JPH10332324A

JPH10332324A - レール継目板検出装置および軌道検査装置

Info

Publication number: JPH10332324A
Application number: JP15811397A
Authority: JP
Inventors: Makoto Aoki; 真青木; Hideji Matsuzawa; 秀司松沢; Hiroaki Seo; 洋章瀬尾; Mamoru Shinoda; 衛篠田
Original assignee: Tokimec Inc
Current assignee: Tokimec Inc
Priority date: 1997-05-31
Filing date: 1997-05-31
Publication date: 1998-12-18

Abstract

(57)【要約】【課題】レール継目板等の検出を容易かつ確実に行
う。【解決手段】レール２０の斜め上の送光部４１０及び受
光部４２０と、送光部からの照射による反射光に対する
受光部による検出に基づいて継目板２３を検知する継目
板検知手段５３０とを具備したレール継目板検出装置で
あって、送光部４１０は被照射跡が線状となる照射をレ
ールの側面へ向けて行うものであり、受光部４２０は検
出跡が線状となる検出を行うものであり、送光部４１０
及び受光部４２０は、照射光路面４４１と検出光路面４
４２との交線４４３がレール２０の側面に当たるような
部位に配置される。交線上での反射に基づいて擬似的に
横からの測定が行える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、地上や地下の軌
道に敷設されたレール等を検査するために用いられるレ
ール継目板検出装置および軌道検査装置に関し、詳しく
は、走行する検測車からレール遊間を的確に撮影するの
に好適なレール継目板検出装置、及びその継目板検出手
法を継目板以外の軌道構造物側面検出に応用した軌道検
査装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図７に概要模式図を示した軌道検査装置
３０は、検測車１０の車体１１に搭載して用いられる基
本的・一般的なものであり、検測車１０の車輪１２間に
おいてレール２０のレール頂面２１へ向けて車体１１に
取着されたカメラ３１と、カメラ３１で撮った画像デー
タを処理してビデオテープに記録したり表示部３３へ送
出して表示させたりする画像処理部３２とを備えたもの
である。そして、検測車１０が走行するのに伴って、検
査対象のレールを次々に撮影するが、十分な解像度・精
度で撮影を継続するのはデータ量が膨大となって保存や
検索に支障を来たすことから、検査対象として特に重要
なレール遊間２２を選出しての断続的な撮像が行われ
る。すなわち、軌道上に設けられた構造物を検出する軌
道構造物検出手段を設けて、この軌道構造物検出手段の
検出結果に基づいたタイミングで撮像装置によるレール
遊間の撮像を行うのである。

【０００３】従来、カメラ等の撮像装置と軌道構造物検
出手段とを具備した軌道検査装置として、特開平３−１
６５２０７号公報や，特開平３−２２５２０８号公報，
特開平３−２２５２０９号公報などに記載されたものが
知られている。その何れにしても、軌道構造物検出手段
としては、レール遊間そのものを検出する手段が設けら
れている。図８にその構造図を掲げたが、このレール遊
間撮影装置（軌道検査装置）は、画像処理部３２と共に
トリガ部４３が車体１１内に設置され、カメラ３１がレ
ール２０へ向けて車体１１の下部に取着され、カメラ３
１の周りに照明用のストロボ５１が配置され、さらにス
トロボ５１の前後外側にレーザ送光部４１及びレーザ受
光部４２も設けられている。

【０００４】これらは、車体１１下面に取着された保護
カバー６１によって覆われている。そして、その透明窓
６２を介してレーザ送光部４１，レーザ受光部４２によ
るレール遊間２２の検出と共にカメラ３１によるレール
遊間２２の撮像を行う。具体的には、レーザ送光部４１
からレール頂面２１へスリット状のレーザビーム４４を
照射し、その反射光をレーザ受光部４２によって受けて
いて、ビーム照射位置がレール頂面２１の途切れるレー
ル遊間２２に来たときにレーザ光の反射が途切れること
に基づいて軌道構造物としてのレール遊間２２を検出す
る。レール遊間２２が検出されると、トリガ部４３から
ストロボ５１及びカメラ３１に対して撮像処理実行のト
リガが送出される。こうして、レール遊間の撮像がレー
ル遊間の検出に基づいて行われるのである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
従来の軌道検査装置では、レーザ光の反射が消失するこ
とでレール遊間の検出が行われていたため、レーザ光路
上に草等の異物が存在していてこれによってレーザ光が
断たれる状況では検出の精度や信頼性を確保するのが難
かしいと思われる。また、レール遊間に向けてレールが
伸びてきてレール遊間が極めて狭くなったときも、同様
の難しさが有ると考えられる。

