(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
情報処理手段と、
書き換え可能な不揮発メモリとを備え、
前記情報処理手段は、転てつ機の定位転換または反位転換を指示する転換指令の入力を受けてこの転換指令の内容に誤り検出符号を付加したものを前記不揮発メモリの複数箇所に記憶し、前記不揮発メモリに記憶した転換指令を参照して、この転換指令の示す方向に転換するように転てつ機のモータを制御し、さらに前記転てつ機の現在位置が定位開通と反位開通とこれら以外の位置のいずれにあるかを示す位置情報を取得し、この位置情報の示す位置と前記不揮発メモリに記憶されている転換指令の示す方向とが一致するとき、転てつ機の開通方向を表わした開通方向表示信号を出力する表示動作を行うと共に、停電が発生した場合は、該停電から復帰後に、前記不揮発メモリに記憶されている転換指令を参照して前記表示動作を行い、さらに転換動作の途中で停電になった場合は、該停電から復帰後に、前記不揮発メモリに記憶されている転換指令に基づいて前記転換動作を完了させ、かつ誤り検出符号によって前記不揮発メモリに記憶されている転換指令に誤りがないことを確認し、さらに複数記憶してある転換指令がすべて同一内容の場合にのみ前記転換指令を転換動作および表示動作に使用する
ことを特徴とする転てつ機用回路。
【請求項２】
前記不揮発メモリもしくは前記不揮発メモリと前記情報処理手段とのユニットを複数用意して冗長構成にした
ことを特徴とする請求項１に記載の転てつ機用回路。
【請求項３】
前記情報処理手段が、フェールセーフＣＰＵである
ことを特徴とする請求項１または２に記載の転てつ機用回路。
【請求項４】
自己診断機能を有する
ことを特徴とする請求項１、２または３に記載の転てつ機用回路。
【請求項５】
請求項１、２、３または４に記載の転てつ機用回路を備えた転てつ機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉄道線路の行き先を切り替える転てつ機およびその制御回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
図２に示すように、従来から使用されている転てつ機１００は、モータ１０１と、転てつ制御リレー１０２と、回路制御器１０３とから構成されている。転てつ機１００は、定位転換または反位転換を指示する転換指令に従って分岐器の開通方向を転換する機能と、分岐器が転換指令どおりに開通したことを確認する機能とを備えている（たとえば、非特許文献１参照。）。
【０００３】
たとえば、反位から定位に転換するときは、定位転換指令として所定の電圧がリレー室１１０から制御ケーブル１０４を通じて転てつ制御リレー１０２のコイルに印加される。これにより、転てつ制御リレー１０２の接点が定位側に動作し、転てつ機１００が反位から定位に転換する向きにモータ１０１が回転するように、上記の接点を介してモータ電源１０５がモータ１０１に供給され、転てつ機１００が転換動作を始める。
【０００４】
転てつ制御リレー１０２は、磁気保持リレーで構成されており、転換指令の印加が途絶えた後も始動時に印加されていた転換指令の示す方向にリレーの接点を保持する機能を備えている。したがって、制御ケーブル１０４を通じて印加されていた転換指令が転換途中で途絶えた場合でも、転換動作は継続される。転てつ機１００が定位開通すると、モータ１０１につながっている回路制御器１０３の接点が開放し、モータ１０１への電流が遮断されて転換動作が停止するようになっている。定位から反位に転換する場合も同様の動作が行なわれる。
【０００５】
リレー室１１０から表示電源１０６が転てつ制御リレー１０２の接点と回路制御器１０３の接点に供給されることにより開通方向の確認ができる。転てつ制御リレー１０２は磁気保持リレーなので、転換動作の始動時に入力された転換指令の示す方向にその接点が保持されている。すなわち、始動時に定位転換指令が入力されていたときは定位側にリレーの接点が保持され、反位転換指令が入力されていたときは反位側に接点が保持される。
【０００６】
また、転てつ機１００が定位開通しているときは回路制御器１０３の接点が定位側に動作し、転てつ機１００が反位開通しているときは回路制御器１０３の接点が反位側に動作するようになっている。
【０００７】
