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脱線検知装置

国内特許コード P07A011097
整理番号 /NO31043
掲載日 2007年11月2日
出願番号 特願2004-183760
公開番号 特開2006-014394
登録番号 特許第3998666号
出願日 平成16年6月22日(2004.6.22)
公開日 平成18年1月12日(2006.1.12)
登録日 平成19年8月17日(2007.8.17)
発明者
  • 笹川 卓
  • 坂本 泰明
  • 村井 敏昭
出願人
  • (財)鉄道総合技術研究所
発明の名称 脱線検知装置
発明の概要 【課題】 LIM又は渦電流ブレーキの構成要素を一部兼用することにより、新たにセンサを付加する必要がなく、鉄道車両の脱線を確実に検知することができる脱線検知装置を提供する。
【解決手段】 この脱線検知装置は、鉄道車両においてレールに対向する位置に配置され、供給される電流に従って発生する磁界によりレール内に磁束を発生させる電機子11及び12と、電機子に電流を供給するインバータ15と、この電流を検出して検出信号を出力する電流検出部18a~18cと、この電流に従って発生する電圧を検出して検出信号を出力する電圧検出部19a~19cと、電流検出部から出力される検出信号と電圧検出部から出力される検出信号とに基づいて、鉄道車両が脱線しているか否かを判定する脱線検知部20aとを具備する。
【選択図】 図3
従来技術、競合技術の概要 【背景技術】鉄道車両において、脱線による事故の拡大を防ぐために、迅速に脱線を検知することが望まれている。従来より、鉄道車両の脱線を自動的に検知するために、様々な脱線検知装置が開発されている。例えば、下記の特許文献1には、上下方向加速度検出手段を用いる脱線検知装置が開示されている。この脱線検知装置においては、台車ばねより上の部位の上下方向加速度を二重積分して上下方向変位量を求め、一定時間当りの上下方向変位量が負で、かつ、その絶対値が所定値以上であるときに、脱線が検知される。しかしながら、加速度検出による場合には、一定時間当りの上下方向変位量の絶対値が所定値以上であったとしても、その後の状態を把握することができないので、実際に鉄道車両が脱線したか否かを正確に判定することは不可能である。また、下記の特許文献2には、機械的な脱線検知方式における欠点を改善するために、車両とレールとの間の距離を電気的に計測する脱線検出装置が開示されている。この脱線検出装置においては、各車輪の軸受部に検出面をレールに向けて取り付けられてレールとの間の距離を電気的に計測するギャップセンサが用いられ、ギャップセンサによって計測された距離信号を信号処理して得られるギャップ値を車輪間で比較して、その差が設定レベルより大きいと判定されると、脱線が検知される。特許文献2の記載(段落番号0014)によれば、ギャップセンサとしては、検出面からレール面までの距離を電気的に計測できるものであれば何でもよいが、電圧又は電流信号をアナログ信号として取り出すようにしたセンサが使用される。しかしながら、ギャップセンサの具体例は何ら示されておらず、発明を実施するためにどのようなギャップセンサを用いるかが問題となる。ところで、鉄道車両を加速又は減速させるために、軌条レールをリアクションプレートとして用いるリニア誘導モータ(LIM)や渦電流ブレーキが開発されている。LIMや渦電流ブレーキにおいては、軌条レールに対向するようにして台車に取り付けられた電機子が用いられる。電機子から軌条レールに磁界を印加することによって、鉄道車両に推進力又はブレーキ力を発生させたり、あるいは、鉄道車両とレールとの間に吸引力を発生させることができる。
【特許文献1】特開平9-39790号公報(第1頁、図1)
【特許文献2】特開平7-79501号公報(第1、3頁、図1)
産業上の利用分野 本発明は、鉄道車両と軌条レールとの間のギャップ長が拡大したこと、又は、鉄道車両と軌条レールとが相対横ずれを起こしたことを検知し、さらには鉄道車両の脱線を検知する脱線検知装置に関する。
特許請求の範囲 【請求項1】 鉄道車両においてレールに対向する位置に配置され、供給される電流に従って発生する磁界によりレール内に磁束を発生させる電磁変換部と、 前記電磁変換部に電流を供給する駆動手段と、 前記駆動手段から前記電磁変換部に供給される電流を検出して検出信号を出力する電流検出手段と、 前記駆動手段から前記電磁変換部に供給される電流に従って発生する電圧を検出して検出信号を出力する電圧検出手段と、 前記電流検出手段から出力される検出信号と前記電圧検出手段から出力される検出信号とに基づいて、前記鉄道車両が脱線しているか否かを判定する脱線検知手段と、を具備する脱線検知装置。
【請求項2】 前記電磁変換部が、2本のレールに対向する位置にそれぞれ配置される2つの電機子を含み、前記2つの電機子の各々が、複数の溝が形成された磁芯と、前記磁芯の溝に巻かれた巻線であって、前記駆動手段から電流が供給され、該電流に従って発生する電圧を前記電圧検出手段に供給する前記巻線とを有する、請求項1記載の脱線検知装置。
【請求項3】 前記脱線検知手段が、前記電流検出手段から出力される検出信号と前記電圧検出手段から出力される検出信号とに基づいて、前記電機子の入力インピーダンスを算出することにより、前記鉄道車両が脱線しているか否かを判定する、請求項2記載の脱線検知装置。
【請求項4】 前記電磁変換部が、2本のレールに対向する位置にそれぞれ配置される2つの電機子を含み、前記2つの電機子の各々が、複数の溝が形成された磁芯と、前記磁芯の溝に巻かれた第1の巻線であって、前記駆動手段から電流が供給される前記第1の巻線と、前記磁芯の溝に巻かれた第2の巻線であって、前記駆動手段から前記第1の巻線に供給される電流に従って誘起される誘導起電力を前記電圧検出手段に供給する前記第2の巻線とを有する、請求項1記載の脱線検知装置。
【請求項5】 前記脱線検知手段が、前記電流検出手段から出力される検出信号と前記電圧検出手段から出力される検出信号とに基づいて、前記第1の巻線に流れる交流電流と前記第2の巻線に誘起される誘導起電力との関係を算出することにより、前記鉄道車両が脱線しているか否かを判定する、請求項4記載の脱線検知装置。
【請求項6】 前記電磁変換部が、供給される電流に従って発生する磁界によって前記レールに対して推進力又は吸引力又はブレーキ力を発生させる、請求項1~5のいずれか1項記載の脱線検知装置。
【請求項7】 前記電磁変換部が、前記駆動手段から供給される交流励磁電流に従って発生する磁界によって前記レール内に渦電流を発生させることにより前記レールに対してブレーキ力を発生させると共に、前記レールに対する相対的な位置の変化に伴って起電力を生じ、 前記駆動手段が、架線から前記鉄道車両に印加される電圧に基づいて前記電磁変換部に交流励磁電流を供給すると共に、前記電磁変換部から印加される起電力に基づいて前記架線、又は、電力を消費若しくは貯蔵する装置に電流を供給する、請求項6記載の脱線検知装置。
【請求項8】 前記電磁変換部が、前記駆動手段から前記第1の巻線に供給される直流励磁電流に従って発生する磁界によって前記レール内に渦電流を発生させることにより前記レールに対してブレーキ力を発生させると共に、前記駆動手段から前記第1の巻線に供給される交流電流に従って前記第2の巻線に誘導起電力を発生させる、請求項6記載の脱線検知装置。
産業区分
  • 交通
  • 電力応用
国際特許分類(IPC)
Fターム
出願権利状態 権利存続中
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