JP6941475B2 - Ground child - Google Patents

Ground child Download PDF

Info

Publication number
JP6941475B2
JP6941475B2 JP2017093623A JP2017093623A JP6941475B2 JP 6941475 B2 JP6941475 B2 JP 6941475B2 JP 2017093623 A JP2017093623 A JP 2017093623A JP 2017093623 A JP2017093623 A JP 2017093623A JP 6941475 B2 JP6941475 B2 JP 6941475B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
inductor
resonance
frequency
ground element
circuit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2017093623A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2018188045A (en
Inventor
淳史 關
淳史 關
清水 雄一郎
雄一郎 清水
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kyosan Electric Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Kyosan Electric Manufacturing Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kyosan Electric Manufacturing Co Ltd filed Critical Kyosan Electric Manufacturing Co Ltd
Priority to JP2017093623A priority Critical patent/JP6941475B2/en
Publication of JP2018188045A publication Critical patent/JP2018188045A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6941475B2 publication Critical patent/JP6941475B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Train Traffic Observation, Control, And Security (AREA)
  • Filters And Equalizers (AREA)

Description

本発明は、変周式又は共振式の地上子に関する。 The present invention relates to a variable frequency type or a resonant type ground element.

従来から、変周式の地上子を地上側に設置し、車上側で地上子を検知して列車の停止制御や速度制御等を行う技術が知られている(例えば特許文献1を参照)。車上側は、車上子が地上子と接近したときに当該地上子と電磁結合し、その結果車上子の共振周波数が変化することを利用して、地上側からの情報を受信する。 Conventionally, there has been known a technique in which a variable frequency ground element is installed on the ground side, and the ground element is detected on the upper side of a vehicle to perform train stop control, speed control, and the like (see, for example, Patent Document 1). The upper side of the vehicle receives information from the ground side by utilizing the fact that when the upper element of the vehicle approaches the ground element, it is electromagnetically coupled with the ground element, and as a result, the resonance frequency of the upper element of the vehicle changes.

特開2013−21745号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2013-21745

しかしながら、従来の技術では、車上子と地上子との電磁結合によって地上側から車上側へと伝送できる情報は、共振周波数が何かという1種類の情報であった。また、選択できる共振周波数の種類には限りがあった。そのため、伝送できる情報(すなわち情報量)は、選択できる共振周波数の種類の総数に限られていた。 However, in the conventional technique, the information that can be transmitted from the ground side to the upper side of the vehicle by the electromagnetic coupling between the on-board element and the ground element is one kind of information on what the resonance frequency is. In addition, the types of resonance frequencies that can be selected are limited. Therefore, the information that can be transmitted (that is, the amount of information) is limited to the total number of types of resonance frequencies that can be selected.

そこで、列車進行方向に複数の変周式の地上子を配置して一組の地上子群とすることで、伝送できる情報量を増加させる手法が考えられるが、幾つかの問題があった。例えば、車上側で確実に共振周波数を検知するためには、一組の地上子群を構成する各地上子間の設置間隔を一定以上離す必要があった。そうすると、列車(車上側)は一組の地上子群全てを検知しなければ1つの情報を得られないため、一定距離の走行が必須となる。一定距離の走行にかかる時間は、走行速度との関係で決まるため、走行速度によっては走行制御に遅れが生じる可能性がある。仮に、一組の地上子群を構成する一部の地上子のみを検知した状態で列車が停止した場合には、列車(車上側)は情報を得られない状態になる。 Therefore, a method of increasing the amount of information that can be transmitted by arranging a plurality of variable frequency ground elements in the train traveling direction to form a set of ground elements is conceivable, but there are some problems. For example, in order to reliably detect the resonance frequency on the upper side of the vehicle, it is necessary to separate the installation intervals between the ground elements constituting one set of ground element groups by a certain distance or more. Then, since the train (upper side of the vehicle) cannot obtain one piece of information unless it detects all the set of ground subgroups, it is essential to travel a certain distance. Since the time required for traveling a certain distance is determined in relation to the traveling speed, there is a possibility that the traveling control may be delayed depending on the traveling speed. If the train stops while only some of the ground elements that make up a set of ground elements are detected, the train (upper side of the vehicle) will not be able to obtain information.

なお、変周式の応用方式として共振式が知られている。変周式が、発振周波数を変化させる方式であるのに対して、共振式は、地上子側に送信された複数の周波数のうちの共振周波数の振幅を大きくさせる方式(例えば、スペクトラム拡散方式や、新変周式とも称される方式、後述する合成波方式等)のことを指す。広義においては、共振式も変周式に含めることができると考えるが、変周式を狭義と解釈されることをおそれ、念のため、本明細書では別用語として記載する。 The resonance type is known as an application method of the variable frequency type. While the variable frequency type is a method of changing the oscillation frequency, the resonance type is a method of increasing the amplitude of the resonance frequency among a plurality of frequencies transmitted to the ground element side (for example, a spread spectrum method or a method). , A method also called a new frequency change method, a synthetic wave method described later, etc.). In a broad sense, it is considered that the resonance type can be included in the variable frequency type, but the variable frequency type may be interpreted in a narrow sense, and is described as a different term in this specification just in case.

