(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータにより駆動する踏切しゃ断機のしゃ断かんの折損を検知する、踏切しゃ断機のしゃ断かん折損検知装置であって、
前記しゃ断かんが略水平位置から略垂直位置に上昇動作する際、前記モータに流れるモータ電流の時系列データを収集するデータ収集部と、
前記時系列データから前記モータ電流の変動周期を求める周期演算部と、
前記モータ電流の変動周期が、前記しゃ断かんの長さに応じて設定された判定許容範囲内にない場合、前記しゃ断かんの折損を判定する異常判定部と、
を備えたことを特徴とする踏切しゃ断機のしゃ断かん折損検知装置。
【請求項２】
前記周期演算部は、
前記しゃ断かんの上昇動作が停止している際に、前記時系列データから前記モータ電流の変動周期を求め、
前記異常判定部は、
前記しゃ断かんの上昇動作が停止している際に、前記しゃ断かんの折損を判定する
ことを特徴とする請求項１記載の踏切しゃ断機のしゃ断かん折損検知装置。
【請求項３】
前記周期演算部は、
前記モータ電流が増加から減少に転じた時刻の時間間隔、または、前記モータ電流が減少から増加に転じた時刻の時間間隔を、前記変動周期として求める
ことを特徴とする請求項１または２記載の踏切しゃ断機のしゃ断かん折損検知装置。
【請求項４】
前記周期演算部は、
前記モータ電流が増加から減少に転じた時刻の時間間隔、または、前記モータ電流が減少から増加に転じた時刻の時間間隔を、複数回の上昇動作における前記時系列データからそれぞれ検出し、該複数の時間間隔の平均値を前記変動周期として求める
ことを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の踏切しゃ断機のしゃ断かん折損検知装置。
【請求項５】
前記周期演算部は、
前記モータ電流が増加から減少に転じた時刻の時間間隔、または、前記モータ電流が減少から増加に転じた時刻の時間間隔を、１回の上昇動作における前記時系列データから複数検出し、該複数の時間間隔の最小値を前記変動周期として求める
ことを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の踏切しゃ断機のしゃ断かん折損検知装置。
【請求項６】
前記周期演算部は、
前記しゃ断かんが略水平位置から略垂直位置に上昇動作するまでの時間のうち、所定の時間区間に属する前記時系列データから前記モータ電流の変動周期を求める
ことを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載の踏切しゃ断機のしゃ断かん折損検知装置。
【請求項７】
前記異常判定部は、
折損していない状態のしゃ断かんを上昇動作させた際の前記モータ電流に基づき設定した前記判定許容範囲が、予め記憶された
ことを特徴とする請求項１〜６の何れか一項に記載の踏切しゃ断機のしゃ断かん折損検知装置。
【請求項８】
前記データ収集部、前記周期演算部、および前記異常判定部は、
前記しゃ断かんの上昇速度が一定となるように前記モータに流れるモータ電流を制御するモータ制御器に内蔵された
ことを特徴とする請求項１〜７の何れか一項に記載の踏切しゃ断機のしゃ断かん折損検知装置。
【請求項９】
請求項１〜８の何れか一項に記載の踏切しゃ断機のしゃ断かん折損検知装置を備えた
ことを特徴とする踏切しゃ断機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、踏切しゃ断機のしゃ断かん折損検知装置、およびそれを備えた踏切しゃ断機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、踏切しゃ断機では、主に自動車によるしゃ断かんの折損が度々発生している。これは、例えば、自動車がしゃ断かんの降下完了の直前に踏切を強引に通過しようとしたり、しゃ断かんによって閉じ込められた踏切内から脱出しようとしたりして発生する。このようなしゃ断かんの折損は、踏切への侵入防止の機能が失われて非常に危険であるため、速やかに検知される必要がある。
【０００３】
