(57)【要約】【課題】小型化且つ低コストの主幹制御器を提供する。【解決手段】ブレーキ指令用のブレーキハンドル１と、力行指令用の力行ハンドル５と、ブレーキハンドルの回転が固定側に、力行ハンドルの回転が回転側にそれぞれ伝達され、ブレーキハンドルおよび力行ハンドルが回転した角度を検出する回転式角度検出器２１を備えている。【選択図】図１
2011205818.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ブレーキ指令用のブレーキハンドルと、
力行指令用の力行ハンドルと、
前記ブレーキハンドルの回転が固定側に、前記力行ハンドルの回転が回転側にそれぞれ伝達され、前記ブレーキハンドルおよび前記力行ハンドルが回転した角度を検出する回転式角度検出器と、
を備えることを特徴とする主幹制御器。
【請求項２】
前記回転式角度検出器は、前記ブレーキハンドルのノッチ数と前記力行ハンドルのノッチ数を乗算した数以上の分解能を有することを特徴とする請求項１記載の主幹制御器。
【請求項３】
前記回転式角度検出器で検出された角度を示す角度信号をデコードし、前記ブレーキハンドルの複数のノッチの隣り合うノッチ間に割り当てられた前記力行ハンドルの複数のノッチのいずれかに対応させるデコーダ部を備えることを特徴とする請求項２記載の主幹制御器。
【請求項４】
前記ブレーキハンドルの操作角度に対する前記回転式角度検出器の固定側の回転角度の比率を決定するブレーキ用ギアおよび前記力行ハンドルの操作角度に対する前記回転式角度検出器の回転側の回転角度の比率を決定する力行ギアを備えることを特徴とする請求項３記載の主幹制御器。
【請求項５】
前記ブレーキハンドルまたは前記力行ハンドルが操作されたことを検出するセンサを備え、該センサにより前記ブレーキハンドルが操作されたことが検出された場合に前記力行ハンドルのノッチ位置を保持し、前記力行ハンドルが操作されたことが検出された場合に前記ブレーキハンドルのノッチ位置を保持するノッチ保持回路を備えることを特徴とする請求項３記載の主幹制御器。
【請求項６】
前記回転式角度検出器の固定側回転軸に、前記ブレーキハンドルのノッチ位置で発生するバックラッシュを取り除き、回転側回転軸に、力行ハンドルのノッチ位置で発生するバックラッシュを取り除くバックラッシュ除去機構を備えることを特徴とする請求項３記載の主幹制御器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉄道車両に使用される２ハンドル式の主幹制御器に関し、特にハンドル操作によるノッチ位置を検出する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
図４は、従来の２ハンドル式の主幹制御器の構造を示す図である。この主幹制御器において、ブレーキハンドル１は、ブレーキハンドル回転軸２に固定され、ブレーキハンドル回転軸２の両端はブレーキハンドル回転軸受４ａ、４ｂによって支持されている。また、力行ハンドル５は、力行ハンドル回転軸６に固定され、力行ハンドル回転軸６の両端は力行ハンドル回転軸受８ａ、８ｂによって支持されている。
【０００３】
ブレーキハンドル用回転式角度検出器９に接続されたブレーキハンドル用回転式角度検出器回転軸１０は、ブレーキハンドル用回転式角度検出器回転軸受１１によって支持されている。ブレーキハンドル回転軸２とブレーキハンドル用回転式角度検出器回転軸１０とはブレーキ用ギア３を介して結合されている。
【０００４】
力行ハンドル用回転式角度検出器１２に接続された力行ハンドル用回転式角度検出器回転軸１３は、力行ハンドル用回転式角度検出器回転軸受１４によって支持されている。力行ハンドル回転軸６と力行ハンドル用回転式角度検出器回転軸１３とは力行用ギア７を介して結合されている。
【０００５】
ブレーキハンドル用回転式角度検出器９の出力は、ブレーキノッチデコーダ部１５に送られる。ブレーキノッチデコーダ部１５は、ブレーキハンドル用回転式角度検出器９から送られてくる信号をデコードしてブレーキハンドル１のノッチ位置に変換し、ブレーキハンドル１の回転角を示す信号を生成する。
【０００６】
力行ハンドル用回転式角度検出器１２の出力は、力行ノッチデコーダ部１６に送られる。力行ノッチデコーダ部１６は、力行ハンドル用回転式角度検出器１２から送られてくる信号をデコードして力行ハンドル５のノッチ位置に変換し、力行ハンドル５の回転角を示す信号を生成する。
【０００７】
上述したように、ブレーキハンドル用回転式角度検出器９によりブレーキハンドル１のノッチ位置を検出するとともに、力行ハンドル用回転式角度検出器１２により力行ハンドル５のノッチ位置を検出する主幹制御器においては、ブレーキハンドル１と力行ハンドル５の各々に対応する回転式角度検出器および角度検出器の信号をノッチ位置に変換するデコーダ部が必要である。
