JPH041803B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、通常の列車通過区間における線路
の変位量は勿論、所定期間内に測定回数が限定さ
れ、かつ列車の通過量の少ない区間、駅構内等の
留置線、操車場および保守作業終了直後の区間等
に敷設された鉄道線路の上下および左右夫々の方
向における変位量を小型でしかも簡易な手段で検
知・測定可能な軌道検測装置に係るものである。

軌道は、列車の通過する都度に繰返し荷重をう
けるため、各部は軌道敷設当初の状態に比し変位
もしくは変形し、いわゆる「軌道狂い」を生じ、
そしてこの軌道狂いが甚しいときには列車の乗心
地が悪化し、さらにこれが著しく大きくなつたと
き、もしくはたとえば通り狂いと水準狂いとから
なる複合狂いが生ずると、列車の脱線事故という
異常事態発生の原因の一つともなつている。従つ
て軌道狂いの状態を常時、適確に把握し、異常個
所については即刻、整備もしくは改良しておく必
要がある。しかして軌道狂いの指標としては通常
以下の５項目が差げられるが、高低狂いと通り狂
いについて左、右夫々における軌条の別があるた
め、７項目を挙げることもできる。先づ５項目に
ついて述べるに (1)軌間狂い、軌間（ゲージ）の基本寸法に対する
狂い量 (2)水準狂い、軌間の基本寸法当りの左・右軌条に
おける高低差 (3)高低狂い、軌条頂面の長さ方向に沿う凹凸にし
て、一般には長さ10mの糸を軌条頂
面に沿つて張設し、その中央部にお
ける軌条頂面と糸との間における鉛
直距離によつて表示している。

(4)通り狂い、軌条内側面の長さ方向に沿う凹凸に
して、一般には長さ10mの糸を軌条
内側面に沿つて張設し、その中央部
における軌条内側面と糸との間にお
ける水平距離によつて表示してい
る。

(5)平面性狂い、軌道の平面に対する狂い量にし
て、一定間隔下の二点の水準狂いの
代表差を以て表示し、しかして一定
間隔の採用数値として、在来線では
5m、新幹線では2.5mと規定されて
いる。

前述の５項目に加えて高低、通りの左右におけ
る軌条の分をも含めて７項目の検測可能なものと
して、高速軌道検測車があり、これは通常の客車
一輌と略同じ大きさにして、検測機能の発揮にお
いて満足すべきものであり、列車が高速でたえず
通過する線路区間では前記高速軌道検測車の利用
が好適なるも、所定期間たとえば一年間の間に測
定回数が限定され、かつ列車の通過量が少ない区
間、駅構内等での貨車を一時的に停留させておく
ための留置線や操車場の線路や保守作業を終了直
後の区間等に敷設された線路の上下および左右
夫々の方向における狂い量の測定に際しては、列
車通過による振動・衝撃等が比較的少いため、軌
道設定上当初の状態に余り変化が少ない場合にあ
つては、高速軌道検測車による測定対象から除外
されているのが現状なるも、高低通り軌間、平面
等の狂いを精密に検測しておくのが望ましいこと
は当然であり、また前述の項目(4)の「通り狂い」
における狂い量は、基準弦に対する中央点の狂い
量であるから、走行台車枠を、前後の車輪位置で
常に、軌条内側面（軌条軌間面）に接触させてお
けばその中央点での狂い量が求める値となり、測
定センサーは一個所で事足りるが、このためには
走行台枠を常に基準軌条の内側面に接触させてお
く必要があり、しかしてその手段として対側軌条
に反力を取りばねの力で走行台車枠を基準軌条の
内側面に押圧するか、車輪の走行周縁を逆傾斜面
（通常、軌条の内側に当接する部分が大径で、軌
条頂面に当接する部分が小径であるが、その直径
の大小部材を逆にする）にするか、もしくは車輪
の軸を進行方向に対して直角に設定しないで、所
望角度だけ傾斜させるようにする等のことが挙げ
られるが、走行台車枠を基準レール内側面に常
時、接触・保持させること自体が困難であり、ま
た車輪のフランジがレール内側面に摺接し、走行
抵抗を増大させ、列車の走行速度の低減化を招く
欠点がある。また、前記(4)通り狂い、(3)高低狂い
の狂い量ともに10mの弦に対する中央の値を指す
ため、直接、狂い量を測定するには10mの測定枠
が必要であるが、その取扱に難渋する点において
実用的とは云い難い。

