JPS5943345B2 - 鉄道車両用車輪検出装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、鉄道車両のレール上を転動してくる車輪があ
る地点を通過したことを検出する鉄道車両用車輪検出装
置に関するもので、特に測定の高精度化を図ったもので
ある。

この種の検出装置としては、従来、光学方式、電磁気方
式、振動方式、等の非接触方式を用いた装置が一般に採
用されていた。

しかし、これらの従来方式では、雪、雨等による影響あ
るいは車両の床下機器等から発せられる電磁気的ノイズ
等の影響を受け、誤検出し、使用に際して制約を受ける
不都合があり、また、通過車輪の位置を高精度に検出す
ることが困難であり、例えば車両通過速度を高精度を測
定したいような場合には不適当であるという不都合があ
った。

本発明は、従来装置での上記した不都合を除去し、外乱
の影響を受けることなく、高精度に車輪通過を検出する
ことのできる鉄道車両用車輪検出装置を提供することを
目的とするものである。

本発明の特徴は、車輪がレール上を通過する際はレール
のある点に生じるせん断力がその極性を反転するもので
あることに着目し、鉄道車両のレールを支持している隣
接する２つの枕木間のレール腹部位置に取付けられてレ
ール上を転動してくる車輪によってレールに生じるせん
断力の大きさ及び極性を検出するせん断力検出器とこの
検出信号を入力に受は入力信号がその極性を正から負に
あるいは負から正に反転するごとに論理の反転する出力
信号を発生する極性比較器とを備えた構成とすることに
ある。

以下、図面により本発明を説明する。

第１図は、レール上を転動してくる車輪によってレール
に生じるせん断力を示す図で、１はレール、２はレール
１を支持する枕木、９はレール１上を左から右方向に転
動してくる車輪を示す。

Ｇはレール１のせん断力を検出するせん断力検出器であ
り、具体例としては、第３図及び第４図において後述す
るように、レール腹部のせん断歪を抵抗線歪ゲージによ
り検出する方式のせん断力検出器を使用することができ
る。

Ｐは車輪９がレール１に与える輪重であり、せん断力線
図におけるＱａはレール１のＡ点にあけるせん断力であ
る。

さて、通常、輪重Ｐは大部分枕木２によって支持されて
おり、そして、車輪９が左から右方向に静かに転動して
くる場合、レール１の点Ａに生じるせん断力Ｑａは、第
１図のＱａのように、車輪９の位置に対して変化する。

このように、枕木によって支持されているレール１上を
車輪９が通過する際は、枕木間のレールのある点に生じ
るせん断力は、極性が変化するものである。

本発明は、この現象を車輪通過の検出に利用しようとす
るものである。

本発明の一実施例を第２図により説明する。

第２図において、１，２．９は第１図の場合と同じくそ
れぞれレール、枕木、車輪を示しており、３は加算器、
４は増幅器、５はフィルタ、６は極性比較器、７は波形
整形器、８はクロックカウンタである。

Ｇはせん断力検出器であり、レール１の腹部に取付けら
れていて、車輪９の輪重Ｐによりレール１のＧ点に生じ
るせん断力を検出している。

せん断力検出器Ｇの一例を第３図及び第４図に示す。

これは直交形の抵抗線歪ゲージの例で、ＧａとＧｂは直
交する抵抗線Ｇ ａ ’とＧｂ’も直交する抵抗線であ
り、そして抵抗線Ｇａ 、 Ｇｂ 、 Ｇａ’ 、 Ｇ
ｂ’で第４図のようにブリッジを形成している。

Ｅはブリッジ駆動用の直流電圧源であり、第１図に戻り
、いま、第１の車輪９がレール１上を矢印方向に転動し
てくると、せん断力検出器９は、レール１のＧ点に生じ
るせん断力を検出する。

