JP2007192687A - Installation method for railway vehicle running wheel inspection apparatus - Google Patents

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To install a railway vehicle running wheel inspection apparatus with distance sensors installed at the desired positions, without containing errors. <P>SOLUTION: An installation tool comprises a tool base 25 mounted on the treads of rails 11 and a scale 26, which is made of a transparent material and is installed perpendicular to the tool base 25, at least above the treads inside the rails 11. On the surface, the distance sensors 1a, 1b are installed at desired positions inside and outside the rails 11. The scale 26 is provided with graduations at the position of a light spot projected, when light is emitted from and received by the distance sensors 1a, 1b. The installation tool is installed so that the tool base 25 is perpendicular with respect to the longitudinal direction of the rails 11. Light is emitted from and received by the distance sensors 1a, 1b. The distance sensors are installed at the positions of the distance sensors, when a bright spot projected on the scale 26 irradiates the graduations provided on the scale. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は鉄道車両車輪検査装置の設置方法に係り、特にレールの外側及び内側で踏面より下にそれぞれ設置し鉄道車両の車輪における外側のフランジ面及び車輪の内側のバック面までのそれぞれの距離を光の投受により非接触で計測してその計測結果を出力する第１距離センサ及び第２距離センサと、各距離センサの計測結果と各距離センサの設置に係る距離のデータから車輪のフランジの厚さを演算する処理部を備えた鉄道車両走行車輪検査装置における各距離センサをレールに対し所望の位置に設置する鉄道車両走行車輪検査装置の設置方法に関する。   The present invention relates to a method for installing a railway vehicle wheel inspection apparatus, and in particular, the distance between the outer flange surface and the inner back surface of the wheel of the rail vehicle wheel, which is respectively installed below the tread on the outside and inside of the rail. The first distance sensor and the second distance sensor that measure in a non-contact manner by light projection and output, and output the measurement results, the measurement results of each distance sensor, and the distance data relating to the installation of each distance sensor, the wheel flange The present invention relates to an installation method for a railway vehicle traveling wheel inspection apparatus in which each distance sensor in a railway vehicle traveling wheel inspection apparatus including a processing unit that calculates a thickness is installed at a desired position with respect to a rail.

鉄道車両の走行車輪（以下、車輪と略記する）は、その内側部分のフランジに案内されてレール面上を走行しているが、曲線通過時にはフランジ外面とレール内側面との間に横圧とすべりが発生し徐々にフランジ磨耗が生じる。また、直線走行にあっても車輪踏面の磨耗等が発生し車輪形状の変形が進み、その結果、車両の遥動の増大や乗心地の悪化等を招く。さらに、車輪形状の変形が一定限界を超えると車輪が脱線するという重大事故につながるので、この車輪形状を監視しておかなければならない。   A traveling wheel of a railway vehicle (hereinafter abbreviated as a wheel) travels on the rail surface while being guided by a flange on its inner portion. When passing through a curve, a lateral pressure is generated between the outer surface of the flange and the inner surface of the rail. Slip occurs and gradually wears the flange. Further, even in straight running, the wheel treads are worn and the wheel shape is deformed. As a result, the vehicle is greatly swung and the ride quality is deteriorated. Furthermore, if the deformation of the wheel shape exceeds a certain limit, it will lead to a serious accident that the wheel derails, so this wheel shape must be monitored.

そのため下記特許文献１に見られるように、レールの外側と内側にそれぞれ設置した距離センサで、走行車輪の外側と内側のフランジ面までの距離を非接触で計測し、それぞれの計測結果および距離センサの設置に係わる距離のデータ等から走行車輪の車輪形状を演算して求めることで、人手と労力を軽減することが提案されている。   Therefore, as can be seen in the following Patent Document 1, the distance sensors installed on the outside and inside of the rail respectively measure the distance to the outside and inside flange surfaces of the running wheels in a non-contact manner. It has been proposed to reduce the labor and labor by calculating the wheel shape of the traveling wheel from the distance data related to the installation of the vehicle.

その概要を図７に示しており、１ａはレール１１の外側の枕木１２上に設置した光学的距離センサ、１ｂは同様にレール１１の内側に設置した光学的距離センサであり、それぞれの距離センサ１ａ，１ｂは、測定始点が距離Ｌ０だけ離れており、レール１１の踏面よりも下の位置に設置されている。   The outline is shown in FIG. 7, wherein 1a is an optical distance sensor installed on the sleeper 12 outside the rail 11, and 1b is an optical distance sensor similarly installed on the inside of the rail 11. Each distance sensor Measurement start points 1a and 1b are separated by a distance L0, and are installed at positions below the tread surface of the rail 11.

距離センサ１ａは、鉛直線からθ１の照射角度で車輪１００の外側からフランジ１０２に向かって光を照射し、反射光を得てフランジ１００の外面までの距離Ｌ３を非接触で計測する。一方、距離センサ１ｂは鉛直線からθ２の照射角度で車輪１００の内側面に向かって光を照射し、反射光を得て車輪１００の内面（バック面）までの距離Ｌ４を非接触で計測する。   The distance sensor 1a irradiates light from the outside of the wheel 100 toward the flange 102 at an irradiation angle of θ1 from the vertical line, obtains reflected light, and measures the distance L3 to the outer surface of the flange 100 in a non-contact manner. On the other hand, the distance sensor 1b irradiates light toward the inner surface of the wheel 100 at an irradiation angle of θ2 from the vertical line, obtains reflected light, and measures the distance L4 to the inner surface (back surface) of the wheel 100 without contact. .

このように計測した距離Ｌ３，Ｌ４をそれぞれの照射角度θ１，θ２を用いて、それぞれの水平方向に対応する距離Ｌ１，Ｌ２を計算で求め、二つの距離センサ間の距離Ｌ０より、求めた水平方向距離Ｌ１，Ｌ２を減算することで、車輪１００のフランジ厚さｄを求めることができる。   The distances L3 and L4 thus measured are used to calculate the distances L1 and L2 corresponding to the respective horizontal directions by using the respective irradiation angles θ1 and θ2, and the obtained horizontal distance is determined from the distance L0 between the two distance sensors. By subtracting the directional distances L1 and L2, the flange thickness d of the wheel 100 can be obtained.

特開２００１−８８５０３号公報JP 2001-88503 A

ところが、上記従来の鉄道車両走行車輪検査装置では、それぞれの距離センサ１ａ，
１ｂは枕木１２上に設置されているため、走行車両の通過による車両荷重を枕木１２が受けると、距離センサ１ａ，１ｂを設置した枕木１２に形状変形が生じ、その影響で車輪形状の測定値に誤差を生むことがあった。この場合、枕木１２を交換すると、距離センサ
１ａ，１ｂを新たな枕木１２上に設置し直す必要がある。 However, in the conventional railway vehicle traveling wheel inspection device, each distance sensor 1a,
Since 1b is installed on the sleeper 12, when the sleeper 12 receives a vehicle load due to the passing of the traveling vehicle, the sleeper 12 on which the distance sensors 1a and 1b are installed is deformed, and the measured value of the wheel shape is affected by the deformation. There was an error. In this case, when the sleepers 12 are replaced, the distance sensors 1a and 1b need to be re-installed on the new sleepers 12.

また、距離センサ１ａ，１ｂの定期交換や点検修理の後などに、正確な位置に距離センサ１ａ，１ｂを設置する必要があるが、特に、照射角度の調整は難しく多大な労力と手間が掛かった。さらに、距離センサ１ａ，１ｂの設置に係わる誤差は、車輪形状の測定結果に誤差を生む要因となった。   In addition, it is necessary to install the distance sensors 1a and 1b at accurate positions after periodic replacement and inspection / repair of the distance sensors 1a and 1b. However, it is particularly difficult to adjust the irradiation angle, which takes a lot of labor and labor. It was. Further, the error related to the installation of the distance sensors 1a and 1b has caused an error in the measurement result of the wheel shape.

それゆえ本発明の目的は、誤差を含むことなく距離センサを所望の位置に容易に設置することができる鉄道車両走行車輪検査装置の設置方法を提供することにある。   Therefore, an object of the present invention is to provide an installation method for a railway vehicle traveling wheel inspection device that can easily install a distance sensor at a desired position without including an error.