【０００６】これに対しては、、不存在を検知するレー
ル遊間の検出に代えて存在を検知するレール継目板の検
出を行う方が望ましいと言える。上述の公報でも継目板
検出について言及している。ところが、単なる言及は有
ってもその具体的な手段は開示されていない。継目板
は、レールの側面に付設されている上に上端の幅がレー
ル頂面よりも狭いので、検測車の車体と共にレール短手
方向に変位すると、レール遊間と同じ様にして検出する
ことは出来ない。しかも、上述の検出方式では、レール
の側面と継目板の側面との識別も容易では無い。車体に
搭載された従来の遊間検出手段と同様にして真上や斜め
上からレールや継目板の側面までの距離を測定したり該
当レールの継目板の有無を検出したりすることは、言う
ほど容易ではないのである。

【０００７】もっとも、これに対しても、横から又は水
平に近い斜めから検出することが考えられる。レールの
頭部や腹部の側面およびレール継目板の側面についてそ
の横方向すなわちレール長手方向に交わる方向の位置等
を測定できれば、その位置変化等に基づいて継目板検出
を容易かつ確実に行えると期待される。しかしながら、
カーブ等でレール近傍に付設されている脱輪防止レール
が継目板検出の邪魔になってしまう。かかるガードレー
ルの存在に加えて、上述した検測車の横変動や、さらに
は規則による各種規制等も有る。

【０００８】このため、レールの真横またはその近傍へ
検出系を配置して直接的に継目板等の側面を検出・測定
することはできない。そこで、検測車から行うレール遊
間等の撮影を的確になしうるよう、上方から又は斜め上
から継目板を検出することの可能なレール継目板検出装
置を案出することが課題となる。

【０００９】また、軌道検査の対象はレール遊間に限ら
ずレールに沿って種々存在するが、それぞれの検査対象
・検査項目ごとに別々の軌道検査装置を揃えるのは負担
が重い。そこで、レール継目板検出装置の望ましくは総
て又は少なくとも主要部を用いた継目板検出手法を応用
して、継目板以外のレールそのもの又はレールに付随し
た軌道構造物の側面についてその有無や位置などの検出
・測定も、継目板検出と同時に又は個別選択的に行える
ようにして軌道検査装置の多機能化を図ることもさらな
る課題となる。

【００１０】この発明は、このような課題を解決するた
めになされたものであり、レール継目板の検出を容易か
つ確実に行えるレール継目板検出装置を実現することを
目的とする。また、本発明は、継目板検出手法を応用し
た軌道構造物側面についての検出・測定が行える軌道検
査装置を実現することも目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】このような課題を解決す
るために発明された各解決手段について、その構成およ
び作用効果を以下に説明する。

【００１２】［第１の解決手段］第１の解決手段のレー
ル継目板検出装置は（、出願当初の請求項１に記載の如
く）、検測車に搭載されてレールの上方または斜め上に
来る送光部および受光部と、前記送光部からの照射によ
る反射光に対する前記受光部による検出に基づいて前記
レールの継目板を検知する継目板検知手段とを具備した
レール継目板検出装置であって、前記送光部は（前記レ
ールを含む照射対象物表面における）被照射跡が線状と
なる照射を前記レールの側面へ向けて行うものであり、
前記受光部は（前記レールを含む検出対象物表面におけ
る）検出跡が線状となる検出を行う又は線状の検出跡を
含む面状の検出を行うものであり、前記送光部および前
記受光部は、前記送光部から（前記被照射跡へ展開され
た送光路の集まりによるところ）の照射光路面と前記受
光部へ（前記検出跡から展開された受光路の集まりによ
るところ）の検出光路面との交線（第１交線）またはそ
の延長線が前記レールの側面に当たるような部位に配置
されていることを特徴とするものである。

【００１３】このような第１の解決手段のレール継目板
検出装置にあっては、レールの上方または斜め上から送
光部によって送光がなされとともにその照射による反射
光に対して受光部による検出もなされる。そして、レー
ル上を検測車が走行するに連れて、その受光部による検
出に基づきレールの継目板が継目板検知手段によって検
知される。これにより、レール継目板の検出がレールの
上方または斜め上から行われる。

【００１４】しかも、送光部・受光部が上記した特定の
条件・関係を満たすことから、線状の被照射跡と線状の
検出跡とが交差するところだけ即ち対象物の反射面が両
光路面の交線上に有るときにそこからの反射光だけが検
出されるので、継目板検知手段による継目板の検知は、
交線上での反射に基づくものとなる。そして、送光・受
光がレールの上から又は斜め上から行われているにも拘
わらず、交線に沿って横から又は水平に近い斜めから検
出したかの如き反射光の検出信号・検出データが得られ
る。

