JP3247178B2 - レール締結装置の緩み検出装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は鉄道のレールをボルトの
締付け力によって枕木に締結固定するレール締結装置の
緩みを検出する装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、レール締結装置の緩み（締付けボ
ルトの緩み）を検査する方法として、作業員がレール沿
いに歩行しながら、装置の緩みに起因する種々の変化を
目視で確認していた。

【０００３】また、締結装置をハンマーで叩き、その衝
撃音で緩みを判断する方法もとられている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような方
法によると、作業効率が悪く、単位時間当りの点検距離
が短く制限される上に、歩廊のないトンネル内等は終業
後の夜間作業となるため時間の制限を受け、さらに熟練
を要する等の種々の問題があった。

【０００５】また、上記いずれの方法も作業者の勘に頼
る部分が多いため、どうしてもバラツキが大きくて良否
判定の正確さに欠けるという欠点があった。

【０００６】そこで本発明は、レール締結装置の緩みを
自動的に効率良く、しかも正確に検出することができる
レール締結装置の緩み検出装置を提供するものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、ボル
トの締付け力によってレールを枕木上に固定するレール
締結装置に、上記ボルトの締付け圧力を検出するセンサ
と、このセンサからの圧力情報を記憶するデータ記憶装
置とが設けられる一方、上記レール上を走行する台車に
データの表示、保存等の処理を行うデータ処理装置が設
けられ、これらデータ記憶装置およびデータ処理装置に
は、データ処理装置側からのアクセス信号に基づいてデ
ータ記憶装置に記憶された情報をデータ処理装置に送る
ための送受信装置が設けられ、かつ、上記データ記憶装
置とデータ処理装置の一方に、上記センサからの圧力情
報と予め設定された基準値とに基づいてレール締結装置
の緩みの有無を判別する手段が設けられてなるものであ
る。

【０００８】請求項２の発明は、請求項１の構成におい
て、データ記憶装置として、予めレール締結装置ごとの
アドレス情報を記憶したものが用いられたものである。

【０００９】

【作用】上記構成によると、ボルトの締付け圧力が低下
すると、これがセンサにより検出されてデータ記憶装置
に圧力情報として記憶され、同装置または台車側のデー
タ処理装置の緩み判別手段により、この圧力情報が基準
値と比較されて緩みの有無が判別される。

【００１０】すなわち、台車を走行させながらの自動検
出が可能となり、従来の目視検査法や音響判定法と比較
して検出作業の効率および検出の精度が格段に向上す
る。

【００１１】また、レール締結装置のボルト締付け圧力
を直接検出して緩みの有無を判別するため、高い検出精
度が得られ、しかもデータ記憶装置とデータ処理装置と
の間のデータの授受を無線で行うため、台車側に設けた
センサによってレール締結装置の緩み状態を検出する場
合のようなレール締結装置側の汚れや異物等の影響によ
る誤検出のおそれがない。

【００１２】一方、請求項２の構成によると、データ記
憶装置に、タグ情報としてレール締結装置のアドレス情
報が書き込まれているため、レール締結装置の緩み状況
をそのアドレスとともに検出することができる。従っ
て、検出対象であるレール締結装置のアドレスを別の検
出手段、演算手段によって求める場合と比較して、余分
なハードおよびソフト処理が不必要となる。

【００１３】

【実施例】本発明の実施例を図によって説明する。

【００１４】図１に本発明の実施例にかかる緩み検出装
置の全体外観を示している。

【００１５】同図において、１は車輪２…によってレー
ル３上を走行する台車で、この台車１に運転室や計測室
等となるキャビン４、および走行等の動力源となる図示
しないエンジンが搭載されている。

【００１６】レール３を枕木５上に固定するためのレー
ル締結装置の構成を図１，２によって説明する。

【００１７】このレール締結装置は、板ばねからなる押
え部材６をボルト７で枕木５側に締め付けてレール３の
基部３ａを枕木４上に押え込み、かつ、同じく板バネか
らなる横止め部材８によってレール基部３ａを左右両側
から挾み込む構成となっている。９は押え部材６の横ず
れを防止するための受け部材である。

