JPH02226018A - 車両の輪重測定装置 - Google Patents

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】 〔発明の利用分野〕 本発明は、鉄道車両のような軌道上を走行する車両の輪
重を走行中に測定する装置であって車軸踏面の異常摩耗
によって生じる振動波形を除去し輪重を正確に測定する
輪重測定装置に関する。

〔従来の技術〕

軌道上を走行する車両１例えば鉄道貨車で積み荷が片寄
ると各車軸の輪重に差が生じ、曲線区間通過時に脱線を
起こす原因となる。これを防止するためには、車両の各
車輪の輪重を測定し各車輪の輪重の差が許容範囲におさ
まっているか否かを検査する必要がある。そのための検
査装置として輪重測定装置が提案されている。

従来の鉄道車両の輪重測定装置として、実公昭６２−３
１８６０号にて提案されたものが存在する。この技術は
、車軸の輪重を測定するにあたり車軸のフラット摩耗部
分（車軸フラットと称されている）に起因して生じる振
動成分を除去するように構成され、特に車両の速度を測
定する速度検出器を備え、検出速度に応じて振動成分を
除去するためのアナログフィルタの遮断周波数を二段階
に変化させるように構成されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

前記の輪重測定装置によれば、車両速度の検出は、所定
の位置において行われ、かつ先頭車両の速度を検出する
ものである。従って、−炭車両速度が検出されアナログ
フィルタの遮断周波数が設定されると、その後速度が変
化しても遮断周波数は一定に保たれる。ところが、鉄道
車両は多数の車両を連結してなる長い縦列状をなす列車
であり、車両速度が常に一定であることは少なく変動し
易いものであるとともに、多点で輪重測定を行う場合に
は先頭の速度測定点と輪重測定点との距離が離れるため
、従来装置では輪重信号に対して遮断周波数が不適切と
なって輪重値を正しく測定することができない場合があ
った。

本発明は、上述した従来装置の持つ欠点に鑑みなされた
もので、その目的は、輪重測定点における車両速度を正
確に検出し、この速度によって妨害波形除去用フィルタ
の遮断周波数を設定するようにした車両の輪重測定装置
を提供することにある。

［１１題を解決するための手段〕 本発明に係る車両の輪重測定装置は、軌道上を走行する
車両の輪重を検出するための輪重検出器と、この輪重検
出器の出力信号から妨害波形を除去するフィルタ手段と
、妨害波形が除去された前記出力信号から輪重値を求め
る輪重決定手段を備える車両の輪重測定装置にあって、
輪重検出器のアナログ出力信号をディジタル値に変換す
るＡ／Ｄ変換器と、このＡ／Ｄ変換器の出力信号に基づ
いて車両の速度を車軸ごとに求める車両速度検出手段と
、この車両速度検出手段の出力信号によって前記フィル
タ手段における妨害波形除去のための遮断周波数を速度
に応じて逐次変化させる遮断周波数設定手段とを備え、
前記フィルタ手段を前記速度に対応してその遮断周波数
が変化するディジタルフィルタとして構成したものであ
る。

〔作　用〕

上記構成によれば、輪重を測定しようとする車輪ごとに
車両の速度を測定することができるので、各輪重信号に
対して妨害波形を除去するために設定される遮断周波数
が速度に応じて常に適切に設定される。

〔実施例〕

以下に本発明の実施例を添付図面に基づいて説明する。

第１図は、輪重の副室状態と本発明に係る輪重測定装置
の回路構成を示す。

同図において、１は測定対象である車両の１つの車輪を
示し、この車輪１は測定用レール２上を入方向に進行す
る。レール２は、左右一対のものであるが１図中手前側
の一方のレールのみを示している＊　３ａ　、３ｂ　、
３ｃ　、３ｄはレール２を支える枕木であり、これらの
枕木は等間隔で配置されている。４ａ　＋　４ｂと５ａ
　、５ｂとはそれぞれ２個で１組となった輪重検出器で
、この輪重検出器４ａ　、４ｂは、枕木３ａ　、３ｂの
間において。

輪重検出器５ａ　、５ｂは枕木３ｃ　、３ｄとの間にお
いてレール２の中立軸に穿設されたテーパ穴に嵌入され
、該レール２の剪断ひずみを検出し得るように配設され
ている。この場合、輪重検出器４ａ　、４ｂはそれぞれ
枕木３ａ　、３ｂから等距離の位置にあり、５ａ　、５
ｂはそれぞれ枕木３ｃ　。

