連結器施錠確認システム及び連結器施錠検出装置並びに連結器施錠確認方法
【課題】連結作業で作業者が錠掛けを容易に確認できる連結器施錠確認システムの提供。
【解決手段】磁石２１、磁気センサ２２及び磁気検知信号を無線送信する無線送信部を備えたアクティブＲＦＩＤ２２を具備する連結器施錠検出装置と、磁気検知信号を受信する無線受信部及び磁気検知信号に基づき連結器の施錠の有無を報知する報知部を具備する携帯報知装置３０とを備え、磁石２１及び磁気センサ２２の一方は錠５と連動して移動すし、他方は連結器本体２に固定され、錠５が錠掛け位置のとき磁石２１及び磁気センサ２２が対向し、その逆位置のときに離隔するように配設する。これにより、作業者Ｗは携帯報知装置３０を確認するだけで、錠掛けを容易に確認することができる。
【解決手段】磁石２１、磁気センサ２２及び磁気検知信号を無線送信する無線送信部を備えたアクティブＲＦＩＤ２２を具備する連結器施錠検出装置と、磁気検知信号を受信する無線受信部及び磁気検知信号に基づき連結器の施錠の有無を報知する報知部を具備する携帯報知装置３０とを備え、磁石２１及び磁気センサ２２の一方は錠５と連動して移動すし、他方は連結器本体２に固定され、錠５が錠掛け位置のとき磁石２１及び磁気センサ２２が対向し、その逆位置のときに離隔するように配設する。これにより、作業者Ｗは携帯報知装置３０を確認するだけで、錠掛けを容易に確認することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉄道車輌を連結する自動連結器の連結作業において、作業者が、錠掛けが行われたことを確認するための連結器施錠確認システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に日本国内で広く使用されている鉄道車輌の自動連結器は、解放型連結器と呼ばれ、図８に示すように、自動連結器１は、先端がワの字状（略凹の字状）に形成された連結器胴２と、連結器胴２の一方側端部２ａにナックルピン３により回動自在に軸支されたナックル（肘）４と、ナックル４を固定する錠５（図９〜図１１参照）と、錠５を作動させる錠揚げ６、錠５の作動に連動してナックル４を作動するナックル開き７（図１０，図１１参照）と、連結器胴２の上方に回動自在に軸承された解放梃子８と、上端が解放梃子８に遊嵌され下端が錠揚げ６の上端に遊嵌された吊りリンク９とを備えている（非特許文献１の図３−６，非特許文献２，特許文献１の図１，２，４〜７、特許文献２の図１〜９参照）。錠５の下部には錠５の位置を確認するための延出部５ａが突設されている（図１０，図１１参照）。
【０００３】
また、解放梃子８は、図８に示したように、クランク軸部８ａ、梃子レバー部８ｂ、及び操作軸部８ｃの３つの部分から構成されている。直棒状のクランク軸部８ａは、連結器胴２に対して固定されたリンク軸受部１０，１０の軸受穴に回転自在に軸承されている。梃子レバー部８ｂは、クランク軸部８ａの基端側を垂直に折曲して形成されている。操作軸部８ｃは、クランク軸部８ａの先端側に折曲形成され、クランク軸部８ａに平行な先端部分がクランク軸部８ａを中心に偏心して回動するように形成されている。
【０００４】
この自動連結器１は、錠掛け状態、錠控え状態、及びナックル（肘）開き状態の３つの状態がある（特許文献２の図５〜９参照）。錠掛け状態とは、連結中又は非連結中にナックル４が閉じて錠５が入り固定されている状態である。錠控え状態とは、車両が連結されている状態から解放梃子８を操作する事により、錠５が解除されて、ナックル４がフリーとなり、車両の切り離しが可能となった状態である。ナックル（肘）開き状態とは、ナックル４が開いて連結可能な状態である。
【０００５】
図９は自動連結器１の各状態を示す図、図１０は図９のＡ−Ａ線で切ったときの各状態の矢視断面図、図１１は図９のＢ−Ｂ線で切ったときの各状態の矢視断面図である。図９（ａ）は非連結時の錠掛け状態、図９（ｂ）はナックル開き状態、図９（ｃ）は連結時の錠掛け状態を表す。図１０（ａ）は錠掛け状態、図１０（ｂ）は錠５が錠揚げ６により最大高位置に達したときの状態、図１０（ｃ）は錠控え状態を表す。また、図１１（ａ）は錠掛け状態、図１１（ｂ）は錠控え状態を表す。
【０００６】
非連結時の錠掛け状態では、図９（ａ）に示すようにナックル４は錠５によって固定される。このとき、錠５は、図１０（ａ），図１１（ａ）に示すように最も下がった位置にあり、ナックル４の肘尻と連結器胴２の錠室内壁との間隙に錠５が入りナックル４が固定された状態にある。錠掛け位置では、錠５の下端の延出部５ａが連結器胴２の下面の開口部から突出した状態となり、延出部５ａの突出を目視により確認することで、錠掛け状態にあることが確認できる。
【０００７】
この状態から、解放梃子８を廻して吊りリンク９により錠揚げ６を引き上げる。解放梃子８の回転に伴い、錠揚げ６は、図１０（ａ），図１１（ａ）の錠掛け位置から、図１０（ｂ）の最大高位置を経由して、図１０（ｃ），図１１（ｂ）の錠控え位置に移動する。それに伴い、錠５も連動して錠控え位置に引き上げられる。これにより、ナックル４の肘尻が解放され、ナックル４はフリーの状態となる。尚、この錠控え位置では、錠５の下端の延出部５ａは連結器胴２の錠室内部に収容された状態となる。
【０００８】
錠控え状態とした際に、左右の自動連結器１のナックル４の肘尻がナックル開き７により蹴られ、図９（ｂ）のようなナックル（肘）開き状態となる。この状態で、左右の車輌を接近させ、図９（ｃ）のように左右の自動連結器１のナックル４，４を係合させる。そして、再び解放梃子８を逆に廻して吊りリンク９により錠揚げ６を自重により落とす。これにより、図９（ｃ）のように、ナックル４の肘尻と連結器胴２の錠室内壁との間隙に錠５が入りナックル４が固定され、錠掛け状態となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００２−３０８０９４号公報
【特許文献２】特開平１１−２７８２６５号公報
【特許文献３】実願昭４６−１０６０６８号明細書（実開昭４８−６１５０７号公報）
【特許文献４】実願昭５５−１５５９７４号明細書（実開昭５７−７７０７６号公報）
【特許文献５】実願昭５１−１５９２２号明細書（実開昭５２−１０８７０９号公報）
【特許文献６】特開平８−１２７３４０号公報
【非特許文献】
【００１０】
【非特許文献１】宮本昌幸，「図解・鉄道の科学」，講談社，２００６年６月，pp.63-69.
