JPH08146024A - 鉄道用速度計装置 - Google Patents
鉄道用速度計装置Info
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- JPH08146024A JPH08146024A JP28479694A JP28479694A JPH08146024A JP H08146024 A JPH08146024 A JP H08146024A JP 28479694 A JP28479694 A JP 28479694A JP 28479694 A JP28479694 A JP 28479694A JP H08146024 A JPH08146024 A JP H08146024A
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Abstract
(57)【要約】
【構成】 本発明の鉄道用速度計装置は、磁束発生コイ
ル３の両側で鉄道レール６の前後方向に対称的に配置さ
れて磁束ループの磁気量を測定する複数の磁束検出素子
４ａ，４ｂと、磁束検出素子４ａ，４ｂによって計測し
た磁束差から磁束検出素子４ａ，４ｂの鉄道レール６に
対する移動速度を演算する速度演算機能１０とを備えた
ことを特徴とする。 【効果】 本発明により電車の移動速度を正確に測定す
ることが可能である。
ル３の両側で鉄道レール６の前後方向に対称的に配置さ
れて磁束ループの磁気量を測定する複数の磁束検出素子
４ａ，４ｂと、磁束検出素子４ａ，４ｂによって計測し
た磁束差から磁束検出素子４ａ，４ｂの鉄道レール６に
対する移動速度を演算する速度演算機能１０とを備えた
ことを特徴とする。 【効果】 本発明により電車の移動速度を正確に測定す
ることが可能である。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】レール上を走る電車や列車の速度
を計測する鉄道用速度計装置に関する。
を計測する鉄道用速度計装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の電車や列車の場合、速度計は、車
輪の回転を利用している。
輪の回転を利用している。
【０００３】車輪の回転数を検出して、回転数×車輪の
外周長より速度検出する方法や、車輪に連動して交流発
電機を設置し、その発電機からの回転数に比例した交流
の電圧あるいは周波数を検出することにより検出してい
た。
外周長より速度検出する方法や、車輪に連動して交流発
電機を設置し、その発電機からの回転数に比例した交流
の電圧あるいは周波数を検出することにより検出してい
た。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来は、いずれの場合
も、車輪の回転を利用しているが、鉄道の場合、レール
と車輪間でスリップすることが多いため、この方法で
は、スリップ分が誤差となり、正確な速度を検出するこ
とはできなかった。
も、車輪の回転を利用しているが、鉄道の場合、レール
と車輪間でスリップすることが多いため、この方法で
は、スリップ分が誤差となり、正確な速度を検出するこ
とはできなかった。
【０００５】本発明は、車輪の回転ではなく、電車とレ
ールの相対速度を検出する方法のため、スリップによる
誤差がなく、高精度で計測できる鉄道用速度計装置を提
供することを目的としている。
ールの相対速度を検出する方法のため、スリップによる
誤差がなく、高精度で計測できる鉄道用速度計装置を提
供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の鉄道用速度計装
置は、鉄道レールに隣接して設置され鉄道レールを磁束
ループの一部として磁束を発生させる磁束発生コイル
と、磁束発生コイルの両側で鉄道レールの前後方向に対
称的に配置されて磁束ループの磁気量を測定する複数の
磁気検出体と、磁気検出体を鉄道レールに対向させて鉄
道レールの前後方向の車両側に取付ける車両取付け具
と、複数の磁気検出体によって計測した磁束差から磁気
検出体の鉄道レールに対する移動速度を演算する速度演
算機能とを備えたことを特徴とする。
置は、鉄道レールに隣接して設置され鉄道レールを磁束
ループの一部として磁束を発生させる磁束発生コイル
と、磁束発生コイルの両側で鉄道レールの前後方向に対
称的に配置されて磁束ループの磁気量を測定する複数の
