイルや接触部材等を車体や車軸に取付けしたり調整したりする作業は大変で多大な労力がかかっていた。
However, in the case of using the current energization device, since the one-way communication was the premise configuration, it is difficult to feed back the actual insulation / short circuit state to the main body side, especially carbon brush, coil, contact member, etc. In other words, it was impossible to grasp the situation of the axle side, particularly the insulated wheel, from the boundary between the vehicle body and the axle.
In addition to simple switching between insulation and short-circuiting (complete short-circuiting) of track-bearing vehicles, complicated switching is required when switching between complete short-circuiting and partial short-circuiting as in Conventional Example 4 and Reference Example 2. In such a complicated configuration, the signal may be temporarily interrupted due to physical influences such as vibration during operation, which causes malfunction or failure.
In addition, a gap between the vehicle body and the axle may be widened or narrowed due to a load or vibration from the outside, which may cause a problem in stable transmission. Moreover, the work of attaching or adjusting the carbon brush, coil, contact member, etc. to the vehicle body or the axle has been very difficult and labor intensive.
本発明は上記課題に鑑みてなされたもので、双方向通信により実際の絶縁車輪の状況を把握することで安定的な運用ができ、小型軽量でメンテナンス性が良く簡易な取り付けが可能な保線車両の絶縁・短絡制御装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and a track maintenance vehicle that can be stably operated by grasping the actual state of an insulated wheel by two-way communication, is small and light, has good maintainability, and can be easily attached. An object of the present invention is to provide an insulation / short-circuit control device.
発明者はこのような従来の欠点を補うべく鋭意研究を重ねた結果、本発明に到達したものであって、上記目的達成のため、請求項1の発明の保線車両の絶縁・短絡制御装置は、保線車両の内輪と外輪とが絶縁された絶縁車輪に取り付けられ外輪と内輪間の絶縁と短絡の切換え及び状態検知する切換検知装置と、車体に設けられ前記切換検知装置と双方向無線通信を行って前記切換検知装置の操作及び前記状態検知の結果の通知を行う操作盤とからなることを特徴とする。
The inventor has arrived at the present invention as a result of intensive studies to make up for such conventional drawbacks. To achieve the above object, the insulated / short-circuit control device for a track maintenance vehicle according to
このように無線による双方向通信が可能となることによって、指示したとおりに絶縁・短絡が行われているか車体側から絶縁車輪の状況を把握することができる。例えば、作業者の指示どおりに絶縁車輪が実際に短絡または絶縁しているかを把握することや、車輪や車軸側にセンサー等を備えたりすることで、車輪や車軸に起因する故障個所の把握や状況判断が可能となり、より安定的な運用が可能となる。
なお、切換検知装置の電源はブラシ等によって車両本体側から供給してもよい。この場合は従来と違い単に電源供給だけを行えばよいので複雑な機構から生ずる故障等が減少する。さらには、切換検知装置内に電池を設けることで、車両本体から絶縁車輪までの通電を確保する必要がなくなるので簡易な構成とすることができ、容易に取り付けすることも可能となる。
By enabling wireless two-way communication in this way, it is possible to grasp the state of the insulated wheels from the vehicle body side as to whether insulation or short-circuiting is performed as instructed. For example, ascertaining whether the insulated wheel is actually short-circuited or insulated as instructed by the operator, or providing a sensor or the like on the wheel or axle side, The situation can be judged, and more stable operation is possible.
In addition, you may supply the power supply of a switching detection apparatus from the vehicle main body side with a brush etc. FIG. In this case, unlike the conventional case, it is only necessary to supply power, so that troubles caused by complicated mechanisms are reduced. Furthermore, by providing a battery in the switching detection device, it is not necessary to ensure energization from the vehicle main body to the insulated wheels, so that a simple configuration can be achieved and easy installation is possible.