【非特許文献２】丸山弘志，「鉄道の科学・旅が楽しくなる本」，講談社，１９８０年７月，pp.126-153.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
上述したように、従来の自動連結器１に於ける連結作業では、錠揚げ６が錠掛け位置となるように梃子レバー部８ｂを操作した後、錠５の下部の延出部５ａが連結器胴２の下面から突出したことを目視で確認することにより、連結が確実に行われたことを確認する。この連結確認作業は、事故防止のために極めて重要である。
【００１２】
特に、製鐵所構内においては、溶鋼・溶銑を運ぶための台車を２４時間止まることなく工場間を運搬しているため、連結器の連結／解放を１日で数十回以上行っている。また、作業環境も照度不足・雨天・平坦部以外での作業に加えて、連結錠本体も塵埃などにより目視確認がしづらい環境下にある。目視のみで連結錠の錠状態が判別できない場合においては、軌条内への立ち入りを必要とする。さらに台車本体側には制動装置が常設されておらず、機関車側の制動力のみで車両全体を停止させており、連結不良時には台車を停止することができない。過去においては台車連結不良による台車逸走の事例もある。
【００１３】
連結確認作業は、自動連結器１の下面を覗見する必要があり、作業者にとっては見づらいという問題がある。また、夜間の連結作業においては、自動連結器１の付近は照明光の当たりにくい部分であるため暗い場合が多く、作業者はわざわざ携帯ライトで照らして確認する必要がある。そのため、作業性が悪く、作業者による確認のし忘れというヒューマン・エラーを惹起する可能性もある。
【００１４】
図１２は、実際に使用されている自動連結器の写真であるが、連結器胴２の下面に突出する延出部５ａは、構造上小さいため目立ちにくく、位置的にも作業者が見にくい位置にあることが分かる。
【００１５】
そこで、本発明の目的は、鉄道車輌の自動連結器の連結作業において、作業者が、錠掛けが行われたことを容易に確認することができる連結器施錠確認システム及び連結器施錠検出装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明に係る連結器施錠確認システムの第１の構成は、ナックル同士が係合することにより連結し、錠を錠掛け位置に移動させたときに前記ナックルが施錠され、錠控え位置に移動させたときに前記ナックルが解錠される連結器において、当該連結器の施錠を確認する連結器施錠確認システムであって、
磁石と、
前記磁石の磁界を電気信号に変換する磁気センサと、
前記磁気センサにより前記磁石の磁界を検出し、磁界検出の有無を表す磁気検知信号を出力する磁気検出手段と、
前記磁気検知信号を無線送信する無線送信部と、を具備する連結器施錠検出装置と、
前記連結器施錠検出装置の前記無線送信部から送信される前記磁気検知信号を受信する無線受信部と、
前記無線受信部が受信した前記磁気検知信号に基づき連結器の施錠の有無を報知する報知部と、を具備する携帯報知装置と、を備え、
前記磁石及び前記磁気センサのうち、一方は、錠と連動して移動するように配設されており、他方は、前記連結器本体に固定されており、前記錠が錠掛け位置に位置するときに前記磁石及び前記磁気センサが対向し、その逆位置に位置するときに前記磁石及び前記磁気センサは離隔するように配設されていることを特徴とする。
【００１７】
この構成によれば、錠が錠掛け位置に移動したとき、連結器施錠検出装置の磁石が磁気センサと対向するため、磁気検出手段は磁気検知信号を出力する。この磁気検知信号は送信部から携帯報知装置に無線送信される。携帯報知装置は、磁気検知信号を受信すると、報知部が磁気検知信号に基づき、解錠／施錠を作業者に報知する。これにより、作業者は携帯報知装置の報知を確認するだけで、錠掛けが行われたことを容易に確認することができる。
【００１８】
ここで、携帯報知装置の報知部としては、磁気検知信号の受信を音で報知する音声報知手段や、ＬＥＤの点灯のように光により報知する光報知手段や、振動（バイブレーション）により報知する振動報知手段などを使用することができる。
【００１９】
本発明に係る連結器施錠確認システムの第２の構成は、前記第１の構成において、前記連結器施錠検出装置は、前記磁気センサ、前記磁気検出手段、及び前記送信部に電力を供給する電池を備え、
前記送信部は、前記磁気検知信号を間歇的に送信するものであることを特徴とする。
【００２０】
この構成によれば、連結器施錠検出装置は、磁気検知信号を間歇的に送信することで無線送信に於ける消費電力を抑え、電池寿命を延ばすことができる。
【００２１】
ここで、磁気検知信号の間歇送信の間隔については、本発明では特に特定しないが、通常は０．３秒〜３秒程度とするのが好適である。間歇送信間隔が０．３秒より短いと電池の消耗が早くなりすぎ、また間隔を３秒より長くすると、作業者がＬＥＤや音声を確認するための待ち時間が長くなりすぎるからである。
【００２２】
本発明に係る連結器施錠確認システムの第３の構成は、前記第１又は２の構成において、前記携帯報知装置の前記報知部は、前記磁気検知信号が磁界検出を表すときに錠掛け状態であることを表示し、前記磁気検知信号が磁界非検出を表すときに錠控え状態であることを表示する表示装置を備えていることを特徴とする。
【００２３】
この構成によれば、携帯報知装置の表示装置に、錠掛け状態か錠控え状態かを表示することで、作業者による誤認を防止し、連結作業の安全性をより向上させることができる。
【００２４】
ここで、表示装置としては、ＬＥＤランプ、ＬＥＤ文字表示板、液晶文字表示板等を使用することができる。
【００２５】
本発明に係る連結器施錠確認システムの第４の構成は、前記第１乃至３の何れか一の構成において、前記携帯報知装置の前記報知部は、前記磁気検知信号が磁界検出を表すときに錠掛け状態であることを音声出力し、前記磁気検知信号が磁界非検出を表すときに錠控え状態であることを音声出力する音声装置を備えていることを特徴とする。
【００２６】
この構成によれば、音声装置により錠掛け状態か錠控え状態かを音声出力することで、作業者が錠掛け状態の確認をし忘れることを確実に防止することができる。
【００２７】
本発明に係る連結器施錠確認システムの第５の構成は、前記第１乃至４の何れか一の構成において、前記磁気センサは、前記錠が錠掛け位置に位置するときに前記磁石との間の距離が０．５ｃｍ乃至５ｃｍとなる位置に配設されており、
前記送信部と前記無線受信部は、無線通信が可能な最大距離が５ｍ以下であることを特徴とする。
【００２８】
この構成によれば、連結器施錠検出装置と携帯報知装置との間の通信距離を５ｍ以下（通常は１ｍ〜５ｍ）とすることで、連結作業中の自動連結器の連結器施錠検出装置からの磁気検知信号のみを受信し、他の自動連結器の連結器施錠検出装置からの磁気検知信号が混信して受信されることを防止することができる。
【００２９】
ここで、錠が錠掛け位置での磁気センサと磁石との間の距離を０．５ｃｍ〜５ｃｍとしたのは、どのような環境においても磁気センサが確実に磁石の磁界を検出できるようにするためである。５ｃｍよりも遠いと、汚れなどが付着した際に磁気センサが磁界を検出できなくなる恐れが高くなり、また、０．５ｃｍよりも近いと、磁気センサと磁石が何らかの外部衝撃により衝突し破損する恐れが高くなるからである。また、無線通信が可能な最大距離を５ｍ以下としたのは、通信距離が５ｍよりも長いと、隣接して停車している鉄道車両の自動連結器の連結器施錠検出装置からの磁気検知信号を誤って受信してしまう可能性が高まるからである。なお、作業者がレバーを操作する位置は通常、連結器錠から１ｍから２ｍの範囲内にあるので、最大通信距離を１ｍから２ｍとするのがより好適である。
【００３０】
本発明に係る連結器施錠検出装置は、ナックル同士が係合することにより連結し、錠を錠掛け位置に移動させたときに前記ナックルが施錠され、錠控え位置に移動させたときに前記ナックルが解錠される連結器の連結作業において、当該連結器の施錠状態を検出する連結器施錠検出装置であって、
磁石と、
前記磁石の磁界を電気信号に変換する磁気センサと、
前記磁気センサにより前記磁石の磁界を検出し、磁界検出の有無を表す磁気検知信号を出力する磁気検出手段と、
前記磁気検知信号を無線送信する無線送信部と、を備え、
前記磁石及び前記磁気センサのうち、一方は、錠と連動して移動するように配設されており、他方は、前記連結器本体に固定されており、前記錠が錠掛け位置に位置するときに前記磁石及び前記磁気センサが対向し、その逆位置に位置するときに前記磁石及び前記磁気センサは離隔するように配設されていることを特徴とする。
【００３１】
この構成により、上記第１の構成の連結器施錠確認システムで使用可能な連結器施錠検出装置を提供することができる。
【００３２】
本発明に係る連結器施錠確認方法は、ナックル同士が係合することにより連結し、錠を錠掛け位置に移動させたときに前記ナックルが施錠され、錠控え位置に移動させたときに前記ナックルが解錠される連結器の連結作業において、当該連結器の施錠を確認する連結器施錠確認方法であって、
前記磁石及び前記磁石の磁界を電気信号に変換する磁気センサのうち、一方は、錠と連動して移動するように配設し、他方は、前記連結器本体に固定し、前記錠が錠掛け位置に位置するときに前記磁石及び前記磁気センサが対向し、その逆位置に位置するときに前記磁石及び前記磁気センサは離隔するように配設しておき、
前記磁気センサにより前記磁石の磁界を検出して、無線送信装置により磁気検知信号を無線送信し、
当該磁気検知信号を、作業者が携帯可能な携帯報知装置で受信し、当該磁気検知信号に基づき連結器の施錠の有無を報知手段により報知することを特徴とする。
