JPH1183462A - 車輪測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】車輪の踏面部及びフランジ部の断面形状を車両
を停止させることなく容易に計測することができ、測定
効率に優れた車輪測定装置を提供すること。 【解決手段】車輪２のセンターが計測位置に到達したこ
とを検出する検出部３と、面状の広がりを有するビーム
を上記車輪２に向かって照射するライン照明部４と、上
記ライン照明部４の照射したビームの反射光を取り込む
画像入力部５と、上記検出部３により車輪２のセンター
が計測位置に到達したことが検出された時に上記ライン
照明部４の照射したビームの上記車輪２の踏面部及びフ
ランジ部からの反射光を画像入力部５に取り込ませる制
御部７と、上記画像入力部５の取り込んだ映像信号を圧
縮する画像処理部６と、画像処理部６の処理した画像信
号から車輪２のセンターから上記踏面部及びフランジ部
までの距離を求め、求めた距離に基づいて車輪２踏面部
及びフランジ部の断面形状を得る計算機部８とを備え
た。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電車等の車両の車
輪の踏面部及びフランジ部の形状を検査する車輪測定装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、電車の車輪の摩耗状況は特定の計
測器を使用して検査者が直接計測していた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、フラン
ジ部の形状の正確な測定は困難であるとともに、車輪の
断面形状の画像データが得られないため、車輪の摩耗状
態を正確に把握することができなかった。また、直接人
の手を介して測定しているので、車両を停止させた状態
で測定者が車両の下に入って測定しなければならず、過
酷な作業で測定者の肉体的負担が大きく、危険性も伴
い、測定効率も極めて低かった。。

【０００４】本発明は上記問題点を解消し、車輪の踏面
部及びフランジ部の断面形状を車両を停止させることな
く容易に計測することができ、測定効率に優れた車輪測
定装置を提供することをその課題とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、本発明に係る車輪測定装置は、レール軌道上を走行
する電車等の車両に設けられた車輪の踏面部及びフラン
ジ部の摩耗状態を上記車両を停止させることなく測定す
る車輪測定装置であって、上記車輪のセンターが計測位
置に到達したことを検出する検出部と、上記検出部から
走行方向に所定の距離をおくとともに、上記車輪の車軸
に平行且つ、レールに直交する方向の面状に広がりを有
するラインビームを上記車輪に向かって照射するライン
照明部と、上記ライン照明部から走行方向に所定の距離
をおくとともに車両の通過エリアの外側に、受光面が上
記レールと直角になるように配置され、上記ライン照明
部の照射したビームの反射光を取り込む画像入力部と、
上記検出部により車輪が計測位置に到達したことが検出
された時に上記ライン照明部の照射したビームの上記車
輪の踏面部及びフランジ部からの反射光を画像入力部に
取り込ませる制御部と、上記画像入力部の取り込んだ画
像信号を圧縮して計算機部に送る画像処理部と、上記画
像処理部で処理された画像信号に基づいて車輪のセンタ
ーから該車輪の踏面部及びフランジ部までの距離を求
め、求めた距離に基づいて上記車輪の中心軸上でカット
した踏面部及びフランジ部の断面形状を得る計算機部と
を備えたことを特徴とする。

【０００６】なお、上記ライン照明部を上記検出部の両
側に等距離に配置するとともに、上記画像入力部を上記
ライン照明部の外側で、且つ上記検出部から等距離の位
置に配置し、上記検出部により車輪が計測位置に到達し
たことが検出された時に上記ライン照明部の照射したビ
ームの上記車輪の踏面部及びフランジ部からの反射光を
車輪の前後から同時に取り込み、取り込んだ２つの画像
信号に基づいて計測誤差を補正するようにしてもよい。

【０００７】また、上記ライン照明部を前記検出部から
所定距離をおいて２つ並設し、上記２つのライン照明部
から走行方向に所定の距離をおいて配置された１つの画
像入力部で上記２つのライン照明部の照射したビームの
反射光を取り込み、取り込んだ２つの画像信号に基づい
て計測誤差を補正してもかまわない。

【０００８】そして、上記画像入力部がアオリ機能を備
えていることが好ましい。

【０００９】さらに、上記レール上を走行する車輪と平
行且つ等速に走行する走行手段を設け、該走行手段には
少なくとも上記検出部、ライン照明部、画像入力部及び
制御部を配置してもよい。

