JP2004294303A

JP2004294303A - レール表面特性評価方法、鉄道運行管理方法及びレール表面特性評価装置

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Publication number: JP2004294303A
Application number: JP2003088051A
Authority: JP
Inventors: Makoto Ishida; 誠石田; Takumi Ban; 巧伴; Nobuyori Aoki; 宣頼青木
Original assignee: Railway Technical Research Institute
Current assignee: Railway Technical Research Institute
Priority date: 2003-03-27
Filing date: 2003-03-27
Publication date: 2004-10-21
Anticipated expiration: 2023-03-27
Also published as: JP4041759B2

Abstract

【課題】鉄道レール表面の状態すなわち付着物の有無や種類等をより詳細に評価することのできるレール表面特性評価方法・装置等を提供する。
【解決手段】レール表面特性評価装置１００をレールＲ上に設置し、本体１０３下面の２個の鋼球１０７をレールＲ表面に押し当てつつ移動させると、電気抵抗測定器１５５により２個の鋼球１０７間におけるレールＲ表面の電気抵抗が測定され、動歪みアンプ１５７により鋼球１０７とレールＲ表面との摩擦係数が測定される。さらに、エンコーダ１４５により鋼球１０７をレールＲ上で移動させる移動速度が得られ、この移動速度に対する摩擦係数の増減傾向が得られる。これらの電気抵抗、摩擦係数及び摩擦係数の増減傾向は、制御装置のレール表面特性評価部に入力され、レールＲの表面特性が評価される。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鉄道レール表面の特性を評価する方法・装置、その特性の評価に基づいて鉄道の運行を管理する方法に関する。特には、鉄道レール表面の状態すなわち付着物の有無や種類等をより詳細に評価することのできるレール表面特性評価方法・装置等に関する。
【０００２】
【背景技術】
従来より、鉄道のレール表面の摩擦係数を測定する機器として、トリボメータが知られている。このトリボメータは、レール表面の静摩擦係数及び動摩擦係数を測定することのできる機器であって、現在広く使用されている。
【０００３】
図９は、トリボメータを組み込んだレール摩擦力測定装置の一例を示す図である。
図９に示すように、摩擦力測定装置のトリボメータ１は、鋼製ブロックからなる本体３を備えている。この本体３の下面には、鋼球５が固定されている。この鋼球５は、直径１０ｍｍであって、レールＲの長手方向に沿って２個（あるいは３個）固定されている。これらの鋼球５の下端は、トリボメータ１をレールＲ上に設置した際に、レールＲ表面に接する。トリボメータ１を設置した際の、鋼球５のレールＲ表面への接触圧は、実際の鉄道車両の車輪とレール間の接触圧とほぼ等しく設計されている。
【０００４】
トリボメータ１の外側には、枠１１が取り付けられている。この枠１１には、走行輪１３と案内輪１５が回転可能に取り付けられている。走行輪１３は、トリボメータ１を挟んで前後に２輪設けられている。これら走行輪１３は、移動用の車輪である。案内輪１５は、トリボメータ１の側部両側に２輪ずつ、計４輪設けられている（図９には片側の２輪のみ示されている）。各案内輪１５は、枠１１から垂下した軸１６の下端に取り付けられている。各案内輪１５は、外周面がレールＲの頭頂部の側面に接するよう、横向きに配置されている。設置状態において、各案内輪１５はレールＲ頭頂部の側面を挟んだ状態で配置され、外周面がレールＲの頭頂部の側面に接触しつつ転動する。
