JP2003278102A - レール変動量測定方法と、レール変動量及びレールの遊間測定方法と、それら測定に使用される測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 手作業で行われているために作業能率の悪い
ロングレールの変動量測定を、遊間測定と同様に高速走
行列車で測定できるようにすることが望まれている。 【解決手段】 車上の送信機から送信される駆動信号に
よってレール側方のレーザ発振器を駆動して、それから
水糸代替レーザ光を出力し、その水糸代替レーザ光を、
車上の受光センサで受光して水糸代替信号を出力する。
レールのポンチマーク代替物と遊間／ロング識別体とを
車上の識別センサにより検知してポンチマーク代替信号
と遊間／ロング判別信号とを出力する。遊間／ロング判
別信号により遊間測定とロング測定を切り替え、車上の
レーザ・ドップラ・センサからドップラ信号を出力し、
車上の遊間識別センサから遊間識別信号を出力し、遊間
／ロング判別信号によりロング測定に切替わると水糸代
替信号とポンチマーク代替信号とドップラ信号とにより
ロングレールの変動量を計測し、遊間測定に切替わると
遊間測定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は鉄道用ロングレール
の変動量(可動区間の伸縮量及びふく進量)測定方法と、
ロングレールの変動量と鉄道用定尺レールの遊間とを一
台の測定装置で同時に測定可能なレール変動量及びレー
ルの遊間測定方法と、それら測定に使用される測定装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】鉄道用レールには通常の長さの定尺レー
ルと、ロングレール（通常２００ｍ以上）とがある。定
尺レールの継目には遊間がある。ロングレールは継目に
遊間がなく、受レールとトングレールとが突き合わされ
ている。いずれにしても鉄道用レールは外気温度の変化
に伴って伸縮する。その伸縮により、定尺レールの場合
は遊間長が伸縮する。ロングレールの場合はレール両端
部（可動区間）が伸縮する。ロングレール中央部(不動
区間）は、本来は外気温度の変化ではレールの伸縮も移
動も発生しないはずであるが、車両の推進力や制動力、
或は衝撃とか他の物理的原因によりレール全体が移動す
る場合がある。レール全体の移動は「ふく進」と称さ
れ、その移動量は「ふく進量」と称されている。

【０００３】遊間が小さ過ぎるとレールの僅かな伸びで
遊間がなくなり、いわゆる盲遊間となる。この状態でレ
ールが更に温度上昇するとレールはそれ以上伸びること
ができないため、レールの内部に大きな軸圧が生じ、レ
ール座屈の原因となる。逆に、遊間が大き過ぎると、車
両が遊間を通過する際に大きな衝撃力が生じて乗り心地
が悪くなるばかりでなく、軌道に継目落ちが生じて継目
の軌道破壊が促進される。この状態でレール温度が低下
すると遊間は更に大きくなり、遊間が開口限度に達した
以後は継目板ボルトにレールの収縮による力がかかり、
継目板ボルトが破断することになる。

【０００４】上記問題やレール張り出し事故等を防止す
るため、遊間は適正な間隔にしておく必要がある。その
ため従来から遊間管理が行われている。遊間管理は遊間
測定、遊間の判定、不良箇所の遊間整正という一連の作
業を通じて常に良好な状態に遊間を保つようにしてい
る。

【０００５】ロングレールの場合は、伸縮継目で異常伸
縮が発生すると、軌間拡大や軌間縮小が発生したり、不
動区間に軸圧が付加されてレールの張り出し（座屈）が
発生し、伸縮継目や座屈箇所で乗り心地が悪くなった
り、脱線したりする虞れがある。それらを予防するため
に鉄道各社では、前記伸縮量を定期的に測定してレール
管理を行っている。また、ふく進量が一定量を超えると
レールが座屈変形して車両が脱線することがあるため、
不動区間におけるふく進量も定期的に測定してレール管
理を行っている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】前記遊間測定は高速走
行列車にセンサと信号処理器を搭載して自動測定が行わ
れている。この自動測定は従来の手作業による測定に比
して効率がよく、特別問題はない。ロングレールの変動
量測定は依然として手作業により行われている。昨今は
継目のある定尺レールと継目のないロングレールとが混
在して敷設されているため、ロングレールの変動量測定
も遊間測定と同様に、高速走行列車で測定できるように
することが望まれている。更に、ロングレールの変動量
と遊間とが一台の測定装置で同時に測定できるようにな
ると、測定作業の効率が飛躍的に向上する。しかし、そ
のような測定方法や測定装置は未だに開発されていな
い。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の目的は、レール
上を走行する車両（例えば営業列車や測定専用列車、測
定用トロッコ等）内でレール変動量の測定を行うことが
でき、又、レール変動量と遊間の測定を一台で同時に行
うことができ、メンテナンスの手間がかからず、ローコ
ストである測定方法とその測定装置を提供し、レールを
適正に管理できるようにすることにある。

【０００８】本件発明のレール変動量測定方法は、図１
の車上の送信機１から送信される駆動信号ａにより、レ
ール２の側方に固定された基準物３に取り付けてあるレ
ーザ発振器４を駆動して、それから水糸代替レーザ光５
を出力し、その水糸代替レーザ光５をレール２を走行す
る車上の受光センサ７で受光して水糸代替信号を出力
し、レール２に取り付けたポンチマーク代替物８を車上
の識別センサ９により検知してポンチマーク代替信号を
出力する。また、車上のレーザ・ドップラ・センサ１２
からドップラ信号を出力し、前記水糸代替信号とポンチ
マーク代替信号とドップラ信号とによりロングレールの
変動量を計測する方法である。前記測定において、車上
の温度センサ１５によりポンチマーク代替物８付近のレ
ール温度を測定し、その測定値によりレール変動量の計
測値を判定することもできる。前記測定において、車上
のレーザ・ドップラ・センサ１２により車両の移動距離
をも検知し、それに基づいて基準物３、ポンチマーク代
替物８等の位置も算出できるようにした。前記測定にお
いて水糸代替レーザ光５をレール２の上下方向に縦長と
した。

