CN107207018A - 铁道车辆用转向架的板簧的状态监视装置 - Google Patents

Abstract

监视板簧的状态的装置，所述板簧装载于铁道车辆用转向架且具有含导电性强化纤维的纤维强化树脂，所述强化纤维包括在所述板簧的长度方向上延伸的强化纤维，该装置具备：电极对，其夹着所述板簧而设置于与所述板簧的长度方向正交的宽度方向两侧的侧端面；以及测定器，其与所述电极对电性连接，测定所述板簧的电气特性。

Description

铁道车辆用转向架的板簧的状态监视装置

技术领域

本发明涉及一种铁道车辆用转向架的板簧的状态监视装置。

背景技术

铁道车辆用的转向架中，如专利文献1中所公开的，提出有如下技术：使板簧架设于前后的轴箱，由该板簧的长度方向的中央部支持横梁，藉此省略侧梁。即，该转向架中，板簧发挥悬架（suspension）的功能以及以往的侧梁的功能。而且，为了转向架的轻量化，板簧使用纤维强化树脂形成。

然而，由于当转向架行驶时板簧会负载重复负荷，因此作为长期使用的板簧，必须注意因疲劳引起的强度下降，如果易于监视板簧自身的状态，则有助于转向架维护的效率化。例如，专利文献2中公开有一种方法：在由CFRP构成的复合材料的一侧主面隔开规定间隔配置多个电极，根据基于电极间流动的电流而测定的电阻变化，检测复合材料的剥离。又，专利文献3中公开有如下方法：将一对连接器固定于由CFRP构成的板簧的长度方向两端，根据基于连接器间流动的电流而测定的电阻变化，检测具有导电性的碳纤维的切断。

现有技术文献：

专利文献：

专利文献1：日本特许第5438796号公报；

专利文献2：日本特开2001-318070号公报；

专利文献3：日本实开平6-47745号公报。

发明内容

发明要解决的问题：

然而，专利文献2中，由于各电极配置于复合材料的一侧的主面，因此导致大部分电流流至复合材料中一侧的主面附近的部分，而无充分电流流至复合材料的板厚方向的中央部分及另一侧的主面附近的部分。于是，难以检测出在复合材料中板厚方向上远离配置有电极的面的部分产生的断裂或剥离。而且，假设将专利文献2的技术应用于转向架的板簧时，由于电极设置于板簧的远离板厚方向中心的中立轴的主面，因此电极会因板簧的弯曲运动而反复产生较大压缩或拉伸的应变，从而容易损伤电极。

又，专利文献3中，由于形成为在板簧的长度方向两端固定有一对连接器的结构，因此即便能检测出板簧已发生导电性纤维的切断，也无法确定该切断发生的部位。又，专利文献3中，在导电性纤维在板簧的长度方向上连续地延伸的结构中，在板簧的长度方向两端固定有一对连接器，因此，即使能检测出因导电性纤维的切断引起的电阻变化，但当发生无纤维切断的纤维层间的剥离时，连接器间的电阻变化较小，不易检测出该剥离。

因此，本发明的目的在于提高装载于铁道车辆用转向架的纤维强化树脂制板簧中的断裂或剥离的检测精度。

解决问题的手段：

本发明的一种形态的铁道车辆用转向架的板簧的状态监视装置，其监视装载于铁道车辆用转向架且具有含导电性强化纤维的纤维强化树脂的板簧的状态，所述强化纤维包括在所述板簧的长度方向上延伸的强化纤维，该装置具备：电极对，其以夹着所述板簧的形式设置于与所述板簧的长度方向及板厚方向正交的宽度方向两侧的侧端面；以及测定器，其与所述电极对电性连接，测定所述板簧的电气特性。

