JPS61262608A - レ−ル頭部測定器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

３−１　産業上の利用分野 この発明は、鉄道車輪の走行レールにおける頭頂面およ
び頭側面の直線に対する凹凸もしくは「ずれ」の度合を
一基準線発生装置を検測装置とで測定することで、計器
全体の小型化−測定範囲の任意乞定、操作の簡易化に併
せて精度の向上化等を所期可能なレール頭部測定器に係
るものである。 ３−２　従来の技術 レールの敷設された軌道は、列車の走行時における繰り
返し荷重によりレールにおける継目−レールの枕木、道
床等の締結部、転てつ器等その他各部が変位もしくは変
形、所謂軌道狂いを生じ。 しかしてこの軌道狂いが著しくなると、車輌の動揺が増
大し、乗心地が悪化する。このため、軌道を常に良好な
状態に維持・管理するには、軌道状態を常時、適’Ｒｒ
二把持し、不良個所Ｃ：ついては早急に保守・整備して
おく必要がある。そして軌道におけるレールは、製作上
１寸法の規定された定尺レールにして、敷設するために
はレールとレールとを継目を介して接続するが、この継
目は車輪による衝撃・振動Ｃ：より、継目を構成するレ
ール端部−継目板、継目板ボルト、道床バラスト等の摩
耗、弛緩、疲労等の事態が発生し、継目落ち。 レール破損、噴泥等の劣化現象を招来し、保守、経費、
乗心地、保安等の面からみて軌道の最弱点となっている
ので、前記の継目を除去するため（＝。 レール相互を溶接して前述の欠陥を解消するロングレー
ルが開発さ幻、現今１国の内ｅ外を不問。 ロングレールが採用されている。しかるに、レール溶接
に際しては、レール裏作当初の端部屈曲。 溶接時の施工誤差、敷設後の変形、摩耗等により凹凸も
しくは「ずれ」が発生し昼いという難点がある。しかし
て列車は、その速度の増大５二伴いレールおける頭頂面
および頭側面での微少な凹凸や「ずわ」のため、軌道、
車輌の双方がともに衝撃・を受げ、輪重荷重が増大し、
特に高速鉄道にあっては１輪重による影響が大きく現わ
れ、之に伴ってレールの応力、振動も著しく増大するこ
とになる。このような観点から、ロングレール化が進む
なかで、特にレール溶接部近傍のレール頭頂面および頭
側面での管理が、軌道管理の中で重要な点検項目として
採り上げられるよ）になり、レール溶接部近傍での頭頂
面および頭側面での測定な精度が良好で−しかも簡単に
測定可能な測定器の開発が切望されている６しかるに、
従来にあっては（１１＠線定規を基準とし、レールの頭
頂面およびＩ！＠面の長手方向１：沿う凹凸もしくは「
ずれ」を。 溶接部を中心とＬ’？″隙間ゲージを使用して測定する
。 （２Ｉ［線定規を基準としてダイヤげ−ジもしくは測定
記録装置と連動した測定子をレール頭頂面に沿って移動
之せ一頭頂面および頭伸面を測定する。 等の手段が採用之れでいるものの、これへの手段Ｃ：お
いては、いづれも直線定規を基準として頭頂面および頭
側面の凹凸もしくは「すわ」を測定しているが一現場に
あっては一測定機器類の運搬。 移動−二伴う作業もしくは構造により直線定規の長さが
１〜２ｍ程度に限定されるため、レールスパンが１〜２
ｍ穆度に対する狂い量の測定にしか利用できない故、測
定作業に際し、事実士、ロングレールの測定に際しては
余りＣ：も誤差が大きく。 しかも作業そのものが煩雑にして非能率であることを免
れ難い。 ３−３本件発明が解決しよシとする問題点この発明は前
述のよ）な欠点を是正する意図のもと１＝、基準電線と
してレーチ恍線を使用し、レール頭頂面の任意点Ｃ：基
準線発生装雪、他の任意点に検測装置を夫々設定するこ
とで、レールｄ：おける計測スパンを１〜１０ｍ穆度に
