JP2016075479A - Rolling stock bearing abnormality detection device - Google Patents

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伊藤 浩義
Hiroyoshi Ito
浩義 伊藤
克義 鈴木
Katsuyoshi Suzuki
克義 鈴木
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a rolling stock bearing abnormality detection device with which it is possible to simplify the general composition of a device and reduce costs, and also to previously exclude disturbance vibration caused by a travelling rail joint, etc., and to accurately determine abnormality in the bearing of a rolling stock.SOLUTION: This rolling stock bearing abnormality detection device detects abnormality in a plurality of rolling bearings assembled into the axle box of the bogie of a rolling stock, the device having: a vibration detection device 15 for detecting one or both of the vibration of the rolling bearing and disturbance vibration; vibration measurement start means 53 for monitoring the detection value of the vibration detection device 15 and, when it is determined that the detection value is greater than or equal to a prescribed value, starting the measurement of the vibration of the rolling bearing; and an analysis device 6 for determining abnormality in the rolling bearing from the captured vibration data.SELECTED DRAWING: Figure 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。   The present invention relates to a railway vehicle bearing abnormality detection device that detects an abnormality of an axle bearing in a railway vehicle.

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)。   In a railway vehicle, when an abnormality occurs in an axle bearing, it is necessary to take a measure such as stopping the operation of the vehicle, resulting in a great loss. Therefore, a bearing device with a railcar sensor that detects various operating elements of a rolling device by attaching various detecting elements to the bearing device has been proposed (Patent Document 1).

特許第4529602号公報Japanese Patent No. 4529602

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。
また、特許文献1に記載の技術では、振動測定を開始するタイミングが開示されていない。振動測定開始のための指令装置を別途設ける場合、装置の全体構成が複雑化し、製造コストが高くなる。
In the vibration detection of the bearing by the bearing device with a sensor for a rail vehicle, disturbance vibration generated at the time of passing through the joint of the wheel rail and the point portion when the vehicle travels is detected together with the vibration waveform caused by the abnormality of the bearing. There is a problem that the bearing abnormality cannot be accurately determined.
Further, the technique described in Patent Document 1 does not disclose the timing for starting vibration measurement. When a separate command device for starting vibration measurement is provided, the overall configuration of the device becomes complicated and the manufacturing cost increases.

この発明の目的は、装置の全体構成を簡単化してコスト低減を図ると共に、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。   The object of the present invention is to simplify the overall configuration of the apparatus and reduce costs, and to accurately determine the abnormality of a bearing for a railway vehicle by excluding disturbance vibration caused by a joint of a traveling rail in advance. The present invention provides a bearing abnormality detecting device for a railway vehicle.

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、
前記転がり軸受17の振動、および外乱振動のいずれか一方または両方を検出する振動検出装置15と、
この振動検出装置15の検出値を監視し、前記検出値が定められた一定値以上であることを判断すると、前記転がり軸受17の振動測定を開始する振動測定開始手段53と、
この取り込んだ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とを有することを特徴とする。
前記一定値は、転がり軸受17の振動データとして取り込むためのトリガとなる値であって、例えば、走行レール20の継ぎ目やポイント部(これらを総称して「継ぎ目等」と称す場合がある。)を通過したときに発生する値である。この値は試験やシミュレーション等の結果により予め定められる。
The bearing abnormality detecting device for a railway vehicle according to the present invention is a bearing abnormality detecting device for a railway vehicle that detects an abnormality of a plurality of rolling bearings 17 incorporated in a axle box 3 provided on a carriage 2 of the railway vehicle 1.
A vibration detection device 15 for detecting either or both of vibration of the rolling bearing 17 and disturbance vibration;
When the detection value of the vibration detection device 15 is monitored and it is determined that the detection value is equal to or greater than a predetermined value, vibration measurement starting means 53 for starting vibration measurement of the rolling bearing 17;
And an analysis device 6 for judging an abnormality of the rolling bearing 17 from the acquired vibration data.
The constant value is a value that serves as a trigger for capturing as vibration data of the rolling bearing 17, and is, for example, a joint or a point portion of the traveling rail 20 (these may be collectively referred to as "seam etc."). It is a value that occurs when passing through. This value is determined in advance by results of tests, simulations, and the like.

この構成によると、振動測定開始手段53は、振動検出装置15の検出値を監視し検出値が定められた一定値以上であるか否かを判断する。振動測定開始手段53は、検出値が定められた一定値以上であるとの判断で、転がり軸受17の振動測定を開始する。解析装置6は、この取り込んだ振動データから転がり軸受17の異常を判断する。前記のように、定められた一定値以上であるときの検出値を基準として、以後の検出値を転がり軸受17の振動データとして取り込むため、振動検出装置15を振動測定開始の指令手段に兼用できて、振動測定開始のための指令装置等を別途設ける必要がない。よって装置全体の構成を簡単化でき、コスト低減を図ることができる。   According to this configuration, the vibration measurement start unit 53 monitors the detection value of the vibration detection device 15 and determines whether or not the detection value is equal to or greater than a predetermined value. The vibration measurement starting unit 53 starts measuring the vibration of the rolling bearing 17 when it is determined that the detected value is equal to or greater than a predetermined value. The analysis device 6 determines the abnormality of the rolling bearing 17 from the acquired vibration data. As described above, since the subsequent detection value is taken in as vibration data of the rolling bearing 17 on the basis of the detection value when the value is equal to or greater than a predetermined value, the vibration detection device 15 can be used also as a command means for starting vibration measurement. Thus, there is no need to separately provide a command device for starting vibration measurement. Therefore, the configuration of the entire apparatus can be simplified and the cost can be reduced.

