(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車軸を支持する軸受を含んで構成される回転装置に生じる振動を検出する振動検出部と、
前記振動検出部で検出した振動から前記回転装置の異常に係る特徴周波数成分を抽出する特徴周波数成分抽出部と、
前記特徴周波数成分抽出部で抽出した前記特徴周波数成分と予め設定した診断閾値とを比較し、該比較の結果に基づき前記回転装置の異常を診断する異常診断部と、
前記車軸を備える車両に取り付けられ、該車両の車体重量を検出する重量検出部と、
前記重量検出部で検出した前記車体重量に基づき、該車体重量に対応する前記振動の大きさに対して適正な診断閾値を、前記診断に用いる診断閾値として設定する閾値設定部と、を備える異常診断装置。
【請求項２】
前記閾値設定部は、前記診断に用いる診断閾値として、前記車体重量が大きくなるほど小さくなる診断閾値を設定する請求項１に記載の異常診断装置。
【請求項３】
前記回転装置は、前記軸受と、前記車軸と、前記軸受に支持された車輪とを含んで構成され、
前記異常診断部の異常診断対象は、前記軸受、前記車軸及び前記車輪を含む前記回転装置の構成部品である請求項１又は２に記載の異常診断装置。
【請求項４】
前記車軸の回転数である車軸回転数を検出する車軸回転数検出部と、
前記車軸回転数検出部で検出した車軸回転数に基づき前記車軸が予め設定した設定回転数の範囲で回転しているときに前記振動検出部で検出される前記振動を測定する振動測定部を備える請求項１から３のいずれか１項に記載の異常診断装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１項に記載の異常診断装置を備えた軸受。
【請求項６】
請求項１から４のいずれか１項に記載の異常診断装置を備えた回転装置。
【請求項７】
請求項１から４のいずれか１項に記載の異常診断装置を備えた車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、軸受を含んで構成される回転装置の異常診断に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、回転機器に使用される軸受の異常を検出する技術として、例えば、特許文献１に開示された技術がある。この技術は、軸受の振動から周波数を求め、特定の周波数帯の情報（例えば、スペクトラム等の特徴量）を抽出し、この特徴量としきい値とを比較して軸受の異常を検出するものである。また、このしきい値を、軸受が使用されているポンプやファン等の回転機器の重量によって変動させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−１９０９０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来技術では、回転機器そのものの重量は考慮しているが、例えば、車軸軸受を含む回転機器を備えた鉄道車両のように、乗車人数や積み荷等によって車体重量が変化する場合を考慮していない。そのため、車体重量の変化によって生じる振動の変化に対して、しきい値が追従できず、軸受の異常を正確に検出することができない可能性がある。
そこで、本発明は、このような従来の技術の有する未解決の課題に着目してなされたものであって、車体重量の変化する車両の備える回転装置の異常の誤診断を低減することが可能な異常診断装置、軸受、回転装置及び車両を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、本発明の第１の態様に係る異常診断装置は、車軸を支持する軸受を含んで構成される回転装置に生じる振動を検出する振動検出部と、前記振動検出部で検出した振動の値である振動値から前記回転装置の異常に係る特徴周波数成分を抽出する特徴周波数成分抽出部と、前記特徴周波数成分抽出部で抽出した前記特徴周波数成分と予め設定した診断閾値とを比較し、該比較の結果に基づき前記回転装置の異常を診断する異常診断部と、前記車軸を備える車両の車体重量を検出する重量検出部と、前記重量検出部で検出した前記車体重量に基づき、該車体重量に対応する前記振動の大きさに対して適正な診断閾値を、前記診断に用いる診断閾値として設定する閾値設定部と、を備える。
【０００６】
また、本発明の第２の態様に係る軸受は、上記第１の態様に係る異常診断装置を備える。
また、本発明の第３の態様に係る回転装置は、上記第１の態様に係る異常診断装置を備える。
また、本発明の第４の態様に係る車両は、上記第１の態様に係る異常診断装置を備える。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、車両の車体重量を検出し、この車体重量に応じて変化する振動の大きさに対して適正な診断閾値を設定し、この診断閾値を用いて回転装置の異常を診断することが可能である。これによって、乗車人数や積み荷によって車体重量の変化する車両の備える回転装置の異常の誤診断を低減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】（ａ）及び（ｂ）は、鉄道車両１の概略構成を示す模式図である。
【図２】回転装置２の要部の詳細な構成を示す模式図である。
【図３】異常診断装置４の一構成例を示すブロック図である。
【図４】コントローラ３７ｄのハードウェア構成の一例を示すブロック図である。
【図５】コントローラ３７ｄの機能構成の一例を示すブロック図である。
【図６】（ａ）〜（ｄ）は、車体重量の変化による振動の変化を説明する図である。
【図７】異常診断処理の処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図８】閾値設定処理の処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図９】閾値比較処理の処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図１０】診断処理の処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図１１】振動波形のスペクトル曲線の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