拡大可能にして、しかも操作が簡易であると共に、より
よい精度の同士を所期可能としたレール頭部測定器を提
供しよろとするものである。 ３−４構成 以下蓼】図ないし第１７図５＝ついてこの発明の実施例
を述べるに、一対の並列されたレール】】のうち−１１
（！ｉ］ｒ！ｇＪにおいて右側）のレールｊの細物終点
ｎ、の外側Ｃ：基準点発生装置人を、測定終点ｎ！に向
は郡動可能な検測装＠Ｍを夫々レール】上に設置’Ｌ、
、Ｌかして前記基準点発生装置Ａは算５．６因にみるよ
うに、レール頭頂面１ｔに断面が倒Ｕ字形の取付台２を
載量し、垂下片２ｂの下端近傍を固定摘み３の締付けｆ
取付台２を固定する一万、他側の垂下片２Ｃに止ネジ４
を挿通し１．その先端をレール頭側面１ｄに当接し、ナ
ツト５で一定位置に取付台２を固定可能とし、この取付
台２上百−：定着せる支柱６の上端（：断面かＵ字形の
支承台７を取付け、該支承台７の上部前方（ＩＥＩ図、
雛５図の夫々において左１１＆）に位置せるレーザー発
振器８の左右（ＪｉＩ６図Ｃ：おいて）の夫々にＸ方向
調″整摘み９を−またＴ１にはＹ方向調整摘み１′０を
夫々取付け、光軸の左右、上下方向での微調整を行なろ
一方、前記レーザー発振器８の後方に通孔ｉ付きの継手
１１を介し九東径交換レンズ１２を定着し、基準線Ｓｏ
としてのシー外光線を集束させることで、レーザー光線
の光束径拡大による測定精度の低下を防止可能としであ
る。なお。 基準線Ｓ０として前述のレーザー光線でまたは、２４２
代る他の平行光線を使用してもよいが、この実Ｍ例にお
いてはし゛−ザー光線を使用する場合ニゲいて以下述べ
ることとする。 次５二検測装黄Ｍにあっては一駆゛７図ないし第１４図
を参唄ｌして述べるに、基準台】３上方に受光体】４．
傾斜角度検出器Ｍ１位置検出βＭ！角度調整摘み１５が
設定され、また基準台１３下男には走行輪１６，１７．
レール頭頂面接触ローラｒ、ガイドローラ兼用側面測定
ローラｒ、走行距離センサー１８が設定されており、し
かして、基準台１３の内側中間に調節Ｒｉｔ付きの台盤
】９に一路り字形の一対の起立板２０．２０の下端を鋲
もしくはビス等のよ）な止着具ｊ！で固定・直立させる
一万１台盤１９を調節孔ｉ、を介しｌｌＫ１０色（二お
いて左右（＝少許移動可能となり、、ＩＩ節＋２１の締
着で所定付量に定Ｎさせるようにし、また、前記起立板
２０゜２０の夫々に固定された摺接子ｒ、、ｒ、ｔ＝対
し上下および前後（第８−において矢印Ｘ、で示す）に
摺接可能な筺体Ｖの内部に傾斜角度検出器Ｍ、を収納し
、この筐体Ｖの上面にビスもり、　＜は鋲のよ弓な止着
具ｊ、で定着せる支持盤２２を介して位置検出器Ｍ８を
取付けると共に一筺体Ｖの一側（＄８図において左側）
に定着・垂下された当接片２３に。 基準台】３上に直立・固定された保持片２４に挿通せる
角度調整摘み１５の先端を、常時矢印方向に弾発・付勢
されたスプリング

【により接触させである。しかしてこ
のスプリングｆは前記筺体Ｖと保持片２４との間に張設
されている。傾斜角度検出ａＭ１は！ＩＩ　２　、１３
図にみるように、シリコンオイル２を収納した長方形状
の筐体２５の上方の開口部ｅを閉塞せる蓋体２６の適所
にビスもしくは鋲のような止着具ｊ４で固定・垂下され
た匝下片２７下端に横架材２８を水平状（二取付け、＃
横架材２８下面に磁気抵抗素子ｇ、を固定する−１゜前
記垂下片２７と道列され、蓋体２６（二止Ｎ　ＪＬ　ｊ
　ｗで固定・垂下された倒Ｕ字形の支持片２８の中間に
支軸ｋを横架・定着し、ｍ支軸ｋに振子２９の上方にお
ける突出部Ｐを揺動自在に遊合−貫通させると共に、＊
記磁気抵抗素子ｇ□に対し少許の隙間を介して対向せる