【００１５】これにより、レールの真横またはその近傍
へ検出系を配置して直接的に継目板等の側面を検出・測
定するということが出来なくても、恰もそうしたのと同
様の処理が行えるとともに同様の結果が得られるので、
擬似的に横から検出・測定を行ったと言える。そこで、
実際に横から検出・測定を行うより遥かに容易に行うこ
とができ、しかも継目板検出の確度も同等又はそれ以上
になる。したがって、この発明によれば、レール継目板
の検出を容易かつ確実に行えるレール継目板検出装置を
実現することができる。

【００１６】［第２の解決手段］第２の解決手段のレー
ル継目板検出装置は（、出願当初の請求項２に記載の如
く）、上記の第１の解決手段のレール継目板検出装置で
あって、前記交線が前記レールの長手方向（すなわち進
行方向）に略直交するように前記送光部および前記受光
部が配置されていることを特徴とするものである。

【００１７】ここで、上記の「略直交」とは、厳密に直
交していることの他、多少のずれが有ってもその直交方
向射影成分についての変動量が検出・測定精度に狂いを
生じさせない範囲内であれば該当するという意味であ
る。

【００１８】このような第２の解決手段のレール継目板
検出装置にあっては、レールを基準としたその横方向に
おける変位等を非接触で正確に測ることができるので、
レール継目板の検出確度が特に高い。

【００１９】［第３の解決手段］第３の解決手段のレー
ル継目板検出装置は（、出願当初の請求項３に記載の如
く）、上記の第１，第２の解決手段のレール継目板検出
装置であって、前記交線（第１交線）と異なる他の交線
（第２交線）であって前記レールの頭部側面に当たるも
のを持った照射光路面および検出光路面を生じる手段を
備え、前記継目板検知手段は、前記交線（第１交線）上
での反射に基づく継目板の検知に際し前記他の交線（第
２交線）上での反射に基づく位置検出を行うものである
ことを特徴とするものである。

【００２０】このような第３の解決手段のレール継目板
検出装置にあっては、第１交線上での反射に基づいて継
目板の検知が行われることに加えて、第２交線上での反
射に基づいてレール頭部側面の位置も検出される。そし
て、この位置検出が継目板検知に際して行われること
と、レール及びそれに添設された継目板が所定の相対的
な位置関係を満たしていることから、継目板の検知結果
をレールとの位置関係によって確認することができるの
で、検測車の横変動や，異物による照射光・反射光の遮
断などに起因しての誤検出を少なくすることができる。

【００２１】［第４の解決手段］第４の解決手段のレー
ル継目板検出装置は（、出願当初の請求項４に記載の如
く）、上記の第１の解決手段のレール継目板検出装置で
あって、前記送光部および前記受光部は、前記送光部か
らの照射光路面が前記レールの頭部によって遮られて前
記レールの腹部に生じる影部へ前記交線（第１交線）ま
たはその延長線が当たるように配置されたものであり、
前記継目板検知手段は、前記交線（第１交線）上での反
射光の有無に基づいて継目板の検知を行うものであるこ
とを特徴とするものである。

【００２２】このような第４の解決手段のレール継目板
検出装置にあっては、第１交線がレール腹部における影
部へ対応づけられており、しかも対象物の反射面が両光
路面の交線上に存在してもそこが影部となっているとき
には反射が有り得ないことから、継目板が無いときには
第１交線上での反射光は検出されない。これに対し、継
目板が有るときには、継目板が影部から横に出ていて照
射光を受けること、及び第１交線がレール腹部における
影部に至る前にその継目板の側面に当たることから、第
１交線上で反射光が検出されることとなる。

【００２３】これにより、第１交線上での反射光の有無
に基づいて継目板の検知を行っただけでも、確実な検出
結果が得られる。しかも、そのような継目板検知手段の
具体化は一般に最も容易で簡素なものとなる。したがっ
て、この発明によれば、レール継目板の検出を極めて容
易かつ確実に行えるレール継目板検出装置を実現するこ
とができる。

【００２４】［第５の解決手段］第５の解決手段のレー
ル継目板検出装置は（、出願当初の請求項５に記載の如
く）、上記の第１の解決手段のレール継目板検出装置で
あって、前記送光部および前記受光部は、前記送光部か
らの照射光路面が（前記レールの頭部によって遮られる
ことなく）前記レールの腹部に当たって生じる照部（非
影部）へ前記交線（第１交線）が当たるように配置され
たものであり、前記継目板検知手段は、前記交線（第１
交線）上での反射光の位置変化に基づいて継目板の検知
を行うものであることを特徴とするものである。

