JP4505003B2 - 機関車用アンテナ装置 - Google Patents

Description

本発明は、機関車用アンテナ装置に関するものである。

従来より、機関車を無線操縦する制御装置が搭載された機関車が知られている。そのような機関車の前方および後方の屋根には、機関車を無線操縦する電波（無線信号）を受信するための機関車用アンテナ装置が搭載されている。この種の機関車用アンテナ装置に関し、次の特許文献１には、機関車用アンテナ装置において、電波を受信する部品として双方向指向性を有するアンテナ本体を用いることで、電波の受信状態を安定化する技術が記載されている。
実登２５７３３７５号公報（第００１２段落など）

しかしながら、上記特許文献１に記載された機関車用アンテナ装置よりも、さらに広範囲に安定して電波を受信することができる機関車用アンテナ装置が要望されている。そこで、例えば、機関車の屋根において、アンテナ本体を可能な限り高い位置に設置して、広範囲に電波を受信することが考えられる。ところが、ＪＲ路線や民営鉄道路線を走行する場合は、機関車用アンテナ装置を含めた車両全体の高さが制限されているため、その制限を超えていると、機関車用アンテナ装置を取り外さなければならないという問題点が生じる。

本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、車両全体の高さに制限が無い場所では、アンテナ本体を機関車の屋根から離すことで、広範囲に電波を受信することができ、車両全体の高さに制限がある場所では、アンテナ本体を機関車の屋根に近づけることで、その制限を回避することができる機関車用アンテナ装置を提供することを目的とする。

この目的を達成するために、請求項１記載の機関車用アンテナ装置は、機関車の屋根に取り付けられるものであって、電波を受信するアンテナ本体と、前記機関車の屋根から立設する支柱、前記アンテナ本体が固定されると共に前記支柱を挿入する挿入路が設けられその挿入路に挿入された支柱に沿ってスライド可能に構成されたパイプ部材、及び、そのパイプ部材と前記支柱とを係止する係止部材を有し、前記アンテナ本体を前記機関車の屋根から離間する方向とその反対方向とにスライド可能に支持する支持部材と、前記アンテナ本体を支持しつつ、前記パイプ部材を挟んで前記パイプ部材に連結される連結部材と、を備え、前記支柱と前記パイプ部材とは、前記パイプ部材がスライドする方向の長さが同一または略同一に構成され、前記支柱は、多角柱状に形成されており、前記挿入路を形成する挿入路形成面は、前記係止部材によって前記パイプ部材と前記支柱とが係止された場合に、対向する前記支柱の一以上の外側面と接合する接合面を備え、前記連結部材に挟まれる前記パイプ部材の外面は、断面視において互いに反対方向に湾曲する円弧状に形成されている。

請求項２記載の機関車用アンテナ装置は、請求項１記載の機関車用アンテナ装置において、前記パイプ部材は、前記挿入路を有し、四角柱状に形成されている角パイプと、その角パイプの対向する二つの外側面に各々固着され、その二つの外側面に沿って延び、その外面が断面視において互いに反対方向に湾曲する円弧状に形成されている湾曲部材とを備えている。

請求項１記載の機関車用アンテナ装置によれば、電波を受信するアンテナ本体は、機関車の屋根から立設する支持部材によって、機関車の屋根から離間する方向とその反対方向とにスライド可能に支持される。したがって、車両全体の高さに制限が無い場所では、アンテナ本体を機関車の屋根から離すことで、広範囲に電波を受信することができ、車両全体の高さに制限がある場所では、アンテナ本体を機関車の屋根に近づけることで、その制限を回避することができるという効果がある。

また、アンテナ本体が固定されるパイプ部材には、機関車の屋根から立設する支柱を挿入する挿入路が設けられている。その挿入路に支柱が挿入されると、パイプ部材を支柱に沿ってスライドさせることができる。よって、簡単な構成で、アンテナ本体を機関車の屋根から離したり、アンテナ本体を機関車の屋根に近づけることができるという効果がある。

