| 【発明の名称】 |
鉄道車両の併結指令制御装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】柿沼 博彦
【氏名】玉置 俊治
【氏名】宮本 英男
【氏名】佐藤 頼光
【氏名】永森 和夫
【氏名】上杉 喜治
【氏名】福田 勤
【氏名】石井 功
【氏名】田中 歩
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| 【要約】 |
【課題】性能や指令系が異なる電車と気動車を併結する際にも、電車と気動車間の渡り線の本数を増やすことなく併結可能とし、コストダウン及びメンテナンス性の向上を達成する。
【解決手段】各車両ごとに、中性位置でオンする運転切換スイッチ１Ｄ，１Ｅと、併結相手の車種に応じて切り換えられる編成切換スイッチ２Ｄ，２Ｅとを備え、さらに電車側に架線電圧を検出する検出継電器４を備え、気動車側に気動車併結確認信号回路を備え、併結する車種に応じて、併結条件が正しく確立されていなければ、併結指令用接触器が投入されないように、車両間渡り線Ｗ１〜Ｗ３を介して制御する。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】中性位置、前進位置及び後進位置を含む３切換位置を有し、中性位置でオン状態になる接点回路を有する運転切換スイッチと、電車位置及び気動車位置を含む少なくとも２つの切換位置を有し、併結相手の車種に応じて前記２つの切換位置のうちのいずれかに切換えられ、前記電車位置でオンになる第１及び第２の接点回路、並びに前記気動車位置でオンになる第３及び第４の接点回路を有する編成切換スイッチと、第１の渡り線に接続され、架線電圧を検出したときそれに基づいて付勢される電圧検出用継電手段と、第２の渡り線に接続される気動車併結確認用継電手段と、前記運転切換スイッチの出力端に前記第１の接点回路を介して接続され、前記電圧検出用継電手段が架線電圧を検出していることを条件として付勢される電車併結用接触器と、前記運転切換スイッチの出力端に前記第３の接点回路を介して接続され、前記気動車併結確認用継電手段が付勢されていることを条件として付勢される気動車併結用接触器と、第３の渡り線に、前記第２の接点回路、及び前記電車併結用接触器の接点を直列に接続してなる電車併結指令回路と、前記第３の渡り線に、前記第４の接点回路、及び前記気動車併結用接触器の接点を直列に接続してなる気動車併結指令回路とを備えた鉄道車両の併結指令制御装置。
【請求項２】中性位置、前進位置及び後進位置の３切換位置を有し、中性位置でオン状態になる接点回路を有する運転切換スイッチと、電車位置及び気動車位置を含む少なくとも２つの切換位置を有し、併結相手の車種に応じて前記２つの切換位置のうちのいずれかに切換えられ、前記電車位置でオンになる第１ないし第４の接点回路、並びに前記気動車位置でオンになる第５及び第６の接点回路を有する編成切換スイッチと、第１の渡り線に前記第４の接点回路を介して接続された架線電圧検出用継電手段と、前記運転切換スイッチの出力端に前記第５の接点回路を介して接続された気動車併結用接触器と、前記運転切換スイッチの出力端に前記第２の接点回路を介して接続され、前記架線電圧検出用継電手段が架線電圧を検出したことを条件として付勢される電車併結用接触器と、前記運転切換スイッチの出力端と第２の渡り線との間に前記第１の接点回路を介して直列に接続された前記電車併結用接触器に連動してオン動作する接点手段と、第３の渡り線に、前記第３の接点回路、及び前記電車併結用接触器の接点を直列に接続してなる電車併結指令回路と、前記第３の渡り線に、前記第６の接点回路、及び前記気動車併結用接触器の接点を直列に接続してなる気動車併結指令回路とを備えた鉄道車両の併結指令制御装置。
【請求項３】請求項１に記載の併結指令制御装置と請求項２に記載の併結指令制御装置とを前記各渡り線を介して接続してなる鉄道車両の併結指令制御装置。