また振動検出装置15は、例えば、継ぎ目等一定値以上の検出値よりも後に検出される検出値を転がり軸受17の振動データとして取り込むことにより、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17の異常判定を正確に行うことができる。   Further, the vibration detection device 15 takes in, for example, a detection value detected after a detection value equal to or greater than a certain value, such as a joint, as vibration data of the rolling bearing 17, thereby causing an extra vibration waveform other than the vibration waveform due to the bearing abnormality. Therefore, the detection data that is the vibration waveform due to the bearing abnormality is clarified. Accordingly, it is possible to accurately determine the abnormality of the bearing 17 for the railway vehicle by excluding the vibration waveform caused by passing through the joint or the like of the traveling rail 20.

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が走行する走行レール20の近傍に設置され、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とをさらに設けても良い。
前記走行レール20の近傍は、検出データ送信装置13から送信される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。
A detection data transmission device 13 for transmitting detection data detected by the vibration detection device 15 and a detection data transmitted from the detection data transmission device 13 are installed in the vicinity of the traveling rail 20 on which the railway vehicle 1 travels. A data collection device 45 that collects data may be further provided.
The vicinity of the traveling rail 20 is the position of the data collection device 45 that can receive the detection data transmitted from the detection data transmission device 13.

検出データ送信装置13は、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から無線送信された検出データを受信して収集する。このため、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。   The detection data transmission device 13 transmits the detection data detected by the vibration detection device 15. The data collection device 45 receives and collects detection data wirelessly transmitted from the detection data transmission device 13. For this reason, for example, ancillary work for electric wires and data extraction work are not required as compared with data transmission by wire or recording media. Therefore, the detection data can be easily extracted and the cost can be reduced.

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。   The data collection device 45 may receive and collect the detection data together with an ID associated with each vibration detection device. Since the detection data is collected together with the ID in the data collecting device 45 in this way, it can be immediately identified which rolling bearing 17 incorporated in any axle box 3 is abnormal.

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。   A data storage server 46 for transmitting the detection data and the ID from the data collection device 45 via a telephone line is provided, and the analysis device 6 uses the detection data and the ID transmitted from the data storage server 46. The abnormality of each rolling bearing 17 may be determined. In this case, the acquisition of detection data can be simplified and the analysis time can be shortened.

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17の異常と診断し、閾値未満のとき軸受17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。
The analysis device 6 includes:
A diagnostic unit 50 for diagnosing an abnormality of the bearing 17 when an analysis value obtained by frequency analysis of the detection data is equal to or greater than a threshold value relating to a set vibration;
A storage unit 51 for storing an analysis result diagnosed by the diagnosis unit 50;
A display unit 52 for displaying the analysis result diagnosed by the diagnostic unit 50;
Have
The analysis result diagnosed by the diagnosis unit 50 may be transmitted to the data storage server 46 together with the ID.
The threshold is determined, for example, by a result of experiment or simulation.

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17の異常と診断し、閾値未満のとき軸受17が正常と診断する。記憶部51は、診断した診断結果を記憶する。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、解析結果を必要に応じてID毎に閲覧して確認することができる。   According to this configuration, the diagnosis unit 50 diagnoses that the bearing 17 is abnormal when the analysis value is equal to or greater than the threshold value, and diagnoses that the bearing 17 is normal when the analysis value is less than the threshold value. The storage unit 51 stores the diagnosed diagnosis result. Since the analysis result is displayed on the display unit 52, the person in charge of measurement can visually check the analysis result without delay. Since the analysis result is transmitted to the data storage server 46 together with the ID, the analysis result can be browsed and confirmed for each ID as necessary.

前記データ蓄積サーバ46に記録された解析結果をID毎に閲覧する電子機器を設けても良い。前記電子機器として、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等の各種電子機器を適用し得る。このような電子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。   You may provide the electronic device which browses the analysis result recorded on the said data storage server 46 for every ID. As said electronic device, various electronic devices, such as a personal computer, a mobile phone, a smart phone, or PDA, can be applied, for example. By using such an electronic device, the data storage server 46 can be accessed and the analysis result can be browsed and confirmed for each ID. As a result of this analysis, not only the administrator who manages the apparatus but also the administrator who manages the peripheral devices including the railway vehicle 1 accesses the data storage server 46 using the above-mentioned various devices to obtain bearing replacement information. It is possible to easily obtain information such as maintenance information and information order arrangements.

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。   You may provide the memory | storage means 46 which memorize | stores the relationship of said ID of the said detection data, a bearing model number, a shaft box, a vehicle number, and a measurement date corresponding to the said detection data. In this case, it is possible to reduce the work burden associated with the arrangement and management of detected data.

