JPH0332501B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、レールを間に挟んで送信コイルおよ
び受信コイルを配置し、レール踏面上を走行する
車輪によつて送受信コイル間における電磁的結合
を変化させることにより、受信コイルにおける誘
導電圧を変化させ、この誘導電圧の変化から車輪
を検知する車輪検知装置に関する。

従来技術とその問題点 第１図は従来の車輪検知装置の構成を概略的に
示す図で、レール１を間に挟んで、送信コイル２
及び受信コイル３を配置した構造となつている。
４は発振器、５及び６は増幅器である。

上記の従来の車輪検知装置において、受信コイ
ル３のコイル軸ｂと送信コイル２の発生する磁束
ａとの交角をθとし、この磁束ａによつて受信コ
イル３に誘起する誘導電圧Ｅの最大値をEmとす
ると、誘導電圧Ｅは、交角θに対して、 Ｅ＝Em.Cosθ となる。交角θは車輪が両コイル２，３間にある
ときと、ないときとで異なるから、誘導電圧Ｅは
車輪の有無に応じて変化することとなる。この誘
導電圧の変化を、増幅器６等を通して車輪検知情
報として取出す。従つて、車輪検知を容易かつ確
実に行なうためには、車輪の有無による誘導電圧
の変化量をできるだけ大きくすることが必要であ
る。誘導電圧の変化量は、交角θがπ／２に近づ
く程大きくなる。そこで従来は、受信コイル３の
コイル軸ｂが送信コイル２の発生する磁束ａに対
して交角θ＝π／２付近で交叉するように、受信
コイル３を傾斜させて配置していた。

しかし、送受信コイル２，３間の電磁的結合
は、設置環境条件等の影響を受け易く、個々の環
境条件を考慮して、実際の設置現場でコイル軸の
傾斜調整を行なわなければならず、コイル軸ｂを
前述の如く傾斜設定するのは容易でない。特にレ
ール１を挟むように送受信コイル２，３を配置し
た場合には磁界分布の状態が極めて複雑であり、
コイル軸ｂの傾斜設定作業には一層の困難性を伴
う。

この従来技術の欠点を解決するものとして、第
２図に示すように、前記両コイル２及び３の下側
のそれぞれに導電板７を配置した車輪検知装置が
提案されている。この車輪検知装置において、送
信コイル２を駆動した場合、導電板７がなければ
第２図の実線ａの如く、受信コイル３のコイル軸
ｂに対して角度θで交叉していた磁束が、導電板
４があるために鎖線a′のような経路を辿り、コイ
ル軸ｂに対して角度θより大きい交角θ′で交叉す
るようになる。この結果、受信コイル３のコイル
軸ｂをそのまま固定したままで、実質的にコイル
軸ｂを角（θ′−θ）だけ傾斜させたと同等の効果
が得られる。このため、受信コイル３の傾斜設定
を行なわずとも、受信感度を向上させることが可
能になり、コイル軸傾斜設定の困難性が解決され
る。

しかも、導電板７のシールド作用により、レー
ルの下側にある枕木内の鉄筋またはその周囲等に
存在する導電性物体の電磁的影響を受けることな
く、送信コイル２から受信コイル３への電磁波の
到着度合を向上させて受信感度を向上させること
ができる。

しかしながら、送信コイル２に発生する磁界に
対応して、レール１と導電板７に生じる渦電流が
相互干渉を起し、受信電圧を変化させ、誤動作を
引起こすことがあつた。これを第３図を参照して
詳しく説明する。第３図において、１は第２図の
レール１に相当する導電板、７は送受信コイル
２，３の下側に配置された導電板である。送信コ
イル２に図示方向の電流I₀を流すと、そのとき送
信コイル２に発生する磁界H₀の垂直成分に対応
して、送信コイル２の下側に配置された導電板７
の面には送信コイル２の電流とは逆向きの渦電流
Ｉ１が発生する。第３図では、この渦電流Ｉ１は
集中的に合成電流で表わしてある。

