特許 6750983 主幹制御器

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6750983

(24)【登録日】2020年8月17日

(45)【発行日】2020年9月2日

(54)【発明の名称】主幹制御器

(51)【国際特許分類】

   B60L 15/00 20060101AFI20200824BHJP

   H01H 9/54 20060101ALI20200824BHJP

【ＦＩ】

   B60L15/00 C

   H01H9/54 A

【請求項の数】6

【全頁数】10

(21)【出願番号】特願2016-168327(P2016-168327)

(22)【出願日】2016年8月30日

(65)【公開番号】特開2018-38151(P2018-38151A)

(43)【公開日】2018年3月8日

【審査請求日】2019年4月3日

(73)【特許権者】

【識別番号】000003115

【氏名又は名称】東洋電機製造株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100147485

【弁理士】

【氏名又は名称】杉村 憲司

(74)【代理人】

【識別番号】100161148

【弁理士】

【氏名又は名称】福尾 誠

(72)【発明者】

【氏名】広瀬 明彦

【審査官】 笹岡 友陽

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２０１５／１４５９２２（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００７−０２０３８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 登録実用新案第３０２３７６９（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ６０Ｌ １５／００

Ｈ０１Ｈ ９／５４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ハンドルと、
前記ハンドルに連動するカムと、
前記ハンドルの位置に応じて前記カムと導通する第１のカムスイッチと、該第１のカムスイッチと異なる種類の第２のカムスイッチとを備え、
前記第１のカムスイッチはリード接点タイプであり、
前記第２のカムスイッチは遮断能力が前記リード接点タイプよりも大きい、主幹制御器。

【請求項2】

前記第２のカムスイッチが導通した後に、前記第１のカムスイッチが導通し、かつ、前記第１のカムスイッチが遮断した後に、前記第２のカムスイッチが遮断する、請求項１に記載の主幹制御器。

【請求項3】

前記カムは、円柱状の形状を有するカム本体部と、前記第１のカムスイッチと接触可能な、前記カム本体部の径方向に突出する第１の突起と、前記第２のカムスイッチと接触可能な、前記径方向に突出する第２の突起とを備え、
前記カム本体部の周方向における前記第１の突起の幅が、前記第２の突起の幅よりも短い、請求項１又は２に記載の主幹制御器。

【請求項4】

前記第１の突起及び前記第２の突起が共に円弧状の形状を有し、前記カム本体部の中心軸を中心とする同心円上に配置されている、請求項３に記載の主幹制御器。

【請求項5】

前記第１のカムスイッチと前記第２のカムスイッチとは、前記カム本体部の中心軸の方向に互いに並列に配置されている、請求項３又は４に記載の主幹制御器。

【請求項6】

前記第１のカムスイッチ及び前記前記第２の突起のセットと、前記第２のカムスイッチ及び前記第２の突起のセットと、がそれぞれ複数設けられている、請求項３〜５のいずれか一項に記載の主幹制御器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、カムを備える主幹制御器に関するものである。

【背景技術】

【0002】

鉄道車両の制御装置に対して指示をするための主幹制御器が知られている（例えば特許文献１及び２参照）。図６は、従来の鉄道車両用主幹制御器の概略断面図である。図６の主幹制御器１１０は、運転手が操作する６ノッチのハンドル１０３を備える。ハンドル１０３に連動して、主幹制御器１１０に内蔵されるカム１０２が回動する。

【0003】

カム１０２は、円柱状の形状を有するカム本体部１００を備える。カム本体部１００の外周面には、６つの突起１０２ａ〜１０２ｆが形成されている。カム１０２の突起の数はハンドル１０３のノッチ数と等しく、図６の例ではともに６である。カム１０２がカム本体部１００の中心軸の周りに回動すると、その回転角度によって、突起１０２ａ〜１０２ｆはそれぞれ、カムスイッチ１０１ａ〜１０１ｆのローラと、接触したり離れたりする。言い換えれば、ハンドル１０３の位置に応じて、カム１０２の突起１０２ａ〜１０２ｆはそれぞれ、カムスイッチ１０１ａ〜１０１ｆと接触したり離れたりする。

【0004】

カムの突起が、あるカムスイッチと接触している場合に、当該カムスイッチを介して入力信号がカムに伝達される。以下の説明では、このようにそれぞれのカムスイッチと接触するカムの各部分を、「カム接点」というものとする。カム１０２の突起１０２ａ〜１０２ｆそれぞれがカムスイッチと接触する部分は、カム接点＃１０１〜＃１０６となる。

