JP2004224075A - Short circuit support device - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、軌道回路の短絡を支援する短絡支援装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来から、列車運行の保安装置として、軌道回路を利用して列車が在線するか否かを検知する列車検知装置が実用化されている。この列車検知装置は、軌道回路内に車両が進入した際に、当該車両の車輪及び車軸によって左右のレール間が短絡されることにより、軌道回路の送端側から送信された信号の軌道回路の受端側での受信レベルが小さくなることを利用して、軌道回路内に車両が在線していることを検知する。
【0003】
従って、上記した列車検知装置により軌道回路内の列車を検知するためには、車輪及び車軸により左右のレール間を確実に短絡させる必要がある。ところが、例えば、車輪踏面及びレール頭頂面の状態や車両の重量等によって、左右のレール間の短絡状態が不十分となり、列車を検知できない場合があった。
【0004】
具体的には、例えば、車輪と接触するレール面に形成された、粉塵、油、錆等による絶縁性の被膜により、車輪踏面とレール間の電気的な接触抵抗(短絡抵抗)が増大する結果、短絡不良が起こる。
【0005】
また、車両の重量が軽くなると、レールとの接触圧力が小さくなるため、短絡抵抗が大きくなり被膜を破壊しにくくなる。この様な軽量車両の問題点を改善するため、例えば、保守用車両等の軽量車両において、車軸に電流を誘起する誘起手段を設け、レール面に形成された錆等の絶縁層を破壊することにより、レール間を的確に短絡させる列車検知装置が知られている(特許文献1参照。)。
【0006】
具体的には、車軸の回りにコアを設けてコイルを巻回するとともに、そのコイルに交流電流を印加することにより車軸に誘起電流を発生させ、台車の前位及び後位に設置される前後の車軸と、各車軸に固定された車輪と、2本のレールとで形成される閉ループに電流を流すことにより、レール面に形成された絶縁層を破壊してレール間を短絡させる。
【0007】
【特許文献1】
特開2001−328532号公報
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述の列車検知装置では、車軸に電流を誘起する誘起手段の設置スペースを車軸回りに確保する必要があるが、特に、電車や気動車等の営業車両においては,車軸回りに、電動機及びギヤケース等の駆動装置や基礎ブレーキ装置等が配置されるため、車軸回りに前記誘起手段の設置スペースを確保するのは困難であった。さらに、実際に車軸に流れた電流量が不明なため、レール面に形成された絶縁層が破壊されたか否かを知ることができない。このため、レール間が短絡されているか装置自体が判断できないという問題があった。また、軌道回路からみても、列車が在線していない状態と短絡不良の違いの区別は全くできなかった。
【0009】
本発明は、上記した従来の事情に鑑みて為されたものであり、左右のレール間を確実に短絡させるための短絡支援装置を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】
以上の課題を解決するため、請求項1に記載の短絡支援装置は、
鉄道車両用台車の前位及び後位に設置される前後の車軸の左端部間又は右端部間に所定の電圧を印加する印加手段(例えば、図1に示す電源部30a,30b)を備え、この印加手段による電圧印加により車輪踏面とレール間の短絡抵抗を低減させることを特徴としている。
【0011】
この請求項1に記載の発明によれば、鉄道車両用台車の前位及び後位に設置される前後の車軸の左端部間又は右端部間に所定の電圧を印加することにより、レール面に形成された絶縁性の被膜を破壊することができる。これにより、車輪踏面とレール間の短絡抵抗による短絡不良を改善することができ、車輪及び車軸により左右のレール間をより確実に短絡させることができる。
【0012】
そして、請求項2に記載の短絡支援装置は、
鉄道車両用台車の前位及び後位に設置される前後の車軸の左端部間及び右端部間に所定の電圧を印加する印加手段(例えば、図1に示す電源部30a,30b)を備え、この印加手段による電圧印加により車輪踏面とレール間の短絡抵抗を低減させることを特徴としている。
【0013】
この請求項2に記載の発明によれば、鉄道車両用台車の前位及び後位に設置される前後の車軸の左端部間に所定の電圧を印加することにより、前記前後の車軸の左端部の車輪が接触するレール面に形成された絶縁性の被膜を破壊するとともに、前記前後の車軸の右端部間に所定の電圧を印加することにより、前記前後の車軸の右端部の車輪が接触するレール面に形成された絶縁性の被膜を破壊することができる。これにより、より確実に車輪踏面とレール間の短絡抵抗による短絡不良を防止することができ、車輪及び車軸により左右のレール間を確実に短絡させることができる。
【0014】
また、請求項3に記載の発明は、請求項1又は2に記載の短絡支援装置において、
前記車軸は軸箱を介して前記鉄道車両用台車に支持されており、
前記軸箱は、前記車軸と前記鉄道車両用台車間を電気的に絶縁するための絶縁部材を有することを特徴としている。
【0015】
この請求項3に記載の発明によれば、軸箱を介して鉄道車両用台車に支持される車軸と鉄道車両用台車間を、軸箱が有する絶縁部材により電気的に絶縁することができる。従って、車軸から鉄道車両用台車側への電流の流入・分流を防止することができるため、印加手段によって印加される電流を確実に車輪踏面とレール間に流すことができる。この結果、より確実にレール面に形成された絶縁性の被膜を破壊させて車輪踏面とレール間の短絡抵抗を低減させることができる。
【0016】
また、請求項4に記載の発明は、請求項1〜3の何れか一項に記載の短絡支援装置において、
前記鉄道車両用台車は軸箱支持装置を介して前記軸箱を支持しており、
