JP6797853B2 - 検知システム、ホイール及び検知方法 - Google Patents
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Description
図1は第1実施形態のホイール1とホイール1に接する構造物の例を示す概略図である。図2は図1のホイール1の縦断面を示す概略図である。図1の例は、ホイール1が、レール4上を走る車両の車輪として使用される場合を示す。図1では、ホイール1に接する構造物の例として、車両の車体枠6、及び、レール4が示されている。なお、図1では、ホイール1の回転軸2の軸受は省略されている。
図3A−1は第1実施形態のAEセンサ3の設置例1を説明するための断面の拡大概略図である。図3A−1は、AEセンサ3が、ホイール1の外縁101の内壁面102に形成された設置面103に設置される例を示す。AEセンサ3の設置面103は、平坦で凹凸が無いことが望ましい。しかしながら、ホイール1の外縁101に沿った内壁面102は、曲率があるので平面度が出ない。そのため、ホイール1の内部には、AEセンサ3の検出面がホイール1の外周方向を向くように、平坦な設置面103が設けられている。図3A−1の例では、設置面103は、ホイール1の回転により生じる遠心力の向きと垂直に形成された平坦な面である。平面度が確保された設置面103は、例えばフライス等で切削加工することにより、ホイール1の外縁101の内壁に形成される。
図4は第1実施形態の検知システム100の機能構成の例を示す図である。第1実施形態の検知システム100は、AEセンサ3、センサモジュール11、回転検出センサ12、給電部15及びサーバ装置20を備える。センサモジュール11は、アンプ31、特定部32、生成部33、記憶部34及び通信部35を備える。サーバ装置20は、通信部21、記憶部22及び診断部23を備える。
図5は第1実施形態の弾性波の発生源の位置を特定する方法の例を説明するための図である。図5は、損傷箇所5があるレール4上を走行するホイール1の正面の例を示す概略図である。図5の例では、AEセンサ3a〜3dは、位相差π/2でホイール1内に均等配置される。これにより、ホイール1が回転しても、AEセンサ3a〜3dのうち、少なくとも2つはレール4の近傍の位置にあるようにすることができる。
φb=(θ+3π/4) ・・・(2)
φc=(θ+5π/4)=(3π/4−θ) ・・・(3)
φd=(θ+7π/4)=(π/4−θ) ・・・(4)
Sb=r×φb=r(θ+3π/4) ・・・(6)
Sc=r×φc=r(3π/4−θ) ・・・(7)
Sd=r×φd=r(π/4−θ) ・・・(8)
Sb=v(t+Δt3) ・・・(10)
Sc=v(t+Δt2) ・・・(11)
Sd=vt ・・・(12)
次に第1実施形態の変形例について説明する。第1実施形態の変形例の説明では、第1実施形態と同様の説明については省略し、第1実施形態と異なる箇所について説明する。
次に第2実施形態について説明する。第2実施形態の説明では、第1実施形態と同様の説明については省略し、第1実施形態と異なる箇所について説明する。
次に第3実施形態について説明する。第3実施形態の説明では、第2実施形態と同様の説明については省略し、第1実施形態と異なる箇所について説明する。
図9は第1乃至第3実施形態のセンサモジュール11のハードウェア構成の例を示す図である。第1乃至第3実施形態のセンサモジュール11は、制御装置201、主記憶装置202、補助記憶装置203及び通信装置204を備える。制御装置201、主記憶装置202、補助記憶装置203及び通信装置204は、バス210を介して接続されている。
2 回転軸
3 AEセンサ
4 レール
5 損傷箇所
6 車体枠
7 軸受
8 ロープ
11 センサモジュール
12 回転検出センサ
13 遮光板
14 落下防止カバー
15 給電部
20 サーバ装置
21 通信部
22 記憶部
23 診断部
31 アンプ
32 特定部
33 生成部
34 記憶部
35 通信部
40 ケーシング
41 ばね
42 シリコングリス
43 マグネット
44 ボルト
45 ネジ部
101 外縁
102 内壁
103 設置面
Claims (10)
- 外縁の内壁に設置面を有するホイールと、
前記設置面に設置され、前記ホイール、及び、前記ホイールに接触する構造物の少なくとも一方からの弾性波を検知する複数のセンサと、
前記弾性波が検出された時刻を示す時刻情報と、前記弾性波の特徴を示す特徴量情報とを生成する生成部と、
前記複数のセンサにより検知された前記弾性波の前記時刻情報の差と前記特徴量情報とから、前記ホイール及び前記構造物の少なくとも一方の損傷箇所の位置と、前記損傷箇所の損傷度合いとを診断する診断部と、
を備える検知システム。 - 外縁の内壁に設置面を有するホイールと、
