WO2015145922A1 - 主幹制御器 - Google Patents

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WO2015145922A1
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switches
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正敏 廣岡
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東洋電機製造株式会社
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H89/00—Combinations of two or more different basic types of electric switches, relays, selectors and emergency protective devices, not covered by any single one of the other main groups of this subclass
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61C—LOCOMOTIVES; MOTOR RAILCARS
    • B61C17/00—Arrangement or disposition of parts; Details or accessories not otherwise provided for; Use of control gear and control systems
    • B61C17/12—Control gear; Arrangements for controlling locomotives from remote points in the train or when operating in multiple units
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61C—LOCOMOTIVES; MOTOR RAILCARS
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
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    • H01H21/02—Details
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    • H01H21/22—Operating parts, e.g. handle
    • H—ELECTRICITY
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    • H01H3/00—Mechanisms for operating contacts
    • H01H3/32—Driving mechanisms, i.e. for transmitting driving force to the contacts
    • H01H3/42—Driving mechanisms, i.e. for transmitting driving force to the contacts using cam or eccentric
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2200/00—Type of vehicles
    • B60L2200/26—Rail vehicles

Definitions

  • the present invention relates to a master controller provided with a cam.
  • FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of a general railway vehicle master controller.
  • the main body 107 of the master controller shown in FIG. 4 has six positions (notch positions) of “OFF” and “1”-“5” by the operation of the handle 103 by the driver.
  • the main body 107 is connected to the control device load via the connector 104 and the cable 105.
  • the main body 107 includes a plurality of cams 102 a to 102 f that can be rotated in conjunction with the operation of the handle 103.
  • FIG. 5 is a schematic right side view of the master controller of FIG. As shown in FIG. 5, for example, when a projection 108 formed on the cam 102f comes into contact with the cam switch 101f, an input signal is transmitted via the cam switch 101f. Thus, cam switches 101a-101f corresponding to the respective cams 102a-102f are provided.
  • FIG. 6 is a circuit diagram of the master controller shown in FIG.
  • the cam position corresponding to the position of the handle 103 is in contact with the cam position corresponding to the position of the handle 103, and an input signal is sent through the cam switch. It shows that. For example, when the handle 103 is positioned at the “OFF” position, the cam switch 101a is turned on, and the other cam switches 101b-101f are shut off. Similarly, when the handle 103 is in another position, the cam switches 101a to 101f are turned on or off according to the position.
  • the cam switches 101 a to 101 f are connected to a vehicle control device (load) via a connector 104 and a cable 105.
  • the number of signals output from the connector 104 is equal to the number of cam switches 101a to 101f. In the example shown here, six different signals are output.
  • a cam switch having a large current capacity is large and occupies a large area (volume) among the components constituting the main body of the master controller.
  • the entire master controller becomes large, the space occupied by the master controller in the cab where the master controller is installed increases. As described above, it is a burden for the driver that the limited driver's cab space is narrowed by the installation of the main controller main body.
  • the small cam switch when a small cam switch is used, the small cam switch does not necessarily have a current capacity suitable for the vehicle control device because the current capacity is small. For this reason, a small cam switch may not be employable for various vehicles having different current capacities. For example, it has been difficult to use a small master controller for a large vehicle that requires a large current capacity.
  • An object of the present invention made in view of such circumstances is to provide a master controller that can be employed in various vehicles having different current capacities required for the master controller.
  • a master controller includes a handle, a cam that is linked to the handle, a plurality of cam switches that are connected to or disconnected from the cam according to the position of the handle, And a relay circuit that outputs an output signal in response to a plurality of input signals via a plurality of cam switches.
  • the relay circuit outputs an output signal corresponding to each of the plurality of input signals.
  • the relay circuit is configured on a printed circuit board.
  • the master controller according to the present invention can be applied to vehicles having different current capacities required for the master controller.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a master controller according to this embodiment.
  • the master controller includes a main body 7 having a plurality of cam switches (switches) 1a-1f, a plurality of cams 2a-2f, and a handle 3, and a relay circuit connected to the main body 7 via a connector 4a and a cable 5. 6.
  • the handle 3 has a plurality of positions (notch positions) that can be switched by a driver's operation. For example, the handle 3 has six positions “OFF”, “1”-“5”.
