JP2573836B2

JP2573836B2 - 転轍機出力信号極性検出回路

Info

Publication number: JP2573836B2
Application number: JP9862687A
Authority: JP
Inventors: 貫造関
Original assignee: Kyosan Electric Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Kyosan Electric Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1987-04-23
Filing date: 1987-04-23
Publication date: 1997-01-22
Anticipated expiration: 2012-01-22
Also published as: JPS63265765A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕この発明は、転轍機の転換状態を示す出力信号を検出
するための極性検出回路に関するものである。

〔従来の技術〕

一般に、転轍機は、定位側制御条件または反位側制御
条件によって定位（一方の軌道が形成された状態）また
は反位（転換されて他方の軌道が形成された状態）の各
状態に制御される。そして、転轍機が定位に制御された
ときは、転轍機から正極の直流電圧信号（例えば＋24
V）が処理装置に出力され、反位に制御されたときは負
極の直流電圧信号（例えば−24V）が処理装置に出力さ
れる。なお、定位と反位の間の切り換え期間中は電圧信
号が出力されない。

処理装置では、転轍機が定位にあるのか、反位にある
のか、または転換中かの状態を検出して、転轍機の制御
条件と転轍機が制御されて実際に動作した結果の状態と
が一致していることを確認して、列車に対する進行信号
を表示するなどの動作を行っている。

従来では、転轍機から入力される定位、反位および転
換中を示す信号を検出するのに、３位の有極継電器が用
いられていた。この有極継電器は、電磁石のコイルが順
方向に電流が流れて励磁された場合には中位にあった可
動片が所定の方向に移動してＮ接点が形成され、逆方向
に電流が流れて励磁された場合には可動片が反対方向に
移動してＲ接点が形成され、電流が流れずに無励磁の場
合には可動片が中位にあってN,Rいずれの接点も形成さ
れない。このように、有極継電器によって転轍機の定
位，反位および転換中の３位の状態が検出できる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来では、このように転轍機の出力信号を検出するの
に有極の継電器を用いているため、雑音吸収用のダイオ
ードを使用することができない。一般に、継電器は励磁
用のコイルを使用しているために誘導負荷となり、励磁
電流をオフしたときに電流制御用の接点間に大きな逆起
電力が発生し、これによりスパークを生じて雑音の原因
になったり、接点を劣化させたりする。そのため、電流
方向と逆方向の極性のダイオードをコイルに並列に接続
して、コイルに発生した逆起電力をこのダイオードに流
して吸収し、スパークの発生を抑止することが一般的に
行われている。

しかしながら、有極の継電器ほ場合は、励磁コイルに
は一方向だけでなく両方向に流れるために、このような
逆起電力吸収用のダイオードを使用することはできな
い。このため、従来の有極継電器を使用した極性検出回
路では、高いレベルの雑音電圧が発生するという問題が
あった。

また、有極継電器は形状が大きく、価格も高価である
という問題も有していた。

〔問題点を解決するための手段〕

このような問題を解決するためにこの発明は、転轍機
からの出力信号を入力する端子間にダイオードによりブ
リッジ回路を構成し、ブリッジの対角点間をオン・オフ
制御する第１フォトカップラと、ブリッジに正極性信号
が流れるときにその電流を検出する第２のフォトカップ
ラと、ブリッジに負荷性信号が流れるときにその電流を
検出する第３のフォトカップラとを設けたものである。

〔作用〕

第１のフォトカップラがオンのとき、転轍機が転換中
の場合は第2,第３のフォトカップラはともにオフとな
り、転轍機が定位の状態の場合は第２のフォトカップラ
のみがオンとなり、転轍機が反位の状態の場合は第３の
フォトカップラのみがオンとなる。また、第１のフォト
カップラがオフのときは、転轍機がいかなる状態であっ
ても第2,第３のフォトカップラはともにオフとなる。

