(57)【要約】【課題】単純な構成で信頼度が高く安定した性能の周波数多重共振装置を得る。【解決手段】車上装置１と車上子２のコイルとを接続する整合変成器箱３に設けた周波数多重共振回路は、複数のコンデンサＣｘ（ｘ＝１〜３）にそれぞれ直列にインダクタンスＬｘを接続してそれぞれ車上子２のコイルに直列に接続し、コンデンサＣｘ及び車上子２のインダクタンスＬとインダクタンスＬｘを合わせたインダクタンス（Ｌ＋Ｌｘ）とで周波数ｆｘに共振するようにコンデンサＣｘを選択して異なる複数の周波数ｆｘの直列共振回路を構成し、直列共振回路の直列抵抗を小さくして、共振インピーダンスを低くし、Ｑ値の低下を防ぐとともに回路構成を単純にする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
共通コイルに直列に接続された複数のコンデンサＣｘ（ｘ＝１〜ｎ）にそれぞれ直列にインダクタンスＬｘを接続し、コンデンサＣｘ及び共通コイルのインダクタンスＬとインダクタンスＬｘを合わせたインダクタンス（Ｌ＋Ｌｘ）とで周波数ｆｘに共振するようにコンデンサＣｘを選択したことを特徴とする周波数多重共振装置。
【請求項２】
車上装置と車上子のコイルと整合変成器箱を有し、
前記車上装置は地上に送信する各種情報のデータを作成し、作成したデータにより異なる複数の周波数ｆｘ（ｘ＝１〜ｎ）の信号波を生成して整合変成器箱に出力し、
前記整合変成器箱は整合変成器と、前記車上子のコイルに直列に接続された複数のコンデンサＣｘにそれぞれ直列にインダクタンスＬｘを接続し、コンデンサＣｘ及び前記車上子のコイルのインダクタンスＬとインダクタンスＬｘを合わせたインダクタンス（Ｌ＋Ｌｘ）とで周波数ｆｘに共振するようにコンデンサＣｘを選択した周波数多重共振回路とを有し、
前記周波数多重共振回路は、前記車上装置から整合変成器を介して出力される周波数ｆｘの信号波で共振することを特徴とする車上情報伝送装置。
【請求項３】
地上装置と軌道の間に敷設されたループコイルと整合変成器箱を有し、
前記地上装置は列車に送信する各種情報のデータを作成し、作成したデータにより異なる複数の周波数ｆｘ（ｘ＝１〜ｎ）の信号波を生成して整合変成器箱に出力し、
前記整合変成器箱は整合変成器と、前記ループコイルに直列に接続された複数のコンデンサＣｘにそれぞれ直列にインダクタンスＬｘを接続し、コンデンサＣｘ及び前記ループコイルのインダクタンスＬｚとインダクタンスＬｘを合わせたインダクタンス（Ｌｚ＋Ｌｘ）とで周波数ｆｘに共振するようにコンデンサＣｘを選択した周波数多重共振回路とを有し、
前記周波数多重共振回路は、前記地上装置から整合変成器を介して出力される周波数ｆｘの信号波で共振することを特徴とする地上情報伝送装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、列車と地上との間で列車の位置情報や各種制御情報等を有する信号波を伝送するために使用する周波数多重共振装置と車上情報伝送装置及び地上情報伝送装置、特にＱ値の低下を防止するとともに信頼性の向上に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、列車の高密度運転制御のために地上と列車間の情報量の増大が要求され、地上に設けられた地上子から複数の信号波を列車に対して伝送し、列車に搭載した車上子から複数の信号波を地上に対して伝送するため、例えば特許文献１や特許文献２に示すように、周波数を多重化した共振回路が使用されている。
【０００３】
