JP3944472B2 - レール削正必要限界判定方法とその判定資料作成装置 - Google Patents

Description

本発明は、レール頭頂面に発生する波状摩耗を測定して、その測定結果からレール削正必要限界を判定する方法、及び、この判定をするための資料を作成する装置に関するものである。

前記波状摩耗は、曲線部に発生しやすく、特に曲率半径の小さい急曲線内軌に発生する波状摩耗の激しいことが知られている。
この波状摩耗が進行すると、車輌の振動による乗り心地の悪化や騒音公害の発生、金属疲労の早期発生で短期間に車輌部品の折損や亀裂等に陥る。
また、軌道に対しては、振動と輪重変動によって、レールと枕木の折損発生、振動による路盤破壊、締結部品の緩み等が発生する。また、波状摩耗の誤判断によるレールの短周期削正によるレール寿命の低下も起きる。

ところで、従来の波状摩耗の測定方法及びその装置としては、
１） 台車の軸箱に加速度計を取付けて軸箱加速度チャートを出力させたり、ストレッチ（レール踏頂面の測定器）を用いて現場で手動測定を実施する方法、
２） レールの頭頂面を間接的に管理する手法として、車輌の床下騒音を測定する方法、がある。
川名典雄、劒持信、谷口俊一、藤田慈也、「適切なレール削正方法及び削正周期の基準の確立」、日本鉄道施設協会主催・総合技術講演会・保線部門、「新線路」、平成１０年１月、Ｐ２２ 須永陽一、成尾将利、「在来線における転動音低減のためのレール凹凸管理手法」、鉄道総研報告、RTRI REPORT Vol.16, Ｎo.4 、２００２．４、Ｐ１５

しかしながら、上記非特許文献１の方法は、軸箱加速度チャートを出力させてそのチャートに表れた加速度の程度を調べる方法であるため、レール頭頂面に発生した波状摩耗による振動が台車に設けられたばねにより低減され、前記波状摩耗を正確に把握できず、また、ストレッチを用いた測定方法は、現場の手動測定であるため、測定に時間を要するのみならず測定精度も悪いという問題がある。
非特許文献２の方法は、間接的に床下騒音や軸箱加速度を測定する方法であるため、この方法も前記非特許文献１の方法と同様に波状摩耗を正確に把握できないという問題がある。

本発明は、上記したような問題を解決せんとしてなされたものであり、高速移動中での測定が可能で、短時間に精度良く波状摩耗が測定でき、また、測定データの振幅を統計処理しレール頭頂面の削正必要限界を判定するレール削正必要限界判定方法とその判定資料作成装置を提供することを目的としている。

上記した目的を達成するために、本発明に係るレール削正必要限界判定方法は、車輌走行中に変位計からレール頭頂面までの距離を測定した後、所定長さの測定域における測定振幅を、２以上のグループに、または測定計器の測定精度に見合った数のグループにグループ分けして、グループ分けした振幅数と測定振幅とのヒストグラムを作成し、このヒストグラムの形状を閾値と比較することでレール削正必要限界を判定することにしている。

上記本発明において、変位計からレール頭頂面までの距離の測定は、全く途切れない状態の測定のみならず、所定の間隔で繰返して測定する場合を含む。また、「測定振幅」とは、連続測定された測定波形や、前記周期的に測定された値を連続的に連ねた測定波形の隣り合う山頂と谷底、谷底と山頂の上下差を順次算出したものをいう。

このように、本発明では自動的に波状摩耗を直接測定し、しかも測定値そのものから波状摩耗に伴なうレール削正必要限界か否かを判断するのでなく、測定値から算出される測定振幅のグループ分けとこの各グループ分けした振幅数と測定振幅とのヒストグラムを作成し、このヒストグラムの形状を閾値と比較することでレール削正必要限界を判断することにしている。

波状摩耗は、発生する場所によっても異なるが、ある一定範囲内の不規則な周期を有するものであり、本発明によれば、１）波状摩耗の直接測定により測定誤差が解消されること、２）測定振幅のグループ分けとこの各グループ分けした振幅数と測定振幅とのヒストグラムを作成し、このヒストグラムの形状を閾値と比較することにより、削正するまでには至らない摩耗進行の少ない波状摩耗が存在する場合や、摩耗進行が大きくなっているが摩耗範囲が局部に限定されて発生している場合等が明確に表現される。
以上の理由により本発明では、レール削正の要否を精度良く判定することができる。

