鉄道模型ポイント自動切換用電源制御装置
【課題】リバースと呼ぶレールレイアウト上で鉄道模型車両を同じ向きに自動走行させる運転操作からポイント切り換えのための手動スイッチ操作を削除する。
【解決手段】鉄道模型車両走行用直流電源出力極性自動切換装置と組み合わせ、鉄道模型車両が走行中の閉塞からギャップを通過して次の閉塞に進入するときに鉄道模型車両走行用直流電源出力極性自動切換装置が発する列車進入信号を検知し、列車進入信号を受け取るとリレー制御回路によりリレーを動作させ、軌道を構成する複数のポイントに対してそれぞれのポイントに組み込まれているポイント切り換え駆動用コイルに給電する電位のプラス・マイナス極性の向きを変えて給電し、あるものは本線側に切り換わり、あるものは側線側に切り換わるようにする手段により複数のリバースを含む形状にレイアウされた軌道上における鉄道模型車両の同じ向きでの自動走行を実現できる鉄道模型ポイント自動切換用電源制御装置を提供する。
【解決手段】鉄道模型車両走行用直流電源出力極性自動切換装置と組み合わせ、鉄道模型車両が走行中の閉塞からギャップを通過して次の閉塞に進入するときに鉄道模型車両走行用直流電源出力極性自動切換装置が発する列車進入信号を検知し、列車進入信号を受け取るとリレー制御回路によりリレーを動作させ、軌道を構成する複数のポイントに対してそれぞれのポイントに組み込まれているポイント切り換え駆動用コイルに給電する電位のプラス・マイナス極性の向きを変えて給電し、あるものは本線側に切り換わり、あるものは側線側に切り換わるようにする手段により複数のリバースを含む形状にレイアウされた軌道上における鉄道模型車両の同じ向きでの自動走行を実現できる鉄道模型ポイント自動切換用電源制御装置を提供する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉄道模型車両走行用軌道におけるポイントの自動切換に関するものである。さらに詳細には、リバースと呼ぶレールのレイアウトを含む形状に設置してある鉄道模型車両走行用の軌道上を鉄道模型車両が同じ向きに走行を続けられるように、この軌道に組み込まれたポイントを鉄道模型車両の走行を検知して自動で切り換える装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、リバースと呼ぶレイアウトを含む形状に設置した鉄道模型車両走行用軌道上を鉄道模型車両が同じ向きに走行できるように電源のプラス・マイナス極性を自動的に切り換える電源システム装置としては、例えば特願２００４−２５４９７５号の鉄道模型車両走行用直流電源出力極性自動切換装置がある。従来の鉄道模型車両走行用直流電源出力極性自動切換装置について、図５（ａ）を参照して説明する。図５（ａ）は、従来の、リバースと呼ぶレイアウトを含む形状に設置した鉄道模型車両走行用軌道上を鉄道模型車両が同じ向きに走行できるようにする運転システム装置としての鉄道模型車両走行用直流電源出力極性自動切換装置９３の実施例を示すものである。レールをそれぞれレールギャップ４５と４６、レールギャップ４７と４８、レールギャップ４９と５０、レールギャップ５１と５２とで電気的に絶縁し一点破線で示す閉塞の境界線７１で囲まれるレールの区間をリバース側の閉塞７２とし、一点破線で示す閉塞の境界線７１で囲まれる以外のレールの区間をクロス側の閉塞７３とする２つの閉塞を作り、鉄道模型車両走行用直流電源出力極性自動切換装置９３の電源出力をフィーダー線９６、およびフィーダー線９７を介してリバース側の閉塞７２を構成するレールおよびクロス側の閉塞７３を構成するレールのそれぞれに接続する。鉄道模型車両走行用直流電源出力極性自動切換装置９３へは一般市販の鉄道模型車両運転用直流電源９４がフィーダー線９５を介して給電し、鉄道模型車両走行用直流電源出力極性自動切換装置９３は、鉄道模型車両の走行を検知して鉄道模型車両が同じ向きに走行するようにリバース側の閉塞７２を構成するレール、およびクロス側の閉塞７３を構成するレールへ給電する電源のプラス・マイナス極性を自動的に切り換える。しかし従来技術では、このレイアウト上で鉄道模型車両を連続して同じ向きに走行させるためには運転操作をする者が鉄道模型車両の走行を目視し必要に応じて手動でＳＷ１を操作してポイント４１を切り換え、または手動でＳＷ２を操作してポイント４２を切り換え、または手動でＳＷ３を操作してポイント４３を切り換え、または手動でＳＷ４を操作してポイント４４を切り換える方法によらなければならない。ただし、従来技術においても、鉄道模型車両走行用直流電源出力極性自動切換装置９３は、鉄道模型車両がいずれかのレールギャップを通過してリバース側の閉塞７２からクロス側の閉塞７３へ進入するときにはゼロ電位からプラス電位に転じる列車進入信号１４を発し、いずれかのレールギャップを通過してクロス側の閉塞７３からリバース側の閉塞７２へ進入するときにはプラス電位からゼロ電位に転じる列車進入信号１４を発することが可能な構造にしてある。図５（ｂ）、（ｃ）は、ポイント切り換えの向きと、ポイントに組み込まれているポイント切り換え駆動用コイルに流れる電流の向きとの関係を示す図面である。図５（ｂ）、（ｃ）を参照してポイント切り換えの従来技術について説明する。図５（ｂ）に示すように、例えばポイント４１の切り換え動作について説明すると、矢印７４の向きで示すように鉄道模型車両が本線側を走行できるような状態にポイント４１があるとき、ポイント４１は本線側に切り換わっているという。また、図５（ｃ）に示すように、矢印７５の向きで示すように鉄道模型車両が側線側を走行できるような状態にポイント４１があるとき、ポイント４１は側線側に切り換わっているという。ポイント４１には、ポイント切り換え駆動コイルＬ１が組み込まれており、コイルＬ１に通電し電流がその一方端２からその他方端３の向きに流れるとポイント４１は本線側に切り換わり通電を遮断しても本線側に切り換わった状態を維持し、コイルＬ１に通電し電流がその他方端３からその一方端２の向きに流れるとポイント４１は側線側に切り換わり通電を遮断しても側線側に切り換わった状態を維持する構造になっている。ポイント４２、ポイント４３、およびポイント４４のそれぞれについても、同じ構造である。図５（ａ）を参照して説明する。ポイント４１、ポイント４２、ポイント４３、およびポイント４４には、それぞれにポイント切り換え駆動コイルＬ１、Ｌ２、Ｌ３、およびＬ４が組み込まれており、それぞれのポイントについて、駆動コイルＬ１にはポイント切り換え操作スイッチＳＷ１を介して電源が接続され、駆動コイルＬ２にはポイント切り換え操作スイッチＳＷ２を介して電源が接続され、駆動コイルＬ３にはポイント切り換え操作スイッチＳＷ３を介して電源が接続され、駆動コイルＬ４にはポイント切り換え操作スイッチＳＷ４を介して電源が接続されており、ＳＷ１を操作することでポイント４１を、ＳＷ２を操作することでポイント４２を、ＳＷ３を操作することでポイント４３を、ＳＷ４を操作することでポイント４４を切り換えることができるシステムになっている。ポイント４１、ポイント４２、ポイント４３、およびポイント４４のそれぞれについて、それぞれに組み込まれているコイルＬ１、Ｌ２、Ｌ３、およびＬ４にポイント切り換え操作スイッチＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３、ＳＷ４を操作して通電し、おのおののコイルに流れる電流の向きがそれらコイルの一方端からそれらコイル他方端に流れるときは、ポイント４１、ポイント４２、ポイント４３、およびポイント４４は本線側に切り換わり、おのおののコイルに流れる電流の向きがそれらコイルの他方端からそれらコイル一方端に流れるときは、ポイント４１、ポイント４２、ポイント４３、およびポイント４４は側線側に切り換わる。これまでの説明から従来技術では、リバースと呼ぶレイアウトを含む形状に設置した鉄道模型車両走行用軌道上で自動的に鉄道模型車両を同じ向きに走行させるような運転において、鉄道模型車両走行用の電源については自動化されているが、ポイント切り換えについては手動による切り換え操作を必要としているのが現状である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、前記従来技術においてリバース側の閉塞７２、クロス側の閉塞７３へ給電する鉄道模型走行用電源のプラス・マイナス極性は鉄道模型車両の走行を検知して自動的に切り換わるが、ポイントは手動で切り換えなければならずリバースと呼ぶレールのレイアウトを含む形状で設置してある全てのレールを通過する自動運転はできない。図４（ａ）、（ｂ）を参照して説明する。本発明の課題は、図４（ａ）、（ｂ）に示すように、例えば、矢印５３を走行する鉄道模型車両が順次、ポイント４４を通過し、矢印５４の向きに走行し、ポイント４１を通過し、矢印５５の向きに走行し、ポイント４２を通過し、矢印５６の向きに走行し、ポイント４３を通過し、矢印５７の向きに走行し、ポイント４１を通過し、矢印５８の向きに走行し、ポイント４４を通過し、矢印５９の向きに走行し、ポイント４３を通過し、矢印６０の向きに走行し、ポイント４２を通過し、矢印５３の走行に戻り、引き続き矢印５３から同じ経路の走行を繰り返す自動運転を実現するために車両の走行を検知しポイント４１、４２、４３、４４それぞれの自動切り換えをおこなう装置を提供することである。例えば、図４（ｂ）に示すように、ポイント４４が本線側に切り換わっている状態で鉄道模型車両が矢印５３をポイント４４に向かって走行すると鉄道模型車両はポイント４４を通過できないので、鉄道模型車両がギャップ４５、４６を通過しリバース側の閉塞７２からクロス側の閉塞７３に進入するときにポイント４４を図４（ａ）に示すように側線側に切り換え、同時にポイント４３を側線側に切り換え、ポイント４１、ポイント４２を本線側に切り換えると鉄道模型車両はポイント４４、ポイント４１、ポイント４２、ポイント４３を経由して走行し矢印５７の走行に達することができる。続けて鉄道模型車両がポイント４１に向かって走行すると鉄道模型車両はポイント４１が本線側に切り換わっていることからポイント４１を通過できないが鉄道模型車両が矢印５７の向きに走行しギャップ４７、４８を通過しリバース側の閉塞７２からクロス側の閉塞７３に進入するときに図４（ｂ）に示すように、ポイント４１を側線側に切り換え、同時にポイント４２を側線側に切り換え、ポイント４３、ポイント４４を本線側に切り換えると鉄道模型車両はポイント４１、ポイント４４、ポイント４３、ポイント４２を経由して走行し矢印５３の向きの走行に達することができる。本発明が解決しようとする課題は、鉄道模型車両がギャップを通過しリバース側の閉塞７２からクロス側の閉塞７３に進入するときに鉄道模型車両走行用直流電源出力極性自動切換装置９３が発する列車進入信号１４を検知し前記ポイント切り換えを実現する装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記課題を解決するため、本発明では、左右２本一対のレールからなり、駆動用直流モータを内蔵し直流電源装置に接続されたレールから電源の供給を受けて走行する鉄道模型車両の走行用であって複数のリバースを含む形状にレイアウされた軌道を、この軌道上を走行する鉄道模型車両一編成の全長より長い寸法で切断してできる閉塞を複数作り、これらの閉塞を構成するレールを互いに電気的に絶縁するレールギャップを介して順次繋げ鉄道模型車両が連続する２つの閉塞を続けて走行できるような形状に設置してある軌道の全てを経由する鉄道模型車両の自動走行を実現するために、鉄道模型車両走行用直流電源出力極性自動切換装置９３と組み合わせ、鉄道模型車両走行用直流電源出力極性自動切換装置９３が発する列車進入信号１４を検知し、鉄道模型車両がレールギャップを通過してリバース側の閉塞７２からクロス側の閉塞７３に進入するときにゼロ電位からプラス極性電位に転じ、鉄道模型車両がレールギャップを通過してクロス側の閉塞７３からリバース側の閉塞７２に進入するときにプラス極性電位からゼロ極性電位に転じる列車進入信号１４に応答し、列車進入信号１４を受け取ると軌道を構成する複数のポイントのうち、あるものは本線側に切り換わりあるものは側線側に切り換わるようにそれぞれのポイントに組み込まれているポイント切り換え駆動用コイルに対し給電電位のプラス・マイナス極性の向きを変えて給電する手段により複数のリバースを含む形状にレイアウトされた軌道上における鉄道模型車両の同じ向きでの自動走行を実現できる鉄道模型ポイント自動切換用電源制御装置を提供する。
