(57)【要約】【課題】速度発電機の断線を検出する断線検出方法或いは装置であって，上記速度発電機の出力電力，つまりは速度検出に影響を与えることなく正確に断線検知が可能なものを提供すること。【解決手段】速度発電機の出力電力を微分する電力微分行程と，上記電力微分行程により微分された出力電力を全波整流する整流行程と，上記整流行程により全波整流された出力電力と所定の電圧レベルとを比較する比較行程と，を具備してなることを特徴とする速度発電機の断線検知方法として構成される。【選択図】図４
2004125543.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
速度発電機の断線を検知する検知方法において，
速度発電機の出力電力を微分する電力微分行程と，
上記電力微分工程により微分された出力電力に基づいて上記速度発電機の断線を検知する断線検知行程と，
を具備してなることを特徴とする速度発電機の断線検知方法。
【請求項２】
上記断線検知行程が，
上記電力微分行程により微分された出力電力を全波整流する整流行程と，
上記整流行程により全波整流された出力電力と所定の電圧レベルとを比較し，その比較結果により上記速度発電機の断線を検出する比較行程と，
を具備してなる請求項１に記載の速度発電機の断線検知方法。
【請求項３】
速度発電機の断線を検知する検知装置において，
速度発電機の出力電力を微分する電力微分手段と，
上記電力微分手段により微分された出力電力を全波整流する整流手段と，
上記整流手段により全波整流された出力電力と所定の電圧レベルとを比較し，その比較結果により上記速度発電機の断線を検出する比較手段と，
を具備してなることを特徴とする速度発電機の断線検知装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は，速度発電機の断線検知方法および装置に係り，詳しくは，該速度発電機の出力電力，つまりは速度検出に影響を与えることなく瞬時断線の有無を検出可能なものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
鉄道車両において，車輪の滑走（空転）或いは固着の検知を行うためには，車軸により回転駆動される速度発電機を速度検出器として用い，該速度発電機により検出される速度の変化に応じて検知するものが一般的である。
しかしながら，速度発電機に断線が発生した場合にも，該速度発電機の速度は変化するため，その断線による速度変化が滑走或いは固着と誤検知される虞がある。
そこで，従来より，速度発電機には，断線検知を行う断線検知装置が設けられ，該断線検知装置により断線検知を検出した場合には車輪の滑走或いは固着と区別して検出すると共に，外部に報知して修繕を促すよう構成し，速度発電機の速度検出器としての信頼性，使用性を向上させている。（例えば，特許文献１参照）
ここに，従来公知の断線検知装置の一例を図６に示す。
同図示す従来公知の断線検知装置Ｚは，速度発電機ＡＧに対して電源Ｅが接続され，該速度発電機Ｘからの出力側にトランジスタＹのベースが接続される一方，上記トランジスタＹのコレクタ側がフォトカプラＰ（尚，特許文献１においては，フォトカプラＰではなく電磁リレーＲＹが使用されている）を介して上記電源Ｅに接続されるよう構成されるものである。
このような構成により，上記速度発電機Ｘが正常である状況では，上記電源Ｅから直流電流Ｉｉｎが上記速度発電機Ｘに供給され，該速度発電機Ｘの出力電流Ｉｏｕｔが上記トランジスタＹのベース電流として流れる。従って，上記フォトカプラＰの二次側に電流が流れる。
逆に，上記速度発電機ＡＧがＸにおいて断線した状況では，該速度発電機Ｘへの入力電流が遮断されることに伴って上記トランジスタＹのベース電流も遮断されることとなる。従って，上記フォトカプラＰの二次側の電流には電流が流れない。
このように，上記公報において開示された上記断線検出回路Ｚでは，上記フォトカプラＰの二次側の電流（上記トランジスタＹのコレクタ電流）を監視し，その電流の有無に応じて上記速度発電機Ｘのコイルの状況（断線）を検知することが可能である。
【０００３】
【特許文献１】
実開昭６２−７０８３号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら，上述の従来公知の断線検出回路においては，以下に示す欠点が存在し，現実に使用する上で問題となる。
１．
速度発電機のコイルを直流励磁を行う構成上，該速度発電機（コイル）が減磁されることによる出力電力の低下を避けられず，結果として，該速度発電機が発生する速度パルスを検知できず，正確な速度を検出できない虞がある点。
２．
速度検出回路によって低速度域から正確な速度検出を行うためには，インピーダンス：Ｚ＝１／（２πｆＣ２）（但し，ｆ：周波数）を小さくする必要があり，必然的にコンデンサＣ２の容量を大きくせざるを得ない点。
