JP2015172516A - 鉄道車両用軸受異常検知装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 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、軸箱３に組込まれる複数の転がり軸受の異常を検知するもので、各転がり軸受の運転状態を振動データとしてそれぞれ検出する複数の振動検出装置１５と、これら振動検出装置１５で検出した振動データから転がり軸受の異常を判断する解析装置とを有する。さらに測定開始入力に応答して先頭車両の車輪付近に配置した振動検出装置１５に振動データの検出を開始させる先頭測定開始指令手段と、先頭測定開始指令手段に前記測定開始入力が入力された後、順次、遅延時間を設けて後続の車輪付近に配置した各振動検出装置１５に振動データの検出を開始させる後続測定開始指令手段とを有する。【選択図】 図１

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

前記鉄道車両用センサ付軸受装置による軸受の振動検出では、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、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の運転状態を振動データとしてそれぞれ検出する複数の振動検出装置１５と、
これら振動検出装置１５で検出した振動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、
測定開始入力に応答して前記先頭車両の車輪付近に配置した前記振動検出装置１５に振動データの検出を開始させる先頭測定開始指令手段（４，１３）と、
この先頭測定開始指令手段（４，１３）に前記測定開始入力が入力された後、順次、遅延時間を設けて後続の車輪付近に配置した各振動検出装置１５に振動データの検出を開始させる後続測定開始指令手段１３とを有し、前記遅延時間は、前記鉄道車両１が定められた速度で、且つ、前記先頭車両の車輪１９と前記後続の車輪１９との車軸間距離から求められることを特徴とする。
前記定められた速度は、例えば、この鉄道車両１を車両所で走行させて点検するときの速度であり、実験等により適宜に定められる。

レール２０の繋ぎ目やポイント部の位置は、車両走行範囲内のレール２０の傍に標識により明示すると良い。
この構成によると、操作者が、例えば、鉄道車両１が前記定められた速度（「車速」と称す）に達したことを確認し、先頭車両の車輪１９が前記標識を通過したタイミングで測定開始指令ボタン等を押すことで、転がり軸受１７の異常を検知する測定が開始される。先頭測定開始指令手段（４，１３）は、この測定開始入力に応答して先頭車両の車輪付近の振動検出装置１５に振動データの検出を開始させる。これにより、前記振動検出装置１５は、先頭車両の車輪１９がレール２０の繋ぎ目やポイント部を通過した後における、前記車輪１９の車軸１８を回転自在に支持する転がり軸受１７の運転状態を検出する。後続測定開始指令手段１３は、先頭測定開始指令手段（４，１３）に前記測定開始入力が入力された後、順次、前記遅延時間を設けて後続の車輪付近に配置した各振動検出装置１５に振動データの検出を開始させる。

先頭車両の車輪１９と後続の車輪１９との車軸間距離を、前記車速で除すことで、前記遅延時間が求められる。したがって、後続の車輪１９についても、レール２０の繋ぎ目やポイント部を通過した後における、前記車輪１９の車軸１８を支持する転がり軸受１７の運転状態を、対応する振動検出装置１５が検出し得る。このように、各車輪付近の振動検出装置１５は、レール２０の繋ぎ目やポイント部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が明確になる。よって、鉄道車両用の軸受１７の異常判定を正確に行うことができる。

前記振動検出装置１５は、前記転がり軸受１７の運転状態を検出する振動検出素子２３と、この振動検出素子２３で検出した物理量を出力信号に変換する処理回路２４と、これら振動検出素子２３および処理回路２４に所望の電圧を印加する電源回路２５と、外部の解析装置６で解析するための記録メディア２２とを有するものとしても良い。
この場合、鉄道車両１の車両走行時に軸箱３の転がり軸受１７が回転すると、転動体の回転通過に伴い軸受１７の固有振動が発生する。軸受１７の転がり面に異常が発生すると、この転がり面の異常に起因する振動が顕著となり、転動体の通過周期でピークが発生する。これらの運転状態を振動データとして検出して処理回路２４で出力信号に変換した後、例えば記録手段等に記録し、解析装置６にて転がり軸受１７の異常を判断する。また電源回路２５は、振動検出素子２３および処理回路２４に所望の電圧を印加するため、振動データを安定して検出することができる。

