(57)【要約】【課題】車軸軸受の異常検知の精度を向上させる。【解決手段】本発明に係る振動測定ユニット２０は、対象物１０に固定されて使用される。振動測定ユニット２０は、振動センサと、受光素子と、記憶部とを備える。振動センサは、対象物１０の振動データを測定するように構成される。受光素子は、送信器３０からの光ＢＭを受けるように構成される。記憶部は、振動データが保存されるように構成される。記憶部は、受光素子が光ＢＭを受けたタイミングに基づいて決定される測定時間において測定された振動データを記憶するように構成される。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象物に固定されて使用される振動測定ユニットであって、
前記対象物の振動データを測定するように構成された振動センサと、
送信器からの光を受けるように構成された受光素子と、
前記振動データが保存されるように構成された記憶部とを備え、
前記記憶部は、前記受光素子が前記光を受けたタイミングに基づいて決定される測定時間において測定された前記振動データを記憶するように構成される、振動測定ユニット。
【請求項２】
前記光は、赤外光である、請求項１に記載の振動測定ユニット。
【請求項３】
前記対象物に固定され、前記振動センサ、前記記憶部、および前記受光素子を収容するように構成された収容部をさらに備え、
前記収容部には、前記受光素子が受光することができるようにするための受光孔が形成されている、請求項２に記載の振動測定ユニット。
【請求項４】
前記受光孔の周囲に固定されている遮光壁をさらに備え、
前記遮光壁の前記受光孔に面する面は、前記送信器から出射された前記光の前記受光孔への入射方向に沿っている、請求項３に記載の振動測定ユニット。
【請求項５】
前記受光孔に面する前記遮光壁の面の色は、黒色である、請求項４に記載の振動測定ユニット。
【請求項６】
吸収壁をさらに備え、
前記吸収壁は、前記受光孔を複数の領域に分割するように固定されており、
前記複数の領域のうちの１つの領域に面する前記吸収壁の面は、前記送信器から出射された前記光の前記受光孔への入射方向に沿っており、
前記面の色は、黒色である、請求項４に記載の振動測定ユニット。
【請求項７】
前記振動測定ユニットをボルトによって前記対象物に締結するためのボルト孔が形成されている固定部をさらに備える、請求項３に記載の振動測定ユニット。
【請求項８】
前記記憶部は、前記受光素子が前記光を受光したタイミングに測定された前記振動データを前記記憶部に記憶する、請求項１に記載の振動測定ユニット。
【請求項９】
前記記憶部は、前記受光素子が前記光を受光したタイミングから所定の時間経過後に測定された前記振動データを記憶する、請求項１に記載の振動測定ユニット。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１項に記載の振動測定ユニットと、
前記送信器と、
前記振動データを解析するための解析装置とを備える、振動測定システム。
【請求項１１】
対象物に固定されて使用される振動測定ユニットにおいて行なわれる振動測定方法であって、
前記対象物の振動データを測定するステップと、
送信器からの光を受けるステップと、
前記振動データを記憶するステップとを含み、
前記記憶するステップは、前記光を受けるステップが前記光を受けたタイミングに基づいて決定される測定時間において測定された前記振動データを記憶する、振動測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、鉄道車両における車軸軸受の異常の検知のための振動測定に用いられる振動測定ユニット、振動測定システム、および振動測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
鉄道車両において車軸軸受に異常が発生した場合、脱線などの事故が発生する可能性が高まるため、そのまま走行を継続することは好ましくない。そのような場合には、車両の運転を停止して、車軸軸受の補修などの処置が必要となる。
【０００３】
車軸軸受の補修には長時間を要する場合がある。通常運転の長時間の停止には多大な損失が発生し得る。そのため、通常運転に備えて行なわれる保守点検において、車軸軸受に異常がないかどうかを検査することがある。
【０００４】
車軸軸受の異常を診断する方法として、車軸軸受に振動測定ユニットを固定して振動を測定することにより、車軸軸受に発生した異常を検知する方法が知られている。しかし、この方法には、測定された振動が車軸軸受の異常に起因する振動なのか、あるいは鉄道車両がたとえばレールの継ぎ目あるいは分岐点（ポイント）を通過したときに生じた振動のような車軸軸受の異常とは無関係の振動なのかを区別できないという問題がある。
