(57)【要約】【課題】  補助空気室を有する空気ばね台車において、鉄道車両の台車枠に発生した亀裂を効率的に検出することの出来る鉄道車両の組立台車枠及びその亀裂検出システムを提供する。【解決手段】  鋼板を屈曲加工した梁部材を溶接して組み立てられ、２本の側梁部材を略平行に配置しこれらの間に２本の横梁部材を渡して略井桁状にした組立台車枠である。側梁部材（１１）及び／又は横梁部材（１３）は少なくとも一部に気体を封入可能に区切られた小区画（１９ａ）を有し、小区画（１９ａ）はその内部圧力を検知するための圧力検知装置を与えられる。側梁部材（１１）近傍に配置される空気ばねとオリフィスを介して連結される補助空気室を与えられるとともに、補助空気室と小区画（１９ａ）との間にはオリフィスの断面よりも小なる断面の連通口（４４ａ）を与えられていることを特徴とする。【選択図】  図７
2011255754.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼板を屈曲加工した梁部材を溶接して組み立てられ、２本の側梁部材を略平行に配置しこれらの間に２本の横梁部材を渡して略井桁状にした組立台車枠であって、
前記側梁部材及び／又は前記横梁部材は少なくとも一部に気体を封入可能に区切られた小区画を有し、前記小区画はその内部圧力を検知するための圧力検知装置を与えられ、
前記側梁部材近傍に配置される空気ばねとオリフィスを介して連結される補助空気室を与えられるとともに、前記補助空気室と前記小区画との間には前記オリフィスの断面よりも小なる断面の連通口を与えられていることを特徴とする鉄道車両の組立台車枠。
【請求項２】
前記補助空気室は前記側梁部材の内部に設けられていることを特徴とする請求項１記載の鉄道車両の組立台車枠。
【請求項３】
鋼板を屈曲加工した梁部材を溶接して組み立てられ、２本の側梁部材を略平行に配置しこれらの間に２本の横梁部材を渡して略井桁状にした組立台車枠に生じる亀裂を検出するためのシステムであって、
前記側梁部材及び／又は前記横梁部材は少なくとも一部に気体を封入可能に区切られた小区画を有し、前記小区画はその内部圧力を検知するための圧力検知装置を与えられ、
前記側梁部材近傍に配置される空気ばねとオリフィスを介して連結される補助空気室を与えられるとともに、前記補助空気室と前記小区画との間には前記オリフィスの断面よりも小なる断面の連通口を与えられ、
更に、
前記組立台車枠と離れて位置するモニター装置と、
前記圧力検知装置に接続されて前記モニター装置に向けて信号を送出する送信機と、を含むことを特徴とする鉄道車両の組立台車枠の亀裂検出システム。
【請求項４】
空気ばねの高さを検出する車両高さ検出装置を有することを特徴とする請求項３記載の亀裂検出システム。
【請求項５】
前記補助空気室は前記側梁部材の内部に設けられていることを特徴とする請求項３又は４に記載の亀裂検出システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉄道車両の組立台車枠及びその亀裂検出システムに関し、特に、補助空気室を有する空気ばね台車において、鉄道車両の走行に影響を与えることなく亀裂を検出することの出来る鉄道車両の組立台車枠及びその亀裂検出システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
鉄道車両の走行装置の一部である台車枠は、走行の安全性に関わる重要部品である。故に、一定期間毎に車体から台車装置を切り離して行う重要部検査等の定期検査において、これに亀裂を生じていないかなどについて検査を受けることとなっている。かかる亀裂検査では、磁粉探傷法のような非破壊検査により、検査が行われる。
【０００３】
