JPH0349365B2 - - Google Patents
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- JPH0349365B2 JPH0349365B2 JP59108388A JP10838884A JPH0349365B2 JP H0349365 B2 JPH0349365 B2 JP H0349365B2 JP 59108388 A JP59108388 A JP 59108388A JP 10838884 A JP10838884 A JP 10838884A JP H0349365 B2 JPH0349365 B2 JP H0349365B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- rail
- gap sensor
- accelerometer
- top surface
- rigid body
- Prior art date
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- Expired - Lifetime
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- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 14
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims description 11
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 8
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 claims description 5
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 229920006311 Urethane elastomer Polymers 0.000 description 2
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
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- 231100000989 no adverse effect Toxicity 0.000 description 1
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- 239000000523 sample Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B5/00—Measuring arrangements characterised by the use of mechanical techniques
- G01B5/20—Measuring arrangements characterised by the use of mechanical techniques for measuring contours or curvatures
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
- Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は、レール頭頂面の短波長微小振幅の凹
凸波形を測定する装置に関するものである。
凸波形を測定する装置に関するものである。
従来一般に、この種の装置は次記の如く２種類
に大別され、それぞれ長短を有している。
に大別され、それぞれ長短を有している。
(i) 高速形。レール上を走行する計測車の車軸受
箱付近に上下加速計を取りつけ、この加速度計
の検出々力を２回積分して車軸受箱の走行軌跡
を求め、これを以つてレール頭頂面形状である
と見做す方式である。しかし、車輪がレールに
接している点と軸受箱との間には非線形弾性要
素が介在し、その上、車輪と車軸が一体の車軸
の慣性質量が大きいのでレール頭頂面の細かい
波形への追従が困難であり、さらに輪重によつ
て生じる軌道狂いも含めて測定することになる
ので、短波長微小振幅のレール頭頂面変位を高
精度で測定することができない。
箱付近に上下加速計を取りつけ、この加速度計
の検出々力を２回積分して車軸受箱の走行軌跡
を求め、これを以つてレール頭頂面形状である
と見做す方式である。しかし、車輪がレールに
接している点と軸受箱との間には非線形弾性要
素が介在し、その上、車輪と車軸が一体の車軸
の慣性質量が大きいのでレール頭頂面の細かい
波形への追従が困難であり、さらに輪重によつ
て生じる軌道狂いも含めて測定することになる
ので、短波長微小振幅のレール頭頂面変位を高
精度で測定することができない。
(ii) 摺動式。加速度計をレール頭頂面に押しつ