前記軸箱と前記軸箱支持装置との間が電気的に絶縁されていることを特徴としている。
【0017】
この請求項4に記載の発明によれば、軸箱と軸箱支持装置との間を電気的に絶縁することにより、車軸から軸箱支持装置を介して軸箱と接続される鉄道車両用台車側への電流の流入・分流を防止することができるため、印加手段によって印加される電流を確実に車輪踏面とレール間に流すことができる。この結果、より確実にレール面に形成された絶縁性の被膜を破壊させて車輪踏面とレール間の短絡抵抗を低減させることができる。
【0018】
また、請求項5に記載の発明は、請求項1〜3の何れか一項に記載の短絡支援装置において、
前記鉄道車両用台車は軸箱支持装置を介して前記軸箱を支持しており、
前記鉄道車両用台車と前記軸箱支持装置との間が電気的に絶縁されていることを特徴としている。
【0019】
この請求項5に記載の発明によれば、鉄道車両用台車と軸箱支持装置との間を電気的に絶縁することにより、車軸から軸箱支持装置を介して軸箱と接続される鉄道車両用台車側への電流の流入・分流を防止することができるため、印加手段によって印加される電流を確実に車輪踏面とレール間に流すことができる。この結果、より確実にレール面に形成された絶縁性の被膜を破壊させて車輪踏面とレール間の短絡抵抗を低減させることができる。
【0020】
さらに、請求項6に記載の発明は、請求項1〜3の何れか一項に記載の短絡支援装置において、
前記鉄道車両用台車は積層ゴムを介して前記軸箱を支持していることを特徴としている。
【0021】
この請求項6に記載の発明によれば、鉄道車両台車と軸箱とが積層ゴムを介して接続されているので、鉄道用車両と軸箱との間が電気的に絶縁されるため、車軸から鉄道車両用台車側への電流の流入・分流を防止することができるため、印加手段によって印加される電流を確実に車輪踏面とレール間に流すことができる。この結果、より確実にレール面に形成された絶縁性の被膜を破壊させて車輪踏面とレール間の短絡抵抗を低減させることができる。
【0022】
そして、請求項7に記載の発明は、請求項1〜6の何れか一項に記載の短絡支援装置において、
前記印加手段によって発生する電流量又は電圧値を検出する検出手段(例えば、図1に示す電流検出部40a,40b)と、
前記検出手段による検出結果に基づいて左右のレール間の短絡状態を判別する判別手段(例えば、図1に示す状態判定部50)と、
を更に備えることを特徴としている。
【0023】
この請求項7に記載の発明によれば、鉄道車両用台車の前位及び後位に設置される前後の車軸の左端部間及び/又は右端部間に印加される電流量又は電圧値を検出し、検出結果に基づいてレール間の短絡状態をリアルタイムに判別することができる。従って、判別結果を逐次監視し、また使用することにより安全性を向上させることができる上、時間情報や位置情報等とともに別に設ける記録装置内に記録しておけば、要注意個所の把握などに利用可能で、保守性を向上させることも可能である。
【0024】
【発明の実施の形態】
以下、図を参照して本発明を適用した短絡支援装置について詳細に説明する。
【0025】
図1は、本発明を適用した短絡支援装置の原理を説明するための説明図である。同図に示すように、2本のレールr1,r2上を走行する鉄道車両用台車10の前側(前位)及び後側(後位)に設置される車軸20a,20bの左端部間及び右端部間に、電源部30a,30bと、当該電源部30a,30bにより供給される電流量を検知する電流検出部40a,40bとがそれぞれ接続されている。また、電源部30a,30bは、電流制限抵抗を介して左右の車軸端に接続される。この電源部30a,30bは、同期制御されて、交流電源により左右の車軸端間にそれぞれ電圧を印加する。
【0026】
図2は、電源部30a,30bにより供給される電流の電流経路を示す図である。同図に示すように、電源部30aを通り、車軸20bの一端から車輪70bを介してレールr1を流れ、車輪70aを介して車軸20aの一端に流れる電流の閉ループR1が形成される。同様に、電源部30bを通り、車軸20aの他端から車輪70cを介してレールr2を流れ、車輪70dを介して車軸20bの他端に流れる電流の閉ループR2が形成される。
【0027】
レール上を走行する列車の短絡抵抗は、車輪とレールとの間の接触抵抗や、車軸自身の抵抗等から構成されるが、その大部分がレールと各車輪との間の接触抵抗によるものである。その要因の1つとしては、レール面に形成された酸化被膜に起因する被膜抵抗が考えられる。酸化被膜は、電圧が低い状態では絶縁状態に近いが、電圧を一定以上加えると被膜が破壊されて電流が流れ、抵抗が小さくなる電気特性を有している。また、他の要因として、レール面に形成された半導体被膜に起因する被膜抵抗が考えられる。半導体被膜は、低い電圧においては流れる電流に比例する抵抗を示すが、一定以上の電圧を加えた場合には接触電圧が電流に無関係に一定になる電気特性を有している。
【0028】
レール面に絶縁性の酸化被膜が形成された場合でも、所定電圧の閉ループR1,R2を形成することにより、その酸化被膜を破壊することができ、車輪踏面とレール間の短絡抵抗による短絡不良を防止し、軌道短絡を支援することができる。これにより、軌道回路内の車輪及び車軸による左右のレール間の短絡を確実に作用させることができる。
【0029】
また、電源部30a,30bは、車軸20a,20bの軸端面に当接するように設置されたブラシ80とケーブル接続される。また車軸20a,20bは、その軸端部において、軸受90を有する軸箱110や、軸バネ130を有する軸箱支持装置(不図示)を介して車体を支える台車枠に取り付けられるが、上述したループR1,R2を形成するため、軸受90には、絶縁性の軸受90が用いられ、車輪70a,70bと台車枠とを電気的に絶縁している。
【0030】
また、図1に示すように、各電流検出部40a,40bで検出された電流量が状態判定部50に出力され、状態判定部50は、入力された電流量に基づいて左右のレール間の短絡状態を判定する。さらに、この状態判定部50による判定結果が、例えば、乗務員室等に配設された出力部60に出力され、左右のレール間の短絡状態を車両側に報知する。
