JP2001296276A - Rail tracing device - Google Patents

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To precisely trace a traveling rail, regardless of abrasion of the rail or the like. SOLUTION: This rail tracing device 40+50 is loaded together with an ultrasonic probe 42 on an inspection car 3 measuring a rail 2, while running, for allowing the car to trace the rail 2. The device is equipped with an electromagnet 44, a pair of magnetic detection members 43, 43 for sensing in reverse to the change of the magnetic field direction, when sensing the magnetism, a control means 54 for generating a control signal S for making a detection result constant based on the magnetic detection, a driving means 47 for moving the ultrasonic probe 42 in the width direction of the rail 2 according to the signal, an excitation means 57 for generating magnetism for saturating the magnetic detection member 43, by driving alternately the electromagnet 44, and a difference operation means 53 for obtaining the difference Δ between the detection results of the magnetic detection members 43, 43. The magnetic detection member 43 and a magnetism generation member 44 are arranged in this order on the outside oblique upper parts 2a of the rail, in a state capable of being interlocked with the ultrasonic probe 42. Hereby, the detection of the relative position with the rail by utilizing magnetism can be executed precisely.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、レール探傷車等
の検測車が走行しているときに超音波探触子等の測定用
検出子を走行レールに倣わせるためにその検測車に対し
て測定用検出子と共に搭載されるレール倣い装置に関
し、詳しくは、走行レールとの位置関係を検知するのに
磁気を利用するレール倣い装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an inspection vehicle such as a rail flaw detection vehicle for moving a measuring detector such as an ultrasonic probe along a traveling rail when the vehicle is traveling. More particularly, the present invention relates to a rail copying apparatus mounted with a measuring detector, and more particularly, to a rail copying apparatus that uses magnetism to detect a positional relationship with a traveling rail.

【０００２】[0002]

【従来の技術】走行しながら超音波探傷を行ってレール
底部の損傷等を探るには、レール腹部に縊れがあること
から、超音波探触子をレール頭頂面の中央へ正確に位置
づけることが必要であり、そのため、探傷車両には、超
音波探触子に加えて、それをレールに倣わせるレール倣
い装置も搭載されることが多い。かかるレール倣い装置
には、一般的な鉄道用車両の車輪を小形にしたようなフ
ランジ付きの案内車輪を走行レールに押し当てることで
倣うものの他、その方式ではレール内側の摩耗による影
響が避けられないことに鑑みて、光学的に走行レールと
の位置関係を検出し、それに基づいて超音波探触子をレ
ールの横幅方向に移動させることで、超音波探触子をレ
ールに倣わせるようになったものも知られている（特開
平１１−２４８６９２号公報）。2. Description of the Related Art In order to search for damage at the bottom of a rail by performing ultrasonic flaw detection while traveling, it is necessary to accurately position the ultrasonic probe at the center of the top of the rail because the abdomen of the rail is narrow. Therefore, in many cases, a flaw detection vehicle is equipped with a rail copying apparatus for copying the ultrasonic probe to a rail in addition to the ultrasonic probe. Such a rail copying apparatus can copy a railroad vehicle by pressing a guide wheel with a flange, which is a small wheel of a general railway vehicle, against a traveling rail. In light of this, it is possible to optically detect the positional relationship with the traveling rail and move the ultrasonic probe in the width direction of the rail based on that, so that the ultrasonic probe follows the rail. Also known is that disclosed in Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 11-248692.

【０００３】[0003]

【発明が解決しようとする課題】ところで、これらのレ
ール倣い装置にはそれぞれ一長一短がある。例えば、上
述したようにフランジ付き案内車輪を押し付ける方式で
はレール内側の摩耗による影響を受けやすく、それを克
服した光学式でも、レール表面の反射率の変化や雑草そ
の他の遮光性異物による影響を無くすのは容易ではな
い。このため、それらの改良を如何にして進めるのかと
いうこととは別に、可能であれば他の方式にて両者の長
所を兼ね備えるようにすることも課題となる。However, each of these rail copying apparatuses has advantages and disadvantages. For example, the method of pressing a guide wheel with a flange as described above is susceptible to the effects of wear on the inside of the rail, and even an optical system that overcomes this problem eliminates changes in the reflectivity of the rail surface and the effects of weeds and other light-shielding foreign substances. Not easy. For this reason, apart from how to proceed with those improvements, it is also an issue to combine the advantages of both in other ways if possible.

【０００４】そして、多くのレールが鉄で出来ていてそ
れには磁性が具わっていることや、磁気には非接触での
検出が可能であって汚れ等にも強いという特質があるこ
と等を勘案すると、レールとの相対位置を検知するのに
磁気を利用することも考えられる。しかしながら、走行
レールには、上述したように摩耗によってレール形状が
変化したり表面状態またはその近傍の状況しだいで物理
的状態が変動するという特徴や、磁性を持つが故に磁気
利用にて顕在化する特質もある。[0004] Many rails are made of iron and have magnetism, and the magnetism has characteristics that it can be detected in a non-contact manner and is resistant to dirt. Considering this, it is conceivable to use magnetism to detect the relative position to the rail. However, as described above, the running rail has a feature that the rail shape changes due to wear and the physical state fluctuates depending on a surface state or a state in the vicinity thereof, and due to its magnetic property, it becomes apparent by using magnetism. There is also a characteristic.

【０００５】そこで、磁気を利用して倣いの制御に必要
な検出を行うとともに、その際に、上記のような特徴や
特質に起因する変動要因を除去または抑制するようにし
て、レールの摩耗や表面等の状態変動による影響を受け
無い又は受け難くすることが、技術的な課題となる。こ
の発明は、このような課題を解決するためになされたも
のであり、レールの摩耗や表面等の状態変動によらず的
確に走行レールを倣うレール倣い装置を実現することを
目的とする。[0005] Therefore, detection necessary for controlling the scanning by using magnetism is performed, and at this time, the fluctuation factors caused by the above-mentioned characteristics and characteristics are removed or suppressed, so that the wear and tear of the rails is reduced. It is a technical problem to be unaffected or hardly affected by a state change of a surface or the like. The present invention has been made to solve such a problem, and an object of the present invention is to realize a rail copying apparatus that accurately follows a traveling rail irrespective of a change in state of a rail, such as wear or a surface.

【０００６】[0006]

【課題を解決するための手段】このような課題を解決す
るために発明された第１乃至第８の解決手段について、
その構成および作用効果を以下に説明する。Means for Solving the Problems First to eighth solving means invented to solve such problems are as follows.
The configuration and operation and effect will be described below.

【０００７】［第１の解決手段］第１の解決手段のレー
ル倣い装置は、出願当初の請求項１に記載の如く、鉄道
の走行レール上を走行しながら前記レールに関する探傷
等の測定を行う検測車に対し測定用検出子と共に搭載さ
れて前記測定用検出子を前記レールに倣わせるレール倣
い装置において、磁気を発する磁気発生部材と、その磁
気に感応する磁気検出部材と、その磁気検出に基づいて
制御信号を演算等にて生成するとともにその生成に際し
その制御信号の内容はそれが後記駆動手段に送出される
と前記磁気検出部材の検出結果を一定にするような向き
や距離等を前記磁気検出部材等が移動することとなるよ
うにする制御手段と、その制御信号に従って前記測定用
検出子を倣い方向に移動させる駆動手段とを備え、前記
磁気発生部材および前記磁気検出部材が前記測定用検出
子と連動可能な状態で設けられており、且つ、前記測定
用検出子が前記レールに倣っている適正な動作状態で
は、前記磁気発生部材が前記レールの外側斜め上に来る
とともに前記磁気検出部材がそれらの間に来るような配
置がなされている、というものである。[First Solution] A rail copying apparatus according to a first solution measures a flaw detection or the like on a rail while traveling on a rail of the railway as described in claim 1 at the beginning of the application. In a rail copying apparatus that is mounted together with a detector for measurement on an inspection vehicle and imitates the detector for measurement on the rail, a magnet generating member that emits magnetism, a magnetism detecting member responsive to the magnetism, A control signal is generated by calculation or the like based on the detection, and the content of the control signal is generated in such a manner as to make the detection result of the magnetic detection member constant when it is sent to the driving means described later. Control means for causing the magnetic detection member or the like to move, and drive means for moving the measurement detector in the scanning direction in accordance with the control signal. The magnetic detection member is provided so as to be interlocked with the measurement detector, and in a proper operation state in which the measurement detector follows the rail, the magnetic generation member is located outside the rail. The arrangement is such that the magnetic detection member comes obliquely upward and comes between them.

【０００８】このような第１の解決手段のレール倣い装
置にあっては、検測車に対し超音波探触子等の測定用検
出子と共に搭載されて、検測車が鉄道の走行レール上を
走行するのに伴い測定用検出子にてレールに関する探傷
等の測定が行われるときに、その測定用検出子をレール
に倣わせるのであるが、その際、測定用検出子とレール
とに位置ずれが生じると、それに連動して磁気発生部材
および磁気検出部材もレールに対して位置ずれを生じ、
それに伴ってレールと磁気発生部材との間の磁気状態す
なわち磁界が変化し、さらには磁気検出部材の検出結果
も変動する。そうすると、その変動を打ち消すように制
御手段および駆動手段によって磁気検出部材や測定用検
出子等が移動させられる。[0008] In the rail copying apparatus according to the first solution, the inspection vehicle is mounted together with a measurement detector such as an ultrasonic probe on the inspection vehicle, and the inspection vehicle is mounted on the rail of the railway. When measurement such as flaw detection on the rail is performed by the measurement detector as the vehicle travels, the measurement detector is made to follow the rail. When the misalignment occurs, the magnetism generating member and the magnetism detecting member also move with respect to the rail in conjunction with the misalignment,
Accordingly, the magnetic state between the rail and the magnetic generating member, that is, the magnetic field changes, and the detection result of the magnetic detecting member also changes. Then, the magnetic detecting member, the measuring detector, and the like are moved by the control means and the driving means so as to cancel the fluctuation.

【０００９】これにより、磁気を利用してレールとの相
対位置が検知されるとともにそれに基づいて倣いに必要
な制御等が行われる。しかも、測定用検出子と磁気発生
部材と磁気検出部材とが連動して移動するようにもなっ
ているので、何れか一つについて制御すれば良いため、
制御手段は簡素・簡便なもので済む。さらに、磁気発生
部材と磁気検出部材とがレールの外側斜め上に来るよう
な配置もなされており、そのレール頭部の外側で上側の
角部には内側のような倣い方向への摩耗は生じないこと
から、レールと磁気発生部材との間の磁界はレール摩耗
の進み具合に拘わらず安定しているので、レールとの相
対位置が適切かつ確実に検知されるしたがって、この発
明によれば、レールの摩耗や表面等の状態変動によらず
的確に走行レールを倣うレール倣い装置を実現すること
ができる。As a result, the relative position with respect to the rail is detected using magnetism, and based on the detected position, control necessary for copying is performed. In addition, since the measurement detector, the magnetic generation member, and the magnetic detection member move in conjunction with each other, it is only necessary to control any one of them.
The control means is simple and simple. Further, the magnetism generating member and the magnetism detecting member are arranged so as to be obliquely on the outer side of the rail, and abrasion in the following direction such as the inner side occurs at the upper corner outside the rail head. Therefore, since the magnetic field between the rail and the magnetism generating member is stable regardless of the progress of the rail wear, the relative position with respect to the rail is appropriately and reliably detected. It is possible to realize a rail copying apparatus that accurately follows a traveling rail irrespective of a change in a state of a rail, such as wear or a surface.

