CN108698623A - 铁道车辆的脱轨检测方法和装置 - Google Patents

铁道车辆的脱轨检测方法和装置 Download PDF

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Abstract

可靠地检测脱轨，不会发生未注意到脱轨而在车轮脱离了的状态下车辆行驶的情况，从而谋求脱轨后的安全性的提高。例如，在安装于车辆的轴箱(3)的脱离防止引导件(1)设有在与轨道(4)接触时会被破坏的传输线(5)。将传输线(5)的一端部(5a)和另一端部(5b)与判定器(6)连接，监视传输线(5)的导通状况。判定器(6)在当脱轨时脱离防止引导件(1)与轨道(4)接触而传输线(5)断线从而传输线(5)的导通被中断时判定为脱轨。

Description

铁道车辆的脱轨检测方法和装置
技术领域
本发明涉及检测铁道车辆(以下，简称为“车辆”。)的脱轨的方法以及实施该方法的装置。
背景技术
在车辆脱轨时，在未注意到脱轨而在车轮从轨道脱离了的状态下车辆继续行驶的情况下，由脱轨导致的损害变大。因而，在车辆脱轨了的情况下，提早地检测到脱轨而使车辆停车关系到脱轨后的安全性的提高。
因此，以往，提出了各种与脱轨检测相关的技术。
其中之一，存在如下装置：使用传感器来计量施加于车身的加速度、角速度等物理量，在从计量值提取出来的信号超过了阈值的情况下，判定为发生了脱轨(例如专利文献1～专利文献3)。
然而，在利用阈值进行脱轨的判定的情况下，脱轨的检测精度根据设定的阈值而有所不同。因而，在设定的阈值不是最佳的值的情况下，存在脱轨的检测精度变差这样的问题。
另一方面，在专利文献4中公开有如图4的(a)所示那样的转向架横移限制装置，其中，在成对的轨道4的内侧设有地上设备(以下，称为“脱轨防止引导件”。)11，在转向架12的车轮13的内侧部分设有向下方突出的止挡件14。如图4的(b)所示，该转向架横移限制装置用于在脱轨时通过止挡件14的接触部14a与脱轨防止引导件11的内侧面接触来限制转向架12沿着车宽方向移动。
另外，在专利文献5中公开有如图5所示那样的脱轨脱离防止装置，其中，在轴箱17的下部设有止挡构件16。该脱轨脱离防止装置用于在车轮13从轨道4脱离时以形成于止挡构件16的倾斜部16a与轨道4接触而车轮13位于轨道4的紧固装置15的存在范围外的方式使车辆沿着车宽方向移动。
另外，在专利文献6中公开有如图6所示那样的翻倒防止装置，其中，在轴箱17的下部设有止挡装置18。该翻倒防止装置用于在脱轨时通过设于止挡装置18的止动片18a与轨道4的侧面接触，引导车辆在道床上行驶来防止车辆的翻倒。
然而，专利文献4～专利文献6所公开的装置都不是用于检测脱轨的装置。因而，脱轨后的车辆的停车依赖于驾驶员，未注意到脱轨而在车轮从轨道脱离了的状态下车辆继续行驶的可能性并不为零。
另一方面，在专利文献7中公开有如下技术：替代与设置于轴箱支承装置与转向架框之间的轴减振器并列地设置的上下位移检测器，配置可获得电信号等的连接装置，在连接装置断线了的情况下，向警报装置发出指令。
然而，对于专利文献7所公开的技术，也会产生由于连接装置的强度、轴减振器的性能而在脱轨时连接装置未断线的情况。在该情况下，无法检测脱轨。
另外，在专利文献8中公开有如下装置：将壳体固定于将车轴支承为旋转自如的滚动轴承的局部，在该壳体的内部设置振动检测构件，从而利用将振动检测构件的基部和配重部相连的连结支承部的断裂来检测脱轨。
然而，对于专利文献8所公开的装置，难以决定连结支承部的原材料、截面积及其形状以使连结支承部仅在脱轨时可靠地断裂。也就是说，在专利文献8所公开的装置的情况下，未必能够可靠地检测脱轨。
另外，在专利文献9中公开有如下技术：在成对的轨道的外侧，沿着该轨道铺设光纤，利用光纤的断线来检测火车的脱轨、翻倒。
然而，对于专利文献9所公开的技术，存在如下情况：设置有专利文献6所公开的翻倒防止装置的情况；由于光纤的铺设位置，仅凭火车脱轨而光纤不断线的情况。在该情况下，无法检测脱轨。另外，该技术需要在轨道的整个区域铺设光纤，因此不能说该技术是现实的手段。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2002-211396号公报
专利文献2：日本特开2002-211400号公报
专利文献3：日本特开2004-175156号公报
专利文献4：日本特许第5430216号公报
专利文献5：日本特开2006-315518号公报
专利文献6：日本特许第3393032号公报
专利文献7：日本特开2002-79941号公报
专利文献8：日本特开2009-255823号公报
专利文献9：日本特开平11-14838号公报
发明内容
发明要解决的问题
本发明要解决的问题在于，在根据阈值来进行脱轨的判定的脱轨检测的情况下，在设定好的阈值不是最佳的值的情况下，脱轨的检测精度变差。另外，本发明要解决的问题在于，即使设置专利文献4～专利文献6所公开的装置，也存在未注意到脱轨而在车轮从轨道脱离了的状态下车辆继续行驶的可能性。另外，本发明要解决的问题在于，在专利文献7～专利文献9所公开的技术中，未必能够可靠地检测脱轨。
用于解决问题的方案
本发明的目的在于，脱轨的检测精度不会根据设定的阈值而不同，另外，不会发生未注意到脱轨而在车轮从轨道脱离了的状态下车辆继续行驶的情况，更可靠地检测脱轨。
为了达成上述目的，本发明的铁道车辆的脱轨检测方法的最主要的特征在于，
在车辆的当脱轨时与轨道或设置于成对的轨道的内侧的地上设备接触的部位设置会因与轨道或所述地上设备接触而被破坏的构件，在检测出该构件因与轨道或所述地上设备接触而被破坏时判定为脱轨。
