車軸カウンタは、ある区間の両端にトレッドルを取り付けておき、区間に進入する車軸をカウンタで数えておいて、それと同じ数だけ車軸が区間から出て行くことを検知するまでは区間内に列車が存在すると判定する装置である。位置の検知精度が線路の区切り方に依存するのは軌道回路と同じであり、使われ方も軌道回路に類似している。長所としては、電気抵抗に依存していないので軌道回路ほど調整する手間がない。湿っていて常時短絡してしまうような場所でも使用することができる。短所としては、軌道回路と同様に多くの地上設備を必要とする方式であるということがある。また軌道回路にない欠点として、停電して車軸通過数の記録が一旦消えてしまうと、電源が回復しても列車の在線状態を確定することができなくなり、リセットの操作が必要となるが、ここに人間のミスが入り込む危険性が存在する。様々な点で軌道回路との違いはあるが、おおむね軌道回路と置き換えることができる似通った方式で、その特徴にも共通する点が多い。
トレッドルは、列車の車輪を機械的に、あるいは電気的に検知する装置である。機械的なものは、車輪のフランジで押し下げられて動作する。電気的なものは電磁界の変化を検知するものなどがある。トレッドルはある一点での列車の存在を検知するものであり、軌道回路のようにある区間で検知するためには後述する車軸カウンタのように組み合わせて用いる必要がある。また機械的に動作するものでは、故障しがちでメンテナンスの手間が掛かる。
富士高校を卒業後、本州製紙を経て日本軽金属に移籍。1963年の第34回都市対抗野球大会に河合楽器に補強され出場。大会では電電四国との1回戦で好リリーフを見せ、勝利投手となるなど活躍。チームの準決勝進出に貢献するが、積水化学に敗退した。この時のチームメートに一枝修平がいる。大会終了後の8月23日に読売ジャイアンツへ入団。最初の3年間はわずか3勝と低迷し、大柄な体格の割にはマウンド上での気の弱さも相まってメリーちゃんのあだ名で呼ばれた（そもそもの名の由来は当時の寮長であった武宮敏明が、バャリースオレンヂのテレビCMに出ていたチンパンジーの「メリーちゃん」を「渡辺に似ている」と言った事が始まり）。4年目の1966年のオープン戦中に、杉浦忠を真似てアンダースローで投げたところ、伸びのある直球が行く。これを見つけた投手コーチの藤田元司の勧めで下手投げに転向してから頭角を現し、同年に13勝、防御率2.34（リーグ8位）を挙げる。以降、堀内恒夫や高橋一三と並んで、V9時代の巨人の主戦投手として活躍し、1972年までの7シーズンで6度の二桁勝利を記録した。この間の1970年には23勝（リーグ2位）とチームトップの勝ち星を挙げるとともに、5月18日の広島戦でノーヒットノーランを達成する。また、翌1971年の8月4日には大洋相手に三者連続三球三振の記録を達成している。1973年1月23日に高橋善正との交換トレードで日拓ホームフライヤーズに移籍。同年チームトップの34試合に先発登板し11勝を挙げる。しかし、翌1974年に4勝に終わると以降成績は低迷する。この間、1975年12月2日に坂井勝二との交換トレードで大洋ホエールズへ、1977年12月5日に田中由郎との交換トレードで奥江英幸と共にロッテオリオンズへ移籍するなど、チームを転々とした。1978年には、以前在籍していた日本ハムに対して勝ち星を挙げれば、当時達成者のいなかった『全12球団からの勝利投手』になるとの話題があった。実際に日本ハム戦にも登板機会はあったものの達成できず、翌1978年11月27日に望月卓也・平田英之・劔持節雄との交換トレードで、金田留広と共に広島に移籍したため、記録達成は不可能となった。古葉竹識に熱心に誘われた広島では、抑えの江夏豊へつなぐ中継ぎ投手として、1979年・1980年の日本シリーズ連覇に貢献した。1982年に当時の通算与死球日本タイ記録保持者だった渡辺は、引退試合に与死球日本新記録を狙うことを決意、監督の古葉にその心中を打ち明けた。古葉は最初は戸惑ったが、渡辺の熱意と、決して怪我をさせるようなことはしないという言葉を信じて挑戦を許した。そして10月16日の対阪神タイガース戦で、1イニングの予定でマウンドに上がった渡辺は、わざと緩い球を内角に投げ続けたがことごとく避けられ、2アウトまで来たが、左バッターの吉竹春樹に対し得意のスライダーをインコースに投げて成功し、ベンチに戻ると古葉から祝福の言葉をかけられたという。成功した時は「殺人鬼のような記録だ」との声もあったが、自身は後に「狙わなかったらプロとして失格」と語っている。なお、記録は後に東尾修に塗り替えられている。引退後は、23年間に亘って広島の東京駐在スカウトとして活動、川端順、長冨浩志、山内泰幸、澤崎俊和、新井貴浩、栗原健太らを獲得した。1998年ドラフトで広島に入団した新井貴浩は、当時守備でエラーばかりしていたため、渡辺が「プロでは無理」と断った。ところが新井に「契約金はいらないから入団したい」と言われ、また当時監督に就任した達川晃豊らに「指名してやってくれ」と頼まれたことから、やむなく6位で指名した。新井は長く伸び悩んだが、のちに広島の4番となり、本塁打王（2005年）、打点王（2011年※阪神時代）を獲得し、通算2000安打を達成する強打者となった。2006年、スカウトを勇退。2007年8月25日、肺炎のため浜松市の病院で死去。65歳没。