【０００９】本件発明のレール変動量測及び遊間測定方
法は、車上の送信機１から送信される駆動信号ａによ
り、レール２の側方に固定された基準物３に取り付けて
あるレーザ発振器４を駆動して、それから水糸代替レー
ザ光５を出力し、その水糸代替レーザ光５を、レール２
上を走行する車上の受光センサ７で受光して水糸代替信
号を出力する。また、レール２に取り付けたポンチマー
ク代替物８と遊間／ロング識別体１１（図４）とを車上
の識別センサ９により検知して、同センサ９よりポンチ
マーク代替信号と、遊間／ロング判別信号とを出力す
る。この遊間／ロング判別信号により遊間測定とロング
測定に切替え、前記車上のレーザ・ドップラ・センサ１
２からドップラ信号を出力し、車上の遊間識別センサ１
３からレール２の各継目における遊間の幅に応じた遊間
識別信号を出力する。前記遊間／ロング判別信号により
ロング測定に切替えられたときは、前記水糸代替信号と
ポンチマーク代替信号とドップラ信号とによりロングレ
ールの変動量を計測し、遊間測定に切替えられたとき
は、各遊間識別信号のパルス幅を前記ドップラ信号によ
り測定して遊間を測定する方法である。前記測定におい
て、車上の温度センサ１５によりポンチマーク代替物
８、遊間位置付近のレール温度を測定し、その測定値に
よりレール変動量の計測値および遊間計測値を判定する
こともできる。車上のレーザ・ドップラ・センサ１２に
より車両の移動距離をも検知し、それに基づいて、ロン
グレール測定の場合は基準物３、ポンチマーク代替物８
等の位置を算出し、遊間測定の場合はレール長及び遊間
の位置を測定することもできる。前記測定において、水
糸代替レーザ光５をレール２の上下方向に縦長とし、遊
間識別用レーザ光１４をレール２の幅方向に細長とする
のが適する。

【００１０】本件発明のレール変動量測定装置は、レー
ル２の近くに固定した基準物３に取り付けられたレーザ
発振器４と、レールに取り付けたポンチマーク代替物８
とが地上に設置されている。また、前記レーザ発振器４
を発光させるための駆動信号ａを送信する送信機１と、
レーザ発振器４から出力される水糸代替レーザ光５を受
光して水糸代替信号を出力する受光センサ７と、前記ポ
ンチマーク代替物８を検知してポンチマーク代替信号を
出力する識別センサ９と、ドップラ信号を出力するレー
ザ・ドップラ・センサ１２と、前記水糸代替信号とポン
チマーク代替信号とドップラ信号とによりロングレール
の変動量を計測する信号処理器１７が車両６に搭載され
ている。車両６にポンチマーク代替物８付近のレール温
度を測定する温度センサ１５をも搭載することができ
る。車上の送信機１はレーザを発する光学式又は電波を
発する無線式とすることができる。

【００１１】本発明のレール変動量及びレールの遊間測
定装置は、レール２の近くに固定した基準物３に取り付
けられたレーザ発振器４と、レールに取り付けたポンチ
マーク代替物８と、遊間／ロング識別体１１が地上に設
置されている。また、前記レーザ発振器４を発光させる
ための駆動信号を送信する送信機１と、レーザ発振器４
から出力される水糸代替レーザ光５を受光して水糸代替
信号を出力する受光センサ７と、前記ポンチマーク代替
物８と遊間／ロング識別体１１とを検知して、ポンチマ
ーク代替信号と遊間／ロング判別信号とを出力する識別
センサ９と、遊間／ロング判別信号により遊間測定とロ
ングレール測定に切替える切替え回路２１と、ドップラ
信号を出力するレーザ・ドップラ・センサ１２と、レー
ル２の継目における遊間の幅に応じたパルス幅の遊間識
別信号を出力する遊間識別センサ１３と、遊間計測時に
前記ドップラ信号と遊間識別信号により遊間を計測し、
ロングレール測定時に前記水糸代替信号とポンチマーク
代替信号とドップラ信号とによりロングレールの変動量
を計測する信号処理器１７が車両６に搭載されたもので
ある。この測定装置においては車両６にポンチマーク代
替物８、遊間位置付近のレール温度を測定する温度セン
サ１５を搭載することもできる。また、ポンチマーク代
替物８を検知してポンチマーク代替信号を出力する識別
センサ９とは別に、遊間／ロング識別体１１を検知して
遊間／ロング判別信号を出力する遊間／ロング判別セン
サを設けることもできる。前記遊間／ロング識別体１１
は左右のレールのいずれか一方又は双方におけるロング
レールと定尺レールの境界付近に設ける。遊間／ロング
識別体１１は幅の異なる部材とし、又は幅が異なる部材
或いは幅が同じ部材を二以上組み合わせて形成して、そ
の幅の違いから遊間／ロングの判別を可能とする。遊間
／ロング識別体１１が左右のレールに取り付けられたと
きは、両レールの遊間／ロング識別体１１の論理積によ
っても遊間／ロングを判別可能とした。車上の送信機１
はレーザを発する光学式又は電波を発する無線式とする
ことができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】（レールの変動量測定方法と、変
動量及び遊間測定方法の実施形態）本発明は定尺レール
とロングレールとが混在して敷設されている場合に、定
尺レールとロングレールとを自動的に識別して、ロング
レールの変動量を計測することができ、また、ロングレ
ールの変動量と定尺レールの継目の遊間とを一台の装置
で同時に測定することもできるようにした測定方法であ
る。

【００１３】前記遊間測定は、列車に搭載した遊間識別
センサからの遊間識別信号と、列車に搭載したレーザ・
ドップラ・センサからのレーザ・ドップラ信号とに基づ
いて行うようにした。

【００１４】前記ロングレールの変動量測定は、測定の
基準となる水糸の代わりに水糸代替レーザを使用し、計
測点であるレールのポンチマークの代わりに、レールに
取り付けたポンチマーク代替物(例えば鉄片)を使用し、
列車に搭載した識別センサにより、ポンチマーク代替物
を識別したポンチマーク代替信号と、水糸代替レーザを
受光センサで受光した水糸代替信号とを検知し、それら
信号に基づいて計測するようにした。

