(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気転てつ機を駆動する交流モータの転換開始時から転換終了時までを所定時間毎にサンプリングして得られたモータ電流に対するモータ回転数からなる電流・回転数特性を記憶する記憶手段と、
前記電気転てつ機を駆動する交流モータの駆動電流を検出する電流検出手段と、
検出された駆動電流値と記憶されている電流・回転数特性とから電気転てつ機の動作かんの位置を算出する算出手段と、
を有することを特徴とする転てつ機監視装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鉄道の電気転てつ機の監視を行う転てつ機監視装置に係り、特に、電気転てつ機の駆動電流を検出して電気転てつ機の動作かんの位置を正確に算出できるようにしたものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の転てつ機監視装置としては、例えば、特開平２−１９７４６０号公報に示されるように、電気転てつ機を駆動するモータの電流を検出して、その検出値に基づいて電気転てつ機の作動状態を監視することが提案されている。
【０００３】
この提案に係る転てつ機監視装置は、電気転てつ機の駆動モータは、通常、１００ボルトのコンデンサ起動単相誘導モータで構成されているので、そのモータの駆動電流が所定以上大きくなったことにより、電気転てつ機に加わる負荷の異常を検出して、電気転てつ機の作動状態を監視するようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、電気転てつ機を駆動するモータの駆動電流値から電気転てつ機のトルクを求めて、電気転てつ機を監視しようとする場合、動作かんの動程のどの位置で負荷が大きくなっているかが分れば、電気転てつ機を保守する上で有効である。しかし、電気転てつ機には、動作かんの動程位置を検出するためのセンサは設けられていないので、動作かんの動程位置を検出することができなかった。
【０００５】
電気転てつ機の動作かんの動程位置を検出する方法としては、動作かんの移動時間に基づく検出方法が考えられている。これを図５の電気転てつ機の概略構成図を用いて説明すると、転換ローラＲは、図示しないリンクを介して中心点Ｏを中心にして一点鎖線で示されるように、転換ローラ開始点イ（以下、点イ）から転換ローラ終了点ヘ（以下、点ヘ）（転換ローラＲが反時計方向に回転するときは、点ヘが転換ローラ開始点、イが転換ローラ終了点となる。）までの間を往復で円運動できるように構成されている。すなわち、転換ローラＲは、電気転てつ機を駆動するモータＭの回転により減速の歯車機構Ｗを介して回転できるように構成されている。
【０００６】
転換ローラＲが点イからカムバーＣ1 の動作開始点ロ（以下、点ロ。なお、転換ローラＲが反時計方向に回転するときは、点ロがカムバーＣ1 の動作終了点となる。）まで移動する間は、カムバーＣ1 の形状が中心点Ｏを中心にした円弧状を呈しているので、点イから点ロまでは、実質的な無負荷状態にある。転換ローラＲが点ロから点ハまで移動する間、カムバーＣ1 は動かされる。そして、この点イから点ハまでは、時間ｔ1 で移動するものとする。
【０００７】
転換ローラＲが点ハから動作かん転換終了点ニ（以下、点ニ。なお、転換ローラＲが反時計方向に回転するときは、点ニが動作かん転換開始点となる。）まで移動するときに、動作かん１０ａが移動される。この点ハから点ニまでの動作かん１０ａの移動量は、動作かん１０ａのストロークＳとなる。また、この動作かん１０ａの移動により、図示しないトングレールの移動に伴って鎖錠かん１０ｂも移動される。
【０００８】
転換ローラＲが点ニから点ホに移動する間にカムバーＣ2 の移動が行われ、点ホまで動いたときにモータＭの電源が切れるように構成されている。その後、転換ローラＲは惰性で点ヘまで移動する。そして、点ニから点ホまでの移動に時間ｔ2 を要したとする。また、点イから点ホまでの移動に要した時間をＴとすると、動作かん１０ａの移動に要した時間は、Ｔ−ｔ1 −ｔ2 として求められる。
