(57)【要約】【課題】電動機の電機子軸を回転可能に支持する支持具等の支持構造の破損や摩耗を、速度発電機を用いて検出する破損検出装置を提供する。【解決手段】電機子軸を支持する玉軸受及びコロ軸受の破損または摩耗によって電機子軸の傾きが大きくなると、電動機の速度発電機を構成する誘導子と鉄心との距離が遠くなり、鉄心に巻かれたコイルから出力される出力電圧も小さくなる。そこで、ＢＰＧ９は、電動機の速度発電機からの出力である矩形波（ヘ）が出力されているにもかかわらず、駆動軸の速度発電機からの出力である矩形波（ハ）が出力されていない場合がないかを速度比較部９６で判定することによって、玉軸受２２及びコロ軸受２３に破損又は摩耗がないか判定している。この判定により、玉軸受２２及びコロ軸受２３の破損や摩耗を、確実に検出することができる。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動機の電機子軸に取り付けられ、中心軸と同軸の円周に沿って等ピッチの凹凸を形成した円盤状の第１誘導子、一端を第１永久磁石のいずれかの極に接合し、他端を前記第１誘導子の前記凹凸に対向して配置した少なくとも一対の第１磁極片、及び、前記第１磁極片を通過する磁束の変化を検出し、この検出に応じた波形の出力電圧を発生させる第１コイルを備える第１速度発電機と、
前記電機子軸を介して前記電動機からの動力が伝えられる駆動輪軸の車軸に取り付けられ、中心軸と同軸の円周に沿って等ピッチの凹凸を形成した円盤状の第２誘導子、一端を第２永久磁石のいずれかの極に接合し、他端を前記第２誘導子の前記凹凸に対向して配置した少なくとも一対の第２磁極片、及び、前記第２磁極片を通過する磁束の変化を検出し、この検出に応じた波形の出力電圧を発生させる第２コイルを備える第２速度発電機と、
を用いて前記電機子軸を回転可能に支持する支持具の破損を検出する破損検出装置であって、
前記第１コイルで発生した出力電圧を、予め設定した第１閾値を基準として、第１矩形波に変換する第１波形整形手段と、
前記第２コイルで発生した出力電圧を、予め設定した第２閾値を基準として、第２矩形波に整形する第２波形整形手段と、
前記第２矩形波と前記第１矩形波とを比較し、前記第２矩形波が出力されているにもかかわらず、前記第１矩形波が出力されていない場合、前記支持具に破損又は摩耗が生じていると判定する判定手段と
を備えていることを特徴とする破損検出装置。
【請求項２】
電動機の電機子軸に取り付けられ、中心軸と同軸の円周に沿って等ピッチの凹凸を形成した円盤状の第１誘導子、一端を第１永久磁石のいずれかの極に接合し、他端を前記第１誘導子の前記凹凸に対向して配置した少なくとも一対の第１磁極片、及び、前記第１磁極片を通過する磁束の変化を検出し、この検出に応じた波形の出力電圧を発生させる第１コイルを備える第１速度発電機を用いて前記電機子軸を回転可能に支持する支持具の破損を検出する破損検出装置であって、
前記第１速度発電機は、一端を第３永久磁石のいずれかの極に接合し、他端を前記第１誘導子の前記凹凸に対向して配置した少なくとも一対の第３磁極片、及び、前記第３磁極片を通過する磁束の変化を検出し、この検出に応じた波形の出力電圧を発生させる第３コイルを備え、
前記第１コイルで発生した出力電圧を、予め設定した第１閾値を基準として、第１矩形波に変換する第１波形整形手段と、
前記第３コイルで発生した出力電圧を、予め設定した第２閾値を基準として、第２矩形波に整形する第２波形整形手段と、
前記第２矩形波と前記第１矩形波とを比較し、前記第２矩形波が出力されているにもかかわらず、前記第１矩形波が出力されていない場合、前記支持具に破損又は摩耗が生じていると判定する判定手段と
を備えていることを特徴とする破損検出装置。
【請求項３】
請求項１〜２のいずれか１項に記載の破損検出装置において、
前記判定手段は、
前記第２矩形波と前記第１矩形波とを比較し、前記第２矩形波が出力されているにもかかわらず、前記第１矩形波が出力されていない期間が、予め定められた期間継続した場合、前記支持具に破損又は摩耗が生じていると判定することを特徴とする破損検出装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の破損検出装置において、
前記判定手段は、