【００１０】［第２の解決手段］第２の解決手段のレー
ル倣い装置は、出願当初の請求項２に記載の如く、上記
の第１の解決手段のレール倣い装置であって、前記レー
ルの頭頂面と前記測定用検出子との上下方向距離のみを
規定する上下距離規定手段が設けられ、前記駆動手段は
前記レールの横幅方向すなわち軌間方向への移動を行う
ようになっている、というものである。[Second Solution] The rail copying apparatus according to the second solution is the rail copying apparatus according to the first solution, as described in claim 2 of the present invention. Vertical distance defining means for defining only the vertical distance between the top of the head and the measuring detector is provided, and the driving means moves in the lateral width direction of the rail, that is, in the gauge direction. It is.

【００１１】このような第２の解決手段のレール倣い装
置にあっては、上下距離規定手段によってレールの頭頂
面と測定用検出子との上下方向距離が一定に保たれるの
で、測定用検出子がレールとの衝突等から保護されると
ともに、測定用検出子を用いた測定状態も安定して正確
な測定結果が得られる。また、随伴して磁気発生部材や
磁気検出部材とレールとの上下方向距離も一定に保た
れ、レールに対するそれらの移動はレールの横幅方向に
限られるので、磁気に関する検出も容易かつ確実に行え
ることとなる。したがって、この発明によれば、レール
の摩耗や表面等の状態変動によらず的確に走行レールを
倣うレール倣い装置を簡便に実現することができる。In the rail copying apparatus according to the second solving means, the vertical distance between the top surface of the rail and the measuring detector is kept constant by the vertical distance defining means. The probe is protected from collision with the rail and the like, and the measurement state using the measuring detector is stable and accurate measurement results can be obtained. In addition, the vertical distance between the magnet generating member and the magnetic detecting member and the rail is also kept constant, and their movement with respect to the rail is limited to the width direction of the rail, so that the detection of magnetism can be performed easily and reliably. Becomes Therefore, according to the present invention, it is possible to easily realize a rail copying apparatus that accurately copies a traveling rail regardless of a change in state of a rail, such as wear or a surface.

【００１２】［第３の解決手段］第３の解決手段のレー
ル倣い装置は、出願当初の請求項３に記載の如く、上記
の第２の解決手段のレール倣い装置であって、前記上下
距離規定手段に前記レールの頭頂面を転動する転動輪が
採用され、前記測定用検出子に超音波探触子が採用され
ている、というものである。[Third Solution] A rail copying apparatus according to a third solution is the rail copying apparatus according to the second solution, wherein the vertical distance is equal to or smaller than the vertical distance. A rolling wheel that rolls on the top surface of the rail is used as the defining means, and an ultrasonic probe is used as the measuring detector.

【００１３】このような第３の解決手段のレール倣い装
置にあっては、転動輪によってレールの頭頂面と測定用
検出子との上下方向距離が一定に保たれるので、しかも
確実になされるので、超音波探触子の確実な保護や超音
波測定の更なる安定化が得られるとともに、磁気的検出
も容易かつ確実に行える。また、この場合、転動輪は、
従来の案内車輪と異なり、フランジ等の無い簡素なもの
で足りるので、上下距離規定手段までも簡便になる。し
たがって、この発明によれば、レールの摩耗や表面等の
状態変動によらず的確に走行レールを倣うレール倣い装
置を一層簡便に実現することができる。[0013] In the rail copying apparatus according to the third solution, the vertical distance between the top surface of the rail and the measuring detector is kept constant by the rolling wheels, so that it is ensured. Therefore, reliable protection of the ultrasonic probe and further stabilization of the ultrasonic measurement can be obtained, and magnetic detection can be performed easily and reliably. In this case, the rolling wheels are
Unlike a conventional guide wheel, a simple one without a flange or the like is sufficient, so that the vertical distance defining means is also simplified. Therefore, according to the present invention, it is possible to more easily realize a rail copying apparatus that accurately copies a traveling rail irrespective of a change in state of a rail, such as wear or a surface.

【００１４】［第４の解決手段］第４の解決手段のレー
ル倣い装置は、出願当初の請求項４に記載の如く、上記
の第１〜第３の解決手段のレール倣い装置であって、前
記磁気発生部材に電磁石が採用されている、というもの
である。[Fourth Solution] A rail copying apparatus according to the fourth solution is the rail copying device according to the first to third solutions, as described in claim 4 of the present application. An electromagnet is employed for the magnetism generating member.

【００１５】このような第４の解決手段のレール倣い装
置にあっては、磁気発生部材が電磁石で磁気の発生を選
択的に行えるので、磁気を利用して倣いの制御に必要な
検出を行うときとには磁気が発っせられるが、その必要
の無いとき等には磁気発生が止められる。そうすると、
磁気発生時に鉄粉やその他の小さな磁性材が磁気発生部
材に付着したような場合でも、磁気を無くすことでその
鉄粉等は簡単に離脱する。これにより、レールの摩耗や
研削等に起因してレール近傍には必然的に存在する鉄粉
等が付着してもその除去が容易に行えるのでその影響は
抑え込まれることとなる。したがって、この発明によれ
ば、レールの摩耗や表面等の状態変動によらず且つレー
ルにつきものの鉄粉等の影響も抑制して的確に走行レー
ルを倣うレール倣い装置を実現することができる。In the rail copying apparatus according to the fourth solution, since the magnetism generating member can selectively generate the magnetism by the electromagnet, the magnetism is used to perform detection necessary for controlling the copying. Occasionally, magnetism is generated, but when it is not necessary, magnetism is stopped. Then,
Even if iron powder or other small magnetic material adheres to the magnetism generating member when magnetism is generated, the iron powder or the like can be easily separated by eliminating magnetism. Thereby, even if iron powder or the like which is inevitably present in the vicinity of the rail due to abrasion or grinding of the rail or the like, it can be easily removed, so that its influence is suppressed. Therefore, according to the present invention, it is possible to realize a rail copying apparatus that accurately follows a traveling rail without depending on the wear of the rail or a change in the state of the surface or the like and also suppressing the influence of iron powder or the like inherent to the rail.

【００１６】［第５の解決手段］第５の解決手段のレー
ル倣い装置は、出願当初の請求項５に記載の如く、上記
の第１〜第３の解決手段のレール倣い装置であって、前
記磁気発生部材が前記磁気検出部材を飽和させる磁気を
発するものであり、前記磁気検出部材が磁界方向にも感
応するようになっている、というものである。[Fifth Solution] A rail copying apparatus according to a fifth solution is the rail copying device according to the first to third solutions, as described in claim 5 at the beginning of the application. The magnetism generating member emits magnetism that saturates the magnetism detection member, and the magnetism detection member is also responsive to a magnetic field direction.

【００１７】このような第５の解決手段のレール倣い装
置にあっては、磁気の検出に際し、磁気検出部材が飽和
した状態で、磁界方向に応じた検出がなされる。そし
て、磁界方向に拘わらず、飽和磁化していると磁化率は
変化しないので、磁化率の変化につきもののヒステリシ
ス特性を伴うことなく、磁気の検出が行える。これによ
り、磁気状態の微妙な変化も確実かつ正確に検知される
ので、より的確に測定用検出子等がレールを倣うことと
なる。したがって、この発明によれば、レールの摩耗や
表面等の状態変動によらず一層的確に走行レールを倣う
レール倣い装置を実現することができる。In the rail copying apparatus according to the fifth solution, when detecting the magnetism, the detection according to the direction of the magnetic field is performed in a state where the magnetism detecting member is saturated. Then, regardless of the direction of the magnetic field, the magnetic susceptibility does not change when the magnetization is saturated, so that the magnetism can be detected without the hysteresis characteristic associated with the magnetic susceptibility change. As a result, even a subtle change in the magnetic state is detected reliably and accurately, so that the measuring detector or the like follows the rail more accurately. Therefore, according to the present invention, it is possible to realize a rail copying apparatus that more accurately follows a running rail irrespective of a change in state of a rail such as wear or a surface.

【００１８】［第６の解決手段］第６の解決手段のレー
ル倣い装置は、出願当初の請求項６に記載の如く、上記
の第５の解決手段のレール倣い装置であって、前記磁気
発生部材が電磁石であり、それを交番電流や交番電圧に
て駆動する励磁手段が前記制御手段と一緒に又は別に設
けられている、というものである。[Sixth Solution] According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a rail copying apparatus according to the fifth solution, wherein the magnetism generating device is provided. The member is an electromagnet, and excitation means for driving the electromagnet with an alternating current or an alternating voltage is provided together with or separately from the control means.

【００１９】このような第６の解決手段のレール倣い装
置にあっては、磁気検出部材を飽和させるには強い磁気
が必要なため鉄粉等の吸着力まで強くなってしまうとこ
ろ、鉄粉等が付着しても磁気の発生を選択的に行うこと
で容易に除去される。これにより、磁気の検出を行うに
際して、鉄粉等の影響も抑え込みながら、不都合なヒス
テリシス特性を回避することが可能となる。したがっ
て、この発明によれば、レールの摩耗や表面等の状態変
動によらず且つレールにつきものの鉄粉等の影響も抑制
して一層的確に走行レールを倣うレール倣い装置を実現
することができる。In the rail copying apparatus according to the sixth solution, a strong magnetism is required to saturate the magnetic detection member, so that the force for attracting iron powder or the like becomes strong. Is easily removed by selectively generating magnetism. This makes it possible to avoid undesirable hysteresis characteristics while suppressing the influence of iron powder and the like when detecting magnetism. Therefore, according to the present invention, it is possible to realize a rail copying apparatus that more accurately follows a traveling rail without relying on the wear of the rail or a change in the state of the surface or the like, and suppressing the influence of iron powder or the like inherent to the rail.

【００２０】［第７の解決手段］第７の解決手段のレー
ル倣い装置は、出願当初の請求項７に記載の如く、上記
の第５，第６の解決手段のレール倣い装置であって、前
記磁気検出部材には磁界方向の変化に対して逆向きに感
応する対のものが具えられており、それらの検出結果の
差を演算して前記制御手段による前記制御信号の生成に
供する差演算手段も前記制御手段と一緒に又は別に設け
られている、というものである。[Seventh Solution Means] The rail copying apparatus of the fifth and sixth solution means is the rail copying apparatus of the seventh solution means, as described in claim 7 at the beginning of the application. The magnetic detecting member is provided with a pair of members that respond in the opposite direction to a change in the direction of the magnetic field, and calculates a difference between the detection results and uses the difference to provide the control signal to the control unit. The means is also provided together with or separately from the control means.

