JPH0319920Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、鉄道模型信号機の表示を制御する装
置に関する。

［従来技術］ 電動式の鉄道模型において信号機の表示を制御
するため従来より用いられている手段としては、
次のようなものがある。

まず第一に、２本の給電レールを含む軌道の所
定位置に、信号機を構成する発光体（例えば青、
黄、赤の３種）に対応した機械的な検出スイツチ
接点を取り付け、模型車両が通過するとき車輪が
接触することにより、各検出スイツチが作動して
発光体の点灯を順次切換えていく方式がある。

また、上記のような機械的接触ではなく、軌道
上あるいはその近傍にリードスイツチを配置し、
これを車両に搭載した磁石によつて作動させる非
接触方式により、車両の接近ないし通過を検知し
て信号機を制御する手段も提供されている。

［考案が解決しようとする問題点］ しかしながら、上記の機械的な検出スイツチを
用いる方式においては、接触不良を生じ易く、調
整が難しいという問題があり、他方、リードスイ
ツチを用いる方式にあつては、模型車両に磁石を
搭載することが必要で、車両の大きさや種類によ
つてはこれが不可能な場合もあり、いずれにして
も実用性の点で満足のいくものではなかつた。

［問題点を解決するための手段］ 本考案は、このような従来の問題点に鑑みてな
されたもので、機械的な検出スイツチを用いたり
車両を加工したりすることなく模型車両を的確に
検出し、その検出信号により信号機を実物同様に
動作させることができる鉄道模型の信号機制御装
置を提供することを目的として、次のように構成
されたものである。

すなわち、２本の給電レールを含む鉄道模型軌
道に隣接して配置される少なくとも２色の発光体
を備えた信号機の表示を制御するための装置であ
つて、信号機に対応する模型軌道上の位置にその
軌道の方向に所定の間隔を置いて配置された一対
の光センサを含む模型車両検出器と、２本の給電
レール間の電力により模型車両の進行方向を検知
する方向検出器と、これら方向検出器および模型
車両検出器の出力に応じて信号機の発光表示を制
御する表示制御回路とを具備し、この表示制御回
路は、模型車両の進行方向が信号機に対して正方
向である場合には、上記模型車両検出器が検出信
号を出力しない限り信号機の進入許可表示用発光
体を点灯し、模型車両検出器が検出信号を出力す
ると信号機の進入許可表示用発光体を消灯して進
入制限表示用発光体を点灯し、模型車両検出器が
検出信号を出力しなくなつてから所定時間経過後
に再び信号機の進入許可表示用発光体を点灯する
一方、模型車両の進行方向が信号機に対して逆方
向である場合には、模型車両検出器からの検出信
号の有無にかかわらず信号機の進入制限表示用発
光体を点灯するように構成されたものである。

［実施例］ 添付図面を参照して説明すると、第１図は、本
考案の装置によつて制御される信号機を配置した
鉄道模型軌道の一例を示す斜視図である。図にお
いて全体を１で示す楕円形の模型軌道は、プラス
チツク等の絶縁体から成る道床２の上に２本の給
電レール３ａ，３ｂを平行に配置したもので、動
力源としてモータを搭載した模型車両４を走行さ
せるため、給電レール３ａ，３ｂ間にはコントロ
ールボツクス５内の可変直流電源からリード線６
ａ，６ｂを介して直流電圧（例えば最大12ボル
ト）が加えられる。

この模型軌道１に隣接した所定の位置に信号機
７が配置されている。この信号機７は、上下に配
列された３個の発光ダイオードから成る発光体８
ａ，８ｂ，８ｃを備えており、各発光体は、進入
許可、進入注意および進入制限の各表示を行うた
め、上方から順に緑色、橙色、赤色を発光するも
のである。

