(57)【要約】      （修正有）【課題】空間的に限定された用途に用いられる場合においても、レールの表面形状を測定することができ、且つ摩耗しない部位を基準とした座標系でのレールの幅方向断面の形状を測定することができる検査装置及び検査台車を提供すること。【解決手段】レール２上を走行可能な台車１に搭載され、レールの頭頂面にレーザー光を照射するレーザー光源６Ａと、頭頂面で反射したレーザー光を撮影するカメラ７と、レールの高さ方向に超音波パルスを発し、パルスエコーを探知する垂直探触子８と、レールの足裏面でのパルスエコーが垂直探触子に到達するまでの時間から超音波パルスの照射位置における足裏面から頭頂面までのレールの高さを求め、求められた高さとカメラによるレーザー光の撮影画像とを用いてレールの足裏面を基準とした座標系での頭頂面の幅方向の表面形状を求める演算部９と、を備える。【選択図】図１
2020060382.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レール上を走行可能な台車に搭載され、前記レールの表面形状を測定する検査装置であって、
前記レールの頭頂面にレーザー光を照射するレーザー光源と、
前記頭頂面で反射した前記レーザー光を撮影するカメラと、
前記レールの高さ方向に超音波パルスを発し、パルスエコーを探知する垂直探触子と、
前記パルスエコーのうち前記レールの足裏面でのパルスエコーが前記垂直探触子に到達するまでの時間から、前記超音波パルスの照射位置における前記足裏面から前記頭頂面までの前記レールの高さを求め、求められた前記高さと前記カメラによる前記レーザー光の撮影画像とを用いて前記レールの前記足裏面を基準とした座標系での前記頭頂面の幅方向の表面形状を求める演算部と、
を備えることを特徴とするレールの検査装置。
【請求項２】
前記台車の前記レール上の測定位置を検出可能なエンコーダをさらに備え、
前記レーザー光源は、前記台車が前記レール上を走行している間、前記レーザー光を連続的に照射し、
前記カメラは、前記台車が前記レール上を走行している間、前記頭頂面で反射した前記レーザー光を連続的に撮影し、
前記垂直探触子は、前記台車が前記レール上を走行している間、前記超音波パルスを連続的に発し、前記パルスエコーを連続的に探知し、
前記演算部は、前記測定位置と、各測定位置における前記座標系での前記頭頂面の幅方向の表面形状から、前記レールの長手方向の全長にわたって前記表面形状を求めることを特徴とする請求項１に記載のレールの検査装置。
【請求項３】
レール上を走行可能な、前記レールの表面形状を測定する検査台車であって、
前記レール上を走行する複数の走行輪と、
前記レールの頭頂面にレーザー光を照射するレーザー光源と、
前記頭頂面で反射した前記レーザー光を撮影するカメラと、
前記レールの高さ方向に超音波パルスを発し、パルスエコーを探知する垂直探触子と、
前記パルスエコーのうち前記レールの足裏面でのパルスエコーが前記垂直探触子に到達するまでの時間から、前記超音波パルスの照射位置における前記足裏面から前記頭頂面までの前記レールの高さを求め、求められた前記高さと前記カメラによる前記レーザー光の撮影画像とを用いて前記レールの前記足裏面を基準とした座標系での前記頭頂面の幅方向の表面形状を求める演算部と、
を備えることを特徴とするレールの検査台車。
【請求項４】
前記複数の走行輪は、自走可能に設けられ、
無人で前記レールの表面形状を測定することを特徴とする請求項３に記載のレールの検査台車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レールの検査装置及び検査台車に関する。
【背景技術】
【０００２】
天井クレーンのレール点検は人力作業が主であり、暗所での作業であるため、点検精度が低くなる。また、この点検は、工場の停止時間に制限があることから、レール全域の詳細な測定ができず、作業者が発見した劣化部のみの測定となっている。そのため、点検作業を正確に素早く行うための、レール検査装置の開発が行われている。
クレーンレールの劣化形態としては、亀裂、継手部の段差、レール表面摩耗、メタルフロー発生による頭頂部の変形が挙げられる。
【０００３】
また、側面磨耗量を計測する方法としては、リニアゲージを介したローラとレーザー距離計とを用いる方法、レール表面摩耗とメタルフロー量を計測する方法としては、リニアゲージを介したローラと超音波プローブとを用いる方法が提案されている（特許文献１)。
