JP2002087256A - 車両ばね調整支援方法及び点検監視装置 - Google Patents

車両ばね調整支援方法及び点検監視装置

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JP2002087256A
JP2002087256A JP2000284954A JP2000284954A JP2002087256A JP 2002087256 A JP2002087256 A JP 2002087256A JP 2000284954 A JP2000284954 A JP 2000284954A JP 2000284954 A JP2000284954 A JP 2000284954A JP 2002087256 A JP2002087256 A JP 2002087256A
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Amahiko Uchida
天彦 内田
Yuji Okumura
裕司 奥村
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Hitachi Engineering and Services Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 メンテナンス等のため車両の緩衝用ばねの長
さを調整する車両ばね測定及び調整の支援装置を提供し
たい。 【解決手段】 点検のため入庫してきた車両を位置セン
サ18で検出して所定の位置に静止させ、車両の左右2
個所に配置された6台の工業用カメラ15a、15b
で、車体と台枠の間に装填された空気式ばね9a及び台
枠と軸受けの間に装填された機械式ばね9bを撮影、画
像処理によって夫々のばね高長さを測定し、夫々のグル
ープの平均長さを基準とし、別途測定し入力されている
各車輪の輪重を加味して各ばねの所要調整代を算出し、
メンテナンスガイダンスを出力するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、車両の安定走行に
必要なメンテナンス時における、車両緩衝ばねの調整作
業を支援する車両ばね調整支援方法及びその装置である
点検監視装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の技術を図2、図3及び図4を用い
て説明する。図2は、軌道12上に乗った車両の機器構
成を示す図である。車両は前後2台の台車1a、1bと
当該台車の上部に搭載された車体2から構成され、車体
2には床下に種々の制御機器3a、補助機器3b、室内
に複数の座席、扉及び天井には空調4等の機器が設置さ
れている。
【0003】図3及び図4に台車1の機器構成を示す。
台車1a、1bには、台枠5の前後に2組の車輪セット
6が軸受け7を介して設置されており、一部の台車1
a、1bには車輪セット6の他駆動用電動機8等が搭載
されている。車体2と台枠5の間には緩衝体として空気
式ばね9a、台枠5と軸受け7の間には機械式ばね9b
が設置されている。一方車輪セット6は左右2個の車輪
10とそれらを接続する輪軸11から構成され、車両の
全重量は最終的に複数の車輪10で支持されている。
【0004】ここで車輪10に加わる重量は、各車輪に
バランス良く分配されているのが理想的であるが、実際
には各機器の設置位置及び走行後の機械式ばね9bの経
年変化や空気式ばね9aの空気抜けによりかなりアンバ
ランスとなる場合がある。この重量アンバランスは、車
両走行中特に軌道上の曲線部の部位を走行中に車両に過
大な遠心力が加わる原因となり、車輪の浮き上がり引い
ては脱線等につながる恐れがある。このため、従来は車
両のメンテナンス時には各車輪に加わる重量(輪重)を
測定し、前述の空気式ばね9aや機械式ばね9bを調整
して重量バランスを取るようにしている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】輪重の測定方法として
は、測定軌道を設け、この測定軌道の下部にロードセル
を設置し、車両を静止させて車輪毎にその重量を測定す
るのが一般的である。図4に示す空気式ばね9aの長さ
