JP3537804B2 - 輪重取得装置、輪重取得方法、鉄道車両、鉄道車両の保守方法、軌道の保守方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、輪重取得装置およ
び輪重取得方法、鉄道車両、鉄道車両の保守方法および
軌道の保守方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】走行中の鉄道車両は、カントや曲線走行
時の遠心力、横風、軌道狂い等の様々な影響を受け、車
輪の輪重に大きな変化が生じている。走行中に輪軸の左
右の輪重バランスが極端に崩れると脱線の危険性が高く
なるため、輪重は鉄道車両の安全運行の指標として重要
である。

【０００３】このような輪重の測定方法としては、主に
次の２つの方法が知られている。一方はレールに歪みゲ
ージ等を設置しそのレール上に車両を走行させて輪重を
測定する地上側測定法、他方は車輪に歪みゲージ等を設
置して輪重を測定する車両側測定法である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の輪重測
定法には、つぎのような問題点が存在していた。すなわ
ち、地上側測定法では、歪みゲージが設置された輪重測
定地点を通過する任意の車輪の輪重を測定することがで
きる反面、測定地点が輪重測定地点である、例えば、車
両引込線等のみに極端に限定されてしまい、様々な場所
で走行する車両の輪重の変化をリアルタイムに測定する
ことができない。また、車両側測定法では、走行中の輪
重をリアルタイムに測定することが可能である反面、特
殊な車輪を用いるため特定台車の特定車輪の輪重しか測
定できない。このように、これら両測定法では、任意の
測定地点で任意の台車の車輪の輪重をリアルタイムに簡
便に求めることができなかった。

【０００５】本発明は、上記課題に鑑みてなされたもの
であり、台車の個々の車輪の輪重を、任意の測定地点、
任意の台車において、走行時にはリアルタイムに、また
停止時にも、簡便に取得することのできる装置および方
法と、これを用いた鉄道車両と、鉄道車両の保守方法お
よび軌道の保守方法と、を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明に係る輪重取得装
置は、台車枠に対して、車輪を有する輪軸が当該輪軸の
転走方向に離間されて複数配設されて成る台車と、台車
上に配設される車体と、台車枠上で当該台車の幅方向に
複数配設され、車体を支持する空気バネと、を備える鉄
道車両において車輪の輪重を取得する輪重取得装置であ
って、空気バネの内圧に関する情報を取得する内圧取得
手段と、台車のねじれに関する情報を検出するねじれ検
出手段と、取得された内圧に関する情報及びねじれに関
する情報に基づいて車輪の輪重を取得する輪重推定手段
と、を備えることを特徴とする。

【０００７】また、本発明に係る輪重取得方法は、台車
枠に対して、車輪を有する輪軸が当該輪軸の転走方向に
離間されて複数配設されて成る台車と、台車上に配設さ
れる車体と、台車枠上で当該台車の幅方向に複数配設さ
れ、車体を支持する空気バネと、を備える鉄道車両にお
いて車輪の輪重を取得する輪重取得方法であって、空気
バネの内圧に関する情報を取得する内圧取得工程と、台
車のねじれに関する情報を検出するねじれ検出工程と、
取得された内圧に関する情報及びねじれに関する情報に
基づいて車輪の輪重を取得する輪重推定工程と、を含む
ことを特徴とする。

【０００８】本発明の輪重取得装置及び輪重取得方法に
よれば、台車幅方向に複数配設された空気バネの内圧に
関する情報に基づいて、当該台車の幅方向一方側の車輪
の輪重の合計値と他方側の車輪の輪重の合計値との関係
が取得されると共に、ねじれに関する情報に基づいて、
各々の側での個々の車輪の輪重の分布に関する情報が得
られ、個々の車輪の輪重が取得可能とされる。

【０００９】ここで、輪重推定手段は、内圧に関する情
報に基づいて、台車の幅方向一方側の車輪の輪重の合計
値に関する情報及び当該台車の幅方向他方側の車輪の輪
重の合計値に関する情報を取得する幅方向別輪重合計値
取得手段と、ねじれに関する情報に基づいて、各々の合
計値に関する情報を各々の側の個々の車輪に分配する輪
重合計値分配手段と、を備えることが好ましく、これに
よって、各車輪の輪重が好適に求められる。

【００１０】また、ねじれ検出手段は、台車枠に貼付さ
れた歪みゲージであることが好ましい。この歪みゲージ
によって台車枠の歪みを測定することにより、台車の幅
方向まわりのねじれに関する情報が簡易かつ低コストに
取得される。