  • the cam 2a is rotatably provided in conjunction with the handle 3. As shown in FIG. 2, the cam 2a is formed with a projection 8 protruding outward in the radial direction of the cam 2a and having a predetermined length in the circumferential direction of the cam 2a. According to the rotation of the cam 2a around the axis, the roller of the cam switch 1a provided corresponding to the cam 2a and the protrusion 8 come into contact with or are cut off. Specifically, the protrusion of the cam 2a comes into contact with the roller of the cam switch 1a when the handle 3 is in the “OFF” position. The protrusion 8 of the cam 2a is disconnected from the roller of the cam switch 1a when the handle 3 is in the "1"-"5" position.
  • the cams 2b-2f contact or block the rollers of the corresponding cam switches 1b-1f and the projections 8 according to the rotation around the axis.
  • the protrusion 8 of the cam 2b contacts the roller of the cam switch 1b when the handle 3 is in the “1”-“5” position.
  • the protrusion 8 of the cam 2b is disconnected from the roller of the cam switch 1b when the handle 3 is in the “OFF” position.
  • the protrusion 8 of the cam 2c comes into contact with the roller of the cam switch 1c when the handle 3 is in the “2”-“5” position.
  • the protrusion 8 of the cam 2c is disconnected from the roller of the cam switch 1c when the handle 3 is in the “cut” or “1” position.
  • the protrusion 8 of the cam 2d comes into contact with the roller of the cam switch 1d when the handle 3 is in the “3”-“5” position.
  • the protrusion 8 of the cam 2d is disconnected from the roller of the cam switch 1d when the handle 3 is in the “cut”, “1”, “2” positions.
  • the protrusion 8 of the cam 2e contacts the roller of the cam switch 1e when the handle 3 is in the "4"-"5" position.
  • the protrusion 8 of the cam 2e is disconnected from the roller of the cam switch 1e when the handle 3 is in the "OFF", "1"-"3" position.
  • the protrusion 8 of the cam 2f comes into contact with the roller of the cam switch 1f when the handle 3 is in the “5” position.
  • the protrusion 8 of the cam 2f is disconnected from the roller of the cam switch 1f when the handle 3 is in the "OFF", "1"-"4" position.
  • the cam switch 1a (see FIG. 1) is provided corresponding to the cam 2a.
  • the cam switch 1a becomes conductive.
  • An input signal from the main body 7 is transmitted through the conducting cam switch 1a.
  • each of the cam switches 1b-1f inputs an input signal from the main body 7 to the relay circuit 6 when each projection 8 of the corresponding cam 2b-2f is in contact with the roller of the cam switch 1b-1f. .
  • the relay circuit 6 is connected to a control device power source and a control device load via connectors 4b and 4c. As shown in FIG. 3, the relay circuit 6 has an input contact corresponding to each of the plurality of cam switches 1a-1f. Each input contact is provided with a corresponding coil 1R-6R. The coils 1R-6R are excited by an input signal from the main body 7 via the cam switches 1a-1f, and conduct the corresponding contacts 11R-16R, respectively. The power supplied from the control device power supply is output as an output signal (relay output) to the control device load via the one or more conductive contacts 11R-16R and the connector 4c.
  • the relay circuit 6 of the present embodiment outputs an output signal corresponding to each input signal as a pair in accordance with six (six systems) input signals via the six cam switches 1a-1f.
  • the cam switch 1a is turned on and the other cam switches 1b-1f are shut off.
  • the contact 11R becomes conductive due to the excitation of the coil 1R, and one output signal is output via the contact 11R.
  • the cam switches 1b-1d are turned on and the other cam switches 1a, 1c, 1f are cut off.
  • the contacts 12R-14R are made conductive by the excitation of the coils 2R-4R, and three output signals via the contacts 12R-14R are simultaneously output.
  • the relay circuit 6 is configured on a printed circuit board.
  • the master controller of this embodiment includes the relay circuit 6 between the main body 7 and the control device load.
  • the relationship between the position of the handle 3 of the master controller and the output of the connector 4c is the same as the relationship between the position of the handle 103 and the output of the connector 104 in a general master controller.
  • a general master controller can be replaced with the master controller of the present embodiment without affecting the operability of the driver and the interface of the device (control device load) connected to the connector 104. Therefore, the master controller of the present embodiment is applicable to a plurality of vehicles having different required current capacities.
  • control device load is connected to the subsequent stage of the relay circuit 6, and the load current (output current) is output according to the conduction and interruption of the contact of the relay circuit 6. Since the cam switch 1a-1f of the main unit 7 is not affected by the load of the control device, a small cam switch having a small current capacity can be adopted as the cam switch 1a-1f of the main controller.
  • the entire vessel can be downsized.
  • miniaturization facilitates the handling of the master controller in, for example, the installation work of the master controller, so that the maintainability of the master controller can be improved.
  • the entire master controller can be further miniaturized by providing the relay circuit 6 on a printed circuit board.
  • a plurality of cams 2a-2f may be integrally formed as one cam.
  • the number of positions of the handle 3, the number of cam switches, the number of coils, and the number of contacts may be any number of 2 or more.
  • the number of cam switches in the main body and the number of coils and the number of contacts in the relay circuit have been described as being equal to six, they may be different from each other.

