(57)【要約】  ＡＴＣアンテナ装置（１００）は、先頭車の車体（１）に設けられ外部から信号を受信する。このＡＴＣアンテナ装置（１００）において、一対のＡＴＣアンテナコイル（４ａ、４ｂ）は、車体（１）を進行方向から見たときの車体（１）の中心線（ＡＸ）に対して対称に配置され、直列に逆位相で接続されており、ＡＴＣアンテナ支持装置（２）は、一対のＡＴＣアンテナコイル（４ａ、４ｂ）を支持するために車体（１）に取り付けられ中心線（ＡＸ）に対して非対称に配置されている。
2015177911.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
先頭車の車体に設けられ、電磁結合により外部から信号を受信するＡＴＣアンテナ装置であって、
前記車体を進行方向から見たときの前記車体の中心線に対して対称に配置され、逆位相で直列接続された一対のＡＴＣアンテナコイルと、
前記一対のＡＴＣアンテナコイルを支持するために前記車体に取り付けられ前記中心線に対して非対称に配置されたＡＴＣアンテナ支持部と、
を備えるＡＴＣアンテナ装置。
【請求項２】
前記ＡＴＣアンテナ支持部は、
前記車体を進行方向から見たときに、左右の同じ方向から前記各ＡＴＣアンテナコイルを支持する、
請求項１に記載のＡＴＣアンテナ装置。
【請求項３】
前記ＡＴＣアンテナ支持部が、
非磁性金属材料及び強化プラスチックの少なくとも一方で形成されている、
請求項１に記載のＡＴＣアンテナ装置。
【請求項４】
先頭車の車体に設けられ、電磁結合により外部から信号を受信するＡＴＣアンテナ装置であって、
一対のＡＴＣアンテナコイルと、
前記一対のＡＴＣアンテナコイルを支持するために前記車体に取り付けられたＡＴＣアンテナ支持部と、
を備え、
前記ＡＴＣアンテナ支持部が、
非磁性金属材料及び強化プラスチックの少なくとも一方で形成されている、
ＡＴＣアンテナ装置。
【請求項５】
請求項１に記載のＡＴＣアンテナ装置と、
前記ＡＴＣアンテナ装置から出力される誘起電圧の信号を受信する受信部と、
を備えるＡＴＣ信号伝送装置。
【請求項６】
請求項４に記載のＡＴＣアンテナ装置と、
前記ＡＴＣアンテナ装置から出力される誘起電圧の信号を受信する受信部と、
を備えるＡＴＣ信号伝送装置。
【請求項７】
請求項１に記載のＡＴＣアンテナ装置と、
前記ＡＴＣアンテナ装置が下部に取り付けられた車体と、
を備える車両。
【請求項８】
請求項４に記載のＡＴＣアンテナ装置と、
前記ＡＴＣアンテナ装置が下部に取り付けられた車体と、
を備える車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ＡＴＣアンテナ装置、ＡＴＣ信号伝送装置及び車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
鉄道における信号保安システムの一種である自動列車制御（ＡＴＣ：Automatic Train Control）では、外部（地上側に設置されたＡＴＣ地上子）から送信される速度信号を、鉄道車両が受信する必要がある。速度信号を受信するため、鉄道車両にはＡＴＣアンテナが設けられている。ＡＴＣアンテナは鉄道車両の先頭車の先頭部床下に設置される。ＡＴＣアンテナは、アンテナコイルを２つ備えている。これら２つのアンテナコイルは、左右のレール直上で、かつ、先頭台車の前側に配置されている。【０００３】
例えば、特許文献１の図１に開示された車上装置では、ＡＴＣアンテナが先頭車両の車体先頭部床下に配置されている。これにより、レール間に敷設されたＡＴＣ地上子からの信号を受信する。特許文献１では、車上装置としてのＡＴＣアンテナの詳細については開示されていないが、前述のようにＡＴＣアンテナが、左右のアンテナコイルを備えているのが一般的である。【０００４】
ＡＴＣ地上子は一般的には矩形のループ状のコイルである。このコイルは、左右のレールの間にそのループが水平となるように敷設されている。コイルは、左のレールに近くそのレールに平行なコイル辺と、右のレールに近くそのレールに平行なコイル辺とを有している。ＡＴＣ地上子のコイルに速度信号に対応した周波数を有する交流電流を流すと、コイル回りに交流電流の周波数に応じた交流磁束が発生する。【０００５】
