JP6961302B2 - ギャップキャンセラ - Google Patents

Description

本発明は、ギャップによって電気的に分離された線路同士を導通させる鉄道模型用のギャップキャンセラに関する。

ＮゲージやＨＯゲージなどの鉄道模型では、直線、曲線、ポイントといった様々なタイプの線路が用意されている。ユーザは、所望の線路を組み合わせてレイアウトを作成し、このレイアウト上を走行する車両を制御することによって、運転を楽しむことができる。

図１１に示すように、線路同士の接続には、ジョイント（導電ジョイナー）と呼ばれる金属製の接続部材が用いられる。ジョイントは、互いに隣り合った線路においてレールの先端に嵌め込まれ、これによって、線路同士が電気的に接続される。また、ジョイントの代わりに、図１２に示すように、ギャップ（絶縁ジョイナー）と呼ばれる樹脂製の接続部材が用いられることもある。ギャップは、線路同士を物理的に接続する点ではジョイントと同じだが、これらの電気的な接続は行われず、互いに絶縁された状態となる。ギャップは、ポイント部分やリバース線の形成の他に、１つのレイアウトを電気的に分離された複数のセクションに分割するといった用途で用いられる。レイアウトのセクション分割は、レイアウト上を走行する複数の車両を同時かつ個別に制御するための手法の一つである。

例えば、特許文献１には、図１３に示すように、鉄道模型のレイアウトにおけるセクション分割制御が開示されている。車両Ａ，Ｂを含む複数の車両が走行するレイアウト３０において、レール同士の接続は、基本的にジョイントを用いて行われるが、セクションとして分離したい箇所にはギャップが用いられる。同図に示した例では、レイアウト３０中の７箇所にギャップを設けることで、レイアウト１を電気的に分離された６つのセクション３１ａ〜３１ｆに分割している。それぞれのセクション３１ａ〜３１ｆに対する給電は、給電装置に接続されたフィーダ３２ａ〜３２ｆを介して、セクション単位で個別に行われる。これにより、例えば、セクション３１ａを無給電として車両Ａを停止させつつ、セクション３１ｂに給電して車両Ｂを走行させるといった如く、複数の車両Ａ，Ｂを同時かつ個別に制御できる。

特開２０１６−２０２６０８号公報

上述したセクション分割制御は、セクション分割をしないがゆえに、１つのレイアウト上で制御できる車両が１つに限られる従来のアナログ運転に対して、複数の車両を同時かつ個別に制御できる点で優れている。その反面、車両の進行に応じて、給電の切り替えをリアルタイムで行う必要があるので、特に、この切り替えをユーザがマニュアルで行う場合、操作が煩雑になるといった問題がある。かかる問題は、すべてのギャップをジョイントに交換して、従来のアナログ運転に戻せば一応解消できる。しかしながら、この交換作業は、いわゆるお座敷レイアウトでさえ手間が掛るばかりか、レール固定式のレイアウト（すなわち、レイアウトボード上にレールが釘などで固定されたレイアウト）では、レールを外すことが難しいため、交換自体が困難である。

本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、ギャップによって設定された線路間の絶縁状態を簡単に解除することである。

かかる課題を解決すべく、第１の発明は、本体部と、第１ないし第４の接点とを有し、ジョイントの代わりにギャップを嵌め込むことによって設定された線路間の絶縁状態を解除するために用いられる鉄道模型用のギャップキャンセラを提供する。本体部は、線路の上面における、互いに平行な一対のレールの間に着脱自在に取り付けられる。第１の接点は、第１のレールと当接するように、本体部における一方の側面から突出している。第２の接点は、第２のレールと当接するように、本体部における他方の側部から突出している。第２のレールは、第１のレールと平行な対をなす。第３の接点は、第３のレールと当接するように、本体部における一方の側部から突出していると共に、第１の接点に電気的に接続される。第３のレールは、第１のレールにギャップを介して接続される。第４の接点は、第４のレールと当接するように、本体部における他方の側部から突出していると共に、第２の接点に電気的に接続される。第４のレールは、第２のレールにギャップを介して接続され、かつ、第３のレールと平行な対をなす。なお、第１の発明は、後述する第１および第２の実施形態に対応する。