【0031】
図3に、軸端部を露出させた鉄道車両用台車10の側面図を示す。車軸は、その両端部で、軸受90を収めた軸箱110により支持される。電源部30は、車軸の端面に当接するブラシ80とケーブル接続される。
【0032】
軸箱110と台車枠120間には、軸箱支持装置を構成する軸バネ130が設置されているが、軸箱110は、ゴム等により形成された絶縁性のバネ座(不図示)を介して軸バネ130と接続されている。この絶縁性のバネ座により、軸箱110と軸バネ130間、ひいては車軸と台車枠120間の電気的な絶縁性が一層保たれることとなる。
【0033】
尚、車軸20と台車枠120との間の電気的な絶縁性を一層高めるために、軸梁140に用いられるブシュをゴム入りのブシュとしてもよい。
【0034】
また、軸箱を支持する軸箱支持装置には、ゴムの特性を利用して軸バネの働きをさせた形式のものがある。図4に、ゴム方式の軸箱支持装置を備えた車軸回りの拡大図を示す。同図において、軸箱210は、当該軸箱210を挟むように支持する積層ゴム220を介して、台車枠230に支持される。従って、軸箱210と台車枠230間は積層ゴム220により電気的に絶縁される。
【0035】
次に、短絡支援装置1の機能構成について説明する。図5は、短絡支援装置1の機能ブロック図の一例を示す図である。短絡支援装置1は、鉄道車両用台車10の前後の各車軸の左端部間に接続される電源部30aと、前後の各車軸の右端部間に接続される電源部30bと、電源部30a,30bにより供給される電流量を検知する電流検出部40a,40bと、状態判定部50と、出力部60とを備えて構成される。
【0036】
電源部30a,30bは、パンタグラフを介して架線から供給される電力や蓄電池電力を交流電力に変換して出力するインバータ回路である。
【0037】
状態判定部50は、マイコンやROM、RAM、及びフィルターやコンパレータ等を備えて構成され、電流検出部40a,40bから入力される検出信号に基づいて、電流検出部40a,40bが検出した電流量が所定の閾値以上か否かを判定することによって、短絡状態を判定する。
【0038】
具体的には、電源部30a,30bにより車軸の左端部同士間、右端部同士間に所定の交流電圧が印加される。このとき、電圧が低い場合には、レール面の酸化被膜を破ることができないため電流量はゼロに近いが、電圧が高い場合には酸化被膜が破壊され、電流量が急増する。従って、電流検出部40a,40bが所定の閾値以上の電流量を検出した場合には、状態判定部50は、酸化被膜が破壊され、左右のレール間が短絡状態になっている(以下、この状態を「正常」という。)と判定する。
【0039】
一方、所定の閾値未満の場合には、短絡状態になっていない(以下、この状態を「異常」という。)と判定する。そして、状態判定部50は、短絡状態が正常か異常かの判定結果を出力部60に出力する。
【0040】
出力部60は、乗務員室等に配設され、例えば、LED等の発光装置、LCDやTFT等の表示装置、スピーカ等の音声出力装置等の内、少なくとも1つを備えて構成され、状態判定部50により判定された短絡状態を出力する。
【0041】
具体的には、例えば、出力部60が発光装置の場合には、状態判定部50から短絡状態が異常である旨の信号が入力された際に発光装置を点灯させ、正常である場合には点灯させない。また、出力部60が表示装置や音声出力装置の場合には、状態判定部50から短絡状態が異常である旨の信号が入力された際に異常メッセージを出力する。これらによれば、車両側で短絡不良をリアルタイムで確認することができるので、安全性が向上する。また、別に設けた記録装置等に時間情報や位置情報等とともに記録しておけば、要注意個所の把握等に利用可能で保守性を向上させることができる。
【0042】
さらに、鉄道車両用台車10の前後の車軸が軌道回路をまたいだ場合であっても、本発明を適用した短絡支援装置1により実現されるレール面の被膜を破壊する機能の連続性を確保することができる。図6は、前後の車軸が軌道回路をまたいだ場合の回路図を示す図であり、一点破線内は、インピーダンスボンドの等価回路を示している。同図に示すように、電源30aに印加された電圧により閉ループR10が形成されるとともに、電源30bに印加された電圧により閉ループR12が形成されている。
【0043】
また、Va,Vbについて以下の式(1)及び式(2)が成り立つ。
Va=Vamax・sin(ωa・t+θa) ・・・(1)
Vb=Vbmax・sin(ωb・t+θb) ・・・(2)
この場合において、振幅Vamax=Vbmax,周波数ωa=2πfa=ωb=2πfb,位相差θa=θbが成り立つ場合、即ちVa=Vbであれば、iaとibは軌道回路の境目に設けられるインピーダンスボンド上で磁束を打ち消し合うため、軌道回路に悪影響を与えない。
【0044】
以上説明したように、本実施の形態によれば、鉄道車両用台車の前位及び後位に設置される前後の車軸の左端部間及び右端部間に所定の電圧を印加することにより、各車輪が接触するレール面に形成された酸化被膜を破壊させることができ、車輪踏面とレール間の短絡抵抗による短絡不良を防止することができる。さらに、軸箱を介して鉄道車両用台車に支持される車軸と鉄道車両用台車間を電気的に絶縁することにより、車軸から鉄道車両用台車側への電流の流入・分流を防止し、電源部30a,30bにより印加される電流を確実に車輪踏面とレール間に流すことができる。従って、車輪及び車軸によりレール間を確実に短絡させることができる。
【0045】
尚、上記した実施の形態においては、電流検出部により電流量を検知する場合について説明したが、回路中の素子に於ける電圧降下量によって短絡状態が正常か否かを検知することとしてもよい。
【0046】
また、上記した実施の形態では、閉ループR1,R2に電流を供給する電源部をそれぞれ備えた場合について説明したが、1つの電源部によって並列的に回路(閉ループ)を形成し、閉ループR1,R2にそれぞれ電流を供給することとしてもよい。