本発明は、上記課題に鑑みて、伝送可能な情報量を増やすことができる変周式又は共振式の地上子の新たな技術を実現することを目的として考案されたものである。 In view of the above problems, the present invention has been devised for the purpose of realizing a new technique of a variable frequency type or a resonance type ground element capable of increasing the amount of information that can be transmitted.

上記課題を解決するための第1の発明は、
変周式又は共振式の地上子であって、
車上子からの送信信号に対して第1の共振周波数で共振する第1の共振回路と、
前記送信信号に対して第2の共振周波数で共振する第2の共振回路と、
を備え、前記第1の共振回路を構成する第1のインダクタと、前記第2の共振回路を構成する第2のインダクタとが、所定の重なり幅で部分的に重ねて配置された地上子である。
The first invention for solving the above problems is
A variable or resonant ground element,
A first resonant circuit that resonates at the first resonant frequency with respect to the transmitted signal from the on-board element,
A second resonant circuit that resonates with the transmitted signal at a second resonant frequency,
The first inductor that constitutes the first resonant circuit and the second inductor that constitutes the second resonant circuit are ground elements that are partially overlapped with each other with a predetermined overlapping width. be.

第1の発明によれば、車上子からの送信信号に対し、第1の共振周波数で共振する第1の共振回路と、第2の共振周波数で共振する第2の共振回路とを備えた地上子を実現できる。そして、当該地上子は、各共振回路を構成する第1のインダクタと第2のインダクタとを、列車走行方向に対して交差する方向に、所定の重なり幅で部分的に重ねて配置されている。これによれば、本発明の地上子は、車上子からの送信信号に対して第1の共振周波数および第2の共振周波数の2種類の共振周波数で共振する。したがって、第1の共振周波数と第2の共振周波数との組み合わせの情報を地上側から車上側へと伝送できる。よって、第1の共振周波数と第2の共振周波数との組み合わせによって伝送可能な情報量を増やすことができ、当該組み合わせが示す情報を車上側へ伝送できる。 According to the first invention, the first resonance circuit that resonates at the first resonance frequency and the second resonance circuit that resonates at the second resonance frequency are provided with respect to the transmission signal from the vehicle head element. A ground child can be realized. Then, the ground element is arranged so that the first inductor and the second inductor constituting each resonance circuit are partially overlapped with a predetermined overlapping width in a direction intersecting the train traveling direction. .. According to this, the ground element of the present invention resonates with the transmitted signal from the on-board element at two types of resonance frequencies, a first resonance frequency and a second resonance frequency. Therefore, information on the combination of the first resonance frequency and the second resonance frequency can be transmitted from the ground side to the vehicle upper side. Therefore, the amount of information that can be transmitted can be increased by the combination of the first resonance frequency and the second resonance frequency, and the information indicated by the combination can be transmitted to the upper side of the vehicle.

また、第2の発明は、
前記所定の重なり幅は、前記送信信号に対する共振時の前記第1のインダクタと前記第2のインダクタとの間の電磁結合状態が所定の低減状態となる幅である、
第1の発明の地上子である。
Moreover, the second invention is
The predetermined overlap width is a width at which the electromagnetic coupling state between the first inductor and the second inductor at the time of resonance with respect to the transmission signal becomes a predetermined reduced state.
It is a ground element of the first invention.

第2の発明によれば、車上子からの送信信号に対する共振時の第1のインダクタと第2のインダクタとの間の電磁結合状態が所定の低減状態となる幅で、各インダクタを重ねて配置することができる。 According to the second invention, the inductors are stacked so that the electromagnetic coupling state between the first inductor and the second inductor at the time of resonance with respect to the transmission signal from the on-vehicle element becomes a predetermined reduced state. Can be placed.

さらに、第3の発明は、
前記第1のインダクタおよび前記第2のインダクタは、基板へのパターン実装によって構成され、
前記基板を内蔵した第2の発明の地上子である。
Furthermore, the third invention
The first inductor and the second inductor are configured by pattern mounting on a substrate.
It is a ground element of the second invention in which the substrate is built.

第3の発明によれば、第1のインダクタと第2のインダクタとを、基板へのパターン実装によって構成することができる。これによれば、各インダクタの重なり幅の精度を向上させるとともに、重なり幅に関する地上子の製造バラツキを抑えることができる。したがって、第2の発明と相まって、第1の発明の効果を発揮する地上子を、製造バラツキを抑えて製造することが可能となる。 According to the third invention, the first inductor and the second inductor can be configured by pattern mounting on a substrate. According to this, it is possible to improve the accuracy of the overlap width of each inductor and suppress the manufacturing variation of the ground element with respect to the overlap width. Therefore, in combination with the second invention, it is possible to manufacture the ground element exhibiting the effect of the first invention while suppressing the manufacturing variation.

