(57)【要約】【課題】搭載するモータを小型化乃至低消費電力化することができる薄型の踏切しゃ断機であって、且つ電源しゃ断時でも踏切をしゃ断できる踏切しゃ断機を実現すること。【解決手段】しゃ断かん回転軸２０に枢支された揺動腕部３０の一端側にしゃ断かん３２を有し、他端側に電動モータ４０で揺動可能なウェイト取付バー５２を有する。しゃ断かん３２の側を降下させる第１トルクと、ウェイト５０の側を降下させる第２トルクと、の何れかが優勢となるように電動モータ４０を駆動制御してしゃ断かん３２を昇降する。停電時は、しゃ断かん３２とウェイト取付バー５２は、それぞれの回転軸で自由回転可能となる。ウェイト取付バー５２が降下しきると、第１突起部６２と第２突起部６４とが当接することによる摩擦抵抗等によってしゃ断かん３２の自然降下を抑制する抵抗トルクＴ３を生じさせる。【選択図】図８
2019123326.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端部側にしゃ断かんが取り付けられ、他端部側に電動モータを有し、前記一端部と前記他端部との中間部でしゃ断かん回転軸に枢支されることで、前記しゃ断かん回転軸周りに上下揺動可能な揺動腕部と、
前記電動モータによって揺動可能に前記揺動腕部の前記他端部側に連結されたウェイト取付バーと、
を備え、前記しゃ断かん回転軸について前記一端部側を降下させる方向に回転させようとする第１トルクと、前記しゃ断かん回転軸について前記他端部側を降下させる方向へ回転させようとする第２トルクとのうちの一方が他方より優勢となるように前記電動モータが回転制御されることで前記しゃ断かんの昇降が制御される踏切しゃ断機であって、
前記電動モータは、電源しゃ断時に自由回転可能となり、
前記ウェイト取付バーは、前記しゃ断かんの上昇完了状態において前記電動モータが前記自由回転可能となった際に、前記自由回転可能となる前に比べて前記第２トルクが小さくなる停電時位置まで自重により自然揺動するように構成されており、
前記しゃ断かんの上昇完了状態において前記電源しゃ断が生じた場合に、前記ウェイト取付バーが前記停電時位置まで自然揺動することで、前記第１トルクが前記第２トルクより優勢になるように構成された、
踏切しゃ断機。
【請求項２】
前記しゃ断かんの上昇完了状態において前記電源しゃ断が生じて前記第１トルクによって前記しゃ断かん回転軸が回転する間に、前記自然揺動によって前記停電時位置となった前記ウェイト取付バーに干渉して前記第１トルクに対する抵抗トルクを生じさせる抵抗部、
を更に備えた請求項１に記載の踏切しゃ断機。
【請求項３】
前記抵抗部は、前記第１トルクによる前記しゃ断かん回転軸の回転によって前記ウェイト取付バーが引き上げられる際に、前記ウェイト取付バーに干渉することで前記抵抗トルクを生じさせる、
請求項２に記載の踏切しゃ断機。
【請求項４】
前記抵抗部は、前記踏切しゃ断機の筐体に設けられた第１突起部と、前記ウェイト取付バーに設けられた第２突起部とを有し、前記第１突起部と前記第２突起部との摩擦抵抗により前記抵抗トルクを生じさせる、
請求項２又は３に記載の踏切しゃ断機。
【請求項５】
前記抵抗部は、前記踏切しゃ断機の筐体に設けられた第１突起部と、前記ウェイト取付バーに設けられた第２突起部とを有し、前記第１トルクによる前記しゃ断かん回転軸の回転によって前記ウェイト取付バーが引き上げられる際に、前記ウェイト取付バーの揺動を伴う前記第２突起部が前記第１突起部を乗り越えるような乗り越え動作をすることで前記抵抗トルクを生じさせる、
請求項３に記載の踏切しゃ断機。
【請求項６】
前記しゃ断かんの上昇完了状態において前記電動モータが前記自由回転可能となって前記ウェイト取付バーが前記自然揺動する際に、前記ウェイト取付バーに緩衝して当該自然揺動を減衰させる緩衝機構部、