リレー室１１０から与えた表示電源１０６は、転てつ制御リレー１０２の接点と回路制御器１０３の接点とが同一方向に動作しているとき、これらの接点および表示ケーブル１０７を通じてリレー室１１０のＫＲリレー１１１に開通方向を示す信号（開通表示信号）として入力される。たとえば、転てつ制御リレー１０２の接点が定位側でかつ回路制御器１０３の接点が定位側のとき、表示電源１０６がこれらの接点および表示ケーブル１０７を通じてＫＲリレー１１１に定位開通を示す信号として入力され、転換指令どおりに定位開通していることがリレー室１１０において表示され確認される。
【０００８】
転てつ制御リレー１０２と回路制御器１０３の接点が異なる方向に動作している場合や、転換途中で回路制御器１０３の接点が閉成していないときは、表示電源１０６を与えてもＫＲリレー１１１に開通表示信号が入力されず、転換指令どおりに開通していないことが確認される。
【０００９】
なお、ＫＲリレー１１１に入力される信号は極性の反転により定位開通と反位開通とを区別して表わすようになっている。また、定位にも反位にも開通していないことは、ＫＲリレー１１１に開通表示信号の入力がないことにより表わされる。
【００１０】
【非特許文献１】「鉄道技術者のための電気概論  信号シリーズ４」，社団法人日本鉄道電気技術協会，平成４年５月１０日，ｐ．４７―５２
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
上記のように従来の転てつ機制御回路は、磁気保持リレー等を使用しているので制御回路自体の寸法が大きくなり、これを収容する転てつ機の小型化・軽量化を妨げる要因になっていた。
【００１２】
また、転てつ制御リレー１０２や回路制御器１０３は予備系のない一重の構成なので、一部が故障すると、たとえ手動で転てつ機を転換できたとしても、その開通方向を表示することができず、列車の運行に支障を与えてしまうという問題があった。
【００１３】
本発明は、上記の問題を解決しようとするものであり、小型の転てつ機用回路および転てつ機を提供すること、およびそれらの信頼性を高めることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
請求項１に係わる発明は、情報処理手段（１３）と、
書き換え可能な不揮発メモリ（１５）とを備え、
前記情報処理手段（１３）は、転てつ機の定位転換または反位転換を指示する転換指令の入力を受けてこの転換指令の内容に誤り検出符号を付加したものを前記不揮発メモリ（１５）の複数箇所に記憶し、前記不揮発メモリ（１５）に記憶した転換指令を参照して、この転換指令の示す方向に転換するように転てつ機のモータ（１１）を制御し、さらに前記転てつ機の現在位置が定位開通と反位開通とこれら以外の位置のいずれにあるかを示す位置情報を取得し、この位置情報の示す位置と前記不揮発メモリ（１５）に記憶されている転換指令の示す方向とが一致するとき、転てつ機の開通方向を表わした開通方向表示信号（２７）を出力する表示動作を行うと共に、停電が発生した場合は、該停電から復帰後に、前記不揮発メモリに記憶されている転換指令を参照して前記表示動作を行い、さらに転換動作の途中で停電になった場合は、該停電から復帰後に、前記不揮発メモリに記憶されている転換指令に基づいて前記転換動作を完了させ、かつ誤り検出符号によって前記不揮発メモリに記憶されている転換指令に誤りがないことを確認し、さらに複数記憶してある転換指令がすべて同一内容の場合にのみ前記転換指令を転換動作および表示動作に使用する
ことを特徴とする転てつ機用回路である。
【００２０】
上記発明によれば、始動時に入力された転換指令の内容を不揮発メモリ（１５）に記憶しておき、この記憶に基づいて転てつ機のモータ制御と開通表示とが情報処理手段（１３）により行なわれる。情報処理手段（１３）によって転てつ機のモータ（１１）が制御されるとともに、始動時に入力された転換指令の内容が不揮発メモリ（１５）に記憶される。すなわち、従来の回路における磁気保持リレーの機能が不揮発メモリ（１５）によって実現される。不揮発メモリ（１５）に転換指令の内容を記憶しているので、転換途中で転換指令が途絶えた場合でも、不揮発メモリ（１５）に記憶されている転換指令の内容に従って転換動作を継続し完了させることが可能になる。