JP2016121969A - レール摩耗測定器 - Google Patents

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【課題】枕木やタイプレートに邪魔されずに、精度の高いレール摩耗量の測定が可能なレール摩耗測定器を実現する。【解決手段】測定対象のレールの底面に接触可能な基準面および該基準面をレールの底面に接触した状態でレールに固定するための固定手段を有する一対の脚部(10)と、前記一対の脚部の一方の上部と他方の上部との間に水平に横架された主幹(20)と、前記主幹に沿って移動可能に取り付けられた保持部材(31)と、該保持部材より前記主幹に対して直角方向(前方)へ延設されたガイドレール(32)と、該ガイドレールに沿って移動可能に取り付けられた測定ヘッド部(36)とを設け、該測定ヘッド部には、鉛直方向に移動可能であってレールの上面に当接可能な接触子(38)と、該接触子の基準位置からの移動量を測定可能な測長手段とを設け、測定ヘッド部を主幹の前方へ任意の量だけ移動させて測定を行えるようにした。【選択図】図1

Description

本発明は、レールの摩耗量を測定するのに用いるレール摩耗測定器に関し、特に鉄道軌道の分岐点を構成するクロッシング(分岐器)におけるノーズレールおよびウイングレールの摩耗量を測定するのに好適なレール摩耗測定器に関する。
鉄道の軌道には車両を他の軌道に分岐させるためのクロッシングと呼ばれる分岐器が設けられている。
図8(A)に例示する分岐器は、2つの線路間で車両を路線変更可能にするための分岐器であり、このように2線が交差している部分に設けられる分岐器はシーサースクロッシングと呼ばれている。他にも、エンドクロッシングと呼ばれるものやK字クロッシングと呼ばれるものなど、多種多様なクロッシングが存在する。なお、上記シーサースクロッシングは、エンドクロッシングとK字クロッシングの組み合わせとみることもできる。
このうちエンドクロッシングは、端部が鋭角をなすノーズレールとその側方に設けられたウイングレールとを有しており、ノーズレールはその断面積が通常部分よりも小さいとともに、クロッシングを車両が走行する際に車輪がノーズレールからウイングレールまたはウイングレールからノーズレールへ乗り移る箇所である。そのため、例えばエンドクロッシングでは、図8(B)に示すように、車輪が接触するノーズレールNの上面とウイングレールWの上面に摩耗が生じ易く、この摩耗の量が大きくなると脱線の一因となる。そこで、車両の安全性を確保するため、定期的にクロッシングにおけるノーズレールとウイングレールの摩耗量を測定する検査が行われている。他の形式のクロッシングについてもほぼ同様である。
従来、クロッシングのレール摩耗量を測定する摩耗測定装置としては、例えば特許文献1に開示されているものがある。特許文献1の摩耗測定装置は、ノーズレールおよびウイングレールを跨いで設置された門形の主幹に沿ってスライド移動可能な移動台に支持されている測尺手段によって、主幹における基準高さ位置からレール上面の測定点までの距離を測定することで、レールの摩耗量を測定するものである。
特開平7−49201号公報
しかしながら、上記特許文献1の測定装置の場合、それほど寸法精度が高くないクロッシング底部(フランジ状の部分)の上面に、測定装置の主幹の脚部を設置して、当該部位を基準として摩耗量を測定しているため、摩耗量の測定を高精度で行うことには限界があった。
そこで、本発明者らは、クロッシング底部の下面からレール上面までの高さには、高い寸法精度が要求されていることに着目して、主幹の脚部の下端部に、クロッシング底部のフランジ状の部分を挟み込んで測定器を固定する機構を設けることで、クロッシング底部の下面を基準としてレール上面の高さを測定してレールの摩耗量を測定する測定器について検討した。
しかしながら、クロッシングのレール摩耗量を測定したい箇所は枕木やタイプレートの上方に位置することが多いため、特許文献1の摩耗測定装置におけるような主幹と測尺手段との関係を保ったまま、クロッシング底部のフランジ状の部分を挟み込む固定機構を設けると、該固定機構が枕木やタイプレートと干渉してしまうため、枕木やタイプレートの上面に干渉防止の窪みを設けなくてはならないという課題があることを見出した。