上記目的を達成する本発明の特徴とするところは、レールの外側及び内側で踏面より下にそれぞれ設置し鉄道車両の車輪における外側のフランジ面及び車輪の内側のバック面までのそれぞれの距離を光の投受により非接触で計測してその計測結果を出力する第１距離センサ及び第２距離センサと、該各距離センサの計測結果と該各距離センサの設置に係る距離のデータから該車輪のフランジの厚さを演算する処理部を備えた鉄道車両走行車輪検査装置における該各距離センサを該レールに対し所望の位置に設置する鉄道車両走行車輪検査装置の設置方法において、両レールの各踏面にかけて載置する治具ベースと、各レールの内側で少なくとも各踏面より上方において該治具ベースに垂直に設置した透明な材質でその表面に該各距離センサを該レールに対し所望の位置に設置して該各距離センサから光の投受を行ったときに映る輝点の位置に目盛りを設けたスケールを備えた設置治具を該治具ベースが該両レールが延びる方向に対し直交する方向に載置して、該各距離センサから光の投受を行い、該スケールに映る輝点が該スケールに設けてある目盛りを照射する場合の該各距離センサの位置に該各距離センサを該レールに対し設置することにある。   The feature of the present invention that achieves the above object is that the distance between the outer flange surface and the inner back surface of the wheel of the railroad vehicle is set by lightening the distance between the outer and inner surfaces of the rail and below the tread surface. The first distance sensor and the second distance sensor that measure in a non-contact manner and output the measurement result, and the measurement result of each distance sensor and the distance data related to the installation of each distance sensor In the rail vehicle traveling wheel inspection device installation method in which each distance sensor in a rail vehicle traveling wheel inspection device having a processing unit for calculating the thickness of the flange is installed at a desired position with respect to the rail, each tread of both rails And a distance between the distance sensor on the surface with a transparent material placed perpendicularly to the jig base at least above each tread surface inside each rail. The jig base includes an installation jig having a scale provided with a scale at the position of the bright spot reflected when the light is received and received from each distance sensor. The distance sensor is mounted in a direction orthogonal to the direction in which the distance extends, the light is received and received from each distance sensor, and a bright spot reflected on the scale irradiates a scale provided on the scale. Each distance sensor is installed at a position with respect to the rail.

本発明によれば、設置治具を該治具ベースが両レールが延びる方向に対し直交する方向に載置して、各距離センサから光の投受を行い、スケールに映る輝点がスケールに設けてある目盛りを照射するようにするだけで、各距離センサをレールに対し所望の位置に設置誤差を含むことなく、簡単に設置することができる。   According to the present invention, the installation jig is placed in a direction orthogonal to the direction in which the two rails extend and the light is received and received from each distance sensor. By simply irradiating the provided scale, each distance sensor can be easily installed at a desired position with respect to the rail without including an installation error.

以下、図に基づいて実施形態を説明する。   Hereinafter, embodiments will be described with reference to the drawings.

図１は、鉄道車両走行車輪検査装置により鉄道車両の走行車輪を検査する状況を示している。   FIG. 1 shows a situation in which a traveling wheel of a railway vehicle is inspected by a railway vehicle traveling wheel inspection device.

図１において、１０はレール１１上を走行車輪（以下、車輪と略記する）１００で走行する鉄道車両（以下、車両と略記する）である。この車輪１００は、図２に示すように、外側の部分から内側の部分までの外周面の外径が徐々に大となるように形成された踏面
１０１と、内側の部分に一体に設けたフランジ１０２とからなる。フランジ１０２の外周面は、踏面１０１から連続しかつ内側から外側に行くに従って肉厚が徐々に薄くなるような凸曲面をなしている。 In FIG. 1, reference numeral 10 denotes a railway vehicle (hereinafter abbreviated as a vehicle) that travels on a rail 11 with traveling wheels (hereinafter abbreviated as wheels) 100. As shown in FIG. 2, the wheel 100 includes a tread surface 101 formed so that the outer diameter of the outer peripheral surface from the outer portion to the inner portion gradually increases, and a flange provided integrally with the inner portion. 102. The outer peripheral surface of the flange 102 has a convex curved surface that is continuous from the tread surface 101 and gradually decreases in thickness from the inside toward the outside.

車輪１００は、基準溝１０３を有しており、この基準溝１０３の直径は車輪径にリンクして規定されている。なお、車輪１００の外側のフランジ面１０４をフランジ外面と称し、また車輪１００の内側のフランジ面１０５を車輪内面と称する。車輪１００の踏面101がレール１１の上面（レール面若しくはレールの踏面）を走行する際、車輪１００のフランジ外面１０４がレール１１の内側面で案内される。   The wheel 100 has a reference groove 103, and the diameter of the reference groove 103 is defined by being linked to the wheel diameter. The outer flange surface 104 of the wheel 100 is referred to as an outer flange surface, and the inner flange surface 105 of the wheel 100 is referred to as an inner wheel surface. When the tread surface 101 of the wheel 100 travels on the upper surface (rail surface or rail tread surface) of the rail 11, the flange outer surface 104 of the wheel 100 is guided on the inner surface of the rail 11.

図２において、１２は距離センサ１ａ，１ｂ，２ａ，２ｂを設置するベース台であり、各距離センサ１ａ，１ｂ，２ａ，２ｂ等の設置時の位置精度を左右するネジ穴等の加工精度が得られ易く、なお且つ走行車両の通過による車両荷重を受けたときに、その変形を少なくする金属製の剛体部材で構成されている。左右のレール１１には、車両の進入を検出するための軌道回路（図示せず）が構成されている。   In FIG. 2, reference numeral 12 denotes a base table on which the distance sensors 1a, 1b, 2a, 2b are installed, and the processing accuracy such as screw holes that influence the position accuracy when the distance sensors 1a, 1b, 2a, 2b, etc. are installed. It is made of a metal rigid member that is easy to obtain and reduces deformation when it receives a vehicle load due to the passage of the traveling vehicle. The left and right rails 11 are configured with track circuits (not shown) for detecting the entry of the vehicle.

軌道回路は左右のレール１１Ｌ，１１Ｒ（以下、左右のレール１１Ｌ，１１Ｒに共通の場合はレール１１と略記する）に微小電流を流しておき、車両１０が任意長で区切られた各レール区間内に進入すると、左右のレール１１の微小電流が、進入車両１０の車輪100および車軸を通して導通され、その電位差変化から車両進入を検知し、信号機に通知するものである。   The track circuit passes a minute current through the left and right rails 11L and 11R (hereinafter abbreviated as rail 11 when common to the left and right rails 11L and 11R), and in each rail section where the vehicle 10 is divided by an arbitrary length. When the vehicle enters the vehicle, the minute currents in the left and right rails 11 are conducted through the wheel 100 and the axle of the approaching vehicle 10, and the vehicle approach is detected from the change in potential difference and notified to the traffic light.

距離センサ１ａ，１ｂ，２ａ，２ｂを設置したレール区間では、ベース台１２は絶縁部材１３を介して左右のレール１１下に固定されている。通過車両の車両荷重は、レール
１１および枕木（図示せず）を介して、レール１１および枕木下に敷設されたバラスト等で構成される道床（図示せず）で荷重を支えている。本実施形態では、ベース台１２下に、一部バラスト等を排除した空洞（図示せず）を構成し、ベース台１２を敷設している。 In the rail section in which the distance sensors 1a, 1b, 2a, 2b are installed, the base table 12 is fixed below the left and right rails 11 via insulating members 13. The vehicle load of the passing vehicle is supported by a road bed (not shown) composed of ballast or the like laid under the rail 11 and the sleepers via the rails 11 and sleepers (not shown). In the present embodiment, a cavity (not shown) in which a part of ballast or the like is excluded is configured under the base table 12 and the base table 12 is laid.

左右のレール１１の内側面間距離は軌間Ｌｇとして規定されている。例えば、ＪＲ在来線の場合、軌間Ｌｇは１０６７mmであるが、車両１０の通過によりレール１１に大きな力が作用することもあり、点検整備後に時間経過とともに軌間狂いが生じる。このため、必要に応じて軌間狂いを許容範囲内に入れる点検整備が行われる。   The distance between the inner surfaces of the left and right rails 11 is defined as a gauge distance Lg. For example, in the case of a JR conventional line, the gauge Lg is 1067 mm, but a large force may act on the rail 11 due to the passage of the vehicle 10, and a gauge error will occur over time after maintenance. For this reason, inspection and maintenance are performed to make the gauge error within an allowable range as necessary.

従って、距離センサ１ａ，１ｂ，２ａ，２ｂは、左右のレール踏頂面と一方のレール
１１の内側面を位置基準として、該両レール１１が延びる方向に対し直交する方向に設置している。具体的には左右のレール１１の頂点部を結ぶ線を高さ方向の位置基準とし、横方向は、左レール１１Ｌの内側面を位置基準とし、図２では２つの位置基準線を一点鎖線で表示している。 Accordingly, the distance sensors 1a, 1b, 2a, 2b are installed in a direction orthogonal to the direction in which both rails 11 extend, with the left and right rail top surfaces and the inner surface of one rail 11 as the position reference. Specifically, a line connecting the apexes of the left and right rails 11 is used as a position reference in the height direction, and in the horizontal direction, the inner side surface of the left rail 11L is used as a position reference. In FIG. it's shown.

