JP2009236140A - 鉄道車両の踏面ブレーキの不緩解検出方法及び装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 鉄道車両の踏面ブレーキの不緩解を地上側で確実に検出できるようにすること。
【解決手段】 鉄道車両の車輪１１のレール１との接触面付近のリム部１１ｐの温度を地上に設置した非接触温度計２で測定して列車毎のリム部温度パターンを作成し、前記リム部温度パターンを基準温度パターンと比較してブレーキ不緩解の有無を判定する。前記列車毎の温度パターンは車輪毎のリム部温度を示す温度パターンであって、車両の車輪１１を車輪検出器３で検出しながら作成されるものである。また、前記基準温度パターンは、通常時のリム部温度パターンである。
【選択図】 図１

Description

本発明は、鉄道車両の車輪の踏面に制輪子を押し付けて減速・静止させる踏面ブレーキの不緩解を検出する方法及び装置に関する。

鉄道車両の踏面ブレーキは、車輪の踏面に当ててブレーキ力を発生する制輪子と、制輪子を駆動する空気圧シリンダを備えている。踏面ブレーキの不緩解は、ブレーキを緩めた場合、空気圧シリンダの空気圧がゼロになったにもかかわらず、制輪子が車輪の踏面に圧着された状態である。列車の折り返しなど長時間ブレーキを作動させておいた場合などに起こり得る現象である。また、踏面ブレーキの不緩解は、乗務員が手ブレーキをしたまま走行してしまう場合にも発生する。この現象が発生すると発熱し、踏面剥離や車輪の変形などの問題が起こる。

特開平８−２９０７６６号公報（特許文献１）には、鉄道車両のブレーキ装置は車輪毎に制輪子及びシリンダを設け、該シリンダに高圧のエアを供給して制輪子を車輪の踏面に押しつけ、その摩擦力によって制動力を発生させるブレーキ装置であって、上記各シリンダと高圧エアの供給源との間に中継弁を設け、上記高圧エアの供給源から各シリンダへの高圧エアの供給を停止すると共に、供給されたエアを上記中継弁から排気してブレーキング圧を大気圧状態に戻すことで、発生した制動力を減少または解消させるブレーキ装置が記載されている。

そして、このようなブレーキ装置において、中継弁の動作が鈍くなったり固着すると、シリンダ内に圧力が残って発生するブレーキ不緩解を検出するために、運転者によるブレーキ緩め動作の開始から所定時間後の各シリンダのブレーキ圧を測定し、測定したブレーキ圧がある値（通常、０．３〜０．７kgf/cm²）以上であった場合にブレーキ不緩解と判定している。しかしながら、これでは０．３kgf/cm²未満のブレーキ圧でもブレーキ不緩解が発生することがあるが、この場合は検出できないという問題がある。また、車両の運転者によってブレーキが緩められた際に、シリンダに供給されていた高圧エアが排気に要する時間は、中継弁以降の空気容量、即ち、中継弁、中継弁とシリンダとの間の空気配管部、シリンダの空気容量によって異なるため、上記所定時間の設定値は車両完成後でないと決めることができないという難点がある。

特開２００５−２８３２９８号公報（特許文献２）には、車両の既定走行路が敷設された地上側に設置された放射温度計で、車両の床下に設置されたモータやブレーキ等の発熱部位を検出し、検出温度を評価して異常情報を発生する車両の床下機器温度検知装置が記載されている。しかしながら、この車両の床下機器温度検知装置は、発熱がモータや抵抗器によるものかブレーキによるものかを識別できないから、ブレーキ不緩解を検出することはできない。
特開平８−２９０７６６号公報 特開２００５−２８３２９８号公報

本発明が解決しようとする課題は、鉄道車両の踏面ブレーキの不緩解を地上側で確実に検出できるようにすることである。

上記課題を解決するために、第1に温度測定箇所を鉄道車両のレールとの接触面付近のリム部とし、第２に温度測定手段を地上に設置した非接触温度計とし、第３に車輪毎のリム部温度を示す列車毎のリム部温度パターンを作成した。そして、前記列車毎のリム部温度パターンを評価してブレーキ不緩解の有無を判定するようにした。

本発明により、鉄道車両の踏面ブレーキの不緩解を地上側で確実に検出できる方法及び装置が提供された。また、本発明により、台車枠等で車輪の大半が隠蔽されている場合、或いは車輪ロックが発生している場合でも、鉄道車両の踏面ブレーキの不緩解を地上側で確実に検出できるようになった。