左右夫々のレールの通り狂いおよび高低狂いに
おける狂い量の検測において、従来にあつては
左・右夫々のレールに対する基準枠もしくは基準
弦を設けて左右別々に測定していたので作業に際
しての煩雑感と時間の空費とを免れ難かつたし、
また平面性狂いの検側において従来にあつては前
述したように一定間隔下の二点の水準狂いの代数
差を以て表示し、之を測定する手段として、たと
えば実用新案登録第906121号に係る「軌条の平面
狂い測定装置｝のようなものが挙げられ、之とて
も前後の夫々の車軸の傾きの代数差から求めてい
るので、逐一夫々の車軸についての水準狂い量を
算出し、次いで両者の代数差を算出するため、算
出時の手間と時間とを不当に要する等の欠点を有
している。そこでこの発明は前述のような種々の
欠点を是正する意図のもとに、高低、通り、軌間
および水準の狂いの夫々の測定器を装備せる中央
台車枠とその前後における夫々の通り測定器を装
備した一対の前後の接合台車枠とを相互に着脱自
在とすることで利用者にとつてはその取扱いが容
易にして、かつ測定所作の迅速化、測定値の記
憶、狂い量の修正計算等の多岐に亘る活用範囲の
拡大化等を所期でき、しかも高速軌道検測車の測
定対象から除外されている線区の軌道検測にも好
適な軌道検測装置を提供しようとするものであ
る。

以下図面についてこの発明の一実施例を述べる
に、第１図において台形状の中央台車枠Ｍの前後
（第１図、第２図において左側を前方、右側を後
方とする。）にフランジ状の継手j₁，j₁，j₂，j₂を
夫々介して通り変位検知器T₁，T₂と夫々具備し
た台形状の接合台車枠F₁，F₂を図示しないボル
ト、ナツトのような止着具で着脱自在に接合する
一方、中央台車枠Ｍ、接合台車枠F₁，F₂の夫々
の接続体１，２，３を、フランジ状の継手k₁，k₂
を介して接離自在とすると共に、中央台車枠Ｍの
対側レール４側（第１図において上方）には、中
央台車枠Ｍ走行用の車輪W₁，W₁をまた測定基準
レール５側（第１図において下方、以下基準レー
ルという）には走行距離測定用のセンサー付車輪
６と誘導論６′とを転動自在に載置し、センサー
付車輪６は基準レール５の頂面に対し、バネによ
り常に押圧させ乍ら回転可能に腕片b₁で支持し、
たとえば1m走行する毎に１パルスの信号を発し、
その時点での通り、高低、軌間等の狂い量の測定
を指示させるようにし、また前後の接合台車枠
F₁，F₂の夫々前後端近傍に腕片b₂を介して走行
用の車輪W₂，W₂を基準レール５上を転動自在に
支持し、しかしてこれら車輪W₂，W₂に近接した
位置および中央台車枠Ｍの中央に夫々通り変位検
知器T₁，T₂，T₃を設定し、なお、後方の接合台
車枠F₂の基準レール５側の基枠７に突出した保
持片８に接続体３の後部をピンＰにて止着し、他
方、前方の接続体２は接合台車枠F₁の基準レー
ル５側に載置させると共に、中央台車枠Ｍの対側
レール４側には軌間変位検知器Ｇを、また略中央
には対側レール４側と基準レール５側の傾きを測
定する角度変位検地器Ｈを設定し、さらに基準レ
ール５の側で前記通り変位検知器T₂を、また車
輪W₂，W₂の中央に中央台車枠Ｍと基準レール５
の頂面との間の距離を測定する高低変位検知器Ｅ
を設定してある。しかして前記通り変位検知器
T₁，T₂，T₃軌間変位検知器Ｇおよび高低変位検
知器Ｅの夫々の構造は略同一であるので之を第４
図、第５図において述べるに、一対の並列せる車
体フレーム９，９に横架・定着された長方形状の
筐体V₁の内側端部に軸受C₁，C₁を設け、これら
軸受C₁，C₁の夫々に貫通・遊合された移動桿１
０の中間適所に取付けた懸垂片１１の下端にブロ
ツク状の通り用センサーS₁（もしくは軌間用セン
サーS₂）を固定・垂下し、該センサーS₁の近傍に
移動桿１０に直交下に固定せる支軸d₁の端部にロ
ーラｒ，ｒを回動自在に支持させ、これらローラ
ｒ，ｒの夫々を筐体V₁における垂下片１２に横
架・定着した並列状のガイドレール１３，１３に
転動自在に載置し、また前記支軸d₁の適所に一端
を取付けられたワイヤー１４の他側を、ポテンシ
オメーター１５に取付けた回転軸d₂に定着せるプ
ーリー１６に捲回し、その他端を固定すると共
に、この回転軸d₂に捲回したワイヤー巻取りコイ
ル１７で、支軸d₁を常時プーリー１６側に弾発・
付勢し、なお移動桿１０の中間に固定したカラー
C₂と軸受C₁との間に張設したコイルスプリング
１８を、常時矢印ｕ方向に弾発付勢してある。な
お高低用センサーS₃については第６図にみるよう
に、移動桿１０に取付けた懸垂片１９の下端に倒
Ｕ字形の保持片２０に、ローラのような転動子２
１を回転自在に支持した点で前記通り用、軌間用
センサーS₁，S₂と相違している。

