(57)【要約】【課題】遮断機の遮断桿の異常を容易かつ確実に検知することが可能な遮断桿監視装置を提供する。【解決手段】遮断桿監視装置において、センサ部１０Ａ〜１０Ｄは、遮断機３Ａ〜３Ｄの遮断桿４Ａ〜４Ｄにそれぞれ取り付けるように構成されている。センサ部１０Ａ〜１０Ｄの各々は、加速度、角速度、傾斜角、および磁気のうちの少なくとも２種類の物理量を検出する。判定部３０は、各センサ部１０Ａ〜１０Ｄからの検出信号に基づいて、対応する遮断桿４Ａ〜４Ｄが異常か否かを判定する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
遮断機の遮断桿に取り付けるように構成されたセンサ部を備え、
前記センサ部は、加速度、角速度、傾斜角、および磁気のうちの少なくとも２種類の物理量を検出し、
さらに、前記センサ部からの検出信号に基づいて、前記遮断桿が異常か否かを判定する判定部とを備える、遮断桿監視装置。
【請求項２】
前記センサ部は、前記検出信号を無線によって前記判定部に送信する、請求項１に記載の遮断桿監視装置。
【請求項３】
前記センサ部は、自動車の車体の金属を検出可能な磁気センサを少なくとも含み、
前記判定部は、前記加速度、角速度、および傾斜角のうちの少なくとも１種類の物理量の検出結果と前記磁気センサの検出結果とを組み合わせることによって、前記自動車によって前記遮断桿が押し込まれているか否か、または、前記遮断桿によって前記自動車が挟み込まれているか否かを判定する、請求項１または２に記載の遮断桿監視装置。
【請求項４】
前記センサ部は、前記遮断桿の先端または先端近傍に取り付けるように構成されている、請求項１〜３のいずれか１項に記載の遮断桿監視装置。
【請求項５】
遮断機の遮断桿の先端または先端近傍に取り付けるように構成されたセンサ部を備え、
前記センサ部は、加速度、角速度、および傾斜角のうちの少なくとも１種類の物理量を検出し、
さらに、前記センサ部から無線送信された検出信号に基づいて、前記遮断桿が異常か否かを判定する判定部とを備える、遮断桿監視装置。
【請求項６】
前記センサ部は、
中空の円筒部材および前記円筒部材の第１開口端を覆う端面部を有する筐体と、
前記端面部に沿って前記円筒部材の内部に設けられ、１または複数のセンサ素子が実装された回路基板と、
前記円筒部材の外表面に取り付けられた太陽電池パネルとを含み、
前記センサ部は、前記円筒部材の第２開口端から前記遮断桿の先端部が挿入された状態で、前記遮断桿に取り付けられるように構成されている、請求項４または５に記載の遮断桿監視装置。
【請求項７】
前記センサ部は、前記遮断桿の中心軸を回転軸としたときの角速度を検出するための第１のセンサ素子を少なくとも含み、
前記判定部は、前記第１のセンサ素子による検出信号の大きさが第１の閾値以上の場合に、前記遮断桿が折損していると判定する、請求項１〜６のいずれか１項に記載の遮断桿監視装置。
【請求項８】
前記センサ部は、前記遮断桿の中心軸方向の加速度を検出するための第２のセンサ素子を少なくとも含み、
前記判定部は、前記第２のセンサ素子によって検出される前記遮断桿の短縮方向の加速度の大きさが第２の閾値以上の場合に、前記遮断桿が折損していると判定する、請求項１〜７のいずれか１項に記載の遮断桿監視装置。
【請求項９】
前記センサ部は、前記傾斜角として前記遮断桿の回動方向の傾斜角を検出するための第３のセンサ素子を少なくとも含み、
前記判定部は、前記第３のセンサ素子によって検出される前記遮断桿の傾斜角が、正常時の前記遮断機の開閉動作による前記遮断桿の傾斜角の範囲外である場合に、前記遮断桿が折損していると判定する、請求項１〜８のいずれか１項に記載の遮断桿監視装置。
【請求項１０】
遮断機の遮断桿に取り付けられた複数のセンサ素子によって、加速度、角速度、傾斜角、および磁気のうちの少なくとも２種類の物理量を検出するステップと、
プロセッサが、前記複数のセンサ素子からの検出信号に基づいて、前記遮断桿が異常か否かを判定するステップとを備える、遮断桿監視方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、鉄道の踏切および駐車場の出入口などに設置される遮断機の遮断桿の異常（折損など）を監視するための遮断桿監視装置および遮断桿監視方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、遮断機の遮断桿の異常（折損など）を監視するための方法は種々考案されている。
【０００３】
たとえば、特許文献１（特開平０８−１０４２３５号公報）は、遮断桿を支持する遮断桿支持部材に２個の加速度センサを取り付けることによって、遮断桿の振動を検知する方法を開示する。第１の加速度センサは遮断桿への自動車の衝突方向と同一方向のＸ方向に取り付けられ、第２の加速度センサはＸ方向に垂直なＹ方向（遮断桿の回動面に沿う方向）に取り付けられている。加速度センサによって得られた検出信号が設定値を超えたとき、遮断桿に異常が発生したと判定される。
【０００４】
特許文献２（特開平１０−１５９０３７号公報）は、繊維強化プラスチックからなる遮断桿の内部に炭素繊維束からなる非金属導電性繊維束を配設する方法を開示する。非金属導電性繊維束の抵抗値に変化が生じた場合に、遮断桿が破壊されたものと判断される。
【０００５】
特許文献３（特開２００２−１５４４３５号公報）は、遮断桿の先端部に位置検出手段としてＧＰＳ（Global Positioning System）センサを設ける方法を開示する。遮断桿の先端部の位置が予め定められた所定範囲にあるか否かによって異常の有無が判定される。
【０００６】
特許文献４（特開２００５−１４５２１３号公報）は、遮断桿の支持機構に衝撃センサと重量センサとを設ける方法を開示する。検知された衝撃力が予め定めた設定値を超え、検知された重量が予め設定した設定範囲を下回る場合に、遮断桿が折損したと判定される。
【０００７】
特許文献５（特開２００７−３２０４５４号公報）は、中空の遮断桿内部の基端部の発信機からパルス状に変調された超音波信号を発信し、遮断桿先端部の反射器によって超音波信号を反射させ、基端部の受信機によって反射波を受信する方法を開示する。超音波信号の反射波を連続的に受信しない時間が設定時間を超えることによって遮断桿の折損が検知される。
【０００８】
特許文献６（特開２００９−２３４４４７号公報）は、遮断桿の回動軸にトルクセンサと角度センサを取り付ける方法を開示する。所定の昇降位置におけるトルクの変化を捉えることによって、遮断桿の自重の変化、ひいては遮断桿の折損が検知される。
【０００９】
特許文献７（特開２０１２−０５６５１４号公報）は、列車に撮像装置を搭載し、列車が踏切遮断機の近傍を通過する際にこの踏切遮断機を撮影する方法を開示する。撮影データに基づいて、遮断桿の折損が判定される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開平０８−１０４２３５号公報