【０００８】
なお、関連する技術として、特許文献１は、電気車用主幹制御器のカムスイッチ部を無接点化し、小形、軽量化を図り、接点等に対する給油、荒損による手入れ等のメンテナンス作業を削減し、費用の低減を目的とする電気車用無接点主幹制御装置を開示している。この電気車用無接点主幹制御装置は、逆転軸、主軸の両端部に相互に逆方向に回転する一対のロータリエンコーダを連結して形成した切替スイッチ部、その出力の変換・制御器、その電源装置およびキースイッチが主幹制御器内に収容されて一体に構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平５−２４４７０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上述したように、ブレーキハンドル用回転式角度検出器９によりブレーキハンドル１のノッチ位置を検出するとともに、力行ハンドル用回転式角度検出器１２により力行ハンドル５のノッチ位置を検出する主幹制御器においては、ブレーキハンドル１と力行ハンドル５の各々に対して回転式角度検出器および回転式角度検出器の出力をノッチ位置に変換するデコーダ部が必要であるので、部品点数が多くなり、小型化および低コスト化を妨げているという課題がある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の課題を解決するために、本発明は、ブレーキ指令用のブレーキハンドルと、力行指令用の力行ハンドルと、ブレーキハンドルの回転が固定側に、力行ハンドルの回転が回転側にそれぞれ伝達され、ブレーキハンドルおよび力行ハンドルが回転した角度を検出する回転式角度検出器を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、回転式角度検出器を１つだけ備えたので、主幹制御器を小型化且つ低コストで提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施例１に係る主幹制御器の構成を示す図である。
【図２】本発明の実施例１に係る主幹制御器でバックラッシュ除去機構として使用される回転ホイルおよびローラ付レバーを説明するための図である。
【図３】本発明の実施例２に係る主幹制御器の構成を示す図である。
【図４】従来の主幹制御器の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【実施例１】
【００１５】
図１は、本発明の実施例１に係る主幹制御器の構成を示す図である。以下においては、図４に示した従来の主幹制御器と同一または相当する構成部分には、図４で使用した符号と同じ符号を付して説明する。
【００１６】
ブレーキ指令用のブレーキハンドル１は、ブレーキハンドル回転軸２に固定され、ブレーキハンドル回転軸２の両端はブレーキハンドル回転軸受４ａ、４ｂによって支持されている。力行指令用の力行ハンドル５は、力行ハンドル回転軸６に固定され、力行ハンドル回転軸６の両端は、力行ハンドル回転軸受８ａ、８ｂによって支持されている。
【００１７】
回転式角度検出器２１の回転側（回転軸）に接続された回転側回転軸２２は、回転式角度検出器回転軸受２３によって支持されている。回転式角度検出器２１の固定側（筐体）に、回転側回転軸２２と同心となるように接続された固定側回転軸２４は、回転式角度検出器回転軸受２５によって支持されている。
【００１８】
ブレーキハンドル回転軸２と回転式角度検出器２１の固定側回転軸２４とは、ブレーキ用ギア３を介して結合されている。力行ハンドル回転軸６と回転式角度検出器２１の回転側回転軸２２とは、力行用ギア７を介して結合されている。
【００１９】
回転式角度検出器２１は、例えばブレーキハンドル１のノッチ数と力行ハンドル５のノッチ数とを乗算した数以上の分解能を有するロータリエンコーダから構成されており、ブレーキハンドル１および力行ハンドル５が回転した角度を検出する。この回転式角度検出器２１で検出された角度は、角度信号としてデコーダ部２６に送られる。
【００２０】
センサ２７は、例えば磁気式センサによって構成されている。このセンサ２７は、ブレーキ用ギア３の歯の凹凸部を検出できる位置に設置されており、ブレーキ用ギア３が回転しているか否かを検出する。このセンサ２７の検出結果は、操作信号としてハンドル動作判定部２８に送られる。
【００２１】
ハンドル動作判定部２８は、センサ２７からの操作信号に基づきブレーキハンドル１が操作されているか否かを判定する。このハンドル動作判定部２８によってブレーキハンドル１が操作されていることが判定された場合は、その旨を表す信号が、デコーダ部２６の内部のノッチ保持回路２９に送られる。
【００２２】
