特許 7324723 遮断桿動作測定装置

(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】

(24)【登録日】2023-08-02

(45)【発行日】2023-08-10

(54)【発明の名称】遮断桿動作測定装置

(51)【国際特許分類】

   B61L 29/04 20060101AFI20230803BHJP

   E01F 13/00 20060101ALI20230803BHJP

【ＦＩ】

B61L29/04 B

E01F13/00

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2020023773

(22)【出願日】2020-02-14

(65)【公開番号】P2021127045

(43)【公開日】2021-09-02

【審査請求日】2022-12-06

(73)【特許権者】

【識別番号】000143949

【氏名又は名称】株式会社鷺宮製作所

(74)【代理人】

【識別番号】100134832

【弁理士】

【氏名又は名称】瀧野 文雄

(74)【代理人】

【識別番号】100165308

【弁理士】

【氏名又は名称】津田 俊明

(74)【代理人】

【識別番号】100115048

【弁理士】

【氏名又は名称】福田 康弘

(72)【発明者】

【氏名】田中 達也

(72)【発明者】

【氏名】石川 琢郎

(72)【発明者】

【氏名】森田 將裕

【審査官】冨永 達朗

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１７－１０７４１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－１０５３３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２００８／０２９６４４２（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６１Ｌ ２９／０４

Ｅ０１Ｆ １３／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

遮断機における遮断桿の動作に関する測定を行う遮断桿動作測定装置であって、
前記遮断桿の傾きを検出する傾き検出部と、
時間を計測する計時部と、
前記遮断桿の降下動作及び上昇動作について、各動作に要した動作時間、及び各動作の終了時における前記遮断桿の動作終了傾き、を表す測定データを、前記傾き検出部での検出結果及び前記計時部での計時結果に基づいて生成するデータ生成部と、
前記測定データを所定の出力先に出力する出力部と、
前記傾き検出部、前記計時部、前記データ生成部、及び前記出力部、を収納する筐体と、
を備え、
前記筐体が、前記遮断桿と一緒に動くように設置され、
前記傾き検出部が、加速度センサ又は角度センサを用いて前記遮断桿の傾きを検出することを特徴とする遮断桿動作測定装置。

【請求項2】

前記出力部が、前記測定データを無線で出力することを特徴とする請求項１に記載の遮断桿動作測定装置。

【請求項3】

棒状アンテナを有する無線通信部を更に備え、
前記筐体が、前記棒状アンテナの長手方向が前記遮断桿の長手方向に沿うように前記遮断桿に設置されており、
前記出力部は、前記遮断桿が上昇して立てられた状態にあるときに、前記無線通信部を介して前記測定データを無線で出力することを特徴とする請求項１又は２に記載の遮断桿動作測定装置。

【請求項4】

前記データ生成部は、前記傾き検出部での検出結果が降下開始閾値から降下終了閾値まで変化する際に前記計時部で計時された降下動作時間、及び、前記傾き検出部での検出結果が上昇開始閾値から上昇終了閾値まで変化する際に前記計時部で計時された上昇動作時間を前記動作時間として表す測定データを生成することを特徴とする請求項１～３のうち何れか一項に記載の遮断桿動作測定装置。

【請求項5】

前記データ生成部は、前記傾き検出部での検出結果が降下終了閾値に達してから第１待ち時間が経過した後の第１測定時間に亘る前記傾き検出部での検出結果の平均値、及び前記傾き検出部での検出結果が上昇終了閾値に達してから第２待ち時間が経過した後の第２測定時間に亘る前記傾き検出部での検出結果の平均値、を前記動作終了傾きとして表す測定データを生成することを特徴とする請求項１～４のうち何れか一項に記載の遮断桿動作測定装置。

【請求項6】

所定のスリープ期間が到来すると、当該スリープ期間中は前記傾き検出部、前記計時部、前記データ生成部、及び前記出力部の動作を停止させるスリープ制御部を、更に備えることを特徴とする請求項１～５に記載の遮断桿動作測定装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、例えば踏切等の遮断機における遮断桿の動作に関する測定を行う遮断桿動作測定装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、鉄道における踏切の遮断機の異常の有無を捕捉するために遮断桿の動作に関する測定を行う技術が知られている（例えば、特許文献１参照。）。特許文献１に記載の技術では、遮断桿に取り付けられたセンサ部によって検出される２種類以上の物理量が判定基準と比較されることで異常の有無が判定され、その判定結果が上位の管理装置に通知されることとなっている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１７－１０５３３６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ここで、遮断機においては、実際に異常が生じる前に何等かの兆候が表れる場合がある。しかしながら、上述した技術は、飽くまでも異常の有無についての判定結果を通知するのみなので、異常発生に先立ってその兆候を通知先で捉えることまでは困難と言わざるを得ないのが現状である。

【0005】

従って、本発明は、上記のような事情に着目し、遮断機について異常発生のみならず異常の兆候をも通知先で捉えることができる遮断桿動作測定装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記課題を解決するために、遮断桿動作測定装置は、遮断機における遮断桿の動作に関する測定を行う遮断桿動作測定装置であって、前記遮断桿の傾きを検出する傾き検出部と、時間を計測する計時部と、前記遮断桿の降下動作及び上昇動作について、各動作に要した動作時間、及び各動作の終了時における前記遮断桿の動作終了傾き、を表す測定データを、前記傾き検出部での検出結果及び前記計時部での計時結果に基づいて生成するデータ生成部と、前記測定データを所定の出力先に出力する出力部と、前記傾き検出部、前記計時部、前記データ生成部、及び前記出力部、を収納する筐体と、を備え、前記筐体が、前記遮断桿と一緒に動くように設置され、前記傾き検出部が、加速度センサ又は角度センサを用いて前記遮断桿の傾きを検出することを特徴とする。

【0007】

一般に、遮断機では、遮断桿の後端側に取り付けられたバランスウェイトによってバランスが取られつつ、遮断桿がモータや駆動メカ等を有する駆動部によって昇降される。遮断桿の動作時間や動作終了傾きが予め定められた範囲内に収まらない場合、駆動部における何等かの故障、あるいは折損等による遮断桿の重量のズレ、等が生じている可能性がある。以下にいう異常や兆候とは、このような駆動部の故障や遮断桿の重量のズレ等というように、遮断桿の動作時間や動作終了傾きから捕捉可能な事象のことである。上記の遮断桿動作測定装置によれば、遮断桿の降下動作及び上昇動作について、各動作に要した動作時間、及び各動作の終了時における遮断桿の動作終了傾き、を表す測定データが出力先に出力される。つまり、異常判断の源泉となり得る測定データが出力されるので、その出力先では、異常発生のみならず異常の兆候をも測定データを用いて捉えることができる。また、異常やその兆候は遮断桿の降下時と上昇時それぞれに個別に現れることがある。これに対し、上記の遮断桿動作測定装置によれば、降下動作及び上昇動作それぞれの動作時間及び動作終了傾きを表す測定データが出力されるので、上記のように個別に現れる異常や兆候を漏れなく捉えることができる。

【0008】

また、上記の遮断桿動作測定装置では、計時に関しては測定データの生成を担う例えばＭＰＵ（Micro Processing Unit）等の部品における一般的な計時機能を利用すればよい。即ち、ハードウェアとしてのセンサは、遮断桿の傾きという１種類の物理量を検出するセンサのみを用意すれば足りる。このように、上記の遮断桿動作測定装置によれば、センサの数が少なくて済むことから、部品コストを低減させることもできる。

【0009】

また、上記の遮断桿動作測定装置によれば、筐体に収容されて遮断桿と一緒に動くように設けられた加速度センサ又は角度センサを用いることで、遮断桿の傾きが高精度で検出されることから、測定データの精度を一層向上させることができる。

【0010】

また、前記出力部が、前記測定データを無線で出力することも好適である。

【0011】

この構成によれば、ケーブルが長く配策されることが望ましくない踏切においても、測定データを所望の出力先へと出力することができる。

【0012】

また、棒状アンテナを有する無線通信部を更に備え、前記筐体が、前記棒状アンテナの長手方向が前記遮断桿の長手方向に沿うように前記遮断桿に設置されており、前記出力部は、前記遮断桿が上昇して立てられた状態にあるときに、前記無線通信部を介して前記測定データを無線で出力することも好適である。

