JPH09226580A

JPH09226580A - 軌道回路

Info

Publication number: JPH09226580A
Application number: JP3411496A
Authority: JP
Inventors: Masanori Yamamoto; 山本　　正宣; Kazuo Takahashi; 和雄高橋; Kiyozo Matsuzawa; 喜代三松沢
Original assignee: Nippon Signal Co Ltd
Current assignee: Nippon Signal Co Ltd
Priority date: 1996-02-21
Filing date: 1996-02-21
Publication date: 1997-09-02

Abstract

(57)【要約】【課題】天候等の変動要因に対する受信軌道信号の電
圧変動を少なくし、車両検知特性の悪化を防止し得る軌
道回路を提供する。【解決手段】軌道１は、複数の区間１Ｔ〜３Ｔに区画
される。インピーダンスボンド２１、２２は、区間１Ｔ
〜３Ｔの両端部に個別に接続される。信号発生回路３
は、軌道信号Ｓ11と、局部信号Ｓ２とを発生する。定電
圧トランス４は、信号発生回路３とインピーダンスボン
ド２１との間に接続され、軌道信号Ｓ11が入力され、一
定化された電圧レベルを有する送信軌道信号Ｓ12を出力
する。軌道リレー５は、インピーダンスボンド２２で受
信された受信軌道信号Ｓ13及び局部信号Ｓ２によって励
磁されたときに出力接点Ｔr1が閉成し、励磁されなくな
ったときに出力接点Ｔr1が開成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、軌道回路に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来の軌道回路、例えば商用周波軌道回
路は、鉄道技術者のための電気概論・信号シリーズNo.
９・「軌道回路」（日本鉄道電気技術協会発行）の第１
０頁〜第１１頁に詳述されている。

【０００３】この公知文献に見られるように、従来の商
用周波軌道回路は、商用電源を軌道信号として使用し、
軌道トランス及びインピーダンスボンドを介して当該区
間の一端側に送信軌道信号を供給する。軌道トランスと
インピーダンスボンドとの間には、軌道抵抗子が直列接
続される。軌道抵抗子は、軌間短絡時に軌道に流れる電
流を制限し、軌道トランス等を保護する。

【０００４】当該区間の他端側には別のインピーダンス
ボンドが接続され、別のインピーダンスボンドが軌道を
介して伝送される送信軌道信号を受信する。別のインピ
ーダンスボンドには、軌道リレーが接続されている。軌
道リレーは、局部信号と、別のインピーダンスボンドか
ら供給される受信軌道信号とによって励磁される。局部
信号は、軌道信号と同一の商用電源が使用される。軌道
リレーは、例えば、受信軌道信号の電圧レベルが１Ｖ以
上である場合に励磁される。このため、受信軌道信号の
電圧レベルは、当該区間に車両が在線しない場合に１Ｖ
以上となるように調整される。

【０００５】軌道リレーは、当該区間が車軸により軌間
短絡され、受信軌道信号の電圧レベルが低下すると、落
下し、出力接点（扛上接点）が開成する。扛上接点の
「開成」は、車両「有」の車両検知信号を構成する。

【０００６】上述のように、商用周波軌道回路は、軌道
抵抗子を有するので、受信軌道信号の電圧は、軌道抵抗
子と軌道インピーダンス（レール部分のインピーダン
ス）との抵抗分圧に応じた電圧となる。このため、雨天
等の天候条件により、軌道漏れコンダクタンスが増大
し、軌道インピーダンスが低下した場合、軌道リレーに
印加される受信軌道信号の電圧レベルが大きく変動し、
軌道リレーの不正落下を生ずることがある。そこで、通
常は、軌道漏れコンダクタンスの変動を見込んで、受信
軌道信号の電圧レベルが、例えば定格電圧の１．２倍
(１．２Ｖ)以上となるように、受信軌道信号の電圧レベ
ルを調整する。

【０００７】しかしながら受信軌道信号の電圧レベルを
上げると、晴天等の天候条件では、軌道漏れコンダクタ
ンスが低下し、軌道インピーダンスが増大するので、受
信軌道信号の電圧レベルが上昇する。このため、軌道リ
レーを落下させることのできる軌間短絡抵抗の最大値に
よって示される短絡感度が低下し、車両検知特性が悪く
なる。

