(57)【要約】【課題】ハンドル操作の安全性を確保するためハンドル挿入口の開閉蓋が開放されるとモータ駆動回路を遮断するスイッチの接点に瞬間的な大電流が流れないようにすることで、接点の劣化や負担を軽減できる電気転てつ機を提供する。【解決手段】電気転てつ機１０は、電気転てつ機１０を手動で駆動するためのハンドルが挿入されるハンドル挿入口１３を開閉する開閉蓋１４が１段階目まで開放されるとオンからオフに切り替わる検知スイッチ１５ｂと、開閉蓋１４がさらに２段階目まで開放されるとオンからオフに切り替わる電源遮断スイッチ１５ａと、電源遮断スイッチ１５ａを介してモータ１９に駆動電力を供給するモータ駆動回路２２を制御するモータ制御回路２１とを備え、モータ制御回路２１は、検知スイッチ１５ｂがオフになって開閉蓋１４が１段階より開放側にあることが検知されている間は、モータ駆動回路２２によるモータ１９の駆動を停止制御する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軌道分岐器の転換機構を駆動するモータと、
前記転換機構を手動で駆動するためのハンドルが挿入される挿入口と、
前記挿入口を閉鎖する閉鎖位置と前記挿入口が前記ハンドルを挿入可能に開放される開放位置との間で変位する開閉蓋と、
前記開閉蓋が、前記閉鎖位置より前記開放位置寄りであって前記挿入口に前記ハンドルを挿入不能な第１位置より開放側にあるか否かを検知する開閉センサと、
前記開閉蓋の開閉動作に連動して接点がオンオフされると共に、前記開閉蓋が前記第１位置より前記開放位置寄りであって前記挿入口に前記ハンドルを挿入不能な第２位置より開放されているときは前記接点がオフにされ、前記開閉蓋が前記第２位置より閉じているときは前記接点がオンにされるスイッチと、
前記スイッチの前記接点を介して前記モータに駆動電力を供給する駆動回路と、
前記駆動回路による前記モータの駆動を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記開閉センサによって前記開閉蓋が前記第１位置より開放側にあることが検知されている間は、前記駆動回路による前記モータの駆動を停止制御する
ことを特徴とする電気転てつ機。
【請求項２】
前記開閉センサは、前記開閉蓋が前記第１位置より開放側にあるか否かに連動して接点がオンオフされる第２のスイッチであり、
前記制御部は、前記第２のスイッチが介挿された回路の通電状態により、前記開閉蓋が前記第１位置より開放側にあるか否かを判別する
ことを特徴とする請求項１に記載の電気転てつ機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気転てつ機に係り、特に、手廻し操作中に電気駆動による転換動作を不能として手廻し操作の安全性を確保する機能を備えた電気転てつ機に関する。
【背景技術】
【０００２】
軌道分機器を転換するために使用される電気転てつ機には、作業者がハンドルを用いて手廻しするための機構が設けられており、手廻し操作中に誤って上位装置から転換制御が入力されても電気駆動による転換動作を不能として手廻し操作の安全性を確保する安全装置（例えば、特許文献１参照）が不可欠である。
【０００３】
図３および図４に示すように、従来の電気転てつ機の手廻し安全装置１００は、電気転てつ機に設けられたハンドル挿入口１０１を覆う開閉蓋１０２と、電気転てつ機に内蔵されたモータ１０３の電源回路１０４に介挿されて開閉蓋１０２と機械的に連動するスイッチ１０５とで構成される。
【０００４】
この安全装置１００では、図４（Ａ）に示すように、開閉蓋１０２がハンドル挿入口１０１を覆っていると、スイッチ１０５がオン（０段階）となって上位装置からの制御に従ってモータ１０３を駆動可能な状態になる。このときはハンドル挿入口１０１にハンドルを挿入することができず、上位装置から転換制御が入力されると電気転てつ機はオン状態のスイッチ１０５を通じた給電によりモータ１０３を駆動させて転換動作を行う。
【０００５】