【０００５】
このような問題を解決する手段として、特開２０１５−１７２５１６号公報（特許文献１）には、レールの継ぎ目あるいは分岐点のない地点において振動の測定を行なった振動測定ユニットから後続する振動測定ユニットに遅延時間へ設けてトリガ信号を無線通信によって順次送信することにより、レールの継ぎ目あるいは分岐点を避けて振動測定を行なう鉄道車両用軸受異常検知装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１５−１７２５１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特開２０１５−１７２５１６号公報において開示されている振動測定ユニット間の無線通信は電波を用いて行なわれる。以下では、電波は３００万メガヘルツ（３テラヘルツ）以下の周波数の電磁波とする。電波は、回折の効果が大きく障害物によって遮られにくいため伝搬距離が長い。
【０００８】
振動測定ユニット間の通信を電波を用いて行なうと、反射あるいは回折によって、送信先以外の振動測定ユニットにもトリガ信号が受信されてしまう場合がある。そのような場合、レールの継ぎ目あるいは分岐点のある地点において振動が測定され得る。その結果、車軸軸受の異常の検知を正確に行なうことが困難になる可能性がある。
【０００９】
本発明はこのような課題を解決するためになされたものであって、本発明の主たる目的は、車軸軸受の異常検知の精度を向上させることである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る振動測定ユニットは、対象物に固定されて使用される。振動測定ユニットは、振動センサと、受光素子と、記憶部とを備える。振動センサは、対象物の振動データを測定するように構成される。受光素子は、送信器からの光を受けるように構成される。記憶部は、振動データが保存されるように構成される。記憶部は、受光素子が光を受けたタイミングに基づいて決定される測定時間において測定された振動データを記憶するように構成される。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係る振動測定ユニット、振動測定システム、および振動測定方法によれば、電波よりも回折しにくく、減衰し易い光をトリガ信号として用いることにより、送信先以外の振動測定ユニットにトリガ信号が受信され難くなるため、意図しないタイミングで振動が測定されることを抑制することができる。その結果、車軸軸受の異常検知の精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施の形態に係る振動測定ユニットが鉄道車両に固定されている様子を示す図である。
【図２】実施の形態１に係る振動測定ユニットの外観を示す図である。
【図３】実施の形態１に係る振動測定システムの機能構成を説明するための機能ブロック図である。
【図４】実施の形態１に係る振動測定システムにおいて、送信器が振動測定ユニットに赤外光を送信している様子を示す図である。
【図５】実施の形態１に係る振動測定システムにおいて、レールの継ぎ目を避けて振動測定が行なわれる様子を示す図である。
【図６】実施の形態１に係る振動測定ユニットの制御部によって行なわれる処理を説明するためのフローチャートである。
【図７】実施の形態１に係る送信器の制御部において行なわれる処理の流れを示すためのフローチャートである。
【図８】収容部に固定される遮光壁のいくつかの例を示す図である。
【図９】遮光壁に吸収壁が固定されている様子を示す図である。
【図１０】遮光壁に太陽光が入射した様子を示す図である。
【図１１】実施の形態２に係る振動測定システムにおいて、レールの継ぎ目を避けて振動測定が行なわれる様子を示す図である。
【図１２】実施の形態２に従う振動測定ユニットの制御部によって行なわれる処理の流れを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照しつつ、実施の形態について説明する。なお、以下の説明では、同一又は対応する要素には同一の符号を付して、それらについての詳細な説明は繰り返さない。
【００１４】
［実施の形態１］