【0013】

この構成によれば、通信性能の高い棒状アンテナが遮断桿とともに立てられて通信障害が抑えられた状態にあるときに測定データが無線で出力されるので、高い信頼性の下で測定データを所望の出力先に送ることができる。棒状アンテナが遮断桿とともに立てられたときに通信障害が抑えられるのは、遮断桿が立てられた、即ち遮断桿が上がっている状態では列車という金属の遮蔽物が、棒状アンテナと出力先との間に存在しないためである。また、近年の列車では、ＶＶＶＦインバータ制御（Variable Voltage Variable Frequency：可変電圧可変周波数インバータ制御）による電動機制御が採用されていることが多い。列車の通過時には、このＶＶＶＦインバータ制御によって発生する高調波ノイズが列車から放射される可能性が高いが、列車不在時には、この高調波ノイズによる通信障害も抑えられることとなる。このような状態で測定データの無線出力を行うことで、例えば無線出力に失敗したときのリトライのリスクも低減されることとなり、リトライの実施による電力消費の増加を抑えることも可能となる。

【0014】

また、前記データ生成部は、前記傾き検出部での検出結果が降下開始閾値から降下終了閾値まで変化する際に前記計時部で計時された降下動作時間、及び、前記傾き検出部での検出結果が上昇開始閾値から上昇終了閾値まで変化する際に前記計時部で計時された上昇動作時間を前記動作時間として表す測定データを生成することも好適である。

【0015】

この構成によれば、傾き検出部での検出結果と上記の各閾値との比較により、処理負担を抑えつつも高い精度で遮断桿の動作時間を表す測定データが生成されることとなる。

【0016】

また、前記データ生成部は、前記傾き検出部での検出結果が降下終了閾値に達してから第１待ち時間が経過した後の第１測定時間に亘る前記傾き検出部での検出結果の平均値、及び前記傾き検出部での検出結果が上昇終了閾値に達してから第２待ち時間が経過した後の第２測定時間に亘る前記傾き検出部での検出結果の平均値、を前記動作終了傾きとして表す測定データを生成することも好適である。

【0017】

この構成によれば、傾き検出部での検出結果の平均値を動作終了傾きとして表す測定データを生成することで、動作終了時の遮断桿の揺れ等によって検出結果がバラつくようなことがあっても安定した測定データを得ることができる。

【0018】

また、所定のスリープ期間が到来すると、当該スリープ期間中は前記傾き検出部、前記計時部、前記データ生成部、及び前記出力部の動作を停止させるスリープ制御部を、更に備えることも好適である。

【0019】

この構成によれば、スリープ期間中における傾き検出部、計時部、データ生成部、及び出力部の電力消費を抑えることができるので、節電効果を得ることができる。

【発明の効果】

【0020】

上述の遮断桿動作測定装置によれば、遮断機について異常発生のみならず異常の兆候をも通知先で捉えることができる。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】一実施形態に係る遮断桿動作測定装置が設置される踏切を示す模式図である。

【図2】図１に示されている踏切器具箱内の各種装置を、遮断桿動作測定装置から出力される測定データの流れに注目して示すブロック図である。

【図3】図１及び図２に模式的に示されている遮断桿動作測定装置の外観図である。

【図4】図３に示されている遮断桿動作測定装置を、樹脂ケースの開閉蓋が開かれて内部が見える状態で示す図である。

【図5】遮断桿動作測定装置のハードウェア構成を、図４に示されている遮断桿動作測定装置の内部構成に注目して模式的に示すブロック図である。

【図6】図５に示されている本体基板におけるハードウェア構成を示す模式的なブロック図である。

【図7】図４に示されている設定用スイッチにおける複数のスイッチのオン／オフの組合せの一例を表形式で示す模式図である。

【図8】図３～図７に模式的に示されている遮断桿動作測定装置について、その機能に注目して示す模式的な機能ブロック図である。

【図9】遮断桿動作測定装置の樹脂ケースが遮断桿にどのように取り付けられるかを模式的に表す図である。

【図10】遮断桿の動作に関する測定処理を表すタイムチャートを示す図である。

【図11】遮断桿の動作に関する測定処理のうち測定データが生成されるまでの処理の流れの途中までを表すフローチャートである。

【図12】測定データが生成されるまでの処理の流れのうち、図１１に示されている処理の続きを表すフローチャートである。

【図13】遮断桿の動作に関する測定処理のうち測定データが生成されてから測定データの出力が完了するまでの処理の流れを表すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0022】

以下、一実施形態に係る遮断桿動作測定装置について図面を参照して説明する。

【0023】

図１は、一実施形態に係る遮断桿動作測定装置が設置される踏切を示す模式図である。

【0024】

この図１に示されている踏切１は、鉄道の線路Ｒ１１と道路Ｒ１２とが交差する箇所に設置される設備であり、２箇所の遮断機１１、２箇所の警報機１２、及び踏切器具箱１３を備えている。遮断機１１と警報機１２は、道路Ｒ１２を挟んで対をなすように、更に線路Ｒ１１を挟んでも対をなすように配置されている。

【0025】

遮断機１１は、遮断桿１１ａと、その遮断桿１１ａを昇降して遮断機１１を開閉する駆動部１１ｂと、を備え、列車の通過時に遮断桿１１ａを下げることで人や車両の線路Ｒ１１への侵入を規制する。

【0026】

警報機１２は、柱状物１２ａ、標示板１２ｂ、スピーカ１２ｃ、及び警報灯１２ｄ、を備えている。柱状物１２ａは、線路Ｒ１１及び道路Ｒ１２の脇に立設され、標示板１２ｂ、スピーカ１２ｃ、及び警報灯１２ｄ、を支持する。標示板１２ｂは、本設備が踏切１の警報機１２であること示すものである。スピーカ１２ｃは、柱状物１２ａの上端側に配置され、列車の通過前から通過後に掛けて警報音を発する。本実施形態では、この警報音は、一例として７００Ｈｚと７５０Ｈｚの発振信号を合成した音信号に応じた音の振幅が増減するように鳴動する音となっている。警報灯１２ｄは、柱状物１２ａにおける標示板１２ｂの下側に配置され、列車の通過前から通過後に掛けて、上記の警報音に応じて点滅を繰り返して視覚的に警報する。

【0027】

踏切器具箱１３は、一の遮断機１１の隣に設置され、各遮断機１１や各警報機１２の動作制御を行うとともに、踏切１の監視に関する各種情報を収集し、ネットワークユニット２を介して所定の指令サーバ３との間でやり取りする各種装置を収納した設備である。

【0028】

ここで、本実施形態では、各遮断機１１に、遮断桿１１ａの動作に関する測定を行う遮断桿動作測定装置１００が取り付けられている。この遮断桿動作測定装置１００は、測定データを踏切器具箱１３に収納された後述の本体ユニット１３ａに向けて無線で出力する。そして、踏切器具箱１３の本体ユニット１３ａは、出力されてきた測定データをネットワークユニット２に無線で出力し、測定データはそのネットワークユニット２から所定の指令サーバ３へと送られる。

【0029】

図２は、図１に示されている踏切器具箱内の各種装置を、遮断桿動作測定装置から出力される測定データの流れに注目して示すブロック図である。

【0030】

踏切器具箱１３には、全体制御装置１３－１、本体ユニット１３ａ、電源装置１３ｂ、接点入出力装置１３ｃ、及び長距離無線モジュール１３ｄ、が設置されている。また、踏切器具箱１３には、短距離無線モジュール１３ｅが外付け設置されている。

【0031】

全体制御装置１３－１は、遮断機１１や警報機１２等といった踏切１に設けられた装置や、踏切器具箱内の各種装置を含む、踏切全体の制御を司るものである。

【0032】

本体ユニット１３ａは、遮断桿動作測定装置１００から測定データを受け取って各種処理を施し、測定データや処理結果を、長距離無線モジュール１３ｄを介してネットワークユニット２に無線で出力する。電源装置１３ｂは、例えば外部から商用電源等の電力供給を受けて、２４Ｖの直流電力に変換して各装置に供給する。接点入出力装置１３ｃは、全体制御装置１３－１の制御の下で、本体ユニット１３ａとの間で、各遮断機１１や各警報機１２の動作状態を表す踏切動作信号を遣り取りする。長距離無線モジュール１３ｄは、ネットワークユニット２を介して指令サーバ３との間で無線通信を行う。ここでの無線通信は、例えばＬＰＷＡ（Low Power Wide Area：登録商標）の一種であるＬｏＲａ（Long Range：登録商標）や、ＬＴＥ（Long Term Evolution：登録商標）等といった無線通信規格に則って行われる。短距離無線モジュール１３ｅは、遮断桿動作測定装置１００との間で無線通信を行う。ここでの無線通信は、例えばＺｉｇｂｅｅ（登録商標）等といった無線通信規格に則って行われる。

