JP2019178964A - 鉄道検測装置及び鉄道検測方法 - Google Patents

Abstract

【課題】光学センサーユニットからの検査光、及び検査対象物からの光が透過する透明窓に、異物が付着するのを抑制する鉄道検測装置を提供する。【解決手段】光学センサーユニット１０，２０は、鉄道の車両４に設置され、検査光Ｓ１，Ｓ２を検査対象物へ照射し、検査対象物からの光を受光して、検出信号を出力する。光学センサーユニット１０，２０からの検査光、及び検査対象物からの光は、検査対象物と光学センサーユニット１０，２０との間に設けられた透明窓３１，３２を透過する。検査対象物と透明窓３１，３２との間に取り付けられた防風カバー４０，５０は、透明窓３１，３２へ向かう空気の流れを段階的に弱める複数の防風室と、検査光が通過する第１の開口４１ａ，４２ａ，４３ａと、検査対象物からの光が通過する第２の開口５１ｂ，５２ｂ，５３ｂとを有する。【選択図】図２

Description

本発明は、鉄道の軌道（レール）や架線（トロリ線）等の鉄道設備を検測する鉄道検測装置及び鉄道検測方法に係り、特に、レーザー光等の検査光を検査対象物へ照射し、検査対象物からの反射光又は散乱光を受光する光学センサーユニットを備えた鉄道検測装置及び鉄道検測方法に関する。

例えば、検査対象物が軌道の場合、軌道には、軌道自体の熱膨張や枕木の沈下等による歪み、あるいは線路が敷設された構造物や地盤の変動等によって、変位が発生する。車両の走行時の安全を確保するためには、軌道の歪み等による変位量を許容値以内に保つ必要がある。軌道の変位量を測定する軌道検測装置は、レーザー光等の検査光を軌道へ照射し、軌道からの反射光又は散乱光を受光する光学センサーユニットを備え、光学センサーユニットの検出信号から軌道の変位量を測定している。この様な装置として、特許文献１に記載のものがある。

特開２０１２−６８１８６号公報

通常、軌道検測装置の光学センサーユニットは、塵埃や水滴等から保護するため、筐体に収められて、鉄道の車両に設置される。筐体には、ガラス等からなる透明板を取り付けた透明窓が設けられており、光学センサーユニットから発生した検査光は、透明窓を透過して軌道へ照射され、軌道からの反射光又は散乱光は、透明窓を透過して光学センサーユニットにより受光される。塵埃の飛散や雨水の跳ね等により、この透明窓に泥や水滴等の異物が付着すると、光学センサーユニットからの検査光、あるいは軌道からの反射光又は散乱光が付着物により吸収、反射又は散乱されて、軌道の変位量を正確に測定することができない。そのため、従来は、透明窓の清掃を頻繁に行う必要があった。また、測定の途中で透明窓に付着物が発生した場合は、それ以降の測定結果が無駄になり、再測定に時間を要するという問題があった。

本発明の課題は、光学センサーユニットからの検査光、及び検査対象物からの光が透過する透明窓に、異物が付着するのを抑制することである。

本発明の鉄道検測装置は、鉄道の車両に設置され、検査光を検査対象物へ照射し、検査対象物からの光を受光して、検出信号を出力する光学センサーユニットと、検査対象物と光学センサーユニットとの間に設けられた、検査光、及び検査対象物からの光が透過する透明窓と、検査対象物と透明窓との間に取り付けられた防風カバーとを備え、防風カバーが、透明窓へ向かう空気の流れを段階的に弱める複数の防風室と、検査光、及び検査対象物からの光が通過する開口とを有することを特徴とする。

また、本発明の鉄道検測方法は、検査光を検査対象物へ照射し、検査対象物からの光を受光して、検出信号を出力する光学センサーユニットを、鉄道の車両に設置し、検査光、及び検査対象物からの光が透過する透明窓を、検査対象物と光学センサーユニットとの間に設け、複数の防風室と、検査光、及び検査対象物からの光が通過する開口とを有する防風カバーを、検査対象物と透明窓との間に取り付け、複数の防風室により、透明窓へ向かう空気の流れを段階的に弱めながら、光学センサーユニットから照射した検査光を、透明窓及び開口を通して、検査対象物へ照射し、検査対象物からの光を、開口及び透明窓を通して、光学センサーユニットで受光して、検出信号を出力することを特徴とする。

光学センサーユニットを、鉄道の車両に設置し、検査光、及び検査対象物からの光が透過する透明窓を、検査対象物と光学センサーユニットとの間に設けると、車両の走行により発生した空気の流れが、塵埃や水滴等の異物を巻き込みながら、透明窓に当たる。本発明では、検査対象物と透明窓との間に取り付けた防風カバーの複数の防風室により、透明窓へ向かう空気の流れが段階的に弱められるので、透明窓へ運ばれる塵埃や水滴等の異物が少なくなり、透明窓に異物が付着するのが抑制される。光学センサーユニットからの検査光は、透明窓を透過した後、防風カバーの開口を通過して、検査対象物へ照射される。検査対象物からの光は、防風カバーの開口を通過した後、透明窓を透過して、光学センサーユニットで受光される。

あるいは、本発明の鉄道検測装置は、鉄道の車両に設置され、検査光を検査対象物へ照射し、検査対象物からの光を受光して、検出信号を出力する光学センサーユニットと、検査対象物と光学センサーユニットとの間に設けられた、検査光、及び検査対象物からの光が透過する透明窓と、検査対象物と透明窓との間に取り付けられた防風カバーとを備え、防風カバーが、透明窓へ向かう空気の流れを段階的に弱める複数の防風室と、検査光が通過する第１の開口と、検査対象物からの光が通過する第２の開口とを有することを特徴とする。