また、ウイングレールの摩耗量の測定箇所はレール側部からの距離が厳密に規定されているが、特許文献1の測定装置は、測定子の位置を主幹に設けられた目印を目安に固定する方式であるため、位置決めの再現性が低く高精度の測定結果が得られないという課題がある。
本発明は上記のような課題に着目してなされたもので、その目的とするところは、精度の高いレール摩耗量の測定が可能なレール摩耗測定器を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、レール上面の測定点が枕木やタイプレートの上方に位置していたとしても、枕木やタイプレートに干渉防止の窪みを設けることなく摩耗量測定を行うことができるレール摩耗測定器を提供することにある。
上記目的を達成するため、この発明は、
クロッシングを構成するレールの摩耗量を測定するためのレール摩耗測定器であって、
測定対象のレールの底面に接触可能な基準面および該基準面をレールの底面に接触した状態でレールに固定するための固定手段を有する一対の脚部と、
前記一対の脚部の一方の上部と他方の上部との間に水平に横架された主幹と、
前記主幹に沿って移動可能に取り付けられた保持部材と、
前記保持部材より、前記主幹に対して水平面内直角方向へ延設されたガイドレールと、
前記ガイドレールに沿って移動可能に取り付けられた測定ヘッド部と、
を備え、
前記測定ヘッド部には、鉛直方向に移動可能であって前記レールの上面に当接可能な接触子と、該接触子の基準位置からの移動量を測定可能な測長手段とを備えるように構成した。
かかる構成のレール摩耗測定器によれば、脚部に設けられている固定手段によりレールの底面に接触可能な基準面が、高い精度が要求されているレールの底面に接触した状態で、一対の脚部およびその上部に横架された主幹がレールに対して固定されるため、測定対象のレールの上面に当接する接触子の基準位置を正確に設定することができ、それによって精度の高いレール摩耗量の測定が可能になる。
また、主幹に対して水平面内直角方向すなわち主幹の前方方向へ延設されたガイドレールに沿って移動可能に取り付けられた測定ヘッド部を備えるため、レール上面の測定点が枕木やタイプレートの上方に位置していたとしても、一対の脚部を枕木やタイプレートから外れた位置でレールに固定して測定ヘッド部を測定点へ移動させることで、枕木やタイプレートに干渉防止の窪みを設けることなく摩耗量測定を行うことができる。
ここで、望ましくは、前記測定ヘッド部には、前記接触子に対し前記主幹と平行な方向に所定距離だけ離された当接部を有するガイド部材が、少なくとも前記測定ヘッド部の一方の側に設けるようにする。
かかる構成によれば、ウイングレール等の、レール側部から摩耗量の測定箇所までの距離が厳密に規定されているレールの摩耗量を測定する場合に、ガイド部材をレール側部に当接させた状態で接触子を下してレール上面に当接させることによって、容易かつ再現性良くヘッドを正確な位置に位置決めした状態で摩耗量測定を行うことができる。
また、望ましくは、前記一対の脚部に設けられた前記固定手段は、前記基準面を有する第1部材と、該第1部材と対向するように配置された第2部材と、前記第2部材を前記第1部材に向けて付勢するためのバネ部材とを備え、前記バネ部材の復元力で前記第1部材と前記第2部材との間に測定対象のレールの底部を挟み込むことで前記脚部を固定可能に構成する。
かかる構成によれば、脚部に設けられている固定手段のバネを縮めた状態で固定手段をレールの底部に係合させて手を放すだけで、容易にレール摩耗測定器をレールに固定させることができ、作業性が著しく向上するようになる。
さらに、望ましくは、前記測定ヘッド部には、前記測長手段により測定された値を表示可能な表示手段を設けるようにする。
これによって、容易に測定値を読み取ることができる作業効率の良いレール摩耗測定器を実現することが可能になる。