根据上述构成，由于在板簧的宽度方向两侧的侧端面设置电极对，因此能高精度地检测出板簧的板厚方向上远离主面的部分产生的断裂或剥离。而且，在导电性强化纤维在板簧的长度方向上延伸的结构中，设置于板簧的宽度方向两侧的侧端面的电极对中，介由通过邻接纤维的接触形成的导电路而流有电流，因此能高精度地检测出邻接纤维分离的剥离。又，与将电极对设置于板簧的长度方向端面的情况相比，更容易确定板簧的长度方向上发生状态变化的部位。而且，与将电极对配置于板簧的一侧的主面的情况相比，板厚方向上从板簧的中立轴至电极对为止的距离变短，因此，因板簧弯曲而产生的压缩或拉伸所导致的电极对的应变减少，从而能抑制电极对受到损伤。

发明效果：

根据本发明，能提升装载于铁道车辆用转向架之纤维强化树脂制板簧之断裂或剥离之检测精度。

附图说明

图1是具备实施形态的板簧的状态监视装置的铁道车辆用转向架的侧视图；

图2是将图1所示板簧的要部放大的侧视图；

图3是图2的III-III线剖视图；

图4是说明图2所示板簧的状态监视的原理的概念图；

图5是图1所示板簧的状态监视装置的框图；

图6是说明显示由图1所示前轮侧的电极对得到的电阻值的时序数据的图表、和显示由图1所示后轮侧的电极对得到的电阻值的时序数据的图表之间的关系的图；

图7是示出在具有与图1所示板簧相同的结构的试验片的疲劳试验中测定的试验片的电阻值和负荷次数之间的关系的图表。

具体实施方式

以下，参照附图说明实施形态。另外，以下的说明中，将铁道车辆行驶的方向即车身延伸的方向定义为车辆长度方向，将与其正交的横方向定义为车宽方向。车辆长度方向也可称为前后方向，车宽方向也可称为左右方向。即，铁道车辆能向车辆长度方向的两个方向行驶，当假设向一个方向行驶时，将行进方向的前侧称为前方，将行进方向的后侧称为后方。

图1是具备实施形态的板簧10的状态监视装置30的铁道车辆用转向架1的侧视图。如图1所示，铁道车辆用转向架1具备用于介由成为二次悬架的空气弹簧2支持车身20的转向架框架3。转向架框架3具备在左右方向即车宽方向上延伸的横梁3a，但不具备从横梁3a的车宽方向两端部往前后方向即车辆长度方向延伸的侧梁。空气弹簧2设置于横梁3a的上表面。在横梁3a的前方及后方，沿车宽方向配置有前后一对车轴4、5，在车轴4、5的车宽方向两侧固定有车轮6、7。

在车轴4、5的车宽方向两端部，在比车轮6、7靠车宽方向外侧，设有旋转自如地支持车轴4、5的轴承8、9，轴承8、9容纳于轴箱11、12。横梁3a的车宽方向两端部通过轴梁式连接机构13、14与轴箱11、12连结。在横梁3a和轴箱11、12之间，架设有在车辆长度方向上延伸的板簧10，板簧10的长度方向的中央部10a从下方弹性支持横梁3a的车宽方向两端部，板簧10的长度方向的一端部10b支持于轴箱11，板簧10的长度方向的另一端部10c支持于轴箱12。即，板簧10兼具一次悬架的功能和以往的侧梁的功能。

在横梁3a的车宽方向两端部的下部，设有具有圆弧状下表面17a的推压构件17，推压构件17从上方载置于板簧10的中央部10a且以可分离的形式接触。即，推压构件17在板簧10相对于推压构件17并未在上下方向固定的状态下，藉由横梁3a的重力所产生的下方负荷与板簧10的上表面接触而从上方进行推压。又，在轴箱11、12的上端部安装有支持构件15、16，板簧10的各端部10b、10c介由支持构件15、16由轴箱11、12从下方支持。支持构件15、16的上表面朝车辆长度方向的中央侧倾斜。板簧10的各端部10b、10c也从上方载置于支持构件15、16，从而藉由来自板簧10的下方负荷与支持构件15、16的上表面自由接触。