また、支柱とパイプ部材とは、パイプ部材がスライドする方向の長さが同一または略同一に構成されている。支柱が挿入されるパイプ部材をスライドさせることで、支持部材の全長が変化する。パイプ部材をスライドさせ屋根から最も離した場合の支持部材の全長が所定の長さであれば、パイプ部材をスライドさせ屋根に最も近づけた場合に、支柱およびパイプ部材の長さが異なるよりも、同一または略同一である方が、支持部材の全長を極力短くすることができるという効果がある。

また、係止部材によってパイプ部材と支柱とが係止された場合に、多角柱状に形成された支柱の一以上の外側面が、パイプ部材の挿入路に形成された挿入路形成面と接合する。パイプ部材が支柱の軸心に対して回転する力を受けた場合に、その力が係止部材および挿入路形成面で支持されるので、係止部材に加わる力を軽減することができるという効果がある。

更に、断面視において互いに反対方向に湾曲する円弧状に形成されているパイプの外面が、アンテナ本体を支持する連結部材によって挟まれて、パイプ部材と連結部材とが連結される。よって、連結部材には、円柱を挟む一般的な連結部材を使用することができるという効果がある。

請求項２記載の機関車用アンテナ装置によれば、請求項１記載の機関車用アンテナ装置の奏する効果に加え、パイプ部材は、挿入路を有する四角柱状に形成されている角パイプの対向する二つの外側面に、その二つの外側面に沿って延び、その外面が断面視において互いに反対方向に湾曲する円弧状に形成されている湾曲部材が各々固着されて形成されているので、簡単な構成でパイプ部材を形成することができるという効果がある。

以下、本発明の好ましい実施形態について、添付図面を参照して説明する。図１は、本発明の実施形態における機関車用アンテナ装置１が搭載された機関車１００の外観図を示している。なお、図１（ａ）は機関車１００の上面図を示し、図１（ｂ）は機関車１００の側面図を示している。

この機関車用アンテナ装置１は、構内など車両全体の高さに制限が無い場所では、アンテナ本体７を機関車１００の屋根１００ａから離すことで、広範囲に電波を受信することができ、機関車用アンテナ装置１を含めた車両全体の高さに制限がある場所では、アンテナ本体７を機関車１００の屋根１００ａに近づけることで、その制限を回避することができる装置である。

この機関車１００には、構内において作業者が機関車１００を無線操縦するための制御装置（図示しない）が搭載されている。この制御装置は、作業者が操作する送信機（図示しない）から発せられる電波（無線信号）に従って、機関車１００を運転したり、各種制御を行うものである。機関車用アンテナ装置１は、その送信機から発せられる電波を受信するための装置である。なお、制御装置と機関車用アンテナ装置１とは、同軸ケーブル（図示しない）により接続されており、機関車用アンテナ装置１によって受信された電波（無線信号）は、同軸ケーブルを介して制御装置へ伝達される。

一般的に、電波を受信するアンテナ本体７は、高い場所に設置すればするほど、電波が遮蔽物により遮蔽されることが抑制されるので安定して電波を受信することができるようになり、また、広範囲に電波を受信することができるようになる。

図１（ａ），（ｂ）に示すように、機関車用アンテナ装置１は、広範囲に電波を受信するために機関車１００の屋根１００ａに設置されており、さらに、電波を受信する範囲を広げるために、機関車１００の前方および後方の屋根１００ａにそれぞれ設置されている。

図２を参照して、機関車用アンテナ装置１の主な構成について説明する。図２（ａ）は機関車用アンテナ装置１の上面図を示し、図２（ｂ）は機関車用アンテナ装置１の側面図を示している。機関車用アンテナ装置１は、骨組状のアンテナ本体７と、そのアンテナ本体７の一端側を支持するように機関車１００の屋根１００ａから立設する２つの支持部材１０，１０とによって構成されている。

アンテナ本体７は、電波を受信するものであり、その一端側が支持部材１０，１０によって支持され略水平方向に延びる棒状のアーム７ｂに複数本のアンテナ素子７ａが所定間隔を空けて固定されている。このアンテナ素子７ａの長さや、棒状のアーム７ｂに取り付けられるアンテナ素子７ａの所定間隔によって、アンテナ本体７が受信する電波の周波数や指向性などの特性が決定される。

