JP2017227492A - 振動測定装置および異常診断システム - Google Patents

Abstract

【課題】コストを抑制しながら、従来よりも精度のよい異常診断を行なう。
【解決手段】本発明の一実施形態による振動測定装置は、軌道に沿って移動する対象物に固定されて対象物の振動を測定する。軌道に沿って、軌道上の第１測定点に向かって第１トリガ信号を送信するように構成された第１送信装置、および第１測定点とは異なる軌道上の第２測定点に向かって第２トリガ信号を送信するように構成された第２送信装置が配置される。振動測定装置は、振動センサと、受信部と、記憶部とを備える。振動センサは、対象物の振動データを測定するように構成されている。受信部は、第１トリガ信号および第２トリガ信号を受けるように構成されている。記憶部は、第１トリガ信号および第２トリガ信号の受信後に振動データと、対象物の移動速度を求めるのに必要な情報とを保存するように構成されている。
【選択図】図６

Description

この発明は、鉄道車両における車軸軸受の異常診断に用いられる振動測定装置および異常診断システムに関する。

鉄道車両において車軸軸受に異常が発生した場合、異常な振動が発生して乗客の快適性が損なわることがある。そのため、車軸軸受に異常が発生したまま走行を継続することは好ましくない。車軸軸受に異常が発生した場合には、車軸軸受の補修などの処置が必要となる。

車軸軸受の補修には長時間を要する場合があるが、通常運転の長時間の停止には多大な損失が発生し得る。そのため、通常運転に備えて行なわれる保守点検において、異常の兆候を早期に発見するために、車軸軸受の異常診断を行なうことがある。

車軸軸受の異常診断を精度よく行なうためには、振動データが測定された時点の鉄道車両の移動速度が必要である。鉄道車両の移動速度を取得する方法として、車軸軸受の回転速度から鉄道車両の移動速度を求める方法が知られている。たとえば、特開２００６−７７９４５号公報（特許文献１）には、車軸軸受に取り付けられた回転速度センサから車軸の回転速度信号を取得して車軸の異常診断を行なう異常診断装置が開示されている。

特開２００６−７７９４５号公報

特開２００６−７７９４５号公報（特許文献１）に開示されている異常診断装置によると、測定された振動が車軸軸受の異常に起因する振動なのか、あるいは鉄道車両がたとえばレールの継ぎ目あるいは分岐点（ポイント）を通過したときに生じた振動のような車軸軸受の異常とは無関係の振動なのかを区別できないという問題がある。

また、特開２００６−７７９４５号公報（特許文献１）に開示されている異常診断装置においては、回転速度センサが車軸軸受毎に必要になるため、回転速度センサ自体のコストおよび取付の手間（コスト）がかかる。

本発明は上記のような課題を解決するためになされたものであり、その目的は、コストを抑制しながら、車軸軸受の異常診断の精度を向上させることである。

本発明の一実施形態による振動測定装置は、軌道に沿って移動する対象物に固定されて対象物の振動を測定する。軌道に沿って、軌道上の第１測定点に向かって第１トリガ信号を送信する第１送信装置、および第１測定点とは異なる軌道上の第２測定点に向かって第２トリガ信号を送信する第２送信装置が配置される。振動測定装置は、振動センサと、受信部と、記憶部とを備える。振動センサは、対象物の振動データを測定するように構成されている。受信部は、第１トリガ信号および第２トリガ信号を受けるように構成されている。記憶部は、第１トリガ信号および第２トリガ信号の受信後に振動データと、対象物の移動速度を求めるのに必要な情報とを保存するように構成されている。

