JP3694507B2 - 軌道狂い測定装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、軌道狂いを測定する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
鉄道車両を安全で快適に走行させるためには、鉄道軌道を常に良好な状態に保守管理する必要があり、このためにはレールの不整量（軌道狂い）の測定が不可欠である。軌道狂いの測定は主に、高速軌道検測車または簡易な軌道検測装置により行われている。このうち高速軌道検測車は測定専用の車両で、効率良く軌道狂いを測定するため、営業列車と同等の速度で運行され、主に本線の軌道狂いを測定する。一方の簡易軌道検測装置は、手押しまたは牽引により極低速で移動するトロリーで、副本線や基地線など高速軌道検測車の走行しない箇所の測定、軌道狂い整正作業直後の仕上がり確認、等に利用されている。
【０００３】
現存する軌道検測車および簡易軌道検測装置は、その大多数が「正矢（せいや）法」と呼ばれる測定原理により、鉛直方向の軌道不整（高低狂い）および、水平方向の軌道不整（通り狂い）を測定している（例えば特許文献１参照）。この正矢法は、複数点の相対変位により軌道狂いを測定する「差分法」の一種で、図１１（ａ）に示すとおり、任意の２点間に水糸αを張り、その中点とレールβとの距離を測定するものである。現存する主な可搬式軌道検測装置は１〜３ｍの基準の梁（弦：測定の基線）γをレールβに押し当て、その梁γの中央点とレールβとの相対変位を変位計で測定している（図１１（ｂ））。
【０００４】
少数ではあるが正矢法以外の原理を採用する簡易測定装置も存在し、例えば、傾斜計によりレール勾配（傾斜角）を検出し、これを距離積分することで高低狂いを得る方法（例えば非特許文献１参照）や、レーザー光線を基準としてレールとの距離を測定する方法等が可搬式軌道検測装置（例えば特許文献２参照）として実用化されている。
【０００５】
【特許文献１】
特開平７−２２３５３９号公報
【非特許文献１】
Coenraad Esvelt著「Modern Railway Track」 2001 MRT-Productions P.553
（ISBN 90-800324-3-3 SISO 696.3 UDC 625.1）
【特許文献２】
特開平１０−２２１０５０号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
簡易軌道検測装置の目的は、軌道狂いを簡便に測定することであるから、以下の軌道狂いの基本７項目を同時測定できることが望まれている。
・高低狂い（左・右）…レール上下方向の狂い
・通り狂い（左・右）…レール左右方向の狂い
・軌間狂い…左右レールの内面間の幅（軌間）の狂い
・水準狂い…左右レールの高さの違い
・平面性狂い…車軸の間隔に近い距離（例えば在来線で５ｍ、新幹線で２．５ｍ）の間の線路のねじれ
さらに可搬式軌道検測装置には軽量である必要もある。しかし、これらを両立した可搬式軌道検測装置は現存しない。７項目同時測定可能な装置は重く（例えば７０ｋｇ以上）、軽量な装置は測定項目が限定されているのが実情である。
【０００７】
従来の可搬式軌道検測装置が軽量化できなかった理由は、図１１（ｂ）に示したとおり、基準の梁γ（約１〜３ｍ）、および変位計を使用して正矢法検測機構を構成していることに起因する。正矢法の弦に相当する「梁γ」は可能な限り直線性を保持することが必要で、梁γの僅かな撓みも測定誤差となるため、梁γには高い剛性が求められる。この梁γの高剛性化は装置全体の重量増のみならず、「折り畳み」や「分割」構造の実現をも妨げる。
【０００８】
この結果として、従来装置の場合は、測定作業自体は１人で行えるものの、その運搬や載線作業には複数の作業員を必要とするため、測定作業の機動性という点が大きく損なわれていた。
一方、傾斜角を積分する方法は、1つの傾斜計のみで測定可能なため、高低狂いに限定すれば大幅な軽量化の可能性がある。しかしこの方法を通り狂い測定に適用するのは困難で、通り狂いも共に測定したい場合、現状では正矢法を併用せざるを得ず、前述の理由から軽量化困難である。
【０００９】
また、レーザー光線を使用する方法は、雨、霧等により測定精度に影響を受け易く、機器の据え付けに時間がかかる他、長距離の測定には不向きであるため、現状では試作の段階に留まり、実使用に耐えうる装置は存在しない。
そこで本発明は、高低狂いや通り狂いを正矢法を用いて検測しながら、軽量化も実現できるようにした軌道狂い測定装置を提供することを目的とする。
【００１０】
また、同様の原理を適用して他の種類の軌道狂いを検測する装置を提供することも目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
（１）請求項１に係る軌道狂い測定装置は、（ａ）「高低狂い」を測定可能な第１の軌道狂い測定装置、（ｂ）「通り狂い」を測定可能な第２の軌道狂い測定装置、（ｃ）「軌間狂いを測定可能な第３の軌道狂い測定装置」及び（ｄ）「水準狂い」を測定可能な第４の軌道狂い測定装置の少なくとも２つ以上の構成を備え、且つ、少なくとも１本の梁部材は兼用されていることを特徴とする。このようにすれば、「高低狂い」、「通り狂い」、「軌間狂い」及び「水準狂い」の内の２つ以上を同時に測定することが可能である。そして、単にそれぞれの構成を併有しているだけでなく、少なくとも１本の梁部材は兼用されているので、構成の簡素化の点でも有効である。
それでは、上記（ａ）「高低狂い」を測定可能な第１の軌道狂い測定装置、（ｂ）「通り狂い」を測定可能な第２の軌道狂い測定装置、（ｃ）「軌間狂いを測定可能な第３の軌道狂い測定装置」及び（ｄ）「水準狂い」を測定可能な第４の軌道狂い測定装置について、順番に説明していく。
（ａ）「高低狂い」を測定可能な第１の軌道狂い測定装置は、ｎ（ｎ≧２）本の梁部材、ｎ本中の２本の梁部材同士を折れ曲げ可能に接続するｎ−１個の関節部、各梁部材に少なくとも１つ対応して設けられ、且ついずれか１つの梁部材については２つ対応して設けられ、レール上に当接可能な当接部材、各関節部に対応して設けられ、当該関節部にて折れ曲がる２本の梁部材のなす角度を直接又は間接的に検出する角度検出手段を備えている。そして、角度検出手段が検出する２本の梁部材のなす角度は、全ての当接部材を同一レール上に当接させた際の、レール踏面に垂直な面に投影した２本の梁部材のなす角度である。
【００１２】
第１の軌道狂い測定装置の角度検出手段によって検出した角度に基づいて得られる「２本の梁部材のなす角度」に基づけば、梁部材の長さ等を用いて高低狂いを計算することができる。例えば簡単のため、２本の梁部材の端部同士が関節部にて接続されている場合を考える。各々の梁部材の長さをＬ１，Ｌ２とし、角度検出手段の出力をθとすると、高低狂いの大きさＶは下式で表される。
Ｖ＝｛２Ｌ１・Ｌ２／（Ｌ１＋Ｌ２）｝・sin（θ／２）
このように、第１の軌道狂い測定装置によれば、図１１（ｂ）で例示したような従来の基準梁をレールβに押し当ててその梁γの中央点とレールβとの相対変位を変位計で測定する手法のような「高剛性の梁」を必要とせずに、正矢法による高低狂い測定が可能となる。例えば２ｍ正矢法を測定原理とする既存の装置では、弦長となる２ｍの梁γを前後の測定点で２点支持し、その梁γの撓みを限りなくゼロにする必要がある。しかし、本発明では、例えば上述した梁部材端部同士を関節部にて接続する構成において２本の梁部材を同じ長さにした場合には、各梁部材は１ｍでよくなるため、２ｍ弦測定のケースであれば従来技術における弦長の半分、つまり１ｍの梁の剛性確保で済むこととなる。したがって、高低狂いを正矢法を用いて検測しながら、軽量化も実現できる。
