JPH11257942A

JPH11257942A - レール形状計測装置

Info

Publication number: JPH11257942A
Application number: JP5930298A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Suzuki; 博幸鈴木; Hiroshi Konuma; 浩小沼
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 1998-03-11
Filing date: 1998-03-11
Publication date: 1999-09-24

Abstract

(57)【要約】【課題】小型で、しかも機械的誤差が小さくて計測精
度がよく、また、非接触の計測によって摩耗等の生じる
ところがないレール形状計測装置を提供する。【解決手段】一対のレール上を走行する１台の計測台
車１１に、スプリング４０ｂ，４２ｂによってレールの
上面と側面とに押し付けられる第１車輪３２と第２車輪
３３とを有すると共にこの第１車輪及び第２車輪が計測
台車に対して独立に計測台車の高さ方向及び幅方向に移
動可能となるように計測台車の幅方向両側に設けた計測
輪（３０ａ等）と、計測台車の高さ方向の所定位置から
第１車輪と共に移動するブロック３１までの距離を計測
すると共に、計測台車の幅方向の所定位置から第２車輪
と共に移動するブロック３１までの距離を計測してブロ
ック３１の変位量を求めるレーザ距離センサ４３，４４
と、計測台車の傾斜角を計測する２軸高精度傾斜計及び
３軸ジャイロと、計測台車の移動量を計測するロータリ
エンコーダと、前記レーザ距離センサ、２軸高精度傾斜
計等及びロータリエンコーダの計測信号に基づいてレー
ルの各評価量を計算する計算機とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はレール形状計測装置
に関し、新幹線用線路（レール）等の各種線路の形状計
測に適用して有用なものである。

【０００２】

【従来の技術】列車の線路（レール）は、列車の通過量
等に応じて徐々に、その形状が変化するため、このレー
ルの軌間、水準、高低等を管理して、レールの保守を行
う必要がある。そこで、このレールのレベリング及びラ
イニング（軌間狂い、高低狂い等）を計測するために、
レール形状計測装置が用いられている。

【０００３】図１０は従来のレール形状計測装置の概略
構成を示す側面図である。同図に示すように、従来のレ
ール形状計測装置は、全長約１５ｍの線路補正作業車１
に搭載されており、線路補正作業車１の前後両端部と中
央部の３箇所に、レール６の形状に追従して移動する計
測台車２，３，４を有している。

【０００４】そして、前後両端部の計測台車２，３の基
準フィラーロッド２ａ，３ａ間に張られたワイヤ（レベ
リングコード５や図示しないランニングコード）を、中
央部の計測台車４の計測フィラーロッド４ａに設けたポ
テンショメータ４ｂと図示しない他のポテンショメータ
とにそれぞれ接触させており、その上下、左右の変位量
を前記ポテンショメータで計測することにより、レール
６の軌間狂いや高低狂い等を測定するようになってい
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記従来のレール形状
計測装置には、次のような問題点がある。

【０００６】線路補正作業車１の前後両端部と中央
部の３箇所に計測台車２，３，４を設ける必要があり、
装置が大形である。各計測台車間の誤差を含む全体的な機械的誤差が大
きく、この機械的誤差によって計測精度の低下を招く。ワイヤーにポテンショメータを接触させて計測する
構成であるため、その接触部に摩耗等が生じる。

【０００７】従って本発明は上記従来技術に鑑み、小型
で、しかも機械的誤差が小さくて計測精度のよいレール
形状計測装置を提供することを第１課題とする。

【０００８】また、非接触の計測によって摩耗等の生じ
るところがないレール形状計測装置を提供することを第
２課題とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記第１課題を解決する
第１発明のレール形状計測装置は、平行に敷設された一
対のレール上を走行輪によって走行する１台の計測台車
に、付勢手段によって前記レールの上面と側面とにそれ
ぞれ押し付けられる第１車輪と第２車輪とを有すると共
に、前記第１車輪は前記計測台車に対して独立に前記計
測台車の高さ方向に移動可能となり、且つ前記第２車輪
は前記計測台車に対して独立に前記計測台車の幅方向に
移動可能となるように、前記計測台車の幅方向両側に設
けた一対の計測輪を、前記レールの長手方向に所定の間
隔をおいて少なくとも二対設けると共に、前記計測台車
の高さ方向の所定位置から、前記第１車輪と共に移動す
る前記計測輪の被計測部までの距離を計測すると共に、
前記計測台車の幅方向の所定位置から、前記第２車輪と
共に移動する前記計測輪の被計測部までの距離を計測し
て、前記計測輪の被計測部の変位量を求める変位量計測
手段と、前記計測台車の傾斜角を計測する傾斜角計測手
段と、前記計測台車の移動量を計測する移動量計測手段
と、前記変位量計測手段、傾斜角計測手段及び移動量計
測手段の計測信号に基づいて、前記一対のレールの各評
価量を計算する信号処理手段とを備えてなることを特徴
とする。