図２に示すように、距離センサ１ａの測定始点は、それぞれの位置基準線より高さ方向が下方にＨ１ａ、横方向が左方向にＬ１ａである。距離センサ１ｂの測定始点は、それぞれの位置基準線より高さ方向が下方にＨ１ｂ、横方向が右方向にＬ１ｂである。さらに、距離センサ２ａ，２ｂの測定始点は、位置基準線よりそれぞれ高さ方向が下方にＨ２ａ，Ｈ２ｂ、横方向が右方向にＬｇ＋Ｌ２ａ、および右方向にＬｇ−Ｌ２ｂである。   As shown in FIG. 2, the measurement start point of the distance sensor 1a is H1a downward in the height direction and L1a in the horizontal direction from the respective position reference lines. The measurement start point of the distance sensor 1b is H1b downward in the height direction and L1b in the horizontal direction from the respective position reference lines. Furthermore, the measurement start points of the distance sensors 2a and 2b are H2a and H2b in the height direction below the position reference line, Lg + L2a in the right direction, and Lg−L2b in the right direction, respectively.

また、距離センサ１ａ，１ｂ，２ａ，２ｂの照射角度は、高さ方向の位置基準線を基準にとり、それぞれθ１ａ，θ１ｂ，θ２ａ，θ２ｂに設定されている。これら、いずれの距離センサ１ａ，１ｂ，２ａ，２ｂも車両走行に支障のない建築限界（図示せず）以内に設置されている。   Further, the irradiation angles of the distance sensors 1a, 1b, 2a, and 2b are set to θ1a, θ1b, θ2a, and θ2b, respectively, with reference to the position reference line in the height direction. Any one of these distance sensors 1a, 1b, 2a, 2b is installed within a construction limit (not shown) that does not hinder vehicle travel.

各距離センサ１ａ，１ｂ，２ａ，２ｂは三角測量の原理を応用したレーザー測長器であり、距離センサ１ａ，１ｂは左レール１１Ｌの外側と内側から左側の車輪１００におけるフランジ外面１０４までの距離Ｌ３と車輪内面までの距離Ｌ４を時系列に計測出力するものである。   Each distance sensor 1a, 1b, 2a, 2b is a laser length measuring device applying the principle of triangulation, and the distance sensors 1a, 1b are distances from the outside and inside of the left rail 11L to the flange outer surface 104 of the left wheel 100. The distance L4 to the wheel inner surface is measured and output in time series.

同様に、距離センサ２ａ，２ｂは右レール１１Ｒの外側と内側から、右レール１１Ｌの外側と内側から右側の車輪１００におけるフランジ外面１０４までの距離Ｌ６と車輪内面までの距離Ｌ５を時系列に計測出力するものである。   Similarly, the distance sensors 2a and 2b measure the distance L6 from the outside and inside of the right rail 11R to the flange outer surface 104 of the right wheel 100 and the distance L5 from the outside and inside of the right rail 11L in time series. Output.

各距離センサ１ａ，１ｂ，２ａ，２ｂとして、発光ダイオードや半導体レーザーなどを用いた発光素子と光位置検出素子の組み合わせで構成される光学式距離センサを用いても良い。   As each distance sensor 1a, 1b, 2a, 2b, an optical distance sensor configured by a combination of a light emitting element using a light emitting diode or a semiconductor laser and an optical position detecting element may be used.

各距離センサ１ａ，１ｂ，２ａ，２ｂでの計測結果（距離Ｌ３〜Ｌ６）は、図１に示すように、増幅器２０で各々増幅し、Ａ／Ｄ変換部３で各々逐次Ａ／Ｄ変換していく。   The measurement results (distances L3 to L6) obtained by the distance sensors 1a, 1b, 2a, and 2b are each amplified by the amplifier 20 and sequentially A / D converted by the A / D converter 3 as shown in FIG. To go.

図１において、５は車輪検知を兼ねた速度検出部であり、鉄道車両１０の走行方向イに沿った車輪１００の車輪検知と移動速度を検出する。この速度検出部５は、例えば、距離センサ１ａ，１ｂ，２ａ，２ｂのような光学式のもので、図１に示すように、２個の検出部５ａ，５ｂを鉄道車両１０の走行方向イにおいて車輪１００と距離センサ１ａ，１ｂ，２ａ，２ｂの間になるように配置している。   In FIG. 1, reference numeral 5 denotes a speed detection unit that also serves as wheel detection, and detects wheel detection and movement speed of the wheel 100 along the traveling direction A of the railway vehicle 10. The speed detection unit 5 is an optical type such as distance sensors 1a, 1b, 2a, and 2b, for example. As shown in FIG. 1, the two detection units 5a and 5b are connected to the direction of travel of the railway vehicle 10. In FIG. 5, the wheel 100 and the distance sensors 1a, 1b, 2a and 2b are arranged.

この速度検出部５は、上記２個の検出部５ａ，５ｂ間（一方の検出部５ａから他方の検出部５ｂまでの間）を通過する車輪１００の通過時間を計測して、その通過時間と両検出部５ａ，５ｂ間の設置距離から車輪１００の速度を得るものである。   The speed detection unit 5 measures the passing time of the wheel 100 passing between the two detection units 5a and 5b (between one detection unit 5a and the other detection unit 5b). The speed of the wheel 100 is obtained from the installation distance between both the detection units 5a and 5b.

速度検出部５での計測結果は、距離センサ１ａ，１ｂ，２ａ，２ｂの計測結果と共に制御部４に送られる。この制御部４は、Ａ／Ｄ変換部３からの計測データと上記速度検出部５からの車輪１００の速度および経過時間とを逐次取り込み、記憶部６に格納させる制御を行う。また、制御部４は、速度検出部５で得られた車輪１００の速度に応じてＡ／Ｄ変換部３から出力されるデータをサンプリングする周期を適宜変え得るように構成されている。   The measurement result of the speed detection unit 5 is sent to the control unit 4 together with the measurement results of the distance sensors 1a, 1b, 2a, 2b. The control unit 4 performs control to sequentially capture the measurement data from the A / D conversion unit 3 and the speed and elapsed time of the wheel 100 from the speed detection unit 5 and store them in the storage unit 6. In addition, the control unit 4 is configured to change the sampling period of the data output from the A / D conversion unit 3 as appropriate according to the speed of the wheel 100 obtained by the speed detection unit 5.

記憶部６は制御部４に接続されており、Ａ／Ｄ変換部３からの出力データと速度検出部５からの車輪１００の速度と経過時間のデータを制御部４の制御によって逐次格納する。   The storage unit 6 is connected to the control unit 4 and sequentially stores the output data from the A / D conversion unit 3 and the speed and elapsed time data of the wheels 100 from the speed detection unit 5 under the control of the control unit 4.

７は処理部で、記憶部６に格納された計測データと予め固定して設置されている距離センサ１ａ，１ｂ，２ａ，２ｂの設置距離データＬ１ａ，Ｌ１ｂ，Ｌｇ＋Ｌ２ａ，Ｌｇ−
Ｌ２ｂおよび軌間Ｌｇ，照射角度データθ１ａ，θ１ｂ，θ２ａ，θ２ｂ，速度検出部５で検出される車輪速度等を用いて、逐次車輪１００のフランジ１０２の厚さｄ(図２参照)や車輪内面距離Ｌｂ（図２参照）等の車輪形状を演算して求める。 Reference numeral 7 denotes a processing unit. The measurement data stored in the storage unit 6 and the installation distance data L1a, L1b, Lg + L2a, Lg− of the distance sensors 1a, 1b, 2a, 2b that are fixedly installed in advance.
Using the L2b, the gap Lg, the irradiation angle data θ1a, θ1b, θ2a, θ2b, the wheel speed detected by the speed detector 5 and the like, the thickness d (see FIG. 2) of the flange 102 of the wheel 100 and the wheel inner surface distance are sequentially determined. A wheel shape such as Lb (see FIG. 2) is calculated and obtained.

また、処理部７は上記のようにして得られたフランジ１０２の厚さｄや車輪内面距離
Ｌｂ等のデータを車輪１００の測定順番と共に記憶部６に格納する。例えば、１０両編成の車両１０の場合、車軸は４０軸あり、車輪１００は左右で８０輪ある。先頭車両から１軸毎に測定し、順次記憶部６に格納する。 The processing unit 7 stores data such as the thickness d of the flange 102 and the wheel inner surface distance Lb obtained as described above in the storage unit 6 together with the measurement order of the wheels 100. For example, in the case of a 10-car train 10, there are 40 axles and 80 wheels 100 on the left and right. Measurements are made for each axis from the leading vehicle and stored in the storage unit 6 sequentially.

以下、左右のレール１１の軌間Ｌｇが規定通りであり、距離センサ１ａ，１ｂ，２ａ，２ｂが規定の設置距離データＬ１ａ，Ｌ１ｂ，Ｌｇ＋Ｌ２ａ，Ｌｇ−Ｌ２ｂ，設置高さ
Ｈ１ａ，Ｈ１ｂ，Ｈ２ａ，Ｈ２ｂ，照射角度データθ１ａ，θ１ｂ，θ２ａ，θ２ｂを持つように設置されているとして、車輪１００のフランジ１０２の厚さｄや車輪内面距離
Ｌｂ等の車輪形状を演算により求めることを説明する。 Hereinafter, the distance Lg between the left and right rails 11 is as specified, and the distance sensors 1a, 1b, 2a, 2b are specified installation distance data L1a, L1b, Lg + L2a, Lg-L2b, installation heights H1a, H1b, H2a, H2b. , The wheel shape such as the thickness d of the flange 102 of the wheel 100 and the wheel inner surface distance Lb is calculated by assuming that the irradiation angle data θ1a, θ1b, θ2a, and θ2b are installed.