磁気検出体と、磁気検出体を鉄道レールに対向させて鉄
道レールの前後方向の車両側に取付ける車両取付け具
と、複数の磁気検出体によって計測した磁束差から磁気
検出体の鉄道レールに対する移動速度を演算する速度演
算機能とを備えたことを特徴とする。
【０００７】
【作用】本発明の鉄道用速度計装置においては、鉄道レ
ールに隣接して磁束発生コイルを設置し、鉄道レールを
磁束ループの一部として磁束に発生させ、磁束発生コイ
ルの両側で鉄道レールの前後方向に対称的に複数の磁気
検出体を配置して磁束ループの磁気量を測定し、磁気検
出体を鉄道レールに対向させて鉄道レールの前後方向の
車両側に取付け、複数の磁気検出体によって計測した磁
束差から磁気検出体の鉄道レールに対する移動速度を演
算することを特徴とする。
ールに隣接して磁束発生コイルを設置し、鉄道レールを
磁束ループの一部として磁束に発生させ、磁束発生コイ
ルの両側で鉄道レールの前後方向に対称的に複数の磁気
検出体を配置して磁束ループの磁気量を測定し、磁気検
出体を鉄道レールに対向させて鉄道レールの前後方向の
車両側に取付け、複数の磁気検出体によって計測した磁
束差から磁気検出体の鉄道レールに対する移動速度を演
算することを特徴とする。
【０００８】
【実施例】次に本発明の鉄道用速度計装置の一実施例を
説明する。図１において、磁束発生コイル３は電車５の
下部に支持体２を介して取り付けられ、鉄道レール６に
隣接して設置され、鉄道レール６を磁束ループの一部と
して磁束を発生させる。磁束検出素子４ａ，４ｂは磁束
発生コイル３の両側で鉄道レールの前後方向に対称的に
配置されて磁束ループの磁気量を測定する複数の磁気検
出体である。車両取付け具９は磁束検出素子４ａ，４ｂ
を鉄道レール６に対向させて鉄道レール６の前後方向の
車両側に取付ける器具である。速度演算機能１０は磁束
検出素子４ａ，４ｂと接続され、磁束検出素子４ａ，４
ｂによって計測した磁束差から磁束検出素子４ａ，４ｂ
の鉄道レール６に対する移動速度を演算する機能であ
る。
説明する。図１において、磁束発生コイル３は電車５の
下部に支持体２を介して取り付けられ、鉄道レール６に
隣接して設置され、鉄道レール６を磁束ループの一部と
して磁束を発生させる。磁束検出素子４ａ，４ｂは磁束
発生コイル３の両側で鉄道レールの前後方向に対称的に
配置されて磁束ループの磁気量を測定する複数の磁気検
出体である。車両取付け具９は磁束検出素子４ａ，４ｂ
を鉄道レール６に対向させて鉄道レール６の前後方向の
車両側に取付ける器具である。速度演算機能１０は磁束
検出素子４ａ，４ｂと接続され、磁束検出素子４ａ，４
ｂによって計測した磁束差から磁束検出素子４ａ，４ｂ
の鉄道レール６に対する移動速度を演算する機能であ
る。
【０００９】即ち、速度検出器１は電車５の下部に鉄道
レール６に対向し、隙間を介して設置される。
レール６に対向し、隙間を介して設置される。
【００１０】速度検出器１は、磁束を発生させる磁束発
生コイル３、この磁束発生コイル３からの磁束を検出す
るホール素子などの一対の磁束検出素子４ａ，４ｂが磁
束発生コイル３をはさんで対称位置に置かれ、これらが
絶縁材でできた支持体２により電車５の下部に取付けら
れている。そして、磁束検出素子４ａ，４ｂは電車の進
行方向に取付いている。
生コイル３、この磁束発生コイル３からの磁束を検出す
るホール素子などの一対の磁束検出素子４ａ，４ｂが磁
束発生コイル３をはさんで対称位置に置かれ、これらが
絶縁材でできた支持体２により電車５の下部に取付けら
れている。そして、磁束検出素子４ａ，４ｂは電車の進
行方向に取付いている。
【００１１】図２は磁束発生部の拡大図、図３は電車５
の全体図を示している。
の全体図を示している。
【００１２】磁束発生コイル３に電流を流すと、図１の
点線で示すように磁束を発生する。よく知られているよ
うに、磁束が導電体に入ると導電体内にその磁束の回り
に渦電流が流れ、この渦電流により、元の磁束（一次磁
束）を打消す方向に二次磁束を発生する。この一次磁束
と二次磁束の差の磁束の強さを磁束検出素子４ａ，４ｂ
が検出する。
点線で示すように磁束を発生する。よく知られているよ
うに、磁束が導電体に入ると導電体内にその磁束の回り
に渦電流が流れ、この渦電流により、元の磁束（一次磁
束）を打消す方向に二次磁束を発生する。この一次磁束
と二次磁束の差の磁束の強さを磁束検出素子４ａ，４ｂ
が検出する。