【特許文献２】特開平１０−１５９０３７号公報
【特許文献３】特開２００２−１５４４３５号公報
【特許文献４】特開２００５−１４５２１３号公報
【特許文献５】特開２００７−３２０４５４号公報
【特許文献６】特開２００９−２３４４４７号公報
【特許文献７】特開２０１２−０５６５１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
遮断桿監視装置は、既設の遮断機に容易に取り付けられるのが望ましい。この点に関して、上記の特許文献２のように非金属導電性繊維を用いる方法、特許文献５のように遮断桿の内部に超音波信号の発信機および受信機を設ける方法、特許文献４の重量センサを設ける方法、ならびに特許文献６のトルクセンサを設ける方法は、遮断桿または固定具の改造もしくは新品との取り換えが必要となってしまう。
【００１２】
上記の特許文献１，３に記載の方法は、遮断機にセンサを取り付けるものであるので、施工は比較的容易である。しかしながら、遮断桿の折損の検出精度に問題があると考えられる。特に、最近の遮断桿は繊維強化プラスチックまたはゴム弾性を持つ熱可塑性エラストマなどを材料として用いているため、自動車によって押し込まれても弾性によって撓った状態となり、折れ難いものとなっている。遮断桿が折損した場合にも、折損部分で分断することなく、折れたままでぶら下がった状態となる場合が多い。このようなぶら下がり状態の場合にも正確に折損を判定することが必要であるが、上記の特許文献１，３に記載の方法では困難である。
【００１３】
具体的に、上記の特許文献１のように、加速度センサによって自動車が衝突したときの衝撃力を測定する方法では、遮断桿が折損したか否かを確実に判定することができないことがある。特許文献３のようにＧＰＳセンサによって遮断桿の先端部の位置を検出する方法は、ＧＰＳセンサの精度に問題がある。
【００１４】
特許文献７のように画像解析を用いる方法も検出精度の点で問題があると考えられる。踏切内に車両が進入しているか否かを画像解析によって検出することは既に実用レベルになりつつあるが、遮断桿の異常を検出するのは容易ではない。たとえば、踏切によって背景が異なる点、および時間帯による影およびコントラストなどの背景変化などが生じる点などが問題となっている。
【００１５】
この発明は、上記の問題点を考慮してなされたものであり、その目的は、遮断機の遮断桿の異常を容易かつ確実に検知することが可能な遮断桿監視装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
この発明は一局面において、遮断桿監視装置であって、センサ部と判定部とを備える。センサ部は、遮断機の遮断桿に取り付けるように構成されている。センサ部は、加速度、角速度、傾斜角、および磁気のうちの少なくとも２種類の物理量を検出する。判定部は、センサ部からの検出信号に基づいて、遮断桿が異常か否かを判定する。
【００１７】
上記構成によれば、複数の物理量の検出結果を組合わせることによって、遮断桿の異常状態、特に折損したか否かを確実に検出することができる。これらの物理量のセンサは固定または取り付けに対する制約が少なく、既存の設備に簡便かつ付加的に取り付けることができる。
【００１８】
好ましくは、センサ部は、検出信号を無線によって判定部に送信する。このように検出信号を無線送信することによって、遮断桿の折損時に断線によって検出信号が受信できなくなるような不都合を回避することできる。さらに、信号線の配線が不要となるため取り付け容易性が上がる。
【００１９】
好ましくは、センサ部は、自動車の車体の金属を検出可能な磁気センサを少なくとも含む。判定部は、加速度、角速度、および傾斜角のうちの少なくとも１種類の物理量の検出結果と磁気センサの検出結果とを組み合わせることによって、自動車によって遮断桿が押し込まれているか否か、または、遮断桿によって自動車が挟み込まれているか否かを判定する。この構成によれば、自動車による遮断桿の押し込みまたは遮断桿による自動車の挟み込みという異常状態を確実に検出することができる。
【００２０】
好ましくは、センサ部は、遮断桿の先端または先端近傍に取り付けるように構成されている。この構成によって、遮断桿が折損した場合には、折損箇所よりも先端側にセンサ部が配置されることになるので、遮断桿が正常の場合と異常の場合との検出信号の相違を際立たせることができる。
【００２１】
この発明は、他の局面において遮断桿監視装置であって、センサ部と判定部とを備える。センサ部は、遮断機の遮断桿の先端または先端近傍に取り付けるように構成されている。センサ部は、加速度、角速度、および傾斜角のうちの少なくとも１種類の物理量を検出する。判定部は、センサ部から無線送信された検出信号に基づいて、遮断桿が異常か否かを判定する。
【００２２】
上記構成によれば、断桿が折損した場合には、折損箇所よりも先端側にセンサ部が配置されることになるので、遮断桿が正常の場合と異常の場合との検出信号の相違を際立たせることができる。さらに、検出信号を無線送信することによって、遮断桿の折損時に断線によって検出信号が判定部によって受信できなくなるような不都合を回避することできる。
【００２３】
好ましくは、上記の一局面および他局面において、センサ部は、筐体と、回路基板と、太陽電池パネルとを含む。筐体は、中空の円筒部材および円筒部材の第１開口端を覆う端面部を有する。回路基板は、端面部に沿って円筒部材の内部に設けられ、１または複数のセンサ素子が実装されている。太陽電池パネルは、円筒部材の外表面に取り付けられる。上記のセンサ部は、円筒部材の第２開口端から遮断桿の先端部が挿入された状態で、遮断桿に取り付けられるように構成されている。
【００２４】
上記構成によれば、既設の遮断桿にセンサ部を容易に取り付けることができる。
好ましくは、上記の一局面および他局面において、センサ部は、遮断桿の中心軸を回転軸としたときの角速度を検出するための第１のセンサ素子を少なくとも含む。判定部は、第１のセンサ素子による検出信号の大きさが第１の閾値以上の場合に、遮断桿が折損していると判定する。
【００２５】
遮断桿の中心軸を回転軸としたときの角速度は、遮断桿が折損したときにしか生じ得ないので、上記構成によれば、遮断桿の折損を確実に検出することができる。
【００２６】
好ましくは、上記の一局面および他局面において、センサ部は、遮断桿の中心軸方向（短縮方向）の加速度を検出するための第２のセンサ素子を少なくとも含む。判定部は、第２のセンサ素子によって検出される遮断桿の短縮方向の加速度の大きさが第２の閾値以上の場合に、遮断桿が折損していると判定する。
【００２７】
遮断桿の中心軸方向の加速度は、遮断桿の正常開閉駆動中（例えば傾斜角センサおよび／または角速度センサにより判定）の旋回運動を伴う定常的かつ強度の低い加速度変動を除き、遮断桿が折損したときにしか生じ得ない。したがって、上記構成によれば、遮断桿の折損を確実に検出することができる。