〔実施例〕

第１図なこの発明の１つの実施例を示す回路図であ
る。

図において、入力端子Ａ、Ｂには転轍機から出力信号
が入力されようになっている。転轍機が定位のときは入
力端子Ｂに対して入力端子Ａが正極電圧（例えば＋24
V）になる正極性信号が入力され、転轍機が反位のとき
は入力端子Ｂに対して入力端子Ａが負極電圧（例えば−
24V）になる負極性信号が入力される。転轍機が転換中
のときは入力端子A,Bとも電圧が入力されない。

なお、入力端子ＡとＢの間には抵抗R₁が接続されてい
る。

ブリッジ回路は４つのダイオードD1、D2、D3、D4によ
り構成されており、ブリッジ回路の入力端となるノード
ａとノードｂとの間には、ダイオードD1とD2の直列体
と、ダイオードD3とD4の直列体とが並列に接続されてい
る。ダイオードD1とD2の直列体は、各ダイオードがアノ
ードを突き合わせてノードｄに接続して構成され、ダイ
オードD1のカソーゾはノードａに、ダイオードD2のカソ
ードはノードｂにそれぞれ接続されている。また、ダイ
オードD3とD4の直列体は、各ダイオードがカソードを突
き合わせてノードｃに接続して構成され、ダイオードD3
のアノードはノードａに、ダイオードD4のアノードはノ
ードｂにそれぞれ接続されている。

そして、ノードｃとｄの間、すなわちブリッジの対角
点間にはフォトカップラPC3のフォトトランジスタのコ
レクタ、エミッタがそれぞれ接続されている。

さらに、ダイオードD1にはフォトカップラPC1のフォ
トダイオードが同極性になるように直列に接続され、ダ
イオードD3にはフォトカップラPC2がフォトダイオード
が同極性になるように直列に接続されている。

このブリッジ回路は、ノードａが電流制限用の抵抗R_S
を介して入力端子Ａに接続され、ノードｂが入力端子Ｂ
に直接接続されている。

フォトカップラPC1のフォトトランジスタはエミッタ
が接地され、コレクタは端子Ｒに接続され、フォトカッ
プラPC2のフォトトランジスタはエミッタが接地され、
コレクタは端子Ｎに接続されている。また、、フォトカ
ップラPC3のフォトダイオードはカソードが接地され、
アノードは端子CHKに接続されている。

各端子R,N,CHKは抵抗を介して「１」レベルの＋５電
源にプルアップ接続されており、端子Ｒ、Ｎの出力信号
はインバータを介してレベルが反転されてＲ信号、Ｎ信
号として出力されるようになっており、また、端子CHK
には「１」レベルと「０」レベルで制御されるCHK信号
がバッファを介して入力されるようになっている。

第５図は転轍機と極性検出回路と連動装置との関係を
示すブロック図である。転轍機１からは上記のような定
位、反位、転換中を示す転換状態表示出力信号11が出力
され、第１図に示すような極性検出回路２の入力端子
Ａ、Ｂに入力されるようになっている。電子回路からな
る処理装置３からはCHK信号（回路チェック信号）31が
極性検出回路２に入力され、これに基づいて極性検出回
路２からはＲ信号21、Ｎ信号22（転換状態検出信号）が
処理装置３に出力されるようになっている。

以下、第１図に示す極性検出回路の動作について説明
する。転轍機が定位、反位、転換中の各状態のときの動
作説明を順次行う。

〔転轍機が定位の状態のとき〕

入力端子A,B間に入力端子Ａが正電圧になるような正
極性信号が入力されると、ブリッジ回路のノードab間
に、ノードａが正電圧になる直流電圧が供給される。

このとき、フォトカップラPC3は、CHK信号が「０」レ
ベルのときは端子CHKは「０」レベルになり、フォトカ
ップラには電流は流れずフォトトランジスタはオフ状態
になっている。このため、ブリッジ回路には電流は流れ
ず、端子R,Nとも「１」レベルになっており、Ｒ信号,N
信号はともに「０」レベルになっている。