【発明の効果】
【０００５】
以上、詳細に説明したように、本発明鉄道模型ポイント自動切換用電源制御装置は、鉄道模型車両走行用直流電源出力極性自動切換装置と組み合わせて成るシステムにより、複数のリバースを含むレールレイアウト上での鉄道模型車両運転において、手動でスイッチなどを操作してポイント切り換えすることなしに鉄道模型車両がレイアウトされた全てのレールを通過する自動走行を可能にする。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
本発明に係わる鉄道模型ポイント自動切換用電源制御装置について、添付図面を参照して説明する。図１は本発明装置の実施の形態を示すシステム図であり、本発明鉄道模型ポイント自動切換用電源制御装置１と、レールレイアウトと、レールレイアウトに含まれるポイントと、鉄道模型車両走行用直流電源出力極性自動切換装置９３と、一般市販の鉄道模型車両運転用直流電源９４とのそれぞれ相互間の接続を示すシステム図である。図２は本発明装置の実施の形態を示す回路図であり、本発明ポイント自動切換用電源制御装置１とポイント４１の駆動コイルＬ１、ポイント４２の駆動コイルＬ２、ポイント４３の駆動コイルＬ３、ポイント４４の駆動コイルＬ４、鉄道模型車両走行用直流電源出力極性自動切換装置９３が発する列車進入信号１４、および本発明装置駆動用直流電源１５とのそれぞれ相互間の結線を示す。図３は本発明装置の動作を示すタイミング図であり、図４（ａ）、（ｂ）は、本発明装置が制御するポイント４１、ポイント４２、ポイント４３、およびポイント４４それぞれの切り換え動作と鉄道模型車両走行の関係を示すレイアウト図である。
図１に示すように、本発明鉄道模型ポイント自動切換用電源制御装置１を使用するシステムでは、図５（ａ）に示すポイント切り換え操作スイッチＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３、ＳＷ４に代えて本発明鉄道模型ポイント自動切換用電源制御装置１を配置し、その入力端子に鉄道模型車両走行用直流電源出力極性自動切換装置９３が発する列車進入信号１４を接続して成るシステムである。
本発明鉄道模型ポイント自動切換用電源制御装置１の動作を図２、図３、図４を参照して説明する。まず、本発明鉄道模型用ポイントの自動切換用電源制御装置１は、ポイントの自動切り換えを目的とした装置ではあるが、一つ一つのポイントを手動で切り換える機能も備える必要がある。図３に示すように、ポイント切り換えモード９０については、図２に示すスイッチＳ１が開放であるときの自動切り換えモード９１と、スイッチＳ１が閉成しているときの手動切り換えモード９２とがあり、以下説明する鉄道模型車両走行に伴うポイントの自動切り換えはスイッチＳ１が開放であるときの自動切り換えモード９１についての説明である。手動切り換えモード９２についても別途説明する。
図２に示すＩＣ１はフリップフロップとして作用するＩＣであり、図３に示す、ＩＣ１の入力端子ＩＮに入力する信号の電位３１とＩＣ１の出力端子ＯＵＴ１から出力する信号の電位３２およびＩＣ１の出力端子ＯＵＴ２から出力する信号の電位３３の関係は次にようになっている。ＩＣ１の入力端子ＩＮに入力する信号の電位３１がゼロ電位からプラス極性電位に転じるタイミング１６、１９では、ＩＣ１の出力端子ＯＵＴ１から出力する信号の電位３２はゼロ電位からプラス極性電位に転じると同時にＩＣ１の出力端子ＯＵＴ２から出力する信号の電位３３はプラス極性電位からゼロ電位に転じ、ＩＣ１の入力端子ＩＮに入力する信号の電位３１がゼロ電位からプラス極性電位に転じるタイミング１８、２０ではその出力端子ＯＵＴ１から出力する信号の電位３２はプラス極性電位からゼロ電位に転じると同時にその出力端子ＯＵＴ２から出力する信号の電位３３はゼロ電位からプラス極性電位に転じ、その入力端子ＩＮに入力する信号の電位３１がプラス極性電位からゼロ電位に転じるタイミング１７では、その出力端子ＯＵＴ１から出力する信号の電位３２およびその出力端子
ＯＵＴ２から出力する信号の電位３３はともに変化しない特性である。
ＩＣ１の出力端子ＯＵＴ１から出力する信号の電位３２と電源線１２の電位３４および電源線１３の電位３５との関係は、ＯＵＴ１から出力する信号の電位３２がプラス極性電位にあるときは電源線１２の電位３４は直流電源１５のプラス電位と同電位であり、電源線１３の電位３５はアース電位であり、ＯＵＴ１から出力する信号の電位３２がアース電位にあるときは電源線１２の電位３４はアース電位であり、電源線１３の電位３５は直流電源１５のプラス電位と同電位である。以下詳細に説明する。図２に示すように、トランジスタＴＲ１のベースは抵抗Ｒ１を介してＩＣ１の出力端子ＯＵＴ１に接続され、出力端子ＯＵＴ１から出力する信号の電位３２がプラス極性電位になるとトランジスタＴＲ１はオン状態になりリレーＸ１を励磁する。リレーＸ１と協動する常開接点Ｘ１−１ａ、リレーＸ２と協動する常開接点Ｘ２−１ａ、リレーＸ３と協動する常開接点Ｘ３−１ａ、リレーＸ４と協動する常開接点Ｘ４−２ａ、リレーＸ５と協動する常開接点Ｘ５−２ａはそれぞれ電源線１２に接続されており、リレーＸ１が励磁されている状態ではリレーＸ１と協動する常開接点Ｘ１−１ａが閉成し電源線１２は直流電源１５のプラス電位と同電位になり、リレーＸ１と協動する常開接点Ｘ１−２ａ、リレーＸ２と協動する常開接点Ｘ２−２ａ、リレーＸ３と協動する常開接点Ｘ３−２ａ、リレーＸ４と協動する常開接点Ｘ４−１ａ、リレーＸ５と協動する常開接点Ｘ５−１ａはそれぞれ電源線１３に接続されており、リレーＸ１が励磁されている状態ではリレーＸ１と協動する常開接点Ｘ１−２ａが閉成し電源線１３はアース電位になる。
一方、ＩＣ１の出力端子ＯＵＴ１から出力する信号の電位３２がアース電位になるとトランジスタＴＲ１はオフ状態になりリレーＸ１は減勢される。リレーＸ１と協動する常閉接点Ｘ１−１ｂ、リレーＸ２と協動する常開接点Ｘ２−２ａ、リレーＸ３と協動する常開接点Ｘ３−２ａ、リレーＸ４と協動する常開接点Ｘ４−１ａ、リレーＸ５と協動する常開接点Ｘ５−１ａはそれぞれ電源線１３に接続されており、リレーＸ１が減勢されている状態ではリレーＸ１と協動する常閉接点Ｘ１−１ｂが閉成しており電源線１３は直流電源１５のプラス電位と同電位になり、リレーＸ１と協動する常閉接点Ｘ１−２ｂ、リレーＸ２と協動する常開接点Ｘ２−１ａ、リレーＸ３と協動する常開接点Ｘ３−１ａ、リレーＸ４と協動する常開接点Ｘ４−２ａ、リレーＸ５と協動する常開接点Ｘ５−２ａはそれぞれ電源線１２に接続されており、リレーＸ１が減勢されている状態ではリレーＸ１と協動する常閉接点Ｘ１−２ｂが閉成しており電源線１２はアース電位になる。
図２に示すＩＣ１の出力端子ＯＵＴ１はコンデンサＣ２、ダイオードＤ９、抵抗Ｒ２を介し、出力端子ＯＵＴ２はコンデンサＣ３、ダイオードＤ１０、抵抗Ｒ２を介してそれぞれトランジスタＴＲ２のベースに接続しておりＩＣ１の出力端子ＯＵＴ１から出力する信号の電位３２がゼロ電位からプラス極性電位に転じるときにはコンデンサＣ２に充電電流が流れコンデンサＣ２への充電が完了するまでトランジスタＴＲ２のベースに電流が流れ、この間トランジスタＴＲ２はオン状態になり、またＩＣ１の出力端子ＯＵＴ２から出力する信号の電位３３がゼロ電位からプラス極性電位に転じるときにもコンデンサＣ３に充電電流が流れコンデンサＣ３への充電が完了するまでトランジスタＴＲ２のベースに電流が流れ、この間トランジスタＴＲ２はオン状態になる。トランジスタＴＲ２のベースに電流が流れトランジスタＴＲ２のベース電位３６の電位がプラス極性電位にある時間Ｔ１はトランジスタＴＲ２がオン状態にある時間である。
鉄道模型車両走行用直流電源出力極性自動切換装置９３が発する列車進入信号１４がゼロ電位からプラス極性電位に転じ、ＩＣ１の入力端子ＩＮに入力する信号３１がゼロ電位からプラス極性電位に転じ、ＩＣ１の出力端子ＯＵＴ１から出力する信号の電位３２がゼロ電位からプラス極性電位に転じるタイミング１６、１９において、トランジスタＴＲ１がオン状態になりリレーＸ１が励磁される。リレーＸ１が励磁された状態では、リレーＸ１と協動する常開接点Ｘ１−１ａ、Ｘ１−２ａは閉成されており、電源線１２に接続されているリレーＸ１と協動する常開接点Ｘ１−１ａ、リレーＸ２と協動する常開接点Ｘ２−１ａ、リレーＸ３と協動する常開接点Ｘ３−１ａ、リレーＸ４と協動する常開接点Ｘ４−２ａ、リレーＸ５と協動する常開接点Ｘ５−２ａはそれぞれが直流電源１５のプラス電位と同電位になり、電源線１３に接続されているリレーＸ１と協動する常閉接点Ｘ１−２ａ、リレーＸ２と協動する常開接点Ｘ２−２ａ、リレーＸ３と協動する常開接点Ｘ３−２ａ、リレーＸ４と協動する常開接点Ｘ４−１ａ、リレーＸ５と協動する常開接点Ｘ５−１ａはそれぞれがアース電位になる。ＩＣ１の入力端子１Ｎに入力する信号３１がゼロ電位からプラス極性電位に転じるタイミング１６、１９に同期して、トランジスタＴＲ２がオン状態になる時間Ｔ１の間、リレーＸ２、Ｘ３、Ｘ４、Ｘ５はそれぞれ励磁されリレーＸ２と協動する常開接点Ｘ２−１ａ、リレーＸ３と協動する常開接点Ｘ３−１ａ、リレーＸ４と協動する常開接点Ｘ４−２ａ、リレーＸ５と協動する常開接点Ｘ５−２ａが閉成し、ポイント４１の駆動コイルＬ１の一方端２、ポイント４２の駆動コイルＬ２の一方端４、ポイント４３の駆動コイルＬ３の他方端７、およびポイント４４の駆動コイルＬ４の他方端９の電位はそれぞれ直流電源１５のプラス電位と同電位になり、リレーＸ２と協動する常開接点Ｘ２−２ａ、リレーＸ３と協動する常開接点Ｘ３−２ａ、リレーＸ４と協動する常開接点Ｘ４−１ａ、リレーＸ５と協動する常開接点Ｘ５−１ａが閉成して、ポイント４１の駆動コイルＬ１の他方端３、ポイント４２の駆動コイルＬ２の他方端５、ポイント４３の駆動コイルＬ３の一方端６、およびポイント４４の駆動コイルＬ４の一方端８はそれぞれアース電位になることから、ポイント４１の駆動コイルＬ１にはその一方端２からその他方端３に向かって電流が流れ、ポイント４１を本線側に切り換え、ポイント４２の駆動コイルＬ２にはその一方端４からその他方端５に向かって電流が流れ、ポイント４２を本線側に切り換え、ポイント４３の駆動コイルＬ３にはその他方端７からその一方端６に向かって電流が流れ、ポイント４３を側線側に切り換え、ポイント４４の駆動コイルＬ４にはその他方端９からその一方端８に向かって電流が流れ、ポイント４４を側線側に切り換える。ポイント４１の駆動コイルＬ１の一方端１の電位が直流電源１５のプラス電位と同電位にある時間３７ではポイント４１の駆動コイルＬ１にその一方端２からその他方端３に向かって電流が流れポイント４１が本線側に切り換わり、ポイント４１の駆動コイルＬ１に電流が流れなくなった後もポイント４１は本線側に切り換わったままの状態を維持し、ポイント４３の駆動コイルＬ３の他方端７の電位が直流電源１２のプラス電位と同電位にある時間３８ではポイント４３の駆動コイルＬ３にその他方端７からその一方端６に向かって電流が流れポイント４３が側線側に切り換わり、ポイント４３の駆動コイルＬ３に電流が流れなくなった後もポイント４３は側線側に切り換わったままの状態を維持する。ポイント４２の動作はポイント４１の動作と同じであり、ポイント４４の動作はポイント４３の動作と同じである。