不揮発メモリ（１５）には、最新に入力された転換指令の内容が記憶される。不揮発メモリ（１５）の種類は問わないが、信頼性の点で駆動部のない半導体メモリが好ましく、たとえばフラッシュメモリを利用することができる。また、不揮発メモリ（１５）に記憶されている転換指令の示す方向と、転てつ機の現在位置とが一致するとき、その開通方向を表わした開通方向表示信号（２７）が出力される。転換指令を不揮発メモリ（１５）に記憶しているので、停電が発生した場合でも、転てつ機が転換指令の示す方向に開通しているか否かを復電後に表示して確認することができる。位置情報は、たとえば、転てつ機が定位開通や反位開通にあるときにオンになるスイッチ等から取得される。
【００２２】
上記発明によれば、転換指令の内容が不揮発メモリ（１５）の複数箇所（複数の番地）に記憶される。複数箇所に記憶されている内容の食い違いにより記憶の異常を検出することが可能になる。なお、複数箇所に記憶した内容がすべて一致する場合だけを正常とし、不一致が生じたときに動作を中止する。
【００２４】
上記発明によれば、誤り検出コードを利用することで不揮発メモリ（１５）に記憶してある転換指令の内容の正常性を確認することが可能になる。誤り検出には、巡回冗長検査（ＣＲＣ…Cyclic Redundancy Check）などを利用するとよい。このほか、パリティなどの誤り訂正符号やチェックサムなどを用いてもよい。
【００２５】
請求項２に係わる発明は、前記不揮発メモリ（１５）もしくは前記不揮発メモリ（１５）と前記情報処理手段（１３）とのユニットを複数用意して冗長構成にした
ことを特徴とする請求項１に記載の転てつ機用回路である。
【００２６】
上記発明によれば、不揮発メモリ（１５）や、不揮発メモリ（１５）と情報処理手段（１３）とのユニットが１系と２系のように冗長構成される。情報処理手段（１３）の採用で転てつ機用回路が小型化されたことにより、限られた収容スペースの中での冗長構成が可能になる。なお、１系（現用系）に異常が発生したときに２系（予備系）に切り替えるようにしてもよいが、入力された転換指令を確実に記憶するためには常時複数の系を並列に動作させておくことが好ましい。
【００２７】
請求項３に係わる発明は、前記情報処理手段が、フェールセーフＣＰＵである
ことを特徴とする請求項１または２に記載の転てつ機用回路である。
【００２８】
請求項４に係わる発明は、自己診断機能を有する
ことを特徴とする請求項１、２または３に記載の転てつ機用回路である。
【００２９】
上記発明によれば、自装置に故障が生じているか否かが情報処理手段（１３）によって自己診断される。診断対象には、たとえば、情報処理手段（１３）自身のほか、位置センサ（１４）やフラッシュメモリ（１５）、モータ（１２）など関連するすべての部品を含めることができる。
【００３０】
請求項５に係わる発明は、請求項１、２、３または４に記載の転てつ機用回路を備えた転てつ機である。
【発明の効果】
【００３１】
本発明に係わる転てつ機用回路およびこれを備えた転てつ機によれば、情報処理手段によって転てつ機の制御や開通方向の表示を行なうので、磁気保持リレーを使用する従来の回路に比べて転てつ機用回路の寸法が小さくなり、これを収容する転てつ機の小型化・軽量化を図ることができる。
【００３２】
また、始動時に入力された転換指令の内容を不揮発メモリに記憶し、それを参照するようにしたので、転換動作の途中で転換指令が無くなっても転換動作を継続して完了させることができる。さらに、停電が発生した場合でも、以前に入力された転換指令どおりに転てつ機が開通しているか否かを復電後に確認することができる。
【００３３】
入力された転換指令を不揮発メモリの複数箇所に記憶するものや、転換指令に誤り検出コードを付加して不揮発メモリに記憶するものでは、信頼性を高めることができる。
【００３４】
不揮発メモリなどを冗長構成にしたものでは、回路の一部が故障した場合でも稼動を継続できるので、転てつ機の故障によって列車の運行に支障をきたすことが少なくなる。
【００３５】
情報処理手段としてフェールセーフＣＰＵを使用したものでは、信頼性が向上する。また、自己診断機能を有するものでは、故障の発見およびその復旧に要する作業工数や作業時間が低減される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
