JP2009261065A - 電気車の伝送装置 - Google Patents

Abstract

【課題】、安価に設置できるとともに、車両間渡り及び併結間渡りにおいて高速且つ信頼性の高い伝送信号による情報の伝送を行う電気車の伝送装置を提供する。
【解決手段】複数の車両により構成された電気車の車両編成内又は他の車両編成との間において情報を伝送する電気車の伝送装置であって、複数の車両の各々に搭載され、高周波の伝送信号を用いて車両情報の授受を行う車両情報装置２と、複数の車両の各々の両端に設けられ、車両情報装置２により生成された伝送信号と赤外線信号との相互変換を行うとともに、車両間渡り又は併結間渡りを挟んで隣接する車両との間において赤外線信号による送受信を行う赤外線変換器１ａ，１ｂとを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、複数の車両を連結した電気車において、車両間渡り及び併結間渡りで伝送信号による情報の伝送を行う電気車の伝送装置に関する。

従来、鉄道車両等の電気車に搭載された車両情報システムは、鉄道車両の搭載機器の制御や監視機能向上を図るために、車両情報を伝送するための伝送装置を用いて車両編成内や編成間の幹線伝送を行ってきた。

図７は、従来の電気車の伝送装置を使用する複数の車両により構成された電気車の車両構成を示す図である。なお、図７に示す電気車は、例として５両１編成の電車を示す。車両情報を伝送するための車両情報装置２は、各車両の床下に設置されており、艤装線によりジャンクションボックス３ａ，３ｂに接続されている。

幹線伝送を行う艤装線は、ジャンクションボックス３ａ（あるいは３ｂ）において、他の引き通し線と一緒に束ねられており、車両間渡りの同じ束のジャンパ線により隣の車両のジャンクションボックス３ｂ（あるいは３ａ）に接続されている。

したがって、いずれかの車両に搭載された車両情報装置２により伝送された車両情報は、ジャンクションボックス３ａ，３ｂ、及び車両間渡りのジャンパ線を介して、他の車両に搭載された車両情報装置２に伝送される。

一方、図８は、従来の電気車の車両情報装置２を使用する複数の車両により構成された電気車を併結した場合の車両構成を示す図である。同一編成内における構成は、図７の場合と同様である。

図８におけるＡ編成とＢ編成の車両間（Ａ編成２号車とＢ編成１号車との間）は、連結器により併結される。幹線伝送を行う艤装線は、Ａ編成２号車のジャンクションボックス３ｂ（あるいはＢ編成１号車のジャンクションボックス３ａ）において、他の引き通し線と一緒に束ねられ、併結間渡りの連結器における電気連結器を介して隣のＢ編成１号車のジャンクションボックス３ａ（あるいはＡ編成２号車のジャンクションボックス３ｂ）に接続されている。

したがって、車両情報装置２により伝送された車両情報は、編成間において連結器による併結部を渡す電線を介して、他の編成車両に搭載された車両情報装置２に伝送される。

特許文献１には、簡便かつ安価に列車引き通し電気制御配線の増加に対応可能な鉄道車両の車両間渡り線装置が記載されている。

この鉄道車両の車両間渡り線装置は、列車編成内あるいは列車編成同士の隣接する車両間で、列車引通し電気制御配線を接続する鉄道車両の車両間渡り線装置において、一方の車両の列車引通し電気制御配線の電圧加圧状態をパラレル−シリアル変換し、他方の車両にシリアル伝送方式で送信し、他方の車両でシリアル−パラレル変換するパラレル−シリアル変換回路を設け、各車両の列車引通し電気制御配線と電源との間に、ソリッドステートリレー等の回路開閉器をそれぞれ挿入し、一方の車両の回路開閉器から発せられてパラレル−シリアル変換されて他方の車両へ伝送される信号によって、他方の車両の回路開閉器を制御して、互いの車両の列車引通し電気制御配線の加圧状態を同一することを特徴とする。

この鉄道車両の車両間渡り線装置によれば、パラレル−シリアル変換回路を設けたので、車間渡り電気連結線が芯数の少ない小型のもので良く、また、列車内電気信号の増減に柔軟に対応できる。さらに、各車両毎に信号の電源が個別に設けてあり、同じ電気信号が各車両を渡っていくわけではないので、電気連結栓の接点が複数箇所入ることによる信頼性の低下を防止できる。また、互いの車両の列車引通し電気制御配線の加圧状態が同一となるように他方の車両の回路開閉器を制御するので、電源電圧の異なる車両同士を連結することができる。
特開平９−２２６５７７号公報

しかしながら、近年の車両情報システムでは情報量が多大となり、制御伝送を行うことから、高速伝送化と伝送の信頼性の両方が必須となった。従来の伝送速度が遅い幹線伝送ラインの場合においては、伝送配線の電線の線種は問題とならなかったが、現在の車両情報装置で適用されているような高速伝送においては、伝送配線経路や使用する電線のインピーダンスや高周波特性等の仕様が必要とされるようになった。

特に、車両内を艤装する電線は、電気仕様に合っていれば良いが、車両間渡りのジャンパ線に使用される場合には、車両間ジャンパ用の強度や柔軟性に適合し、電気仕様も満たす特殊電線が必要となる。

また、車両間渡りのジャンパ線は、ジャンクションボックスからジャンパ線を介して隣の車両のジャンクションボックスに至るまでの間において、他の高圧系の信号やサージがのる信号や電源等の引き通し線と束ねられるため、他の信号の影響を受けやすい。