次に、図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。但し、図面は模式的なものであり、部材ないし部分の縦横の寸法や縮尺は実際のものとは異なることに留意すべきである。従って、具体的な寸法や縮尺は以下の説明を参酌して判断すべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることはもちろんである。
また、以下に示す実施形態は、本発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、本発明の技術的思想は、構成部品の材質、形状、構造、配置等を下記のものに特定するものではない。本発明の技術的思想は、特許請求の範囲に記載された請求項が規定する技術的範囲内において、種々の変更を加えることができる。
【００１０】
（実施形態）
（構成）
本発明の一実施形態に係る鉄道車両１は、図１（ａ）及び（ｂ）に示すように、複数の回転装置２を含んで構成される。
回転装置２は、車軸２１と、車軸２１の両端部において車軸２１を支持する一対の複列円すいころ軸受３と、車軸２１の一対の複列円すいころ軸受３よりも内側の両端部に固定支持された一対の車輪２２とを含んで構成される。
複列円すいころ軸受３は、図２に示すように、軸受ハウジング２３の内側にて車軸２１の端部を回転自在に支持する。
【００１１】
この複列円すいころ軸受３は、第１の円すいころ軸受部２４Ａと、第２の円すいころ軸受部２４Ｂと、外輪２５と、円筒状の間座２９とを備える。
第１の円すいころ軸受部２４Ａは、第１の内輪２６Ａと、複数個の第１の円すいころ２７Ａと、第１の保持器２８Ａとを備え、第２の円すいころ軸受部２４Ｂは、第２の内輪２６Ｂと、複数個の第２の円すいころ２７Ｂと、第２の保持器２８Ｂとを備える。
【００１２】
外輪２５は、第１の円すいころ軸受部２４Ａ及び第２の円すいころ軸受部２４Ｂに共通の外輪であり、内周面に複列の円すい凹面状の第１の外輪軌道３０Ａ及び第２の外輪軌道３０Ｂを有し、軸受ハウジング２３に内嵌した状態で、使用時にも回転しないように構成されている。
第１の内輪２６Ａは、外周面に円すい凸面状の第１の内輪軌道３１Ａを有し、第２の内輪２６Ｂは、外周面に円すい凸面状の第２の内輪軌道３１Ｂを有し、それぞれ車軸２１の端部に外嵌固定した状態で、使用時にこの車軸２１と共に回転するように構成されている。
【００１３】
第１の円すいころ２７Ａは、第１の外輪軌道３０Ａと、第１の内輪軌道３１Ａとの間にそれぞれ複数個ずつ、第１の保持器２８Ａにより保持された状態で転動自在に設けられている。
また、第２の円すいころ２７Ｂは、第２の外輪軌道３０Ｂと、第２の内輪軌道３１Ｂとの間にそれぞれ複数個ずつ、第２の保持器２８Ｂにより保持された状態で転動自在に設けられている。
【００１４】
間座２９は、第１の内輪２６Ａ及び第２の内輪２６Ｂの間に挟持した状態で、車軸２１の端部に外嵌している。なお、図２に示した部分よりも上方に存在する、この車軸２１の中間部両端寄り部分には、図１（ａ）及び（ｂ）に示すように、それぞれ車輪２２を外嵌固定している。
更に、複列円すいころ軸受３は、図２に示すように、軸受ハウジング２３の外周面に取り付けられた異常診断装置４を含んで構成される。この異常診断装置４は、複列円すいころ軸受３の傷や剥離、車軸２１の偏摩耗、車輪２２のフラット磨耗等、異常診断対象である回転装置２の構成部品に生じる異常を診断するものである。
【００１５】
本実施形態において、異常診断対象は、各構成部品を示す以外にも、各構成部品に発生する異常の種類が２種類以上の場合、各異常内容とのセットで１つの異常診断対象を指すものである。例えば、車輪２２の車輪フラットの場合、１周あたり１箇所磨耗と、１周あたり２箇所磨耗とでは特徴周波数成分が異なるため、この場合の異常診断対象は、車輪２２の車輪フラット（１箇所）と、車輪２２の車輪フラット（２箇所）との２つとなる。
【００１６】
異常診断装置４は、回転装置２に生じる振動を検出する振動検出部としての加速度センサ３３と、回転装置２の異常を診断する異常診断ユニット３５と、鉄道車両１の車体重量を検出する重量センサ３８と、鉄道車両１の走行速度である車速Ｖを検出する車速センサ３９とを備える。
加速度センサ３３は、複列円すいころ軸受３の近傍で発生する振動を電気信号として出力する。
【００１７】
本実施形態では、軸受ハウジング２３の外周面の円周方向一部で、軸方向に関して第１の円すいころ軸受部２４Ａの中央部に対応する部分に、図２に示すように凹部３４を形成している。そして、凹部３４に加速度センサ３３を収容している。なお、加速度センサ３３の配設位置はこの位置に限らず、異常診断対象等に応じて他の位置に変更してもよい。
加速度センサ３３は、異常診断対象の異常発生時の振動特性に応じて、１軸方向の加速度を測定可能なもの、２軸方向の加速度を測定可能なもの、３軸方向の加速度を測定可能なもの等を適宜選択して使用する。また、測定したい振動の方向に合わせて、１軸又は２軸のセンサを複数配置する構成としてもよい。また、本実施形態では、異常診断対象の異常が複数軸方向への振動を発生する場合、異常発生時の振動方向のうち最も大きい振動レベルの振動方向を代表軸方向として決定し、この軸方向の振動を測定可能な加速度センサを使用する。
【００１８】
例えば、軸受外輪等に軸受剥離が発生した場合、ラジアル方向の振動が大きくなるため、軸受剥離を異常診断するためには、ラジアル方向の振動を検出可能なセンサを配置する必要がある。このように、異常の内容毎に振動変化が顕著に出る方向が異なるため、診断対象の異常内容に応じて、所望の振動方向の振動を検出可能なセンサを配置する必要がある。
【００１９】
なお、この構成に限らず、複数軸方向の振動を２以上検出する構成としてもよい。この場合は、後段の異常診断処理において、１の異常診断対象に対して、例えば、２以上の特徴周波数成分に対する異常診断が行われる。
重量センサ３８は、例えば、車両の高さを制御する空気ばね（不図示）内に設けられた圧力センサ等から構成され、鉄道車両１の車体重量（ばね上重量）を検出する。
【００２０】