鉄道車両の台車枠の１つに、１０ｍｍ程度の厚さの鋼板を溶接で組み立てた組立台車枠がある。例えば、特許文献１では、鋼板を加工して筒状にし、レーザ溶接で組み立てた組立台車枠が開示されている。また、特許文献２では、横梁の内部空間を空気ばねの補助空気室として利用した空気ばね台車の組立台車枠を開示している。
【０００４】
組立台車枠では特に溶接部において亀裂が発生しやすく、定期検査においてこれを磁粉探傷法で検査している。かかる非破壊検査方法では、表面に与えられた塗装を剥がす手間の掛かる工程が必要となっている。また、塗装を剥がさなくても検査可能な渦電流探傷法のような非破壊検査方法も、例えば、特許文献３に開示されている。しかしながら、多くの溶接部の１つ１つについて検査を行うにはやはり手間が掛かるのである。
【０００５】
ところで、溶接構造物の亀裂の検出方法として、例えば、特許文献４では、橋梁等の地上に設置される大型溶接構造物において、構造部材を中空にして内部圧力の変化を測定する方法を提案している。構造部材の内部に所定の圧力で気体を封入するポンプを大型構造物の近傍に設置するとともに検出器を構造部材上に設置して、内部圧力の変化を測定しながら発生した貫通亀裂を検知している。かかる方法によれば、膨大な数の溶接部の１箇所毎に検査を行う必要はなく、１又は数箇所の検出器をモニタするだけで、早期に、確実に、且つ容易に貫通亀裂を検知できると述べている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−５５９５２号公報
【特許文献２】特開２００６−１５８２０号公報
【特許文献３】特開平９−２６９３１６号公報
【特許文献４】特開２００１−２１５１７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
鉄道車両でも台車枠に発生した亀裂を早期に、確実に、且つ容易に検出できることが望まれる。例えば、閉じた内部空間を有する組立台車枠では、特許文献４のように、該内部空間の圧力変化を測定して亀裂を検出でき得る。しかしながら、気体を封入された大型構造物とは異なり、例えば、空気ばねからの圧力変化を与えられる組立台車枠では、特許文献４のような単純な圧力変化の測定による亀裂の検知はできない。
【０００８】
本発明は、上記したような問題点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、補助空気室を有する空気ばね台車において、鉄道車両の台車枠に発生した亀裂を効率的に検出することの出来る鉄道車両の組立台車枠及びその亀裂検出システムの提供である。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明による組立台車枠は、鋼板を屈曲加工した梁部材を溶接して組み立てられ、２本の側梁部材を略平行に配置しこれらの間に２本の横梁部材を渡して略井桁状にした組立台車枠であって、前記側梁部材及び／又は前記横梁部材は少なくとも一部に気体を封入可能に区切られた小区画を有し、前記小区画はその内部圧力を検知するための圧力検知装置を与えられ、前記側梁部材近傍に配置される空気ばねとオリフィスを介して連結される補助空気室を与えられるとともに、前記補助空気室と前記小区画との間には前記オリフィスの断面よりも小なる断面の連通口を与えられていることを特徴とする。
【００１０】
かかる発明によれば、空気ばねからの圧力変化を与えられる組立台車であっても、入庫から出庫までの庫に停車中にあっては、空気ばねは働いておらず、これによる圧力変化は無く、圧力検知装置により組立台車枠に発生した微小な亀裂を効率的に検出することが出来る。一方、運行に供用中にあっては、空気ばねが稼働しているため、微小な亀裂が発生しても亀裂から漏洩する空気と同量の空気を細孔から供給され得るので、微小な亀裂が空気ばねの特性に影響を与えない。すなわち、鉄道車両の走行に影響を与えることなく、台車枠に発生した亀裂を効率的に検出出来るのである。
