JP2012018060A

JP2012018060A - Wheel shape measuring apparatus

Info

Publication number: JP2012018060A
Application number: JP2010155055A
Authority: JP
Inventors: Toshiaki Ishii; 敏明石井; Kazunori Ishibe; 和則石部; Hiroshi Aoyama; 広青山; Yoshiaki Ito; 嘉昭伊藤; Hiroyasu Nanaumi; 弘恭七海
Original assignee: East Japan Railway Co
Current assignee: East Japan Railway Co
Priority date: 2010-07-07
Filing date: 2010-07-07
Publication date: 2012-01-26
Anticipated expiration: 2030-07-07
Also published as: JP5478389B2

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a wheel shape measuring apparatus enabling accurate measurement of the outer peripheral surface of a wheel in a short time regardless of skill level of an operator.SOLUTION: A wheel shape measuring apparatus 100 for measuring the shape of an outer peripheral surface 2 including a flange and a tread of a wheel 1 includes: a housing (a base part) 10; a distance measurement unit 30, attached inside the housing 10, for irradiating the outer peripheral surface 2 of the wheel 1 with light in a radial direction from the outside of the wheel 1 and detecting the distance to the outer peripheral surface 2 by the reflected light; positioning means 20 for positioning and fastening the housing 10 to the wheel 1; slide means 40 capable of slidingly displacing the distance measurement unit 30 relative to the housing 10 in the axis O direction of the wheel 1; and diffused reflection light absorption means 60 for absorbing the diffused reflection light caused by light reflecting at the outer peripheral surface 2.

Description

本発明は、鉄道車両の車輪のフランジ及び踏面を含む外周面の形状を測定する車輪形状測定装置に関する。 The present invention relates to a wheel shape measuring device for measuring the shape of an outer peripheral surface including a flange and a tread surface of a wheel of a railway vehicle.

従来、鉄道車両の車輪の外周面形状を測定するものとして、例えば特許文献１には、それぞれ地上側に車輪を挟むようにして設置され、車輪に光を照射してその反射光から距離を測定する一対の距離測定装置を備えた車輪形状測定装置が開示されている。この車輪形状測定装置においては、一対の距離測定装置により測定した車輪各部の距離を合成して車輪形状を取得することとしている。 Conventionally, as a method for measuring the shape of the outer peripheral surface of a wheel of a railway vehicle, for example, in Patent Document 1, a pair is installed so as to sandwich the wheel on the ground side, and the wheel is irradiated with light and the distance is measured from the reflected light. A wheel shape measuring device provided with a distance measuring device is disclosed. In this wheel shape measuring apparatus, the wheel shape is obtained by synthesizing the distances of the wheel parts measured by the pair of distance measuring apparatuses.

また、上記の他、例えば特許文献２には、車輪踏面に接触する踏面測定針を備えた移動体を備え、踏面測定針の移動に対応して記録ペンで記録テーブルに車輪踏面を描写することによって踏面形状を取得する車輪形状測定装置が開示されている。 In addition to the above, for example, Patent Document 2 includes a moving body provided with a tread measuring needle that contacts the wheel tread, and describes the wheel tread on the recording table with a recording pen in response to the movement of the tread measuring needle. Discloses a wheel shape measuring device for obtaining a tread shape.

特開２００６−１５３６０２号公報JP 2006-153602 A 特開２００４−９３２３６号公報JP 2004-93236 A

しかしながら、上記特許文献１の車輪形状測定装置においては、地上側に一対の距離測定装置をセットする必要があるため、その位置決め等を行うことが面倒であり、測定作業に長時間を要してしまうという問題があった。また、光線の車輪の外周面での反射により乱反射光が生じるため、当該乱反射光が距離測定装置によって受光される反射光に紛れてしまい、その結果、取得したデータにノイズが生じ、精度高く外周面形状を得ることができないという問題があった。 However, in the wheel shape measuring device of Patent Document 1 described above, since it is necessary to set a pair of distance measuring devices on the ground side, it is troublesome to perform positioning and the like, and the measurement work takes a long time. There was a problem that. Moreover, since the irregular reflection light is generated by the reflection of the light beam on the outer peripheral surface of the wheel, the irregular reflection light is mixed into the reflection light received by the distance measuring device, and as a result, noise is generated in the acquired data, and the outer periphery is highly accurate. There was a problem that the surface shape could not be obtained.

また、上記特許文献２の車輪形状測定装置においては、記録ペンが記録テーブルに車輪踏面を描写するという手法のため、例えばレーザーを用いた場合のように厳密な踏面形状までを捉えることができず、精度が劣るという欠点があった。また、作業員の技量の差異によって測定にばらつきが生じ、測定結果の正確性が担保できないという問題があった。 Moreover, in the wheel shape measuring apparatus of the above-mentioned patent document 2, since the recording pen draws the wheel tread on the recording table, it is not possible to capture the exact tread shape as in the case of using a laser, for example. There was a drawback that the accuracy was inferior. In addition, there is a problem in that the measurement results vary due to differences in the skills of workers, and the accuracy of the measurement results cannot be guaranteed.

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、作業員の技量にかかわらず、短時間で精度高く車輪のフランジ及び踏面を含む外周面の形状を測定することが可能な車輪形状測定装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and a wheel capable of measuring the shape of the outer peripheral surface including the wheel flange and the tread surface with high accuracy in a short time regardless of the skill of the worker. An object is to provide a shape measuring apparatus.

前記課題を解決するため、本発明は以下の手段を提案している。
即ち、本発明に係る車輪形状測定装置は、車輪におけるフランジ及び踏面を含む外周面の形状を測定する車輪形状測定装置であって、前記車輪の径方向外側に配される基部と、該基部に取り付けられて、前記車輪の径方向外側から該車輪の外周面に向かって光線を照射し、その反射光によって該外周面までの距離を検出する距離測定部と、前記基部を前記車輪に対して位置決めして固定する位置決め手段と、前記距離測定部を前記基部に対して前記車輪の軸線方向にスライド移動可能とさせるスライド手段と、前記外周面における前記光線の反射にて生じる乱反射光を吸収する乱反射光吸収手段とを備えることを特徴とする。 In order to solve the above problems, the present invention proposes the following means.
That is, the wheel shape measuring device according to the present invention is a wheel shape measuring device that measures the shape of the outer peripheral surface including the flange and the tread on the wheel, and a base portion disposed on the radially outer side of the wheel, and the base portion. A distance measuring unit that is attached and irradiates light from the outer side in the radial direction of the wheel toward the outer peripheral surface of the wheel, and detects the distance to the outer peripheral surface by the reflected light, and the base portion with respect to the wheel Positioning means for positioning and fixing; sliding means for allowing the distance measuring section to slide in the axial direction of the wheel with respect to the base; and absorbing irregularly reflected light caused by reflection of the light beam on the outer peripheral surface It comprises irregular reflection light absorption means.

このような特徴の車輪形状測定装置によれば、位置決め手段によって基部を車輪に対して位置決めし、この状態において基部内の距離測定部を車輪の軸線方向にスライドさせることで、該距離測定部が車輪の外周面との距離を上記軸線方向にわたって連続的に検出する。これによって、車輪の外周面形状を取得することができる。
また、乱反射光吸収手段を設けたことにより、光線の反射光に乱反射光が紛れることを回避することができるため、距離測定部の検出値にノイズが生じることを抑制することができる。 According to the wheel shape measuring apparatus having such a feature, the base is positioned with respect to the wheel by the positioning means, and in this state, by sliding the distance measuring unit in the base in the axial direction of the wheel, the distance measuring unit The distance to the outer peripheral surface of the wheel is continuously detected over the axial direction. Thereby, the outer peripheral surface shape of a wheel is acquirable.
Moreover, since the irregular reflection light absorbing means is provided, it is possible to avoid the irregular reflection light from being mixed with the reflected light of the light beam, so that it is possible to suppress the occurrence of noise in the detection value of the distance measurement unit.

また、本発明に係る車輪形状測定装置において、前記乱反射光吸収手段は、前記距離測定部に設けられた前記反射光を受光する受光部における前記車輪の径方向内側において、該反射光の光路を取り囲むように設けられた第一光吸収材を有することを特徴とする。 Further, in the wheel shape measuring apparatus according to the present invention, the irregularly reflected light absorbing means is configured to change an optical path of the reflected light on a radially inner side of the wheel in a light receiving unit that receives the reflected light provided in the distance measuring unit. It has the 1st light absorption material provided so that it might surround.