【0005】

図７は、ハンドル１０３が「切」、及び「１」〜「５」の各位置に存在する場合に、カム接点＃１０１〜＃１０６と、カムスイッチ１０１ａ〜１０１ｆとが接触しているか否かを示す図（カム展開図）である。

【0006】

図７でカム接点が台形で囲まれている場合には、カム接点とカムスイッチとが接触し、入力信号がカムスイッチを介してカムに伝達されていることを示す。例えば、ハンドル１０３が「切」に位置している場合、カム接点＃１０１がカムスイッチ１０１ａと接触して導通しており、他のカム接点＃１０２〜＃１０６はカムスイッチ１０１ｂ〜１０１ｆから遮断されていることがわかる。また、ハンドル１０３が「１」に位置している場合、カム接点＃１０２がカムスイッチ１０１ｂと接触して導通しており、他のカム接点＃１０１及び＃１０３〜＃１０６はカムスイッチ１０１ａ及び１０１ｃ〜１０１ｆから遮断されていることがわかる。ハンドルが他の位置にある場合については、説明を省略する。

【0007】

カム１０２には、コネクタ１０５が接続されている。コネクタ１０５の信号線Ｉ_１〜Ｉ_６は、カムスイッチ１０１ａ〜１０１ｆを介してカム接点＃１０１〜＃１０６が受けた信号を伝達する。

【0008】

コネクタ１０５が出力する信号の数はカム接点の数と等しく、ここで示す例では６つである。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0009】

【特許文献1】特開平５−２４４７０７号公報

【特許文献2】特開平７−５９２１３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0010】

ところで、鉄道車両の編成は多様であり、例えば１両編成の車両を備える小型編成のものから、例えば１６両編成の大型編成のものまで多岐に亘っている。中でも、大型編成の鉄道車両は、負荷が大きく、大きな電流を必要とする。一方、小型編成の鉄道車両は、負荷が小さく、必ずしも大きな電流を必要としない。

【0011】

この点、従来から、大きな電流の通電及び遮断が可能な、大きな電流容量を有するカムスイッチを備える主幹制御器が用いられている。

【0012】

そもそも、主幹制御器は、ハンドル等の可動部を有するため隙間が存在する構造となっており、また、運転手によって頻繁に扱われる部分であるため、埃や塵等が混入しやすい。大型編成の鉄道車両のように大きな電流が流れる場合、混入された埃や塵等は電流によって焼き切ることが可能である。

【0013】

しかしながら、小型編成の鉄道車両で使われるような微小な電流では、混入された埃や塵等を焼き切ることができず異物として残ることから、接触不良を引き起こすおそれがあった。

【0014】

そこで、本発明の目的は、上記問題に鑑み、微小電流による接触不良を防止する主幹制御器を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0015】

本発明の第１の態様としての主幹制御器は、ハンドルと、前記ハンドルに連動するカムと、前記ハンドルの位置に応じて前記カムと導通する第１のカムスイッチと、該第１のカムスイッチと異なる種類の第２のカムスイッチとを備え、前記第１のカムスイッチはリード接点タイプであり、前記第２のカムスイッチは遮断能力が前記リード接点タイプよりも大きい。

【0016】

また、本発明の１つの実施形態として、前記第２のカムスイッチが導通した後に、前記第１のカムスイッチが導通し、かつ、前記第１のカムスイッチが遮断した後に、前記第２のカムスイッチが遮断することが好ましい。

【0017】

更に、本発明の１つの実施形態として、前記カムは、円柱状の形状を有するカム本体部と、前記第１のカムスイッチと接触可能な、前記カム本体部の径方向に突出する第１の突起と、前記第２のカムスイッチと接触可能な、前記径方向に突出する第２の突起とを備え、前記カム本体部の周方向における前記第１の突起の幅が、前記第２の突起の幅よりも短いことが好ましい。

【0018】

更に、本発明の１つの実施形態として、前記第１の突起及び前記第２の突起が共に円弧状の形状を有し、前記カム本体部の中心軸を中心とする同心円上に配置されていることが好ましい。

【0019】

更に、本発明の１つの実施形態として、前記第１のカムスイッチと前記第２のカムスイッチとは、前記カム本体部の中心軸の方向に互いに並列に配置されていることが好ましい。

【0020】

更に、本発明の１つの実施形態として、前記第１のカムスイッチ及び前記第１の突起のセットと、前記第２のカムスイッチ及び前記第２の突起のセットと、がそれぞれ複数設けられていることが好ましい。

