JP2000081315A - 鉄道車両の車輪の非真円度および直径を測定する設備と方法 - Google Patents

鉄道車両の車輪の非真円度および直径を測定する設備と方法

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ルイス ロペス ゴメス ホセ
Revuelta Angel Luis Sanchez
ルイス サンチェス レブエルタ アンジェル
Gomez Carlos Javier Gomez
ジャビエル ゴメス ゴメス カルロス
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    • G01B11/08—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring diameters
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    • G01B11/24—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures
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    • B61K—AUXILIARY EQUIPMENT SPECIALLY ADAPTED FOR RAILWAYS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 鉄道車輪の非真円度と直径との測定を、人
工視覚による測定技術を用いて行う方法と設備を提供す
る。 【解決手段】 基本的に、５〜１０Ｋｍ／ｈの速度でレ
ール２上を走行する列車に対し、コンパクトな数個の、
例えば４個のビーム光９を被測定車輪１へ投光し、それ
によってビーム光が連続的に車輪のフランジおよび転動
バンドに干渉するようにする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、フランジ周部は真
円度を失うことがないため、フランジ高さの変化は、転
動バンド（帯）が真円度を失う場合、車輪の展開（ｄｅ
ｖｅｌｏｐｍｅｎｔ）に沿って生ぜしめられる事実に基
づいて、車輪の非真円度をフランジの最大高さと最小高
さとの差として測定することに関するものである。この
測定では、人工的な視覚が使用される。
【０００２】平均フランジ高さは、高さの平均真値と見
なされる。転動バンドの最終旋盤加工で直径値が得ら
れ、最終旋盤加工で得られたフランジ高さの２倍の値が
加算され、この設備の平均値として得られた高さの２倍
が減じられることで、転動バンドの現在の直径が得られ
る。コンピュータを用いた適当な支援により、「転動直
径の非円形化および平均直径値」というパラメータを決
定できる。
【０００３】
【従来の技術】鉄道車輪の非真円度と直径とを測定する
従来の形式は、機械的接触に基づいており、人工視覚に
よる測定の背景技術は未知である。しかしながら、人工
視覚は、鉄道車両の車輪の異なる転動パラメータの測定
には使用されてきており、例として、本出願人の文書Ｅ
Ｐ−Ａ−０７５１３７１を挙げることができる。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、基本的に、５
〜１０Ｋｍ／ｈの速度で軌道上を走行する列車に対し、
コンパクトな数個の、例えば４個のビーム光を被測定車
輪へ投光し、それによってビーム光が連続的に車輪のフ
ランジおよび転動バンドに干渉するようにすることで成
り立っている。コンパクトな光の光源は、円筒形のレー
ザから成っている。
【０００５】コンパクトなビーム光によって発生する映
像は、ビデオカメラによって不透明なフィルタで捕捉さ
れ、ビデオカメラが、５０〜７６映像／毎秒の速度で得
られる映像をファイルする。これらの映像は、コンピュ
ータに送られ、追って処理されるまでコンピュータ内に
ファイルされる。
【０００６】測定設備の長さは、最小値が１．８ｍのボ
ギーホイールベースに等しいか、それ以下であり、設置
長さは、ボギーホイールベースより２００ｍｍ短くなろ
う。これらの条件下で、車輪の展開は完全にはチェック
されず、その結果、車輪の完全な展開を測定するように
処理されるまでに、２重または３重の基本設備が必要と
なろう。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下で、本発明を添付図面につき
詳しく説明する。図１には、被測定車輪１を有するボギ
ーＢが示されている。車輪１は、転動域２に沿って転動
する。コンパクトな光源３は、コンパクトなビーム光を
投光し、ビーム光は、距離Ｌにわたって転動に干渉す
る。この距離Ｌは、１．８ｍに等しく、またはそれ以下
に選択されか、もしくは式Ｌ＝Ｄ／２＊πにしたがって
計算できる。この式において、Ｄは、図１に示した車輪
直径である。
【０００８】不透明なフィルタ４により、図２に示した
ような映像を得ることができ、ビデオカメラの対物レン
ズ５が、不透明なフィルタ４上に投影した映像をビデオ
上に、５０〜７６映像／毎秒の速度で捕捉する。ビデオ
カメラ５により捕捉された映像は、コンピュータ６に送
られ、追って処理されるまでコンピュータ内にファイル
される。
【０００９】図１に示した設備は、トリガシステム７
で、すべてが揃うことになる。トリガシステム７は、車
輪１の有無を検出し、測定設備を起動させたり、不作動
化させたりする。
【００１０】次に図２では、転動域２にレールが見ら
れ、前記レール上には被測定車輪１が示され、測定過程
の間、車輪は、ガードレール８によりセンタリングされ
た状態に維持される。
【００１１】同じく図２には、コンパクトなビーム光９
による車輪の干渉映像又は、車輪によりその一部がさえ
ぎられたビーム光９の画像が見られる。この映像はビデ
オカメラ５により捕捉されたものである。これらの干渉
映像は、図１に示したコンピュータ６にファイルされ、
後で測定値Ｋ1、Ｋ2、Ｋ3、ｂと、同じくａ1、ａ2、ａ3
が得られ、したがって高さ測定値ｈ1、ｈ2、ｈ3が車輪
の展開の数箇所で得られる。これら測定値は、すべて図
２に示されている。
【００１２】車輪の完全な展開に対して、５０〜７６映
像の範囲の３つ組の値が得られる。ｈ1i、ｈ2i、ｈ3iの
値を比較することで、３個の転動円ｃ1、ｃ2、ｃ3の非
真円度が、ｈimaxとｈiminとの間の差として得られよ
う。
【００１３】図２の結果として、次の式が満足させられ
る： ｈ1＝Ｋ1＋ａ1−ｂ ｈ2＝Ｋ2＋ａ2−ｂ ｈ3＝Ｋ3＋ａ3−ｂ ｈ2値の平均値は、高さの平均値であり、次の比で表さ
れる： ｈm＝Σｈ2i／ｈi 同じく次式が満足せしめられる： Ｄma＝Ｄm＋２ｈ−２ｈm この式において、Ｄmは、最終機械加工で測定された直
径であり、ｈは、最終機械加工で測定されたフランジ高
さ、ｈmは、現在の車輪フランジ高さである。
【００１４】本発明の設備を使用することにより、車輪
の全展開にわたり転動高さが人工視覚により測定可能と
なろう。同じく、車輪の展開に沿って異なる円の最大高
さｈ maxと最小高さｈminとの差として、転動円の非真円
度が得られよう。
【００１５】同じように、本発明の設備により、転動直
径は、最終機械加工で得られた直径をもとにして、車輪
の内側面から７０ｍｍの所に位置する転動円の平均高さ
を考慮に入れることで得ることができる。
【００１６】既述の事柄は、本発明の重要な特徴を網羅
したものだが、本発明は、当業者には種々の変化形また
は変更態様が可能であることを理解されたい。このた
め、本発明の範囲は、特許請求の範囲の内容によっての
み制限されるものとする。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による設備の全体の配置を示す図。
【図２】レールを転動する車輪の図で、ビーム光による
干渉と測定すべきパラメータとを示した図。
【符号の説明】
１ 車輪 ２ 転動域 ３ 光源 ４ 不透明なフィルタ ５ ビデオカメラ対物レンズ ６ コンピュータ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 カルロス ジャビエル ゴメス ゴメス スペイン国 マドリッド，モンタルバン 14