【0033】

また、本体ユニット１３ａには、メンテナンス用のＰＣ（Personal Computer）４の有線での接続が可能となっている。メンテナンス時には、このＰＣ４を介して、本体ユニット１３ａに対する各種パラメータの設定／変更や、本体ユニット１３ａからの各種データの吸い上げ等が行われる。本体ユニット１３ａとＰＣ４との有線接続における通信は、例えばＲＳ２３２Ｃ（Recommended Standard 232C）等の通信規格に則って行われる。

【0034】

本実施形態における踏切１は、概略、以上に説明したように構成されている。尚、踏切における遮断機や警報機の設置数、設置位置、機器構成、踏切器具箱の内部構成、踏切器具箱と外部装置との接続形態や通信規格等は、何れも図１や図２を参照して説明した上述の概略構成に限るものではなく、適宜に設定し得るものである。

【0035】

次に、図１及び図２に模式的に示されている遮断桿動作測定装置１００について詳細に説明する。

【0036】

図３は、図１及び図２に模式的に示されている遮断桿動作測定装置の外観図である。

【0037】

遮断桿動作測定装置１００は、開閉蓋１００ａ－１を有する樹脂ケース１００ａに各種回路基板等が収容されたものであり、遮断機１１の遮断桿１１ａに設置される。

【0038】

図４は、図３に示されている遮断桿動作測定装置を、樹脂ケースの開閉蓋が開かれて内部が見える状態で示す図である。また、図５は、遮断桿動作測定装置のハードウェア構成を、図４に示されている遮断桿動作測定装置の内部構成に注目して模式的に示すブロック図である。

【0039】

遮断桿動作測定装置１００における樹脂ケース１００ａの内部には、金属製のシールドケース１０１と、本体基板１０２と、電池１０３と、通信基板１０４と、棒状アンテナ１０５と、が搭載されている。

【0040】

シールドケース１０１は、本体基板１０２を収容し、棒状アンテナ１０５で送受信される無線信号が電磁ノイズとなって本体基板１０２に影響を及ぼさないように保護する。

【0041】

本体基板１０２は、遮断桿１１ａの動作に関する測定についての各種処理を行う部位である。この本体基板１０２には、三軸加速度センサ１０２ａ、電池コネクタ１０２ｂ、無線用コネクタ１０２ｃ、有線用コネクタ１０２ｄ、及び設定用スイッチ１０２ｅ、が設けられている。三軸加速度センサ１０２ａは、重力加速度の計測に基づいて鉛直方向に対する傾き角度を検出する。電池コネクタ１０２ｂには、電池１０３が電池用内部ケーブル１０３ａを介して接続される。無線用コネクタ１０２ｃには、無線通信を行う通信基板１０４が無線用内部ケーブル１０４ｃを介して接続される。有線用コネクタ１０２ｄには、メンテナンス時にメンテナンス用のＰＣが所定の接続ケーブルを介して接続される。設定用スイッチ１０２ｅは、複数のスイッチのオン／オフの組合せにより各種設定入力を行うものである。

【0042】

電池１０３は、樹脂ケース１００ａに交換可能に搭載され、本体基板１０２に対して電力供給を行う。他の通信基板１０４には、電池１０３からの電力が本体基板１０２から供給される。

【0043】

通信基板１０４は、例えばＺｉｇｂｅｅ（登録商標）等といった無線通信規格に則った無線通信の処理を行うものであり、本体用コネクタ１０４ａ及びアンテナ用コネクタ１０４ｂが搭載されている。本体用コネクタ１０４ａには、無線用内部ケーブル１０４ｃを介して本体基板１０２が接続される。アンテナ用コネクタ１０４ｂには、アンテナ用内部ケーブル１０５ａを介して棒状アンテナ１０５が接続される。

【0044】

棒状アンテナ１０５は、通信基板１０４での処理の下で無線信号の送受信を行う。

【0045】

図６は、図５に示されている本体基板におけるハードウェア構成を示す模式的なブロック図である。

【0046】

本体基板１０２には、ＭＰＵ（Micro Processing Unit）１０２ｆ、センサ回路１０２ｇ、及び電源回路１０２ｈが搭載されている。更に、本体基板１０２には、無線通信回路１０２ｉ、有線通信回路１０２ｊ、ＳＷ回路１０２ｋ、リセット回路１０２ｍ、及びセラミック発振子１０２ｎ、が搭載されている。

【0047】

ＭＰＵ１０２ｆは、各種信号処理を行う集積回路である。

【0048】

センサ回路１０２ｇは、ＭＰＵ１０２ｆとの間で、三軸加速度センサ１０２ａからの出力の遣り取りを行う。

【0049】

電源回路１０２ｈは、ＭＰＵ１０２ｆの制御の下で、電池１０３からの電力を適宜に変換してＭＰＵ１０２ｆへと供給する。

【0050】

無線通信回路１０２ｉは、ＭＰＵ１０２ｆの制御の下で、例えばＺｉｇｂｅｅ（登録商標）等の無線通信規格に則った無線通信用の信号を、通信基板１０４との間で遣り取りする。

【0051】

有線通信回路１０２ｊは、ＭＰＵ１０２ｆの制御の下で、例えばＲＳ２３２Ｃ等の通信規格に則った有線通信用の信号を、本体基板１０２に接続されたメンテナンス用のＰＣとの間で遣り取りする。

【0052】

ＳＷ回路１０２ｋは、ＭＰＵ１０２ｆの制御の下で、図４に示されている設定用スイッチ１０２ｅにおける複数のスイッチのオン／オフの組合せに基づいた各種設定を行う。

【0053】

図７は、図４に示されている設定用スイッチにおける複数のスイッチのオン／オフの組合せの一例を表形式で示す模式図である。

【0054】

この図７の例では、設定用スイッチ１０２ｅにおける８つのスイッチのうち「１」～「４」の４つのスイッチにおけるオン／オフの組合せにより、遮断桿動作測定装置１００を個体識別するためのユニットナンバーが設定される。「５」のスイッチは、メンテナンスの際に、実際の測定データの代わりにメンテナンス用の模擬データを無線通信回路１０２ｉへと強制出力させるために用いられる。オンで模擬データの出力状態となり、オフで出力停止状態となる。「６」のスイッチは、メンテナンスの際に、有線通信回路１０２ｊを介したメンテナンス用のＰＣとの通信の許可／不許可を設定するために用いられる。オンで許可となり、オフで不許可となる。「７」のスイッチは、遮断桿動作測定装置１００の取付け方向を設定するために用いられる。図１に示されているような遮断機１１では、その設置位置に応じて、向かって左右何れの側に遮断桿１１ａが倒れて降下するかが変わる。遮断桿動作測定装置１００では、遮断桿１１ａが鉛直に立てられた状態を０°とし、左右何れかに遮断桿１１ａが倒れていく方向を＋方向、逆方向を－方向、として遮断桿１１ａの傾き角度が検出される。「７」のスイッチは、左右何れの方向を＋方向として傾き角度の検出を行うかを設定するものとなっている。また、図７の例では、「８」のスイッチが不使用の空きスイッチとなっている。

【0055】

設定スイッチ１０２ｅを設けることで、監視ユニット１００ａのユニットナンバーや、模擬データのオン／オフについて、メンテナンス要員が目視確認しながら設定することができる。

【0056】

尚、本実施形態とは異なり、設定スイッチ１０２ｅを特には設けず、例えばメンテナンス用のＰＣ等を介し、そのモニタ上で設定内容を確認しながらユニットナンバーや模擬データのオン／オフの設定を行うこととしてもよい。

