JPH01237484A

JPH01237484A - 踏切しゃ断機のしゃ断桿の折損検知装置

Info

Publication number: JPH01237484A
Application number: JP6366988A
Authority: JP
Inventors: Kimiharu Ota; 公治太田; Isamu Suzuki; 勇鈴木; Tsutomu Hiromitsu; 弘光　勉
Original assignee: Daido Signal Co Ltd
Current assignee: Daido Signal Co Ltd
Priority date: 1988-03-18
Filing date: 1988-03-18
Publication date: 1989-09-21
Anticipated expiration: 2010-01-30
Also published as: JPH077057B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、超音波を用いた、鉄道における踏切しゃ断機
のしゃ断桿の折損検知装置に関するものである。

（従来の技術）鉄道踏切道に列車が近接した時、当該踏切道を通る人又
は移動体の往来をしゃ断する踏切しゃ断機はよく知られ
ている。

これは、例えば、列車の近接信号によって、しゃ断桿を
降下させて、人又は移動体の通過をしゃ断し交通事故を
未然に防止するものである。

しかして、しゃ断桿は、通常屋外に配置されるものであ
るから、使用に伴って劣化し、折損又は切断事故が発生
ずることは避けられない。しゃ断桿が折損又は切断され
ると、踏切道の通行者と列用との接触事故等が発生ずる
恐れがあり、きわめて危険である。処がしゃ断桿の折損
を有効に検知できる検知装置は現在までの処、実用化さ
れていない。

（発明が解決しようとする課題）本発明はこのような現況にかんがみ、機構簡易で、しか
も、しゃ断桿の折損を正確に検知できるとともに、フェ
イルセイフ性を具え、しかも外部の雑音又は人気中の塵
埃等の影響を受けることのない、超音波を用いた、しゃ
断桿の折損検知装置を提供しようとするものである。

（課題を解決するための手段）請求項１しゃ断桿の中空部の固定部端部に超音波発信器と超音波
受信器を固定し、しゃ断桿の中空部の先端部に回帰形の
反射器を設けて、超音波の発信時と受信時の時間差によ
ってしゃ断桿の折損を検知することを前提とする。

ｌ端が−・定の電圧源に接続されたスイッチｓｗ、とス
イッチｓｗ２とを積分器に接続する。上記スイッチｓｗ
Ｉは超音波発信器から超音波が発信されている開閉成さ
れ、上記スイッチＳ　Ｗ　２は超音波受信器が超音波発
信器から発信される超音波を受信している間それぞれ、
閉成するように設定する。

請求項２請求項１におけると同一の技術構成を前提とし、請求項
１における積分器の出力側に、さらにシュミット回路、
フリップフロップ回路、ついて整流器を介してリレーを
特徴する請求項３しゃ断桿内に超音波を伝ぱんさせて、しゃ断桿の折損を
検知する点では請求項１および２と同一である１、しゃ断桿の中空部の固定部側端部に超音波発信器を、中
空部の先端部に超音波受信器を固定する。超音波発信器
は変調した超音波を発信するように設定される。

（作用）請求項１しゃ断桿が正常の時は積分器から鋸歯状の波形が出力さ
れるが、しゃ断桿が折損している時は一定レベルの波形
の出力がでる。それによってしゃ断桿の折損を特徴する請求項２請求項１における積分器の出力側をシュミット回路、フ
リップフロップ回路、ついで整流器を介してリレーに接
続することによって、しゃ断桿が正常の時はリレーが動
作となり、折損した場合はリレーは落下する。

請求項３しゃ断桿が正常の時は、超音波受信器は変調した超音波
を受信し、折損した時は受信しない。

（実施例）本発明を第１図〜第１１図（１）に従って詳細に説明す
る。

本発明の第１の実施例は、第１図に示すごとく、しゃ断
桿ｌの中空部の固定部側に超音波発信器２と超音波受信
器３を、先端部に回帰形反射器５をそれぞれ配置して、
超音波発信器２から発信される超音波４を回帰形反射器
５で反射させて超音波受信器３で受信するように構成し
、超音波発信器２の発信時から超音波受信器３の受信時
迄の時間差によって、しゃ新作の折損を検知するという
技術を前提とする。

従来、このような場合の時間差の計測方法としては、所
定周波数のパルスをディジタルカウンタで計数する、と
いう方法が一般的である。

本発明の第１の実施例の特徴は本発明が踏切しゃ新作と
いう、踏切保安装置に適用されるものであるから、上述
した一般的な計数方式をとらず、以下、詳述するような
積分方式をとることによって検知の確実性とフェイルセ
イフ性を確保するようにした点にある。