また、角度変位検知器Ｈについては、第７，
８，９および１５図にみるように、中央台車枠Ｍ
の中央に設定された水平基準ビーム２２の下端両
側の夫々に断面がＬ字形の一対の支持片２３，２
３を定着・垂下し、これら支持片２３，２３の下
端に横架・固定した支軸２４に円筒状の車輪W₃
を回転自在に支持し、これら車輪W₃を基準レー
ル５、対側レール４の夫々頂面を転動自在に載置
する一方、水平基準ビーム２２の略中央上面にビ
スのような止着具i₁，i₂で水準センサーS₄を定置
し、該水準センサーS₄の両側に夫々コイルスプリ
ング２５，２５を介して中央台車枠Ｍの前後に亘
る基準ビーム２６，２６を弾発下に載架してあ
る。しかして前記水準センサーS₄に、第７，８，
９図にみるように、長方形状の筐体V₂の両側内
部に鋲もしくはビスのような止着具i₃で固定・垂
下された断面倒Ｕ字形の軸受b₃に、支軸２７，２
７を横架・固定し、これら支軸２７，２７に上方
を回動自在に貫通された腕片２８の下端に円柱状
の重鍾２９を固定・懸垂する一方、腕片２８の中
途に設けた一対の切込みｎ，ｎに係入した突子
ｙ，ｙを取付けたＵ字状の挾持体３０に水準測定
桿３１の端部をネジ込みにより固定し、該水準測
定桿３１の中間を、筐体V₂の略中央に定着した
取付片３２，３２に介在・固定せる差動トランス
３３の通孔ｈに貫通させると共に、前記重鍾２９
のうち一方（図面では左方）に、ネジ込みで固定
した停止片３４を、前記取付片３２に当接可能に
臨ませ、水準測定桿３１の徒らな移動を制止可能
としてある。