このしゃ断かんの折損を検知するために、しゃ断かんを昇降動作させる電動モータの電流データを用いる技術がある。例えば、特許文献１に記載の装置にあっては、モータ電流の時系列データの線形統計量を算出して、その線形統計量の合計値を求めるとともに、時系列データに基づいて軌道平行測度を演算して非線形統計量を算出し、非線形統計量の平均値を求め、線形統計量の合計値および非線形統計量の平均値をそれぞれ評価関数として、２次元空間にプロットし、プロットされた外側の各点により形成される領域を正常エリアとする。その後、しゃ断機が動作するたびに、しゃ断機が動作したときの電流データを収集して、線形統計量の合計値および非線形統計量の平均値を求め、これらを２次元空間にプロットした点が正常エリアの外部に存在すれば、しゃ断かんの折損と判断する。
【０００４】
また、従来の踏切しゃ断機においては、特許文献２に記載のように、しゃ断かんを駆動するサーボモータのモータ電流や回転角度情報を用いて、制御部（サーボドライバー）によるサーボモータの速度制御を行うものが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−２９０５４９号公報
【特許文献２】特開２０１０−２２８５８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１の技術では、モータ電流の時系列データを大量に蓄積する必要があるとともに、時系列データの線形統計量や非線形統計量等の演算処理に必要とする処理負荷が高くなる。このため、しゃ断かんの折損検知に係るメモリ容量やプログラム容量が増大するという課題がある。
特に、既設のしゃ断機に、しゃ断かんの折損検知機能を追加する場合には、モータ電流を検出するセンサ等が無い場合や、既存の制御部のメモリ容量やプログラム容量に余裕が無い場合があり、新たに別個の部品を追加する必要が生じる。しかし、踏切しゃ断機の内部に新たに部品を追加できる空間の余裕が無い場合には、内蔵部品を追加することは困難であり、また、内蔵部品の追加は費用コストが増加するという課題がある。
例えば特許文献２の技術のように、サーボモータの電流値を検出してモータの速度制御を行う踏切しゃ断機においては、モータ電流を検出するためのセンサが設けられているので、モータ電流を検出するセンサの追加は不要となる。しかし、サーボモータの速度制御を行う制御部（サーボドライバー）には、メモリ容量やプログラム容量に余裕が少なく、上述したようなしゃ断かんの折損検知機能を追加することは困難である。
【０００７】
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、簡易な構成でしゃ断かんの折損を検知することができる踏切しゃ断機のしゃ断かん折損検知装置、およびそれを備えた踏切しゃ断機を得るものである。
また、既設のしゃ断機に、新たに部品を追加することなく、しゃ断かんの折損検知機能を追加することができる踏切しゃ断機のしゃ断かん折損検知装置、およびそれを備えた踏切しゃ断機を得るものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る踏切しゃ断機のしゃ断かん折損検知装置は、モータにより駆動する踏切しゃ断機の前記しゃ断かんの折損を検知する、踏切しゃ断機のしゃ断かん折損検知装置であって、前記しゃ断かんが略水平位置から略垂直位置に上昇動作する際、前記モータに流れるモータ電流の時系列データを収集するデータ収集部と、前記時系列データから前記モータ電流の変動周期を求める周期演算部と、前記モータ電流の変動周期が、前記しゃ断かんの長さに応じて設定された判定許容範囲内にない場合、前記しゃ断かんの折損を判定する異常判定部と、を備えたものである。
【０００９】
また、前記周期演算部は、前記しゃ断かんの上昇動作が停止している際に、前記時系列データから前記モータ電流の変動周期を求め、前記異常判定部は、前記しゃ断かんの上昇動作が停止している際に、前記しゃ断かんの折損を判定するものである。
【００１０】
また、前記周期演算部は、前記モータ電流が増加から減少に転じた時刻の時間間隔、または、前記モータ電流が減少から増加に転じた時刻の時間間隔を、前記変動周期として求めるものである。
【００１１】
また、前記周期演算部は、前記モータ電流が増加から減少に転じた時刻の時間間隔、または、前記モータ電流が減少から増加に転じた時刻の時間間隔を、複数回の上昇動作における前記時系列データからそれぞれ検出し、該複数の時間間隔の平均値を前記変動周期として求めるものである。
【００１２】