本発明によれば、精度の高いレール摩耗量の測定が可能なレール摩耗測定器を実現することができる。
本発明に係るレール摩耗測定器の一実施形態を示す正面図である。 実施形態のレール摩耗測定器における測長部および測定ヘッドの詳細を示す正面図および側面図である。 実施形態のレール摩耗測定器をクロッシングのレールに取り付けた状態を示す側面図である。 レール摩耗測定器によるウイングレールの摩耗測定の様子を示す正面図である。 実施形態のレール摩耗測定器の校正に用いる模擬ブロックの一例を示す正面図である。 レール摩耗測定器を用いて好適なクロッシングの一例としてのエンドクロッシングとK字クロッシングの例を示す平面図である。 エンドクロッシングとK字クロッシングにおける摩耗量測定箇所を示す断面図である。 シーサースクロッシングの例を示す平面図およびエンドクロッシングにおいて生じる摩耗の様子を示す断面図である。
以下、図面を参照しながら本発明に係るレール摩耗測定器の実施形態について詳細に説明する。
図1は、本実施形態のレール摩耗測定器を示す正面図である。
本実施形態のレール摩耗測定器は、摩耗量を測定する際に測定基準としてクロッシング底部の下面を利用して、エンドクロッシングやK字クロッシング、両方を備えたシーサースクロッシングなど種々のクロッシングにおけるノーズレールおよびウイングレールの上面の摩耗量を測定可能に構成されている。
図1に示すように、本実施形態のレール摩耗測定器は、左右一対の脚部10A,10Bと、該脚部10A,10B間に横架された主幹20と、先端(図では下端)に摩耗量を測定したい箇所に点接触される頭頂部を有する接触子38と、上記主幹20に遊嵌され上記接触子38を上下動可能に支持する測長部30とを備えている。特に限定されるものでないが、これらの部材は、例えば亜鉛メッキ鋼板などの比較的剛性の高い金属材料で形成されている。
脚部10Aは、棒状の支柱11Aと、該支柱11Aの下端に固設され側方へ突出してクロッシング底部(フランジ状の部分)の下面(レールの底面)に接触可能な基準片12Aと、上記支柱11Aが挿通可能な孔(図示省略)を有し支柱11Aの下部に上下動可能に装着された挟持片13Aと、上記支柱11Aの中央よりも下方位置に固着された係止片14Aと、上記基準片12Aと挟持片13Aとの間に位置するように支柱11Aに遊嵌された圧縮バネ15Aとを備える。
なお、支柱11Aは、図3に示すように、前後に所定の間隔をおいて平行に設けられた2本のロッドによりそれぞれ構成されており、挟持片13Aは2本のロッドを貫通するように設けられているとともに、圧縮バネ15Aもそれぞれのロッドに対応して2個ずつ介挿されている。
上記挟持片13Aには固定用のネジ16Aが水平方向に螺着されているとともに、支柱11Aに遊嵌された上記圧縮バネ15Aによって下方へ押圧されており、図1に示すように、挟持片13Aと基準片12Aとでクロッシング底部のフランジの縁を上下から挟むことで支柱11Aがほぼ鉛直姿勢をなした状態で、脚部10Aをクロッシング底部に装着できるように構成されている。そして、このように脚部10Aをクロッシング底部に装着した状態で、固定用のネジ16Aを締め付け方向へ回すことで、脚部10Aを強固に固定することができるようになっている。
なお、脚部10Aをクロッシング底部から取り外す際には、先ず固定用のネジ16Aを緩めてから挟持片13Aに指をかけ圧縮バネ15Aのバネ力に抗して挟持片13Aを上方へ持ち上げて基準片12Aとの隙間を大きくした状態で支柱11Aを外側方へ移動させることで、取り外すことができる。取付作業は上記と逆の順序で行えばよい。
支柱11Aの上部には、上記主幹20の端部を移動可能に支持する支持ブロック17Aが設けられている。より具体的には、主幹20は、その両端部の前面にスライド用のレールが20A,20Bが形成され、支持ブロック17Aの対応する面には上記レールと係合可能なレール溝(図示省略)が形成されており、これにより主幹20を支持ブロック17Aに対して左右に移動させることができるように構成されている。
