JPH0715807Y2

JPH0715807Y2 - 車輪検出器

Info

Publication number: JPH0715807Y2
Application number: JP1988140842U
Authority: JP
Inventors: 俊一西山; 久柿原; 山本　　正宣
Original assignee: Nippon Signal Co Ltd
Current assignee: Nippon Signal Co Ltd
Priority date: 1988-10-28
Filing date: 1988-10-28
Publication date: 1995-04-12
Anticipated expiration: 2003-10-28
Also published as: JPH0260669U

Description

【考案の詳細な説明】［産業上の利用分野］この考案は、レールを挾んでその両側に送信コイルと受
信コイルを設け、送信コイルに電流を流して磁束を発生
させ、これを受信コイルで受けるようにし、車輪が両コ
イル間に進入した場合に受信レベルが低下することを利
用して、車輪を検出する車輪検出器に関する。

［従来技術とその欠点］従来、この種の車輌検出器は、第４図に示すように、送
信コイル41をその発生する磁束42の方向が垂直上方にな
るように設置していた。

従って、車輪検出に使用される磁束部分は、言わば洩れ
磁束42aであるから、その磁界の強さは小さい。このよ
うな弱い磁束を用いる場合、受信コイル43による受信レ
ベルを高くとれるようにするには、送信コイル41の発生
する磁界の強さを大きくすればよいが、磁界の強さを大
きくすると、例えばATS車上子のような、電磁誘導作用
を利用する車上機器に対して影響を与えるので、影響を
与えない制約の中で所要の強さの磁界を発生させてい
る。

しかし、磁束42の方向は上方に向けてあるため、第4b図
に示されるように、車両床面に取付けた台車その他の構
造物44により、受信コイル43に到達する磁界が影響を受
けて不安定になり易い欠点がある。

すなわち、第一に、台車44が磁性材料で作られていて、
第4a図に示すように、レール45付近上方をその両側に延
在する場合は、送信コイル41からの磁束42がその構造物
44に鎖交し、それにより構造物44内にうず電流が発生す
る。そのうず電流により発生する磁束47により受信コイ
ルに至る磁界の強さが増大されるため、受信コイルの受
信レベルが瞬間的に高くなる。

第二に、構造物44の形状が第4b図のような場合は、うず
電流により発生する磁束48の向上が、送信コイルからの
磁束42を打消すように作用するため、受信コイルの受信
レベルが逆に低くなる。

第三に、車輪が両コイルの間に進入した場合は、車輪を
透過した洩れ磁束42bが受信コイルに至るため、受信レ
ベルの低下率が小さくなる。

これを、２車輪を取付けた一つの台車が通過する場合の
受信レベルの変動について、第５図に基づいて説明する
と、従来の車輪検出器は、列車の床下機器による影響を
受け易いので、台車の前部及び後部がコイル間に進入し
た場合は、前記第一の理由により受信レベルが上昇し、
受信コイルに接続されるレベル検知器の上側検知レベル
ｕを越える場合がある（第５図にイで示す部分）。

また、車輪46が磁束を遮断している間は、前記第三の理
由により車輪46を通過する洩れ磁束42bが受信コイル43
に到達するため、受信レベルの低下量が比較的小さい
（同図にロで示す部分）。さらに、前後の車輪の間にお
いては、送信コイルの磁界が台車の中央部に存する連結
部材などで遮閉されるため、前記第二の理由により車輪
なしの場合の基準レベルｂまで復帰しない（同図にハで
示す部分）。

こうして、車輪なしの状態と車輪ありの状態における受
信レベルの差SZが小さいので、今度変化による受信レベ
ルの変動の影響を受けないように検出レベルを設定する
ことは容易でなかった。

また、レベル検知器（図示せず）にウィンドコンパレー
タを使用する場合は、上側検知レベルｕと下側検知レベ
ルｌを越えたイとロにおいて車輪を検出するから、実際
は２車輪であるものを４車輪と誤検出する事態を生じて
いた。

［解決しようとする技術課題］この考案は、上記の点に鑑み、送信コイルと受信コイル
の間に進入した車輪からの洩れ磁束による影響を防止し
て、車輪なしの場合の受信レベルと車輪ありの場合の受
信レベルの差を大きくして、検知レベルの設定をより容
易にすることを目的とする。