【請求項４】請求項１に記載の鉄道車両の併結指令制御装置において、前記運転切換スイッチに前進位置でオン状態になる前進用接点回路をさらに備えるとともに、前記中性位置でオン状態になる接点回路の出力端を、前記気動車併結確認用継電手段が動作し、かつ気動車併結用接触器が動作していないことを条件として、前記前進用接点回路の一端及び第４の渡り線に接続し、前記前進用接点回路の他端を力行回路遮断用継電手段に接続したことを特徴とする鉄道車両の併結指令制御装置。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電車及び気動車の少なくとも一方からなる列車を併結運転するための鉄道車両の併結指令制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】電車（ＥＣ車）と気動車（ＤＣ車）を併結した列車を運転する場合、従来、ＥＣ車とＥＣ車を併結する際の制御線のほかにＤＣ車専用の制御線を別に設ける必要があった。これは、車両間を連結する渡り線の本数を増やさずに、１本の渡り線を切換により制御する方式は困難であるとされてきたからである。この種の制御に関連する制御方法としては、特許第２５４４４６２号明細書に開示されている「逆転機転換制御方法」があるものの、これは逆転機制御のみの方法であり、本発明の対象とする制御方法とは異なるものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ＥＣ車とＤＣ車が混在する路線では、（１）ＥＣ車とＥＣ車を連結する場合、及び、（２）ＤＣ車とＤＣ車を連結する場合のほかに、（３）ＥＣ車とＤＣ車を連結したい場合も当然のことながら存在する。個々の車両の性能や制御方式が共通する（１）および（２）の場合はまだしも、個々の車両の性能や制御方式が異なる（３）の場合は、従来方式のままで対処するのは困難である。
【０００４】したがって本発明の目的は、車両間の渡り線の本数を増やすことなく、ＥＣ車とＤＣ車を連結する場合にも適用し得る鉄道車両の併結指令制御装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するために請求項１に係る発明の鉄道車両の併結指令制御装置は、中性位置、前進位置及び後進位置を含む３切換位置を有し、中性位置でオン状態になる接点回路を有する運転切換スイッチと、電車位置及び気動車位置を含む少なくとも２つの切換位置を有し、併結相手の車種に応じて２つの切換位置のうちのいずれかに切換えられ、電車位置でオンになる第１及び第２の接点回路、並びに気動車位置でオンになる第３及び第４の接点回路を有する編成切換スイッチと、第１の渡り線に接続され、架線電圧を検出したときそれに基づいて付勢される電圧検出用継電手段と、第２の渡り線に接続される気動車併結確認用継電手段と、運転切換スイッチの出力端に第１の接点回路を介して接続され、電圧検出用継電手段が架線電圧を検出していることを条件として付勢される電車併結用接触器と、運転切換スイッチの出力端に第３の接点回路を介して接続され、気動車併結確認用継電手段が付勢されていることを条件として付勢される気動車併結用接触器と、第３の渡り線に、第２の接点回路、及び電車併結用接触器の接点を直列に接続してなる電車併結指令回路と、第３の渡り線に、第４の接点回路、及び気動車併結用接触器の接点を直列に接続してなる気動車併結指令回路とを備えたものである。