先ず、図１に示すように、車輪形状を検査する鉄道車両１０をレール１１上矢印イの方向に走行させ、速度検出部５の２個の検出部５ａ，５ｂ間を通過させ、さらに距離センサ１ａ，１ｂ，２ａ，２ｂとの間を走行させる。   First, as shown in FIG. 1, a railway vehicle 10 for inspecting a wheel shape is caused to travel in the direction of an arrow A on a rail 11, and is passed between two detectors 5a and 5b of a speed detector 5, and further a distance sensor. Drive between 1a, 1b, 2a, 2b.

すると、速度検出部５で車輪１００を検知するとともに、図２に示すように、外側の距離センサ１ａ，２ａは、それぞれフランジ外面１０４までの距離Ｌ３，Ｌ６をそれぞれ計測し、内側の距離センサ１ｂ，２ｂは、それぞれ車輪内面１０５までの距離Ｌ４，Ｌ５をそれぞれ計測する。   Then, the speed detection unit 5 detects the wheel 100, and as shown in FIG. 2, the outer distance sensors 1a and 2a measure the distances L3 and L6 to the flange outer surface 104, respectively, and the inner distance sensor 1b. , 2b respectively measure the distances L4, L5 to the wheel inner surface 105.

図２に示すように、ベース台１２は、金属製の剛体部材で構成されていても絶縁部材
１３を介してレール１１下に固定されるため、軌道回路（図示せず）はベース台１２の敷設に伴う車両進入の誤検知は発生しない。さらに、車両通過によりレール１１が車両荷重を受けて沈下する際、ベース台１２はレール１１と一体で沈下するが、ベース台１２の下部に空洞（図示せず）があるため、道床からの圧縮応力を回避でき、ベース台１２の圧縮応力による形状変形を避けることができる。 As shown in FIG. 2, the base table 12 is fixed under the rail 11 via the insulating member 13 even if it is formed of a metal rigid member, so that the track circuit (not shown) is provided on the base table 12. There is no false detection of vehicle entry due to laying. Further, when the rail 11 sinks due to the vehicle load due to the passing of the vehicle, the base 12 sinks integrally with the rail 11, but since there is a cavity (not shown) below the base 12, it is compressed from the roadbed. Stress can be avoided, and deformation of the base table 12 due to compressive stress can be avoided.

また、車両１０が重くてレール１１が沈んでも、距離センサ１ａ，１ｂ，２ａ，２ｂも車輪１００と一緒に沈むから、レール１１の変形は計測結果Ｌ３〜Ｌ６に影響がない。   Even if the vehicle 10 is heavy and the rail 11 sinks, the distance sensors 1a, 1b, 2a, and 2b also sink together with the wheels 100. Therefore, the deformation of the rail 11 does not affect the measurement results L3 to L6.

次に、図１において、上記各距離センサ１ａ，１ｂ，２ａ，２ｂからの出力波形は増幅部２０で増幅されてからＡ／Ｄ変換部３でＡ／Ｄ変換され、制御部４の制御によって逐次記憶部６に格納される。一方、速度検出部５で得られた速度は、経過時間と共に制御部４の制御によって逐次記憶部６に格納される。   Next, in FIG. 1, the output waveforms from the distance sensors 1 a, 1 b, 2 a, 2 b are amplified by the amplifier 20, A / D converted by the A / D converter 3, and controlled by the controller 4. It is stored in the sequential storage unit 6. On the other hand, the speed obtained by the speed detection unit 5 is sequentially stored in the storage unit 6 under the control of the control unit 4 together with the elapsed time.

それから、処理部７において、記憶部６に格納された計測データＬ３〜Ｌ６と予め格納されている距離センサ１ａ，１ｂ，２ａ，２ｂの設置距離データＬ１ａ，Ｌ１ｂ，Ｌｇ＋Ｌ２ａ，Ｌｇ−Ｌ２ｂ，照射角度データθ１ａ，θ１ｂ，θ２ａ，θ２ｂ、および軌間データＬｇと速度検出部５で検出される車輪速度を用いて、逐次左右の各車輪１００におけるフランジ１０２の厚さｄＬ，ｄＲ，車輪内面距離Ｌｂ等の車輪形状を下式で演算して求める。
（数１）
ｄＬ＝Ｌ１ａ＋Ｌ１ｂ−Ｌ３×Ｃｏｓ(θ１ａ)−Ｌ４×Ｃｏｓ(θ１ｂ)
（数２）
ｄＲ＝Ｌ２ａ＋Ｌ２ｂ−Ｌ６×Ｃｏｓ(θ２ａ)−Ｌ５×Ｃｏｓ(θ２ｂ)
（数３）
Ｌｂ＝Ｌｇ−(Ｌ１ｂ−Ｌ４×Ｃｏｓ(θ１ｂ))−(Ｌ２ｂ−Ｌ５
×Ｃｏｓ(θ２ｂ))−２ｅ
なお、数式３において、ｅはレール１１の内側面と車輪１００のフランジ外面１０４との間の片側遊間である。 Then, in the processing unit 7, the measurement data L3 to L6 stored in the storage unit 6, the installation distance data L1a, L1b, Lg + L2a, Lg−L2b of the distance sensors 1a, 1b, 2a and 2b stored in advance, the irradiation angle Using the data θ1a, θ1b, θ2a, θ2b, the gauge data Lg, and the wheel speed detected by the speed detecting unit 5, the thickness dL, dR of the flange 102 in each of the left and right wheels 100, the wheel inner surface distance Lb, etc. Calculate the wheel shape using the following formula.
(Equation 1)
dL = L1a + L1b−L3 × Cos (θ1a) −L4 × Cos (θ1b)
(Equation 2)
dR = L2a + L2b−L6 × Cos (θ2a) −L5 × Cos (θ2b)
(Equation 3)
Lb = Lg− (L1b−L4 × Cos (θ1b)) − (L2b−L5
× Cos (θ2b))-2e
In Equation 3, e is a one-sided clearance between the inner surface of the rail 11 and the flange outer surface 104 of the wheel 100.

このように鉄道車両走行車輪検査装置によれば、走行車輪１００におけるフランジ102の厚さｄＬ，ｄＲや車輪内面距離Ｌｂ等の車輪形状を非接触状態で計測でき、フランジ
１０２の厚さｄＬ，ｄＲや車輪内面距離Ｌｂの規定値からの減少量で走行車輪１００の脱輪を予測して事故に至らないように早めに走行車輪１００を新製時のフランジ形状に戻す車輪転削をしたり新製品と交換するようにしている。 Thus, according to the railway vehicle traveling wheel inspection device, the wheel shapes such as the thicknesses dL and dR of the flange 102 and the wheel inner surface distance Lb in the traveling wheel 100 can be measured in a non-contact state, and the thicknesses dL and dR of the flange 102 are measured. Or wheel rolling to return the running wheel 100 to the flange shape at the time of new production so as not to cause an accident by predicting the derailment of the running wheel 100 by the amount of decrease from the specified value of the wheel inner distance Lb. I try to replace it with a product.

次に、距離センサ１ａ，１ｂの交換や点検修理などの後に距離センサ１ａ，１ｂを正確に設置することについて説明する。   Next, the accurate installation of the distance sensors 1a and 1b after replacement of the distance sensors 1a and 1b, inspection, and repair will be described.

図３は、本発明になる設置治具２４を用いて距離センサ１ａ，１ｂを設置する状況を示す図である。   FIG. 3 is a diagram showing a situation in which the distance sensors 1a and 1b are installed using the installation jig 24 according to the present invention.

図３において、設置治具２４は、治具ベース２５とスケール２６Ｌ，２６Ｒと位置決めリブ２７Ｌ，２７Ｒから構成されている。   In FIG. 3, the installation jig 24 includes a jig base 25, scales 26L and 26R, and positioning ribs 27L and 27R.

治具ベース２５は、剛性が高くて自重による変形が少なく、なお且つ絶縁部材または金属部材で構成し表面に絶縁処理を施したもので構成されるものである。治具ベース２５の下面左方に位置決めリブ２７Ｌがあり、位置決めリブ２７Ｌの左面と上面は、高さ方向と横方向の位置基準線にそれぞれ一致する面を構成する。即ち、位置決めリブ２７Ｌの左面はレール１１Ｌの内側面に当接し、上面は治具ベース２５の下面の位置にあって、治具ベース２５が左右のレール１１Ｌ，１１Ｒの踏面上に載置されることから、位置決めリブ
２７Ｌの上面は水平な横方向の位置基準線と一致する。 The jig base 25 has a high rigidity and is hardly deformed by its own weight, and is made of an insulating member or a metal member and subjected to an insulation treatment on the surface. There is a positioning rib 27L on the left side of the lower surface of the jig base 25, and the left surface and the upper surface of the positioning rib 27L constitute surfaces that respectively correspond to position reference lines in the height direction and the horizontal direction. That is, the left surface of the positioning rib 27L is in contact with the inner surface of the rail 11L, the upper surface is at the position of the lower surface of the jig base 25, and the jig base 25 is placed on the treads of the left and right rails 11L and 11R. Therefore, the upper surface of the positioning rib 27L coincides with the horizontal horizontal reference line.

