(57)【要約】【課題】誘導電動機を用いた電気転てつ機の転換動作の異常及びその要因を判定可能とする新たな技術を提供すること。【解決手段】電気転てつ機１００は、誘導電動機１０２の回転出力を転換歯車群１１０を介して直動運動に変換して分岐器１９０の転換動作を行う。判定装置２００は、転換歯車群の何れかの歯車に設けられたセンサ１８０によって検出された当該歯車の回転量をもとに、当該電気転てつ機１００の転換動作の異常を判定する。すなわち、一連の転換動作に係るセンサの検出データを基に、歯車の回転量に相当するストローク位置に対する歯車の回転速度・回転加速度の変化である速度・加速度曲線を生成し、転換動作を構成する動作工程毎に、当該動作工程に対応する速度・加速度曲線の部分曲線が、想定する異常要因に応じた所定の異常条件を満たすかに応じて、異常の有無、及び、異常要因を判定する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
誘導電動機の回転出力を転換歯車群を介して直動運動に変換して転換動作を行う電気転てつ機に係る異常を判定する判定装置であって、
前記転換歯車群の何れかの歯車の回転量及び／又は前記直動運動に係る移動量（以下包括して「変位量」という）を検出した検出データを取得する取得手段と、
前記検出データに基づいて前記変位量の速度及び／又は加速度（以下包括して「変位速度等」という）を算出し、一連の前記転換動作に係る前記変位速度等の時系列変化として、一連の前記転換動作に係る前記変位量に対応付けた対ストローク曲線を生成する生成手段と、
前記対ストローク曲線を、一連の前記転換動作を構成する前記電気転てつ機の各動作工程に対応する前記変位量に基づく期間毎に区切ることで、各動作工程に対応する曲線部分を特定する特定手段と、
前記特定された曲線部分毎に定められた所定の異常条件を満たすか否かを判定することで異常の有無を判定する判定手段と、
を備えた判定装置。
【請求項２】
前記判定手段は、前記異常条件を満たす前記曲線部分が何れであるかによって異常要因を判定する、
請求項１に記載の判定装置。
【請求項３】
前記生成手段は前記変位速度等として、前記変位量の速度及び加速度を算出し、前記変位量の速度に関する前記対ストローク曲線と、前記変位量の加速度に関する前記対ストローク曲線との２種類の対ストローク曲線を生成し、
前記判定手段は、前記２種類の対ストローク曲線を用いて異常の有無を判定する、
請求項１又は２に記載の判定装置。
【請求項４】
前記生成手段により生成された前記対ストローク曲線を時系列に関連付けて記憶する記憶手段、
を備え、
前記判定手段は、前記時系列な前記対ストローク曲線に基づいて異常の有無を判定する時系列判定手段を有する、
請求項１〜３の何れか一項に記載の判定装置。
【請求項５】
前記時系列判定手段は、各動作工程に対応する曲線部分のうちの所定の曲線部分について異常の有無の判定を行う、
請求項４に記載の判定装置。
【請求項６】
前記時系列判定手段は、前記所定の曲線部分のうち、所定の異常予見基準を満たす期間の時系列累積値が所定条件を満たした場合に異常有りと判定する、
請求項５に記載の判定装置。
【請求項７】
誘導電動機の回転出力を転換歯車群を介して直動運動に変換して転換動作を行う電気転てつ機に係る異常を判定するための判定方法であって、
前記転換歯車群の何れかの歯車の回転量及び／又は前記直動運動に係る移動量（以下包括して「変位量」という）を検出した検出データを取得する取得ステップと、
前記検出データに基づいて前記変位量の速度及び／又は加速度（以下包括して「変位速度等」という）を算出し、一連の前記転換動作に係る前記変位速度等の時系列変化として、一連の前記転換動作に係る前記変位量に対応付けた対ストローク曲線を生成する生成ステップと、
前記対ストローク曲線を、一連の前記転換動作を構成する前記電気転てつ機の各動作工程に対応する前記変位量に基づく期間毎に区切ることで、各動作工程に対応する曲線部分を特定する特定ステップと、
前記特定された曲線部分毎に定められた所定の異常条件を満たすか否かを判定することで異常の有無を判定する判定ステップと、
を含む判定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気転てつ機に係る異常を判定する判定装置等に関する。
【背景技術】
【０００２】
鉄道においては、安全輸送の実現のため、分岐器を転換させる電気転てつ機の転換動作に係る異常を速やかに検出することが望まれている。例えば、特許文献１には、駆動源としてサーボモータを用いた電気転てつ機を対象として、サーボモータのモータ電流から求めた負荷トルクに基づき、転換動作の異常を判定する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−８３５７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
サーボモータは、モータ電流を制御することで回転数を一定とする定回転数制御を行っているため、モータ電流から負荷トルクを求めることができる。しかしながら、現状では、サーボモータのモータ電流に基づく負荷トルクの解析の精度は充分でない。
【０００５】
ところで、電気転てつ機には、サーボモータ以外にも、誘導電動機を用いたものも良く知られている。しかしながら、この誘導電動機を用いた電気転てつ機には、上述の特許文献１のような転換異常の判定技術を適用することができない。
【０００６】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、誘導電動機を用いた電気転てつ機の転換動作の異常及びその要因を判定可能とする新たな技術を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するための第１の発明は、
誘導電動機の回転出力を転換歯車群を介して直動運動に変換して転換動作を行う電気転てつ機に係る異常を判定する判定装置であって、
前記転換歯車群の何れかの歯車の回転量及び／又は前記直動運動に係る移動量（以下包括して「変位量」という）を検出した検出データを取得する取得手段と、
前記検出データに基づいて前記変位量の速度及び／又は加速度（以下包括して「変位速度等」という）を算出し、一連の前記転換動作に係る前記変位速度等の時系列変化として、一連の前記転換動作に係る前記変位量に対応付けた対ストローク曲線を生成する生成手段と、
前記対ストローク曲線を、一連の前記転換動作を構成する前記電気転てつ機の各動作工程に対応する前記変位量に基づく期間毎に区切ることで、各動作工程に対応する曲線部分を特定する特定手段と、
前記特定された曲線部分毎に定められた所定の異常条件を満たすか否かを判定することで異常の有無を判定する判定手段と、
を備えた判定装置である。
【０００８】
また、他の発明として、
誘導電動機の回転出力を転換歯車群を介して直動運動に変換して転換動作を行う電気転てつ機に係る異常を判定するための判定方法であって、
前記転換歯車群の何れかの歯車の回転量及び／又は前記直動運動に係る移動量（以下包括して「変位量」という）を検出した検出データを取得する取得ステップと、