【００３３】
この構成により、作業者は携帯報知装置の報知を確認するだけで、錠掛けが行われたことを容易に確認することができる。
【発明の効果】
【００３４】
以上のように、本発明によれば、錠と連動して移動する磁石と、この磁石が錠掛け位置に移動したことを検出する磁気センサを設け、磁気センサの磁気検知信号を、作業者が携帯する携帯報知装置に無線送信し、携帯報知装置において、自動連結器の錠が錠掛け位置にあるか否かを報知する構成としたことで、作業者は携帯報知装置の報知を確認するだけで、錠掛けが行われたことを容易に確認することができる。そのため、夜間での確認作業も容易となり作業性が上がるとともに、作業者の錠掛け確認のし忘れといったヒューマン・エラーを効果的に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の実施例１に係る連結器施錠検出装置を備えた自動連結器の構成を表す断面図である。
【図２】図１のアクティブＲＦＩＤ２２の回路構成を表すブロック図である。
【図３】実施例１に係る連結器施錠確認システムの全体構成を表す図である。
【図４】携帯報知装置３０の外観図である。
【図５】携帯報知装置３０の回路構成を表すブロック図である。
【図６】実施例１に係る連結器施錠確認システムの動作を表すフローチャートである。
【図７】本発明の実施例２に係る連結器施錠確認システムの全体構成を表す図である。
【図８】従来の自動連結器（解放型連結器）の斜視図である。
【図９】自動連結器１の各状態を示す図である。
【図１０】図９のＡ−Ａ線で切ったときの各状態の矢視断面図である。
【図１１】図９のＢ−Ｂ線で切ったときの各状態の矢視断面図である。
【図１２】実際に使用されている自動連結器の写真である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照しながら説明する。
【実施例１】
【００３７】
図１は、本発明の実施例１に係る連結器施錠検出装置を備えた自動連結器の構成を表す断面図である。図１（ａ）は錠掛け状態、図１（ｂ）は錠控え状態を表す。図１において、自動連結器１は、連結器胴（連結器本体）２、ナックルピン３、ナックル４、錠５、延出部５ａ、錠揚げ６、及びナックル開き７を備えており、これらは図１１の対応する符号部分と同様のものである。
【００３８】
本実施例の自動連結器１は、錠５の延出部５ａの下端に磁石２１を備えている。また、連結器胴２の下面に取付部２３が延出されており、その取付部２３の先端にアクティブＲＦＩＤ２２が固定されている。アクティブＲＦＩＤ２２は、錠５が錠掛け位置（図１（ａ））に位置するときに磁石２１と対向し、鍵控え位置（図１（ｂ））に位置するときに磁石２１と離隔する位置に配設されている。このアクティブＲＦＩＤ２２の内部には、磁石２１の作る磁界を検出する磁気センサ２４と、磁気センサ２４により磁石２１の磁界を検出し磁気検知信号を出力する磁気検出手段２５と、磁気検知信号を無線送信する送信部２６と、電池２７が実装されている（図２参照）。錠５が「錠掛け位置」（図１（ａ））に位置するとき、磁石２１と磁気センサ２４との間の距離は３〜５ｃｍ程度とされ、錠５が「錠控え位置」（図１（ｂ））に位置するとき、磁石２１と磁気センサ２４との間の距離は１０ｃｍ以上とされている。これにより、錠５が「錠掛け位置」のときに磁気センサ２４は磁界を検出し、「錠控え位置」のときには磁気センサ２４は磁界を検出しない。
【００３９】
尚、アクティブＲＦＩＤ２２は、ＩＰ５４相当の防水・防塵仕様とされている。電池２７は、軽量化・小型化の観点から、ボタン電池を使用するのが好適である。アクティブＲＦＩＤ２２は、ボタン電池内蔵型として使い捨てタイプとしてもよい。また、アクティブＲＦＩＤ２２及び磁石２１は、振動に耐えうるように十分な強度で固定され、取り付け及び交換が可能な形状とされている。
【００４０】
図２は、図１のアクティブＲＦＩＤ２２の回路構成を表すブロック図である。アクティブＲＦＩＤ２２は、磁気センサ２４、磁気検出手段２５、無線送信部２６、及び電池２７を備えている。磁気センサ２４は、磁石２１により作られる磁界を検出し、電気信号に変換する。磁気センサ２４としては、磁気スイッチ、ホール素子、磁気抵抗素子などを使用することができる。磁気検出手段２５は、磁気センサ２４により磁石２１の磁界を検出し磁気検知信号を出力する。この磁気検出手段２５は、マイコンを用いて構成されている。尚、「磁気検知信号」は、磁気センサ２４が磁界を検出したことを表す磁気検出状態、又は磁気センサ２４が磁界を検出しなかったことを表す磁気非検出状態の何れかの状態を表す信号である。無線送信部２６は、磁気検出手段２５が出力する磁気検知信号を携帯報知装置へ無線送信するとともに、当該アクティブＲＦＩＤ２２に固有に割り振られた識別コード（ＩＤ）を携帯報知装置へ無線送信する。電池２７は、磁気センサ２４、磁気検出手段２５、及び無線送信部２６へ電力を供給する電源である。
【００４１】
尚、無線送信部２６による磁気検知信号及び識別コードの送信は、電池２７の電力消費を抑えるために間歇的に行われる。このときの送信間隔は、間歇送信間隔が短いと電池の消耗が早くなりすぎ、また間隔を長くしすぎると、作業者がLEDや音声を確認するための待ち時間が長くなりすぎるという観点から、０．３〜３秒とするのが好適である。
【００４２】
図３は、実施例１に係る連結器施錠確認システムの全体構成を表す図である。連結器施錠確認システムは、自動連結器１に取り付けられた磁石２１及びアクティブＲＦＩＤ２２と、作業者Ｗが携帯する携帯報知装置３０から構成されている。アクティブＲＦＩＤ２２から送信される磁気検知信号は、携帯報知装置３０により受信される。
【００４３】
図４は、携帯報知装置３０の外観図である。携帯報知装置３０は、ケーシング３１、ＬＥＤ表示ランプ３２ａ，３２ｂ，３２ｃ、スピーカ３３、電源切替スイッチ３４、及び音声出力ボタン３５を備えている。ケーシング３１はプラスチック製であり、略直方体形状に形成されている。また、鉄道機関車を無線操縦する制御コントローラ（テレコン）に装着可能な装着カバー（図示せず）を備えている。ＬＥＤ表示ランプ３２ａ，３２ｂ，３２ｃは、磁気検知信号の受信を表示するためのランプであり、ケーシング３１の表側面に並設されており、それぞれ、赤色，黄色，青色のＬＥＤが使用されている。スピーカ３３は、ケーシング３１の表側面の中央部付近に設けられており、磁気検知信号の受信を音声により報知するものである。電源切替スイッチ３４は、携帯報知装置３０の電源のオン・オフ及び携帯報知装置３０の機能切り替えを行うためのトグル・スイッチである。この電源切替スイッチ３４により、携帯報知装置３０の機能を、転轍作業と連結確認作業との何れかに切り替えることができる。転轍作業が選択された場合には、携帯報知装置３０は送信機となり、連結確認作業が選択された場合には携帯報知装置３０は受信器となる。また、この機能の切り替えに際しては、音声ガイドにより案内がされる。尚、転轍作業の機能に関しては本発明には直接関係がないため、以下では説明は省略する。音声出力ボタン３５は、スピーカ３３のオン・オフを行うためのスイッチであり、スピーカ３３のボリュームも兼ねている。
【００４４】
尚、アクティブＲＦＩＤ２２と携帯報知装置３０との通信可能距離（最大通信距離）は、デフォルトで５ｍ以下とされている。これにより、隣接する自動連結器１のアクティブＲＦＩＤ２２からの信号が混信して受信されることを抑止することができる。
【００４５】
図５は、携帯報知装置の回路構成を表すブロック図である。ＬＥＤ表示ランプ３２は、図４の３つのＬＥＤ表示ランプ３２ａ，３２ｂ，３２ｃを表す。また、スピーカ３３は図４のものと同様である。無線受信部３６は、アクティブＲＦＩＤ２２から送信されてくる磁気検知信号及び識別コードを受信する。制御部３６は、マイコンにより構成されており、無線受信部３６が磁気検知信号を受信したときに音声合成部３８へ報知信号を出力するとともに、ＬＥＤ表示ランプ３２ａ，３２ｂ，３２ｃの点灯制御を行う。音声合成部３８は、報知信号が入力されると、その報知信号に従って予め設定された音声ガイド信号をスピーカ３３へ出力する。これによりスピーカ３３から音声ガイドが報知される。電池３９は、ＬＥＤ表示ランプ３２，３２ａ，３２ｂ，３２ｃ、スピーカ３３、無線受信部３６、制御部３７、及び音声合成部３８へ電力を供給する電源である。電池２７はどのようなものを使用してもよいが、省資源化の観点から、充電式の乾電池を使用するのが好適である。
【００４６】
尚、制御部３６は、新たな識別コードを受信し始めたときには、通信可能エリアに入ったことを示す受信開始信号を音声合成部３８へ出力する。音声合成部３８は、受信開始信号が入力されると、通信可能エリアに入った旨を、スピーカ３３から音声ガイド（例えば、「通信エリアに入りました」など）により報知する。
【００４７】
以上のように構成された本実施例の連結器施錠確認システムについて、以下その動作を説明する。図６は、実施例１に係る連結器施錠確認システムの動作を表すフローチャートである。
【００４８】
連結確認作業を開始する場合、まず、ステップＳ１において、作業者Ｗにより携帯報知装置３０の電源切替スイッチ３４がオン状態とされる。
【００４９】
次に、ステップＳ２において、携帯報知装置３０の制御部３７は、無線受信部３６からの出力を一定時間監視し、その監視時間内に磁気検知信号及びＩＤ信号が受信されたかどうかを判定する。磁気検出信号が受信されなかった場合、ステップＳ３において、ＬＥＤ表示ランプ３２ａ，３２ｂ，３２ｃをすべて消灯して、ステップＳ２に戻る。一方、監視時間内に磁気検知信号及びＩＤ信号が受信された場合、次のステップＳ４へ移行する。