【0057】

図６のリセット回路１０２ｍは、ＭＰＵ１０２ｆのリセットを行う。

【0058】

セラミック発振子１０２ｎは、ＭＰＵ１０２ｆの制御の下で、回路動作の基準となる基準クロックをＭＰＵ１０２ｆに供給する。

【0059】

本実施形態における遮断桿動作測定装置１００は、概略、以上に説明したように構成されている。尚、遮断桿動作測定装置におけるケース素材は、本実施形態の遮断桿動作測定装置１００のように線路の近傍に設置される場合、列車通過時のバラストの飛散に耐え得る強度であれば、樹脂及び金属等でよい。また、ケース形状についても、図３や図４に示されている形状に限るものではない。ケース素材やケース形状は、使用環境等に応じて適宜に設定し得る。また、遮断桿動作測定装置の内部構成、基板やアンテナや電池の接続形態や通信規格、設定スイッチの設定状態等についても、何れも図３～図７を参照して説明した上述の概略構成に限るものではなく、適宜に設定し得るものである。

【0060】

次に、図３～図７に模式的に示されている遮断桿動作測定装置１００の機能に注目して説明する。

【0061】

図８は、図３～図７に模式的に示されている遮断桿動作測定装置について、その機能に注目して示す模式的な機能ブロック図である。

【0062】

遮断桿動作測定装置１００は、その機能に注目すると、傾き検出部１１１、計時部１１２、データ生成部１１３、出力部１１４、無線通信部１１５、及びスリープ制御部１１６、を備えている。傾き検出部１１１がセンサ回路１０２ｇによって構築され、計時部１１２、データ生成部１１３、出力部１１４、及びスリープ制御部１１６が、本体基板１０２におけるＭＰＵ１０２ｆによって構築される。また、無線通信部１１５が、通信基板１０４及び棒状アンテナ１０５によって構築される。

【0063】

傾き検出部１１１は、遮断桿の傾きを検出する機能部位であり、三軸加速度センサ１０２ａで傾き角度を検出するセンサ回路１０２ｇによって構築される。

【0064】

計時部１１２は、時間を計測する機能部位であり、ＭＰＵ１０２ｆにおける計時機能によって構築される。

【0065】

データ生成部１１３は、遮断桿１１ａの降下動作及び上昇動作について、各動作に要した動作時間、及び各動作の終了時における遮断桿１１ａの動作終了傾き、を表す測定データを、生成する機能部位である。この測定データは、傾き検出部１１１での検出結果及び計時部１１２での計時結果に基づいて生成される。ここで、データ生成部１１３は、測定処理部１１３ａと、生成処理部１１３ｂと、を有する。測定処理部１１３ａは、上記の検出結果及び計時結果に基づいて遮断桿１１ａの降下動作及び上昇動作それぞれの動作時間を測定し、各動作の終了時における検出結果に基づいて動作終了傾きを測定する機能部位である。生成処理部１１３ｂは、測定処理部１１３ａでの測定結果に基づいて測定データを生成する機能部位である。データ生成部１１３も、上述したように本体基板１０２におけるＭＰＵ１０２ｆによって構築される。

【0066】

出力部１１４は、データ生成部１１３で生成された測定データを、出力先たる踏切器具箱１３の本体ユニット１３ａに無線通信部１１５を介して出力する機能部位である。本実施形態では、データ生成部１１３で生成された測定データは、本体基板１０２における不図示のメモリに一旦記憶される。そして、出力部１１４は、遮断桿１１ａが上昇して立てられた状態にあるときに、測定データをメモリから読みだして無線で出力する。このときの出力は、例えばＺｉｇｂｅｅ（登録商標）等といった無線通信規格に則った無線通信によって行われる。この出力部１１４も、本体基板１０２におけるＭＰＵ１０２ｆによって構築される。

【0067】

無線通信部１１５は、棒状アンテナ１０５を有して無線通信を行う機能部位であり、通信基板１０４及び棒状アンテナ１０５によって構築される。

【0068】

スリープ制御部１１６は、所定のスリープ期間が到来すると、当該スリープ期間中は傾き検出部１１１、計時部１１２、データ生成部１１３、出力部１１４、及び無線通信部１１５の動作を停止させる機能部位である。スリープ期間としては、例えば測定データの出力後の一定期間や、終電車が踏切を通過してから始発電車が踏切を通過するまでの間における一定期間等が一例として挙げられる。また、一日における一定時間帯や、一週間における特定曜日の一定時間帯等というように、予め定められた定期的な期間もスリープ期間の一例として挙げられる。

【0069】

そして、傾き検出部１１１、計時部１１２、データ生成部１１３、出力部１１４、無線通信部１１５、及びスリープ制御部１１６が筐体としての樹脂ケース１００ａに収納されている。ここで、本実施形態では、この樹脂ケース１００ａが、遮断機１１に、次のように取り付けられる。

【0070】

図９は、遮断桿動作測定装置の樹脂ケースが遮断桿にどのように取り付けられるかを模式的に表す図である。

【0071】

この図９に示されているように、遮断桿動作測定装置１００の樹脂ケース１００ａは、まず、遮断機１１の遮断桿１１ａと一緒に動くように設置されている。具体的には、遮断桿１１ａの駆動部１１ｂ寄りに固定された不図示の取付け構造物に、樹脂ケース１００ａが固定されている。更に、樹脂ケース１００ａは、遮断桿動作測定装置１００における棒状アンテナ１０５の長手方向Ｄ１１が遮断桿１１ａの長手方向Ｄ１２に沿うように遮断桿１１ａに設置されている。

【0072】

そして、上述したように、出力部１１４は、遮断桿１１ａが０°まで上昇して鉛直に立てられた状態にあるときに、無線通信部１１５を介して測定データを無線で出力することとなっている。

【0073】

次に、以上に説明した遮断桿動作測定装置１００で実行される遮断桿１１ａの動作に関する測定処理について、以下に図示するタイムチャート及びフローチャートと、を参照して説明する。

【0074】

図１０は、遮断桿の動作に関する測定処理を表すタイムチャートを示す図である。図１１は、遮断桿の動作に関する測定処理のうち測定データが生成されるまでの処理の流れの途中までを表すフローチャートである。図１２は、測定データが生成されるまでの処理の流れのうち、図１１に示されている処理の続きを表すフローチャートである。そして、図１３は、遮断桿の動作に関する測定処理のうち測定データが生成されてから測定データの出力が完了するまでの処理の流れを表すフローチャートである。

【0075】

図１０のタイムチャートＴＣ１０には、列車チャートＴＣ１１、接点入力チャートＴＣ１２、イベントチャートＴＣ１３、遮断機チャートＴＣ１４、本体ユニットチャートＴＣ１５、及び遮断桿動作測定チャートＴＣ１６が示されている。

【0076】

列車チャートＴＣ１１には、踏切１における、列車の不在、接近、通過中、通過後、という列車の通過状況の経過が示されている。

【0077】

接点入力チャートＴＣ１２には、踏切器具箱１３の全体制御装置１３－１が遮断機１１及び警報機１２を動作させたことを示す動作指示Ｒ、遮断機１１の降下状態を表す信号として全体制御装置１３－１から出力される降下信号Ｒ、の経過が示されている。動作指示Ｒ及び降下信号Ｒは全体制御装置１３－１から接点入出力部１３ｃを介して本体ユニット１３ａに送られる。列車の接近時に動作指示ＲがＨ→Ｌとなることで、警報機１２が警報音の鳴動を開始させるとともに、降下待機時間の経過後に遮断機１１が遮断桿１１ａの降下を開始したことが本体ユニット１３ａで認識される。降下完了後、降下信号ＲがＬ→Ｈとなることで遮断機１１の降下状態が踏切器具箱１３の接点入出力部１３ｃを介して本体ユニット１３ａで認識される。列車が通過してしまうと、動作指示ＲがＬ→Ｈとなることで、警報機１２が警報音の鳴動を終了させるとともに、遮断機１１が遮断桿１１ａの上昇を開始したことが本体ユニット１３ａで認識される。この上昇開始とともに降下信号ＲがＨ→Ｌとなることで遮断機１１の降下状態の終了が本体ユニット１３ａで認識される。