請求項2の発明の保線車両の絶縁・短絡制御装置は、前記切換えが、フォトカップラで行うことを特徴とする。
この構成により、切換回路に可動部材がなくなるので、また、車体側から電源を供給する場合には車体側からの通電と切換回路とは電気的に断絶されるので、これらに起因する誤動作や故障を無くすことができる。なお、本願発明においてフォトカップラとはフォトMOSリレーを含んだ意味として用いている。
The insulation / short-circuit control apparatus for track maintenance vehicles according to the invention of
With this configuration, there is no movable member in the switching circuit, and when power is supplied from the vehicle body side, the energization from the vehicle body side and the switching circuit are electrically disconnected. Can be eliminated. In the present invention, the photocoupler is used to include a photoMOS relay.
請求項3の発明の保線車両の絶縁・短絡制御装置は、前記切換えが、MOSFETで行うことを特徴とする。
この構成により、切換回路に可動部材がなくなり耐久性及び信頼性が上がる。また、電気使用量がさらに少ないMOSFETを使用すれば、車体側から切換検知装置に通電を行わずに切換検知装置内に電池を設けた場合でも電池を交換する頻度が減って長期の連続運用が可能となる。また、そのような構成から簡易に取り付けることも可能となる。
According to a third aspect of the insulation / short-circuit control apparatus for a track-holding vehicle according to the present invention, the switching is performed by a MOSFET.
With this configuration, there is no movable member in the switching circuit, and durability and reliability are improved. In addition, if a MOSFET with a smaller amount of electricity is used, even if a battery is provided in the switching detection device without energizing the switching detection device from the vehicle body side, the frequency of replacing the battery is reduced and long-term continuous operation is possible. It becomes possible. Moreover, it becomes possible to attach simply from such a structure.
請求項4の発明の保線車両の絶縁・短絡制御装置の前記短絡には、完全短絡と1以上の部分短絡があり、それぞれに対応した前記切換え及び状態検知ができるように構成されていることを特徴とする。
ここで、完全短絡とは全ての制御信号が通過する状態を示し、部分短絡とは一部の制御信号が通過する状態を示す。例えば3種類の制御信号が存在する場合には、1種類または2種類の制御信号が通過する状態を部分短絡とし、3種類全ての制御信号が通過する状態を完全短絡とする。
この構成により、例えば踏切位置において踏切警報音は鳴らずに遮断機のみが降りて鉄道信号灯が赤信号を表示するという、静かでかつ実用的な状態での保線車両の軌道走行を従来のような複雑な構成でなくても実現できる。
The short circuit of the insulated vehicle short circuit control device of the invention of claim 4 includes a complete short circuit and one or more partial short circuits, and is configured so that the switching and state detection corresponding to each can be performed. Features.
Here, the complete short circuit indicates a state in which all control signals pass, and the partial short circuit indicates a state in which some control signals pass. For example, when there are three types of control signals, a state in which one or two types of control signals pass is a partial short circuit, and a state in which all three types of control signals pass is a complete short circuit.
With this configuration, for example, the track running of a tracked vehicle in a quiet and practical state where a railroad crossing warning signal does not sound at the railroad crossing position and only the breaker goes down and the railway signal light displays a red signal, as in the past. This can be realized without a complicated configuration.
請求項5の発明の保線車両の絶縁・短絡制御装置の前記操作盤は前記切換検知装置による絶縁、短絡のそれぞれの状態に切換えるスイッチを備えた操作部と、前記切換検知装置からの状態検知結果を通知する照明手段を備えた通知部とを備えることを特徴とする。
この構成により、指示通りに切換検知装置が稼働しているか、電池が切れていないか等を確認することができる。
The operation panel of the insulation / short-circuit control device for the track maintenance vehicle according to
With this configuration, it is possible to confirm whether the switching detection device is operating as instructed, whether the battery is dead, or the like.