【００２８】
好ましくは、上記の一局面および他局面において、センサ部は、傾斜角として遮断桿の回動方向の傾斜角を検出するための第３のセンサ素子を少なくとも含む。判定部は、第３のセンサ素子によって検出される遮断桿の傾斜角が、正常時の遮断機の開閉動作による遮断桿の傾斜角の範囲外である場合に、遮断桿が折損していると判定する。
【００２９】
上記構成によれば、正常時にはあり得ない遮断桿の傾斜角を検出することによって、遮断桿の折損を確実に検出することができる。
【００３０】
この発明はさらに他の局面において遮断桿監視方法であって、遮断機の遮断桿に取り付けられた複数のセンサ素子によって、加速度、角速度、傾斜角、および磁気のうちの少なくとも２種類の物理量を検出するステップと、プロセッサが、複数のセンサ素子からの検出信号に基づいて、遮断桿が異常か否かを判定するステップとを備える。
【発明の効果】
【００３１】
したがって、この発明によれば、遮断機の遮断桿の異常を容易かつ確実に検知することが可能な遮断桿監視装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】電車の踏切を模式的に示す平面図である。
【図２】遮断機の構成および動作について説明するための図である。
【図３】遮断桿監視装置４０の構成を示すブロック図である。
【図４】図３のセンサ部の構成の一例を示すブロック図である。
【図５】図３のコントローラ３０の構成を示すブロック図である。
【図６】遮断桿の正常時における加速度センサ、角速度センサ、傾斜センサの出力信号の一例を模式的に示す図である。
【図７】各軸の加速度センサによる正常時の出力波形の特徴と異常時の遮断桿の状態とを表形式にまとめた図である。
【図８】各軸の角速度センサによる正常時の出力波形の特徴と異常時の遮断桿の状態とを表形式にまとめた図である。
【図９】各軸の傾斜センサによる正常時の出力波形の特徴と異常時の遮断桿の状態とを表形式にまとめた図である。
【図１０】センサの検出信号に基づく遮断桿の状態の判定方法を表形式でまとめた図である。
【図１１】遮断機の閉動作時における遮断桿の監視手順を示すフローチャートである。
【図１２】遮断機の閉状態における遮断桿の監視手順を示すフローチャートである。
【図１３】センサ部の実装例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下、実施形態について図面を参照して詳しく説明する。なお、同一または相当する部分には同一の参照符号を付して、その説明を繰返さない。
【００３４】
＜第１の実施形態＞
［遮断機の概要］
図１は、電車の踏切を模式的に示す平面図である。図２は、遮断機の構成および動作について説明するための図である。図１では、図解を容易にするために、遮断桿監視装置を構成するセンサ部１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄおよびコントローラ３０にハッチングを付している。
【００３５】
図１および図２を参照して、踏切において車道１と鉄道の線路２Ａ，２Ｂとが交差している。電車の通過中に踏切内に人および車両が進入しないように４台の遮断機３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄ（総称する場合、遮断機３と記載する）が設けられている。
【００３６】
各遮断機３（３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄ）は、ポール状の遮断桿４（４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄ）と、遮断桿４を支持する遮断桿支持部５（５Ａ，５Ｂ，５Ｃ，５Ｄ）と、遮断桿支持部５を回動させる遮断機本体部６（６Ａ，６Ｂ，６Ｃ，６Ｄ）とを含む。遮断機本体部６は、モータ（不図示）を内蔵し、このモータの回転軸に遮断桿支持部５が取り付けられている。図２（Ｂ）に示すように、遮断機３が開状態のとき遮断桿４の中心軸９はほぼ鉛直方向になり、遮断機３が閉状態のとき遮断桿４の中心軸９はほぼ水平方向になる。
【００３７】
以下、図２（Ａ），（Ｂ）に示すように、遮断桿４の中心軸９をＺ軸とし、Ｚ軸と直交しかつ遮断桿４の回動面に沿う方向をＹ軸とし、Ｙ軸およびＺ軸の両方と直交する方向をＸ軸とする。Ｚ軸に関して、遮断桿４が伸長する方向を＋Ｚ方向とし、遮断桿４が短縮する方向を−Ｚ方向とする。Ｙ軸に関して、遮断桿４が上昇する方向を＋Ｙ方向とし、遮断桿が下降する方向を−Ｙ方向とする。なお、この軸はセンサに対して定義された軸であり、遮断桿の動きによって、センサは傾斜するため絶対座標の軸からずれていく。以下特に記載のない場合は、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸ともに、このセンサ座標軸による記述を行う。
【００３８】
［遮断桿監視装置の構成］
図３は、遮断桿監視装置４０の構成を示すブロック図である。図３を参照して、遮断桿監視装置４０は、図１の遮断機３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄの遮断桿４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄにそれぞれ取り付けるように構成されたセンサ部１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ（総称する場合、センサ部１０と記載する）と、コントローラ３０とを含む。コントローラ３０は、各センサ部１０からの検出信号を無線で受信する。コントローラ３０は、受信した各センサ部１０からの検出信号に基づいて各センサ部１０が取り付けられた遮断桿が異常状態であるか否か（たとえば、折損したか否か）を判定する判定部として機能する。コントローラ３０は、さらに、インターネット４１などのネットワークを介してこの判定結果を上位の監視用コンピュータ４２（パソコン、スマートフォン、クラウドなど）に送信可能になっている。センサ部１０からコントローラ３０に至る構成は、一般的には、ワイヤレスセンサネットワーク（ＷＳＮ：Wireless Sensor Network）と呼ばれている。
【００３９】
各センサ部１０は、加速度、角速度、および傾斜角（水平または鉛直を含む仰俯角）を検出可能である。さらに、加速度または角速度を積分することによって位置情報を検知することもできる。これらの力学量に加えて、各センサ部１０は、自動車のボディや構成部品（鉄などの金属および磁性体）を検出可能な高感度の磁気センサを含むことが望ましい。
【００４０】