【００２５】このような第５の解決手段のレール継目板
検出装置にあっては、第１交線がレール腹部における照
部へ対応づけられているので、継目板の有無に拘わらず
ほぼ常に第１交線上で何れかのところに反射光が検出さ
れる。しかも、継目板の有り無しによって、第１交線上
における対象物表面位置が変わることから、第１交線上
で反射光の位置が変化することとなる。

【００２６】これにより、第１交線上での反射光の位置
変化に基づいて継目板の検知を行うことが可能になると
ともに、第１交線上での反射光が検出されなかった場
合、何らかの理由で照射光・反射光が遮断されたと直ち
に判定しうることから、そのようなことに起因して誤検
出を行うことが無くなるので、確実な検出結果を得るこ
とができる。したがって、この発明によれば、レール継
目板の検出を容易かつ一層確実に行えるレール継目板検
出装置を実現することができる。

【００２７】［第６の解決手段］本発明の軌道検査装置
は（、出願当初の請求項６に記載の如く）、検測車に搭
載されてレールの上方または斜め上に来る送光部および
受光部と、前記送光部からの照射による反射光に対する
前記受光部による検出に基づき（前記レール自体または
それに付随して設けられた物である）軌道構造物の側面
に対する（有無や異常等の）検出・（位置や変動等の）
測定を行う軌道構造物側面検出手段とを具備した軌道検
査装置であって、前記送光部は（前記軌道構造物を含む
照射対象物表面における）被照射跡が線状となる照射を
前記軌道構造物の側面に該当する方へ向けて行うもので
あり、前記受光部は（前記レールを含む検出対象物表面
における）検出跡が線状となる検出を行う又は線状の検
出跡を含む面状の検出を行うものであり、前記送光部お
よび前記受光部は、前記送光部から（前記被照射跡へ展
開された送光路の集まりによるところ）の照射光路面と
前記受光部へ（前記検出跡から展開された受光路の集ま
りによるところ）の検出光路面との交線（第１交線）ま
たはその延長線が前記軌道構造物の側面に当たるような
部位に配置されていることを特徴とするものである。

【００２８】このような軌道検査装置にあっては、第１
の解決手段のレール継目板検出装置とほぼ同様にして、
交線上での反射に基づいて擬似的に横から行ったかの如
き検出・測定をレールの上から又は斜め上から行うよう
にしたことにより、軌道構造物側面についての検出・測
定を容易かつ確実に行えるレール継目板検出装置を実現
することができる。

【００２９】そして、レール継目板の検出手法を応用し
た結果、レールに沿って種々存在する検査対象・検査項
目ごとに別々の軌道検査装置を揃えなくても、継目板以
外の軌道構造物側面についても、その有無を検出したり
その位置を測定したりすることが可能となる。したがっ
て、この発明によれば、継目板検出手法を応用した軌道
構造物側面についての検出・測定が行える軌道検査装置
を実現することができる。

【００３０】

【発明の実施の形態】このような解決手段で達成された
本発明のレール継目板検出装置および軌道検査装置につ
いて、これを実施するための形態を説明する。

【００３１】［第１の実施の形態］本発明の第１の実施
形態は、上述した解決手段のレール継目板検出装置およ
び軌道検査装置であって、前記交線が水平になっている
又は傾斜していることを特徴とする。影部が十分に確保
しうる場合は、交線が水平になるようにした方が、送光
部や受光部の配置設計や組立作業さらには調整も容易と
なる。これに対し、レール頭部の張り出しが少ない場合
や、継目板がレール頭部側面と同程度かそれよりも内側
に位置するような場合には、交線がレールあご下へ斜め
に突き上げる風にして当たるようにすることにより、検
出確度を上げることができる。

【００３２】［第２の実施の形態］本発明の第２の実施
形態は、上述した解決手段および実施形態のレール継目
板検出装置および軌道検査装置であって、前記送光部か
らの照射光路面および前記受光部への検出光路面のうち
何れか一方が前記レールの長手方向（すなわち進行方
向）に略直交するように前記送光部および前記受光部が
配置されていることを特徴とする。この場合、装置の組
立作業・調整作業に際し、送光部および受光部のうち直
交する光路面を生じる方の作業を先に済ませておいて、
その後に残った方の作業を行うことにより、作業が容易
になるうえ、その結果の精度も良くなる。

【００３３】

【実施例】本発明のレール継目板検出装置を用いたレー
ル遊間撮影装置について、その具体的な構成を、図面を
引用して説明する。図１は、その概要模式図であり、従
来例における図８に対応している。また、図２は、レー
ル継目板が無いときの斜視図であり、図３は、レール継
目板が有るときの斜視図であり、レールのあご下にでき
る影部はハッチングを施して示した。

