JPS62173904A - 列車推進電力供給装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔卒業上の利用分野〕 本発明；ま、列車推進電力供給装置、とくに軌道を自走
する列車に、推進電力として３…交流電力を供給する装
置に関する。

〔従来の技術〕

地上機器によって制御された電力を出力し、列車に供給
する手段をもつ技術として、たとえば、特開５９−２３
７３６号および特開６０−７１３６８号に開示されたも
のがある。これら公知の技術は、ｍ２．３図に示したよ
うに、いずれも駅部のみの短い給電区間Ｈ１［■を進行
前方の給電区間Ｉか、後方の給電区間Ｉｌｌに接続し、
駅部の列車に給電が行なわれるもので、列車の駅停車中
に、後方の駅間給電区間Ｉから前方の駅間給電区間旧に
接続換、オーする。また、駅間を１給電区間１あるいは
ｍとし、■給電区間毎に制御つきの電力供給装置をもつ
構成である。ところで列車を軽噴にするためには、地上
機器によって１．；ＩＪ　？ａされた電力を列車に供給
するように構成することが望ましいが、この場合の制御
は、一列車を対象として行うことになるので一つの電力
供給′Ａ置で同時に複数列車に給電することはできない
といった条件をもつ。

前記した公知技術のうち、特開５９−２３７３６号のも
のは、運転手の操作指令によって給電の切換および走行
制御をするもので、一般鉄道と同様な列車の追突防止等
の保安装置を別途設ける必要がある。また、特開６０−
７１３６８号では、走行制御も％　ｉ７ｔによって自動
的に行うようにしているが、駅間が一給電区間であるた
め、−駅間に２列車が入るよう制御できない。また、前
方の駅に列車が停車しているとき後続列車が駅を出発で
きるようにするには、別に追突しないようにするための
保安装置を要する等の欠点がある。

従来技術として確立しているものではないが、給電が区
間によって区分されていることを保安に利用し、−駅間
の給電区間の給電を停止しておくことで、追突すること
のない保安効果をうろことは可能である。この場合、２
駅のうちの前方の駅へ先行列車が到着しないと後続列車
を出発させることができないので、列車の運転間隔が長
く輸送効率が低くなる欠点をもつこととなる。

近来、列車推進用のモータに直流モータのように整流子
がなく構造が簡単で保守上有利であること、その池の理
由で３４ｇ交流モータが用いられる傾向にあり、このよ
うな３相交流のモータに人力する電力を地上から給電す
る場合、交流電力には周波数・位相・電圧の可変要素が
あるので、２つの電力供給機器の制御により、それらの
値を一致させ一列車へ並列給電することは非常に困難で
ある。また列車が走行中に一つの電力供給機器から池の
電力供給機器への切換も非常に困難である。

したがって、一つの電力供給機器が一列車に対応しその
起動から停止までの走行を分担するようにせざるをｉ！
Ｈないが、その技術確立はされていない。

し発明が解決しようとしている問題点〕地上置型によっ
て制御された電力を出力し、列車に供給する手段では、
車上機器を大幅に少くし車両を軽量且つ小型になしうる
ので建設、運用維持上有利な面が多いが、既に提案され
ている特開５９−２３７３６号や持分６０−７１３６８
号では、給電の装置のほかに、一般鉄道と同様の信号区
間等の保安装置を設けないと列車の運転間隔をつめるこ
とができない。列車の推進用に３相交流モータを用い、
列車に地上で制御された電力を給電するようにするには
、前述のとおり、一つの電力供給′２２置が一列車に対
応してその起動から停止までの少なくとも一駅間の運転
を分担するようにせざるを寿ない。