２つの支持部材１０，１０は、各々、同様に構成されており、アンテナ本体７を機関車１００の屋根１００ａから離す方向とその反対方向とにスライド可能に支持するものである。このように、アンテナ本体７を複数の支持部材１０，１０によって支持することで、大きい又は重量のあるアンテナ本体であってもスライド可能に支持することができる。

支持部材１０は、機関車１００の屋根１００ａに固設されている円盤状の固定台２から立設する支柱３と、その支柱３を挿通して、支柱３に沿って機関車１００の屋根１００ａから離す方向とその反対方向とにスライドするパイプ部材４と、パイプ部材４と支柱３とを係止する位置決めボルト５と、パイプ部材４とアンテナ本体７とを連結するブラケット６とによって構成されている。

よって、この支持部材１０，１０によれば、パイプ部材４を支柱３に沿って機関車１００の屋根１００ａから離す方向とその反対方向とにスライドさせ、機関車１００の屋根１００ａから所定の位置で位置決めボルト５を介してパイプ部材４と支柱３とを固定することで、パイプ部材４にブラケット６を介して固定されているアンテナ本体７を機関車１００の屋根１００ａから所定の位置で固定することができる。

次に、図３，図４を参照して上述した支持部材１０の構成についてより具体的に説明する。図３は、支持部材１０の上面を拡大した拡大図であり、パイプ部材４のパイプフタ４ｃを取り外した状態を示している。図４（ａ）は、アンテナ本体７を機関車１００の屋根１００ａから最も離した状態の支持部材１０の側面を拡大した拡大図であり、図４（ｂ）は、アンテナ本体７を機関車１００の屋根１００ａに最も近づけた状態の支持部材１０の側面を拡大した拡大図である。

図３および図４に示すように、支柱３は四角柱状に形成されており、その一側面には、機関車１００の屋根１００ａから離れる方向に所定間隔でねじ穴３ａが４つ形成されている。

パイプ部材４は、四角柱状の支柱３が挿通される挿入路を有する角パイプ４ａと、角パイプ４ａの対向する２つの外側面に各々固定され、その２つの外側面に沿って延び、その外面が断面視において互いに反対方向に湾曲する湾曲部材４ｂ１，４ｂ２と、角パイプ４ａおよび湾曲部材４ｂ１，４ｂ２の一方の開口部を封止するパイプフタ４ｃとによって構成されている。

角パイプ４ａには、位置決めボルト５を挿通するための丸穴が、湾曲部材４ｂ１の下方に位置するように形成されている。その丸穴と、支柱３に形成されたねじ穴３ａとの位置が合わされ、角パイプ４ａの外側面からねじ穴３ａに位置決めボルト５が螺挿されて、支柱３およびパイプ部材４が係止される。

また、角パイプ４ａに形成されている挿入路は、図３に示すように、角パイプ４ａの一端から他端まで連続する断面視略四角形状の穴によって形成されており、四角柱状の中空となっている。よって、四角柱状の支柱３が挿入されて、支柱３およびパイプ部材４が位置決めボルト５によって係止された場合、支柱３においてねじ穴３ａが形成された一面が、挿入路を形成する内面と互いに接合される。尚、本実施形態では、この挿入路を形成する内面を接合面４ａ１と称す。

このように、支柱３およびパイプ部材４が位置決めボルト５によって係止された場合、支柱３においてねじ穴３ａが形成された一面と、接合面４ａ１とが接合されるので、機関車用アンテナ装置１が強風に煽られた場合に、パイプ部材４は支柱３の軸心に対して回転させられる力を受けるが、その回転させられる力を互いに接合された面で支持（吸収）することができる。即ち、その回転させられる力が位置決めボルト５だけに掛るのが抑制され、位置決めボルト５の金属疲労を抑制することができる。

なお、本実施形態では、支柱３においてねじ穴３ａが形成された一面と、接合面４ａ１とが接合された場合に、その接合された面の全体が接合されているが、面が部分的にでも接合されていれば、その接合された部分で回転させられる力を支持（吸収）することができる。しかし、好適には、面全体が接合されている方が良い。

