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本申请要求申请日为2015年4月30日、申请号为jp特愿2015—092540号申请的优先权，通过参照其整体，将其作为构成本申请的一部分的内容而进行引用。
本发明涉及车轴轴承使用状况管理系统，该车轴轴承使用状况管理系统管理行驶距离、行驶时的轴承温度等，以便实现铁路车辆中的车轴轴承的维修等。
背景技术：
相对铁路车辆，人们提出各种的轴承维护系统、以及异常诊断系统。比如，例如专利文献1中，作为铁路车辆用的异常诊断系统，人们提出下述的系统，其中，在还针对来自安装于铁路车辆上的传感单元的检测信号，判断脱线、碰撞等的最大事故的异常的装置中附加下述功能，该功能为在定期检查中进行的处理，检测车辆、轨道的异常，对该异常进行处理。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：jp特开2012—100434号公报
技术实现要素：
发明要解决的课题
由于专利文献1的系统对判断重大事故的异常的装置，附加在定期检查中进行的异常的检测和处理的功能，故系统的整体复杂。在货物列车等的场合，人们希望单纯维修的系统。另外，在专利文献1的系统中，记载了采用gps传感器等的位置传感器的例子，指定铁路车辆行驶的轨道上的位置，用于轨道的损伤部位的指定等方面。
在铁路车辆用车轴轴承的维护中，必须要求把握使用状况(行驶距离和行驶时使用温度等)。在旅客列车的场合，由于对各车辆进行供电，并且固定编组多，故各种的机构可利用，车辆维修的距离管理充实。相对该情况，在货物列车的场合，由于不对牵引车辆以外的车辆进行供电，另外，每当使用时，编组变化，故难以把握各车辆车轴轴承的使用状况。
具有对应于使用年数而进行管理的管理方法，但是由于车辆车轴轴承的使用年数与实际的使用状况(累积行驶距离)通常有较大不同，故无法正确地把握车轴轴承的使用状况。
本发明是为了消除上述课题而提出的，本发明的目的在于提供一种车轴轴承使用状况管理系统，其特别是对于集电装置和行驶驱动源中的任意者均不具有的铁路车辆的场合是有用的，可通过简单的结构，进行车轴轴承的使用状况的管理。
用于解决课题的技术方案
本发明的一个方案的车轴轴承使用状况管理系统为管理铁路车辆中的至少1个车轴轴承的使用状况的系统。该车轴轴承使用状况管理系统包括：gps接收机，该gps接收机装载于上述铁路车辆上；通信装置，该通信装置装载于上述铁路车辆上，通过无线方式发送通过上述gps接收机而接收的位置信息；使用状况管理装置，该使用状况管理装置设置于上述铁路车辆的外部。上述使用状况管理装置包括行驶距离计算机构，该行驶距离计算机构根据从上述铁路车辆的上述通信装置而发送的位置信息，计算上述铁路车辆的行驶距离。
按照该方案，可仅仅通过在铁路车辆中装载gps接收机和发送所接收的位置信息的通信装置，借助使用状况管理装置，计算铁路车辆的行驶距离。根据已计算的行驶距离，明白上述铁路车辆的车轴轴承如何旋转的使用状况。由于可在铁路车辆中仅仅装载gps接收机和通信装置，故如果具有可驱动它们的电源便可以，电源为简单的类型即可。由此，像这样，可通过简单的结构，管理车轴轴承的使用状况。于是，上述铁路车辆特别是对于集电装置和行驶驱动源中的任意者均不具有的场合是有用的。上述铁路车辆最好为货物列车的中间车辆那样的行驶驱动用的电源和集电装置中的任意者均不具有的铁路车辆。另外，由于即使在列车中的铁路车辆的编组有各种变化的情况下，本系统仍不利用集电装置或行驶驱动源，故不受到影响。
另外，还包括至少1个温度传感器，该温度传感器设置于上述铁路车辆上，检测上述至少1个车轴轴承的相应温度，上述通信装置发送通过上述至少1个温度传感器而检测的温度的信息。
