JP2016075478A - 鉄道車両用軸受異常検知装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 検出データを簡易に取り出すことができ、また、走行レールの継ぎ目等に起因する外乱振動を予め除外して鉄道車両用の軸受の異常判定を正確に行うことができる鉄道車両用軸受異常検知装置を提供する。
【解決手段】 この鉄道車両用軸受異常検知装置は、振動検出装置１５と、検出開始信号を受信して、振動検出装置１５に転がり軸受の振動を検出させる受信応答検出開始手段１３と、鉄道車両から離れた場所に設けられ、前記検出開始信号を送信する測定開始指令送信装置４と、振動検出装置１５で検出した検出データを送信する検出データ送信装置１３と、鉄道車両から離れた場所に設けられ、前記検出データ送信装置１３から送信された検出データを受信して収集するデータ収集装置４５と、データ収集装置４５に収集した検出データから転がり軸受の異常を判断する解析装置６とを有する。
【選択図】 図３

Description

この発明は、鉄道車両における車軸軸受の異常を検知する鉄道車両用軸受異常検知装置に関する。

鉄道車両においては、車軸軸受に異常が発生した場合、車両の運転を停止するなどの処置が必要となり、多大な損失が発生する。そこで、各種検出素子を軸受装置に取り付け、転動装置の運転状態を検出する鉄道車両用センサ付軸受装置が提案されている（特許文献１）。

特許第４５２９６０２号公報

特許文献１に記載の鉄道車両用軸受の振動検出では、振動測定データの転送を無線で伝送する技術が明記されていないため、振動測定データを電線等で伝送する場合、配線等の手間を要する。
また、車両走行時における、車輪のレールの継ぎ目やポイント部の通過時に発生する外乱振動が、軸受の異常に起因する振動波形と共に検出されるため、軸受の異常判定が正確にできないという問題がある。

この発明の目的は、検出データを簡易に取り出すことができ、また、走行レールの継ぎ目等に起因する外乱振動を予め除外して鉄道車両用の軸受の異常判定を正確に行うことができる鉄道車両用軸受異常検知装置を提供することである。

この発明の鉄道車両用軸受異常検知装置は、鉄道車両１の台車２に設けた軸箱３に組み込まれる複数の転がり軸受１７の異常を検知する鉄道車両用軸受異常検知装置であって、
前記各転がり軸受１７の振動を検出する振動検出装置１５と、
検出開始信号を受信して、前記振動検出装置１５に前記転がり軸受１７の振動を検出させる受信応答検出開始手段１３と、
前記鉄道車両１から離れた場所に設けられ、前記検出開始信号を送信する測定開始指令送信装置４と、
前記振動検出装置１５で検出した検出データを送信する検出データ送信装置１３と、
前記鉄道車両１から離れた場所に設けられ、前記検出データ送信装置１３から送信された検出データを受信して収集するデータ収集装置４５と、
このデータ収集装置４５に収集した検出データから前記転がり軸受１７の異常を判断する解析装置６とを有することを特徴とする。

この構成によると、鉄道車両１から離れた場所に設けられる測定開始指令送信装置４は、検出開始信号を送信する。前記鉄道車両１から離れた場所とは、例えば、走行レール２０に沿った位置で、且つ、走行レール２０のポイント部や継ぎ目（これらを総称して「継ぎ目等」と称す場合がある。）からレール長手方向に離れた位置である。受信応答検出開始手段１３は、前記検出開始信号を受信して、振動検出装置１５に転がり軸受１７の振動を検出させる。

検出データ送信装置１３は、この振動検出装置１５で検出した検出データを送信する。データ収集装置４５は、検出データ送信装置１３から送信された検出データを受信して収集する。解析装置６は、データ収集装置４５に収集した検出データから前記転がり軸受１７の異常を判断する。
測定開始指令送信装置４を、例えば、継ぎ目等からレール長手方向に離れた位置に設置することができるため、継ぎ目等を避けたタイミングで受信応答検出開始手段１３が、測定開始指令送信装置４からの検出開始信号を受信して、振動検出装置１５に転がり軸受１７の振動を検出させる。

