JP5837337B2

JP5837337B2 - 遮断機

Info

Publication number: JP5837337B2
Application number: JP2011134459A
Authority: JP
Inventors: 智彦加治木
Original assignee: Nippon Signal Co Ltd
Current assignee: Nippon Signal Co Ltd
Priority date: 2011-06-16
Filing date: 2011-06-16
Publication date: 2015-12-24
Anticipated expiration: 2031-06-16
Also published as: JP2013001250A

Description

本発明は、鉄道用電気踏切遮断機、更に、駐車場、有料道路における料金徴収所などのゲートに用いられる電気遮断機に関する。

この種の遮断機としては、遮断かんの昇降動作を、カムとスイッチとの組合せによって制御する方式の他、サーボモータを用い、サーボモータによって遮断かんの昇降動作を制御する方式のもが知られている（例えば特許文献１）。サーボモータを用いた遮断機は、遮断かんの下降時間を任意に設定できるという点で、カム・スイッチ方式の遮断機に優位する。

しかし、従来のサーボモータを用いた遮断機は、機構的不具合及び電気的不具合等の異常が生じた場合、異常表示灯等で異常を報知する程度の簡単な異常報知構成に留まっていた。

このため、異常を生じている個所を特定することが困難で、メーカが当該遮断機を正常な遮断機と交換し、交換によって取り外された遮断機を持ち帰って調査するという手法を採らざるを得なかった。

特開２００１−９００３３号公報

本発明の課題は、動作の正常、異常、特に異常を設置現場で確認し得る遮断機を提供することである。

上述した課題を解決するために、本発明に係る遮断機は、位置検出器を有し、サーボモータ駆動部によりサーボモータを駆動させる遮断機であって、サーボモータ駆動部は、遮断かんの目的位置を設定する設定部と、前記目的位置と、前記位置検出器から得られた現在位置情報とに差がある場合には、当該差分を減少させる方向に前記サーボモータを動作させる制御部と、前記遮断かんの停止位置と、前記遮断かんの動作状態の正常、異常とを表示する表示部とを含むことを特徴とする。

また、遮断機は、更に速度検出器を有し、制御部は、設定部が設定した目的位置と、現在位置情報及び速度検出器から得られた現在速度信号とに差がある場合には、当該差分を減少させる方向にサーボモータを動作させる制御部と、遮断かんの停止位置と、遮断かんの動作状態の正常、異常とを表示する表示部とを含むことを特徴とする。

上述したように、本発明に係る遮断機では、サーボモータ駆動部によってその回転が制御されるサーボモータによって、遮断かんを支持する腕金具が回転駆動される。サーボモータは、その本質的な機能として、その回転速度、回転位置等を任意に制御することができる。したがって、サーボモータによって回転駆動される遮断かんの下降速度、下降動作時間及び停止位置も、任意に制御することができる。

サーボモータ駆動部は、制御部と、設定部とを含む。制御部は、少なくとも、サーボモータに供給される電流、サーボモータの下降動作時間、及び、サーボモータの停止位置を制御する。設定部は、電流の制限値、下降動作時間及び停止位置を設定する。サーボモータは、通常、位置検出器及び速度検出器を有していて、制御部は位置検出器及び速度検出器から得られた情報により、現在位置信号及び現在速度信号と、設定部によって設定された目標値とを比較する。差がある場合は、サーボモータを目標値との差分を減少させる方向に動かす。こうして、設定値と目的位置との差分は減少していく。この手順が、最終的に目的値に到達するか、許容範囲に入るまで続けられる。別の方法としてサーボモータの位置をデジタル的に記録しておき、目標値までの差分を与えて、目標値に一気に到達させる方法であってもよい。

本発明においては、サーボモータ駆動部は、更に、表示部を備えている。表示部は、サーボモータに供給される電流、サーボモータの下降動作時間、及び、その正常・異常を表示する。これらの情報は、制御部から供給される。表示部は、表示内容が視認できるように、ケースに配置されている。したがって、サーボモータの動作状態の正常、異常、即ち、遮断かんの動作状態の正常、異常を、当該遮断機の設置現場で知ることができる。