３ｄから等距離の位置にある。このようなレール２にお
ける輪重検出器４ａ　、４ｂおよび５ａ　。

５ｂの配設は他方のレールにおいても、前述した同じ位
置関係にて同様に行われる。

６ａ　、６ｂは接続箱で、この接続箱６ａ　、　６ｂは
、上記輪重検出器４ａ　、４ｂおよび５ａ　、　５ｃを
もって支知のブリッジ回路を形成するものであり、それ
ぞれ輪重検出器４ａ　、４ｂと５ａ　、　５ｂが配設さ
れたレール部分の剪断歪の差を出力する。

接続箱６ａ　、６ｂの各出力は対応する増幅器７ａ　。

７ｂに各別に与えられ、増幅器７ａ　、７ｂは、輪重に
対応して生じる前記剪断ひずみの差に比例したひずみ出
力を出力する。

尚、上記において輪重検出器の組は左右のレールについ
て２組としたが、この数に限定されるものではなく必要
に応じて任意の数の組を配設することができる。

輪重検出器の各組の増幅器７ａ　、７ｂの出力はマルチ
プレクサ８により所定の順序とタイミングで切換えられ
てＡ／Ｄ変換器９に入力される。Ａ／Ｄ変換器９は、そ
の前段部に増幅器７ａ　、　７ｂから与えられる出力信
号を所定の時間間隔でサンプリングするサンプルホール
ド回路を備え、このサンプルホールド回路でサンプリン
グしたアナログ値を対応するディジタル値に変換する。

　Ａ／Ｄ変換器９で得られたディジタル値は、次段の信
号処理回路１０に供給される。この信号処理回路１０は
、マイクロコンピュータ等の演算機能を有した回路によ
って構成される車輪１の輪重を検出するための装置であ
り、車両速度検出機能とノイズとして作用する妨害波形
を除去するディジタルフィルタ機能とを少なくとも含み
、車両速度検出機能によりＡ／Ｄ変換器９から与えられ
る信号に基づき車輪１の速度を計算し、この速度を基準
にしてディジタルフィルタ機能における遮断周波数を変
化させ、正確な輪重を決定し出力するものである。

信号処理回路１０の出力信号は、例えばプリンタ、デイ
スプレィ装置等の出力装置１１に供給され、ここでデー
タの記録、表示がなされる。輪重に関するデータは、輪
重検出器の組（４ａと４ｂの組、５ａと５ｂの組）ごと
に出力される。

第２図と第３図を参照して前記の信号処理回路１０の構
成についてさらに詳述する。

第２図において、信号処理回路１ｏは、その回路要素と
して、Ａ／Ｄ変換器９の出力信号を受ける入力部２０．
車両速度および輪重等を求める制御演算部２１．得られ
た輪重信号を出力する出力部２２．記憶手段としてのＲ
ＡＭ２３およびＲＯＭ２４を含んでいる。ＲＡＭ２３に
は、制御・演算部２１で求められた各種データが蓄えら
れる。

ＲＯＭ２４には、制御・演算部２１で実行される後述す
るようなプログラムが用意されている。

上記のような電気的回路構成を有する信号処理回路１０
を機能的に示すと第３図のようになる。

第３図に示される各機能ブロック部分は、前述したＲＯ
Ｍ２４に用意されるプログラムによって実現されるもの
である。Ａ／Ｄ変換器９の出力信号は、車両速度検出手
段３０と妨害波形除去ディジタルフィルタ手段３１に与
えられる。妨害波形除去ディジタルフィルタ手段３１は
、遮断周波数を任意に変化させることができる。３２は
遮断周波数設定手段であり、車両速度検出手段３０の出
力する車両速度情報に基づいて妨害波形除去ディジタル
フィルタ手段３１の遮断周波数を変化させる。

この作用によって妨害波形除去ディジタルフィルタ３１
において妨害波形を排除した輪重を求めるための波形を
得ることができる。そしてこの波形により輪重決定手段
３３において正確な輪重を求める。

次に第４図、第５図、第６図に示される輪重波形図を参
照して上記回路構成の作用を説明する。

第４図は、妨害波形が含まれていない波形で５輪重検出
器４ａ　、４ｂおよび５ａ　、５ｂの検出作用と接続箱
６ａ　、６ｂの信号合成作用によってマルチプレクサ８
の出力端において得られる輪重波形である。この輪重波
形において示したｔは車輪１が一対の輪重検出器４ａ〜
４ｂ間および５８〜５ｈ間を移動する時間であり、ｐは
車輪１に関する輪重値を表している。

第５図に示された波形は、正常な波形上に妨害波形４０
が生じている。この妨害波形は、車輪１の踏面にフラッ
ト摩耗が発生しているときに現われる。この場合、輪重
値がｐ′となり正しい輪重値Ｐを得ることができなくな
る。