第２図（ａ）および（ｂ）にはそれぞれ超音波発信器２
の発信信号および超音波受信器；３のそれに対応する受
信信号が示されている。八ｔは、超音波発信器２が超音
波を発信した時から、それが回帰形反射器５で反射され
て超音波受信器３に受信される時迄の時間差を示す。超
音波の空気中における伝ばん速度Ｖは次式で表せられる
。

Ｖ＝３３０．６＋Ｏ，ｅｘｔ　（−八）、、ｉｌｌここ
にしは温度である。

従って温度差を無視すれば、超音波の伝ばん速度は一定
である。すなわち、しゃ新作１が正常の場合、時間差は
ほぼ一定と考えることができる。

本発明は、この時間差を次のような考え方によって電気
信号に変換し、それによってしゃ新作の折損を検知しよ
うとするものである。

これを第３図〜第４図（ｂ）に従って説明する。

第３図において、スイッチｓｗＩは超音波発信器２から
超音波が発信されている間、閉成するスイッチ、スイッ
チｓ　ｗ　２は超音波受信器３が、超音波発信器２から
発信された超音波を受信１ツている間、閉成するスイッ
チ、１７１は演算増幅器、Ｖ　ｒｅｆは一定電圧、Ｒ，
、Ｒ２は抵抗である。

△しにおける積分器１７の出力Ｖ　ｏｕｔは周知のよう
に次の式で表せられる。

（２）式を展開すると１、（３）　　が得られる。

おくと、ＶｏｕＬ＝にΔｔ、、、、、　　ｆ４１となる
。すなわち、積分器１７の出力Ｖｏｕｌ。

はΔ１．の間、時間に比例して増加する直線的な電圧で
表される。

一方、超音波受信器３が、超音波を受信している間スイ
ッチｓｗ２は閉成し、それによってコンデンサＣに蓄積
された電荷は抵抗Ｒ２を通って放電され、積分器１７の
出力は０となる。かくて積分器１７の出力は、超音波が
正常に反射され、受信されている場合には第４図（ａ）
に示すような鋸歯状波となる。この鋸歯状波の出力をス
レッシホールドレベルの定められたシュミット回路１８
に与えることによって、第４図（ｂ）に示すような矩形
波が得られる。これをフリップフロップ回路１９によっ
て交番信号とし、整流器２１を介してリレーＲｙに与え
ることによってリレーＲｙは動作となる。

しゃ新作ｌが折損し、反射信号がなくなると、超音波発
信器２から発信信号が出力している間、当該出力が積分
され、積分器１７の出力は第４図（ａ）において点線の
円で示すように、一定電圧を保持する。この電圧は発　
　　゛倍信号が出力している時間をΔｔ２とすれば従っ
て、シュミット回路１８の出力はハイレベル状態を維持
し、矩形波は出力されないので、フリップフロップ回路
１９からは交番信号は得られず、リレーＲｙは落下する
。

しゃ新作１が第５図に示すように折損すると、第６図（
ａ）、（ｂ）に示すように、発信信号と受信信号の時間
差は正常のときのΔしと比し、△Ｌ３と短くなり、積分
器１７の出力は第６図（ｃ）に示すごとく予め定められ
た、シュミット回路１８のスレッシホールドレベルを越
えることができず、シュミット回路１８の出力はローレ
ベルとなり、リレーＲｙは落下する。

このような考え方に基ずく本発明の具体的構成を第７図
〜第８図（ｑ）に示す実施例に従って説明する。

第７図において、点線で囲んで２として示すものは第１
図に示したように配置した超音波発信器の詳細を、叉３
は同様に配置された超音波受信器の詳細を示す。

超音波発信器２において発振器６からは第８図（ａ）に
その波形を示ずｆｏ周波数の信号が、又発振器７からは
第８図（ｂ）にその波形を示すＦ　ｏ周波数の信号が、
それぞれ変調器８に出力される。変調器８から出力され
た第８図（Ｃ）に示す変調波は増幅器９で増幅され、振
動子１０から発信される。なお、】ｌはフートである。

