JPS58155303A - 鉄道車両用車輪のタイヤフラット検出装置 - Google Patents
鉄道車両用車輪のタイヤフラット検出装置Info
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- JPS58155303A JPS58155303A JP57038175A JP3817582A JPS58155303A JP S58155303 A JPS58155303 A JP S58155303A JP 57038175 A JP57038175 A JP 57038175A JP 3817582 A JP3817582 A JP 3817582A JP S58155303 A JPS58155303 A JP S58155303A
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- Length Measuring Devices With Unspecified Measuring 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】
出装置に関するものである。
走行中の鉄道車両にブレーキをかけて停止させる場合に
おいて、該車両の車輪に作用するブレーキ力が車輪とレ
ールの間の粘着限界力（粘着係数と輪重の積）に比し過
大となると、車輪の回転が停止されたまま車両が進行す
るいわゆる滑走現象を生じ、車輪とレールとの接触部が
摩耗し平面状に削られることがある。このようにして、
発生した第１図に示すような車輪の平面状部ＴＦをタイ
ヤフラットと称している。このようなタイヤフラットが
車輪に存在すると、騒音、振動等を惹起し、鉄道沿線の
住民等から苦情が持ち込まれる事態を生ずる。殊に、近
来、車両の高速運転に伴なって増圧ブレーキの使用やＡ
ＴＯ（自動列車制御装置）が採用されるようになったた
め、タイヤフラットの発生はますます増大する傾向にあ
り、これが原因となって振動公害、あるいは騒音公害と
いわれるような社会問題にもなってきている。従って、
このような問題に対処すべくタイヤフラットの早期発見
と修復のための適切ムタイヤフラット検出装置の開発が
切望されていた。
おいて、該車両の車輪に作用するブレーキ力が車輪とレ
ールの間の粘着限界力（粘着係数と輪重の積）に比し過
大となると、車輪の回転が停止されたまま車両が進行す
るいわゆる滑走現象を生じ、車輪とレールとの接触部が
摩耗し平面状に削られることがある。このようにして、
発生した第１図に示すような車輪の平面状部ＴＦをタイ
ヤフラットと称している。このようなタイヤフラットが
車輪に存在すると、騒音、振動等を惹起し、鉄道沿線の
住民等から苦情が持ち込まれる事態を生ずる。殊に、近
来、車両の高速運転に伴なって増圧ブレーキの使用やＡ
ＴＯ（自動列車制御装置）が採用されるようになったた
め、タイヤフラットの発生はますます増大する傾向にあ
り、これが原因となって振動公害、あるいは騒音公害と
いわれるような社会問題にもなってきている。従って、
このような問題に対処すべくタイヤフラットの早期発見
と修復のための適切ムタイヤフラット検出装置の開発が
切望されていた。
しかして、この種のタイヤフラットの検出装置としでは
従来からいくつかの方式が提案されており、例えば第２
図に示されるようなものが特公昭５２−４８３６１号公
報に開示されている。
従来からいくつかの方式が提案されており、例えば第２
図に示されるようなものが特公昭５２−４８３６１号公
報に開示されている。
第２図に基づいて、従来のタイヤフラット検出装置を説
明するに、ｌはレール、２ａ、２ｂは枕木、３ａ、３ｂ
はレールの２点Ａ、Ｂ点の剪断力を検出するセンサであ
り、具体例としてはレール腹部の剪断歪をひずみゲージ
等により検出する。４は加算器でありセンサ３ａの出力
と３ｂの出力の差を検出する。５は増幅器、６は入力の
うちフラット衝撃により生じた振動成分のみを取り出す
ためのバイパスフィルタである。７は入力と予め定めた
基準値とを比較する比較器であり入力が基準値より犬な
る場合に出力８を出し、この出力によって図示しない表
示装置あるいは記録装置によりタイヤフラットが存在す
る旨表示ないし記録される。
明するに、ｌはレール、２ａ、２ｂは枕木、３ａ、３ｂ
はレールの２点Ａ、Ｂ点の剪断力を検出するセンサであ
り、具体例としてはレール腹部の剪断歪をひずみゲージ
等により検出する。４は加算器でありセンサ３ａの出力
と３ｂの出力の差を検出する。５は増幅器、６は入力の
うちフラット衝撃により生じた振動成分のみを取り出す
ためのバイパスフィルタである。７は入力と予め定めた
基準値とを比較する比較器であり入力が基準値より犬な
る場合に出力８を出し、この出力によって図示しない表
示装置あるいは記録装置によりタイヤフラットが存在す
る旨表示ないし記録される。
９は車輪、Ｐは軸重である。第２図では車輪９のみ図示
しているが、この装置の特徴は、車両から輪軸を取り外
さないで通常使用されている状態で車両を装置が設置さ
れているレール上を走行せしめることによって車輪のタ
イヤフラットを検出できることである。
しているが、この装置の特徴は、車両から輪軸を取り外
さないで通常使用されている状態で車両を装置が設置さ
れているレール上を走行せしめることによって車輪のタ
イヤフラットを検出できることである。
さて、車輪９が左方から静かに矢示のように右方向に転
動する場合、Ａ点のレールの剪断力Ｑａは第３図のＱａ