磁ｋｇ＊を振子２９に塩入し、この磁石ｇ、と磁気抵抗
集子ｇ１とＣ二より振子２９の傾斜時における微少な磁
気の変化から水平に対する傾斜角を測定可能であり、ま
た振子２９をシリコンオイルＬに浸漬することで自由振
動時間の短縮化を図っである。なお１Ｍ斜角測定に際し
、前述のような振子式の他に、差動トランス、シイロス
コープ等を利用することもできる。 位置検出器Ｍ！＆工第８　、１１図にみるように、前記
筐体Ｖ上面に固定された中空状Ｃ胴体３０と。 之に止着具ｈ１で固定された保持体３１とから形成され
一該保持体３１の前７ｉ（Ｉｌｌ　１図において左側）
内側に定着され、基準点「Ｏ」付の位置検出素子３２の
前方に、胴体３０内側に取付けた干渉フィルター３３を
位置させ、基準線Ｓｏ（ここでは−ザー光線）と外光と
の判別を行わせるようにしである。なお１位置検出素子
３２としては−ＰＳＤ（半導体装置検出素子）ＣＣＤ（
導電接合型電荷結合素子）等を使用する。 第１０囚において筐体Ｖ下端にビスもしくは鋲のよちな
止着具ｊ、で固定された底盤３４の中央下面に連結片３
５を定着し一該連結片３５下面に固定・垂下せる断面が
倒Ｕ字形の支承片３６に支軸３７を止着・貫通し、該支
軸３７の中央Ｃ：回転自在に支持されたレール頭頂面接
触ローラｒ、を一支＊＋片ａ　６に介在させ−また前記
台盤】９の下面に定着・垂下された調節体３８の中央に
楕円形の調節孔ｉ、を穿設し、この調節孔ｉ　ｍｃ前記
支軸３７の支承片３６より外側の部分を挿入してあり、
レール】上を転動するレール頭頂面接触ローラｒ１の上
下動により支軸３７を調節孔ｉ３内を自由Ｉ：上下動可
能としである、 走行距離センサー】８は蓼８　、１４Ｎにみるように、
基準台】３の適所に定置・直立せる脚柱３９．３９の間
に止着具ｈ！で挾持書定着された横架材４００下方シ：
一体に載置片Ｕを延長し一該載置片Ｕの上面に固定・直
立した支柱４１に捲回せるコイルスプリングｆ！を、＃
紀載置片Ｕと、支柱４】を貫通・誘導せる保持片４２と
の間に張設し。 このコイルスプリングｆ、を常時、下方に弾発・付勢す
ることで、後述の走行１翰４５を常時−レール頭頂面１
ｔに押・圧可能としである。載置片Ｕ下面に止着具り、
で固定・垂下された断面り字形の腕片４３の一側にロー
タリーエンコーグ（４Ｌ＜は之と同様な機能を有するも
のでも可）４４を定着する一方、他＠（ここでは左側）
に支軸に、を水平状に固定・突出させ、この支軸に、を
二回転自在に支持された走行１輪４５の膨出部ｅ！を、
他の腕片４６の中間ｇ：取付けたブツシュＶに遊合させ
てあり。 しかして前記ロータリーエンコーダ４４ζ：よりパルス
数を精算することで走行距離を測定可能としである。 基準台１３の前後に夫々回転自在に支持されたローラ状
の走行車輪１６．１７はレール】の通り方向に対し左も
しくは右方向に所望角度下Ｃ：設定され、（第７図参照
）レール１に対し内側もしくは外側に進行するような方
向性を付与させ、また走行１輪１６．１７の外側に夫々
設定されたガイド兼用頭側面測定ローラｒ、の夫々は、
基本台】３から垂下されたネジ桿４７の上下方向に沿う
ＩＩＪＬＦによりレール頭側面１ｄにおける測定位置を
任ｆ（二設定可能としである。 なお、検測装置Ｍに取付けたコネクター４８に導線４９
を介して演算出力装置Ｑを接続し、該演算出力装ｆｔＱ
の表鈑５０には鎮１５図−二みるように、傾斜角、Ｘ方
向の狂い量を表示する表示器ＷｍｘｚｍＹ；測定結果を
刻印するプリンタ５１．傾斜角度設定スイッチＪ−’”
　−’”’　　　　　　　、走行距離設定スイッチら表
示器Ｗ＊Ｘｔ　＊　Ｙｔに対する表示を切換可能な表示
切換スイッチν！ｅ　Ｑｔｓ　Ｖｔ　接続コネクタ５２