実際に遮断桿４が異常か否かを判定する際には、できるだけ多くの情報に基づいて判定したほうが判定精度を上げることができる。ただし、後述するように加速度、角速度、傾斜角のうちのいずれか１つの力学量を検出することによっても、遮断桿が折損しているか否かについてはほぼ確実に判定可能である。一方、磁気センサの検出信号は、遮断桿による自動車の挟み込み（遮断桿の上下の動き）、自動車による遮断桿の押し込み（遮断桿の左右の動き）を判定する際の補助的な情報として用いることができる。
【００４１】
遮断桿４の折損を確実に検出するためには、図１に示すように、各センサ部１０は、対応する遮断桿４の先端７または先端の近傍に取り付けられているのが望ましい。これによって、対応する遮断桿４が折損した場合には、折損箇所よりも先端７側にセンサ部１０が配置されることになるので、遮断桿４が正常の場合と異常の場合との検出信号の相違を際立たせることができる。なお、先端近傍とは、図２（Ａ）において先端７から遮断桿支持部５によって固定された基端８までのうち、概ねその１／１０の範囲と考えることができる。この範囲では遮断桿４が折損する可能性は低いと考えられるからである。
【００４２】
コントローラ３０は、各センサ部１０との間で無線通信が可能なように、たとえば、図１に示すように、遮断機３Ａの遮断機本体部６Ａに取り付けられる。これと異なり、センサ部１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄにそれぞれ対応する４個のコントローラ３０を、４台の遮断機本体部６Ａ，６Ｂ，６Ｃ，６Ｄにそれぞれ取り付けるようにしてもよい。
【００４３】
［センサ部の構成例］
図４は、図３のセンサ部の構成の一例を示すブロック図である。図４を参照して、センサ部１０は、傾斜センサ１１と、加速度センサ１２と、角速度センサ（ジャイロセンサ）１３と、磁気センサ１４と、ＭＣＵ（マイクロコントロールユニット：Micro Control Unit）１５と、通信部１６と、太陽電池１７と、蓄電池１８とを含む。
【００４４】
図４では、各種類ごとに１個のセンサのみが示されているが、各種類について複数個のセンサが設けられていてもよい。たとえば、遮断桿のＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の３軸の加速度を検出する場合には、３軸加速度センサを１個設けるのが望ましいが、１軸加速度センサを３個設けることによっても同じ測定が可能である。
【００４５】
傾斜センサ１１は、少なくともＺ軸の対地水平度（Ｙ軸の対地鉛直度）を検知できるようにする。これによって、遮断機３の閉状態（遮断桿４の対地水平状態）を検知することができる。さらに、遮断機３の開状態（遮断桿４の対地垂直状態）を検知するために、Ｙ軸の対地水平度（Ｚ軸の対地鉛直度）を検出するための傾斜センサ１１を設けるのが望ましい。ここで、水平度とは水平方向とのなす角度をいい、鉛直度とは鉛直方向とのなす角度をいうものとする。一つの全角度傾斜角センサを用いてもよい。さらに、複数の傾斜センサ１１を組合わせることによって、遮断桿４の傾斜角を連続的に測定できるようにするのが望ましい。また、Ｘ軸方向の傾斜センサを用いることで遮断桿の折損を高確度で検知することができる。
【００４６】
加速度センサ１２として、遮断桿４のＸ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向の加速度を検出可能な３軸の加速度センサを設けるのが最も望ましい。加速度を検出可能な軸の数が制限される場合は、遮断桿４の折損の検出が容易になるように、Ｚ軸方向の加速度の検出を最優先し、次にＸ軸方向の加速度を検出できるようにするのが望ましい。
【００４７】
角速度センサ１３として、遮断桿４のＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸をそれぞれ回転軸としたときの角速度を検出可能な３軸の角速度センサを設けるのが最も望ましい。角速度を検出可能な回転軸の数が制限される場合は、遮断桿４の折損の検出が容易になるように、Ｚ軸を回転軸としたときの角速度の検出を最優先し、次に、Ｙ軸を回転軸としたときの角速度を検出できるようにするのが望ましい。
【００４８】
磁気センサ１４は、自動車の車体を検出するために設けられている。高感度の磁気センサ１４として、たとえば、ホール素子センサ、ＧＭＲ（Giant Magneto Resistive effect）センサ、ＭＩ（Magneto-Impedance）センサを用いることができる。
【００４９】
ＭＣＵ１５は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、メモリ、入出力インターフェース、その他の周辺装置（Ａ／Ｄ（Analog to Digital）コンバータなど）などを含む。各センサ１１〜１４の検出信号は、ＭＣＵ１５に取り込まれ、メモリに一時的に格納される。各センサ１１〜１４からアナログの検出信号が出力された場合は、アナログ検出信号はＭＣＵ１５に内蔵されているＡ／Ｄコンバータ（不図示）によってデジタルデータに変換される。ＭＣＵ１５は、各センサ１１〜１４の検出信号に対してフィルタ処理および平均化処理などの演算処理を行うように構成されていてもよい。
【００５０】
通信部１６は、各センサ１１〜１４の検出信号またはＭＣＵ１５による演算処理後の検出信号をコントローラ３０に無線送信する。この無線通信には、ＺｉｇＢｅｅ（登録商標）、Ｗｉ−ＳＵＮ（登録商標）、Ｓｕｂ−ＧＨｚなどが使用されるが、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＷｉＦｉ（登録商標）などを利用してもよい。
【００５１】
蓄電池１８は、各センサ１１〜１４、ＭＣＵ１５、通信部１６に駆動電圧を供給する。蓄電池１８には、太陽電池１７の出力電力が充電される。すなわち、センサ部１０は、外部電源を用いないように構成されている。蓄電池以外にもスーパーキャパシタなどを使用してもよい。
【００５２】
上記の構成により、遮断桿監視装置４０は、センサ部１０からのデータ取出しおよびセンサ部１０への電源供給などための配線を必要としない。これによって、既設の遮断機への遮断桿監視装置４０の取り付け工事が容易になるだけでなく、遮断桿の異常検出の確度を向上させることができる。具体的に上記の構成によれば、遮断桿４が折損したために先端側の部分が分離した後においても、先端側の部分に取り付けられたセンサ部１０からは継続的に検出信号が出力される。この結果、たとえば、加速度、角速度、傾斜角などの値が一定時間変化しないことを検出することによって、遮断桿の折損を検知することができる。
【００５３】