受光部の近傍において乱反射光が第一光吸収材に吸収されることによって、該受光部が受光する反射光に乱反射光が紛れることを防止することができる。したがって、距離測定部によって、より正確に車輪外周面との距離を測定することができるため、精度高く外周面形状を取得することができる。 When the irregularly reflected light is absorbed by the first light absorbing material in the vicinity of the light receiving part, it is possible to prevent the irregularly reflected light from being mixed with the reflected light received by the light receiving part. Therefore, since the distance from the wheel outer peripheral surface can be measured more accurately by the distance measuring unit, the outer peripheral surface shape can be obtained with high accuracy.

さらに、本発明に係る車輪形状測定装置において、前記乱反射光吸収手段は、前記第一光吸収材に加えて、前記第一光吸収材よりも前記車輪の径方向内側において、前記反射光の光路における前記軸線方向の少なくとも一方側に設けられた第二光吸収材を有することを特徴とする。 Furthermore, in the wheel shape measuring apparatus according to the present invention, the diffusely reflected light absorbing means is, in addition to the first light absorbing material, an optical path of the reflected light on a radially inner side of the wheel from the first light absorbing material. And a second light absorbing material provided on at least one side in the axial direction.

これによって、より一層確実に、受光部が受光する反射光に乱反射光が紛れることを防止することができる。 As a result, it is possible to prevent the irregularly reflected light from being mixed into the reflected light received by the light receiving section even more reliably.

また、本発明に係る車輪形状測定装置は、前記基部に設けられ、前記軸線方向に延在するラックと、前記距離測定部に設けられ、前記ラックと噛み合って前記距離測定部のスライド移動に伴って回転するピニオンとをさらに備え、前記距離測定部は、前記ピニオンの回転に伴って、該ピニオンの回転数に対応して予め定められたパルス数で、前記光線をパルス的に照射することを特徴とする。 Further, the wheel shape measuring device according to the present invention is provided in the base portion, is provided in the axial direction, and is provided in the distance measuring portion, meshes with the rack, and slides with the distance measuring portion. The distance measuring unit irradiates the light beam in a pulsed manner with a predetermined number of pulses corresponding to the number of rotations of the pinion as the pinion rotates. Features.

ピニオンの回転数に対応して距離測定部がパルス的に光線を照射することで、車輪の外周面の軸線方向全域において光線のパルスを均等に分布させることができる。即ち、距離測定部をスライド移動させる速度にかかわらず、軸線方向全域において均等に分布させたパルスでもって外周面までの距離を検出することができるため、作業者の技量の違いによってばらつきが生じることなく、精度高く踏面形状を取得することができる。 The distance measuring unit emits light rays in a pulse manner corresponding to the number of rotations of the pinion, whereby the light beam pulses can be evenly distributed over the entire axial direction of the outer peripheral surface of the wheel. In other words, regardless of the speed at which the distance measuring unit is slid, the distance to the outer peripheral surface can be detected with pulses that are evenly distributed in the entire axial direction, resulting in variations due to differences in operator skills. Therefore, the tread shape can be acquired with high accuracy.

さらに、本発明に係る車輪形状測定装置において、前記位置決め手段は、前記車輪の端面に標準形成された車輪溝に係合する係合部と、前記車輪の端面に固着可能なマグネットとを有することを特徴とする。 Furthermore, in the wheel shape measuring apparatus according to the present invention, the positioning means includes an engaging portion that engages with a wheel groove that is standardly formed on the end surface of the wheel, and a magnet that can be fixed to the end surface of the wheel. It is characterized by.

ここで、鉄道車両の車輪においては、その端面に軸線を中心とした車輪溝が標準的に形成されている。そこで、当該車輪溝に係合部を係合させることで、基部及び該基部内に取り付けられた距離測定部の車輪の径方向及び軸線方向位置を常に同一とすることができる。さらに、この状態でマグネットが車輪に固着されることで、基部を車輪に対して固定することができ、安定した測定作業を行うことができる。これによって、車輪の外周面形状をより一層正確に測定することが可能となる。 Here, in the wheel of a railway vehicle, the wheel groove centering on an axis line is normally formed in the end surface. Therefore, by engaging the engaging portion with the wheel groove, the radial direction and the axial direction position of the wheel of the base portion and the distance measuring portion attached in the base portion can always be the same. Furthermore, the magnet is fixed to the wheel in this state, so that the base can be fixed to the wheel, and stable measurement work can be performed. This makes it possible to measure the outer peripheral surface shape of the wheel even more accurately.

また、本発明に係る車輪形状測定装置においては、前記位置決め手段が、前記基部の定位置に着脱可能とされた着脱部材をさらに有し、該着脱部材に前記係合部が設けられていることを特徴とする。 Moreover, in the wheel shape measuring apparatus according to the present invention, the positioning means further includes an attaching / detaching member that is attachable / detachable at a fixed position of the base, and the engaging member is provided on the attaching / detaching member. It is characterized by.

ここで、鉄道車両の車輪は種々の形状のものがあり、例えば標準車輪、小径車輪、貨物車輪の三種がある。よって、仮に位置決め手段の係合部が基部の同一箇所にあれば、車輪の種類の違いによって、基部及び距離測定部を適切な箇所に配置することができず、外周面形状の測定の正確性が担保できなくなってしまう。そこで、基部に着脱可能な着脱部材を設け、当該着脱部材に係合部を設けることとし、さらに、この係合部の位置が互いに異なる複数の着脱部材を用意することとする。これにより、車輪の種類に対応して車輪溝との位置関係が適切な着脱部材を装着することで、基部及び距離測定部を車輪に対して適切な箇所に配置することができる。 Here, the wheels of the railway vehicle have various shapes, for example, standard wheels, small-diameter wheels, and cargo wheels. Therefore, if the engaging portion of the positioning means is at the same location on the base, the base and the distance measuring portion cannot be arranged at appropriate locations due to the difference in the type of wheel, and the accuracy of the measurement of the outer peripheral surface shape is not possible. Can no longer be secured. Therefore, a detachable detachable member is provided on the base, an engaging portion is provided on the detachable member, and a plurality of detachable members whose positions of the engaging portions are different from each other are prepared. Thereby, a base and a distance measurement part can be arrange | positioned in a suitable location with respect to a wheel by mounting | wearing with the attachment / detachment member with an appropriate positional relationship with a wheel groove | channel corresponding to the kind of wheel.

本発明の車輪形状測定装置によれば、車輪に対して位置決めされた基部内の距離測定部を車輪の軸線方向にスライドさせることで該車輪の外周面形状を取得することができる。また、車輪外周面での反射光に乱反射光が紛れることがない。したがって、作業員の技量にかかわらず、短時間で精度高く車輪外周面形状を測定することが可能となる。 According to the wheel shape measuring device of the present invention, the outer peripheral surface shape of the wheel can be acquired by sliding the distance measuring portion in the base portion positioned with respect to the wheel in the axial direction of the wheel. Further, the irregularly reflected light is not mixed with the reflected light on the outer peripheral surface of the wheel. Therefore, regardless of the skill of the worker, it is possible to measure the wheel outer peripheral surface shape with high accuracy in a short time.

本発明に係る車輪形状測定装置の概略構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows schematic structure of the wheel shape measuring apparatus which concerns on this invention. 車輪の軸線に直交する断面における車輪形状測定装置本体の断面図である。It is sectional drawing of the wheel shape measuring apparatus main body in the cross section orthogonal to the axis line of a wheel. 車輪の軸線を含む断面における車輪形状測定装置本体の断面図である。It is sectional drawing of the wheel shape measuring apparatus main body in the cross section containing the axis line of a wheel. 車輪形状測定装置による車輪の踏面の測定結果の一例を示すグラフ及び表である。It is the graph and table | surface which show an example of the measurement result of the tread of a wheel by a wheel shape measuring apparatus.

