(57)【要約】      （修正有）【課題】シンプルな構成で、かつ、外乱に対して不感度な信号伝送を可能にする光伝送継手を提供する。【解決手段】第１および第２継手部材10、12を有する光伝導継手であって、継手部材10,12が連結可能であって、それぞれに光伝導要素18が保持されている。この光伝導要素18の少なくとも一つが、弾性的に付勢されているので、二つの光伝導要素18,18が互いの端面26、26’にて押圧され、一方の光伝導要素18から他方の光伝導要素18に伝送可能となる。一方の光伝導要素18の端面26は、球状凸型を有し、他方の光伝導要素18の端面26’は、一方と同じ曲率半径の凹型を有する。【選択図】図３
2004268904.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに連結された二つの車両間で特に光信号を送信するための光伝導継手であって、第1継手部材（１０）と、第２継手部材（１２）とを備え、この第１および第２継手部材が連結可能であり、上記継手部材がそれぞれ光伝導要素（１８）に支持され、さらに少なくとも一方の上記光伝導要素（１８）が、弾性的に付勢されてそれら光伝導要素（１８）同士が互いに端面（２６，２６’）で整合され、上記継手部材（１０，１２）が互いに連結されると、一方の上記光伝導要素（１８）から他方の上記光伝導要素（１８）に信号送信を可能とするために、一方の上記光伝導要素（１８）の上記端面（２６）が球状の凸面を有し、もう一方の上記光伝導要素（１８）の端面（２６’）が同じ曲率半径の球状の凹面を有していることを特徴とする光伝導継手。
【請求項２】
上記光伝導要素（１８）が、それぞれ光不透過スリーブ（２２）と上記スリーブ（２２）に収容される透過コア（２４）からなる請求項１記載の光伝導継手。
【請求項３】
上記光不透過スリーブ（２２）の壁厚が、上記端面（２６，２６’）領域において、該端面（２６，２６’）の曲率半径の少なくとも１／１０、好ましくは１／５の厚さである請求項２記載の光伝導継手。
【請求項４】
上記第１継手部材（１０）が、電気信号から光信号を生成し、
上記第１継手部材（１０）の上記光伝導要素（１８）に上記光信号を供給する送信装置（３８）を備える請求項１〜３のいずれか一つに記載の光伝導継手。
【請求項５】
上記送信装置（３８）が、上記光信号を生成するための少なくとも一つのＬＥＤ（６６）を有する請求項１〜４いずれか一つに記載の光伝導継手。
【請求項６】
上記第１継手部材（１０）が、上記送信装置（３８）のために電気信号を下処理するマイクロプロセッサをさらに備える請求項４または５に記載の光伝導継手。
【請求項７】
上記第２継手部材（１２）が上記第２継手部材（１２）の上記光伝導要素（１８）に送信される光信号から電気信号を生成する受信装置（４０）をさらに備える請求項１〜６のいずれか一つに記載の光伝導継手。
【請求項８】
上記受信装置（４０）が、上記光信号を検出するためのフォトダイオード（６８）を有する請求項７記載の光伝導継手。
【請求項９】
上記第２継手部材（１２）が、上記受信装置（４０）で生成される電気信号を加工するマイクロプロセッサをさらに備える請求項７または８に記載の光伝導継手。
【請求項１０】
上記第1継手部材（１０）の上記マイクロプロセッサが個別の信号を電気多重化信号に統合するように、上記第２継手部材（１２）の上記マイクロプロセッサが電気多重化信号を個別信号に分離させるようにプログラムされる請求項６および９に記載の光伝導継手。
【請求項１１】
第1および／または第２継手部材(１０，１２)が、ハウジング（１４）を有し、そのハウジング（１４）の軸方向の一端にスリーブ状の部分（１６）が形成され、そのスリーブ状の部分（１６）内に上記光伝送要素（１８）が軸方向にスライド可能に支持され、その光伝送要素（１８）は上記軸方向の一端に付勢され、上記軸方向の他端には、接触キャリア（７８，８０）内に配置されるように設計された接続ピン（４６）が形成される請求項４〜６、および／または７〜９のいずれか一つに記載の光伝導継手。
【請求項１２】