製造バラツキを抑える発明としては、例えば、第4の発明として、
前記所定の低減状態となる幅が、前記電磁結合状態をゼロ相当状態とする所定の設計幅に対して5mm以下の誤差範囲内である、
第2又は第3の発明の地上子を構成することができる。
As an invention for suppressing manufacturing variation, for example, as a fourth invention,
The width of the predetermined reduction state is within an error range of 5 mm or less with respect to the predetermined design width in which the electromagnetic coupling state is equivalent to zero.
The ground element of the second or third invention can be constructed.

また、第5の発明は、
前記第1の共振回路および前記第2の共振回路は、前記第1のインダクタおよび前記第2のインダクタを変更せず、コンデンサを変更することで共振周波数を変更可能に構成された、
第2〜第4の何れかの発明の地上子である。
Moreover, the fifth invention is
The first resonance circuit and the second resonance circuit are configured so that the resonance frequency can be changed by changing the capacitor without changing the first inductor and the second inductor.
It is a ground element of any of the second to fourth inventions.

第5の発明によれば、所定の重なり幅で重ねた第1のインダクタおよび第2のインダクタに対し、対応するコンデンサを変更することによって第1の共振周波数および/又は第2の共振周波数を変更することができる。 According to the fifth invention, the first resonance frequency and / or the second resonance frequency is changed by changing the corresponding capacitor with respect to the first inductor and the second inductor stacked with a predetermined overlapping width. can do.

また、第6の発明は、
前記送信信号は、複数の周波数成分を含んだ所定の周波数帯域の合成信号であり、
前記第1の共振回路および前記第2の共振回路は、コンデンサを変更することで前記周波数帯域内で共振可能な共振周波数に変更可能に構成されている、
第5の発明の地上子である。
Moreover, the sixth invention is
The transmission signal is a composite signal of a predetermined frequency band including a plurality of frequency components.
The first resonance circuit and the second resonance circuit are configured to be changeable to a resonance frequency that can be resonated within the frequency band by changing the capacitor.
It is a ground element of the fifth invention.

第6の発明によれば、コンデンサの変更によって、各共振回路の共振周波数を、車上子から送信信号として出力される合成信号の周波数帯域内で変更することができる。 According to the sixth invention, the resonance frequency of each resonance circuit can be changed within the frequency band of the combined signal output as the transmission signal from the on-board element by changing the capacitor.

また、第7の発明は、
前記第1のインダクタと前記第2のインダクタとは、列車走行方向に対して交差する方向に前記所定の重なり幅で部分的に重ねて配置されている、
第1〜第6の何れかの発明の地上子である。
Moreover, the seventh invention is
The first inductor and the second inductor are partially overlapped with each other in the direction intersecting the train traveling direction with the predetermined overlapping width.
It is a ground element of any one of the first to sixth inventions.

第7の発明によれば、第1の共振周波数と第2の共振周波数との組み合わせの情報を一度に地上側から車上側へと伝送できる可能性が高い。したがって、第1の共振周波数と第2の共振周波数との組み合わせが示す情報を一度に確実に車上側へ伝送できる。 According to the seventh invention, there is a high possibility that information on the combination of the first resonance frequency and the second resonance frequency can be transmitted from the ground side to the upper side of the vehicle at once. Therefore, the information indicated by the combination of the first resonance frequency and the second resonance frequency can be reliably transmitted to the upper side of the vehicle at one time.

地上子の構成および当該地上子を設置した軌道の概略を示す模式図。The schematic diagram which shows the structure of the ground element and the outline of the orbit in which the ground element is installed. 第1のインダクタと第2のインダクタとの配置を説明する図。The figure explaining the arrangement of the 1st inductor and the 2nd inductor. 地上子の共振周波数特性を示す図。The figure which shows the resonance frequency characteristic of a ground element. 変形例におけるインダクタの配置を説明する図。The figure explaining the arrangement of the inductor in the modification.

以下、図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明する。なお、以下説明する実施形態によって本発明が限定されるものではなく、本発明を適用可能な形態が以下の実施形態に限定されるものでもない。また、図面の記載において、同一部分には同一の符号を付す。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. It should be noted that the embodiments described below do not limit the present invention, and the embodiments to which the present invention can be applied are not limited to the following embodiments. Further, in the description of the drawings, the same parts are designated by the same reference numerals.

図1は、本実施形態における地上子1の構成および当該地上子1を設置した軌道の概略を示す模式図である。図1に示すように、地上子1は、一対のレール3,3を支持するまくらぎ5の上部やまくらぎ5の間等において、レール3,3の内側に設置される。また、地上子1は、第1のインダクタL1および第2のインダクタL2の配置方向を、列車走行方向(レール3,3に沿う方向)と交差する向きとしてレール3,3間に設置される。 FIG. 1 is a schematic view showing the configuration of the ground element 1 in the present embodiment and the outline of the track on which the ground element 1 is installed. As shown in FIG. 1, the ground element 1 is installed inside the rails 3 and 3 in the upper part of the sleepers 5 supporting the pair of rails 3 and 3 and between the sleepers 5. Further, the ground element 1 is installed between the rails 3 and 3 so that the arrangement direction of the first inductor L1 and the second inductor L2 intersects the train traveling direction (direction along the rails 3 and 3).