振動検出装置１５は、継ぎ目等を避けて振動を検出することにより、軸受異常に起因する振動波形以外の余分の振動波形が現れないため、軸受異常に起因する振動波形である検出データが明確になる。したがって、走行レール２０の継ぎ目等を通過することに起因する振動波形を除外して鉄道車両用の軸受の異常判定を正確に行うことができる。データ収集装置４５は、検出データ送信装置１３から送信された検出データを受信して収集するため、例えば、有線や記録メディア等でのデータ伝送に比べて、電線の付帯工事やデータの取り出し作業を必要としない。したがって、検出データを簡易に取り出すことができるうえ、コスト低減を図ることができる。

前記測定開始指令送信装置４および前記データ収集装置４５を、前記鉄道車両１が走行する走行レール２０の近傍に設置しても良い。
前記走行レール２０の近傍は、受信応答検出開始手段１３が測定開始指令送信装置４からの検出開始信号を受信可能な測定開始指令送信装置４の位置であり、また、データ収集装置４５が検出データ送信装置１３からの検出データを受信可能なデータ収集装置４５の位置である。

前記データ収集装置４５は、前記振動検出装置毎に関連付けられたＩＤと共に前記検出データを受信して収集するものとしても良い。このように検出データがＩＤと共にデータ収集装置４５に収集されるため、いずれの軸箱３に組み込まれた転がり軸受１７が異常であるか直ぐに特定することができる。

前記検出データおよび前記ＩＤを、前記データ収集装置４５から電話回線を介して伝送するデータ蓄積サーバ４６を設け、前記解析装置６は、前記データ蓄積サーバ４６から伝送される前記検出データおよび前記ＩＤから、各転がり軸受１７の異常を判断するものとしても良い。この場合、検出データの取得を簡略化できると共に、解析時間の短縮にも繋がる。

前記解析装置６は、
前記検出データを周波数解析した解析値が、設定した振動に関する閾値以上のとき軸受の異常と診断し、閾値未満のとき軸受が正常と診断する診断部５０と、
この診断部５０で診断した解析結果を記憶する記憶部５１と、
前記診断部５０で診断した解析結果を表示する表示部５２と、
を有し、
前記データ蓄積サーバ４６に、前記診断部５０で診断した解析結果を前記ＩＤと共に伝送するようにしても良い。
前記閾値は、例えば、実験やシミュレーション等の結果により定められる。

この構成によると、診断部５０は、解析値が閾値以上のとき軸受の異常と診断し、閾値未満のとき軸受が正常と診断する。記憶部５１は、診断した解析結果を記憶する。この解析結果が表示部５２に表示されるため、測定担当者は、前記解析結果を遅滞なく目視確認し得る。また解析結果は、前記ＩＤと共にデータ蓄積サーバ４６に伝送されるため、例えば、パーソナルコンピュータ、携帯電話、スマートフォン、またはＰＤＡ等の各種機器を用いてデータ蓄積サーバ４６にアクセスして、解析結果をＩＤ毎に閲覧して確認することができる。この解析結果は、本装置を管理する管理者のみならず、この鉄道車両１を含む周辺機器を管理する管理者が、前述の各種機器を用いてデータ蓄積サーバ４６にアクセスして、軸受交換情報等のメンテナンス情報や情報発注手配等の情報を容易に取得することができる。

前記検出データの前記ＩＤと、軸受型番、軸箱、車両番号、および測定日との関係を、前記検出データと対応させて記憶する記憶手段４６を設けても良い。この場合、検出データの整理、管理等に伴う作業負担を軽減することができる。

この発明の鉄道車両用軸受異常検知装置は、鉄道車両の台車に設けた軸箱に組み込まれる複数の転がり軸受の異常を検知する鉄道車両用軸受異常検知装置であって、前記各転がり軸受の振動を検出する振動検出装置と、検出開始信号を受信して、前記振動検出装置に前記転がり軸受の振動を検出させる受信応答検出開始手段と、前記鉄道車両から離れた場所に設けられ、前記検出開始信号を送信する測定開始指令送信装置と、前記振動検出装置で検出した検出データを送信する検出データ送信装置と、前記鉄道車両から離れた場所に設けられ、前記検出データ送信装置から送信された検出データを受信して収集するデータ収集装置と、このデータ収集装置に収集した検出データから前記転がり軸受の異常を判断する解析装置とを有する。このため、検出データを簡易に取り出すことができ、また、走行レールの継ぎ目等に起因する外乱振動を予め除外できるような位置に測定開始指令送信装置を任意に設置できるため、振動検出装置は継ぎ目等を避けて振動を検出することにより、軸受異常に起因する振動波形以外の余分の振動波形が現れない。これにより、軸受異常に起因する振動波形が明確になる。したがって、鉄道車両用の軸受の異常判定を正確に行うことができる。

