JPS5828522B2 - 軌道検測装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は軌道検測装置に係り、特に超電導磁気浮上列車
等の高速車両が走行する軌道の上下、及び水平方向の凹
凸を検測する軌道検測装置に関する。

一見真直ぐで平坦に見える線路もよく調べれば上下や水
平方向の凹凸がある。

設計された軌道形状からのこのような幾何学的な変形は
一般に軌道狂いといわれ、この軌道狂いが太きければ大
きい程、走行する列車の動揺が激しくなり、はなはだし
い時は脱線に至る。

そこで列車を安全に乗心地良く運行させるためには軌道
を常に良好な状態に保っておかなければならない。

そのために軌道の幾何学的形状を測定して狂いの大小を
調べ、狂いが修繕限度を超過した箇所は保線作業を行な
って整備限度内に整正する必要がある。

特に最近開発されつつある超電導磁気浮上の高速車両で
は走行中の振動に対する磁気ダンピングが十分でないた
め、きわめて凹凸の少ない軌道が要求されている。

このようなことより、この軌道の凹凸を検測する装置の
精度も厳しいものが要求されるようになってきた。

第１図は新幹線用軌道等の上下方向の凹凸を検測するの
に使用される従来の軌道検測装置を示し、該装置下部の
みの概略正面図で、第２図はその検測部の斜視図である
。

故国において、１は新幹線用等のレール、６は検測車両
用台車の一車輪で、軸箱７、軸ばね８、台車９、及び空
気はね１０を介して車体１１を支持している。

１２は軸箱７に取り付けられたヒンジ、１３はボールジ
ヨイント、１４は回転アーム、１５は回転軸である。

この回転軸１５は第２図に示す如く、水平方向に可動と
なるように継手１７によって取付アーム１８に支持され
る。

この取付アーム１８は車体１１に固定されている。

１６は変換器で、車体１１とレール１間の上下方向の相
体変位を回転角で検出している。

車体１１の基準面に対する変位は車体１１に積載された
ジャイロ、及び積分器（図示せず）により計算されるの
で、レール１の上下方向の凹凸が検出できる。

しかしながら、上述した従来の検測装置、及び方法では
、車体１１の重量を与えている車輪６で直接レール１の
凹凸を検測しているために、レール１に対する負荷が大
きく、特に磁気浮上車両に用いられる浮上用や案内用コ
イルの凹凸を測定するには適さない。

第３図はレールの左右方向の凹凸を検測する従来の軌道
検測装置の検測部を示す斜視図である。

上述した上下方向の凹凸を検測する軌道検測装置と同一
のものは同符号で示す。

故国を説明すると、検測車両用台車の一対の軸箱７，７
′に連結した釣合梁１９にゴムブツシュ２０を介して測
定枠２１を取り付け、この測定枠２１に固定された吊リ
ンク２２により測定車輪２３を吊り、空気はね２４によ
りレール１の側面に押し付けている。

レール１と検測枠２１との水平方向の相対変位は上下方
向と同様に測定車輪２３に取り付けられたヒンジ２５、
ボールジヨイント２６を有する回転アーム２７、及び変
換器２８により検測されている。

しかしながら、このような軌道検測装置では、走行速度
が上り、軸箱７、及び７′の加速度が大きくなると、釣
合梁１９が上下、左右の曲げ振動、及びねじり振動する
ため、測定枠２１もまた曲げ振動やねじり振動を生じ、
従って測定車輪２３とレール１との接点が変動するので
測定精度が低下するという問題点があった。

更に、上述した如く、従来の軌道検測装置は、レールの
上下方向と左右方向を別々に検測する装置であるため、
その検測がめんどうで時間がかかり、それを同時に行お
うとすると装置が非常に犬形化してしまうという欠点が
ある。

本発明は土、述の点に鑑み威されたもので、その目的と
するところは、小形、軽量で被検測物に対する負荷が小
さく、シかも測定精度は良いことは勿論、１つの装置で
レールの上下、左右両方向を検測することのできる軌道
検測装置を提供するにある。

本発明は、軌道に沿って走行し、該軌道の凹凸を検測す
る測定車輪と、該測定車輪を軸を介して支持する複数の
トレーリングアームと、該トレーリングアームを取付け
る回転軸と、該回転軸に接続され、その回転角度を検測
する変換器と、前記測定車輪を軌道に押付ける押付装置
により構成され、前記軸とトレーリングアームと回転軸
）こより平行リンクを構成することにより初期の目的を
達成するようになしたものである。