車速センサ３９は、本実施形態において、鉄道車両１の床下に設けられており、レール面に対してマイクロ波又はミリ波を照射し、この照射波とレール面からの反射波とのドップラシフト量から車速Ｖを検出するセンサである。
異常診断ユニット３５は、軸受ハウジング２３の外周面に固定された基板ハウジング３６と、基板ハウジング３６の内側に配置された回路基板３７とを備える。
【００２１】
この異常診断ユニット３５は、車体重量の変化に応じて異常診断用の閾値を設定する処理、回転装置２を構成する各部品に摩耗や破損等の異常が生じているか否かを診断する処理等を行う為に、加速度センサ３３、重量センサ３８及び車速センサ３９の出力した電気信号等を演算処理するものである。
具体的に、異常診断ユニット３５は、図４に示すように、チップ部品やディスクリート部品等として回路基板３７上に実装された、第１のＩ／Ｆ部３７ａと、第２のＩ／Ｆ部３７ｂと、第３のＩ／Ｆ部３７ｃと、コントローラ３７ｄとを含んで構成される。
【００２２】
第１のＩ／Ｆ部３７ａは、重量センサ３８から出力されるアナログの電気信号である鉄道車両１の車体重量を示す重量信号Ｗを、後段のコントローラ３７ｄで演算処理可能な信号形式に変換するものである。
ここで、本実施形態では、コントローラ３７ｄは、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等が搭載されたマイクロコントローラ（マイコン）から構成されている。
【００２３】
従って、本実施形態の第１のＩ／Ｆ部３７ａは、図示省略するが、例えば、アナログ信号をデジタル信号に変換するためのＡ／Ｄ変換器、フィルタ回路、ＡＣカップリングのためのコンデンサ、信号増幅のための信号増幅器等を含んで構成されている。
第１のＩ／Ｆ部３７ａは、変換後のデジタルの重量信号Ｗｄを、コントローラ３７ｄに出力する。
【００２４】
第２のＩ／Ｆ部３７ｂは、第１のＩ／Ｆ部３７ａと同様の構成を有し、車速センサ３９から出力されるアナログの電気信号である車速信号Ｖを、後段のコントローラ３７ｄで演算処理可能な信号形式に変換するものである。第２のＩ／Ｆ部３７ｂは、変換後のデジタルの車速信号Ｖｄを、コントローラ３７ｄに出力する。
第３のＩ／Ｆ部３７ｃは、第１のＩ／Ｆ部３７ａと同様の構成を有し、加速度センサ３３から出力されるアナログの電気信号である加速度信号Ｇを、後段のコントローラ３７ｄで演算処理可能な信号形式に変換するものである。第３のＩ／Ｆ部３７ｃは、変換後のデジタルの加速度信号Ｇｄを、コントローラ３７ｄに出力する。
【００２５】
なお、重量センサ３８、車速センサ３９及び加速度センサ３３が、いずれもデジタルのセンサである場合、第１〜第３のＩ／Ｆ部３７ａ〜３７ｃから、Ａ／Ｄ変換器が不要となる。
コントローラ３７ｄは、第１のＩ／Ｆ部３７ａからの重量信号Ｗｄに基づく閾値設定処理、第２のＩ／Ｆ部３７ｂからの車速信号Ｖｄに基づく車軸回転数ωの算出処理を行う。加えて、算出した車軸回転数ωと、第３のＩ／Ｆ部３７ｃからの加速度信号Ｇｄとに基づき、本実施形態では、複列円すいころ軸受３、車軸２１及び車輪２２に摩耗や破損等の異常が発生しているか否かを診断する。
【００２６】
次に、図５及び図６に基づき、コントローラ３７ｄのハードウェア構成及び機能構成を説明する。
コントローラ３７ｄは、図５に示すように、各種制御や演算処理を担う中央演算処理装置であるＣＰＵ６０と、主記憶装置を構成するＲＡＭ（Random Access Memory）６１と、読み出し専用の記憶装置であるＲＯＭ（Read Only Memory）６２と、時間計測用のタイマ６３とを備える。加えて、データ転送用の各種内外バス６５と、入出力インターフェース（Ｉ／Ｆ）６４とを備える。本実施形態では、ＲＡＭ６１は、例えばＮＯＲ型のフラッシュメモリ等の不揮発性のメモリから構成される。
【００２７】
そして、ＣＰＵ６０、ＲＡＭ６１、ＲＯＭ６２及びタイマ６３との間を各種内外バス６５で接続していると共に、このバス６５に入出力Ｉ／Ｆ６４を介して、異常診断ユニット３５の第１のＩ／Ｆ部３７ａ、第２のＩ／Ｆ部３７ｂ及び第３のＩ／Ｆ部３７ｃとが接続されている。図示省略するが、その他にも必要に応じて、例えば、データ記憶容量確保のための外部記憶装置、異常診断結果を、車載ネットワークを介して各異常診断装置を統括制御する制御装置（以下、「統括制御装置」と記載する）に送信するための通信装置などが接続される。
【００２８】
そして、電源を投入すると、ＲＯＭ６２等に記憶されたＢＩＯＳ等のシステムプログラムが、ＲＯＭ６２に予め記憶された各種のコンピュータプログラムをＲＡＭ６１にロードし、ＲＡＭ６１にロードされたプログラムに記述された命令に従ってＣＰＵ６０が各種リソースを駆使して所定の制御及び演算処理を行うことで後述する各機能をソフトウェア上で実現できるようになっている。
【００２９】
また、コントローラ３７ｄは、ＣＰＵ６０によってプログラムを実行することで実現する機能部として、図６に示すように、閾値設定部３７１と、車軸回転数検出部３７２と、振動測定部３７３と、特徴周波数成分抽出部３７４と、異常診断部３７５とを備えている。
閾値設定部３７１は、第１のＩ／Ｆ部３７ａからの重量信号Ｗｄに基づき、現在の車体重量に対して適正な診断閾値を設定する。
【００３０】
具体的に、本実施形態では、車体重量と、該車体重量に対応する振動の大きさに対して適正な診断閾値とが対応付けられた閾値マップがＲＯＭ６２に予め記憶されている。例えば、試験運転等によって予め車体重量と振動の大きさとの関係を求めておき、この関係に基づき、各車体重量に対して回転装置の異常を検出するのに適正な診断閾値を設定する。
そして、閾値設定部３７１は、重量信号Ｗｄが示す車体重量（以下、「車体重量Ｗｄ」と記載する場合がある）に基づき、閾値マップを参照して、閾値マップから現在の車体重量に対応する診断閾値を取得する。そして、取得した診断閾値をＲＡＭ６１の予め設定された診断閾値用の記憶領域に記憶する。なお、閾値マップの詳細については、後述する。
【００３１】
車軸回転数検出部３７２は、ＲＯＭ６１に予め記憶された鉄道車両１の車輪径Ｒ、及び円周率πを読み出し、読み出した車輪径Ｒ及び円周率πと、第２のＩ／Ｆ部３７ｂからの車速Ｖｄとに基づき、車軸回転数ωを算出する。
