JPH052165B2 - - Google Patents

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JPH052165B2
JPH052165B2 JP61052523A JP5252386A JPH052165B2 JP H052165 B2 JPH052165 B2 JP H052165B2 JP 61052523 A JP61052523 A JP 61052523A JP 5252386 A JP5252386 A JP 5252386A JP H052165 B2 JPH052165 B2 JP H052165B2
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JP
Japan
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vehicle
measurement
distance
measuring
vehicle body
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JP61052523A
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English (en)
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JPS62222111A (ja
Inventor
Kunio Takeshita
Masayuki Ito
Tetsuo Yamada
Satoru Kishimoto
Shuji Sugimura
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Railway Technical Research Institute
Hitachi Ltd
Hitachi High Tech Corp
Original Assignee
Railway Technical Research Institute
Hitachi Ltd
Hitachi Electronics Engineering Co Ltd
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Publication date
Application filed by Railway Technical Research Institute, Hitachi Ltd, Hitachi Electronics Engineering Co Ltd filed Critical Railway Technical Research Institute
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Publication of JPS62222111A publication Critical patent/JPS62222111A/ja
Publication of JPH052165B2 publication Critical patent/JPH052165B2/ja
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、高速走行実績のある営業用車両と同
様な2台車形式の車両を2両連結して測定弦長を
大きくし、軌道試験車として高価な特殊車両を製
作する費用を省き、しかも高速走行しながら長波
長軌道狂いを高感度で測定出来るようにした長波
長軌道狂い測定法に関する。
〔発明の背景〕
従来の高速軌道試験車は、高低、通りの測定を
対称弦による3点測定法(正矢法)で行うため、
3組の台車を有し、かつ車体の剛性を高くした特
殊車両を必要とし、高価になると同時に210Km/
h以上の速度領域では解明すべき走行安全上の問
題が残されていた。高速鉄道で問題になる長波長
軌道狂いについては、ジヤイロを用いる長波長高
低測定が行われているが、精度を確保するため
に、ジヤイロの特性上止むを得ない特殊な制御機
構を必要とし、尚かつジヤイロ特性上の誤差を完
全に除去するには至つていない。また、ジヤイロ
とその制御機構の価格は高く、保守費も高い。
〔発明の目的〕
本発明は、上記従来の軌道試験車のような問題
点のない、すなわち、車両価格が高く、高速走行
(300Km/h程度)の安全性にも問題がなくしかも
十分良好な測定精度が得られる長波長軌道狂い測
定法を提供することを目的とする。
〔発明の概要〕
上記の目的を達成するために、本発明は、同一
構造の2台車形式車両を2両連結して、その1両
の2台車と、他の1両の1台車とにそれぞれ測定
車輪を設けると共に、2車体の相対向する端面間
に所定の原点位置と、この原点位置から垂直方向
及び水平方向に隔てて間隔検出手段を設け、各測
定車輪の位置での車体の車軸からの高さと車体の
中心線と測定車輪との間の間隔とを測定すると共
に、原点位置での車体間隔と、その垂直方向に隔
てた位置での車体間隔とから垂直方向の角度を測
定し、また原点位置の車体間隔と水平方向に隔て
た位置での車体間隔とから水平方向の角度とを測
定して、各測定車輪位置での車体の高さと車両間
の垂直方向の角度とから、両端の測定車輪間の高
低方向の測定弦を演算して、この測定弦に対する
中間の測定車輪の高低方向の変位を検出すること
によつて高低狂いを検出し、かつ各測定車輪の位
置での車体の中心線と測定車両との間の間隔と車
両間の水平方向の角度とから、両端の測定車両間
の通り方向の測定弦を演算して、この測定弦に対