傾斜センサ１１は、加速度センサ１２、角速度センサ１３、および磁気センサ１４に比べて消費電力が小さいので次のような駆動方法をとることが望ましい。具体的には、加速度センサ１２、角速度センサ１３、および磁気センサ１４については、通常動作モードと低消費電力モード（スリープモード）とを設け、傾斜センサ１１は常時、通常動作状態にて駆動する。傾斜センサ１１の検出信号をトリガ信号にして、加速度センサ１２、角速度センサ１３、および磁気センサ１４は、スリープモードから通常動作モードに切替わるようにする。傾斜センサ１１の出力信号に代えて、列車の接近する音または遮断機の警報音を検出する音センサの検出信号もしくは信号灯の出力光を検出する光センサの検出信号をトリガ信号としてもよい。
【００５４】
［コントローラの構成例］
図５は、図３のコントローラ３０の構成を示すブロック図である。図５を参照して、コントローラ３０は、下位側の通信部３１と、ＭＣＵ３２と、上位側の通信部３３と、蓄電池３５とを含む。
【００５５】
通信部３１は、各センサ部１０と無線通信を行う。通信部３３は、インターネット４１を介して監視用コンピュータ４２と通信を行う。蓄電池３５は、通信部３１，３３およびＭＣＵ３２に駆動電圧を供給する。蓄電池３５には、太陽電池３４の出力電力を充電してもよいし、外部電源からの電力を充電してもよい。
【００５６】
ＭＣＵ３２は、下位側の通信部３１を介して受信した各センサ１１〜１４の検出信号に基づいて遮断桿４の異常の有無を判定する。ＭＣＵ３２は、インターネット４１を介して判定結果を監視用コンピュータ４２に送信する。ＭＣＵ３２は、遮断機本体部６から遮断機３の動作信号を受け、この動作信号に基づいて遮断機３の動作状態（開状態、閉状態）を検知するようにしてもよい。以下、各センサ１１〜１４の検出信号に基づいて遮断桿の異常を検出する具体的手順について詳しく説明する。
【００５７】
［遮断桿の異常検出の具体的手順］
以下では、まず、加速度センサ、角速度センサ、および傾斜センサの各々の検出信号が、遮断機の通常動作および遮断桿の状態に応じてどのように変化するかについて説明する。次に、遮断機の閉動作時および閉状態における遮断桿監視手順について説明する。
【００５８】
以下の説明において、遮断桿４のＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の定義は図２で説明したとおりである。遮断桿の異常検出を高精度に行うためには、各センサの検出軸の方向を遮断桿４のＸ軸、Ｙ軸、またはＺ軸にできるだけ正確に合わせることが重要である。このため、センサ部１０を遮断桿４に取り付ける際の取り付け角度をできるだけ正確に調整する必要がある。
【００５９】
（１．加速度センサの検出信号）
図６は、遮断桿の正常時における加速度センサ、角速度センサ、傾斜センサの出力信号の一例を模式的に示す図である。図６では、遮断機の開閉動作に伴う各センサの出力信号の変化を示している。
【００６０】
図７は、各軸の加速度センサによる正常時の出力波形の特徴と異常時の遮断桿の状態とを表形式にまとめた図である。以下、図６および図７を参照して、まず、遮断桿４の正常時における各軸の加速度センサの出力信号波形について説明する。
【００６１】
正常時には、Ｘ軸方向（遮断桿の中心軸に直交しかつ遮断桿の回動面に直交する方向）の加速度は基本的に変化しない。Ｙ軸方向（遮断桿の中心軸に直交しかつ回動面に沿う方向）の加速度は、遮断桿の動きに合わせて変化する。具体的には、図６において、遮断機が開状態から閉状態に移行する閉動作の開始時点（遮断桿が下がり始める時点）において（時刻ｔ１の直後）、−Ｙ方向（遮断桿の下降方向）の加速度が発生する。閉動作が終了する直前の時点において（時刻ｔ２の直前）、＋Ｙ方向（遮断桿の上昇方向）の加速度が発生する。同様に、遮断機が閉状態から開状態に移行する開動作の開始時点（遮断桿が上がり始める時点）において（時刻ｔ３の直後）、＋Ｙ方向（遮断桿の上昇方向）の加速度が発生する。開動作が終了する直前の時点において（時刻ｔ４の直前）、−Ｙ方向（遮断桿の下降方向）の加速度が発生する。このように、Ｙ軸方向の加速度の符号によって、開動作か閉動作かを判定可能である。
【００６２】
Ｚ軸方向（遮断桿の中心軸方向）の加速度は、閉動作時（時刻ｔ１〜時刻ｔ２）および開動作時（時刻ｔ３〜時刻ｔ４）における遠心力に基づくものである。遠心力による加速度の方向は常に＋Ｚ方向（遮断桿の伸長方向）である。
【００６３】
次に、遮断桿が異常状態の場合について説明する。遮断機が閉状態のときに自動車によって遮断桿が押し込まれた場合には、遮断桿が水平方法（左右方向）に動くので、Ｘ軸方向の加速度が検出される。さらに、遮断桿の押し込みによって遮断桿が撓るように変形する場合には、遠心力による＋Ｚ方向の加速度も検出される。Ｘ軸方向の加速度を２回積分することによって得られるＸ軸方向の位置情報を用いると、遮断桿による押し込みが解消したとかどうか（すなわち、Ｘ軸方向の変位が０に戻ったか否か）を判別することができる。
【００６４】
遮断機の閉動作の途中で、自動車が挟み込まれた場合には、遮断桿が鉛直方向（上下方向）に動くので、Ｙ軸方向の加速度が検出される。さらに、自動車の挟み込みによって遮断桿が撓るように変形する場合には、遠心力による＋Ｚ方向の加速度も検出される。Ｙ軸方向の加速度を２回積分することによって得られるＹ軸方向の位置情報を用いると、閉動作時におけるＹ軸方向の移動距離が所定距離よりも短いことによって、自動車の挟み込みが生じたことを判定できる。さらに、合計の移動距離が上記の所定距離の達したことによって、自動車の挟み込みが解消したことが判定できる。
【００６５】
遮断桿が折損した場合（完全に分離せずに一部がぶら下がった場合、もしくは、分離した直後から地面に落下して停止するまで）には、センサの検出軸の方向が当初の設定方向からずれるので、正常時には検出できないＸ軸方向および−Ｚ方向の加速度も検出できる。特に、−Ｚ方向の加速度は、押し込みまたは挟み込みでは検出されず、折損の場合に限って検出される。遮断桿の折損によって分離した一部が地面に落下し、その後、地面上で停止した場合には、全ての軸方向の加速度が０となって変化しなくなる（センサ部１０は、遮断桿の先端または先端近傍に取り付けられているので、分離した遮断桿の一部とともに落下する）。
【００６６】
（２．角速度センサの検出信号）
図８は、各軸の角速度センサによる正常時の出力波形の特徴と異常時の遮断桿の状態とを表形式にまとめた図である。以下では、図６および図８を参照して、まず、遮断桿４の正常時における角速度センサの出力信号波形について説明する。
【００６７】
正常時には、Ｙ軸回りおよびＺ軸回りの角速度は基本的には変化しない。Ｘ軸（遮断桿の中心軸に直交しかつ遮断桿の回動面に直交する軸）の回りの角速度は、遮断桿の動きに合わせて変化する。具体的には図６に示すように、遮断機の閉動作時（時刻ｔ１から時刻ｔ２まで）の角速度を正とすると、遮断機の開動作時（時刻ｔ３から時刻ｔ４まで）の角速度は負となる。このようにＸ軸回りの角速度の符号によって、開動作か閉動作かを判定可能である。
【００６８】