を更に備えた請求項１〜５の何れか一項に記載の踏切しゃ断機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、踏切しゃ断機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、踏切しゃ断機では、しゃ断かんの上昇をモータの力だけで行おうとすると大きな力を必要とするため、しゃ断かんの支持回転軸を挟んでしゃ断かんの反対側にバランスウェイトを設けることで、軸周りの重量バランスをとってモータの負荷を軽減させてきた。しかし、いわゆる「ウェイトレスしゃ断機」として、バランスウェイトを使用しないしゃ断機の需要が高まりつつある。バランスウェイトを使用しない技術としては、例えば、バランスウェイトの代わりにバネ力を用いて負荷を軽減する方式が知られている（例えば、特許文献１を参照）。また、しゃ断かんが短い場合に限れば、バランスウェイトやバネを用いた補助機構を搭載せずにモータの力だけで上昇させ得る技術が知られている（例えば、特許文献２を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１２５９１８号公報
【特許文献２】特開２００７−２６９１３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、バランスウェイト無しにモータの力だけでしゃ断かんを上昇させる場合、しゃ断かんの角度が０度である水平位置からしゃ断かんを上昇させるときにモータに最も大きな負荷がかかるため（特許文献１の図１１を参照）、その最大負荷に応じた駆動トルクを有する大型のモータを搭載しなければならない。
【０００５】
一方、バランスウェイトやバネを用いた補助機構を備える踏切しゃ断機では、負荷トルクから補助トルクを減算した残留トルクに相当する負荷がモータに加わることになる（特許文献１の図９参照）。そのため、モータに加わる負荷の変動は小さく抑えられるが、しゃ断かんの角度に関わらず一定にするには限界がある。そのため、従来の踏切しゃ断機には、想定される最大負荷に応じた駆動トルクを有する大型のモータが搭載され、最大負荷時にはその負荷相応の電流が供給されることとなることに変わりなかった。
【０００６】
また、特許文献２のようなバランスウェイトやバネを用いた補助機構を持たない踏切しゃ断機では、しゃ断かんが降下する際、しゃ断かんが水平に近づくほど降下速度が加速することになる。そのため、モータを発電機として用いてしゃ断かんが急速に降下しないようにブレーキ制御し、発電された電気エネルギーを消耗させる必要があるため、こちらも大型のモータを搭載しなければならなかった。
【０００７】
踏切しゃ断機のメーカ或いはユーザの立場からすれば、搭載するモータの容量が小さくて、モータ電流が小さい省エネ形の踏切しゃ断機が望ましい。また、大型のモータを搭載する場合には踏切しゃ断機の線路横断方向の長さ（奥行方向の外寸）が大きくなり、その分の設置用地が必要になることからも、線路横断方向の長さが短い薄型の踏切しゃ断機が望まれている。
【０００８】
また、電動の踏切しゃ断機では、停電等の電源しゃ断時の対策も必要とされる。すなわち、電源しゃ断時に自然にしゃ断かんが降下して踏切をしゃ断することが要求される。
【０００９】
本発明は、こうした背景を鑑みてなされたものであり、搭載するモータを小型化乃至低消費電力化することができる薄型の踏切しゃ断機であって、且つ電源しゃ断時でも踏切をしゃ断できる踏切しゃ断機を実現する技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するための第１の発明は、一端部側にしゃ断かんが取り付けられ、他端部側に電動モータを有し、前記一端部と前記他端部との中間部でしゃ断かん回転軸に枢支されることで、前記しゃ断かん回転軸周りに上下揺動可能な揺動腕部と、
前記電動モータによって揺動可能に前記揺動腕部の前記他端部側に連結されたウェイト取付バーと、
を備え、前記しゃ断かん回転軸について前記一端部側を降下させる方向に回転させようとする第１トルクと、前記しゃ断かん回転軸について前記他端部側を降下させる方向へ回転させようとする第２トルクとのうちの一方が他方より優勢となるように前記電動モータが回転制御されることで前記しゃ断かんの昇降が制御される踏切しゃ断機であって、
前記電動モータは、電源しゃ断時に自由回転可能となり、
前記ウェイト取付バーは、前記しゃ断かんの上昇完了状態において前記電動モータが前記自由回転可能となった際に、前記自由回転可能となる前に比べて前記第２トルクが小さくなる停電時位置まで自重により自然揺動するように構成されており、
前記しゃ断かんの上昇完了状態において前記電源しゃ断が生じた場合に、前記ウェイト取付バーが前記停電時位置まで自然揺動することで、前記第１トルクが前記第２トルクより優勢になるように構成された、踏切しゃ断機である。