ＡＴＣアンテナは車両とともにレール上を移動する。このため、ＡＴＣ地上子の上を通過する際にＡＴＣ地上子で発生する交流磁束により、ＡＴＣアンテナのコイルに交流電圧が誘導される。誘導された交流電圧における特定の周波数成分の電圧であって閾値を超える電圧に基づいて、ＡＴＣ地上子から受信した信号により指定する速度が検出される。そして、検出された速度を指令速度として列車の速度制御が行われる。【０００６】
前述のように、ＡＴＣ地上子のコイルはループ状である。このため、左右のコイル辺の電流の向きは互いに逆となり、左右のＡＴＣアンテナコイルに誘導される電圧の向きも互いに逆となる。したがって、ＡＴＣアンテナの左右のアンテナコイルを逆位相（同じ方向の磁力線で誘起される電圧の極性が逆になるように）で直列接続すれば、各アンテナコイルで生じた誘導電圧が加算され増幅されるので、速度の検出感度を向上することが可能となる。【０００７】
鉄道車両が走行するレールには、他の車両を推進するために使用された、いわゆる帰線電流が流れている。この帰線電流によってもレール回りに磁束が発生する。帰線電流は、左右のレールとも同一方向となる。このため、帰線電流によって発生した磁束をＡＴＣアンテナの左右のアンテナコイルで検出すると、誘導電圧は左右のコイルとも同一の向きとなる。前述のように、左右のＡＴＣアンテナコイルは逆位相で直列接続されているので、帰線電流によって発生する磁束によるＡＴＣアンテナの左右のコイルの誘導電圧は打ち消しあう。これにより、指定された周波数成分の電圧は、閾値を大幅に下回ることになる。したがって、帰線電流により発生する磁束で誘導された電圧に基づいて、速度信号の誤った検出が防止される。【０００８】
このように、ＡＴＣアンテナの左右のコイルを逆位相で直列接続することで、レールに流れる帰線電流の影響を受けずに、本来受信すべきＡＴＣの速度信号を感度よく受信することが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００３−０７９０１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
最近の鉄道車両は、インバータ駆動のものが主流である。このインバータから主電動機に交流電流が流れることにより、主電動機が駆動される。交流電流の周波数をインバータにより変化させることで主電動機の回転数が調整され、車両の走行速度が制御される。【００１１】
先頭車両が主電動機で駆動される動力車である場合、先頭車両に搭載された主電動機のケーブル及び主電動機本体から、交流電流の基本周波数の交流磁束と、高調波の交流磁束とが発生する。主電動機、車体及びレール等で構成される磁気回路により、この交流磁束がＡＴＣアンテナ付近を通過することで、ＡＴＣアンテナの左右のアンテナコイルにも交流電圧が誘導される。主電動機に流れる交流電流の周波数は最高速度までの周波数の範囲で可変である。このため、基本波あるいは高調波の周波数が、ＡＴＣ地上子に流れる交流電流の指定された周波数と一致する場合がある。両周波数が一致すると、主電動機に流れる交流電流によってＡＴＣアンテナの左右のコイルに誘導された交流電圧により、ＡＴＣの速度信号を誤って検出する可能性がある。【００１２】
この発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、主電動機に流れる交流電流で発生する基本波及び高調波の交流磁束によって、ＡＴＣ速度信号を誤って検出することを防止することができるＡＴＣアンテナ装置、ＡＴＣ信号伝送装置及び車両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】
【００１３】
上記目的を達成するため、この発明に係るＡＴＣアンテナ装置は、一対のＡＴＣアンテナコイルを支持する支持部が、車体を進行方向から見たときの車体の中心線に対して非対称に配置されている。一対のＡＴＣアンテナコイルは車体の中心線に対して対称に配置され、逆位相で直列接続されている。
【発明の効果】
【００１４】