互いに絶縁された２つの部分（４８，５０）を有する上記接続ピン（４６）を備え、上記接続ピン（４６）が接触キャリア（７８，８０）に取り付けられると、上記２つの部分の一方の部分がグランド電位と接触し、他方が電気信号コンダクタと接触する請求項１１に記載の光伝導継手。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に、互いに連結された車両間で光信号を伝送するための光伝導継手に係り、この光伝導継手は、互いに連結可能な第１及び第２部材を有する。第１および第２部材はそれぞれ光伝導要素を備えており、第１および第２継手部材の少なくとも一方の光伝導要素が弾性的に付勢され、光伝導要素は、それぞれの端面同士で押しつけられ、互いに連結された際には、一方の光伝導要素から他方の光伝導要素に、光信号の伝送が可能となる。
【背景技術】
【０００２】
上記のような光伝導継手は、例えば、レール車用の中間バッファ継手が開示されている特許文献１から知ることができる。ケーブル継手（cable coupling）は、異なる物体間において、列車のある車両から他の車両へとブレーキ及び駆動電流を制御するインパルス（impulses）を伝送するために作用する中間バッファ継手に属する。伝導継手は、一つのワゴン（車両）にそれぞれ備えられた２つの接触キャリヤーから成る。そして、キャリヤー中には複数の電気接点と共に、光コンダクタ（伝導）が配置されている。２つの光コンダクターのうち少なくとも１つは弾力的に付勢されており、車両の継手の接触キャリヤーが互いの方向に移動すると、２つの光コンダクタはそれらの端面で互いに押し付けられる。互いに押し付けられたこれら光コンダクタを介して、一方の車両から他方の車両へと光信号を伝送することができる。
【０００３】
また、上記に述べたような種類の光コンダクタプラグコネクタ（a light conducting plug connector）が特許文献２に開示されているが、この特許文献では、一方だけではなく両方の光伝導要素が、弾性的に付勢されている。
【０００４】
【特許文献１】独国特許発明第２８５４９６２（ＤＥ２８５４９６２Ｃ２）
【特許文献２】独国特許発明第１９８０７５９６（ＤＥ１９８０７５９６C２）
【特許文献３】独国特許発明第２９２２９３７（ＤＥ２９２２９３７C２）
【特許文献４】独国特許出願公開第１００５２０２０（ＤＥ１００５２０２０Ａ1）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、例えば、連結車両間の信号伝送のように、上記に記載の種類の光伝導継手が、ラフ（粗い、rough）な状況下で使用される際には、多くの伝送ミスが発生する場合がある。この理由は、２つの光コンダクタの光軸が互いに傾斜すること、及び転位移動（ずれ）により光信号が湾曲し、これによって、光信号が一方の光コンダクタから他方のコンダクタへと伝送されるときに極度に減じられるからである。しかしながら、このような光軸の転位移動あるいは傾斜を回避することは、互いに連結された車両においては困難である。なぜなら、２つの継手部材が互いに堅固に連結されておらず、かつ比較的大きな機械的応力を受けるからである。信頼性の低い信号伝送の他の理由として、そのような信号継手の摩耗及び汚染に対する感受性があるが、これについても、車両に用いる場合のラフな条件を考慮すれば回避することは困難である。
【０００６】
これらの問題点を回避するための光信号継手が、特許文献３に提案されている。
この光信号継手では、光コンダクタがそれらの端面で互いに押し付けられず、代わりに、光はレンズピースの補助によって一方の光コンダクタから他方のコンダクタへと大気を通して伝送される。しかしながら、そのような信号継手は比較的複雑で高価となる。また、期待された信頼性を提供できない場合もある。
【０００７】
上記の問題を考慮して、特許文献４に開示されているものが近年提案された。これは、ラフな条件下で適用される場合において、光コンダクタの従来の光継手（結合）を完全に廃止し、代わりとして、最初に第一の光コンダクタ内に導かれた光信号を電気信号に変換し、これら信号を通常の電気継手により伝送し、電気信号を再び光信号に変換し、それら光信号を第二の光コンダクタに送るものである。