【００１３】
なお、当接部材については、最低限レールに当接可能であればよいが、さらにレールを走行可能であってもよい。当接部材がレールを走行可能であれば、測定部位を移動する場合に、当接部材をその都度レールから外されなくてもよくなり便利である。この走行可能に構成する場合、例えばローラのように回転しながらレールを走行可能な部材が代表的なものとして考えられるが、回転せずに滑走（摺動）するような部材であっても、走行可能であれば構わない。
【００１４】
また、角度検出手段は、例えば関節部に設けた角度計で「２本の梁部材のなす角度」を直接検出してもよいし、例えば梁の所定位置を検出点とし、その検出点と基準位置との距離を例えば変位計（レーザ等）にて計測し、その距離から角度を（間接的に）求めるようにしてもよい。
【００１５】
（ｂ）「通り狂い」を測定可能な第２の軌道狂い測定装置は、ｎ（ｎ≧２）本の梁部材と、ｎ本中の２本の梁部材同士を折れ曲げ可能に接続するｎ−１個の関節部、各梁部材に少なくとも１つ対応して設けられ、且ついずれか１つの梁部材については２つ対応して設けられ、レール上に当接可能な当接部材、各関節部に対応して設けられ、関節部にて折れ曲がる２本の梁部材のなす角度を直接又は間接的に検出する角度検出手段を備えている。そして、角度検出手段が検出する２梁部材のなす角度は、全ての当接部材を同一レール上に当接させた際の、レール踏面に水平な面に投影した２本の梁部材のなす角度である。
【００１６】
第２の軌道狂い測定装置の角度検出手段によって検出した角度に基づいて得られる「２本の梁部材のなす角度」に基づけば、梁部材の長さ等を用いて通り狂いを計算することができる。この計算原理は、上述した高低狂いの場合と全く同じであり、角度成分の対象となる面が異なるだけである。したがって、本発明によれば、通り狂いを正矢法を用いて検測しながら、軽量化も実現できる。
【００１７】
このように、高低狂いや通り狂いが反映した「梁部材のなす角度」を検出することによって、それらの狂いを測定する技術思想を説明したが、同様に、「梁部材のなす角度」を検出することによって「軌間狂い」や「水準狂い」といった他の軌道狂いを測定することも可能である。以下、順番に説明する。
【００１８】
（ｃ）「軌間狂いを測定可能な第３の軌道狂い測定装置」は、ｎ（ｎ≧２）本の梁部材、ｎ本中の２本の梁部材同士を折れ曲げ可能に接続するｎ−１個の関節部、各梁部材に少なくとも１つ対応して設けられ、且ついずれか１つの梁部材については２つ対応して設けられ、レール上に当接可能な当接部材、各関節部に対応して設けられ、関節部にて折れ曲がる２本の梁部材のなす角度を直接又は間接的に検出する角度検出手段を備えている。そして、角度検出手段が検出する２本の梁部材のなす角度は、一方の梁部材に対応して設けられた当接部材と前記部に対応して設けられた当接部材を同一レール上で走行させ、他方の梁部材に対応して設けられた当接部材を他方のレール上で走行させた際の、レール踏面に水平な面に投影した２本の梁部材のなす角度である。
【００１９】
上述した高低狂いや通り狂いの場合は１本のレールにおける狂いであるため、全ての当接部材を同一レール上で走行させて測定することとなる。これに対して軌間狂いや水準狂いは２本のレール同士の位置関係に起因するものであるため、一方の梁部材と関節部に対応する当接部材を一方のレール上で走行させ、他方の梁部材に対応する当接部材は他方のレール上で走行させる。そして、本軌道狂い測定装置の角度検出手段によって検出した角度に基づいて得られる「レール踏面に水平な面に投影した２本の梁部材のなす角度」に基づけば、梁部材の長さ等を用いて軌間狂いを計算することができる。
【００２０】
（ｄ）「水準狂い」を測定可能な第４の軌道狂い測定装置は、ｎ（ｎ≧２）本の梁部材、ｎ本中の２本の梁部材同士を折れ曲げ可能に接続するｎ−１個の関節部、各梁部材に少なくとも１つ対応して設けられ、且ついずれか１つの梁部材については２つ対応して設けられ、レール上に当接可能な当接部材、各関節部に対応して設けられ、関節部にて折れ曲がる２本の梁部材のなす角度を直接又は間接的に検出する角度検出手段を備えている。そして、角度検出手段が検出する２本の梁部材のなす角度は、一方の梁部材に対応して設けられた当接部材と関節部に対応して設けられた当接部材を同一レール上で走行させ、他方の梁部材に対応して設けられた当接部材を他方のレール上で走行させた際の、レール踏面に垂直な面に投影した２本の梁部材のなす角度である。
【００２１】
そして、本軌道狂い測定装置の角度検出手段によって検出した角度に基づいて得られる「レール踏面に垂直な面に投影した２本の梁部材のなす角度」に基づけば、梁部材の長さ等を用いて水準狂いを計算することができる。
（５）請求項５に係る軌道狂い測定装置は、請求項１〜４の何れかに記載の軌道狂い測定装置の構成の内、少なくとも２つ以上の構成を備え、且つ、少なくとも１本の梁部材は兼用されていることを特徴とする。このようにすれば、「高低狂い」、「通り狂い」、「軌間狂い」及び「水準狂い」の内の２つ以上を同時に測定することが可能である。そして、単にそれぞれの構成を併有しているだけでなく、少なくとも１本の梁部材は兼用されているので、構成の簡素化の点でも有効である。
【００２２】
なお、（ａ）「高低狂い」を測定可能な第１の軌道狂い測定装置の構成と（ｂ）「通り狂い」を測定可能な第２の軌道狂い測定装置の構成を組合せる場合には、梁部材は全て兼用することも可能であり、また、（ｃ）「軌間狂いを測定可能な第３の軌道狂い測定装置」の構成と（ｄ）「水準狂い」を測定可能な第４の軌道狂い測定装置の構成を組合せる場合にも、梁部材を全て兼用することも可能である。このような構成にすれば、梁部材と関節部の個数は各狂いを単独で測定する場合と同じでありながら、両方の軌道狂いを共に測定できる。そして、それらの組合せ構成をさらに組み合わせて４つの狂いを全て測定する構成を実現する場合にも、さらに少なくとも１本の梁部材を兼用することが可能であり、その場合には、梁部材の数を無用に増加させずに４つの狂いを測定する構成が得られる。
ところで、（ｃ）「軌間狂いを測定可能な第３の軌道狂い測定装置」の構成については、請求項３に示すように単独で軌道狂い測定装置として実現してもよい。また、（ｄ）「水準狂い」を測定可能な第４の軌道狂い測定装置の構成については、請求項４に示すように単独で軌道狂い測定装置として実現してもよい。
【００２３】
また、上述の「発明が解決しようとする課題」の欄において、軌道狂いの基本７項目として、高低狂い（左・右）・通り狂い（左・右）・軌間狂い・水準狂い・平面性狂いを挙げたが、左右いずれかのレールの高低狂いと通り狂い、及び軌間狂いと水準狂いという４項目を直接測定できれば、残る３項目は演算によって求めることができる。つまり、反対レールの高低狂いは、測定レールの高低狂い＋水準狂いで演算でき、反対レールの通り狂いは、測定レールの通り狂い＋軌間狂いで演算できる。また、平面性狂いは水準データの差分にて演算できる。
