JPS5876362A - 改良された鉄道軸箱検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、鉄道車両軸箱検出器Ｋｌｌ、特にこのような
検出器によシ発生した熱信号を散シ扱かうための独特な
装置Ｋｌｌする。

鉄道車両の車輪軸受の事故が起こら表いように防ぐ丸め
に、大抵の鉄道が鉄道用地に沿って軸箱検出器を用いて
、鉄道車両が感知域を通過する際に車両の軸受を、赤外
線走査器を介して検査している。もし過熱し丸軸受が検
出されれば、成る種のアラームがトリオされて技術者に
列車を停止させて潜在的に危険な状況を補正するように
警戒警報を出すが、潜在的に愈陵な状況を続けさせて訃
けば、列車が脱線するととになる。過熱された軸受（す
なわち、熱軸箱）を軸箱検出器が見のがさないことは非
常に重要であるが、列車Ｏ予定外の停止が費用と時間の
かかる作業であ〉、予定を相当分裂させることに′な〉
うるので、誤つ九アラームを発生させないこともほとん
ど等しく重要である。

過熱され丸軸受を検出するための赤外線走査器および関
連した回路が高度に開発されて、二５−１−り市、サー
が；−ポレーシ田ン・オブ・アメリカ・オツ・ヒツクス
ビルのような源から市場で入手可能である。その装置は
、例えば米国特許４５４−〇〇Ｓ、翫４５４７５１！、
１ｔＪ１２．５４ｓ、１尾ｍ７２．４５６シよび４１１
１１１に開示されている。

従来、上記の特許に記載された種類Ｏ軸箱検出装置シよ
び市場で入手可能な装置が、種々の異なる条件の下で走
査現場を通る列車の軸箱を特殊な列車条件にかまわずに
安全に検出するように設計されて来え。かくして、上記
の装置は、一時間５マイルで進行する列車から信号を発
生しようとも、まえは一時間１００マイルを越える速度
で移動する高速列車から信号を発生しよ′うとも、同様
に４１号を処理する。ように作用する如く設計されてい
る。

上記の特許に指摘されているように、米国における鉄道
貨車紘、通常二種の軸受の一方、すベク軸受またはクー
ラ軸受を有する。すぺ夛軸受は米国Ｋかける有効鉄道車
両のうちの約１６％の割合にしかなら壜いけれども、す
ぺ）軸受からの信号の正確な分析と関連した問題は、１
９８０年にすベシ軸受が脱線の７・４％の割合になった
ので、鉄道工業にとって４１に重要である。種々の擺式
の軸受の作用特性が異なるため、赤外線走査器信号の波
形を分析して軸受の適正な識別ができなければならない
し、ま九結像される軸受の種類に依存して適正なアラー
五判定基準を設定しなければならない。轟ｗＯ検討のた
めに、走査器信号の分析の問題に至る繋−ラ軸受とすぺ
）軸受の間の主要な差異は、赤外線走査器の結像する個
所に、露出されるすべに軸受の部分がハウジング内に含
まれているのに対し、菅−２軸受が直接走査器により検
査されるというむとである。すぺ〉軸受は車両台車フレ
ームから央出していてかつフレームに取）つケラれてい
るが、作動軸受の温度上昇を若干サイフオンのようＫ１
１ｊｌｌｌてそれを台車フレームを介して消散させるの
に役立つ。一対の軸受ハウジングは通常各台車７レーム
に設けられ、フレームの端部０方に位置しているので、
互に藺するハウジングの藺（すなわち、ハウジング内側
々壁Ｗ）が互に反対方向に爾するハウジングの藺（すな
わち、ハウジング外側々壁爾）よシ多く熱を消散する。

軸箱検出走査器によ〉結像されるＯはこれらの内＊＞よ
び外側ハウジング側壁璽であるので、走査器からの合成
信号は、ハウジングのとのＩｒＫ結像されるかに依存す
る。

上記のととに加えて、ハウジングが台車フレームから央
出しているので、ハウジングの先行する酉が、列車の移
１１によ〉発生する空気流の冷却効果にさらされるのに
対し、後行藺が空気流によ）受叶る影響は最小限度であ
る。先行面と後行ｗ社、列車の移動方向に依存して内側
また社外側ハウジング側壁爾である。ローラ軸受はこれ
らの問題にさらされない。というの杜、四−ラ軸受が直
接結像され、かつ結像中回転しているからである。