【００２１】このような第７の解決手段のレール倣い装
置にあっては、磁気状態の変動に関して同相成分は除去
され逆相成分は倍加されるので、検出精度が更に向上す
る。また、単体での出力等にオフセットがあっても相殺
されるので、後続の演算手段や制御手段の簡素化にも役
立つ。したがって、この発明によれば、レールの摩耗や
表面等の状態変動によらず更に一層的確に走行レールを
倣うレール倣い装置を簡便に実現することができる。In the rail copying apparatus according to the seventh aspect of the present invention, the in-phase component is removed and the out-of-phase component is doubled with respect to the fluctuation of the magnetic state, so that the detection accuracy is further improved. Further, even if there is an offset in the output or the like of a single unit, the offset is offset, which is useful for simplifying the subsequent calculation means and control means. Therefore, according to the present invention, it is possible to easily realize a rail copying apparatus that more accurately follows a traveling rail irrespective of a change in state of a rail, such as wear or a surface.

【００２２】［第８の解決手段］第８の解決手段のレー
ル倣い装置は、出願当初の請求項８に記載の如く、上記
の第１〜第３の解決手段のレール倣い装置であって、前
記磁気発生部材が電磁石であり、それを交番電流や交番
電圧にて駆動する励磁手段が設けられるとともに、前記
磁気検出部材の検出結果について前記励磁手段での励磁
方向の異なるものを同数ずつ合成する合成演算手段も前
記制御手段と一緒に又は別に設けられている、というも
のである。[Eighth Solution] The rail copying apparatus according to the eighth solution is the rail copying device according to the first to third solutions, as described in claim 8 at the beginning of the application. The magnetism generating member is an electromagnet, and an exciting unit for driving the electromagnet with an alternating current or an alternating voltage is provided, and the detection results of the magnetic detecting member are combined in the same number of those having different exciting directions in the exciting unit. The combining operation means is also provided together with or separately from the control means.

【００２３】このような第８の解決手段のレール倣い装
置にあっては、レールが通電等にて磁化されているとそ
の周りの磁界にもその影響が及んで磁気検出部材の検出
結果が励磁方向によって増減してしまうという不都合が
あるところ、磁気の発生が励磁方向を切り替えながら行
われるとともに、磁気検出結果について励磁方向の異な
るものが同数ずつ合成されるので、レールの磁化状態が
余程急に変化しない限り、その影響による増減は、ほぼ
相殺しあって消滅することとなる。したがって、この発
明によれば、レールが磁化されるような状況下でもレー
ルの摩耗や表面等の状態変動によらず的確に走行レール
を倣うレール倣い装置を実現することができる。In the rail copying apparatus according to the eighth aspect, when the rail is magnetized by energization or the like, the magnetic field around the rail is affected, and the detection result of the magnetic detection member is excited. However, the magnetism is generated while switching the excitation direction, and the same number of magnetism detection results with different excitation directions are combined. As long as there is no change, the increase or decrease due to the effect will almost cancel each other out and disappear. Therefore, according to the present invention, it is possible to realize a rail copying apparatus that accurately follows a traveling rail regardless of a change in state of a rail, such as wear or a surface, even in a situation where the rail is magnetized.

【００２４】[0024]

【発明の実施の形態】このような解決手段で達成された
本発明のレール倣い装置について、これを実施するため
の形態を説明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment for implementing the rail copying apparatus of the present invention achieved by such a solution will be described.

【００２５】［第１の実施の形態］本発明の第１の実施
形態は、出願当初の請求項９に記載の如く、鉄道の走行
レールに関する測定を走行しながら行う検測車に超音波
探触子と共に搭載されて前記超音波探触子を前記レール
に倣わせるレール倣い装置において、磁気を発する電磁
石と、その磁気に感応する際に磁界方向の変化に対して
逆向きに感応する対のものが設けられた磁気検出部材
と、その磁気検出に基づき検出結果を一定にする制御信
号を生成する制御手段と、その制御信号に従って前記超
音波探触子を前記レールの横幅方向すなわち軌間方向に
移動させる駆動手段と、前記制御手段と一緒に又は別に
設けられ前記電磁石を交番電流や交番電圧にて駆動して
前記磁気検出部材を飽和させる磁気を出させる励磁手段
と、前記制御手段と一緒に又は別に設けられ前記磁気検
出部材の検出結果について前記励磁手段での励磁方向の
異なるものを同数ずつ合成する合成演算手段と、前記制
御手段と一緒に又は別に設けられ前記磁気検出部材にお
ける前記対のものの検出結果の差を演算して前記制御手
段による前記制御信号の生成に供する差演算手段と、前
記レールの頭頂面を転動してそこと前記超音波探触子と
の上下方向距離のみを規定する転動輪とを備え、前記磁
気検出部材および前記磁気発生部材を前記超音波探触子
と連動可能な状態で前記レールの外側斜め上へ順に配置
したものである。この場合、上述した第１〜第８の解決
手段の全要件を具備しているので、それら総ての作用効
果を享受することができる。[First Embodiment] In a first embodiment of the present invention, as described in claim 9 at the time of filing of the application, an inspection vehicle that performs measurement on a traveling rail of a railway while traveling is provided with an ultrasonic probe. In a rail copying apparatus that is mounted together with a probe and causes the ultrasonic probe to follow the rail, an electromagnet that generates magnetism and a pair that responds in the opposite direction to a change in the direction of a magnetic field when responding to the magnetism. And a control means for generating a control signal for keeping the detection result constant based on the magnetic detection, and according to the control signal, the ultrasonic probe moves the ultrasonic probe in the width direction of the rail, that is, in the direction between the rails. A driving means for moving the electromagnet provided together with or separately from the control means, an excitation means for driving the electromagnet with an alternating current or an alternating voltage to generate magnetism that saturates the magnetic detection member, and the control means. A combining operation means for combining the same number of different excitation directions in the excitation means with respect to the detection result of the magnetic detection member provided separately or separately, and the magnetic detection member provided together with or separately from the control means. A difference calculating means for calculating the difference between the paired detection results and providing the control signal by the control means, and a vertical distance between the ultrasonic probe and the top of the rail rolling on the rail. And the magnetism detecting member and the magnetism generating member are sequentially arranged on the outer side of the rail obliquely upward in a state capable of interlocking with the ultrasonic probe. In this case, since all the requirements of the above-described first to eighth solving means are provided, all the effects can be obtained.

【００２６】［第２の実施の形態］本発明の第２の実施
形態は、上述した解決手段および実施形態のレール倣い
装置であって、前記励磁手段が、上記の交番駆動に加え
て、なるべく高い周波数で例えば上記の交番駆動の周波
数より高い周波数で減衰を伴う交番駆動も行うようにな
っている、というものである。このような電磁石駆動に
より、付着鉄粉等が完全に消磁されるので、鉄粉等の付
着を確実に防止することができる。[Second Embodiment] A second embodiment of the present invention is a rail copying apparatus according to the above-described solving means and the above-described embodiment, wherein the exciting means preferably includes, in addition to the above-described alternating drive, Alternating driving with attenuation is performed at a higher frequency, for example, at a frequency higher than the frequency of the alternating driving. Such electromagnet driving completely demagnetizes the attached iron powder and the like, so that the adhesion of the iron powder and the like can be reliably prevented.

【００２７】このような解決手段や実施形態で達成され
た本発明のレール倣い装置について、これを実施するた
めの具体的な形態を、以下の第１，第２実施例により説
明する。図１〜図４に示した第１実施例は、上述した第
１〜第７の解決手段を具現化したものであり、図５に示
した第２実施例は、上述した第８，第９の解決手段も具
現化したものである。なお、それらの図示に際しては、
簡明化等のため、ボルト等の締結具や，ヒンジ等の連結
具などは図示を割愛し、発明の説明に必要なものや関連
するものを中心に図示した。Specific embodiments for implementing the rail copying apparatus of the present invention achieved by the above-described solution means and embodiments will be described with reference to the following first and second embodiments. The first embodiment shown in FIGS. 1 to 4 embodies the first to seventh solving means described above, and the second embodiment shown in FIG. Is also embodied. In addition, in showing them,
For the sake of simplicity and the like, fasteners such as bolts and couplings such as hinges are not shown in the drawings, and those necessary and related to the description of the invention are mainly shown.

【００２８】[0028]

【第１実施例】本発明のレール倣い装置の第１実施例に
ついて、その具体的な構成を、図面を引用して説明す
る。図１（ａ）は、検測車への搭載状態を示す機構部等
の縦断面図であり、図１（ｂ）は、演算や制御等を担う
電子回路のブロック図である。また、図２は、磁気検出
部材の詳細を示すものであり、（ａ）が等価な回路図、
（ｂ）〜（ｄ）が磁界強度と出力との関係を異なる磁界
方向について示した特性図、（ｅ）および（ｆ）が飽和
状態での磁界方向と出力との関係を示した特性図であ
る。さらに、図３は、（ａ）がレールと磁気検出部材と
磁気発生部材との典型的な配置を示し、（ｂ）および
（ｃ）が磁界方向の変化等を示し、（ｄ）および（ｅ）
がその検出特性を示している。また、図４は、検測車へ
の搭載状態を示すものであり、（ａ）が正面図、（ｂ）
が側面図である。First Embodiment A first embodiment of a rail copying apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1A is a vertical cross-sectional view of a mechanism section and the like showing a mounted state on an inspection vehicle, and FIG. 1B is a block diagram of an electronic circuit for performing calculations and controls. FIG. 2 shows the details of the magnetic detection member, where (a) is an equivalent circuit diagram,
(B) to (d) are characteristic diagrams showing the relationship between the magnetic field strength and the output for different magnetic field directions, and (e) and (f) are characteristic diagrams showing the relationship between the magnetic field direction and the output in a saturated state. is there. 3A shows a typical arrangement of a rail, a magnetic detection member, and a magnetism generating member, FIGS. 3B and 3C show changes in the direction of a magnetic field, and FIGS. )
Shows the detection characteristics. 4A and 4B show a state of being mounted on an inspection vehicle, wherein FIG. 4A is a front view, and FIG.
Is a side view.

【００２９】このレール倣い装置は（図１（ａ）参
照）、超音波探傷装置と一緒に纏められて、レール探傷
用の検測車３に搭載されるようになっており、検測車３
の車体の中に積み込まれる電子回路ユニット５０と、検
測車３の車体や台車部等の底面・下面に装着される倣い
機構４０とに大別される。検測車３には、自走可能な鉄
道用車輌を改造したものや、それで牽引される小形のも
のもあるが、何れでも、鉄道線路の道床１に敷設された
走行レール２上を走行するとともに、走行しながらレー
ル２に関する探傷等の測定を行うようになっている。This rail copying apparatus (see FIG. 1A) is assembled together with an ultrasonic flaw detector and is mounted on an inspection car 3 for rail flaw detection.
The electronic circuit unit 50 is loaded into the vehicle body of the inspection vehicle 3, and the copying mechanism 40 mounted on the bottom surface and the lower surface of the vehicle body and the bogie unit of the inspection vehicle 3 is roughly divided. The inspection vehicle 3 includes a modified self-propelled railway vehicle and a small one that is towed by the modified vehicle. In any case, the inspection vehicle 3 travels on the traveling rail 2 laid on the roadbed 1 of the railway line. At the same time, measurements such as flaw detection on the rail 2 are performed while traveling.