【００５０】
ステップＳ４において、携帯報知装置３０の制御部３７は、複数のＩＤ信号が受信されたか否かを判定する。ここで、１つのＩＤ信号のみが受信された場合、ステップＳ８へ移行し、複数のＩＤ信号が受信された場合には次のステップＳ５へ移行する。
【００５１】
ステップＳ５において、携帯報知装置３０の制御部３７は、複数のＩＤ信号が受信されたことを表示するために、黄色のＬＥＤ表示ランプ３２ｂを点滅させ、他のＬＥＤ表示ランプ３２ａ，３２ｃは消灯する。そして、ステップＳ６において、制御部３７は、音声出力ボタン３５がオン状態か否かを判定し、オン状態であれば、ステップＳ７において、作業者Ｗに対し操作対象の自動連結器に接近するように促す音声ガイド（例えば、「通信可能エリア外です」など）を報知し、ステップＳ２に戻る。これにより、作業者Ｗは操作対象の自動連結器に接近するように促される。一方、音声出力ボタン３５がオフ状態であれば、何もせずにステップＳ２に戻る。
【００５２】
上記ステップＳ４において１つのＩＤ信号のみが受信された場合、ステップＳ８において、制御部３７は、受信された磁気検知信号が「磁気検出状態」か「磁気非検出状態」かを判定する。「磁気検出状態」であれば、ステップＳ９へ移行し、「磁気非検出状態」であれば、ステップＳ１２へ移行する。
【００５３】
上記ステップＳ８において「磁気検出状態」の場合、ステップＳ９において、制御部３７は、青色のＬＥＤ表示ランプ３２ｃを点灯し、他のＬＥＤ表示ランプ３２ａ，３２ｂを消灯して、「鍵掛け状態」であることを表示する。これにより、作業者Ｗは操作対象の自動連結器が「鍵掛け状態」であることを、ランプ色を目視することで確認できる。そして、ステップＳ１０において、制御部３７は、音声出力ボタン３５がオン状態か否かを判定し、オン状態であれば、ステップＳ１１において、作業者Ｗに対し「鍵掛け状態」であることを音声ガイド（例えば、「連結されました」など）により報知し、ステップＳ２に戻る。これにより、作業者Ｗは操作対象の自動連結器が「鍵掛け状態」であることを音声により正確に確認できる。一方、音声出力ボタン３５がオフ状態であれば、何もせずにステップＳ２に戻る。
【００５４】
上記ステップＳ８において「磁気非検出状態」の場合、ステップＳ１２において、制御部３７は、赤色のＬＥＤ表示ランプ３２ａを点灯し、他のＬＥＤ表示ランプ３２ｂ，３２ｃを消灯して、「鍵控え状態」であることを表示する。これにより、作業者Ｗは操作対象の自動連結器が「鍵控え状態」であることを、ランプ色を目視することで確認できる。そして、ステップＳ１３において、制御部３７は、音声出力ボタン３５がオン状態か否かを判定し、オン状態であれば、ステップＳ１４において、作業者Ｗに対し「鍵控え状態」であることを音声ガイド（例えば、「連結されていません」など）により報知し、ステップＳ２に戻る。これにより、作業者Ｗは操作対象の自動連結器が「鍵控え状態」であることを音声により正確に確認できる。一方、音声出力ボタン３５がオフ状態であれば、何もせずにステップＳ２に戻る。
【００５５】
以上のように、本実施例の連結器施錠確認システムによれば、作業者Ｗは携帯報知装置３０のＬＥＤ表示ランプ３２ａ，３２ｂ，３２ｃの点灯又はスピーカ３３から出力される音声ガイドによる報知を確認するだけで、自動連結器１が「鍵掛け状態」であるか「鍵控え状態」であるかを容易に確認することができる。そのため、夜間における連結確認作業も容易となり作業性が上がるとともに、作業者Ｗの連結確認のし忘れといったヒューマン・エラーを効果的に防止することができる。
【実施例２】
【００５６】
図７は、本発明の実施例２に係る連結器施錠確認システムの全体構成を表す図である。本実施例の連結器施錠確認システムの構成は、基本的には図３と同様であるが、磁石２１とアクティブＲＦＩＤ２２との配置が逆とされている点のみが異なる。このような構成としても、実施例１と全く同様の作用効果を得ることができる。
【符号の説明】
【００５７】
１ 自動連結器
２ 連結器胴
２ａ，２ｂ 端部
３ ナックルピン
４ ナックル
５ 錠
５ａ 延出部
６ 錠揚げ
７ ナックル開き
８ 解放梃子
８ａ クランク軸部
８ｂ 梃子レバー部
８ｃ 操作軸部
９ 吊りリンク
１０，１０ リンク軸受部
２１ 磁石
２２ アクティブＲＦＩＤ
２３ 取付部
２４ 磁気センサ
２５ 磁気検出手段
２６ 無線送信部
２７ 電池
３０ 携帯報知装置
３１ ケーシング
３２，３２ａ，３２ｂ，３２ｃ ＬＥＤ表示ランプ
３３ スピーカ
３４ 電源切替スイッチ
３５ 音声出力ボタン
３６ 無線受信部
３７ 制御部
３８ 音声合成部
３９ 電池
Ｗ 作業者
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉄道車輌を連結する自動連結器の連結作業において、作業者が、錠掛けが行われたことを確認するための連結器施錠確認システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に日本国内で広く使用されている鉄道車輌の自動連結器は、解放型連結器と呼ばれ、図８に示すように、自動連結器１は、先端がワの字状（略凹の字状）に形成された連結器胴２と、連結器胴２の一方側端部２ａにナックルピン３により回動自在に軸支されたナックル（肘）４と、ナックル４を固定する錠５（図９〜図１１参照）と、錠５を作動させる錠揚げ６、錠５の作動に連動してナックル４を作動するナックル開き７（図１０，図１１参照）と、連結器胴２の上方に回動自在に軸承された解放梃子８と、上端が解放梃子８に遊嵌され下端が錠揚げ６の上端に遊嵌された吊りリンク９とを備えている（非特許文献１の図３−６，非特許文献２，特許文献１の図１，２，４〜７、特許文献２の図１〜９参照）。錠５の下部には錠５の位置を確認するための延出部５ａが突設されている（図１０，図１１参照）。
【０００３】
また、解放梃子８は、図８に示したように、クランク軸部８ａ、梃子レバー部８ｂ、及び操作軸部８ｃの３つの部分から構成されている。直棒状のクランク軸部８ａは、連結器胴２に対して固定されたリンク軸受部１０，１０の軸受穴に回転自在に軸承されている。梃子レバー部８ｂは、クランク軸部８ａの基端側を垂直に折曲して形成されている。操作軸部８ｃは、クランク軸部８ａの先端側に折曲形成され、クランク軸部８ａに平行な先端部分がクランク軸部８ａを中心に偏心して回動するように形成されている。
【０００４】
この自動連結器１は、錠掛け状態、錠控え状態、及びナックル（肘）開き状態の３つの状態がある（特許文献２の図５〜９参照）。錠掛け状態とは、連結中又は非連結中にナックル４が閉じて錠５が入り固定されている状態である。錠控え状態とは、車両が連結されている状態から解放梃子８を操作する事により、錠５が解除されて、ナックル４がフリーとなり、車両の切り離しが可能となった状態である。ナックル（肘）開き状態とは、ナックル４が開いて連結可能な状態である。
【０００５】
図９は自動連結器１の各状態を示す図、図１０は図９のＡ−Ａ線で切ったときの各状態の矢視断面図、図１１は図９のＢ−Ｂ線で切ったときの各状態の矢視断面図である。図９（ａ）は非連結時の錠掛け状態、図９（ｂ）はナックル開き状態、図９（ｃ）は連結時の錠掛け状態を表す。図１０（ａ）は錠掛け状態、図１０（ｂ）は錠５が錠揚げ６により最大高位置に達したときの状態、図１０（ｃ）は錠控え状態を表す。また、図１１（ａ）は錠掛け状態、図１１（ｂ）は錠控え状態を表す。
【０００６】
非連結時の錠掛け状態では、図９（ａ）に示すようにナックル４は錠５によって固定される。このとき、錠５は、図１０（ａ），図１１（ａ）に示すように最も下がった位置にあり、ナックル４の肘尻と連結器胴２の錠室内壁との間隙に錠５が入りナックル４が固定された状態にある。錠掛け位置では、錠５の下端の延出部５ａが連結器胴２の下面の開口部から突出した状態となり、延出部５ａの突出を目視により確認することで、錠掛け状態にあることが確認できる。
【０００７】
この状態から、解放梃子８を廻して吊りリンク９により錠揚げ６を引き上げる。解放梃子８の回転に伴い、錠揚げ６は、図１０（ａ），図１１（ａ）の錠掛け位置から、図１０（ｂ）の最大高位置を経由して、図１０（ｃ），図１１（ｂ）の錠控え位置に移動する。それに伴い、錠５も連動して錠控え位置に引き上げられる。これにより、ナックル４の肘尻が解放され、ナックル４はフリーの状態となる。尚、この錠控え位置では、錠５の下端の延出部５ａは連結器胴２の錠室内部に収容された状態となる。
【０００８】
錠控え状態とした際に、左右の自動連結器１のナックル４の肘尻がナックル開き７により蹴られ、図９（ｂ）のようなナックル（肘）開き状態となる。この状態で、左右の車輌を接近させ、図９（ｃ）のように左右の自動連結器１のナックル４，４を係合させる。そして、再び解放梃子８を逆に廻して吊りリンク９により錠揚げ６を自重により落とす。これにより、図９（ｃ）のように、ナックル４の肘尻と連結器胴２の錠室内壁との間隙に錠５が入りナックル４が固定され、錠掛け状態となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００２−３０８０９４号公報
【特許文献２】特開平１１−２７８２６５号公報
【特許文献３】実願昭４６−１０６０６８号明細書（実開昭４８−６１５０７号公報）
【特許文献４】実願昭５５−１５５９７４号明細書（実開昭５７−７７０７６号公報）
【特許文献５】実願昭５１−１５９２２号明細書（実開昭５２−１０８７０９号公報）
【特許文献６】特開平８−１２７３４０号公報
【非特許文献】
【００１０】
【非特許文献１】宮本昌幸，「図解・鉄道の科学」，講談社，２００６年６月，pp.63-69.