同様にして、レール１に対応する導電板１に
も、磁界H₀の水平成分に対応して、合成値で表
わした渦電流Ｉ２が流れる。

上記渦電流Ｉ１及びＩ２は導電板１及び７が接
触していなければ、元来、別々に発生するもので
あり、受信コイル３に鎖交する磁界は、これらの
渦電流Ｉ１及びＩ２に基づいて独立に発生する磁
界によつて決る。ところで、実用のレールでは、
導電板７の上にレール（導電板１）を置くと、車
輪（列車）の重さで、レール１と導電板７との間
が、敷設直後のレール１の新しい間は電気的に接
続され、レール１が古くなつてサビてくると電気
的に絶縁された状態になる。そして、錆の発生す
る途中の期間では、電気的接続と絶縁が間欠的に
発生することとなる。従つて、レール１の新しい
うちは、第３図の鎖線イで示すように、渦電流Ｉ
１及びＩ２が互いの電流ループ内に流入し、渦電
流ルートが一部変化するが、錆が発生した後は互
いの電流ループ内に入ることがない。錆の発生す
る途中の期間では渦電流Ｉ１及びＩ２が互いの電
流ループ内に入つたり、入らなかつたりする。こ
のため、レール１を敷設した後の時間的経過によ
るレール１と導電板７との間の電気的接触状態の
変化に伴い、受信コイル３の鎖交する磁界が変化
し、受信電圧が変動して、誤動作を生じてしまう
のである。

本発明の目的 本発明は上述する従来の問題点を解決し、受信
コイルに発生する誘導電圧の変化を抑え、誤動作
を防止できるようにした高信頼度の車輪検知装置
を提供することを目的とする。

本発明の構成 上記目的を達成するため、本発明は、レールを
間に挟んで送信コイル及び受信コイルを配置し、
前記両コイルの下側に導電板を配置した車輪検知
装置において、前記レールと前記導電板との間
に、前記送信コイルに発生する電磁界により前記
レール及び前記導電板に生じる渦電流の相互干渉
を阻止する絶縁領域を有することを特徴とする。

実施例 第４図は本発明に係る車輪検知装置の要部の断
面図である。図において、第１図及び第２図と同
一の参照符号は同一性ある構成部分を示してい
る。この実施例では、レール１と、送信コイル２
及び受信コイル３の下側に配置される導電板７と
の間に絶縁物８を介在させ、該絶縁物８によつ
て、レール１及び導電板７に生じる渦電流の相互
干渉を阻止する絶縁領域を形成している。このよ
うな構造にすると、送信コイル２に発生する磁界
により、レール１及び導電板７に独立に発生する
第３図で説明した渦電流Ｉ１及びＩ２が、前記絶
縁物８によつて互いの電流ループに入り込むこと
が阻止されるので、受信コイル３に鎖交する磁界
は、送信コイル２の電流I₀の他に、渦電流Ｉ１及
びＩ２がそれぞれ単独に流れるときの磁界に関係
する。このため、レール敷設後の時間的経過によ
り、レール１と導電板７との間の電気的接触状態
が変化し、両者１−７間が電気的に導通し或いは
絶縁されても、その影響を受けることがなくな
り、受信コイル３と鎖交する磁界及びこの磁界に
よつて誘起される受信電圧が一定の値に安定化さ
れ、後動作が防止される。なお、導電板７−７間
は例えばボルト、ナツト等の結合具によつて固定
する。

第５図は更に別の実施例における平面図、第６
図は同じくその断面図である。この実施例では、
送受信コイル２及び３の中心Ｏ１−Ｏ２を結ぶ中
心線ロによつて区画され、レール１と接触する側
の導電板７の一方側を切欠いて他方側だけに突起
７１を形成し、該突起７１がレール１と導電板
７，７との接触部ハとなるように導電板７を固定
し、切欠によつて生じるギヤツプ７２を絶縁領域
としている。このような構造であると、送信コイ
ル２に発生する磁界により導電板７に独立に発生
した渦電流Ｉ１は、接触部では、物理的法則によ
り最短距離を通つて、即ち突起７１の基部ニ付近
を通つて流れるので、レール１側に流入すること
がない。レール１側に発生した渦電流Ｉ２も同様
の理由により導電板７に流入することがない。そ
してこの電流迂回防止作用は、コイル中心間隔Ｏ
１−Ｏ２と突起７１の間隔δが大きい程顕著にな
る。このため、受信コイル３に鎖交する磁界は、
渦電流Ｉ１及びＩ２がそれぞれ単独に流れるとき
の磁界に依存することとなり、受信コイル３と鎖
交する磁界及びこの磁界によつて誘起される受信
電圧が一定の値に安定化され、誤動作が防止され
る。

第７図は更に別に実施例における平面図を示し
ている。この実施例では、別の突起の例を示して
おり、送受信コイル２，３の中心Ｏ１−Ｏ２を結
ぶ中心線ロ上において、導電板７のレール１と接
触する側に、レール敷設方向ｘに沿つた長さＬが
送受信コイル２，３の長さｌよりい小さい突起７
１を形成し、該突起７１がレール１と導電板７を
接触部ハとなるように、レール１の両側に導電板
７，７を固定した構造となつている。この実施例
の場合も、第５図及び第６図の実施例と同様の作
用効果が得られる。

