JP4181891B2 - 速度検出装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、列車等の車両における速度を検出する速度検出装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
このような分野の技術として、車軸に取り付けられた歯車と対向して配設される磁極に巻かれた検出コイルと、検出コイルによって生成される出力信号が供給される信号処理装置とによるループ回路を有する速度検出装置が知られている。かかる装置では、検出コイルによって車軸の回転速度に応じた周波数の出力信号が生成され、信号処理装置に供給される。信号処理装置は、供給される出力信号の周波数に基づいて車軸の回転速度を検出している。また、かかる装置では、検出回路と信号処理装置とによってループ回路が形成されており、このループ回路に断線検知信号が送出されることによって、検出コイル等の切断が検出される断線検知機能が備えられている。かかる断線検知機能によって断線が検知された場合に列車を停止させることによって、その安全が確保されている（例えば、特許文献１）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１０−２１０６０１号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の速度検出装置は列車等に搭載されるものであり、その振動等によって歯車と磁極との距離が変動するので、検出コイルからの出力信号の信号レベルが大きく変動するという問題点がある。
【０００５】
本発明はかかる問題点を解決するためになされたもので、断線検知機能を損なうことなく、歯車と磁極との距離変動があっても所定レベル以上の出力信号を信号処理装置に供給できる速度検出装置を提供することを課題としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明の速度検出装置は、車軸の回転に応じて回転する歯車と対向して配設される磁極に巻かれる検出コイルであって、車軸の回転速度に比例する周波数の出力信号を生成する検出コイルと、検出コイルとループ回路を形成し、検出コイルから供給される出力信号の周波数によって車軸の回転速度を検出すると共に、上記ループ回路に送出する断線検知信号に基づいて当該ループ回路における断線を検知する信号処理装置と、上記ループ回路と並列接続され、検出コイルからの出力信号を増幅してなる第１の増幅信号を生成する第１の増幅回路と、第１の増幅回路によって生成される第１の増幅信号を、上記ループ回路に接続された絶縁トランスによって検出コイルから供給される出力信号に重畳するように上記ループ回路に直列供給する増幅信号供給手段とを備えることを特徴としている。
【０００７】
かかる発明によれば、上記のループ回路に並列接続された第１の増幅回路によって検出コイルからの出力信号が所定レベル以上に増幅されてループ回路に直列供給されるので、ループ回路における断線検知機能を損なわず、検出コイルからの出力信号の信号レベルを所定レベル以上に高めて信号処理装置に供給することができる速度検出装置が提供される。
【０００８】
また、本発明の速度検出装置においては、上記ループ回路と並列接続され、検出コイルからの出力信号を増幅してなる第２の増幅信号を生成する第２の増幅回路と、ループ回路に設けられたリレー接点、リレー接点の接続・切断を切り替えるリレー、及び第１の増幅回路及び第２の増幅回路に接続され、リレーを動作させる比較回路を有し、第１の増幅信号と第２の増幅信号を比較回路によって比較し、第２の増幅信号に比して第１の増幅信号の信号レベルが低い場合に、リレーを動作させてリレー接点を切断することにより信号処理装置への信号の供給を遮断する信号遮断手段とを更に備えることが好ましい。
【０００９】
かかる構成によれば、第２の増幅信号と第１の増幅信号との比較に基づいて信号遮断手段が信号処理装置への信号の供給を遮断するので、ループ回路における断線検知機能によって第１の増幅回路の故障を検知することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の第１の実施形態にかかる速度検出装置１について添付の図面を参照して説明する。図１は速度検出装置１の回路構成を概略的に示す回路図である。速度検出装置１は、検出コイル２と、検出コイル２とループ回路を形成するＡＴＳ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｔｒａｉｎ Ｓｔｏｐ）装置４と、増幅部６と、故障検出部８とを備えて構成されている。
【００１１】