具体的に、下式（１）に従って、車速Ｖｄと車輪径Ｒと円周率πとから車軸回転数ωを算出する。なお、下式（１）において、Ｖｄの単位は［ｋｍ／ｈ］、ωの単位は［ｒｐｍ］とする。
【００３２】
ω＝｛（Ｖｄ／６０）×１０００｝／（Ｒ×π）      ・・・（１）
車軸回転数検出部３７２は、算出した車軸回転数ωを、振動測定部３７３に出力する。
振動測定部３７３は、車軸回転数検出部３７２からの車軸回転数ωに基づき、車軸２１が予め設定した設定回転数範囲ωｓで回転しているときに回転装置２に生じる振動に応じた加速度値を測定する。なお、設定回転数範囲ωｓは、例えば、６０００［ｒｐｍ］〜９０００［ｒｐｍ］または６０００［ｒｐｍ］以上などの範囲に設定する。
【００３３】
即ち、車軸２１が設定回転数範囲ωｓで回転していると判定すると、第３のＩ／Ｆ部３７ｃから予め設定したサンプリング周期で入力される加速度信号Ｇｄの示す加速度値（以下、「振動値Ｇｄ」と記載する場合がある）をＲＡＭ６１に時系列に記憶する。これにより、回転装置２に生じる振動を測定する。
更に、本実施形態の振動測定部３７３は、タイマ６３を用いて、車軸２１が設定回転数範囲ωｓで回転を開始したと判定してから、設定回転数範囲ωｓで回転をし続けている間の経過時間Ｔｐを計測する。そして、経過時間Ｔｐが診断可能時間Ｔｆとなった場合に、特徴周波数成分の抽出処理の開始を指示する抽出開始指令Ｓｔｓを特徴周波数成分抽出部３７４に出力する。なお、第１実施形態では、診断可能時間Ｔｆとなっても、車軸回転数ωが設定回転数範囲ωｓに含まれている間は同様の測定処理を継続して行う。一方、特徴周波数成分の抽出処理は診断可能時間Ｔｆとなる毎に振動の測定処理と並行して行われる。
【００３４】
以下、経過時間Ｔｐが診断可能時間ＴｆとなるまでにＲＡＭ６１に記憶された振動値Ｇｄを「振動値群Ｇｄｓ」と記載する場合がある。
また、振動測定部３７３は、経過時間Ｔｐが診断可能時間Ｔｆ未満であった場合に、タイマ６３をクリアすると共に、これまでに記憶した振動値ＧｄをＲＡＭ６１から削除する。また、特徴周波数成分抽出部３７４において、特徴周波数成分の抽出処理が完了した場合も、完了した特徴周波数成分に対応する振動値群ＧｄｓをＲＡＭ６１から削除する。
【００３５】
なお、本実施形態の振動測定部３７３は、車軸回転数ωが他の回転数から設定回転数範囲ωｓに含まれる毎に振動値群Ｇｄｓの測定を行うように構成されている。
特徴周波数成分抽出部３７４は、振動測定部３７３からの抽出開始指令Ｓｔｓの入力に応じて、ＲＡＭ６１に記憶された振動値群Ｇｄｓに対して次数解析処理を行う。
本実施形態では、診断可能時間Ｔｆの期間の振動値を特徴周波数成分の抽出に必要な時間間隔で（周期的な振動区間毎に）Ｍ分割（Ｍは２以上の自然数）し、各分割区間の振動値に対して特徴周波数成分の抽出処理を行う。
【００３６】
これにより、振動値群Ｇｄｓで示される振動波形に含まれる、分割区間１〜Ｍの予め設定した異常診断対象の次数１〜Ｎ（Ｎは２以上の自然数）にそれぞれ対応する特徴周波数成分Ａｓ１１，Ａｓ１２，・・・，Ａｓ（Ｍ−１）（Ｎ−１），ＡｓＭＮを抽出する。
以下、特徴周波数成分Ａｓ１１，Ａｓ１２，・・・，Ａｓ（Ｍ−１）（Ｎ−１），ＡｓＭＮを、「特徴周波数成分Ａｓ１１〜ＡｓＭＮ」と略記する場合がある。
【００３７】
ここで、次数解析処理は、具体的に、ＦＦＴ（高速フーリエ変換）を用いて、振動波形のパワースペクトル（振動レベル）を求め、このパワースペクトルを求めたときの車軸回転数に当たる周波数ｆｓに対応する成分を１次成分として求める。加えて、この周波数ｆｓの２倍、３倍、・・・、Ｎ−１倍、Ｎ倍の周波数毎のパワースペクトルを、２次〜Ｎ次成分として求める処理となる。また、Ｎの値は、異常診断対象に対応する次数成分によって適宜設定する。
【００３８】
特徴周波数成分抽出部３７４は、抽出した特徴周波数成分Ａｓ１１〜ＡｓＭＮを、ＲＡＭ６１に記憶する。その後、診断開始指令Ｓｔｄを異常診断部３７５に出力する。
異常診断部３７５は、特徴周波数成分抽出部３７４から診断開始指令Ｓｔｄが入力されると、ＲＡＭ６１に記憶された特徴周波数成分Ａｓ１１〜ＡｓＭＮと、ＲＡＭ６１に記憶された、閾値設定部３７１で設定された現在の車体重量に対応する診断閾値Ｔｈ１〜ＴｈＮとを比較する。そして、各比較結果に基づき、回転装置２の各構成部品に異常が発生しているか否かを診断する。異常診断部３７５は、この異常診断結果を、例えば、車載ネットワークを介して、統括制御装置へと出力する。
【００３９】
ここで、部品、装置によって、例えば、ｍ次変化（ｍは「１≦ｍ＜Ｎ」の自然数）のときは軸受剥離、（ｍ＋１）次変化のときは装置回転軸偏磨耗など、次数成分ごとの故障モードが決まっている。そのため、診断閾値Ｔｈ１〜ＴｈＮは、回避したい故障モードごとに許容値を検討し、各次数成分それぞれに対して適切な診断閾値を設定する。例えば、車輪２２が何らかの原因で磨耗したときなど、車輪フラットなどで１周あたり１箇所磨耗に相当する場合は１次成分、楕円に磨耗してしまったときなど２箇所磨耗に相当する場合は２次成分といった様に特徴周波数成分が発生することになる。
【００４０】
そして、本実施形態では、閾値設定部３７１において、車体重量の変化に応じた診断閾値Ｔｈ１〜ＴｈＮを設定している。
ここで、鉄道車両１の車体重量は、乗客、積み荷等によって変化する。例えば、通勤ラッシュ時や帰宅ラッシュ時の時間帯とそれ以外の時間帯とでは車体重量が大きく変化する。車体重量が変化すると、回転装置２に生じる振動が変化する。
【００４１】
具体的に、図６（ａ）に示すように、鉄道車両１が空車の状態から、図６（ｂ）に示すように客が乗車した状態になると、車体重量が乗客の分だけ増加する。これにより、図６（ｃ）に示す空車時の振動波形に対して、図６（ｄ）に示す乗車時の振動波形のように、重量の増加分に応じて振幅が小さくなる。振幅が小さくなると特徴周波数のパワースペクトルも小さくなるため、重量を考慮せずに閾値を設定した場合、各次数成分のなかに、設定した診断閾値を下回るものが出てくる可能性がある。即ち、本来なら回転装置２の構成部品に異常があるにも係わらず異常なしと誤診断される可能性がある。
【００４２】