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、前記転がり軸受の振動、および外乱振動のいずれか一方または両方を検出する振動検出装置と、この振動検出装置の検出値を監視し、前記検出値が定められた一定値以上であることを判断すると、前記転がり軸受の振動測定を開始する振動測定開始手段と、この取り込んだ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を有する。このため、装置の全体構成を簡単化してコスト低減を図ると共に、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。   A railway vehicle bearing abnormality detection device according to the present invention is a railway vehicle bearing abnormality detection device that detects an abnormality of a plurality of rolling bearings incorporated in a axle box provided in a railcar bogie, wherein vibration of the rolling bearings, And a vibration detection device that detects one or both of disturbance vibrations and a detection value of the vibration detection device, and if it is determined that the detection value is equal to or greater than a predetermined value, the vibration of the rolling bearing It has vibration measurement starting means for starting measurement, and an analysis device for judging abnormality of the rolling bearing from the acquired vibration data. For this reason, while simplifying the whole structure of an apparatus and aiming at cost reduction, the disturbance vibration resulting from the joint of a running rail etc. can be excluded beforehand, and the abnormality determination of the bearing for railway vehicles can be performed correctly.

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。It is a figure which shows the example of installation of the bearing abnormality detection apparatus for rail vehicles which concerns on embodiment of this invention. 同軸受異常検知装置の外観を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the external appearance of the same bearing abnormality detection apparatus. 同軸受異常検知装置の制御系のブロック図である。It is a block diagram of a control system of the bearing abnormality detection device. 同軸受異常検知装置で検出される振動波形の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the vibration waveform detected with the same bearing abnormality detection apparatus. 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。It is a figure which shows the example of attachment of the measurement start command transmission / reception apparatus and vibration detection apparatus of the same bearing abnormality detection apparatus. 図5のA−A線端面図である。It is an AA line end view of FIG. 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。It is a circuit diagram which shows roughly the structure of the processing circuit of the same bearing abnormality detection apparatus. 同軸受異常検知装置による振動測定例を示す図である。It is a figure which shows the example of a vibration measurement by the same bearing abnormality detection apparatus. 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。It is a figure which shows the example of a vibration measurement by the bearing abnormality detection apparatus which concerns on other embodiment of this invention.

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8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。   A railway vehicle bearing abnormality detection device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 1, this bearing abnormality detection device is a device that detects an abnormality in a plurality of rolling bearings incorporated in a axle box 3 provided in a carriage 2 of a railway vehicle 1. As the railway vehicle 1, for example, various railway vehicles such as a Shinkansen are applied. The bearing abnormality detection device detects the vibration of the bearing from the outside without having to take out the bearing from the axle box 3 when, for example, inspecting the bearing or the like at the vehicle station during vehicle inspection.

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、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。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。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。   FIG. 2 is a perspective view showing the appearance of the bearing abnormality detection device. As shown in FIGS. 1 and 2, the bearing abnormality detection device includes a slave unit set 5, a data collection device 45, a data storage server 46, and an analysis device 6. A plurality of handset sets 5 are provided for each axle box 3 for vibration detection. The plurality of handset sets 5 are detachably provided on a part of the railway vehicle 1 as will be described later. Each cordless handset set 5 includes a vibration detection device 15 and a measurement start command transmission / reception device 13. These vibration detection device 15 and measurement start command transmission / reception device 13 are electrically connected via an electric wire 16.

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。各子機セット5における測定開始指令送受信装置13は、図示外のケースと、振動測定開始手段53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、振動測定開始手段53、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。   FIG. 3 is a block diagram of a control system of the bearing abnormality detection device. The measurement start command transmission / reception device 13 in each slave set 5 includes a case (not shown), a vibration measurement start means 53, a power supply 41, a power supply circuit 42, a communication circuit 43, a communication module 44, an antenna 14, And a permanent magnet 47 (FIG. 2). In the case, the vibration measurement starting means 53, the power supply 41, the power supply circuit 42, the communication circuit 43, and the communication module 44 are accommodated. A permanent magnet 47 (FIG. 2) is provided in a part of the case, and this permanent magnet 47 (FIG. 2) is attracted and fixed to the head surface of the bolt near the axle box. The antenna 14 may be appropriately fixed to the vehicle body using an adhesive tape or the like as a separate body from the case.

振動測定開始手段53は、振動測定開始判断部53aと、振動データ記録部53bとを有する。振動測定開始判断部53aは、電線16等を介して、振動検出装置15の検出値を監視し検出値が定められた一定値以上であるか否かを判断する。検出値が定められた一定値以上であると振動測定開始判断部53aで判断されると、振動データ記録部53bは、以後転がり軸受の振動測定を開始し振動データとして取り込み記録する。   The vibration measurement start unit 53 includes a vibration measurement start determination unit 53a and a vibration data recording unit 53b. The vibration measurement start determination unit 53a monitors the detection value of the vibration detection device 15 via the electric wire 16 or the like, and determines whether or not the detection value is equal to or greater than a predetermined value. When the vibration measurement start determination unit 53a determines that the detected value is equal to or greater than a predetermined value, the vibration data recording unit 53b starts to measure the vibration of the rolling bearing and captures and records it as vibration data.