上記支柱11Aの上端には支持ブロック17Aの抜け止め防止片18Aが固着されている。また、上記支持ブロック17Aの外側面には、固定用のネジ19Aが水平方向に螺着されており、固定用のネジ19Aを締め付け方向へ回すことで、支持ブロック17Aを支柱11Aに沿って上下動不能に固定することができる。なお、この固定用のネジ19Aは、予め用意しておいた測定対象のクロッシングの測定箇所の断面形状と同一の断面形状を有する、例えば図5に示すような校正用の模擬ブロック40に当該レール摩耗測定器を取り付けて、支持ブロック17Aの高さを調節した状態で締め付けて固定するようにしている。
また、支持ブロック17Aの上面には、主幹20の固定用のネジ21Aが鉛直方向に螺着されており、固定用のネジ21Aを締め付け方向へ回すことで、主幹20を支持ブロック17Aに対して左右方向移動不能に固定することができる。なお、この固定用のネジ21Aは、測定現場にてクロッシングの測定箇所にレール摩耗測定器を取り付けてから、主幹20の位置を調節した状態で締め付けて移動しないよう固定するようになっている。
他方の脚部10Bは、脚部10Aと同一の形状、構造を有するように構成され、脚部10Aと対称的に配設されるので、脚部10Aと同一の部位には、Bの記号を付記した同一の符号を付して説明を省略する。
次に、上記主幹20のほぼ中央部に、左右方向移動可能に装着される測長部30の構成について、図2を用いて説明する。図2(A),(B)のうち(A)は測長部30の正面図、(B)は側面図である。
測長部30は、図2(B)に示すように、主幹20の前面に設けられたガイドレール22に沿って左右方向に移動可能に装着されたスライドホルダ31と、該スライドホルダ31の前面から前方へ突出するように形成されたガイドレールとしてのスライドレール32と、該スライドレール32の上面に係合されたスライドブロック33と、スライドブロック33の上面に後端部が固定された支持アーム34と、該支持アーム34の先端に設けられた取付プレート35に固着された測定ヘッド36とを備える。図2(B)は、支持アーム34を前方へ移動させた状態を示しており、後方へ移動させた状態では、スライドブロック33の後端面がスライドホルダ31の前面に接することとなる。
上記スライドホルダ31の上面には、固定用のネジ23が鉛直方向に螺着されており、スライドホルダ31の位置を調節した後に固定用のネジ23を締め付け方向へ回すことで、スライドホルダ31を主幹20に対して左右方向移動不能に固定することができる。また、上記スライドブロック33の上面には、固定用のネジ37が鉛直方向に螺着されており、スライドブロック33の位置を調節した後に固定用のネジ37を締め付け方向へ回すことで、スライドブロック33をスライドレール32に対して前後方向移動不能に固定することができるようになっている。主幹20とスライドホルダ31との間およびスライドレール32とスライドブロック33との間は、それぞれベアリングガイド(リニアベアリング)を用いて摺動性を高めるように構成しても良い。
測定ヘッド36は、図2(A)に示すように、支持アーム34の先端の取付プレート35にネジによって装着された短冊状のベース61と、接触子38の基準位置からの移動距離を計測する電子式ゲージおよび電池を内蔵するとともに接触子38の前面に形成されているレール38aと係合するレール溝(図示省略)を背部に有しベース61の前面中央に固着されたゲージ本体部62と、該ゲージ本体部62の前面に装着され測定結果を表示する表示器63と、上記ベース61の左右両側部の前面に上下動可能に取り付けられた一対のガイドバー64A,64Bとを備えている。
ガイドバー64A,64Bにはそれぞれ上下方向に長穴64a,64bが形成されて該長穴64a,64bにベース61の前面に固着された係合ピン65A,65Bが係合されているとともに、ベース61の前面にはガイドバー64A,64Bの側面に当接するローラピン66A,66Bが設けられており、ガイドバー64A,64Bは係合ピン65A,65Bおよびローラピン66A,66Bに誘導されて上下方向に移動可能に構成されている。
