JP3784005B2 - デジタル指令制御における動作制御装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、線路上の車両を走行させるために線路に流される走行電流とともに、信号電流を流して線路上の車両の動作を制御する鉄道模型用デジタル指令制御における動作制御装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来の鉄道模型では、車両を走行させたい線路に電流を供給し、パワーパックなどと称される電流制御器によって走行速度の制御や停止などを直接制御する方式が行なわれていた。そのため、同一線路上を複数の列車を異なる速度で走行させることは不可能であった。また車両のライトの点灯と消灯や、車両の切り離し、パンタグラフの上げ下げ等は通電時には可能であるが、走行運転中に切り替えることは不可能であった。
【0003】
このため、実物同様のシステムの構築を目的として様々な考究がなされ、その結果、DCC(digital command control)と称される方式が普及してきた。これを本発明ではデジタル指令制御と称する。本方式によれば、同一線路上の各列車を個別に制御でき、列車の走行状態とは無関係にライトの点灯と消灯が可能であり、列車毎に進行方向を自由に決められる等、大きな自由度を持っている。
【0004】
しかしながら、カプラー(連結器)による車両の切り離しやパンタグラフの上げ下げ、ラッセル車のウイングの開閉などの動作の制御についてはDCC方式においても行なわれているものは少ない。これらの動作の制御にはモータと動作機構が必要であり、特にNゲージのように、車両の横断面積が官製切手ほどの小型では絶対的な無理があり、極めて小型の鉄道模型では小型であるが故に不可能に近いものがあったのである。勿論本発明はNゲージのみならずHOゲージその他のゲージにおいても可能なものを目的とする。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は前記の点に着目してなされたものであって、その課題はNゲージのように超小型であるが故に、実物同様の動作機構が適用できなかった鉄道模型においてもデジタル指令制御を応用することによって様々な動作を実現することである。
【0006】
【課題を解決するための手段】
前記の課題を解決するため、本発明は、線路上の車両を走行させるために線路に流される走行電流とともに、同じ線路に信号電流を流して線路上の車両等の動作を制御する鉄道模型用デジタル指令制御において、上記信号電流によって形を変える形状記憶合金より成る作動源を車両に搭載し、上記信号電流の電気エネルギーを上記の形状記憶合金より成る作動源において力学的運動に変換して車両等に付属する動作部分を動かすという手段を講じたものである。
【0007】
従って本発明は、デジタル指令制御(DCC)方式において実現が可能な鉄道模型用の動作制御装置である。本発明によって実現可能となる動作制御は、車両上のものが主となると考えられるけれども、線路に付属するものについても実現可能であると考えられる。
【0008】
【発明の実施の形態】
本発明のデジタル指令制御における動作制御装置は、線路上の車両を走行させるために線路に流される走行電流とともに、信号電流を加えて線路上の車両等の動作を制御するものである。このデジタル指令制御(DCC)方式により、線路上の特定車両に対する信号電流を入、断することができるようになった。そこで、本発明では信号電流を利用して電気エネルギーを力学的運動に変換し、動作制御を行なうものである。
【0009】
そのために本発明の装置は、信号電流によって形状を変化させる形状記憶合金より成る作動源を車両に搭載する。作動源となる形状記憶合金は、線状、帯状ないし板状等のものを使用することができるが、それらは一定の入力電流に対してより大きい力学的運動を得られる方が望ましいので予めその目的に沿う形状に加工しておくことが望ましい。例えば線状の形状記憶合金をコイル状に加工した作動源は大きい伸張又は収縮ストロークが得られるので好ましいものである。
【0010】
このような作動源によって、車両等に付属する動作部分を動かすものである。動作部分は作動源によって動かされるが、作動源の動きを補う機構を動作部分に設けることができる。例えば、動作部分に弾性部材を含むものは、それに対して作動源の作用後の復帰動作を弾性部材の弾性復原動作によって行なうことができる。車両用の動作部分としては、連結器即ちカプラー、パンタグラフやビューゲル類、車両ドア、ラッセル車の雪掻き用ウイングなどを挙げることができる。