【0078】

イベントチャートＴＣ１３には、動作指示Ｒの変化に応じて遮断機１１及び警報機１２で生じる上述の各種動作イベントの経過が示されている。即ち、警報音の鳴動開始、遮断桿１１ａの降下開始、遮断桿１１ａの降下量が一定量を超えたことによる遮断完了、遮断桿１１ａの降下終了が示されている。その後、列車の通過待ちを経て、通過後における警報音の鳴動終了、遮断桿１１ａの上昇開始、上昇終了が示されている。遮断桿１１ａの上昇終了の後は、後述するように、遮断桿動作測定装置１００での測定終了を経て、遮断桿動作測定装置１００から本体ユニット１３ａへの測定結果出力が行われる。

【0079】

遮断機チャートＴＣ１４には、遮断機１１における遮断桿１１ａの傾きの変化が示されている。列車不在時に鉛直に立てられて傾き角度が０°の状態にある遮断桿１１ａは、警報音の鳴動開始後、降下待機時間が経過すると傾き角度が９０°となる水平の状態に向かって降下を開始する。所定の降下時間で傾き角度が９０°に達すると列車の通過待ちとなり、列車が通過して警報音の鳴動が終了すると上昇を開始する。所定の上昇時間で傾き角度が０°の鉛直に立てられた状態となると遮断桿１１ａの動作が終了する。

【0080】

ここで、遮断桿１１ａの急激過ぎる降下、上昇動作は、踏切１を横断中の歩行者や、踏切１の手前で立ち止まっている歩行者にぶつかったり、歩行者の衣服などを引っ掛けたりする等といった事態をもたらす恐れがある。また、遮断桿１１ａの緩慢過ぎる降下、上昇動作は、踏切１を通る道路Ｒ１２の遮断時間が長くなり、交通渋滞を引き起こす恐れがある。従って、上記の降下時間及び上昇時間は、歩行者の安全、交通状況、遮断機１１の構造等を考慮して適宜決められている。

【0081】

本体ユニットチャートＴＣ１５には、本体ユニット１３ａから遮断桿動作測定装置１００に対し例えばＺｉｇｂｅｅ（登録商標）等の通信規格で行われる通信イベントが示されている。本実施形態では、本体ユニット１３ａから遮断桿動作測定装置１００に対して行われる通信イベントは、遮断桿動作測定装置１００から出力された測定データの受取確認の通知のみとなっている。

【0082】

遮断桿動作測定チャートＴＣ１６には、測定チャートＴＣ１６１と、出力チャートＴＣ１６２と、が示されている。

【0083】

測定チャートＴＣ１６１には、遮断桿１１ａにおける傾き角度の変化に対してデータ生成部１１３で実行される測定処理が示されている。

【0084】

データ生成部１１３では、まず、傾き検出部１１１での検出結果が降下開始閾値Ｌ１１から降下終了閾値Ｌ１２まで変化する際に計時部１１２で計時された降下動作時間ＴＳ１１が求められる。更に、傾き検出部１１１での検出結果が上昇開始閾値Ｌ１３から上昇終了閾値Ｌ１４まで変化する際に計時部１１２で計時された上昇動作時間ＴＳ１２が求められる。ここで、降下開始閾値Ｌ１１とは、遮断桿１１ａが鉛直（０°）に立てられた状態から所定程度倒れたときの傾き角度のことであり、降下終了閾値Ｌ１２とは、遮断桿１１ａが水平（９０°）にまで倒れる所定程度手前の段階での傾き角度のことである。降下開始閾値Ｌ１１としては、例えば５°等の角度が一例として挙げられ、降下終了閾値Ｌ１２としては、例えば８５°等の角度が一例として挙げられる。また、上昇開始閾値Ｌ１３とは、遮断桿１１ａが水平（９０°）に倒れた状態から所定程度起き上がったときの傾き角度のことであり、上昇終了閾値Ｌ１４とは、遮断桿１１ａが鉛直（０°）にまで起き上がる所定程度手前の段階での傾き角度のことである。上昇開始閾値Ｌ１３としては、例えば８５°等の角度が一例として挙げられ、上昇終了閾値Ｌ１４としては、例えば５°等の角度が一例として挙げられる。尚、降下開始閾値Ｌ１１、降下終了閾値Ｌ１２、上昇開始閾値Ｌ１３、及び上昇終了閾値Ｌ１４、の具体的な値は、傾き検出部１１１における例えば検出分解能等に応じて任意に設定し得るものである。

【0085】

また、データ生成部１１３では、傾き検出部１１１での検出結果が降下終了閾値Ｌ１２に達してから第１待ち時間ＴＳ１３が経過した後の第１測定時間ＴＳ１４に亘る傾き検出部１１１での検出結果の平均値が降下動作終了傾きＬ１５として求められる。更に、傾き検出部１１１での検出結果が上昇終了閾値Ｌ１４に達してから第２待ち時間ＴＳ１５が経過した後の第２測定時間ＴＳ１６に亘る傾き検出部１１１での検出結果の平均値が上昇動作終了傾きＬ１６として求められる。

【0086】

そして、データ生成部１１３では、このようにして求められた降下動作時間ＴＳ１１、上昇動作時間ＴＳ１２、降下動作終了傾きＬ１５、及び上昇動作終了傾きＬ１６、を表す測定データが生成される。

【0087】

このような測定データの生成に関する処理について、ここまでの説明と若干重複する内容も含むが、図１１及び図１２のフローチャートを参照して説明する。

【0088】

このフローチャートの処理は、遮断桿動作測定装置１００が上記のスリープ制御部１１６で規定されるスリープ期間が終了して起動すると開始される。すると、まず、各要素のイニシャライズが行われ（ステップＳ１１）、その後、待機状態となる（ステップＳ１２）。この間に、傾き検出部１１１での検出結果が降下開始閾値Ｌ１１を超えたか否かが判定される（ステップＳ１３）。降下開始閾値Ｌ１１未満の場合（ステップＳ１３のＮＯ判定）、ステップＳ１２に処理が戻って待機状態となる。

【0089】

降下開始閾値Ｌ１１を超えた場合（ステップＳ１３のＹＥＳ判定）、計時部１１２での計時結果の記録が行われる（ステップＳ１４）。次に、傾き検出部１１１での検出結果が降下終了閾値Ｌ１２を超えたか否かが判定される（ステップＳ１５）。降下終了閾値Ｌ１２未満の場合（ステップＳ１５のＮＯ判定）、ステップＳ１５の判断が繰り返されることでデータ生成部１１３が遮断桿１１ａの降下待ちの状態となる。

【0090】

降下終了閾値Ｌ１２を超えた場合（ステップＳ１５のＹＥＳ判定）、この時点での計時部１１２での計時結果と、ステップＳ１４で記録された計時結果と、から降下動作時間ＴＳ１１が求められる（ステップＳ１６）。

【0091】

尚、降下動作時間を取得する手法は、本実施形態のように２つの時点での計時結果から求める手法に限るものではない。例えば、ステップＳ１４の時点で計時を開始し、ステップＳ１６の時点で計時を終了することで、２つの時点の間の経過時間を降下動作時間として取得する手法等であってもよい。

【0092】

また、本実施形態とは異なり、降下動作時間の取得に留まらず、降下終了閾値Ｌ１２を超えるまでの動作時間についてタイムアウトを設けることとしてもよい。即ち、上限時間までに降下終了閾値Ｌ１２を超えない場合には、遮断桿１１ａと大地の間への車両等といったモノの挟まり等により遮断桿１１ａが完全に閉じ切らない等の異常が生じたものとして、当該異常を検出することとしてもよい。この場合、異常が検出された場合には、処理を停止し、異常検出時の傾き検出部１１１での検出結果と、計時部１１２での計時結果と、異常が生じた旨を示すエラー情報と、を表す測定データが生成される。そして、後述の出力処理を待たず、その測定データが本体ユニット１３ａに出力される。

【0093】

本実施形態では、降下動作時間ＴＳ１１の取得に続き、第１待ち時間ＴＳ１３が経過したか否かがデータ生成部１１３で判定される（ステップＳ１７）。

【0094】

第１待ち時間ＴＳ１３が経過していない場合（ステップＳ１７のＮＯ判定）、ステップＳ１７の判断が繰り返されることでデータ生成部１１３が第１待ち時間ＴＳ１３の経過待ち状態となる。第１待ち時間ＴＳ１３が経過した場合（ステップＳ１７のＹＥＳ判定）、傾き検出部１１１での検出結果が記録される（ステップＳ１８）。この記録に続いて、第１測定時間ＴＳ１４が経過したか否かがデータ生成部１１３で判定される（ステップＳ１９）。第１測定時間ＴＳ１４が経過していない場合（ステップＳ１９のＮＯ判定）、ステップＳ１８に戻って、傾き検出部１１１での検出結果の記録が繰り返される。