前記設置面に設置され、前記ホイール、及び、前記ホイールに接触する構造物の少なくとも一方からの弾性波を検知する2つのセンサと、
前記弾性波が検出された時刻を示す時刻情報と、前記弾性波の特徴を示す特徴量情報とを生成する生成部と、
前記時刻情報と前記特徴量情報とから、前記ホイール及び前記構造物の少なくとも一方の損傷箇所の位置と、前記損傷箇所の損傷度合いとを診断する診断部と、を備え、
前記2つのセンサは、一方の前記センサが設置された位置を示す回転角度と、他方の前記センサが設置された位置を示す回転角度との位相差が、π+α(0<α<π/4)となるように設置される、
検知システム。 - 外縁の内壁に設置面を有するホイールと、
前記設置面に設置され、前記ホイール、及び、前記ホイールに接触する構造物の少なくとも一方からの弾性波を検知する少なくとも1つのセンサと、
前記弾性波が検出された時刻を示す時刻情報と、前記弾性波の特徴を示す特徴量情報とを生成する生成部と、
前記時刻情報と前記特徴量情報とから、前記ホイール及び前記構造物の少なくとも一方の損傷箇所の位置と、前記損傷箇所の損傷度合いとを診断する診断部と、を備え、
前記設置面は、前記ホイールの回転により生じる遠心力の向きと垂直に形成された平坦な面である、
検知システム。 - 前記ホイールに設置され、前記時刻情報と前記特徴量情報とを無線通信により送信する通信部と、
前記ホイールに設置され、前記センサと前記生成部と前記通信部とに給電する給電部と、を更に備え、
前記診断部は、前記通信部から受信された前記時刻情報の差と前記特徴量情報とから、前記ホイール及び前記構造物の少なくとも一方の損傷箇所の位置と、前記損傷箇所の損傷度合いとを診断し、
前記ホイールには、前記通信部による無線通信を妨げない電波透過性を有する部材で作られた落下防止カバーが設置されている、
請求項1に記載の検知システム。 - 前記設置面は、前記ホイールの外縁の内壁に形成された平坦な面である、
請求項1に記載の検知システム。 - ホイール外縁の内壁の設置面に設置され、前記ホイール、及び、前記ホイールに接触する構造物の少なくとも一方からの弾性波を検知する2つのセンサと、
前記弾性波が検出された時刻を示す時刻情報と、前記弾性波の特徴を示す特徴量情報とを生成する生成部と、
前記時刻情報と前記特徴量情報とを無線通信により送信する通信部と、
前記センサと前記生成部と前記通信部とに給電する給電部と、を備え、
前記2つのセンサは、一方の前記センサが設置された位置を示す回転角度と、他方の前記センサが設置された位置を示す回転角度との位相差が、π+α(0<α<π/4)となるように設置される、
ホイール。 - ホイール外縁の内壁の設置面に設置され、前記ホイール、及び、前記ホイールに接触する構造物の少なくとも一方からの弾性波を検知する少なくとも1つのセンサと、
前記弾性波が検出された時刻を示す時刻情報と、前記弾性波の特徴を示す特徴量情報とを生成する生成部と、
前記時刻情報と前記特徴量情報とを無線通信により送信する通信部と、
前記センサと前記生成部と前記通信部とに給電する給電部と、を備え、
前記設置面は、前記ホイールの回転により生じる遠心力の向きと垂直に形成された平坦な面である、
ホイール。 - 前記ホイールには、前記通信部による無線通信を妨げない電波透過性を有する部材で作られた落下防止カバーが設置されている、
請求項6に記載のホイール。 - ホイール外縁の内壁の設置面に設置された複数のセンサが、前記ホイール、及び、前記ホイールに接触する構造物の少なくとも一方からの弾性波を検知するステップと、
生成部が、前記弾性波が検出された時刻を示す時刻情報と、前記弾性波の特徴を示す特徴量情報とを生成するステップと、
診断部が、前記複数のセンサにより検知された前記弾性波の前記時刻情報の差と前記特徴量情報とから、前記ホイール及び前記構造物の少なくとも一方の損傷箇所の位置と、前記損傷箇所の損傷度合いとを診断するステップと、
を含む検知方法。 - ホイール外縁の内壁の設置面に設置された2つのセンサが、前記ホイール、及び、前記ホイールに接触する構造物の少なくとも一方からの弾性波を検知するステップと、
生成部が、前記弾性波が検出された時刻を示す時刻情報と、前記弾性波の特徴を示す特徴量情報とを生成するステップと、
診断部が、前記時刻情報と前記特徴量情報とから、前記ホイール及び前記構造物の少なくとも一方の損傷箇所の位置と、前記損傷箇所の損傷度合いとを診断するステップと、を含み、
前記2つのセンサは、一方の前記センサが設置された位置を示す回転角度と、他方の前記センサが設置された位置を示す回転角度との位相差が、π+α(0<α<π/4)となるように設置される、
検知方法。
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