上に述ぺ九ことの結果として、過熱され九すべ〉軸受の
正確な速い検出がきわめて困離であった。

本発明の主目的は、すべ）軸受の異常な温度上昇を、こ
れまで吋能であっ九よ）４いっそう正確に感知できる、
改良され九軸箱検出装置を提供することである。

別の目的は広範＠！に、慣用の構成要素を利用するよう
な装置を提供するヒとであゐ。

さらに別の目的は、既存の軸箱検出装置に容易に取〉つ
けることができ、かつこのような装置と両立できるよう
１に一方を設けることである。

さらに別の目的と利点は、本発明（ＩＦｔ　Ｌ砂夾施例
の次の記軟から明らかＫｉｋるだろう。

上記のおよび他の有益な目的と利点は本発明によ）次の
ようにして達成される。すなわち、軌道の区分に沿って
通過する鉄道車両の軸受を′連続的に走査する九めに慣
用の赤外線応答走査器を利用すると共に、走査されて−
る爾が軸受どとに異ｅｈように熱を消散するかどうかを
決める丸め、および走査信号を面の熱消散性の函数とし
て処理するえめ０手段を設けた鉄道車両軸箱検出装置を
設けるのである。

好ましい実施例では、走査される軸受がノ１ウジング内
にあるかどうか、そしてもしそうなら、走査器によ）結
像されるハウジングの側壁が内側々壁面である−まえ状
外側々壁爾であ°るかどう−ＩＩｈ１本検出装置が決め
る。本検出−装置は、まだ儒壁藺が１列車の移動によシ
引き起こセれる空気流に関して先行する爾であるかまえ
は後行する藺であるかどうかを決応る。

以下、本発明を実施例について図ｉ［Ｋよシ説明する。

一菖、４１Ｋｊｌｌｉ図を参照すると、軌道１０の区分
を示してあ）、その区分に沿って車輪センｔ１２と１４
が取〉つけられている。米国特許＝４ｓ４ｓ、ｏｏｓに
開示され九赤外線軸箱検出器のような放射エネルギー走
査ａ！１６が軌道に沿って位置していて、通過鉄道車両
の車輪が車輪センサ１２と１４により区画され九感知域
を通過する際に各車両を走査する。走査器１６は、各通
過車輪の軸受に結偉するように焦点を合わせである。実
際に、軌道の対向する何に取シワけられた一対の走査器
が通常設けられ、各走査器は軌道のその側の軸受に結偉
する。車輪センサ１２と１４および赤外線走査器１６は
全て慣用の設計であり、二ニー冒−り市、サーボコーポ
レーシ目ン・オブ・アメリカψオプ・Ｅツクスピルのよ
うな源から市場で入手可能である。

作動中、車輪が通る度ごとに、車輪センサ１２と１４は
、時間間隔を一緒に区画する信号を発生させるのに役立
ち、その時間間隔中走査器１６は、走査される軸受の熱
を表わすアナログ波形を発生させるのに役立つ。

かくして、列車の各車両の各台車２２０車輪１８．２０
０それぞれが感知域を通過する際に、（第２図に示し九
パルスのような）熱パルスを発生する。台車の間に走査
器１６が１通過車両の下部構造すなわち底部を検査し、
かつ車両の関に走査器が空をちら〉と見ることができる
。

本願が関連する問題は、直接走査器１６の結偉する個所
に露出されないで、間接的に軸受ハウジングを通して結
像しなければならない軸受に特有である。第１図におい
て、台車２２にすベヤ軸受が設けられ、これらのすベル
軸受は、台車２２の端部に＊）つけられたハウジング２
４と２６に位置し′Ｃ％／％る。ハウジング２４と２６
が台車フレームから突出していてかつ軸受を潤滑する多
量の池を入れるＯＦＣ役立つ。その油は★パー２８．３
０を介してハウジングに供給する。

ハウジングが走査器１６を通過する際に、走査器１６は
、列車の移動方向および走査器の配向に依存してハウジ
ング２４．２６の内側々壁５２．５４まえは外側々壁ｓ
ａ、ｓｓＫ影像を映す。

