JP3077724U - 輪重バランス測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】作業能率が良く、また測定精度が優れている鉄
道車両の輪重バランス測定装置を提供することである。 【解決手段】一対の鉄道用レール１０ａ、１０ｂそれぞ
れに設けられ、鉄道車両２２の通過による該鉄道用レー
ル１０ａ、１０ｂの歪みを測定する歪測定手段１２ａ、
１２ｂ、１４ａ、１４ｂと、歪測定手段１２ａ、１２
ｂ、１４ａ、１４ｂによって測定されたデータに基づい
て、前記通過する鉄道用車両２２の輪重のバランスを算
出するバランス算出手段１８と、を備えたことを特徴と
する鉄道車両の輪重バランス測定装置である。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【考案の属する技術分野】

本考案は、鉄道車両の輪重のバランスを測定する輪重バランス測定装置に関する 。

【０００２】

【従来の技術】

従来から、鉄道車両の脱線事故が生じており、鉄道車両の脱線事故は、多数の 乗客が乗車している場合に大災害になる場合がある。鉄道車両の脱線の原因とし ては、種々のものが考えられるが、その一つとして鉄道車両の輪重のバランスが 悪いことが挙げられている。そのため、鉄道車両の脱線事故を事前に防止するた めには、バランスのとれた鉄道車両での走行が必要とされる。 鉄道車両の左右の軸重のバランスを測定する場合、鉄道車両の左右の輪重を測定 する必要がある。鉄道車両の輪重を測定する方法としては、車輪一輪を油圧ジャ ッキで上げて鉄道用レールから浮いた瞬間の輪重を測定することにより行うもの 、鉄道用レール上に設置されたロードセルに鉄道車両の車輪を乗り上げさせて輪 重を測定することにより行われるもの、または鉄道用レールを短区間で切断し、 その切断した部分の下にロードセルを設置して、鉄道用レール上の鉄道車両の輪 重を測定することにより行われるものなどがある。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、油圧ジャッキによる測定方法は、鉄道車両の車輪を油圧ジャッ キで上げる必要があるため、作業能率が悪く、また測定誤差が生じる場合がある 。また、ロードセルを用いて測定する方法は、測定の際にロードセル上に車輪を 正確に停車させる必要があるため、油圧ジャッキの場合と同様に作業能率が悪く 、また測定誤差が生じる場合がある。

【０００４】 そこで、本考案は、作業能率が良く、また測定精度が優れている鉄道車両の輪 重バランス測定装置を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

以上の目的を達成するため、本考案は、一対の鉄道用レールそれぞれに設けら れ、鉄道車両の通過による該鉄道用レールの歪みを測定する歪測定手段と、該歪 測定手段によって測定されたデータに基づいて、前記通過する鉄道用車両の輪重 のバランスを算出するバランス算出手段と、を備えたことを特徴とする鉄道車両 の輪重バランス測定装置である。

【０００６】 以上のように、本考案によれば、鉄道車両による鉄道用レールの歪を測定し、 その測定された歪データに基づいて鉄道車両の輪重の左右のバランスを測定して いるので、鉄道車両に鉄道用レールを通過させることにより輪重の左右のバラン スを測定することができ、それ故、作業能率が良く、測定精度を向上させること ができる。本発明において、前記歪測定手段は、せん断ひずみ法によって前記鉄 道レールの歪を測定することが好ましい。

【０００７】 本考案に係る鉄道車両の輪重バランス測定装置において、前記バランス算出手 段は、前記通過する鉄道車両の左右の車輪の重量をそれぞれ算出し、算出された 左右の車輪の重量に関するデータに基づいて前記通過する鉄道車両の輪重のバラ ンスを算出するよう構成されていることが好ましい。

【０００８】 また、本考案に係る鉄道車両の輪重バランス測定装置において、前記歪測定手 段は、少なくとも二つの歪ゲージを備えており、該二つの歪ゲージは、各前記鉄 道用レールに沿って３００〜８００ｍｍの間隔をおいて設けられていることが好 ましい。

【０００９】 このような間隔をおいて歪ゲージを二つ設けることにより歪ゲージから測定さ れるデータを長い時間とることができるので、短い時間しか測定できない場合に 比し、測定精度を向上させることができる。すなわち、歪ゲージを一つしか使用 しない場合、または二つ使用した場合であってもその間隔が短い場合は、歪ゲー ジから測定されるデータを長い時間を取ることができない。そして、鉄道車両の 車輪は、鉄道用レールの幅方向に移動しながら回転しており、常に鉄道用レール の中心線に沿って回転するとは限らないので、鉄道用レールの歪ゲージが設けら れている部分に鉄道車両の車輪が差しかかった際に、その車輪が鉄道用レールの 中心線に沿って回転していないと、歪ゲージは、正確な歪量を測定することがで きない場合がある。したがって、歪ゲージの測定時間が短いと、測定している際 に鉄道車両の車輪が鉄道用レールの中心線に沿って回転することがなく、鉄道用 レールの正確な歪の量を測定することができない場合がある。一方、歪ゲージか ら測定されるデータを長い時間とることができると、測定時間のいずれかにおい て鉄道車両の車輪が中心線に沿って回転する場合が通常あるので、鉄道用レール の正確な歪の量を測定することができる。

