JP2000203427A - 簡易型軌道検測車における距離センサ機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 手押し式の簡易型軌道検測車でレールの高低
偏位等の測定に用いる光学式距離センサにおいて、反射
面にゴミや雨水が付着して測定精度が悪化することを防
止する。 【解決手段】 レールの踏面に押圧される高低測定車輪
７ａ，７ｂの台座部分63に反射面52を設ける一方、前記
反射面52にレーザビームを照射し、反射面52からの反射
光を受光するセンサ本体を基準側に固定して、高低偏差
を測定する高低センサを構成する。ここで、前記センサ
本体51を囲う本体カバー61を設ける一方、中空部の底面
に反射面52が一体的に設けられる円筒状の反射面カバー
62を前記台座部分63に固定し、該反射面カバー62の先端
部分が、前記本体カバー61の下端壁に開口させた開口部
61ａの内側に嵌挿されるようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、レール上を走行す
る車体上に設置された光学式距離センサによって、レー
ルの基準位置に対する偏位を測定する簡易型軌道検測車
に関し、特に、前記距離センサの機構の改善技術に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】鉄道線路を構成する軌道は、列車運転な
どにより左右のレールが基準位置に対して偏位し、この
偏位には、 （１）通り偏位：各レールの基準位置に対する左右方向
の偏位 （２）高低偏位：各レールの基準位置に対する上下方向
の偏位 （３）軌間偏位：両レールの基準ゲージに対する偏位 （４）水準偏位：両レールの高低差 （５）平面性偏位：一定距離間における両レールのなす
平面に対する偏位 の５項目があることが知られている。

【０００３】前記５項目の偏位を検測する方法として、
営業車両とほぼ同じ規格の車両による軌道検測車を用い
る方法の他、手押し式の小型の軌道検測車（以下、簡易
型軌道検測車という) を用いる方法があり、前記簡易型
軌道検測車としては特開平７−２２３５３９号公報に開
示されるようなものがあった。

【０００４】そして、前記特開平７−２２３５３９号公
報に開示される簡易型軌道検測車における通り，高低，
軌間の各偏位の測定は、センサ本体と反射面とからなる
光学式の距離センサを用いて行われていた。具体的に
は、走行車輪を備えてレール上を走行する車体上の基準
位置となる部分にセンサ本体を設置する一方、レールの
偏位に応じて前記基準位置から離接する部分（例えばレ
ールに押圧される測定車輪等）に反射面を設け、前記セ
ンサ本体から前記反射面に照射したレーザ光の反射光を
前記センサ本体で受光して、レールの偏位量に相関する
センサ本体から反射面までの距離を測定するようになっ
ていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前記従来の
簡易型軌道検測車においては、センサ本体及び反射面か
らなる光学式距離センサが外部に露出していたため、反
射面にゴミや雨水などが付着してレールの偏位の検測デ
ータとして異常なデータを出力してしまう可能性がある
という問題があった。

【０００６】そこで、本発明は、このような問題点に対
処し、前記反射面に対するゴミや雨水の付着を防止で
き、以て、経時的な測定精度の劣化を回避でき、また、
降雨時の測定精度を確保できる簡易型軌道検測車の距離
センサ機構を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明による簡易型軌道検測車における距離センサ
機構は、レールの基準位置に対する偏位を測定する、セ
ンサ本体と反射面とからなる光学式距離センサを、走行
車輪を備えた車体上に備えて構成された簡易型軌道検測
車において、前記距離センサを囲うカバーを設ける構成
とした。

【０００８】そして、前記カバーが、前記センサ本体と
反射面とにそれぞれ設けられた一対の円筒状部材からな
り、前記一対の円筒状部材の一方が他方の開放部の内側
に嵌挿される状態を保持しつつ、前記レールの偏位に応
じて相対距離を変化させるよう構成することができる。
ここで、前記円筒状部材の一方に前記反射面を一体的に
設けることが好ましい。