ha、機械式ばね9bの長さhmは、作業者が台車1
a、1bの下にもぐりこんで手動にて計測し、夫々の測
定結果を基にスぺーサを入れることにより前述の各ばね
の長さを調整していたが、狭い場所での測定作業のため
作業が困難で、作業者の負担増となる欠点があった。
【0006】本発明は、従来知識と経験を有する作業員
が手動にて測定し、当該調整作業にかなりの時間がかか
っていた作業方式に対し、工業用に使うTV用カメラ等
にて短時間に測定を作業ガイダンスを表示するようにし
た車両ばね調整支援方法及びそれに使う点検監視装置を
提供するものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、点検のため入
庫してきた車両を位置センサで検出して所定の位置に静
止させ、車両の左右に配置されたTVカメラで、車体と
台枠の間に装填された空気式ばね及び台枠と軸受けの間
に装填された機械式ばねを撮影、画像処理によって夫々
のばね長さを測定し、夫々のグループの平均長さを基準
とし、別途測定し入力されている各車輪の輪重を加味し
て各ばねの調整用メンテナンスガイダンスを出力するよ
うにしたことを特徴とする車両ばね調整支援方法を開示
する。
【0008】更に本発明は、メンテナンスガイダンスに
は各ばねの所要調整代を表示するものとした車両ばね調
整支援方法を開示する。
【0009】更に本発明は、車両の車体と台枠との間に
装填された空気式ばね、及び台枠と軸受けとの間に装填
された機械式ばねを側面から撮影するTVカメラと、T
Vカメラで撮影した画像から各ばねの現状の長さを求
め、基準長さとのばね対比データを出力する画像処理手
段と、画面に各ばね対応にその対比データを表示する手
段と、を備える車両ばね点検監視装置を開示する。
【0010】更に本発明は、車両の車体と台枠との間に
装填された空気式ばね、及び台枠と軸受けとの間に装填
された機械式ばねを側面から撮影するTVカメラと、T
Vカメラで撮影した画像から各ばねの現状の長さを求
め、基準長さとのばね対比データを出力する画像処理手
段と、車両の測定車輪重と基準車輪重とから成る車輪重
データ、及び又はその対比結果を示す車輪重データ、を
格納する手段と、画面に各ばね対応にその対比データ及
び車輪対応にその車輪重データを表示する手段と、を備
える車両ばね点検監視装置を開示する。
【0011】
【発明の実施の形態】図5は空気式ばね及び機械式ばね
の測定個所を示す台車の構成及び輪重測定を示す図、図
1は本発明の車両ばね調整支援装置である点検監視装置
の構成図、図6は本発明の車両ばね調整支援装置の画像
処理応用ばね長さ寸法計測システム、図7及び図8は本
発明の車両ばね調整支援装置の計測結果表示画面の一例
を示す。
【0012】図5において、12Aは本線軌道12の間
に設けられた車輪10の輪重測定軌道、13はロードセ
ルである。空気式ばね9aは、車体2と台枠5の間に装
填され、その長さはhaである。各台車に2個、車両全
体では4個の構成となっている。機械式ばね9bは、台
枠5と軸受け7の間に装填され、その長さはhbであ
る。各台車に4個、車両全体では8個の構成となってい
る。ロードセル13は、測定軌道12A上に乗っている
車輪重量を測定する。この測定データは、計算機16に
取り込ませる。
【0013】一方、図1の支援装置は、車体2の両側に
各1個配置した空気式ばね9aを撮影する工業用カメラ
15a及び車体2の両側に配置した機械式ばね9bを撮
影する工業用カメラ15b、並び計算機16、出力部1
7を備え、前記カメラ15a、15bで撮影した画像か
ら画像処理によってばねの長さha及びhbを計測す
る。各車輪10の輪重は、図5に示した構成によりロー
ドセル13から計算機16に取り込まれ、採取した各デ
ータを基に計算した結果を出力部17に出力表示する。
更に支援装置は、センサ18を備える。センサ18は車
輪10がカメラ15a、15bがセットしてある所定の
位置にきたことを検出して、車体2を静止させる信号を
出すための光センサの如き車両位置検出センサである。
【0014】先ず点検のために車庫に入庫した車両を位
置センサ18で検出して、前部台車1aの車輪10が所
定の計測位置にあることを確認して、車両を静止させ