治具ベース２５は二つの切り欠き窓ＯＰＬ，ＯＰＲのある板状部材で、図４に示すように、各切り欠き窓ＯＰＬ，ＯＰＲは左右のレール１１Ｌ，１１Ｒの上に治具ベース２５を置いたときにレール１１Ｌ，１１Ｒが切り欠き窓ＯＰＬ，ＯＰＲの中央部に見える位置に設けてある。   The jig base 25 is a plate-like member having two cutout windows OPL and OPR. As shown in FIG. 4, each cutout window OPL and OPR has a jig base 25 placed on the left and right rails 11L and 11R. The rails 11L and 11R are provided at positions where they can be seen at the center of the cutout windows OPL and OPR.

治具ベース２５の各切り欠き窓ＯＰＬ，ＯＰＲの中央部には、光を透過するガラス等透明部材からなるスケール２６Ｌ，２６Ｒを設けてある。このスケール２６Ｌ，２６Ｒは予め微調整機構（図示せず）により、それぞれのレール１１Ｌ，１１Ｒの内側面に平行で、且つ治具ベース２５の水平面に対して各側面が垂直になるように調整されている。   Scales 26 </ b> L and 26 </ b> R made of a transparent member such as glass that transmits light are provided at the center of the cutout windows OPL and OPR of the jig base 25. The scales 26L and 26R are adjusted in advance by a fine adjustment mechanism (not shown) so that each side surface is parallel to the inner side surface of each rail 11L and 11R and is perpendicular to the horizontal surface of the jig base 25. ing.

左右のレール１１Ｌ，１１Ｒの方向における各スケール２６Ｌ，２６Ｒの厚さｄｓは新製車輪の車輪１００におけるフランジ１０４の厚さ（ｄＬ＝ｄＲ）としてあり、両スケール２６Ｌ，２６Ｒにおける内側面間の距離Ｌｓは新製車輪の車輪内面距離Ｌｂとしてある。   The thickness ds of each scale 26L, 26R in the direction of the left and right rails 11L, 11R is the thickness (dL = dR) of the flange 104 in the wheel 100 of the new wheel, and the distance between the inner surfaces of both scales 26L, 26R. Ls is the wheel inner surface distance Lb of the new wheel.

また、スケール２６Ｌ，２６Ｒは治具ベース２５に、図５に示すように、スケール26Ｌ，２６Ｒの外側面とレール１１Ｌ，１１Ｒの内側面の間にそれぞれ新製車輪におけるフランジ外面１０４と同様に片側遊間ｅがあるような配置となるように固定している。   Further, the scales 26L and 26R are arranged on the jig base 25 on one side, as shown in FIG. 5, between the outer side surfaces of the scales 26L and 26R and the inner side surfaces of the rails 11L and 11R, respectively. It fixes so that it may become the arrangement | positioning which has the clearance gap e.

左レール１１Ｌの内側面へ治具ベース２５の下面に離れて位置する二つの位置決めリブ２７Ｌを密着させて、次に治具ベース２５の下面右方に設けた微調整用ネジ２８を右レール１１Ｒの内側面に当接させ、微動送りさせて位置合せをする。なお、二つの位置決めリブ２７Ｌの中心間距離は、精度上軌間Ｌｇ並みとするのが好ましい。   Two positioning ribs 27L that are spaced apart from the lower surface of the jig base 25 are brought into close contact with the inner surface of the left rail 11L, and then a fine adjustment screw 28 provided on the right side of the lower surface of the jig base 25 is attached to the right rail 11R. It is brought into contact with the inner surface of the plate and finely fed to align it. In addition, it is preferable that the center-to-center distance between the two positioning ribs 27L is equal to the gauge distance Lg.

上記位置合せにより、レール１１Ｌ，１１Ｒ間の横方向は、横方向の位置基準面である治具ベース２５の位置決めリブ２７Ｌの左側面を基準にして、左スケール２６Ｌの外側側面までの距離がｅ、内側の側面までの距離がｅ＋ｄｓ、同様に右スケール２６Ｒの内側の側面までの距離がＬｇ−ｅ−ｄｓ、右スケール２６Ｒの外側の側面までの距離がＬｇ−ｅとなる。   With the above alignment, the distance between the rails 11L and 11R is such that the distance from the left side surface of the positioning rib 27L of the jig base 25, which is the lateral position reference surface, to the outer side surface of the left scale 26L is e. The distance to the inner side surface is e + ds, similarly, the distance to the inner side surface of the right scale 26R is Lg-e-ds, and the distance to the outer side surface of the right scale 26R is Lg-e.

横方向における各スケール２６Ｌ，２６Ｒの外面と内面の同一位置に、図６に示す目盛り０，Ｈ１〜Ｈ５を設けてある。   Scales 0, H1 to H5 shown in FIG. 6 are provided at the same position on the outer surface and the inner surface of each scale 26L, 26R in the horizontal direction.

ここで、目盛り０は図２に示した高さ方向の位置基準面に各スケール２６Ｌ，２６Ｒを合わせるための基準目盛りである。即ち、各スケール２６Ｌ，２６Ｒはそれぞれの基準目盛り０が治具ベース２５の下面の位置に一致するように治具ベース２５に固定してある。   Here, the scale 0 is a reference scale for aligning the scales 26L and 26R with the position reference plane in the height direction shown in FIG. That is, the scales 26L and 26R are fixed to the jig base 25 so that the respective reference scales 0 coincide with the position of the lower surface of the jig base 25.

目盛りＨ１〜Ｈ５については、図３に示すように左側レール１１Ｌについて説明すると、正規に設置した場合の距離センサ１ｂから角度θ１ｂで発したレーザー光が左側のスケール２６Ｌを照射（投光）して映る輝点の中心位置（以下、照射する位置と略記する）をＨ１とし、ここで反射して右側のスケール２６Ｒを照射する輝点の中心位置をＨ４とする。   As for the scales H1 to H5, the left rail 11L will be described as shown in FIG. 3. The laser light emitted at an angle θ1b from the distance sensor 1b when properly installed irradiates (projects) the left scale 26L. The center position of the reflected bright spot (hereinafter abbreviated as the position to be irradiated) is H1, and the center position of the bright spot that reflects and irradiates the right scale 26R is H4.

また、正規に設置した場合の距離センサ１ａから角度θ１ａで発したレーザー光が左側のスケール２６Ｌの外面を照射する輝点の中心位置をＨ２とし、ここで屈折してスケール２６Ｌの右側内面を照射する輝点の中心位置をＨ３とし、ここで再び屈折して右側のスケール２６Ｒの内側面を照射する輝点の中心位置をＨ５とする。   In addition, the center position of the bright spot where the laser beam emitted from the distance sensor 1a from the distance sensor 1a in the normal installation irradiates the outer surface of the left scale 26L is H2, and is refracted here to irradiate the right inner surface of the scale 26L. Let H3 be the center position of the bright spot, and H5 be the center position of the bright spot that is refracted again and irradiates the inner surface of the right scale 26R.

右側レール１１Ｒについては鏡面対象になっており、正規に設置した場合の距離センサ２ａ，２ｂからそれぞれ角度θ２ａ，θ２ｂで発した各レーザー光が照射する輝点の中心位置は右スケール２６Ｒの目盛りＨ１〜Ｈ３と左スケール２６Ｌの目盛りＨ４，Ｈ５となるようにしてある。   The right rail 11R is a mirror surface, and the center position of the bright spot irradiated by each laser beam emitted from the distance sensors 2a and 2b at the angles θ2a and θ2b when properly installed is the scale H1 of the right scale 26R. ˜H3 and the scale H4 and H5 of the left scale 26L.

治具ベース２５は絶縁部材で構成されており、治具ベース２５の左右のレール１１上への載置に伴い、軌道回路（図示せず）において車両進入等の誤検知は発生しない。また、軌間Ｌｇに比して、左右の位置決めリブ２７Ｌ，２７Ｒ間の距離を位置決め作業がしやすいように僅かであるが狭く設定してある。   The jig base 25 is made of an insulating member, and no erroneous detection such as vehicle entry occurs in the track circuit (not shown) when the jig base 25 is placed on the left and right rails 11. In addition, the distance between the left and right positioning ribs 27L and 27R is set to be slightly narrower than the gauge Lg so as to facilitate the positioning operation.