【０００５】
枠１１の前部（図９の左側）には、ロードセル２１及びてこ２３が取り付けられている。ロードセル２１には、ケーブルを介して動歪み測定器２５及び記録計（ペンレコーダ）２７が接続されている。トリボメータ１がレールＲの表面上を移動する際に発生する摩擦力は、てこ２３を介してロードセル２１を圧縮する力に変換され、この力が動歪み測定器２５で測定されて記録計２７に記録される。さらに、枠１１の前端部には、紐３１が接続されている。この紐３１の基端側は、巻取器３３に巻き取られる。枠１１と巻取器３３は、紐３１を介して接続されている。巻取器３３で紐３１を巻き取ると、紐３１に引かれた枠１１及びトリボメータ１が、レールＲの長手方向に沿って移動する。
【０００６】
このような摩擦力測定装置において、力の伝達系（巻取器３３、紐３１、枠１１）の途中に適当なばね定数のばねを挿入すると、トリボメータ１がレールＲ表面上でいわゆるスティック・スリップ運動を起こす。このようにした場合は、レールＲの静摩擦係数を得ることができる。あるいは、ばねを挿入せず、力の伝達系をほぼ剛体にした場合は、レールＲの動摩擦係数を得ることができる。
【０００７】
次に、前記の摩擦力測定装置の使用方法について説明する。
まず、図９に示すように、トリボメータ１及び巻取器３３をレールＲ頭頂部に設置する。設置状態においては、トリボメータ１は鋼球５を介してレールＲ表面に接する。また、案内輪１５の外周面は、レールＲ頭頂部の側面に接する。一方、巻取器３３は、紐３１をある程度引き出した状態で、トリボメータ１の前方（図９の左側）に設置される。
【０００８】
設置終了後、摩擦力を測定する際には、巻取器３３を巻いて紐３１を巻き取り、枠１１を引っ張ってトリボメータ１を移動させる。この移動時には、案内輪１５がレールＲ頭頂部の側面を転動して、トリボメータ１がレールＲから外れないようガイドする。トリボメータ１の移動速度を調整するには、巻取器３３の紐巻き上げ速度を適宜調整する。
【０００９】
そして、レールＲの静摩擦係数を測定する場合は、巻取器３３の作動後にトリボメータ１が動き出す直前の最大摩擦係数を読み取り、それらの平均値を記録計２７に表示する。あるいは、レールＲの動摩擦係数を測定する場合は、トリボメータ１の移動に伴い変動する摩擦係数の平均値を求め、それをチャート上に表示する。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前述したトリボメータ１は、基本的には摩擦の実験用又は研究用の道具として設計・製作されており、装置を取り扱う際には測定者に一定以上の技量や経験が要求される。さらに、この種のトリボメータ１では、レールの静摩擦係数あるいは動摩擦係数の平均値を記録・表示することはできるが、測定によって取得したデータを解析し、それに基づいてレール表面の特性を評価することまでは行うことができない。そのため、従来のトリボメータ１よりも簡単に取り扱うことができ、現場等においても容易にデータ処理・評価を行うことができるシステムが求められている。
【００１１】
本発明は、前記の課題に鑑みてなされたものであって、鉄道レール表面の状態すなわち付着物の有無や種類等をより詳細に評価することのできるレール表面特性評価方法・装置等を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するため、本発明のレール表面特性評価方法は、鉄道レールの表面に複数の表面接触子を押し当て、該複数の表面接触子間における前記レール表面の電気抵抗を測定し、前記表面接触子と前記レール表面との摩擦係数を測定し、測定した電気抵抗及び摩擦係数から、前記レール表面の特性を評価することを特徴とする。
【００１３】
本発明によれば、レール表面の摩擦係数に加えて電気抵抗を測定することで、これら電気抵抗と摩擦係数とに基づくレール表面の特性、例えば、油脂や落ち葉、赤錆等の付着物の有無や種類等を、より詳細に評価することができる。
【００１４】
