JPH1183451A

JPH1183451A - 鉄道用車輪踏面の形状測定装置

Info

Publication number: JPH1183451A
Application number: JP24446597A
Authority: JP
Inventors: Kenichi Takizawa; 賢一滝沢; Kazuo Miyagawa; 一夫宮川; Masato Wada; 正人和田; Atsushi Satake; 淳佐竹; Hideto Kobayashi; 日出人小林; Kiichiro Ueki; 喜市郎植木; Takeyoshi Sato; 武良佐藤
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1997-09-09
Filing date: 1997-09-09
Publication date: 1999-03-26

Abstract

(57)【要約】【課題】踏面の形状を高精度に測定し得る鉄道用車輪
踏面の形状測定装置を提供する。【解決手段】測定用レール24より所定寸法だけ低い位
置には、踏面16の形状を測定する装置本体１を測定用レ
ール24の長手方向と直交する方向へ案内する案内レール
13，13が設けてある。案内レール13，13上には装置本体
１の台座２が配置してあり、台座２の下面に設けた嵌合
部３，３を案内レール13，13に外嵌させてある。台座２
の下流側端部近傍には、車輪15の踏面16を撮像する撮像
装置４が固定してあり、該撮像装置４は真上を撮像する
ようにしてある。台座２の下流側端部には、倒立Ｌ字状
の第１支持部材11の一端が固定してあり、第１支持部材
11の他端近傍上には、測定用レール24の長手方向に直交
する方向へ長い線状光を、撮像装置４の視野へ斜めに照
射する投光器５が固定してある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、鉄道車両に設けて
ある車輪を検査すべく、前記車輪のレールに転接する踏
面の形状を測定する装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】鉄道車両の乗り心地の低下を防止し、脱
線事故の発生を防止するために、車輪の検査が定期的に
行われている。このとき、車輪のレールに転接する踏面
は、レールとの接触によって摩耗するため、車輪踏面の
形状を高精度に測定することが重要である。従来、鉄道
用車輪の踏面の形状を測定するには、車両を静止させて
おき、形状測定用の治具を車輪踏面に当接させ、該治具
を車輪の幅方向の一縁から他縁へ摺動させる、所謂接触
式の装置が用いられていた。

【０００３】しかし、このような接触式の形状測定装置
では、静止した車輪に形状測定用の治具を摺動させなけ
ればならないため、複数の車輪の踏面の形状を迅速に測
定することができないという問題があった。そのため、
特開平 6−123608号公報には非接触で車輪踏面の形状を
測定する装置が開示されている。

【０００４】図12は特開平 6−123608号公報に開示され
た装置によって鉄道用車輪踏面の形状を測定している状
態を示す模式的斜視図であり、図中15は車輪である。車
輪15は、矩形枠状の台車19の下側に転動自在に支持され
ており、レール21上を矢符方向へ回動している。車輪15
の移動領域に望ませて、車輪15の有無を検出する光電ス
イッチ68が配置してあり、光電スイッチ68より所定距離
だけ下流側に、車輪15の幅方向の線状光を車輪15の踏面
16へ照射する光源65及び踏面16の線状光が照射された部
分を撮像する撮像装置64がそれぞれ配設してある。光源
65及び撮像装置64は、レール21が敷設してある敷設面上
の、レール21の側面から所定距離隔てた位置に、レール
21の長手方向へ距離を隔てて配置してある。そして、光
源65は、斜め上方へ前記線状光を放射し、撮像装置64
は、踏面16の線状光が照射された部分を斜め下方から撮
像して、その画像信号を画像処理装置62に与える。