【００１５】以下に本発明のレール変動量測定方法の一
例を説明する。 （１）レール２(図１）を走行する車両６（図３）に搭
載された送信機１から駆動信号（レーザ光或は電波：図
１ａ）を送信して、レール２の側方に固定されている基
準物（基準杭）３に取り付けてあるレーザ発振器（レー
ザポインタ）４に送信する。 （２）前記送信によりレーザ発振器４から水糸代替レー
ザ光５（図１）が出力され、レール２を挟んでレーザ発
振器４と反対側に設けられている基準物３に取り付けて
ある遮光板１８に向けて照射される。この水糸代替レー
ザ光５は車両に搭載された受光センサ７で受光され、受
光センサ７から測定の始点となる水糸代替信号（図５
）が出力される。 （３）車両６の走行が進行すると、車両６に搭載されて
いる識別センサ９（図１）が、レール２に取り付けてあ
るポンチマーク代替物８（図１）を検知してポンチマー
ク代替信号（図５）を出力する。 （４）識別センサ９は、レール２に取り付けてある幅の
異なる遊間／ロング識別体１１（図４）をも検知し、検
知した遊間／ロング識別体１１の幅に基づいて、遊間区
間とロングレール区間を判別し、遊間／ロング判別信号
を出力する。この遊間／ロング判別信号に基づいて遊間
／ロング切替回路が遊間測定とロングレールの変動量測
定とに切替える。 （５）前記水糸代替信号（図５）と、ポンチマーク代
替信号（図５）とを合成して合成信号（図５）を作
る。 （６）車両に搭載されたレーザ・ドップラ・センサ１２
（図１）から常時ドップラ信号（一定距離間隔のパル
ス）を出力する。 （７）車両に搭載された遊間識別センサ１３（図３）か
ら定尺レールの遊間の幅に対応した遊間識別信号を出力
する。 （８）遊間／ロング切替回路が遊間測定に切替えられて
いるときは、遊間識別信号のパルス幅を前記ドップラ信
号のパルス数に基づいて計測し、遊間幅を測定する。 （９）遊間／ロング切替回路がロングレール測定に切替
えられているときは、合成信号中の水糸代替信号（図５
）と、ポンチマーク代替信号（図５）と、前記ドッ
プラ信号のパルス数に基づいてロングレールの変動量を
計測する。 （１０）検知されたデータや測定されたデータは信号処
理器１７（図１）に接続されているパソコンやＩＣカー
ドに入力され、保存される。

【００１６】（レールの遊間及び変動量測定装置の実施
形態）本発明の前記測定方法に使用される測定装置の実
施形態を以下に説明する。以下の説明ではロングレー
ル、定尺レール、他の長さのレールといった、あらゆる
長さのレールを単にレールと記す。ポンチマーク代替物
８（図１）を検知する識別センサ９（図１）は、遊間／
ロング識別体１１（図４）を検知する遊間／ロング判別
センサと別のものとすることができるが、この実施形態
は識別センサ９が遊間／ロング判別センサと兼用の場合
である。

【００１７】図１の左右のレール２は道床Ｅに敷設され
ている。レール２は図４のようにロングレール２（２
ａ）と定尺レール２（２ｂ）とが混在して敷設されてお
り、ロングレール２の軸方向一端には図５のように受レ
ールＢが、他端にはトングレールＣが溶接されている。

【００１８】これらレール２にはポンチマーク代替物８
（図１）がレール２の外側に突出するように取付けられ
ている。その取付け位置は図５のように、左右のレール
２に表示されている既存のポンチマークＰの両外側又は
その近くとしてある。ポンチマーク代替物８には細長の
鉄片とか、金属片や耐候性を有する樹脂板等に反射剤を
塗布したものとか、それらに反射テープを張り付けたも
の等々とすることができる。そのサイズは特に制約はな
いが、列車に搭載されている識別センサ９で識別し易い
サイズがよく、例えば、幅20mm、長さ50〜60mm程度がよ
い。ポンチマーク代替物８の形状、取付け位置、取付け
方法、材質等は種々考えられる。ポンチマーク代替物８
はレール２の側面とか、他の位置に溶接、接着剤、磁石
といった任意の取付け手段で取付けることができる。

【００１９】図４のようにロングレールの両端（ロング
レールと定尺レールの境界付近）には遊間／ロング識別
体１１が取り付けられている。遊間／ロング識別体１１
は幅の異なるものを２種類用意し、その一方をロングレ
ール２の一端に、他方をロングレール２の他端に取り付
ける。一例としては幅40mmのものと60mmのものを用意
し、その一方をロングレール２の一端に、他方を他端に
取り付ける。このようにすることにより、列車が上り走
行の場合は、図４の左側の40mmの遊間／ロング識別体１
１が識別センサ９で検知されたら、それより先はロング
レール区間（図４（ｂ））と判別され、60mmの遊間／ロ
ング識別体１１が識別センサ９で検知されたらそれより
先は定尺区間、すなわち、遊間のある区間(遊間区間)と
判別されるようにしてある。列車が下り走行の場合は前
記とは逆に、60mmの遊間／ロング識別体１１が検知され
たらそれより先はロング区間と判別され、40mmの遊間／
ロング識別体１１が検知されたらそれより先は遊間区間
（図４（ｃ））と判別される。図４（ａ）では、ロング
レールの両端に取り付けられる遊間／ロング識別体１１
に、幅の異なる部材、例えば金属片を単体で使用してあ
るが、遊間／ロング識別体１１は幅の異なる部材又は幅
の同じ部材を複数個組合わせて形成することできる。そ
の場合は組合わされた部材のトータルの幅に基づいて遊
間／ロングを判別することができ、判別が確実になり、
誤動作しにくくなる。遊間／ロング識別体１１として幅
の異なる部材を単体で使用する場合も、幅の異なる部材
や同じ部材を組み合わせて使用する場合も、ロングレー
ル２の両端に取付けられる遊間／ロング識別体１１は異
なる幅とする。遊間／ロング識別体１１は左右のレール
のいずれか一方にだけ取り付けることも、双方に取り付
けることもできる。遊間／ロング識別体１１を左右のレ
ールに取り付けたときは両レールの遊間／ロング識別体
１１の論理積によって遊間／ロングを判別することがで
き、より一層、精度の高い判別が可能となる。

【００２０】図１のように、左右のレール２の外側で、
レール２を挟んだ対向位置には基準物３が固定されてい
る。基準物３には従来から設置されている基準杭とか、
基準杭の代わりに新たに設置した他のものが使用され
る。基準物３は図２のように、対向するポンチマーク代
替物８を結んだ線上から少し（数ｃｍ程度）ずれた位置
に設置してある。基準物３の形状、材質、寸法等は種々
考えられる。一例として図１に示す基準物３は縦長の杭
であり、左右のレール２の外側に固定してある。基準物
３はレールを挟んで対向する２つのポンチマーク代替物
８を結んだ線上の位置に固定することもできる。

【００２１】図１のようにレール２を挟んで対向位置に
固定されている基準物３のうち、一方の基準物３の上面
にはレーザ発振器（レーザポインタ）４が取り付けら
れ、他方の基準物３の上面には遮光板１８が取付けられ
ている。レーザ発振器４の仕様は特に限定されないが、
電流消費が少なく、長期間(例えば3年程度）メンテナン
スが不要であり、防水型のものが望ましい。例えば次の
ようなものを使用することができる。 レーザ波長：670mm 出力 ：10mw ビーム形状：出射端面から2.0mにおいてライン長35mm、
ライン幅1mmの縦長（車両の上下動に対応できるように
するため） 動作電流 ：65mA 動作電圧 ：3.0V 出射時間 ：駆動信号受信後約10秒間連続出射