本発明に係る振動測定装置は、第１測定点に向かって送信される第１トリガ信号、および第２測定点に向かって送信される第２トリガ信号の受信後に振動データを保存する。鉄道車両が、車軸軸受の異常とは無関係の振動が発生しにくい軌道上の点を通過する以前に第１測定点および第２測定点を設定することにより、振動測定装置は、車軸軸受の異常とは無関係の振動が発生しにくい軌道上の点で振動測定を行なうことが可能になる。その結果、本発明に係る振動測定装置によって測定される振動データに車軸軸受の異常とは無関係の振動が含まれ難くなるため、異常診断の精度を向上させることができる。

また、本発明に係る振動測定装置は、第１測定点に向かって送信される第１トリガ信号、および第２測定点に向かって送信される第２トリガ信号の受信後に対象物の移動速度を求めるのに必要な情報を保存する。第１測定点と第２送信装置との間の距離を予め計測しておくことにより、第１測定点および第２測定点の間の対象物の移動速度を算出することができる。その結果、対象物の移動速度を取得するための回転速度センサが不要になるため、コストを抑制しながら異常診断の精度を向上させることができる。

実施の形態に係る振動測定装置が鉄道車両に固定されている様子を示す図である。 一般的な車軸軸受の異常判定方法の流れを示すフローチャートである。 送信装置が振動測定装置にトリガ信号を送信している様子を示す図である。 実施の形態１に係る異常診断システムの機能構成を説明するための機能ブロック図である。 実施の形態１に係る異常診断システムにおいて、レールの継ぎ目を避けて振動測定が行なわれる様子を示す図である。 実施の形態１に係る振動測定装置の制御部によって行なわれる処理を説明するためのフローチャートである。 実施の形態２に係る振動測定装置の機能構成を説明するための機能ブロック図である。 実施の形態２に係る異常診断システムにおいて、振動測定装置からデータ収集装置へ測定データが送信される様子を示す図である。 実施の形態２に係る異常診断システムの構成の概略を示す図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は原則として繰り返さない。

［実施の形態１］
図１は、実施の形態に係る振動測定装置２１が鉄道車両１０に固定されている様子を示す図である。図１に示されるように、軸箱１１は、車軸１３に取り付けられる車軸軸受（不図示）を支持する。軸箱１１は、振動測定装置２１によって振動が測定される対象物である。車軸１３の軸方向の両端部に車輪１５がそれぞれ取り付けられる。車輪１５が車軸軸受により回転自在に支持されることにより、鉄道車両１０は平行に敷設された２本のレール４０上を走行することができる。振動測定装置２１は、軸箱１１にボルト１４によって締結されている。振動測定装置２１は、ボルト１４によって軸箱１１に取り付けられていることにより、軸箱１１からの取り外しが可能である。たとえば、振動測定装置２１は、通常運転時には軸箱１１から取り外され、保守点検時のテスト走行時に軸箱１１に取り付けられる。

ボルト１４によって振動測定装置２１が軸箱１１に締結されていることにより、振動測定装置２１と軸箱１１との接触面において車軸軸受の異常とは無関係に発生する接触共振を軽減することができる。振動測定装置２１は、軸箱１１の鉛振動方向に沿うように直方向上側あるいは下側に固定されていることが望ましい。

図２は、一般的な車軸軸受の異常判定方法の流れを示すフローチャートである。以下ではステップを単にＳと記載する。図２に示されるように、Ｓ１において車軸軸受の振動データが測定される。続いてＳ２において、振動データの周波数解析が行なわれる。最後にＳ３において周波数解析のピーク値が所定の閾値を超えているか否かを判定することにより車軸軸受の異常判定が行なわれる。本発明は、Ｓ１において行なわれる振動測定についてのものである。以下では、本発明において特徴的な振動測定について説明する。

鉄道車両において車軸軸受に異常が発生した場合、異常な振動が発生して乗客の快適性が損なわることがある。そのため、車軸軸受に異常が発生したまま走行を継続することは好ましくない。車軸軸受に異常が発生した場合には、車両の運転を停止して、車軸軸受の補修などの処置が必要となる。

