JPH0242410B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、車輪のフラツト摩耗等の検出装置に
係り、さらに詳しくは鉄道車両用車輪に発生した
フラツト摩耗および剥離を車両の走行中に検出す
る装置に関するものである。

走行中の鉄道車両にブレーキをかけて該車両を
停止させる場合において、該車輪に作用するブレ
ーキ力が強すぎ、車輪とレールの間の粘着限界力
（粘着係数と輪重の積）に比し過大となると、車
輪の回転が停止されたまま車両が進行するいわゆ
る滑走状態を生ずる。このとき該車輪には踏面円
周の接線に平行なフラツト摩耗を生ずる。また、
踏面ブレーキによつて加熱されて踏面表層組織が
脆くなつて剥離を生ずることもある。このように
してフラツト摩耗を生じた車輪がレール上を転動
すると、フラツト摩耗部がレールに接する瞬間に
レールに衝撃を与える。その結果レールや枕木に
損傷を与え、また車体に振動が生じ乗客には不快
感を与え、さらには鉄道沿線の住民に対し不快な
騒音、振動を与えて騒音、振動公害といわれるよ
うな社会問題を惹起することになる。従つて、こ
のような車輪踏面の異常摩耗は、早期に発見し適
宜処置を施さねばならない。

このような車輪踏面のフラツトや剥離などの異
常摩耗を検出する装置としては従来からいくつか
の方式が提案されているが、その一つの方式とし
て特公昭53−31736号公報に開示された車輪のフ
ラツト摩耗検知方式がある。この従来方式は、レ
ールの長手方向に、車輪円周の1/2の長さと等し
い距離を有する２つの測定区間を、車輪円周の長
さと等しい距離をおいて設定し、前記各々の測定
区間の両端に車輪検知器を、さらに該測定区間の
中央位置と両端に外接して振動検知素子をそれぞ
れ配置し、前記振動検知素子で検知されたフラツ
ト摩耗による衝撃振動の信号と車輪検知器の信号
を処理装置に導いてその衝撃振動が各々の検出素
子に到達する時刻の差と、車輪検知器からの信号
とでフラツト摩耗による衝撃振動の発生位置の判
定を行つて、フラツト摩耗を有する車輪を検出
し、さらに測定区間の中央に取り付けた衝撃振動
検知素子の信号によつて、フラツト摩耗の大きさ
の判定を行ない２つの測定区間を加えて車輪全周
を測定するようになつている。

しかしながら、上記従来方式は、少なくとも６
つの振動検知素子、４つの車輪検知器が必要であ
るためそれら検知素子等が高価につき、また、少
なくとも３つの振動検知素子の出力発生順序と、
隣り合つた２つの振動検出素子の出力発生時刻を
判断し、さらに２つの車輪検知器の信号で測定区
間に車輪が入つていることを判断してフラツト摩
耗を有する車輪の判別を行なつているため極めて
複雑で高価な処理装置を要し、さらにまた検知素
子等の設置作業が煩瑣となるという難点があるほ
か、設定値とは異なる車輪直径の車両に対しては
測定不能範囲が生ずるという大きな問題があつ
た。

このような問題に対処すべく提案されたものと
して特公昭56−6695号がある。この後者の従来装
置は、レールの長手方向に沿つて非測定区間をは
さんで、２つの測定区間を設定し、前記測定区間
において車輪のフラツト摩耗による衝撃振動を検
知するものにおいて、前記非測定区間の長さを最
小直径の車輪周にほぼ等しく設定し、前記非測定
区間と２つの測定区間を加えた全長を最大直径の
車輪周の２倍に設定してなるものである。

しかしながら、この後者の従来装置において
は、車輪直径が異なつても測定不能範囲を生ぜし
めないという点では有効であるが、上記前者の従
来方式にみられる難点はそのまま残されており、
またノイズの影響を受け易く誤検出をし易いとい
う欠点もある。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもの
で、その第１の目的は、簡単且つ安価な構成で、
車輪のフラツトの存在を確実に検出し得ると共に
そのフラツトが存在する台車または車両を正確に
特定し得る車輪のフラツト摩耗等の検出装置を提
供することにあり、 また、本発明の第２の目的は、簡単且つ安価な
構成で、車輪に生じた剥離の存在を判定し得ると
共にその剥離が存在している台車または車両を特
定し得る車輪のフラツト摩耗等の検出装置を提供
することにある。