【００２２】レーザ発振器４は車両６（図３）に搭載さ
れている送信機１から送信される駆動信号ａを受信する
とスイッチが作動し、乾電池から電源が供給されて、水
糸代替レーザ光５（図１）が出力されるようにしてあ
る。この水糸代替レーザ光５は図１のようにレール２を
挟んだ対向位置の他方の基準物３の遮光板１８に向けて
照射されて、左右の基準物３を結ぶ線上に位置し、従来
の水糸の代用となるようにしてある。

【００２３】レール２の上を走行する車両６（図３）に
は、レーザ発振器４を発光させるための信号を送信する
送信機１（レーザポインタ駆動装置)と、レーザ発振器
４から出力される水糸代替レーザ光５（図１）を受ける
受光センサ７と、レール２に取り付けてあるポンチマー
ク代替物８を識別する識別センサ９（遊間／ロング識別
体１１を検知して遊間／ロング判別信号を出力する遊間
／ロング識別センサと兼用）と、レーザ光をレール２又
は車両６の車輪１９に照射してレール２又は車輪１９か
ら反射する反射光を受けてドップラ信号を出力するレー
ザ・ドップラ・センサ１２と、レーザ光をレール２又は
車両６の車輪１９に照射してレール２又は車輪１９から
反射する反射光を受光して、定尺レールの遊間幅に対応
したパルス幅の遊間信号を出力する遊間識別センサ１３
と、ポンチマーク代替物８付近のレール温度を測定する
温度センサ１５と、前記の各種センサからの信号に基づ
いてレール変動量、レール長、遊間等を算出する信号処
理器１７と、その他の必要な機器が搭載されている。前
記識別センサ９、遊間識別センサ１３、温度センサ１５
は、左右のレール用に二つずつ設置してある。送信機
１、受光センサ７、識別センサ９、レーザ・ドップラ・
センサ１２、遊間識別センサ１３、温度センサ１５、信
号処理器１７は次のような構成にしてある。

【００２４】送信機１は基準体３に取り付けられている
レーザポインタ４を駆動するためのトリガ信号（駆動信
号）を送信するためのものであり、レーザを出力する光
学式、電波を出力する無線式のいずれでも使用すること
ができる。

【００２５】受光センサ７はレーザポインタ４から出射
される水糸代替レーザ光５を受けて信号処理器１７に水
糸代替信号（図５）を送るものである。水糸代替信号
は基準物３の位置を示す信号であり、水糸の代わりとな
る。受光センサ７の取付け位置は図６のようにレール２
の幅方向中心付近として、車両の傾きに対する誤差を軽
減できるようにするのがよい。ちなみに車両の傾きは最
大で２°である。図６において車両の傾きｌが大きくな
ると受光センサ７の位置がずれる。レールが複線の場合
は、レーザポインタ４が取り付けられる基準物３がレー
ル２の外側の基準物３と決まっているため、受光センサ
７は進行方向左右のいずれから投光されても受光可能で
なければならない。また、受光センサ７には高速応答が
要求される。120km/hで1mmを測定するには0.1mm程度の
応答でなければならない。このためには約3μs以下の応
答が必要となる。

【００２６】図１の識別センサ９はポンチマーク代替物
８と遊間／ロング識別体１１とを検知するセンサであ
る。このセンサも高速応答が必要である。例えば、120k
m/hで0.1mmの応答が必要である。この識別センサ９には
図７のような反射型センサを使用することができる。こ
の場合、外乱光を防止して高速応答を実現するために、
レーザ光に高周波（数10MHz）の変調がかかっているこ
とが必要である。識別センサ９はポンチマーク代替物８
を検知したときはポンチマーク代替信号を出力する。ま
た、遊間／ロング識別体１１を検知したときは遊間／ロ
ング判別信号を出力する。この場合、遊間／ロング識別
体１１の幅から遊間区間とロング区間を判別する。

【００２７】図１のレーザ・ドップラ・センサ１２は図
８のようにレール２の上面（被測定物）１０（車両の車
輪でも可）にドップラ用レーザ光ｃを照射して、その散
乱光がドップラ効果により元の光周波数よりもずれるこ
とを利用して車輪の回転速度を測定し、車輪の周速に比
例した周波数に変換し、ドップラ信号（距離パルス:0.1
mm/p：図９）を出力するものである。このドップラ信
号がレール変動量測定の基準パルスとなり、また、列車
移動距離（キロ程）計測の基準パルスとなる。

【００２８】図１のレーザ・ドップラ・センサ１２は、
図８のようにレーザ光源３０から出射されるレーザ光ｃ
をビームスプリッタＢＳで二分して、走行する車輪面や
レールといった被測定物１０に交差角φで照射するよう
にしてある。この場合、被測定物１０からの散乱光ｄは
光電変換器（ＡＰＤ）でヘテロダイン検波される。この
とき光電変換器から得られるドップラ信号の周波数は次
式で示される。

【００２９】

【数１】 ｆ_d：ドップラ周波数 ν：被測定物の表面速度 λ：レーザ波長 φ：ビ−ム交差角 Δθ：ビ−ム法線と被測定物の直角からのずれ角 前記式のようにドップラ周波数f_dは走行する被測定物の
表面速度νに比例した周波数となる。このため、ある時
間におけるドップラ周波数のパルス数を積算すれば、そ
の時間における被測定物の長さを求めることができる。
前記パルス間隔はビ−ム交差角φとレーザの波長λとに
より定まる。

【００３０】図１の遊間識別センサ１３はレール２の上
面に遊間識別用レーザ光を照射し、その反射光に基づい
て遊間を検出すると共に、その遊間の幅に対応したパル
ス幅の遊間識別信号（図１５）を出力するものであ
る。この遊間識別信号は各レール２の後端部の位置で立
ち下がり、先端部の位置で立ち上がるようにしてある。
この立ち下り、立ち上りは遊間識別センサを搭載した列
車の走行スピ−ドや、必要な分解能等に高速応答（例え
ば2μsec）できるようにするため急峻であることが望ま
しい。そのためにはレール２の上面に照射される遊間識
別用レーザ光のビ−ム径を絞る必要がある。ビ−ム径を
絞り過ぎるとレール２の上面の凸凹とか、細かい傷等に
より乱反射して遊間からの反射光との識別が難しくなる
ので絞り過ぎないようにする。また、ビ−ム径を絞り過
ぎると、レール２の上面からの反射光の面積が狭くなる
ため、レール２が傾斜してレール２の上面に照射される
遊間識別用レーザ光の照射角度が例えば5.6°（曲線部
で最大カウント105mmの状態）以上に大きくなると、レ
ール上面からの反射光が遊間識別センサから外れて同セ
ンサに受光されないことがある。そこで本発明では遊間
識別用レーザ光のビ−ム径をレール２の幅方向に横長に
して、前記傾き照射角度が5.6°以上になっても、レー
ル２からの反射光が遊間識別センサに確実に受光され
て、遊間がある箇所では遊間識別信号が確実に出力され
るようにしてある。

