JP6168922B2 - レーザ装置及びその使用方法 - Google Patents

Description

本発明は、線路周辺設備のレール長手方向における位置を示すためのレーザ装置、及びその使用方法に関する。

鉄道の線路には、レール及び線路周辺設備が設けられている。線路周辺設備は、例えば、信号機やＡＴＳ（自動列車停止装置）の地上子等である。各々の線路周辺設備は、所定の位置に設置される。線路周辺設備の位置は、線区の起点からの線路に沿った距離に基づくキロ程等で表される。線路に沿った距離は、レールに沿って測定される。

例えば、図７に示されるように、ＡＴＳ−Ｐ（Ｐ型の自動列車停止装置）の地上子６ａ、６ｂを設置する場合、地上子６ａ、６ｂは、信号機７の手前の所定距離Ｄａ、Ｄｂの地点に設置される。所定距離Ｄａ、Ｄｂは、信号機７の背板の位置を基準位置としてレール４に沿って測定される。距離測定における基準位置を示すために、信号機７の背板のレール長手方向Ｘにおける位置、すなわち背板位置の墨出しが行われる。

従来の背板位置の墨出しについて、図８及び図９を参照して説明する。図８に示されるように、作業員Ｗ１が、安全帯を着用したうえで信号機７の点検台７１まで上がり、背板７２から下げ振り１０１を下す。下げ振り１０１は、糸の端に錘を吊るしたものである。図９に示されるように、別の２人の作業員Ｗ２、Ｗ３が、下げ振り１０１からレール４に直角に紐１０２を張り、レール４上に背板位置を墨出しする。このように、信号機７の背板位置を墨出しするために、少なくとも３人の作業員Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３が必要である。また、１人の作業員Ｗ１が信号機７の点検台７１まで上がり、複数の作業員Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３の連携が必要であるので、作業時間が１０分以上かかる。さらに、高所にある点検台７１での作業は、安全帯を使用する必要があり、容易ではない。

軌陸車上に搭載されたレーザスキャナを有し、線路周辺設備の３次元の位置情報を取得する線路周辺設備空間情報取得システムが知られている（例えば、特許文献１参照）。このシステムを用いて線路周辺設備の位置情報を取得すれば、線路周辺設備間のレールに沿った距離を算出することができる。このシステムは、レーザスキャナを用いるので、線路周辺設備が高所にあっても、位置情報の取得に高所作業は不要である。しかしながら、このシステムは、軌陸車上に構成されるので、使用の際、軌陸車の載線及び離線等に時間がかかる。このため、このシステムは、走行しながら多くの線路周辺設備の位置情報をまとめて取得する使い方には適しているが、１つ又は少数の線路周辺設備の位置情報を取得する使い方は、効率的ではなく、適していない。

特開２０１２−２２５８４６号公報

本発明は、上記問題を解決するものであり、任意の高さの線路周辺設備のレール長手方向における位置を容易に示すことを目的とする。

本発明のレーザ装置は、線路周辺設備のレール長手方向における位置を示すためのものであって、レールに載置されてレール頭部と係合する基部と、前記基部に対して回動可能に取り付けられ、レーザ光を出射する光源部とを備え、前記光源部の光軸は、前記基部がレール頭部と係合した状態で、該光源部が回動されたとき、レール長手方向に垂直な平面内で角度が変わることを特徴とする。

このレーザ装置において、前記基部は、レール頭部と係合する溝部を有することが好ましい。

このレーザ装置において、前記光源部は、蝶番を介して前記基部に取り付けられ、前記蝶番の軸は、前記光軸を含む平面に垂直であり、前記基部がレール頭部と係合したとき、前記蝶番の軸がレール長手方向を向くことが好ましい。

このレーザ装置において、前記基部は、レール頭部の一部を露出させる開口部が形成されており、前記光軸を含む平面がレールと交わる位置を示す目印を前記開口部の周縁に有することが好ましい。

このレーザ装置において、前記基部がレールに載置された時にレールと接触する部分は、電気的に絶縁されていることが好ましい。

本発明のレーザ装置の使用方法は、前記レーザ装置の使用方法であって、前記線路周辺設備は、信号機であり、前記基部をレールに載置してレール頭部と係合する工程と、前記光源部からレーザ光を出射する工程と、前記光源部が出射するレーザ光が前記信号機の背板に照射されるように、前記光軸の角度及び前記基部のレール長手方向における位置を調整する工程とを有することを特徴とする。