【０００８】
この解決策では、光信号継手の利点、すなわち、大きな伝送バンド幅および電磁気妨害（かく乱）場に対する低い感受性を失うことになる。特に、車両の連結部分（連結部近傍）は高電流の信号が伝送され、強い電磁気かく乱場が直接生み出される。これは、例えば、特にレール車用の伝導性継手の場合は、こういった場合がしばしば生じる。
【０００９】
本発明の課題は、シンプルな構成で、かつ外乱に対して不感度な信号伝送を可能にする光伝導継手を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この課題は、上述した種類の光伝導継手において、一方の光伝導要素の端面が、球状の凹部を成しており、同じ曲率半径を有するもう一方の光伝導部の端面は球状の凸部を形成していることにより解決される。
【００１１】
連結された状態では、一方の継手部材の凹型端面が、他方の継手部材の凸部端面に正確に整合し、それら端面の間に、光信号を減じてしまうエアギャップが生じることはない。
【００１２】
一方または両方の光伝導要素を付勢することによって、凸型端面が、凹型端面の窪み内に押圧され、二つの継手部材が自動的にセンタリング（芯合わせ）される。本発明の光伝導継手によって、従来の光伝導継手における光信号の減衰を生じさせる光伝導要素の光軸の相対変位を回避することができる。
【００１３】
さらに、球状の端面によって、互いの端面がリフト（離間される）ことなく、光伝導要素の光軸が互いに傾斜することを可能にする。そのように傾斜する場合、ソケット継手のソケット継手ヘッド同様に、端面の間にエアギャップを生じさせずに、球状の凸型端面が球状の凹型端面上にスライドする。これは、平らな端面を備え、信号継手が互いに傾斜すると必ず、伝送された信号の許容不可な減衰を引き起こすエアギャップが形成される従来の光伝導継手と比較して、大きな利点である。継手部材が互いに傾くことにより減衰が起こるかどうかは、光伝導継手が、レール車両のような連結された車両間において光信号を伝送するために使用される場合、特に重要となる。従来のレール車両用の光伝導継手は、信号継手部材の継手部材および電気継手部材を直線的にガイドすることで、継手同士が傾くことを防止するものである。しかしながら、高い機械的負荷がかかるために、実際には確実に防止されず、伝送された光信号の大きな減衰を引き起こしてしまう。上述の改良された光継手部材では、直線上にガイドするという主旨は、原則としてなくなる。なぜなら、継手部材同士が比較的大きく傾斜しても、信号の減衰は許容範囲となるからである。つまり、改良された光伝導継手は、与えられた範囲において「傾斜可能」である。
【００１４】
光伝導要素は、それぞれ光不透過スリーブ（light opaque sleeve）と、そのスリーブ中に収容される透過コア（transparent core）とを備えることが好ましい。継手部材が連結されると、光不透過スリーブが日光から保護（シールド）された光トンネルを形成する。
【００１５】
透過コアの球状端面は、各々の端面に連結されたスリーブの端面へと滑らかに連なる。従って、端面部分のスリーブの壁厚が薄すぎなければ、光伝導要素が互いに傾斜している場合にも、日光が透過コアに進入することはない。これら壁厚は、端面の曲率半径の少なくとも1／１０および好ましくは1／５という値が好ましい。
【００１６】
上記の光伝導継手は従来の方法で使用することができ、２つの光コンダクタ間において、パッシブ継手として上記された利点を発揮する。例えば、光信号は、第１の光コンダクタを介してそこからの所定の距離をこえて、第１の継手部材に伝導され、そこで第１継手部材の光伝導要素に供給される。そして、この光信号は、二つの光伝導要素の端面を介して、第２継手部材の光伝導要素へと伝導され、そこから第２光コンダクタへと供給され、さらに所定距離伝送されることになる。
【００１７】