一方、列車進入信号１４がゼロ電位からプラス極性電位に転じ、ＩＣ１の入力端子ＩＮに入力する信号３１がゼロ電位からプラス極性電位に転じ、ＩＣ１の出力ＯＵＴ１から出力する信号の電位３２がプラス極性電位からゼロ電位に転じるタイミング１８、２０では、トランジスタＴＲ１はオフ状態になりリレーＸ１は減勢される。リレーＸ１が減勢された状態では、リレーＸ１と協動する常閉接点Ｘ１−１ｂ、Ｘ１−２ｂは閉成されており、電源線１３に接続されているリレーＸ１と協動する常閉接点Ｘ１−１ｂ、リレーＸ２と協動する常開接点Ｘ２−２ａ、リレーＸ３と協動する常開接点Ｘ３−２ａ、リレーＸ４と協動する常開接点Ｘ４−１ａ、リレーＸ５と協動する常開接点Ｘ５−１ａはそれぞれが直流電源１５のプラス電位と同電位であり、電源線１２に接続されているリレーＸ１と協動する常閉接点Ｘ１−２ｂ、リレーＸ２と協動する常開接点Ｘ２−１ａ、リレーＸ３と協動する常開接点Ｘ３−１ａ、リレーＸ４と協動する常開接点Ｘ４−２ａ、リレーＸ５と協動する常開接点Ｘ５−２ａはそれぞれがアース電位になる。ＩＣ１の出力ＯＵＴ１から出力する信号の電位３２がプラス極性電位からゼロ電位になるタイミング１８，２０に同期してＯＵＴ２から出力する信号の電位３３はゼロ電位からプラス極性電位に転じ、前述したようにコンデンサＣ３に充電電流が流れコンデンサＣ３への充電が完了されるまでトランジスタＴＲ２のベースに電流が流れることから、この間トランジスタＴＲ２はオン状態になり、リレーＸ２、Ｘ３、Ｘ４、Ｘ５はそれぞれ励磁され、リレーＸ２と協動する常開接点Ｘ２−１ａ、リレーＸ３と協動する常開接点Ｘ３−１ａ、リレーＸ４と協動する常開接点Ｘ４−２ａ、リレーＸ５と協動する常開接点Ｘ５−２ａが閉成し、ポイント４１の駆動コイルＬ１の一方端２、ポイント４２の駆動コイルＬ２の一方端４、ポイント４３の駆動コイルＬ３の他方端７、およびポイント４４の駆動コイルＬ４の他方端９の電位はそれぞれアース電位になり、リレーＸ２と協動する常開接点Ｘ２−２ａ、リレーＸ３と協動する常開接点Ｘ３−２ａ、リレーＸ４と協動する常開接点Ｘ４−１ａ、リレーＸ５と協動する常開接点Ｘ５−１ａが閉成し、ポイント４１の駆動コイルＬ１の他方端３、ポイント４２の駆動コイルＬ２の他方端５、ポイント４３の駆動コイルＬ３の一方端６、およびポイント４４の駆動コイルＬ４の一方端８の電位はそれぞれ直流電源１５のプラス電位と同電位になることから、ポイント４１の駆動コイルＬ１にはその他方端３からその一方端２に向かって電流が流れ、ポイント４１を側線側に切り換え、ポイント４２の駆動コイルＬ２にはその他方端５からその一方端４に向かって電流が流れ、ポイント４２を側線側に切り換え、ポイント４３の駆動コイルＬ３にはその一方端６からその他方端７に向かって電流が流れ、ポイント４３を本線側に切り換え、ポイント４４の駆動コイルＬ４にはその一方端８からその他方端９に向かって電流が流れ、ポイント４４を本線側に切り換える。
図３を参照すると、ポイント４１の駆動コイルＬ１の他方端３の電位が直流電源１５のプラス電位と同電位にある時間３９ではポイント４１の駆動コイルＬ１にその他方端３からその一方端２に向かって電流が流れポイント４１が側線側に切り換わり、ポイント４１の駆動コイルＬ１に電流が流れなくなった後もポイント４１は側線側に切り換わったままの状態を維持し、ポイント４３の駆動コイルＬ３の一方端６の電位が直流電源１５のプラス電位と同電位にある時間４０ではポイント４３の駆動コイルＬ３にその一方端６からその他方端７に向かって電流が流れポイント４３が本線側に切り換わり、ポイント４３の駆動コイルＬ３に電流が流れなくなった後もポイント４３は本線側に切り換わったままの状態を維持する。ポイント４２の動作はポイント４１の動作と同じであり、ポイント４４の動作はポイント４３の動作と同じである。
これまでの説明から、列車進入信号１４がゼロ電位からプラス極性電位に転じ、ＩＣ１の入力端子ＩＮに入力される電位３１がゼロ電位からプラス極性電位に転じ、ＩＣ１の出力端子ＯＵＴ１から出力する信号の電位３２がゼロ電位からプラス極性電位に転じ、ＩＣ１の出力端子ＯＵＴ２から出力する信号の電位３３がプラス極性電位からゼロ電位に転じるタイミング１６、１９では、ポイント４１、４２は本線側に、ポイント４３、４４は側線側に切り換わり、列車進入信号１４がプラス極性電位からゼロ電位に転じ、ＩＣ１の入力端子ＩＮに入力される信号の電位３１がプラス極性電位からゼロ電位に転じるタイミング１７では、ＩＣ１の出力端子ＯＵＴ１から出力する信号の電位３２、および出力端子ＯＵＴ２から出力する信号の電位３３に変化はなく、ポイント４１、４２は本線側に、ポイント４３、４４は側線側に切り換わったままであり、次に列車進入信号１４がゼロ電位からプラス極性電位に転じ、ＩＣ１の入力端子１Ｎに入力される信号の電位がゼロ電位からプラス極性電位に転じ、ＩＣ１の出力端子ＯＵＴ１から出力する信号の電位３２がプラス極性電位からゼロ電位に転じ、ＩＣ１の出力端子ＯＵＴ２から出力する信号の電位３３はゼロ電位からプラス極性電位に転じるタイミング１８、２０では、ポイント４１、４２は側線側に、ポイント４３、４４は本線側に切り換わり、次に列車進入信号１４がプラス極性電位からゼロ電位に転じ、ＩＣ１の入力端子ＩＮに入力される信号の電位３１がプラス極性電位からゼロ電位に転じるタイミング１７では、ＩＣ１の出力端子ＯＵＴ１から出力する信号の電位３２、および出力端子ＯＵＴ２から出力する信号の電位３３に変化はなく、ポイント４１、４２は側線側に、ポイント４３、４４は本線側に切り換わったままである。
図４（ａ）、（ｂ）を参照して、鉄道模型車両の走行とポイント４１、ポイント４２、ポイント４３、ポイント４４の切り換わりの関係を説明する。図４（ｂ）に示すように、鉄道模型車両がリバース側の閉塞を矢印５３からポイント４４に向かって走行しているときには、ポイント４１、４２は側線側、ポイント４３、４４は本線側に切り換わっている。引き続き鉄道模型車両が矢印５３の向きに走行し、レールギャップ４５、４６を通過しクロス側の閉塞に進入するタイミングは図３に示すタイミング１６に相当し、鉄道模型車両走行用直流電源出力極性自動切換装置９３が発する列車進入信号１４がゼロ電位からプラス極性電位に転じ、鉄道模型ポイント自動切換用電源制御装置１の入力端子ＩＮに入力される信号の電位３１がゼロ電位からプラス極性電位に転じるので図４（ａ）に示すように、ポイント４３、４４は側線側に、ポイント４１、４２は本線側に切り換わるので、鉄道模型車両はポイント４４を通過し、矢印５４の向きに走行し、ポイント４１を通過し、矢印５５の向きに走行し、ポイント４２を通過し、矢印５６の向きに走行し、ポイント４３を通過して走行できる。さらに走行を続け、鉄道模型車両がレールギャップ４９、５０を通過しリバース側の閉塞に進入するタイミングは図３に示すタイミング１７に相当し、鉄道模型車両走行用直流電源出力極性自動切換装置９３が発する列車進入信号１４がプラス極性電位からゼロ電位に転じ入力端子ＩＮに入力する信号の電位３１もプラス極性電位からゼロ電位に転じるが、ポイント４１、４２、４３、４４は切り換わらない。さらに鉄道模型車両が矢印５７の向きに走行し、レールギャップ４７、４８を通過しクロス側の閉塞に進入するタイミングは図３に示すタイミング１８に相当し、鉄道模型車両走行用直流電源出力極性自動切換装置９３が発する列車進入信号１４がゼロ電位からプラス極性電位に転じ、入力端子ＩＮに入力する信号の電位３１がゼロ電位からプラス極性電位に転じ、図４（ｂ）に示すように、ポイント４１、４２は側線側に、ポイント４３、４４は本線側に切り換わるので、鉄道模型車両はポイント４１を通過することができ、矢印５８の向きに走行し、ポイント４４を通過して、矢印５９の向きに走行し、ポイント４３を通過して、矢印６０の向きに走行し、ポイント４２を通過して走行する。さらに走行し、レールギャップ５１、５２を通過しリバース側の閉塞に進入するタイミングは図３に示すタイミング１７に相当し、鉄道模型車両走行用直流電源出力極性自動切換装置９３が発する列車進入信号１４がプラス極性電位からゼロ電位に転じ入力端子ＩＮに入力する信号の電位３１もプラス極性電位からゼロ電位に転じるがこのときにはポイント４１、４２、４３、４４は切り換わらず鉄道模型車両は矢印５３の走行に戻る。
従って、鉄道模型車両は矢印５３の向きの走行から、矢印５４、矢印５５、矢印５６、矢印５７、矢印５８、矢印５９、矢印６０の向きに走行し、矢印５３に戻る走行を永続的に繰り返す運転を自動的に行うことができる。自動切り換えモード９１においては、図３に示す、ポイント４１の切り換わり向き８０はポイント４２についても同じであり、ポイント４３の切り換わり向き８１はポイント４４についても同じである。本発明鉄道模型ポイント自動切換用電源制御装置１は、鉄道模型車両がレールギャップを通過するときに発する列車進入信号１４を検知して上記ポイントの切り換えを行うためのポイント電源制御装置である。