【００２４】
以上説明したようにして検出した角度に関しては、例えば次のように処理することが考えられる。例えば、当接部材についてはレールを走行可能に構成しておき、さらに、レールを走行した距離を検出する走行距離検出手段、角度検出手段によって検出した角度を、走行距離検出手段によって検出した走行距離と対応付けて、内蔵する記憶手段に記憶させる記憶制御手段又は外部装置へ出力する出力制御手段の少なくともいずれか一方を備えるようにするのである。このようにすれば、所定の起点からの走行距離に対応した検出角度を取得できるため、その検出データに基づいて、軌道狂いの分析等を行うことができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明が適用された実施例について図面を用いて説明する。なお、本発明の実施の形態は、下記の実施例に何ら限定されることなく、本発明の技術的範囲に属する限り、種々の形態を採り得ることは言うまでもない。
【００２６】
［第１実施例］
図１（ａ）は、第１実施例の軌道狂い測定装置１０の概略構成を示す説明図である。第１実施例の軌道狂い測定装置１０は、軌道狂いの内の「高低狂い」を測定するための装置であり、２本の梁部材１１，１２、それら２本の梁部材１１，１２を接続するジョイント１７、そのジョイント１７部分に設けられた高低検出角度計１８、レールＲを走行可能な３つの走行ローラ１４，１５，１６を備えている。なお、走行ローラ１４，１５，１６は、レール踏面Ｒａ（図１（ｂ）も参照）に当接しながら、走行可能に構成されている。
【００２７】
２本の梁部材１１，１２は、それぞれの長さがＬ１，Ｌ２（ｍｍ）である。また、ジョイント１７は、２本の梁部材１１，１２の端部同士を折れ曲げ可能に接続する「関節部」に相当し、全ての走行ローラ１４，１５，１６を同一レールＲ上に当接させた際の梁部材１１，１２間の折れ曲げが、レール踏面Ｒａに垂直な方向にて行われるよう構成されている。なお、本実施例においては、２本の梁部材１１，１２は、軌道に高低狂いが存在しない状態での相対角θ＝零（０）となるよう初期設定がされている。そして、高低検出角度計１８は、レールＲを含みレール踏面Ｒａに垂直な面に投影した場合における梁部材１１，１２間の相対的な折れ曲げ角度（以下、単に相対角とも称す。）θを検出可能となっている。
【００２８】
このような構成であるため、走行ローラ１４，１５，１６をレールＲ上に当接させて走行させると、軌道に高低狂いが存在しない場合は２本の梁部材１１，１２，１２の相対角θは０であるが、軌道に高低狂いが存在すれば、その大きさに応じて２本の梁部材１１，１２の相対角θに変化が生じ、「高低狂い」は次式で表される。
Ｖ＝｛２Ｌ１・Ｌ２／（Ｌ１＋Ｌ２）｝・sin（θ／２）
ここに、 Ｖ：高低狂いの大きさ
Ｌ１，Ｌ２：各々の梁部材１１，１２の長さ
θ：高低検出角度計１８の出力
なお、本実施例では、図示しないが、さらに、距離パルス発生器、データ処理部、電源スイッチ、ディスプレイ、操作パネル等を備えている。距離パルス発生器は例えば走行ローラ１４，１５，１６に取り付けられており、レールＲを走行した距離に応じた数の距離パルスを出力する。データ処理部は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ等を備えた周知のマイクロコンピュータであり、上述した距離パルスをデジタルデータに変換して入力し、走行距離を算出する。また、データ処理部は、高低検出角度計１８の出力である相対角θを基に、上記計算式を用いて高低狂いを算出し、上述の走行距離と対応付けてＲＡＭ等のメモリに記憶させる。なお、この記憶させるメモリとしては、データ処理部への電源供給が遮断されても記憶内容を保持可能なメモリを採用してもよい。例えばＥＥＰＲＯＭやフラッシュＲＯＭあるいはハードディスクなどである。
【００２９】
そのため、電源スイッチを操作して電源を投入し、操作パネルを介して測定位置の設定（スタート位置のキロ程のセットなど）を行い、軌道狂い測定装置１０をレールＲに沿って押していけば、その走行距離に応じた高低狂いが順次メモリに記憶されていく。
【００３０】
従って、本第１実施例の軌道狂い測定装置１０によれば、次のような効果が発揮される。
つまり、図１１（ｂ）で例示したような従来の基準梁をレールβに押し当ててその梁γの中央点とレールβとの相対変位を変位計で測定する手法のような「高剛性の梁」を必要とせずに、正矢法による高低狂い測定が可能となる。例えば２ｍ正矢法を測定原理とする既存の装置では、弦長となる２ｍの梁γを前後の測定点で２点支持し、その梁γの撓みを限りなくゼロにする必要がある。しかし、本実施例の軌道狂い測定装置１０では、例えば梁部材１１，１２を同じ長さ（つまりＬ１＝Ｌ２）にした場合には、各梁部材１１，１２は１ｍでよくなるため、２ｍ弦測定のケースであれば従来技術における弦長の半分、つまり１ｍの梁の剛性確保で済むこととなる。
【００３１】
したがって、高低狂いを正矢法を用いて検測しながら、軽量化も実現できる。さらに、非測定時には２本の梁部材１１，１２を折り畳むことも可能であり、軌道狂い測定装置１０をコンパクトに収納することもできる。これのことから、運搬、載線、測定等の労力が減じられ、例えばこれらの作業を全て１人で行うことも可能となり、可搬式の軌道検測装置の機動性を大幅に増すことができる。
【００３２】
［第２実施例］
図２は、第２実施例の軌道狂い測定装置２０の概略構成を示す説明図である。第２実施例の軌道狂い測定装置１０は、軌道狂いの内の「通り狂い」を測定するための装置であり、２本の梁部材２１，２２、それら２本の梁部材２１，２２を接続するジョイント２７、そのジョイント２７部分に設けられた通り検出角度計２８、レールＲを走行可能な３つの走行ローラ２４，２５，２６を備えている。なお、走行ローラ２４，２５，２６は、レール踏面Ｒａ（図１（ｂ）も参照）に当接しながら、走行可能に構成されている。
【００３３】
２本の梁部材２１，２２は、それぞれの長さがＬ１，Ｌ２（ｍｍ）である。また、ジョイント２７は、２本の梁部材２１，２２同士を折れ曲げ可能に接続する「関節部」に相当し、全ての走行ローラ２４，２５，２６を同一レールＲ上に当接させた際の梁部材２１，２２間の折れ曲げが、レール踏面Ｒａに水平な方向にて行われるよう構成されている。なお、２本の梁部材２１，２２は、軌道に通り狂いが存在しない状態での相対角θ＝０となるよう初期設定がされている。そして、通り検出角度計２８は、レール踏面Ｒａに水平な面に投影した場合における梁部材２１，２２間の相対的な折れ曲げ角度（相対角）θを検出可能となっている。
【００３４】
このような構成であるため、走行ローラ２４，２５，２６をレールＲ上に当接させて走行させると、軌道に通り狂いが存在しない場合は２本の梁部材２１，２２の相対角θは０であるが、軌道に通り狂いが存在すれば、その大きさに応じて２本の梁部材２１，２２の相対角θに変化が生じ、「通り狂い」は次式で表される。
Ｖ＝｛２Ｌ１・Ｌ２／（Ｌ１＋Ｌ２）｝・sin（θ／２）
ここに、 Ｖ：通り狂いの大きさ
Ｌ１，Ｌ２：各々の梁部材２１，２２の長さ
θ：通り検出角度計２８の出力