【０００５】車輪15が光電スイッチ68の位置まで進む
と、光電スイッチ68は車輪15を検出し、その検出信号を
光源65及び撮像装置64にそれぞれ与える。検出信号が与
えられると、光源65は前記線状光を車輪15の踏面16へ照
射し、撮像装置64は、踏面16の線状光が照射された部分
を撮像する。画像処理装置62は、撮像装置64から画像信
号が与えられると、それをディジタル信号に変換してフ
レームメモリに記憶する。画像処理装置62は、フレーム
メモリにおいて、車輪15の幅方向と直交する方向となる
データ列に含まれる各画像信号の内、最も輝度レベルが
高い画像信号の座標を特定する操作を、全てのデータ列
について繰り返すことによって、斜め下方から撮像した
場合の踏面16の輪郭像を生成する。画像処理装置62に
は、斜め下方から撮像して得た画像を、車輪15の真下か
ら踏面16を撮像して得られる画像へ変換する変換式が予
め設定してあり、画像処理装置62は、前記変換式を用い
て、前述した如く生成した輪郭像を変換し、それを表示
装置63に与えてそこに表示させる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
6−123608号公報に開示された装置にあっては、車輪の
移動領域に臨ませて配置した撮像装置によって、斜め下
方から踏面を撮像しているため、踏面の輪郭像を前述し
た如く変換しなければならない。一方、走行中の車輪の
軌道は一定ではないため、変換後の輪郭像と実際の輪郭
とは一致せず、踏面の形状測定誤差が大きいという問題
があった。また、車輪の軌道がずれることに対応して、
撮像装置の視野を広く設定しておかなければならないた
め、得られた画像の解像度が低いという問題もあった。

【０００７】ところで、鉄道用車輪の踏面は鏡面状態に
なっているため、光源から踏面へ照射された線状光の大
部分は正反射し、撮像装置へ入射する散乱光が少ない。
そのため、従来の光源には高強度の光を出射し得るレー
ザ光源が使用されている。しかし、レーザ光源から出射
された高強度のレーザ光は人体に有害であるという問題
もあった。

【０００８】本発明はかかる事情に鑑みてなされたもの
であって、その目的とするところはレールを長手方向に
分断した領域に測定用レールを、レールの外側に偏位さ
せて介装し、測定用レール上を回動する車輪の踏面を下
から撮像することによって、踏面の形状を高精度に測定
し得る鉄道用車輪踏面の形状測定装置を提供することに
ある。

【０００９】また、他の目的とするところは、撮像装置
及び投光器を支持する支持台を、車輪のレールの長手方
向と直交する方向の位置を検出する検出器の検出結果に
基づいて進退させることによって、撮像装置の視野を狭
くしても車輪の軌道ずれに対応し得、高解像度の画像を
得ることができる鉄道用車輪踏面の形状測定装置を提供
することにある。

【００１０】更に、他の目的とするところは、フラッシ
ュランプを内蔵した投光器を用いることによって人体に
影響を及ぼすことなく鉄道用車輪踏面の形状を測定し得
る装置を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】第１発明に係る鉄道用車
輪踏面の形状測定装置は、レール上を回動する鉄道用の
車輪の回動領域に臨んで配置してあり、該移動領域の所
定位置まで車輪が回動したときに、該車輪を検出して検
出信号を出力するセンサと、前記移動領域内に、前記車
輪のレールに接触する踏面を撮像するように視野を定め
てある撮像装置と、前記撮像装置の視野へ投光する投光
器とを備え、前記検出信号に基づいて、前記投光器から
投光して車輪の踏面を前記撮像装置によって撮像し、得
られた画像を用いて前記踏面の形状を測定する装置にお
いて、前記レールは長手方向の一部領域を分断してあ
り、その領域に測定用レールが、前記レールの外側へ偏
位させて介装してあり、前記撮像装置は、前記測定用レ
ール上を回動する車輪の踏面を下から撮像するようにな
してあることを特徴とする。

【００１２】測定用レールは、レールの分断した領域
に、レールの外側に偏位させて、好適には、レールの中
心軸より外側に偏位させて介装してあるため、測定用レ
ールが撮像視野に入ることなく、測定用レール上を回動
する車輪の下から該車輪の踏面を撮像することができ
る。この測定用レールの車輪フランジに対向する側面
と、前記レールの測定用レールに臨む端面で囲まれる領
域の下方に撮像装置を配置しておき、測定用レール上を
回動する車輪の踏面を下から撮像する。これによって、
車輪踏面の像のみを含む画像を得ることができる。一
方、得られた踏面の像については、その形状を補正する
ための計算を行う必要がなく、従って踏面の形状を高精
度に測定することができる。

