JPH11247108A - 軌道変位計測システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【解決手段】 不動点に立てた支柱１１，１１と、一方
の支柱１１に取付けたレーザビーム投光器１３と、他方
の支柱１１に取付けたレーザビーム受光器１５と、この
レーザビーム受光器１５の入口に設けた遮光体１５ｅ
と、測定対象物から延ばしたアーム１７と、このアーム
１７上に立てたジャッキ機構１８と、このジャッキ機構
１８の昇降片１８ａに取付けたスリット付き遮光板１９
と、昇降片１８ａの昇降量を測定する変位センサ２３
と、昇降片１８ａを上下する制御部２２と、昇降片１８
ａの昇降量を計測して、それを軌道変位とする計測部２
４とからなる。 【効果】 運搬や設置時の取扱い性を向上させることが
でき、また、棒材を使用した場合のような気温変化によ
る棒材の膨張収縮がなくなるため、測定精度を向上させ
ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は軌道変位計測システ
ムの改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】本発明者は、先に登録実用新案第３０３
８７８３号公報「軌道変位計測・警報発生装置」で棒材
を軌道変位計測の基準とした技術を提案した。同公報の
図１を再掲載してその技術を次図で説明する。なお、符
号は振り直す。

【０００３】図１１は上記考案に係る軌道変位計測・警
報発生装置及び軌道を示す断面図であり、軌道変位計測
・警報発生装置１００は、レール１０１の側方に埋め込
んだ支柱１０２，１０２（奥は不図示）と、これらの支
柱１０２，１０２に渡した棒材１０３と、この棒材１０
３の途中に取付けた変位センサ１０４，１０５と、軌道
１０６を構成する枕木１０７などの測定対象物から変位
センサ１０４，１０５まで延ばしたアーム１１１と、こ
のアーム１１１の先端に取付けた検出片１１２とからな
る。ここで、１１３は車両、１１４は車輪である。

【０００４】検出片１１２の一部（ハッチングした部
分）が変位センサ１０４に近づけば、測定対象物が隆起
し、また、検出片１１２の一部（ハッチングした部分）
が変位センサ１０５に近づけば、測定対象物が沈下し
て、隆起量又は沈下量を求めることができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記考案では、支柱１
０２，１０２間に棒材１０３を渡すことで、棒材１０３
が確認しやすく、また、外力の影響が受けにくいため、
測定対象物の変位を変位センサ１０４，１０５で精度よ
く検出することができるが、近年、隆起又は沈下を長い
距離で測定する要求が高まり、棒材１０３を長くするこ
とによる重量増や気温変化によるたわみの影響をなくし
て、取扱い性や測定精度を向上させるためのより一層の
改良が望まれる。また、長い距離で測定する場合に、測
定機器の台数が増加して計測費用が増大するため、より
安価なシステムが求められる。本発明の目的は、取扱い
性や測定精度を向上させ、計測費用を低減するととも
に、長い距離で測定することのできる軌道変位計測シス
テムを提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の請求項１は、不動点に立てた左右２本の支柱
と、これらのうち一方の支柱に水平にレーザビームを発
するために取付けたレーザビーム投光器と、他方の支柱
にレーザビームを上下２段の受光部で受けるために取付
けたレーザビーム受光器と、このレーザビーム受光器の
受光部境界部分への受光を阻止するためにレーザビーム
受光器の入口に設けた遮光体と、２本の支柱間のレー
ル、枕木若しくは道床などの測定対象物から延ばしたア
ームと、このアーム上に立てたジャッキ機構と、このジ
ャッキ機構の昇降片に取付けたスリット付き遮光板と、
昇降片の昇降量を測定する変位センサと、レーザビーム
投光器から発したレーザビームが遮光板のスリットを通
ってどちらか一方の受光部で受光した状態から遮光体に
よって受光がなくなるまで昇降片を上下する制御部と、
レーザビーム受光器の受光がなくなった時点での昇降片
の昇降量を計測して、それを軌道変位とする計測部とか
ら軌道変位計測システムを構成する。

【０００７】測定対象物が隆起又は沈下した場合には、
アーム、ジャッキ機構の昇降片を介してスリット付き遮
光板が上下し、レーザビーム受光器の上側又は下側の受
光部にレーザビームが当たる。これにより、レーザビー
ム受光器からの信号に基づいて、制御部でジャッキ機構
の昇降片を下げて又は上げて、レーザビームが遮光体に
よって受光しなくなった時点で、変位センサで測定した
昇降片の昇降量を計測部で軌道変位とする。

【０００８】請求項２は、不動点に立てた支柱と、この
支柱から略水平に延ばした片持ちバーと、この片持ちバ
ーの水平度を測る水平器と、レール、枕木若しくは道床
などの測定対象物から延ばしたアームと、このアーム上
に立てたジャッキ機構と、片持ちバーの先端を支えるジ
ャッキ機構の昇降片と、この昇降片の昇降量を測定する
変位センサと、水平器が水平を示すまで昇降片を上下す
る制御部と、水平器が水平となった時点での昇降片の昇
降量を計測して、それを軌道変位とする計測部とから軌
道変位計測システムを構成する。

【０００９】測定対象物が隆起又は沈下した場合には、
アーム、ジャッキ機構の昇降片を介して片持ちバーの先
端が上下し、片持ちバーが傾斜する。これにより、制御
部は、水平器が水平を示すまで昇降片を下げ又は上げ
て、水平器が水平となった時点で、変位センサで測定し
た昇降片の昇降量を計測部で軌道変位とする。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を添付図に基
づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見る
ものとする。図１は本発明に係る軌道変位計測システム
の第１の実施の形態を示す斜視図であり、レール１、枕
木２，２、道床３とからなる軌道５の変位を計測するた
めに軌道変位計測システム１０を車両の建築限界外であ
るレール１の側方に設置したことを示す。