前記処理回路２４は、前記振動検出素子２３から出力された信号を増幅する演算増幅回路２６と、この演算増幅回路２６で増幅された信号につき、軸受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フィルタ回路２７と、このフィルタ回路２７を介して出力された信号をＡ／Ｄ変換するマイクロコンピュータ２８とを有するものとしても良い。
この場合、演算増幅回路２６から出力された信号を、フィルタ回路２７により、軸受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。マイクロコンピュータ２８は、フィルタ回路２７を介して出力された信号をＡ／Ｄ変換した後に内部の記録手段等に一時的に記録する。

前記複数の振動検出装置１５は、前記鉄道車両１の点検時にこの鉄道車両１を車両所で走行させて、前記複数の転がり軸受１７の振動をそれぞれ検出しても良い。
前記転がり軸受１７の振動を検出する条件は、前記鉄道車両１を走行駆動させる駆動モータが非通電状態で、且つ、前記鉄道車両１の速度が２５ｋｍ／ｈ以上３５ｋｍ／ｈ以下であっても良い。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。その後転がり軸受１７の振動を検出する。したがって、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。

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運転状態を振動データとしてそれぞれ検出する複数の振動検出装置と、これら振動検出装置で検出した振動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、測定開始入力に応答して前記先頭車両の車輪付近に配置した前記振動検出装置に振動データの検出を開始させる先頭測定開始指令手段と、この先頭測定開始指令手段に前記測定開始入力が入力された後、順次、遅延時間を設けて後続の車輪付近に配置した各振動検出装置に振動データの検出を開始させる後続測定開始指令手段とを有し、前記遅延時間は、前記鉄道車両が定められた速度で、且つ、前記先頭車両の車輪と前記後続の車輪との車軸間距離から求められる。このため、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を鉄道車両に設けた例を示す図である。 同軸受異常検知装置の親機セットおよび解析装置の外観を示す斜視図である。 軸受異常検知装置の子機セットの外観を示す斜視図である。 同軸受異常検知装置の軸箱へ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の電源回路の概略図である。 同軸受異常検知装置の無線送受信シーケンスの例を示す図である。 同軸受異常検知装置の測定シーケンスの例を示す図である。

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９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親機セットおよび解析装置の外観を示す斜視図であり、図３は、この軸受異常検知装置の子機セットの外観を示す斜視図である。図２および図３に示すように、この軸受異常検知装置は、親機セット４と、複数の子機セット５と、解析装置６とを有する。親機セット４は、測定開始指令装置７と、この測定開始指令装置７に電線８を介して電気的に接続された測定開始指令送受信装置９とを有する。

図１に示すように、測定開始指令装置７は、例えば、先頭車両の運転席近傍に設置され、前記電線８を運転室専用扉１０の窓１０ａから取り出される。図２および図３に示すように、この電線８は、電力および信号送受信用の電線である。この電線８に繋がる測定開始指令送受信装置９は、軸箱近傍にある磁性体からなるボルト１１（図１）の頭面に永久磁石１２により着脱自在に取り付けられる。測定開始指令装置７は、転がり軸受の異常を検知する測定を開始するための測定開始指令ボタン７ａを備える。操作者が測定開始指令ボタン７ａを押すことで、測定開始指令送受信装置９は、測定開始指令信号を、子機セット５の測定開始指令送受信装置１３に送信する。

親機セット４の測定開始指令送受信装置９は、それぞれ後述する、電源と、電源回路と、通信回路と、通信モジュールと、アンテナ１４とを有する。前記電源は、例えば、繰り返し充電が可能なニッケル水素乾電池を使用すると良い。この電源から供給される電源電圧は、前記電源回路により所望の電圧とされて、後段の通信回路、通信モジュール、およびアンテナ１４に供給される。前記測定開始指令信号は、前記通信回路により定められた周波数からなる電磁波に変換され、前記通信モジュールおよびアンテナ１４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。

また親機セット４の測定開始指令送受信装置９は、後述するように、子機セット５の測定開始指令送受信装置１３からエラー有無の返信を受ける。なお親機セット４の測定開始指令送受信装置９と、子機セット５の測定開始指令送受信装置１３とは、例えば同一構成のものが適用される。