［課題を解決するための手段］本考案に係る車両検出器は、上記目標を達成するため
に、送信コイル（11）と、受信コイル（13）と、シール
ド材（18）と、レベル検知器とからなる車輪検出器であ
って、送信コイル（11）は、磁束（12）の送出方向がレール
（15）上を通過する車輪（16）に向けて傾斜し、かつレ
ール（15）を挾んだ位置の一方側に設けられ、受信コイル（13）は、送信コイル（11）に対向した位置
で、かつレール（15）を挾んだ位置の他方側に設けら
れ、シールド材（18）は、上端の高さが少なくともレール
（15）の踏面位置を有し、かつレール（15）と受信コイ
ル（13）との間に設けられ、レベル検知器は、送信コイル（11）と受信コイル（13）
との間に車輪（16）があるときとないときの受信コイル
（13）の受信レベルの変化から車輪（16）を検出するも
のである、ことを特徴としている。

［作用］上記構成において、送信コイルより発生する磁束はレー
ル踏面付近に集中させられるので、両コイル間に車輪が
ある場合はその最も強い磁束部分は車輪により遮閉され
る。しかし、磁性材料で作られている車輪内に通過した
磁束は受信コイルに方向に洩れる。受信コイルに向かう
洩れ磁束は受信コイルのレール側面に立設されているシ
ールド材によりシールドされるため、受信コイルに到達
する磁気の強さは非常に小さいので、受信レベルは十分
に小さい。

［この考案の実施例］次に、この考案の実施例を図面に基いて説明する。

レール15への取付金具を兼ねたシールド板17上にレール
15を挾んでその両側に送信コイル11と受信コイル13を設
け、送信コイル11に電流を流して磁束12を発生させ、こ
れを受信コイル13で受けるようにしてある点は従来同様
である。

しかし、この考案では、送信コイル11をその送信コイル
11から送出される磁束方向がレール15の踏面付近に集中
するようにレール側に傾けて取付けられている。傾斜角
度は、送信コイルの軸線、すなわち、最も強い磁力線12
が可及的に車両床面の構造物14から下方に遠ざかり、し
かも、送信コイル11及び受信コイル13の設置位置が列車
の走行に支障を来たさない建築限界内に存するように設
定される。一例を上げると、レール踏面中心から送信コ
イル中心を通る直線までの水平距離は70mm、送信コイル
からレール踏面までの高さが10mmの場合において、送信
コイルの傾斜角度は鉛直線に対して30〜35°程度が好ま
しい。

そして、送信コイル11から出力される磁界の強さは、車
輪16が無い場合における受信コイル13による受信レベル
が少なくとも従来と近似の値となればよく、従って、磁
束をレール踏面付近に集中させるこの考案では、送信コ
イル11に起磁力が従来の送信コイルよりも小さいものを
使用することが可能となる。新しい送信コイルの起磁力
は、例えば40ATである。起磁力が従来の送信コイルより
も小さな送信コイルを使用する場合は勿論、起磁力が従
来の送信コイルと同等の送信コイルを使用する場合も、
中心磁束12がレール15側に傾いているため、車両床面の
構造物14による磁気誘導が弱くなり、また、台車など車
輪以外の構造物14による磁束シールドが著しく軽減され
る。

このため、例えば、２車輪を有する台車が送信コイル11
と受信コイル13の間を通過するときの受信レベルは第２
図に示すように変化し、台車の前部及び後部がそれぞれ
コイル間に進入したときは磁気誘導作用が生じるが、台
車から受信コイルに到達する磁気の強さは非常に小さい
ので、受信レベルはレベル検知器（図示せず）の上側検
知レベルｕよりも小さい（第２図イの部分）。

また、車輪16がコイル11,13間に進入したときは、磁束1
2,12aが遮閉されるため、受信コイルの受信レベルが低
下する（第２図ロの部分）。この場合、車輪16との磁気
結合により車輪16から洩れ磁束12bが受信コイル13に至
ると、第２図ロの部分に点線で示すように、受信レベル
が充分下がらない原因となる。

これを防止するため、図１に示されるように、受信コイ
ル13の車輪側面に上端の高さがレール15の踏面の位置に
等しいシールド材18が設けられる。このシールド材18の
高さは、高いほど好ましいが、建築限界を越えない範囲
で立設される。

このシールド材18により、車輪通過時の車輪16からの洩
れ磁束12bの影響を受けないので、受信レベルは第２図
のロの部分に実線で示されているように、かなり低くな
る。