【００１１】軌道変位計測システム１０は、レール１の
側方の不動点に埋め込んだＨ形鋼である支柱１１，１１
と、これらの支柱１１，１１の一方に水平にレーザビー
ムを発するためにステー１２を介して取付けたレーザビ
ーム投光器としての投光器１３と、支柱１１，１１の他
方にレーザビームを受けるためにステー１４を介して取
付けたレーザビーム受光器としての受光器１５とからな
る。

【００１２】更に、軌道変位計測システム１０は、枕木
２に固定したＨ形鋼である保持部材１６と、この保持部
材１６からレール１の反対側に延ばしたアーム１７と、
このアーム１７の先端に取付けたジャッキ機構としての
電動ジャッキ１８と、この電動ジャッキ１８の昇降片１
８ａの上部に取付けたスリット付き遮光板としてのスリ
ット板１９と、受光器１５からの受光信号ＳＲを受け、
電動ジャッキ１８に制御信号ＳＣを送って昇降片１８ａ
の昇降量を制御する制御部２２と、電動ジャッキ１８の
昇降片１８ａの昇降量を計測する変位センサ２３と、こ
の変位センサ２３からの変位信号ＳＤを受ける計測部２
４とからなる。

【００１３】アーム１７は、本体部１７ａと、この本体
部１７ａの端部に取付けた保持部１７ｂと、保持部材１
６に取付けるための取付け部１７ｃと、この取付け部１
７ｃの下部に設けた図示せぬフックとからなり、保持部
材１６にフックと保持部１７ｂとで固定するものであ
る。

【００１４】電動ジャッキ１８は、例えば、電気モータ
の回転を減速機で減速し、減速機の出力軸の回転をねじ
はめあい等で昇降片１８ａの直線運動に変え、昇降片１
８ａに昇降を行なわせるものである。スリット板１９
は、水平なスリット１９ａを有する。

【００１５】制御部２２は、受光器１５からの受光信号
ＳＲに基づいて、電動ジャッキ１８に制御信号ＳＣを送
り、受光器１５で受光した状態から電動ジャッキ１８の
昇降片１８ａを昇降し始め、受光がなくなったときに昇
降片１８ａの昇降を停止するものである。

【００１６】変位センサ２３は、昇降片１８ａの昇降開
始から昇降停止までの昇降量を測定するものであり、
電動ジャッキ１８の電気モータや減速機出力軸の回転数
をカウントできるもの、例えば、スリット円盤と投受光
器との組み合わせや外周突起付き円盤と近接センサとの
組み合わせ等、昇降片１８ａの昇降と連動するポテン
ショメータ、であり、構造が簡単で、且つ安価なもので
ある。

【００１７】計測部２４は、変位センサ２３からの変位
信号ＳＤに基づいて昇降片１８ａの昇降量を軌道変位と
するものであり、例えば、（ａ）上記の変位センサ２
３の回転数のカウントに、電動ジャッキ１８を構成する
減速機の出力軸のねじピッチを掛ける、（ｂ）上記の
ポテンショメータの抵抗変化を変位に変換する、ことで
軌道変位を求めるものである。

【００１８】軌道変位計測システム１０は、軌道５の直
下に、この軌道５を横断するトンネル等の構造物を施工
する場合に、施工前から施工後にかけて軌道変位、即ち
軌道５の隆起、沈下を軌道５を構成するレール１の変位
を直接あるいは枕木２等で間接的に連続して計測するも
のである。

【００１９】図２は図１の２−２線断面図であり、受光
器１５は、レーザビームを受光するために上下２段に配
置した受光部としての上側受光部１５ａ、下側受光部１
５ｂと、これらの上・下側受光部１５ａ，１５ｂの出力
信号を増幅する増幅部１５ｃ，１５ｄと、上・下側受光
部１５ａ，１５ｂの入口、即ち、上・下側受光部１５
ａ，１５ｂの境界の前方にレーザビームを遮るために配
置した遮光体１５ｅと、上・下側受光部１５ａ，１５
ｂ、増幅部１５ｃ，１５ｄ及び遮光体１５ｅを収納する
ケース１５ｆとからなる。

【００２０】以上に述べた軌道変位計測システム１０の
作用を次に説明する。図３（ａ）〜（ｅ）は本発明に係
る軌道変位計測システムの第１の実施の形態の作用を示
す模式図であり、（ａ）は初期の状態、（ｂ）は軌道が
隆起した状態、（ｃ）は電動ジャッキの昇降片を下げた
状態、（ｄ）は軌道が沈下した状態、（ｅ）は電動ジャ
ッキの昇降片を上げた状態を示す。図１に示した軌道５
の隆起又は沈下の量を測定する前の準備として、図３
（ａ）において、まず、投光器１３と受光器１５とのそ
れぞれのセンタの高さをステー１２，１４（図１参照）
に対して投・受光器１３，１５を上下させて合せる。

【００２１】次に、投光器１３から上下幅Ｗ１を有する
レーザビームＬ１を発射し、スリット板１９のスリット
１９ａを通った上下幅Ｗ２を有するレーザビームＬ２を
受光器１５の遮光体１５ｅの高さ中央に当たるように、
アーム１７と電動ジャッキ１８との間にスペーサを挿入
したり、電動ジャッキ１８の昇降片１８ａを上下させた
りして調整する。

【００２２】（ｂ）において、軌道５（図１参照）が隆
起量ＵＰだけ隆起した場合には、保持部材１６（図１参
照）、アーム１７を介して電動ジャッキ１８全体が矢印
のようにＵＰだけ上昇し、スリット板１９のスリット
１９ａが上方に移動する。これにより、スリット１９ａ
を通ったレーザビームＬ２は、上方に移動し、受光器１
５の上側受光部１５ａに当たる。

【００２３】（ｃ）において、レーザビームＬ２が上側
受光部１５ａに当たった状態で、ある測定時刻になる
と、増幅した上側受光部１５ａからの受光信号ＳＲ１
（受光信号ＳＲのうち、上側受光部１５ａに受光した時
の信号をＳＲ１とする。）が制御部２２に伝わり、制御
部２２は、電動ジャッキ１８に制御信号ＳＣを送って、
電動ジャッキ１８の昇降片１８ａを矢印のように下降
させ始める。これにより、スリット板１９も下がり始
め、レーザビームＬ２が上側受光部１５ａに受光しなく
なるまで、即ち、レーザビームＬ２が再び受光器１５の
遮光体１５ｅに当たるまで、制御部２２は、スリット板
１９を移動させ、停止させる。

