JPH0417014B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は落雷から高度に保護され電気的に操作
される遠隔制御機構に係る。

このような機構では、情報は送信側又は受信側
において、リレーの開閉によつて表現される。従
つてさまざまな結合装置が電送線路に接続されて
いるから、その機能は線路の電位が変化した場合
は重大な影響を受ける恐れがある。

電送線路の任意の点にあるいは近傍に電撃が生
じた場合、雷電圧は落雷点から電送線路の両端子
に伝播する過電圧を生ぜしめる。

したがつて、この結合装置はこの過電圧を受
け、重大な損傷が生じるおそれがある。

この形式の装置の場合、電流の導通を確保する
ため、該装置を接地することもできるが、この安
全策は接地に常につきまとうインピーダンスの問
題があるため確実性がない。雷撃が装置のうちの
１個に限られた場合、装置の電位の瞬間的上昇が
生じ、したがつて、電送線路と装置との間に電位
差が生じ得る。

これらの不都合を避けるため、電線を用いた２
進情報の電送機構をつくることが提案されたが、
この機構では送信機と受信機とが両者とも10万Ｖ
まで上昇する電圧に耐えるため電送線路及び装置
に対して十分に絶縁されている。

このような条件下で電送線路の電位は無関係で
あり、接地してもしなくてもよい。

本発明の目的は、信号電送線路を介して信号を
電送する装置用の過電圧に耐えられる保護機構を
提供することにある。換言すれば、電送線路を用
いる信号電送設備において落雷により約10万Ｖま
で上昇する電送線路の電圧に耐えられるようにす
るために、送信機及び受信機が両者とも落雷によ
る過電圧に対して十分保護されるような保護機構
を提供することである。

本発明によれば前記目的は、落雷に誘導された
過電圧を受ける信号電送線路に接続された送信機
と遠方の受信機とを有する遠隔制御機構であつ
て、前記送信機は、オン・オフの信号の入力手段
とオン・オフ信号を送信用発振変圧器で一つの電
気振動に変換する送信用発振手段とを備えてお
り、前記送信用発振変圧器は該送信用発振変圧器
を高絶縁破壊電圧及び巻線間に低結合容量を有す
る送信用絶縁形変成器に結合する手段を具備して
おり、前記送信用絶縁形変成器は送信用整流器、
及び前記送信用整流器に結合されるとともに前記
信号電送線路の短絡・開放状態を制御すべく配置
され前記信号電送線路に接続された信号出力端子
の間で移動自在な接触部材を含む送信用リレーに
結合されており、遠方に位置する前記受信機は前
記信号電送線路に接続された信号入力端子、連続
して電力を供給される電力入力手段、及び受信用
発振変圧器で入力電力を他の電気振動に変換する
受信用発振手段を備えており、前記受信用発振変
圧器は前記送信絶縁形変成器に類似する１次及び
２次巻線を有する受信用絶縁形変成器、前記受信
用絶縁形変成器の前記１次巻線に結合された閾値
検出回路、及び前記閾値検出回路によつて制御さ
れる負荷リレーに結合されており、前記受信用絶
縁形変成器の前記２次巻線は前記信号入力端子を
介して前記信号電送線路に結合されており、前記
閾値検出回路は前記送信用リレーの接触部での前
記信号電送線路の短絡による前記受信用絶縁形変
成器の前記１次巻線及び前記２次巻線の電流量の
増加によつて活性化されて前記負荷リレーを励起
する一方で、前記送信用リレーの接触部での前記
信号電送線路の開放による前記受信用絶縁形変成
器の前記１次巻線及び前記２次巻線の電流量の減
少によつて不活性化されて前記負荷リレーの励起
を停止するように構成されている遠隔制御機構に
よつて達成される。

