(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉄道車両用の主電動機の軸受を検査する際に使用される軸受検査装置であって、
前記軸受のグリース交換がなされる毎に、前記軸受から採取される交換前のグリース中の金属含有量を測定可能な定量分析装置と、
該定量分析装置によって過去に計測された金属含有量の累積値を記憶可能なデータ記憶装置と、
該データ記憶手段に記憶された金属含有量の累積値と前記定量分析装置によって新たに測定された金属含有量との加算値と、あらかじめ定められた基準値とを比較して、その比較結果から前記軸受の良否を判定する処理を行う判定装置と
を備えたことを特徴とする鉄道車両用の主電動機の軸受検査装置。
【請求項２】
前記判定装置により欠陥がないと判定された場合に、前記データ記憶手段に記憶された金属含有量の累積値を、前記加算値で更新する更新手段
を備えたことを特徴とする請求の範囲第１項に記載の鉄道車両用の主電動機の軸受検査装置。
【請求項３】
前記軸受から発生する振動を電気信号として出力可能な振動検出器と、
該振動検出器から出力される電気信号を時間領域データに変換して、前記振動の実効値を抽出する振動分析装置と、
前記主電動機をあらかじめ定められた特定の回転数で回転駆動した時に前記振動分析装置により抽出される前記実効値と、あらかじめ定められた基準値とを比較して、その比較結果から前記軸受の良否を判定する処理を行う判定装置と
を備えたことを特徴とする請求の範囲第１項または第２項に記載の鉄道車両用の主電動機の軸受検査装置。
【請求項４】
前記軸受から発生する振動を電気信号として出力可能な振動検出器と、
該振動検出器から出力される電気信号を時間領域データに変換して、前記振動の最大値を抽出する振動分析装置と、
前記主電動機をあらかじめ定められた特定の回転数で回転駆動した時に前記振動分析装置により抽出される前記最大値と、あらかじめ定められた基準値とを比較して、その比較結果から前記軸受の良否を判定する処理を行う判定装置と
を備えたことを特徴とする請求の範囲第１項から第３項のいずれかに記載の鉄道車両用の主電動機の軸受検査装置。
【請求項５】
前記軸受から発生する振動を電気信号として出力可能な振動検出器と、
該振動検出器から出力される電気信号を時間領域データに変換して、前記振動の最大値を前記振動の実効値で除算した値である波高率を抽出する振動分析装置と、
前記主電動機をあらかじめ定められた特定の回転数で回転駆動した時に前記振動分析装置により抽出される前記波高率と、あらかじめ定められた基準値とを比較して、その比較結果から前記軸受の良否を判定する処理を行う判定装置と
を備えたことを特徴とする請求の範囲第１項から第４項のいずれかに記載の鉄道車両用の主電動機の軸受検査装置。
【請求項６】
前記軸受から発生する振動を電気信号として出力可能な振動検出器と、
該振動検出器から出力される電気信号を周波数領域データに変換して、あらかじめ定められた特定の周波数成分のレベルを全周波数成分のレベルの総和で除算した値である占有度を抽出する振動分析装置と、
前記主電動機をあらかじめ定められた特定の回転数で回転駆動した時に前記振動分析装置により抽出される前記占有度と、あらかじめ定められた基準値とを比較して、その比較結果から前記軸受の良否を判定する処理を行う判定装置と
を備えたことを特徴とする請求の範囲第１項から第５項のいずれかに記載の鉄道車両用の主電動機の軸受検査装置。
【請求項７】
前記特定の周波数成分が、前記軸受の外輪に欠陥がある状態において前記主電動機を前記特定の回転数で回転駆動すると強く現れる周波数成分である
ことを特徴とする請求の範囲第６項に記載の鉄道車両用の主電動機の軸受検査装置。
【請求項８】
前記特定の周波数成分が、前記軸受の内輪に欠陥がある状態において前記主電動機を前記特定の回転数で回転駆動すると強く現れる周波数成分である
ことを特徴とする請求の範囲第６項に記載の鉄道車両用の主電動機の軸受検査装置。