け、滑り接触させながら走行する方式である。
この場合、ころがり接触を用いると軸受のガタ
などによつて誤差が混入するので滑り接触が用
いられる。しかし、高精度の測定をするために
は加速度計を比較的強い力でレール頭頂面に押
し付けなければならないので、発熱、摩耗など
の困難な技術的問題が有る。このため高速走行
ができず、測定の能率が低い。
け、滑り接触させながら走行する方式である。
この場合、ころがり接触を用いると軸受のガタ
などによつて誤差が混入するので滑り接触が用
いられる。しかし、高精度の測定をするために
は加速度計を比較的強い力でレール頭頂面に押
し付けなければならないので、発熱、摩耗など
の困難な技術的問題が有る。このため高速走行
ができず、測定の能率が低い。
本発明は上述の事情に鑑み、従来技術における
欠点を解消すべく為されたものであつて、その目
的とするところは計測車の慣性や車輪まわり部材
の弾性の影響を受けることなく、しかも摩耗や発
熱によつて耐久性、信頼性が損われる虞れなしに
高精度で、かつ高能率でレール頭頂面の形状を測
定することができ、特に短波長微子振幅の凹凸を
検出するに適した測定装置を提供するにある。
欠点を解消すべく為されたものであつて、その目
的とするところは計測車の慣性や車輪まわり部材
の弾性の影響を受けることなく、しかも摩耗や発
熱によつて耐久性、信頼性が損われる虞れなしに
高精度で、かつ高能率でレール頭頂面の形状を測
定することができ、特に短波長微子振幅の凹凸を
検出するに適した測定装置を提供するにある。
上記目的を達成するために、本発明の測定装置
は、被測定物であるレールの上を走行する計測車
の前後の走行車輪の略中間位置に支持剛体を設
け、この支持剛体に、レール面に対向せしめた非
接触型のギヤツプセンサと、上記レール頭頂面に
垂直な方向における加速度を検出する加速度計と
を一体的に取付け、かつ、上記加速度計の検出出
力に基づいて、この加速度計及びギヤツプセンサ
を取り付けた支持剛体自体のレール頭頂面に垂直
な方向における変位を検出する機能と、この検出
変位量信号をギヤツプセンサの出力信号に加算す
る機能とを有する自動演算手段を設けて、レール
頭頂面の凹凸を非接触的に連続測定し得べく為し
たることを特徴とするものである。
は、被測定物であるレールの上を走行する計測車
の前後の走行車輪の略中間位置に支持剛体を設
け、この支持剛体に、レール面に対向せしめた非
接触型のギヤツプセンサと、上記レール頭頂面に
垂直な方向における加速度を検出する加速度計と
を一体的に取付け、かつ、上記加速度計の検出出
力に基づいて、この加速度計及びギヤツプセンサ
を取り付けた支持剛体自体のレール頭頂面に垂直
な方向における変位を検出する機能と、この検出
変位量信号をギヤツプセンサの出力信号に加算す
る機能とを有する自動演算手段を設けて、レール
頭頂面の凹凸を非接触的に連続測定し得べく為し
たることを特徴とするものである。
次に、本発明の１実施例を第１図及び第２図に
ついて説明する。
ついて説明する。
第１図は本発明の測定装置を搭載する計測車の
１例を示す平面図、第２図は本発明の測定装置を
搭載した計測車の側面図である。
１例を示す平面図、第２図は本発明の測定装置を
搭載した計測車の側面図である。
矢印Ａは走行方向を示し、１ａは左レール、１
ｂは右レールである。
ｂは右レールである。
２は片フランジ形の車輪で、それぞれ車枠３に
回転自在に軸支されている。この車枠３は第１図
に示すごとく左車枠３ａと右車枠３ｂとを次のよ
うに連結して構成されている。
回転自在に軸支されている。この車枠３は第１図
に示すごとく左車枠３ａと右車枠３ｂとを次のよ
うに連結して構成されている。
左車枠３ａに対して直角に案内筒４を固着し、
その中に軸受４ａを嵌着する。
その中に軸受４ａを嵌着する。
一方、右車枠３ｂに対して直角に滑り軸５を固
着し、この滑り軸５を前記の軸受４ａに嵌合す
る。これにより、左右の車枠３ａ，３ｂは案内筒
４の軸心の回りに相互に回動することができ、案
内筒４の軸心方向に相互に接近、離間することも
できる。
着し、この滑り軸５を前記の軸受４ａに嵌合す
る。これにより、左右の車枠３ａ，３ｂは案内筒
４の軸心の回りに相互に回動することができ、案
内筒４の軸心方向に相互に接近、離間することも
できる。
上記の滑り軸５の先端と左車枠３ａとの間にス
プリング６を圧縮介装して左右の車枠３ａ，３ｂ
をそれぞれ外側へ張り出す方向に付勢し、これら
の車枠を軸支した片フランジ形の車輪２のそれぞ
れをレール頭の内側縁に押しつける。７はベロー
ズである。
プリング６を圧縮介装して左右の車枠３ａ，３ｂ
をそれぞれ外側へ張り出す方向に付勢し、これら
の車枠を軸支した片フランジ形の車輪２のそれぞ
れをレール頭の内側縁に押しつける。７はベロー
ズである。
以上のように構成した車枠３に、前後の車輪
２，２の略中間位置に設けた取付台８を介して支
持剛体としての取付板９を固定する。１０は車枠
３に取付けた牽引杆である。
２，２の略中間位置に設けた取付台８を介して支
