JP3147934U - 鉄道用信号機および鉄道用信号機システム - Google Patents

Abstract

【課題】集中制御されている制御系に異常が生じた場合であっても応急的に列車を進行させ、乗客に及ぼす被害を最小減に食い止める事ができる鉄道用信号機システムを提供すること。【解決手段】鉄道用信号機システムであって、光源を内蔵した複数個の灯器と、当該灯器を装着するハウジングと、装着された前記灯器の個数および発光色に応じた発光制御情報に基づいて灯器の点灯制御を行う制御手段と、通信手段をそれぞれ設けた複数個の鉄道用信号機を有し、前記鉄道用信号機の直近に列車の通過を検知するセンサを設けるとともに、当該センサによる列車通過の検知に伴って列車が接近する側に配置されている他の鉄道用信号機に対して発光制御情報を出力し、当該出力された発光制御情報を受信した他の鉄道用信号機は当該受信した発光制御情報に基づいて灯器の点灯制御を行うことができるようになっている。【選択図】図５

Description

本考案は、鉄道用信号機および鉄道用信号機システムに関するものである。

従来、発光体を内蔵した灯箱を追加することで、３現示表示を４現示表示に変更することができる多灯形色灯信号機が知られている（特許文献１）。また、信号機の灯器は列車運用に応じて様々な形態のものを用意する必要があり、色灯数の変更等が生じた場合には灯器全体の交換を必要とする場合があった。
また、従来の鉄道用信号機システムは集中制御方式であり、配線が複雑であることから制御系が故障した際には制御対象となる信号機全てに影響を及ぼす場合があった。
特開２００１−８８７０３号公報

上記多灯形色灯信号機は、３現示表示を４現示表示に変更する等の灯数の変更ができるようになっている。しかし、当該灯数の変更に伴う緑、橙黄、赤等の各光源の配置の変更等を行う場合、各光源に対する発光制御システムまで変更しなければならないのでその作業は容易ではない。本考案は、灯器の追加および灯器の追加に伴う制御内容の変更についても容易に行うことができる鉄道用信号機を提供することを課題とする。
また、集中制御されている制御系に異常が生じた場合であっても応急的に列車を進行させ、乗客に及ぼす被害を最小減に食い止める事ができる鉄道用信号機システムを提供することを課題とするものである。

上記課題を解決するために、本考案は以下の構成を有する。すなわち、請求項１記載の考案は鉄道用信号機であって、
光源を内蔵した複数個の灯器と、
当該灯器を装着するハウジングと、
前記灯器の発光を制御する制御手段を有した鉄道用信号機であって、
前記灯器は、前記ハウジングに対して着脱可能に装着されるとともに、前記制御手段に対しても着脱可能に接続され、
装着された前記灯器の個数および発光色に応じた発光制御情報に基づいて灯器の点灯制御が行われるようになっていることを特徴とする。

また、請求項２記載の考案は請求項１記載の鉄道用信号機であって、
前記発光制御情報は、個々の鉄道用信号機を識別することができる固有のＩＤ情報と、搭載された各灯器ごとの発光情報を有していることを特徴とする。

また、請求項３記載の考案は請求項１または2記載の鉄道用信号機であって、
列車の通過情報を取得することができる通信手段を有するとともに、当該列車の通過情報の取得に伴って他の鉄道用信号機に対する発光制御情報を出力することができるようになっていることを特徴とする。

また、請求項４記載の考案は鉄道用信号機であって、
任意の色で発光することができる光源を内蔵した複数個の灯器と、
当該灯器を装着するハウジングと、
前記灯器の発光を制御する制御手段を有した鉄道用信号機であって、
前記灯器は、発光色を含む発光制御情報に基づいて点灯制御が行われるようになっていることを特徴とする。