【００１０】また、第２発明のレール形状計測装置は、
第１発明のレール形状計測装置において、前記計測輪
は、三対以上設けたことを特徴とする。

【００１１】また、上記第２課題を解決する第３発明の
レール形状計測装置は、第１発明のレール形状計測装置
において、前記変位量計測手段は、レーザ距離センサで
あることを特徴とする。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づき詳細に説明する。

【００１３】図１、図２及び図３は本発明の実施の形態
に係るレール形状計測装置の構成を示す側面図、平面図
及び正面図である。また、図４は図２のＡ−Ａ線矢視断
面図、図５は図４のＢ部拡大図、図６は前記レール形状
計測装置に備えた計算機の処理ブロック図、図７はレー
ルの曲線部の状態を示す説明図、図８はレールの上面の
一部に凹部がある場合の状態を示す説明図、図９はレー
ルの側面の一部に凸部が有る場合の状態を示す説明図で
ある。

【００１４】＜構成＞図１、図２、図３及び図４に示す
ように、本実施の形態に係るレール形状計測装置は、１
台の計測台車１１に各種の機器を備えたものである。

【００１５】計測台車１１は、前後方向に平行に延びた
Ｌ字状の支持部材１３ａ，１３ｂと、支持部材１３ａ，
１３ｂ間の前部及び後部に掛け渡された支持部材１４
ａ，１４ｂとによって矩形のフレームが形成されてお
り、このフレームと、支持部材１３ａ，１３ｂ間を覆う
ようにして設けられた支持板１５とによって本体部が形
成されている。

【００１６】支持部材１３ａ，１３ｂの下部には、支持
部材１６ａ，１６ｂと支持部材１６ｃ，１６ｄとによっ
てシャフト１７ａ，１７ｂがそれぞれ回転自在に支持さ
れており、これらのシャフト１７ａ，１７ｂの両端に
は、平行に敷設された一対のレール１８ａ，１８ｂ上に
位置するように、走行輪１２ａ，１２ｂ及び走行輪１２
ｃ，１２ｄがそれぞれ取り付けられている。また、支持
部材１４ｂの中央部には手押し棒１９が取り付けられて
いる。

【００１７】従って、この計測台車１１は、作業員が手
押し棒１９を持って押すことにより、走行輪１２ａ，１
２ｂ，１２ｃ，１２ｄによってレール１８ａ，１８ｂ上
を走行することができる。

【００１８】一方、計測台車１１の支持板１５上のケー
ス２９内には、計算機ラック２０、２軸高精度傾斜計２
１、ジャイロセンサ部２２ａとジャイロ制御部２２ｂと
からなる３軸ジャイロ２２、レーザ距離センサアンプ２
３，ＡＣ−ＤＣコンバータ２４及び電動リール２５が設
けられている。

【００１９】計算機ラック２０には、ＡＤボード、ＰＩ
Ｏボード、ＳＩＯボード、ＣＰＵボード等からなる計算
機が格納されている。高精度傾斜計２１は、計測台車１
１（即ちレール１８ａ，１８ｂ）のＸ軸及びＹ軸の傾斜
角を検出する。３軸ジャイロ２２は、２軸高精度傾斜計
２１よりも精度は低いが、２軸高精度傾斜計２１と同様
に計測台車１１のＸ軸及びＹ軸の傾斜角を検出し、また
Ｚ軸の傾斜角も検出する。ＡＣ−ＤＣコンバータ２４
は、電動リール２５に巻回されたケーブルを介して発電
機（図示せず）から供給されるＡＣ１００Ｖの電圧を、
計算機やセンサで使用することができるＤＣ５Ｖ、１２
Ｖ、２４Ｖの電圧に変換する。なお、電動リール２５に
巻回されているケーブルは、計測台車１１の移動時に、
電動リール２５から繰り出されて延長される。