【００１３】電車５が停止している場合は、磁束発生コ
イル３に対し対称に取付いているので、磁束検出素子４
ａ，４ｂで検出される磁束の量は等しいため、検出素子
からの出力信号は等しい。磁束発生コイル４ａからの出
力をＶａ、磁束発生コイル４ｂからの出力をＶｂとする
とＶａ−Ｖｂ＝０ である。
イル３に対し対称に取付いているので、磁束検出素子４
ａ，４ｂで検出される磁束の量は等しいため、検出素子
からの出力信号は等しい。磁束発生コイル４ａからの出
力をＶａ、磁束発生コイル４ｂからの出力をＶｂとする
とＶａ−Ｖｂ＝０ である。
【００１４】電車５が図２にように矢印←の方向に移動
すると、磁束発生コイル３から発生される磁束Ｂがレー
ルに入る部分では、電車５が移動することにより、あた
かもレール巾の磁束が変化（増加）することになり、鉄
道レール（導体）６中に渦電流が発生する。渦電流はＡ
＝ｄＢ／ｄｔ（磁束Ｂの時間変化ｔ）で表わされる。こ
の渦電流は磁束の変化に対し、少し遅れて発生する。
すると、磁束発生コイル３から発生される磁束Ｂがレー
ルに入る部分では、電車５が移動することにより、あた
かもレール巾の磁束が変化（増加）することになり、鉄
道レール（導体）６中に渦電流が発生する。渦電流はＡ
＝ｄＢ／ｄｔ（磁束Ｂの時間変化ｔ）で表わされる。こ
の渦電流は磁束の変化に対し、少し遅れて発生する。
【００１５】鉄道レール６中に生じた渦電流により、次
に２次磁束が発生するがこの２次磁束は、元の磁束Ｂを
打消す方向（反対方向）に発生する。このため、進行方
向先端部分では磁束Ｂは電車が移動すると見かけ上減少
するよう検出される。
に２次磁束が発生するがこの２次磁束は、元の磁束Ｂを
打消す方向（反対方向）に発生する。このため、進行方
向先端部分では磁束Ｂは電車が移動すると見かけ上減少
するよう検出される。
【００１６】又、鉄道レール６から磁束Ｂがなくなる下
流部分でも同様に渦電流が発生する。しかしこの渦電流
による２次磁束は遅れて発生するため、下流側の磁束Ｂ
の減少は少い。
流部分でも同様に渦電流が発生する。しかしこの渦電流
による２次磁束は遅れて発生するため、下流側の磁束Ｂ
の減少は少い。
【００１７】つまり、レールに生じた渦電流による２次
磁束は、電車５の移動により磁束Ｂを打ち消す方向に発
生し、一定時間遅れて発生するため、電車５が速くなれ
ば早くなる程、下流側へずれて発生する。このことか
ら、停車中は磁束検出素子４ａ，４ｂの出力は同じであ
ったが、電車が移動するに従い上流側が減少し下流側が
増加して検出される。
磁束は、電車５の移動により磁束Ｂを打ち消す方向に発
生し、一定時間遅れて発生するため、電車５が速くなれ
ば早くなる程、下流側へずれて発生する。このことか
ら、停車中は磁束検出素子４ａ，４ｂの出力は同じであ
ったが、電車が移動するに従い上流側が減少し下流側が
増加して検出される。
【００１８】磁束検出素子４ａ，４ｂからの出力を出力
をＶａ、磁束検出素子４ｂからの出力をＶｂとすると、
電車５が移動中はＶｂ−Ｖａ＝Ｖｃ＞０となり、かつ電
車５の速度とＶｃの値がある比例関係となる。
をＶａ、磁束検出素子４ｂからの出力をＶｂとすると、
電車５が移動中はＶｂ−Ｖａ＝Ｖｃ＞０となり、かつ電
車５の速度とＶｃの値がある比例関係となる。
【００１９】図５は測定回路を示す。磁束検出素子４
ａ，４ｂの磁束の強さに応じた電圧Ｖａ，Ｖｂは初段の
アンプ２１ａ，２１ｂで増幅され、差動アンプ２２で両
者の差の電圧Ｖｃが検出される。そして、補正回路２３
にて、速度に直線比例した電気出力に変換され出力され
る。他に磁束発生コイルに電流を供給するための発信回
路を有しているが図５では省略した。
ａ，４ｂの磁束の強さに応じた電圧Ｖａ，Ｖｂは初段の
アンプ２１ａ，２１ｂで増幅され、差動アンプ２２で両
者の差の電圧Ｖｃが検出される。そして、補正回路２３
にて、速度に直線比例した電気出力に変換され出力され
る。他に磁束発生コイルに電流を供給するための発信回
路を有しているが図５では省略した。
【００２０】次に、図６に校正装置を示す。渦電流を利
用した速度計の場合は、レールの形状や材質により渦電
流の発生度合が異なるため、必ず校正を行なわなければ
ならない。
用した速度計の場合は、レールの形状や材質により渦電
流の発生度合が異なるため、必ず校正を行なわなければ
ならない。
【００２１】図６では、校正される速度検出器１に対向
して回転する円板３２が隙間Ｓを介して置かれている。