本発明はこれらの点に着目してなされたもので、推進電
力供給用の給電区間の境界の設定によって、一般鉄道に
設けられるような信号区間を設けることを省略し、なお
かつ列車の追突を防止する等の保安を確保し、−駅間に
′６１６列車の走行をも可能とし列車の運転間隔が短く
、高い輸送効率をうるとともに、一つの電力供給機器が
一列車に対応して一駅間あるいは複数駅間の運転を分担
するｙＩ造を成立させ、制御された３柑交流電力の給電
を可能とした、列車推進電力供給装置を捉供することを
目１白としている。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は上記問題を解決するため、軌道および３相交流
電力で自走する列車からなり、軌道には３相交流を給電
する給電線と列車を検知するセンサを連続的に布設し、
列車には推進のための機器としてモータと回路保護器と
前記給電線より列車推進電力を受電する集電器をもつ輸
送装置において、集電器は２個以上を電気的に並列接続
し、列車の長手方向に間隔をもって列車に搭載し、給電
線は駅で定位置に停止した列車の複数集電器が配置され
ている範囲内に給電区間の境界を設け、駅間にも保安上
の列車間隔に合わせた給電区間の境界を設け、２個以上
の集電器の配置と駅内の給電区間の境界の関係位置から
境界の前後何れの給電区間からも列車に給電を可能とし
、単数または複数の駅間の給電を分担し、一列車を対象
とし給電する電力供給機器、すなわち一般の在来鉄道車
両において車載される制御器に相当する機器の単数また
は複数を駅に備え、制御された３相交流電力が列車に給
電され、制御器を車載することなく運転を可能とし、該
電力供給機器には、給電すべき給電区間を選択するスイ
ッチと、出力する電圧および周波数を、あるいは周波数
のみを可変に制御する制御器を設け、列車の進行に伴っ
た給電区間に電力を供給するようにし、この電力を運転
条件にあった周波数あるいは周波数と電圧に調節制御し
、さらに該電力供給機器には前記センサによる列車位置
の情報と期待される列車の運転内容である例えば「出発
」「加速」　「保持する速度」　「減速」「停止」の修
正等に関する外部からの指令に基づいて論理判断する機
能を最小限の機能として備えた論理装置を設け、該論理
装置は前記制御器に制御を指令し、かつ前記スイッチの
開閉を指令するようにしたものである。

〔実施例および作用〕

本発明の作用について実施例である第１図に従って説明
する。作用説明に当りまず第１図の構成を説明する。

３相交流電力で自走する列車Ｔ１〜Ｔ５があり、軌道に
沿って設けられた３相交流を列車Ｔ１〜Ｔ５に給電する
給電線１と、連続的に布設された列車を検知するセンサ
Ｓ１〜Ｓ７が各駅毎に設けられる。

列車には推進のための機器（図示せず）とモータ（図示
せず）と回路保護器（図示せず）と給電線１より列車推
進の電力を受電する集電器２をもっている。集電器２は
２個の電気的に並列接続し、列車の長手方向に間隔ｑを
もち列車に搭載し、給電線は駅Ａ−Ｆ等で定位置に停止
した列車の２個の集電器２の配置範囲ｑ内に給電区間（
ａ−ｍで図に表示）の駅内の境界３を設け、駅間にも保
安上必要な列車間隔すなわち追突しないためのブレーキ
距離より大きい間隔に合わせて設定される給電区間の駅
間の境界４を設け、−駅間のすべての給電区間ｂ＋ｃ、
ｄＳｅ＋５、ｇ＋ｈ＋ｉ十ｊ。

ｋ＋β等を分担し、一列車を対象として給電する電力供
給機器５Ａ、５Ｂ、５ｃ、５０α、５ｏβ、５５．５Ｆ
をＡ、ＢＳＣ，Ｄ、ＥＳＦの各々の駅に備える。これら
の電力供給機器には、給電すべき給電区間を選択するス
イッチ６と出力する電圧および周波数を可変に制御する
か、あるいは列車の負荷の変動が少い簡単な条件の輸送
装置では周波数のみを可変に制御する制御器７と、列車
を検知するセンサの情報と期待される列車の運転内容に
関する外部からの指令に基づいて論理判断する機能を最
小限の機能として備えた論理装置８とをもち、この論理
装置は前記制御器に制御を指令し、かつ前記スイッチの
開閉を指令するよう構成している。

図示の状態では、列車Ｔ、はＦ駅に停止する寸前で、電
力供給機器５．から給電区間βへの給電を受けてブレー
キが作用し、減速している。給電区間ｍでは電力供給機
器５Ｆ　からの給電は行なわれていないが、列車Ｔ、内
の集電器を結ぶ接続線１３を通じ加圧されている。この
ような加圧状態は大点線で、給電されている区間は大実
線で示している。

列車Ｔ２　は、Ｅ駅に近づきブレーキをかけはじめた所
で、電力供給ａ器５゜βから給電区間Ｊへの給電を受け
ている。

列車Ｔ３　はＤ駅を出発し、加速がほぼ完了した所で電
力供給機器５゜αから給電区間ｇへの給電を受けている
。

列車Ｔ、は、Ｃ駅を出発するため起動した所で電力供給
機器５．から給電区間ｅへの給電を受けている。後方の
給電区間ｄは列車Ｔ、内の接続線１３を通じて加圧され
ている。

