JP6297236B1 - 車両間伝送システムおよび伝送装置 - Google Patents

Abstract

伝送装置（２）は、電気連結器（４）と１対の信号線（７）を介して接続された１対の端子（８）と、１対の端子（８）に１対のコンデンサ（２０ａ，２０ｂ）を介して接続された送信部（１８）と、１対のコンデンサ（２０ａ，２０ｂ）を介さずに１対の端子（８）間に直列に接続された直流電源（２５）、スイッチ（２４）およびインダクタンス（２３，２６）とを有する。伝送装置（３）は、電気連結器（５）と１対の信号線（９）を介して接続された１対の端子（１０）と、１対の端子（１０）に１対のコンデンサ（４３ａ，４３ｂ）を介して接続された受信部４１と、１対のコンデンサ（４３ａ，４３ｂ）を介さずに１対の端子（１０）間に直列に接続された負荷抵抗（４７）およびインダクタンス（４６，４８）とを有する。

Description

本発明は、電気連結器を介して電気的に連結された車両間での信号の伝送を実現する車両間伝送システムおよび伝送装置に関する。

従来、電気連結器を介して電気的に連結された車両間の通信は、車両に設けられた電気連結器の接点部を介して行われる。

ところで、接点部の表面には酸化皮膜が形成されることがある。接点部の表面に酸化被膜が形成された状態では、接点部間に接触不良が発生し、車両間の通信に伝送不良が発生するおそれがある。

特許文献１に記載された信号伝送方式では、送信装置と受信装置とが有線線路上の電気連結器を介して互いに接続され、送信装置から受信装置へ伝送される信号は電気連結器の接点部を介して伝送される。この信号伝送方式では、送信部側に、接点部の酸化被膜を破壊して接点部間の電気的な接続を確保するための直流電源が設けられ、受信部側に、直流電源と電気的に接続される負荷抵抗が設けられる。また、この信号伝送方式では、信号は直流電源による直流成分に重畳され、直流成分は負荷抵抗によって消費される。

特開平２−７１６２１号公報

しかしながら、特許文献１に記載された信号伝送方式では、電気連結器には直流電源による直流成分が常時印加されるので、負荷抵抗での発熱量が増大し、消費電力が増大してしまう。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、負荷抵抗での発熱量を抑制して消費電力を抑制するとともに、電気連結器の接点部の表面の酸化皮膜を破壊可能な車両間伝送システムを提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る車両間伝送システムは、第１の電気連結器を有する第１の車両内に配置された第１の伝送装置と、前記第１の電気連結器と電気的に連結される第２の電気連結器を有する第２の車両内に配置され、前記第１の伝送装置との間で通信が可能な第２の伝送装置とを備え、前記第１の伝送装置は、前記第１の電気連結器と１対の第１の信号線を介して接続された１対の第１の端子と、前記１対の第１の端子に１対の第１のコンデンサを介して接続された送信部と、前記１対の第１のコンデンサを介さずに前記１対の第１の端子間に直列に接続された直流電源と、前記１対の第１の端子間で前記直流電源に直列に接続されたスイッチと、前記１対の第１の端子間で前記直流電源に直列に接続され、前記スイッチと前記第１の信号線との間に接続された第１のインダクタンスとを有し、前記第２の伝送装置は、前記第２の電気連結器と１対の第２の信号線を介して接続された１対の第２の端子と、前記１対の第２の端子に１対の第２のコンデンサを介して接続された受信部と、前記１対の第２のコンデンサを介さずに前記１対の第２の端子間に直列に接続された負荷抵抗と、前記１対の第２の端子間で負荷抵抗に直列に接続された第２のインダクタンスとを有し、前記送信部および前記受信部は、前記１対の第１の信号線、前記第１の電気連結器、前記第２の電気連結器、および前記１対の第２の信号線を介して直列的に接続されている。

本発明によれば、負荷抵抗での発熱量を抑制して消費電力を抑制するとともに、電気連結器の接点部の表面の酸化皮膜を破壊することができる、という効果を奏する。

実施の形態１に係る車両間伝送システムの構成を示す図 実施の形態１における制御回路の構成の一例を示す図 実施の形態１に係る車両間伝送システムの直流重畳動作時の図 実施の形態２に係る車両間伝送システムの構成を示す図 実施の形態３に係る車両間伝送システムの構成を示す図 実施の形態４に係る車両間伝送システムの構成を示す図 実施の形態５に係る車両間伝送システムの構成を示す図 実施の形態５に係る車両間伝送システムの直流重畳動作時の図

以下に、本発明に係る車両間伝送システムおよび車両間伝送装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態１．
図１は、本実施の形態に係る車両間伝送システムの構成を示す図である。車両間伝送システム１は、車両９１内に配置された伝送装置２と、車両９１と機械的に連結された車両９２内に配置され、伝送装置２との間で通信が可能な伝送装置３とを備える。車両９１，９２は列車の車両である。車両９１は第１の車両、車両９２は第２の車両である。伝送装置２は第１の伝送装置、伝送装置３は第２の伝送装置である。

車両９１は、第１の電気連結器である電気連結器４を有する。電気連結器４は、１対の接点部４ａ，４ｂおよび１対の接点部４ｃ，４ｄを有する。車両９２は、第２の電気連結器である電気連結器５を有する。電気連結器５は、１対の接点部５ａ，５ｂおよび１対の接点部５ｃ，５ｄを有する。電気連結器５は、電気連結器４と電気的に連結可能である。図示例では、互いに電気的に連結された電気連結器４，５が電気連結器６で表されている。この場合、接点部４ａは接点部５ａと接触し、接点部４ｂは接点部５ｂと接触し、接点部４ｃは接点部５ｃと接触し、接点部４ｄは接点部５ｄと接触する。