【００２４】この場合、スリット板１９の下方への移動
開始から移動停止までの距離、即ち昇降片１８ａの下降
量又はこれに相当する量（例えば、電動ジャッキ１８の
減速機出力軸の回転数カウント値）を、変位センサ２３
で測定し、変位信号ＳＤとして計測部２４に送る。計測
部２４では、この変位信号ＳＤから軌道５（図１参照）
の変位を求め、表示、記録等を行う。

【００２５】（ｄ）において、軌道５（図１参照）が沈
下量ＳＫだけ沈下した場合には、保持部材１６（図１参
照）、アーム１７を介して電動ジャッキ１８全体が矢印
のようにＳＫだけ下降し、スリット板１９のスリット
１９ａが下方に移動する。これにより、スリット１９ａ
を通ったレーザビームＬ２は、下方に移動し、受光器１
５の下側受光部１５ｂに当たる。

【００２６】（ｅ）において、レーザビームＬ２が下側
受光部１５ｂに当たった状態で、ある測定時刻になる
と、増幅した下側受光部１５ｂからの受光信号ＳＲ２
（受光信号ＳＲのうち、下側受光部１５ｂに受光した時
の信号をＳＲ２とする。）が制御部２２に伝わり、制御
部２２は、電動ジャッキ１８に制御信号ＳＣを送って、
電動ジャッキ１８の昇降片１８ａを矢印のように上昇
させ始める。これにより、スリット板１９も上がり始
め、レーザビームＬ２が下側受光部１５ｂに受光しなく
なるまで、即ち、レーザビームＬ２が再び受光器１５の
遮光体１５ｅに当たるまで、制御部２２は、スリット板
１９を移動させ、停止させる。

【００２７】この場合、スリット板１９の上方への移動
開始から移動停止までの距離、即ち昇降片１８ａの上昇
量又はこれに相当する量を、変位センサ２３で測定し、
変位信号ＳＤＢとして計測部２４に送る。計測部２４で
は、この変位信号ＳＤから軌道５（図１参照）の変位を
求め、表示、記録等を行う。

【００２８】このように、図１に示した軌道変位計測シ
ステム１０を、不動点に立てた左右２本の支柱１１，１
１と、これらのうち一方の支柱１１に水平にレーザビー
ムを発するために取付けた投光器１３と、他方の支柱１
１にレーザビームを上下２段の受光部１５ａ，１５ｂ
（図２参照）で受けるために取付けた受光器１５と、こ
のレーザビーム受光器の受光部１５ａ，１５ｂ境界部分
への受光を阻止するために受光器１５の入口に設けた遮
光体１５ｅ（図２参照）と、２本の支柱１１，１１間の
レール１、枕木２若しくは道床３などの測定対象物から
延ばしたアーム１７と、このアーム１７上に立てた電動
ジャッキ１８と、この電動ジャッキ１８の昇降片１８ａ
に取付けたスリット板１９と、昇降片１８ａの昇降量を
測定する変位センサ２３と、投光器１３から発したレー
ザビームがスリット板１９のスリット１９ａを通って受
光部１５ａ，１５ｂ（図２参照）のどちらか一方で受光
した状態から遮光体１５ｅ（図２参照）によって受光が
なくなるまで昇降片を上下する制御部２２と、受光器１
５の受光がなくなった時点での昇降片１８ａの昇降量を
計測して、それを軌道変位とする計測部２４とから軌道
変位計測システム１０を構成したことにより、測定対象
物が隆起又は沈下した場合には、保持部材１６、アーム
１７、電動ジャッキ１８の昇降片１８ａを介してスリッ
ト板１９が上下し、図３（ａ）に示した上側受光部１５
ａ又は下側受光部１５ｂにレーザビームＬ２が当たり、
受光器１５からの受光信号ＳＲ１（図３（ｃ）参照）又
は受光信号ＳＲ２（図３（ｅ）参照）に基づいて、制御
部２２で電動ジャッキ１８の昇降片１８ａを下げて又は
上げて、レーザビームＬ２が遮光体１５ｅによって受光
しなくなった時点で、変位センサ２３で測定した昇降片
の昇降量を計測部２４で軌道変位とすることができる。
従って、棒材からレーザビームによる軌道変位計測に変
えたことで、運搬や設置時の取扱い性を向上させること
ができ、また、棒材を使用した場合に、気温変化による
棒材の膨張収縮がなくなるため、測定精度を向上させる
ことができる。

【００２９】また、受光器１５でのレーザビーム受光の
有無で電動ジャッキ１８の昇降片１８ａの昇降を行わせ
て軌道変位を求めるので、軌道変位を直接に精密な変位
計等で計測するよりも軌道変位計測システム１０（図１
参照）を安価に構成することができる。更に、軌道５
（図１参照）付近の温度が上昇した場合でも、投光器１
３と受光器１５との距離を短く設定することにより、陽
炎（かげろう）の影響を軽減することができる。

【００３０】図４は本発明に係る軌道変位計測システム
の第２の実施の形態を示す斜視図であり、上記した第１
の実施の形態と同一構成については同一符号を付け、説
明を省略する。図４は、軌道５に軌道変位計測システム
３０を設置したことを示す。

【００３１】軌道変位計測システム３０は、支柱１１
と、この支柱１１から略水平に延ばした片持ちバーとし
ての棒材３１と、この棒材３１の水平度を測る水平器３
２と、保持部材１６と、アーム１７と、電動ジャッキ１
８と、棒材３１の先端を支える電動ジャッキ１８の昇降
片１８ｂと、水平器３２からの傾斜信号ＳＴを受け、電
動ジャッキ１８に制御信号ＳＣを送る制御部３３と、電
動ジャッキ１８の昇降片１８ｂの昇降量を計測する変位
センサ３４と、この変位センサ３４からの変位信号ＳＤ
を受ける計測部３５とからなる。