【０００６】請求項２に係る発明の鉄道車両の併結指令制御装置は、中性位置、前進位置及び後進位置の３切換位置を有し、中性位置でオン状態になる接点回路を有する運転切換スイッチと、電車位置及び気動車位置を含む少なくとも２つの切換位置を有し、併結相手の車種に応じて２つの切換位置のうちのいずれかに切換えられ、電車位置でオンになる第１ないし第４の接点回路、並びに気動車位置でオンになる第５及び第６の接点回路を有する編成切換スイッチと、第１の渡り線に第４の接点回路を介して接続された架線電圧検出用継電手段と、運転切換スイッチの出力端に第５の接点回路を介して接続された気動車併結用接触器と、運転切換スイッチの出力端に第２の接点回路を介して接続され、架線電圧検出用継電手段が架線電圧を検出したことを条件として付勢される電車併結用接触器と、運転切換スイッチの出力端と第２の渡り線との間に第１の接点回路を介して直列に接続された電車併結用接触器に連動してオン動作する接点手段と、第３の渡り線に、第３の接点回路、及び電車併結用接触器の接点を直列に接続してなる電車併結指令回路と、第３の渡り線に、第６の接点回路、及び気動車併結用接触器の接点を直列に接続してなる気動車併結指令回路とを備えたものである。
【０００７】請求項３に係る発明の鉄道車両の併結指令制御装置は、請求項１に記載の併結指令制御装置と請求項２に記載の併結指令制御装置とを各渡り線を介して接続したことを特徴とするものである。
【０００８】請求項４に係る発明は、請求項１に記載の鉄道車両の併結指令制御装置において、運転切換スイッチに前進位置でオン状態になる前進用接点回路をさらに備えるとともに、中性位置でオン状態になる接点回路の出力端を、気動車併結確認用継電手段が動作し、かつ気動車併結用接触器が動作していないことを条件として、前進用接点回路の一端及び第４の渡り線に接続し、前進用接点回路の他端を力行回路遮断用継電手段に接続したことを特徴とするものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】本発明における実施の形態について説明する。まず図１を参照し、ＥＣ車及びＤＣ車を併結する場合の併結指令制御装置について説明する。図１の左半分はＤＣ車の併結指令制御装置を示し、右半分はＥＣ車の併結指令制御装置を示すものである。両併結指令制御装置は、併結部Ｈで、渡り線Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３を介して接続されている。
【００１０】ＥＣ車の併結指令制御装置は、運転切換スイッチ１Ｅ及び編成切換スイッチ２Ｅ、並びに補助継電器３〜６、及び接触器７，８を備えている。運転切換スイッチ１Ｅは「Ｎ」位置（中性位置）を挟んでその両側に「Ｆ」位置（前進位置）及び「Ｂ」位置（後進位置）が配置されており、「Ｎ」位置でオンとなる接点回路３１を持っており、「Ｆ」位置及び「Ｂ」位置ではオフである。編成切換スイッチ２Ｅは、併結相手の車種に従って、すなわち併結相手の車両がＥＣ車かＤＣ車かに従って、その切換位置が選択される切換スイッチであって、「切」位置を中心としてその両側に「ＥＣ」位置及び「ＤＣ」位置を持っており、「ＥＣ」位置でオンとなる２組の接点回路２１及び２３と、「ＤＣ」位置でオンとなる２組の接点回路２２及び２４を持っている。接点回路２１，２２の各一端は運転切換スイッチ１Ｅの出力端に接続されている。接点回路２３，２４の各一端は渡り線Ｗ３に接続されている。
【００１１】補助継電器３はＤＣ車併結指令用であって、編成切換スイッチ２Ｅの接点回路２２の他端に接続されている。補助継電器４は架線電圧検知用であって、渡り線Ｗ１に接続され、架線電圧があるとき、その架線電圧に基づいて付勢される。補助継電器５はＤＣ車併結確認用であって、渡り線Ｗ２に逆流防止ダイオード９を介して接続されている。補助継電器６は自己保持用であって、編成切換スイッチ２Ｅの接点回路２１の他端に、補助継電器３のインターロック用ｂ接点３ｂ、補助継電器４のａ接点４ａ、及び補助継電器５のｂ接点５ｂを介して接続されている。接点４ａに自己保持用ａ接点６ａが並列に接続されている。接触器７はＥＣ車併結用であって、補助継電器６に並列に接続されている。接触器８はＤＣ車併結用であって、ＤＣ車併結確認用補助継電器５のａ接点５ａを直列にして補助継電器３に並列に接続されている。ＥＣ車併結用接触器７の接点７Ａは編成切換スイッチ２Ｅの接点回路２３の他端に接続され、ＤＣ車併結用接触器８の接点８Ａは編成切換スイッチ２Ｅの接点回路２４の他端に接続されている。