この発明によれば、一対のアンテナコイルを支持する支持部は、車体の中心線に対して非対称であり、一対のアンテナコイルは車体の中心線に対して対称で、逆位相の直列接続となっている。これにより、主電動機に流れる交流電流によってケーブル及び主電動機本体から発生する基本波及び高調波の交流磁束は、支持部を介して一対のアンテナコイルを同位相で通過することになる。一対のアンテナコイルは逆位相で直列接続されているので、各アンテナコイルに生じた同位相の交流磁束による誘起電圧は互いに打ち消し合う。この結果、主電動機に流れる交流電流で発生する基本波及び高調波の交流磁束によって、ＡＴＣの速度信号を誤って検出することを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】この発明の実施の形態１に係るＡＴＣアンテナ装置を車両の前方から見た図である。
【図２】図１のＡＴＣアンテナ装置を車両の側面方向から見た図である。
【図３】自動列車制御を行う制御系の構成を示すブロック図である。
【図４】ＡＴＣ地上子で発生する交流磁束の向きと、ＡＴＣアンテナとの関係を示す図である。
【図５】ＡＴＣ地上子で発生する交流磁束で誘導される交流電圧が増幅される様子を示す図である。
【図６】帰線電流によって発生する磁束の向きと、ＡＴＣアンテナとの関係を示す図である。
【図７】帰線電流によって発生する磁束で誘導される交流電圧が相殺される様子を示す図である。
【図８】主電動機及び主電動機ケーブル等によって発生する交流磁束が流れる磁気回路を示す図である。
【図９】従来のＡＴＣアンテナ装置において、主電動機ケーブル及び主電動機本体から発生する交流磁束の向きを示す図である。
【図１０】従来のＡＴＣアンテナ装置において、主電動機ケーブル及び主電動機本体から発生する交流磁束で誘導される交流電圧が増幅される様子を示す図である。
【図１１】図１のＡＴＣアンテナ装置において、主電動機ケーブル及び主電動機本体から発生する交流磁束の向きを示す図である。
【図１２】図１のＡＴＣアンテナ装置において、主電動機ケーブル及び主電動機本体から発生する交流磁束で誘導される交流電圧が相殺される様子を示す図である。
【図１３】この発明の実施の形態２に係るＡＴＣアンテナ装置を車両の前方から見た図である。
【図１４】主電動機に流れる交流電流によって主電動機ケーブル及び主電動機本体から発生する交流磁束が流れる磁気回路を示す図である。
【図１５】この発明の実施の形態３に係るＡＴＣアンテナ装置を車両の前方から見た図である。
【図１６】この発明の実施の形態４に係るＡＴＣアンテナ装置を車両の前方から見た図である。
【図１７】この発明の実施の形態５に係るＡＴＣアンテナ装置を車両の前方から見た図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、この発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００１７】
実施の形態１．
まず、この発明の実施の形態１について説明する。
【００１８】
図１には、車両の前方から見たこの発明の実施の形態１に係るＡＴＣアンテナ装置が示されている。図２には、車両の側面から見たＡＴＣアンテナ装置が示されている。図３には、自動列車制御（ＡＴＣ：Automatic Train Control）を行う制御系が示されている。図１、図２に示すように、車体１は、レール３の上を走る鉄道車両の車体である。ＡＴＣアンテナ装置１００は、車体１の床下部台枠１ａの下部に取り付けられている。
【００１９】
ＡＴＣアンテナ装置１００は、鉄道車両の先頭車の車体１に設けられている。ＡＴＣアンテナ装置１００は、レール３の間に敷設されたＡＴＣ地上子５からＡＴＣ信号（速度信号）を受信する。ＡＴＣアンテナ装置１００は、車体１を進行方向から見たときの車体１の中心線ＡＸに対して対称に配置されたＡＴＣアンテナ４（一対のＡＴＣアンテナコイル４ａ、４ｂ）と、ＡＴＣアンテナコイル４ａ、４ｂを支持するために車両に取り付けられ中心線ＡＸに対して非対称に配置されたＡＴＣアンテナ支持装置２と、を備える。ＡＴＣアンテナ支持装置２は、車体１を進行方向から見たときに、左右同じ方向（図１では右側）から一対のＡＴＣアンテナコイル４ａ、４ｂを支持する。
【００２０】
ＡＴＣアンテナ支持装置２は、上下方向に延びる２本のＡＴＣアンテナ支持棒２ａを備える。２本のＡＴＣアンテナ支持棒２ａは、所定の間隔をあけて車体１の中心線に対して左右に配置されている。２本のＡＴＣアンテナ支持棒２ａの上端は、床下部台枠１ａの下部に固定されている。