この発明の実施形態に係る鉄道車両用軸受異常検知装置の設置例を示す図である。 同軸受異常検知装置の外観を示す斜視図である。 同軸受異常検知装置の制御系のブロック図である。 同軸受異常検知装置の測定開始指令送受信装置および振動検出装置の取付例を示す図である。 図４のＡ−Ａ線端面図である。 同軸受異常検知装置の処理回路の構成を概略示す回路図である。 同軸受異常検知装置による振動測定例を示す図である。 この発明の他の実施形態に係る軸受異常検知装置による振動測定例を示す図である。

この発明の実施形態に係る鉄道車両用軸受異常検知装置を図１ないし図７と共に説明する。図１に示すように、この軸受異常検知装置は、鉄道車両１の台車２に設けた軸箱３に組み込まれる複数の転がり軸受の異常を検知する装置である。鉄道車両１として、例えば、新幹線等の種々な鉄道車両が適用される。軸受異常検知装置は、例えば、車両点検時に車両所において軸受等の点検を行う際に、軸箱３から軸受を取り出す必要がなく、外部から軸受の振動を検出する。

図２は、この軸受異常検知装置の外観を示す斜視図である。図１および図２に示すように、この軸受異常検知装置は、測定開始指令送信装置（親機）４と、子機セット５と、データ収集装置４５と、データ蓄積サーバ４６と、解析装置６とを有する。測定開始指令送信装置４は、鉄道車両１から離れた場所で、例えば、走行レール２０の近傍に設置される。子機セット５は、振動検出対象の軸箱３毎に複数設けられる。これら複数の子機セット５は、後述するように鉄道車両１の一部に着脱自在に設けられる。

測定開始指令送信装置４は、子機セット５における測定開始指令送受信装置（受信応答検出開始手段）１３に検出開始信号を送信する。測定開始指令送信装置４を、走行レール２０の近傍で継ぎ目等からレール長手方向に所定距離離れた位置に設置する。前記所定距離離れた位置は、この測定開始指令送信装置４に対し、振動検出対象の軸箱３に設置した子機セット５が近づいたとき、測定開始指令送信装置４から発せられる検出開始信号をこの子機セット５が受信可能な位置で、且つ、前記継ぎ目等の通過時に発生する外乱振動を予め除外できるような位置である。この測定開始指令送信装置４の電源を投入した状態で、鉄道車両１を走行レール２０に沿って走行させることにより、測定開始指令送信装置４は検出開始信号を子機セット５に送信する。

図３は、この軸受異常検知装置の制御系のブロック図である。
測定開始指令送信装置４は、電源７と、電源回路８と、通信回路９と、通信モジュール１０と、アンテナ１１とを有する。電源７から供給される電源電圧は、電源回路８により所望の電圧とされて、後段の通信回路９、通信モジュール１０、およびアンテナ１１に供給される。前記検出開始信号は、通信回路９により定められた周波数からなる電磁波に変換され、通信モジュール１０およびアンテナ１１を介して子機セット５の測定開始指令送受信装置１３に送信する。前記通信モジュール１０は、例えば、ZigBeeモジュールを使用すると消費電力を小さくすることができる。

各子機セット５は、それぞれ、振動検出装置１５と、測定開始指令送受信装置（受信応答検出開始手段）１３とを有する。これら振動検出装置１５と測定開始指令送受信装置１３とは電線１６を介して電気的に接続される。

