JPH0338057Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、鉄製レール上を走行する列車を検知
する列車検知装置に関し、特に送信コイルと受信
コイルとを列車の走行路（軌道）に設け、両コイ
ルの設置領域に列車が進入したことによる両コイ
ル間の電磁的結合度の変化を基に列車を検知する
列車検知装置に関する。

（従来技術） 交流磁束を送出する送信コイルとこの交流磁束
を受信する受信コイルとの間の電磁的結合度の変
化、特に電磁誘導効果（受信コイルに誘導される
電圧が列車の進入によつて増加すること）による
変化を利用して列車を検知する従来の列車検知装
置には、第１図に示すように、送信コイル２１と
受信コイル２２とをコイル軸がレール２３，２３
を横切る状態に、すなわち両コイル２１，２２の
形成する面夫々が垂直でレール２３，２３と平行
に延びる状態に所定距離だけ離して互いに対面さ
せて設置し、送信回路２４から送信コイル２１
に、 V1・Sinωt なる交流信号（V1は最大値、ωは角周波数）を
供給し交流磁束を発生させ、受信コイル２２でこ
の交流磁束を受信し対応して得られる。

V2・sin（ωt＋φ） なる交流信号（V2は受信レベルの最大値、ωは
送信角周波数、φは位相差）を受信回路２５で処
理して、受信レベルの変化をチエツクし、列車が
両コイル２１，２２の設置領域に進入したことに
よる電磁的影響による受信レベルの増加（受信レ
ベルは、列車の床に発生する短絡ループによる誘
導電流によつて増加する）を検知することによつ
て列車を検知するものがある。

しかし、従来のこの種の列車検知装置は、送信
コイル２１と受信コイル２２をレール２３，２３
の長手方向に平行に互いに対面させて設置してい
るため、たとえば金属製のレール２３，２３と列
車の床と２つの車輪とで形成される短絡ループの
ように、環状の両コイル２１，２２の形状と同じ
形状に短絡ループ２６が両コイル２１，２２の設
置領域に生じると、前記短絡ループ２６によつて
も受信コイルが変化してしまう。前記短絡ループ
２６による変化は、列車検知装置の場合、両コイ
ルの設置領域に列車が進入したことによる電磁誘
導効果とは逆の負の効果（電磁遮蔽効果）となる
ため、検知の対象である前述した床による電磁誘
導効果による変化を減少させてしまい列車の検知
をしにくくする。すなわち、鉄製のレール２３，
２３上を走行する列車を検知する場合の電磁的結
合度は、列車が両コイル２１，２２の設置領域に
進入したときに、列車の主として床に発生する短
絡ループ２７によつてのみならず、レール、車
輪、車軸及び車体により形成され、かつ、両コイ
ル２１，２２の形状と同様の形状でしかも両コイ
ル２１，２２と平行な検知の対象としない短絡ル
ープ２６によつても変化する。しかもこの検知の
対象としない短絡ループ２６による電磁的結合度
の変化は、本来の検知の対象とする短絡ループ２
７による電磁的結合度の変化を減少させる状態に
作用するため、受信コイル２２の出力変化が減少
し、従つて受信回路を精密にしなければならない
という欠点がある。

このような欠点を除去するため、第２図に示す
ように、送信コイル３１と受信コイル３２とを
夫々８字状に交叉させた形状に形成して、検知す
べき短絡ループ２７による電磁的結合度の変化
と、検知する必要のない短絡ループ２６による電
磁結合度との比を拡大するようにした装置が考案
された。しかし、この装置は、８字状に交叉させ
た各コイル３１，３２の一方側と他方側の部分と
をほぼ相似形にしなければならないからコイル３
１，３２の製造造及び設置工事が面倒である。ま
た、このコイル３１，３２に発生する不平衡電圧
が８字状に交叉させた各コイルに等しくなつたと
きのみ零となつて効果を生じるが、等しくないと
きには零にならないから効果がないという欠点が
ある。

また、列車検出には従来軌道回路を用いる方法
が主として用いられてきている。しかし、この方
法はさびや木の葉の付着等によつて軌道回路の短
絡不良が生じ、場所によつては（海岸沿線等）レ
ールをメツキしなければならない所まで生じてき
ているのが現状である。このため、本考案の重要
な目的の一つは軌道短絡によらない列車検知装置
の提案である。

この他、特公昭57−48441号公報には、軌道の
両レール間に送出側コイルと検出側コイルとを配
置して、両レールと列車の車輪車軸とを含む短絡
リング回路を形成することを利用して列車が所定
点を通過するときに処理回路の出力が減少するこ
とに応動し列車の通過を検知する装置が開示され
ている。しかし、この開示技術はレールの短絡と
いう事象を検出対象にしており、従つて例えばさ
び等で車輪とレール間の短絡が起こらず車両通過
によつても短絡環を形成しない場合が考えられ、
この場合には列車を検出できない。また、多くの
使用形態では両レール間を短絡しておくための部
材を必要とする上に、軌道回路装置を付設した多
くの軌道には適用することは出来ない。