以下本発明を図面の実施例に基づいて詳細に説明する。

第４図は超電導磁気浮上車両用の軌道形状の一例を示す
もので、軌道１０１には浮上用コイル１０２および案内
用コイル１０３が設置される。

１０４．１０５はそれぞれ低速走行用路面であり、超電
導磁気浮上車両の低速走行用車輪および案内走行車輪が
通過する。

第５図はこれらのコイル１０２，１０３および低速走行
路面１０４，１０５の凹凸を測定するための検測車両の
１例で、検測車両１００にジャイロおよび積分器を有す
る検測枠２９を取り付け、その検測枠２９と軌道１０１
上のコイル等との間の距離を測定すれば検測枠２９自体
の基準面からの動きがジャイロおよび積分器によって計
算されるので、軌道上のコイル等の凹凸を検測すること
ができる。

第６図は本発明の軌道検測装置の一実施例を示す平面図
で、第７図はその人−Ａ方向から見た図、第８図はＢ−
Ｂ方向から見た図である。

まず、本実施例における軌道検測装置の構成を説明する
と、測定車輪３０の輪心に固定した軸３１はその両端で
軸受箱３２（第８図参照）により支持され、ベアリング
ユニット３３を介してトレーリングアーム３４に取り付
ける。

ベアリングユニット３３はトレーリングアーム３４に対
して垂直面ａ −ａで回転できるように構成されている
。

更にトレーリングアーム３４は、受金３６、及び別のベ
アリングユニット３３′を介して、垂直軸ｂ−ｂで回転
できるようにして回転軸３５に取り付けられる。

この回転軸３５は軸受４５によって水平軸ｃ −ｃで回
転できるよう検測枠２９に取り付けられる。

３７は回転軸３５の回転角を検測する変換器で、検測枠
２９に固定される。

また、回転軸３５には測定車輪３０をトレーリングアー
ム３４を介して上下方向に押付ける第１押付装置６２が
固定されている。

本実施例においての第１押付装置６２は、回転軸３５に
固定されたレバー４０と、該レバー４０の先端にゴムブ
ツシュ４２を介して上下方向に連結されたリンク４１と
、該リンク４１の他端に連結され、上下方向に動作する
エアシリンダ４３と、該エアシリンダ４３に絞りを介し
て連結されるエアチャンバ４４とより構成され、該第１
押付装置６２は検測枠２９に固定される。

３８，３９は上下２本のトレーリングアーム３４の間隔
を保持する隔て板である。

この一方の隔て板３８には測定車輪３０を水平方向に押
付ける第２押付装置６３を形成するロッドエンド４７を
有するロッド４６を取り付けている。

第２押付装置６３は、上述したロッド４６、ロッドエン
ド４７の他に、ロッド４６の他端に球面ブツシュ４８を
介して連結される水平方向押付用エアシリンダ５０と、
該エアシリンダ５０に絞りを介して連結されるエアチャ
ンバ５１とで構成され、これらは検測枠２９で支持され
る。

次に、このように構成される本実施例における軌道検測
装置の動作を以下に説明する。

測定車輪３０が軌道１０１の凹凸によって上下するとト
レーリングアーム３４は回転軸３５と共に水平軸ｃ −
ｃまわりに回転し、その角度変位が変換器３７によって
検測される。

この回転軸３５はエアシリンダ４３の圧力によって常時
回転トルクがかけられ、測定車輪３０を軌道１０１に押
し付けており、更にエアチャンバ４４との間の絞りによ
って適度の減衰を与えており、軌道のうねりや突起乗越
時の追従性を良くしている。

次に軌道の水平方向の変位に対しては、トレーリングア
ーム３４がベアリングユニット３３により上下方向の変
動なく、水平方向にだけｂ−ｂ軸を中心に回転するので
、測定車輪３０はエアシリンダ５０により第８図で示す
ように軌道１０１の側面に押し付けられて走行する。

また、本実施例においては、衝撃に対する特性を良くす
るために、ゴムブツシュ４２、及び４９を用いているた
めに押し付けにのみ必要な部分の重量の影響を軽減する
ことができ、軌道の継目での検測特性を良くすることが
できる。

このように、本実施例ではトレーリングアームが測定車
輪をはさんで平行リンクを構成しており、小断面、軽量
部材を使用しているにもかかわらず曲げ剛性が十分とら
れており、小形、軽量でしかも測定精度の優れた軌道検
測装置を構成することができる。

したがって、上下および水平方向の押付力が小さくてす
み、測定車輪の寿命も長くなるという効果を有している
。

さらに、隔て板３８、ベアリングユニット３３を一方の
トレーリングアーム３４から取りはずすことにより測定
車輪３０を軸３１から容易に取りはずすことができるの
で摩耗による測定車輪の取り替えもいたって簡単である
。

