(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも車軸を識別するための固有の車軸管理コード及び輪軸の検査結果を保持する領域を有するメモリ、前記メモリにデータを書込み又はデータを読出すメモリ制御手段、及び外部より送出されたコマンド及びデータを受信し、前記メモリ制御手段より読出されたデータを外部に送信するデータ伝送手段、を有し、鉄道車両の車軸端部の当該車軸に取付けられたデータキャリアと、
車軸と少なくとも車輪を含む輪軸の検査をする輪軸検査装置より得られる検査データに基づいて良否を判別する良否判別手段、及び前記データキャリアにコマンド及びデータを伝送し、データキャリアから送信されたデータを受信するデータ伝送手段を有し、判別結果を前記データキャリアのメモリに書込む端末装置と、を具備し、
前記データキャリアは、鉄道車両の車軸端部の中心位置に形成されるセンター下穴に取付けられ、前記車軸の中心軸と前記データキャリアの中心とを一致させてセンター下穴に取付けたことを特徴とする輪軸検査システム。
【請求項２】
前記データキャリアは、車軸の端部の車軸中心軸と中心を一致させたセンター下穴の窪みに、前記センター下穴より突出したにように窪みの径と実質的に同一の径を有するデータキャリアを埋設して固定することを特徴とする請求項１記載の輪軸検査システム。
【請求項３】
前記端末装置に蓄積された検査データを前記各車軸の車軸管理コードと共に読出して保持するデータ蓄積手段を更に具備することを特徴とする請求項１又は２記載の輪軸検査システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は保守，点検が容易に行えるようにした鉄道車両の車軸と、車軸へのデータキャリアの取付方法，保守，点検時に用いられる輪軸検査システム及び輪軸管理方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来鉄道車両の輪軸の製造時及び検修時には、手作業で車軸の側面部に車軸管理コード等をポンチを用いて刻印している。即ち図８（ａ）に示すように車軸１には両側に車輪２が設けられ、輪軸を構成している。図８（ｂ）は車軸端部３の拡大図であり、図８（ｃ）はその側面図である。これらの図に示すように車軸端部３の側面にはその中心位置に図示のように断面が円錐形のセンター下穴４が形成されている。この下穴の周囲に図示のように検修時に車軸管理コードが刻印される。そして輪軸の検修時には、車軸の側面に刻印された車軸管理コード６を目視で確認し、作業者がそのコードを検査記録用紙等に記録する。そして所定の検査，点検を行い、検査工程の実施状態又は検修結果や計測結果等を記録して、それからシステム端末を介して輪軸管理システムに検査記録用紙等に記録した車軸管理コードと検査工程の実施状態や検査結果や計測結果等を入力するようにしている。
【０００３】
更に特開平７−１２０４４３号に記載されているように、輪軸の検査工程の１つとして車軸の非破壊検査である超音波探傷検査が行われる。超音波探傷検査は車軸の一方より超音波信号を与え、他端部からの超音波の反射波エコーのレベルに基づいて欠陥の有無を判別する検査である。従来はこのような超音波探傷検査の後に、帯状の金属シートから成る探傷検査表７に結果を刻印して車軸に巻付ける処理を行っていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながらこのような従来の輪軸管理システムでは、手作業によって車軸に車軸管理コード等を刻印する必要があるため、刻印ミスの発生が懸念され、刻印時のポンチ作業を誤ると怪我をする可能性があるという欠点があった。又検修時に刻印された車軸管理コードを確認するミスや検査記録用紙への記入ミス，輪軸管理システムに対する入力ミス等が生じる可能性がある等、トレース作業の繰り返しが多いという欠点があった。
【０００５】
更に輪軸検査の一つの工程として行われる超音波探傷検査では、車軸に直接管理コード等を刻印しているため、刻印により車軸端部３の表面にカエリやバリが生じてしまう。これを除去するために、やすり掛けする作業が必要となり、検修前工程が増加してしまうという問題点があった。更に車軸管理コード等の刻印が探傷面や反射面にあるため、超音波探傷の減衰の原因となっていた。
【０００６】
又従来の超音波探傷検査においては新しい探傷検査表７に検査結果を刻印し、その後に探傷検査表を巻付けている。そのため検査結果を探傷検査表に刻印する際の刻印ミスや探傷検査表の取付ミスが生じることがあるという欠点があった。
【０００７】
