JPH0543247B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、レール踏面の摩耗による微小な凹
凸形状を測定する、レール踏面凹凸測定装置に関
するものである。

［従来の技術］ 鉄道線路を形成するレールは、絶えざる列車の
通過により漸次平均的に摩耗するものであるが、
ロングレールのレール溶接部におけるレールの変
形や摩耗による微小凹凸などのレールの上部表面
（以下レール踏面という）の凹凸が発生し、これ
が車両の輪重の変動や騒音の発生に影響すること
が明らかになつている。そこでこのようなレール
踏面の凹凸を測定し、必要によりレール踏面の削
正作業などがおこなわれている。レール踏面の凹
凸の測定は長さ２ｍ程度の範囲で、十ミクロン程
度の凹凸測定の分解能が必要である。

従来、レール踏面の凹凸を測定する機器とし
て、第４図にしめすレール踏面測定器４０があ
る。図ａにおいて、基準梁４１は長さ１〜２ｍの
鋼鉄製で、その両端に設けた取付具４２によりレ
ール１に取り付けられる。基準梁４１には図ｂに
示す検出器４３が摺動可能に取り付けられ、手動
によりこれを移動すると、レールの凹凸に応じて
検出ローラ４４が上下して記録針４５によりロー
ル紙４６に凹凸の曲線が記録されるのである。

このような機械式の測定器は、検出ローラの精
度、基準梁の撓みや変形による誤差の把握や補正
が難しく、また長い梁が必要で重い上、手動のた
め取り扱いが不便なことなどが欠点である。

［発明の目的］ この発明は従来の機械式のレール踏面測定器に
代わり、所定精度を向上するため検出方法をエレ
クトロニクス化し、また取り扱いを便利とするた
めに、移動方法としてモータによる自走式の測定
装置を提供することを目的とするものである。

［問題点を解決するための手段］ この発明では、従来の梁に代わつてレーザビー
ムを基準線に使用する。これにより撓みや変形に
よる誤差がなくまた軽量となる。

次に凹凸の検出には、静電容量の変化により間
隔を測定する、ギヤツプセンサと称する検出器を
使用する。このギヤツプセンサはモータ駆動によ
る自走式の車体にとりつける。測定中、移動ない
し走行により車体に振動を伴うことが起こり、ギ
ヤツプセンサの位置がレールに対して変位し誤差
の原因となる。これに対しては上記のレーザビー
ムによる基準線を参照して補正し、レール踏面の
真の凹凸を精度よく測定するものである。

測定データのレール踏面の位置との対応をとる
ために、車軸にエンコーダを直結して回転角度を
計り、これより移動距離を求めるものである。

以上によりえられた各データはマイクロコンピ
ユータより処理されて、記録器により記録され
る。

［実施例］ 第１図ａ，ｂはこの発明によるレール踏面測定
装置の検出器を搭載した検出車体８の構造図で、
図ａはレールに直角方向の断面図、図ｂは平面図
である。車体は２軸４輪で、モータ５の回転力は
ギヤ６を介して駆動車輪３に伝えられ自走する。
車体がレール１から外れず安定に測定できるよう
に、ガイドローラ７を用いて、車体を支持してい
る。移動距離の測定のためロータリーエンコーダ
９が走行車輪４の車軸に適当なギアを介して取り
付けられている。

２個の台車枠２を連結する床板２ａの中央にギ
ヤツプセンサ１０が固定され、その下面とレール
踏面の間隔が測定される。その精度はミクロンオ
ーダである。図ｂに示すように、イメージセンサ
１１が次に述べる基準部２０よりの基準レーザビ
ーム２４を受光する位置に設けられる。

第２図はこの発明によるレール踏面凹凸測定装
置における検出車体８と基準設定部２０をレール
１に装着した状態を示すもので、基準設定部２０
は測定すべきレール１の１端に着脱自在に固定さ
れる。基準設定部２０においては、レーザ質２１
のレーザビームを、コンメートレンズ２２により
平行なビームとし、さらにスリツト２３によつて
細くし、基準レーザビーム２４とする。この場合
重要な点は、基準レーザビーム２４とレール１と
が正しく平行におかれることで、これはイメージ
センサ１１により調整されるものである。