中央台車枠Ｍ上の適所たとえば基準レール５側
の中央に搭載された演算出力装置Ｑは第１１，１
２図にみるように長方形状の筐体V₃の裏側には
通り変位検知器T₁，T₂，T₃軌間変位検知器Ｇ、
高低変位検知器Ｅ、角度変位検知器Ｈおよびカン
トの夫々を作動させるためのセンサー接続用コネ
クターq₁，q₂，q₃，q₄，q₅，q₆およびq₇を設定す
る一方、電源用スイツチq₈、ヒユーズq₉および電
源接続用コネクターq₀を取付け、または表側に
は、キーボードk₆、モニター、スパン、測定用切
換スイツチS₆、プリンター記録紙３５、モード用
表示器３６、データ用示器３７、カセツト３８、
カセツト取出用のカセツトイジエクトスイツチ３
９およびプリンター記録紙供給用のフイドスイツ
チ４０の夫々を設定し、また筐体V₃の内部には
定電圧回路、Ａ／Ｄ変換回路、スパン調整回路、
ゼロ点調整回路、演算回路、印字機、電源（ここ
では蓄電池）および制御器（いづれも図示しな
い）を収納し、しかして演算出力に際し、ＲＭ
化したプログラムに従い、中央処理演算機
（CPU）で制御し、その制御結果をプリンター記
録機３５に印字すると共に、カセツトテープに入
力可能となし、測定に際し、中央台枠Ｍと両側の
接合台車枠F₁，F₂とを一体的に組付け、予め規
定した距離（たとえば1m）に達すると、その時
点における各検知器からの入力値を、Ａ／Ｄ変換
回路によりデジタル値に変換した後、記憶すると
共に、その時点で出力可能な値（この場合、基準
レール５側の高低・通り狂い、水準狂い、軌間）
を印字機でプリンター記録紙３５に印字し、また
対側レール４側における高低・通り狂いと平面性
狂いの狂い量はたとえば5m以上移動した後にお
いて出力可能とし、なお、接合台車枠F₁，F₂が
傾倒しないように中央台車枠Ｍの略中央に補強板
４１を設定してある。図中m₀は中央台車枠Ｍの
中央部ｌは筐体V₂内に収納されたシリコンオイ
ルC₃は軸受である。

この発明は前述のような構成であるから、測定
に際し、まづ対側レール４、基準レール５上にお
いて中央台車枠Ｍの前後に夫々接合台車枠F₁，
F₂を継手j₁，j₁，j₂，j₂および止着具で接合・固定
して一体的に組付けた後、適時の予熱時間におい
て各変位検知器におけるゼロ点の確認もしくはゼ
ロ点への調整を行なう。ついで対側レール４、基
準レール５上での走行開始と共に、走行距離測定
用のセンサー付車輪６から発せられるパルスの積
算を開始し、予め規定した距離たとえば1mを走
行したとき、その時点における各検知器からの入
力値を、演算出力装置におけるＡ／Ｄ変換回路に
よりデジタル値に変換後、記憶すると共に、その
時点で出力可能な値（この場合、前述したように
基準レール５側の高低・通り水準の狂い、軌間）
を印字機によりプリンター記録紙３５に印字す
る。また対側レール４での高低、通りおよび水準
の各狂いの狂い量は5m以上走行した後に出力可
能となる。しかして各測定項目の算出手段および
算出式を以下に述べる。

(1) 高低狂いの測定 基準レール５側の測定において、第１３図に
みるように、前後方向に亘り5mの間隔をもつ
た車輪W₂，W₂間の中央における高低変位検知
器Ｅの高低センサーS₃を基準レール５の頂面に
当接させ乍ら走行するとき、基準レール５の頂
面の凹凸により高低センサーS₃自体が少許なが
ら上下動するので、その動きによりワイヤー１
４は第４図における図示の位置の上方もしくは
下方に移行するため、プーリー１６は時計方向
もしくは反時計方向（第５図において）に回転
する故、プーリー１６と同軸のポテンシオメー
ター１５の指針も同一方向に回動するが、走行
距離測定用のセンサー付車輪６からのパルスが
発せられない間は、前記指針の動きを介してプ
リンター記録紙３５には凹凸状況は記録されな
いが、前述のように1m移行したとき、パルス
が発せられ基準レール５の凹凸状況を測定する
指令によりプリンター記録紙３５に数値が印字
されることになる。しかしてこの数値は基準レ
ール５の頂面とその鉛直線上における中央台車
枠Ｍの中央部m₀との間の距離にして之を5m高
低狂い量Hnとする。また対側レール４の高低
狂い量H_Rは基準レール５側における夫れを基
準として次の演算により算出する。即ち H_R＝H_o＋（C_o−C_o-1＋C_o-1／２） ここにC_oは中央部m₀における水準値C_o-1、
C_o+1は中央部m₀から夫々5mの前方、後方にお
ける水準値である。