【発明の効果】

【0021】

本発明によると、微小電流による接触不良を防止する主幹制御器を提供することが可能である。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】本発明の一実施形態に係る主幹制御器の概略上面図である。

【図2】本発明の一実施形態に係る主幹制御器からカムとカムスイッチとを抜き出して示した概略断面図である。

【図3】本発明の一実施形態に係る主幹制御器のカムの概略斜視図である。

【図4】図４は本発明の一実施形態に係る主幹制御器のカムの一部を拡大して示す概略斜視図である。

【図5】本発明の一実施形態に係る主幹制御器が出力する信号の一部を示す図である。

【図6】従来の主幹制御器の概略断面図である。

【図7】従来の主幹制御器が出力する信号を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0023】

以下、本発明の一実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、図６、図７に示した構成と同一の構成要素には同一の参照番号を付し、詳細な説明は省略する。

【0024】

図１は本発明の一実施形態に係る主幹制御器１の概略上面図である。図１に示すように、主幹制御器１は、ハンドル３と、カム２と、第１のカムスイッチ１１と、第２のカムスイッチ１２とを備える。

【0025】

ハンドル３は、運転手の操作により複数のポジション、すなわち、ノッチ位置を切替可能に有する。例えば、ハンドル３は、“切”、“１”−“５”の６つのポジションを有する。

【0026】

カム２は、ハンドル３と連動して回動する。より具体的に、カム２は、円柱状の形状を有するカム本体部２０を備え、ハンドル３の動作と連動して、カム本体部２０の中心軸Ｏの周りに回動する。

【0027】

第１のカムスイッチ１１及び第２のカムスイッチ１２は、ハンドル３の位置に応じてカム２と導通する。また、第１のカムスイッチ１１と第２のカムスイッチ１２とは互いに種類が異なるものである。

【0028】

具体的に、第１のカムスイッチ１１はリード接点タイプである。一方、第２のカムスイッチ１２は、リード接点タイプではない（以下、「通常タイプ」と記載する）。リード接点タイプのカムスイッチは、通常タイプよりも、微小な電流でも接触しやすく、接触不良を起こしにくいという性質を有する。これに対し、通常タイプのカムスイッチは、リード接点タイプよりも遮断能力が大きく、大きな電流を遮断できるという性質を有する。

【0029】

図２は、本発明の一実施形態に係る主幹制御器１からカム２と、６つのカムスイッチ１１ａ〜１１ｆ及び６つの１２ａ〜１２ｆとを抜き出して示した概略断面図である。図２に示すように、第１のカムスイッチ１１及び第１の突起２１のセットと、第２のカムスイッチ１２及び第２の突起２２のセットと、はそれぞれ複数設けられている。これらセットの数は、ノッチ位置の数、すなわちハンドル３のポジション数と等しい。上述のように本実施形態ではハンドル３のポジション数は６である。従って、本実施形態の主幹制御器１には、６つのセットの第１のカムスイッチ１１ａ〜１１ｆ及び第１の突起２１ａ〜２１ｆと、６つの第２のカムスイッチ１２ａ〜１２ｆ及び第２の突起２２ａ〜２２ｆのセットとが設けられている。

【0030】

図２に示すように、第１のカムスイッチ１１ａ〜１１ｆと第２のカムスイッチ１２ａ〜１２ｆとが、カム本体部２０の中心軸Ｏの方向に沿って交互に配置されている。また、カム本体部２０の中心軸Ｏの方向において、第１のカムスイッチ１１ａ〜１１ｆは、それぞれ第１の突起２１ａ〜２１ｆに接触可能な位置に配置され、第２のカムスイッチ１２ａ〜１２ｆは、それぞれ第２の突起２２ａ〜２２ｆに接触可能な位置に配置されている。さらに、第１のカムスイッチ１１ａ〜１１ｆ及び第２のカムスイッチ１２ａ〜１２ｆは、カム本体部２０の中心軸Ｏの方向に互いに並列に配置されている。換言すれば、第１のカムスイッチ１１ａ〜１１ｆ及び第２のカムスイッチ１２ａ〜１２ｆは、カム本体部２０の周方向Ａのおいて同じ位置に、すなわち、同一平面内に配置されている。換言すれば、図１の紙面の手前側から奥側に向かって重なるように配置されている。