以下、本発明に係る車輪形状測定装置の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
図１に示すように、車輪形状測定装置１００は、鉄道用車輪（以下、単に車輪と称する）１に装着されて、該車輪１のフランジ２ａ及び踏面２ｂを含む外周面２の形状を測定する装置本体８０と、装置本体８０による測定結果が表示される表示装置９０とを備えている。 Embodiments of a wheel shape measuring apparatus according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, a wheel shape measuring apparatus 100 is mounted on a railway wheel (hereinafter simply referred to as a wheel) 1 and measures the shape of an outer peripheral surface 2 including a flange 2a and a tread surface 2b of the wheel 1. The apparatus main body 80 and the display apparatus 90 on which the measurement result by the apparatus main body 80 is displayed are provided.

即ち、装置本体８０によって測定された外周面２の形状のデータがケーブル９２を介して表示装置９０に伝送され、当該データに基づく測定結果が表示装置９０の表示画面９１に表示されるようになっている。なお、この表示画面９１はタッチパネル式とされており、表示モードの変更や取得したデータの管理等を行うことができるように構成されている。 That is, the shape data of the outer peripheral surface 2 measured by the device main body 80 is transmitted to the display device 90 via the cable 92, and the measurement result based on the data is displayed on the display screen 91 of the display device 90. ing. The display screen 91 is a touch panel type, and is configured to be able to change the display mode, manage acquired data, and the like.

装置本体８０は、図２及び図３に示すように、筐体（基部）１０と、位置決め手段２０と、距離測定部３０と、スライド手段４０と、ラックピニオン機構５０と、乱反射光吸収手段６０とを備えて構成されている。 As shown in FIGS. 2 and 3, the apparatus main body 80 includes a housing (base part) 10, a positioning unit 20, a distance measuring unit 30, a slide unit 40, a rack and pinion mechanism 50, and a diffuse reflection light absorbing unit 60. And is configured.

なお、以下では、図２における左右方向を車輪１の周方向と称し、図３における左右方向を軸線Ｏ方向と称することとする。さらに、当該軸線Ｏ方向について、一対の車輪１，１が輪軸５に取り付けられた状態におけるこれら車輪１，１の内側を、車輪１の軸線Ｏ方向内側と称し、一対の車輪１，１の外側を車輪１の軸線Ｏ方向外側と称することとする。 In the following, the left-right direction in FIG. 2 is referred to as the circumferential direction of the wheel 1, and the left-right direction in FIG. 3 is referred to as the axis O direction. Furthermore, with respect to the direction of the axis O, the inside of the wheels 1 and 1 in a state where the pair of wheels 1 and 1 are attached to the wheel shaft 5 is referred to as the inside of the wheel 1 in the direction of the axis O and the outside of the pair of wheels 1 and 1. Is referred to as the outside in the direction of the axis O of the wheel 1.

筐体１０は、一部が開口する略箱型をなす部材であって、車輪１の径方向外側において略箱型の開口を車輪１の径方向内側に向けるようにして、即ち、開口を外周面２に対向させるようにして配置されている。より具体的には、この筐体１０は、天板１３と、車輪１の周方向に離間して配置される一対の側板１１ａ，１１ｂ、及び、軸線Ｏ方向に離間して配される一対の側板１１ｃ，１１ｄとから構成されている。 The housing 10 is a substantially box-shaped member that is partially opened, and the substantially box-shaped opening is directed radially inward of the wheel 1 on the radially outer side of the wheel 1, that is, the opening is arranged on the outer periphery. It arrange | positions so that the surface 2 may be opposed. More specifically, the housing 10 includes a top plate 13, a pair of side plates 11 a and 11 b that are spaced apart in the circumferential direction of the wheel 1, and a pair of spaces that are spaced apart in the direction of the axis O. It is comprised from the side plates 11c and 11d.

上記側板１１ｃ，１１ｄは、車輪１の軸線Ｏに直交する平面に沿って配置されており、これら側板１１ｃ，１１ｄ同士の間隔は、車輪１の軸線Ｏ方向の厚みよりも大きく設定されている。また、これら一対の側板１１ｃ，１１ｄのうち、車輪１の軸線Ｏ方向内側の側板１１ｃには、該側板１１ｃから車輪１の径方向内側に向かうにしたがって車輪１の周方向に広がるように延出する延出板部１２が一体に形成されている。この延出板部１２は、車輪１の軸線Ｏ方向両側の一対の端面のうち、軸線Ｏ方向内側の端面４に沿うように配置されている。 The side plates 11c and 11d are arranged along a plane orthogonal to the axis O of the wheel 1, and the distance between the side plates 11c and 11d is set larger than the thickness of the wheel 1 in the direction of the axis O. Further, of the pair of side plates 11c and 11d, the side plate 11c on the inner side in the axis O direction of the wheel 1 extends so as to spread in the circumferential direction of the wheel 1 from the side plate 11c toward the inner side in the radial direction of the wheel 1. The extending plate portion 12 is integrally formed. The extension plate portion 12 is disposed along the end surface 4 on the inner side in the axis O direction among the pair of end surfaces on both sides in the axis O direction of the wheel 1.

位置決め手段２０は、一対のマグネット２１，２１及び着脱部材２２から構成されている。
マグネット２１，２１は、延出板部１２の軸線Ｏ方向外側を向く面に、車輪１の周方向に離間して固定されている。これら一対のマグネット２１，２１が金属からなる車輪１の内側の端面４に磁気的に固着されることによって、筐体１０が車輪１に対して強固に固定される。 The positioning means 20 includes a pair of magnets 21 and 21 and a detachable member 22.
The magnets 21 and 21 are fixed to the surface of the extension plate 12 facing the outside in the direction of the axis O so as to be separated in the circumferential direction of the wheel 1. The casing 10 is firmly fixed to the wheel 1 by magnetically fixing the pair of magnets 21 and 21 to the inner end surface 4 of the wheel 1 made of metal.

着脱部材２２は、延出板部１２の軸線Ｏ方向外側を向く面に形成された凹部１２ａに隙間無く嵌り込む金属板であって、該凹部１２ａに埋設されたマグネット２３に磁気的に固着されることによって、延出板部１２に対して、即ち、筐体１０に対して定位置に着脱可能とされている。 The detachable member 22 is a metal plate that fits in the recess 12a formed on the surface of the extension plate 12 facing the outside in the axis O direction without gaps, and is magnetically fixed to the magnet 23 embedded in the recess 12a. Thus, it can be attached to and detached from the extension plate portion 12, that is, the housing 10 at a fixed position.

この着脱部材２２が筐体１０に装着された状態においては、該着脱部材２２の軸線Ｏ方向外側を向く面が車輪１の端面４に当接可能とされている。そして、この着脱部材２２の軸線Ｏ方向外側を向く面には、軸線Ｏ方向外側に向かって突出するとともに、車輪１の径方向外側に向かって凸となる円弧状をなして延在する係合突条（係合部）２２ａが一体に形成されている。 In a state where the detachable member 22 is mounted on the housing 10, the surface of the detachable member 22 facing the outer side in the axis O direction can contact the end surface 4 of the wheel 1. The surface of the detachable member 22 that faces outward in the axis O direction protrudes outward in the axis O direction and extends in an arc shape that protrudes radially outward of the wheel 1. A protrusion (engagement portion) 22a is integrally formed.

ここで、車輪１における軸線Ｏ内側の端面には、軸線Ｏを中心とした車輪溝６が、車輪１の種類（例えば、標準車輪、小径車輪、貨物車輪等）にかかわらず標準的に形成されている。そして、上記着脱部材２２における係合突条２２ａの円弧状の曲率は、装置本体８０の装着対象となる車輪１、即ち、装置本体８０による測定対象となる車輪１における車輪溝６の曲率と同一とされている。これによって、該着脱部材２２の軸線Ｏ方向外側を向く面が車輪１の端面４に当接した際に、係合突条２２ａが車輪溝６に対して嵌り込むことで、筐体１０が車輪１に対して軸線Ｏ方向及び径方向に移動不能に固定される。 Here, a wheel groove 6 centered on the axis O is formed on the end face inside the axis O of the wheel 1 as a standard regardless of the type of the wheel 1 (for example, standard wheel, small diameter wheel, cargo wheel, etc.). ing. The arcuate curvature of the engagement protrusion 22 a in the detachable member 22 is the same as the curvature of the wheel groove 6 in the wheel 1 to be mounted on the apparatus main body 80, that is, the wheel 1 to be measured by the apparatus main body 80. It is said that. As a result, when the surface of the detachable member 22 facing the outside in the axis O direction contacts the end surface 4 of the wheel 1, the engagement protrusion 22 a is fitted into the wheel groove 6, so that the housing 10 is 1 is fixed so as to be immovable in the direction of the axis O and in the radial direction.