本発明においては、送信用発振手段がオン・オ
フ信号を送信用発振変成器で一つの電気振動に変
換し、送信用発振変圧器が送信用発振変圧器を高
絶縁破壊電圧及び巻線間に低結合容量を有する送
信用絶縁形変成器に結合する手段を有しており、
送信用絶縁形変成器が信号電送線路の短絡・開放
状態を制御すべく配置され信号電送線路に接続さ
れた信号出力端子の間で移動自在な接触部材を含
む送信用リレーに結合されており、信号入力端子
が信号電送線路に接続され、電力入力手段は連続
して電力を供給され、受信用発振手段が受信用発
信変圧器で入力電力を他の電気振動に変換し、受
信用発振変圧器が送信用絶縁形変成器に類似する
１次巻線及び２次巻線を有する受信用絶縁形変成
器、該受信用 絶縁形変成器の１次巻線に結合された閾値検出回
路、及び閾値検出回路によつて制御される負荷リ
レーに結合され、受信用絶縁形変成器の２次巻線
が信号入力端子を介して信号電送線路に結合さ
れ、閾値検出回路が送信用リレーの接触部での信
号電送線路の短絡による受信用絶縁形変成器の１
次巻線及び２次巻線の電流量の増加によつて活性
されて負荷リレーを励起する一方で、送信用リレ
ーの接触部での信号電送線路の開放による受信用
絶縁形変成器の１次及び２次巻線の電流量の減少
によつて不活性化されて負荷リレーの励起を停止
するように構成されているが故に、送信機の送信
用発振変圧器が送信用絶縁形変成器を介して信号
電送線路に結合されかつ受信機の受信用発振変圧
器、閾値検出回路及び負荷リレーが受信用絶縁形
変成器を介して信号電送線路に結合され、かつ信
号電送線路に落雷事故が発生しても送信用絶縁形
変成器及び受信用絶縁形変成器の信号電送線路側
でない巻線側の夫々に生起される電圧が軽微なの
で落雷による過電圧が送信用発振変圧器、受信用
発振変圧器、閾値検出回路及び負荷リレーへ伝播
することを阻止し得、送信用発振変圧器、受信用
発振変圧器、閾値検出回路及び負荷リレーを落雷
事故による過電圧から適切に保護し得、該送信機
及び受信機によつて情報信号を遠隔地へローコス
トで電送し得る。

添付図面の第１図から第６図に基づいて本発明
の実施例を説明する。

第１図及び第２図は送信機の概略図、第３図及
び第４図は受信機の概略図、第５図は送信機の詳
細な説明図、及び第６図は第５図に示される送信
機に電送線路を介して接続されており遠距離に設
置され得る受信機の詳細な説明図である。

送信機の入力手段としての入力端子２に、交流
の場合はダイオード３によつて整流される標準電
圧24V又は48Vの電流が存在すると、トランジス
タ５及び６と送信用発振変圧器９の巻線７及び８
とを含む送信用発振手段としての発振器４の作動
が開始される。この発振器４は周波数20KHzの交
流電圧を発生し、これが送信用絶縁形変成器１０
に印加される。送信用ブリツジ整流器１１は、変
成器１０の内力端子にある交流電圧から出発して
直流電圧を生起する。この直流電圧は送信用リレ
ー１２を作動させ、避雷器１３，１４により保護
されたこのリレーの接触部は線路の短絡若しくは
開路を可能ならしめる。

線路が送信機の信号出力端子１５と受信機の信
号入力端子３３とに接続されている。線路は低電
圧で作動するべく設計されておりその単独の機能
は低電圧、低電流信号エネルギを電送することに
ある。１３，１４，３２に示される型の通常の落
雷保護装置（避雷器）は、ある程度の落雷を保護
するが送信機及び受信機を確実に過電圧から保護
し得るという信頼性を提供し得るものではない。
これらの装置は、通常ソリツドステート型又はイ
オンガス放電型である。両者の場合、安全な基準
に対して過電圧で放電する前に固有の遅延時間が
存在する。送信機・受信機等の機器の破壊はミリ
秒単位ではあるがこの遅延時間中に発生する。比
較的低コストであるが故に、機器の破損が発生し
ても大災害とならないようなところに通常の避雷
器がかなり使用されている。しかしながら、一般
的には乗客を運ぶケーブルカーや落雷による破壊
が許されないような場合でも通常の避雷器が使用
されている場合がある。本発明の背景にある設計
思想は、単一の線路を使用する遠隔制御装置に高
度の落雷保護を行うことである。この設計の基本
となる要素は、線路を電気的に絶縁する送信機の
送信用絶縁形変成器１０及び受信機の受信用絶縁
形変成器２７である。夫々の絶縁形変成器は、エ
ポキシ樹脂に含浸され外部電流によるクリープ現
象を排除すべく形成された１次巻線及び２次巻線
を含む。絶縁形変成器は、１次巻線及び２次巻線
間の電気容量を小とすべく設計されている。この
小なる電気容量によつて入力端に例えば100KV
の過電圧が印加されても出力端では10V以下に低
減される。

送信機および受信機の両者とも回路の絶縁特性
についての利点を得るために設計が絶縁形変成器
に向けられている。

送信機はフエライトを用いて絶縁することがで
きる。このフエライトの絶縁特性は変成器の磁力
回路構成用として公知である。他方では、送信機
全体は絶縁性合成樹脂製の円筒ブロツクに封入さ
れているが、本発明の実施例で用いられる材料は
エポキシド樹脂である。

入力端子２及び信号出力端子１５間で絶縁体に
沿つて生じる電流の傾斜の危険は、円筒長をこの
傾斜距離を上回る長さにすることにより避けるこ
とができ、したがつて、変成器１０の出力端子に
対応させた線路が考えられる。