図４（Ｂ）に示すように、開閉蓋１０２を開放方向へ回動させてハンドル挿入口１０１を開口すると、開閉蓋１０２の回動動作に連動してスイッチ１０５がオフ（１段階）となり電源回路１０４は遮断する。このときはハンドル挿入口１０１にハンドルを挿入して電気転てつ機を手廻し操作できるようになり、手廻し操作中に誤って上位装置から転換制御が入力されてもスイッチ１０５での遮断によりモータ１０３が駆動することはないため、安全に手廻し操作できるようになる。
【０００６】
【特許文献１】特公平３−７９２２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
電気転てつ機では、その取扱い上、モータの動作中に開閉蓋が開放されることがあり、たとえば開閉蓋が非常停止スイッチ代わりなどにされて開放されることがある。モータ動作中に開閉蓋が開放されると、スイッチがオフとなるときにその接点に瞬間的に大電流が流れ、接点寿命に悪影響を与えてしまう。また、電気転てつ機を転換動作させる方向の制御が上位装置から入力されている状態で開閉蓋が閉鎖されると、この閉蓋によるスイッチ接点の構成と同時にモータが始動するので、その場合にもスイッチの接点に瞬間的に大電流が流れてしまう。そのため、瞬間的な大電流に耐え得る高価な接点材質の採用や接点を大型化するといった対策を余儀なくされていた。
【０００８】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、ハンドル操作の安全性を確保するためハンドル挿入口の開閉蓋の開放に伴ってモータ駆動回路を遮断するスイッチの接点に瞬間的な大電流が流れないようにすることで、接点の劣化や負担を軽減することのできる電気転てつ機を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
かかる目的を達成するための本発明の要旨とするところは、次の各項の発明に存する。
【００１０】
［１］軌道分岐器の転換機構を駆動するモータと、
前記転換機構を手動で駆動するためのハンドルが挿入される挿入口と、
前記挿入口を閉鎖する閉鎖位置と前記挿入口が前記ハンドルを挿入可能に開放される開放位置との間で変位する開閉蓋と、
前記開閉蓋が、前記閉鎖位置より前記開放位置寄りであって前記挿入口に前記ハンドルを挿入不能な第１位置より開放側にあるか否かを検知する開閉センサと、
前記開閉蓋の開閉動作に連動して接点がオンオフされると共に、前記開閉蓋が前記第１位置より前記開放位置寄りであって前記挿入口に前記ハンドルを挿入不能な第２位置より開放されているときは前記接点がオフにされ、前記開閉蓋が前記第２位置より閉じているときは前記接点がオンにされるスイッチと、
前記スイッチの前記接点を介して前記モータに駆動電力を供給する駆動回路と、
前記駆動回路による前記モータの駆動を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記開閉センサによって前記開閉蓋が前記第１位置より開放側にあることが検知されている間は、前記駆動回路による前記モータの駆動を停止制御する
ことを特徴とする電気転てつ機。
【００１１】
上記発明では、開閉蓋を開放するときは、開閉蓋が閉鎖位置より開放位置寄りであって挿入口にハンドルを挿入不能な第１位置より開放側になると、そのことが開閉センサによって検知され、制御部は駆動回路によるモータの駆動を停止制御する。この停止制御によりスイッチへの送電が停止する。
【００１２】
開閉蓋が第１位置より開放位置寄りであって挿入口にハンドルを挿入不能な第２位置より開放されると、スイッチの接点がオフにされる。このときは既にスイッチへの送電が停止されているので、接点は電流が流れていない状態でオフになる。
【００１３】
開閉蓋が第２位置よりもさらに開放されて挿入口にハンドルが挿入可能になるときには、スイッチの接点がオフにされてモータへの送電が遮断されているため、モータが駆動されて転換動作を行うことはない。そのため、挿入口にハンドルを挿入し手動で転換機構を駆動させる際の操作の安全性が確保される。
【００１４】