る。続いて2台のカメラ15aと4台のカメラ15bを
起動して、空気式ばね9a及び機械式ばね9bを撮影
し、画像を計算機16に送り込む。計算機16は予めイ
ンストールされている画像処理ソフトにより、順次2つ
の空気式ばね9aの長さha1、ha2及び4つの機械
式ばね9bの長さhm1〜hm4を算出し、これらの値
を計算機16の記憶装置に保存する。
【0015】次に車両を移送し、後部台車1bの車輪1
0が所定の計測位置にきたことを確認して、再び車両を
静止させ、前記と同様の手順で空気式ばね9aの長さh
a3、ha4及び機械式ばね9bの長さhm5〜hm8
を算出し、計算機16の記憶装置に保存する。
【0016】次に保存したデータから空気式ばね9aに
ついてはha1〜ha4の4個のばねの平均値、機械式
ばね9bについてはhm1〜hm8の8個のばねの平均
値を算出し、空気式ばね9a及び機械式ばね9b群の基
準値とする。一方ロードセル13から取り込んだ各車輪
10の輪重値(輪重値の測定方法については、本発明の
対象外なので詳述を略す)と共に、各ばねについて基準
値からの偏差値即ち所要調整代を算出し、その結果から
具体的なバランス調整方法(スぺーサの挿入等)をガイ
ダンスとして出力部17に表示する。
【0017】図1によるばねの撮影と図5のロードセル
13による輪重測定とは、別工程で行う例が多い。互い
に測定システムが異なるためである。しかし、図5と図
1とを一緒にしたシステムであれば、同時測定も可能で
ある。
【0018】図6は測定結果である空気式ばね9aの長
さ及び機械式ばね9bの長さを模式図上に示した画面
例、図7は車輪10の輪重値の計測結果表示画面の一例
である。図6において、空気式ばね9a4個の長さha
1〜ha4の平均値(即ち基準値)は250mmであ
り、例えば前部台車1aの右側空気式ばね9aの長さh
a1は基準値より(−)30mm、左側空気式ばね9b
の長さha2は基準値より(+)35mmであることを
示している。後部台車1bについては、右側空気式ばね
9aの長さha3は(+)25mm、左側空気式ばね9
bの長さha4は(−)35mmとなっている。機械式
ばね9b8個の長さhm1〜hm8の平均値(即ち基準
値)は200mmであり、各ばねについて基準値からの
偏差を示している。これらの計測値より、例えば前部台
車1aの右側機械式ばね(長さhm1)に15mmのス
ぺーサを追加、後部台車1bの左側空気式ばね(長さh
a4)に20mmのスぺーサを追加等の調整指針(ガイ
ダンス)を求めることができる。また、このガイダンス
は自動生成表示することもできる。
【0019】図7は輪重測定結果を表示したもので、基
準値5,000kgに対して、各車輪10の輪重値の偏
差が示してある。できるだけ輪重バランスを取るため
に、床下機器の配置変更、カウンターウェイトの積込、
空気式ばね9a及び機械式ばね9bのスぺーサ追加等の
メンテナンスガイダンス(例えばスペーサを入れて欲し
いとの表示、挿入するスペーサのサイズを指定する表
示、空気ばねの注入空気圧を指定する表示等)が出され
ることになる。
【0020】安定走行のためには、車両はできるだけ水
平状態にあるのが望ましい。台枠5、車輪10等の構造
物の寸法を固定とすると、空気式ばね9a及び機械式ば
ね9bの長さが同じであれば、車体2は水平に保たれる
ことになる。しかし実際には、制御機器3a、補助機器
3b等の配置により各車輪10の輪重は変わってくるの
で、同じ長さのばねを装填しても、輪重の大きいところ
のばねは圧縮量が大きくなり、車体2は傾くことにな
る。即ち、輪重の大きいところのばねは、経年変化を除
いても長さが短くなる。従って前記計測値から求めた基
準値との偏差分だけスぺーサを入れて、ばね長さを同じ
くして車体2を水平に保とうとすると、今度は車体2の
傾斜の違いにより輪重値が変わってくる。このため正し
い所要のばねの調整値は、最終的には輪重を考慮して算
出する。
【0021】本実施例によれば、工業用カメラ15aに
より空気式ばね9a及び工業用カメラ15bにより機械
式ばね9bを撮影し、計算機に取り込んで画像処理を行
い、バランス調整のための具体的な方法(ガイダンス)
を出力表示するため、作業員の手間が省け同時に信頼性