【0095】

第１測定時間ＴＳ１４が経過した場合（ステップＳ１９のＹＥＳ判定）、第１測定時間ＴＳ１４に亘る傾き検出部１１１での検出結果の平均値が降下動作終了傾きＬ１５として求められる（ステップＳ２０）。

【0096】

ここまでの処理で、遮断桿１１ａの降下動作に関する測定が終了し、次に上昇動作の測定に移行する。

【0097】

上昇動作の測定に移行すると、まず、傾き検出部１１１での検出結果が上昇開始閾値Ｌ１３を下回ったか否かが判定される（ステップＳ２１）。上昇開始閾値Ｌ１３以上の場合（ステップＳ２１のＮＯ判定）、ステップＳ２１の判断が繰り返されることでデータ生成部１１３が遮断桿１１ａの上昇待ちの状態となる。

【0098】

上昇開始閾値Ｌ１３を下回った場合（ステップＳ２１のＹＥＳ判定）、計時部１１２での計時結果の記録が行われる（ステップＳ２２）。次に、傾き検出部１１１での検出結果が上昇終了閾値Ｌ１４を下回ったか否かが判定される（ステップＳ２３）。上昇終了閾値Ｌ１４以上の場合（ステップＳ２３のＮＯ判定）、ステップＳ２３の判断が繰り返されることでデータ生成部１１３が遮断桿１１ａの上昇待ちの状態となる。

【0099】

上昇終了閾値Ｌ１４を下回った場合（ステップＳ２３のＹＥＳ判定）、この時点での計時部１１２での計時結果と、ステップＳ２２で記録された計時結果と、から上昇動作時間ＴＳ１２が求められる（ステップＳ２４）。

【0100】

尚、上昇動作時間を取得する手法も、上述した降下動作時間を取得する手法と同様、ステップＳ２２の時点で計時を開始し、ステップＳ１４の時点で計時を終了することで、２つの時点の間の経過時間を上昇動作時間として取得する手法等であってもよい。

【0101】

また、本実施形態とは異なり、上昇動作時間の取得に留まらず、上昇終了閾値Ｌ１４を下回るまでの動作時間についてタイムアウトを設けることとしてもよい。即ち、上限時間までに上昇終了閾値Ｌ１４を下回らない場合には、倒木等により遮断桿１１ａが完全に開き切らない等の異常が生じたものとして、当該異常を検出することとしてもよい。この場合、異常が検出された場合には、測定処理を停止し、異常検出時の傾き検出部１１１での検出結果と、計時部１１２での計時結果と、異常が生じた旨を示すエラー情報と、を表す測定データが生成される。そして、後述の出力処理を待たず、その測定データが本体ユニット１３ａに出力される。

【0102】

本実施形態では、上昇動作時間ＴＳ１２の取得に続き、第２待ち時間ＴＳ１５が経過したか否かがデータ生成部１１３で判定される（ステップＳ２５）。

【0103】

第２待ち時間ＴＳ１５が経過していない場合（ステップＳ２５のＮＯ判定）、ステップＳ２５の判断が繰り返されることでデータ生成部１１３が第２待ち時間ＴＳ１５の経過待ち状態となる。第２待ち時間ＴＳ１５が経過した場合（ステップＳ２５のＹＥＳ判定）、傾き検出部１１１での検出結果が記録される（ステップＳ２６）。この記録に続いて、第２測定時間ＴＳ１６が経過したか否かがデータ生成部１１３で判定される（ステップＳ２７）。第２測定時間ＴＳ１６が経過していない場合（ステップＳ２７のＮＯ判定）、ステップＳ２６に戻って、傾き検出部１１１での検出結果の記録が繰り返される。

【0104】

第２測定時間ＴＳ１６が経過した場合（ステップＳ２７のＹＥＳ判定）、第２測定時間ＴＳ１６に亘る傾き検出部１１１での検出結果の平均値が上昇動作終了傾きＬ１６として求められる（ステップＳ２８）。

【0105】

以上を以て遮断桿１１ａの上昇動作に関する測定も終了すると、降下動作時間ＴＳ１１、降下動作終了傾きＬ１５、上昇動作時間ＴＳ１２、上昇動作終了傾きＬ１６、を表す測定データが生成されて、不図示のメモリに記憶される（ステップＳ２９）。この後は、ステップＳ１２に戻って、次の遮断桿１１ａの動作に備える待機状態となる。

【0106】

このようにして測定データが生成、記憶されると、今度は、出力部１１４及び無線通信部１１５において、図１０の遮断桿動作測定チャートＴＣ１６における出力チャートＴＣ１６２に示されているような経過を辿って測定データの出力が行われる。まず、第２測定時間ＴＳ１６を含む終了待ち時間ＴＳ１７が経過するまでは、出力部１１４及び無線通信部１１５は、通信基板１０４が電源ＯＦＦとなった待機状態にある。終了待ち時間ＴＳ１７が経過すると通信基板１０４が電源ＯＮとなって、出力部１１４及び無線通信部１１５は起動待機状態となる。この起動待機状態は、予め定められた起動待機時間ＴＳ１８に亘って続けられる。その後、出力部１１４が、上記のメモリから測定データを読み出して例えばＺｉｇｂｅｅ（登録商標）等といった無線通信規格に則った無線通信部１１５での無線通信によって踏切器具箱１３内の本体ユニット１３ａに向けて出力する。出力後は、踏切器具箱１３内の本体ユニット１３ａからの応答待ち状態となる。

【0107】

この間、踏切器具箱１３内の本体ユニット１３ａ、及び短距離無線モジュール１３ｅは、遮断桿動作測定装置１００からの測定データの待受け状態となっている。そして、遮断桿動作測定装置１００からの測定データを受信すると、本体ユニット１３ａは短距離無線モジュール１３ｅを介して遮断桿動作測定装置１００に向けて応答信号ＳＲ１１を返信する。出力部１１４では、この応答信号ＳＲ１１が受信されると、所定の終了処理時間ＴＳ１９の経過を経て通信基板１０４が電源ＯＦＦとなって待機状態に戻る。

【0108】

このような測定データの出力に関して出力部１１４で実行される処理について、ここまでの説明と若干重複する内容も含むが、図１３のフローチャートを参照して説明する。

【0109】

このフローチャートの処理は、遮断桿動作測定装置１００における出力部１１４が上記のスリープ制御部１１６で規定されるスリープ期間が終了して起動すると開始される。すると、まず、出力部１１４のイニシャライズが行われ（ステップＳ３１）、その後、待機状態となる（ステップＳ３２）。この待機状態（ステップＳ３２）は、上述した終了待ち時間ＴＳ１７が経過すると終了し、次のステップＳ３３の処理に移行する。

【0110】

ステップＳ３３では通信基板１０４が電源ＯＮとなって無線通信部１１５が起動し、続いて無線通信部１１５のイニシャライズが行われ（ステップＳ３４）、出力部１１４及び無線通信部１１５が起動待機状態となる。その後、出力部１１４において、起動待機時間ＴＳ１８が経過したか否かが判定される（ステップＳ３５）。起動待機時間ＴＳ１８が経過していない場合（ステップＳ３５のＮＯ判定）、ステップＳ３５の判断が繰り返されることで起動待機時間ＴＳ１８の経過待ち状態となる。起動待機時間ＴＳ１８が経過した場合（ステップＳ３５のＹＥＳ判定）、出力部１１４がメモリから測定データを読み出して本体ユニット１３ａに向けて無線通信部１１５を介した無線通信により出力する（ステップＳ３６）。