【非特許文献２】丸山弘志，「鉄道の科学・旅が楽しくなる本」，講談社，１９８０年７月，pp.126-153.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
上述したように、従来の自動連結器１に於ける連結作業では、錠揚げ６が錠掛け位置となるように梃子レバー部８ｂを操作した後、錠５の下部の延出部５ａが連結器胴２の下面から突出したことを目視で確認することにより、連結が確実に行われたことを確認する。この連結確認作業は、事故防止のために極めて重要である。
【００１２】
特に、製鐵所構内においては、溶鋼・溶銑を運ぶための台車を２４時間止まることなく工場間を運搬しているため、連結器の連結／解放を１日で数十回以上行っている。また、作業環境も照度不足・雨天・平坦部以外での作業に加えて、連結錠本体も塵埃などにより目視確認がしづらい環境下にある。目視のみで連結錠の錠状態が判別できない場合においては、軌条内への立ち入りを必要とする。さらに台車本体側には制動装置が常設されておらず、機関車側の制動力のみで車両全体を停止させており、連結不良時には台車を停止することができない。過去においては台車連結不良による台車逸走の事例もある。
【００１３】
連結確認作業は、自動連結器１の下面を覗見する必要があり、作業者にとっては見づらいという問題がある。また、夜間の連結作業においては、自動連結器１の付近は照明光の当たりにくい部分であるため暗い場合が多く、作業者はわざわざ携帯ライトで照らして確認する必要がある。そのため、作業性が悪く、作業者による確認のし忘れというヒューマン・エラーを惹起する可能性もある。
【００１４】
図１２は、実際に使用されている自動連結器の写真であるが、連結器胴２の下面に突出する延出部５ａは、構造上小さいため目立ちにくく、位置的にも作業者が見にくい位置にあることが分かる。
【００１５】
そこで、本発明の目的は、鉄道車輌の自動連結器の連結作業において、作業者が、錠掛けが行われたことを容易に確認することができる連結器施錠確認システム及び連結器施錠検出装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明に係る連結器施錠確認システムの第１の構成は、ナックル同士が係合することにより連結し、錠を錠掛け位置に移動させたときに前記ナックルが施錠され、錠控え位置に移動させたときに前記ナックルが解錠される連結器において、当該連結器の施錠を確認する連結器施錠確認システムであって、
磁石と、
前記磁石の磁界を電気信号に変換する磁気センサと、
前記磁気センサにより前記磁石の磁界を検出し、磁界検出の有無を表す磁気検知信号を出力する磁気検出手段と、
前記磁気検知信号を無線送信する無線送信部と、を具備する連結器施錠検出装置と、
前記連結器施錠検出装置の前記無線送信部から送信される前記磁気検知信号を受信する無線受信部と、
前記無線受信部が受信した前記磁気検知信号に基づき連結器の施錠の有無を報知する報知部と、を具備する携帯報知装置と、を備え、
前記磁石及び前記磁気センサのうち、一方は、錠と連動して移動するように配設されており、他方は、前記連結器本体に固定されており、前記錠が錠掛け位置に位置するときに前記磁石及び前記磁気センサが対向し、その逆位置に位置するときに前記磁石及び前記磁気センサは離隔するように配設されていることを特徴とする。
【００１７】
この構成によれば、錠が錠掛け位置に移動したとき、連結器施錠検出装置の磁石が磁気センサと対向するため、磁気検出手段は磁気検知信号を出力する。この磁気検知信号は送信部から携帯報知装置に無線送信される。携帯報知装置は、磁気検知信号を受信すると、報知部が磁気検知信号に基づき、解錠／施錠を作業者に報知する。これにより、作業者は携帯報知装置の報知を確認するだけで、錠掛けが行われたことを容易に確認することができる。
【００１８】
ここで、携帯報知装置の報知部としては、磁気検知信号の受信を音で報知する音声報知手段や、ＬＥＤの点灯のように光により報知する光報知手段や、振動（バイブレーション）により報知する振動報知手段などを使用することができる。
【００１９】
本発明に係る連結器施錠確認システムの第２の構成は、前記第１の構成において、前記連結器施錠検出装置は、前記磁気センサ、前記磁気検出手段、及び前記送信部に電力を供給する電池を備え、
前記送信部は、前記磁気検知信号を間歇的に送信するものであることを特徴とする。
【００２０】
この構成によれば、連結器施錠検出装置は、磁気検知信号を間歇的に送信することで無線送信に於ける消費電力を抑え、電池寿命を延ばすことができる。
【００２１】
ここで、磁気検知信号の間歇送信の間隔については、本発明では特に特定しないが、通常は０．３秒〜３秒程度とするのが好適である。間歇送信間隔が０．３秒より短いと電池の消耗が早くなりすぎ、また間隔を３秒より長くすると、作業者がＬＥＤや音声を確認するための待ち時間が長くなりすぎるからである。
【００２２】
本発明に係る連結器施錠確認システムの第３の構成は、前記第１又は２の構成において、前記携帯報知装置の前記報知部は、前記磁気検知信号が磁界検出を表すときに錠掛け状態であることを表示し、前記磁気検知信号が磁界非検出を表すときに錠控え状態であることを表示する表示装置を備えていることを特徴とする。
【００２３】
この構成によれば、携帯報知装置の表示装置に、錠掛け状態か錠控え状態かを表示することで、作業者による誤認を防止し、連結作業の安全性をより向上させることができる。
【００２４】
ここで、表示装置としては、ＬＥＤランプ、ＬＥＤ文字表示板、液晶文字表示板等を使用することができる。
【００２５】
本発明に係る連結器施錠確認システムの第４の構成は、前記第１乃至３の何れか一の構成において、前記携帯報知装置の前記報知部は、前記磁気検知信号が磁界検出を表すときに錠掛け状態であることを音声出力し、前記磁気検知信号が磁界非検出を表すときに錠控え状態であることを音声出力する音声装置を備えていることを特徴とする。
【００２６】
この構成によれば、音声装置により錠掛け状態か錠控え状態かを音声出力することで、作業者が錠掛け状態の確認をし忘れることを確実に防止することができる。
【００２７】
本発明に係る連結器施錠確認システムの第５の構成は、前記第１乃至４の何れか一の構成において、前記磁気センサは、前記錠が錠掛け位置に位置するときに前記磁石との間の距離が０．５ｃｍ乃至５ｃｍとなる位置に配設されており、
前記送信部と前記無線受信部は、無線通信が可能な最大距離が５ｍ以下であることを特徴とする。
【００２８】
この構成によれば、連結器施錠検出装置と携帯報知装置との間の通信距離を５ｍ以下（通常は１ｍ〜５ｍ）とすることで、連結作業中の自動連結器の連結器施錠検出装置からの磁気検知信号のみを受信し、他の自動連結器の連結器施錠検出装置からの磁気検知信号が混信して受信されることを防止することができる。
【００２９】
ここで、錠が錠掛け位置での磁気センサと磁石との間の距離を０．５ｃｍ〜５ｃｍとしたのは、どのような環境においても磁気センサが確実に磁石の磁界を検出できるようにするためである。５ｃｍよりも遠いと、汚れなどが付着した際に磁気センサが磁界を検出できなくなる恐れが高くなり、また、０．５ｃｍよりも近いと、磁気センサと磁石が何らかの外部衝撃により衝突し破損する恐れが高くなるからである。また、無線通信が可能な最大距離を５ｍ以下としたのは、通信距離が５ｍよりも長いと、隣接して停車している鉄道車両の自動連結器の連結器施錠検出装置からの磁気検知信号を誤って受信してしまう可能性が高まるからである。なお、作業者がレバーを操作する位置は通常、連結器錠から１ｍから２ｍの範囲内にあるので、最大通信距離を１ｍから２ｍとするのがより好適である。
【００３０】
本発明に係る連結器施錠検出装置は、ナックル同士が係合することにより連結し、錠を錠掛け位置に移動させたときに前記ナックルが施錠され、錠控え位置に移動させたときに前記ナックルが解錠される連結器の連結作業において、当該連結器の施錠状態を検出する連結器施錠検出装置であって、
磁石と、
前記磁石の磁界を電気信号に変換する磁気センサと、
前記磁気センサにより前記磁石の磁界を検出し、磁界検出の有無を表す磁気検知信号を出力する磁気検出手段と、
前記磁気検知信号を無線送信する無線送信部と、を備え、
前記磁石及び前記磁気センサのうち、一方は、錠と連動して移動するように配設されており、他方は、前記連結器本体に固定されており、前記錠が錠掛け位置に位置するときに前記磁石及び前記磁気センサが対向し、その逆位置に位置するときに前記磁石及び前記磁気センサは離隔するように配設されていることを特徴とする。