【００１３】第２発明に係る鉄道用車輪踏面の形状測定
装置は、第１発明において、前記撮像装置を支持する支
持台と、該支持台を測定用レールの長手方向と直交する
方向へ進退させる進退装置と、前記車輪の測定用レール
の長手方向と直交する方向の位置を検出する検出器と、
該検出器の検出結果に基づいて前記進退装置の進退動作
を制御する制御装置とを備えることを特徴とする。

【００１４】第３発明に係る鉄道用車輪踏面の形状測定
装置は、第２発明において、前記センサは車輪が通過す
る測定用レールの入側及び出側にそれぞれ配設してあ
り、前記制御装置は、入側に配設したセンサからの検出
信号に基づいて、前記進退装置に前進指令を与える手段
と、前記検出器の検出結果に基づいて、前記進退装置に
停止指令を与える手段と、出側に配設したセンサからの
検出信号に基づいて、前記進退装置に後退指令を与える
手段とを具備することを特徴とする。

【００１５】制御装置は、車輪が通過する測定用レール
の入側に配設したセンサから検出信号が与えられた場
合、進退装置に前進指令を与え、進退装置に撮像装置を
支持する支持台を車輪側へ前進させる。制御装置は、接
触子といった検出器の検出結果に基づいて、接触子が車
輪の側部に接触したと判断した場合、進退装置に停止指
令を与え、支持台を停止させる。これによって、撮像装
置に備えられたレンズの光軸と車輪の幅方向の中央線と
が略一致し、車輪の踏面を真下から撮像することができ
る。そして、制御装置は、測定用レールの出側に配設し
たセンサから検出信号が与えられた場合、進退装置に後
退指令を与えて支持台を所定の退避位置まで後退させ
る。これによって、車輪の軌道の変化に追従して、撮像
装置を移動させることができ、撮像装置の視野を車輪の
幅寸法に設定しても、踏面の車輪幅方向全体の像を得る
ことができ、高解像度の画像が得られる。

【００１６】第４発明に係る鉄道用車輪踏面の形状測定
装置は、第１乃至第３発明の何れかにおいて、回動する
車輪の軌道を修正するガードレールが、前記測定用レー
ルと平行に配設してあることを特徴とする。

【００１７】車輪の軌道がずれていた場合、測定用レー
ルと平行に配設したガードレールに車輪の側部が当接
し、車輪の軌道が所定の軌道に修正される。これによっ
て、測定用レール上を車輪が回動している間、車輪が測
定用レールから脱落することが防止されると共に、車輪
の軌道が略一定になり、車輪踏面の形状を高精度に測定
することができる。

【００１８】第５発明に係る鉄道用車輪踏面の形状測定
装置は、第１乃至第４発明において、前記投光器は、フ
ラッシュランプと、車輪の幅方向にスリットを開設した
スリット板とを具備することを特徴とする。

【００１９】フラッシュランプの発光は、スリット板に
開設したスリットを通過することによって、車輪の幅方
向に長い線状光となって車輪の踏面に照射され、その散
乱光が撮像装置に入射し、そこで踏面の輪郭が結像され
る。フラッシュランプの光強度は強く、散乱光であって
も所要な光強度が得られる。一方、フラッシュランプの
発光は人体に殆ど影響しない。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて具体的に説明する。図１は本発明に係る装置
の構成を示す模式的部分斜視図であり、図中15は車輪で
ある。車輪15は、所定厚さの円形ブロックの周面を、厚
さ方向の一縁から他縁に向かって直径が徐々に大きくな
るように切削してなり、他縁部にはフランジ部17が全周
にわたって突出させてある。車輪15は、フランジ部17が
設けてある方の側面を、該車輪15によって支持される車
両（図示せず）の内側にしてレール21上を矢符方向へ回
動しており、車輪15のレール21に接触する踏面16は摩耗
によってその形状が徐々に変化する。