【0047】
また、上記した実施の形態では、鉄道車両用台車10の前位及び後位に設置される車軸20a,20bの左端部間及び右端部間にそれぞれ電圧を印加する場合について説明したが、前後の車軸の左端部間又は右端部間に電圧を印加することとしてもよい。
【0048】
図7に、電源部30cにより供給される電流の電流経路を示す。同図に示すように、電源部30cを通り、車軸20bの一端から車輪70dを介してレールr2を流れ、車輪70cを介して車軸20aの一端に流れる電流の閉ループR3が形成されるとともに、車軸20bを通り、車輪70bを介してレールr2を流れ、車輪70aを介して車軸20aを通る閉ループR4が形成される。
【0049】
また、上記した実施の形態では、状態判定部50による判定結果を出力部60にのみ出力する場合について説明したが、状態判定部50は、短絡状態を異常と判定した際に、電源部30a,30bに制御信号を出力して、電源部30a,30bの出力電圧を昇圧させることとしてもよい。
【0050】
また、状態判定部50において短絡状態が異常と判定した際の車両の位置を保持しておくこととしてもよい。具体的には、車両の備える車上装置は、公知の方法を用いて、例えば、走行中の路線の基準位置からの移動距離及び当該日の日付情報(時間情報)を随時更新保持しており、状態判定部50は、短絡状態を異常と判定した際に、車上装置から、当該時点での基準位置からの移動距離を取得して車両の現在位置を算出するとともに、日付情報を取得して、車両の現在位置と日付情報とを対応付けた異常情報を作成し、例えば、車上装置の備える記録装置に記録する。
【0051】
これによれば、レール面に形成された酸化被膜を破壊させることができなかった場合に、電源部30a,30bの出力電圧を昇圧させることができるので、レール面に形成された酸化被膜をより確実に破壊させることができる。従って、車輪及び車軸によりレール間を確実に短絡させることができる。
【0052】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、鉄道車両用台車の前位及び後位に設置される前後の車軸の左端部間又は右端部間に所定の電圧を印加することにより、レール面に形成された絶縁性の被膜を破壊することができる。これにより、車輪踏面とレール間の短絡抵抗による短絡不良を防止することができ、車輪及び車軸により左右のレール間を確実に短絡させることができる。
【0053】
そして、鉄道車両用台車の前位及び後位に設置される前後の車軸の左端部間に所定の電圧を印加することにより、前記前後の車軸の左端部の車輪が接触するレール面に形成された絶縁性の被膜を破壊するとともに、前記前後の車軸の右端部間に所定の電圧を印加することにより、前記前後の車軸の右端部の車輪が接触するレール面に形成された絶縁性の被膜を破壊することができる。これにより、より確実に車輪踏面とレール間の短絡抵抗による短絡不良を防止することができ、車輪及び車軸により左右のレール間を確実に短絡させることができる。
【0054】
また、軸箱を介して鉄道車両用台車に支持される車軸と鉄道車両用台車間を、軸箱が有する絶縁部材により電気的に絶縁することができる。従って、車軸から鉄道車両用台車側への電流の流入・分流を防止することができるため、印加手段によって印加される電流を確実に車輪踏面とレール間に流すことができる。この結果、より確実にレール面に形成された絶縁性の被膜を破壊させて車輪踏面とレール間の短絡抵抗を低減させることができる。
【0055】
また、軸箱と軸箱支持装置との間を電気的に絶縁することにより、車軸から軸箱支持装置を介して軸箱と接続される鉄道車両用台車側への電流の流入・分流を防止することができるため、印加手段によって印加される電流を確実に車輪踏面とレール間に流すことができる。この結果、より確実にレール面に形成された絶縁性の被膜を破壊させて車輪踏面とレール間の短絡抵抗を低減させることができる。
【0056】
また、鉄道車両用台車と軸箱支持装置との間を電気的に絶縁することにより、車軸から軸箱支持装置を介して軸箱と接続される鉄道車両用台車側への電流の流入・分流を防止することができるため、印加手段によって印加される電流を確実に車輪踏面とレール間に流すことができる。この結果、より確実にレール面に形成された絶縁性の被膜を破壊させて車輪踏面とレール間の短絡抵抗を低減させることができる。
【0057】
さらに、鉄道車両台車と軸箱とが積層ゴムを介して接続されているので、鉄道用車両と軸箱との間が電気的に絶縁されるため、車軸から鉄道車両用台車側への電流の流入・分流を防止することができるため、印加手段によって印加される電流を確実に車輪踏面とレール間に流すことができる。この結果、より確実にレール面に形成された絶縁性の被膜を破壊させて車輪踏面とレール間の短絡抵抗を低減させることができる。
【0058】
そして、鉄道車両用台車の前位及び後位に設置される前後の車軸の左端部間及び/又は右端部間に印加される電流量又は電圧値を検出し、検出結果に基づいてレール間の短絡状態をリアルタイムに判別することができる。従って、判別結果を逐次使用することにより安全性を向上させることができる上、時間情報や位置情報等とともに別に設ける記録装置内に記憶しておけば、要注意個所の把握等に利用可能で保守性を向上させることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を適用した短絡支援装置の原理を説明するための説明図。
【図2】電源部により供給される電流の電流経路を示す図。
【図3】軸端部を露出させた鉄道車両用台車の側面図。
【図4】ゴム方式の軸箱支持装置を備えた車軸回りの拡大図。
【図5】短絡支援装置の機能ブロック図。
【図6】前後の車軸が軌道回路をまたいだ場合の回路図を示す図。
【図7】電源部により供給される電流の電流経路の変形例を示す図。
【符号の説明】
r1,r2 レール
1 短絡支援装置
30(30a,30b) 電源部
40(40a,40b) 電流検出部