図１は、実施の形態に係る振動測定ユニット２０が鉄道車両１０に固定されている様子を示す図である。軸箱１１は、車軸１３に取り付けられる車軸軸受（不図示）を支持する。軸箱１１は、振動測定ユニット２０によって振動が測定される対象物である。車軸１３の軸方向の両端部に車輪１２がそれぞれ取り付けられる。車輪１２が車軸軸受により回転自在に支持されることにより、鉄道車両１０は平行に敷設された２本のレール４０上を走行することができる。振動測定ユニット２０は、軸箱１１にボルト１４によって締結されている。ボルト１４としては、たとえば六角ボルトを用いることができる。振動測定ユニット２０は、軸箱１１に固定されていることにより、軸箱１１が支持する車軸軸受の振動を測定することができる。振動測定ユニット２０は、トリガ信号を受信することにより振動測定を開始する。
【００１５】
鉄道車両において車軸軸受に異常が発生した場合、脱線などの事故が発生する可能性が高まるため、そのまま走行を継続することは好ましくない。車両の運転を停止して、車軸軸受の補修などの処置が必要となる。
【００１６】
車軸軸受の補修には長時間を要する場合がある。通常運転の長時間の停止には多大な損失が発生し得る。そのため、通常運転に備えて行なわれる保守点検において、車軸軸受に異常がないかどうかを検査することがある。
【００１７】
保守点検時に各軸箱に振動測定ユニットを一時的に固定することにより、各車軸軸受の検査を行なうことができる。振動測定ユニットによって測定された振動データを用いて振動解析を行なうにあたっては、測定された振動が車軸軸受の異常に起因する振動なのか、あるいは鉄道車両がたとえばレールの継ぎ目または分岐点（ポイント）を通過したときに生じた振動のような車軸軸受の異常とは無関係の振動なのかを区別する必要がある。そのため、車軸軸受の異常とは無関係の振動が発生しにくい場所においてトリガ信号が振動測定ユニットに受信されるようにトリガ信号を送信する必要がある。
【００１８】
トリガ信号を送信する方法として電波を用いる方法を挙げることができる。しかし、電波を使用した無線通信は、回折の効果が大きく障害物によって遮られにくいため減衰しにくい。そのため、電波を用いてトリガ信号を振動測定ユニットへ送信すると、反射あるいは回折によって、送信先以外の振動測定ユニットにもトリガ信号が受信されてしまう場合がある。そのような場合、レールの継ぎ目または分岐点のような車軸軸受の異常とは無関係の振動が発生し易い場所において振動測定ユニットが振動を測定してしまう可能性がある。その結果、振動測定ユニットによって測定された振動データを用いて車軸軸受の異常の検知を正確に行なうことが困難になる可能性がある。
【００１９】
そこで実施の形態１においては、トリガ信号を赤外光を用いて送信する。電波よりも周波数が高い赤外光は、電波よりも波長が短いため直進性が高い。赤外光は電波よりも障害物によって遮られ易く減衰し易い。そのため、トリガ信号の送信先以外の振動測定ユニット２０に当該トリガ信号が受信されにくい。車軸軸受の異常とは無関係の振動が発生し易い場所において振動測定ユニットが振動を測定することが発生し難くなる。その結果、車軸軸受の異常の検知の精度を向上させることができる。
【００２０】
図２は、実施の形態１に係る振動測定ユニット２０の外観を示す図である。振動測定ユニット２０は、固定部２１と収容部２２とを備える。固定部２１には、長手方向の両端にそれぞれボルト孔２１１および２１２が形成されている。ボルト孔２１１および２１２孔は、ボルトによって振動測定ユニット２０を軸箱などの対象物に締結するための孔である。ボルトによって振動測定ユニット２０を対象物に締結することにより、振動測定ユニット２０と対象物との接触面において車軸軸受の異常とは無関係に発生する接触共振を軽減することができる。
【００２１】
収容部２２は、固定部２１に固定されている。収容部２２は、制御部、赤外線センサ、振動センサ、記憶部、および電源ユニットなどを収容して保護する。収容部２２の側面には、赤外線センサが赤外光を受光することができるようにするための受光孔２３１が形成されている。受光孔２３１には、レンズが固定されている。
【００２２】
実施の形態においては、上記で説明した振動測定ユニット２０に加えて、振動測定ユニット２０に赤外光を出射するための送信器、および振動測定ユニット２０によって測定された振動データを解析するための解析装置を含む振動測定システムによって、車軸軸受の異常の検知を行なう。図３は、実施の形態１に係る振動測定システム１００の機能構成を説明するための機能ブロック図である。図３に示されるように、振動測定システム１００は、振動測定ユニット２０と、赤外光を送信する送信器３０と、解析装置４００とを備える。
【００２３】