上述本发明的方法使用本发明的脱轨检测装置来实施，该脱轨检测装置具备：
构件，其设置于车辆的局部，在当脱轨时车辆的所述局部与轨道或设置于成对的轨道的内侧的地上设备接触时会被破坏；以及
装置，其在车辆的所述局部与轨道或所述地上设备接触时检测出所述构件被破坏而判定为脱轨。
具体而言，车辆的在脱轨时与轨道接触的部位例如是安装于设有轴承的轴箱或转向架的脱离防止引导件，该轴承将轮轴支承为旋转自如。另一方面，会因与轨道或设置于成对的轨道的内侧的地上设备接触而被破坏的构件例如是配置于所述脱离防止引导件的与轨道或所述地上设备接触的接触面的传输线、重叠涂在绝缘涂料上的导电涂料、用于将制动信号向编组全部车厢传输的引线、用于测定轴箱的振动、温度等的检测器的布线。另外，也可以将振动加速度计、温度传感器主体用作用于检测所述构件被破坏的状况的传感器。
发明的效果
在本发明中，不根据阈值来进行脱轨的判定，而是通过在脱轨时车辆的局部与例如轨道接触时因构件与轨道接触而被破坏来检测脱轨，因此能够更可靠地检测脱轨。因而，不会发生未注意到脱轨而在车轮从轨道脱离了的状态下车辆继续行驶的情况，脱轨后的安全性提高。
附图说明
图1是说明本发明的脱轨检测装置的主要部分的图，图1的(a)是俯视图，图1的(b)是主视图，图1的(c)是右侧视图。
图2是表示在脱轨时构成本发明的脱轨检测装置的脱离防止引导件与轨道接触的状态的图。
图3是说明对专利文献5所公开的脱离防止引导件添加了本发明的技术思想而成的本发明的脱轨检测装置的图，图3的(a)是表示通常行驶时的图，图3的(b)是表示脱轨时的图。
图4是说明专利文献4所公开的转向架横移限制装置的图，图4的(a)是表示通常行驶时的图，图4的(b)是表示脱轨时的图。
图5是说明专利文献5所公开的脱轨脱离防止装置的表示脱轨时的图。
图6是说明专利文献6所公开的车辆的翻倒防止装置的表示脱轨时的图。
具体实施方式
在本发明中，通过检测在脱轨时车辆的局部与轨道或设置于成对的轨道的内侧的地上设备接触时构件因与轨道或所述地上设备接触而被破坏的状况，从而实现了更可靠地检测脱轨这样的目的。
实施例
以下，在对从本发明的构想到问题解决为止的经过进行了说明之后，使用图1和图2来说明本发明的一个实施例。
最近，在新干线等高速车辆中，为了防止在脱轨时车轮从轨道大幅度脱离，存在例如将主视时呈字母L形的脱离防止引导件1装备于轴箱3的例子。此外，轴箱3用于利用设于内部的轴承来将具有车轮2的轮轴支承为旋转自如。
该脱离防止引导件1通过将一板部1a安装于轴箱3的下表面，从而使另一板部1b向铅垂下方垂下，从车辆的正面侧看来，轨道4位于该另一板部1b与车轮2之间。
在装备有该脱离防止引导件1的车辆的情况下，若脱轨而车轮从轨道4脱离，则如图2所示，在脱离防止引导件1的另一板部1b与轨道4抵接之后，车辆不会进一步沿着车宽方向位移。
即，在车辆脱轨，车轮从轨道4脱离而车辆沿着车宽方向位移了预定距离时，脱离防止引导件1会与轨道4抵接。
因此，发明人想到如下内容：在所述脱离防止引导件1设置在与轨道4接触时会被破坏的构件，只要检测该构件的破坏，就能够检测脱轨。
本发明是基于发明人的上述想法而完成的。
在当脱轨时脱离防止引导件1与轨道4抵接的位置配置传输线5，例如在图1所示那样的脱离防止引导件1的从一板部1a到另一板部1b的部分的与轨道4相对的一侧配置传输线5。并且，将传输线5的一端部5a和另一端部5b与设置于车辆的装置、例如判定器6连接，监视传输线5的导通状况。
在上述结构的情况下，在脱轨而脱离防止引导件1与轨道4抵接时，所述传输线5断线而传输线5的导通被中断。因而，只要在该传输线5的两端5a、5b监视传输线5的导通状况，就能够可靠地检测脱轨。
在判定器6检测出传输线5的导通被中断而判定为脱轨之后，使用无线或者优先传输线向脱轨了的车辆的控制装置发送脱轨信息，使制动器工作而使车辆停车，防止车辆在车轮从轨道脱离了的状态下行驶。
上述本发明不是对从施加于车身的加速度、角速度等物理量提取出来的信号和预先设定好的阈值进行比较来检测脱轨这样的间接的方法，而是利用传输线5的断线这样的物理现象直接地检测脱轨。因而，能够更可靠地检测车辆的脱轨。
本发明并不限于上述的例子，只要在各权利要求所记载的技术思想的范畴内，就可以适当地变更实施方式，这是不言而喻的。
在上述的实施例中，使用传输线5作为在脱轨时脱离防止引导件1与轨道4接触时会被破坏而断线的构件。
然而，作为通过断线而检测出脱轨的构件，也可以使用用于将制动信号向编组全部车厢传输的引线。在该情况下，能够在通过断线而检测出脱轨时自动地施加制动。
另外，在测定轴箱3的振动、轴箱3的温度等的车辆的情况下，也可以将该检测器的布线用作在脱轨时会被破坏的构件。在该情况下，在通常时测定振动、温度，因此能够始终确认该布线没有异常。
另外，只要能够检测出在脱离防止引导件1与轨道4接触时被破坏，就也可以是，例如，在绝缘涂料上重叠涂导电涂料，在脱离防止引导件1与轨道4接触时该导电涂料被剥离而导通被中断。另外，也可以将振动加速度计、温度传感器主体用作用于检测在脱轨时构件被破坏的状况的检测用传感器。
另外，设有在脱轨时会被破坏的构件的脱离防止引导件1并不限于图1所示的结构，也可以是图3所示那样的专利文献5所公开的止挡构件那样的结构。
另外，也可以是，替代脱离防止引导件1，使用专利文献4所公开的如下装置：在脱轨时设于转向架的止挡件的接触部与地上设备(脱轨防止引导件)的内侧面接触而限制转向架的横移。在该情况下，将在脱轨时会被破坏的构件设于止挡件侧。
附图标记说明
1、脱离防止引导件；1a、一板部；1b、另一板部；2、车轮；3、轴箱；4、轨道；5、传输线；6、判定器。

