JPH053483B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、鉄道線路のレール頭部表面の形状を
検測し、研削することにより所定の形状に修正す
る方法および装置に関する。

［従来の技術］ 鉄道線路のレール頭部表面にはレール上を走行
する鉄道車両の車輪との間の摩擦等により、レー
ル上面の長手方向に波状に凹凸を呈する波状摩耗
やレール側面の変形等が発生し、鉄道線路のレー
ル、路盤および鉄道車両に激しい振動や衝撃を与
え、軌道、路盤の破壊を促進するとともに、乗客
の乗心地や安全を阻害し、また、騒音を発生し
て、鉄道沿線に卒恩郊外を惹起する等のおそれが
ある。したがつて、鉄道線路の保線作業の際に、
レール頭部表面の波状摩耗や変形等の状態を検測
してレール表面を研削することによりレール頭部
の輪郭を修正する必要がある。

レール頭部表面の形状を検測して研削する従来
の装置としては、特公昭60−30802号公報に示さ
れたものである。この装置は、レール上を走行す
る研削車両の前端部および後端部に、レール表面
の変形の振幅を測定する測定装置を設けるととも
に、その中間部にレール頭部表面を研削する研削
工具を設け、車両前端で測定された変形の振幅の
値に、車両後端で測定された変形の振幅の値と変
形の許容値との差を加えた値に基づいて、研削工
具の加圧力、切削速度、傾斜角等のパラメーター
を制御しながらレール頭部表面を研削してゆくも
のである。

［発明が解決しようとする問題点］ 上記装置は、研削前のレール頭部表面の形状を
車両の前端部の測定装置で検出し、研削後の形状
を車両の後端部の測定装置で検出し、これら値に
基づいて研削工具をフイードバツク制御している
が、実際には、車両の後端部の測定位置とその測
定値に基づいて研削する研削位置がずれているた
めに、厳密なフイードバツクにはならない。した
がつて、この装置は、レール頭部表面の変形が小
さくかつ一様であるとの仮定のもとで実用され
る。しかし、実際には、レール頭部表面の変形は
一様でなく、大きさもさまざまであり、この装置
によれば、削る必要のない区間を削つてレール頭
部を正しい輪郭にすることができなかつたりする
場合があり、かえつてエール頭部表面に損傷を与
えることもある。

そこで本発明の目的は、レール頭部表面の波状
摩耗や変形等を検測してレールー頭部が正しい輪
郭になるように研削する方法および装置を提供す
ることにある。

［問題点を解決するための手段］ 上記問題点を解決するための本発明の方法は、
次のようなものである。すなわち、レール頭部表
面を研削する研削工具及びレール頭部表面の形状
を検測する検測ユニツトを有し鉄道線路のレール
上を走行する加工台車により、加工台車の走行に
合せて、レール頭部表面の形状を検測して記憶
し、その検測値と基準形状とを比較し、その比較
値に基づいて研削工具を一定距離の区間ごとまた
は連続的に制御してレール頭部表面が基準形状と
なるように研削し、さらに研削後のレール頭部表
面の形状を検測して記憶する。

また。上記方法を実施する本発明の装置は次の
(a)〜(f)の要素から構成されている。

(a) 鉄道線路のレール上を走行可能な加工台車 (b) その加工台車に取り付けられレール頭部表面
を研削する研削工具 (c) 前記加工台車に取り付けられ該加工台車の走
行に合せてレール頭部表面の形状を検測する検
測ユニツト (d) 前記加工台車の走行距離を検出する走行検出
器 (e) 前記検測ユニツトの検測値および走行検出器
の検出値によりレール頭部表面の形状を求めて
記憶し、これをレール頭部の基準形状と比較し
て研削工具の加圧力、傾斜角度等の制御パラメ
ータを算出する演算処理部 (f) 前記制御パラメータに基づいて研削工具を一
定区間ごとにまたは連続的に制御する制御装置 ［作用］ 本発明のレール頭部の修正方法おいては、レー
ル上を走行する加工台車の走行に合せて、検測ユ
ニツトによる検測値が一旦記憶されるので、検測
されたレールの箇所と、その検測値に基づいて研
削工具の加圧力、傾斜角等を制御する箇所とを一
致させることができ、このため、レールの波状摩
耗や変形等がどのような形状や大きさであつて
も、レール頭部が基準形状と一致するように削正
される。また、削成後のレール頭部表面の形状を
再度検測して記憶しているので、レール頭部表面
が正確に基準形状と等しくなるように研削された
か否かが確認され、この検測値に基づいて研削を
終了するか、再度研削を行なうかを判断でき、再
度研削を行なう場合には、この記憶された検測値
に基づいて研削工具を各区間ごとにまたは連続的
に制御しながらレール頭部表面を研削することに
よりレール頭部を所定の輪郭に修正することがで
きる。