位置精度を出すための微調整は、微調整用ネジ２８を右レール１１Ｒの内側面に当接させ、微動送りしながら治具ベース２５を左方へ微動させ、位置決めリブ２７Ｌの左側面を横方向の位置基準である左レール１１Ｌの内側面へ密着させることで行う。   For fine adjustment to obtain positional accuracy, the fine adjustment screw 28 is brought into contact with the inner surface of the right rail 11R, and the jig base 25 is finely moved to the left while being finely fed, and the left side surface of the positioning rib 27L is laterally moved. This is done by bringing it into close contact with the inner side surface of the left rail 11L, which is the position reference in the direction.

左右のレール１１Ｌ，１１Ｒが横方向に水平で正規の軌間Ｌｇにあり、このような構成の設置治具２４を左右のレール１１Ｌ，１１Ｒ上に図５の位置関係で載置してあるとき、後述するように、新たに設置した距離センサ１ａ，１ｂや距離センサ２ａ，２ｂから発したレーザー光がそれぞれ左右各スケール２６Ｌ，２６Ｒの目盛りＨ１〜Ｈ５を照射した
（レーザー光の輝点における中心位置が目盛りＨ１〜Ｈ５に一致するということ、以下同じ）なら、目盛りＨ１〜Ｈ５に対する照射状態を維持したまま距離センサ１ａ，１ｂや距離センサ２ａ，２ｂをボルトなどによりベース台１２に固定することにより、各距離センサ１ａ，１ｂ，２ａ，２ｂは枕木１２上に正しく設置されたことになり、設置後は距離センサ１ａ，１ｂや距離センサ２ａ，２ｂによりレール１１Ｌ，１１Ｒの形状を誤差を含まずに計測できる。 When the left and right rails 11L, 11R are horizontally in the normal gauge Lg, and the installation jig 24 having such a configuration is placed on the left and right rails 11L, 11R in the positional relationship shown in FIG. As will be described later, the laser beams emitted from the newly installed distance sensors 1a and 1b and the distance sensors 2a and 2b irradiate the scales H1 to H5 of the left and right scales 26L and 26R, respectively (the center position at the bright spot of the laser beam) If the distance sensors 1a and 1b and distance sensors 2a and 2b are fixed to the base table 12 with bolts or the like while maintaining the irradiation state with respect to the scales H1 to H5. The distance sensors 1a, 1b, 2a, 2b are correctly installed on the sleeper 12, and after the installation, the distance sensors 1a, 1b and the distance sensor 2a are installed. Rail 11L, the shape of the 11R can be measured without the error by 2b.

距離センサ１ａ，１ｂや距離センサ２ａ，２ｂから発したレーザー光がそれぞれ左右各スケール２６Ｌ，２６Ｒの目盛りＨ１〜Ｈ５を照射しない場合には、距離センサ１ａ，
１ｂや距離センサ２ａ，２ｂから発したレーザー光がそれぞれ左右各スケール２６Ｌ，
２６Ｒの目盛りＨ１〜Ｈ５を照射するように距離センサ１ａ，１ｂや距離センサ２ａ，
２ｂの設置位置や照射角度を微調整すればよく、この調整はレーザー光の照射点を確認しつつ目盛りＨ１〜Ｈ５を照射するように距離センサ１ａ，１ｂ，２ａ，２ｂの位置を調整すればよいので、簡単に位置調整ができる。 When the laser beams emitted from the distance sensors 1a and 1b and the distance sensors 2a and 2b do not irradiate the scales H1 to H5 of the left and right scales 26L and 26R, respectively, the distance sensors 1a and 1b
Laser beams emitted from 1b and distance sensors 2a and 2b are respectively left and right scales 26L,
The distance sensors 1a and 1b and the distance sensor 2a, so as to irradiate 26R scales H1 to H5,
It is only necessary to finely adjust the installation position and the irradiation angle of 2b. This adjustment is performed by adjusting the positions of the distance sensors 1a, 1b, 2a and 2b so that the scales H1 to H5 are irradiated while confirming the irradiation point of the laser beam. Because it is good, the position can be adjusted easily.

次に、距離センサ１ａ，１ｂ，２ａ，２ｂから発したレーザー光が各目盛りＨ１〜Ｈ５を照射する場合、距離センサ１ａ，１ｂ，２ａ，２ｂが正規位置に設置されたとする根拠となる各目盛りＨ１〜Ｈ５の位置関係について説明する。   Next, when the laser beams emitted from the distance sensors 1a, 1b, 2a, and 2b irradiate the scales H1 to H5, the scales that are grounds that the distance sensors 1a, 1b, 2a, and 2b are installed at the normal positions. The positional relationship between H1 to H5 will be described.

先ず、距離センサ１ｂを例に説明する。図２および図３において、距離センサ１ｂから照射されたスケール２６Ｌ上の目盛りＨ１は、距離センサ１ｂの設置位置と照射角度θ1bとの間の位置関係が数式４で示される。
（数４）
Ｈ１＋Ｈ１ｂ＝(Ｌ１ｂ−ｅ−ｄｓ)×Ｔａｎ(θ１ｂ)
ここで、距離（Ｌ１ｂ−ｅ−ｄｓ）は距離センサＬ１ｂの照射始点とスケール２６Ｌの内側面（車輪１００の車輪内面１０５相当）までの水平距離であり、ｅはレール１１と車輪フランジ外面１０４との片側の遊間であり、ｄｓはフランジ１０２の厚さｄに等しいスケール２６Ｌの板厚である。またＨ１ｂは距離センサＬ１ｂの照射始点と高さ方向の基準位置０までの距離である。したがって、距離センサ１ｂから発したレーザー光がスケール２６Ｌ内側面のＨ１上に重なるように距離センサＬ１ｂの照射角と設定位置とを調整することで、距離センサ１ｂを正しい値に調整できる。 First, the distance sensor 1b will be described as an example. 2 and 3, the scale H1 on the scale 26L irradiated from the distance sensor 1b has a positional relationship between the installation position of the distance sensor 1b and the irradiation angle θ1b expressed by Equation 4.
(Equation 4)
H1 + H1b = (L1b−e−ds) × Tan (θ1b)
Here, the distance (L1b-e-ds) is a horizontal distance from the irradiation start point of the distance sensor L1b to the inner surface of the scale 26L (corresponding to the wheel inner surface 105 of the wheel 100), and e is the rail 11 and the wheel flange outer surface 104. Ds is the thickness of the scale 26L equal to the thickness d of the flange 102. H1b is the distance from the irradiation start point of the distance sensor L1b to the reference position 0 in the height direction. Therefore, the distance sensor 1b can be adjusted to a correct value by adjusting the irradiation angle and the set position of the distance sensor L1b so that the laser light emitted from the distance sensor 1b overlaps H1 on the inner surface of the scale 26L.

距離センサ１ｂから照射されたレーザー光がスケール２６Ｌ内側面上の目盛りＨ１で反射し、スケール２６Ｒ内側面の目盛りＨ４に到達する場合、これら目盛りＨ１，Ｈ４の位置関係は数式５で示される。
（数５）
Ｈ４−Ｈ１＝(Ｌｇ−２ｅ−２ｄｓ)×Ｔａｎ(θ１ｂ)
ここで、距離（Ｌｇ−２ｅ−２ｄｓ）は軌間Ｌｇから二つのスケール２６Ｌ，２６Ｒの板厚ｄｓと左右の遊間ｅを差し引いたもので、両スケール２６Ｌ，２６Ｒにおける内側面間の距離Ｌｓまたは新製車輪の車輪内面距離Ｌｂに等しく、Ｌｇ−２ｅ−２ｄｓ≫Ｌ１ｂ−ｅ−ｄｓである。また、入反射の法則からスケール２６Ｌ内側面での反射角は照射角
θ１ｂに等しい。 When the laser light emitted from the distance sensor 1b is reflected by the scale H1 on the inner side surface of the scale 26L and reaches the scale H4 on the inner side surface of the scale 26R, the positional relationship between these scales H1 and H4 is expressed by Equation 5.
(Equation 5)
H4-H1 = (Lg-2e-2ds) × Tan (θ1b)
Here, the distance (Lg-2e-2ds) is obtained by subtracting the plate thickness ds of the two scales 26L, 26R and the left and right clearances e from the gauge Lg, and the distance Ls between the inner surfaces of both scales 26L, 26R or new It is equal to the wheel inner surface distance Lb of the manufactured wheel, and Lg-2e-2ds >> L1b-e-ds. Further, the reflection angle on the inner surface of the scale 26L is equal to the irradiation angle θ1b from the law of incident reflection.

従って、距離センサ１ｂから照射されたレーザー光がスケール２６Ｌ内側面の目盛り
Ｈ１およびスケール２６Ｒにおける内側面の目盛りＨ４を同時に照射するように距離センサＬ１ｂの照射角θ１ｂと設定位置とを調整すると、距離センサ１ｂをより精度よく調整することができる。 Accordingly, when the irradiation angle θ1b of the distance sensor L1b and the set position are adjusted so that the laser light emitted from the distance sensor 1b simultaneously irradiates the scale H1 on the inner surface of the scale 26L and the scale H4 on the inner surface of the scale 26R, the distance The sensor 1b can be adjusted more accurately.