伝送装置２は、１対の端子８および１対の端子１２を有する。１対の端子８は端子８ａ，８ｂであり、１対の端子１２は端子１２ａ，１２ｂである。伝送装置３は、１対の端子１０および１対の端子１３を有する。１対の端子１０は端子１０ａ，１０ｂであり、１対の端子１３は端子１３ａ，１３ｂである。１対の端子８は１対の第１の端子、１対の端子１０は１対の第２の端子である。

１対の端子８は、１対の信号線７を介して電気連結器４と接続される。１対の信号線７は信号線７ａ，７ｂである。詳細には、端子８ａは信号線７ａを介して電気連結器４の接点部４ａと接続され、端子８ｂは信号線７ｂを介して電気連結器４の接点部４ｂと接続される。１対の信号線７は、伝送路を構成する例えばツイストペアケーブルである。ツイストペアケーブルは、例えばイーサネット（登録商標）ケーブルである。１対の信号線７は、１対の第１の信号線である。

１対の端子１２は、１対の信号線１１を介して電気連結器４と接続される。１対の信号線１１は信号線１１ａ，１１ｂである。詳細には、端子１２ａは信号線１１ａを介して電気連結器４の接点部４ｃと接続され、端子１２ｂは信号線１１ｂを介して電気連結器４の接点部４ｄと接続される。１対の信号線１１は、伝送路を構成する例えばツイストペアケーブルである。ツイストペアケーブルは、例えばイーサネット（登録商標）ケーブルである。

１対の端子１０は、１対の信号線９を介して電気連結器５と接続される。１対の信号線９は信号線９ａ，９ｂである。詳細には、端子１０ａは信号線９ａを介して電気連結器５の接点部５ａと接続され、端子１０ｂは信号線９ｂを介して電気連結器５の接点部５ｂと接続される。１対の信号線９は、伝送路を構成する例えばツイストペアケーブルである。ツイストペアケーブルは、例えばイーサネット（登録商標）ケーブルである。１対の信号線９は、１対の第２の信号線である。

１対の端子１３は、１対の信号線１４を介して電気連結器５と接続される。１対の信号線１４は信号線１４ａ，１４ｂである。詳細には、端子１３ａは信号線１４ａを介して電気連結器５の接点部５ｃと接続され、端子１３ｂは信号線１４ｂを介して電気連結器５の接点部５ｄと接続される。１対の信号線１４は、伝送路を構成する例えばツイストペアケーブルである。ツイストペアケーブルは、例えばイーサネット（登録商標）ケーブルである。

次に、伝送装置２の構成について説明する。伝送装置２は、１対の端子８に１対のコンデンサ２０ａ，２０ｂを介して接続された送信部１８と、１対のコンデンサ２０ａ，２０ｂを介さずに端子８ａ，８ｂ間に直列に接続された直流電源２５と、端子８ａ，８ｂ間で直流電源２５に直列に接続されたスイッチ２４と、端子８ａ，８ｂ間で直流電源２５に直列に接続されたインダクタンス２３，２６とを有する。１対のコンデンサ２０ａ，２０ｂは１対の第１のコンデンサ、インダクタンス２３，２６は第１のインダクタンスである。

送信部１８は、伝送装置３に信号を送信可能である。送信部１８は、送信回路２１と、送信回路２１に接続されたパルストランス２２とを有する。送信回路２１は、パルストランス２２を介して信号を送信する。信号は差動信号である。

送信部１８は、１対のコンデンサ２０ａ，２０ｂおよび１対の信号線１９ａ，１９ｂを介して、１対の端子８に接続される。詳細には、コンデンサ２０ａの一端は送信部１８に接続され、コンデンサ２０ａの他端は信号線１９ａを介して端子８ａに接続される。また、コンデンサ２０ｂの一端は送信部１８に接続され、コンデンサ２０ｂの他端は信号線１９ｂを介して端子８ｂに接続される。

インダクタンス２３の一端は、コンデンサ２０ａの他端と端子８ａとの間で、信号線１９ａに接続される。インダクタンス２３の一端と信号線１９ａとの接続点はＰ１で表されている。インダクタンス２３の他端は、スイッチ２４の一端に接続される。スイッチ２４の他端は直流電源２５の一端、図示例では正極端に接続される。直流電源２５の他端、図示例では負極端は、インダクタンス２６の一端に接続される。インダクタンス２６の他端は、コンデンサ２０ｂの他端と端子８ｂとの間で、信号線１９ｂに接続される。インダクタンス２６の他端と信号線１９ｂとの接続点はＰ２で表されている。１対のインダクタンス２３，２６は、直流電源２５の両側に配置される。

さらに、伝送装置２は、１対の端子１２に１対のコンデンサ３２ａ，３２ｂを介して接続された受信部３０と、１対のコンデンサ３２ａ，３２ｂを介さずに端子１２ａ，１２ｂ間に直列に接続された負荷抵抗３６と、端子１２ａ，１２ｂ間で負荷抵抗３６に直列に接続されたインダクタンス３５，３７とを有する。

受信部３０は、伝送装置３から信号を受信可能である。受信部３０は、受信回路３３と、受信回路３３に接続されたパルストランス３４とを有する。受信回路３３は、パルストランス３４を介して信号を受信する。信号は差動信号である。

受信部３０は、１対のコンデンサ３２ａ，３２ｂおよび１対の信号線３１ａ，３１ｂを介して、１対の端子１２に接続される。詳細には、コンデンサ３２ａの一端は受信部３０に接続され、コンデンサ３２ａの他端は信号線３１ａを介して端子１２ａに接続される。また、コンデンサ３２ｂの一端は受信部３０に接続され、コンデンサ３２ｂの他端は信号線３１ｂを介して端子１２ｂに接続される。