【０００９】
中心点Ｏを中心にした点ハから点ニまでの角度をαとすると、点イからｔ秒後の転換ローラＲの位置θt は、次式によって求められる。
θt ＝｛α／（Ｔ−ｔ1 −ｔ2 ）｝×（ｔ−ｔ1 ）＋θ0
但し、θ0 は、中心点Ｏを中心にした点イから点ハまでの角度
【００１０】
しかしながら、この動作かんの移動時間に基づく移動かんの動程位置の検出方法は、点イから点ハまでの所要時間ｔ1 と、点ニから点ホまでの所要時間ｔ2 とを予め仮定したものであるため、上述の所要時間ｔ1 等が変動してしまうと、算出された動作かんの検出位置に誤差が生じるという問題点を含んでいる。
【００１１】
そこで、本発明は、上記欠点を解決するためになされたものであって、その目的は、動作かんの動程位置を正確に算出することのできる転てつ機監視装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る転てつ機監視装置は、上記目的を達成するために、電気転てつ機を駆動する交流モータの転換開始時から転換終了時までを所定時間毎にサンプリングして得られたモータ電流に対するモータ回転数からなる電流・回転数特性を記憶する記憶手段と、前記電気転てつ機を駆動する交流モータの駆動電流を検出する電流検出手段と、検出された駆動電流値と記憶されている電流・回転数特性とから電気転てつ機の動作かんの位置を算出する算出手段と、を有することを特徴としている。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、一実施の形態に係る転てつ機監視装置の概略構成図である。
【００１４】
電気転てつ機を駆動する交流モータ（以下、単に「モータ」というときもある。）Ｍは、周知の電気転てつ機に設けられている駆動モータと同様に、コンデンサ起動単相誘導モータからなり、電気転てつ機１の図示しない動作桿を作動させてトングレール（図示せず）を転換させる駆動源となるように用いられている。
【００１５】
このモータＭは、１００ボルトの交流電源からなる電源部２から電源を受けて駆動できるように構成されていて、その駆動電源は、本発明の電流検出手段を担う電流計３で検出されるように構成されている。
【００１６】
図中、４は、処理部であって、電流計３で検出されたアナログの電流値をデジタルの電流値に変換するアナログ・デジタル（Ａ／Ｄ）変換回路４ａと、デジタルに変換された電流値に基づいて電気転てつ機１の動作かん（図５の１０ａ参照）の動程位置を算出するＣＰＵを中心に構成された処理回路４ｂとから構成されている。なお、この処理部４は、本発明の算出手段を担っている。
【００１７】
次に、図２を用いて電気転てつ機１の監視制御動作について説明する。図２中、転換時間、モータ電流（Ａ）及びモータ回転数（ｒｐｍ）は、電気転てつ機１を転換させたときの特性を示すデータである。
【００１８】
すなわち、このデータは、処理回路（ＣＰＵ）４ｂの図示しないメモリに格納されているモータの電流・回転数のデータを用いて転換開始時（ｔ0 ）から（図５の点イ参照）、転換終了時（ｔn ）まで（図５の点ホ参照）を所定時間（Δｔ）毎サンプリングしたときのモータ電流（Ａ）に対するモータ回転数（ｒｐｍ）を求めたデータである。
【００１９】
転換ローラＲの動程位置、すなわち、動作かん１０ａの動程位置は、上述のΔｔ時間毎の回転量の総量を歯車機構Ｗのギヤ比（減速比）ｒで除すことにより、点イを基準に算出することも可能であるが、転換開始時の転換ローラＲの位置は、必ずしも一定したものでないので、転換終了後の位置（図５の点ホ参照）から逆算する形で行われる（図２の※４参照）。
【００２０】
この転換終了後の位置（点ホ）は、図示しないスイッチでモータＭの電源が切れる位置で、ほぼ一定しており、したがって、この位置（点ホ）を基準に動作かん１０ａの動程位置が算出される。
【００２１】
すなわち、動作かん１０ａの動程位置は、点ホを基準にしてΔｔ時間毎の回転量の総量をギヤ比ｒで除して求められる。
【００２２】
なお、上述の例では、転換ローラＲが点イから点ヘまで時計方向に回動する場合を示したが、転換ローラＲが点ヘから点イまで反時計方向に回動する場合も同様にして求められる。