この例では、図1に示すように、先頭車両1の車輪19が走行レール20の継ぎ目等を通過したときの振動を振動検出装置15で検出し、図3に示すように、その検出値が一定値以上であると振動測定開始判断部53aで判断されると、振動データ記録部53bは、以後転がり軸受の振動測定を開始し振動データとして取り込み記録する。   In this example, as shown in FIG. 1, the vibration when the wheel 19 of the leading vehicle 1 passes through the joint of the traveling rail 20 is detected by the vibration detection device 15, and the detected value is as shown in FIG. When the vibration measurement start determination unit 53a determines that the value is equal to or greater than a certain value, the vibration data recording unit 53b starts to measure the vibration of the rolling bearing and captures and records it as vibration data.

図4(a)は、軸受外輪が異常なときの転動体の通過による振動波形の例を示し、図4(b)は、正常な軸受が走行レールのポイント部を通過したときの振動波形の例を示す。これら図4(a),(b)に示すように、走行レールの継ぎ目等を通過したときの振動検出装置15(図3)による検出値は、正常な軸受回転により振動検出装置15(図3)で検出される検出値よりも大きい。   FIG. 4A shows an example of the vibration waveform due to the passage of the rolling element when the bearing outer ring is abnormal, and FIG. 4B shows the vibration waveform when the normal bearing passes the point portion of the running rail. An example is shown. As shown in FIGS. 4 (a) and 4 (b), the detected value by the vibration detection device 15 (FIG. 3) when passing through the joint of the running rail is the vibration detection device 15 (FIG. 3) due to normal bearing rotation. ) Is larger than the detection value detected in step (b).

継ぎ目等を通過時の検出値は、単発的に発生し徐々に減衰し、また、軸受外輪が異常なときの軸受のように振動波形のピークが軸受転動体の通過周期のように規則的には現れないため、判別することが容易である。例えば、一定時間あたりに一定値以上の検出値が1回検出された場合、走行レールの継ぎ目等を通過したと判断しても良い。前記一定時間は、例えば、この鉄道車両の車速に応じて定められる。   The detected value when passing through a seam, etc. is generated once and gradually attenuates, and the peak of the vibration waveform is regularly like the passing cycle of the bearing rolling element as in the bearing when the outer ring of the bearing is abnormal. Does not appear, so it is easy to determine. For example, when a detection value equal to or greater than a certain value is detected once per certain time, it may be determined that the vehicle has passed through a joint of the traveling rail. The predetermined time is determined according to the speed of the railway vehicle, for example.

図3に示すように、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。振動データ記録部53bに記録した検出データは、通信回路43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44およびアンテナ14を介して送信される。送信データ送信装置としての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。   As shown in FIG. 3, the power supply voltage supplied from the power supply 41 is changed to a desired voltage by the power supply circuit 42 and supplied to the communication circuit 43, the communication module 44, and the antenna 14. The detection data recorded in the vibration data recording unit 53 b is converted into an electromagnetic wave having a frequency determined by the communication circuit 43 and transmitted via the communication module 44 and the antenna 14. The measurement start command transmission / reception device 13 as a transmission data transmission device is held in a state where radio waves are transmitted from the antenna 14.

ここで図5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6は、図5のA−A線端面図である。図6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5および図6に示すように、振動検出装置15は、転がり軸受17の振動および走行レール20の継ぎ目等の通過時の振動等を検出する。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。   Here, FIG. 5 is a diagram illustrating an example of attachment of the measurement start command transmission / reception device 13 and the vibration detection device 15 of the bearing abnormality detection device. FIG. 6 is an end view taken along line AA in FIG. FIG. 6 is an enlarged view of the vicinity of the wheel 19 of the leading vehicle in FIG. As shown in FIGS. 1, 5, and 6, the vibration detection device 15 detects vibration of the rolling bearing 17, vibration at the time of passage of the joint of the traveling rail 20, and the like. A pair of axle boxes 3 are provided at a lower portion of the carriage 2 in the vehicle width direction, and rolling bearings 17 are incorporated in the axle boxes 3 respectively. Two axles 18 are provided in parallel to one carriage 2. For example, a plurality of rolling bearings 17 are incorporated into one axle box 3 at a predetermined interval. As the rolling bearing 17, for example, a ball bearing, a cylindrical roller bearing, a tapered roller bearing or the like is applied.

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。   The outer ring of the rolling bearing 17 is fitted to the inner peripheral surface of each axle box 3, and the axle 18 is fitted to the inner ring of the rolling bearing 17. Wheels 19 are attached to both ends of the axle 18 in the axial direction, and these wheels 19 are rotatably supported by rolling bearings 17 so as to be able to travel on two rails 20 laid in parallel on the track. The A bolt 21 made of a magnetic material is fastened to the axle box 3. For example, a hexagonal bolt is applied as the bolt 21. The permanent magnet 12 of the vibration detecting device 15 can be attracted and fixed to the head surface of the hexagon bolt exposed from the axle box 3.

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5)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。   As shown in FIG. 3, the vibration detection device 15 includes, for example, a case (not shown), a vibration detection element 23, a processing circuit 24, a permanent magnet 12 (FIG. 5), a power supply circuit 25, and a recording unit 40. And a recording medium 22. For example, a processing circuit 24 mounted on a printed circuit board is accommodated in the case. The processing circuit 24 has a plurality of electronic components and is soldered to one side or both sides of the printed circuit board. As the printed circuit board, for example, a highly rigid glass-filled epoxy resin is desirable.