【００３４】このレール継目板検出装置は（図１参
照）、従来同様に検測車１０の車体１１に搭載されて用
いられるものであるが、レーザ送光部４１，レーザ受光
部４２，及びトリガ部４３がそれぞれレーザ送光部４１
０，レーザ受光部４２０，トリガ部４３０によって置換
されている点で従来例のものと相違する（図１（ａ）参
照）。すなわち、レーザ送光部４１０およびレーザ受光
部４２０が、車体１１への搭載に際してレール２０の斜
め上に来るようなところに配置され而も共に軌道内側へ
ずらして配置され（図１（ｂ）参照）、さらに、トリガ
部４３０が、継目板検知手段として、レーザ送光部４１
０からの照射（４４１）による反射光（４４２）に対す
るレーザ受光部４２０による検出に基づいてレール２０
の継目板２３を検知し、それからその検知結果によって
カメラ３１等へのトリガを発生するようになっている。

【００３５】レーザ送光部４１０は、光の射出部がスリ
ット状・ライン状のものであり、そこから出たレーザビ
ーム照射経路面４４１が扇状に広がってレール２０の側
面を含む範囲に対して線状の照射が行われるよう、レー
ル２０の斜め上に位置している。これにより、レーザ送
光部４１０は、被照射跡すなわちレーザビーム反射線４
４１ａが線状となる照射をレール２０の側面へ向けて行
うものとなっている（図１（ｃ），（ｄ）、図２
（ａ），（ｂ）、図３（ａ），（ｂ）参照）。

【００３６】レーザ受光部４２０は、ラスタスキャンタ
イプのＣＣＤカメラを具えて多数の走査線が上下に並ん
だ二次元画像を撮りそのうち特定の走査線についてのラ
イン信号・ライン状データを取り出して用いるものであ
り、そこへ至るレーザビーム検出経路面４４２が扇状に
広がっていてレール２０の側面を含む範囲に対して線状
の検出が行われるよう、レール２０の斜め上に位置して
いる。これにより、レーザ受光部４２０は、線状の検出
跡すなわちレーザビーム検出線４４２ａを含む面状の検
出を行うものとなっている（図１（ｃ），（ｄ）、図２
（ｃ），（ｄ）、図３（ｃ），（ｄ）参照）。なお、二
次元の撮像装置に代えて一次元のラインセンサを用いて
も良く、そのようなセンサで検出跡（４４２ａ）が線状
となる検出を行うことで、レーザ受光部４２０の構成が
直截的なものとなる。

【００３７】また、レーザ送光部４１０及びレーザ受光
部４２０の配置状態については、レール２０の同じ側面
の斜め上に前後して配置され、レール２０の側面のとこ
ろの照射・検出点に向けて傾斜して設置される。さら
に、レーザビーム照射経路面４４１とレーザビーム検出
経路面４４２とがレール２０の側面の高さでクロスする
ように、レーザ送光部４１０及びレーザ受光部４２０の
向き等が調整される。そして、レーザ送光部４１０から
の照射光路面としてのレーザビーム照射経路面４４１と
レーザ受光部４２０への検出光路面としてのレーザビー
ム検出経路面４４２との交線４４３の延長線が、ほぼ水
平の状態で横からレール２０の側面に当たり、しかもそ
の当接に際して交線４４３がレール２０の長手方向に略
直交するとともに、レール２０の頭部によってレーザビ
ーム照射経路面４４１が遮られてレール２０の腹部に生
じる影部へ交線４４３の延長線が当たるように更なる微
調整も加えられる。

【００３８】これにより、交線４４３は、レール２０の
影部の高さにあって（図１（ｄ）参照）、継目板２３が
無いとレール２０の影部へ延び（図２（ｅ）参照）、継
目板２３が有ると継目板２３の側面に当接する（図３
（ｅ）参照）ものとなる。さらに、それに伴って、レー
ザビーム反射線４４１ａとレーザビーム検出線４４２ａ
との交点は、継目板２３が無いとレール２０の影部に飲
み込まれるのに対し（図２（ｅ）参照）、継目板２３が
有ると継目板２３の側面に浮かび上がる（図３（ｅ）参
照）ものになる。そして、継目板２３の側面あるいはレ
ール２０側面の照部が交線４４３上に存在すると、そこ
に浮かび上がった交点からの反射光が受光されて、交線
４４３におけるその側面の位置が線状のレーザ受光信号
において輝点状のものとして検出されるようになってい
る。