【００３１】図１、図３の温度センサ１５にはポンチマ
ーク代替物８付近（図１のレール内側スカート部１６）
のレール温度を非接触で測定できるものが好ましく、一
例としては非接触式の赤外線放射温度計が適する。

【００３２】前記した受光センサ７、識別センサ９、レ
ーザ・ドップラ・センサ１２、遊間識別センサ１３、温
度センサ１５は、図１０のように信号処理器１７と接続
されている。

【００３３】信号処理器１７は図１０のように制御回路
３１、温度コントローラ３２、ドップラ信号処理器３
３、電源回路３４、カウンタ（I）、カウンタ（II）、
カウンタ（III）を備えて、各種センサから得られた信
号を処理し、遊間、レール変動量、温度等を計測し、計
測した各種データをＩＣカード、メモリーカード等の記
録媒体に記録し、パソコンに出力するものである。前記
の各種回路、カウンタ、パソコン等には電源回路３４を
通して必要な電源（＋Ｂ）が供給されるようにしてあ
る。

【００３４】カウンタ（I）、（II）、（III）はドップ
ラ信号（距離パルス）を計測して、ロングレールの伸縮
量の測定、ふく進量の測定、遊間測定、それらの位置の
計測、列車の走行距離（キロ程）の計測等に使用され
る。各カウンタによる計測は表１のようになる。

【００３５】

【表１】

【００３６】図１０のカウンタ（I）は遊間測定におい
て遊間識別信号（図１４）のパルス幅内におけるドッ
プラ信号（図１４）のパルス数（図１４）を積算し
て遊間の長さを計測する。カウンタ（II）はレール長の
測定において一本のレール２の先端部と後端部の間（図
１４）におけるドップラ信号のパルス数を積算して算
出する。ちなみに、遊間の長さは一般的には数ｍｍ〜数
１０ｍｍであるが、場合によっては零の場合もある。こ
のため、遊間の長さだけを測定したのでは遊間の長さが
零と計測された場合に、本当に遊間の長さが計測された
のか、遊間ではなくレール２が計測されたのかを判別す
ることができず、遊間を見落すことがある。そこで本発
明では遊間の長さの他に、レール２の長さをも測定する
ことにより、遊間の位置を正確に検出できるようにして
ある。

【００３７】図１０の信号処理器１７の制御回路３１は
識別センサ９からの信号に基づいて定尺レールの遊間と
ロングレールを判別して（遊間／ロングを判別して）遊
間／ロング判別信号を出力する遊間／ロング判別回路２
２、遊間／ロング判別信号に基づいて定尺レールの遊間
測定とロングレール測定とに切替える遊間／ロング切替
回路２１を備えている。また、識別センサ９からの信号
からポンチマーク代替信号を抽出するポンチマーク代替
信号抽出回路及び合成回路２３、受光センサ７、識別セ
ンサ９からの信号に基づいて関連機器を制御する制御回
路２４も備え、送信機電源２５をも備えている。信号処
理器１７は上り下り切替えスイッチ２６、その他の必要
機器も備えている。

【００３８】図１０の制御回路２４の一例を図１３に示
す。これは、受光センサ７の出力信号（水糸代替信号）
を図１１のパルスに波形整形する波形整形回路３５、
識別センサ９の出力信号（ポンチマーク代替物検知信
号）を図１１のパルスに波形整形する波形整形回路３
６、波形整形回路３６からの出力信号を処理して図１１
のポンチマーク代替信号を出力する長さのウインド回
路３７、図１１の信号と、図１１の信号のＯＲをと
って図１１の合成信号を出力するＯＲ回路３８、図１
１−１、−２の信号を出力する制御回路Ａ、図１１
−１、−２の信号を出力する制御回路Ｂ、図１１
の書き込み指令信号（ＩＣへの書き込み)を出力する制
御回路Ｃを備えている。前記−１、−１はメモリ信
号、−２、−２はリセット信号である。

【００３９】図１、図３の識別センサ９はポンチマーク
代替物８だけでなく、図５の踏み切りＤ、伸縮継目、受
レールＢ、軌道敷内にある反射物等をも検知するため、
それらが識別センサ９の出力信号に不必要な信号として
現れる。また、出力信号には外部ノイズも含まれる。こ
のため、識別センサ９の出力信号（図９の信号）をそ
のまま使用したのでは後段のデータ処理ができない。そ
こで本発明では、識別センサ９の出力信号（図９）か
ら、図１０のポンチマーク代替信号抽出回路２３により
不要な信号を除去して所定幅のパルス信号（ポンチマー
ク代替信号：図９のＡ）だけを取り出すようにしてあ
る。

【００４０】図１０のポンチマーク代替信号抽出回路２
３の一例を図１２に示す。図１２のポンチマーク代替信
号抽出回路は、識別センサ９からの識別センサ出力信号
（図９）を、単安定マルチバイブレータ（Ｍ・Ｍ）４
０を通して図９の信号を作り、その信号と、図１２の
単安定マルチバイブレータ（Ｍ・Ｍ）４５からの信号と
をフリップ・フロップ（Ｆ・Ｆ）４１に入れて図９の
信号を得る。その信号と移動距離パルス（ドップラ信
号：図９）とを図１２のＡＮＤ回路４２に入れて図９
の信号を得る。その信号と単安定マルチバイブレータ
（Ｍ・Ｍ）４５からの信号とをカウンタ４３に入れ、カ
ウンタ４３からの出力をウインドコンパレータ４４に入
れて図９の信号を得る。その信号と識別センサ出力信
号（図９）とをＡＮＤ回路４６に入れて図９の信号
を得、それを図１２の反転回路４７で反転させて図９
の反転信号を得る。その反転信号と図９の信号とをＡ
ＮＤ回路４８に入れて図９のポンチマーク代替信号Ａを
得る。図９のポンチマーク代替信号Ａのパルス幅は、図
９の識別センサ出力信号の立ち下がりから、ウインド
コンパレータ４４の上限設定値（図９の信号の立下
り）までの幅となる。一例としてはポンチマーク代替物
８の幅20mm、ウインドウの下限15mm、上限25mmのとき、
出力幅は25-20=5mmとなる。

【００４１】図１、図３の識別センサ９はポンチマーク
代替物８だけでなく、遊間／ロング識別体１１（図４）
をも検知する。この識別センサ９のセンサ出力信号（検
知信号）に基づいて遊間／ロング識別体１１を識別す
る。また、遊間／ロング識別体１１の幅（この実施例で
は40mm、60mm）を判別して、遊間測定とロングレール測
定とに切り替えるために、図１０の遊間／ロング判別回
路２２と遊間／ロング切替え回路２１を用意してある。
遊間／ロング判別回路２２及び遊間／ロング切替え回路
２１は図１３の構成にしてある。