さらに、隣接する車両間や別の編成との併結部において、高速の伝送信号を電線で渡す場合には、連結器部分での高周波信号のインピーダンスの不連続による反射で信号波形が乱れるといった問題や、ジャンパ線や併結部で高周波信号を通し、車両間渡りにも使用できる特殊電線が必要になるといった問題や、高圧の引通線と同じケーブルを通ることによる電気的な影響を受けるといった問題や、併結部の電連での接触部に金属皮膜がはり、電圧の低い伝送信号では接触不良になる等の問題が生じる。

そこで、電波を使用して車両間渡りや併結間渡りにおける伝送ラインを確保することも考えられるが、電気車で使用している保安上の周波数を避ける必要があることや、電波法で定められた規定や使用できる周波数が予め決められており伝送信号がそのまま変換できず、自由に使用することができないという問題がある。さらに、電波を使用した場合においては、当該電波の他の電子機器に対する影響も考慮に入れる必要があり、現状においては電波の使用は制限されている。

新幹線は、高速化及び電気的な影響を受けるのを避けるために光ファイバを使用している。しかしながら、車両間や編成間を光に変換して光ファイバを用いる場合には、光変換モジュールや光ファイバが非常に高価であるという問題があり、さらに光ファイバを損傷しないような配線や取り扱いの注意が必要な上、光量測定などのメンテナンスにも手間がかかる。

本発明は上述した従来技術の問題点を解決するもので、安価に設置できるとともに、車両間渡り及び併結間渡りにおいて高速且つ信頼性の高い伝送信号による情報の伝送を行う電気車の伝送装置を提供することを課題とする。

本発明に係る電気車の伝送装置は、上記課題を解決するために、複数の車両により構成された電気車の車両編成内又は他の車両編成との間において情報を伝送する電気車の伝送装置であって、前記複数の車両の各々に搭載され、高周波の伝送信号を用いて車両情報の授受を行う車両情報装置と、前記複数の車両の各々の両端に設けられ、前記車両情報装置により生成された伝送信号と赤外線信号との相互変換を行うとともに、車両間渡り又は併結間渡りを挟んで隣接する車両との間において赤外線信号による送受信を行う赤外線変換装置とを備えることを特徴とする。

本発明によれば、車両間渡り及び併結間渡りにおいて赤外線信号による情報の伝送を行うため、光ファイバ等に比して安価に設置できるとともに、高速且つ信頼性の高い伝送信号による情報の伝送を行うことができる。

以下、本発明の電気車の伝送装置の実施の形態を、図面に基づいて詳細に説明する。

以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の実施例１の電気車の伝送装置を使用する複数の車両により構成された電気車の車両構成を示す図である。本発明の電気車の伝送装置は、複数の車両により構成された電気車の車両編成内又は他の車両編成との間において情報を伝送するものであり、車両情報装置２と赤外線変換器１ａ，１ｂとを備えることにより構成される。

まず、本実施の形態の構成を説明する。図１に示す電気車は、図７に示す電気車と同様に、５両１編成の電車を例として示したものである。車両情報を伝送するための車両情報装置２は、各車両の床下に設置されており、艤装線により赤外線変換器１ａ，１ｂに接続されている。この車両情報装置２は、他の車両（同一編成内あるいは他の車両編成内の車両を含む）の車両情報装置２との間で幹線伝送による車両情報の授受を行っている。本発明における車両情報の幹線伝送は、図７に示す従来の場合と異なり、引き通し線の束ねられたジャンクションボックス３ａ（あるいは３ｂ）を経由せずに、赤外線変換器１ａ，１ｂによる赤外線信号の送受信を利用して行われる。

一方、図２は、本発明の電気車の伝送装置を使用する複数の車両により構成された電気車を併結した場合の車両構成を示す図である。同一編成内における構成は、図１の場合と同様である。

図２におけるＡ編成とＢ編成との併結間（Ａ編成２号車とＢ編成１号車との間）における連結部４は、連結器により併結される。艤装線による幹線伝送は、Ａ編成車両とＢ編成車両の間の併結間渡りにおいて、図８に示す従来の場合と異なり、Ａ編成２号車のジャンクションボックス３ｂ（あるいはＢ編成１号車のジャンクションボックス３ａ）を経由せずに、Ａ編成２号車の赤外線変換器１ｂ及びＢ編成１号車の赤外線変換器１ａを経由し、赤外線信号を利用した送受信により行われる。

車両情報装置２は、複数の車両の各々に搭載され、高周波の伝送信号を用いて車両情報の授受を行う。この車両情報装置２は、例えば、当該車両内の種々の動作状態情報を収集し、あるいは図示されない車両内各機器に動作指令情報を与える。

また、車両情報装置２は、１例として、車両の進行方向に従い、列車の運転や走行、保安等、主として運転手が扱う事項に関する情報信号の入出力の処理や、空調や照明、サービス関係、ドア開閉制御等、車掌が扱う事項に関する情報信号の入出力の処理を行う。

赤外線変換器１ａ，１ｂは、本発明の赤外線変換装置に対応し、複数の車両の各々の両端に設けられ、車両情報装置２により生成された伝送信号と赤外線信号との相互変換を行うとともに、車両間渡り又は併結間渡りを挟んで隣接する車両との間において赤外線信号による送受信を行う。すなわち、赤外線変換器１ｂは、車両間渡り又は併結間渡りを挟んで対向する位置に設けられた赤外線変換器１ａとの間で、空間を伝送する赤外線信号による情報の送受信を行う。