また、前記周期演算部は、前記モータ電流が増加から減少に転じた時刻の時間間隔、または、前記モータ電流が減少から増加に転じた時刻の時間間隔を、１回の上昇動作における前記時系列データから複数検出し、該複数の時間間隔の最小値を前記変動周期として求めるものである。
【００１３】
また、前記周期演算部は、前記しゃ断かんが略水平位置から略垂直位置に上昇動作するまでの時間のうち、所定の時間区間に属する前記時系列データから前記モータ電流の変動周期を求めるものである。
【００１４】
また、前記異常判定部は、折損していない状態のしゃ断かんを上昇動作させた際の前記モータ電流に基づき設定した前記判定許容範囲が、予め記憶されたものである。
【００１５】
また、前記データ収集部、前記周期演算部、および前記異常判定部は、前記しゃ断かんの上昇速度が一定となるように前記モータに流れるモータ電流を制御するモータ制御器に内蔵されたものである。
【００１６】
また、本発明に係る踏切しゃ断機は、上記踏切しゃ断機のしゃ断かん折損検知装置を備えたものである。
【発明の効果】
【００１７】
本発明は、しゃ断かんが上昇動作する際のモータ電流の時系列データからモータ電流の変動周期を求め、この変動周期を用いてしゃ断かんの折損を判定するので、簡易な構成でしゃ断かんの折損を検知することができる。
また、モータにより駆動するしゃ断かんの上昇速度が一定となるようにモータを速度制御する踏切しゃ断機に、新たに部品を追加することなく、しゃ断かんの折損検知機能を追加することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施の形態１に係る踏切しゃ断機を示す側面図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る踏切しゃ断機を示す正面図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係るサーボドライバーを示すブロック構成図である。
【図４】本発明の実施の形態１に係るしゃ断かん折損検知装置を示すブロック構成図である。
【図５】長さの異なる３つのしゃ断かんをそれぞれ水平位置から垂直位置まで上昇動作させた時のモータ電流の時系列データの一例を示すグラフである。
【図６】図５に示した各時系列データのピーク時刻とピーク間隔の一例を示す図である。
【図７】長さの異なる３つのしゃ断かんをそれぞれ複数回上昇動作を繰り返し、それらのモータ電流の時系列データを平均化した一例を示すグラフである。
【図８】図７に示した各時系列データのピーク時刻とピーク間隔の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
実施の形態１．
以下、本発明に係る踏切しゃ断機のしゃ断かん折損検知装置を、バランスウエイト及びバランス補助機構を有さない踏切しゃ断機に適用した場合を例に説明する。
バランスウエイトも補助機構もない踏切しゃ断機は、バランスウエイトや補助機構を有する踏切しゃ断機に比較してモータの負荷が大きく、しゃ断かんが上昇するときに、モータ電流の変動量が大きくなる傾向があるため、本発明のしゃ断かん折損検知装置を特に好適に適用することができる。なお、本発明はこれに限定されるものではなく、バランスウエイトや補助機構を有する踏切しゃ断機に適用することも可能である。
【００２０】
（踏切しゃ断機）
図１は、本発明の実施の形態１に係る踏切しゃ断機を示す側面図である。
図２は、本発明の実施の形態１に係る踏切しゃ断機を示す正面図である。
踏切しゃ断機１は、鉄道の踏切に設置されるものであり、ハウジング本体１０側に起倒可能に支持されたしゃ断かん１１がモータＭの回転により昇降して踏切を通行不能にしゃ断したり、通行可能に開放したりする。
【００２１】
ハウジング本体１０には、しゃ断かん１１を取り付けるためのしゃ断かん支持軸１２が回転可能に支持されている。このしゃ断かん支持軸１２には、しゃ断かん１１を保持するためのしゃ断かんホルダーＨが固定されている。このしゃ断かんホルダーＨにはしゃ断かん１１の後端部が挿入されており、この後端部がしゃ断かんホルダーＨに固定されている。
【００２２】
ハウジング本体１０の内側には、モータＭおよび該モータＭの回転を減速してしゃ断かん支持軸１２側へ伝達する減速ユニット２０が配設されている。
【００２３】
モータＭは、小型のサーボモータである。このモータＭの出力軸は、減速ユニット２０の内部で支持されている。
【００２４】