距離センサ１ｂのレール１１Ｌに対する直角度は、二つのスケール２６Ｌ，２６Ｒが治具ベース２５上で位置決めリブ２７Ｌの左側面に対して、直角になるように予め調整されている場合に、図６において、距離センサ１ｂから二つのスケール２６Ｌ，２６Ｒへ照射されて形成されたレーザー光の輝点がスケール２６Ｌ，２６Ｒ上の鉛直線上に並ぶようにすることで、正しい位置に設置できたことが確認できる。   When the squareness of the distance sensor 1b with respect to the rail 11L is adjusted in advance so that the two scales 26L and 26R are perpendicular to the left side surface of the positioning rib 27L on the jig base 25 in FIG. It can be confirmed that the laser beam formed by irradiating the two scales 26L and 26R from the distance sensor 1b is aligned on the vertical line on the scales 26L and 26R, so that the laser beam can be installed at the correct position. .

次に、距離センサ１ａを例に説明する。図２および図３において、距離センサ１ａから照射したレーザー光がスケール２６Ｌ外側面上の目盛りＨ２を照射した場合、距離センサ１ａの設置位置と照射角度θ１ａとの間の位置関係は数式６で示される。
（数６）
Ｈ２＋Ｈ１ａ＝Ｌ１ａ×Ｔａｎ(θ１ａ)
Ｈ１ａは、距離センサＬ１ａの照射始点と高さ方向の基準位置０までの距離である。 Next, the distance sensor 1a will be described as an example. 2 and 3, when the laser light emitted from the distance sensor 1a irradiates the scale H2 on the outer surface of the scale 26L, the positional relationship between the installation position of the distance sensor 1a and the irradiation angle θ1a is expressed by Equation 6. It is.
(Equation 6)
H2 + H1a = L1a × Tan (θ1a)
H1a is the distance from the irradiation start point of the distance sensor L1a to the reference position 0 in the height direction.

従って、距離センサ１ａから照射したレーザー光がスケール２６Ｌ外側面の目盛りＨ２上に重なるように距離センサＬ１ａの照射角θ１ａと設定位置とを調整すれば、距離センサ１ａを正しい位置に設置できたことを確認できる。   Therefore, if the irradiation angle θ1a of the distance sensor L1a and the set position are adjusted so that the laser light emitted from the distance sensor 1a overlaps the scale H2 on the outer surface of the scale 26L, the distance sensor 1a can be installed at the correct position. Can be confirmed.

距離センサ１ａから照射されたレーザー光がスケール２６Ｌの外側面上の目盛りＨ２を照射し、さらに、スケール２６Ｌ内で屈折して、スケール２６Ｌの内側面に到達し目盛りＨ３を照射し、さらに、空気中で再屈折されてスケール２６Ｒ内側面の目盛りＨ５を照射する場合、これらの位置関係は以下の数式で示される。   The laser light emitted from the distance sensor 1a irradiates the scale H2 on the outer surface of the scale 26L, further refracts within the scale 26L, reaches the inner surface of the scale 26L, irradiates the scale H3, and further air. When the light is refracted and the scale H5 on the inner surface of the scale 26R is irradiated, the positional relationship thereof is expressed by the following mathematical formula.

先ず、スケール２６Ｌ上の目盛りＨ２とＨ３との位置関係は、スケール２６Ｌでの屈折角をθｎで表わすと、数式７で示される。
（数７）
Ｈ３−Ｈ２＝ｄｓ×Ｔａｎ(θｎ)
ここで、屈折角θｎは、スケール２６Ｌの屈折率をｎ（スケール２６Ｌがガラス製であれば、屈折率ｎは１.５ ）として、屈折の法則から数式８で得ることができる。
（数８）
ｎ×Ｓｉｎ(θｎ)＝Ｓｉｎ(θ１ａ)
続いて、目盛りＨ３と目盛りＨ５の位置関係は、数式９で示される。
（数９）
Ｈ５−Ｈ３＝(Ｌｇ−２ｅ−２ｄｓ)×Ｔａｎ(θ１ａ)
ここで、距離（Ｌｇ−２ｅ−２ｄｓ）は軌間Ｌｇから二つのスケール２６Ｌ，２６Ｒの板厚ｄｓと左右の遊間ｅを差し引いたものであり、Ｌｇ−２ｅ−２ｄｓ≫Ｌ１ａである。また、光の屈折の法則からスケール２６Ｌの外側面上の目盛りＨ２における空気中からスケール２６Ｌ内への入射角と、スケール２６Ｌ内側面上の目盛りＨ３におけるスケール
２６Ｌ内から空気中への入射角が等しく且つ照射角θ１ａに等しい。 First, the positional relationship between the scales H2 and H3 on the scale 26L is expressed by Equation 7 when the refraction angle on the scale 26L is represented by θn.
(Equation 7)
H3−H2 = ds × Tan (θn)
Here, the refraction angle θn can be obtained from Equation 8 from the law of refraction, assuming that the refractive index of the scale 26L is n (if the scale 26L is made of glass, the refractive index n is 1.5).
(Equation 8)
n × Sin (θn) = Sin (θ1a)
Subsequently, the positional relationship between the scale H3 and the scale H5 is expressed by Equation 9.
(Equation 9)
H5-H3 = (Lg-2e-2ds) × Tan (θ1a)
Here, the distance (Lg-2e-2ds) is obtained by subtracting the plate thickness ds of the two scales 26L and 26R and the left and right clearances e from the gauge Lg, and Lg-2e-2ds >> L1a. Further, from the law of refraction of light, the incident angle from the air to the scale 26L at the scale H2 on the outer surface of the scale 26L and the incident angle from the scale 26L to the air at the scale H3 on the inner surface of the scale 26L Equal to and equal to the irradiation angle θ1a.

従って、距離センサ１ａから照射したレーザー光がスケール２６Ｌ，２６Ｒの各内側面の目盛りＨ３およびＨ５上に重なるように距離センサＬ１ａの照射角θ１ａと設定位置とを調整することで、距離センサ１ａをより精度よく調整できたことが確認できる。   Therefore, the distance sensor 1a is adjusted by adjusting the irradiation angle θ1a and the set position of the distance sensor L1a so that the laser light emitted from the distance sensor 1a overlaps the scales H3 and H5 on the inner side surfaces of the scales 26L and 26R. It can be confirmed that the adjustment can be made with higher accuracy.

この場合も二つのスケール２６Ｌ，２６Ｒが治具ベース２５上で位置決めリブ２７Ｌの左側面に対して、直角になるように予め調整されていれば、距離センサ１ａのレール11Ｌに対する直角度は、図６において、距離センサ１ａから二つのスケール２６Ｌ，２６Ｒへ照射されて形成された各々の輝点がスケール２６Ｌ，２６Ｒ上の鉛直線上に並ぶようにすることで、正しい位置に設置できたことが確認できる。   Also in this case, if the two scales 26L and 26R are adjusted in advance so as to be perpendicular to the left side surface of the positioning rib 27L on the jig base 25, the perpendicularity of the distance sensor 1a to the rail 11L is as shown in FIG. 6, it is confirmed that the bright spots formed by irradiating the two scales 26L and 26R from the distance sensor 1a are arranged on the vertical lines on the scales 26L and 26R so that they can be installed at the correct positions. it can.

距離センサ２ａ，２ｂについても、同様の要領でそれぞれの照射角度θ２ａ，θ２ｂや設置位置を正しい位置に設置することができる。   For the distance sensors 2a and 2b, the irradiation angles θ2a and θ2b and the installation positions can be set at the correct positions in the same manner.

このように、本実施形態によれば、スケールに目盛りを設けて置き、距離センサの設定するときに投光で目盛りを照射することにより、距離センサの設定（設置位置および照射角度）を容易に行うことができ、しかも設定位置の精度向上を簡易な操作で実現できる。   Thus, according to the present embodiment, the scale is provided with a scale, and the distance sensor is easily set (installation position and irradiation angle) by irradiating the scale with light projection when setting the distance sensor. Moreover, the accuracy of the setting position can be improved with a simple operation.

また、両スケールに０，Ｈ１〜Ｈ５の目盛りを設けておくことにより、設置治具２４のレール上での載置を左右に反転させることなく、４個の距離センサ１ａ，１ｂ，２ａ，
２ｂを正確に設置することができる。 Also, by providing scales of 0, H1 to H5 on both scales, the four distance sensors 1a, 1b, 2a,
2b can be installed accurately.