また開閉蓋を閉鎖するときは、開閉蓋が第２位置を越えるとスイッチの接点がオフからオンに切り替わるが、このときはまだ第１位置よりも開閉蓋が開放側にあるのでスイッチを通じたモータへの送電が停止した状態で接点がオンになる。
【００１５】
その後、開閉蓋が第１位置よりも閉じられると、そのことが開閉センサによって検知され（第１位置より開放側にあることの非検知状態）、制御部は制御入力に応じてモータの駆動制御を開始する。この駆動制御により駆動回路からモータへのスイッチを通じた送電が開始されてスイッチの接点に電流が流れる。このときは既に接点がオンにされているので、接点オンの状態で電流が流れ出す。
【００１６】
このように、開閉蓋を開放するときには、スイッチの接点がオフになる第２位置よりも閉鎖側の第１位置にて開閉蓋の開放動作をいち早く検知しスイッチを介したモータへの送電を停止する。開閉蓋を閉鎖するときには、第２位置にてスイッチの接点がオンになり開閉蓋が第１位置まで閉じたときに送電停止を解除するので、スイッチのオン／オフ時にはスイッチに電流が流れておらず、スイッチのオン／オフに伴って接点に瞬間的な大電流が流れることはない。これにより、スイッチの接点を瞬間的な大電流に耐え得る高価な材質や大型なものにしなくとも、耐久性を高めて接点不良の発生などを防止することができ、接点を安価な材質で形成したり小型に構成したりできるようになる。
【００１７】
［２］前記開閉センサは、前記開閉蓋が前記第１位置より開放側にあるか否かに連動して接点がオンオフされる第２のスイッチであり、
前記制御部は、前記第２のスイッチが介挿された回路の通電状態により、前記開閉蓋が前記第１位置より開放側にあるか否かを判別する
ことを特徴とする［１］に記載の電気転てつ機。
【００１８】
上記発明では、開閉蓋に連動して開閉蓋の位置を機械的に検知するスイッチ（第２のスイッチ）であれば、開閉蓋の位置を電気的に検知するセンサなどに比べて高い信頼性が得られる。また、第２のスイッチを第２位置で開閉するスイッチとユニット化してスイッチ全体を小型に構成することも可能となる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、ハンドル挿入口の開閉蓋を開放するときには、モータとその駆動回路との間に介挿されたスイッチの接点がオフになる第２位置よりも閉鎖側の第１位置にて開閉蓋の開放動作をいち早く検知してモータへの送電を停止する。開閉蓋を閉鎖するときには、第２位置にてスイッチの接点がオンになり開閉蓋が第１位置まで閉じたときに送電停止を解除する。スイッチのオン／オフ時にはスイッチに電流が流れておらず、スイッチのオン／オフに伴って接点に瞬間的な大電流が流れることはないため、安価な接点材質の採用や接点の小型化が可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、図面に基づき本発明の実施の形態を説明する。
【００２１】
図１は、本発明の実施の形態に係る電気転てつ機１０と、電気転てつ機１０を手動で駆動させる際の操作の安全性を確保するための安全装置１１の構成を示している。
【００２２】
電気転てつ機１０は、列車の進路を変更するための軌道分岐器の転換を行う装置であり、転てつ機本体１２と、転てつ機本体１２に手動操作（手廻し）用のハンドルを挿入するためのハンドル挿入口１３と、ハンドル挿入口１３を開放および閉鎖する開閉蓋１４と、開閉蓋１４に連動してオン／オフするスイッチユニット１５と、スイッチユニット１５が介挿されたモータ電源回路１６およびスイッチ検知回路１７と、モータ電源回路１６およびスイッチ検知回路１７に接続されたモータコントローラ１８とを備えている。転てつ機本体１２は、転てつ機本体１２の外郭を構成する筐体を備え、その筐体の内部にモータ１９、およびモータ１９からの動力によって図示しない動作かんを動作させて軌道分岐器を転換させる転換機構２０が収納されており、さらにモータ電源回路１６、スイッチ検知回路１７、およびモータコントローラ１８も収納されている。
【００２３】