【００３０】倣い機構４０は（図１（ａ）参照）、検測
車３に固定される部分４７＋４８と、その下方で移動し
うる可動部分４１〜４４と、それらの中間で伝動も行う
連結部分４５＋４６とからなる。可動部分４１〜４４
は、非磁性材で作られた収納用および保護用の可動箱４
１に纏められており、それには、必要なときだけ磁気を
発生させるために電磁石が採用された磁気発生部材４４
と、後に詳述する一対の磁気検出部材４３と、超音波探
触子からなる測定用検出子４２と、フランジ等の異径部
の無い単純な円柱・円筒形状のものが転動可能に支持さ
れた転動輪４９からなる上下距離規定手段４９（図４
（ｂ）参照）とが格納されていて、これらの格納物は総
て可動箱４１と一体で連動するようになっている。ま
た、それらのうち測定用検出子４２の先端は可動箱４１
の下面より少し突き出ており、僅かだがそれより更に下
方へ突き出て転動輪４９の最下端も露出している。The copying mechanism 40 (see FIG. 1 (a)) includes a portion 47 + 48 fixed to the inspection vehicle 3, movable portions 41 to 44 movable below the connecting portion, and a connecting portion which also performs transmission between them. 45 + 46. Movable parts 41 to 44
Is a movable box 4 for storage and protection made of non-magnetic material
1, a magnet generating member 44 employing an electromagnet to generate magnetism only when necessary.
A pair of magnetic detecting members 43, which will be described in detail later, a measuring detector 42 composed of an ultrasonic probe, and a simple columnar / cylindrical member having no flanges or other different diameter portions are rollably supported. Vertical distance defining means 49 (see FIG. 4)
(Refer to (b)). All of these stored items are linked to the movable box 41 integrally. In addition, the tip of the measuring detector 42 is
Slightly projecting from the lower surface, and slightly projecting further below the lower end of the rolling wheel 49 is also exposed.

【００３１】検測車３への固定部分４７＋４８は（図１
（ａ）参照）、保護カバーを兼ねる堅牢な角筒状の取付
枠４８の中に、サーボモータやパルスモータ等からなる
電動モータ４７（駆動手段）や、伝動機構の一部やその
支持部材等が納められたものである。取付枠４８の上端
部には、適宜の締結具や取着具等にて検測車３へ取付る
ための加工が施されていて、検測車３に装着されると、
レール２の上方に位置するようになっている。また、電
動モータ４７の本体部は、取付枠４８に固定され、回転
出力軸には、ボールネジ機構等の回転−直線運動変換手
段を介して左右方向スライダ４６が連結されていて、電
動モータ４７が回転すると、それに応じて左右方向スラ
イダ４６がレールの横幅方向（すなわち軌間方向、レー
ルの長手方向とほぼ直交する水平方向、図１（ａ）では
左右方向、）に移動するようになっている。The fixed parts 47 + 48 to the inspection car 3 are shown in FIG.
(A)), an electric motor 47 (driving means) such as a servomotor or a pulse motor, a part of a transmission mechanism and its supporting members, etc., in a rigid square tubular mounting frame 48 also serving as a protective cover. Is the one that was stored. The upper end of the mounting frame 48 is processed to be attached to the inspection vehicle 3 with appropriate fasteners, attachments, or the like.
It is located above the rail 2. The main body of the electric motor 47 is fixed to a mounting frame 48, and a left-right slider 46 is connected to the rotation output shaft via a rotation-linear motion conversion means such as a ball screw mechanism. When rotated, the left / right slider 46 moves in the horizontal direction of the rail (that is, the rail direction, the horizontal direction substantially orthogonal to the longitudinal direction of the rail, and the horizontal direction in FIG. 1A) accordingly.

【００３２】連結部分４５＋４６は、そのような左右方
向スライダ４６に上下方向スライダ４５を組み合わせた
ものである。上下方向スライダ４５は、可動箱４１側に
固定されるとともに左右方向スライダ４６には緩い嵌合
等にて上下動可能に支持されていて、左右方向スライダ
４６のレール横幅方向の移動は可動箱４１に伝達する
が、可動箱４１の上下方向・鉛直方向への移動は吸収し
て伝達しないようになっている。そして、これらと上記
の転動輪４９との協動により、可動箱４１がレール２の
上方に来ている状態では、転動輪４９の最下端とレール
２の頭頂面とが接触した状態でその頭頂面上を転動輪４
９が転動するので、レール２の頭頂面と可動箱４１ひい
ては測定用検出子４２との上下方向距離のみが一定値に
規定される。また、これと直交するレール横幅方向への
可動箱４１の移動は、スライダ４５，４６を介在させ
て、電動モータ４７にて行われるようになっている。The connecting portion 45 + 46 is obtained by combining such a horizontal slider 46 with a vertical slider 45. The vertical slider 45 is fixed to the movable box 41 side and is supported by the left and right slider 46 so as to be able to move up and down by loose fitting or the like. However, the movement of the movable box 41 in the vertical and vertical directions is not absorbed and transmitted. When the movable box 41 is located above the rail 2 by the cooperation of the above and the rolling wheel 49, the top of the rail 2 is brought into contact with the lowermost end of the rolling wheel 49 and the top surface of the rail 2. Rolling wheel 4 on the surface
9 rolls, so that only the vertical distance between the top surface of the rail 2 and the movable box 41 and thus the measuring detector 42 is defined as a constant value. The movable box 41 is moved by the electric motor 47 with the sliders 45 and 46 interposed therebetween in the rail width direction orthogonal to the rail.

【００３３】磁気発生部材４４は、例えば多層円筒ソレ
ノイド等の電磁石からなり、後述する励磁手段５７によ
って電気的に駆動されて、磁力線をレール２まで延ばす
とともに、その磁界中で磁気検出部材４３を飽和磁化さ
せるの十分な磁気を発するようになっている。そして、
その磁気に感応する磁気検出部材４３には、飽和状態で
磁界方向（すなわち磁力線の向き・傾き）にも感応する
検出素子が用いられる。磁気を検出するものとしては、
差動トランスや、ホール素子、磁気抵抗素子（ＭＲ素
子）等が挙げられるが、この例では安価で取扱も楽な磁
気抵抗素子が採用されている。The magnetism generating member 44 is made of, for example, an electromagnet such as a multilayer cylindrical solenoid, and is electrically driven by an exciting means 57 described later to extend the magnetic field lines to the rails 2 and saturate the magnetism detecting member 43 in the magnetic field. It emits enough magnetism to magnetize it. And
As the magnetic detecting member 43 sensitive to the magnetism, a detecting element that is sensitive to the magnetic field direction (that is, the direction and inclination of the line of magnetic force) in a saturated state is used. For detecting magnetism,
Examples include a differential transformer, a Hall element, and a magnetoresistive element (MR element). In this example, an inexpensive and easy-to-handle magnetoresistive element is used.

【００３４】詳述すると（図２参照）、磁気抵抗素子
は、半導体シリコン基板上に蒸着した強磁性体薄膜等か
らできており、置かれた磁界の強弱や方向によって抵抗
値が変化するものである。磁気検出部材４３は（図２
（ａ）参照）、そのような磁気抵抗素子同士を直列接続
したものを３端子のパッケージに納めたものであり、直
列接続の両端に電圧Ｖｉを印加すると、抵抗分圧にて出
力電圧Ｖｏを発生するようになっている。そして、磁界
方向が例えば端子の並びと同じときには（図２（ｂ）参
照）、磁界強度Ｈの増減に応じて（図２（ｄ）参照）出
力電圧Ｖｏが印加電圧Ｖｉの半分の中間電圧（Ｖｉ／
２）とそれより高い上限電圧との間で増減する。More specifically (see FIG. 2), the magnetoresistive element is made of a ferromagnetic thin film or the like deposited on a semiconductor silicon substrate, and its resistance value changes depending on the strength and direction of the placed magnetic field. is there. The magnetic detection member 43 (see FIG. 2)
(See (a)), a series connection of such magnetoresistive elements is housed in a three-terminal package. When a voltage Vi is applied to both ends of the series connection, the output voltage Vo is divided by a resistance voltage. Is to occur. When the direction of the magnetic field is, for example, the same as the arrangement of the terminals (see FIG. 2B), the output voltage Vo becomes an intermediate voltage (half of the applied voltage Vi) according to the increase or decrease of the magnetic field strength H (see FIG. 2D). Vi /
It increases or decreases between 2) and a higher upper limit voltage.

【００３５】また、磁界方向がそれと直交するときには
（図２（ｃ）参照）、磁界強度Ｈの増減に応じて（図２
（ｄ）参照）出力電圧Ｖｏが中間電圧（Ｖｉ／２）とそ
れより低い下限電圧との間で減増する。いずれの場合も
（図２（ｄ）参照）、磁気抵抗素子の磁化状態が飽和す
るときの磁界強度Ｈｔより磁界強度Ｈが弱ければヒステ
リシスを伴って増減変化するが、磁界強度Ｈが磁界強度
Ｈｔより強いときには上限または下限に張り付いて一定
になる。そして、磁界強度Ｈが磁界強度Ｈｔより強くて
磁気抵抗素子が飽和している状態を前提として、磁界方
向を上記の両状態の中間に傾けると、その磁界方向θに
応じて（図２（ｅ）参照）、出力電圧Ｖｏが上記の上限
と下限との間で変化する（図２（ｆ）参照）。具体的に
は、磁界方向θが０゜のとき出力電圧Ｖｏが下限になっ
ていると、磁界方向θが４５゜のときに出力電圧Ｖｏが
中間電圧（Ｖｉ／２）になり、磁界方向θが９０゜のと
きに出力電圧Ｖｏが上限になり、磁界方向θが１３５゜
のときに出力電圧Ｖｏが中間電圧（Ｖｉ／２）になり、
磁界方向θが１８０゜のときに出力電圧Ｖｏが下限に戻
ってくるのである。When the direction of the magnetic field is perpendicular to the direction of the magnetic field (see FIG. 2C), the direction of the magnetic field H increases or decreases (see FIG. 2C).
(Refer to (d)) The output voltage Vo increases and decreases between the intermediate voltage (Vi / 2) and the lower limit voltage lower than the intermediate voltage (Vi / 2). In each case (see FIG. 2D), if the magnetic field strength H is weaker than the magnetic field strength Ht when the magnetization state of the magnetoresistive element is saturated, the magnetic field strength increases and decreases with hysteresis. When it is stronger, it sticks to the upper or lower limit and becomes constant. Then, assuming that the magnetic field strength H is stronger than the magnetic field strength Ht and the magnetoresistive element is saturated, if the magnetic field direction is inclined to the middle between the above two states, the magnetic field direction is changed according to the magnetic field direction θ (FIG. )), The output voltage Vo changes between the upper limit and the lower limit (see FIG. 2F). Specifically, if the output voltage Vo is the lower limit when the magnetic field direction θ is 0 °, the output voltage Vo becomes the intermediate voltage (Vi / 2) when the magnetic field direction θ is 45 °, and the magnetic field direction θ Is 90 °, the output voltage Vo becomes the upper limit, and when the magnetic field direction θ is 135 °, the output voltage Vo becomes the intermediate voltage (Vi / 2),
When the magnetic field direction θ is 180 °, the output voltage Vo returns to the lower limit.

