JPS607314A - 車輪フラツト検出装置 - Google Patents
車輪フラツト検出装置Info
- Publication number
- JPS607314A JPS607314A JP58115482A JP11548283A JPS607314A JP S607314 A JPS607314 A JP S607314A JP 58115482 A JP58115482 A JP 58115482A JP 11548283 A JP11548283 A JP 11548283A JP S607314 A JPS607314 A JP S607314A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- wheel
- flat
- component
- output
- detected
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- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B17/00—Measuring arrangements characterised by the use of infrasonic, sonic or ultrasonic vibrations
- G01B17/02—Measuring arrangements characterised by the use of infrasonic, sonic or ultrasonic vibrations for measuring thickness
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Length Measuring Devices Characterised By Use Of Acoustic Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は、鉄道車両用車輪の車輪フラットを車両が走行
中に検出する装置に係り、特に高精度な測定を行うこと
のできる車輪フラット検出装置に関する。
中に検出する装置に係り、特に高精度な測定を行うこと
のできる車輪フラット検出装置に関する。
鉄道車両の車輪に作用するブレーキ力が車輪とレールと
の間の粘着限界力（粘着係数と輪重との積）を越えると
、車輪の回転が停止したまま車両が進行するという滑走
現象が生じ、回転の停止している車輪のレールに接触し
ている部分が摩擦によって摩耗することがある。この摩
耗が生じると、この摩耗した部分は平坦になる。この平
坦に摩耗した部分は車輪フラットと称されている。この
車輪フラットが生じた車輪は、その車輪フラットの部分
でレールを衝撃的に叩き、車体振動を誘起して乗心地を
害するばかりでなく、大きな騒音発生源となる。このた
め従来車両の定期検査時の車輪検査の際、検査者の目視
によって車輪フラットを検出しこの車輪フラットが一定
の基準値を越えている場合には車輪の摩耗による平坦部
をなくすように削正して車輪フラットを除去していた。
の間の粘着限界力（粘着係数と輪重との積）を越えると
、車輪の回転が停止したまま車両が進行するという滑走
現象が生じ、回転の停止している車輪のレールに接触し
ている部分が摩擦によって摩耗することがある。この摩
耗が生じると、この摩耗した部分は平坦になる。この平
坦に摩耗した部分は車輪フラットと称されている。この
車輪フラットが生じた車輪は、その車輪フラットの部分
でレールを衝撃的に叩き、車体振動を誘起して乗心地を
害するばかりでなく、大きな騒音発生源となる。このた
め従来車両の定期検査時の車輪検査の際、検査者の目視
によって車輪フラットを検出しこの車輪フラットが一定
の基準値を越えている場合には車輪の摩耗による平坦部
をなくすように削正して車輪フラットを除去していた。
しかしながら、検査者の目視による車輪フラットの高精
度な検出を行うことは甚しく困難な作業であシ、多くの
人員と時間とを必要とするため車輪フラットの検出を検
査者の目視によらず機械によって自動的に検出すること
が強く要望されていた。