【００２１】
ＡＴＣアンテナ支持装置２は、横方向に延びるＡＴＣアンテナ支持台２ｂを備え、２本のＡＴＣアンテナ支持棒２ａの両下端部に懸架されている。
【００２２】
ＡＴＣアンテナ支持装置２は、ＡＴＣアンテナ取付け部２ｃを備え、ＡＴＣアンテナ支持台２ｂの下部に左右同じ向きで配置されている。ＡＴＣアンテナ取付け部２ｃに、ＡＴＣアンテナ４（一対のＡＴＣアンテナコイル４ａ、４ｂ）が左右同じ向きで、取り付け固定される。
【００２３】
以上のように、ＡＴＣアンテナ支持棒２ａと、ＡＴＣアンテナ支持台２ｂと、ＡＴＣアンテナ取付け部２ｃとをボルト等で締付け固定、あるいは溶接等で一体化したものが、ＡＴＣアンテナ支持装置２である。
【００２４】
ＡＴＣアンテナ支持装置２では、ＡＴＣアンテナ４の左右のＡＴＣアンテナコイル４ａ、４ｂが、ＡＴＣアンテナ取付け部２ｃの右側又は左側どちらか一方に取付けられる。すなわち、ＡＴＣアンテナ支持装置２は、ＡＴＣアンテナ４（一対のＡＴＣアンテナコイル４ａ、４ｂ）に対して、非対称な形状に構成されている。ＡＴＣアンテナ４（一対のＡＴＣアンテナコイル４ａ、４ｂ）は、ＡＴＣアンテナ取付け部２ｃにボルト等で取り付けられた状態で、車体１の床下部台枠１ａの下部にボルト等で固定される。
【００２５】
ＡＴＣアンテナ支持装置２が床下部台枠１ａに固定される左右方向の位置は、図１に示すように車体１の中心に対して対称となる位置ではない。これに対して、ＡＴＣアンテナ支持装置２に取付けられたＡＴＣアンテナ４（一対のＡＴＣアンテナコイル４ａ、４ｂ）は、車体１の中心線ＡＸに対して対称となるように配置される。
【００２６】
図１に示すように、左右のレール３の間の自動列車制御のための速度信号を車両側に伝達する地点にＡＴＣ地上子５が敷設されている。ＡＴＣ地上子５は矩形ループ状のコイルである。このコイルは、左右のレール３の間にそのループが水平となるように設置されている。コイルは、左のレール３に近く、そのレール３に平行なコイル辺５ａと、右のレール３に近く、そのレール３に平行なコイル辺５ｂとを備えている。
【００２７】
図２に示すように、車体１の下部には台車枠９が設置されている。この台車枠９に車輪１０が取り付けられている。この先頭車両が動力車の場合には、台車枠９には、主電動機７が搭載されている。主電動機７の回転駆動により、車輪１０が回転し、車体１がレール３に沿って移動する。車体１の床下に艤装されたインバータ１５と主電動機７との間に、主電動機ケーブル８が接続されている。インバータ１５から主電動機ケーブル８を介して流れる交流電流により、主電動機７が駆動される。
【００２８】
ＡＴＣアンテナ支持装置２は、台車枠９に対して所定の間隔を離して前方位置に配置される。車体１の最前方下部には、排障器１１が設置されている。ＡＴＣアンテナ支持装置２は、排障器１１と、台車枠９との間に設置されている。
【００２９】
図３に示すように、地上側には、地上送信器１２が設けられている。地上送信器１２からＡＴＣ地上子５に、伝達する指令速度に対応した周波数の交流電流が流れる。この交流電流の電磁結合により、車両側のＡＴＣアンテナ４のアンテナコイル４ａ、４ｂに誘導された交流電圧によって受信回路１３及びＡＴＣ制御装置１４で指令速度が検出され、インバータ１５に入力される。インバータ１５は、その指令速度で主電動機７を駆動する。
【００３０】
次に、この実施の形態１に係るＡＴＣアンテナ装置１００の動作について説明する。
【００３１】
地上送信器１２では、対象となる速度信号毎に異なる周波数が設定され、ＡＴＣ地上子５には、指令速度に対応した周波数の交流電流が流れる。導線に電流が流れると、右ネジの法則に従って導線回りに磁束が発生する。交流電流の場合には、電流と同一の周波数で向きが変化する交流磁束が発生する。
【００３２】
したがって、図４に示すように、ＡＴＣ地上子５のコイル辺５ａ、５ｂの周りには、交流電流と同一の周波数の交流磁束６ａ、６ｂが発生する。ＡＴＣ地上子５はループ状のコイルである。レール３に平行な左側のコイル辺５ａに流れる交流電流によって発生する交流磁束６ａと、レール３に平行な右側のコイル辺５ｂに流れる交流電流によって発生する交流磁束６ｂは、図４に示すように互いに逆向きとなる。ＡＴＣ地上子５で発生する交流磁束６ａ、６ｂの一部はＡＴＣアンテナ４を通過する。この交流磁束６ａ、６ｂによりＡＴＣアンテナ４には交流電圧が誘導される。