図３に示すように、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。

ここで図４は、この軸受異常検知装置の軸箱３への取付例を示す図であり、図５は、図４のＡ−Ａ線端面図である。図５は、図１の先頭車両の車輪付近の拡大図である。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の運転状態を振動データとして検出する。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。また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の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。

振動検出装置１５は、例えば、ケースと、振動検出素子２３（図６）と、処理回路２４（図６）と、永久磁石１２と、電源回路２５（図７）と、記録メディア２２（図３）とを有する。ケース内部に、例えば、プリント基板に実装された前記処理回路が収納される。前記処理回路は、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を使用することで、広範囲な振動を検出し得る。ケース内部において、振動検出素子のリード端子から、処理回路に設けた接続端子にリード線が結線されている。

前記ホルダの先端部に凹部が形成され、この凹部に永久磁石１２が保持されている。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り付けられる。なお複数の振動検出装置１５は、軸箱３の鉛直方向上方または下方に取り付けることが望ましい。前記ケースの軸方向他端部には、記録メディア２２（図３）が挿入・離脱可能になっている。

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。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、記録手段に記録する。その後、記録手段から記録メディア２２（図３）にデータを転走する。前記記録手段として、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。前記記録メディア２２（図３）として、例えば、マイクロＳＤカードを適用することで、振動検出装置のコンパクト化を図れる。

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、後述の電源回路により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。

このフィルタ回路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。

電源３９には、所望の電圧を取り出すために電源回路が接続される。
図７は、電源回路２５の概略図である。電源ラインＬ１に、電源回路２５におけるＤＣ／ＤＣコンバータ４０の入力端子を接続することで、このＤＣ／ＤＣコンバータ４０の出力端子から所望の電圧が取り出される。この電源回路２５の電源ラインＬ１とＧＮＤラインＬ２の間に、それぞれ電源バイパスコンデンサＣ５，Ｃ６，Ｃ７が接続される。これら電源バイパスコンデンサＣ５，Ｃ６，Ｃ７により、電源回路２５からノイズがバイパスされた安定した電源電圧で且つ変動が抑えられた電源電圧が出力される。

図８は、この軸受異常検知装置の無線送受信シーケンスの例（子機セット５が４台の例）を示す図である。この軸受異常検知装置では、例えば、測定開始指令装置７の通信ボタンを押すと、親機セット４と子機セット５との間、および車両進行方向に並ぶ子機セット同士で双方向で通信確認が行われる。この通信確認は、軸受の振動を検出する後述の測定シーケンスの前に実行される。

前記通信確認開始条件を満たすと、送信と返信が以下のように順次自動的に実行される。親機セット４→第１の子機セット５（Ａ）→親機セット４、第１の子機セット５（Ａ）→第２の子機セット５（Ｂ）→第１の子機セット５（Ａ）、第２の子機セット５（Ｂ）→第３の子機セット５（Ｃ）→第２の子機セット５（Ｂ）、第３の子機セット５（Ｃ）→第４の子機セット５（Ｄ）→第３の子機セット５（Ｃ）

すなわち親機セット４の測定開始指令送受信装置９は、通信確認用の信号を第１の子機セット５（Ａ）に送信する（送信１）。第１の子機セット５（Ａ）の測定開始指令送受信装置１３が前記信号を受信すると、第１の子機セット５（Ａ）から親機セット４への返信１を行う。次に、第１の子機セット５（Ａ）の測定開始指令送受信装置１３は、第２の子機セット５（Ｂ）への送信２を行う。第２の子機セット５（Ｂ）の測定開始指令送受信装置１３が前記信号を受信すると、第２の子機セット５（Ｂ）から第１の子機セット５（Ａ）への返信２を行う。

次に、第２の子機セット５（Ｂ）の測定開始指令送受信装置１３は、第３の子機セット５（Ｃ）への送信３を行う。第３の子機セット５（Ｃ）の測定開始指令送受信装置１３が前記信号を受信すると、第３の子機セット５（Ｃ）から第２の子機セット５（Ｂ）への返信３を行う。次に、第３の子機セット５（Ｃ）の測定開始指令送受信装置１３は、第４の子機セット５（Ｄ）への送信４を行う。第４の子機セット５（Ｄ）の測定開始指令送受信装置１３が前記信号を受信すると、第４の子機セット５（Ｄ）から第３の子機セット５（Ｃ）への返信４を行う。