本発明のレーザ装置によれば、光源部の光軸は、レール長手方向に垂直な平面内で角度が変わるので、光源部からレーザ光を任意の高さの線路周辺設備に照射して、その線路周辺設備のレール長手方向における位置を容易に示すことができる。

本発明の一実施形態に係るレーザ装置の平面図。 同レーザ装置の側面図。 同レーザ装置の底面図。 同レーザ装置の背面図。 同レーザ装置における光源部を折り畳んだ状態の側面図。 同レーザ装置の使用時の側面図。 信号機及び地上子の配置図。 従来の信号機の背板位置の墨出しにおける下げ振りを示す側面図。 同背板位置の墨出しにおける紐張りを示す図。

本発明の一実施形態に係るレーザ装置を図１乃至図６を参照して説明する。図１乃至図５に示されるように、レーザ装置１は、線路周辺設備（図示せず）のレール長手方向Ｘにおける位置を示すものである。線路周辺設備は、レール４から離れた位置にあるので、線路周辺設備のレール長手方向Ｘにおける位置とは、線路周辺設備からレール４に下した垂線の足のレール長手方向Ｘにおける位置である。

レーザ装置１は、基部２と、光源部３とを有する。基部２は、レール４に載置されてレール頭部４１と係合する部分である。光源部３は、基部２に対して回動可能に取り付けられ、レーザ光を出射する部分である。図６に示されるように、光源部３の光軸Ｌは、基部２がレール頭部４１と係合した状態で、光源部３が回動されたとき、レール長手方向Ｘに垂直な平面Ｐ内で角度θが変わる。なお、光軸Ｌの角度θは、水平を角度の基準とすると、仰俯角である。

基部２は、レール頭部４１と係合する溝部２１を有する。

光源部３は、蝶番３１を介して基部２に取り付けられる。蝶番３１の軸３１１は、光軸Ｌを含む平面Ｐに垂直であり、基部２がレール頭部４１と係合したとき、蝶番３１の軸３１１がレール長手方向Ｘを向く（図１参照）。なお、図１では、この平面Ｐは、直線で表される。

基部２は、レール頭部４１の一部を露出させる開口部２２が形成されている。基部２は、光軸Ｌを含む平面Ｐがレール４と交わる位置を示す目印２３を開口部２２の周縁に有する。

基部２がレール４に載置された時にレール４と接触する部分は、電気的に絶縁されている。

レーザ装置１の各構成をさらに詳述する。基部２は、本実施形態では、平面視で長方形の天板２４と、その長方形の長辺から下方に延びる側板２５、２６とを有する（図２参照）。天板２４及び側板２５、２６によって、基部２の下部に溝部２１が構成される。溝部２１の幅がレール頭部４１の幅より若干大きく設定されるので、基部２をレール４に載置するとき、一方の側板２５の内側をレール頭部４１の一方の側面に密着させる。基部２がレール４に載置されたとき、溝部２１がレール頭部４１と係合し、レーザ装置１のレール４に対する向きが定まる。具体的には、天板２４の長辺の向きがレール長手方向Ｘと一致するようにレーザ装置１の水平方向が定まる。

開口部２２は、天板２４の中央付近に形成される。目印２３は、天板２４の上面における開口部２２の周縁に付けられる。本実施形態では、目印２３は、幅を有する直線であり、天板２４上に溝として形成される。なお、目印２３を着色等によって付けてもよい。目印２３は、直線に限定されず、三角形等であってもよい。

天板２４は、貫通孔２７が形成されている（図１参照）。貫通孔２７は、レーザ装置１を運ぶ際に用いる金具（カラビナ）を通すためのものである。また、天板２４は、突起２８を有する（図５参照）。突起２８は、光源部３を折り畳むときの基部２と光源部３との衝突を緩和する。