ここで、第１の発明において、上記第１ないし第４の接点は、それぞれが対応する上記レールとの当接面に向かって付勢されていることが好ましい。また、上記第１および第３の接点は、第１および第３のレールに沿って延在する第１の導電部材に一体形成され、この第１の導電部材の弾性変形によって、第１および第３のレールに向かって付勢されていることが好ましい。また、上記第２および第４の接点は、第２および第４のレールに沿って延在する第２の導電部材に一体形成され、この第２の導電部材の弾性変形によって、第２および第４のレールに向かって付勢されていることが好ましい。また、上記本体部の内部にスイッチ機構を設けてもよい。このスイッチ機構は、第１の接点と第３の接点との間を選択的に導通させると共に、第２の接点と第４の接点との間を選択的に導通させる。さらに、上記第１ないし第４の接点は、レールの側面に形成された凹部と係合する先端形状を有していてもよい。

第１の発明において、レールの直内側で、かつ、線路を走行する車両の車輪が備えるフランジが通過するフランジ通過部位において、レールの踏面を基準とした第１ないし第４の接点の深さは、レールの踏面を基準としたフランジの突出高よりも大きいことが好ましい。

第２の発明は、絶縁性のギャップ本体と、スイッチ機構とを有する鉄道模型用のギャップキャンセラを提供する。ギャップ本体は、互いに隣り合ったレールの繋ぎ目に取り付けられる。スイッチ機構は、ギャップ本体の内部に設けられ、互いに隣り合ったレール間を選択的に絶縁または導通させる。なお、第２の発明は、後述する第３の実施形態に対応する。

第１の発明によれば、線路の上面における、互いに平行な一対のレールの間にギャップキャンセラを取り付ければ、ギャップによって設定された線路間の絶縁状態を簡単に解除できる。また、ギャップキャンセラを線路から取り外せば、線路間を本来の絶縁状態に簡単に戻すことができる。

第２の発明によれば、絶縁性のギャップ本体の内部に、レール間を選択的に導通させるスイッチ機構を設け、このスイッチ機構を操作することによって、線路間の絶縁および導通の切り替えを簡単に行うことができる。

第１の実施形態に係るギャップキャンセラの外観斜視図 第１の実施形態に係るギャップキャンセラの配置状態の外観斜視図 第１の実施形態に係るギャップキャンセラの斜視展開図 図２のＡ−Ａ断面図 第２の実施形態に係るギャップキャンセラの外観斜視図 第２の実施形態に係るギャップキャンセラの概念図 一対の線材を用いたギャップキャンセラの概念図 レールとの接触状態を示す図 第３の実施形態に係るギャップキャンセラの外観斜視図 第３の実施形態に係るギャップキャンセラの概念図 ジョイントによる線路同士の接続の説明図 ギャップの外観斜視図 セクション分割されたレイアウトの説明図

（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係るギャップキャンセラの外観斜視図であり、図２は、その配置状態の外観斜視図である。このギャップキャンセラ１Ａは、鉄道模型の規格の一つであるＮゲージ用であり、本体部２と、４つの接点３ａ〜３ｄとを主体に構成されている。プラスチック製の本体部２は、２本の連続した線路４，５における一対のレール間に着脱自在に取り付けられる。一方の線路４は一対のレール４ａ，４ｂで構成されており、他方の線路５は一対のレール５ａ，５ｂで構成されている。また、端部同士が向き合って連続した１本の軌跡を形成するレール４ａ，５ａの間には、樹脂製のギャップ６ａが取り付けられていると共に、同様の軌跡を形成するレール４ｂ，５ｂの間には、ギャップ６ｂが取り付けられている。これらのギャップ６ａ，６ｂによって、２本の線路４，５は一つの連続した軌跡を形成するが、電気的には接続されておらず、互いに絶縁された状態となる。