次に、遮断桿が異常状態の場合について説明する。遮断機が閉状態のときに自動車によって遮断桿が押し込まれた場合には、遮断桿が水平方法（左右方向）に動くので、Ｙ軸（遮断桿の中心軸に直交しかつ回動面に沿う方向の軸）の回りの角速度が検出される。Ｙ軸回りの角速度を積分することによって得られる位置情報を用いると、遮断桿の押し込みが解消したかどうか（すなわち、変位量が０に戻ったか否か）を判別することができる。
【００６９】
遮断機の閉動作の途中で、自動車が挟み込まれた場合には、遮断桿が鉛直方向（上下方向）に動くので、Ｘ軸のまわりの角速度が検出される。Ｘ軸回りの角速度を積分することによって得られる遮断桿の回動方向の位置情報を用いると、閉動作時における回動方向の移動距離が所定距離よりも短いことによって、自動車の挟み込みが生じたことを判定できる。さらに、合計の移動距離が上記の所定距離の達したことによって、自動車の挟み込みが解消したことを判定できる。
【００７０】
遮断桿が折損した場合（完全に分離せずに一部がぶら下がった場合、もしくは、分離した直後から地面に落下して停止するまで）には、センサの検出軸の方向が当初の設定方向からずれるので、正常時には検出できないＹ軸回りおよびＺ軸回りの角速度も検出され得る。特に、Ｚ軸回りの角速度は、押し込みまたは挟み込みでは検出できず、折損の場合に限って検出される。遮断桿の折損によって分離した一部が地面に落下し、その後、地面上で停止した場合には、全ての軸回りの角速度が０のまま変化しなくなる（センサ部１０は、遮断桿の先端または先端近傍に取り付けられているので、分離した一部とともに落下する）。
【００７１】
（３．傾斜センサの検出信号）
図９は、各軸の傾斜センサによる正常時の出力波形の特徴と異常時の遮断桿の状態とを表形式にまとめた図である。図６および図９を参照して、まず、遮断桿４の正常時における傾斜センサの出力信号波形について説明する。以下の説明において、水平度とは遮断桿の回動面での水平方向とのなす角度をいい、鉛直度とは遮断桿の回動面での鉛直方向とのなす角度をいうものとする。なお実際の遮断桿では遮断桿の垂れやストッパの設置状態により厳密な水平および鉛直方向からずれを生じているため、設置時に開状態および閉状態での傾斜を記録し、その角度を水平および垂直の基準として判定を行う。図６、図９、図１０、およびその説明では、簡単のために、遮断機が閉状態のＹ軸水平度を９０度、Ｚ軸水平度を０度とし、遮断機が開状態のＹ軸水平度を０度、Ｚ軸水平度を９０度としている。
【００７２】
図６に示すように、正常時にはＹ軸およびＺ軸の水平度（または鉛直度）は、遮断桿の動きに合わせて変化する。遮断機が開状態のとき（遮断桿の中心軸が鉛直方向のとき）、Ｙ軸の水平度およびＺ軸の鉛直度は０になる。遮断機が閉状態のとき（遮断桿の中心軸が水平方向のとき）、Ｙ軸の鉛直度およびＺ軸の水平度は０になる。
【００７３】
次に、遮断桿が異常状態の場合について説明する。遮断機の閉動作の途中で、自動車が挟み込まれた場合には、Ｙ軸の鉛直度およびＺ軸の水平度は０にならず、０度から９０度の間の角度が検出される。その後、Ｙ軸の鉛直度およびＺ軸の水平度が０になったことを確認することによって、自動車の挟み込みが解消したことを判定できる。
【００７４】
遮断桿が折損した場合（完全に分離せずに一部がぶら下がった場合、もしくは、分離した直後から地面に落下して停止するまで）には、０度および９０度以外の傾斜角が傾斜センサによって検出される。遮断桿の折損によって分離した一部が地面に落下し、その後、地面上で停止した場合には、Ｚ軸の水平度（Ｙ軸の鉛直度）が０度になり変化しなくなる（センサ部１０は、遮断桿の先端または先端近傍に取り付けられているので、分離した一部とともに落下する）。
【００７５】
（４．遮断桿の異常時におけるセンサ信号の特徴）
図１０は、センサの検出信号に基づく遮断桿の状態の判定方法を表形式でまとめた図である。以下、これまでの説明を総括して、遮断桿の状態の判定方法について説明する。
【００７６】
（４．１  傾斜センサ）
図１０を参照して、傾斜センサでは、正常時における遮断桿の開状態（Ｙ軸水平、Ｚ軸鉛直）と遮断桿の閉状態（Ｙ軸鉛直、Ｚ軸水平）とを検知することができる。上記以外の傾きで遮断桿の閉動作が停止した場合には、自動車の挟み込みが生じたか、折損が生じたことを意味している。特に、正常時の開閉動作時における傾斜角の変化範囲（たとえば、０度から９０度まで）を超えて傾斜角が変化している場合には、遮断桿が折損したとほぼ確実に判定することができる。ここで、遮断桿が動作停止したことは、Ｙ軸方向の加速度またはＸ軸回りの角速度の変化よって検知できる。もしくは、遮断桿が閉動作を開始してからの経過時間が閉動作に必要な所定時間以上となったことによっても検知できる。
【００７７】
傾斜センサの検出値が一定期間変化しなくなった場合には、遮断桿の折損によって分離した一部が地面に落下し、その後、地面上で停止したことが推定できる。
【００７８】
（４．２  加速度センサ）
Ｙ軸方向の加速度の検出信号に基づいて、遮断桿の開閉動作に要する時間を検証することができる。具体的に、開閉動作の開始時および終了時の一方で正の加速度が検出され、他方で負の加速度が検出される。閉動作に要する時間が所定時間より短い場合には、遮断桿による自動車の挟み込みの可能性があり、閉動作に要する時間が所定時間より長い場合には、折損の可能性がある。
【００７９】
過大な大きさの加速度を検出した場合には、遮断桿が折損したと判定できる。さらに、Ｘ軸方向の加速度は正常時には検出しないので、この大きさが所定の閾値を超えている場合には、遮断桿の折損の可能性がある。ただし、Ｘ軸方向の加速度は、自動車によって遮断桿が押し込まれた場合にも検出されるので、折損であると確実に判定するためには他の情報も必要になる。たとえば、衝撃検知後の加速度の積分による軌道判定を併用することで確度を高めることができる。
【００８０】
−Ｚ方向の加速度は、正常時、遮断桿による自動車の挟み込み、自動車による遮断桿の押し込みのいずれによっても生じ得ない。したがって、−Ｚ方向の加速度の大きさが定められた閾値を超えている場合には、遮断桿が折損したとほぼ確実に判定できる。
【００８１】
Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向のいずれの方向の加速度の値も、０のままで一定時間変化しない場合には、遮断桿の一部が折損によって分離したと判定できる。
【００８２】
（４．３  角速度センサ）
Ｘ軸回りの角速度の検出信号に基づいて、遮断桿の開閉動作に要する時間を検証することができる。具体的に、開動作および閉動作の一方で正の角速度が検出され、他方で負の角速度が検出される。閉動作に要する時間が所定時間より短い場合には、遮断桿による自動車の挟み込みの可能性があり、閉動作に要する時間が所定時間より長い（または、所定の閉動作角速度波形が検出されなかった）場合には、折損の可能性がある。