基部２は、合成樹脂を上記のように成形したものである。基部２の材料として適切な合成樹脂を選択することにより、強度を確保しつつ基部２が軽量化されるとともに電気的に絶縁される。基部２を軽量化することにより、レーザ装置１の持ち運びや使用が容易になる。基部２を電気的に絶縁する部分は、少なくとも、基部２がレール４に載置された時にレール４と接触する部分である。本実施形態では、基部２の全体を絶縁物で形成することにより、レール４の絶縁継目等の短絡を一層確実に防止している。なお、基部２の材料は、合成樹脂に限定されず、木や複合材料等であってもよい。

光源部３は、筐体３２と、レーザ光源３３と、電池３４と、スイッチ３５とを有する。筐体３２は、合成樹脂等を成形したものであり、防水機能を有する有底有蓋であり、レーザ光源３３及び電池３４等を収容する。本実施形態では、レーザ光源３３は、半導体レーザであり、可視光のレーザ光を出射する。筐体３２は、レーザ光源３３が出射するレーザ光が透過又は通過する部分を先端側に有する。電池３４は、レーザ光源３３に電力を供給する電源である。スイッチ３５は、レーザ光源３３と電池３４との電気的接続を入切操作するものであり、本実施形態では、筐体３２の底部に取り付けられる。筐体３２の蓋３２１は、ねじ３６によって固定される。筐体３２は、取っ手３７を側面に有する。取っ手３７は、光源部３を回動する時にユーザが持つ部分である。

上記のように構成されたレーザ装置１を用いて線路周辺設備にレーザ光を照射した時、光源部３の光軸Ｌのレール長手方向Ｘにおける位置が、被照射部（線路周辺設備にレーザ光が照射されている部分）のレール長手方向Ｘにおける位置となる。この位置は、目印２３で示される。

レーザ装置１の使用方法について、使用対象の線路周辺設備が信号機等である場合を例に説明する。レーザ装置１の使用方法は、線路周辺設備が信号機以外であっても、信号機の場合と同様である。

作業員は、光源部３を基部２上に折り畳んだ状態で、レーザ装置１を信号機の近くに運ぶ（図５参照）。作業員は、レーザ装置１の基部２を、信号機から遠い方のレール４に載置する。このとき、蝶番３１に近い方の溝部２１の内側面に、レール頭部４１の信号機に近い方の側面を密着させる。これにより、溝部２１がレール頭部４１と係合し、基部２のレール４に対する向きが定まる。

作業員は、光源部３の取っ手３７を持って、光源部３を回動する（図６参照）。光源部３が回動されると、光軸Ｌは、レール長手方向Ｘに垂直な平面Ｐ内で回転し、角度θが変わる。作業員は、光源部３の先端側（レーザ光を出射する側）を信号機の背板がある方向に向け、スイッチ３５を入操作し、光源部３からレーザ光を出射する。レーザ光は、指向性が優れているので、ほとんど広がらずに光軸Ｌ方向に直進する。

作業員は、光源部３が出射するレーザ光が信号機の背板に照射されるように、光軸Ｌの角度θ及び基部２のレール長手方向Ｘにおける位置を調整する。このような調整は、光源部３を回動することと、基部２をレール長手方向Ｘに動かすことによって行われる。信号機の背板がレーザ光で照射されたことは、目視で確認される。

信号機の背板がレーザ光で照射された時、光軸Ｌのレール長手方向Ｘにおける位置が、信号機の背板のレール長手方向Ｘにおける位置、すなわち背板位置である。レーザ装置１によって背板位置の墨出しが行われたことになる。この背板位置は、目印２３で示される。作業員は、目印２３で示される位置を確認する。

作業員は、開口部２２から露出しているレール頭部４１における目印２３で示される位置にチョーク等で印を付ける。この印を基準位置として他の線路周辺設備、例えば、ＡＴＳ−Ｐの地上子までの距離を測定する。チョーク等で印を付けた基準位置から所定距離だけ離れた位置にレーザ装置１を移動し、光源部３から左右のレール間にレーザ光を出射することにより、地上子を設置すべき位置が直接示される。これは、レーザ光による墨出しである。なお、基準位置に合わせて他の線路周辺設備を設置する場合、基準位置を墨出しした後のレーザ装置１の移動は省略される。