【０００９】また、前記カバーが、レールの偏位に応じ
た前記センサ本体と前記反射面との相対距離の変化に応
じて伸縮しつつ前記距離センサを囲う変形カバー部を含
んで構成され、前記距離センサを閉じた空間内に収容す
るよう構成することができる。

【００１０】ここで、前記変形カバー部が、蛇腹状に形
成されることで、前記レールの偏位に応じて伸縮するよ
う構成することができる。また、前記変形カバー部が、
弾性部材で形成されることで、前記レールの偏位に応じ
て伸縮するよう構成することもできる。更に、前記変形
カバー部が、可撓性部材で形成されることで、前記レー
ルの偏位に応じて伸縮するよう構成しても良い。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明による
距離センサ機構を備えた簡易型軌道検測車の斜視図であ
る。この簡易型軌道検測車は、1.25ｍの測定弦に対応す
る長さの車体を有し、レール上を手押しにより走行させ
ることで、５項目の偏位（通り偏位，高低偏位，軌間偏
位，水準偏位，平面性偏位）を連続的に検測する装置で
ある。

【００１２】図に示す簡易型軌道検測車１は、左右のレ
ール２ａ，２ｂに沿って配設される一対の基準梁３ａ，
３ｂと、該基準梁３ａ，３ｂの中央部を連結する伸縮可
能な連結梁４と、前記一対の基準梁３ａ，３ｂそれぞれ
の両端部に支持され前記1.25ｍの測定弦を構成する４個
の走行車輪５ａ〜５ｄとからなるＨ型の車体を構成す
る。

【００１３】前記連結梁４は、該連結梁４及び基準梁３
ａ，３ｂの軸線を含む平面上において、前記基準梁３
ａ，３ｂを首振り可能に支持するものであり、かつ、コ
イルスプリング（図示省略）によって伸び方向に付勢さ
れている。ここで、各走行車輪５ａ〜５ｄの部分には、
レール２ａ，２ｂの頭部の内側側面に接触して回転する
案内車輪６ａ〜６ｄが設けられており、前記連結梁４が
伸び方向に付勢されることで、前記案内車輪６ａ〜６ｄ
がレール２ａ，２ｂの頭部の内側側面に押圧されるよう
になっている。

【００１４】前記基準梁３ａ，３ｂそれぞれの中央部に
は、図２に示すように、高低測定車輪７ａ，７ｂ及び通
り測定車輪８ａ，８ｂが設けられている。

【００１５】前記高低測定車輪７ａ，７ｂは、左右方向
に沿った回転軸に軸支され、かつ、前記回転軸が上下方
向に平行移動可能に前記基準梁３ａ，３ｂに対して支持
される。更に、前記高低測定車輪７ａ，７ｂが、コイル
スプリング９ａ，９ｂによってレール２ａ，２ｂの踏面
に対して押圧付勢されるようになっており、これによ
り、前記高低測定車輪７ａ，７ｂは、レール２ａ，２ｂ
の踏面の高低変化に追従して上下動しつつ、レール２
ａ，２ｂの踏面に接触して回転するようになっている。

【００１６】また、前記通り測定車輪８ａ，８ｂは、上
下方向に沿った回転軸に軸支され、かつ、前記回転軸が
左右方向に平行移動可能に前記基準梁３ａ，３ｂに対し
て支持される。更に、前記通り測定車輪８ａ，８ｂが、
コイルスプリング10ａ，10ｂによってレール２ａ，２ｂ
の頭部の内側側面に対して押圧付勢されるようになって
おり、これにより、前記通り測定車輪８ａ，８ｂは、レ
ール２ａ，２ｂの通り変化に追従して左右に移動しつ
つ、レール２ａ，２ｂの頭部の内側側面に接触して回転
するようになっている。

【００１７】ここで、前記基準梁３ａ，３ｂを基準位置
として、高低測定車輪７ａ，７ｂまでの距離を測定する
高低センサ11が設けられると共に（図３参照）、同じく
前記基準梁３ａ，３ｂを基準位置として、通り測定車輪
８ａ，８ｂまでの距離を測定する通りセンサ12が設けら
れている（図４参照）。