このシンプルな構成かつ信頼性の高い特性によって、上記光伝導継手は、幅広く、多用な使用に最適である。このような光伝導継手が、信号処理または新しい信号生成のためのアクティブ要素に装備されることで、より多面的使用も可能である。
【００１８】
さらなる好適実施例としては、第１継手部材が送信装置を備え、これによって、電気信号から光信号を生成し、第１継手部材の光伝導要素にその光信号を供給する。加えて、あるいはその代わり、第２継手部材が受信装置を備え、第２継手部材の光伝導要素へ伝送されるように、その光信号から電気信号を生成する。
【００１９】
さらに、第１継手部材が送信装置のために電気信号を下処理（準備）するマイクロプロセッサを備えることができる。また、第２継手部材が、受信装置で生成された電気信号を加工するマイクロプロセッサを備えることができる。この第２継手部材のマイクロプロセッサにおける加工過程では、例えば、信号が完全に送信されたかを確認するためのテストが行われてもよい。第１継手部材のマイクロプロセッサが再び信号送信をするようにプログラムされているような場合は、このようなテストは行われなくてもよい。第１継手部材のマイクロプロセッサが、例えば、強度な光信号を生成する送信装置としてプログラムされることで、光伝導要素の端面の汚染または湿気の結果生じる光信号伝送の減衰の可能性を補正することもできる。
【００２０】
さらなる好適実施例としては、第１継手のマイクロプロセッサがいくつかの個別信号を電気的多重化信号に統合し、第２継手部材のマイクロプロセッサが電気的多重化信号を個別信号に分割するようにプログラムされてもよい。このとき、いくつかの個別信号は、光コンダクタを介して同時に伝送されるので、さらに複数の光伝導継手部材が省略できる。
【００２１】
第１および／または第２継手部材は、軸方向の一端にスリーブ状に形成された部分を有するハウジングを備えることが好ましい。スリーブ状の部分の内部には光伝導要素が、スライド可能に支持され、かつ軸方向一端側に弾性的に付勢されて収容される。ハウジングの軸方向他端には、接触キャリヤー内に設置（挿入）されるように設計された接続ピンが設けられている。この接続ピンは、互いに絶縁された２つの部分を備えることが好ましい。この接続ピンが接触キャリヤに取り付けられると、一方の部分がグラウンド電位と接触し、他方は電気信号コンダクタと接触することが好ましい。
【発明の効果】
【００２２】
シンプルな構成で、かつ外乱に対して不感度な信号伝送を可能となるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
図１は、本発明の一実施形態に係る信号継手の第一継手部材（接続部材）１０の長手方向に沿った断面図であり、（ａ）が各部品を展開した状態を、（ｂ）が組み立てられた状態を示している。図２は、同じ信号継手の第二継手部材（接続部材）１２の長手方向に沿った断面図であり、（ａ）が各部品を展開した状態を、（ｂ）が組み立てられた状態を示している。第一及び第二継手部材１０，１２は、構成部材多くが同様であるので、それら同様の部材は同一の参照番号で示す。
【００２４】
継手部材１０，１２は各々、スリーブ状部分１６を備えたメタルハウジング１４を有し、そのスリーブ状部分１６内には光伝導要素（light conducting element）１８が軸方向にスライド可能に支持される。光伝導要素１８は、スプリング２０の付勢力に対向して、ハウジング１４のスリーブ状部分１６内へと押し込むことが可能である。スプリング２０の代わりに、スリーブ状部分１６中に収容（捕集）した気体により光伝導要素１８を付勢することも可能である。光伝導要素１８はそれぞれ、光不透過（オペーク）スリーブ２２と、そのスリーブ２２内に収容された透過コア２４とを備える。
【００２５】
第一継手部材１０の光伝導要素１８は、ハウジング１４のスリーブ状部分１６から間隔を隔てて位置する球状の凹型端面２６を有する（図１参照）。また、第二継手部材１２の光伝導要素１８は、球状の凹型端面２６の曲率半径と等しい曲率半径を有する球状の凸型端面２６’（図２参照）を有する。球状凹型端面２６及び球状凸型端面２６’は、透過コア２４に形成されるだけでなく、光伝導要素１８のスリーブ２２の軸方向端部にも連続的に形成される。