Claims (4)

1.一种铁道车辆的脱轨检测方法，其是检测在轨道上行驶的铁道车辆的脱轨的方法，其特征在于，
在车辆的当脱轨时与轨道或设置于成对的轨道的内侧的地上设备接触的部位设置会因与轨道或所述地上设备接触而被破坏的构件，在检测出该构件因与轨道或所述地上设备接触而被破坏时判定为脱轨。
2.一种铁道车辆的脱轨检测装置，其是检测在轨道上行驶的铁道车辆的脱轨的装置，其特征在于，
该铁道车辆的脱轨检测装置具备：
构件，其设置于车辆的局部，并且在当脱轨时车辆的所述局部与轨道或设置于成对的轨道的内侧的地上设备接触时会被破坏；以及
装置，其在车辆的所述局部与轨道或所述地上设备接触时检测出所述构件被破坏而判定为脱轨。
3.根据权利要求2所述的铁道车辆的脱轨检测装置，其特征在于，
车辆的在脱轨时与轨道接触的部位是安装于设有轴承的轴箱的脱离防止引导件，该轴承将轮轴支承为旋转自如，
会因与轨道接触而被破坏的所述构件是配置于所述脱离防止引导件的与轨道接触的接触面的传输线，或者是重叠涂在绝缘涂料上的导电涂料，或者是用于将制动信号向编组全部车厢传输的引线，或者是用于测定轴箱的振动、温度的检测器的布线，或者是振动加速度计，或者是温度传感器。
4.根据权利要求2所述的铁道车辆的脱轨检测装置，其特征在于，
车辆的在脱轨时与所述地上设备接触的部位是安装于转向架的脱离防止引导件，
会因与所述地上设备接触而被破坏的所述构件是配置于所述脱离防止引导件的与所述地上设备接触的接触面的传输线，或者是重叠涂在绝缘涂料上的导电涂料，或者是用于将制动信号向编组全部车厢传输的引线，或者是用于测定轴箱的振动、温度的检测器的布线，或者是振动加速度计，或者是温度传感器。
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