さらに、鉄道レールの検査方法としては、レール表面に投射した光を複数のカメラで撮影し、撮影画像を合成することでレール断面の形状を検査する方法が提案されている(特許文献２)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−３０７０１５号公報
【特許文献２】特開平６−１１３１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
レールの磨耗量を測定しようとした場合、リニアゲージを介したローラで摩耗量を測定する特許文献２の方法では、ローラとレールとが接触する箇所のみが測定されるため、レールの表面全体を測定することができなかった。このため、部分的なレールの欠損や偏摩耗の測定が困難となり、レールの異常を見逃し適切な対処がとれないという問題点があった。
【０００６】
また、ＪＩＳＢ８８０１によると、天井クレーンの最小の側方空間建築限界(レール中心〜建屋側壁までの距離)は２６０ｍｍである。このため、測定レールの両側にカメラを設置する特許文献３の方法では、建屋との距離が短く検査装置と建屋との干渉問題により、天井クレーンへの適用が実現不可能であった。さらに、特許文献３に記載の方法のように、複数のカメラを用いる方法では、レールの上部全体の形状検査を行い、レール顎部(車輪と接しないレール上部側面下方)を基準とする規格レールの形状と検査結果とを合わせ込み、規格レールとの形状差から変形量を測定していた。しかし、天井クレーンの走行レールとその近傍の壁や設置物との干渉問題を解決するために、設置するカメラを１台とした場合、レール顎部が死角となるのでレール表面形状を把握できても規格レールからの変形量は測定できなかった。
【０００７】
そこで、本発明は、上記の課題に着目してなされたものであり、建屋とレールとが近く、レール上方の空間が狭い天井クレーンのように、空間的に限定された用途に用いられる場合においても、レールの表面形状を測定することができ、且つ例えばレールの足裏面のようにレールの摩耗しない部位を基準とした座標系でのレールの幅方向断面の形状を測定することができるレールの検査装置及び検査台車を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様によれば、レール上を走行可能な台車に搭載され、上記レールの表面形状を測定する検査装置であって、上記レールの頭頂面にレーザー光を照射するレーザー光源と、上記頭頂面で反射した上記レーザー光を撮影するカメラと、上記レールの高さ方向に超音波パルスを発し、パルスエコーを探知する垂直探触子と、上記パルスエコーのうち上記レールの足裏面でのパルスエコーが上記垂直探触子に到達するまでの時間から、上記超音波パルスの照射位置における上記足裏面から上記頭頂面までの上記レールの高さを求め、求められた上記高さと上記カメラによる上記レーザー光の撮影画像とを用いて上記レールの上記足裏面を基準とした座標系での上記頭頂面の幅方向の表面形状を求める演算部と、を備えることを特長とするレールの検査装置が提供される。
【０００９】
本発明の一態様によれば、レール上を走行可能な、上記レールの表面形状を測定する検査台車であって、上記レール上を走行する複数の走行輪と、上記レールの頭頂面にレーザー光を照射するレーザー光源と、上記頭頂面で反射した上記レーザー光を撮影するカメラと、上記レールの高さ方向に超音波パルスを発し、パルスエコーを探知する垂直探触子と、上記パルスエコーのうち上記レールの足裏面でのパルスエコーが上記垂直探触子に到達するまでの時間から上記超音波パルスの照射位置における上記足裏面から上記頭頂面までの上記レールの高さを求め、求められた上記高さと上記カメラによる上記レーザー光の撮影画像とを用いて上記レールの上記足裏面を基準とした座標系での上記頭頂面の幅方向の表面形状を求める演算部と、を備えることを特長とするレールの検査台車が提供される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の一態様によれば、建屋とレールとが近く、レール上方の空間が狭い天井クレーンのように、空間的に限定された用途に用いられる場合においても、レールの表面形状を測定することができ、且つ例えばレールの足裏面のようにレールの摩耗しない部位を基準とした座標系でのレールの幅方向断面の形状を測定することができる検査装置及び検査台車が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態に係る検査台車を示す側面図である。