次に、手動切り換えモード９２について説明する。本発明鉄道模型用ポイントの自動切換用電源制御装置１は、自動切り換えを目的とした装置ではあるが、一つ一つのポイントを手動で切り換える機能も必要である。これに対しては、図２に示す、スイッチＳ２、スイッチＳ３、スイッチＳ４、スイッチＳ５を操作することで、それぞれポイント４１、ポイント４２、ポイント４３、ポイント４４を切り換えることができる構造になっている。スイッチＳ１を図３に示すタイミング２１で操作し、スイッチＳ１を閉成させた手動切り換えモード９２においては、ＩＣ１の出力ＯＵＴ１、ＯＵＴ２それぞれの出力の信号の電位３２、３３にかかわらずトランジスタＴＲ２は常時オフ状態になり、リレーＸ２、Ｘ３、Ｘ４、Ｘ５は常時減勢されこれと協動するリレーＸ２、Ｘ３、Ｘ４、Ｘ５それぞれの常閉接点Ｘ２−１ｂ、Ｘ２−２ｂ、Ｘ３−１ｂ、Ｘ３−２ｂ、Ｘ４−１ｂ、Ｘ４−２ｂ、Ｘ５−１ｂ、Ｘ５−２ｂ、は全て閉成している。スイッチＳ２、スイッチＳ３、スイッチＳ４、スイッチＳ５は手動で操作するトグルスイッチであり、例えば、スイッチＳ２について説明すると、スイッチＳ２の操作レバーを操作しないときにはその中立接点１０は常開接点Ｓ２−１ａ、常開接点Ｓ２−２ａのいずれとも開放されており、同時にその中立接点１１も常開接点Ｓ２−３ａ、常開接点Ｓ２−４ａのいずれとも開放されているが、スイッチＳ２の操作レバーを一方に倒すと中立接点１０は常開接点Ｓ２−１ａと接続し、中立接点１１は常開接点Ｓ２−３ａと接続し、他方に倒すと中立接点１０は常開接点Ｓ２−２ａと接続し、同時に中立接点１１は常開接点Ｓ２−４ａと接続する構造になっている。従って、例えば、図３に示すスイッチ操作８２に相当する操作として、スイッチＳ２のスイッチのレバーを操作して操作レバーを一方に倒し常開接点Ｓ２−１ａと中立接点１０、および常開接点Ｓ２−３ａと中立接点１１を短絡させると、中立接点１１は直流電源１５のプラス電位と同電位になりダイオードＤ１、および抵抗Ｒ３を介してコンデンサＣ４に充電電流が流れ、コンデンサＣ４への充電が完了されるまでの間トランジスタＴＲ３のベースに電流が流れトランジスタＴＲ３はオン状態になりスイッチＳ２の常開接点Ｓ２−１ａをアース電位にし、リレーＸ２の常閉接点Ｘ２−１ｂ、Ｘ２−２ｂは閉成されているのでポイント４１の駆動コイルＬ１の一方端２の電位はアース電位になり、このときのポイント４１の駆動コイルＬ１の他方端３の電位８４は電源１５のプラス電位と同電位になることから駆動コイルＬ１にはその他方端３からその一方端２に向かって電流が流れ、ポイント４１を側線側に切り換える。
逆に、図３に示すスイッチ操作８３に相当する操作として、スイッチＳ２のスイッチのレバーを操作して操作レバーを他方に倒し中立接点１０と常開接点Ｓ２−２ａ、および中立接点１１と常開接点Ｓ２−４ａを短絡させると、中立接点１０は直流電源１５のプラス電位と同電位になりダイオードＤ２、抵抗Ｒ３を介してコンデンサＣ４に充電電流が流れ、コンデンサＣ４への充電が完了されるまでの間トランジスタＴＲ３のベースに電流が流れトランジスタＴＲ３はオン状態になりスイッチＳ２の端子Ｓ２−４ａをアース電位にし、リレーＸ２の常閉接点Ｘ２−１ｂ、Ｘ２−２ｂは閉成されているので駆動コイルＬ１の一方端２の電位８５は直流電源１５のプラス電位と同電位になり、駆動コイルＬ１の他方端３の電位はアース電位になることから駆動コイルＬ１には、その一方端２からその他方端３に向かって電流が流れ、ポイント４１を本線側に切り換える。同様に、スイッチＳ３の操作レバーを一方に倒すとポイント４２を側線側に切り換え、スイッチＳ３の操作レバーを操作して操作レバーを他方に倒すと、ポイント４２を本線側に切り換える。スイッチＳ４の操作レバーを一方に倒すとポイント４３を側線側に切り換え、スイッチＳ４の操作レバーを操作して操作レバーを他方に倒すと、ポイント４３を本線側に切り換える。スイッチＳ５についても同様に、スイッチＳ５の操作レバーを一方に倒すとポイント４４を側線側に切り換え、スイッチＳ５の操作レバーを操作して操作レバーを他方に倒すと、ポイント４４を本線側に切り換える。
スイッチＳ６は、本装置の自動切り換え動作を手動で確認するためのトグルスイッチであり、操作レバーを操作して常開接点Ｓ６−ａを閉成することでコンデンサＣ１に充電電流が流れコンデンサＣ１への充電が完了されるまでの間ダイオードＤ１１を介してＩＣ１の入力ＩＮにプラス極性電位の入力をあたえることから、列車進入信号１４に相当する信号を手動で入力することができる。
以上説明した実施例に示すように、鉄道模型ポイント自動切換用電源制御装置は、左右２本一対のレールからなり駆動用直流モータを内蔵し直流電源装置に接続されたレールから電源の供給を受けて走行する鉄道模型車両の走行用であって複数のリバースを含む形状にレイアウされた軌道を、この軌道上を走行する鉄道模型車両一編成の全長より長い寸法で切断してできる閉塞を複数作り、これらの閉塞を構成するレールを互いに電気的に絶縁するレールギャップを介して順次繋げ鉄道模型車両が連続する２つの閉塞を続けて走行できるような形状に設置してある軌道において、鉄道模型車両がレールギャップを通過してリバース側の閉塞からクロス側の閉塞に進入するときにゼロ電位からプラス極性電位に転じ鉄道模型車両がレールギャップを通過してクロス側の閉塞からリバース側の閉塞に進入するときにプラス極性電位からゼロ極性電位に転じる列車進入信号に応答し、列車進入信号を受け取ると軌道を構成する複数のポイントのうち、あるものは本線側に切り換わりあるものは側線側に切り換わるようにそれぞれのポイントのポイント切り換え駆動コイルに対し給電電位のプラス・マイナス極性の向きを設定できる機能を持つことを特徴とする装置であることから、鉄道模型車両がギャップを通過しリバース側の閉塞７２からクロス側の閉塞７３に進入するときに鉄道模型車両走行用直流電源出力極性自動切換装置９３が発する列車進入信号１４を検知し前記ポイント切り換えを実現する装置を提供する課題を解決した装置である。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明装置実施の形態を示すシステム図である。
【図２】本発明装置実施の形態を示す回路図である。
【図３】本発明装置の動作を示すタイミング図である。
【図４】（ａ）、（ｂ）は、本発明装置が制御するポイントの切り換え動作と鉄道模型車両走行の関係を示すレイアウト図である。
【図５】（ａ）は従来のリバースを含むレールレイアウト上における鉄道模型車両運転に係わるポイント切り換え操作を示すシステム図であり、（ｂ）、（ｃ）はそれぞれポイント切り換え動作の説明図である。
【符号の説明】
【０００８】
１ 本発明装置（鉄道模型ポイント自動切換用電源制御装置）
２ ポイント切り換え駆動コイルＬ１の一方端
３ ポイント切り換え駆動コイルＬ１の他方端
４ ポイント切り換え駆動コイルＬ２の一方端
５ ポイント切り換え駆動コイルＬ２の他方端
６ ポイント切り換え駆動コイルＬ３の一方端
７ ポイント切り換え駆動コイルＬ３の他方端
８ ポイント切り換え駆動コイルＬ４の一方端
９ ポイント切り換え駆動コイルＬ４の他方端
１０、１１ スイッチＳ２の中立接点
１２、１３ 電源線
１４ 列車進入信号
１５ 本発明装置駆動用直流電源
１６、１７、１８、１９、２０ ＩＣ１の入力端子ＩＮに入力する信号電位が変化するタイミング
２１ ポイント切り換えモードの変更タイミング
３１ ＩＣ１の入力端子ＩＮに入力する信号の電位
３２ ＩＣ１の出力端子ＯＵＴ１から出力する信号の電位
３３ ＩＣ１の出力端子ＯＵＴ２から出力する信号の電位
３４、３５ 電源線の電位
３６ トランジスタＴＲ２のベース電位
３７ ポイント切り換え駆動コイルＬ１の一方端電位
３８ ポイント切り換え駆動コイルＬ３の他方端電位
３９ ポイント切り換え駆動コイルＬ１の他方端電位
４０ ポイント切り換え駆動コイルＬ３の一方端電位
４１、４２、４３、４４ ポイント
４５、４６、４７、４８、４９、５０、５１、５２ レールギャップ
５３、５４、５５、５６、５７、５８、５９、６０ 矢印（鉄道模型車両走行位置、向きを示す）
７１ 閉塞の境界線（一点破線で示す）
７２ リバース側の閉塞
７３ クロス側の閉塞
８０ ポイント４１の切り換わり向き
８１ ポイント４３の切り換わり向き
８２、８３ スイッチ操作
８４ 駆動コイルＬ１の他方端電位
８５ 駆動コイルＬ１の一方端電位
９０ ポイント切り換えモード
９１ 自動切り換えモード
９２ 手動切り換えモード
９３ 鉄道模型車画走行用直流電源出力極性自動切換装置
９４ 鉄道模型車両運転用直流電源
９５、９６、９７ フィーダー線
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉄道模型車両走行用軌道におけるポイントの自動切換に関するものである。さらに詳細には、リバースと呼ぶレールのレイアウトを含む形状に設置してある鉄道模型車両走行用の軌道上を鉄道模型車両が同じ向きに走行を続けられるように、この軌道に組み込まれたポイントを鉄道模型車両の走行を検知して自動で切り換える装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、リバースと呼ぶレイアウトを含む形状に設置した鉄道模型車両走行用軌道上を鉄道模型車両が同じ向きに走行できるように電源のプラス・マイナス極性を自動的に切り換える電源システム装置としては、例えば特願２００４−２５４９７５号の鉄道模型車両走行用直流電源出力極性自動切換装置がある。従来の鉄道模型車両走行用直流電源出力極性自動切換装置について、図５（ａ）を参照して説明する。図５（ａ）は、従来の、リバースと呼ぶレイアウトを含む形状に設置した鉄道模型車両走行用軌道上を鉄道模型車両が同じ向きに走行できるようにする運転システム装置としての鉄道模型車両走行用直流電源出力極性自動切換装置９３の実施例を示すものである。レールをそれぞれレールギャップ４５と４６、レールギャップ４７と４８、レールギャップ４９と５０、レールギャップ５１と５２とで電気的に絶縁し一点破線で示す閉塞の境界線７１で囲まれるレールの区間をリバース側の閉塞７２とし、一点破線で示す閉塞の境界線７１で囲まれる以外のレールの区間をクロス側の閉塞７３とする２つの閉塞を作り、鉄道模型車両走行用直流電源出力極性自動切換装置９３の電源出力をフィーダー線９６、およびフィーダー線９７を介してリバース側の閉塞７２を構成するレールおよびクロス側の閉塞７３を構成するレールのそれぞれに接続する。鉄道模型車両走行用直流電源出力極性自動切換装置９３へは一般市販の鉄道模型車両運転用直流電源９４がフィーダー線９５を介して給電し、鉄道模型車両走行用直流電源出力極性自動切換装置９３は、鉄道模型車両の走行を検知して鉄道模型車両が同じ向きに走行するようにリバース側の閉塞７２を構成するレール、およびクロス側の閉塞７３を構成するレールへ給電する電源のプラス・マイナス極性を自動的に切り換える。しかし従来技術では、このレイアウト上で鉄道模型車両を連続して同じ向きに走行させるためには運転操作をする者が鉄道模型車両の走行を目視し必要に応じて手動でＳＷ１を操作してポイント４１を切り換え、または手動でＳＷ２を操作してポイント４２を切り換え、または手動でＳＷ３を操作してポイント４３を切り換え、または手動でＳＷ４を操作してポイント４４を切り換える方法によらなければならない。ただし、従来技術においても、鉄道模型車両走行用直流電源出力極性自動切換装置９３は、鉄道模型車両がいずれかのレールギャップを通過してリバース側の閉塞７２からクロス側の閉塞７３へ進入するときにはゼロ電位からプラス電位に転じる列車進入信号１４を発し、いずれかのレールギャップを通過してクロス側の閉塞７３からリバース側の閉塞７２へ進入するときにはプラス電位からゼロ電位に転じる列車進入信号１４を発することが可能な構造にしてある。図５（ｂ）、（ｃ）は、ポイント切り換えの向きと、ポイントに組み込まれているポイント切り換え駆動用コイルに流れる電流の向きとの関係を示す図面である。図５（ｂ）、（ｃ）を参照してポイント切り換えの従来技術について説明する。図５（ｂ）に示すように、例えばポイント４１の切り換え動作について説明すると、矢印７４の向きで示すように鉄道模型車両が本線側を走行できるような状態にポイント４１があるとき、ポイント４１は本線側に切り換わっているという。