前記第１矩形波と前記第２矩形波とから算出された速度を比較し、この速度差が予め定められた速度差以上である場合、前記支持具に破損又は摩耗が生じていると判定する
ことを特徴とする破損検出装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の破損検出装置において、
前記第１波形整形手段の閾値は、前記第２波形整形手段の閾値よりも高い値であることを特徴とする破損検出装置。
【請求項６】
電動機の電機子軸に取り付けられ、中心軸と同軸の円周に沿って等ピッチの凹凸を形成した円盤状の第１誘導子、一端を第１永久磁石のいずれかの極に接合し、他端を前記第１誘導子の前記凹凸に対向して配置した少なくとも一対の第１磁極片、及び、前記第１磁極片を通過する磁束の変化を検出し、この検出に応じた波形の出力電圧を発生させる第１コイルを備える第１速度発電機
を用いて前記電機子軸を回転可能に支持する支持具の破損を検出する破損検出装置であって、
前記第１コイルの出力電圧を時系列で記録する記録手段と、
前記記録手段で記録された前記出力電圧が第１閾値以下となった場合、前記支持具に破損又は摩耗が生じていると判定することを特徴とする破損検出装置。
【請求項７】
請求項６に記載の破損検出装置において、
前記電動機からの動力を受けて走行する列車の速度を検出する速度検出手段を備え、
前記記録手段は、
前記速度検出手段が検出した速度が一定速度以上の場合に前記出力電圧の記録を行うことを特徴とする破損検出装置。
【請求項８】
請求項７に記載の破損検出装置において、
前記出力電圧とともに、前記速度検出手段で検出された速度を記録することを特徴とする破損検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電機子軸を回転可能に支持する支持具等の支持構造の破損を検出する破損検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、列車には、車両の速度を検出する装置として、電動機の電機子軸、及び、この電機子軸を介して電動機から受けた動力で回転する駆動輪軸の車軸のそれぞれに速度発電機が取り付けられている（特許文献１）。
【０００３】
これは、列車速度の検出とともに、これら速度発電機の出力結果を比較することにより、電動機から車輪までの動力伝達系に異常が発生していないかを検出するためである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−１８９３７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、通常、電動機は台車枠に固定され、駆動輪軸はバネ等を介して台車枠に固定されているため、電機子軸と駆動輪軸の車軸とは、駆動輪軸の車軸に対して電機子軸が変位しても、その変位を吸収できるように、ＷＮ継手などを用いて接続されている。
【０００６】
そのため、電機子軸を回転可能に支持するコロ等の支持具が摩耗または破損するなどして電機子軸が傾いたとしても、動力は電機子軸から駆動輪軸の車軸に対し正常に伝えられ、各速度発電機の出力結果を比較しても差異が生じないので、電機子軸の傾きを発見することは容易ではなかった。
【０００７】
しかし、支持具の摩耗又は破損を軽微なうちに発見できないと、列車の走行中に電動機が破損してしまう虞がある。
そこで、本発明は、電動機の電機子軸を回転可能に支持する支持具等の支持構造の破損や摩耗を、速度発電機を用いて検出する破損検出装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するためになされた請求項１に記載の発明である破損検出装置は、
電動機の電機子軸に取り付けられ、中心軸と同軸の円周に沿って等ピッチの凹凸を形成した円盤状の第１誘導子、一端を第１永久磁石のいずれかの極に接合し、他端を前記第１誘導子の前記凹凸に対向して配置した少なくとも一対の第１磁極片、及び、前記第１磁極片を通過する磁束の変化を検出し、この検出に応じた波形の出力電圧を発生させる第１コイルを備える第１速度発電機と、
前記電機子軸を介して前記電動機からの動力が伝えられる駆動輪軸の車軸に取り付けられ、中心軸と同軸の円周に沿って等ピッチの凹凸を形成した円盤状の第２誘導子、一端を第２永久磁石のいずれかの極に接合し、他端を前記第２誘導子の前記凹凸に対向して配置した少なくとも一対の第２磁極片、及び、前記第２磁極片を通過する磁束の変化を検出し、この検出に応じた波形の出力電圧を発生させる第２コイルを備える第２速度発電機と、