以下、図面に基づき本発明の実施の形態を説明する。
【００３７】
図１は、本発明の実施の形態に係わる転てつ機１０の回路構成を示している。転てつ機１０は、転換動作の動力源となるモータ１１と、情報処理手段としてのフェールセーフＣＰＵ（中央処理装置）１３と、位置センサ１４と、フラッシュメモリ１５とを備えている。なお、モータ１１や位置センサ１４は転てつ機１０の本体側にあり、転てつ機用回路はフェールセーフＣＰＵ１３とフラッシュメモリ１５とで構成される。
【００３８】
モータ１１には、転てつ機１０の動作を管理するリレー室３０からモータ電源２１が供給されている。フェールセーフＣＰＵ１３は、モータ１１に対して回転方向や回転速度を指示する駆動信号２２を出力する。
【００３９】
位置センサ１４は、転てつ機１０が定位開通と反位開通と転換途中の位置のいずれにあるかを検出するセンサである。位置センサ１４が出力する位置検出信号２４はフェールセーフＣＰＵ１３に入力されている。位置センサ１４は、転てつ機１０が定位開通にあるときだけオンになるスイッチと、転てつ機１０が反位開通にあるときだけオンになるスイッチとで構成されている。これらのスイッチは、転換動作に伴って移動する所定の部材によってオンオフされる。
【００４０】
フラッシュメモリ１５は、電源が途絶えても記憶内容が保持される書き換え可能な不揮発メモリであり、フェールセーフＣＰＵ１３に接続されている。
【００４１】
フェールセーフＣＰＵ１３には、リレー室３０から制御ケーブルを通じて転換指令情報２５が入力される。転換指令情報２５は、転てつ機１０を定位転換する旨の指示または反位転換する旨の指示を表わしている。リレー室３０からは、図示省略の開通方向出力回路に表示電源２６が入力される。表示電源２６は、リレー室３０で転てつ機１０の開通方向を確認する際に開通方向出力回路へ出力される。ここでは、リレー室３０から開通方向出力回路へ表示電源２６を常時出力するようになっている。
【００４２】
転てつ機１０からは表示ケーブルを通じてリレー室３０のＫＲリレー３１に向けて開通方向表示信号２７が出力される。開通方向表示信号２７は、表示電源２６が入力されていること、およびリレー室３０から入力された最新の転換指令情報２５が示す方向と同一方向に転てつ機１０が開通していることを条件に出力される。なお、フェールセーフＣＰＵ１３が定位開通または反位開通を示す信号を図示省略の開通方向出力回路に与えると、定位開通の場合と反位開通の場合とで極性の反転する開通方向表示信号２７が表示電源２６の入力を条件にこの開通方向出力回路から出力されるようになっている。
【００４３】
転てつ機１０は転換指令に従って次のように動作する。リレー室３０からフェールセーフＣＰＵ１３に転換指令情報が入力されると、フェールセーフＣＰＵ１３は、この入力された転換指令情報の内容（定位転換または反位転換を示す指示）をフラッシュメモリ１５に記憶する。このとき、転換指令情報に誤り検出符号（ＣＲＣコード）を付加するとともに、異なる複数の番地に同じデータを複数個記憶する。
【００４４】
フェールセーフＣＰＵ１３は、フラッシュメモリ１５に記憶した転換指令情報を参照し、その転換指令情報が示す方向に転てつ機１０が転換するようにモータ１１に回転指令を与える。これにより転換動作が開始する。
【００４５】
転換指令情報で指示された方向（定位または反位）に転てつ機１０が開通すると位置センサ１４から開通方向に応じた位置検出信号２４が出力されてフェールセーフＣＰＵ１３に入力される。フェールセーフＣＰＵ１３は位置検出信号２４が入力されたとき、モータ１１を停止させる。これにより一連の転換動作が完了する。なお、位置センサ１４は、転てつ機１０が定位開通または反位開通にある間はその開通方向を示す位置検出信号２４を出力し続けている。
【００４６】
フェールセーフＣＰＵ１３は、フラッシュメモリ１５に記憶されている転換指令情報を参照して転てつ機１０のモータ１１を制御するので、転換動作の途中でリレー室３０から転換指令情報２５の入力がなくなっても、フラッシュメモリ１５の記憶内容に基づいて転換動作は継続される。また、転換動作の途中で停電になった場合にも、フラッシュメモリ１５に記憶されている転換指令情報の内容に基づいて復電後に転換動作を完了させることができる。
【００４７】
次に、開通方向の表示動作について説明する。  