インダクタンス３５の一端は、コンデンサ３２ａの他端と端子１２ａとの間で、信号線３１ａに接続される。インダクタンス３５の一端と信号線３１ａとの接続点はＱ１で表されている。インダクタンス３５の他端は、負荷抵抗３６の一端に接続される。負荷抵抗３６の他端は、インダクタンス３７の一端に接続される。インダクタンス３７の他端は、コンデンサ３２ｂの他端と端子１２ｂとの間で、信号線３１ｂに接続される。インダクタンス３７の他端と信号線３１ｂとの接続点はＱ２で表されている。１対のインダクタンス３５，３７は、負荷抵抗３６の両側に配置される。

さらに、伝送装置２は、送信部１８および受信部３０に接続された制御回路１７と、制御回路１７、送信部１８および受信部３０に接続されたバッファ９５を有する。

制御回路１７は、送信部１８による信号の送信および受信部３０による信号の受信を制御する。また、制御回路１７は、スイッチ２４のオンおよびオフを制御する。

図２は、制御回路１７の構成の一例を示す図である。図２に示すように、制御回路１７は、プロセッサ１７ａおよびメモリ１７ｂを備える。プロセッサ１７ａはＣＰＵ（Central Processing Unit）、メモリ１７ｂはＲＡＭ（Random Access Memory）およびＲＯＭ（Read Only Memory）が一般的である。メモリ１７ｂには制御プログラムが記憶される。制御回路１７では、プロセッサ１７ａがメモリ１７ｂに記憶された制御プログラムを読み出して実行する。なお、制御回路１７は、専用のハードウェアである処理回路であってもよい。

バッファ９５は、送信部１８に出力する送信データを一時的に保存する。また、バッファ９５は、受信部３０から出力された受信データを一時的に保存する。

次に、伝送装置３の構成について説明する。伝送装置３は、１対の端子１０に１対のコンデンサ４３ａ，４３ｂを介して接続された受信部４１と、１対のコンデンサ４３ａ，４３ｂを介さずに端子１０ａ，１０ｂ間に直列に接続された負荷抵抗４７と、端子１０ａ，１０ｂ間で負荷抵抗４７に直列に接続されたインダクタンス４６，４８とを有する。１対のコンデンサ４３ａ，４３ｂは１対の第２のコンデンサ、インダクタンス４６，４８は第２のインダクタンスである。

受信部４１は、伝送装置２から信号を受信可能である。受信部４１は、受信回路４４と、受信回路４４に接続されたパルストランス４５とを有する。受信回路４４は、パルストランス４５を介して信号を受信する。信号は差動信号である。

受信部４１は、１対のコンデンサ４３ａ，４３ｂおよび１対の信号線４２ａ，４２ｂを介して、１対の端子１０に接続される。詳細には、コンデンサ４３ａの一端は受信部４１に接続され、コンデンサ４３ａの他端は信号線４２ａを介して端子１０ａに接続される。また、コンデンサ４３ｂの一端は受信部４１に接続され、コンデンサ４３ｂの他端は信号線４２ｂを介して端子１０ｂに接続される。

インダクタンス４６の一端は、コンデンサ４３ａの他端と端子１０ａとの間で、信号線４２ａに接続される。インダクタンス４６の一端と信号線４２ａとの接続点はＲ１で表されている。インダクタンス４６の他端は、負荷抵抗４７の一端に接続される。負荷抵抗４７の他端は、インダクタンス４８の一端に接続される。インダクタンス４８の他端は、コンデンサ４３ｂの他端と端子１０ｂとの間で、信号線４２ｂに接続される。インダクタンス４８の他端と信号線４２ｂとの接続点はＲ２で表されている。１対のインダクタンス４６，４８は、負荷抵抗４７の両側に配置される。

さらに、伝送装置３は、１対の端子１３に１対のコンデンサ５２ａ，５２ｂを介して接続された送信部５０と、１対のコンデンサ５２ａ，５２ｂを介さずに端子１３ａ，１３ｂ間に直列に接続された直流電源５７と、端子１３ａ，１３ｂ間で直流電源５７に直列に接続されたスイッチ５６と、端子１３ａ，１３ｂ間で直流電源５７に直列に接続されたインダクタンス５５，５８とを有する。

送信部５０は、伝送装置２に信号を送信可能である。送信部５０は、送信回路５３と、送信回路５３に接続されたパルストランス５４とを有する。送信回路５３は、パルストランス５４を介して信号を送信する。信号は差動信号である。

送信部５０は、１対のコンデンサ５２ａ，５２ｂおよび１対の信号線５１ａ，５１ｂを介して、１対の端子１３に接続される。詳細には、コンデンサ５２ａの一端は送信部５０に接続され、コンデンサ５２ａの他端は信号線５１ａを介して端子１３ａに接続される。また、コンデンサ５２ｂの一端は送信部５０に接続され、コンデンサ５２ｂの他端は信号線５１ｂを介して端子１３ｂに接続される。

インダクタンス５５の一端は、コンデンサ５２ａの他端と端子１３ａとの間で、信号線５１ａに接続される。インダクタンス５５の一端と信号線５１ａとの接続点はＳ１で表されている。インダクタンス５５の他端は、スイッチ５６の一端に接続される。スイッチ５６の他端は直流電源５７の一端、図示例では正極端に接続される。直流電源５７の他端、図示例では負極端は、インダクタンス５８の一端に接続される。インダクタンス５８の他端は、コンデンサ５２ｂの他端と端子１３ｂとの間で、信号線５１ｂに接続される。インダクタンス５８の他端と信号線５１ｂとの接続点はＳ２で表されている。１対のインダクタンス５５，５８は、直流電源５７の両側に配置される。