する中間の測定車両の通り方向の変位を検出する
ことによつて、通り狂いを検出するようにしたこ
とをその特徴とするものである。
〔作用〕
まず、本発明においては、価格及び走行安定性
の見地から、2台車形式の車両を用いるようにし
た。通常、営業車は2台車であることから、営業
車を改良するだけで、軌道試験車に転用できるこ
とから、従来技術のように、3台車を持つた特殊
な軌道試験車を製造するのより遥かに安価に製造
できる。また、特に高速走行時の走行安定性は3
台車形式の車両より2台車形式の車両を用いる方
が優れている。
3点測定法を行うには、測定車輪が3箇所必要
であることから、3つの台車を備えていなければ
ならない。そこで、本発明においては、同一構造
の車両を2両連結するようになし、一方の車両の
2つの台車と、他方の車両の1つの台車とを測定
車輪とした。そして、これら3つの測定車輪のう
ち、両端に位置する車輪間に測定弦を引き、中間
の測定車輪のこの測定弦に対する変位を検出する
ようにしている。
ところで、連結されている2両は、走行中に、
その車体の中心軸線間に、上下方向及び左右方向
に傾きが生じる。従つて、この傾きを測定しなけ
れば、測定弦を設定できないことになる。このた
めに、本発明においては、2つの車体間の連結部
分の端面相互の間隔を検出することによつて、傾
きを検出するようにしている。しかも、車両端面
間における上下方向と左右方向との傾きを同時に
検出する。即ち、所定の原点位置での間隔と、こ
の原点位置から垂直方向に所定間隔だけ隔てた位
置での間隔とから垂直方向の角度を演算する。ま
た、この原点位置での間隔と、原点位置から水平
方向に所定間隔だけ隔てた位置での間隔とから水
平方向の角度を演算する。これにより、連結され
ている車両間に3個の検出器を設けるだけで、垂
直方向及び水平方向の角度が測定できるようにな
る。そして、前述した3箇所の測定車輪には、測
定車輪の位置での車体の車軸からの高さと、車体
の中心線と測定車輪との間の間隔とを測定するよ
うにした。これによつて、高低狂いと通り狂いと
を同時に測定できる。
長波長軌道狂いの測定を行うには、できるだけ
長い測定弦を設定するようにしなければならな
い。本発明では、測定弦は、連結車両の一方側の
測定車輪のうち、連結部から離れた位置の測定車
輪と、もう一方の車両の測定車輪との間に測定弦
を引くようにしていることから、1車両3台車方
式のものと比較して、測定弦を長くすることがで
きる。
2車両連結方式を採用していることから、3点
測定を対称法で行うことはできず、非対称弦を用
いるようにしている。この非対称弦を用いても、
3点測定により狂いを測定できるのは勿論のこと
であつて、さらに本発明者等の解析結果によれ
ば、この非対称弦を用いると、測定弦のフイルタ
特性のうちの波長特性を良くすることが判明して
いる。
〔発明の実施例〕
2両の2台車形式車両で構成される軌道試験車
で軌道の高低狂いを測定する状態を第1図に測定
原理を第2図に示す。連結された車体1と2は、
走行車輪4に支持されてレール3の上を矢印の方
向へ進む。車体1及び2と車輪の軸箱5の間の上
下変位は検出器6により検出される。検出器7は
車体1と2の6自由度の相対変位の中から上下変
位のみを選択検出し、また上下方向にHの間隔で
取付けられた検出器8−1,8−2はそれぞれ前
後変位x1,x2のみを選択検出する。ここで、検出
器8−1は原点位置での間隔を検出するものであ
り、これと上下方向にHの間隔を持つた検出器8
−2とで車両1と車両2との間の垂直方向の角度
を測定できる。また、後述するように、原点位置
の検出器8−1と水平方向に所定間隔を持つて取
り付けた検出器8−3との間で、水平方向の角度
を測定する機構を構成する。
車体2の左端から走行車輪4−4の軸箱5−4
までの距離をlA、走行車輪4−5の軸箱(図示せ
ず)までの距離をlB、車体1の底辺から軸箱5−
1,5−2、及び車輪4−3の軸箱迄の距離をそ
れぞれa,b,bL、車体2の底辺から軸箱5−4
及び車輪4−5の軸箱迄の距離をそれぞれc,d
とすれば、車体1の底辺の延長線と、軸箱5−4
及び車輪4−5の軸箱位置における車体2の底辺
との高低差hAとhBは hA=lAsin(tan-1x1−x2/H)+zB ……(1) hB=lBsin(tan-1x1−x2/H)+zB ……(2) 走行車輪4−1,4−2及び4−4を用いる場
合の高低狂いhは h=1/l1+l2{l2a+l1〔−lAsin
(tan-1x1−x2/H)−zB+c〕}−b……(3) 走行車輪4−1,4−3及び4−5を用いる場
合の高低狂いhLは hL=1/l3+l4{l4a+l3〔−lBsin
(tan-1x1−x2/H)−zB+d〕}−bL……(4) ただし変位はそれぞれの車体基準で下方に正と
する。
第3図に示すように、上下検出器7は車体1に
固定のブラケツト15に取付けられた金具14に
軸受13を介して垂直軸のまわりに旋回可動に取
付けられ、車体1に対する車体2の上下変位は車
体2に固定の金具17に軸受16を介して垂直軸
まわりに旋回可動に取付けられたアーム12及び
その先端のボールジヨイント11を経てアーム1
0の旋回運動として検出器7の軸に伝達され、上
下変位zBが電圧として出力される。
前後方向の変位検出器8−1は、第4図に示す
ように車体1のブラケツト26に取付けられた金
具25に軸受24を介して前後方向軸まわりに旋
回可動に取付けられ、車体1と2の前後方向相対
変位は車体2のブラケツト23に固定の金具22
に軸受21を介して前後方向軸まわりに旋回可動
のレバー20、その先端のボールジヨイント19