本発明の別の実施例では、変成器１０のかわり
に開路変成器を使用し得る。この開路変成器は変
成器１０の磁器回路がフエライト棒によつて置換
えられ、この上に１次コイルを巻付ける。次にフ
エライト棒を、一端を密閉し内部を樹脂で満たし
次に一端を密閉した絶縁樹脂製の単純な中空円筒
の内部へ入れる。次に２次回路をこの円筒に沿つ
て１次回路と同心に巻付ける。

変成器１０の２次側で得られる電流は、この実
施例ではリレー１２を作動させるのには十分では
ない。

変成器１０の２次側の端子の交流電流はトラン
ジスタのベースを飽和させるためコンデンサとダ
イオードにより整流されなければならず、したが
つてそのインピーダンスは極めて小さくなる。同
様に発振器４は正弦波発生器によつておきかえら
れ得る。

受信機１８はその外観並びに部材の大部分は送
信機と同じである。

受信機１８は、トランジスタ２２，２３とコイ
ル２４，２５とを含む受信用発振手段、必要な場
合にはダイオード２０により整流される24Vない
し48Vの電圧は常時印加される電力入力手段１
９、及び前述の変圧器９と同一の受信用発振変圧
器２６と絶縁変成器２７とを含む。絶縁変成器２
７は変成器１０に概念的に類似しているが、機能
は異なる。整流器２８に結合された受信機の信号
入力端子３３は避雷器３２により保護されてい
る。整流器２８は、変成器２７の２次回路の出力
端子に結合される。変圧器２６の２次側（出力
側）に生じる交流電圧は、直列接続では、変成器
２７の１次回路、ブリツジ整流器３０及びリレー
２９を制御するための、トランジスタ１６及び１
７によりなり閾値検出回路１６，１７を含む回路
に印加される。

変成器２７の２次回路が開路すると、１次回路
のインピーダンスは閾値を検出する回路の端子電
流を十分限定し得る大きさを有する。それ故受信
機が受信すべき情報に関しての情報信号を生起す
る役割を果たすリレー２９は励起されない。線路
の短絡は変成器２７の２次回路の閉路を引起こ
す。すなわち変成器２７の１次回路のインピーダ
ンスは、変成器２７の２次回路の閉路がリレー２
９を作動させ得る十分な電流が得られる程に減少
する。

したがつて、電送されるべき情報信号が、リレ
ー２９によつて生起され得る。

ブリツジ２８及びコンデンサ３１は、線路の寄
生容量が変成器２７の２次回路の閉路を防ぎ、ま
た他方では線路への落雷による電磁放射によつて
生じる他の装置への攪乱を防止し得るものであ
る。

受信機全体の絶縁は、送信機と同じ方法で得ら
れる。また変成器２７は送信機の変成器１０と同
様に他の開路変成器に置換え得る。更に受信機の
発振器は正弦波信号の発生器で代用し得る。

次に本実施例の作動について説明する。

交流又は直流の24V乃至48Vのオン・オフの入
力信号が第５図の送信機の入力端子２へ印加され
る。入力信号が、順次前述の絶縁形変成器１０へ
結合されている発信変圧器９に約20KHzの周波数
を設定する発信器４に供給される。絶縁形変成器
１０の出力は、整流器１１で整流され線路を短
絡・開放の二つの切替モードを機能すべくリレー
１２を作動させる。入力端子２へ入力信号が印加
されているとき、リレー１２は線路を短絡する第
１の切替モードとされ、入力信号が印加されない
ときリレー１２は線路を開放する第２の切替モー
ドとされる。避雷器１３及び１４は通常どおりに
作動し過電圧の減衰に関して絶縁形変成器１０の
作用を補助する。しかし避雷器１３及び１４のみ
では送信機及び受信機を保護し得ない。

線路は受信機の端子３３に接続されている。受
信機には入力手段１９へ交流又は直流の24V乃至
48Vの入力が連続的に印加される。整流器２０、
発振手段、及び発振変圧器２６は通常の構成を有
し、20KHzの信号を絶縁形変成器２７へ結合すべ
く基本的には送信機のそれと同様に作動する。絶
縁形変成器２７の１次回路の整流された電流を検
知する閾値検出回路１６，１７は、所定のレベル
の電流を検出したときに負荷リレー２９を作動さ
せる。絶縁形変成器２７の２次側の電流は整流器
２８で整流され端子３３において線路へ送られ
る。リレー１２が励起されたとき線路が短絡され
絶縁形変成器２７の１次側及び２次側電流が増加
する。増加した電流は、閾値検出器によつて検出
され負荷リレー２９を励起する。リレー１２が励
起されないときは、線路が開放され絶縁形変成器
２７の１次側及び２次側電流が線路が短絡された
ときよりも減少するので閾値検出回路により検出
されずリレー２９が励起されない。

