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地上子
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- 【要約】
【目的】 地上子の故障を集中監視する。
【構成】 地上子Ｅにおける共振回路１を利用して帰還発振を行う故障検知回路４を付加し、共振回路１の共振周波数に同調した周波数で故障検知回路４を常時帰還発振させ、共振回路１のＱ値以下を集中監視する。
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- 【特許請求の範囲】
【請求項１】 共振回路と、故障検知回路とを有する地上子であって、共振回路は、同調コイルとコンデンサとからなり、共振現象を生じるものであり、故障検知回路は、前記共振回路の同調コイルと誘導結合し、同調コイルを通して入力される信号に基づいて前記共振回路の共振周波数に同調した周波数で常時帰還発振を行い、前記共振回路のＱ値を監視して該共振回路の故障を検出するものであることを特徴とする地上子。
【請求項２】 前記故障検知回路は、前記共振回路の同調コイルに誘導結合する帰還発振部を有するものであることを特徴とする請求項１に記載の地上子。
【請求項３】 前記帰還発振部は、トランジスタとＬＣ共振回路との組合せからなるものであることを特徴とする請求項２に記載の地上子。
【請求項４】 前記故障検知回路は、前記共振回路からの帰還量を調整することにより、保守点検すべき前記共振回路のＱ値の限界値を設定する機能を有するものであることを特徴とする請求項１に記載の地上子。
【請求項５】 前記故障検知回路は、前記共振回路からの帰還量を抵抗器により調整するものであることを特徴とする請求項４に記載の地上子。
- 【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、自動列車停止装置（ＡＴＳ），自動列車制御装置（ＡＴＣ），自動列車運転装置（ＡＴＯ）あるいは車内警報などに用いる地上子に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＡＴＳは、地上信号機の条件を示す地上の部分（地上装置）と、地上の条件を車上に取上げ、所要の動作を行う車上の部分（車上装置）とからなり、地上子は、高周波変周方式の地上装置であり、地上装置と車上装置の共振周波数の変周を利用して、地上と車上の情報連絡を行う方式と、高周波を吸収する方式とが用いられている。
【０００３】図２にＡＴＳ地上子の基本的な回路構成を示す。図において、地上子Ｅは、同調コイルＬと、２つのコンデンサＣ１，Ｃ２とを含む共振回路であり、両コンデンサＣ１，Ｃ２を切替えるスイッチＳを設けたものである。スイッチＳが閉（オン）のときには、同調コイルＬ１と両コンデンサＣ２との並列回路によって１０３ＫＨｚに共振する共振回路が構成される。１０３ＫＨｚの共振回路が形成された地上子Ｅ上を通常の列車の車上子Ｔが通過しても車上装置は何等の動作も行わないが、スイッチＳが開（オフ）のときに、地上子Ｅは、同調コイルＬとコンデンサＣ１とによって１２３ＫＨｚに共振する共振回路が構成され、この上を列車の車上子が通過すると、車上子Ｔのコイルと電磁結合し、車上装置の発振周波数は、Ｚｉｅｈｅｎ現象により、１２３ＫＨｚは、１３０ＫＨｚに変周され、リレー（図示略）が動作し、自動的にブレーキをかけて列車を停止させるものである。ちなみに、前記１０３ＫＨｚは、検測車の車上装置を動作させるための共振周波数である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来は共振回路のＱ値が低下したか否かを監視するには、検測車を各地上子上に走らせなければならず、複数の地上子におけるＱ値低下を集中監視することができなかった。
【０００５】本発明の目的は、集中監視に適合する地上子を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため、本発明に係る地上子は、共振回路と、故障検知回路とを有する地上子であって、共振回路は、同調コイルとコンデンサとからなり、共振現象を生じるものであり、故障検知回路は、前記共振回路の同調コイルと誘導結合し、同調コイルを通して入力される信号に基づいて前記共振回路の共振周波数に同調した周波数で常時帰還発振を行い、前記共振回路のＱ値を監視して該共振回路の故障を検出するものである。