減速ユニット２０は、複数の小型の歯車が取り付けられた歯車軸、これを支持する軸受、およびモータＭの出力軸を支持するモータ出力軸軸受などで構成されている。モータＭと減速ユニット２０とは一体に連結されている。
【００２５】
減速ユニット２０の減速回転出力軸２４には、ハウジング本体１０の外部に出ている出力端部に出力端部歯車２９が取り付けられている。この出力端部歯車２９には、しゃ断かん支持軸１２に取り付けられたしゃ断かん支持軸側歯車１３が噛み合っている。
【００２６】
このしゃ断かん支持軸側歯車１３は、扇状の平歯車であり、円弧状部分１４に歯が形成されている。しゃ断かん支持軸１２の上方の２箇所には、しゃ断かん支持軸側歯車１３の回転範囲を規制するためのストッパＳが配設されている。しゃ断かん支持軸側歯車１３の円弧状部分１４の両側の側面部１５には、しゃ断かん支持軸側歯車１３側がストッパＳにぶつかるときに衝撃を減ずるための緩衝部材１６が取り付けられている。
【００２７】
モータＭの回転が出力端部歯車２９からしゃ断かん支持軸側歯車１３に伝達されると、しゃ断かん支持軸１２がストッパＳに規制された回転範囲内で回転して、しゃ断かん１１が上昇または下降の動作をする。
【００２８】
減速ユニット２０は、複数の歯車と出力端部歯車２９とにより、大きな減速比を得ている。本実施の形態における踏切しゃ断機１は、バランスウエイトおよび補助機構を有さないため、バランスウエイトや補助機構を有する踏切しゃ断機に比較してモータＭの負荷が大きくなる。このため、減速比が大きく設定されて実現されている。例えば、本発明の実施の形態に係る踏切しゃ断機１は、約５００から約６００の減速比であり、従来のものよりもおよそ２から３倍大きい減速比となっている。
【００２９】
（サーボドライバー）
次に、しゃ断かん１１の昇降速度が一定となるようにモータＭを速度制御するサーボドライバーについて説明する。
図３は、本発明の実施の形態１に係るサーボドライバーを示すブロック構成図である。
図３に示すように、速度制御を行うための基本的な構成は、モータＭに内蔵もしくは付属の角度センサ１０１と、該センサからの信号を受けてこれを処理するサーボドライバー１００とにより構成される。
【００３０】
サーボドライバー１００は、モータＭに流れるモータ電流を取得する機能と、モータＭに流れるモータ電流を調整する機能とを備えている。また、サーボドライバー１００は、角度センサ１０１から受けた信号に基づいてモータＭの回転速度を算出し、算出された速度と設定速度とを比較してその差がゼロとなるようにモータ電流を調整する機能を備えている。なお、サーボドライバー１００は、本発明における「モータ制御器」に相当する。
【００３１】
モータＭに内蔵もしくは付属の角度センサ１０１としては、モータＭの回転速度を直接もしくは間接的に得ることのできるものを適宜使用できる。例えばレゾルバは、角度センサ１０１として良好に用いることができる。
【００３２】
また、本実施の形態におけるサーボドライバー１００は、しゃ断かん１１の折損を検知するしゃ断かん折損検知装置２が内蔵されている。なお、折損の検知とは、しゃ断かんの完全折損のみならず、いずれかの部位から部分的に奪われる部分折損のほか、折れた部位から先が繋がった状態でぶら下がるぶら下がり折損など状態も含むものである。
【００３３】
サーボドライバー１００によるモータＭのモータ電流制御においては、弾性を有するしゃ断かん１１の揺れ（振動）により昇降速度が変化するため、これに伴いモータ電流も変動する。昇降動作時のしゃ断かん１１の揺れ（振動）は、しゃ断かん１１の長さに依存するため、モータ電流の変動周期もしゃ断かん１１の長さに依存することとなる。しゃ断かん１１に折損が生じると、しゃ断かん１１の長さが変化するため、上記モータ電流の変動周期も、折損の前後で変化する。
本実施の形態におけるしゃ断かん折損検知装置２は、上記のようなモータ電流の変動周期の特徴を捉えて、しゃ断かん１１の折損を検知するものである。
このようなしゃ断かん折損検知装置２の詳細を次に説明する。
【００３４】
（しゃ断かん折損検知装置）
図４は、本発明の実施の形態１に係るしゃ断かん折損検知装置を示すブロック構成図である。
図４に示すように、しゃ断かん折損検知装置２は、データ収集部３と、周期演算部４と、データベース部５と、異常判定部６とを備えている。また、異常判定部６には、しゃ断かん長設定スイッチ７が接続され、データベース部５には、コネクタ８を介して着脱自在に設定・モニタ部９が接続される。