【図２】図１のＩ−Ｉ線矢視図である。
【図３】図１のＩＩ−ＩＩ線矢視図である。
【図４】実施例における、垂直探触子による探傷結果を示すグラフである。
【図５】実施例における、継ぎ目の段差測定の測定結果を示すグラフである。
【図６】実施例における、レール幅方向の形状測定及び磨耗量測定の測定結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下の詳細な説明では、本発明の完全な理解を提供するように、本発明の実施形態を例示して多くの特定の細部について説明する。しかしながら、かかる特定の細部の説明がなくても１つ以上の実施態様が実施できることは明らかである。また、図面は、簡潔にするために、周知の構造及び装置が略図で示されている。
【００１３】
＜レールの検査台車＞
図１及び図２を参照して、本発明の一実施形態に係るレールの検査台車１について説明する。検査台車１は、天井クレーンの走行レール２の表面形状を測定する。図１及び図２に示すように、検査台車１は、台車フレーム３と、２つの走行輪４Ａ，４Ｂと、２対のガイドローラ５Ａ，５Ｂと、２つのレーザー光源６Ａ，６Ｂと、カメラ７と、垂直探触子８と、演算部９とを備える。
【００１４】
台車フレーム３には、２つの走行輪４Ａ，４Ｂ、２対のガイドローラ５Ａ，５Ｂ、２つのレーザー光源６Ａ，６Ｂ、カメラ７、垂直探触子８及び演算部９が設けられる。
２つの走行輪４Ａ，４Ｂは、走行レール２上を走行可能なものである。２つの走行輪４Ａ，４Ｂは、走行レール２の延在方向（図１の左右方向）に対する、台車フレーム３の両端側にそれぞれ設けられる。また、２つの走行輪４Ａ，４Ｂは、不図示の駆動部に接続され、自走可能に構成される。
【００１５】
２対のガイドローラ５Ａ，５Ｂは、対となる各ガイドローラ５Ａ，５Ｂが走行レール２の頭部２０の顎部を幅方向（図２の左右方向）から挟み込んで、上下方向（図１及び図２の上下方向）に平行な回転軸を中心に回転可能なように設けられる。また、２対のガイドローラ５Ａ，５Ｂは、各対のガイドローラ５Ａ，５Ｂが、走行レール２の延在方向に対する、台車フレーム３の両端側、且つ２つの走行輪４Ａ，４Ｂの近傍にそれぞれ設けられる。２対のガイドローラ５Ａ，５Ｂは、走行レール２の規格毎に設定幅を変更できるように、走行レール２の幅方向に移動可能に構成される。２対のガイドローラ５Ａ，５Ｂによれば、検査台車１が、走行レール２の幅方向に対して一定の位置となるように調整され、さらに走行レール２の幅方向に傾くことが抑制される。これにより、検査台車１の走行中の検査精度を向上させることができる。
【００１６】
２つのレーザー光源６Ａ，６Ｂは、レーザー照射装置であり、台車フレーム３内の走行レール２よりも上方（図１及び図２における上側）に、走行レール２の幅方向（図２の左右方向）に並んで設けられる。２つのレーザー光源６Ａ，６Ｂは、鉛直方向（図１及び図２における上下方向）の下側に向かってレーザー光を照射することで、走行レール２の頭部２０の頭頂面にレーザー光を照射する。また、２つのレーザー光源６Ａ，６Ｂは、走行レール２の頭部２０の幅方向において、レーザー光の照射範囲が走行レール２の幅よりも大きくなるように設定される。つまり、２つのレーザー光源６Ａ，６Ｂは、走行レール２の頭頂面の幅方向全域にわたってレーザー光を照射する。
【００１７】
カメラ７は、台車フレーム３内の走行レール２よりも上方に設けられ、走行レール２の頭頂面で反射されたレーザー光を補足（撮影）する。カメラ７の撮影領域（視野）は、走行レール２の幅よりも広い、広角に設定され、走行レール２の頭頂面の幅方向全域にわたった領域となる。また、カメラ７は、所定の時間間隔で連続的に撮影を行う。撮影を行う時間間隔は、走行レール２の長手方向における求められる測定位置の数や検査台車１の走行速度等に応じて決定される。カメラ７によって撮影された撮影画像は、演算部９へと送られ、保存される。
【００１８】