なお、本実施の形態では、電気転てつ機１０は安全装置１１を含んだ構成で説明するが、モータコントローラ１８については転てつ機本体１２の外部に備えるように構成されてもよい。またモータ１９については、モータコントローラ１８を有するサーボモータなどとして構成してもよい。
【００２４】
モータコントローラ１８は、モータ制御回路２１とモータ駆動回路２２とを備え、電源２３に接続されている。モータコントローラ１８には、モータコントローラ１８を動作させるための電力やモータ１９を駆動するための電力が電源２３から供給される。
【００２５】
モータ制御回路２１はＣＰＵ（Central Processing Unit）２４を備え、ＣＰＵ２４には上位からの制御信号Ｓが入力されている。ＣＰＵ２４は予め記憶されたプログラムに従ってモータ駆動回路２２を制御する。モータ駆動回路２２は、ＣＰＵ２４に制御されてモータ１９への電力供給および供給停止を行いモータ１９を駆動制御する。
【００２６】
モータ駆動回路２２とモータ１９の間にはモータ電源回路１６が構成されている。また、モータ制御回路２１にはスイッチ検知回路１７が接続されている。
【００２７】
スイッチユニット１５は、多段階、多接点のカムスイッチなどで構成されており、モータ電源回路１６に介挿された電源遮断スイッチ１５ａ（スイッチ）と、スイッチ検知回路１７に介挿された検知スイッチ１５ｂ（開閉センサ／第２スイッチ）とを備えている。モータ駆動回路２２からモータ１９への給電は、電源遮断スイッチ１５ａが介挿されたモータ電源回路１６を通して行われる。
【００２８】
モータ１９は、三相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）の交流モータで構成されており、電力供給によりシャフト１９ａを回転駆動させて動力を発生させる。モータ１９のシャフト１９ａには転換機構２０が連結されており、転換機構２０はモータ１９からの動力によって図示しない動作かんを動作させる。また、転換機構２０には動作かんを手動で動作させるための手動機構も設けられている。電気転てつ機１０はこの動作かんの動作によって軌道分機器の転換を行う。
【００２９】
転てつ機本体１２の筐体の上面部には、転換機構２０の上側に位置してハンドル挿入口１３が形成されており、さらにハンドル挿入口１３に対応して開閉蓋１４が取り付けられている。開閉蓋１４は、転てつ機本体１２の筐体の上面部に水平方向へ回動可能に取り付けられており、その回動動作によってハンドル挿入口１３を閉鎖する閉鎖位置と開放する開放位置との間で変位するようになっている（図１の矢印Ａ方向）。開閉蓋１４が開放されてハンドル挿入口１３が開口すると、ハンドル挿入口１３には転換機構２０を手動で駆動させるためのハンドルの先端部が挿入可能となる。ハンドル挿入口１３にハンドルの先端部を挿入すると、その先端部が転換機構２０の手動機構に連結され、ハンドルを回転させると手動機構によって動作かんが動作するようになっている。また、開閉蓋１４はスイッチユニット１５に連結されており、電源遮断スイッチ１５ａと検知スイッチ１５ｂは開閉蓋１４の回転角度に応じてオン／オフが切り替えられるようになっている。
【００３０】
図２は、開閉蓋１４の開閉位置（回転角度）とスイッチユニット１５のオン／オフ切り替えの関係を示している。
【００３１】
開閉蓋１４は、円板状の蓋本体１４ａと、蓋本体１４ａの外周部に突設された連結部１４ｂとを備えており、連結部１４ｂが水平方向へ回動可能に軸支されている。この開閉蓋１４の連結部１４ｂにスイッチユニット１５が連結されており、電源遮断スイッチ１５ａと検知スイッチ１５ｂは、開閉蓋１４が閉塞位置から開放方向へ回動されるとオンからオフに切り替わり、開閉蓋１４が開放位置から閉鎖方向へ回動されるとオフからオンに切り替わるようになっている。
【００３２】
詳細には、図２（Ａ）に示すように、開閉蓋１４がハンドル挿入口１３を完全に覆っている閉鎖位置（０段階）では、電源遮断スイッチ１５ａ（接点３−４／接点５−６／接点７−８）および検知スイッチ１５ｂ（接点１−２）は共にオンになる。
【００３３】