上記の本発明方法は、台車上に設けられレール頭頂面までの距離を測定する変位計と、この変位計の測定値から算出される測定振幅を２以上のグループにグループ分けして、グループ分けした振幅数と測定振幅とのヒストグラムを作成する演算器を備えた、本発明に係るレール削正必要限界判定資料作成装置によって実施できる。

本発明によれば、車輌に設けた変位計でレール頭頂面までの距離を測定し、例えば測定波形の山頂と谷底、谷底と山頂の上下差の値から測定振幅を求め、前記測定振幅を、２以上のグループ、または測定計器の測定精度に見合った数のグループにグループ分けして、グループ分けした振幅数と測定振幅とのヒストグラムを作成し、このヒストグラムの形状を閾値と比較することからレール削正必要限界を判定することにしたので、走行中での測定が可能で、短時間に精度良く測定ができ、しかもレール頭頂面の削正必要限界の判断が、時、人を問わず常に一定に行える。

以下本発明について詳細に述べる。
本発明者らは、レール頭頂面の波状摩耗を測定すると共に、上記問題点を解消するためにレール削正必要限界の判定方法について、種々検討した。
その結果、直接実測した測定結果である測定波形そのものを単に判読するのでなく、測定波形から求められる測定振幅をグループ分けし、そのグループ内の振幅数（測定振幅の数）との関係を求めて判定すれば、レール削正の要否を精度良く判定できることを知見した。

しかも、前記測定振幅は、測定波形の上下に変動するその変動量を順次算出することにすると、波状摩耗の程度が一層明確になることが判明した。
すなわち、測定振幅の算出方法は、種々の方法が考えられるが、測定波形の隣り合う山頂と谷底、谷底と山頂の上下差とすることにより不規則な周期の波形の発生でも、全て洩れなく測定振幅として算出できることになる。

このようにして算出された測定振幅を所定の測定域について多数のグループにグループ分けして、そのグループ内の振幅数との関係を模式的に表すと、図１のようになる。
図１は測定域を５０ｍ以上とした場合に、横軸に算出した測定振幅Ｘ（ｍｍ）を、縦軸に振幅数Ｙ（ｎ）をとってこの関係を表したものである。
図１では最大振幅数の位置は測定振幅Ｘの小さい略一定の値の所に発生し、この最大振幅数に相当する測定振幅Ｘより大きい測定振幅Ｘに対応する振幅数Ｙは、測定振幅Ｘの増加に伴って減少する傾向となる。

図１中（ａ）はレールの波状摩耗量の少ない場合の関係を、（ｃ）はレールの波状摩耗量が多い場合の関係を、（ｂ）はレールの波状摩耗の大きさが（ａ）の場合と（ｃ）の場合の中間の場合の関係を示している。
（ａ）の場合は、測定振幅Ｘが０及び測定振幅Ｘの少い位置での振幅数Ｙの値ｎ(a) が、（ｂ）（ｃ）に比べ最も多く、測定振幅Ｘの大きいものが少い分布となっている。一方、（ｃ）は測定振幅Ｘが０及び測定振幅Ｘの少い位置での振幅数Ｙの値ｎ(c) が、（ａ）（ｂ）に比べ最も少なくなり、最大振幅数以降は測定振幅Ｘの大きいものが増加して裾野が広がった湾曲状の分布となっている。（ｂ）は、最大振幅数の値も、また、裾野も広がりも（ａ）の場合と（ｃ）の場合の中間となっている。

すなわち、例えば（ａ）のように測定振幅Ｘの大きいものが少ないレール削正不要時と、例えば（ｃ）のような測定振幅Ｘの大きいものが多いレール削正必要時の各関係から、例えば（ｂ）のような（ａ）と（ｃ）の中間となる状態をレール削正必要の閾値として、レール削正必要限界を判定することができる。
なお、波状摩耗が局部的に大きく発生した場合には、（ｃ’）の破線で示すようになり、判定基準値となる（ｂ）のような閾値が（ｃ’）を部分的に満たす箇所と満たさない箇所が存在した場合でもレール削正必要限界に達したものと判定してもよい。また、グループ分けをする測定域とレール削正必要限界の閾値は、車輌運行と軌道の条件が種々異なっているため一定に定めることが難しい。