デコーダ部２６は、回転式角度検出器２１からの角度信号を、デコーダ部２６の内部に示すようにデコードする。すなわち、デコーダ部２６は、回転式角度検出器２１からの角度信号をデコードし、ブレーキハンドル１の複数のノッチ（ブレーキノッチ：切，１，２，３，・・・ｎＢ）の隣り合うノッチ間に割り当てられた力行ハンドル５の複数のノッチ（力行ノッチ：切，１，２，３，・・・ｎＰ）のいずれかに対応させる。これにより、ブレーキハンドル１のノッチ位置および力行ハンドル５のノッチ位置が求められる。
【００２３】
また、デコーダ部２６は、ハンドル動作判定部２８からブレーキハンドル１が操作されている旨の信号が入力されている間は、ノッチ保持回路２９に、力行ノッチを示す信号を保持し、ブレーキハンドル１の操作が解除された旨の信号が入力されると、ノッチ保持回路２９に保持されている信号を、力行ハンドル５のノッチ位置として出力する。これにより、ブレーキハンドル１が操作されてノッチ位置が変更されても、力行ハンドル５のノッチ位置を以前の状態に保つことができる。
【００２４】
ブレーキ用ギア３は、ブレーキハンドル１の操作角度に対する回転式角度検出器２１の固定側の回転角度の比率を決定する。このブレーキ用ギア３のギア比は、ブレーキハンドル１の可動範囲と回転式角度検出器２１の分解能および固定側の可動範囲により決定される。
【００２５】
力行用ギア７は、力行ハンドル５の操作角度に対する回転式角度検出器２１の回転側の回転角度の比率を決定する。この力行用ギア７のギア比は、力行ハンドル５の可動範囲と回転式角度検出器２１の分解能および回転側の可動範囲により決定される。
【００２６】
固定側回転軸２４には、回転ホイル３０ａが固定されている。この回転ホイル３０ａの周縁部には、図２に示すように、デコーダ部２６に示すブレーキハンドル１のノッチ位置に対応するように、凹状の切り欠きが形成されている。
【００２７】
回転ホイル３０ａの近傍には、凹状の切り欠きを外部から一定のテンションで押さえつけるローラ付レバー３１ａが設置されている。
【００２８】
ローラ付レバー３１ａは、図２に示すように、ローラ４１が設けられた可動レバー４２が、軸受４３によって回動自在にレバー受け４４に取り付けられ、可動レバー４２は、コイルバネ４５によって回転ホイル３０ａ側に付勢されている。
【００２９】
これにより、ローラ４１が回転ホイル３０ａの切り欠きに押圧されるので、デコーダ部２６におけるデコードにより得られたブレーキハンドル１のノッチ位置に回転式角度検出器２１を一定のテンションで固定することができ、ブレーキハンドル１のノッチ位置で発生するバックラッシュを取り除くことができる。これら回転ホイル３０ａおよびローラ付レバー３１ａにより、本発明のバックラッシュ除去機構の一部が形成されている。
【００３０】
回転側回転軸２２には、回転ホイル３０ｂが固定されている。この回転ホイル３０ｂの周縁部には、図２に示すように、デコーダ部２６に示す力行ハンドル５のノッチ位置に対応するように、凹状の切り欠きが形成されている。
【００３１】
回転ホイル３０ｂの近傍には、凹状の切り欠きを外部から一定のテンションで押さえつけるローラ付レバー３１ｂが設置されている。
【００３２】
ローラ付レバー３１ｂの構造および動作は、上述したローラ付レバー３１ａの構造および動作と同じである。このローラ付レバー３１ｂにより、ローラ４１が回転ホイル３０ｂの切り欠きに押圧されるので、デコーダ部２６におけるデコードにより得られた力行ハンドル５のノッチ位置に回転式角度検出器２１を一定のテンションで固定することができ、力行ハンドル５のノッチ位置で発生するバックラッシュを取り除くことができる。これら回転ホイル３０ｂよびローラ付レバー３１ｂにより、本発明のバックラッシュ除去機構の他の一部が形成されている。
【実施例２】
【００３３】
図３は、本発明の実施例２に係る主幹制御器の構成を示す図である。この実施例２に係る主幹制御器の構成は、センサ２７が力行用ギア７の近傍に設置されている点を除けば、上述した実施例１に係る主幹制御器とほぼ同じである。以下においては、図１に示した実施例１に係る主幹制御器と同一または相当する構成部分には、図１で使用した符号と同じ符号を付して説明する。
【００３４】
ブレーキ指令用のブレーキハンドル１は、ブレーキハンドル回転軸２に固定され、ブレーキハンドル回転軸２の両端はブレーキハンドル回転軸受４ａ、４ｂによって支持されている。力行指令用の力行ハンドル５は、力行ハンドル回転軸６に固定され、力行ハンドル回転軸６の両端は、力行ハンドル回転軸受８ａ、８ｂによって支持されている。
【００３５】
回転式角度検出器２１の回転側（回転軸）に接続された回転側回転軸２２は、回転式角度検出器回転軸受２３によって支持されている。回転式角度検出器２１の固定側（筐体）に、回転側回転軸２２と同心となるように接続された固定側回転軸２４は、回転式角度検出器回転軸受２５によって支持されている。