列車Ｔ、はＡ駅を出発し加速中で電力供給機器５、から
給電区間すへの給電を受けている。

これらの給電区間の選択は各駅間に設けたセンサＳ、−
Ｓ６によって列車位置の情報を電力供給機器５の論理装
置８に人力し、その論理判断によってスイッチ６を作動
させ、列車の存在する個所に、あるいは予定される前方
給電区間に給電するようにしている。スイッチ６の作動
は常に負荷のない状態で行なわれるので、接点の損傷は
なく長い寿命が保たれる。

論理装置は、その装置内にもった駅間走行速度パターン
等のローカルプログラムと列車位置の情報と本発明の列
車推進電力供給装置の外部である運転指令所からのプロ
グラムの修正等の指令を処理判断し、列車の運転が好ま
しい状態となるよう、列車へ供給する推進電力を制御す
る制御器へ指令する。

運転指令所９は、通常運転ダイヤでの運転やダイヤ修正
等を含め、運転全体を管理し、各電力供給機器５Ａ　〜
５Ｅ　等へ指令線１０を通じ指令を発する役割をもつ。

受電変電所１１は、幹線電路から受電し各電力供給機器
へ配電する電源線１２へ給電するものである。

次に複数列車の移動と給電区間の切換状況を第４図に示
す。■〜■は時間経過の各瞬間を表わすもので、順次に
起る変化を示している。列車が存在し給電されている給
電区間の後方には、１〜２の無給電の区間をもち、万一
前方の列車がそのまま停止してしまっても、後続の列車
は無給電区間に入り緊急ブレーキによってその給電区間
内に停止するので追突をさけることができる。

列車が走行しながら駅間に設けられた給電区間の境界を
通過するについては、例えば■においてｅＳ　ｆの両給
電区間に給電されており、列車の２個の集電器が別の給
電区間から並列に受電する状態を作り、あたかも境界が
ないが如く通過するようにしている。なお、境界流りに
入る前に、前方の列車の進行を見て、境界前方の区間に
も予じめ給電するようスイッチを制御する。その状態を
■′に示している。

列車の駅停止は駅中央より前方の給電区間を無給電とし
、最終停止制御時は列車の後方の集電器のみでの受電状
態となる。列車の駅出発は停止の逆で、駅中央より後方
の給電区間は無給電で列車前方の集電器のみで受電し起
動し、しばらくして全集電器が受電作用する。駅部では
、列車は低速度で離線による受電欠除の心配がないので
、作動する集電器が半分になっても支障がない。この効
果を利用して駅中央に給電区間の境界を設け、これを本
発明の構成要素の一つとしたものである。

本発明のように地上に制御機能を有する電力供給装置を
もつ輸送装置の元来の目的は、列車上の制御装置等をで
きるだけ少くし、地上へ移し列車の簡単軽造化を計るも
のであり、そのためには列車検知の装置もできるだけ列
車積載部分を少くすることが望まれる。そのためには、
列車上に情報伝送の送受信機のようなものを要しない共
振コイル、永久磁石、金属片等を設け、軌道側ループ線
等の誘導反応を利用するような方式が望まれる。

その一つである列車上に共振コイルをもち、軌道に撚架
ループ線をもった例について、第５図によって説明する
。Ｎは撚架ループ線の実体を示し、その構造は従来から
よく知られた一定のピッチＰ毎にワイヤを撚架したもの
である。これに例えば第１図に８で示した論理装置に送
受信部を付帯して設け、これからＦｌ　の周波数の交流
電気を送る。

列車が存在すると、共振周波数Ｆ２　をもつ共振コイル
Ｌが撚架ループ線に作用し、交流電気がＦ２に引きつけ
られ変動する。しかし、共振コイルＬが撚架ループの撚
架点上にあると共振コイルＬの結合が無効となり、引き
つけられた周波数変動はもとにもどる。このことによっ
て、第５図Ｈに示したように各撚架点毎のパルスを１昇
ることができる。図において横軸は距ｍを示しており、
パルス数のカウントによって撚架ループのどの位置に列
車が存在するかを知ることができ、パルス発生の時間間
隔から速度を得ることができ、これが列車の運転制御の
ための情報として用いることができる。この方式で一駅
間に２列車を走行させるには、撚架ループ線を２つに分
割するなどの手段をとる必要がある。