つまり、本発明に係るレール削正必要限界判定方法は、
車輌走行中に変位計からレール頭頂面までの距離を測定した後、所定長さの測定域における測定振幅を、２以上のグループ、または測定計器の測定精度に見合った数のグループにグループ分けして、グループ分けした振幅数と測定振幅とのヒストグラムを作成し、このヒストグラムの形状を閾値と比較することでレール削正必要限界を判定するものであり、その際、台車の前後方向複数位置で測定した距離を使用することが望ましい。

本発明に係るレール削正必要限界判定資料作成装置は、
台車上に設けられレール頭頂面までの距離を測定する変位計と、この変位計の測定値から算出される測定振幅を２以上のグループにグループ分けして、グループ分けした振幅数と測定振幅とのヒストグラムを作成する演算器を備え、必要に応じて、前記変位計は、台車前後方向に所定間隔を保って複数台備えたり、前記変位計を、昇降可能でかつレール頭頂面に一定の押圧力で当接可能なローラの近傍に配置したものである。このように構成することで、上記の本発明に係るレール削正必要限界判定方法が実施可能になる。

本発明において、
測定波形より測定振幅を求めるのは、波状摩耗の大きさを順次具体的に数値化させるためである。しかも前記測定振幅を、２以上のグループ、または測定計器の測定精度に見合った数のグループにグループ分けして、グループ分けした振幅数と測定振幅とのヒストグラムを作成することにより、前述の通り波状摩耗の進行状態を精度良く明確に表現でき、たとえレールの他の偶発的なノイズが入っても、それによる波状摩耗の誤差が少なくて済む。

測定振幅のグループ分けを２以上にするのは、少なくともグループ分けによりレール削正必要限界が判定できさえすればよいからである。
例えば、グループ分けを２とする場合には、測定振幅の中間値で２グループに区分する必要はなく、レール削正必要の閾値で区分しこの閾値を超えている振動数で判定することにしてもよい。また、測定域適度でグループ分け数が多くなれば、図１のようになるが、このような場合でも敢えて図１（ｂ）を閾値とする必要はなく図１の全体形状からレール削正必要限界を判定してもよい。

同様に測定計器の測定精度に見合った数のグループにグループ分けし、すなわち測定精度が良い場合はグループ分け数を多くまたは適度に纏めて少なく、測定精度が悪い場合はグループ分け数を少なくすることもできる。グループ分け数を多くすると各グループ内の振幅数が少なくなるが、このような場合も測定振幅と振幅数との関係全体からレール削正必要限界を判定してもよい。なお、波状摩耗には限界があるから自ずと測定振幅にも限界がある。

また、測定域の範囲は、波状摩耗の発生している範囲であれば特に定める必要はない。すなわち、測定域の範囲は短いと測定振幅の振幅数が少なくなるが、測定振幅の大小の存在が変わる事がなく、波状摩耗発生の程度が測定振幅と振幅数との関係に表現されレール削正必要限界を判定することは可能である。
測定域の範囲は長いと波状摩耗の進行の少ない場所が多く含まれて測定振幅の小さい部分の振幅数が多くなるが、波状摩耗の激しい測定振幅の大きい範囲も含まれるからレール削正必要限界を判定することができる。

本発明のレール削正必要限界を判定する方法として、例えば、５０ｍ以下の測定域における測定振幅を０．０１ｍｍ単位にグループ分けして振幅数との関係を求めた場合には、レール削正必要限界を判定する基準を、例えば下記の（１）式とすることができる。
この（１）式はレール削正必要時と不要時の各関係から導き出された一例である。
Ｙ≧ｍ／｛２０（Ｘー０．０２）｝ ・・・・・・ （１）式
Ｙ：振幅数（個）
Ｘ：測定振幅（ｍｍ）
ｍ：レール頭頂面の測定域で３０〜５０（ｍ）
但し、０．０２＜Ｘ≦０．１０

レール頭頂面の測定域の範囲を変えると、測定振幅の振幅数が変わることから、レール削正必要限界を示す基準値も変えなければならない。従って、この（１）式はレール頭頂面の測定域により変わる変数ｍを定めている。