【００１１】
第２の発明は、前記しゃ断かんの上昇完了状態において前記電源しゃ断が生じて前記第１トルクによって前記しゃ断かん回転軸が回転する間に、前記自然揺動によって前記停電時位置となった前記ウェイト取付バーに干渉して前記第１トルクに対する抵抗トルクを生じさせる抵抗部、を更に備えた第１の発明の踏切しゃ断機である。
【００１２】
第３の発明は、前記抵抗部が、前記第１トルクによる前記しゃ断かん回転軸の回転によって前記ウェイト取付バーが引き上げられる際に、前記ウェイト取付バーに干渉することで前記抵抗トルクを生じさせる、第２の発明の踏切しゃ断機である。
【００１３】
第４の発明は、前記抵抗部が、前記踏切しゃ断機の筐体に設けられた第１突起部と、前記ウェイト取付バーに設けられた第２突起部とを有し、前記第１突起部と前記第２突起部との摩擦抵抗により前記抵抗トルクを生じさせる、第２又は第３の発明の踏切しゃ断機である。
【００１４】
第５の発明は、前記抵抗部が、前記踏切しゃ断機の筐体に設けられた第１突起部と、前記ウェイト取付バーに設けられた第２突起部とを有し、前記第１トルクによる前記しゃ断かん回転軸の回転によって前記ウェイト取付バーが引き上げられる際に、前記ウェイト取付バーの揺動を伴う前記第２突起部が前記第１突起部を乗り越えるような乗り越え動作をすることで前記抵抗トルクを生じさせる、第３の発明の踏切しゃ断機である。
【００１５】
第６の発明は、前記しゃ断かんの上昇完了状態において前記電動モータが前記自由回転可能となって前記ウェイト取付バーが前記自然揺動する際に、前記ウェイト取付バーに緩衝して当該自然揺動を減衰させる緩衝機構部、を更に備えた第１〜第５の何れかの発明の踏切しゃ断機である。
【発明の効果】
【００１６】
第１の発明によれば、しゃ断かん回転軸とウェイト取付バーに取り付けられるウェイトとの相対距離を変更して、第１トルクと第２トルクのバランスを調整することができる。両トルクのバランスをとると、揺動腕部の一端側に連結されているしゃ断かんに係る要素と、他端側に連結されているウェイト取付バー（ひいてはウェイト）に係る要素とが、しゃ断かん回転軸を支点として、バランスをとった「やじろべえ」の状態となり、僅かな力で揺動腕部を振り動かすことができるようになる。つまり、ウェイトの位置を少しずらすことで、しゃ断かんを昇降することが可能であり、電動モータには大きな負荷がかかりにくい。よって、搭載する電動モータを従来よりも小さくして、従来よりもコンパクトで消費エネルギーが少ない踏切しゃ断機を実現できる。
【００１７】
加えて、停電時等の電源しゃ断時には、自然にウェイト取付バーが所定の停電時位置まで自然揺動し、第１トルクが第２トルクより優勢になる。よって、電源しゃ断時に自然にしゃ断かんが降下して踏切しゃ断を実現できる。
【００１８】
第２の発明によれば、ウェイト取付バーへの物理的な干渉により抵抗トルクを生じさせることができる。よって、電源しゃ断時にしゃ断かんが降下する勢いを緩めることができる。
【００１９】
第３の発明によれば、ウェイト取付バーとそれに装着されるウェイトの重量を利用して基本となる抵抗トルクを生み出しつつ、ウェイト取付バーとの干渉を利用して更に抵抗トルクを高め、しゃ断かんが降下する勢いを効果的に緩めることができる。
【００２０】
第４の発明によれば、突起部同士を干渉させて摩擦抵抗を生じさせることで抵抗トルクを生み出すことができる。低コストで抵抗部を構成できる。
【００２１】
第５の発明によれば、乗り越え動作により、ウェイト取付バーを一時的に揺動させることで第２トルクを一時的に増やし、しゃ断かんが降下する勢いを効果的に緩めることができる。
【００２２】
第６の発明によれば、ウェイト取付バーが自然揺動した後、速やかに停電時位置に止めることができる。もし、緩衝機構部がなければ、振り戻しなどで停電時位置を行ったり来たりするために第２トルクが変動し、しゃ断かんの降下がギクシャクし、先端が好ましくない振れを起こす可能性が否定できないが、本発明によれば、そういったことを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】踏切しゃ断機の構成例を示す線路横断方向から見た内部構造図。