また、図５（ｃ）に示すように、矢印７５の向きで示すように鉄道模型車両が側線側を走行できるような状態にポイント４１があるとき、ポイント４１は側線側に切り換わっているという。ポイント４１には、ポイント切り換え駆動コイルＬ１が組み込まれており、コイルＬ１に通電し電流がその一方端２からその他方端３の向きに流れるとポイント４１は本線側に切り換わり通電を遮断しても本線側に切り換わった状態を維持し、コイルＬ１に通電し電流がその他方端３からその一方端２の向きに流れるとポイント４１は側線側に切り換わり通電を遮断しても側線側に切り換わった状態を維持する構造になっている。ポイント４２、ポイント４３、およびポイント４４のそれぞれについても、同じ構造である。図５（ａ）を参照して説明する。ポイント４１、ポイント４２、ポイント４３、およびポイント４４には、それぞれにポイント切り換え駆動コイルＬ１、Ｌ２、Ｌ３、およびＬ４が組み込まれており、それぞれのポイントについて、駆動コイルＬ１にはポイント切り換え操作スイッチＳＷ１を介して電源が接続され、駆動コイルＬ２にはポイント切り換え操作スイッチＳＷ２を介して電源が接続され、駆動コイルＬ３にはポイント切り換え操作スイッチＳＷ３を介して電源が接続され、駆動コイルＬ４にはポイント切り換え操作スイッチＳＷ４を介して電源が接続されており、ＳＷ１を操作することでポイント４１を、ＳＷ２を操作することでポイント４２を、ＳＷ３を操作することでポイント４３を、ＳＷ４を操作することでポイント４４を切り換えることができるシステムになっている。ポイント４１、ポイント４２、ポイント４３、およびポイント４４のそれぞれについて、それぞれに組み込まれているコイルＬ１、Ｌ２、Ｌ３、およびＬ４にポイント切り換え操作スイッチＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３、ＳＷ４を操作して通電し、おのおののコイルに流れる電流の向きがそれらコイルの一方端からそれらコイル他方端に流れるときは、ポイント４１、ポイント４２、ポイント４３、およびポイント４４は本線側に切り換わり、おのおののコイルに流れる電流の向きがそれらコイルの他方端からそれらコイル一方端に流れるときは、ポイント４１、ポイント４２、ポイント４３、およびポイント４４は側線側に切り換わる。これまでの説明から従来技術では、リバースと呼ぶレイアウトを含む形状に設置した鉄道模型車両走行用軌道上で自動的に鉄道模型車両を同じ向きに走行させるような運転において、鉄道模型車両走行用の電源については自動化されているが、ポイント切り換えについては手動による切り換え操作を必要としているのが現状である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、前記従来技術においてリバース側の閉塞７２、クロス側の閉塞７３へ給電する鉄道模型走行用電源のプラス・マイナス極性は鉄道模型車両の走行を検知して自動的に切り換わるが、ポイントは手動で切り換えなければならずリバースと呼ぶレールのレイアウトを含む形状で設置してある全てのレールを通過する自動運転はできない。図４（ａ）、（ｂ）を参照して説明する。本発明の課題は、図４（ａ）、（ｂ）に示すように、例えば、矢印５３を走行する鉄道模型車両が順次、ポイント４４を通過し、矢印５４の向きに走行し、ポイント４１を通過し、矢印５５の向きに走行し、ポイント４２を通過し、矢印５６の向きに走行し、ポイント４３を通過し、矢印５７の向きに走行し、ポイント４１を通過し、矢印５８の向きに走行し、ポイント４４を通過し、矢印５９の向きに走行し、ポイント４３を通過し、矢印６０の向きに走行し、ポイント４２を通過し、矢印５３の走行に戻り、引き続き矢印５３から同じ経路の走行を繰り返す自動運転を実現するために車両の走行を検知しポイント４１、４２、４３、４４それぞれの自動切り換えをおこなう装置を提供することである。例えば、図４（ｂ）に示すように、ポイント４４が本線側に切り換わっている状態で鉄道模型車両が矢印５３をポイント４４に向かって走行すると鉄道模型車両はポイント４４を通過できないので、鉄道模型車両がギャップ４５、４６を通過しリバース側の閉塞７２からクロス側の閉塞７３に進入するときにポイント４４を図４（ａ）に示すように側線側に切り換え、同時にポイント４３を側線側に切り換え、ポイント４１、ポイント４２を本線側に切り換えると鉄道模型車両はポイント４４、ポイント４１、ポイント４２、ポイント４３を経由して走行し矢印５７の走行に達することができる。続けて鉄道模型車両がポイント４１に向かって走行すると鉄道模型車両はポイント４１が本線側に切り換わっていることからポイント４１を通過できないが鉄道模型車両が矢印５７の向きに走行しギャップ４７、４８を通過しリバース側の閉塞７２からクロス側の閉塞７３に進入するときに図４（ｂ）に示すように、ポイント４１を側線側に切り換え、同時にポイント４２を側線側に切り換え、ポイント４３、ポイント４４を本線側に切り換えると鉄道模型車両はポイント４１、ポイント４４、ポイント４３、ポイント４２を経由して走行し矢印５３の向きの走行に達することができる。本発明が解決しようとする課題は、鉄道模型車両がギャップを通過しリバース側の閉塞７２からクロス側の閉塞７３に進入するときに鉄道模型車両走行用直流電源出力極性自動切換装置９３が発する列車進入信号１４を検知し前記ポイント切り換えを実現する装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記課題を解決するため、本発明では、左右２本一対のレールからなり、駆動用直流モータを内蔵し直流電源装置に接続されたレールから電源の供給を受けて走行する鉄道模型車両の走行用であって複数のリバースを含む形状にレイアウされた軌道を、この軌道上を走行する鉄道模型車両一編成の全長より長い寸法で切断してできる閉塞を複数作り、これらの閉塞を構成するレールを互いに電気的に絶縁するレールギャップを介して順次繋げ鉄道模型車両が連続する２つの閉塞を続けて走行できるような形状に設置してある軌道の全てを経由する鉄道模型車両の自動走行を実現するために、鉄道模型車両走行用直流電源出力極性自動切換装置９３と組み合わせ、鉄道模型車両走行用直流電源出力極性自動切換装置９３が発する列車進入信号１４を検知し、鉄道模型車両がレールギャップを通過してリバース側の閉塞７２からクロス側の閉塞７３に進入するときにゼロ電位からプラス極性電位に転じ、鉄道模型車両がレールギャップを通過してクロス側の閉塞７３からリバース側の閉塞７２に進入するときにプラス極性電位からゼロ極性電位に転じる列車進入信号１４に応答し、列車進入信号１４を受け取ると軌道を構成する複数のポイントのうち、あるものは本線側に切り換わりあるものは側線側に切り換わるようにそれぞれのポイントに組み込まれているポイント切り換え駆動用コイルに対し給電電位のプラス・マイナス極性の向きを変えて給電する手段により複数のリバースを含む形状にレイアウトされた軌道上における鉄道模型車両の同じ向きでの自動走行を実現できる鉄道模型ポイント自動切換用電源制御装置を提供する。
【発明の効果】
【０００５】
以上、詳細に説明したように、本発明鉄道模型ポイント自動切換用電源制御装置は、鉄道模型車両走行用直流電源出力極性自動切換装置と組み合わせて成るシステムにより、複数のリバースを含むレールレイアウト上での鉄道模型車両運転において、手動でスイッチなどを操作してポイント切り換えすることなしに鉄道模型車両がレイアウトされた全てのレールを通過する自動走行を可能にする。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
本発明に係わる鉄道模型ポイント自動切換用電源制御装置について、添付図面を参照して説明する。図１は本発明装置の実施の形態を示すシステム図であり、本発明鉄道模型ポイント自動切換用電源制御装置１と、レールレイアウトと、レールレイアウトに含まれるポイントと、鉄道模型車両走行用直流電源出力極性自動切換装置９３と、一般市販の鉄道模型車両運転用直流電源９４とのそれぞれ相互間の接続を示すシステム図である。図２は本発明装置の実施の形態を示す回路図であり、本発明ポイント自動切換用電源制御装置１とポイント４１の駆動コイルＬ１、ポイント４２の駆動コイルＬ２、ポイント４３の駆動コイルＬ３、ポイント４４の駆動コイルＬ４、鉄道模型車両走行用直流電源出力極性自動切換装置９３が発する列車進入信号１４、および本発明装置駆動用直流電源１５とのそれぞれ相互間の結線を示す。図３は本発明装置の動作を示すタイミング図であり、図４（ａ）、（ｂ）は、本発明装置が制御するポイント４１、ポイント４２、ポイント４３、およびポイント４４それぞれの切り換え動作と鉄道模型車両走行の関係を示すレイアウト図である。
図１に示すように、本発明鉄道模型ポイント自動切換用電源制御装置１を使用するシステムでは、図５（ａ）に示すポイント切り換え操作スイッチＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３、ＳＷ４に代えて本発明鉄道模型ポイント自動切換用電源制御装置１を配置し、その入力端子に鉄道模型車両走行用直流電源出力極性自動切換装置９３が発する列車進入信号１４を接続して成るシステムである。
本発明鉄道模型ポイント自動切換用電源制御装置１の動作を図２、図３、図４を参照して説明する。まず、本発明鉄道模型用ポイントの自動切換用電源制御装置１は、ポイントの自動切り換えを目的とした装置ではあるが、一つ一つのポイントを手動で切り換える機能も備える必要がある。図３に示すように、ポイント切り換えモード９０については、図２に示すスイッチＳ１が開放であるときの自動切り換えモード９１と、スイッチＳ１が閉成しているときの手動切り換えモード９２とがあり、以下説明する鉄道模型車両走行に伴うポイントの自動切り換えはスイッチＳ１が開放であるときの自動切り換えモード９１についての説明である。手動切り換えモード９２についても別途説明する。
図２に示すＩＣ１はフリップフロップとして作用するＩＣであり、図３に示す、ＩＣ１の入力端子ＩＮに入力する信号の電位３１とＩＣ１の出力端子ＯＵＴ１から出力する信号の電位３２およびＩＣ１の出力端子ＯＵＴ２から出力する信号の電位３３の関係は次にようになっている。ＩＣ１の入力端子ＩＮに入力する信号の電位３１がゼロ電位からプラス極性電位に転じるタイミング１６、１９では、ＩＣ１の出力端子ＯＵＴ１から出力する信号の電位３２はゼロ電位からプラス極性電位に転じると同時にＩＣ１の出力端子ＯＵＴ２から出力する信号の電位３３はプラス極性電位からゼロ電位に転じ、ＩＣ１の入力端子ＩＮに入力する信号の電位３１がゼロ電位からプラス極性電位に転じるタイミング１８、２０ではその出力端子ＯＵＴ１から出力する信号の電位３２はプラス極性電位からゼロ電位に転じると同時にその出力端子ＯＵＴ２から出力する信号の電位３３はゼロ電位からプラス極性電位に転じ、その入力端子ＩＮに入力する信号の電位３１がプラス極性電位からゼロ電位に転じるタイミング１７では、その出力端子ＯＵＴ１から出力する信号の電位３２およびその出力端子
ＯＵＴ２から出力する信号の電位３３はともに変化しない特性である。
