JP5439646B2 - 路面電車用の地上電力供給回路 - Google Patents

Description

本発明は、輸送システム、特に路面電車タイプへの地上電力供給回路に関するものである。

路面電車タイプの車両が、摩擦シューにより走行に必要な電気牽引エネルギーを得て、特に分岐合流領域内で見た目にもよくない頭上の送電線がなくすことを可能にする地上電力供給回路がある。

そのような回路は特許文献１に記載されている。特許文献１に記載された回路は、軌道毎に、互いに絶縁ジョイントで絶縁され、少なくとも部分的に露出している一連の導電性接触トラックセグメントまたは部分よりなる電力供給アッセブリを有している。電力供給アッセブリはまた、電力が絶えず供給される送電線と、トラックセグメントを送電線に選択的に接続する適切な手段と、絶縁材料でなりそれぞれ“Ｉ”字形状の形をした支持セグメントでなっている。

さらに、支持セグメントの中心部には、内部通路があり、例えば７５０ボルトと０Ｖの電圧を受けるケーブルの形をした送電線を通し、絶縁ジョイントによって分離された一連の導電トラックセグメントによって形成された電力供給トラックに電力を供給できるようにしている。７５０ボルトおよび０ボルトのケーブルがつながるスイッチハウジングは、２つの導電トラックセグメントの間に配置され、７５０ボルト電力供給ラインか０ボルトにするラインかに選択的に接続できる。

隣の軌道でも同じ配置にされて、隣のレールにある電力供給トラックの一連の支持セグメントに沿っておよび内部に、第２の７５０ボルトラインと０ボルトに設定される第２のラインを通している。このような配置により、２つの隣り合うトラックの７５０ボルトラインを等電位にすることで、高電圧抵抗を下げることができる。この結果、２つの電力供給トラックを等電位にするのに特別のポートとスリーブが必要になる。

電車への電力供給に関する文献として、特許文献２では、非接触電力供給システムを提案している。この他、電車への電力供給に関して関連特許文献３、４がある。

欧州特許公開第１０４３１８６号明細書 特開２００２−１６５３０１号公報 世界知的所有権国際事務局 国際公開第０２／０９６７３７号パンフレット 独国特許第３０１５０３号明細書

技術的な問題は、電力供給を等電位にするに特別のポートとスリーブをなしにすることである。

本発明は、路面電車用の地上電力供給回路であって、
−それぞれが絶縁ジョイント（２４、２６）により分離された第１導電トラックセグメント（２８，３０）と第２トラックセグメント（２９，３１）をからなる一連の導電トラックセグメント（２８，２９，３０，３１）を有する電力供給トラック（６，８）を有する２つの互いに反対方向に走る平行な車両の軌道（２、４）、
−電力供給源の端子に接続させることができる電力供給ライン（９）、
を含み、
前記電力供給ライン（９）が、２つの電力供給トラック（６、８）に共通であり、
２つの電力供給トラック（６、８）の導電トラックセグメント（２８，２９，３０，３１）を共通の電力供給ライン（９）に独立して、かつ選択的に接続できる切換手段（４６、４８）を有していることを特徴とする。

特定の実施の形態によれば、電力供給回路は、次の特徴の１つ以上を持っている。
−共通の電力供給ラインが、２つの電力供給トラックの間に配置されている。
−共通の電力供給ラインは、電力供給ケーブルと電流戻りケーブルからなっている。
−電力供給ケーブルと電流戻りケーブルは、それぞれスリーブで包まれた電気ケーブルでなっている、
−切換手段は、２つの入力と１つの出力の簡単なスイッチアセンブリで、１つのスイッチが、トラックの絶縁ジョイントと同じ高さにあって、導電トラックセグメントに接続されている。
−２つのトラックの絶縁ジョイントは、電力供給ラインに沿って同じ高さに位置し、同じ高さにある簡単なスイッチは、接続アセンブリに一体にされている。
−切換手段は、切換モジュールのアセンブリを有し、その切換モジュールは、２つの２入力−１出力スイッチを有し、トラックに沿った２つの絶縁ジョイントうちの１つの高さに置かれ、それぞれの切換モジュールは、その切換モジュールが置かれた高さで、絶縁ジョイントに隣接している同じ電力供給トラックの２つの導電トラックセグメントに接続されている。
−２つのトラックの絶縁ジョイントは、電力供給ラインに沿った同じ高さに置かれ、同じ高さに置かれた切換モジュールは、接続アセンブリに一体となっている。
−電力供給回路は、電力供給ラインに永久的に接続された電力供給源を有している。