【００１１】ここで、台車枠は、台車の幅方向に離間さ
れ台車の前後方向に延在する一対の側梁を備え、歪みゲ
ージは側梁に貼付されると、台車のねじれが好適に検出
される。

【００１２】さらに、台車枠は、台車の幅方向に離間さ
れ台車の前後方向に延在する一対の側梁と、側梁の略中
央部同士を連結する横梁と、を備え、歪みゲージは、横
梁に貼付されることが好ましい。

【００１３】このように横梁に歪みゲージを設置するこ
とにより、台車の幅方向まわりのねじれによる歪みが好
適に検出され、輪重がより精度良く取得される。

【００１４】さらに、横梁は、台車の前後方向に離間さ
れて側梁同士を連結する一対の主横梁と、台車の幅方向
に離間されて主横梁同士を連結する一対のつなぎ梁と、
を備え、歪みゲージは、つなぎ梁に貼付されることが好
ましい。

【００１５】つなぎ梁を備える台車枠においては、歪み
ゲージをつなぎ梁に貼付することにより、台車の幅方向
まわりのねじれによる歪みが一層好適に検出される。

【００１６】本発明に係る鉄道車両は、上記輪重取得装
置と、乗務員に警報を発する警報手段と、取得された輪
重を監視し所定の危険状態と判定した場合に警報手段を
駆動する警報制御手段と、を備えることを特徴とする。

【００１７】本発明の鉄道車両によれば、鉄道車両の輪
重が所定の危険状態となった場合に、脱線等の危険があ
るとして自動的に乗務員への通報がなされる。

【００１８】本発明に係る鉄道車両は、上記輪重取得装
置と、車両速度を制御する速度制御手段と、取得された
輪重を監視し所定の危険状態と判定した場合に速度制御
手段を制御する速度管理手段と、を備えることを特徴と
する。

【００１９】本発明の鉄道車両によれば、鉄道車両の輪
重が所定の危険状態となったときに、脱線等の危険性が
あるとして車両走行速度が自動的に制御される。

【００２０】本発明に係る鉄道車両は、上記輪重取得装
置と、情報を記録可能な記録手段と、取得された輪重を
記録手段に記録させる記録制御手段と、を備えることを
特徴とする。

【００２１】本発明の鉄道車両によれば、脱線危険性等
の指標となる輪重が記録され、後工程での検査・解析等
が可能とされる。

【００２２】ここで、走行地点を認識する走行地点認識
手段を備え、記録制御手段は、輪重を、当該輪重が取得
された走行地点と対応づけて記録手段に記録させること
が好ましい。

【００２３】これにより、記録された輪重に異常値等が
ある場合等に、当該輪重が測定された地点が容易に把握
され、保守点検等が容易とされる。

【００２４】本発明に係る鉄道車両の保守方法は、上記
記録装置を備える鉄道車両の保守方法であって、記録手
段に記録された輪重を鉄道車両の保守点検の指標とする
ことを特徴とする。

【００２５】本発明に係る鉄道車両の保守方法によれ
ば、輪重の異常値等が発生した車輪、車軸、台車等を点
検することにより、鉄道車両の保守点検を効率的に行う
ことができる。

【００２６】本発明に係る軌道の保守方法は、上記輪重
が走行地点と対応づけて記録手段に記録される鉄道車両
が走行する軌道の保守方法であって、記録手段に記録さ
れた輪重を軌道の保守点検の指標とすることを特徴とす
る。

【００２７】本発明の軌道の保守方法によれば、輪重の
異常値等が発生した地点が容易に把握され、この地点に
対応する軌道を点検することにより、軌道の保守点検を
効率的に行うことができる。

【００２８】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照しながら、
本発明に係る輪重取得装置の好適な実施形態について詳
細に説明する。なお、図面の説明において、同一または
相当要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略す
る。

【００２９】図１は本実施形態に係る輪重取得装置を備
える鉄道車両を示す正面構成図、図２は図１の鉄道車両
の部分断面側面図である。図１及び図２に示す鉄道車両
１０は、主として、走行装置である台車１６と、２つの
台車１６上にわたって配設される車体１２と、台車１６
上で車体１２を支持する空気バネ１３と、を備えてい
る。

【００３０】台車１６は、図３に示すように、上方から
見て略Ｈ字形状をなす台車枠１９を備えている。この台
車枠１９は、台車１６の前後方向に延在すると共に幅方
向に互いに離間された一対の略矩形の側梁５１，５１を
備えている。