【０００８】また、大気汚染等によって軌道表面に半導
体皮膜が生じた場合は、軌間短絡電流が減少するので、
実質的な短絡感度が更に低下し、車両検知特性が更に悪
くなる。

【０００９】かかる短絡感度を向上する手段として、コ
ンデンサによるパワーアップ法が知られている。パワー
アップ法は、上述の「軌道回路」の第93頁〜第101頁に
詳述されている。

【００１０】パワーアップ法は、新に並列共振回路、位
相調整器及び受信側軌道抵抗子を必要とする。並列共振
回路は、コンデンサがインピーダンスボンドの３次巻線
に並列接続されて構成される。コンデンサはインピーダ
ンスボンドの励磁インピーダンスと並列共振し、軌道イ
ンピーダンスを上昇させる。このため、受信軌道信号の
電圧レベルが上昇する。位相調整器は、並列共振回路に
より変化した位相を補正する。受信側軌道抵抗子は、受
信軌道信号の電圧レベルを軌道リレーの定格電圧程度に
降下させるために使用する。

【００１１】しかし、パワーアップ法は、従来の商用周
波軌道回路の構成に加え、新に、並列共振回路、位相調
整回路及び受信側軌道抵抗子を必要とするので、高価に
なる。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、天候
等の変動要因に対する受信軌道信号の電圧変動を少なく
し、車両検知特性の悪化を防止し得る軌道回路を提供す
ることである。

【００１３】本発明のもう一つの課題は、半導体皮膜の
発生を抑制し、車両検知特性の悪化を防止し得る軌道回
路を提供することである。

【００１４】本発明のもう一つの課題は、軌間短絡時の
受信軌道信号の電圧変化を大きくし、車両検知特性を向
上し得る軌道回路を提供することである。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上述した課題解決のた
め、本発明に係る軌道回路は、軌道と、インピーダンス
ボンドと、信号発生回路と、定電圧トランスと、軌道リ
レーとを含む。前記軌道は、複数の区間に区画される。
前記インピーダンスボンドは、前記区間のそれぞれの両
端部に個別に接続される。前記信号発生回路は、軌道信
号と、局部信号とを発生する。前記定電圧トランスは、
前記信号発生回路と前記区間の一端側に設けられた前記
インピーダンスボンドとの間に接続され、前記軌道信号
が入力され、前記一端側に一定化された電圧レベルを有
する送信軌道信号を出力する。前記軌道リレーは、前記
区間の他端側に設けられた前記インピーダンスボンドに
接続され、前記インピーダンスボンドで受信された受信
軌道信号と前記局部信号とが入力され、前記受信軌道信
号及び前記局部信号によって励磁されたときに出力接点
が閉成し、励磁されなくなったときに出力接点が開成す
る。

【００１６】上述のように、インピーダンスボンドは、
区間のそれぞれの両端部に個別に接続されている。信号
発生回路は、軌道信号を発生する。定電圧トランスは、
信号発生回路と、区間の一端側に設けられたインピーダ
ンスボンドとの間に接続され、軌道信号が入力され、前
記一端側に一定化された電圧レベルを有する送信軌道信
号を出力する。このため、天候等によって軌道インピー
ダンスが変動し、軌道電流が変化した場合であっても、
定電圧トランスの定電圧特性によって、軌道に供給され
る送信軌道信号の電圧レベルを一定に保つことができ
る。また、従来とは異なって、定電圧トランスとインピ
ーダンスボンドとの間に軌道抵抗子を有していないか
ら、軌道抵抗子の電圧降下による送信軌道信号のレベル
変動がなくなり、送信軌道信号の電圧レベルを一定に保
つことができる。更に、定電圧トランスに入力される軌
道信号の電圧レベルが変動した場合であっても、定電圧
トランスの定電圧特性によって、送信軌道信号の電圧レ
ベルを一定に保つことができる。

【００１７】信号発生回路は、軌道リレーに供給される
局部信号を発生する。軌道リレーは、区間の他端側に設
けられたインピーダンスボンドに接続され、インピーダ
ンスボンドで受信された受信軌道信号と局部信号とが入
力され、受信軌道信号及び局部信号によって励磁された
ときに出力接点が閉成し、励磁されなくなったときに出
力接点が開成する。ここで、局部信号とともに、軌道リ
レーの入力信号の一つとなる受信軌道信号が、上述した
ように、天候等の変動要因に起因する電圧変動を受けに
くくなっているので、天候等の変動要因に起因する車両
検知特性の悪化を防止することができる。