互いに反対方向に走る２つの軌道への地上電力供給回路を上からみた平面図である。

本発明は、実施例を挙げ、図を参照して示された実施の形態に関する記述から、よく理解できるであろう。図１は、互いに反対方向に走る２つの軌道への地上電力供給回路を上からみた平面図である。

図によると、地上電力供給回路は、特に路面電車用のものであり、２つの軌道２、４を有し、それぞれ電力供給トラック６、８を備えている。
電力供給回路はまた、一方で電力供給ライン９を有し、この電力供給ライン９は２つのトラック６、８に共通であり、電力供給ケーブル１０と電流戻りケーブル１２でなり、他方で、トラック６、８のいずれかを電気ケーブル１０、１２に接続できるようにする接続アセンブリ１４を有している。図には、１つの接続アセンブリのみ示している。

路面電車タイプの軌道２、４は、ここでは部分的に直線軌道の形をして、互いに平行になって地面に配置され、それぞれ矢印１６、１８で示したように互いに反対方向の軌道となる。軌道２、４はそれぞれ、一対の平行な走行レール２０、２２でなり、２つの走行レール２０、２２が対となるその間に、地上電力供給トラック６、８が設けられる。地上電力供給トラック６、８のそれぞれには、絶縁ジョイントで分離された一連の導電トラックセグメントを有している。
図では、各トラック６、８は、部分的に斜めに網掛けして示した絶縁ジョイント２４、２６を有し、それぞれの端は垂直網掛けで示した第１及び第２導電トラックセグメント２８、２９、３０、３１で挟まれている。

絶縁ジョイント２４、２６はそれぞれ、第１と第２の絶縁トラックセグメント３２、３３、３４、３５を有している。
絶縁トラックセグメント３２、３３、３４、３５のそれぞれは、電気的に接続された１つまたは１つ以上の導電トラックセグメントと隣り合わせしている。
導電トラックセグメントはそれぞれ、全長さに亘って、絶縁材料で作られ“Ｉ”字形状をした支持体３６、３８、４０、４２上にある。

各レールでは、第１導電トラックセグメント２８、３０及び第２導電トラックセグメント２９、３１のそれぞれに隣り合うそれぞれの絶縁トラックセグメント３２、３３、３４、３６は、それぞれ導電トラックセグメント２８、２９、３０、３１に関連する支持体３６、３８、４０、４２の上にある。

電力供給ライン９は、２つの軌道２と４を分離する中央軸Ｘ−Ｘにしたがって、２つの軌道２と４の間に平行に配置されている。
電気ケーブル１０、１２はそれぞれ、２つの絶縁ジョイントのうち１つの絶縁ジョイントの高さで、軸Ｘ−Ｘにしたがって中央にある接続アセンブリ１４によって、電力供給トラック６、８それぞれの導電トラックセグメントに接続されている。図では、１つ接続アセンブリ１４のみ、２つの絶縁ジョイント２４、２６の高さに示している。

接続アセンブリ１４は、電気ケーブル１０、１２上にある軸Ｘ−Ｘにしたがって中心ポート（図示していない）の内側に配置されている。２つの電気ケーブル１０、１２は、電圧源（図示していない）の２つの端末に接続されており、電力供給ケーブル１０と電流戻りケーブル１２は、それぞれ７５０ボルトと０ボルトの電圧に設定されている。

電気ケーブル１０、１２は、輸送および電気エネルギー分配で従来から知られている電気ケーブルの形をしている。ケーブルはそれぞれ、スリーブを有し、必要と考えられる充電電流に見合う断面を持ち、７０〜５００ｍｍ^２である。

接続アセンブリ１４は、それぞれ２つの供給トラック６、８に関連する２つの切換モジュール４６、４８を有している。
切換モジュール４６、４８はそれぞれ、２つのライン入力５０、５２、５４、５６で、電力供給ケーブル１０および電流戻りケーブル１２に接続されている。
切換モジュール４６、４８はそれぞれ、２つのトラック出力５８、６０、６２、６４を有して、第１トラック出力５８、６２は、関連する絶縁ジョイント２４、２６と隣り合う第１導電トラックセグメント２８、３０に接続され、第２トラック出力６０、６４は、関連する絶縁ジョイント２４、２６と隣り合う第２導電トラックセグメント２９、３１に接続されている。