【００１０】 さらに、本考案に係る鉄道車両の輪重バランス測定装置において、前記歪測定 手段は、各鉄道用レールに沿って、２以上設けられており、各同一の鉄道用レー ルに設けられた少なくとも一対の歪測定手段は、通過する鉄道車両の台車に設け られた車輪の間隔と同一の間隔をおいて設けられていることが好ましく、このよ うに台車に設けられた車輪の間隔と同一の間隔をおいて歪測定手段を設けること により、台車全体の左右のバランスを測定することができる。本考案に係る鉄道 車両の輪重バランス測定装置において、歪測定手段を各鉄道用レールに沿って２ つ設けるとともに、各歪測定手段が二つの歪ゲージを備えた場合、各鉄道用レー ルには４つの歪ゲージが設けられることになる。

【００１１】 またさらに、本考案に係る鉄道車両の輪重バランス測定装置において、前記歪 測定手段は、各鉄道用レールに沿って、４以上設けられており、各同一の鉄道用 レールに設けられた少なくとも４つの歪測定手段は、通過する鉄道車両の前側及 び後側に設けられた台車の各車輪の間隔と同一の間隔をおいて設けられているこ とが好ましく、このように鉄道車両の前側及び後側に設けられた台車の各車輪の 間隔と同一の間隔をおいて設けることにより、鉄道車両全体の左右のバランスを 測定することができる。本考案に係る鉄道車両の輪重バランス測定装置において 、歪測定手段を各鉄道用レールに沿って４つ設けるとともに、各歪測定手段が二 つの歪ゲージを備えた場合、各鉄道用レールには８つの歪ゲージが設けられるこ とになる。

【００１２】

【考案の実施の形態】

次に、本考案に係る軸重バランス測定装置の第１実施例について図面に基づい て説明する。図１は、第１実施例に係る軸重バランス測定装置を一対の鉄道用レ ール１０ａ、１０ｂに設置した状態を示す図である。第１実施例に係る軸重バラ ンス測定装置は、一対の鉄道用レール１０ａ、１０ｂそれぞれに設けられ、鉄道 車両の通過による鉄道用レール１０ａ、１０ｂの歪量を測定する歪ゲージ１２ａ 、１２ｂ、１４ａ、１４ｂと、歪ゲージ１２ａ、１２ｂ、１４ａ、１４ｂによっ て測定されたアナログデータをデジタルデータに変換するＡ／Ｄ変換器１６と、 Ａ／Ｄ変換器１６によって変換されたデジタルデータに基づいて、通過する鉄道 車両の左右の輪重バランスを算出するバランス算出装置１８と、バランス算出装 置１８によって算出された鉄道車両の左右の輪重バランスをプリントアウトする プリンタ２０と、を備えており、鉄道レールの歪は、せん断ひずみ法によって測 定されるよう構成されている。

【００１３】 歪ゲージ１２ａ、１２ｂ、１４ａ、１４ｂは、左右の鉄道用レール１０ａ、１ ０ｂそれぞれに二つずつ設けられており、それぞれの鉄道用レール１０ａ、１０ ｂに設けられた二つの歪ゲージ１２ａと１２ｂ又は１４ａと１４ｂは、それぞれ ３００〜８００ｍｍの間隔をおいて設けられている。また、左右それぞれの鉄道 用レール１０ａ、１０ｂに設けられた対となる歪ゲージ１２ａと１４ａ、又は１ ２ｂと１４ｂを結ぶ線は、鉄道用レール１０ａ、１０ｂと垂直に交わるよう構成 されている。

【００１４】 バランス算出装置１６は、先ず、Ａ／Ｄ変換器１６によって変換された歪ゲー ジ１２ａ、１２ｂ、１４ａ、１４ｂのデジタルデータを波形とし、図２に示すよ うに歪ゲージ１２ａ、１２ｂ、１４ａ、１４ｂのデジタルデータの波形を左右の 鉄道用レール１０ａ、１０ｂそれぞれに設けられた二つの歪ゲージ１２ａと１２ ｂ又は１４ａと１４ｂ毎に合成し、その合成されたそれぞれの波形データからピ ーク値を読み取り、それぞれの読み取られたピーク値から鉄道車両の左右の輪重 をそれぞれ算出し、次いで、その算出された鉄道車両の左右の軸重データの平均 値を算出し、算出された平均値と左右それぞれの軸重データの割合を計算して鉄 道車両の車輪のバランスを算出するよう構成されている。また、バランス算出装 置１６は、鉄道車両の車輪のバランスを算出する際に、データを一時記憶するメ モリ（図示省略）を備えている。

