JP4987401B2

JP4987401B2 - 電気車の伝送装置

Info

Publication number: JP4987401B2
Application number: JP2006250599A
Authority: JP
Inventors: 幸子秋山
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2006-09-15
Filing date: 2006-09-15
Publication date: 2012-07-25
Anticipated expiration: 2026-09-15
Also published as: JP2008072861A

Description

本発明は、複数台の車両で編成された列車同士を連結する際に、高周波の電気信号による幹線伝送ラインを伝送ポートで接続する電気車の伝送装置に関する。

近年の車両情報システムでは、制御伝送を行うことから情報量が多大となり、また高速伝送化と伝送の信頼性の両方が必須となっている。このため、高周波の電気信号による幹線伝送ラインが採用されている。列車の向きの正常／反転にかかわらず、列車の併結／分割時にも一つのネットワークとして、正常に動作するスター型ネットワーク方式の伝送装置が開発されている（例えば、特許文献１参照）。

例えば、列車の編成が２両や３両の短編成の場合でも、これら短編成の複数の列車を併結して長編成を構成する場合も多い。一方、列車の編成が８両以上の長編成の電車の場合でも、試験検査時には４両ずつに分割するということが通常行われている。従って、短編成の列車を自由につなぎ変えて使用できれば、車両の汎用性が上がる。短編成の列車を連結する際には幹線伝送ラインの接続も必要となる。

図７は３両の編成の列車を複数併結した一例を示す列車編成の構成図であり、図７（ａ）は列車編成の連結図、図７（ｂ）は伝送装置の伝送ポートの配置図である。図７（ａ）に示すように、編成Ａ、編成Ｂ、編成Ｃは、ぞれぞれ３両の車両１１からなり、編成Ａ、Ｂ、Ｃの各両端車両１１には、それぞれ運転台１２が設けられている。この運転台１２は、その車両が先頭車となったときに左側となる位置に設けられ、連結部１３においては各両端車両１１は逆向きに連結されている。そして、編成Ａ、Ｂ、Ｃの連結部１３には真ん中に連結器が位置し、その側部に伝送ポートとの接続用のカプラ１４が設けられている。

図７（ｂ）に示すように、各車両１１の伝送装置１７は上流側伝送ポート１５及び下流側伝送ポート１６を有し、連結部１３においては下流側伝送ポート１６が運転台１２の右側のカプラ１４に接続しているため、カプラ１４の位置は、連結しようとする相手側の編成とは反対側に位置することになる。そこで、伝送配線を分岐経路して接続することになる。

図８は、図７に示した列車編成において伝送配線を分岐経路して接続した場合の連結部の接続構成図である。下流伝送ポート１６からの配線をジャンクションボックス１８内で分岐し、カプラ１４Ｌとカプラ１４Ｒとの両方に配線し、編成Ａ、Ｂ、Ｃを併結した場合にも幹線伝送ラインを接続可能としている。
特開２００５−１６８１２６号公報

しかし、幹線伝送ラインが高速伝送の場合には、分岐経由した配線部があるために高周波の電気信号に対して反射や乱れを生じさせ正常な伝送ができない。すなわち、伝送速度が遅い幹線伝送ラインの場合は、伝送配線を分岐経路して枝になる部分がある伝送経路になっていても伝送異常に支障がないが、高速伝送の場合には、高周波の電気信号はスタブの影響で伝送品質が低下し伝送が正常にできなくなる。

このように、全く同じ車両構成で両先頭車を作った場合には、幹線伝送ラインのカプラ１４は、上り側が右だとすると下り側は左になり、同じ構成の編成同士を併結させようとすると、連結部１３がカプラ１４の位置が右と左で合わない。

このため、車両１１を併結して幹線伝送ラインをつなぐ場合は、決まった車種間のみ、または決まった方向でのみ併結が成り立つ構成であった。併結する方向や併結できる車種が限定されていると、組み合わせに制限ができてしまい８両や１０両を構成するための汎用性がなくなる。電車の編成として、上り側用の短編成と下り側用の短編成とを別の配線・機器位置にすることは製造上もメンテ上も好ましくない。