かくて1m走行する都度パルスの指令により
プリンター記録紙３５に高低狂い量H_oの数値
が印字されるので、基準レール５側および演算
により対側レール４側での頂面における高低の
状況を定量的に測定可能となる。

(2) 通り狂いの測定 基準レール５側の測定に際しては第１４図に
みるように、前後に並設した３個の通り用セン
サーS₁の夫々を基準レール５の内側面に当接さ
せ乍ら走行するとき、通り用センサーS₁の夫々
が基準レール５の長手方向における湾曲状況に
応じ、第５図においてワイヤー１４が図示の位
置の上方もしくは下方に移行するが、前述の(1)
の場合におけると同様に1m移行した時点にお
いてパルスが発せられ基準レール５の狂い量を
３箇所において同時に測定可能となる。しかし
て基準レール５側の通り狂い量δ_oは次式で示さ
れる。

δ_o＝β−α−γ／２ ここにαβγの夫々は３個所の夫々における狂
い量である。

また対側レール４側における通り狂い量、δ_R
は次式で示される。

δ_R＝δ_o＋（ρ_o−ρ_o-1＋ρ_o+1／２） ここにρ_o、ρ_o-1、ρ_o+1は後述の5m離れた３個
所の夫々における軌間である。

(3) 軌間狂いの測定 対側レール４の内側面に軌間用センサーS₂を
当接させ乍ら走行するとき、前述の(2)の通り狂
いの測定におけると同様に、1m走行した都度
発せられるパルスにより測定指令が発せられ、
前述の基準レール５側における通り変位検知器
T₂の狂い量βと対側レール４側における狂い
量λとの和を以て中央台車枠Ｍの中央部m₀に
おける狂い量ρnが得られる。即ち、 ρ_o＝β＋λ なお中央台車枠Ｍの中央部m₀より第１３図
において5m前方の軌間狂い量をρ_o-1、5m後方
の夫れをρ_o+1とする。

(4) 水準狂い 対側レール４を基準レール５における頂面が
上下方向に同一であるか否かの測定に際し、第
１５図にみるように、中央に第７，８，９，１
０図に示す角度変位検知器Ｈを搭載し、車輪
W₃，W₃により1m走行した時点において、支
軸２７，２７の夫々に枢着された腕片２８，２
８のいづれかの側への傾倒により水準測定桿３
１が左方もしくは右方に移動し、その移動量を
差動トランス３３を介して計測し、両側のレー
ルの間における高低差を測定する。

(5) 平面性狂いの測定 前記(4)の水準狂いの測定結果を記憶させてお
き、5m離れた水準狂いとの差を求め、之を平
面性狂い量Ｚとすれば、 Ｚ＝Y_o−Y_o+5 ここにY_o、Y_o+5は5m離れた二地点における
夫々の水準狂い量である。

(6) 通り狂い、高低狂いの10m弦への換算 前述の通り狂い、高低狂いの測定による値
は、5m弦に対する値であるが、一般的には、
通り狂い量高低狂い量の夫々は10m弦を基本と
しているので、第１６図にみるような関係か
ら、10m弦に対する値に換算しておく。即ち Ａ＝A_o-1＋2A_o＋A_o+1 ここにＡは10m弦に対する通り狂い量、高低
狂い量、A_o-1、A_o、A_o+1の夫々は5m離れた３
地点の5m弦に対する通り狂い量、高低狂い量
である。