特許請求の範囲第１項に記載の発明の特徴とす
るところは、上記第１の目的を達成するために、
レール近傍に設けられた１つの車輪検知器と、こ
の車輪検知器に対し隣接車両間の最短軸距離の1/
２の距離だけレールの長手方向に離隔して車両進
行方向前方のレールに設けられた１つの衝撃振動
検知素子と、前記車輪検知器により検出されたす
べての車輪信号またはこれらの車輪信号のうち機
関車の車輪等特定の車輪によつて発生する車輪信
号を除くその他の車輪信号を選択して送出する列
車選択回路と、この列車選択回路から出力される
第１番目の車輪信号を受けた時点から第３番目の
車輪信号を受けた時点までの間第１番目の台車信
号を生成し、前記第３番目の車輪信号を受けた後
僅かな遅延時間が経過した時点から第５番目の車
輪信号を受けた時点までの間第２番目の台車信号
を生成し、以降同様にして第３番目以降の台車信
号を順次生成し、一方前記２つの台車信号を受け
る毎に１つの車両信号を生成する整形回路と、こ
の整形回路からの信号を受けて台車計数を行なう
か車両計数を行なうかを選択する車種選択回路
と、この車種選択回路によつて選択される台車信
号または車両信号を計数する計数回路と、前記整
形回路より各台車信号が出力されている間におけ
る前記衝撃振動検知素子により検知され適宜増幅
された衝撃振動振幅のピーク値を保持し且つ出力
するピークホールド回路と、このピークホールド
回路から出力される出力信号が所定の基準値を超
えたときフラツト信号を出力する少なくとも１つ
の比較器と、この比較器から前記フラツト信号を
受けたときその時点における台車順位数値または
車両順位数値および台車信号を出力するゲート回
路とを具備し、前記ゲート回路の出力から、該フ
ラツト摩耗の存在を判定するとともに該フラツト
摩耗が存在している台車または車両を特定するよ
うに構成したことにある。

また、特許請求の範囲第２項に記載の発明の特
徴とするところは、上記第２の目的を達成するた
めに、レール近傍に設けられた１つの車輪検知器
と、この車輪検知器に対し隣接車両間の最短軸距
離の1/2の距離だけレールの長手方向に離隔して
車両進行方向前方のレールに設けられた１つの衝
撃振動検知素子と、前記車輪検知器により検出さ
れたすべての車輪信号またはこれらの車輪信号の
うち機関車の車輪等特定の車輪によつて発生する
車輪信号を除くその他の車輪信号を選択して出力
する列車選択回路と、この列車選択回路から出力
される第１番目の車輪信号を受けた時点から第３
番目の車輪信号を受けた時点までの間第１番目の
台車信号を生成し、前記第３番目の車輪信号を受
けた後僅かな遅延時間が経過した時点から第５番
目の車輪信号を受けた時点までの間第２番目の台
車信号を生成し、以降同様にして第３番目以降の
台車信号を順次生成し、一方前記２つの台車信号
を受ける毎に１つの車両信号を生成する整形回路
と、この整形回路からの信号を受けて台車計数を
行なうか車両計数を行なうかを選択する車種選択
回路と、この車種選択回路によつて選択される台
車信号または車両信号を計数する計数回路と、適
宜に増幅された衝撃振動検知素子の衝撃振動信号
を受け車輪踏面に生じている剥離が原因で生じる
短かい間隔で繰り返し連続して現われる信号を積
分して電圧に変換する積分器と、この積分器およ
び前記整形回路の出力をともに受け、その整形回
路から台車信号を受けている間の前記積分器の出
力電圧を保持するピークホールド回路と、このピ
ークホールド回路で保持された電圧値が予め車両
速度と剥離長さとによつて決められた予定電圧を
越えるとき剥離信号を出力する比較器と、この比
較器から前記剥離信号を受けたときその時点にお
ける台車順位数値または車両順位数値および台車
信号を出力するゲート回路とを具備し、前記ゲー
ト回路出力から車輪の剥離の存在を判定すると共
に剥離が存在している台車または車両を特定する
ように構成したことにある。