例えば周波数ｆ１，ｆ２，ｆ３の信号波を車上子２から地上に送信する車上装置１ａは、図４（ａ）の回路図に示すように、発信周波数指示信号を入力してコイルが励磁する３組のリレーｆ１Ｒ，ｆ２Ｒ，ｆ３Ｒと周波数ｆ１，ｆ２，ｆ３の周波数発振器２１ａ，２１ｂ，２１ｃ及び送信器６を有する。周波数発振器２１ａ，２１ｂ，２１ｃはそれぞれリレーｆ１Ｒ，ｆ２Ｒ，ｆ３Ｒの動作接点ｆ１Ｒ１，ｆ２Ｒ１，ｆ３Ｒ１が直列に接続され、送信器６に対して並列に接続されている。そして発信周波数指示信号により例えばリレーｆ１Ｒのコイルが励磁されて動作接点ｆ１Ｒ１が閉成すると周波数ｆ１の信号波を送信器６から整合変成器箱（以下、ＭＴ箱という）３ａに送る。ＭＴ箱３ａには整合変成器ＭＴと３個のコンデンサＣ１〜Ｃ３を有する。各コンデンサＣ１〜Ｃ３は車上子２のコイルに対して並列に接続されて、車上子２のインダクタンスＬとコンデンサＣ１〜Ｃ３で周波数ｆ１，ｆ２，ｆ３の共振回路を構成している。このコンデンサＣ１〜Ｃ３は車上装置１ａに設けたリレーｆ１Ｒ，ｆ２Ｒ，ｆ３Ｒの動作接点Ｆ１Ｒ２，Ｆ２Ｒ２，Ｆ３Ｒ２に制御ケーブル２２を介して接続され、リレーｆ１Ｒ，ｆ２Ｒ，ｆ３Ｒにより周波数ｆ１，ｆ２，ｆ３の共振回路を切り替えている。
【０００４】
この車上子２から発信する電磁波を強くするためにはコイルのアンペア・ターンを大きくする必要がある。車上子２のコイルのアンペア・ターンはコイルの巻数を多くするとともに、コイルの共振インピーダンスを低くしてコイル電流を大きくすることにより大きくできる。しかしながら、前記のようにコンデンサＣ１〜Ｃ３を、制御ケーブル２２を使用して車上装置１ａの接点Ｆ１Ｒ２，Ｆ２Ｒ２，Ｆ３Ｒ２に接続していると、制御ケーブル２２の抵抗と接点Ｆ１Ｒ２，Ｆ２Ｒ２，Ｆ３Ｒ２の接触抵抗により各共振回路の直列抵抗が大きくなって、図４（ｂ）の共振特性に示すように、共振インピーダンスが高くなり、Ｑ値（選択度）が低下し、共振回路に流れる電流が減少してしまい、コイルのアンペア・ターンを大きくすることはできない。また、整合変成器ＭＴで一次線と絶縁した二次線を、共振回路切り替えのため一次線がある車上装置１ａの内部まで配線することから、一次線と二次線の信号が誘導結合して性能が低下するおそれもある。
【０００５】
この問題を解消するために、図５（ａ）に示すように、車上装置１ｂに設けたリレーｆ１Ｒ，ｆ２Ｒ，ｆ３Ｒの動作接点Ｆ１Ｒ２，Ｆ２Ｒ２，Ｆ３Ｒ２により動作するリレーｆ１ＲＰ，ｆ２ＲＰ，ｆ３ＲＰをＭＴ箱２ｂに設け、このリレーｆ１ＲＰ，ｆ２ＲＰ，ｆ３ＲＰの動作接点ｆ１ＲＰ１，ｆ２ＲＰ１，ｆ３ＲＰ１をコンデンサＣ１〜Ｃ３と直列に接続して、各共振回路の直列抵抗を小さくすると、図５（ｂ）に示すように、共振インピーダンスを低くすることができる。
【特許文献１】特開２００４−１４８８６３号公報
【特許文献２】特開平１１−２５５１２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
図５（ａ）に示すように、ＭＴ箱２ｂに設けたリレーｆ１ＲＰ，ｆ２ＲＰ，ｆ３ＲＰの動作接点ｆ１ＲＰ１，ｆ２ＲＰ１，ｆ３ＲＰ１をコンデンサＣ１〜Ｃ３と直列に接続することにより各共振回路の直列抵抗を小さくできるが、各共振回路の切り替えにリレー接点を使用しているため、切替回路が複雑になるとともに信頼度が低下するという短所がある。
【０００７】
この発明は、このような短所を改善し、単純な構成で信頼度が高く安定した性能の周波数多重共振装置と車上情報伝送装置及び地上情報伝送装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明の周波数多重共振装置は、共通コイルに直列に接続された複数のコンデンサＣｘ（ｘ＝１〜ｎ）にそれぞれ直列にインダクタンスＬｘを接続し、コンデンサＣｘ及び共通コイルのインダクタンスＬとインダクタンスＬｘを合わせたインダクタンス（Ｌ＋Ｌｘ）とで周波数ｆｘに共振するようにコンデンサＣｘを選択したことを特徴とする。
【０００９】