請求項6の発明の保線車両の絶縁・短絡制御装置の前記切換えは、両極性に対応していることを特徴とする。
この構成により、車両の向きが反対になることで左右両方のレールから受ける電圧がそれぞれ逆になった場合であっても正常に動作することができる。
The switching of the insulation / short-circuit control device for the track maintenance vehicle according to the invention of
With this configuration, even when the voltages received from both the left and right rails are reversed due to the opposite direction of the vehicle, the vehicle can operate normally.
以上詳述したように、本発明によれば、双方向無線通信により実際の絶縁車輪の状況を把握することで安定的な運用ができ、また、フォトカップラやMOSFET等の半導体スイッチを採用したことによる駆動電流の低減により、切換検知装置内の小型電池でも駆動可能となり、車両側からの電源供給を不要とすることができ、様々な要因による誤動作、耐久性も改善する。
また、従来品と比較して振動等による影響が少なくメンテナンス性が良く簡易な取り付けが可能な保線車両の絶縁・短絡制御装置を提供することができるなどの効果を有する。
As described in detail above, according to the present invention, stable operation can be performed by grasping the actual state of the insulated wheel by bidirectional wireless communication, and a semiconductor switch such as a photocoupler or MOSFET is adopted. Due to the reduction of the drive current, it is possible to drive even with a small battery in the switching detection device, the power supply from the vehicle side can be made unnecessary, and malfunction and durability due to various factors are improved.
In addition, there is an effect that it is possible to provide an insulated / short-circuit control device for a tracked vehicle that is less affected by vibration or the like than conventional products, has good maintainability and can be easily attached.
以下、本発明の実施例を図面に基づき説明する。なお、本発明は本実施例の記載内容に限られるものではない。特に、本実施例は保線車両の絶縁・短絡制御装置における操作盤と切換検知装置に関するものであるが、本発明はそれだけではなく、従来の保線車両の絶縁・短絡装置で用いられたいかなる形態も含まれるものである。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the description of the present embodiment. In particular, the present embodiment relates to an operation panel and a switching detection device in an insulated / short-circuit control device for a track maintenance vehicle, but the present invention is not limited to this, and any form used in the conventional insulation / short-circuit device for a track maintenance vehicle. It is included.
図1は実施例1の全体の構成を説明する概略構成図である。ただし、説明しやすいように車体やその他説明に不要な箇所は省略している。なお、特に説明のない箇所については、従来のものと同様の構成及び作用である。 FIG. 1 is a schematic configuration diagram illustrating the overall configuration of the first embodiment. For ease of explanation, however, the vehicle body and other parts unnecessary for explanation are omitted. Parts that are not particularly described have the same configuration and operation as the conventional ones.
実施例1は従来例2の構成において、車輪の絶縁・短絡を車体側で切換える代わりに、無線通信を利用して車軸側で実際の切換えを行うものである。すなわち、車体側には無線送受信機35が備えられた操作盤OBが設置され、車軸側には無線送受信機36が備えられた切換検知装置SDが設置されており、車体側と車軸側との間で双方向無線通信が可能となるように構成されている。操作盤OBで絶縁・短絡の指示を行うと、操作盤OBから双方向無線通信によって、切換検知装置に信号が伝わり、切換検知装置内のコントローラによって、絶縁・短絡の制御が行われる。なお、実施例1では車軸側に設けられている切換検知装置SDの電源供給は車体側の電源から車軸側にブラシを介して行われている(図1参照)。
何らかの影響で車体と車軸間で一時的に通電ができなくなったとしても、切換検知装置SDにコンデンサー、充電池等の蓄電機能を設けることで電源供給の途切れをなくすことができるので、双方向無線通信の中断をなくすことができる。
In
Even if it is temporarily impossible to energize between the vehicle body and the axle for some reason, it is possible to eliminate the interruption of power supply by providing a power storage function such as a capacitor and a rechargeable battery in the switching detection device SD. Communication interruption can be eliminated.