第９図は本発明の軌道検測装置の他の実施例を示す平面
図で、第１０図はそのＣ−Ｃ方向から見た図、第１１図
はＤ−Ｄ方向から見た部分図である。

本装置において、先に第７図に示した上下方向の検測装
置に付加される構成を示すと、連結棒５２を軸３１の延
長線上になるように一端を軸受箱３２に固定し、他端に
は、上下および水平方向に自由に回転できる球面継手６
１を介してアーム５３を取り付ける。

このアーム５３の他端は、ベアリングユニット５４を介
して回転軸５５に取り付けられる。

回転軸５５は軸受５６により検測枠２９に支持される。

この時、アーム５３の回転中心が、上述したトレーリン
グアーム３４の回転軸３５の延長線上になるようにセッ
トされる。

また、回転軸５５には変換器５７が取り付けられ、アー
ム５３の垂直軸まわりの回転角を検測する。

変換器５７も検測枠２９に固定される。

次にこのように構成される本実施例の軌道検測装置の動
作を以下に説明する。

測定車輪３０が軌道１０１の水平方向の凹凸によって左
右に動くと、トレーリングアーム３４は上下方向の回転
軸３５との接点であるｄ−ｄ軸まわりに左右に揺動する
ので、アーム５３も回転軸５５を中心に垂直軸まわりに
揺動し、回転軸５５を回転させる。

そこで、この回転角を変換器５７によって検出し、軌道
１の検測枠２９に対する左右方向の凹凸を検測すれば、
検測枠２９上に取り付けられたジャイロおよび積分器に
より基準面に対する軌道の水平方向の凹凸を計算により
求めることができる。

また、測定車輪３０が上下方向に変位した場合、アーム
５３は、回転軸３５回りに回転するが、ベアリングユニ
ット５４によりｅｅ軸まわりに自由に揺動できるので、
回転軸５５は何ら影響を受けない。

このように、本実施例の軌道検測装置においては水平方
向の軌道凹凸を検測する従来の装置と比らべ、走行車輪
間に渡された釣合梁１９の変形による検測誤差が入らな
いので、上下方向の凹凸と同様に高い精度をもって検測
することができる。

さらに本実施例によれば１つのリンク系を追加するだけ
で軌道の上下、左右の両方の凹凸を同時に測定できるの
で、従来の装置と比らべ小形化することができ、軽量化
と合い伴って軌道に与える負荷を小さくすることが可能
で、しかも精度の良い検測装置を構成することができる
。

さらに、超電導磁気浮上車両用の軌道のように軌道上の
数点を同時に検測するような場合は検測枠金体を軽量で
小形にすることができる。

第１２図は本発明による軌道検測装置の他の実施例を示
す平面図である。

本実施例は第９図に示した実施例においてアーム５３側
のトレーリングアーム３４およびそれに伴うベアリング
ユニット３３ 、３３’を省略したもので、測定車輪３
０の上下方向の押付けをエアシリンダ４３により、アー
ム５３とトレーリングアーム３４に固定された渡し板６
０を下方に押し付けることによって行ない、さらに、隔
て板３８をアーム５３に取り付け、その隔て板３８に水
平方向押付用のロッド４６およびエアシリンダ５０等を
取り付けることによって水平方向の押し付けも行なうこ
とができるので、第９図に示した実施例と同様の利点を
有し、さらに一層の小形化、軽量化が可能となる。

以上に示した実施例では全て測定車輪３０を用いている
が、測定車輪３０の代わりに集電靴のようなシューを用
いて軸３１に固定することもできる。

以上説明した本発明の軌道検測装置によれば、軌道の凹
凸に沿って走行する測定車輪と、該測定車輪を軸を介し
て支持するトレーリングアームと、該トレーリングアー
ムの回転軸と、該回転軸に接続され、その回転角度を検
測する変換器と、前記測定車輪を前記回転軸とトレーリ
ングアームを介して軌道の上下方向に押付ける第１押付
装置と、前記測定車輪を前記トレーリングアームを介し
て軌道の水平方向に押付ける第２押付装置とより構成し
たものであるから、車体の重量を車輪で直接レールに与
えるようなことはなくなり、しかも押付装置で適度な押
付力で押付けているため被検測物には大きな負荷が加わ
ることがなくなり、また曲げ振動やねじり振動が生じる
こともなく測定精度が低下することもない。