本発明のレール表面特性評価方法においては、前記表面接触子を前記レール上で移動させながら前記摩擦係数を測定し、その移動速度に対する摩擦係数の増減傾向をも含めて前記レール表面の特性を評価することができる。
この場合、表面接触子の移動速度に対する摩擦係数の増減傾向をも考慮することで、より精緻なレール表面特性評価を実現することができる。
【００１５】
本発明のレール表面特性評価方法のより具体的な態様においては、前記摩擦係数が高、前記電気抵抗が低、及び、前記増減傾向がほぼ変化なしのときは、「レール表面付着物なし且つ乾燥」と判定し、前記摩擦係数が高、前記電気抵抗が高、及び、前記増減傾向がほぼ変化なしのときは、「レール表面付着物が砂」と判定し、前記摩擦係数が高、前記電気抵抗が高、及び、前記増減傾向が減少のときは、「レール表面付着物が赤錆」と判定し、前記摩擦係数が低、前記電気抵抗が高、及び、前記増減傾向が増加のときは、「レール表面付着物が固体潤滑剤」と判定し、あるいは、前記摩擦係数が低、前記電気抵抗が低、及び、前記増減傾向が減少のときは、「レール表面が湿潤あるいは油脂付着」と判定することができる。
なお、前記の判定の全てを行う必要がない場合には、必要なものだけを行う。
【００１６】
本発明の鉄道運行管理方法は、前記請求項１、２又は３記載の評価・判定、今後の列車運行予定及び天候予測に基づいて今後の処置を決定することを特徴とする。
この場合、レール表面付着物の種類に応じて、レール表面清掃や砂撒き、減速運転、そのままの通常運転継続等、適切なレールメンテナンスや鉄道運行を選択できる。したがって、安全性を確保しつつ、過剰な輸送力ダウンに結び付かない鉄道運行管理を実現できる。
【００１７】
本発明のレール表面特性評価装置は、鉄道レールの表面に押し当てられる複数の表面接触子と、該複数の表面接触子間における前記レール表面の電気抵抗を測定する電気抵抗測定手段と、前記表面接触子と前記レール表面との摩擦係数を測定する摩擦係数測定手段と、前記表面接触子を前記レール上で移動させた際の移動速度に対する前記摩擦係数の増減傾向を取得する取得手段と、前記電気抵抗、前記摩擦係数、及び、前記摩擦係数の増減傾向から、前記レール表面の特性を評価する特性評価手段と、を具備することを特徴とする。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。
図１は、本発明の一実施例に係るレール表面特性評価装置を模式的に示す側面図である。
図２は、同レール表面特性評価装置の正面図である。
図３は、同レール表面特性評価装置の背面図である。
図４は、同レール表面特性評価装置の制御系のブロック図である。
なお、以下の説明においては、特に断らない限り、上下・前後・左右とは図１〜図３中に示す矢印の方向を指すものとする。なお、それらの方向は、鉄道車両の姿勢に対応するものである。
【００１９】
図１〜図３に示すように、このレール表面特性評価装置１００は、鋼製のケースである本体１０３を備えている。この本体１０３の下面側には、四角形状をした２つの穴１０３ａが形成されている。これらの穴１０３ａの四隅には加工時の逃げ溝１０３ａ´が形成されている（図３参照）。本体１０３の各穴１０３ａ内には、ＭＣナイロン等の絶縁材からなる絶縁ホルダー１０５を介して、鋼球１０７が収容されている。これらの鋼球１０７の下端は、本体１０３の下面よりも下側に突き出ており、レール表面特性評価装置１００をレールＲ上に設置した際（図１及び図２に示す状態）にレールＲ表面に接する。鋼球１０７は、一例で直径が２０ｍｍ程度、接触圧が６８６ＭＰａ程度である。
【００２０】
図２及び図３に示すように、各絶縁ホルダー１０５の下面側は左右２つ（分割部１０５Ａ、１０５Ｂ）に分割されているとともに、ほぼ半球状に抉られた収容部１０５Ｃを備えている。各絶縁ホルダー１０５は、収容部１０５Ｃ内において分割部１０５Ａ、１０５Ｂで左右両側から挟み込むように鋼球１０７を収容している。絶縁ホルダー１０５の右側の分割部１０５Ｂは、中空ボルト１２１で本体１０３右側面側から押えられている。絶縁ホルダー１０５の左側の分割部１０５Ａは、蝶ネジ１３５で本体１０３左側面側から押えられている。これら中空ボルト１２１及び蝶ネジ１３５により、鋼球１０７は、絶縁ホルダー１０５を介して本体１０３に保持されている。
