JP7645220B2

JP7645220B2 - 電源自動切替型交通信号制御機

Info

Publication number: JP7645220B2
Application number: JP2022164163A
Authority: JP
Inventors: 万正和田
Original assignee: Kyosan Electric Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Kyosan Electric Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2022-10-12
Filing date: 2022-10-12
Publication date: 2025-03-13
Anticipated expiration: 2042-10-12
Also published as: JP2024057428A

Description

本発明は、例えば交差点に設置した交通信号灯器や車両感知器と接続し、交通信号灯器、車両感知器に対して、各種制御を行う交通信号制御機に関するものである。

特許文献１には、商用電源とバッテリ等の補助電源が入力され、商用電源断が発生した場合はそれを検出し、補助電源の駆動に切り替わる交通管制用屋外端末装置が開示されている。

この交通管制用屋外端末装置は、補助電源により駆動し、コンパレータから成る比較部と、この比較部からの信号入力によって、商用電源と補助電源とを切り替える切替部とを備えている。

比較部は商用電源からの入力電圧が降下し、補助電源からの入力電圧の方が明らかに高いと判断した場合に、切替部に信号を出力して、切替部によって商用電源から補助電源に切り替える。

また、比較部は商用電源及び補助電源からの入力電圧が等しいと判断した場合には、切替部への信号出力をオフにして、切替部によって補助電源から商用電源に切り替え、元の接続状態に戻すことができる。

特開平６－２２４７４号公報

しかし、特許文献１の交通管制用屋外端末装置では、商用電源と補助電源とを切り替えるために、商用電源及び補助電源からの入力電圧をそれぞれ計測する必要がある。従って、商用電源及び外部電源から電圧計測のための配線が必要となり、手間を有する。

本発明の目的は、上述の課題を解決し、商用電源と外部電源との切り替えを簡便な構成により行う電源自動切替型交通信号制御機を提供する。

上記目的を達成するための本発明に係る電源自動切替型交通信号制御機は、信号灯器と接続し、該信号灯器に対して点灯制御を行う制御部と、該制御部に電力を供給するコンバータ部と、該コンバータ部及び第１、第２の交流電源に電力線を介して接続する電源切替部とを備える電源自動切替型交通信号制御機であって、前記電源切替部は、前記コンバータ部及び前記第１の交流電源を接続する第１の接続状態、又は前記コンバータ部及び前記第２の交流電源を接続する第２の接続状態の何れかに切り替える可動接点を有するスイッチ部と、鉄材から成る前記可動接点の上方に配置され、電磁石から成る可動接点制御部とを備え、前記可動接点制御部の通電時には、前記電磁石の磁力により前記可動接点を重力に反して前記可動接点制御部に引き寄せて前記第１の接続状態にし、前記可動接点制御部の非通電時には、前記磁力が消失して前記可動接点は重力によって落下することで前記可動接点制御部に対する前記可動接点の引き寄せを解除して、前記第２の接続状態にし、前記第１の交流電源は、太陽光を利用して発電を行う発電機であり、前記第２の交流電源は、商用電源であり、上記発電を開始する朝方に、上記発電による前記電磁石の磁力が発生することで前記第２の接続状態から前記第１の接続状態に自動的に切り替わり、上記発電を終了する夕方に、前記電磁石の磁力が消失することで前記第１の接続状態から前記第２の接続状態に自動的に切り替わることを特徴とする。

本発明に係る電源自動切替型交通信号制御機によれば、商用電源と外部電源との自動切り替えを、複雑な回路を用いることなく、簡便な構成により行うことができる。

電源自動切替型交通信号制御機のブロック回路構成図である。電源が切り替わった状態の電源自動切替型交通信号制御機のブロック回路構成図である。従来の交通信号制御機のブロック回路構成図である。

本発明を図示の実施例に基づいて詳細に説明する。
図１は交差点近傍に設置された電源自動切替型交通信号制御機１のブロック回路構成図であり、交通信号制御機１の筐体には、保守用の密閉扉が設けられている。

交通信号制御機１は、交通信号灯器Ｌに対して灯器出力部を介して点灯制御を行ったり、車両感知器Ｄからの車両検出信号を入力する制御部２と、この制御部２と接続し、センタ装置Ｃと有線又は無線のネットワークＮを介して、各種データの送受信を行う通信部３と、制御部２及び通信部３と接続し、制御部２、通信部３に対して直流の電力を供給するコンバータ部４と、制御部２からの出力指令により、交通信号灯器Ｌを点灯させる灯器出力部５と、コンバータ部４及び複数の電源Ｅ、例えば発電機及びブレーカ６を介した商用電源に、電力線を介して接続する電源切替部７と、この電源切替部７と接続し、ＬＥＤ等の発光部材から成る第１、第２の発光部８、９とから構成されている。

これらの各機器は、交通信号制御機１の筐体内に格納されており、ネットワークＮを介して交通信号制御機１と接続するセンタ装置Ｃは、管理下の複数の交通信号制御機１や車両感知器Ｄ等の集中制御や監視を行っている。