次に、エラー有無の返信が以下のように順次自動的に実行される。第４の子機セット５（Ｄ）→第３の子機セット５（Ｃ）→第２の子機セット５（Ｂ）→第１の子機セット５（Ａ）→親機セット４
すなわち第４の子機セット５（Ｄ）は、この子機セット５（Ｄ）の測定開始指令送受信装置１３が第３の子機セット５（Ｃ）から信号を受信しこの子機セット５（Ｃ）に返信するときエラー信号の有無を判断し、第３の子機セット５（Ｃ）に対しエラー有無の返信１を行う。次に、第３の子機セット５（Ｃ）は、この子機セット５（Ｃ）の測定開始指令送受信装置１３が、第２の子機セット５（Ｂ）から信号を受信しこの子機セット５（Ｂ）に返信し、第４の子機セット５（Ｄ）に送信するときエラーの有無を判断し、第２の子機セット５（Ｂ）に対しエラー有無の返信２を行う。以下同様に、順次、エラー有無の返信３，４を実行する。最終的に親機セット４の測定開始指令装置７には、全ての子機セット５（Ａ）〜５（Ｄ）のエラー有無が表示される。操作者は全ての子機セット５（Ａ）〜５（Ｄ）のエラー信号が無いことを確認したうえで、転がり軸受の異常を検知する測定を開始する。

図９は、この軸受異常検知装置の測定シーケンスの例（子機セット５が４台の例）を示す図である。この軸受異常検知装置は、鉄道車両の点検時にこの鉄道車両を車両所で走行させて、複数の転がり軸受の振動をそれぞれ検出する。前記車両所において、レールの継ぎ目やポイント部の位置は、車両走行範囲内のレールの傍に設置の標識により明示する。
この軸受異常検知装置では、車速が例えば２５ｋｍ／ｈ以上３５ｋｍ／ｈ以下に達したことを操作者が確認し、且つ、先頭車両の車輪が前記標識を通過したタイミングで操作者が測定開始指令ボタン７ａを押す。これにより、複数の転がり軸受の異常を検知する測定が開始される。

測定の送信，返信は以下のように順次自動的に実行される。
送信：親機セット４→第１の子機セット５（Ａ）→第２の子機セット５（Ｂ）→第３の子機セット５（Ｃ）→第４の子機セット５（Ｄ）
返信：第４の子機セット５（Ｄ）→第３の子機セット５（Ｃ）→第２の子機セット５（Ｂ）→第１の子機セット５（Ａ）→親機セット４
すなわち親機セット４の測定開始指令送受信装置９は、測定開始指令ボタン７ａからの測定開始入力に応答して、先頭車両の車両付近の第１の子機セット５（Ａ）の振動検出装置１５に振動データの検出を開始させる送信１を行う。これら親機セット４および第１の子機セット５（Ａ）の測定開始指令送受信装置１３が、先頭測定開始指令手段に相当する。第１の子機セット５（Ａ）の振動検出装置１５は、先頭車両の車輪がレールの繋ぎ目やポイント部を通過した後における、前記車輪の車軸に組み込まれる転がり軸受の運転状態を検出する。

第１の子機セット５（Ａ）の測定開始指令送受信装置１３は、親機セット４からの送信１の後、第２の子機セット５（Ｂ）への送信２を行う。すなわち第１の子機セット５（Ａ）の測定開始指令送受信装置１３は、測定開始指令ボタン７ａからの測定開始入力が入力された後、遅延時間を設けて後続の車輪付近の第２の子機セット５（Ｂ）の振動検出装置１５に振動データの検出を開始させる送信２を行う。