図2は切換検知装置SDの配線図である。なお、図2では説明しやすいようにアンテナ、電源、配線図等が切換検知装置SDの外に記載されているが、通常これらはその一部または全部がSD内部に配置されている。本発明では、これらの一部または全部が切換検知装置SD外部に配置された形態も切換検知装置SD内部に配置された形態も含むものである。
また、図2において、切換検知装置SDの電源供給は車体側から行っても、切換検知装置SDに電池を設けて行ってもいずれでも構わない。ただし、実施例1(図1)では、前述のとおり切換検知装置SDの電源供給は車体側から行っている。
FIG. 2 is a wiring diagram of the switching detection device SD. For ease of explanation, FIG. 2 shows an antenna, a power supply, a wiring diagram, and the like outside the switching detection device SD, but usually a part or all of these are arranged inside the SD. In the present invention, a part or all of these are included outside the switching detection device SD, and both are included inside the switching detection device SD.
In FIG. 2, the power supply of the switching detection device SD may be supplied from the vehicle body side or may be performed by providing a battery in the switching detection device SD. However, in the first embodiment (FIG. 1), as described above, the power supply of the switching detection device SD is performed from the vehicle body side.
ここで、SW1及びSW2はそれぞれ絶縁・短絡の切換を行う切換回路である。この切換回路については、耐久性、信頼性、電力消費等を考慮すると、フォトカップラやMOSFET等物理的な可動部が存在しない半導体スイッチが望ましい。本発明の実施例では、切換回路にフォトカップラまたはMOSFETを用いている。
SW1がONだと、SW2がONまたはOFFのいずれであっても、外輪と内輪が短絡され、軌道からの踏切制御用の切換信号および鉄道信号用の切換信号がともに流れる完全短絡状態となる。
SW1とSW2の両者がOFFだと、外輪と内輪が絶縁され、踏切制御用の切換信号および鉄道信号用の切換信号が全く流れない絶縁状態となる。
そして、SW1をOFF、SW2をONにすると、短絡回路はローパスフィルタ7を通過する信号、すなわち軌道からの低周波の鉄道信号用の切換信号のみが通過し、高周波の踏切制御用の切換信号はカットされ部分短絡状態となる。この部分短絡状態にあらかじめ設定しておくことにより、踏切位置において踏切警報音は鳴らずに遮断機のみが下りて鉄道信号灯が赤信号を表示する状態とすることができる。
Here, SW1 and SW2 are switching circuits for switching between insulation and short circuit, respectively. With regard to this switching circuit, in view of durability, reliability, power consumption, and the like, a semiconductor switch that does not have a physical movable part such as a photocoupler or MOSFET is desirable. In the embodiment of the present invention, a photocoupler or a MOSFET is used for the switching circuit.
When SW1 is ON, regardless of whether SW2 is ON or OFF, the outer ring and the inner ring are short-circuited, resulting in a complete short-circuit state in which both a switching signal for level crossing control from the track and a switching signal for railway signals flow.
When both SW1 and SW2 are OFF, the outer ring and the inner ring are insulated, resulting in an insulated state in which a switching signal for railroad crossing control and a switching signal for railway signals do not flow at all.
When SW1 is turned off and SW2 is turned on, the short circuit passes only the signal passing through the low-pass filter 7, that is, the switching signal for the low-frequency railway signal from the track, and the switching signal for high-frequency railroad crossing control is It is cut and it becomes a partial short circuit state. By setting the partial short-circuit state in advance, it is possible to make a state in which the railroad signal lamp displays a red signal without the crossing alarm sounding at the crossing position and only the breaker going down.