ＩＣ１の出力端子ＯＵＴ１から出力する信号の電位３２と電源線１２の電位３４および電源線１３の電位３５との関係は、ＯＵＴ１から出力する信号の電位３２がプラス極性電位にあるときは電源線１２の電位３４は直流電源１５のプラス電位と同電位であり、電源線１３の電位３５はアース電位であり、ＯＵＴ１から出力する信号の電位３２がアース電位にあるときは電源線１２の電位３４はアース電位であり、電源線１３の電位３５は直流電源１５のプラス電位と同電位である。以下詳細に説明する。図２に示すように、トランジスタＴＲ１のベースは抵抗Ｒ１を介してＩＣ１の出力端子ＯＵＴ１に接続され、出力端子ＯＵＴ１から出力する信号の電位３２がプラス極性電位になるとトランジスタＴＲ１はオン状態になりリレーＸ１を励磁する。リレーＸ１と協動する常開接点Ｘ１−１ａ、リレーＸ２と協動する常開接点Ｘ２−１ａ、リレーＸ３と協動する常開接点Ｘ３−１ａ、リレーＸ４と協動する常開接点Ｘ４−２ａ、リレーＸ５と協動する常開接点Ｘ５−２ａはそれぞれ電源線１２に接続されており、リレーＸ１が励磁されている状態ではリレーＸ１と協動する常開接点Ｘ１−１ａが閉成し電源線１２は直流電源１５のプラス電位と同電位になり、リレーＸ１と協動する常開接点Ｘ１−２ａ、リレーＸ２と協動する常開接点Ｘ２−２ａ、リレーＸ３と協動する常開接点Ｘ３−２ａ、リレーＸ４と協動する常開接点Ｘ４−１ａ、リレーＸ５と協動する常開接点Ｘ５−１ａはそれぞれ電源線１３に接続されており、リレーＸ１が励磁されている状態ではリレーＸ１と協動する常開接点Ｘ１−２ａが閉成し電源線１３はアース電位になる。
一方、ＩＣ１の出力端子ＯＵＴ１から出力する信号の電位３２がアース電位になるとトランジスタＴＲ１はオフ状態になりリレーＸ１は減勢される。リレーＸ１と協動する常閉接点Ｘ１−１ｂ、リレーＸ２と協動する常開接点Ｘ２−２ａ、リレーＸ３と協動する常開接点Ｘ３−２ａ、リレーＸ４と協動する常開接点Ｘ４−１ａ、リレーＸ５と協動する常開接点Ｘ５−１ａはそれぞれ電源線１３に接続されており、リレーＸ１が減勢されている状態ではリレーＸ１と協動する常閉接点Ｘ１−１ｂが閉成しており電源線１３は直流電源１５のプラス電位と同電位になり、リレーＸ１と協動する常閉接点Ｘ１−２ｂ、リレーＸ２と協動する常開接点Ｘ２−１ａ、リレーＸ３と協動する常開接点Ｘ３−１ａ、リレーＸ４と協動する常開接点Ｘ４−２ａ、リレーＸ５と協動する常開接点Ｘ５−２ａはそれぞれ電源線１２に接続されており、リレーＸ１が減勢されている状態ではリレーＸ１と協動する常閉接点Ｘ１−２ｂが閉成しており電源線１２はアース電位になる。
図２に示すＩＣ１の出力端子ＯＵＴ１はコンデンサＣ２、ダイオードＤ９、抵抗Ｒ２を介し、出力端子ＯＵＴ２はコンデンサＣ３、ダイオードＤ１０、抵抗Ｒ２を介してそれぞれトランジスタＴＲ２のベースに接続しておりＩＣ１の出力端子ＯＵＴ１から出力する信号の電位３２がゼロ電位からプラス極性電位に転じるときにはコンデンサＣ２に充電電流が流れコンデンサＣ２への充電が完了するまでトランジスタＴＲ２のベースに電流が流れ、この間トランジスタＴＲ２はオン状態になり、またＩＣ１の出力端子ＯＵＴ２から出力する信号の電位３３がゼロ電位からプラス極性電位に転じるときにもコンデンサＣ３に充電電流が流れコンデンサＣ３への充電が完了するまでトランジスタＴＲ２のベースに電流が流れ、この間トランジスタＴＲ２はオン状態になる。トランジスタＴＲ２のベースに電流が流れトランジスタＴＲ２のベース電位３６の電位がプラス極性電位にある時間Ｔ１はトランジスタＴＲ２がオン状態にある時間である。
鉄道模型車両走行用直流電源出力極性自動切換装置９３が発する列車進入信号１４がゼロ電位からプラス極性電位に転じ、ＩＣ１の入力端子ＩＮに入力する信号３１がゼロ電位からプラス極性電位に転じ、ＩＣ１の出力端子ＯＵＴ１から出力する信号の電位３２がゼロ電位からプラス極性電位に転じるタイミング１６、１９において、トランジスタＴＲ１がオン状態になりリレーＸ１が励磁される。リレーＸ１が励磁された状態では、リレーＸ１と協動する常開接点Ｘ１−１ａ、Ｘ１−２ａは閉成されており、電源線１２に接続されているリレーＸ１と協動する常開接点Ｘ１−１ａ、リレーＸ２と協動する常開接点Ｘ２−１ａ、リレーＸ３と協動する常開接点Ｘ３−１ａ、リレーＸ４と協動する常開接点Ｘ４−２ａ、リレーＸ５と協動する常開接点Ｘ５−２ａはそれぞれが直流電源１５のプラス電位と同電位になり、電源線１３に接続されているリレーＸ１と協動する常閉接点Ｘ１−２ａ、リレーＸ２と協動する常開接点Ｘ２−２ａ、リレーＸ３と協動する常開接点Ｘ３−２ａ、リレーＸ４と協動する常開接点Ｘ４−１ａ、リレーＸ５と協動する常開接点Ｘ５−１ａはそれぞれがアース電位になる。ＩＣ１の入力端子１Ｎに入力する信号３１がゼロ電位からプラス極性電位に転じるタイミング１６、１９に同期して、トランジスタＴＲ２がオン状態になる時間Ｔ１の間、リレーＸ２、Ｘ３、Ｘ４、Ｘ５はそれぞれ励磁されリレーＸ２と協動する常開接点Ｘ２−１ａ、リレーＸ３と協動する常開接点Ｘ３−１ａ、リレーＸ４と協動する常開接点Ｘ４−２ａ、リレーＸ５と協動する常開接点Ｘ５−２ａが閉成し、ポイント４１の駆動コイルＬ１の一方端２、ポイント４２の駆動コイルＬ２の一方端４、ポイント４３の駆動コイルＬ３の他方端７、およびポイント４４の駆動コイルＬ４の他方端９の電位はそれぞれ直流電源１５のプラス電位と同電位になり、リレーＸ２と協動する常開接点Ｘ２−２ａ、リレーＸ３と協動する常開接点Ｘ３−２ａ、リレーＸ４と協動する常開接点Ｘ４−１ａ、リレーＸ５と協動する常開接点Ｘ５−１ａが閉成して、ポイント４１の駆動コイルＬ１の他方端３、ポイント４２の駆動コイルＬ２の他方端５、ポイント４３の駆動コイルＬ３の一方端６、およびポイント４４の駆動コイルＬ４の一方端８はそれぞれアース電位になることから、ポイント４１の駆動コイルＬ１にはその一方端２からその他方端３に向かって電流が流れ、ポイント４１を本線側に切り換え、ポイント４２の駆動コイルＬ２にはその一方端４からその他方端５に向かって電流が流れ、ポイント４２を本線側に切り換え、ポイント４３の駆動コイルＬ３にはその他方端７からその一方端６に向かって電流が流れ、ポイント４３を側線側に切り換え、ポイント４４の駆動コイルＬ４にはその他方端９からその一方端８に向かって電流が流れ、ポイント４４を側線側に切り換える。ポイント４１の駆動コイルＬ１の一方端１の電位が直流電源１５のプラス電位と同電位にある時間３７ではポイント４１の駆動コイルＬ１にその一方端２からその他方端３に向かって電流が流れポイント４１が本線側に切り換わり、ポイント４１の駆動コイルＬ１に電流が流れなくなった後もポイント４１は本線側に切り換わったままの状態を維持し、ポイント４３の駆動コイルＬ３の他方端７の電位が直流電源１２のプラス電位と同電位にある時間３８ではポイント４３の駆動コイルＬ３にその他方端７からその一方端６に向かって電流が流れポイント４３が側線側に切り換わり、ポイント４３の駆動コイルＬ３に電流が流れなくなった後もポイント４３は側線側に切り換わったままの状態を維持する。ポイント４２の動作はポイント４１の動作と同じであり、ポイント４４の動作はポイント４３の動作と同じである。
一方、列車進入信号１４がゼロ電位からプラス極性電位に転じ、ＩＣ１の入力端子ＩＮに入力する信号３１がゼロ電位からプラス極性電位に転じ、ＩＣ１の出力ＯＵＴ１から出力する信号の電位３２がプラス極性電位からゼロ電位に転じるタイミング１８、２０では、トランジスタＴＲ１はオフ状態になりリレーＸ１は減勢される。リレーＸ１が減勢された状態では、リレーＸ１と協動する常閉接点Ｘ１−１ｂ、Ｘ１−２ｂは閉成されており、電源線１３に接続されているリレーＸ１と協動する常閉接点Ｘ１−１ｂ、リレーＸ２と協動する常開接点Ｘ２−２ａ、リレーＸ３と協動する常開接点Ｘ３−２ａ、リレーＸ４と協動する常開接点Ｘ４−１ａ、リレーＸ５と協動する常開接点Ｘ５−１ａはそれぞれが直流電源１５のプラス電位と同電位であり、電源線１２に接続されているリレーＸ１と協動する常閉接点Ｘ１−２ｂ、リレーＸ２と協動する常開接点Ｘ２−１ａ、リレーＸ３と協動する常開接点Ｘ３−１ａ、リレーＸ４と協動する常開接点Ｘ４−２ａ、リレーＸ５と協動する常開接点Ｘ５−２ａはそれぞれがアース電位になる。ＩＣ１の出力ＯＵＴ１から出力する信号の電位３２がプラス極性電位からゼロ電位になるタイミング１８，２０に同期してＯＵＴ２から出力する信号の電位３３はゼロ電位からプラス極性電位に転じ、前述したようにコンデンサＣ３に充電電流が流れコンデンサＣ３への充電が完了されるまでトランジスタＴＲ２のベースに電流が流れることから、この間トランジスタＴＲ２はオン状態になり、リレーＸ２、Ｘ３、Ｘ４、Ｘ５はそれぞれ励磁され、リレーＸ２と協動する常開接点Ｘ２−１ａ、リレーＸ３と協動する常開接点Ｘ３−１ａ、リレーＸ４と協動する常開接点Ｘ４−２ａ、リレーＸ５と協動する常開接点Ｘ５−２ａが閉成し、ポイント４１の駆動コイルＬ１の一方端２、ポイント４２の駆動コイルＬ２の一方端４、ポイント４３の駆動コイルＬ３の他方端７、およびポイント４４の駆動コイルＬ４の他方端９の電位はそれぞれアース電位になり、リレーＸ２と協動する常開接点Ｘ２−２ａ、リレーＸ３と協動する常開接点Ｘ３−２ａ、リレーＸ４と協動する常開接点Ｘ４−１ａ、リレーＸ５と協動する常開接点Ｘ５−１ａが閉成し、ポイント４１の駆動コイルＬ１の他方端３、ポイント４２の駆動コイルＬ２の他方端５、ポイント４３の駆動コイルＬ３の一方端６、およびポイント４４の駆動コイルＬ４の一方端８の電位はそれぞれ直流電源１５のプラス電位と同電位になることから、ポイント４１の駆動コイルＬ１にはその他方端３からその一方端２に向かって電流が流れ、ポイント４１を側線側に切り換え、ポイント４２の駆動コイルＬ２にはその他方端５からその一方端４に向かって電流が流れ、ポイント４２を側線側に切り換え、ポイント４３の駆動コイルＬ３にはその一方端６からその他方端７に向かって電流が流れ、ポイント４３を本線側に切り換え、ポイント４４の駆動コイルＬ４にはその一方端８からその他方端９に向かって電流が流れ、ポイント４４を本線側に切り換える。
図３を参照すると、ポイント４１の駆動コイルＬ１の他方端３の電位が直流電源１５のプラス電位と同電位にある時間３９ではポイント４１の駆動コイルＬ１にその他方端３からその一方端２に向かって電流が流れポイント４１が側線側に切り換わり、ポイント４１の駆動コイルＬ１に電流が流れなくなった後もポイント４１は側線側に切り換わったままの状態を維持し、ポイント４３の駆動コイルＬ３の一方端６の電位が直流電源１５のプラス電位と同電位にある時間４０ではポイント４３の駆動コイルＬ３にその一方端６からその他方端７に向かって電流が流れポイント４３が本線側に切り換わり、ポイント４３の駆動コイルＬ３に電流が流れなくなった後もポイント４３は本線側に切り換わったままの状態を維持する。ポイント４２の動作はポイント４１の動作と同じであり、ポイント４４の動作はポイント４３の動作と同じである。