制御部２は記憶されている交通信号灯器Ｌの現示テーブルに従って、交差点に設置された車両用交通信号灯器の赤色灯、黄色灯、青色灯や、歩行者用灯器の赤色灯、青色灯を点灯させる灯器出力部５に対して出力指令を出力する。

また制御部２は、車両感知器Ｄ及び通信部３と信号線ＳＧを介して接続されており、これらの信号線ＳＧによって、各種データの送受信を行っている。車両感知器Ｄは、電源切替部７からＡＣ１００Ｖの電力線が接続されている。

なお、車両感知器Ｄは、交差点に必ずしも設置する必要はなく、また交通信号制御機１を交差点で単独で運用する場合では、センタ装置Ｃと通信を行う通信部３を設ける必要もない。

コンバータ部４は、例えば入力したＡＣ１００Ｖに対して、例えばＤＣ５Ｖを出力するＡＣ／ＤＣ変換器である。これらのＤＣ５Ｖの電力線は、制御部２及び通信部３に接続されている。

コンバータ部４と、第１の交流電源である商用電源Ｅ１及び第２の交流電源である外部電源Ｅ２との間には、電源切替部７が配置されている。この電源切替部７は、コンバータ部４及び商用電源Ｅ１の第１の接続状態、又はコンバータ部４及び外部電源Ｅ２の第２の接続状態の何れかに一方に、切り替え可能な可動接点７ａを有するスイッチ部７ｂと、このスイッチ部７ｂの近傍に配置され、商用電源Ｅ１と接続された可動接点制御部７ｃとから構成されている。

また、所定電圧である、例えばＡＣ１００Ｖの商用電源Ｅ１と、電源切替部７のスイッチ部７ｂ及び可動接点制御部７ｃとは、ブレーカ６を介して接続されている。

なお、このブレーカ６は、交通信号制御機１の回路がショートして過電流が発生した場合や漏電等が発生した場合に、自動的に商用電源Ｅ１からの電力供給を遮断するものである。

外部電源Ｅ２は、インバータを備え、商用電源Ｅ１同様にＡＣ１００Ｖを出力する電源であり、ディーゼル等の燃料を燃焼して発電するディーゼル発電機、太陽光や風力等の自然エネルギーを利用して発電する発電機、又は予め蓄電を行った蓄電機等を用いることができる。

可動接点制御部７ｃにはコイル磁石等の電磁石が採用されており、商用電源Ｅ１から電力供給時、つまり可動接点制御部７ｃの通電時には、鉄材等から成る可動接点７ａを磁力により引き寄せて、コンバータ部４と、商用電源Ｅ１とを接続する第１の接続状態にする。

逆に、商用電源Ｅ１から電力供給が遮断されたとき、つまり可動接点制御部７ｃの非通電時には、可動接点制御部７ｃは重力やばね作用により可動接点７ａの磁力による引き寄せを解除して、図２に示すようにコンバータ部４と、外部電源Ｅ２とを接続する第２の接続状態に切り替える。

つまり、可動接点制御部７ｃに対する通電、非通電に応じて、第１、第２の接続状態が切り替わる。従って、商用電源Ｅ１と、外部電源Ｅ２との何れか一方のみが電源切替部７を介して、交通信号制御機１の内部機器に対して電力供給を可能としている。

また、商用電源Ｅ１及び外部電源Ｅ２には、それぞれ電力供給をしている際に発光する第１の発光部８及び第２の発光部９が接続されており、これらの第１、第２の発光部８、９には、例えばＬＥＤ素子が用いられる。

第１の発光部８と可動接点制御部７ｃとは、商用電源Ｅ１に対して並列接続されており、第１の接続状態のときに発光する。また、第２の発光部９はスイッチ部７ｂ及び外部電源Ｅ２間に電力線から分岐しており、第２の接続状態のときに発光する。なお、第１の発光部８はスイッチ部７ｂ及び外部電源Ｅ２間に電力線から分岐して設けてもよい。

これらの第１、第２の発光部８、９は、異なる色を発光する発光体を採用してもよく、交通信号制御機１の筐体前面の密閉扉を開いた状態で、目視可能としている。或いは、筐体にガラス窓等を設け、密閉扉を閉じた状態で目視可能とすることもできる。

灯器出力部５は、電源切替部７からＡＣ１００Ｖの電力線が入力されており、制御部２による現示テーブルに従う出力指令に基づいて、入力した電力線と、交通信号灯器Ｌの赤色灯、黄色灯、青色灯を点灯させる出力線とを接続する処理が行われる。

通常時では、交通信号制御機１は図１に示す状態で運用されており、商用電源Ｅ１から常時に交通信号制御機１に対して電力が供給されている。しかし、災害等により商用電源Ｅ１からの電力供給が途絶える停電発生時には、スイッチ部７ｂが図１に示す接続状態から、図２に示す接続状態に自動的に切り替わる。

これは前述のとおり、通常時には可動接点制御部７ｃに対して、商用電源Ｅ１から電力供給がされることで、可動接点７ａを磁力により引き寄せるので、第１の接続状態となる。

そして、停電発生時には、可動接点制御部７ｃへの電力供給が途絶えることで、可動接点制御部７ｃは可動接点７ａの磁力による引き寄せが解除されて、第２の接続状態となる。この第２の接続状態に切り替わることで、停電時でも交通信号制御機1の内部機器に対して電力供給が継続することができる。