また、それぞれ実際の絶縁・短絡が行われているか否かについて、確認することが可能となっている。すなわち、図2において、PC1によって、完全短絡状態を検出することができ、PC2によって、部分短絡状態を検出することができる。また、PC1とPC2の両者とも検出できない場合は、いずれの信号も流れない絶縁状態と判断される。
そして、操作盤OBと切換検知装置SDとの間の双方向無線通信により、このような制御が切換検知装置SDによって適切に行われているか否かを車体側に設置された操作盤OBで確認することが可能である。
Further, it is possible to confirm whether or not actual insulation / short-circuiting has been performed. That is, in FIG. 2, the complete short circuit state can be detected by PC1, and the partial short circuit state can be detected by PC2. If neither PC1 nor PC2 can be detected, it is determined that the insulation state is such that neither signal flows.
Then, through bidirectional wireless communication between the operation panel OB and the switching detection device SD, it is confirmed by the operation panel OB installed on the vehicle body side whether or not such control is appropriately performed by the switching detection device SD. Is possible.
切換検知装置で使用する切換回路がフォトカップラの場合には、車体側から電源を供給する場合に車体側からの通電と切換回路とは電気的に完全に断絶されるので、車体側に起因する誤動作や故障を無くすことができる。
電気使用量が少ないMOSFETの場合には、切換検知装置の電源供給に車体側から通電を行わず切換検知装置内に電池を設け、そこから電源供給してもよい。電気使用量が少ないので電池を交換する頻度が減って長期の連続運用が可能となる。
なお、本発明によると電気使用量が少ないMOSFETを使用することによって、少なくとも1年間は電池交換する必要が無くなり、1年毎に行われる定期点検時の電池交換だけを行えば、それ以外に電池交換の手間がかかることはない。
また、従来の絶縁・短絡制御装置では、車軸側の状態を車体側から検知することができなかったのに対し、本発明では、常時、絶縁・短絡だけでなく電池や切換検知装置の状態も操作盤で確認することができるので、仮に電池や切換検知装置に不具合があった場合でも、すぐに対応することができることからメンテナンス性を向上させたり、事故やミスを減少させたり、2次被害を減らしたりすることが可能である。
When the switching circuit used in the switching detection device is a photocoupler, when power is supplied from the vehicle body side, the energization from the vehicle body side and the switching circuit are completely disconnected from each other. Malfunctions and failures can be eliminated.
In the case of a MOSFET that uses a small amount of electricity, a battery may be provided in the switching detector without supplying power from the vehicle body side to supply power to the switching detector, and power may be supplied from there. Since the amount of electricity used is small, the frequency of battery replacement is reduced and long-term continuous operation becomes possible.
According to the present invention, by using a MOSFET with a small amount of electricity used, it is not necessary to replace the battery for at least one year. If only the battery is replaced at the periodic inspection performed every year, the other battery There is no need for replacement.
In addition, in the conventional insulation / short-circuit control device, the state on the axle side cannot be detected from the vehicle body side, whereas in the present invention, not only the insulation / short-circuit state but also the state of the battery and the switching detection device are always present. Since it can be confirmed on the operation panel, even if there is a problem with the battery or the switching detection device, it can be handled immediately, improving maintenance, reducing accidents and mistakes, and secondary damage. Can be reduced.
図3は切換回路にフォトカップラ(フォトMOSリレー)を用いた配線図である。通常は図2におけるSW1、SW2のそれぞれに1つのフォトカップラ(フォトMOSリレー)を使用するが、図3においては、切換機能を補強する目的でSW1にQ1とQ2、SW2にQ3とQ4とそれぞれ2つのフォトカップラ(フォトMOSリレー)を使用している。ただし、基本的な原理は図2で説明したものと同等である。
このようにSW1やSW2に複数のフォトカップラ(フォトMOSリレー)を使用することで切換回路に起因する不具合や誤動作等を減らすことができる。
また、左右両方のレールから受ける電圧は車両の向きが反対になるとそれぞれ逆になるので、これらいずれの場合にも対応できなくてはならない。その問題に対応するため、図3ではQ1、Q2、 Q3、Q4、PC1及びPC2で示すフォトカップラ(フォトMOSリレー)は両極性に対応するように構成している。
なお、図3におけるこのようなフォトカップラ(フォトMOSリレー)の構成、作用、効果等については、フォトカップラ(フォトMOSリレー)をMOSFETに置き換えたとしても同様に得ることが可能である。
FIG. 3 is a wiring diagram using a photocoupler (photo MOS relay) in the switching circuit. Normally, one photocoupler (photo MOS relay) is used for each of SW1 and SW2 in FIG. 2, but in FIG. 3, Q1 and Q2 are assigned to SW1 and Q3 and Q4 are assigned to SW2 for the purpose of reinforcing the switching function. Two photocouplers (photo MOS relays) are used. However, the basic principle is the same as that described in FIG.