のように車輪の位置に対して変化し、同様にＢ点のレー
ルの剪断力Ｑｂは第３図Ｑｂのように変化する。従って
、Ｑａ−ｑｂは第３図示のＱａ−ＱｂのようにＡＢ間で
ほぼ一定値となりＡＢ間の外側ではほぼ零となる。その
ため、タイヤフラットが無い車輪が転動した場合の増幅
器５の出力は、′第４図（ａ）のように車輪がＡＢ間の
外側にあるときはほぼ零で、ＡＢ間にあるときは軸重Ｐ
に比例したほぼ一定の値となる。
動する場合、Ａ点のレールの剪断力Ｑａは第３図のＱａ
のように車輪の位置に対して変化し、同様にＢ点のレー
ルの剪断力Ｑｂは第３図Ｑｂのように変化する。従って
、Ｑａ−ｑｂは第３図示のＱａ−ＱｂのようにＡＢ間で
ほぼ一定値となりＡＢ間の外側ではほぼ零となる。その
ため、タイヤフラットが無い車輪が転動した場合の増幅
器５の出力は、′第４図（ａ）のように車輪がＡＢ間の
外側にあるときはほぼ零で、ＡＢ間にあるときは軸重Ｐ
に比例したほぼ一定の値となる。
次に、タイヤフラットを有する車輪が転動した場合には
、フラット衝撃が生じＰは衝撃荷重となり第４図（ｂ）
のように高周波振動成分が生ずる。実測によると、Ｐが
衝撃荷重の場合にも同一荷重に対する増幅器５の出力は
、ＡＢ間では荷重の作用点にかかわらずほぼ一様であり
、ＡＢ間の外側に荷重が作用したときの増幅器５の出力
はＡＢ間に作用した場合に比べ十分率さい。この高周波
振動成分をバイパスフィルタ６により抽出し、第４図＋
Ｃ）の波形を得て前記のようにタイヤフラットを検出す
るものである。
、フラット衝撃が生じＰは衝撃荷重となり第４図（ｂ）
のように高周波振動成分が生ずる。実測によると、Ｐが
衝撃荷重の場合にも同一荷重に対する増幅器５の出力は
、ＡＢ間では荷重の作用点にかかわらずほぼ一様であり
、ＡＢ間の外側に荷重が作用したときの増幅器５の出力
はＡＢ間に作用した場合に比べ十分率さい。この高周波
振動成分をバイパスフィルタ６により抽出し、第４図＋
Ｃ）の波形を得て前記のようにタイヤフラットを検出す
るものである。
しかしながら、上記従来例は、センサ３ａ、３ｂの受感
帯が車輪の円周長よりも短いために、車両走行中にタイ
ヤフラットＴＦがその受感帯に衝撃を与えないことがあ
り、このためにタイヤフラットＴＦを確実に検出できな
いという問題がある。
帯が車輪の円周長よりも短いために、車両走行中にタイ
ヤフラットＴＦがその受感帯に衝撃を与えないことがあ
り、このためにタイヤフラットＴＦを確実に検出できな
いという問題がある。
また車両速度が所定値以上の場合には、センサ３ａと３
ｂとの間の領域以外において、タイヤフラットＴＦがレ
ールｌに衝撃を与えたときに、センサ３ａ、３ｂが出力
し、これによって車両のどの軸でタイヤフラットＴＦが
発生しているのかを特定できないという問題がある。
ｂとの間の領域以外において、タイヤフラットＴＦがレ
ールｌに衝撃を与えたときに、センサ３ａ、３ｂが出力
し、これによって車両のどの軸でタイヤフラットＴＦが
発生しているのかを特定できないという問題がある。
本発明は、かかる従来装置の有する問題を解決すべくな
されたもので、その第１の目的とするところは、タイヤ
フラットを確実に検出し、そのタイヤフラットが車両の
どの軸で発生しているかを正確に特定し得る鉄道車両用
車輪のタイヤフラツト検出装置を提供することにある。
されたもので、その第１の目的とするところは、タイヤ
フラットを確実に検出し、そのタイヤフラットが車両の
どの軸で発生しているかを正確に特定し得る鉄道車両用
車輪のタイヤフラツト検出装置を提供することにある。
本発明の第２の目的とするところは、タイヤフラットが
発生している車両の軸をより一層正確に特定し、且つタ
イヤフラットの程度を判定し得る鉄道車両用車輪のタイ
ヤフラット検出装置を提供することにある。
発生している車両の軸をより一層正確に特定し、且つタ
イヤフラットの程度を判定し得る鉄道車両用車輪のタイ
ヤフラット検出装置を提供することにある。
この第１の目的は、車両がレール上を走行中にタイヤフ
ラットを検出する鉄道車両用車輪のタイヤフラット検出
装置において、レール上における車輪の円周長以上の領
域内に、車両の輪重または軸重を検出するセンサを複数
組設け、これらセンサの受感帯を互いにラップさせて配
置したことにより達成される。
ラットを検出する鉄道車両用車輪のタイヤフラット検出
装置において、レール上における車輪の円周長以上の領
域内に、車両の輪重または軸重を検出するセンサを複数
組設け、これらセンサの受感帯を互いにラップさせて配
置したことにより達成される。
更に上記第２の目的は、車両がレール上を走行中にタイ
ヤフラットを検出する鉄道車両用車輪のタイヤフラット
検出装置において、レール上における車輪の円周長以上
の領域内に、車両の輪重または軸重を検出するセンサを
複数組設け、これらセンサの受感帯を互いにラップさせ
て配置し、前記センサの出力信号をそれぞれ増幅する動
ひずみ測定器を設け、この動ひずみ測定器の出力信号の
うち輪重または軸重成分のみを通す第１フイルタを設け
、前記動ひずみ測定器の出力信号のうちタイヤフラット
の衝撃によって生じる高周波振動成分および輪重または
軸重成分のみを通す第２フイルタを設け、前記第１．第
２フイルタのそれぞれの出力波形のピークをホールドす
るピークホールド回路を設け、各ピークホールド回路の
出力をそれぞれＡ／Ｄ変換するｐ、 ／ Ｄ変換器を設
け、一方列車の走行速度を検出する列車速度検出器の検
出部を前記センサの配置領域以外の前方または後方に設