次に本発明のレール頭部の修正装置の作用につ
いて説明する。

まず、加工台車をレール上を走行させて、走行
検出器により加工台車の走行位置を検出しなが
ら、レール頭部表面の形状を検測ユニツトにより
検測する。この検測値は演算処理部により記憶さ
れ、この記憶されたレールの各地点の検測値が、
予め設定されたレール頭部表面の基準形状と比較
され、レール頭部表面を基準形状に研削するため
に必要な研削工具の制御パラメータが決定され
る。そして、この制御パラメータに基づいて、レ
ール上を走行する加工台車の研削工具が制御装置
により一定区間ごとにまたは連続的に制御されて
レールの頭部表面が基準形状になるように削正さ
れる。さらに、レール上を走行する加工台車の検
測ユニツトにより研削後のレール頭部表面の形状
が再度検測されて記憶される。

［実施例］ 以下、本発明の実施例を図面を用いて説明す
る。

第１図は本発明の方法を実施する装置の一実施
例を示したものである。加工台車１は前車輪２と
後車輪３によりレールＲ上を走行可能に構成され
ている。この加工台車１の下部には、左右のレー
ルＲの上方に相当する箇所に、複数個の研削工具
４からなる研削ユニツト５が油圧シリンダ６によ
つて上下に移動可能に取り付けられている。この
研削ユニツト５は作業時には図に示すように左右
のレールＲ上に下降されて案内車輪７，７により
レールＲ上を加工台車１とともに走行する。

研削ユニツト５の各研削工具４は、第２図に示
すように、原動機８（電動機、油圧モータ、空圧
モータ等）と、これによつて回転駆動される砥石
９とからなつている。こ原動機８は、案内ロツド
１０に沿つて上下方向に摺動自在な案内筒１１に
取り付けられ、上下動用油圧シリンダ１２によつ
て上下方向に移動可能になされている。また、案
内ロツド１０の端部はピン１３で研削ユニツト５
の支持枠１４に回動自在に取り付けられ、かつ他
端部は回動用油圧シリンダ１５のピストンロツド
１６にピン連結されており、切断工具４がこの回
動用油圧シリンダ１５によつてピン１３を中心と
して回動自在になされている。これらの案内ロツ
ド１０、案内筒１１、油圧シリンダ１２，１５が
制御装置２０を構成しており、この制御装置２０
によつて、レールＲに対する研削工具４の角度
、加圧力Ｐが制御される。すなわち、この制御
装置２０の上下動用油圧シリンダ１２によつて研
削工具４の角度が設定され、回動用油圧シリン
ダ１５によつて研削工具４の加圧力Ｐが設定され
る。これらの油圧シリンダ１２，１５は後述する
演算処理部４０からの信号により制御される。

ピン１３には角度検出器１７が取り付けられ、
この角度検出器１７により検出された角度信号は
演算処理部４０に入力される。

各研削工具４はそれぞれレールＲ断面の所定の
位置を研削するように配置されている。

加工台車１の前部には、第１図に示すように、
検測装置３０が接続されている。この検測装置３
０は、検測台車３１の前車輪３２と後車輪３３と
の間に検測ユニツト３４を設けたものである。こ
の検測ユニツト３４には、レール頭部表面と接触
するスライドシヤフトの上下変量を電圧または電
流に変換するポテンシヨメータ、差動トランス等
の接触型のセンサが用いられるか、または、光を
利用した光学式センサ、レールとのギヤツプの静
電容量を検出する静電容量式センサ、レールとの
間にコイルを用いて磁界をつくり電磁誘導により
レールに誘導電流が流れて生ずるコイルのインク
ダクタンス損失を検出する磁気式センサ等の非接
触型のセンサ等が用いられる。検測ユニツト３４
をレールＲの長さ方向に沿つて動かしながらこの
センサによつてレールＲ頭部との距離を測定する
ことによつてレール頭部表面の長さ方向の形状が
検測される。この検測ユニツト３４による検測値
は演算処理部４０に入力される。