なお、第１実施例と同様、いずれも図示しない距離パルス発生器、データ処理部、電源スイッチ、ディスプレイ、操作パネル等を備えている。そのため、電源スイッチを操作して電源を投入し、操作パネルを介して測定位置の設定（スタート位置のキロ程のセットなど）を行い、軌道狂い測定装置２０をレールＲに沿って押していけば、データ処理部は、通り検出角度計２８の出力である相対角θを基に、上記計算式を用いて通り狂いを算出し、走行距離と対応付けてメモリに記憶させる。
【００３５】
従って、本第２実施例の軌道狂い測定装置２０によれば、上記第１実施例の場合同様の効果が発揮される。つまり、通り狂いを正矢法を用いて検測しながら、軽量化も実現できる。
［第３実施例］
図３（ａ）は、第３実施例の軌道狂い測定装置３０の概略構成を示す説明図である。第３実施例の軌道狂い測定装置３０は、軌道狂いの内の「高低狂い」及び「通り狂い」を共に測定するための装置であり、上述した第１実施例の軌道狂い測定装置１０及び第２実施例の軌道狂い測定装置２０の構成を組み合わせたものとなっている。具体的には、軌道狂い測定装置３０は、２本の梁部材３１，３２、それら２本の梁部材３１，３２を接続するユニバーサルジョイント３７、そのユニバーサルジョイント３７部分に設けられた高低検出角度計３８及び通り検出角度計３９、レールＲを走行可能な３つの走行ローラ３４，３５，３６を備えている。なお、走行ローラ３４，３５，３６は、レール踏面Ｒａ（図１（ｂ）も参照）に当接しながら、走行可能に構成されている。
【００３６】
２本の梁部材３１，３２は、それぞれの長さがＬ１，Ｌ２（ｍｍ）である。また、ユニバーサルジョイント３７は、２本の梁部材３１，３２同士を折れ曲げ可能に接続する「関節部」に相当し、全ての走行ローラ３４，３５，３６を同一レールＲ上に当接させた際の梁部材３１，３２間の折れ曲げが、レール踏面Ｒａに垂直な方向にて行われると共にレール踏面Ｒａ水平な方向にても行われるよう構成されている。なお、本実施例においては、２本の梁部材３１，３２は、軌道に高低狂い及び通り狂いの何れも存在しない状態での相対角θ＝０となるよう初期設定がされている。そして、高低検出角度計３８は、レールＲを含みレール踏面Ｒａに垂直な面に投影した場合における梁部材３１，３２間の相対的な折れ曲げ角度（相対角）θｋを検出可能となっており、通り検出角度計３９は、レール踏面Ｒａに水平な面に投影した場合における梁部材３１，３２間の相対的な折れ曲げ角度（相対角）θｔを検出可能となっている。
【００３７】
このような構成であるため、走行ローラ３４，３５，３６をレールＲ上に当接させて走行させると、軌道に高低狂いや通り狂いが存在しない場合は２本の梁部材３１，３２の相対角は０であるが、軌道に高低狂いや通り狂いが存在すれば、その大きさに応じて２本の梁部材３１，３２の相対角に変化が生じる。
【００３８】
図３（ｂ）はレールＲの上面より見た概略図であり、この図からも分かるように、「通り狂い」は、次式で表される。
Ｖ＝｛２Ｌ１・Ｌ２／（Ｌ１＋Ｌ２）｝・sin（θｔ／２）
ここに、 Ｖ：通り狂いの大きさ
Ｌ１，Ｌ２：各々の梁部材３１，３２の長さ
θｔ：通り検出角度計３９の出力
一方、図３（ｃ）はレールＲの側面より見た概略図であり、この図からも分かるように、「高低狂い」は、次式で表される。
Ｖ＝｛２Ｌ１・Ｌ２／（Ｌ１＋Ｌ２）｝・sin（θｋ／２）
ここに、 Ｖ：高低狂いの大きさ
Ｌ１，Ｌ２：各々の梁部材３１，３２の長さ
θｋ：高低検出角度計３８の出力
なお、第１実施例等と同様、いずれも図示しない距離パルス発生器、データ処理部、電源スイッチ、ディスプレイ、操作パネル等を備えている。そのため、電源スイッチを操作して電源を投入し、操作パネルを介して測定位置の設定（スタート位置のキロ程のセットなど）を行い、軌道狂い測定装置３０をレールＲに沿って押していけば、データ処理部は、通り検出角度計３９の出力である相対角θを基に、上記計算式を用いて通り狂いを算出し、また、高低検出角度計３８の出力である相対角θを基に、上記計算式を用いて高低狂いを算出し、それら両狂いを走行距離と対応付けてメモリに記憶させる。
【００３９】
従って、本第３実施例の軌道狂い測定装置３０によれば、上記第１実施例及び第２実施例を組合せた効果、つまり、通り狂い及び高低狂いを正矢法を用いて検測しながら、軽量化も実現できるという効果が得られる。さらに、それら２つの狂い、つまり通り狂い及び高低狂いを共に測定できるという効果もある。
【００４０】
［第４実施例］
図４は、第４実施例の軌道狂い測定装置４０の概略構成を示す説明図である。第４実施例の軌道狂い測定装置４０は、軌道狂いの内の「軌間狂い」を測定するための装置であり、２本の梁部材４１，４２、それら２本の梁部材４１，４２を接続するジョイント４７、そのジョイント４７部分に設けられた軌間検出角度計４８、レールＲ１，Ｒ２を走行可能な３つの走行ローラ４４，４５，４６を備えている。なお、走行ローラ４４，４５，４６は、レール踏面Ｒａ（図１（ｂ）も参照）に当接しながら、走行可能に構成されている。
【００４１】
また、ジョイント４７は、２本の梁部材４１，４２の端部同士を折れ曲げ可能に接続する「関節部」に相当する。本実施例の軌道狂い測定装置４０にて軌間狂いを測定する際には、３つの走行ローラ４４，４５，４６の内の隣接する２つの走行ローラ４４，４５を一方のレール（例えば左レール）Ｒ１に当接させ、残りの１つの走行ローラ４６を他方のレール（例えば右レール）Ｒ２に当接させる。ここで、左レールＲ１に当接させた走行ローラ４４，４５の間に位置する方を第一の梁部材４１、左右レールＲ１，Ｒ２の間に位置する方を第二の梁部材４２とすると、本実施例では第一の梁部材４１の長さがＬ（ｍｍ）である。また、第二の梁部材４２の長さは、第一の梁部材４１の自由端側の走行ローラ４４及び第二の梁部材４２の自由端側の走行ローラ４６が、レールＲ１，Ｒ２の左右対称位置に配置されるよう設定されている。
【００４２】
そして、上述のように２つの走行ローラ４４，４５を左レールＲ１に当接させ、残りの１つの走行ローラ４６を右レールＲ２に当接させた状態において、梁部材４１，４２間の折れ曲げがレール踏面Ｒａに水平な方向にて行われるよう、ジョイント４７によって梁部材４１，４２が接続されている。そして、軌間検出角度計４８は、レール踏面Ｒａに水平な面に投影した場合の梁部材４１，４２間の折れ曲げ角度（相対角）θを検出可能となっている。なお、梁部材４１，４２が元々レール踏面Ｒａに水平な同一面内にて折れ曲がるよう構成されていれば、その梁部材４１，４２間の相対角がそのまま「レール踏面Ｒａに水平な面に投影した場合の梁部材４１，４２間の相対角θ」となる。
【００４３】
このような構成であるため、２つの走行ローラ４４，４５を左レールＲ１に当接させ、残りの１つの走行ローラ４６を右レールＲ２に当接させて走行させると、軌道に軌間狂いが存在しない場合は２本の梁部材４１，４２の相対角θは変化しないが、軌道に軌間狂いが存在すれば、その大きさに応じて２本の梁部材１１，１２の相対角θに変化が生じ、「軌間狂い」は次式で表される。
軌間狂い＝Ｌtanθ−１４３５（ｍｍ） …（新幹線の場合）
軌間狂い＝Ｌtanθ−１０６７（ｍｍ） …（在来線の場合）
