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プログラム、情報記憶媒体及び車輪摩耗推定装置

国内特許コード P07A010776
整理番号 /NO31142
掲載日 2007年10月26日
出願番号 特願2005-091200
公開番号 特開2006-275573
登録番号 特許第4537240号
出願日 平成17年3月28日(2005.3.28)
公開日 平成18年10月12日(2006.10.12)
登録日 平成22年6月25日(2010.6.25)
発明者
  • 芳賀 昭弘
  • 下村 隆行
  • 佐藤 栄作
  • 斉藤 憲司
  • 大戸 伸一
出願人
  • 財団法人鉄道総合技術研究所
  • 東日本旅客鉄道株式会社
発明の名称 プログラム、情報記憶媒体及び車輪摩耗推定装置
発明の概要

【課題】 鉄道用車輪の摩耗した踏面形状を定量的に推定可能とするとともに、この推定を用いて、車輪の転削時期や寿命(交換時期)を定量的に推定可能とすること。
【解決手段】 計測時の走行距離が異なる複数の鉄道用車輪の踏面形状データそれぞれを、車輪の厚さ方向であるX方向のデータ間隔が0.1[mm]の等間隔のデジタルデータに変換する。そして、変換後の踏面形状データそれぞれに対して回帰演算を行うことで、推定走行距離での踏面形状データを推定(算出)する。
【選択図】図4

従来技術、競合技術の概要


鉄道車両用の車輪は、走行距離の増加に伴ってその踏面が摩耗し形状が変化する。車輪踏面の摩耗は鉄道車両の安全走行に大きく影響するため、所定周期で摩耗した車輪の踏面形状を整える転削が実施されている。また、車輪直径は走行距離の増加に伴う摩耗や転削によって減少するが、この車輪直径が予め規定された使用限度直径を下回ることがないよう、適切な時期に車輪を交換する必要がある。



現在、車輪の転削時期やその削正量、交換時期(即ち、寿命)の判断は人間によって為されている。即ち、主に走行距離に応じた所定周期で鉄道車両の検査(車両検査)が実施されているが、この車両検査時に、現場の検査担当者が、現時点での車輪の踏面形状から次回の車両検査時での踏面形状を予測し、この予測を基に、今回検査時に転削を行うか否かや、転削を行う場合の削正量、車輪を交換するか否かといったことを判断していた。つまり、車輪の摩耗や転削時期、交換時期等を定量的に推定する方法は無かった。このため、本願に近似する先行技術文献は発見されなかった。



また、車両検査時には、車輪直径やフランジ厚さ、フランジ高さ、フランジ角度といった各種の検査項目値を計測する車輪の寸法検査が実施される。これらの検査項目値の内、車輪直径、フランジ厚さ及びフランジ高さは、計測値に基づく一次補間又は二次補間によって次回の車両検査時の値をある程度予測することができるが、フランジ角度については、走行距離との関係を定式化することができず、定量的な推定が不可能であった。

産業上の利用分野


本発明は、走行による鉄道用車輪の摩耗を推定する車輪摩耗推定装置等に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
コンピュータを、
異なる走行距離の時点で計測した鉄道用車輪の複数の踏面形状計測データそれぞれを、車輪厚さ方向に所定間隔毎の離散データに変換して踏面形状データを得るデータ変換手段、
踏面形状を推定する際の希望する走行距離である推定希望走行距離を所定の走行距離間隔で複数設定する推定希望距離設定手段、
前記データ変換手段により得られた複数の踏面形状データそれぞれと、当該複数の踏面形状データそれぞれに対応する各走行距離とに基づき、前記車輪厚さ方向の所定間隔毎に、前記各走行距離での前記踏面形状データに対する回帰演算処理を実行することで、前記設定された複数の推定希望走行距離それぞれでの踏面形状データを推定する踏面形状推定手段、
前記踏面形状推定手段により推定された前記複数の推定希望走行距離それぞれの踏面形状データに基づいて、前記複数の推定希望走行距離それぞれでの前記鉄道用車輪の検査項目値を算出し、当該算出された検査項目値が転削の要否を判定するための規定車輪形状条件を満たすか否かを判定することにより、前記鉄道用車輪を転削すべき時期を推定する転削時期推定手段、
として機能させるためのプログラム。

【請求項2】
前記踏面形状推定手段による前記回帰演算処理に用いられる前記複数の踏面形状データは、走行距離が5万キロ未満の踏面形状データの走行距離間隔が1万キロ以下であり、走行距離が5万キロ以上の踏面形状データの走行距離間隔が5万キロ以下の条件を満たすデータであることを特徴とする請求項1に記載のプログラム。

【請求項3】
前記推定希望距離設定手段が、所定の車両検査時の走行距離に基づいて前記推定希望走行距離が将来の車両検査時期の走行距離となるように前記複数の推定希望走行距離を設定するように前記コンピュータを機能させ、
前記転削時期推定手段が、前記鉄道用車輪を転削すべき車両検査の時期を推定するように前記コンピュータを機能させるための請求項1または2に記載のプログラム。

【請求項4】
前記鉄道用車輪の出場時形状データと、前記転削時期推定手段により転削すべきと推定された時期の走行距離に対応する前記踏面形状推定手段により算出された踏面形状データとに基づき、転削時の削正量を算出する削正量算出手段、
前記削正量算出手段により算出された削正量と、前記転削時期推定手段により推定された時期と、前記鉄道用車輪の出場時直径と、前記鉄道用車輪の使用限度直径とに基づき、前記鉄道用車輪の寿命を推定する寿命推定手段、
として前記コンピュータを機能させるための請求項1からのいずれか一項に記載のプログラム。

【請求項5】
前記転削時期推定手段が、前記検査項目値として、車輪直径、フランジ厚さ、フランジ高さ及びフランジ角度を算出し、当該算出された車輪直径、フランジ厚さ、フランジ高さ及びフランジ角度の全てが前記規定車輪形状条件を満たすか否かを判定することにより、前記鉄道用車輪を転削すべき時期を推定するように前記コンピュータを機能させる、
ための請求項1からのいずれか一項に記載のプログラム。

【請求項6】
請求項1~の何れか一項に記載のプログラムを記憶したコンピュータが読み取り可能な情報記憶媒体。

【請求項7】
異なる走行距離の時点で計測した鉄道用車輪の複数の踏面形状計測データそれぞれを、車輪厚さ方向に所定間隔毎の離散データに変換して踏面形状データを得るデータ変換手段と、
踏面形状を推定する際の希望する走行距離である推定希望走行距離を所定の走行距離間隔で複数設定する推定希望距離設定手段と、
前記データ変換手段により得られた複数の踏面形状データそれぞれと、当該複数の踏面形状データそれぞれに対応する各走行距離とに基づき、前記車輪厚さ方向の所定間隔毎に、前記各走行距離での前記踏面形状データに対する回帰演算処理を実行することで、前記設定された複数の推定希望走行距離それぞれでの踏面形状データを推定する踏面形状推定手段と、
前記踏面形状推定手段により推定された前記複数の推定希望走行距離それぞれの踏面形状データに基づいて、前記複数の推定希望走行距離それぞれでの前記鉄道用車輪の検査項目値を算出し、当該算出された検査項目値が転削の要否を判定するための規定車輪形状条件を満たすか否かを判定することにより、前記鉄道用車輪を転削すべき時期を推定する転削時期推定手段と、
を備える車輪摩耗推定装置。
産業区分
  • 測定
  • 鉄道
  • 自動車
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2005091200thum.jpg
出願権利状態 権利存続中
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