JP2001264005A - 車輪検知装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 レールを流れる電流の影響を排して検出精度
を高める。 【解決手段】 導電性のレール２０の側方に配置される
受信コイル１４を含み、該受信コイル１４によって近傍
磁界の変化を検出し、その検出結果に基づき、前記受信
コイル１４の近傍の前記レール上に車輪があるか否かを
検出する車輪検知装置１０において、前記レール２０の
側方であって前記受信コイル１４とは離隔した位置にノ
イズ検出コイル１８を設ける。そして、前記ノイズ検出
コイル１８で検出される磁界変化に対応する磁界変化だ
けが前記受信コイル１４で検出される場合には、前記受
信コイル１４の近傍の前記レール２０上に車輪がないと
判断する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は車輪検知装置に関
し、特にレールを流れる電流の影響を受けないようにし
た車輪検知装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】鉄道レールの両側方に送信コイルと受信
コイルを設置しておき、送信コイルによって生成される
磁界を受信コイルで検出し、その検出される磁界の変化
から両コイル間に鉄道車輪が存在しているか否かを検出
するようにした車輪検知装置が知られている。特公昭６
２−２４３０６号公報や特公昭５８−４４２２９号公報
には、同種の車輪検知装置が開示されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、電気鉄道の
レールには、パンタグラフより列車に取り入れられた駆
動電流が帰線電流として流れている。その他、鉄道のレ
ールは、軌道回路の一部として用いられる等して、各種
の電流が流れている。

【０００４】このようにレールに電流が流れるとレール
近傍に磁界が発生する。このため、上述した車輪検知装
置では、受信コイルがレールを流れる電流によって生じ
る磁界の影響を受けてしまい、誤検出が生じる虞があ
る。この点、送信コイルにおいて比較的早い周期で変動
する磁界を生成し、それを受信コイルで検出するように
して、送信コイルによって生じる磁界を、レールを流れ
る電流によって生じる磁界から区別できるようにすれ
ば、ある程度このような影響を少なくできる。しかしな
がら、帰線電流等には高調波成分が含まれことが多く、
このような策にも限界がある。

【０００５】本発明は上記課題に鑑みてなされたもので
あって、その目的は、レールを流れる電流の影響を排す
ることにより検出精度を高めることができる車輪検知装
置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明に係る車輪検知装置は、導電性のレールの側
方に配置される受信コイルを含み、該受信コイルによっ
て近傍磁界の変化を検出し、その検出結果に基づき、前
記受信コイルの近傍の前記レール上に車輪があるか否か
を検出する車輪検知装置において、前記レールの側方で
あって前記受信コイルとは離隔して配置されるノイズ検
出コイルと、該ノイズ検出コイルで検出される磁界変化
と前記受信コイルで検出される磁界変化とに基づき、前
記受信コイルの近傍の前記レール上に車輪があるか否か
を検出する検出手段と、をさらに含むことを特徴とす
る。

【０００７】本発明では、レール側方に配置される受信
コイルによって該受信コイルの近傍に生じている磁界の
変化が検出される。そして、レール上に車輪が存在する
場合と存在しない場合とでは周囲の磁界に変化が生じる
ことから、その検出結果に基づいて、受信コイルの近傍
のレール上に車輪があるか否かが検出されるようになっ
ている。本発明では、特にノイズ検出コイルがレールの
側方にて受信コイルとは離隔して配置されている。この
場合、受信コイルの近傍のレール上に車輪が存在してい
て該受信コイルで磁界変化が検出された場合でも、ノイ
ズ検出コイルでは車輪が受信コイルの近傍のレール上に
存在していることに起因する磁界変化は検出されない。
一方で、レールに電流が流れる場合、ノイズ検出コイル
と受信コイルとで対応する磁界変化が検出される。本発
明では、この点に着目して、ノイズ検出コイルで検出さ
れる磁界変化と受信コイルで検出される磁界変化とに基
づき、受信コイルの近傍のレール上に車輪があるか否か
を検出するようにしている。こうすれば、レールを流れ
る電流の影響を排して、検出精度を高めることができる
ようになる。