信号機７に対応した軌道１上の位置には、模型
車両検出ユニツト９が設置されている。この検出
器ユニツト９の上面には、軌道１の方向に所定の
間隔（これは、複数の模型車両４の各連結面間の
間隔ｄより大きく設定される。）を置いて一対の
小孔９ａ，９ｂが穿設され、各小孔内にフオトト
ランジスタから成る光センサ１０ａ，１０ｂ（第
２図）が受光部を上に向けて配置されている。模
型車両検出ユニツト９内の光センサは、ユニツト
を取り付けた軌道１の下を通つて外側に延びたリ
ード線１１により、コントロールユニツト１２内
に収納された電気回路に接続されている。

第２図を参照して説明すると、この電気回路
は、上記模型車両検出ユニツト９内の光センサ１
０ａおよび１０ｂを含む模型車両検出器回路２１
と、上記２本の給電レール３ａ，３ｂに接続され
た進行方向検出器回路２２と、これら２つの検出
器回路からの出力に応じて信号機７の各発光体８
ａ，８ｂ，８ｃを駆動する表示制御回路２３と、
各回路部に所定の電圧を供給する電源回路２４と
で構成されている。

まず、模型車両検出器回路２１は、電源回路２
４の定電圧出力端子Ａとアースとの間に、各光セ
ンサ１０ａ（１０ｂ）とセンサ感度調整のため互
いに抵抗値が異なる並列抵抗R1，R2，R3，R5
（R2，R4，R6）とを切換接点25a（25b）を介して
直列接続すると共に、各切換接点25a（25b）とア
ースとの間にノイズ除去用の抵抗−コンデンサ回
路R7−C1（R8−C2）、ダイオードD1（D2）および
抵抗R9を接続したものである。切換接点25aおよ
び25bは、第１図に示したコントロールユニツト
１２の上面に配置されたスライドつまみ１３を移
動させることにより、一方が抵抗R1に接続する
とき他方はこれと同じ値の抵抗R2に接続すると
いう具合に、互いに連動して切換えられるように
なつている。

従つて、模型車両検出ユニツト９上に模型車両
４がない場合には、外光が小孔９ａ，９ｂから光
センサ１０ａ，１０ｂに当つており、各光センサ
はON状態にあるので、電流は端子Ａから各光セ
ンサ１０ａ，１０ｂの方に流れ、この模型車両検
出器回路２１の出力電圧（抵抗R9にかかる電圧）
はＬ（低レベル）である。これに対し、模型車両
検出ユニツト９上に模型車両４が位置して小孔９
ａ，９ｂへの光を遮断した場合には、各光センサ
１０ａ，１０ｂがOFF状態になるので、模型車
両検出器回路２１の出力はＨ（高レベル）になる。

なお、２以上の模型車両が連結されている場合
には、２つの車両の連結面の間が小孔９ａまたは
９ｂ上に位置した時、対応する光センサ１０ａま
たは１０ｂに光が当るが、前述のように、２つの
小孔９ａ，９ｂ間の間隔は模型車両の各連結面間
隔ｄより大きいので、模型車両４が検出ユニツト
９上を走行する限り、２つの光センサ１０ａ，１
０ｂに同時に光が当ることはなく、少なくとも一
方の光センサ１０ａまたは１０ｂへの光が遮断さ
れることにより、模型車両検出器回路２１のＨ出
力が保持される。

次に、進行方向検出器回路２２は、給電レール
３ａと３ｂの間に夫々リード線２６ａ，２６ｂを
介してダイオードD5、抵抗R12およびフオトカ
プラ２７の発光部２８を図示の向きに直列接続す
る一方、フオトカプラ２７の受光部２９には平滑
用コンデンサC5を並列接続し、抵抗R13を介して
電源回路２４の定電圧出力端子Ａに接続したもの
である。

従つて、第１図に示すように模型車両４の進行
方向が信号機７に対して正方向（矢印Ｘで示す方
向）である場合、すなわち内側の給電レール３ａ
の電圧極性が（＋）で、外側の給電レール３ｂの
電圧極性が（−）である場合には、進行方向検出
器回路２２のダイオードD5およびフオトカプラ
２７の発光部２８に逆方向の電圧がかかるから電
流は殆ど流れず、フオトカプラ２７はOFF状態
である。故に、進行方向検出回路２２の出力電圧
すなわちコンデンサC5にかかる電圧は、Ｈ（高レ
ベル）である。