度な検出を行うことは甚しく困難な作業であシ、多くの
人員と時間とを必要とするため車輪フラットの検出を検
査者の目視によらず機械によって自動的に検出すること
が強く要望されていた。
そこで−近年は、フラット検出の測定区間における剪断
力検出器の出力の最大値を輪重（車輪。
力検出器の出力の最大値を輪重（車輪。
レール間の垂直荷重）値に重畳されているフラット成分
ＰＴｍ＆Ｘを含んだ値として検出し、別途輪重値Ｐ、を
め、その差をめて、その差をフラット成分として検出す
る方法が用いられている。このように従来車輪フラット
検出を行っているが、この方法によったのでは枕木や枕
木の下がばねとして作用してしまうため、この枕木等の
ばね特性及び剪断力の減衰特性が一様でないことのため
、第３図に示すように輪重値Ｐｏが初期値よシも下シ、
この輪重（直Ｐａに重畳されているフラット成分Ｐａｌ
ａ ！ を重畳しても輪重値Ｐｏの初期値（Ｐ。
ＰＴｍ＆Ｘを含んだ値として検出し、別途輪重値Ｐ、を
め、その差をめて、その差をフラット成分として検出す
る方法が用いられている。このように従来車輪フラット
検出を行っているが、この方法によったのでは枕木や枕
木の下がばねとして作用してしまうため、この枕木等の
ばね特性及び剪断力の減衰特性が一様でないことのため
、第３図に示すように輪重値Ｐｏが初期値よシも下シ、
この輪重（直Ｐａに重畳されているフラット成分Ｐａｌ
ａ ！ を重畳しても輪重値Ｐｏの初期値（Ｐ。
＋δ）より小さい場合、実際にはフラット車輪の影響が
表面に現われない場合があり、測定結果に対する信頼度
を高めるだめには不都合である。
表面に現われない場合があり、測定結果に対する信頼度
を高めるだめには不都合である。
本発明の目的は、高精度に車輪フラットの大きさを検出
することのできる車輪フラット検出装置を提供すること
にある。
することのできる車輪フラット検出装置を提供すること
にある。
本発明は、フラット車輪によってレールが叩かれた際の
測定区間の剪断力検出器によって検出された輪重波形よ
シ輪重成分とフラット成分とを分離する装置を設け、輪
重成分と７ラツト成分の比率によって高精度に車輪フラ
ットの大きさを検出しようというものである。
測定区間の剪断力検出器によって検出された輪重波形よ
シ輪重成分とフラット成分とを分離する装置を設け、輪
重成分と７ラツト成分の比率によって高精度に車輪フラ
ットの大きさを検出しようというものである。
以下、本発明の実施例について説明する。
第１図には、本発明の一実施例が示されている。
図において、レール１は枕木２によって固定されておシ
、このレール１上を車輪１２が矢印Ｃに示す方向に転動
する。このレール１には、枕木２ｂを挟み剪断力検出器
３ａ、３ｂが設置されている。この剪断力検出器は、例
えば歪ゲージであり、レール１の剪断力を検出するもの
である。この剪断力検出器ａａ、ａｂには、加算器４が
接続されている。この加算器４は、剪断力検出器３ａ。
、このレール１上を車輪１２が矢印Ｃに示す方向に転動
する。このレール１には、枕木２ｂを挟み剪断力検出器
３ａ、３ｂが設置されている。この剪断力検出器は、例
えば歪ゲージであり、レール１の剪断力を検出するもの
である。この剪断力検出器ａａ、ａｂには、加算器４が
接続されている。この加算器４は、剪断力検出器３ａ。
３ｂからの各出力信号を加算するものである。この加算
器４には増幅器５が接続されている。この増幅器５には
、低域通過フィルタ６と、高域通過フィルタ７が接続さ
れている。低域通過フィルタ６は、フラット成分を除去
し、輪重成分だけを検出するためのもので、高域通過フ
ィルタ７は、低周周波の輪重成分を除去し、フラット成
分だけを検出するためのものである。この低域通過フィ
ルタ６には、高位置保持器８ａが接続されており、高域
通過フィルタフには高位置保持器８ｂが接続されている
。この高位置保持器８ａは輪重値の高位置Ｐａを保持す
るものであシ、高位置保持器８ｂはフラット成分の高位
置Ｐｍ ｍ ｘ を保持するものである。この高位置保
持器８ａ、８１）から出力される信号は、演算器９に入
力されるように構成されており、この演算器９には、比
較器１０が接続されている。この演算器９は、フラット