【００２１】
図２及び図３に示すように、中空ボルト１２１は、本体１０３右側面のネジ孔１０３ｂにねじ込まれている。この中空ボルト１２１は、頭部にメネジ１２１ａを有する。中空ボルト１２１のメネジ１２１ａには、ＭＣナイロン等の絶縁材からなるスリーブ状の絶縁アダプター１２３が結合されている。さらに、この絶縁アダプター１２３の端部には、押しボルト１２７がねじ込まれている。この押しボルト１２７の軸部には、２個の皿ナット１２９が螺合しており、これら皿ナット１２９間には圧着端子１３１が挟まれている。この圧着端子１３１は、ケーブル１３２を介して、後述する電気抵抗測定器１５５（図１参照）に接続されている。
【００２２】
中空ボルト１２１内及び絶縁アダプター１２３内には、通電ロッド１２５が配置されている。この通電ロッド１２５は、左端が絶縁ホルダー１０５の右側の分割部１０５Ｂを貫通して鋼球１０７に接触しており、右端が絶縁アダプター１２３内で押しボルト１２７端部に接触している。中空ボルト１２１と通電ロッド１２５間には、絶縁スリーブ１２４が介装されている。そのため、通電ロッド１２５は、両端が鋼球１０７と押しボルト１２７に接触して圧着端子１３１に導通可能となっているが、側周面はホルダー分割部１０５Ｂ・絶縁スリーブ１２４・絶縁アダプター１２３で絶縁されている。この通電ロッド１２５により、鋼球１０７は、圧着端子１３１からケーブル１３２を介して電気抵抗測定器１５５に電気的に接続される。
【００２３】
一方、蝶ネジ１３５は、本体１０３左側面のネジ孔１０３ｃにねじ込まれている。この蝶ネジ１３５は、頭部にツマミ１３７を有する。蝶ネジ１３５の端部は、絶縁ホルダー１０５の左側の分割部１０５Ａ外面に当たっており、この分割部１０５Ａを鋼球１０７側に向けて押し付けている。
【００２４】
図１及び図２に示すように、本体１０３の外側には、外枠１４１が取り付けられている。本体１０３上面と外枠１４１との間には、リニアスライダ１４７が介装されている。本体１０３は、外枠１４１内で前後方向にスムーズに移動できるようになっている。外枠１４１の四隅からは、軸１４１ａが垂下している。図１に示すように、各軸１４１ａの下端には、案内輪１４３が回転可能に取り付けられている（図１ではレール幅方向（左右方向）の片側のみが示されている）。案内輪１４３は、本体１０３の側部両側に２輪ずつ、計４輪設けられており、外周面がレールＲの頭頂部の側面に接するよう、横向きに配置されている。設置状態において、各案内輪１４３はレールＲ頭頂部の側面を挟んだ状態で配置され、外周面がレールＲの頭頂部の側面に接触しつつ転動する。
なお、案内輪１４３は、図２、図３では図示省略されている。
【００２５】
図１に示すように、本体１０３の前部には、ロードセル１５１が取り付けられている。このロードセル１５１には、ケーブルを介して動歪みアンプ１５７が接続されている。一方、外枠１４１の前側の板１４１ｂにおいて、ロードセル１５１との対向位置には、突起１５２が取り付けられている。外枠１４１の板１４１ｂの前面には、レール表面特性評価装置１００をレールＲ上で移動させる際に把持する把持部１５３が取り付けられている。この把持部１５３を把持してレール表面特性評価装置１００をレールＲ上で移動させる際に発生する摩擦力は、板１４１ｂ及び突起１５２を介してロードセル１５１を圧縮する力に変換され、この力が動歪みアンプ１５７で測定される。
なお、これらロードセル１５１等は、図２、図３では図示省略されている。
【００２６】
さらに、外枠１４１の四隅の軸１４１ａのうちの一つ（図１の前側）には、案内輪１４３の付け根にエンコーダ１４５が取り付けられている。このエンコーダ１４５は、レールＲ上でレール表面特性評価装置１００を移動させる際の案内輪１４３の回転速度から、鋼球１０７がレールＲ上を移動する移動速度を検出して符号化し、図４に示す制御装置１７０へと出力する。