【請求項９】
前記特定の周波数成分が、前記軸受の転動体に欠陥がある状態において前記主電動機を前記特定の回転数で回転駆動すると強く現れる周波数成分である
ことを特徴とする請求の範囲第６項に記載の鉄道車両用の主電動機の軸受検査装置。
【請求項１０】
前記特定の周波数成分が、前記主電動機の回転周波数に相当する周波数成分である
ことを特徴とする請求の範囲第６項に記載の鉄道車両用の主電動機の軸受検査装置。
【請求項１１】
前記定量分析装置によって測定された前記金属含有量と、あらかじめ定められた基準値とを比較して、その比較結果から前記軸受の良否を判定する処理を行う判定装置
を備えたことを特徴とする請求の範囲第１項から第１０項のいずれかに記載の鉄道車両用の主電動機の軸受検査装置。
【発明の詳細な説明】
技術分野
この発明は、鉄道車両用の主電動機を検査する際に使用される軸受検査装置に関し、特に、上記主電動機を分解することなく、軸受の欠陥を検出可能とする軸受検査装置に関する。
背景技術
従来から、鉄道車両用の主電動機は、一定期間使用した後に鉄道車両から取り外され、軸受やその他の部分について、損傷や摩耗などの欠陥の有無が検査されている。この検査は、通常、主電動機を分解した上で行われており、軸受にできた損傷や摩耗は、検査担当者が目視により発見している。この検査で発見される主な欠陥としては、異物との衝突によって生ずる打痕、異物を噛み込むことによって生ずる圧痕、放電に伴って生ずる電食、その他の摩耗などがあり、新品の軸受部品にはない凹凸や、電食に伴う軸受部品表面の曇り、あるいは許容限度以上の摩耗等があれば、軸受部品を新品に交換した上で、主電動機が組み立て直され、再び鉄道車両に搭載されている。
しかし、上記のような検査方法では、主電動機の分解に相当な手間がかかり、さらに組み立て直しにも相当な手間がかかるという欠点がある。また、例えば組み立て直す時に、検査前にはなかった打痕を軸受部品に付けてしまうなど、検査自体が軸受の欠陥を生む原因となる恐れもある。さらに、目視による検査であるため、どうしても欠陥を見落とす可能性が残るという欠点があり、逆に、外見上欠陥があるように見えれば、実質的には問題がなくても部品交換が行われるため、無駄なコストがかかることにもなる。
そこで、本発明は、鉄道車両用の主電動機を分解することなく、その主電動機の軸受の欠陥を検出可能とする軸受検査装置を提供し、主電動機の分解、組立にかかる手間を軽減すること、および、分解、組立に伴う軸受部品の損傷防止を図ることを目的とする。また、本発明は、目視による検査では見落とす可能性がある欠陥をも発見可能な軸受検査装置を提供することを目的とする。さらに、外見によらず実質的に部品交換を必要とする欠陥を発見可能な軸受検査装置を提供することを目的とする。
発明の開示
本発明は、鉄道車両用の主電動機の軸受を検査する際に使用される軸受検査装置であって、前記軸受のグリース交換がなされる毎に、前記軸受から採取される交換前のグリース中の金属含有量を測定可能な定量分析装置と、該定量分析装置によって過去に計測された金属含有量の累積値を記憶可能なデータ記憶装置と、該データ記憶手段に記憶された金属含有量の累積値と前記定量分析装置によって新たに測定された金属含有量との加算値と、あらかじめ定められた基準値とを比較して、その比較結果から前記軸受の良否を判定する処理を行う判定装置とを備えたことを特徴とするものである。
定量分析装置は、少なくともグリース中の金属含有量を測定可能な分析機器であればよいが、高い分析精度、および高い処理速度を備えているものほど望ましく、そのような点を考慮すると、例えば、蛍光Ｘ線分析装置などは好適である。また、判定装置は、定量分析装置によって得られた分析データに基づいて、各種データ演算を行うもので、例えば周知のコンピュータ・システムによって構成可能である。
このように構成された軸受検査装置においては、定量分析装置にて、軸受のグリース交換がなされる毎に、軸受から採取される交換前のグリース中の金属含有量が測定される。
