JP4990700B2 - 電気転てつ機の警報システム - Google Patents

Description

本発明は、電気転てつ機の警報システムに関する。

従来から、列車の進路を切り替える電気転てつ機が知られている。電気転てつ機は、中央制御指令所（上位装置）からの指令信号に基づいて電動モータ等の駆動力によりトングレールを動作させて線路切替えを行う。

電気転てつ機の故障の要因は、必ずしも一様ではなく、種々の要因がある。大別すると、設置場所の環境要因等に起因する故障要因と、設置場所とは関連しないその他の故障要因、例えば上位装置との通信回線の不調等がある。電気転てつ機の保守点検にあたっては、故障要因の態様ごとに切り分けて行うことが効率的であり、且つ経済的である。
設置場所の環境要因等に起因する故障要因としては、例えば、トングレールとストックレールとの間に小石等の物が挟まったり、電気転てつ機内への雨水等の浸水が挙げられる。
現在のところ、電気転てつ機に浸水があったか否かの確認・点検は、列車の乗務員からの線路状況に関する情報や、電気転てつ機の過去の浸水状況に関する情報に基づいて行われている。また、台風等の大雨の後では多数の保安要員を動員して個別に点検を行っている。仮に浸水した電気転てつ機を見逃した場合は、内部装置が錆付いて作動不良を引き起こす可能性があるため、確実な点検が必要である。
しかしながら、電気転てつ機は線路上に多数配置されているため、多数の保安要員を動員して個々の電気転てつ機をひとつひとつ点検する作業は極めて多くの時間と労力を必要とする。
一案として、電気転てつ機自体を防水構造として浸水による不具合を解消しようとする提案がある（例えば、特許文献１参照）。また、別の提案として、浸水センサを取り付けて浸水を検出する技術もある（例えば、特許文献２参照。）
特開平１０−１８２０１号公報 特開平６−１８６１２１号公報

しかしながら、上述の特許文献１の電気転てつ機は、防水性に優れているが、防水構造とするための製造コストが大幅に上昇する可能性がある。また、多数の既存電気転てつ機の全てを防水型のものに交換することは相当なコストの負担を強いることになり、現実的ではない。

また、特許文献２の浸水検知センサは、接点が水位の上昇／下降に連動してＯＮ／ＯＦＦするものであるため、浸水状態にあるときは浸水状態にあることを検知することができる。しかし、水が引いて下降した場合、接点は元の位置に自動復帰してしまうので事後的に浸水があったか否かを知ることはできない。この浸水検知センサの動作を保持するためには別途複雑な電気回路を設置しなければならず、構成の煩雑化、工事費の増大は避けられない。

本発明の課題は、簡単小型な構造で確実に浸水状態を検出し、且つその検出状態を保持しうる電気転てつ機の警報システムを提供することにある。

上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明の電気転てつ機の警報システムは、
内部に浸水可能な中空のケーシングと、前記ケーシング内に摺動可能に収納された浮水性フロートと、前記浮水性フロートの浮上方向端部に取り付けられたマグネットと、前記ケーシング内への浸水による前記浮水性フロートの浮上時に前記マグネットが吸着してその吸着状態を保持し、前記マグネットの吸着時に互いに電気的に離間又は接触する一対の電気接点を有するリードスイッチと、を備えた浸水検知センサ及びトングレールの切り替え動作の後に鎖錠かんがロックされているのか否かを検出するロック狂い検出回路が筐体内に設けられている電気転てつ機と、
前記浸水検知センサ及び前記ロック狂い検出回路と接続され、前記浸水検知センサにより浸水が検知された場合に作動する浸水警報回路と、前記ロック狂い検出回路により鎖錠かんがロックされていないことが検出された場合に作動する警報回路を有する警報装置と、を備え、
前記浸水検知センサは、前記ロック狂い検出回路を介して前記浸水警報回路と接続されて前記電気転てつ機の浸水を報知する。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の電気転てつ機の警報システムにおいて、
前記浸水検知センサは、前記ケーシング内の浸水が引いて前記浮水性フロートに対する浮力が失われた後に前記マグネットの吸着状態を保持する。
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の電気転てつ機の警報システムにおいて、
前記リードスイッチは、封水構造を有し、前記ケーシング内の前記浮水性フロートの浮上方向上端において前記マグネットに対向する位置に設けられ、導電性の固定接点及びこの固定接点に常時接触する磁性体からなる可動接点を有し、この磁性体からなる可動接点が前記マグネットの磁力により前記固定接点から離間動作する向きで配置されている。