各子機セット５における測定開始指令送受信装置１３は、例えば、図示外のケースと、電源４１と、電源回路４２と、通信回路４３と、通信モジュール４４と、アンテナ１４と、永久磁石４７（図２）とを有する。前記ケースに、電源４１、電源回路４２、通信回路４３、および通信モジュール４４が収納される。前記ケースの一部に永久磁石４７（図２）が設けられ、この永久磁石４７（図２）が、軸箱近傍にあるボルトの頭面に吸引固定される。アンテナ１４は、前記ケースとは別体として適宜車両ボディに粘着テープ等を用いて固定しても良い。

電源４１から供給される電源電圧は、電源回路４２により所望の電圧とされて、通信回路４３、通信モジュール４４、およびアンテナ１４に供給される。
測定開始指令送信装置４からの検出開始信号は、測定開始指令送受信装置１３のアンテナ１４で受信された後、通信回路４３および電線１６を介して、振動検出装置１５に送信される。これにより、振動検出装置１５に転がり軸受の振動を検出させ得る。

ここで図４は、軸受異常検知装置の測定開始指令送受信装置１３および振動検出装置１５の取付例を示す図である。図５は、図４のＡ−Ａ線端面図である。図５は、図１の先頭車両の車輪１９付近の拡大図である。これら図１，図４および図５に示すように、振動検出装置１５は、転がり軸受１７の振動を検出する。台車２の下部に車幅方向に離隔して一対の軸箱３が設けられ、これら軸箱３にそれぞれ転がり軸受１７が組み込まれている。１台の台車２に対し、２本の車軸１８が平行に設けられる。１つの軸箱３に対し、例えば、定められた間隔を空けて複数の転がり軸受１７が組み込まれている。転がり軸受１７として、例えば、玉軸受、円筒ころ軸受、円すいころ軸受等が適用される。

各軸箱３の内周面に転がり軸受１７が外輪がそれぞれ嵌合され、転がり軸受１７の内輪に車軸１８が嵌合される。車軸１８の軸方向両端部に車輪１９がそれぞれ取り付けられ、これら車輪１９が転がり軸受１７により回転自在に支持されて、軌道上に平行に敷設された２本のレール２０上を走行可能に構成される。軸箱３には、磁性体からなるボルト２１が締結されている。ボルト２１として、例えば、六角ボルトが適用される。軸箱３から露出する六角ボルトの頭面に、振動検出装置１５の永久磁石１２を吸引固定し得る。

図３に示すように、振動検出装置１５は、例えば、図示外のケースと、振動検出素子２３と、処理回路２４と、永久磁石１２（図４）と、電源回路２５と、記録手段４０と、記録メディア２２とを有する。前記ケースの内部に、例えば、プリント基板に実装された処理回路２４が収納される。処理回路２４は、複数の電子部品を有し、前記プリント基板の片面または両面に半田付けされる。プリント基板としては、例えば、剛性の高いガラス入りエポキシ樹脂が望ましい。

前記ケースの軸方向一端部に、転がり軸受１７の運転状態を検出する振動検出素子２３と、磁性体からなるホルダが取り付けられている。振動検出素子２３として、例えば、圧電型の加速度センサが適用される。圧電型の振動検出素子２３を使用することで、広範囲な振動を検出し得る。前記ケースの内部において、振動検出素子２３のリード端子から、処理回路２４に設けた接続端子にリード線が結線されている。

図４に示すように、前記ホルダの先端部に永久磁石１２が設けられ、この永久磁石１２が、軸箱３におけるボルト２１の頭面に吸引固定される。したがって、振動検出装置１５は、ボルト２１の頭面に永久磁石１２により着脱自在に取付けられる。なお複数の振動検出装置１５は、軸箱３の上方または下方に取り付けることが望ましい。

図６は、この振動検出装置の処理回路２４の構成を概略示す回路図である。
処理回路２４は、演算増幅回路２６と、フィルタ回路２７と、マイクロコンピュータ２８と、基準電圧回路２９とを有する。振動検出素子２３の出力信号は、概略、演算増幅回路２６からフィルタ回路２７を介してマイクロコンピュータ２８に入力される。フィルタ回路２７は、軸受固有振動数を含めその前後の周波数を取り出すために、一定の周波数帯域を設定するバンドパスフィルタを構成する。なおハイパスフィルタとローパスフィルタの組み合わせでも良い。