垂直探触子８は、超音波パルスを発生し、はね返ってきたパルスエコーを探知する超音波プローブ（超音波探触子）である。垂直探触子８は、走行レール２の幅方向の中心位置に向かって超音波を発生させるように設けられる。また、垂直探触子８は、水やグリス等の潤滑剤を間に介して、走行レール２の頭頂面に押し当てられた状態で設けられることが好ましい。この場合、垂直探触子８は、垂直方向に移動可能に設けられ、自重やスプリング等によって走行レール２の頭頂面に押し当てられることが好ましい。さらに、垂直探触子８は、探傷方向が鉛直方向（走行レール２の高さ方向）の下方に向いて設けられる。垂直探触子８は、走行レール２の頭部２０から胴部２１を通って、足部２２の足裏面に到達する超音波パルスを発する。さらに、垂直探触子８は、所定の時間間隔で連続的に探傷を行い、探傷結果を演算部９に送信する。探傷を行う時間間隔は、カメラ７による撮影と同様に、走行レール２の長手方向における求められる測定位置の数や検査台車１の走行速度等に応じて決定される。
【００１９】
演算部９は、カメラ７から取得する撮影画像と、垂直探触子８から取得する探傷結果とに基いて、走行レール２の表面形状を測定する。具体的には、表面形状として、亀裂測定、継ぎ目の段差測定、レール幅方向の形状測定及び表面磨耗量の測定を行う。これらの測定方法については、後述する。また、演算部９は、撮影画像及び探傷結果に合わせて、走行レール２上の検査台車１の位置情報を取得する。位置情報は、検査台車１に搭載されている不図示のエンコーダから取得される。
【００２０】
＜レールの測定方法＞
本実施形態に係る測定方法に説明する。測定では、走行レール２の亀裂測定、継ぎ目の段差測定、レール幅方向の形状測定及び表面磨耗量を測定する。
まず、検査台車１を走行レール２の長手方向に移動させながら、レーザー光を照射させた状態でのカメラ７による撮影と、垂直探触子８による探傷とを連続的に行う。この際、検査台車１は、検査台車１が走行レール２上を走行可能な範囲で移動することが好ましい。また、垂直探触子８が走行レール２の頭頂面に押し当てられた状態となる場合、検査台車１の走行に伴い、垂直探触子８は、走行レール２の頭頂面を潤滑剤を介して摺動する。そして、カメラ７によって撮影された撮影画像、並びに垂直探触子８による探傷結果は、演算部９へと送られる。この際、撮影画像及び探傷結果とともに、撮影及び探傷のタイミングにおける、位置情報が演算部９へと送られる。
【００２１】
次いで、演算部９は、撮影画像と探傷結果とに基いて、走行レール４の長手方向の各位置における、走行レール２の亀裂測定、継ぎ目の段差測定、レール幅方向の形状測定及び表面磨耗量を測定する。
亀裂測定では、走行レール２の表面形状として、走行レール２の頭部２０の亀裂を測定する。亀裂測定では、垂直探触子８の探傷結果から、走行レール２の長手方向の各測定位置における亀裂の有無を判断する。具体的には、亀裂の有無は、走行レール２の内部に相当する位置でのパルスエコー（走行レール２の内部位置での反射によって発生した反射エコー）の有無によって判断される。
【００２２】
継ぎ目の段差測定では、走行レール２の表面形状として、走行レール２の継ぎ目における段差を測定する。継ぎ目の段差測定では、垂直探触子８の探傷結果から、走行レール２の継ぎ目部における走行レール２の頭頂面の高さを求めることで、継ぎ目部の段差を測定する。垂直探触子８では、得られる探傷結果に含まれるエコー波形より、走行レール２の幅方向中心位置における、頭頂面から足裏面（図２における下面）までの距離である、走行レール２の高さが求められる。具体的には、垂直探触子８の発した超音波パルスのうち、走行レール２の頭頂面でのパルスエコー（頭頂面での反射によって発生した反射エコー）が垂直探触子８に到達するまでの時間と、走行レール２の足裏面でのパルスエコー（足裏面での反射によって発生した反射エコー）が垂直探触子８に到達するまでの時間（図３参照）とから高さを求める。継ぎ目の段差測定では、走行レール２の継ぎ目部において、連結された異なるレールの連結部近傍における高さの差から、継ぎ目の段差が求められる。
【００２３】