また、本発明の鉄道検測方法は、検査光を検査対象物へ照射し、検査対象物からの光を受光して、検出信号を出力する光学センサーユニットを、鉄道の車両に設置し、検査光、及び検査対象物からの光が透過する透明窓を、検査対象物と光学センサーユニットとの間に設け、複数の防風室と、検査光が通過する第１の開口と、検査対象物からの光が通過する第２の開口とを有する防風カバーを、検査対象物と透明窓との間に取り付け、複数の防風室により、透明窓へ向かう空気の流れを段階的に弱めながら、光学センサーユニットから照射した検査光を、透明窓及び第１の開口を通して、検査対象物へ照射し、検査対象物からの光を、第２の開口及び透明窓を通して、光学センサーユニットで受光して、検出信号を出力することを特徴とする。

光学センサーユニットを、鉄道の車両に設置し、検査光、及び検査対象物からの光が透過する透明窓を、検査対象物と光学センサーユニットとの間に設けると、車両の走行により発生した空気の流れが、塵埃や水滴等の異物を巻き込みながら、透明窓に当たる。本発明では、検査対象物と透明窓との間に取り付けた防風カバーの複数の防風室により、透明窓へ向かう空気の流れが段階的に弱められるので、透明窓へ運ばれる塵埃や水滴等の異物が少なくなり、透明窓に異物が付着するのが抑制される。光学センサーユニットからの検査光は、透明窓を透過した後、防風カバーの第１の開口を通過して、検査対象物へ照射される。検査対象物からの光は、防風カバーの第２の開口を通過した後、透明窓を透過して、光学センサーユニットで受光される。検査光が通過する第１の開口と、検査対象物からの光が通過する第２の開口とを別に設けるので、両者を共通にする場合に比べて、第１の開口及び第２の開口の幅が小さく済み、各防風室内への空気の流入が少なくなる。

さらに、本発明の鉄道検測装置は、光学センサーユニットを収納し、透明窓が取り付けられた筐体を備え、筐体が、防風カバーを挿入する凹状の防風カバー装着部を有することを特徴とする。また、本発明の鉄道検測方法は、光学センサーユニットを、透明窓を取り付けた筐体に収納し、凹状の防風カバー装着部を筐体に設けて、防風カバーを防風カバー装着部へ挿入することを特徴とする。筐体と防風カバーとの境の凹凸が少なくなり、凹凸で防風カバーの防風室内へ向かう風が発生するのが抑制される。

さらに、本発明の鉄道検測装置は、第２の開口の幅が、第１の開口の幅よりも大きいことを特徴とする。また、本発明の鉄道検測方法は、第２の開口の幅を、第１の開口の幅よりも大きくすることを特徴とする。検査対象物が変位すると、検査対象物からの光が第２の開口を通過する位置は、検査対象物の変位に応じて移動する。第２の開口の幅を、第１の開口の幅よりも大きくするので、検査対象物の変位に応じて通過位置の異なる、検査対象物からの光を通過させることができる。

さらに、本発明の鉄道検測装置は、防風カバーが、第２の開口を複数有し、複数の第２の開口は、透明窓に近いもの程、その長手方向の寸法、及び幅が小さいことを特徴とする。また、本発明の鉄道検測方法は、防風カバーに、第２の開口を複数設け、複数の第２の開口の長手方向の寸法、及び幅を、透明窓に近いもの程、小さくすることを特徴とする。第２の開口の幅を、第１の開口の幅よりも大きくすると、車両の走行により発生した空気の流れは、主に第２の開口を通って透明窓へ向かう。複数の第２の開口の長手方向の寸法、及び幅を、透明窓に近いもの程、小さくするので、複数の第２の開口を通って透明窓へ向かう空気の流れが、透明窓へ近づくにつれて、効果的に弱められる。

さらに、本発明の鉄道検測装置は、防風カバーが、第１の開口を複数有し、複数の第１の開口は、光学センサーユニットから遠いもの程、その長手方向の寸法が大きいことを特徴とする。また、本発明の鉄道検測方法は、防風カバーに、第１の開口を複数設け、複数の第１の開口の長手方向の寸法を、光学センサーユニットから遠いもの程、大きくすることを特徴とする。検査対象物の変位に応じて、光学センサーユニットから照射する検査光の照射角度を変動させる場合、光学センサーユニットからの距離が遠くなる程、検査光の照射範囲は広くなる。複数の第１の開口の長手方向の寸法を、光学センサーユニットから遠いもの程、大きくするので、検査対象物の変位に応じて、検査光の照射角度を変動させる場合に対応することができる。

さらに、本発明の鉄道検測装置は、複数の防風室のいずれかが、隣接する、透明窓から遠い防風室よりも、その容積が小さいことを特徴とする。また、本発明の鉄道検測方法は、複数の防風室のいずれかの容積を、隣接する、透明窓から遠い防風室の容積よりも、小さくすることを特徴とする。透明窓へ向かう空気の流れが、容積の大きな防風室から容積の小さな防風室へ移動する際に、効果的に弱められる。

本発明によれば、光学センサーユニットからの検査光、及び検査対象物からの光が透過する透明窓に、異物が付着するのを抑制することができる。

さらに、光学センサーユニットを、透明窓を取り付けた筐体に収納し、凹状の防風カバー装着部を筐体に設けて、防風カバーを防風カバー装着部へ挿入することにより、筐体と防風カバーとの境の凹凸が少なくなり、凹凸で防風カバーの防風室内へ向かう風が発生するのを抑制することができる。