根据该结构，使来自车身20的负荷介由横梁3a的车宽方向两端部的下部的推压构件17传递至板簧10的中央部。又，当前后的车轮6、7因线路不平整等产生高低差时，板簧10相对于推压构件17如跷跷板般转动，从而防止轮重减载。如此，藉由使转向架行驶，使板簧10负载重复负荷。

板簧10中的中央部10a和各端部10b、10c之间的中间区域即中间部10d、10e远离其它构件而以自由状态配置于空中。即，中间部10d、10e的变形及移位未受到限制。因此，板簧10以中央部10a及端部10b、10c为支点，在中间部10d、10e处产生弹性变形。板簧10的中间部10d、10e在侧视时朝中央部10a向下方倾斜，且板簧10的中央部10a位于比板簧10的端部10b、10c靠下方的位置。即，板簧10在侧视时整体上形成为向下方凸出的弓形状。而且，板簧10具有壁厚从中央部10a向端部10b、10c逐渐减少的形状。此外，以下为了便于说明，将图1的左侧假设为行进方向，将车轮6称为前轮，将车轮7称为后轮。

板簧10中，在与板簧10的长度方向及板厚方向正交的宽度方向两侧的侧端面10f，设有电极对E₀、E_1F、E_2F、E_1R、E_2R。各电极对E₀、E_1F、E_2F、E_1R、E_2R在宽度方向上夹着板簧10。电极对E₀、E_1F、E_2F在从板簧10的中央部10a观察时配置于前轮6侧，电极对E_1R、E_2R在从板簧10的中央部10a观察时配置于后轮7侧。转向架框架3装载有介由电线与各电极对E₀、E_1F、E_2F、E_1R、E_2R电性连接的控制器19。状态监视装置30具备板簧10、电极对E₀、E_1F、E_2F、E_1R、E_2R、及控制器19。另外，由于电极对E_1F、E_2F和电极对E_1R、E_2R以板簧10的长度方向中心为基准对称地配置，因此以下的说明中，主要以前轮6侧的电极对E₀、E_1F、E_2F为代表进行说明。

图2是将图1所示板簧10的要部放大的侧视图。图3是图2的III-III线剖视图。图4是说明图2所示板簧10的状态监视的原理的概念图。如图2及3所示，板簧10由多层纤维强化树脂层积层而成，例如使用高压釜成形等常规复合材料成形方法成形。本实施形态中，板簧10具有第一纤维强化树脂层31、第二纤维强化树脂层32、第三纤维强化树脂层33及第四纤维强化树脂层34，且这些纤维强化树脂层按该顺序从上至下排列。第三纤维强化树脂层33的壁厚以从长度方向中央部向端部逐渐变小的形式形成，第一纤维强化树脂层31、第二纤维强化树脂层32及第四纤维强化层34的壁厚是固定的。

第一纤维强化树脂层31、第二纤维强化树脂层32及第四纤维强化树脂层34含有具有导电性的强化纤维。具体而言，第一纤维强化树脂层31、第二纤维强化树脂层32及第四纤维强化树脂层34由含有连续碳纤维的CFRP形成。第一纤维强化树脂层31及第四纤维强化树脂层34含有当从板簧10的主面（上表面或下表面）的法线方向观察时，从板簧10的长度方向的一端连续地延伸至另一端的连续纤维。具体而言，第一纤维强化树脂层31及第四纤维强化树脂层34以碳纤维朝向板簧10的长度方向的一个方向进行取向的单方向材料作为主要积层构成。

第二纤维强化树脂层32是具有当从板簧10的主面（上表面或下表面）的法线方向观察时从宽度方向的一端连续至另一端的碳纤维的材料。具体而言，第二纤维强化树脂层32以碳纤维朝向板簧10的宽度方向的一个方向进行取向的单方向材料或碳纤维纵横取向的织物材料等作为主要积层构成。