【００１０】

【発明の実施の形態】図１は、車輪測定装置のブロック
図を示し、この車輪測定装置はレール１上を走行する車
両の車輪２の位置を検出する検出部３と、車輪２に面状
のビームを照射するライン照明部４と、ライン照明部４
で照射したビームの反射光を取り込み画像信号にして出
力する画像入力部５と、画像入力部５からの画像信号を
受信して車輪２の断面形状のデータを作成する画像処理
部６と、上記検出部３の出力信号に基づいて画像入力部
に画像を取り込ませる制御部７と、画像処理部６のデー
タに基づいて測定結果を処理する計算機部８とから構成
されている。なお、上記計算機部８には検査モードの設
定やパラメータの設定などを行うキーボード９、検査結
果などを表示するモニター１０が接続されている。

【００１１】上記検出部３は、フォトインタラプタ等の
光電センサ（以下、センサという）で構成され、図２、
図３及び図４に示すように、レール１の外側且つ、レー
ル１の下方に位置するととともに、レール１に直交する
斜め上方に光を照射するように配置され、発光部３ａか
ら照射した光が車輪２の踏面部２ａで反射し、反射した
光を受光部３ｂで検出するように構成されたもので、発
光部３ａと受光部３ｂとが車輪２の走行方向に対し同一
位置に配置され、踏面部で反射した光が受光部３ｂに到
達した時は、センサが車輪２のセンターを検出したこと
がわかるように設置されている。このことは、図５
（ａ）に示すように、車輪２のセンターがセンサ３に到
達する前は光は車輪２の前方に反射され、図５（ｂ）に
示すように、車輪２のセンターがセンサ３を通過後は光
は車輪２の後方に反射され、車輪２のセンターがセンサ
の位置に到達した時は踏面部２ａで反射した光は図５
（ｃ）に示すように、受光部３ｂで検出することができ
る。上記センサ３が反射光を検出した検出信号は制御部
７に入力され、制御部７では車輪２のセンターが測定位
置に到達したことを認識することができるように構成さ
れている。

【００１２】なお、図３において、符号Ａの車輪側のエ
リアは車両を走行させる場合の設備限界エリアを示すも
ので、この設備限界エリア内にはいかなる設備も設置す
ることのできない範囲を示している。

【００１３】ライン照明部４は、主としてレーザー発光
体のような点光源を使用し、図示しないレンズ及びプリ
ズムからなる光学系によって面状のビームを形成するよ
うに構成されたもので、図２に示すように、センサ３か
ら、車輪２のセンターと踏面部までの距離Ｌ₂より短い
距離Ｌ₁に配置され、あたかもビームで車輪２を切断す
るように、車輪２の下方から斜め上方に向かってビーム
を発射するように配置されている。

【００１４】このライン照明部４のビームは、図６に示
すように、あたかも車輪２の一部を縦に切断するように
照射されているので、切断面の輪郭と同じ輪郭線ｂが車
輪２上に表現される。

【００１５】なお、上記ライン照明部４はスポットレー
ザを高速にスキャンさせて車輪上に輪郭線を表示するよ
うにしてもかまわない。

【００１６】画像入力部５はＣＣＤエリアセンサで構成
され、このＣＣＤエリアセンサ５は上記センサが車輪２
が測定位置（車輪２のセンター）に到達したことを検知
したタイミングで車輪２上に照射されたビームが形成す
る車輪２の踏面部及びフランジ部の２次元画像を画像信
号に変換して出力するように構成されている。

【００１７】このＣＣＤエリアセンサ５はレール１の上
方で車輪の前方から画像を取り込むようにしなければな
らないが、走行する車両に対しレール上の車輪の走行方
向に設置することはできないため、実際の設置位置はレ
ールの外側のしかも車輪の下方に位置する設備限界エリ
ア外に設置しなければならない。この場合、撮像面であ
るＣＣＤ５ｂがレールと直角になるように設置するとと
もに、光軸から外れた位置の画像を有効に取り込むため
にＣＣＤ５ｂに対してレンズ５ａの位置を平行移動させ
たアオリ構造をとり、ＣＣＤエリアセンサ５の実装位置
は車輪の前方になくとも、あたかも仮想ＣＣＤエリアセ
ンサ５’（仮想基本位置）で取り込んだ画像と同じ画像
が得られるようにした。

