JP2009019919A - 軌道検測装置 - Google Patents

Abstract

【課題】レールに対する基準アームおよび可動アームの位置決めが容易で、測定精度を高めることができる軌道検測装置を提供する。
【解決手段】基準アーム１１が、レール１ａの内側面に接触するよう設けられた基準ガイド部材１１ｄと、レール１ａの内側面が面する方向に突出するよう設けられた基準側突出部１１ｅとを有している。可動アーム１２が、基準アーム１１の一端に自在継手２２により水平方向および上下方向に回転可能に連結されている。可動アーム１２は、レール１ａの内側面に接触するよう設けられた可動ガイド部材１２ｄと、レール１ａの内側面が面する方向に突出するよう設けられた可動側突出部１２ｅとを有している。圧縮バネ１４が、ガススプリングから成り、両端がそれぞれ基準側突出部１１ｅおよび可動側突出部１２ｅに、基準アーム１１および可動アーム１２がレール１ａ上に設置されたときレール１ａの長さ方向および幅方向に垂直となる軸を中心として回転可能に取り付けられている。
【選択図】図１

Description

本発明は、レールの狂いを測定するための軌道検測装置に関する。

従来の軌道検測装置として、レールの長さ方向に沿って複数の支持点で支持される基準アームと、基準アームに搭載され、レールの長さ方向に沿う光線を検出する光検出手段と、一端が基準アームの一端に水平方向および上下方向に回転可能に連結された可動アームと、可動アーム上に搭載され、レールの長さ方向に沿う光線を出射する光出射手段とを有し、光出射手段から出射された光線の光検出手段による検出の情況が変化することにより、レールの狂いを検出するものがある（例えば、特許文献１参照）。

特開２００５−３２１３３９号公報

レールの狂いを正確に検出するために、軌道検測装置では、基準アームおよび可動アームが常に同じ状態でレールに配置される必要がある。しかしながら、特許文献１記載の軌道検測装置では、レールに対する基準アームおよび可動アームの位置がずれやすく、正確な測定が困難であるという課題があった。また、特許文献１記載の軌道検測装置では、マグネットを利用して基準アームおよび可動アームの位置決めを行うことも記載されているが、マグネットの磁力により鉄粉などが吸着して、測定に誤差が生じるおそれがあり、やはり正確な測定が困難である。

本発明は、このような課題に着目してなされたもので、レールに対する基準アームおよび可動アームの位置決めが容易で、測定精度を高めることができる軌道検測装置を提供することを目的としている。

上記目的を達成するために、本発明に係る軌道検測装置は、レールの長さ方向に沿って前記レール上を走行可能な基準アームと、一端が前記基準アームの一端に自在継手により取り付けられ他端にターゲットを有して前記レール上を走行可能な可動アームとを有し、前記基準アームに対する前記ターゲットの変位を検出することにより前記レールの狂いを測定するための軌道検測装置であって、前記基準アームは、前記レール上に設置されたときレールの一方の側面に接するよう設けられた基準ガイド部材と、前記レール上に設置されたときレールの前記側面が面する方向に突出するよう設けられた基準側突出部とを有し、前記可動アームは、前記レール上に設置されたときレールの前記側面に接するよう設けられた可動ガイド部材を有し、前記基準側突出部と前記可動アームとの間に、前記基準アームおよび前記可動アームが前記レール上に設置されたとき前記可動アームをレールの前記側面に押し付けるよう付勢する圧縮バネが設けられていることを、特徴とする。

本発明に係る軌道検測装置では、基準側突出部と可動アームとの間に設けられた圧縮バネが、可動アームをレールの一方の側面に押し付けるよう付勢しているため、基準アームの基準ガイド部材をレールの一方の側面に接触させてレール上を走行したとき、可動アームの可動ガイド部材を常にレールの一方の側面に接触させておくことができる。このように、本発明に係る軌道検測装置は、レールに対する基準アームおよび可動アームの位置決めを容易に行うことができる。また、この状態で測定を行うことにより、基準アームおよび可動アームが常に同じ状態でレールに配置されるため、位置のずれによる誤差を防ぐことができ、測定精度を高めることができる。なお、圧縮バネは、例えば、ガススプリングや油圧シリンダーなどから成る。

