JP2001264042A - 鉄道用輪軸の主要寸法測定装置 - Google Patents
鉄道用輪軸の主要寸法測定装置Info
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- JP2001264042A JP2001264042A JP2000078412A JP2000078412A JP2001264042A JP 2001264042 A JP2001264042 A JP 2001264042A JP 2000078412 A JP2000078412 A JP 2000078412A JP 2000078412 A JP2000078412 A JP 2000078412A JP 2001264042 A JP2001264042 A JP 2001264042A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 輪軸の主要寸法の測定作業を自動化する。
【解決手段】 鉄道用輪軸１を定位置にて水平保持する
位置決め機構４1 ，４2，４3 と、位置決めされた輪軸
１の上方を水平移動しながら車輪１ａ，１ｂの踏面を一
次元的に走査し、その変位量の連続的変化から前記踏面
のプロフィールを検出するとともに上記軸方向の移動量
を検出する上部踏面センサ１７ａ，１７ｂと、位置決め
された輪軸１の下方にあって、車輪１ａ，１ｂの直径測
定位置Ｐを検出するとともに、該直径測定位置での変位
量を検出する下部踏面センサ１３1，１３2 ，１３3 と
を設ける。そして、上記上部踏面センサおよび下部踏面
センサの検出データにより、輪軸の主要寸法である両車
輪１ａ，１ｂの内面間距離、直径測定位置、フランジ外
面距離、フランジ高さ、車輪直径をそれぞれ算出する。
位置決め機構４1 ，４2，４3 と、位置決めされた輪軸
１の上方を水平移動しながら車輪１ａ，１ｂの踏面を一
次元的に走査し、その変位量の連続的変化から前記踏面
のプロフィールを検出するとともに上記軸方向の移動量
を検出する上部踏面センサ１７ａ，１７ｂと、位置決め
された輪軸１の下方にあって、車輪１ａ，１ｂの直径測
定位置Ｐを検出するとともに、該直径測定位置での変位
量を検出する下部踏面センサ１３1，１３2 ，１３3 と
を設ける。そして、上記上部踏面センサおよび下部踏面
センサの検出データにより、輪軸の主要寸法である両車
輪１ａ，１ｂの内面間距離、直径測定位置、フランジ外
面距離、フランジ高さ、車輪直径をそれぞれ算出する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、鉄道用輪軸の検
修作業等で行なわれる主要寸法の測定作業を自動化した
装置に関する。
修作業等で行なわれる主要寸法の測定作業を自動化した
装置に関する。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】車軸１ｃに左右の車輪
１ａ，１ｂを圧入してなる鉄道用輪軸１（図１参照）
は、レール曲線部の通過性能の向上や蛇行動の防止等の
諸条件から、その両車輪１ａ，１ｂの踏面１’形状が、
図１１に示すような最適な寸法に規定されている。
１ａ，１ｂを圧入してなる鉄道用輪軸１（図１参照）
は、レール曲線部の通過性能の向上や蛇行動の防止等の
諸条件から、その両車輪１ａ，１ｂの踏面１’形状が、
図１１に示すような最適な寸法に規定されている。
【０００３】このため、輪軸１の定期的な検修作業にお
いては、車輪１ａ，１ｂの踏面１’形状を中心とした主
要寸法の測定を実施して、上記の規定寸法に誤差が生じ
ているか否かの調査を行なっている。ここで主要寸法と
は、両車輪間の内面距離、所定距離（内面距離／２
＋６５ｍｍ）、フランジ外面距離（所定距離位置より
１０ｍｍ高い位置の輪軸中心線からの距離）、フラン
ジ頂点高さ、車輪直径の５項目を指し、輪軸にブレー
キディスクが付属している場合には、以上の５項目に
ブレーキディスクの厚さを加えたものを指す。
いては、車輪１ａ，１ｂの踏面１’形状を中心とした主
要寸法の測定を実施して、上記の規定寸法に誤差が生じ
ているか否かの調査を行なっている。ここで主要寸法と
は、両車輪間の内面距離、所定距離（内面距離／２
＋６５ｍｍ）、フランジ外面距離（所定距離位置より
１０ｍｍ高い位置の輪軸中心線からの距離）、フラン
ジ頂点高さ、車輪直径の５項目を指し、輪軸にブレー
キディスクが付属している場合には、以上の５項目に
ブレーキディスクの厚さを加えたものを指す。
【０００４】しかしながら、従来このような主要寸法の
測定は、作業員がノギス等を用いて手作業で行なってい
たため、作業能率が悪く、また個人差等による測定誤差
が生じ易く、精度にも問題があった。
測定は、作業員がノギス等を用いて手作業で行なってい
たため、作業能率が悪く、また個人差等による測定誤差
が生じ易く、精度にも問題があった。
【０００５】本発明は、このような問題を解決するため
になされたものであり、鉄道用輪軸の主要寸法が迅速か
つ精度よく測定できる装置の提供を目的とする。
になされたものであり、鉄道用輪軸の主要寸法が迅速か
つ精度よく測定できる装置の提供を目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の測定装置は、鉄道用輪軸を定位置にて水平保持する
位置決め機構と、位置決めされた輪軸の上方で、輪軸の
中心線を挟む左右対称位置に対で配置され、輪軸の軸方
向に水平移動しながら対応する車輪の踏面を一次元的に
走査し、その変位量の連続的変化から前記踏面のプロフ
ィールを検出するとともに上記軸方向の移動量を検出す
る上部踏面センサと、位置決めされた輪軸の下方で、輪