本発明の目的は、同一の短編成を自由につなぎ変えても高周波の電気信号の反射や波形の変形による伝送品質の低下を防止でき、正常で信頼性の高い高速伝送を行うことができる電気車の伝送装置を提供することである。

本発明の電気車の伝送装置は、電気車の高周波の電気信号による幹線伝送ラインに対して連結部側であって、２つのカプラにそれぞれ対応する２つの伝送ポートと、前記２つの伝送ポートのいずれか一方に切り換える接続切換手段とを備え、前記接続切換手段は、両先頭車に運転室を持つ列車の併結が行われると、前記２つのカプラと相手方列車の２つのカプラとの接続状況に応じて前記２つの伝送ポートのいずれか一方に切り換えることを特徴とする。

本発明によれば、同一の短編成を自由につなぎ変えても、高周波の電気信号の反射や波形の変形による伝送品質の低下を防止でき、正常で信頼性の高い高速伝送を行うことができる。

図１は、本発明の実施の形態に係わる電気車の伝送装置を適用した列車編成の構成図であり、図１（ａ）は列車編成の連結図、図１（ｂ）は伝送装置の伝送ポートの配置図である。図１では、３両の編成の列車を複数併結した場合を示している。

図１（ａ）に示すように、編成Ａ、編成Ｂ、編成Ｃは、ぞれぞれ３両の車両１１からなり、編成Ａ、Ｂ、Ｃの各両端車両１１には、それぞれ運転台１２が設けられている。この運転台１２は、その車両が先頭車となったときに左側となる位置に設けられ、連結部１３においては各両端車両１１は逆向きに連結されている。そして、編成Ａ、Ｂ、Ｃの連結部１３には真ん中に連結器が位置し、その側部に伝送ポートとの接続用のカプラ１４が対向して設けられている。

図１（ｂ）に示すように、各々の車両１１には１台ずつ伝送装置１７が設置されており、一つの上流側伝送ポート１５と２つの下流側伝送ポート１６ａ、１６ｂが設けられている。下流側伝送ポート１６ａ、１６ｂは連結部１３に接続される側に設けられている。

２つの下流側伝送ポート１６ａ、１６ｂのどちらにデータを流すかは、伝送装置１７内の接続切換手段により切り換えられるようにしておく。また、伝送装置１７の中に伝送を制御する部分があり、制御部内にはデータをリピートして流す機能がある。データは上流側から下流側へ順に流すものとし、伝送装置１７には上流側伝送ポート１５と下流側伝送ポート１６ａ、１６ｂの口がコネクタ等により艤装線につながる。

２つの下流側伝送ポート１６ａ、１６ｂからの伝送線は、ジャンクションボックスを介して左と右のカプラ１４にそれぞれ配線されるよう艤装しておく。同じ車両１１が上り下りに反転した向きで併結すると、お互い左のカプラ１４同士にだけに幹線伝送ラインが配線されていると迎え合った車両ではくいちがってしまいつながらないので、これを左右両方のカプラ１４につながるようにしておく。これにより幹線伝送ラインにつながるようにしている。

この場合、単に、連結部１３で配線をするだけでは伝送線にだぶりが生じたり、長いスタブができ高速伝送においては伝送異常となるので、伝送装置１７内で２つの下流側伝送ポート１６ａ、１６ｂを切り換え、相手の編成が右のカプラ１４で伝送するのであれば、左のカプラ１４側の伝送ポートのみを生かすことにより、並列の伝送線や長いスタブによる高周波電気信号の反射や乱れを抑え、品質の高い高速伝送を実現する。