さらに、伝送装置３は、送信部５０および受信部４１に接続された制御回路４０と、制御回路４０、送信部５０および受信部４１に接続されたバッファ９６を有する。

制御回路４０は、送信部５０による信号の送信および受信部４１による信号の受信を制御する。また、制御回路４０は、スイッチ５６のオンおよびオフを制御する。制御回路４０の構成は、制御回路１７の場合と同様である。バッファ９６は、送信部５０に出力する送信データを一時的に保存する。また、バッファ９６は、受信部４１から出力された受信データを一時的に保存する。

次に、本実施の形態の動作について説明する。まず、伝送装置２から伝送装置３への信号の伝送について説明する。スイッチ２４はオフ状態にあるとする。

送信部１８から送信された信号は、信号の伝送路を経由して受信部４１で受信される。この場合、信号の伝送路は、１対のコンデンサ２０ａ，２０ｂ、１対の信号線１９ａ，１９ｂ、１対の信号線７ａ，７ｂ、電気連結器６、１対の信号線９ａ，９ｂ、１対の信号線４２ａ，４２ｂおよび１対のコンデンサ４３ａ，４３ｂである。

なお、搬送波は交流信号であることから、送信部１８と１対の信号線１９ａ，１９ｂとの間は１対のコンデンサ２０ａ，２０ｂを介して交流的には接続され、受信部４１と１対の信号線４２ａ，４２ｂとの間は１対のコンデンサ４３ａ，４３ｂを介して交流的には接続される。

上記したように、負荷抵抗４７は、インダクタンス４６，４８を介して信号の伝送路に接続されている。このような構成によれば、信号の伝送で使用される周波数ωに対して、負荷抵抗４７が伝送路に対する負荷とならないように、インダクタンス４６，４８の合成インピーダンスＬを設定することができる。

例えば、伝送路の特性インピーダンスが１００Ω、負荷抵抗４７の抵抗値Ｒが１００Ωである場合に、インダクタンス４６，４８が存在しないときには、負荷抵抗４７は伝送路に対する負荷となる。

しかし、インダクタンス４６，４８が存在する場合には、負荷抵抗４７とインダクタンス４６，４８との合成インピーダンスＺは、Ｒ＋ｊωＬで与えられる。ここで、ｊは虚数単位である。

従って、信号の伝送で使用される周波数ωに対して、ωＬが例えば１ｋΩ以上となるようなインダクタンス４６，４８が使用された場合には、負荷抵抗４７は、特性インピーダンスに対して実質的に１０倍以上の大きさの高インピーダンスで伝送路に接続されることとなる。すなわち、負荷抵抗４７が特性インピーダンスに対して負荷となることが抑制され、負荷抵抗４７が通信に与える影響が抑制される。

なお、上記と同様の理由により、直流電源２５にインダクタンス２３，２６が接続されている。

次に、電気連結器４の接点部４ａ，４ｂおよび電気連結器５の接点部５ａ，５ｂに直流電源２５により直流電圧を印加する場合の動作について説明する。図３は、本実施の形態に係る車両間伝送システムの直流重畳動作時の図である。

まず、図３に示すように、制御回路１７の制御により、スイッチ２４がオンされる。スイッチ２４がオン状態になると、直流電源２５は、電気連結器６を介して負荷抵抗４７と電気的に接続される。詳細には、直流電源２５、インダクタンス２３、信号線１９ａ、端子８ａ、信号線７ａ、接点部４ａ、接点部５ａ、信号線９ａ、端子１０ａ、信号線４２ａ、インダクタンス４６、負荷抵抗４７、インダクタンス４８、信号線４２ｂ、端子１０ｂ、信号線９ｂ、接点部５ｂ、接点部４ｂ、信号線７ｂ、端子８ｂ、信号線１９ｂ、インダクタンス２６および直流電源２５の順に、直流電流が流れる閉回路が形成される。

このように、直流電源２５は、スイッチ２４がオンされた状態では、負荷抵抗４７とともに閉回路を構成する。これにより、直流電源２５は、接点部４ａ，５ａ間および接点部４ｂ，５ｂ間に直流電圧を印加することができ、接点部４ａ，４ｂ，５ａ，５ｂの少なくとも一つの表面に酸化皮膜が形成されている場合には、酸化皮膜を破壊することができる。負荷抵抗４７の抵抗値Ｒは、過大な直流電流が流れないように調整される。

なお、本実施の形態では、送信部１８から受信部４１への信号の伝送は、スイッチ２４がオン状態にあるか否かにかかわらず実施される。１対のコンデンサ２０ａ，２０ｂは、直流電源２５と送信部１８との間を直流的に遮断する。また、１対のコンデンサ４３ａ，４３ｂは、直流電源２５と受信部４１との間を直流的に遮断する。上記したように、負荷抵抗４７は伝送路に対する負荷となることが抑制される。同様に、直流電源２５にもインダクタンス２３，２６が直列に接続されているので、直流電源２５も伝送路に対する負荷となることが抑制される。従って、直流電源２５の直流電圧が電気連結器６に印加されている状態であっても、直流電圧が信号の伝送に与える影響が抑制される。

本実施の形態では、車両間伝送システム１の動作中において、制御回路１７は、スイッチ２４のオンの期間を制限する。換言すれば、スイッチ２４がオフの期間が設定される。

スイッチ２４が常時オン状態にあると、負荷抵抗４７での発熱量が増大し、消費電力も増大する。しかし、スイッチ２４がオフの期間が設定されることで、負荷抵抗４７での発熱量が抑制されて消費電力も抑制される。

制御回路１７によるスイッチ２４のオンおよびオフの制御例としては次のようなものが挙げられる。

スイッチ２４は、制御回路１７により、周期的にオンおよびオフを切り替えることができる。例えば、オンの期間とオフの期間との比が１：９である場合には、スイッチ２４が常時オンされる場合に比べて、発熱量が１０分の１に削減される。