【０００７】また、前記故障検知回路は、前記共振回路の同調コイルに誘導結合する帰還発振部を有するものである。
【０００８】また、前記帰還発振部は、トランジスタとＬＣ共振回路との組合せからなるものである。
【０００９】また、前記故障検知回路は、前記共振回路からの帰還量を調整することにより、保守点検すべき前記共振回路のＱ値の限界値を設定する機能を有するものである。
【００１０】また、前記故障検知回路は、前記共振回路からの帰還量を抵抗器により調整するものである。
【００１１】
【作用】本発明においては、地上子の共振回路を利用して帰還発振を行う故障検知回路を付加し、前記共振回路の共振周波数に同調した周波数で該故障検知回路を常時帰還発振させ、前記共振回路のＱ値を監視することにより、前記共振回路の故障を検出する。
【００１２】
【実施例】以下に本発明をＡＴＳの地上子に適用した場合の実施例を図によって説明する。図１において、本発明に係る地上子Ｅは、共振回路１と、半導体スイッチ素子２と、制御入力回路３と、故障検出回路４とを有している。
【００１３】共振回路１は、同調コイルＬ３と、コンデンサＣ１又はコンデンサＣ２との組合せによって形成される回路である。同調コイルＬ３とコンデンサＣ１との組合せは、車上装置に動作指令を与える１２３ＫＨｚの共振周波数を発生させる回路であり、同調コイルＬ３にコンデンサＣ２が接続されたときには、通常の列車の車上装置は反応しない１０３ＫＨｚの共振周波数の共振回路を構成する。１０３ＫＨｚの共振周波数は、検測車の車上装置を動作させるための周波数であることは前述のとおりである。
【００１４】半導体スイッチ素子２は、例えばフォト・ＭＯＳＴであり、共振回路１の同調コイルＬ３とコンデンサＣ２間に組込まれ、制御入力回路３の信号を入力とし、同調コイルＬ３とコンデンサＣ１又はＣ２との組合せを切替えることにより、共振回路１の共振周波数を切替えるものである。尚、実施例では、半導体スイッチ素子２として２個のフォト・ＭＯＳＴ２ａ，２ｂを用い、故障モードの短絡でも、停止現示値となるように考慮している。
【００１５】制御入力回路３は、前記半導体スイッチ素子２に共振回路１の共振周波数を切替えるための制御指令信号を入力する回路である。制御指令信号は、構内の信号機の動作に連動して入力するものである。
【００１６】故障検知回路４は、共振回路１の同調コイルＬ３と誘導結合し、共振回路１の共振周波数に同調した周波数で常時帰還発振を行い、共振回路１のＱ（選択度）値を監視して共振回路１の故障を検出するものである。
【００１７】図１に示す故障検知回路４は、共振回路１の同調コイルＬ３に誘導結合させて組込んだ一対の故障検知用コイルＬ１，Ｌ２と、故障検知電源５から常時電源供給を受け、故障検知用コイルＬ１を通して帰還させ、共振回路１の共振周波数に同調した周波数で帰還発振を行う帰還発振部６と、帰還発振部６の発振を監視して共振回路１の故障を検出する監視部７とを有している。
【００１８】図１に示す実施例に係る帰還発振部６は、以下の構成になっている。故障検知電源５から電源供給を受けて駆動するトランジスタ６ｇは、自己調整機能をもった時定数回路をなす抵抗器６ｆ及びコンデンサ６ｃをエミッタ側に有し、ベース側にはコンデンサ６ａと故障検知用コイルＬ２とからなる共振回路がコンデンサ６ｂを介して接続され、故障検知用コイルＬ２は、共振回路１の同調コイルＬ３に誘導結合している。６ｄ，６ｅは分圧用の抵抗器である。またトランジスタ６ｇのコレクタ側には、トランス６ｈの２次側コイル６ｊとコンデンサ６ｉとからなるコレクタ同調形の共振回路が接続されている。また共振回路１の同調コイルＬ３に誘導結合した故障検知用コイルＬ１は、トランス６ｈの一次側コイル６ｋに接続され、コイルＬ１とコイル６ｋとにより、共振回路１からコイル６ｊ及びコンデンサ６ｉの共振回路への帰還回路を構成している。
【００１９】さらに、本発明に係る故障検知回路４は、コイルＬ１とコイル６ｋとからなる帰還回路に可変抵抗器８を有しており、可変抵抗器８により共振回路１からの帰還量を調整することにより、保守点検すべき共振回路１のＱ値の限界値を設定する機能を有している。
【００２０】また図１に示す実施例に係る監視部７は、トランス６ｈの一次側コイル６ｌに接続した整流回路７ａと、整流回路７ａの出力側に接続され、扛上接点７ｃから故障検知出力を発するリレー７ｂとからなっている。