【００１８】もし、このようにしないでＣＣＤ５ｂの中
心とレンズ５ａの光軸が一致した一般のＣＣＤエリアセ
ンサ５を使用すると、ＣＣＤ５ｂの隅に車両断面形状が
小さく写ることになり、分解能が粗く測定精度が悪くな
るが、アオリ構造をとることによりＣＣＤ５ｂすべてを
有効に利用した高分解能の画像を撮ることができる。な
お、符号５ａ’は仮想ＣＣＤエリアセンサ５’における
レンズの位置を示す。

【００１９】画像処理部６はＣＣＤエリアセンサ５から
の画像信号から必要な部分を切り出し、車輪断面を示す
画像が一本の曲線となるよう細線化処理等をおこない、
結果的に大幅なデータ圧縮を行った上で、計算機部８に
送り踏面部２ａ及びフランジ部２ｂの断面形状ａ（図７
（ｂ）参照）を求めることができるようにする。車輪は
測定装置を次々と通過していくため、１つの車輪にかか
わる処理は次の車輪がセンサ３を通過するまで短い時間
内に非常に高速で行う必要があり、画像処理部ではデー
タを圧縮して（切り取り及び細線化処理して）計算機部
に送信し、詳細な計算処理は計算機部側で行なわせる。

【００２０】制御部７は、車輪２が所定の位置に到達し
たことを検出したセンサ３の検出信号をトリガにしてＣ
ＣＤエリアセンサ５のシャッターをＯＮし、ＣＣＤエリ
アセンサ５が取り込んだ画像信号を画像処理部６に送信
させるまでの一連の制御を行うように構成されている。

【００２１】計算機部８はパーソナルコンピュータ等の
汎用のパソコン及び専用の画像処理ユニットを含み、処
理プログラムに従って画像処理部６から圧縮して送信さ
れた画像信号から踏面部２ａ及びフランジ部２ｂの断面
形状を測定し、測定結果をモニターに表示するととも
に、ハードディスク等の記憶装置に記憶するようにした
ものである。

【００２２】なお、上記計算機部８は測定現場に設置す
る必要はなく、計測室等に設置し、通信回線を介して制
御部７を制御したり、画像処理部６からのデータを受信
して測定を行えるようにしてもかまわない。そして、計
算機部８と画像処理部６及び制御部７との間の通信回線
は有線、無線のいずれであってもかまわない。

【００２３】上記構成の車輪計測装置によれば、キーボ
ードから計測する車両の編成や整理番号等の条件を入力
して計測後のデータ処理を行えるように準備した後、対
象の車両がレール上を測定装置に向かって走行してくる
のを待つ。

【００２４】センサ３は、発光部３ａから光を発射し、
受光部３ｂに反射光が入光するのを待つ。受光部３ｂで
反射光を検出した検出結果は制御部７に入力され、制御
部７では車輪２が計測位置に到達（車輪２のセンターを
検出）したと判断し、ＣＣＤエリアセンサ５のシャッタ
ーをＯＮして、車輪２上に照射されたビームが形成する
車輪２の踏面部２ａ及びフランジ部２ｂの２次元画像を
取り込み、画像信号として画像処理部６に出力する。

【００２５】画像処理部６では入力された画像信号から
必要な部分を切り出し、車輪断面を示す画像が一本の曲
線となるよう細線化処理等をおこない、結果的に大幅な
データ圧縮を行った上で画像信号を計算機部８に送信す
る。

【００２６】ＣＣＤエリアセンサ５で取り込んだ画像
は、あたかもライン照明部４で車輪２を切断（図６参
照）したように取り込まれる。画像処理部６では取り込
んだ画像を切り取り及び細線化処理して図７（ａ）のよ
うにする。計算機部８では取り込んだ画像データから正
しい踏面部及びフランジ部の断面形状を求める。この断
面形状を求めるためには、車輪のセンターからライン照
明部４のラインビームまでの距離をＬとするとともに、
車輪の軸心方向にｎ分割してレール１から踏面部２ａ及
びフランジ部２ｂまでの距離をそれぞれＨ₁、Ｈ₂、・・
Ｈ_nとし、車輪２のセンターから踏面部２ａ及びフラン
ジ部２ｂまでの距離をそれぞれＲ₁、Ｒ₂、・・Ｒ_nとす
ると、図８に示すように、距離Ｒ_nは計算式（１）から
求めることができる。

