JPH08184426A - 軸箱振動加速度による軌道不整検出装置 - Google Patents
軸箱振動加速度による軌道不整検出装置Info
- Publication number
- JPH08184426A JPH08184426A JP32664294A JP32664294A JPH08184426A JP H08184426 A JPH08184426 A JP H08184426A JP 32664294 A JP32664294 A JP 32664294A JP 32664294 A JP32664294 A JP 32664294A JP H08184426 A JPH08184426 A JP H08184426A
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Abstract
(57)【要約】
【構成】軸箱に取り付けた振動加速度センサ１，１′よ
り得られる信号を増幅器２，高周波数成分を取り除くロ
ーパスフィルタ３，振動加速度を変位に変換する積分装
置５，６走行位置を検出する走行位置検出装置７，前記
積分装置５，６と走行位置検出装置７の出力により、軌
道不整が基準値より大きいかどうか、そのときの走行位
置等を判別する軌道不整判別装置８，判別装置８の出力
を表示・記録する表示・記録装置９とから構成される軌
道不整検出装置。 【効果】営業運転車両により軌道不整の変化を監視し、
不整が予め設定したレベルを越したとき、速やかにそれ
を検出し、軌道不整検測に要する費用を削減しうる。
り得られる信号を増幅器２，高周波数成分を取り除くロ
ーパスフィルタ３，振動加速度を変位に変換する積分装
置５，６走行位置を検出する走行位置検出装置７，前記
積分装置５，６と走行位置検出装置７の出力により、軌
道不整が基準値より大きいかどうか、そのときの走行位
置等を判別する軌道不整判別装置８，判別装置８の出力
を表示・記録する表示・記録装置９とから構成される軌
道不整検出装置。 【効果】営業運転車両により軌道不整の変化を監視し、
不整が予め設定したレベルを越したとき、速やかにそれ
を検出し、軌道不整検測に要する費用を削減しうる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、鉄道の軌道不整検出装
置に係り、特に鉄道車両の軸箱（輪軸支持軸受け箱）に
振動加速度センサを取り付け、営業運転時の軸箱振動加
速度から軌道の比較的長波長の不整の検出装置に関す
る。
置に係り、特に鉄道車両の軸箱（輪軸支持軸受け箱）に
振動加速度センサを取り付け、営業運転時の軸箱振動加
速度から軌道の比較的長波長の不整の検出装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来、軸箱上下振動加速度と輪重（車
輪，レール間垂直荷重）の変動に対応が認められること
を利用して、レールの短波長の凹凸の検出に軸箱上下振
動加速度を用いることが行われている（参考文献鉄道総
研報告１９９２−８，Ｐ２８〜２９）。ところで、近年
の鉄道車両の高速化にともなって、比較的長波長（波長
２０ｍ〜１００ｍ）の上下，左右方向の不整（狂い）が
振動・乗心地上問題となることが多くなってきた。この
ような長波長の不整は、従来、専用の軌道検測車を用い
て計測されているが、軌道検測車による測定は多額の費
用を要すること、軌道不整が大きくなったときすぐに検
出できないことなどに問題があり、営業運転されている
車両の振動から検出する装置の開発が望まれている。
輪，レール間垂直荷重）の変動に対応が認められること
を利用して、レールの短波長の凹凸の検出に軸箱上下振
動加速度を用いることが行われている（参考文献鉄道総
研報告１９９２−８，Ｐ２８〜２９）。ところで、近年
の鉄道車両の高速化にともなって、比較的長波長（波長
２０ｍ〜１００ｍ）の上下，左右方向の不整（狂い）が
振動・乗心地上問題となることが多くなってきた。この
ような長波長の不整は、従来、専用の軌道検測車を用い
て計測されているが、軌道検測車による測定は多額の費
用を要すること、軌道不整が大きくなったときすぐに検
出できないことなどに問題があり、営業運転されている
車両の振動から検出する装置の開発が望まれている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】軸箱振動検出センサ
は、小形，軽量，堅牢という特徴を有する振動加速度セ
ンサが適しているが、振動加速度は振動数の二乗に比例
するため同じ振幅の場合、高い振動数成分が大きく、比
較的低い振動数の長波長軌道不整による振動成分は小さ
く、振動加速度そのままでは長波長軌道不整の検出が困
難という問題点がある。又振動加速度センサの種類によ
っては低振動数成分の感度（出力／入力）が低下すると
いう問題もある。
は、小形，軽量，堅牢という特徴を有する振動加速度セ
ンサが適しているが、振動加速度は振動数の二乗に比例