を用いて前記電機子軸を回転可能に支持する支持具の破損を検出する破損検出装置であって、
前記第１コイルで発生した出力電圧を、予め設定した第１閾値を基準として、第１矩形波に変換する第１波形整形手段と、
前記第２コイルで発生した出力電圧を、予め設定した第２閾値を基準として、第２矩形波に整形する第２波形整形手段と、
前記第２矩形波と前記第１矩形波とを比較し、前記第２矩形波が出力されているにもかかわらず、前記第１矩形波が出力されていない場合、前記支持具に破損又は摩耗が生じていると判定する判定手段と
を備えていることを特徴とする。
【０００９】
電機子軸を支持する支持具の破損または摩耗によって電機子軸の傾きが大きくなると、第１速度発電機を構成する第１誘導子の凸部と第１磁極片との距離が遠くなり、第１コイルから出力される出力電圧も小さくなる。
【００１０】
一方、電機子軸が傾いていても、動力伝達系に異常がなければ、第２速度発電機を構成する第２コイルから出力される出力電圧の大きさに変化はない。
そのため、これら出力電圧に対応する第１矩形波と第２矩形波とを比較すると、支持具の破損又は摩耗によって電機子軸が傾けば、第２矩形波が出力されているにもかかわらず、第１矩形波が出力されていない場合が生じる。
【００１１】
つまり、本発明の破損検出装置は、第２矩形波が出力されているにもかかわらず、第１矩形波が出力されていない場合がないか判定することによって、電機子軸を回転可能に支持する支持具に破損又は摩耗がないか判定しているのである。
【００１２】
従って、本発明の破損検出装置を用いると、電動機の電機子軸を回転可能に支持する支持具等の支持構造の破損や摩耗を、電機子軸の第１速度発電機及び駆動輪軸の車軸の第２速度発電機を用いて確実に検出することができる。
【００１３】
尚、動力伝達系としては、ＷＮ継手などの電機子軸と駆動輪軸の回転軸との変位を吸収しつつ動力を伝達する変位吸収型の伝達手段や、減速機などの複数の歯車からなる歯車型の伝達手段などが備えられることが考えられる。
【００１４】
第１誘導子は、電機子軸の軸方向両端のうち、駆動輪軸の車軸に動力を伝える側とは反対側の端部に取り付けられているとよい。
第２誘導子は、前記駆動輪軸の車軸のうちいずれか一端に取り付けられているとよい。
【００１５】
第１誘導子及び第２誘導子の凹凸は、円盤の全縁に形成されていてもよい。
第１閾値及び第２閾値は、同じ閾値でもよいし、異なる閾値としてもよいが、第１閾値は、第１誘導子の凸部と第１磁極片との距離が支持具の破損若しくは摩耗によって変化した場合に発生するものとして実験等により検証された大きさとしてもよい。
【００１６】
次に、本発明の破損検出装置は、請求項２に記載したように、
電動機の電機子軸に取り付けられ、中心軸と同軸の円周に沿って等ピッチの凹凸を形成した円盤状の第１誘導子、一端を第１永久磁石のいずれかの極に接合し、他端を前記第１誘導子の前記凹凸に対向して配置した少なくとも一対の第１磁極片、及び、前記第１磁極片を通過する磁束の変化を検出し、この検出に応じた波形の出力電圧を発生させる第１コイルを備える第１速度発電機を用いて前記電機子軸を回転可能に支持する支持具の破損を検出する破損検出装置であって、
前記第１速度発電機は、一端を第３永久磁石のいずれかの極に接合し、他端を前記第１誘導子の前記凹凸に対向して配置した少なくとも一対の第３磁極片、及び、前記第３磁極片を通過する磁束の変化を検出し、この検出に応じた波形の出力電圧を発生させる第３コイルを備え、
前記第１コイルで発生した出力電圧を、予め設定した第１閾値を基準として、第１矩形波に変換する第１波形整形手段と、
前記第３コイルで発生した出力電圧を、予め設定した第２閾値を基準として、第２矩形波に整形する第２波形整形手段と、
前記第２矩形波と前記第１矩形波とを比較し、前記第２矩形波が出力されているにもかかわらず、前記第１矩形波が出力されていない場合、前記支持具に破損又は摩耗が生じていると判定する判定手段と
を備える構成としてもよい。
【００１７】