（考案の目的） 本考案は、検知対象とする短絡ループによる電
磁的結合度の変化が検知の対象としない短絡ルー
プによつては影響を受けず、しかもコイルの製造
及び設置工事が簡単で、またレールと列車間の接
触状態によらず安定した動作の列車検知装置を提
供することを目的とする。

（考案の構成） 上記目的は本考案によれば、 軌道に配置された送信コイル２と受信コイル３
を有し、送信回路６により前記送信コイル２に交
流磁束を発生送出させ、この交流磁束に対応して
前記受信コイル３に生じる交流電圧が前記両コイ
ル２，３に接近した列車の電磁的影響により変化
することを検知回路１３にて検出することにより
列車を検知する列車検知装置において、 前記送信コイル２と受信コイル３とを、列車が
走行するレール１，１間略中央部にレール踏面と
レール底面の略中間の高さで、両コイル２，３の
軸をレール長手方向に略一致させ、離間させて互
いに対面させてレール長手方向に沿つて配置した
構成でなり、 両コイル２，３間に位置した列車の電磁的影響
により受信コイル３の出力が増加することを検知
するように構成することで達成される。

（実施例） 以下、図面に示す実施例に基いて本考案を説明
する。

第３図及び第４図において、１，１は列車が走
行する鉄製のレール（軌道）であり、両レール
１，１の間の上下方向略中央（レール踏面と床面
の略中間）に送信コイル２と受信コイル３とがレ
ール１，１間略中央部にレール踏面とレール底面
の略中間の高さで、両コイル２，３の軸をレール
長手方向に略一致させ（レール踏面に直角の状
態）、離間させて互いに対面させてレール長手方
向に沿つて設けられている。送信コイル２と受信
コイル３は、図示の例では方形状に巻回し作られ
ており、その両コイルの軸４がレール１，１の長
手方向に略一致しており、従つて互いの軸が略一
致するように配置されている。なお、本実施例に
おいては、受信コイル３の内側に、補助コイル５
（後述）が設けられている。

第４図に示すように、送信コイル２には送信回
路６から V1・sinωt なる交流信号が供給され、これに対応した交流磁
束が生じる。

受信コイル３には、送信コイル２により、 V2・sin（ωt＋φ） なる交流信号が誘起され、この交流信号のレベル
V2は両コイルの設置領域に列車が存在するか否
かにより異なり、列車が有ればこれによる電磁的
効果により増加する。

受信コイル３で得られる磁束に対応した受信信
号は、前記交流信号の周波数を通過帯域とする帯
域フイルタ１０とその出力を増幅する増幅器１１
に順に通された後、整流平滑回路１２で整流平滑
されて、検知回路１３に供給される。検知回路１
３は、整流平滑回路１２より入力される信号のレ
ベルが所定値以上増加することにより列車を検知
し、入力信号が所定のレベル以下の定常状態に減
少したことにより列車がなくなつたことを検知す
る回路で既知のものである。検知回路１３の出力
には、リレー回路等適宜の回路が接続され表示、
制御等に利用される。

上述の列車検知装置は、送信コイル２と受信コ
イル３とを、そのコイル軸４がレール１，１の長
手方向に延びる状態で互いに離間しかつ対面する
状態に設けているから、列車が両コイルの設置領
域に進入すると、列車の床板に生じる短絡ループ
に流れる誘導電流（渦電流の合成電流）により受
信コイル３での受信レベルが上昇する。もちろ
ん、列車が両コイルの設置領域に進入すると、列
車の車輪、車軸、車体及びレール１，１を通る短
絡ループも生じるが、こちらの短絡ループも両コ
イル２，３のコイル面と直交するから送信コイル
３での受信レベルに殆んど影響を与えず、むしろ
微少ながら受信レベルを増加させる。従つて、従
来のものに見られた列車が両コイル２，３の設置
領域に進入したときの受信レベルの変化が減少す
る現象はない。

なお、補助コイル５は、受信コイル３の出力を
差動的に取り出す目的がある場合に設置されるも
のであり、受信コイル３のコイル面に設けられ
る。この補助コイル５には前記交流信号が送信コ
イル２により受信コイル３に誘起される交流信号
に対し180度移相する状態に、すなわち送信コイ
ル２と受信コイル３の磁界が矢印７，８の方向で
あるときに補助コイル５の磁界が前記矢印７，８
と逆の矢印９方向となる状態に、供給される。

この補助コイル５による、受信コイル３の出力
は、前述した短絡ループの影響は受受けないの
で、定常時の受信コイル３の出力が零となるよう
に差動的に構成しておけば、列車検知時に送信コ
イル２によりやはり出力が得られるが、一方列車
以外の環境変化等によるレベルの変化等は送信コ
イル２と補助コイル５の変動分が相殺されて安定
な動作が得られる。