【００３９】以上、一本の交線４４３について述べた
が、実際には継目板検出の確度を高めるために、交線の
複数化が図られている。具体的には、レーザ送光部４１
０が高さを変えて３台設けられ、レーザ受光部４２０が
二次元画像の各走査線のうちから上・中・下３本の走査
線についてのライン信号・データを取り出して用いるよ
うに拡張されている。このような増設・配設に基づく３
対の照射光路面および検出光路面により、図４（ａ）に
対比させて示したように、上述した交線４４３すなわち
交線４４３ｂに加えて、これと異なる他の交線４４３ａ
が生成され、さらには交線４４３ｃも生成され、そのう
ち交線４４３ａはレール２０の頭部側面に当たる一方、
そのうちの交線４４３ｃは、レーザ送光部４１０からの
照射光路面がレール２０の腹部に当たって生じる照部へ
即ちレール２０の腹部における影部下方の照部に対して
当たるようになっている。

【００４０】この実施例のレール継目板検出装置および
軌道検査装置について、その使用態様及び動作を、図面
を引用して説明する。図４（ｂ）は、そのレール長手方
向に沿った検測車１０の進行に伴う時刻ｔ１〜ｔ６での
反射光検出例であり、レーザ受光信号４２０ａは交線４
４３ａに対するものであり、レーザ受光信号４２０ｂは
交線４４３ｂに対するものであり、レーザ受光信号４２
０ｃは交線４４３ｃに対するものである。なお、検測車
１０は時刻ｔ３にレール遊間２２を通過し、時刻ｔ２〜
ｔ４が継目板２３の通過に費やされている。

【００４１】レーザ受光信号４２０ａについては、継目
板２３とは無関係にほぼ常時反射点（図では黒点）が検
出され（時刻ｔ１〜ｔ２，ｔ４〜ｔ６を参照、時刻ｔ３
は例外）、その点の位置は、レール２０に対する検測車
１０の横揺れ等によって変動し、トリガ部４３０によっ
てレーザ受光信号４２０ａにおける左端からの変位量等
として測られる。こうして、交線４４３ａ上での反射に
基づく位置検出が行われる。

【００４２】レーザ受光信号４２０ｂについては、継目
板２３があるときに反射点が検出され（時刻ｔ２〜ｔ４
参照）、その点の位置は、継目板２３に対する検測車１
０の横揺れ等によって概ねレーザ受光信号４２０ａ同様
に変動し、トリガ部４３０によってレーザ受光信号４２
０ｂにおける左端からの変位量等として測られる。な
お、継目板２３が無いときには反射点が検出されない
（時刻ｔ１、ｔ５〜ｔ６参照）。そして、トリガ部４３
０によって、レーザ受光信号４２０ｂに反射点が現れた
ときに継目板２３の始端が検出され、レーザ受光信号４
２０ｂから反射点が消えたときに継目板２３の終端が検
出される。こうして、交線４４３ｂ上での反射光の有無
に基づいて継目板の検知が行われる。

【００４３】レーザ受光信号４２０ｃについては、常時
反射点が検出され（時刻ｔ１〜ｔ６参照）、その点の位
置は、レール２０に対する検測車１０の横揺れ等によっ
てレーザ受光信号４２０ａ同様に変動する他、継目板２
３が有るか（時刻ｔ２〜ｔ４参照）無いか（時刻ｔｔ
１、ｔ５〜ｔ６参照）によってもステップ状に変化し、
トリガ部４３０によってレーザ受光信号４２０ｃにおけ
る左端からの変位量等として測られる。そして、トリガ
部４３０によって、レーザ受光信号４２０ｃにおいて反
射点が軌道内側（図では右側）に大きく跳んだときに継
目板２３の始端が検出され、レーザ受光信号４２０ｃに
おいて反射点が軌道外側（図では左側）に向けて大きく
跳んだときに継目板２３の終端が検出される。こうし
て、交線４４３ｃ上での反射光の位置変化に基づいて継
目板の検知が行われる。

【００４４】さらに、交線４４３ｂ，４４３ｃに基づく
個々の検知に加えて、次のような確認処理も、トリガ部
４３０によって行われる。すなわち、先ず交線４４３ｂ
（４２０ｂ）に基づく継目板２３の検出と４４３ｃ（４
２０ｃ）に基づく継目板２３の検出とが一致または重複
していること、次にレーザ受光信号４２０ｂにおける反
射点位置がレーザ受光信号４２０ａにおける反射点位置
よりも継目板規格に則った所定量だけ軌道内側（図では
右側）になっていること、更にレーザ受光信号４２０ｃ
における反射点位置がレーザ受光信号４２０ａにおける
反射点位置を基準にして継目板検出時には軌道内側（図
では右側）となっているのに対し継目板非検出時には軌
道外側（図では左側）となっていること等の確認がなさ
れる。

【００４５】また、レーザ受光信号４２０ａ及びレーザ
受光信号４２０ｃの何れか一方でもそこから反射光が検
出されなかったときには、レーザ受光信号４２０ａ，４
２０ｂ，４２０ｃ総てについて、そのときの検出処理が
スキップされる。こうして、草やボルト等の異物による
不所望な遮光に起因した誤判定が、確実に防止される。