振動測定ユニット２０は、送信器３０から送信された赤外光を受信する。送信器３０から振動測定ユニット２０への通信は、赤外線通信を用いて行なうことができる。送信器３０が出射する赤外光の波長は、たとえば８７０ｎｍ〜１０００ｎｍである。赤外線通信のフォーマットは、たとえばＮＥＣ（登録商標）フォーマット、家製協（一般財団法人家電製品協会、ＡＥＨＡ（Association  for  Electric  Home  Appliances））フォーマット、ＳＯＮＹ（登録商標）フォーマット、またはこれらに類似した独自のフォーマットを挙げることができる。送信器３０においては、所定の周波数（たとえば３０ｋＨｚから５０ｋＨｚ）のキャリア周波数で赤外光の強度をＯＮ・ＯＦＦしながら赤外光を出射する。このように出射する赤外光をキャリア周波数で変調することにより、赤外光の出射に必要な電力を抑制しながらノイズのレベルよりも大きい強度の赤外光を出射することができる。
【００２４】
振動測定ユニット２０は、制御部２１０と、受光素子である赤外線センサ２２０と、振動センサ２３０と、記憶部２４０と、電源ユニット２５０とを備える。
【００２５】
制御部２１０は、赤外線センサ２２０が受信した赤外光がトリガ信号である場合、振動センサ２３０からの振動データを記憶部２４０に保存する。制御部２１０は、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）のようなコンピュータおよび揮発性メモリを含む。
【００２６】
記憶部２４０は、たとえばＳＤカードあるいはＵＳＢ（Universal  Serial  Bus）メモリのような着脱可能な不揮発性メモリ（不図示）を含む。記憶部２４０に保存されたデータは、当該不揮発性メモリによって取り出すことができる。記憶部２４０は、制御部２１０に読み出されて実行されるＯＳ（Operating  System）、各種アプリケーションのプログラム（たとえば赤外光をトリガ信号とする振動測定制御プログラム）、および当該プログラムによって使用される各種データを保存する。記憶部２４０は、たとえば、不揮発性の半導体メモリであるフラッシュメモリ、または記憶装置であるＨＤＤ（Hard  Disk  Drive）を含んでもよい。
【００２７】
電源ユニット２５０は、不図示の電池の電力を制御部２１０、振動センサ２３０、および記憶部２４０のような負荷に供給する。
【００２８】
解析装置４００は、たとえば振動解析ソフトウェアがインストールされたＰＣ（Personal  Computer）を含む。解析装置４００には、振動測定ユニット２０によって測定された振動データが保存された不揮発性メモリが装着される。解析装置４００は、当該不揮発性メモリから振動データを読み込んで振動解析を行なう。
【００２９】
図４は、実施の形態１に係る振動測定システムにおいて、送信器３０が振動測定ユニット２０に赤外光ＢＭを送信している様子を示す図である。図４に示されるように振動測定ユニット２０は、送信器３０からのトリガ信号を受信した場合、振動測定を開始する。送信器３０は、車軸軸受の異常とは無関係の振動が発生し難い場所に設置される。たとえば、鉄道車両１０がレールの継ぎ目あるいは分岐点を通過したときに発生する振動がほとんど減衰しているレール上の測定点付近の場所である。当該測定点は、レールの継ぎ目あるいは分岐点から所定の距離だけ離れている。当該所定の距離は、実機実験あるいはシミュレーションによって適宜算出することができる。
【００３０】
図５は、実施の形態１に係る振動測定システム１００において、レールの継ぎ目を避けて振動測定が行なわれる様子を示す図である。図５において測定点Ｐ１はレールの継ぎ目がある地点Ｇから所定の距離だけ離れている。送信器３０はレール上の測定点Ｐ１に向けてトリガ信号である赤外光ＢＭを送信する。図５（ａ）に示される各振動測定ユニット２０は、鉄道車両１０が矢印方向に進んでいくにつれて、順次地点Ｇを通過していく。その後、図５（ｂ）に示されるように、各振動測定ユニット２０は、測定点Ｐ１を通過するときに送信器３０からのトリガ信号を順次受信する。振動測定ユニット２０は、トリガ信号を受信したタイミングに基づいて決定される測定時間に測定された振動データを記憶部２４０に保存する。トリガ信号を受信したタイミングに基づいて決定される測定時間とは、実施の形態１においてはトリガ信号を受信したタイミングから一定時間である。
【００３１】