そこで，本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり，その目的とするところは，速度発電機の断線を検出する断線検出方法或いは装置であって，上記速度発電機の出力電力，つまりは速度検出に影響を与えることなく正確に断線検知が可能なものを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明は，速度発電機の断線を検知する検知方法において，速度発電機の出力電力を微分する電力微分行程と，微分された出力電力に基づいて上記速度発電機の断線検知する断線検知行程と，を具備してなることを特徴とする速度発電機の断線検知方法として構成される。
例えば，上記断線検知行程としては，上記電力微分行程により微分された出力電力を全波整流する整流行程と，上記整流行程により全波整流された出力電力と所定の電圧レベルとを比較する比較行程と，を具備してなるものが考えられる。
これにより，本発明によれば，速度発電機の断線を，該速度発電機の出力電力の変化率に基づいて即座に検出可能であると共に，従来の断線検出方法のように速度発電機に直流電流を流すことがないため，該速度発電機の出力電力，すなわち検出速度に影響を及ぼすことがなく，他の制御（例えば滑走検知，ブレーキ制御その他）と併用する場合にも有効である。
【０００６】
また，断線検知方法に特徴を有する断線検知装置と捉える事により，本発明は，速度発電機の断線を検知する検知装置において，速度発電機の出力電力を微分する電力微分手段と，上記電力微分手段により微分された出力電力を全波整流する整流手段と，上記整流手段により全波整流された出力電力と所定の電圧レベルとを比較し，その比較結果により上記速度発電機の断線を検出する比較手段と，を具備してなることを特徴とする速度発電機の断線検知装置として考えることができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下添付図面を参照しながら，本発明の実施の形態及び実施例について説明し，本発明の理解に供する。尚，以下の実施の形態及び実施例は，本発明を具体化した一例であって，本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。
ここに，図１〜３は本発明の実施の形態に係る断線検知装置の回路構成図，図４，５は本発明の実施の形態に係る断線検知装置における任意の位置の出力波形を表す図，図６は従来公知の断線検知装置の回路構成図である。
【０００８】
図１〜３は，本発明の実施形態に係る断線検知装置の一例を示す回路構成図であり，同図群を参照しつつ，当該断線検知装置の構成／機能について説明する。
本実施形態に係る断線検知装置は，速度発電機ＡＧに対して接続される微分回路Ａ（図１参照），該微分回路Ａに接続される絶対値回路Ｂ（図２参照），該絶対値回路Ｂに接続される比較器（コンパレータ）Ｃ（図２参照），該コンパレータＣに接続される出力回路Ｄ（図３参照）を具備して概略構成される。
ここで，上記速度発電機ＡＧの出力電力は，上記微分回路Ｂに入力される前に，該微分回路Ｂの上流に設けられる信号処理部Ｅによって増幅される。本実施形態では，該信号処理部Ｅは抵抗Ｒ１〜Ｒ６，ツェナーダイオードＤｉ１，Ｄｉ２，オペアンプＯＰ１を適宜組み合わせることにより構成される。
図１に示す上記微分回路Ａは，上記信号処理部Ｅにより増幅された上記速度発電機ＡＧの出力電力が入力され，入力された出力電力を微分することによりその変化率を表す信号（ｄＶ＿ｏｕｔ／ｄｔ）に変換するものであり，オペアンプＯＰ２，抵抗Ｒ６〜Ｒ８，およびキャパシタＣ１を組み合わせて構成される。
また，図２に示す上記絶対値回路Ｂは，上記微分回路Ａから入力される上記速度発電機ＡＧの出力電力の変化率信号の絶対値を求めるものであり，オペアンプＯＰ３，抵抗Ｒ９，Ｒ１１，及びＲ１２，ダイオードＤｉ３，Ｄｉ４により構成される半波整流回路と，オペアンプＯＰ４，抵抗Ｒ１０，Ｒ１３〜１５により構成される加算増幅回路とを接続して構成される。
また，図２に示す上記コンパレータＣは，上記絶対値回路Ｂから入力される上記速度発電機ＡＧの出力電力の変化率信号（絶対値）と，所定の値（電圧レベル）とを比較し，上記速度発電機ＡＧの出力電力の変化率信号が所定の値以上である場合には，その旨を表す信号（以下，比較結果信号という）を出力するものであり，コンパレータＣＰ１と，該ＣＰ１に対し所定の電圧を供給するよう構成された抵抗Ｒ１６，Ｒ１７により構成される。
また，図３に示す上記出力回路Ｄは，上記コンパレータＣから入力される比較結果信号に応じ，その旨を外部に報知するものであり，外部接点を有するリレーＲｙ，抵抗Ｒ１８〜Ｒ２０，ダイオードＤｉ５，サイリスタＳ，スイッチＳＷを組み合わせて構成される。つまり，上記コンパレータＣから入力される比較結果信号が，所定の電圧レベルに調整された後，上記サイリスタＳのゲートＧに入力される。これにより，上記サイリスタＳは上記速度発電機ＡＧの断線検知に応じて点孤されることとなり，ひいては，該サイリスタＳのアノードＡ側に接続される上記リレーＲｙを断線検知（比較結果信号）に応じて励磁することが可能となる。尚，当該リレーＲｙは一旦励磁されると，上記ＳＷを操作してリセット（リレー回路を遮断）するまで自己保持されるため，断線検知に応じて励磁された当該リレーＲｙの接点信号（Ｒ＿ｏｕｔの信号）は，使用者（サービスマン）等により所定のリセット操作がなされるまで保持される。