さらに、検査光が通過する第１の開口と、検査対象物からの光が通過する第２の開口とを別に設けることにより、両者を共通にする場合に比べて、第１の開口及び第２の開口の幅が小さく済み、各防風室内への空気の流入を少なくすることができる。

さらに、第２の開口の幅を、第１の開口の幅よりも大きくすることにより、検査対象物の変位に応じて通過位置の異なる、検査対象物からの光を通過させることができる。

さらに、複数の第２の開口の長手方向の寸法、及び幅を、透明窓に近いもの程、小さくすることにより、複数の第２の開口を通って透明窓へ向かう空気の流れを、透明窓へ近づくにつれて、効果的に弱めることができる。

さらに、複数の第１の開口の長手方向の寸法を、光学センサーユニットから遠いもの程、大きくすることにより、検査対象物の変位に応じて、検査光の照射角度を変動させる場合に対応することができる。

さらに、複数の防風室のいずれかの容積を、隣接する、透明窓から遠い防風室の容積よりも、小さくすることにより、透明窓へ向かう空気の流れを、容積の大きな防風室から容積の小さな防風室へ移動する際に、効果的に弱めることができる。

本発明の一実施の形態による軌道検測装置の概略構成を示す図である。 本発明の一実施の形態による軌道検測装置の動作を説明する図である。 図３（ａ）は防風カバー４０の斜視図、図３（ｂ）は防風カバー５０の斜視図である。 図４（ａ）は本発明の第１の実施の形態による防風カバー４０の上面図、図４（ｂ）は本発明の第１の実施の形態による防風カバー４０の正面図、図４（ｃ）は本発明の第１の実施の形態による防風カバー４０の底面図である。 図５（ａ）は図４（ａ）のＡ−Ａ部断面図、図５（ｂ）は図４（ｂ）のＢ−Ｂ部断面図、図５（ｃ）は図４（ｂ）のＣ−Ｃ部断面図である。 図６は、軌道からの反射光の経路を説明する図である。 図７は、本発明の第２の実施の形態による防風カバー４０の断面図である。 図８は、本発明の第３の実施の形態による防風カバー４０の斜視図である。 図９（ａ）は本発明の一実施の形態による防風カバー５０の上面図、図９（ｂ）は本発明の一実施の形態による防風カバー５０の正面図、図９（ｃ）は本発明の一実施の形態による防風カバー５０の底面図である。 図１０（ａ）は図９（ａ）のＤ−Ｄ部断面図、図１０（ｂ）は図９（ｂ）のＥ−Ｅ部断面図、図１０（ｃ）は傾斜部を設けない場合の断面図である。

［実施の形態］
（軌道検測装置の構成及び動作）
以下、本発明の鉄道検測装置及び鉄道検測方法を、軌道検測装置を例にして、詳細に説明する。図１は、本発明の一実施の形態による軌道検測装置の概略構成を示す図である。本実施の形態の軌道検測装置１００は、光学センサーユニット１０、光学センサーユニット２０、筐体３０、防風カバー４０、及び防風カバー５０を含んで構成されている。軌道検測装置１００は、鉄道の左右の軌道に対応して、光学センサーユニット１０及び光学センサーユニット２０を、左右対称に２組ずつ備えており、図１には、軌道検測装置１００の一部が示されている。また、軌道検測装置１００は、これらの他に、光ファイバージャイロ、加速度計、演算装置、制御ユニット、データ処理装置等を備えている。

光学センサーユニット１０は、レーザー変位計１１、ミラー１２、モータ１３、及び角度検出器１４を含んで構成されている。また、光学センサーユニット２０は、レーザー変位計２１、ミラー２２、モータ２３、及び角度検出器２４を含んで構成されている。筐体３０は、レーザー変位計１１，２１から発生した検査光が透過する、透明なガラス等からなる透明窓３１，３２を有し、光学センサーユニット１０，２０を収納している。なお、例えば新幹線の車体等の様に、車両の床下の空間が底板で塞がれている場合、底板に透明窓を設ければ、筐体３０は必要ない。

筐体３０には、防風カバー４０，５０を挿入する凹状の防風カバー装着部３０ａ，３０ｂが設けられている。図１は、防風カバー４０，５０を筐体３０に取り付ける前の状態を示しており、防風カバー４０，５０は、防風カバー装着部３０ａ，３０ｂへ矢印の方向に挿入されて、筐体３０に取り付けられる。これにより、筐体３０と防風カバー４０，５０との境の凹凸が少なくなり、凹凸で防風カバー４０，５０の後述する防風室内へ向かう風が発生するのが抑制される。また、防風カバー４０，５０を着脱可能とすることにより、透明窓３１，３２の清掃が必要なときには、防風カバー４０，５０を取り外して、透明窓３１，３２の清掃を行うことができる。

図２は、本発明の一実施の形態による軌道検測装置の動作を説明する図である。光学センサーユニット１０，２０が収納され、防風カバー４０，５０が取り付けられた筐体３０は、鉄道の車両４の車体の床下又は台車枠に設置される。