本発明に係る軌道検測装置で、レールの前記側面は軌道を構成する２本のレールの一方の内側面であり、前記可動アームは前記レール上に設置されたときレールの前記側面が面する方向に突出するよう設けられた可動側突出部を有し、前記圧縮バネは細長くて長さ方向に圧縮可能なガススプリングから成り、両端が前記基準側突出部および前記可動側突出部に、前記基準アームおよび前記可動アームが前記レール上に設置されたとき前記レールの長さ方向および幅方向に垂直となる軸を中心として回転可能に設けられていることが好ましい。この場合、圧縮バネの付勢力により、基準アームに対して可動アームをレールの内側面に押し付ける力が働く。このため、可動アームの可動ガイド部材を常にレールの一方の側面に接触させておくことができ、レールに対する基準アームおよび可動アームの位置決めを容易に行うことができる。また、位置のずれによる誤差を防ぐことができ、測定精度を高めることができる。

本発明に係る軌道検測装置で、前記基準アームおよび前記可動アームは前記レールの上面に接して走行可能にする走行車輪を有し、前記走行車輪は、前記基準アームおよび前記可動アームが前記レール上に設置されたとき進行方向がレールの長さ方向に対し３°以内の角度で外側に傾斜していることが好ましい。この場合、走行車輪によりレール上を測定位置まで走行して、迅速に測定を行うことができる。走行車輪の傾斜により、常にレールの外側に向かう力が働くため、基準ガイド部材および可動ガイド部材を常にレールの内側面に接触させておくことができ、測定精度を高めることができる。

本発明に係る軌道検測装置で、前記走行車輪は、ウレタン製のタイヤを有し、踏面の横断面形状が円弧状をなしていてもよい。この場合、レールの上面の土砂や錆などの異物を避けやすく、異物による誤差を防ぐことができ、測定精度を高めることができる。

本発明に係る軌道検測装置は、前記基準アームに前記ターゲットを撮影可能な撮影手段が固定され、前記可動アームは前記レールの上面に接して走行可能にする走行車輪を他端に有し、前記ターゲットは前記可動アームの前記走行車輪より前記基準アームに近い位置に固定されていることが好ましい。この場合、撮影手段でターゲットを撮影することにより、基準アームに対するターゲットの変位を検出し、レールの狂いを測定することができる。ターゲットを可動アームの走行車輪より基準アームに近い位置に固定することにより、走行車輪の上端の高さより低い位置に固定することができるため、可動アームのねじれに対する誤差を小さくすることができ、測定精度を高めることができる。

本発明に係る軌道検測装置は、カバー部材を有し、前記撮影手段は撮影するためのレンズを有し、前記カバー部材は少なくとも前記撮影手段の前記レンズの側部両端と前記ターゲットの側部両端とで形成される四角形の領域の上方を被覆するよう設けられていてもよい。この場合、カバー部材により雨を防ぐことができ、雨による撮影誤差を小さくして測定精度を高めることができる。カバー部材を必要最小限の大きさにすることにより、取り付けや取り外し、保管などを容易にすることができる。

本発明に係る軌道検測装置は、軌間アームを有し、前記軌間アームは、一端が前記基準アームに取り付けられ他端が前記２本のレールの他方の上を走行可能に設けられたアーム本体と、前記アーム本体の他端が前記レール上に設置されたとき前記他方のレールの内側面に対し付勢されて接するよう、前記アーム本体と平行な２本の圧縮スプリングを介して前記アーム本体に設けられた軌間ガイド部材と、前記２本の圧縮スプリングの間で前記アーム本体と前記軌間ガイド部材との間に設けられて前記アーム本体に対する前記２本のレールの軌間方向の前記軌間ガイド部材の位置の変位量を測定可能な変位センサとを有することが好ましい。この場合、変位センサにより、アーム本体に対する２本のレールの軌間方向の軌間ガイド部材の位置の変位量を測定することができる。これにより、２本のレールの間隔の変化を測定し、レール間隔の狂いを測定することができる。各圧縮スプリングにより、基準ガイド部材および可動ガイド部材を常に一方のレールの内側面に接触させ、軌間ガイド部材を他方のレールの内側面に接触させておくことができ、位置のずれによる誤差を防ぐことができ、測定精度を高めることができる。変位センサを各圧縮スプリングの間に配置することにより、安定した測定を行うことができる。