すなわち、通常は、上流側伝送ポート１５から下流側伝送ポート１６ａへと順に接続するが、３両のうち上り側の先頭車のみ上流側と下流側とを逆にして併結側には下流側伝送ポート１６ｂを使用することにより相手の編成と接続する。この接続の切り換えは伝送装置１７の接続切換手段で行う。これにより、相手の編成が右のカプラ１４で伝送するのであれば、左のカプラ１４側の伝送ポートのみを生かす。

図２は、図１に示した列車編成において伝送配線を分岐経路して接続した場合の連結部の接続構成図である。全く同じ車種の車両が向かい合って併結する場合、下り側の編成はカプラ１４Ｌにつながる下流側伝送ポート１６ｂを使用し、上り側の編成はカプラ１４Ｒにつながる下流側ポート１６ａを使用する。この場合、下り側の編成の下流側伝送ポート１６ａからの配線と上り側の編成の下流側伝送ポート１６ｂからの配線は、伝送装置１７内で電気的に切れているので伝送路の配線上にスタブを作ることなく、伝送信号には影響を与えない。

図３は、本発明の実施の形態における伝送装置１７の一例を示す構成図である。伝送装置１７は、伝送コントロール部１９を有し、信号変換部２０ａ、２０ｂを介して伝送ポート１５、１６ａ、１６ｂに送受信する。また、２つの下流側伝送ポート１６ａ、１６ｂを切り換えるための接続切換手段２１を有し、接続切換手段２１は外部スイッチ２２からの入力信号により伝送ポートを切り換える。

図４は、本発明の実施の形態における伝送装置１７の他の一例を示す構成図である。図３に示した伝送装置１７に対し、外部スイッチ２２で切り換えることに代えて、伝送装置１７内に接続切換手段２１を設けたものである。この場合、接続切換手段２１は各車両の伝送装置が号車番号をスイッチや艤装配線による号車入力データにより認識できる機能を持つことにより、号車番号によって下流側伝送ポート１６ａ、１６ｂの切り換えを行う。また、車両番号をスイッチで識別したりメモリに内蔵することにより、車両番号によって下流側伝送ポート１６ａ、１６ｂの切り換えを行う。また、車種をスイッチや艤装配線による号車入力データにより認識できる機能を持つことにより、車種記号よって下流側伝送ポート１６ａ、１６ｂの切り換えを行う。さらには、運転台内に上り側と下り側を区別するスイッチを設け、このスイッチの入力信号状態を認識できる機能を持つことにより、下流側伝送ポート１６ａ、１６ｂの切り換えを行う。

以上の説明では、両先頭車に運転台を有した列車同士を連結する場合について説明したが、編成の片方の先頭車に運転台を有した列車同士を連結することも可能である。図５は編成の片方の先頭車に運転台を有した列車同士を連結する場合の伝送装置の構成図、図６は編成の片方の先頭車に運転台を有した列車同士を連結する場合の伝送装置の伝送ポートの接続図である。

全く同じ構成の片方のみに運転台を持つ車両同士が２併結して編成を構成する場合には、上り側の編成か下り側の編成かを示すスイッチ２３を運転１２台に設け、このスイッチ信号を引き通し、各車両の伝送装置１７がこのスイッチ信号の状態を認識することにより号車番号を認識し、連結部１３の伝送ポートの切り換えを行う。

図５において、一つの編成が４両構成で片方に運転台１２がある全く同じ車両を２併結して８両の編成を構成する場合を示している。運転台１２に上り側の編成か下り側の編成かを示すスイッチ２３を持ち、このスイッチ２３からの信号を各車両に引き通し、各車両にリレー２４ａ１〜２４ａ４、２４ｂ１〜２４ｂ４を設ける。そして、スイッチ２３からの上り側の編成か下り側の編成かを示す信号は、連結部１３になる４両めで伝送装置１７ａ４、１７ｂ４に引通線２５を介して入力する。その他の伝送装置１７ａ１〜１７ａ３、１７ｂ１〜１７ｂ３においては、リレー２４ａ１〜２４ａ３、２４ｂ１〜２４ｂ３を介して入力し、スイッチ２３の状態が見れるようにしている。