この円板３２と速度検出器１との対向部は、レールと同
じ形状でかつ同等材質のものを用いる。３４は円板３２
を軸受３５を介して回転させるモータで、これらはベー
ス３３に保持されている。
して回転する円板３２が隙間Ｓを介して置かれている。
この円板３２と速度検出器１との対向部は、レールと同
じ形状でかつ同等材質のものを用いる。３４は円板３２
を軸受３５を介して回転させるモータで、これらはベー
ス３３に保持されている。
【００２２】速度検出器１と円板３２との隙間Ｓを電車
に取付けた場合と同じ寸法に設置し、円板３２を低速か
ら高速まで電車の速度と同じようになるように回転さ
せ、その時の速度検出器１の出力を求めておけば、校正
曲線が作成できる。
に取付けた場合と同じ寸法に設置し、円板３２を低速か
ら高速まで電車の速度と同じようになるように回転さ
せ、その時の速度検出器１の出力を求めておけば、校正
曲線が作成できる。
【００２３】電車に取付けた後は、速度検出器１の出力
とこの校正曲線より速度を正確に検出できるものであ
る。
とこの校正曲線より速度を正確に検出できるものであ
る。
【００２４】図４は他の実施例を示す。図１の場合は磁
束発生コイル３の両側に取付けた磁束検出器１はホール
素子を用いたが、図４の応用例は磁束検出にコイル１２
ａ，１２ｂを用いており、コイル１２ａ，１２ｂでも同
様に計測することができる。
束発生コイル３の両側に取付けた磁束検出器１はホール
素子を用いたが、図４の応用例は磁束検出にコイル１２
ａ，１２ｂを用いており、コイル１２ａ，１２ｂでも同
様に計測することができる。
【００２５】本実施例においては、車輪とレールのスリ
ップによる誤差を生じることなく、真の速度が検出で
き、高精度であり、車輪をもたない磁気浮上の電車にも
応用できる。
ップによる誤差を生じることなく、真の速度が検出で
き、高精度であり、車輪をもたない磁気浮上の電車にも
応用できる。
【００２６】
【発明の効果】本発明の速度計の場合は、非接触でレー
ルとの相対速度を検出する方法であることから、可動部
分がなく、長寿命であるという効果がある。
ルとの相対速度を検出する方法であることから、可動部
分がなく、長寿命であるという効果がある。
【図１】本発明の一実施例を示す鉄道用速度計装置の説
明図である。
明図である。
【図２】図１の説明図である。
【図３】図１の装置全体を示す説明図である。
【図４】他の実施例を示す速度計装置の説明図である。
【図５】補正回路の構成図である。
【図６】校正装置を示す一部切欠き正面図である。
３ 磁束発生コイル ４ａ，４ｂ 磁束検出素子 １０ 速度演算機能
Claims (1)
- 【請求項１】 鉄道レールに隣接して設置され前記鉄道
レールを磁束ループの一部として磁束を発生させる磁束
発生コイルと、この磁束発生コイルの両側で前記鉄道レ
ールの前後方向に対称的に配置されて前記磁束ループの
磁気量を測定する複数の磁気検出体と、これらの磁気検
出体を鉄道レールに対向させて前記鉄道レールの前後方
向の車両側に取付ける車両取付け具と、前記複数の磁気
検出体によって計測した磁束差から前記磁気検出体の前
記鉄道レールに対する移動速度を演算する速度演算機能
と、を具備したことを特徴とする鉄道用速度計装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28479694A JP3015689B2 (ja) | 1994-11-18 | 1994-11-18 | 鉄道用速度計装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28479694A JP3015689B2 (ja) | 1994-11-18 | 1994-11-18 | 鉄道用速度計装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08146024A true JPH08146024A (ja) | 1996-06-07 |
| JP3015689B2 JP3015689B2 (ja) | 2000-03-06 |
Family
ID=17683135