第６．７図に本発明における電力供給機器の駅での設置
の具体的な実施例を示す。第６図は、駅の平面図で乗降
場２０の長手方向中央部の軌道直下に電力供給機器の設
置場所２１があり、この設置場所には２個の電力供給機
器２２ａ、２２ｂが設置されており、余儀設置スペース
２３ａ、２３ｂが設けられている。電力供給機器が故障
のとき、あるいは定期的保守のため別の予備機器と交換
する場合について説明する。保守基地から機器交換専用
車２４に予備機器２２ｅを積載し該当の駅に到着し、第
７図の駅部横断図に示すよう予備機器２２ｅを機器交換
専用車２４から電力供給機器の設置場所に降ろす。この
降ろす場所は既に電力供給機器２２ａ、２２ｂの設置さ
れていない余（ｄａ設置場所２３ａである。その設置が
完了すると、保守基地へ持ち帰るべき電力供給機器２２
ａまたは２２ｂを機器交換専用車２４ａ　に積み込み保
守基地へ搬送する。別の機器交換専用車２４ｂには別の
予（１１ｂ機器２２ｄ　を積・成し当該駅を通過する状
態にあり、当該駅には電力供給機器２２ｄが設置されて
おりその上方を通過することになる。乗降場２０は駅構
造物２５に支持され、乗降場２０の下方にはコンコース
２６があり地上へは段階２７で通じている。この鉄道は
懸垂式であって逆Ｔ形の軌道２８に車輪２９を介し車両
が支持されるもので、機器交換専用車２４と同じ構造で
ある。３０は自動車道、３１は歩道である。

〔発明の効果〕

特開５９−２３７３６号や特開６０−７１３６８号に見
られるような地上に配置した機器によって制御された電
力を出力し列車に供給することは、列車の構造を簡単化
しかつ軽量化し低コストで高い効率をもつ輸送装置をう
ろことにある。本発明は、上記公知例にない手段、構成
をもって上記目的を完全に実現させうるちのである。す
なわち、具体的には、推進電力供給用の給電区間の境界
の設定によって、一般鉄道に設けられるような信号を設
けることを省略し、簡単化し、そのうえで列車の追突を
防止する等の保安を確保し、−駅間に複数列車の走行も
可能としその結果列車の運転間隔が短くでき高い輸送効
率をうるとともに一般の在来鉄道車両において車載され
る制御器に相当する機器である電力供給機器を駅に備え
その一機器が一列車に対応して一駅間あるいは複数駅間
の運転を分担する構造とすることで、制御された３相交
流電力の給電を可能とし、このことによって制御器を車
載せず列車が軽量口り単にでき推進モータが交流式でブ
ラシのない簡単な構造のものとすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による電力供給装置を原理的に示す概
略図、第２図および第３図は従来の装置の例を示す系統
図、第４図は本発明の装置の作用を示す説明図、第５図
は軌道に撚架ループを設けた例を示す概略図、第６図は
本発明の実施例の細部を示す平面図、第７図は第６図の
実施例の断面図である。 １・・・・・・給電線、　　　２・・・・・・築電器、
３．４・・・・・・境界、　　ａ・・・・・・給電区間
、Ｓ＋　　、Ｓ２　、Ｓ３　、Ｓ−・・・・・・センサ
、６・・・・・・スイッチ、　　　７・・・・・・制御
器、８・・・・・・論理装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 軌道および３相交流電力で自走する列車を有し、軌道に
   は３相交流を給電する給電線と列車を検知するセンサと
   が連続的に布設され、 列車には推進のための機器としてモータと回路保護器と
   前記給電線より列車推進電力を受電する集電器とが設け
   られた輸送装置において、 前記集電器は少くとも２個が電気的に並列接続されて、
   列車の長手方向に間隔をもって列車に搭載され、 前記給電線は駅で定位置に停止した列車の複数の集電器
   が配置されている範囲内に給電区間の境界を有し、駅間
   にも保安上の列車間隔に合わせた給電区間の境界を有し
   、 一駅間または隣合う少くとも２つの駅間の給電を分担し
   、一列車を対象に給電する電力供給機器を駅に備え、 該電力供給機器は、給電すべき給電区間を選択するスイ
   ッチと、出力する３相交流電力の電圧および周波数のう
   ち少くとも周波数を可変に制御する制御器と、前記セン
   サの情報と、期待される列車の運転内容に関する外部か
   らの指令に基づいて論理判断する機能を最小限の機能と
   して備えた論理装置とをもち、 該論理装置は前記制御器に制御を指令し、かつ前記スイ
   ッチの開閉を指令するよう構成されたことを特徴とする
   列車推進電力供給装置。