ここで、CHK信号が「１」レベルになると、端子CHKは
「１」レベルのオン信号が供給されて「１」レベルにな
るため、フォトカップラPC3のフォトダイオードに電流
が流れ、フォトトランジスタはオン状態になる。この結
果、ノードｃとｄの間に電流が流れる流路が形成され、
ノードａ→フォトカップラPC2とフォトダイオード→ダ
イオードD3→ノードｃ→フォトカップラPC3のフォトト
ランジスタ→ノードｄ→ダイオードD2→ノードｂの回路
に電流が流れる。

この通電により、フォトカップラPC2のフォトダイオ
ードが発光してフォトトランジスタはオン状態になり、
端子Ｎは「０」レベルになる。これにより、Ｎ信号は
「１」レベルになる。

なお、端子Ｒは「１」レベルのままで、Ｒ信号は
「０」レベルである。

〔転轍機が反位の状態のとき〕

入力端子A,B間に入力端子Ａが負電圧になるような負
極性信号が入力されると、ブリッジ回路のノードab間
に、ノードａが負電圧になる直流電圧が供給される。

この場合、CHK信号が「０」レベルであるとフォトカ
ップラPC3のフォトトランジスタがオフになり、ブリッ
ジ回路に電流が流れず、端子R,Nは上記と同様にともに
「１」レベルになっており、Ｒ信号,N信号は「０」レベ
ルになっている。

そして、CHK信号が「１」レベルになってフォトカッ
プラPC3がオン状態になったときは、ノードｂ→ダイオ
ードD4→ノードｃ→フォトカップラPC3のフォトトラン
ジスタ→ノードｄ→ダイオードD1→フォトカップラPC1
のフォトダイオード→ノードａの回路に電流が流れる。

これにより、フォトカップラPC1はオン状態になり、
端子Ｒは「０」レベルになる。これにより、Ｒ信号は
「１」レベルになる。

なお、端子Ｎは「１」レベルのままで、Ｎ信号は
「０」レベルである。

〔転轍機が転換中のとき〕

入力端子A,B間には直流電圧は供給されないので、ブ
リッジ回路には電流は全く流れない。したがって、CHK
信号が「０」でも「１」でも、端子R,Nは常に「１」レ
ベルであり、Ｒ信号,N信号は「０」レベルになってい
る。

転轍機が定位で入力端子Ａの極性が正のときと、反位
で入力端子Ａの極性が負のときに、CHK信号の「１」、
「０」に対応してＮ信号、Ｒ信号のレベルは下記の真理
値表に示すようになる。

したがって、CHK信号に対応してＮ信号とＲ信号のレ
ベルをチェックすれば、転轍機が現在定位にあるのか反
位にあるのかの状態を検出することができる。

このように、この極性検出回路は従来の有極継電器と
全く同じに転轍機の状態検出を行うことができる。

また、この極性検出回路は、素子の異常も検出でき
る。

回路の各素子が正常であれば、CHK信号を「１」，
「０」レベルに制御することにより、転轍機が定位の場
合にはＮ信号がこれに対応して「１」，「０」レベルに
なり、転轍機が反位の場合にはＲ信号がこれに対応して
「１」，「０」レベルになる。

しかしながら、回路の素子のうちいずれかが故障して
いるとこのような関係が成立しなくなる。例えば、フォ
トカップラPC2が故障してダイオードに電流が流れても
トランジスタがオンしなくなったとする。このような場
合、CHK信号の制御とは無関係にＮ信号は「０」レベル
に固定されてしまう。また、フォトカップラPC2が故障
してダイオードに電流が流れなくてもトランジスタがオ
ンしてしまうような場合は、CHK信号の制御とは無関係
にＮ信号は「１」レベルに固定されてしまう。フォトカ
ップラPC2が故障した場合も同様に、CHK信号の制御とは
無関係にＲ信号が「０」または「１」のレベルに固定さ
れてしまう。ダイオードが故障した場合も、同様にレベ
ルが固定されてしまう。

したがって、Ｎ信号,R信号のレベル状態とCHK信号の
レベル状態との関係を処理装置でチェックすることによ
り、回路の素子の故障を検出することができる。

以上の第１図の実施例では、フォトカップラPC1,PC2
はブリッジ回路のダイオードD1,D3に直列にそれぞれ接
続したが、フォトカップラPC1はダイオードD4に直列に
接続することもでき、また、フォトカップラPC2はダイ
オードD2に直列に接続することもできる。