【００３３】
左側のＡＴＣアンテナコイル４ａには主として交流磁束６ａが通過し、右側のＡＴＣアンテナコイル４ｂには主として交流磁束６ｂが通過する。これにより、左右のＡＴＣアンテナコイル４ａ、４ｂにはそれぞれ逆向きの交流電圧が誘導される。左右のＡＴＣアンテナコイル４ａ、４ｂは、図３に示すように、逆位相で直列接続されている。このため、図５に示すように、左右のＡＴＣアンテナコイル４ａ、４ｂで逆向きの交流電圧は、回路上では極性が同じ交流電圧となって増幅されて大きくなる。この増幅された交流電圧で、受信回路１３が周波数を検出することにより、ＡＴＣ制御装置１４が指令速度を判別することが可能となる。
【００３４】
左側のＡＴＣアンテナコイル４ａには主として左側のコイル辺５ａに流れる交流電流によって発生する交流磁束６ａが通過するが、右側のコイル辺５ｂに流れる交流電流によって発生する交流磁束６ｂも通過する。しかし、左側のＡＴＣアンテナコイル４ａと右側のコイル辺５ｂとの距離が、左側のＡＴＣアンテナコイル４ａと左側のコイル辺５ａとの距離に比べると大きく、磁束の大きさは距離の２乗に反比例するため、交流磁束６ｂの大きさは、交流磁束６ａに比べて大幅に小さくなり、検出される交流電圧への影響は非常に小さい。これは右側のＡＴＣアンテナコイル４ｂに対しても同様である。
【００３５】
レール３には他の車両からの帰線電流が流れており、この電流によってレール３回りに磁束が発生する。図６に示すように、レール３に流れる帰線電流は、左右のレールとも同じ向きであり、発生する磁束の向きも同じとなる。一般的には帰線電流は直流であるが、電流値の大きさが変化し、発生する磁束１６ａ、１６ｂの大きさが変化した際にＡＴＣアンテナ４に電圧が誘導されることになる。この場合には、図７に示すように、磁束１６ａ、１６ｂの向きが同じであることから誘導される交流電圧も同位相となり、打ち消し合う。このように、ＡＴＣアンテナコイル４ａ、４ｂの逆位相の直列接続により、この電圧がＡＴＣ信号として誤って検出されることはない。
【００３６】
また、図２に示すように先頭車が動力車の場合には、ＡＴＣアンテナ４に近い台車枠９にも主電動機７が搭載され、主電動機７及び主電動機ケーブル８には、インバータ１５（図５参照）から供給される交流電流が流れる。この交流電流は、インバータ１５からの矩形波状の交流電圧によって流れており、高調波成分が多く含まれている。主電動機７及び主電動機ケーブル８に高調波成分を含んだ交流電流が流れると、基本波及び高調波の周波数成分を含んだ交流磁束１７が発生する。また、台車枠９、車体１の床下部台枠１ａ、車輪１０、レール３、ＡＴＣアンテナ支持装置２などが磁性体であり、近接する磁性体を結ぶように磁気回路１８が構成される。その結果、図８に示すように主電動機ケーブル８及び主電動機７で発生した基本波と高調波の周波数成分を含んだ交流磁束１７が、構成された磁気回路１８を流れることになる。 
【００３７】
従来のＡＴＣアンテナ支持装置６０は、図９に示すように、左右のＡＴＣアンテナ支持棒６０ａと、ＡＴＣアンテナ支持台６０ｂと、２つのＡＴＣアンテナ取付け部６０ｃと、を備え、中心線ＡＸを中心として左右対称に構成されている。これにより、交流磁束１７は、ＡＴＣアンテナ支持装置６０を流れる際に、左右のＡＴＣアンテナ支持棒６０ａに分かれ、ＡＴＣアンテナコイル４ａ、４ｂを通過してレール３に流れる。左側のＡＴＣアンテナ支持棒６０ａに流れる交流磁束１７ａはＡＴＣアンテナコイル４ａの左側から通過し、右側のＡＴＣアンテナ支持棒６０ａに流れる交流磁束１７ｂはＡＴＣアンテナコイル４ｂの右側から通過する。このため、交流磁束１７ａ、１７ｂによってＡＴＣアンテナコイル４ａ、４ｂに誘導される交流電圧は逆位相となる。
【００３８】
したがって、図１０に示すように、ＡＴＣアンテナコイル４ａと４ｂとが逆位相で直列接続されているので、交流磁束１７ａ、１７ｂによってＡＴＣアンテナコイル４ａ、４ｂに誘導された交流電圧は増幅される。したがって、インバータ１５から主電動機７に流れる交流電流の基本波及び高調波の周波数がＡＴＣ速度に対応した周波数に一致し、増幅された交流電圧がＡＴＣ速度検出のための閾値を超えた場合には、ＡＴＣ地上子５が設置されていない地点においても指令速度を誤って検出してしまう可能性がある。