【００１１】
上記した発明において、前記補助空気室は前記側梁部材の内部に設けられていることを特徴としてもよい。かかる発明によれば、組立台車枠のサイズをコンパクトにしつつ、庫に停車中にあっては亀裂を内部圧力の変化で効率的に検出することが出来るとともに、運行に供用中にあっては、微小な亀裂が発生しても空気ばねの特性に影響を与えない。
【００１２】
本発明による組立台車枠に生じる亀裂を検出するためのシステムは、鋼板を屈曲加工した梁部材を溶接して組み立てられ、２本の側梁部材を略平行に配置しこれらの間に２本の横梁部材を渡して略井桁状にした組立台車枠に生じる亀裂を検出するためのシステムであって、前記側梁部材及び／又は前記横梁部材は少なくとも一部に気体を封入可能に区切られた小区画を有し、前記小区画はその内部圧力を検知するための圧力検知装置を与えられ、前記側梁部材近傍に配置される空気ばねとオリフィスを介して連結される補助空気室を与えられるとともに、前記補助空気室と前記小区画との間には前記オリフィスの断面よりも小なる断面の連通口を与えられ、更に、前記組立台車枠と離れて位置するモニター装置と、前記圧力検知装置に接続されて前記モニター装置に向けて信号を送出する送信機と、を含むことを特徴とする。
【００１３】
かかる発明によれば、空気ばねからの圧力変化を与えられる組立台車であっても、入庫から出庫までの庫に停車中にあっては、空気ばねは働いておらず、これによる圧力変化は無く、圧力検知装置により組立台車枠に発生した微小な亀裂を効率的に検出することが出来る。一方、運行に供用中にあっては、空気ばねが稼働しているため、微小な亀裂が発生しても亀裂から漏洩する空気と同量の空気を細孔から供給し得るので、微小な亀裂は空気ばねの特性に影響を与えない。すなわち、鉄道車両の走行に影響を与えることなく、台車枠に発生した亀裂を効率的に検出出来るのである。
【００１４】
上記した発明において、空気ばねの高さを検出する車両高さ検出装置を有することを特徴してもよい。かかる発明によれば、入庫から出庫までの庫に停車中にあっては、空気ばねの高さによって、すなわち車両のわずかな傾きとして、これを自動的に効率よく測定し、発生した亀裂を効率よく検出することが出来る。
【００１５】
上記した発明において、前記補助空気室は前記側梁部材の内部に設けられていることを特徴としてもよい。かかる発明によれば、組立台車枠のサイズをコンパクトにしつつ、庫に停車中にあっては亀裂を内部圧力の変化で効率よく検出することが出来るとともに、運行に供用中にあっては、微小な亀裂が発生しても空気ばねの特性に影響を与えない。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明による組立台車枠の斜視図である。
【図２】本発明による組立台車枠の要部の分解斜視図である。
【図３】本発明による組立台車枠の要部の斜視図である。
【図４】本発明による組立台車枠の要部の断面図（図３の断面III−III）である。
【図５】本発明による組立台車枠の要部の断面図である。
【図６】本発明による組立台車枠の要部の断面図（図１の断面I−I）である。
【図７】本発明による組立台車枠の要部の断面図（図１の断面II−II）である。
【図８】本発明による組立台車枠の亀裂検出システムのブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下に、本発明による１つの実施例である組立台車枠について、図１乃至図８を用いて詳細に説明する。
【００１８】