距離測定部３０は、上記筐体１０内に収納されるように配置されており、スライド手段４０を介して該筐体１０に取り付けられている。この距離測定部３０は、車輪１の径方向内側に向かって開口する直方体箱型をなす測定部本体３１を備えている。そして、この測定部本体３１内には、該測定部本体３１の開口を介して車輪１の径方向内側に向かって光線を照射する投光部３２と、該投光部３２から照射された光線の反射光を受光する受光部３３とが設けられている。 The distance measuring unit 30 is disposed so as to be housed in the housing 10, and is attached to the housing 10 through the sliding means 40. The distance measuring unit 30 includes a measuring unit main body 31 having a rectangular parallelepiped box shape that opens toward the radially inner side of the wheel 1. And in this measurement part main body 31, the light projection part 32 which irradiates a light ray toward the radial inside of the wheel 1 through opening of this measurement part main body 31, and the light ray irradiated from this light projection part 32 And a light receiving portion 33 for receiving the reflected light.

即ち、これら投光部３２と受光部３３とによってレーザ変位計が構成されており、投光部３２が照射した光線の反射光を受光部３３が受光することで、光線の照射対象までの距離が検出されるようになっている。 That is, a laser displacement meter is configured by the light projecting unit 32 and the light receiving unit 33, and the light receiving unit 33 receives the reflected light of the light beam emitted by the light projecting unit 32, thereby the distance to the light irradiation target. Is to be detected.

投光部３２は、測定部本体３１の開口近傍に設けられている一方、受光部３３は、測定部本体３１の開口から投光部３２よりも径方向外側に離間した箇所に設けられている。そして、測定部本体３１内における受光部３３よりも開口側の箇所、即ち、車輪１の径方向内側の箇所には、該受光部３３が受光する反射光の光路を取り囲むようにして配置された第一光吸収材６１が設けられている。 The light projecting unit 32 is provided in the vicinity of the opening of the measurement unit main body 31, while the light receiving unit 33 is provided at a location spaced from the opening of the measurement unit main body 31 more radially outward than the light projecting unit 32. . And it is arranged so as to surround the optical path of the reflected light received by the light receiving unit 33 at a position closer to the opening side than the light receiving unit 33 in the measuring unit main body 31, that is, a position inside the wheel 1 in the radial direction. A first light absorbing material 61 is provided.

この第一光吸収材６１は、例えばクロロプレンゴム等の黒色の材料から形成されており、測定部本体３１の開口と受光部３３とを連通させる連通路６１ａを備えている。そして、連通路６１ａを通過した反射光が受光部３３によって受光されるようになっている。 The first light absorbing material 61 is made of a black material such as chloroprene rubber, and includes a communication path 61a that allows the opening of the measurement unit main body 31 and the light receiving unit 33 to communicate with each other. The reflected light that has passed through the communication path 61 a is received by the light receiving unit 33.

なお、本実施形態においては、投光部３２が車輪１の外周面２の周方向の頂部から該周方向に僅かに外れた箇所に対して鉛直方向に沿って光線を照射する構成とされている。したがって、外周面２からの光線の反射光は該外周面２の曲率に従って鉛直方向に対して傾斜して進行する。このような反射光の光路に対応して、連通路６１ａは鉛直方向から傾斜するように形成されている。 In addition, in this embodiment, it is set as the structure which the light projection part 32 irradiates with a light beam along a perpendicular direction with respect to the location which remove | deviated from the circumferential top of the outer peripheral surface 2 of the wheel 1 in the circumferential direction slightly. Yes. Therefore, the reflected light of the light beam from the outer peripheral surface 2 travels with an inclination with respect to the vertical direction according to the curvature of the outer peripheral surface 2. Corresponding to the optical path of such reflected light, the communication path 61a is formed to be inclined from the vertical direction.

また、筐体１０における側板１１ｃの軸線Ｏ方向内側を向く面には、距離測定部３０と電気的に接続された測定開始ボタン３４が設けられており、該測定開始ボタン３４を押し込むことで、距離測定部３０が起動して投光部３２及び受光部３３による光線の照射及び受光が可能な状態となるように構成されている。
さらに、側板１１ｃの軸線Ｏ方向内側を向く面には、ケーブル９２と接続されるコネクタ３５が設けられており、該コネクタ３５は距離測定部３０と電気的に接続されている。これにより、距離測定部３０により測定されたデータがコネクタ３５及びケーブル９２を介して表示装置９０に伝送される。 Further, a measurement start button 34 that is electrically connected to the distance measurement unit 30 is provided on the surface of the housing 10 facing the inner side of the axis O direction of the side plate 11c, and by pressing the measurement start button 34, The distance measuring unit 30 is activated so that light can be irradiated and received by the light projecting unit 32 and the light receiving unit 33.
Further, a connector 35 connected to the cable 92 is provided on the surface of the side plate 11c facing the inner side in the axis O direction, and the connector 35 is electrically connected to the distance measuring unit 30. As a result, data measured by the distance measuring unit 30 is transmitted to the display device 90 via the connector 35 and the cable 92.

スライド手段４０は、筐体１０内に設けられており、該筐体１０における天板１３の径方向内側を向く面に固定されて軸線Ｏ方向に延在するレール部４１と、距離測定部３０を軸線Ｏ方向外側から支持する支持部４２と、該支持部４２の径方向外側を向く面に固定され、レール部４１に対して軸線Ｏ方向に摺動可能に連結されたガイド部４３とから構成されている。
また、筐体１０における天板１３には、該天板１３をその厚み方向に貫通するとともに上記レール部４１に平行に、即ち、軸線Ｏ方向に延在するスリット１３ａが形成されている。そして、スリット１３ａには、一端が支持部４２の上面に固定された操作摘み４４が貫通しており、該操作摘み４４の他端は天板１３上に露呈している。 The slide means 40 is provided in the housing 10, is fixed to a surface of the housing 10 facing the radially inner side of the top plate 13, and extends in the axis O direction, and the distance measuring unit 30. From the outer side of the axis O direction, and a guide part 43 fixed to the surface of the support part 42 facing the outer side in the radial direction and slidably connected to the rail part 41 in the axis O direction. It is configured.
The top plate 13 of the housing 10 is formed with slits 13a that penetrate the top plate 13 in the thickness direction and extend in parallel to the rail portion 41, that is, in the axis O direction. An operation knob 44 having one end fixed to the upper surface of the support portion 42 passes through the slit 13a, and the other end of the operation knob 44 is exposed on the top plate 13.

ラックピニオン機構５０は、筐体１０内において側板１１ｂに固定され軸線Ｏ方向に延在するラック５１と、スライド手段４０における支持部４２に回転可能に設けられ、ラック５１に噛み合うピニオン５２とから構成されている。これによって、支持部４２が軸線Ｏ方向に移動した際には、ラック５１に噛み合うピニオン５２がラック５１との噛み合いに従って回転するようになっている。 The rack and pinion mechanism 50 includes a rack 51 that is fixed to the side plate 11 b and extends in the direction of the axis O in the housing 10, and a pinion 52 that is rotatably provided on the support portion 42 of the slide means 40 and meshes with the rack 51. Has been. Thus, when the support portion 42 moves in the direction of the axis O, the pinion 52 that meshes with the rack 51 rotates in accordance with the mesh with the rack 51.

ここで、本実施形態においては、上記ピニオン５２が、例えば支持部４２内に設けられたエンコーダ（図示省略）を介して距離測定部３０の投光部３２と接続されている。そして、このエンコーダによって、投光部３２はピニオン５２の回転数に対応して予め定められたパルス数で、光線をパルス的に照射するようになっている。これにより、例えばピニオン５２が一回転する際には、投光部３２からは常に一定のパルス数の光線が照射される。 Here, in the present embodiment, the pinion 52 is connected to the light projecting unit 32 of the distance measuring unit 30 via, for example, an encoder (not shown) provided in the support unit 42. By this encoder, the light projecting unit 32 irradiates light rays in a pulse manner with a predetermined number of pulses corresponding to the number of rotations of the pinion 52. Thereby, for example, when the pinion 52 makes one rotation, the light projecting unit 32 always irradiates light with a fixed number of pulses.

