JPH0543259B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は人が乗車する車輌の振動を検出する鉄
道車輌の動揺検出装置に係り、特に、乗り心地を
左右する鉄道車輌の動揺を検出するのに適した鉄
道車輌と動揺検出装置に関するものである。

〔従来の技術〕

鉄道車輌の車体の直線振動には前後振動、左右
振動、上下振動とがあり、各振動共に車体が剛体
として運動し、主として台車構造に依存する５Hz
以下の振動と、車体が弾性体として運動すること
に依存する６Hz以上の振動とに大別され、前者を
動揺、後者をビビリと称している。

ところで、従来、これらの振動の検出は発車
時、停車時およびポイント通過時等において発生
する過渡的な加速度増加と、一定速度における走
行時に発生する異常振動との識別が困難であるこ
とから、常時検出は行われておらず、定期的（例
えば車輌の走行距離が７万Kmに達した時）あるい
は体感検知による異常振動発生時に、いわゆる振
動加速度測定器を車輌内に持ち込み、その測定器
による測定結果を解析することでのみ、振動を発
生させる車体の損傷あるいはレールの損傷等の有
無を判断していた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで、上述した従来の動揺検出方法にあつ
ては、定期的あるいは体感検知による異常振動発
生時に、振動加速度測定器を車輌内に持ち込むこ
とにより行うものであるから、例えば、或る時点
からの加速時の増加検知による台車、車体等の損
傷、劣化の早期発見およびレールの損傷状態の把
握等に対し、事後保全的な域を脱し得なかつた。

勿論、上述のような振動加速度測定器を車輌に
常時搭載しておいて車輌の振動を常時監視するよ
うにすることも考えらえるが、既存の測定器は非
常に高価で実用不可能である。

よつて本発明は、上述した従来の問題点に鑑
み、台車、車体等の損傷、劣化の早期発見および
レールの損傷状態の把握を早期に行うことができ
るように、車輌に常時搭載するのに適した安価な
鉄道車輌の動揺検出装置を提供することを目的と
している。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的を達成するため本発明により成された
鉄道車輌の動揺検出装置は、鉄道車輌に設置され
鉄道車輌の少なくとも左右振動を検出する加速度
検出器と、該加速度検出器の出力信号を乗り心地
係数の異なる複数の周波数成分に分離する複数の
フイルタと、該複数のフイルタの出力信号をそれ
ぞれ全波整流する複数の全波整流器と、該複数の
全波整流器の出力信号のピーク値と前記乗り心地
係数の異なる周波数に対して予め設定した設定値
とをそれぞれ比較し、ピーク値が設定値を越えた
ときパルス信号を出力する複数の比較器と、該複
数の比較器の各々からのパルス信号をそれぞれ計
数すると共に周期的にそれぞれリセツトされ、計
数値が所定値を越えたとき信号をそれぞれ出力す
る複数のカウンタとを備え、該複数のカウンタの
いずれかの出力信号により鉄道車輌の動揺を検出
するようにしたことを特徴としている。

〔作用〕

上記構成により、加速度検出器の出力信号を複
数のフイルタにより乗り心地係数の異なる複数の
周波数成分に分離し、この複数のフイルタの出力
信号を複数の全波整流器によりそれぞれ全波整流
し、この複数の全波整流器の出力信号のピーク値
と乗り心地係数の異なる周波数に対して予め設定
した設定値とを複数の比較器によりそれぞれ比較
し、ピーク値が設定値を越えたときパルス信号を
出力し、この複数の比較器の各々からのパルス信
号を周期的にそれぞれリセツトされる複数のカウ
ンタによりそれぞれ計数し、計数値が所定値を越
えたとき信号をそれぞれ出力するようにし、この
複数のカウンタのいずれかの出力信号により鉄道
車輌の動揺を検出している。

よつて、鉄道車輌の乗り心地を悪化する振動を
的確に検出することができる。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明す
るが、その前に第１図を参照して乗り心地に対す
る振動数の関係を説明する。同図において、５Hz
以下の振動は主に台車構造に、６Hz以上の振動は
車体弾性に依存した振動である。また、同図にお
いて、乗り心地係数が１以下であるとき乗り心地
が非常に良く、１〜1.5であると良く、1.5〜２で
あると普通、２〜３であると悪く、３以上である
と非常に悪いと評価されるものである。

第１図から判るように、同じ加速度ａであつて
も、振動周波数によつて乗り心地係数が異なり、
１Hz以下の低い周波数に比べて３〜５Hz近傍の周
波数では小さな振幅の振動でも乗り心地が極端に
悪くなる。よつて、主として台車構造に依存する
５Hz以下の振動であつても、これを一括して判断
したのでは乗り心地を的確に判定することができ
ない。

そこで、本発明による鉄道車輌の動揺検出装置
では、車輌走行の安全性で最も重要な要因の一つ
である車体や台車の左右振動、すなわち横揺れを
常時検出すべく一方向性加速度検出器を車輌に設
置し、１Hz〜５Hzの振動に対して第１図を簡略化
した第２図に示す基準値を定時間内あるいは定距
離毎に加速度が越えた回数を検出するようにして
いる。

以下、本発明による鉄道車輌の動揺検出装置を
その具体例を示す第３図のブロツク図を参照して
説明する。

図において、１は公知の一方向性加速度のみ、
本実施例にあつては左右方向に発生する加速度を
検出する加速度検出器にして、鉄道車輌の台車等
に取付けられている。２は該加速度検出器１より
の電圧信号を増幅する増幅器、３は該増幅器２の
出力信号中から１〜３Hzまでの信号を通過させる
第１のバンドパスフイルタ、３′は同じく増幅器
２の出力信号中から３〜５Hzの信号を通過させる
第２のバンドパスフイルタ、４，４′は第１、第
２のバンドパスフイルタ３，３′の出力信号の全
波整流する絶対値回路、５，５′は該絶対値回路
４，４′の出力信号のピーク値と予め設定した第
２図に示す基準値Ａ，A′に対応する基準電圧源
６，６′よりの電圧とを比較し、出力信号のピー
ク値の方が大きい期間ハイレベルとなるパルス状
の信号を出力する比較回路である。