【００２７】Ｒ_n ²＝Ｌ²＋（Ｒ_n−Ｈ_n）² Ｒ_n＝（Ｌ²＋Ｈ_n ²）／２Ｈ_n・・・・・・・・（１） 求められた距離Ｒ₁、Ｒ₂、・・Ｒ_nに基づいて２次元画
像を再生すると図７（ｂ）に示すように車輪２を中心軸
上で縦に分割した断面形状を再現することができ、簡単
な演算処理で踏面部及びフランジ部の断面形状を求める
ことができる。

【００２８】計算機部８では、求められた断面形状から
図９（ａ）に示すように各部の数値データを定義し、求
めた数値データを図９（ｂ）に示すようにモニター上に
表示するとともに、ハードディスク等の記憶装置に記憶
させる。

【００２９】次に、２つのライン照明部と、２つのＣＣ
Ｄエリアセンサとを設け、２つのＣＣＤエリアセンサで
取り込んだ２つの画像データを補完して正しい車輪の形
状を得る車輪測定装置について説明する。この車輪測定
装置は、図１０に示すように、センサ３を挟んで対称す
る位置にライン照明部１５、１６とＣＣＤエリアセンサ
１７、１８とを配置したもので、車輪２が所定の位置に
到達（車輪２のセンターを検出）した時、第１のＣＣＤ
エリアセンサ１７と、第２のＣＣＤエリアセンサ１８と
のシャッターを同時にＯＮし、取り込んだ画像信号を１
つの画像処理部６に送信する。この画像処理部６では前
述のごとく必要な部分を切り取り細線化処理を行った後
に計算機部８に送信する。計算機部８では２つの画像デ
ータを所定のアルゴリズムで処理して車輪２の断面形状
データを得る。このアルゴリズムは図１１に示すよう
に、２つのライン照明部１５、１６のラインビーム間の
距離をＬ_d、車輪２のセンターから第１のライン照明部
１５のラインビームまでの距離をＬ₁とし、第１のＣＣ
Ｄエリアセンサ１７で取り込んだレール１から踏面部２
ａ及びフランジ部２ｂの表面までの距離をＨ_a1〜Ｈ_anと
し、車輪２のセンターから踏面部２ａ及びフランジ部２
ｂの表面までの距離をＲ₁〜Ｒ_nとすると、第１のＣＣＤ
エリアセンサ１７で取り込んだ画像データから車輪２の
センターから踏面部及びフランジ部までの距離をＲ₁、
Ｒ₂、・・Ｒ_nを求めるためには、図１１に示すように、
距離Ｒ_nは計算式（２）から求めることができる。

【００３０】Ｒ_n ²＝Ｌ₁ ²＋（Ｒ_n−Ｈ_an）² Ｒ_n＝（Ｌ₁ ²＋Ｈ_an ²）／２Ｈ_an・・・・・・・・（２） 同様に、第２のＣＣＤエリアセンサ１８で取り込んだ画
像データからレール１から踏面部２ａ及びフランジ部２
ｂの表面までの距離をＨ_b1、Ｈ_b2、・・Ｈ_bnとし、車輪
２のセンターから踏面部２ａ及びフランジ部２ｂの表面
までの距離をＲ₁、Ｒ₂ 、・・Ｒ_nを求めるためには、図
１１に示すように、距離Ｒ_nは計算式（３）から求める
ことができる。

【００３１】 Ｒ_n ²＝（Ｌ_d−Ｌ₁）² ＋（Ｒ_n−Ｈ_bn）² Ｒ_n＝（Ｌ_d ²−２Ｌ_d×Ｌ₁＋Ｌ₁ ²＋Ｈ_bn ²）／２Ｈ_bn・・・（３） 計算式（２）（３）から求められたＲ₁、Ｒ₂、・・Ｒ_n
に基づいて２次元画像を再生すると図７（ｂ）に示すよ
うに、車輪２をセンターで縦に分割した状態の踏面部及
びフランジ部の輪郭線ｂを再現することができ、簡単な
計算処理で断面形状を求めることができる。