【００３６】このような磁気検出部材４３は（図３
（ａ）参照）、レール２と磁気発生部材４４との相対的
な位置関係に応じて変化する磁気に感応してその検出を
行うために、レール２と磁気発生部材４４との間に配置
されるが、レール摩耗の影響をできるだけ回避して正確
な検出を行うために、レール２の頭部の上側の角部のう
ち外側のレール角部２ａから見てその外側斜め上に来る
ように配置される。磁気発生部材４４はさらにその外側
斜め上に来るように配置される。具体的には、それら４
３，４４は測定用検出子４２と共に可動箱４１に格納さ
れるので、倣い機構４０が検測車３に搭載されて、測定
用検出子４２がレール２の頭頂面の真ん中に来た状態
で、その状態は測定用検出子４２をレール２に倣わせる
動作が適正になされているときに現出するものである
が、その状態でレール２と磁気検出部材４３と磁気発生
部材４４との上記配置が確立されるように、可動箱４１
における測定用検出子４２と磁気検出部材４３と磁気発
生部材４４の格納場所が定められている。Such a magnetic detecting member 43 (see FIG. 3)
(Refer to (a)), it is arranged between the rail 2 and the magnet generating member 44 in order to detect the magnetism in response to the magnetism that changes according to the relative positional relationship between the rail 2 and the magnet generating member 44. However, in order to perform accurate detection while avoiding the influence of rail wear as much as possible, the rail 2 is disposed so as to be obliquely above the outer rail corner 2a of the upper corner of the head of the rail 2 when viewed from the outside. Is done. The magnetism generating member 44 is further disposed so as to be obliquely on the outside. Specifically, those 4
3 and 44 are stored in the movable box 41 together with the detector 42 for measurement, so that the copying mechanism 40 is mounted on the inspection vehicle 3 and the detector 42 for measurement is in the middle of the top surface of the rail 2. This state appears when the operation of causing the measurement detector 42 to follow the rail 2 is properly performed. In this state, the rail 2, the magnetic detection member 43, and the magnetic generation member 44 The movable box 41 is set so that the above arrangement is established.
The storage locations of the measurement detector 42, the magnetic detection member 43, and the magnetic generation member 44 in are determined.

【００３７】また、磁気検出部材４３は、倣い機構４０
ごとに一対以上が導入され（図３（ｂ）参照）、それら
のうち対をなすものは、前後に（図では紙面に垂直な向
きで）密に設けられて、ほぼ同一の磁気（図の二点鎖線
を参照）に感応するようになっているが、そこの磁界方
向θを測る基準方向が両者で９０゜ずれており（図３
（ｂ）のθ１，θ２を参照）、測定用検出子４２がレー
ル２を適正に倣っている状態では、それぞれの磁界方向
θ１，θ２が＋４５゜と−４５゜で、何れも中間電圧
（Ｖｉ／２）を出力する（図３（ｄ）における２つの白
丸部分を参照）。そして、そこの磁界方向が例えば角度
αだけ変化すると（図３（ｃ）参照）それに対応してそ
れぞれの磁界方向θ１，θ２も揃って同じ角度αだけ変
化するが、出力電圧Ｖｏに関しては一方が増加するのに
対し他方は減少する（図３（ｄ）における２つの黒丸部
分を参照）。このように前後で対をなす磁気検出部材４
３は、磁界方向の変化に対して逆向きに感応するので、
両者の出力電圧Ｖｏの差Δを採ると、実用に供される所
定の範囲内では（図３（ｅ）参照）、差Δは磁界傾斜角
度αにほぼ比例する。しかも、その差Δは、倍の感度を
反映しているうえ、中間電圧（Ｖｉ／２）による明示的
な支配から脱したものとなっている。The magnetic detecting member 43 is provided with the copying mechanism 40.
At least one pair is introduced in each case (see FIG. 3 (b)), and the paired ones are densely provided before and after (in the direction perpendicular to the plane of the paper in the figure), and have almost the same magnetism (in the figure). Although the reference direction for measuring the magnetic field direction θ there is shifted by 90 ° between them (see FIG. 3).
(See (b) θ1 and θ2)), when the measuring detector 42 is following the rail 2 properly, the magnetic field directions θ1 and θ2 are + 45 ° and −45 °, respectively, and the intermediate voltage (Vi) / 2) (see two white circles in FIG. 3D). If the direction of the magnetic field changes by, for example, an angle α (see FIG. 3C), the respective magnetic field directions θ1 and θ2 also change by the same angle α, but one of the output voltages Vo changes. While the other increases, the other decreases (see two black circles in FIG. 3D). Thus, the magnetic detecting member 4 forming a pair in front and rear
3 responds in the opposite direction to changes in the magnetic field direction,
Taking the difference Δ between the two output voltages Vo, the difference Δ is almost proportional to the magnetic field inclination angle α within a predetermined range for practical use (see FIG. 3E). In addition, the difference Δ reflects the double sensitivity and deviates from the explicit control by the intermediate voltage (Vi / 2).

【００３８】これらの磁気検出部材４３や，測定用検出
子４２，磁気発生部材４４，電動モータ４７は電気的な
駆動等を要するため、図示しないシールドケーブル等を
介して電子回路ユニット５０に接続されている。電子回
路ユニット５０には（図１（ｂ）参照）、検測車３の本
来の目的であるレール探傷等を行うために、超音波探触
子４２を駆動するパルサーに加えてその超音波エコーを
検出するためのレシーバやゲート等を具えた超音波測定
回路５８と、その測定結果をメモリや記録媒体に記録す
る記録回路５９とが設けられ、これらは図示しない電源
回路等から動作電力を得て作動するようになっている。The magnetic detecting member 43, the measuring element 42, the magnetic generating member 44, and the electric motor 47 need to be electrically driven or the like, and are therefore connected to the electronic circuit unit 50 via a shielded cable (not shown). ing. The electronic circuit unit 50 (see FIG. 1B) includes, in addition to the pulsar that drives the ultrasonic probe 42, the ultrasonic echo thereof in order to perform rail flaw detection and the like, which is the original purpose of the inspection vehicle 3. An ultrasonic measurement circuit 58 having a receiver, a gate, and the like for detecting a signal, and a recording circuit 59 for recording the measurement result in a memory or a recording medium are provided. To work.

【００３９】また、このユニット５０には（図１（ｂ）
参照）、磁気発生部材４４を交番駆動するために、発振
回路やパワーアンプ等を有して所定周波数で極性の反転
する交番電圧を発生させこれを磁気発生部材４４に印加
する励磁手段５７が設けられている。電子回路ユニット
５０には、制御手段の一部としてタイミング信号発生回
路５６も設けられており、そのタイミング信号に従っ
て、励磁手段５７は、倣い制御が行われるときだけ、磁
気発生部材４４を駆動するようになっている。The unit 50 includes (FIG. 1B)
In order to drive the magnetism generating member 44 in an alternating manner, there is provided an exciting means 57 having an oscillation circuit, a power amplifier, etc., for generating an alternating voltage whose polarity is inverted at a predetermined frequency and applying this to the magnetism generating member 44. Have been. The electronic circuit unit 50 is also provided with a timing signal generation circuit 56 as a part of the control means. According to the timing signal, the excitation means 57 drives the magnetic generation member 44 only when the scanning control is performed. It has become.

【００４０】さらに、電子回路ユニット５０には（図１
（ｂ）参照）、磁気検出部材４３の磁気検出に基づいて
倣い制御を行うために、しかも、その制御に伴う演算等
をデジタル処理にて行うために、対をなす磁気検出部材
４３のうち一方のものの出力電圧Ｖｏをデジタル値に変
換して入力するＡ／Ｄ変換回路５１と、他方の磁気検出
部材４３の出力電圧Ｖｏをデジタル値に変換して入力す
るＡ／Ｄ変換回路５２と、それらのデジタル値すなわち
両検出結果を受けてそれらの差Δを算出する差演算手段
５３も、設けられている。差演算手段５３には、アナロ
グ方式であれば差動回路等が採用されるが、デジタル方
式なので、減算回路あるいは補数回路と加算回路との組
み合わせ回路等が採用される。これらは、いずれも、タ
イミング信号発生回路５６からのタイミング信号に従っ
て動作することで、励磁手段５７による磁気発生部材４
４の交番駆動と一定のずれは有るが同期して動作するよ
うになっている。Further, the electronic circuit unit 50 (FIG. 1)
(B)), to perform scanning control based on the magnetic detection of the magnetic detection member 43, and to perform digital processing for the calculation and the like accompanying the control, one of the paired magnetic detection members 43 is used. An A / D conversion circuit 51 for converting the output voltage Vo of the magnetic detection member 43 into a digital value and inputting it; an A / D conversion circuit 52 for converting the output voltage Vo of the other magnetic detection member 43 into a digital value and inputting it; A difference calculation means 53 for receiving the digital value of, that is, both detection results, and calculating the difference Δ therebetween is also provided. The difference calculation means 53 employs a differential circuit or the like in the case of an analog system, but employs a subtraction circuit or a combination circuit of a complement circuit and an addition circuit or the like in the case of a digital system. All of these operate in accordance with the timing signal from the timing signal generation circuit 56, so that the magnetizing member 4
Although there is a certain deviation from the alternating drive of No. 4, it operates synchronously.

【００４１】また、電子回路ユニット５０には（図１
（ｂ）参照）、差演算手段５３から送出された差Δを入
力しこれに基づいて制御信号Ｓを生成するモータコント
ローラ５４（制御手段）と、その制御信号Ｓに対応した
適切な駆動電流を生成して電動モータ４７へ送出するモ
ータドライバ５５（駆動手段）も設けられている。モー
タドライバ５５は、電動モータ４７がサーボモータであ
るかパルスモータ等であるかに対応して、適宜なインバ
ータやパルス発生回路等が採用されるが、何れにして
も、制御信号Ｓに従って電動モータ４７を適度に回転さ
せることで、測定用検出子４２を倣い方向すなわちレー
ル横幅方向に移動させるようになっている。モータコン
トローラ５４は、差Δから制御信号Ｓを生成する際に、
電動モータ４７にサーボモータが採用されているときに
はフィードバックされた位置情報も利用して、パルスモ
ータ等のオープン制御のものが採用されているときには
差Δだけを利用して、差Δを零にするような制御信号Ｓ
を算出する。すなわち、このような制御信号Ｓがモータ
ドライバ５５に送出されると、それに従って電動モータ
４７が回転し、それに対応した向きや距離等を可動箱４
１及び磁気検出部材４３等が移動して、磁気検出部材４
３の検出結果が、前後のもの同士で釣り合う一定状態に
落ち着くようになっている。The electronic circuit unit 50 (FIG. 1)
(B)), a motor controller 54 (control means) for inputting the difference Δ sent from the difference calculation means 53 and generating a control signal S based on the difference, and an appropriate drive current corresponding to the control signal S A motor driver 55 (driving means) for generating and sending the generated motor to the electric motor 47 is also provided. The motor driver 55 employs an appropriate inverter, a pulse generating circuit, or the like in accordance with whether the electric motor 47 is a servomotor or a pulse motor. By appropriately rotating 47, the measuring detector 42 is moved in the scanning direction, that is, in the rail width direction. When the motor controller 54 generates the control signal S from the difference Δ,
When a servo motor is used as the electric motor 47, the position information fed back is also used. When an open control type such as a pulse motor is used, only the difference Δ is used to make the difference Δ zero. Control signal S
Is calculated. That is, when such a control signal S is sent to the motor driver 55, the electric motor 47 rotates accordingly, and the direction, distance, and the like corresponding to the control signal S are set to the movable box 4
1 and the magnetic detection member 43 move, and the magnetic detection member 4
The detection result of No. 3 is settled in a constant state in which the front and rear objects are balanced.