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Abstract

　主幹制御器に必要とされる電流容量が異なる多様な車両に採用可能な主幹制御器を提供する。主幹制御器は、ハンドル３と、ハンドル３に連動するカム２ａ－２ｆと、ハンドル３の位置に応じて、カム２ａ－２ｆと導通又は遮断する複数のカムスイッチ１ａ－１ｆと、前記複数のカムスイッチ１ａ－１ｆを介する複数の入力信号に応じて出力信号を出力するリレー回路６と、を備える。

Description

主幹制御器 関連出願の相互参照
　本出願は、２０１４年３月２６日に出願された日本国特許出願２０１４－０６３９７９号の優先権を主張するものであり、この先の出願の開示全体を、ここに参照のために取込む。
　本発明は、カムを備える主幹制御器に関する。
　従来、例えば鉄道車両の原動機を制御する制御装置に対して指示を行うための主幹制御器が知られている（例えば、特許文献１，２、非特許文献１参照）。
　例えば、図４は、一般的な鉄道車両用主幹制御器の概略断面図である。図４に示す主幹制御器の本体部１０７は、運転手によるハンドル１０３の操作により、“切”、“１”－“５”の６つのポジション（ノッチ位置）を有する。本体部１０７は、コネクタ１０４及びケーブル１０５を介して制御装置負荷に接続される。本体部１０７は、ハンドル１０３の操作に連動して回動可能な、複数のカム１０２ａ－１０２ｆを備える。
　図５は、図４の主幹制御器の概略右側面図である。図５に示すように、例えばカム１０２ｆに形成された突起１０８がカムスイッチ１０１ｆと接触すると、カムスイッチ１０１ｆを介して入力信号が伝達される。このように、それぞれのカム１０２ａ－１０２ｆと対応するカムスイッチ１０１ａ－１０１ｆが設けられる。
　図６は、図３に示す主幹制御器の回路図である。図６の“カム展開図”においてハンドルポジションが台形で囲まれている箇所は、ハンドル１０３のポジションに対応するカムとカムスイッチとが接触し、当該カムスイッチを介して入力信号が送出されていることを示す。例えば、ハンドル１０３が“切”のポジションに位置する場合、カムスイッチ１０１ａが導通し、他のカムスイッチ１０１ｂ－１０１ｆは遮断される。ハンドル１０３が他のポジションにある場合も同様に、ポジションに応じて各カムスイッチ１０１ａ－１０１ｆがそれぞれ導通又は遮断される。
　カムスイッチ１０１ａ－１０１ｆは、コネクタ１０４及びケーブル１０５を介して車両の制御装置（負荷）と連結される。コネクタ１０４から出力する信号数は、カムスイッチ１０１ａ－１０１ｆの数と等しく、ここで示す例では６個の異なる信号が出力される。
　一般的な主幹制御器は、例えば大型車両に備えられる場合、カムスイッチ１０１ａ－１０１ｆに大きな電流容量が必要とされる。
特開２０１４－１８０５３号公報 特開平１１－２１５６１６号公報
「東洋電機製造技報」、東洋電機製造株式会社、2011年3月、第123号、p.36
　従来、大きな電流容量を有するカムスイッチは大型であり、主幹制御器本体を構成する部品のなかで大きな面積（体積）を占めている。主幹制御器全体が大型となると、主幹制御器が設置される運転台において主幹制御器が専有する空間が大きくなる。このように、主幹制御器本体の設置により、限られた運転台居住空間が狭小化されることは、運転手にとって負担となっていた。
　一方、小型のカムスイッチを用いる場合、小型のカムスイッチは電流容量が小さいため、車両制御装置に適合する電流容量を必ずしも有さない。このため、必要とされる電流容量が異なる多様な車両に、小型のカムスイッチを採用できないことがあった。例えば、大きな電流容量が必要とされる大型車両に、小型の主幹制御器を用いることは困難であった。
　かかる事情に鑑みてなされた本発明の目的は、主幹制御器に必要とされる電流容量が異なる多様な車両に採用可能な主幹制御器を提供することにある。
　上記課題を解決するために、本発明に係る主幹制御器は、ハンドルと、前記ハンドルに連動するカムと、前記ハンドルの位置に応じて、前記カムと導通又は遮断する複数のカムスイッチと、前記複数のカムスイッチを介する複数の入力信号に応じて出力信号を出力するリレー回路と、を備えることを特徴とする。