地上子1は、変周式又は共振式の地上子であり、上方を通過する列車の車上子からの送信信号に対し、第1の共振周波数f1で共振する第1の共振回路11と、第2の共振周波数f2で共振する第2の共振回路13とを備える。また、地上子1は、受動素子で回路が構成されており、電源を必要とせず、演算回路等のいわゆる電子回路やリレー等を搭載していない、他装置とのケーブル接続の必要のない、単体装置のみで設置完了となる装置である。 The ground element 1 is a variable frequency type or resonance type ground element, and has a first resonance circuit 11 that resonates at a first resonance frequency f1 with respect to a transmission signal from an on-board element of a train passing above. A second resonance circuit 13 that resonates at the second resonance frequency f2 is provided. Further, the ground element 1 is composed of a passive element, does not require a power supply, does not have a so-called electronic circuit such as an arithmetic circuit, a relay, or the like, and does not require a cable connection with another device. It is a device that can be installed with only a single device.

第1の共振回路11は、第1のインダクタL1とコンデンサC1とを有し、第2の共振回路13は、第2のインダクタL2とコンデンサC2とを有する。そして、地上子1は、これら第1の共振回路11の第1のインダクタL1と第2の共振回路13の第2のインダクタL2とが、部分的に重ねて配置されて構成される。 The first resonant circuit 11 has a first inductor L1 and a capacitor C1, and the second resonant circuit 13 has a second inductor L2 and a capacitor C2. The ground element 1 is configured by partially overlapping the first inductor L1 of the first resonant circuit 11 and the second inductor L2 of the second resonant circuit 13.

図2は、本実施形態の地上子1における第1のインダクタL1と第2のインダクタL2との配置を説明する図であり、地上子1の俯瞰図である。図2に示すように、第1のインダクタL1と、第2のインダクタL2とは、それぞれ渦巻き状のコイルパターンを基板15に印刷して実装され、上面視において各々の内側領域が所定の重なり幅W1の分だけ重なるように配置される。コイルパターンの巻き数は適宜設定することができ、基板15の内層方向にスルーホールを形成して増やすこともできる。重なり幅W1は、車上子からの送信信号に対する共振時の第1のインダクタL1と第2のインダクタL2との間の電磁結合状態が、所定の低減状態となる幅とされる。低減状態とは、当該共振時の第1のインダクタL1と第2のインダクタL2との間の電磁結合状態が、無視できる程度に十分に小さい状態をいう。 FIG. 2 is a diagram for explaining the arrangement of the first inductor L1 and the second inductor L2 in the ground element 1 of the present embodiment, and is a bird's-eye view of the ground element 1. As shown in FIG. 2, the first inductor L1 and the second inductor L2 are mounted by printing a spiral coil pattern on the substrate 15, respectively, and their inner regions have a predetermined overlapping width in a top view. It is arranged so as to overlap by the amount of W1. The number of turns of the coil pattern can be appropriately set, and through holes can be formed in the inner layer direction of the substrate 15 to increase the number of turns. The overlap width W1 is defined as a width in which the electromagnetic coupling state between the first inductor L1 and the second inductor L2 at the time of resonance with respect to the transmission signal from the vehicle top element becomes a predetermined reduced state. The reduced state means a state in which the electromagnetic coupling state between the first inductor L1 and the second inductor L2 at the time of resonance is sufficiently small to be negligible.

ここで、当該共振時における第1のインダクタL1と第2のインダクタL2との電磁結合の度合いは、重なり幅W1によって増減する。例えば、当該共振時に第1のインダクタL1に生じる磁束に着目すると、この第1のインダクタL1に生じる磁束の第2のインダクタL2を貫く向きが、第2のインダクタL2の内側領域のうちの第1のインダクタL1と重なった部分(一点鎖線で囲った部分)131と、第1のインダクタL1と重なっていない部分(二点鎖線で囲った部分)133とで逆になり、各部分131,133の磁束が打ち消し合ってその総和が変動するためである。当該共振時に第2のインダクタL2に生じた磁束の第1のインダクタL1を貫く向きについても同様のことがいえる。したがって、各部分131,133の磁束の総和が0(ゼロ)になる(或いは0(ゼロ)相当になる)ように、換言すると部分131と部分133とで磁束が等しくなるように重なり幅W1を設定すれば、当該共振時の第1のインダクタL1と第2のインダクタL2との電磁結合をほぼ0の状態(ゼロ相当状態)とすることができる。 Here, the degree of electromagnetic coupling between the first inductor L1 and the second inductor L2 at the time of resonance increases or decreases depending on the overlap width W1. For example, focusing on the magnetic flux generated in the first inductor L1 at the time of resonance, the direction in which the magnetic flux generated in the first inductor L1 penetrates the second inductor L2 is the first of the inner regions of the second inductor L2. The part that overlaps with the inductor L1 (the part surrounded by the one-point chain wire) 131 and the part that does not overlap with the first inductor L1 (the part surrounded by the two-point chain line) 133 are reversed, and the respective parts 131 and 133 This is because the magnetic fluxes cancel each other out and the total sum fluctuates. The same can be said for the direction in which the magnetic flux generated in the second inductor L2 at the time of resonance penetrates the first inductor L1. Therefore, the overlapping width W1 is set so that the sum of the magnetic fluxes of the respective portions 131 and 133 becomes 0 (zero) (or corresponds to 0 (zero)), in other words, the magnetic fluxes of the portion 131 and the portion 133 become equal. If it is set, the electromagnetic coupling between the first inductor L1 and the second inductor L2 at the time of the resonance can be set to a substantially zero state (zero equivalent state).