【００４２】この第１実施例のレール倣い装置につい
て、その使用態様及び動作を、図面を引用して説明す
る。図４は、検測車への搭載状態を示しており、（ａ）
が正面図、（ｂ）が側面図である。また、図４（ｃ）〜
（ｆ）は、動作状態を示す信号等の波形図である。The usage and operation of the rail copying apparatus of the first embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 4 shows a state of being mounted on an inspection vehicle, and FIG.
Is a front view, and (b) is a side view. Also, FIG.
(F) is a waveform diagram of a signal or the like indicating an operation state.

【００４３】一回の走行で左右２本の走行レール２を同
時に測定するために、通常、検測車３には２台のレール
倣い装置が搭載され（図４（ａ）参照）、それぞれの倣
い機構４０は左右のレール２上方へ分かれて検測車３に
装着される。いずれも、検測車３の車輪３ａと干渉しな
いところに設けられ（図４（ｂ）参照）、転動輪４９が
レール２の頭頂面上に乗せられる。その状態で、レール
２の頭頂面と測定用検出子４２との間には僅かな隙間が
できるが、その隙間には、図示しない放水手段等にて水
等の超音波媒体が供給されるので、超音波の伝達は可能
となる。In order to simultaneously measure the two right and left traveling rails 2 in one travel, the inspection car 3 is usually equipped with two rail copying devices (see FIG. 4 (a)). The copying mechanism 40 is mounted on the inspection vehicle 3 separately above the right and left rails 2. Each of them is provided at a place where it does not interfere with the wheels 3a of the inspection car 3 (see FIG. 4B), and the rolling wheels 49 are mounted on the top surface of the rail 2. In this state, a slight gap is formed between the top surface of the rail 2 and the measuring detector 42, but an ultrasonic medium such as water is supplied to the gap by a water discharging means (not shown). Thus, transmission of ultrasonic waves becomes possible.

【００４４】また、レール倣い装置を作動させると、励
磁手段５７から磁気発生部材４４に所定周波数の交番電
圧が印加され（図４（ｃ）参照）、これに伴い、磁気発
生部材４４に交番電流が流れて（図４（ｄ）参照）、磁
気発生部材４４からレール２に延びる磁気が発生し、そ
の磁界に感応して磁気検出部材４３の出力電圧Ｖｏも同
一周波数で変化する（図４（ｅ）参照）。その出力電圧
Ｖｏは、電流が或る程度以上大きくなって磁気検出部材
４３が飽和すると安定するので、そのようなタイミング
で繰り返し（図４（ｆ）参照）Ａ／Ｄ変換回路５１，５
２によるサンプリングが行われる。When the rail copying apparatus is operated, an alternating voltage having a predetermined frequency is applied to the magnetism generating member 44 from the excitation means 57 (see FIG. 4C). Flows (see FIG. 4D), a magnetism is generated extending from the magnetism generating member 44 to the rail 2, and the output voltage Vo of the magnetism detecting member 43 also changes at the same frequency in response to the magnetic field (see FIG. e)). The output voltage Vo stabilizes when the current increases by a certain degree or more and the magnetic detection member 43 saturates. Therefore, the A / D conversion circuits 51 and 5 are repeated at such a timing (see FIG. 4F).
2 is performed.

【００４５】磁気検出部材４３の検出結果はそのように
してデジタル値に変換され、それから、差演算手段５３
の演算によって差Δが求められ、その差Δからモータコ
ントローラ５４によって制御信号Ｓが生成され、その制
御信号Ｓがモータドライバ５５に送出されて、電動モー
タ４７が回転し、その回転に対応して可動箱４１がレー
ル横幅方向に移動する。測定用検出子４２や磁気検出部
材４３を納めた可動箱４１とレール２との相対位置にず
れ・変位が有ると、磁気検出部材４３の位置するレール
２と磁気発生部材４４との間の磁気状態が変化して、磁
気検出部材４３のところの磁界方向θも変化するため、
これに応じて差Δが零とは異なる値となるが、差Δに基
づく制御信号Ｓに応じて差Δが零になるように可動箱４
１が移動させられるので、測定用検出子４２は、レール
２の頭頂面の真ん中に強制移動されることとなる。これ
は、検測車３の停止時でも走行中でも随時なされるの
で、検測車３の走行中に検測車３とレール２との相対位
置が変化しても、それが許容範囲に入っていれば、測定
用検出子４２はレール２を的確に倣う。The detection result of the magnetic detecting member 43 is converted into a digital value in this way, and then the difference calculation means 53
The control signal S is generated by the motor controller 54 from the difference Δ, and the control signal S is sent to the motor driver 55, and the electric motor 47 rotates. The movable box 41 moves in the rail width direction. If there is a displacement or displacement in the relative position between the movable box 41 containing the measuring element 42 and the magnetic detecting member 43 and the rail 2, the magnetic force between the rail 2 where the magnetic detecting member 43 is located and the magnetic generating member 44. Since the state changes and the magnetic field direction θ at the magnetic detection member 43 also changes,
Accordingly, the difference Δ becomes a value different from zero, but the movable box 4 is moved so that the difference Δ becomes zero in accordance with the control signal S based on the difference Δ.
Since 1 is moved, the measuring detector 42 is forcibly moved to the middle of the top surface of the rail 2. Since this is performed at any time even when the inspection vehicle 3 is stopped or while the vehicle is traveling, even if the relative position between the inspection vehicle 3 and the rail 2 changes while the inspection vehicle 3 is traveling, it is within the allowable range. Then, the measuring detector 42 accurately follows the rail 2.

【００４６】そして、検測車３を走行させながら超音波
測定回路５８や記録回路５９も作動させると、測定用検
出子４２を介して走行レール２に対する超音波探傷が行
われて、その測定結果が次々と記録されるが、その際に
も、上述したようにして測定用検出子４２がレール２の
頭頂面の中央に位置し続けるので、道床１にて隠されて
いるレール２の底部損傷も探知することができる。ま
た、測定の休止時や終了時には、励磁手段５７による電
磁石の駆動が停止される。すると、それまで磁気発生部
材４４に磁気吸着されていた鉄粉等は、磁気を失って、
磁気発生部材４４から離脱し落下して、簡単に除去され
る。When the ultrasonic measuring circuit 58 and the recording circuit 59 are operated while the inspection car 3 is traveling, ultrasonic inspection is performed on the traveling rail 2 via the measuring detector 42, and the measurement result is obtained. Are recorded one after another, but also at this time, since the measuring detector 42 continues to be located at the center of the top surface of the rail 2 as described above, the bottom damage of the rail 2 hidden by the roadbed 1 is damaged. Can also be detected. Further, at the time of suspension or termination of the measurement, the driving of the electromagnet by the excitation means 57 is stopped. Then, the iron powder or the like that has been magnetically adsorbed to the magnetic generating member 44 until then loses magnetism,
It separates from the magnetism generating member 44, falls, and is easily removed.

【００４７】[0047]

【第２実施例】本発明のレール倣い装置の第実施例につ
いて、その具体的な構成を、図面を引用して説明する。
図５（ａ）は、電子回路の特徴部分についてのブロック
図である。このレール倣い装置が上述した第１実施例の
ものと相違するのは、差演算手段５３の直前に合成演算
手段６０が追加された点である。また、図示は割愛した
が、励磁手段５７にも後述するような部分的改造が施さ
れている。Second Embodiment A specific configuration of a rail copying apparatus according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 5A is a block diagram of a characteristic portion of the electronic circuit. This rail copying apparatus differs from that of the first embodiment in that a combining operation means 60 is added immediately before the difference operation means 53. Although illustration is omitted, the excitation means 57 is also partially modified as described later.

【００４８】合成演算手段６０は、磁気検出部材４３の
検出結果について励磁手段５７での励磁方向の異なるも
のを同数ずつ合成するために、しかも、それを出来るだ
け簡便に具体化すべく、Ａ／Ｄ変換回路５１側には、ラ
ッチ等からなりＡ／Ｄ変換回路５１の出力を半サイクル
後まで保持する遅延手段６１と、その出力とＡ／Ｄ変換
回路５１の出力とを合成する加算回路６３を具えてい
る。また、Ａ／Ｄ変換回路５２側にも同様に、Ａ／Ｄ変
換回路５２の出力を半サイクル後まで保持する遅延手段
６２と、その出力とＡ／Ｄ変換回路５２の出力とを合成
する加算回路６４とを具えている。The synthesizing means 60 combines the detection results of the magnetism detecting member 43 with the same number of different excitation directions in the excitation means 57, and furthermore, the A / D converters in order to realize this as simply as possible. On the conversion circuit 51 side, a delay means 61 composed of a latch or the like and holding the output of the A / D conversion circuit 51 until after half a cycle, and an addition circuit 63 for combining its output with the output of the A / D conversion circuit 51 are provided. I have it. Similarly, on the A / D conversion circuit 52 side, a delay means 62 for holding the output of the A / D conversion circuit 52 until after half a cycle, and an addition for synthesizing the output of the A / D conversion circuit 52 and the output of the A / D conversion circuit 52. And a circuit 64.

【００４９】この第２実施例のレール倣い装置につい
て、その使用態様及び動作を、図面を引用して説明す
る。図５（ｂ）および（ｃ）は、磁界方向の変化等を示
し、図５（ｄ）〜（ｇ）は、動作状態を示す信号等の波
形図である。The use and operation of the rail copying apparatus of the second embodiment will be described with reference to the drawings. FIGS. 5B and 5C show changes in the magnetic field direction and the like, and FIGS. 5D to 5G are waveform diagrams of signals and the like showing the operating state.

【００５０】通電等にてレール２が磁化していると、レ
ール２と磁気発生部材４４との間の磁気状態が影響を受
けて変動するが、その磁化方向と磁気発生部材４４の磁
化方向とが一致しているか逆になっているかによって、
磁気検出部材４３のところの磁界方向θに関して、その
傾斜度が増加したり（図５（ｂ）参照）、減少したりす
る（図５（ｃ）参照）。そのため、磁気発生部材４４を
交番駆動すると（図５（ｄ）参照）、出力電圧Ｖｏは半
サイクル毎に増減する（図５（ｅ）参照）。When the rail 2 is magnetized by energization or the like, the magnetic state between the rail 2 and the magnetic generating member 44 is affected and fluctuates. Depends on whether
With respect to the magnetic field direction θ at the magnetic detection member 43, the degree of inclination increases (see FIG. 5B) or decreases (see FIG. 5C). Therefore, when the magnetism generating member 44 is driven alternately (see FIG. 5D), the output voltage Vo increases and decreases every half cycle (see FIG. 5E).