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 人口視覚を用いて鉄道車両の車輪の非真
    円度および直径を測定する設備において、 該設備が、鉄道路線のそれぞれの側に、測定のため５〜
    １０Ｋｍ／ｈの速度で鉄道車両の車輪（１）が通過する
    走行レール（２）と、 測定過程の間に前記車輪（１）をセンタリングするため
    のガードレール（８）と、 コンパクトなビーム光を連続的に車輪のフランジと転動
    バンドに干渉するように投射するコンパクトな数個の光
    源（３）と、 前記コンパクトなビーム光によって得られる映像が投影
    される不透明なフィルタと、 不透明なフィルタ上に投影される映像を捕捉するビデオ
    カメラ（５）と、 ビデオカメラ（５）に接続され、ビデオカメラによって
    捕捉された映像をファイルし、それらの映像を追って処
    理するためのコンピュータ（６）と、 車輪（１）の有無を検出し、かつ測定装置を起動または
    不作動化するトリガシステムとを含むことを特徴とす
    る、人口視覚を用いて鉄道車輪の非真円度および直径を
    測定する設備。
  2. 【請求項２】 前記ビデオカメラ（２）が、毎秒５０〜
    ７６の映像を捕捉し、かつ記憶するように設計されてい
    る、請求項１に記載された設備。
  3. 【請求項３】 測定長さ（Ｌ）が、ボギーのホールベー
    ス長さに等しいか、またはそれ以下であり、好ましく
    は、前記ホールベースより２００ｍｍ短いことを特徴と
    する、請求項１に記載された設備。
  4. 【請求項４】 前記設備が４個のコンパクトな光源
    （３）を含むことを特徴とする、請求項１から請求項３
    までのいずれか１項に記載された設備。
  5. 【請求項５】 前記コンパクトな光源（３）が円筒形レ
    ーザであることを特徴とする、請求項１から請求項４ま
    でのいずれか１項に記載された設備。
  6. 【請求項６】 請求項１から請求項５までに記載された
    設備を使用して、鉄道車両の車輪の非真円度と直径とを
    測定する方法において、 測定装置がトリガシステム（７）によって起動され、 コンパクトな数個のビーム光、好ましくは４個のビーム
    光が、コンパクトな光源（３）から被測定車輪へ投射さ
    れ、それにより前記ビーム光が連続的に車輪のフランジ
    と転動バンドに干渉するようにされ、 前記コンパクトなビーム光によって発生せしめられた映
    像が不透明なフィルタ上に投影され、 不透明なフィルタ上に投影された前記映像がビデオカメ
    ラ（５）により捕捉され、該映像が前記ビデオカメラ内
    にファイルされ、 前記ビデオカメラ（５）の映像が、コンピュータ（６）
    に供給され、コンピュータ内にファイルされ、追って処
    理されることを特徴とする、鉄道車両の車輪の非真円度
    と直径とを測定する方法。
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