また、本実施形態においては、延出板部１２の軸線Ｏ方向外側を向く面に、シート状をなす第二光吸収材６２が貼り付けられるようにして設けられている。即ち、この第二光吸収材６２は、上記第一光吸収材６１よりも径方向内側において、投光部３２が照射する光線の反射光の軸線方向内側に設けられている。そして、本実施形態には、この第二光吸収材６２と上記第一光吸収材６１とによって、乱反射光吸収手段６０が構成されている。 Further, in the present embodiment, the second light absorbing material 62 having a sheet shape is provided on the surface of the extending plate portion 12 facing the outside in the axis O direction. That is, the second light absorbing material 62 is provided on the inner side in the radial direction of the first light absorbing material 61 and on the inner side in the axial direction of the reflected light of the light emitted by the light projecting unit 32. In the present embodiment, the second light absorbing material 62 and the first light absorbing material 61 constitute a diffusely reflected light absorbing means 60.

次に、本実施形態に係る車輪形状測定装置１００の使用方法及び作用について説明する。
なお、車輪形状測定装置１００の使用前においては、装置本体８０における操作摘み４４は、図３に示すように、最も軸線Ｏ方向内側に位置しており、これに伴って支持部４２、距離測定部３０も最も軸線Ｏ方向内側に位置しているものとする。 Next, the usage method and effect | action of the wheel shape measuring apparatus 100 which concern on this embodiment are demonstrated.
Prior to the use of the wheel shape measuring apparatus 100, the operation knob 44 in the apparatus main body 80 is located on the innermost side in the direction of the axis O as shown in FIG. It is assumed that the part 30 is also located on the innermost side in the axis O direction.

この車輪形状測定装置１００によって車輪１の外周面２の形状、即ち、フランジ２ａ及び踏面２ｂの形状を測定する際には、まず作業員が装置本体８０を車輪１に対して装着する。具体的には、筐体１０の開口を車輪１の外周面２に向けた状態で該筐体１０を車輪１の径方向外側に配置し、延出板部１２に装着されている着脱部材２２を車輪１の端面４に当接させるとともに、該着脱部材２２の係合突条２２ａを車輪溝６に嵌め込んで係合させる。 When the shape of the outer peripheral surface 2 of the wheel 1, that is, the shape of the flange 2 a and the tread surface 2 b is measured by the wheel shape measuring device 100, an operator first attaches the device main body 80 to the wheel 1. Specifically, the detachable member 22 mounted on the extension plate portion 12 is disposed with the housing 10 positioned radially outward of the wheel 1 with the opening of the housing 10 facing the outer peripheral surface 2 of the wheel 1. Is brought into contact with the end surface 4 of the wheel 1, and the engaging protrusion 22 a of the detachable member 22 is fitted into the wheel groove 6 to be engaged.

このように係合突条２２ａが車輪溝６に係合することによって、筐体１０の車輪１に対する相対位置、即ち、装置本体８０の車輪１に対する相対位置が位置決めされる。これにより、筐体１０内に収納された距離測定部３０は、図２に示すように、車輪１よりも径方向外側に位置し、さらに、図３に示すように、車輪１よりも軸線Ｏ方向内側に位置した状態となる。 Thus, when the engaging protrusion 22a engages with the wheel groove 6, the relative position of the housing 10 with respect to the wheel 1, that is, the relative position of the apparatus main body 80 with respect to the wheel 1 is positioned. As a result, the distance measuring unit 30 housed in the housing 10 is positioned on the radially outer side of the wheel 1 as shown in FIG. 2, and further, as shown in FIG. It will be in the state located inside the direction.

次に、この状態において、筐体１０に設けられた測定開始ボタン３４を押すと、距離測定部３０が起動して、投光部３２が光線を照射可能な状態となるとともに、受光部３３が反射光を受光可能な状態となる。
そして、作業員が操作摘み４４を把持して、該操作摘み４４をスリット１３ａの形状に従って軸線Ｏ方向外側へと向かって移動させる。すると、レール部４１及びガイド部４３に案内されるようにして、支持部４２が軸線Ｏ方向にスライド移動する。これに伴って、該支持部４２に支持された距離測定部３０も軸線Ｏ方向にスライド移動する。 Next, in this state, when the measurement start button 34 provided on the housing 10 is pressed, the distance measuring unit 30 is activated, and the light projecting unit 32 can be irradiated with light, and the light receiving unit 33 is activated. The reflected light can be received.
Then, the operator grips the operation knob 44 and moves the operation knob 44 outward in the direction of the axis O according to the shape of the slit 13a. Then, the support portion 42 slides in the direction of the axis O so as to be guided by the rail portion 41 and the guide portion 43. Accordingly, the distance measuring unit 30 supported by the support unit 42 also slides in the direction of the axis O.

この距離測定部３０スライド移動に伴って、支持部４２に設けらたピニオン５２がラックとの噛み合いに従って回転する。ここで、本実施形態においては、距離測定部３０の投光部３２が、ピニオン５２の回転数に対応して予め定められたパルス数で、光線をパルス的に照射する構成とされている。したがって、距離測定部３０を起動した状態で該距離測定部３０をスライド移動させることで、車輪１の外周面２の軸線Ｏ方向全域において光線のパルスを均等に分布させることができ、これら光線のパルスが照射される外周面２までの距離をそれぞれ検出することができる。 As the distance measuring unit 30 slides, the pinion 52 provided on the support unit 42 rotates according to the engagement with the rack. Here, in the present embodiment, the light projecting unit 32 of the distance measuring unit 30 is configured to irradiate light rays in a pulsed manner with a predetermined number of pulses corresponding to the number of rotations of the pinion 52. Therefore, by sliding the distance measuring unit 30 in a state in which the distance measuring unit 30 is activated, the light pulse can be evenly distributed over the entire area of the outer peripheral surface 2 of the wheel 1 in the axis O direction. The distance to the outer peripheral surface 2 irradiated with the pulse can be detected.

これによって、距離測定部３０から外周面２までの距離が、軸線Ｏ方向全域にわたって連続的に取得される。そして、このように距離測定部３０によって取得された距離データは、コネクタ３５及びケーブル９２を介して表示装置９０に伝送され、該表示装置９０の表示画面に車輪１の外周面２の形状の測定結果が表示される。 Thus, the distance from the distance measuring unit 30 to the outer peripheral surface 2 is continuously acquired over the entire area in the axis O direction. The distance data acquired by the distance measuring unit 30 in this way is transmitted to the display device 90 via the connector 35 and the cable 92, and the shape of the outer peripheral surface 2 of the wheel 1 is measured on the display screen of the display device 90. The result is displayed.

ここで、図４に、表示装置９０の表示画面９１に表示される測定結果の一例を示す。距離測定部３０によって測定された距離データは、図４（ａ）に示すように、横軸が車輪１の軸線Ｏ方向、縦軸が車輪１の径方向とされたグラフに外周面形状カーブＣとして表示される。また、図４（ａ）のグラフには、未使用状態の車輪１の外周面形状カーブＣ１、及び、車輪１として使用できる最低限の外周面形状カーブＣ２が表示されており、測定データに基づく外周面形状カーブＣの摩耗状態を一目で把握することができるようになっている。 Here, FIG. 4 shows an example of the measurement result displayed on the display screen 91 of the display device 90. As shown in FIG. 4A, the distance data measured by the distance measuring unit 30 is a graph in which the horizontal axis is the direction of the axis O of the wheel 1 and the vertical axis is the radial direction of the wheel 1. Is displayed. In addition, in the graph of FIG. 4A, the outer peripheral surface shape curve C1 of the unused wheel 1 and the minimum outer peripheral surface shape curve C2 that can be used as the wheel 1 are displayed, and are based on measurement data. The wear state of the outer peripheral surface shape curve C can be grasped at a glance.