ここで、グリース中に含まれる金属成分は、軸受の摩耗や電食に伴って増大するため、交換前のグリース中の金属含有量が、ある基準値よりも大きい場合には、異常摩耗や激しい電食が発生していると考えられる。ただし、数度のグリース交換がなされる間に摩耗が徐々に進行しているような場合には、上記のような基準値を直ちには超えない可能性もある。
これに対し、本発明においては、定量分析装置にて、交換前のグリース中の金属含有量を測定する毎に、新たに測定された金属含有量を、過去に計測された金属含有量の累積値に加算して、その加算値に基づいて、徐々に進行した摩耗に関する判定を行っている。
すなわち、過去に測定された金属含有量と新たに測定された金属含有量との加算値は、軸受の使用開始後からその時点に至るまでの間に生じた摩耗を反映した値となるため、この値がある基準値よりも大きい場合には、徐々に進行していた軸受の摩耗が許容限度以上に達したと推測できる。
そこで、本発明においては、判定装置が、上記加算値と基準値とを比較して、その比較結果から前記軸受の良否を判定する。基準値としては、使用限度に至るまで摩耗した場合のグリース中の金属含有量の累積値が選ばれ、これにより、軸受が使用限度に至ったか否かを判定できる。なお、このような基準値については、多数のサンプルから統計的に求めた値を採用してもよいし、モデルを使って解析した理論値を採用してもよい。
このような軸受検査装置によれば、上記加算値が許容限度以上に多いか否かに応じて軸受の良否が判定されるので、鉄道車両用の主電動機を分解することなく、その主電動機の軸受の使用限度を検出することができる。
ところで、本発明においては、前記判定装置により欠陥がないと判定された場合に、前記データ記憶手段に記憶された金属含有量の累積値を、前記加算値で更新する更新手段を備えてもよい。
このように構成すれば、軸受検査装置で検査を行うたびに、自動的にデータ記憶手段にデータが蓄積されるので、更新のための操作が必要となるものに比べ、さらに望ましいものとなる。
また、本発明は、前記軸受から発生する振動を電気信号として出力可能な振動検出器と、該振動検出器から出力される電気信号を時間領域データに変換して、前記振動の実効値を抽出する振動分析装置と、前記主電動機をあらかじめ定められた特定の回転数で回転駆動した時に前記振動分析装置により抽出される前記実効値と、あらかじめ定められた基準値とを比較して、その比較結果から前記軸受の良否を判定する処理を行う判定装置とを備えていてもよい。
振動検出器は、振動加速度センサー、あるいは、速度検出型または変位検出型の振動センサーなど、振動を電気信号化できるものであればよい。また、振動分析装置は、振動検出器から入力した電気信号に対して、増幅処理、フィルター処理などの信号処理を施して、軸受の振動に伴う信号成分を抽出し、振動の波形分析や周波数分析を行う周知の装置である。さらに、判定装置は、振動分析装置によって得られた分析データに基づいて、各種データ演算を行うもので、例えば周知のコンピュータ・システムによって構成可能である。
このように構成された軸受検査装置においては、振動検出器によって電気信号化された振動が振動分析装置に入力され、振動分析装置にて、周知の信号処理技術により、軸受以外の振動等に起因するノイズ成分を除去する波形処理が施され、軸受の振動の実効値が抽出される。ここで、抽出される振動の実効値は、軸受自体の振動レベルを表すデータの一つであり、軸受の振動が激しいほど大きな値となるので、この振動の実効値が、ある基準値よりも大きい場合には、許容限度以上の振動が発生していると考えられる。そこで、判定装置が、実際に計測された振動の実効値と基準値とを比較して、その比較結果から前記軸受の良否を判定する。基準値としては、ちょうど許容限度付近の振動が発生している場合における振動の実効値が選ばれ、これにより、許容限度以上の振動が発生しているか否かを判定できる。なお、このような基準値は、多数のサンプルから統計的に求めた値を採用してもよいし、モデルを使って解析した理論値を採用してもよい。