第５図及び第６図に示す列車検知装置は、１個
の送信コイル２と２個の受信コイル３ａ，３ｂ
を、レール間の上下方向略中央に、各コイル軸４
がレール１，１の長手方向と一致する状態にレー
ル長手方向に離間させ互いに対面させて設けてい
る。各受信コイル３ａ，３ｂは、送信コイル２に
関して互いに反対側にかつ送信コイル２からほぼ
等間隔離れた個所に設けられている。各受信コイ
ル３ａ，３ｂの受信信号は、各々帯域フイルタ１
０ａ，１０ｂ及び増幅器１１ａ，１１ｂに順に通
され、整流平滑回路１２ａ，１２ｂで整流平滑さ
れた後、加算されて検知回路１３に供給されこの
信号の変化（増加）により列車が検知される。な
お、各受信コイル３ａ，３ｂの内側には、前述し
た補助コイル５と同種の補助コイル５ａ，５ｂが
設けられている。

第５図及び第６図の列車検知装置は、各コイル
２，３ａ，３ｂを、コイル軸４が互いに一致する
とともに、レール１，１の長手方向に延びる状態
に、レール，１の長手方向に離間しかつ互いにレ
ール踏面に直角に対面して敷設されているから、
前記実施例同様に、列車が各々コイルの設置領域
に進入したときに生じる検知の対象としない短絡
ループの影響を殆んど受けないという効果を得ら
れる事はもちろん、他に各受信コイル３ａ，３ｂ
の受信信号を個々に整流平滑した後加算した検知
回路１３に入力するから、列車が各コイルの設置
領域に進入したことによる検知回路１３への入力
信号のレベル変化がより大になり、列車をより確
実に検知することができる。

また、列車やレールの電気的性質に依存しない
ので確実な列車検知ができる。

なお、本考案は上記実施例に限定されるもので
はなく、たとえば送信コイルと受信コイルの対を
レールの長手方向に沿つて複数組設けてもよく、
この場合に対をなすコイルで用いる交流信号の周
波数を別個にしてもよい。

なお、本考案の列車検知の原理について言及す
る。

いま、列車の車体（床）とコイルの中心との間
隔（高さ）をｈ、送受信コイルの間隔をｒ、床の
面積に対してコイルの大きさが十分小さいものと
みなせば、本考案による列車検出の原理は以下の
通り定まる。

列車が両コイルを覆つていないとき受信コイル
の中心に発生する磁界の強さH₀は次式となる。

H₀＝Ｋ／r³（ｋは比例定数） …(1) 列車が両コイルを覆つているときは、受信コイ
ルの上の磁界の強さH₀に、列車の車体に誘導さ
れるうず電流による磁界が重なることになる。こ
の重なりの磁界は、あたかも車体の高さｈに２倍
の所に送信コイル（影像）があるかのように生ず
るから、合成の磁界Ｈ（ｒ，ｈ）は次式で定まる。

Ｈ（ｒ，ｈ）＝ｋ／r³＋ｋ（8h²−r²）／｛r²＋（2h）²
｝^3/2…(2) (2)式で、第２項は列車の存在による磁界の変化
分であつて、電磁誘導効果（正の効果）は車体の
高さとコイル間隔が√８ｈ＞ｒを満たす範囲で生
じる。

（考案の効果） 以上のように本考案は、送信コイルと受信コイ
ルとを、レール間のレール踏面と列車床面の略中
間に両コイル軸がレールの長手方向に略一致さ
せ、前記レールの長手方向に離間させ互いに対面
する状態に設けたから、両コイルの設置領域に列
車が進入したときに生じる電磁的結合度の変化が
検知の対象としない短絡ループによる影響を殆ん
ど受けない。従つて、後続する検出回路部を簡易
なものとすることもできる。また、各コイルを８
字状に交叉させたものと比べ、コイルの製造が容
易であるし、コイルの設置作業が簡単である。

また、列車やレールに特別な部材を付加する必
要がなく軌道回路とも併用できる。

【図面の簡単な説明】

第１図と第２図は従来装置の説明図、第３図は
本考案の列車検知装置の送信コイルと受信コイル
の配置例を示す斜視図、第４図は同列車検知装置
の電気回路の一実施例を示すブロツク図、第５図
は本考案の列車検知装置の送信コイルと受信コイ
ルの他の配置例を示す斜視図、第６図は同列車検
知装置の電気回路のブロツク図である。 １：レール、２：送信コイル、３ａ，３ｂ，
３：受信コイル、４：コイル軸、６：送信回路、
１３：検知回路。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 軌道に配置された送信コイル２と受信コイル３
   を有し、送信回路６により前記送信コイル２に交
   流磁束を発生送出させ、この交流磁束に対応して
   前記受信コイル３に生じる交流電圧が前記両コイ
   ル２，３に接近した列車の電磁的影響により変化
   することを検知回路１３にて検出することにより
   列車を検知する列車検知装置において、 前記送信コイル２と受信コイル３とを、列車が
   走行するレール１，１間略中央部にレール踏面と
   レール底面の略中間の高さに、両コイル２，３の
   軸をレール長手方向に略一致させ、離間させて互
   いに対面させてレール長手方向に沿つて配置した
   構成でなり、 両コイル２，３間に位置した列車の電磁的影響
   により受信コイル３の出力が増加することを検知
   することを特徴とする列車検出装置。