【００３２】棒材３１は、支柱１１及び昇降片１８ｂに
軸１１ａ，１８ｃで回転可能に取付けたものであり、材
料としては、鋼管、アルミニウム管、プラスチック管等
の管材が軽量で好適である。水平器３２は、棒材３１の
傾斜に応じて傾斜信号ＳＴを発するものである。なお、
３２ａは棒材３１に水平器３２を取付けるための取付け
用ベルトである。

【００３３】制御部３３は、水平器３２からの傾斜信号
ＳＴに基づいて、電動ジャッキ１８に制御信号ＳＣを送
り、水平器３２が傾斜した状態から電動ジャッキ１８の
昇降片１８ｂを昇降し始め、水平器３２が水平を示した
ときに、即ち、水平器３２からの水平を示す傾斜信号Ｓ
Ｔを受けたときに、昇降片１８ｂの昇降を停止するもの
である。

【００３４】変位センサ３４は、昇降片１８ｂの昇降開
始から昇降停止までの昇降量を測定するもので、第１の
実施の形態の変位センサ２３（図１参照）と同一のもの
である。計測部３５は、変位センサ３４からの変位信号
ＳＤに基づいて昇降片１８ｂの昇降量を軌道変位とする
もので、第１の実施の形態の計測部２４（図１参照）と
同一のものである。

【００３５】以上に述べた軌道変位計測システム３０の
作用を次に説明する。図５（ａ）〜（ｅ）は本発明に係
る軌道変位計測システムの第２の実施の形態の作用を示
す模式図であり、（ａ）は初期の状態、（ｂ）は軌道が
隆起した状態、（ｃ）は電動ジャッキの昇降片を下げた
状態、（ｄ）は軌道が沈下した状態、（ｅ）は電動ジャ
ッキの昇降片を上げた状態を示す。図４に示した軌道５
の隆起又は沈下の量を測定する前の準備として、図５
（ａ）において、水平器３２が水平を示すように、アー
ム１７と電動ジャッキ１８との間にスペーサを挿入した
り、電動ジャッキ１８の昇降片１８ｂを上下させたりし
て調整する。

【００３６】（ｂ）において、軌道５（図４参照）が隆
起量ＵＰだけ隆起した場合には、保持部材１６（図４参
照）、アーム１７を介して電動ジャッキ１８全体が矢印
のようにＵＰだけ上昇し、棒材３１の右端が上がって
棒材３１が右上がりに傾斜する。これにより、水平器３
２が右上がりに傾く。

【００３７】（ｃ）において、水平器３２が右上がりに
傾いた状態で、ある測定時刻になると、制御部３３は、
水平器３２からの傾斜信号ＳＴが発しなくなるまで、即
ち水平器３２が水平を示すまで電動ジャッキ１８の昇降
片１８ｂを矢印のように下降させ、停止させる。

【００３８】この場合、昇降片１８ｂの下降量又はこれ
に相当する量を、変位センサ３４で測定し、変位信号Ｓ
Ｄとして計測部３５に送る。計測部３５では、この変位
信号ＳＤから軌道５（図４参照）の隆起変位を求め、表
示、記録等を行う。

【００３９】（ｄ）において、軌道５（図４参照）が沈
下量ＳＫだけ沈下した場合には、保持部材１６（図４参
照）、アーム１７を介して電動ジャッキ１８全体が矢印
のようにＳＫだけ下降し、棒材３１の右端が下がって
棒材３１が右下がりに傾斜する。これにより、水平器３
２が右下がりに傾く。

【００４０】（ｅ）において、水平器３２が右下がりに
傾いた状態で、ある測定時刻になると、制御部３３は、
水平器３２から水平を示す傾斜信号ＳＴを発するまで電
動ジャッキ１８の昇降片１８ｂを矢印のように上昇さ
せ、そして、水平器３２が水平を示した時点で、昇降片
１８ｂを停止させる。

【００４１】この場合、昇降片１８ｂの上昇量又はこれ
に相当する量を、変位センサ３４で測定し、変位信号Ｓ
Ｄとして計測部３５に送る。計測部３５では、この変位
信号ＳＤから軌道５（図４参照）の沈下変位を求め、表
示、記録等を行う。

【００４２】このように、図４に示した不動点に立てた
支柱１１と、この支柱１１から略水平に延ばした棒材３
１と、この棒材３１の水平度を測る水平器３２と、レー
ル１、枕木２若しくは道床３などの測定対象物から延ば
したアーム１７と、このアーム１７上に立てた電動ジャ
ッキ１８と、棒材３１の先端を支える電動ジャッキ１８
の昇降片１８ｂと、この昇降片１８ｂの昇降量を測定す
る変位センサ３４と、水平器３２が水平を示すまで昇降
片１８ｂを上下する制御部３３と、水平器３２が水平と
なった時点での昇降片１８ｂの昇降量を計測して、それ
を軌道変位とする計測部３５とから軌道変位計測システ
ム３０を構成したことにより、測定対象物が隆起又は沈
下した場合には、保持部材１６、アーム１７、電動ジャ
ッキ１８の昇降片１８ｂを介して棒材３１の先端が上下
し、棒材３１が傾斜するため、制御部３３は、水平器３
２が水平を示すまで昇降片１８ｂを下げ又は上げて、水
平器３２が水平となった時点で、変位センサ３４で測定
した昇降片１８ｂの昇降量を計測部３５で軌道変位とす
ることができる。従って、水平器３２の水平を基準に軌
道変位を行うので、重量や気温変化による棒材のたわみ
に影響されることがないため、測定精度を向上させるこ
とができる。

【００４３】また、水平器３２が水平を示すか示さない
かで、電動ジャッキ１８の昇降片１８ｂの昇降を行わせ
て軌道変位を求めるので、軌道変位を直接に精密な変位
計等で計測するよりも軌道変位計測システム３０（図４
参照）を安価に構成することができる。