リレー２９の励起・非励起に応じてリレー２９
の接片３５がリレー２９の接点３６間を移動し所
定の情報信号が端子３４に生起される。

この機構の種々のセクシヨンは落雷によつて生
起される高電圧を阻止し減少させるべく夫々の場
所で電気的に分離されている。送信機の入力端子
２へ過電圧が加えられたときは絶縁形変成器１０
の１次回路によつて２次回路への過電圧の伝播が
阻止され得、変成器固有の設計故に２次回路にお
いて無視し得る値に減少し得る。１次回路の過電
圧は無視し得る値に減少し線路の二つの導線に導
入されても受信機側のトランジスタ及びダイオー
ドの回路には影響を与えない。受信機の電力入力
手段１９に過電圧が加えられたときも同様の方法
で保護され得る。線路上の過電圧の送信機及び受
信機への侵入は、絶縁形変成器２７，１０により
阻止され過電圧は減衰される。通常の避雷器１
３，１５，３２は該処理を補助する。

以上の実施例は特に、遠隔制御装置、特定的に
はロープウエイ、もしくはゴンドラ式リフト用と
して適用され得る。

この種の装置は、使用中は停止することができ
ず、したがつて作動中に雷撃を受けて制御装置を
破壊してしまう危険が生じる。

本発明の遠隔制御機構の実施例を前述のロープ
ウエイ、もしくはゴンドラ式リフト用に使用すれ
ば電送線路に落雷が生じた場合に避電器の作動と
相まつて遠隔制御機構全体を保護し得る。

他の適用例としては特に、イオン加速器の保護
に用いることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は送信機の概略図、第３図及
び第４図は受信機の概略図、第５図は送信機の詳
細な説明図、及び第６図は受信機の詳細な説明図
である。 ２……入力端子、４……発振器、５，６，２
２，２３……トランジスタ、９，２６……変圧
器、１０，２７……変成器、１２，……送信用リ
レー、１５……信号出力端子、１６，１７……閾
値検出回路、１９……電力入力手段、２９……負
荷リレー、３３……信号入力端子。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 落雷に誘導された過電圧を受ける信号電送線
   路に接続された送信機と遠方の受信機とを有する
   遠隔制御機構であつて、前記送信機は、オン・オ
   フ信号の入力手段２とオン・オフ信号を送信用発
   振変圧器９で一つの電気振動に変換する送信用発
   振手段４とを備えており、前記送信用発振変圧器
   ９は該送信用発振変圧器を高絶縁破壊電圧及び巻
   線間に低結合容量を有する送信用絶縁形変成器１
   ０に結合する手段を具備しており、前記送信用絶
   縁形変成器１０は送信用整流器１１、及び前記送
   信用整流器に結合されるとともに前記信号電送線
   路の短絡・開放状態を制御すべく配置され前記信
   号電送線路に接続された信号出力端子１５の間で
   移動自在な接触部材を含む送信用リレー１２に結
   合されており、遠方に位置する前記受信機は前記
   信号電送線路に接続された信号入力端子３３、連
   続して電力を供給させる電力入力手段１９、及び
   受信用発振変圧器２６で入力電力を他の電気振動
   に変換する受信用発振手段を備えており、前記受
   信用発振変圧器は前記送信用絶縁形変成器１０に
   類似する１次巻線及び２次巻線を有する受信用絶
   縁形変成器２７、前記受信用絶縁形変成器の前記
   １次巻線に結合された閾値検出回路１６，１７、
   及び前記閾値検出回路によつて制御される負荷リ
   レー２９に結合されており、前記受信用絶縁形変
   成器２７の前記２次巻線は前記信号入力端子を介
   して前記信号電送線路に結合されており、前記閾
   値検出回路は前記送信用リレーの接触部での前記
   信号電送線路の短絡による前記受信用絶縁形変成
   器２７の前記１次巻線及び前記２次巻線の電流量
   の増加によつて活性化されて前記負荷リレー２９
   を励起する一方で、前記送信用リレーの接触部で
   の前記信号電送線路の開放による前記受信用絶縁
   形変成器の前記１次巻線及び前記２次巻線の電流
   量の減少によつて不活性化されて前記負荷リレー
   の励起を停止するように構成されている遠隔制御
   機構。 ２ 前記送信用絶縁形変成器１０は、落雷によつ
   て誘導される過電圧の前記送信機への侵入を阻止
   し、前記送信機を破壊することなく過電圧を減衰
   するように構成されている特許請求の範囲第１項
   に記載の装置。 ３ 前記受信用絶縁形変成器２７は落雷によつて
   誘導される過電圧の前記受信機への侵入を阻止
   し、前記受信機を破壊することなく過電圧を減衰
   するように構成されている特許請求の範囲第１項
   に記載の装置。