また、請求項５記載の考案は鉄道用信号機システムであって、
光源を内蔵した複数個の灯器と、当該灯器を装着するハウジングと、装着された前記灯器の個数および発光色に応じた発光制御情報に基づいて灯器の点灯制御を行う制御手段と、通信手段をそれぞれ設けた複数個の鉄道用信号機を有し、
前記鉄道用信号機の直近に列車の通過を検知するセンサを設けるとともに、当該センサによる列車通過の検知に伴って列車が接近する側に配置されている他の鉄道用信号機に対して発光制御情報を出力し、当該出力された発光制御情報を受信した他の鉄道用信号機は当該受信した発光制御情報に基づいて灯器の点灯制御を行うことができるようになっていることを特徴とする。

本考案に係る鉄道用信号機は、着脱可能に追加することができる灯器の装着部を予め多く有しているので、灯器の追加が必要になった場合であってもその追加が容易であるという効果を有している。また、各灯器の発光に関する制御情報も、予め追加分を見込んだデータフォーマットで形成されているので、灯器の追加や変更が生じた場合であっても機器の交換等を伴うことなく容易に信号機の発光制御を行うことができるという効果を有している。これによって、列車運用の変更や法改正の際に発生する信号機関連の作業を低減する事もできるという効果を有する。
また、本システムでは、一の信号機が他の信号機を制御する制御情報を出力することができるようになっており、中央の制御システムに異常が生じた場合であっても、全列車を完全に停止させることなく列車の運行を行わせることが出来るので、被害を最小減に食い止める事が可能であるという効果を有する。

以下、本考案を実施するための最良の形態について説明する。図１は、本実施の形態に係る鉄道用信号機（以下単に「信号機」という）１の構成を簡略的に表した説明図である。
図示した信号機１は、５個の灯器２（２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ、２ｅ）を装着可能とした信号機として形成されたものである。信号機１の外観を構成する筐体（ハウジング）３は、複数個の灯器２を個々に着脱可能とする取付手段（図示せず）を有し、各灯器２の発光を制御する各種の手段を収容したものである。

灯器２は、白熱球若しくは発光ダイオード等の光源を有しており青（緑）、黄（橙）、赤等の発光色毎に設けられたものである。また、灯器２はそれぞれ筐体３に対する取付手段（図示せず）を有し、全ての灯器2の発光制御を行う制御手段４に接続するためのコネクタ５を有している。
制御手段４は、各灯器２を接続するためのインターフェイス６を有しており、各灯器のコネクタ５は当該インターフェイス６を介して制御手段４に接続されている。当該インターフェイス６は、制御手段４の命令に応じて各灯器２に駆動電流を供給する電力供給機能も有している。
本実施の形態に係る筐体３および制御手段４は、予め５個の灯器が装着できるようになっており、必要に応じて灯器を３個用いたり、灯器を４個若しくは５個用いる等の仕様の変更ができるようになっている。

各信号機にはそれぞれ固有のＩＤが割り当てられており、制御手段４に当該固有のＩＤが記憶されている。当該固有のＩＤは制御手段４によって電気的な情報として記憶される場合の他、基板に設けたディップスイッチによって設定するように構成してもよい。当該固有のＩＤは、後述する制御情報にも含まれる情報であり、各信号機の制御手段が制御情報を処理する際に参照されるようになっている。

本実施の形態に係る信号機１は、予め５つの灯器を装着することができる筐体（ハウジング）を有しており、前記インターフェイス６も予め５つの灯器がそれぞれ備える各コネクタとの接続コネクタを有している（図示せず）。
このように形成された信号機１は、例えば青（緑）、黄（橙）、赤の光を発する３個の灯器を搭載して信号機を構成したり、灯器を１個追加搭載して４灯式の信号機を構成したり、これにさらに灯器を追加搭載して５灯式の信号機として構成することもできるようになっている。すなわち、４灯若しくは５灯以上の灯器を予め搭載可能に構成しておき、灯器の追加を必要としない場合には追加搭載用のスペースおよびコネクタを未使用の状態にしておくようになっている。そして、筐体３の灯器が未装着の部分には、目隠し板が装着される。