【００１２】ＤＣ車の併結指令制御装置はＥＣ車の併結指令制御装置に類似する回路構成を持っており、ＤＣ車の併結指令制御装置は、運転切換スイッチ１Ｄ及び編成切換スイッチ２Ｄ、並びに補助継電器４，１０，１２，１４、及び接触器１１，１３を備えている。運転切換スイッチ１ＤはＥＣ車の運転切換スイッチ１Ｅと同一構成の「Ｎ」位置、「Ｆ」位置及び「Ｂ」位置を持っている。スイッチとしては「Ｎ」位置でのみオンとなり、「Ｆ」位置及び「Ｂ」位置ではオフである。編成切換スイッチ２Ｄは、併結相手の車種に従って、すなわち併結相手の車両がＥＣ車かＤＣ車かに従って、その切換位置が選択される切換スイッチであって、「切」位置を中心としてその両側に「ＥＣ」位置及び「ＤＣ」位置を持っており、「ＥＣ」位置でオンとなる４組の接点回路２１，２３，２５及び２６と、「ＤＣ」位置でオンとなる２組の接点回路２２及び２４を持っている。接点回路２１，２２，２５の各一端は運転切換スイッチ１Ｄの出力端に接続されている。接点回路２３，２４の各一端は渡り線Ｗ３に接続されている。接点回路２６の一端は渡り線Ｗ１に接続されている。
【００１３】補助継電器４は架線電圧検知用であって、接点回路２６の他端に接続されている。補助継電器１０は、編成切換スイッチ２Ｄの接点回路２２の他端に、補助継電器１２のインターロック用ｂ接点１２ｂを介して接続されている。接触器１１はＤＣ車併結用であって、補助継電器１０に並列に接続されている。補助継電器１２は、接点回路２５の他端に、ＥＣ車併結用押しボタンスイッチ１５、補助継電器１４のａ接点１４ｄ、及び補助継電器１０のインターロック用ｂ接点１０ｂを介して接続されている。押しボタンスイッチ１５に補助継電器１２の自己保持用ａ接点１２ａが並列に接続されている。なお、押しボタンスイッチ１５は必要に応じて設けられるものであり、場合によってはこれを省略してもよい。接触器１３はＥＣ車併結用であって、補助継電器１２に並列に接続されている。補助継電器１４は、運転切換スイッチ１Ｄの出力端に、補助継電器４のａ接点４ａを介して接続されている。接点４ａに対し、補助継電器１４の自己保持用ａ接点１４ａが並列に接続されている。ＥＣ車併結用接触器１３の接点１３Ａは接点回路２３の他端に接続され、ＤＣ車併結用接触器１１の接点１１Ａは接点回路２４の他端に接続されている。接点回路２１の他端は補助継電器１２のａ接点１２ｄ及び逆流防止ダイオード９を介して渡り線Ｗ２に接続されている。
【００１４】次に図１の併結指令制御装置の回路動作について説明する。図１は、ＤＣ車に対しＥＣ車を併結する場合の回路併結指令制御装置を示すものである。まず、ＤＣ車及びＥＣ車の運転切換スイッチ１Ｄ，１Ｅをそれぞれ「Ｎ」位置とすることにより、接点回路３１をオン状態にし、これを介して編成切換スイッチ２Ｄ，２Ｅに制御電圧を印加する。各編成切換スイッチ２Ｄ，２Ｅは相手側の車種に従って切り換えられるものであって、ＤＣ車側の編成切換スイッチ２Ｄは「ＥＣ」位置とし、ＥＣ車側の編成切換スイッチ２Ｅは「ＤＣ」位置とする。これにより、ＤＣ車側の接点回路２１，２３，２５，２６がオン状態となり、ＥＣ車側の接点回路２２，２４がオン状態となる。