軸の中心線を挟む左右対称位置に対で配置され、対応す
る車輪の直径測定位置を検出するとともに、該直径測定
位置での変位量を検出する下部踏面センサとを備えてな
る。そして上記上部踏面センサおよび下部踏面センサの
検出データにより輪軸の主要寸法である両車輪の内面間
距離、直径測定位置、フランジ外面距離、フランジ高
さ、直径が自動的に測定できるようにしている。
明の測定装置は、鉄道用輪軸を定位置にて水平保持する
位置決め機構と、位置決めされた輪軸の上方で、輪軸の
中心線を挟む左右対称位置に対で配置され、輪軸の軸方
向に水平移動しながら対応する車輪の踏面を一次元的に
走査し、その変位量の連続的変化から前記踏面のプロフ
ィールを検出するとともに上記軸方向の移動量を検出す
る上部踏面センサと、位置決めされた輪軸の下方で、輪
軸の中心線を挟む左右対称位置に対で配置され、対応す
る車輪の直径測定位置を検出するとともに、該直径測定
位置での変位量を検出する下部踏面センサとを備えてな
る。そして上記上部踏面センサおよび下部踏面センサの
検出データにより輪軸の主要寸法である両車輪の内面間
距離、直径測定位置、フランジ外面距離、フランジ高
さ、直径が自動的に測定できるようにしている。
【０００７】上記の位置決め機構は、輪軸の両車輪の踏
面を支持する左右の支持部が、いずれも輪軸の軸直交方
向に平行に並ぶ対の駆動式回転ローラで形成され、支持
した輪軸を所要の角度に回転させる機能を備えているも
のが良い。
面を支持する左右の支持部が、いずれも輪軸の軸直交方
向に平行に並ぶ対の駆動式回転ローラで形成され、支持
した輪軸を所要の角度に回転させる機能を備えているも
のが良い。
【０００８】また、上部踏面センサには、レーザのスポ
ット光で車輪の踏面を一次元的に走査する非接触式変位
センサを使用し、下部踏面センサには、検出部が車輪の
直径測定位置に接触する接触式変位センサを使用するの
が好ましい。
ット光で車輪の踏面を一次元的に走査する非接触式変位
センサを使用し、下部踏面センサには、検出部が車輪の
直径測定位置に接触する接触式変位センサを使用するの
が好ましい。
【０００９】位置決めされた輪軸がブレーキディスク付
である場合には、該輪軸の上方で、輪軸の中心線を挟む
左右対称位置に対で配置されたディスク測定センサが、
対応するブレーキディスクに向かって下降しながら該デ
ィスクの両側面部を一定範囲で一次元的に走査し、その
変位量の連続的変化を検出することにより、両ブレーキ
ディスクの厚さが自動的に測定できるようにするのが良
い。
である場合には、該輪軸の上方で、輪軸の中心線を挟む
左右対称位置に対で配置されたディスク測定センサが、
対応するブレーキディスクに向かって下降しながら該デ
ィスクの両側面部を一定範囲で一次元的に走査し、その
変位量の連続的変化を検出することにより、両ブレーキ
ディスクの厚さが自動的に測定できるようにするのが良
い。
【００１０】上記のディスク測定センサには、レーザの
スポット光でブレーキディスクの両側面を一元的に走査
する非接触式変位センサを使用するのが好ましい。
スポット光でブレーキディスクの両側面を一元的に走査
する非接触式変位センサを使用するのが好ましい。
【００１１】
【発明の実施の形態】図１〜図４に示すように、本発明
に係る鉄道用輪軸の主要寸法測定装置は、輪軸１の搬送
レール２1 ，２2 ，２を上下左右から囲む矩形の枠状架
台３を形成し、該架台の下枠部３ａに輪軸の位置決め機
構４1 ，４2 ，４3 ，と下部踏面センサ１３1 , １
３2 , １３3 を設け、同架台３の上枠部３ｂに上部踏面
センサ１７ａ, １７ｂとディスク測定センサ２１ａ，２
１ｂを設けた構造になっている。
に係る鉄道用輪軸の主要寸法測定装置は、輪軸１の搬送
レール２1 ，２2 ，２を上下左右から囲む矩形の枠状架
台３を形成し、該架台の下枠部３ａに輪軸の位置決め機
構４1 ，４2 ，４3 ，と下部踏面センサ１３1 , １
３2 , １３3 を設け、同架台３の上枠部３ｂに上部踏面
センサ１７ａ, １７ｂとディスク測定センサ２１ａ，２
１ｂを設けた構造になっている。
【００１２】すなわち、輪軸１の搬送レール２1 ，
２2 ，２3 は、２1 と２2 の間隔が狭軌道幅に、２1 と
２3 の間隔が標準軌道幅に設定してあり、測定する輪軸
１がいずれの軌道幅を使用するものであっても測定でき
るようになっている。
２2 ，２3 は、２1 と２2 の間隔が狭軌道幅に、２1 と
２3 の間隔が標準軌道幅に設定してあり、測定する輪軸
１がいずれの軌道幅を使用するものであっても測定でき
るようになっている。
【００１３】架台３の下枠部３ａ上面に設けられ、上記
各搬送レール２1 ，２2 ，２3 ，の外側下方に位置する
位置決め機構４1 ，４2 ，４3 は、輪軸１を測定位置に
保持するものであり、測定する輪軸１が狭軌道幅のもの
である場合は４1 と４2 が対で作動し、測定する輪軸１
が想像線で示す標準軌道幅のものである場合は４1 と４
3 が対で作動するようになっている。
各搬送レール２1 ，２2 ，２3 ，の外側下方に位置する
位置決め機構４1 ，４2 ，４3 は、輪軸１を測定位置に
保持するものであり、測定する輪軸１が狭軌道幅のもの
である場合は４1 と４2 が対で作動し、測定する輪軸１
が想像線で示す標準軌道幅のものである場合は４1 と４
3 が対で作動するようになっている。
【００１４】これらの位置決め機構４1 ，４2 ，４
3 は、輪軸１の車輪踏面を支持するツインローラ５ａ，
５ｂと、その取り付け基盤６、昇降用油圧シリンダ７、
リニアゲージ８等で構成してあり、油圧シリンダ７のロ
ッドを伸長させると、ツインローラ５ａ，５ｂがレール