このような軸受検査装置によれば、軸受から許容限度以上の振動が発生しているか否かに応じて軸受の良否が判定されるので、鉄道車両用の主電動機を分解することなく、その主電動機の軸受の欠陥を検査することができる。したがって、主電動機の分解、組立にかかる手間が軽減され、分解、組立に伴う軸受部品の損傷も防止される。また、目視による検査ではないので、振動が発生しているという実質的な問題を確実に検出できる。
また、本発明は、前記軸受から発生する振動を電気信号として出力可能な振動検出器と、該振動検出器から出力される電気信号を時間領域データに変換して、前記振動の最大値を抽出する振動分析装置と、前記主電動機をあらかじめ定められた特定の回転数で回転駆動した時に前記振動分析装置により抽出される前記最大値と、あらかじめ定められた基準値とを比較して、その比較結果から前記軸受けの良否を判定する処理を行う判定装置とを備えていてもよい。
この軸受検査装置は、判定基準として軸受の振動の最大値を採用している。振動の最大値も、軸受自体の振動レベルを表すデータの一つであり、これも軸受の振動が激しいほど大きな値となるので、この振動の最大値が、ある基準値よりも大きい場合には、許容限度以上の振動が発生していると考えられる。
このような軸受検査装置によれば、軸受から許容限度以上の振動が発生したか否かに応じて軸受の良否が判定されるので、鉄道車両用の主電動機を分解することなく、その主電動機の軸受の欠陥を検査することができる。
また、本発明は、前記軸受から発生する振動を電気信号として出力可能な振動検出器と、該振動検出器から出力される電気信号を時間領域データに変換して、前記振動の最大値を前記振動の実効値で除算した値である波高率を抽出する振動分析装置と、記主電動機をあらかじめ定められた特定の回転数で回転駆動した時に前記振動分析装置により抽出される前記波高率と、あらかじめ定められた基準値とを比較して、その比較結果から前記軸受の良否を判定する処理を行う判定装置とを備えていてもよい。
この軸受検査装置は、判定基準として波高率を採用している。波高率は、軸受自体の振動波形の衝撃性を示す値であり、ある基準値よりも大きい場合には、軸受に欠陥が発生していると考えられる。
このような軸受検査装置によれば、軸受から許容限度以上の振動が発生したか否かに応じて軸受の良否が判定されるので、鉄道車両用の主電動機を分解することなく、その主電動機の軸受の欠陥を検査することができる。
また、本発明は、前記軸受から発生する振動を電気信号として出力可能な振動検出器と、該振動検出器から出力される電気信号に、軸受以外の振動等に起因するノイズ成分を除去する波形処理、および、絶対値処理またはエンベロープ処理などの波形処理を施して周波数領域データに変換して、あらかじめ定められた特定の周波数成分のレベルを全周波数成分のレベルの総和で除算した値である占有度を抽出する振動分析装置と、前記主電動機をあらかじめ定められた特定の回転数で回転駆動した時に前記振動分析装置により抽出される前記占有度と、あらかじめ定められた基準値とを比較して、その比較結果から前記軸受の良否を判定する処理を行う判定装置とを備えていてもよい。
この軸受検査装置は、判定基準として占有度を採用している。また、この占有度を算出するため、振動分析装置にて周波数分析が行われる。
占有度は、ある特定の周波数成分が軸受の振動全体に対してどの程度存在しているかを示すデータで、軸受の構成部品の欠陥に起因して特定の周期で振動が発生している場合に、その特定の周期に対応する占有度が大きくなるので、この占有度が、ある基準値よりも大きい場合には、特定の軸受の構成部品に欠陥があり、それが原因で振動が発生していると考えられる。