【図２】踏切しゃ断機の構成例を示す背面図。
【図３】踏切しゃ断機を上げる動作を説明するための図（その１）。
【図４】踏切しゃ断機を上げる動作を説明するための図（その２）。
【図５】踏切しゃ断機を上げる動作を説明するための図（その３）。
【図６】踏切しゃ断機を下ろす動作を説明するための図（その４）。
【図７】電源しゃ断時におけるしゃ断かんの自然降下及びその降下速度の抑制について説明するための図（その１）。
【図８】電源しゃ断時におけるしゃ断かんの自然降下及びその降下速度の抑制について説明するための図（その２）。
【図９】電源しゃ断時におけるしゃ断かんの自然降下及びその降下速度の抑制について説明するための図（その３）。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
図１は、本実施形態の踏切しゃ断機の構成例を示す線路横断方向から見た内部構造図であって、しゃ断かんを降ろした降下完了状態を示している。図２は、図１に向かって右側面から見た図であり、踏切しゃ断機の背面図である。なお、信号や電力供給等に係る電気配線の図示は省略している。また、図２においては、後述するカバー部の図示は省略している。
【００２５】
踏切しゃ断機１０は、
１）コンクリート台座４に立設された筐体１１と、
２）筐体１１の上部に線路横断方向（筐体にとっての左右方向）に沿って設けられたしゃ断かん回転軸２０と、
３）しゃ断かん回転軸２０の回転を制動させるブレーキ２２と、
４）しゃ断かん回転軸２０の回転を検出する回転センサ２４と、
５）しゃ断かん回転軸２０に枢支された揺動腕部３０と、
６）揺動腕部３０の一端側（図１では下側）に設けられたしゃ断かん３２及びその取付ホルダ３４と、
７）揺動腕部３０の他端側（図１では上側）に設けられた電動モータ４０及び減速機構４２と、
８）減速機構４２の出力軸である駆動軸４６と、
９）駆動軸４６に近い軸寄端側で駆動軸４６に固定され、駆動軸４６から遠い遠方端側にウェイト５０が取り付けられているウェイト取付バー５２と、
１０）抵抗部６０と、
１１）緩衝機構部７０と、
１２）昇降制御装置９０と、
１３）ウェイト５０およびウェイト取付バー５２の揺動範囲を覆うように踏切しゃ断機１０の背面側に設けられたカバー部１３（図２では、図示省略している。）と、
１４）降下完了位置を超過したしゃ断かん３２の更なる降下方向への回転を制限するストッパ１５と、
を備える。
【００２６】
しゃ断かん回転軸２０は、筐体１１に対して自由回転可能に枢支されている。
【００２７】
ブレーキ２２は、昇降制御装置９０により作動制御される電動式の制動装置であって、無通電時には無制動状態となる。つまり、停電等の電源しゃ断時には、しゃ断かん回転軸２０は筐体１１に対して自由回転可能になる。
【００２８】
回転センサ２４は、しゃ断かん回転軸２０の回転角を検出し、検出した回転角に応じた信号を昇降制御装置９０へ出力する。本実施形態では、磁気式中空形エンコーダとするが、センサの形態はこれに限らない。
【００２９】
揺動腕部３０は、屈曲加工されて作成された部材である。本実施形態では、側面視においては、しゃ断かん回転軸２０の嵌着位置を境にして、電動モータ４０側が、ややしゃ断かん３２の先端側へ傾斜した屈曲形をなしている（図１参照）。また、背面視においては、揺動腕部３０は、下向きコの字形状を成している（図２参照）。
【００３０】
そして、揺動腕部３０は、一端部側にしゃ断かん３２及びその取付ホルダ３４を有し、他端部側に電動モータ４０・減速機構４２・ウェイト取付バー５２・ウェイト５０を有する。そして、一端部と他端部との間の中間部でしゃ断かん回転軸２０に連結されて枢支されることで、それらをしゃ断かん回転軸２０周りに一体的に上下揺動可能としている。
【００３１】
より具体的には、降下完了状態と上昇完了状態との間のどの過程においても、常に、しゃ断かん回転軸２０を境にして前方側（正面側（図１に向かって左側））にしゃ断かん３２に係る要素があり、後方側（背面側（図１に向かって右側））にウェイト５０に係る要素があるように、揺動腕部３０がしゃ断かん回転軸２０周りに上下揺動自在に支持されている。
【００３２】
但し、降下完了状態（図１の状態）においては、揺動腕部３０は、筐体１１の内側面より突設されたストッパ１５に当接することで、それ以上、しゃ断かん３２を降下させないように規制されている。