【００２０】また、支持部材１４ａにはロータリエンコ
ーダ２６が固定されており、このロータリエンコーダ２
６の回転軸に設けられているギヤ２７と、シャフト１７
ａに設けられているギヤ２８とが噛合している。このた
め、レール１８ａ，１８ｂに沿って計測台車１１を移動
させると、このときの走行輪１２ａ，１２ｂ（シャフト
１７ａ）の回転がロータリエンコーダ２６によって検出
される。従って、このロータリエンコーダ２６で計測台
車１１の移動量を計測することができる。

【００２１】そして、支持部材１３ａ，１３ｂには、レ
ール１８ａ，１８ｂの長手方向に沿って、同一形状の３
つの計測輪３０ａ，３０ｃ，３０ｅと、同一形状の他の
３つの計測輪３０ｂ，３０ｄ，３０ｆとがそれぞれ取り
付けられている。即ち、計測輪３０ａと３０ｂ、３０ｃ
と３０ｄ、３０ｅと３０ｆがそれぞれ対になって計測台
車１１の幅方向両側に設けられており、それぞれ左右対
称形となっている。また、これら三対の計測輪３０ａ，
３０ｂと３０ｃ，３０ｄと３０ｅ，３０ｆは、レール１
８ａ，１８ｂの長手方向に所定の間隔で設けられてい
る。

【００２２】以下では、図５に基づいて計測輪３０ａの
構成を詳細に説明し、その他の計測輪３０ｂ〜３０ｆの
構成については、計測輪３０ａと同様であるため説明を
省略する。

【００２３】図５に示すように、被計測部であるブロッ
ク３１には第１車輪３２と第２車輪３３とがそれぞれ回
転自在に支持されている。このブロック３１は、相互に
摺動自在に係合している一対の部材３４ａ，３４ｂから
なるリニアガイド３４を介して、Ｌ字状の支持部材３５
の下面に結合されている。また、この支持部材３５は、
相互に摺動自在に係合している一対の部材３６ａ，３６
ｂからなるリニアガイド３６を介して、支持部材１３ａ
に結合されている。

【００２４】従って、第１車輪３２及び第２車輪３３
は、リニアガイド３６に案内されて、ブロック３１と共
に、計測台車１１とは独立に計測台車１１の高さ方向に
移動可能となり、また、リニアガイド３４に案内され
て、ブロック３１と共に、計測台車１１とは独立に計測
台車１１の幅方向に移動可能となっている。

【００２５】また、ブロック３１の側部と、支持部材３
５に垂設された支持部材３８との間には、スプリング棒
４０が介設されている。このスプリング棒４０は、支持
部材３８に固定された固定部４０ａに対して軸４０ｃが
摺動自在に係合すると共に、この軸４０ｃに設けられた
突起部４０ｄと固定部４０ａとの間にスプリング４０ｂ
が介設されており、このスプリング４０ｂの弾性力によ
って、第２車輪３３をレール１８ａの側面１８ａ−２に
押し付けている。このため、第２車輪３３は、レール１
８ａの側面１８ａ−２の形状に追従して移動する。

【００２６】一方、支持部材１３ａに固定された支持部
材３７と、支持部材３５に突設された凸部４１との間に
は、スプリング棒４２が介設されている。このスプリン
グ棒４２は、支持部材３７に固定された固定部４２ａに
対して軸４２ｃが摺動自在に係合すると共に、この軸４
２ｃに設けられた突起部４２ｄと固定部４２ａとの間に
スプリング４２ｂが介設されており、このスプリング４
２ｂの弾性力によって、第１車輪３２をレール１３ａの
上面１８ａ−１に押し付けている。このため、第１車輪
３２は、レール１８ａの上面１８ａ−１の形状に追従し
て移動する。

【００２７】そして、支持部材３５，３８に固定された
支持部材３９には、ブロック３１の側面３１ｂに対向す
るようにレーザ距離センサ４３が取り付けられている。
従って、このレーザ距離センサ４３は、ブロック３１の
左右位置の変位量（計測台車１１の幅方向の変位量）を
計測するようになっている。また、支持部材１３ａに
は、ブロック３１の上面３１ａに対向するようにレーザ
距離センサ４４が取り付けられている。従って、このレ
ーザ距離センサ４４は、ブロック３１の上下の変位量
（計測台車１１の高さ方向の変位量）を計測するように
なっている。なお、具体的には、図１に示すように、ブ
ロック３１の上面３１ａは板材４５によって延長されて
おり、この板材４５とレーザ距離センサ４４とが対向す
るようになっている。また、レーザ距離センサ４３，４
４は各計測輪ごとに設けられており、合計１２個であ
る。