【００３１】この側梁５１，５１同士は、台車１６の幅
方向に延在すると共に前後方向にやや離間され側梁５
１，５１の略中央部を各々貫通する一対の主横梁５２，
５２によって連結されている。さらに、主横梁５２、５
２同士は、側梁５１，５１の内側で互いに幅方向に離間
されて前後方向に延在するつなぎ梁５３，５３によって
連結され、主横梁５２，５２と、つなぎ梁５３，５３と
が、横梁５８を構成している。

【００３２】主横梁５２，５２の端部で、側梁５１から
外側に突き出た部分には、当該突き出た部分同士を連結
すると共に、その上に空気バネ１３が載置される載置台
５５が幅方向両側に各々設置されている。

【００３３】また、図２に示すように、台車枠１９の前
端部下方及び後端部下方には、車輪２０及び車軸２１を
備える輪軸１１が、各々前後方向に転走可能に配設され
ている。この輪軸１１は、図１に示すように、その両端
が、軸受けとしての軸箱２５に回転自在に支持され、こ
の軸箱２５は、台車枠１９に回動可能に支持されると共
に、軸バネ１７を介して側梁５１，５１の端部下側に各
々連結されている。そして、台車１６は、レールを備え
る軌道１５上を前後方向に走行可能とされている。

【００３４】空気バネ１３は、台車枠１９の載置台５
５，５５上に各々設置され、車体１２を支持する。空気
バネ１３には、空気バネ１３と連通する補助空気室６３
が設けられている。また、空気バネ１３，１３間には空
気バネ差圧弁２４が設置され、１対の空気バネ１３，１
３の内圧差が所定値以下になるようにされている。

【００３５】さらに、図２に示すように、空気バネ１３
には、車体１２の高さを一定に制御する自動高さ調節弁
６２が配管６１を介して接続されると共に、自動高さ調
節弁６２には、空気を供給すべく配管６４を介して元空
気だめ６５が接続されている。

【００３６】車体１２は、直方体形状の外郭をなして旅
客等を収容するものであり、車体１２の一端前側は、乗
務員室２２とされている。乗務員室２２内には、乗務員
の操作やＡＴＳ（自動列車停止装置）の信号等により鉄
道車両１０の走行を制御するマスコン（速度制御手段）
２３と、乗務員に異常を知らせる警報装置（警報手段）
２６と、が設置されている。

【００３７】また、車体１２には、鉄道車両１０が走行
する現在地点を認識しその地点に対応する符号等を出力
する走行地点認識装置（走行地点認識手段）６０と、輪
重（詳しくは後述）等の情報が記録されるメモリカード
等の記録装置（記録手段）２７と、を備えている。

【００３８】そして、特に本実施形態に係る鉄道車両１
０においては、台車１６の一対の空気バネ１３の内圧を
各々測定する圧力センサ（内圧取得手段）１４，１４
と、台車１６の幅方向まわりのねじれによる台車枠１９
の歪みを測定する歪みゲージ２８（ねじれ検出手段）
と、測定された内圧及び歪みに基づいて個々の車輪２０
の輪重を取得すると共に、取得された輪重に基づいて鉄
道車両１０を制御する輪重取得・制御装置４０とを備
え、これらによって輪重取得装置９０が構成されてい
る。

【００３９】圧力センサ１４は、空気バネ１３と自動高
さ調節弁６２とを結ぶ配管６１に各々取り付けられ、取
外しや取付けが容易とされている。

【００４０】歪みゲージ２８は、図３に示すように、台
車枠１９の一方のつなぎ梁５３の端部表面に、このつな
ぎ梁５３の軸に平行な線に対して約４５°の角度をなす
ように、かつ、溶接部を避けるように貼付されており、
この台車１６の幅方向まわりのねじれによる歪みを効率
よく検出可能となっている。

【００４１】輪重取得・制御装置４０は、図４のブロッ
ク図に示すように、ＣＰＵである制御装置１８と、制御
装置１８の処理手順（詳しくは後述）がプログラムの形
で格納されるＲＯＭ３２と、台車重量、軌道幅、輪軸間
距離や空気バネ１３の受圧面積、空気バネ１３の幅方向
間隔、空気バネ１３の高さ等の諸元データや、歪みの校
正データ（詳しくは後述）等が記憶されるＲＡＭ３１
と、を備えている。