これまでの説明から、列車進入信号１４がゼロ電位からプラス極性電位に転じ、ＩＣ１の入力端子ＩＮに入力される電位３１がゼロ電位からプラス極性電位に転じ、ＩＣ１の出力端子ＯＵＴ１から出力する信号の電位３２がゼロ電位からプラス極性電位に転じ、ＩＣ１の出力端子ＯＵＴ２から出力する信号の電位３３がプラス極性電位からゼロ電位に転じるタイミング１６、１９では、ポイント４１、４２は本線側に、ポイント４３、４４は側線側に切り換わり、列車進入信号１４がプラス極性電位からゼロ電位に転じ、ＩＣ１の入力端子ＩＮに入力される信号の電位３１がプラス極性電位からゼロ電位に転じるタイミング１７では、ＩＣ１の出力端子ＯＵＴ１から出力する信号の電位３２、および出力端子ＯＵＴ２から出力する信号の電位３３に変化はなく、ポイント４１、４２は本線側に、ポイント４３、４４は側線側に切り換わったままであり、次に列車進入信号１４がゼロ電位からプラス極性電位に転じ、ＩＣ１の入力端子１Ｎに入力される信号の電位がゼロ電位からプラス極性電位に転じ、ＩＣ１の出力端子ＯＵＴ１から出力する信号の電位３２がプラス極性電位からゼロ電位に転じ、ＩＣ１の出力端子ＯＵＴ２から出力する信号の電位３３はゼロ電位からプラス極性電位に転じるタイミング１８、２０では、ポイント４１、４２は側線側に、ポイント４３、４４は本線側に切り換わり、次に列車進入信号１４がプラス極性電位からゼロ電位に転じ、ＩＣ１の入力端子ＩＮに入力される信号の電位３１がプラス極性電位からゼロ電位に転じるタイミング１７では、ＩＣ１の出力端子ＯＵＴ１から出力する信号の電位３２、および出力端子ＯＵＴ２から出力する信号の電位３３に変化はなく、ポイント４１、４２は側線側に、ポイント４３、４４は本線側に切り換わったままである。
図４（ａ）、（ｂ）を参照して、鉄道模型車両の走行とポイント４１、ポイント４２、ポイント４３、ポイント４４の切り換わりの関係を説明する。図４（ｂ）に示すように、鉄道模型車両がリバース側の閉塞を矢印５３からポイント４４に向かって走行しているときには、ポイント４１、４２は側線側、ポイント４３、４４は本線側に切り換わっている。引き続き鉄道模型車両が矢印５３の向きに走行し、レールギャップ４５、４６を通過しクロス側の閉塞に進入するタイミングは図３に示すタイミング１６に相当し、鉄道模型車両走行用直流電源出力極性自動切換装置９３が発する列車進入信号１４がゼロ電位からプラス極性電位に転じ、鉄道模型ポイント自動切換用電源制御装置１の入力端子ＩＮに入力される信号の電位３１がゼロ電位からプラス極性電位に転じるので図４（ａ）に示すように、ポイント４３、４４は側線側に、ポイント４１、４２は本線側に切り換わるので、鉄道模型車両はポイント４４を通過し、矢印５４の向きに走行し、ポイント４１を通過し、矢印５５の向きに走行し、ポイント４２を通過し、矢印５６の向きに走行し、ポイント４３を通過して走行できる。さらに走行を続け、鉄道模型車両がレールギャップ４９、５０を通過しリバース側の閉塞に進入するタイミングは図３に示すタイミング１７に相当し、鉄道模型車両走行用直流電源出力極性自動切換装置９３が発する列車進入信号１４がプラス極性電位からゼロ電位に転じ入力端子ＩＮに入力する信号の電位３１もプラス極性電位からゼロ電位に転じるが、ポイント４１、４２、４３、４４は切り換わらない。さらに鉄道模型車両が矢印５７の向きに走行し、レールギャップ４７、４８を通過しクロス側の閉塞に進入するタイミングは図３に示すタイミング１８に相当し、鉄道模型車両走行用直流電源出力極性自動切換装置９３が発する列車進入信号１４がゼロ電位からプラス極性電位に転じ、入力端子ＩＮに入力する信号の電位３１がゼロ電位からプラス極性電位に転じ、図４（ｂ）に示すように、ポイント４１、４２は側線側に、ポイント４３、４４は本線側に切り換わるので、鉄道模型車両はポイント４１を通過することができ、矢印５８の向きに走行し、ポイント４４を通過して、矢印５９の向きに走行し、ポイント４３を通過して、矢印６０の向きに走行し、ポイント４２を通過して走行する。さらに走行し、レールギャップ５１、５２を通過しリバース側の閉塞に進入するタイミングは図３に示すタイミング１７に相当し、鉄道模型車両走行用直流電源出力極性自動切換装置９３が発する列車進入信号１４がプラス極性電位からゼロ電位に転じ入力端子ＩＮに入力する信号の電位３１もプラス極性電位からゼロ電位に転じるがこのときにはポイント４１、４２、４３、４４は切り換わらず鉄道模型車両は矢印５３の走行に戻る。
従って、鉄道模型車両は矢印５３の向きの走行から、矢印５４、矢印５５、矢印５６、矢印５７、矢印５８、矢印５９、矢印６０の向きに走行し、矢印５３に戻る走行を永続的に繰り返す運転を自動的に行うことができる。自動切り換えモード９１においては、図３に示す、ポイント４１の切り換わり向き８０はポイント４２についても同じであり、ポイント４３の切り換わり向き８１はポイント４４についても同じである。本発明鉄道模型ポイント自動切換用電源制御装置１は、鉄道模型車両がレールギャップを通過するときに発する列車進入信号１４を検知して上記ポイントの切り換えを行うためのポイント電源制御装置である。
次に、手動切り換えモード９２について説明する。本発明鉄道模型用ポイントの自動切換用電源制御装置１は、自動切り換えを目的とした装置ではあるが、一つ一つのポイントを手動で切り換える機能も必要である。これに対しては、図２に示す、スイッチＳ２、スイッチＳ３、スイッチＳ４、スイッチＳ５を操作することで、それぞれポイント４１、ポイント４２、ポイント４３、ポイント４４を切り換えることができる構造になっている。スイッチＳ１を図３に示すタイミング２１で操作し、スイッチＳ１を閉成させた手動切り換えモード９２においては、ＩＣ１の出力ＯＵＴ１、ＯＵＴ２それぞれの出力の信号の電位３２、３３にかかわらずトランジスタＴＲ２は常時オフ状態になり、リレーＸ２、Ｘ３、Ｘ４、Ｘ５は常時減勢されこれと協動するリレーＸ２、Ｘ３、Ｘ４、Ｘ５それぞれの常閉接点Ｘ２−１ｂ、Ｘ２−２ｂ、Ｘ３−１ｂ、Ｘ３−２ｂ、Ｘ４−１ｂ、Ｘ４−２ｂ、Ｘ５−１ｂ、Ｘ５−２ｂ、は全て閉成している。スイッチＳ２、スイッチＳ３、スイッチＳ４、スイッチＳ５は手動で操作するトグルスイッチであり、例えば、スイッチＳ２について説明すると、スイッチＳ２の操作レバーを操作しないときにはその中立接点１０は常開接点Ｓ２−１ａ、常開接点Ｓ２−２ａのいずれとも開放されており、同時にその中立接点１１も常開接点Ｓ２−３ａ、常開接点Ｓ２−４ａのいずれとも開放されているが、スイッチＳ２の操作レバーを一方に倒すと中立接点１０は常開接点Ｓ２−１ａと接続し、中立接点１１は常開接点Ｓ２−３ａと接続し、他方に倒すと中立接点１０は常開接点Ｓ２−２ａと接続し、同時に中立接点１１は常開接点Ｓ２−４ａと接続する構造になっている。従って、例えば、図３に示すスイッチ操作８２に相当する操作として、スイッチＳ２のスイッチのレバーを操作して操作レバーを一方に倒し常開接点Ｓ２−１ａと中立接点１０、および常開接点Ｓ２−３ａと中立接点１１を短絡させると、中立接点１１は直流電源１５のプラス電位と同電位になりダイオードＤ１、および抵抗Ｒ３を介してコンデンサＣ４に充電電流が流れ、コンデンサＣ４への充電が完了されるまでの間トランジスタＴＲ３のベースに電流が流れトランジスタＴＲ３はオン状態になりスイッチＳ２の常開接点Ｓ２−１ａをアース電位にし、リレーＸ２の常閉接点Ｘ２−１ｂ、Ｘ２−２ｂは閉成されているのでポイント４１の駆動コイルＬ１の一方端２の電位はアース電位になり、このときのポイント４１の駆動コイルＬ１の他方端３の電位８４は電源１５のプラス電位と同電位になることから駆動コイルＬ１にはその他方端３からその一方端２に向かって電流が流れ、ポイント４１を側線側に切り換える。
逆に、図３に示すスイッチ操作８３に相当する操作として、スイッチＳ２のスイッチのレバーを操作して操作レバーを他方に倒し中立接点１０と常開接点Ｓ２−２ａ、および中立接点１１と常開接点Ｓ２−４ａを短絡させると、中立接点１０は直流電源１５のプラス電位と同電位になりダイオードＤ２、抵抗Ｒ３を介してコンデンサＣ４に充電電流が流れ、コンデンサＣ４への充電が完了されるまでの間トランジスタＴＲ３のベースに電流が流れトランジスタＴＲ３はオン状態になりスイッチＳ２の端子Ｓ２−４ａをアース電位にし、リレーＸ２の常閉接点Ｘ２−１ｂ、Ｘ２−２ｂは閉成されているので駆動コイルＬ１の一方端２の電位８５は直流電源１５のプラス電位と同電位になり、駆動コイルＬ１の他方端３の電位はアース電位になることから駆動コイルＬ１には、その一方端２からその他方端３に向かって電流が流れ、ポイント４１を本線側に切り換える。同様に、スイッチＳ３の操作レバーを一方に倒すとポイント４２を側線側に切り換え、スイッチＳ３の操作レバーを操作して操作レバーを他方に倒すと、ポイント４２を本線側に切り換える。スイッチＳ４の操作レバーを一方に倒すとポイント４３を側線側に切り換え、スイッチＳ４の操作レバーを操作して操作レバーを他方に倒すと、ポイント４３を本線側に切り換える。スイッチＳ５についても同様に、スイッチＳ５の操作レバーを一方に倒すとポイント４４を側線側に切り換え、スイッチＳ５の操作レバーを操作して操作レバーを他方に倒すと、ポイント４４を本線側に切り換える。
スイッチＳ６は、本装置の自動切り換え動作を手動で確認するためのトグルスイッチであり、操作レバーを操作して常開接点Ｓ６−ａを閉成することでコンデンサＣ１に充電電流が流れコンデンサＣ１への充電が完了されるまでの間ダイオードＤ１１を介してＩＣ１の入力ＩＮにプラス極性電位の入力をあたえることから、列車進入信号１４に相当する信号を手動で入力することができる。
以上説明した実施例に示すように、鉄道模型ポイント自動切換用電源制御装置は、左右２本一対のレールからなり駆動用直流モータを内蔵し直流電源装置に接続されたレールから電源の供給を受けて走行する鉄道模型車両の走行用であって複数のリバースを含む形状にレイアウされた軌道を、この軌道上を走行する鉄道模型車両一編成の全長より長い寸法で切断してできる閉塞を複数作り、これらの閉塞を構成するレールを互いに電気的に絶縁するレールギャップを介して順次繋げ鉄道模型車両が連続する２つの閉塞を続けて走行できるような形状に設置してある軌道において、鉄道模型車両がレールギャップを通過してリバース側の閉塞からクロス側の閉塞に進入するときにゼロ電位からプラス極性電位に転じ鉄道模型車両がレールギャップを通過してクロス側の閉塞からリバース側の閉塞に進入するときにプラス極性電位からゼロ極性電位に転じる列車進入信号に応答し、列車進入信号を受け取ると軌道を構成する複数のポイントのうち、あるものは本線側に切り換わりあるものは側線側に切り換わるようにそれぞれのポイントのポイント切り換え駆動コイルに対し給電電位のプラス・マイナス極性の向きを設定できる機能を持つことを特徴とする装置であることから、鉄道模型車両がギャップを通過しリバース側の閉塞７２からクロス側の閉塞７３に進入するときに鉄道模型車両走行用直流電源出力極性自動切換装置９３が発する列車進入信号１４を検知し前記ポイント切り換えを実現する装置を提供する課題を解決した装置である。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明装置実施の形態を示すシステム図である。
【図２】本発明装置実施の形態を示す回路図である。
【図３】本発明装置の動作を示すタイミング図である。
【図４】（ａ）、（ｂ）は、本発明装置が制御するポイントの切り換え動作と鉄道模型車両走行の関係を示すレイアウト図である。
【図５】（ａ）は従来のリバースを含むレールレイアウト上における鉄道模型車両運転に係わるポイント切り換え操作を示すシステム図であり、（ｂ）、（ｃ）はそれぞれポイント切り換え動作の説明図である。