４つの接点３ａ〜３ｄは、４本のレール４ａ，４ｂ，５ａ，５ｂのうち、位置的に対応するものの内側面と当接するように、本体部２の両側部から突出している。具体的には、接点３ａは、レール４ａの内側面と当接するように、本体部２における一方の側部から突出している。接点３ｂは、レール４ａと対をなすレール４ｂの内側面と当接するように、本体部２における他方の側部から突出している。接点３ｃは、レール４ａにギャップ６ａを介して接続されたレール５ａの内側面と当接するように、本体部２における一方の側部から突出している。接点３ｄは、レール４ｂにギャップ６ｂを介して接続され、かつ、レール５ａと対をなすレール５ｂの内側面と当接するように、本体部２における他方の側部から突出している。また、本体部２の一方の側部より突出した２つの接点３ａ，３ｃは、互いに電気的に接続されていると共に、本体部２の他方の側部より突出した２つの接点３ｂ，３ｄは、互いに電気的に接続されている。さらに、４つの接点３ａ〜３ｄは、レールの内側面に向かって付勢されている。

図３は、ギャップキャンセラ１Ａの斜視展開図である。本体部２は、下本体部２ａと上本体部２ｂとを重ね合わせて係合することで一体化され、両者の挟持によって、一対の導電部材７，８が保持される。それぞれの導電部材７，８は、所定の形状にカットされた金属製の板材を折り曲げることによって形成されている。一方の導電部材７は、１本の連続した軌跡を形成するレール４ａ，５ａに沿って延在していると共に、接点３ａ，３ｃが一体で形成されている。また、他方の導電部材８は、１本の連続した軌跡を形成するレール４ｂ，５ｂに沿って延在していると共に、接点３ｂ，３ｄが一体で形成されている。

本体部２における一方の側部より突出した接点３ａ，３ｃは、導電部材７の材質および変形に起因した付勢力（弾性力）によって、レール４ａ，５ａの内側面に向かって付勢されている。また、本体部２における他方の側部より突出した接点３ｂ，３ｄは、導電部材８の材質および変形に起因した付勢力（弾性力）によって、レール４ｂ，５ｂの内側面に向かって付勢されている。それぞれの接点３ａ〜３ｄは、略Ｉ字状の断面形状を有するレールにおける側面の凹み（凹部）と係合する先端形状を有する。

図４は、図２のＡ−Ａ断面図である。線路４にギャップキャンセラ１Ａが取り付けられた状態において、導電部材７の一方の側部より延出した接点３ａは、下方に導かれて線路４の上面近傍を略水平に延在した後、上方に向かって起立し、その先端がレール３ａ側の凹部と当接している。また、導電部材７の他方の側部より延出した接点３ｂは、下方に導かれて線路４の上面近傍を略水平に延在した後、上方に向かって起立し、その先端がレール３ｂ側の凹部と当接している。これらの接点３ａ，３ｂの先端同士の間隔は、一対のレール４ａ，４ｂの間隔よりも若干大きく形成され、自己の縮み変形に起因した弾性力によってレール３ａ，３ｂ側の凹部と係合し、これによって、ギャップキャンセラ１Ａが線路４上に係止される。

ここで、接点３ａ，３ｂを下方に導いた後に上方に起立した形状、換言すれば、それぞれのレール４ａ，４ｂの直内側に存在するフランジ通過部位Ｂを陥没させている理由は、走行車両の車輪が備える大径のフランジとの干渉を避けるためである。フランジが通過するフランジ通過部位Ｂにおいて、接点３ａ，３ｂがレール踏面の近傍の高い位置に存在すると、車輪が接点３ａ，３ｂに乗り上げてしまい、車両が脱線するおそれがある。この問題は、フランジ通過部位Ｂにおける接点３ａ，３ｂの位置を低くすることで解消できる。具体的には、レール４ａ，４ｂの踏面を基準としたフランジの突出高をＨ１、この踏面を基準とした接点３ａ，３ｂの位置（深さ）をＨ２とすると、Ｈ１＜Ｈ２の関係を満たすように設定すればよい。