【００２６】
スリーブ２２にはガイド溝２７が形成され、そのガイド溝２７にはガイドピン２８が収容される。このため、光伝導要素１８の移動は、ガイドピン２８と係合するガイド溝２７の一端部により制限される。
【００２７】
スリーブ状のハウジング部分１８の内側スペースは、２つの円筒状の部分により構成される。１つは小径部（内方部）３０であり、他方は小径部３０よりも大きな直径を有する大径部（外方部）３２である。円筒状の内側スペース部分３０，３２の間には、ハウジング１４の内壁に形成された肩部３４が形成される。外側内部スペース部分（大径部）３２内には、光伝導要素１８とスプリング２０とが配置される。スプリング２０は、その一端が光伝導要素１８と係合し、他端が肩部３４の隣に位置する金属リング３６と係合する。
【００２８】
内側内部スペース部分（小径部）３０内には、第１継手部材１０では送信装置３８（図１参照）が、第二継手部材１２では受信装置４０（図２参照）が収容される。送信装置３８及び受信装置４０はそれぞれ、ハウジング１４のスリーブ状部分１６に接合された接地結線（ground connection）４２を有している。また、送信装置３８及び受信装置４０はそれぞれ、信号ターミナル４４を有している。
【００２９】
ハウジング１４は、光伝導要素１８から遠い側の端部において、接地コネクタ部分４８と、信号コネクタ部分５０と、接地コネクタ部分４８と信号コネクタ部分５０との間に位置し、それら接地コネクタ部分４８と信号コネクタ部分５０とを電気的に分離する絶縁ピース５２とを有する中空接続ピン４６を備える。信号コネクタ４４は、接続ピン（コネクタピン）４６の中空スペースを通って案内され、信号コネクタ部分５０と接合される。内側内部スペース部分（小径部）３０とコネクタピン４６の中空スペースは、図１及び図２においてハッチングで示すポッタント（pottant）材料で満たされる。
【００３０】
図４は、第1継手部材のハウジング１４の切断拡大断面図である。図４に示される
ように、接続ピン４６の接地コネクタ部分４８は、接続ピン上に形成された外部ネジ５４を有し、これにより第1継手部材１０が接触キャリアのグランド電位にて、ソケットに装着可能である。接地コネクタ部分４８の内側に内部ネジ５６を備え、この内側ネジ５６には絶縁部５２が装着可能となる（図１参照）。図４の断面図には、ボア５７が示され、ここに送信装置３８の接地コネクタ４０がハンダ付けされる。
【００３１】
図６は、図４のラインA-Aに沿った第1継手部材のハウジング１４の断面図を示す。
この図に示されるように、ハウジング１４のスリーブ状部分１６が六角形の外部断面部分を有しており、ソケットにネジ５４を用いる方法で、継手部材１０を締め付けるために工具が用いられることができる。ハウジング１４のスリーブ状部分１６はガイドピン２８のための２つの凹部５８を有しており、図１および図２にそれが示される。２つの凹部の代わりに図５に示すような、互いに１２０°離間して設けられた３つの凹部６０を用いてよい。この場合、光不透過スリーブ２２は、３つの対応して配置されたガイド溝２７を有する。
【００３２】
図３（ａ）では、第一継手部材１０と第二継手部材１２とが接続された状態で示される。この状態では、光伝導要素１８の端面２６，２６’は互いに押し付けられ、第一継手部材１０の光伝導要素１８の透過コア２４内に送られた光信号は、端面２６，２６’を介して第二継手部材１２の光伝導要素１８の透過コア２２内へと伝送され、受信装置４０により検出される。また、光伝導要素１８の光不透過スリーブ２２は、日光（daylight）から保護（シールド）された光トンネルを形成する。この光トンネルは、送信装置３８と受信装置４０とを接続する。
【００３３】