【００４２】図１３の遊間／ロング判別回路２２はドッ
プラ信号（0.1mm/p）と、識別センサ出力信号を受ける
カウンタ、メモリ５０、識別センサ出力信号を受ける制
御回路５１、幅40mmの遊間／ロング識別体１１（図４）
を判別するための40mm用ウインドコンパレータ５２、幅
60mmの遊間／ロング識別体１１（図４）を判別するため
の60mm用ウインドコンパレータ５３、両ウインドパレー
タ５２、５３の出力を外部からの上り／下りの信号によ
って論理処理して、遊間／ロング判別信号を出力する論
理回路５４、論理回路５４から出力される遊間／ロング
判別信号が入力されると遊間測定とロング測定とに切り
替える遊間／ロング切替回路２１を備えている。遊間／
ロング切替回路２１が遊間測定に切替えられると、同回
路２１に入力される遊間信号が同回路２１から出力さ
れ、ロング測定に切替えられると同回路２１に入力され
る合成信号（ポンチマーク代替信号と水糸代替信号との
合成信号：図１１）が同回路２１から出力されて、制
御回路２４に出力されるようにしてある。

【００４３】（本発明の測定装置の動作説明）本発明の
前記測定装置で遊間測定し、ロングレールの変動量を測
定する場合の一例を以下に説明する。この測定では、遊
間／ロング判別信号に基づいて遊間／ロング切替回路２
１（図１０、図１３）を遊間測定とロング測定とに切替
えて、ロング測定時には水糸代替信号と、ポンチマーク
代替信号と、ドップラ信号を用いてロングレールの変動
量、ふく進量を測定し、遊間測定時には遊間識別信号と
ドップラ信号を用いて遊間を測定する。説明の便宜上、
以下には、左右いずれか一方のレールの変動量と遊間を
測定する場合について説明するが、実際は左右両方のレ
ールを同時に測定する。

【００４４】図１、図２のように、地上に、レーザ発振
器が取付けられた基準物３、ポンチマーク代替物８、遊
間／ロング識別体１１が設けられ、列車に受光センサ７
と識別センサ（遊間／ロング識別センサと兼用）９が配
置され、列車が図２の矢印方向に進行した場合、水糸代
替信号とポンチマーク代替信号の間隔は図２のＸＬ、Ｘ
Ｒである。この場合、受光センサ７と識別センサ９の設
置間隔をＨとすると、実際の測定値ＬはＨ＋ＸＬ、Ｈ＋
ＸＲとなる。 ∴ ＸＬ＝Ｌ−Ｈ、 ＸＲ＝Ｌ−Ｈ すなわち、実際の測定値から設置間隔Ｈを減算したもの
がＸＬ、ＸＲの値となり、この値と基準測定値（温度条
件を一定にした時の測定値）との変化量が本来のレール
変動量となる。

【００４５】以下に前記測定装置を使用した測定の動作
を記述する。 １．図５において２はレール、Ｐはポンチマーク、３は
基準物、４は基準物に取り付けられているレーザポイン
タ、８はポンチマーク代替物、Ｄは踏み切りである。 ２．測定に先立って、上りレールを測定するか、下りレ
ールを測定するかにより、図１０の上り／下り切替えス
イッチ２６を手動操作で切替える。 ３．本発明の測定装置が搭載されている列車６（図３）
を、レール２上を走行させて、識別センサ９により、レ
ール２に取り付けられている遊間／ロング識別体１１を
検知する。その検出幅に基づいて図１０の遊間／ロング
判別回路２２により定尺レール（遊間区間）に差し掛か
ったか、ロングレールに差し掛かったかが判別されて、
遊間／ロング判別信号が出力される。その信号に基づい
て図１０の遊間／ロング切替回路２１が遊間測定かロン
グ測定かに切替え選択する。 ４．レール２上を走行する列車が進行して基準物３に近
付いたら（約30ｍ以内に）、その列車の先頭車両に搭載
されている送信機１からレーザ光ａ（又は電波）等の駆
動信号が出力され、それを受けてレーザ発振器（レーザ
ポインタ）４が駆動されて水糸代替レーザ光５（図１）
が出力される。その発光時間は約10秒とし、その後は発
光が停止する。水糸代替レーザ光が列車に搭載されてい
る受光センサ７で受光されると、受光センサ７から水糸
代替信号（図５）が出力される。 ５．列車が更に進行すると、列車に搭載されている識別
センサ９がレールのポンチマーク代替物８を検知して図
５の検知信号が得られる。識別センサ９はポンチマー
ク代替物８だけでなく、踏み切りとか外部ノイズ等をも
検知し、それらの信号も検知信号に含まれるので、ポン
チマーク代替信号抽出回路２３（図１０）により前記検
知信号から余分な不要信号が除去されてポンチマーク代
替信号（図５）だけが出力される。 ６．前記ポンチマーク代替信号（図５）が、受光セン
サ７から出力される水糸代用信号と合成されて合成信号
（図５）が作られる。 ７．レールに「ふく進量」や「ストローク量」が発生し
ていると、ポンチマーク代替物８（図１）の位置が水糸
代替レーザ光５（図２）の位置からずれる。そのずれ量
を信号処理器１７（図１）で演算処理して、ふく進量と
ストローク量を算出する。この場合、前記合成信号（図
５）中、水糸代替信号（図５）とポンチマーク代替
信号（図５）との間の間隔ａ、ｂ、ｃ、ｄを距離パル
ス（0.1mm/p）でカウントすることにより、伸縮量、ふ
く進量(変動量)を測定することができる。レールのふく
進量は温度条件がレール敷設時の温度、或は基準温度時
のレールの変動量であるため、不動区間の変動量は、求
められた測定値から温度変化に起因する変動量を除去し
たり、基準温度と異なる温度下で求められた変動量を、
予め求められている基準温度時の値に換算してふく進量
とすることができる。 ８．列車の走行距離に応じて、レーザ・ドップラ・セン
サ（図３）により得られたキロ程（移動距離）に基づい
て、検知されたポンチマーク識別体８、水糸代替レーザ
光がどの位置にあるものかを算出することもできる。 ９．算出されたふく進量、ストローク量、レール温度、
キロ程（移動距離）は、所望フォームの帳票に表示する
ことができる。