以下、本発明の実施例について図面を参照しつ
つ詳細に説明する。

第１図は、本発明の要部である車輪検知器と衝
撃振動検知素子（以下これらを総称して検知部と
いう）のレール上の配置構成例を示す配置図であ
る。

同図において１はいわゆるボギー車と称される
鉄道車両で、１車両につき前後２つの台車２（前
台車２ａ、後台車２ｂ）を有し、各台車２はそれ
ぞれ２つずつの車輪３によつて支えられており、
その車輪３は、レール４上を転動する。５はレー
ル４の長手方向に沿つて設置された例えば投光器
と受光器とからなる光学センサ、あるいは磁気セ
ンサなどの手段を用いた車輪検知器、６は車輪検
知器５に対し隣接車両１，１間の最短軸距離Ｌの
１／２の距離だけレール４の長手方向に離隔して、
車両進行方向前方のレール４に設置された加速度
計などの衝撃振動検知素子である。

第２図は、本発明の一実施例の回路構成を示す
ブロツク図である。

同図において、７は車輪検知器５の出力信号を
波形整形し且つ増幅する増幅器、８は列車の編成
によつて特定の車輪例えば機関車の車輪によつて
発する車輪信号を除きその他の車輪信号を出力側
に接続された整形回路９に選択的に印加するため
の列車選択回路、９は、列車選択回路８より送出
される車輪信号を受けて一定振幅の電圧波形であ
る台車信号と車両信号を生成する整形回路であつ
て、車輪信号との関係は第３図に示す如くであ
る。すなわち、本実施例の整形回路９は、車輪３
が転動して車輪信号が列車の先頭から順次３個発
生したとき１台車となるように、第１番目の車輪
信号によりＨ（ハイレベル）となり第３番目の車
輪信号によりＬ（ローレベル）となる第１番目の
台車信号を生成し、この第３番目の車輪信号の発
生時点よりごく僅かな一定時間ｄだけ遅れて再び
Ｈとなり第５番目の車輪信号でＬとなる第２番目
の台車信号を生成し、以下同様にして第３番目以
降の台車信号を順次生成し、一方、このようにし
て形成された台車信号を２個受ける毎に１つの車
両信号を生成するように回路構成されている。こ
こで、車両の軸数は、偶数であるため、一列車の
最終台車が通過した時点では最終の台車信号は終
結しないので、上記整形回路９は、各台車信号発
生時点から一定時間Ｄだけ経過しても台車信号が
終結しないとき自動的に台車信号を終結せしめる
ように構成されている。１０は、整形回路９から
の信号を受けて台車計数を行なうか車両計数を行
なうかを適宜スイツチによつて選択するための車
種選択回路であつて、例えば通常の長距離旅客列
車および電車の車両は第１図示の如くボギー台車
２台で支持されしかも同一車種の編成とされる
が、貨物列車では例えばボギー台車車両と２軸車
とが混合した編成となる場合が多い。従つて、電
車などを対象としたフラツト摩耗の検出において
はスイツチ操作により車両選択をして車両信号を
出力せしめ、一方貨車を対象とした同検出では台
車選択を行ない台車信号を出力せしめる方がフラ
ツト摩耗の生じている箇所を特定する上で都合が
よい。１１は上記車種選択回路１０によつて選択
され出力される台車信号または車両信号を計数す
る計数回路である。

１２は増幅器で、衝撃振動検知素子６の出力、
つまりレールに加わる衝撃力によつて生じた衝撃
振動電圧を増幅するものであり、１３は所定期間
中のピーク値を保持するピークホールド回路であ
つて、この例の場合、上記増幅器１２および整形
回路９の出力を入力として受けるように回路接続
され、整形回路９から印加される台車信号がＨで
ある間すなわち、一台車が衝撃振動検知素子６の
上を通過する前後の間Ｈとなる台車信号によつて
増幅器１２から印加される衝撃振動振幅のピーク
値を保持するように構成されている。１４および
１５は、それぞれピークホールド回路１３の出力
を受け、その出力信号を所定の基準値と比較する
それぞれ比較器であり、この例の場合、一方の比
較器１４は、フラツトの大きさが大相当（例え
ば、フラツトの長さが約50mm位を想定）以上の衝
撃振動が発生したときに動作して出力信号が現れ
るように調整され、他方の比較器１５は、フラツ
トの大きさが小相当（例えばフラツトの長さが約
20mm位を想定）以上の場合に動作し出力信号が現
れるように調整されている。ここで、上記比較器
１４および１５から出力される出力信号を、フラ
ツト信号と称することとする。１６は選択回路
で、比較器１４および１５の出力をともに受け、
その両方から出力信号を受けたとき、すなわちフ
ラツトの大きさが大相当の場合は比較器１４の出
力を優先して送出し、比較器１５のみから出力信
号を受けたとき、すなわちフラツトの大きさが小
相当の場合には比較器１５の出力信号を送出し、
比較器１４および１５の出力がともに所定値以下
すなわち、フラツトの長さが小相当に満たない場
合には出力信号を送出しないように回路構成され
ている。