変位計を台車の前後方向に複数台備えたり、台車の前後方向複数位置で測定するのは、１台で測定する場合とは異なり、複数測定値の中に測定誤差が付加された場合でも、その複数値から代表値を選択して採用することにより測定誤差が薄められレール削正限界判定の正確性が高められるからである。
しかし測定個所を無闇に多くすると、測定精度が飽和するのに対し測定値処理が増加するので、これらを考慮して決定する必要がある。望ましくは、変位計を定間隔に２、３台設け２、３箇所の同時測定とする。

すなわち、複数の変位計の設定間隔を一定にして、その設定間隔と同じ間隔でレール踏頂面までの距離を測定するようにすると、同じ位置を変位計の数だけ順次測定することになり、測定の際のレール踏頂面の波状摩耗の影響で測定基準となる台車自身に変動があっても、同位置の複数の測定値を基にして代表の１測定値に定めるから、１測定の場合に比べ測定誤差が少なくなって一層削正必要限界判定の精度が増す。複数の測定値は、そのまま測定値として採用するものではなく、代表の１測定値に定めるためにある。

更に、本発明の装置において、変位計を、昇降可能でかつレール頭頂面に一定の押圧力で当接可能なローラの近傍に配置した構造とすることにより、測定不要な時は変位計をレール上方に退避させ、測定時には一定の押圧力を付加した状態で前記ローラをレール頭頂面に当接させれば、測定時にレール頭頂面からの浮き上がりを防止して変位計とレール頭頂面を一定間隔に維持できるので、測定誤差を最小限に抑制できる。なお、変位計の配置位置をローラの近傍としているが、複数の変位計の間隔と比べれば、変位計とローラ間は遥かに大きな間隔であり、この間隔は波状摩耗の周期よりも大きくて測定値の波状摩耗の影響が少なく、また、ローラ径もレール頭頂面の凹凸よりも遥かに大きく、測定走行速度も車輌の営業運行速度より遥かに遅いから、走行測定中に前記レール頭頂面の凹凸で変位計が誤作動することもない。

以下、本発明をさらに詳しく述べる。
本発明に使用するレール頭頂面までの距離を測定する手段として例えば渦電流式の変位計（以下、単にセンサーと称する。）を採用した場合には、
１）測定対象物が金属で伝導性が良く最適である、
２）雨、油、汚れ等に影響されない、
３）変位の測定範囲が大きい（0.01mmからmax ５mm）、
４）応答性が良好である（１０ＫHz）、
５）ノイズのレベルが低い（１／１００mm以下）、
６）測定精度は１／１００mmである、
７）変位計を１４mm間隔に接近させても干渉しない、
等の利点がある。

前記センサーは、センサー自身が発する磁界内に測定対象物（以下、単にレールと称する。）が存在するとセンサー内のインピーダンスの変化に伴って、発振状態が変化し、その発振状態の変化は、センサーとレール間の距離が小さくなる程、振幅が小さく位相のズレが大きくなる原理を利用したものである。この関係はセンサーとレールの距離の程度によって比例する。これらは、公知の事実となっている。

図２は、レールとセンサーの位置関係に伴うセンサーの発振状態（実線表示）の変化を示したものである。この図２における発振状態が、本発明におけるセンサーでの測定信号に相当するものである。図２で「遠い」はレールの摩耗の多い個所に相当し、「近い」は摩耗の少ない個所に相当する。そして、破線で表示のように測定信号の振幅を連ねたものが、前述の「測定波形」となる。
一定の短間隔で測定した場合は、一時的に測定信号の振幅が発せられ、この振幅の位置（値）を順次連続的に連ねたものが測定波形となる。

図３は、レール頭頂面を測定した時の測定波形の一例で、判り良いように特別にレール頭頂面の波状摩耗の進んだものを示している。
測定振幅は、この図３のような測定波形における上下に変動する隣り合う山頂と谷底、谷底と山頂の上下差を順次求めることにより算出する。例えば所定間隔で測定する場合では、大きな谷では測定の度に下降を続け、測定値が谷底になるまで加算続けることになる。このような方法で測定振幅を算出すると、測定波形の振幅の大きさに応じた測定振幅が得られることになる。