【００２１】レール21は長手方向の所定領域だけ空隙に
なしてあり、その部分には、後述する測定用レール24が
レール21の中心軸より外側に位置するように介装してあ
る。また、測定用レール24の外側にはガードレール26が
測定用レール24と平行に設置してあり、車輪15はガード
レール26によって所定の軌道に修正される。

【００２２】図２は図１に示したレール21、測定用レー
ル24及びガードレール26を示す平面図である。なお、図
中、図１に示した部分と対応する部分には同じ番号を付
してその説明を省略する。レール21，21，21，21は、適
宜距離を隔てて平行に敷設した複数の枕部材22，22，…
の両端より少し内側の位置に固定してある。レール21，
21，21，21の空隙部分には、平面視が凸状の測定用レー
ル24，24が、レール21，21，21，21の外側から勘合して
あり、測定用レール24，24の勘合部は、レール21，21，
21，21の中心軸より外側の位置まで装入してある。

【００２３】測定用レール24，24の外側には、測定用レ
ール24，24より長く、車輪（図１参照）側面の下端近傍
に当接し得る高さのガードレール26，26が、測定用レー
ル24，24と平行に配置してあり、ガードレール26，26
は、その間の寸法が一対の車輪の外側面の間の寸法に対
して所定の隙間寸法になるように、枕部材22，22，…の
両端部に固定してある。ガードレール26，26の測定用レ
ール24，24の中央に対向する部分は空隙になしてある。
この部分には、クランプ部材27，27が装入してあり、両
クランプ部材27，27によって測定用レール24，24がクラ
ンプされている。ガードレール26，26の両端部は、端部
に向かうにつれて幅寸法が小さくなるテーパ部26a ，26
a ，26a ，26a にしてあり、車輪はテーパ部26a ，26a
に沿ってカードレール26，26の間に進入する。これによ
って、車輪の軌道を略一定にすると共に、測定用レール
24，24上を車輪が通過している間、車輪が測定用レール
24，24から脱落することが防止される。

【００２４】測定用レール24（24）の間であって、測定
用レール24（24）より所定寸法だけ低い位置には、踏面
16の形状を測定する装置本体１を測定用レール24（24）
の長手方向と直交する方向へ案内する案内レール13，13
が、測定用レール24の長手方向へ所定距離を隔てて平行
に設けてある。案内レール13，13上には装置本体１の台
座２が配置してあり、台座２の下面に設けた嵌合部３，
３を案内レール13，13に外嵌させてある。台座２の下流
側端部近傍には、車輪15の踏面16を撮像する撮像装置４
が固定してあり、該撮像装置４は真上を撮像するように
してある。台座２の下流側端部には、倒立Ｌ字状の第１
支持部材11の一端が固定してあり、第１支持部材11の他
端近傍上には、測定用レール24の長手方向に直交する方
向へ長い線状光を、撮像装置４の視野へ斜めに照射する
投光器５が固定してある。

【００２５】図３は図１に示した投光器５のＩＩＩ−Ｉ
ＩＩ線による断面図であり、図中51は箱状のハウジング
である。ハウジング51内の略中央にはフラッシュランプ
52が配設してあり、フラッシュランプ52の背面には所定
曲率の凹面鏡53が設けてある。フラッシュランプ52の正
面には、前述した測定用レール（図１参照）の長手方向
に直交する方向にスリット55が開設してあるスリット板
54、及びプロジェクションレンズ56，56がこの順番に配
してある。フラッシュランプ52の発光は、直接又は凹面
鏡53で反射されてスリット板54へ向かい、スリット板54
に開設してあるスリット55を通過した光のみがプロジェ
クションレンズ56，56から出射される。これによって、
光強度が高い線状の光が出射される。一方、この光はフ
ラッシュランプ52の発光であるため、人体を損傷するこ
とはない。