なお、第１実施例等と同様、いずれも図示しない距離パルス発生器、データ処理部、電源スイッチ、ディスプレイ、操作パネル等を備えている。そのため、電源スイッチを操作して電源を投入し、操作パネルを介して測定位置の設定（スタート位置のキロ程のセットなど）を行い、軌道狂い測定装置４０をレールＲに沿って押していけば、データ処理部は、軌間検出角度計４９の出力である相対角θを基に、上記計算式を用いて軌間狂いを算出し、走行距離と対応付けてメモリに記憶させる。なお、新幹線及び在来線で兼用する場合には、測定対象を操作パネルを用いて選択できるように構成するとよい。例えば、測定位置の設定を行う際に、測定対象として新幹線か在来線を選択設定するのである。
【００４４】
従って、本第４実施例の軌道狂い測定装置４０によれば、上記第１〜第３実施例にて用いた基本思想を利用して、軌間狂いを測定することができる。
［第５実施例］
図５（ａ）は、第５実施例の軌道狂い測定装置５０の概略構成を示す説明図である。第５実施例の軌道狂い測定装置５０は、軌道狂いの内の「水準狂い」を測定するための装置であり、２本の梁部材５１，５２、それら２本の梁部材５１，５２を接続するジョイント５７、そのジョイント５７部分に設けられた水準検出角度計５８、レールＲ１，Ｒ２を走行可能な３つの走行ローラ５４，５５，５６を備えている。なお、走行ローラ５４，５５，５６は、レール踏面Ｒａ（図１（ｂ）も参照）に当接しながら、走行可能に構成されている。
【００４５】
また、ジョイント５７は、２本の梁部材５１，５２の端部同士を折れ曲げ可能に接続する「関節部」に相当する。本実施例の軌道狂い測定装置５０にて水準狂いを測定する際には、３つの走行ローラ５４，５５，５６の内の隣接する２つの走行ローラ５４，５５を一方のレール（例えば右レール）Ｒ２に当接させ、残りの１つの走行ローラ５６を他方のレール（例えば左レール）Ｒ１に当接させる。ここで、右レールＲ２に当接させた走行ローラ５４，５５の間に位置する方を第一の梁部材５１、左右レールＲ１，Ｒ２の間に位置する方を第二の梁部材５２とすると、本実施例では第一の梁部材５１の長さがＬ（ｍｍ）である。また、第二の梁部材５２の長さは、第一の梁部材５１の自由端側の走行ローラ５４及び第二の梁部材５２の自由端側の走行ローラ５６が、レールＲ１，Ｒ２の左右対称位置に配置されるよう設定されている。
【００４６】
そして、上述のように２つの走行ローラ５４，５５を右レールＲ２に当接させ、残りの１つの走行ローラ５６を左レールＲ１に当接させた状態において、梁部材５１，５２間の折れ曲げがレール踏面Ｒａに垂直な方向にて行われるよう、ジョイント５７によって梁部材５１，５２が接続されている。水準検出角度計５８は、図５（ｂ）に示すように、第一の梁部材５１を含みレール踏面Ｒａに垂直な面に投影した場合の梁部材５１，５２間の折れ曲げ角度（相対角）θを検出可能となっている。なお、軌道に水準狂いが存在しない状態での相対角θ＝０になるよう初期設定がなされている。
【００４７】
このような構成であるため、２つの走行ローラ５４，５５を右レールＲ２に当接させ、残りの１つの走行ローラ５６を左レールＲ１に当接させて走行させると、軌道に水準狂いが存在しない場合は水準検出角度計５８によって検出される相対角θは０であるが、軌道に水準狂いが存在すれば、その大きさに応じて水準検出角度計５８によって検出される相対角θに変化が生じ、「水準狂い」は次式で表されることとなる。
水準狂い＝Ｌtanθ（ｍｍ）
なお、第１実施例等と同様、いずれも図示しない距離パルス発生器、データ処理部、電源スイッチ、ディスプレイ、操作パネル等を備えている。そのため、電源スイッチを操作して電源を投入し、操作パネルを介して測定位置の設定（スタート位置のキロ程のセットなど）を行い、軌道狂い測定装置５０をレールＲに沿って押していけば、データ処理部は、水準検出角度計５８の出力である相対角θを基に、上記計算式を用いて水準狂いを算出し、走行距離と対応付けてメモリに記憶させる。
【００４８】
従って、本第５実施例の軌道狂い測定装置５０によれば、上記第１〜第３実施例にて用いた基本思想を利用して、水準狂いを測定することができる。
［第６実施例］
図６は、第６実施例の軌道狂い測定装置６０の概略構成を示す説明図である。第６実施例の軌道狂い測定装置６０は、軌道狂いの内の「軌間狂い」及び「水準狂い」を共に測定するための装置であり、上述した第４実施例の軌道狂い測定装置４０及び第５実施例の軌道狂い測定装置５０の構成を組み合わせたものとなっている。具体的には、軌道狂い測定装置６０は、２本の梁部材６１，６２、それら２本の梁部材６１，６２を接続するユニバーサルジョイント６７、そのユニバーサルジョイント６７部分に設けられた軌間検出角度計６８及び水準検出角度計６９、レールＲを走行可能な３つの走行ローラ６４，６５，６６を備えている。なお、走行ローラ６４，６５，６６は、レール踏面Ｒａ（図１（ｂ）も参照）に当接しながら、走行可能に構成されている。
【００４９】
また、ユニバーサルジョイント６７は、２本の梁部材６１，６２同士を折れ曲げ可能に接続する「関節部」に相当する。本実施例の軌道狂い測定装置６０にて軌道狂いを測定する際には、３つの走行ローラ６４，６５，６６の内の隣接する２つの走行ローラ６４，６５を一方のレール（例えば右レール）Ｒ２に当接させ、残りの１つの走行ローラ６６を他方のレール（例えば左レール）Ｒ１に当接させる。ここで、右レールＲ２に当接させた走行ローラ６４，６５の間に位置する方を第一の梁部材６１、左右レールＲ１，Ｒ２の間に位置する方を第二の梁部材６２とすると、本実施例では第一の梁部材６１の長さがＬ（ｍｍ）である。また、第二の梁部材６２の長さは、第一の梁部材６１の自由端側の走行ローラ６４及び第二の梁部材６２の自由端側の走行ローラ６６が、レールＲ１，Ｒ２の左右対称位置に配置されるよう設定されている。
【００５０】
そして、上述のように２つの走行ローラ６４，６５を右レールＲ２に当接させ、残りの１つの走行ローラ６６を左レールＲ１に当接させた状態において、梁部材６１，６２間の折れ曲げがレール踏面Ｒａに水平な方向にて行われると共に、梁部材６１，６２間の折れ曲げがレール踏面Ｒａに垂直な方向においても行われるよう、ユニバーサルジョイント６７によって梁部材６１，６２が接続されている。
【００５１】
そして、軌間検出角度計６８は、レール踏面Ｒａに水平な面に投影した場合の梁部材６１，６２間の折れ曲げ角度（相対角）θｋを検出可能となっており、また、水準検出角度計６９は、第一の梁部材６１を含みレール踏面Ｒａに垂直な面に投影した場合の梁部材６１，６２間の折れ曲げ角度（相対角）θｓを検出可能となっている。なお、梁部材６１，６２が元々レール踏面Ｒａに水平な同一面内にて折れ曲がるよう構成されていれば、その梁部材６１，６２間の相対角がそのまま「レール踏面Ｒａに水平な面に投影した場合の梁部材６１，６２間の相対角θｋ」となる。また、軌道に水準狂いが存在しない状態でのレール踏面Ｒａに垂直な面に投影した場合の梁部材６１，６２間の相対角θｓ＝０となるよう初期設定がなされている。
【００５２】
このような構成であるため、２つの走行ローラ６４，６５を右レールＲ２に当接させ、残りの１つの走行ローラ６６を左レールＲ１に当接させて走行させると、軌道に軌間狂いが存在しない場合は２本の梁部材６１，６２間の（レール踏面Ｒａに水平な方向における）相対角θｋは変化しないが、軌道に軌間狂いが存在すれば、その大きさに応じてその相対角θｋに変化が生じ、「軌間狂い」は次式で表される。
軌間狂い＝Ｌtanθｋ−１４３５（ｍｍ） …（新幹線の場合）
軌間狂い＝Ｌtanθｋ−１０６７（ｍｍ） …（在来線の場合）
