JP4662757B2 - 閉電路形踏切制御子の列車検知アダプタ - Google Patents

Description

本発明は、踏切警報の始動点における列車検知を行う閉電路形踏切制御子の列車検知アダプタに関するものである。

閉電路形踏切制御子には電圧帰還式のものと送受信式のものがあり、電圧帰還式のものはレールを発振器の帰還回路の一部として使用するものである。列車が始動点に接近すると、列車の車軸及び車輪によりレールが短絡されることによって帰還電圧が小さくなり、発振出力が低下する。発振出力の低下を検出して、常時動作しているリレーの接点を開き、警報（及び踏切遮断）を開始する条件を作る（特許文献１）。

また、送受信式のものはレールへ送信電圧を印加し、レールから受信電圧を入力して、レールを送受信間の伝送回路として使用するものである。列車が始動点に接近すると、列車の車軸及び車輪によりレールが短絡されることによって受信電圧が小さくなる。受信電圧の低下を検出して、常時動作しているリレーの接点を開き、警報（及び踏切遮断）を開始する条件を作る。
特許第２６１３５８２号公報

閉電路形踏切制御子においては、上記のように発振出力又は受信電圧の低下により列車検知を行っているが、レールや列車の車軸及び車輪の状態によって、列車の車軸及び車輪にてレールを短絡したときの短絡抵抗が大きくなると、発振出力又は受信電圧の低下の度合いが小さくなるので、短絡不良ということになり、列車検知ができないことがあった。

（発明の目的）
本発明の目的は、閉電路形踏切制御子に付設されることにより、列車検知を確実に行うことができる閉電路形踏切制御子の列車検知アダプタを提供することである。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の本発明は、閉電路形踏切制御子に付設される列車検知アダプタであって、前記閉電路形踏切制御子がレールへ出力し、或いはレールから入力する信号を検出する信号検出手段と、前記信号検出手段により検出された信号から列車なしの状態の基準レベルを設定する基準レベル設定手段と、前記信号検出手段により検出された信号が前記基準レベルより所定値以上変化したときに列車検知と判定する判定手段と、前記判定手段により列車検知と判定されたときに検知リレー接点を開く検知リレーとを備え、前記検知リレー接点が、前記踏切制御のための前記閉電路形踏切制御子のリレー接点に直列に接続される閉電路形踏切制御子の列車検知アダプタとするものである。

また、請求項２に記載の本発明は、前記判定手段が、前記信号検出手段により検出された信号が前記基準レベルより所定の上限値以上に増加し、或いは所定の下限値以下に減少したときに列車検知と判定する請求項１に記載の閉電路形踏切制御子の列車検知アダプタとするものである。

また、請求項３に記載の本発明は、前記基準レベル設定手段が、前記信号検出手段により検出された信号の時間的平均値を基準レベルとして設定する請求項１又は２に記載の閉電路形踏切制御子の列車検知アダプタとするものである。

本発明によれば、閉電路形踏切制御子に付設されることにより、列車検知を確実に行うことができる。

本発明を実施するための最良の形態は、後述する実施例に記載の通りである。

図１は本発明の一実施例である列車検知アダプタ（信号検出手段であるクランプ式変流器を含む）と閉電路形踏切制御子の接続関係を示す図である。

１は電圧帰還式の閉電路形踏切制御子で、出力端子２から出力される信号（発振出力）はレール３を経て入力端子４に帰還され、列車５が接近していない状態では閉電路形踏切制御子１に内蔵される発振器（不図示）は発振を行い、その発振出力を整流して内蔵するリレー（図１では２つ）を動作させ、その接点６，７を閉じて、踏切制御のためのリレーＰＲを常時動作させている。列車５が接近すると、列車５の車軸及び車輪によりレール３の間が短絡されるので、入力端子４に入力する信号が減少し、発振出力も低下する。発振出力が所定値以上減少すると、内蔵のリレーが落下し、接点６，７は開いて、リレーＰＲを落下させる。これにより、踏切警報機（不図示）は警報（及び踏切遮断）を行う。

電圧帰還式の閉電路形踏切制御子（信号周波数として１４ｋＨｚを用いる１４３形）について、疑似軌道回路を用いて短絡試験を行った結果を図３、図４に示す。図３は短絡抵抗の違いによる出力電流（ｍＡ）の変化を表し、横軸は入力端子４がレール３に接続された入力端を０とする距離（ｍ）である。図４は短絡抵抗の違いによる入力電流（ｍＡ）の変化を表している。出力電圧、入力電圧についても同様の結果を示す。図３に示される通り、出力電流の変化が出力電圧、入力電流、入力電圧に比べて一番大きくなるので、以後、信号としては出力電流を例として述べるが、出力電圧、入力電流、入力電圧の場合でも傾向は同様である。図３から明らかなように、出力電流（信号）の変化は基本的には図５のような形の波形として表される。閉電路形踏切制御子１の入力端子４がレール３に接続されている入力端に列車が接近するにつれて、信号８（出力電流）は若干増加し、入力端に達すると列車なしのレベル（基準レベル）以下に急激に低下し、出力端付近で急激に増加して列車なしのレベルを大きく越え、出力端を離れるにしたがって列車なしのレベルに減衰していく。