ユーザは、線路４，５間における所望の電気状態に応じて、ギャップキャンセラ１Ａを選択的に使用する。具体的には、ギャップ６ａ，６ｂによって絶縁された線路４，５間を導通させたい場合、線路４，５の繋ぎ目部分にギャップキャンセラ１Ａを上から嵌め込む。これにより、導電部材７，８が自己の付勢力（弾性力）に抗して変形し、その先端部分がレール内側面に形成された凹みと係合することで、ギャップキャンセラ１Ａが係止される。ギャップキャンセラ１Ａが取り付けられた状態では、電気的に接続された接点３ａ，３ｃを介してレール４ａ，５ａが導通すると共に、電気的に接続された接点３ｂ，３ｄを介してレール４ｂ，５ｂが導通する。その結果、ギャップ６ａ，６ｂによって設定された線路４，５間の絶縁状態が解除される。

このように、第１の実施形態によれば、線路４，５を構成する一対のレールの間にギャップキャンセラ１Ａを取り付ければ、ギャップ６ａ，６ｂによって設定された線路４，５間の絶縁状態を簡単に解除できる。また、ギャップキャンセラ１Ａを取り外せば、線路４，５間を本来の絶縁状態に簡単に戻すことができる。

（第２の実施形態）
図５は、第２の実施形態に係るギャップキャンセラの外観斜視図である。このギャップキャンセラ１Ｂの特徴は、本体部２の内部にスイッチ機構９を設けて、接点３ａ，３ｃ間の導電（および接点３ｂ，３ｄ間の導通）を選択的に行えるようにした点である。

図６は、ギャップキャンセラ１Ｂの概念図である。なお、同図において、上述した第１の実施形態と同一の部材については同一の符号を付して、ここでの説明を省略する（後述する各図についても同様。）。このギャップキャンセラ１Ｂにおいて、接点３ａ，３ｃ間を電気的に接続する導通部材７（図３参照）は、２つの導通部材７ａ，７ｂに分割されており、導電部材７ａには接点３ａが、導電部材７ｂには接点３ｃがそれぞれ形成されている。これらの導電部材７ａ，７ｂは、端部同士が互いにオーバーラップしており、外力が加わっていない状態では、互いに離れている（非導通状態）。同様に、接点３ｂ，３ｄ間も導通部材８ａ，８ｂに分割されており、導電部材８ａには接点３ｂが、導電部材８ｂには接点３ｄがそれぞれ形成されている。これらの導電部材８ａ，８ｂも、端部同士が互いにオーバーラップしており、外力が加わっていない状態では離れている（非導通状態）。

本体部２の内部には、スイッチ機構９の一部を構成する楕円状のカム９ａが回転自在に取り付けられている。ユーザは、ドライバー等を図５に示したスイッチ機構９の溝に差し込んで、カム９ａを回転させる。これにより、縮径していたカム９ａが拡径する。これにより、カム９ａの外周によって導通部材７ａ，８ｂが押し広げられて、導電部材７ａ，７ｂ同士と導電部材８ａ，８ｂ同士とがそれぞれ接触して、導通状態となる。さらにカム９ａを回転させると、拡径していたカム９ａが縮径する。これによって、押し広げられていた導通部材７ａ，８ｂが自己の弾性力によって元の離れた状態に復帰して、非導通状態となる。