【００５１】そして、これをそのまま差演算手段５３の
演算に用いると、差Δや制御信号Ｓにもその変動が持ち
込まれて、制御状態が不安定になってしまうが、この例
の場合には、合成演算手段６０の存在により、出力電圧
Ｖｏが半サイクル毎に前後のものが足し合わされて平準
化されてから（図５（ｆ）参照）差演算手段５３の演算
に供されるので、差Δや制御信号Ｓにレール２の磁化の
影響による変動分が持ち込まれることは無い。If this is used as it is in the calculation of the difference calculating means 53, the fluctuation is also introduced into the difference Δ and the control signal S, and the control state becomes unstable. In this case, however, Since the output voltage Vo is summed and leveled every half cycle by the presence of the combination operation means 60 (see FIG. 5F), the output voltage Vo is subjected to the operation of the difference operation means 53. The variation due to the influence of the magnetization of the rail 2 is not introduced into Δ or the control signal S.

【００５２】こうして、レール２が磁化されるような状
況下でも、磁気を利用して測定用検出子４２をレール２
に倣わせる制御が適切に行われる。また、励磁手段５７
が磁気発生部材４４の駆動を停止するときには、いきな
り完全停止するのでなく、それまでと同じ周波数かそれ
より高い周波数で交番駆動を継続しながら、駆動電圧や
駆動電流を減衰させて、徐々に停止する。これにより、
それまで磁気発生部材４４等に磁気吸着されていた鉄粉
等は、例え残留磁化の強いものが含まれていたとして
も、総てが完全に磁気を失って、確実に除去される。Thus, even in a situation where the rail 2 is magnetized, the measuring detector 42 is moved to the rail 2 by utilizing magnetism.
Is appropriately controlled. Also, the exciting means 57
When the driving of the magnetism generating member 44 is stopped, the driving voltage and the driving current are attenuated and the driving is gradually stopped while the alternating driving is continued at the same frequency or a higher frequency, instead of suddenly stopping completely. I do. This allows
The iron powder or the like that has been magnetically adsorbed to the magnetism generating member 44 or the like until now completely loses magnetism even if it contains strong remanent magnetization, and is reliably removed.

【００５３】[0053]

【その他】なお、上記の各実施例では、超音波測定によ
るレール探傷を行うようになっているが、これはレール
測定の典型的な一例に過ぎない。レールに関する測定
は、超音波探傷に限らず、例えば、レール遊間測定や、
その他の軌道検査のための測定など、測定用検出子を走
行レールに倣わせて行う測定であれば本発明の適用が可
能である。[Others] In each of the above embodiments, rail flaw detection by ultrasonic measurement is performed, but this is only a typical example of rail measurement. Measurements on rails are not limited to ultrasonic flaw detection, for example, rail gap measurement,
The present invention can be applied to any other measurement such as measurement for trajectory inspection, in which the measurement detector is made to follow the traveling rail.

【００５４】また、上記の各実施例では、励磁手段に加
えて差演算手段や合成演算手段も制御手段と一緒に演算
制御ユニットに設けられていたが、これらは適宜分散さ
れていても良い。超音波測定回路や記録回路も、適宜、
別ユニットにできる。あるいは、左右のレールそれぞれ
に対応して２台設けらていた電子回路ユニット５０を一
ユニットに纏めるようにしても良い。Further, in each of the above embodiments, in addition to the excitation means, the difference calculation means and the combination calculation means are provided in the calculation control unit together with the control means. However, these may be dispersed as appropriate. The ultrasonic measurement circuit and recording circuit are also appropriately
Can be a separate unit. Alternatively, two electronic circuit units 50 provided for the left and right rails may be combined into one unit.

【００５５】さらに、上記の各実施例で、各演算手段や
制御手段は、デジタル回路にて構成されていたが、等価
なアナログ回路で構成しても良く、マイクロプロセッサ
やデジタルシグナルプロセッサ等を導入してそのプログ
ラム処理にて具現化するようにしても良い。Further, in each of the above embodiments, each arithmetic means and control means is constituted by a digital circuit, but may be constituted by an equivalent analog circuit, and a microprocessor, a digital signal processor, or the like is introduced. Then, it may be realized by the program processing.

【００５６】また、磁気発生部材４４に付着した鉄粉等
の磁性体を上述したようにして除去するだけでなく、そ
れに加えて、あるいはそれに代えて、磁気発生部材４４
の前方等に別の鉄粉吸着用電磁石も設けて、磁気発生部
材４４に付着する鉄粉等の量を積極的に減らすようにす
るのも良い。The magnetic material such as iron powder attached to the magnetic generating member 44 is not only removed as described above, but also in addition to or instead of the magnetic generating member 44.
It is also possible to provide another electromagnet for attracting iron powder in front of, for example, to positively reduce the amount of iron powder or the like adhering to the magnetism generating member 44.

【００５７】[0057]

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の第１の解決手段のレール倣い装置にあっては、磁気を
利用してレールとの相対位置を検知するに際して、磁気
発生部材や磁気検出部材がレールの外側斜め上に来るよ
うに配置するとともに、測定用検出子や磁気検出部材等
が連動して移動するようにもしたことにより、レールの
摩耗や表面等の状態変動によらず的確に走行レールを倣
うレール倣い装置を実現することができたという有利な
効果が有る。As is apparent from the above description, in the rail copying apparatus according to the first solving means of the present invention, when detecting the relative position with respect to the rail by using magnetism, the magnetic generating member or the like is used. The magnetic detection member is arranged so as to be obliquely above the outside of the rail, and the measurement detector and the magnetic detection member are moved in conjunction with each other. There is an advantageous effect that a rail copying apparatus that can accurately follow the traveling rail can be realized.

【００５８】また、本発明の第２の解決手段のレール倣
い装置にあっては、上下方向とレール横幅方向との移動
を別手段にて分担するようにしたことにより、レールの
摩耗や表面等の状態変動によらず的確に走行レールを倣
うレール倣い装置を簡便に実現することができたという
有利な効果を奏する。Further, in the rail copying apparatus according to the second solving means of the present invention, the movement in the vertical direction and the movement in the lateral direction of the rail are shared by separate means, so that the wear and surface of the rail are reduced. This has the advantageous effect that a rail copying apparatus that accurately follows a traveling rail can be easily realized irrespective of state fluctuations.

【００５９】さらに、本発明の第３の解決手段のレール
倣い装置にあっては、簡素な転動輪にて超音波探触子等
の保護や位置規定を行うようにもしたことにより、レー
ルの摩耗や表面等の状態変動によらず的確に走行レール
を倣うレール倣い装置を一層簡便に実現することができ
たという有利な効果が有る。Further, in the rail copying apparatus according to the third solution of the present invention, the protection and position of the ultrasonic probe and the like are defined by a simple rolling wheel, so that the rail There is an advantageous effect that a rail copying apparatus that accurately follows a running rail regardless of a change in state such as wear or a surface can be more easily realized.

【００６０】また、本発明の第４の解決手段のレール倣
い装置にあっては、磁気の発生を選択的に行えるように
したことにより、レールの摩耗や表面等の状態変動によ
らず且つレールにつきものの鉄粉等の影響も抑制して的
確に走行レールを倣うレール倣い装置を実現することが
できたという有利な効果を奏する。Further, in the rail copying apparatus according to the fourth solution of the present invention, since the generation of magnetism can be selectively performed, the rail copying can be performed without depending on the wear of the rail or the state change of the surface and the like. An advantageous effect is achieved in that a rail copying apparatus that accurately matches a traveling rail can be realized while suppressing the influence of iron powder and the like.

【００６１】また、本発明の第５の解決手段のレール倣
い装置にあっては、ヒステリシス特性の影響を回避して
磁気の検出が行えるようにしたことにより、レールの摩
耗や表面等の状態変動によらず一層的確に走行レールを
倣うレール倣い装置を実現することができたという有利
な効果が有る。In the rail copying apparatus according to the fifth solution of the present invention, by detecting the magnetism while avoiding the influence of the hysteresis characteristic, the wear of the rail and the fluctuation of the state of the surface and the like are improved. There is an advantageous effect that a rail copying apparatus that more accurately follows a running rail can be realized regardless of the above.

【００６２】また、本発明の第６の解決手段のレール倣
い装置にあっては、ヒステリシス特性の影響を回避して
磁気の検出が行えるとともに磁気の発生を選択的に行え
るようにもしたことにより、レールの摩耗や表面等の状
態変動によらず且つレールにつきものの鉄粉等の影響も
抑制して一層的確に走行レールを倣うレール倣い装置を
実現することができたという有利な効果を奏する。Further, in the rail copying apparatus according to the sixth solution of the present invention, it is possible to detect the magnetism while avoiding the influence of the hysteresis characteristic and to selectively generate the magnetism. In addition, there is an advantageous effect that it is possible to realize a rail copying apparatus that more accurately follows a traveling rail by suppressing the influence of iron powder and the like inherent to the rail without depending on the wear of the rail or the state change of the surface and the like.

【００６３】また、本発明の第７の解決手段のレール倣
い装置にあっては、磁気変動の同相成分は除去され逆相
成分は倍加されるようにもしたことにより、レールの摩
耗や表面等の状態変動によらず更に一層的確に走行レー
ルを倣うレール倣い装置を簡便に実現することができた
という有利な効果が有る。Further, in the rail copying apparatus according to the seventh solution of the present invention, the in-phase component of the magnetic fluctuation is removed and the anti-phase component is doubled, so that the abrasion and surface of the rail are reduced. Therefore, there is an advantageous effect that a rail copying apparatus for copying a traveling rail more accurately can be easily realized irrespective of the state fluctuation of the rail.

【００６４】また、本発明の第８の解決手段のレール倣
い装置にあっては、レールの磁化等に起因する不所望な
検出結果の片寄りが増減の相殺にて無くなるようにした
ことにより、レールが磁化されるような状況下でもレー
ルの摩耗や表面等の状態変動によらず的確に走行レール
を倣うレール倣い装置を実現することができたという有
利な効果を奏する。Further, in the rail copying apparatus according to the eighth solution of the present invention, the deviation of the undesired detection result due to the magnetization of the rail or the like is eliminated by offsetting the increase or decrease. An advantageous effect is achieved in that a rail copying apparatus that accurately copies a running rail can be realized without being affected by abrasion of the rail or a change in the state of the surface or the like even in a situation where the rail is magnetized.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図１】 本発明のレール倣い装置の第１実施例につい
て、（ａ）が検測車への搭載状態を示す機構部等の縦断
面図であり、（ｂ）が演算や制御等を担う電子回路のブ
ロック図である。FIG. 1A is a longitudinal sectional view of a mechanism section and the like showing a state of being mounted on an inspection vehicle, and FIG. 1B is a view showing a first embodiment of a rail copying apparatus of the present invention, and FIG. It is a block diagram of an electronic circuit.

【図２】 磁気検出部材について、（ａ）が等価な
回路図、（ｂ）〜（ｄ）が磁界強度と出力との関係を異
なる磁界方向について示した特性図、（ｅ）および
（ｆ）が飽和状態での磁界方向と出力との関係を示した
特性図である。FIGS. 2A and 2B are equivalent circuit diagrams of the magnetic detection member, FIGS. 2B to 2D are characteristic diagrams showing the relationship between magnetic field strength and output in different magnetic field directions, and FIGS. FIG. 3 is a characteristic diagram showing a relationship between a magnetic field direction and an output in a saturated state.

【図３】 （ａ）がレールと磁気検出部材と磁気発
生部材との典型的な配置を示し、（ｂ）および（ｃ）が
磁界方向の変化等を示し、（ｄ）および（ｅ）がその検
出特性を示している。3A shows a typical arrangement of a rail, a magnetic detection member, and a magnetism generating member, FIGS. 3B and 3C show a change in the direction of a magnetic field, and FIGS. This shows the detection characteristics.