【００２６】台座２の内側の側縁部近傍には、車輪15の
直径より長い長さであり、車輪15の側部に達する高さで
あるブロック状の第２支持部材12が立設してある。第２
支持部材12の上面には複数のローラ６，６，…を備え、
車輪15の側部に接触する接触子７，７，７が取り付けて
あり、接触子７，７，７は車輪15の側部に接触したと
き、接触信号を出力する。また、第２支持部材12の両端
近傍であって、接触子７，７より少し低い位置には、磁
気センサ又は光電スイッチ等、車輪15の有無を検出する
第１タイミングセンサ８及び第２タイミングセンサ９
（図４参照）が取り付けてあり、両タイミングセンサ
８，９は、各タイミングセンサ８，９の対向位置まで車
輪15が回動すると、それを検出して検出信号をそれぞれ
出力する。

【００２７】台座２は、後述する駆動装置によって案内
レール13，13上を車輪15の幅方向へ進退される。この駆
動装置は前述した第１タイミングセンサ８及び第２タイ
ミングセンサ９の検出信号並びに接触子７，７，７の接
触信号に基づいて、駆動動作が制御されるようになって
いる。

【００２８】図４は前述した駆動装置を示す部分破断平
面図であり、図中Ｍはモータである。なお、図中、図１
に示した部分に対応する部分には同じ番号を付してその
説明を省略する。モータＭはその出力軸が案内レール1
3，13，13，13の長手方向と直交する方向になるように
設置してあり、モータＭの出力軸にはボールネジ30が連
結してある。ボールネジ30にはボールネジナット35が外
嵌してあり、ボールネジ30の回転によってボールネジナ
ット35はボールネジ30の長手方向へ移動するようになっ
ている。このボールネジナット35の移動領域に臨ませ
て、線状の光センサ36が配してあり、該光センサ36によ
ってボールネジナット35の位置が検出される。

【００２９】ボールネジナット35の上端には短冊状の第
１アーム31が固定してあり、第１アーム31の両端には円
柱状の凸部31a ，31a が突設してある。台座２，２には
線対象に配置したＬ字状の第２アーム32，32の短片の一
端がベアリング34，34を介して回転自在に取り付けてあ
る。第２アーム32，32の長片下面には凸部31a ，31aの
直径と略同じ幅の案内溝33，33が長片の長手方向に形成
してあり、両案内溝33，33には第１アーム31に設けた凸
部31a ，31a が摺動自在に嵌合してある。

【００３０】モータＭの回転駆動によってボールネジ30
が回転すると、ボールネジナット35及び第１アーム31が
ボールネジ30の長手方向へ移動する。第１アーム31の移
動に伴って第１アーム31に設けた凸部31a ，31a が第２
アーム32，32の案内溝33，33内を摺動するため、第２ア
ーム32，32の第１アーム31に対する角度が変化し、これ
によって第２アーム32，32が連結した台座２，２が案内
レール13，13，13，13に案内されて進退し、両台座２，
２間の距離が変化する。

【００３１】なお、本実施の形態にあっては、モータ及
びボールネジ等によって台座を進退させるようになして
あるが、本発明はこれに限らず、エアーシリンダ等を用
いる構成になしてもよいことはいうまでもない。

【００３２】図５は本発明に係る装置の要部構成を示す
ブロック図であり、図６は図５に示した駆動制御装置40
の駆動制御手順を示すフローチャートである。なお、図
５中、図１に対応する部分には同じ番号を付してその説
明を省略する。車輪15は矢符方向へ時速３０ｋｍ以下の
略一定の速度で移動している。車輪15が第１タイミング
センサ８の位置まで移動すると、第１タイミングセンサ
８は車輪15を検出して検出信号を駆動制御装置40に与え
る。