更に、本装置では、左右、上下方向を１台の装置で検測
することができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は軌道の上下方向の凹凸を検測する従来の軌道検
測装置の概略正面図、第２図はその検測部を示す概略斜
視図、第３図は軌道の左右方向の凹凸を検測する従来の
軌道検測装置の検測部の概略斜視図、第４図は本発明の
軌道検測装置が採用される超電導磁気浮上車両用の軌道
を示す図、第５図はその軌道の凹凸を検測する本発明の
軌道検測装置が備えられる検測車両の側面図、第６図は
本発明の軌道検測装置の一実施例を示す平面図、第７図
はそのＡ−Ａ方向から見た図、第８図はそのＢ−Ｂ方向
から見た図、第９図は本発明の軌道検測装置の他の実施
例を示す平面図、第１０図はそのＣ−Ｃ方向から見た図
、第１１図はそのＤＤ力方向ら見た図、第１２図は本発
明の軌道検測装置のもう１つの他の実施例を示す平面図
である。 符号の説明、１・・・・・・レール、１１・・・・・・
車体、１５゜３５ 、５５・・・・・・回転軸、１６，
２８，３７，５７・・・・・・変換器、２０，４２，４
９・・・・・・ゴムブツシュ、２３．３０・・・・・・
測定車輪、２９・・・・・・検測枠、３３゜５４・・・
・・・ベアリングユニット、３４・・・・・・トレーリ
ングアーム、３８，３９・・・・・・隔て板、４０・・
・・・・レバー ４１・・・・・・リンク、４３，５０
・・・・・・エアシリンダ、４４，５１・・・・・・エ
アチャンバ、４６・・・・・・ロッド、４８・・・・・
・球面ブツシュ、５２・・・・・・連結棒、５３・・・
・・・アーム、６２・・・・・・第１押付装置、６３・
・・・・・第２押付装置、１０１・−・・・・軌道。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 軌道の上面に沿い該軌道の進行方向に直角な水平軸
   まわりに回転走行して該軌道の凹凸に追従する測定車輪
   、該測定車輪の輪心に固定した軸、該軸を両端で支持す
   る２組の軸受箱、それぞれの軸受箱をそれぞれ別々に支
   持する第１のベアリングユニット、進行方向を向き該ベ
   アリングユニットを介してそれぞれ互いに平行に配置さ
   れ、軸の上下方向の動きを伝達する２組のトレーリング
   アーム、該２組のトレーリングアームの他端にそれぞれ
   別々に取り付けられた第２のベアリングユニット、該第
   ２のベアリングユニットを支持する受金、前記軸と平行
   な方向を向き、前記受金に固定されて前記軸と２組のト
   レーリングアームとともに平行リンクを形成する回転軸
   、該回転軸を回転できるように支持する検測枠、該検測
   枠に固定されると同時に前記回転軸に接続されてその回
   転角度を検測する変換器、前記検測枠に取り付けられ、
   前記測定車輪を前記トレーリングアームを介して軌道に
   押し付ける押付装置により構成したことを特徴とする軌
   道検測装置。 ２ 前記押付装置を、前記回転軸とトレーリングアーム
   を介して軌道の上下方向に押付ける第１押付装置と、前
   記トレーリングアームを介して軌道の水平方向に押付け
   る第２押付装置とで構成したことを特徴とする特許請求
   の範囲第１項記載の軌道検測装置。 ３ 前記２組のトレーリングアームのそれぞれを二つの
   トレーリングアームとしてほぼ上下に平行に配置し、前
   記第１のベアリングユニットト第２のベアリングユニッ
   トと受金により四辺形を構成させるとともに、上記二つ
   のトレーリングアームの上下方向間に隔て板を設けたこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の軌道検測装
   置。 ４ 前記第１押付装置を、上下方向に圧力を与えるエア
   シリンダと、該エアシリンダのトルクをゴムブツシュを
   介して回転軸に伝えるレバーと、前記エアシリンダの圧
   力に減衰を与えるエアチャンバとより構成することを特
   徴とする特許請求の範囲第２項記載の軌道検測装置。 ５ 前記第２押付装置を、水平方向に圧力を与えるエア
   シリンダと、該エアシリンダのトルクを球面ブツシュを
   介して前記トレーリングアームに伝えるロンドと、前記
   エアシリンダの圧力に減衰を与えるエアチャンバとより
   構成することを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の
   軌道検測装置。 ６ 前記軸に該軸を延長させた連結棒、該連結棒の先端
   に球面継手を介して進行方向に向けて配置され、上記連
   結棒と前記トレーリングアームと前記臼転軸あるいはそ
   の延長線とにより平行リンクを構成するアーム、上下方
   向を向き、上下軸まわりに回転できるように前記検測５
   忰に支持されると同時に前記アームを上記回転軸まわり
   に回転可能に支持して上記アームの水平方向の動きを伝
   達する第２の回転軸、前記検測枠に固定されると同時に
   上記第２の回転軸に接続されてその回転角度を検測する
   第２の変換器を設けたことを特徴とする特許請求の範囲
   第１項記載の軌道検測装置。