【００３５】
データ収集部３は、サーボドライバー１００からモータ電流、上昇開始信号及び上昇停止信号の入力を受ける。
データ収集部３は、電流センサ３１と、Ａ／Ｄ変換器３２と、データ記憶部３３と、時計３４とを有する。
データ収集部３は、上昇開始信号を受けるとモータ電流の計測及び時系列データの収集を開始する。すなわち、データ収集部３は、電流センサ３１により検出した電流値をＡ／Ｄ変換器３２によりＡ／Ｄ変換するとともに、順次、時計３４により刻まれる時刻に対応付けて蓄積することでモータ電流の時系列データを生成し、データ記憶部３３に記憶する。
データ収集部３は、上昇停止信号を受けると一つの上昇動作信号に係る時系列データを完結し、この時系列データを周期演算部４に出力する。
【００３６】
周期演算部４は、データ収集部３から上記の時系列データの入力を受ける。
周期演算部４は、検出区間決定部４１と、ピーク検出部４２と、ピーク間隔演算部４３とを有する。
周期演算部４は、時系列データの入力を受けると、まず、検出区間決定部４１は、しゃ断かん１１が略水平位置から略垂直位置に上昇動作するまでの時間のうち、所定の時間区間を決定する。例えば、上昇開始時を０％とし、上昇停止時を１００％として、１０％〜８０％の間の区間を決定する。
次に、ピーク検出部４２は、決定された時間区間に属する時系列データから、モータ電流が増加から減少に転じた時刻をピーク時刻として検出する。
ピーク間隔演算部４３は、隣り合うピーク時刻の時間間隔をモータ電流の変動周期として算出する。この変動周期の情報は、データベース部５に保存される。
【００３７】
設定・モニタ部９は、オペレータからの操作信号を入力する入力装置及び表示モニタから構成される。すなわち、設定・モニタ部９は設定手段及び表示手段を構成する。しゃ断かん折損検知装置２は、設定・モニタ部９から判定許容範囲の設定入力、設定変更入力を受け、これをデータベース部５に保存する。データベース部５は、異常判定部６に判定許容範囲の情報を出力する。
データベース部５に保存される判定許容範囲は、例えば、折損していない状態のしゃ断かん１１を上昇動作させた際のモータ電流に基づき求めた変動周期に所定の許容率を加味して、予め求めた値を設定する。また、この判定許容範囲は、しゃ断かん１１の長さ毎に複数設定するようにしても良い。
【００３８】
しゃ断かん長設定スイッチ７は、オペレータの操作に従ってしゃ断かん長の設定を異常判定部６に入力する。オペレータは、しゃ断かん長設定スイッチ７を操作して、踏切しゃ断機１に装備されるしゃ断かんの長さを設定入力する。なお、しゃ断かん長設定スイッチ７の機能を、上記の設定・モニタ部９に実現してもよい。なお、データベース部５に保存する判定許容範囲を複数設定しない場合には、しゃ断かん長設定スイッチ７を省略してもよい。
【００３９】
異常判定部６は、判定部６１と、許容範囲記憶部６２とを有する。
異常判定部６は、しゃ断かん長設定スイッチ７から入力された設定に従ってしゃ断かんの長さを特定してデータベース部５からその長さに応じた判定許容範囲を読出し、許容範囲記憶部６２に記憶する。
必要な設定が完了した後、異常判定部６の判定機能が有効とされる。
【００４０】
判定機能が有効とされた異常判定部６においては、しゃ断かんの上昇動作が完了する度に、判定部６１が許容範囲記憶部６２から判定許容範囲を読出し、モータ電流の変動周期が判定許容範囲から逸脱するか否かによりしゃ断かんの折損を判定する。すなわち、判定部６１はモータ電流の変動周期が判定許容範囲内の値なら正常と判断し、モータ電流の変動周期が判定許容範囲外の値なら折損と判断し、判定信号を外部出力する。
【００４１】
（動作）
次に、しゃ断かん折損検知装置２によるしゃ断かんの折損検知動作を説明する。
【００４２】
上述したように、本実施の形態におけるしゃ断かん折損検知装置２は、サーボドライバー１００に内蔵されている。しかし、サーボドライバー１００は、本来、モータＭの制御するためのものであるため、モータＭの速度制御を実施中にしゃ断かん折損検知を行うまでの余力はない。
そこで、しゃ断かん１１の上昇制御中は、データ収集部３にてモータ電流を収集し、しゃ断かん１１の上昇動作完了から次の降下までの空き時間、即ち、しゃ断かん１１の昇降動作が停止している間に、周期演算部４によりモータ電流の変動周期を求め、異常判定部６により、しゃ断かん１１の折損検知を行うようにする。