持剛体としての取付板９を固定する。１０は車枠
３に取付けた牽引杆である。
前記の取付板９に非接触形のギヤツプセンサ１
１を取り付け、その測定子の端面をレール１ａ，
１ｂの頭頂面に対向離間せしめる。本発明を実施
する際、非接触形のギヤツプセンサの型式は任意
に選定することができるが、使用条件を勘案して
環境雑音（音に限らず光、電磁波等の妨害信号の
意）を受けないものを用いる。
１を取り付け、その測定子の端面をレール１ａ，
１ｂの頭頂面に対向離間せしめる。本発明を実施
する際、非接触形のギヤツプセンサの型式は任意
に選定することができるが、使用条件を勘案して
環境雑音（音に限らず光、電磁波等の妨害信号の
意）を受けないものを用いる。
前記の取付板９に上下方向、即ちこの取付板９
のレール頭頂面に垂直な方向における加速度を検
出する加速度計１２ギヤツプセンサ１１と一体的
に取りつけギヤツプセンサ１１の出力信号及び加
速度計１２の出力信号を自動演算手段（図示せ
ず）に入力せしめる。
のレール頭頂面に垂直な方向における加速度を検
出する加速度計１２ギヤツプセンサ１１と一体的
に取りつけギヤツプセンサ１１の出力信号及び加
速度計１２の出力信号を自動演算手段（図示せ
ず）に入力せしめる。
本発明を実施する際、ギヤツプセンサ１１及び
加速度計１２の取付個所は本実施例のような取付
板９に限定されるものではなく、ギヤツプセンサ
１１はレール頭頂面に対向離間せしめて設置し、
かつ加速度計１２は上記ギヤツプセンサ１１と同
一剛体に属する構成部材に取り付ければ良い。
加速度計１２の取付個所は本実施例のような取付
板９に限定されるものではなく、ギヤツプセンサ
１１はレール頭頂面に対向離間せしめて設置し、
かつ加速度計１２は上記ギヤツプセンサ１１と同
一剛体に属する構成部材に取り付ければ良い。
以上のように構成したレール頭頂面形状測定測
置の使用方法、作用、効果について次に述べる。
説明の便宜上、レール１ａ，１ｂの頭頂面の基準
面Ｂを想定する。第２図においては上記の基準面
Ｂは水平な直線として表わされている。
置の使用方法、作用、効果について次に述べる。
説明の便宜上、レール１ａ，１ｂの頭頂面の基準
面Ｂを想定する。第２図においては上記の基準面
Ｂは水平な直線として表わされている。
計測車を牽引してレール上を走行せしめた場
合、いま、仮りに計測車の車枠３が基準面Ｂに対
して平行に移動するとすれば、ギヤツプセンサ１
１の測定面は基準面Ｂに対して一定の高さ寸法Ｈ
を維持して移動する。従つてギヤツプセンサ１１
によるギヤツプの測定値から上記の高さ寸法Ｈを
減算すると、基準面Ｂとレール頭頂面との差寸法
Z′を算出することができる。
合、いま、仮りに計測車の車枠３が基準面Ｂに対
して平行に移動するとすれば、ギヤツプセンサ１
１の測定面は基準面Ｂに対して一定の高さ寸法Ｈ
を維持して移動する。従つてギヤツプセンサ１１
によるギヤツプの測定値から上記の高さ寸法Ｈを
減算すると、基準面Ｂとレール頭頂面との差寸法
Z′を算出することができる。
ところが、計測車の各構成部材（車枠、車輪、
車軸）はそれぞれ慣性と固有振動数とを有してお
り複雑に振動しながら走行する。このため、ギヤ
ツプセンサ１１は基準面Ｂに対して複雑に離間接
近を繰り返しつつ波状の軌跡（図示せず）を描き
つつ走行する。
車軸）はそれぞれ慣性と固有振動数とを有してお
り複雑に振動しながら走行する。このため、ギヤ
ツプセンサ１１は基準面Ｂに対して複雑に離間接
近を繰り返しつつ波状の軌跡（図示せず）を描き
つつ走行する。
加速度計１２は、ギヤツプセンサ１１と共に取
付板９に固定されているため、これらの部材はほ
ぼ同じ波形を描きつつ走行する。そして、加速度
計１２の上下方向の変位Z1は、該加速度計１２に
よつて検出した加速度Ｚ¨1を２回積分して求める
ことができる。
付板９に固定されているため、これらの部材はほ
ぼ同じ波形を描きつつ走行する。そして、加速度
計１２の上下方向の変位Z1は、該加速度計１２に
よつて検出した加速度Ｚ¨1を２回積分して求める
ことができる。
上記のようにして求めた加速度計１２の上下方
向変位はギヤツプセンサ１１の上下方向変位と高
度の近似性を有しているため、該ギヤツプセンサ
１１による測定寸法に上記の変位寸法Z1による補
正を加えると正確なレール頭頂面形状を算出する
ことができる。その具体的な算出方法を第３図に
示すブロツク図について説明する。
向変位はギヤツプセンサ１１の上下方向変位と高
度の近似性を有しているため、該ギヤツプセンサ
１１による測定寸法に上記の変位寸法Z1による補
正を加えると正確なレール頭頂面形状を算出する
ことができる。その具体的な算出方法を第３図に
示すブロツク図について説明する。
上下方向の加速度計１２は前述のごとく上下方
向の加速度Ｚ¨1を検出する。この加速度計１２の
出力の内、不要な周波数成分をフイルタ１３で除
去し、２回積分回路１４に入力せしめ、 Z1＝∫∫Z¨1dt2 の演算を自動演算手段で行なわせて、その算出結
果Z1を出力させる。
向の加速度Ｚ¨1を検出する。この加速度計１２の