け、前記Ａ ／ Ｄ変換器の出力に基づきタイヤフラッ
トによる衝撃比を求めると共に前記列車速度検出器によ
り得た列車速度が所定値以下のときにのみ、輪重値また
は軸重値と衝撃比と車両速度とによりタイヤフラットの
程度、および位置を演算する計算機を設けたことにより
達成される。
ヤフラットを検出する鉄道車両用車輪のタイヤフラット
検出装置において、レール上における車輪の円周長以上
の領域内に、車両の輪重または軸重を検出するセンサを
複数組設け、これらセンサの受感帯を互いにラップさせ
て配置し、前記センサの出力信号をそれぞれ増幅する動
ひずみ測定器を設け、この動ひずみ測定器の出力信号の
うち輪重または軸重成分のみを通す第１フイルタを設け
、前記動ひずみ測定器の出力信号のうちタイヤフラット
の衝撃によって生じる高周波振動成分および輪重または
軸重成分のみを通す第２フイルタを設け、前記第１．第
２フイルタのそれぞれの出力波形のピークをホールドす
るピークホールド回路を設け、各ピークホールド回路の
出力をそれぞれＡ／Ｄ変換するｐ、 ／ Ｄ変換器を設
け、一方列車の走行速度を検出する列車速度検出器の検
出部を前記センサの配置領域以外の前方または後方に設
け、前記Ａ ／ Ｄ変換器の出力に基づきタイヤフラッ
トによる衝撃比を求めると共に前記列車速度検出器によ
り得た列車速度が所定値以下のときにのみ、輪重値また
は軸重値と衝撃比と車両速度とによりタイヤフラットの
程度、および位置を演算する計算機を設けたことにより
達成される。
以下添付図面に示す実施例に基づいて本発明を詳述する
。尚、同一部材には同一符号を付しである。第５図は、
本発明の一実施例を示すセンサ配置図である。レールｌ
上にＸ印で示した部分に、従来装置と同様の剪断力検出
方式のひずみゲージＧ１−１〜Ｇ７−２が設けられてい
る。ひずみゲージＧ１−１とＧ１−２．Ｇ２−１と０２
−２．Ｇ３−１と０３−２．Ｇ４−１と０４−２．Ｇ５
−１と０５−２゜Ｇ６−１と０６−２．Ｇ７−１と０７
−２で、それぞれ車両の輪重を検出するセンサ８１，８
２，８３，８４゜８５．８６．８７を構成している。そ
してセンサＳ１とＳ２とが間隔ｌで設置され、これらの
後方にある距離離間してセンサＳ３〜Ｓ７ がその受感
帯を互いにラップさせて配置されている。センサＳ３か
らＳ７までの距離をＬとすれば、この距離りは、車輪の
円周長と同じかまたはそれよりも長いものである。また
センサＳ３ を構成するひずみゲージ０３−１と０３−
２ とは枕木２を挾むように配置され、他のセンサＳ４
〜Ｓ７ も同様に枕木を挾むように配置されている。
。尚、同一部材には同一符号を付しである。第５図は、
本発明の一実施例を示すセンサ配置図である。レールｌ
上にＸ印で示した部分に、従来装置と同様の剪断力検出
方式のひずみゲージＧ１−１〜Ｇ７−２が設けられてい
る。ひずみゲージＧ１−１とＧ１−２．Ｇ２−１と０２
−２．Ｇ３−１と０３−２．Ｇ４−１と０４−２．Ｇ５
−１と０５−２゜Ｇ６−１と０６−２．Ｇ７−１と０７
−２で、それぞれ車両の輪重を検出するセンサ８１，８
２，８３，８４゜８５．８６．８７を構成している。そ
してセンサＳ１とＳ２とが間隔ｌで設置され、これらの
後方にある距離離間してセンサＳ３〜Ｓ７ がその受感
帯を互いにラップさせて配置されている。センサＳ３か
らＳ７までの距離をＬとすれば、この距離りは、車輪の
円周長と同じかまたはそれよりも長いものである。また
センサＳ３ を構成するひずみゲージ０３−１と０３−
２ とは枕木２を挾むように配置され、他のセンサＳ４
〜Ｓ７ も同様に枕木を挾むように配置されている。
そしてひずみゲージＧ１−１は、第６図（ａ）に示すよ
うに、レール１の両側面に接着等の手段により添着され
第６図（ｂ）に示すように、４枚のひずみゲージ＆１
、Ａ２．ＤＩ 、Ｄ２によって作られるホイートストン
ブリッジであり、同様にひずみゲージＧ１−２はひずみ
ゲージＡ３．Ａ４．Ｄ３．Ｄ’４によって作うレるホイ
ートストンブリッジであり、これら２つのホイートスト
ンブリッジは並列に接続されてセンサ８１ を構成して
いる。他のセンサＳ２〜ｓ７もセンサＳ１ と同様に構
成されている。
うに、レール１の両側面に接着等の手段により添着され
第６図（ｂ）に示すように、４枚のひずみゲージ＆１
、Ａ２．ＤＩ 、Ｄ２によって作られるホイートストン
ブリッジであり、同様にひずみゲージＧ１−２はひずみ
ゲージＡ３．Ａ４．Ｄ３．Ｄ’４によって作うレるホイ
ートストンブリッジであり、これら２つのホイートスト
ンブリッジは並列に接続されてセンサ８１ を構成して
いる。他のセンサＳ２〜ｓ７もセンサＳ１ と同様に構
成されている。
次に上記実施例の動作について説明する。
まず第５図の左方から列車が進入したとする。
センサＳ１ から８２の車両通過時間をｔとすれば、そ
の車両の速度■はＶ −ｔ ／ ｔ で求められる。
の車両の速度■はＶ −ｔ ／ ｔ で求められる。
またセンサ８１，８２により車両の進入を検出できる。
つまりセンサ８１，８２は後述の列車速度検出器の検出
部を構成する。
部を構成する。
そして列車の車両がセンサＳ３〜ｓ７ の設置領域に進
入すると、第７図に示すようにセンサｓ３〜Ｓ７の各出
力波形が現われる。ここでセンサＳ３〜Ｓ７ までの距
離りを車輪の円周長とほぼ同じ長さにしであるとする。
入すると、第７図に示すようにセンサｓ３〜Ｓ７の各出
力波形が現われる。ここでセンサＳ３〜Ｓ７ までの距
離りを車輪の円周長とほぼ同じ長さにしであるとする。
例えば、新製車輪の場合、その直径が９１ｏｎ である