これに対し、模型車両４の進行方向が信号機７
に対して逆方向（矢印で示す方向）の場合、す
なわち内側の給電レール３ａが（−）で外側の給
電レール３ｂが（＋）である場合には、進行方向
検出器回路２２のダイオードD5およびフオトカ
プラ２７の発光部２８に電流が流れて発光するの
で、フオトカプラ２７の受光部２９はON状態で
ある。故に、フオトカプラ２７がOFFからONに
なつた時点で、進行方向検出回路２２の出力電圧
はＨからＬ（低レベル）に変化し、その後Ｌを保
持する。

次に、表示制御回路２３について説明する。

まず、上記の模型車両検出器回路２１と方向検
出器回路２２からの出力は、第１のAND回路３
０に入力される。このAND回路３０の出力は、
ダイオードD3と並列な抵抗R10−コンデンサC3
回路を介してNOT回路３１に入力され、これに
よつて反転されて、第２のNOT回路３２および
第２、第３のAND回路３３，３４に入力される。
なお、NOT回路３１の出力端とアースとの間に
コンデンサC3が接続されているが、これは次の
理由による。すなわち、NOT回路３１の入力
（抵抗R10とコンデンサC3による電圧）が変化す
るとき（後述のように信号機の発光が赤から橙に
変わる場合）、実際にはNOT回路３１の出力が発
振して信号機の発光体を点滅させるという不具合
があるので、コンデンサC3を介在させることに
より発振出力を除去するようにしている。

第２のNOT回路３２の出力は、もう１つのダ
イオードD4と並列な抵抗R11−コンデンサC4を
介して第３のNOT回路３５に入力され、その反
転出力は、第４のAND回路３６に入力される一
方、更にもう１つのNOT回路３７を介して上記
第２のAND回路３３のもう１つの入力端子に供
給される。第３、第４のAND回路３４，３６へ
の入力としては、夫々NOT回路３１，３５の出
力のほか、上述した方向検出器回路２２の出力が
加えられる。

第２のAND回路３３からの出力は、抵抗R15
を介してトランジスタTr1のベースに加えられ
る。このトランジスタTr1のコレクタ側には、前
述した信号機７の橙色の発光体８ｂおよび抵抗
R19が直列接続され、エミツタ側には別のトラン
ジスタTr2が接続されて、これら発光体８ｂから
Ａ型トランジスタTr2までの直列回路に、上記電
源回路２４の整流電圧端子Ｂにおける出力が加え
られるようになつている。

第３のAND回路３４の出力は、まず、NOT回
路３８および抵抗R18を介してトランジスタTr4
のベースに加えられる。このトランジスタTr4の
コレクタおよびエミツタは、信号機７の赤色の発
光体８ｃおよび抵抗R21と共に、上記電源回路２
４の整流電圧端子Ｂとアースの間に直列接続され
ている。また、第３のAND回路３４の出力は、
別のNOT回路３９および抵抗R16を介して上記
トランジスタTr2のベースにも加えられる。

第４のAND回路３６の出力は、抵抗R17を介
してトランジスタTr3のベースに加えられる。こ
のトランジスタTr3のコレクタおよびエミツタ
は、信号機７の緑色の発光体８ａおよび抵抗R20
と共に、電源回路２４の整流電圧端子Ｂとアース
の間に直列接続されている。

次に、電源回路２４は、交流電源４０からの交
流電圧をダイオードD6で半波整流すると共にコ
ンデンサC6で平滑し、その整流電圧を端子Ｂか
ら出力する一方、抵抗R14とコンデンサC7から成
るフイルタおよびツエナーダイオードD7によつ
て得た定電圧（例えば12ボルト）を端子Ａから出
力するものである。