この軸受検査装置において、前記特定の周波数成分としては、（１）前記軸受の外輪に欠陥がある状態において前記主電動機を前記特定の回転数で回転駆動する時に測定した電気信号のエンベロープ処理した信号に強く現れる周波数成分、（２）前記軸受の内輪に欠陥がある状態において前記主電動機を前記特定の回転数で回転駆動する時に測定した電気信号のエンベロープ処理した信号に強く現れる周波数成分、（３）前記軸受の転動体に欠陥がある状態において前記主電動機を前記特定の回転数で回転駆動する時に測定した電気信号のエンベロープ処理した信号に強く現れる周波数成分、および、（４）前記主電動機の回転周波数に相当する周波数成分などが考えられる。以下、それら（１）〜（４）の各周波数成分とそれぞれの高次成分のレベルの合計を全周波数成分のレベルの総和で除算した値を、それぞれ、外輪占有度、内輪占有度、転動体占有度、および回転占有度と称する。
外輪占有度は、主に軸受の外輪に欠陥がある場合に大きくなり、例えば、外輪に電食による欠陥等があると現れやすい。内輪占有度は、主に軸受の内輪に欠陥がある場合に大きくなり、例えば、内輪に単発的な打痕等があると現れやすい。転動体占有度は、主に軸受の転動体に欠陥がある場合に大きくなり、転動体に単発的な打痕等があると現れやすい。回転占有度は、軸受の軌道面に摩耗がある場合に大きくなる。
いずれにしても、これらがある基準値よりも大きい場合には、特定の軸受の構成部品に欠陥があることを示しているといえる。したがって、このような軸受検査装置によれば、軸受の構成部品の欠陥に伴う振動が発生しているか否かに応じて軸受の良否が判定されるので、鉄道車両用の主電動機を分解することなく、その主電動機の軸受の欠陥を検査することができる。
さらに、本発明は、前記定量分析装置によって測定された前記金属含有量と、あらかじめ定められた基準値とを比較して、その比較結果から前記軸受の良否を判定する処理を行う判定装置とを備えていてもよい。
このように構成された軸受検査装置においては、定量分析装置にて、軸受から採取されたグリース中の金属含有量が測定される。グリース中に含まれる金属成分は、軸受の摩耗や電食に伴って増大するため、グリース中の金属含有量が、ある基準値よりも大きい場合には、異常摩耗や激しい電食が発生していると考えられる。そこで、判定装置が、実際に測定された金属含有量と基準値とを比較して、その比較結果から前記軸受の良否を判定する。基準値としては、ちょうど許容される程度の摩耗や電食が発生している場合におけるグリース中の金属含有量が選ばれ、これにより、許容限度以上の摩耗や電食が発生しているか否かを判定できる。なお、このような基準値は、多数のサンプルから統計的に求めた値を採用してもよいし、モデルを使って解析した理論値を採用してもよい。
このような軸受検査装置によれば、グリース中の金属含有量が許容限度以上に多いか否かに応じて軸受の良否が判定されるので、鉄道車両用の主電動機を分解することなく、その主電動機の軸受の欠陥を検査することができる。したがって、主電動機の分解、組立にかかる手間が軽減され、分解、組立に伴う軸受部品の損傷も防止される。また、目視による検査ではないので、摩耗量が多いという実質的な問題を確実に検出できる。
【図面の簡単な説明】
第１図は、この発明にかかる鉄道車両用の主電動機の軸受検査装置が備えると好ましい構成を示す図であって、軸受の振動状態から軸受の欠陥を検査するために設けられた構成の概略を示す図である。第２図は、この発明にかかる鉄道車両用の主電動機の軸受検査装置が備える構成を示す図であって、軸受のグリース中の成分から軸受けの欠陥を検査するために設けられた構成の概略を示す図である。
発明を実施するための最良の形態
本発明をより詳細に説明するために、添付の図面に従って本発明にかかる鉄道車両用の主電動機の軸受検査装置の一例を説明する。
第１図は、軸受の振動状態から軸受の欠陥を検査するために設けられた構成の概略を示す図である。
この軸受検査装置は、振動検出器１、振動分析装置３、および判定装置５によって構成されている。