マイクロコンピュータ２８は通常スリープ状態とし、受信した時点で起動するようにすると良い。振動検出素子２３である加速度センサのアナログ出力信号は、マイクロコンピュータ２８内部でＡ／Ｄ変換した後に、図３に示すように、記録手段４０に記録する。その後、記録手段４０から記録メディア２２にデータを転走する。前記記録手段４０として、例えば、データの書換えが可能なランダムアクセスメモリ（略称ＲＡＭ：Random Access Memory）が適用される。

図６に示すように、振動検出素子２３および処理回路２４に電源電圧が供給される。電源電圧は所望の電圧とされる。これら振動検出素子２３および処理回路２４には、電源バイパスコンデンサＣ１〜Ｃ４が接続される。電源バイパスコンデンサＣ１〜Ｃ４は、直流電源に重畳するノイズをバイパスして、安定した電源電圧を供給する目的や、電源電圧の変動を抑える目的で、電源ラインＬ１とＧＮＤラインＬ２の間に接続される。

振動検出素子２３の電源ラインＬ１とＧＮＤラインＬ２の間には、電源バイパスコンデンサＣ１が接続される。この電源バイパスコンデンサＣ１により、振動検出素子２３に安定した電源電圧が供給され、且つ、この供給される電源電圧の変動が抑えられる。振動検出素子２３からのアナログ出力信号は、抵抗３０を介して、演算増幅回路２６における演算増幅器３１の一方の入力端子に入力される。

この演算増幅器３１の電源ラインＬ１とＧＮＤラインＬ２の間には、電源バイパスコンデンサＣ２が接続される。この電源バイパスコンデンサＣ２により、演算増幅回路２６にノイズがバイパスされた安定した電源電圧が供給され、且つ、この供給される電源電圧の変動が抑えられる。演算増幅器３１からの出力信号は、コンデンサ３２およびこのコンデンサ３２に並列接続された抵抗３３を介して、他方の入力端子に入力される。前記演算増幅器３１は、２つの入力端子への入力（反転入力、非反転入力）の差を増幅して出力する。

増幅した出力信号は、直列接続された抵抗３４，３５を介して、フィルタ回路２７における演算増幅器３６の一方の入力端子に入力される。この演算増幅器３６の電源ラインＬ１とＧＮＤラインＬ２の間には、電源バイパスコンデンサＣ３が接続される。この電源バイパスコンデンサＣ３により、フィルタ回路２７にノイズがバイパスされた安定した電源電圧が供給され、且つ、この供給される電源電圧の変動が抑えられる。演算増幅器３６からの出力信号は、他方の入力端子に入力されると共に、コンデンサ３７を介して抵抗３４，３５間に帰還する。

フィルタ回路２７により、軸受の固有振動に対応した所定の周波数帯域のみを抽出し、不要な周波数帯域を除去する。軸受の正常運転時は、転動体の回転通過に伴う軸受の固有振動が発生するが、軸受の転がり面に異常が発生した場合には、軸受回転数に応じた転動体の通過周期で振動のピークが重畳される。そこで、演算増幅回路２６からの出力信号に対し、フィルタ回路２７により、軸受の固有振動成分以外の周波数成分を除去または減衰させることで、異常時の周波数成分を精度良く抽出し得る。前記軸受回転数は、例えば、この鉄道車両の駆動モータの回転数に対応するように定められる。

フィルタ回路２７を通過させたアナログ出力信号は、抵抗３８等を介して、マイクロコンピュータ２８に入力される。このマイクロコンピュータ２８内部において、アナログ出力信号は、Ａ／Ｄ変換された後に前記記録手段４０（図３）に一時的に記録される。マイクロコンピュータ２８に、過大な電圧が印加されないように基準電圧回路２９が接続される。この基準電圧回路２９の電源ラインＬ１とＧＮＤラインＬ２の間には、電源バイパスコンデンサＣ４が接続される。この電源バイパスコンデンサＣ４により、基準電圧回路２９にノイズがバイパスされた安定した電源電圧が供給され、且つ、この供給される電源電圧の変動が抑えられる。