そのため、本実施形態では、閾値設定部３７１が、車体重量の変化に応じて変化する振動の大きさ（レベル）に対応して、各振動の大きさに対して適正な診断閾値を設定するように構成されている。
従って、閾値マップは、次数成分毎に、各車体重量の大きさに対応する振動波形の大きさに対して適正な診断閾値Ｔｈ１〜ＴｈＮが登録されたものとなっている。具体的に、鉄道車両１の空車時の車体重量Ｗｒを基準として、予め基準診断閾値Ｔｈｒ１〜ＴｈｒＮが設定されており、この基準診断閾値Ｔｈｒ１〜ＴｈｒＮを、各車体重量に対応する振動の大きさに応じて適正な値へと補正した診断閾値Ｔｈ１〜ＴｈＮがマップに登録されている。例えば、診断閾値Ｔｈ１〜ＴｈＮは、車体重量Ｗｒに対して、所定重量（例えば、１００ｋｇ）が増加する毎に適正な値が設定されている。
【００４３】
（異常診断処理）
次に、図７に基づき、異常診断装置４における異常診断処理の処理手順の一例を説明する。なお、異常診断処理は、鉄道車両１の運転中（駆動源の駆動中又は車両走行中）に所定周期で繰り返し実行される処理である。
ＣＰＵ６０において、プログラムが実行され異常診断処理が開始されると、図７に示すように、まず、ステップＳ１００に移行する。
【００４４】
ステップＳ１００では、閾値設定部３７１において、閾値設定処理を実行して、車体重量に応じた診断閾値を設定して、ステップＳ１０２に移行する。
ステップＳ１０２では、車軸回転数検出部３７２において、車速Ｖに基づき車軸回転数ωを算出して、ステップＳ１０４に移行する。
ステップＳ１０４では、振動測定部３７３において、車軸回転数ωに基づき振動の測定タイミングか否かを判定する。そして、測定タイミングであると判定した場合（Ｙｅｓ）は、ステップＳ１０６に移行し、そうでないと判定した場合（Ｎｏ）は、一連の処理を終了する。
【００４５】
具体的に、車軸回転数ωが設定回転数範囲ωｓに含まれるか否かを判定し、設定回転数範囲ωｓに含まれると判定した場合に振動の測定タイミングとなる。
ステップＳ１０６に移行した場合は、振動測定部３７３において、振動測定処理を実施して、振動値群Ｇｄｓを測定する。そして、測定結果をＲＡＭ６１に記憶して、ステップＳ１０８に移行する。
ステップＳ１０８では、特徴周波数成分抽出部３７４において、特徴周波数成分抽出処理を実施して、振動値群Ｇｄｓから、特徴周波数成分Ａｓ１１〜ＡｓＭＮを抽出する。そして、抽出した特徴周波数成分Ａｓ１１〜ＡｓＭＮをＲＡＭ６１に記憶して、ステップＳ１１０に移行する。
【００４６】
ステップＳ１１０では、異常診断部３７５において、閾値比較処理を実施して、ステップＳ１１２に移行する。
ステップＳ１１２では、異常診断部３７５において、ステップＳ１１０の比較結果に基づき、診断処理を実施して、回転装置２の各構成部品に異常が発生しているか否かを診断して、一連の処理を終了する。
【００４７】
具体的に、異常診断部３７５は、診断可能時間Ｔｆの期間、診断閾値以上となる次数成分に対応する構成部品に異常が発生していると診断し、診断可能時間Ｔｆの期間中に閾値未満となる次数成分に対応する構成部品は正常であると診断する。
【００４８】
（閾値設定処理）
次に、図８に基づき、ステップＳ１００の閾値設定処理の処理手順の一例を説明する。
ステップＳ１００で閾値設定処理が開始されると、図８に示すように、まず、ステップＳ２００に移行する。
ステップＳ２００では、閾値設定部３７１において、第１のＩ／Ｆ部３７ａからの車体重量Ｗｄを取得して、ステップＳ２０２に移行する。
ステップＳ２０２では、閾値設定部３７１において、ＲＯＭ６２に記憶された閾値マップから車体重量Ｗｄに対応する診断閾値Ｔｈ１〜ＴｈＮを読み出す。その後、ステップＳ２０４に移行する。
【００４９】
ステップＳ２０４では、閾値設定部３７１において、ステップＳ２０２で読み出した診断閾値Ｔｈ１〜ＴｈＮを、ＲＡＭ６１の診断閾値用の記憶領域に上書きして記憶することで、異常診断に用いる診断閾値を設定する。その後、一連の処理を終了し元の処理に復帰する。
【００５０】
（閾値比較処理）
次に、図９に基づき、ステップＳ１１０の閾値比較処理の処理手順の一例を説明する。
ステップＳ１１０で閾値比較処理が開始されると、図９に示すように、まず、ステップＳ３００に移行する。
ステップＳ３００では、異常診断部３７５において、変数ｉ及びｊに「１」を代入して、ステップＳ３０２に移行する。
ステップＳ３０２では、異常診断部３７５において、ＲＡＭ６１から特徴周波数成分Ａｓｉｊと、特徴周波数成分Ａｓｉｊに対応する診断閾値Ｔｈｉとを読み出す。次に、特徴周波数成分Ａｓｉｊが診断閾値Ｔｈｉ以上であるか否かを判定し、診断閾値Ｔｈｉ以上であると判定した場合（Ｙｅｓ）は、ステップＳ３０４に移行し、そうでないと判定した場合（Ｎｏ）は、ステップＳ３１４に移行する。
【００５１】
具体的に、異常診断部３７５は、例えば、変数ｉ及びｊが「１」の場合、ＲＡＭ６１から車体重量に基づき設定された１次成分に対応する診断閾値Ｔｈ１を読み出し、特徴周波数成分Ａｓ１１が診断閾値Ｔｈ１以上であるか否かを判定する。
ステップＳ３０４に移行した場合は、異常診断部３７５において、特徴周波数成分Ａｓｉｊが診断閾値Ｔｈｉ以上であるという判定結果を、ＲＡＭ６１に記憶する。その後、ステップＳ３０６に移行する。
【００５２】
一方、ステップＳ３０６に移行した場合は、異常診断部３７５において、特徴周波数成分Ａｓｉｊが診断閾値Ｔｈｉ未満である判定結果をＲＡＭ６１に記憶する。その後、ステップＳ３０８に移行する。
ステップＳ３０８に移行した場合は、異常診断部３７５において、変数ｊの値がＮ（設定最大次数）と一致するか否かを判定し、一致すると判定した場合（Ｙｅｓ）は、ステップＳ３１０に移行し、一致しないと判定した場合（Ｎｏ）は、ステップＳ３１４に移行する。
【００５３】
ステップＳ３１０に移行した場合は、異常診断部３７５において、変数ｉの値がＭと一致するか否かを判定し、一致すると判定した場合（Ｙｅｓ）は、一連の処理を終了して元の処理に復帰し、一致しないと判定した場合（Ｎｏ）は、ステップＳ３１２に移行する。
一方、ステップＳ３１２に移行した場合は、異常診断部３７５において、現在の変数ｉの値に１を加算した値を変数ｉに代入すると共に、変数ｊに１を代入して、ステップＳ３０２に移行する。
【００５４】