振動検出器１は、鉄道車両用の主電動機が備える軸受Ｂに固定され、主電動機を回転駆動することにより軸受Ｂから振動が発生すると、その振動を表す電気信号を出力するものである。本例では、振動検出器１として、振動加速度の測定が可能な圧電型振動加速度センサーを採用している。但し、振動検出器１としては、圧電型以外の振動加速度センサーや、速度検出型または変位検出型の振動センサーを採用することも可能である。振動検出器１から出力される電気信号は、振動分析装置３に入力される。
振動分析装置３は、振動検出器１で検出した振動の波形および周波数スペクトルを分析可能な信号処理装置であり、振動検出器１から入力した信号を増幅するアンプ部１０、アンプ部１０から入力した信号のノイズ成分をカットして軸受Ｂの振動を抽出するフィルター部１２、フィルター部１２から入力した信号に対して絶対値処理またはエンベロープ処理を施すことにより、軸受欠陥による振動を強調する振動波形を抽出する振動波形分析部１４、振動波形分析部１４によって得られた時間領域データを変換して、周波数領域データである周波数スペクトルを抽出する周波数分析部１６、および振動波形分析部１４ないし周波数分析部１６において抽出された各種データを記憶する抽出データ記憶部１８などによって構成されている。抽出データ記憶部１８に記憶された各種データは、必要に応じて判定装置５に提供される。
判定装置５は、例えば周知のコンピュータ・システムによって構成可能なもので、上記振動分析装置３の抽出データ記憶部１８に記憶されたデータとしきい値となるデータとを比較し、その比較結果から軸受Ｂの良否を判定する良否判定処理を行うデータ演算部２０、データ演算部２０による良否判定結果を表示する表示部２２、および上記データ演算部２０で行われる良否判定処理において、しきい値として利用されるデータを記憶するしきい値記憶部２４によって構成されている。
なお、判定装置５は、振動分析装置３の機能を制御する制御装置としての機能を兼ね備えていてもよいし、振動分析装置３の機能を制御する制御装置は振動分析装置３に内蔵されていて、必要なデータだけが振動分析装置３から判定装置５へ送られるように構成してあってもよい。
次に、この軸受検査装置の動作について説明する。
まず、振動検出器１が軸受Ｂに取り付けられ、次いで、主電動機が一定の回転数で回転駆動される。本例の場合、主電動機の回転数を毎分１４００回転に設定した。主電動機の回転数としては、後述する各種欠陥に対応して現れる周波数スペクトルのピークが、できる限り相互に重なり合わないような回転数を選ぶことが望ましいが、具体的な回転数は、主電動機の構造など種々な要因によって変わり得る。
この状態で、振動分析装置３には、振動検出器１から出力される電気信号が入力される。振動分析装置３は、アンプ部１０、フィルター部１２、振動波形分析部１４、および周波数分析部１６において周知の信号処理を施し、入力した電気信号を軸受Ｂの振動波形および周波数スペクトルに変換する。そして、振動波形を示すデータから、その振動の実効値、最大値（ピーク値）、波高率（最大値／実効値）などを抽出して、抽出データ記憶部１８に保存する。
また、周波数スペクトルからは、特定の周波数成分の振動レベルがわかるので、振動分析装置３は、軸受の外輪欠陥時に強く現れる周波数成分の占有度（外輪占有度）、軸受の内輪欠陥時に強く現れる周波数成分の占有度（内輪占有度）、軸受の転動体の欠陥時に強く現れる周波数成分の占有度（転動体占有度）、および、主電動機の回転周波数（１秒当たりの回転数）に相当する周波数成分の占有度（回転占有度）を算出し、抽出データ記憶部１８に保存する。
本装置においては、軸受の外輪欠陥時に強く現れる周波数ｆｏ、軸受の内輪欠陥時に強く現れる周波数ｆｉ、軸受の転動体の欠陥時に強く現れる周波数ｆｂを、下記の数式により求めている。
0004084852.tif 000002
但し、上記各数式中、ｆｒは主電動機の回転周波数（Ｈｚ）で、上述した通りの観点から任意に設定される値である。Ｄは軸受のピッチ円直径（ｍｍ）、すなわち、転動体の転動に伴って転動体の回転中心が描く円形の軌跡の直径、αは接触角（度）、すなわち、転動体の回転中心となる軸線と内輪の回転中心となる軸線とがなす角、ｚは転動体の数である。