図３に示すように、振動検出装置１５で検出した検出データは、この振動検出装置１５内のマイクロコンピュータ２８（図６）の記録手段４０に記録された後、電線１６を介して、測定開始指令送受信装置１３に転送される。各振動検出装置１５内のマイクロコンピュータ２８（図６）には、振動検出装置毎つまり子機セット毎に関連付けられたＩＤを記憶させ、このＩＤと共に検出データが転送される。測定開始指令送受信装置１３は、このアンテナ１４から電波を送信した状態で保持される。測定開始指令送受信装置１３は、前述の受信応答検出開始手段としての機能と共に、検出データを送信する検出データ送信装置としての機能を有する。

データ収集装置４５は、鉄道車両から離れた場所で、例えば、走行レール２０（図７）の近傍で測定開始指令送信装置４よりも車両進行方向前方に設置される。データ収集装置４５は、測定開始指令送受信装置１３から送信された検出データを受信するアンテナ４５ａを備える。このデータ収集装置４５の近傍を測定開始指令送受信装置１３が通過時、データ収集装置４５は、アンテナ４５ａを介して無線により検出データを受信し収集する。

その後、検出データおよびＩＤは、必要に応じて、例えば、電話回線４８、中継器４９等を介してデータ蓄積サーバ４６に伝送されて記録される。解析装置６は、データ蓄積サーバ４６から伝送される検出データおよびＩＤから、各転がり軸受の異常を判断する。この解析装置６は、診断部５０と、記憶部５１と、表示部５２とを有する。

診断部５０は、検出データを周波数解析した解析値が閾値以上のとき軸受の異常と診断し、閾値未満のとき軸受が正常と診断する。記憶部５１は、診断部５０で診断した解析結果を記憶する。表示部５２は、診断部５０で診断した解析結果を表示する。なお、データ蓄積サーバ４６に、診断部５０で診断した解析結果を前記ＩＤと共に伝送して記録するようにしても良い。

この場合、例えば、パーソナルコンピュータ、携帯電話、スマートフォン、またはＰＤＡ等の各種機器を用いてデータ蓄積サーバ４６にアクセスして、このデータ蓄積サーバ４６に記録された解析結果をＩＤ毎に閲覧して確認し得る。この解析結果は、本装置を管理する管理者のみならず、この鉄道車両を含む周辺機器を管理する管理者が、前述の各種機器を用いてデータ蓄積サーバ４６にアクセスして、軸受交換情報等のメンテナンス情報や情報発注手配等の情報を容易に取得し得る。

図７は、この軸受異常検知装置による振動測定例を示す図である。この例では、鉄道車両１の走行範囲内にポイント部Ｐｔが１箇所設けられる。鉄道車両１の点検時にこの鉄道車両１を車両所（車両基地）で走行させる前に、測定開始指令送信装置４、複数の測定開始指令送受信装置１３、およびデータ収集装置４５の電源を全てＯＮにしておく。

次に鉄道車両１を走行レール２０に沿って走行させて定められた車速（例えば２５ｋｍ／ｈ以上３５ｋｍ／ｈ以下）として、先頭車両１における台車２の最初の振動検出対象である軸箱が走行レール２０のポイント部手前Ｐａを通過時、測定開始指令送受信装置１５（第１の子機セット５Ａの受信応答検出開始手段１３）が、測定開始指令送信装置４から検出開始信号の電波を受信する。

これにより、第１の子機セット５Ａの振動検出装置１５が、最初の軸箱に組み込まれた転がり軸受の振動を検出する。さらに第１の子機セット５Ａの測定開始指令送受信装置１３が、第２の子機セット５Ｂの測定開始指令送受信装置１３に検出開始信号の電波を送信し、第２の子機セット５Ｂの振動検出装置１５が軸箱に組み込まれた転がり軸受の振動を検出する。

以下同様に、測定開始指令送受信装置１３が後続の子機セット５Ｃ，５Ｄ，５Ｅ，５Ｆの測定開始指令送受信装置１３に検出開始信号の電波を送信して、振動検出対象である軸箱に組み込まれた転がり軸受の振動を順次検出する。各振動検出装置１５で検出された検出データおよび子機セット５毎のＩＤは、各振動検出装置１５内におけるマイクロコンピュータの記録手段に記録された後、測定開始指令送受信装置１３に転送される。測定開始指令送受信装置１３はアンテナ１４から電波を送信した状態で保持される。