本発明によれば、レールに対する基準アームおよび可動アームの位置決めが容易で、測定精度を高めることができる軌道検測装置を提供することができる。

以下、図面に基づき、本発明の実施の形態について説明する。
図１乃至図３は、本発明の実施の形態の軌道検測装置を示している。
図１乃至図３に示すように、軌道検測装置１０は、基準アーム１１と可動アーム１２と軌間アーム１３と圧縮バネ１４とターゲット１５と撮影手段１６と距離計１７と角度計１８とハンドル１９と測定部（図示せず）とを有している。軌道検測装置１０は、所定の間隔で平行に設けられた２本のレール１ａ，１ｂの上に載せて、レール１ａ，１ｂの狂いを測定するのに使用される。

図１および図２に示すように、基準アーム１１は、細長い四角柱形状を成し、レール１ａの長さ方向に沿ってレール１ａ上に配置可能になっている。基準アーム１１は、一端１１ａの他端１１ｂ寄りの位置と他端１１ｂとに、それぞれレール１ａの上面に接触して走行するための走行車輪２１を有している。各走行車輪２１は、ウレタン製のタイヤを有し、レール１ａの上面との接地面積が小さくなるよう、踏面の横断面形状が円弧状を成している。各走行車輪２１は、上下方向に開口した枠体１１ｃの中に回転可能に配置されている。各走行車輪２１は、基準アーム１１がレール１ａ上に設置されたとき、進行方向がレール１ａの長さ方向に対し２〜３°の角度で外側に傾斜するよう設けられている。

基準アーム１１は、各走行車輪２１の位置に対応するレール１ａの内側面の側に、それぞれ基準ガイド部材１１ｄを有している。各基準ガイド部材１１ｄは、回転ローラから成り、各走行車輪２１で走行するときレール１ａの内側面に接触して回転するようになっている。基準アーム１１は、レール１ａ上に設置されたとき、一端１１ａのレール１ａの内側面の側に、レール１ａの内側面が面する方向に突出するよう設けられた基準側突出部１１ｅを有している。なお、基準アーム１１は、レール１ａからの電気が伝わらないよう、やや他端１１ｂ寄りの位置に絶縁部１１ｆを有している。

図１乃至図３に示すように、可動アーム１２は、細長く、基準アーム１１より断面が小さい四角柱形状を成している。可動アーム１２は、自在継手２２により、一端１２ａが基準アーム１１の一端１１ａに水平方向および上下方向に回転可能に連結されており、レール１ａの長さ方向に沿ってレール１ａ上に配置可能になっている。可動アーム１２は、他端１２ｂに、レール１ａの上面に接触して走行するための走行車輪２３を有している。走行車輪２３は、ウレタン製のタイヤを有し、レール１ａの上面との接地面積が小さくなるよう、踏面の横断面形状が円弧状を成している。走行車輪２３は、上下方向に開口した枠体１２ｃの中に回転可能に配置されている。走行車輪２３は、可動アーム１２がレール１ａ上に設置されたとき、進行方向がレール１ａの長さ方向に対し２〜３°の角度で外側に傾斜するよう設けられている。走行車輪２３は、上端が可動アーム１２の上面よりも高くなっている。

可動アーム１２は、走行車輪２３の位置に対応するレール１ａの内側面の側に、可動ガイド部材１２ｄを有している。可動ガイド部材１２ｄは、回転ローラから成り、走行車輪２３で走行するときレール１ａの内側の側面に接触して回転するようになっている。可動アーム１２は、レール１ａ上に設置されたとき、一端１２ａのやや他端１２ｂよりの位置の、レール１ａの内側面の側に、レール１ａの内側面が面する方向に突出するよう設けられた可動側突出部１２ｅを有している。