図３は、赤外線変換器１ｂの詳細な構成を示すブロック図である。なお、赤外線変換器１ａは、赤外線変換器１ｂと左右の向きが異なるのみであり、全く同じ構成を有する。図３に示すように、赤外線変換器１ｂは、機器内制御電源１２、電圧変換回路１４、ノイズフィルタ１６、コネクタ１８、変換回路２０、制御回路２２、赤外線ＬＥＤ２４、及び赤外線受信モジュール２６により構成されている。

ノイズフィルタ１６は、コネクタ１８を介して供給された車両電源電力のノイズを低減させて出力する。電圧変換回路１４は、例えば絶縁型のＤＣ／ＤＣコンバータであり、ノイズフィルタ１６により出力された電源電力の電圧を赤外線変換器１ｂ内で使用する電圧に変換して出力する。

機器内制御電源１２は、電圧変換回路１４により出力された電力に基づき、赤外線変換器１ｂに電力を供給する。具体的には、機器内制御電源１２は、赤外線変換器１ｂ内に搭載された各種回路を動作させるための電力を供給する。この機器内制御電源１２は、絶縁型の電圧変換回路１４を介すことにより、車両電源から絶縁された構成となっている。

コネクタ１８は、車両情報装置２により艤装線を介して出力された伝送信号を変換回路２０に伝えるとともに、変換回路２０により出力された伝送信号を艤装線を介して車両情報装置２に伝える。また、コネクタ１８は、外部より入力される車両電源電力をノイズフィルタ１６に出力する。

変換回路２０は、本発明の変換部に対応し、赤外線変換器１ｂ内に搭載され、車両情報装置２により生成された伝送信号を自己の赤外線変換器１ｂ内部で使用する電気仕様の内部信号に変換するとともに、入力された内部信号を元の伝送信号に変換する。すなわち、ここでいう内部信号とは、伝送仕様で入力された伝送信号を赤外線変換器１ａ（あるいは１ｂ）内で使用する電気仕様の信号に変換したものである。

制御回路２２は、本発明の制御部に対応し、変換回路２０により出力された内部信号に基づき赤外線信号の送信を制御するとともに、受信した赤外線信号に基づき元の内部信号を生成して変換回路２０に出力する。

具体的には、制御回路２２は、変換回路２０により出力された内部信号に基づき、適切な伝送送信を行うために赤外線ＬＥＤ２４の赤外線発光を制御する。ここで、赤外線ＬＥＤ２４は、本発明の赤外線発光部に対応し、制御回路２２の制御に基づき赤外線を発光する。

車両情報装置２により生成される伝送信号は、様々な形式が考えられ、変調がされている場合もあるため、例えば単純に変換回路２０により電気的に１と０の形式に変換したのみでは赤外線信号として送信を行うために適切な形式でない場合も存在する。制御回路２２は、そのような場合に、変換回路２０により伝送信号から変換された内部信号を、赤外線信号による送信を行うために適切な形式にした上で、赤外線ＬＥＤ２４の発光を制御するものであり、後述するシリアル／パラレル変換回路も制御回路２２の一種と考えることができる。

また、制御回路２２は、車両間渡り又は併結間渡りを伝送され赤外線受信モジュール２６により受信された赤外線信号に基づき元の内部信号を生成して変換回路２０に出力する。ここで、赤外線受信モジュール２６は、本発明の赤外線受信部に対応し、空間（本実施例においては車両間渡り又は併結間渡り）を伝送した赤外線信号を受信する。

次に、上述のように構成された本実施の形態の作用を説明する。本実施例においては、１例として、図２に示す電気車におけるＡ編成２号車の車両情報装置２により、運転手あるいは車掌が必要とする情報が伝送信号として生成された場合について説明する。

車両情報装置２は、生成した高周波の伝送信号を艤装線として設けられた電線を介してＡ編成２号車における赤外線変換器１ａ及び１ｂに出力する。

赤外線変換器１ｂは、機器内制御電源１２により供給される電力により動作しており、入力された伝送信号を赤外線信号に変換するとともに、連結部４により併結されたＢ編成１号車の赤外線変換器１ａに対して赤外線信号による送信を行う。

具体的には、車両情報装置２により出力された伝送信号は、コネクタ１８を介して赤外線変換器１ｂ内部の変換回路２０に入力される。変換回路２０は、入力された伝送仕様の伝送信号を赤外線変換器１ｂ内部で使用する電気仕様の内部信号に変換し、制御回路２２に出力する。制御回路２２は、変換回路２０により変換された内部信号に基づき、赤外線信号による適切な伝送送信を行うために赤外線ＬＥＤ２４の赤外線発光を制御する。

赤外線は、長距離を渡せないという特徴があるが、車両間や併結した編成の編成間は数メートルしかなく、しかも電気車の形状から、直線の位置に受け側の車両が存在する。これにより、当該電気車の伝送装置は、電線や光ファイバ等の媒体を使用することなく、車両間渡り又は併結間渡りにおいて赤外線に変換することで、電線や光ファイバ等による接続をせずに信号を渡すことが可能となる。また、赤外線は、現在数Ｍｂｐｓ程度の信号の送受信が可能であるため、本発明の電気車の伝送装置は、数Ｍｂｐｓの車両伝送であれば対応が可能である。

Ｂ編成１号車の赤外線変換器１ａ内の赤外線受信モジュールは、Ａ編成２号車の赤外線変換器１ｂ内の赤外線ＬＥＤ２４により送信され併結間渡りの空間を伝送した赤外線信号を受信し、Ｂ編成１号車の赤外線変換器１ａ内の制御回路２２に出力する。