本発明はこのような従来の問題点に着目してなされたものであって、車軸に直接管理コード等を刻印したり、探傷検査表を取付けたりする必要がなく、容易に確実に車軸を管理することができる車軸及び輪軸検査システムと車軸管理方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本願の請求項１の発明は、少なくとも車軸を識別するための固有の車軸管理コード及び輪軸の検査結果を保持する領域を有するメモリ、前記メモリにデータを書込み又はデータを読出すメモリ制御手段、及び外部より送出されたコマンド及びデータを受信し、前記メモリ制御手段より読出されたデータを外部に送信するデータ伝送手段、を有し、鉄道車両の車軸端部の当該車軸に取付けられたデータキャリアと、車軸と少なくとも車輪を含む輪軸の検査をする輪軸検査装置より得られる検査データに基づいて良否を判別する良否判別手段、及び前記データキャリアにコマンド及びデータを伝送し、データキャリアから送信されたデータを受信するデータ伝送手段を有し、判別結果を前記データキャリアのメモリに書込む端末装置と、を具備し、前記データキャリアは、鉄道車両の車軸端部の中心位置に形成されるセンター下穴に取付けられ、前記車軸の中心軸と前記データキャリアの中心とを一致させてセンター下穴に取付けたことを特徴とするものである。
【０００９】
本願の請求項２の発明では、前記データキャリアは、車軸の端部の車軸中心軸と中心を一致させたセンター下穴の窪みに、前記センター下穴より突出したにように窪みの径と実質的に同一の径を有するデータキャリアを埋設して固定することを特徴とするものである。
【００１０】
本願の請求項３の発明では、前記端末装置に蓄積された検査データを前記各車軸の車軸管理コードと共に読出して保持するデータ蓄積手段を更に具備することを特徴とするものである。
【００１６】
このような特徴を有する請求項１〜３の発明によれば、車軸側部の中心位置のセンター下穴にデータキャリアを保持し、このデータキャリア内に車軸管理コードを保持するメモリと、メモリにデータを書込み読出すメモリ制御手段及びデータ伝送手段を設けている。こうすれば車軸に管理コード等を刻印することに代えてデータキャリアを用いることができる。又、検査毎に一旦端末装置に検査結果データを取込み、その結果を判別してデータキャリアに書込むことにより、分散制御による輪軸検査システムを構成することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
図１（ａ）は車軸の全体構成を示す正面図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）に破線円形で示す車軸端部の拡大図、図１（ｃ）はその側面図である。図示のように車輪１の車軸端部３の側壁には断面Ｖ字形の円錐形のセンター下穴４が設けられている。このセンター下穴４の中心軸と車軸の中心軸とは一致しており、その中央には更に内向きに窪み５が形成されている。本実施の形態ではこの窪み５の内部に輪軸検査システム１１に用いるデータキャリア１２を埋設する。このとき車軸の中心軸とデータキャリア１２の中心軸を一致させて埋設しておく。
【００１８】
図２は本発明の実施の形態による輪軸検査システムのデータキャリア１２と端末装置２１の構成を示すブロック図である。本図においてデータキャリア１２はコイルＬ１，コンデンサＣから成る共振回路１３を有しており、この共振回路１３に電源回路１４，復調回路１５及び変調回路１６が接続される。電源回路１４は共振回路１３に得られる信号を整流し平滑し、データキャリア１２内の各部に電源を供給するものである。又復調回路１５は端末装置から得られるコマンドやデータを復調してメモリ制御部１７に与えるものである。メモリ制御部１７は後述するように、復調回路１５より得られるコマンド及びデータに基づいてメモリ１８にデータを書込み又は読出すものである。メモリ１８より読出されたデータは直列信号に変換されて変調回路１６に与えられる。変調回路１６は、例えば共振回路１３の両端を短絡状態に制御することにより端末装置側に信号を伝送するものである。データキャリア１２の共振回路１３，復調回路１５，変調回路１６は、後述する端末装置からのデータ及びコマンドを受信してメモリ制御部１７に与え、メモリ制御部１７より読出されたデータを伝送するデータ伝送手段を構成している。
【００１９】