図５（ｂ）に示されるように、各振動測定ユニット２０は測定点Ｐ１においてトリガ信号としての赤外光を受ける。実施の形態１においては、振動測定ユニット２０は、トリガ信号を受信したタイミングから一定時間の間に測定された振動データを保存する。各振動測定ユニット２０に対応する保存された振動データは、ほとんど同条件で測定されたものになる。そのため、各車軸軸受の振動データの比較を行なう場合に、測定条件をそろえるための補正を行なう必要がない。その結果、当該補正を要することなく車軸軸受の異常を示す振動データと正常な振動データとの差異が明確になるため、車軸軸受の異常の発見が容易になる。
【００３２】
図６は、実施の形態１に係る振動測定ユニット２０の制御部２１０によって行なわれる処理を説明するためのフローチャートである。図６に示されるように、制御部２１０は、ステップ（以下ではステップを単にＳと記載する。）２０１において初期化処理を行ない処理をＳ２０２に進める。初期化処理においては、たとえば制御部２１０に含まれるＣＰＵおよび揮発性メモリなどの初期化が行なわれる。制御部２１０は、Ｓ２０２においてトリガ信号を受信したか否かを判定する。トリガ信号を受信した場合（Ｓ２０２においてＹＥＳ）、Ｓ２０３において振動センサ２３０によって測定された振動データを記憶部２４０に保存し、処理をＳ２０２に戻す。トリガ信号を受信していない場合（Ｓ２０２においてＮＯ）、処理をＳ２０４に進める。制御部２１０は、Ｓ２０４においてユーザによって測定終了操作が行なわれたか否かを判定する。測定終了操作としては、たとえばスイッチ操作である。測定終了操作が行なわれていない場合（Ｓ２０４においてＮＯ）、制御部２１０は処理をＳ２０２に戻す。測定終了操作が行なわれていた場合（Ｓ２０４においてＹＥＳ）、制御部２１０は処理を終了する。
【００３３】
図７は、実施の形態１に係る送信器３０の制御部において行なわれる処理の流れを示すためのフローチャートである。図７に示されるように送信器３０の制御部はＳ３０１において初期化処理を行ない処理をＳ３０２に進める。送信器３０の制御部はＳ３０２においてトリガ信号を送信し、処理をＳ３０３に進める。送信器３０の制御部はＳ３０３においてユーザによって送信終了操作が行なわれたか否かを判定する。送信終了操作は、たとえばスイッチ操作である。ユーザによって送信終了操作が行なわれていない場合（Ｓ３０３においてＮＯ）、処理をＳ３０２に戻す。ユーザによって送信終了操作が行なわれた場合（Ｓ３０３においてＹＥＳ）、送信器３０の制御部は処理を終了する。
【００３４】
実施の形態１においては、送信器３０から振動測定ユニット２０への通信は赤外光を用いて行なわれる場合について説明した。送信器３０から振動測定ユニット２０への通信に用いられる光は赤外光に限定されない。電波よりも周波数が高い光であれば送信器３０から振動測定ユニット２０へのトリガ信号の送信に使用することができる。
【００３５】
実施の形態１においては、赤外光は、測定開始のトリガ信号として用いられる。赤外光は、測定終了のトリガ信号として用いられてもよい。たとえば、振動測定ユニットは、所定のタイミングから振動の測定を開始、測定終了のトリガ信号受信するまで振動の測定を継続してもよい。この場合、トリガ信号を受信したタイミングに基づいて決定される測定時間とは、所定のタイミングから測定終了のトリガ信号を受信するまでの時間である。振動測定ユニットは、所定のタイミングに基づいて決定される測定時間において測定された振動データを記憶部２４０に保存する。
【００３６】
以上、実施の形態１に係る振動測定ユニットおよび振動測定システムによれば、車軸軸受の異常の検知の精度を向上させることができる。
【００３７】
［実施の形態１の変形例］
トリガ信号として用いる光が、送信器以外から出射される場合がある。たとえば、実施の形態１では振動データを保存するトリガ信号として赤外光を用いる場合について説明した。赤外光は太陽光に含まれる。夜間、トンネル内、または施設内での振動測定、あるいは天候が曇りまたは雨天での振動測定を行なう場合は太陽光はほとんど問題にならない。しかし、天候が晴れている昼間の屋外のような太陽光が無視できない状態で振動測定を行なう場合、太陽光が振動測定ユニットの受光孔に入射することにより赤外線センサの入力が飽和し、振動測定ユニットが赤外線を受信することができなくなったり、誤動作したりする可能性がある。
【００３８】
そこで、以下では、振動測定ユニットの受光孔に送信器以外からの光が入射し難くなるように、受光孔の周囲に遮光壁を設ける変形例について説明する。受光孔の周囲に遮光壁を設けることによって、振動測定ユニットを安定的に動作させることができる。
【００３９】