【０００８】本発明の一態様では、前記検出手段は、前
記ノイズ検出コイルで検出される磁界変化に対応する磁
界変化だけが前記受信コイルで検出される場合に、前記
受信コイルの近傍の前記レール上に車輪がないと判断す
る。レールに流れる電流によって生じる磁界は受信コイ
ルに影響を及ぼすとともに、ノイズ検出コイルにも対応
する影響を及ぼす。この態様では、受信コイルで検出さ
れる磁界変化がノイズ検出コイルで検出される磁界変化
に対応するものだけである場合に、受信コイルの近傍の
レール上に車輪がないと判断し、ノイズ検出コイルで検
出される磁界変化に対応しない磁界変化が受信コイルで
検出される場合に、受信コイルの近傍のレール上に車輪
があると判断する。こうすれば、より高精度に車輪を検
知できるようになる。

【０００９】この態様においては、前記検出手段に、前
記ノイズ検出コイルで生じる誘導電圧を前記受信コイル
で生じる誘導電圧から打ち消すためのハイブリッドトラ
ンスを含めるようにし、該ハイブリッドトランスの出力
電圧に基づき、前記受信コイルの近傍の前記レール上に
車輪があるか否かを検出するようにしてもよい。こうす
れば、簡単な構成で、ノイズ検出コイルで検出される磁
界変化に対応する磁界変化だけが受信コイルで検出され
る場合、受信コイルの近傍のレール上に車輪がないと判
断できるようになる。

【００１０】また、本発明の一態様では、前記ノイズ検
出コイルは、他の前記車輪検知装置に含まれる前記受信
コイルと共用される。こうすれば、車両検知装置のコス
トダウンを図ることができる。

【００１１】さらに、本発明の一態様では、前記レール
の側方であって前記受信コイルとは逆側に配置され、前
記受信コイルと電磁結合する送信コイルをさらに含む。
こうすれば、受信コイルにて好適に近傍磁界の変化を検
出することができるようになる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
について図面に基づき詳細に説明する。

【００１３】図１は、本発明の一実施の形態に係る車輪
検知装置の構成を示す図である。同図に示すように、こ
の車輪検知装置１０は、送受信装置１２と、受信コイル
１４と、送信コイル１６と、ノイズ検出コイル１８と、
ハイブリッドトランス２２と、を含んで構成されてい
る。送受信装置１２の受信部１２ａは、抵抗減衰器２４
と、バンドパスフィルタ２６と、増幅器２８と、整流器
３０と、検知処理部３２と、を含んでいる。一方、送受
信装置１２の送信部１２ｂは、発振器３８と、増幅器３
６と、トランス３４と、を含んでいる。

【００１４】受信コイル１４と送信コイル１６は列車が
走行するレール２０の両側方に設置されている。図２
は、図１のII−II切断線における断面図であり、受信コ
イル１４、送信コイル１６及びレール２０の関係を示し
ている。同図に示すように、受信コイル１４及び送信コ
イル１６は、それらのコイル軸がレール２０の踏面と略
垂直となるよう設置されている。そして、送信コイル１
６から発せられる磁力線はレール２０の上方を迂回して
受信コイル１４により捕捉されるようになっている。こ
うして、送信コイル１６と受信コイル１４とが電磁結合
するようになっている。また車輪検知装置１０は、ノイ
ズ検出コイル１８も備えている。このノイズ検出コイル
１８は、受信コイル１４とは離れた位置に設置されてい
る。ノイズ検出コイル１８は、レール２０を流れる電
流、特に帰線電流に起因する磁界を検出することができ
るよう、送信コイル１６から発せられる磁力線の及ばな
い範囲、すなわち受信コイル１４から離れた位置に設置
されている。また、帰線電流に起因する磁界を受信コイ
ル１４とほぼ同様の状態で受けるようにするため、ノイ
ズ検出コイル１８の構成及び設置状況は受信コイル１４
とほぼ等しくなっている。

【００１５】送信部１２ｂにおいて、発振器３８はレー
ル２０に流れる電流等、送信コイル１６から発せられる
もの以外の磁界の影響を、車輪検知装置１０が出来るだ
け受けないよう、比較的高い周波数（例えば３０ｋＨｚ
以上）の交流電圧を発生する。この交流電圧は増幅器３
６により増幅されトランス３４に供給される。トランス
３４の二次側は送信コイル１４に接続されており、これ
により送信コイル１４からは所定周波数の変動磁界が発
せられるようになっている。この変動磁界を受けて受信
コイル１４には誘導電圧が発生する。

