JP5808587B2

JP5808587B2 - 検測方法及び装置

Info

Publication number: JP5808587B2
Application number: JP2011138986A
Authority: JP
Inventors: 真太郎河合; 光夫坂井
Original assignee: Hitachi High Technologies Corp
Current assignee: Hitachi High Tech Corp
Priority date: 2011-06-22
Filing date: 2011-06-22
Publication date: 2015-11-10
Anticipated expiration: 2031-06-22
Also published as: JP2013006458A

Description

本発明は、車両の運行に関する周辺構造物の状態を測定する検測方法及び装置に関する。

鉄道の安定輸送には車両の軌道、架線、電気供給用サードレール等のような車両の運行に関する周辺構造物である電車線路設備等の測定管理が必要である。電車線路設備のうち、軌道の測定は非常に重要である。従来は、専用車両や専用の牽引式台車に測定枠を設置し、この測定枠に各種センサを取付けて軌道の測定を行っていた。軌道測定を行う測定枠は、つり合い梁及び測定梁に発生する曲げ振動を早期に減衰させて、軌道測定センサと軌道との距離を一定の範囲に維持させるという重要な働きがある。このような軌道を検測する測定枠として特許文献１に記載のようなものが知られている。

特開２００２−３６２３６３号公報

特許文献１に記載の測定枠は、専用の車両（検測車）や専用の牽引式台車に設置され、測定枠に取り付けられたセンサによって軌道の測定を行うように構成されている。このとき、専用の車両（検測車）で軌道測定を行う場合は、検測車がレール走行しかできないために、検測区間までレール上を走行して移動しなければならず、大変な時間と労力を必要としていた。また、牽引式の検測装置で軌道測定を行う場合も、牽引測定装置をトラックなどで現場に移送しなければならず、牽引する車両は検測車と同様に検測区間までレール上を走行して移動しなければならず、測定作業を行うために大変な時間と労力を必要としていた。このように、いずれの場合も特定の区間を測定するためには車両の保管場所からレール上を走行していかなければならないため、他の列車の運行状態などを考慮する必要があり、運用面では利便性に欠けるという問題を有していた。

上述のように専用車両や牽引式の測定枠を用いた軌道測定方式では、車両床下におけるレール面から車体までの高さが十分にあり、測定枠と測定センサの設置スペースに制限がないため、大きな測定枠や測定センサを取付けることが可能であった。一方、軌陸車は測定区間周辺の踏切までは道路走行を行い、踏切から軌道上に入り、軌道走行ができるために、他の列車などへの影響も少なく、機動性がよく、運用面でも優れている。

しかし、軌陸車は車両床下のレール面から車体までの高さが小さい。そのため測定枠と測定センサを取付けることは、車両の床下設備の多さから、設置スペースに制限があり、従来方式で使用しているような測定枠での軌道測定装置を取り付けることは設計上、非常に困難であった。

本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、車両の運行に関する周辺構造物を測定する際の機動性を高くし、運用面でも優れた検測方法及び装置を提供することを目的とする。

本発明に係る検測方法の第１の特徴は、軌道及び道路上を走行可能な軌陸車を軌道上に進入走行させることによって軌道上を走行する車両の運行に関する周辺構造物の状態を測定手段で測定することにある。これは、軌陸車に測定手段を搭載した状態で、又は測定手段を軌陸車で牽引することによって、軌道などの周辺構造物の状態を測定するようにしたものである。このように機動性の高い軌陸車を用いることによって、運用にかかる時間・労力・費用を少なくすることができるという優れた効果を得ることができる。

本発明に係る検測方法の第２の特徴は、前記第１の特徴に記載の検測方法において、前記周辺構造物の状態を測定手段で測定する検測装置を搭載した軌陸車を前記軌道上に進入させ、そのまま前記軌道上を走行させることによって、前記周辺構造物の状態を測定することにある。これは、軌陸車が測定手段を搭載しているので、その軌陸車を軌道上に進入させ、そのまま走行させることで軌道などの周辺構造物を軌陸車で直接測定できるようにしたものである。

本発明に係る検測方法の第３の特徴は、前記第２の特徴に記載の検測方法において、前記軌陸車の荷台下のスペースに測定センサを備えた測定枠を搭載したことにある。これは、軌陸車のような荷台下の狭い設置スペースに測定センサを備えた測定枠を設置したものである。これによって、機動性が良く運用面でも優れた軌陸車を用いて軌道などの周辺構造物の測定を可能とした。