また、検測装置３０には、走行距離を検出する
走行検出器３５が取り付けられており、レールＲ
の長さ方向のどの位置を検測しているかを検出
し、この検出信号を演算処理部４０に入力するよ
うになつている。

第２図に示す演算処理部４０は主としてCPU
からなり、レールＲ上を走行する加工台車１の検
測装置３０及び走行検出器３５から検測値及び走
行距離を入力して、レールＲの各地点における検
測値を予め設定されているレールの基準形状と比
較し、各地点における各研削工具４の加圧力Ｐ、
角度等の制御パラメータを算出し、レールＲ上
を走行中の加工台車１の制御装置３０に制御パラ
メータを出力し、また、各研削工具４について各
地点の検測値、制御パラメータ等を記憶する。

次に、このレール頭部の修正装置の作用につい
て説明する。

まず、走行検出器３５によつて走行位置を検出
しながら加工台車１を前進させて、その走行に合
せてレール頭部表面の形状を検測装置３０により
検測する。演算処理部４０は、この走行検出器３
５及び検測装置３０からの信号を入力して、レー
ル頭部表面の各地点の検測値を記憶する。そして
レールＲの検測区間を複数の等距離区間に分割
し、記憶された検測値から各区間の平均形状を算
出する。さらに、演算処理部４０は、各区間の形
状を予め設定されているレール頭部表面の基準形
状と比較して、各区間ごとに、レール頭部の輪郭
を基準形状に修正するために必要な各研削工具４
の加圧力Ｐ、角度等の制御パラメータを算出
し、各区間ごとに、かつ各研削工具４ごとに、制
御パラメータを記憶する。

次に、走行検出器３５によつて走行位置を検出
しながら加工台車１を後退させる。このとき、演
算処理部４０は、走行検出器３５で検出される走
行位置に基づいて、各区間ごとに記憶されている
制御パラメータＰ、を制御装置２０に送つてそ
れぞれの研削工具４を制御しながら、レール頭部
表面を逐次研削してゆくとともに、研削後のレー
ル頭部表面の形状を検測装置３０により検測して
それを記憶する。さらに演算処理部４０は、レー
ルＲの各地点ごとに、記憶させた検測値をレール
頭部表面の基準形状と比較し、その差が許容誤差
内であるかどうかを調べ、再度研削を行なうかど
うかを判断する。再度研削を行なう場合には、各
研削工具４の制御パラメータＰ、を各区間ごと
に算出し、加工台車１をレールＲ上を走行させな
がら、上記と同様にしてレール頭部表面を研削す
る。

以上のように、加工台車１の往路でレール頭部
表面の形状が検測され、加工台車２の復路でレー
ル頭部表面が研削されて修正されると同時に、研
削後の形状の検測が行なわれることになる。

なお、検測装置３０によつて検測されたレール
頭部表面の形状は、演算処理部４０を介して
CRTデイスプレイ、チヤート等に表示され、ま
た演算処理部４０によつて算出された各研削工具
４の各区間ごとの制御パラメータＰ、もCRT
デイスプレイ、プリンタ等に表示される。

なお、この実施例においては、レールＲの削正
すべき範囲を複数の等距離の区間に分割して、各
区間ごとに算出した制御パラメータＰ、で各研
削工具４を制御しているが、区間と区間の間にト
ランジシヨン領域を設けることによつて、区間と
区間の間において制御パラメータをスムーズに変
化させることが好ましい。また、上記のように、
複数の区間に分割せずに、検測されたレール頭部
表面の形状に基づいて削正工具４を連続的に制御
してもよい。

第３図は、本発明のレール頭部の修正装置の他
の実施例を示したものであり、加工台車１の前部
と後部に検測装置３０，３１を設けたものであ
る。この修正装置によると、削正前の検測、削
正、削正後の検測が同時に行なえる。すなわち、
加工台車１をレールＲ上を走行させながら、前部
の検測装置３０によつてレール頭部表面の形状を
検測し、それに基づいて研削ユニツト５の各研削
工具４の制御パラメータＰ、を算出し、研削工
具４がその検測地点に達したときにその制御パラ
メータＰ、でその研削工具４を制御してレール
頭部表面を削正し、後部の検測装置３１で削正後
のレール頭部表面の形状を検測する。このよう
に、レール頭部の検測、削正、検測が加工台車１
をレールＲ上を一度走行させるだけで行なうこと
ができる。