一方、軌道に水準狂いが存在しない場合は水準検出角度計６８によって検出される相対角θは０であるが、軌道に水準狂いが存在すれば、その大きさに応じて水準検出角度計６８によって検出される相対角θｓに変化が生じ、「水準狂い」は次式で表されることとなる。
水準狂い＝Ｌtanθｓ（ｍｍ）
なお、第１実施例等と同様、いずれも図示しない距離パルス発生器、データ処理部、電源スイッチ、ディスプレイ、操作パネル等を備えている。そのため、電源スイッチを操作して電源を投入し、操作パネルを介して測定位置の設定（スタート位置のキロ程のセットなど）を行い、軌道狂い測定装置６０をレールＲに沿って押していけば、データ処理部は、軌間検出角度計６８の出力である相対角θｋ及び水準検出角度計６９の出力である相対角θｓを基に、上記各計算式を用いて軌間狂い及び水準狂いを算出し、走行距離と対応付けてメモリに記憶させる。
【００５３】
従って、本第６実施例の軌道狂い測定装置６０によれば、上記第４実施例及び第５実施例を組合せた効果、つまり、上記第１〜第３実施例にて用いた基本思想を利用して、軌間狂い及び水準狂いを共に測定できる。
［第６実施例の別態様］
上述した第６実施例の軌道狂い測定装置６０において、以下の点を考慮した構成にすれば、軌道上を往復させることで４つの軌道狂い、つまり「高低狂い」「通り狂い」「軌間狂い」及び「水準狂い」を測定することができる。
【００５４】
（１）ユニバーサルジョイント６７について
３つの走行ローラ６４，６５，６６を全て同一レール（右レールＲ２又は左レールＲ１）に当接させた場合であっても、梁部材６１，６２間の折れ曲げがレール踏面Ｒａに水平な方向にて行われると共に、レール踏面Ｒａに垂直な方向においても行われるよう、構成する。
【００５５】
（２）軌間検出角度計６８及び水準検出角度計６９について
３つの走行ローラ６４，６５，６６を全て同一レール（右レールＲ２又は左レールＲ１）に当接させた場合であっても、軌間検出角度計６８は、レール踏面Ｒａに水平な面に投影した場合における梁部材６１，６２間の折れ曲げ角度θｋを検出可能であり、水準検出角度計６９は、第一の梁部材５１を含みレール踏面Ｒａに垂直な面に投影した場合における梁部材６１，６２間の折れ曲げ角度θｓを検出可能となるよう構成する。
【００５６】
ここで、例えば往路においては、全ての走行ローラ６４，６５，６６を全て同一レール（右レールＲ２又は左レールＲ１）に当接させて走行させることで、図３を参照して説明した第３実施例の場合と同様の機能が発揮でき、「高低狂い」と「通り狂い」を測定できる。そして復路においては、例えば２つの走行ローラ６４，６５を右レールＲ２に当接させ、残りの１つの走行ローラ６６を左レールＲ１に当接させて走行させることで、図６を参照して説明したように「軌間狂い」と「水準狂い」を測定できる。もちろん、往路と復路とで測定対象を逆にしてもよい。
【００５７】
したがって、このように構成すれば、「高低狂い」及び「通り狂い」を測定する場合と、「軌間狂い」及び「水準狂い」を測定する場合で、同一の構成を共通使用することができ、簡素な構成及び軽量化を実現しながら、４種類の軌道狂いを測定できる。
【００５８】
なお、軌道狂いの基本７項目としては、高低狂い（左・右）・通り狂い（左・右）・軌間狂い・水準狂い・平面性狂いがあるが、左右いずれかのレールの高低狂いと通り狂い、及び軌間狂いと水準狂いという４項目を直接測定できれば、残る３項目は演算によって求めることができる。つまり、反対レールの高低狂いは、測定レールの高低狂い＋水準狂いで演算でき、反対レールの通り狂いは、測定レールの通り狂い＋水準狂いで演算できる。また、平面性狂いは「車軸の間隔に近い距離（ＪＲ在来線で５ｍ、新幹線で２．５ｍ）の間の線路のねじれ」であるため、水準データの差分にて演算できる。例えば、ある地点ｔ（ｍ）における水準狂いをＸ（ｔ）と定義すれば、地点ｔにおける平面性狂いＹ（ｔ）は以下のように定義できる。
【００５９】
在来線：Ｙ（ｔ）＝Ｘ（ｔ）−Ｘ（ｔ−５）
新幹線：Ｙ（ｔ）＝Ｘ（ｔ）−Ｘ（ｔ−２．５）
［第７実施例］
図７は、第７実施例の軌道狂い測定装置７０の概略構成を示す説明図である。
【００６０】
上述の第６実施例の別態様では、は往復で上記４つの狂いを測定したため、構成の簡素化や軽量化の点では好ましいが、４つの狂いを測定するためには往復しなければならないため、手間はかかる。そこで、本第７実施例では、４つの軌道狂いを共に測定できる軌道狂い測定装置７０を提案する。
【００６１】
本実施例の軌道狂い測定装置７０は、上述した第３実施例の軌道狂い測定装置３０（図３参照）及び第６実施例の軌道狂い測定装置６０（図６参照）の構成を組み合わせたような構成となっている。具体的には、軌道狂い測定装置７０は、３本の梁部材７１，７２、７３、それら３本の梁部材７１，７２、７３を接続する２つのユニバーサルジョイント１１１，１１２、梁部材７１，７２を接続するユニバーサルジョイント１１１部分に設けられた高低検出角度計１０１及び通り検出角度計１０２、梁部材７２，７３を接続するユニバーサルジョイント１１２部分に設けられた軌間検出角度計１０３及び水準検出角度計１０４、レールＲを走行可能な４つの走行ローラ７４，７５，７６，７７を備えている。なお、走行ローラ７４，７５，７６，７７は、レール踏面Ｒａ（図１（ｂ）も参照）に当接しながら、走行可能に構成されている。
【００６２】
また、ユニバーサルジョイント１１１は、２本の梁部材７１，７２同士を折れ曲げ可能に接続し、ユニバーサルジョイント１１２は、２本の梁部材７２，７３同士を折れ曲げ可能に接続し、それぞれ「関節部」に相当する。本実施例の軌道狂い測定装置７０にて軌道狂いを測定する際には、４つの走行ローラ７４，７５，７６，７７の内の隣接する３つの走行ローラ７４，７５，７６を一方のレール（例えば右レール）Ｒ２に当接させ、残りの１つの走行ローラ７７を他方のレール（例えば左レール）Ｒ１に当接させる。ここで、右レールＲ２に当接させた走行ローラ７４，７５の間に位置するものを第一の梁部材７１、同じく右レールＲ２に当接させた走行ローラ７５，７６の間に位置するものを第二の梁部材７２、左右レールＲ１，Ｒ２の間に位置するものを第三の梁部材７３とすると、本実施例では第一の梁部材７１の長さがＬ１（ｍｍ）、第二の梁部材７２の長さがＬ２（ｍｍ）である。
【００６３】
そして、上述のように３つの走行ローラ７４，７５，７６を右レールＲ２に当接させ、残りの１つの走行ローラ７７を左レールＲ１に当接させた状態において、第一の梁部材７１と第二の梁部材７２との間の折れ曲げが、レール踏面Ｒａに垂直な方向にて行われると共にレール踏面Ｒａ水平な方向にても行われるよう構成されている。そして、高低検出角度計１０１は、レールＲを含みレール踏面Ｒａに垂直な面に投影した場合における第一，第二梁部材７１，７２間の相対的な折れ曲げ角度（相対角）θkoを検出可能となっており、通り検出角度計１０２は、レール踏面Ｒａに水平な面に投影した場合における第一，第二梁部材７１，７２間の相対的な折れ曲げ角度（相対角）θｔを検出可能となっている。また、第二の梁部材７２と第三の梁部材７３との間の折れ曲げがレール踏面Ｒａに水平な方向にて行われると共にレール踏面Ｒａに垂直な方向においても行われるよう構成されている。そして、軌間検出角度計１０３は、レール踏面Ｒａに水平な面に投影した場合における第二，第三梁部材７２，７３間の折れ曲げ角度（相対角）θkiを検出可能となっており、また、水準検出角度計１０４は、第一梁部材７１を含みレール踏面Ｒａに垂直な面に投影した場合における第一，第三梁部材７１，７３間の折れ曲げ角度（相対角）θｓを検出可能となっている。