本発明に係る検測方法の第４の特徴は、前記第２の特徴に記載の検測方法において、前記周辺構造物の状態を測定手段で測定する検測装置を搭載した軌陸車を前記軌道上に進入させ、前記検測装置を前記軌道上に移動させ、前記軌道上の前記検測装置を前記軌陸車で牽引して前記軌道上を走行させることによって、前記周辺構造物の状態を測定することことにある。これは、測定手段を備えた検測装置を牽引可能に構成し、それを軌陸車に搭載し、軌陸車が軌道上に進入した際に、この牽引可能な検測装置を軌道上に移動させて、それを軌陸車で牽引して軌道上を走行することで軌道などの周辺構造物を測定手段で測定できるようにしたものである。

本発明に係る検測方法の第５の特徴は、前記第１、第２、第３又は第４に記載の検測方法において、前記周辺構造物として前記軌道を測定することにある。これは、周辺構造物として測定管理上最も重要な軌道を測定するようにしたものである。

本発明に係る検測装置の第１の特徴は、軌道及び道路上を走行可能な軌陸車であって、軌道上を走行する車両の運行に関する周辺構造物の状態を測定する測定手段を搭載した軌陸車から構成されることにある。これは、前記第１の特徴に記載の検測方法に対応した検測装置の発明である。この発明において、検測装置とは測定手段を搭載した軌陸車を含む概念である。

本発明に係る検測装置の第２の特徴は、前記第１の特徴に記載の検測装置において、前記軌陸車が、前記軌道上に進入後、そのまま前記軌道上を走行することによって、前記周辺構造物の状態を測定することにある。これは、前記第２の特徴に記載の検測方法に対応した検測装置の発明である。

本発明に係る検測装置の第３の特徴は、前記第２の特徴に記載の検測装置において、前記軌陸車の荷台下のスペースに測定センサを備えた測定枠を搭載したことにある。これは、前記第３の特徴に記載の検測方法に対応した検測装置の発明である。

本発明に係る検測装置の第４の特徴は、前記第２の特徴に記載の検測装置において、前記軌陸車が、前記軌道上に進入後に前記測定手段を前記軌道上に移動させる移動手段を備え、前記軌道上に移動後の前記測定手段を牽引して前記軌道上を走行させることによって、前記周辺構造物の状態を測定することにある。これは、前記第４の特徴に記載の検測方法に対応した検測装置の発明である。

本発明に係る検測装置の第５の特徴は、前記第１、第２、第３又は第４の特徴に記載の検測装置において、前記周辺構造物として前記軌道を測定することにある。これは、前記第５の特徴に記載の検測方法に対応した検測装置の発明である。

本発明によれば、機動性が高く運用面でも優れた軌陸車を用いて車両の運行に関する周辺構造物を測定することができるという効果を奏する。

本発明の一実施の形態に係る検測装置の概略構成を示す図である。図１の軌陸車及び軌道測定装置の概略構成を下面より見た図である。図１の軌陸車及び軌道測定装置の概略構成を車両後方（右側面）から見た図である。牽引式軌道測定装置を積載した状態の軌陸車を示す図である。軌陸車から牽引式軌道測定装置がレール上に移動する状態を示す図である。は軌陸車とレール上の牽引式軌道測定装置との連結状態を示す図である。測定枠を車体フレームの上側に取付けて構成した場合の軌陸車からなる検測装置の一例を示す図である。

以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。図１は本発明の一実施の形態に係る検測装置の概略構成を示す図である。この検測装置は、軌陸車１１に軌道検測用の装置を備えたものである。

軌陸車１１は、車体フレーム１５をベースとする。車体フレーム１５の上側には、荷台２１が取付られている。荷台２１の上側に制御部１８が取り付けられている。また、車体フレーム１５の下側に、一般道路走行を行うための道路走行タイヤ１２とレール上の軌道走行を行うための軌道走行車輪１３が取り付けられている。図では、軌道走行車輪１３がレール２０上に移動した状態を点線で示してある。これらの道路走行タイヤ１２と軌道走行車輪１３によって、軌陸車１１は一般道路の走行とレール２０上の軌道走行を用途に応じて行うことができる。

測定枠１４は、防振構造１６を介して、車体フレーム１５の下面側に取り付けられている。防振構造１６は、車体フレーム１５から発生する振動やゆがみなどの影響を除去するものである。測定センサ１７ａ〜１７ｆは、軌道の測定を行うものであり、測定枠１４の下面側に固定されている。測定センサ１７ａ〜１７ｆは２次元レーザ変位センサ等で構成される。

一般道路走行時には、図１に示すように、軌道走行車輪１３を収納した状態で、道路走行タイヤ１２を使用して走行する。一方、踏切などからレール２０上に移動してレール２０上の軌道走行を行う場合は、軌道走行車輪１３を図１の点線のように下降させて走行する。この際、道路走行タイヤ１２は地面及びレール２０から離れ、軌道走行車輪１３のみがレール２０と接触するので、軌陸車１１は軌道走行車輪１３を駆動することによって、軌道走行を行うことができる。