【００３３】
電動モータ４０は、昇降制御装置９０により駆動制御されるモータであり、出力軸の回転を制動させる内蔵ブレーキ部を有する。電動モータ４０は、無通電状態（例えば、停電時）では出力軸が回転フリーになるとともに、内蔵ブレーキ部の制動状態がＯＦＦになる。なお、内蔵ブレーキ部を電動モータ４０と別体として、昇降制御装置９０により作動制御される外部ブレーキ部とすることとしてもよい。例えば、駆動軸４６に一体に回転する歯車を設け、通電時にその歯車の歯間に係止部を突入させ、非通電時に係止部を引き戻して非係合状態とするソレノイドによるロック機構を設ける等のブレーキ部が考えられる。
【００３４】
減速機構４２は、電動モータ４０の出力軸の回転を減速して駆動軸４６に出力する。
【００３５】
駆動軸４６は、揺動腕部３０の他端部側、図１でいうところの上端部側で、線路横断方向に沿って枢支されている。
【００３６】
昇降制御装置９０は、回転センサ２４で検出されたしゃ断かん回転軸２０の回転角と、外部入力された踏切制御信号とに基づいて、電動モータ４０の駆動制御と、電動モータ４０の内蔵ブレーキ部の作動制御と、ブレーキ２２の作動制御と、を行う電子電気回路である。
【００３７】
抵抗部６０は、電源しゃ断が生じて、しゃ断かん３２が自重による自然降下を開始する際に、降下の勢いを抑制するための抵抗トルクをしゃ断かん回転軸２０に生じさせる仕組みである。具体的には、抵抗部６０は、第１突起部６２と、第２突起部６４とを有する。
【００３８】
第１突起部６２は、筐体１１の内側面より線路横断方向に突設されている。本実施形態では、円柱体が、筐体１１の右内側面から筐体中央方向へ向けて突設されており、その突出寸法は、少なくとも降下完了状態において、第２突起部６４と接触するように設定されている（図１，２参照）。
【００３９】
第２突起部６４は、ウェイト取付バー５２の中程の側面（本実施形態では右側面；図２参照）に設けられ、当該取付バーの下面よりも下方へ突起した部位を形成する（図１参照）。本実施形態では、側面視すると突出面が円弧を描くように、換言するとカム面を構成するようにデザインされている（図１参照）。
【００４０】
緩衝機構部７０は、ウェイト５０及びウェイト取付バー５２が、電源しゃ断時に自重により揺動・降下する際に、その勢いを緩めて、それらを速やかに所定の停電時位置に導く仕組みである。
【００４１】
具体的には、緩衝機構部７０は、筐体１１の内側面（本実施形態では右内側面）から線路横断方向へ沿って筐体左右中央へ向けて突設された支持軸７２と、当該軸に支持された捻りコイルバネ７４と、筐体１１の内側面から突設された止め金具７６と、を有する。
【００４２】
捻りコイルバネ７４の一端部は、支持軸７２の上方にて開放状態に置かれ、他端部は支持軸７２の下方にて止め金具７６にて当接している。
【００４３】
次に、本実施形態の踏切しゃ断機１０の動作について説明する。
図３〜図６は、しゃ断かん３２が所定のしゃ断位置である降下完了状態から、所定の上昇位置である上昇完了状態へ動作するときの説明図である。なお、カバー部１３の図示は省略している。
【００４４】
先ず、降下完了状態について詳細に説明する。
回転センサ２４（図２参照）で検出される回転角が、所定の降下完了状態にあると認定される角度範囲内である場合に、昇降制御装置９０が、踏切しゃ断機１０は降下完了状態にあると判断する。降下完了状態にあると判断した場合、昇降制御装置９０は、電動モータ４０を停止状態とし、且つ内蔵ブレーキ部をＯＮ（制動状態）として、その状態を維持するように制御する。
【００４５】
これにより、降下完了状態における揺動腕部３０とウェイト取付バー５２とのなす角度は、第１トルクＴ１が第２トルクＴ２よりも、若干大きくなるように維持される（図３参照）。第１トルクＴ１とは、しゃ断かん回転軸２０を、しゃ断かん３２の側を降下させる方向に回転させようとするトルクであり、主にしゃ断かん３２の自重による。第２トルクＴ２とは、しゃ断かん回転軸２０を、ウェイト５０の側を降下させる方向に、換言するとしゃ断かん３２の側を上昇させる方向に回転させようとするトルクである。
【００４６】