さらに、台車の中央部分に設けてある連結部が両コイル
間に進入したときは、磁束はほとんど遮断されないの
で、第２図ハの部分で示されるように、受信レベルは車
輪16がない場合の受信レベルｂとほぼ等しい。従って、
信号雑音比は著しく向上する。

第３図は、従来の車輪検出器とこの考案の効果の相違を
明確にするため、起磁力が等しい二つの送信コイルを用
い、一つは従来のように磁束方向を垂直上方に向けた場
合の車両通過に伴う受信レベルの変動を点線で示し、も
う一つは磁束12の送出方向がレール踏面付近に集中する
ように傾斜させた場合の車両通過に伴う受信レベルの変
動を実線で示すものである。同図イにおける磁気誘導に
よる受信レベルの差ｘは0.5〜1dB程度あり、この考案に
よる方が低い。また、同図ハにおける構造物14による磁
気遮閉の有無による受信レベルの差ｙは1dB程度あり、
この考案による方が高い。さらに、同図ロにおける車輪
16による磁気遮閉時の受信レベルの差ｚはシールド材18
を用いた場合で、３〜4dBもあり、この考案の方が低
い。

第３図より明らかなように、この考案による場合は、車
輪16がない場合の受信レベルｂと車輪16がある場合の受
信レベルl₂の開きが、従来の5dB程度に対して８〜9dBと
非常に大きく、車両床面の構造物14及び車輪16によるノ
イズの影響を少ないので、レベル検知器にウィンドコン
パレータを用いる場合は下側検知レベルl_nを、また、シ
ュミット回路を用いる場合はその検知レベルl_nを第３図
のl₁とl₂の間の非常に広い範囲SZで設定することができ
るから、温度変化による受信レベルの変動を考慮して
も、検知レベルの設定が容易にできる。

［この考案の効果］上述のように、本考案による車輪検知器は、送信コイル
の磁束の送出方向を傾けて、レール踏面付近に集中さ
せ、また、受信コイルとレールとの間に、シールド材を
立設したので、車両床面の構造物などによる送信コイル
からの磁束への影響が少なくなり、送信コイルと受信コ
イルの間に車輪があるときの洩れ磁束が発生してもその
影響がなくなる。したがって、信号雑音比が向上するの
で、車輪の誤検出がなく、さらに、検出レベルの設定を
容易に行うことができ、車輪検出信頼度を著しく向上さ
せることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の実施例を示す断面図、第２図は２車
輪を有する台車の通過時の、この考案にかかる車輪検出
器による受信レベルの変動を示すグラフ、第３図は同台
車の通過時の従来機と本案機の受信レベルの変動を対照
的に示すグラフである。第4a図は、従来の車輪検出器の送信コイルの取付状態及
びその欠点を一例を示す断面図、第4b図は同じく従来技
術の欠点の他の例を示す断面図、第５図は同車輪検出器
による受信レベルの変動を示すグラフである。 11…送信コイル、12…磁力線、13…受信コイル、14…車
両床面の構造物、15…レール、16…車輪、17…シールド
板、18…シールド材、ｂ…車輪がない場合の受信レベ
ル、ｕ…上側検知レベル、ｌ…車輪がある場合の受信レ
ベル。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開昭55−93078（ＪＰ，Ａ) 特開昭60−94866（ＪＰ，Ａ) 特開昭60−18444（ＪＰ，Ａ) 特公昭37−7659（ＪＰ，Ｂ１)

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】送信コイル（11）と、受信コイル（13）
と、シールド材（18）と、レベル検知器とからなる車輪
検出器であって、送信コイル（11）は、磁束（12）の送出方向がレール
（15）上を通過する車輪（16）に向けて傾斜し、かつレ
ール（15）を挾んだ位置の一方側に設けられ、受信コイル（13）は、送信コイル（11）に対向した位置
で、かつレール（15）を挾んだ位置の他方側に設けら
れ、シールド材（18）は、上端の高さが少なくともレール
（15）の踏面位置を有し、かつレール（15）と受信コイ
ル（13）との間に設けられ、レベル検知器は、送信コイル（11）と受信コイル（13）
との間に車輪（16）があるときとないときの受信コイル
（13）の受信レベルの変化から車輪（16）を検出するも
のである車輪検出器。