各占有度は、上記各周波数における振動レベルの値（各周波数に対応する位置に現れる周波数スペクトルの高さ）を、全周波数の振動レベルの総和（周波数スペクトル全体の面積）で除算することにより求められる。
以上のようにして、振動分析装置３において求められた振動の実効値、最大値、波高率、外輪占有度、内輪占有度、転動体占有度、および、回転占有度は、判定装置５によって読み出される。判定装置５のデータ演算部２０は、振動分析装置３から得た各実測値を、しきい値記憶部２４に記憶された基準値と比較する。
この基準値は、多数のサンプルについて、目視検査による良否判定と上記検査を行い、目視検査による判定結果と検査による検出値との関係をグラフ化し、その相関に基づいて決定した値で、この値がしきい値記憶部２４に記憶させてある。
判定装置５のデータ演算部２０は、送られてきた種々の実測値の内、どれか一つでも基準値を上回るものがあれば、異常ありと判断し、その旨の警告を表示部２２に表示する。したがって、検査担当者は、判定装置５の表示部２２に表示された判定結果から、軸受Ｂの良否を判断することができ、主電動機の解体検査を行わなくても、軸受Ｂの欠陥を発見することができる。
次に、本発明にかかる鉄道車両用の主電動機の軸受検査装置のもう一つの例を説明する。
第２図は、この発明にかかる鉄道車両用の主電動機の軸受検査装置が備える構成を示す図であって、軸受のグリース中の成分から軸受の欠陥を検査するために設けられた構成の概略を示す図である。
この軸受検査装置は、定量分析装置３０、および判定装置３２によって構成されている。
定量分析装置３０は、軸受Ｂから採取されたグリース中における特定成分の含有量を分析可能な装置であり、蛍光Ｘ線分析により定量分析を行う蛍光Ｘ線分析部４０、および蛍光Ｘ線分析部４０において抽出された各種データを記憶する抽出データ記憶部４２などによって構成されている。抽出データ記憶部４２に記憶された各種データは、必要に応じて判定装置３２に提供される。
判定装置３２は、例えば周知のコンピュータ・システムによって構成可能なもので、上記定量分析装置３０の抽出データ記憶部４２に記憶されたデータとしきい値となるデータとを比較し、その比較結果から軸受Ｂの良否を判定する良否判定処理を行うデータ演算部５０、データ演算部５０による良否判定結果を表示する表示部５２、上記データ演算部５０で行われる良否判定処理において、しきい値として利用されるデータを記憶するしきい値記憶部５４、および複数の軸受Ｂに対応する保守データを記憶可能で、その保守データの一つとして、上記定量分析装置３０によって過去に計測された金属含有量の累積値を記憶可能なデータ蓄積部５６などによって構成されている。
なお、判定装置３２は、定量分析装置３０の機能を制御する制御装置としての機能を兼ね備えていてもよいし、定量分析装置３０の機能を制御する制御装置は定量分析装置３０に内蔵されていて、必要なデータだけが定量分析装置３０から判定装置３２へ送られるように構成してあってもよい。
次に、この軸受検査装置の動作について説明する。
まず、軸受Ｂから少量のグリース（約０．１ｇ程度）を採取し、定量分析装置３０にセットされる。定量分析装置３０は、市販されている各種装置を利用することができ、分析操作の手順は各装置の操作方法に従った手順となる。
定量分析装置３０は、蛍光Ｘ線分析部４０において、周知の蛍光Ｘ線分析を行い、グリース中の鉄分含有量、銅分含有量などを抽出して、抽出データ記憶部４２に保存する。ここで、鉄分含有量、銅分含有量を抽出しているのは、軸受Ｂの各部が鋼製ないし銅系合金で製造されているからである。軸受Ｂの各部が、他の金属材料（例えば、アルミニウム、チタンなど）を多く含む合金で製造されていれば、その金属含有量を調べるのもよい。
以上のようにして、定量分析装置３０において求められた鉄分含有量、および銅分含有量は、判定装画３２によって読み出される。判定装置３２のデータ演算部５０は、定量分析装置３０から得た各実測値を、しきい値記憶部５４に記憶された基準値と比較する。