【0031】

図３は、本発明の一実施形態に係る主幹制御器１のカム２の概略斜視図である。図３に示すように、カム２は、カム本体部２０の径方向に突出する第１の突起２１ａ〜２１ｆと、カム本体部２０の径方向に突出する第２の突起２２ａ〜２２ｆとを備える。この第１の突起２１ａ〜２１ｆは、第１のカムスイッチ１１ａ〜１１ｆと接触可能であり、第２の突起２２ａ〜２２ｆは、第２のカムスイッチ１２ａ〜１２ｆと接触可能である。より具体的に、第１の突起２１ａ〜２１ｆは、第１のカムスイッチ１１ａ〜１１ｆのローラと接触可能であり、第２の突起２２ａ〜２２ｆは、第２のカムスイッチ１２ａ〜１２ｆのローラと接触可能である。なお、第１の突起２１ａ及び第２の突起２２ａは、図３の紙面において裏側に位置するものであるため、表記は省略されている。

【0032】

より具体的に、６つの第１の突起２１ａ〜２１ｆと６つの第２の突起２２ａ〜２２ｆとは、カム本体部２０の外周面に、カム本体部２０の中心軸Ｏの方向に沿ってそれぞれ交互に配置されている。また、カム本体部２０の周方向Ａにおいて、第１の突起２１ａ〜２１ｆの幅は、第２の突起２２ａ〜２２ｆの幅よりもそれぞれ短い。また、第２の突起２２ａ〜２２ｆは、カム本体部２０の周方向Ａにおいて、第１の突起２１ａ〜２１ｆが配置されている範囲内にそれぞれ位置する。

【0033】

ハンドル３によりカム２がカム本体部２０の中心軸Ｏの周りに回動すると、その回転角度によって、第１の突起２１ａ〜２１ｆはそれぞれ、第１のカムスイッチ１１ａ〜１１ｆと、それぞれ接触したり離れたりする。また、第２の突起２２ａ〜２２ｆは、第２のカムスイッチ１２ａ〜１２ｆと、それぞれ接触したり離れたりする。言い換えれば、ハンドル３の位置に応じて、第１の突起２１ａ〜２１ｆ及び第２の突起２２ａ〜２２ｆは、第１のカムスイッチ１１ａ〜１１ｆ及び第２のカムスイッチ１２ａ〜１２ｆと、それぞれ接触したり離れたりする。

【0034】

次に、突起について、代表して１つの第１の突起２１ｂ及び１つの第２の突起２２ｂについて例示的に説明する。図４は本発明の一実施形態に係る主幹制御器１のカム２の一部を拡大して示す概略斜視図であり、具体的に、複数の第１の突起２１ａ〜２１ｆ及び第２の突起２２ａ〜２２ｆのうち、１つの第１の突起２１ｂ及び１つの第２の突起２２ｂを抜き出して示したものである。

【0035】

図４に示すように、カム本体部２０の周方向Ａにおける第１の突起２１ｂの幅は、カム本体部２０の周方向Ａにおける第２の突起２２ｂの幅よりも短い。また、上述のように、第１のカムスイッチ１１ｂ及び第２のカムスイッチ１２ｂは、カム本体部２０の周方向Ａにおいて同じ位置に位置している。このような構成とすることにより、ハンドル３の操作によってカム２が所定の一方向に回動することに伴い、先ず第２の突起２２ｂが第２のカムスイッチ１２ｂと接触する。次に、第２の突起２２ｂが第２のカムスイッチ１２ｂと接触したままの状態で、所定の時間遅れて、第１の突起２１ｂが第１のカムスイッチ１１ｂと接触する。遮断の場合は、ハンドル３の所定の一方向への回動に伴い、先ず、第１の突起２１ｂが第１のカムスイッチ１１ｂから離れる。次に、所定の時間遅れて、第２の突起２２ｂが第２のカムスイッチ１２ｂから離れる。換言すれば、第２のカムスイッチ１２ｂが導通した後に、第１のカムスイッチ１１ｂが導通し、かつ、第１のカムスイッチ１１ｂが遮断した後に、第２のカムスイッチ１２ｂが遮断する。

【0036】

カム２の突起が、所定のカムスイッチと接触している場合に、この所定のカムスイッチを介して入力信号がカム２に伝達される。以下の説明では、それぞれのカムスイッチと接触するカム２の各部分を、「カム接点」というものとする。具体的に、第１の突起２１ａ〜２１ｆのそれぞれが第１のカムスイッチ１１ａ〜１１ｆと接触する部分を第１のカム接点３１ａ〜３１ｆとし、第２の突起２２ａ〜２２ｆのそれぞれが第２のカムスイッチ１２ａ〜１２ｆと接触する部分を第２のカム接点３２ａ〜３２ｆとする。