の上方一定高さに上昇し、輪軸１を車輪踏面１’で支持
するようになっている。ツインローラ５ａ，５ｂは、一
方５ａが減速機９を介して油圧モータ１０で直接回転さ
れる駆動ローラ、他方５ｂが伝導ベルト１１を介して回
転される従動ローラであり、その回転方向および回転速
度が油圧モータ１０の操作で自在に切り換えられ、回転
数が油圧モータ１０に組み込まれたエンコーダ１２で検
出されるようになっている。したがって、ツインローラ
５ａ，５ｂを回転させると、これに支持された輪軸１を
回転させることができる。しかもエンコーダ１２の検出
する回転数から輪軸１の回転角度が割り出されるので、
輪軸１を所定の角度に回転させることができる。なお、
架台３の左右の垂直枠部３ｃ，３ｄに対峙させて設置し
てある光電スイッチ２５，２５は、輪軸１が位置決めす
る測定位置にあるか否かを検出するものである。
3 は、輪軸１の車輪踏面を支持するツインローラ５ａ，
５ｂと、その取り付け基盤６、昇降用油圧シリンダ７、
リニアゲージ８等で構成してあり、油圧シリンダ７のロ
ッドを伸長させると、ツインローラ５ａ，５ｂがレール
の上方一定高さに上昇し、輪軸１を車輪踏面１’で支持
するようになっている。ツインローラ５ａ，５ｂは、一
方５ａが減速機９を介して油圧モータ１０で直接回転さ
れる駆動ローラ、他方５ｂが伝導ベルト１１を介して回
転される従動ローラであり、その回転方向および回転速
度が油圧モータ１０の操作で自在に切り換えられ、回転
数が油圧モータ１０に組み込まれたエンコーダ１２で検
出されるようになっている。したがって、ツインローラ
５ａ，５ｂを回転させると、これに支持された輪軸１を
回転させることができる。しかもエンコーダ１２の検出
する回転数から輪軸１の回転角度が割り出されるので、
輪軸１を所定の角度に回転させることができる。なお、
架台３の左右の垂直枠部３ｃ，３ｄに対峙させて設置し
てある光電スイッチ２５，２５は、輪軸１が位置決めす
る測定位置にあるか否かを検出するものである。
【００１５】各位置決め機構４1 ，４2 ，４3 の基盤６
上面には、それぞれ下部踏面センサ１３1 ，１３2 ，１
３3 が設けてある。これらの下部踏面センサは、図５に
示すように、輪軸１の主要寸法の一つである車輪直径Φ
の測定において、その対応する車輪（例えば１ａ）の直
径測定位置Ｐを検出するとともに、該直径測定位置Ｐで
の踏面１’とレール（例えば２1 ）天場間の距離変位量
Δｔを検出するものである。
上面には、それぞれ下部踏面センサ１３1 ，１３2 ，１
３3 が設けてある。これらの下部踏面センサは、図５に
示すように、輪軸１の主要寸法の一つである車輪直径Φ
の測定において、その対応する車輪（例えば１ａ）の直
径測定位置Ｐを検出するとともに、該直径測定位置Ｐで
の踏面１’とレール（例えば２1 ）天場間の距離変位量
Δｔを検出するものである。
【００１６】図示例の下部踏面センサ１３1 ，１３2 ，
１３3 は、いずれも図６及び図７に示すように、空気圧
にて上下に伸縮するスピンドル１３ａを、案内台１４の
先端に立設した構造となっている。すなわち、案内台１
４は、前記基盤６上面のツインローラ５ａ，５ｂ間中央
部を、空気圧シリンダ１５の作動により、位置決めされ
た輪軸１の軸Ｘ方向へスライドし、該案内台の後端に立
設してある基準出しプレート１６が車輪（例えば１ｂ）
の外側面に接触すると停止するように設けてある。一
方、前記スピンドル１３ａは、基準出しプレート１６と
定距離（車輪全幅が１２５ｍｍの場合は６０ｍｍ）を置
いて、案内台１４の先端に立設してある。したがって、
案内台１４をスライドさせ、基準出しプレート１６が車
輪１ｂの外側面に接触すると、スピンドル１３ａが自動
的に車輪１ａの直径測定位置（フランジ１’’内面から
６５ｍｍの位置）Ｐを検出する。そして、直径測定位置
Ｐに位置するスピンドル１３ａを空気圧で伸長し、その
先端が車輪１ｂ踏面１’に接触したときの移動量から、
前記した距離変位量Δｔを直接的に検出するのである。
１３3 は、いずれも図６及び図７に示すように、空気圧
にて上下に伸縮するスピンドル１３ａを、案内台１４の
先端に立設した構造となっている。すなわち、案内台１
４は、前記基盤６上面のツインローラ５ａ，５ｂ間中央
部を、空気圧シリンダ１５の作動により、位置決めされ
た輪軸１の軸Ｘ方向へスライドし、該案内台の後端に立
設してある基準出しプレート１６が車輪（例えば１ｂ）
の外側面に接触すると停止するように設けてある。一
方、前記スピンドル１３ａは、基準出しプレート１６と
定距離（車輪全幅が１２５ｍｍの場合は６０ｍｍ）を置
いて、案内台１４の先端に立設してある。したがって、
案内台１４をスライドさせ、基準出しプレート１６が車
輪１ｂの外側面に接触すると、スピンドル１３ａが自動
的に車輪１ａの直径測定位置（フランジ１’’内面から
６５ｍｍの位置）Ｐを検出する。そして、直径測定位置
Ｐに位置するスピンドル１３ａを空気圧で伸長し、その
先端が車輪１ｂ踏面１’に接触したときの移動量から、
前記した距離変位量Δｔを直接的に検出するのである。
【００１７】架台３の上枠部３ｂ下面側に設けられた左
右一対の上部踏面センサ１７ａ，１７ｂは、非接触で対
象物までの距離を検出するレーザ変位センサであり、図
８に示すように、半導体レーザのスポット光を一定距離
から対象物表面に照射し、その反射光を別角度から受光
して観測面上に結像させ、対象物表面が変位した場合に
は、これに応じて変化する上記観測面上の結像の位置の
変位量から、対象物表面の距離変位量を検出する仕組み
のものである。
右一対の上部踏面センサ１７ａ，１７ｂは、非接触で対
象物までの距離を検出するレーザ変位センサであり、図