するため同じ振幅の場合、高い振動数成分が大きく、比
較的低い振動数の長波長軌道不整による振動成分は小さ
く、振動加速度そのままでは長波長軌道不整の検出が困
難という問題点がある。又振動加速度センサの種類によ
っては低振動数成分の感度（出力／入力）が低下すると
いう問題もある。
【０００４】本発明の目的はこのような問題点のない軌
道不整検出装置を提供することにある。
道不整検出装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】長波長の軌道不整による
振動は、通常、１０Ｈｚ以下の低振動数であるから、ロ
ーパスフィルタにより高振動数成分を除去し、さらに軸
箱の上下変位が軌道の上下不整にほぼ対応し（長波長の
上下方向不整に対しては車輪はレールから離れることは
なく、不整に追従する）軸箱の左右変位が軌道の左右不
整に対応する（後述）ことに鑑み、ローパスフィルタの
出力を二回積分して変位に変換して軌道不整検出に用い
るものである。又、圧電素子を用いた振動加速度センサ
の出力を交流増幅器で増幅する方式の場合には、交流増
幅器の特性から、低周波数領域の増幅器のゲインが低下
するため低振動数領域での振動加速度検出感度が低減す
る。そのような場合には感度補正演算装置を付加するこ
とにより所定の振動数範囲で感度が一様になるようにす
る。
振動は、通常、１０Ｈｚ以下の低振動数であるから、ロ
ーパスフィルタにより高振動数成分を除去し、さらに軸
箱の上下変位が軌道の上下不整にほぼ対応し（長波長の
上下方向不整に対しては車輪はレールから離れることは
なく、不整に追従する）軸箱の左右変位が軌道の左右不
整に対応する（後述）ことに鑑み、ローパスフィルタの
出力を二回積分して変位に変換して軌道不整検出に用い
るものである。又、圧電素子を用いた振動加速度センサ
の出力を交流増幅器で増幅する方式の場合には、交流増
幅器の特性から、低周波数領域の増幅器のゲインが低下
するため低振動数領域での振動加速度検出感度が低減す
る。そのような場合には感度補正演算装置を付加するこ
とにより所定の振動数範囲で感度が一様になるようにす
る。
【０００６】
【作用】以上のように、軸箱に取付けた振動加速度セン
サの出力を増幅しローパスフィルタを通したあと、２回
積分することにより軌道不整にほぼ対応した信号を得る
ことができ、あらかじめ設定した基準レベルと比較して
基準レベルを越したことを表示等することにより目的を
達成できる。又、振動加速度検出感度が問題とする振動
数範囲で一様となるような感度補正演算を施すことによ
って低振動数領域で感度が低下する加速度センサ、増幅
器を使用する場合でも問題の振動数範囲で感度を一様に
して目的を達成することができる。
サの出力を増幅しローパスフィルタを通したあと、２回
積分することにより軌道不整にほぼ対応した信号を得る
ことができ、あらかじめ設定した基準レベルと比較して
基準レベルを越したことを表示等することにより目的を
達成できる。又、振動加速度検出感度が問題とする振動
数範囲で一様となるような感度補正演算を施すことによ
って低振動数領域で感度が低下する加速度センサ、増幅
器を使用する場合でも問題の振動数範囲で感度を一様に
して目的を達成することができる。
【０００７】
【実施例】図１は、本発明の一実施例を示すブロック図
であり、上下方向軌道不整検出の構成を示している。図
において、１０は車輪、１１は軸箱である。１は上下方
向振動加速度を検出するための振動加速度センサ、１′
は左右方向振動加速度を検出する振動加速度センサであ
る。２は増幅器、３は該増幅器２の出力から高周波数成
分を除去するローパスフィルタ、４は所定の周波数範囲
に対して感度が一様になるようにするため増幅器のゲイ
ンの減，増に対して増，減する係数を入力に乗じるよう
にした感度補正演算装置、５，６は積分装置であり入力
を時間に対して積分する。７は走行位置検出装置であ
り、図示しない車両速度検出装置の出力、基準点に設け
られた地上子を検出する車上子の出力信号などを入力と
して基準点からの走行距離を演算する。８は軌道不整判
別装置であり、積分装置６の出力を所定の基準値と比較
して異常の有無を判別し、異常と判別した場合、それを
示す信号とそのときの走行位置を表示・記録装置９によ
り表示し、かつ記録するものである。異常と判断されな
い場合でも、積分装置６の出力と走行位置を表示・記録
装置に記録しておくことにより、経時変化を監視するこ
ともできる。上記の構成により、軸箱の上下振動加速度
から、長波長の軌道上下不整に対応した軸箱上下変位を
検出することができ、異常の有無を判別することができ
る。
であり、上下方向軌道不整検出の構成を示している。図
において、１０は車輪、１１は軸箱である。１は上下方
向振動加速度を検出するための振動加速度センサ、１′
は左右方向振動加速度を検出する振動加速度センサであ
る。２は増幅器、３は該増幅器２の出力から高周波数成
分を除去するローパスフィルタ、４は所定の周波数範囲