さて、図２において、距離センサ１ｂ，２ｂで計測される車輪１００の車輪内面１０５の位置変位量Ｄは、数式１０で得られる。
（数１０）
Ｄ＝Ｌ１ｂ−ｅ−ｄｓ−Ｌ４×Ｃｏｓ(θ１ｂ)
＝Ｌ２ｂ−ｅ−ｄｓ−Ｌ５×Ｃｏｓ(θ２ｂ)
ここで、車両１０がレール１１上の中正位置にあるならば、車輪１００のフランジ102の位置関係は、図５における左スケール２６Ｌとちょうど同じ位置関係に設定してあるので、そのときの距離センサ１ｂの設定位置Ｌ１ｂは、数式１１，数式１２の関係がある。
（数１１）
Ｌ１ｂ−ｅ−ｄｓ＝Ｌ４×Ｃｏｓ(θ１ｂ)
（数１２）
Ｌ２ｂ−ｅ−ｄｓ＝Ｌ５×Ｃｏｓ(θ２ｂ)
数式１１または数式１２の関係を数式１０へ適用すると、車輪１００の車輪内面１０５の位置変位量Ｄはゼロとなる。 In FIG. 2, the positional displacement amount D of the wheel inner surface 105 of the wheel 100 measured by the distance sensors 1 b and 2 b is obtained by Expression 10.
(Equation 10)
D = L1b−e−ds−L4 × Cos (θ1b)
= L2b-e-ds-L5 × Cos (θ2b)
Here, if the vehicle 10 is in the middle positive position on the rail 11, the positional relationship of the flange 102 of the wheel 100 is set to the same positional relationship as the left scale 26L in FIG. The setting position L1b of 1b has a relationship of Expressions 11 and 12.
(Equation 11)
L1b-e-ds = L4 × Cos (θ1b)
(Equation 12)
L2b-e-ds = L5 × Cos (θ2b)
When the relationship of Formula 11 or Formula 12 is applied to Formula 10, the positional displacement amount D of the wheel inner surface 105 of the wheel 100 becomes zero.

従って、図１の鉄道車両走行車輪検査装置により走行中の車両における車輪の形状を計測しているときに、数式１０により演算を行い、位置変位量Ｄがゼロと算出された場合には、車両１０がレール１１の中正位置にあることを認識することができる。   Therefore, when the shape of the wheel in the running vehicle is being measured by the railway vehicle running wheel inspection device of FIG. 1, the calculation is performed according to Equation 10, and the position displacement amount D is calculated to be zero. It can be recognized that 10 is in the middle position of the rail 11.

このように、車輪内面１０５の位置変位量Ｄを計測することで、車輪形状変化の要因のひとつと考えられる車輪１００の左右方向の遥動等を検知することも可能となる。   In this way, by measuring the positional displacement amount D of the wheel inner surface 105, it is possible to detect a left-right swing of the wheel 100 that is considered to be one of the causes of the wheel shape change.

鉄道車両走行車輪検査装置により車輪を検査する状況を示す図である。It is a figure which shows the condition which test | inspects a wheel with a railway vehicle running wheel inspection apparatus. 図１に示す鉄道車両走行車輪検査装置において距離センサで走行車輪までの距離を非接触で計測する状況を示す図である。It is a figure which shows the condition which measures the distance to a driving | running | working wheel by a distance sensor in the railway vehicle driving | running | working wheel test | inspection apparatus shown in FIG. 本発明になる設置治具を用いて距離センサを設置する状況を示す図である。It is a figure which shows the condition which installs a distance sensor using the installation jig which becomes this invention. 図３に示す設置治具をレール上に置いた状況を示す図である。It is a figure which shows the condition which set | placed the installation jig shown in FIG. 3 on a rail. 図３に示す設置治具をレール上に置いた場合の寸法関係を説明する図である。It is a figure explaining the dimensional relationship at the time of placing the installation jig shown in FIG. 3 on a rail. 図３に示す設置治具におけるスケールに設けた目盛りを示す図である。It is a figure which shows the scale provided in the scale in the installation jig shown in FIG. 従来の鉄道車両走行車輪検査装置により車輪を検査する状況を示す図である。It is a figure which shows the condition which test | inspects a wheel with the conventional railway vehicle running wheel inspection apparatus.

符号の説明Explanation of symbols

１ａ，１ｂ，２ａ，２ｂ…距離センサ、３…Ａ／Ｄ変換部、４…制御部、５…速度検出部、６…記憶部、７…処理部、１０…鉄道車両、１１Ｌ，１１Ｒ…レール、１２…ベース台、１３…絶縁部材、２５…治具ベース、２６Ｌ,２６Ｒ…スケール、１００…車輪、０，Ｈ１〜Ｈ５…目盛り。

DESCRIPTION OF SYMBOLS 1a, 1b, 2a, 2b ... Distance sensor, 3 ... A / D conversion part, 4 ... Control part, 5 ... Speed detection part, 6 ... Memory | storage part, 7 ... Processing part, 10 ... Railcar, 11L, 11R ... Rail , 12 ... Base stand, 13 ... Insulating member, 25 ... Jig base, 26L, 26R ... Scale, 100 ... Wheel, 0, H1-H5 ... Scale.

Claims (5)

レールの外側及び内側で踏面より下にそれぞれ設置し鉄道車両の車輪における外側のフランジ面及び車輪の内側のバック面までのそれぞれの距離を光の投受により非接触で計測してその計測結果を出力する第１距離センサ及び第２距離センサと、該各距離センサの計測結果と該各距離センサの設置に係る距離のデータから該車輪のフランジの厚さを演算する処理部を備えた鉄道車両走行車輪検査装置における該各距離センサを該レールに対し所望の位置に設置する鉄道車両走行車輪検査装置の設置方法において、
両レールの各踏面にかけて載置する治具ベースと、各レールの内側で少なくとも各踏面より上方において該治具ベースに垂直に設置した透明な材質でその表面に該各距離センサを該レールに対し所望の位置に設置して該各距離センサから光の投受を行ったときに映る輝点の位置に目盛りを設けたスケールを備えた設置治具を該治具ベースが該両レールが延びる方向に対し直交する方向に載置して、該各距離センサから光の投受を行い、該スケールに映る輝点が該スケールに設けてある目盛りを照射する場合の該各距離センサの位置に該各距離センサを該レールに対し設置することを特徴とする鉄道車両走行車輪検査装置の設置方法。 Installed below the tread on the outside and inside of the rail, respectively, and measured the distance to the outer flange surface and the inner back surface of the railroad vehicle wheel in a non-contact manner by projecting light. Railway vehicle comprising a first distance sensor and a second distance sensor to be output, and a processing unit for calculating the thickness of the flange of the wheel from the measurement result of each distance sensor and the distance data related to the installation of each distance sensor In the installation method of the railway vehicle traveling wheel inspection device for installing each distance sensor in the traveling wheel inspection device at a desired position with respect to the rail,
A jig base placed on each tread surface of both rails, and a transparent material vertically installed on the jig base at least above each tread surface inside each rail, and each distance sensor on the surface thereof with respect to the rail A direction in which the both sides of the jig base extend an installation jig having a scale provided with a scale at the position of a bright spot reflected when the light is received and received from each distance sensor at a desired position. Is placed in a direction orthogonal to the distance sensor, the light is received and received from each distance sensor, and the bright spot reflected on the scale irradiates the scale provided on the scale at the position of each distance sensor. A method of installing a railway vehicle running wheel inspection device, wherein each distance sensor is installed on the rail. 上記請求項１において、該スケールは両レールの内側にそれぞれ設けられ、その厚さは新製時の車輪におけるフランジの厚さに等しいものとし、各スケールの内側の間隔は該車輪における内面距離に等しいものとしてあることを特徴とする鉄道車両走行車輪検査装置の設置方法。   In the above claim 1, the scales are respectively provided on the inner sides of both rails, and the thickness thereof is equal to the thickness of the flange of the wheel at the time of new production, and the inner space between the scales is the inner surface distance of the wheel. A method of installing a railway vehicle running wheel inspection device, characterized in that they are equal. 上記請求項２において、該設置治具の治具ベースは該両スケール間の中心位置が両レール間の中心位置に一致するように両レールの各踏面にかけて載置することを特徴とする鉄道車両走行車輪検査装置の設置方法。   3. The railway vehicle according to claim 2, wherein the jig base of the installation jig is placed on the treads of both rails so that the center position between the scales coincides with the center position between the rails. Installation method of traveling wheel inspection device. 上記請求項１において、該設置治具の治具ベースは絶縁物を介して両レールの各踏面にかけて載置することを特徴とする鉄道車両走行車輪検査装置の設置方法。   2. The installation method for a railway vehicle traveling wheel inspection device according to claim 1, wherein the jig base of the installation jig is placed on each tread surface of both rails via an insulator. 上記請求項１において、該各距離センサは該両レールが延びる方向に対し直交する方向に設置して、該各距離センサから光の投受を行い、該スケールに映る輝点が該スケールに設けてある目盛りを照射するようにすることを特徴とする鉄道車両走行車輪検査装置の設置方法。
2. The distance sensor according to claim 1, wherein the distance sensors are installed in a direction orthogonal to a direction in which the two rails extend, light is received from the distance sensors, and a bright spot reflected on the scale is provided on the scale. A method of installing a railway vehicle running wheel inspection device, characterized in that a scale is irradiated.

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