【００３３】駆動制御装置40は、第１タイミングセンサ
８から検出信号が与えられるまで待機し（ステップＳ
１）、それが与えられるとモータＭの回転駆動を開始さ
せると共に、光センサ36から、前述したボールネジナッ
ト（図４参照）の位置検出信号を取り込む（ステップＳ
２，Ｓ３）。駆動制御装置40は、光センサ36から取り込
んだ位置検出信号の変化に基づいて、車輪15の回転軸が
第２支持部材12の長手方向の略中央に位置するときに、
接触子７，７，７が車輪15に接触するように、モータＭ
をして台座２を前進させる（ステップＳ４）。

【００３４】駆動制御装置40は、接触子７，７，７から
車輪15の側部に接触した接触信号が与えられるまで待機
し（ステップＳ５）、それが与えられると、モータＭを
停止させる（ステップＳ６）。このとき、撮像装置４に
備えられたレンズの光軸が車輪15の幅方向の中央に位置
するようになしてある。駆動制御装置40は、第２タイミ
ングセンサ９から検出信号が与えられるまで待機し（ス
テップＳ７）、それが与えられると、該検出信号の立ち
下がるタイミング、即ち第２タイミングセンサ９を車輪
15が通過したタイミングで、モータＭをして台座２の後
退を開始させる（ステップＳ８）と共に、光センサ36か
らボールネジナットの位置検出信号を取り込む（ステッ
プＳ９）。

【００３５】駆動制御装置40には台座２の退避位置に応
じたボールネジナットの位置が予め与えられており、駆
動制御装置40は、ボールネジナットの位置が退避位置に
達したと判断するまで、台座２を後退させ、ボールネジ
ナットの位置が退避位置に達したと判断すると、モータ
Ｍを停止させる（ステップＳ10，Ｓ11）。

【００３６】一方、第１タイミングセンサ８の検出信号
は、ディレイ回路41にも与えられるようになっている。
ディレイ回路41には、車輪15の速度及び駆動制御装置40
によって移動速度が制御される台座２の移動速度に基づ
いて、予め台座２の前進が停止されるタイミングに検出
信号を遅延させる遅延時間が予め設定してあり、ディレ
イ回路41は、設定された遅延時間だけ遅延させた検出信
号を撮像指令信号として投光器５及び撮像装置４に与え
る。該信号が与えられると、投光器５は車輪15の幅方向
へ長い線状光を車輪15の踏面へ照射し、踏面による散乱
光が撮像装置４に入射され、撮像装置４に車輪15の踏面
の輪郭を含む画像が生成される。

【００３７】なお、本実施の形態では、第１タイミング
センサ８の検出信号をディレイ回路41で遅延させて撮像
指令信号にしているが、本発明はこれに限らず、接触子
７，７，７からの接触信号を撮像指令信号としてもよ
い。この場合、ディレイ回路41が不要となり、装置コス
トを低減することができる。

【００３８】撮像装置４が撮像して得た画像信号はアナ
ログ／ディジタル変換器（図示せず）によってディジタ
ル信号に変換され、その画像データが画像処理装置42の
フレームメモリ43に与えられてそこに記憶される。そし
て、データ処理部44はフレームメモリ43に記憶された画
像データを次のようにして処理して、車輪15の踏面の輪
郭像を抽出する。

【００３９】図８は図５に示したフレームメモリ43に記
憶された画像データを説明する説明図である。フレーム
メモリ43はＮ列×Ｍ行の複数の記憶領域に区分されてお
り、撮像装置４（図５参照）が踏面を撮像して得た画像
をディジタル変換して生成された複数の輝度データが、
車輪の幅方向がフレームメモリ43の列方向に、車輪の幅
方向と直交する方向がフレームメモリ43の行方向になる
ように、フレームメモリ43に記憶される。