制御回路２２は、赤外線受信モジュール２６により受信された赤外線信号に基づき元の内部信号を生成して変換回路２０に出力する。変換回路２０は、入力された内部信号を元の伝送信号に変換し、コネクタ１８を介してＢ編成１号車の車両情報装置２に出力する。

このようにして、Ａ編成２号車の車両情報装置２により出力された情報は、Ｂ編成１号車の車両情報装置２に幹線伝送され、さらには、Ｂ編成２号車，３号車の車両情報装置２に伝送される。また、Ａ編成２号車の車両情報装置２から赤外線変換器１ａに対して出力された情報も、編成内の車両間渡りを赤外線信号による通信が行われ、Ａ編成１号車の赤外線変換器１ｂを介して同号車の車両情報装置２に伝送される。

また、当然のことながら、各車両の車両情報装置２、伝送先を指定して特定の車両の車両情報装置２に情報を伝送することも可能である。

上述のとおり、本発明の実施例１の形態に係る電気車の伝送装置によれば、車両間渡り及び併結間渡りにおいて赤外線信号による情報の伝送を行うため、光ファイバ等に比して安価に設置できるとともに、高速且つ信頼性の高い伝送信号による情報の伝送を行うことができる。

すなわち、当該電気車の伝送装置は、車両間渡りや併結間渡りにおいて赤外線信号を用いた伝送送受信を行うため、電線が不要となり、電線の線種や特性を考える必要がなくなるという利点がある。これにより、併結間渡りの連結器部分の素材の影響による高周波信号のインピーダンスの不連続による反射の問題、ジャンパ線や併結部において高周波信号用の特殊電線が必要となる問題、併結部の電連での接触部に金属皮膜がはり、電圧の低い伝送信号では接触不良になるといった問題が解決される。

また、当該電気車の伝送装置は、車両間渡りにおける伝送の際に電線が不要であるため、従来のようにジャンクションボックス３ａ，３ｂを介した車両間渡りのジャンパ線を使用する必要がなく、他の高圧系の信号やサージがのる信号や電源等の引き通し線による影響を避けることができる。

さらに、赤外線による送受信を行うため、電波を使用した際のような混信あるいは特定の周波数に限定されるといった問題も無く、他の電子機器に対する影響も考慮に入れる必要がない。赤外線の特徴として、空間的に広がりにくく直線性があることから、複数平行して渡しても電波のように混信しにくいという利点があるためである。

また、当該電気車の伝送装置は、車両間渡りあるいは併結間渡りにおいて、光ファイバを使用することなく信号を渡すことができるため、光変換モジュールや光ファイバといった高価な設備を必要とせず安価に設置できるとともに、光ファイバ使用時のような光量測定等のメンテナンスも不要である。

図４は、本発明の実施例２の電気車の伝送装置における赤外線変換器１ｂの詳細な構成を示すブロック図である。図３に示す実施例１の赤外線変換器１ｂの構成と異なる点は、変換回路２０、制御回路２２、赤外線ＬＥＤ２４、及び赤外線受信モジュールがそれぞれ複数（本実施例においては、それぞれｎ個）設けられ、平行して赤外線による伝送送受信を行うことができる点と、赤外線を伝送させる空間上の伝送ラインにパイプ２８が設けられている点である。

パイプ２８は、伸縮性のある筒状の素材でできており、車両間渡り又は併結間渡りを挟んで対向する赤外線変換装置（赤外線変換器１ａあるいは１ｂ）の赤外線発光部（赤外線ＬＥＤ２４）と赤外線受信部（赤外線受信モジュール２６）との間に設けられ、赤外線信号を自己のパイプ２８の内部に通すために、赤外線信号の伝送ライン数と同数（本実施例ではｎ個）だけ備えられている。

その他の構成は、実施例１の構成と同様であり、重複した説明を省略する。

次に、上述のように構成された本実施の形態の作用を説明する。基本的に、車両情報装置２により生成された情報の伝送の流れは、実施例１の電気車の伝送装置と同様である。

各車両の赤外線変換器１ａ，１ｂは、車両情報装置２により生成された伝送信号を赤外線信号に変換して送信する際に、マルチチャンネル化した複数の信号を平行して送信する。

具体的には、車両情報装置２により出力された伝送信号は、コネクタ１８を介して赤外線変換器１ｂ内部における所定の変換回路２０−１〜２０−ｎのいずれかに入力される。本実施例においては、例えば車両情報装置２のみならず、図示されない車両内の機器により出力された各種の伝送信号や、高速の情報信号、画像等のサービス系の高周波信号が赤外線変換器１ｂに入力されてもよい。

各信号は、それぞれコネクタ１８を介して赤外線変換器１ｂ内部における所定の変換回路２０−１〜２０−ｎのいずれかに入力され内部信号に変換された後に、制御回路２２−１〜２２−ｎを介して、それぞれ赤外線信号により赤外線ＬＥＤ２４−１〜２４−ｎから車両間渡り又は併結間渡りを挟んで対向する車両に向けて送信される。本実施例においてはｎ個の伝送ラインが存在するため、ｎ種類の信号を同時に送信することが可能となる。

上述したように、赤外線は、空間的に広がりにくく直線性があるため、複数平行して渡しても電波のように混信しにくいため、本実施例のように複数の信号を平行して送信するのに向いている。また、赤外線は、障害物で遮断されやすいという特徴がある。したがって、本実施例のように、車両間渡り又は併結間渡りに筒状のパイプ２８−１〜２８−ｎを備え、内部に赤外線を通すことにより、狭い範囲に赤外線伝送ラインが集中した場合であっても他の信号に影響を与えることなく伝送することができ、マルチチャンネル化が可能となる。