出力の内、不要な周波数成分をフイルタ１３で除
去し、２回積分回路１４に入力せしめ、 Z1＝∫∫Z¨1dt2 の演算を自動演算手段で行なわせて、その算出結
果Z1を出力させる。
一方、ギヤツプセンサ１１は、既述のごとく上
下方向の変位Z1を受けつつ走行するので、その検
出結果は、求める寸法Ｚではなく、Ｚ−Z1に相当
する値を検出して出力する。
下方向の変位Z1を受けつつ走行するので、その検
出結果は、求める寸法Ｚではなく、Ｚ−Z1に相当
する値を検出して出力する。
上述のようにして２回積分回路１４で算出した
Z1の信号出力と、ギヤツプセンサ１１で検出した
（Ｚ−Z1）の信号出力とをそれぞれバツフアアン
プを介して加算器１５に入力せしめ、両信号を加
算して求める変位Ｚが得られる。この出力信号Ｚ
はフイルタ１６を介して取り出す。
Z1の信号出力と、ギヤツプセンサ１１で検出した
（Ｚ−Z1）の信号出力とをそれぞれバツフアアン
プを介して加算器１５に入力せしめ、両信号を加
算して求める変位Ｚが得られる。この出力信号Ｚ
はフイルタ１６を介して取り出す。
第１図に示した実施例における金属製の片フラ
ンジ車輪２に代えて、踏面にウレタンゴムを巻き
つけた片フランジ弾性車輪（図示せず）を用いる
こともできる。このように構成すると慣性による
輪重変動のレール頭頂面への影響を軽減できる。
ンジ車輪２に代えて、踏面にウレタンゴムを巻き
つけた片フランジ弾性車輪（図示せず）を用いる
こともできる。このように構成すると慣性による
輪重変動のレール頭頂面への影響を軽減できる。
また、第４図Ａ，Ｂは前記と異なる実施例を示
し、車枠３に対して垂直に固定した案内軸１３に
より回転自在に支承した案内輪１４をレール１の
内側に当接転動せしめる構造であり、１５はウレ
タンゴム車輪である。本実施例によつても慣性に
よる輪重変動の影響を軽減できる。
し、車枠３に対して垂直に固定した案内軸１３に
より回転自在に支承した案内輪１４をレール１の
内側に当接転動せしめる構造であり、１５はウレ
タンゴム車輪である。本実施例によつても慣性に
よる輪重変動の影響を軽減できる。
第５図Ａ，Ｂは更に異なる実施例を示し、車枠
３に取付けた車軸支持金具に対し、Ｌ形リンク１
８の１端１８ａを回動自在に軸支すると共に、他
端１８ｂを防振ゴム１７を介して取りつけてあ
る。上記Ｌ形リンク１８の頂点１８ｃ付近に軸受
を設けて、金属製の片フランジ形車輪２の車軸２
ａを支承する。本実施例によつても慣性による輪
重変動の悪影響を軽減することができる。
３に取付けた車軸支持金具に対し、Ｌ形リンク１
８の１端１８ａを回動自在に軸支すると共に、他
端１８ｂを防振ゴム１７を介して取りつけてあ
る。上記Ｌ形リンク１８の頂点１８ｃ付近に軸受
を設けて、金属製の片フランジ形車輪２の車軸２
ａを支承する。本実施例によつても慣性による輪
重変動の悪影響を軽減することができる。
以上詳述したように、本発明の測定測置によれ
ば、計測車の慣性や車輪まわり部材の弾性の影響
を自動的に相殺補正してレール頭頂面の形状、即
ち凹凸の状態を測定することができ、ギヤツプセ
ンサは非接触形であるためレールとの摺触による
摩耗や発熱を生じる虞れが無い。
ば、計測車の慣性や車輪まわり部材の弾性の影響
を自動的に相殺補正してレール頭頂面の形状、即
ち凹凸の状態を測定することができ、ギヤツプセ
ンサは非接触形であるためレールとの摺触による
摩耗や発熱を生じる虞れが無い。
また、計測車の振動による悪影響や、レールと
の摩擦による悪影響を受けないので、計測車を高
速で走行させることができ、高能率の測定が可能
である。
の摩擦による悪影響を受けないので、計測車を高
速で走行させることができ、高能率の測定が可能
である。
第１図は本発明のレール頭頂面形状測定装置の
１実施例を搭載した計測車の平面図、第２図は同
側面図、第３図は本発明のレール頭頂面形状測定
装置の１実施例における自動演算手段のブロツク
図である。第４図Ａ，Ｂ及び第５図Ａ，Ｂはそれ
ぞれ上記と異なる実施例の説明図である。 １ａ……左レール、１ｂ……右レール、２……
車輪、３……車枠、３ａ……左車枠、３ｂ……右
車枠、４……案内筒、４ａ……軸受、５……滑り
軸、６……スプリング、７……ベローズ、８……
取付台、９……取付板、１０……牽引杆、１１…
…ギヤツプセンサ、１２……加速度計。
１実施例を搭載した計測車の平面図、第２図は同
側面図、第３図は本発明のレール頭頂面形状測定
装置の１実施例における自動演算手段のブロツク
図である。第４図Ａ，Ｂ及び第５図Ａ，Ｂはそれ
ぞれ上記と異なる実施例の説明図である。 １ａ……左レール、１ｂ……右レール、２……
車輪、３……車枠、３ａ……左車枠、３ｂ……右
車枠、４……案内筒、４ａ……軸受、５……滑り
軸、６……スプリング、７……ベローズ、８……
取付台、９……取付板、１０……牽引杆、１１…
…ギヤツプセンサ、１２……加速度計。
Claims (1)
- １ 被測定物であるレールの上を走行する計測車
の前後の走行車輪の略中間位置に支持剛体を設