この発明によれば、対側レール側の高低狂い量
は基準レール側の夫れからの演算で、また対側レ
ール側の通り狂い量は基準レール側の夫れと軌間
狂い量とからの演算で夫々算出可能であるから、
演算のための基準弦と、センサーは夫々一組づつ
で事足りる故対側、基準夫々のレールの通り狂い
量、高低狂い量の測定に際し、レールに対する基
準枠もしくは基準弦を設けて別個に測定していた
従来の測定手法に比し、用意すべき測定器におけ
る部品数を、従来における夫れに比し大巾に低減
でき、よつて全体としての構成の簡易化、重量お
よび施設費の低減化に併せて、調整、保守等の手
間と時間とを著しく節減可能であり、また従来、
通り狂いの測定には走行台車枠の前後端をレール
内側面に接触させておく必要があつたが、この発
明にあつては前後端においても基準レールの内側
面に接触させる必要がなく、接合台車枠に対設し
た通り変位検知器で基準レール内側面との離れ量
を測定するので、通り狂い量を従来の測定手段に
比しより精密に測定し得ると共に、走行に際し、
レール内側面に三個の通り変位検知器のセンサー
が接触しないので、走行抵抗の低減にも役立ち、
また三個の通り変位検知器は夫々の台車枠に一個
づつ基準レール側に設定され、他方軌間変位検知
器は対側レール側に、また中央台車枠の略中央に
角度変位検知器と演算出力装置を夫々設定してあ
るので、各検測器が一個所に集約されない、所謂
分岐状態下におかれているため、点検清掃、交換
等を容易に行ない得ると共に、全体としての均衡
をよく保持可能で、しかも各検測器により測定さ
れた値は各項目毎に印字されるだけでなく、記憶
回路によりカセツトテープのような部品に記憶さ
せた後、演算出力装置から取出し得るので、他の
データ処理機に入力源として利用し、たとえば許
容誤差の範囲を超過した箇所や、一定距離毎の評
価、偏差値の出力、狂い量の修正計算等多岐に亘
つて活用ができ、なお、特に従来高速軌道検測車
の利用において不経済であり、また、取扱いに不
便であつた面をも解消し、列車の通過量の少い区
間駅構内の留置線、操車場等における軌条の検測
をも簡易に行ない得るし、さらには、測定基準弦
である10mに対応する測定枠を使用することな
く、その半分の長さの測定枠で検測可能である
故、全体としての形態、重量の大巾な低減を所期
し得て利用者にとつてはその取扱が容易で、また
経済的な負担も著しく軽減できる等の特徴を有す
るものである。

【図面の簡単な説明】

図面はこの発明に係る一実施例にして第１図は
全体の要部平面図、第２図は仝上正面図、第３図
は第２図の−線矢視図、第４図は通り、高
低、軌間測定用の変位検知器の要部縦断面図、第
５図は第４図のＶ−Ｖ線断面図、第６図は第４図
の−線矢視図、第７図は角度変位検知器の平
面図、第８図は第７図の−線断面図、第９図
は第８図の−線断面図第１０図は第９図のＸ
−Ｘ線の一部切欠した拡大断面図、第１１図は演
算出力装置の表面からの斜視図、第１２図は仝上
の裏面からの斜視図、第１３図は基準レール側に
おける高低狂い量測定時の説明図、第１４図は基
準レール側における通り狂い量測定時の説明図、
第１５図は角度変位検知器の中央台車枠への装着
状態の要部断面図、第１６図は通り、高低狂いの
10m弦への換算態様の要部説明図、第１７図は狂
い量の変換手順を示すブロツク図である。 ４……対側レール、５……基準レール、Ｅ……
高低変位検知器、Ｇ……軌間変位検知器、Ｈ……
角度変位検知器、T₁，T₂，T₃……通り変位知
器、F₁，F₂……接合台車枠、Ｍ……中央台車枠、
Ｑ……演算出力装置、W₃……角度変位検知器の
車輪。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 基準レール側に通り変位検知器、高低変位検
   知器を、対側レール側に軌間変位検知器を、また
   略中央に前記基準レール、対側レールの夫々を転
   動する車輪付の角度変位検知器および適所に各変
   位検知器による測定値のＡ／Ｄ変換回路、調整回
   路、記憶回路、演算回路、印字機等を具備した演
   算出力装置を夫々搭載した中央台車枠に、基準レ
   ール側に通り変位検知器を夫々具えた同大の接合
   台車枠を前後において着脱自在としたことを特徴
   とする軌道検測装置。 ２ 接合台車枠側の夫々の通り変位検知器は中央
   台車枠の通り変位検知器より等距離に設定され、
   また高低変位検知器は中央台車枠の中央に設定さ
   れていることを特徴とする特許請求の範囲第１項
   記載の軌道検測装置。