前記検出データに基づいて前記変位量の速度及び／又は加速度（以下包括して「変位速度等」という）を算出し、一連の前記転換動作に係る前記変位速度等の時系列変化として、一連の前記転換動作に係る前記変位量に対応付けた対ストローク曲線を生成する生成ステップと、
前記対ストローク曲線を、一連の前記転換動作を構成する前記電気転てつ機の各動作工程に対応する前記変位量に基づく期間毎に区切ることで、各動作工程に対応する曲線部分を特定する特定ステップと、
前記特定された曲線部分毎に定められた所定の異常条件を満たすか否かを判定することで異常の有無を判定する判定ステップと、
を含む判定方法を構成しても良い。
【０００９】
駆動源として誘導電動機を用いた電気転てつ機の転換動作に係る異常を判定することができる。誘導電動機の回転出力は転換歯車群を介して直動運動に変換して転換動作が行われる。このため、転換歯車群の何れかの歯車の回転量及び／又は直動運動に係る移動量である変位量から、一連の転換動作を構成する電気転てつ機の各動作工程に対応する期間を定義することができる。一方、変位量の変位速度等は、例えば負荷トルクに応じて変化する。そこで、第１の発明等によれば、対ストローク曲線を生成し、その対ストローク曲線を電気転てつ機の各動作工程に対応する期間毎の曲線部分に区切る。この結果、各動作工程毎に、変位量に対する変位速度等の変化を曲線部分として把握することが可能となり、異常の有無を判定することができるようになる。すなわち、電気転てつ機の転換動作に係る異常を判定することができるようになる。
【００１０】
第２の発明は、第１の発明の判定装置であって、
前記判定手段は、前記異常条件を満たす前記曲線部分が何れであるかによって異常要因を判定する、
判定装置である。
【００１１】
第２の発明によれば、異常有りの場合に異常要因を判定することができる。すなわち、異物挟まりや部材の摩耗、密着力の変化といったように、転換動作の異常要因は様々であるが、異常要因によって異常が表れる曲線部分が異なる。このため、異常条件を満たす曲線部分が何れであるかによって、異常要因を判定することができる。なお、ここで言う異常要因の判定とは、異常要因の絞り込みを含む意味である。
【００１２】
第３の発明は、第１又は第２の発明の判定装置であって、
前記生成手段は、前記変位速度等として、前記変位量の速度及び加速度を算出し、前記変位量の速度に関する前記対ストローク曲線と、前記変位量の加速度に関する前記対ストローク曲線との２種類の対ストローク曲線を生成し、
前記判定手段は、前記２種類の対ストローク曲線を用いて異常の有無を判定する、
判定装置である。
【００１３】
第３の発明によれば、異常要因によって変位量の速度、及び、加速度それぞれが異なるため、変位量の速度、及び、加速度それぞれに関する２種類の対ストローク曲線を用いることで、より多様な異常要因の判定が可能となる。
【００１４】
第４の発明は、第１〜第３の何れかの発明の判定装置であって、
前記生成手段により生成された前記対ストローク曲線を時系列に関連付けて記憶する記憶手段、
を備え、
前記判定手段は、前記時系列な前記対ストローク曲線に基づいて異常の有無を判定する時系列判定手段を有する、
判定装置である。
【００１５】
第４の発明によれば、時系列な複数の対ストローク曲線に基づくことで、誤判定を防止して異常の判定精度を向上させるとともに、異常要因の予兆や進行を判定するといったことが可能となる。
【００１６】
第５の発明は、第４の発明の判定装置であって、
前記時系列判定手段は、各動作工程に対応する曲線部分のうちの所定の曲線部分について異常の有無の判定を行う、
判定装置である。
【００１７】
第５の発明によれば、時系列な対ストローク曲線に基づく異常の判定において、想定する異常要因に応じた動作工程に対応する曲線部分について異常の有無の判定を行うことで、効率や精度を向上させた判定が可能となる。
【００１８】
第６の発明は、第５の発明の判定装置であって、
前記時系列判定手段は、前記所定の曲線部分のうち、所定の異常予見基準を満たす期間の時系列累積値が所定条件を満たした場合に異常有りと判定する、
判定装置である。
【００１９】
第６の発明によれば、変位速度等に異常の兆候がみられる期間の時系列累積値に基づいて異常の判定をすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】電気転てつ機の各要部間の力の伝達および判定装置を説明するための図。
【図２】電気転てつ機の内部構成図。
【図３】速度・加速度曲線の一例。
【図４】転換負荷増が生じた場合の速度・加速度曲線の一例。
【図５】過密着が生じた場合の速度・加速度曲線の一例。
【図６】密着小又は機構部摩耗が生じた場合の速度・加速度曲線の一例。
【図７】モータ電圧上昇が生じた場合の速度・加速度曲線の一例。
【図８】モータ電圧低下が生じた場合の速度・加速度曲線の一例。
【図９】異物が生じた場合の速度・加速度曲線の一例。
【図１０】異物が生じた場合の速度・加速度曲線の一例。
【図１１】速度判定基準テーブルの一例。
【図１２】加速度判定基準テーブルの一例。
【図１３】速度曲面の一例。
【図１４】加速度曲面の一例。
【図１５】等速度線図の一例。
【図１６】等加速度線図の一例。
【図１７】転換負荷増が生じた場合の等速度線図の一例。
【図１８】判定装置の機能構成図。
【図１９】第１の判定結果データの一例。
【図２０】等速度線判定基準テーブルの一例。
【図２１】等加速度線判定基準テーブルの一例。
【図２２】第２の判定結果データの一例。
【図２３】異常判定処理のフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
［全体構成］
図１は、電気転てつ機１００を構成する各要部間の力の伝達および判定装置を説明するための図である。
【００２２】
電気転てつ機１００は、主要構成として、誘導電動機１０２と、クラッチ１０４と、転換歯車群１１０と、動作かん１３０と、を有する。電気転てつ機１００は、誘導電動機１０２の回転出力を、クラッチ１０４で転換歯車群１１０へ伝達し、転換歯車群１１０によって転換機構を駆動させるのに適切なトルクに変換させ、転換機構による動作かん１３０の直動運動によってトングレールを転換移動させて、分岐器１９０を定位／反位に転換動作させ、トングレールを基本レールに密着させるといった、分岐器１９０に対する一連の転換動作を行う。
【００２３】
転換歯車群１１０には、当該転換歯車群１１０が有する歯車の回転量を変位量として検出するセンサ１８０が設けられている。また、センサ１８０の代わり、或いは、センサ１８０とともに、直動運動を行う動作かん１３０の移動量を検出するセンサ１８２を設けることができるが、以下では、センサ１８０のみを設けることとして説明する。判定装置２００は、センサ１８０の検出データをもとに、電気転てつ機１００に係る異常の有無、及び、その異常要因を判定する。
【００２４】
図２は、電気転てつ機１００の主要な内部機構を示す上面図である。図２に示すように、転換歯車群１１０は、誘導電動機１０２の駆動軸１０３に取り付けられたピニオンギア１１２と、これに噛み合うベベルギア１１４と、当該ベベルギア１１４の回転軸に設けられた第１減速ギア１１６と噛み合う中間ギア１１８と、当該中間ギア１１８の回転軸に設けられた第２減速ギア１２０と噛み合う最終歯車である転換ギア１２２とを含む複数のギア（歯車）を有して構成される。