第三纤维强化树脂层33由含有非导电性强化纤维的FRP形成。具体而言，第三纤维强化树脂层33由含有玻璃纤维的GFRP形成。

如上所述，第一纤维强化树脂层31、第二纤维强化树脂层32及第四纤维强化树脂层34含有导电性强化纤维，第三纤维强化树脂层33不含导电性强化纤维而含有非导电性强化纤维。即，含有导电性强化纤维的层彼此的分界是第一纤维强化树脂层31和第二纤维强化树脂层32之间的分界。电极对E₀、E_1F、E_2F直接安装于第一纤维强化树脂层31的宽度方向两侧的侧端面。具体而言，电极对E₀、E_1F、E_2F通过丝网印刷在第一纤维强化树脂层31的宽度方向两侧的侧端面涂布导电性油墨而形成。本实施形态中，电极对E₀、E_1F、E_2F与第二纤维强化树脂层32分离。

流过电极对E₀、E_1F、E_2F的电流的导电路径中，如图3中以箭头示意性所示地，存在仅由第一纤维强化树脂层31的碳纤维形成的第一导电路径P1、和跨越第一纤维强化树脂层31及第二纤维强化树脂层32这两者的碳纤维而形成的第二导电路径P2。由于第一纤维强化树脂层31为单方向材料，几乎不具有从其宽度方向的一端连续地延伸至另一端的连续纤维，因此第一导电路径P1藉由第一纤维强化树脂层31的多个碳纤维邻接地彼此接触而形成。因此，第一导电路径P1朝向板簧10的长度方向及宽度方向通过不规则的路径。

第二导电路径P2由第一纤维强化树脂层31的宽度方向一端部、第二纤维强化树脂层32、及第一纤维强化树脂层31的宽度方向另一端部的各碳纤维形成。即，第二导电路径P2藉由第一纤维强化树脂层31的碳纤维和第二纤维强化树脂层32的碳纤维的接触，从而通过第一纤维强化树脂层31和第二纤维强化树脂层32之间的分界。由于第二纤维强化树脂层32的碳纤维具有从板簧10的宽度方向的一端连续地延伸至另一端的连续纤维，因此形成于第二纤维强化树脂层32的导电路径与形成于第一纤维强化树脂层31的导电路径相比，能以较短导电路径供电流在板簧10的宽度方向上流动。因此，相对于在第二纤维强化树脂层32的宽度方向上流动的电流的电阻小于相对于在第一纤维强化树脂层31的宽度方向上流动的电流的电阻。由此，流过电极对E₀、E_1F、E_2F的电流中，流过第二导电路径的电流多于流过第一导电路径的电流。

如此，由于较多电流流过的第二导电路径P2通过第一纤维强化树脂层31和第二纤维强化树脂层32之间的分界，因此当第一纤维强化树脂层31和第二纤维强化树脂层32之间产生剥离时，第二导电路径P2的截面积减少，从而第二导电路径P2的电阻发生明显变化。因此，当使电流流过电极对E₀、E_1F、E_2F而得的板簧10的电阻值大幅增加时，可判断为发生了该剥离。

又，第一导电路径P1中，在第一纤维强化树脂层31内部相互接触的邻接纤维彼此分离而产生剥离时，第一导电路径P1的截面积减少，从而第一导电路径P1的电阻亦发生变化。因此，藉由监视使电流流过电极对E₀、E_1F、E_2F而得的板簧10的电阻值的增加，亦可检测该剥离。

剪切应力集中部的监视用电极对E_1F和弯曲应力集中部的监视用电极对E_2F设置于板簧10的中间部10d。电极对E_1F、E_2F设置于板簧10的中间部10d中比中央部10a靠近端部10b的位置。具体而言，剪切应力集中部的监视用电极对E_1F设置于板簧10的端部10b和中间部10d之间的分界附近。弯曲应力集中部的监视用电极对E_2F设置于比剪切应力集中部的监视用电极对E_1F靠中央部10a侧。后述的温度校正中使用的参照用电极对E₀设置于板簧10中由支持构件15从下方支持的端部10b。各电极对E₀、E_1F、E_2F由电压测定用中央电极元件对41、和配置于板簧10的长度方向上的中央电极元件对41两侧的供电用两侧电极元件对42、43构成。各电极元件对41～43分别形成为在第一纤维强化树脂层31的厚度方向上延伸的形状。