最後に、第２図の回路中の抵抗およびコンデン
サの値（単位は夫々ΩおよびＦ）を例示すれば、
次の通りである。

R1 ＝100K，R2 ＝100K，R3 ＝10K， R4 ＝ 10K，R5 ＝ 1K，R6 ＝ 1K， R7 ＝ 1M，R8 ＝ 1M，R9 ＝
10M， R10＝ 1M，R11＝ 1M，R12＝ 1K， R13＝ 1M，R14＝ 1K，R15＝10K， R16＝ 10K，R17＝ 10K，R18＝ 10K， R19＝R20＝R21＝1K〜3K（これは信号機の各
発光体の特性に応じて定められる。）， C1＝0.1μ，C2＝0.1μ，C3＝3.3μ， C4＝3.3μ，C5＝3.3μ，C6＝ 50μ， C7＝100μ，C8＝0.1μ. 第２図の回路は以上のように構成されているの
で、その作用は次の通りである。

まず、模型車両検出器回路２１と方向検出器回
路２２のいずれか一方の出力がＬであれば、表示
制御回路２３の最初のAND回路３０の出力はＬ
である。既に説明したように、模型車両検出器回
路２１の出力がＬであるのは、模型車両検出ユニ
ツト９上に模型車両４がない場合であり、方向検
出器回路２２の出力がＬであるのは、模型車両４
の進行方向が信号機７に対して逆方向の場合であ
る。

後者の場合には、第３のAND回路３４からの
出力はＬであるから、NOT回路３８からのＨ出
力により、トランジスタTr4がオンして赤色発光
体８Ｃが点灯する一方、NOT回路３９からのＨ
出力によりトランジスタTr2はオフにされる。ま
た、第４のAND回路３６の出力もＬであるから
トランジスタTr3もオフである。かくして、信号
機７は赤色発光体８ｃのみが点灯する。

次に、模型車両４の進行方向が信号機７に対し
て正方向の場合には、方向検出回路２２はＨを出
力する。この場合において、模型車両検出ユニツ
ト９上に模型車両４がない限り検出器回路２１の
出力はＬであるから、AND回路３０の出力はＬ、
従つて第３のAND回路３４の出力はＨとなり、
トランジスタTr4はオフで、赤色発光体８Ｃは点
灯しない。また、NOT回路３９からのＬ出力に
より、トランジスタTr2はオンであるが、NOT
回路３７からのＬ出力により、第２のAND回路
３３の出力はＬであるので、トランジスタTr1は
オフ、従つて橙色発光体８ｂも点灯しない。他
方、第４のAND回路３６への入力はいずれもＨ
であるから、その出力はＨ、従つてトランジスタ
Tr3がオンして緑色発光体８ａのみが点灯する。

この状態において、模型車両４が正方向に走行
してきてその先端部が模型車両検出ユニツト９上
に位置すると、車両検出器回路２１の出力はＨに
なる。従つて、AND回路３０の出力はＬからＨ
になり、第３のAND回路３４の出力はＨからＬ
になるので、トランジスタTr4はオンして赤色発
光体８ｃを点灯する。一方、NOT回路３１から
のＬ出力により第２のAND回路３３の出力がＬ
で、トランジスタTr1はオフであることに加え
て、NOT回路３９からのＨ出力によりトランジ
スタTr2もオフになり、橙色発光体８ｂは依然と
して点灯しない。他方、NOT回路３５の出力は
Ｌになるから、第４のAND回路３６の出力はＬ、
従つてトランジスタTr3はオフして緑色発光体８
ａの点灯を止める。かくして、信号機７は赤色発
光体８ｃのみ点灯する。

模型車両４の最後部が模型車両検出ユニツト９
上を通過してしまうと、車両検出器回路２１の出
力は元のＬに戻るので、AND回路３０の出力も
ＨからＬに戻る。しかしながら、それまで充電さ
れていたコンデンサC3が今度は放電を開始する
ので、この放電の間、第２、第３および第４の
AND回路３３，３４および３６の出力はＬのま
ま保持され、赤色発光体８Ｃのみの点灯が継続す
る。

抵抗R10とコンデンサC3の値により決定される
時間（例えば２秒間）が経過すると、NOT回路
３１の出力がＨになるので、第３のAND回路３
４の出力はＨとなり、トランジスタTr4はオフに
なつて赤色発光体８ｃの点灯を停止する。同時
に、NOT回路３９からのＬ出力により、トラン
ジスタTr2がオンする。