【００４４】図６は本発明に係る軌道変位計測システム
の第３の実施の形態を示す斜視図であり、第２の実施の
形態の応用例を示すものである。ここで、上記した第１
・第２の実施の形態と同一構成については同一符号を付
け、説明を省略する。軌道変位計測システム４０は、第
２の実施の形態である軌道変位計測システム３０に、軌
道変位計測システム３０から支柱１１を除いた軌道変位
計測ユニット４５と端部計測ユニット４６とを連結した
ものである。

【００４５】即ち、軌道変位計測ユニット４５は、保持
部材１６Ａ、アーム１７Ａ、電動ジャッキ１８Ａ、棒材
３１Ａ、水平器３２Ａ、制御部３３Ａ、変位センサ３４
Ａ及び計測部３５Ａからなる。（これらの構成品は、そ
れぞれ軌道変位計測システム３０のものと同一である
が、便宜上、符号の末尾にＡを付けた。）なお、１８ｄ
は電動ジャッキ１８Ａの昇降片で、第２の実施の形態の
昇降片１８ｂ（図４参照）と同一のものである。端部計
測ユニット４６は、棒材３１Ｂ、水平器３２Ｂ及び支柱
１１Ｂからなる。（これらの構成品は、それぞれ軌道変
位計測システム３０のものと同一であるが、便宜上、符
号の末尾にＢを付けた。）

【００４６】制御部３３は、水平器３２からの傾斜信号
ＳＴに基づいて電動ジャッキ１８の昇降片１８ｂの昇降
を制御するとともに、水平器３２Ａからの傾斜信号ＳＴ
Ｖに基づいて上記昇降片１８ｂの昇降を制御するもので
ある。制御部３３Ａは、水平器３２Ａからの傾斜信号Ｓ
Ｔに基づいて電動ジャッキ１８Ａの昇降片１８ｄの昇降
を制御するとともに、水平器３２Ｂからの傾斜信号ＳＴ
Ｖに基づいて上記昇降片１８ｄの昇降を制御するもので
ある。

【００４７】以上に述べた軌道変位計測システム４０の
作用を次に説明する。図７（ａ）〜（ｂ）は本発明に係
る軌道変位計測システムの第３の実施の形態の作用を示
す模式図（前半）であり、（ａ）は初期の状態、（ｂ）
は軌道が隆起した状態を示す。図８（ａ）〜（ｂ）は本
発明に係る軌道変位計測システムの第３の実施の形態の
作用を示す模式図（後半）であり、（ａ）は一方の電動
ジャッキの昇降片を下げた状態、（ｂ）は他方の電動ジ
ャッキの昇降片を下げた状態を示す。

【００４８】図６に示した軌道５の隆起又は沈下の量を
測定する前の準備として、図７（ａ）において、水平器
３２，３２Ａ，３２Ｂが水平を示すように、アーム１７
と電動ジャッキ１８との間やアーム１７Ａと電動ジャッ
キ１８Ａとの間にスペーサを挿入したり、電動ジャッキ
１８の昇降片１８ｂや電動ジャッキ１８Ａの昇降片１８
ｄを上下させたりして調整する。

【００４９】図７（ｂ）において、軌道５（図６参照）
が隆起した場合には、保持部材１６（図６参照）、アー
ム１７を介して電動ジャッキ１８全体が矢印のように
上昇し、保持部材１６Ａ（図６参照）、アーム１７Ａを
介して電動ジャッキ１８Ａ全体が矢印のように上昇す
る。（この場合、電動ジャッキ１８Ａを設けた軌道５
（図６参照）の隆起量ＵＰ２は、電動ジャッキ１８を設
けた軌道５（図６参照）の隆起量ＵＰ１よりも大きいも
のとした。）

【００５０】これにより、棒材３１の右端が上がって棒
材３１が右上がりに傾斜し、また、棒材３１Ａの右端が
上がって棒材３１Ａが右上がりに傾斜する。これによ
り、水平器３２，３２Ａがそれぞれ右上がりに傾く。

【００５１】図８（ａ）において、水平器３２が右上が
りに傾いた状態で、ある測定時刻になると、制御部３３
は、水平器３２から水平を示す傾斜信号ＳＴを発するま
で、電動ジャッキ１８の昇降片１８ｂを矢印のように
下降させ、そして、水平器３２が水平を示した時点で、
昇降片１８ｂを停止させる。

【００５２】この場合、昇降片１８ｂの下降量又はこれ
に相当する量を、変位センサ３４で測定し、変位信号Ｓ
Ｄとして計測部３５に送る。計測部３５では、この変位
信号ＳＤから軌道５（図６参照）の隆起変位を求め、表
示、記録等を行う。

【００５３】図８（ｂ）において、上記した水平器３２
が水平を示した後、制御部３３Ａは、水平器３２Ａから
水平を示す傾斜信号ＳＴを発するまで、電動ジャッキ１
８Ａの昇降片１８ｄを矢印のように下降させ、そし
て、水平器３２Ａが水平を示した時点で、昇降片１８ｄ
を停止させる。

【００５４】この場合、昇降片１８ｄの下降量又はこれ
に相当する量を、変位センサ３４Ａで測定し、変位信号
ＳＤとして計測部３５Ａに送る。計測部３５Ａでは、こ
の変位信号ＳＤから軌道５（図６参照）の隆起変位を求
め、表示、記録等を行う。

【００５５】例えば、水平器３２Ａが作動不良等で制御
部３３Ａに水平を示す傾斜信号ＳＴを発することができ
なくなり、昇降片１８ｄが下降しなかった場合には、計
測部３５Ａでの隆起変位が計測できなくなる。そこで、
この軌道変位計測システム４０では、計測部３５、計測
部３５Ａでこの順に軌道計測を行った後、計測が正しく
行われているかどうかを計測部３５Ａ、計測部３５の順
でチェックする。即ち、制御部３３Ａは、水平器３２Ｂ
が水平を示す傾斜信号ＳＴＶを発しているかどうかを確
認する。