如图4所示，两侧电极元件对42、43彼此短路，且与具有电源45及电流传感器46的电路连接。从电源45向两侧电极元件对42、43供给恒定电流I。中央电极元件对41与具有电压传感器47的电路连接。即，藉由电压传感器47检测中央电极元件对41的电压。状态监视装置30具备向两侧电极元件对42、43供给恒定电流的电源45、以及检测中央电极元件对41的电压的电压传感器47。在纤维强化树脂制板簧10中，供给至两侧电极元件对42、43的电流的分布（图4的虚线）在板簧10的长度方向上某种程度地扩展。因此，板簧10的长度方向上的两侧电极元件对42、43之间的区域流有较多电流，电流集中于板簧10的中央电极元件对41所夹部分。

图5是图1所示的板簧10的状态监视装置30的框图。如图5所示，分别单独地检测电极对E₀、E_1F、E_2F、E_1R、E_2R各自的电压的电压传感器47与状态监视装置30的控制器19连接。图5的各电压传感器47中所记载的各符号V₀、V_1F、V_2F、V_1R、V_2R表示由各电极对E₀、E_1F、E_2F、E_1R、E_2R检测出的各电压值。控制器19具备测定部51、校正部52、以及判定部53。测定部51基于来自电压传感器47的信号测定作为板簧10的电气特性的值的电阻值R。具体而言，由于供给至各电极对E₀、E_1F、E_2F、E_1R、E_2R的电流值I是固定的，因此测定部51通过将电压传感器47所检测出的各电压值V₀、V_1F、V_2F、V_1R、V_2R除以恒定电流值I，以此求出各电极对E₀、E_1F、E_2F、E_1R、E_2R所夹的各部分的电阻值R₀、R_1F、R_2F、R_1R、R_2R 。

校正部52进行如下校正，即，从测定部51基于来自电极对E_1F、E_1R、E_2F、E_2R的信号测定的电阻值R_1F、R_2F、R_1R、R_2R中，除去根据轨道干扰的成分及根据温度变化的成分。该校正的具体内容将于下文叙述。判定部53判定经校正部52校正的电阻值R_1F、R_2F、R_1R、R_2R是否超过规定的阈值R_th。此时，判定部53为了除去干扰（noise）而对电阻值R_1F、R_2F、R_1R、R_2R进行公知的平滑化处理（例如，移动平均）。判定部53在电阻值R_1F、R_2F、R_1R、R_2R不超过规定的阈值R_th时，不向警告装置54发送信号，当电阻值R_1F、R_2F、R_1R、R_2R超过规定的阈值R_th时，向警告装置54发送信号。警告装置54收到该信号后，藉由警告显示及警告音中的至少一者发出警告。另外，警告装置54设置于铁道车辆的驾驶室，但亦可设置于转向架1。又，

图6是说明显示由图1所示前轮6侧的电极对E_1F（第一电极对）得到的电阻值的时序数据的图表、和显示由图1所示后轮7侧的电极对E_1R（第二电极对）得到的电阻值的时序数据的图表之间的关系的图式。如图6所示，如果冲击（例如，当转向架通过分岔口时等产生的冲击）从轨道传递至行驶中的转向架1，则板簧10会产生负载变动，由电极对E_1F、E_1R得到的电阻值会产生脉冲状的压阻变动而成为轨道干扰。此时，来自轨道的冲击输入至前轮6后迟些输入至后轮7，因此，由后轮7侧的电极对E_1R得到的电阻值产生脉冲状的压阻变动的时间t₂晚于由前轮6侧的电极对E_1F得到的电阻值产生脉冲状的压阻变动的时间t₁。该延迟时间Δt(=t₂-t₁)是将前轮6的中心和后轮7的中心之间的距离除以车辆的行驶速度而得到的时间。