本発明によれば、簡単小型な構造で確実に浸水状態を検出し、且つその検出状態を保持しうる電気転てつ機の警報システムを提供することができる。

以下、添付図面を参照して本発明に実施の形態を詳細に説明する。ただし、発明の範囲は、図示例に限定されない。

[電気転てつ機]
先ず、図１を参照して電気転てつ機１の概要構成を説明する。電気転てつ機１は、列車の進路を切り替える装置である。具体的には、電気転てつ機１は、筐体２の一端側に駆動源としてのモータＭを有している。筐体２内には、モータＭの駆動力を伝達する伝達機構、減速歯車、転換歯車、動作かん、鎖錠かん（いずれも図示省略）が設けられている。

電気転てつ機１は、図１に示すように屋外又は屋内（地下鉄を含む）の線路Ｒ上に設置される。

[浸水検知センサ]
次に、図２（Ａ）（Ｂ）を参照して、浸水検知センサ１１の概略構成を説明する。図２（Ａ）に示す浸水検知センサ１１は、ケーシング１２と、リードスイッチ（磁気近接スイッチ）１３と、マグネット１４と、浮水性のフロート１５と、吸水孔１６と、を備えて構成される。

ケーシング１２は、非磁性体により構成され、内部が中空であり、リードスイッチ１３、マグネット１４、及びフロート１５を収納する。ケーシング１２は、例えば、プラスチックにより構成される。また、ケーシング１２は、導水孔１６を複数個有する。導水孔１６は、雨水等をケーシング１２内に導水するための貫通孔である。導水孔１６により雨水等が導水されると、ケーシング１２の内部が浸水される。

リードスイッチ１３は、いわゆる常閉接点(ノーマルクローズ)型のスイッチであり、ケーシング１２内への浸水によるフロート１５の浮上時にマグネット１４が吸着してその吸着状態を保持し、このマグネット１５の吸着時に互いに離間(又は接触)する一対の電気接点である固定接点１３Ａ及び可動接点１３Ｂ（図３参照）を有する。リードスイッチ１３は、外囲器内に固定接点１３Ａ及び可動接点１３Ｂを封入した封水構造を有し、ケーシング１２内のフロート１５の浮上方向上端においてマグネット１４に対向する位置に設けられている。固定接点１３Ａ及び可動接点１３Ｂについては後述する。リードスイッチ１３は正常時すなわちケーシング１２内への浸水がない場合、ＯＮとなっている。

マグネット１４は、フロート１５の浮上方向端部に取り付けられている。また、マグネット１４は、ケーシング１２内への浸水によるフロート１５の浮上時にリードスイッチ１３に吸着した状態で保持される。

フロート１５は、設置したときの状態で浮上可能にケーシング１２内に摺動可能に収納されている。フロート１５は、浸水検知センサ１１自体を小型化するために、極力軽量であることが好ましく、例えば、発砲スチロール等の材料を用いて構成される。

図２（Ｂ）に示すように、ケーシング１２の上面に貫通孔１７が穿孔されている。この
貫通孔１７は、浸水検知センサ１１の点検を終了した後で、浸水検知センサ１１を元の状態すなわちＯＮ状態に復帰させるために用いるものである。つまり、ケーシング１２内に雨水が浸水し、マグネット１４及びフロート１５が浮上して固定接点１３Ａと可動接点１３Ｂとが離間し、この状態が保持されるので、点検終了後に保安員が棒２１を貫通孔１７に差し込んで、マグネット１４及びフロート１５を押し下げてもとの位置（図３Ａ参照）に戻すためである。

次に、図３（Ａ）（Ｂ）を参照して、正常時、浸水時における浸水検知センサ１１の構成及び動作を説明する。図３（Ａ）（Ｂ）は、図２（Ａ）のＡ−Ａ断面図である。
図３（Ａ）は、正常時における浸水検知センサ１１を示した図である。正常時とは、ケーシング１２が浸水していない状態、すなわち、マグネット１４及びフロート１５が浮上する以前の状態である。この場合、マグネット１４はリードスイッチ１３から離れており、マグネット１４の磁力はリードスイッチ１３に作用せず、したがって可動接点１３Ｂは固定接点１３Ａに接触した状態を維持する。すなわちリードスイッチ１３はＯＮ状態である。
なお、１８Ａは固定接点１３Ａに接続されたリード線である。可動接点１３Ｂは、マグネット１４の磁力により開閉動作させる必要があるから磁性体材料が用いられている。リードスイッチ１３は可動接点１３Ｂをマグネット１４の磁力により固定接点１３Ａとの間で離間・接触動作させるために、図面上横向きに配置されている。