発振器７からの発信と連動して、超音波受信器３のスイ
ッチＳ　Ｗ　１は第８図（ｉ）に示すごとく、オン、オ
フを繰返えす。超音波発信器２から廃信された変調波は
回帰形反射器５で反射されて、超音波受信器３のマイク
１３で受信される。なお、１２はフードである。受信変
調波のうち、バンドパスフィルタ１４はＦｏ周波数のみ
を通し、復調器１５で復調され、シュミット回路１６か
らは所定レベルのもののみが出力される。それによりス
イッチＳ　Ｗ　２は上記シュミット回路１６の出力に連
動して第８図（、ｊ）に示すごとく、オン、オフを繰返
す。

以後は第２図（ａ）〜第４図（ｂ）について、既に詳述
したように、しゃ新作１が折損していない限り、積分器
１７からは第８図（ｋ）に示すような鋸歯状の波形が出
力し、シュミット回路１８からは第８図（氾）に示すよ
うな波形が出力され、公知のフリップフロップ回路１９
は第８図（ｍ）に示すごとく、交番信号を出力する。フ
リップフロップ回路１９の交流波はリレードライバ２０
を介して整流器２１で直流に整流されて、リレーＲｙは
動作となり、その落下接点Ｒｙ’開放で警報装置３９は
動作しない。　もし、しゃ新作ｌが折損して、超音波受
信器３が超音波を受信しない場合は、第８図において点
線と矢印で示したように、マイク１３の受信はなく、積
分器１７の出力は第８図（ｋ）の右側に示すごとく一定
の電圧を維持し、シュミット回路１８の出力は第８図（
ん）に示すごとく一定のハイレベルを維持するので、フ
リップフロップ回路１９は非交番状態゛となり、リレー
Ｒｙは落下を維持し、その落下接点Ｒｙ゛を介して警報
装置３９が動作する。

第９図〜第１１図（ｉ）は本発明の第２の実施例を示す
もので、超音波の伝ばんを利用してしゃ新作１の折損を
検知する点においては第１の実施例と同じである。

第９図において、１はしゃ新作を示す。

しゃ新作１の固定部側端部２３１の中空部に超音波発信
器２２を固定し、先端部の中空部に超音波受信器２３を
固定する。

しゃ新作が正常の時は超音波発信器２２から発せられる
変調波は超音波受信器２３に受信され、折損の時は受信
しない。

第２の実施例の作用を第１０図および第１１図（ｉ）に
従って説明する。

第１０図において、点線で囲んで２２として示したもの
は超音波発信器を、又点線で囲んで２３として示したも
のは超音波受信器を示す。超音波発信器２２において発
振器２４で発振された第１１図（ａ）に示す１１周波数
の信号および発振器２５で発振された第１１図（ｂ）に
示すｆ２周波数の信号は変調器２６で第１１図（ｃ）に
示すような波形に変調され、増幅器２７で増幅された後
、振動子２８から発信される。当該変調波はしゃ新作ｌ
が正常であれば、桿内を伝わって超音波受（７器２３の
マイク３０で受信され、バンドパスフィルタ３３で、当
該超音波のみを通して、復調器３４で復調され、第１Ｉ
図（ｆ）に示すような出力が増幅器３５を介してシュミ
ット回路３６に入力される。シュミット回路３６のスレ
ッシボールドレベルはしゃ新作が正常の時、シュミット
回路３６に人力される電圧より小に設定されているので
、シュミット回路３６からは第１１図（ｇ）に示すよう
な交流波形が出力される。当該交流波形はリレードライ
バ３７を介して整流器３８で直流に整流され、リレーＲ
ｙを動作とする。それにより当該リレーＲｙの落下接点
Ｒｙ°は開放となり警報装置３９は動作しない。しゃ新
作１が折損すると、超音波発信器２２から発信される変
調波は当該折損部から外部に照射され、超音波受信器２
３には受信されない。

それにより、第１１図（ｄ）〜（ｉ）の右側において点
線と矢印で示す状態となり、リレーＲｙは落下し　、そ
の落下接点Ｒｙ’閉成によって警報装置３９が動作とな
る。

（発明の効果）請求項１および２１）超音波に内在する、反射する性質を利用するもので
あるから、しゃ新作の折損時を除いて、しゃ新作の上昇
時でも下降時でも、超音波発信器からの超音波は正常に
超音波受信器に到達する。従って検知洩れは生ずること
はない。

２）超音波の発信時と、回帰形反射器を介しての受信時
の時間差を電圧に変換して検知する方式をとり、かつ積
分器を用いることによって、時間差が、予め定められた
値に満たなくても、又当該値を超えても折損と判定する
ものであるから、きわめて正確な判定が可能である。