８に示すように、半導体レーザのスポット光を一定距離
から対象物表面に照射し、その反射光を別角度から受光
して観測面上に結像させ、対象物表面が変位した場合に
は、これに応じて変化する上記観測面上の結像の位置の
変位量から、対象物表面の距離変位量を検出する仕組み
のものである。
【００１８】これらの上部踏面センサ１７ａ，１７ｂ
は、サーボモータ１８で駆動されるボールねじの送り機
構１９により、位置決めされた輪軸１の対応する車輪１
ａ，１ｂ上方を、輪軸１の軸Ｘに沿って矢印のように左
右へ水平移動するように設けられている。したがって、
これらの両センサ１７ａ，１７ｂを、それぞれ輪軸１の
両車輪１ａ，１ｂ間で、輪軸１の中心線Ｙを挟む左右対
称な測定開始位置にセットし、各車輪１ａ，１ｂの上方
を水平移動させると、これらの踏面１’が同時に一次元
的に走査される。すなわち、図５に示すように、両セン
サ１７ａ，１７ｂの検出する各車輪１ａ，１ｂ踏面１’
までの距離変位量Δｙの連続的な変化により、各車輪１
ａ，１ｂごとの踏面１’のプロフィール（断面形状）が
求められる。また、このプロフィールに対応した両セン
サ１７ａ，１７ｂの測定開始位置からの水平移動量Δｘ
が、各サーボモータ１８の位置制御により連続的に検出
される。
は、サーボモータ１８で駆動されるボールねじの送り機
構１９により、位置決めされた輪軸１の対応する車輪１
ａ，１ｂ上方を、輪軸１の軸Ｘに沿って矢印のように左
右へ水平移動するように設けられている。したがって、
これらの両センサ１７ａ，１７ｂを、それぞれ輪軸１の
両車輪１ａ，１ｂ間で、輪軸１の中心線Ｙを挟む左右対
称な測定開始位置にセットし、各車輪１ａ，１ｂの上方
を水平移動させると、これらの踏面１’が同時に一次元
的に走査される。すなわち、図５に示すように、両セン
サ１７ａ，１７ｂの検出する各車輪１ａ，１ｂ踏面１’
までの距離変位量Δｙの連続的な変化により、各車輪１
ａ，１ｂごとの踏面１’のプロフィール（断面形状）が
求められる。また、このプロフィールに対応した両セン
サ１７ａ，１７ｂの測定開始位置からの水平移動量Δｘ
が、各サーボモータ１８の位置制御により連続的に検出
される。
【００１９】なお、上部踏面センサ１７ａ，１７ｂは、
狭軌道とを標準軌道いずれを使用する輪軸１の測定にも
対応できるように、一方のセンサ１７ｂの水平送りねじ
機構１９を、他方のセンサ１７ａの送りねじ機構１９よ
りも長く形成してある。
狭軌道とを標準軌道いずれを使用する輪軸１の測定にも
対応できるように、一方のセンサ１７ｂの水平送りねじ
機構１９を、他方のセンサ１７ａの送りねじ機構１９よ
りも長く形成してある。
【００２０】上部踏面センサ１７ａ，１７ｂで検出され
た輪軸両車輪１ａ，１ｂの踏面１’のプロフィールおよ
び水平移動量Δｘのデータは、これに対応する前記下部
踏面センサ１３1 ，１３2 が検出する両車輪１ａ，１ｂ
の距離変位量Δｔのデータとともに、演算器（図示せ
ず）に出力される。演算器では、これらの入力データに
基づいて、輪軸の主要寸法を求める演算処理が行なわれ
る。
た輪軸両車輪１ａ，１ｂの踏面１’のプロフィールおよ
び水平移動量Δｘのデータは、これに対応する前記下部
踏面センサ１３1 ，１３2 が検出する両車輪１ａ，１ｂ
の距離変位量Δｔのデータとともに、演算器（図示せ
ず）に出力される。演算器では、これらの入力データに
基づいて、輪軸の主要寸法を求める演算処理が行なわれ
る。
【００２１】すなわち、輪軸の主要寸法とは、図９に示
す内面距離、所定距離、フランジ外面距離、フ
ランジ高さ、車輪直径の５項目であり、内面距離
は、両車輪１ａ，１ｂの踏面１’プロフィールからフラ
ンジ１’’内面を検出したときの位置（Δｘ）を求め
る。所定距離は、所定距離＝内面距離／２＋６５ｍｍ
の式により、両車輪１ａ，１ｂの直径測定位置Ｐをで
求めた内面距離から求める。フランジ外面距離は、
で求めた直径測定位置Ｐの高さ（Δｙ）より１０ｍｍ高
い位置の輪軸中心線Ｙからの距離を求める。フランジ
高さは、踏面プロフィールの頂点位置の高さ（Δｙ）
と、直径測定位置Ｐの高さ（Δｙ）との差を求める。
車輪直径Φは、上部踏面センサの検出する直径測定位置
Ｐの高さ（Δｙ）と、下部踏面センサの検出する直径測
定位置Ｐの高さ（Δｔ）とを、既定値であるＬ（上部踏
面センサとレール天場間の距離：図５参照）から差し引
いて求める。このようにして求められた主要寸法の各測
定値は、ディスプレイ表示されるとともに、プリンタで
印刷される。
す内面距離、所定距離、フランジ外面距離、フ
ランジ高さ、車輪直径の５項目であり、内面距離
は、両車輪１ａ，１ｂの踏面１’プロフィールからフラ
ンジ１’’内面を検出したときの位置（Δｘ）を求め
る。所定距離は、所定距離＝内面距離／２＋６５ｍｍ
の式により、両車輪１ａ，１ｂの直径測定位置Ｐをで
求めた内面距離から求める。フランジ外面距離は、
で求めた直径測定位置Ｐの高さ（Δｙ）より１０ｍｍ高
い位置の輪軸中心線Ｙからの距離を求める。フランジ
高さは、踏面プロフィールの頂点位置の高さ（Δｙ）
と、直径測定位置Ｐの高さ（Δｙ）との差を求める。
車輪直径Φは、上部踏面センサの検出する直径測定位置
Ｐの高さ（Δｙ）と、下部踏面センサの検出する直径測
定位置Ｐの高さ（Δｔ）とを、既定値であるＬ（上部踏
面センサとレール天場間の距離：図５参照）から差し引
いて求める。このようにして求められた主要寸法の各測
定値は、ディスプレイ表示されるとともに、プリンタで
印刷される。
【００２２】なお、図示例では、これらの測定値は、輪
軸１を位置決め機構により１２０度ずつ回転させて３回
測定した結果の平均値で表示し、より高精度の測定値が
得られるようにしている。