前記測定波形から順次算出された測定振幅をグループ分けして例えばヒストグラムを作成する。前記ヒストグラムは、例えばレールの曲線部の５０ｍの範囲で算出の測定振幅を例えば２以上となる０．０１ｍｍ単位にグループ分けし、縦軸にグループ内の振幅数で作成すると、０．０１ｍｍ以下の測定振幅の振幅数が増えて、その測定振幅より大きい側では湾曲形状を呈して減少する形となる。本発明では、測定振幅と振幅数のヒストグラムを作成し、このヒストグラムの形状を閾値と比較することで波状摩耗によるレール削正必要限界か否かを判定することにしている。

このように本発明では、例えば前記レール頭頂面の測定波形を基にして、ヒストグラムを作成し、作成したヒストグラムの形状でレール削正必要限界を判定するものであるから、仮に波状摩耗以外の例えばレールの継ぎ目等の異常値が少し存在する場合でも、レール削正必要限界を間違えることはない。

上記のヒストグラムの作成に際し、例えばレールの継ぎ目の測定による異常値は、レール頭頂面の波状摩耗に比べ格段に大きい値であるから、例えば、測定振幅の２ｍｍ以上のものを除去したり、あるいは測定振幅の中で特に大きな値を順に数個除去する等の配慮を行ってもよい。

また、
１）軌道の直線部と曲線部で波状摩耗条件が異なること、
２）高速鉄道と低速鉄道で波状摩耗条件が異なること、
３）ヘビヒール貨物の通過有無で波状摩耗条件が異なること、
４）曲線部の軌道半径で波状摩耗条件が異なること、
等種々の軌道条件があるため、測定場所毎にヒストグラムの作成のデータ範囲、例えばレール頭頂面の測定域（ｍ）や測定振幅のグループ分け数を異にするものである。

次に、本発明のレール削正必要限界判定装置の一例を示す図面に基づいて説明する。図４はレール削正必要限界判定装置を示したものであり、１はレール、２はレール１を検査・計測する軌道検測車の車輪を示す。
これら車輪２を備えた台車８に設けられた枠体３に、例えば２０ｍｍの等間隔に配置した３個のセンサー（渦電流式変位計）４が対をなす両側のレール１の頭頂面と対向状に夫々頭頂面と所定間隔を保って取付けられている。従って、前記軌道検測車の走行によって両側のセンサー４でレール１の頭頂面までの距離を２０ｍｍピッチで測定すると、レール１の頭頂面に発生している波状摩耗は、前記センサー４によって同一個所を３回捉えて測定される。

５は前記センサー４からの測定信号を受信するコントロール装置であり、受信した測定信号は、演算器であるパソコン６にそのまま送られる。
パソコン６では受信した測定信号を測定値に変換し、同一個所の３測定値から代表の測定値を定める。測定値は図２における破線上の１点で、測定間隔の２０ｍｍピッチを連続的に連ねると例えば図３のような測定波形となる。

さらに、パソコン６は前記測定波形の山頂と谷底、谷底と山頂の上下差を順次算出して測定振幅とし、例えばパソコン６自身に事前に登録された処理ソフトに従って前記測定振幅をグループ分けしてヒストグラムを作成する。

登録されている処理ソフトには、軌道とその場所毎に測定域の長さとグループ分けする測定振幅の単位グループが少なくとも含まれている。例えば、ヒストグラムはレール１の頭頂面の測定域５０ｍについて、前記測定振幅を０．０１ｍｍ単位毎にグループ分けするように登録されている。
そして、作成されたヒストグラムはプリンター７で印刷され、レール削正必要限界判定資料となりこの資料を基にしてレール削正必要限界を判定することになる。

場合によっては、パソコン６は、事前に登録された場所毎の閾値、例えば（１）式をレール作成必要限界の閾値としてこの（１）式と作成した前記ヒストグラムと対比し、（１）式を満たしている場合にはレール削正必要限界に達していることを表示する。
すなわち、パソコン６は、その内部に一連の処理ソフトが登録され、この処理ソフトに従ってセンサー４からの測定信号に基づく上記一連の統計作成処理を行い、場合によっては（１）式と対比し、その結果の表示・記憶さらにプリンター７で印刷できる構成になっている。