【００８３】
Ｙ軸回りの角速度は正常時には検出しないので、この大きさが所定の閾値を超えている場合には、遮断桿の折損の可能性がある。ただし、Ｙ軸回りの角速度は、自動車によって遮断桿が押し込まれた場合にも検出されるので、折損であると確実に判定するためには他の情報も必要になる。たとえば、Ｙ軸回りの角速度の積分値を使って回転角を求め、所定の閾値以上で折損を判定する。
【００８４】
Ｚ軸回りの角速度は、正常時、遮断桿による自動車の挟み込み、自動車による遮断桿の押し込みのいずれによっても生じない。したがって、Ｚ軸回りの角速度の大きさが定められた閾値を超えている場合には、遮断桿が折損したとほぼ確実に判定できる。
【００８５】
Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸のいずれの軸回りの角速度の値も、０のままで一定時間変化しない場合には、遮断桿の一部が折損によって分離したと判定できる。
【００８６】
（４．４  磁気センサ）
磁気センサによって車体などの金属物および磁性体を検知することができる。したがって、磁気センサを利用することによって、遮断桿による自動車の挟み込みおよび自動車による遮断桿の押し込みのいずれかが発生したこと、さらには自動車が脱出したことによって挟み込みまたは押し込みの状態が解消したことを検知できる。
【００８７】
（５．遮断機の閉動作時における遮断桿監視手順）
図１１は、遮断機の閉動作時における遮断桿の監視手順を示すフローチャートである。図１１において、遮断桿の状態は、図３および図５のコントローラ３０のＭＣＵ３２によって判定される。変形例として、遮断桿の状態の判定処理の一部または全部をセンサ部１０のＭＣＵ１５で実施してもよい。この場合、センサ部１０からは、各センサ素子１１〜１４による検出結果および／または遮断桿の状態の判定結果がコントローラ３０に送信される。
【００８８】
図１１を参照して、初期状態では遮断機は開状態であるとする（ステップＳ１００）。まず、ＭＣＵ３２は、センサの検出信号に基づいて閉動作が開始したかどうかを判定する（ステップＳ１１０）。具体的には、所定の閾値を超える大きさのＹ方向加速度、または所定の閾値を超える大きさのＸ軸回りの角速度、または傾斜センサの変化によって遮断機の閉動作の開始を検知することができる。
【００８９】
閉動作が開始した場合（ステップＳ１１０でＹＥＳ）、ＭＣＵ３２は、自動車の挟み込みが生じたか否かを判定する（ステップＳ１２０）。具体的には、遮断桿が停止するまで時間が所定時間よりも短い場合は、遮断桿によって自動車が挟み込まれたと判定できる。遮断桿が停止したか否かは、加速度センサまたは角速度センサの検出信号によって判定可能である。遮断桿が停止するまでの時間に代えて、遮断桿の移動距離が所定距離よりも短い場合に、遮断桿によって自動車が挟み込まれたと判定してもよい。遮断桿の移動距離は、Ｙ軸方向の加速度を２回積分することによって、もしくはＸ軸回りの角速度を１回積分することによって求めることができる。
【００９０】
さらに、傾斜センサによる検出信号が、Ｚ軸が水平方向になったこと（またはＹ軸が垂直方向になったこと）を示していない場合にも、遮断桿によって自動車が挟み込まれたと判定することができる。
【００９１】
自動車の挟み込みが生じた場合には、磁気センサによって自動車の車体の金属を検出することできる。したがって、上記の加速度センサまたは角速度センサまたは傾斜センサの検出結果に磁気センサの検出結果を組み合わせることによって、自動車の挟み込みを確実に判定することができる。
【００９２】
次に、ＭＣＵ３２は、自動車の挟み込みが生じたと判定した場合（ステップＳ１２０でＹＥＳ）、それによって、遮断桿の折損が生じているか否かを判定する（ステップＳ１３０）。たとえば、Ｙ方向およびＺ方向に過大な加速度を検出したこと、−Ｚ方向の加速度を検出したこと、Ｚ軸回りの角速度を検出したことによって遮断桿の折損を検知することができる。さらに、傾斜センサの出力が異常値を示したこと、たとえば、正常時の開閉動作時における傾斜角の変化範囲（たとえば、０度から９０度まで）を超えて傾斜角が変化した場合に、遮断桿の折損を検知することができる。さらに、上記した異常な検出結果が得られた後、一定時間センサの出力値が変化しなかった場合には、遮断桿の一部が折損によって分離したと判定できる。なお、折損判定（ステップＳ１３０）を常時バックグラウンドで実施してもよい。この場合には、挟み込みが生じたか否かの判定（ステップＳ１２０でＹＥＳ）から、挟み込み解消したか否かの判定（ステップＳ１４０）に直接遷移してもよい。
【００９３】
ＭＣＵ３２は、遮断桿の折損が生じていない場合（ステップＳ１３０でＮＯ）、自動車が脱出することにより挟み込みが解消したか否かを判定する（ステップＳ１４０）。具体的には、遮断桿の全移動距離が所定値に達したこと（すなわち、閉状態の正常位置まで移動したこと）、および／または傾斜センサによってＹ軸が鉛直方向（Ｚ軸が水平方向）になったことを検知することによって挟み込みが解消したことを検知できる。さらには、磁気センサによって踏切内に自動車の車体が検出できなくなったことによっても、挟み込みが解消したことを検知できる。
【００９４】
一方、ＭＣＵ３２は、遮断桿による自動車の挟み込みを検知しない場合（ステップＳ１２０でＮＯ）には、閉動作の正常終了を検知することによって処理を終了する（ステップＳ１５０）。具体的に、ＭＣＵ３２は、遮断桿が停止するまでの時間または遮断桿が停止するまでの移動距離が適正範囲内であること、および／または、傾斜センサによってＹ軸が鉛直方向（Ｚ軸が水平方向）になったことを検知したことによって、遮断機の閉動作が正常終了したと判定する。
【００９５】
（６．遮断機の開動作時における遮断桿監視手順）
図１２は、遮断機の閉状態における遮断桿の監視手順を示すフローチャートである。図１２において、遮断桿の状態は、図３および図５のコントローラ３０のＭＣＵ３２によって判定される。
【００９６】
図１２を参照して、初期状態では遮断機は閉状態であるとする（ステップＳ２００）。まず、ＭＣＵ３２は、遮断機が閉状態のとき、自動車によって遮断桿の押し込みが生じたか否かを判定する（ステップＳ２１０）。具体的には、所定の閾値を超える大きさのＸ方向加速度、および／または所定の閾値を超える大きさのＹ軸回りの角速度を検出したことによって、遮断桿の押し込みが発生したと検知できる。さらに、遮断桿の押し込みが生じている場合には、磁気センサによって自動車の車体の金属を検出することできる。したがって、上記の加速度センサおよび／または角速度センサ検出結果に磁気センサの検出結果を組み合わせることによって、遮断桿の押し込みを確実に判定することができる。
【００９７】