また、スイッチ２４は、制御回路１７により、車両間伝送システム１の起動時から一定の時間オンされ、一定時間の経過後はオフされるようにしてもよい。これにより、起動後に、接点部４ａ，４ｂ，５ａ，５ｂの少なくとも一つの表面に形成された酸化被膜を破壊することができる。なお、車両間伝送システム１の起動時は、車両間伝送システム１に電力が供給されて車両間伝送システム１が起動を開始するときである。詳細には、車両９１，９２を含む列車全体の電源の起動時である。

スイッチ２４は、制御回路１７により、電気連結器４と電気連結器５とが電気的に連結された時から一定時間オンされ、一定時間の経過後はオフされるようにしてもよい。これにより、電気連結器４と電気連結器５との連結後に、接点部４ａ，４ｂ，５ａ，５ｂの少なくとも一つの表面に形成された酸化被膜を破壊することができる。

スイッチ２４は、制御回路１７により、バッファ９５内に送信データが存在しないときにオンされ、バッファ９５内に送信データが存在するときにはオフされるようにしてもよい。制御回路１７は、バッファ９５内に送信データが存在するか否かを監視する。制御回路１７は、バッファ９５内に送信データが存在しないときにスイッチ２４をオンし、バッファ９５内に送信データが存在する場合には、スイッチ２４をオフする。これにより、通信時は、スイッチ２４のオフの期間となる。

スイッチ２４は、制御回路１７により、伝送不良の検出時から一定時間オンされ、一定時間の経過後はオフされるようにしてもよい。制御回路１７は、送信部１８から受信部４１への信号の伝送に対する応答が送信部５０から得られないときに、伝送不良が発生したと判定する。これにより、接点部４ａ，４ｂ，５ａ，５ｂの少なくとも一つの表面に形成された酸化被膜による伝送不良が抑制される。

なお、制御回路１７は、図示しない上位システムからの指令に応じて、スイッチ２４のオンおよびオフを切り替えるようにしてもよい。上位システムは、例えば、車両９１，９２を含む編成内に設けられた列車情報管理システムである。

伝送装置３から伝送装置２への信号の伝送の動作、および電気連結器４の接点部４ｃ，４ｄおよび電気連結器５の接点部５ｃ，５ｄに直流電源５７により直流電圧を印加する場合の動作についても上記と同様に説明することができる。

以上に説明したように、本実施の形態によれば、スイッチ２４，５６を設けることにより負荷抵抗４７，３６での発熱量を抑制して消費電力を抑制するとともに、電気連結器６の接点部４ａから４ｄおよび接点部５ａから５ｄの少なくとも一つの表面に酸化皮膜が形成された場合には、酸化皮膜を破壊することができる。

また、本実施の形態では、スイッチ２４，５６はそれぞれ送信側に設けられている。これにより、制御回路１７，４０は、信号の伝送のタイミングとスイッチ２４，５６のオンおよびオフの切り替えのタイミングを制御することができる。本実施の形態のその他の効果は動作の説明とともに既に説明した通りである。

なお、本実施の形態では、直流電源２５の両側にインダクタンス２３，２６が配置され、１対の信号線７に対して直流電源２５およびインダクタンス２３，２６の配置が対称になっている。このような配置は平衡伝送路に対して好ましい。ただし、インダクタンス２３，２６の一方が配置される構成も可能である。

同様に、負荷抵抗４７の両側にインダクタンス４６，４８が配置されているが、インダクタンス４６，４８の一方が配置される構成も可能である。また、直流電源５７の両側にインダクタンス５５，５８が配置されているが、インダクタンス５５，５８の一方が配置される構成も可能である。負荷抵抗３６の両側にインダクタンス３５，３７が配置されているが、インダクタンス３５，３７の一方が配置される構成も可能である。

また、直流電源２５は、専用の電源としてもよいし、車両９１に搭載された他の電源から電圧変換された電源としてもよい。直流電源５７についても同様である。

実施の形態２．
図４は、本実施の形態に係る車両間伝送システムの構成を示す図である。車両間伝送システム１ａでは、図１に示す車両間伝送システム１と比較して、伝送装置２においてスイッチ２４に並列にかつ直流電源２５に直列に接続された抵抗６１が設けられ、伝送装置３においてスイッチ５６に並列にかつ直流電源５７に直列に接続された抵抗６２が設けられている。車両間伝送システム１ａのその他の構成は、図１に示す車両間伝送システム１の構成と同じである。なお、図４では、図１に示す構成要素と同一の構成要素には同一の符号が付されている。

スイッチ２４がオンからオフにされたときに、スイッチ２４の接点部間で、インダクタンス２３，２６，４６，４８から誘導される高電圧が発生し、スイッチ２４の接点部が摩耗する可能性がある。

本実施の形態のように、スイッチ２４に並列に抵抗６１を接続することで、スイッチ２４の接点部間で高電圧が発生することが抑制され、スイッチ２４の接点部の摩耗が抑制される。

同様に、スイッチ５６に並列に抵抗６２を接続することで、スイッチ５６の接点部間で高電圧が発生することが抑制され、スイッチ５６の接点部の摩耗が抑制される。

本実施の形態のその他の動作および効果は実施の形態１と同様である。

実施の形態３．
図５は、本実施の形態に係る車両間伝送システムの構成を示す図である。車両間伝送システム１ｂでは、図４に示す車両間伝送システム１ａと比較して、伝送装置２において抵抗６１の代わりにバリスタ６３が設けられ、伝送装置３において抵抗６２の代わりにバリスタ６４が設けられている。車両間伝送システム１ｂのその他の構成は、図４に示す車両間伝送システム１ａの構成と同じである。なお、図５では、図４に示す構成要素と同一の構成要素には同一の符号が付されている。