因此，校正部52使由后轮7侧的电极对E_1R得到的电阻值的时序数据的时间轴以提早延迟时间Δt的形式偏移，并从由前轮6侧的电极对E_1F得到的电阻值的时序数据减去由后轮7侧的电极对E_1R得到的电阻值的时序数据，从而对由前轮6侧的电极对E_1F得到的电阻值的时序数据进行校正。由此，通过抵消，从由前轮6侧的电极对E_1F得到的电阻值的时序数据中除去因轨道干扰引起的压阻变动成分。

又，校正部52在对由后轮7侧的电极对E_1R得到的电阻值的时序数据进行校正时，亦可使由前轮6侧的电极对E_1F得到的电阻值的时序数据的时间轴以按延迟时间Δt延迟的形式偏移，并从由后轮7侧的电极对E_1R得到的电阻值的时序数据减去由前轮6侧的电极对E_1F得到的电阻值的时序数据，以此进行校正。另外，从由电极对E_1F、E_1R以外的电极对E_2F、E_2R得到的电阻值中除去轨道干扰时，亦可进行与上述相同的校正。

又，板簧10的电阻还会根据板簧10自身的温度变化而变动，因此校正部52如下所述进行校正，即，将由电极对E₀（副电极对）得到的电阻值作为参照值使用，从由电极对E_1F、E_1R、E_2F、E_2R（主电极对）得到的电阻值中，除去因温度变化引起的电阻变动成分。与板簧10的设置有监视用电极对E_1F、E_1R、E_2F、E_2R的部位相比，板簧10的设置有参照用电极对E₀的部位在板簧10发生弹性变形时产生的应力较小。本实施形态中，由于设置有参照用电极对E₀的板簧10的端部10b由支持构件15支持，因此几乎不会发生因负载变动引起的压阻变动。

因此，校正部52从由监视用电极对E_1F、E_1R、E_2F、E_2R得到的电阻值减去由参照用电极对E₀得到的电阻值，从而分别校正由监视用电极对E_1F、E_1R、E_2F、E_2R得到的电阻值。由此，从由监视用电极对E_1F、E_1R、E_2F、E_2R得到的电阻值中，除去因温度变化引起的电阻变动成分。

图7是示出在具有与图1所示板簧相同的结构的试验片的疲劳试验中测定的试验片的电阻值和负荷次数之间的关系的图表。图7的图表中，横轴表示试验片上产生重复负载的负荷的次数，纵轴表示测定的试验片的电阻值。根据该图表，在负荷次数变多之前，电阻值以比规定的阈值R_th小的值以较小的变动进行推移。而且，当负荷次数达到n₁时，电阻值上升而超过阈值R_th且电阻值的变动也增大。此时，虽可认为试验片内部产生较小剥离等，但在同时实施的超声波探伤的观察中，未能看出产生剥离。而且，当负荷次数达到n₂时，电阻值进一步上升且电阻的变动也进一步增加。此时，在同时实施的超声波探伤的观察中，确认产生剥离。即，根据基于电阻值的状态监视，还能提前检测出在超声波探伤中无法检测的状态变化，能适宜地检测出板簧断裂的征兆。

根据以上说明的结构，由于在板簧10的宽度方向两侧的侧端面10f设置电极对E₀、E_1F、E_1R、E_2F、E_2R，因此能高精度地检测出板簧10的在板厚方向上远离主面（上表面或下表面）的部分产生的断裂或剥离。而且，在碳纤维在板簧10的长度方向上延伸的结构中，在设置于板簧10的宽度方向两侧的侧端面10f的电极对E₀、E_1F、E_1R、E_2F、E_2R中，介由通过邻接纤维的接触形成的导电路而流有电流，因此能高精度地检测出邻接纤维分离的剥离。又，与将电极对设置于板簧10的长度方向端面的情况相比，容易确定板簧10的长度方向上发生状态变化的部位。而且，与将电极对配置于板簧10的一侧的主面的情况相比，由于板厚方向上从板簧10的中立轴至电极对E₀、E_1F、E_1R、E_2F、E_2R为止的距离变短，因此，因板簧10弯曲产生的压缩或拉伸所导致的电极对E₀、E_1F、E_1R、E_2F、E_2R的应变减少，能抑制电极对E₀、E_1F、E_1R、E_2F、E_2R受损。根据以上所述，在装载于铁道车辆用转向架1的纤维强化树脂制板簧10中，易于确定发生状态变化的部位，能抑制电极的损伤、提升剥离的检测精度。