図１および図３に示すように、軌間アーム１３は、アーム本体２４と軌間ガイド部材２５と変位センサ２６とを有している。アーム本体２４は、細長い四角柱形状を成し、一端２４ａが基準アーム１１にほぼ垂直に取り付けられ、他端２４ｂがレール１ｂに配置可能になっている。アーム本体２４は、基準アーム１１の一端１１ａ側の走行車輪２１の位置に対応するレール１ａの内側面の側に取り付けられている。アーム本体２４は、他端２４ｂに、レール１ｂの上面に接触して走行するための走行車輪２７を有している。走行車輪２７は、ウレタン製のタイヤを有し、レール１ｂの上面との接地面積が小さくなるよう、踏面の横断面形状が円弧状を成している。走行車輪２７は、上下方向に開口した枠体２４ｃの中に回転可能に配置されている。なお、アーム本体２４は、レール１ｂからの電気が伝わらないよう、やや他端２４ｂ寄りの位置に絶縁部２４ｄを有している。

軌間ガイド部材２５は、アーム本体２４の他端２４ｂがレール１ｂ上に設置されたとき、レール１ｂの内側面に対し付勢されて接するよう、アーム本体２４と平行な２本の圧縮スプリング２５ａを介してアーム本体２４の他端２４ｂに設けられている。軌間ガイド部材２５は、回転ローラから成り、軌間アーム１３が走行車輪２７で走行するときレール１ｂの内側面に接触して回転するようになっている。変位センサ２６は、リニアゲージから成り、各圧縮スプリング２５ａの間で、アーム本体２４と軌間ガイド部材２５との間に設けられている。変位センサ２６は、各圧縮スプリング２５ａとともに伸縮してその伸縮量を測定することにより、アーム本体２４に対する２本のレール１ａ，１ｂの軌間方向の軌間ガイド部材２５の位置の変位量を測定可能になっている。

図１および図２に示すように、圧縮バネ１４は、細長くて長さ方向に圧縮可能なガススプリングから成っている。圧縮バネ１４は、両端がそれぞれ基準側突出部１１ｅおよび可動側突出部１２ｅに、基準アーム１１および可動アーム１２がレール１ａ上に設置されたときレール１aの長さ方向および幅方向に垂直となる軸を中心として回転可能に取り付けられている。圧縮バネ１４は、長さ方向に沿って伸びる方向に付勢されて取り付けられている。

図１乃至図３に示すように、ターゲット１５は、矩形板から成り、一方の面にその面の中心部からの位置を示す位置表示が記載されている。ターゲット１５は、位置表示の面を基準アーム１１の側に向けて、可動アーム１２の走行車輪２３より基準アーム１１に近い位置に固定されている。ターゲット１５は、可動アーム１２の走行車輪２３の上端の高さより低い位置で、可動アーム１２に固定されている。

図１および図２に示すように、撮影手段１６は、ＣＣＤカメラから成り、ターゲット１５を撮影可能に基準アーム１１の一端１１ａに固定されている。撮影手段１６は、基準アーム１１および可動アーム１２を真っ直ぐにしたとき、撮影範囲の中心がターゲット１５の位置表示の面の中心に位置するよう固定されている。

図１および図３に示すように、距離計１７は、基準アーム１１の一端１１ａ側の走行車輪２１の位置に対応する、レール１ａの外側面の側に取り付けられている。距離計１７は、基準アーム１１の一端１１ａ側の走行車輪２１に接続され、その走行車輪２１の回転により走行距離を測定可能になっている。角度計１８は、アーム本体２４の一端２４ａ寄りの進行方向側の側面に取り付けられている。角度計１８は、アーム本体２４の水平からの傾きを測定可能になっている。

図１および図２に示すように、ハンドル１９は、細長い棒状で、一端１９ａに握り部１９ｃを有している。ハンドル１９は、他端１９ｂが、基準アーム１１の中央上部のやや一端１１ａ寄りの位置に、水平方向および上下方向に回転可能に取り付けられている。

測定部は、コンピュータから成り、アーム本体２４の中央上部に取り付けられている。測定部は、変位センサ２６、撮影手段１６、距離計１７および角度計１８に接続され、変位センサ２６の測定値、撮影手段１６の撮影画像、距離計１７の測定値および角度計１８の測定値を取得可能になっている。また、測定部は、撮影手段１６の動作を制御可能になっている。測定部は、取得した撮影画像や測定値を解析可能になっている。