１７は、増幅器１２によつて増幅された衝撃振
動信号を受け、その信号のうち振幅が小さくて短
かい間隔で繰り返し連続して現れる信号すなわち
車輪踏面に生じている剥離が原因で生じる信号を
積分し電圧に変換する積分器、１８はこの積分器
１７および整形回路９の出力をともに受け、その
整形回路９から印加される台車信号で制御されそ
の台車信号がＨである間、すなわち一台車が衝撃
振動検知素子６の上を通過する前後の間における
積分器１７の出力電圧のピーク値を保持するピー
クホールド回路、１９はピークホールド回路１８
で保持された電圧値と、予め車両速度と剥離長さ
とによつて決められた所定電圧値とを比較し、上
記電圧値が所定電圧値を超えるとき剥離信号を出
力する比較器である。

２０はゲート回路で、その入力端に計数回路１
１、選択回路１６および比較器１９の出力端がそ
れぞれ接続されており、選択回路１６または比較
器１９の信号が存在するとき、その時点における
台車順位数値または車両順位数値および前台車あ
るいは後台車の信号をその出力端に接続されたプ
リンタ２１へ印加すると同時に車輪踏面の異常摩
耗の状態に対応した信号すなわち選択回路１６ま
たは比較器１９の信号をもプリンタ２１へ導くよ
うに回路構成されている。プリンタ２１はゲート
回路２０から印加される信号に基づき台車順位ま
たは車両順位および前後台車別記号とさらに車輪
踏面のフラツトの大小または剥離に対応した記号
をプリントアウトするものである。

なお、ここで便宜上車輪検知器５および衝撃振
動検知素子６を検知部Ｓ、増幅器７からゲート回
路２０までを処理部Ｒ、プリンタ２１を出力部Ｏ
と称することとする。

次に、上記構成よりなる実施例の動作につき説
明する。

第１図において、左方より右方に向つて進行す
る列車における、先頭車両１の車輪３が検知部Ｓ
の１つである車輪検知器５に到達すると、その車
輪検知器５の信号によつて増幅器７より第３図ａ
に示す如く幅狭の矩形波状の信号が出力され、さ
らに車両１が進行し２番目の車輪３が車輪検知器
５に到達すると同様にして車輪信号が生成され、
これで一車両の前台車２ａに支えられた２つの車
輪３が該検知器５を通過したことになる。このよ
うにして増幅器７から第３図ａに示すような車輪
信号が次々と生成されこれが列車選択回路８へ印
加されると、この列車選択回路８において、予め
設定されたところに従い例えば、編成車両がボギ
ー車両である場合は、全ての車両の車輪信号が整
形回路９へと送出されるが、例えば貨物列車では
機関車車輪（６輪または８輪）分を除いた車輪信
号が整形回路９へと送出される。この列車選択回
路８を用いるのは、フラツト摩耗検出時と車両検
修時において、車両編成が異なるため、フラツト
摩耗の生じた車両を特定する場合に不都合がある
からである。すなわち、台車信号は先頭車両から
順に生成される訳であるが、例えば、長距離旅客
列車および貨物列車では機関車に牽引されてお
り、従つて先頭の機関車車輪によつても車輪信号
を生じまた台車信号を生ずる。しかし車両検修時
点においては機関車は切離されているので計数さ
れた台車順位は狂うことになり、フラツトなどの
補修処理を行なう場合に不都合である。そのた
め、検出部Ｓの設置箇所によつては機関車車輪を
除いた検修対象車両のみの台車計数または車両計
数をする必要がある。そこで、本実施例の列車選
択回路８では、列車の先頭から機関車の車輪分の
車輪信号を整形回路９に送出せず、その後の車輪
信号だけを整形回路９に印加するようにしたもの
である。このように機関車車輪を除去するかしな
いかは検出部Ｓの設置された線区によつて適宜列
車選択回路８のスイツチなどにより設定される。
この列車選択回路８の出力信号は、第３図ａに示
す如くであり、この車輪信号に基づき、整形回路
９で第３図ｂに示す如き一定振幅の電圧波形であ
る台車信号と同図ｃに示す如き車両信号が形成さ
れる。これら台車信号および車両信号はともに車
種選択回路１０に印加されるが、ここで列車編成
に応じて、いずれか一方の信号のみを次の計数回
路１１に導くようスイツチ等の手段により選択さ
れる。すなわち、上述したように例えば列車編成
が、貨物列車の場合台車選択が行なわれ、また、
長距離列車および電車の場合車両選択が行なわ
れ、これによつて、台車信号または車両信号のい
ずれかが計数回路１１へ印加される。