【００１８】更に、図４に示すように、前記連結梁４に
は、軌間の変化に応じた回転梁４の伸縮を測定すべく、
固定ロッド４ａを基準位置として伸縮ロッド４ｂまでの
距離を測定する軌間センサ13が設けられている。

【００１９】前記高低センサ11，通りセンサ12，軌間セ
ンサ13は、センサ本体と反射面とからなる光学式の距離
センサによって構成されている。即ち、図５に示すよう
に、基準位置側に設けたセンサ本体51と、高低測定車輪
７ａ，７ｂ，通り測定車輪８ａ，８ｂ，伸縮ロッド４ｂ
に形成された反射面52とから構成され、センサ本体51に
内蔵される半導体レーザ53から反射面52に向けてレーザ
を照射し、反射面52で反射したレーザビームを、センサ
本体51に設けられた受光レンズ54によって光位置検出素
子55上に結像させる。そして、センサ本体51から反射面
52までの距離に応じて変化する光位置検出素子55上での
レーザビームの結像位置を検出するものである。

【００２０】また、前記連結梁４には、水準センサ14が
固定されている。前記水準センサ14は、振子と、該振子
を駆動するコイルと、前記振子の変位を検出するセンサ
とからなり、加速度が加わって振り子が平衡点から変位
すると、その変位の信号を前記コイルにフィードバック
して振子の位置を前記平衡点に保持するように構成し、
前記コイルに流れる電流の大きさから加速度（傾斜角）
を測定する構成である。

【００２１】更に、前記高低測定車輪７ａ，７ｂには、
図２に示すように、該高低測定車輪７ａ，７ｂの回転数
によって走行距離を測定するための走行距離センサ15が
設けられている。

【００２２】前記各センサ11〜15から検出信号は、車体
上に固定されるデータ処理部16に送られ、ここで、1.25
ｍ測定弦に対応する通り偏位，高低偏位、及び、軌間偏
位，水準偏位，平面性偏位が算出されて記憶される。

【００２３】ここで、前記高低センサ11，通りセンサ1
2，軌間センサ13として用いられる光学式距離センサの
機構について詳細に説明する。尚、以下では、便宜上、
高低センサ11を代表例として説明するが、他の通りセン
サ12，軌間センサ13にも同様に適用されるものである。

【００２４】本実施の形態における前記距離センサに
は、図６〜図11に示すように、センサ本体51及び反射面
52を囲うカバーを設けてあり、以下、前記図６〜図11に
それぞれ示される前記カバーの実施形態について説明す
る。

【００２５】図６は、前記カバーの第１の実施形態を示
すものであり、センサ本体51の背面側を底部とする有底
筒状の本体カバー61と、両端が開放され一方端に取り付
けフランジ62ａが形成された筒状の反射面カバー62とに
よって構成される。

【００２６】前記本体カバー61は、レーザが射出され、
また、反射面52からの反射レーザを入射させるセンサ本
体51の光学面側を開放端として、センサ本体51の背面及
び周面を囲むように取り付けられるものであって、板金
によって形成される。また、前記反射面カバー62は、反
射面52が設けられる高低測定車輪７ａ，７ｂの台座部分
63に、反射面52を囲むようにフランジ62ａをネジ止めし
て取り付けられるものであって、前記本体カバー61と同
様に板金によって形成される。

【００２７】ここで、前記本体カバー61の内径よりも、
前記反射面カバー62の外径が小さくなるように構成さ
れ、取り付け状態で反射面カバー62の先端部分が本体カ
バー61の内側に嵌挿されると共に、高低測定車輪７ａ，
７ｂの移動範囲内では前記嵌挿状態を保持したまま、嵌
挿深さを変化させつつ本体カバー61と反射面カバー62と
の相対距離が変化するよう構成されている。