【００５６】水平器３２Ｂが水平を示していない場合
は、水平器３２Ｂから水平を示す傾斜信号ＳＴＶを発す
るまで、電動ジャッキ１８Ａの昇降片１８ｄを下降さ
せ、水平器３２Ｂが水平を示した時点で、昇降片１８ｄ
を停止させる。この場合、昇降片１８ｄの下降量又はこ
れに相当する量を、変位センサ３４Ａで測定し、変位信
号ＳＤとして計測部３５Ａに送る。計測部３５Ａでは、
この変位信号ＳＤから軌道５（図６参照）の隆起変位を
求め、表示、記録等を行う。

【００５７】また、例えば、水平器３２が作動不良等で
制御部３３に水平を示す傾斜信号ＳＴを発することがで
きなくなり、昇降片１８ｂが下降しなかった場合には、
計測部３５，３５Ａ両方での隆起変位が計測できなくな
る。この場合には、計測部３５Ａでチェックした後、計
測部３５でチェックする。即ち、制御部３３は、水平器
３２Ａが水平を示す傾斜信号ＳＴＶを発しているかどう
かを確認する。

【００５８】水平器３２Ａが水平を示していない場合
は、水平器３２Ａから水平を示す傾斜信号ＳＴＶを発す
るまで、電動ジャッキ１８の昇降片１８ｂを下降させ、
水平器３２Ａが水平を示した時点で、昇降片１８ｂを停
止させる。この場合、昇降片１８ｂの下降量又はこれに
相当する量を、変位センサ３４で測定し、変位信号ＳＤ
として計測部３５Ａに送る。計測部３５Ａでは、この変
位信号ＳＤから軌道５（図６参照）の隆起変位を求め、
表示、記録等を行う。

【００５９】このように、支柱１１Ｂ側に水平器３２Ｂ
を設けたことで、水平器３２，３２Ａに作動不良等が発
生した場合でも、一部の測定地点で軌道変位計測を行う
ことができ、信頼性を向上させることができる。

【００６０】軌道５（図６参照）が沈下した場合には、
電動ジャッキ１８，１８Ａが下降し、昇降片１８ｂ，１
８ｄが上昇して、これらの昇降片１８ｂ，１８ｄの上昇
量又はこれに相当する量を基に、上記したの同様にし
て、計測部３５，３５Ａにて軌道５（図６参照）の沈下
変位を求め、表示、記録等を行う。

【００６１】このように、図６に示した軌道変位計測シ
ステム３０に、軌道変位計測ユニット４５及び端部計測
ユニット４６を連結した軌道変位計測システム４０を用
いたり、軌道変位計測システム３０に、複数の軌道変位
計測ユニット４５を連結し、更に端部計測ユニット４６
を連結したりすることによって、長い距離に亘って軌道
５の変位を計測することができる。また、軌道変位計測
システム３０を安価に構成したので、この軌道変位計測
システム４０についても、従来より安価にすることがで
きる。

【００６２】また、棒材３１，３１Ａ，３１Ｂを軌道５
の測定位置のアーム１７，１７Ａで支えることで、計測
距離が長くなって棒材３１，３１Ａ，３１Ｂの全体が長
くなり重量が増しても、棒材３１，３１Ａ，３１Ｂを電
動ジャッキ１８，１８Ａで水平にすることができ、測定
精度を向上させることができる。

【００６３】図９は本発明に係る軌道変位計測システム
の第４の実施の形態を示す斜視図であり、第３の実施の
形態の応用例を示すものである。ここで、上記した第
１、第２及び第３の実施の形態と同一構成については同
一符号を付け、説明を省略する。軌道変位計測システム
５０は、第３の実施の形態である軌道変位計測システム
４０の途中に、軌道変位計測ユニット５５を連結したも
のであり、長い測定区間内に踏切６、レールの交差点、
鉄橋、トンネル等があって棒材を延ばすことができない
場合に用いるものである。

【００６４】軌道変位計測ユニット５５は、軌道変位計
測システム４０の昇降片１８ｂから略水平に延ばした棒
材３１Ｃと、この棒材３１Ｃの水平度を測る水平器３２
Ｃと、保持部材１６Ｃと、アーム１７Ｃと、電動ジャッ
キ１８Ｃと、棒材３１Ｃの先端を支える電動ジャッキ１
８Ｃの昇降片１８ｅと、この昇降片１８ｅの上端にレー
ザビームを発するために取付けた投光器５６と、水平器
３２Ｃからの傾斜信号ＳＴを受け、電動ジャッキ１８Ｃ
に制御信号ＳＣを送る制御部３３Ｃと、電動ジャッキ１
８Ｃの昇降片１８ｅの昇降量を計測する変位センサ３４
Ｃと、この変位センサ３４Ｃからの変位信号ＳＤを受け
る計測部３５Ｃとからなる。（これらの構成品のうち、
軌道変位計測システム４０と同一のものは、便宜上、符
号の末尾にＣを付けた。）

【００６５】更に、軌道変位計測ユニット５５は、保持
部材１６Ｄと、アーム１７Ｄと、電動ジャッキ１８Ｄ
と、この電動ジャッキ１８Ｄの昇降片１８ｆと、この昇
降片１８ｆの上端にレーザビームを受けるために取付け
た受光器５７と、この受光器５７からの受光信号ＳＲを
受け、電動ジャッキ１８Ｄに制御信号ＳＣを送る制御部
３３Ｄと、電動ジャッキ１８Ｄの昇降片１８ｆの昇降量
を計測する変位センサ３４Ｄと、この変位センサ３４Ｄ
からの変位信号ＳＤを受ける計測部３５Ｄとからなる。
（これらの構成品のうち、軌道変位計測システム４０と
同一のものは、便宜上、符号の末尾にＤを付けた。）