測定枠１４は十分に剛性を持つ構造であり、容易に変形やゆがみを生じないものとする。測定枠１４は高い剛性をもつが、車両走行時の車体フレーム１５の振動やゆがみなどの外部からの影響を受けにくく容易に変形しないように、測定枠１４は車体フレーム１５の下面側に防振構造１６を介して取付られている。さらに、測定枠１４の下面側には測定センサ１７ａ〜１７ｆが取付られている。測定センサ１７ａ〜１７ｆは図示していないケーブルを介して制御部１８に接続されている。この実施の形態に係る検測装置すなわち軌陸車１１は測定枠１４に取付られた測定センサ１７ａ〜１７ｆを用いてレール２０の軌道測定（検測）を行う。測定センサ１７ａ〜１７ｆによって測定された、測定（検測）信号は制御部１８に送信され、測定（検測）結果として自動的に記録され、演算処理される。

図２は、図１の軌陸車及び軌道測定装置の概略構成を下面より見た図である。図２において、軌陸車１１の本体及び車体フレーム１５については図示を省略してある。図２において軌陸車１１は軌道走行車輪１３を使用し、レール２０上を走行する様子が示されている。測定枠１４は、軌陸車１１の進行方向の右側の測定枠１４ａと進行方向の左側の測定枠１４ｂとで構成される。２本の測定枠１４ａ，１４ｂは、３本の測定枠１４ｃ〜１４ｅによって接続されている。すなわち、２本の測定枠１４ａ，１４ｂは３本の測定枠１４ｃ〜１４ｅによって、平行・水平に固定されている。測定枠１４は複数の測定枠１４ａ〜１４ｅの結合体によって、高い剛性を持つように構成されている。

測定枠１４は車体フレーム１５の下面側であって、前後の軌道走行車輪１３の間に取り付けられる。測定センサ１７ａ〜１７ｆは、それぞれ測定枠１４ｃ〜１４ｅの両端付近に、それぞれが等間隔でかつ対称位置となるように取り付けられる。この配置によって正矢法を用いて軌道測定を行うことができる。等間隔に配置ができない場合も偏心矢法を用いて軌道測定を行うことができる。

図３は、図１の軌陸車及び軌道測定装置の概略構成を車両後方（右側面）から見た図である。図３では、軌陸車１１の運転席部分は省略してある。測定枠１４は防振構造１６を介して車体フレーム１５に取付られている様子が示されている。測定センサ１７は測定枠１４に斜め上空からレール２０上を測定可能に取付られている。

なお、上述の実施の形態では、測定センサ１７は固定的に取り付けられた場合について説明したが、これに限らず、測定センサ１７は取り外しが可能な構造としてもよい。これによって、軌道測定時以外の道路上走行時にセンサが汚れるのを防止するこができると共に道路（地面）の突起物や車輪による石などの跳ね上げによって測定センサ１７部分が破損するのを防ぐこともできる。また、測定センサ１７は脱着による位置のズレを防止するため、ピンなどによって容易に位置決めができる構造としてもよい。また、測定枠１４ついては測定時以外は車体フレーム１５と垂直方向に自動で上昇し、軌陸車の車体内に格納可能な構成としてもよい。これによって、測定枠１４自体及びこれに取り付けられている測定センサ１７などを破損や汚れから防止することができる。

制御部１８は取り外し可能な可搬型の構造とし、使用する際に車両に設置し、測定時以外は車両から取外し可能なものとする。また、測定センサ１７と測定枠１４と制御部１８からなる軌道測定装置は、未使用時には軌陸車１１から全て取外し可能な構造としてもよい。これによって、測定時以外は車両を保守業務などの他の業務に使用することができ、その運用性が高くなるという効果がある。

図４、図５及び図６は本発明の一実施の形態に係る検測装置の変形例を示す図である。図１から図３に示した検測装置は、軌陸車１１の車体フレーム１５の下面側に測定枠１４及び測定センサ１７を設け、軌陸車１１自体を検測装置として使用する場合について説明したが、図４から図６に示す検測装置は、軌陸車１１の荷台に牽引式軌道測定装置４１を積載し、踏切等から軌陸車１１を進入させてレール上に牽引式軌道測定装置４１を配置し、その牽引式軌道測定装置４１を軌陸車１１で牽引しながら軌道測定を行うようにしたものである。

図４は、牽引式軌道測定装置を積載した状態の軌陸車を示す図である。図４に示すように通常は軌陸車１１の荷台２１に牽引式軌道測定装置４１が積載されている。図４に示す軌陸車１１は牽引式軌道測定装置４１を積載した状態で検測区間に移動する。軌陸車１１は検測区間へ移動する際は直近の踏切まで、軌道走行車輪１３を荷台２１側に収納した状態で、道路走行タイヤ１２を使用して走行する。軌陸車１１は踏切内に進入した時点で軌道走行車輪１３を下降させてレール２０上に移動する。踏切から検測開始位置までは軌道走行車輪１３を駆動させて軌道走行にて移動する。