車軸軸受の補修には長時間を要する場合がある。通常運転の長時間の停止には多大な損失が発生し得る。そのため、たとえば通常運転に備えて行なわれる保守点検において、車軸軸受の異常診断が行なわれることがある。

保守点検時に各軸箱に振動測定装置２１をボルト１４によって固定して振動を測定することにより、各車軸軸受の異常診断を行なうことができる。しかし、振動測定装置２１によって測定された振動データには、車軸軸受の異常に起因する振動だけではなく、鉄道車両１０がたとえばレールの継ぎ目または分岐点（ポイント）を通過したときに生じる振動のような車軸軸受の異常とは無関係の振動が含まれる場合がある。振動データに車軸軸受の異常とは無関係の振動が含まれると、異常診断の精度が低下してしまう。

また、車軸軸受の異常診断を精度よく行なうためには、振動データが測定されたときの鉄道車両の移動速度が必要である。鉄道車両の移動速度を取得する方法として、車軸軸受に取り付けられた回転速度センサから車軸の回転速度信号を取得する方法が知られている。しかし、当該方法によると、回転速度センサが車軸軸受毎に必要になるため、回転速度センサのコストおよび取付の手間がかかる。

そこで実施の形態１においては、レール４０上の第１測定点に向かって送信される第１トリガ信号、およびレール４０上の第２測定点に向かって送信される第２トリガ信号の受信後に振動データを保存する。鉄道車両１０が、車軸軸受の異常とは無関係の振動が発生しにくい軌道上の点を通過する以前に第１測定点および第２測定点を設定することにより、振動測定装置２１は、車軸軸受の異常とは無関係の振動が発生しにくい軌道上の点で振動測定を行なうことが可能になる。その結果、振動測定装置２１によって測定される振動データに車軸軸受の異常とは無関係の振動が含まれ難くなるため、異常診断の精度を向上させることができる。

また、実施の形態１においては、振動測定装置２１は、第１測定点に向かって送信される第１トリガ信号、および第２測定点に向かって送信される第２トリガ信号の受信後に鉄道車両１０の移動速度を求めるのに必要な情報として、第１トリガ信号の受信時刻および第２トリガ信号の受信時刻を保存する。第１測定点と第２送信装置との間の距離を予め計測しておくことにより、第１測定点および第２測定点の間の鉄道車両１０の移動速度を算出することができる。その結果、鉄道車両１０の移動速度を取得するための回転速度センサが不要になるため、コストを抑制しながら異常診断の精度を向上させることができる。

図３は、送信装置３１（３２）が振動測定装置２１にトリガ信号Ｔｒｇ１（Ｔｒｇ２）を送信している様子を示す図である。図３に示されるように振動測定装置２１は、トリガ信号Ｔｒｇ１（Ｔｒｇ２）を受信する。送信装置３１（３２）は、たとえばレールの継ぎ目あるいは分岐点から鉄道車両の進行方向に沿って所定の距離だけ離れている場所に設置される。このような場所に送信装置３１（３２）を設置することにより、鉄道車両１０がレールの継ぎ目あるいは分岐点を通過したときに発生する振動がほとんど減衰しているレール上の測定点における振動の測定が可能となる。当該所定の距離は、実機実験あるいはシミュレーションによって適宜算出することができる。

トリガ信号としては、たとえば電波あるいは赤外線を用いることができる。電波は、たとえば３００万メガヘルツ（３テラヘルツ）以下の周波数の電磁波である。赤外線は、たとえば波長が８７０ｎｍ〜１０００ｎｍの光である。

トリガ信号として赤外線を用いる場合、太陽光などの外乱光が振動測定装置２１の受信部に侵入しないようにするため、送信装置３１および３２の周辺（たとえば背面や両側面）に外乱光を遮蔽する遮光壁、遮光シート、あるいは遮断壁などを設けると良い。また、振動測定装置２１のトリガ信号の受信孔を囲むように、外乱光を遮断するパイプを設けても良い。また、送信装置３１および３２のトリガ信号の出射部分、および振動測定装置２１の受信部の結露や曇りを防止するため、雨水を通さず空気のみ通すことが可能な、多孔質フィルム等を貼り付けた通気口を各々に設けると良い。