．および電源５３等を具え−また内部１：はＡ／Ｄ変換
回路のような入力回路５４．マイクロコンピュータ５５
その他の制御器等を収納しである、 と検測位置ｎ、との間の距離Ｓ、、Ｓ、およびＳ３の夫
々は基準線Ｓ０とレール頭側面１ｄとの離れ量（Ｘ方向
）１１．１．およびｔ、の夫々は基準線Ｓ０とレール頭
頂面１ｔとの離れ量（Ｙ方向）、△ＳΔＴの夫々゛は一
し−ル頭側面１ｄ、レール頭頂面１ｔ（：おける狂い量
、Ｐ。 ｅ　ＰＲｍ　ＰＲはコードである。 ３−５作用 この発明においてレール頭側面１ｄ、レール頭頂面］Ｘ
−ｃ−の狂い量測定に際し、検測鏝点ｎ、に基準線発生
装置Ａを固定摘み３．止ネジ４．ナツト５により垂下片
２ｂをレール頭側面１社の夫々に締ｙ＃させる−１゜Ｘ
、Ｙ方向調整摘み９．１０でレーザー発振器８をレール
】の中心線上に、かつ水中に保持させ。 つい↑検測始点ｒｊ１Ｃ設定された検測装置Ｍの受光体
１４に向はレーザー発振器８からレーザ光線を投射して
基準線Ｓｏとする。しかしてこの受光体】４に投射され
た基準線Ｓ０の位置が輿算出力装置Ｑの表示器Ｗ、！、
　＠　ｙ、の夫々に表示されるので、基Ｓ線発生装置Ａ
がレール】に対し適正位置に保持されているか否かが確
ζｌｉ！！される。そして適正位置への調整は前記Ｙ、
Ｙ方向調整摘み９．１０の微調整ｆ可能″′Ｃ−ある。 この準備を終了した後検測装ｆｌＩＭを基Ｓ線発生装置
Ａに向は移動させ、所望の検測位ｆｌ　ｎ、（ｌｘ　２
図参照）に到達した場合、前方もしくは後方のガイド冬
用頭側面測定ローラｒ８（１１７方もしくは後方）が、
膿２図にみるようにレール１の屈曲部分に当接した際、
基準線Ｓ０の位置検出素子３２の基準点０からの変位量
Ｓ１．Ｓ、、Ｓ。 のとき、その狂い量へＳは。 △Ｓ＝Ｓ、−８．（もしくはＳ、）（但１　ｓ、＝ｓ、
とすれは）・・・・・・（１１で算出される。併し乍ら
、離れ量Ｓ、　、Ｓ、を等しく設定することは調整時間
、設定位置におけるレール頭側面の状態ｌ：よ０困難ｉ
ニジて実際の測定（：あっては設定時における誤差を補
正計算により補正して狂い量△Ｓ８−次式（２！かＰ−
１算出り。 これらの計算を演算出力装置Ｑにおけるマイクロコンピ
ュータ−５５で行な５゜ またレール頭頂面接触ローラｒ、が簗３図の位置にある
とき、レール頭頂面］ｔにおける狂い量ΔＴは一ΔＳの
場合にシけると同様に ｄ！ ΔＴ＝を鵞−（ｔｓ−ｉｔ　）　？、　−１１・・・・
・・・・・（３）で算出される。しかして検内位ｆ　ｎ
ｓｌ：おける位置検出素子３２＆＝よるＸ、Ｙ方向の狂
い量△Ｓ・△Ｔの測定ブロック図が１１４ｍに示されて
いる。 また勾配変更区間、軌道狂いの発生している区間等では
測定位置ｇ：おけるレール１の通り方向（２方向）に対
する傾斜角が相違している。そしてこの傾斜角の相違は
位置検出素子３２の受光位本平面に対する傾斜度合を磁
石ｇ、と磁気抵抗集子ｇ＋とにより算出しておき、つい
でＢｒ望の測定位ＴｊＩにおける傾斜角と比較（・傾斜
角”１許容量を超過する測定位置では角度調整摘みＪ５
を操作し、検岡始点ｎ、における傾斜角に一致させるこ
とで位置検出素子３２の傾き５：よる測定誤差をなくす
。なお、＊記許容量を演算出力装置Ｑにおけるデジタル
カウンターで設定することで各測定位置での許容量を超
過したとき、ブザー。 ランプ等の作動を介し報知可能としである。また前配角
度調整摘み１５の操作（＝伴い当接片２３を介し筐体Ｖ
自体が第８図Ｃ：おいて矢印Ｘ。 方向に移動する、 また検測装置Ｍの走行距離はロータリーエンコーダ４４
（もしくは２と同様なもの）によりパルスを積算するこ
とで定量的に算出される。 ５−６効果 この発明によりは基準線発生装置側（二向げて検測装置