前記ケースの軸方向一端部に、転がり軸受17(図5)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。   A vibration detection element 23 for detecting the operating state of the rolling bearing 17 (FIG. 5) and a holder made of a magnetic material are attached to one end of the case in the axial direction. As the vibration detection element 23, for example, a piezoelectric acceleration sensor is applied. A wide range of vibrations can be detected by using the piezoelectric vibration detecting element 23. Inside the case, a lead wire is connected from a lead terminal of the vibration detecting element 23 to a connection terminal provided in the processing circuit 24.

図5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。   As shown in FIG. 5, a permanent magnet 12 is provided at the tip of the holder, and the permanent magnet 12 is attracted and fixed to the head surface of the bolt 21 in the axle box 3. Therefore, the vibration detection device 15 is detachably attached to the head surface of the bolt 21 by the permanent magnet 12. The plurality of vibration detection devices 15 are preferably attached above or below the axle box 3.

図7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。
FIG. 7 is a circuit diagram schematically showing the configuration of the processing circuit 24 of the vibration detecting apparatus.
The processing circuit 24 includes an operational amplifier circuit 26, a filter circuit 27, a microcomputer 28, and a reference voltage circuit 29. The output signal of the vibration detecting element 23 is generally input from the operational amplifier circuit 26 to the microcomputer 28 via the filter circuit 27. The filter circuit 27 constitutes a bandpass filter that sets a certain frequency band in order to extract frequencies before and after the bearing natural frequency. A combination of a high-pass filter and a low-pass filter may be used.

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。   The microcomputer 28 is normally in a sleep state, and is preferably activated when it is received. The analog output signal of the acceleration sensor which is the vibration detecting element 23 is A / D converted inside the microcomputer 28 and then recorded in the recording means 40 as shown in FIG. Thereafter, data is transferred from the recording means 40 to the recording medium 22. As the recording means 40, for example, a random access memory (abbreviated as RAM: Random Access Memory) capable of rewriting data is applied.

図7に示すように、振動検出素子23および処理回路24には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。   As shown in FIG. 7, a power supply voltage is supplied to the vibration detection element 23 and the processing circuit 24. The power supply voltage is a desired voltage. Power supply bypass capacitors C1 to C4 are connected to the vibration detection element 23 and the processing circuit 24. The power supply bypass capacitors C1 to C4 are connected between the power supply line L1 and the GND line L2 for the purpose of supplying a stable power supply voltage by bypassing noise superimposed on the DC power supply and suppressing the fluctuation of the power supply voltage. The

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。   A power supply bypass capacitor C1 is connected between the power supply line L1 and the GND line L2 of the vibration detecting element 23. The power supply bypass capacitor C1 supplies a stable power supply voltage to the vibration detecting element 23, and suppresses fluctuations in the supplied power supply voltage. An analog output signal from the vibration detection element 23 is input to one input terminal of the operational amplifier 31 in the operational amplifier circuit 26 via the resistor 30.

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。   A power supply bypass capacitor C2 is connected between the power supply line L1 and the GND line L2 of the operational amplifier 31. The power supply bypass capacitor C2 supplies a stable power supply voltage with noise bypassed to the operational amplifier circuit 26, and suppresses fluctuations in the supplied power supply voltage. An output signal from the operational amplifier 31 is input to the other input terminal via a capacitor 32 and a resistor 33 connected in parallel to the capacitor 32. The operational amplifier 31 amplifies and outputs a difference between inputs (inverted input and non-inverted input) to two input terminals.

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。   The amplified output signal is input to one input terminal of the operational amplifier 36 in the filter circuit 27 via the resistors 34 and 35 connected in series. A power supply bypass capacitor C3 is connected between the power supply line L1 and the GND line L2 of the operational amplifier 36. The power supply bypass capacitor C3 supplies a stable power supply voltage with noise bypassed to the filter circuit 27, and suppresses fluctuations in the supplied power supply voltage. The output signal from the operational amplifier 36 is input to the other input terminal and is fed back between the resistors 34 and 35 via the capacitor 37.

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。   The filter circuit 27 extracts only a predetermined frequency band corresponding to the natural vibration of the bearing and removes an unnecessary frequency band. During normal operation of the bearing, natural vibrations of the bearing occur as the rolling element passes through.However, if an abnormality occurs on the rolling surface of the bearing, vibration occurs at the passing period of the rolling element according to the bearing rotation speed. Peaks are superimposed. Therefore, by removing or attenuating frequency components other than the natural vibration component of the bearing by the filter circuit 27 with respect to the output signal from the operational amplifier circuit 26, the frequency component at the time of abnormality can be accurately extracted. The bearing rotational speed is determined so as to correspond to the rotational speed of the drive motor of the railway vehicle, for example.

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。   The analog output signal that has passed through the filter circuit 27 is input to the microcomputer 28 via the resistor 38 and the like. In the microcomputer 28, the analog output signal is temporarily recorded in the recording means 40 (FIG. 3) after A / D conversion. A reference voltage circuit 29 is connected to the microcomputer 28 so that an excessive voltage is not applied. A power supply bypass capacitor C4 is connected between the power supply line L1 and the GND line L2 of the reference voltage circuit 29. The power supply bypass capacitor C4 supplies a stable power supply voltage with noise bypassed to the reference voltage circuit 29, and suppresses fluctuations in the supplied power supply voltage.