【００３９】
一方、実施の形態１に係るＡＴＣアンテナ支持装置２では、図１１に示すように左右非対称に構成されている。これにより、左側のＡＴＣアンテナ支持棒２ａに流れる交流磁束１７ａは左側のＡＴＣアンテナコイル４ａの右側から通過し、右側のＡＴＣ支持棒２ａに流れる交流磁束１７ｂも右側のＡＴＣアンテナコイル４ｂの右側から通過するようになる。これにより、交流磁束１７ａ、１７ｂによってＡＴＣアンテナコイル４ａ、４ｂに誘導される交流電圧は同位相となる。ＡＴＣアンテナコイル４ａとＡＴＣアンテナコイル４ｂが逆位相で直列接続されているので、左右のＡＴＣアンテナコイル４ａ、４ｂで誘導された交流電圧は打ち消しあう。この結果、ＡＴＣの指令速度を誤って検出することを防止することができる。なお、図１１ではＡＴＣアンテナコイル４ａ、４ｂがＡＴＣアンテナ取付け部２ｃの左側に取付けられているために交流磁束１７がＡＴＣアンテナコイル４ａ、４ｂの右側から通過するが、ＡＴＣアンテナコイル４ａ、４ｂがＡＴＣアンテナ取付け部２ｃの右側に取付けられた場合には、交流磁束１７はＡＴＣアンテナコイル４ａ、４ｂの左側から通過することになり、この場合にも同様にＡＴＣ指令速度を誤って検出することを防止することができる。
【００４０】
このように、この発明のＡＴＣアンテナ装置１００によれば、主電動機７及び主電動機ケーブル８に流れる交流電流によって発生し、基本波及び高調波の周波数成分を持つ交流磁束１７が、床下部台枠１ａ、ＡＴＣアンテナ支持装置２、レール３、車輪１０、台車枠９等を含む磁気回路１８を流れ、ＡＴＣアンテナコイル４ａ、４ｂを通過してそれぞれ交流電圧を誘導することになったとしても、図１２に示すように、誘導電圧が互いに同位相となって、ＡＴＣアンテナコイル４ａ、４ｂの逆位相の直列接続により打ち消されるので、交流磁束１７（１７ａ、１７ｂ）が磁気回路１８を流れてもＡＴＣの指令速度を誤って検出することを防止することができる。
【００４１】
実施の形態２．
次に、この発明の実施の形態２について説明する。
【００４２】
上記実施の形態１に係るＡＴＣアンテナ装置１００では、ＡＴＣアンテナ支持装置２を左右非対称となるように構成した。この実施の形態２に係るＡＴＣアンテナ装置１００は、ＡＴＣアンテナ支持装置２の代わりに、ＡＴＣアンテナ支持装置２０を備える。ＡＴＣアンテナ支持装置２０は、左右のＡＴＣアンテナ支持棒２０ａと、ＡＴＣアンテナ支持台２０ｂと、２つのＡＴＣアンテナ取付け部２０ｃと、を備える。図１３に示すように、ＡＴＣアンテナ支持装置２０は、中心線ＡＸに対して左右対称に構成されているが、全て非磁性金属材料、例えばステンレス材などで構成されている。このようにすれば、図１４に示すように、車体１の床下部台枠１ａとレール３の間に位置する磁性体が車体１の先端部の排障器１１となる。このため、車体１の床下部台枠１ａ、排障器１１、レール３、車輪１０、台車枠９等で磁気回路１９が構成されることになる。主電動機７に流れる交流電流によって主電動機ケーブル８及び主電動機７で発生する交流磁束１７は、図１４に示す磁気回路１９を流れることになる。ＡＴＣアンテナ支持装置２０は非磁性金属材料で構成されているため、ＡＴＣアンテナ支持装置２０を流れる交流磁束１７ａ、１７ｂは非常に少なく、ＡＴＣアンテナコイル４ａ、４ｂを通過する交流磁束１７ａ、１７ｂも非常に少なくなる。このため、交流磁束１７ａ、１７ｂによってＡＴＣアンテナコイル４ａ、４ｂに交流電圧が誘導されたとしても閾値を超えることはなく、ＡＴＣの速度信号を誤って検出することを防止することができる。
【００４３】
なお、非磁性金属材料としては、アルミニウム又はその合金等を用いることもできる。
【００４４】
実施の形態３．
次に、この発明の実施の形態３について説明する。
【００４５】