【００２８】上記構成によると、カバー内へのゴミや雨
水の進入を抑制でき、以て、反射面52に対するゴミや雨
水の付着によって距離測定結果が異常値を示すようにな
ることを防止できる。

【００２９】図７は、前記カバーの第２の実施形態を示
す図であり、前記図６に示した第１の実施形態に対し
て、本体カバー61の形状のみを変更してある。即ち、図
７に示す本体カバー61は、その下端にも壁部を有し、該
壁部にセンサ本体51が収容される部分の内径よりも小さ
い径の開口部61ａを形成させてあり、反射面カバー62の
先端部分が、前記開口部61ａに嵌挿されるようにしてあ
る。

【００３０】かかる構成によれば、反射面カバー62の外
周に対して最小隙間で対峙する本体カバー61の部分が、
壁面の厚さに相当する短い部分に限定されるので、反射
面カバー62と本体カバー61との相対角度に多少の傾きが
生じても、反射面カバー62と本体カバー61とが干渉する
ことなく、前記第１の実施形態に比して反射面カバー62
の外周と本体カバー61の内周との最小隙間をより小さく
できる。

【００３１】図８は、前記カバーの第３の実施形態を示
す図であり、前記図７に示した第２の実施形態に対し
て、前記反射カバー62を挽物で形成し、反射面カバー62
に対して反射面51を一体的に設ける構成としてある。即
ち、図８に示す反射面カバー62は、基端部に取り付け用
のフランジを有する有底筒状に形成され、該反射面カバ
ー62の底面にセラミックコーティグを施すなどして反射
面52を形成させてある。

【００３２】前記第２の実施形態の場合、台座部分63に
付着した雨水が、台座部分63と反射面カバー62との接触
面から反射面52の部分にしみ込む可能性があるが、上記
第３の実施形態によれば、たとえ台座部分63に雨水が付
着したとしても、この雨水が反射面52にしみ込んで距離
測定の精度を悪化させることはない。

【００３３】図９は、前記カバーの第４の実施形態を示
す図であり、この第４の実施形態においては、前記第１
の実施形態に示した本体カバー61と、第３の実施形態に
示した反射面52が一体的に形成された反射面カバー62と
を上下方向に一定の隙間を介して配設し、該本体カバー
61と反射面カバー62とをプラスチックやゴムなどによっ
て円筒蛇腹状に形成された蛇腹カバー65（変形カバー
部）によって連結させている。

【００３４】即ち、この第４の実施形態においては、前
記本体カバー61と反射面カバー62とが略同径に形成さ
れ、これらの間を連結するように蛇腹カバー65を前記本
体カバー61と反射面カバー62との開放端部分にそれぞれ
接続させてあり、高低測定車輪７ａ，７ｂ（反射面52）
の移動（本体カバー61と反射面カバー62との相対距離の
変化）に応じて前記蛇腹カバー65が伸縮する。

【００３５】上記構成によれば、センサ本体51及び反射
面52からなる距離センサが、閉じた空間内に収容される
ことになり、ゴミの進入をより確実に防止できる。尚、
図９に示す構成において、反射面カバー62を、第１，第
２の実施形態のような反射面52を別体とする板金製のも
のとしても良いが、図３に示したような反射面52を一体
的に備えるものを採用することで、雨水のしみ込みも確
実に防止できる。

【００３６】また、反射面カバー62を省略し、蛇腹カバ
ー65を直接台座部分63に接着したりネジ止めしたりして
も良いが、この場合も、台座部分63からの反射面52に対
する雨水のしみ込みが発生する可能性があり、図９に示
すように、反射面52を一体的に備える反射面カバー62を
用いることが好ましい。

【００３７】図10は、前記カバーの第５の実施形態を示
す図であり、この第５の実施形態においては、反射面カ
バー62の先端が本体カバー61の開放端の内側に嵌挿され
る構成であるが、本体カバー61の下端周縁に上端が当接
し、反射面カバー62の円筒部をその内側に収容して下端
が反射面カバー62のフランジ部62ａの上面に当接する、
ゴムやスポンジ等の弾性部材によって筒状に形成された
弾性カバー66（変形カバー部）を設け、高低測定車輪７
ａ，７ｂ（反射面52）の移動（本体カバー61と反射面カ
バー62との相対距離の変化）に応じて弾性カバー66がそ
の長さ方向に弾性変形するようにしてある。