50 状態判定部
60 出力部
10 鉄道車両用台車
20(20a,20b) 車軸
70(70a,70b) 車輪[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a short circuit support device that supports a short circuit in a track circuit.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, a train detection device that uses a track circuit to detect whether or not a train is present has been put into practical use as a security device for train operation. This train detection device is configured such that when a vehicle enters the track circuit, the wheels and axle of the vehicle are short-circuited between the left and right rails, so that the signal transmitted from the sending end of the track circuit is Using the fact that the reception level on the receiving end side is reduced, it is detected that the vehicle is present in the track circuit.
[0003]
Therefore, in order to detect a train in the track circuit by the above-described train detection device, it is necessary to surely short-circuit the left and right rails with wheels and axles. However, for example, depending on the condition of the wheel tread surface and the rail top surface, the weight of the vehicle, and the like, the short circuit state between the left and right rails is insufficient, and the train cannot be detected in some cases.
[0004]
Specifically, for example, an electrical contact resistance (short-circuit resistance) between the wheel tread surface and the rail is increased by an insulating film formed by dust, oil, rust, or the like formed on the rail surface in contact with the wheel. , Short circuit failure occurs.
[0005]
In addition, when the weight of the vehicle is reduced, the contact pressure with the rail is reduced, so that the short-circuit resistance is increased and the coating is hardly broken. In order to improve the problem of such a lightweight vehicle, for example, in a lightweight vehicle such as a maintenance vehicle, an inducing means for inducing an electric current in an axle is provided to break an insulating layer such as rust formed on a rail surface. Therefore, there is known a train detection device that accurately short-circuits between rails (see Patent Document 1).
[0006]
Specifically, a core is provided around an axle, and a coil is wound, and an alternating current is applied to the coil to generate an induced current in the axle, before and after being installed at the front and rear positions of the bogie. By passing a current through a closed loop formed by the axles, the wheels fixed to each axle, and the two rails, the insulating layer formed on the rail surface is destroyed and the rails are short-circuited.