【００２５】
センサ１８０は、転換歯車群１１０の何れかの歯車に取り付けられて、その回転量を検出する。例えば、センサ１８０は、誘導電動機１０２側の歯車であるピニオンギア１１２に取り付けられ、無接触で通過した歯車の歯を回転量として検出してパルス状の検出波形を出力する光学式或いは磁気式の回転検出器や、最終歯車である転換ギア１２２に取り付けられ、無接触でその回転角度を０〜３６０度（０〜２π）の範囲で回転量として検出してのこぎり形状の検出波形を出力する回転角度検出器によって実現することができる。勿論、センサ１８０の種類や取り付ける歯車はこれに限らず、回転角速度検出器を、ピニオンギア１１２や他の歯車に取り付けても良いし、光学式或いは磁気式の回転検出器を、転換ギア１２２や他の歯車に取り付けても良い。
【００２６】
［判定原理］
判定装置２００によるセンサ１８０の検出データに基づく電気転てつ機１００の異常有無、及び、異常要因の判定原理を説明する。誘導電動機１０２は単相誘導電動機であり、その回転速度は負荷トルクによって変化し、また、転換歯車群１１０の各歯車は、誘導電動機１０２の回転速度に応じた速度で回転する。つまり、負荷トルクと歯車の回転速度に相互関係があることから、歯車の回転速度に基づくことで、電気転てつ機１００の転換動作にかかる異常を判定する。また、歯車の回転量は、直動運動となってトングレールの転換移動量に結びつくため、歯車の回転量から転換動作に係る各動作工程を判定することが可能である。
【００２７】
（Ａ）速度・加速度曲線
先ず、図３に一例を示すように、電気転てつ機１００に一連の転換動作を行わせた際のセンサ１８０の検出データに基づき、歯車の回転量の速度、及び、加速度それぞれの一連の転換動作にかかる時系列変化として、当該一連の転換動作にかかる歯車の回転量に対応付けた２種類の対ストローク曲線を生成する。すなわち、歯車の回転量の速度（つまり、回転速度。以下、単に「速度」という）に関する対ストローク曲線である速度曲線と、歯車の回転量の加速度（つまり、回転加速度。以下、単に「加速度」という）に関する対ストローク曲線である加速度曲線と、を生成する。ここで言う歯車の回転量が変位量に相当し、回転量の速度や加速度が変位速度等に相当する。センサ１８０の代わりにセンサ１８２を採用した場合には、動作かん１３０の移動量が変位量に相当し、動作かん１３０の移動速度や移動加速度が変位速度等に相当することとなる。以下、速度曲線及び加速度曲線を包括して「速度・加速度曲線」という。
【００２８】
図３（ａ）は、速度曲線を示し、図３（ｂ）は、加速度曲線を示している。速度曲線の縦軸の速度、加速度曲線の縦軸の加速度は、それぞれ、センサ１８０が取り付けられた歯車の回転速度、及び、回転加速度である。センサ１８０が回転角度検出器の場合、検出データは、時刻に対する回転角度のデータであるため、この検出データに対する時間微分処理によって、歯車の回転速度を求めることができる。更に、求めた回転速度に対する時間微分処理を行うことで、歯車の回転加速度を求めることができる。また、センサ１８０が回転検出器の場合、検出データのパルス数を計数して歯車の回転角度に変換することで、回転角度検出器の場合と同様に、歯車の回転速度、及び、回転加速度を求めることができる。
【００２９】
また、速度曲線及び加速度曲線の横軸は、変位量である歯車の回転量に相当するため、動作かん１３０のストローク量、すなわちストローク位置ということができる。センサ１８０が回転検出器の場合には、歯車の歯の数に等しいパルス数に基づいて、センサ１８０が回転角度検出器の場合は、回転角度に基づいて、ストローク位置を換算して求めることができる。
【００３０】
（Ｂ）動作工程の特定
次いで、速度曲線、及び、加速度曲線それぞれに対して、一連の転換動作を構成する電気転てつ機１００の複数の動作工程に対応する曲線部分を特定する。具体的には、一連の転換動作は、加速工程、解錠工程、転換工程、密着工程、鎖錠工程、及び、惰性工程、の複数の動作工程で構成される。加速工程は、一連の転換動作の開始時点である誘導電動機１０２の回転動作開始時点から、転換機構並びに鎖錠機構の駆動に充分な回転出力に達するまでの期間である。解錠工程は、鎖錠機構１４０を解錠する期間である。転換工程は、転換機構が動作かん１３０を駆動して、トングレールを基本レールに接するまで転換させる期間である。密着工程は、転換機構が動作かん１３０を駆動して、トングレールの先端部を基本レールに密着させる期間である。鎖錠工程は、鎖錠機構１４０を鎖錠し、誘導電動機１０２の動作を停止させるまでの期間である。惰性工程は、誘導電動機１０２の動作が停止した後の期間であって、誘導電動機１０２の慣性力によって転換歯車群１１０の各歯車が減速しながら回転（空回り）している期間である。惰性工程は、空回りしている転換歯車群１１０の歯車が、機構内部の所定部材に当接してその回転が停止する機構終端までの期間である。この機構終端が、一連の転換動作の終了時点となる。
【００３１】
速度曲線、及び、加速度曲線は、横軸をストローク位置としているため、同一の電気転てつ機１００に対する一連の転換動作であり、且つ、センサ１８０の検出対象となる歯車が同一であれば、速度曲線、及び、加速度曲線における各動作工程の期間の長さ（ストローク期間長）は一定となる。つまり、各動作工程のストローク期間長は、予め、実際の転換動作と歯車の回転量との関係を定義することで決定しておくことができる。各動作工程のストローク期間長が固定的に定まるため、速度曲線、及び、加速度曲線における各動作工程は、少なくとも一箇所の動作工程の始点又は終点、或いは隣り合う動作工程の境界が判別できれば、全ての動作工程、すなわちストローク位置を定めることができる。例えば、速度、及び、加速度がともにゼロとなる機構終端を特定し、この時点を基準として各動作工程を定めることができる。
【００３２】
（Ｃ）異常要因による速度・加速度曲線の特徴
本実施形態を実現するための知見として、電気転てつ機１００に係る異常（例えば電気転てつ機１００そのものの異常や、動作対象の分岐器１９０の異常）が生じた場合、転換動作にかかる速度曲線、及び、加速度曲線には、異常要因に応じた動作工程に特徴が表れることがわかった。このような複数の異常要因それぞれについて、速度曲線、及び、加速度曲線に特徴が表れる動作工程とその特徴について説明する。
【００３３】
本実施形態において、想定する異常要因は、転換負荷増、過密着、密着小、機構部摩耗、モータ電圧上昇、モータ電圧低下、及び、異物とする。
【００３４】
図４〜図１０は、何れも、異常要因を人為的に発生させた状態で、電気転てつ機１００の転換動作を行わせることで得られた速度曲線、及び、加速度曲線を示す図である。各図において、上側に速度曲線を示し、下側に加速度曲線を示している。また、比較のため、異常が生じていない正常時の速度曲線、及び、加速度曲線を併せて細線で示している。
【００３５】
（ａ）転換負荷増