この発明の車上情報伝送装置は、車上装置と車上子のコイルと整合変成器箱を有し、車上装置は地上に送信する各種情報のデータを作成し、作成したデータにより異なる複数の周波数ｆｘ（ｘ＝１〜ｎ）の信号波を生成して整合変成器箱に出力し、整合変成器箱は整合変成器と、車上子のコイルに直列に接続された複数のコンデンサＣｘにそれぞれ直列にインダクタンスＬｘを接続し、コンデンサＣｘ及び車上子のコイルのインダクタンスＬとインダクタンスＬｘを合わせたインダクタンス（Ｌ＋Ｌｘ）とで周波数ｆｘに共振するようにコンデンサＣｘを選択した周波数多重共振回路とを有し、周波数多重共振回路は、車上装置から整合変成器を介して出力される周波数ｆｘの信号波で共振することを特徴とする。
【００１０】
この発明の地上情報伝送装置は、地上装置と軌道の間に敷設されたループコイルと整合変成器箱を有し、地上装置は列車に送信する各種情報のデータを作成し、作成したデータにより異なる複数の周波数ｆｘ（ｘ＝１〜ｎ）の信号波を生成して整合変成器箱に出力し、整合変成器箱は整合変成器と、ループコイルに直列に接続された複数のコンデンサＣｘにそれぞれ直列にインダクタンスＬｘを接続し、コンデンサＣｘ及びループコイルのインダクタンスＬｚとインダクタンスＬｘを合わせたインダクタンス（Ｌｚ＋Ｌｘ）とで周波数ｆｘに共振するようにコンデンサＣｘを選択した周波数多重共振回路とを有し、周波数多重共振回路は、地上装置から整合変成器を介して出力される周波数ｆｘの信号波で共振することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
この発明は、複数のコンデンサＣｘ（ｘ＝１〜ｎ）にそれぞれ直列にインダクタンスＬｘを接続してそれぞれ共通コイルに直列に接続し、コンデンサＣｘ及び共通コイルのインダクタンスＬとインダクタンスＬｘを合わせたインダクタンス（Ｌ＋Ｌｘ）とで周波数ｆｘに共振するようにコンデンサＣｘを選択して異なる複数の周波数ｆｘの直列共振回路を構成することにより、直列共振回路の直列抵抗を小さくすることができ、共振インピーダンスを低くして、Ｑ値の低下を防ぐことができるとともに回路構成を単純にすることができる。
【００１２】
この周波数多重共振回路を車上装置と車上子のコイルとを接続する整合変成器箱に設け、車上装置から整合変成器を介して出力される周波数ｆｘの信号波で共振させることにより、整合変成器の一次側と二次側の信号が結合することを防いで信頼性を向上することができる。
【００１３】
また、この周波数多重共振回路を地上装置と軌道の間に敷設されたループコイルとを接続する整合変成器箱に設け、地上装置から整合変成器を介して出力される周波数ｆｘの信号波で共振させることにより、整合変成器の一次側と二次側の信号が結合することを防いで信頼性を向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図１は列車に搭載した車上子２から複数の信号波を地上に対して伝送する車上装置１と車上子２のコイルとの直列共振回路の並列接続を有する整合変成器箱（以下、ＭＴ箱という）３の構成を示すブロック図である。図に示すように、車上装置１はＣＰＵ４とＤ／Ａ変換部５と送信器６を有する。ＣＰＵ４は地上に送信する各種情報のデータを作成し、作成したデータにより例えば周波数ｆ１，ｆ２，ｆ３の信号波を生成してＤ／Ａ変換部５に出力する。Ｄ／Ａ変換部５は入力した周波数ｆ１，ｆ２，ｆ３の信号波をアナログ信号に変換して送信器６を介してＭＴ箱３の整合変成器ＭＴに出力する。
【００１５】
ＭＴ箱３には整合変成器ＭＴと、コンデンサＣ１とインダクタンスＬ１が直列に接続され、直列に接続されたコンデンサＣ１とインダクタンスＬ１が車上子２のコイルに直列に接続され、インダクタンスＬ１と車上子２のインダクタンスＬとを合わせたインダクタンス（Ｌ１＋Ｌ）で周波数ｆ１に共振するようにコンデンサＣ１が選ばれた周波数ｆ１の直列共振回路と、コンデンサＣ２とインダクタンスＬ２が直列に接続され、直列に接続されたコンデンサＣ２とインダクタンスＬ２が車上子２のコイルに直列に接続され、インダクタンスＬ２と車上子２のインダクタンスＬとを合わせたインダクタンス（Ｌ２＋Ｌ）で周波数ｆ２に共振するようにコンデンサＣ２が選ばれた周波数ｆ２の直列共振回路と、コンデンサＣ３とインダクタンスＬ３が直列に接続され、直列に接続されたコンデンサＣ３とインダクタンスＬ３が車上子２のコイルに直列に接続され、インダクタンスＬ３と車上子２のインダクタンスＬとを合わせたインダクタンス（Ｌ３＋Ｌ）で周波数ｆ３に共振するようにコンデンサＣ３が選ばれた周波数ｆ３の直列共振回路とを有する。