【００２８】図６に示すように、レーザ距離センサ４
３，４４の計測信号、即ち、計測輪３０ａ，３０ｂ，３
０ｃ，３０ｄ，３０ｅ，３０ｆの各ブロック３１の上
下、左右位置の変位量は、レーザ距離センサアンプ２３
を介して、計算機ラック２０（図１参照）に格納されて
いる計算機４６に入力される。また、この計算機４６に
は、３軸ジャイロ２２、２軸高精度傾斜計２１及びロー
タリエンコーダ２６の計測信号が入力される。具体的に
は、ロータリエンコーダ２６の計測信号に基づいて、計
測台車１１の移動量４６ｄを求め、この求めた計測台車
移動量４６ｄに基づいて、計測台車１１が一定距離（例
えば１０ｃｍ）移動するごとに、レーザ距離センサ４
３，４４、３軸ジャイロ２２及び２軸高精度傾斜計２１
の計測信号を入力（サンプリング）する。そして、計算
機４６では、これらの計測信号に基づいて、図６に示す
ような処理を行う。

【００２９】まず、３軸ジャイロ２２及び２軸高精度傾
斜計２１の計測信号に基づいて、計測台車１１の姿勢
（Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸の傾斜角）４６ａを求める。次
に、この計測台車姿勢４６ａと、レーザ距離センサ４
３，４４の計測信号（計測輪３０ａ〜３０ｆのブロック
３１の変位量）と、計測台車１１等の機械的な寸法とに
基づいて、計測輪３０ａ〜３０ｆの接地座標２６ｂを計
算する。即ち、各計測輪３０ａ〜３０ｆの第１車輪３２
及び第２車輪３３と、レール１８ａ，１８ｂとの接点の
座標を求める。

【００３０】この計測輪接地座標４６ｂは測定開始地点
からの絶対的な座標（水平面に対する座標）である。つ
まり、レール１８ａ，１８ｂは、その曲線部において内
側のレールよりも外側のレールを高くした状態で傾斜し
ており（カント）、また、その勾配部でも上方又は下方
に傾斜している。従って、これらの傾斜部では計測台車
１１も傾斜するが、このとき、各計測輪３０ａ〜３０ｆ
も計測台車１１と共に傾斜するため、レーザ距離センサ
４３，４４と各計測輪３０ａ〜３０ｆのブロック３１と
の相対距離には変化がない（高低狂い等がない場合）。
このため、実際には例えば図７に示すようにレール１８
ａ，１８ｂが傾斜していても、レーザ距離センサ４３，
４４の計測信号だけでは、レール１８ａ，１８ｂは水平
であると判断してしまう。

【００３１】そこで、上記のように、３軸ジャイロ２２
及び２軸高精度傾斜計２１の計測信号に基づいて計測台
車姿勢４０ａを求め、この計測台車姿勢４０ａと、計測
輪位置変位量とを用いて、レール１８ａ，１８ｂの実際
の状態を表す絶対的な座標（計測輪接地座標４６ｂ）を
求めている。

【００３２】続いて、この各移動位置ごとの計測輪接地
座標４６ｂより、レール１８ａ，１８ｂの軌跡４６ｃを
計算する。そして、このレール軌跡４６ｃと、計算機４
６のメモリ部に予め記憶されたカント（レール曲線部分
の定められたレール面の傾斜度）データとを用いて、管
理すべきレール軌跡４６ｃ上の各評価量４６ｅを計算す
る。具体的には、次のような評価量を計算する。

【００３３】軌間狂い：左右のレール間距離水準狂い：左右のレール面の水平からの狂い高低狂い：１０ｍ間隔でのレールの高さの変化量平面性狂い：５ｍ間隔でのレール面の変化量（軌道
のねじれ）通り狂い：１０ｍ間隔でのレールの直線性の変化
量２０ｍ弦：説明省略