【００４０】データ処理部44は、フレームメモリ43の列
番号ｉ、行番号ｊに初期値である零を設定する。データ
処理部44は、第ｉ列に含まれる複数の輝度データ
｛（ｉ，０），（ｉ，１），…，（ｉ，Ｍ−１）｝をフ
レームメモリ43から読み出し、それらの中で最も輝度レ
ベルが高い輝度データの行番号ｊｐ（ｉ）を特定する。
データ処理部44は、列番号ｉに（ｉ＋１）を代入し、ｉ
＜Ｎであるか否かを判断し、ｉ＜Ｎであると判断するま
で、同様の操作を繰り返すことによって、各列番号毎
に、最も輝度レベルが高い輝度データの行番号ｊｐ
（ｉ）を特定する。

【００４１】データ処理部44には、踏面の輪郭の像を生
成するために、図９及び図10に示した如く、フレームメ
モリ43の行方向の位置とその位置で生成する線画の縦方
向の寸法とを対応付けた関係式ＥＱ１、及びフレームメ
モリ43の列方向の位置とその位置で生成する線画の横方
向の寸法とを対応付けた関係式ＥＱ２が予め設定してあ
る。データ処理部44は、ｉ＜Ｎであると判断した場合、
列番号ｉに初期値を設定する。データ処理部44は、第ｉ
列に特定した行番号ｊｐ（ｉ）の位置から関係式ＥＱ１
に基づいて求めた寸法の線画を生成した後、列番号ｉに
（ｉ＋１）を代入し、ｉ＜Ｎであるか否かを判断し、ｉ
＜Ｎであると判断するまで、前同様の操作を繰り返すこ
とによって、踏面の輪郭の一次像を得る。

【００４２】図11は踏面の輪郭の一次像を説明する説明
図であり、縦軸は寸法を、横軸は列番号をそれぞれ示し
ている。関係式ＥＱ１を車輪の実寸法に基づいて定めた
場合、縦方向が実寸法である踏面の輪郭の像が得られ
る。

【００４３】データ処理部44は、図11に示した一次像に
ついて、関係式ＥＱ２を用いて、各列それぞれの線画の
横方向の寸法を変換することによって踏面の輪郭を含む
画像を生成し、それを表示装置又は印刷装置等の出力装
置45に与え、画像の表示又は印刷を行わせる。

【００４４】なお、本実施の形態では、接触子を車輪の
側部に接触させることによって、車輪の測定用レールの
幅方向の位置を検出するようになしてあるが、本発明は
これに限らず、超音波センサといった非接触式のセンサ
を用いて、車輪の測定用レールの幅方向の位置を検出し
てもよいことはいうまでもない。

【００４５】

【発明の効果】以上詳述した如く、第１発明に係る鉄道
用車輪踏面の形状測定装置にあっては、測定用レール上
を回動する車輪の踏面を下から撮像するため、測定用レ
ールが撮像視野に入ることなく、車輪踏面の像のみを含
む画像を得ることができると共に、得られた踏面の像に
ついては、その形状を補正するための計算を行う必要が
なく、従って踏面の形状を高精度に測定することができ
る。

【００４６】第２及び第３発明に係る鉄道用車輪踏面の
形状測定装置にあっては、車輪の軌道の変化に追従し
て、撮像装置を移動させるため、撮像装置の視野を車輪
の幅寸法に設定しても、踏面の車輪幅方向全体の像を得
ることができ、高解像度の画像が得られる。

【００４７】第４発明に係る鉄道用車輪踏面の形状測定
装置にあっては、測定用レール上を車輪が回動している
間、車輪が測定用レールから脱落することが防止される
と共に、車輪の軌道が略一定になり、車輪踏面の形状を
高精度に測定することができる。

【００４８】第５発明に係る鉄道用車輪踏面の形状測定
装置にあっては、フラッシュランプを用いるため、車輪
踏面による散乱光であっても所要な光強度が得られる一
方、フラッシュランプの発光は人体に殆ど影響しない
等、本発明は優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る装置の構成を示す模式的部分斜視
図である。