本発明は、要するに、請求項１の第２速度発電機に代えて、第１速度発電機に第３磁極片及び第３コイルとを備えることによって、これら第３磁極片及び第３コイルに、請求項１に記載の発明における第２磁極片及び第２コイルの代役をさせ、電動機の電機子軸を回転可能に支持する支持具等の支持構造の破損や摩耗を検出しているのである。
【００１８】
次に、請求項３に記載したように、判定手段は、第２矩形波と第１矩形波とを比較し、第２矩形波が出力されているにもかかわらず、第１矩形波が出力されていない期間が、予め定められた期間継続した場合、支持具に破損又は摩耗が生じていると判定するようにしてもよい。誘導子軸は振動によって傾くことがあるので、このようにすると、この傾きが振動によるものか否かを区別することができる。
【００１９】
次に、判定手段による判定は、請求項４に記載したように、第１矩形波と第２矩形波とから算出された速度を比較し、この速度差が予め定められた速度差以上である場合、支持具に破損又は摩耗が生じていると判定してもよい。
【００２０】
次に、請求項５に記載したように、第１閾値は、第２閾値よりも高い値であるとよい。このようにすると、第１閾値が高い分、支持具等の支持構造に破損又は摩耗が生じた場合、矩形波が第１波形整形手段から直ちに出力されなくなり、判定手段による判定が機敏に行えるからである。
【００２１】
尚、請求項６に記載したように、電動機の電機子軸に取り付けられ、中心軸と同軸の円周に沿って等ピッチの凹凸を形成した円盤状の第１誘導子、一端を第１永久磁石のいずれかの極に接合し、他端を前記第１誘導子の前記凹凸に対向して配置した少なくとも一対の第１磁極片、及び、前記第１磁極片を通過する磁束の変化を検出し、この検出に応じた波形の出力電圧を発生させる第１コイルを備える第１速度発電機を用いて前記電機子軸を回転可能に支持する支持具の破損を検出する破損検出装置であって、前記第１コイルの出力電圧を時系列で記録する記録手段と、前記記録手段で記録された前記出力電圧が第１閾値以下となった場合、前記支持具に破損又は摩耗が生じていると判定するようにしてもよい。
【００２２】
このようにすると、時系列で記録した第１コイルからの出力電圧を見ることで、支持具が破損または摩耗していく過程をチェックすることができ、また、出力電圧が第１閾値以下となったか否かを確認することにより、支持具が破損したかを直ちに確認することができる。
【００２３】
尚、請求項７に記載したように、請求項６に記載の破損検出装置において、電動機からの動力を受けて走行する列車の速度を検出する速度検出手段を備え、記録手段は、速度検出手段が検出した速度が一定速度以上の場合に出力電圧の記録を行うようにしてもよい。
【００２４】
また、請求項８に記載したように、請求項７に記載の破損検出装置において、前記出力電圧とともに、前記速度検出手段で検出された速度を記録するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本実施形態の台車の模式図である。
【図２】速度発電機の基本構造を説明するための模式図である。
【図３】速度発電機からの出力電圧と、車両の速度との関係を示すグラフである。
【図４】電機子軸の支持構造についての模式図である。
【図５】ＢＰＧのブロック図である（正常時）。
【図６】ＢＰＧのブロック図である（破損時）。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下に本発明の実施形態を図面と共に説明する。
[台車]
本実施形態の台車１は、新幹線車両その他列車の駆動輪用の台車である。
【００２７】
この台車１は、電動機２、駆動輪軸３、減速機４、第１速度発電機５、第２速度発電機６、ＷＮ継手７を備えている。
電動機２は、台車１の台車枠１０に固定されており、発生させた動力を電機子軸２０を軸回転させることにより出力する。
【００２８】
駆動輪軸３は、車軸３０と、この車軸３０の両端部近傍に取り付けられた一対の車輪３１とを備えている。台車枠１０には、軸箱１２がバネ１１を介して固定されており、この駆動輪軸３は、車軸３０が軸箱１２に回転可能に支持されることにより、台車枠１０に対して変位可能に固定される。この結果、列車が振動を受けたり、カーブなどで車体が傾くなどすると、電機子軸２０が駆動輪軸３の車軸３０に対して変位することとなるので、この車軸３０に対し、ＷＮ継手７を介して電機子軸２０が接続されている。
【００２９】