【００３１】
この構成により、上記第１の構成の連結器施錠確認システムで使用可能な連結器施錠検出装置を提供することができる。
【００３２】
本発明に係る連結器施錠確認方法は、ナックル同士が係合することにより連結し、錠を錠掛け位置に移動させたときに前記ナックルが施錠され、錠控え位置に移動させたときに前記ナックルが解錠される連結器の連結作業において、当該連結器の施錠を確認する連結器施錠確認方法であって、
前記磁石及び前記磁石の磁界を電気信号に変換する磁気センサのうち、一方は、錠と連動して移動するように配設し、他方は、前記連結器本体に固定し、前記錠が錠掛け位置に位置するときに前記磁石及び前記磁気センサが対向し、その逆位置に位置するときに前記磁石及び前記磁気センサは離隔するように配設しておき、
前記磁気センサにより前記磁石の磁界を検出して、無線送信装置により磁気検知信号を無線送信し、
当該磁気検知信号を、作業者が携帯可能な携帯報知装置で受信し、当該磁気検知信号に基づき連結器の施錠の有無を報知手段により報知することを特徴とする。
【００３３】
この構成により、作業者は携帯報知装置の報知を確認するだけで、錠掛けが行われたことを容易に確認することができる。
【発明の効果】
【００３４】
以上のように、本発明によれば、錠と連動して移動する磁石と、この磁石が錠掛け位置に移動したことを検出する磁気センサを設け、磁気センサの磁気検知信号を、作業者が携帯する携帯報知装置に無線送信し、携帯報知装置において、自動連結器の錠が錠掛け位置にあるか否かを報知する構成としたことで、作業者は携帯報知装置の報知を確認するだけで、錠掛けが行われたことを容易に確認することができる。そのため、夜間での確認作業も容易となり作業性が上がるとともに、作業者の錠掛け確認のし忘れといったヒューマン・エラーを効果的に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の実施例１に係る連結器施錠検出装置を備えた自動連結器の構成を表す断面図である。
【図２】図１のアクティブＲＦＩＤ２２の回路構成を表すブロック図である。
【図３】実施例１に係る連結器施錠確認システムの全体構成を表す図である。
【図４】携帯報知装置３０の外観図である。
【図５】携帯報知装置３０の回路構成を表すブロック図である。
【図６】実施例１に係る連結器施錠確認システムの動作を表すフローチャートである。
【図７】本発明の実施例２に係る連結器施錠確認システムの全体構成を表す図である。
【図８】従来の自動連結器（解放型連結器）の斜視図である。
【図９】自動連結器１の各状態を示す図である。
【図１０】図９のＡ−Ａ線で切ったときの各状態の矢視断面図である。
【図１１】図９のＢ−Ｂ線で切ったときの各状態の矢視断面図である。
【図１２】実際に使用されている自動連結器の写真である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照しながら説明する。
【実施例１】
【００３７】
図１は、本発明の実施例１に係る連結器施錠検出装置を備えた自動連結器の構成を表す断面図である。図１（ａ）は錠掛け状態、図１（ｂ）は錠控え状態を表す。図１において、自動連結器１は、連結器胴（連結器本体）２、ナックルピン３、ナックル４、錠５、延出部５ａ、錠揚げ６、及びナックル開き７を備えており、これらは図１１の対応する符号部分と同様のものである。
【００３８】
本実施例の自動連結器１は、錠５の延出部５ａの下端に磁石２１を備えている。また、連結器胴２の下面に取付部２３が延出されており、その取付部２３の先端にアクティブＲＦＩＤ２２が固定されている。アクティブＲＦＩＤ２２は、錠５が錠掛け位置（図１（ａ））に位置するときに磁石２１と対向し、鍵控え位置（図１（ｂ））に位置するときに磁石２１と離隔する位置に配設されている。このアクティブＲＦＩＤ２２の内部には、磁石２１の作る磁界を検出する磁気センサ２４と、磁気センサ２４により磁石２１の磁界を検出し磁気検知信号を出力する磁気検出手段２５と、磁気検知信号を無線送信する送信部２６と、電池２７が実装されている（図２参照）。錠５が「錠掛け位置」（図１（ａ））に位置するとき、磁石２１と磁気センサ２４との間の距離は３〜５ｃｍ程度とされ、錠５が「錠控え位置」（図１（ｂ））に位置するとき、磁石２１と磁気センサ２４との間の距離は１０ｃｍ以上とされている。これにより、錠５が「錠掛け位置」のときに磁気センサ２４は磁界を検出し、「錠控え位置」のときには磁気センサ２４は磁界を検出しない。
【００３９】
尚、アクティブＲＦＩＤ２２は、ＩＰ５４相当の防水・防塵仕様とされている。電池２７は、軽量化・小型化の観点から、ボタン電池を使用するのが好適である。アクティブＲＦＩＤ２２は、ボタン電池内蔵型として使い捨てタイプとしてもよい。また、アクティブＲＦＩＤ２２及び磁石２１は、振動に耐えうるように十分な強度で固定され、取り付け及び交換が可能な形状とされている。
【００４０】
図２は、図１のアクティブＲＦＩＤ２２の回路構成を表すブロック図である。アクティブＲＦＩＤ２２は、磁気センサ２４、磁気検出手段２５、無線送信部２６、及び電池２７を備えている。磁気センサ２４は、磁石２１により作られる磁界を検出し、電気信号に変換する。磁気センサ２４としては、磁気スイッチ、ホール素子、磁気抵抗素子などを使用することができる。磁気検出手段２５は、磁気センサ２４により磁石２１の磁界を検出し磁気検知信号を出力する。この磁気検出手段２５は、マイコンを用いて構成されている。尚、「磁気検知信号」は、磁気センサ２４が磁界を検出したことを表す磁気検出状態、又は磁気センサ２４が磁界を検出しなかったことを表す磁気非検出状態の何れかの状態を表す信号である。無線送信部２６は、磁気検出手段２５が出力する磁気検知信号を携帯報知装置へ無線送信するとともに、当該アクティブＲＦＩＤ２２に固有に割り振られた識別コード（ＩＤ）を携帯報知装置へ無線送信する。電池２７は、磁気センサ２４、磁気検出手段２５、及び無線送信部２６へ電力を供給する電源である。
【００４１】
尚、無線送信部２６による磁気検知信号及び識別コードの送信は、電池２７の電力消費を抑えるために間歇的に行われる。このときの送信間隔は、間歇送信間隔が短いと電池の消耗が早くなりすぎ、また間隔を長くしすぎると、作業者がLEDや音声を確認するための待ち時間が長くなりすぎるという観点から、０．３〜３秒とするのが好適である。
【００４２】
図３は、実施例１に係る連結器施錠確認システムの全体構成を表す図である。連結器施錠確認システムは、自動連結器１に取り付けられた磁石２１及びアクティブＲＦＩＤ２２と、作業者Ｗが携帯する携帯報知装置３０から構成されている。アクティブＲＦＩＤ２２から送信される磁気検知信号は、携帯報知装置３０により受信される。
【００４３】
図４は、携帯報知装置３０の外観図である。携帯報知装置３０は、ケーシング３１、ＬＥＤ表示ランプ３２ａ，３２ｂ，３２ｃ、スピーカ３３、電源切替スイッチ３４、及び音声出力ボタン３５を備えている。ケーシング３１はプラスチック製であり、略直方体形状に形成されている。また、鉄道機関車を無線操縦する制御コントローラ（テレコン）に装着可能な装着カバー（図示せず）を備えている。ＬＥＤ表示ランプ３２ａ，３２ｂ，３２ｃは、磁気検知信号の受信を表示するためのランプであり、ケーシング３１の表側面に並設されており、それぞれ、赤色，黄色，青色のＬＥＤが使用されている。スピーカ３３は、ケーシング３１の表側面の中央部付近に設けられており、磁気検知信号の受信を音声により報知するものである。電源切替スイッチ３４は、携帯報知装置３０の電源のオン・オフ及び携帯報知装置３０の機能切り替えを行うためのトグル・スイッチである。この電源切替スイッチ３４により、携帯報知装置３０の機能を、転轍作業と連結確認作業との何れかに切り替えることができる。転轍作業が選択された場合には、携帯報知装置３０は送信機となり、連結確認作業が選択された場合には携帯報知装置３０は受信器となる。また、この機能の切り替えに際しては、音声ガイドにより案内がされる。尚、転轍作業の機能に関しては本発明には直接関係がないため、以下では説明は省略する。音声出力ボタン３５は、スピーカ３３のオン・オフを行うためのスイッチであり、スピーカ３３のボリュームも兼ねている。
【００４４】