図１に示すように、鉄道車両の組立台車枠１０は、一対の側梁部材１１及び１２と、一対の横梁部材１３及び１４と、一対のつなぎ梁部材１５及び１６と、４つのバネ箱１７ａ乃至１７ｄと、一対のまくらばね受け１８ａ及び１８ｂと、を含む。ここで、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸を次の様に定める。すなわち、鉄道車両に取り付けられたときの前後方向をＸ軸方向（図１において右斜め下側を正）、鉄道車両に取り付けられたときの幅方向をＹ軸方向（図１において右斜め上側を正）、鉄道車両に取り付けられたときの高さ方向をＺ軸方向（図１において、上側を正）とする。
【００１９】
図２を併せて参照すると、略角筒形状の側梁部材１１は、胴部１１１ａ及び１１１ｂと、平板１１７及び１１８とからなる。胴部１１１ａ及び１１１ｂは、プレス等により屈曲加工された鋼板である。より詳細には、胴部１１１ａは、Ｘ−Ｚ平面上でＸ軸に沿って延びる側壁１１３ａの上下縁から＋Ｙ方向に向けて延びる上壁１１２ａ、下壁１１４ａを備えてなり、横断面（Ｚ−Ｙ断面）で見ると略コの字形状をなしている。胴部１１１ａは鏡像関係にある形状の胴部１１１ｂとその開口部を互いに向かい合わせて、各胴部の上壁１１２ａ及び上壁１１２ｂ同士、並びに下壁１１４ａ及び下壁１１４ｂ同士をつき合せてその当接部を溶接される。なお、下壁１１４ａ及び下壁１１４ｂには、胴部１１１ａの長手方向の両端部から中央部に向けて斜め下方に向かうようにそれぞれ傾斜部が形成されている。溶接された胴部１１１ａ及び１１１ｂには、これらを組み合わせた両端の開口部を閉塞するように平板１１７及び１１８を接合される。
【００２０】
側梁部材１１は、その側壁１１３ａに貫通穴１１５ａ及び１１６ａを備え、また、その側壁１１３ｂに貫通穴１１５ｂ及び１１６ｂを備えている。側壁１１３ａの貫通穴１１５ａ及び１１６ａは、Ｘ軸方向に沿って互いに離間し、且つ、下壁１１４ａの両傾斜部の間に位置する。側壁１１３ｂの貫通穴１１５ｂ及び１１６ｂはそれぞれ貫通穴１１５ａ及び１１６ａに対向する位置に設けられる。また、側壁１１３ａには、後述するバルブ孔１１９が平板１１７と貫通穴１１５ａとの間に設けられている。
【００２１】
側梁部材１２も、側梁部材１１と同様の構造を有するので、その詳細説明は省略する。側梁部材１１及び１２は、側壁１１３ｂと側壁１２３ｂとを対向させてＹ軸方向に互いに離間して、その長手方向をＸ軸方向と平行にして配置される。
【００２２】
図３を併せて参照すると、横梁部材１３及び１４は、円筒形状の鋼管に、その両端の開口部を閉塞するように円形の平板を溶接して形成される。かかる鋼管は矩形の鋼板の対辺を屈曲加工して付き合わせ、突き合わせ部を溶接して形成されるが、押し出し材などを使用しても構わない。
【００２３】
再び図１乃至図３を参照すると、横梁部材１３は、その一端部が側梁部材１１の貫通穴１１５ａから１１５ｂを貫通するように、側梁部材１１に挿着される。横梁部材１３と貫通穴１１５ａ及び１１５ｂとの接合部は、それぞれ全周に亘って溶接されている（特に図３参照）。横梁部材１３の他端部は、側梁部材１２の貫通穴１２５ｂから１２５ａを貫通するように、側梁部材１２に挿着される。横梁部材１３と貫通穴１２５ａ及び１２５ｂとの接合部は、それぞれ全周に亘って溶接されている。
【００２４】
同様に、横梁部材１４も、その両端をそれぞれ側梁部材１１の貫通穴１１６ａから１１６ｂへ、また、側梁部材１２の貫通穴１２６ｂから１２６ａと挿入されて、各接合部は全周溶接されている。以上により、溶接連結された側梁部材１１及び１２並びに横梁部材１３及び１４は、平面視して井桁状に配置される。
【００２５】
横梁部材１３及び１４の−Ｙ側の端部はまくらばね受け１８ａに、＋Ｙ側の端部はまくらばね受け１８ｂに、それぞれ覆われている。まくらばね受け１８ａ及び１８ｂの上部には、鉄道車両の車体の底部を支持するまくらばねである空気ばね４０ａ及び４０ｂがそれぞれ接続されている。後述するように、空気ばね４０ａ及び４０ｂの内部の空気室は、まくらばね受け１８ａ及び１８ｂ内部の補助空気室に連通する。