【００４２】制御装置１８は、圧力センサ１４によって
測定された内圧及び歪みゲージ２８によって検出された
歪みを取得し、これらに基づいて台車１６の個々の車輪
の輪重を推定する輪重推定手段４１と、輪重推定手段４
１によって取得された輪重をリアルタイムに監視し、所
定の危険状態と判断した場合に警報装置２６を制御する
警報制御手段４５と、輪重推定手段４１によって取得さ
れた輪重をリアルタイムに監視し、所定の危険状態と判
断した場合にマスコン２３の制御を行う速度管理手段４
６と、取得された輪重を走行地点認識装置６０によって
認識された現在走行位置と関連づけて記録装置２７に記
録させる記録制御手段４７と、同様な機能を達成するよ
うに構成されている。

【００４３】また、輪重推定手段４１は、圧力センサ１
４により検出される左右１対の空気バネ１３の内圧と、
ＲＡＭ３１に記憶された諸元データと、に基づいて、台
車１６の左側の輪重の合計値及び右側の輪重の合計値を
取得する左右別輪重合計値取得手段（幅方向別輪重合計
値取得手段）４２と、歪みゲージ２８によって測定され
た台車枠１９の歪みと、ＲＡＭ３１に記憶された歪みゲ
ージ２８の校正データや諸元データと、に基づいて台車
１６のねじれを求め、このねじれに基づいて上記の左右
別の輪重合計値を、各々の側の個々の車輪２０に分配し
個々の車輪２０の輪重を取得する輪重合計値分配手段４
３と、同様な機能を達成するように構成されている。

【００４４】つぎに、ＲＯＭ３２に書き込まれているプ
ログラムに従い実行される輪重取得・制御装置４０の処
理手順について図５に示すフロー図を参照して説明す
る。

【００４５】まず、輪重の取得に先立って、あらかじ
め、例えば、鉄道車両１０が車庫から出発する際等に、
本発明に係る輪重取得・制御装置４０によって後述のご
とく取得される輪重と、従来の地上側輪重測定装置（不
図示）等で取得された輪重とを比較し、これに基づいて
歪みゲージ２８の零点補償のための校正データを取得
し、ＲＡＭ３１にこの校正データを入力しておく。一般
的には、電源投入時の歪みゲージ２８の歪み状態を歪み
ゲージ２８の零点とすることが多いが、この零点設定時
に軌道１５にゆがみ等がある場合や、台車枠１９に初期
ねじれ等がある場合には、台車枠１９が歪んでいる状態
を零点としてしまい、輪重の測定に誤差を生じる。この
ため、あらかじめ、このような他の輪重測定装置によっ
て得られた輪重との比較等によって零点の補償を行うこ
とにより、歪みゲージ２８の零点調整が適切に成され
て、輪重取得の精度が高められている。

【００４６】このようにして、校正データが入力された
後、まず、輪重取得・制御装置４０は、ステップ１（Ｓ
１）において、圧力センサ１４から送出される１対の空
気バネ１３の内圧を各々取得する。つぎに、ステップ２
（Ｓ２）において、これらの内圧と、ＲＡＭ３１に記憶
された諸元データと、に基づいて台車１６の左側の車輪
２０の輪重の合計値と、右側の車輪２０の輪重の合計値
と、を取得する。

【００４７】具体的には、例えば、左右の各々の空気バ
ネ１３，１３の内圧に空気バネ１３，１３の受圧面積を
かけて空気バネ１３，１３が受ける各々の重量を求め、
さらに幅方向の諸元データを考慮することで、これらの
重量を車輪幅位置での各重量に変換する。さらに、これ
らの重量に対して、台車１６の重量等を空気バネ１３の
内圧等に基づいて左右に振り分けたものを各々加えるこ
とにより、台車１６の右側の全車輪が受ける輪重と、左
側の全車輪が受ける輪重の合計値を各々求めることがで
きる。なお、当該鉄道車両１０の他の台車１６の一対の
空気バネ１３，１３の内圧も考慮に入れることにより、
台車１６の右側の全車輪が受ける輪重の合計値と、左側
の全車輪が受ける輪重の合計値の推定精度が向上され
る。

【００４８】つぎに、ステップ３（Ｓ３）においては、
歪みゲージ２８から台車枠１９の歪みを取得し、ステッ
プ４（Ｓ４）において、この歪みを校正データで校正す
ると共に、諸元データに基づいて、台車１６の幅方向ま
わりのねじれを求め、左側の車輪２０の輪重の合計値
と、右側の車輪の輪重の合計値とを、各々の側での個々
の車輪２０に分配する。

【００４９】具体的には、例えば、校正された台車枠１
９の歪みに基づいて、台車１６にかかる幅方向まわりの
ねじれモーメントを求め、このねじれモーメントに基づ
いて、台車１６の左右各々の側の輪重の合計値を、各々
前側の車輪２０の輪重と後側の車輪２０の輪重とに分配
することにより、台車１６の個々の車輪２０の輪重を取
得できる。