を移動するとき、レールの頭頂面、頭側面での変形−凹
凸−屈曲等の個所−二より基準線発生装置から発する基
準線たとえばレーザー光線の位置検出器における基準点
からの変位量を演算出力装置のよ５な機器により変換・
配憶・演算を行ない、表示器−プ１１ンター等Ｃ：表示
、記録可能であるかへ、従来Ｃ：おける測定操作（：比
し簡単で、しかも測定時間を短縮可能な土に、測定者Ｃ
：よる測定娯差、誤読等の発生する惧れがなく、随時、
随所での測定（：際しても均一な算出値が得られ−また
従来Ｃ：おけるよ５な直線定規を使用するたぬ。 測定範囲が自ら限定せざるを得なかったの５＝対し一レ
ーザー光線のような基準線の使用により測定ル囲を任意
に選定可能ｃニジて測定者にとっては極めて好都合であ
り、な鉛１位置検出器、傾斜角度検出器、レール頭頂面
接触ローラの三者が一体的のもとに組付けられた状態で
基準台（＝装着されている故、検測装置全体としての形
態の大型化を回避できると共Ｃ：１組付１分解１点検、
清掃等をも多大の労力を要せずに行ない得る等の特徴を
有するものである、

【図面の簡単な説明】 図面はこの発、明の一実施例ｃニジて、享１面はこの発
明の使用時４＝おける要部斜視図、第２図はレール頭側
蘭測定時の要領融１軍３図はレール頭頂面測定時の要領
（２）−軍４図は位置検出器（＝よるレール頭側面一頭
頂」図の夫々ぎ：おける狂い量測定のブロック図、第５
図は基準線発生装置の要部侭面図、演６ｒｆ！！Ｊは第
５図のＶｌ−ｖｉ線矢視図、蓼７図は検測装置の平面（
ｉ￥１．Ｉｉ８図は仝上の一部切欠せる縦断面図、第９
図は第８図の右側面図−蓼１゜図は軍８図のＸｉｘ巌の
一部切欠せる拡大断面図−第１１図は位置検出器の縦断
面図、第１２図は傾斜角度検出器の縦断面図、　ＩＥＩ
　３図はり】２図のＸｌ−ＸＩ線断面ＩＷ、　Ｉｉ　］
　４１ｊ４に’：Ｊ：、１１−８１Ｗ（７）Ｘｌｌ／　
−ＸＩＶ線の要斤拡大断面図、第１５図は演算出方装置
の外・、１観斜視図、　ｊｉｌ　６図は演算出力装ｆｃ
：よる作動過程図、　ＩＩＩ　７図は傾斜時の作動過程
図である、Ａ・・・・・・基準線発生装置　Ｍ・・・・
・・検測装置　Ｍ、・・・・・・傾斜角度検出器　＋Ｍ
、・・・・・・位置検出器　Ｑ・旧・・演算出力装置　
Ｏ・・・・・・位置検出器の基珈点ｒ１・・・・・・レ
ール頭頂面接触ローラ　ｒｔ・・・・・・ガイド兼用レ
ール頭側面測定ローラ　Ｓｏ・・・・・・基準線　Ｓ１
＊Ｓ！５Ｓ１ｓ　ｔ、、　！□ｔ、・・・・・・変位量
　】・・・・・・レール１ｄ・・・・・・レールＢｉ備
ＴＩＥ　　１ｔ・・・・・・レールＢｆｆ１面１３・・
・・・・基平台 昭和６０年５月１７日 発明者　　金　　　子　慶　　　尚 出願人　　力ネコ計測工業株式会社 代理人　　吉　　　１）　　　　功 第４１！ａ Ｍ２図 １３図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）位置検出器、傾斜角度検出器、レール頭頂面接触
   ローラを一体的のもとに基準台に可動自在に装着し、該
   基準台下方にガイド兼用レール頭側面測定ローラを垂下
   した検測装置を、レール上の所望個所に保持された基準
   線発生装置側への移動により基準線の位置検出器におけ
   る基準点からの変位量を変換・記憶・演算で表示・記録
   するようにしたことを特徴とするレール頭部測定器
2. （２）位置検出器、傾斜角度検出器、レール頭頂面接触
   ローラは一体的に、レールの長手方向および上下方向に
   沿い基準台に対し移動可能としたことを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載のレール頭部測定器