【0011】
【実施例】
以下、図示の実施例を参照して本発明をより詳細に説明する。図1には、線路11上の車両10を走行させるために、線路11に走行電流を流す電源装置12と、指令制御部13及びハンドスロットルなどと称される操作部14が図示されており、車両10には、操作部14によって制御されるためにデコーダ15が搭載されている。
【0012】
車両10には、線路11から集電するための車輪16を含む集電回路17が備わっており、その回路17はデコーダ15にも通じている。なお線路11には走行電波と信号電流の2種の電流が流れており、これを夫々の線路11から集電するために集電回路17、17を通じて集電するものであることは、従来と同様である。
【0013】
図3(a)〜(d)は、本発明の動作制御装置に適用される作動源20とその使用法を示している。図3(a)、(b)は収縮用機構として、2本の平行な弾性線材21、22が取り付け部23、24に固定的に取り付けられている状態を示しており、作動源20はらせんコイル状に形成され、信号電流の通電によって収縮する形態を取る。このため弾性線材21、22は信号電流の通電によって先端が閉じるように作動する。図3(c)、(d)は2本の弾性線材21′、22′を交叉配置し、取り付け部23、24に固定的に取り付けている状態を示しており、両線材21′、22′に両端を夫々結合した作動源20の収縮により弾性線材21′、22′の先端は拡開するように動く。
【0014】
図4は上記の動作制御装置19の適用例1を示しており、カプラー(連結器)の解放のために用いられている。カプラー30はケース31に回転可能に軸支された車両に付属する動作部分としてカプリングナックル32とシャンク33とを有し、それらの軸穴の端部にスプリング34を介装したもので、スプリング34によって連結状態に保たれる。つまりスプリング34は弾性復原動作のための弾性部材に当たる。シャンク33はナックル32の一部と係合可能な解放爪35を有する。36は支軸、37は蓋を示す。またナックル32とシャンク33は後端に係合突部38、39を有しており、これに対して前記の動作制御装置19が組合わされている。
【0015】
図4のカプラー30は、弾性材であるスプリング34で示された作動源20の動きを補う機構により、常時は連結状態におかれる(図5(a))。これに対して収縮用機構の弾性線材21、22が外側に配置されており、信号電流の通電による作動源20の収縮で係合突部38、39が内方へ押されると、シャンク33とナックル32が開き始め(図5(b))、完全に収縮状態になると連結していたナックル32、33は完全に開き、解放爪35が相手カプラーナックル32を外方へ押し出し(図5(c))、連結が完全に外れた状態となる。連結が外れたあと操作部14を操作して信号電流の通電を断つと、作動源20は元の状態に戻る(図5(d))、しかしこの状態で両カップル32、32を押し付けると再び(図5(a))の連結状態におかれる。
【0016】
図6は本発明に係る動作制御装置19の適用例2を示しており、車両に付属する動作部材であるパンタグラフの上げ下げに用いられている。この片パンタグラフ40は、枢軸41によって車両側に軸支されており、その途中のリンク42に一端を軸支したクランクレバー43があり、クランクレバー43の他端に動作制御装置19が接続されている。クランクレバー43は支点44にて車両側に軸支されている。適用例2においては弾性線材21、22の開閉というよりも開閉に到る回転動作を利用する構成であり、弾性線材21、22の先端45はクランクレバー43の他端の長穴46に係合している。
【0017】
図6の適用例2では、動作制御装置19が不作動の状態でパンタグラフ下げの位置におかれるので、操作部14の操作により信号電流が動作制御装置19に流れると、作動源20の収縮に伴い片パンタグラフ40が上昇する(図6(b))。動作制御装置19への信号電流の通電が断たれると、作動源20は不作動の状態に戻り、その状態が保たれる。
【0018】
図7は本発明に係る動作制御装置19の適用例3を示しており、図3(c)、(d)の交叉式のものが適用されている。このパンタグラフ40は、枢軸41、41′によって車両側に軸支されており、その中間のリンク42、42′に2組のクランクレバー43、43′が支点44、44′にて軸支されており、クランクレバー43、43′の他端は弾性線材21′、22′の先端45′、45′を係合させる長穴46、46′となっている。