【００１６】
このＭＴ箱３の整合変成器ＭＴに車上装置１から例えば周波数ｆ１の信号波が入力して、整合変成器ＭＴの二次側から周波数ｆ１の信号波が出力すると、コンデンサＣ１とインダクタンスＬ１と車上子２のインダクタンスＬからなる周波数ｆ１の直列共振回路が共振して車上子２から周波数ｆ１の信号波を地上に送信する。この周波数ｆ１の直列共振回路はＭＴ箱３内のコンデンサＣ１とインダクタンスＬ１と車上子２のコイルで構成しているから、直列抵抗を小さくすることができ、図２の共振特性図に示すように、共振インピーダンスを低くして、Ｑ値の低下を防ぐことができるとともに回路構成が単純であり、かつ整合変成器ＭＴの一次側と二次側の信号の結合がないから信頼性を向上することができる。
【００１７】
前記説明では車上装置１から出力される周波数ｆ１，ｆ２，ｆ３の信号波をＭＴ箱２に設けたコンデンサとインダクタンスと車上子２のインダクタンスＬとの直列共振回路により選別して地上に送信する場合について説明したが、図３のブロック図に示すように、ＣＰＵ１４とＤ／Ａ変換部１５及び送信器１６を有する地上装置１０とレール１１の間の設けたループコイル１２とを接続するＭＴ箱１３に、ループコイル１２とコンデンサＣ１１とインダクタンスＬ１１の周波数ｆ１１の直列共振回路と、ループコイル１２とコンデンサＣ１２とインダクタンスＬ１２の周波数ｆ１２の直列共振回路と、ループコイル１２コンデンサＣ１３とインダクタンスＬ１３の周波数ｆ１３の直列共振回路とを設け、各コンデンサＣ１１，Ｃ１２，Ｃ１３を周波数ｆ１１，ｆ１２，ｆ１３に共振するように選択することにより、地上装置１０から複数の周波数ｆ１１，ｆ１２，ｆ１３の信号波を同様にして車上子２に送信することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】この発明の車上装置とＭＴ箱と車上子のコイルの構成を示すブロック図である。
【図２】ＭＴ箱に設けたコンデンサとリアクタンスと車上子のコイルとの直列共振回路の共振特性図である。
【図３】この発明の地上装置とＭＴ箱とループコイルの構成を示すブロック図である
【図４】従来の周波数多重共振装置の構成を示すブロック図である。
【図５】従来の他の周波数多重共振装置の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００１９】
１；車上装置、２；車上子、３；ＭＴ箱、４；ＣＰＵ、５；Ｄ／Ａ変換部、
６；送信器、１０；地上装置、１１；レール、１２；ループコイル、１３；ＭＴ箱、
１４；ＣＰＵ、１５；Ｄ／Ａ変換部、１６；送信器、ＭＴ；整合変成器、
Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３；コンデンサ、Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３；インダクタンス、
Ｌ；車上子のインダクタンス、Ｌ１０；ループコイルのインダクタンス、
Ｃ１１，Ｃ１２，Ｃ１３；コンデンサ、Ｌ１１，Ｌ１２，Ｌ１３；インダクタンス。
【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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