検出コイル２は、速度発電機１０に取り付けられるものである。ここで、速度発電機１０について説明する。図２は速度発電機１０の構成を概略的に示す図である。速度発電機１０では、永久磁石１２の両端に取り付けられた磁極１４に検出コイル２が巻きつけられており、かかる磁極１４は、列車等の車軸に取り付けられた歯車１６と対向して配設されている。速度発電機１０では、歯車１６の回転速度に応じた周波数の電圧が検出コイル２に電磁誘導によって発生する。
【００１２】
図１に戻り、検出コイル２は、かかる電圧による信号を出力信号としてＡＴＳ装置４に供給する。速度検出装置１においては、検出コイル２とＡＴＳ装置４によってループ回路が形成されており、ＡＴＳ装置４は断線検知信号をこのループ回路に送出することによって、フィードバックの有無によって検出コイル２の断線等の異常を検出する。ＡＴＳ装置４は、上記の断線検知信号のフィードバックがない場合に、列車を停止させることによって、列車の安全を確保する。
【００１３】
増幅部６は、電力増幅回路１８と、絶縁トランス２０とを備える。電力増幅回路１８は、上記のループ回路に並列接続され、検出コイル２による出力信号を入力とし、かかる出力信号を増幅してなる第１の増幅信号を生成する。電力増幅回路１８による増幅率は、ＡＴＳ装置４に供給すべき信号の電圧レベルに応じて定められるものであり、かかる増幅率は速度検出装置１が搭載される列車の仕様によって任意に設定することができる。絶縁トランス２０は、電力増幅回路１８によって生成される第１の増幅信号を上記のループ回路に直列供給する。したがって、ＡＴＳ装置４には、検出コイル２から供給される出力信号と第１の増幅信号が重畳された信号が供給される。ＡＴＳ装置４は、供給される信号の周波数によって車軸の回転速度を検出することができる。
【００１４】
故障検出部８は、増幅回路２２と、全波整流回路２４と、全波整流回路２６と、比較回路２８と、リレー３０とを備えて構成される。増幅回路２２は、上記のループ回路に並列接続されている。増幅回路２２は、検出コイル２によって出力される出力信号を増幅してなる第２の増幅信号を生成する。増幅回路２２は、電力増幅回路１８によって生成される第１の増幅信号と同程度の電圧に、検出コイル２からの出力信号を増幅する。
【００１５】
全波整流回路２４は、増幅回路２２からの第２の増幅信号を全波整流し、全波整流回路２６は、電力増幅回路１８からの第１の増幅信号を全波整流する。比較回路２８は、全波整流回路２４によって全波整流された信号と全波整流回路２６によって全波整流された信号とを比較する。すなわち、比較回路２８は、第１の増幅信号と第２の増幅信号の電圧を比較し、第１の増幅信号の電圧が第２の増幅信号の電圧より低い場合には、リレー３０を動作させて上記のループ回路に設けたリレー接点３２を切断する。電力増幅回路１８に異常が生じた場合には、第１の増幅信号の電圧が第２の増幅信号の電圧より低くなり、リレー接点３２が切断される結果、ＡＴＳ装置４の断線検知機能によって、第１の増幅信号の異常が検出される。
【００１６】
次に、速度検出装置１の動作を、速度検出装置１の各要素によって出力される信号の一例を示す図３（ａ）〜（ｇ）を参照しつつ説明する。ここで、図３（ａ）〜（ｂ）は、時刻ｔ１〜ｔ２の間において電力増幅回路１８に異常が生じる場合の信号の例を示している。
【００１７】
まず、速度検出装置１においては、図３（ａ）に示すように、車軸の回転速度に応じた周波数の出力信号を検出コイル２がＡＴＳ装置４に供給する。また、検出コイル２とＡＴＳ装置４によるループ回路に並列接続された電力増幅回路１８が、検出コイル２による出力信号を増幅してなる第１の増幅信号を図３（ｂ）に示すように生成する。ここで、かかる例においては、時刻ｔ１〜ｔ２において電力増幅回路１８に異常が生じている為、その間において第１の増幅信号は出力されていない。かかる第１の増幅信号は絶縁トランス２０によって、上記のループ回路に直列供給され、検出コイル２による出力信号と重畳されてＡＴＳ装置４に供給される。したがって、速度検出装置１では、検出コイル２及びＡＴＳ装置４とによるループ回路における断線検知機能が損なわれることなく、ＡＴＳ装置４には電力増幅回路１８によって所定レベル以上に電圧が高められた信号が供給される。
【００１８】
一方、電力増幅回路１８による第１の増幅信号は、全波整流回路２６によって図３（ｃ）に示すように全波整流され、比較回路２８へ出力される。また、検出コイル２による出力信号は、図３（ｄ）に示すように、増幅回路２２によって第１の増幅信号と同レベルの電圧に高められた第２の増幅信号として全波整流回路２４に出力される。図３（ｅ）に示すように第２の増幅信号は、全波整流回路２４によって全波整流され、比較回路２８に出力される。比較回路２８は、全波整流回路２４の出力と全波整流回路２６の出力を比較し、全波整流回路２６によって出力される信号の電圧が全波整流回路２４によって出力される信号の電圧より低い場合に、図３（ｆ）に示すようにリレー３０をＯＮにしてリレー接点３２を切断する。かかる例においては、時刻ｔ１〜ｔ２の間においてリレー３０がＯＮにされ、その間においてリレー接点３２が切断される。したがって、ＡＴＳ装置４に供給される信号は、図３（ｇ）に示すように、時刻ｔ１〜ｔ２の間において、遮断される。このように、速度検出装置１では、電力増幅回路１８に異常が生じた場合にＡＴＳ装置４への信号の供給が遮断されるので、ＡＴＳ装置４によって電力増幅回路１８の異常が検出される。