スイッチ２４がオンからオフにされたときに、スイッチ２４の接点部間で、インダクタンス２３，２６，４６，４８から誘導される高電圧が発生し、スイッチ２４の接点部が摩耗する可能性がある。

本実施の形態のように、スイッチ２４に並列にバリスタ６３を接続することで、スイッチ２４の接点部間で高電圧が発生することが抑制され、スイッチ２４の接点部の摩耗が抑制される。

同様に、スイッチ５６に並列にバリスタ６４を接続することで、スイッチ５６の接点部間で高電圧が発生することが抑制され、スイッチ５６の接点部の摩耗が抑制される。

本実施の形態のその他の動作および効果は実施の形態１，２と同様である。

実施の形態４．
図６は、本実施の形態に係る車両間伝送システムの構成を示す図である。図６に示すように、車両間伝送システム１ｃでは、図１に示す車両間伝送システム１と比較して、伝送装置２において、１対のスイッチ２４ａ，２４ｂが設けられ、スイッチ２４ａと直流電源２５との間にインダクタンス２３が配置され、スイッチ２４ｂと直流電源２５との間にインダクタンス２６が配置されている。

さらに、車両間伝送システム１ｃでは、図１に示す車両間伝送システム１と比較して、伝送装置３において、１対のスイッチ５６ａ，５６ｂが設けられ、スイッチ５６ａと直流電源５７との間にインダクタンス５５が配置され、スイッチ５６ｂと直流電源５７との間にインダクタンス５８が配置されている。本実施の形態のその他の構成は、図１に示す車両間伝送システム１の構成と同じである。なお、図６では、図１に示す構成要素と同一の構成要素には同一の符号が付されている。

上記した構成によれば、１対のスイッチ２４ａ，２４ｂがオフされることにより、直流電源２５およびインダクタンス２３，２６は信号の伝送路から切り離される。これにより、１対のスイッチ２４ａ，２４ｂのオフ時には、伝送路の特性インピーダンスは直流電源２５およびインダクタンス２３，２６の影響を受けることがない。

また、上記した構成によれば、１対のスイッチ５６ａ，５６ｂがオフされることにより、直流電源５７およびインダクタンス５５，５８は信号の伝送路から切り離される。これにより、１対のスイッチ５６ａ，５６ｂのオフ時には、伝送路の特性インピーダンスは直流電源５７およびインダクタンス５５，５８の影響を受けることがない。

なお、インダクタンス２３，２６の一方が設ける構成では、１対のスイッチ２４ａ，２４ｂの一方のみを設ければよい。すなわち、インダクタンス２３，２６のうちインダクタンス２３のみを設ける場合には、１対のスイッチ２４ａ，２４ｂのうちスイッチ２４ａのみを設け、インダクタンス２３，２６のうちインダクタンス２６のみを設ける場合には、１対のスイッチ２４ａ，２４ｂのうちスイッチ２４ｂのみを設ければよい。

本実施の形態のその他の動作および効果は実施の形態１と同様である。

実施の形態５．
図７は、本実施の形態に係る車両間伝送システムの構成を示す図、図８は、本実施の形態に係る車両間伝送システムの直流重畳動作時の図である。図７および図８に示すように、車両間伝送システム１ｄでは、図６に示す車両間伝送システム１ｃと比較して、以下の構成が相違している。

伝送装置２では、送信部１８内に切替部６６が設けられ、受信部３０内に切替部６９が設けられている。伝送装置３では、受信部４１内に切替部６７が設けられ、送信部５０内に切替部６８が設けられている。

切替部６６，６７は、送信部１８から受信部４１への信号の伝送に関して、１０ＢＡＳＥ−Ｔに基づく伝送モードと１００ＢＡＳＥ−ＴＸに基づく伝送モードとを切替可能である。切替部６８，６９は、送信部５０から受信部３０への信号の伝送に関して、１０ＢＡＳＥ−Ｔに基づく伝送モードと１００ＢＡＳＥ−ＴＸに基づく伝送モードとを切替可能である。

なお、１０ＢＡＳＥ−Ｔおよび１００ＢＡＳＥ−ＴＸは、イーサネット（登録商標）の規格であり、本実施の形態では、イーサネット（登録商標）の規格に基づく通信を前提とする。１０ＢＡＳＥ−Ｔに基づく通信と１００ＢＡＳＥ−ＴＸに基づく通信とでは、信号の振幅および周波数が互いに異なる。１００ＢＡＳＥ−ＴＸに基づく伝送速度は１０ＢＡＳＥ−Ｔに基づく伝送速度よりも大きい。しかし、１００ＢＡＳＥ−ＴＸは、１０ＢＡＳＥ−Ｔと比較すると、伝送路の特性に対する要求がより厳しい。

本実施の形態のその他の構成は、図６に示す車両間伝送システム１ｃの構成と同じである。図７および図８では、図６に示す構成要素と同一の構成要素には同一の符号が付されている。

本実施の形態の動作について説明する。図７に示すように、スイッチ２４ａ，２４ｂがオフされている場合には、送信部１８から受信部４１への信号の伝送は、１００ＢＡＳＥ−ＴＸに基づいて行われる。この場合、切替部６６は、１００ＢＡＳＥ−ＴＸに基づく伝送モードを選択し、このモードでの信号の送信を送信回路２１に指示する。また、切替部６７は、１００ＢＡＳＥ−ＴＸに基づく伝送モードを選択し、このモードでの信号の受信を受信部４１に指示する。

図７に示す配置構成では、送信部１８から受信部４１への信号には直流電圧が重畳されない。この場合は、伝送速度がより大きい１００ＢＡＳＥ−ＴＸに基づく伝送モードが選択される。