以後同様に、後続の子機セット５の測定開始指令送受信装置１３は、測定開始指令ボタン７ａからの測定開始入力が入力された後、順次遅延時間を設けてさらに後続の車輪付近の子機セット５の振動検出装置１５に振動データの検出を開始させる送信を行う。第１〜第４の子機セット５（Ａ）〜５（Ｄ）の測定開始指令送受信装置１３が、後続測定開始指令手段に相当する。先頭車両の車輪と後続の車輪との車軸間距離を、前記車速で除すことで、前記遅延時間が求められる。その後、第４の子機セット５（Ｄ）、第３の子機セット５（Ｃ）、第２の子機セット５（Ｂ）、第１の子機セット５（Ａ）、親機セット４の順に従ってエラー信号の有無の返信１〜４を行う。

子機セット５の測定開始指令送受信装置１３は、測定開始指令ボタン７ａからの測定開始入力が入力された後、順次、遅延時間を設けて後続の車輪付近の子機セット５の振動検出装置１３に振動データの検出を開始させる送信を行う。したがって、後続の車輪についても、レールの繋ぎ目やポイント部を通過した後における、前記車輪の車軸に組み込まれた転がり軸受の運転状態を、対応する振動検出装置１５が検出し得る。各振動検出装置１５で検出された振動データは、記録メディア２２（図２）に転走された後、解析装置６(図２)により各転がり軸受の異常を判定する。

前述のように、各車輪付近の振動検出装置は、レールの継ぎ目やポイント部を避けて振動を検出することにより、前記解析装置６（図２）による異常判定の際、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が明確になる。よって、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。

転がり軸受の振動を検出する条件は、鉄道車両を走行駆動させる駆動モータが非通電状態で、且つ、前記鉄道車両の速度が２５ｋｍ／ｈ以上３５ｋｍ／ｈ以下であっても良い。この場合、鉄道車両を、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を慣性力で走行させる。その後転がり軸受の振動を検出する。したがって、転がり軸受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。これにより軸受異常に起因する振動波形がより明確になる。よって、鉄道車両用の軸受の異常判定をより一層正確に行うことができる。

１…鉄道車両
２…台車
３…軸箱
４…親機セット
５…子機セット
６…解析装置
１３…測定開始指令送受信装置（後続測定開始指令手段）
１５…振動検出装置
１７…転がり軸受
１９…車輪
２３…振動検出素子
２４…処理回路
２５…電源回路
２６…演算増幅回路
２７…フィルタ回路
２８…マイクロコンピュータ

Claims (5)

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運転状態を振動データとしてそれぞれ検出する複数の振動検出装置と、
   これら振動検出装置で検出した振動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、
   測定開始入力に応答して前記先頭車両の車輪付近に配置した前記振動検出装置に振動データの検出を開始させる先頭測定開始指令手段と、
   この先頭測定開始指令手段に前記測定開始入力が入力された後、順次、遅延時間を設けて後続の車輪付近に配置した各振動検出装置に振動データの検出を開始させる後続測定開始指令手段とを有し、前記遅延時間は、前記鉄道車両が定められた速度で、且つ、前記先頭車両の車輪と前記後続の車輪との車軸間距離から求められ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、前記振動検出装置は、前記転がり軸受の運転状態を検出する振動検出素子と、この振動検出素子で検出した物理量を出力信号に変換する処理回路と、これら振動検出素子および処理回路に所望の電圧を印加する電源回路と外部の解析装置で解析するための記録メディアとを有する鉄道車両用軸受異常検知装置。
3. 請求項２記載の鉄道車両用軸受異常検知装置において、前記処理回路は、前記振動検出素子から出力された信号を増幅する演算増幅回路と、この演算増幅回路で増幅された信号につき、軸受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フィルタ回路と、このフィルタ回路を介して出力された信号をＡ／Ｄ変換するマイクロコンピュータとを有する鉄道車両用軸受異常検知装置。
4. 請求項１ないし請求項３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、前記複数の振動検出装置は、前記鉄道車両の点検時にこの鉄道車両を車両所で走行させて、前記複数の転がり軸受の振動をそれぞれ検出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、前記転がり軸受の振動を検出する条件は、前記鉄道車両を走行駆動させる駆動モータが非通電状態で、且つ、前記鉄道車両の速度が２５ｋｍ／ｈ以上３５ｋｍ／ｈ以下である鉄道車両用軸受異常検知装置。

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