から、その円周長は２８５９龍であり、Ｌ−３３００ｍ
としである。従って、その車輪がタイヤフラットＴＰを
有していれば、センサＳ３〜ｓ７ のいずれがか必らず
タイヤフラットＴＦを検出し、その出力波形に高周波成
分を含むことになる。第７図の場合、センサＳ３の出力
波形に高周波成分を含むから、ゲージＧ３−１と０４−
１ との間に車輪が乗ったときに高周波振動が発生した
ことになる。もしタイヤフラットＴＦが少し遅くレール
１に接触すれば、その高周波成分はセンサｓ４またはｓ
５で発生し、タイヤフラットＴＦが少し早くレール１に
接触すれば、その高周波成分はセンサｓ７またはｓ６で
発生し、その接触タイミングがどのように変化してもセ
ンサｓ３〜ｓ７ のいずれかに必らず発生する。
から、その円周長は２８５９龍であり、Ｌ−３３００ｍ
としである。従って、その車輪がタイヤフラットＴＰを
有していれば、センサＳ３〜ｓ７ のいずれがか必らず
タイヤフラットＴＦを検出し、その出力波形に高周波成
分を含むことになる。第７図の場合、センサＳ３の出力
波形に高周波成分を含むから、ゲージＧ３−１と０４−
１ との間に車輪が乗ったときに高周波振動が発生した
ことになる。もしタイヤフラットＴＦが少し遅くレール
１に接触すれば、その高周波成分はセンサｓ４またはｓ
５で発生し、タイヤフラットＴＦが少し早くレール１に
接触すれば、その高周波成分はセンサｓ７またはｓ６で
発生し、その接触タイミングがどのように変化してもセ
ンサｓ３〜ｓ７ のいずれかに必らず発生する。
従って、タイヤフラットＴＦを確実に検出できる。
尚、その高周波成分が何両目の何軸目で発生したかを知
るには、各センサｓ３〜ｓ７の何回目の波形中に高周波
成分を含むかによって判断できる。
るには、各センサｓ３〜ｓ７の何回目の波形中に高周波
成分を含むかによって判断できる。
またその高周波成分の大きさ、すなわちタイヤフラット
ＴＦの大きさは、その高周波成分をフィルタによって分
離し、その大きさを調べることによって検出できる。そ
して、各センサ８３〜Ｓ７は枕木２を挾んで配置されて
いても正確にタイヤフラットＴＦを検出できる。
ＴＦの大きさは、その高周波成分をフィルタによって分
離し、その大きさを調べることによって検出できる。そ
して、各センサ８３〜Ｓ７は枕木２を挾んで配置されて
いても正確にタイヤフラットＴＦを検出できる。
第８図は本発明の他の実施例を示すブロック図である。
センサＳ１〜Ｓ７は第５図と同様に接続され、センサ８
１，８２の出力信号及び距離ｌを基に列車進入・速度検
出回路２１が列車信号及び列車速度信号を入出力インタ
ーフェース６１に送るようになっている。また列車番号
設定回路ｎも入出力インターフェース６１に信号を送る
ようになっている。尚、列車速度検出回路とセンサ８１
，８２とにより列車速度検出器を構成している。
１，８２の出力信号及び距離ｌを基に列車進入・速度検
出回路２１が列車信号及び列車速度信号を入出力インタ
ーフェース６１に送るようになっている。また列車番号
設定回路ｎも入出力インターフェース６１に信号を送る
ようになっている。尚、列車速度検出回路とセンサ８１
，８２とにより列車速度検出器を構成している。
またタイヤフラットＴＦを検出するためのセンサＳ３〜
Ｓ７ の出力信号は、それぞれ５つのチャンネルにわた
り動ひずみ測定器２３−２７．第１フイルタ（たとえば
カットオフ周波数ｆｅ −４０Ｈｓ ） ３３〜３７を
介してピークホールド回路５０〜５８に送られ、一方動
ひずみ測定器２３−２７の出力信号は、それぞれ第２フ
イルタ（たとえばカットオフ周波数ｆｅ −１６０ＨＩ
Ｉ） ４３〜４７を介してビークホー１１回路５１〜５
９にも送られるようになっている。ここで第１フイルタ
３３〜３７は輪重または軸重成分のみを通すものであり
、第２フイルタ４３〜４７はタイヤフラットの衝撃によ
って生じる高周波振動成分および輪重または軸重成分の
みを通すものである。またマルチプレクサｈ Ａ ／
Ｄ変換器６０は、各ピークホールド回路の出力信号を順
次走査し、Ａ ／ Ｄ変換して入出力インターフェース
６１に信号を送るものである。計算機６２は、入出力イ
ンターフェース６１から信号を受けて、タイヤフラット
ＴＦの衝撃比△Ｐ／Ｐを計算し、ディスプレー６３．フ
ロッピーディスク６４．タイプライタ６５を作動させる
ものでおる。また計算機６２は、車両速度が所定値以下
の場合にのみ、タイヤフラットＴＦの演算を行なうよう
にするものである。ここで、ＰｌはセンサＳ３〜Ｓ７
の出力信号に基づいて動ひずみ測定器羽〜ｒが出力した
信号のうち、第１フイルタお〜３７を通った軸重成分の
ピーク値であり、△Ｐは動ひずみ測定器°３〜２７が出
力した信号のうち、第２フイルタ４３〜４７を通った軸
重成分ＰおよびタイヤフラットＴＦの衝撃によって生じ
る高周波振動成分から軸重成分Ｐを減算した値、すなわ
ちタイヤフラットＴＦによる高周波成分のピーク値であ
る。
Ｓ７ の出力信号は、それぞれ５つのチャンネルにわた
り動ひずみ測定器２３−２７．第１フイルタ（たとえば
カットオフ周波数ｆｅ −４０Ｈｓ ） ３３〜３７を
介してピークホールド回路５０〜５８に送られ、一方動
ひずみ測定器２３−２７の出力信号は、それぞれ第２フ
イルタ（たとえばカットオフ周波数ｆｅ −１６０ＨＩ
Ｉ） ４３〜４７を介してビークホー１１回路５１〜５
９にも送られるようになっている。ここで第１フイルタ
３３〜３７は輪重または軸重成分のみを通すものであり
、第２フイルタ４３〜４７はタイヤフラットの衝撃によ