図４は、転換負荷増が生じた場合の電気転てつ機１００の転換動作にかかる速度曲線、及び、加速度曲線を示す図である。分岐器１９０において、トングレールは床板の上を摺動するように転換移動するが、トングレールと床板との摩擦力の増加等により、トングレールを移動させる際の負荷が増加する。つまり、図４に示すように、転換工程において、正常時と比較して速度が低下するとともに、この速度の低下に伴って加速度が大きく変動する。この速度の低下は、転換工程の全体に亘って表れる。なお、他の動作工程では、床板の油切れに起因する顕著な特徴は表れない。
【００３６】
（ｂ）過密着
図５は、過密着が生じた場合の電気転てつ機１００の転換動作にかかる速度曲線、及び、加速度曲線を示す図である。動作かんの鎖錠にあたり、トングレールの先端を基本レールに密着させるためにトングレールを所定の力で押しつけるが、その際の密着力が過剰となると、転換歯車と動作かんとの間の摩擦力が増加する。つまり、図５に示すように、密着工程において、正常時と比較して、速度が一時的に低下するとともに、この速度の低下に伴って加速度が大きく変動する。更に、過密着で鎖錠した状態から、続けて次の転換動作を行わせる場合、転換歯車と動作かんとの間の摩擦力が増加しているため、正常時より大きな力を必要とすることになり、負荷が増加する。つまり、図５に示すように、解錠工程において、正常時と比較して速度が低下するとともに、この速度の低下に伴って加速度が変動する。
【００３７】
（ｃ）密着小或いは機構部摩耗
図６は、密着小或いは機構部摩耗が生じた場合の電気転てつ機１００の転換動作にかかる速度曲線、及び、加速度曲線を示す図である。過密着とは逆に、鎖錠の際の密着力が不足すると、転換時の負荷が減少する。また、転換歯車と動作かんとの間の摩擦力が弱く負荷が小さいことから、誘導電動機１０２が停止した後に歯車が空回りし易くなる。つまり、図６に示すように、密着工程において、加速度の変動が小さくなり、また、惰性工程、及び、機構終端における速度が、正常時と比較して高くなる。また、鎖錠かんと接続かんとの接続部分を留めるジョーピンなどの機構部が摩耗すると、この接続部分がゆるみ、鎖錠の際の鎖錠機構の駆動力が低下して転換時の負荷が減少することから、密着小と同様の状況となる。
【００３８】
（ｄ）モータ電圧上昇
図７は、モータ電圧上昇が生じた場合の電気転てつ機１００の転換動作にかかる速度・加速度曲線を示す図である。誘導電動機１０２の動作電圧が増加すると、その回転速度が上昇し易くなる。つまり、歯車の回転速度は、誘導電動機１０２の回転速度に応じたものとなるから、図７に示すように、加速工程において、正常時と比較して加速度が高くなる。
【００３９】
（ｅ）モータ電圧低下
図８は、モータ電圧低下が生じた場合の電気転てつ機１００の転換動作にかかる速度・加速度曲線を示す図である。モータ電圧上昇とは逆に、誘導電動機１０２の動作電圧が低下すると、その回転速度が上昇しにくくなる。つまり、図８に示すように、加速工程において、正常時と比較して加速度が低くなる。
【００４０】
（ｆ）異物
図９，図１０は、異物が生じた場合の電気転てつ機１００の転換動作にかかる速度・加速度曲線を示す図である。トングレールと基本レールとの間に小石といった異物が介在すると、トングレールの転換が妨げられることで転換時の負荷が増加する。異物の大きさや存在位置によって、トングレールの転換移動が異物を押しながらの移動となったり、トングレールと基本レールとの間に挟まれた異物が砕けたり、異物が砕けずにトングレールと基本レールとの間に挟まれた状態で転換動作が停止したり、トングレールが異物に接触した時点でその転換が停止する、といった様々な事態が起こり得る。つまり、図９，図１０に示すように、転換工程、密着工程、及び、鎖錠工程において、正常時と比較して速度が低下するとともに、この速度の低下に応じて加速度が変動する。
【００４１】
より具体的には、図９に示すように、介在する異物が比較的小さい場合には、転換移動するトングレールが異物をそのまま押して、基本レールとの間に挟んで異物を砕く、或いは、異物を介在させた状態で鎖錠される。つまり、密着工程（より詳細には、異物が基本レールに接触する密着工程の初期部分）において、正常時と比較して、速度が一時的に大きく低下するとともに、この速度の低下に伴って加速度が大きく変動する。
【００４２】
また、図１０に示すように、介在する異物が比較的大きい場合には、異物に接触した時点でトングレールの移動が停止し、転換動作が中断する。つまり、転換工程（より詳細には、トングレールが異物に接触した時点）において、速度が急激に低下してゼロとなるとともに、この速度の変化に伴って加速度が大きく変動する。
【００４３】
このように、上述した異常要因毎に、当該異常要因に起因して速度・加速度曲線に特徴が表れる動作工程が異なることから、本実施形態では、動作工程毎に、速度・加速度曲線に表れる特徴を判断することで、電気転てつ機１００にかかる異常の有無、及び、異常有りの場合にはその異常要因の判定を行う。ここで言う異常要因の判定とは、異常要因の絞り込みの意味を含む。また、その判定方法として、次の２種類を行う。
【００４４】
（Ｄ）第１の判定
先ず、第１の判定では、判定対象となる一連の転換動作にかかる速度・加速度曲線を、動作工程毎に、基準曲線と比較することで、異常有無、及び、異常要因を判定する。基準曲線とは、正常状態にある電気転てつ機１００に一連の転換動作を行わせた場合に得られた検出データに基づく速度・加速度曲線のことである。この基準曲線は、１回の転換動作についての曲線としても良いし、複数回の転換動作それぞれについての曲線を平均したものとしても良い。勿論、基準曲線（速度基準曲線、及び、加速度基準曲線）は、各動作工程に対応する曲線部分が特定されている。
【００４５】
上述のように、生じた異常要因によって、速度・加速度曲線に特徴が表れる動作工程やその特徴が異なる。図１１，図１２は、異常要因と、当該異常要因に起因して特徴が表れる動作工程と、当該異常要因に起因する異常と判定するための異常条件と、の対応関係を定めた判定テーブルである。図１１は、速度曲線についての判定テーブル（速度判定基準テーブル２５２）であり、図１２は、加速度曲線についての判定テーブル（加速度判定基準テーブル２５４）である。この判定テーブルに従って、動作工程毎に、当該動作工程に対応する速度・加速度曲線、及び、基準曲線それぞれの部分曲線の値（速度や加速度の値）に基づく所定の指標値を求め、この指標値に基づいて、当該動作工程に対応する異常要因が生じているかを判定する。
【００４６】
具体的には、図１１によれば、判定対象となる速度曲線を正常時に相当する速度基準曲線と比較することで、次のように異常要因を判定することができる。すなわち、解錠工程については、速度曲線の値（以下、「検出値」）が速度基準曲線の値（以下、「基準値」）より小さく、且つ、指標値である速度差最大値が閾値以上であることを異常条件とし、異常要因として過密着を判定することができる。速度差最大値は、該当する動作工程における各ストローク位置での、基準値と検出値との速度差（絶対値）のうちの最大値である。図５に示したように、過密着が生じた場合、解錠工程において、正常時と比較して速度が低下するため、この“速度の低下”を、速度差最大値によって判断する。閾値は、想定される速度の低下の程度に応じて設定することができる。