このような動作により、サーボドライバーのメモリ容量やプログラム容量を増大させる必要が無く、また、しゃ断かん１１の上昇制御時の演算負荷が増大することもないので、既設のしゃ断機にしゃ断かんの折損検知機能を追加することが可能となる。
【００４３】
図５は、長さの異なる３つのしゃ断かんをそれぞれ水平位置から垂直位置まで上昇動作させた時のモータ電流の時系列データの一例を示すグラフである。
図５に示すように、しゃ断かんを水平位置から垂直位置まで上昇動作させた時のモータ電流は、周期的に増減変動しながらも全体的には漸次減少していく傾向を示す。３つのうち時系列データＩ１が最も長いしゃ断かん１１のデータ（長さ８ｍ）、時系列データＩ２が中間の長さ（長さ６ｍ）、時系列データＩ３が最も短いしゃ断かん１１のデータ（長さ４ｍ）である。
データ収集部３は、図５に示すような時系列データを収集し周期演算部４に出力する。
【００４４】
周期演算部４の検出区間決定部４１は、しゃ断かん１１が略水平位置から略垂直位置に上昇動作するまでの時間のうち、例えば、上昇開始時を０％とし、上昇停止時を１００％として、１０％〜８０％の間の区間を決定する。しゃ断かん水平時から垂直時へ上昇するときに、モータ電流が変動しながら漸次減少していく傾向を示す踏切しゃ断機の場合においては、モータＭの起動電流が生じる上昇初期と、モータ電流の変動が少なくなる上昇終期を除くデータを用いることで、良好にしゃ断かん折損検知が可能である。
【００４５】
次に、ピーク検出部４２は、決定された時間区間に属する時系列データから、モータ電流が増加から減少に転じた時刻をピーク時刻として検出する。
このピーク時刻の検出は、Ａ／Ｄ変換器３２により離散的なデジタル値に変換された各データを順次比較して、一定の期間減少傾向が継続したとき、減少開始時の時刻をピーク時刻として検出する。このような検出アルゴリズムを一例を説明する。
【００４６】
（１）カウント値を初期化する。
（２）今回対象データと前回データとの差分値を求める。
（３）差分値が正であれば（２）へ戻る。
（４）差分値が負であれば、今回対象データの時刻Ａを記憶する。
（５）差分値の負が連続３回以上であれば、（４）の時刻Ａを、ピーク時刻として検出する。
（６）差分値がゼロであれば、今回対象データの時刻Ｚｓを記憶し（２）へ戻る。
（７）上記（２）〜（６）を繰り返し、差分値がゼロから負に変化したときの対象データの時刻Ｚｔを記憶する。
（８）上記（７）の後、差分値の負が連続３回以上であれば、時刻Ｚｔと時刻Ｚｓとの中間時刻を、ピーク時刻として検出する。
（９）検出区間決定部４１により決定された時間区間が終了するまで、上記（１）〜（８）を繰り返す。
【００４７】
図６は、図５に示した各時系列データのピーク時刻とピーク間隔の一例を示す図である。なお、図６に示す数値の単位は、上昇開始時を０％とし上昇停止時を１００％として、上昇時間に対するピーク時刻の割合（％）で示している。
図６の例のように、しゃ断かん長が長いほどピーク間隔は長くなり、短いほど間隔は短くなる。これは弾性体のしゃ断かん１１が振動する場合の周期傾向が現れている。
【００４８】
ピーク間隔演算部４３は、ピーク検出部４２により検出されたピーク時刻から、隣り合うピーク時刻の差分を算出し、その時間間隔をモータ電流の変動周期として求める。この変動周期の情報は、データベース部５に保存される。なお、１回の上昇動作における時系列データにおいて、ピーク時刻が３つ以上存在し、複数の時間間隔を算出した場合、この時間間隔のうちの最小値を変動周期としても良い。または、複数の時間間隔の平均値を変動周期としても良い。
【００４９】
なお、上記の説明では、モータ電流が増加から減少に転じた時刻をピーク時刻として求めたが、本発明はこれに限るものではなく、モータ電流が減少から増加に転じた時刻をピーク時刻として求め、この時間間隔を変動周期としても良い。
また、上記の説明では、隣接するピーク時刻の時間間隔を算出したが、本発明はこれに限るものではなく、例えば２周期分の時間間隔を算出するなど、所定個数のピーク時刻の時間間隔を算出して、これを変動周期としても良い。
【００５０】
（効果）
以上のように本実施の形態においては、しゃ断かん１１が上昇動作する際のモータ電流の時系列データからモータ電流の変動周期を求め、この変動周期を用いてしゃ断かん１１の折損を判定するので、簡易な構成でしゃ断かんの折損を検知することができる。