軸１を位置決め機構により１２０度ずつ回転させて３回
測定した結果の平均値で表示し、より高精度の測定値が
得られるようにしている。
【００２３】また、図示例の装置には、測定する輪軸１
の両車輪がブレーキディスク付である場合に、両ブレー
キディスク２０ａ，２０ｂの厚みを測定する対のディス
クセンサ２１ａ，２１ｂが設けてある。これらのディス
クセンサ２１ａ，２１ｂは、上枠部３ｂの前面部に並べ
て配置してあり、いずれも別個のサーボモータ２２1，
２２2 で制御される縦横２系統のボールねじ送り機構２
３1 ，２３2 により、矢印で示すように、位置決めされ
た輪軸１に対して上下に昇降し、かつ輪軸１の軸Ｘ上方
を左右へ水平移動するようになっている。また各ディス
クセンサ２１ａ，２１ｂは、対応するブレーキディスク
２０ａ，２０ｂの上部を覆うハット形に形成されたヘッ
ド２４の両垂直部下端に、図８で説明した上部踏面セン
サと同様の２個のレーザ変位センサ２１1 ，２１2 を対
峙させて取り付けた構造になっている。
の両車輪がブレーキディスク付である場合に、両ブレー
キディスク２０ａ，２０ｂの厚みを測定する対のディス
クセンサ２１ａ，２１ｂが設けてある。これらのディス
クセンサ２１ａ，２１ｂは、上枠部３ｂの前面部に並べ
て配置してあり、いずれも別個のサーボモータ２２1，
２２2 で制御される縦横２系統のボールねじ送り機構２
３1 ，２３2 により、矢印で示すように、位置決めされ
た輪軸１に対して上下に昇降し、かつ輪軸１の軸Ｘ上方
を左右へ水平移動するようになっている。また各ディス
クセンサ２１ａ，２１ｂは、対応するブレーキディスク
２０ａ，２０ｂの上部を覆うハット形に形成されたヘッ
ド２４の両垂直部下端に、図８で説明した上部踏面セン
サと同様の２個のレーザ変位センサ２１1 ，２１2 を対
峙させて取り付けた構造になっている。
【００２４】すなわち、これらのディスクセンサ２１
ａ，２１ｂは、それぞれ対応するブレーキディスク２０
ａ，２０ｂの直上へ水平移動させた後、垂直に下降させ
る。そして、図５に示すように、各ブレーキディスクに
あらかじめ設定登録してある一定の測定範囲Ｓを、２個
の対峙するレーザ変位センサ２１1 ，２１2 で両側から
一次元的に走査し、これらの検出する距離変位量Δｗ
１，Δｗ２の連続的な変化から、該測定範囲Ｓの連続的
な厚みＷを演算器に貯蔵してある式［Ｗ＝既定値Ｄ−
（Δｗ１＋Δｗ２）：Ｄは図５に示すセンサ２１1 ，２
１2 間の距離］により求めるのである。
ａ，２１ｂは、それぞれ対応するブレーキディスク２０
ａ，２０ｂの直上へ水平移動させた後、垂直に下降させ
る。そして、図５に示すように、各ブレーキディスクに
あらかじめ設定登録してある一定の測定範囲Ｓを、２個
の対峙するレーザ変位センサ２１1 ，２１2 で両側から
一次元的に走査し、これらの検出する距離変位量Δｗ
１，Δｗ２の連続的な変化から、該測定範囲Ｓの連続的
な厚みＷを演算器に貯蔵してある式［Ｗ＝既定値Ｄ−
（Δｗ１＋Δｗ２）：Ｄは図５に示すセンサ２１1 ，２
１2 間の距離］により求めるのである。
【００２５】図示例では、このようにして求められたデ
ィスク厚Ｗの測定値を基にして、ディスクの取り替え基
準と、ディスクの削正基準が演算されるようになってい
る。ディスクの取り替え基準は、測定範囲Ｓにおけるデ
ィスク厚Ｗの測定値の内から最小値を選択して、これを
取り替え基準値とするものである。また、ディスクの削
正基準は、図１０示すように、ディスクの測定範囲Ｓ内
において、片面ごとに、距離変位量の最大値から最小値
を差し引き（Δｗ１max −Δｗ１min ），（Δｗ２max
−Δｗ２min ）、これを削正基準値とするものである。
ィスク厚Ｗの測定値を基にして、ディスクの取り替え基
準と、ディスクの削正基準が演算されるようになってい
る。ディスクの取り替え基準は、測定範囲Ｓにおけるデ
ィスク厚Ｗの測定値の内から最小値を選択して、これを
取り替え基準値とするものである。また、ディスクの削
正基準は、図１０示すように、ディスクの測定範囲Ｓ内
において、片面ごとに、距離変位量の最大値から最小値
を差し引き（Δｗ１max −Δｗ１min ），（Δｗ２max
−Δｗ２min ）、これを削正基準値とするものである。
【００２６】なお、ディスクの取り替え基準値および削
正基準値は、いずれも輪軸１を位置決め機構により１２
０度ずつ回転させて３回測定した結果の平均値とし、よ
り高精度の測定値が得られるようにしている。
正基準値は、いずれも輪軸１を位置決め機構により１２
０度ずつ回転させて３回測定した結果の平均値とし、よ
り高精度の測定値が得られるようにしている。
【００２７】上記の如く構成された装置により、輪軸１
の主要寸法を測定するには、測定しようとする輪軸１を
装置の架台３内に搬入する。そして、輪軸１が測定位置
に有るのを光電スイッチ２５，２５が検出すると、位置
決め機構により輪軸１の位置決めが行なわれる。このと
き、搬入される輪軸１が、図示例のように狭軌道２1，
２2を使用するものである場合は、これに対応する位置
決め機構４1，４2が対で作動して、輪軸１を測定位置に
位置決めする。位置決めされた輪軸１は、その両車輪１
ａ，１ｂがツインローラ５ａ，５ｂにより支持され、軌
道上方に水平保持された状態となる。
の主要寸法を測定するには、測定しようとする輪軸１を
装置の架台３内に搬入する。そして、輪軸１が測定位置
に有るのを光電スイッチ２５，２５が検出すると、位置
決め機構により輪軸１の位置決めが行なわれる。このと
き、搬入される輪軸１が、図示例のように狭軌道２1，
２2を使用するものである場合は、これに対応する位置
決め機構４1，４2が対で作動して、輪軸１を測定位置に