さらに、前記パソコン６から、コントロール装置５に対し波状摩耗測定開始・終了の指示が発せられると、コントロール装置５は、波状摩耗測定開始時には、枠体３に配置した昇降押圧装置に対して退避位置からの降下作動制御やレール１の頭頂面への押圧力制御を行い、終了時には、レール１の頭頂面への押圧状態から退避位置までの上昇作動制御がなされる。同時にセンサー４に対する測定開始・終了指示や、場合によっては中断指示等その他種々の指示がコントロール装置５を介して発せられる。

また、前記パソコン６は、印刷項目とその書式、ヒストグラムの作成やその元データの記録等の処理ソフトが事前に登録されていて、レール削正の必要限界判定場所等を入力指定することにより、レール削正経歴やこれに基づいたヒストグラム等が表示されたりする。

さらに、パソコン６自らへの入力指示によって、パソコン６自身が算出・処理した測定振幅値、ヒストグラムの平均値等の統計値、自らに入力された種々の入力情報に対する表示、印刷、それらの拡張、縮小、あるいは、ＨＤ（ハードディスク）、ＭＯ（光ディスク）等への保存やその呼び出し等も可能である。

図５〜７は、枠体３の構造を示し、図５はその正面図、図６は図５の左側面図、図７は枠体３のローラ１８部分の説明図である。
枠体３は固定枠体Ａと、固定枠体Ａに昇降自在に取付けられた昇降枠体Ｂと、昇降枠体Ｂに取付けられレール幅方向に水平移動する水平移動枠体Ｃからなり、固定枠体Ａは、前記軌道検測車の台車８の車輪２間に例えばボルトとナットで固定されている。

固定枠体Ａは、その前面に２本の昇降枠体ガイド柱１１を立設し、また上方位置には、後述する昇降用シリンダー１３のロッド１３ｂの一端を取付ける昇降フレーム１２を設けている。

昇降枠体Ｂは、固定枠体Ａに対して片持ち状にその一端側を昇降自在に取付けたものであり、昇降枠体Ｂ側に固定した昇降用シリンダー１３のシリンダー本体１３ａが、前記昇降フレーム１２に固定されたロッド１３ｂの進退で上下することで昇降する構造である。 なお、１４は昇降枠体Ｂの昇降動を案内するガイド保持体で、前記昇降枠体ガイド柱１１に対して摺動移動が可能で、昇降枠体Ｂの昇降動を安定させている。

水平移動枠体Ｃは、前記昇降枠体Ｂの他端側の下方に水平移動シリンダー１５によってレール１の幅方向に水平移動可能に取付けられている。１５ａは水平移動用のシリンダー本体、１５ｂは同ロッドであって、該ロッド１５ｂの進退で、昇降枠体Ｂに対し水平移動枠体Ｃが図６の紙面左右方向に移動できるように構成されている。
１６は昇降枠体Ｂに、台車８の幅方向に固定された２本の水平移動枠体ガイド、１７はこの水平移動枠体ガイド１６に嵌合するガイド保持体である。

前記水平移動枠体Ｃの下端には、測定時にレール１の頭頂面に一定の押圧力で当接してレール１の長手方向に回転するローラ１８がブラケット１８ａを介して取付けられている。このローラ１８は前記昇降用シリンダー１３によって、レール１の頭頂面に一定の押圧力で押圧されると共に前記頭頂面から退避させることも可能である。そして、このローラ１８径は、レール１の頭頂面の１ｍｍ以下の凹凸に比べれば十分大きく、測定速度も車輌の営業運行速度に比べれば格段に遅いからローラ１８が無闇に振動することもない。

更に、ローラ１８の前方には、レール１の頭頂面に対向してセンサー４が取付けられている。この例ではセンサー４が直列状に例えば２０ｍｍの等間隔で３個取付けられ、ローラ１８がレール１の頭頂面に当接すれば、センサー４の端面とレール１の頭頂面との間隔が所定の間隔を保つように設定されている。また、ローラ１８の車軸１８ｂには、ロータリエンコンダ１９が取付けられ、ローラ１８の回転距離、すなわちセンサー４での例えば２０ｍｍピッチ等の測定位置や５０ｍ等車輌の走行距離を測定可能にしている。ロータリエンコンダ１９での測定値が前記コントロール装置５を介してパソコン６に送信され、測定値を連ねて形成される測定波形の横軸に付加される。