【符号の説明】
【０００８】
１ 本発明装置（鉄道模型ポイント自動切換用電源制御装置）
２ ポイント切り換え駆動コイルＬ１の一方端
３ ポイント切り換え駆動コイルＬ１の他方端
４ ポイント切り換え駆動コイルＬ２の一方端
５ ポイント切り換え駆動コイルＬ２の他方端
６ ポイント切り換え駆動コイルＬ３の一方端
７ ポイント切り換え駆動コイルＬ３の他方端
８ ポイント切り換え駆動コイルＬ４の一方端
９ ポイント切り換え駆動コイルＬ４の他方端
１０、１１ スイッチＳ２の中立接点
１２、１３ 電源線
１４ 列車進入信号
１５ 本発明装置駆動用直流電源
１６、１７、１８、１９、２０ ＩＣ１の入力端子ＩＮに入力する信号電位が変化するタイミング
２１ ポイント切り換えモードの変更タイミング
３１ ＩＣ１の入力端子ＩＮに入力する信号の電位
３２ ＩＣ１の出力端子ＯＵＴ１から出力する信号の電位
３３ ＩＣ１の出力端子ＯＵＴ２から出力する信号の電位
３４、３５ 電源線の電位
３６ トランジスタＴＲ２のベース電位
３７ ポイント切り換え駆動コイルＬ１の一方端電位
３８ ポイント切り換え駆動コイルＬ３の他方端電位
３９ ポイント切り換え駆動コイルＬ１の他方端電位
４０ ポイント切り換え駆動コイルＬ３の一方端電位
４１、４２、４３、４４ ポイント
４５、４６、４７、４８、４９、５０、５１、５２ レールギャップ
５３、５４、５５、５６、５７、５８、５９、６０ 矢印（鉄道模型車両走行位置、向きを示す）
７１ 閉塞の境界線（一点破線で示す）
７２ リバース側の閉塞
７３ クロス側の閉塞
８０ ポイント４１の切り換わり向き
８１ ポイント４３の切り換わり向き
８２、８３ スイッチ操作
８４ 駆動コイルＬ１の他方端電位
８５ 駆動コイルＬ１の一方端電位
９０ ポイント切り換えモード
９１ 自動切り換えモード
９２ 手動切り換えモード
９３ 鉄道模型車画走行用直流電源出力極性自動切換装置
９４ 鉄道模型車両運転用直流電源
９５、９６、９７ フィーダー線
【特許請求の範囲】
【請求項１】
左右２本一対のレールからなり駆動用直流モータを内蔵し直流電源装置に接続されたレールから電源の供給を受けて走行する鉄道模型車両の走行用であって複数のリバースを含む形状にレイアウされた軌道を、この軌道上を走行する鉄道模型車両一編成の全長より長い寸法で切断してできる閉塞を複数作り、これらの閉塞を構成するレールを互いに電気的に絶縁するレールギャップを介して順次繋げ鉄道模型車両が連続する２つの閉塞を続けて走行できるような形状に設置してある軌道において、鉄道模型車両がレールギャップを通過してリバース側の閉塞からクロス側の閉塞に進入するときにゼロ電位からプラス極性電位に転じ鉄道模型車両がレールギャップを通過してクロス側の閉塞からリバース側の閉塞に進入するときにプラス極性電位からゼロ極性電位に転じる列車進入信号に応答し、列車進入信号を受け取ると軌道を構成する複数のポイントのうち、あるものは本線側に切り換わり、あるものは側線側に切り換わるようにそれぞれのポイントのポイント切り換え駆動コイルに対し給電電位のプラス・マイナス極性の向きを設定できる機能を持つことを特徴とする鉄道模型ポイント自動切換用電源制御装置。
【請求項２】
鉄道模型車両がレールギャップを通過してリバース側の閉塞からクロス側の閉塞に進入するときにゼロ電位からプラス極性電位に転じる列車進入信号に応答し、この列車進入信号を受け取ると軌道を構成する複数のポイントのうち、あるものは本線側に切り換わりあるものは側線側に切り換わるが、この列車進入信号を受け取って本線側に切り換わったポイントについては次にこの列車進入信号を受け取ったときには側線側に切り換わり、この列車進入信号を受け取って側線側に切り換わったポイントにつては次にこの列車進入信号を受け取ったときには本線側に切り換わるように、それぞれのポイントのポイント駆動用コイルに対して給電する電位のプラス・マイナス極性の向きを換えることができるようになっている請求項１に記載の鉄道模型ポイント自動切換用電源制御装置。
【請求項３】
鉄道模型車両がレールギャップを通過してリバース側の閉塞からクロス側の閉塞に進入するときにプラス極性電位からゼロ電位に転じる列車進入信号に応答し、この列車進入信号を受け取ると軌道を構成する複数のポイントのうち、あるものは本線側に切り換わりあるものは側線側に切り換わるが、この列車進入信号を受け取って本線側に切り換わったポイントについては次にこの列車進入信号を受け取ったときには側線側に切り換わり、この列車進入信号を受け取って側線側に切り換わったポイントにつては次にこの列車進入信号を受け取ったときには本線側に切り換わるように、それぞれのポイントのポイント駆動用コイルに対して給電する電位のプラス・マイナス極性の向きを換えることができるようになっている請求項１または２に記載の鉄道模型ポイント自動切換用電源制御装置。
【請求項４】
ポイント切り換えを列車進入信号に同期し自動で行う自動切り換えモードと、ポイント切り換えを手動でスイッチを操作して切り換える手動切り換えモードを備えていることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の鉄道模型ポイント自動切換用電源制御装置。
【請求項５】
ポイント切り換えのためポイントのポイント駆動用コイルに対する給電を一定時間で遮断する装置を備えていることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の鉄道模型ポイント自動切換用電源制御装置。
【請求項６】
鉄道模型車両がレールギャップを通過してリバース側の閉塞からクロス側の閉塞に進入するときにゼロ電位からプラス極性電位に転じ、鉄道模型車両がレールギャップを通過してリバース側の閉塞からクロス側の閉塞に進入するときにプラス極性電位からゼロ極性電位に転じる列車進入信号に相当する信号を、自ら作り出す装置を備えていることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の鉄道模型ポイント自動切換用電源制御装置。
【請求項１】
左右２本一対のレールからなり駆動用直流モータを内蔵し直流電源装置に接続されたレールから電源の供給を受けて走行する鉄道模型車両の走行用であって複数のリバースを含む形状にレイアウされた軌道を、この軌道上を走行する鉄道模型車両一編成の全長より長い寸法で切断してできる閉塞を複数作り、これらの閉塞を構成するレールを互いに電気的に絶縁するレールギャップを介して順次繋げ鉄道模型車両が連続する２つの閉塞を続けて走行できるような形状に設置してある軌道において、鉄道模型車両がレールギャップを通過してリバース側の閉塞からクロス側の閉塞に進入するときにゼロ電位からプラス極性電位に転じ鉄道模型車両がレールギャップを通過してクロス側の閉塞からリバース側の閉塞に進入するときにプラス極性電位からゼロ極性電位に転じる列車進入信号に応答し、列車進入信号を受け取ると軌道を構成する複数のポイントのうち、あるものは本線側に切り換わり、あるものは側線側に切り換わるようにそれぞれのポイントのポイント切り換え駆動コイルに対し給電電位のプラス・マイナス極性の向きを設定できる機能を持つことを特徴とする鉄道模型ポイント自動切換用電源制御装置。
【請求項２】
鉄道模型車両がレールギャップを通過してリバース側の閉塞からクロス側の閉塞に進入するときにゼロ電位からプラス極性電位に転じる列車進入信号に応答し、この列車進入信号を受け取ると軌道を構成する複数のポイントのうち、あるものは本線側に切り換わりあるものは側線側に切り換わるが、この列車進入信号を受け取って本線側に切り換わったポイントについては次にこの列車進入信号を受け取ったときには側線側に切り換わり、この列車進入信号を受け取って側線側に切り換わったポイントにつては次にこの列車進入信号を受け取ったときには本線側に切り換わるように、それぞれのポイントのポイント駆動用コイルに対して給電する電位のプラス・マイナス極性の向きを換えることができるようになっている請求項１に記載の鉄道模型ポイント自動切換用電源制御装置。
【請求項３】
鉄道模型車両がレールギャップを通過してリバース側の閉塞からクロス側の閉塞に進入するときにプラス極性電位からゼロ電位に転じる列車進入信号に応答し、この列車進入信号を受け取ると軌道を構成する複数のポイントのうち、あるものは本線側に切り換わりあるものは側線側に切り換わるが、この列車進入信号を受け取って本線側に切り換わったポイントについては次にこの列車進入信号を受け取ったときには側線側に切り換わり、この列車進入信号を受け取って側線側に切り換わったポイントにつては次にこの列車進入信号を受け取ったときには本線側に切り換わるように、それぞれのポイントのポイント駆動用コイルに対して給電する電位のプラス・マイナス極性の向きを換えることができるようになっている請求項１または２に記載の鉄道模型ポイント自動切換用電源制御装置。
【請求項４】
ポイント切り換えを列車進入信号に同期し自動で行う自動切り換えモードと、ポイント切り換えを手動でスイッチを操作して切り換える手動切り換えモードを備えていることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の鉄道模型ポイント自動切換用電源制御装置。
【請求項５】
ポイント切り換えのためポイントのポイント駆動用コイルに対する給電を一定時間で遮断する装置を備えていることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の鉄道模型ポイント自動切換用電源制御装置。
【請求項６】
鉄道模型車両がレールギャップを通過してリバース側の閉塞からクロス側の閉塞に進入するときにゼロ電位からプラス極性電位に転じ、鉄道模型車両がレールギャップを通過してリバース側の閉塞からクロス側の閉塞に進入するときにプラス極性電位からゼロ極性電位に転じる列車進入信号に相当する信号を、自ら作り出す装置を備えていることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の鉄道模型ポイント自動切換用電源制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００６−８７８８７（Ｐ２００６−８７８８７Ａ）
【公開日】平成１８年４月６日（２００６．４．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−３１０２０２（Ｐ２００４−３１０２０２）
【出願日】平成１６年９月２７日（２００４．９．２７）
【出願人】（５０４３３２９８６）株式会社技研 (2)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年４月６日（２００６．４．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年９月２７日（２００４．９．２７）
【出願人】（５０４３３２９８６）株式会社技研 (2)
【Ｆターム（参考）】
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