って生じる高周波振動成分および輪重または軸重成分の
みを通すものである。またマルチプレクサｈ Ａ ／
Ｄ変換器６０は、各ピークホールド回路の出力信号を順
次走査し、Ａ ／ Ｄ変換して入出力インターフェース
６１に信号を送るものである。計算機６２は、入出力イ
ンターフェース６１から信号を受けて、タイヤフラット
ＴＦの衝撃比△Ｐ／Ｐを計算し、ディスプレー６３．フ
ロッピーディスク６４．タイプライタ６５を作動させる
ものでおる。また計算機６２は、車両速度が所定値以下
の場合にのみ、タイヤフラットＴＦの演算を行なうよう
にするものである。ここで、ＰｌはセンサＳ３〜Ｓ７
の出力信号に基づいて動ひずみ測定器羽〜ｒが出力した
信号のうち、第１フイルタお〜３７を通った軸重成分の
ピーク値であり、△Ｐは動ひずみ測定器°３〜２７が出
力した信号のうち、第２フイルタ４３〜４７を通った軸
重成分ＰおよびタイヤフラットＴＦの衝撃によって生じ
る高周波振動成分から軸重成分Ｐを減算した値、すなわ
ちタイヤフラットＴＦによる高周波成分のピーク値であ
る。
次に上記実施例の動作について、第９図のフローチャー
トに沿って説明する。列車進入・速度検出回路２１によ
り、列車進入が確認されると、総てのピークホールド回
路５０〜５９を初期リセットし、列車速度信号および列
車進入時刻を計算機６２が記憶する。続いて、総ての動
ひずみ測定器２３〜２７の零点を、第１．第２フイルタ
３３〜３７ 、４３〜４７．ピークホールド回路５０〜
５９を介してマルチプレクサ６１で順次走査しながらＡ
／ Ｄ変換し、計算機６２に取込み、その後の測定の
基準点（−列車の測定基準点）とする。
トに沿って説明する。列車進入・速度検出回路２１によ
り、列車進入が確認されると、総てのピークホールド回
路５０〜５９を初期リセットし、列車速度信号および列
車進入時刻を計算機６２が記憶する。続いて、総ての動
ひずみ測定器２３〜２７の零点を、第１．第２フイルタ
３３〜３７ 、４３〜４７．ピークホールド回路５０〜
５９を介してマルチプレクサ６１で順次走査しながらＡ
／ Ｄ変換し、計算機６２に取込み、その後の測定の
基準点（−列車の測定基準点）とする。
一方、測定系全体のスパンも予め較正しておく必要があ
るので、計算機６２の指令に基づいて、総ての動ひずみ
測定器羽〜ｎ内の較正回路が作動して正確な等価軸重信
号が入力され、前記零点の場合と同様に、各チャンネル
の感度が記憶された後、ピークホールド回路５０〜５９
がリセットされる。これにより、車両各軸のタイヤフラ
ット測定の準備が終了する。
るので、計算機６２の指令に基づいて、総ての動ひずみ
測定器羽〜ｎ内の較正回路が作動して正確な等価軸重信
号が入力され、前記零点の場合と同様に、各チャンネル
の感度が記憶された後、ピークホールド回路５０〜５９
がリセットされる。これにより、車両各軸のタイヤフラ
ット測定の準備が終了する。
この状態で先ず列車の最先の車両がセンサＳ３〜Ｓ７を
通過すると、第７図に示したような波形がセンサＳ３〜
Ｓ７ に発生し、−車両（４軸）分の測定を終了する。
通過すると、第７図に示したような波形がセンサＳ３〜
Ｓ７ に発生し、−車両（４軸）分の測定を終了する。
この場合、データ読取りのタイミングは第１０図（ｂ）
にＤＩ’で示す各軸重波形の立下り点で行なわれ、その
後当該ピークホールド回路５０〜５９がリセットされる
。
にＤＩ’で示す各軸重波形の立下り点で行なわれ、その
後当該ピークホールド回路５０〜５９がリセットされる
。
これを第２両目以後の車両につき繰り返して列車−編成
分のフラット測定を終了すると、計算機６２内の記憶装
置に、列車進入時刻、列車番号、進入速度、タイヤフラ
ットの有無、その程度、号車番号、軸番号等が多次元の
データ配列として記憶される。
分のフラット測定を終了すると、計算機６２内の記憶装
置に、列車進入時刻、列車番号、進入速度、タイヤフラ
ットの有無、その程度、号車番号、軸番号等が多次元の
データ配列として記憶される。
次に計算機６２において、タイヤフラットＴＦによる衝
撃比ΔＰ／Ｐが求められる。
撃比ΔＰ／Ｐが求められる。
ところで、この衝撃比ΔＰ ／ Ｐ は、同一タイヤフ
ラット長であっても、第１０図（Ｃ）に示すように、車
両の速度が速くなるに従って小さくなる。これは、同一
タイヤフラット長であっても、速度が速くなるに従って
、高周波成分が小さくなることと同じであり、タイヤフ
ラットＴＦの検出が確実に行なわれにくくなることを意
味する。従って、その検出を確実に行なうため、車両速
度が所定値以下の場合にのみ、フラットの有無判断を行
なうようにしである。
ラット長であっても、第１０図（Ｃ）に示すように、車
両の速度が速くなるに従って小さくなる。これは、同一
タイヤフラット長であっても、速度が速くなるに従って
、高周波成分が小さくなることと同じであり、タイヤフ
ラットＴＦの検出が確実に行なわれにくくなることを意
味する。従って、その検出を確実に行なうため、車両速
度が所定値以下の場合にのみ、フラットの有無判断を行
なうようにしである。
そして、車両速度が所定値以下の場合には、タイヤフラ
ットＴＦの有無判定が行なわれ、タイヤフラットＴＰが
存在する場合には、その程度を犬、中、小に分類すると
ともに、何号車のどの軸にタイヤフラットＴＦが存在す
るかの情報および他の情報をタイプ出力する。尚、タイ
ヤフラットＴＦが犬、中の場合は、警報を発して、注意
を喚起するようになっている。従って車両速度が所定値
以下の場合にのみタイヤフラットＴＦの有無判定を行な