[0007]
[Patent Document 1]
JP 2001-328532 A
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the above-described train detection device, it is necessary to secure an installation space for an inducing means for inducing a current in the axle around the axle. In particular, in a commercial vehicle such as a train or a railcar, an electric motor and a gear case are provided around the axle. It is difficult to secure a space for installing the inducing means around the axle because the driving device, the basic brake device and the like are arranged. Further, since the amount of current actually flowing to the axle is unknown, it is not possible to know whether or not the insulating layer formed on the rail surface has been destroyed. For this reason, there is a problem that the device itself cannot determine whether the rails are short-circuited. Also, from the viewpoint of the track circuit, it was impossible to distinguish between a state where no train is present and a short circuit failure.
[0009]
The present invention has been made in view of the above-described conventional circumstances, and has as its object to provide a short-circuit support device for reliably short-circuiting the left and right rails.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the short-circuit support device according to claim 1 is
An application unit (for example,
[0011]
According to the invention described in claim 1, by applying a predetermined voltage between the left end or right end of the front and rear axles installed at the front and rear positions of the railcar bogie, the rail surface is applied to the rail surface. The formed insulating film can be destroyed. As a result, short-circuit failure due to short-circuit resistance between the wheel tread and the rail can be improved, and the left and right rails can be more reliably short-circuited by the wheel and the axle.
[0012]
And the short-circuit support device according to claim 2 is
An application unit (for example,
[0013]
According to the second aspect of the present invention, by applying a predetermined voltage between the left end portions of the front and rear axles installed at the front and rear positions of the bogie for a railway vehicle, the left end portions of the front and rear axles are provided. While breaking the insulating film formed on the rail surface with which the wheels contact, the wheels at the right ends of the front and rear axles come into contact by applying a predetermined voltage between the right ends of the front and rear axles. The insulating film formed on the rail surface can be destroyed. This makes it possible to more reliably prevent short-circuit failure due to short-circuit resistance between the wheel tread and the rail, and to reliably short-circuit the left and right rails with the wheel and the axle.
[0014]
According to a third aspect of the present invention, in the short-circuit support device according to the first or second aspect,
The axle is supported by the bogie for a railway vehicle via an axle box,
The axle box includes an insulating member for electrically insulating the axle from the bogie for a railway vehicle.
[0015]
According to the third aspect of the present invention, the axle supported by the railcar bogie via the axle box and the railcar bogie can be electrically insulated by the insulating member of the axle box. Therefore, it is possible to prevent the current from flowing from the axle to the side of the bogie for the railway vehicle, so that the current applied by the applying means can be reliably flowed between the wheel tread and the rail. As a result, the insulating coating formed on the rail surface can be more reliably destroyed, and the short-circuit resistance between the wheel tread surface and the rail can be reduced.
[0016]
According to a fourth aspect of the present invention, in the short-circuit support device according to any one of the first to third aspects,
The railcar bogie supports the axle box via an axle box support device,
The axle box and the axle box support device are electrically insulated from each other.
[0017]
According to the fourth aspect of the present invention, by electrically insulating the axle box and the axle box support device from each other, the bogie for a railway vehicle connected to the axle box from the axle via the axle box support device. Since the inflow / shunt of the current to the side can be prevented, the current applied by the applying means can be reliably flowed between the wheel tread and the rail. As a result, the insulating coating formed on the rail surface can be more reliably destroyed, and the short-circuit resistance between the wheel tread surface and the rail can be reduced.
[0018]
According to a fifth aspect of the present invention, in the short-circuit support device according to any one of the first to third aspects,
The railcar bogie supports the axle box via an axle box support device,
The railcar bogie and the axle box support device are electrically insulated from each other.
[0019]
According to the fifth aspect of the present invention, the railcar connected to the axle via the axle box support device from the axle by electrically insulating the bogie for the railroad vehicle from the axle box support device. Since the inflow and shunting of the current to the trolley can be prevented, the current applied by the applying means can be reliably flowed between the wheel tread and the rail. As a result, the insulating coating formed on the rail surface can be more reliably destroyed, and the short-circuit resistance between the wheel tread surface and the rail can be reduced.
[0020]
Furthermore, the invention according to claim 6 is the short-circuit support device according to any one of claims 1 to 3,
The railcar bogie supports the axle box via a laminated rubber.
[0021]
According to the invention of claim 6, since the railcar bogie and the axle box are connected via the laminated rubber, the railcar and the axle box are electrically insulated from each other. Current from the vehicle to the railcar bogie side can be prevented, so that the current applied by the applying means can flow reliably between the wheel tread and the rail. As a result, the insulating coating formed on the rail surface can be more reliably destroyed, and the short-circuit resistance between the wheel tread surface and the rail can be reduced.
[0022]
According to a seventh aspect of the present invention, in the short-circuit support device according to any one of the first to sixth aspects,
Detecting means (for example, current detecting
Determining means (for example, a
Is further provided.