図４は、実施の形態１に係る異常診断システム１００の機能構成を説明するための機能ブロック図である。図４に示されるように、異常診断システム１００は、振動測定装置２１と、送信装置３１，３２と、解析装置８１とを備える。

振動測定装置２１は、制御部２１０と、受信部２２０と、振動センサ２３０と、記憶部２４０と、電源部２５０とを含む。これらは、プリント基板の片面または両面に電子部品を取り付けることにより実装される。プリント基板は、剛性の高いガラス入りエポキシ樹脂が望ましい。振動測定装置２１は、図４に示される振動測定装置２１の各構成を収容する一体構造の金属製ハウジングを備えるのが望ましい。金属製ハウジング内に振動測定装置２１の各構成を収容することにより、鉄道車両１０から発生する電磁波ノイズの侵入を防止することができる。金属製ハウジングは、鉄系金属であることが望ましい。

受信部２２０は、トリガ信号を受信した場合、トリガ信号を受信したことを表す信号を制御部２１０へ出力する。

振動センサ２３０は、振動を測定する対象物の振動データを表す信号を制御部２１０へ出力する。振動センサ２３０は、広範囲な周波数の振動を検出可能な圧電式の加速度センサであることが望ましい。

記憶部２４０は、たとえばＳＤカードあるいはＵＳＢ（Universal Serial Bus）メモリのような着脱可能な不揮発性メモリ（不図示）を含む。記憶部２４０に保存されたデータは、当該不揮発性メモリによって取り出すことができる。記憶部２４０は、たとえば、不揮発性の半導体メモリであるフラッシュメモリ、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory）または記憶装置であるＨＤＤ（Hard Disk Drive）を含んでもよい。

電源部２５０は、不図示の電池の電力を制御部２１０、受信部２２０、振動センサ２３０、および記憶部２４０に供給する。電池としては、繰り返し充電が可能なニッケル水素乾電池を使用することができる。

制御部２１０は、振動測定装置２１を統合的に制御する。制御部２１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）のようなプロセッサおよび揮発性メモリを含む。制御部２１０は、受信部２２０がトリガ信号Ｔｒｇ１を受信した場合、トリガ信号Ｔｒｇ１を受信した時刻を記憶部２４０に保存する。制御部２１０は、受信部２２０がトリガ信号Ｔｒｇ２を受信した場合、トリガ信号Ｔｒｇ２を受信した時刻を記憶部２４０に保存するとともに、振動センサ２３０が測定した振動データを記憶部２４０に保存する。具体的には、振動センサ２３０からのアナログ出力信号が演算増幅回路およびフィルタ回路（いずれも不図示）を介して制御部２１０に入力され、当該信号は制御部２１０においてＡ／Ｄ変換された後、記憶部２４０に保存される。制御部２１０は、通常スリープ状態とし、トリガ信号を受信した時点で起動するようにするのが省電力という点で望ましい。フィルタ回路は、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、所定の通過帯域が設定されたバンドパスフィルタを構成する。フィルタ回路は、ハイパスフィルタおよびローパスフィルタの組み合せから構成されても良い。

解析装置８１は、たとえば異常診断ソフトウェアがインストールされたＰＣ（Personal Computer）を含む。解析装置８１には、振動測定装置２１によって測定された振動データが保存された不揮発性メモリが装着される。解析装置８１は、当該不揮発性メモリから振動データを読み込んでたとえば周波数解析を行なって、振動データの異常診断を行なう。

周波数解析においては、車軸軸受（転がり軸受）の転がり面に異常な損傷が発生すると、当該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とを利用する。異常診断は、予め車軸軸受の損傷状態と異常振動波形のピークのレベルを調査しておき、当該調査結果と振動データの解析結果とを比較することにより行なうことができる。