次に、ＭＣＵ３２は、自動車による遮断桿の押し込みが生じたと判定した場合（ステップＳ２１０でＹＥＳ）、それによって、遮断桿の折損が生じているか否かを判定する（ステップＳ２２０）。たとえば、Ｘ方向およびＺ方向に過大な加速度を検出したこと、−Ｚ方向の加速度を検出したこと、Ｚ軸回りの角速度を検出したことによって遮断桿の折損を検知することができる。さらに、傾斜センサの出力が異常値を示したこと、たとえば、正常時の開閉動作時における傾斜角の変化範囲（たとえば、０度から９０度まで）を超えて傾斜角が変化した場合に、遮断桿の折損を検知することができる。さらに、上記した異常な検出結果が得られた後、一定時間センサの出力値が変化しなかった場合には、遮断桿の一部が折損によって分離したと判定できる。なお、折損判定（ステップＳ２２０）を常時バックグラウンドで実施している場合には、押し込みが生じたか否かの判定（ステップＳ２１０でＹＥＳ）から、押し込みが解消したか否かの判定（ステップＳ２３０）に直接遷移してもよい。
【００９８】
ＭＣＵ３２は、遮断桿の折損が生じていない場合（ステップＳ２２０でＮＯ）、自動車が脱出することにより遮断桿の押し込みが解消したか否かを判定する（ステップＳ２３０）。具体的には、Ｘ方向の加速度の２回積分またはＹ軸回りの角速度の１回積分で算出される遮断桿の変位量が０に戻ったこと（すなわち、閉状態の正常位置に戻ったこと）によって、遮断桿の押し込みが解消したことを検知できる。さらには、磁気センサによって踏切内に自動車の車体が検出されなくなったことによっても、押し込みが解消したことを検知できる。
【００９９】
ＭＣＵ３２は、遮断桿の押し込みが生じていない正常時には（ステップＳ２１０でＮＯ）、遮断機の開動作が開始したか否かを判定する（ステップＳ２５０）。具体的には、所定の閾値を超える大きさのＹ方向加速度、または所定の閾値を超える大きさのＸ軸回りの角速度、または傾斜センサの変化によって遮断機の開動作の開始を検知することができる。
【０１００】
ＭＣＵ３２は、遮断機の開動作の開始を検知した後、開動作の正常終了を検知することによって処理を終了する（ステップＳ２６０）。具体的に、ＭＣＵ３２は、遮断桿が停止するまでの時間または停止するまでの移動距離が適正範囲内であること、および／または、傾斜センサによってＹ軸が水平方向（Ｚ軸が鉛直方向）であることを検知したことによって、遮断機の閉動作が正常終了したと判定する。
【０１０１】
［効果］
以上のとおり、第１の実施形態の遮断桿監視装置によれば、遮断機３の遮断桿４にセンサ部１０を取り付け、センサ部１０によって加速度、角速度、傾斜角、および磁気のうちの少なくとも２種類の物理量を検出するように構成される。このように、複数の物理量の検出結果を組合わせることによって、遮断桿の異常状態、特に折損したか否かを確実に検出することができる。特に、正常時には検出し得ない物理量である、Ｚ軸まわりの角速度、−Ｚ方向の加速度、および動作範囲外の遮断桿の傾斜角のうちいずれか１つを検出した場合には、ほぼ確実に遮断桿４が折損したと判定することができる。
【０１０２】
センサ部１０は遮断桿４の先端または先端近傍に取り付けられる。これによって、遮断桿４が折損した場合には、折損箇所よりも先端側にセンサ部１０が配置されることになるので、遮断桿４が正常の場合と異常の場合との検出信号の相違を際立たせることができる。
【０１０３】
センサ部１０からコントローラ３０へは無線信号によって検出信号が送信される。これによって、遮断桿４の折損時に断線によってコントローラ３０が検出信号を受信できなくなるという不都合を回避することができる。
【０１０４】
さらに、自動車の車体の金属を検出可能な磁気センサ１４の検出結果と、力学量を検出する加速度センサ１２、角速度センサ１３、または傾斜センサ１１の検出結果とを組み合わせることによって、自動車によって遮断桿４が押し込まれている状態、または、遮断桿４によって自動車が挟み込まれている状態を確実に検知することができる。
【０１０５】
＜第２の実施形態＞
第２の実施形態では、第１の実施形態で説明したセンサ部１０の遮断桿４への実装例について説明する。
【０１０６】
図１３は、センサ部の実装例を示す図である。図１３（Ａ）はセンサ部１０の外観図を示す。図解を容易にするために、筐体５１および太陽電池１７の一部を破断して示している（破断線５２）。図１３（Ｂ）はセンサ部１０を遮断桿４に取り付けた場合において、遮断桿４を側面方向から見たときのセンサ部１０の断面図を示す。
【０１０７】
図１３（Ａ）および（Ｂ）を参照して、センサ部１０は、筐体５１と、回路基板５０と、太陽電池パネル１７と、蓄電池１８とを含む。
【０１０８】
筐体５１は、中空の円筒部材５３および円筒部材５３の第１開口端を覆う端面部５４を有する。回路基板５０は、端面部５４に沿って円筒部材５３の内部空間に設けられている。回路基板５０には、前述の各種のセンサ素子（傾斜センサ１１、加速度センサ１２、角速度センサ１３、磁気センサ１４）が実装されている。回路基板５０よりも円筒部材５３の内側には（端面部５４とは反対側に）蓄電池１８が配置されている。太陽電池パネル１７は、円筒部材５３の外表面に取り付けられている。なお、フレキシブルなパネル状の蓄電池１８を用いる場合には、円筒部材５３の外表面に蓄電池１８を取り付けることも可能である。
【０１０９】
上記の構成のセンサ部１０は、遮断桿４の先端部７が円筒部材５３の第２開口端から内部に挿入された状態で、遮断桿４に取り付けられる。このとき、遮断桿４のＸ軸方向またはＹ軸方向と、センサ部１０に取り付けられた各種センサ素子の検出軸とが一致するように、遮断桿４に対する円筒部材５３の周方向の角度が調整される。
【０１１０】
上記のセンサ部１０の構成によれば、既存の遮断桿４に容易にセンサ部１０を取り付けることができるので、施工費用および施工時間を短縮することができる。
【０１１１】
今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものでないと考えられるべきである。この発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【０１１２】
３，３Ａ〜３Ｄ  遮断機、４，４Ａ〜４Ｄ  遮断桿、５，５Ａ〜５Ｄ  遮断桿支持部、６，６Ａ〜６Ｄ  遮断機本体部、７  先端、８  基端、９  中心軸、１０，１０Ａ〜１０Ｄ  センサ部、１１  傾斜センサ、１２  加速度センサ、１３  角速度センサ、１４  磁気センサ、１６，３１，３３  通信部、１７，３４  太陽電池、１８，３５  蓄電池、３０  コントローラ、４０  遮断桿監視装置、４１  インターネット、４２  監視用コンピュータ、５０  回路基板、５１  筐体、５３  円筒部材、５４  端面部。
【図１】
2017105336.tif 000003
【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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