【００１５】この回路状態において、まずＤＣ車側で架線電圧検知用補助継電器４が励磁され、そのａ接点４ａがオンして補助継電器１４が励磁され、そのａ接点１４ａを介して自己保持する。次に、必要に応じて設けられるＥＣ車併結用押しボタンスイッチ１５を押すことにより、補助継電器１４のａ接点１４ｄを介して補助継電器１２が付勢され、押しボタンスイッチ１５に並列のａ接点１２ａを介して自己保持する。補助継電器１２が付勢されることにより、一方ではＥＣ車併結用接触器１３も付勢され、その接点１３ＡがオンしＤＣ車側の接点回路２３がすべてオン状態となり、他方ではａ接点１２ｄがオンすることにより、ＤＣ車側から渡り線Ｗ２を介してＥＣ車側へＤＣ車併結確認信号を出力する。この時、ＥＣ車側では、この併結確認信号を受けて補助継電器５が付勢され、そのａ接点５ａを介してＤＣ車併結用接触器８が励磁される。これにより、接点８Ａが閉じ、ＤＣ車とＥＣ車間の併結指令回路が構成される。このとき、ＤＣ車側では接点回路２２，２４がオフ状態にあり、ＤＣ車併結用接触器１１が付勢されたり、その接点１１Ａがオンになったりすることはない。また、ＥＣ車側では、接点回路２１，２３がオフ状態にあり、ＥＣ車併結用接触器７が付勢されたり、その接点７Ａがオンになったりすることはない。
【００１６】図２は、ＥＣ車とＥＣ車を併結する場合の併結指令制御装置を示すものである。各ＥＣ車の併結指令制御装置の内部構成は、すでに図１を参照して述べたものと同一であって、両側に対称的に配置されている。ＥＣ車１に対しＥＣ車２を併結するものとして説明を進める。ＥＣ車１，２の運転切換スイッチ１Ｅはそれぞれ「Ｎ」位置とすることによってオン状態となり、各編成切換スイッチ２Ｅに電圧が印加される。次に、併結相手の車両がそれぞれＥＣ車であることにより、編成切換スイッチ２Ｅをそれぞれ「切」位置から「ＥＣ」位置に切換えることにより、編成切換スイッチ２Ｅは接点回路２１，２３がオン状態になる。他方、架線電圧があれば両ＥＣ車側で架線電圧検知用補助継電器４が励磁される。このとき、ＤＣ車が併結に関与しないので、ＤＣ車併結確認用補助継電器５が励磁されることはない。その結果、各車両側で補助継電器４のａ接点４ａを介して補助継電器６が励磁され、接点６ａを介して自己保持するとともに、それに並列の接触器７が励磁され、その接点７Ａが閉じ、相手側ＥＣ車との併結が可能となる。
【００１７】このとき補助継電器６は接点６ａを介して自己保持しており、たとえ架線電圧の変動により架線電圧検知用補助継電器４が無励磁となって接点４ａがオフしてしまうような事態が生じても、補助継電器６はなんら問題なく励磁状態を継続する。また、誤って編成切換スイッチ２Ｅを「ＤＣ」位置にしてしまった場合については、ＤＣ車併結確認用補助継電器５が無励磁であるため、そのａ接点５ａがオンせず、ＤＣ車併結用接触器８が投入されたり、その接点８Ａがオンになったりすることはない。
【００１８】図３は、ＤＣ車とＤＣ車の併結する場合の併結指令制御装置を示すものである。各ＤＣ車の併結指令制御装置の内部構成は、すでに図１を参照して述べたものと同一であって、両側に対称的に配置されている。ＤＣ車１に対しＤＣ車２を併結するものとして説明を進める。まず、各ＤＣ車の運転切換スイッチ１Ｄを「Ｎ」位置とすることにより、編成切換スイッチ２Ｄに電圧を印加する。次に編成切換スイッチ２Ｄを併結相手の車種に従って「ＤＣ」位置とすることにより、接点回路２２および２４がオン状態となり、接点回路２１，２３，２５，２６はオフ状態となる。接点回路２２がオンとなる結果、補助継電器１０およびＤＣ車併結用接触器１１が励磁され、接触器接点１１Ａが閉じる。この結果、ＤＣ車どうしの併結が可能となる。なお、ＤＣ車どうしの併結運転に際して、誤って編成切換スイッチ２Ｄを「ＥＣ」位置にしてしまった場合であっても、架線電圧検知用補助継電器４が励磁されないので、そのａ接点４ａがオンしないため、補助継電器１４が励磁されず、したがってａ接点１４ｄを直列に接続した接点回路２５すなわちＥＣ車併結指令回路が構成されることはない。