対向する車両の赤外線変換器１ａ（あるいは１ｂ）の赤外線受信モジュール２６−１〜２６−ｎにより赤外線を受信した後の作用は、実施例１と同様であり、重複した説明を省略する。

上述のとおり、本発明の実施例２の形態に係る電気車の伝送装置によれば、実施例１の効果に加え、１信号のみならず、複数の高速信号を混信せずに空間を赤外線で平行して伝送することができ、マルチチャンネル化が可能である。

また、車両間渡り又は併結間渡りにおいて赤外線が伝送する空間に筒状のパイプ２８−１〜２８−ｎを備え、各パイプ内部に赤外線を通すので、狭い範囲に赤外線伝送ラインが集中した場合であっても他の信号に影響を与えることなく伝送することができる。さらに、パイプ２８−１〜２８−ｎは、赤外線を外部に漏らさないといった機能の他に、パイプ外に存在する物体をパイプ内部の赤外線の伝送ライン上から遠ざける機能も有する。したがって、パイプ２８−１〜２８−ｎを備えることで、走行時の粉塵が伝送ライン上に飛び交い、あるいは赤外線ＬＥＤ２４の発光部や赤外線受信モジュール２６の受信部に付着するのを防止することができる。

図５は、本発明の実施例３の電気車の伝送装置における赤外線変換器１ａ，１ｂの詳細な構成を示すブロック図である。図３に示す実施例１の赤外線変換器１ｂの構成と異なる点は、制御回路２２の代わりに制御回路３６ｂと制御回路３８ｂを有する点と、複数（本実施例においては４個）の赤外線ＬＥＤ２４ｂ−１〜２４ｂ−４と複数（本実施例においては４個）の赤外線受信モジュール２６ｂ−１〜２６ｂ−４とを有する点である。

また、実施例２と同様に、赤外線変換器１ｂによる赤外線信号の伝送送信ラインには、パイプ３０−１〜３０−４が設けられており、逆に赤外線変換器１ａによる赤外線信号の伝送送信ラインには、パイプ３２−１〜３２−４が設けられている。このパイプ３０−１〜３０−４とパイプ３２−１〜３２−４とは、実施例２と同様の構成、作用、効果を有するため、重複した説明を省略する。

制御回路３６ｂは、本発明の第１制御部に対応し、変換回路３４ｂにより変換された内部信号に対してシリアル／パラレル変換を行い、パラレル伝送方式による赤外線信号の送信を制御する。赤外線変換器１ａ内の制御回路３６ａも同様である。

制御回路３８ｂは、本発明の第２制御部に対応し、受信した赤外線信号に対してパラレル／シリアル変換を行い、シリアル伝送方式による内部信号を変換回路３４ｂに出力する。赤外線変換器１ａ内の制御回路３８ａも同様である。

したがって、本実施例において、制御回路３６ｂと制御回路３８ｂとは、本発明の制御部を構成するものである。

次に、上述のように構成された本実施の形態の作用を説明する。基本的に、車両情報装置２により生成された情報の伝送の流れは、実施例１の電気車の伝送装置と同様である。

本実施例において、車両情報装置２により出力された伝送信号の艤装線の電線における伝送速度は、赤外線の伝送速度よりも数倍速いものとする。当該伝送信号は、コネクタ１８を介して赤外線変換器１ｂ内部の変換回路３４ｂに入力される。変換回路３４ｂは、入力された伝送仕様の伝送信号を赤外線変換器１ｂ内部で使用する電気仕様の内部信号に変換し、制御回路３６ｂに出力する。制御回路３６ｂは、入力された内部信号をシリアル／パラレル変換し、複数の赤外線ＬＥＤ２４ｂ−１〜２４ｂ−４の赤外線発光を制御してパラレル伝送方式による赤外線信号の伝送送信を行うことにより、伝送量を増加させ、本来赤外線により可能な伝送量である数Ｍｂｐｓの数倍の伝送信号を渡すことができる。

このように分散された赤外線信号は、赤外線ＬＥＤ２４ｂ−１〜２４ｂ−４から車両間渡り又は併結間渡りを挟んで対向する車両に向けて送信される。

対向する車両の赤外線変換器１ａ内の赤外線受信モジュール２６ａ−１〜２６ａ−４は、車両間渡り又は併結間渡りにおけるパイプ３０−１〜３０−４内部の空間を伝送した赤外線信号を受信し、赤外線変換器１ａ内の制御回路３８ａに出力する。

制御回路３８ａは、赤外線受信モジュール２６ａ−１〜２６ａ−４により受信された赤外線信号に対してパラレル／シリアル変換を行い、元のシリアル伝送方式による内部信号を変換回路３４ａに出力する。変換回路３４ａは、入力された内部信号を元の伝送速度の伝送信号に変換し、コネクタ１８ａを介して車両内の車両情報装置２に出力する。

その他の作用は、実施例１と同様であり、重複した説明を省略する。また、赤外線変換器１ａから赤外線変換器１ｂに対して赤外線信号による伝送送信を行う場合も上述した作用と同様である。