そこで、本発明の実施例では、図６に示されるように、列車なしのレベル（基準レベルＲＬ）に対して所定の上限値と下限値を設定し、信号８が列車なしのレベルＲＬより所定の上限値ＵＬ以上に増加して、その状態が所定時間継続し、或いは所定の下限値ＬＬ以下に減少して、その状態が所定時間継続したときに列車検知と判定するようにしている。そして、一旦列車検知すると、予め設定された保持時間の間検知状態を保持する。例えば、１３０ｋｍ／ｈで一両編成の列車が入力端を通過したとすると、少なくとも２００〜４００ｍｓｅｃの間、上限値ＵＬ又は下限値ＬＬを連続して越える信号８の変化が発生するものと考えられる。

上述のように、列車なしのレベルＲＬに対する信号８の相対的変化量により列車検知を行っているので、短絡抵抗の状態変化にかかわらず、確実に列車検知を行うことができる。また、従来では信号入力電圧が減少しないと、列車検知ができなかったが、列車接近時に信号が増加することが判明したので、信号増加に対処して列車検知を行うことができる。

図１に戻り、９は閉電路形踏切制御子１に付設される列車検知アダプタであり、１０は閉電路形踏切制御子１の出力電流を検出する信号検出手段としてのクランプ式変流器である。クランプ式変流器１０の代わりにホール素子などの、閉電路形踏切制御子１とは電気的に絶縁された手段を用いることができる。クランプ式変流器１０などを用いるのは、列車検知アダプタ９が故障した場合に閉電路形踏切制御子１に影響を与える可能性を排除するためである。

列車検知アダプタ９の回路構成の一例を図２に示す。列車検知アダプタ９はアナログ回路９ａとデジタル回路９ｂから成り、両者はフォトカプラ１１により絶縁されている。直流電源（２４Ｖ）が接続される電源端子Ｂ２４，Ｃ２４にはアナログ用電源回路１２及びデジタル用電源回路１３が接続され、これらの電源回路１２，１３より電源異常検知回路１４を介して直流電源が各部に供給される。信号入力端子１５はクランプ式変流器１０の出力側に接続される。

クランプ式変流器１０により検出された閉電路形踏切制御子１の出力電流を表す信号は信号入力回路１６を経てバンドパスフィルタ回路１７に入力し、バンドパスフィルタ回路１７により信号周波数（閉電路形踏切制御子１の発振周波数）の信号が抽出され、この信号から時定数の大きな基準レベル用平滑回路１８により基準レベルＲＬ（列車なしのレベル）が形成される。同時に、この信号が信号用平滑回路１９により平滑化されて、信号８が形成される。列車なしのレベルは環境変化により時間的にゆっくりと変動するものと思われるが、基準レベルＲＬは時定数の大きな基準レベル用平滑回路１８により長時間の平均値として形成されるので、列車なしのレベルの時間的にゆっくりとした変動に対応できるものである。

上限設定回路２０では上限値ＵＬが設定され、下限値設定回路２１では下限値ＬＬが設定される。上限値ＵＬ及び下限値ＬＬは複数の設定値（例えば＋１０，＋２０，＋３０，＋４０，＋５０ｍＡ及び−１０，−２０，−３０，−４０，−５０ｍＡ）から選択されて予め設定される。上限比較回路２２は信号用平滑回路１９より出力される信号８のレベルを上限値ＵＬと比較し、上限値ＵＬ以上であれば、検出信号を出力する。下限比較回路２３は信号用平滑回路１９より出力される信号８のレベルを下限値ＬＬと比較し、下限値ＬＬ以下であれば、検出信号を出力する。上限検知回路２４は、予め設定された所定時間上限比較回路２２からの検出信号が連続して入力すると、列車検知信号を出力する。下限検知回路２５は、予め設定された所定時間下限比較回路２３からの検出信号が連続して入力すると、列車検知信号を出力する。上記所定時間は複数の設定値（例えば２００，４００ｍｓｅｃ）から選択されて予め設定される。