【００３２】なお、符号１７’、１８’はそれぞれ第１
のＣＣＤエリアセンサ１７及び第２のＣＣＤエリアセン
サ１８の仮想基本位置に設置されたＣＣＤエリアセンサ
を示す。

【００３３】上述の計測装置ではセンサが車輪２のセン
ターを確実に検出できない場合（踏面部のフラットな摩
耗等により）車輪２のセンターから第１のライン照明部
１５のラインビームまでの距離Ｌ₁は必ずしも２つのラ
イン照明部１５、１６のラインビーム間の距離Ｌ_dの１
／２になるとは限らず変動する値になることが想定され
るが、Ｈ_a、Ｈ_bは画像データから求められ、Ｌ_dは固定
値であるので、Ｈ_a、Ｈ_b及びＬ_dを関数とする単純な２
次方程式で車輪２のセンターから踏面部、フランジ部ま
での半径を求めることができ、測定のタイミングから発
生する誤差は半径Ｒ ₁、Ｒ₂、・・Ｒ_nを算出する際には
何ら影響することはない。固定値であるＬと、画像デー
タから求められるＨ_a、Ｈ_bの３つの関数からＬ₁を求
め、求めたＬ₁を計算式（２）に代入することにより車
輪２のセンターから踏面部及びフランジ部までの距離
（半径）Ｒ₁、Ｒ₂、・・Ｒ_nを算出することができ、よ
り正確な輪郭線ｂを求めることができる。

【００３４】次に、１つのＣＣＤエリアセンサで２つの
ライン照明部が形成する踏面部及びフランジ部の輪郭線
を取り込み、取り込んだ画像データから車輪２の寸法を
算出する計測装置について説明する。この計測装置は図
１２に示すように第１のライン照明部２０と第２のライ
ン照明部２１とからなる２つのライン照明部を所定間隔
Ｌ_pをおいて並設して車輪２に対し平行な２本のビーム
を照射し、車輪２のセンターが計測位置に到達した特に
ＣＣＤエリアセンサ２２のシャッターをＯＮして、車輪
２に投影された踏面部及びフランジ部の２つの輪郭線を
１つのＣＣＤエリアセンサ２２で同時に取り込む。な
お、この場合、２つのレーザービームの面がＣＣＤエリ
アセンサ２２の焦点深度に含まれるように２つのライン
照明部２０、２１の間隔Ｌ_pを設定すればよい。

【００３５】ＣＣＤエリアセンサ２２で取り込んだ画像
データは画像処理部６で細線化処理され、計算機部８で
２つの画像データを所定のアルゴリズムで処理して車輪
２の断面形状を得る。このアルゴリズムは、図１３に示
すように、２つのライン照明部２０、２１のビームの距
離をＬ_p、車輪２のセンターから第１のライン照明部２
０のビームまでの距離をＬ₁とし、ＣＣＤエリアセンサ
２２で取り込んだレール１から踏面部２ａ及びフランジ
部２ｂまでの距離をＨ_c1、Ｈ_c2、・・Ｈ_cnとし、車輪２
のセンターから踏面部２ａ及びフランジ部２ｂまでの距
離をＲ₁、Ｒ₂、・・Ｒ_nとすると、第１のライン照明部
２０によって形成される輪郭線を取り込んだ画像データ
から車輪２のセンターから踏面部及びフランジ部までの
距離Ｒ₁、Ｒ₂、・・Ｒ_n は、計算式（４）から求めるこ
とができる。

【００３６】Ｒ_n ²＝Ｌ₁ ²＋（Ｒ_n−Ｈ_cn）² Ｒ_n＝（Ｌ₁ ²＋Ｈ_cn ²）／２Ｈ_cn・・・・・・・・（４） 同様に、第２のライン照明部２１によって形成される輪
郭線を取り込んだ画像データのレール１から踏面部２ａ
及びフランジ部２ｂまでの距離をＨ_d1、Ｈ_d2、・・Ｈ_dn
とし、車輪２のセンターから踏面部及びフランジ部まで
の距離Ｒ₁、Ｒ₂、・・Ｒ_nは計算式（５）から求めるこ
とができる。