うようにしたために、車両高速時にセンサの受感帯以外
の場所において発生した高周波成分を、そのセンサが誤
って検出することがなくなる。
ットＴＦの有無判定が行なわれ、タイヤフラットＴＰが
存在する場合には、その程度を犬、中、小に分類すると
ともに、何号車のどの軸にタイヤフラットＴＦが存在す
るかの情報および他の情報をタイプ出力する。尚、タイ
ヤフラットＴＦが犬、中の場合は、警報を発して、注意
を喚起するようになっている。従って車両速度が所定値
以下の場合にのみタイヤフラットＴＦの有無判定を行な
うようにしたために、車両高速時にセンサの受感帯以外
の場所において発生した高周波成分を、そのセンサが誤
って検出することがなくなる。
尚、第１フィルタ３３〜３７．第２フイルタ４３〜４７
によって、上記実施例においては、１６０Ｈｍ以上の高
周波成分が通過しないので、第１０図（ａ）に示すよう
な不要なノイズが出力されない。
によって、上記実施例においては、１６０Ｈｍ以上の高
周波成分が通過しないので、第１０図（ａ）に示すよう
な不要なノイズが出力されない。
また本発明の変形例として次のものが考えられる。
例えば、第１１図に示すようにひずみゲージを両側のレ
ールに分散配置したセンサ８３’〜８７’ としても
よく、この場合センサは軸重値を計ることになる。また
センサＳ３〜Ｓ７ の組合わせを２つ以上設けて・タイ
ヤフラットＴＦの検出精度をより向上させてもよい。更
に、センサは５組以外の組数でもよい。また、第１．第
２のフィルタのカットオフ周波数を適宜変更してもよい
。更にまた、列車速度検出器の検出部としてのセンサ８
１．８２はタイヤフラット検出用のセンサＳ３〜Ｓ７
の配置領域以外の後方にある距離離間させて配置しても
よし、またひずみゲージ以外のもの（例えば、光センサ
、磁気センサなど）を用いてもよい。
ールに分散配置したセンサ８３’〜８７’ としても
よく、この場合センサは軸重値を計ることになる。また
センサＳ３〜Ｓ７ の組合わせを２つ以上設けて・タイ
ヤフラットＴＦの検出精度をより向上させてもよい。更
に、センサは５組以外の組数でもよい。また、第１．第
２のフィルタのカットオフ周波数を適宜変更してもよい
。更にまた、列車速度検出器の検出部としてのセンサ８
１．８２はタイヤフラット検出用のセンサＳ３〜Ｓ７
の配置領域以外の後方にある距離離間させて配置しても
よし、またひずみゲージ以外のもの（例えば、光センサ
、磁気センサなど）を用いてもよい。
以上詳述したように第１の発明によれば、レール上にお
ける車輪の円周長以上の領域内に車両の輪重または軸重
を検出するセンサを複数組設け、これらセンサの受感帯
を互いにラップさせて配置したために、車両の走行中に
タイヤフラットを確実に検出し、そのタイヤフラットが
車両のどの軸に発生しているかを正確に特定し得る鉄道
車両用車輪のタイヤフラット検出装量を提供することが
できる。
ける車輪の円周長以上の領域内に車両の輪重または軸重
を検出するセンサを複数組設け、これらセンサの受感帯
を互いにラップさせて配置したために、車両の走行中に
タイヤフラットを確実に検出し、そのタイヤフラットが
車両のどの軸に発生しているかを正確に特定し得る鉄道
車両用車輪のタイヤフラット検出装量を提供することが
できる。
更に、第２の発明によれば、第１の発明と同様にセンサ
を配置しタイヤフラットを検出するセンサの出力信号か
ら輪重または軸重成分とタイヤフラットの衝撃によって
生じる高周波振動成分とを汁離し、輪重値または軸重値
、衝撃比下を求めると共に、列車速度検出器により列車
速度を求め、列車信号が所定値以下のときにのみ、上記
輪重値または軸重値、衝撃比および列車速度等の相関関
係を利用してタイヤフラットの程度および位置を演算に
より求めるように構成したので、車両（列車）速度が速
すぎることによるセンサの誤検出を防止し得ると共に、
タイヤフラットの程度の自動判定を実現し、タイヤフラ
ットの発生している軸をより一層正確にしかも迅速に特
定し得る鉄道車両用車輪のタイヤフラット検出装置を提
供オることかできる。
を配置しタイヤフラットを検出するセンサの出力信号か
ら輪重または軸重成分とタイヤフラットの衝撃によって
生じる高周波振動成分とを汁離し、輪重値または軸重値
、衝撃比下を求めると共に、列車速度検出器により列車
速度を求め、列車信号が所定値以下のときにのみ、上記
輪重値または軸重値、衝撃比および列車速度等の相関関
係を利用してタイヤフラットの程度および位置を演算に
より求めるように構成したので、車両（列車）速度が速
すぎることによるセンサの誤検出を防止し得ると共に、
タイヤフラットの程度の自動判定を実現し、タイヤフラ
ットの発生している軸をより一層正確にしかも迅速に特
定し得る鉄道車両用車輪のタイヤフラット検出装置を提
供オることかできる。
因に、列車の進入時点において、自動的にシステム全体
の零点及び較正値のチェックを行なうようにすれば、周
囲温度の変化、時間経過等による測定誤差が無くなる。
の零点及び較正値のチェックを行なうようにすれば、周
囲温度の変化、時間経過等による測定誤差が無くなる。
また列車の進入時点でシステム全体の零点および較正値
を自動的にチェックすることにより、ひずみゲージと動
ひずみ測定器の動作を自動診断することができ、常に安
定した状態で計測システムを作動できるので、高い信頼
性を得られる。
を自動的にチェックすることにより、ひずみゲージと動
ひずみ測定器の動作を自動診断することができ、常に安