【００５０】つぎに、輪重取得・制御装置４０は、ステ
ップ５（Ｓ５）において、各輪軸１１毎に左右の車輪２
０の輪重に基づいて輪重偏在度を取得する。ここで、輪
重偏在度としては、例えば、左右の輪重の比である輪重
比、（左右の輪重の差／左右の輪重の和）として求めら
れる輪重係数、左右の輪重の差等が利用できる。

【００５１】そして、輪重偏在度が、脱線の危険性が高
いとしてあらかじめ設定された危険基準値よりも大きい
場合には、鉄道車両１０の状態が危険と判断し、ステッ
プ６（Ｓ６）において、警報装置２６を駆動して乗務員
に危険を知らせ、ステップ７（Ｓ７）において、マスコ
ン２３内の非常停止回路等に制御信号を送信して、鉄道
車両１０の走行速度を制限し、自動的に緊急停止や徐行
をさせ、ステップ８（Ｓ８）に進む。

【００５２】この輪重偏在度はリアルタイムに監視さ
れ、脱線の危険性がある場合に、その旨が自動的に乗務
員に対して通報されるので、鉄道車両１０が危険な状態
にあることを乗務員が瞬時に把握できる。また、同様に
輪重偏在度が監視され、脱線の危険性がある場合に、鉄
道車両１０の走行速度が自動的に制御されて徐行や停止
が行われるので、鉄道車両１０の安全性が高められてい
る。

【００５３】一方、輪重偏在度が、危険基準値よりも小
さければ危険性は低いと判断し、ステップ８（Ｓ８）に
進む。

【００５４】ステップ８においては、走行地点認識装置
６０から送信される鉄道車両１０の現在走行地点のデー
タを取得し、ステップ９（Ｓ９）において、個々の車輪
２０の輪重や、輪重偏在度等を現在走行地点データと共
に記録装置２７に記録させる。

【００５５】このようにして記録装置２７に記録された
輪重等のデータは、鉄道車両１０の点検時等に外部のＰ
Ｃ等により読みとられ、脱線に関連する台車異常や軌道
異常がありメンテナンスを要すとしてあらかじめ設定さ
れた保守基準値（上述の危険基準値と異なる）と比較さ
れる。

【００５６】このとき、例えば、ある台車１６の輪重等
に保守基準値から外れるものがある場合は、台車１６や
輪軸１１等の異常の可能性があるとして、該当する台車
１６等の詳細な保守点検、部品交換などを行う。また、
例えば、ある走行地点の近辺で、複数の車輪２０の輪重
等が保守基準値から外れる場合は、軌道異常の可能性が
あるとして、該当走行地点の軌道１５の詳細な保守点
検、交換などを行う。

【００５７】ここで、記録装置２７に記録された輪重等
が保守基準値を越えるのを保守点検の指標としているこ
とにより、脱線の原因となりうる異常を有する台車１６
や軌道１５の存在が容易に認識され、効率的にこれらの
保守作業を行うことができると共に車両運行の安全性も
さらに向上されている。

【００５８】このように、本実施形態によれば、圧力セ
ンサ１４によって空気バネ１３の内圧に関する情報を取
得すると共に、歪みゲージ２８によって台車１６の幅方
向まわりのねじれに関する情報を検出し、空気バネ１３
の内圧に関する情報に基づいて、台車１６の幅方向一方
側の車輪２０の輪重の合計値と他方側の車輪２０の輪重
の合計値との関係が取得されると共に、ねじれに関する
情報に基づいて、各々の側での個々の車輪２０の輪重の
分布に関する情報が得られ、個々の車輪２０の輪重が取
得できる。

【００５９】ここで、本実施形態に係る鉄道車両１０に
おいて、輪重取得装置９０によって取得された個々の車
輪２０の輪重と、輪重・横圧測定用輪軸（車輪に歪みゲ
ージが貼付された輪軸）によって測定された輪重との比
較を行った。

【００６０】ここで、鉄道車両１０は、曲率半径略２０
０ｍの円弧曲線軌道上を時速略５ｋｍ／ｈ〜略２０ｋｍ
／ｈで走行され、鉄道車両１０の車輪２０の踏面は修正
円弧踏面とされている。