位置決めする。位置決めされた輪軸１は、その両車輪１
ａ，１ｂがツインローラ５ａ，５ｂにより支持され、軌
道上方に水平保持された状態となる。
【００２８】次に、上部踏面センサ１７ａ，１７ｂが、
それぞれの測定開始位置（両車輪１ａ，１ｂ間で、輪軸
の中心線Ｙを挟む左右対称位置）へ水平移動する。この
ときの移動は、測定に影響しないので、サーボモータ１
８の制御により比較的高速（０．５ｍｍピッチ以上）で
行なわれる。各センサ１７ａ，１７ｂが測定開始位置ま
で移動すると、移動速度が低速（０，１ｍｍピッチ程
度）に制御される。そして、これらのセンサ１７ａ，１
７ｂが、対応する各車輪１ａ，１ｂの上方を低速で水平
走行しながら、測定開始位置からの水平方向の移動量Δ
ｘと、踏面１’までの垂直方向の距離変位量Δｙを連続
的に検出することにより、各車輪１ａ，１ｂ踏面１’の
プロフィールが求められる。このプロフィールは、踏面
１’のフランジ１’’エッジ部からフランジ頂部を経て
直径測定位置Ｐに到るまで測定される。
それぞれの測定開始位置（両車輪１ａ，１ｂ間で、輪軸
の中心線Ｙを挟む左右対称位置）へ水平移動する。この
ときの移動は、測定に影響しないので、サーボモータ１
８の制御により比較的高速（０．５ｍｍピッチ以上）で
行なわれる。各センサ１７ａ，１７ｂが測定開始位置ま
で移動すると、移動速度が低速（０，１ｍｍピッチ程
度）に制御される。そして、これらのセンサ１７ａ，１
７ｂが、対応する各車輪１ａ，１ｂの上方を低速で水平
走行しながら、測定開始位置からの水平方向の移動量Δ
ｘと、踏面１’までの垂直方向の距離変位量Δｙを連続
的に検出することにより、各車輪１ａ，１ｂ踏面１’の
プロフィールが求められる。このプロフィールは、踏面
１’のフランジ１’’エッジ部からフランジ頂部を経て
直径測定位置Ｐに到るまで測定される。
【００２９】上記踏面プロフィールの測定途中におい
て、下部踏面センサ１３1 ，１３2 が、それぞれ対応す
る車輪１ａ，１ｂの直径測定位置Ｐの直下に案内され
る。そして、そのスピンドル１３ａの先端が空気圧で伸
長し、踏面１’に接触すると、踏面１’とレール天場間
の距離変位量Δｔが検出される。
て、下部踏面センサ１３1 ，１３2 が、それぞれ対応す
る車輪１ａ，１ｂの直径測定位置Ｐの直下に案内され
る。そして、そのスピンドル１３ａの先端が空気圧で伸
長し、踏面１’に接触すると、踏面１’とレール天場間
の距離変位量Δｔが検出される。
【００３０】上部踏面センサ１７ａ，１７ｂの検出する
変位量Δｘ，Δｙのデータ（踏面プロフィール）および
下部踏面センサ１３1，１３2の検出する変位量Δｔのデ
ータは、演算器に出力して記憶させてある。演算器で
は、これらの入力データを基にして、主要寸法である
内面距離、所定距離、フランジ外面距離、フラン
ジ高さ、車輪直径の各寸法値を演算する。
変位量Δｘ，Δｙのデータ（踏面プロフィール）および
下部踏面センサ１３1，１３2の検出する変位量Δｔのデ
ータは、演算器に出力して記憶させてある。演算器で
は、これらの入力データを基にして、主要寸法である
内面距離、所定距離、フランジ外面距離、フラン
ジ高さ、車輪直径の各寸法値を演算する。
【００３１】輪軸１にブレーキディスクが付いている場
合は、次に、ディスク測定センサ２１ａ，２１ｂが、そ
れぞれ対応するブレーキディスク２０ａ，２０ｂの直上
位置に水平移動し、さらに各ディスク２０ａ，２０ｂに
向けて垂直下降を開始する。そして、各ディスクに設定
された測定範囲Ｓを、対のレーザ変位センサ２１1 ，２
１2 が両側から一次元的に走査する。これにより、上記
測定範囲Ｓ両面の距離変位量Δｗ１．Δｗ２が連続的に
検出され、その検出値が演算器に出力されて、測定範囲
Ｓの厚さＷが演算される。同時に、ディスクの取り替え
基準値と削正基準値が演算される。なお、ディスク測定
センサ２１ａ，２１ｂは、水平移動を高速（０，５ｍｍ
ピッチ以上）で行い、下降移動は測定範囲Ｓに到達する
までを高速で、測定範囲Ｓの上限位置から下限位置まで
を低速（０，１ｍｍピッチ）で行なうようにしてある。
合は、次に、ディスク測定センサ２１ａ，２１ｂが、そ
れぞれ対応するブレーキディスク２０ａ，２０ｂの直上
位置に水平移動し、さらに各ディスク２０ａ，２０ｂに
向けて垂直下降を開始する。そして、各ディスクに設定
された測定範囲Ｓを、対のレーザ変位センサ２１1 ，２
１2 が両側から一次元的に走査する。これにより、上記
測定範囲Ｓ両面の距離変位量Δｗ１．Δｗ２が連続的に
検出され、その検出値が演算器に出力されて、測定範囲
Ｓの厚さＷが演算される。同時に、ディスクの取り替え
基準値と削正基準値が演算される。なお、ディスク測定
センサ２１ａ，２１ｂは、水平移動を高速（０，５ｍｍ
ピッチ以上）で行い、下降移動は測定範囲Ｓに到達する
までを高速で、測定範囲Ｓの上限位置から下限位置まで
を低速（０，１ｍｍピッチ）で行なうようにしてある。
【００３２】このようにして１回目の主要寸法およびブ
レーキディスク厚さの測定が完了すると、位置決め機構
４1 ，４2 のツインローラ５ａ，５ｂを駆動して輪軸１
を１２０度回転させ、異なる断面における２回目の同様
の測定を行なう。そして、２回目の測定が完了したな
ら、さらに輪軸１を１２０度回転させて、異なる断面に
おける３回目の同様の測定を行なう。このようにして測
定された各主要寸法およびブレーキディスク厚さの３回
の測定値は、いずれも演算器において平均値化されてデ
ィスプレイ表示されるとともに、プリントアウトされ
る。
レーキディスク厚さの測定が完了すると、位置決め機構
４1 ，４2 のツインローラ５ａ，５ｂを駆動して輪軸１
を１２０度回転させ、異なる断面における２回目の同様