その後、測定開始指令送信装置４よりも車両進行方向前方に設置されたデータ収集装置４５の近傍を、測定開始指令送受信装置１３が通過時、データ収集装置４５は無線により検出データおよびＩＤを受信し収集する。あるいはデータ収集装置４５の近傍を測定開始指令送受信装置１３が通過時、データ収集装置４５からのデータ伝送指令を受けたタイミングで、前記測定開始指令送受信装置１３は検出データおよびＩＤを伝送しても良い。なお鉄道車両１の走行後、測定開始指令送信装置４および複数の測定開始指令送受信装置１３の電源をＯＦＦにする。

以上説明した鉄道車両用軸受異常検知装置によれば、継ぎ目等を避けたタイミングで受信応答検出開始手段１３が、測定開始指令送信装置４からの検出開始信号を受信して、振動検出装置１５に転がり軸受１７の振動を検出させることにより、軸受異常に起因する振動波形以外の余分な振動波形が現れないため、軸受異常に起因する振動波形である検出データが明確になる。したがって、走行レール２０の継ぎ目等を通過することに起因する振動波形を除外して鉄道車両用の軸受の異常判定を正確に行うことができる。

データ収集装置４５は、検出データ送信装置である測定開始指令送受信装置１３から送信された検出データを受信して収集するため、例えば、有線や記録メディア等でのデータ伝送に比べて、電線の付帯工事やデータの取り出し作業を必要としない。したがって、検出データを簡易に取り出すことができるうえ、コスト低減を図ることができる。検出データは、子機セット毎に関連付けられたＩＤと共にデータ収集装置４５に収集されるため、いずれの軸箱３に組み込まれた転がり軸受１７が異常であるか直ぐに特定することができる。

他の実施形態について説明する。
以下の説明においては、各形態で先行する形態で説明している事項に対応している部分には同一の参照符を付し、重複する説明を略する。構成の一部のみを説明している場合、構成の他の部分は、特に記載のない限り先行して説明している形態と同様とする。同一の構成から同一の作用効果を奏する。実施の各形態で具体的に説明している部分の組合せばかりではなく、特に組合せに支障が生じなければ、実施の形態同士を部分的に組合せることも可能である。

図８は、他の実施形態に係る軸受異常検知装置による振動測定例を示す図である。この例では、鉄道車両１の走行範囲内にポイント部Ｐｔが２箇所設けられ、その間に１台の車両１が入る場合を示す。これら２箇所のポイント部Ｐｔに対応して、第１，第２の測定開始指令送信装置４Ａ，４Ｂを設置している。この場合、先頭車両１において、第１の測定開始指令送信装置４Ａ→第１の子機セット５Ａ→第２の子機セット５Ｂ→第３の子機セット５Ｃ→第４の子機セット５Ｄの順で検出開始信号を送信し各振動検出対象の測定を開始するように設定する。

また、後続車両１における第５の子機セット５Ｅは、第２の測定開始指令送信装置４Ｂから検出開始信号を受信した場合にこの振動検出対象の測定を開始する。以下、第５の子機セット５Ｅは、第６の子機セット５Ｆに検出開始信号を送信するように設定する。このように設定することで、子機セット間の送信時間に起因する測定のタイムラグ（送信に掛かる時間遅れ）を小さくすることができる。これと共に、子機セット間の測定のタイムラグを一定にすることができる。例えば、後続する子機セットの測定タイミングでの、継ぎ目等を避けるための遅延時間の設定が不要になる。

第２の測定開始指令送信装置４Ａ，４Ｂは、第１の子機セット５Ａおよび第５の子機セット５Ｅが定められた走行速度で走行レールの継ぎ目やポイント部を通過する前、外乱振動の影響を受けない位置となるように設置する。この場合、鉄道車両１を、例えば、駆動モータにより一定の車速にした後、前記駆動モータを非通電状態にして鉄道車両１を慣性力で走行させる。その後、各転がり軸受１７の振動を検出する。したがって、各転がり軸受１７の振動を検出するとき、前記駆動モータからの電磁波による有害なノイズが少なくなる。