本発明を実施する最良の形態は、レールを走行する鉄道車両の車輪の前記レールとの接触付近のリム部の温度を測定するために前記レールの近傍の地上に設置された非接触温度計と、レールを走行する鉄道車両の車輪を検出するために前記レールの近傍の地上に設置された車輪検出器と、前記非接触温度計の温度データと前記車輪検出器の車輪タイミング信号が入力される処理装置とで構成され、前記処理装置は前記温度データと前記車輪タイミング信号を処理して列車毎のリム部温度パターンを作成する機能と、前記リム部温度パターンを評価してブレーキ不緩解の有無を判定する機能を備えることを特徴とする鉄道車両の踏面ブレーキの不緩解検出装置である。

本発明の一実施例の鉄道車両の踏面ブレーキの不緩解検出装置は、図１及び図２に示す如く、レール１を走行する鉄道車両１０の車輪１１のリム部１１_ｐの温度を測定し温度データＴを出力する非接触温度計である放射温度計２と、鉄道車両１０の車輪１１を検出し車輪タイミング信号Ｓを出力する車輪検出器３と、放射温度計２の温度データＴと車輪検出器３の車輪タイミング信号Ｓが入力される処理装置４とで構成されている。

ここで、非接触温度計２には放射温度計が用いられ、また、車輪検出器３には電磁式近接スイッチが用いられている。放射温度計２はレール１の近傍、例えば１メートル程度離れた地上に、そのプローブがレール１を走行する鉄道車両１０の車輪１１のリム部１１ｐの温度を測定できるような方向と位置に調整して、設置されている。車輪検出器３は、放射温度計２よりも列車１０の走行方向の手前の地上に設置されているが、同じ位置でもかまわない。

処理装置４は、図２に示す如く、制御部５、記憶部６及び通信部７とで構成されている。そして、処理装置４は温度データＴと車輪タイミング信号Ｓを処理して列車毎のリム部温度パターンを作成する機能と、前記リム部温度パターンを評価してブレーキ不緩解の有無を判定する機能を備えるものである。更に、処理装置４は、図示しない列車管理システムと列車検知システムと通信部７を介して接続されている。

以下、図３のフローチャートを参照しながら、本発明の一実施例の踏面ブレーキの不緩解検出装置の動作を説明する。図３において、図示しない列車検知システムにより列車が測定地点に到来すると、踏面ブレーキの不緩解検出装置は、ブレーキ不緩解検知動作の処理をスタートさせる。車輪検出部３が車両１０の車輪１１を検出する（１０１）と、処理装置４の制御部５は非接触温度計２に車両１０の車輪１１のリム部１１ｐの温度を計測させ（１０２）、温度データＴを処理装置４の記憶部６に記憶させる。図示しない列車検知システムにより全車両が通過の有無を監視している（１０４）。従って、ステップ１０１からステップ１０３までの動作は、ステップ１０４の判定結果がＹＥＳになるまで続けられる。

ステップ１０４の判定結果がＹＥＳ、即ち全車両が通過したことが検出されると、処理装置４の制御部５は記憶部６から温度データＴの記憶データを読み出し、車輪１１のリム部１１ｐの列車毎の温度パターンを生成する（１０５）。続いて、制御部５は、生成した温度パターンが通常温度パターンか否かを評価する（１０６）。即ち、ステップ１０６において、制御部５は記憶部６に記憶されている基準温度パターンと比較して同一か否かを判定する。前記基準パターンは、通常発生する列車毎の温度パターンである。

ステップ１０６の判定結果がＮＯならば、制御部５はブレーキ不緩解検出がどの車両に生じたか特定し（１０７）、特定した情報を図示しない列車管理システムに通信部７を介して通報し（１０８）、ブレーキ不緩解検知動作をストップさせる。また、ステップ１０６の判定結果がＹＥＳの場合は、制御部５はブレーキ不緩解検知動作の処理をストップさせる。