按照该方案，可通过铁路车辆的外部的使用状况管理装置实时地监视车轴轴承的温度。在轴承的异常多的场合，可通过温度而进行判断，可根据基于行驶距离的轴承总转数与该轴承温度，以良好的精度而管理车轴轴承的使用状况、磨耗和异常等。
此外，还可包括自己发电装置，该自己发电装置设置于上述铁路车辆上，通过借助上述铁路车辆的行驶而产生的能量进行发电。可通过该自己发出的电力驱动gps接收机、通信装置、温度传感器等。由于依赖自己发电，故与采用电池等的场合不同，节省电池更换等的功夫。在铁路车辆的场合，对列车进行编组的车辆数量也多，另外许多的列车的管理是必要的，故即使在1台铁路车辆的电池更换简单地进行的情况下，对管理对象的全部的铁路车辆的电池进行管理的方面仍花费功夫。这样的功夫花费可通过自己发电而省略或简化。另外，在受到牵引而行驶的铁路车辆的场合，由于通过行驶产生风、车轴的旋转、振动、发热等的各种的能量，故可采用对应于使用条件、安装环境等而使用最佳的能量的发电方式。
上述自己发电装置的发电方式也可为通过借助上述铁路车辆的行驶而产生的行驶风的能量进行发电的风力发电方式。如果采用风的能量，则与车轴等的车轮旋转系统无关，可将能量变换为电力。
上述自己发电装置的发电方式还可为通过借助上述铁路车辆的行驶而产生的车轴的旋转的能量进行发电的车轴发电方式。比如，可使用发电机等，可采用简单结构的发电机。
上述自己发电装置的发电方式也可为通过借助上述铁路车辆的行驶而产生的车轴的轴箱的发热的能量，进行发电的热发电元件发电方式。还在采用热电元件的场合，通过简单的结构，进行发电。
上述自己发电装置的发电方式还可为具有行驶时的振动的自己发电功能的压电元件发电方式。由于铁路车辆通过行驶，在各部分产生振动，故将振动用于发电。还在采用压电元件的场合，通过简单的结构进行发电。
上述通信装置也可采用移动通信网进行发送的结构。由于便携电话线路网等的移动通信网跨过宽的范围，故即使在为行驶范围宽的铁路车辆的情况下，仍可将数据发送给远离的使用状况管理装置。
上述通信装置还可为通过列车数字无线部将上述数据发送到外部的结构。列车数字无线部为通过数字方式而进行铁路车辆的驾驶台、车辆基地、指令室等之间的通信的系统，广泛地使用。如果要利用这样的已有的列车数字无线部发送上述gps接收机的位置信息、温度传感器等的温度等的数据，则可更加简单地构成本车轴轴承使用状况管理系统。
权利要求书和/或说明书和/或附图中公开的至少2个结构中的任意的组合均包含在本发明中。特别是，权利要求书中的各项权利要求的2个以上的任意的组合也包含在本发明中。
附图说明
根据参照附图的下面的优选的实施形式的说明，会更清楚地理解本发明。但是，实施形式和附图用于单纯的图示和说明，不应用于限制本发明的范围。本发明的范围由权利要求书确定。在附图中，多个附图中的同一部件标号表示同一或相应部分。
图1为表示本发明的一个实施方式的车轴轴承使用状况管理系统的概况的说明图；
图2为表示图1的车轴轴承使用状况管理系统的构思方案的方框图；
图3为采用图1的车轴轴承使用状况管理系统的设置于车辆中的轴箱的一个例子的立体图；
图4为表示图1的车轴轴承使用状况管理系统的车轴轴承的一个例子的剖面立体图。
具体实施方式
根据图1～图4，对本发明的一个实施方式进行说明。本车轴轴承使用状况管理系统为管理铁路的列车1的多个铁路车辆2中的各车轴轴承3(图2)的使用状况的系统。在本实施方式中，在这些铁路车辆2内，集电装置和行驶驱动源的任意者均是没有的。
在像图1所示的那样，列车1为货物列车的场合，作为构成最前车辆或最后车辆的牵引车辆2a以外的车辆的中间的铁路车辆2中，从架线而接收电力的集电装置与电动机、柴油引擎等的行驶驱动源中的任意者均是没有设置的。即，没有搭载电源。如果该使用状况管理系统用于这样的铁路车辆2，则是有利的。另外，该车轴轴承使用状况管理系统不仅仅用于货物列车，而且还用于旅客和货物的混合编组列车中的铁路车辆2，这是有利的。