【００６４】
このような構成であるため、３つの走行ローラ７４，７５，７６を右レールＲ２に当接させ、残りの１つの走行ローラ７７を左レールＲ１に当接させて走行させると、軌道に存在する「高低狂い」「通り狂い」「軌間狂い」及び「水準狂い」を高低検出角度計１０１、通り検出角度計１０２、軌間検出角度計１０３及び水準検出角度計１０４によって検出することができる。なお、各軌道狂いの計算式は上述した第３実施例及び第６実施例の場合と同様の考え方であるため、ここでは繰り返さない。
【００６５】
また、第１実施例等と同様、いずれも図示しない距離パルス発生器、データ処理部、電源スイッチ、ディスプレイ、操作パネル等を備えている。そのため、電源スイッチを操作して電源を投入し、操作パネルを介して測定位置の設定（スタート位置のキロ程のセットなど）を行い、軌道狂い測定装置７０をレールＲに沿って押していけば、データ処理部は、高低検出角度計１０１の出力である相対角θko、通り検出角度計１０２の出力である相対角θｔ、軌間検出角度計１０３の出力である相対角θki及び水準検出角度計１０４の出力である相対角θｓを基に、軌間狂い及び水準狂いを算出し、走行距離と対応付けてメモリに記憶させる。
【００６６】
従って、本第７実施例の軌道狂い測定装置７０によれば、上記第１〜第３実施例にて用いた基本思想を利用して、高低狂い、通り狂い、軌間狂い及び水準狂いを共に（同時に）測定できる。
［その他の実施例］
（１）上述した各実施例では、基本的に可搬式の軌道検測装置に適用した例を説明した。もちろん、軽量化、非測定時に折り畳み可能、といったことから運搬、載線、測定等の労力が減じられるため、可搬式の軌道検測装置として実現した場合に、そのような利点は最大限に発揮される。但し、もちろん高速軌道検測車や保線機械に組み込まれる検測装置等にも適用可能である。例えば３６０度検出可能というように相対的に大きな角度を検出可能な回転角度計を使用すれば、検出点間の相対変位が大きくても測定可能であるため、隣接した車両間を跨いで検測機構を構成できる可能性がある。また、剛性の高い測定基準を要しないという特徴のため、従来、軌道検測車の車体に求められていた高剛性車体が不要で、通常の車体を軌道検測車に利用できるという点でも有利である。
【００６７】
（２）上述した各実施例では何れも、ある一つの軌道狂いを検出するための構成として、図８（ａ）に例示するように、２本の梁部材（測定アーム）Ａ１，Ａ２と、それらの両端部を折れ曲げ可能に接続するジョイント部に設けられた１つの角度計Ｂ１と、梁部材Ａ１，Ａ２の端部及び梁部材Ａ１，Ａ２の接続部に設けられた３つの走行ローラＣ１，Ｃ２，Ｃ３（あるいは３箇所のレール設置面）を備えるようにした。それ以外のバリエーションについて説明する。
【００６８】
例えば図８（ｂ）に示すように、梁部材Ａ１の両端に走行ローラＣ１，Ｃ２を設け、その梁部材Ａ１の中央部分に立設したジョイント部分に角度計Ｂ１を設けると共に他方の梁部材Ａ２の端部を取り付けるようにしてもよい。
また、例えば図８（ｃ）に示すように、梁部材Ａ１の両端に走行ローラＣ１，Ｃ２を設け、同様に、梁部材Ａ３の両端に走行ローラＣ３，Ｃ４を設け、それら２本の梁部材Ａ１，Ａ３の中央部分にそれぞれ立設したジョイント部分に２つの角度計Ｂ１，Ｂ２を設けると共に、梁部材Ａ２の両端部をそれらジョイント部分に取り付けるようにしてもよい。
【００６９】
また、例えば図８（ｄ）に示すように、梁部材Ａ２の両端に走行ローラＣ２，Ｃ３を設け、その梁部材Ａ１の両端部付近にそれぞれ立設したジョイント部分に２つの角度計Ｂ１，Ｂ２を設けると共に、２本の梁部材Ａ１，Ａ３の端部をそれらジョイント部分にそれぞれ取り付け、２本の梁部材Ａ１，Ａ３の他端部には走行ローラＣ１，Ｃ４を設けるようにしてもよい。
【００７０】
（３）上記（２）のバリエーションにおいても、レールへの当接点数が増えたり、梁部材の長さが不等長となっている。また、上記各実施例の内で、「高低狂い」や「通り狂い」を測定するために用いる梁部材に関しては、それらの長さを不等長にするようにしてもよい。このように、梁部材を不等長にしたり、当接点を増やしたりすることのメリットについて説明する。
【００７１】
軌道検測において、梁部材の長さを不等長にしたり、レールへの当接点の数を増やしたりすることで何が変化するのかを端的に表現するならば、「検測特性が変化する」と言える。
まず、ここでいう「検測特性」について説明する。通常現場において行われている糸張りによる「高低狂い」の測定を例にとると、レールの高さを毎回絶対的な基準から測定することは不可能なため、図９（ａ）に示すようにレールに長さ１０ｍの糸を張り、その中点からレールまでの距離をものさしで測定する。これが軌道狂いの量である。従来技術の説明でも述べたように、この手法を一般に「正矢法」という。図９（ｂ）に示す例からもわかるように、仮に波長５ｍの軌道狂いが実際の軌道に存在していたとする。このとき１０ｍの糸を用いたこの測定方法では狂いを全く検出することができない。これを「検測倍率が０倍という」。逆に、波長１０ｍの軌道狂いについてこの方法で測定すると、実際の軌道の狂いの２倍の値が検測される。
【００７２】
軌道狂いは不規則波の一種と考えることができ、通常の不規則波と同様にそれぞれの波長成分に分解することができる。この正矢法による測定は、軌道狂いの波長によって検測される倍率が異なることを意味する。図９（ｃ）に、正矢法を用いて軌道狂いを測定した場合の各波長の検測倍率を示す。横軸には波長の逆数（空間周波数）をとっている。図９（ｂ）で示した例のように、波長５ｍ（グラフ上では空間周波数が０．２）のところで倍率は０倍になっており、点線で示した波長１０ｍのところで検測倍率が２倍になっていることがわかる。
【００７３】
このようにその測定方法によってどの波長の波がどのように検出されるかを示したものを、その測定方法の「検測特性」と言う。図１０（ａ）に示すように、１０ｍの糸の中点にあてていたものさしを、中点からずらした場合（これを「正矢法」に対して「偏心矢法」という）の「検測特性」を図１０（ｂ）に示す。図９（ｃ）で示したグラフと比較すると特に１０ｍ以下の波長域でグラフが大きく異なることが分かる。検測倍率が０倍になる波長がなくなっていることにも注目されたい。
【００７４】
もちろん、これらはあくまで一つの例を示したに過ぎないが、梁部材の長さを不等長（ここで説明した偏心矢）にしたり、レールへの当接点の数を増やしたりすると、その「検測特性」が変わるということが理解できる。
このような事実から、梁部材の長さを不等長にする（「偏心矢法」を用いる）場合のメリットとしては、次のようなことが挙げられる。つまり、特定の波長の軌道狂いの検測倍率が０倍になる（測定できない）ことを避けられることにある。測定できないということは、その波長の軌道狂いは直せないということである。測定できない波長の軌道狂いがなくなれば、当然直せない波長の軌道狂いはなくなり得る。
【００７５】