図８は、収容部に固定される遮光壁のいくつかの例を示す図である。遮光壁は、図８（ａ）〜（ｆ）は、１または複数の板から構成されている遮光壁の例を示す図である。図８（ａ）は、１枚の板を用いて構成されている遮光壁２４Ａを示す図である。図８（ａ）に示されるように、受光孔２３１に面する遮光壁２４Ａの面の法線は固定部の長手方向にほぼ平行である。受光孔２３１に面する遮光壁２４Ａの面とは、遮光壁２４Ａの壁面のうち、受光孔２３１に近い壁面である。実施の形態において、固定部の長手方向と、振動測定ユニットが固定される鉄道車両の進行方向とはほぼ平行である。以下では、固定部の長手方向を走行方向と呼ぶ。
【００４０】
図８（ｂ）は、１枚の板から構成されている遮光壁２４Ｂを示す図である。図８（ｂ）に示されるように、受光孔２３１に面する遮光壁２４Ｂの面の法線はボルト孔２１１または２１２にボルトを挿通する方向と平行である。受光孔２３１に面する遮光壁２４Ｂの面の向きは、ボルト孔２１１または２１２にボルトを挿通する方向とは逆である。受光孔２３１に面する遮光壁２４Ｂの面の向きは、ボルト孔２１１または２１２にボルトを挿通する方向とほぼ同じであってもよい。実施の形態において、ボルト孔２１１または２１２にボルトを挿通する方向は、振動測定ユニットが鉄道車両に固定された場合、鉄道車両が走行するレールから鉄道車両への方向とほぼ同じになり、鉛直方向とほぼ平行となる。以下ではボルト孔２１１または２１２にボルトを挿通する方向を単に挿通方向と呼ぶ。
【００４１】
図８（ｃ）および（ｄ）は、対向する２枚の板の間に受光孔２３１が位置している遮光壁の例を示す図である。図８（ｃ）に示されているように、受光孔２３１に面する遮光壁２４Ｃの面の法線は走行方向にほぼ平行である。図８（ｄ）に示されるように、受光孔２３１に面する遮光壁２４Ｄの面の法線は挿通方向にほぼ平行である。対向する２枚の板の間に受光孔２３１が位置している遮光壁において、受光孔２３１に面する遮光壁の面の法線は、走行方向に平行でなく、かつ挿通方向と平行でなくてもよい。遮光壁を構成する２枚の面は対向していなくてもよい。
【００４２】
図８（ｅ）は、３枚の板から構成されている遮光壁２４Ｅを示す図である。当該３枚の板を送信器からの赤外光の入射方向から見た場合、当該３枚の板はＵ字状の形状を形成している。当該３枚の板を送信器からの赤外光の入射方向から見た場合に、当該３枚の板は三角形の形状を形成してもよい。
【００４３】
図８（ｆ）は、４枚の板から構成されている遮光壁２４Ｆを示す図である。当該４枚の板は、受光孔２３１を囲むように収容部２２に固定されており、送信器からの赤外光の入射方向から見た場合に矩形または正方形の形状を形成している。当該４枚の板を送信器からの赤外光の入射方向から見た場合に、たとえば平行四辺形あるいは台形のような、当該４枚の板が矩形でなく、かつ正方形でない形状を形成していてもよい。
【００４４】
遮光壁は、５枚以上の板から構成され、送信器からの赤外光の入射方向から見た場合に多角形の形状を形成していてもよい。
【００４５】
遮光壁は、板以外のものから構成されていてもよい。遮光壁は、たとえば図８（ｇ）に示される遮光壁２４Ｇのように円筒状の形状から構成されていてもよい。遮光壁の先端部は、図８（ｈ）に示される遮光壁２４Ｈのように、尖っていてもよい。送信機からの赤外光の入射方向から見た場合、受光孔２３１の中心から遮光壁２４Ｈの先端部への方向は挿通方向とほぼ同じである。受光孔２３１の中心から遮光壁の尖っている先端部への方向は、挿通方向とは異なる方向であってもよい。図８（ｉ）に示される遮光壁２４Ｉのように、円筒状の形状の側面の一部が開いていてもよい。遮光壁２４Ｉにおいて、円筒状の形状の側面の開いている部分は挿通方向とは逆方向を向いている。当該部分の向きは挿通方向と逆でなくてもよい。
【００４６】
遮光壁は、図８（ｊ）に示される遮光壁２４Ｊのように、円錐台状の形状から構成されていてもよい。遮光壁２４Ｊは、受光孔２３１に近づくにつれて径が小さくなる円錐台状の形状から構成されている。遮光壁は、受光孔２３１に近づくにつれて径が大きくなる円錐台状の形状から構成されてもよい。図８（ｋ）に示される遮光壁２４Ｋのように、円錐台状の形状の側面の一部が開いていてもよい。遮光壁２４Ｋにおいて、円錐台状の形状の側面の開いている部分は挿通方向とは逆方向を向いている。当該部分の向きは挿通方向と逆でなくてもよい。
【００４７】
遮光壁は、収容部の外部に固定されていなくともよく、たとえば図８（ｍ）に示されるよう遮光壁２４Ｍのように、収容部２２Ｍに収容されていてもよい。遮光壁の一部が収容部に収容されていてもよい。
【００４８】