【００３８】この場合も、センサ本体51及び反射面52か
らなる距離センサが、閉じた空間内に収容されることに
なり、ゴミの進入をより確実に防止でき、また、反射面
52を一体的に形成した反射面カバー62を採用すること
で、雨水のしみ込みも確実に防止できる。

【００３９】尚、上記第５の実施形態の場合、前記弾性
カバー66が常時弾性圧縮されている状態であれば、台座
部分63に対して弾性カバー66を密着させることが容易で
あるので、反射面カバー62を省略しても、必要十分に雨
水のしみ込みを防止することが可能である。

【００４０】図11は、前記カバーの第６の実施形態を示
す図であり、この第６の実施形態においては、前記第４
の実施形態に示した蛇腹カバー65に代えて、布のような
可撓性部材で筒状に形成した可撓性カバー67（変形カバ
ー部）を、前記本体カバー61と反射面カバー62との間に
弛みを持たせて掛け渡してあり、高低測定車輪７ａ，７
ｂ（反射面52）の移動（本体カバー61と反射面カバー62
との相対距離の変化）に応じて可撓性カバー67が撓むよ
うにしてある。

【００４１】この場合も、センサ本体51と反射面52とか
らなる距離センサが、閉じた空間内に配置されることに
なり、ゴミの進入をより確実に防止でき、また、反射面
52を一体的に形成した反射面カバー62を採用すること
で、雨水のしみ込みも確実に防止できる。

【００４２】また、上記第６の実施形態のように、布の
ような可撓性部材により形成される可撓性カバー67を用
いる構成の場合、可撓性カバー67が高低測定車輪７ａ，
７ｂの移動に対して大きな負荷となることがなく、高低
測定車輪７ａ，７ｂをレール踏面の偏位に対して応答良
く追従させて、測定精度を悪化させることがない。

【００４３】尚、簡易的には、前記可撓性カバー67を本
体カバー61の下端に吊るすようにして、前記可撓性カバ
ー67の下端を自由な状態にしても良い。このとき、セン
サ本体51と反射面52との相対距離が縮まったときに、台
座部分63に接する前記可撓性カバー67の下端部が周囲に
広がるように、前記可撓性カバーの下端部の周囲に縦方
向の切れ込みを入れておくか、下方ほど径が大きくなる
ように末広がりに形成しておき、前記可撓性カバーの下
端部が常に台座部分63或いは反射面カバー62のフランジ
部分に接するようにすることが好ましい。

【００４４】

【発明の効果】本発明は以上のように、レールの基準位
置に対する偏位を測定するセンサ本体と反射面とからな
る光学式距離センサを囲うカバーを設けたことにより、
反射面に対するゴミの付着及び雨水のしみ込みを抑止で
き、レールの偏位の測定精度を安定的に維持できるとい
う効果がある。

【００４５】また、前記カバーを相互に嵌挿される一対
の円筒状部材で構成することで、簡易な構成で反射面に
対するゴミの付着及び雨水のしみ込みを抑止できるとい
う効果がある。更に、反射面側を囲うカバー部材に反射
面を一体的に設けることで、より確実に雨水のしみ込み
を防止できるという効果がある。

【００４６】また、変形カバー部によってセンサ本体と
反射面との間の相対距離の変化に追従しつつ、センサ全
体を閉じた空間内に収容することで、ゴミの進入をより
確実に防止できるという効果がある。