なお、この実施例では、対をなす両側のレールに夫々センサー４を同じ間隔で３個ずつ頭頂面に対向状に配置しているが、片側のレールだけでも、また、１個でも２個でもよい。さらに枠体を固定枠体Ａ、昇降枠体Ｂ、水平移動枠体Ｃの３構成としたが、必ずしもこのようにする必要はない。

上記本発明装置を使用して実施した在来線での実施例を下記に示す。
１） 測定条件
在来線の曲線部：曲線半径、５００ｍ
センサー ：渦電流式変位計、片側レール当たり２０ｍｍ間隔に３個
測定分解能 ：２０μｍ
センサーの下端面とレール頭頂面との設定間隔：３ｍｍ
測定速度 ：時速６ｋｍ
測定頻度 ：２０ｍｍ間隔
レール頭頂面の測定域（ｍ）：５０ｍ（但し、頭頂面測定全範囲は２１０ｍ）
２） 波状摩耗によるレール削正必要限界の判定基準
（１）式をレール削正必要限界の判定基準とする。但し、（１）式のｍは５０となって、（１）式はＹ≧２．５／（Ｘー０．０２）となる。

図８は、レール削正前の測定値から作成された測定波形であり、レール頭頂面の測定域の２１０ｍの範囲を示したものである。（ａ）は、曲線内軌側のレール（進行方向に向かって左側レール）、（ｂ）は、曲線外軌側のレール（進行方向に向かって右側レール）の測定結果である。この実施例では、図８の中でも、特に振幅の大きい波状摩耗の進んでいると思われる５０ｍの範囲でレール削正必要限界を判定している。図９は前記測定波形からレール削正必要限界を判定する５０ｍの範囲を選定した測定波形である。

図１０は、図９における測定波形の隣り合う山頂と谷底の差、および谷底と山頂の差を順次算出し、横軸に測定振幅Ｘとして前記算出値を０．０１ｍｍ単位にグループ分けした値を、縦軸にグループ内に含まれる振幅数Ｙ（測定振幅の数）を表示させたヒストグラムである。なお、この際値の大きい５個はノイズと見做し除外した。

更に、前記ヒストグラムの平均値も算出させ、曲線内軌側のレール（図１０（ａ））の平均値は０．０６３ｍｍ、曲線外軌側のレール（図１０（ｂ））の平均値は０．０３６ｍｍであり、この平均値からも曲線内軌側のレールの方が曲線外軌側のレールよりも摩耗の進行が進んでいることが判る。波状摩耗の進行が進んでいる図１０（ａ）の方は、最大変形量数の高さが低くなり、その分裾野が伸びた形状となって測定振幅の大きな値のものが増加していることを示している。
この図１０（ａ）、同（ｂ）の値と予め定めた前記（１）式と対比し、前記（１）式を満たした時にレール削正必要限界と判定する。

すなわち、表１において、Ｘ値（測定振幅）の代表値として例えば０．０４、０．０６と０．０８を選び、このＸ値を（１）式に代入し、得られる（１）式のＹ値よりもヒストグラムのＹ値（振幅数）の方が大きい時は、（１）式を満たしたことになり、レール削正必要限界に達していると判定され、判定欄は×印、逆にヒストグラムのＹ値の方が小さい時は、レール削正必要限界に達していないと判定され、判定欄は○印にしている。

表１に示す通り、削正前におけるこの図１０（ａ）、同（ｂ）の場合は、レール曲線区間でのレール削正必要限界の判定基準式である（１）式を満たしていることから、レール削正必要限界に達していると判定する。従って、削正後のレールに段差を生じさせないように測定範囲を含む５００ｍの広範囲に亘りレール頭頂面の削正を行った。図１１は削正後におけるレール頭頂面の測定結果を表す測定波形である。図１１（ａ）は図９（ａ）に相当し、図１１（ｂ）は図９（ｂ）に相当する。

図１２は、前記図１０と同様に表示させたレールの削正後の測定振幅のヒストグラムである。その結果、曲線内軌側のレール（図１１（ａ））の測定振幅の平均値は０．０１４ｍｍに、また曲線外軌側のレール（図１１（ｂ））の測定振幅の平均値は０．０１８ｍｍに低下し、同時に、表１に示す通りレール削正必要限界の判定基準式である（１）式を満足しなくなり、何れもレール削正必要限界が解消されたことになる。