灯器によって表示される各信号機の信号表示は、制御手段４によって処理される制御情報に基づいて行われる。当該制御情報は前述した信号機の固有ＩＤと、各灯器の発光指示情報を０（消灯）、１（点灯）で表すことができるデータによって形成されている。例えば、当該制御情報は（１２２、１、０、０、０、０）のようなデータデータフォーマットとして設定されている。この場合、「１２２」と設定されているデータ列の先頭の数値は、信号機の固有ＩＤであり、当該固有ＩＤ以降の５つの数値パラメータは各灯器の発光指示情報であり、縦配列の信号の場合、下から１番目、下から２番目、下から３番目、下から４番目、下から５番目の順序で各パラメータと対応するようになっている。
また、実際の灯器の点灯を点灯情報として、制御情報と同様のデータフォーマットで出力することができるようになっている。この際、故障によって点灯しない灯器がある場合には、該当する灯器の点灯情報は「Ｎ」となり、例えば（１２２、Ｎ、０、０、０、０）のようなデータとして中央の管理システムあるいは他の信号機に対して出力される。

図２は、上記信号機１の使用例に関する説明図であり、図２（ａ）は当該信号機１を３灯式の信号機として使用する場合を表しており、５つの灯器が装着可能な筐体３において、下から４段目および５段目が未使用であり（「×」を表示した灯器）、下から１段目に青の灯器、下から２段目に黄の灯器、３段目に赤の灯器を装着した場合を表している。そして、制御信号が（１２２、１、０、０、０、０）の場合には図２（ｂ）のように１段目の青灯器２ａのみを発光させ、制御信号が（１２２、０、１、０、０、０）の場合には図２（ｃ）のように２段目の黄灯器２ｂのみを発光させ、制御信号が（１２２、０、０、１、０、０）の場合には図２（ｄ）のように３段目の赤灯器２ｃのみを発光させるようになっている。

図３は、上記信号機１の他の使用例に関する説明図であり、図３（ａ）は当該信号機１を４灯式の信号機として使用する場合を表している。すなわち、５つの灯器が装着可能な筐体３において、下から５段目が未使用であり（「×」を表示した灯器）、下から１段目に青の灯器、下から２段目に黄の灯器、下から３段目に赤の灯器、下から４段目に黄の灯器を装着した場合を表している。
そして、制御信号が（１２２、１、０、０、０、０）の場合には図３（ｂ）のように１段目の青灯器２ａのみを発光させ、制御信号が（１２２、１、０、０、１、０）の場合には図３（ｃ）のように１段目の青灯器２ａと４段目の黄灯器２ｄとの双方を発光させ、制御信号が（１２２、０、１、０、０、０）の場合には図３（ｄ）のように２段目の黄灯器２ｂのみを発光させ、制御信号が（１２２、０、０、１、０、０）の場合には図３（ｅ）のように３段目の赤灯器２ｃのみを発光させるようになっている。

また、信号機１を５灯式の信号機として使用する場合についても上記の例と同様であり、筐体３の各装着位置にそれぞれ灯器を装着し、所定の制御信号に基づいて該当する灯器を発光させるようになっている。

また、上記の例は使用する灯器が、固有の発光色で発光する灯器である場合を説明したものであるが、任意の色で発光することができる多色式の灯器を使用することもできる。これは、例えば一つのＬＥＤによって任意の色で発光することができる３色発光式のＬＥＤを光源として使用することで行うことができる。
図４は、信号機１に任意の色で発光することができる５つの多色式の灯器を用いた場合の説明図である。このような多色式の灯器を用いた場合には、制御信号として（１２２、Ｇ、Ｙ、Ｒ、Ｙ、Ｙ）等のように、色信号（Ｇ：青、Ｒ：赤、Ｙ：黄）が各灯器に対する発光データとして用いられる。