【００５１】
また、モータＭにより駆動するしゃ断かん１１の上昇速度が一定となるようにモータＭを速度制御する踏切しゃ断機１に、新たに部品を追加することなく、しゃ断かん１１の折損検知機能を追加することができる。
即ち、サーボドライバー１００は、モータＭの速度制御のためにモータ電流を監視しているので、折損検知機能を追加する場合であっても、モータ電流を計測するセンサや配線が不要となる。
【００５２】
また、サーボドライバー１００は、モータＭの制御中にはモータ電流を計測しているので、サーボドライバー１００内のメモリをモータ電流を計測した順に記憶するプログラムを追加してデータ記憶部３３として機能させることで、モータ電流の時系列データが収集できる。
【００５３】
また、しゃ断かん１１の昇降動作が停止している際に、周期演算部４によりモータ電流の変動周期を求め、異常判定部６により、しゃ断かん１１の折損検知を行うので、サーボドライバー１００にしゃ断かん折損検知装置２の機能を追加しても、サーボドライバー１００によるモータ制御に支障をきたすことがない。
【００５４】
また、周期演算部４によるピーク時刻の検出は、簡単な四則演算と論理演算を用いて求められ、変動周期はピーク時刻の引き算で済むので、演算処理の負荷が低く、プログラム量（占有するプログラム領域）を小さくすることができる。
【００５５】
実施の形態２．
本実施の形態においては、複数回の上昇動作における時系列データから時間間隔をそれぞれ検出し、この複数の時間間隔の平均値を変動周期として求める形態について説明する。
なお、本実施の形態における踏切しゃ断機１およびしゃ断かん折損検知装置２の構成は、上記実施の形態１と同様であり、同一部分には同一の符号を付する。
【００５６】
本実施の形態におけるピーク間隔演算部４３は、ピーク時刻の時間間隔を算出すると、当該時間間隔の情報を当該時系列データの識別情報と共に、データベース部５に保存する。
そして、しゃ断かん１１の上昇動作が予め設定された所定回数行われると、ピーク間隔演算部４３は、データベース部５に保存した各回の時間間隔を取得し、こららの平均値を変動周期として求める。この変動周期の情報は、データベース部５に保存される。
異常判定部６は、ピーク間隔演算部４３が時間間隔の平均値を変動周期として求めると、この変動周期が判定許容範囲から逸脱するか否かによりしゃ断かんの折損を判定する。
【００５７】
図７は、長さの異なる３つのしゃ断かんをそれぞれ取り換えて複数回上昇動作を繰り返し、それらのモータ電流の時系列データを平均化した一例を示すグラフである。
図７においては、上記実施の形態１（図５）に示したしゃ断かん１１と同一条件で、５回上昇動作を繰り返し、それらのモータ電流値を平均化した場合を示している。図７に示す例では、振動周期が安定しているので、実施の形態１（図５）の例とは大きな違いは見当たらない。
【００５８】
図８は、図７に示した各時系列データのピーク時刻とピーク間隔の一例を示す図である。なお、図８に示す数値の単位は、上昇開始時を０％とし上昇停止時を１００％として、上昇時間に対するピーク時刻の割合（％）で示している。
図８の例のように、しゃ断かん長が長いほどピーク間隔は長くなり、短いほど間隔は短くなる。これは弾性体のしゃ断かん１１が振動する場合の周期傾向が現れている。そのピーク間隔の範囲は、上記図６と略同じ範囲になっている。これは比較的変動幅が少なく、ほぼ同様の周期でモータ電流が増減を繰り返すことを示している。
【００５９】
（効果）
このように本実施の形態においても、上記実施の形態１と同様の効果を奏することができる。
また、本実施の形態では、複数回の上昇動作における時系列データから時間間隔をそれぞれ検出し、この複数の時間間隔の平均値を変動周期として求めるので、例えば、しゃ断かん１１に対する風の影響や一時的な外的負荷などにより、一時的にモータ電流の増減周期が変化した場合であっても、折損の誤検知を低減することができる。
【００６０】
実施の形態３．
本実施の形態では、しゃ断かん折損検知装置２の運用時の設定動作について説明する。
なお、本実施の形態における踏切しゃ断機１およびしゃ断かん折損検知装置２の構成は、上記実施の形態１と同様であり、同一部分には同一の符号を付する。
【００６１】
まず、しゃ断かん折損検知装置２の初期設定から使用開始までの一連の流れに沿って説明する。
【００６２】
しゃ断かん折損検知装置２の製造時に初期設定を行う。