成分の高位値Ｐ□工と輪重成分Ｐｏの比を演算するもの
である。また、比較器１０には、フラットの大きさに相
当する複数の基準値（例えば、フラットの大きさを犬、
中、小に分け、その犬、中、小に相当する基準値レベル
）が入力されており、この基準値と演算器９から出力さ
れる信号とを比較するものである。
器４には増幅器５が接続されている。この増幅器５には
、低域通過フィルタ６と、高域通過フィルタ７が接続さ
れている。低域通過フィルタ６は、フラット成分を除去
し、輪重成分だけを検出するためのもので、高域通過フ
ィルタ７は、低周周波の輪重成分を除去し、フラット成
分だけを検出するためのものである。この低域通過フィ
ルタ６には、高位置保持器８ａが接続されており、高域
通過フィルタフには高位置保持器８ｂが接続されている
。この高位置保持器８ａは輪重値の高位置Ｐａを保持す
るものであシ、高位置保持器８ｂはフラット成分の高位
置Ｐｍ ｍ ｘ を保持するものである。この高位置保
持器８ａ、８１）から出力される信号は、演算器９に入
力されるように構成されており、この演算器９には、比
較器１０が接続されている。この演算器９は、フラット
成分の高位値Ｐ□工と輪重成分Ｐｏの比を演算するもの
である。また、比較器１０には、フラットの大きさに相
当する複数の基準値（例えば、フラットの大きさを犬、
中、小に分け、その犬、中、小に相当する基準値レベル
）が入力されており、この基準値と演算器９から出力さ
れる信号とを比較するものである。
このように構成されるものであるから、車輪フラットが
ない車輪１２が第１図図示矢印Ｃに示す如き方向に転動
すると、車輪の位置対レールに加わる剪断力の関係（影
響線）は第２図に示す如くなる。
ない車輪１２が第１図図示矢印Ｃに示す如き方向に転動
すると、車輪の位置対レールに加わる剪断力の関係（影
響線）は第２図に示す如くなる。
第２図囚は第１図図示Ａ点の剪断力の影響線、第２図（
５）はＢ点の剪断力の影響線、第２図（ＱはＡ点の剪断
力とＢ点の剪断力の差の影響線を示している。
５）はＢ点の剪断力の影響線、第２図（ＱはＡ点の剪断
力とＢ点の剪断力の差の影響線を示している。
枕木と道床のばね特性及びその減衰特性がいずれの枕木
に関しても一様である場合、第２図（ト）に示されるＢ
点の剪断力の影響線は、第２図囚に示されるＡ点の剪断
力の影響線を右にＡＢ間の距離だけ平行移動して符号の
正負を反対にしたものと同様である。
に関しても一様である場合、第２図（ト）に示されるＢ
点の剪断力の影響線は、第２図囚に示されるＡ点の剪断
力の影響線を右にＡＢ間の距離だけ平行移動して符号の
正負を反対にしたものと同様である。
従ってＡ点の剪断力とＢ点の剪断力との差の影響線ハは
、第２図りに示す如＜ＡＢ間でほぼ一定の値をとる。
、第２図りに示す如＜ＡＢ間でほぼ一定の値をとる。
このような場合にフラット車輪がレールを叩くと明らか
に第２図（Ｑのａに示す如くフラット成分Ｐ□工が現わ
れる。
に第２図（Ｑのａに示す如くフラット成分Ｐ□工が現わ
れる。
しかし、一般には各枕木や各枕木の下のばね特性及びそ
の減衰特性は第３図及び第４図に示す如く一様ではない
。
の減衰特性は第３図及び第４図に示す如く一様ではない
。
第３図は第４図図示Ａ点、Ｂ点でのばね特性がほぼ同一
の場合でおるが、減衰特性が第３図（Ａ）■に示す如く
直線的でなく、そのため、合成された輪重波形は第３図
（Ｑに示す如（ＡＢ間で直線とならない場合が示されて
いる。
の場合でおるが、減衰特性が第３図（Ａ）■に示す如く
直線的でなく、そのため、合成された輪重波形は第３図
（Ｑに示す如（ＡＢ間で直線とならない場合が示されて
いる。
また、第４図は、さらに第１図図示Ａ点、Ｂ点でのはね
特性が互いに違っている場合の様子を示したもので、第
４図囚がＡ点での剪断力の減衰特性を、第４図■がＢ点
での剪断力の減衰特性を示しており、合成されだ輪重波
形は第４図０に示す如くＡ点よりＢ点が上り、いわゆる
右上りの波形となっている。
特性が互いに違っている場合の様子を示したもので、第
４図囚がＡ点での剪断力の減衰特性を、第４図■がＢ点
での剪断力の減衰特性を示しており、合成されだ輪重波