図８に示される遮光壁の例においては、受光孔２３１に面する遮光壁の面の色が黒色となっている。このことにより当該面に入射した太陽光が当該面で吸収されるため、太陽光が当該面で反射して受光孔２３１に入射することを防止することができる。その結果、送信器以外からの光が振動測定ユニットの受光孔２３１にさらに入射し難くなり、車軸軸受の異常の検知の精度をさらに向上させることができる。
【００４９】
さらに、送信器以外から出射された赤外光を吸収するための吸収壁を用いることにより車軸軸受の異常の検知の精度をさらに向上させることができる。図９は、遮光壁に吸収壁が固定されている様子を示す図である。図９に関する説明では、図８（ｆ）に示される遮光壁２４Ｆに吸収壁を固定する場合を例にとって、吸収壁の外観について説明する。図９（ａ）は、図８（ｆ）の遮光壁２４Ｆを示す図である。図９（ｂ）は、遮光壁２４Ｆに吸収壁Ｗ１が固定された様子を示す図である。図９（ｃ）は、遮光壁２４Ｆの奥行方向の長さを縮めた遮光壁２４Ｎに吸収壁Ｗ２が固定された様子を示す図である。図９（ｄ）は、吸収壁Ｗ１およびＷ２を奥行方向から見た様子を示す図である。ここで奥行方向とは、送信器から出射された赤外光の受光孔２３１への入射方向である。実施の形態１においては、奥行方向は、振動測定ユニットの収容部において受光孔が形成されている面の法線方向と同じである。
【００５０】
図９（ｄ）に示されるように、吸収壁Ｗ１およびＷ２は受光孔２３１を複数の領域Ｒ１１〜Ｒ４４に分割するように固定されている。複数の領域Ｒ１１〜Ｒ４４の各々に面する吸収壁Ｗ１およびＷ２の面は、奥行方向に沿っている。当該面の色は黒色である。吸収壁Ｗ１およびＷ２は、受光孔２３１を、奥行方向からみるとほぼ同形状の矩形または正方形の孔に分割する格子状のハニカム構造となっている。遮光壁２４Ｆおよび吸収壁Ｗ１の奥行方向の長さはＬ１である。遮光壁２４Ｎおよび吸収壁Ｗ２の奥行方向の長さはＬ２（＜Ｌ１）である。
【００５１】
図１０は、遮光壁に太陽光が入射した様子を示す図である。図１０（ａ）は、図９（ａ）の遮光壁２４Ｆに太陽光が入射した様子を示す図である。図１０（ｂ）は、図９（ｂ）の遮光壁２４Ｆに太陽光が入射した様子を示す図である。図１０（ｃ）は、図９（ｃ）の遮光壁２４Ｎに太陽光が入射した様子を示す図である。図１０を用いて遮光壁の作用効果について説明する。
【００５２】
図１０（ａ）に示されるように、吸収壁が固定されていない遮光壁２４Ｆに太陽光ＳＬ１〜ＳＬ４が入射した場合、太陽光ＳＬ１〜ＳＬ４のうち、太陽光ＳＬ２〜ＳＬ４は、受光孔２３１に面する遮光壁２４Ｆの面にあたって吸収される。しかし、太陽光ＳＬ１は、受光孔２３１を通過して振動測定ユニットの内部に入射してしまう。その結果、振動測定ユニットが赤外線を受信することができなくなったり、誤動作したりする可能性がある。
【００５３】
一方、図１０（ｂ）に示されるように、吸収壁Ｗ１が固定されている遮光壁２４Ｆに太陽光ＳＬ１〜ＳＬ４が入射した場合、太陽光ＳＬ１〜ＳＬ４は、受光孔２３１に到達する前に吸収壁Ｗ１にあたって吸収され、いずれも受光孔２３１を通過しない。吸収壁Ｗ１によって吸収される分だけ、受光孔２３１に入射する太陽光を減少させることができる。その結果、車軸軸受の異常の検知の精度をさらに向上させることができる。
【００５４】
さらに、吸収壁を用いることにより、車軸軸受の異常の検知の精度を維持したまま、遮光壁の奥行方向の長さを、吸収壁を用いない場合よりも短くすることができる。図１０（ｂ）に示されるように、太陽光ＳＬ１〜ＳＬ３が吸収壁Ｗ１にあたった点および太陽光ＳＬ４が遮光壁２４Ｎにあたった点から受光孔２３１までは長さＬ１０だけ離れている。図１０（ｂ）において遮光壁２４Ｆおよび吸収壁Ｗ１の奥行方向の長さを長さＬ１０だけ縮めても、太陽光ＳＬ１〜ＳＬ４が受光孔２３１に入射することを防止することができる。図１０（ｃ）に示される遮光壁２４Ｎおよび吸収壁Ｗ２は、図１０（ｂ）に示される遮光壁２４Ｆおよび吸収壁Ｗ１を長さＬ１０だけそれぞれ縮めたものである。図１０（ｃ）に示されるように、遮光壁２４Ｎおよび吸収壁Ｗ２によっても図１０（ｂ）と同様に太陽光ＳＬ１〜ＳＬ４が受光孔２３１に入射することを防止することができる。このように吸収壁を用いた場合、遮光壁および吸収壁の奥行方向の長さを吸収壁を用いない場合よりも短くすることができるため、吸収壁を追加することによる振動測定ユニットの製造コストの増加を抑制することができる。
【００５５】
［実施の形態２］