【００２７】
図４に示すように、制御装置１７０は、レール表面特性評価部１７１及び運行管理部１７２を備えている。図１及び図２に示すように、レール表面特性評価装置１００をレールＲ上に設置し、本体１０３下面の２個の鋼球１０７をレールＲ表面に押し当てつつ移動させる。すると、前述の電気抵抗測定器１５５により２個の鋼球１０７間におけるレールＲ表面の電気抵抗が測定され、動歪みアンプ１５７により鋼球１０７とレールＲ表面との摩擦係数が測定される。さらに、エンコーダ１４５により鋼球１０７をレールＲ上で移動させる移動速度が得られ、この移動速度に対する摩擦係数の増減傾向が得られる。図４の制御装置１７０のレール表面特性評価部１７１には、これらの電気抵抗、摩擦係数及び摩擦係数の増減傾向が入力される。そして、制御装置１７０の運行管理部１７２が、レール表面特性評価部１７１の判定、及び、今後の列車運行予定及び天候予測に基づいて、今後の処置（例えば、レール表面清掃や砂撒き、減速運転、そのままの通常運転継続等）を決定する。
【００２８】
制御装置１７０には、一例で図５に示すようなレールＲ表面の各種付着物の摩擦特性（速度依存性）に関する情報が予めインプットされている。
図５は、レール表面の各種付着物の摩擦特性（速度依存性）の一例を表すグラフである。図５は、縦軸が動摩擦係数を示し、横軸が摩擦速度を示す。
図５において、最上部の実線グラフａはレールが極乾燥且つ錆極小を表し、グラフａの下の一点鎖線グラフｂはレール付着物が砂の場合を表し、グラフｂの下の破線グラフｃはレールが乾燥状態の場合を表す。各グラフからわかるように、これらの場合は、摩擦速度の増加に伴う動摩擦係数の増減がほとんど現れず（つまり速度依存性が極めて小さく）、且つ、動摩擦係数も比較的高い値を示す。
【００２９】
次いで、右上がりの二点鎖線グラフｄはレール付着物が固体潤滑剤の場合を表し、右下がりの破線グラフｅはレール付着物が生成直後の錆の場合を表す。固体潤滑剤（グラフｄ）の場合は、いわゆる固体の層間破壊滑りが起こるため、速度の増加に伴い動摩擦係数が徐々に増加する右上がりのグラフとなっている。一方、生成直後の錆（グラフｅ）の場合は、固体潤滑剤の場合とは逆に、速度の増加に伴い動摩擦係数が徐々に減少する右下がりのグラフとなっている。
【００３０】
次いで、一点鎖線の曲線グラフｆはレール付着物が湿潤の場合を表し、破線の曲線グラフｇはレール付着物が堆積した赤錆の場合を表し、二点鎖線の曲線グラフｈはレール付着物が油脂の場合を表す。これらの場合は、速度が５０ｍｍ／ｓ〜２０ｋｍ／ｈの範囲で動摩擦係数が急激に減少する傾向を示す。湿潤（グラフｆ）は動摩擦係数の値が中から低に減少し、堆積した赤錆（グラフｇ）は動摩擦係数の値が極高から低に急激に減少し、油脂（グラフｈ）は動摩擦係数の値が低から極低に減少する傾向がある。
【００３１】
図４に示す制御装置１７０は、前述した電気抵抗の値から動摩擦係数の値の程度（高低）を判断し、さらに動摩擦係数の速度依存性（図５に示すデータ）に基づいて、例えば次のような判定基準（１）〜（６）にしたがいレール表面特性の判定を行う。
（１）動摩擦係数が高、電気抵抗が低、及び、増減傾向がほぼ変化なしのときは、「レール表面付着物なし且つ乾燥（グラフａあるいはグラフｃ）」と判定する。
（２）動摩擦係数が高、電気抵抗が高、及び、増減傾向がほぼ変化なしのときは、「レール表面付着物が砂（グラフｂ）」と判定する。
（３）動摩擦係数が高、電気抵抗が高、及び、増減傾向が減少のときは、「レール表面付着物が赤錆（グラフｇ）」と判定する。
（４）動摩擦係数が中、電気抵抗が高、及び、増減傾向が減少のときは、「レール表面付着物が生成直後の錆（グラフｅ）」と判定する。
（５）動摩擦係数が低、電気抵抗が高、及び、増減傾向が増加のときは、「レール表面付着物が固体潤滑剤（グラフｄ）」と判定する。