の測定を行なう。そして、２回目の測定が完了したな
ら、さらに輪軸１を１２０度回転させて、異なる断面に
おける３回目の同様の測定を行なう。このようにして測
定された各主要寸法およびブレーキディスク厚さの３回
の測定値は、いずれも演算器において平均値化されてデ
ィスプレイ表示されるとともに、プリントアウトされ
る。
【００３３】
【発明の効果】以上に説明したとおり、本発明の測定装
置によれば、従来ノギス等を用いて手作業で行なわれて
いた輪軸の各主要寸法の測定およびブレーキディスク厚
さの寸法測定を自動的に行なうことができる。したがっ
て、この種の寸法測定に要する時間と労力を大幅に削減
し得るとともに、常に測定誤差のない高精度の測定結果
を得ることができる。
置によれば、従来ノギス等を用いて手作業で行なわれて
いた輪軸の各主要寸法の測定およびブレーキディスク厚
さの寸法測定を自動的に行なうことができる。したがっ
て、この種の寸法測定に要する時間と労力を大幅に削減
し得るとともに、常に測定誤差のない高精度の測定結果
を得ることができる。
【図１】本発明に係る測定装置の一例を示す正面図であ
る。
る。
【図２】図１の平面図である。
【図３】図１のＡ−Ａ側面図である。
【図４】図１のＢ−Ｂ側面図である。
【図５】本発明装置における各種センサの動作および検
出する変位量を説明する模式図である。
出する変位量を説明する模式図である。
【図６】下部踏面センサを説明する要部拡大正面図であ
る。
る。
【図７】下部踏面センサを説明する要部拡大平面図であ
る。
る。
【図８】レーザ変位センサの原理を説明する模式図であ
る。
る。
【図９】輪軸の主要寸法を説明する図である。
【図１０】ブレーキディスクの削正基準値を説明する図
である。
である。
【図１１】車輪踏面の標準的な規定形状を説明する図で
ある。
ある。
１ 輪軸 １ａ，１ｂ 車輪 ２1 ，２2 ，２3 レール ４1 ，４2 ，４3 位置決め機構 １３1 ，１３2 ，１３3 下部踏面センサ １３ａ スピンドル １４ 案内台 １７ａ，１７ｂ 上部踏面センサ ２０ａ，２０ｂ ブレーキディスク ２１ａ，２１ｂ ディスク測定センサ ２１1 ，２１2 ディスク測定センサを構成する対のレ
ーザ変位センサ
ーザ変位センサ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山中 増男 大阪府大阪市此花区島屋５丁目１番109号 住金関西工業株式会社内 Ｆターム(参考） 2F065 AA00 AA01 AA21 AA24 AA26 AA30 CC12 DD06 FF09 FF11 GG04 JJ05 JJ16 MM04 MM07 PP22 QQ21 SS06 2F069 AA01 AA31 AA39 AA42 AA44 AA46 BB27 DD15 DD16 DD25 GG01 GG04 GG07 GG58 GG59 GG63 HH09 JJ06 JJ17 MM02 MM40 PP01 QQ07
Claims (5)
- 【請求項１】鉄道用輪軸を定位置にて水平保持する位置
決め機構と、位置決めされた輪軸の上方で、輪軸の中心
線を挟む左右対称位置に対で配置され、輪軸の軸方向に
水平移動しながら対応する車輪の踏面を一次元的に走査
し、その変位量の連続的変化から前記踏面のプロフィー
ルを検出するとともに上記軸方向の移動量を検出する上
部踏面センサと、位置決めされた輪軸の下方で、輪軸の
中心線を挟む左右対称位置に対で配置され、対応する車
輪の直径測定位置を検出するとともに、該直径測定位置
での変位量を検出する下部踏面センサとを備えてなり、
上記上部踏面センサおよび下部踏面センサの検出データ
により輪軸の主要寸法である両車輪の内面間距離、直径
測定位置、フランジ外面距離、フランジ高さ、直径が自
動的に測定できるようにしたことを特徴とする鉄道用輪
軸の主要寸法測定装置。 - 【請求項２】上部踏面センサは、レーザのスポット光で
車輪の踏面を一次元的に走査する非接触式変位センサで
あり、下部踏面センサは、検出部が車輪の直径測定位置
に接触する接触式変位センサである請求項１に記載の鉄
道用輪軸の主要寸法測定装置。 - 【請求項３】位置決めされた輪軸がブレーキディスク付
である場合に、該輪軸の上方で、輪軸の中心線を挟む左
右対称位置に対で配置されたディスク測定センサが、対
応するブレーキディスクに向かって下降しながら該ディ
スクの両側面部を一定範囲で一次元的に走査し、その変
位量の連続的変化を検出することにより、両ブレーキデ
ィスクの厚さが自動的に測定できるようにしたことを特
徴とする請求項１または２に記載の鉄道用輪軸の主要寸
法測定装置。 - 【請求項４】ディスク測定センサは、レーザのスポット
光でブレーキディスクの両側面を一元的に走査する非接
触式変位センサである請求項１または２、３に記載の鉄
道用輪軸の主要寸法測定装置。 - 【請求項５】位置決め機構は、輪軸を両車輪の踏面部で
支持するものであり、両車輪の踏面と接する支持部が、
いずれも輪軸の軸直交方向に並ぶ対の駆動式回転ローラ
で形成され、支持した輪軸を所要の角度に回転させる機
能を備えていることを特徴とする請求項１または２、
３、４に記載の鉄道用輪軸の主要寸法測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000078412A JP4402245B2 (ja) | 2000-03-21 | 2000-03-21 | 鉄道用輪軸の主要寸法測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000078412A JP4402245B2 (ja) | 2000-03-21 | 2000-03-21 | 鉄道用輪軸の主要寸法測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001264042A true JP2001264042A (ja) | 2001-09-26 |