一方、衝撃振動検知素子６により検出された衝
撃振動信号（フラツト信号）は、増幅器１２によ
り増幅されピークホールド回路１３に導かれる。
このピークホールド回路１３では、整形回路９よ
り入力される台車信号がＨである間、すなわち、
一台車が衝撃振動検知素子３の上を通過する前後
の間Ｈとなる台車信号によつて衝撃振幅のピーク
値を保持し、次の比較器１４，１５に上記ピーク
値を印加する。比較器１４でフラツトの程度が大
であるか否か、比較器１５でフラツトの程度が小
であるか否かが判別され、フラツトが大の場合、
比較器１４と１５の出力に同時に信号が現れ、フ
ラツト小の場合、比較器１５の出力に信号が現れ
る。これら比較器１４，１５の出力を受ける選択
回路１６では、比較器１４，１５からともに出力
信号が与えられたとき比較器１４の出力を優先さ
せて出力するように動作する。すなわち、フラツ
トの大きさ大、または小相当の信号をゲート回路
２０へと送出する。

さらに、衝撃振動検知素子６では、車輪踏面に
生じている剥離の影響によつて生ずる振動振幅が
小さく短かい間隔で繰り返し連続して現れる衝撃
振動をも検知する。この検知素子６によつて検知
された衝撃振動信号は、上述した比較器１５では
振幅レベルが低いため捕捉されないが、積分器１
７によつて衝撃振動の連続している時間が電圧に
変換される。この積分器１７の出力電圧は、やは
り整形回路９で生成された台車信号に基づきピー
クホールド回路１８によつてホールドされ、車両
速度と剥離長さとによつて予め決められた電圧に
達すると、比較器１９から出力信号が現れ、この
出力信号はゲート回路２０に印加される。

上述のようにして計数回路１１、選択回路１６
および比較器１９により生成された各出力信号
は、ゲート回路２０に印加され、このゲート回路
２０に対し、選択回路１６または比較器１９から
の信号が入力されると、このゲート回路２０は、
その時点における台車順位数値または車両順位数
値および前台車あるいは後台車の信号をプリンタ
２１へ導き、同時に車輪踏面の異常摩耗の状態に
対応した信号、すなわち、選択回路１６からのフ
ラツト信号、比較器１９からの剥離信号をもプリ
ンタ２１へ導く。そして、プリンタ２１によつて
台車順位または車両順位および前後台車別記号、
さらに車輪踏面のフラツトの大小または剥離に対
応した記号をプリントアウトする。

ここで、上記のように構成された検知部Ｓおよ
び処理部Ｒのうち、車輪検知器５、衝撃振動検知
素子６、整形回路９およびピークホールド回路１
３の相互の関係を補足して説明する。

第１図において車両１がレール４上を左方から
右方へ移動し、先頭車両１の前台車２ａの前方の
車輪３が車輪検知器５上に達すると、第１番目の
車輪信号が列車選択回路８を介して整形回路９に
入力される。その後、車両１がさらに進行して車
輪検知器５上に、前台車２ａの後方の車輪３およ
び後台車２ｂの前方の車輪３が順次達し、整形回
路９に第２番目の車輪信号および第３番目の車輪
信号が順次入力される。この第１番目の車輪信号
の発生時点から第３番目の車輪信号の発生時点ま
での間、第１番目の台車信号が整形回路９によつ
て生成される。この第１番目の台車信号が入力さ
れると、ピークホールド回路１３は、この第１番
目の台車信号が入力されている間、衝撃振動検知
素子６により検知された増幅器１２により適宜増
幅された衝撃振動振幅のピーク値を保持し且つ出
力する。

このとき、整形回路９は、後台車２ｂの前方の
車輪３が、衝撃振動検知素子６よりＬ／２だけ手
前に設置された車輪検知器５の位置に達した時点
で第１番目の台車信号を消失させるから、第１番
目の台車信号発生中に、後台車２ｂの前方の車輪
３によりフラツト衝撃等を誤検出することは実質
的にはない。