（６）動摩擦係数が低、電気抵抗が低、及び、増減傾向が減少のときは、「レール表面が湿潤（グラフｆ）あるいは油脂付着（グラフｈ）」と判定する。
【００３２】
図５のグラフにおいては、例えば極乾燥且つ錆極小（グラフａ）と砂（グラフｂ）と乾燥（グラフｃ）とはそれぞれ直線であり、あるいは、湿潤（グラフｆ）と堆積した赤錆（グラフｇ）と油脂（グラフｈ）とは、曲線形状が互いに似通っている。さらに、レール表面の状況によっては、動摩擦係数の絶対値は変わるので、動摩擦係数のみに基づく判定には不確さが伴う。本発明によれば、電気抵抗の値を測定することで摩擦抵抗の値の高低を判別できるので、これらのように互いに似通った速度依存性を示す付着物であっても、より的確な種類の判別を行うことができる。
【００３３】
なお、図５のグラフは一例であって、大気の湿度や温度、あるいは、レールの硬さ、表面粗さ、曲率、内外軌の別、列車の速度、直前走行車両からの経過時間等の他の要因を考慮すると、図５よりも複雑な様相を示すものと思われる。
一例として、付着物のないレールを時間別に測定した動摩擦係数の速度依存性の変化について、図６を参照しつつ説明する。
図６は、ある地点におけるレール表面の摩擦特性（速度依存性）の一例を表すグラフである。（Ａ）は午前１０時３０分頃に測定した場合を示し、（Ｂ）は午後１時３０分頃に測定した場合を示す。
【００３４】
この図からわかるように、図６（Ａ）の場合（午前の測定結果）は、速度増加に伴いグラフが右下がりの傾向を示し、平均動摩擦係数が０．４０３程度であるのに対し、図６（Ｂ）の場合（午後の測定結果）は、速度増加に伴いほぼ変化がなく、平均動摩擦係数が０．４６９程度となった。このように、ある同一地点におけるレールであっても、時間によって動摩擦係数に差が生じることがわかる。図６（Ａ）ではレールに結露が残存しており、この場合は前述の判定基準（６）で「レール表面が湿潤」と判定できる。一方、図６（Ｂ）では日光の照射等によってレールが乾燥しており、この場合は前述の判定基準（１）で「レール表面が乾燥」と判定できる。
【００３５】
次に、電気抵抗の値と動摩擦係数の値との関係についての一測定例を説明する。
図７及び図８は、本発明のレール表面特性評価方法に係るレールの電気抵抗と動摩擦係数との関係を説明するための、一測定例を示すグラフである。（Ａ）は測定位置（単位ｃｍ）に対する電気抵抗（単位Ω）の値の変化を示し、（Ｂ）は測定位置（単位ｃｍ）に対する動摩擦係数の値の変化を示す。
【００３６】
図７に示す例では、平均電気抵抗が４７９．５Ωと比較的高く、平均動摩擦係数が０．３９と中程度の値であった。この場合、レール表面の状態は、図５におけるグラフｇ（堆積した赤錆）とグラフｅ（生成直後の錆）との中間程度と判別できる。現場においてこのような測定結果が得られた場合は、例えば列車が走行してから数時間程度経過した後のレールの状態を表しているものと判別できる。
【００３７】
図８に示す例では、平均電気抵抗が３．０６Ωと低く、平均動摩擦係数が０．３９と比較的高い値であった。この場合、レール表面の状態は、図５におけるグラフｃ（乾燥）の近傍と判別できる。現場においてこのような測定結果が得られた場合は、目視的にはレール表面にはほとんど付着物がなく、例えばレール表面に自然酸化膜が形成されている程度であるものと判別できる。
【００３８】
このように、本発明によれば、レール表面の電気抵抗を測定することで動摩擦係数の大小の程度が判別でき、これら電気抵抗と動摩擦係数、及び、動摩擦係数の増減傾向に基づき、レール表面の特性をより系統的に的確に評価することができる。したがって、従来のトリボメータ（図９参照）では不能であった、現場におけるレール表面の特性の評価を実現することができる。
【００３９】
なお、前述のレール表面特性評価装置１００において、本体１０３と外枠１４１との間に、外枠１４１に対して本体１０３を左右方向（レール幅方向）の任意の位置に横倒し・横振りできる角度調整機構等を設けると、レール頭頂部のアール面や側面、レール長手方向のゲージコーナー等の測定も行うことができる。