に対して感度が一様になるようにするため増幅器のゲイ
ンの減，増に対して増，減する係数を入力に乗じるよう
にした感度補正演算装置、５，６は積分装置であり入力
を時間に対して積分する。７は走行位置検出装置であ
り、図示しない車両速度検出装置の出力、基準点に設け
られた地上子を検出する車上子の出力信号などを入力と
して基準点からの走行距離を演算する。８は軌道不整判
別装置であり、積分装置６の出力を所定の基準値と比較
して異常の有無を判別し、異常と判別した場合、それを
示す信号とそのときの走行位置を表示・記録装置９によ
り表示し、かつ記録するものである。異常と判断されな
い場合でも、積分装置６の出力と走行位置を表示・記録
装置に記録しておくことにより、経時変化を監視するこ
ともできる。上記の構成により、軸箱の上下振動加速度
から、長波長の軌道上下不整に対応した軸箱上下変位を
検出することができ、異常の有無を判別することができ
る。
【０００８】以上は、上下方向の軌道不整検出について
説明したが、左右方向振動加速度センサ１′に対しても
図１と同様に構成することにより、左右方向の長波長の
軌道不整を検出できる。
説明したが、左右方向振動加速度センサ１′に対しても
図１と同様に構成することにより、左右方向の長波長の
軌道不整を検出できる。
【０００９】図２は、左右方向の軌道不整を有する軌道
を速度２７０km／ｈで走行したときの車輪軸の左右変位
をコンピュータによりシミュレーションして求めたもの
で、軌道不整が比較的小さい場合、（ａ）と大きい場合
（ｂ）の軌道左右不整ｂ１，ｂ２及び輪軸左右変位ａ
１，ａ２を示したものである。これにより、左右不整に
対しても輪軸左右変位（軸受けの遊間は十分小さいので
軸箱左右変位と同じと考えてよい）がよく対応している
ことが分かる。
を速度２７０km／ｈで走行したときの車輪軸の左右変位
をコンピュータによりシミュレーションして求めたもの
で、軌道不整が比較的小さい場合、（ａ）と大きい場合
（ｂ）の軌道左右不整ｂ１，ｂ２及び輪軸左右変位ａ
１，ａ２を示したものである。これにより、左右不整に
対しても輪軸左右変位（軸受けの遊間は十分小さいので
軸箱左右変位と同じと考えてよい）がよく対応している
ことが分かる。
【００１０】なお、振動加速度センサ、増幅器として、
たとえば歪ゲージ式加速度計のように振動数≒０から一
様な感度を有するものを使用すれば、図１の感度補正演
算装置４は不要である。
たとえば歪ゲージ式加速度計のように振動数≒０から一
様な感度を有するものを使用すれば、図１の感度補正演
算装置４は不要である。
【００１１】
【発明の効果】本発明によれば営業運転車両により軌道
不整の変化を監視し、不整が予め設定したレベルを越し
たとき、速やかにそれを検出することができ、軌道不整
を整正する作業を実施することにより、つねに良好な乗
心地の車両運転を実現することができる効果を有する。
又軌道不整検測に要する費用を削減しうる。
不整の変化を監視し、不整が予め設定したレベルを越し
たとき、速やかにそれを検出することができ、軌道不整
を整正する作業を実施することにより、つねに良好な乗
心地の車両運転を実現することができる効果を有する。
又軌道不整検測に要する費用を削減しうる。
【図１】本発明に係わる軌道不整検出装置の一実施例を
示すブロック図。
示すブロック図。
【図２】左右方向軌道不整と、その不整がある軌道を走
行したときの左右方向輪軸変位をコンピュータでシミュ
レーションした結果の説明図。
行したときの左右方向輪軸変位をコンピュータでシミュ
レーションした結果の説明図。
１…上下方向加速度センサ、１′…左右方向加速度セン
サ、２…増幅器、３…ローパスフィルタ、４…感度補正
演算装置、５，６…積分装置、７…走行位置検出装置、
８…軌道不整判別装置、９…表示・記録装置、１０…車
輪、１１…軸箱。
サ、２…増幅器、３…ローパスフィルタ、４…感度補正
演算装置、５，６…積分装置、７…走行位置検出装置、
８…軌道不整判別装置、９…表示・記録装置、１０…車
輪、１１…軸箱。
Claims (2)
- 【請求項１】鉄道車両輪軸支持軸箱に取付けた振動加速
度のセンサ、前記センサの出力を増幅する増幅器、前記
増幅器の出力のうち低振動数成分をとり出すローパスフ
ィルタ、前記ローパスフィルタの出力を二回積分する積
分装置を有することを特徴とする軌道不整検出装置。 - 【請求項２】請求項１において、所定の周波数範囲に対
して、感度が一様となるようにするための感度補正演算
装置を設けた軌道不整検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32664294A JPH08184426A (ja) | 1994-12-28 | 1994-12-28 | 軸箱振動加速度による軌道不整検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32664294A JPH08184426A (ja) | 1994-12-28 | 1994-12-28 | 軸箱振動加速度による軌道不整検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08184426A true JPH08184426A (ja) | 1996-07-16 |