何となれば、仮に後台車２ｂの前方の車輪３に
フラツト等が存在していたとしても、その振動
は、フラツト等の衝撃を受けたレール４上の部位
から離れるに従つて急激に減衰し、当該部位から
Ｌ／２以上離れたレール４上に設置された衝撃振
動検知素子６に至つては、その振動レベルは、フ
ラツト衝撃としては実質的に問題にならない程度
のものとなるからである。

同様に、先頭車両１の後台車２ｂの前方の車輪
３が車輪検知器５上に達した後ごく僅かな一定時
間ｄが経過した時点から第２番目の台車信号が整
形回路９で生成され、後台車２ｂの後方の車輪３
が通過し、さらに２両目の車両１の前台車２ａの
前方の車輪３が車輪検知器５上に達し第５番目の
車輪信号が整形回路９に入力された時点で第２番
目の台車信号が終了する。従つて、２両目の車両
１の前台車２ａの前方の車輪３が、車輪検知器５
が設置された地点まで進行しても、未だ衝撃振動
検知素子６との距離は、Ｌ／２だけ離れているか
ら、上述したように第２番目の台車信号発生中の
衝撃振動等の検出値に次の車両１の前台車２ａの
前方の車輪３のフラツト等が影響を与えることは
実質的にはない。

そして、このようにして、フラツト等の生じた
車輪を有する台車２が検知部Ｓ上を通過中は、上
述した如く台車信号（Ｈレベル）が出力されてお
り、このとき生じる衝撃振動信号は、当該台車２
にフラツトありとして、比較器１４，１５が判定
し、フラツトの大きさに対応した信号をプリンタ
２１に印字するように構成してあるので、フラツ
トがどの台車に属する車輪から発生したかを特定
することができる。

ところで、仮に第１図における先頭車両１の後
台車２ｂの後方の車輪３に大きなフラツトが存在
し、そして２両目の車両１の前台車２ａの前方の
車輪３に小さなフラツトが存在しているような場
合において、当該先頭車両１の後台車２ｂの後方
の車輪３の大きなフラツトの衝撃振動が、２両目
の車両１の前台車２ａの台車信号発生中の衝撃振
動等の検出値に与える影響について説明する。

この場合、２両目の車両１の前台車２ａの前方
の車輪３が車輪検知器５上に到達した直後の第３
の台車信号が立上つた時点で、先頭車両１の後台
車２ｂの後方の車輪３の大きなフラツトが偶然に
レール４に衝撃を与えたとすると、２両目の車両
１の前台車２ａの前方の車輪３に小さなフラツト
が２つある如く判定される場合が非常に少ない確
率ながらあり得る。

しかしながら、この場合も、以下の３つの理由
により実質的な問題は生じない。

その理由の第１は、車輪の１個所に形成された
大きなタイヤフラツトの部分がレール４上に接す
る時点と、台車信号の立上り時点または立下り時
点とが偶然に一致する確率は非常に小さく、従つ
て、上記の例の殆んどの場合、第３の台車信号が
立上つた時点からある程度遅れた時点で後台車２
ｂの後方の車輪３に存在する大きなフラツトがレ
ール４と接することとなり、この時点ではこの大
きなフラツトがレール４と接する部分は、衝撃振
動検知素子６に対しＬ／２より離れてしまつてい
るので、その大きなフラツトによる衝撃振動が第
３の台車信号発生中に誤つて判定されることは殆
んどない。

そして、仮に最も厳しい条件として、上記した
ように大きなフラツトがレール４と接する時点
が、台車信号の立上り時点または立下り時点と偶
然に一致したとしても、この大きなフラツトが接
したレール４の部位と衝撃振動検知素子６との距
離は、少なくともＬ／２離れているので、既述し
たように、衝撃振動検知素子６が設置されている
部位に至つては大幅に減衰してしまい、この例の
場合、２両目の車両１の前台車２ａに問題ない程
に小さな２つのフラツトありとして検出されるに
すぎない。

また、第２に、上記例の場合は、先頭車両１の
後台車２ｂの台車信号（第２の台車信号）発生中
に、当該後台車２ｂの後方の車輪３に存在する大
きなフラツトによる衝撃振動は、衝撃振動検知素
子６により大きなレベルで検出され、比較器１４
によりフラツトありとして明確に判定されるの
で、フラツトがある場合は、その台車を100％捕
捉できることとなるから、問題はない。そして、
２両目の車両１の前台車２ａの台車信号（第３の
信号）発生中に、先頭車両１の後台車２ｂの後方
の車輪３に存在する大きなフラツトによる衝撃振
動が減衰されて検出されたとしても、その検出信
号の発生タイミングと上記第２の台車信号発生中
の発生タイミングとの連続性から、それは先頭車
両１の後台車２ｂの後方の車輪３に存在する大き
なフラツトによるものであると判断することがで
きるので、誤つた判定を回避することは可能であ
る。