【００２６】
互いに略平行に配置された横梁部材１３及び１４の間には、つなぎ梁部材１５及び１６が互いに所定の距離を置いてその長手方向をＸ軸方向に沿うように配置される。このつなぎ梁部材１５及び１６は、その断面を矩形形状とする鋼管からなる。つなぎ梁部材１５の両開口部は、横梁部材１３及び１４の円筒側面に当接させて、その当接面全周に亘り溶接される。
【００２７】
側梁部材１１の両端には、バネ箱１７ａ及び１７ｂがそれぞれ溶接されている。同様に、側梁部材１２の両端には、バネ箱１７ｃ及び１７ｄがそれぞれ溶接されている。バネ箱１７ａ乃至１７ｄは、下方に開口する箱状の鋼材からなり、鉄道車両の車軸軸受けに支持されるバネをその内部に収容する。
【００２８】
図４に示すように、横梁部材１３は、その一端の側壁部に連結孔１９１を備え、連結孔１９１は、横梁部材１３及び側梁部材１１の閉空間同士を連結する。さらに、横梁部材１３は、その略中央の側壁部に横梁部材１３及びつなぎ梁部材１５の閉空間同士を連結する図示しない連結孔をも備える。これにより、側梁部材１１、横梁部材１３、及びつなぎ梁部材１５の閉空間同士を連結させた台車枠閉空間１９ａが形成されるのである。同様に、横梁部材１４は、その一端と略中央との側壁部にそれぞれ図示しない連結孔を備え、かかる連結孔により、横梁部材１４及び側梁部材１２の閉空間同士と、横梁部材１４及びつなぎ梁部材１６の閉空間同士とを連結する。これにより、側梁部材１２、横梁部材１４、及びつなぎ梁部材１６の閉空間同士を連結させた台車枠閉空間１９ｂが形成される。
【００２９】
図１及び図５を参照すると、側梁部材１１の側壁１１３ａには、組立台車枠１０の外部から台車枠閉空間１９までを貫通するバルブ孔１１９が備えられる。バルブ孔１１９内面には螺刻がなされている。バルブ孔１１９には圧力調整可能なエアバルブ３１ａが螺合され、外部に対して台車枠閉空間１９ａの気密が保たれているのである。同様に、側梁部材１２の側壁１２３ａに設けられたバルブ孔１２９（図２参照）には、エアバルブ３１ｂ（図８参照）が螺合され、外部に対して台車枠閉空間１９ｂの気密が保たれている。
【００３０】
エアバルブ３１ａは、バルブ本体３２と取り付けベース部３４とで構成される。バルブ本体３２の一端はその外周を螺刻され、後述する圧力測定装置２１の取り付けを可能とする。バルブ本体３２の他端には取り付けベース部３４が設けられている。取り付けベース部３４は、六角形状のフランジ部３５と凸部３６とからなり、凸部３６はその外周を螺刻されている。この凸部３６は、ガスケット３７を挟んでバルブ孔１１９に螺合される。バルブ本体３２は、公知の自動車タイヤ用バルブなどと同じ内部構造を有するので、その説明は省略する。側梁部材１２に螺合されたエアバルブ３１ｂについても同様である。
【００３１】
ここで、図６に示すように、空気ばね４０ａの内部である空気室４１ａは、まくらばね受け１８ａの内部である閉空間で構成される補助空気室４２ａとオリフィス４３ａによって連通されている。空気室４１ａは略円筒形のゴム筒で囲まれ、主に上下に伸縮することで容積を変化し得る。空気室４１ａと補助空気室４２ａとの間にオリフィス４３ａを設けることで、空気の圧縮性及びゴムの伸縮性を利用するばねとしての特性と、オリフィス４３ａを流れる空気の圧力損失を利用した振動を減衰させる特性とを得ることができる。オリフィス４３の内径は例えば１３〜２０ｍｍである。
【００３２】
空気ばね４０ｂについても、図示しないが、同様にその内部がオリフィスによってまくらばね受け１８ｂの内部に備えられる補助空気室と連通されている。なお、空気ばね４０ａ及び４０ｂ内部の空気室及び補助空気室には空気を送り込むための図示しないコンプレッサが接続されている。