像图2所示的那样，列车1的各铁路车辆2包括多个台车6。在各台车6上，分别经由轴箱4而设置多个车轴轴承3。车轴轴承3比如像图4而示出一个例子那样，由在内圈7和外圈8之间介设多排滚动体9的多排圆锥滚子轴承构成。该轴承3的外圈8设置于轴箱4的内部，在内圈7的内周嵌合车轴10的轴端。车轴10的端面由前罩11覆盖，车轴轴承3无法从外部而目视到，但是，在图2中，为了便于图示，按照车轴轴承3露出的方式示出。
在图2中，在该使用状况管理系统中，在列车1的上述各铁路车辆2上设置gps接收机12(全球定位系统)，在该铁路车辆2的各车轴轴承3上设置温度传感器13，由此获得车轴轴承3的位置信息和使用时使用温度。无线用的通信装置14将该获得信息经由便携电话线路网等的移动通信网或列车数字无线部等的通信网26发送给车辆管理中心的使用状况管理装置18。
上述通信装置14使作为上述获得信息的位置信息和行驶时使用温度带有识别各铁路车辆2的识别号与识别各个车轴轴承3的识别号码，进行发送。在上述使用状况管理系统18中，可根据已获得的位置信息，计算行驶距离，还可通过实时地监视各车轴轴承3的温度信息检测轴承异常。
上述列车数字无线部为通过数字方式进行铁路车辆的驾驶台、车辆基地、指令室等之间的通信的系统。在列车数字无线部用于上述通信网26的场合，列车1的各铁路车辆2所发送的数据还可发送给比如，设置于最前车辆等的牵引车辆2a上的上述列车数字无线部的通信装置(在图中未示出)，将数据从该通信装置集中而发送给上述使用状况管理装置18。还可代替该方式，从各自的铁路车辆2的上述通信装置14直接地将其发送给列车数字无线部的通信网26。
另外，作为电源15，由货车车辆构成的铁路车辆2还可设置在行驶中自己发电的自己发电装置16。利用该自己发电装置16自己发出的电力，驱动gps接收机12、温度传感器13与通信装置14。上述电源15具体来说，不仅包括自己发电装置16，还包括二次电池17，通过自己发电装置16而发出的电力一旦存储于二次电池17中，将电力从二次电池17供向上述gps接收机12等的各设备。上述gps接收机12、温度传感器13与通信装置14为本使用状况管理系统中的铁路车辆2的车辆装载设备。
如果1个上述gps接收机12设置于铁路车辆2上，则足够。gps接收机12设置于车身2a的下面、台车6等上。温度传感器13比如像图3所示的那样设置于轴箱4上，检测车轴轴承3的温度。温度传感器13还可直接地设置于车轴轴承3上。通信装置14和电源15也可与上述gps接收机12相同，分别各自1个地设置于铁路车辆2上。该通信装置14和电源15均设置于车身2a的下面、台车6等上。gps接收机12、通信装置14与电源15还可集中而接纳于1个外壳等中，形成单元。不但这些部件，而且温度传感器13也可集中在一起，形成单元。温度传感器13也可像这样形成单元，由于多个相互离开地设置于各车轴轴承3上，故通过信号和电源用的布线(在图中未示出)，与通信装置14、电源15连接。也可代替布线，而经由近距离无线通信机构(在图中未示出)，进行温度传感器13和通信装置14的连接，电源15的供电。
上述电源15的本身发电装置16还可为下述的任何的自己发电方式的装置：
(1)采用车辆行驶风的发电。具体来说，为使风力发电方式(通过行驶风而使叶片(在图中未示出)旋转，通过该旋转而使发电机的转子旋转的旋转型的发电装置)。
(2)采用车轴旋转的发电。具体来说，为车轴发电方式(传递车轴的旋转，使发电机的转子(在图中未示出)旋转的旋转型的发电装置)。
(3)采用行驶时的轴箱4的发热的发电。具体来说，为热电元件发电方式(通过热电元件(未图示)，将轴箱4的热量变换为电能的发电装置)。