また、７，７′は回数設定器を内蔵し、該比較
回路５，５′より出力されるパルス信号の数を計
数し、計数値が回数設定器により設定された設定
数を越えたときに信号を出力するカウンタ回路、
８は一定時間毎にパルス信号を出力し、該カウン
タ回路７，７′の計数値をリセツトさせるタイマ
回路、９は該カウンタ回路７，７′の出力信号を
受けて所定長と外部出力信号を送出するモノマル
チ回路である。

次に、上述した構成に基づいて動作を説明する
に、今、車輌の走行中において、台車に左右振動
が加わると、加速度検出器１がこの左右振動を検
出して振動に比例した電圧信号を出力する。この
電圧信号は増幅器２で増幅された後、第１のバン
トパスフイルタにより１〜３Hzの信号成分のみが
選択出力され、また第２のバンドパスフイルタ
３′により３〜５Hzの信号成分のみが選択出力さ
れる。バンドパスフイルタ３，３′の出力信号は
絶対値回路４，４′によつてそれぞれ全波整流さ
れて、比較回路５，５′に入力される。この比較
回路５，５′において、全波整流された信号のピ
ーク値と基準値Ａ，A′とが比較されて、ピーク
値が基準値を越えると該比較回路５，５′がパル
ス信号を出力し、これをカウンタ回路７，７′に
入力する。

該カウンタ回路７，７′は該比較回路５，５′か
らのパルス信号を計数し、計数値が設定数を越え
ると信号を出力するが、タイマ回路８からのパル
ス信号で一定時間毎にリセツトされる。カウンタ
回路７，７′の出力信号はモノマルチ回路９に入
力され、これに応じてモノマルチ回路９は所定長
のパルス信号を送出し、このパルス信号によつて
鉄道車輌の乗り心地を悪くする動揺が発生してい
ることが検出される。

従つて、各車輌から得られるこれ等の出力信号
をコンピユータに入力して解析することにより、
どの地点において、乗り心地を損なう左右信号が
多発するかを知ることができ、この結果に基づい
て、乗り心地を損なう左右振動の発生原因がレー
ルと車輌のいずれかにあるかを判断し、レールを
交換するなどの処置を施すことができ、また特定
車輌における台車の損傷等の有無も判断できるも
のである。

なお、前記実施例にあつては、加速度検出器１
を台車等に取付け左右振動を検出するものについ
て説明したが、この加速度検出器１は車体に取付
けてもよく、かつ左右振動のみならず上下振動、
前後振動を検出する。

また、前記実施例にあつては、タイマ回路８に
よる定時間毎に検出するものについて説明した
が、タイマ回路８に代えて外部からの定走行距離
毎のパルス信号をカウンタ回路のリセツト信号と
しても良いものである。

〔発明の効果〕

本発明は前記したように、加速度を検出して得
た信号を乗り心地係数の異なる複数の周波数成分
に分離してそれぞれ全波整流し、この全波整流し
た信号のピーク値と乗り心地係数の異なる周波数
に対して予め設定した設定値とをそれぞれ比較
し、ピーク値が設定値を越えたときパルス信号を
出力し、このパルス信号を計数すると共に周期的
にそれぞれリセツトし、計数値が所定値を越えた
ときそれぞれ出力する信号により鉄道車輌の動揺
を検出している。

従つて、簡単で安価な構成により、鉄道車輌の
乗り心地を悪化する振動を的確に検出することが
でき、これを常時鉄道車輌に搭載することで、台
車、車体等の損傷、劣化の早期発見およびレール
の損傷状態の把握を早期に行うことができ、より
安全性を高めることができる。

また、全車輌を同時測定することで、各種の動
揺が車輌によるものかレールによるものかの判別
も可能であり、従つて、従来のように車輌の動揺
測定とレールの測定とを別個に行う必要がない等
の効果も有するものである。

【図面の簡単な説明】

図は本発明に係る鉄道車輌の動揺検出装置を説
明するための図にして、第１図は振動数と乗り心
地との関係を示す線図、第２図は基準線と振動数
との関係を示す線図、第３図は本発明の装置の具
体的な構成を示すブロツク図である。 １……加速度検出器、２……増幅器、３，３′
……第１、第２とバンドパスフイルタ、４，４′
……絶対値回路、５，５′……比較回路、６，
６′……基準電圧源、７，７′……カウンタ回路、
８……タイマ回路、９……モノマルチ回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 鉄道車輌に設置され鉄道車輌の少なくとも左
   右振動を検出する加速度検出器と、 該加速度検出器の出力信号を乗り心地係数の異
   なる複数の周波数成分に分離する複数のフイルタ
   と、 該複数のフイルタの出力信号をそれぞれ全波整
   流する複数の全波整流器と、 該複数の全波整流器の出力信号のピーク値と前
   記乗り心地係数の異なる周波数に対して予め設定
   した設定値とをそれぞれ比較し、ピーク値が設定
   値を越えたときパルス信号を出力する複数の比較
   器と、 該複数の比較器の各々からのパルス信号をそれ
   ぞれ計数すると共に周期的にそれぞれリセツトさ
   れ、計数値が所定値を越えたとき信号をそれぞれ
   出力する複数のカウンタとを備え、 該複数のカウンタのいずれかの出力信号により
   鉄道車輌の動揺を検出するようにした ことを特徴とする鉄道車輌の動揺検出装置。