【００６６】電動ジャッキ１８Ｃの昇降片１８ｅ及び電
動ジャッキ１８Ｄの昇降片１８ｆは、踏切６を通る人や
車両で投光器５６から受光器５７に至るレーザビームを
遮らない高さまで上方へ延ばしたものである。投光器５
６は、レーザビームの上下幅を第１の実施の形態の投光
器１３（図１参照）よりも狭めたものである。

【００６７】受光器５７は、第１の実施の形態の受光器
１５（図１参照）と同一のもので、下側受光部５７ｂ
（図１０（ｂ）参照）、遮光体５７ｅ（図１０（ａ）参
照）を備える。また、投光器５６又は受光器５７は、昇
降片１８ｅ又は昇降片１８ｆに対して高さの微調整が可
能であり、棒材３１Ｃ又は棒材３１Ａを水平に調整した
後においても、センタの高さ合せができるものである。

【００６８】以上に述べた軌道変位計測システム５０の
作用を次に説明する。図１０（ａ）〜（ｄ）は本発明に
係る軌道変位計測システムの第４の実施の形態の作用を
示す模式図であり、（ａ）は初期の状態、（ｂ）は軌道
が隆起した状態、（ｃ）は一方の電動ジャッキの昇降片
を下げた状態、（ｂ）は他方の電動ジャッキの昇降片を
下げた状態を示す。図９に示した軌道５の隆起又は沈下
の量を測定する前の準備として、水平器３２Ｃ，３２Ａ
が水平を示すように、図１０（ａ）において、アーム１
７Ｃと電動ジャッキ１８Ｃとの間やアーム１７Ｄと電動
ジャッキ１８Ｄとの間にスペーサを挿入したり、電動ジ
ャッキ１８Ｃの昇降片１８ｅや電動ジャッキ１８Ｄの昇
降片１８ｆを上下させたりして調整するとともに、投光
器５６と受光器５７とのそれぞれのセンタの高さを合せ
て、投光器５６から発したレーザビームＬ３が受光器５
７の遮光体５７ｃの高さ中央に当たるように調整する。

【００６９】（ｂ）において、軌道５（図９参照）が隆
起した場合には、保持部材１６Ｃ（図９参照）、アーム
１７Ｃを介して電動ジャッキ１８Ｃ全体が矢印のよう
に上昇し、保持部材１６Ｄ（図６参照）、アーム１７Ｄ
を介して電動ジャッキ１８Ｄ全体が矢印のように上昇
する。（この場合、電動ジャッキ１８Ｄを設けた軌道５
（図９参照）の隆起量ＵＰ２が、電動ジャッキ１８Ｃを
設けた軌道５（図９参照）の隆起量ＵＰ１よりも大きい
ものとした。）

【００７０】これにより、棒材３１Ｃの右端が上がって
棒材３１Ｃが右上がりに傾斜し、また、投光器５６から
発したレーザビームＬ３は、受光器５７の下側受光部５
７ｂに当たる。

【００７１】（ｃ）において、水平器３２Ｃ（図９参
照）が右上がりに傾いた状態で、ある測定時刻になる
と、制御部３３Ｃは、水平器３２Ｃから水平を示す傾斜
信号ＳＴ（図９参照）を発するまで、電動ジャッキ１８
Ｃの昇降片１８ｅを矢印のように下降させ、そして、
水平器３２Ｃが水平を示した時点で、昇降片１８ｅを停
止させる。

【００７２】この場合、昇降片１８ｅの下降量又はこれ
に相当する量を、変位センサ３４Ｃで測定し、変位信号
ＳＤとして計測部３５Ｃに送る。計測部３５Ｃでは、こ
の変位信号ＳＤから軌道５（図９参照）の隆起変位を求
め、表示、記録等を行う。

【００７３】（ｄ）において、上記した水平器３２Ｃ
（図９参照）が水平を示した後、制御部３３Ｄは、電動
ジャッキ１８Ｄに制御信号ＳＣを送って、電動ジャッキ
１８Ｄの昇降片１８ｅを矢印のように下降させ始め
る。これによって、受光部５７も下がり始め、レーザビ
ームＬ３が下側受光部５７ｂに受光しなくなるまで、即
ち、レーザビームＬ３が再び受光器５７の遮光体５７ｅ
に当たるまで、制御部３３Ｄは、受光器５７を移動さ
せ、停止させる。

【００７４】この場合、昇降片１８ｆの下方への移動開
始から移動停止までの距離、即ち昇降片１８ｅの下降量
又はこれに相当する量を、変位センサ３４Ｄで測定し、
変位信号ＳＤとして計測部３５Ｄに送る。計測部３５Ｄ
では、この変位信号ＳＤから軌道５（図９参照）の変位
を求め、表示、記録等を行う。

【００７５】軌道５（図９参照）が沈下した場合には、
電動ジャッキ１８Ｃ，１８Ｄが下降し、昇降片１８ｅ，
１８ｆが上昇して、これらの昇降片１８ｅ，１８ｆの上
昇量又はこれに相当する量を基に、上記したのと同様に
して、計測部３５Ｃ，３５Ｄにて軌道５（図９参照）の
沈下変位を計測し、表示、記録等を行う。

【００７６】このように、図９に示した軌道変位計測シ
ステム４０の途中に、軌道変位計測ユニット５５を介設
した軌道変位計測システム５０を用いることによって、
踏切６等の場所で棒材を渡すことができない場合でも、
軌道５の変位を計測することができる。

【００７７】尚、本発明の第１・第４の実施の形態で
は、受光器１５，５７は、それぞれ２つの受光部を持つ
ものとしたが、電動ジャッキの昇降片の上昇時と下降時
に作動するリミットスイッチをそれぞれ設け、上昇か下
降かを判別するようにして、受光部を１つとしてもよ
い。

【００７８】また、本発明の第２〜第４の実施の形態に
おいて、支柱と棒材や昇降片と棒材の連結部、例えば、
その一つとして、図４に示した支柱１１の軸１１ａとこ
の軸１１ａを受ける棒材３１の受け部や、昇降片１８ｂ
の軸１８ｃとこの軸１８ｃを受ける棒材３１の受け部
に、棒材の長手方向の温度による膨張収縮を吸収する隙
間を設けてもよい。