送信装置３１は、レール４０上の第１測定点に向かってトリガ信号Ｔｒｇ１を送信するように構成されている。送信装置３２は、レール４０上の第２測定点に向かってトリガ信号Ｔｒｇ２を送信するように構成されている。送信装置３１および３２は、レール４０に沿って設置される。第１測定点と第２測定点との距離は予め測定されて解析装置８１に保存されている。

図５は、実施の形態１に係る異常診断システム１００において、レール４０の継ぎ目を避けて振動測定が行なわれる様子を示す図である。図５において測定点Ｐ１は、レール４０の継ぎ目がある地点Ｇ１から、矢印Ｍ１で示される鉄道車両１０の進行方向に所定の距離だけ離れている。送信装置３１は、レール４０上の測定点Ｐ１に向けてトリガ信号Ｔｒｇ１を送信する。送信装置３２は、レール４０上の測定点Ｐ２に向けてトリガ信号Ｔｒｇ２を送信する。測定点Ｐ１およびＰ２の間の距離は距離Ｄ１である。送信装置３２は、測定点Ｐ１およびＰ２の間の距離に合わせて、送信装置３１から鉄道車両１０の進行方向に距離Ｄ１だけ離れている。

図５（ａ）に示される各振動測定装置２１は、鉄道車両１０が進んでいくにつれて、順次地点Ｇ１を通過していく。その後、各振動測定装置２１は、図５（ｂ）に示されるように、測定点Ｐ１を通過するときに送信装置３１からのトリガ信号Ｔｒｇ１を受信し、トリガ信号Ｔｒｇ１の受信時刻を記憶部２４０に保存する。その後、各振動測定装置２１は、図５（ｃ）に示されるように、測定点Ｐ２を通過するときに送信装置３２からのトリガ信号Ｔｒｇ２を受信し、トリガ信号Ｔｒｇ２の受信時刻を記憶部２４０に保存する。各振動測定装置２１は、トリガ信号Ｔｒｇ２を受信したことに応じて振動測定を開始し、振動データを記憶部２４０に保存する。

実施の形態１において、振動測定装置２１は、トリガ信号Ｔｒｇ２を受信したタイミングから一定時間の間に測定された振動データを保存する。各振動測定装置２１において保存された振動データは、ほとんど同条件で測定されたものになる。そのため、各車軸軸受の振動データの比較を行なう場合に、測定条件をそろえるための補正を行なう必要がない。当該補正を要することなく車軸軸受の異常を示す振動データと正常な振動データとの差異が明確になる。その結果、異常診断の精度が向上し、車軸軸受の異常の発見が容易になる。

また、実施の形態１においては、振動測定装置２１が振動データとともにトリガ信号Ｔｒｇ１を受信した時刻およびトリガ信号Ｔｒｇ２を受信した時刻を記憶部２４０に保存する。また、送信装置３１および３２の間の距離が予め測定されて、解析装置８１に保存されている。解析装置８１は、送信装置３１および３２の間の距離、およびトリガ信号Ｔｒｇ１の受信時刻とトリガ信号Ｔｒｇ２の受信時刻との差から、測定点Ｐ１およびＰ２の間の鉄道車両１０の移動速度を算出することができる。実施の形態１においては、鉄道車両１０の移動速度を取得するのに回転速度センサが不要であるため、コストを抑制しながら異常診断のコストを向上させることができる。

図６は、実施の形態１に係る振動測定装置２１の制御部２１０によって行なわれる処理を説明するためのフローチャートである。図６に示される処理は、不図示のメインルーチンによって呼び出されて実行される。