In this way, the use of a plurality of photocouplers (photo MOS relays) for SW1 and SW2 can reduce problems and malfunctions caused by the switching circuit.
In addition, since the voltages received from both the left and right rails are reversed when the direction of the vehicle is reversed, it is necessary to be able to cope with any of these cases. In order to cope with this problem, the photocouplers (photo MOS relays) indicated by Q1, Q2, Q3, Q4, PC1 and PC2 in FIG. 3 are configured to correspond to both polarities.
Note that the configuration, operation, effect, and the like of such a photocoupler (photoMOS relay) in FIG. 3 can be obtained in the same manner even if the photocoupler (photoMOS relay) is replaced with a MOSFET.
図4は図3に対してさらにバンドパスフィルター(BPF)を用いて、切換回路SW3及び絶縁・短絡状態を検知するPC3を追加したものである。
これにより低周波の鉄道信号用の切換信号、高周波の踏切制御用の切換信号に加えてさらに他の周波数の切換信号での部分短絡状態も実現させることが可能となる。
このように切換回路などを追加することによって複数の周波数の異なる切換信号での部分短絡状態を実現することができる。
FIG. 4 is obtained by adding a switching circuit SW3 and PC3 for detecting an insulation / short-circuit state by using a bandpass filter (BPF) to FIG.
Thereby, in addition to the switching signal for the low-frequency railway signal and the switching signal for the high-frequency railroad crossing control, it is possible to realize a partial short-circuit state with a switching signal of another frequency.
By adding a switching circuit or the like in this way, a partial short-circuit state with a plurality of switching signals having different frequencies can be realized.
図5は操作盤を示している。図5(a)は図2,3に対応し、図5(b)は図4に対応した操作盤である。
操作盤には、図5(a)で示すように絶縁、短絡又はLPF(部分短絡)のそれぞれの状態が示され、それらに対応した確認用ランプ及び操作用照光式プッシュスイッチが隣接して配置されている。絶縁、短絡又はLPFのそれぞれの状態に対応した操作用照光式プッシュスイッチを押すことで、希望する状態にすることができる。
確認用ランプは、絶縁・短絡装置の状況を示すものとなっている。絶縁時には絶縁ランプが点灯し、短絡時には短絡ランプが点灯し、部分短絡状態の時にはLPFランプが点灯する。例えば、短絡の操作用照光式プッシュスイッチを押すと、車軸側に設置された切換検知装置と双方向無線通信が行われ、切換検知装置内部の切換回路により短絡状態となる。そして、切換検知装置により、実際に短絡状態が検知された場合には操作盤と双方向無線通信が行われ短絡ランプが点灯する。もし、短絡の操作用照光式プッシュスイッチが押されても、故障等の影響で実際に短絡状態になっていない場合には、短絡状態が検知されないので、短絡ランプは点灯しない。
FIG. 5 shows the operation panel. FIG. 5A corresponds to FIGS. 2 and 3, and FIG. 5B is an operation panel corresponding to FIG.
As shown in FIG. 5 (a), the operation panel shows respective states of insulation, short circuit or LPF (partial short circuit), and a corresponding confirmation lamp and operation illumination push switch are arranged adjacent to each other. Has been. A desired state can be obtained by pressing an operation illumination push switch corresponding to each state of insulation, short circuit or LPF.