減速機４は、小歯車４０と大歯車４１とを備えており、これら歯車４０，４１は、ケース４３内で互いにかみ合わされて、それぞれ軸回転可能に収納されている。このうち大歯車４１は、車軸３０と同じ回転軸上で回転するように車軸３０に固定され、小歯車４０は、電動機２の電機子軸２０と同じ回転軸上で回転するように、ＷＮ継手７を介して電機子軸２０に連結されている。
【００３０】
第１速度発電機５は、電動機２に固定されており、円盤状に形成された誘導子５０や、この誘導子５０が回転することによって誘導起電力が発生するコイル５１等を備えている。
【００３１】
このうち誘導子５０は、電機子軸２０の軸方向両端のうち、ＷＮ継手７が接続されていない側の端部に固定されており、この電機子軸２０と同一軸線上で、電機子軸２０とともに回転する。
【００３２】
第２速度発電機６は、軸箱１２に固定されており、円盤状に形成された誘導子６０や、この誘導子６０が回転することによって生じる誘導起電力を出力するコイル６１等を備えている。
【００３３】
このうち誘導子６０は、駆動輪軸３の車軸３０の軸方向両端のうち一方の端部に固定されており、この車軸３０と同一軸線上で車軸３０とともに回転する。
尚、第１速度発電機５及び第２速度発電機６の構造の詳細については後述する。
[速度発電機]
次に、上記において、第１速度発電機５及び第２速度発電機６として挙げた速度発電機の基本的な構造及び動作について、図２を参照しつつ説明する。
【００３４】
速度発電機１００は、誘導子１１０と、発電部１２０とを備えている。
誘導子１１０は円盤状に形成され、円盤の全縁には、凹凸１１１が等ピッチに形成されていている（図２では、発電部１２０に対向する部分のみを示すとともに、凹凸１１１についても一部だけを示している）。
【００３５】
発電部１２０は、永久磁石１２１と、一対の鉄心１２２と、一対のコイル１２３とを備えている。
そして、各鉄心１２２は、永久磁石１２１の各極から誘導子１１０の円盤の縁部に向かってＬ字状に延設され、コイル１２３は、各鉄心１２２の周りに巻回されている。
【００３６】
このように構成された速度発電機１００では、永久磁石１２１の一方の極から、この極側に接続された一方の鉄心１２２、及び、誘導子１１０を介して、他方の鉄心１２２から永久磁石１２１の他方の極に至る磁気回路を形成することとなる。
【００３７】
また、この速度発電機１００では、誘導子１１０が回転すると、各鉄心１２２の誘導子１１０に対向する端部と誘導子１１０の縁部との距離が、誘導子１１０の縁部に設けられた凹凸１１１によって変化することとなる。
【００３８】
そのため、誘導子１１０が回転すると、各鉄心１２２を通る磁束に変化が生じ、この磁束の変化によって、コイル１２３の両端に誘導起電力が発生し、この誘導起電力を検出すれば、誘導子１１０が取り付けられた回転体の速度を検出することができる。
【００３９】
本実施形態では、第１速度発電機５の誘導子５０及び第２速度発電機６の誘導子６０が、上述した速度発電機１００の誘導子１１０に相当し、第１速度発電機５のコイル５１及び第２速度発電機６のコイル６１が、上述した速度発電機１００のコイル１２３に相当する。
【００４０】
また、図１では、図示を省略しているが、上述した速度発電機１００について説明したように、第１速度発電機５及び第２速度発電機６も永久磁石１２１及び鉄心１２２に相当する構成を備えている。
【００４１】
尚、鉄心１２２は、少なくとも１対設けられていればよく、図２（ｂ）に示すように、誘導子１１０に対向する部分が二股状に分かれているものを用いてもよいし、各鉄心１２２の外側にさらに鉄心を設けてもよい。
【００４２】
そして、コイル５１は、図２（ｂ）に示すように、二股に分かれた部分１２２ａのそれぞれに設置してもよいし、二股に分かれているものであっても、鉄心１２２の全体のまわりに巻回するように設置してもよい。
【００４３】
さらに、一対以上の鉄心１２２を設けた場合、各鉄心１２２にコイル５１を設置するようにしてもよい。
【００４４】
尚、本実施形態の速度発電機１００では、図３に示すように、鉄心１２２と誘導子１１０との距離が変わらなければ、速度ａ以上の速度で走行した場合、磁束が飽和し、コイル１２３からの出力電圧がほぼ一定となる。
【００４５】
後述する玉軸受及びコロ軸受の破損又は摩耗の検出は、このコイル１２３からの出力電圧がほぼ一定となったときに行っている。