次に、図３（Ｂ）を参照して、浸水時における浸水検知センサ１１の概略構成を説明する。いま、雨水Ｑが導水孔１６からケーシング１２内に入り、ケーシング１２の底面から所定水位Ｓに達したとする。この場合、図３（Ｂ）に示すように、フロート１５が浮上し、フロート１５の浮上方向端部に取り付けられたマグネット１４がリードスイッチ１３と吸着する。マグネット１４がリードスイッチ１３と吸着すると、マグネット１４の磁力によりリードスイッチ１３の可動接点１３Ｂが吸引され、固定接点１３Ａから引き離される。すなわち、リードスイッチ１３がＯＦＦとなる。リードスイッチ１３がＯＦＦとなると、リード線１８Ａ及び１８Ｂに電気的に接続された上位装置４３(図４参照)において警報が出力される。
次に、例えば、雨が止んでケーシング１２内の浸水が引いて、水位が下降した場合、マグネット１４のリードスイッチ１３への吸着状態は依然として保持され、リードスイッチ１３のＯＦＦ状態が保持される。これは、マグネット１４とフローと１５の合計の重さとマグネット１４の磁力によるリードスイッチ１３への吸着力とのバランスを考慮して設計される。
このように浸水がなくなった後でもリードスイッチ１３のＯＦＦ状態が保持されので、後述する警報により確実に電気転てつ機１内に浸水があったことを知ることができる。
また、このリードスイッチ１３のＯＦＦ状態の保持動作は、マグネット１４の吸着動作による機械的な動作であるため電気的な保持回路を必要としないので構成の簡素化、施工の手間を大幅に軽減できる。
点検が終了した後は、棒２１を貫通孔１７に挿入し、マグネット１４及びフロート１５をもとの位置(図３(A))に戻してリセットする。

次に、図４を参照して、浸水時に浸水検知センサ１１が上位装置４３の警報回路(図示せず)を作動させるしくみについて説明する。図４は、線路に多数設置される電気転てつ機１Ａ〜１Ｃの配線図例を示した図である。電気転てつ機１Ａ〜１Ｃは、ロック狂い検出回路４１Ａ〜４１Ｃと、浸水検知センサ１１Ａ〜１１Ｃと、リード線１８Ａ〜１８Ｆと、をそれぞれ備える。

ロック狂い検出回路４１Ａ〜４１Ｃは、トングレール（図示省略）の切り替え動作の後、鎖錠かん（図示省略）がロック（固定）されているのか否かを検出する回路である。ロック狂い検出回路４１Ａ〜４１Ｃは、警報接点４２Ａ〜４２Ｃをそれぞれ備える。警報接点４２Ａ〜４２Ｃは、警報回路を作動させるための接点である。警報接点４２Ａ〜４２ＣがＯＮ又はＯＦＦすることにより上位装置４３の警報が出力される。本実施の形態では、警報接点４２Ａ〜４２ＣがＯＦＦした場合、上位装置４３の警報回路が作動するものとする。

いま、ロック狂い検出回路４１Ａにより鎖錠かんがロックされていないことが検出されたとする。この場合、警報接点４２Ａを介して上位装置４３の警報が出力される。ここで、警報としては、例えば、上位装置４３に備えられている警報ランプ（図示省略）が挙げられ、必要に応じてランプを点滅させる等の注意を喚起する形態を採用する。警報ランプは、電気転てつ機１Ａ〜１Ｃのそれぞれに対応して上位装置４３に備えられている。したがって、多数設置されている電気転てつ機１の中から、鎖錠かんがロックされていない電気転てつ機１Ａ〜１Ｃのいずれかを確実に特定することができる。

図４において、浸水検知センサ１１Ａ〜１１Ｃのそれぞれの構成は上述した通りである。浸水検知センサ１１Ａ〜１１Ｃは、ロック狂い検出回路４１Ａ〜４１Ｃの警報接点４２Ａ〜４２Ｃの配線ループのそれぞれに直列に接続されている。リード線１８Ａ〜１８Ｆは、図３で説明したリード線１８Ａ、１８Ｂに該当する。
いま、例えば電気転てつ機１Ａに浸水が発生し、浸水検知センサ１１ＡがＯＦＦになったとする。この場合、リード線１８Ａ、１８Ｂ、及び警報接点４２Ａを介して上位装置４３の浸水警報回路が作動し、浸水表示ランプの点滅等により電気転てつ機１Ａに浸水があったことを告知する。このようにして多数設置されている電気転てつ機１Ａ〜１Ｃの中から、浸水した電気転てつ機１Ａを特定することができる。すなわち、電気転てつ機の故障の要因を確実に特定することができる。他の電気転てつ機１Ｂ、１Ｃの浸水検知センサ１１Ｂ、１１Ｃについても上記同様な動作が行われる。