又，由于电极对E₀、E_1F、E_1R、E_2F、E_2R设置于第一纤维强化树脂层31的侧端面，第二纤维强化树脂层32的宽度方向的电阻小于第一纤维强化树脂层31的宽度方向的电阻，因此电极对E₀、E_1F、E_1R、E_2F、E_2R的电流介由第一纤维强化树脂层31流至第二纤维强化树脂层32。即，流过电极对E₀、E_1F、E_1R、E_2F、E_2R的电流的导电路径通过第一纤维强化树脂层31和第二纤维强化树脂层32之间的分界，因此，当发生层间剥离时，能使由测定部51测定的板簧10的电阻值产生明显变化。因此，能高精度地检测出板簧10上产生的层间剥离。又，判定器53对测定部51所测定的电阻值超过阈值R_th的情况进行判定，因此可藉由阈值判定容易地掌握板簧10异常的征兆。

又，电极对E₀、E_1F、E_1R、E_2F、E_2R具有电压测定用中央电极元件对41、以及配置于中央电极元件对41两侧且供给有恒定电流的两侧电极元件对42、43，测定器51基于中央电极元件对41的电压，测定板簧10的相应部位的电阻值，因此能高灵敏度地检测板簧10的状态变化。详细而言，在纤维强化树脂制板簧10中，由于供给至两侧电极元件对42、43的电流的分布在板簧10的长度方向上某种程度地扩展，因此板簧10的长度方向上的两侧电极元件对42、43之间的区域流有较多电流，能使电流集中于板簧10的中央电极元件对41所夹部分。因此，当板簧10的中央电极元件对41所夹部分产生电阻变化时将得到较大电压变化，从而能高灵敏度地检测出板簧10的状态变化。

又，由于监视用电极对E_1F、E_1R、E_2F、E_2R设置于板簧10中的中央部10a和端部10b、10c之间的中间部10d、10e，且设置于板簧10的应力容易作用的部位，因此能快速检测出板簧10上产生的状态变化。又，由于监视用电极对E_1F、E_1R设置于具有壁厚从中央部10a向端部10b、10c减少的形状的板簧10的中间部10d、10e中比中央部10a靠近端部10b、10c的位置，且由于剪切应力引起的板簧10的状态变化容易始于板簧10中壁厚较薄且未得到支持处，因此能快速检测出因剪切应力引起的板簧10的状态变化。

又，由于电极对E₀、E_1F、E_1R、E_2F、E_2R由导电性油墨形成，导电性油墨自身具有弹力，因此能抑制因板簧10的弯曲运动引起的电极对E₀、E_1F、E_1R、E_2F、E_2R的应变所导致的电极对E₀、E_1F、E_1R、E_2F、E_2R的损伤。

此外，本发明并不限于上述实施形态，可在不脱离本发明宗旨的范围内对其结构进行变更、追加、或删除。例如，电极对E₀、E_1F、E_1R、E_2F、E_2R亦可不与第二纤维强化树脂层32分离，而是架设于第一纤维强化树脂层31和第二纤维强化树脂层32这两者的侧端面。又，上述实施形态中，虽作为由测定部51测定的电气特性的值而测定电阻值，但亦可测定电压值来代替电阻值。又，虽参照用电极对E₀设置于板簧10的一端部10b，但亦可设置于另一端部10c或中央部10a。

符号说明：

E₀：参照用电极对

E_1F、E_1R、E_2F、E_2R：监视用电极对

1：转向架

6、7：车轮

10：板簧

10a：中央部

10b、10c：端部

10d、10e：中间部

10f：侧端面

11、12：轴箱

17：推压构件

30：状态监视装置

31：第一纤维强化树脂层

32：第二纤维强化树脂层

41：中央电极元件对

42、43：两侧电极元件对

51：测定部（测定器）

52：校正部（校正器）

53：判定部（判定器）。

Claims (8)