また、ガイドバー64A,64Bは、それぞれ先端部(下端部)に内側に向かって折り曲げられた折曲部64c,64dが形成されており、該折曲部64c,64dの内側面と前記接触子38の先端との距離が、予め決められている測定箇所の位置(レール側面から所定距離離れた位置)に合わせた距離(11mm)に設定されている。
なお、測定ヘッド36の電子式ゲージは、前述した図5に示すようなクロッシングを模擬した校正用模擬ブロック40にレール摩耗測定器を取り付けた状態で測定ヘッド36の接触子38を下方へ移動させて先端を校正用模擬ブロック40の上面に当接させたときに、表示器36の表示が「0」を示すように、前もって校正を行なっておくようにするのが望ましい。
次に、本実施形態のレール摩耗測定器の具体的な使用方法について説明する。
前述したように、クロッシングのレール摩耗量を測定したい箇所は枕木の上方に位置することが多いため、特許文献1の摩耗測定装置におけるような主幹と測尺手段との関係を保ったまますなわち主幹に対して測長部の接触端子を前方へ移動しない構成のまま、クロッシング底部のフランジ状の部分を挟み込む固定機構を設けると、該固定機構が枕木と干渉してしまうため、枕木の上面に窪みを形成しなくてはならない。
これに対し、本実施形態のレール摩耗測定器を使用した場合には、図3に示すように、枕木Pから外れた位置にて測定器の脚部10A,10BをレールRの底部のフランジ部Fに固定した状態で、接触子38がレールRの上面に付されている目印(ケガキ線)に一致する位置まで、スライドレール32に沿って測定ヘッド36を前方へ移動させることで、摩耗量の測定を行うことができるので、枕木の上面に窪みを形成しなくても良いという利点がある。なお、図3では測定器を枕木の右側方にてレールに取り付けているが、本実施形態のレール摩耗測定器は、枕木に対して左右いずれの側にも取り付けることができる。
また、ウイングレールWの摩耗量を測定する場合、摩耗量の測定位置はレール側面から11mm内側と規定されているため、主幹に設けられたメモリを頼りにヘッドの位置決めを行う特許文献1の摩耗測定装置では充分に高い精度が得られないが、本実施形態のレール摩耗測定器を使用した場合には、図4に示すように、一方のガイドバー64B(または64A)を下方へ移動させた状態で測定ヘッド36をレールへ近づけてガイドバー64B(または64Aの折曲部64d(または64c)の内側面をレール側面に当接させてから、接触子38を下方へ移動させて先端をレール上面に当接させてやれば、自動的にレール側面から11mm内側の規定測定箇所の摩耗量を測定することができるという利点がある。
また、本実施形態のレール摩耗測定器は、上記のような構成を備えることによって、エンドクロッシングやK字クロッシング、両方を備えたシーサースクロッシングなど種々のクロッシングにおけるノーズレールおよびウイングレールの上面の摩耗量を測定可能である。
具体的には、図8(A)に示すシーサースクロッシングにおいては、一点鎖線Kで囲まれた箇所には図6(A)に示すようなK字クロッシングが使用され、一点鎖線Eで囲まれた箇所には図6(B)に示すようなエンドクロッシングが使用されている。
そして、図7(A)には図6(A)における矢印A−Aに沿った断面が示され、図7(B)には図6(A)における矢印B−Bに沿った断面が示され、図7(C)には図6(B)における矢印C−Cに沿った断面が示されている。
図7(A)に示す断面ではヘ形レール(リードレール)Lの上面のレール内側面から11mm離れたポイントaの摩耗量を測定することが決められ、図7(B)に示す断面ではノーズレールNの上面のレール内側面から11mm離れたポイントbと、ヘ形レールLのレール内側面から11mm離れたポイントcの摩耗量を測定することが決められている。
また、図7(C)に示す断面では、ノーズレールNの上面中央のポイントdの摩耗量と、両側方のウイングレールWの上面のレール内側面から11mm離れたポイントeとfの摩耗量を測定することが決められている。なお、図7(A),(B)において、符号Gが付されているのはガードレールであり、摩耗測定の対象としては定められていない。