内側々壁！！２．３４は、互にかつ台車のばね座に藺す
る側壁である。外側々壁５４．ｓ８は互に反対方向に向
いている。第１図に見られるようｋ、内ＩＳ々壁５２，
５４は、台車フレームの主要部を含′む大き表熱伝導ｉ
スに隣接しているが、外側面３４．５８はそうではない
。その結果、ハウジング２４．２４内の過熱された軸受
の温度上昇の多く社内側々壁５２．５４よシも外側々壁
！＄４．５８に現われる。第１図から注意しなければな
らないこと社。

列車移動方向ま九は走査器配向にかかわらず、各台車に
は、内側々壁に結像される一つのハウジングと、外側々
壁に結偉される弛のハウジングがなければならないとと
である。このことは第２図に示しである。第２図に＄Ｐ
いて、車輪１１１の軸受の結果としてパルス４０を発生
し、車輪２０の軸受の結果としてノくルス４２を発生し
、そして次の台車が感知域を通過するとｔ＆にその台車
の軸受によジノ＜ルス４４．と４６を発生する。

列車が反対方向に移動していた場合に祉、走査器により
結像され九初めの面が外側面であったであろう。そして
、第２′ｂ図の波形分布になる。

第３図には、わざわざ作られ九すぺ夛軸受の軸箱につい
て温度上昇対時間のグラフを示しである。見られる通〉
、内側々壁温度上昇が外側々壁よ〉も約３０％低い。

本実１ｊｉＫよ〉、走査器１６の出力をまず、調査中の
台車が貨車であるかどうか（なぜなら、すぺ）軸受は貨
車にしか使われないから）を決定する選別器４８に供給
する。このような選別器は、例えば米ｌｌｌ１＃許４２
５＆２７８に開示されている。貨車Ｏ台車が観測中であ
ることが決まれば、次に貨車の台車がすベヤ軸受かまた
はローラ軸受を着するかどうかを決めなければ表ら１ｋ
Ｖｈ、とれを選別器５０で行うが、ヒの選別器は、発生
し九特徴のある波形の周知の差異に依存している。それ
から、各台車の先行車軸と後行車軸をプ讐ツク５２で、
各台車のための−続きの車輪センナ信号により決める。

これについては、附加的な車輪センサ５ｓと５Ｓ′を前
述の特許４２５４２７８に開示された仕方で利用する。

それから、ブ田ツク５８を介してアラームモエタ５６の
調整をして、ハウジングの側壁の熱消散特性の差異を補
償する。

ハウジング２４と２６が台車フレーム２２から突出して
いるので、ハウジングは列車の移動によ〉引き起こされ
る空気流にさらされる。列車の移動が走査器孔に接近す
るときに（すなわち、走査器１６を反対方向に向けるか
、を九は列車の移動が第１図に示し九移動と反対である
場合に）、空気流冷却効果が特に著しい０列車の速度お
よび従って空気流効果の大きさを容品に決めるＫは、周
知の手１１に従って一定距離だ・け分けて隔置された一
対のセンナから入力を得る速度検出器６０を使用すれば
よい。先行車軸と後行車軸ならびにハウジング側情報が
前述した分析から入手できるので、空気流冷却の丸めの
標準化もブ田ツク５８ですることができる。

本発明の好ましい実施例をすぺ〉軸受と関連して述べた
けれども、軸受の種々の面を走査できるシステムでかつ
発生し九熱信号が結像される面に依存するどんなシステ
ムに４ｈ本発明を適用できることを認識しなければなら
ない。

この上うにして、上記によ〉前述し丸目的が達成される
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の全装置のブロックダイアダラムを示す
図、第２ａ図はすべ〉軸受を備えた車両が第１図に示し
た方向に移動しながら感知域を通過することＫよ〉発生
した熱信号の簡単化した波形ダイアダラム、第２ｂ図は
第１図に示し九方向と反対方向に移動する貨車列車につ
いて第２ａ図と同様な簡単化した波形ダイアグ２人、第
３図は内側シよび外側のハウジング側壁面から決められ
る時間対温度上昇のプレットである。 １０・・・軌道 １２．１４・・・車輪センサ １６・・・走査器 ２２・・・台車 ２４．２４・・・ハウジング