これに対し、図８に示すように、スイッチ２４ａ，２４ｂがオンされた場合には、送信部１８から受信部４１への信号の伝送は、１０ＢＡＳＥ−Ｔに基づいて行われる。この場合、切替部６６は、１０ＢＡＳＥ−Ｔに基づく伝送モードを選択し、このモードでの信号の送信を送信回路２１に指示する。また、切替部６７は、１０ＢＡＳＥ−Ｔに基づく伝送モードを選択し、このモードでの信号の受信を受信部４１に指示する。

詳細には、制御回路１７は、電気連結器６に直流電圧を印加するときに、スイッチ２４ａ，２４ｂをオンするとともに、切替部６６にスイッチ２４ａ，２４ｂがオンされたことを通知する。これにより、切替部６６は、送信部１８に対して切替情報を含む信号を受信部４１に送信させた後、１００ＢＡＳＥ−ＴＸに基づく伝送モードから１０ＢＡＳＥ−Ｔに基づく伝送モードへの切替を実施する。ここで、切替情報は、伝送モードが１００ＢＡＳＥ−ＴＸから１０ＢＡＳＥ−Ｔに切り替えられた旨の情報である。

受信部４１は、送信部１８から切替情報を含む信号を受信する。これにより、切替部６７は、１００ＢＡＳＥ−ＴＸに基づく伝送モードから１０ＢＡＳＥ−Ｔに基づく伝送モードへの切替を実施する。

このようにして、電気連結器６に直流電源２５による直流電圧が印加されている状態では、送信部１８から受信部４１への信号の伝送は１０ＢＡＳＥ−Ｔに基づいて行われる。この場合は、送信部１８から受信部４１への信号に直流電圧が重畳されるので、伝送路の特性に対する要求がより易しい１０ＢＡＳＥ−Ｔに基づく伝送モードが選択される。

一定時間経過後、制御回路１７は、スイッチ２４ａ，２４ｂをオフするとともに、切替部６６にスイッチ２４ａ，２４ｂがオフされたことを通知する。これにより、切替部６６は、送信部１８に対して切替情報を含む信号を受信部４１に送信させた後、１０ＢＡＳＥ−Ｔに基づく伝送モードから１００ＢＡＳＥ−ＴＸに基づく伝送モードへの切替を実施する。ここで、切替情報は、伝送モードが１０ＢＡＳＥ−Ｔから１００ＢＡＳＥ−ＴＸに切り替えられた旨の情報である。

受信部４１は、送信部１８から切替情報を含む信号を受信する。これにより、切替部６７は、１０ＢＡＳＥ−Ｔに基づく伝送モードから１００ＢＡＳＥ−ＴＸに基づく伝送モードへの切替を実施する。

このようにして、送信部１８から受信部４１への信号の伝送は再び１００ＢＡＳＥ−ＴＸに基づいて行われる。

本実施の形態によれば、電気連結器６に直流電源２５による直流電圧が印加されている場合には、１０ＢＡＳＥ−Ｔに基づく伝送モードに従って信号の伝送がなされるので、耐ノイズ性が向上する。

なお、本実施の形態では、切替部６６，６７は、送信部１８から受信部４１への信号の伝送に関して、１０ＢＡＳＥ−Ｔに基づく伝送モードと１００ＢＡＳＥ−ＴＸに基づく伝送モードとを切替可能であるとしたが、これを一般化することも可能である。

すなわち、切替部６６，６７は、送信部１８から受信部４１への信号の伝送に関して、伝送速度が互いに異なる２つの伝送モードを切替可能であるとすることもできる。この場合、切替部６６，６７は、スイッチ２４ａ，２４ｂがオフされているときは、伝送速度がより大きい伝送モードを選択し、スイッチ２４ａ，２４ｂがオンされているときは、伝送速度がより小さい伝送モードを選択する。

一般に、伝送速度がより大きい伝送モードは、伝送路の特性に対する要求がより厳しいので、上記のような切替が実施されることで、１０ＢＡＳＥ−Ｔと１００ＢＡＳＥ−ＴＸとの切替の場合と同様の効果が得られる。

以上の説明は、送信部１８から受信部４１へ信号を伝送する場合について行われているが、送信部５０から受信部３０へ信号を伝送する場合についても同様である。

本実施の形態のその他の動作および効果は実施の形態１，４と同様である。

以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。

１，１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ 車両間伝送システム、２，３ 伝送装置、４，５，６ 電気連結器、４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ 接点部、７，７ａ，７ｂ，９，９ａ，９ｂ，１１，１１ａ，１１ｂ，１４，１４ａ，１４ｂ，１９ａ，１９ｂ，３１ａ，３１ｂ，４２ａ，４２ｂ，５１ａ，５１ｂ 信号線、８，８ａ，８ｂ，１０，１０ａ，１０ｂ，１２，１２ａ，１２ｂ，１３，１３ａ，１３ｂ 端子、１７，４０ 制御回路、１７ａ プロセッサ、１７ｂ メモリ、１８，５０ 送信部、２０ａ，２０ｂ，３２ａ，３２ｂ，４３ａ，４３ｂ，５２ａ，５２ｂ コンデンサ、２１，５３ 送信回路、２２，３４，４５，５４ パルストランス、２３，２６，３５，３７，４６，４８，５５，５８ インダクタンス、２４，２４ａ，２４ｂ，５６，５６ａ，５６ｂ スイッチ、２５，５７ 直流電源、３０，４１ 受信部、３３，４４ 受信回路、３６，４７ 負荷抵抗、６１，６２ 抵抗、６３，６４ バリスタ、６６，６７，６８，６９ 切替部、９１，９２ 車両、９５，９６ バッファ。