Family
ID=18190071
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32664294A Pending JPH08184426A (ja) | 1994-12-28 | 1994-12-28 | 軸箱振動加速度による軌道不整検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08184426A (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005231427A (ja) * | 2004-02-18 | 2005-09-02 | B M C:Kk | 軌道モニタリング装置 |
| JP2008513633A (ja) * | 2004-09-20 | 2008-05-01 | ドイチュ・バーン・アーゲー | ポイント、交差あるいは渡り線付交差ならびにレール継ぎ目および鉄道車輌による線路の不均質性の診断および状態の監視 |
| JP2013076662A (ja) * | 2011-09-30 | 2013-04-25 | Sumitomo Kinzoku Technol Kk | リニアインダクションモータとリアクションプレートとの隙間モニタリング装置 |
| KR101386413B1 (ko) * | 2012-09-11 | 2014-04-21 | 재단법인 포항산업과학연구원 | 변위 측정 장치 및 방법 |
| CN104260754A (zh) * | 2014-10-08 | 2015-01-07 | 南京理工大学 | 基于轴箱振动加速度的轨道高低不平顺预测系统及方法 |
| JP2015010456A (ja) * | 2013-07-02 | 2015-01-19 | 日本電気株式会社 | レール検査装置および検査方法 |
| JP2015098686A (ja) * | 2013-11-18 | 2015-05-28 | 彬 小林 | 構造物の予防保全モニタリングシステム |
| JP2015227834A (ja) * | 2014-06-02 | 2015-12-17 | 日本信号株式会社 | 軌道検査装置 |
| CN108279066A (zh) * | 2018-01-23 | 2018-07-13 | 长飞光纤光缆股份有限公司 | 一种筛选机同轴度在线监测调整装置及方法 |
| JP2021017063A (ja) * | 2019-07-17 | 2021-02-15 | 公益財団法人鉄道総合技術研究所 | レール破断の検知装置及びレール破断の検知方法 |
-
1994
- 1994-12-28 JP JP32664294A patent/JPH08184426A/ja active Pending
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005231427A (ja) * | 2004-02-18 | 2005-09-02 | B M C:Kk | 軌道モニタリング装置 |
| JP2008513633A (ja) * | 2004-09-20 | 2008-05-01 | ドイチュ・バーン・アーゲー | ポイント、交差あるいは渡り線付交差ならびにレール継ぎ目および鉄道車輌による線路の不均質性の診断および状態の監視 |
| JP4707715B2 (ja) * | 2004-09-20 | 2011-06-22 | ドイチュ・バーン・アーゲー | 鉄道車輌を用いた、ポイント、交差あるいは渡り線付交差、ならびにレール継ぎ目および線路の不均質性の診断および状態の監視 |
| JP2013076662A (ja) * | 2011-09-30 | 2013-04-25 | Sumitomo Kinzoku Technol Kk | リニアインダクションモータとリアクションプレートとの隙間モニタリング装置 |
| KR101386413B1 (ko) * | 2012-09-11 | 2014-04-21 | 재단법인 포항산업과학연구원 | 변위 측정 장치 및 방법 |
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| JP2021017063A (ja) * | 2019-07-17 | 2021-02-15 | 公益財団法人鉄道総合技術研究所 | レール破断の検知装置及びレール破断の検知方法 |
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