【００３４】＜作用・効果＞従って、上記構成のレール
形状計測装置によれば、計測輪３０ａ〜３０ｂの第１車
輪３２と第２車輪３３が計測台車１１に対して独立に上
下、左右に移動可能であり且つスプリング４０ｂ，４２
ｂによってレール１８ａ，１８ｂの上面及び側面に押し
付けられているため、作業員が計測台車１１を押してレ
ール１８ａ，１８ｂ上を移動させると、例えば、図８に
示すようにレール１８ａの上面の一部に凹部１８ａ−１
がある場合には、レール１８ａ側の計測輪３０ａ，３０
ｃ，３０ｅの第１車輪３２が、ブロック３１と共に、順
次、この凹部１８ａ−１に追従して上下に変位し、ま
た、図９に示すようにレール１８ａの側面の一部に凸部
１８ａ−２がある場合には、レール１８ａ側の計測輪３
０ａ，３０ｃ，３０ｅの第２車輪３３が、ブロック３１
と共に、順次、この凸部１８ａ−２に追従して左右に変
位する。

【００３５】このため、計測輪３０ａ，３０ｃ，３０ｅ
の近傍に設けた各レーザ距離センサ４３，４４によっ
て、各計測輪３０ａ，３０ｃ，３０ｅのブロック３１の
上面３１ａ及び側面３１ｂまでの距離を計測することに
より、計測輪３０ａ，３０ｃ，３０ｅ（即ちレール１８
ａ）の上下、左右位置の変位量を求めることができる。

【００３６】また、計測台車１１の姿勢（傾斜角）は、
２軸高精度傾斜計２１及び３軸ジャイロ２２によって求
められ、計測台車１１の移動量は、ロータリエンコーダ
２６によって求められる。

【００３７】そして、計算機４６では、これらのレーザ
距離センサ４３，４４の計測信号と、２軸高精度傾斜計
２１及び３軸ジャイロ２２の計測信号と、ロータリエン
コーダ２６の計測信号とに基づいて、レール１８ａ，１
８ｂの各評価量４６ａを計算することができる。

【００３８】しかも、三対の計測輪３０ａ，３０ｂと３
０ｃ，３０ｄと３０ｅ，３０ｆとを備えたことよって、
レール曲面を求めることができるため、より正確にレー
ル面を算出することができる。即ち、計測輪が二対であ
ってもレール面を連続的に求めることはできるが、この
場合には求めたレール面は平面となる。そこで、より正
確なレール面を算出するためには、計測輪を三対以上設
けてレール曲面を求めることができるようにする必要が
ある。なお、計測輪が一対だけではレール形状の連続化
ができないため、計測輪は二対以上設ける必要がある。

【００３９】また、精度のよい計測を行うためには、サ
ンプリング間隔は、進行した次のサンプリング時に、最
後方の計測輪３０ｅ，３０ｆが、前回のサンプリング時
に求めたレール面上にあるように設定したほうがよい。
つまり、進行した次のサンプリング時に、最後方の計測
輪３０ｅ，３０ｆの位置が、前回のサンプリング時にお
ける前方の計測輪３０ａ，３０ｂの位置を越えないよう
にしたほうがよい。

【００４０】なお、進行した次のサンプリング時に、最
後方の計測輪３０ｅ，３０ｆの位置が、前回のサンプリ
ング時における前方の計測輪３０ａ，３０ｂの位置を越
えても、前回のサンプリング時に求めたレール面を延長
することにより、次のサンプリング時には、この延長し
たレール面上に最後方の計測輪３０ｅ，３０ｆが位置す
ると考えて、連続的にレール形状を計測することができ
る。但し、この場合には計測精度が低下してしまう。

【００４１】また、１台の計測台車１１に、計測輪３０
ａ〜３０ｆ、レーザ距離センサ４３，４４、２軸高精度
傾斜計２１、３軸ジャイロ２２、ロータリエンコーダ２
６及び計算機４６等を備えた構成であるため、従来に比
べて、装置を小型化することができる。また、従来に比
べて機械的誤差が小さくて、計測精度がよい。

【００４２】また、レール形状を計測輪３０ａ，３０
ｂ，３０ｃ，３０ｄ，３０ｅ，３０ｆの動きを介して計
測することによって複雑なレール形状を平滑化すること
ができ、連続的な測定が可能である。即ち、レールのつ
なぎ目等は溶接されていたり、側面をプレートと共にボ
ルト締めしているだけて隙間あったりする。このような
複雑な形状のレールに対して、レーザ距離センサで直接
計測すると、それらの無用な計測データも得ることにな
ってしまう。これに対して、計測輪の動きを介して計測
すれば、複雑なレール形状を平滑化して連続的な測定が
可能である。