また、ステップＳ３０８において変数ｊの値がＮと一致せずにステップＳ３１４に移行した場合は、異常診断部３７５において、現在の変数ｊの値に１を加算した値を変数ｊに代入して、ステップＳ３０２に移行する。
上記一連の処理を変数ｉがＭ、変数ｊがＮとなるまで繰り返し行うことで、特徴周波数成分Ａｓ１１〜ＡｓＭＮが診断閾値以上であるか否かを判定する。
【００５５】
（診断処理）
次に、図１０に基づき、ステップＳ１１２の診断処理の処理手順の一例を説明する。
ステップＳ１１２で診断処理が開始されると、図１０に示すように、まず、ステップＳ４００に移行する。
ステップＳ４００では、異常診断部３７５において、変数ｊに「１」を代入して、ステップＳ４０２に移行する。
【００５６】
ステップＳ４０２では、異常診断部３７５において、ＲＡＭ６１から、特徴周波数成分Ａ１ｊ〜ＡＭｊの閾値比較処理の判定結果を読み出す。そして、特徴周波数成分Ａｓ１ｊ〜ＡｓＭｊの全てが診断閾値Ｔｈｊ以上と判定されているか否かを判定し、診断閾値Ｔｈｊ以上と判定されていると判定した場合（Ｙｅｓ）は、ステップＳ４０４に移行し、そうでないと判定した場合（Ｎｏ）は、ステップＳ４１２に移行する。
【００５７】
ステップＳ４０４に移行した場合は、異常診断部３７５において、ｊ次成分に対応する構成部品を異常と診断して、ステップＳ４０６に移行する。
即ち、本実施形態では、診断可能時間Ｔｆ以上の期間、ｊ次成分が診断閾値Ｔｈｊ以上となる状態が継続した場合に、異常と診断する。
ステップＳ４０６では、異常診断部３７５において、ステップＳ４０４又はＳ４１２の診断結果をＲＡＭ６１に記憶すると共に、車載ネットワークを介して、統括制御装置へと出力する。その後、ステップＳ４０８に移行する。
【００５８】
ステップＳ４０８では、異常診断部３７５において、変数ｊの値がＮと一致するか否かを判定し、一致すると判定した場合（Ｙｅｓ）は、一連の処理を終了し元の処理に復帰し、一致しないと判定した場合（Ｎｏ）は、ステップＳ４１０に移行する。
ステップＳ４１０では、異常診断部３７５において、現在の変数ｊの値に１を加算した値を変数ｊに代入して、ステップＳ４０２に移行する。
一方、ステップＳ４０２において、全てが閾値以上と判定されずステップＳ４１２に移行した場合は、異常診断部３７５において、ｊ次成分に対応する構成部品を正常と診断して、ステップＳ４０６に移行する。
【００５９】
（動作）
次に、図１１に基づき、本実施形態に係る鉄道車両１の具体的な動作例を説明する。
鉄道車両１が運転を開始して回転装置２を含む各種装置に電源が供給されると、加速度センサ３３が回転装置２に生じる振動に応じた加速度Ｇの出力を開始し、重量センサ３８が車体重量Ｗの出力を開始し、車速センサ３９が車速Ｖの出力を開始する。これにより、第１〜第３のＩ／Ｆ部３７ａ〜３７ｃを介して、加速度（振動値）Ｇｄ、車体重量Ｗｄ及び車速Ｖｄがコントローラ３７ｄに入力される。
【００６０】
一方、コントローラ３７ｄは、電源供給に応じて起動し異常診断処理を開始する。そして、閾値設定処理を開始すると、閾値設定部３７１において、現在の車体重量Ｗｄに基づき、ＲＯＭ６２の閾値マップから車体重量Ｗｄに対応する診断閾値Ｔｈ１〜ＴｈＮを読み出す。ここでは、Ｎ＝５として、診断閾値Ｔｈ１〜Ｔｈ５を読み出したとする。そして、読み出した診断閾値Ｔｈ１〜Ｔｈ５を、ＲＡＭ６１の診断閾値用の記憶領域に記憶する。これにより、異常診断（閾値比較処理）に用いる診断閾値を設定する。
【００６１】
なお、鉄道車両１の運転開始直後は、通常は空車状態（例えば乗員や備品のみ）となるため、異常診断に用いる診断閾値として基準診断閾値Ｔｈｒ１〜Ｔｈｒ５が設定される。
その後、例えば停車駅で客が乗車することによって、車体重量が大きくなり、回転装置２にかかる重量が増加する。そのため、回転装置２に発生する振動が空車時とは異なる振動に変化する。具体的に、車体重量が大きくなるほど振動の振幅が小さくなる。
【００６２】
特に、鉄道車両は、１両あたりの定員が例えば１５０人といったように多くの客を乗せて移動する乗り物である。また、朝のラッシュ時等は定員を上回る客（例えば、３００人）が乗り込む場合もあり、乗車人数が３００人の場合、乗客１人当たりの体重を５５［ｋｇ］とすると、約１６．５［ｔ］もの重量増加が発生する。また、特定の駅で乗客が大量に降りることで、車体重量が大きく減少する場合もある。
【００６３】
このように、車体重量の増減が頻繁に起こるため、本実施形態のように、鉄道車両１の実働中に異常診断を行う構成である場合、車体重量の増減による振動の変化は無視できないものとなる。
そのため、本実施形態の閾値設定部３７１は、乗車人数等に応じて変化する車体重量Ｗｄに対して、都度適切な診断閾値Ｔｈ１〜Ｔｈ５を設定する。
【００６４】
診断閾値Ｔｈ１〜Ｔｈ５が設定されると、次に、車軸回転数検出部３７２は、現在の車速Ｖｄをもとに車軸回転数ωを算出し、算出した車軸回転数ωを、振動測定部３７３に出力する。
振動測定部３７３は、車軸回転数検出部３７２からの車軸回転数ωの入力に応じて、振動測定タイミングであるか否かを判定する。即ち、振動測定部３７３は、車軸回転数検出部３７２から入力された車軸回転数ωが設定回転数範囲ωｓに含まれるようになったか否かを判定する。
【００６５】
振動測定部３７３は、車軸回転数ωが設定回転数範囲ωｓに含まれるようになったと判定すると、タイマ６３のカウントを開始すると共に、所定サンプリング周期で順次入力される振動値Ｇｄを順次、時系列にＲＡＭ６１に記憶する。そして、車軸２１の設定回転数範囲ωｓでの回転状態が診断可能時間Ｔｆを経過したと判定すると、タイマ６３のカウント値をクリアする。これにより、ＲＡＭ６１には、診断可能時間Ｔｆとなるまでの期間に測定された振動値Ｇｄからなる振動値群Ｇｄｓが記憶される。その後、抽出開始指令Ｓｔｓを特徴周波数成分抽出部３７４に出力する。
【００６６】
特徴周波数成分抽出部３７４は、振動測定部３７３からの抽出開始指令Ｓｔｓに応じて、ＲＡＭ６１に記憶された振動値群Ｇｄｓに対して次数解析処理を行う。ここでは、振動値群Ｇｄｓの示す振動の区間を５分割（Ｍ＝５）し、分割区間１〜５について、回転装置２の各構成部品に発生する異常に係る特徴周波数成分Ａｓ１１〜Ａｓ５５を抽出する。