【００４７】ここで、前記変形カバー部として蛇腹状の
部材を用いることで、センサ本体と反射面との間の相対
距離の変化に確実に追従し得る変形カバー部を実現で
き、また、前記変形カバー部としてゴムやスポンジなど
の弾性材料を用いることで、前記変形カバー部を容易に
実現でき、更に、前記変形カバー部として布などの可撓
性材料を用いることで、センサ本体と反射面との間の相
対距離の変化に大きな負荷とならずに、センサ全体を閉
じた空間内に収容できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態における簡易型軌道検測車
を示す斜視図である。

【図２】上記簡易型軌道検測車における高低測定車輪及
び通り測定車輪を示す部分拡大断面である。

【図３】上記簡易型軌道検測車における高低センサを示
す側面図である。

【図４】上記簡易型軌道検測車における高低センサ，通
りセンサ，軌間センサ，水準センサを示す正面図であ
る。

【図５】上記高低センサ，通りセンサ，軌道センサを構
成する光学式距離センサの動作原理を説明するための図
である。

【図６】上記光学式距離センサのカバーの第１の実施形
態を示す縦断面図である。

【図７】上記光学式距離センサのカバーの第２の実施形
態を示す縦断面図である。

【図８】上記光学式距離センサのカバーの第３の実施形
態を示す縦断面図である。

【図９】上記光学式距離センサのカバーの第４の実施形
態を示す縦断面図である。

【図10】上記光学式距離センサのカバーの第５の実施形
態を示す縦断面図である。

【図11】上記光学式距離センサのカバーの第６の実施形
態を示す縦断面図である。

【符号の説明】

１…簡易型軌道検測車 ２ａ，２ｂ…レール ３ａ，３ｂ…基準梁 ４…連結梁 ５ａ〜５ｄ…走行車輪 ６ａ〜６ｄ…案内車輪 ７ａ，７ｂ…高低測定車輪 ８ａ，８ｂ…通り測定車輪 11…高低センサ 12…通りセンサ 13…軌間センサ 14…水準センサ 51…センサ本体 52…反射面 61…本体カバー 62…反射面カバー 63…台座部分 65…蛇腹カバー 66…弾性カバー 67…可撓性カバー

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 レールの基準位置に対する偏位を測定す
   る、センサ本体と反射面とからなる光学式距離センサ
   を、走行車輪を備えた車体上に備えて構成された簡易型
   軌道検測車において、前記距離センサを囲うカバーを設
   けたことを特徴とする簡易型軌道検測車における距離セ
   ンサ機構。
2. 【請求項２】 前記カバーが、前記センサ本体と反射面
   とにそれぞれ設けられた一対の円筒状部材からなり、前
   記一対の円筒状部材の一方が他方の開放部の内側に嵌挿
   される状態を保持しつつ、前記レールの偏位に応じて相
   対距離を変化させるよう構成したことを特徴とする請求
   項１記載の簡易型軌道検測車における距離センサ機構。
3. 【請求項３】 前記円筒状部材の一方に前記反射面を一
   体的に設けたことを特徴とする請求項２記載の簡易型軌
   道検測車における距離センサ機構。
4. 【請求項４】 前記カバーが、レールの偏位に応じた前
   記センサ本体と前記反射面との相対距離の変化に応じて
   伸縮しつつ前記距離センサを囲う変形カバー部を含んで
   構成され、前記距離センサを閉じた空間内に収容するこ
   とを特徴とする請求項１記載の簡易型軌道検測車におけ
   る距離センサ機構。
5. 【請求項５】 前記変形カバー部が、蛇腹状に形成され
   ることで、前記レールの偏位に応じて伸縮するよう構成
   したことを特徴とする請求項４記載の簡易型軌道検測車
   における距離センサ機構。
6. 【請求項６】 前記変形カバー部が、弾性部材で形成さ
   れることで、前記レールの偏位に応じて伸縮するよう構
   成したことを特徴とする請求項４記載の簡易型軌道検測
   車における距離センサ機構。
7. 【請求項７】 前記変形カバー部が、可撓性部材で形成
   されることで、前記レールの偏位に応じて伸縮するよう
   構成したことを特徴とする請求項４記載の簡易型軌道検
   測車における距離センサ機構。