このように、第２の実施形態によれば、線路４，５を構成する一対のレールの間にギャップキャンセラ１Ｂを取り付けることで、第１の実施形態と同様、ギャップ６ａ，６ｂによって設定された線路４，５間の絶縁状態を簡単に解除できる。特に、第２の実施形態によれば、ギャップキャンセラ１Ｂを取り外さなくとも、スイッチ機構９を操作するだけで、線路４，５間を本来の絶縁状態に簡単に戻すことができる。

なお、第２の実施形態では、カム９ａを用いた回転式のスイッチ機構９により、線路４，５間の電気的状態（導通／非導通）の切り替えを行っているが、スイッチ機構９は、一方の導電部材に対して他方の導電部材を相対的にスライドさせることによって、電気的状態の切り替えを行うスライド式の機構で実現してもよい。

また、上述した第１および第２の実施形態では、同一の側部より突出した２つの接点を導通させる導通部材として金属製の板材を用いているが、これに代えて、金属製の線材を用いてもよい。図７は、一対の線材を用いたギャップキャンセラの一例を示す概念図である。このギャップキャンセラ１Ｃにおいて、それぞれの導電部材７’，８’は、一本の線材によって形成されており、３つの規制片２ｃ〜２ｅによって略Ｖ字状に支持されている。すなわち、導電部材７’，８’は、中間に位置する規制片２ｄによって撓み変形し、この両端に位置する規制片２ｃ，２ｅによって逆方向に撓み変形することによって、レール４ａ,４ｂ，５ａ，５ｂと当接している。これにより、導電部材７’，８’が備える４つの辺は、その先端部位がレール４ａ,４ｂ，５ａ，５ｂに押し付けられて、接点３ａ〜３ｄとして機能する。なお、車輪のフランジとの干渉を避けるべく、フランジ通過部位Ｂ（図４参照）において、接点３ａ〜３ｄの位置Ｈ２（深さ）は、フランジの突出高Ｈ１よりも大きくなるように設定されている。

また、図７の構成において、導電部材７’，８’を変形させる２つの規制片２ｃの間隔、および、２つの規制片２ｅの間隔の少なくとも一方をスライドさせて、レール４ａ，４ｂ，５ａ，５ｂに対する接点３ａ〜３ｄの当接／離間を切り替えれば、スイッチ機構を実現できる。

さらに、上述した第１および第２の実施形態では、図８に示すように、レール内側面Ｃ（凹部の底面）に接点３ａ〜３ｄを当接させる例について説明したが、レール頭部からくびれた下向き面Ｄ（凹部の壁面）にこれらを当接させてもよい。この場合、接点３ａ〜３ｄの先端部位を上方に屈曲させて、これらの先端が下向き面Ｄを下方から押し上げるようにすればよい。また、接点３ａ〜３ｄを上下にスライドさせて、レール４ａ，４ｂ，５ａ，５ｂに対する接点３ａ〜３ｄの当接／離間を切り替えれば、スイッチ機構を実現できる。さらに、部位Ｃ，Ｄの両方に接点３ａ〜３ｄを当接させるようにしてもよい。

（第３の実施形態）
図９は、第３の実施形態に係るギャップキャンセラの外観斜視図である。このギャップキャンセラ１Ｄの特徴は、絶縁性のギャップ本体１０の内部にスイッチ機構１１を設けて、ギャップの解除をギャップ自身で行えるようにした点である。