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）軌道の区分に沿って位置している放射エネルギー
   走査器を備え、この走査器は、通過する鉄道車両の連続
   的に通過する軸受と関連した爾を走査しかつ走査された
   各軸受に応答して信号を発生するようになっておシ、ま
   九走査されている軸受の面が軸受によ〉発生した熱を軸
   受ごとに異なるように消散するかどうか決定するための
   手段と、前記走査器の信号を処理するための手段と、前
   記走査器信号処理手段を、走査されている軸受の面の熱
   消散性の函数として調整する丸めの手段とを備えた鉄道
   車両軸箱検出装置。 （２）前記決定手段が、収容された軸受と露出され丸軸
   受の間を区別するための手段を含む、特許請求の範囲第
   １項記載の装置。 （５）　　前記決定手段は、さらに、走査される収容さ
   れ丸軸受ｗが軸受ハウジングの内側々壁ま九は外側々壁
   からなるかどうかを決定するための手段を含む、特許請
   求の範囲第２現記−ｅｔ装置。 （４）前記決定手段が、貨車台車を区別するための手段
   を含む、ｑ＃許請求の範囲第１項から第３項までのうち
   のいずれか一つに記載の装置。 （５）前記決定手段は、さらに、走査される収容された
   軸受藺が、列車の移動に起因する空気流によ）影響を受
   けているかどうかを決める丸めの手段を含む、特許請求
   の範囲第２項ま九は第Ｓ項記載Ｏ装置。 （６）前瞭定手段ｉ、さらに、走査される収容され九軸
   受ＩＮが列車の移動に起因する空気流によ）影響な受け
   ているかどうかを決定する丸めの手段と、前記調整手段
   に接続された、列車Ｏ速度を決定する丸めの手段とを含
   み、それｋよ〉前記ＩＩ＆現手現金段列車の速度の函数
   としてさらに調整できるようにした、特許請求０ＩＩＩ
   ！Ｉ第２１［を九は第３項配賦の装置。 （７）軌道の区分に沿って位置した放射エネルギ一応答
   走査器を備え、この走査器は、感知域内で通過する鉄道
   車両の軸受を走査しかつこれに応答して信号を発生する
   ようＫなってお）、前記信号は、車輪軸受の通過、軸受
   ０種類、軸受の温度、シよび軸受が軸受ハウジング内に
   包囲されていゐかいないかを表す振幅と波形を有する部
   分を含み、また前記信号の振＠が臨界を越えた場合にア
   ラームを発生させるために走査器に接続され九アラーム
   モニタと、前記の通過する軸受のどれが軸受ハウジング
   内に含まれているかを決定するように、かつ軸受ハウジ
   ングの内側々壁の走査に応答する信号を、軸受ハウジン
   グの外側々壁の走査に応答する信号と区別するように信
   号を処理する丸めの手段と、内側々壁または外側々壁が
   走査されているかどうかの函数として前記アラームを調
   整する九めに前記の信号処理手段とアラームモニタを相
   互に接続する手段とを備えた鉄道車両軸箱検出装置。 （８）軌道の区分に沿って位置し九放射エネルギ一応答
   走査器を備え、この走査器は、感知域内で通過する鉄道
   車両の軸受を走査しかつこれに応等して信号を発生する
   ようになってお〉、前記信号は、車輪軸受の通過、軸受
   の種類、軸受Ｏ温度および軸受が軸受ハウジング内に包
   囲されているかいないかを表す振幅と波形を有する部分
   を含み、また前記信号の振幅が臨界を越え丸場会にアラ
   ームを発生させる九めに走査器に接続されたアラームモ
   ニタと、通過する軸受のどれが軸受ハウジング内に含ま
   れていゐかを決定するように前記信号を処理する九２６
   ０手段と、列車の移動方向を決定するための手段と、前
   記アラーム峰二りの臨界を、走査されている軸受ハウジ
   ングの側壁が移動方向にあるかまたは移動方向と反対に
   あるかどうかＯＩｉ数として調節する丸めの手段とを備
   えた鉄道車両軸箱検出装置。 （９）　　軸受ハウジングの内側々壁の走査に応答する
   信号を、軸受ハウジングの外側々壁の走査に応答する信
   号と区別するための手段をさらに含む、特許請求の範囲
   第８頂記載Ｏ装置。 θＯ）前記調節手段に制御関係に接続された、列車の速
   度を決定するための手段を備え、それによ都前記臨界の
   調節量が前記列車速度の函数であるようにした一特許請
   求の範Ｉ！第４項配戟の装置。