| JP4402245B2 JP4402245B2 (ja) | 2010-01-20 |
Family
ID=18595827
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000078412A Expired - Lifetime JP4402245B2 (ja) | 2000-03-21 | 2000-03-21 | 鉄道用輪軸の主要寸法測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4402245B2 (ja) |
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002264608A (ja) * | 2001-03-09 | 2002-09-18 | Sumikin Kansai Kogyo Kk | 車輪の仮圧入設備 |
| JP2008209174A (ja) * | 2007-02-26 | 2008-09-11 | Sumitomo Kinzoku Technol Kk | 鉄道用車輪の寸法測定装置 |
| CN105157583A (zh) * | 2015-09-16 | 2015-12-16 | 北京新联铁科技股份有限公司 | 一种车轴轴颈长度测量系统 |
| CN105758350A (zh) * | 2016-04-22 | 2016-07-13 | 浙江工业大学 | 一种洗衣机离合器机芯的检测设备 |
| CN108016864A (zh) * | 2018-01-20 | 2018-05-11 | 浙江爱易特智能技术有限公司 | 一种全自动内心轮检测生产线 |
| CN109353370A (zh) * | 2018-12-12 | 2019-02-19 | 湖大海捷(湖南)工程技术研究有限公司 | 一种非接触式钢轨波磨与轮廓检测装置 |
| CN109732308A (zh) * | 2019-03-07 | 2019-05-10 | 江苏瑞铁轨道装备股份有限公司 | 一种轮对压装过程中的动态补偿方法 |
| CN109969227A (zh) * | 2018-01-10 | 2019-07-05 | 深圳市行知达科技有限公司 | 轮对检测装置、高铁轮对检测装置与动车轮对检测装置 |
| JP2020197473A (ja) * | 2019-06-04 | 2020-12-10 | 株式会社ダイフク | 車輪径計測装置 |
| CN112389497A (zh) * | 2019-08-12 | 2021-02-23 | 天津泰恒电气科技有限公司 | 一种对铁路进行连续扫描检测的装置 |
| CN113188490A (zh) * | 2020-01-14 | 2021-07-30 | 齐齐哈尔四达铁路设备有限责任公司 | 轮对尺寸自动检测机 |
| CN118528094A (zh) * | 2024-07-26 | 2024-08-23 | 常州富益德精密机械有限公司 | 一种皮带轮的加工设备 |
-
2000
- 2000-03-21 JP JP2000078412A patent/JP4402245B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN109969227A (zh) * | 2018-01-10 | 2019-07-05 | 深圳市行知达科技有限公司 | 轮对检测装置、高铁轮对检测装置与动车轮对检测装置 |
| CN109969227B (zh) * | 2018-01-10 | 2024-04-26 | 深圳市行知达科技有限公司 | 轮对检测装置、高铁轮对检测装置与动车轮对检测装置 |
| CN108016864A (zh) * | 2018-01-20 | 2018-05-11 | 浙江爱易特智能技术有限公司 | 一种全自动内心轮检测生产线 |
| CN109353370B (zh) * | 2018-12-12 | 2023-11-10 | 湖南高创海捷工程技术有限公司 | 一种非接触式钢轨波磨与轮廓检测装置 |
| CN109353370A (zh) * | 2018-12-12 | 2019-02-19 | 湖大海捷(湖南)工程技术研究有限公司 | 一种非接触式钢轨波磨与轮廓检测装置 |
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| JP7014204B2 (ja) | 2019-06-04 | 2022-02-01 | 株式会社ダイフク | 車輪径計測装置 |
| JP2020197473A (ja) * | 2019-06-04 | 2020-12-10 | 株式会社ダイフク | 車輪径計測装置 |
| CN112389497A (zh) * | 2019-08-12 | 2021-02-23 | 天津泰恒电气科技有限公司 | 一种对铁路进行连续扫描检测的装置 |
| CN113188490A (zh) * | 2020-01-14 | 2021-07-30 | 齐齐哈尔四达铁路设备有限责任公司 | 轮对尺寸自动检测机 |
| CN118528094A (zh) * | 2024-07-26 | 2024-08-23 | 常州富益德精密机械有限公司 | 一种皮带轮的加工设备 |
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