及び検出器軸まわりに旋回可動のアーム18を経
て検出器8−1に伝達され、その検出器位置にお
ける車体間隔x1が電圧として出力される。
第5図に通りの測定原理を示す。車体1の中心
線から測定車輪28−1,28−2までの距離を
それぞれe,f、車体2の中心線から測定車輪2
8−3,28−4までの距離をそれぞれg,p,
幅wの車体の床面付近に取付けられた前後方向変
位検出器8−1,8−3の検出変位をそれぞれ
x1,x3車体1の中心床面付近に取付けられた左右
変位検出器27の検出変位をyBとすれば、高低の
場合と同様にして、測定車輪28−1,28−2
及び28−3による通り狂いSは次のようにな
る。
S=1/l5+l6{l6e+l5〔−lCsin(tan-1x1−x
3/W)+yB+gcos(tan-1x1−x3/W)〕}−f……(5
) 測定車輪28−1,28−2,28−4により
通りを測定する場合、通りSLは次式のようにな
る。
SL=1/l5+l7{l7e+l5〔−lDsin(tan-1x1−x
3/W)+yB+pcos(tan-1x1−x3/W)〕}−f……(6
) ただしそれぞれの車体中心から外方への変位を
正とする。
レール3−2側の通りについても同様に測定で
きる。
車体1,2の横方向相対変位検出器27の取付
け状態を第6図に示す。車体2のブラケツト29
に軸受30を介して横軸まわりに旋回可動なレバ
ー31、その先端のボールジヨイント32、アー
ム33を介して検出器27に横変位が伝達され、
yBに比例した電圧が出力される。検出器27は車
体1のブラケツト29に軸受28を介して横軸周
りに旋回可動に取付けられる。
第1図、第2図において走行車輪4−1と4−
2,4−2と4−4の距離はそれぞれl1,l2,4
−1と4−3,4−3と4−5の距離はそれぞれ
l3,l4であり、l1l2或いはl3l4なる積が大きい程、
長い波長の軌道狂いが感度よく測定できる。
第5図において測定車輪28−1と28−2,
28−2と28−3の距離はそれぞれl5,l6、2
8−2と28−4の距離はl7である。積l5l6或い
はl5l7が大きいほど長い波長の軌道狂いを感度よ
く測定できるようになる。
上記説明では、車体を剛体と仮定し、車体の変
形は考慮していなかつたが、本願発明者の一部に
よつて発明され、本願出願人の一部によつて出願
された提案の如く、レーザ光線を軌道試験車内で
測定の基準線として利用することとし2両の車体
に、夫々レーザ発振器を固定してレーザ光線を車
体の長手方向に放射させ、此のレーザ光線を基準
線にして車体の変形を検出するか、或いは両車両
間の相対変位検出を止めて車体1と2を長手方向
に貫通するレーザ光線を基準とする方式を用いれ
ば、車体が多少は変形する営業車と同一構造の車
両を使用しても全く問題は生じない。
また台車間距離と車体長を工夫すれば対称弦測
定も可能となる。
〔発明の効果〕
以上説明したように本発明によれば、軌道試験
車として特に多額の費用を要する特殊車体を製造
する必要がなくなり、かつ高速走行実績のある営
業者に近い又は同一の2台車の車体を用いるので
高速走行しながら簡単な構成によつて、高い精度
で、高低狂い及び通り狂いを同時に測定できるこ
とになるなどの効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明により軌道の高低狂いを測定す
る状態を示す図、第2図は本発明の測定原理説明
図、第3図は本発明に係る上下変位検出器を示す
図、第4図は本発明に係る前後方向の変位検出器
を示す図、第5図は本発明に係る通り測定の原理
説明図、第6図は本発明に係る横方向変位検出器
を示す図である。 1,2……車体、3……レール、4−1,4−
2,4−3,4−4,4−5……車輪、5−1,
5−2,5−4……軸箱、h,hL……高低狂い、
S,SL……通り。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 同一構成の2台車形式車両を2両連結して、
    その1両の2台車と、他の1両の1台車とにそれ
    ぞれ測定車輪を設けると共に、2車体の相対向す
    る端面間に所定の原点位置と、この原点位置から
    垂直方向及び水平方向に隔てて間隔検出手段を設
    け、各測定車輪の位置での車体の車軸からの高さ
    と車体の中心線と測定車輪との間の間隔とを測定
    すると共に、原点位置での車体間隔と、その垂直
    方向に隔てた位置での車体間隔とから垂直方向の
    角度を測定し、また原点位置の車体間隔と水平方
    向に隔てた位置での車体間隔とから水平方向の角
    度とを測定して、各測定車輪位置での車体の高さ
    と車両間の垂直方向の角度とから、両端の測定車
    輪間の高低方向の測定弦を演算して、この測定弦
    に対する中間の測定車輪の高低方向の変位を検出
    することによつて高低狂いを検出し、かつ各測定
    車輪の位置での車体の中心線と測定車両との間の
    間隔と車両間の水平方向の角度とから、両端の測
    定車両間の通り方向の測定弦を演算して、この測
    定弦に対する中間の測定車両の通り方向の変位を
    検出することによつて、通り狂いを検出するよう
    にしたことを特徴とする長波長軌道狂い測定法。
JP5252386A 1986-03-12 1986-03-12 長波長軌道狂い測定法 Granted JPS62222111A (ja)

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