具体的に、特徴周波数成分抽出部３７４は、ＦＦＴ等の処理によって、各分割区間の振動値から、例えば、図１１に示すようなスペクトル曲線を得る。そして、図１１に示すように、基本周波数ｆｓの周波数成分を１次成分として抽出すると共に、基本周波数の２倍〜５倍の周波数成分を２〜５次成分として抽出する。そして、これら抽出した各分割区間の１〜５次成分を特徴周波数成分Ａｓ１１〜Ａｓ５５としてＲＡＭ６１に記憶する。その後、診断開始指令Ｓｔｄを、異常診断部３７５に出力する。
【００６７】
異常診断部３７５は、特徴周波数成分抽出部３７４からの診断開始指令Ｓｔｄに応じて、ＲＡＭ６１に記憶された特徴周波数成分Ａｓ１１〜Ａｓ５５と、同じくＲＡＭ６１に記憶された診断閾値Ｔｈ１〜Ｔｈ５との末尾の数字が同じもの同士を比較する。そして、特徴周波数成分が診断閾値以上となるか否かを判定する。異常診断部３７５は、この判定結果をＲＡＭ６１に記憶する。
【００６８】
引き続き、異常診断部３７５は、ＲＡＭ６１に記憶された判定結果に基づき、例えば、特徴周波数成分Ａｓ２１〜Ａｓ２５の全てが診断閾値以上である場合に、２次成分に対応する構成部品を異常と診断する。例えば、２次成分が軸受剥離に対応する場合、複列円すいころ軸受３に軸受剥離の異常があると診断する。一方、例えば、特徴周波数成分Ａｓ１１〜Ａｓ１５の少なくとも一部が診断閾値未満である場合、異常診断部３７５は、１次成分に対応する構成部品を正常と診断する。例えば、１次成分が車輪２２の偏摩耗に対応する場合、車輪２２は正常である（偏摩耗が無い）と診断する。なお、特徴周波数成分Ａｓ３１〜Ａｓ５５についても同様の診断を行う。
【００６９】
異常診断部３７５は、１次〜５次成分に対応する構成部品の診断結果を、ＲＡＭ６１に記憶すると共に、車載ネットワークを介して統括制御装置へと送信する。
統括制御装置では、例えば、異常診断結果に基づき、対象の回転装置２の診断対象部品毎の診断結果の情報（例えば、異常発生の有無等）を回転装置２の位置が解る情報と共に運転席のモニタに表示する。また、異常発生時は、異常の内容に応じて、部品交換を促すメッセージや警告メッセージを表示したり、警報を鳴らしたり、警告ランプを点灯したりしてもよい。
【００７０】
ここで、複列円すいころ軸受３が軸受に対応し、加速度センサ３３が振動検出部に対応し、重量センサ３８が重量検出部に対応し、閾値設定部３７１が閾値設定部に対応し、車軸回転数検出部３７２が車軸回転数検出部に対応する。
【００７１】
（実施形態の効果）
（１）異常診断装置４は、加速度センサ３３が、車軸２１を支持する複列円すいころ軸受３を含んで構成される回転装置２に生じる振動を検出する。特徴周波数成分抽出部３７４が、加速度センサ３３で検出した振動の値である振動値から回転装置２の異常に係る特徴周波数成分を抽出する。異常診断部３７５が、特徴周波数成分抽出部３７４で抽出した特徴周波数成分Ａｓ１１〜ＡｓＭＮと予め設定した診断閾値Ｔｈ１〜ＴｈＮとを比較し、該比較の結果に基づき回転装置２の異常を診断する。重量センサ３８が、車軸２１を備える鉄道車両１の車体重量Ｗを検出する。閾値設定部３７１が、重量センサ３８で検出した車体重量Ｗに基づき、該車体重量Ｗに対応する振動の大きさに対して適正な診断閾値Ｔｈ１〜ＴｈＮを、診断に用いる診断閾値として設定する。
【００７２】
この構成であれば、重量センサ３８によって、鉄道車両１の車体重量Ｗを検出し、検出した車体重量Ｗに基づき、車体重量Ｗの変化に応じて変化する回転装置２に生じる振動の大きさに対して適正な診断閾値を設定することが可能である。
これによって、乗車人数や積み荷等によって車体重量Ｗの変化する車両の備える回転装置の異常の誤診断を低減することが可能となる。
【００７３】
（２）閾値設定部３７１は、診断に用いる診断閾値Ｔｈ１〜ＴｈＮとして、車体重量Ｗが大きくなるほど小さくなる診断閾値を設定する。
ここで、車体重量が大きくなるほど回転装置２に生じる振動の振幅が小さくなり、特徴周波数成分も小さくなる。
上記構成であれば、車体重量が大きいほど小さくなる診断閾値を設定するようにしたので、車体重量に対応する振動の大きさに対して適正な診断閾値を設定することが可能となる。
【００７４】
例えば、重量増加により振動レベルが小さくなった場合、重量の変化を考慮しない診断閾値を用いると、特徴周波数成分が診断閾値を下回って、本来ならば異常が発生しているのに、正常と誤診断する可能性がある。従って、車体重量が大きいほど診断閾値を小さくすることで、異常時に特徴周波数成分が診断閾値を下回ることを低減することが可能となる。
【００７５】
（３）回転装置２は、複列円すいころ軸受３と、車軸２１と、車輪２２とを含んで構成される。異常診断装置４の異常診断対象を、複列円すいころ軸受３、車軸２１及び車輪２２を含む回転装置２の構成部品とした。
この構成であれば、回転装置２の構成部品毎の異常を診断することが可能となり、構成部品毎に修理や交換等を行うことが可能となる。これによって、回転装置のメンテナンスにかかるコストを低減することが可能となる。
【００７６】
（４）車軸回転数検出部３７２が、車軸２１の回転数である車軸回転数ωを検出する。振動測定部３７３が、車軸回転数検出部３７２で検出した車軸回転数ωに基づき車軸２１が予め設定した設定回転数範囲ωｓで回転しているときに加速度センサ３３で検出される振動を測定する。
この構成であれば、回転装置２が稼働中において、車軸２１が設定回転数範囲ωｓで回転しているときの振動を測定することが可能となる。加えて、この測定した振動の振動値から抽出した特徴周波数成分と、同じく回転装置２が稼働中において、重量センサ３８で検出した車体重量に応じて設定された診断閾値との比較を行い、この比較結果に基づき異常診断を行うことが可能となる。
【００７７】
これによって、回転装置２の稼働中（即ち鉄道車両１の運転中）に変化する車体重量に対して適切な診断閾値を設定し、この診断閾値を用いて異常診断を行うことが可能となる。その結果、異常の早期発見が可能になると共に、稼働中の車体重量の変化による異常の誤診断を低減することが可能となる。
【００７８】
（５）複列円すいころ軸受３は、異常診断装置４を備える。
この構成によって、上記（１）〜（４）のいずれか１に記載した異常診断装置４の作用及び効果と同等の作用及び効果を得ることが可能である。