The confirmation lamp indicates the status of the insulation / short circuit device. An insulating lamp is lit when insulated, a short lamp is lit when short-circuited, and an LPF lamp is lit when partially short-circuited. For example, when an illuminated push switch for short-circuiting operation is pressed, two-way wireless communication is performed with a switching detection device installed on the axle side, and a short circuit is established by a switching circuit inside the switching detection device. When the short-circuit state is actually detected by the switching detection device, two-way wireless communication is performed with the operation panel, and the short-circuit lamp is lit. Even if the illuminated push switch for short-circuit operation is pressed, if the short-circuit state is not actually caused due to a failure or the like, the short-circuit state is not detected, so the short-circuit lamp is not lit.
図6は実施例2の全体の配線等を説明する概略構成図である。ただし、説明しやすいように車体やその他説明に不要な箇所は省略している。なお、特に説明のない箇所については、従来のもの及び実施例1等と同様の構成及び作用である。
実施例2は参考例1の構成において、第1交流電源32および第2交流電源33で第1および第2のリレー26,27を制御する代わりに、無線通信を利用したものである。すなわち、車体側に設けた無線送受信機35と車軸側に設けた無線送受信機36間で双方向無線通信が可能となるように構成されている。ただし、車軸側に設けられている無線送受信機36の電源供給については無線ではなく、実施例1と同様に本体の電源を使用している。
FIG. 6 is a schematic diagram illustrating the entire wiring and the like of the second embodiment. For ease of explanation, however, the vehicle body and other parts unnecessary for explanation are omitted. In addition, about the place which is not demonstrated especially, it is the same structure and effect | action as a conventional thing and Example 1, etc.
The second embodiment uses the wireless communication instead of controlling the first and
図7は実施例3の全体の配線等を説明する概略構成図である。ただし、説明しやすいように車体やその他説明に不要な箇所は省略している。なお、特に説明のない箇所については、従来のもの及び実施例1、2等と同様の構成及び作用である。
実施例3は実施例1、2の構成において、車体側からの通電を不要としたものである。具体的には切換検知装置に電池を設け、切換検知装置の電源供給をそれで賄うようにしたものである。切換検知装置SDに電池を設けることによって、車体側からの電源供給がなくても長期間の運用が可能となる。さらに、切換検知装置SDに充電池やコンデンサーを使用することで電池交換頻度を削減することも可能となる。なお、レールに流れる電流を利用して充電や蓄電する機能があると、さらに電池交換頻度を削減することが可能となる。その場合にはダイオードブリッジ及び充放電回路を用いるのが望ましい。
FIG. 7 is a schematic configuration diagram illustrating the entire wiring and the like of the third embodiment. For ease of explanation, however, the vehicle body and other parts unnecessary for explanation are omitted. Parts that are not particularly described have the same configuration and operation as those of the conventional one and Examples 1 and 2.
The third embodiment eliminates the need for energization from the vehicle body side in the configurations of the first and second embodiments. Specifically, a battery is provided in the switching detection device so as to cover the power supply of the switching detection device. By providing a battery in the switching detection device SD, long-term operation is possible even without power supply from the vehicle body side. Furthermore, the battery replacement frequency can be reduced by using a rechargeable battery or a capacitor for the switching detection device SD. In addition, if there is a function of charging or storing electricity using the current flowing through the rail, it is possible to further reduce the battery replacement frequency. In that case, it is desirable to use a diode bridge and a charge / discharge circuit.