定した状態で計測システムを作動できるので、高い信頼
性を得られる。
尚、本発明によれば、車両の走行中にタイヤフラットの
検出ができることはいうまでもない。
検出ができることはいうまでもない。
第１図はタイヤフラットを説明するための鉄道用車輪の
斜視図、第２図は従来装置の構成を示す説明図、第３図
および第４図は上記従来装置の動作を説明するための特
性図、第５°図は本発明の一実施例を示すセンサの配置
図、第６図（ａ）はひずみゲージの添着状態を示す配置
図、第６図（ｂ）はひずみゲージの結線例を示す回路図
、第７図は上記実施例の動作を説明するための特性図、
第８図は本発明の他の実施例を示すブロック図、第９図
は第８図の実施例のフローチャート、第１０図（ａ）
、 （ｂ） 。 （Ｃ）は同実施例の動作を説明するための特性図、第１
１図は本発明の別の実施例を示すセンサの配置図である
。 ｌ・・・・・・レール、 ２・・・・・・枕木、２１
・・・・・・列車進入・速度検出回路、２２・・・・・
・列車番号設定回路、 ２３〜２７・・・・・・動ひずみ測定器、 ３３〜３７
・・・・・・第１フイルタ、 ４３〜４７・・・・・・
第２フイルタ、５０〜５９・・・・・・ピークホールド
回路、６０・・・・・・マルチプレクサ＆ Ａ ／ Ｄ
変換器、６２・・・・・・計算器、８１〜８７．８３’
〜８７’・・・・・・センサ。 特許出願人 日本国有鉄道 第 １０ 図 実効タイマフラットＥ 第 １１ 図
斜視図、第２図は従来装置の構成を示す説明図、第３図
および第４図は上記従来装置の動作を説明するための特
性図、第５°図は本発明の一実施例を示すセンサの配置
図、第６図（ａ）はひずみゲージの添着状態を示す配置
図、第６図（ｂ）はひずみゲージの結線例を示す回路図
、第７図は上記実施例の動作を説明するための特性図、
第８図は本発明の他の実施例を示すブロック図、第９図
は第８図の実施例のフローチャート、第１０図（ａ）
、 （ｂ） 。 （Ｃ）は同実施例の動作を説明するための特性図、第１
１図は本発明の別の実施例を示すセンサの配置図である
。 ｌ・・・・・・レール、 ２・・・・・・枕木、２１
・・・・・・列車進入・速度検出回路、２２・・・・・
・列車番号設定回路、 ２３〜２７・・・・・・動ひずみ測定器、 ３３〜３７
・・・・・・第１フイルタ、 ４３〜４７・・・・・・
第２フイルタ、５０〜５９・・・・・・ピークホールド
回路、６０・・・・・・マルチプレクサ＆ Ａ ／ Ｄ
変換器、６２・・・・・・計算器、８１〜８７．８３’
〜８７’・・・・・・センサ。 特許出願人 日本国有鉄道 第 １０ 図 実効タイマフラットＥ 第 １１ 図
Claims (2)
- （１）車両がレール上を走行中にタイヤフラットを検出
する鉄道車両用車輪のタイヤフラット検出装置において
、レール上における車輪の円周長以上の領域内に、車両
の輪重または軸重を検出するセンサを複数組設け、これ
らセンサの受感帯を互いにラップさせて配置したことを
特徴とする鉄道車両用車輪のタイヤフラット検出装置。 - （２） 車両がレール上を走行中にタイヤフラットを
検出する鉄道車両用車輪のタイヤフラット検出装置にお
いて、レール上における車輪の円周長以上の領域内に、
車両の輪重または軸重を検出するセンサを複数組設け、
これらセンサの受感帯を互いにラップさせて配置し、前
記センサの出力信号をそれぞれ増幅する動ひずみ測定器
を設け、この動ひずみ測定器の出力信号のうち輪重また
は軸重成分のみを通す第１フイルタを設け、前記動ひず
み測定器の出力信号のうちタイヤフラットの衝撃によっ
て生じる高周波振動成分および輪重または軸重成分のみ
を通す第２フイルタを設け、前記第１．第２フイルタの
それぞれの出力波形のピークをホールドするピークホー
ルド回路を設け、各ピークホールド回路の出力をそれぞ
れＡ ／ Ｄ変換するＡ ／ Ｄ変換器を設け、一方列
車の走行速度を検出する列車速度検出器の検出部を前記
センサの配置領域外の前方または後方に設け、前記Ａ
／ Ｄ変換器の出力に基づきタイヤフラットによる衝撃
比を求めると共に前記列車速度検出器により得た列車速
度が所定値以下のときにのみ、輪重値または軸重値と衝
撃比と車両速度とによりタイヤフラットの程度、および
位置を演算する計算機を設けたことを特徴とするタイヤ
フラット検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57038175A JPS58155303A (ja) | 1982-03-12 | 1982-03-12 | 鉄道車両用車輪のタイヤフラット検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57038175A JPS58155303A (ja) | 1982-03-12 | 1982-03-12 | 鉄道車両用車輪のタイヤフラット検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58155303A true JPS58155303A (ja) | 1983-09-16 |
Family
ID=12518043
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57038175A Pending JPS58155303A (ja) | 1982-03-12 | 1982-03-12 | 鉄道車両用車輪のタイヤフラット検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58155303A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000073118A1 (de) * | 1999-05-28 | 2000-12-07 | Digi Sens Ag | Überwachungsvorrichtung für eisenbahnräder |