　また、本発明に係る主幹制御器において、前記リレー回路は、前記複数の入力信号それぞれと一対に対応する出力信号を出力することが好ましい。
　また、本発明に係る主幹制御器において、前記リレー回路はプリント基板上に構成されることが好ましい。
　本発明に係る主幹制御器によれば、主幹制御器に必要とされる電流容量が異なる車両に適用可能である。
本発明の一実施形態に係る主幹制御器の概略断面図である。 本発明の一実施形態に係る本体部の概略右側面図である。 図１の主幹制御器の回路を示す図である。 一般的な主幹制御器の概略断面図である。 一般的な主幹制御器の本体部の概略右側面図である。 図４の主幹制御器の回路を示す図である。
　以下、本発明の一実施形態について、図面を参照して説明する。
　図１は、本実施形態に係る主幹制御器の概略断面図である。主幹制御器は、複数のカムスイッチ（スイッチ）１ａ－１ｆ、複数のカム２ａ－２ｆ、及びハンドル３を有する本体部７と、コネクタ４ａ及びケーブル５を介して本体部７と接続されるリレー回路６と、を備える。
　ハンドル３は、運転者の操作により複数のポジション（ノッチ位置）を切替可能に有する。例えば、ハンドル３は、“切”、“１”－“５”の６つのポジションを有する。
　複数のカム２ａ－２ｆについて説明する。カム２ａは、ハンドル３に連動して回動可能に設けられる。図２に示すように、カム２ａには、カム２ａの径方向外側に突出し、カム２ａの周方向に所定の長さを有する突起８が形成される。カム２ａの軸周りの回動に応じて、カム２ａに対応して設けられたカムスイッチ１ａのローラと突起８とが接触又は遮断する。詳細には、カム２ａの突起は、ハンドル３が“切”のポジションにあるとき、カムスイッチ１ａのローラと接触する。カム２ａの突起８は、ハンドル３が“１”－“５”のポジションにあるとき、カムスイッチ１ａのローラと遮断する。
　カム２ｂ－２ｆは、カム２ａと同様に、軸周りの回動に応じて、対応して設けられた各カムスイッチ１ｂ－１ｆのローラと突起８とが接触又は遮断する。例えば、カム２ｂの突起８は、ハンドル３が“１”－“５”のポジションにあるとき、カムスイッチ１ｂのローラと接触する。カム２ｂの突起８は、ハンドル３が“切”のポジションにあるとき、カムスイッチ１ｂのローラと遮断する。また、カム２ｃの突起８は、ハンドル３が“２”－“５”のポジションにあるとき、カムスイッチ１ｃのローラと接触する。カム２ｃの突起８は、ハンドル３が“切”、“１”のポジションにあるとき、カムスイッチ１ｃのローラと遮断する。また、カム２ｄの突起８は、ハンドル３が“３”－“５”のポジションにあるとき、カムスイッチ１ｄのローラと接触する。カム２ｄの突起８は、ハンドル３が“切”、“１”、“２”のポジションにあるとき、カムスイッチ１ｄのローラと遮断する。また、カム２ｅの突起８は、ハンドル３が“４”－“５”のポジションにあるとき、カムスイッチ１ｅのローラと接触する。カム２ｅの突起８は、ハンドル３が“切”、“１”－“３”のポジションにあるとき、カムスイッチ１ｅのローラと遮断する。また、カム２ｆの突起８は、ハンドル３が“５”のポジションにあるとき、カムスイッチ１ｆのローラと接触する。カム２ｆの突起８は、ハンドル３が“切”、“１”－“４”のポジションにあるとき、カムスイッチ１ｆのローラと遮断する。
　複数のカムスイッチ１ａ－１ｆについて説明する。カムスイッチ１ａは（図１参照）、カム２ａに対応して設けられる。カム２ａの突起８がカムスイッチのローラと接触しているとき、カムスイッチ１ａが導通する。導通したカムスイッチ１ａを介して、本体部７からの入力信号が伝達される。同様に、カムスイッチ１ｂ－１ｆそれぞれは、対応するカム２ｂ－２ｆの各突起８がカムスイッチ１ｂ－１ｆのローラと接触しているとき、本体部７からの入力信号をリレー回路６に入力する。
　リレー回路６は、コネクタ４ｂ、４ｃを介して制御装置電源及び制御装置負荷に接続される。また、リレー回路６は、図３に示すように、複数のカムスイッチ１ａ－１ｆそれぞれに対応する入力接点を有する。各入力接点には、対応するコイル１Ｒ－６Ｒがそれぞれ配される。コイル１Ｒ－６Ｒは、本体部７からカムスイッチ１ａ－１ｆを介する入力信号によって励磁され、それぞれ対応する接点１１Ｒ－１６Ｒを導通させる。導通した１個以上の接点１１Ｒ－１６Ｒ及びコネクタ４ｃを介して、制御装置電源からの供給電力が出力信号（リレー出力）として制御装置負荷に出力される。