【００１９】
以下、速度検出装置１の作用について説明する。速度検出装置１では、検出コイル２とＡＴＳ装置４とによるループ回路に並列接続された電力増幅回路１８が、検出コイル２からの出力信号を増幅してなる第１の増幅信号を生成し、絶縁トランス２０が第１の増幅信号を上記のループ回路に直列供給する。したがって、かかる速度検出装置１では、検出コイル２とＡＴＳ装置４とによるループ回路に備えられている断線検知機能は損なわれていない。そして、速度検出装置１では、検出コイル２からの出力信号を車軸の回転速度の検出に十分な電圧レベルに高めてＡＴＳ装置４に供給することができる。
【００２０】
また、電力増幅回路１８に異常が発生した場合に、ループ回路に設けたリレー接点３２が切断されるので、ＡＴＳ装置４による断線検知機能がこの異常を検出することができる。その結果、電力増幅回路１８に異常があり、車軸の回転速度を安定して計測できない事態に陥っても、ＡＴＳ装置４がこれを検知して列車を停止させることができ、列車は安全に保たれる。
【００２１】
なお、本発明は上記した本実施形態に限定されることなく種々の変形が可能である。上記実施形態では列車を例にとって説明したが、本発明の思想は車軸に歯車を取り付けて速度を検出する車両一般に広く適用可能である。
【００２２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、断線検知機能を損なうことなく、歯車と磁極との距離変動があっても所定レベル以上の出力信号を信号処理装置に供給することができる速度検出装置が提供される。よって、この速度検出装置が搭載される車両の安全性が高められる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、速度検出装置の回路構成を概略的に示す回路図である。
【図２】図２は、速度発電機の構成を概略的に示す図である。
【図３】図３（ａ）は、検出コイルの出力信号の一例を示す図である。
図３（ｂ）は、電力増幅回路が出力する信号の一例を示す図である。
図３（ｃ）は、電力増幅回路に接続された全波整流回路が出力する信号の一例を示す図である。
図３（ｄ）は、増幅回路が出力する信号の一例である。
図３（ｅ）は、増幅回路に接続された全波整流回路が出力する信号の一例を示す図である。
図３（ｆ）は、リレーが出力する信号の一例を示す図である。
図３（ｇ）は、ＡＴＳ装置に供給される信号の一例を示す図である。
【符号の説明】
１…速度検出装置、２…検出コイル、６…増幅部、８…故障検出部、１０…速度発電機、１２…永久磁石、１４…磁極、１６…歯車、１８…電力増幅回路、２０…絶縁トランス、２２…増幅回路、２４…全波整流回路、２６…全波整流回路、２８…比較回路、３０…リレー、３２…リレー接点。

Claims (2)

1. 車軸の回転に応じて回転する歯車と対向して配設される磁極に巻かれる検出コイルであって、車軸の回転速度に比例する周波数の出力信号を生成する検出コイルと、
   前記検出コイルとループ回路を形成し、前記検出コイルから供給される前記出力信号の前記周波数によって前記車軸の回転速度を検出すると共に、前記ループ回路に送出する断線検知信号に基づいて当該ループ回路における断線を検知する信号処理装置と、
   前記ループ回路と並列接続され、前記検出コイルからの前記出力信号を増幅してなる第１の増幅信号を生成する第１の増幅回路と、
   前記第１の増幅回路によって生成される前記第１の増幅信号を、前記ループ回路に接続された絶縁トランスによって前記検出コイルから供給される前記出力信号に重畳するように前記ループ回路に直列供給する増幅信号供給手段と
   を備える速度検出装置。
2. 前記ループ回路と並列接続され、前記検出コイルからの前記出力信号を増幅してなる第２の増幅信号を生成する第２の増幅回路と、
   前記ループ回路に設けられたリレー接点、当該リレー接点の接続・切断を切り替えるリレー、及び前記第１の増幅回路及び前記第２の増幅回路に接続され、前記リレーを動作させる比較回路を有し、前記第１の増幅信号と前記第２の増幅信号を前記比較回路によって比較し、前記第２の増幅信号に比して前記第１の増幅信号の信号レベルが低い場合に、前記リレーを動作させて前記リレー接点を切断することにより前記信号処理装置への信号の供給を遮断する信号遮断手段と
   を更に備えることを特徴とする請求項１記載の速度検出装置。

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