この基準値は、多数のサンプルについて、目視検査による良否判定と上記検査を行い、目視検査による判定結果と検査による検出値との関係をグラフ化し、その相関に基づいて決定した値で、この値がしきい値記憶部５４に記憶させてある。
判定装量３２のデータ演算部５０は、送られてきた鉄分含有量、銅分含有量のいずれか一方だけでも基準値を上回れば、異常ありと判断し、その旨の警告を表示部５２に表示する。したがって、検査担当者は、判定装置３２の表示部５２に表示された判定結果から、軸受の良否を判断することができ、主電動機の解体検査を行わなくても、軸受の欠陥を発見することができる。
また、判定装置３２のデータ演算部５０は、定量分析装置３０から得た各実測値と、データ蓄積部５６に累積された累積値とを加算して、その加算値を、しきい値記憶部５４に記憶された基準値と比較する。データ蓄積部５６には、複数の軸受についての保守データが記憶されているが、この判定装置３２では、検査対象となっている軸受Ｂを特定するための識別子を、検査担当者が事前に入力するようになっており、データ演算部５０は、この事前に入力された識別子から軸受Ｂを特定し、データ蓄積部５６から適切なデータを読み出している。
判定装置３２のデータ演算部５０は、鉄分含有量の累積値、銅分含有量の累積値のいずれか一方だけでも基準値を上回れば、異常ありと判断し、その旨の警告を表示部５２に表示する。したがって、検査担当者は、判定装置３２の表示部５２に表示された判定結果から、軸受の良否を判断することができ、主電動機の解体検査を行わなくても、軸受Ｂの欠陥を発見することができる。
なお、上記説明においては、２種類の軸受検査装置をそれぞれ個別に説明したが、これら２種類の軸受検査装置の内、第２図に図示した構成は、本発明が備える必須の構成に相当し、第１図に図示した構成は、本発明が備えると好ましい構成に相当する。ただし、各軸受検査装置が備える判定装置５、３２は、いずれも同様に構成されたコンピュータ・システム等を利用して構成できるものなので、１台の判定装置で振動分析装置３からのデータと定量分析装置３０からのデータを入力して、両データから総合的に軸受の異常を判定できるように構成してもよい。あるいは、判定装置５、３２を１台の判定装置に統合しなくても、判定装置５、３２をＬＡＮ接続すれば、いずれか一方で総合判定を行うことができるし、さらに別のコンピュータ・システムをＬＡＮ接続することにより、その別のコンピュータ・システムで総合判定を行うようにしてもよい。
以上、本発明にかかる鉄道車両用の主電動機の軸受検査装置の一例を説明したが、本発明は上記の具体的形態に限定されるものではない。
例えば、上記各軸受検査装置は、検査項目のどれか一つに異常があると不良との判定を行っていたが、良否の判定精度は、基準値の取り方によっても変わるし、各項目によっても変わるので、基準値の設定値を数％〜数十％程度変更することによって適当な重みづけを加えたり、２つ以上の項目で異常が検出された場合に、不良と判定するようにしてもよい。なお、この場合、少なくとも「定量分析装置３０から得た各実測値と、データ蓄積部５６に累積された累積値とを加算して、その加算値を、しきい値記憶部５４に記憶された基準値と比較する検査」を行うものが、本発明の実施例に該当する装置となる。
産業上の利用可能性
以上のように、本発明にかかる鉄道車両用の主電動機の軸受検査装置は、鉄道車両用の主電動機を分解することなく、その主電動機の軸受の欠陥を検査できる。したがって、主電動機の分解、組立にかかる手間を軽減することができ、分解、組立に伴う軸受部品の損傷防止を図ることができるので、鉄値車両の整備工場における作業の軽減、迅速化、および高信頼性をもたらすことができる。
【図１】
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【図２】
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