図８〜１２の波状摩耗測定結果の印刷では、パソコンから入力された測定場所、測定範囲（軌道検測車の走行距離）、測定日時、削正前・後の区分、および処理ソフトより求められたヒストグラムにおける平均値、データ数等が併記されている。

上記実施例では、測定振幅を０．０１ｍｍの単位にグループ分けして振幅数との関係を示したものであるが、このグループ分けを例えば０．００５ｍｍの単位にグループ分けして新たな閾値を設けても同様に判定できる。また、２つにグループ分けする例として０．１５ｍｍ以上と未満に分けその振幅数から判定することもできる。更に、（１）式等のレール削正必要時と削正不要時の各関係で求められた相関式を用いず、測定振幅をグループ分けした関係から直接判定することができる。また、パソコンで処理した前記測定波形、統計値、及び入力情報等は必ずしも印刷させる必要はなく、ＣＲＴへの表示、あるいはＨＤ、ＭＯ等へ保存するだけでもよい。

台車上にレール削正判定資料作成装置を取り付けることによって、どのような軌道でも軌道のどのような箇所にでも適用できる。

測定振幅をグループ分けして、そのグループの振幅数との関係を模式的に表した図である。 測定対象物とセンサーの位置関係に伴うセンサーの発振状態の変化を示した図である。 レール頭頂面をセンサーで測定した時の測定波形の一例を示した図である。 レール削正必要限界判定装置を示した図である。 枠体の正面図である。 図５の左側面図である。 枠体のローラ部分を示した図である。 レール削正前の測定値から作成された測定波形の図である。 図８のレール頭頂面測定域５０ｍの測定波形の図である。 図９の測定波形を基にしたヒストグラムを示す図である。 レール削正後における測定結果を表す測定波形の図である。 図１１の測定波形を基にしたヒストグラムを示す図である。

符号の説明

１ レール ２ 軌道検測車の車輪
３ 枠体 ４ センサー
５ コントロール装置 ６ パソコン
７ プリンター ８ 台車
１１ 昇降枠体ガイド柱 １２ 昇降フレーム
１３ 昇降用シリンダー １３ａ シリンダー本体
１３ｂ ロッド １４ ガイド保持体
１５ 水平移動シリンダー １５ａ シリンダー本体
１５ｂ ロッド １６ 水平移動枠体ガイド
１７ ガイド保持体 １８ ローラ
１８ａ ブラケット １８ｂ 車軸
１９ ロータリエンコンダ
Ａ 固定枠体 Ｂ 昇降枠体
Ｃ 水平移動枠体

Claims (6)

1. 車輌走行中に変位計からレール頭頂面までの距離を測定した後、
   所定長さの測定域における測定振幅を２以上のグループにグループ分けして、グループ分けした振幅数と測定振幅とのヒストグラムを作成し、
   このヒストグラムの形状を閾値と比較することでレール削正必要限界を判定することを特徴とするレール削正必要限界判定方法。
2. 車輌走行中に変位計からレール頭頂面までの距離を測定した後、
   所定長さの測定域における測定振幅を測定計器の測定精度に見合った数のグループにグループ分けして、グループ分けした振幅数と測定振幅とのヒストグラムを作成し、
   このヒストグラムの形状を閾値と比較することでレール削正必要限界を判定することを特徴とするレール削正必要限界判定方法。
3. 台車の前後方向複数位置で測定した変位計からレール頭頂面までの距離を使用することを特徴とする請求項１または２に記載のレール削正必要限界判定方法。
4. 台車上に設けられレール頭頂面までの距離を測定する変位計と、
   この変位計の測定値から算出される測定振幅を２以上のグループにグループ分けして、グループ分けした振幅数と測定振幅とのヒストグラムを作成する演算器を備えたことを特徴とするレール削正必要限界判定資料作成装置。
5. 前記変位計は、台車の前後方向に所定間隔を保って複数台備えたことを特徴とする請求項４に記載のレール削正必要限界判定資料作成装置。
6. 前記変位計を、昇降可能でかつレール頭頂面に一定の押圧力で当接可能なローラの近傍に配置したことを特徴とする請求項４または５に記載のレール削正必要限界判定資料作成装置。

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