フェールセーフＣＰＵ１３は、以下の動作を継続実行する。位置センサ１４から位置検出信号２４が入力されているか否かをチェックし、入力されているときはその開通方向とフラッシュメモリ１５に記憶されている転換指令情報の示す方向とを比較する。これらが一致するとき、フェールセーフＣＰＵ１３はその開通方向を示す開通方向表示信号２７をリレー室３０のＫＲリレー３１に向けて出力する。
【００４８】
たとえば、転てつ機１０が反位から定位への転換動作を終了して定位開通になると、（１）フェールセーフＣＰＵ１３は回路制御器などの位置センサ１４から入力される位置検出信号２４により転てつ機１０が定位開通にあることを確認する。（２）フェールセーフＣＰＵ１３はフラッシュメモリ１５に記憶されている転換指令情報を参照しそれが定位開通指令であることを確認する。（３）フェールセーフＣＰＵ１３は上記（１）で確認した開通方向と（２）で確認した開通方向がともに「定位開通」であると判断したとき、ＫＲリレー３１に定位開通を示す開通方向表示信号２７を出力して開通方向を表示する。
【００４９】
同様に転てつ機１０が転換動作を終了して反位開通になると、（ａ）フェールセーフＣＰＵ１３は回路制御器などの位置センサ１４から入力される位置検出信号２４により転てつ機１０が反位開通にあることを確認する。（ｂ）フェールセーフＣＰＵ１３はフラッシュメモリ１５に記憶されている転換指令情報を参照しそれが反位開通指令であることを確認する。（ｃ）フェールセーフＣＰＵ１３は上記（ａ）で確認した開通方向と（ｂ）で確認した開通方向がともに「反位開通」であると判断したとき、ＫＲリレー３１に反位開通を示す開通方向表示信号２７を出力して開通方向を表示する。
【００５０】
始動時にリレー室３０から入力された転換指令情報を不揮発のフラッシュメモリ１５に記憶してあるので、その後に停電が起きたとしても、復電後は停電前と同様にＫＲリレー３１に向けて開通方向を表示することができる。
【００５１】
なお、フェールセーフＣＰＵ１３は、フラッシュメモリ１５から転換指令情報を読み出すときは、複数の番地に記憶した複数個の転換指令情報とそれぞれに対応する誤り検出符号とを読み出す。そして、誤り検出符号により転換指令情報に誤りがないことを確認する。さらに複数個の転換指令情報がすべて同一の場合だけ、フラッシュメモリ１５の記憶内容が正常であると判断して、転換動作や開通方向の表示動作を継続実行する。誤り検出符号によって誤りが検出された場合や複数個の転換指令情報の中のいずれか１つでも一致しないときは、異常が発生しているものと判断して、開通方向の表示を行なわない。なお、異常の発生をリレー室３０に通知するように構成するとよい。
【００５２】
以上、本発明の実施の形態を図面によって説明してきたが、具体的な構成は実施の形態に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。
【００５３】
たとえば、フラッシュメモリ１５あるいはフラッシュメモリ１５とフェールセーフＣＰＵ１３とのユニットを複数個設けて回路を冗長構成にするとよい。これにより、故障により列車の運行に支障を与えることが少なくなる。冗長構成は、各回路を常時動作させる並列二重系が望ましい。１系（現用系）と２系（予備系）とを設け、１系に異常が発生したときは２系に切り替えて動作を継続する待機二重系としてもよい。
【００５４】
また情報処理手段としてフェールセーフＣＰＵを使用したが、シーケンサやロジック回路を組み合わせた情報処理手段であってもよい。情報処理手段はフェールセーフ機能を有することが望ましい。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の実施の形態に係わる転てつ機の構成を示すブロック図である。
【図２】従来から使用されている転てつ機の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００５６】
１０…転てつ機
１１…モータ
１３…フェールセーフＣＰＵ
１４…位置センサ
１５…フラッシュメモリ
２１…モータ電源
２２…駆動信号
２４…位置検出信号
２５…転換指令情報
２６…表示電源
２７…開通方向表示信号
３０…リレー室
３１…ＫＲリレー
【図１】
0004748953.tif 000002
【図２】
0004748953.tif 000003