本実施形態のレール摩耗測定器によれば、脚部10A,10Bをレールの底部に固定した後、測定ヘッド36を主幹20に沿って左右に移動させるとともに、スライドレール32に沿って測定ヘッド36を前後に移動させて所定の測定箇所に位置合わせすることで、図7(A)〜(C)いずれの箇所の摩耗でも測定することが可能である。また、上記摩耗測定の対象は一例であり、上記以外のクロッシングにおけるレールの上面の摩耗量を測定することも可能である。
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態のレール摩耗測定器においては、作業効率を高めるため、脚部10A,10Bの固定を、圧縮バネ15A,15Bの復元力を利用して行なっているが、基準となる部位(実施例では基準片12A,12Bの上面)がレールの底面に接する構成であればどのようなものであってもよく、単にボルトの締め付け力によって脚部10A,10Bをレール底部に固定するようにしてもよい。
また、上記実施形態においては、測定ヘッド36をスライドレール32による片持ちで支持しているため、厳密にはスライドレール32のたわみによって多少の誤差が生じる場合があるが、測定ヘッド36を軽量化するとともにスライドレール32を剛性の高い材料で構成することによって、要求される精度に対する誤差を無視できる程度に抑え込むことができる。また、誤差が無視できない程度である場合には、予め校正用模擬ブロック40を利用してスライドレール32のたわみ量を測定しておいて、該たわみ量測定結果に基づいて、実測により得られた摩耗量測定値を補正してから表示するように構成しても良い。
10A,10B 脚部
11A,11B 支柱
12A,12B 基準片(基準面を有する部材)
13A,13B 挟持片(固定手段)
15A,15B 圧縮バネ(固定手段)
20 主幹
22 レール
30 測長部
31 スライドホルダ(保持部材)
32 スライドレール(ガイドレール)
36 測定ヘッド
38 接触子
63 表示器(表示手段)
64A,64B ガイドバー(ガイド部材)
64c,64d 折曲片(当接部)
N ノーズレール
W ウイングレール

Claims (4)

  1. クロッシングを構成するレールの摩耗量を測定するためのレール摩耗測定器であって、
    測定対象のレールの底面に接触可能な基準面および該基準面をレールの底面に接触した状態でレールに固定するための固定手段を有する一対の脚部と、
    前記一対の脚部の一方の上部と他方の上部との間に水平に横架された主幹と、
    前記主幹に沿って移動可能に取り付けられた保持部材と、
    前記保持部材より、前記主幹に対して水平面内直角方向へ延設されたガイドレールと、
    前記ガイドレールに沿って移動可能に取り付けられた測定ヘッド部と、
    を備え、
    前記測定ヘッド部には、鉛直方向に移動可能であって前記レールの上面に当接可能な接触子と、該接触子の基準位置からの移動量を測定可能な測長手段とを備えていることを特徴とするレール摩耗測定器。
  2. 前記測定ヘッド部には、前記接触子に対し前記主幹と平行な方向に所定距離だけ離された当接部を有するガイド部材が、少なくとも前記測定ヘッド部の一方の側に設けられていることを特徴とする請求項1に記載のレール摩耗測定器。
  3. 前記一対の脚部に設けられた前記固定手段は、前記基準面を有する第1部材と、該第1部材と対向するように配置された第2部材と、前記第2部材を前記第1部材に向けて付勢するためのバネ部材とを備え、前記バネ部材の復元力で前記第1部材と前記第2部材との間に測定対象のレールの底部を挟み込むことで前記脚部を固定可能に構成されていることを特徴とする請求項1又は2に記載のレール摩耗測定器。
  4. 前記測定ヘッド部には、前記測長手段により測定された値を表示可能な表示手段が設けられていることを特徴とする請求項1〜3の何れか一項に記載のレール摩耗測定器。
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