また、表示画面９１には、上記距離データに基づいて算出された、図４（ｂ）に示すような車輪１の種々の寸法データ、即ち、タイヤ直径、タイヤ厚さ、フランジ距離、フランジ高さの寸法が表示される。なお、ここで言うタイヤとは、車輪１のことを意味している（以下において同じ）。また、フランジ距離とは、輪軸５に取り付けられた一対の車輪１，１におけるフランジ２ａ，２ａの軸線Ｏ方向外側の端部（フランジ２ａと踏面２ｂとの境界）同士の距離を意味しており、フランジ高さとは、フランジ２ａと踏面２ｂとの車輪１径方向の距離を意味している。 Further, the display screen 91 displays various dimensional data of the wheel 1 as shown in FIG. 4B calculated based on the distance data, that is, the tire diameter, the tire thickness, the flange distance, and the flange height. The dimensions are displayed. The tire referred to here means the wheel 1 (the same applies hereinafter). The flange distance means the distance between the ends (the boundary between the flange 2a and the tread surface 2b) of the flanges 2a and 2a on the outer side in the axis O direction of the pair of wheels 1 and 1 attached to the wheel shaft 5. The flange height means the distance in the radial direction of the wheel 1 between the flange 2a and the tread surface 2b.

さらに、表示画面９１には、図４（ｃ）に示すような削正算出データ、即ち、最大削正量、最小削正量、最小削正後タイヤ直径、最小削正後タイヤ厚さが表示される。ここで、最大削正量とは、測定した外周面形状カーブＣが最低限の外周面形状カーブＣ２を下回らない程度に外周面２を研削可能な削正量の最大値を意味している。また、最小削正量とは、車輪１の外周面２を理想的な形状にするために必要な最少の研削量を意味している。このような、削正算出データが表示されることで、車輪１の外周面２の適切な研削量を容易に把握することができる。 Further, the display screen 91 displays the correction calculation data as shown in FIG. 4C, that is, the maximum correction amount, the minimum correction amount, the minimum post-correction tire diameter, and the minimum post-correction tire thickness. Is done. Here, the maximum amount of correction means the maximum value of the amount of correction that can grind the outer peripheral surface 2 to such an extent that the measured outer peripheral surface shape curve C does not fall below the minimum outer peripheral surface shape curve C2. The minimum amount of grinding means the minimum amount of grinding necessary for making the outer peripheral surface 2 of the wheel 1 into an ideal shape. By displaying such correction calculation data, an appropriate grinding amount of the outer peripheral surface 2 of the wheel 1 can be easily grasped.

以上のように、本実施形態の車輪形状測定装置１００によれば、位置決め手段２０によって筐体１０を車輪１に対して位置決めし、この状態において筐体１０内に収納された距離測定部３０を車輪１の軸線Ｏ方向にスライドさせることで、該距離測定部３０が車輪１の外周面２との距離を上記軸線Ｏ方向にわたって連続的に検出することができる。これによって、作業員の技量にかかわらず短時間で精度高く車輪１の外周面２形状を容易に取得することができる。 As described above, according to the wheel shape measuring apparatus 100 of the present embodiment, the casing 10 is positioned with respect to the wheel 1 by the positioning means 20, and the distance measuring unit 30 accommodated in the casing 10 in this state is used. By sliding in the direction of the axis O of the wheel 1, the distance measuring unit 30 can continuously detect the distance from the outer peripheral surface 2 of the wheel 1 over the direction of the axis O. Thus, the shape of the outer peripheral surface 2 of the wheel 1 can be easily acquired with high accuracy in a short time regardless of the skill of the worker.

ここで、距離測定部３０によって車輪１の外周面２までの距離を測定する際には、投光部３２から照射される光線の車輪１の外周面２での反射により乱反射光が生じる。このような乱反射光が受光部３３によって受光される反射光に紛れてしまう場合、取得した距離データにノイズが生じるため、精度高く外周面２の形状を得ることができなくなってしまう。 Here, when the distance measuring unit 30 measures the distance to the outer peripheral surface 2 of the wheel 1, irregularly reflected light is generated by the reflection of the light beam irradiated from the light projecting unit 32 on the outer peripheral surface 2 of the wheel 1. When such irregularly reflected light is mixed with the reflected light received by the light receiving unit 33, noise is generated in the acquired distance data, and the shape of the outer peripheral surface 2 cannot be obtained with high accuracy.

これに対して本実施形態においては、乱反射光吸収手段６０として第一光吸収材６１及び第二光吸収材６２を設けたので、光線の外周面２での反射にて生じる乱反射光を吸収することができ、受光部３３が受光する反射光に乱反射光が紛れてしまうことを回避することができる。 On the other hand, in this embodiment, since the first light absorbing material 61 and the second light absorbing material 62 are provided as the irregular reflection light absorbing means 60, the irregular reflection light generated by the reflection of the light beam on the outer peripheral surface 2 is absorbed. It is possible to prevent the irregular reflection light from being mixed with the reflection light received by the light receiving unit 33.

即ち、車輪１の外周面２での乱反射光のうち、筐体１０の延出板部１２に向かって進行する乱反射光は、第二光吸収材６２によって吸収することができる。即ち、この第二光吸収材６２が、第一光吸収材６１よりも径方向内側、かつ、反射光の軸線方向内側に設けられていることから、車輪１の外周面２での乱反射光のうち、軸線Ｏ方向内側に傾斜して進行する光を当該第二光吸収材６２によって吸収することができる。これによって、当該光が延出板部１２の軸線Ｏ方向内側を向く面で反射して距離測定部３０に向かってしまうことを回避することができる。 That is, of the irregularly reflected light on the outer peripheral surface 2 of the wheel 1, the irregularly reflected light traveling toward the extension plate portion 12 of the housing 10 can be absorbed by the second light absorbing material 62. That is, since the second light absorbing material 62 is provided on the inner side in the radial direction than the first light absorbing material 61 and on the inner side in the axial direction of the reflected light, the irregularly reflected light on the outer peripheral surface 2 of the wheel 1 is reduced. Among them, the light traveling while being inclined inward in the direction of the axis O can be absorbed by the second light absorbing material 62. Thereby, it can be avoided that the light is reflected by the surface of the extension plate 12 facing the inner side in the axis O direction and is directed toward the distance measuring unit 30.

さらに、距離測定部３０に至ってしまった乱反射光が存在する場合であっても、測定部本体３１内に第一光吸収材６１が設けられており、即ち、受光部３３の近傍において反射光の光路を取り囲むように第一光吸収材６１が設けられているため、当該第一光吸収材６１が乱反射光を吸収することで、受光部３３によって受光される反射光に乱反射光が紛れてしまうことを一層確実に回避することができる。これによって、距離測定部３０が測定した距離データにノイズが生じることを抑制することができる。 Further, even when irregularly reflected light that has reached the distance measuring unit 30 is present, the first light absorbing material 61 is provided in the measuring unit main body 31, that is, the reflected light in the vicinity of the light receiving unit 33. Since the first light absorbing material 61 is provided so as to surround the optical path, the irregularly reflected light is lost in the reflected light received by the light receiving unit 33 when the first light absorbing material 61 absorbs the irregularly reflected light. This can be avoided more reliably. Thereby, it can suppress that noise arises in the distance data which the distance measurement part 30 measured.

また、本実施形態においては、ピニオン５２の回転数に対応して距離測定部３０の投光部３２がパルス的に光線を照射することで、車輪１の外周面２の軸線Ｏ方向全域において光線のパルスを均等に分布させることができる。これにより、距離測定部３０をスライド移動させる速度にかかわらず、軸線Ｏ方向全域において均等に分布させたパルスでもって外周面２までの距離を測定することができるため、作業者の技量の違いによってばらつきが生じることなく、精度高く車輪１の外周面２の形状を取得することができる。 Further, in the present embodiment, the light projecting unit 32 of the distance measuring unit 30 emits light in a pulse manner corresponding to the rotational speed of the pinion 52, so that the light beam is emitted in the entire area in the axis O direction of the outer peripheral surface 2 of the wheel 1. Can be evenly distributed. Accordingly, the distance to the outer peripheral surface 2 can be measured with pulses evenly distributed in the entire area in the direction of the axis O regardless of the speed at which the distance measuring unit 30 is slid. The shape of the outer peripheral surface 2 of the wheel 1 can be obtained with high accuracy without causing variations.