この閉鎖位置から開閉蓋１４を開放方向へ回動させて、図２（Ｂ）に示すように、開閉蓋１４が１段階（ノッチ）目まで開放されると、電源遮断スイッチ１５ａはオンのままで検知スイッチ１５ｂ（接点１−２）はオフに切り替わる。この１段階の開放角度は、開閉蓋１４を閉鎖位置から少しだけ開放した角度であり、この１段階ではハンドル挿入口１３の大部分が開閉蓋１４に覆われており、ハンドル挿入口１３にハンドルを挿入することはできない。
【００３４】
図２（Ｃ）に示すように、開閉蓋１４がさらに２段階（ノッチ）目まで開放されると、電源遮断スイッチ１５ａ（接点３−４／接点５−６／接点７−８）もオフに切り替わる。この２段階の開放角度は、開閉蓋１４を完全に開放する少し手前まで開放した角度であり、この２段階ではハンドル挿入口１３の大部分が開放されるが、やはりハンドル挿入口１３にハンドルを挿入することはできない。
【００３５】
この２段階よりも開閉蓋１４を少し開放方向へ回動させて、ハンドル挿入口１３が完全に開口される開放位置まで開閉蓋１４を移動させると、ハンドル挿入口１３にハンドルが挿入できるようになる。
【００３６】
また、開閉蓋１４を閉鎖する場合は、開放時とは逆の順番で電源遮断スイッチ１５ａと検知スイッチ１５ｂがオフからオンに切り替わる。すなわち、開閉蓋１４が開放位置から２段階目を超える位置まで閉じられると、電源遮断スイッチ１５ａがオフからオンに切り替わり、さらに開閉蓋１４が１段階目を超える位置まで閉じられると、検知スイッチ１５ｂがオフからオンに切り替わるようになる。
【００３７】
また、検知スイッチ１５ｂがオフになってスイッチ検知回路１７が遮断すると、そのことをモータ制御回路２１が検知する。ＣＰＵ２４は上位からの制御信号Ｓに従ってモータ駆動回路２２を制御するがスイッチ検知回路１７が遮断している間は制御信号Ｓに係わらず、モータ１９を停止（サーボ・オフ）させるようにモータ駆動回路２２に制御指令を出力するようになっている。
【００３８】
次に、本実施の形態に係る安全装置１１を含んだ電気転てつ機１０の動作について説明する。
【００３９】
電気転てつ機１０の開閉蓋１４を開放する場合には、開閉蓋１４が１段階目（第１位置）まで開放されると、検知スイッチ１５ｂがオンからオフに切り替わってスイッチ検知回路１７が遮断し、そのことを検知したモータ制御回路２１がモータ駆動回路２２にモータ１９を停止する制御指令を出力する。この制御指令を受けたモータ駆動回路２２はモータ１９への電力供給を停止する。
【００４０】
さらに開閉蓋１４が２段階目（第２位置）まで開放されると、電源遮断スイッチ１５ａがオンからオフに切り替わる。このときは既にモータ１９への送電が停止されているため、電源遮断スイッチ１５ａの接点３−４、接点５−６、接点７−８は電流が流れていない状態でオフになる。
【００４１】
開閉蓋１４が２段階よりもさらに開放されてハンドル挿入口１３にハンドルが挿入可能になるときには、電源遮断スイッチ１５ａがオフにされてモータ電源回路１６が遮断されているため、電気転てつ機１０のモータ１９が駆動されて転換動作が行われることはない。そのため、ハンドル挿入口１３にハンドルを挿入し手動で電気転てつ機１０を駆動させる際の操作の安全性が確保される。
【００４２】
また開閉蓋１４を閉鎖するときは、開閉蓋１４が２段階目を越えると電源遮断スイッチ１５ａがオフからオンに切り替わるが、このときはまだ１段階目よりも開閉蓋１４が開放側にあるためモータ制御回路２１がモータ１９を停止制御している状態にあり、電源遮断スイッチ１５ａへの送電が停止した状態で接点（３−４／５−６／７−８）がオンになる。
【００４３】
その後、開閉蓋１４が１段階目よりも閉じられると、検知スイッチ１５ｂがオフからオンに切り替わってスイッチ検知回路１７が構成され、そのことを検知したモータ制御回路２１は、上位装置からの制御に従ってモータ駆動回路２２にモータ１９を駆動する制御指令を出力する。この制御指令を受けたモータ駆動回路２２はモータ１９へ電力供給し、モータ電源回路１６への送電が開始されて電源遮断スイッチ１５ａに電流が流れる。このときは既に電源遮断スイッチ１５ａの接点がオンにされているため、電源遮断スイッチ１５ａでは接点オンの状態で電流が流れ出すようになる。