【００１８】この各レール締結装置には、データ記憶装
置としてのタグカード（以下、通称に従って単にタグと
いう）１０が、ワッシャ１１，１１間に挾み込まれてボ
ルト７で固定された状態で設けられている。

【００１９】このタグ１０の内部構成を図３に示してい
る。

【００２０】タグ１０には、ボルト７の締付け圧力を検
出する圧力センサ（たとえば歪ゲージが用いられる）１
２が組み込まれ、この圧力センサ１２の検出信号がアン
プ１３を介してマイクロコンピュータからなる制御部１
４に取り込まれる。

【００２１】この制御部１４は、上記センサ信号（アナ
ログ信号）をディジタル変換するＡ／Ｄコンバータ１５
と、予め書き込まれたレール締結装置ごとのアドレス情
報とこのコンバータ出力（圧力情報）を記憶する補助記
憶装置（ＥＥＰＲＯＭ）１６と、プログラム内容を記憶
した主記憶装置（ＲＯＭ／ＲＡＭ）１７と、この主記憶
装置１７から読み出したプログラム上で演算処理（レー
ル締結装置の緩み判別）を行うＣＰＵ（中央処理装置）
１８と、入出力装置１９とを具備している。

【００２２】また、入出力装置１９は受信回路２０およ
び送信回路２１に接続され、受信、送信両ヘッド（アン
テナ）２２，２３を介して無線通信による外部とのデー
タの授受が行われる（この点の作用は後述する）。

【００２３】さらに、受信ヘッド２２には整流回路２
４、この整流回路２４に充電回路２５がそれぞれ接続さ
れている。

【００２４】一方、台車１には、データ処理装置として
のコントローラ２６が設けられている。

【００２５】このコントローラ２６は、入出力装置２７
と、データ表示を行う表示部（たとえばＣＲＴ、プリン
タ）２８、各データを保存してデータベース化するデー
タ処理部２９からなる制御部３０を備え、入出力装置２
７から送信回路３１、送信ヘッド３２を介してタグ１０
に対するアクセス信号（問い合わせ信号）が送信され、
タグ１０からのデータ信号（応答信号）が受信ヘッド３
３、受信回路３４を介して入出力装置２７に取り込まれ
る。

【００２６】次に作用を説明する。

【００２７】Ｉ．タグ１０のデータ処理 各レール締結装置において、ボルト７の締付け圧力が圧
力センサ１２で検出され、この圧力データがタグ１０の
補助記憶装置１６に記憶される。なお、この動作は一定
周期で繰返し行われ、圧力データが更新処理される。

【００２８】この圧力データの処理は、主記憶装置１７
に記憶されているプログラム内容に従って次のように行
われる。

【００２９】図５のフローチャートによって説明する
と、第１のルーチンでは、補助記憶装置１６に記憶され
ている圧力データが読み出され（ステップ１）、ＣＰＵ
１８のレジスタに転送される（ステップ２）。

【００３０】ＣＰＵ１８では、予め設定されたボルト締
付け圧力の基準値をプログラム上から読み出し（ステッ
プ３）、圧力データ値とこの基準値とを比較する（ステ
ップ４）。

【００３１】ここで、基準値≦圧力データ値となれば
（ステップ４でＹＥＳの場合）、締付け圧力正常と判定
され（ステップ５）、基準値＞圧力データ値（ステップ
４でＮＯの場合）、締付け圧力不十分、すなわち緩んで
いると判定され（ステップ６）、この判定結果がＣＰＵ
レジスタに転送される（ステップ７）。

【００３２】一方、第２のルーチンでは、補助記憶装置
１６に記憶されたレール締結装置のアドレス情報が読み
出され（ステップ８）、ＣＰＵレジスタに転送される
（ステップ９）。

【００３３】こうして、ＣＰＵレジスタに転送された圧
力データ、緩み判別データ、アドレス情報が、次には補
助記憶装置１６に転送され、更新情報として所定のアド
レスに書き込まれる（ステップ１０）。

【００３４】II.タグ１０の受信処理 台車１の走行中、コントローラ２６からは入出力装置２
７から送信回路３１、送信ヘッド３２を経由して問い合
わせ信号がタグ１０に向かって送信される。