第４図は、さらに他の実施例であり、第１図の
実施例の修正装置を２台互いにその後部どうしで
接続したものである。この装置によると第３図の
実施例と同様に、削正前の検測、削正、削正後の
検測を一度の走行で行なうことができるととも
に、レール頭部の削正を２段階に行なうことがで
き、レール頭部の変形の程度が大きい場合には有
効である。

さらに、第４図の実施例において、２つの研削
ユニツト５，５′の間にもう１つの検測ユニツト
を設けると（図示せず）、前方の加工台車１の前
部の検測装置３０でレール頭部表面の形状を検測
して、それに基づいて前方の加工台車１の研削ユ
ニツト５により削正を行ない、中央に設けられた
検測ユニツトによつて、削正後のレール頭部表面
の形状を検測し、それに基づいて後方の加工台車
１′の検削ユニツト５′で再度削正を行ない、さら
に後方の加工台車１′の後部の検測装置３０′で削
正後のレール頭部の形状を検測することができ
る。

したがつて、この修正装置をレールＲ上を一度
走行させるだけで、検測、削正、検測、削正、検
測という作業を一度に行なうことができ、レール
頭部表面の形状がより正確に基礎形状に修正され
る。

［発明の効果］ 本発明のレール頭部の修正方法によると、レー
ル上を送行する加工台車の走行に合せて、検測ユ
ニツトにより検測されるレールの検測値を記憶す
ることにより、この検測されたレールの個所と、
この検測値と基準形状との比較に基いて研削され
ること個所とを連続して一致させることができる
ので、加工台車を走行させながら基準形状と一致
するように確実に削正でき、レールの波状摩耗や
変形等がどのような形状や大きさであつても、削
る必要のな区間を削つたりレール頭部に損傷を与
えることもなく、レール頭部を所定の輪郭に正確
に修正することができる。

また、研削後のレール頭部表面の形状を再度検
測しているので、レール頭部表面の削正結果が確
認され、これに基づいて、研削を終了するか再度
研削を行なうかを判断でき、再度研削を行なう場
合には、この検測値に基づいて再度レール頭部表
面を研削することによりレールをより正確な輪郭
に修正することができる。

本発明のレール頭部の修正装置によると、加工
台車をレール上を走行させるだけで、レール頭部
の検測、削正が自動的に行なわれて上記方法が効
率良く実施され、レール頭部表面が所定の輪郭に
正確に修正される。

特に、走行検出器によつて検測位置と研削位置
を検出しながら検測、研削を行なつているので、
加工台車の速度にかかわらず、所定個所を所定の
条件で誤差なく正確に削正することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のレール頭部の修正装置の一実
施例を示す正面図、第２図は同装置の要部の構成
を示す説明図、第３図は他の実施例を示す正面
図、第４図はさらに他の実施例を示す正面図であ
る。 符号の説明、１……加工台車、４……研削工
具、５……研削ユニツト、２０……制御装置、３
０……検測装置、３４……検測ユニツト、４０…
…演算処理部、Ｒ……レール。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 鉄道線路のレール頭部表面を研削する研削工
   具及びレール頭部表面の形状を検測する検測ユニ
   ツトを有しレール上を走行する加工台車により加
   工台車の走行に合せて、レール頭部表面の形状を
   検測して記憶し、この検測値と基準形状とを比較
   し、その比較値に基いて研削工具を一定距離の区
   間ごとにまたは連続的に制御してレール頭部表面
   が基準形状となるように研削し、さらに研削後の
   レール頭部表面の形状を研削して記憶することを
   特徴とするレール頭部の修正方法。 ２ 鉄道線路レール上を走行可能な加工台車と、
   この加工台車に取り付けられレール頭部表面を研
   削する研削工具と、前期加工台車に取り付けられ
   該加工台車の走行に合せてレール頭部表面の形状
   を検測する検測ユニツトと、前記加工台車の走行
   距離を検出する走行検出器と、前記検測ユニツト
   の検測値および走行検出器の検出値によりレール
   頭部表面の形状を求めて記憶し、これをレール頭
   部表面の基準形状と比較して研削工具の加圧力、
   傾斜角度等の制御パメータを算出する演算処理部
   と、前記制御パラメータに基いて研削工具を一定
   区間毎にまたは連続的に制御する制御装置とを備
   えたことを特徴とするレール頭部の修正装置。