【００３７】 Ｒ_n ²＝（Ｌ₁−Ｌ_p）²＋（Ｒ_n−Ｈ_dn）² Ｒ_n＝（Ｌ₁ ²−２Ｌ₁×Ｌ_p＋Ｌ_p ²＋Ｈ_dn ²）／２Ｈ_dn・・・（５） 計算式（４）（５）から求められたＲ₁〜Ｒ_nに基づいて
２次元画像を再生すると図７（ｂ）に示すように車輪２
をセンターで縦に分割した状態の輪郭線ｂを再現するこ
とができる。なお、符号２２’はＣＣＤエリアセンサ２
２の仮想基本位置に設置されたＣＣＤエリアセンサを示
す。

【００３８】上述の計測装置によれば、１つのＣＣＤエ
リアセンサで正確な計測をすることができるので、コス
トダウンを図ることができる。

【００３９】次に、車輪測定装置を計測する車両と並走
させる車輪測定装置について説明する。この車輪測定装
置は、図１４（ａ）に示すように、レール１に並設して
第２の軌道３０を設置し、この軌道上を走行する走行手
段である軌道車３１に支柱３２を介して腕部３３を車輪
２に直交するように設け、この腕部３３の先端に追随用
のゴムローラ３４、支柱３５を介してライン照明部４、
支柱３６を介してＣＣＤエリアセンサ５を設置するとと
もに、画像処理部６及び制御部７を搭載したもので、図
示しないモーター等の駆動装置で追随用のローラ３４が
車輪２に常に当接する状態で走行するように制御され、
走行しながら連続的に踏面部とフランジ部との輪郭線を
取り込むようにし、車輪２の全周の断面形状を計測する
ようにしたものである。

【００４０】なお、追随用のローラ３４は腕部３３に設
けられたエアシリンダー等の駆動装置３７により前後動
するように制御され、計測時には車輪に対応する位置ま
で前進させ、他の車輪を計測する時や計測を終了する時
は駆動装置３７を作動させてローラ３４を車輪２から離
脱させる（図１４（ｂ）参照）。

【００４１】なお、上記制御部７には図示しない送信機
を設け、画像処理部６で処理された画像データを計算機
部に送信するとともに、計算機部側からの制御信号を受
信させればよい。

【００４２】上述の車輪計測装置によれば、固定式の計
測装置の場合は車輪２の一部の断面形状しか求めること
はできないが、車両と等速に走行しながら画像データを
取り込むことにより、車輪２の全周の断面形状を求める
ことができる。

【００４３】なお、上述の軌道車には１つのライン照明
部と１つのＣＣＤエリアセンサを搭載した測定装置につ
いて説明したが、２つのライン照明部と２つのＣＣＤエ
リアセンサまたは、２つのライン照明部と１つのＣＣＤ
エリアセンサからなる測定装置を搭載してもかまわな
い。

【００４４】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、装置を構成す
る部材を車両の走行を妨げる位置に設置することなく測
定装置を構築することができるとともに、計測装置、特
に検出部、ライン照明部、画像入力部をパッケージ化す
ることができ、装置の移動、設置を容易にすることがで
きる。また、車両を停止することなく連続的に車輪の摩
耗状態を測定することができ、大量の車輪の検査を人手
を介することなく自動的に測定することができるので定
期的な検査を容易にし、車両運行上の安全性を高めるこ
とができるとともに、検査者の安全と労力の軽減とを図
ることができる。

【００４５】請求項２の発明によれば、２つのＣＣＤエ
リアセンサで取り込んだ画像から、画像を取り込むタイ
ミングのずれによる誤差を補正できるので、より精度の
高い車輪の測定を行うことができる。

【００４６】請求項３の発明によれば、製造コストを抑
え、且つ精度の高い車輪の測定を行うことができる。

【００４７】請求項４の発明によれば、ＣＣＤエリアセ
ンサに車輪断面形状を有効に取り込むことができ、測定
精度の向上を図ることができる。

【００４８】請求項５の発明によれば、人手を介するこ
となく、又、分解することなく自動的に車輪の全周の測
定を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る車輪測定装置のブロック図