このような構成により，本実施形態に係る断線検知装置によれば，上記速度発電機ＡＧの断線を，該速度発電機ＡＧの出力電力の変化率に基いて検出可能であるため，速度発電機に対して直流砺磁を行う従来公知の装置のように該速度発電機ＡＧの出力電力，つまりは速度検出に対して影響を及ぼすことが無く，該速度発電機ＡＧの断線を検知することが可能である。
【０００９】
次に，本実施形態に係る上記断線検知装置Ａにおける各部の信号波形を示す図４及び図５を参照しつつ，その動作について詳説する。尚，同図中に示す▲１▼〜▲４▼は，図１中に示す▲１▼〜▲４▼の位置と対応し，それぞれの位置の信号波形を表している。
先ず，図４（ａ）及び図５が上記速度発電機ＡＧの出力電力Ｖ＿ｏｕｔ（図１における▲１▼）を表している。ここで，該速度発電機ＡＧが正常（断線無し）である場合の信号波形が図５，該速度発電機ＡＧが異常（断線有り）である場合の信号波形が図４（ａ）である。
両図より明らかなように，上記速度発電機ＡＧの出力電力は，正常である場合には正弦波形を示すが，配線等（巻線，引き出し線，或いはコネクタその他の部分）に接触不良等の断線が発生した場合（図中にはＸで示す）には，その時点で出力波形の一部が欠ける。しかるに，本発明は，断線に起因する出力波形の違い（変化）を巧妙に検出することにより，当該速度発電機ＡＧの異常を検出するよう構成されたものである。
次に，図４（ｂ）が上記微分回路Ｂの出力波形（図１における▲２▼）であり，上記速度発電機ＡＧの出力電力（異常時，つまりは図４（ａ）の信号波形）の変化率を表している。同図に示すように，該速度発電機ＡＧが正常である（出力波形が滑らかに変化している）領域では変化率は小さく，断線が生じた（出力電力が急激に変化した）時にのみ，当該微分回路Ｂの出力波形は大きく変化する。
次に，図４（ｃ）が上記コンパレータＣの出力波形（図１における▲３▼）であり，上記絶対値回路Ｂにより絶対値演算された上記速度発電機ＡＧの変化率と，所定の値（電圧レベル）との比較結果を表している。つまり，上記速度発電機ＡＧが断線し，所定の値以上の変化率で上記速度発電機ＡＧの出力電力が変化した場合にのみ，その旨を表す比較結果信号が出力される。
最後に，図４（ｄ）が上記出力回路Ｄの出力波形（図１における▲４▼）であり，上記速度発電機ＡＧが異常である旨を外部に報知する信号を表している。つまり，上記コンパレータＣからの比較結果信号に応じて上記サイリスタＳが点弧され，該サイリスタＳの点弧に応じて上記リレーＲｙが励磁されることで，上記速度発電機ＡＧが異常である旨を表す接点信号として外部出力される。
このように，本実施形態に係る断線検知装置によれば，上記速度発電機ＡＧの出力電力の変化率を監視することで断線の発生を即座に且つ正確に検出し，外部に報知することが可能であり，上記速度発電機ＡＧに対して直流励磁する必要があった従来公知の装置のように上記速度発電機ＡＧの出力電力，つまりは速度検知に対して影響を及ぼすことは無い。
尚，本発明に係る断線検知装置は，鉄道車両等に設けられる速度発電機の滑走検知，ブレーキ制御等に付随的に用いるだけでなく，速度発電機の良否（ケーブル，コネクタ等の接触不良）を検査する検査装置として独立して実施することが可能なことは言うまでもない。
【００１０】
【発明の効果】
以上説明したように，本発明によれば，直流電流を速度発電機に供給することなく，巻線，引き出し線，及びコネクタその他の該速度発電機における接触不良或いは断線の有無を即座に且つ正確に検出することが可能であり，当該装置を設けたことにより上記速度発電機の出力電力（速度検出）に影響を及ぼすことを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る断線検知装置の回路構成図。
【図２】本発明の実施の形態に係る断線検知装置の回路構成図。
【図３】本発明の実施の形態に係る断線検知装置の回路構成図。
【図４】本発明の実施の形態に係る断線検知装置における任意の位置の出力波形を表す図。
【図５】本発明の実施の形態に係る断線検知装置における任意の位置の出力波形を表す図。
【図６】従来公知の断線検知装置の回路構成図。
【符号の説明】
Ａ　…微分回路
Ｂ　…絶対値回路
Ｃ　…コンパレータ
Ｄ　…出力回路
Ｅ　…信号処理部
【図１】
2004125543.tif 000003
【図２】
2004125543.tif 000004
【図３】
2004125543.tif 000005
【図４】
2004125543.tif 000006
【図５】
2004125543.tif 000007
【図６】
2004125543.tif 000008