【００４６】そして、継目板２３の検出に対応した確か
なタイミングで、カメラ３１によるレール遊間２２の撮
像等が行われる。以上のようにして、トリガ部４３０
は、継目板検知手段としての機能を担うものとなってい
る。すなわち、交線４４３上での反射に基づく継目板２
３の検知に際し、交線４４３ｂ上での反射光の有無に基
づいて継目板の検知を行うことに加えて、その他の交線
４４３ａ上での反射に基づく位置検出を行うとともに、
交線４４３ｃ上での反射光の位置変化にも基づいて継目
板の検知を行うことで、レール継目板の検出を容易に而
もより確実に行うようになっている。

【００４７】図５に上述のレール継目板検出装置の変形
例を示したので、その相違点について説明する。先ず
（ａ）に平面図を示したものは、交線４４３についての
調整・微調整をレーザ送光部４１０だけで容易に行える
ように、レーザ受光部４２０への検出光路面すなわちレ
ーザビーム検出経路面４４２がレール２０の長手方向す
なわち進行方向に直交するところにレーザ受光部４２０
を予め設置しておいたものである。なお、図示は割愛し
たがレーザ送光部４１０とレーザ受光部４２０とを入れ
替えて逆に配置してもよい。

【００４８】次に、図５（ｂ）に示したものは、レーザ
送光部４１０及びレーザ受光部４２０の軌道内側端部を
少し「ハ」の字のように拡げて、交線４４３を傾斜さ
せ、交線４４３が軌道内側からレール２０の腹部へ近づ
くに連れて高くなるようにさせたものである。これによ
り、交線４４３はレール２０のあご下の奥へ向かって突
き上げるように延び、レール２０の進行方向に対しては
直交するが水平状態からは傾斜したものとなる。

【００４９】図６に概要構成を示した軌道検査装置を説
明する。この装置は、左右一対のレール２０を軌道構造
物としてその頭部側面に対する位置測定を行うために、
それぞれのレール２０ごとにレーザ送光部４１０及びレ
ーザ受光部４２０の組が設けられていて、それぞれの交
線４４３が軌道内側から該当レール２０の頭部側面に対
し直交して且つ水平に当接するようにされたものであ
る。

【００５０】そして、左右それぞれの交線４４３に基づ
いて得られる一対のレーザ受光信号４２０ａについて、
両反射点の位置の差が算出される。この差の変化は、レ
ール軌間Ｗの変動量に一致する。こうして、レール遊間
撮像時の装備とほとんど同じままで、検測車１０の走行
に連れて、レール軌間Ｗの狂いも検査されることとな
る。

【００５１】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の第１の解決手段のレール継目板検出装置にあっては、
第１交線上での反射に基づいて擬似的に横から行ったか
の如き検出・測定をレールの上から又は斜め上から行う
ようにしたことにより、レール継目板の検出を容易かつ
確実に行えるレール継目板検出装置を実現することがで
きたという有利な効果が有る。

【００５２】また、本発明の第２の解決手段のレール継
目板検出装置にあっては、レールを基準としたその横方
向における変位等を非接触で正確に測れるようにしたこ
とにより、レール継目板の検出確度を特に向上させるこ
とができたという有利な効果を奏する。

【００５３】さらに、本発明の第３の解決手段のレール
継目板検出装置にあっては、第１交線に基づく継目板の
検知結果を第２交線に基づくレールとの位置関係によっ
て確認しうるようにしたことにより、照射光・反射光の
遮断などに起因しての誤検出を少なくすることができた
という有利な効果が有る。

【００５４】また、本発明の第４の解決手段のレール継
目板検出装置にあっては、第１交線を影部へ対応づけて
第１交線上での反射光の有無に基づいて継目板の検知を
行えるようにしたことにより、継目板検知手段の具体化
が容易で簡素なものとなって、レール継目板の検出を極
めて容易かつ確実に行えるレール継目板検出装置を実現
することができたという有利な効果を奏する。

【００５５】また、本発明の第５の解決手段のレール継
目板検出装置にあっては、第１交線を照部へ対応づけて
第１交線上での反射光の位置変化に基づいて継目板の検
知を行えるようにしたことにより、照射光・反射光の遮
断に起因した誤検出が防止されて、その結果、レール継
目板の検出を容易かつ一層確実に行えるレール継目板検
出装置を実現することができたという有利な効果が有
る。