また、後述する第１閾値及び第２閾値は、鉄心１２２と誘導子１１０との距離が初期設定時の距離であるときであって、コイル１２３からの出力電圧がほぼ一定となったときの電圧値を基準にして設定される。
[電機子軸の支持構造]
次に、電動機２の電機子軸の支持構造について図４を用いて説明する。
【００４６】
本実施形態の電動機２は、図４（ａ）に示すように、電機子軸２０と、この電機子軸２０と同軸状に配置され、円筒状に形成されたコイル２１とを備えている。
また、この電動機２は、コイル２１全体を収納するとともに、台車枠１０に固定された図示しない筐体を備えており、この筐体内には、電機子軸２０の周囲に等間隔に配置され、電機子軸２０を回転可能に支持する複数の玉軸受２２と、複数のコロ軸受２３とが備えられている。
【００４７】
このうち玉軸受２２は、コイル２１と、第１速度発電機５の誘導子５０との間に配置されて電機子軸２０を支持し、コロ軸受２３は、コイル２１と、ＷＮ継手７との間に配置されて電機子軸２０を支持している。
【００４８】
尚、図４では、上記速度発電機１００が備える鉄心１２２に相当する構成として、第１速度発電機５の鉄心５２を示している。
[ＢＰＧ]
次に、上述した台車１を備える列車に設置されたＢＰＧ（ブレーキパタン発生器：Ｂｒａｋｅ  Ｐａｔｔｅｒｎ  Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ）の速度検出の仕組みについて、図５のブロック図を用いて説明する。
【００４９】
このＢＰＧは、本発明の破損検出装置に相当する。
尚、図５中には、コイル５１、後述する第１フィルタ部９０、第１波形整形部９１、コイル６１、後述する第２フィルタ部９３、第２波形整形部９４から出力される信号（イ〜へ）について模式的に示している。
【００５０】
本実施形態のＢＰＧ９は、第１フィルタ部９０、第１波形整形部９１、第１速度演算部９２、第２フィルタ部９３、第２波形整形部９４、第２速度演算部９５と、速度比較部９６と、モニタ出力部９７とを備えている。
【００５１】
第１フィルタ部９０は、第１速度発電機５のコイル５１で発生した誘導起電力に伴う電圧信号（イ）に重畳されたノイズを除去するフィルタである。
第１波形整形部９１は、第１フィルタ部９０でノイズが除去された電圧信号（ロ）を、予め定められた第１閾値以上の電圧を示す部分と、この第１閾値以下の電圧を示す部分とに分けて、矩形波（ハ）に整形する処理を実行する。
【００５２】
この第１閾値は、実験等により、誘導子５０の円周に設けられた凹凸（凹凸１１１に相当）の凸部と鉄心５２との距離が、玉軸受２２及びコロ軸受２３の破損若しくは摩耗によって電機子軸２０が傾いて所定距離以上離れて判定可能な距離となったとき、コイル２１に発生するものと予定されている誘導起電力の電圧値に対応する値に予め設定されている。
【００５３】
第１速度演算部９２は、第１波形整形部９１から出力される単位時間当たりの矩形波の数を計数して、電動機２の動作状態から列車の速度を演算する処理を実行する。
第２フィルタ部９３は、第２速度発電機６のコイル６１で発生した誘導起電力に伴う電圧信号（ニ）に重畳されたノイズを除去するフィルタである。
【００５４】
第２波形整形部９４は、第２フィルタ部９３でノイズが除去された電圧信号（ホ）を、予め定められた第２閾値以上の電圧を示す部分と、この第２閾値以下の電圧を示す部分とに分けて、矩形波（ヘ）に整形する処理を実行する。
【００５５】
第２速度演算部９５は、第２波形整形部９４から出力される単位時間当たりの矩形波の数を計数して、駆動輪軸３の回転状態から列車の速度を演算する処理を実行する。
速度比較部９６は、第１速度演算部９２及び第２速度演算部９５で演算された列車の速度を比較して、列車の速度を決定する。
【００５６】
モニタ出力部９７は、速度比較部９６での比較結果を、列車の運転台等に設けられた図示しないモニタに出力する処理を実行する。
尚、第１閾値は、第２閾値よりも高く設定されている。
[玉軸受及びコロ軸受の破損又は摩耗の検出]
次に、上述した第１速度発電機５、第２速度発電機６、及び、ＢＰＧ９を用いて、玉軸受２２及びコロ軸受２３の破損又は摩耗の検出方法について説明する。
【００５７】