【００１５】 次に、第１実施例に係る軸重バランス測定装置の動作について説明する。鉄道 車両の走行にともない、鉄道車両の車輪が鉄道用レール１０ａ、１０ｂの進行方 向前側の歪ゲージ１２ｂ、１４ｂが設けられた部分の上に差しかかると、鉄道車 両の車輪の荷重が鉄道用レールのその部分に加えられる。鉄道用レールのその部 分に荷重が加えられると、鉄道用レールのその部分に歪が生じ、この歪は、鉄道 用レールのその部分に設けられた歪ゲージ１２ｂ、１４ｂに伝えられる。歪ゲー ジ１２ｂ、１４ｂは、鉄道用レールの歪が伝えられると、歪量として電圧（アナ ログ信号）の形で出力する。そして、この出力されたアナログ信号は、Ａ／Ｄ変 換器１６によりデジタル信号に変換され、この変換されたデジタル信号は、バラ ンス算出装置１８に送信される。バランス算出装置１８は、受信したそれぞれの デジタルデータを波形とし、それぞれの波形データをメモリに一時記憶させる。 次いで、鉄道車両の走行にともない、鉄道車両の車輪が鉄道用レール１０ａ、１ ０ｂの進行方向後側の歪ゲージ１２ａ、１４ａが設けられた部分の上に差しかか ると、前側の歪ゲージ１２ｂ、１４ｂの場合と同様にバランス算出装置１８に、 歪ゲージ１２ａ、１４ａのデジタルデータが送信され、バランス算出１８は、そ れぞれのデジタルデータを波形とする。そして、バランス算出装置１８は、これ ら歪ゲージ１２ａ、１４ａの波形データとメモリに一時記憶された歪ゲージ１２ ｂ、１４ｂの波形を左右の鉄道用レール１０ａ、１０ｂそれぞれに設けられた二 つの歪ゲージ１２ａと１２ｂ又は１４ａと１４ｂ毎に合成する。次いで、バラン ス算出装置１８は、その合成されたそれぞれの波形データからピーク値を読み取 り、それぞれの読み取られたピーク値から鉄道車両の左右の輪重をそれぞれ算出 する。バランス算出装置１８は、鉄道車両の左右の輪重が算出されると、これら 輪重の平均値を算出し、算出された平均値と左右それぞれの軸重データの割合を 計算して鉄道車両の輪重のバランスを算出する。バランス算出装置１８によって 鉄道車両の輪重のバランスが測定されると、プリンタ２０は、稼動し、その算出 結果をプリントアウトする。

【００１６】 次に、本考案に係る鉄道車両の輪重バランス測定装置の第２実施例について図 面に基づいて説明する。図３は、第２実施例に係る輪重バランス測定装置の概略 図である。第２実施例に係る輪重バランス測定装置は、左右の鉄道用レール１０ ａ、１０ｂそれぞれに二つで一組の歪ゲージ１２ａと１２ｂ、１２ｃと１２ｄ、 １４ａと１４ｂ、及び１４ｃと１４ｄが二組ずつ設けられている点で第１実施例 に係る輪重バランス測定装置と異なる。各鉄道用レール１０ａ、１０ｂに設けら れた二組の歪ゲージ１２ａと１２ｂ、１２ｃと１２ｄ、１４ａと１４ｂ、及び１ ４ｃと１４ｄは、通過する鉄道用車両２２の一つの台車２４に設けられた二つの 車輪２６ａと２６ｂの間隔と同一の間隔をおいて設けられている。例えば図３に 示すように歪ゲージ１４ａと１４ｃは、一つの台車２４に設けられた二つの車輪 ２６ａと２６ｂの間隔と同一の間隔をおいて設けられている。したがって、第２ 実施例に係る輪重バランス測定装置によれば、台車全体のバランスを測定するこ とができる。