【００２１】実施例において、制御入力回路３の端子間に制御指令信号例えば、信号機の現示が進めである場合の信号が入力すると、半導体スイッチ素子２が導通し、共振回路１は、同調コイルＬ３と、コンデンサＣ２との組合せにより、１０３ＫＨｚの周波数の共振回路を構成し、通常の列車に対しては、地上子Ｅ上をそのまま通過させる。
【００２２】制御指令信号の入力を断ったとき、例えば信号機の現示が停止に切替ったときに、半導体スイッチ素子２は非導通となり、共振回路１は、同調コイルＬ３と、コンデンサＣ１との組合せとなり、１２３ＫＨｚの共振周波数の回路に切替えられ、地上子Ｅ上を通過する通常の列車の車上子を動作させて制動指令が発せられ、列車を停車させる。
【００２３】一方、故障検知回路４は、故障検知用コイルＬ１，Ｌ２が共振回路１の同調コイルＬ３に誘導結合しており、トランジスタ６ｇを発振させて故障検知用コイルＬ１に電流を流すと相互誘導結合している共振回路１の同調コイルＬ３に電圧が生じ、共振回路１には共振現象が発生し、半導体スイッチ素子２が導通状態では１０３ＫＨｚの共振周波数で共振し、半導体スイッチ素子２が非導通状態では１２３ＫＨｚの共振周波数で共振している。
【００２４】また共振回路１の出力の一部は、コイルＬ１及びコイル６ｋを介してコイル６ｊ及びコンデンサ６ｉの共振回路に帰還されており、コイル６ｊ及びコンデンサ６ｉの共振回路は、共振回路１からの帰還を受けて、共振回路１の共振周波数（例えば１０３ＫＨｚ，１２３ＫＨｚ）に同調した周波数で常時帰還発振を行っている。
【００２５】故障検知回路４が共振回路１の共振周波数に同調して正常に帰還発振を行っている場合には、リレー７ｂが励磁されているため、その扛上接点７ｃが落下せず、共振回路１の故障検出信号は出力されない。
【００２６】ところで、同調コイルＬ３と組をなすコンデンサＣ１又はＣ２の劣化、或いは同調コイルＬ３，コンデンサＣ１，Ｃ２を被覆しているエポキシ樹脂の割れ目等から浸入した雨水等によりＱ値が低下する。
【００２７】この場合、故障検知回路４は、共振回路１からの帰還を得て、その共振周波数と同調した周波数で帰還発振を行っているため、共振回路１のＱ値が低下すると、故障検知回路４におけるコイル６ｊ及びコンデンサ６ｉの共振回路に流れる電流が減少するため、リレー７ｂが励磁されなくなり、扛上接点７ｃが落下し、共振回路１のＱ値が低下したという異常信号を故障検知出力として発する。
【００２８】また、共振回路１から故障検知回路４への帰還量は可変抵抗器８で調整され、例えば、共振回路１の設定された正規のＱ値を７０とした場合に共振回路１の保守基準の限界値を６０に設定し、その値を越えたときに即座に故障検知回路４によって共振回路１のＱ値低下を検知される。したがって、共振回路１のＱ値の低下の変動幅を微少な範囲に設定することが可能となり、共振回路１のＱ値低下を微少な範囲に抑えることができる。
【００２９】以上、実施例では本発明をＡＴＳ（自動列車停止装置）の地上子に適用した例を説明したが、車内警報装置，自動列車制御装置，自動列車運転装置の地上子についても全く同様に適用できる。
【００３０】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、地上子における共振回路を利用して帰還発振を行う故障検知回路を付加し、共振回路の共振周波数に同調した周波数で該故障検知回路を常時帰還発振させて共振回路のＱ値低下を監視するため、共振回路の故障を検測車を実走させることなく、常時監視することができ、しかも複数の地上子を集中監視することができる。
【００３１】さらに本発明に係る故障検知回路は、保守点検すべき共振回路のＱ値の限界値を設定し、その限界値を越えてＱ値が低下したときに異常信号を出力させることにより、共振回路のＱ値低下を微少な範囲内で検出することができ、列車をより安全に運行させることができる。
- 【公開番号】特開平８−９１２１５
【公開日】平成８年（１９９６）４月９日
【発明の名称】地上子
- 【出願番号】特願平６−２２８１３８
【出願日】平成６年（１９９４）９月２２日
【出願人】
【識別番号】０００２２１６１６
【氏名又は名称】東日本旅客鉄道株式会社
【識別番号】０００１４４３４８
【氏名又は名称】株式会社三工社
- 【代理人】
【弁理士】
【氏名又は名称】菅野 中
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