なお、本発明は前記保線車両の絶縁・短絡制御装置の行う制御方法も含まれる。例えば保線車両の内輪と外輪とが絶縁された絶縁車輪に取り付けられ外輪と内輪間の絶縁と短絡の切換え及び状態検知する切換検知装置と、車体に設けられ前記切換検知装置と双方向無線通信を行って前記切換検知装置の操作及び前記状態検知の結果の通知を行う操作盤とからなる保線車両の絶縁・短絡制御方法も本発明に含まれる。 The present invention also includes a control method performed by the insulated vehicle short circuit control device. For example, a switch detection device that is attached to an insulated wheel in which an inner ring and an outer ring of a track maintenance vehicle are insulated and switches between insulation and short circuit between the outer ring and the inner ring and detects a state, and a bidirectional wireless communication with the switch detection device provided on a vehicle body. An insulated / short-circuit control method for a track maintenance vehicle including an operation panel that performs the operation of the switching detection device and notifies the result of the state detection is also included in the present invention.
OB 操作盤(Operation Board)
SD 切換検知装置(Switching Device)
1 車軸
2 回転装着部材
3 固定装着部材
3a 固定装着部材に設けられた電極(一方)が接続する導電部
3b 固定装着部材に設けられた電極(他方)が接続する導電部
3c 固定装着部材に設けられた回転装着部材との連結部
4 ロータリーコネクタ(通電性の接触部材)
4a ロータリーコネクタ(一方)(通電性の接触部材)
4b ロータリーコネクタ(他方)(通電性の接触部材)
5 固定装着部材を固定するために本体側に取り付けられる支持装置(固定装着部材保持具)
6 フォトカップラ2(PC2)用ローパスフィルタ
7 切換回路2(SW2)用ローパスフィルタ
8 フォトカップラ3用バンドパスフィルタ
9 切換回路3(SW3)用バンドパスフィルタ
10 車体
11 絶縁車輪
11a 内輪
11b 絶縁部材
11c 外輪
12 ボールベアリング
13 カーボンブラシ
14 バネ
15 ブラシ
16 スイッチ
17 リード線
18 スリップ部
19 リード線
20 絶縁部材
21 リレー
21a リレーコイル
21b リレー接点
22 短絡回路
23 1次コイル
24 2次コイル
25 交流電源
26 第1のリレー
26a 第1のリレーコイル
26b 第1のリレー接点
27 第2のリレー
27a 第2のリレーコイル
27b 第2のリレー接点
27c フィルタ(ローパスフィルタ)
28 受信ユニット
29 短絡回路
30 1次コイル
31 2次コイル
32 第1交流電源
33 第2交流電源
34 アンテナ
35 無線送受信機
36 無線送受信機
OB Operation Board
SD switching detection device (Switching Device)
DESCRIPTION OF
4a Rotary connector (one side) (conductive contact member)
4b Rotary connector (other side) (electrically conductive contact member)
5. Support device (fixed mounting member holder) attached to the main body side to fix the fixed mounting member
6 Low-pass filter for photocoupler 2 (PC2) 7 Low-pass filter for switching circuit 2 (SW2) 8 Bandpass filter for photocoupler 9 Bandpass filter for switching circuit 3 (SW3) 10
28
Claims (6)
The insulation / short-circuit control device for a track maintenance vehicle according to any one of claims 1 to 5, wherein the switching corresponds to both polarities.
Priority Applications (1)
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JP2018095830A JP2019199219A (en) | 2018-05-18 | 2018-05-18 | Insulation/short circuit control device for track maintenance vehicle |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
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Family Applications (1)
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN111806306A (en) * | 2020-06-05 | 2020-10-23 | 天津中铁电气化设计研究院有限公司 | Double-protection grounding wire method for direct-current traction power supply double-insulation contact network system |
JP7712618B2 (en) | 2021-10-05 | 2025-07-24 | アクト電子株式会社 | Insulation/short circuit switching device for insulated wheels, track maintenance vehicle, and insulation/short circuit switching method for insulated wheels |
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2018
- 2018-05-18 JP JP2018095830A patent/JP2019199219A/en active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN111806306B (en) * | 2020-06-05 | 2021-11-19 | 中铁电气化勘测设计研究院有限公司 | Double-protection grounding wire method for direct-current traction power supply double-insulation contact network system |
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