これら玉軸受２２やコロ軸受２３が破損又は摩耗すると、図４（ｂ）に示すように、電動機２の電機子軸２０が傾き、この電機子軸２０の一端に取り付けられた誘導子５０が、コイル５１等を備えた発電部から遠ざかる。
【００５８】
このように誘導子５０が発電部から遠ざかると、図６に示すように、第１速度発電機５のコイル５１で発生する誘導起電力は、電機子軸２０が傾く前に発生した誘導起電力に比べて小さくなり（イ’）、第１波形整形部９１からは矩形波（ハ’）が出力されなくなる。
【００５９】
すると、第１速度演算部９２と第２速度演算部９５とで演算される速度に速度差が生じるので、速度比較部９６では、この速度差によって、電機子軸２０が傾いたことを検出している。
【００６０】
本実施形態では、この速度比較部９６において、例えば、３ｋｍ／ｈ以上の速度差が５秒以上継続した場合、玉軸受２２やコロ軸受２３が摩耗又は破損して、電機子軸２０が傾いたと判定し、その判定結果については、モニタ出力部９７を介して運転台等のモニタに警報を出力している。
[本実施形態の特徴的な作用効果]
上述した実施形態の各構成を備えると、下記のような特徴的な作用効果を発揮する。
【００６１】
電機子軸２０を支持する玉軸受２２及びコロ軸受２３の破損または摩耗によって電機子軸２０の傾きが大きくなると、第１速度発電機５を構成する誘導子５０の凸部と第１速度発電機５を構成する鉄心との距離が遠くなり、コイル５１から出力される出力電圧も小さくなる。
【００６２】
一方、電機子軸２０が傾いていても、動力伝達系に異常がなければ、第２速度発電機６を構成するコイル６１から出力される出力電圧の大きさに変化はない。
そのため、これら出力電圧に対応する第１矩形波（第１波形整形部９１から出力）と第２矩形波（第２波形整形部９４から出力）とを比較すると、玉軸受２２及びコロ軸受２３の破損又は摩耗によって電機子軸２０が傾けば、第２矩形波が出力されているにもかかわらず、第１矩形波が出力されていない場合が生じる。
【００６３】
つまり、本実施形態のＢＰＧ９は、第２矩形波が出力されているにもかかわらず、第１矩形波が出力されていない場合がないかを速度比較部９６で判定することによって、玉軸受２２及びコロ軸受２３に破損又は摩耗がないか判定しているのである。
【００６４】
従って、本実施形態のＢＰＧ９を用いると、玉軸受２２及びコロ軸受２３の破損や摩耗を、電機子軸２０の第１速度発電機５及び駆動輪軸３の車軸の第２速度発電機６を用いて確実に検出することができる。
【００６５】
また、本実施形態では、一定の速度差がつく時間が５秒以上継続した場合に、玉軸受２２及びコロ軸受２３に破損や摩耗が生じていると判定しているが、これは、電機子軸２０が振動によって傾くことがあるので、この傾きが振動によるものか否かを区別するためである。尚、この継続時間は、５秒に限られるものではない。
【００６６】
尚、第１波形整形部９１、第２波形整形部９４で用いられる閾値は同じ閾値としてもよいが、検出確度を上げるため、第２波形整形部９４で用いられる閾値よりも、第１波形整形部９１で用いられる閾値のほうが高いほうがよい。このようにすると、閾値が高い分、玉軸受２２及びコロ軸受２３に破損又は摩耗が生じた場合、矩形波が第１波形整形部９１から直ちに出力されなくなり、速度比較部９６での判定が機敏に行えるからである。
【００６７】
また、上記実施形態では、速度差を検出しているが、第１速度演算部９２と第２速度演算部９５の出力結果を直接比較して、第２速度演算部９５から矩形波が出力されているにもかかわらず、第２波形整形部９４から矩形波が一定時間継続して出力されていない場合、玉軸受２２及びコロ軸受２３に破損や摩耗が生じていると判定してもよい。
（その他の実施形態）
上記実施形態では、電機子軸２０と駆動輪軸３の車軸３０とに２つの速度発電機５，６を設置して、玉軸受２２及びコロ軸受２３の破損や摩耗を検出したが、例えば、第１速度発電機５に、上述したコイル５１を備える発電部とは別に発電部を備え、これら各発電部が備えるコイルで発生する誘導起電力の出力結果を比較して、玉軸受２２及びコロ軸受２３の破損や摩耗を検出してもよい。
【００６８】
この場合、一方の発電部からの出力については、第１波形整形部９１において第１閾値を基準に変換し、他方の発電部からの出力については、第２波形整形部９４において第２閾値を基準に変換し、これら返還後の矩形波を比較して検出するようにしてもよい。