以上述べたように、本発明によれば、動作の正常、異常、特に異常を設置現場で確認し得る遮断機を提供することができる。

図１〜図４に示した遮断機の電気的な構成を示すブロック図である。本発明に係る遮断機の側面図である。図２に示した遮断機の前蓋を取り除いた状態を示す正面図である。図３に図示されたサーボモータ駆動部を示す図である。図４に示したサーボモータ駆動部に含まれる制御部及び表示部の構成を示す図である。

図１〜図５を参照すると、本実施の形態に係る遮断機は、サーボモータ１と、サーボモータ駆動部３と、ケース５と、腕金具７とを含む。サーボモータ１は、サーボモータ駆動部３によってその回転が制御される。サーボモータ１は、周知のように、位置、速度等を制御する用途に使用されるもので、ＡＣサーボモータ、ＤＣサーボモータが知られている。何れのタイプを用いてもよいが、遮断機では、電源環境の観点から、多くの場合、ＤＣ電源用のサーボモータが用いられる。サーボモータ１の動作をフィードバックFbするために、サーボモータ１には、その回転位置、速度を検出する検出器１１が付設される。位置の検出器１１の代表例は、レゾルバであるが、その他、インクリメンタル・エンコーダ、アブソリュート・エンコーダ、ポテンショメータ等を用いてもよい。もっとも、インクリメンタル・エンコーダのように絶対位置情報を持たない検出器は、起動時に原点角度に復帰する必要がある。速度の検出器１１としては、タコジェネレータが、一般に用いられる。

ケース５は、サーボモータ１及びサーボモータ駆動部３を収納するものであって、図２に図示するように、本体部５１と前蓋部５３とを有しており、前蓋部５３は、ヒンジ５５等を用いて、本体部５１の前面に開閉可能に取り付けられている。本体部５１の裏側の外部には、腕金具７が取り付けられている。この腕金具７は、遮断かん９を支持するものであって、サーボモータ１に連結されている回転軸７１の一端に固定されている。したがって、腕金具７は、回転軸７１を介して、サーボモータ１によって回転駆動される。

サーボモータ駆動部３は、図１に図示するように、制御部３１と、設定部３３と、表示部３５、３７とを含んでいる。これらは、シャーシ３１０，３２０，３３０に取り付けられている。シャーシ３１０とシャーシ３３０は板金一体構造になっている。制御部３１は、少なくとも、サーボモータ１に供給される電流、サーボモータ１の下降動作時間、及び、サーボモータ１の停止位置を制御するもので、サーボアンプ、シーケンサなどを備える。制御部３１は、検出器１１から得られた情報により、現在位置信号と目的位置を比較する。そこで差がある場合、サーボモータ１を目的位置との差分を減少させる方向に動かす。こうして目的位置との差分は減少していく。

設定部３３は、電流の制限値、下降動作時間及び停止位置を設定する他、異常履歴を表示する。実施の形態において、トグル・スイッチ３３１の操作によって、「定位」及び「設定」の切替え操作ができるようになっている。トグル・スイッチ３３１は、通常動作時には、「定位」の位置にあり、各種の設定が必要になったときに、「設定」の位置に切り替えられる。

表示部３５、３７は、表示内容が視認できるように、ケース５に配置されている。実施の形態では、前蓋部５３を開いた時に、すぐに視認できる位置に配置されている。

表示部３５、３７のうち、表示部３５は、例えば、７セグメントＬＥＤを用いた４ケタのデジタル表示方式であって、トグル・スイッチ３３１が「定位」の位置にあるとき、サーボモータ１の負荷率、トグル・スイッチ３３１の「設定」状態、停止位置、下降動作時間、制限電流値、異常履歴等が、この表示部３５に表示される。