そして、制御信号が（１２２、Ｇ、０、０、０、０）の場合には図４（ａ）のように下から１段目の灯器２ａを青色発光させ、制御信号が（１２２、Ｇ、０、０、Ｙ、０）の場合には図４（ｂ）のように下から１段目の灯器２ａを青色発光させるとともに下から４段目の灯器２ｄを黄発光させ、制御信号が（１２２、０、Ｙ、０、０、０）の場合には図４（ｃ）のように下から２段目の灯器２ｂを黄発光させ、制御信号が（１２２、０、Ｙ、０、０、Ｙ）の場合には図４（ｄ）のように下から２段目の灯器２ｂと下から５段目の灯器２ｅをともに黄発光させ、制御信号が（１２２、０、０、Ｒ、０、０）の場合には図４（ｅ）のように下から３段目の灯器２ｃを赤発光させるようになっている。

上記のように、本実施の形態に係る信号機１は、灯数に限らず同一のデータフォーマットで構成された制御信号によって発光制御されるようになっている。したがって、要求される仕様に応じて発光する灯器の数および灯器の色が容易に設定可能であり、仕様に変更が生じた場合であっても信号機そのものを交換する必要がなく、灯器の追加や変更のみによって信号機の構成を変えることが出来るようになっている。
前記制御信号は、灯器の点灯パターンの違いによって複数個用意されており、制御手段４に予め記憶させておく他、中央の制御システム若しくは通信手段を介して他の信号機から受信することで取得するようになっている。

次に、列車が通過する軌道に沿って配置されている複数の信号機の制御システムについて説明する。当該制御システムには、一例として前述した信号機１を複数個使用する。
信号機１は、中央の制御システム（図示せず）との通信線１０、および各信号機同士を接続する通信線１１に接続された通信手段７を有している。当該通信手段７は制御手段４に接続されている。また、通信線１０には、列車の通過を検出する通過センサＸが接続されている。通過センサＸは、少なくとも配置されている各信号機に近接した位置に配置され、列車が所定の信号機を通過したか否かの情報を中央の制御システム若しくは他の信号機に対して報知するようになっている。

図５は、列車Ｔが走行する軌道に沿って信号機Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４、Ｓ５が配置され、それぞれ通信線１０および通信線１１によって接続された様子を表した説明図である。各信号機Ｓ１〜Ｓ５は、一例として前記図３を用いて説明した４灯式の信号機として使用するものであり、最上段以外の下から第１段〜第４段に灯器を装着した仕様のものを使用する。
また、少なくとも各信号機Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４、Ｓ５に近接して、列車の通過を検出する通過センサＸ１、Ｘ２、Ｘ３、Ｘ４、Ｘ５が設けられており、各信号機は当該通過センサから列車の通過情報を取得することができるようになっている。

上記制御システムは、正常な状態においては通信線１０を介した中央の制御システム（図示せず）からの指令に基づいて各信号機を点灯制御するようになっている。中央の制御システムは、列車の位置情報に基づいて、後続の列車が先行する列車に接近しすぎないように信号機を制御しているが、システムに障害が生じた場合には安全のために列車の運行を停止する。
本実施の形態に係る制御システムは、上記のように中央の制御システムに障害が生じて信号機のコントロールに支障が生じた場合、各信号機同士が通信を行い、列車の位置情報（信号機の通過情報）に応じて列車の進行を行わせる応急制御を行うことができるようになっている。以下当該応急制御について説明する。

図５（ａ）は、列車Ｔの進行方向に配置されている各信号機Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４、Ｓ５間に先行する他の列車が存在しておらず、各信号機が全て青の灯器２ａを発光させている状態を表している。青の灯器２ａが発光している信号機は列車Ｔの進行を許容するものであるから、図に示した信号機Ｓ１の手前に位置している列車Ｔはそのまま各信号を通過することができる。
図５（ｂ）は、列車Ｔが信号機Ｓ１を通過して信号機Ｓ１とＳ２の間に位置している状態を表している。列車Ｔが信号機Ｓ１を通過すると、通過センサＸ１が列車Ｔの通過を検出し、信号機Ｓ１がこの列車Ｔの通過情報を取得する。信号機Ｓ１は、列車Ｔの通過情報を取得すると青の灯器２ａの発光を停止し、赤の灯器２ｃを発光させる。そして、詳細には後述するように他の信号機に対して制御情報を発信するようになっている。