【図２】車輪と上記測定装置との関係を示す正面図

【図３】車輪と上記測定装置との関係を示す側面図

【図４】車輪と上記測定装置との関係を示す平面図

【図５】（ａ）（ｂ）（ｃ）は車輪とセンサとの関係を
説明する車輪の正面図

【図６】ライン照明部と車輪との関係を説明する車輪の
正面図及び側面図

【図７】（ａ）（ｂ）はＣＣＤエリアセンサが取り込ん
だ画像及び補正後の画像

【図８】ＣＣＤエリアセンサが取り込んだ画像から半径
を算出するための説明図

【図９】（ａ）（ｂ）は補正後の画像から求める数値を
表示するモニター画面の説明図

【図１０】車輪測定装置の他の例を示す平面図

【図１１】上記他の例の車輪測定装置におけるＣＣＤエ
リアセンサが取り込んだ画像から半径を算出するための
説明図

【図１２】車輪測定装置の別の例を示す平面図

【図１３】上記別の例の車輪測定装置におけるＣＣＤエ
リアセンサが取り込んだ画像から半径を算出するための
説明図

【図１４】（ａ）（ｂ）は車輪測定装置のさらに別の例
を示す正面図及び要部平面図

【符号の説明】

１ レール ２ 車輪 ３ センサ ４ ライン照明部 ５ 画像入力部（ＣＣＤエリアセンサ） ６ 画像処理部 ７ 制御部 ８ 計算機部

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 レール軌道上を走行する電車等の車両に
   設けられた車輪の踏面部及びフランジ部の摩耗状態を上
   記車両を停止させることなく測定する車輪測定装置であ
   って、 上記車輪のセンターが計測位置に到達したことを検出す
   る検出部と、 上記検出部から走行方向に所定の距離をおくとともに、
   上記車輪の車軸に平行且つ、レールに直交する方向の面
   状に広がりを有するラインビームを上記車輪に向かって
   照射するライン照明部と、 上記ライン照明部から走行方向に所定の距離をおくとと
   もに車両の通過エリアの外側に、受光面が上記レールと
   直角になるように配置され、上記ライン照明部の照射し
   たビームの反射光を取り込む画像入力部と、 上記検出部により車輪が計測位置に到達したことが検出
   された時に上記ライン照明部の照射したビームの上記車
   輪の踏面部及びフランジ部からの反射光を画像入力部に
   取り込ませる制御部と、 上記画像入力部の取り込んだ画像信号を圧縮して計算機
   部に送る画像処理部と、 上記画像処理部で処理された
   画像信号に基づいて車輪のセンターから該車輪の踏面部
   及びフランジ部までの距離を求め、求めた距離に基づい
   て上記車輪の中心軸上でカットした踏面部及びフランジ
   部の断面形状を得る計算機部とを備えたことを特徴とす
   る車輪測定装置。
2. 【請求項２】 前記ライン照明部を前記検出部の両側に
   等距離に配置するとともに、前記画像入力部を上記ライ
   ン照明部の外側で、且つ上記検出部から等距離の位置に
   配置し、上記検出部により車輪が計測位置に到達したこ
   とが検出された時に上記ライン照明部の照射したビーム
   の上記車輪の踏面部及びフランジ部からの反射光を車輪
   の前後から同時に取り込み、取り込んだ２つの画像信号
   に基づいて計測誤差を補正する請求項１記載の車輪測定
   装置。
3. 【請求項３】 前記ライン照明部を前記検出部から所定
   距離をおいて２つ並設し、上記２つのライン照明部から
   走行方向に所定の距離をおいて配置された１つの画像入
   力部で上記２つのライン照明部の照射したビームの反射
   光を取り込み、取り込んだ２つの画像信号に基づいて計
   測誤差を補正する請求項１記載の車輪測定装置。
4. 【請求項４】 前記画像入力部がアオリ機能を備えた請
   求項１、２又は３記載の車輪測定装置。
5. 【請求項５】 前記レール上を走行する車輪と平行且つ
   等速に走行する走行手段を設け、該走行手段には少なく
   とも前記検出部、ライン照明部、画像入力部及び制御部
   を配置した請求項１、２、３又は４記載の車両測定装
   置。