一方、NOT回路３１の出力変化と同時にNOT
回路３２の出力も変化する（Ｌになる）が、今度
はそれまで充電されていたコンデンサC4が放電
するので、その間（例えば上記と同じ２秒間）
NOT回路３５の出力はＬ、NOT回路３７の出力
はＨに夫々保持される。従つて、この時間中、第
２のAND回路３３の出力はＨとなり、トランジ
スタTr1をオンにするので、橙色発光体８ｂが通
電されて点灯する。

他方、NOT回路３５の出力はＬであるから、
第４のAND回路３６の出力はＬ、従つてトラン
ジスタTr3は依然としてオフで、緑色発光体８ａ
は点灯しない。

かくして、信号機７の橙色発光体８ｂのみが点
灯し、抵抗R11とコンデンサC4の値により決定さ
れる時間（例えば２秒間）が経過すると、NOT
回路３５の出力はＨ，NOT回路３７の出力はＬ
に夫々変化する。従つて、第２のAND回路３３
の出力はＬとなり、トランジスタTr1をオフにす
ることにより、橙色発光体８ｂの点灯を停止す
る。同時に、第４のAND回路３６の出力はＨと
なり、トランジスタTr3をオンにすることにより
緑色発光体８ａを点灯する。

ところで、模型車両４の最後部が模型車両検出
ユニツト９上を通過した後、模型車両４を一旦停
止させ、次に逆方向（第１図の方向）に走行さ
せた場合には、前述のように方向検出器回路２２
の出力がＬになるため、NOT回路３１の出力変
化にかかわらず、第３のAND回路３４の出力は
Ｌであり、赤色発光体８ｃの点灯を継続する。一
方、前述のように模型車両４の最後部が模型車両
検出ユニツト９上を通過してから所定時間後に
NOT回路３１の出力がＬからＨに変化すると、
その後所定の時間だけ第２のAND回路３３の出
力がＨとなり、トランジスタTr1をオンにする。
従つて、橙色発光体８ｂに対して他の２つの発光
体８ａ，８ｃと同様にトランジスタTr1のみを直
列接続した場合には、赤色発光体８ｃのみならず
橙色発光体８ｂも点灯することになる。

そこで、図示の実施例では、トランジスタTr1
に加えてトランジスタTr2を直列接続し、これを
上記第３のAND回路３４からのＬ出力によりオ
フにして橙色発光体８ｂの点灯を防止するように
したものである。なお、実際にトランジスタTr2
としてトランジスタTr1と同一の型のものを使用
したとき、製品のバラツキ等のため各トランジス
タのオン・オフが的確に行われなかつたので、こ
の実施例ではNPN型トランジスタTr1に対して
PNP型トランジスタTr2を使用し、その結果、第
３のAND回路３４の出力を反転させるNOT回路
３９を介在させている。しかし、実用上問題がな
ければ、同一の型のトランジスタを使用できるの
は勿論である。

以上のように、図示の実施例は、模型車両４が
信号機７に対し正方向または逆方向に進行する場
合に、信号機７に対する模型車両４の位置関係に
応じて信号機７の各発光体の点灯を制御するもの
であり、その信号動作は全く実物同様である。

しかしながら、本考案はこれに限定されるもの
でない。例えば、上記実施例は緑、橙、赤の３色
の信号を制御するものであるが、２色の信号の場
合には１色分の回路構成（例えば橙色発光体とそ
の点灯回路）を省略すればよく、また、４色以上
の場合にも、回路構成を適宜付加ないし変更する
ことにより容易に実現できる。