【００６１】図６〜図９は、台車１６の４つの軸バネ１
７が完成直後と同様に４つともバランスされている状態
の鉄道車両１０の前側台車の輪重を、本実施形態の輪重
取得装置９０で測定した場合と、輪重・横圧測定用輪軸
で測定した場合とで比較するものであり、図６は前側輪
軸の左側車輪の輪重を示すグラフ、図７は前側輪軸の右
側車輪の輪重を示すグラフ、図８は後側輪軸の左側車輪
の輪重を示すグラフ、図９は後側輪軸の右側車輪の輪重
を示すグラフであり、図中の点線が輪重・横圧測定用輪
軸による輪重、実線が輪重取得装置９０による輪重であ
る。

【００６２】図６〜９より明らかなように、何れの車輪
２０についても、輪重取得装置９０で測定された輪重
と、輪重・横圧測定用輪軸で測定された輪重とは良く一
致しており、本実施形態のような簡便な方法によって個
々の車輪２０の輪重が精度良く求められることがわか
る。

【００６３】また、図１０〜図１３は、長年の台車１６
の使用等によって台車１６の軸バネ１７のバランスが狂
ってきた場合を想定し、前側の輪軸の左側の軸バネ１７
に所定の厚さのスペーサをかませ、あらかじめ台車１６
のバランスを４５％崩した台車１６を備える鉄道車両１
０の場合について同様に測定した場合を示すものであ
り、図１０は前側輪軸の左側車輪の輪重を示すグラフ、
図１１は前側輪軸の右側車輪の輪重を示すグラフ、図１
２は後側輪軸の左側車輪の輪重を示すグラフ、図１３は
後側輪軸の右側車輪の輪重を示すグラフである。

【００６４】図１０〜図１３により明らかなように、経
年変化等により台車１６の軸バネ１７のバランスが崩れ
ている場合でも、輪重取得装置９０による輪重と輪重・
横圧測定用輪軸による輪重とはほぼ一致し、本実施形態
によれば、高い信頼性で、輪重の取得ができることが確
認された。

【００６５】なお、本発明は、上記実施形態に記載の態
様に限定されるものではなく、他の条件等に応じて種々
の変形態様をとることが可能である。例えば、上記実施
形態では、制御装置１８とマスコン２３とを別々の装置
としているが、マスコン２３のＣＰＵ等で全ての処理を
行うようにしても構わない。

【００６６】また、上記実施形態では、低コストかつ簡
易に個々の車輪２０の輪重を取得すべく、台車１６につ
き歪みゲージ２８を１個貼付しているが、台車１６の幅
方向まわりのねじれをより精度良く検知して輪重の分配
精度を高めるべく、歪みゲージ２８を複数貼付しても良
い。

【００６７】また、上記実施形態では、台車１６の幅方
向まわりのねじれを精度良く検出すべく、歪みゲージ２
８をつなぎ梁５３の端部表面に、つなぎ梁５３の軸と平
行な線に対して約４５度傾くように貼付しているが、主
横梁５２や側梁５１等の台車枠１９であって台車１６の
幅方向まわりのねじれにより生ずる歪みを検出できる場
所であれば良く、またその貼付角度もこのねじれによる
変位が発生する方向であれば限定されない。なお、台車
１６の構造等によっては、台車１６の幅方向まわりのね
じれではなく他の方向のねじれを測定し、これに基づい
て、輪重の分配をしても良い。

【００６８】また、上記実施形態においては、台車１６
の幅方向まわりのねじれを検出するねじれ検出手段とし
て、歪みゲージ２８を採用しているが、歪みを測定する
レーザ変位計等の他の手段を用いてねじれを測定しても
よい。

【００６９】また、上記実施形態においては、つなぎ梁
５３を有する台車枠１９を採用しているが、他の台車枠
への適用も可能である。例えば、つなぎ梁５３を有しな
い台車枠等でもよく、また、本実施形態のようなボルス
タレス台車に用いられる台車枠１９ではなく、ボルスタ
付台車に用いられる台車枠等でもよく、側梁や横梁を含
め台車枠の形状や構造等は何ら限定されない。この場
合、歪みゲージ２８は台車枠、例えば、横梁の表面上
で、台車１６のねじれを精度良く検知できる場所に貼れ
ばよく、ねじれをより精度良く検知して輪重の分配精度
を高めるべく、歪みゲージ２８を複数枚貼付してもよ
い。

【００７０】また、上記実施形態においては、空気バネ
１３の設置方法も特に限定されず、例えば、側梁５１の
外側側面に溶接された箱状部材等の上に空気バネ１３を
載置しても良い。