図５（ｃ）は、列車Ｔが信号機Ｓ２を通過して信号機Ｓ２とＳ３の間に位置している状態を表している。列車Ｔが信号機Ｓ２を通過すると、通過センサＸ２が列車Ｔの通過を検出し、信号機Ｓ２が列車Ｔの通過情報を取得する。そして、信号機Ｓ２は、列車Ｔの通過情報を取得すると青の灯器２ａの発光を停止し、赤の灯器２ｃを発光させる。そして、詳細には後述するように他の信号機に対して制御情報を発信するようになっている。

図５（ｄ）は、列車Ｔが信号機Ｓ３を通過して信号機Ｓ３とＳ４の間に位置している状態を表している。列車Ｔが信号機Ｓ３を通過すると、通過センサＸ３が列車Ｔの通過を検出し、信号機Ｓ３が列車Ｔの通過情報を取得する。そして、信号機Ｓ３は、列車Ｔの通過情報を取得すると青の灯器２ａの発光を停止し、赤の灯器２ｃを発光させる。
そして、当該信号機Ｓ３は、２つ間を空けた信号機Ｓ１に対して（Ｓ１，０、１、０、０、０）なる制御情報を送信する。当該制御データは、先頭のＳ１が制御対象となる信号機Ｓ１であることを表しており、当該制御情報を受信した信号機Ｓ１も自機に対する制御データであることを判別して指示された制御データに基づいて発光するようになっている。なお、信号機Ｓ２や他の信号機がＳ１用のデータを受信しても、自機に対する制御信号とは認識せずそのままの発光状態を持続する。
また、信号機Ｓ３は、前記信号機Ｓ１に対する制御情報の送信とともに、信号機Ｓ１の一区間上流側にある信号機に対しても所定の制御情報を発信するようになっている。

図５（ｅ）は、列車Ｔが信号機Ｓ４を通過して信号機Ｓ４とＳ５の間に位置している状態を表している。列車Ｔが信号機Ｓ４を通過すると、通過センサＸ４が列車Ｔの通過を検出し、信号機Ｓ４が列車Ｔの通過情報を取得する。そして、信号機Ｓ４は、列車Ｔの通過情報を取得すると青の灯器２ａの発光を停止し、赤の灯器２ｃを発光させる。
そして、当該信号機Ｓ４は、２つ間を空けた信号機Ｓ２に対して（Ｓ２，０、１、０、０、０）なる制御情報を送信する。当該制御データを受信した道用信号機Ｓ２は、指示された制御内容に基づいて灯器の発光（黄色表示）を行うようになっている。
また、信号機Ｓ４は、３つ間を空けた道用信号機Ｓ１に対して（Ｓ１，１、０、０、１、０）なる制御情報を送信する。当該制御データを受信した道用信号機Ｓ１は、指示された制御内容に基づいて灯器の発光（青表示及び黄色表示）を行うようになっている。
なお、信号機Ｓ４の一つ手前の信号機Ｓ３については、制御情報の変更は行われず、そのまま赤信号表示が続けられる。

図５（ｆ）は、列車Ｔが信号機Ｓ５を通過した状態を表している。列車Ｔが信号機Ｓ５を通過すると、通過センサＸ５が列車Ｔの通過を検出し、信号機Ｓ５が列車Ｔの通過情報を取得する。そして、信号機Ｓ５は、列車Ｔの通過情報を取得すると青の灯器２ａの発光を停止し、赤の灯器２ｃを発光させる。
そして、当該信号機Ｓ５は、２つ間を空けた道用信号機Ｓ３に対して（Ｓ３，０、１、０、０、０）なる制御情報を送信する。当該制御データを受信した道用信号機Ｓ３は、指示された制御内容に基づいて灯器の発光（黄色表示）を行うようになっている。
また、信号機Ｓ５は、３つ間を空けた道用信号機Ｓ２に対して（Ｓ２，１、０、０、１、０）なる制御情報を送信する。当該制御データを受信した道用信号機Ｓ２は、指示された制御内容に基づいて灯器の発光（青表示及び黄色表示）を行うようになっている。
さらに、信号機Ｓ５は、４つ間を空けた信号機Ｓ１に対して（Ｓ１，１、０、０、０、０）なる制御情報を送信する。当該制御データを受信した道用信号機Ｓ１は、指示された制御内容に基づいて、青の灯器を発光するようになっている。
なお、信号機Ｓ５の一つ手前の信号機Ｓ４については、制御情報の変更は行われず、そのまま赤信号表示が続けられる。