次に、作用について説明する。
軌道検測装置１０は、基準アーム１１および可動アーム１２を一方のレール１ａの上に配置し、軌間アーム１３のアーム本体２４の他端２４ｂを他方のレール１ｂの上に配置して使用される。軌道検測装置１０は、作業者が各レール１ａ，１ｂの間でハンドル１９を握り、基準アーム１１を可動アーム１２の方向に押すようにして走行させながら測定を行うことができる。これにより、走行車輪２１、２３、２７によりレール１ａ，１ｂ上を測定位置まで走行して、迅速に測定を行うことができる。

軌道検測装置１０では、圧縮バネ１４が長さ方向に沿って伸びる方向に付勢されて、両端がそれぞれレール１ａの内側面の側に突出した基準側突出部１１ｅおよび可動側突出部１２ｅにレール１ａの長さ方向および幅方向に垂直となる軸を中心として回転可能に設けられているため、圧縮バネ１４の付勢力により、基準アーム１１に対して可動アーム１２をレール１ａの内側面に押し付ける力が働く。このため、基準アーム１１の基準ガイド部材１１ｄをレール１ａの内側面に接触させて走行したとき、可動アーム１２の可動ガイド部材１２ｄを常にレール１ａの内側面に接触させておくことができ、レール１ａに対する基準アーム１１および可動アーム１２の位置決めを容易に行うことができる。また、この状態で測定を行うことにより、基準アーム１１および可動アーム１２が常に同じ状態でレール１ａに配置されるため、位置のずれによる誤差を防ぐことができ、測定精度を高めることができる。

また、走行車輪２１、２３の傾斜により、常にレール１ａの外側に向かう力が働くため、基準ガイド部材１１ｄおよび可動ガイド部材１２ｄを常にレール１ａの内側面に接触させておくことができる。さらに、各圧縮スプリング２５ａにより、基準ガイド部材１１ｄおよび可動ガイド部材１２ｄを常にレール１ａの内側面に接触させ、軌間ガイド部材２５をレール１ｂの内側面に接触させておくことができる。これにより、位置のずれによる誤差を防ぐことができ、測定精度をより高めることができる。

軌道検測装置１０は、撮影手段１６でターゲット１５を撮影することにより、基準アーム１１に対するターゲット１５の変位を検出し、レール１ａの狂いを測定することができる。ターゲット１５を可動アーム１２の走行車輪２３より基準アーム１１に近い位置に固定することにより、走行車輪２３の上端の高さより低い位置に固定することができるため、可動アーム１２のねじれに対する誤差を小さくすることができ、測定精度を高めることができる。

軌道検測装置１０は、変位センサ２６により、アーム本体２４に対する２本のレール１ａ，１ｂの軌間方向の軌間ガイド部材２５の位置の変位量を測定することができる。これにより、２本のレール１ａ，１ｂの間隔の変化を測定し、レール１ａ，１ｂの間隔の狂いを測定することができる。変位センサ２６を各圧縮スプリング２５ａの間に配置することにより、安定した測定を行うことができる。

軌道検測装置１０は、各走行車輪２１、２３、２７の踏面の横断面形状が円弧状を成しているため、レール１ａ，１ｂの上面の土砂や錆などの異物を避けやすく、異物による誤差を防ぐことができ、測定精度を高めることができる。

なお、図１に示すように、軌道検測装置１０は、撮影手段１６のレンズの側部両端とターゲット１５の側部両端とで形成される四角形の領域の上方を被覆可能に設けられたカバー部材５１を有していてもよい。この場合、カバー部材５１により雨を防ぐことができ、雨による撮影誤差を小さくして測定精度を高めることができる。カバー部材５１を必要最小限の大きさにすることにより、取り付けや取り外し、保管などを容易にすることができる。