そこで、事前に電磁界解析を行い、電磁結合状態をゼロ相当状態とする重なり幅を設計幅として規定しておく。そして、設計幅に対して5mm以下の誤差範囲に収まる重なり幅W1で第1のインダクタL1と第2のインダクタL2とを重ねて配置するように製造することにより、電磁結合状態の低減状態を実現する。これによれば、車上子からの送信信号に対する共振時にインダクタL1,L2間が電磁結合し、各共振回路11,13の共振周波数特性(図3を参照)に影響し合う事態を抑制できる。よって、共振周波数f1,f2の組み合わせの情報を上側へと正確に伝送することが可能となる。 Therefore, electromagnetic field analysis is performed in advance, and the overlap width that makes the electromagnetic coupling state equivalent to zero is defined as the design width. Then, the electromagnetic coupling state is reduced by manufacturing the first inductor L1 and the second inductor L2 so as to overlap each other with an overlapping width W1 that falls within an error range of 5 mm or less with respect to the design width. do. According to this, it is possible to suppress a situation in which the inductors L1 and L2 are electromagnetically coupled at the time of resonance with respect to the transmission signal from the vehicle head element and affect the resonance frequency characteristics (see FIG. 3) of the resonance circuits 11 and 13. Therefore, the information of the combination of the resonance frequencies f1 and f2 can be accurately transmitted to the upper side of the vehicle.

また、インダクタの製造は、従来のような電線を手巻きする方式ではなく、基板15への銅箔等のパターン実装によって行う。したがって、重なり幅W1に関する地上子1の製造バラツキを、設計幅に対して5mm以下の誤差範囲に抑えることができ、特定の2つの共振周波数f1,f2で確実に共振する高品質な地上子の量産を容易かつ現実的に実現可能とすることができる。 Further, the inductor is manufactured by mounting a pattern such as a copper foil on the substrate 15 instead of the conventional method of manually winding an electric wire. Therefore, the manufacturing variation of the ground element 1 with respect to the overlap width W1 can be suppressed to an error range of 5 mm or less with respect to the design width, and the high-quality ground element that reliably resonates at two specific resonance frequencies f1 and f2. Mass production can be easily and realistically realized.

コンデンサC1,C2は、対応する共振周波数f1,f2に応じた必要な容量値を有する。例えば、予め用意される共振周波数の異なる複数種類(例えば9種類)のコンデンサ素子の中から異なる共振周波数に対応する2つを選択して地上子1に搭載することとして各インダクタL1,L2に接続して用いることができる。あるいは、複数種類のコンデンサ素子を地上子1に搭載しておき、コンデンサ素子を選択あるいは組み合わせるスイッチを介して選択的に各インダクタL1,L2と接続する構成でもよい。 Capacitors C1 and C2 have required capacitance values corresponding to the corresponding resonance frequencies f1 and f2. For example, two inductors corresponding to different resonance frequencies are selected from a plurality of types (for example, nine types) of capacitor elements having different resonance frequencies prepared in advance and mounted on the ground element 1 and connected to the inductors L1 and L2. Can be used. Alternatively, a plurality of types of capacitor elements may be mounted on the ground element 1 and selectively connected to the inductors L1 and L2 via a switch that selects or combines the capacitor elements.

これによれば、インダクタL1,L2は変えずにコンデンサC1,C2を変更することで、所望の2つの共振周波数f1,f2で共振する地上子1を簡単に構成できる。インダクタL1,L2が実装された基板15は共通して利用することができるため、基板15を製造するコスト面でも有利である。したがって、地上子1は、異なる共振周波数f1,f2の組み合わせが示す情報を車上側へと伝送することができる。組み合わせの総数は、共振周波数の種類をM種類、共振回路の数をNとすると、通りとなる。例えば、共振回路の数が2つ(N=2)で、用意されるコンデンサ素子が9種類(M=9)の場合、36通りの情報が伝送可能となる。 According to this, by changing the capacitors C1 and C2 without changing the inductors L1 and L2, it is possible to easily configure the ground element 1 that resonates at two desired resonance frequencies f1 and f2. Since the substrate 15 on which the inductors L1 and L2 are mounted can be commonly used, it is also advantageous in terms of cost for manufacturing the substrate 15. Therefore, the ground element 1 can transmit the information indicated by the combination of different resonance frequencies f1 and f2 to the upper side of the vehicle. The total number of combinations is, M kinds types of resonance frequencies, if the number of resonant circuits is N, the street M C N. For example, when the number of resonant circuits is two (N = 2) and the number of prepared capacitor elements is nine (M = 9), 36 types of information can be transmitted.