形は第４図０に示す如くＡ点よりＢ点が上り、いわゆる
右上りの波形となっている。
従来このような第３図及び第４図の場合、剪断力検出器
の出力が最低となるＧ点でフラット車輪がレールを叩い
た場合には、フラット車輪による出力の増加量Ｐゆ、Ｘ
が第３図（Ｏ及び第４図りに示す如くδを越えなければ
車輪フラットとして検出されない。
の出力が最低となるＧ点でフラット車輪がレールを叩い
た場合には、フラット車輪による出力の増加量Ｐゆ、Ｘ
が第３図（Ｏ及び第４図りに示す如くδを越えなければ
車輪フラットとして検出されない。
従って、正確に車輪フラットを検出し、測定精度を向上
させるためには、車輪フラットによる増加量を取り出す
必要がある。
させるためには、車輪フラットによる増加量を取り出す
必要がある。
本実施例における加算器４からの信号は増幅器５によっ
て増幅された後、低域通過フィルタ６を通して第４図（
Ｑに示す輪重値成分ＰＧが高位値保持器８ａに保持され
、また、高域通過フィルタ７を通して第４図（Ｑに示さ
れるフラット成分Ｐ、、、！が高位値保持器８ｂに別々
に正しく保持されるため、このような構成にすると、第
４図と同様に第３図に示すようなフラット車輪も正しく
検出できる。
て増幅された後、低域通過フィルタ６を通して第４図（
Ｑに示す輪重値成分ＰＧが高位値保持器８ａに保持され
、また、高域通過フィルタ７を通して第４図（Ｑに示さ
れるフラット成分Ｐ、、、！が高位値保持器８ｂに別々
に正しく保持されるため、このような構成にすると、第
４図と同様に第３図に示すようなフラット車輪も正しく
検出できる。
一般に枕木間調は約６３０圏程度である。一方、車両の
車輪径を８６０ｍとすると、レール上を転動する一輪周
は約２７００ｍＩＲである。したがって、約２７００＋
ａ＋間で測定しないと車輪全周にわたってのフラットは
検出できない。ところが、フラットを検出するために設
置される剪断力検出器による測定区間ＡＢはできるだけ
長くした方が、測定区間の数を少なくすることができ経
済的である。
車輪径を８６０ｍとすると、レール上を転動する一輪周
は約２７００ｍＩＲである。したがって、約２７００＋
ａ＋間で測定しないと車輪全周にわたってのフラットは
検出できない。ところが、フラットを検出するために設
置される剪断力検出器による測定区間ＡＢはできるだけ
長くした方が、測定区間の数を少なくすることができ経
済的である。
いま、枕木の影響を考え、−測定区間の長さである剪断
力検出器の取り付は間隔を８００〜９５０咽とし、測定
区間をオーバーラツプさせて４区間設け、車輪−周を検
出できるようにした。
力検出器の取り付は間隔を８００〜９５０咽とし、測定
区間をオーバーラツプさせて４区間設け、車輪−周を検
出できるようにした。
剪断力検出器間を車輪が通過する時間を半周期とする定
常振動の振動数を相等振動数と称し、ｆ、とする時、車
両の速度を１ｍ／ｈ、検出器間隔をＬ順とすると、相等
振動数ｆ、は、で表わされる。
常振動の振動数を相等振動数と称し、ｆ、とする時、車
両の速度を１ｍ／ｈ、検出器間隔をＬ順とすると、相等
振動数ｆ、は、で表わされる。
車両が２５０１ｍ／ｈで走行する場合、ＡＢ間を通過す
る時の輪重の相等振動数は４５〜４０Ｈ２程度となる（
車両がもつと低速で走行する場合は、輪重成分の相等振
動数はもつと低くなる）。
る時の輪重の相等振動数は４５〜４０Ｈ２程度となる（
車両がもつと低速で走行する場合は、輪重成分の相等振
動数はもつと低くなる）。
一方、フラット成分は実測の結果、１００Ｈｚ以上であ
るため、輪重成分とフラット成分は容易に第５図のよう
に分離できる。
るため、輪重成分とフラット成分は容易に第５図のよう
に分離できる。
したがって、本実施例によれば、車両が２５０Ｋｍ／ｈ
の旨速で走行する場合にも容易に輪重成分とフラット成
分を分離することができる。
の旨速で走行する場合にも容易に輪重成分とフラット成
分を分離することができる。
また、本実施例によれば、既設の一般の枕木と道床に何
ら特別な改造を施すことなく、簡単な装置構成によって
、安価で高精度な装置とすることができる。
ら特別な改造を施すことなく、簡単な装置構成によって