第３図は検出車体８と検出データの処理を行う
信号処理部３０などのブロツク構成図を示す。

ギヤツプセンサ１０の出力信号はＡ／Ｄ変換器
３２によりデジタル化され、またイメージセンサ
１１の出力信号は増幅器１２によりレベルが調整
され、それぞれマイクロコンピユータ３１に入力
する。ここでこれらの信号より、ギヤツプセンサ
１０とレール踏面の間隔のデータと、基準レーザ
ビーム２４に対する車***置の変動のデータがも
とめられ、後者により前者の補正が行われる。す
なわち、これらの差分が真のレール踏面の凹凸を
表すものとして演算・出力される。同時にロータ
リーエンコーダ９によりえられている車軸の回転
角度のデータ信号がマイクロコンピユータ３１に
とりこまれて車体の移動距離に換算され、凹凸の
データとともに記録器３４に記録されるものであ
る。なお各部に対する電源として、直流電源部３
３が設けられている。

［発明の効果］ 以上に説明したように、この発明によるレール
踏面凹凸測定装置を使用すれば、従来の手動式に
比較して、自走方式であるので取り扱い上便利な
ことは勿論、移動により車体に振動が生じても、
レーザビームによる正確な基準線を用いて補正す
るので誤差が小さく、ギヤツプセンサによる間隔
測定とあいまつて、従来より遥かに高精度の凹凸
測定が可能となるものである。

このような装置を、レール踏面の凹凸の測定に
使用することにより、効率的なレールの管理をお
こなうことができ、その効果は大きいものがあ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図ａ，ｂはこの発明による踏面凹凸測定装
置の検出車体の構造図で、図ａはレールに直角方
向の断面図、図ｂは平面図である。第２図はこの
発明によるレール踏面凹凸測定装置における、検
出車体と基準設定部をレールに装着した状態を示
す図、第３図はこの発明によるレール踏面凹凸測
定装置の検出車体と信号処理部のブロツク構成
図、第４図ａ，ｂは従来のレール踏面測定器の構
造を示す外観図である。 １……レール、２……台車枠、２ａ…床板、３
……駆動車輪、４……走行車輪、５……モータ、
６……ギア機構、７……ガイドローラ、８……検
出車体、９……ロータリーエンコーダ、１０……
ギヤツプセンサ、１１……イメージセンサ、１２
……増幅器、２０……基準設定部、２１……レー
ザ管、２２……コリメートレンズ、２３……スリ
ツト、２４……基準レーザビーム、３０……信号
処理部、３１……マイクロコンピユータ、３２…
…Ａ／Ｄ変換器、３３……直流電源部、３４……
記録器、４０……レール踏面測定器、４１……基
準梁、４２……取付具、４３……検出器、４４…
…検出ローラ、４５……記録針、４６……ロール
紙。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ レールに固定して、レール踏面より一定の高
   さの位置に高さの基準レーザビームを設定する手
   段を有する基準設定部と、上記レール上を自走可
   能な台車に、レール踏面に対する台車の高さを検
   出する手段、基準レーザビームを受光して高さの
   変化量を検出する手段、ならびに台車が移動した
   距離を検出する手段を備えた検出車体と、上記レ
   ール踏面にたいする台車の高さの検出データ、基
   準レーザビームにたいする台車の高さの検出デー
   タより、レール踏面の凹凸の量を計算し、レール
   上の位置のデータとともに出力する信号処理部お
   よび記録器とよりなることを特徴とするレール踏
   面凹凸測定装置。 ２ レーザ管、コリメートレンズおよびスリツト
   からなる上記基準設定部を有する特許請求の範囲
   第１項記載のレール踏面凹凸測定装置。 ３ 回転角度より台車の移動距離を算出できる、
   車軸に直結したロータリーエンコーダを設けた上
   記検出車体を有する特許請求の範囲第１項記載の
   レール踏面凹凸測定装置。