２つの光伝導要素１８がそれぞれ、対応する継手部材１０，１２のハウジング１４内でスライド可能であるので、継手部品１０，１２は、信号継手の機能を損なうことなく、互いに離間および近接する方向にある程度移動できる。例えば、図３（ｂ）に示す継手部材１０，１２は、図３（ａ）の状態から、互いに近接する方向に若干移動している。このとき、光伝導要素１８同士の位置関係は変化していない。従って、光の伝導（伝送）は妨害されない（乱されない）。従って、図示する光伝導継手は、継手の接続方向（光伝導要素１８の中心軸によって形成される光軸に沿う方向）における、２つの接続部品１０，１２の相対的な配置（位置関係）に対する所定の許容量を保証（確保）する。更に、スプリング圧により付勢された端面２６，２６’は、光伝導要素１８，１８の光軸が互いに変位する（ずれる）ことを防止する。このことは、継手部材を互いに適切な方向に方向付けし、かつその方向を維持することを助長する。
【００３４】
図３（ｃ）では、２つの継手部材１０，１２が、同様に、接続された状態で示される。図３（ａ）及び図３（ｂ）と違う点は、この場合、継手部材１０，１２が互いに一線状に整列されておらず、互いに傾斜している点である。これは、光伝導要素１８の光軸（それぞれ対応する透過コア２４の対称軸（symmetry axis）と一致する）が、互いに所定の角度で起立していることを意味する。端面２６，２６’は、それらが球状であるため、この傾斜（起立）にかかわらず互いの間にギャップが生じることなく位置する。その結果、端面２６，２６’を通る経路における光の減衰は、リミット（上限）内に維持される。従って、信号継手は、その機能に影響を及ぼすことなく、ある程度の角度で曲げることが可能である。このことは、従来使用されていた平らな端面と比較して、大きな利点である。平らな端面では、継手が傾斜すると端面同士が互いにリフト（離反）され、一方の継手部材から他方の継手部材への光伝送が極度に減じられてしまう。
【００３５】
図３（ｃ）では、信号継手がその限界（最大）角度で曲がっている状態を示している。このときの継手部材同士の傾斜角は約１１゜である。これ以上傾斜すると、日光が光トンネル内に入り、光信号を歪めてしまうだろう。日光が光トンネル内に侵入する限界角度は、端面２６，２６’における光不透過スリーブの壁の厚さと、端面２６，２６’の曲率半径との関係により決定される。図例では、端面２６における第１継手部材１０の光不透過スリーブ２２の壁厚は、第２継手部材１２の光不透過スリーブ２２の壁厚よりも薄い。従って、端面２６における第１継手部材１０の光不透過スリーブ２２の壁厚が、限界角の値の決定因である。第１継手部材１０の光不透過スリーブ２２の壁厚は、球状端面２６，２６’の曲率半径の約１／５の値と等しい。
【００３６】
図１〜図３には、送信装置３８と受信装置４０を備えた光伝導継手が示されるが、特に上述した特徴、特に端面２６および２６’は、そのようなアクティブ要素を備えていない光伝導継手にも適用できることが強調されるべきである。この場合、一方の光コンダクタからの光が第１継手部材の光伝導要素１８へと供給され、その端面２６を介して送信され、第２継手部材の光伝導要素１８の端面２６’を介してさらに第２継手部材の光伝導要素１８に結合された光伝導によって伝導される。送信装置３８および受信装置４０は、本発明の有益となる成果のみをもたらし、その効果が以下に記載される。
【００３７】
図７は、送信装置３８の機能的な概略図である。図から分かるように、入力電圧Ｖｉｎは、接地コネクション４２と、基準レジスタ（scaling resistor）６４を通る信号コネクション４４との間に供給され、コンデンサ６２とレジスタ６４とを備えた高域フィルタ（ハイパスフィルタ）を通って、発光ダイオード６６に供給される。発光ダイオード（ＬＥＤ）６６は供給された電圧に対応する光を発する。供給電圧（入力電圧）Ｖｉｎと発光ダイオード６６の放射強度（radiated power ）Ｓとの関係が、図４の右側のダイアグラムに概略的に示される。図の横座標は時間であり、縦座標は、未定義のユニットにおける入力電圧Ｖｉｎと放射強度Ｓとを示す。
【００３８】