1.一种铁道车辆用转向架的板簧的状态监视装置，监视装载于铁道车辆用转向架且具有含导电性强化纤维的纤维强化树脂的板簧的状态，所述强化纤维包括在所述板簧的长度方向上延伸的强化纤维，该装置具备：

电极对，其夹着所述板簧而设置于与所述板簧的长度方向及板厚方向正交的宽度方向两侧的侧端面；以及

测定器，其与所述电极对电性连接，测定所述板簧的电气特性。

2.根据权利要求1所述的铁道车辆用转向架的板簧的状态监视装置，其特征在于，为了检测出所述板簧的第一纤维强化树脂层、和电阻小于所述板簧的所述第一纤维强化树脂层的第二纤维强化树脂层之间的剥离，所述电极对设置于所述第1第一纤维强化树脂层的所述宽度方向的两侧的侧端面，其中，所述电阻是指相对于在所述宽度方向上流动的电流的电阻。

3.根据权利要求1或2所述的铁道车辆用转向架的板簧的状态监视装置，其特征在于，还具备对所述测定器所测定的所述电气特性的值超出规定的阈值的情况进行判定的判定器。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的铁道车辆用转向架的板簧的状态监视装置，其特征在于，所述电极对设置于以下区域：所述板簧中，藉由所述转向架的横梁的车宽方向的端部从上方推压的中央部、和藉由所述转向架的轴箱从下方支持的端部之间的中间区域。

5.根据权利要求4所述的铁道车辆用转向架的板簧的状态监视装置，其特征在于，所述电极对设置于以下位置：所述板簧的所述中间区域中，与所述中央部相比壁厚相对较小且靠近所述端部的位置。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的铁道车辆用转向架的板簧的状态监视装置，其特征在于，所述电极对包括电压测定用中央电极元件对、和配置于所述板簧的长度方向上的所述中央电极元件对两侧的供电用两侧电极元件对，

所述两侧电极元件对与供给恒定电流的电源连接，

所述测定器基于所述中央电极元件对的电压测定所述板簧的电气特性。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的铁道车辆用转向架的板簧的状态监视装置，其特征在于，还具备对所述测定器所测定的值进行校正的校正器，

主电极对和副电极对的各者作为所述电极对而设置于所述板簧，

所述副电极对设置于与设置有所述主电极对的部位相比在所述板簧的弹性变形时应力较小的部位，

所述校正部从主电气特性的值减去副电气特性的值，从而校正所述主电气特性的值，其中，所述主电气特性的值基于所述主电极对中流动的电流测定，所述副电气特性的值基于所述副电极对中流动的电流测定。

8.根据权利要求1至6中任一项所述的铁道车辆用转向架的板簧的状态监视装置，其特征在于，还具备对所述测定器所测定的值进行校正的校正器，

第一电极对和第二电极对的各者作为所述电极对而以朝向铁道车辆的长度方向的形式设置在装载于所述转向架的所述板簧上，

所述第一电极对配置于所述转向架的行进方向前方的车轮侧，所述第二电极对配置于所述转向架的行进方向后方的车轮侧，

所述校正部依据将车辆长度方向上所述前方的车轮的中心和所述后方的车轮的中心之间的距离除以所述车辆的行驶速度而得到的延迟时间，使基于所述第一电极对中流动的电流测定的第一电气特性的时间序列数据的时间轴相对于基于所述第二电极对中流动的电流测定的第一电气特性的时间序列数据的时间轴相对地向延迟侧偏移，

通过从所述第一电气特性的时间序列数据减去所述第二电气特性的时间序列数据，以此校正所述第一电气特性的值，或者通过从所述第二电气特性的时间序列数据减去所述第一电气特性的时间序列数据，以此校正所述第二电气特性的值。