【００４７】
転換工程については、指標値である速度差積算値が閾値以上であることを異常条件とし、異常要因として転換負荷増を判定することができる。速度差積算値は、該当する動作工程における基準値と検出値との速度差（絶対値）を、当該動作工程の全期間に亘って積算した値である。図４に示したように、転換負荷増が生じた場合、転換工程において、正常時に比較して速度が低下した状態が継続するため、この“継続的な速度の低下”を、速度差積算値によって判断する。閾値は、想定される速度の低下の程度や転換工程のストローク期間長に応じて設定することができる。
【００４８】
密着工程については、検出値が基準値より小さく、且つ、指標値である速度差最大値が閾値以上であることを異常条件とし、異常要因として過密着を判定することができる。図５に示したように、過密着が生じた場合、密着工程において、正常時と比較して速度が一時的に大きく低下するため、この“速度の大きな低下”を、速度最大値によって判断する。閾値は、想定される速度の低下の程度に応じて設定することができる。
【００４９】
惰性工程については、検出値が基準値より大きく、且つ、指標値である速度差最大値が閾値以上であることを異常条件とし、異常要因として、密着小、或いは機構部摩耗を判定することができる。図６に示したように、密着小或いは機構部摩耗が生じた場合、惰性工程において、正常時と比較して速度が速くなるため、この“速度の上昇”を、速度差最大値によって判断する。閾値は、想定される速度の上昇の程度に応じて設定することができる。惰性工程の終期である機構終端においても、同様の異常条件によって、異常要因として密着小或いは機構部摩耗を判定することができる、
【００５０】
更に、転換工程、密着工程、及び、鎖錠工程においては、速度がゼロとなったことを異常条件として、異常要因として異物を判定することができる。加えて、速度がゼロとなったのが何れの動作工程であったかによって、異常要因である異物の大きさも判定することが可能である。
【００５１】
また、図１２によれば、判定対象となる加速度曲線を、正常時に相当する加速度基準曲線と比較することで次のように異常要因を判定することができる。すなわち、加速工程については、加速度曲線の値（以下、「検出値」という）が加速度基準曲線の値（以下、「基準値」という）より大きく、且つ、指標値である加速度差最大値が閾値以上であることを異常条件として、モータ電圧上昇を判定することができる。また、検出値が基準値より小さく、且つ、加速度差最大値が閾値以上であることを異常条件として、モータ電圧低下を判定することができる。加速度差最大値は、該当する動作工程における各ストローク位置での、基準値と検出値との加速度差（絶対値）のうちの最大値である。図７に示したように、モータ電圧上昇が生じた場合、加速工程において、正常時と比較して加速度が増加し、また、図８に示したように、モータ電圧低下が生じた場合、加速工程において、正常時と比較して加速度が低下する。このため、この“加速度の増加”或いは“加速度の低下”を、加速度差最大値によって判断する。閾値は、想定される速度の低下の程度に応じて設定することができる。
【００５２】
解錠工程については、指標値である加速度変動量が閾値以上であることを異常条件とし、異常要因として過密着を判定することができる。加速度変動量は、該当する動作工程における各ストローク位置での検出値の最大値と最小値との加速度差である。図５に示したように、過密着が生じた場合、解錠工程において、正常時と比較して加速度が変動するため、この“加速度の変動”を、加速度変動量によって判断する。閾値は、想定される加速度の変動に応じて設定することができる。
【００５３】
転換工程については、加速度変動量が閾値以上であることを異常条件とし、異常要因として転換負荷増を判定することができる。図４に示したように、転換負荷増が生じた場合、転換工程において、正常時と比較して加速度が大きく変動するため、この“加速度の変動”を、加速度変動量によって判断する。閾値は、想定される加速度の変動量に応じて設定することができる。
【００５４】
密着工程については、加速度変動量が閾値以上であることを異常条件とし、異常要因として過密着を判定することができる。また、加速度変動量が閾値以下であることによって、異常要因として、密着小或いは機構部摩耗を判定することができる。図５に示したように、過密着が生じた場合、密着工程において、正常時に比較して加速度が大きく変動するため、この“加速度の変動”を、加速度変動量によって判断する。また、図６に示したように、密着小或いは機構部摩耗が生じた場合、密着工程において、正常時と比較して、加速度の変動が小さくなるため、この“加速度の変動”を、加速度変動量によって判断する。これらの閾値は、想定される加速度の変動量に応じて設定することができる。
【００５５】
更に、転換工程、密着工程、及び、鎖錠工程においては、加速度変動量が閾値以上であることを異常条件とし、異常要因として異物を判定することができる。図９，図１０に示したように、異物が発生した場合、転換工程、密着工程、或いは、鎖錠工程で、電気転てつ機１００の転換動作が急減速或いは急停止するといった加速度の格別大きな変動が発生するため、この“加速度の変動”を、加速度変動量によって判断する。この異物に起因する加速度の変動は、転換負荷増や過密着による加速度の変動よりも大きいため、閾値を適切に設定することで、異常要因が、異物であるのか、転換負荷増、若しくは、過密着であるのかを判定することが可能である。また、転換工程、密着工程、及び、鎖錠工程の何れの動作工程において、加速度が大きく変動したかによって、異物の大きさを判定することか可能である。
【００５６】
このように、速度曲線、及び、加速度曲線のそれぞれについて、異常有無、及び、異常有りの場合の異常要因の判定を行うことができるが、更に、速度曲線、及び、加速度曲線それぞれについての判定結果を組み合わせることで、総合的な判定を行うこともできる。例えば、異常要因として転換負荷増が生じた場合、速度曲線、及び、加速度曲線の両方の転換工程において、当該転換負荷増に起因する特徴が表れる。このような異常要因については、速度曲線、及び、加速度曲線に対して同一の異常要因が判定された場合に、当該異常要因を確定する。
【００５７】
（Ｅ）第２の判定
第２の判定では、時系列の複数の速度・加速度曲線に基づいて、電気転てつ機１００の異常有無、及び、異常要因を判定する。具体的には、判定対象の電気転てつ機１００についての多数の速度・加速度曲線（速度曲線、及び、加速度曲線）を、三次元座標空間において時系列に並べた速度曲面、及び、加速度曲面（以下、包括して「速度・加速度曲面」という）を生成する。
【００５８】
図１３は、速度曲面の一例であり、図１４は、加速度曲面の一例である。何れも、横軸をストローク位置、縦軸を速度或いは加速度、奥行き方向を時系列順としている。つまり、同一の電気転てつ機１００について、何らかの異常が生じている状態で転換動作を行うことで得られた速度・加速度曲線を、奥行き方向に並べている。具体的には、奥側から手前側に向けて、順に、転換負荷増、正常時、異物、密着小、過密着、機構部摩耗、モータ電圧低下、モータ電圧上昇、の各異常要因を生じさせた場合の複数の速度・加速度曲線となっている。この速度・加速度曲面によれば、異常要因に起因する速度及び加速度の変化の特徴が、時系列方向の変化として表れている。