図６に示されるように、制御部２１０は、Ｓ２０１においてトリガ信号を受信したか否かを判定する。トリガ信号を受信した場合（Ｓ２０１においてＹＥＳ）、制御部２１０は、Ｓ２０２においてトリガ信号を受信した時刻を記憶部２４０に保存し、処理をＳ２０３に進める。制御部２１０は、Ｓ２０３においてトリガ信号を受信したのが２回目か否かを判定する。Ｓ２０３においてトリガ信号を受信したのが２回目である場合（Ｓ２０３においてＹＥＳ）、制御部２１０は、Ｓ２０４において振動測定を開始して処理をメインルーチンに返す。制御部２１０は、２回目のトリガ信号を受信した場合、トリガ信号のカウント回数をリセットする。振動測定を開始するタイミングは、２回目のトリガ信号を受信した時刻ではなく、当該時刻から所定時間経過後であってもよい。

トリガ信号を受信していない場合（Ｓ２０１においてＮＯ）およびトリガ信号を受信したのが２回目でない場合（Ｓ２０３においてＮＯ）、制御部２１０は、処理をメインルーチンに返す。

以上、実施の形態１によれば、送信装置が、車軸軸受の異常とは無関係の振動が発生しにくい測定点に向かってトリガ信号を送信する。そのため、振動測定装置は、送信装置からのトリガ信号を受信したタイミングで振動を測定することにより、車軸軸受の異常とは無関係の振動が発生しにくい測定点での振動測定が可能になる。その結果、振動測定装置によって測定される振動データに車軸軸受の異常とは無関係の振動が含まれ難くなるため、異常診断の精度を向上させることができる。

また、振動測定装置は、２つのトリガ信号のそれぞれの受信時刻を保存する。２つの測定点の間の距離を予め計測して解析装置に保存しておくことにより、２つの測定点の間の鉄道車両の移動速度を算出することができる。その結果、鉄道車両の移動速度を取得するための回転速度センサが不要になるため、コストを抑制しながら異常診断の精度を向上させることができる。

鉄道車両の移動速度を求めるのに必要な情報は、第１トリガ信号の受信時刻と第２トリガ信号の受信時刻との時間間隔でもよい。あるいは、第１測定点と第２測定点との距離を振動測定装置に予め保存しておき、第１測定点と第２測定点との間の鉄道車両の移動速度を振動測定装置において算出して保存してもよい。

［実施の形態２］
実施の形態１においては、振動測定装置の記憶部に保存されたデータを着脱可能な不揮発性メモリによって解析装置に移す場合について説明した。実施の形態２においては、ワイヤレス通信を用いて当該データを解析装置に送信する場合について説明する。実施の形態２において、「測定データ」は、振動測定装置の記憶部に保存された振動データ、および鉄道車両の移動速度を求めるのに必要な情報を含む。実施の形態２においても、鉄道車両の移動速度を求めるのに必要な情報はトリガ信号の受信時刻とする。

実施の形態１と２との違いは、振動測定装置の構成および異常診断システムの構成である。すなわち、実施の形態１の図４に示される振動測定装置２１の構成が図７に示される振動測定装置２２に置き換えられ、図４に示される異常診断システム１００の構成が、図９に示される異常診断システム２００に置き換えられる。それ以外の構成については同様であるため、その説明は繰り返さない。

図７は、実施の形態２に係る振動測定装置２２の機能構成を説明するための機能ブロック図である。図４に示されるように、振動測定装置２２は、図４の振動測定装置２１の構成に加えて、通信部２６０をさらに備える。通信部２６０は、ＺｉｇＢｅｅ（登録商標）に準拠した通信方法を用いてデータ収集装置６０に測定データと振動測定装置２２の識別子（ＩＤ）とを送信する。ＺｉｇＢｅｅに準拠した通信方法は、一般的に、他の通信規格に準拠した通信方法よりも消費電力が少ない。そのため、ＺｉｇＢｅｅに準拠した通信方法を用いることにより消費電力を抑制することができる。送信データには、たとえば測定日、振動測定装置２２が設置された車軸軸受を識別するための情報（たとえば機種あるいは型番）、あるいは振動測定装置２２が設置された位置情報が含まれていることが望ましい。振動測定装置２２とデータ収集装置６０との通信には中継器（図示せず）を介しても構わない。通信部２６０は、不図示の通信回路およびアンテナを含む。通信部２６０は、受信部２２０の機能を兼ねていてもよい。