また、昇降制御装置９０は、降下完了状態と判断する間は、ブレーキ２２をＯＮ（制動状態）に維持するように制御する。故に、仮に、しゃ断位置にあるしゃ断かん３２を持ち上げようとしても、ブレーキ２２の作用と、第１トルクＴ１が第２トルクＴ２よりも優勢な状態にあることとの２点から、容易には持ち上がらないようになっている。反対に、仮にしゃ断位置にあるしゃ断かん３２に寄り掛かるなどして、しゃ断かん３２を押し下げようとしても、ブレーキ２２の作用がそれを阻止する。例え、しゃ断かん３２がブレーキ２２の制動力を超えて更に押し下げられたとしても、揺動腕部３０が筐体１１に突設されたストッパ１５に突き当たって、しゃ断かん３２が降下完了位置を超過して更に降下方向へ降下することが物理的に制限される。
【００４７】
さて、降下完了状態の踏切しゃ断機１０が、外部からしゃ断を開放する指令信号を受信すると、図３に示すように、昇降制御装置９０は、先ず、電動モータ４０の内蔵ブレーキ部をＯＦＦにして非制動状態とし、ウェイト取付バー５２と揺動腕部３０とのなす角度θ（θ１）を増加する方向へ、駆動制御を開始する。
【００４８】
当該駆動制御により、駆動軸４６は、図３でいう所の反時計回りに駆動し、ウェイト取付バー５２が相対的に上方へと揺動される。すると、水平方向におけるウェイト５０としゃ断かん回転軸２０との間の距離が増加して、第２トルクＴ２が増加する。そして、やがて第１トルクＴ１と第２トルクＴ２とが拮抗・バランスすると予測されるタイミングに達すると、昇降制御装置９０は、ブレーキ２２をＯＦＦにして非制動状態とする。
【００４９】
駆動制御を開始して以降、昇降制御装置９０は電動モータ４０を駆動し続けており、ウェイト取付バー５２と揺動腕部３０とのなす角度θは増加し続け（θ１→θ２）、第２トルクＴ２も増加し続けている。やがて図４に示すように、第２トルクＴ２が第１トルクＴ１を上回るに至ると、しゃ断かん３２が上昇を始める。
【００５０】
しゃ断かん３２の上昇に伴って揺動腕部３０も連動して回転する。その結果、ウェイト５０は降下完了状態の位置よりも相対的に下方へ移動して、水平方向におけるウェイト５０としゃ断かん回転軸２０との間の距離が減少しようとする。つまり、再び第１トルクＴ１と第２トルクＴ２とが拮抗・バランスしようとする。
しかし、図５に示すように、昇降制御装置９０は電動モータ４０の駆動を継続しているので、ウェイト取付バー５２と揺動腕部３０とのなす角度θを増加し続けており（θ２→θ３）、第２トルクＴ２が優勢の状態が継続される。つまり、しゃ断かん３２は上昇をし続ける。
【００５１】
そして、しゃ断かん３２が上昇し続けると、図６に示すように、上昇完了位置に至り、回転センサ２４（図２参照）で検出される回転角は、上昇完了状態と認定される所定範囲内に到達する。
【００５２】
昇降制御装置９０は、しゃ断かん回転軸２０の回転角が当該所定範囲に達すると、ブレーキ２２をＯＮにして制動を開始し、電動モータ４０の駆動を停止するとともに内蔵ブレーキ部をＯＮにして制動を開始する。これにて、踏切しゃ断機１０は、しゃ断かん３２の上昇完了状態となる。
【００５３】
ブレーキ２２の制動開始の後に、やや遅れて電動モータ４０の駆動停止と、内蔵ブレーキ部の制動開始が行われることで、上昇完了状態においては第２トルクＴ２が第１トルクＴ１より優勢な状態で維持されることとなる。よって、仮にしゃ断かん３２を下ろそうとする外力（例えば、風圧など）が作用しても、ブレーキ２２の制動作用と、第２トルクＴ２が優勢な状態で維持されることとにより、容易には下がらないようになっている。
【００５４】
しゃ断かん３２の上昇完了状態から降下完了状態への動作は、この逆となる。
すなわち、上昇完了状態の踏切しゃ断機１０が、外部からしゃ断を実行する指令信号を受信すると、昇降制御装置９０は、先ず、電動モータ４０の内蔵ブレーキ部をＯＦＦにして非制動状態とし、ウェイト取付バー５２と揺動腕部３０とのなす角度θを減らす方向へ駆動制御を開始する。
【００５５】
当該駆動制御により、駆動軸４６は、図６でいう所の時計回りに駆動し、ウェイト取付バー５２が相対的に下方へと揺動される。すると、水平方向におけるウェイト５０としゃ断かん回転軸２０との間の距離が減少して、第２トルクＴ２が減少し始める。そして、第１トルクＴ１と第２トルクＴ２とが拮抗・バランスすると予測されるタイミングに達すると（具体的には、予め決められている駆動開始からの第２の所定時間経過後）、昇降制御装置９０は、ブレーキ２２（図２参照）をＯＦＦにして非制動状態とする。