上述のとおり、本発明の実施例３の形態に係る電気車の伝送装置によれば、実施例１，２の効果に加え、艤装線の電線における伝送信号の伝送速度が赤外線の伝送速度よりも速い場合であっても、伝送速度を落とすことなく各車両に伝送することができる。車両間渡り、連結部に設置される赤外線変換器１ａ，１ｂは、現在の赤外線の伝送速度では数Ｍｂｐｓまでの伝送を行うことができるが、本実施例における電気車の伝送装置は、赤外線変換前にシリアル／パラレル変換を行い、パラレルで赤外線伝送を行った後に、再びパラレル／シリアル変換することで伝送量を増やし、本来赤外線で伝送できる数Ｍｂｐｓの数倍の伝送速度を実現することができる。

図６は、本発明の実施例４の電気車の伝送装置における赤外線変換器１ａ，１ｂの詳細な構成を示すブロック図である。図５に示す実施例３の赤外線変換器１ｂの構成と異なる点は、制御回路５６ｂ及び制御回路５８ｂの機能が実施例３における制御回路３６ｂ及び制御回路３８ｂと異なる点と、ノイズフィルタ及び電圧変換回路をそれぞれ２つ備えて電源が２重化されている点と、故障検知回路４４ｂを備えている点である。

また本実施例においては、３つの赤外線ＬＥＤ６０ｂ−１〜６０ｂ−３と３つの赤外線受信モジュール６２ｂ−１〜６２ｂ−３とを備え、各々の伝送ラインに計６本のパイプ６４−１〜６４−３，６６−１〜６６−３が設けられている。このパイプ６４−１〜６４−３とパイプ６６−１〜６６−３とは、実施例２，３と同様の構成、作用、効果を有するため、重複した説明を省略する。

制御回路５６ｂは、本発明の第３制御部に対応し、変換回路５４ｂにより変換された内部信号に基づき複数（本実施例においては３つ）の同一赤外線信号の平行送信を制御する。赤外線変換器１ａ内の制御回路５６ａも同様である。

制御回路５８ｂは、本発明の第４制御部に対応し、平行して送信された複数の赤外線信号のうち所定数以上の信号が同一であるか否かを判定し、その判定結果に基づき受信した赤外線信号に対する故障検知を行うとともに、故障を検知しなかった場合に受信した赤外線信号に基づき元の内部信号を生成する。本実施例においては、制御回路５８ｂは、平行して送信された３つの赤外線信号のうち２つ以上の信号が同一であるか否かに基づき、当該赤外線信号の信頼性を判断して故障検知を行う。赤外線変換器１ａ内の制御回路５８ａも同様である。

また、制御回路５８ｂは、判定結果に基づいて判断した故障箇所の情報を付加した内部信号を変換回路５４ｂに出力する。ここで、故障箇所の情報とは、例えば、対向する赤外線変換器１ａ内の３つの赤外線ＬＥＤ６０ａ−１〜６０ａ−３のうち、赤外線発光が行われていない等の理由により故障していると考えられる赤外線ＬＥＤに関する情報等である。

なお、本実施例において、制御回路５６ｂと制御回路５８ｂとは、本発明の制御部を構成するものである。

赤外線変換器１ｂ内部に備えられたノイズフィルタ５０ｂ，５２ｂは、いずれもコネクタ４０ｂを介して供給された車両電源電力のノイズを低減させて出力する。

２つの電圧変換回路４６ｂ，４８ｂは、本発明の電力供給部に対応し、ノイズフィルタ５０ｂ，５２ｂにより出力された電源電力の電圧を赤外線変換器１ｂ内で使用する電圧に変換して出力することにより、電力を供給する。このように、電源を２重化することにより、冗長性を持たせることができる。

なお、本実施例において、電圧変換回路は２つ設けられているが、複数であれば必ずしも２つに限らず、ノイズフィルタとセットでそれぞれ３つずつ、あるいは４つずつ備えることにより、電源を３重化、４重化するといったことも可能である。

故障検知回路４４ｂは、本発明の故障検知部に対応し、複数（本実施例においては２つ）の電圧変換回路の各々（４６ｂ，４８ｂ）に対する故障検知を行い、正常な電圧変換回路により供給された電力を選択して出力することにより、赤外線変換器１ｂに電力供給を行う。具体的には、故障検知回路４４ｂは、選択した電力を機器内制御電源４２ｂに出力し、機器内制御電源４２ｂに赤外線変換器１ｂ内に搭載された各種回路を動作させるための電力を供給させる。なお、故障検知回路４４ｂは、電圧変換回路がいずれも正常である場合には、所定の電圧変換回路により出力された電力を選択して出力するものとする。

また、故障検知回路４４ｂは、故障した電圧変換回路（４６ｂ又は４８ｂ）あるいはノイズフィルタ（５０ｂ又は５２ｂ）の故障情報を生成する。例えば、故障検知回路４４ｂは、電圧変換回路４６ｂ，４８ｂにより出力された電圧を測定し、出力された電圧値が所定の値に達していない電圧変換回路を故障と判断し、故障と考えられる電圧変換回路に関する故障情報を生成する。

制御回路５８ｂは、故障検知回路４４ｂにより生成された故障情報を付加した内部信号を変換回路５４ｂに出力する。

次に、上述のように構成された本実施の形態の作用を説明する。基本的に、車両情報装置２により生成された情報の伝送の流れは、これまでの実施例の電気車の伝送装置と同様である。

車両情報装置２により出力された伝送信号は、コネクタ４０ｂを介して赤外線変換器１ｂ内部の変換回路５４ｂに入力される。変換回路５４ｂは、入力された伝送仕様の伝送信号を赤外線変換器１ｂ内部で使用する電気仕様の内部信号に変換し、制御回路５６ｂに出力する。制御回路５６ｂは、変換回路５４ｂにより変換された内部信号に基づき３つの同一赤外線信号の平行送信を制御する。すなわち、制御回路５６ｂは、同一の赤外線信号を３パラに分けて、３つの赤外線ＬＥＤ６０ｂ−１〜６０ｂ−３の赤外線発光を制御して車両間渡り又は併結間渡りを３パラで伝送送信する。