図８は、実施の形態２に係る異常診断システム２００において、振動測定装置２２からデータ収集装置６０へ測定データが送信される様子を示す図である。図８（ａ）に示されるように、実施の形態２においては、データ収集装置６０は、レール４０の近傍に設置されている。鉄道車両１０の進行方向Ｍ１において先頭の振動測定装置２２が測定点Ｐ１１を通過した後に測定点１２に到達している。先頭の振動測定装置２２は、測定点Ｐ１２を通過した後、図８（ｂ）に示されるように、測定データをデータ収集装置６０に送信する。後続する振動測定装置２２についても同様である。

図９は、実施の形態２に係る異常診断システム２００の構成の概略を示す図である。図９に示されるように、異常診断システム２００は、複数の振動測定装置２２と、データ収集装置６０と、データ蓄積サーバ７０と、解析装置８２とを備える。

データ収集装置６０は、振動測定装置２２からの送信データを収集する。データ収集装置６０は、収集した送信データを電話回線によりデータ蓄積サーバ７０に送信する。

データ蓄積サーバ７０は、データ収集装置６０からの送信データに含まれる測定データとＩＤとを関連付けて保存する。さらに、データ蓄積サーバ７０は、受信したＩＤに基づいて、測定データをたとえば振動測定装置が設置された車両毎、台車毎、あるいは軸箱毎に分類して管理する。

解析装置８２は、ＬＡＮ（Local Area Network）、ＷｉＦｉ（登録商標）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、またはＺｉｇＢｅｅに準拠した通信方法を用いてデータ蓄積サーバ７０にアクセスし、測定データを取得する。解析装置８２は、取得した測定データに基づき、周波数解析を行ない、その結果を表示する。解析装置８２は、解析の結果を保存すると共に、データ蓄積サーバ７０に解析の結果とＩＤとを送信する。データ蓄積サーバ７０は当該解析の結果とＩＤとをバックアップとして保存する。データ蓄積サーバ７０においては、解析の結果とＩＤとが関連付けられて管理される。解析装置８２は、周波数解析のピーク値（振幅、速度、または加速度）が所定の閾値以上となった場合には、所定の送信先に、異常な振動が発生した旨の警告を発信する。上記閾値は、軽度の異常な振動に対応する値から重度の異常な振動に対応する値まで段階的に設定しても構わない。

周波数解析は、データ蓄積サーバ７０で行なってもよい。その場合、データ蓄積サーバは、周波数解析の結果を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などの閲覧端末９０に送信する。ユーザは閲覧端末９０により振動測定装置２２のＩＤ毎に異常診断の結果を閲覧することができる。そのため、解析装置８２から離れていても、異常診断の結果を閲覧することができる。その結果、異常診断システム２００の管理者だけではなく、鉄道車両１０を含む周辺機器の管理者も異常診断の結果を確認することができる。また、異常診断システム２００を介して軸受交換情報などのメンテナンス情報の確認、あるいは車軸軸受の発注なども行なうことができる。また、測定データ、周波数解析の結果、異常判定の結果、あるいは判定基準（閾値）などは、データ蓄積サーバ７０あるいは解析装置８２に保存されてもよい。

以上、実施の形態２によれば、送信装置が、車軸軸受の異常とは無関係の振動が発生しにくい測定点に向かってトリガ信号を送信する。そのため、振動測定装置は、送信装置からのトリガ信号を受信したタイミングで振動を測定することにより、車軸軸受の異常とは無関係の振動が発生しにくい測定点での振動測定が可能になる。その結果、振動測定装置によって測定される振動データに車軸軸受の異常とは無関係の振動が含まれ難くなるため、異常診断の精度を向上させることができる。