[0023]
According to this invention, the amount of current or voltage applied between the left and / or right ends of the front and rear axles installed at the front and rear positions of the railcar bogie is detected. Then, the short-circuit state between the rails can be determined in real time based on the detection result. Therefore, it is possible to improve the safety by monitoring the discrimination result one by one and to use it.In addition, if it is recorded in a recording device provided separately with time information and position information, it is possible to grasp a caution point etc. It can be used and maintainability can be improved.
[0024]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, a short-circuit support device to which the present invention is applied will be described in detail with reference to the drawings.
[0025]
FIG. 1 is an explanatory diagram for explaining the principle of a short-circuit support device to which the present invention has been applied. As shown in the figure, between the left and right ends of
[0026]
FIG. 2 is a diagram illustrating a current path of a current supplied by the
[0027]
The short-circuit resistance of a train running on rails consists of the contact resistance between wheels and rails, the resistance of the axle itself, etc., but most of it is due to the contact resistance between rails and each wheel. is there. One of the factors is considered to be a film resistance caused by an oxide film formed on the rail surface. The oxide film is close to an insulating state when the voltage is low, but has an electrical characteristic that when a voltage is applied to a certain level or more, the film is broken and a current flows and the resistance is reduced. Another factor may be a film resistance caused by the semiconductor film formed on the rail surface. The semiconductor coating shows a resistance proportional to the flowing current at a low voltage, but has an electrical characteristic that when a voltage higher than a certain level is applied, the contact voltage becomes constant irrespective of the current.
[0028]
Even if an insulating oxide film is formed on the rail surface, the oxide film can be destroyed by forming the closed loops R1 and R2 of a predetermined voltage, and short-circuit failure due to short-circuit resistance between the wheel tread surface and the rail can be prevented. Can prevent and assist in orbital short circuit. Thereby, a short circuit between the left and right rails due to the wheels and the axle in the track circuit can be reliably applied.
[0029]
In addition, the
[0030]
Further, as shown in FIG. 1, the current amount detected by each of the
[0031]
FIG. 3 shows a side view of the
[0032]
Between the
[0033]
In order to further increase the electrical insulation between the axle 20 and the
[0034]
Further, there is a type of axle box supporting device that supports an axle box, in which a function of an axle spring is performed by utilizing characteristics of rubber. FIG. 4 is an enlarged view around the axle provided with the rubber type axle box support device. In the figure, an
[0035]
Next, a functional configuration of the short-circuit support device 1 will be described. FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a functional block diagram of the short-circuit support device 1. The short-circuit support device 1 includes a
[0036]
The
[0037]
The
[0038]
Specifically, a predetermined AC voltage is applied between the left ends of the axle and between the right ends thereof by the
[0039]
On the other hand, if it is less than the predetermined threshold, it is determined that a short circuit has not occurred (hereinafter, this state is referred to as “abnormal”). Then, the
[0040]
The
[0041]
Specifically, for example, when the
[0042]
Furthermore, even when the axles before and after the
[0043]
Also, V a, the following equation for V b (1) and (2) holds.
V a = V amax · sin ( ω a · t + θ a) ··· (1)
V b = V bmax · sin (ω b · t + θ b ) (2)
In this case, if the amplitude V amax = V bmax, frequency ω a = 2πf a = ω b = 2πf b, the phase difference θ a = θ b holds, i.e. if V a = V b, i a and i b Since the magnetic fluxes cancel each other on the impedance bond provided at the boundary of the track circuit, they do not adversely affect the track circuit.
[0044]
As described above, according to the present embodiment, by applying a predetermined voltage between the left and right ends of the front and rear axles installed at the front and rear positions of the bogie for a railway vehicle, The oxide film formed on the rail surface with which the wheel contacts can be destroyed, and short-circuit failure due to short-circuit resistance between the wheel tread surface and the rail can be prevented. Furthermore, by electrically insulating the axle supported by the railcar bogie through the axle box and the railcar bogie, the inflow and shunting of current from the axle to the railcar bogie side is prevented, The current applied by the
[0045]
In the above-described embodiment, the case where the current amount is detected by the current detection unit has been described. However, whether the short-circuit state is normal or not may be detected based on the amount of voltage drop in an element in the circuit. .
[0046]
Further, in the above-described embodiment, a case has been described in which a power supply unit that supplies a current to the closed loops R1 and R2 is provided. However, a circuit (closed loop) is formed by one power supply unit in parallel, and the closed loops R1 and R2 are formed. May be supplied with current.
[0047]
Further, in the above-described embodiment, the case where the voltage is applied between the left ends and the right ends of the
[0048]
FIG. 7 shows a current path of a current supplied by the
[0049]
Further, in the above-described embodiment, a case has been described where the determination result by the
[0050]
Further, the position of the vehicle when the short-circuit state is determined to be abnormal by the
[0051]
According to this, when the oxide film formed on the rail surface cannot be destroyed, the output voltage of the
[0052]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, by applying a predetermined voltage between the left end or the right end of the front and rear axles installed at the front and rear positions of the bogie for a railway vehicle, the rail surface is applied to the rail surface. The formed insulating film can be destroyed. As a result, short-circuit failure due to short-circuit resistance between the wheel tread and the rail can be prevented, and the right and left rails can be reliably short-circuited by the wheel and the axle.