以上のように構成される地上子1は、所定の重なり幅W1で重ねて配置されたインダクタL1,L2の配置方向が列車走行方向(レール3,3に沿う方向)と交差する向きでレール3,3間に設置される。したがって、地上子は、上方を車上子が通過したときに、当該車上子からの送信信号に対して第1の共振周波数f1および第2の共振周波数f2の2種類の共振周波数で同時に共振する。 The ground element 1 configured as described above has the rail 3 in a direction in which the arrangement directions of the inductors L1 and L2 arranged so as to be overlapped with a predetermined overlapping width W1 intersect with the train traveling direction (direction along the rails 3 and 3). , Installed between 3 spaces. Therefore, when the on-board element passes above the ground element, the ground element simultaneously resonates with the transmitted signal from the on-board element at two types of resonance frequencies, the first resonance frequency f1 and the second resonance frequency f2. do.

図3に、地上子1の共振周波数特性と、共振周波数f1,f2を検出するために車上子が送信する送信信号との概略を示す。図3に示すように、車上子は、複数の周波数成分を含んだ所定の周波数帯域F〜Fの合成信号を送信信号として出力する。周波数帯域F〜Fは、50kHz〜300kHzの範囲内で適宜設定される。したがって、車上側では、当該送信信号に対する地上子1の共振時に車上子に生じた周波数信号を解析することで、地上子1の共振周波数特性から振幅の大きい2種類の共振周波数f1,f2をほぼ同時に一度に検出することができる。 FIG. 3 outlines the resonance frequency characteristics of the ground element 1 and the transmission signal transmitted by the on-board element to detect the resonance frequencies f1 and f2. As shown in FIG. 3, on-board coil outputs a synthesized signal in a predetermined frequency band including a plurality of frequency components F L to F H as a transmission signal. Frequency band F L to F H is appropriately set within a range of 50KHz~300kHz. Therefore, on the upper side of the vehicle, by analyzing the frequency signal generated in the on-board element when the ground element 1 resonates with respect to the transmitted signal, two types of resonance frequencies f1 and f2 having a large amplitude can be obtained from the resonance frequency characteristic of the ground element 1. It can be detected almost at the same time.

以上説明したように、本実施形態によれば、車上子からの送信信号に対し、第1の共振周波数f1で共振する第1の共振回路11と、第2の共振周波数f2で共振する第2の共振回路13とを備えた地上子1を実現できる。そして、その第1のインダクタL1と第2のインダクタL2とを、列車走行方向に対して交差する方向に、所定の重なり幅W1で部分的に重ねて配置することができる。これによれば、第1の共振周波数f1と第2の共振周波数f2との組み合わせの情報を一度に地上側から車上側へと伝送できるので、当該組み合わせによって伝送可能な情報量を増やすことが可能となり、当該組み合わせが示す情報を一度に確実に車上側へ伝送できる。 As described above, according to the present embodiment, the first resonance circuit 11 that resonates at the first resonance frequency f1 and the second resonance circuit that resonates at the second resonance frequency f2 with respect to the transmission signal from the on-board element. It is possible to realize the ground element 1 provided with the resonance circuit 13 of 2. Then, the first inductor L1 and the second inductor L2 can be partially overlapped with each other in a direction intersecting the train traveling direction with a predetermined overlapping width W1. According to this, the information of the combination of the first resonance frequency f1 and the second resonance frequency f2 can be transmitted from the ground side to the upper side of the vehicle at once, so that the amount of information that can be transmitted can be increased by the combination. Therefore, the information indicated by the combination can be reliably transmitted to the upper side of the vehicle at one time.