【００７９】更に、本発明の第２、第３の実施の形態に
おいて、棒材３１，３１Ａ，３１Ｂの代わりに、ワイヤ
を用いてもよい。更にまた、本発明の各実施の形態で
は、不動点に１本又は２本の支柱を立てたが、不動点が
動いた場合に備え、上記の不動点とは別に、軌道変位計
測の基準となる不動点を設け、この地点に支柱を立てて
もよい。

【００８０】

【発明の効果】本発明は上記構成により次の効果を発揮
する。請求項１の軌道変位計測システムは、水平にレー
ザビームを発するレーザビーム投光器と、レーザビーム
を上下２段の受光部で受けるレーザビーム受光器と、測
定対象物から延ばしたアーム上に立てたジャッキ機構
と、このジャッキ機構の昇降片に取付けたスリット付き
遮光板を備えるので、運搬や設置時の取扱い性を向上さ
せることができ、また、棒材を使用した場合のような気
温変化による棒材の膨張収縮がなくなるため、測定精度
を向上させることができる。また、レーザビーム受光器
でのレーザビーム受光の有無でジャッキ機構の昇降片の
昇降を行わせて軌道変位を求めるので、軌道変位を直接
に精密な変位計等で計測するよりも軌道変位計測システ
ムを安価に構成することができる。

【００８１】請求項２の軌道変位計測システムは、片持
ちバーの水平度を測る水平器を備えるので、重量や気温
変化による片持ちバーのたわみに影響されることがない
ため、測定精度を向上させることができる。また、支柱
を除いた構成品を連結することにより、長い距離に亘っ
て軌道の変位を計測することができる。更に、水平器が
水平を示すか示さないかで、ジャッキ機構の昇降片の昇
降を行わせて軌道変位を求めるので、軌道変位を直接に
精密な変位計等で計測するよりも軌道変位計測システム
を安価に構成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る軌道変位計測システムの第１の実
施の形態を示す斜視図

【図２】図１の２−２線断面図

【図３】本発明に係る軌道変位計測システムの第１の実
施の形態の作用を示す模式図

【図４】本発明に係る軌道変位計測システムの第２の実
施の形態を示す斜視図

【図５】本発明に係る軌道変位計測システムの第２の実
施の形態の作用を示す模式図

【図６】本発明に係る軌道変位計測システムの第３の実
施の形態を示す斜視図

【図７】本発明に係る軌道変位計測システムの第３の実
施の形態の作用を示す模式図（前半）

【図８】本発明に係る軌道変位計測システムの第３の実
施の形態の作用を示す模式図（後半）

【図９】本発明に係る軌道変位計測システムの第４の実
施の形態を示す斜視図

【図１０】本発明に係る軌道変位計測システムの第４の
実施の形態の作用を示す模式図

【図１１】従来の考案に係る軌道変位計測・警報発生装
置及び軌道を示す断面図

【符号の説明】

１…レール、２…枕木、３…道床、５…軌道、１０，３
０，４０，５０…軌道変位計測システム、１１，１１Ｂ
…支柱、１３，５６…レーザビーム投光器（投光器）、
１５，５７…レーザビーム受光器（受光器）、１５ａ，
１５ｂ，５７ｂ…受光部（上側受光部、下側受光部、下
側受光部）、１５ｅ…遮光体、１７，１７Ａ，１７Ｃ，
１７Ｄ…アーム、１８，１８Ａ，１８Ｃ，１８Ｄ…ジャ
ッキ機構（電動ジャッキ）、１８ａ，１８ｂ，１８ｄ，
１８ｅ，１８ｆ…昇降片、１９…スリット付き遮光板
（スリット板）、１９ａ…スリット、２２，３３，３３
Ａ，３３Ｃ，３３Ｄ…制御部、２３，３４，３４Ａ，３
４Ｃ，３４Ｄ…変位センサ、２４，３５，３５Ａ，３５
Ｃ，３５Ｄ…計測部、３１，３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃ…
片持ちバー（棒材）、３２，３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃ…
水平器、４５，５５…軌道変位計測ユニット、４６…端
部計測ユニット、Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３…レーザビーム。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 不動点に立てた左右２本の支柱と、これ
   らのうち一方の支柱に水平にレーザビームを発するため
   に取付けたレーザビーム投光器と、他方の支柱に前記レ
   ーザビームを上下２段の受光部で受けるために取付けた
   レーザビーム受光器と、このレーザビーム受光器の受光
   部境界部分への受光を阻止するためにレーザビーム受光
   器の入口に設けた遮光体と、２本の支柱間のレール、枕
   木若しくは道床などの測定対象物から延ばしたアーム
   と、このアーム上に立てたジャッキ機構と、このジャッ
   キ機構の昇降片に取付けたスリット付き遮光板と、前記
   昇降片の昇降量を測定する変位センサと、前記レーザビ
   ーム投光器から発したレーザビームが前記遮光板のスリ
   ットを通ってどちらか一方の受光部で受光した状態から
   前記遮光体によって受光がなくなるまで前記昇降片を上
   下する制御部と、レーザビーム受光器の受光がなくなっ
   た時点での昇降片の昇降量を計測して、それを軌道変位
   とする計測部とからなることを特徴とする軌道変位計測
   システム。
2. 【請求項２】 不動点に立てた支柱と、この支柱から略
   水平に延ばした片持ちバーと、この片持ちバーの水平度
   を測る水平器と、レール、枕木若しくは道床などの測定
   対象物から延ばしたアームと、このアーム上に立てたジ
   ャッキ機構と、前記片持ちバーの先端を支えるジャッキ
   機構の昇降片と、この昇降片の昇降量を測定する変位セ
   ンサと、前記水平器が水平を示すまで前記昇降片を上下
   する制御部と、水平器が水平となった時点での昇降片の
   昇降量を計測して、それを軌道変位とする計測部とから
   なることを特徴とする軌道変位計測システム。