データ収集装置４５に記録された検出データは、ＩＤと共に電話回線等の無線を介して、記憶手段であるデータ蓄積サーバ４６に転送される。このデータ蓄積サーバ４６内において、検出データのＩＤと、軸受型番、軸箱、車両番号、および測定日との関係を、前記検出データと対応させて記憶する。データ蓄積サーバ４６内に保存された検出データおよびＩＤは、例えば、無線ＬＡＮ，Ｗｉ-Ｆｉ，Bluetooth(登録商標)，ZigBeeモジュール等を利用して解析装置６に伝送し得る。

なお、各車両台車の軸箱が、測定開始指令送信装置の近傍を各々通過するタイミングで、各測定開始指令送受信装置１３がそれぞれ検出開始信号を受信することにより、各々振動測定を開始しても良い。各々の子機セット５Ａ…５Ｆは、測定開始指令送信装置から送信される検出開始信号の電波を受信したときにのみ測定を開始するように設定する。車両走行速度は、測定開始指令送信装置から第１の子機セット５Ａが検出開始信号の電波を受信するときに、定められた車速になっているようにする。
この場合、子機セットから子機セットへの検出開始信号の電波を送信する必要がなく、また、全ての軸箱の振動測定が同じ位置で行われるため、振動測定の条件にばらつきが発生しにくい。

１…鉄道車両
２…台車
３…軸箱
６…解析装置
１３…測定開始指令送受信装置（受信応答検出開始手段、検出データ送信装置）
１５…振動検出装置
１７…転がり軸受
２０…走行レール
４５…データ収集装置
４６…データ蓄積サーバ
５０…診断部
５１…記憶部
５２…表示部

Claims (6)

1. 鉄道車両の台車に設けた軸箱に組み込まれる複数の転がり軸受の異常を検知する鉄道車両用軸受異常検知装置であって、
   前記各転がり軸受の振動を検出する振動検出装置と、
   検出開始信号を受信して、前記振動検出装置に前記転がり軸受の振動を検出させる受信応答検出開始手段と、
   前記鉄道車両から離れた場所に設けられ、前記検出開始信号を送信する測定開始指令送信装置と、
   前記振動検出装置で検出した検出データを送信する検出データ送信装置と、
   前記鉄道車両から離れた場所に設けられ、前記検出データ送信装置から送信された検出データを受信して収集するデータ収集装置と、
   このデータ収集装置に収集した検出データから前記転がり軸受の異常を判断する解析装置と、
   を有することを特徴とする鉄道車両用軸受異常検知装置。
2. 請求項１記載の鉄道車両用軸受異常検知装置において、前記測定開始指令送信装置および前記データ収集装置を、前記鉄道車両が走行する走行レールの近傍に設置した鉄道車両用軸受異常検知装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の鉄道車両用軸受異常検知装置において、前記データ収集装置は、前記振動検出装置毎に関連付けられたＩＤと共に前記検出データを受信して収集する鉄道車両用軸受異常検知装置。
4. 請求項３記載の鉄道車両用軸受異常検知装置において、前記検出データおよび前記ＩＤを、前記データ収集装置から電話回線を介して伝送するデータ蓄積サーバを設け、前記解析装置は、前記データ蓄積サーバから伝送される前記検出データおよび前記ＩＤから、各転がり軸受の異常を判断する鉄道車両用軸受異常検知装置。
5. 請求項４記載の鉄道車両用軸受異常検知装置において、
   前記解析装置は、
   前記検出データを周波数解析した解析値が、設定した振動に関する閾値以上のとき軸受の異常と診断し、閾値未満のとき軸受が正常と診断する診断部と、
   この診断部で診断した解析結果を記憶する記憶部と、
   前記診断部で診断した解析結果を表示する表示部と、
   を有し、
   前記データ蓄積サーバに、前記診断部で診断した解析結果を前記ＩＤと共に伝送する鉄道車両用軸受異常検知装置。
6. 請求項３ないし請求項５のいずれか１項に記載の鉄道車両用軸受異常検知装置において、前記検出データの前記ＩＤと、軸受型番、軸箱、車両番号、および測定日との関係を、前記検出データと対応させて記憶する記憶手段を設けた鉄道車両用軸受異常検知装置。

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