【００５９】
速度・加速度曲面を生成した後、次いで、この速度・加速度曲面について、速度或いは加速度が同一となる三次元座標空間の位置を線で繋いだ、いわゆる等高線図に相当する等速度線図、及び、等加速度線図（以下、包括して「等速度・加速度線図」という）を生成する。図１５は、図１３の速度曲面に対する等速度線図の一例であり、図１６は、図１４の加速度曲面に対する等加速度線図の一例である。図１５，図１６において、横軸はストローク位置、縦軸は時系列方向に相当する試番である。
【００６０】
電気転てつ機１００に異常がないならば、実行タイミングに関わらず、転換動作を行った際に得られる速度・加速度曲線はほぼ同じであるため、等速度・加速度線図における等速度線や等加速度線は、ほぼ時系列方向に沿った並行な線として表れる。しかし、電気転てつ機１００に何らかの異常が生じた場合、この異常に起因して速度や加速度が変化することから、等速度・加速度線図において、等速度線や等加速度線がストローク位置方向へ歪むように変化したり、新たな等速度線や等加速度線が表れたりする。
【００６１】
このことを利用し、第２の判定では、ある判定対象の電気転てつ機１００についてこれまでに行った転換動作に関する速度・加速度曲線を蓄積記憶しておき、動作工程毎に、転換動作の実行日時に従った時系列の速度・加速度曲線のうち、当該動作工程に該当する曲線部分に基づいて、異常の有無、及び、異常要因を判定する。具体的には、動作工程毎に、当該動作工程に相当する時系列の速度・加速度曲線の曲線部分に基づく等速度・加速度線図を生成し、この等速度・加速度線図における等速度線や等加速度線が、当該動作工程に定められた異常条件を満たすかによって、異常有無や異常要因を判定する。
【００６２】
図１７（ａ）は、電気転てつ機１００に転換負荷増が生じた場合の等速度線図の概略を示した一例である。図１７（ａ）では、横軸をストローク位置、縦軸を過去である上側から下側へ時間が進行する時刻（時系列方向）としている。図４に示したように、転換負荷増の原因として例えば床板油切れが生じた場合には、転換工程において速度や加速度に変化の特徴が表れるため、図１７（ａ）においては、転換工程についてのみの等速度線を示しており、それ以外の動作工程については等速度線を省略している。また、等速度線として、二つの速度Ｖ１，Ｖ２の等速度線を示している。この等速度線とした速度Ｖ１，Ｖ２は、電気転てつ機１００が正常であるときの転換工程における速度Ｖよりも低い値であり、Ｖ１＞Ｖ２、である。
【００６３】
そして、図１７（ａ）では、検出を開始した最も古い時刻ｔ０においては、電気転てつ機１００は正常であり、未だ、転換負荷増は生じておらず、時間経過とともに、途中で生じた床板の油切れが徐々に進行して最新時刻ｔｎに至っているといった場合の、各時刻における速度曲線に基づく等速度線図を示している。つまり、転換工程に着目すると、時間経過とともに、床板の油切れの進行によって速度が低下し、速度Ｖ１以下となった時刻ｔａにおいて速度Ｖ１の等速度線が表れ、更に速度が低下して速度Ｖ２以下となった時刻ｔｂにおいて速度Ｖ２の等速度線が表れている。
【００６４】
このような等速度・加速度線図において、動作工程毎に、所定の閾値速度の等速度線、又は、閾値加速度の等加速度線（以下、包括して「閾値等速度・加速度線」という）で囲まれた領域の面積が、閾値以上であることを異常条件として、動作工程に応じた異常要因による異常有りと判定する。具体的には、図１７（ｂ）に示すように、速度・加速度曲面を形成する速度・加速度曲線それぞれについて、速度・加速度が、所定の閾値速度又は閾値加速度（図１７（ａ）では、速度Ｖ１或いは速度Ｖ２が相当）以下或いは以下となる異常予見基準を満たす、ストローク位置方向の期間である異常予見期間を求め、異常予見期間を、時系列方向に積算した時系列累積値を求める。この時系列累積値が、上述の閾値等速度・加速度線に囲まれた面積に相当する。
【００６５】
このとき、異常条件となる閾値等速度・加速度や時系列累積値の閾値は、想定する異常要因に応じて設定することができる。また、閾値は、ある動作工程における１つの異常要因について複数設定することもできる。すなわち、図１７（ａ）では、転換工程において２種類の速度Ｖ１，Ｖ２の等速度線を示しているが、この速度Ｖ１，Ｖ２それぞれの等速度線に囲まれた領域の面積（等速度線面積）毎に閾値を定め、異常を段階的に判定することとしても良い。
【００６６】
転換負荷増のような徐々に進行する異常の場合には、速度・加速度曲線に表れる特徴として、時間経過とともに、転換工程における速度が徐々に低下する。つまり、等速度・加速度線図において、時間経過とともに、異常予見期間が徐々に長くなり、時系列累積値（すなわち、等速度線に囲まれた面積）が増加してゆく。第２の判定では、この時間経過に伴う速度の変化を、異常の予兆として判定するのである。
【００６７】
なお、図１７（ａ）に示すように、検出誤差や、一時的に異常が生じたが直ぐに解消された場合等に、環状の等速度線が表れることがあるが、この場合の面積は“小さい”ため、特に異常と判定しないことになる。
【００６８】
また、第２の判定によって判定できる異常要因としては、転換負荷増のほか、特定の動作工程において、異常によって速度或いは加速度が一時的に変化（増加／減少）し、等速度・加速度線図において新たな等速度・加速度線が表れるような異常要因、例えば、過密着（図５参照）を判定することができる。
【００６９】
なお、本実施形態では、第２の判定における異常の判定の基準を、等速度・加速度線図における等速度線や等加速度線に囲まれた面積としたが、例えば、加速工程や惰性工程において見られるような、２種類の速度線或いは加速度線の間隔を、異常判定の基準としても良い。
【００７０】
［機能構成］
図１８は、判定装置２００の機能構成図である。図１８に示すように、判定装置２００は、操作入力部２０２と、表示部２０４と、音出力部２０６と、通信部２０８と、処理部２１０と、記憶部２３０とを備えて構成されるコンピュータシステムである。
【００７１】
操作入力部２０２は、例えば操作ボタンやスイッチ、タッチパネル等の入力装置で実現され、なされた操作に応じた操作信号を処理部２１０に出力する。表示部２０４は、例えば液晶ディスプレイや表示ランプ等の表示装置で実現され、処理部２１０からの表示信号に基づく各種表示を行う。音出力部２０６は、例えばスピーカ等の音出力装置で実現され、処理部２１０からの音信号に基づく各種音出力を行う。通信部２０８は、有線或いは無線の通信装置で実現され、外部装置との間で有線通信或いは無線通信を行う。
【００７２】
処理部２１０は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）等の演算装置を有して構成され、記憶部２３０に記憶されたプログラムやデータ等に基づく各種演算処理を行って、判定装置２００の全体制御を行う。本実施形態では、処理部２１０は、検出データ取得部２１２と、速度・加速度曲線生成部２１４と、動作工程特定部２１６と、異常判定部２２０とを有し、異常判定プログラム２３２に従った異常判定処理（図２３参照）を行う。