【0019】
故に適用例3では、交叉線材21′、22′の先端間隔が作動源20への信号電流の通電によって拡開するのに伴いパンタグラフ40が上がる。この動作は2組の交叉線材21′、22′で行われ、また信号電流が通電されなくなると作動源20は不作動の状態に戻り、その状態に保たれる。
【0020】
図8の適用例4はラッセル車50の雪掻き用ウイングに本発明に係る拡開式の動作制御装置19を適用したもので、車両50に付属する動作部材であるウイング51、52は左右一対より成り、凹部53を有する係合部54を一体に設けたものとして車両左右の両側に回転可能に取り付けられている。動作制御装置19は、交叉配置の拡開型のものを適用しており、信号電流の通電により作動源20が収縮すると弾性線材21′、22′はそれらの先端55、56が長孔状の凹部53、53に係合しながら外方へ押すことにより、ウイング51、52が開いた状態になる(図8(b)、図8(d))。
【0021】
このように、本発明ではデジタル指令制御(DCC)方式による鉄道模型において、走行電流とは別に線路に印加される信号電流を利用して、車両等に付属する連結器の解放や、パンタグラフの上げ下げ(どちらについても本発明の装置は実施可能である。)ラッセル車のウイングの開閉を含む各作動部の動作を制御することができる。また、線路際に設置される遮断機、転てつ器や信号器などの設備の動作制御についても本発明を適用できることは明らかである。
【0022】
【発明の効果】
本発明は以上の如く構成されかつ作用するものであるから、形状記憶合金より成る作動源を用いて対象となる動作部分を直接又は直接的に動作制御することが可能であり、モータを使用しないために極く小型にまとめられ、Nゲージのように超小型であっても、実物のような動作が可能なものとなり、鉄道模型の趣味性を一段高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係るデジタル指令制御における動作制御装置の説明のためのレイアウトを示す平面図。
【図2】 同上の要部の拡大説明図。
【図3】 (a)収縮型動作制御装置の正面図。
(b)同上の作動時の正面図。
(c)拡開型動作制御装置の正面図。
(d)同上の作動時の正面図。
【図4】 カプラーへの適用例1を示す分解斜視図。
【図5】 カプラーの作動を段階(a)(b)(c)(d)を追って示す平面図。
【図6】 (a)片パンタグラフへの適用例2を示す側面図。
(b)同上作動時の側面図。
【図7】 (a)パンタグラフへの適用例3を示す側面図。
(b)同上作動時の側面図。
【図8】 (a)ラッセル車への適用例4を示す斜視図。
(b)同上作動時の斜視図。
(c)図8(a)に対応する機構上の説明図。
(d)図8(b)に対応する機構上の説明図。
【符号の説明】
10、50 車両
11 線路
13 制御部
14 操作部
20 作動源
21、22、21′、22′弾性線材
23、24 取り付け部
Claims (4)
- 線路上の車両を走行させるために線路に流される走行電流とともに、同じ線路に信号電流を流して線路上の車両等の動作を制御する鉄道模型用デジタル指令制御において、上記信号電流によって形を変える形状記憶合金より成る作動源を車両等に搭載し、上記信号電流の電気エネルギーを上記の形状記憶合金より成る作動源において力学的運動に変換して車両等に付属する動作部分を動かすことを特徴とする動作制御装置。
- 作動源となる形状記憶合金は、線状又は帯状の材料をコイル状に加工した形態を有しており、その伸長又は収縮によって動作部分を動かすように構成されている請求項1記載のデジタル指令制御における動作制御装置。
- 作動源の作用後の復帰動作を弾性復原動作によって行なうために、弾性部材を含み、作動源の動きを補う機構を動作部分に設けている請求項1又は2記載のデジタル指令制御における動作制御装置。
- 動作部分は連結器のナックルとシャンクとであり、一対のナックル同士が嵌合した連結状態を外すために作動源がナックルとシャンクに作用するとともに、連結状態から外れる途中で相手ナックルを押し外す開放爪を有している請求項1記載のデジタル指令制御における動作制御装置。
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