【００４４】
このように、本実施の形態では、電気転てつ機１０の開閉蓋１４を開放するときには、電源遮断スイッチ１５ａの接点がオフになる２段階目よりも閉鎖側の１段階目にて開閉蓋１４の開放動作をいち早く検知し、電源遮断スイッチ１５ａの介挿されたモータ電源回路１６への送電を停止する。開閉蓋１４を閉鎖するときには、２段階目にて電源遮断スイッチ１５ａの接点がオンになり開閉蓋１４が１段階目まで閉じたときに送電停止を解除するので、電源遮断スイッチ１５ａのオン／オフ時には電源遮断スイッチ１５ａに電流が流れておらず、電源遮断スイッチ１５ａのオン／オフに伴って接点に瞬間的な大電流が流れることはない。これにより、電源遮断スイッチ１５ａの接点を瞬間的な大電流に耐え得る高価な材質や大型なものにしなくとも、耐久性を高めて接点不良の発生などを防止することができ、接点を安価な材質で形成したり小型に構成したりできるようになる。
【００４５】
また、本実施の形態では、開閉蓋１４が１段階目まで開放されたことを検知するための開閉センサを、開閉蓋１４に連動してその位置を機械的に検知する検知スイッチ１５ｂで構成していることにより、たとえば開閉蓋１４の位置を電気的に検知するセンサなどに比べて高い信頼性が得られる。また、本実施の形態のように、検知スイッチ１５ｂと電源遮断スイッチ１５ａとをユニット化してスイッチユニット１５を構成することによりスイッチ全体を小型化できるようになる。
【００４６】
また、モータ電源回路１６の断線を故障として検知したい場合は、検知スイッチ１５ｂのオン/オフにより、開閉蓋１４の扱い(開放)とモータ電源回路１６の断線との判別がつけられる。すなわち、検知スイッチ１５ｂがオンの状態（開閉蓋１４が閉じた状態）でモータ１９を駆動するように制御指令を出力してもモータ１９が動作しない場合にはモータ１９の故障あるいはモータ電源回路１６の断線と判断することができる。
【００４７】
以上、本発明の実施の形態および実施例を図面によって説明してきたが、具体的な構成は例示したものに限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更や追加があっても本発明に含まれる。
【００４８】
実施の形態では、電源遮断スイッチ１５ａと検知スイッチ１５ｂをユニット化しているが（スイッチユニット１５）、これらを別体としてそれぞれ開閉蓋１４に連動してオン／オフが切り替わるように構成してもよい。また、モータ１９は三相交流モータとしたが単相交流モータの場合でも本発明は適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の実施の形態に係る電気転てつ機とその安全装置の構成を示す構成図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る開閉蓋の開閉動作とそれに連動するスイッチのオン／オフ動作を示す説明図である。
【図３】従来の電気転てつ機の安全装置の構成を示す構成図である。
【図４】従来の開閉蓋の開閉動作とそれに連動するスイッチのオン／オフ動作を示す説明図である。
【符号の説明】
【００５０】
１〜８…接点
１０…電気転てつ機
１１…安全装置
１２…転てつ機本体
１３…ハンドル挿入口
１４…開閉蓋
１４ａ…蓋本体
１４ｂ…連結部
１５…スイッチユニット
１５ａ…電源遮断スイッチ
１５ｂ…検知スイッチ
１６…モータ電源回路
１７…スイッチ検知回路
１８…モータコントローラ
１９…モータ
１９ａ…シャフト
２０…転換機構
２１…モータ制御回路
２２…モータ駆動回路
２３…電源
２４…ＣＰＵ
Ｓ…制御信号
【図１】
2008247164.tif 000003
【図２】
2008247164.tif 000004
【図３】
2008247164.tif 000005
【図４】
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