一方図２に示す端末装置２１は、制御部２２と送信回路２３，受信回路２４，メモリ２５，表示部２６，操作部２７及びＩ／Ｏインターフェース２８を含んで構成されている。そして送信回路２３，受信回路２４と送信コイルＬ１、受信コイルＬ３はリードライトヘッド２１Ｒとして端末装置２１の本体部と分離し、ケーブルを介して接続するようにしてもよい。送信回路２３は送信コイルＬ２を有しており、データの送信時には送信データに基づいてデューティ比を変化させ、受信時には一定のデューティ比でキャリアを断続するものである。受信回路２４は受信コイルＬ３を有しており、信号の受信時にキャリアの停止する期間において残響の有無を判別することによって、データキャリアからの信号を受信するものである。端末装置２１はＩ／Ｏインターフェース２８を介して上位のシステム端末及び検査装置と接続される。このＩ／Ｏインターフェース２８は例えばＲＳ２３２Ｃであり、赤外線を用いて非接触でシステム端末や検査装置との間でデータを伝送するものであってもよく、又通常のコネクタを介して伝送するものであってもよい。制御部２２はデータキャリア１２から車軸管理コードを読出し、検査装置から得られた検査データを一旦保持する。そして検査データが所定範囲内にあるかどうかにより良否判別を行い、良否判別の結果を検査工程のコードや工程の実施日時等と共にデータキャリアに書込む。又その検査結果等を操作部２７からの操作に応じて表示部２６に表示する。更に制御部２２はＩ／Ｏインターフェース２８を介して上位のシステム端末との間でデータ通信を行い、端末装置２１に保持している車軸管理コード，検査データ等をシステム端末側に転送するものである。
【００２０】
図３はこの輪軸検査システムの全体構成を示すシステム構成図である。輪軸検査システムは各車軸に埋設されるデータキャリア１２と、データキャリア１２との間で非接触で相互にデータ伝送する端末装置２１によって構成する。更に各端末装置２１の検査データを保持するデータ蓄積手段であるシステム端末３２及びホストコンピュータ３４を加えて構成してもよい。端末装置２１はＩ／Ｏボックス３１を介してシステム端末３２に接続される。システム端末３２は例えば検査工程毎に配置され、検査工程で端末装置２１を介して得られるデータをＩ／Ｏボックス３１を介して一旦システム端末３２に取込み、更にシステム端末３２のデータを伝送ライン３３を介してホストコンピュータ３４に伝送するように構成されている。そしてシステム端末３２は伝送ライン３３を介して多数のシステム端末と連結され、更にホストコンピュータ３４に接続される。
【００２１】
次にこの輪軸検査システムの使用例について説明する。製造時にはあらかじめ各車軸を識別するため全車軸に夫々固有の車軸管理コードをデータキャリア１２内のメモリに書込んで車軸端部の中央部の窪み５に埋設しておく。図４は車軸の中央部の窪み５にデータキャリア１２を取付ける種々の方法について示したものである。この窪み５は例えばφ５ｍｍ、深さ５〜８ｍｍ程度の大きさであり、小径のデータキャリアであれば窪み５の内部に十分埋設することが可能である。図４（ａ）は窪み５の径とほぼ等しい径として構成したデータキャリアを埋め込んで接着剤を用いて車軸に取付けるようにしたものである。又図４（ｂ）に示すように永久磁石４１を用いてデータキャリア１２を埋設するようにしてもよい。更に図４（ｃ）に示すように窪み５にあらかじめめねじを形成しておき、データキャリア１２の円筒形の外周部分をおねじとして、データキャリア１２を窪み５のねじ部に噛合させて埋設するようにしてもよい。このときデータキャリア１２の中心軸を車軸の中心軸と一致するように埋設しておくものとする。
【００２２】
次に一定期間車軸を使用した後、定期的な検査等で車軸を一旦鉄道車両から取り外して検修を行う場合の動作について、図５のフローチャート及び検査工程を示す概念図を用いて説明する。図６（ａ）に示すように、まず搬送台車によって搬送されてきた車軸の外観検査を行う。図５のステップＳ１において車軸の外観検査を行い、良品である場合には検査工程Ａ，Ｂ，Ｃ・・・を順次実施する。各検査工程の検査位置で車軸を一旦停止させる。そしてその車軸のデータキャリア１２に保持されている車軸管理コードを端末装置２１のリードライトヘッド２１Ｒをこの窪み５に近接させて読出す。そして各検査工程では必要な検査装置を用いて車軸検査を行う。例えば図６（ｂ）に示すように、車軸の車輪の径を検査装置５１によって計測する。このとき検査装置５１によって測定された検査結果、即ち車輪の径は検査装置５１のＩ／Ｏボックス５２を介して端末装置２１に書込まれる。端末装置２１ではこの車軸の径が所定の範囲内にあるかどうかによって良否の判別を行う（ステップＳ３）。そして端末装置２１のリードライトヘッド２１Ｒをその車軸のセンター穴にあるデータキャリア１２に近接させて検査結果を書込む（ステップＳ４）。検査結果は工程Ａの実施状態及び良否のいずれか、及び検査日時とする。
【００２３】
こうして輪軸を搬送台車に搬送して各検査工程Ａ，Ｂ・・・で同様の処理を行うことにより、端末装置２１では各輪軸毎に検査データと検査結果が蓄積される。又車軸のデータキャリアには検査工程Ａ，Ｂ，Ｃ・・・の実施，不実施、検査結果の良否及び検査日時データが蓄積される。そして一定期間、例えば１日の作業を終了すると、端末装置２１を図３に示すＩ／Ｏボックス３１に装着する。そして各端末装置２１に保持されている車軸毎の検査データや検査結果をシステム端末３２に入力する。こうすれば車軸管理コードを読取ったり入力する際の人為的なミスを防止することができる。