また、振動測定装置は、２つのトリガ信号を受信した時刻を保存する。２つの測定点の間の距離を予め計測して解析装置に保存しておくことにより、２つの測定点の間の鉄道車両の移動速度を算出することができる。その結果、鉄道車両の移動速度を取得するための回転速度センサが不要になるため、コストを抑制しながら異常診断の精度を向上させることができる。

さらに、実施の形態２に係る異常診断システムにおいては、振動測定装置が外部とワイヤレス通信することができる。そのため、通信のための配線の必要がない。また、実施の形態１に係る異常診断システムとは異なり、振動測定装置から測定データを取り出す必要がない。その結果、遠隔地における測定データの解析が容易になる。

実施の形態２に係る異常診断システムにおいては、振動測定装置がデータ収集装置に測定データとＩＤとを送信する。データ収集装置は、受信した測定データとＩＤとをデータ蓄積サーバに送信する。そのため、データ蓄積サーバは、受信した測定データがどの振動測定装置によって測定されたものかを特定することができる。異常診断システムは、複数の振動測定装置２２からの測定データの管理を容易にする。

今回開示された各実施の形態は、矛盾しない範囲で適宜組み合わせて実施することも予定されている。今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１０ 鉄道車両、１１ 軸箱、１３ 車軸、１４ ボルト、１５ 車輪、２１，２２ 振動測定装置、３１，３２ 送信装置、４０ レール、６０ データ収集装置、７０ データ蓄積サーバ、８１，８２ 解析装置、９０ 閲覧端末、１００，２００ 異常診断システム、２１０ 制御部、２２０ 受信部、２３０ 振動センサ、２４０ 記憶部、２５０ 電源部、２６０ 通信部。

Claims (7)

1. 軌道に沿って移動する対象物に固定されて前記対象物の振動を測定する振動測定装置であって、
   前記軌道に沿って、前記軌道上の第１測定点に向かって第１トリガ信号を送信するように構成された第１送信装置、および前記第１測定点とは異なる前記軌道上の第２測定点に向かって第２トリガ信号を送信するように構成された第２送信装置が配置され、
   前記振動測定装置は、
   前記対象物の振動データを測定するように構成された振動センサと、
   前記第１トリガ信号および前記第２トリガ信号を受けるように構成された受信部と、
   前記第１トリガ信号および前記第２トリガ信号の受信後に前記振動データと、前記対象物の移動速度を求めるのに必要な情報とを保存するように構成された記憶部とを備える、振動測定装置。
2. 前記記憶部は、前記第１トリガ信号および前記第２トリガ信号を受信してから所定の時間経過後に測定された前記振動データを保存するように構成される、請求項１に記載の振動測定装置。
3. 前記記憶部に保存された測定データをワイヤレスで外部の装置に通信するように構成された通信部をさらに備える、請求項１に記載の振動測定装置。
4. 請求項３に記載の複数の振動測定装置と、
   前記第１送信装置および前記第２送信装置と、
   前記複数の振動測定装置各々からの前記測定データをワイヤレスで受信して、前記測定データを収集するデータ収集装置と、
   前記データ収集装置から前記測定データを受信して、前記測定データを蓄積するデータ蓄積サーバと、
   前記データ蓄積サーバから前記測定データをワイヤレスで受信し、前記測定データの周波数解析の結果が所定の閾値を超えているか否かを判定することにより前記測定データの異常判定を行なう解析装置とを備える、異常診断システム。
5. 前記データ収集装置は、前記軌道の近傍に設置されている、請求項４に記載の異常診断システム。
6. 前記解析装置には、前記第１測定点と前記第２測定点との距離が予め保存されている、請求項４に記載の異常診断システム。
7. 前記測定データは、前記振動測定装置の識別子を含む、請求項４に記載の異常診断システム。

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