３）　回路構成は閉電路構成であるので、回路の故障時
又は電源断時には安全側に働き、保安装置にとって必要
なフェイルセイフ性を具えている。

４）超音波の伝送路はしゃ新作の内部であるから、風、
空気中の塵埃等によって検知性能に影響を受けることは
ない。

５）シゃ新作の中空部の固定部側に超音波発信器および
超音波受信器を、又先端部に回帰形反射器を設けるだけ
であり、しゃ新作内に電源装置等を設ける必要がないの
で、機構は軽量、簡易である。

請求項３１）　音波に内在する、反射する性質を利用するもので
あるから、しゃ新作の折損時を除いて、しゃ新作の上昇
時でも下降時でも、超音波発信器からの超音波は正常に
超音波受信器に到達する。従って検知洩れは生ずること
はない。

２）　回路構成は閉回路構成であるから、回路の故障時
又は電源断時等には安全側に働き、保安装置にとって必
要なフェイルセイフ性を具えている。

３）　超音波信号としては変調波を用いるので、外部の
雑音の影響を受けることはない。

４）超音波の伝送路はしゃ新作の内部であるから、風、
その他空気中の塵埃等の影響を受けることがない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例の機構的構成を示す、１
部所面正面図、第２図（ａ）は超音波発信器の発信信号
を示す波形図、第２図（ｂ）は第２図（ａ）に示す発信
信号に対応する超音波受信器の受信イ言号を示す波形図
、第３図は本発明の第１の実施例の構成を示す回路図、
第４図（ａ）は第３図に示す積分器の出力を示す波形図
、第４図（ｂ）は第３図に示すシュミット回路の出力を
示す波形図、第５図はしゃ新作の折損例を示す１部所面
正面図、第６図（ａ）は超音波発信器の発信信号を示す
波形図、第６図（ｂ）はしゃ新作が第５図に示す折損を
した場合における超音波受信器の受信信号を示す波形図
、第６図（ｃ）および第６図（ｄ）は第５図に示す切損
をした場合における積分器およびシュミット回路のそれ
ぞれの出力を示す波形図、第７図は本発明の第１の実施
例の全体構成を示す回路図、第８図（ａ）〜（（１）は
それぞれ第７図における各構成要素の出力を示す波形図
、第９図は本発明の第２の実施例の機構的構成を示す１
部所面正面図、第１０図は本発明の第２の実施例の作用
を説明するための回路図、第１１図（ａ）〜（１）はそ
れぞれ第１Ｑ図における各構成要素の出力を示す波形図
である。１、、、ｌ、や新作、２．２２．、、超音波発信器、３
．２３．、、超音波受信器、４．。、超音波、５１００回帰形の反射器、１７゜１．積分器
、１８．、、シュミット回路、１９、、、フリップフロ
ップ回路、２１．。、整流器、２３１．、、Ｌ、や新作の固定部、Ｒｙ、、
、　　リレー、ｓｗｌ　５ｗ２１０．スイッチ、Ｖｒｃ
ｆ　、　、−一定電圧源

Claims

【特許請求の範囲】１）しゃ断桿の中空部に超音波を伝ぱんさせて、しゃ断
桿の切損を検知するに際し、しゃ断桿の中空部の固定部
端部に超音波発信器と超音波受信器を固定し、しゃ断桿
の中空部の先端部に回帰形の反射器を設け、超音波の発
信時と受信時の時間差によってしゃ断桿の折損を検知す
るものにおいて、１端が一定の電圧源に接続されたスイ
ッチｓｗ＿１とスイッチｓｗ＿２とを積分器に接続した
ことからなり、上記スイッチｓｗ＿１は超音波発信器か
ら超音波が発信されている間、閉成され、又上記スイッ
チｓｗ＿２は超音波受信器が超音波発信器から発信され
た超音波を受信している間、それぞれ閉成するように設定したことからなる踏切しゃ
断機のしや断桿の折損検知装置２）積分器の出力側にシュミット回路、フリップフロッ
プ回路、ついで整流器を介してリレーを接続したことか
らなる請求項１記載の踏切しや断機のしや断桿の折損検
知装置３）しゃ断桿の中空部に超音波を伝ぱんさせてしゃ断桿
の切損を検知するものにおいて、しゃ断桿の中空部の固
定部側端部に超音波発信器を、中空部の先端部側端部に
超音波受信器を固定して、超音波発信器から変調された
超音波を発信するように構成し、超音波受信器が、超音
波発信器から発信された変調波を受信することによって
しゃ断桿正常と判定するようにしたことからなる踏切し
ゃ断機のしゃ断桿の折損検知装置