【００１９】図４は力行カット制御指令回路の接続図を示すものである。図４は、ＤＣ車とＥＣ車を併結した場合、確実に併結されていなければ走行できないようにするように構成されたＥＣ車側の回路構成の一例を示すものである。ここでは、ＤＣ車を挟む形で両側にＥＣ車が配置される場合を例示したものであって、ＥＣ車１，２の運転切換スイッチ３０Ｅは「Ｎ」位置でオンする接点回路３１のほかに、付加的に「Ｆ」位置でオンとなる接点回路３２を持っている。ＥＣ車１側の接点回路３１は、補助継電器５（図１参照）のａ接点５ｄ、ＤＣ車併結用接触器８の補助ｂ接点８ｂ、渡り線Ｗ５、ＤＣ車内通し線３５、渡り線Ｗ４及びＥＣ車２側の接点回路３２を介してＥＣ車２側の力行カット用補助継電器１６に接続されている。ＥＣ車２側の接点回路３１も同様にして補助継電器５のａ接点５ｄ、ＤＣ車併結用接触器８の補助ｂ接点８ｂ、渡り線Ｗ５、ＤＣ車内通し線３５、渡り線Ｗ４及びＥＣ車１側の接点回路３２を介してＥＣ車１側の力行カット用補助継電器１６に接続されている。
【００２０】両ＥＣ車をそれぞれＤＣ車と併結して運転するものとし、さらに、併結する側の車両がＥＣ車２であり、走行を指令する車両（以下、「運転車両」という）がＥＣ車１であるとする。まず各ＥＣ車１，２の運転切換スイッチ３０Ｅを「Ｎ」位置としてその接点回路３１をオンとし、運転車両ＥＣ車１の運転切換スイッチ３０Ｅを「Ｆ」位置としてその接点回路３２をオンにする。この場合、制御電源は併結車両ＥＣ車２側から接点回路３１を介して供給され、ＥＣ車２側でＤＣ車併結確認用補助継電器５が励磁されることにより、そのａ接点５ｄがオンし、ＤＣ車併結用接触器８の補助ｂ接点８ｂ、渡り線Ｗ５、通し線３５、渡り線Ｗ４及び運転車両側（ＥＣ車１）の接点回路３２を介して運転側の力行カット用補助継電器１６が励磁され、そのｂ接点１６ｂがオフすることにより力行回路４０を遮断し、走行不能とする。
【００２１】次に、ＤＣ車併結用接触器８が励磁されることにより、そのｂ接点８ｂがオフとなり、運転側ＥＣ車１の力行カット用補助継電器１６がオフとなり、そのｂ接点１６ｂがオンに復帰するので運転側の力行が可能となる。
【００２２】上述の実施の形態では、機械的接点を有する補助継電器を用いて継電回路を構成する場合について説明した。しかし、周知のごとく、この種の継電回路はその一部又は全部を、マイクロコンピュータを用い、そのソフトウェアによってディジタル的に実現することも可能である。したがって、本発明は、そのようなディジタル型のものも含むものとする。
【００２３】
【発明の効果】本発明によれば、ＥＣ車（電車）とＤＣ車（気動車）との併結時に、切換回路を設けることにより車両間の制御用渡り線の本数を低減することが可能であり、コストダウンを達成することができる。また、ＥＣ車とＤＣ車との併結時に、特別にマニュアル接続作業をする必要が無く、メンテナンス性も向上する。さらに、併結が確実に実施されているか否かを力行カット制御指令回路によって確認することにより、安全性及び信頼性をさらに向上させることができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】５９０００３８２５
【氏名又は名称】北海道旅客鉄道株式会社
【識別番号】０００００５３４８
【氏名又は名称】富士重工業株式会社
【識別番号】０００００５１０８
【氏名又は名称】株式会社日立製作所
【識別番号】００００００９７４
【氏名又は名称】川崎重工業株式会社
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| 【出願日】 |
平成１０年（１９９８）４月２７日 |
| 【代理人】 |
【弁理士】
【氏名又は名称】佐藤 一雄 （外３名）
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| 【公開番号】 |
特開平１１−３０８７０９ |
| 【公開日】 |
平成１１年（１９９９）１１月５日 |
| 【出願番号】 |
特願平１０−１１６９４９ |
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