【００１８】本発明に係る軌道回路は、送信側に軌道抵
抗子を有していないから、軌間短絡電流を従来の場合よ
りも大きくすることができる。このため、従来よりも大
きな軌間短絡電流によって軌道表面への半導体皮膜の発
生を抑制し、車両検知特性の悪化を防止することができ
る。

【００１９】本発明の他の特徴及びそれによる作用効果
は、添付図面を参照し、更に詳しく説明する。

【００２０】

【発明の実施の形態】図１は本発明に係る軌道回路の構
成を示すブロック図である。本発明に係る軌道回路は、
軌道１と、インピーダンスボンド２１、２２と、信号発
生回路３と、定電圧トランス４と、軌道リレー５とを含
む。参照符号７は車両である。本発明に係る軌道回路
は、商用周波軌道回路、分倍周軌道回路及び分周軌道回
路に適用できる。図１の例は、商用周波軌道回路に適用
した場合を示してある。

【００２１】軌道１は、複数の区間１Ｔ〜３Ｔに区画さ
れている。区間１Ｔ〜３Ｔの境界部分は、絶縁されてい
る。区間１Ｔ〜３Ｔは、同様の構成になるので、以下、
区間２Ｔを代表的に説明する。

【００２２】区間２Ｔにおいて、インピーダンスボンド
２１、２２は、区間２Ｔの両端部に個別に接続される。
インピーダンスボンド２１、２２は、軌道に流れる電車
電流と軌道信号による信号電流とを振り分ける機能を有
する。インピーダンスボンドの原理及び構造は周知であ
る。インピーダンスボンド２１は、１次巻線211が区間
２Ｔの一端側に接続されている。インピーダンスボンド
２２は、１次巻線221が区間２Ｔの他端側に接続されて
いる。

【００２３】信号発生回路３は、軌道信号Ｓ11と、局部
信号Ｓ２とを発生する。軌道信号Ｓ11及び局部信号Ｓ２
は、５０／６０Ｈｚの商用電源によって構成される。

【００２４】定電圧トランス４は、信号発生回路３と区
間２Ｔの一端側に設けられたインピーダンスボンド２１
との間に接続され、軌道信号Ｓ11が入力され、一端側に
安定化された電圧レベルを有する送信軌道信号Ｓ12を出
力するものである。

【００２５】軌道リレー５は、区間２Ｔの他端側に設け
られたインピーダンスボンド２２の二次巻線222に接続
され、インピーダンスボンド２２で受信された受信軌道
信号Ｓ13と局部信号Ｓ２とが入力される。軌道リレー５
は、受信軌道信号Ｓ13及び局部信号Ｓ２によって励磁さ
れたときに出力接点Ｔr1が閉成し、励磁されなくなった
ときに出力接点Ｔr1が開成する。

【００２６】軌道リレーの回転トルクＴは、Ｔ∝ＥＬ・ｅｔ・ｃｏｓ（φｍーφ）ＥＬ：局部信号電圧ｅｔ：受信軌道信号電圧 φｍ：軌道リレーの最大回転力率角 φ：局部信号電圧に対する受信軌道信号電圧の位相差として与えられる。

【００２７】上述のように、インピーダンスボンド２
１、２２は、区間２Ｔの両端部に個別に接続されてい
る。信号発生回路３は、区間２Ｔに供給される軌道信号
Ｓ11を発生する。定電圧トランス４は、信号発生回路３
と区間２Ｔの一端側に設けられたインピーダンスボンド
２１との間に接続され、軌道信号Ｓ11が入力され、一端
側に一定化された電圧レベルを有する送信軌道信号Ｓ12
を出力する。このため、天候等によって軌道インピーダ
ンスＺｔが変動し、軌道信号電流Ｉｓが変化した場合で
あっても、定電圧トランス４の定電圧特性によって、区
間２Ｔに供給される送信軌道信号Ｓ12の電圧レベルを一
定に保つことができる。また、従来とは異なって、定電
圧トランス４とインピーダンスボンド２１との間に軌道
抵抗子を有していないから、軌道抵抗子の電圧降下によ
る送信軌道信号Ｓ12のレベル変動がなくなり、送信軌道
信号Ｓ12の電圧レベルを一定に保つことができる。更
に、定電圧トランス４に入力される軌道信号Ｓ11の電圧
レベルが変動した場合であっても、定電圧トランス４の
定電圧特性によって、送信軌道信号Ｓ12の電圧レベルを
一定に保つことができる。