湾曲部材４ｂ１，４ｂ２は、図４に示すように、それぞれ角パイプ４ａの一方の開口部から他方の開口部に向かって延設されている。湾曲部材４ｂ１の長さは、パイプ部材４よりも短く形成されているので、角パイプ４ａの側面に形成されている丸穴が露出する。一方、湾曲部材４ｂ２の長さは、角パイプ４ａと略同一の長さに形成されているので、支柱３に対してパイプ部材４ががたつくことを抑制することができる。

また、上述したように構成されたパイプ部材４は、図４（ｂ）に示すように、スライドする方向の長さが支柱３の長さと略同一に構成されているので、パイプ部材４をスライドさせ支持部材１０を最も伸長させた場合の支持部材１０の全長が所定の長さであるならば、パイプ部材４をスライドさせ支持部材１０を最も縮めた場合に、支柱３およびパイプ部材４の長さがそれぞれ異なるよりも、支持部材１０の全長を短くすることができる。すなわち、支持部材１０を最も縮めた場合に支持部材１０の全長が最短となるので、支持部材１０を含めた機関車１００の車両全体の高さを最小とすることができる。なお、支柱３およびパイプ部材４のスライドする方向の長さは、同一に構成されていても良い。

ブラケット６は、湾曲部材４ｂ２を押さえ付けるブラケット本体６ａと、ブラケット本体６ａと対向して湾曲部材４ｂ１を押さえ付ける押さえ板６ｂと、ブラケット本体６ａおよび押さえ板６ｂを締結する取付ボルト６ｃと、アンテナ本体７のアーム７ｂをブラケット本体６ａに固定するＵボルト６ｄとによって構成されている。

ブラケット６は、角パイプ４ａの側面に固定されている湾曲部材４ｂ１，４ｂ２を挟持するので、丸パイプを挟持する一般的なブラケットを用いてパイプ部材４を挟持することができる。したがって、機関車用アンテナ装置１の製造コストを抑制することができる。

ブラケット本体６ａは、図４に示すように、側面視略コの字状に形成されており、そのコの字状の突縁の中央部には、図３に示すように、それぞれ上面視三角形の切欠き（案内面６ａ１）が形成されている。押さえ板６ｂは、図４に示すように、略板状に形成されており、側面の中心線上には、図３に示すように、上面視略三角形の窪み（案内面６ｂ１）が形成されている。そして、案内面６ａ１に湾曲部材４ｂ２が案内され、案内面６ｂ１に湾曲部材４ｂ１が案内された状態で、ブラケット本体６ａおよび押さえ板６ｂが取付ボルト６ｃによって締結され、パイプ部材４が挟持されている。また、図４に示すように、ブラケット本体６ａの側面には、Ｕボルト６ｄによって、アンテナ本体７のアーム７ｂが固定されている。よって、このブラケット６によれば、アンテナ本体７をパイプ部材４に固定することができる。

上述したように、本実施形態の機関車用アンテナ装置１によれば、構内など車両全体の高さに制限がない場所では、図４（ａ）に示すように、パイプ部材４をスライドさせ支持部材１０を最も伸長させ、アンテナ本体７を機関車１００の屋根１００ａから離すことによって、作業者が操作する送信機（図示しない）から発せられる電波（無線信号）が、遮蔽物で遮蔽されることを抑制することができる。したがって、機関車用アンテナ装置１は、広範囲に安定して電波を受信することができるようになる。

また、機関車用アンテナ装置１を含めた車両全体の高さに制限がある場合は、図４（ｂ）に示すように、パイプ部材４をスライドさせ支持部材１０を最も縮め、アンテナ本体７を機関車１００の屋根１００ａに近づけることによって、その車両全体の高さの制限を回避することができる。したがって、ＪＲ路線や民営鉄道路線を走行する場合でも、機関車用アンテナ装置１を取り外さなくても良い。

以上、実施形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上述した実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変更が可能であることは容易に推察できるものである。

例えば、上記実施形態では、２つの支持部材１０によってアンテナ本体７を固定しているが、アンテナ本体７が小さい場合や、軽い場合は１つの支持部材１０で支持しても良い。部品数が削減されるので、製造原価を抑制することができる。