図3に示すように、振動検出手段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7)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7)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。   As shown in FIG. 3, the detection data detected by the vibration detection means 15 is recorded in the recording means 40 of the microcomputer 28 (FIG. 7) in the vibration detection device 15, and then measurement is started via the electric wire 16. It is transferred to the command transmission / reception device 13. The microcomputer 28 (FIG. 7) in each vibration detection device 15 stores an ID associated with each vibration detection device, that is, each child device set, and detection data is transferred together with this ID.

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8)の近傍でポイント部Pt(図8)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。   The data collection device 45 is installed at a location away from the railway vehicle, for example, in the vicinity of the traveling rail 20 (FIG. 8) and ahead of the point portion Pt (FIG. 8) in the vehicle traveling direction. The data collection device 45 includes an antenna 45 a that receives the detection data transmitted from the measurement start command transmission / reception device 13. When the measurement start command transmission / reception device 13 passes in the vicinity of the data collection device 45, the data collection device 45 receives and collects detection data wirelessly via the antenna 45a.

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。   Thereafter, the detected data and the ID are transmitted to the data storage server 46 through the telephone line 48, the repeater 49, and the like, if necessary, and recorded. The analysis device 6 determines the abnormality of each rolling bearing from the detection data and ID transmitted from the data storage server 46. The analysis device 6 includes a diagnosis unit 50, a storage unit 51, and a display unit 52.

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。   The diagnosis unit 50 diagnoses that the bearing is abnormal when the analysis value obtained by frequency analysis of the detection data is equal to or greater than the threshold value, and diagnoses that the bearing is normal when the analysis value is less than the threshold value. The storage unit 51 stores the analysis result diagnosed by the diagnosis unit 50. The display unit 52 displays the analysis result diagnosed by the diagnosis unit 50. The data storage server 46 may transmit and record the analysis result diagnosed by the diagnosis unit 50 together with the ID.

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等の各種電子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。   In this case, for example, the data storage server 46 is accessed using various electronic devices such as a personal computer, a mobile phone, a smartphone, or a PDA, and the analysis result recorded in the data storage server 46 is browsed for each ID. You can confirm. As a result of this analysis, not only the administrator who manages this apparatus, but also the administrator who manages the peripheral devices including this railway vehicle accesses the data storage server 46 using the above-mentioned various devices to obtain bearing replacement information, etc. Maintenance information and information ordering arrangements can be easily obtained.

図8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、複数の子機セット5A〜5Fおよびデータ収集装置45の電源を全てONにしておく。   FIG. 8 is a diagram illustrating an example of vibration measurement by the bearing abnormality detection device. In this example, one point portion Pt is provided in the travel range of the railway vehicle 1. When the railway vehicle 1 is inspected, the power of the plurality of slave sets 5A to 5F and the data collection device 45 are all turned on before the railway vehicle 1 travels at the vehicle station (vehicle base).

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Ptを通過したことを、振動測定開始のトリガとして、ポイント部Pt通過後、第1の子機セット5Aの振動測定装置15が最初の軸受の振動を検出する。   Next, the axle box which is the first vibration detection target of the carriage 2 in the leading vehicle 1 travels at a vehicle speed (for example, 25 km / h or more and 35 km / h or less) determined by traveling the rail vehicle 1 along the traveling rail 20. Using the passage of the point portion Pt of the rail 20 as a trigger for starting vibration measurement, the vibration measuring device 15 of the first slave unit set 5A detects the vibration of the first bearing after passing the point portion Pt.

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する。これにより、第2の子機セット5Bの振動検出装置15が次の軸受の振動を検出する。以下同様に、先行する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、順次、各振動検出装置15が軸受の振動を検出する。   Further, the measurement start command transmission / reception device 13 of the first handset set 5A transmits a radio wave of a detection start signal to the measurement start command transmission / reception device 13 of the second handset set 5B. Thereby, the vibration detection device 15 of the second handset set 5B detects the vibration of the next bearing. Similarly, the preceding measurement start command transmission / reception device 13 transmits a radio wave of the detection start signal to the measurement start command transmission / reception devices 13 of the subsequent slave sets 5C, 5D, 5E, 5F, and sequentially detects each vibration detection device 15. Detects the vibration of the bearing.

なお、第2の子機セット5B以降は、ポイント部Ptに掛からない位置で振動を測定するように、予め車両の走行速度と子機セット間の距離より求めて設定したタイムラグにより振動を測定しても良い。あるいは、第2の子機セット5B以降についても、第1の子機セット5Aと同様に、各々走行レール20のポイント部Ptを通過したタイミングで振動を測定しても良い。   In addition, after the second handset 5B, the vibration is measured by a time lag determined in advance from the travel speed of the vehicle and the distance between the handset sets so as to measure the vibration at a position not hitting the point portion Pt. May be. Or you may measure a vibration also at the timing which passed each point part Pt of the traveling rail 20 similarly to the 1st subunit | mobile_unit set 5A also after the 2nd subunit | mobile_unit set 5B.

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内における振動データ記録部に転送される。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。   The detection data detected by each vibration detection device 15 and the ID for each slave set 5 are recorded in the recording means of the microcomputer in each vibration detection device 15 and then recorded in the vibration data in the measurement start command transmission / reception device 13. Forwarded to the department. The measurement start command transmission / reception device 13 is held in a state where radio waves are transmitted from the antenna 14.