【００３５】この問い合わせ信号は、全レール締結装置
のうち、あるアドレス区間のもの（たとえば１００番目
から２００番目までのレール締結装置）を指定して、タ
グ１０に記憶された各データ（圧力データ、判定デー
タ、アドレス情報）を読み出す旨の指令信号として出さ
れる。

【００３６】タグ１０側では、このコントローラ２６か
らの信号（搬送波信号）を受信すると、この信号が受信
回路２０に取り込まれる一方で、受信ヘッド２２側に電
磁結合方式によって相互誘導起電力が発生し、この起電
力のうち、高周波成分を除く直流成分のみが整流回路２
４を通じて充電回路２５に蓄積され、電源として使用さ
れる。

【００３７】受信回路２０に信号が取り込まれると、プ
ログラムに従って図６のフローチャートに示す処理がな
される。

【００３８】受信が完了すると（ステップ１）、ＣＰＵ
レジスタに受信データが一時的に保存される（ステップ
２）一方、補助記憶装置１６に記憶されたアドレス情報
が、問い合わせ信号で指定された区間内のものか否かが
判別され（ステップ３）、指定アドレス以外であればＥ
ＮＤとなる（ステップ４）。

【００３９】一方、指定区間内のアドレスであれば、ス
テップ５に移行し、補助記憶装置１６に記憶された各デ
ータが読み出される（ステップ５）。

【００４０】そして、この読み出しが完了すると（ステ
ップ６、完了前であればステップ５に戻る）、ＣＰＵレ
ジスタの受信データがクリアされて処理が完了する（ス
テップ７）。

【００４１】III.コントローラ２６の受信処理 上記のようにタグ１０から読み出され、入出力装置１
９、送信回路２１、送信ヘッド２３を経由して送信され
たデータ信号は、コントローラ２６の受信ヘッド３３、
受信回路３４を介して入出力装置２７に取り込まれ、こ
こから表示部２８に送られて表示されるとともに、デー
タ処理部２９に取り込まれて保存されデータベース化さ
れる。

【００４２】このように、ボルト締付け圧力を各レール
締結装置に設けた圧力センサ１２で検出し、この圧力デ
ータ、およびこれを基にした緩み判別データをタグ１０
に記憶させ、予め書き込まれたアドレス情報を加えた各
データを、台車１を走行させながらコントローラ２６に
取り込んで自動検出するため、従来のように作業員が歩
行しながら目視または打撃音によって緩みを判別する場
合と比較して、短時間で能率良く、しかも正確に緩み検
査を行うことができる。

【００４３】また、ボルト締付け圧力というレール締結
装置の緩みの原因を直接検出するため、緩みに起因する
種々の現象（たとえば図２の押え部材６のたわみ量の変
化）を検出する場合と比較して、検出精度が良いものと
なる。

【００４４】さらに、タグ１０の記憶情報をコントロー
ラ２６に無線で送信するため、台車側に設けたセンサで
レール締結装置の緩みを検出する場合と比較して、締結
装置の汚れや小石等の異物によって誤検出が生じるおそ
れがない。

【００４５】しかも、レール締結装置のアドレスを同時
に取り込むため、このアドレスを割り出すための余分な
装置および処理が不要となる。このため、高速での検出
が可能となり、装置構成が簡単でコストが安くてすむ。

【００４６】加えて、この実施例ではアドレスを指定
し、この指定区間でのみ各データを取り込むため、たと
えば日毎に区間を変えて順次緩み検査を行う場合に、対
象区間以外で無駄な検出が行われることがなく、また全
区間での検出データから必要区間のデータのみをピック
アップする等の余分な処理が不要となる。

【００４７】ところで、上記実施例では、緩みの判別を
タグ１０で行い、この判別データを圧力データ、アドレ
ス情報とともにコントローラ２６に送るようにしたが、
タグ１０からは圧力データとアドレス情報のみをコント
ローラ２６に送り、緩みの判別はコントローラ２６で行
うようにしてもよい。

【００４８】また、上記実施例では、レール締結装置側
のデータ記憶装置として、アドレス情報が予め書き込ま
れたタグ１０を用いたが、このようなタグ情報を持たな
い記憶装置を用いてもよい。