【００１６】受信コイル１４で発生する誘導電圧はハイ
ブリッドトランス２２に印加されている。このハイブリ
ッドトランス２２にはノイズ検出コイル１８も接続され
ている。この際、受信コイル１４とノイズ検出コイル１
８とは逆極性でハイブリッドトランス２２に接続されて
おり、受信コイル１４とノイズ検出コイル１８とに同時
期にほぼ同じ大きさの誘導電圧が発生すると、ハイブリ
ッドトランス２２にて両電圧が打ち消し合い、出力側に
は電圧が現れないようになっている。このため、レール
２０に帰線電流が流れて受信コイル１４及びノイズ検出
コイル１８にて該帰線電流に起因する誘導電圧が発生し
ても、送受信装置１２側にはそれが伝わらないようにな
っている。

【００１７】図３は、ハイブリッドトランス２２の回路
構成が示されている。同図に示されるように、ハイブリ
ッドトランス２２では、ノイズ検出コイル１８と直列に
コイルＬ１及びＬ２が接続されている。また、送受信装
置１２の受信部１２ａ側にはコイルＬ８が直列に接続さ
れている。このコイルＬ８にはコイルＬ７が対向配置さ
れており、両者が電磁誘導結合している。コイルＬ７に
は、コイルＬ３，Ｌ４、抵抗Ｒ、コイルＬ６，Ｌ５がこ
の順で直列に接続されており、最後のコイルＬ５の一端
は再びコイルＬ７に接続され、閉回路を構成している。
コイルＬ１とコイルＬ３、コイルＬ２とコイルＬ４、は
共に電磁誘導結合している。また、コイルＬ３とコイル
Ｌ４との中点、及びコイルＬ５とコイルＬ６との中点に
は、受信コイル１４の両端子が接続されている。抵抗Ｒ
は、受信コイル１４で生じる誘導電流のコイルＬ４，Ｌ
６への分流量とコイルＬ３，Ｌ７，Ｌ５への分流量との
バランスを調整するものであり、レール２０に帰線電流
が流れて受信コイル１４及びノイズ検出コイル１８にて
該帰線電流に起因する誘導電圧が発生した場合に、両誘
導電圧が打ち消し合い、コイルＬ７やコイルＬ８の両端
には電圧が現れないよう、その値が設定されている。

【００１８】送受信装置１２の受信部１２ａでは、ハイ
ブリッドトランス２２の出力が抵抗減衰器２４にて減衰
された後、バンドパスフィルタ２６に入力されている。
抵抗減衰器２４の減衰量はバンドパスフィルタ２６の動
作域に応じて設定される。バンドパスフィルタ２６では
発振器３８の発振周波数付近の信号を取り出す。その
後、増幅器２８で信号増幅を受け、増幅出力が整流器３
０で整流される。整流器０の出力は検知処理部３２に供
給されている。検知処理部３２は、例えばコンピュータ
と所定制御ソフトウェアにより構成されており、整流器
３０の出力から受信コイル１４の近傍のレール２０上に
列車の車輪が存在しているか否かを判断する。具体的に
は、電圧レベルが所定しきい値以上である場合には車輪
が存在しないと判断し、電圧レベルが所定しきい値を下
回る場合には車輪が存在すると判断する。その他、検知
処理部３２は、車輪が検知された回数を計数し、受信コ
イル１４が設置されている位置を幾つの車輪が通過した
かを判断する。これにより、列車を構成する各車両が通
過したか否か、列車が通過したか否かを判断する。

【００１９】以上説明した車輪検知装置１０によれば、
受信コイル１４とノイズ検出コイル１８とでそれぞれ検
出される帰線電流に起因する磁界変動はハイブリッドト
ランス２２でキャンセルされ、それが送受信装置１２の
受信部１２ａに伝わらないようになっているので、帰線
電流の影響により車輪検知の精度が劣化することを防止
することができる。