上記実施の形態２では、ＡＴＣアンテナ支持装置２０を全て非磁性金属材料で構成した。この実施の形態３に係るＡＴＣアンテナ装置１００は、図１５に示すように、ＡＴＣアンテナ支持装置２０の代わりに、ＡＴＣアンテナ支持装置３０を備えている。ＡＴＣアンテナ支持装置３０は、左右のＡＴＣアンテナ支持棒３０ａと、ＡＴＣアンテナ支持台３０ｂと、２つのＡＴＣアンテナ取付け部３０ｃと、を備える。ＡＴＣアンテナ支持装置３０は、左右非対称であり、その点は、上記実施の形態１に係るＡＴＣアンテナ支持装置２と同じである。これにより、ＡＴＣの速度信号を誤って検出することを防止することができる。
【００４６】
また、ＡＴＣアンテナ支持装置３０は、非磁性金属材料で構成されている。これにより、ＡＴＣの速度信号を誤って検出する可能性がさらに低減される。
【００４７】
実施の形態４．
次に、この発明の実施の形態４について説明する。
【００４８】
上記実施の形態２では、ＡＴＣアンテナ支持装置２０を非磁性金属材料で構成した。この実施の形態４に係るＡＴＣアンテナ装置１００は、ＡＴＣアンテナ支持装置２０に代えて、ＡＴＣアンテナ支持装置４０を備えている。ＡＴＣアンテナ支持装置４０は、左右のＡＴＣアンテナ支持棒４０ａと、ＡＴＣアンテナ支持台４０ｂと、２つのＡＴＣアンテナ取付け部４０ｃと、を備える。図１６に示すように、ＡＴＣアンテナ支持装置４０は中心線ＡＸに対して左右対称に構成されているが、ＡＴＣアンテナ支持装置４０の材料としては、強化プラスチック材料が非磁性金属材料と併用されている。強化プラスチックとしては、例えば、ガラス繊維強化プラスチック（ＧＦＲＰ）又はカーボン繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）等が用いられる。このようにすれば、図１４に示すように磁気回路１９が構成され、ＡＴＣアンテナコイル４ａ、４ｂを通過する交流磁束１７は非常に少なくなり、ＡＴＣアンテナコイル４ａ、４ｂに交流磁束１７により交流電圧が誘導されたとしても閾値を超えることは無く、ＡＴＣの速度信号を誤って検出することを防止することができる。
【００４９】
また、強化プラスチックのみでＡＴＣアンテナ支持装置４０を構成しても良い。さらには、ＡＴＣアンテナ支持装置２の強度を向上することができ、しかも、軽量化が可能である。
【００５０】
実施の形態５．
次に、この発明の実施の形態５について説明する。
【００５１】
上記実施の形態３では、中心線に対して非対称なＡＴＣアンテナ支持装置３０を全て非磁性金属材料で構成した。この実施の形態５に係るＡＴＣアンテナ装置１００は、図１７に示すように、ＡＴＣアンテナ支持装置３０の代わりに、ＡＴＣアンテナ支持装置５０を備えている。ＡＴＣアンテナ支持装置５０は、左右のＡＴＣアンテナ支持棒５０ａと、ＡＴＣアンテナ支持台５０ｂと、２つのＡＴＣアンテナ取付け部５０ｃと、を備える。ＡＴＣアンテナ支持装置５０は、左右非対称であり、その点は、上記実施の形態１に係るＡＴＣアンテナ支持装置２と同じである。これにより、ＡＴＣの速度信号を誤って検出することを防止することができる。
【００５２】
また、ＡＴＣアンテナ支持装置５０は、強化プラスチック材料が非磁性金属材料と併用されている。これにより、ＡＴＣの速度信号を誤って検出する可能性がさらに低減される。
【００５３】
また、強化プラスチックのみでＡＴＣアンテナ支持装置５０を構成するようにしてもよい。さらにＡＴＣアンテナ支持装置２の強度を向上することができ、しかも、軽量化が可能である。
【００５４】
以上詳細に説明したように、上記実施の形態１、３、５によれば、一対のＡＴＣアンテナコイル４ａ、４ｂを支持するＡＴＣアンテナ支持装置２、３０、５０は、車体１の中心に対して非対称であり、一対のＡＴＣアンテナコイル４ａ、４ｂは車体１の中心線ＡＸに対して対称となっている。これにより、主電動機７及び主電動機ケーブル８で発生する交流磁束１７は、ＡＴＣアンテナ支持装置２、３０、５０を介して一対のＡＴＣアンテナコイル４ａ、４ｂを同位相で通過する。一対のＡＴＣアンテナコイル４ａ、４ｂは逆位相で直列接続されているので、各ＡＴＣアンテナコイル４ａ、４ｂに誘導された同位相の交流磁束による誘起電圧は互いに打ち消し合う。この結果、主電動機７に流れる交流電流で発生する基本波及び高調波の交流磁束１７によって、ＡＴＣの速度信号を誤って検出することを防止することができる。
【００５５】