切換モジュール４６、４８はそれぞれ、２つの切換コマンド入力６６、６８、７０、７２を有しており、第１切換コマンド入力６６、７０は、第１導電トラックセグメント２８、３０に関連する第１磁気検知ループ６７、７１の端末で接続され、第２切換コマンド入力６８、７２は、第１導電トラックセグメント２９、３１に関連する第２磁気検知ループ６９、７３に接続されている。

切換モジュール４６、４８はそれぞれ、２つのスイッチ７４、７６．７８、８０を有し、第１スイッチ７４、７８は、第１コマンド入力６６、７０で供給されるコマンドの関数として、第１トラック出力５８、６２を第１ライン入力５０、５４または第２ライン入力５２、５６に選択的に接続させるに適し、第２スイッチ７６、８０は、第２コマンド入力６８、７２で供給されるコマンドの関数として、第２トラック出力６０、６４を第１ライン入力５０、５４または第２ライン入力５２、５６に選択的に接続するに適している。

操作をするときには、路面電車タイプの車両が走行レール２０に沿って矢印１６の方向に走行して、導電トラックセグメント２９の上の入力に来ると、車両の下に位置した対応する磁気検知ループ６９がその存在を検知し、導電トラックセグメント２９に電力を供給するスイッチ７６にコマンド信号を伝送する。

スイッチ７６が、導電トラックセグメント２９に電力を供給するコマンドを受けると、スイッチ７６は、電力供給出力６０を、電流戻りケーブル１２に接続された入力５２から電力供給ケーブル１０に接続された入力５０に接続させる。このようにして、導電トラックセグメント２９は、７５０ボルトの電流が供給される。

同時にあるいは引続いて、磁気検知ループ６７は、車両が導電トラックセグメント２８から離れたことを検知し、スイッチ７４に導電トラックセグメント２８への電力供給を切断するように命じて、出力５８を７５０ボルトの入力５０から、０ボルトの入力５２に切換える。

２つの電力供給トラック６、８に共通の電力供給ライン９の独自性により、同じ地形の高さで２つの電力供給トラックに同じ電圧を加え、等電位で同じ供給源に接続しながらそれぞれ１つのトラックに電力を供給する、別個の電力供給ラインを設置しなくて済むことが可能になる。

それ故、２つの走行レールに共通している１つの電力供給ラインと１つの電流戻りラインを設備することで、少なくとも２つの電力供給ラインを同電位にするための特別なポートとスリーブを設置する必要性がなくなる。
さらに、トラック、特に支持セグメントの外側に電力供給ケーブルを配置することは、２つの隣合うレール間に、大寸法のスリーブ内に収容した電力供給ケーブルを容易に設置できるようになる。
電力供給ケーブルおよび電流戻りケーブルの外側は、機器の保守が行い易くなる。

実施形態の変形として、切換モジュールはそれぞれ、１つのスイッチでなり、この場合、単純な２入力１出力のスイッチが、トラックの各絶縁ジョイントの高さに位置して、トラックセグメントに接続される。従って、トラックセグメントはそれぞれ、選択的に電力が供給される。

この変形として、接続アセンブリはそれぞれ、単一の切換モジュールを有しており、切換モジュールはそれぞれ、２つのスイッチを有している。その場合、同じトラックに接続された切換モジュールのそれぞれは、同じトラックに沿って２つの絶縁ジョイントのうちの１つの高さに置かれて、切換モジュールを形成する２つのスイッチは、その高さに切換モジュールが置かれた絶縁ジョイントに隣接した２つの導電トラックセグメントに接続されている。

従って、接続アセンブリは、２つの電力供給トラックのうちの１つに電力供給ラインに沿って交互に接続することができる。
従って、導電トラックセグメントのそれぞれは、電力が選択的に供給され、接続アセンブリ設置の数は、単一のスイッチを有する切換モジュールが絶縁ジョイントそれぞれの高さに置かれた場合に必要な設置の数に比較して少なくなる。