第８図は第７図の構成において、突起７１の長
さＬを変化させ、かつこの突起７１によつてレー
ル１−導電板７間に形成される接触部ハをオン、
オフさせた場合の受信電圧変化特性を示す図であ
り、横軸に突起７１によつて形成される接触部ハ
の長さＬを取り、縦軸に受信電圧の変化率（％）
を取つてある。曲線Ｃは接触部ハをオンさせた場
合の特性、曲線Ｄは同じくオフさせた場合の特性
をそれぞれ示している。受信電圧変化率（％）
は、接触部の長さが充分小さい（50mm以下）時の
受信電圧を100とし、接触部の長さを変えたとき
の変化を示す。接触部の長さが大きくなると、受
信電圧が低下するが、接触部のオン、オフによる
影響も同時に大きくなることが解る。なお送信コ
イル２及び受信コイル３の長さｌは70mmとした。

第８図に示すように、突起７１によつて形成さ
れる接触部ハの長さＬが、送受信コイル２，３の
長さｌより小さい範囲では、接触部ハのオン、オ
フによつて受信電圧が殆ど変化せず、接触部ハに
よつてレール１と導電板７との間の渦電流の相互
干渉がほぼ完全に阻止されていることが解る。

更に、第５図乃至第７図の実施例の場合は、第
４図に実施例と比べて、優れた実用的効果が得ら
れる。即ち第４図の実施例の場合、列車通過によ
り極めて大きい荷重の加わるレール１の下側等に
絶縁物８を配置する構造であるため、前期荷重に
耐え得る絶縁物８を選定する必要がある。しかし
このような絶縁別８の選定は非常に困難であり、
絶縁物８の破壊、破壊部分に対する水等の侵入、
それによる絶縁性の低下を招き、誤動作を生じる
という問題点がある。第５図乃至第７図の実施例
の場合はかかる問題がなく、実用的である。

本発明の効果 以上述べたように、本発明は、レールを間に挟
んで送信コイル及び受信コイルを配置し、前期両
コイルの下側に導電板を配置した車輪検知装置に
おいて、前記レールと前記導電板との間に、前記
送信コイルに発生する磁界により前記レール及び
前記導電板に生じる渦電流の相互干渉を阻止する
絶縁領域を有することを特徴とするから、受信コ
イルに発生する誘導電圧の変化を抑え、誤動作を
防止できるようにした高信頼度の車輪検知装置を
提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の車両検知装置の構成を概略的に
示す図、第２図は同じく別の例におけるおける断
面図、第３図は第２図に示した車両検知装置の問
題点を示す図、第４図は本発明に係る車輪検知装
置の要部の断面図、第５図は更に別の実施例にお
ける平面図、第６図は同じくその断面図、第７図
は同じく別の実施例における平面図、第８図は第
７図の構成において突起の長さを変化させ、かつ
この突起によつてレールと導電板との間に形成さ
れる接触部ハをオン、オフさせた場合の受信電圧
変化特性を示す図である。 １……レール、２……送信コイル、３……受信
コイル、７……導電板、７１……突起、ハ……接
触部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ レールを間に挟んで送信コイル及び受信コイ
   ルを配置し、前記両コイルの下側に導電板を配置
   した車輪検知装置において、前記レールと前記導
   電板との間に、前記送信コイルに発生する電磁界
   により前記レール及び前記導電板に生じる渦電流
   の相互干渉を阻止する絶縁領域を有することを特
   徴とする車輪検知装置。 ２ 前記絶縁領域は、前記レールと前記導電板と
   の間に配置された電気的絶縁物で形成したことを
   特徴とする特許請求の範囲１に記載の車輪検知装
   置。 ３ 前記絶縁領域は、前記レールと接触する前記
   導電板の一部を切欠いて形成した突起を前記レー
   ルに接触させ、前記切欠によつて生じる絶縁ギヤ
   ツプにより形成したことを特徴とする特許請求の
   範囲１に記載の車輪検知装置。 ４ 前記突起は、前記両コイルの中心を結ぶ中心
   線によつて区画された２つの領域のうち、一方側
   だけに限つて設けたことを特徴とする特許請求の
   範囲３に記載の車輪検知装置。 ５ 前記突起は、前記両コイルの中心を結ぶ中心
   線上において、前記レール敷設方向に沿つた前記
   両コイルの長さより短い辺を残して設けたことを
   特徴とする特許請求の範囲３に記載の車輪検知装
   置。