ここで、リム部の温度パターンを図４と図５を参照して説明する。或る車両１０が、図４に示す如く、二対４個の車輪１１_Ａ，１１_Ｂ，１１_Ｃ，１１_Ｄを有し、これらの車輪のリム部の温度がＴ_Ａ，Ｔ_Ｂ，Ｔ_Ｃ，Ｔ_Ｄであるとする。すると、通常のリム部の温度分布は、図５（Ａ）に示す如く、車輪１１_Ａ，１１_Ｂ，１１_Ｃ，１１_Ｄが検出された時刻に測定されたリム部温度Ｔ_Ａ，Ｔ_Ｂ，Ｔ_Ｃ，Ｔ_Ｄは大きな差がない。一方、ブレーキ不緩解が発生したときのリム部の温度分布は、図５（Ｂ）に示す如く、一対の車輪１１_Ｃ，１１_Ｄが検出された時刻に測定されたリム部温度Ｔ_ＣとＴ_Ｄは、次の一対の車輪１１_Ａ，１１_Ｂが検出された時刻に測定されたリム部温度Ｔ_ＡとＴ_Ｂと大きな差を生じる。なお、図５（Ａ）と図５（Ｂ）において、縦軸は温度を横軸は時間を示す。このようなパターンを示すのは、ブレーキ不緩解は通常は台車毎に発生するからである。

図５（Ａ）と図５（Ｂ）から明らかな如く、処理装置４の制御部５が行うリム部温度の評価処理、即ちステップ１０６の判定は、非接触温度計２で測定されたリム部の温度について生成された列車毎のリム部温度パターンが図５（Ａ）の通常温度パターンであるか否かを判定する処理である。

本発明の一実施例の踏面ブレーキの不緩解検出方装置を構成する非接触温度計と車輪検出器の設置例を示す図である。ブロック構成図である。 本発明の一実施例の踏面ブレーキの不緩解検出方装置のブロック構成図である。 本発明の一実施例のブレーキ不緩解検知装置の処理の流れを示すフローチャートである。 或る車両について、車輪とリム部温度の対応関係を示した図である。 図４の車両について発生した通常ブレーキ時の車輪のリム部温度パターン（Ａ）とブレーキ不緩解時の車輪のリム部温度パターン（Ｂ）の一例を示した図である。

符号の説明

１ レール
２ 非接触温度計
３ 車輪検出器
４ 処理装置
５ 制御部
６ 記憶部
７ 通信部
１０ 車両
１１，１１_Ａ，１１_Ｂ，１１_Ｃ，１１_Ｄ 車輪
１１ｐ リム部
１２ 台車枠
Ｓ 車輪タイミング信号
Ｔ，Ｔ_Ａ，Ｔ_Ｂ，Ｔ_Ｃ，Ｔ_Ｄ 温度データ

Claims (9)

1. 鉄道車両のレールとの接触面付近の車輪のリム部の温度を地上に設置した非接触温度計で測定して列車毎のリム部温度パターンを作成し、前記リム部温度パターンを評価してブレーキ不緩解の有無を判定する鉄道車両の踏面ブレーキの不緩解検出方法。
2. 前記列車毎の温度パターンは車輪毎のリム部温度を示す温度パターンであって、車両の車輪を車輪検出器で検出しながら作成されることを特徴とする請求項１に記載の鉄道車両の踏面ブレーキの不緩解検出方法。
3. 前記評価は、通常ブレーキ時の列車毎の温度パターンと対比して行われることを特徴とする請求項１に記載の鉄道車両の踏面ブレーキの不緩解検出方法。
4. 前記非接触温度計は、放射温度計であることを特徴とする請求項１に記載の鉄道車両の踏面ブレーキの不緩解検出方法。
5. 前記車輪検出器は磁気センサを含むものであることを特徴とする請求項２に記載の鉄道車両の踏面ブレーキの不緩解検出方法。
6. レールを走行する鉄道車両の車輪の前記レールとの接触付近のリム部の温度を測定するために前記レールの近傍の地上に設置された非接触温度計と、レールを走行する鉄道車両の車輪を検出するために前記レールの近傍の地上に設置された車輪検出器と、前記非接触温度計の温度データと前記車輪検出器の車輪タイミング信号が入力される処理装置とで構成され、前記処理装置は前記温度データと前記車輪タイミング信号を処理して列車毎のリム部温度パターンを作成する機能と、前記リム部温度パターンを評価してブレーキ不緩解の有無を判定する機能を備えるものであることを特徴とする鉄道車両の踏面ブレーキの不緩解検出装置。
7. 前記評価は、通常ブレーキ時の列車毎の温度パターンと比較して行われることを特徴とする請求項６に記載の鉄道車両の踏面ブレーキの不緩解検出装置。
8. 前記非接触温度計は、放射温度計であることを特徴とする請求項５に記載の鉄道車両の踏面ブレーキの不緩解検出装置。
9. 前記車輪検出器は磁気センサを含むものであることを特徴とする請求項５に記載の鉄道車両の踏面ブレーキの不緩解検出装置。
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   

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