の高いバランス調整作業を行うことができる。さらに本
実施例においては、一台車につき片側2個の機械式ばね
9bを同時に撮影するケースを説明したが、左右夫々1
個のカメラとし同じ台車の前輪部の機械式ばね9bの長
さを撮影した後車両を移動し、後輪部の機械式ばね9b
を撮影するようにすれば、車両の移送、停止の回数が増
えるため撮影の時間が増えるが、カメラの台数が全部で
6台から4台に減るので計測装置を簡略化することも可
能である。
【0022】
【発明の効果】本発明によれば、TVカメラにより非接
触式で緩衝ばねの長さを測定するため、作業員の負担を
軽減すると共に作業員が異なっても測定値のばらつきが
なくなる。また、車両の前部台車、後部台車の各ばね長
さの測定が終了すると、別途入力されている車輪の輪重
値を加味し、直ちに各ばねの長さの所要調整値を算出、
ガイダンスとして調整法が表示されるので高信頼性と共
に車両点検作業全体の省力化、短時間化及び低コスト化
につなげることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明になる車両ばね調整支援装置の構成例図
である。
【図2】本発明の従来技術を説明する車両の構造図であ
る。
【図3】本発明の従来技術を説明する台枠部の構造を示
す平面図である。
【図4】本発明の従来技術を説明する台枠部の構造を示
す側面図である。
【図5】本発明になる車両ばね調整支援装置の計測対象
である空気式ばね及び機械式ばねの装填図で、輪重測定
機器も図示したものである。
【図6】本発明の車両ばね調整支援装置のばね長さ計測
結果表示画面の一例を示す図である。
【図7】本発明の車両ばね調整支援装置の輪重計測結果
表示画面の一例を示す図である。
【符号の説明】
1a 前部台車 1b 後部台車 2 車体 3a 制御機器 3b 補助機器 4 空調機器 5 台枠 6 車輪セット 7 軸受け 8 駆動用電動機 9a 空気式ばね 9b 機械式ばね 10 車輪 11 輪軸 12 測定軌道 13 ロードセル 14 本線軌道 15a 空気式ばね撮影用カメラ 15b 機械式ばね撮影用カメラ 16 計算機 17 出力表示部 18 車輪位置検出センサ

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 点検のため入庫してきた車両を位置セン
    サで検出して所定の位置に静止させ、車両の左右に配置
    されたTVカメラで、車体と台枠の間に装填された空気
    式ばね及び台枠と軸受けの間に装填された機械式ばねを
    撮影、画像処理によって夫々のばね長さを測定し、夫々
    のグループの平均長さを基準とし、別途測定し入力され
    ている各車輪の輪重を加味して各ばねの調整用メンテナ
    ンスガイダンスを出力するようにしたことを特徴とする
    車両ばね調整支援方法。
  2. 【請求項2】 上記メンテナンスガイダンスには各ばね
    の所要調整代を表示するものとした請求項1の車両ばね
    調整支援方法。
  3. 【請求項3】 車両の車体と台枠との間に装填された空
    気式ばね、及び台枠と軸受けとの間に装填された機械式
    ばねを側面から撮影するTVカメラと、TVカメラで撮
    影した画像から各ばねの現状の長さを求め、基準長さと
    のばね対比データを出力する画像処理手段と、画面に各
    ばね対応にその対比データを表示する手段と、を備える
    車両ばね点検監視装置。
  4. 【請求項4】 車両の車体と台枠との間に装填された空
    気式ばね、及び台枠と軸受けとの間に装填された機械式
    ばねを側面から撮影するTVカメラと、TVカメラで撮
    影した画像から各ばねの現状の長さを求め、基準長さと
    のばね対比データを出力する画像処理手段と、車両の測
    定車輪重と基準車輪重とから成る車輪重データ、及び又
    はその対比結果を示す車輪重データ、を格納する手段
    と、画面に各ばね対応にその対比データ及び車輪対応に
    その車輪重データを表示する手段と、を備える車両ばね
    点検監視装置。
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