第３に、衝撃振動検知素子６の受感範囲または
比較器１４，１５の基準レベルとして、第１図に
おいて車輪検知器５と衝撃振動検知素子６との間
の範囲内とこれを過ぎてほぼ同じ距離の範囲内で
発生した許容値を越えたフラツトによる衝撃振動
のみが捕捉されるように増幅器１２のゲインを調
整するか、上記比較器１４，１５の基準値を調整
することで、上記範囲外の許容値を越えたフラツ
トによる衝撃振動は、フラツトありと判定しない
ように構成することができる。

因に現用の電車（新幹線車両を除く）の車輪径
は86cm（従つて車輪周長は、270cm）で、隣接車
両の最短軸間距離Ｌは、390cmであるので、距離
Ｌだけ進行する間に、車輪は1.44回転することに
なる。ところが、フラツトを検出するためには、
車輪が１回転する間の衝撃振動を測定すれば足り
るわけであるので、受感範囲は、衝撃振動検知素
子６を中心として前後各135cmの範囲で発生した
フラツトのみを検知できればよい。

従つて、車輪検知器５から衝撃振動検知素子６
までの距離（Ｌ／２）＝195cmよりも約30％狭い範
囲のフラツトのみを検知できるように増幅器のゲ
インを落すことができるので、現実的にも誤検出
の問題は生じないのである。

以上の３つの理由から、上記した例の場合の誤
検出の問題は生じないのである。

上述の如く、被測定車両がレール４の測定位置
を通過途中に、車輪踏面にフラツトおよび剥離な
どの異常摩耗を生じた車輪が通過して衝撃をレー
ル４に与えたとき、プリンタ２１は、踏面に異常
摩耗を生じた車輪のある台車位置（または車両）
と異常摩耗の情況をプリントアウトするので、そ
の結果に従つて当該車輪を切削、研磨、交換等適
宜処置を行なうことができる。

なお、本発明は、上述し且つ図面に示した実施
例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱し
ない範囲で適宜変形実施が可能である。

例えば、時計機構を付加し、年月日時分秒、等
の時刻信号をゲート回路２０に印加せしめるよう
に構成してもよい。

また、上述の計数回路、比較器等は低位のいわ
ゆるマイクロコンピユータに置換することも可能
である。

上述したところから明らかなように本実施例に
よれば、車輪検知器５および衝撃振動検知素子６
を各１個用いるだけでよいので、従来の方式に比
べ検知部Ｓの構成が簡単でその分設置作業が簡易
となり、価格を低廉化できる。

また車輪検知器５を１個とすることによつて、
いかなる設置線区でも、どのような車種に対して
も列車選択回路８および／または車種選択回路１
０のスイツチを切換操作するだけで、対応するこ
とができる。従つて、従来装置のように車輪検知
器を複数個用いると、被測定車両の車種が変つた
とき車輪信号パターンが変り、台車判別をするた
めに高級処理機能が必要となるが、本発明のよう
な検出部の配置によれば、処理部が単純な回路構
成にできこの点でも従来の装置に比べ価格の低廉
化を実現できる。

以上詳述したように、特許請求の範囲第１項に
記載の発明によれば、簡単且つ安価な構成で、車
輪のフラツトの存在を確実に検出し得るとともに
そのフラツトが存在する台車または車両を正確に
特定し得る車輪のフラツト摩耗等の検出装置を提
供することができる。