【００４６】

【発明の効果】本発明の遊間及びレール変動量測定方法
と測定装置は次の様な効果がある。 １．これまで基準杭間に水糸を張り、その水糸とポンチ
マークの間隔をノギス等で測定していたロングレールの
変動量が、高速走行する列車の車上から測定することが
でき、測定作業の効率が飛躍的に向上する。 ２．これまで、別々の測定装置で、別々に行っていた遊
間測定とロングレールの変動量測定とを、一台の測定装
置で、同時に行うことができ、作業能率が向上する。 ３．遊間及びレール変動量の測定を一台で行うことがで
きるにも拘わらず、測定装置の構成が簡潔になる。ま
た、遊間測定装置とロング測定装置とを別々に購入する
場合より安価になる。 ４．非接触式測定であるため高速走行に対応可能であ
り、新幹線、在来線等の営業車両に測定装置を搭載し
て、営業車両の走行中に自動計測が可能となり、効率良
く、高精度の計測を行うことができ、大幅な省力化、コ
ストダウンが実現される。 ５．ＩＣカード等の記録媒体に測定データを記録してお
けば、データが蓄積されて、後日の活用に便利である。 ６．レール変動量の測定と同時に、識別体付近のレール
温度をも測定できるため、ふく進量を正確に算出するこ
とができる。 ７．レール変動量の測定と同時に、測定装置を搭載した
車両の移動距離をも計測できるため、どの位置の識別体
を測定しているかを知ることもできる。 ８．レールの変動量測定と同時にレール長の測定も行う
ことができるので、レ―ル管理に必要なデータ数が豊富
になり、的確なレール管理を行うことができる。 ９．遊間識別用レーザ光をレールの幅方向に広げてある
ので、ビ−ム照射面積が広くなり、レールの上面の凸
凹、表面の細かい傷等による乱反射が少なくなり、それ
らと遊間との識別が確実になる。また、電車の振動等に
より、センサの角度ずれが生じたり、曲線区間のカント
などでレールに傾斜があっても安定した出力が得られ
る、という効果がある。 １０．水糸代用レーザをレール２の上下方向に広げてあ
るので、列車が上下に変動しても、水糸代用レーザが列
車に搭載されている受光センサから外れることがなく、
水糸代用レーザを確実に検知することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のレール変動量測定方法の正面概要図。

【図２】本発明のレール変動量測定方法におけるレール
と車両搭載機器の関係を示す平面説明図。

【図３】レールと車両搭載機器の関係を示す説明図。

【図４】（ａ）は本発明の遊間／ロング識別体のレール
への取付け説明図、（ｂ）は上り時のロング区間の説明
図、（ｃ）は下り時のロング区間の説明図。

【図５】ロング区間のレールの敷設状況と各種センサか
らの出力信号との関係を示す説明図。

【図６】本発明における受光センサの配置平面説明図。

【図７】本発明における識別センサの説明図。

【図８】本発明におけるドップラセンサの説明図。

【図９】本発明の識別センサのタイムチャート。

【図１０】本発明の測定装置の概略説明図。

【図１１】図１３の制御回路のタイムチャート。

【図１２】本発明の測定装置におけるポンチマーク代替
信号抽出回路の一例の説明図。

【図１３】本発明の測定装置における遊間/ロング判別
回路と、遊間/ロング切替回路と、制御回路の一例の説
明図。

【図１４】本発明における遊間測定のタイムチャート。

【符号の説明】

１ 送信機 ２ レール ３ 基準物 ４ レーザ発振器 ５ 水糸代替レーザ光 ６ 車両 ７ 受光センサ ８ ポンチマーク代替物 ９ 識別センサ １１ 遊間／ロング判別体 １２ ドップラセンサ １３ 遊間識別センサ １５ 温度センサ １９ 車輪

フロントページの続き (72)発明者 篠田 憲幸 愛知県名古屋市中村区名駅一丁目２番４号 名古屋鉄道株式会社内 (72)発明者 大森 善正 愛知県名古屋市中村区名駅一丁目２番４号 名古屋鉄道株式会社内 (72)発明者 荻野 剛 愛知県名古屋市中村区名駅南三丁目４番26 号 名鉄住商工業株式会社内 (72)発明者 稲垣 明治 愛知県名古屋市中村区名駅南三丁目４番26 号 名鉄住商工業株式会社内 (72)発明者 塩野 幸策 東京都目黒区五本木二丁目22番７号 アク ト電子株式会社内 (72)発明者 大木 善次郎 東京都目黒区五本木二丁目22番７号 アク ト電子株式会社内 Ｆターム(参考） 2D057 AB01 2F065 AA02 AA15 AA22 AA65 BB11 BB27 CC35 FF11 GG04 JJ05 JJ07 UU01 UU02 5J084 AA05 AA07 AB16 AC02 AD04 BA04 BA36 CA53 DA01 EA05 EA16