なお、図１に示すブロック回路構成図では、予め外部電源Ｅ２が接続されているが、商用電源Ｅ１の停電発生後に、作業員等によって用意されたディーゼル発電機や蓄電機の外部電源Ｅ２を接続して、交通信号制御機１に対して電力供給を開始するようにしてもよい。

このように、停電発生後に接続した外部電源Ｅ２から交通信号制御機１に電力供給している間に、商用電源Ｅ１の停電が解消されて、電力供給が復旧すると、自動的に通電した可動接点制御部７ｃが可動接点７ａを引き寄せるので、第２の接続状態から第１の接続状態に切り替わることになる。

そして、作業員は第１、第２の発光部８、９による発光を確認することで、商用電源Ｅ１が復旧したか否かを判断することができ、第１の発光部８が発光しているときに、不要になった外部電源Ｅ２を撤去することができる。

また、別の実施形態として、可動接点制御部７ｃを備える側の第１の交流電源に、太陽光発電機等の外部電源Ｅ２を採用し、可動接点制御部７ｃを備えない側の第２の交流電源に、商用電源Ｅ１を採用することも可能である。

図１における商用電源Ｅ１及び外部電源Ｅ２を逆に配置することで、例えば昼間は自然エネルギーである太陽光で発電する太陽光発電機である外部電源Ｅ２から電力が供給される第１の接続状態となり、夜間は発電を行わないため、商用電源Ｅ１から電力が供給される第２の接続状態に自動的に切り替わることになる。つまり、朝方に第２の接続状態から第１の接続状態に切り替わり、夕方に第１の接続状態から第２の接続状態に自動的に切り替わることになる。

また、図３は交差点近傍に設置された従来の交通信号制御機１’のブロック回路構成図であり、従来の交通信号制御機１’では、商用電源Ｅ１のみから電力供給が行われ、制御部２～ブレーカ６までを筐体体内に格納している。これらの各機器は、図１、図２に示す電源自動切替型交通信号制御機１の筐体内に格納されている各機器と同一である。

そして、この交通信号制御機１’に対して、外部電源Ｅ２を接続可能とする電源切替部７及び第１、第２の発光部８、９を付加する改造を行い、且つ外部電源Ｅ２を配置することで、前述のように商用電源Ｅ１及び外部電源Ｅ２の接続状態を切り替えることが可能となる。なお、この改造を行った際に、制御部２等のソフトウェアを変更する必要はない。

このように、本発明に係る電源自動切替型交通信号制御機によれば、商用電源Ｅ１と外部電源Ｅ２との自動切り替えを、従来の切替構造のように複雑な回路を用いることなく、簡便な構造により行うことができ、商用電源Ｅ１と外部電源Ｅ２との何れか一方のみが電源切替部７を介して、各種機器に対して電力供給を可能としている。

１電源自動切替型交通信号制御機
２制御部
４コンバータ部
７電源切替部
７ａ可動接点
７ｂスイッチ部
７ｃ可動接点制御部
８第１の発光部
９第２の発光部
Ｅ１商用電源
Ｅ２外部電源

Claims

信号灯器と接続し、該信号灯器に対して点灯制御を行う制御部と、該制御部に電力を供給するコンバータ部と、該コンバータ部及び第１、第２の交流電源に電力線を介して接続する電源切替部とを備える電源自動切替型交通信号制御機であって、
前記電源切替部は、前記コンバータ部及び前記第１の交流電源を接続する第１の接続状態、又は前記コンバータ部及び前記第２の交流電源を接続する第２の接続状態の何れかに切り替える可動接点を有するスイッチ部と、
鉄材から成る前記可動接点の上方に配置され、電磁石から成る可動接点制御部とを備え、
前記可動接点制御部の通電時には、前記電磁石の磁力により前記可動接点を重力に反して前記可動接点制御部に引き寄せて前記第１の接続状態にし、前記可動接点制御部の非通電時には、前記磁力が消失して前記可動接点は重力によって落下することで前記可動接点制御部に対する前記可動接点の引き寄せを解除して、前記第２の接続状態にし、
前記第１の交流電源は、太陽光を利用して発電を行う発電機であり、前記第２の交流電源は、商用電源であり、
上記発電を開始する朝方に、上記発電による前記電磁石の磁力が発生することで前記第２の接続状態から前記第１の接続状態に自動的に切り替わり、上記発電を終了する夕方に、前記電磁石の磁力が消失することで前記第１の接続状態から前記第２の接続状態に自動的に切り替わることを特徴とする電源自動切替型交通信号制御機。
前記電源切替部及び前記第１の交流電源間に配置し、第１の接続状態のときに発光する第１の発光部と、前記電源切替部及び前記第２の交流電源間に配置し、第２の接続状態のときに発光する第２の発光部とを備えることを特徴とする請求項１に記載の電源自動切替型交通信号制御機。