【0111】

その後、所定時間内に本体ユニット１３ａから応答信号ＳＲ１１が返信されて来たか否かの判定が出力部１１４で行われる（ステップＳ３７）。応答信号ＳＲ１１が返信されて来なかった場合（ステップＳ３７のＮＯ判定）、通信基板１０４が電源ＯＦＦとなり（ステップＳ３８）、測定データの出力回数が３回に達したか否かの判定が出力部１１４で行われる（ステップＳ３９）。３回に達した場合（ステップＳ３９のＹＥＳ判定）、ステップＳ３２に処理が戻り、出力部１１４及び無線通信部１１５は今回のデータ出力を断念し、次の遮断機の動作に備える。３回に達していない場合（ステップＳ３９のＮＯ判定）、所定の遅延時間が経過したか否かが判定される（ステップＳ４０）。遅延時間が経過していない場合（ステップＳ４０のＮＯ判定）、ステップＳ４０の判断が繰り返されることで遅延時間の経過待ち状態となる。遅延時間が経過した場合（ステップＳ４０のＹＥＳ判定）、ステップＳ３３に処理が戻り、以降の処理を繰り返すことでデータ出力のリトライが行われる。

【0112】

他方、データ出力の後で応答信号ＳＲ１１が返信されて来た場合（ステップＳ３７のＹＥＳ判定）、出力部１１４及び無線通信部１１５での出力処理が終了し（ステップＳ４１）、通信基板１０４が電源ＯＦＦとなる（ステップＳ４２）。その後は、ステップＳ３２に処理が戻り、出力部１１４及び無線通信部１１５は次の遮断機の動作に備えることとなる。

【0113】

遮断機１１では、遮断桿１１ａの後端側に取り付けられたバランスウェイトによってバランスが取られつつ、遮断桿１１ａがモータや駆動メカ等を有する駆動部１１ｂによって昇降される。遮断桿１１ａの動作時間や動作終了傾きが予め定められた範囲内に収まらない場合、駆動部１１ｂにおける何等かの故障、あるいは折損等による遮断桿１１ａの重量のズレ、等が生じている可能性がある。このような駆動部１１ｂの故障や遮断桿１１ａの重量のズレ等といった異常や兆候は、遮断桿１１ａの動作時間や動作終了傾きから捕捉可能である。上述した実施形態の遮断桿動作測定装置１００によれば、遮断桿１１ａの降下動作及び上昇動作について、各動作に要した動作時間、及び各動作の終了時における遮断桿１１ａの動作終了傾き、を表す測定データが出力先に出力される。つまり、異常判断の源泉となり得る測定データが出力されるので、その出力先たる踏切器具箱１３内の本体ユニット１３ａでは、異常発生のみならず異常の兆候をも測定データを用いて捉えることができる。また、異常やその兆候は遮断桿の降下時と上昇時それぞれに個別に現れることがある。これに対し、本実施形態の遮断桿動作測定装置１００によれば、降下動作及び上昇動作それぞれの動作時間及び動作終了傾きを表す測定データが出力されるので、上記のように個別に現れる異常や兆候を漏れなく捉えることができる。

【0114】

また、本実施形態では、計時に関しては測定データの生成を担うＭＰＵ１０２ｆにおける計時機能を利用している。即ち、ハードウェアとしてのセンサは、遮断桿１１ａの傾きという１種類の物理量を検出する三軸加速度センサ１０２ａのみを用意すれば足りる。このように、本実施形態によれば、センサの数が少なくて済むことから、部品コストを低減させることもできる。

【0115】

また、本実施形態では、遮断桿動作測定装置１００の筐体である樹脂ケース１００ａが、遮断桿１１ａにおける駆動部１１ｂ寄りに固定された取付け構造物に固定されている。この構成によれば、樹脂ケース１００ａ、即ち、この遮断桿動作測定装置１００が遮断桿１１ａの先端寄りに設置される場合等と比較すると、傾き検出部１１１での検出結果が、遮断桿１１ａの撓みや揺れ等の影響を受け難いことから、この検出結果に基づく測定データの精度を向上させることができる。尚、遮断桿１１ａに対する樹脂ケース１００ａ、つまりは遮断桿動作測定装置１００の取付け手法は、本実施形態のように取付け構造物を介した間接的な手法に限らず、遮断桿１１ａに直接的に固定する手法等であってもよい。

【0116】

また、本実施形態では、傾き検出部１１１が、三軸加速度センサ１０２ａを用いて遮断桿１１ａの傾きを検出する。この構成によれば、遮断桿１１ａに設置された樹脂ケース１００ａに収容されて遮断桿１１ａと一緒に動く三軸加速度センサ１０２ａを用いることで、遮断桿１１ａの傾きが高精度で検出されることから、測定データの精度を一層向上させることができる。また、三軸加速度センサ１０２ａを用いることで、例えば、この三軸加速度センサ１０２ａの取付け部の緩み等から生じる取付け状態の捩じれ、位置ずれ等を検出することができる。更に、遮断桿１１ａに例えば折損等が発生した場合には、遮断桿１１ａが真っすぐに延びた正常時では起こり得ない方向の角度検出結果が得られることとなり、折損等の事象を高精度で検出することもできる。

【0117】

また、本実施形態では、出力部１１４が、測定データを無線で出力する。この構成によれば、ケーブルが長く配策されることが望ましくない踏切１においても、測定データを出力先たる踏切器具箱１３内の本体ユニット１３ａへと出力することができる。

【0118】

また、本実施形態では、樹脂ケース１００ａが、棒状アンテナ１０５の長手方向Ｄ１１が遮断桿１１ａの長手方向Ｄ１２に沿うように遮断桿１１ａに設置されている。そして、出力部１１４は、遮断桿１１ａが上昇して立てられた状態にあるときに、無線通信部１１５を介して測定データを無線で出力する。この構成によれば、通信性能の高い棒状アンテナ１０５が遮断桿１１ａとともに立てられて、金属の遮蔽物となり、且つＶＶＶＦインバータ制御による高調波ノイズの発生源となりがちな列車が不在で、通信障害が抑えられた状態にあるときに測定データが無線で出力される。このため、高い信頼性の下で測定データを本体ユニット１３ａに送ることができる。また、無線出力に失敗したときのリトライのリスクも低減されることとなり、リトライの実施による電力消費の増加を抑えることも可能となる。

【0119】

また、本実施形態では、データ生成部１１３は、降下動作時間ＴＳ１１及び上昇動作時間ＴＳ１２を表す測定データを生成する。降下動作時間ＴＳ１１は、傾き検出部１１１での検出結果が降下開始閾値Ｌ１１から降下終了閾値Ｌ１２まで変化する際の動作時間であり、上昇動作時間ＴＳ１２は、検出結果が上昇開始閾値Ｌ１３から上昇終了閾値Ｌ１４まで変化する際の動作時間である。この構成によれば、傾き検出部１１１での検出結果と上記の各閾値との比較により、処理負担を抑えつつも高い精度で遮断桿１１ａの動作時間を表す測定データが生成されることとなる。

【0120】

また、本実施形態では、データ生成部１１３は、降下動作終了傾きＬ１５及び上昇動作終了傾きＬ１６を表す測定データを生成する。降下動作終了傾きＬ１５は、傾き検出部１１１での検出結果が降下終了閾値Ｌ１２に達してから第１待ち時間ＴＳ１３が経過した後の第１測定時間ＴＳ１４に亘る検出結果の平均値である。上昇動作終了傾きＬ１６は、検出結果が上昇終了閾値Ｌ１４に達してから第２待ち時間ＴＳ１５が経過した後の第２測定時間ＴＳ１６に亘る検出結果の平均値である。この構成によれば、傾き検出部１１１での検出結果の平均値を動作終了傾きとして表す測定データを生成することで、動作終了時の遮断桿１１ａの揺れ等によって検出結果がバラつくようなことがあっても安定した測定データを得ることができる。

【0121】

また、本実施形態では、所定のスリープ期間が到来すると、当該スリープ期間中は傾き検出部１１１、計時部１１２、データ生成部１１３、出力部１１４、及び無線通信部１１５の動作を停止させるスリープ制御部１１６が設けられている。この構成によれば、スリープ期間中における電力消費を抑えることができるので、節電効果を得ることができる。

【0122】

尚、以上に説明した実施形態は本発明の代表的な形態を示したに過ぎず、本発明は、これに限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。かかる変形によってもなお本発明の遮断桿動作測定装置の構成を具備する限り、勿論、本発明の範疇に含まれるものである。