【００４０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、鉄道レール表面の状態すなわち付着物の有無や種類等をより詳細に評価することのできるレール表面特性評価方法・装置等を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例に係るレール表面特性評価装置を模式的に示す側面図である。
【図２】同レール表面特性評価装置の正面図である。
【図３】同レール表面特性評価装置の背面図である。
【図４】同レール表面特性評価装置の制御系のブロック図である。
【図５】レール表面の各種付着物の摩擦特性（速度依存性）の一例を表すグラフである。
【図６】ある地点におけるレール表面の摩擦特性（速度依存性）の一例を表すグラフである。（Ａ）は午前１０時３０分頃に測定した場合を示し、（Ｂ）は午後１時３０分頃に測定した場合を示す。
【図７】本発明のレール表面特性評価方法に係るレールの電気抵抗と動摩擦係数との関係を説明するための、一測定例を示すグラフである。
【図８】本発明のレール表面特性評価方法に係るレールの電気抵抗と動摩擦係数との関係を説明するための、一測定例を示すグラフである。
【図９】トリボメータを組み込んだレール摩擦力測定装置の一例を示す図である。
【符号の説明】
１００レール表面特性評価装置
１０３本体１０３ａ穴
１０５絶縁ホルダー
１０５Ａ、１０５Ｂ分割部１０５Ｃ収容部
１０７鋼球１２１中空ボルト
１２３絶縁アダプター１２４絶縁スリーブ
１２５通電ロッド１２７押しボルト
１２９皿ナット１３１圧着端子
１３５蝶ネジ１４１外枠
１４１ａ軸１４１ｂ板
１４３案内輪１４５エンコーダ
１４７リニアスライダ１５１ロードセル
１５２突起１５３把持部
１５５電気抵抗測定器１５７動歪みアンプ
１７０制御装置
１７１レール表面特性評価部１７２運行管理部

Claims

鉄道レールの表面に複数の表面接触子を押し当て、
該複数の表面接触子間における前記レール表面の電気抵抗を測定し、
前記表面接触子と前記レール表面との摩擦係数を測定し、
測定した電気抵抗及び摩擦係数から、前記レール表面の特性を評価することを特徴とするレール表面特性評価方法。
前記表面接触子を前記レール上で移動させながら前記摩擦係数を測定し、その移動速度に対する摩擦係数の増減傾向をも含めて前記レール表面の特性を評価することを特徴とする請求項１記載のレール表面特性評価方法。
前記摩擦係数が高、前記電気抵抗が低、及び、前記増減傾向がほぼ変化なしのときは、「レール表面付着物なし且つ乾燥」と判定し、
前記摩擦係数が高、前記電気抵抗が高、及び、前記増減傾向がほぼ変化なしのときは、「レール表面付着物が砂」と判定し、
前記摩擦係数が高、前記電気抵抗が高、及び、前記増減傾向が減少のときは、「レール表面付着物が赤錆」と判定し、
前記摩擦係数が低、前記電気抵抗が高、及び、前記増減傾向が増加のときは、「レール表面付着物が固体潤滑剤」と判定し、あるいは、
前記摩擦係数が低、前記電気抵抗が低、及び、前記増減傾向が減少のときは、「レール表面が湿潤あるいは油脂付着」と判定する、
ことを特徴とする請求項２記載のレール表面特性評価方法。
前記請求項１、２又は３記載の評価・判定、今後の列車運行予定及び天候予測に基づいて今後の処置を決定することを特徴とする鉄道運行管理方法。
鉄道レールの表面に押し当てられる複数の表面接触子と、
該複数の表面接触子間における前記レール表面の電気抵抗を測定する電気抵抗測定手段と、
前記表面接触子と前記レール表面との摩擦係数を測定する摩擦係数測定手段と、
前記表面接触子を前記レール上で移動させた際の移動速度に対する前記摩擦係数の増減傾向を取得する取得手段と、
前記電気抵抗、前記摩擦係数、及び、前記摩擦係数の増減傾向から、前記レール表面の特性を評価する特性評価手段と、
を具備することを特徴とするレール表面特性評価装置。