対向する車両の赤外線変換器１ａ内の赤外線受信モジュール６２ａ−１〜６２ａ−３は、車両間渡り又は併結間渡りにおけるパイプ６４−１〜６４−３内部の空間を伝送した赤外線信号を受信し、赤外線変換器１ａ内の制御回路５８ａに出力する。

制御回路５８ａは、平行して送信され赤外線受信モジュール６２ａ−１〜６２ａ−３により受信された３本の赤外線信号のうち２本以上の信号が同一であるか否かを判定するとともに、２本以上の信号が同一である場合にのみ正常であると判断し、当該同一の信号を採用して元の内部信号を生成して変換回路５４ａに出力する。したがって、１本の信号が故障した場合においても、本発明の電気車の伝送装置は、伝送を継続することができる。変換回路５４ａは、入力された内部信号を元の伝送信号に変換し、コネクタ４０ａを介して車両内の車両情報装置２に出力する。

なお、制御回路５８ａは、故障箇所を確定することができる場合には、故障箇所の赤外線信号を採用せず、故障箇所以外の赤外線信号のみを採用することもできる。

２本以上の信号が同一でない（すなわち、全ての信号がばらばらである）場合には、制御回路５８ａは、故障であると判断し、故障検知（例えば赤外線ＬＥＤ６０ｂ−１〜６０ｂ−３のうち発光（動作）していないＬＥＤが存在するか否かあるいは受信側の赤外線受信モジュールにおいて受光に失敗したか等）を行う。その後、制御回路５８ａは、判定結果に基づいて判断した故障箇所の情報を付加した内部信号を変換回路５４ａに出力する。なお、制御回路５８ａは、２本の信号が同一であっても、１本の信号がその他２つの信号と同一でない場合には、当該１本の信号を故障情報として変換回路５４ａに出力することもできる。

変換回路５４ａは、入力された故障情報を含む内部信号も正常の場合と同様に元の伝送信号に変換し、コネクタ４０ａを介して車両内の車両情報装置２に出力する。

コネクタ４０ｂを介して供給された車両電源電力は、赤外線変換器１ｂ内部に備えられたノイズフィルタ５０ｂ，５２ｂによりノイズ低減が行われ、それぞれ電圧変換回路４６ｂ，４８ｂに出力される。

２つの電圧変換回路４６ｂ，４８ｂは、ノイズフィルタ５０ｂ，５２ｂにより出力された電源電力の電圧を赤外線変換器１ｂ内で使用する電圧に変換して故障検知回路４４ｂに出力する。故障検知回路４４ｂは、２つの電圧変換回路の各々（４６ｂ，４８ｂ）に対する故障検知を行い、正常な電圧変換回路により供給された電力を選択して機器内制御電源４２ｂに出力する。また、機器内制御電源４２ｂは、赤外線変換器１ｂ内に搭載された各種回路を動作させるための電力を供給する。

故障検知回路４４ｂは、電圧変換回路４６ｂ，４８ｂの故障を検知した場合には、故障と考えられる電圧変換回路に関する故障情報を生成して制御回路５８ｂに出力する。

制御回路５８ｂは、故障検知回路４４ｂにより生成された故障情報を付加した内部信号を変換回路５４ｂに出力する。変換回路５４ｂは、入力された故障情報を含む内部信号を伝送信号に変換し、コネクタ４０ｂを介して車両内の車両情報装置２に出力する。

車両情報装置２に入力された電源あるいは赤外線送受信部の故障情報等は、図示されない表示部等に表示されることにより、運転手や技術者に伝えられる。

その他の作用は、これまでの実施例と同様であり、重複した説明を省略する。また、赤外線変換器１ａから赤外線変換器１ｂに対して赤外線信号による伝送送信を行う場合も上述した作用と同様である。

上述のとおり、本発明の実施例４の形態に係る電気車の伝送装置によれば、実施例１乃至３の効果に加え、同一赤外線信号を３パラに分けて車両間渡り又は併結間渡りを伝送させ、２本以上が同一であることを確認して信号を採用することにより、冗長性を向上して伝送の信頼性を上げることができる。また、赤外線の発光部や受光部の故障の影響、及び赤外線で伝送する空間での障害物の影響を排除することができる。

また、受光側の赤外線変換器は、発光側の信号に基づき故障検知を行うので、故障箇所の赤外線信号を採用せずに正常箇所の赤外線信号のみを採用して正常な伝送を行うことができるとともに、故障箇所を伝送データに盛りこんで送信することで、早期修理に結びつけ、赤外線の寿命に対する問題を克服することができる。

さらに、赤外線変換器の電源を２重化することで、電源の故障検知を行うとともに、電源故障時には、正常な電源を用いて機能を継続することができる。さらに、電源の故障情報を伝送データに盛り込んで送信するため、早期修理に結びつけることができるとともに、赤外線変換器としての信頼性を向上し、変換器を介在したことによる信頼性への影響を克服することができる。

したがって、赤外線信号送受信部あるいは電源の故障時において、本実施例の電気車の伝送装置は、故障部の位置を明確にして伝送データに載せるため、メンテナンスが簡便である。

本発明に係る電気車の伝送装置は、複数の車両により構成された鉄道車両等の電気車において、車両間あるいは併結間を跨って各種情報の伝送処理を行う電気車の伝送装置に利用可能である。