尚、アクティブＲＦＩＤ２２と携帯報知装置３０との通信可能距離（最大通信距離）は、デフォルトで５ｍ以下とされている。これにより、隣接する自動連結器１のアクティブＲＦＩＤ２２からの信号が混信して受信されることを抑止することができる。
【００４５】
図５は、携帯報知装置の回路構成を表すブロック図である。ＬＥＤ表示ランプ３２は、図４の３つのＬＥＤ表示ランプ３２ａ，３２ｂ，３２ｃを表す。また、スピーカ３３は図４のものと同様である。無線受信部３６は、アクティブＲＦＩＤ２２から送信されてくる磁気検知信号及び識別コードを受信する。制御部３６は、マイコンにより構成されており、無線受信部３６が磁気検知信号を受信したときに音声合成部３８へ報知信号を出力するとともに、ＬＥＤ表示ランプ３２ａ，３２ｂ，３２ｃの点灯制御を行う。音声合成部３８は、報知信号が入力されると、その報知信号に従って予め設定された音声ガイド信号をスピーカ３３へ出力する。これによりスピーカ３３から音声ガイドが報知される。電池３９は、ＬＥＤ表示ランプ３２，３２ａ，３２ｂ，３２ｃ、スピーカ３３、無線受信部３６、制御部３７、及び音声合成部３８へ電力を供給する電源である。電池２７はどのようなものを使用してもよいが、省資源化の観点から、充電式の乾電池を使用するのが好適である。
【００４６】
尚、制御部３６は、新たな識別コードを受信し始めたときには、通信可能エリアに入ったことを示す受信開始信号を音声合成部３８へ出力する。音声合成部３８は、受信開始信号が入力されると、通信可能エリアに入った旨を、スピーカ３３から音声ガイド（例えば、「通信エリアに入りました」など）により報知する。
【００４７】
以上のように構成された本実施例の連結器施錠確認システムについて、以下その動作を説明する。図６は、実施例１に係る連結器施錠確認システムの動作を表すフローチャートである。
【００４８】
連結確認作業を開始する場合、まず、ステップＳ１において、作業者Ｗにより携帯報知装置３０の電源切替スイッチ３４がオン状態とされる。
【００４９】
次に、ステップＳ２において、携帯報知装置３０の制御部３７は、無線受信部３６からの出力を一定時間監視し、その監視時間内に磁気検知信号及びＩＤ信号が受信されたかどうかを判定する。磁気検出信号が受信されなかった場合、ステップＳ３において、ＬＥＤ表示ランプ３２ａ，３２ｂ，３２ｃをすべて消灯して、ステップＳ２に戻る。一方、監視時間内に磁気検知信号及びＩＤ信号が受信された場合、次のステップＳ４へ移行する。
【００５０】
ステップＳ４において、携帯報知装置３０の制御部３７は、複数のＩＤ信号が受信されたか否かを判定する。ここで、１つのＩＤ信号のみが受信された場合、ステップＳ８へ移行し、複数のＩＤ信号が受信された場合には次のステップＳ５へ移行する。
【００５１】
ステップＳ５において、携帯報知装置３０の制御部３７は、複数のＩＤ信号が受信されたことを表示するために、黄色のＬＥＤ表示ランプ３２ｂを点滅させ、他のＬＥＤ表示ランプ３２ａ，３２ｃは消灯する。そして、ステップＳ６において、制御部３７は、音声出力ボタン３５がオン状態か否かを判定し、オン状態であれば、ステップＳ７において、作業者Ｗに対し操作対象の自動連結器に接近するように促す音声ガイド（例えば、「通信可能エリア外です」など）を報知し、ステップＳ２に戻る。これにより、作業者Ｗは操作対象の自動連結器に接近するように促される。一方、音声出力ボタン３５がオフ状態であれば、何もせずにステップＳ２に戻る。
【００５２】
上記ステップＳ４において１つのＩＤ信号のみが受信された場合、ステップＳ８において、制御部３７は、受信された磁気検知信号が「磁気検出状態」か「磁気非検出状態」かを判定する。「磁気検出状態」であれば、ステップＳ９へ移行し、「磁気非検出状態」であれば、ステップＳ１２へ移行する。
【００５３】
上記ステップＳ８において「磁気検出状態」の場合、ステップＳ９において、制御部３７は、青色のＬＥＤ表示ランプ３２ｃを点灯し、他のＬＥＤ表示ランプ３２ａ，３２ｂを消灯して、「鍵掛け状態」であることを表示する。これにより、作業者Ｗは操作対象の自動連結器が「鍵掛け状態」であることを、ランプ色を目視することで確認できる。そして、ステップＳ１０において、制御部３７は、音声出力ボタン３５がオン状態か否かを判定し、オン状態であれば、ステップＳ１１において、作業者Ｗに対し「鍵掛け状態」であることを音声ガイド（例えば、「連結されました」など）により報知し、ステップＳ２に戻る。これにより、作業者Ｗは操作対象の自動連結器が「鍵掛け状態」であることを音声により正確に確認できる。一方、音声出力ボタン３５がオフ状態であれば、何もせずにステップＳ２に戻る。
【００５４】
上記ステップＳ８において「磁気非検出状態」の場合、ステップＳ１２において、制御部３７は、赤色のＬＥＤ表示ランプ３２ａを点灯し、他のＬＥＤ表示ランプ３２ｂ，３２ｃを消灯して、「鍵控え状態」であることを表示する。これにより、作業者Ｗは操作対象の自動連結器が「鍵控え状態」であることを、ランプ色を目視することで確認できる。そして、ステップＳ１３において、制御部３７は、音声出力ボタン３５がオン状態か否かを判定し、オン状態であれば、ステップＳ１４において、作業者Ｗに対し「鍵控え状態」であることを音声ガイド（例えば、「連結されていません」など）により報知し、ステップＳ２に戻る。これにより、作業者Ｗは操作対象の自動連結器が「鍵控え状態」であることを音声により正確に確認できる。一方、音声出力ボタン３５がオフ状態であれば、何もせずにステップＳ２に戻る。
【００５５】
以上のように、本実施例の連結器施錠確認システムによれば、作業者Ｗは携帯報知装置３０のＬＥＤ表示ランプ３２ａ，３２ｂ，３２ｃの点灯又はスピーカ３３から出力される音声ガイドによる報知を確認するだけで、自動連結器１が「鍵掛け状態」であるか「鍵控え状態」であるかを容易に確認することができる。そのため、夜間における連結確認作業も容易となり作業性が上がるとともに、作業者Ｗの連結確認のし忘れといったヒューマン・エラーを効果的に防止することができる。
【実施例２】
【００５６】
図７は、本発明の実施例２に係る連結器施錠確認システムの全体構成を表す図である。本実施例の連結器施錠確認システムの構成は、基本的には図３と同様であるが、磁石２１とアクティブＲＦＩＤ２２との配置が逆とされている点のみが異なる。このような構成としても、実施例１と全く同様の作用効果を得ることができる。
【符号の説明】
【００５７】
１ 自動連結器
２ 連結器胴
２ａ，２ｂ 端部
３ ナックルピン
４ ナックル
５ 錠
５ａ 延出部
６ 錠揚げ
７ ナックル開き
８ 解放梃子
８ａ クランク軸部
８ｂ 梃子レバー部
８ｃ 操作軸部
９ 吊りリンク
１０，１０ リンク軸受部
２１ 磁石
２２ アクティブＲＦＩＤ
２３ 取付部
２４ 磁気センサ
２５ 磁気検出手段
２６ 無線送信部
２７ 電池
３０ 携帯報知装置
３１ ケーシング
３２，３２ａ，３２ｂ，３２ｃ ＬＥＤ表示ランプ
３３ スピーカ
３４ 電源切替スイッチ
３５ 音声出力ボタン
３６ 無線受信部
３７ 制御部
３８ 音声合成部
３９ 電池
Ｗ 作業者
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ナックル同士が係合することにより連結し、錠を錠掛け位置に移動させたときに前記ナックルが施錠され、錠控え位置に移動させたときに前記ナックルが解錠される連結器において、当該連結器の施錠を確認する連結器施錠確認システムであって、
磁石と、
前記磁石の磁界を電気信号に変換する磁気センサと、
前記磁気センサにより前記磁石の磁界を検出し、磁界検出の有無を表す磁気検知信号を出力する磁気検出手段と、
前記磁気検知信号を無線送信する無線送信部と、を具備する連結器施錠検出装置と、
前記連結器施錠検出装置の前記無線送信部から送信される前記磁気検知信号を受信する無線受信部と、
前記無線受信部が受信した前記磁気検知信号に基づき連結器の施錠の有無を報知する報知部と、を具備する携帯報知装置と、を備え、
前記磁石及び前記磁気センサのうち、一方は、錠と連動して移動するように配設されており、他方は、前記連結器本体に固定されており、前記錠が錠掛け位置に位置するときに前記磁石及び前記磁気センサが対向し、その逆位置に位置するときに前記磁石及び前記磁気センサは離隔するように配設されていることを特徴とする連結器施錠確認システム。
【請求項２】
前記連結器施錠検出装置は、前記磁気センサ、前記磁気検出手段、及び前記無線送信部に電力を供給する電池を備え、
前記無線送信部は、前記磁気検知信号を間歇的に送信するものであることを特徴とする請求項１に記載の連結器施錠確認システム。