| EP1207091A1 (de) * | 2000-11-16 | 2002-05-22 | Siemens Aktiengesellschaft | Einrichtung zum Erkennen von Unregelmässigkeiten an Eisenbahnrädern |
| FR2893900A1 (fr) * | 2005-11-29 | 2007-06-01 | Signal Dev Sarl | Procede et dispositif de detection de defauts de circularite de roues de materiel ferroviaire et systeme comprenant un tel dispositif |
| DE102011101044A1 (de) * | 2011-05-09 | 2012-11-15 | CAE Engineering und Service GmbH | Vorrichtung und Verfahren zur Ermittlung eines Schallemissionspegels |
| WO2013084980A1 (ja) * | 2011-12-06 | 2013-06-13 | 新日鐵住金株式会社 | 車両の異常検出方法及び装置 |
| DE102018117579A1 (de) * | 2018-07-20 | 2020-01-23 | Schenck Process Europe Gmbh | Identifikation eines Schienenfahrzeugrades |
-
1982
- 1982-03-12 JP JP57038175A patent/JPS58155303A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000073118A1 (de) * | 1999-05-28 | 2000-12-07 | Digi Sens Ag | Überwachungsvorrichtung für eisenbahnräder |
| EP1207091A1 (de) * | 2000-11-16 | 2002-05-22 | Siemens Aktiengesellschaft | Einrichtung zum Erkennen von Unregelmässigkeiten an Eisenbahnrädern |
| FR2893900A1 (fr) * | 2005-11-29 | 2007-06-01 | Signal Dev Sarl | Procede et dispositif de detection de defauts de circularite de roues de materiel ferroviaire et systeme comprenant un tel dispositif |
| WO2007063209A1 (fr) * | 2005-11-29 | 2007-06-07 | Signal Developpement | Procede et dispositif de detection de defauts de circularite de roues de materiel ferroviaire et systeme comprenant un tel dispositif |
| DE102011101044A1 (de) * | 2011-05-09 | 2012-11-15 | CAE Engineering und Service GmbH | Vorrichtung und Verfahren zur Ermittlung eines Schallemissionspegels |
| WO2013084980A1 (ja) * | 2011-12-06 | 2013-06-13 | 新日鐵住金株式会社 | 車両の異常検出方法及び装置 |
| EP2790002A4 (en) * | 2011-12-06 | 2015-09-02 | Nippon Steel & Sumitomo Metal Corp | EXPERIENCE AND DEVICE FOR DETECTING ANOMALIES IN A VEHICLE |
| US9511783B2 (en) | 2011-12-06 | 2016-12-06 | Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation | Method and apparatus for detecting abnormality of vehicle |
| DE102018117579A1 (de) * | 2018-07-20 | 2020-01-23 | Schenck Process Europe Gmbh | Identifikation eines Schienenfahrzeugrades |
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