【００２３】
ところで、電気転てつ機１に使用される１００ボルトのコンデンサ起動単相誘導モータの電流・回転数特性は、図３（ａ）に示されるように、同種のモータでも、各モータ（図３（ａ）では３個のモータの例が示されている）は、製品毎に多少のバラツキがある。
【００２４】
図３（ａ）に示される電流・回転数特性を図３（ｂ）に示されるように、無負荷部分（図３（ａ）のモータ電流０から特性を示す線の左端までの部分）を除去して電流・回転数特性を作成すると、各モータの特性はほぼ一致している。したがって、この修正された電気・回転数特性のデータを用いて、図４に示される無負荷電流からの増加分の増加電流に対する回転数を求めるようにすると、さらに誤差の少ない解析ができる。具体的な方法としては、次のような方法が考えられる。
【００２５】
（１）予めモータＭの無負荷電流、又は、ほぼ無負荷電流に近い電流を測定し、それを記憶させておき、電気転てつ機１の動作時に自動測定した動作電流からその電流を引いて、モータの増加電流と回転数の関係からモータの回転数を求める。
（２）電気転てつ機１の動作中には、ほとんど負荷がかからない時間があり、その時の電流は、一般的に一番小さな電流となるので、自動測定した動作電流の中で一番小さな電流を自動的に無負荷電流とすれば、予め無負荷電流を測定する必要がなくなる（図４参照）（但し、転換開始時と転換終了時を除く）。
（３）電気転てつ機１で動かす分岐器の種類によっては、動作電流の最低値がモータの無負荷電流よりも小さくなる場合があるので、無負荷電流を測定するタイミングを予め設定しておき、そのタイミングで無負荷電流を測定するようにする。
（４）図３（ａ）のように、複数のデータを用意しておき、監視しようとする電気転てつ機１のモータＭの無負荷電流からどの特性を使えばよいかを判断して、回転数を算出する。データの選択方法としては、予め無負荷電流を測定して、どのデータを使うかを設定しておく方法と、自動測定した動作電流から無負荷電流を求めてどのデータを使うかを自動的に判断する方法とがある。
（５）予め用意した基本データの無負荷電流と実際に測定した無負荷電流の差を基に基本データを補正して回転数を算出する。補正の方法としては、予め無負荷電流を測定して、どれぐらい補正するかを設定しておく方法と、自動測定して動作電流から無負荷電流を求めてどれぐらい補正するかを自動的に判断する方法とがある。
（６）予め用意した基本データの無負荷電流と実際に測定した無負荷電流の差を基に動作電流を補正して回転数を算出する。補正の方法としては、予め無負荷電流を測定して、どれぐらい補正するかを設定しておく方法と、自動測定した動作電流から無負荷電流を求めてどれぐらい補正するかを自動的に判断する方法とがある。
【００２６】
【発明の効果】
本発明に係る転てつ機監視装置は、電気転てつ機を駆動する交流モータの転換開始時から転換終了時までを所定時間毎にサンプリングして得られたモータ電流に対するモータ回転数からなる電流・回転数特性を記憶する記憶手段と、前記電気転てつ機を駆動するモータの駆動電流を検出する電流検出手段と、検出された駆動電流値と記憶されている電流・回転数特性とから電気転てつ機の動作かんの位置を算出する算出手段とからなるので、誤差の少ない正確な動作かんの動程位置を算出して監視することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係る転てつ機監視装置の概略構成図である。
【図２】動作かんの動程位置を算出するための説明図である。
【図３】電流・回転数特性図である。
【図４】電流・時間曲線図である。
【図５】電気転てつ機の概略構成図である。
【符号の説明】
１  電気転てつ機
２  電源部
３  電流計
４  処理部
４ａ  アナログ・デジタル変換回路
４ｂ  処理回路
Ｍ  モータ
【図１】
0003897910.tif 000002
【図２】
0003897910.tif 000003
【図３】
0003897910.tif 000004
【図４】
0003897910.tif 000005
【図５】
0003897910.tif 000006