前記構成を有する輪重測定装置では、検出波形に対して
Ａ／Ｄ変換器９で第６図に示されるようなサンプリング
が施される。このサンプリングによって得られた検出波
形の各ディジタル値は、信号処理回路１ｏに入力される
。信号処理回路１０は、車輪１によって時間的に差をも
って輪重検出器４ａ〜４ｂおよび５８〜５ｂで発生する
輪重波形が所定レベルを越える（立上る）時点の時間差
から車輪１の速度を測定し、検出する。この検出は、信
号処理回路１０の車両速度検出手段３０において行われ
、この検出された速度は輪重を検出しようとする車軸そ
のものの速度である。

車軸１の輪重値については原理的には第４図に示される
輪重波形の最大値Ｐを取り出せば、その値カ求める輪重
値になる。しかし、一般にはフラット摩耗部分が存在す
ることを前提とし、この場合には既に第５図で説明した
ように輪重波形に衝撃波形４０が重畳される。そこで、
この衝撃波形４０を除去するため信号処理回路１０にお
いて移動平均処理を行う、すなわち、マルチプレクサ８
の出力端に得られるアナログ輪重波形をＡ／Ｄ変換器９
で第６図に示されるようにサンプリングし、これによっ
て得られたサンプリングディジタルデータを１個ずつず
らせながら一定個数を平均化する移動平均処理を行う、
この処理によって第６図中点線で示されるような輪重デ
ータを得ることができる。この輪重データは、妨害波形
の影響を受けることはない、このように信号処理回路１
０は、ディジタルフィルタ機能（妨害波形除去ディジタ
ルフィルタ手段３１）を有している。そしてその後、得
られた輪重データに基づき上記輪重決定手段３３におい
て車軸２の輪重を正確に決定する。

前記において、ディジタルフィルタ機能は、すべての輪
重波形に対して働く、従って、車両速度が途中で高くな
った場合には、輪重波形の幅りが小さくなり、移動平均
個数ｎ（第６図に示す）が一定であると、輪重値は小さ
くなる。そこで、輪重検出器４８〜４ｂと５ａ〜５ｂの
２点間の車両速度を計測し、移動平均個数を速度に併せ
て変化させるように構成している。この機能が実質的に
第３図に示した妨害波形ディジタルフィルタ手段３１に
対する遮断周波数設定手段３２を構成する。

〔発明の効果〕

本発明によれば、車両の輪重測定装置において、輪重信
号に対して妨害波形を除去するためのフィルタの遮断周
波数を、輪重を測定しようとする車輪ごとの車両速度に
応じて適切に設定することができるため、車軸フラット
の存在する車軸であっても常に正確な輪重値を測定する
ことができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は１本発明に係る輪重測定装置のブロック図、第
２図は、信号処理回路の具体的な構成図、第３図は、信
号処理回路を機能的に示したブロック回路図、第４図は
、正常な輪重波形図、第５図は、衝撃波形が重畳された
輪重波形図、第６図は、輪重波形をサンプリングする状
態を示す波形図である。 １・・・・・・車輪。 ２・・・・・・レール（軌道）。 ３ａ　、　３ｂ　、　３ｃ　、　３ｄ　−枕木。 ４ａ　、　４ｂ　、　５ａ　、　５ｂ　・・−・輪重検
出器、６ａ　、６ｂ・・・・・・接続箱、 ７ａ　、７ｂ・・・・・・増幅器、 ８・・・・・・マルチプレクサ。 ９・・・・・・Ａ／Ｄ変換器。 １０・・・・・・信号処理回路、 １１・・・・・・出力装置。 ２１・・・・・・制御演算部。 ２３・・・・・・ＲＡＭ。 ２４・・・・・・ＲＯＭ。 ３０・・・・・・車両速度検出手段。 ３１・・・・・・妨害波形除去ディジタルフィルタ手段
、３２・・・・・・遮断周波数設定手段。 ３３・・・・・・輪重決定手段。 実用新案登録出願人　株式会社共和電業゛”、　−ｒ：
１

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）軌道上を走行する車両の輪重を検出するための輪
   重検出器と、この輪重検出器の出力信号から妨害波形を
   除去するフィルタ手段と、妨害波形が除去された前記出
   力信号から輪重値を求める輪重決定手段を備える車両の
   輪重測定装置において、前記輪重検出器のアナログ出力
   信号をディジタル値に変換するＡ／Ｄ変換器と、このＡ
   ／Ｄ変換器の出力信号に基づいて前記車両の速度を車輪
   ごとに求める車両速度検出手段と、この車両速度検出手
   段の出力信号によって前記フィルタ手段における妨害波
   形除去のための遮断周波数を速度に応じて逐次変化させ
   る遮断周波数設定手段を備え、前記フィルタ手段を前記
   速度に対応してその遮断周波数が変化するディジタルフ
   ィルタとして構成したことを特徴とする車両の輪重測定
   装置。