【００５６】
駆動制御を開始して以降、昇降制御装置９０は電動モータ４０を駆動し続けており、第２トルクＴ２も減少し続けている。やがて、第２トルクＴ２が第１トルクＴ１を下回るに至ると、しゃ断かん３２が降下を始める。
【００５７】
しゃ断かん３２の降下に伴って揺動腕部３０も連動して回転する。その結果、ウェイト５０は上昇完了状態の位置よりも相対的に上方へ移動して、水平方向におけるウェイト５０としゃ断かん回転軸２０との間の距離が増加しようとする。つまり、再び第１トルクＴ１と第２トルクＴ２とが拮抗・バランスしようとする。
しかし、昇降制御装置９０は電動モータ４０の駆動を継続しているので、ウェイト取付バー５２と揺動腕部３０とのなす角度θが減少し続けており、第１トルクＴ１が優勢の状態が継続される。つまり、しゃ断かん３２は降下をし続ける。
【００５８】
しゃ断かん３２が降下し続けると、降下完了位置に至り、回転センサ２４で検出される回転角は、降下完了状態と認定される所定範囲内に到達する。
昇降制御装置９０は、しゃ断かん回転軸２０の回転角が当該所定範囲に達すると、ブレーキ２２をＯＮにして制動を開始し、電動モータ４０の駆動を停止するとともに内蔵ブレーキ部をＯＮにして制動を開始する。これにて、踏切しゃ断機１０は、しゃ断かん３２の降下完了状態に戻ったことになる。
【００５９】
ブレーキ２２の制動開始の後に、やや遅れて電動モータ４０の駆動停止と、内蔵ブレーキ部の制動開始が行われることで、降下完了状態においては第１トルクＴ１が第２トルクＴ２より優勢な状態で維持されることとなる。
【００６０】
以上、本実施形態によれば、第１トルクＴ１と第２トルクＴ２のバランスを調整しながら、しゃ断かん３２を昇降させることができる。両トルクのバランスをとると、揺動腕部３０の一端側に連結されているしゃ断かん３２に係る要素と、他端側に連結されているウェイト５０に係る要素とが、しゃ断かん回転軸２０を支点として、バランスをとった「やじろべえ」の状態となり、僅かな力で揺動腕部３０を振り動かすことができるようになる。つまり、ウェイト取付バー５２と揺動腕部３０とのなす角度θを少しずつ変更し、水平方向におけるウェイト５０としゃ断かん回転軸２０との間の距離を少しずつ変えることで、しゃ断かん３２を昇降させることが可能となる。電動モータ４０にかかる負荷は小さくて済む。よって、搭載する電動モータ４０を従来よりも小型化乃至低消費電力化することができ、コンパクトで節電効果のある踏切しゃ断機１０を実現できる。
【００６１】
また、ウェイト５０およびウェイト取付バー５２の揺動面は、しゃ断かん３２の揺動面と同じ若しくは平行な、線路横断方向と交差する縦面である。そのため、踏切しゃ断機１０を、線路横断方向（図１に向かって奥〜手前方の方向）の長さが短い薄型に実現することが可能となり、踏切しゃ断機１０の設置用地が少なくて済む。
【００６２】
次に、図７〜図９を参照しながら、電源しゃ断時におけるしゃ断かんの自然降下について説明する。
図７に示すように、停電等により、踏切しゃ断機１０への電源がしゃ断されると、電動モータ４０のブレーキがＯＦＦとなり、駆動軸４６が自由回転可能となる。また、ブレーキ２２のブレーキがＯＦＦとなり、しゃ断かん回転軸２０が自由回転可能となる。従って、ウェイト５０及びウェイト取付バー５２は、その自重により駆動軸４６で自由揺動を開始し降下し始める。すると、水平方向におけるウェイト５０としゃ断かん回転軸２０との間の距離が減少して図６等に示した第２トルクＴ２が減少し、第１トルクＴ１が第２トルクＴ２よりも優勢になって、しゃ断かん３２が降下を開始する。
【００６３】
図８に示すように、ウェイト５０及びウェイト取付バー５２が、先に鉛直方向への吊り下げ状態、本実施形態でいう所の「停電時位置」に近づく。ウェイト５０及びウェイト取付バー５２が降下する勢いは、緩衝機構部７０により緩衝される。すなわち、ウェイト５０が捻りコイルバネ７４の開放状態とされている上方の端部に当接し、捻りコイルバネ７４が捻られて降下の勢いを緩める。そして、ウェイト５０及びウェイト取付バー５２は、速やかに図８のような停電時位置に至る。
【００６４】