【請求項３】
前記携帯報知装置の前記報知部は、前記磁気検知信号が磁界検出を表すときに錠掛け状態であることを表示し、前記磁気検知信号が磁界非検出を表すときに錠控え状態であることを表示する表示装置を備えていることを特徴とする請求項１又は２に記載の連結器施錠確認システム。
【請求項４】
前記携帯報知装置の前記報知部は、前記磁気検知信号が磁界検出を表すときに錠掛け状態であることを音声出力し、前記磁気検知信号が磁界非検出を表すときに錠控え状態であることを音声出力する音声装置を備えていることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一に記載の連結器施錠確認システム。
【請求項５】
前記磁気センサは、前記錠が錠掛け位置に位置するときに前記磁石との間の距離が０．５ｃｍ乃至５ｃｍとなる位置に配設されており、
前記無線送信部と前記無線受信部は、無線通信が可能な最大距離が５ｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至４の何れか一に記載の連結器施錠確認システム。
【請求項６】
ナックル同士が係合することにより連結し、錠を錠掛け位置に移動させたときに前記ナックルが施錠され、錠控え位置に移動させたときに前記ナックルが解錠される連結器の連結作業において、当該連結器の施錠状態を検出する連結器施錠検出装置であって、
磁石と、
前記磁石の磁界を電気信号に変換する磁気センサと、
前記磁気センサにより前記磁石の磁界を検出し、磁界検出の有無を表す磁気検知信号を出力する磁気検出手段と、
前記磁気検知信号を無線送信する無線送信部と、を備え、
前記磁石及び前記磁気センサのうち、一方は、錠と連動して移動するように配設されており、他方は、前記連結器本体に固定されており、前記錠が錠掛け位置に位置するときに前記磁石及び前記磁気センサが対向し、その逆位置に位置するときに前記磁石及び前記磁気センサは離隔するように配設されていることを特徴とする連結器施錠検出装置。
【請求項７】
ナックル同士が係合することにより連結し、錠を錠掛け位置に移動させたときに前記ナックルが施錠され、錠控え位置に移動させたときに前記ナックルが解錠される連結器の連結作業において、当該連結器の施錠を確認する連結器施錠確認方法であって、
前記磁石及び前記磁石の磁界を電気信号に変換する磁気センサのうち、一方は、錠と連動して移動するように配設し、他方は、前記連結器本体に固定し、前記錠が錠掛け位置に位置するときに前記磁石及び前記磁気センサが対向し、その逆位置に位置するときに前記磁石及び前記磁気センサは離隔するように配設しておき、
前記磁気センサにより前記磁石の磁界を検出して、無線送信装置により磁気検知信号を無線送信し、
当該磁気検知信号を、作業者が携帯可能な携帯報知装置で受信し、当該磁気検知信号に基づき連結器の施錠の有無を報知手段により報知することを特徴とする連結器施錠確認方法。
【請求項１】
ナックル同士が係合することにより連結し、錠を錠掛け位置に移動させたときに前記ナックルが施錠され、錠控え位置に移動させたときに前記ナックルが解錠される連結器において、当該連結器の施錠を確認する連結器施錠確認システムであって、
磁石と、
前記磁石の磁界を電気信号に変換する磁気センサと、
前記磁気センサにより前記磁石の磁界を検出し、磁界検出の有無を表す磁気検知信号を出力する磁気検出手段と、
前記磁気検知信号を無線送信する無線送信部と、を具備する連結器施錠検出装置と、
前記連結器施錠検出装置の前記無線送信部から送信される前記磁気検知信号を受信する無線受信部と、
前記無線受信部が受信した前記磁気検知信号に基づき連結器の施錠の有無を報知する報知部と、を具備する携帯報知装置と、を備え、
前記磁石及び前記磁気センサのうち、一方は、錠と連動して移動するように配設されており、他方は、前記連結器本体に固定されており、前記錠が錠掛け位置に位置するときに前記磁石及び前記磁気センサが対向し、その逆位置に位置するときに前記磁石及び前記磁気センサは離隔するように配設されていることを特徴とする連結器施錠確認システム。
【請求項２】
前記連結器施錠検出装置は、前記磁気センサ、前記磁気検出手段、及び前記無線送信部に電力を供給する電池を備え、
前記無線送信部は、前記磁気検知信号を間歇的に送信するものであることを特徴とする請求項１に記載の連結器施錠確認システム。
【請求項３】
前記携帯報知装置の前記報知部は、前記磁気検知信号が磁界検出を表すときに錠掛け状態であることを表示し、前記磁気検知信号が磁界非検出を表すときに錠控え状態であることを表示する表示装置を備えていることを特徴とする請求項１又は２に記載の連結器施錠確認システム。
【請求項４】
前記携帯報知装置の前記報知部は、前記磁気検知信号が磁界検出を表すときに錠掛け状態であることを音声出力し、前記磁気検知信号が磁界非検出を表すときに錠控え状態であることを音声出力する音声装置を備えていることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一に記載の連結器施錠確認システム。
【請求項５】
前記磁気センサは、前記錠が錠掛け位置に位置するときに前記磁石との間の距離が０．５ｃｍ乃至５ｃｍとなる位置に配設されており、
前記無線送信部と前記無線受信部は、無線通信が可能な最大距離が５ｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至４の何れか一に記載の連結器施錠確認システム。
【請求項６】
ナックル同士が係合することにより連結し、錠を錠掛け位置に移動させたときに前記ナックルが施錠され、錠控え位置に移動させたときに前記ナックルが解錠される連結器の連結作業において、当該連結器の施錠状態を検出する連結器施錠検出装置であって、
磁石と、
前記磁石の磁界を電気信号に変換する磁気センサと、
前記磁気センサにより前記磁石の磁界を検出し、磁界検出の有無を表す磁気検知信号を出力する磁気検出手段と、
前記磁気検知信号を無線送信する無線送信部と、を備え、
前記磁石及び前記磁気センサのうち、一方は、錠と連動して移動するように配設されており、他方は、前記連結器本体に固定されており、前記錠が錠掛け位置に位置するときに前記磁石及び前記磁気センサが対向し、その逆位置に位置するときに前記磁石及び前記磁気センサは離隔するように配設されていることを特徴とする連結器施錠検出装置。
【請求項７】
ナックル同士が係合することにより連結し、錠を錠掛け位置に移動させたときに前記ナックルが施錠され、錠控え位置に移動させたときに前記ナックルが解錠される連結器の連結作業において、当該連結器の施錠を確認する連結器施錠確認方法であって、
前記磁石及び前記磁石の磁界を電気信号に変換する磁気センサのうち、一方は、錠と連動して移動するように配設し、他方は、前記連結器本体に固定し、前記錠が錠掛け位置に位置するときに前記磁石及び前記磁気センサが対向し、その逆位置に位置するときに前記磁石及び前記磁気センサは離隔するように配設しておき、
前記磁気センサにより前記磁石の磁界を検出して、無線送信装置により磁気検知信号を無線送信し、
当該磁気検知信号を、作業者が携帯可能な携帯報知装置で受信し、当該磁気検知信号に基づき連結器の施錠の有無を報知手段により報知することを特徴とする連結器施錠確認方法。
【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２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１３−５２７３５（Ｐ２０１３−５２７３５Ａ）
【公開日】平成２５年３月２１日（２０１３．３．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１９１５８３（Ｐ２０１１−１９１５８３）
【出願日】平成２３年９月２日（２０１１．９．２）
【出願人】（０００１５９６１８）吉川工業株式会社 (60)
【出願人】（０００００６６５５）新日鐵住金株式会社 (6,474)
【公開日】平成２５年３月２１日（２０１３．３．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月２日（２０１１．９．２）
【出願人】（０００１５９６１８）吉川工業株式会社 (60)
【出願人】（０００００６６５５）新日鐵住金株式会社 (6,474)
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