【００４３】また、レーザ距離センサ４３，４４は非接
触でるため、摩耗等によるセンサの劣化等がないため、
保守が容易である。更に、非接触の距離センサとしては
超音波距離センサを用いることも考えられるが、この超
音波距離センサに比べて、レーザ距離センサ４３，４４
は、次の点で優位である。

【００４４】レーザ距離センサの方が分解能が高
く、微少な変位量の計測が可能である。計測装置の使用される環境を考慮すると、振動や騒
音の面でかなり悪い環境であるため、超音波距離センサ
では、その計測信号に誤差やノイズ等が含まれ易い。レーザ距離センサの方が計測スポットが小さく、周
囲の取り付け部品による影響が少ない。

【００４５】なお、上記のレール形状計測装置は手押し
のものであるが、勿論、本発明のレール形状計測装置
は、これに限定するものではなく、モータ等の動力源に
よって走行するようにしてもよく、また、線路保線作業
車に搭載するようにしてもよい。

【００４６】また、上記の計測輪３０ａ〜３０ｆでは、
第１車輪３２と第２車輪３３とが一体的に上下、左右に
移動する構成となっているが、必ずしもこれに限定する
ものではなく、すくなくとも第１車輪３２は上下に移動
可能であり、第２車輪３３は左右に移動可能であればよ
い。

【００４７】

【発明の効果】以上、発明の実施の形態と共に具体的に
説明したように、第１発明のレール形状計測装置は、平
行に敷設された一対のレール上を走行輪によって走行す
る１台の計測台車に、付勢手段によって前記レールの上
面と側面とにそれぞれ押し付けられる第１車輪と第２車
輪とを有すると共に、前記第１車輪は前記計測台車に対
して独立に前記計測台車の高さ方向に移動可能となり、
且つ前記第２車輪は前記計測台車に対して独立に前記計
測台車の幅方向に移動可能となるように、前記計測台車
の幅方向両側に設けた一対の計測輪を、前記レールの長
手方向に所定の間隔をおいて少なくとも二対設けると共
に、前記計測台車の高さ方向の所定位置から、前記第１
車輪と共に移動する前記計測輪の被計測部までの距離を
計測すると共に、前記計測台車の幅方向の所定位置か
ら、前記第２車輪と共に移動する前記計測輪の被計測部
までの距離を計測して、前記計測輪の被計測部の変位量
を求める変位量計測手段と、前記計測台車の傾斜角を計
測する傾斜角計測手段と、前記計測台車の移動量を計測
する移動量計測手段と、前記変位量計測手段、傾斜角計
測手段及び移動量計測手段の計測信号に基づいて、前記
一対のレールの各評価量を計算する信号処理手段とを備
えてなることを特徴とする。

【００４８】従って、この第１発明のレール形状計測装
置によれば、計測輪の第１車輪と第２車輪が計測台車に
対して独立に計測台車の高さ方向と幅方向とにそれぞれ
移動可能であり且つ付勢手段によって第１車輪３２，３
３がレールの上面と側面とにそれぞれ押し付けられてい
るため、計測台車がレール上を移動すると、例えば、一
方のレールの上面の一部に凹部がある場合には、当該レ
ール側の計測輪の第１車輪が、この凹部に追従して前記
高さ方向に変位し、また、一方のレールの側面の一部に
凸部がある場合には、当該レール側の計測輪の第２車輪
が、この凸部に追従して前記幅方向に変位する。

【００４９】このため、変位量計測手段によって、計測
輪の被計測部までの距離を計測することにより、この被
計測部（即ちレール）の前記高さ方向位置及び前記幅方
向位置の変位量を求めることができる。また、計測台車
の姿勢（傾斜角）は、傾斜角計測手段によって求めら
れ、計測台車の移動量は、移動量計測手段によって求め
るられる。そして、信号処理手段では、これらの変位量
計測手段、傾斜角計測手段及び移動量計測手段の計測信
号に基づいて、レールの各評価量を計算することができ
る。

【００５０】しかも、１台の計測台車に、変位量計測手
段、傾斜角計測手段、移動量計測手段及び信号処理手段
を備えた構成であるため、従来に比べて、装置を小型化
することができる。