表示部３７は、トグル・スイッチ３３１が「設定」の位置にあるとき、制限電流、下降時間、位置調整、及び、異常履歴表示を実行していることを表示する。制限電流の設定表示に当たっては、シート・スイッチ３３３，３３５を操作して、制限電流表示部３７１を選択するとともに、サーボモータ１に通電する電流の制限値を、例えば、７Ａ、１１Ａのように設定し、その設定値を、表示部３５に表示して確認する。下降時間の設定も同様であって、シート・スイッチ３３３，３３５を操作して、下降時間表示部３７３を選択するとともに、遮断かん９下降動作の時間を、５．０秒、６．０秒、７．０秒、８．０秒等のように、段階的に設定し、これを表示部３５に表示して確認する。

位置調整に当たっては、シート・スイッチ３３３，３３５を操作して、位置調整表示部３７５を選択するとともに、サーボモータ１の停止位置（角度）を、表示部３５に設定表示する。異常履歴の表示に当たっては、シート・スイッチ３３３，３３５を操作して、異常履歴表示部３７７を選択し、表示部３５に異常履歴を表示する。

更に、実施の形態には、電源スイッチ３３７、制御動作時にオンとする制御スイッチ３３９、外部との接続に用いられるコネクタＣＮ１〜ＣＮ４、表示用ＬＥＤ３９、測定端子ＴＭ１、ＴＭ２及びカウンタＣ等が図示されている。

上述したように、本発明に係る遮断機では、サーボモータ駆動部３によってその回転が制御されるサーボモータ１によって、遮断かん９を支持する腕金具７が回転駆動される。サーボモータ１は、その本質的な機能として、上述したように、その回転速度、回転位置等を任意に制御することができる。したがって、サーボモータ１によって、下降ＤＷ又は上昇ＬＦの方向に回転駆動される遮断かん９の下降速度、下降動作時間及び停止位置も、任意に制御することができる。

サーボモータ駆動部３は、制御部３１と、設定部３３とを含む。制御部３１は、少なくとも、サーボモータ１に供給される電流、サーボモータ１の下降動作時間、及び、サーボモータ１の停止位置を制御する。設定部３３は、電流の制限値、下降動作時間及び停止位置を設定する。サーボモータ１は、通常、位置検出器１１及び速度検出器１１を有していて、制御部３１は、位置検出器及び速度検出器１１から得られた情報により、現在位置信号及び現在速度信号と、設定部３３によって設定された目標値とを比較する。差がある場合は、フィードバックＦｂにより、サーボモータ１を目標値との差分を減少させる方向に動かす。

本発明においては、表示部３５、３７を備えており、表示部３５、３７は、サーボモータ１に供給される電流、サーボモータ１の下降動作時間、及び、その正常・異常を表示する。表示部３５、３７は、表示内容が視認できるように、ケース５に配置されている。したがって、サーボモータ１の動作状態の正常、異常、即ち、遮断かん９の動作状態の正常、異常を、当該遮断機の設置現場で知ることができる。

本発明は、主として、鉄道用電気踏切遮断機を提供するものであるが、これに限定されず、駐車場、有料道路の料金徴収所などのゲートに用いられる電気遮断機にも適用することができる。

以上、好ましい実施例を参照して本発明の内容を具体的に説明したが、本発明の基本的技術思想及び教示に基づいて、当業者であれば、種々の変形態様を採り得ることは自明である。

１サーボモータ
３サーボモータ駆動部
５ケース
７腕金具

Claims

位置検出器を有し、サーボモータ駆動部によりサーボモータを駆動させる遮断機であって、前記サーボモータ駆動部は、遮断かんの目的位置を設定する設定部と、前記目的位置と、前記位置検出器から得られた現在位置情報とに差がある場合には、当該差分を減少させる方向に前記サーボモータを動作させる制御部と、前記遮断かんの停止位置と、前記遮断かんの動作状態の正常、異常とを表示する表示部とを含むことを特徴とする遮断機。
請求項１に記載の遮断機において、前記遮断機は、更に速度検出器を有し、前記制御部は、前記設定部が設定した目的位置と、前記現在位置情報及び前記速度検出器から得られた現在速度信号とに差がある場合には、当該差分を減少させる方向に前記サーボモータを動作させる制御部と、前記遮断かんの停止位置と、前記遮断かんの動作状態の正常、異常とを表示する表示部とを含むことを特徴とする遮断機。