【００３３】
図７に示すように、まくらばね受け１８ａの内部の補助空気室４２ａには、横梁部材１３の端部が突出している。横梁部材１３の突出端部近傍には細孔４４ａが設けられる。細孔４４ａは、まくらばね受け１８ａ内部の補助空気室４２ａと台車枠閉空間１９ａとを連通させている。ここで、細孔４４ａの内径は空気ばね４０ａの性能に影響を与えないよう、例えば、空気ばね４０ａの動作に伴う補助空気室４２ａの圧力変化の如き、急激な圧力変化を台車枠閉空間１９ａに直接、伝達しないように小さく定め得る。換言すれば、細孔４４ａの内径は補助空気室４２ａの平均圧力を台車枠閉空間１９ａに与えるように定め得る。
【００３４】
具体的には、細孔４４ａの内径は、少なくともオリフィス４３ａの内径よりも小である。本実施例においては、細孔４４ａの内径はオリフィス４３ａの内径の約１／１０であり、これは空気ばね４０ａの平均ばね定数などで変化し得る。
【００３５】
まくらばね受け１８ａと同様に、まくらばね受け１８ｂについてもその内部の補助空気室には横梁部材１４端部が突出している。その近傍には図示しない細孔が設けられ、補助空気室と台車枠閉空間１９ｂとを連通させている。
【００３６】
次に、上記した組立台車枠１０の亀裂検出システムの構成について説明する。
【００３７】
図８に示すように、亀裂検出システム１００は、複数の組立台車枠１０に螺合されたエアバルブ３１ａ群及び３１ｂ群と、各エアバルブ３１ａ及び３１ｂに着脱自在に螺合される圧力測定装置２１群と、モニター装置２００と、を含む。
【００３８】
圧力測定装置２１は、圧力検知装置である圧力センサ２２と、送信機２３と、ケース２４（図５参照）と、を含む。シリコン・ダイヤフラム式の圧力センサ２２は、気体の圧力を測定し得る。送信機２３は、圧力センサ２２の圧力測定結果を圧力信号として、後述する受信機２０１に無線で送信し得る。図５を併せて参照すると、ケース２４は中空の円筒形状をなし、その一端には蓋部材が嵌合される。圧力センサ２２及び送信機２３は、ケース２４の一端部に配設される。ケース２４の他端は、ケース中心部近傍までの深さを有する開口凹部２５が凹設され、その凹部側壁を螺刻され、バルブ本体３２を螺合している。開口凹部２５の底面２８には円筒形状の突起部２６が設けられ、その側壁には小孔２９が開口している。小孔２９は、底面２８に近接して配置される圧力センサ２２まで連通する。突起部２６の周囲には、底面２８に当接するようにガスケット２７が設けられる。
【００３９】
モニター装置２００は、受信機２０１とモニタ２０２と記録計２０３とからなり、受信機２０１は、鉄道車両編成毎に設けても良く、送受信状態によっては車両毎あるいは組立台車枠毎に設けても構わない。
【００４０】
更に、上記した亀裂検出システム１００の使用方法について詳述する。
【００４１】
鉄道車両は運行に供用された後、車庫内に入庫され停車される。図１、図６及び図７を参照すると、乗務員等は空気ばね４０ａに接続される図示しないコンプレッサを停止させる。コンプレッサの停止により、運行に供用中において空気ばね４０ａに供給されていた空気の供給が停止する。さらに、乗務員等は組立台車枠１０の亀裂検出システム１００を作動させ、鉄道車両を静置する。亀裂検出システム１００の作動により、圧力測定装置２１内の圧力センサ２２は、台車枠閉空間１９ａ及び１９ｂ内の圧力の継続的な測定を開始する。
【００４２】