【００２４】
検査を自動化するようにした検査工程の場合には、検査装置とシステム端末とを接続しておき、検査結果を端末装置を介してデータキャリアに書込むようにしてもよい。例えば超音波探傷にあっては探傷検査装置とシステム端末３２又は端末装置２１を接続し、探傷結果をそのままシステム端末３２及び端末装置２１に書込むようにしてもよい。この後、端末装置２１を用いて検査結果を車軸のデータキャリア１２に書込む。この場合には超音波探傷の検査表をなくすることができる。
【００２５】
このようにデータキャリアを設けて車軸管理を行うことにより、車軸に直接ポンチ等で管理コードを記録する必要がなく、人為的なミスがなくなり、正確且つ確実に輪軸管理を行うことができる。
【００２６】
又使用時に何らかの故障が発生した場合には、各車軸に埋設されたデータキャリアに検査データが保存されているため、端末装置２１を用いてそのデータを読出すことによって検査状態を確認することができる。図７（ａ）は端末装置の使用状態を示す概略図、図７（ｂ）はこのようにして読出された端末装置の表示内容を示す図である。
【００２７】
尚前述した実施の形態では、端末装置とデータキャリアとの間はデータキャリアにデータを伝送する際に断続するキャリアのデューティ比を変化させ、キャリアから信号を受信するときは一定のデューティ比として残響を制御することによってデータ伝送を行っているが、ＡＳＫ，ＦＳＫ等、他の通信方式を用いて相互にデータ伝送をしてもよいことはいうまでもない。又この実施の形態では非接触でデータ伝送を行えるようにしているが、データキャリアの前面にデータ伝送端子を設け、この端子と電気的に接触することによって相互にデータ伝送を行うようにすることもできる。
【００２８】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように本願の請求項１〜３の発明によれば、車軸のセンター下穴にデータキャリアを取付け、データキャリア内に車軸管理コードを書込むようにしている。このため車軸に直接管理コードをポンチで刻印する必要がなくなり、車軸の製造時及び検修時の工程を少なくすることができる。又刻印がないため、超音波探傷時の減衰度を小さくすることができ、小さい欠陥を検出することが可能となる。又、車軸の中心軸とデータキャリアの中心とを一致させて埋設しているため、車両の走行中に車軸に取付けられたデータキャリアにかかるモーメントの影響を少なくすることができ、データキャリアの故障や車軸からの脱落を防止することができるという効果が得られる。又、刻印を見て検査表に車軸管理コード等を記載する必要がないため、人為的なミスを大幅に削減することができるという効果が得られる。更にデータキャリアに検査結果等のデータを保持するものとすれば、必要時に車軸のデータキャリアから検査状況を直接読出すことができ、故障時の対応が迅速となる。又従来の輪軸管理システムに比べて、システム端末とホストコンピュータとの間のデータ伝送量を大幅に削減することができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】車軸の側面図及びその車軸端部の拡大図とデータキャリアを埋設した状態を示す拡大断面図である。
【図２】データキャリア及び端末装置の構成を示すブロック図である。
【図３】端末装置とシステム端末、ホストコンピュータを含むシステム構成図である。
【図４】データキャリアを車軸端部に取付ける際の取付方法を示す図である。
【図５】この実施の形態による輪軸検査の過程を示すフローチャートである。
【図６】輪軸検査時の検査工程及び検査時の各装置を示す概略図である。
【図７】端末装置を用いて検査結果を表示した状態を示す図である。
【図８】従来の車軸とその側面端部に刻印された管理コードを示す図である。
【符号の説明】
１  車軸
２  車輪
３  車軸端部
４  センター下穴
５  窪み
１１  車軸管理システム
１２  データキャリア
１７  メモリ制御部
１８，２５  メモリ
２１  端末装置
２２  制御部
２３  送信回路
２４  受信回路
２６  表示部
２７  操作部
２８  Ｉ／Ｏインターフェース
３１  Ｉ／Ｏボックス
３２  システム端末
３３  伝送ライン
３４  ホストコンピュータ
【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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