【００６９】
このようにすると、図５に示すように、玉軸受２２及びコロ軸受２３に破損や摩耗が生じていなければ、閾値の高低にかかわらず出力結果は同じだが、これらが破損又は摩耗し、いずれの発電部でも玉軸受２２及びコロ軸受２３に破損や摩耗が検出されると、図６に示すように、一方の発電部からの出力については矩形波の出力がなくなり、これによって、玉軸受２２及びコロ軸受２３に破損や摩耗が検出できるからである。
【００７０】
また、発電部は一つであるが２対の鉄心を備え、対になる各鉄心に巻かれたコイルからの出力をそれぞれ第１フィルタ部９０及び第２フィルタ部９３に出力して、上述した２つの発電部を備えた場合と同様に、玉軸受２２及びコロ軸受２３の破損や摩耗を検出してもよい。
【００７１】
波形整形回路を備えていれば、破損検出装置はＢＰＧに限定しない。
尚、上記実施形態では、二つの速度発電機５，６を備える場合、または、一つの速度発電機に２つの発電部を備える場合について説明したが、一つの発電部を備える一つの速度発電機を用い、電機子軸２０を支持する玉軸受２２及びコロ軸受２３の破損または摩耗を下記のように検出してもよい。
【００７２】
例えば、コイル５１の出力電圧を時系列で記録する記録装置と、この記録手段で記録された出力電圧が第１閾値以下となった場合、玉軸受２２及びコロ軸受２３等の支持具に破損又は摩耗が生じていると判定するようにしてもよい。
【００７３】
このようにすると、時系列で記録したコイル５１からの出力電圧を見ることで、玉軸受２２及びコロ軸受２３等の支持具が破損または摩耗していく過程をチェックすることができ、また、出力電圧が第１閾値以下となったか否かを確認することにより、支持具が破損したかを直ちに確認することができる。
【００７４】
この判定結果は、運転台等に警告するなどして表示するとよい。
また、図３に示したように、本実施形態の速度発電機５，６は、車両が一定の速度以上になると発電部からの出力電圧が一定となる。そのため、車両が一定速度以上になった場合に出力電圧の記録を実施するようにしてもよい。
【００７５】
このとき、速度もともに記録するとよい。
尚、速度の検出は、別途設けられた車両の速度検出装置で検出してもよいし、どのような方法で検出してもよい。
（本発明と本実施形態の構成との対応関係）
特許請求の範囲に記載された第１誘導子は、上述の実施形態に示された誘導子５０に相当し、第１磁極片は鉄心５２、第１コイルはコイル５１に相当する。
【００７６】
特許請求の範囲に記載された第２誘導子は、上述の実施形態に示された誘導子６０に相当し、第２磁極片は鉄心１２２に対応する第２速度発電機６の発電部を構成する図示しない鉄心、第１コイルはコイル６１に相当する。
【００７７】
第１波形整形手段は第１波形整形部９１に相当し、第２波形整形手段は第２波形整形部９４に相当し、判定手段は速度比較部９６に相当する。
第３磁極片は、その他の実施形態で示した他方の発電部を構成する鉄心に相当し、第３コイルは、その他の実施形態で示した他方の発電部を構成するコイルに相当する。
【００７８】
尚、本発明は、特許請求の範囲に記載された発明の趣旨に合致するものであればよく、上述の実施形態に限定されるものではない。
【符号の説明】
【００７９】
１… 台車  ２… 電動機  ３… 駆動輪軸  ４… 減速機  ５… 第１速度発電機
６… 第２速度発電機  ７… ＷＮ継手  １０… 台車枠  １１… バネ  １２… 軸箱
２０… 電機子軸  ２１… コイル  ２２… 玉軸受  ２３… コロ軸受  ３０… 車軸
３１… 車輪  ４０… 小歯車  ４１… 大歯車  ５０… 誘導子  ５１… コイル
５２… 鉄心  ６０… 誘導子  ６１… コイル  ９０… 第１フィルタ部
９１… 第１波形整形部  ９２… 第１速度演算部  ９３… 第２フィルタ部
９４… 第２波形整形部  ９５… 第２速度演算部  ９６… 速度比較部
９７… モニタ出力部  １００… 速度発電機  １１０… 誘導子  １１１… 凹凸
１２０… 発電部  １２１… 永久磁石  １２２… 鉄心  １２３… コイル
【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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