また、上記実施の形態２、３、４、５によれば、ＡＴＣアンテナ支持装置２０、３０、４０、５０は、非磁性金属材料及び強化プラスチックの一方あるいは両方で形成されている。これにより、ＡＴＣアンテナコイル４ａ、４ｂに流れる主電動機電流に起因する交流磁束１７が大幅に低減されるため、ＡＴＣ指令速度の誤検出を防止することができる。また、強化プラスチックにより、ＡＴＣアンテナ支持装置４０、５０の強度を向上させることができ、しかも軽量化が可能である。
【００５６】
このように、この発明は、この発明の広義の精神と範囲を逸脱することなく、様々な実施の形態及び変形が可能とされるものである。また、上述した実施の形態は、この発明を説明するためのものであり、この発明の範囲を限定するものではない。すなわち、この発明の範囲は、実施の形態だけではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲内及びそれと同等の発明の意義の範囲内で施される様々な変形が、この発明の範囲内とみなされる。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
この発明は、自動列車制御を行なう鉄道車両に適用する場合を例に説明したが、その他の自動車及び一般産業の場合において、磁気を利用した非接触の信号伝送の分野にも利用できる。
【符号の説明】
【００５８】
１  車体、１ａ  床下部台枠、２  ＡＴＣアンテナ支持装置、２ａ  ＡＴＣアンテナ支持棒、２ｂ  ＡＴＣアンテナ支持台、２ｃ  ＡＴＣアンテナ取付け部、３  レール、４  ＡＴＣアンテナ、４ａ、４ｂ  ＡＴＣアンテナコイル、５  ＡＴＣ地上子、５ａ、５ｂ  コイル辺、６ａ、６ｂ  交流磁束、７  主電動機、８  主電動機ケーブル、９  台車枠、１０  車輪、１１  排障器、１２  地上送信器、１３  受信回路、１４  ＡＴＣ制御装置、１５  インバータ、１６ａ、１６ｂ  磁束、１７、１７ａ、１７ｂ  交流磁束、１８  ＡＴＣアンテナ支持部を含む磁気回路、１９  排障器を含む磁気回路、２０  ＡＴＣアンテナ支持装置、２０ａ  ＡＴＣアンテナ支持棒、２０ｂ  ＡＴＣアンテナ支持台、２０ｃ  ＡＴＣアンテナ取付け部、３０  ＡＴＣアンテナ支持装置、３０ａ  ＡＴＣアンテナ支持棒、３０ｂ  ＡＴＣアンテナ支持台、３０ｃ  ＡＴＣアンテナ取付け部、４０  ＡＴＣアンテナ支持装置、４０ａ  ＡＴＣアンテナ支持棒、４０ｂ  ＡＴＣアンテナ支持台、４０ｃ  ＡＴＣアンテナ取付け部、５０  ＡＴＣアンテナ支持装置、５０ａ  ＡＴＣアンテナ支持棒、５０ｂ  ＡＴＣアンテナ支持台、５０ｃ  ＡＴＣアンテナ取付け部、６０  ＡＴＣアンテナ支持装置、６０ａ  ＡＴＣアンテナ支持棒、６０ｂ  ＡＴＣアンテナ支持台、６０ｃ  ＡＴＣアンテナ取付け部、１００  ＡＴＣアンテナ装置。
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【手続補正書】
【提出日】平成28年6月3日(2016.6.3)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
先頭車の車体に設けられ、電磁結合により外部から信号を受信するＡＴＣアンテナ装置であって、
前記車体を進行方向から見たときの前記車体の中心線に対して対称に配置され、逆位相で直列接続された一対のＡＴＣアンテナコイルと、
前記一対のＡＴＣアンテナコイルを支持するために前記車体に取り付けられ前記中心線に対して非対称に配置されたＡＴＣアンテナ支持部と、
を備えるＡＴＣアンテナ装置。
【請求項２】
前記ＡＴＣアンテナ支持部は、
前記車体を進行方向から見たときに、左右の同じ方向から前記各ＡＴＣアンテナコイルを支持する、
請求項１に記載のＡＴＣアンテナ装置。
【請求項３】
前記ＡＴＣアンテナ支持部が、
非磁性金属材料及び強化プラスチックの少なくとも一方で形成されている、
請求項１に記載のＡＴＣアンテナ装置。
【請求項４】
請求項１に記載のＡＴＣアンテナ装置と、
前記ＡＴＣアンテナ装置から出力される誘起電圧の信号を受信する受信部と、
を備えるＡＴＣ信号伝送装置。
【請求項５】
請求項１に記載のＡＴＣアンテナ装置と、
前記ＡＴＣアンテナ装置が下部に取り付けられた車体と、
を備える車両。
【国際調査報告】
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