【００７３】
検出データ取得部２１２は、取得手段に相当し、電気転てつ機１００の転換歯車群１１０の何れかの歯車の回転量（変位量）を検出した検出データを取得する。すなわち、通信部２０８を介して、判定対象である電気転てつ機１００の転換歯車群１１０の何れかの歯車に取り付けられたセンサ１８０から、当該電気転てつ機１００が一連の転換動作を行った際の歯車の回転量を、当該一連の転換動作に係る検出データとして取得する。
【００７４】
検出データは、例えば、電気転てつ機１００の転換動作の実行中に、リアルタイムでセンサ１８０から取得するようにしても良いし、検出データをセンサ内部に蓄積記憶しておき、転換動作の終了毎や保守検査の実施時などに、１回又は複数回の転換動作に係る検出データをまとめて取得することとしても良い。取得した検出データは、転換動作の実行日時と対応付けて、転換データ２４８に含めて蓄積記憶される。
【００７５】
速度・加速度曲線生成部２１４は、生成手段に相当し、検出データに基づいて、回転量（変位量）の速度及び／又は加速度（変位速度等）を算出し、一連の転換動作にかかる変位速度等の時系列変化として、一連の転換動作に係る回転量に対応付けた対ストローク曲線を生成する。また、対ストローク曲線として、回転量の速度に関する対ストローク曲線と、回転量の加速度に関する対ストローク曲線との２種類のストローク曲線を生成する。
【００７６】
すなわち、検出データ取得部２１２によって取得された一連の転換動作に係る検出データに基づき、速度・加速度それぞれに関する２種類の対ストローク曲線として、歯車の回転量に相当するストローク位置に対する回転量の速度（回転加速度）の速度曲線と、ストローク位置に対する回転量の加速度（回転加速度）の加速度曲線とを生成する。生成した速度曲線、及び、加速度曲線は、基とした検出データに対応付けて、転換データ２４８に含めて記憶される。
【００７７】
動作工程特定部２１６は、特定手段に相当し、対ストローク曲線を、一連の転換動作を構成する電気転てつ機１００の各動作工程に対応する回転量に基づく期間毎に区切ることで、各動作工程に対応する曲線部分を特定する。すなわち、同一の電気転てつ機１００であれば、転換動作の実行タイミングに関わらず、各動作工程のストローク期間長は一定であることから、例えば、速度がゼロとなる機構終端を特定し、この機構終端から遡って各動作工程の境界を特定することで、各動作工程に対応する期間、及び、速度・加速度曲線の曲線部分を特定することができる。
【００７８】
異常判定部２２０は、判定手段に相当し、特定された曲線部分毎に定められた所定の異常条件を満たすか否かを判定することで、異常の有無を判定する。また、異常条件を満たす曲線部分が何れであるかによって、異常要因を判定する。また、２種類の対ストローク曲線を用いて異常の有無を判定する。
【００７９】
すなわち、動作工程毎に、当該動作工程に対応する速度・加速度曲線の曲線部分が異常条件を満たすかを判定し、何れかの動作工程について異常条件を満たすならば異常有りと判定するとともに、異常条件を満たした動作工程に応じて異常要因を判定する。また、異常判定部２２０は、第１の判定部２２２と、第２の判定部２２４とを有する。
【００８０】
第１の判定部２２２は、上述の第１の判定による異常判定を行う。具体的には、例えば、電気転てつ機１００による一連の変換動作が行われて新たな検出データが得られる毎に、当該検出データに基づく速度・加速度曲線、及び、基準曲線に基づき、電気転てつ機１００の異常の有無、及び、異常要因を判定する。すなわち、各動作工程に対応する速度・加速度曲線の曲線部分が、図１１に一例を示した速度判定基準テーブル２５２、或いは、図１２に一例を示した加速度判定基準テーブル２５４で定められる異常条件を満たすかを判定する。そして、何れかの動作工程において異常条件を満たすと判定したならば異常有りとし、異常条件を満たすと判定した動作工程に対応付けられている異常要因を判定する。
【００８１】
第１の判定部２２２による判定の結果は、第１の判定結果データ２７０として記憶される。図１９は、第１の判定結果データ２７０の一例である。図１９に示すように、第１の判定結果データ２７０は、第１の判定がなされる毎に生成される。各第１の判定結果データ２７０は、当該第１の判定の対象とした一連の転換動作の実行時刻に対応付けて、各動作工程について、判定基準とした速度曲線、及び、加速度曲線それぞれに基づく判定結果を格納している。判定結果は、異常の有無と、異常有りの場合には異常要因とである。
【００８２】
第２の判定部２２４は、上述の第２の判定による異常判定を行う。第２の判定部２２４は、時系列判定手段に相当し、時系列な対ストローク曲線に基づいて、異常の有無を判定する。また、各動作工程に対応する曲線部分のうちの所定の曲線部分について、異常の有無の判定を行う。また、所定の曲線部分のうち、所定の異常予見基準を満たす期間の時系列累積値が所定条件を満たした場合に異常有りと判定する。
【００８３】
具体的には、例えば、電気転てつ機１００による一連の転換動作が行われて新たな検出データが取得される毎に、当該検出データに基づく速度・加速度曲線を含む、現時点までに得られた転換動作の実行日時に基づく時系列の速度・加速度曲線に基づき、電気転てつ機１００の異常の有無、及び、異常要因を判定する。すなわち、各動作工程に対応する速度・加速度曲線の時系列の曲線部分が、等速度線判定基準テーブル２６２、或いは等加速度線判定基準テーブル２６４で定められる異常条件を満たすかを判定する。そして、何れかの動作工程において異常条件を満たすと判定したならば異常有りとし、異常条件を満たすと判定した動作工程に対応付けられている異常要因を判定する。
【００８４】
図２０は、等速度線判定基準テーブル２６２の一例である。図２０に示すように、等速度線判定基準テーブル２６２は、異常要因と、当該異常要因に起因して特徴が表れる動作工程と、当該異常要因に起因する異常と判定するための異常条件と、の対応関係を定めている。図２０に示す等速度線判定基準テーブル２６２によれば、解錠工程、及び、密着工程において、異常要因として過密着を判定することができ、転換工程において、異常要因として転換負荷増を判定することができる。
【００８５】
図２０において、“速度Ｖの等速度線面積”とは、等速度線図の該当する動作工程において、速度Ｖの等速度線で囲まれた領域の面積のことであり、詳細には、速度Ｖ以上或いは以下となる異常予見基準を満たす異常予見期間を、時系列方向に積算した値として求められる。
【００８６】
図２１は、等加速度線判定基準テーブル２６４の一例である。図２１に示すように、等加速度線判定基準テーブル２６４は、異常要因と、当該異常要因に起因して特徴が表れる動作工程と、当該異常要因に起因する異常と判定するための異常条件と、の対応関係を定めている。図２１に示す等加速度線判定基準テーブル２６４によれば、加速工程において、異常要因としてモータ電圧上昇を判定することができ、解錠工程、及び密着工程において、異常要因として過密着を判定することができ、転換工程において、異常要因として転換負荷増を判定することができる。