図８は、受信装置４０の機能的な概略図である。受信装置４０は、入力された光の強度（輝度）に応じた電圧を生産するフォトダイオード６８を備える。この電圧は、オペアンプ６６、レジスタ６８及びコンデンサ７０により第１回路区間で適切に増幅され、オペアンプ７０により出力電圧Ｖｏｕｔへと反転（invert）される。受信した放射強度Ｓ’（ＬＥＤ６２から放射された放射強度に減衰係数を乗じたもの）と受信装置４０の出力信号（電圧）Ｖｏｕｔとの関係が、図５の右側のダイアグラムに概略的に示される。図の横座標は時間であり、縦座標は未定義のユニットにおける受信放射強度Ｓ’と出力電圧Ｖｏｕｔとを示す。
【００３９】
送信装置３８及び受信装置４０は、受信装置４０の出力信号Ｖｏｕｔが、伝送される光信号に起こりうる減衰にもかかわらず、入力電圧Ｖｉｎと一致するように設計される。従って、継手部材１０，１２間を伝送される光信号が、所定の減衰を受けたとしても、有効に伝達される電気信号Ｖｏｕｔはオリジナルの信号（入力信号）Ｖｉｎに対して減じられない。
【００４０】
電気入力信号Ｖｉｎは、例えば、同軸ケーブルを介して２台の車両内を伝送され、適切な信号継手内で送信装置３８により光信号に変換される電気高周波信号であっても良い。しかしながら、アクティブ要素３８，４０を備えた光伝導継手は、車内で光信号が既に光コンダクタを介して伝送される場合、他の使用に用いても良い。これら信号は、第１継手部材１０内で最初に電気信号に変換され、その後、送信装置３８に供給される。受信装置４０の出力信号Ｖｏｕｔは、その後、第２継手部材１２内で光信号に再び変換され、それに続く光コンダクタに供給される。
【００４１】
図９は、自動レール車継手と共に使用した光継手の部分断面図である。自動レール車継手は、牽引された部材をしばしば連結したり連結解除したりする必要がある場合に使用される。そのため、伝導性継手は、その電気的・光的接触（接点）が、牽引部材の自動継手と共に、自動的に連結されるように設計される。
【００４２】
伝導継手は、電気接点（図示せず）の列に沿った２つの接触キャリヤ７８，８０を備える。上述した信号継手の継手部材１０，１２も使用される。継手部材１０，１２は、コネクター・ピン４６のネジ５４によって接触キャリヤ７８，８０内に挿入され、それによって、ネジ５４はグランド電位にさらされる。同時に、第１継手部材１０の信号コネクタ部分５０は、概略的に示された第１信号処理ユニット８２と電気的に接触し、また、第２継手部材１２の信号コネクタ部分５０は、概略的に示された第２信号処理ユニット８４と電気的に接触する。
【００４３】
図示した形態では、第１信号処理ユニット８２には、同軸ケーブル８６から電気信号が、光コンダクタ８８から光信号が供給される。光コンダクタ８８の光信号は、コンバーターユニット９０内で電気信号に変換され、電気信号コンダクタ（同軸ケーブル）８６の電気信号と共に制御ユニット８８に伝送される。制御ユニット９２では、２つの入力電気信号が多重化信号へと処理され、その多重化信号は第１継手部材の信号コネクタ部分５０に伝送される。このため制御ユニット８８はマイクロプロセッサ（図示せず）を有する。マイクロプロセッサは、産業ＰＣ、又はいわゆるフィールドプログラム可能なゲートアレイ（field programmable gate array：ＦＰＧＡ）を備えている。
【００４４】
制御ユニット９２は更に入力コンダクタ９４を介して接続されており、この入力コンダクタ９４を介して信号処理のための更なる情報を伝達できるようになっている。例えば、入力コンダクタ９４を介して、既に伝送された信号が完全には受信されておらず、再度送信されること、などを伝えることができる。
【００４５】
送信装置３８による電気多重化信号の光信号への変換、及びそれらの第１継手部材１０から第２継手部材１２への伝送は、上述した方法でなされる。受信装置４０中で生成された電気信号は、第２継手部材１２の信号コネクタ５０から第２信号処理ユニット８４の制御ユニット９６に達する。制御ユニット９６では、多重化信号は個々の信号に分割される。電気コンダクタ８６からのオリジナル入力信号は、電気コンダクタ９８によってさらに伝送される。光コンダクタ８８からのオリジナル入力信号は、コンバーターユニット１００内で再び光信号に変換され、光コンダクタ１０２に供給される。