また、当接点の数を増やすことのメリットとしては、次の例を挙げておく。図１０（ｃ）には、実際にフランス国鉄に存在する軌道検測車「モザンカー」の検測特性を示す。この車両は１２．２ｍの間に８軸の車輪を配置して軌道検測を行っているものである。「正矢法」や「偏心矢法」の例と比べると、検測倍率が１倍を中心に比較的フラットになっていることがわかる。当接点を増やすほど検測倍率を１倍に近づけることが可能になり、検測倍率を１倍に近づけるほど得られる軌道狂いの波形を実際の線形に近づけることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施例の軌道狂い測定装置の概略構成を示す説明図である。
【図２】第２実施例の軌道狂い測定装置の概略構成を示す説明図である。
【図３】第３実施例の軌道狂い測定装置の概略構成を示す説明図である。
【図４】第４実施例の軌道狂い測定装置の概略構成を示す説明図である。
【図５】第５実施例の軌道狂い測定装置の概略構成を示す説明図である。
【図６】第６実施例の軌道狂い測定装置の概略構成を示す説明図である。
【図７】第７実施例の軌道狂い測定装置の概略構成を示す説明図である。
【図８】測定機構のバリエーションを示す説明図である。
【図９】正矢法による軌道狂い検測、測定できない波長例、軌道狂いの波長と検測倍率の説明図である。
【図１０】偏心矢法による軌道狂い検測、偏心矢の検測特性例等の説明図である。
【図１１】従来技術の説明図である。
【符号の説明】
１０，２０，３０，４０，５０，６０，７０…軌道狂い測定装置
１１，１２，２１，２２，３１，３２，４１，４２，５１，５２，６１，６２，７１，７２，７３…梁部材
１４，１５，１６，２４，２５，２６，３４，３５，３６，４４，４５，４６，５４，５５，５６，６４，６５，６６，７４，７５，７６，７７…走行ローラ
１７，２７，３７，４７，５７，６７，１１１，１１２…ジョイント（ユニバーサルジョイント）
１８，３８，１０１…高低検出角度計
２８，３９，１０２…通り低検出角度計
４８，６８，１０３…軌間検出角度計
５８，６９，１０４…水準検出角度計
Ｒ，Ｒ１，Ｒ２…レール
Ｒａ…レール踏面
α…水糸
β…レール
γ…基準の梁（弦：測定の基線）

Claims (3)

1. 下記（ａ）〜（ｄ）に記載の第１〜第４の軌道狂い測定装置の構成の内、少なくとも２つ以上の構成を備え、且つ、少なくとも１本の梁部材は兼用されていることを特徴とする軌道狂い測定装置。
   （ａ）第１の軌道狂い測定装置
   ｎ（ｎ≧２）本の梁部材、
   前記ｎ本中の２本の梁部材同士を折れ曲げ可能に接続するｎ−１個の関節部、
   前記各梁部材に少なくとも１つ対応して設けられ、且ついずれか１つの梁部材については２つ対応して設けられ、レール上に当接可能な当接部材、
   前記各関節部に対応して設けられ、当該関節部にて折れ曲がる２本の梁部材のなす角度を直接又は間接的に検出する角度検出手段、
   を備え、
   前記角度検出手段が検出する前記２本の梁部材のなす角度は、前記全ての当接部材を同一レール上に当接させた際の、レール踏面に垂直な面に投影した前記２本の梁部材のなす角度であること
   を特徴とする軌道狂い測定装置。
   （ｂ）第２の軌道狂い測定装置
   ｎ（ｎ≧２）本の梁部材、
   前記ｎ本中の２本の梁部材同士を折れ曲げ可能に接続するｎ−１個の関節部、
   前記各梁部材に少なくとも１つ対応して設けられ、且ついずれか１つの梁部材については２つ対応して設けられ、レール上に当接可能な当接部材、
   前記各関節部に対応して設けられ、関節部にて折れ曲がる２本の梁部材のなす角度を直接又は間接的に検出する角度検出手段、
   を備え、
   前記角度検出手段が検出する前記２本の梁部材のなす角度は、前記全ての当接部材を同一レール上に当接させた際の、レール踏面に水平な面に投影した前記２本の梁部材のなす角度であること
   を特徴とする軌道狂い測定装置。
   （ｃ）第３の軌道狂い測定装置
   ｎ（ｎ≧２）本の梁部材、
   前記ｎ本中の２本の梁部材同士を折れ曲げ可能に接続するｎ−１個の関節部、
   前記各梁部材に少なくとも１つ対応して設けられ、且ついずれか１つの梁部材については２つ対応して設けられ、レール上に当接可能な当接部材、
   前記各関節部に対応して設けられ、関節部にて折れ曲がる２本の梁部材のなす角度を直接又は間接的に検出する角度検出手段、
   を備え、
   前記角度検出手段が検出する前記２本の梁部材のなす角度は、前記一方の梁部材に対応して設けられた当接部材と前記関節部に対応して設けられた当接部材を同一レール上で走行させ、他方の梁部材に対応して設けられた当接部材を他方のレール上で走行させた際の、レール踏面に水平な面に投影した前記２本の梁部材のなす角度であること
   を特徴とする軌道狂い測定装置。
   （ｄ）第４の軌道狂い測定装置
   ｎ（ｎ≧２）本の梁部材、
   前記ｎ本中の２本の梁部材同士を折れ曲げ可能に接続するｎ−１個の関節部、
   前記各梁部材に少なくとも１つ対応して設けられ、且ついずれか１つの梁部材については２つ対応して設けられ、レール上に当接可能な当接部材、
   前記各関節部に対応して設けられ、関節部にて折れ曲がる２本の梁部材のなす角度を直接又は間接的に検出する角度検出手段、
   を備え、
   前記角度検出手段が検出する前記２本の梁部材のなす角度は、前記一方の梁部材に対応して設けられた当接部材と前記関節部に対応して設けられた当接部材を同一レール上で走行させ、他方の梁部材に対応して設けられた当接部材を他方のレール上で走行させた際の、レール踏面に垂直な面に投影した前記２本の梁部材のなす角度であること
   を特徴とする軌道狂い測定装置。
2. ｎ（ｎ≧２）本の梁部材、
   前記ｎ本中の２本の梁部材同士を折れ曲げ可能に接続するｎ−１個の関節部、
   前記各梁部材に少なくとも１つ対応して設けられ、且ついずれか１つの梁部材については２つ対応して設けられ、レール上に当接可能な当接部材、
   前記各関節部に対応して設けられ、関節部にて折れ曲がる２本の梁部材のなす角度を直接又は間接的に検出する角度検出手段、
   を備え、
   前記角度検出手段が検出する前記２本の梁部材のなす角度は、前記一方の梁部材に対応して設けられた当接部材と前記関節部に対応して設けられた当接部材を同一レール上で走行させ、他方の梁部材に対応して設けられた当接部材を他方のレール上で走行させた際の、レール踏面に水平な面に投影した前記２本の梁部材のなす角度であること
   を特徴とする軌道狂い測定装置。
3. ｎ（ｎ≧２）本の梁部材、
   前記ｎ本中の２本の梁部材同士を折れ曲げ可能に接続するｎ−１個の関節部、
   前記各梁部材に少なくとも１つ対応して設けられ、且ついずれか１つの梁部材については２つ対応して設けられ、レール上に当接可能な当接部材、
   前記各関節部に対応して設けられ、関節部にて折れ曲がる２本の梁部材のなす角度を直接又は間接的に検出する角度検出手段、
   を備え、
   前記角度検出手段が検出する前記２本の梁部材のなす角度は、前記一方の梁部材に対応して設けられた当接部材と前記関節部に対応して設けられた当接部材を同一レール上で走行させ、他方の梁部材に対応して設けられた当接部材を他方のレール上で走行させた際の、レール踏面に垂直な面に投影した前記２本の梁部材のなす角度であること
   を特徴とする軌道狂い測定装置。

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