【図４】 （ａ）が検測車への搭載状態を示す正面
図、（ｂ）がその側面図、（ｃ）〜（ｆ）が動作状態を
示す信号等の波形図である。4A is a front view showing a state of being mounted on an inspection vehicle, FIG. 4B is a side view thereof, and FIGS. 4C to 4F are waveform diagrams of signals and the like showing operation states.

【図５】 本発明のレール倣い装置の第２実施例につい
て、（ａ）が電子回路の特徴部分のブロック図、（ｂ）
および（ｃ）が磁界方向の変化等を示し、（ｄ）〜
（ｇ）が動作状態を示す信号等の波形図である。FIG. 5A is a block diagram of a characteristic portion of an electronic circuit in a second embodiment of the rail copying apparatus of the present invention, and FIG.
And (c) show changes in the direction of the magnetic field, and (d) to (d)
(G) is a waveform diagram of a signal or the like indicating an operation state.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１ 道床（鉄道線路の軌道における道床） ２ レール（鉄道線路の走行レール） ２ａ レール角部（レールの外側斜め上を向いている角
部） ３ 検測車（レール探傷車） ３ａ 車輪 ４０ 倣い機構 ４１ 可動箱（測定用検出子等を所定配置で連動可能に
保持する手段） ４２ 測定用検出子（超音波探触子） ４３ 磁気検出部材（磁気抵抗素子、磁気センサ、対の
検出部材） ４４ 磁気発生部材（電磁石） ４５ 上下方向スライダ（鉛直方向移動の自在な支持手
段） ４６ 左右方向スライダ（レールの横幅・軌間方向へ移
動自在な支持手段） ４７ 電動モータ（パルスモータ、サーボモータ、駆動
手段） ４８ 取付枠（レール倣い装置の倣い機構を検測車に搭
載する手段） ４９ 上下距離規定手段（転動輪） ５０ 電子回路ユニット（制御装置、演算装置、測定装
置） ５１ Ａ／Ｄ変換回路（磁気検出結果の入力手段） ５２ Ａ／Ｄ変換回路（逆向きに感応する磁気検出結果
の入力手段） ５３ 差演算手段（差動回路、減算回路） ５４ モータコントローラ（オープン制御、ＰＩ制御、
制御手段） ５５ モータドライバ（駆動手段） ５６ タイミング信号発生回路（制御手段） ５７ 励磁手段（交番電流または交番電圧を出力する駆
動回路） ５８ 超音波測定回路（探傷装置本体部） ５９ 記録回路（データロガー、レコーダ、メモリ） ６０ 合成演算手段（励磁方向の異なる検出結果を同数
ずつ合成する手段） ６１，６２ 遅延手段（ラッチ、レジスタ） ６３，６４ 加算回路Reference Signs List 1 track bed (track bed on railroad track) 2 rail (railway track running rail) 2a rail corner (corner facing diagonally outside of rail) 3 inspection vehicle (rail flaw detection vehicle) 3a wheel 40 copying mechanism 41 Movable box (means for holding a measuring detector or the like in a predetermined arrangement so as to be interlockable) 42 Detector for measurement (ultrasonic probe) 43 Magnetic detecting member (magnetic resistance element, magnetic sensor, paired detecting member) 44 Magnetism generating member (electromagnet) 45 Vertical slider (supporting means that can move vertically) 46 Horizontal slider (supporting means that can move in the width of rails and between rails) 47 Electric motor (pulse motor, servomotor, driving means) 48) Mounting frame (means for mounting the copying mechanism of the rail copying device on the inspection vehicle) 49 Vertical distance defining means (rolling wheels) 50 Electronic circuit unit (control device, arithmetic device, Measuring device) 51 A / D conversion circuit (input means of magnetic detection result) 52 A / D conversion circuit (input means of magnetic detection result sensitive in the opposite direction) 53 Difference calculation means (differential circuit, subtraction circuit) 54 Motor Controller (open control, PI control,
Control means) 55 motor driver (drive means) 56 timing signal generation circuit (control means) 57 excitation means (drive circuit for outputting alternating current or alternating voltage) 58 ultrasonic measurement circuit (flaw detector main body) 59 recording circuit (data (Logger, recorder, memory) 60 combining operation means (means for combining the same number of detection results with different excitation directions) 61, 62 delay means (latch, register) 63, 64 addition circuit

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2G047 AA07 AB02 AC09 BC07 DB16 GA08 GA20 GF06 GG01 GG19 GJ02 2G053 AA11 BA13 BC02 CA06 CA18 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 2G047 AA07 AB02 AC09 BC07 DB16 GA08 GA20 GF06 GG01 GG19 GJ02 2G053 AA11 BA13 BC02 CA06 CA18

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】鉄道の走行レールに関する測定を走行しな
がら行う検測車に測定用検出子と共に搭載されて前記測
定用検出子を前記レールに倣わせるレール倣い装置にお
いて、磁気を発する磁気発生部材と、その磁気に感応す
る磁気検出部材と、その磁気検出に基づき検出結果を一
定にする制御信号を生成する制御手段と、その制御信号
に従って前記測定用検出子を倣い方向に移動させる駆動
手段とを備え、前記磁気検出部材および前記磁気発生部
材を前記測定用検出子と連動可能な状態で前記レールの
外側斜め上へ順に配置したことを特徴とするレール倣い
装置。1. A rail copying apparatus mounted on an inspection vehicle that performs measurement on a traveling rail of a railway while traveling together with a measuring detector to cause the measuring detector to follow the rail. A member, a magnetism detecting member responsive to the magnetism, control means for generating a control signal for keeping the detection result constant based on the magnetism detection, and driving means for moving the measuring detector in the scanning direction according to the control signal Wherein the magnetism detecting member and the magnetism generating member are sequentially arranged on the outer side of the rail obliquely upward so as to be interlocked with the measuring detector. 【請求項２】前記レールの頭頂面と前記測定用検出子と
の上下方向距離のみを規定する上下距離規定手段が設け
られ、前記駆動手段は前記レールの横幅方向への移動を
行うものであることを特徴とする請求項１記載のレール
倣い装置。2. An apparatus according to claim 1, further comprising a vertical distance defining means for defining only a vertical distance between the top surface of the rail and the measuring detector, wherein the driving means moves the rail in a lateral width direction. The rail copying apparatus according to claim 1, wherein: 【請求項３】前記上下距離規定手段が前記レールの頭頂
面を転動する転動輪であり、前記測定用検出子が超音波
探触子であることを特徴とする請求項２記載のレール倣
い装置。3. The rail follower according to claim 2, wherein said vertical distance defining means is a rolling wheel which rolls on the top face of said rail, and said measuring detector is an ultrasonic probe. apparatus. 【請求項４】前記磁気発生部材が電磁石であることを特
徴とする請求項１乃至請求項３の何れかに記載されたレ
ール倣い装置。4. The rail copying apparatus according to claim 1, wherein the magnetism generating member is an electromagnet. 【請求項５】前記磁気発生部材が前記磁気検出部材を飽
和させる磁気を発するものであり、前記磁気検出部材が
磁界方向にも感応するものであることを特徴とする請求
項１乃至請求項３の何れかに記載されたレール倣い装
置。5. The apparatus according to claim 1, wherein said magnetism generating member emits magnetism for saturating said magnetism detecting member, and said magnetism detecting member is also responsive to a magnetic field direction. A rail copying apparatus according to any one of the above. 【請求項６】前記磁気発生部材が電磁石であり、それを
交番駆動する励磁手段が設けられていることを特徴とす
る請求項５記載のレール倣い装置。6. The rail copying apparatus according to claim 5, wherein the magnetism generating member is an electromagnet, and an exciting means for driving the magnet is provided. 【請求項７】前記磁気検出部材には磁界方向の変化に対
して逆向きに感応する対のものが具えられており、それ
らの検出結果の差を演算して前記制御手段による前記制
御信号の生成に供する差演算手段も設けられていること
を特徴とする請求項５又は請求項６に記載されたレール
倣い装置。7. A pair of said magnetic detecting members which are oppositely sensitive to a change in the direction of a magnetic field, calculate a difference between the detection results and calculate the difference between said control signals by said control means. The rail copying apparatus according to claim 5, further comprising a difference calculation unit provided for generation. 【請求項８】前記磁気発生部材が電磁石であり、それを
交番駆動する励磁手段が設けられるとともに、前記磁気
検出部材の検出結果について前記励磁手段での励磁方向
の異なるものを同数ずつ合成する合成演算手段も設けら
れていることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れ
かに記載されたレール倣い装置。8. A synthesizing device, wherein the magnetism generating member is an electromagnet, and an exciting means for driving the electromagnet alternately is provided, and the detection results of the magnetism detecting member are combined for the same number of different exciting directions in the exciting means. The rail copying apparatus according to any one of claims 1 to 3, further comprising a calculation unit. 【請求項９】鉄道の走行レールに関する測定を走行しな
がら行う検測車に超音波探触子と共に搭載されて前記超
音波探触子を前記レールに倣わせるレール倣い装置にお
いて、磁気を発する電磁石と、その磁気に感応する際に
磁界方向の変化に対して逆向きに感応する対のものが設
けられた磁気検出部材と、その磁気検出に基づき検出結
果を一定にする制御信号を生成する制御手段と、その制
御信号に従って前記超音波探触子を前記レールの横幅方
向に移動させる駆動手段と、前記電磁石を交番駆動して
前記磁気検出部材を飽和させる磁気を出させる励磁手段
と、前記磁気検出部材の検出結果について前記励磁手段
での励磁方向の異なるものを同数ずつ合成する合成演算
手段と、前記磁気検出部材における前記対のものの検出
結果の差を演算して前記制御手段による前記制御信号の
生成に供する差演算手段と、前記レールの頭頂面を転動
してそこと前記超音波探触子との上下方向距離のみを規
定する転動輪とを備え、前記磁気検出部材および前記磁
気発生部材を前記超音波探触子と連動可能な状態で前記
レールの外側斜め上へ順に配置したことを特徴とするレ
ール倣い装置。9. A rail copying apparatus which is mounted together with an ultrasonic probe on an inspection vehicle which performs measurement on a rail running rail while traveling, and which causes the ultrasonic probe to follow the rail to generate magnetism. An electromagnet, a magnetism detecting member provided with a pair of magnets responsive to a change in the direction of a magnetic field when responsive to the magnetism, and a control signal for making the detection result constant based on the magnetism is generated. Control means, drive means for moving the ultrasonic probe in the width direction of the rail according to the control signal, excitation means for alternately driving the electromagnet to emit magnetism that saturates the magnetic detection member, For the detection result of the magnetic detection member, the combination calculation means for combining the different numbers of excitation directions in the excitation means by the same number, and the difference between the detection results of the pair in the magnetic detection member is calculated. A difference calculating means for generating the control signal by the control means, and a rolling wheel for rolling the top surface of the rail and defining only a vertical distance between the rail and the ultrasonic probe, A rail copying apparatus, wherein a magnetism detecting member and the magnetism generating member are sequentially arranged on the outer side of the rail so as to be interlockable with the ultrasonic probe in an obliquely upward direction.