【００７１】また、上記実施形態においては、取付け取
外しを容易とすべく、圧力センサ１４を、空気バネ１３
と自動高さ調節弁６２とを結ぶ配管６１に取り付けてい
るが、空気バネ１３や、補助空気室６３等に取り付けて
も良く、要は、空気バネ１３内の内圧が測定可能な位置
であればよい。

【００７２】また、上記実施形態においては、輪重等と
対応づけて、走行地点認識装置６０によって出力される
走行地点に対応する符号を、記録装置２７に記録してい
るが、後工程で走行地点の認識が可能となる情報を記録
すれば良く、例えば、輪重が測定された時間情報等でも
よい。

【００７３】また、上記実施形態においては、輪重取得
装置を鉄道車両の先頭車に適用しているが、中間車に適
用しても良い。

【００７４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
内圧取得手段によって空気バネの内圧に関する情報を取
得すると共に、ねじれ検出手段によって台車の幅方向ま
わりのねじれに関する情報を検出しており、空気バネの
内圧に関する情報に基づいて、当該台車の幅方向一方側
の車輪の輪重の合計値と他方側の車輪の輪重の合計値と
の関係が取得されると共に、ねじれに関する情報に基づ
いて、各々の側での個々の車輪の輪重の分布に関する情
報が得られ、個々の車輪の輪重が取得できる。

【００７５】これにより、台車の個々の車輪の輪重を、
任意の測定地点、任意の台車において、走行時にはリア
ルタイムに、また停止時にも、簡便に取得することので
きる装置および方法と、これを用いた鉄道車両と、鉄道
車両の保守方法および軌道の保守方法と、が提供され
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施形態に係る輪重取得装置を備えた鉄道車
両の正面図である。

【図２】図１の鉄道車両の部分断面側面図である。

【図３】図１中の台車の台車枠を示す斜視図である。

【図４】本実施形態に係る輪重取得装置を備えた鉄道車
両のブロック図である。

【図５】本実施形態に係る輪重取得方法を示すフロー図
である。

【図６】バランスのとれた台車を備える鉄道車両におけ
る前側輪軸の左側車輪の輪重を示すグラフである。

【図７】バランスのとれた台車を備える鉄道車両におけ
る前側輪軸の右側車輪の輪重を示すグラフである。

【図８】バランスのとれた台車を備える鉄道車両におけ
る後側輪軸の左側車輪の輪重を示すグラフである。

【図９】バランスのとれた台車を備える鉄道車両におけ
る後側輪軸の右側車輪の輪重を示すグラフである。

【図１０】バランスの崩れた台車を備える鉄道車両にお
ける前側輪軸の左側車輪の輪重を示すグラフである。

【図１１】バランスの崩れた台車を備える鉄道車両にお
ける前側輪軸の右側車輪の輪重を示すグラフである。

【図１２】バランスの崩れた台車を備える鉄道車両にお
ける後側輪軸の左側車輪の輪重を示すグラフである。

【図１３】バランスの崩れた台車を備える鉄道車両にお
ける後側輪軸の右側車輪の輪重を示すグラフである。

【符号の説明】

１０…鉄道車両、１１…輪軸、１２…車体、１３…空気
バネ、１４…圧力センサ（内圧取得手段）、１５…軌
道、１６…台車、１９…台車枠、２０…車輪、２３…マ
スコン（速度制御手段）、２６…警報装置（警報手
段）、２７…記録装置（記録手段）、２８…歪みゲージ
（ねじれ検出手段）、４０…輪重取得・制御装置、４１
…輪重推定手段、４２…左右別輪重合計値取得手段（幅
方向別輪重合計値取得手段）、４３…輪重合計値分配手
段、４５…警報制御手段、４６…速度管理手段、４７…
記録制御手段、５１…側梁、５２…主横梁、５３…つな
ぎ梁、５８…横梁、６０…走行地点認識装置（走行地点
認識手段）、９０…輪重取得装置。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大野 真弘 神奈川県横浜市金沢区大川３番１号 東 急車輛製造株式会社内 (72)発明者 江口 文夫 神奈川県横浜市金沢区大川３番１号 東 急車輛製造株式会社内 (56)参考文献 特開2002−137731（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−230554（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−166431（ＪＰ，Ａ) 実開 平６−72033（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01G 19/00 G01G 19/02 G01G 19/04 G01G 19/10 B61K 9/00 B61K 9/02