なお、上記した実施形態では、2つの共振回路11,13を備えた地上子1について説明したが、3つの共振回路を備えて地上子を構成することもできる。図4は、3つの共振回路を備えた地上子における3つのインダクタL11,L12,L13の配置を俯瞰図で示した図である。インダクタL11,L12,L13それぞれは、図2と同様に渦巻き状のコイルパターンによって構成されるが、図4では、矩形状の太実線によって簡略して表記している。インダクタL11,L12は、上記した実施形態のインダクタL1,L2と同様に、列車走行方向に交差する方向に部分的に重ねて配置されており、インダクタL13は、インダクタL11,12に対して列車走行方向に部分的に重なるように重ねて配置される。図4の地上子において、例えばインダクタL11は、図4中にハッチングを付して示す内側領域が他の2つのインダクタL12,L13と部分的に重なるように配置される。本変形例の場合も、車上子からの送信信号に対する共振時の各インダクタL11,L12,L13間の電磁結合状態を全てゼロ相当状態とする設計幅を事前に規定し、当該設計幅に対して5mm以下の誤差範囲内となる重なり幅W11,W13で各インダクタL11,L12,L13を重ねて配置して製造すればよい。勿論、図2と同様、基板への銅箔等のパターン実装によってインダクタL11,L12,L13を製造する。この場合、例えば共振周波数の種類が9種類(M=9)であり、9種類の共振周波数から重複を許さず異なる3つを組み合わせるとすると、その総数は通り(84通り)であり、84種類の情報が伝送可能となる。 In the above-described embodiment, the ground element 1 including the two resonance circuits 11 and 13 has been described, but the ground element may also be provided with the three resonance circuits. FIG. 4 is a bird's-eye view showing the arrangement of the three inductors L11, L12, and L13 in the ground element provided with the three resonance circuits. Each of the inductors L11, L12, and L13 is composed of a spiral coil pattern as in FIG. 2, but in FIG. 4, it is abbreviated by a rectangular thick solid line. Similar to the inductors L1 and L2 of the above-described embodiment, the inductors L11 and L12 are partially overlapped in the direction intersecting the train traveling direction, and the inductor L13 is arranged so as to travel by train with respect to the inductors L11 and L12. They are arranged so as to partially overlap in the direction. In the ground element of FIG. 4, for example, the inductor L11 is arranged so that the inner region indicated by hatching in FIG. 4 partially overlaps the other two inductors L12 and L13. Also in the case of this modification, the design width in which all the electromagnetic coupling states between the inductors L11, L12, and L13 at the time of resonance with respect to the transmission signal from the on-vehicle element are equivalent to zero is defined in advance, and the design width is set with respect to the design width. The inductors L11, L12, and L13 may be stacked and manufactured with overlapping widths W11 and W13 within an error range of 5 mm or less. Of course, as in FIG. 2, the inductors L11, L12, and L13 are manufactured by mounting a pattern such as a copper foil on the substrate. In this case, for example, if there are 9 types of resonance frequencies (M = 9) and three different resonance frequencies are combined without allowing duplication, the total number is 9 C 3 types (84 types). , 84 kinds of information can be transmitted.

また、上記した実施形態では、第1のインダクタL1と第2のインダクタL2とを、列車走行方向に対して交差する方向に、所定の重なり幅W1で部分的に重ねて配置することとしたが、第1のインダクタL1および第2のインダクタL2の配置方向は特に限定されない。例えば、列車走行方向に沿って所定の重なり幅で部分的に重ねて配置するとしてもよい。 Further, in the above-described embodiment, the first inductor L1 and the second inductor L2 are arranged so as to partially overlap each other with a predetermined overlapping width W1 in a direction intersecting the train traveling direction. , The arrangement direction of the first inductor L1 and the second inductor L2 is not particularly limited. For example, it may be arranged so as to be partially overlapped with a predetermined overlapping width along the train traveling direction.

1 地上子、11 第1の共振回路、L1 第1のインダクタ、C1 コンデンサ、13 第2の共振回路、L2 第2のインダクタ、C2 コンデンサ、15 基板、f1 第1の共振周波数、f2 第2の共振周波数、W1,W11,W13 重なり幅、3 レール、5 まくらぎ 1 Ground element, 11 1st resonant circuit, L1 1st inductor, C1 capacitor, 13 2nd resonant circuit, L2 2nd inductor, C2 capacitor, 15 substrate, f1 1st resonant frequency, f2 2nd Resonance frequency, W1, W11, W13 Overlapping width, 3 rails, 5 blinds

Claims (6)