光学センサーユニット１０のレーザー変位計１１は、検査光Ｓ１となるレーザー光を発生する。レーザー変位計１１から発生した検査光Ｓ１は、ミラー１２で反射され、筐体３０の透明窓３１を透過して、防風カバー４０へ照射される。そして、検査光Ｓ１は、防風カバー４０の後述する第１の開口４１ａ，４２ａ，４３ａを通過して、軌道３へ照射される。軌道３からの図示しない反射光は、防風カバー４０の後述する第２の開口を通過して、透明窓３１を透過した後、ミラー１２で反射されて、レーザー変位計１１で受光される。レーザー変位計１１は、検査光Ｓ１と軌道３からの反射光との位相差による干渉に応じた検出信号を出力する。

モータ１３は、例えばサーボモータからなり、ミラー１２を回転させて、光学センサーユニット１０からの検査光Ｓ１の照射角度を変動させる。図２において、検査光Ｓ１の両脇の二点鎖線は、検査光Ｓ１の照射角度の変動範囲を示している。角度検出器１４は、モータ１３の回転角度を検出する。

同様に、光学センサーユニット２０のレーザー変位計２１は、検査光Ｓ２となるレーザー光を発生する。レーザー変位計２１から発生した検査光Ｓ２は、ミラー２２で反射され、筐体３０の透明窓３２を透過して、防風カバー５０へ照射される。そして、検査光Ｓ２は、防風カバー５０の後述する第１の開口を通過して、軌道３へ斜めに照射される。軌道３からの図示しない反射光は、防風カバー５０の後述する第２の開口５３ｂ，５２ｂ，５１ｂを通過して、透明窓３２を透過した後、ミラー２２で反射されて、レーザー変位計２１で受光される。レーザー変位計２１は、検査光Ｓ２と軌道３からの反射光との位相差による干渉に応じた検出信号を出力する。

モータ２３は、例えばサーボモータからなり、ミラー２２を回転させて、光学センサーユニット２０からの検査光Ｓ２の照射角度を変動させる。図２において、検査光Ｓ２の両脇の二点鎖線は、検査光Ｓ２の照射角度の変動範囲を示している。角度検出器２４は、モータ２３の回転角度を検出する。

図示しない演算装置は、レーザー変位計１１，２１の検出信号と、角度検出器１４，２４の検出結果とから、軌道３とレーザー変位計１１，２１との相対位置を演算する。そして、図示しない制御ユニットは、演算装置が演算した軌道３とレーザー変位計１１，２１との相対位置の変化に応じて、検査光Ｓ１，Ｓ２が軌道３を追尾する様に、モータ１３，２３を制御して、ミラー１２，２２の角度を調節する。

（防風カバー４０，５０の外観）
図３（ａ）は、防風カバー４０の斜視図である。防風カバー４０は、外形が略直方体状であって、鉄、ステンレス鋼、アルミニウム等の強度の高い材料で構成されている。防風カバー４０の上面には上板４１が取り付けられており、上板４１には、検査光Ｓ１が通過する第１の開口４１ａ、及び軌道３からの反射光Ｒ１が通過する第２の開口４１ｂが設けられている。後述する様に、防風カバー４０の内部には、中板及び下板が取り付けられており、中板及び下板にも、検査光Ｓ１が通過する第１の開口、及び軌道３からの反射光Ｒ１が通過する第２の開口が設けられている。

図３（ｂ）は、防風カバー５０の斜視図である。防風カバー５０は、外形が、長方形の下板に直方体を載せ、直方体の上面に横に倒した三角柱を載せた形状であって、鉄、ステンレス鋼、アルミニウム等の強度の高い材料で構成されている。直方体の部分の上面には、中板５２が取り付けられており、中板５２の上面に上蓋５１が取り付けられている。また、直方体の部分の底面には、下板５３が取り付けられている。下板５３には、検査光Ｓ２が通過する第１の開口５３ａが設けられている。また、上蓋５１には、軌道３からの反射光が通過する第２の開口５１ｂが設けられている。中板５２及び下板５３にも、後述する様に、軌道３からの反射光が通過する第２の開口が設けられている。

（防風カバー４０の構造）
（第１の実施の形態）
図４（ａ）は本発明の第１の実施の形態による防風カバー４０の上面図、図４（ｂ）は本発明の第１の実施の形態による防風カバー４０の正面図、図４（ｃ）は本発明の第１の実施の形態による防風カバー４０の底面図である。図４（ａ）に示す様に、防風カバー４０の上面の上板４１には、第１の開口４１ａ及び第２の開口４１ｂが設けられている。本実施の形態では、第１の開口４１ａ及び第２の開口４１ｂは、細長いスリット状の長方形であって、第１の開口４１ａと第２の開口４１ｂとが平行に設けられている。図４（ｃ）に示す様に、下板４３には、第１の開口４３ａ及び第２の開口４３ｂが設けられている。図４（ｂ）においては、上板４１の第１の開口４１ａ及び第２の開口４１ｂ、中板４２、中板４２の第１の開口４２ａ及び第２の開口４２ｂ、下板４３、並びに、下板４３の第１の開口４３ａ及び第２の開口４３ｂが、破線で示されている。

図５（ａ）は、図４（ａ）のＡ−Ａ部断面図である。防風カバー４０内には、上板４１と中板４２との間に防風室４０ａが形成され、中板４２と下板４３との間に防風室４０ｂが形成されている。また、下板４３の下方には、防風室４０ｃが形成されている。光学センサーユニット１０，２０を収納した筐体３０は、鉄道の車両４の車体の床下又は台車枠に設置され、線路の表面近くに位置するため、車両４の走行により発生した空気の流れが、線路の表面の塵埃や水滴等の異物を巻き込みながら、筐体３０の透明窓３１，３２に当たる。本実施の形態では、防風カバー４０の複数の防風室４０ｃ，４０ｂ，４０ａにより、透明窓３１へ向かう空気の流れが段階的に弱められるので、透明窓３１へ運ばれる塵埃や水滴等の異物が少なくなり、透明窓３１に異物が付着するのが抑制される。