Claims (11)

1. 第１の電気連結器を有する第１の車両内に配置された第１の伝送装置と、
   前記第１の電気連結器と電気的に連結される第２の電気連結器を有する第２の車両内に配置され、前記第１の伝送装置との間で通信が可能な第２の伝送装置と
   を備え、
   前記第１の伝送装置は、
   前記第１の電気連結器と１対の第１の信号線を介して接続された１対の第１の端子と、
   前記１対の第１の端子に１対の第１のコンデンサを介して接続された送信部と、
   前記１対の第１のコンデンサを介さずに前記１対の第１の端子間に直列に接続された直流電源と、
   前記１対の第１の端子間で前記直流電源に直列に接続されたスイッチと、
   前記１対の第１の端子間で前記直流電源に直列に接続され、前記スイッチと前記第１の信号線との間に接続された第１のインダクタンスと
   を有し、
   前記第２の伝送装置は、
   前記第２の電気連結器と１対の第２の信号線を介して接続された１対の第２の端子と、
   前記１対の第２の端子に１対の第２のコンデンサを介して接続された受信部と、
   前記１対の第２のコンデンサを介さずに前記１対の第２の端子間に直列に接続された負荷抵抗と、
   前記１対の第２の端子間で負荷抵抗に直列に接続された第２のインダクタンスと
   を有し、前記送信部および前記受信部は、前記１対の第１の信号線、前記第１の電気連結器、前記第２の電気連結器、および前記１対の第２の信号線を介して直列的に接続されていることを特徴とする車両間伝送システム。
2. 前記第１の伝送装置は、前記スイッチに並列にかつ前記直流電源に直列に接続された抵抗を有することを特徴とする請求項１に記載の車両間伝送システム。
3. 前記第１の伝送装置は、前記スイッチに並列にかつ前記直流電源に直列に接続されたバリスタを有することを特徴とする請求項１に記載の車両間伝送システム。
4. 第１の電気連結器を有する第１の車両内に配置された第１の伝送装置と、
   前記第１の電気連結器と電気的に連結される第２の電気連結器を有する第２の車両内に配置され、前記第１の伝送装置との間で通信が可能な第２の伝送装置と
   を備え、
   前記第１の伝送装置は、
   前記第１の電気連結器と１対の第１の信号線を介して接続された１対の第１の端子と、
   前記１対の第１の端子に１対の第１のコンデンサを介して接続された送信部と、
   前記１対の第１のコンデンサを介さずに前記１対の第１の端子間に直列に接続された直流電源と、
   前記１対の第１の端子間で前記直流電源に直列に接続されたスイッチと、
   前記１対の第１の端子間で前記直流電源に直列に接続された第１のインダクタンスと
   を有し、
   前記第２の伝送装置は、
   前記第２の電気連結器と１対の第２の信号線を介して接続された１対の第２の端子と、
   前記１対の第２の端子に１対の第２のコンデンサを介して接続された受信部と、
   前記１対の第２のコンデンサを介さずに前記１対の第２の端子間に直列に接続された負荷抵抗と、
   前記１対の第２の端子間で負荷抵抗に直列に接続された第２のインダクタンスと
   を有し、
   前記第１のインダクタンスは、前記スイッチと前記直流電源との間に配置され、
   前記送信部から前記受信部への信号の伝送速度は、前記スイッチがオフされているときと前記スイッチがオンされているときとで切替可能であり、
   前記スイッチがオンされているときの前記伝送速度は、前記スイッチがオフされているときの前記伝送速度よりも小さいことを特徴とする車両間伝送システム。
5. 前記送信部から前記受信部への信号は、前記スイッチがオフされているときは、１００ＢＡＳＥ−ＴＸに基づいて伝送され、前記スイッチがオンされているときは、１０ＢＡＳＥ−Ｔに基づいて伝送されることを特徴とする請求項４に記載の車両間伝送システム。
6. 前記スイッチは、周期的にオンおよびオフが切り替えられることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の車両間伝送システム。
7. 前記スイッチは、前記車両間伝送システムの起動時から一定時間オンされ、前記一定時間の経過後はオフされることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の車両間伝送システム。
8. 前記スイッチは、前記第１の電気連結器と前記第２の電気連結器とが電気的に連結された時から一定時間オンされ、前記一定時間の経過後はオフされることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の車両間伝送システム。
9. 前記第１の伝送装置は、前記送信部に出力される送信データが保存されるバッファを有し、
   前記スイッチは、前記バッファ内に前記送信データが存在しないときにオンされ、前記バッファ内に前記送信データが存在するときにはオフされることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の車両間伝送システム。
10. 前記スイッチは、伝送不良の検出時から一定時間オンされ、前記一定時間の経過後はオフされることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の車両間伝送システム。
11. 車両内に配置され、電気連結器を介して連結された他車両内の伝送装置との間で通信が可能な伝送装置であって、
    前記電気連結器と１対の信号線を介して接続された１対の端子と、
    前記１対の端子に１対のコンデンサを介して接続された送信部と、
    前記１対のコンデンサを介さずに前記１対の端子間に直列に接続された直流電源と、
    前記１対の端子間で前記直流電源に直列に接続されたスイッチと、
    前記１対の端子間で前記直流電源に直列に接続され、前記スイッチと前記信号線との間に接続されたインダクタンスと
    を有し、
    前記直流電源は、前記スイッチがオンされた状態では、前記他車両内の伝送装置が有する負荷抵抗とともに閉回路を構成し、前記送信部および前記他車両内の伝送装置が有する受信部は、前記１対の信号線、前記電気連結器、前記他車両内の伝送装置が有する電気連結器、および前記他車両内の伝送装置が有する１対の信号線を介して直列的に接続されていることを特徴とする伝送装置。

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