また、特許請求の範囲第２項に記載の発明によ
れば、簡単且つ安価な構成で、車輪に生じた剥離
の存在を判定し得るとともにその剥離が存在して
いる台車または車両を特定し得る車輪のフラツト
摩耗等の検出装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る車輪検知器と衝撃振動検
知素子の配置例を示す配置図、第２図は本発明の
一実施例の回路構成を示すブロツク図、第３図ａ
〜ｃは第２図実施例により得られる波形図で、同
図ａは車輪信号、同図ｂは台車信号、同図ｃは車
両信号の波形をそれぞれ示す。 １……鉄道車両、２……台車、３……車輪、４
……レール、５……車輪検知器、６……衝撃振動
検知素子、７，１２……増幅器、８……列車選択
回路、９……整形回路、１０……車種選択回路、
１１……計数回路、１３，１８……ピークホール
ド回路、１４，１５，１９……比較器、１６……
選択回路、１７……積分器、２０……ゲート回
路、２１……プリンタ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ レール近傍に設けられた１つの車輪検知器
   と、この車輪検知器に対し隣接車両間の最短軸距
   離の1/2の距離だけレールの長手方向に離隔して
   車両進行方向前方のレールに設けられた１つの衝
   撃振動検知素子と、前記車輪検知器により検出さ
   れたすべての車輪信号またはこれらの車輪信号の
   うち機関車の車輪等特定の車輪によつて発生する
   車輪信号を除くその他の車輪信号を選択して送出
   する列車選択回路と、この列車選択回路から出力
   される第１番目の車輪信号を受けた時点から第３
   番目の車輪信号を受けた時点までの間第１番目の
   台車信号を生成し、前記第３番目の車輪信号を受
   けた後僅かな遅延時間が経過した時点から第５番
   目の車輪信号を受けた時点までの間第２番目の台
   車信号を生成し、以降同様にして第３番目以降の
   台車信号を順次生成し、一方前記２つの台車信号
   を受ける毎に１つの車両信号を生成する整形回路
   と、この整形回路からの信号を受けて台車計数を
   行なうか車両計数を行なうかを選択する車種選択
   回路と、この車種選択回路によつて選択される台
   車信号または車両信号を計数する計数回路と、前
   記整形回路より各台車信号が出力されている間に
   おける前記衝撃振動検知素子により検知され適宜
   増幅された衝撃振動振幅のピーク値を保持し且つ
   出力するピークホールド回路と、このピークホー
   ルド回路から出力される出力信号が所定の基準値
   を超えたときフラツト信号を出力する少なくとも
   １つの比較器と、この比較器から前記フラツト信
   号を受けたときその時点における台車順位数値ま
   たは車両順位数値および台車信号を出力するゲー
   ト回路とを具備し、前記ゲート回路の出力から、
   該フラツト摩耗の存在を判定するとともに該フラ
   ツト摩耗が存在している台車または車両を特定す
   るように構成したことを特徴とする車輪のフラツ
   ト摩耗等の検出装置。 ２ レール近傍に設けられた１つの車輪検知器
   と、この車輪検知器に対し隣接車両間の最短軸距
   離の1/2の距離だけレールの長手方向に離隔して
   車両進行方向前方のレールに設けられた１つの衝
   撃振動検知素子と、前記車輪検知器により検出さ
   れたすべての車輪信号またはこれらの車輪信号の
   うち機関車の車輪等特定の車輪によつて発生する
   車輪信号を除くその他の車輪信号を選択して出力
   する列車選択回路と、この列車選択回路から出力
   される第１番目の車輪信号を受けた時点から第３
   番目の車輪信号を受けた時点までの間第１番目の
   台車信号を生成し、前記第３番目の車輪信号を受
   けた後僅かな遅延時間が経過した時点から第５番
   目の車輪信号を受けた時点までの間第２番目の台
   車信号を生成し、以降同様にして第３番目以降の
   台車信号を順次生成し、一方前記２つの台車信号
   を受ける毎に１つの車両信号を生成する整形回路
   と、この整形回路からの信号を受けて台車計数を
   行なうか車両計数を行なうかを選択する車種選択
   回路と、この車種選択回路によつて選択される台
   車信号または車両信号を計数する計数回路と、適
   宜に増幅された衝撃振動検知素子の衝撃振動信号
   を受け車輪踏面に生じている剥離が原因で生じる
   短かい間隔で繰り返し連続して現われる信号を積
   分して電圧に変換する積分器と、この積分器およ
   び前記整形回路の出力をともに受け、その整形回
   路から台車信号を受けている間の前記積分器の出
   力電圧を保持するピークホールド回路と、このピ
   ークホールド回路で保持された電圧値が予め車両
   速度と剥離長さとによつて決められた予定電圧を
   越えるとき剥離信号を出力する比較器と、この比
   較器から前記剥離信号を受けたときその時点にお
   ける台車順位数値または車両順位数値および台車
   信号を出力するゲート回路とを具備し、前記ゲー
   ト回路出力から車輪の剥離の存在を判定すると共
   に剥離が存在している台車または車両を特定する
   ように構成したことを特徴とする車輪のフラツト
   摩耗等の検出装置。