【００４９】

【発明の効果】上記のように本発明によるときは、レー
ル締結装置に、ボルトの締付け圧力を検出するセンサ
と、このセンサで検出された圧力データを記憶するデー
タ記憶装置、レール上を走行する台車に、データの表
示、保存等のデータ処理を行うデータ処理装置をそれぞ
れ設けるとともに、これらデータ記憶装置とデータ処理
装置の一方で、上記圧力データに基づいて緩みの有無を
判別するようにしたから、台車を走行させながらの自動
検出が可能となり、従来の目視検査法や音響判定法と比
較して検出作業の効率および検出の精度を格段に向上さ
せることができる。すなわち、少ない人数で、しかも熟
練を必要とせずに、短時間で正確な緩み検査を行うこと
が可能となる。

【００５０】また、レール締結装置のボルト締付け圧力
を直接検出して緩みの有無を判別するため、高い検出精
度が得られ、しかもデータ記憶装置とデータ処理装置と
の間のデータの授受を無線で行うため、台車側に設けた
センサによってレール締結装置の緩み状態を検出する場
合のようなレール締結装置側の汚れや異物等の影響によ
る誤検出のおそれがない。

【００５１】一方、請求項２の発明によると、データ記
憶装置に、タグ情報としてレール締結装置のアドレス情
報が書き込まれているため、レール締結装置の緩み状況
をそのアドレスとともに検出することができる。従っ
て、検出対象であるレール締結装置のアドレスを別の検
出手段、演算手段によって求める場合と比較して、余分
なハードおよびソフト処理が不必要となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例にかかる緩み検出装置の全体側
面図である。

【図２】図１のII-II線拡大断面図である。

【図３】同装置におけるデータ処理装置としてのタグの
ブロック構成図である。

【図４】同装置における台車側のデータ処理装置として
のコントローラのブロック構成図である。

【図５】タグでのデータ処理を説明するためのフローチ
ャートである。

【図６】タグでの受信処理を説明するためのフローチャ
ートである。

【符号の説明】

１ 台車 ２ 台車の車輪 ３ レール ５ 枕木 ６ レール締結装置の押え部材 ７ 同ボルト １０ レール締結装置側のデータ記憶装置としてのタグ １２ 圧力センサ １４ タグの制御部 ２０ タグの受信回路 ２１ タグの送信回路 ２２ タグの受信ヘッド ２３ タグの送信ヘッド ２６ 台車側のデータ処理装置としてのコントローラ ３０ コントローラの制御部 ３１ コントローラの送信回路 ３４ コントローラの受信回路 ３２ コントローラの送信ヘッド ３３ コントローラの受信ヘッド

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 品川 三佐人 兵庫県高砂市荒井町新浜２丁目３番１号 株式会社神戸製鋼所 高砂製作所内 (72)発明者 瓶子 光男 兵庫県高砂市荒井町新浜２丁目３番１号 株式会社神戸製鋼所 高砂製作所内 (56)参考文献 特開 昭57−48626（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−118003（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−61928（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−50068（ＪＰ，Ａ) 実開 昭61−61440（ＪＰ，Ｕ) 米国特許4200855（ＵＳ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01L 5/00 E01B 35/00

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ボルトの締付け力によってレールを枕木
   上に固定するレール締結装置に、上記ボルトの締付け圧
   力を検出するセンサと、このセンサからの圧力情報を記
   憶するデータ記憶装置とが設けられる一方、上記レール
   上を走行する台車にデータの表示、保存等の処理を行う
   データ処理装置が設けられ、これらデータ記憶装置およ
   びデータ処理装置には、データ処理装置側からのアクセ
   ス信号に基づいてデータ記憶装置に記憶された情報をデ
   ータ処理装置に送るための送受信装置が設けられ、か
   つ、上記データ記憶装置とデータ処理装置の一方に、上
   記センサからの圧力情報と予め設定された基準値とに基
   づいてレール締結装置の緩みの有無を判別する手段が設
   けられてなることを特徴とするレール締結装置の緩み検
   出装置。
2. 【請求項２】 データ記憶装置として、予めレール締結
   装置ごとのアドレス情報を記憶したものが用いられたこ
   とを特徴とする請求項１記載のレール締結装置の緩み検
   出装置。