その後、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。   Thereafter, when the measurement start command transmission / reception device 13 passes through the vicinity of the data collection device 45 installed in front of the vehicle traveling direction, the data collection device 45 receives and collects the detection data and ID wirelessly. Alternatively, when the measurement start command transmission / reception device 13 passes in the vicinity of the data collection device 45, the measurement start command transmission / reception device 13 transmits the detection data and the ID at the timing when the data transmission command is received from the data collection device 45. good.

以上説明した鉄道車両用軸受異常検知装置によれば、継ぎ目等一定値以上の振動検出値を基準として、以後転がり軸受17の振動測定を開始するため、振動測定開始のための指令装置等を別途設ける必要がない。よって装置全体の構成を簡単化でき、コスト低減を図ることができる。   According to the railway vehicle bearing abnormality detection device described above, since a vibration measurement value of the rolling bearing 17 is subsequently started based on a vibration detection value of a certain value or more such as a joint, a command device for starting vibration measurement is separately provided. There is no need to provide it. Therefore, the configuration of the entire apparatus can be simplified and the cost can be reduced.

また振動検出装置15は、継ぎ目等一定値以上の検出値よりも後に検出される検出値を転がり軸受17の振動データとして取り込むことにより、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17の異常判定を正確に行うことができる。   Further, the vibration detection device 15 takes in a detection value detected after a detection value equal to or greater than a certain value such as a joint as vibration data of the rolling bearing 17, thereby causing an extra vibration waveform other than the vibration waveform due to the bearing abnormality to appear. Therefore, the detection data that is the vibration waveform due to the bearing abnormality is clarified. Accordingly, it is possible to accurately determine the abnormality of the bearing 17 for the railway vehicle by excluding the vibration waveform caused by passing through the joint or the like of the traveling rail 20.

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。   The data collection device 45 receives and collects the detection data transmitted from the measurement start command transmission / reception device 13 which is a detection data transmission device. There is no need for construction or data retrieval. Therefore, the detection data can be easily extracted and the cost can be reduced. Since the detection data is collected in the data collection device 45 together with the ID associated with each slave unit set, it is possible to immediately identify which rolling bearing 17 incorporated in any axle box 3 is abnormal.

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。
Another embodiment will be described.
In the following description, the same reference numerals are given to the portions corresponding to the matters described in the preceding forms in each embodiment, and the overlapping description is omitted. When only a part of the configuration is described, the other parts of the configuration are the same as those described in advance unless otherwise specified. The same effect is obtained from the same configuration. Not only the combination of the parts specifically described in each embodiment, but also the embodiments can be partially combined as long as the combination does not hinder.

図9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。先頭車両台車の最初の軸箱が走行レール20の1箇所目のポイント部Ptを通過した後、前記軸箱の六角ボルトに取り付けた、第1の子機セット5Aの振動測定装置が最初の軸受の振動を測定する。   FIG. 9 is a diagram illustrating an example of vibration measurement by a bearing abnormality detection device according to another embodiment. In this example, two point portions Pt are provided in the travel range of the railway vehicle 1 and one vehicle 1 enters between them. After the first axle box of the leading vehicle bogie passes the first point portion Pt of the traveling rail 20, the vibration measuring device of the first slave unit set 5A attached to the hexagon bolt of the axle box is the first bearing. Measure vibration.

この場合、図8同様、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、1箇所目のポイント部Ptを通過した後、測定を開始し、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、各子機セット5A〜5Fの測定が走行レール20に沿った略近い位置で行われる。   In this case, as in FIG. 8, a detection start signal is transmitted in the order of the first handset 5A → second handset 5B → third handset 5C → fourth handset 5D to detect each vibration. Set to start measuring the target. Further, the fifth handset 5E in the succeeding vehicle 1 is set to start measurement after passing through the first point portion Pt and to transmit a detection start signal to the sixth handset 5F. . By setting in this way, the measurement of each of the child device sets 5A to 5F is performed at a substantially close position along the traveling rail 20.

なお1箇所目のポイント部Ptを通過し、軸受の振動を測定した各子機セット5A〜5Fは、その後、2箇所目のポイント部Ptを通過するが、1箇所目のポイント部Ptを通過後に軸受の振動を測定しているので、2箇所目のポイント部Ptを通過後には軸受の振動を測定しない。   In addition, each subunit | mobile_unit set 5A-5F which passed the 1st point part Pt and measured the vibration of the bearing passes the 2nd point part Pt after that, but passes the 1st point part Pt. Since the vibration of the bearing is measured later, the vibration of the bearing is not measured after passing through the second point portion Pt.

各々の子機セット5A〜5Fが軸受振動を測定するときは、所定の走行速度および走行レール20の継ぎ目やポイント部Ptに掛からず外乱振動の影響を受けない位置となるように設定する。また、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となお良い。この場合、各転がり軸受17(図5)の振動を検出するとき、前記駆動モータが発する電磁ノイズを振動測定装置が受ける心配がなくなる。   When each of the handset sets 5A to 5F measures bearing vibration, it is set so that it is not affected by disturbance vibration without being hit by a predetermined traveling speed and the joint of the traveling rail 20 or the point portion Pt. Further, for example, after the railway vehicle 1 is set at a constant vehicle speed by a drive motor, the drive motor is deenergized, and the railway vehicle 1 is caused to travel with inertial force. In this case, when the vibration of each rolling bearing 17 (FIG. 5) is detected, there is no fear that the vibration measuring device receives electromagnetic noise generated by the drive motor.