図８を併せて参照すると、圧力センサ２２は検知した圧力を電気信号に変換し、同信号を送信機２３に送る。送信機２３は、同信号をデジタル処理して圧力信号とし、これを受信機２０１に向けて送信する。受信機２０１は、該信号を受信し、所定の信号処理を施した上で処理済信号をモニタ２０２に送る。モニタ２０２は、台車枠閉空間１９ａ及び１９ｂ内の圧力値を文字等によりその画面上に表示する。表示された圧力値は車両の点検員等によって監視され得る。また、かかる圧力値はモニタ２０２に接続された記録計２０３に所定の時間間隔で記録される。記録された圧力値は、運行前検査において点検され得る。
【００４３】
このように、鉄道車両が庫に停車中にあっては、空気ばね４０ａは働いておらず、これによる空気室４１ａ、補助空気室４２ａ及び台車枠閉空間１９ａの圧力変化はない。ここで、台車枠閉空間１９ａにおいて、内部と外部とをつなぐ微小な貫通亀裂が存在する場合に、かかる亀裂より空気が漏洩するため圧力が低下する。かかる圧力の低下を上記した圧力センサ２２により検知し、その結果、貫通亀裂を検出できる。補助空気室４２ａに同様の貫通亀裂が存在する場合には、補助空気室４２ａの圧力が低下し、細孔４４ａを通じて台車枠閉空間１９ａの圧力を低下させるから、これも検出できる。台車枠閉空間１９ｂ、及びこれと連通する補助空気室においても同様に亀裂を検出できる。
【００４４】
また、上記のように鉄道車両がコンプレッサを停止させて長時間静止している場合においては、圧力センサ２２による亀裂の検出に併せて、空気ばね４０ａ又は４０ｂの高さの変化によって、すなわち車両のわずかな傾きとしても組立台車枠に発生した亀裂を検出し得る。例えば、台車枠閉空間１９ａから外部に連通する亀裂が発生した場合、かかる亀裂から外部に空気が漏洩し、細孔４４ａを通じて補助空気室４２ａ及び空気室４１ａの圧力が徐々に低下する。そして、空気ばね４０ａの高さが低くなり、車両が空気ばね４０ｂから４０ａに向けた方向に傾くのである。かかる傾きを検出するため、空気ばね４０ａ及び４０ｂの近傍には台車枠１０と車両との距離を測定するセンサを備える。
【００４５】
上記について、コンプレッサの停止後にあっては、台車枠閉空間１９ａの圧力は自然減により徐々に低下する。２００ｌ程度の容積の台車枠閉空間１９ａにおいて、この圧力低下を亀裂による圧力変化に換算すれば、最大で開口面積０．００３ｍｍ２程度の亀裂による圧力変化と等価であると換算された。つまり、かかる大きさよりも開口面積の大きい亀裂は、コンプレッサの停止後にあっても圧力変化として、また空気ばね４０ａ又は４０ｂの高さの変化（容積の変化）として検出できるのである。一方、一般的に鉄道車両で問題とされる亀裂は、０．００３ｍｍ２程度よりも大きい、例えば、０．０４ｍｍ２程度の開口面積を有するものであるから、鉄道車両が車庫に入庫している間において、台車枠閉空間１９ａ又は１９ｂの圧力の低下、あるいは、空気ばね４０ａ又は４０ｂの高さの変化による車両の傾きとして、これを十分に検出できるのである。
【００４６】
更に、上記した台車枠１０の貫通亀裂を検出する方法は、鉄道車両の走行安定性に影響を及ぼすような大きさの亀裂の検出を対象とするものではない。すなわち鉄道車両の走行安定性に影響を与えない程度の０．０４ｍｍ２程度の開口面積の小さい貫通亀裂の検出を対象としており、亀裂を通過する空気の流量は少ない。
【００４７】
ところで、亀裂検出システム１００を備えた鉄道車両の運行供用中において、コンプレッサは稼働しており、空気室４１ａ及び補助空気室４２ａには必要に応じて空気が供給される。補助空気室４２ａと連通する台車枠閉空間１９ａにも細孔４４ａを通じて空気が供給される。つまり、上述の圧力変化により亀裂を検出する方法において必要となる圧力を、空気ばね４０ａのコンプレッサにより、予め台車枠閉空間１９ａに負荷しておくことができる。
【００４８】
ここで台車枠閉空間１９ａと外部とをつなぐ微小な貫通亀裂が発生すると、台車枠閉空間１９ａから亀裂を通じて外部に空気が流出する。しかし、コンプレッサの稼働中は、細孔４４ａを通じて台車枠閉空間１９ａに流出した空気と同量の空気が供給されるため、亀裂によって空気ばね４０ａの特性に影響を与えることはなく、鉄道車両の走行安定性に影響を及ぼすこともない。