　このように、本実施形態のリレー回路６は、６個のカムスイッチ１ａ－１ｆを介する６個（６系統）の入力信号に応じて、各入力信号と一対に対応する出力信号を出力する。例えば、ハンドル３が“切”のポジションにあるとき、カムスイッチ１ａが導通し、他のカムスイッチ１ｂ－１ｆは遮断される。かかる場合、コイル１Ｒの励磁により接点１１Ｒが導通して、接点１１Ｒを介する１個の出力信号が出力される。また、例えばハンドル３が“３”のポジションにあるとき、カムスイッチ１ｂ－１ｄが導通し、他のカムスイッチ１ａ，１ｃ，１ｆは遮断される。かかる場合、コイル２Ｒ－４Ｒの励磁により接点１２Ｒ－１４Ｒがそれぞれ導通して、接点１２Ｒ－１４Ｒを介する３個の出力信号が同時に出力される。
　好適には、リレー回路６は、プリント基板上に構成される。
　上述したように、本実施形態の主幹制御器は、本体部７と制御装置負荷との間にリレー回路６を備える。ここで、主幹制御器のハンドル３の位置とコネクタ４ｃの出力との関係は、一般的な主幹制御器におけるハンドル１０３の位置とコネクタ１０４の出力との関係と同一である。このため、運転手の操作性及びコネクタ１０４に接続される機器（制御装置負荷）のインターフェースに影響を及ぼすことなく、一般的な主幹制御器を本実施形態の主幹制御器に置換可能である。したがって、本実施形態の主幹制御器は、必要とされる電流容量が異なる複数の車両に適用可能である。
　また、制御装置負荷はリレー回路６の後段に接続され、負荷電流（出力電流）はリレー回路６の接点の導通及び遮断に応じて出力される。本体部７のカムスイッチ１ａ－１ｆは、制御装置負荷の影響を受けないため、主幹制御器のカムスイッチ１ａ－１ｆとして電流容量の小さい小型カムスイッチを採用可能であり、本体部７及び主幹制御器全体を小型化可能である。また、小型化により、例えば主幹制御器の設置作業などにおいて主幹制御器の取扱いが容易となるため、主幹制御器のメンテナンス性を向上可能である。
　また、リレー回路６をプリント基板上にすることにより、主幹制御器全体を更に小型化可能である。
　本発明を諸図面や実施例に基づき説明してきたが、当業者であれば本開示に基づき種々の変形や修正を行うことが容易であることに注意されたい。したがって、これらの変形や修正は本発明の範囲に含まれることに留意されたい。
　例えば、複数のカム２ａ－２ｆを、１つのカムとして一体的に形成してもよい。
　また、ハンドル３のポジションの数、カムスイッチの数、コイルの数、及び接点の数は、２以上の任意の数であってもよい。また、本体部のカムスイッチの数と、リレー回路のコイルの数及び接点の数と、はそれぞれ等しく６個であるものとして説明したが、互いに異なる数であってもよい。
　１ａ－ｆ，１０１ａ－ｆ　　カムスイッチ
　２ａ－ｆ，１０２ａ－ｆ　　カム
　３，１０３　　ハンドル
　４，１０４　　コネクタ
　５，１０５　　ケーブル
　６　　リレー回路
　７，１０７　　本体部
　８，１０８　　突起

Claims (4)

  1. 　ハンドルと、
    　前記ハンドルに連動するカムと、
    　前記ハンドルの位置に応じて、前記カムと導通又は遮断する複数のカムスイッチと、
    　前記複数のカムスイッチを介する複数の入力信号に応じて出力信号を出力するリレー回路と、
    　を備える主幹制御器。
  2. 　請求項１に記載の主幹制御器であって、
    　前記リレー回路は、前記複数の入力信号それぞれと一対に対応する出力信号を出力する、主幹制御器。
  3. 　請求項１に記載の主幹制御器であって、
    　前記リレー回路はプリント基板上に構成される、主幹制御器。
  4. 　請求項２に記載の主幹制御器であって、
    　前記リレー回路はプリント基板上に構成される、主幹制御器。
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