以上、本実施の形態によれば、ケーシング１２内への浸水によりフロート１５が浮上すると、マグネット１４がリードスイッチ１３に吸着して吸着状態を保持し、この吸着時にリードスイッチ１３の固定接点１３Ａと可動接点１３Ｂとが離間することにより、上位装置４３の警報が作動する。これにより、簡単小型な構造で確実に浸水状態を検出し、且つその検出状態を保持しうる浸水検知センサを提供することができる。

また、リードスイッチ１３は、封水構造を有し、ケーシング１２内のフロート１５の浮上方向上端においてマグネット１４に対向する位置に設けられ、固定接点１３Ａ及び可動接点１３Ｂを有し、可動接点１３Ｂは、マグネット１４の磁力により固定接点１３Ａから離間動作する向きに配置される。これにより、リードスイッチ１３をノーマルクローズ型のスイッチとして用いることができる。

また、電気転てつ機１は、浸水検知センサ１１を備える。これにより、電気転てつ機１に浸水が発生した場合、浸水検知センサ１１により浸水を検知するので、電気転てつ機１の故障の要因を確実に特定することができる。

また、マグネット１４の磁力により吸着状態を保持するので、電気転てつ機１が振動しても、吸着状態を保持することができる。

また、浸水検知センサ１１は、簡単小型な構造であるので、内部スペースに余裕のない既存電気転てつ機に容易に組み込むことができる。

なお、上記実施の形態における記述は、本発明に係る浸水検知センサ、及び電気転てつ機の一例であり、これに限定されるものではない。

例えば、上記実施の形態では、リードスイッチ１３をノーマルクローズ型のスイッチとしたが、これに限定されるものではない。例えば、ノーマルオープン型のスイッチとしてもよい。この場合、マグネット１４がリードスイッチ１３を吸着した場合、リードスイッチ１３の固定接点１３Ａと可動設定１３Ｂとは接触することとなる。

また、上位装置４３の警報ランプ及び浸水表示ランプを点滅表示することとしたが、これに限定されるものではない。例えば、上位装置４３の警報ランプ及び浸水表示ランプの色を変化させることとしてもよい。

その他、本実施の形態における浸水検知センサ及び電気転てつ機の細部構造及び詳細動作に関しても、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

本発明に係る電気転てつ機の概略構成を示した図である。 図２（Ａ）は、浸水検知センサの概略構成を示した図である。図２（Ｂ）は、ケーシングの上面にある孔を示した図である。 図３（Ａ）は、通常時の浸水検知センサを示した図である。図３（Ｂ）は、浸水時の浸水検知センサを示した図である。 電気転てつ機の配線図例を示した図である。

符号の説明

１ 電気転てつ機
２ 筐体
１１ 浸水検知センサ
１２ ケーシング
１３ リードスイッチ
１４ マグネット
１５ フロート
１６ 導水孔
１７ 貫通孔
４３ 上位装置

Claims (3)

1. 内部に浸水可能な中空のケーシングと、前記ケーシング内に摺動可能に収納された浮水性フロートと、前記浮水性フロートの浮上方向端部に取り付けられたマグネットと、前記ケーシング内への浸水による前記浮水性フロートの浮上時に前記マグネットが吸着してその吸着状態を保持し、前記マグネットの吸着時に互いに電気的に離間又は接触する一対の電気接点を有するリードスイッチと、を備えた浸水検知センサ及びトングレールの切り替え動作の後に鎖錠かんがロックされているのか否かを検出するロック狂い検出回路が筐体内に設けられている電気転てつ機と、
   前記浸水検知センサ及び前記ロック狂い検出回路と接続され、前記浸水検知センサにより浸水が検知された場合に作動する浸水警報回路と、前記ロック狂い検出回路により鎖錠かんがロックされていないことが検出された場合に作動する警報回路を有する警報装置と、を備え、
   前記浸水検知センサは、前記ロック狂い検出回路を介して前記浸水警報回路と接続されて前記電気転てつ機の浸水を報知する電気転てつ機の警報システム。
2. 前記浸水検知センサは、前記ケーシング内の浸水が引いて前記浮水性フロートに対する浮力が失われた後に前記マグネットの吸着状態を保持する請求項１に記載の電気転てつ機の警報システム。
3. 前記リードスイッチは、封水構造を有し、前記ケーシング内の前記浮水性フロートの浮上方向上端において前記マグネットに対向する位置に設けられ、導電性の固定接点及びこの固定接点に常時接触する磁性体からなる可動接点を有し、この磁性体からなる可動接点が前記マグネットの磁力により前記固定接点から離間動作する向きで配置されている請求項１又は２に記載の電気転てつ機の警報システム。

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