【００２８】信号発生回路３は、軌道リレー５に供給さ
れる局部信号Ｓ２を発生する。軌道リレー５は、区間２
Ｔの他端側に設けられたインピーダンスボンド２２に接
続され、インピーダンスボンド２２で受信された受信軌
道信号Ｓ13と局部信号Ｓ２とが入力され、受信軌道信号
Ｓ13及び局部信号Ｓ２によって励磁されたときに出力接
点Ｔr1が閉成し、励磁されなくなったときに出力接点Ｔ
r1が開成する。ここで、局部信号Ｓ２とともに、軌道リ
レー５の入力信号の一つとなる受信軌道信号Ｓ13が、上
述したように、天候等の変動要因に起因する電圧変動を
受けにくくなっているので、天候等の変動要因に起因す
る車両検知特性の悪化を防止することができる。

【００２９】本発明に係る軌道回路は、送信側に軌道抵
抗子を有していないから、軌間短絡電流Ｉｔを従来の場
合よりも大きくすることができる。このため、従来より
も大きな軌間短絡電流Ｉｔによって軌道表面への半導体
皮膜の発生を抑制し、車両検知特性の悪化を防止するこ
とができる。

【００３０】説明は省略したけれども、区間１Ｔ及び３
Ｔにおいても、区間２Ｔと同様の作用効果を得ることが
できる。

【００３１】定電圧トランス４としては、例えば、漏洩
変圧器の二次側にコンデンサを接続し、その漏洩リアク
タンスと進相電流の作用によって二次鉄心を飽和させ、
出力電圧レベルを一定にするタイプのものを用いること
ができる。かかる定電圧トランスは周知である。

【００３２】図２は、本発明の実施に適した定電圧トラ
ンスの特性を示す図である。横軸は出力端から流れ出る
負荷電流を示し、縦軸は出力電圧及び位相角を示す。曲
線Ｃ１は出力電圧特性、曲線Ｃ２は出力端にＬ負荷が接
続された場合の位相特性、曲線Ｃ３は出力端に抵抗負荷
が接続された場合の位相特性を示す。位相角は、入力電
圧と出力電圧との位相差である。

【００３３】実施例に用いられている定電圧トランス４
は、特性曲線Ｃ１から明らかなように、負荷電流が約２
５(Ａ)となるまでは一定の出力電圧となる。一般的に言
って、ａ方向に進行する車両７が区間２Ｔに進入したと
きの軌道電流（信号電流Ｉｓ＋軌間短絡電流Ｉｔ）は数
Ａ程度であるから、図２に示す出力電圧特性Ｃ１を持つ
定電圧トランス４は、充分な定電圧特性を保証すること
ができる。

【００３４】抵抗負荷が接続された場合は、特性曲線Ｃ
３から明らかなように、負荷電流の増加に伴なって位相
角も大きく変化する。軌道回路におけるＬ負荷は、イン
ピーダンスボンド２１、２２により与えられ、抵抗負荷
は、区間２Ｔにより与えられる。区間２Ｔの一端側（イ
ンピーダンスボンド２１側）が軌間短絡された場合は、
軌道インピーダンスＺｔの実数部（抵抗成分）が小さく
なり、大きな負荷電流が流れるので位相角の変化が大き
くなる。逆に区間２Ｔの他端側（インピーダンスボンド
２２側）が軌間短絡された場合は、負荷電流が小さくな
り、位相角の変化が小さい。

【００３５】図１において、参照符号６は位相調整回路
である。位相調整回路６は、局部信号Ｓ２に対する受信
軌道信号Ｓ13の位相角φが最大回転力率角φｍとなるよ
うに、受信軌道信号Ｓ13の位相を調整するものである。

【００３６】本発明は、分倍周軌道回路及び分周軌道回
路にも適用できる。分倍周軌道回路の場合は、分周器の
後段に定電圧トランスを設ける。分周軌道回路の場合
は、軌道トランスに代えて定電圧トランスを設ける。こ
れにより、分倍周軌道回路及び分周軌道回路において
も、本発明の特徴及びそれによる作用効果を得ることが
できる。

【００３７】図３は本発明に係る軌道回路の別の例の構
成を示すブロック図である。図において、図１と同一参
照符号は同一性ある構成部分を示している。図３の例
は、車両の進行方向が図１に示す例に対して反対となっ
ている。