上記のようにレーザ装置１を使用することによって、１人の作業員が信号機の背板位置を短時間で容易に墨出しすることができる。また、作業員が高所にある信号機の点検台まで上がる必要がないので、作業が容易になる。さらに、レーザ装置１は、軌陸車を用いないので、使用の際、軌陸車の載線及び離線等が不要である。

以上、本実施形態に係るレーザ装置１によれば、基部２がレール頭部４１と係合した状態で、光源部３の光軸Ｌは、光源部３の回動によって、レール長手方向Ｘに垂直な平面Ｐ内で角度θが変わるので、光源部３からレーザ光を任意の高さの線路周辺設備に照射して、その線路周辺設備のレール長手方向Ｘにおける位置を容易に示すことができる。

レーザ装置１は、レール頭部４１と係合する溝部２１を基部２に有するので、基部２がレール４に載置されたとき、基部２のレール４に対する向きが定まる。

蝶番３１の軸３１１は、光軸Ｌを含む平面Ｐに垂直であり、基部２がレール頭部４１と係合したとき、光源部３を取り付ける蝶番３１の軸３１１がレール長手方向Ｘを向くので、光源部３の回動によって、光軸Ｌは、レール長手方向Ｘに垂直な平面Ｐ内で角度θが変わる。

基部２は、レール頭部４１の一部を露出させる開口部２２が形成されており、光軸Ｌを含む平面Ｐがレール４と交わる位置を示す目印２３を開口部２２の周縁に有するので、線路周辺設備のレール長手方向Ｘにおける位置を、レール４上に印すことができる。

基部２がレール４に載置された時にレール４と接触する部分は、電気的に絶縁されているので、基部２の下にレール４の絶縁継目があっても、絶縁継目を短絡しない。

なお、本発明は、上記の実施形態の構成に限られず、発明の要旨を変更しない範囲で種々の変形が可能である。例えば、使用対象の線路周辺設備は、信号機や地上子に限定されず、標識等であってもよい。また、光源部３は、可視光線のレーザ光を出射するものに限定されず、赤外線のレーザ光を出射するものであってもよい。光源部３が赤外線のレーザ光を出射する場合、レーザ装置１のユーザ（作業員）は、線路周辺設備に照射されたレーザ光を視認できるように、赤外線を可視化する装置を装着する。

１ レーザ装置
２ 基部
２１ 溝部
２２ 開口部
２３ 目印
３ 光源部
３１ 蝶番
３１１ 蝶番の軸
Ｌ 光軸
Ｐ 光軸を含む平面
Ｘ レール長手方向
θ 光軸の角度

Claims (6)

1. 線路周辺設備のレール長手方向における位置を示すためのレーザ装置であって、
   レールに載置されてレール頭部と係合する基部と、
   前記基部に対して回動可能に取り付けられ、レーザ光を出射する光源部とを備え、
   前記光源部の光軸は、前記基部がレール頭部と係合した状態で、該光源部が回動されたとき、レール長手方向に垂直な平面内で角度が変わることを特徴とするレーザ装置。
2. 前記基部は、レール頭部と係合する溝部を有することを特徴とする請求項１に記載のレーザ装置。
3. 前記光源部は、蝶番を介して前記基部に取り付けられ、
   前記蝶番の軸は、前記光軸を含む平面に垂直であり、
   前記基部がレール頭部と係合したとき、前記蝶番の軸がレール長手方向を向くことを特徴とする請求項２に記載のレーザ装置。
4. 前記基部は、レール頭部の一部を露出させる開口部が形成されており、前記光軸を含む平面がレールと交わる位置を示す目印を前記開口部の周縁に有することを特徴とする請求項３に記載のレーザ装置。
5. 前記基部がレールに載置された時にレールと接触する部分は、電気的に絶縁されていることを特徴とする請求項４に記載のレーザ装置。
6. 請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載のレーザ装置の使用方法であって、
   前記線路周辺設備は、信号機であり、
   前記基部をレールに載置してレール頭部と係合する工程と、
   前記光源部からレーザ光を出射する工程と、
   前記光源部が出射するレーザ光が前記信号機の背板に照射されるように、前記光軸の角度及び前記基部のレール長手方向における位置を調整する工程とを有することを特徴とするレーザ装置の使用方法。
   
   

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