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28479694A Expired - Lifetime JP3015689B2 (ja) | 1994-11-18 | 1994-11-18 | 鉄道用速度計装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3015689B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007078558A (ja) * | 2005-09-15 | 2007-03-29 | Toshiba Corp | 移動距離計測装置および移動距離計測方法 |
| KR101025481B1 (ko) * | 2008-12-17 | 2011-04-04 | 한국철도기술연구원 | 유도전류를 이용한 철도차량의 차륜과 레일의 상대변위 계측 시스템 및 방법 |
| EP3330719A1 (en) * | 2016-11-30 | 2018-06-06 | Siemens Rail Automation S.A.U. | System and method for measuring the speed of a guided vehicle |
| EP3450987A2 (en) | 2017-08-07 | 2019-03-06 | Nabtesco Corporation | Speed detecting device and stray magnetic field suppressing method |
| EP3450988A2 (en) | 2017-08-07 | 2019-03-06 | Nabtesco Corporation | Speed detecting device and method |
| CN109987116A (zh) * | 2019-04-13 | 2019-07-09 | 西南交通大学 | 一种高温超导磁悬浮轨检车 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP7046721B2 (ja) | 2018-05-29 | 2022-04-04 | ナブテスコ株式会社 | 速度検出装置 |
-
1994
- 1994-11-18 JP JP28479694A patent/JP3015689B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007078558A (ja) * | 2005-09-15 | 2007-03-29 | Toshiba Corp | 移動距離計測装置および移動距離計測方法 |
| JP4542973B2 (ja) * | 2005-09-15 | 2010-09-15 | 株式会社東芝 | 移動距離計測装置および移動距離計測方法 |
| KR101025481B1 (ko) * | 2008-12-17 | 2011-04-04 | 한국철도기술연구원 | 유도전류를 이용한 철도차량의 차륜과 레일의 상대변위 계측 시스템 및 방법 |
| EP3330719A1 (en) * | 2016-11-30 | 2018-06-06 | Siemens Rail Automation S.A.U. | System and method for measuring the speed of a guided vehicle |
| EP3450987A2 (en) | 2017-08-07 | 2019-03-06 | Nabtesco Corporation | Speed detecting device and stray magnetic field suppressing method |
| EP3450988A2 (en) | 2017-08-07 | 2019-03-06 | Nabtesco Corporation | Speed detecting device and method |
| CN109987116A (zh) * | 2019-04-13 | 2019-07-09 | 西南交通大学 | 一种高温超导磁悬浮轨检车 |
| CN109987116B (zh) * | 2019-04-13 | 2024-04-02 | 西南交通大学 | 一种高温超导磁悬浮轨检车 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3015689B2 (ja) | 2000-03-06 |
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