図５（ｂ）は、図４（ｂ）のＢ−Ｂ部断面図である。防風室４０ａと防風室４０ｂとを区切る中板４２には、第１の開口４２ａ及び第２の開口４２ｂが設けられている。本実施の形態では、第１の開口４２ａ及び第２の開口４２ｂは、細長いスリット状の長方形であって、第１の開口４２ａと第２の開口４２ｂとが、平行に設けられている。図５（ｃ）は図４（ｂ）のＣ−Ｃ部断面図である。防風室４０ｂと防風室４０ｃとを区切る下板４３には、第１の開口４３ａ及び第２の開口４３ｂが設けられている。本実施の形態では、第１の開口４３ａ及び第２の開口４３ｂは、細長いスリット状の長方形であって、第１の開口４３ａと第２の開口４３ｂとが、平行に設けられている。

以下の説明において、第１の開口４１ａ，４２ａ，４３ａ、及び第２の開口４１ｂ，４２ｂ，４３ｂの、縦横の寸法のうち、長い方を「長手方向の寸法」、短い方を「幅」と呼ぶ。後述する防風カバー５０の第１の開口及び第２の開口についても、同様である。本実施の形態の軌道検測装置１００では、第１の開口及び第２の開口の「長手方向の寸法」は、軌道３の左右方向の寸法であり、第１の開口及び第２の開口の「幅」は、軌道３が敷設されている方向（車両４の走行方向）の寸法である。

図２に示す様に、光学センサーユニット１０からの検査光Ｓ１は、透明窓３１を透過した後、第１の開口４１ａ，４２ａ，４３ａを通過して、軌道３へ照射される。また、図３（ａ）に示す軌道３からの反射光Ｒ１は、第２の開口４３ｂ，４２ｂ，４１ｂを通過した後、透明窓３１を透過して、光学センサーユニット１０で受光される。光学センサーユニット１０からの検査光Ｓ１が通過する第１の開口４１ａ，４２ａ，４３ａと、軌道３からの反射光Ｒ１が通過する第２の開口４１ｂ，４２ｂ，４３ｂとを別に設けるので、両者を共通にする場合に比べて、第１の開口４１ａ，４２ａ，４３ａ及び第２の開口４１ｂ，４２ｂ，４３ｂの幅が小さく済み、各防風室４０ａ，４０ｂ内への空気の流入が少なくなる。

図４（ａ）、図５（ｂ）及び図５（ｃ）において、第１の開口４１ａ，４２ａ，４３ａは、光学センサーユニット１０からの距離が遠いもの程、その長手方向の寸法Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３が大きくなっている。上述の様に、軌道３の左右方向の変位に応じて、光学センサーユニット１０から照射する検査光Ｓ１の照射角度を変動させる場合、光学センサーユニット１０からの距離が遠くなる程、検査光Ｓ１の照射範囲は広くなる。第１の開口４１ａ，４２ａ，４３ａの長手方向の寸法を、光学センサーユニット１０から遠いもの程、大きくするので、検査光Ｓ１の照射角度を変動させる場合に対応することができる。

また、図４（ａ）、図５（ｂ）及び図５（ｃ）において、第２の開口４１ｂ，４２ｂ，４３ｂの幅Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３は、第１の開口４１ａ，４２ａ，４３ａの幅Ｗ０よりも大きくなっている。軌道３が上下方向に変位すると、軌道３からの反射光が第２の開口４１ｂ，４２ｂ，４３ｂを通過する位置は、軌道３の変位に応じて移動する。

図６は、軌道からの反射光の経路を説明する図である。図６（ａ）に示す様に、軌道３からの反射光Ｒ１は、車両４の走行方向に垂直ではなく、防風カバー４０へわずかに斜めに入射する。レーザー変位計１１が軌道３からの反射光Ｒ１を受光する位置は一定であり、軌道３が上下方向に変位すると、図６（ｂ）に示す様に、軌道３からの反射光Ｒ１が第２の開口４３ｂ，４２ｂ，４１ｂを通過する位置が、車両４の走行方向又はその反対方向へわずかに移動する。図６（ｂ）においては、図６（ａ）の場合の軌道３の上面、及び反射光Ｒ１の経路が、破線で示されている。第２の開口４１ｂ，４２ｂ，４３ｂの幅Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３を、第１の開口４１ａ，４２ａ，４３ａの幅Ｗ０よりも大きくするので、軌道３の変位に応じて通過位置の異なる、軌道３からの反射光を通過させることができる。

さらに、図４（ａ）、図５（ｂ）及び図５（ｃ）において、第２の開口４１ｂ，４２ｂ，４３ｂの長手方向の寸法は、透明窓３１からの距離が近いもの程、小さくなっている。また、第２の開口４１ｂ，４２ｂ，４３ｂの幅Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３も、透明窓３１からの距離が近いもの程、小さくなっている。上述の様に第２の開口４１ｂ，４２ｂ，４３ｂの幅Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３を、第１の開口４１ａ，４２ａ，４３ａの幅Ｗ０よりも大きくすると、車両４の走行により発生した空気の流れは、主に第２の開口４１ｂ，４２ｂ，４３ｂを通って透明窓３１へ向かう。第２の開口４１ｂ，４２ｂ，４３ｂの長手方向の寸法、及び幅を、透明窓３１に近いもの程、小さくするので、透明窓３１へ向かう空気の流れが、透明窓３１へ近づくにつれて、効果的に弱められる。