４両構成に対して艤装線の入力信号設定により１・２・３・４と種分けして伝送装置１７内で認識している。下り側の編成の１〜４両はそのまま１号車から４号車と認識する。一方、上り側の編成の１〜４両は、上流側を示す運転台１２のスイッチ２３が入っているので上流側の４両は、艤装線の設定１を８号車、２を７号車、３を６号車、４を５号車と判断することができる。

ここで、図６に示すように、５号車と認識した伝送装置１７ｂ４のみ下流側伝送ポート１６ｂを使用し、残りの他の車両の伝送装置１７は下流側伝送ポート１６ａを使用することにより、下り側の１〜４号車と併結して編成を構成したときに伝送線が接続できる。これにより、図２に示した場合と同様に、連結部１３で伝送路の並列や分岐配線によるスタブがないため、高周波電気伝送信号の反射・波形の変形・乱れによる伝送品質の低下を防止し、正常で信頼性の高い高速伝送を行うことができる。

本発明の実施の形態によれば、電気車の伝送装置１７において、高周波の電気信号を用いた高速伝送の幹線伝送ラインに対しても車両が併結する場合に、連結部１３で伝送路の並列や分岐配線によるスタブが原因で起きる高周波の電気伝送信号の反射・波形の変形・乱れによる伝送品質の低下を防止できる。従って、正常で信頼性の高い高速伝送を行うことができ、編成の車種や方向を限定せずに併結することができる。

本発明の実施の形態に係わる電気車の伝送装置を適用した列車編成の構成図。図１に示した列車編成において伝送配線を分岐経路して接続した場合の連結部の接続構成図。本発明の実施の形態における伝送装置の一例を示す構成図。本発明の実施の形態における伝送装置の他の一例を示す構成図。本発明の実施の形態における編成の片方の先頭車に運転台を有した列車同士を連結する場合の伝送装置の構成図。本発明の実施の形態における編成の片方の先頭車に運転台を有した列車同士を連結する場合の伝送装置の伝送ポートの接続図。従来例における３両の編成の列車を複数併結した一例を示す列車編成の構成図。図７に示した列車編成において伝送配線を分岐経路して接続した場合の連結部の接続構成図。

符号の説明

１１…車両、１２…運転台、１３…連結部、１４…カプラ、１５…上流側伝送ポート、１６…下流側伝送ポート、１７…伝送装置、１８…ジャンクションボックス、１９…伝送コントロール部、２０…信号変換部、２１…接続切換手段、２２…外部スイッチ、２３…スイッチ、２４…リレー、２５…引通線

Claims

電気車の高周波の電気信号による幹線伝送ラインに対して連結部側であって、２つのカプラにそれぞれ対応する２つの伝送ポートと、
前記２つの伝送ポートのいずれか一方に切り換える接続切換手段とを備え、
前記接続切換手段は、両先頭車に運転室を持つ列車の併結が行われると、前記２つのカプラと相手方列車の２つのカプラとの接続状況に応じて前記２つの伝送ポートのいずれか一方に切り換えることを特徴とする電気車の伝送装置。
上り側と下り側、号車番号、車両番号、車種の少なくとも一つを認識する機能を有し、認識した情報により前記伝送ポートの切り換えを行うことを特徴とする請求項１に記載の電気車の伝送装置。
電気車の高周波の電気信号による幹線伝送ラインに対して連結部側であって、２つのカプラにそれぞれ対応する２つの伝送ポートと、
前記２つの伝送ポートのいずれか一方に切り換える接続切換手段と、
運転室に設けられ、上り側の編成か下り側の編成かを示すスイッチとを備え、
前記接続切換手段は、片方の先頭車のみ運転室を持つ車両が２編成併結されると、前記スイッチの状態を示すスイッチ信号に応じ、各車両の伝送装置が前記スイッチの状態により号車番号を認識し、前記切換手段を制御して２つの伝送ポートのいずれか一方に切り換えることを特徴とする電気車の伝送装置。