JP2008249365A - 車両の車体高さ変位量検出器および検出機構 - Google Patents
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Abstract
車体高さ方向の変位量検出を精度を低下させることなく、検出アームの破損事故を低減することが可能な車両の車体高さ変位量検出器および検出機構を提供することにある。
【解決手段】
この発明は、2段連結の検出アームのいずれか一方を板状弾性アーム部材とすることで、車体と走行台車との間に発生するアームに対するねじりを板状弾性アームで吸収し、かつ、ねじれた板状弾性アームによりアームの高さ方向の精度を維持するものである。
【選択図】 図1
Description
多数の営業列車が運行される本線区においては、営業車両とほぼ同じ規格の車両にレール変位量測定装置を搭載して、いわば大型の軌道検測車を構成し、高速度で走行させて各軌道狂いが検測されている。しかし、列車の運行回数が少ない閑散線区や、駅構内の側線などに対しては、大型の軌道検測車は適当でないので、中型もしくは小型の軌道検測車が利用されている。
これらの車両に搭載されるレール変位量測定装置としては、測定車輪やローラをレールに接触させる機械式のものと非接触型の光学的なものとがある。
これらとは別にトロリ線についての変位量が光学的な測定装置により測定されている。
レール変位量測定やトロリ線変位量測定で得られた測定値は、左右の車体の傾きに応じて測定値を補正することが必要になるので、軌道検測車は、車体と走行台車との間に水平状態にある基準状態の車体に対して車体高さの変化を検出する車体高さ変位量検出器を搭載している(特許文献1)。
図4は、その説明図であって、3が車体高さ変位量検出器である。そして、20は、レール、11は、車体高さ変位量検出器3が取付けられた車体、12は走行台車、13は走行車輪、14は、軸受14aを有する台車軸箱である。軸受14aは、走行車輪13の車軸15(図3参照)を介して車輪16を回転可能に支持する。
車体高さ変位量検出器3は、高さ変位を回動アームの角度変位に変換して検出する角度センサであって、検出アーム1とシンクロ回転角検出器2とからなり、検出アーム1は、水平アーム1aと傾斜アーム1bとがヒンジ1cを介してリンク結合して構成され、軸受14aの上部に設けられたヒンジ14bを介して台車軸箱14に対して左右方向に自由度をもって取付けられている。
シンクロ回転角検出器2は、ヒンジ2aによりブラケット11aを介して車体11に対して左右方向に自由度をもって結合され、内部にシンクロ発振器を有し、シンクロ回転軸2bの回転量に応じた電気信号を検出信号として発生する。
なお、ヒンジ1c,ヒンジ2a,ヒンジ14bは、それぞれボールベアリング軸受で構成されている。
このようなことを回避するために検出アームを3段アーム結合にしてもねじれが吸収できるわけではなく、アーム強度が逆に弱くなる上に上下方向の検出精度が低下する問題がある。ねじれは、検出アームに対して大きな剪断応力を加えるが、高さ方向を検出するアームを上下方向にスライドさせてそれを吸収する訳にはいかず、上下方向に緩衝機構を設けても上下方向の検出精度が低下し、緩衝機構自体の破壊が問題となる。
この発明の目的は、このような従来技術の問題点を解決するものであり、軌道検測車に搭載される車体の高さ方向の変位量検出器の検出アームの破損事故を低減することができる車両の車体高さ変位量検出器および検出機構を提供することにある。
特に、板状弾性アームを所定の厚さと幅を持つ板バネあるいは板バネを一部に有するアームとすれば、車体と走行台車との間にねじれ現象が発生しても板バネがそのねじりを受けてねじれるので過剰な負荷が残りのアームに加わることなく、吸収され、検出アームの破損事故が抑制される。
特に、板バネの場合には、ねじれても車両の高さ方向の関係は保持される。これが水平アームの場合には、板バネの軸中心位置で高さ方向の位置が保持される。傾斜アームにした場合にも剛性を有するので、圧縮されることはなく、その長手方向の変位はほとんど発生しない。
その結果、車体高さ方向の変位量検出の精度を低下させることなく、車両の車体高さ変位量検出器の検出アームの破損事故を低減することができる。
なお、図4に示す構成要素と同一のものは同一の符号で示し、その説明を割愛する。
図3に示すように、軌道検測車10において、4は、車体高さ変位量検出器であり、左右のレール20にそれぞれ対応して車体11と走行台車12との間においてそれぞれ設けられている。
これら左右の車体高さ変位量検出器4,4により車体高さ変位量検出機構5が構成される。
d1,d2は、このとき車体高さ変位量検出器4により検出された検出信号により測定されるそれぞれ車体11と走行台車12との間の変位量である。
車体高さ変位量検出器4からのそれぞれの検出信号は、車体11側に設けられている変換制御回路17を介して出力電圧として取り出されてA/D変換回路(A/D)18を経てデータ処理装置19へと入力される。データ処理装置19で算出された変位量d1,d2は、レール変位量測定装置あるいはトロリ線変位量測定装置で得られた各測定値の補正処理などに利用される。