【００５６】また、本発明の軌道検査装置にあっては、
第１交線上での反射に基づいて擬似的に横から行ったか
の如き検出・測定をレールの上から又は斜め上から行う
ようにしたことにより、軌道構造物側面についての検出
・測定を容易かつ確実に行えるレール継目板検出装置を
実現することができたという有利な効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のレール継目板検出装置を用いたレー
ル遊間撮影装置について、その概要模式図である。

【図２】レール継目板が無い状態についての斜視図
である。

【図３】レール継目板が有る状態についての斜視図
である。

【図４】レール長手方向に沿った反射光検出例であ
る。

【図５】本発明のレール継目板検出装置の変形例であ
る。

【図６】本発明の軌道検査装置の一実施例としての軌
間測定装置について、その概要図である。

【図７】軌道検査装置の一般的な概要図である。

【図８】従来の軌道検査装置である。

【符号の説明】

１０検測車１１車体１２車輪２０レール２１レール頂面２２レール遊間２３継目板３０軌道検査装置３１カメラ（撮像装置）３２画像処理部３３表示部４１レーザ送光部４２レーザ受光部４３トリガ部（遊間検出手段；軌道構造物検出手段；
撮像時期判定手段）４４レーザビーム反射線（反射跡、被照射跡）５１ストロボ（照明手段）６１カバー６２透明窓４１０レーザ送光部（送光部）４２０レーザ受光部（受光部）４２０ａ，４２０ｂ，４２０ｃレーザ受光信号（交線
上反射光検出信号）４３０トリガ部（継目板検知手段、軌道構造物側面検
出手段）４４１レーザビーム照射経路面（送光経路展開面、照
射光路面）４４１ａレーザビーム反射線（反射跡、被照射跡）４４２レーザビーム検出経路面（受光経路展開面、検
出光路面）４４２ａレーザビーム検出線（検出跡）４４３交線（光路面交線、第１交線）４４３ａ交線（光路面交線、第２交線）４４３ｂ，４４３ｃ交線（光路面交線、第１交線）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者篠田衛東京都大田区南蒲田２丁目16番46号株式会社トキメック内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】検測車に搭載されてレールの上方または斜
め上に来る送光部および受光部と、前記送光部からの照
射による反射光に対する前記受光部による検出に基づい
て前記レールの継目板を検知する継目板検知手段とを具
備したレール継目板検出装置であって、前記送光部は被
照射跡が線状となる照射を前記レールの側面へ向けて行
うものであり、前記受光部は検出跡が線状となる検出を
行う又は線状の検出跡を含む面状の検出を行うものであ
り、前記送光部および前記受光部は、前記送光部からの
照射光路面と前記受光部への検出光路面との交線または
その延長線が前記レールの側面に当たるような部位に配
置されていることを特徴とするレール継目板検出装置。
【請求項２】前記送光部および前記受光部は、前記交線
が前記レールの長手方向に略直交するように配置された
ものであることを特徴とする請求項１記載のレール継目
板検出装置。
【請求項３】前記交線と異なる他の交線であって前記レ
ールの頭部側面に当たるものを持った照射光路面および
検出光路面を生じる手段を備え、前記継目板検知手段
は、前記交線上での反射に基づく継目板の検知に際し前
記他の交線上での反射に基づく位置検出を行うものであ
ることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載された
レール継目板検出装置。
【請求項４】前記送光部および前記受光部は、前記送光
部からの照射光路面が前記レールの頭部によって遮られ
て前記レールの腹部に生じる影部へ前記交線またはその
延長線が当たるように配置されたものであり、前記継目
板検知手段は、前記交線上での反射光の有無に基づいて
継目板の検知を行うものであることを特徴とする請求項
１記載のレール継目板検出装置。
【請求項５】前記送光部および前記受光部は、前記送光
部からの照射光路面が前記レールの腹部に当たって生じ
る照部へ前記交線が当たるように配置されたものであ
り、前記継目板検知手段は、前記交線上での反射光の位
置変化に基づいて継目板の検知を行うものであることを
特徴とする請求項１記載のレール継目板検出装置。
【請求項６】検測車に搭載されてレールの上方または斜
め上に来る送光部および受光部と、前記送光部からの照
射による反射光に対する前記受光部による検出に基づき
軌道構造物の側面に対する検出・測定を行う軌道構造物
側面検出手段とを具備した軌道検査装置であって、前記
送光部は被照射跡が線状となる照射を前記軌道構造物の
側面に該当する方へ向けて行うものであり、前記受光部
は検出跡が線状となる検出を行う又は線状の検出跡を含
む面状の検出を行うものであり、前記送光部および前記
受光部は、前記送光部からの照射光路面と前記受光部へ
の検出光路面との交線またはその延長線が前記軌道構造
物の側面に当たるような部位に配置されていることを特
徴とする軌道検査装置。