【００４９】
本実施例によれば、組立台車枠１０の側梁部材１１及び／又は横梁部材１３は少なくとも気体を封入可能に区切られた台車枠閉空間１９を有し、その内部圧力を検知するための圧力測定装置２１を与えられる。この側梁部材１１近傍に配置される空気ばね４０ａ又は４０ｂとオリフィスを介して連結される補助空気室を与えられるとともに、補助空気室と台車枠閉空間１９との間にはオリフィスの断面よりも小なる断面の細孔を与えられる。
【００５０】
これによれば、空気ばね４０ａ又は４０ｂからの圧力変化を与えられる組立台車枠１０であっても、入庫から出庫までの庫に停車中にあっては、台車枠閉空間１９ａ又は１９ｂの圧力の低下、あるいは、空気ばね４０ａ又は４０ｂの高さ（容積）の変化によって、すなわち車両のわずかな傾きとして発生した亀裂を検出することが出来る。つまり、磁粉探傷法や渦電流探傷法のような台車枠１０の外表面を走査する非破壊検査方法によることなく、効率的に亀裂を検出できるのである。また、運行に供用中においては、台車枠閉空間１９ａ又は１９ｂに発生した亀裂によって、空気ばね４０ａ又は４０ｂの特性に影響を与えることがない。
【００５１】
なお、例えば、細孔の代わりに逆止弁を設けてもよい。空気ばねに接続されるコンプレッサにより台車枠閉空間に空気を供給できて、庫に停車中でも亀裂の検出を可能とし、また走行中における空気ばね４０ａの特性に影響を与えることもない。しかし、本実施例のように、逆止弁を設けるまでもなく、細孔を設けることで亀裂の検出が可能である。
【００５２】
他の実施例として、空気ばね４０ａ及び４０ｂをそれぞれ側梁部材１１及び１２に接続し、空気ばね４０ａ及び４０ｂの内部の各空気室とそれぞれ連通する補助空気室を側梁部材１１及び１２の内部に備えるようにしてもよい。この場合、各空気室と側梁部材１１及び１２の内部の各補助空気室は、それぞれオリフィスによって連通される。各補助空気室は、それぞれ側梁部材１１及び１２の内部の一部を占めて他部に対して仕切られており、細孔によって他部と連通する。ここで、台車枠閉空間は側梁部材１１内部の他部、横梁部材１３内部及びつなぎ梁部材１５内部と、側梁部材１２の他部、横梁部材１４内部及びつなぎ梁部材１６内部との２つから構成される。かかる実施例においては、上記した実施例と同様に組立台車枠に発生した亀裂を検出する効果を損なうことなく、組立台車枠のサイズをコンパクトにし得る。
【００５３】
上記した実施例として、補助空気室は各所に設けられ得る。例えば、横梁部材１３及び１４の内部に設けてもよい。
【００５４】
ここまで本発明による代表的な実施例及びこれに伴う変形例について述べたが、本発明は必ずしもこれに限定されるものではなく、適宜、当業者によって変更され得る。すなわち、当業者であれば、添付した特許請求の範囲を逸脱することなく、種々の代替実施例及び改変例を見出すことができるであろう。
【符号の説明】
【００５５】
１０            組立台車枠
１１、１２      側梁部材
１３、１４      横梁部材
１５、１６      つなぎ梁部材
１９ａ、１９ｂ  台車枠閉空間
２１            圧力測定装置
３１ａ、３１ｂ  エアバルブ
４０ａ、４０ｂ  空気ばね
４２ａ          補助空気室
４３ａ          オリフィス
４４ａ          細孔
１００          亀裂検出システム
【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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