加算器３は第４図に示した抵抗線歪ゲージの電気的ブリ
ッジを構成するもので、ブリッジ出力ＯＵＴは増幅器４
により増幅され、さらに電気的ノイズを除去するフィル
タ５を経て、せん断力信号Ｓ１となる。

このせん断力信号Ｓ１は、第１図のＱａに相当するもの
で、極性比較器６に入力される。

極性比較器６はその入力信号の極性が正から負にあるい
は負から正に変化する時にその出力の論理が反転する比
較器で、せん断力信号Ｓ１が入力され、第１図に示した
ような、せん断力の極性が変化している信号である場合
は、その出力の論理が変化し、波形整形器７により車輪
信号Ｓ２が取出せる。

第２図では、車輪９だけが図示されているが、第５図に
、後続の車輪によるせん断信号と、車輪信号との関係を
図示する。

いま、第１車輪が、せん断力検出器に近づいてくると、
せん断力信号Ｓ１は負極性に振れ、車輪がレールのＧ点
上にくるとせん断力信号Ｓ１は負極から正極へ反転する
（第５図のＰ１点）。

そのとき、極性比較器６の出力信号である車輪信号は立
ち上がる。

このときが、車輪がレール上Ｇ点を通過したときであり
、波形整形器７を通して車輪信号Ｓ２となる。

次に、第２車輪がレールのＧ点に近づいてくると、第２
車輪によるＧ点のせん断力は負極性に振れ、せん断力信
号Ｓ１は、第５図のＰ２点を通る。

このとき、極性比較器６の出力が反転し、車輪信号Ｓ２
は立ち下がる。

さらに、第２車輪がレールのＧ点上にくると、そのせん
断は負極から正極へ反転する。

これが第５図の２３点である。このとき、車輪信号Ｓ２
は立ち上がり、第２車輪の通過を知ることができる。

このようにして、レール上Ｇ点を通過する車輪を検出す
ることができる。

第２図実施例では、車輪信号Ｓ２をクロックカウンタ８
に入力し、例えば、第１車輪と第２車輪との通過時間を
計測し、予め車輪間隔が判っているため、車両の通過速
度を知ることができる。

なお、第２図に示す極性比較器６の極性の比較の基準値
は、第５図においては零としているが、これは、必ずし
も零でなくともよい。

上記実施例によれば、せん断力検出器を取付けた地点を
通過する車輪を正確に検出することができるので、車両
通過速度の測定が高精度に行なえ、る。

以上のように、本発明によれば、レールに生じるせん断
力を検出する方式を採用していることから、外乱の影響
を受けることが少なく、車輪検出器としての信頼性を高
めることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は走行車輪によりレールに生じるせん断力を示す
図、第２図は本発明の一実施例のブロック構成図、第３
図は抵抗線歪ゲージのレールへの取付は位置を示す斜視
図、第４図は抵抗線歪ゲージの結線図、第５図は第２図
実施例の出力信号のタイムチャートである。 １・・・・・・レール、２・・・・・・枕木、３・・・
・・・加算器、４・・・・・・増幅器、５・・・・・・
フィルタ、６・・・・・・極性比較器、７・・・・・・
波形整形器、８・・・・・・クロックカウンタ、９・・
・・・・車輪、Ｓｌ・・・・・・せん断力信号、Ｓｌ・
・・・・・車輪信号、Ｐ・・・・・・輪重、Ｇ・・・・
・・せん断力検出器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 鉄道車両のレールを支持している隣接する２つの枕
   木間のレール腹部位置に取付けられてレール上を転動し
   てくる車輪によってレールに生じるせん断力の大きさ及
   び極性を検出するせん断力検出器と、この検出信号を入
   力に受は入力信号がその極性を正から負にあるいは負か
   ら正に反転するごとに論理の反転する出力信号を発生す
   る極性比較器とを備えて前記せん断力検出器取付は位置
   の車輪通過を検出することを特徴とする鉄道車両用車輪
   検出装置。