図５は、軌陸車から牽引式軌道測定装置がレール上に移動する状態を示す図である。検測開始位置に到着した軌陸車１１は、荷台２１に搭載されている牽引式軌道測定装置４１を軌道（レール２０）上に降ろす作業を行う。まず、図５に示すように、検測区間に到着した軌陸車１１の荷台２１からスロープ５１をレール２０上に引き出し、軌道上に牽引式軌道測定装置４１を降ろす。スロープ５１にはレール２０の幅と同様の溝が設けてあり、スロープ５１の溝とレール２０との位置をそれぞれ合わせることによって牽引式軌道測定装置４１はレール２０から外れることなく軌道上に降ろされる。また、スロープ５１には溝ではなく、車輪案内用の凸部を有する構造としてもよい。

図６は軌陸車とレール上の牽引式軌道測定装置との連結状態を示す図である。図５に示すようにスロープ５１に沿って軌道(レール２０）上に降ろされた牽引式軌道測定装置４１は、図６に示すように軌陸車１１に連結具によって連結される。軌陸車１１の軌陸車連結部４２と牽引式軌道測定装置４１の牽引式連結部４３との間は牽引棒４４にて接続されている。軌陸車１１は牽引棒４４にて牽引式軌道測定装置４１を牽引しながら軌道測定を行う。

図７は測定枠を車体フレームの上側に取付けて構成した場合の軌陸車からなる検測装置の一例を示す図である。図７では、軌陸車１１の測定枠１４は車体フレーム１５の上側に測定枠１４が取り付けられており、この測定枠１４から軌道（レール２０）を測定する測定センサ１７ａ〜１７ｆが取り付けられている。この場合も測定枠１４と車体フレーム１５の間には防振構造１６が設けられている。

１１…軌陸車、
１２…道路走行タイヤ、
１３…軌道走行車輪、
１４，１４ａ，１４ｂ，１４ｃ…測定枠、
１５…車体フレーム、
１６…防振構造、
１７，１７ａ〜１７ｆ…測定センサ
１８…制御部、
２０…レール、
２１…荷台、
４１…牽引式軌道測定装置、
４２…軌陸車連結部
４３…牽引式連結部
４４…牽引棒、
５１…スロープ

Claims

複数本の測定枠を平行・水平に固定接続して矩形状の結合体とすることによって、軌道及び道路上を走行可能な軌陸車の荷台下の軌道走行車輪前後間のスペースに設置可能に構成された測定枠手段であって、前記測定枠に軌道用測定センサを備えた測定枠手段を、前記軌陸車の車体フレームの下面側に前記車体フレームから発生する振動やゆがみなどの影響を除去する防振構造を介して搭載した軌陸車を、前記軌道上に進入走行させ、そのまま前記軌道上を走行させることによって前記軌道の状態を測定することを特徴とする検測方法。
請求項１の検測方法において、前記測定枠手段が、前記軌陸車の進行方向右側の第１の測定枠と、前記軌陸車の進行方向左側の第２の測定枠と、前記第１及び第２の測定枠を平行・水平に接続する平行な３本の測定枠とからなる５本の測定枠の結合体で構成されることを特徴とする検測方法。
請求項２に記載の検測方法において、前記軌道用測定センサが、前記第１及び第２の測定枠の両端にそれぞれ等間隔でかつ左右対称位置となるように取り付けられることを特徴とする検測方法。
複数本の測定枠を平行・水平に固定接続して矩形状の結合体とすることによって、軌道及び道路上を走行可能な軌陸車の荷台下の軌道走行車輪前後間のスペースに設置可能に構成された測定枠手段であって、前記測定枠に軌道用測定センサを備えた測定枠手段を、前記軌陸車の車体フレームの下面側に前記車体フレームから発生する振動やゆがみなどの影響を除去する防振構造を介して搭載した軌陸車であって、
前記軌道上に進入後、そのまま前記軌道上を走行して前記軌道の状態を測定する軌陸車から構成されることを特徴とする検測装置。
請求項４の検測装置において、前記測定枠手段が、前記軌陸車の進行方向右側の第１の測定枠と、前記軌陸車の進行方向左側の第２の測定枠と、前記第１及び第２の測定枠を平行・水平に接続する平行な３本の測定枠とからなる５本の測定枠の結合体で構成されることを特徴とする検測装置。
請求項５に記載の検測装置において、前記軌道用測定センサが、前記第１及び第２の測定枠の両端にそれぞれ等間隔でかつ左右対称位置となるように取り付けられることを特徴とする検測装置。