水平アーム6aは、長手方向に直交する方向にねじれ弾性を有し長手方向には変形しない剛性を有する厚さで所定の幅の板状弾性アーム部材であり、平行板バネ7a,7bを有するボックスフレーム7で構成されている。
ボックスフレーム7の2枚の板バネ7a,7bは、両端部がリンク結合金具7c,7dにそれぞれ固定されて内部に矩形空間を持つボックス型の構造となっている。これにより、車体と走行台車との間に発生するアームに対するねじりをボックスフレーム7がねじられることで吸収し、かつ、ねじれた状態でアームの高さ方向の精度を維持することができる。
平行板バネ7a,7bは、SUS製のもので、その厚さは、2mm程度で、幅が40mm、長さが300mm程度のものである。リンク結合金具7c,7dは、鋼部材あるいは鋳鉄製である。
なお、図では、平行板バネ7a,7bは、走行方向に対して左右方向に配置されるようになっているが、これらは、走行方向に対して上下方向に配置されてもよい。あるいはアーム軸に沿って回転させて、所定の角度をもって配置されてもよい。
リンク結合金具7cには、ヒンジ8の外筒8aに一体的に固定され、傾斜アーム6bの湾曲した端部がリンク結合金具7eと一体化されてヒンジ8の外筒8bに固定され、ヒンジ8が傾斜アーム6bを支持している。ヒンジ8の軸8cは、ヒンジ8の外筒8aとこれの下側に設けられた外筒8bを貫通し、外筒8aと外筒8bを回動可能にしている。
傾斜アーム6bの湾曲した反対側の端部は、リンク結合金具7fと一体化されてヒンジ14bにより軸箱14にリンク結合している。
なお、ヒンジ8は、ボールベアリング軸受で構成されている。
これに対してリンク結合金具7dは、シンクロ回転角検出器2のシンクロ回転軸2bにボルト締めにより固定され、水平アーム6aを回動可能に支持している。
板バネの場合には、ねじれても車両の高さ方向の関係は保持される。特に、水平アーム6aが板バネの場合には、板バネの中心位置が高さ方向の一として保持され、傾斜した場合にも圧縮されることはないので、その長手方向の変位はほとんど発生しない。
水平棒アーム9aは、図4の水平アーム6aより少し短い水平アーム9bの端部に設けた結合部材9cによりリンク結合金具7dとの間に1枚の板バネ9dを挿入結合して直線状にしたアームである。
これにより前記実施例と同様に車体11と走行台車12との間にねじれ現象が発生しても板バネ9dがそのねじりを受けてねじれ、ねじれがここで吸収されることで検出アーム9の破損事故が抑制される。もちろん、この場合も走行台車12からねじりが解除されれば、水平棒アーム9aは、その弾性により元に戻る。
なお、板バネ9dは、アームの軸にそって90゜回転させてもよい。傾斜していてもよい。
また、実施例の水平なアームは、傾斜していてもよく、その方向が水平であることに限定されない。この発明は、リンク結合の2段アーム結合の一方が軸箱側から受けるねじりを吸収するねじれ弾性部材であればよいので、検出アームにおける傾斜アームと水平アームの位置を入れ換え、傾斜アーム側を板バネとすることも可能である。
2b…シンクロ回転軸、
3,4…車体高さ変位量検出器、
5…車体高さ変位量検出機構、
1a,6a,9b…水平アーム、1b,6b…傾斜アーム、
1c,2a,8,14b…ヒンジ、
7a,7b…板バネ、7c,7d…リンク結合金具、
10…軌道検測車、
11…車体、12…走行台車、13…走行車輪、14…台車軸箱、
14a…軸受、15…車軸、16…車輪、
17…変換制御回路、18…A/D変換回路(A/D)、
19…データ処理装置、20…レール。
Claims (4)
- 軌道検測車の車体と走行台車との間に設けられ車体高さ方向の変位量を高さ方向に回動する検出アームの回動角に応じて変換して検出する車両の車体高さ変位量検出器において、
長手方向に直交する方向にねじれ弾性を有し前記長手方向には変形しない剛性を有する厚さで所定の幅の板状弾性アーム部材と長手方向にもこれに直交する方向にも変形しない剛性を有する所定の長さの剛性アーム部材とを前記長手方向に直交する方向の回動を許容するリンク結合として前記検出アームを構成した車両の車体高さ変位量検出器。 - 前記板状弾性アーム部材は、水平に配置された板バネあるいは一部に板バネを有するアーム部材であって、前記剛性アーム部材は、傾斜したあるいは垂直方向に設けられたアームである請求項1記載の車両の車体高さ変位量検出器。
- 前記板状弾性アーム部材は、両端部がリンク結合金具にそれぞれ固定された2枚の平行板バネで構成されている請求項2記載の車両の車体高さ変位量検出器。
- 請求項1から請求項3のうちのいずれか1項記載の車両の車体高さ変位量検出器が左右のレールに対応して前記車体と前記走行台車との間にそれぞれ設けられている車両の車体高さ変位量検出機構。
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