第２図〜第４図は、これらの各組み合わせをした他の
実施例の回路図である。動作は第１図の実施例と同様で
ある。

なお、第２図〜第４図において、各端子N,R,CHKの外
部に接続された＋5V電源、プルアップ抵抗、インバー
タ、バッファなどは、第１図と全く同じなので省略し
た。

〔発明の効果〕

以上説明したようにこの発明は、４つのダイオードか
らなるブリッジ回路に３つのフォトカップラを組み合わ
せ、ダイオードブリッジに流れる正極性電流、負極性電
流を検出することにより、簡単な回路構成で転轍機の転
換状態を検出することができる。このため、従来の有極
継電器に比して、無接点であることにより雑音の発生は
なく、形状も小さく、低コストになるという効果があ
る。

また、CHK信号のレベルを制御することにより、Ｎ信
号,R信号の各出力レベルをチェックしてフォトカップラ
など回路素子の故障を検出することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の１つの実施例を示す回路図、第２図
〜第４図は他の実施例を示す回路図、第５図は極性検出
回路の前後接続を示すブロック図である。 PC1〜PC3……フォトカップラ、D1〜D4……ダイオード、
A,B……入力端子、R,N,CHK……端子。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】第１の入力端子（Ａ）、第２の入力端子
（Ｂ）、第１の出力端子（Ｎ）、第２の出力端子（Ｒ）
およびチェック端子（CHK）を有し、転轍機が定位の時
には第１の入力端子（Ａ）が正極性となる直流電圧が供
給され、転轍機が反位の時には第１の入力端子（Ａ）が
負極性となる直流電圧が供給され、転轍機が転換中の時
には第１の入力端子（Ａ），第２の入力端子（Ｂ）間に
直流電圧が供給されないように構成された転轍機出力信
号極性検出回路において、第1,第2,第3,第４のダイオードからなるブリッジ回路
と、第１のフォトカップラ（PC3）と、第２のフォトカ
ップラ（PC2）と第３のフォトカップラ（PC1）とから構
成され、ブリッジ回路は、第１のダイオード（D1）と第２のダイ
オード（D2）の各アノードがともに第４のノード（ｄ）
に接続されるとともに、第１のダイオード（D1）のカソ
ードが第１のノード（ａ）を経て第１の入力端子（Ａ）
に、第２のダイオード（D2）のカソードが第２のノード
（ｂ）を経て第２の入力端子（Ｂ）にそれぞれ接続さ
れ、第３のダイオード（D3）と第４のダイオード（D4）
の各カソードがともに第３のノード（ｃ）に接続される
とともに、第３のダイオード（D3）のアノードが第１の
ノード（ａ）に、第４のダイオード（D4）のアノードが
第２のノード（ｂ）にそれぞれ接続されたものであり、第１のフォトカップラ（PC3）は、チェック端子（CHK）
にオン信号が供給された時に、ブリッジ回路の第３ノー
ド（ｃ）から第４ノード（ｄ）へ電流が流れる流路を形
成するものであり、第２のフォトカップラ（PC2）は、フォトトランジスタ
が第１の出力端子（Ｎ）に接続されるとともに、フォト
ダイオードがブリッジ回路の第３のダイオード（D3）ま
たは第２のダイオード（D2）に同極性に直列に接続され
るものであり、第３のフォトカップラ（PC1）は、フォトトランジスタ
が第２の出力端子（Ｒ）に接続されるとともに、フォト
ダイオードがブリッジ回路の第１のダイオード（D1）ま
たは第４のダイオード（D4）に同極性が直列に接続され
るものであり、第１の出力端子（Ｎ）は、第２のフォトカップラ（PC
2）がオフ状態のときとオン状態のときで異なる論理出
力（1,0）を出力し、第２の出力端子（Ｒ）は、第３のフォトカップラ（PC
1）がオフ状態のときとオン状態のときで異なる論理出
力（1,0）を出力することを特徴とする転轍機出力信号極性検出回路。