実施の形態１においては、トリガ信号を受信したタイミングに基づいて決定される測定時間とは、実施の形態１においてはトリガ信号を受信したタイミングから一定時間である場合について説明した。実施の形態２においては、トリガ信号を受信したタイミングに基づいて決定される測定時間が、振動測定ユニットがトリガ信号を受信して所定の時間経過したタイミングから一定期間である場合について説明する。
【００５６】
実施の形態２が実施の形態１と異なる点は、振動測定ユニットがトリガ信号を受信して所定の時間経過したタイミングから一定期間の間に測定された振動データが保存されるという点である。それ以外の点については実施の形態１と同様であるため、説明を繰り返さない。
【００５７】
図１１は、実施の形態２に係る振動測定システムにおいて、レールの継ぎ目を避けて振動測定が行なわれる様子を示す図である。図１１において測定点Ｐ１はレールの継ぎ目がある地点Ｇから所定の距離だけ離れている。送信器３０は地点Ｇに向けてトリガ信号である赤外光を出射する。図１１（ａ）に示される各振動測定ユニット２０Ｎは、鉄道車両１０が矢印方向に進んでいくにつれて、地点Ｇを通過するときに順次トリガ信号を受信していく。その後、鉄道車両１０が地点Ｇと測定点Ｐ１との距離を所定の時間で割った速度とほぼ同じ速度で走行した場合、図１１（ｂ）に示されるように、各振動測定ユニット２０Ｎは、所定の時間経過後に通過する測定点Ｐ１付近において測定された振動データを記憶部２４０に保存する。
【００５８】
図１１（ｂ）に示されるように、各振動測定ユニット２０Ｎは測定点Ｐ１付近において測定された振動データを保存する。各振動測定ユニット２０Ｎに対応する保存された振動データはほとんど同条件で測定されたものになる。そのため、各車軸軸受の振動データの比較を行なう場合に、測定条件をそろえるための補正を行なう必要がない。その結果、当該補正を要することなく車軸軸受の異常を示す振動データと正常な振動データとの差異が明確になるため、車軸軸受の異常の発見が容易になる。
【００５９】
図１２は、実施の形態２に従う振動測定ユニット２０Ｎの制御部によって行なわれる処理の流れを示すフローチャートである。図１２に示されるように、振動測定ユニット２０Ｎの制御部は、Ｓ２０１において初期化処理を行ない処理をＳ２０２に進める。振動測定ユニット２０Ｎの制御部は、Ｓ２０２においてトリガ信号を受信したか否かを判定する。トリガ信号を受信した場合（Ｓ２０２においてＹＥＳ）、振動測定ユニット２０Ｎの制御部は、Ｓ２１３において所定の時間だけ待機して処理をＳ２０３に進める。Ｓ２０３において振動センサ２３０によって測定された振動データを記憶部２４０に保存し、処理をＳ２０２に戻す。トリガ信号を受信していない場合（Ｓ２０２においてＮＯ）、処理をＳ２０４に進める。振動測定ユニット２０Ｎの制御部は、Ｓ２０４においてユーザによって測定終了操作が行なわれたか否かを判定する。測定終了操作としては、たとえばスイッチ操作である。測定終了操作が行なわれていない場合（Ｓ２０４においてＮＯ）、振動測定ユニット２０Ｎの制御部は処理をＳ２０２に戻す。測定終了操作が行なわれていた場合（Ｓ２０４においてＹＥＳ）、振動測定ユニット２０Ｎの制御部は処理を終了する。
【００６０】
以上、実施の形態２に従う振動測定ユニットおよび振動測定システムによれば、実施の形態１と同様に車軸軸受の異常の検知の精度を向上させることができる。
【００６１】
今回開示された各実施の形態は、適宜組合わせて実施することも予定されている。今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００６２】
１０  鉄道車両、１１  軸箱、１２  車輪、１３  車軸、１４  ボルト、２０，２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄ，２０Ｅ，２０Ｆ，２０Ｇ，２０Ｈ，２０Ｉ，２０Ｊ，２０Ｋ，２０Ｍ，２０Ｎ  振動測定ユニット、２１  固定部、２２，２２Ｍ  収容部、２４Ａ，２４Ｂ，２４Ｃ，２４Ｄ，２４Ｅ，２４Ｆ，２４Ｇ，２４Ｈ，２４Ｉ，２４Ｊ，２４Ｋ，２４Ｍ，２４Ｎ  遮光壁、３０  送信器、４０  レール、１００  振動測定システム、２１０  制御部、２１１，２１２  ボルト孔、２２０  赤外線センサ、２３０  振動センサ、２３１  受光孔、２４０  記憶部、２５０  電源ユニット、４００  解析装置、Ｗ１，Ｗ２  吸収壁。
【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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