図１０は、ギャップキャンセラ１Ｄの概念図である。ギャップ本体１０の内部には、スイッチ機構１１の一部を構成する金属製の線材がスライド自在に取り付けられている。この線材は、所定の形状に折り曲げられており、略コ字状に折り曲げられた操作部１１ａと、その両端から屈曲して延在する２つの接点部１１ｂ，１１ｃとを有する。操作部１１ａは、ギャップ本体１０に設けられたスリットを介して外部に臨んでおり、スリットの範囲内でレール４ａ，５ａの延在方向に可動させることができる。一方の接点部１１ｂは、操作部１１ａの一端から略直角に屈曲しており、スライド位置に関わりなく、常にレール４ａと接触する。他方の接点部１１ｃは、操作部１１ａの他端（一端側よりも足が短い。）から斜めに屈曲している。この接点部１１ｃは、ギャップ本体１０に設けられた接触片１１ｄと当接しているため、スライド位置に応じて傾斜角度が変化する。すなわち、操作部１１ａが接触片１１ｄに近づくにつれて、レール５ａの延在方向に対する接点部１１ｃの傾斜の度合いが大きくなって、接点部１１ｃの先端部位がレール５ａと当接する（導通状態）。逆に、操作部１１ａを接触片１１ｄから遠ざけると、線材自体の弾性（復元力）によって、接点部１１ｃの先端部位がレール５ａから離れる（非導通状態）。

このように、第３の実施形態によれば、絶縁性のギャップ本体１０の内部に、レール４ａ，５ａ間を選択的に導通させるスイッチ機構１０を設け、このスイッチ機構１０を操作することによって、絶縁状態および導通状態の切り替えを簡単に行うことができる。

１Ａ〜１Ｄ ギャップキャンセラ
２ 本体部
２ａ 下本体部
２ｂ 上本体部
２ｃ〜２ｅ 規制片
３ａ〜３ｄ 接点
４，５ 線路
４ａ，４ｂ，５ａ，５ｂ レール
６ａ，６ｂ ギャップ
７，７’，８，８’ 導電部材
９，１１ スイッチ機構
９ａ カム
１０ ギャップ本体

Claims (6)

1. ジョイントの代わりにギャップを嵌め込むことによって設定された線路間の絶縁状態を解除するために用いられる鉄道模型用のギャップキャンセラにおいて、
   線路の上面における、互いに平行な一対のレールの間に着脱自在に取り付けられる本体部と、
   第１のレールと当接するように、前記本体部における一方の側部から突出した第１の接点と、
   前記第１のレールと平行な対をなす第２のレールと当接するように、前記本体部における他方の側部から突出した第２の接点と、
   前記第１のレールに前記ギャップを介して接続される第３のレールと当接するように、前記本体部における前記一方の側部から突出していると共に、前記第１の接点に電気的に接続される第３の接点と、
   前記第２のレールに前記ギャップを介して接続され、かつ、前記第３のレールと平行な対をなす第４のレールと当接するように、前記本体部における前記他方の側部から突出していると共に、前記第２の接点に電気的に接続される第４の接点と
   を有することを特徴とするギャップキャンセラ。
2. 前記第１ないし第４の接点は、それぞれが対応する前記レールとの当接面に向かって付勢されていることを特徴とする請求項１に記載されたギャップキャンセラ。
3. 前記第１および第３の接点は、前記第１および第３のレールに沿って延在する第１の導電部材に一体形成され、当該第１の導電部材の弾性によって、前記第１および第３のレールに向かって付勢され、
   前記第２および第４の接点は、前記第２および第４のレールに沿って延在する第２の導電部材に一体形成され、当該第２の導電部材の弾性によって、前記第２および第４のレールに向かって付勢されていることを特徴とする請求項２に記載されたギャップキャンセラ。
4. 前記本体部の内部に設けられ、前記第１の接点と前記第３の接点との間を選択的に導通させると共に、前記第２の接点と前記第４の接点との間を選択的に導通させるスイッチ機構をさらに有することを特徴とする請求項１に記載されたギャップキャンセラ。
5. 前記第１ないし第４の接点は、前記レールの側面に形成された凹部と係合する先端形状を有することを特徴とする請求項１に記載されたギャップキャンセラ。
6. 前記レールの直内側で、かつ、前記線路を走行する車両の車輪が備えるフランジが通過するフランジ通過部位において、前記レールの踏面を基準とした前記第１ないし第４の接点の深さは、前記レールの踏面を基準としたフランジの突出高よりも大きいことを特徴とする請求項１に記載されたギャップキャンセラ。

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