【0037】

図５は本発明の一実施形態に係る主幹制御器１が出力する信号の一部を示す図であり、ハンドル３が「切」、及び「１」〜「５」の各位置に存在する場合に、第１のカム接点３１ｂ及び第２のカム接点３２ｂと、第１のカムスイッチ１１ｂ及び第２のカムスイッチ１２ｂとが接触しているか否かを示す図である。なお、図５において、台形で囲まれた範囲は、第１のカム接点３１ｂ及び第２のカム接点３２ｂと第１のカムスイッチ１１ｂ及び第２のカムスイッチ１２ｂとがそれぞれ接触して入力信号が伝達されている状態を示す。

【0038】

具体的に、図５に示すように、例えば、ハンドル３を“切”からポジション“１”に切替えるとき、カム２が所定の一方向に回動して、先に、第２のカム接点３２ｂが第２のカムスイッチ１２ｂと接触する。第２のカムスイッチ１２ｂは、通常タイプであり、大きな電流に対しては確実に接触して導通させることができる。

【0039】

次に、若干遅れて、第１のカム接点３１ｂが第１のカムスイッチ１１ｂと接触する。第１のカムスイッチ１１ｂは、リード接点タイプであり、微小な電流に対して接触不良を起こしにくい。リード接点タイプのカムスイッチを後から導通させることにより、微小な電流に対して通常タイプのカムスイッチが接触しない場合であっても、接触不良を起こさずに確実に接触して導通させることができる。

【0040】

また、例えば、ハンドル３をポジション“５”から“切”に切替えるとき、カム２が所定の一方向に回動して、先に、第１のカム接点３１ｂが第１のカムスイッチ１１ｂから離れる。

【0041】

次に、若干遅れて、第２のカム接点３２ｂが第２のカムスイッチ１２ｂから離れる。通常タイプのカムスイッチは、遮断能力が大きく、大きな電流であっても確実に遮断することができる。

【0042】

以上のようにして、大きな電流を遮断できると共に、微小電流でも接触不良を防止できる主幹制御器１を提供することができる。

【0043】

また、図４に示すように、第１の突起２１ｂ及び第２の突起２２ｂが共に円弧状の形状を有し、カム本体部２０の中心軸Ｏを中心とする同心円上に配置されているのが好ましい。

【0044】

なお、１つの第１の突起２１ｂ及び１つの第２の突起２２ｂを例示的に説明したが、他の第１の突起２１ａ及び２１ｃ〜２１ｆ並びに第２の突起２２ａ及び２２ｃ〜２２ｆについても同様の配置関係で構成されている。具体的に、カム本体部２０の周方向Ａにおける第１の突起２１ａ及び２１ｃ〜２１ｆの幅は、第２の突起２２ａ及び２２ｃ〜２２ｆの幅よりもそれぞれ短い（図３参照）。これにより、第２のカムスイッチ１２ａ及び１２ｃ〜１２ｆが導通した後に、第１のカムスイッチ１１ａ及び１１ｃ〜１１ｆが導通し、かつ、第１のカムスイッチ１１ａ及び１１ｃ〜１１ｆが遮断した後に、第２のカムスイッチ１２ａ及び１２ｃ〜１２ｆが遮断する。

【0045】

上述の実施形態は代表的な例として説明したが、本発明の趣旨及び範囲内で、多くの変更及び置換ができることは当業者に明らかである。例えば、カム本体部の周方向において、第２の突起が、第１の突起が配置されている範囲内に位置する例について説明したがこれに限られるものでなく、カム本体部の周方向において、第２の突起が第１の突起が配置されている範囲外に位置するものであってもよい。この場合、カムスイッチはカム本体部の周方向において異なる位置に配置される。本発明は、上述の実施形態によって制限するものと解するべきではなく、特許請求の範囲に記載した内容を逸脱しない範囲での変更が可能である。

【産業上の利用可能性】

【0046】

本発明は、カムを備える主幹制御器に利用可能である。

【符号の説明】

【0047】

１：主幹制御器
２：カム
３：ハンドル
１１、１１ａ〜１１ｆ：第１のカムスイッチ
１２、１２ａ〜１２ｆ：第２のカムスイッチ
２０：カム本体部
２１、２１ａ〜２１ｆ：第１の突起
２２、２２ａ〜２２ｆ：第２の突起
３１ａ〜３１ｆ：第１のカム接点
３２ａ〜３２ｆ：第２のカム接点
Ａ：カム本体部の周方向
Ｏ：カム本体部の中心軸

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】