【００５１】また、レール形状を計測輪の動きを介して
計測することによって複雑なレール形状を平滑化するこ
とができ、連続的な測定が可能である。

【００５２】また、第２発明のレール形状計測装置は、
第１発明のレール形状計測装置において、前記計測輪
は、三対以上設けたことを特徴とする。

【００５３】従って、この第２発明のレール形状計測装
置によれば、計測輪を三対以上設けたことによって、レ
ール曲面を求めることができるため、より正確にレール
面を算出することができる。

【００５４】また、第３発明のレール形状計測装置は、
第１又は第２発明のレール形状計測装置において、前記
変位量計測手段は、レーザ距離センサであることを特徴
とする。

【００５５】従って、この第３発明のレール形状計測装
置によれば、レーザ距離センサは非接触であるため、摩
耗等によるセンサの劣化等がないため、保守が容易であ
る。更に、このレーザ距離センサは、他の非接触の距離
センサである超音波距離センサに比べて、分解能や使用
環境や計測スポットの点で優位である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係るレール形状計測装置
の構成を示す側面図である。

【図２】本発明の実施の形態に係るレール形状計測装置
の構成を示す平面図である。

【図３】本発明の実施の形態に係るレール形状計測装置
の構成を示す正面図である。

【図４】図２のＡ−Ａ線矢視断面図である。

【図５】図４のＢ部拡大図である。

【図６】前記レール形状計測装置に備えた計算機の処理
ブロック図である。

【図７】レールの曲線部の状態を示す説明図である。

【図８】レールの上面の一部に凹部がある場合の状態を
示す説明図である。

【図９】レールの側面の一部に凸部が有る場合の状態を
示す説明図である。

【図１０】従来のレール形状計測装置の概略構成を示す
側面図である。

【符号の説明】

１１計測台車１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ走行輪１３ａ，１３ｂ，１４ａ，１４ｂ，１６ａ，１６ｂ，１
６ｃ，１６ｄ，３５，３７，３８，３９支持部材１５支持板１７ａ，１７ｂシャフト１８ａ，１８ｂレール１９手押し棒２０計算機ラック２１２軸高精度傾斜計２２３軸ジャイロ２２ａジャイロセンサ部２２ｂジャイロ制御部２３レーザ距離センサアンプ２４ＡＣ−ＤＣコンバータ２５電動リール２６ロータリエンコーダ２７，２８ギヤ３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄ，３０ｅ，３０ｆ計
測輪３１ブロック３２第１車輪３３第２車輪３４，３６リニアガイド３４ａ，３４ｂ，３６ａ，３６ｂ部材４０，４２スプリング棒４０ａ，４２ａ固定部４０ｂ，４２ｂスプリング４０ｃ，４２ｃ軸４０ｄ，４０ｄ突起部４１凸部４３，４４レーザ距離センサ４５板材４６計算機４６ａ計測台車姿勢４６ｂ計測輪接地座標４６ｃレール軌跡４６ｄ計測台車移動量４６ｅ評価量

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】平行に敷設された一対のレール上を走行
輪によって走行する１台の計測台車に、付勢手段によって前記レールの上面と側面とにそれぞれ
押し付けられる第１車輪と第２車輪とを有すると共に、
前記第１車輪は前記計測台車に対して独立に前記計測台
車の高さ方向に移動可能となり、且つ前記第２車輪は前
記計測台車に対して独立に前記計測台車の幅方向に移動
可能となるように、前記計測台車の幅方向両側に設けた
一対の計測輪を、前記レールの長手方向に所定の間隔を
おいて少なくとも二対設けると共に、前記計測台車の高さ方向の所定位置から、前記第１車輪
と共に移動する前記計測輪の被計測部までの距離を計測
すると共に、前記計測台車の幅方向の所定位置から、前
記第２車輪と共に移動する前記計測輪の被計測部までの
距離を計測して、前記計測輪の被計測部の変位量を求め
る変位量計測手段と、前記計測台車の傾斜角を計測する傾斜角計測手段と、前記計測台車の移動量を計測する移動量計測手段と、前記変位量計測手段、傾斜角計測手段及び移動量計測手
段の計測信号に基づいて、前記一対のレールの各評価量
を計算する信号処理手段とを備えてなることを特徴とす
るレール形状計測装置。
【請求項２】請求項１に記載するレール形状計測装置
において、前記計測輪は、三対以上設けたことを特徴とするレール
形状計測装置。
【請求項３】請求項１又は２に記載するレール形状計
測装置において、前記変位量計測手段は、レーザ距離センサであることを
特徴とするレール形状計測装置。