、安価で高精度な装置とすることができる。
以上説明したように、本発明によれば、高精度に車輪フ
ラットを検出することができる。
ラットを検出することができる。
第１図は本発明の実施例を示す図、第２図は第・１図図
示実施例の動作原理を説明するだめの剪断方形・１４）
線を示す図、第３図、第４図は第１図図示実施例の動作
を説明するための図、第５図は第１図図示実施例の効果
を示す輪重及びフラット波形図である。 １・・・Ｌ／−／ｌ／、２８〜２Ｃ・・・枕木、３ａ〜
３ｂ・・・剪断力検出器、４・・・加算器、５・・・増
幅器、６・・・低域通過フィルタ、７・・・高域通過フ
ィルタ、８ａ〜８ｂ・・・高位置保持器、９・・・演算
器、１ｏ・・・比較器、１２・・・車輪。 代理人 弁理士 鵜沼辰之 拓 １ 図 第 ２ 困 第 ３ 国 第斗困 第 ５ 日
示実施例の動作原理を説明するだめの剪断方形・１４）
線を示す図、第３図、第４図は第１図図示実施例の動作
を説明するための図、第５図は第１図図示実施例の効果
を示す輪重及びフラット波形図である。 １・・・Ｌ／−／ｌ／、２８〜２Ｃ・・・枕木、３ａ〜
３ｂ・・・剪断力検出器、４・・・加算器、５・・・増
幅器、６・・・低域通過フィルタ、７・・・高域通過フ
ィルタ、８ａ〜８ｂ・・・高位置保持器、９・・・演算
器、１ｏ・・・比較器、１２・・・車輪。 代理人 弁理士 鵜沼辰之 拓 １ 図 第 ２ 困 第 ３ 国 第斗困 第 ５ 日
Claims (1)
- １、鉄道車両の軌道に車両走行方向に沿って所定の間隔
をもって設けられた２つの剪断力検出器と、該２つの剪
断力検出器からの出力差をめる加算器と、該加算器の出
力の高域を通過させる装置と、前記加算器の出力の低域
を通過させる装置と、前記高域を通過させる装置におい
る高位値をめる第１の高位値保持装置と、低域を通過さ
せる装置の高位差をめる第２の高位値保持装置と、前記
第１の高位値保持装置からの出力値と前記第２の高位値
保持装置からの出力値との比率を演算する演算器と、該
演算器からの出力値がいかなる比率であるかを基準値と
比較する比較器とを備え、車輪フラットの大きさを検出
するようにしたことを特徴とする車輪フラット検出装置
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58115482A JPS607314A (ja) | 1983-06-27 | 1983-06-27 | 車輪フラツト検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58115482A JPS607314A (ja) | 1983-06-27 | 1983-06-27 | 車輪フラツト検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS607314A true JPS607314A (ja) | 1985-01-16 |
Family
ID=14663607
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58115482A Pending JPS607314A (ja) | 1983-06-27 | 1983-06-27 | 車輪フラツト検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS607314A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009191968A (ja) * | 2008-02-14 | 2009-08-27 | Ihi Corp | ボルト仮固定ナット |
-
1983
- 1983-06-27 JP JP58115482A patent/JPS607314A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009191968A (ja) * | 2008-02-14 | 2009-08-27 | Ihi Corp | ボルト仮固定ナット |
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