【００２０】なお、本発明は以上説明した車輪検知装置
１０に限定されるものではない。

【００２１】例えば、以上の説明では車輪検知装置１０
に専用のノイズ検出コイル１８を設けるようにしたが、
他の車輪検知装置１０に設けられた受信コイル１４を共
用するようにしてもよい。図４は、この様子を説明する
図である。同図において、車輪検知装置１０Ａと車輪検
知装置１０Ｂは異なる周波数の変動磁界を利用して車輪
検知をするようになっている。例えば車輪検知装置１０
Ａの発振器３８に３３ｋＨｚの発信周波数が設定されて
いる場合、車輪検知装置１０Ｂの発振器３８には３６ｋ
Ｈｚの発信周波数が設定される。そして、車輪検知装置
１０Ａのバンドパスフィルタ２６では３３ｋＨｚ付近の
磁界変動を取り出し、車輪検知装置１０Ｂのバンドパス
フィルタ２６では３６ｋＨｚ付近の磁界変動を取り出
す。そして、車輪検知装置１０Ｂに設けられた受信コイ
ル１４を車輪検知装置１０Ｂに接続するとともに、並列
してハイブリッドトランス２２にもノイズ検出コイル１
８として接続するようにする。こうすれば、車輪検知装
置１０Ａの検知処理部３２において、車輪検知装置１０
Ｂの送信コイル１６の影響を受けないようにできるた
め、車輪検知装置１０Ｂに設けられた受信コイル１４を
車輪検知装置１０Ａのノイズ検出コイル１８として共用
できるようになる。

【００２２】また、以上の説明ではハイブリッドトラン
ス２２によって受信コイル１４及びノイズ検出コイル１
８で得られた誘導電圧を打ち消すようにしたが、ノイズ
検出コイル１８で検出される磁界変化に対応しない磁界
変化を受信コイル１４で検出した場合に近傍に車輪があ
ると判断し、ノイズ検出コイル１８で検出される磁界変
化に対応する磁界変化だけが受信コイル１４で検出され
る場合に近傍に車輪があると判断するようにすれば、ど
のような手段を採用してもよい。例えば受信コイル１４
及びノイズ検出コイル１８で各々独立して所定周波数の
磁界変動を捕らえたか否かを判断し、その判断結果に上
記基準を用いたソフトウェア処理を施すことにより車輪
を検知するようにしてもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施の形態に係る車輪検知装置の構
成を示す図である。

【図２】 図１のII−II切断線における断面図である。

【図３】 ハイブリッドトランスの回路図である。

【図４】 変形例に係る車輪検知装置の構成を示す図で
ある。

【符号の説明】

１０，１０Ａ，１０Ｂ 車輪検知装置、１２ 送受信装
置、１２ａ 受信部、１２ｂ 送信部、１４ 受信コイ
ル、１６ 送信コイル、１８ ノイズ検出コイル、２０
レール、２２ ハイブリッドトランス、２４ 抵抗減
衰器、２６ バンドパスフィルタ、２８，３６ 増幅
器、３０ 整流器、３２ 検知処理部、３４ トラン
ス。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 導電性のレールの側方に配置される受信
   コイルを含み、該受信コイルによって近傍磁界の変化を
   検出し、その検出結果に基づき、前記受信コイルの近傍
   の前記レール上に車輪があるか否かを検出する車輪検知
   装置において、 前記レールの側方であって前記受信コイルとは離隔して
   配置されるノイズ検出コイルと、 該ノイズ検出コイルで検出される磁界変化と前記受信コ
   イルで検出される磁界変化とに基づき、前記受信コイル
   の近傍の前記レール上に車輪があるか否かを検出する検
   出手段と、 をさらに含むことを特徴とする車輪検知装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の車輪検知装置におい
   て、 前記検出手段は、前記ノイズ検出コイルで検出される磁
   界変化に対応する磁界変化だけが前記受信コイルで検出
   される場合に、前記受信コイルの近傍の前記レール上に
   車輪がないと判断することを特徴とする車輪検知装置。
3. 【請求項３】 請求項２に記載の車輪検知装置におい
   て、 前記検出手段は、前記ノイズ検出コイルで生じる誘導電
   圧を前記受信コイルで生じる誘導電圧から打ち消すため
   のハイブリッドトランスを含み、該ハイブリッドトラン
   スの出力電圧に基づき、前記受信コイルの近傍の前記レ
   ール上に車輪があるか否かを検出することを特徴とする
   車輪検知装置。
4. 【請求項４】 請求項１乃至３のいずれかに記載の車輪
   検知装置において、 前記ノイズ検出コイルは、他の前記車輪検知装置に含ま
   れる前記受信コイルと共用されることを特徴とする車輪
   検知装置。
5. 【請求項５】 請求項１乃至４のいずれかに記載の車輪
   検知装置において、 前記レールの側方であって前記受信コイルとは逆側に配
   置され、前記受信コイルと電磁結合する送信コイルをさ
   らに含むことを特徴とする車輪検知装置。