なお、防風カバー４０の防風室４０ａ，４０ｂ，４０ｃの内壁に、凹凸を設けると、透明窓３１へ向かう空気の流れで運ばれて来た塵埃や水滴等の異物が内壁の凹凸に付着し、透明窓３１へ到達する異物が減るので、透明窓３１への異物の付着がさらに抑制される。

（第２の実施の形態）
図７は、本発明の第２の実施の形態による防風カバー４０の断面図である。本実施の形態では、中板４２の取り付け位置が、第１の実施の形態の防風カバー４０よりも高くなっている。その他の構成は、第１の実施の形態の防風カバー４０と同様である。中板４２の取り付け位置を、第１の実施の形態よりも高くした結果、上板４１と中板４２との間の防風室４０ａの容積が、中板４２と下板４３との間の防風室４０ｂの容積よりも、小さくなっている。防風室４０ａの容積を、隣接する、透明窓３１からの距離が遠い防風室４０ｂの容積よりも、小さくするので、透明窓３１へ向かう空気の流れが、容積の大きな防風室４０ｂから容積の小さな防風室４０ａへ移動する際に、効果的に弱められる。

（第３の実施の形態）
図８は、本発明の第３の実施の形態による防風カバー４０の斜視図である。本実施の形態では、上板４１に、検査光Ｓ１、及び軌道３からの反射光Ｒ１が通過する共通開口４１ｃが設けられている。また、破線で示す様に、中板４２に、検査光Ｓ１、及び軌道３からの反射光Ｒ１が通過する共通開口４２ｃが設けられている。さらに、破線で示す様に、下板４３に、検査光Ｓ１、及び軌道３からの反射光Ｒ１が通過する共通開口４３ｃが設けられている。その他の構成は、第１の実施の形態の防風カバー４０と同様である。

（防風カバー５０の構造）
図９（ａ）は本発明の一実施の形態による防風カバー５０の上面図、図９（ｂ）は本発明の一実施の形態による防風カバー５０の正面図、図９（ｂ）は本発明の一実施の形態による防風カバー５０の底面図である。図９（ａ）に示す様に、防風カバー５０の下板５３には、第１の開口５３ａが設けられている。また、上蓋５１には、第２の開口５１ｂが設けられている。図９（ｃ）に示す様に、下板５３には、第１の開口５３ａ、及び第２の開口５３ｂが設けられている。また、下板５３の第２の開口５３ｂ内に見える中板５２には、第２の開口５２ｂが設けられている。図９（ｂ）においては、上蓋５１の第２の開口５１ｂ、中板５２の第２の開口５２ｂ、及び、下板５３の第２の開口５３ｂが、破線で示されている。

図１０（ａ）は、図９（ａ）のＤ−Ｄ部断面図である。防風カバー５０内には、上蓋５１と中板５２との間に防風室５０ａが形成され、中板５２と下板５３との間に防風室５０ｂが形成されている。複数の防風室５０ａ，５０ｂにより、透明窓３２へ向かう空気の流れが段階的に弱められるので、透明窓３２へ運ばれる塵埃や水滴等の異物が少なくなり、透明窓３２に異物が付着するのが抑制される。

図２に示す様に、光学センサーユニット２０からの検査光Ｓ２は、透明窓３２を透過した後、図示しない第１の開口５３ａを通過して、軌道３へ照射される。また、軌道３からの図示しない反射光は、第２の開口５３ｂ，５２ｂ，５１ｂを通過した後、透明窓３２を透過して、光学センサーユニット２０で受光される。

図９（ａ），（ｃ）において、第２の開口５１ｂ，５２ｂ，５３ｂの幅は、第１の開口５３ａの幅よりも大きくなっている。第２の開口５１ｂ，５２ｂ，５３ｂの幅を、第１の開口５３ａの幅よりも大きくするので、軌道３の変位に応じて通過位置の異なる、軌道３からの反射光を通過させることができる。

また、図９（ａ），（ｂ），（ｃ）において、第２の開口５１ｂ，５２ｂ，５３ｂの長手方向の寸法、及び幅は、透明窓３２からの距離が近いもの程、小さくなっている。第２の開口５１ｂ，５２ｂ，５３ｂの長手方向の寸法、及び幅を、透明窓３２に近いもの程、小さくするので、透明窓３２へ向かう空気の流れが、透明窓３２へ近づくにつれて、効果的に弱められる。

図１０（ｂ）は、図９（ｂ）のＥ−Ｅ部断面図である。下板５３の第２の開口５３ｂの縁には、傾斜部５３ｃが設けられている。図１０（ｃ）は、傾斜部を設けない場合の断面図である。開口５３ｂの縁に傾斜部を設けない場合、車両４の走行により発生した空気の流れが、開口５３ｂの縁に当たって、矢印Ｆで示す様に、防風室５０ｂ内へ上昇する空気の流れが発生する。下板５３の第２の開口５３ｂの縁に傾斜部５３ｃを設けることにより、この様な空気の流れを抑制して、透明窓３２へ向かう空気の流れをさらに弱めることができる。

なお、防風カバー５０の防風室５０ａ，５０ｂの内壁に、凹凸を設けると、透明窓３２へ向かう空気の流れで運ばれて来た塵埃や水滴等の異物が内壁の凹凸に付着し、透明窓３２へ到達する異物が減るので、透明窓３２への異物の付着がさらに抑制される。