【0123】

例えば、上述の実施形態では、遮断桿動作測定装置の一例として、測定データを踏切器具箱１３内の本体ユニット１３ａに出力し、遮断桿１１ａの異常やその兆候の捕捉は本体ユニット１３ａに委ねる遮断桿動作測定装置１００が例示されている。しかしながら、遮断桿動作測定装置はこれに限るものではなく、測定データの生成に加えて、その測定データに基づく異常や兆候の捕捉も行い、測定データとともに捕捉結果を出力することとしてもよい。また、異常や兆候の捕捉については、遮断桿動作測定装置と、測定データの出力先と、の何れか一方のみで行うことに限るものでもなく、遮断桿動作測定装置と出力先との双方で行うこととしてもよい。

【0124】

ここで、異常や兆候を捕捉する手法の一例としては、次のような手法が挙げられる。即ち、測定データが表す遮断桿１１ａの動作時間や、動作終了傾きの平均値等といった複数の値それぞれについて判定範囲を予め定めておき、各値と比較する手法が挙げられる。判定範囲については、異常捕捉用の第１範囲と、この第１範囲よりも広めに設定された異常の兆候捕捉用の第２範囲と、を設けること等が一例として挙げられる。また、判定については、測定データが表す複数の値のうち何れか１つでも判定範囲から外れていた場合に遮断機に異常、又はその兆候が表れていると判定すること等が一例として挙げられる。

【0125】

また、上述したように、遮断桿１１ａと大地の間へのモノの挟まり、倒木等により遮断桿１１ａが完全に昇降できない等の異常検出について、遮断機動作時間についてタイムアウトを設けること等も、異常や兆候を捕捉する手法の一例として挙げられる。この時間内に降下あるいは上昇の閾値に到達しない場合、開閉異常として検出されることとなる。

【0126】

また、上述の実施形態では、測定データの出力先の一例として、警報機１２の隣に設置された踏切器具箱１３内の本体ユニット１３ａが例示されている。しかしながら、測定データの出力先はこれに限るものではなく、例えば所定のネットワークを介して接続された指令サーバを出力先として、この指令サーバに直に出力することとしてもよい。

【0127】

また、上述の実施形態では、筐体である樹脂ケース１００ａが遮断桿１１ａにおける駆動部１１ｂ寄りに取付け構造物を介して設置される遮断桿動作測定装置１００が例示されている。しかしながら、遮断桿動作測定装置はこれに限るものではなく、筐体の設置場所は、遮断桿の先端を含む任意の場所としてもよい。ただし、筐体が遮断桿１１ａにおける駆動部１１ｂ寄りに設置されることで、検出結果に基づく測定データの精度を向上させることができる点は上述した通りである。

【0128】

また、上述の実施形態では、三軸加速度センサ１０２ａを用いて遮断桿１１ａの傾きを検出する傾き検出部１１１を備えた遮断桿動作測定装置１００が例示されている。しかしながら、傾き検出部における具体的なセンサ態様については、これを問うものではない。例えば三軸以外の加速度センサを用いてもよく、光学式や磁気式のエンコーダ等といった角度センサを用いてもよい。ただし、エンコーダ等では、設置時の詳細な個別調整や個別設定等の手間がかかり、遮断機の動作方向での検出しかできないのに対し、三軸加速度センサ１０２ａによれば上述の手間が抑えられ、動作方向以外での検出も可能となる点で有利である。更に、三軸加速度センサ１０２ａを用いることで、取付け状態の捩じれ、位置ずれ等を検出することができ、遮断桿１１ａの折損等の事象を高精度で検出することができる点は上述した通りである。

【0129】

また、上述の実施形態では、出力部１１４が測定データを無線で出力する遮断桿動作測定装置１００が例示されている。しかしながら、遮断桿動作測定装置はこれに限るものではなく、例えば測定データを有線で出力することとしてもよい。ただし、無線で出力することでケーブルが長く配策されることが望ましくない踏切１においても出力することができる点も上述した通りである。

【0130】

また、上述の実施形態では、筐体たる樹脂ケース１００ａが、棒状アンテナ１０５が遮断桿１１ａに沿うように設置され、遮断桿１１ａが上昇して立てられた状態にあるときに測定データを無線で出力する遮断桿動作測定装置１００が例示されている。しかしながら、遮断桿動作測定装置はこれに限るものではなく、遮断桿に対して筐体をどのような姿勢で設置してもよく、遮断桿１１ａが降下した状態にあるときに測定データを無線で出力することとしてもよい。ただし、遮断桿１１ａに沿うように設けられた棒状アンテナ１０５から、遮断桿１１ａが立てられた状態にあるとき、即ち、列車不在時に無線出力することで、高い信頼性の下で測定データを本体ユニット１３ａに送ることができる点も上述した通りである。また、これにより、リトライの実施による電力消費の増加を抑えることが可能となる点も上述した通りである。

【0131】

また、上述の実施形態では、データ生成部１１３が、傾き検出部１１１での検出結果と種々の閾値との比較により降下動作時間ＴＳ１１及び上昇動作時間ＴＳ１２を表す測定データを生成する遮断桿動作測定装置１００が例示されている。しかしながら、遮断桿動作測定装置はこれに限るものではなく、遮断桿の動作時間として、どのような時間をどのような手法で求めるかは任意に設定することができる。ただし、傾き検出部１１１での検出結果と上記の各閾値との比較により、処理負担を抑えつつも高い精度で遮断桿１１ａの動作時間を表す測定データが生成されることとなる点も上述した通りである。

【0132】

また、上述の実施形態では、データ生成部１１３が、所定の測定時間に亘る検出結果の平均値を求めることで降下動作終了傾きＬ１５及び上昇動作終了傾きＬ１６を表す測定データを生成する遮断桿動作測定装置１００が例示されている。しかしながら、遮断桿動作測定装置はこれに限るものではなく、遮断桿の動作終了傾きとして、どのような値をどのような手法で求めるかは任意に設定することができる。ただし、上記のような平均値を求めることで、安定した測定データを得ることができる点も上述した通りである。

【0133】

また、上述の実施形態では、スリープ制御部１１６が設けられた遮断桿動作測定装置１００が例示されている。しかしながら、遮断桿動作測定装置はこれに限るものではなく、例えばスリープ制御部は設けずに、傾き検出、測定データの生成、及びデータ出力等の処理を常時行うように構成してもよい。ただし、スリープ制御部を設けることで節電効果を得ることができる点も上述した通りである。

【0134】

また、上述の実施形態では、鉄道用踏切の遮断機１１における遮断桿１１ａの動作の測定装置としたが、測定対象は踏切の遮断機には限定するものではない。例えば有料道路や有料駐車場のゲートの遮断機などに応用してもよい。このようにメンテナンス要員による定期的な点検作業が必要な遮断機において、点検が必要な数量が膨大であったり、容易に立ち入れない箇所であったりする場合の点検、メンテナンス作業の負荷が軽減される。また、測定データを自動的に取得し指令サーバへ送信することにより、データの変化を逐次把握でき、故障の予知予防の効果を得ることができる。

【符号の説明】

【0135】

１ 踏切
２ ネットワークユニット
３ 指令サーバ
４ ＰＣ
１１ 遮断機
１２ 警報機
１２ｃ スピーカ
１３ 踏切器具箱
１３－１ 全体制御装置
１００ 遮断桿動作測定装置
１００ａ 樹脂ケース（筐体）
１０１ シールドケース
１０２ 本体基板
１０２ａ 三軸加速度センサ
１０３ 電池
１０４ 通信基板
１０５ 棒状アンテナ
１１１ 傾き検出部
１１２ 計時部
１１３ データ生成部
１１３ａ 測定処理部
１１３ｂ 生成処理部
１１４ 出力部
１１５ 無線通信部
１１６ スリープ制御部
Ｌ１１ 降下開始閾値
Ｌ１２ 降下終了閾値
Ｌ１３ 上昇開始閾値
Ｌ１４ 上昇終了閾値
Ｌ１５ 降下動作終了傾き
Ｌ１６ 上昇動作終了傾き
ＴＳ１１ 降下動作時間
ＴＳ１２ 上昇動作時間
ＴＳ１３ 第１待ち時間
ＴＳ１４ 第１測定時間
ＴＳ１５ 第２待ち時間
ＴＳ１６ 第２測定時間
ＴＳ１７ 終了待ち時間
ＴＳ１８ 終了処理時間

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】