（６）回転装置２は、異常診断装置４を備える。
この構成によって、上記（１）〜（４）のいずれか１に記載した異常診断装置４の作用及び効果と同等の作用及び効果を得ることが可能である。
（７）車両の１種である鉄道車両１は、異常診断装置４を備える。
この構成によって、上記（１）〜（４）のいずれか１に記載した異常診断装置４の作用及び効果と同等の作用及び効果を得ることが可能である。
【００７９】
（変形例）
（１）上記実施形態では、予め設定した車体重量に対応する診断閾値が登録された閾値マップを参照して異常診断に用いる診断閾値を設定する構成としたが、この構成に限らない。例えば、その都度、基準診断閾値を車体重量に応じた補正量で補正して車体重量に対応する診断閾値を算出し、これを異常診断に用いる診断閾値として設定する構成としてもよい。また、例えば、車体重量を入力値とし該車体重量に対応する振動の大きさに対して適正な診断閾値を出力値とする予め設定した関数を用いて車体重量に対応する診断閾値を算出し、これを異常診断に用いる診断閾値として設定する構成とするなど他の構成としてもよい。
【００８０】
（２）上記実施形態では、車軸回転数ωが設定回転数範囲ωｓに含まれるときの振動を測定する構成としたが、この構成に限らない。例えば、走行中の振動を全て測定して、測定時の車軸回転数ωから、各回転数における異常に係る特徴周波数成分を抽出する構成とするなど他の構成としてもよい。
（３）上記実施形態では、振動を検出するセンサとして、加速度センサを例に挙げて説明したが、この構成に限らない。例えば、ＡＥ（acoustic emission）センサ、超音波センサ、ショックパルスセンサ、マイクロホン等や、あるいは、速度、加速度、歪み、応力、変位型等、回転装置２の振動に起因して発生する物理量を電気信号化できるものであれば他のセンサを用いる構成としてもよい。また、ノイズが多いような機械装置に取り付ける際には、絶縁型を使用する方がノイズの影響を受けることが少ないので好ましい。さらに、圧電素子等の振動検出素子を使用する場合には、この素子をプラスチック等にモールドして構成してもよい。
【００８１】
（４）上記実施形態では、１つの複列円すいころ軸受に対して加速度センサを１つ設ける構成としたが、この構成に限らず、１つの複列円すいころ軸受に対して２つ以上の加速度センサを設ける構成としてもよい。
（５）上記実施形態では、１つの加速度センサの出力する加速度信号に対して異常診断処理をする構成としたが、この構成に限らない。例えば、加速度センサを２つ設け、２つの加速度センサの出力する２つの加速度信号に対して、異常診断部によって異常診断処理を行う構成としてもよい。この場合、例えば、２つの加速度信号から得た２つの振動値の平均値を求め、この平均値に対して異常診断処理を行う。
【００８２】
（６）上記実施形態では、振動を測定する車軸の回転数を設定回転数範囲ωｓの１種類のみとしたが、この構成に限らず、複数種類の回転数範囲を設定する構成としてもよい。この構成とした場合は、各回転数範囲に対する診断結果から総合的な異常の判断を行うことが可能となり、異常診断結果の信頼性を向上することが可能となる。
（７）上記実施形態では、回転軸（車軸）を支持する軸受として、複列円すいころ軸受を例に挙げて説明したが、この構成に限らない。例えば、円筒ころ軸受、針状ころ軸受、自動調心ころ軸受等の他のころ軸受、深溝玉軸受、アンギュラ玉軸受等の玉軸受など他の軸受とする構成としてもよい。なお、複列の軸受に限らず、単列の軸受、四列の軸受など他の構成としてもよい。
【００８３】
（８）上記実施形態では、車軸（回転軸）、軸受、車輪（回転体）を異常診断対象とする構成としたが、この構成に限らない。例えば、車軸に取り付けられる歯車などの他の構成部品を異常診断対象として含む構成としてもよい。即ち、本発明は、車両の車軸を支持する軸受が組み込まれている回転装置を構成する構成部品であって且つ振動に含まれる特徴周波数成分から異常診断が可能なものであればどのようなものも異常診断対象としてよい。また、逆に、異常診断対象を、軸受のみ、軸受と車輪のみ、軸受と車軸のみなど、軸受を含む範囲で異常診断対象を絞り込む構成としてもよい。
【００８４】
（９）上記実施形態では、車両の１種である鉄道車両に本発明を適用する構成としたが、この構成に限らず、自動４輪車、自動２輪車等の他の車両に対して適用する構成としてもよい。特に、バスや荷物運送用の大型トラックなどの車体重量の変化が頻繁に生じる車両に好適である。
（１０）上記実施形態では、振動を検出するセンサを、複列円すいころ軸受の近傍に設ける構成としたが、この構成に限らず、回転装置の構成部品の異常に係る特徴周波数成分を含む振動を検出可能であれば他の位置に設ける構成としてもよい。
（１１）上記実施形態では、車軸回転数ωが設定回転数範囲ωｓに含まれているときに振動の測定を行う構成としたが、この構成に限らない。例えば、車軸回転数ωに係わらず、常時振動の測定を行い、車軸回転数ωが設定回転数範囲ωｓに含まれたら特徴周波数成分の抽出処理を行う構成など他の構成としてもよい。
【符号の説明】
【００８５】
１  鉄道車両、２  回転装置、３  複列円すいころ軸受、４  異常診断装置、２１  車軸、２２  車輪、３３  加速度センサ、３７  回路基板、３７ａ〜３７ｃ  第１〜第３のＩ／Ｆ部、３７ｄ  コントローラ、３８  重量センサ、３９  車速センサ、３７１  閾値設定部、３７２  車軸回転数検出部、３７３  振動測定部、３７４  特徴周波数成分抽出部、３７５  異常診断部
【図１】
0006578744.tif 000002
【図２】
0006578744.tif 000003
【図３】
0006578744.tif 000004
【図４】
0006578744.tif 000005
【図５】
0006578744.tif 000006
【図６】
0006578744.tif 000007
【図７】
0006578744.tif 000008
【図８】
0006578744.tif 000009
【図９】
0006578744.tif 000010
【図１０】
0006578744.tif 000011
【図１１】
0006578744.tif 000012