［実施の形態の効果］
以上説明した実施の形態によれば、次の効果を奏する。
（１）光学センサーユニット１０，２０からの検査光Ｓ１，Ｓ２、及び軌道３からの反射光が透過する透明窓３１，３２に、異物が付着するのを抑制することができる。

（２）さらに、光学センサーユニット１０，２０を、透明窓３１，３２を取り付けた筐体３０に収納し、凹状の防風カバー装着部３０ａ，３０ｂを筐体３０に設けて、防風カバー４０，５０を防風カバー装着部３０ａ，３０ｂへ挿入することにより、筐体３０と防風カバー４０，５０との境の凹凸が少なくなり、凹凸で防風カバー４０，５０の防風室内へ向かう風が発生するのを抑制することができる。

（３）さらに、検査光Ｓ１が通過する第１の開口４１ａ，４２ａ，４３ａと、軌道３からの反射光が通過する第２の開口４１ｂ，４２ｂ，４３ｂとを別に設けることにより、両者を共通にする場合に比べて、第１の開口４１ａ，４２ａ，４３ａ及び第２の開口４１ｂ，４２ｂ，４３ｂの幅が小さく済み、各防風室４０ａ，４０ｂ内への空気の流入を少なくすることができる。

（４）さらに、第２の開口４１ｂ，４２ｂ，４３ｂ又は５１ｂ，５２ｂ，５３ｂの幅を、第１の開口４１ａ，４２ａ，４３ａ又は５３ａの幅よりも大きくすることにより、軌道３の変位に応じて通過位置の異なる、軌道３からの反射光を通過させることができる。

（５）さらに、複数の第２の開口４１ｂ，４２ｂ，４３ｂ又は５１ｂ，５２ｂ，５３ｂの長手方向の寸法、及び幅を、透明窓３１，３２に近いもの程、小さくすることにより、複数の第２の開口４１ｂ，４２ｂ，４３ｂ又は５１ｂ，５２ｂ，５３ｂを通って透明窓３１，３２へ向かう空気の流れを、透明窓３１，３２へ近づくにつれて、効果的に弱めることができる。

さらに、第１及び第２の実施の形態の防風カバー４０によれば、次の効果を奏する。
（６）複数の第１の開口４１ａ，４２ａ，４３ａの長手方向の寸法を、光学センサーユニット１０，２０から遠いもの程、大きくすることにより、軌道３の左右方向の変位に応じて、検査光の照射角度を変動させる場合に対応することができる。

さらに、図７に示した第２の実施の形態の防風カバー４０によれば、次の効果を奏する。
（７）防風室４０ａの容積を、隣接する、透明窓３１から遠い防風室４０ｂの容積よりも、小さくすることにより、透明窓３１へ向かう空気の流れを、容積の大きな防風室４０ｂから容積の小さな防風室４０ａへ移動する際に、効果的に弱めることができる。

本発明の鉄道検測装置及び鉄道検測方法は、実施の形態で説明した軌道検測装置に限らず、架線等の他の鉄道設備の検測装置にも適用することができる。また、本発明の鉄道検測装置及び鉄道検測方法は、検査対象物からの反射光を受光する光学センサーユニットを用いた鉄道検測装置に限らず、検査対象物からの散乱光を受光する光学センサーユニットを用いた鉄道検測装置にも適用することができる。

また、光学センサーユニットからの検査光が通過する開口、及び検査対象物からの反射光又は散乱光が通過する開口は、以上説明した実施の形態の形状に限るものではなく、それらの長手方向の寸法、及び幅は、透明窓へ向かう空気の流れを抑えるため、必要最小限の大きさであることが望ましい。

また、防風カバーの防風室の数は、実施の形態の２つ又は３つに限らず、４つ以上の防風室を設けてもよい。

また、以上説明した実施の形態では、筐体に防風カバー装着部を設けて、防風カバーを着脱可能な構造としたが、防風カバーを筐体に最初から直接作り込んでおいてもよい。また、以上説明した実施の形態では、１つの防風カバーに検査光と検査対象物からの光が通過する開口を設けたが、光学センサーユニットの投光部と受光部を離して設置する場合には、光学センサーユニットの投光部と受光部のそれぞれに防風カバーを設け、検査光、または検査対象物からの光のいずれかが、防風カバーの開口を通過するようにしてもよい。

３ 軌道
４ 車両
１０，２０ 光学センサーユニット
１１，２１ レーザー変位計
１２，２２ ミラー
１３，２３ モータ
１４，２４ 角度検出器
３０ 筐体
３０ａ，３０ｂ 防風カバー装着部
３１，３２ 透明窓
４０，５０ 防風カバー
４０ａ，４０ｂ，４０ｃ 防風室
４１ 上板
４２ 中板
４３ 下板
４１ａ，４２ａ，４３ａ 第１の開口
４１ｂ，４２ｂ，４３ｂ 第２の開口
４１ｃ，４２ｃ，４３ｃ 共通開口
５０ａ，５０ｂ 防風室
５１ 上蓋
５２ 中板
５３ 下板
５３ａ 第１の開口
５１ｂ，５２ｂ，５３ｂ 第２の開口
１００ 軌道検測装置

Claims (16)