さて、ウェイト５０及びウェイト取付バー５２が停電時位置に至ると、ウェイト取付バー５２は、鉛直方向に沿った状態となる。そして、駆動軸４６にはウェイト５０及びウェイト取付バー５２の吊り下げ荷重が作用し、揺動腕部３０を介してしゃ断かん回転軸２０に対して、抵抗トルクＴ３を生じさせる。
【００６５】
抵抗トルクＴ３は、第２トルクＴ２と同様、しゃ断かん回転軸２０を、ウェイト５０の側を降下させる方向に回転させようとするトルクであって、第１トルクＴ１よりも小さくなるように、ウェイト５０及びウェイト取付バー５２の重量や、各種ジオメトリが設定されている。従って、抵抗トルクＴ３は、第１トルクＴ１を部分的に打ち消して、しゃ断かん３２の降下速度を抑制する。
【００６６】
しゃ断かん３２の降下に伴って、第１トルクＴ１によるしゃ断かん回転軸２０の回転によって揺動腕部３０は、図８で言うところの反時計回りに回転し続ける。これに伴って、ウェイト５０及びウェイト取付バー５２が、鉛直方向に沿って引き上げられる。
【００６７】
そして、抵抗部６０が、ウェイト取付バー５２に干渉することで更なる抵抗トルクＴ３を生じさせる。具体的には、ウェイト５０及びウェイト取付バー５２が引き上げられる際に、抵抗部６０の第１突起部６２と第２突起部６４とが接触するに至る。すると、これら両突起部の接触により摩擦抵抗が生じ、抵抗トルクＴ３を高める。しゃ断かん３２が自由降下を始めることで、上昇完了状態の立った状態から斜め姿勢になる結果、第１トルクＴ１は増加することになるが、第１突起部６２と第２突起部６４との摩擦抵抗によって増加した抵抗トルクＴ３が抗力となり、しゃ断かん３２の自由降下の勢いは緩いまま維持されることとなる。
【００６８】
なお、第１突起部６２を弾性体で構成した場合は、摩擦抵抗に代えて、又は摩擦抵抗に加えて弾性抵抗が生じるので、更に効果的に抵抗トルクＴ３を増加させることができる。
【００６９】
そして、ここから更にウェイト５０及びウェイト取付バー５２が上方へ引き上げられると、第１突起部６２が第２突起部６４の円弧面（カム面）に乗り上げて乗り越える「乗り上げ動作」が始まる。
【００７０】
乗り上げ動作が始まると、図９に示すように、ウェイト取付バー５２は一時的に上方へ振り上げられる格好となる。これにより、ウェイト５０及びウェイト取付バー５２の重心位置は、停電時位置に有るときよりも、しゃ断かん回転軸２０から離れることとなり、抵抗トルクＴ３を更に増大させる。そして、抵抗トルクＴ３は、第２突起部６４が第１突起部６２を乗り越える時にピークを迎え、抵抗トルクＴ３が最大となる。本実施形態では、この抵抗トルクＴ３が最大となるタイミングが、しゃ断かん３２が降下完了状態に達する少し前に到来するように、各種ジオメトリが設定されている。その結果、しゃ断かん３２の降下の勢いは、降下完了状態の少し前で更に緩和され、ゆっくりと、更に安全な速度で降下完了状態へと至る。
【００７１】
そして、降下完了状態へ至ると、第１突起部６２と第２突起部６４の相対位置関係は、電源しゃ断が起きていない時の降下完了状態と同じ状態（図１参照）になる。よって、電源しゃ断が回復したならば、抵抗部６０の機能解除操作など必要とせずに、通常動作に戻ることができる。
【００７２】
以上、本実施形態によれば、搭載するモータを小型化乃至低消費電力化することができる薄型の踏切しゃ断機であって、且つ電源しゃ断時でも踏切をしゃ断できる踏切しゃ断機を実現することができる。
【００７３】
以上、本発明の実施形態の一例について説明したが、本発明を適用可能な形態は上記に限らず、適宜構成要素の追加・省略・変更を施すことができる。
【符号の説明】
【００７４】
４…コンクリート台座
１０…しゃ断機
１１…筐体
１３…カバー部
１５…ストッパ
２０…しゃ断かん回転軸
２２…ブレーキ
２４…回転センサ
３０…揺動腕部
３４…取付ホルダ
４０…電動モータ
４２…減速機構
４６…駆動軸
５０…ウェイト
５２…ウェイト取付バー
６０…抵抗部
６２…第１突起部
６４…第２突起部
７０…緩衝機構部
７２…支持軸
７４…捻りコイルバネ
７６…止め金具
９０…昇降制御装置
Ｔ１…第１トルク
Ｔ２…第２トルク
Ｔ３…抵抗トルク
θ…角度
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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