ここで、鉄道車両の車輪１においては、その端面に軸線を中心とした車輪溝６が標準的に形成されている。そこで、本実施形態においては、当該車輪溝６に対して位置決め手段２０の係合突条２２ａを係合させることで、筐体１０の車輪１に対する相対位置、即ち、装置本体８０の車輪１に対する相対位置が位置決めされる。これにより、筐体１０内に収納された距離測定部３０の車輪１の径方向及び軸線方向位置を常に同一とすることができるため、より精度高く車輪１の外周面２形状を測定することが可能となる。 Here, in the wheel 1 of a railway vehicle, the wheel groove 6 centering on an axis line is normally formed in the end surface. Therefore, in this embodiment, by engaging the engagement protrusion 22a of the positioning means 20 with the wheel groove 6, the relative position of the housing 10 with respect to the wheel 1, that is, the wheel 1 of the apparatus main body 80. The relative position is positioned. Thereby, since the radial direction and the axial direction position of the wheel 1 of the distance measuring unit 30 housed in the housing 10 can always be the same, the shape of the outer peripheral surface 2 of the wheel 1 can be measured with higher accuracy. It becomes possible.

さらに、この状態で一対のマグネット２１，２１が車輪１の端面４に固着されることで、筐体１０を車輪１に対して確実に固定することができ、安定した測定作業を行うことができる。これによって、車輪１の外周面２の形状をより一層正確に測定することが可能となる。 Further, in this state, the pair of magnets 21 and 21 are fixed to the end surface 4 of the wheel 1, whereby the housing 10 can be reliably fixed to the wheel 1 and stable measurement work can be performed. . Thereby, the shape of the outer peripheral surface 2 of the wheel 1 can be measured more accurately.

ここで、鉄道車両の車輪１においては種々の形状のものがあり、例えば標準車輪、小径車輪、貨物車輪の三種がある。したがって、位置決め手段２０の係合突条２２ａが筐体１０の同一箇所にあれば、車輪１の種類の違いによって、筐体１０及び距離測定部３０を適切な箇所に配置することができず、外周面形状の測定の正確性が担保できなくなってしまう。 Here, the wheel 1 of the railway vehicle has various shapes, for example, standard wheels, small-diameter wheels, and cargo wheels. Therefore, if the engagement protrusion 22a of the positioning means 20 is at the same location of the housing 10, the housing 10 and the distance measuring unit 30 cannot be arranged at an appropriate location due to the difference in the type of the wheel 1, The accuracy of the measurement of the outer peripheral surface shape cannot be guaranteed.

そこで、本実施形態のように、筐体１０の定位置に着脱可能な着脱部材２２を設け、当該着脱部材２２に係合突条２２ａを設けることとし、さらに、この係合突条２２ａの位置が互いに異なる複数の着脱部材２２を用意することとする。これにより、車輪１の種類に応じて車輪溝６との位置関係が適切な着脱部材２２を装着することで、車輪１の種類に柔軟に対応して、筐体１０及び距離測定部３０を車輪１に対して適切な箇所に配置することが可能となる。 Therefore, as in the present embodiment, a detachable detachable member 22 is provided at a fixed position of the housing 10, an engagement ridge 22 a is provided on the detachable member 22, and the position of the engagement ridge 22 a is further determined. A plurality of detachable members 22 having different values are prepared. Accordingly, the housing 10 and the distance measuring unit 30 can be flexibly adapted to the type of the wheel 1 by attaching the detachable member 22 having an appropriate positional relationship with the wheel groove 6 according to the type of the wheel 1. 1 can be arranged at an appropriate location.

また、本実施形態の車輪形状測定装置１００は、全体としてコンパクトな構成とすることができるため、作業員が持ち運びし易く、即ち、携帯性に優れているため、場所を選ばずして車輪１の外周面２の形状を測定することができる。したがって、鉄道用車両の台車から取り外された車輪１の外周面２を測定可能であることはもちろん、鉄道用車両に取り付けられた状態の車輪１の外周面２も測定することができる。 Moreover, since the wheel shape measuring apparatus 100 of this embodiment can be set as a compact structure as a whole, since it is easy to carry around by an operator, ie, it is excellent in portability, the wheel 1 can be selected without choosing a place. The shape of the outer peripheral surface 2 can be measured. Therefore, the outer peripheral surface 2 of the wheel 1 removed from the carriage of the railway vehicle can be measured, and the outer peripheral surface 2 of the wheel 1 attached to the railway vehicle can also be measured.

以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明の技術的思想を逸脱しない限り、これらに限定されることはなく、多少の設計変更等も可能である。
例えば、実施形態においては、乱反射光吸収手段６０として、第一光吸収材６１及び第二光吸収材６２を備えたものについて説明したが、これに限定されることはなく、乱反射光が至る箇所であれば、他の箇所に第一光吸収材６１及び第二光吸収材６２と同様の光吸収材を配置してもよい。 As mentioned above, although embodiment of this invention was described in detail, unless it deviates from the technical idea of this invention, it is not limited to these, A some design change etc. are possible.
For example, in the embodiment, the irregular reflection light absorbing means 60 has been described as including the first light absorption material 61 and the second light absorption material 62, but is not limited to this, and the location where irregular reflection light reaches If it is, you may arrange | position the light absorption material similar to the 1st light absorption material 61 and the 2nd light absorption material 62 in another location.

また、このような光吸収材としては、クロロプレンゴム等の黒色の材料のみならず、光を積極的に吸収可能であれば他の材料、色彩のいかなる部材であってもよい。 Further, as such a light absorbing material, not only a black material such as chloroprene rubber, but also any other material and color member may be used as long as light can be actively absorbed.

また、本実施形態においては、ラックピニオン機構５０を採用したが、たとえば、ピニオン５２に代えて回転体を設けるとともに、ラック５１に代えて回転体の外周面が高摩擦で接触するガイド部材を設け、支持部４２及び測定部本体３１のスライド移動に伴って回転体がガイド部材との接触により回転する構成であってもよい。これによっても実施形態と同様、距離測定部３０の投光部３２が回転体の回転数に対応した所定のパルスで光線を照射する構成とすることができる。 In the present embodiment, the rack and pinion mechanism 50 is employed. For example, a rotating body is provided instead of the pinion 52, and a guide member that contacts the outer peripheral surface of the rotating body with high friction is provided instead of the rack 51. The rotating body may be rotated by contact with the guide member as the support section 42 and the measurement section main body 31 slide. Also by this, it can be set as the structure which the light projection part 32 of the distance measurement part 30 irradiates with a predetermined pulse corresponding to the rotation speed of a rotary body similarly to embodiment.

さらに、距離測定部３０の照射する光線は、照射対象に点光線を照射するもの、あるいは、ライン光線を照射するもののいずれであってもよい。なお、測定結果としての外周面形状カーブを滑らかなものとするためには、ライン光線を照射するものであることが好ましい。 Furthermore, the light beam irradiated by the distance measuring unit 30 may be either one that irradiates the irradiation target with a point beam or one that irradiates a line beam. In addition, in order to make the outer peripheral surface shape curve as a measurement result smooth, it is preferable to irradiate a line light beam.

また、本実施形態においては、筐体１０の延出板部１２が該筐体１０の軸線Ｏ内側のみにいたち形成されているが、これに限定されず、例えば軸線Ｏ方向外側にも延出板部１２が形成されていてもよい。この場合、軸線Ｏ方向他方側の延出板部にも、位置決め手段２０のマグネット２１を設けて、車輪１に対して固定可能な構成としてもよい。これによって、より強固に装置本体８０を車輪１に対して固定することができる。 In the present embodiment, the extension plate portion 12 of the housing 10 is formed only on the inner side of the axis O of the housing 10, but the present invention is not limited to this. The plate part 12 may be formed. In this case, the extension plate portion on the other side in the axis O direction may be provided with the magnet 21 of the positioning means 20 so as to be fixed to the wheel 1. Thereby, the apparatus main body 80 can be more firmly fixed to the wheel 1.