け、この支持剛体に、レール面に対向せしめた非
接触型のギヤツプセンサと、上記レール頭頂面に
垂直な方向における加速度を検出する加速度計と
を一体的に取付け、かつ、上記加速度計の検出出
力に基づいて、この加速度計及びギヤツプセンサ
に取り付けた支持剛体自体のレール頭頂面に垂直
な方向における変位を検出する機能と、この検出
変位量信号をギヤツプセンサの出力信号に加算す
る機能とを有する自動演算手段を設けて、レール
頭頂面の凹凸を非接触的に連続測定し得べく為し
たることを特徴とするレール頭頂面の形状測定装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10838884A JPS60252207A (ja) | 1984-05-30 | 1984-05-30 | レ−ル頭頂面形状測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10838884A JPS60252207A (ja) | 1984-05-30 | 1984-05-30 | レ−ル頭頂面形状測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60252207A JPS60252207A (ja) | 1985-12-12 |
| JPH0349365B2 true JPH0349365B2 (ja) | 1991-07-29 |
Family
ID=14483499
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10838884A Granted JPS60252207A (ja) | 1984-05-30 | 1984-05-30 | レ−ル頭頂面形状測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60252207A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012251840A (ja) * | 2011-06-02 | 2012-12-20 | Railway Technical Research Institute | レール凹凸測定装置 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62156510A (ja) * | 1985-12-28 | 1987-07-11 | Tetsudo Sogo Gijutsu Kenkyusho | レ−ルの頭頂面の波状摩耗検測方法およびその装置 |
| FR2698689B3 (fr) * | 1992-11-30 | 1994-11-10 | Unimetall Sa | Dispositif et procédé de mesure de la flèche d'un produit long profilé. |
| KR100999652B1 (ko) | 2008-11-26 | 2010-12-08 | 한국철도기술연구원 | 노면 요철 측정장치 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5510556A (en) * | 1978-07-10 | 1980-01-25 | Toshiba Corp | Measuring method for mobile track alignment |
| JPS5991301A (ja) * | 1982-11-18 | 1984-05-26 | Japanese National Railways<Jnr> | レ−ル頭頂面凹凸波形測定台車 |
-
1984
- 1984-05-30 JP JP10838884A patent/JPS60252207A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5510556A (en) * | 1978-07-10 | 1980-01-25 | Toshiba Corp | Measuring method for mobile track alignment |
| JPS5991301A (ja) * | 1982-11-18 | 1984-05-26 | Japanese National Railways<Jnr> | レ−ル頭頂面凹凸波形測定台車 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012251840A (ja) * | 2011-06-02 | 2012-12-20 | Railway Technical Research Institute | レール凹凸測定装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60252207A (ja) | 1985-12-12 |
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