まず、しゃ断かん折損検知装置２の本体部に設定・モニタ部９を接続する。
次に、しゃ断かん１１を複数回上昇動作させて得た時系列データに前記した手順に従ってモータ電流の変動周期を求め、それを元に判定許容範囲を設定する。さらに長さの異なるしゃ断かん１１の場合についても同様に判定許容範囲を設定し、これらを標準的な判定許容範囲としてデータベース部５に記憶させておく。
すなわち、データベース部５は、折損していない正常なしゃ断かんの使用状態で、踏切しゃ断機１をしゃ断かん１１の長さ毎に上昇動作させたときのモータの電流に基づき、設定した判定許容範囲を記憶する。
【００６３】
次に、踏切しゃ断機設置現場における本しゃ断かん折損検知装置２の使用前の設定や確認につき説明する。
まず、しゃ断かん折損検知装置２の本体部に設定のモニタ部９を接続する。
オペレータが設定・モニタ部９（又はしゃ断かん長設定スイッチ７）を操作してしゃ断かん長を選択する。
オペレータは、設定されている判定許容範囲を確認し、判定許容範囲に変更があれば設定・モニタ部９を操作して判定許容範囲を変更入力した後、設定を終了する。
なお、このとき、選択されたしゃ断かん１１の時系列データをモニタ部９にグラフ表示するようにしても良い。
【００６４】
判定許容範囲が設定されていれば、異常判定部６は有効に働き、本しゃ断かん折損検知装置２の使用が開始される。但し、まずはテスト使用として、以下のように判定動作をモニタリングして確認し、必要に応じて判定許容範囲を調整しても良い。
それには、まず、しゃ断かん折損検知装置２の本体部に設定・モニタ部９を接続する。
オペレータが設定・モニタ部９を操作して、選択されたしゃ断かんの時系列データ及び設定された判定許容範囲が設定・モニタ部９に表示させる。
しゃ断かん１１の動作に伴ってモータ電流値の時系列データが設定・モニタ部９にグラフ表示される。そして、モータ電流の変動周期が判定許容範囲内ならば「正常」が、判定許容範囲外ならば「しゃ断かん折損」が設定・モニタ部９に表示出力される。
判定があるたびに、データベース部５は、判定結果と、判定の対象となったしゃ断かんの上昇動作時の時系列データを、しゃ断かんが上昇動作した時刻と関連付けて記憶蓄積する。
【００６５】
オペレータは、以上のように判定動作をモニタリングして、判定許容範囲を調整すべきときは、設定・モニタ部９を操作して判定許容範囲を変更入力する。
すべての確認、設定が完了すれば、しゃ断かん折損検知装置２の本体部から設定・モニタ部９を切り離す。これにより、しゃ断かん折損検知装置２が検知機能を発揮できる状態となったので踏切しゃ断機１を動作させて使用すればしゃ断かん折損検知が可能となる。
更に使用中にしゃ断かん折損検知装置２が正常と判断したデータを収集し、モータ電流の変動周期を計算した結果をデータベース部５に記憶しておき、設定・モニタ部９を接続して判定許容範囲の再設定を行う際に追加データとして参照できるようにしておくと判定精度を向上させることができる。
【００６６】
設定・モニタ部９を常時接続して使用する場合には設定表示と使用表示の画面切替スイッチを設け、設定表示の画面では判定許容範囲の調整操作の案内表示を行い、使用表示の画面では判定動作、判定結果を表示するようにしても良い。また、判定結果としては正常、不明、折損の他、部分折損を表示できるようにしても良い。
【符号の説明】
【００６７】
１  踏切しゃ断機、２  しゃ断かん折損検知装置、３  データ収集部、４  周期演算部、５  データベース部、６  異常判定部、７  しゃ断かん長設定スイッチ、８  コネクタ、９  設定・モニタ部、１０  ハウジング本体、１１  しゃ断かん、１２  支持軸、１３  支持軸側歯車、１４  円弧状部分、１５  側面部、１６  緩衝部材、２０  減速ユニット、２４  減速回転出力軸、２９  出力端部歯車、３１  電流センサ、３２  Ａ／Ｄ変換器、３３  データ記憶部、３４  時計、４１  検出区間決定部、４２  ピーク検出部、４３  ピーク間隔演算部、６１  判定部、６２  許容範囲記憶部、１００  サーボドライバー、１０１  角度センサ、Ｈ  ホルダー、Ｍ  モータ、Ｓ  ストッパ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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