上記の例では、列車の通過を検知した信号機は、通過列車のあとに後続車両が接近しすぎないように、少なくとも信号機２区間分の距離を保つようになっている。また、数区間先に先行する列車が存在していることを後続列車に知らせるために、信号機３区間分の距離を空けた信号機に対して、青表示及び黄色表示を行っている。このように、中央の制御システムに障害が生じても、安全を確保しつつ応急的な信号処理を行うことが出来るようになっている。
なお、上記した信号表示の変更を行う列車の通過間隔は、各信号機間の距離によって異なるものであり、また表示する色の組み合わせやパターン等も、法令および運用方法に応じて適宜変更されるものである。

本考案は、多灯式の鉄道用信号機および鉄道用信号システムに利用可能である。

本実施の形態に係る鉄道用信号機の説明図である。 本実施の形態に係る鉄道用信号機の使用例に関する説明図である。 本実施の形態に係る鉄道用信号機の他の使用例に関する説明図である。 他の実施の形態に係る鉄道用信号機の説明図である。 本実施の形態に係る鉄道用信号システムの説明図である。

符号の説明

１ 鉄道用信号機（信号機）
２ 灯器
３ 筐体
４ 制御手段
５ コネクタ
６ インターフェイス
７ 通信手段
１０ 通信線
１１ 通信線
Ｓ１〜Ｓ５ 信号機
Ｘ１〜Ｘ５ 通過センサ

Claims (5)

1. 光源を内蔵した複数個の灯器と、
   当該灯器を装着するハウジングと、
   前記灯器の発光を制御する制御手段を有した鉄道用信号機であって、
   前記灯器は、前記ハウジングに対して着脱可能に装着されるとともに、前記制御手段に対しても着脱可能に接続され、
   装着された前記灯器の個数および発光色に応じた発光制御情報に基づいて灯器の点灯制御が行われるようになっていることを特徴とする鉄道用信号機。
2. 前記発光制御情報は、個々の鉄道用信号機を識別することができる固有のＩＤ情報と、搭載された各灯器ごとの発光情報を有していることを特徴とする請求項１記載の鉄道用信号機。
3. 列車の通過情報を取得することができる通信手段を有するとともに、当該列車の通過情報の取得に伴って他の鉄道用信号機に対する発光制御情報を出力することができるようになっていることを特徴とする請求項１または2記載の鉄道用信号機。
4. 任意の色で発光することができる光源を内蔵した複数個の灯器と、
   当該灯器を装着するハウジングと、
   前記灯器の発光を制御する制御手段を有した鉄道用信号機であって、
   前記灯器は発光色を含む発光制御情報に基づいて点灯制御が行われるようになっていることを特徴とする鉄道用信号機。
5. 光源を内蔵した複数個の灯器と、当該灯器を装着するハウジングと、装着された前記灯器の個数および発光色に応じた発光制御情報に基づいて灯器の点灯制御を行う制御手段と、通信手段をそれぞれ設けた複数個の鉄道用信号機を有し、
   前記鉄道用信号機の直近に列車の通過を検知するセンサを設けるとともに、当該センサによる列車通過の検知に伴って列車が接近する側に配置されている他の鉄道用信号機に対して発光制御情報を出力し、当該出力された発光制御情報を受信した他の鉄道用信号機は当該受信した発光制御情報に基づいて灯器の点灯制御を行うことができるようになっていることを特徴とする鉄道用信号機システム。
   

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