Claims (17)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】車上の送信機（１）から送信される駆動信
   号により、レール（２）の側方に固定された基準物
   （３）に取り付けてあるレーザ発振器（４）を駆動し
   て、それから水糸代替レーザ光（５）を出力し、その水
   糸代替レーザ光（５）を、レール（２）を走行する車上
   の受光センサ（７）で受光して水糸代替信号を出力し、
   レール（２）に取り付けたポンチマーク代替物（８）を
   車上の識別センサ（９）により検知してポンチマーク代
   替信号を出力し、車上のレーザ・ドップラ・センサ（１
   ２）からドップラ信号を出力し、前記水糸代替信号とポ
   ンチマーク代替信号とドップラ信号とによりロングレー
   ルの変動量を計測することを特徴とするレール変動量測
   定方法。
2. 【請求項２】請求項１記載のレール変動量測定方法にお
   いて、車上に温度センサ（１５）を搭載し、それにより
   ポンチマーク代替物（８）付近のレール温度を測定し、
   その測定値によりレール変動量の計測値を判定すること
   を特徴とするレール変動量測定方法。
3. 【請求項３】請求項１又は請求項２記載のレール変動量
   測定方法において、車上のレーザ・ドップラ・センサ
   （１２）により車両の移動距離をも検知し、それに基づ
   いて基準物（３）、ポンチマーク代替物（８）等の位置
   を算出することを特徴とするレール変動量測定方法。
4. 【請求項４】請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の
   レール変動量測定方法において、水糸代替レーザ光
   （５）が、レール（２）の上下方向に縦長であることを
   特徴とするレール変動量測定方法。
5. 【請求項５】車上の送信機（１）から送信される駆動信
   号により、レール（２）の側方に固定された基準物
   （３）に取り付けてあるレーザ発振器（４）を駆動し
   て、それから水糸代替レーザ光（５）を出力し、その水
   糸代替レーザ光（５）を、レール（２）を走行する車上
   の受光センサ（７）で受光して水糸代替信号を出力し、
   レール（２）に取り付けたポンチマーク代替物（８）と
   遊間／ロング識別体（１１）とを車上の識別センサ
   （９）により検知してポンチマーク代替信号と遊間／ロ
   ング判別信号とを出力し、この遊間／ロング判別信号に
   より遊間測定とロング測定を切替え、前記車上のレーザ
   ・ドップラ・センサ（１２）からドップラ信号を出力
   し、車上の遊間識別センサ（１３）からレール（２）の
   各継目における遊間の幅に応じた遊間識別信号を出力
   し、前記遊間／ロング判別信号によりロング測定に切替
   えられたときは、前記水糸代替信号とポンチマーク代替
   信号とドップラ信号とによりロングレールの変動量を計
   測し、遊間測定に切替えられたときは、各遊間識別信号
   のパルス幅を前記ドップラ信号により測定して遊間測定
   することを特徴とするレール変動量及びレールの遊間測
   定方法。
6. 【請求項６】請求項５記載のレール変動量及びレールの
   遊間測定方法において、車上の温度センサ（１５）によ
   りポンチマーク代替物（８）、遊間位置付近のレール温
   度を測定し、その測定値によりレール変動量の計測値お
   よびレール遊間計測値を判定することを特徴とするレー
   ル変動量及びレールの遊間測定方法。
7. 【請求項７】請求項５又は請求項６記載のレール変動量
   及びレールの遊間測定方法において、車上のレーザ・ド
   ップラ・センサ（１２）により車両の移動距離をも検知
   し、それに基づいて、ロングレール測定の場合は基準物
   （３）、ポンチマーク代替物（８）等の位置を算出し、
   遊間測定の場合はレール長と遊間位置を測定することを
   特徴とするレール変動量及びレールの遊間測定方法。
8. 【請求項８】請求項５乃至請求項７のいずれかに記載の
   レール変動量及びレールの遊間測定方法において、水糸
   代替レーザ光（５）が、レール（２）の上下方向に縦長
   であることを特徴とするレール変動量及びレールの遊間
   測定方法。
9. 【請求項９】請求項５乃至請求項８のいずれかに記載の
   レール変動量及びレールの遊間測定方法において、遊間
   識別用レーザ光（１４）がレール（２）の幅方向に細長
   であることを特徴とするレール変動量及びレールの遊間
   測定方法。
10. 【請求項１０】レール（２）の近くに固定した基準物
    （３）に取り付けられたレーザ発振器（４）と、レール
    に取り付けたポンチマーク代替物（８）とが地上に、前
    記レーザ発振器（４）を発光させるための駆動信号を送
    信する送信機（１）と、レーザ発振器（４）から出力さ
    れる水糸代替レーザ光（５）を受光して水糸代替信号を
    出力する受光センサ（７）と、前記ポンチマーク代替物
    （８）を検知してポンチマーク代替信号を出力する識別
    センサ（９）と、ドップラ信号を出力するレーザ・ドッ
    プラ・センサ（１２）と、前記水糸代替信号とポンチマ
    ーク代替信号とドップラ信号とによりロングレールの変
    動量を計測する信号処理器（１７）が車両（６）に搭載
    されたことを特徴とするレール変動量測定装置。
11. 【請求項１１】請求項１０記載のレール変動量測定装置
    において、車両（６）にポンチマーク代替物（８）付近
    のレール温度を測定する温度センサ（１５）をも搭載し
    たことを特徴とするレール変動量測定装置。
12. 【請求項１２】請求項１０又は請求項１１記載のレール
    変動量測定装置において、車上の送信機（１）がレーザ
    を発する光学式又は電波を発する無線式であることを特
    徴とするレール変動量測定装置。
13. 【請求項１３】レール（２）の近くに固定した基準物
    （３）に取り付けられたレーザ発振器（４）と、レール
    に取り付けたポンチマーク代替物（８）と、遊間／ロン
    グ識別体（１１）が地上に、前記レーザ発振器（４）を
    発光させるための駆動信号を送信する送信機（１）と、
    レーザ発振器（４）から出力される水糸代替レーザ光
    （５）を受光して水糸代替信号を出力する受光センサ
    （７）と、前記ポンチマーク代替物（８）と遊間／ロン
    グ識別体（１１）とを検知して、ポンチマーク代替信号
    と遊間／ロング判別信号とを出力する識別センサ（９）
    と、遊間／ロング判別信号により遊間測定とロングレー
    ル測定に切替えられる切替え回路（２１）と、ドップラ
    信号を出力するレーザ・ドップラ・センサ（１２）と、
    レール（２）の継目における遊間の幅に応じたパルス幅
    の遊間識別信号を出力する遊間識別センサ（１３）と、
    遊間計測時に前記ドップラ信号と遊間識別信号により遊
    間を計測し、ロングレール測定時に前記水糸代替信号と
    ポンチマーク代替信号とドップラ信号とによりロングレ
    ールの変動量を計測する信号処理器（１７）が車両
    （６）に搭載されたことを特徴とするレール変動量及び
    レールの遊間測定装置。
14. 【請求項１４】請求項１３記載のレール変動量及びレー
    ルの遊間測定装置において、車両（６）にポンチマーク
    代替物（８）、遊間位置付近のレール温度を測定する温
    度センサ（１５）をも搭載したことを特徴とするレール
    変動量及びレールの遊間測定装置。
15. 【請求項１５】請求項１３又は請求項１４記載のレール
    変動量及びレールの遊間測定装置において、ポンチマー
    ク代替物（８）を検知してポンチマーク代替信号を出力
    する識別センサ（９）とは別に、遊間／ロング識別体
    （１１）を検知して遊間／ロング判別信号を出力する遊
    間／ロング判別センサを設けたことを特徴とするレール
    変動量及びレールの遊間測定装置。
16. 【請求項１６】請求項１３乃至請求項１５のいずれかに
    記載のレール変動量及びレールの遊間測定装置におい
    て、遊間／ロング識別体（１１）は左右のレールのいず
    れか一方又は双方におけるロングレールと定尺レールの
    境界付近に設けられ、遊間／ロング識別体（１１）は幅
    の異なる部材とし、又は幅が異なる部材或いは幅が同じ
    部材を二以上組み合わせて形成して、その幅の違いから
    遊間／ロングの判別を可能とし、遊間／ロング識別体
    （１１）が左右のレールに取り付けられたときは、両レ
    ールの遊間／ロング識別体（１１）の論理積によっても
    遊間／ロングを判別可能としたことを特徴とするレール
    変動量及びレールの遊間測定装置。
17. 【請求項１７】請求項１３乃至請求項１６記載のレール
    変動量及びレールの遊間測定装置において、車上の送信
    機（１）がレーザを発する光学式又は電波を発する無線
    式であることを特徴とするレール変動量及びレールの遊
    間測定装置。