1. 鉄道の車両に設置され、検査光を検査対象物へ照射し、前記検査対象物からの光を受光して、検出信号を出力する光学センサーユニットと、
   前記検査対象物と前記光学センサーユニットとの間に設けられた、前記検査光、及び前記検査対象物からの光が透過する透明窓と、
   前記検査対象物と前記透明窓との間に取り付けられた防風カバーとを備え、
   前記防風カバーは、前記透明窓へ向かう空気の流れを段階的に弱める複数の防風室と、前記検査光、及び前記検査対象物からの光が通過する開口とを有する
   ことを特徴とする鉄道検測装置。
2. 前記光学センサーユニットを収納し、前記透明窓が取り付けられた筐体を備え、
   前記筐体は、前記防風カバーを挿入する凹状の防風カバー装着部を有する
   ことを特徴とする請求項１に記載の鉄道検測装置。
3. 検査光を検査対象物へ照射し、前記検査対象物からの光を受光して、検出信号を出力する光学センサーユニットを、鉄道の車両に設置し、
   前記検査光、及び前記検査対象物からの光が透過する透明窓を、前記検査対象物と前記光学センサーユニットとの間に設け、
   複数の防風室と、前記検査光、及び前記検査対象物からの光が通過する開口とを有する防風カバーを、前記検査対象物と前記透明窓との間に取り付け、
   前記複数の防風室により、前記透明窓へ向かう空気の流れを段階的に弱めながら、前記光学センサーユニットから照射した前記検査光を、前記透明窓及び前記開口を通して、前記検査対象物へ照射し、前記検査対象物からの光を、前記開口及び前記透明窓を通して、前記光学センサーユニットで受光して、検出信号を出力する
   ことを特徴とする鉄道検測方法。
4. 前記光学センサーユニットを、前記透明窓を取り付けた筐体に収納し、
   凹状の防風カバー装着部を前記筐体に設けて、前記防風カバーを前記防風カバー装着部へ挿入する
   ことを特徴とする請求項３に記載の鉄道検測方法。
5. 鉄道の車両に設置され、検査光を検査対象物へ照射し、前記検査対象物からの光を受光して、検出信号を出力する光学センサーユニットと、
   前記検査対象物と前記光学センサーユニットとの間に設けられた、前記検査光、及び前記検査対象物からの光が透過する透明窓と、
   前記検査対象物と前記透明窓との間に取り付けられた防風カバーとを備え、
   前記防風カバーは、前記透明窓へ向かう空気の流れを段階的に弱める複数の防風室と、前記検査光が通過する第１の開口と、前記検査対象物からの光が通過する第２の開口とを有する
   ことを特徴とする鉄道検測装置。
6. 前記光学センサーユニットを収納し、前記透明窓が取り付けられた筐体を備え、
   前記筐体は、前記防風カバーを挿入する凹状の防風カバー装着部を有する
   ことを特徴とする請求項５に記載の鉄道検測装置。
7. 前記第２の開口は、その幅が前記第１の開口の幅よりも大きい
   ことを特徴とする請求項５又は請求項６に記載の鉄道検測装置。
8. 前記防風カバーは、前記第２の開口を複数有し、
   前記複数の第２の開口は、前記透明窓に近いもの程、その長手方向の寸法、及び幅が小さい
   ことを特徴とする請求項５乃至請求項７のいずれか一項に記載の鉄道検測装置。
9. 前記防風カバーは、前記第１の開口を複数有し、
   前記複数の第１の開口は、前記光学センサーユニットから遠いもの程、その長手方向の寸法が大きい
   ことを特徴とする請求項５乃至請求項８のいずれか一項に記載の鉄道検測装置。
10. 前記複数の防風室のいずれかは、隣接する、前記透明窓から遠い防風室よりも、その容積が小さい
    ことを特徴とする請求項５乃至請求項９のいずれか一項に記載の鉄道検測装置。
11. 検査光を検査対象物へ照射し、前記検査対象物からの光を受光して、検出信号を出力する光学センサーユニットを、鉄道の車両に設置し、
    前記検査光、及び前記検査対象物からの光が透過する透明窓を、前記検査対象物と前記光学センサーユニットとの間に設け、
    複数の防風室と、前記検査光が通過する第１の開口と、前記検査対象物からの光が通過する第２の開口とを有する防風カバーを、前記検査対象物と前記透明窓との間に取り付け、
    前記複数の防風室により、前記透明窓へ向かう空気の流れを段階的に弱めながら、前記光学センサーユニットから照射した前記検査光を、前記透明窓及び前記第１の開口を通して、前記検査対象物へ照射し、前記検査対象物からの光を、前記第２の開口及び前記透明窓を通して、前記光学センサーユニットで受光して、検出信号を出力する
    ことを特徴とする鉄道検測方法。
12. 前記光学センサーユニットを、前記透明窓を取り付けた筐体に収納し、
    凹状の防風カバー装着部を前記筐体に設けて、前記防風カバーを前記防風カバー装着部へ挿入する
    ことを特徴とする請求項１１に記載の鉄道検測方法。
13. 前記第２の開口の幅を、前記第１の開口の幅よりも大きくする
    ことを特徴とする請求項１１又は請求項１２に記載の鉄道検測方法。
14. 前記防風カバーに、前記第２の開口を複数設け、
    前記複数の第２の開口の長手方向の寸法、及び幅を、前記透明窓に近いもの程、小さくする
    ことを特徴とする請求項１１乃至請求項１３のいずれか一項に記載の鉄道検測方法。
15. 前記防風カバーに、前記第１の開口を複数設け、
    前記複数の第１の開口の長手方向の寸法を、前記光学センサーユニットから遠いもの程、大きくする
    ことを特徴とする請求項１１乃至請求項１４のいずれか一項に記載の鉄道検測方法。
16. 前記複数の防風室のいずれかの容積を、隣接する、前記透明窓から遠い防風室の容積よりも、小さくする
    ことを特徴とする請求項１１乃至請求項１５のいずれか一項に記載の鉄道検測方法。

Images