【００３６】
ブレーキハンドル回転軸２と回転式角度検出器２１の固定側回転軸２４とは、ブレーキ用ギア３を介して結合されている。力行ハンドル回転軸６と回転式角度検出器２１の回転側回転軸２２は、力行用ギア７を介して結合されている。
【００３７】
回転式角度検出器２１は、例えばブレーキハンドル１のノッチ数と力行ハンドル５のノッチ数とを乗算した数以上の分解能を有するロータリエンコーダから構成されており、ブレーキハンドル１および力行ハンドル５が回転した角度を検出する。この回転式角度検出器２１で検出された角度は、角度信号としてデコーダ部２６に送られる。
【００３８】
センサ２７は、例えば磁気式センサによって構成されている。このセンサ２７は、力行用ギア７の歯の凹凸部を検出できる位置に設置されており、力行用ギア７が回転している否かを検出する。このセンサ２７の検出結果は、操作信号としてハンドル動作判定部２８に送られる。
【００３９】
ハンドル動作判定部２８は、センサ２７からの操作信号に基づき力行ハンドル５が操作されているか否かを判定する。このハンドル動作判定部２８によって力行ハンドル５が操作されていることが判定された場合は、その旨を表す信号が、デコーダ部２６の内部のノッチ保持回路２９に送られる。
【００４０】
デコーダ部２６は、回転式角度検出器２１からの角度信号を、デコーダ部２６の内部に示すようにデコードする。すなわち、デコーダ部２６は、回転式角度検出器２１からの角度信号をデコードし、力行ハンドル５の複数のノッチ（力行ノッチ：切，１，２，３，・・・ｎＰ）の隣り合うノッチ間に割り当てられたブレーキハンドル１の複数のノッチ（ブレーキノッチ：切，１，２，３，・・・ｎＢ）のいずれかに対応させる。これにより、ブレーキハンドル１のノッチ位置および力行ハンドル５のノッチ位置が求められる。
【００４１】
また、デコーダ部２６は、ハンドル動作判定部２８から力行ハンドル５が操作されている旨の信号が入力されている間は、ノッチ保持回路２９に、ブレーキノッチを示す信号を保持し、力行ハンドル５の操作が解除された旨の信号が入力されると、ノッチ保持回路２９に保持されている信号を、ブレーキハンドル１のノッチ位置として出力する。これにより、力行ハンドル５が操作されてノッチ位置が変更されても、ブレーキハンドル１のノッチ位置を以前の状態に保つことができる。
【００４２】
ブレーキ用ギア３は、ブレーキハンドル１の操作角度に対する回転式角度検出器２１の固定側の回転角度の比率を決定する。このブレーキ用ギア３のギア比は、ブレーキハンドル１の可動範囲と回転式角度検出器２１の分解能および固定側の可動範囲により決定される。
【００４３】
力行用ギア７は、力行ハンドル５の操作角度に対する回転式角度検出器２１の回転側の回転角度の比率を決定する。この力行用ギア７のギア比は、力行ハンドル５の可動範囲と回転式角度検出器２１の分解能および回転側の可動範囲により決定される。
【００４４】
固定側回転軸２４には、回転ホイル３０ａが固定されており、この回転ホイル３０ａの近傍には、ローラ付レバー３１ａが設置されている。これら回転ホイル３０ａおよびローラ付レバー３１ａの構造および効果は、実施例１に係る主幹制御器のそれらと同じであり、本発明のバックラッシュ除去機構の一部を形成している。
【００４５】
回転側回転軸２２には、回転ホイル３０ｂが固定されており、この回転ホイル３０ｂの近傍には、ローラ付レバー３１ｂが設置されている。これら回転ホイル３０ｂおよびローラ付レバー３１ｂの構造および効果は、実施例１に係る主幹制御器のそれらと同じであり、本発明のバックラッシュ除去機構の他の一部を形成している。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明は、小型化および低コスト化が要求される鉄道車両の２ハンドル式主幹制御器に利用することができる。
【符号の説明】
【００４７】
１  ブレーキハンドル
２  ブレーキハンドル回転軸
３  ブレーキ用ギア
４ａ、４ｇ  ブレーキハンドル回転軸受
５  力行ハンドル
６  力行ハンドル回転軸
７  力行用ギア
８ａ、８ｇ  力行ハンドル回転軸受
２１  回転式角度検出器
２２  回転側回転軸
２３  回転式角度検出器回転軸受
２４  固定側回転軸
２５  回転式角度検出器回転軸受
２６  デコーダ部
２７  センサ
２８  ハンドル動作判定部
２９  ノッチ保持回路
３０ａ、３０ｂ  回転ホイル
３１ａ、３１ｂ  ローラ付レバー
【図１】
2011205818.tif 000003
【図２】
2011205818.tif 000004
【図３】
2011205818.tif 000005
【図４】
2011205818.tif 000006