列車の車上子によって送信される送信信号に対して共振することで、共振周波数が前記車上子によって検知される変周式又は共振式の地上子であって、
前記送信信号に対して第1の共振周波数で共振する第1の共振回路と、
前記送信信号に対して前記第1の共振周波数とは異なる第2の共振周波数で共振する第2の共振回路と、
を備え
前記第1の共振回路を構成する第1のインダクタと、前記第2の共振回路を構成する第2のインダクタとが、前記送信信号に対する共振時の前記第1のインダクタと前記第2のインダクタとの間の電磁結合状態が所定の低減状態となる所定の重なり幅で部分的に重ねて配置され
前記車上子が1つの前記送信信号を送信することで前記第1の共振周波数および前記第2の共振周波数を同時に検知可能な地上子。
A variable frequency or resonant ground element whose resonance frequency is detected by the on-board element by resonating with a transmission signal transmitted by the on-board element of the train.
A first resonant circuit that resonates with the transmitted signal at a first resonant frequency,
A second resonant circuit that resonates with the transmitted signal at a second resonant frequency different from the first resonant frequency.
Equipped with a,
The first inductor that constitutes the first resonant circuit and the second inductor that constitutes the second resonant circuit are the first inductor and the second inductor that resonate with the transmitted signal. The electromagnetic coupling state between the two is partially overlapped with a predetermined overlap width so as to be a predetermined reduction state.
A ground element capable of simultaneously detecting the first resonance frequency and the second resonance frequency when the on-vehicle element transmits one transmission signal.
前記第1のインダクタおよび前記第2のインダクタは、基板へのパターン実装によって構成され、
前記基板を内蔵した請求項に記載の地上子。
The first inductor and the second inductor are configured by pattern mounting on a substrate.
The ground element according to claim 1 , wherein the substrate is built-in.
前記所定の低減状態となる幅は、前記電磁結合状態をゼロ相当状態とする所定の設計幅に対して5mm以下の誤差範囲内である、
請求項又はに記載の地上子。
The width of the predetermined reduction state is within an error range of 5 mm or less with respect to the predetermined design width that makes the electromagnetic coupling state equivalent to zero.
The ground element according to claim 1 or 2.
前記第1の共振回路および前記第2の共振回路は、前記第1のインダクタおよび前記第2のインダクタを変更せず、コンデンサを変更することで共振周波数を変更可能に構成された、受動素子による回路構成によって電源を必要としない回路である、
請求項の何れか一項に記載の地上子。
The first resonance circuit and the second resonance circuit are made of passive elements configured so that the resonance frequency can be changed by changing the capacitor without changing the first inductor and the second inductor. It is a circuit that does not require a power supply depending on the circuit configuration.
The ground element according to any one of claims 1 to 3.
前記送信信号は、複数の周波数成分を含んだ所定の周波数帯域の合成信号であり、
前記第1の共振回路および前記第2の共振回路は、コンデンサを変更することで前記周波数帯域内で共振可能な共振周波数に変更可能に構成されている、
請求項に記載の地上子。
The transmission signal is a composite signal of a predetermined frequency band including a plurality of frequency components.
The first resonance circuit and the second resonance circuit are configured to be changeable to a resonance frequency that can be resonated within the frequency band by changing the capacitor.
The ground element according to claim 4.
前記第1のインダクタと前記第2のインダクタとは、列車走行方向に対して交差する方向に前記所定の重なり幅で部分的に重ねて配置されている、
請求項1〜の何れか一項に記載の地上子。
The first inductor and the second inductor are partially overlapped with each other in the direction intersecting the train traveling direction with the predetermined overlapping width.
The ground element according to any one of claims 1 to 5.
JP2017093623A 2017-05-10 2017-05-10 Ground child Active JP6941475B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017093623A JP6941475B2 (en) 2017-05-10 2017-05-10 Ground child

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017093623A JP6941475B2 (en) 2017-05-10 2017-05-10 Ground child

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2018188045A JP2018188045A (en) 2018-11-29
JP6941475B2 true JP6941475B2 (en) 2021-09-29

Family

ID=64479728

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2017093623A Active JP6941475B2 (en) 2017-05-10 2017-05-10 Ground child

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6941475B2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7437284B2 (en) 2020-10-26 2024-02-22 株式会社京三製作所 ground child

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5556736A (en) * 1978-10-23 1980-04-25 Kokusai Electric Co Ltd Moving object communication device
JP3248031B2 (en) * 1993-06-22 2002-01-21 西日本旅客鉄道株式会社 Ground relay QR relay test equipment
JP2876003B1 (en) * 1998-03-12 1999-03-31 株式会社京三製作所 Point control type signal sorting device
JP3850140B2 (en) * 1998-05-20 2006-11-29 西日本旅客鉄道株式会社 Vehicle detection device
JP4140038B2 (en) * 1999-06-09 2008-08-27 財団法人鉄道総合技術研究所 Variable frequency ATS ground unit with digital information transmission function
JP2005104421A (en) * 2003-10-02 2005-04-21 Kyosan Electric Mfg Co Ltd Information transmission device
JP4956056B2 (en) * 2006-06-01 2012-06-20 日本信号株式会社 Information transmission system
DE102007031138A1 (en) * 2007-06-29 2009-01-02 Siemens Ag Method and arrangement for operating a railway line

Also Published As

Publication number Publication date
JP2018188045A (en) 2018-11-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102542787B1 (en) Large-area expandable high-resonant wireless power coil
KR101589190B1 (en) Linear inductive position sensor
US9228823B2 (en) Inductive position sensor
US9184720B2 (en) High-frequency laminated component and laminated high-frequency filter
JP6627648B2 (en) Circuit board and electronic circuit module using the same
JP5402737B2 (en) Printed wiring board
CN108346502B (en) Common mode filter
JP2017183444A (en) Common mode filter
CN107731451B (en) Electronic component
JP2013153009A (en) Electronic component
JP6941475B2 (en) Ground child
US20130057300A1 (en) Shielded double-coil multilayer assembly for inductive detector
JP6953920B2 (en) Magnetic composite parts
JP2013172241A (en) Stacked antenna, antenna device and electronic apparatus using the same
JP6558128B2 (en) Coil device
JP6993931B2 (en) Ground child
JP7437284B2 (en) ground child
JP6897989B2 (en) Antenna device and wireless device
JP2015111784A (en) Multilayer band elimination filter
JP2016129421A (en) Stacked antenna, antenna device and electronic apparatus using the same
JP2018082105A (en) Inductor component
JP2009049685A (en) Antenna coil
CN115917261A (en) Inductive position sensor
JP6435699B2 (en) Coil component and method of manufacturing coil component
JP2021150339A (en) Semiconductor integrated circuit device and oscillation circuit device

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20200311

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20210120

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20210126

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20210316

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20210831

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20210906

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6941475

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250