２、４；軌道
６、８；電力供給トラック
９；電力供給ライン
１０；電力供給ケーブル
１２；電流戻りケーブル
１４；接続アセンブリ
１６、１８；走行方向（矢印で示している）
２０、２２；走行レール
２４、２６；絶縁ジョイント
２８、２９、３０、３１；導電トラックセグメント
３２、３３、３４、３５；絶縁トラックセグメント
３６、３８、４０、４２；支持体（“Ｉ”字型をした絶縁材料で作られている）
４６、４８、切換モジュール
５０、５２、５４、５６；ラインへの入力
５８、６０、２、６４；トラック出力
６６、６８、７０、７２；切換コマンド入力
６７、６９、７１、７３；磁気検知ループ
７４、７６、７８、８０；スイッチ

Claims (7)

1. 路面電車用の地上電力供給回路であって、
   −それぞれが絶縁ジョイント（２４、２６）により分離された第１導電トラックセグメント（２８，３０）と第２トラックセグメント（２９，３１）をからなる一連の導電トラックセグメント（２８，２９，３０，３１）を有する電力供給トラック（６，８）を有する２つの互いに反対方向に走る平行な車両の軌道（２、４）、
   −電力供給源の端子に接続させることができる電力供給ライン（９）、
   を含み、
   前記電力供給ライン（９）が、２つの電力供給トラック（６、８）に共通であり、
   ２つの電力供給トラック（６、８）の導電トラックセグメント（２８，２９，３０，３１）を共通の電力供給ライン（９）に独立して、かつ選択的に接続できる切換手段（４６、４８）を有していることを特徴とする路面電車用の地上電力供給回路。
2. 前記共通の電力供給ライン（９）が、２つの電力供給トラック（６、８）の間に配置されることを特徴とする請求項１に記載の路面電車用の地上電力供給回路。
3. 前記共通の電力供給ライン（９）が、電力供給ケーブル（１０）と電流戻りケーブル（１２）を有することを特徴とする請求項１または２に記載の路面電車用の地上電力供給回路。
4. 切換手段（４６、４８）が、
   ２つの切換手段（４６、４８）を含み、各々の切換手段（４６、４８）が電力供給ケーブル（１０）に接続された第１のラインへの入力（５０，５４）、
   電流戻りケーブル（１２）に接続された第２のラインへの入力（５２，５６）、
   第１の導電トラックセグメント（２８，３０）に接続された弟１のトラック出力（５８，６２）、
   第２の導電トラックセグメント（２９，３１）に接続された弟２のトラック出力（６０，６４）、
   第１の切替コマンド入力（６６，７０）及び第２の切替コマンド入力（６８，７２）、
   からなり、
   各切替モジュール（４６，４８）が異なる第１スイッチ（７４，７８）及び第２スイッチ（７６，８０）を含み、
   第１スイッチ（７４，７８）の各々は、弟１のトラック出力（５８，６２）と第１のラインへの入力（５０，５４）または第２のラインへの入力（５２，５６）と、第１の切替コマンド入力（６６，７０）から供給され、第１の導電トラックセグメント（２８，３０）と関連するコマンドの関数として選択的に接続するように構成され、
   第２スイッチ（７６，８０）の各々は、弟２のトラック出力（６０，６４）と第１のラインへの入力（５０，５４）または第２のラインへの入力（５２，５６）と、第２の切替コマンド入力（６８，７２）から供給され、第２の導電トラックセグメント（２９，３１）と関連するコマンドの関数として選択的に接続するように構成され、
   各々の第１、第２スイッチ（７４，７８，７６，８０）は、
   第１の導電トラックセグメント（２８，３０）に隣接する絶縁ジョイント（２４，２６）と同じ高さに置かれることを特徴とする請求項３に記載の路面電車用の地上電力供給回路。
5. 前記各切替モジュール（４６，４８）が対応する絶縁ジョイント（２４，２６）と同じ高さに置かれ、絶縁ジョイント（２４，２６）に隣接する２つの導電トラックセグメント（２８，２９、３０，３１）に接続されることを特徴とする請求項４に記載の路面電車用の地上電力供給回路。
6. ２つのトラック（６、８）の前記絶縁ジョイント（２４、２６）が、前記電力供給ライン（９）に沿った同じ高さに置かれ、同じ高さに置かれた前記切換モジュール（４６、４８）が、接続アセンブリ（１４）に一体となっていることを特徴とする請求項４に記載の路面電車用の地上電力供給回路。
7. 前記電力供給回路が、前記電力供給ライン（９）に永久的に接続された電力供給源を有することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の路面電車用の地上電力供給回路。
   

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