データ収集装置45に記録された軸受振動データは、IDと共に電話回線等の無線を介して、図3に示すように、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、軸受振動データのIDと、軸受型番、軸箱、車両番号、および測定日との関係を、前記軸受振動データと対応させて記憶する。データ蓄積サーバ46内に保存された軸受振動データおよび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。   The bearing vibration data recorded in the data collecting device 45 is transferred together with the ID to a data storage server 46 which is a storage means, as shown in FIG. 3, via radio such as a telephone line. In the data storage server 46, the relationship between the ID of the bearing vibration data, the bearing model number, the axle box, the vehicle number, and the measurement date is stored in association with the bearing vibration data. The bearing vibration data and ID stored in the data storage server 46 can be transmitted to the analysis device 6 using, for example, a wireless LAN, Wi-Fi, Bluetooth (registered trademark), ZigBee module, or the like.

各子機セットの測定開始指令送受信装置に振動測定開始手段を設けたが、この例に限定されるものではない。例えば、振動測定開始手段を各子機セットの振動検出装置に設けても良い。   Although the vibration measurement start means is provided in the measurement start command transmission / reception device of each slave unit set, it is not limited to this example. For example, vibration measurement starting means may be provided in the vibration detection device of each slave unit set.

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(検出データ送信装置)
15…振動検出装置
17…転がり軸受
45…データ収集装置
46…データ蓄積サーバ(記憶手段)
50…診断部
51…記憶部
52…表示部
53…振動測定開始手段
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Railway vehicle 2 ... Carriage 3 ... Shaft box 6 ... Analysis apparatus 13 ... Measurement start command transmission / reception apparatus (detection data transmission apparatus)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 15 ... Vibration detection apparatus 17 ... Rolling bearing 45 ... Data collection apparatus 46 ... Data storage server (storage means)
50 ... diagnosis unit 51 ... storage unit 52 ... display unit 53 ... vibration measurement starting means

Claims (7)

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、
前記転がり軸受の振動、および外乱振動のいずれか一方または両方を検出する振動検出装置と、
この振動検出装置の検出値を監視し、前記検出値が定められた一定値以上であることを判断すると、前記転がり軸受の振動測定を開始する振動測定開始手段と、
この取り込んだ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、
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。
A railway vehicle bearing abnormality detection device that detects an abnormality of a plurality of rolling bearings incorporated in an axle box provided on a railway vehicle carriage,
A vibration detecting device for detecting either one or both of vibration of the rolling bearing and disturbance vibration;
When monitoring the detection value of the vibration detection device and determining that the detection value is equal to or greater than a predetermined value, vibration measurement starting means for starting vibration measurement of the rolling bearing;
An analyzer for judging abnormality of the rolling bearing from the captured vibration data;
A bearing abnormality detecting device for railway vehicles, comprising:
請求項1に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、
前記鉄道車両が走行する走行レールの近傍に設置され、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、
をさらに設けた鉄道車両用軸受異常検知装置。
In the railway vehicle bearing abnormality detection device according to claim 1, a detection data transmission device that transmits detection data detected by the vibration detection device;
A data collection device that is installed in the vicinity of a traveling rail on which the railway vehicle travels, receives and collects detection data transmitted from the detection data transmission device, and
A railway vehicle bearing abnormality detection device further provided.
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。   The bearing abnormality detection device for a railway vehicle according to claim 2, wherein the data collection device receives and collects the detection data together with an ID associated with each vibration detection device. 請求項3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。   The railway vehicle bearing abnormality detection device according to claim 3, further comprising a data storage server that transmits the detection data and the ID from the data collection device via a telephone line, and the analysis device includes the data storage server. A bearing abnormality detection device for a railway vehicle that determines an abnormality of each rolling bearing from the detection data and the ID transmitted from the railway. 請求項4に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。
The bearing abnormality detecting device for a railway vehicle according to claim 4,
The analysis device includes:
A diagnosis unit that diagnoses a bearing abnormality when the analysis value obtained by frequency analysis of the detection data is equal to or greater than a set threshold value for vibration, and diagnoses that the bearing is normal when less than the threshold value;
A storage unit for storing the analysis result diagnosed by the diagnosis unit;
A display unit for displaying the analysis result diagnosed by the diagnostic unit;
Have
A bearing abnormality detecting device for a railway vehicle that transmits an analysis result diagnosed by the diagnostic unit together with the ID to the data storage server.
請求項5に記載の鉄道車両用軸受異常検知装置において、前記データ蓄積サーバに記録された解析結果をID毎に閲覧する電子機器を設けた鉄道車両用軸受異常検知装置。   6. The railway vehicle bearing abnormality detection device according to claim 5, further comprising an electronic device for browsing the analysis result recorded in the data storage server for each ID. 請求項3ないし請求項6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。   The railway vehicle bearing abnormality detection device according to any one of claims 3 to 6, wherein the relationship between the ID of the detection data and the bearing model number, axle box, vehicle number, and measurement date is A bearing abnormality detecting device for a railway vehicle provided with a storage means for storing data corresponding to detection data.
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