【００３８】定電圧トランス４は、車両７の進行方向ｂ
で見て、区間２Ｔの入り口側に接続される。インピーダ
ンスボンド２１は、１次巻線211が区間１Ｔと区間２Ｔ
との境界から短い距離Ｌ１を隔てた位置に接続されてい
る。この構成によれば、車両７が区間２Ｔに進入したと
き、インピーダンスボンド２１の１次巻線211が直接的
に軌間短絡されるので、軌道インピーダンスＺｔの影響
がなくなり、大きな軌道電流が流れる。定電圧トランス
４は、定電圧特性の領域を逸脱し、出力電圧特性Ｃ１が
図２に示すような電圧垂下特性を示すようになる。この
結果、車両７が区間２Ｔに進入すると、送信軌道信号Ｓ
12及び受信軌道信号Ｓ13の電圧レベルが急激に低下す
る。これにより、区間２Ｔに対する車輌７の進入が明確
に検知される。

【００３９】また、定電圧トランス４は、負荷が軌道に
よる抵抗分であるため、図２の特性Ｃ３に示すように、
入力電圧に対する出力電圧の位相が大きく変化する。こ
の結果、軌道１に送信される送信軌道信号Ｓ12の位相が
大きく変化し、それにつれて受信軌道信号Ｓ13の位相も
大きく変化する。このため、軌道リレー５は、受信軌道
信号Ｓ12の電圧レベルの低下すること、及び局部信号Ｓ
２と受信軌道信号Ｓ13との間の位相差φが最大回転力率
角φｍからずれること、の両者によってトルクＴが減少
するようになる。これにより、区間２Ｔの境界部分（距
離Ｌ１内）で車両検知ができるようになり、しかも距離
Ｌ１はせいぜい１ｍであるので、従来よりも車両検知特
性を向上させることができる。

【００４０】説明は省略したけれども、区間１Ｔ及び３
Ｔも区間２Ｔと同様の構成になっている。従って、区間
１Ｔ及び３Ｔにおいても、区間２Ｔと同様の作用効果を
得ることができる。

【００４１】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、以
下のような効果が得られる。（ａ）天候等の変動要因に対する受信軌道信号の電圧変
動を少なくし、車両検知特性の悪化を防止し得る軌道回
路を提供できる。（ｂ）半導体皮膜の発生を抑制し、車両検知特性の悪化
を防止し得る軌道回路を提供できる。（ｃ）軌間短絡時の受信軌道信号の電圧変化を大きく
し、車両検知特性を向上し得る軌道回路を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る軌道回路の構成を示すブロック図
である。

【図２】定電圧トランスの特性を示す図である。

【図３】本発明に係る軌道回路の別の例の構成を示すブ
ロック図である。

【符号の説明】

１軌道２１、２２インピーダンスボンド３信号発生回路４定電圧トランス５軌道リレー６位相調整回路７車両Ｓ11 軌道信号Ｓ12 送信軌道信号Ｓ13 受信軌道信号Ｓ２局部信号

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】軌道と、インピーダンスボンドと、信号
発生回路と、定電圧トランスと、軌道リレーとを含む軌
道回路であって、前記軌道は、複数の区間に区画されており、前記インピーダンスボンドは、前記区間のそれぞれの両
端部に個別に接続されており、前記信号発生回路は、軌道信号と、局部信号とを発生す
るものであり、前記定電圧トランスは、前記信号発生回路と前記区間の
一端側に設けられた前記インピーダンスボンドとの間に
接続され、前記軌道信号が入力され、前記一端側に一定
化された電圧レベルを有する送信軌道信号を出力するも
のであり、前記軌道リレーは、前記区間の他端側に設けられた前記
インピーダンスボンドに接続され、前記インピーダンス
ボンドで受信された受信軌道信号と前記局部信号とが入
力され、前記受信軌道信号及び前記局部信号によって励
磁されたときに出力接点が閉成し、励磁されなくなった
ときに出力接点が開成するものである軌道回路。
【請求項２】請求項１に記載された軌道回路であっ
て、前記定電圧トランスは、車両の進行方向で見て、前記区
間の入り口側に接続される軌道回路。
【請求項３】請求項１に記載された軌道回路であっ
て、前記信号発生回路は、商用電源によって構成される軌道
回路。