[0053]
And, by applying a predetermined voltage between the left end of the front and rear axles installed at the front and rear positions of the railcar bogie, the left end of the front and rear axles are formed on the rail surface where the wheels contact. The insulating coating formed on the rail surface where the wheels at the right ends of the front and rear axles come into contact with each other by applying a predetermined voltage between the right ends of the front and rear axles while destroying the insulating coating. Can be destroyed. This makes it possible to more reliably prevent short-circuit failure due to short-circuit resistance between the wheel tread and the rail, and to reliably short-circuit the left and right rails with the wheel and the axle.
[0054]
In addition, the axle supported by the railcar bogie via the axle box and the railcar bogie can be electrically insulated by the insulating member of the axle box. Therefore, it is possible to prevent the current from flowing from the axle to the side of the bogie for the railway vehicle, so that the current applied by the applying means can be reliably flowed between the wheel tread and the rail. As a result, the insulating coating formed on the rail surface can be more reliably destroyed, and the short-circuit resistance between the wheel tread surface and the rail can be reduced.
[0055]
Also, by electrically insulating between the axle box and the axle box support device, it is possible to prevent the inflow and shunt of current from the axle to the railcar bogie connected to the axle box via the axle box support device. Therefore, the current applied by the application unit can be reliably flowed between the wheel tread and the rail. As a result, it is possible to more reliably destroy the insulating coating formed on the rail surface and reduce the short-circuit resistance between the wheel tread surface and the rail.
[0056]
Also, by electrically insulating the railcar bogie from the axle box support device, the inflow and shunting of current from the axle to the railcar bogie side connected to the axle box via the axle box support device. Therefore, the current applied by the application unit can be reliably flowed between the wheel tread and the rail. As a result, the insulating coating formed on the rail surface can be more reliably destroyed, and the short-circuit resistance between the wheel tread surface and the rail can be reduced.
[0057]
Furthermore, since the railcar bogie and the axle box are connected via the laminated rubber, the railcar and the axle box are electrically insulated, so that the current from the axle to the railcar bogie side is reduced. Since the inflow / shunt can be prevented, the current applied by the application unit can be reliably flowed between the wheel tread and the rail. As a result, it is possible to more reliably destroy the insulating coating formed on the rail surface and reduce the short-circuit resistance between the wheel tread surface and the rail.
[0058]
Then, the amount of current or voltage applied between the left end and / or the right end of the front and rear axles installed at the front and rear positions of the railcar bogie is detected, and between the rails based on the detection result. The short-circuit state can be determined in real time. Therefore, it is possible to improve the security by sequentially using the determination result, and if it is stored in a recording device provided separately along with time information and position information, it can be used for grasping a cautionary point and maintenance. It is also possible to improve the performance.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram for explaining the principle of a short-circuit support device to which the present invention has been applied.
FIG. 2 is a diagram illustrating a current path of a current supplied by a power supply unit.
FIG. 3 is a side view of a bogie for a railway vehicle with a shaft end exposed.
FIG. 4 is an enlarged view around an axle provided with a rubber type axle box support device.
FIG. 5 is a functional block diagram of the short-circuit support device.
FIG. 6 is a diagram showing a circuit diagram when front and rear axles straddle a track circuit.
FIG. 7 is a diagram showing a modification of the current path of the current supplied by the power supply unit.
[Explanation of symbols]
r1, r2 rail 1 short-circuit support device 30 (30a, 30b) power supply unit 40 (40a, 40b)
Claims (7)
前記軸箱は、前記車軸と前記鉄道車両用台車間を電気的に絶縁するための絶縁部材を有することを特徴とする請求項1又は2に記載の短絡支援装置。The axle is supported by the bogie for a railway vehicle via an axle box,
3. The short-circuit support device according to claim 1, wherein the axle box includes an insulating member for electrically insulating the axle from the bogie for a railway vehicle. 4.
前記軸箱と前記軸箱支持装置との間が電気的に絶縁されていることを特徴とする請求項1〜3の何れか一項に記載の短絡支援装置。The railcar bogie supports the axle box via an axle box support device,
The short-circuit support device according to any one of claims 1 to 3, wherein the shaft box and the shaft box supporting device are electrically insulated from each other.
前記鉄道車両用台車と前記軸箱支持装置との間が電気的に絶縁されていることを特徴とする請求項1〜3の何れか一項に記載の短絡支援装置。The railcar bogie supports the axle box via an axle box support device,
The short-circuit support device according to any one of claims 1 to 3, wherein the railcar bogie and the axle box support device are electrically insulated from each other.
前記検出手段による検出結果に基づいて左右のレール間の短絡状態を判別する判別手段と、
を更に備えることを特徴とする請求項1〜6の何れか一項に記載の短絡支援装置。Detecting means for detecting a current amount or a voltage value generated by the applying means,
Determining means for determining a short-circuit state between the left and right rails based on a detection result by the detecting means;
The short-circuit support device according to any one of claims 1 to 6, further comprising:
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