【図２】図１に示したレール、測定用レール及びガード
レールを示す平面図である。

【図３】図１に示した投光器のＩＩＩ−ＩＩＩ線による
断面図である。

【図４】駆動装置を示す部分破断平面図である。

【図５】本発明に係る装置の要部構成を示すブロック図
である。

【図６】図５に示した駆動制御装置の駆動制御手順を示
すフローチャートである。

【図７】図５に示した駆動制御装置の駆動制御手順を示
すフローチャートである。

【図８】図５に示したフレームメモリに記憶された画像
データを説明する説明図である。

【図９】フレームメモリの行方向の位置とその位置で生
成する線画の縦方向の寸法とを対応付けた関係式ＥＱ１
を示すグラフである。

【図１０】フレームメモリの列方向の位置とその位置で
生成する線画の横方向の寸法とを対応付けた関係式ＥＱ
２を示すグラフである。

【図１１】踏面の輪郭の一次像を説明する説明図であ
る。

【図１２】従来装置によって鉄道用車輪踏面の形状を測
定している状態を示す模式的斜視図である。

【符号の説明】

２台座４撮像装置５投光器７接触子８第１タイミングセンサ９第２タイミングセンサ１３案内レール１５車輪１６踏面１７フランジ２１レール２４測定用レール２６ガードレール

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者宮川一夫大阪府大阪市此花区島屋５丁目１番109号住友金属工業株式会社関西製造所製鋼品事業所内 (72)発明者和田正人兵庫県尼崎市東向島西之町１番地住金制御エンジニアリング株式会社内 (72)発明者佐竹淳兵庫県尼崎市東向島西之町１番地住金制御エンジニアリング株式会社内 (72)発明者小林日出人兵庫県尼崎市東向島西之町１番地住金制御エンジニアリング株式会社内 (72)発明者植木喜市郎大阪府大阪市此花区島屋５丁目１番109号住友金属テクノロジー株式会社内 (72)発明者佐藤武良大阪府大阪市此花区島屋５丁目１番109号住金デザインアンドエンジニアリング株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】レール上を回動する鉄道用の車輪の回動
領域に臨んで配置してあり、該移動領域の所定位置まで
車輪が回動したときに、該車輪を検出して検出信号を出
力するセンサと、前記移動領域内に、前記車輪のレール
に接触する踏面を撮像するように視野を定めてある撮像
装置と、前記撮像装置の視野へ投光する投光器とを備
え、前記検出信号に基づいて、前記投光器から投光して
車輪の踏面を前記撮像装置によって撮像し、得られた画
像を用いて前記踏面の形状を測定する装置において、前記レールは長手方向の一部領域を分断してあり、その
領域に測定用レールが、前記レールの外側へ偏位させて
介装してあり、前記撮像装置は、前記測定用レール上を
回動する車輪の踏面を下から撮像するようになしてある
ことを特徴とする鉄道用車輪踏面の形状測定装置。
【請求項２】前記撮像装置を支持する支持台と、該支
持台を測定用レールの長手方向と直交する方向へ進退さ
せる進退装置と、前記車輪の測定用レールの長手方向と
直交する方向の位置を検出する検出器と、該検出器の検
出結果に基づいて前記進退装置の進退動作を制御する制
御装置とを備える請求項１記載の鉄道用車輪踏面の形状
測定装置。
【請求項３】前記センサは車輪が通過する測定用レー
ルの入側及び出側にそれぞれ配設してあり、前記制御装
置は、入側に配設したセンサからの検出信号に基づい
て、前記進退装置に前進指令を与える手段と、前記検出
器の検出結果に基づいて、前記進退装置に停止指令を与
える手段と、出側に配設したセンサからの検出信号に基
づいて、前記進退装置に後退指令を与える手段とを具備
する請求項２記載の鉄道用車輪踏面の形状測定装置。
【請求項４】回動する車輪の軌道を修正するガードレ
ールが、前記測定用レールと平行に配設してある請求項
１乃至３の何れかに記載の鉄道用車輪踏面の形状測定装
置。
【請求項５】前記投光器は、フラッシュランプと、車
輪の幅方向にスリットを開設したスリット板とを具備す
ることを特徴とする請求項１乃至４記載の鉄道用車輪踏
面の形状測定装置。