【００８７】
第２の判定部２２４による判定の結果は、第２の判定結果データ２７２として蓄積記憶される。図２２は、第２の判定結果データ２７２の一例である。図２２に示すように、第２の判定結果データ２７２は、第２の判定がなされる毎に生成される。各第２の判定結果データ２７２は、当該第２の判定の対象とした一連の転換動作の実行時刻に対応付けて、各動作工程について、判定基準とした速度曲線、及び、加速度曲線それぞれに基づく判定結果を格納している。判定結果は、異常の有無と、異常有りの場合には異常要因とである。
【００８８】
記憶部２３０は、例えばＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memory）、ハードディスク等の記憶装置で実現され、処理部２１０が判定装置２００を統合的に制御するためのシステムプログラムやデータ等を記憶しているとともに、処理部２１０の作業領域として用いられ、処理部２１０が実行した演算結果等が一時的に格納される。本実施形態では、記憶部２３０には、異常判定プログラム２３２と、判定対象とする電気転てつ機１００それぞれに関する転てつ機データ２４０とが記憶される。
【００８９】
転てつ機データ２４０は、該当する電気転てつ機１００を識別する転てつ機ＩＤ２４２と、速度基準曲線２４４と、加速度基準曲線２４６と、これまでに行った転換動作それぞれに関する転換データ２４８と、第１の判定部２２２が第１の判定に用いる第１の判定用テーブル２５０と、第２の判定部が第２の判定に用いる第２の判定用テーブル２６０と、第１の判定結果データ２７０と、第２の判定結果データ２７２とを格納する。転換データ２４８は、該当する転換動作の実行日時と、この転換動作に係る検出データと、この検出データに基づく速度曲線、及び、加速度曲線とを含む。第１の判定用テーブル２５０は、速度判定基準テーブル２５２、及び、加速度判定基準テーブル２５４を含む。第２の判定用テーブル２６０は、等速度線判定基準テーブル２６２、及び、等加速度線判定基準テーブル２６４を含む。
【００９０】
［処理の流れ］
図２３は、判定処理の流れを説明するフローチャートである。この処理は、処理部２１０が異常判定プログラム２３２を実行することで実現される。また、判定対象の電気転てつ機の１回の転換動作毎に実行される。
【００９１】
先ず、検出データ取得部２１２が、電気転てつ機１００に設けられたセンサ１８０から、なされた一連の転換動作に係る検出データを取得する（ステップＳ１）。このステップＳ１が、取得ステップである。次いで、速度・加速度曲線生成部２１４が、取得された検出データに基づいて、速度・加速度曲線（速度曲線、及び、加速度曲線）を生成する（ステップＳ３）。このステップＳ３が、生成ステップである。取得された検出データや、生成された速度・加速度曲線は、転換動作の実行日時と対応付けて、転換データ２４８として蓄積記憶される。続いて、動作工程特定部２１６が、生成された速度・加速度曲線について、各動作工程に対応する曲線部分を特定する（ステップＳ５）。このステップＳ５が、特定ステップである。
【００９２】
その後、第１の判定部２２２が、生成された速度・加速度曲線に基づき、動作工程毎に、対応する曲線部分に基づいて、電気転てつ機１００の転換動作の異常有無、及び、異常要因を判定する第１の判定を行う（ステップＳ７）。また、第２の判定部２２４が、生成された速度・加速度曲線を含む、現時点までに得られた時系列の速度・加速度曲線に基づき、動作工程毎に、対応する時系列の曲線部分に基づいて、電気転てつ機１００の転換動作の異常有無、及び、異常要因を判定する第２の判定を行う（ステップＳ９）。このステップＳ７，Ｓ９が、判定ステップである。
【００９３】
最後に、判定結果を出力する（ステップＳ１１）。すなわち、第１の判定、及び、第２の判定によって得られた異常有無や異常要因といった判定結果を、例えば、表示部２０４に表示出力する。第１の判定の判定結果と第２の判定の判定結果とのＡＮＤやＯＲを採用して最終的な異常有無及び異常要因を表示出力することができる。単に、異常有りと報知するだけでなく、異常の程度を報知することとしてもよい。以上の処理を行うと、異常判定処理は終了となる。
【００９４】
［作用効果］
このように、本実施形態によれば、誘導電動機１０２を駆動源とする電気転てつ機１００において、誘導電動機１０２の回転出力が伝達される転換歯車群１１０の歯車に設けられたセンサ１８０によって検出された当該歯車の回転量をもとに、判定装置２００は、当該電気転てつ機１００の転換動作の異常を判定することができる。すなわち、判定装置２００は、一連の転換動作に係るセンサの検出データを基に、歯車の回転量に相当するストローク位置に対する歯車の回転速度・回転加速度の変化である速度・加速度曲線を生成し、転換動作を構成する動作工程毎に、当該動作工程に対応する速度・加速度曲線の部分曲線が、想定する異常要因に応じた所定の異常条件を満たすかに応じて、異常の有無、及び、異常要因を判定する。
【００９５】
［変形例］
なお、本発明の適用可能な実施形態は上述の実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能なのは勿論である。
【００９６】
（Ａ）センサ
上述の実施形態では、変位量として転換歯車群１１０の歯車の回転量を採用し、この回転量をセンサ１８０で検出することとしたが、動作かん１３０の直動運動にかかる移動量を変位量として、センサ１８２（図１参照）を用いて検出することとしても良い。このようなセンサとしては、例えば、動作かん１３０の移動量（距離）を検出するポテンショメータがある。直動運動に係る移動量についても同様に、微分処理によって速度及び加速度を求め、上述した異常の判定を行うことができる。
【００９７】
（Ｂ）異常要因
本実施形態によって判定可能な異常要因として、図４〜図１０に一例を挙げた異常要因のみならず、例えば、構成部材の摩耗や欠落といった転てつ機の内部機構の異常といった、その他の異常要因についても同様に判定することが可能である。電気転てつ機１００に生じた異常は、速度・加速度曲線の各動作工程における曲線部分に何らかの変化として表れるため、上述の実施形態で定義した変化以外の変化が生じた場合にも、何らかの異常が生じていることを判定することができる。
【符号の説明】
【００９８】
１００  電気転てつ機
１０２  誘導電動機、１０４  クラッチ、１１０  転換歯車群、１３０  動作かん
１８０  センサ
１９０  分岐器
２００  判定装置
２０２  操作入力部、２０４  表示部、２０６  音出力部、２０８  通信部
２１０  処理部
２１２  検出データ取得部、２１４  速度・加速度曲線生成部
２１６  動作工程特定部
２２０  異常判定部、２２２  第１の判定部、２２４  第２の判定部
２３０  記憶部
２３２  異常判定プログラム
２４０  転てつ機データ
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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