【００１７】 次に、本考案に係る鉄道車両の輪重バランス測定装置の第３実施例について図 面に基づいて説明する。図４は、第３実施例に係る輪重バランス測定装置の概略 図である。第３実施例に係る輪重バランス測定装置は、左右の鉄道用レール１０ ａ、１０ｂそれぞれに二つで一組の歪ゲージ１２ａと１２ｂ、１２ｃと１２ｄ、 １２ｅと１２ｆ、１２ｇと１２ｈ、１４ａと１４ｂ、１４ｃと１４ｄ、及び１４ ｅと１４ｆが四組ずつ設けられている点で第１実施例及び第２実施例に係る輪重 バランス測定装置と異なる。各鉄道用レール１０ａ、１０ｂに設けられた四組の 歪ゲージ１２ａと１２ｂ、１２ｃと１２ｄ、１２ｅと１２ｆ、１２ｇと１２ｈ、 １４ａと１４ｂ、１４ｃと１４ｄ、及び１４ｅと１４ｆは、通過する鉄道用車両 ２２一両の前側の台車２４に設けられた二つの車輪２６ａと２６ｂ、及び後側の 台車２８に設けられた二つの車輪２６ｃと２６ｄの間隔と同一の間隔をおいて設 けられている。例えば図４に示すように歪ゲージ１４ａと１４ｃは、前側の台車 ２４に設けられた二つの車輪２６ａと２６ｂの間隔と同一の間隔をおいて設けら れており、歪ゲージ１４ｃと１４ｅは、前側の台車２４に設けられた後側の車輪 ２６ｂと後側の台車２８に設けられた前側の車輪２６ｃの間隔と同一の間隔をお いて設けられており、歪ゲージ１４ｅと１４ｇは、後側の台車２８に設けられた 前側の二つの車輪２６ｃと２６ｄの間隔と同一の間隔をおいて設けられている。 したがって、第３実施例に係る輪重バランス測定装置によれば、一両の鉄道車両 全体のバランスを測定することができる。

【００１８】

【考案の効果】

以上のように、本考案によれば、鉄道車両による鉄道用レールの歪を測定する ことにより、その測定された歪データに基づいて鉄道車両の輪重の左右のバラン スを測定しているので、鉄道車両に鉄道用レールを通過させることにより輪重の 左右のバランスを測定することができ、それ故、作業能率が良く、また測定精度 が優れている鉄道車両の輪重バランス測定装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に係る鉄道車両の輪重バランス測定装置
の第１実施例を一対の鉄道用レールに設置した状態を示
す斜視図である。

【図２】第１実施例に係る鉄道車両の輪重バランス測定
装置において、各鉄道用レールに設けられた二つの歪セ
ンサーのデジタルデータの合成を示す図である。

【図３】本考案に係る鉄道車両の輪重バランス測定装置
の第２実施例を一対の鉄道用レールに設置した状態を示
す概略図である。

【図４】本考案に係る鉄道車両の輪重バランス測定装置
の第３実施例一対の鉄道用レールに設置した状態を示す
概略図である。

【符号の説明】

１０ａ、１０ｂ 鉄道用レール １２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ、１２ｅ、１２ｆ、１
２ｇ、１２ｈ、１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ、１４
ｅ、１４ｆ、１４ｇ、１４ｈ 歪ゲージ １８ バランス算出装置 ２２ 鉄道車両

Claims (6)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 一対の鉄道用レールそれぞれに設けら
   れ、鉄道車両の通過による該鉄道用レールの歪みを測定
   する歪測定手段と、該歪測定手段によって測定されたデ
   ータに基づいて、前記通過する鉄道用車両の輪重のバラ
   ンスを算出するバランス算出手段と、を備えたことを特
   徴とする鉄道車両の輪重バランス測定装置。
2. 【請求項２】 前記バランス算出手段は、前記通過する
   鉄道車両の左右の車輪の重量をそれぞれ算出し、算出さ
   れた左右の車輪の重量に関するデータに基づいて前記通
   過する鉄道車両の輪重のバランスを算出するよう構成さ
   れていることを特徴とする請求項１記載の鉄道車両の輪
   重バランス測定装置。
3. 【請求項３】 前記歪測定手段は、少なくとも二つの歪
   ゲージを備えており、該二つの歪ゲージは、各前記鉄道
   用レールに沿って３００〜８００ｍｍの間隔を置いて設
   けられていることを特徴とする請求項１又は２記載の鉄
   道車両の輪重バランス測定装置。
4. 【請求項４】 前記歪測定手段は、各鉄道用レールに沿
   って、２以上設けられており、各同一の鉄道用レールに
   設けられた少なくとも一対の歪測定手段は、通過する鉄
   道車両の台車に設けられた車輪の間隔と同一の間隔をお
   いて設けられていることを特徴とする請求項１乃至３い
   ずれか記載の鉄道車両の輪重バランス測定装置。
5. 【請求項５】 前記歪測定手段は、各鉄道用レールに沿
   って、４以上設けられており、各同一の鉄道用レールに
   設けられた少なくとも４つの歪測定手段は、通過する鉄
   道車両の前側及び後側に設けられた台車の各車輪の間隔
   と同一の間隔をおいて設けられていることを特徴とする
   請求項１乃至４いずれか記載の鉄道車両の輪重バランス
   測定装置。
6. 【請求項６】 前記歪測定手段は、せん断ひずみ法によ
   って前記鉄道レールの歪を測定することを特徴とする請
   求項１乃至５いずれか記載の輪重バランス測定装置。