本発明の実施の形態の軌道検測装置を示す平面図である。 図１に示す軌道検測装置の基準アームおよび可動アームの側面図である。 図１に示す軌道検測装置の正面図である。

符号の説明

１ａ，１ｂ レール
１０ 軌道検測装置
１１ 基準アーム
１１ｄ 基準ガイド部材
１１ｅ 基準側突出部
１２ 可動アーム
１２ｄ 可動ガイド部材
１２ｅ 可動側突出部
１３ 軌間アーム
１４ 圧縮バネ
１５ ターゲット
１６ 撮影手段
１７ 距離計
１８ 角度計
１９ ハンドル
２１，２３，２７ 走行車輪
２２ 自在継手
２４ アーム本体
２５ 軌間ガイド部材
２５ａ 圧縮スプリング
２６ 変位センサ

Claims (7)

1. レールの長さ方向に沿って前記レール上を走行可能な基準アームと、一端が前記基準アームの一端に自在継手により取り付けられ他端にターゲットを有して前記レール上を走行可能な可動アームとを有し、前記基準アームに対する前記ターゲットの変位を検出することにより前記レールの狂いを測定するための軌道検測装置であって、
   前記基準アームは、前記レール上に設置されたときレールの一方の側面に接するよう設けられた基準ガイド部材と、前記レール上に設置されたときレールの前記側面が面する方向に突出するよう設けられた基準側突出部とを有し、
   前記可動アームは、前記レール上に設置されたときレールの前記側面に接するよう設けられた可動ガイド部材を有し、
   前記基準側突出部と前記可動アームとの間に、前記基準アームおよび前記可動アームが前記レール上に設置されたとき前記可動アームをレールの前記側面に押し付けるよう付勢する圧縮バネが設けられていることを、
   特徴とする軌道検測装置。
2. レールの前記側面は軌道を構成する２本のレールの一方の内側面であり、
   前記可動アームは前記レール上に設置されたときレールの前記側面が面する方向に突出するよう設けられた可動側突出部を有し、
   前記圧縮バネは細長くて長さ方向に圧縮可能なガススプリングから成り、両端が前記基準側突出部および前記可動側突出部に、前記基準アームおよび前記可動アームが前記レール上に設置されたとき前記レールの長さ方向および幅方向に垂直となる軸を中心として回転可能に設けられていることを、
   特徴とする請求項１記載の軌道検測装置。
3. 前記基準アームおよび前記可動アームは前記レールの上面に接して走行可能にする走行車輪を有し、前記走行車輪は、前記基準アームおよび前記可動アームが前記レール上に設置されたとき進行方向がレールの長さ方向に対し３°以内の角度で外側に傾斜していることを、
   特徴とする請求項２記載の軌道検測装置。
4. 前記走行車輪は、ウレタン製のタイヤを有し、踏面の横断面形状が円弧状をなしていることを、特徴とする請求項３記載の軌道検測装置。
5. 前記基準アームに前記ターゲットを撮影可能な撮影手段が固定され、
   前記可動アームは前記レールの上面に接して走行可能にする走行車輪を他端に有し、
   前記ターゲットは前記可動アームの前記走行車輪より前記基準アームに近い位置に固定されていることを、
   特徴とする請求項２，３または４記載の軌道検測装置。
6. カバー部材を有し、
   前記撮影手段は撮影するためのレンズを有し、
   前記カバー部材は少なくとも前記撮影手段の前記レンズの側部両端と前記ターゲットの側部両端とで形成される四角形の領域の上方を被覆するよう設けられていることを、
   特徴とする請求項５記載の軌道検測装置。
7. 軌間アームを有し、
   前記軌間アームは、一端が前記基準アームに取り付けられ他端が前記２本のレールの他方の上を走行可能に設けられたアーム本体と、前記アーム本体の他端が前記レール上に設置されたとき前記他方のレールの内側面に対し付勢されて接するよう、前記アーム本体と平行な２本の圧縮スプリングを介して前記アーム本体に設けられた軌間ガイド部材と、前記２本の圧縮スプリングの間で前記アーム本体と前記軌間ガイド部材との間に設けられて前記アーム本体に対する前記２本のレールの軌間方向の前記軌間ガイド部材の位置の変位量を測定可能な変位センサとを有することを、
   特徴とする請求項２，３，４，５または６記載の軌道検測装置。

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