(4)采用行驶时的振动的发电。具体来说，为压电元件发电方式(通过振动，压缩压电元件(在图中未示出)，将其变换为电能的发电装置)。
采用这些发电方式中的对应于使用条件、安装环境而最适合的1种发电方式。还可代之，而采用它们中的一部分的多个发电方式、全部的发电方式而分别发电的电力。
另外，上述电源15也可不设置自己发电装置16，而仅仅由二次电池17或仅仅由一次电池(在图中未示出)构成。
上述使用状况管理装置18既可为构成服务器的计算机、通用计算机，也可为笔记本型个人计算机程度的计算机，由与所采用的规模相对应的处理能力的计算机构成。上述使用状况管理装置18包括通信装置19、车辆指定机构20、行驶距离计算机构21、车速计算机构22、异常监视机构23、履历记录机构24与画面显示机构25。构成使用状况管理装置的计算机的处理器按照执行各机构18～25的方式进行编程处理。
上述通信装置19为与上述车辆装载装置中的通信装置14进行通信的装置，经由上述通信网26而进行通信。上述车辆指定机构20为根据附带于由上述车辆装载设备的通信装置14的获得信息而发送的识别号码，对为哪个铁路车辆2中的哪个车轴轴承3的情况进行指定的机构。上述行驶距离计算机构21为根据针对各铁路车辆而发送的gps接收机12的位置信息的变化的量，针对各车轴轴承3，按照采用车轮直径等的规定的运算式，计算行驶距离的机构。上述行驶距离计算机构21还对针对各次的铁路车轮2的运行而计算的行驶距离进行累积计算，求出累积行驶距离。如果支承于该铁路车辆2中的各车轮轴承3上的车轮的直径完全相同，则也可针对铁路车辆2的每次运行，仅仅对1个车轮轴承3的行驶距离进行运算，将该运算的行驶距离与针对各自的车轴轴承3而管理的行驶距离相加。上述车速计算机构22为根据针对各铁路车辆2而发送的gps接收机12的位置信息的变化的速度，即行驶距离的微分值，计算铁路车辆2的车速的机构。
上述异常监视机构23来监视温度，该温度是针对各铁路车辆2的车轴轴承3而测定的，由通信装置14而发送。异常监视机构23还在于监视过程中，温度为设定温度以上等的情况，与已确定的异常判断条件一致时，判断车轴轴承3的异常发生。
上述履历记录机构24为具有记录通过上述车速计算机构22而计算的车速的履历、移动履历、与通过上述行驶距离计算机构21而计算的行驶距离等的存储部和存储于该存储部中的记录处理的功能的机构。
上述画面显示机构25为将上述行驶距离计算机构21，车速计算机构22，与异常监视机构23的各处理结果记录于履历记录机构24中的事项输出给设置于使用状况管理装置18中的液晶显示器等的图像显示器(在图中未示出)的画面，进行显示的机构。该显示的输出对应于来自输入机构(在图中未示出)的指示内容而进行。
按照本方案的车轴轴承使用状况管理系统，获得下述的各项优点。
可通过gps接收机12精确地把握车辆当前地，还可记录车速的管理、移动履历、行驶距离。另外，即使在列车1的编组有各种的变化的情况下，仍可进行管理。
可通过实时地监视温度传感器13的车轴轴承3的温度信息，检测车轴轴承3的异常。可正确地把握使用状况，使铁路车辆2的安全性提高。
由于gps接收机12、温度传感器13与通信装置14利用自己发电装置16而自己发出的电力，故不需要来自外部的电源供给。
以上根据实施例，对用于实施本发明的形态进行了描述，但是在这里公开的实施的形态在全部的发明是列举性的，不是限定性的。本发明的范围不由上面的描述，而由权利要求书给出，本发明的范围的含义为，包括与权利要求等同的含义和范围内的全部的变更。
标号的说明：
标号2表示车辆；
标号3表示车轴轴承；
标号12表示gps接收机；
标号13表示温度传感器；
标号14表示通信装置；
标号18表示使用状况管理系统；
标号21表示行驶距离计算机构。