更に、上記実施例では、模型車両４の最後部が
信号機７の位置にある車両検出ユニツト９を通過
して所定の時間が経過すると、自動的に信号を赤
色から橙色、更には橙色から緑色へと順次変化さ
せるようになつているので、模型車両４が車両検
出ユニツト９から少し離れた所で停止した場合で
も、信号は所定時間後に緑色に変わつてしまう。
これは、上記実施例の使用に際し、信号機７から
先の一定区間を停車禁止区間とするという条件を
付けることによつて規制することができるが、そ
の代わりに、信号機７から先の一定区間に模型車
両４が存在する（停止も含む）限り、信号は赤の
まま変化しないようにすることもできる。

すなわち、信号機７に対応した車両検出ユニツ
ト９の位置から前方に所定の距離だけ離れた軌道
上の位置にもう１つの車両検出ユニツト９を配置
し、この補助的な検出ユニツト９によつて車両を
検出している限り、模型車両検出器回路２１の検
出出力を保持するように構成すればよい。

［考案の効果］ 本考案は、以上のように、信号機の位置に対応
して模型軌道上に配置した一対の光センサによつ
て模型車両を検出する一方、２本の給電レール間
の電圧により模型車両の進行方向を検知し、これ
ら模型車両と進行方向の検出出力に応じて信号機
の発光表示を制御する表示制御回路とを具備する
ものであるから、機械的な検出不良や模型車両を
加工する必要がなく、模型車両の検出に基づいて
信号機を実物同様に動作させることができる。ま
た、どのような形式の信号機を対しても、各信号
機を的確に制御することができ、特にコンピユー
タによる制御に適した構成であり、自動列車制御
システムと組み合わせることにより、鉄道模型の
楽しみを更に向上させるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例を含む鉄道模型軌道
の斜視図、第２図は実施例の回路図である。 １……鉄道模型軌道、２……道床、３ａ，３ｂ
……給電レール、４……模型車両、５……コント
ロールボツクス、６ａ，６ｂ……リード線、７…
…信号機、８ａ，８ｂ，８ｃ……発光体、９……
模型車両検出ユニツト、１０ａ，１０ｂ……光セ
ンサ、１１……リード線、１２……コントロール
ユニツト、１３……光センサ感度調整つまみ、２
１……模型車両検出器回路、２２……進行方向検
出器回路、２３……表示制御回路、２４……電源
回路。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) ２本の給電レールを含む鉄道模型軌道に隣接
   して配置される少なくとも２色の発光体を備え
   た信号機の表示を制御する装置であつて、 該信号機に対応する該鉄道模型軌道上の位置
   に該軌道の方向に所定の間隔を置いて配置され
   た一対の光センサを含む模型車両検出器と、 上記２本の給電レール間の電圧により模型車
   両の進行方向を検知する方向検出器と、 該方向検出器および該模型車両検出器の出力
   に応じて上記信号機の発光表示を制御する表示
   制御回路とを具備し、 該表示制御回路は、模型車両の進行方向が上
   記信号機に対して正方向である場合には、上記
   模型車両検出器が検出信号を出力しない限り上
   記信号機の進入許可表示用発光体を点灯し、該
   模型車両検出器が検出信号を出力すると上記信
   号機の進入許可表示用発光体を消灯して進入制
   限表示用発光体を点灯し、該模型車両検出器が
   検出信号を出力しなくなつてから所定時間経過
   後に再び上記信号機の進入許可表示用発光体を
   点灯する一方、模型車両の進行方向が上記信号
   機に対して逆方向である場合には、該模型車両
   検出器からの検出信号の有無にかかわらず上記
   信号機の進入制限表示用発光体を点灯するよう
   に構成したことを特徴とする鉄道模型の信号機
   制御装置。 (2) 上記信号機は進入許可および進入制限のほか
   進入注意を表示する３色の発光体を備え、上記
   表示制御回路は、模型車両の進行方向が上記信
   号機に対して正方向である場合に、上記模型車
   両検出器が検出信号を出力しなくなつてから所
   定時間経過後に上記信号機の進入制限表示用発
   光体を消灯して進入注意表示用発光体を点灯
   し、更に所定時間経過後に該進入注意表示用発
   光体を消灯して再び進入許可表示用発光体を点
   灯するように構成されている実用新案登録請求
   の範囲第１項記載の鉄道模型の信号機制御装
   置。