【００４６】
更にデータ・コンダクタ１０４によって、制御ユニット９６からの信号がさらに伝送される場合がある。例えば、信号エラーが受信された場合の障害申告（リポート）などである。制御ユニット９６は同様に産業ＰＣ又はＦＰＧＡ（図示さず）を備える。
【００４７】
信号処理ユニット８２，８４は、継手部材１０，１２のハウジング１４を包含することができる。さらに、信号処理ユニット８２，８４は各々、伝送可能継手部材（第１継手部材１０と同様のもの）及び受信可能継手部材（第２継手部材１２と同様のもの）と接続されても良い。信号は継手の両面から反対側に伝送されることが可能である。また、信号処理ユニット７８，８０は互いに両方向（双方向）に伝達（連絡）可能である。
【００４８】
継手部材１０，１２は、図６に示す接触キャリヤーに配列可能なだけでなく、機械的なレール車継手の継手ヘッド、例えば、自動中間バッファー継手（図示せず）等に設けることも可能である。機械的な公差に対する光信号継手の上述した無感受性は、この配置を可能にする。それは、従来の光信号継手の場合には機能しないだろう。従って、多くの場合、個別の（独立した）伝導継手は省略できる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】（ａ）は（本発明の一実施形態の）信号継手の第一継手部材の展開断面図であり、（ｂ）は組み立てた状態の断面図である。
【図２】（ａ）は（本発明の一実施形態の）信号継手の第二継手部材の展開断面図であり、（ｂ）は組み立てた状態の断面図である。
【図３】（ａ）は、図１及び図２に示す継手部材が連結された状態を示す断面図である。（ｂ）は、図３（ａ）に示す連結された継手部材の断面図であり、継手部材同士の間隔が光軸方向に狭められた状態を示している。（ｃ）は、図３（ａ）に示す連結された継手部材の断面図であり、継手部材の光軸が互いに傾斜した状態を示している。
【図４】第1継手部材のハウジングの長手方向に沿った断面図である。
【図５】第1継手部材のハウジング断面図である。
【図６】第1継手部材ハウジングの他の実施形態の断面図である。
【図７】第１継手部材の送信装置の機能的な概略図である。
【図８】第２継手部材の受信装置の機能的な概略図である。
【図９】信号継手の継手部材をそれぞれ使用する2つの接触キャリヤーを備えた列車用の伝導継手の部分断面図である。
【符号の説明】
【００５０】
１０  第１継手部材
１２  第２継手部材
１４  ハウジング
１６  スリーブ状ハウジング部分
１８  光伝導要素
２０  スプリング
２２  光不透過スリーブ
２４  透過コア
２６，２６’  球状端面
２７  ガイド溝
２８  ガイドピン
３０  内側内部スペース部分
３２  外側内部スペース部分
３４  肩部
３６  金属リング
３８  送信装置
４０  受信装置
４２  接地結線
４４  信号コネクタ
４６  コネクタピン
４８  接地コネクタ部分
５０  信号コネクタ部分
５２  絶縁ピース
５４  外部ねじ
５６  内部ねじ
５７   ボア
５８  ガイドピン凹部
６０  ガイドピン凹部
６２  キャパシター
６４  レジスタ
６６  発光ダイオード
６８  フォトダイオード
７０  オペアンプ
７２  レジスタ
７４  キャパシター
７６  オペアンプ
７８  接触キャリヤー
８０  接触キャリヤー
８２  信号処理ユニット
８４  信号処理ユニット
８６  電気信号コンダクタ
８８  光コンダクタ
９０  信号コンバーター
９２  制御ユニット
９４  データ・コンダクタ
９６  制御ユニット
９８  電気信号コンダクタ
１００  信号コンバーター
１０２  光コンダクタ
１０４  データ・コンダクタ
【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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