また、上記実施形態のように複数の支持部材１０でアンテナ本体７を支持する場合は、１つの支持部材１０で支持する場合と比較して、アンテナ本体７が強風で煽られたとしても、パイプ部材４が回転させられる力が抑制されるので、支柱３を円柱状とし、その円柱状の支柱３が挿入されるパイプ部材４を丸パイプとしても良い。支柱３に一般的な円柱状の部材を用い、また、パイプ部材４にも一般的な丸パイプを用いることで、製造コストを安くすることができる。しかし、好適には、上述したように支柱３に四角柱状の部材を用い、パイプ部材４に角パイプ４ａおよび湾曲部材４ｂ１，４ｂ２を用いるのが良い。

また、上記実施形態では、パイプ部材４をスライドさせアンテナ本体７を機関車１００の屋根１００ａから離したり、近づけたりしているが、パイプ部材４をスライドさせるモータやアクチュエータなどを取り付けて制御装置（図示しない）と接続し、作業者が操作する送信機（図示しない）から発せられる電波（無線信号）に従って、その位置を制御できるように構成しても良い。作業者が簡単にアンテナ本体７を機関車１００の屋根１００ａから離したり、近づけたりできるので使い勝手がよい。

また、上記実施形態では、パイプ部材４をスライドさせ支持部材１０を最も伸長させ、アンテナ本体７を機関車１００の屋根１００ａから離しているが、電波の感度が良い場合は、機関車用アンテナ装置１を含めた車両全体の高さが制限内に収まるようにパイプ部材４をスライドさせ支柱３に係止してもよい。そうすることで、機関車１００を、車両全体の高さに制限がある場所や、その制限がない場所へ移動させる場合に、支柱３およびパイプ部材４を係止し直す手間を省くことができる。

本発明の実施形態における機関車用アンテナ装置が搭載された機関車の外観 図である。 （ａ）は機関車用アンテナ装置の上面図であり、（ｂ）は機関車用アンテナ 装置の側面図である。 支持部材の上面を拡大した拡大図である。 支持部材の側面を拡大した拡大図である。

１ 機関車用アンテナ装置
２ 固定台
３ 支柱
３ａ ねじ穴
４ パイプ部材
４ａ 角パイプ
４ａ１ 接合面
４ｂ１，４ｂ２ 湾曲部材
４ｃ パイプフタ
５ 位置決めボルト（係止部材の一例）
６ ブラケット（連結部材の一例）
６ａ ブラケット本体
６ａ１ 案内面
６ｂ 押さえ板
６ｂ１ 案内面
６ｃ 取付ボルト
６ｄ Ｕボルト
７ アンテナ本体
７ａ アンテナ素子
７ｂ アーム
１０ 支持部材
１００ 機関車
１００ａ （機関車の）屋根

Claims (2)

1. 機関車の屋根に取り付けられる機関車用アンテナ装置において、
   電波を受信するアンテナ本体と、
   前記機関車の屋根から立設する支柱、前記アンテナ本体が固定されると共に前記支柱を挿入する挿入路が設けられその挿入路に挿入された支柱に沿ってスライド可能に構成されたパイプ部材、及び、そのパイプ部材と前記支柱とを係止する係止部材を有し、前記アンテナ本体を前記機関車の屋根から離間する方向とその反対方向とにスライド可能に支持する支持部材と、
   前記アンテナ本体を支持しつつ、前記パイプ部材を挟んで前記パイプ部材に連結される連結部材と、を備え、
   前記支柱と前記パイプ部材とは、前記パイプ部材がスライドする方向の長さが同一または略同一に構成され、
   前記支柱は、多角柱状に形成されており、
   前記挿入路を形成する挿入路形成面は、前記係止部材によって前記パイプ部材と前記支柱とが係止された場合に、対向する前記支柱の一以上の外側面と接合する接合面を備え、
   前記連結部材に挟まれる前記パイプ部材の外面は、断面視において互いに反対方向に湾曲する円弧状に形成されていることを特徴とする機関車用アンテナ装置。
2. 前記パイプ部材は、
   前記挿入路を有し、四角柱状に形成されている角パイプと、
   その角パイプの対向する二つの外側面に各々固着され、その二つの外側面に沿って延び、その外面が断面視において互いに反対方向に湾曲する円弧状に形成されている湾曲部材とを備えていることを特徴とする請求項１記載の機関車用アンテナ装置。
   

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