さらに、軸線Ｏ方向外側の延出板部における軸線Ｏ方向内側を向く面にも第二光吸収材６２を設けてもよい。これによって、当該延出板部によって乱反射光が距離測定部３０に反射されてしまうことを防止することができる。 Furthermore, you may provide the 2nd light absorption material 62 also in the surface which faces the axis line O direction inner side in the extension board part of an axis line O direction outer side. Thereby, it is possible to prevent the irregularly reflected light from being reflected by the distance measuring unit 30 by the extended plate portion.

また、位置決め手段２０においては、マグネット２１，２１によって車輪１の端面４に固着される構成としたが、当該マグネット２１，２１が車輪１の他の箇所、例えば、外周面２等に固着される構成としてもよい。また、マグネット２１，２１は必ずしも一対に限られず、複数であってもよいし、もちろん単一であってもよい。 In the positioning means 20, the magnets 21 and 21 are fixed to the end surface 4 of the wheel 1. However, the magnets 21 and 21 are fixed to other portions of the wheel 1, for example, the outer peripheral surface 2 and the like. It is good also as a structure. Moreover, the magnets 21 and 21 are not necessarily limited to a pair, and may be plural or may be single.

さらに、位置決め手段２０は、マグネット２１，２１に代えて例えばベルトや治具等を介して車輪１に対して筐体１０を固定する構成であってもよい。 Furthermore, the positioning means 20 may be configured to fix the housing 10 to the wheel 1 via, for example, a belt or a jig instead of the magnets 21 and 21.

また、実施形態では、係合突条２２ａが着脱部材２２に設けられている構成としたが、該係合突条２２ａが筐体１０に直接的に設けられている構成であってもよい。また、係合突条２２ａに代えて、例えば、車輪溝６に嵌り込む複数の突起部を車輪１に対して筐体１０を位置決めするための係合部としてもよい。 In the embodiment, the engaging ridge 22 a is provided on the detachable member 22, but the engaging ridge 22 a may be provided directly on the housing 10. Further, instead of the engaging ridge 22a, for example, a plurality of protrusions fitted into the wheel groove 6 may be used as engaging portions for positioning the housing 10 with respect to the wheel 1.

さらに、実施形態では、基部として筐体１０を採用した例について説明したが、基部の形状は必ずしも筐体１０に限定されることはなく、位置決め手段２０によって位置決めされるとともに、距離測定部３０が取り付け可能な構造ならば、他の形状の部材を基部として採用してもよい。 Furthermore, in the embodiment, an example in which the housing 10 is employed as the base has been described. However, the shape of the base is not necessarily limited to the housing 10, and the positioning unit 20 positions the distance measuring unit 30. As long as the structure is attachable, a member having another shape may be adopted as the base.

１車輪
２外周面
２ａフランジ
２ｂ踏面
４端面
５輪軸
６車輪溝
１０筐体
１１ａ側板
１１ｂ側板
１１ｃ側板
１１ｄ側板
１２延出板部
１３天板
１３ａスリット
２０位置決め手段
２１マグネット
２２着脱部材
２２ａ係合突条（係合部）
２３マグネット
３０距離測定部
３１測定部本体
３２投光部
３３受光部
３４測定開始ボタン
３５コネクタ
４０スライド手段
４１レール部
４２支持部
４３ガイド部
４４操作摘み
５０ラックピニオン機構
５１ラック
５２ピニオン
６０乱反射光吸収手段
６１第一光吸収材
６１ａ連通路
６２第二光吸収材
８０装置本体
９０表示装置
９１表示画面
９２ケーブル
１００車輪形状測定装置 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Wheel 2 Outer surface 2a Flange 2b Tread surface 4 End surface 5 Wheel shaft 6 Wheel groove 10 Housing | casing 11a Side plate 11b Side plate 11c Side plate 11d Side plate 12 Extension plate part 13 Top plate 13a Slit 20 Positioning means 21 Magnet 22 Detaching member 22a Engagement ridge (Engagement part)
23 Magnet 30 Distance measuring unit 31 Measuring unit main body 32 Light projecting unit 33 Light receiving unit 34 Measurement start button 35 Connector 40 Slide means 41 Rail unit 42 Support unit 43 Guide unit 44 Operation knob 50 Rack and pinion mechanism 51 Rack 52 Pinion 60 Absorbing diffuse reflection light Means 61 First light absorbing material 61a Communication path 62 Second light absorbing material 80 Device main body 90 Display device 91 Display screen 92 Cable 100 Wheel shape measuring device

Claims

車輪におけるフランジ及び踏面を含む外周面の形状を測定する車輪形状測定装置であって、
前記車輪の径方向外側に配される基部と、
該基部に取り付けられて、前記車輪の径方向外側から該車輪の外周面に向かって光線を照射し、その反射光によって該外周面までの距離を検出する距離測定部と、
前記基部を前記車輪に対して位置決めして固定する位置決め手段と、
前記距離測定部を前記基部に対して前記車輪の軸線方向にスライド移動可能とさせるスライド手段と、
前記外周面における前記光線の反射にて生じる乱反射光を吸収する乱反射光吸収手段とを備えることを特徴とする車輪形状測定装置。 A wheel shape measuring device for measuring a shape of an outer peripheral surface including a flange and a tread on a wheel,
A base disposed radially outside the wheel;
A distance measuring unit that is attached to the base, irradiates light from the radially outer side of the wheel toward the outer peripheral surface of the wheel, and detects the distance to the outer peripheral surface by the reflected light;
Positioning means for positioning and fixing the base to the wheel;
Slide means for allowing the distance measuring unit to slide in the axial direction of the wheel with respect to the base;
A wheel shape measuring apparatus comprising: irregularly reflected light absorbing means for absorbing irregularly reflected light generated by reflection of the light beam on the outer peripheral surface.

前記乱反射光吸収手段は、
前記距離測定部に設けられた前記反射光を受光する受光部における前記車輪の径方向内側において、該反射光の光路を取り囲むように設けられた第一光吸収材を有することを特徴とする請求項１に記載の車輪形状測定装置。 The irregularly reflected light absorbing means is
The first light-absorbing material provided so as to surround the optical path of the reflected light on the radially inner side of the wheel in the light-receiving unit that receives the reflected light provided in the distance measuring unit. Item 2. The wheel shape measuring device according to Item 1.

前記乱反射光吸収手段は、
前記第一光吸収材に加えて、
前記第一光吸収材よりも前記車輪の径方向内側において、前記反射光の光路における前記軸線方向の少なくとも一方側に設けられた第二光吸収材を有することを特徴とする請求項２に記載の車輪形状測定装置。 The irregularly reflected light absorbing means is
In addition to the first light absorber,
The second light absorbing material provided on at least one side in the axial direction in the optical path of the reflected light, on the radially inner side of the wheel with respect to the first light absorbing material. Wheel shape measuring device.

前記基部に設けられ、前記軸線方向に延在するラックと、
前記距離測定部に設けられ、前記距離測定部のスライド移動に伴って前記ラックとの噛み合いにより回転するピニオンとをさらに備え、
前記距離測定部は、前記ピニオンの回転に伴って、該ピニオンの回転数に対応して予め定められたパルス数で、前記光線をパルス的に照射することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の車輪形状測定装置。 A rack provided at the base and extending in the axial direction;
A pinion that is provided in the distance measuring unit and rotates by meshing with the rack as the distance measuring unit slides;
The distance measuring unit irradiates the light beam in a pulse manner with a predetermined number of pulses corresponding to the number of rotations of the pinion as the pinion rotates. The wheel shape measuring apparatus as described in any one of Claims.

前記位置決め手段は、前記基部にそれぞれ設けられた、
前記車輪の端面に標準形成された車輪溝に係合する係合部と、
前記車輪に固着可能なマグネットとを有することを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の車輪形状測定装置。 The positioning means is provided on the base, respectively.
An engaging portion that engages with a wheel groove that is formed as a standard on the end surface of the wheel;
The wheel shape measuring apparatus according to claim 1, further comprising a magnet that can be fixed to the wheel.

前記位置決め手段が、前記基部の定位置に着脱可能とされた着脱部材をさらに有し、前記基部に代えて該着脱部材に前記係合部が設けられていることを特徴とする請求項５に記載の車輪形状測定装置。 6. The positioning device according to claim 5, further comprising an attachment / detachment member that is attachable / detachable at a fixed position of the base portion, and the engagement portion is provided on the attachment / detachment member instead of the base portion. The wheel shape measuring device described.