検知保持回路２６は上限検知回路２４又は下限検知回路２５からの列車検知信号がなくなっても予め設定された保持時間の間列車検知信号を保持する。上記保持時間は複数の設定値（例えば２，４ｓｅｃ）から選択されて予め設定される。検知リレー制御回路２７は常時動作している第１検知リレー２８及び第２検知リレー２９を落下させる。第１検知リレー２８及び第２検知リレー２９の接点２８ａ及び２９ａは図１に示されるようにリレー端子３０に対して直列に接続されており、列車検知がなされると、共に開き、万一閉電路形踏切制御子１の接点６，７が閉じていてもリレーＰＲを落下させることができる。

なお、接点２８ａと２９ａを直列接続しているのは、片方が溶着しても、リレー端子３０の間が遮断され、リレーＰＲを落下させるようにするためである。第１検知リレー２８及び第２検知リレー２９の接点２８ａ及び２９ａのいずれかが溶着した場合には、不一致検出回路３１により検出して、不一致検出リレー３２を動作させ、表示回路３３に第１検知リレー２８又は第２検知リレー２９の異常を表示させると共に、異常端子３４から外部に異常を出力する。

低レベル設定回路３５は信号８の低レベル（例えば５０ｍＡ）を予め設定するものであり、低レベル比較回路３６は信号８が低レベル設定回路３５により設定された低レベルより低下したときに検出信号を出力するものである。低レベル検知回路３７は、予め設定された所定時間（複数の設定値、例えば５００，１０００ｍｓｅｃのうちから選択されて予め設定される）低レベル比較回路３６からの検出信号が連続して入力すると、列車検知信号を検知リレー制御回路２７へ出力し、上限検知回路２４や下限検知回路２５による列車検知に関係なく、第１検知リレー２８及び第２検知リレー２９を落下させる。これにより、クランプ式変流器１０が万が一脱落した場合でも、列車検知と判定して、無警報とならないようにすることができる。

なお、図２の実施例は上限値以上の検出と下限値以下の検出の両方を行うようにしているが、どちらか一方のみの検出によって列車検知を行うようにすることもできる。

また、本発明は、送受信式の閉電路形踏切制御子にも適用することができる。この場合には、図２の実施例では上限検知回路２４による列車検知動作を無効に設定し（例えば上限検知回路２４の出力側に有効／無効を設定するスイッチを挿入し、このスイッチをオフにする）、下限検知回路２５による列車検知動作及び低レベル検知回路３７による列車検知動作を有効に設定する。

本発明の一実施例である列車検知アダプタ（信号検出手段であるクランプ式変流器を含む）と閉電路形踏切制御子の接続関係を示す図である。 本発明の一実施例である列車検知アダプタの回路構成の一例を示すブロック図である。 電圧帰還式の閉電路形踏切制御子における出力電流の変化を示す特性図である。 電圧帰還式の閉電路形踏切制御子における入力電流の変化を示す特性図である。 電圧帰還式の閉電路形踏切制御子における出力電流の変化の波形を示す図である。 本発明の実施例における列車検知の概要を示す図である。

符号の説明

１ 閉電路形踏切制御子
２ 出力端子
３ レール
４ 入力端子
５ 列車
６，７ 内蔵リレーの常開接点
８ 信号
９ 列車検知アダプタ
１０ クランプ式変流器
１８ 基準レベル用平滑回路
１９ 信号用平滑回路
２０ 上限設定回路
２１ 下限設定回路
２２ 上限比較回路
２３ 下限比較回路
２４ 上限検知回路
２５ 下限検知回路
２６ 検知保持回路
２７ 検知リレー制御回路
２８ 第１検知リレー
２９ 第２検知リレー
ＲＬ 基準レベル（列車なしのレベル）
ＵＬ 上限値
ＬＬ 下限値

Claims (3)

1. 閉電路形踏切制御子に付設される列車検知アダプタであって、
   前記閉電路形踏切制御子がレールへ出力し、或いはレールから入力する信号を検出する信号検出手段と、
   前記信号検出手段により検出された信号から列車なしの状態の基準レベルを設定する基準レベル設定手段と、
   前記信号検出手段により検出された信号が前記基準レベルより所定値以上変化したときに列車検知と判定する判定手段と、
   前記判定手段により列車検知と判定されたときに検知リレー接点を開く検知リレーとを備え、
   前記検知リレー接点は、前記踏切制御のための前記閉電路形踏切制御子のリレー接点に直列に接続されることを特徴とする閉電路形踏切制御子の列車検知アダプタ。
2. 前記判定手段は、前記信号検出手段により検出された信号が前記基準レベルより所定の上限値以上に増加し、或いは所定の下限値以下に減少したときに列車検知と判定することを特徴とする請求項１に記載の閉電路形踏切制御子の列車検知アダプタ。
3. 前記基準レベル設定手段は、前記信号検出手段により検出された信号の時間的平均値を基準レベルとして設定することを特徴とする請求項１又は２に記載の閉電路形踏切制御子の列車検知アダプタ。

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