本発明の実施例１の形態の電気車の伝送装置を使用する複数の車両により構成された電気車の車両構成を示す図である。 本発明の実施例１の形態の電気車の伝送装置を使用する複数の車両により構成された電気車を併結した場合の車両構成を示す図である。 本発明の実施例１の形態の電気車の伝送装置における赤外線変換器の詳細な構成を示すブロック図である。 本発明の実施例２の形態の電気車の伝送装置における赤外線変換器の詳細な構成を示すブロック図である。 本発明の実施例３の形態の電気車の伝送装置における赤外線変換器の詳細な構成を示すブロック図である。 本発明の実施例４の形態の電気車の伝送装置における赤外線変換器の詳細な構成を示すブロック図である。 従来の電気車の伝送装置を使用する複数の車両により構成された電気車の車両構成を示す図である。 従来の電気車の伝送装置を使用する複数の車両により構成された電気車を併結した場合の車両構成を示す図である。

符号の説明

１ａ，１ｂ 赤外線変換器
２ 車両情報装置
３ａ，３ｂ ジャンクションボックス
４ 連結部
１２ 機器内制御電源
１４ 電圧変換回路
１６ ノイズフィルタ
１８ コネクタ
２０ 変換回路
２２ 制御回路
２４ 赤外線ＬＥＤ
２６ 赤外線受信モジュール
２８，３０，３２ パイプ
３４ａ，３４ｂ 変換回路
３６ａ，３６ｂ シリアル／パラレル変換回路
３８ａ，３８ｂ パラレル／シリアル変換回路
４０ａ，４０ｂ コネクタ
４２ａ，４２ｂ 機器内制御電源
４４ａ，４４ｂ 故障検知回路
４６ａ，４６ｂ，４８ａ，４８ｂ 電圧変換回路
５０ａ，５０ｂ，５２ａ，５２ｂ ノイズフィルタ
５４ａ，５４ｂ 変換回路
５６ａ，５６ｂ，５８ａ，５８ｂ 制御回路
６０ａ，６０ｂ 赤外線ＬＥＤ
６２ａ，６２ｂ 赤外線受信モジュール
６４，６６ パイプ

Claims (8)

1. 複数の車両により構成された電気車の車両編成内又は他の車両編成との間において情報を伝送する電気車の伝送装置であって、
   前記複数の車両の各々に搭載され、高周波の伝送信号を用いて車両情報の授受を行う車両情報装置と、
   前記複数の車両の各々の両端に設けられ、前記車両情報装置により生成された伝送信号と赤外線信号との相互変換を行うとともに、車両間渡り又は併結間渡りを挟んで隣接する車両との間において赤外線信号による送受信を行う赤外線変換装置とを備えることを特徴とする電気車の伝送装置。
2. 前記赤外線変換装置は、
   前記車両情報装置により生成された伝送信号を自己の赤外線変換装置内部で使用する電気仕様の内部信号に変換するとともに、入力された前記内部信号を元の伝送信号に変換する１以上の変換部と、
   前記変換部により出力された内部信号に基づき赤外線信号の送信を制御するとともに、受信した赤外線信号に基づき元の内部信号を生成して前記変換部に出力する１以上の制御部と、
   を有することを特徴とする請求項１記載の電気車の伝送装置。
3. 前記制御部は、
   前記変換部により変換された内部信号に対してシリアル／パラレル変換を行い、パラレル伝送方式による赤外線信号の送信を制御する第１制御部と、
   受信した赤外線信号に対してパラレル／シリアル変換を行い、シリアル伝送方式による内部信号を前記変換部に出力する第２制御部と、
   を有することを特徴とする請求項２記載の電気車の伝送装置。
4. 前記制御部は、
   前記変換部により変換された内部信号に基づき複数の同一赤外線信号の平行送信を制御する第３制御部と、
   平行して送信された複数の赤外線信号を受信した際に、受信した複数の赤外線信号のうち所定数以上の信号が同一であるか否かを判定し、その判定結果に基づき受信した赤外線信号に対する故障検知を行うとともに、故障を検知しなかった場合に受信した赤外線信号に基づき元の内部信号を生成する第４制御部と、
   を有することを特徴とする請求項２記載の電気車の伝送装置。
5. 前記第４制御部は、判定結果に基づいて判断した故障箇所の情報を付加した内部信号を前記変換部に出力することを特徴とする請求項４記載の電気車の伝送装置。
6. 電力を供給する複数の電力供給部と、
   前記複数の電力供給部の各々に対する故障検知を行い、正常な電力供給部により供給された電力を選択して出力することにより前記赤外線変換装置に電力供給を行うとともに、故障した電力供給部の故障情報を生成する故障検知部とを備え、
   前記第４制御部は、前記故障検知部により生成された故障情報を付加した内部信号を前記変換部に出力することを特徴とする請求項４又は請求項５記載の電気車の伝送装置。
7. 前記赤外線変換装置は、前記車両情報装置により生成された伝送信号を赤外線信号に変換して送信する際に、マルチチャンネル化した複数の信号を平行して送信することを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１項記載の電気車の伝送装置。
8. 前記車両間渡り又は前記併結間渡りを挟んで対向する前記赤外線変換装置の赤外線発光部と赤外線受信部との間に設けられ、赤外線信号を通すために赤外線信号の伝送ライン数と同数の筒状のパイプを備えることを特徴とする請求項１乃至は請求項７のいずれか１項記載の電気車の伝送装置。

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