Claims (13)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 台車枠に対して、車輪を有する輪軸が当
   該輪軸の転走方向に離間されて複数配設されて成る台車
   と、前記台車上に配設される車体と、前記台車枠上で当
   該台車の幅方向に複数配設され、前記車体を支持する空
   気バネと、を備える鉄道車両において前記車輪の輪重を
   取得する輪重取得装置であって、 前記空気バネの内圧に関する情報を取得する内圧取得手
   段と、 前記台車のねじれに関する情報を検出するねじれ検出手
   段と、 前記取得された内圧に関する情報及び前記ねじれに関す
   る情報に基づいて前記車輪の輪重を取得する輪重推定手
   段と、 を備えることを特徴とする、輪重取得装置。
2. 【請求項２】 前記輪重推定手段は、前記内圧に関する
   情報に基づいて、前記台車の幅方向一方側の車輪の輪重
   の合計値に関する情報及び当該台車の幅方向他方側の車
   輪の輪重の合計値に関する情報を取得する幅方向別輪重
   合計値取得手段と、前記ねじれに関する情報に基づい
   て、前記各々の合計値に関する情報を各々の側の個々の
   車輪に分配する輪重合計値分配手段と、を備えることを
   特徴とする、請求項１に記載の輪重取得装置。
3. 【請求項３】 前記ねじれ検出手段は、前記台車枠に貼
   付された歪みゲージであることを特徴とする、請求項１
   又は２に記載の輪重取得装置。
4. 【請求項４】 前記台車枠は、前記台車の幅方向に離間
   され前記台車の前後方向に延在する一対の側梁を備え、 前記歪みゲージは、前記側梁に貼付されることを特徴と
   する、請求項３に記載の輪重取得装置。
5. 【請求項５】 前記台車枠は、前記台車の幅方向に離間
   され前記台車の前後方向に延在する一対の側梁と、前記
   側梁の略中央部同士を連結する横梁と、を備え、 前記歪みゲージは、前記横梁に貼付されることを特徴と
   する、請求項３に記載の輪重取得装置。
6. 【請求項６】 前記横梁は、前記台車の前後方向に離間
   されて前記側梁同士を連結する一対の主横梁と、前記台
   車の幅方向に離間されて前記主横梁同士を連結する一対
   のつなぎ梁と、を備え、前記歪みゲージは、前記つなぎ
   梁に貼付されることを特徴とする、請求項５に記載の輪
   重取得装置。
7. 【請求項７】 台車枠に対して、車輪を有する輪軸が当
   該輪軸の転走方向に離間されて複数配設されて成る台車
   と、前記台車上に配設される車体と、前記台車枠上で当
   該台車の幅方向に複数配設され、前記車体を支持する空
   気バネと、を備える鉄道車両において前記車輪の輪重を
   取得する輪重取得方法であって、 前記空気バネの内圧に関する情報を取得する内圧取得工
   程と、 前記台車のねじれに関する情報を検出するねじれ検出工
   程と、 前記取得された内圧に関する情報及びねじれに関する情
   報に基づいて前記車輪の輪重を取得する輪重推定工程
   と、 を含むことを特徴とする、輪重取得方法。
8. 【請求項８】 請求項１〜６の何れか一項に記載の輪重
   取得装置と、乗務員に警報を発する警報手段と、取得さ
   れた輪重を監視し所定の危険状態と判定した場合に前記
   警報手段を駆動する警報制御手段と、を備えることを特
   徴とする鉄道車両。
9. 【請求項９】 請求項１〜６の何れか一項に記載の輪重
   取得装置と、車両速度を制御する速度制御手段と、取得
   された輪重を監視し所定の危険状態と判定した場合に前
   記速度制御手段を制御する速度管理手段と、を備えるこ
   とを特徴とする鉄道車両。
10. 【請求項１０】 請求項１〜６の何れか一項に記載の輪
    重取得装置と、情報を記録可能な記録手段と、取得され
    た輪重を前記記録手段に記録させる記録制御手段と、を
    備えることを特徴とする鉄道車両。
11. 【請求項１１】 走行地点を認識する走行地点認識手段
    を備え、前記記録制御手段は、前記輪重を、当該輪重が
    取得された走行地点と対応づけて前記記録手段に記録さ
    せることを特徴とする、請求項１０に記載の鉄道車両。
12. 【請求項１２】 請求項１０又は１１の鉄道車両の保守
    方法であって、前記記録手段に記録された輪重を前記鉄
    道車両の保守点検の指標とすることを特徴とする、鉄道
    車両の保守方法。
13. 【請求項１３】 請求項１１の鉄道車両が走行する軌道
    の保守方法であって、前記記録手段に記録された輪重を
    前記軌道の保守点検の指標とすることを特徴とする、軌
    道の保守方法。