レール幅方向の形状測定では、走行レール２の表面形状として、メタルフローすなわち塑性変形による形状劣化度合いの測定及び頭部２０の側面の磨耗量の測定を行う。演算部９は、継ぎ目の段差測定と同様に、垂直探触子８の探傷結果から走行レール２の幅方向中心での高さを求める。また、演算部９は、撮影画像から、走行レール２の幅方向の長さ及び頭頂面の幅方向に対する相対的な高さの推移を示すプロフィール（「表面形状データ」ともいう。）を求める。この際、撮影画像は、レーザー光の照射位置を、斜め上方から撮影した画像となる。このため、撮影画像を、カメラ７の設置位置と撮影角度とから、長手方向に直交した断面における断面寸法に合わせる３次元処理を行う。そして、演算部９は、求めた頭部２０の幅方向中心での高さと、幅方向の長さと、表面形状データとを組み合わせることで、走行レール２のレール幅方向の形状、つまり頭部２０の頭頂面及び頭側面を含む表面の形状を求める。このように得られたレール幅方向の形状は、正常な状態の走行レール２の頭部２０の形状と比較することで、メタルフロー量や側面の磨耗量が求められる。
【００２４】
磨耗量測定では、走行レール２の表面形状として、頭頂面の磨耗量を測定する。磨耗量測定では、演算部９は、継ぎ目の段差測定と同様に、垂直探触子８の探傷結果から走行レール２の幅方向中心での高さを求める。また、演算部９は、レール幅方向の形状測定と同様に、撮影画像から走行レール２の表面形状データを求める。次いで、演算部９は、求めた高さと表面形状データとを組み合せ、走行レール２の足裏面を基準とした座標系での頭頂面の表面形状、つまり走行レール２の頭頂面の幅方向に対する高さの推移を示すプロフィールを求める。さらに、演算部９は、予め設定される基準のレール高さと、求めた頭頂面の表面形状とから、走行レール２の幅方向の各位置での磨耗量を求める。基準のレール高さとは、使用前のように磨耗がない状態における、走行レール２の幅方向の各位置での高さの推移を示すプロフィールである。
なお、亀裂測定、レール幅方向の形状測定及び磨耗量測定は、走行レール２の長手方向の複数の位置でそれぞれ行われる。また、上記の各種測定は、検査台車１を用いて無人で行われてもよい。
【００２５】
＜変形例＞
以上で、特定の実施形態を参照して本発明を説明したが、これら説明によって発明を限定することを意図するものではない。本発明の説明を参照することにより、当業者には、開示された実施形態とともに種々の変形例を含む本発明の別の実施形態も明らかである。従って、特許請求の範囲に記載された発明の実施形態には、本明細書に記載したこれらの変形例を単独または組み合わせて含む実施形態も網羅すると解すべきである。
【００２６】
例えば、上記実施形態では、走行レール２の表面形状の測定として、亀裂測定、レール幅方向の形状測定及び磨耗量測定を行うとしたが、本発明はかかる例に限定されない。例えば、表面形状の測定として、磨耗量の測定のみを行うようにしてもよい。この場合、垂直探触子８は、走行レール２の幅方向の中心に対して超音波パルスを照射するように設けられてなくてもよい。また、この場合、垂直探触子８が幅方向のどこの位置で高さ情報を得ているかが、垂直探触子８から演算部９に出力あるいは演算部９にて予め設定される必要がある。
【００２７】
また、上記実施形態では、検査台車１が測定するレールが天井クレーンの走行レール２であるとしたが、本発明はかかる例に限定されない。検査台車１が測定するレールは、他の用途に用いられるレールであってもよい。なお、本発明は、建屋とレールとが近く、レール上方の空間が狭い天井クレーンのように、空間的に限定された用途に用いられる場合であっても、検査台車１の寸法を小さくすることができるため、容易に適用することができる。
【００２８】
さらに、上記実施形態では、検査台車１で測定を行うとしたが、本発明はかかる例に限定されない。レール上を走行可能な台車に対して、検査台車１の測定に用いられる構成、例えば、２つのレーザー光源６Ａ，６Ｂ、カメラ７、垂直探触子８及び演算部９を備える検査装置を設け、この検査装置を用いて測定が行われてもよい。
さらに、上記実施形態では、垂直探触子８としてタイヤ式超音波プローブを用いるとしたが、本発明はかかる例に限定されない。垂直探触子８として他の測定方式のものが用いられてもよい。
【００２９】
さらに、上記実施形態では、検査台車１は走行レール２の表面形状を測定するとしたが、本発明はかかる例に限定されない。例えば、検査台車１は、表面形状の測定結果から、亀裂や段差、メタルフロー、磨耗量等についての異常の有無を診断してもよい。
さらに、上記実施形態では、検査台車１が２つの走行輪４Ａ，４Ｂを備えるとしたが、本発明はかかる例に限定されない。検査台車１に設けられる走行輪は複数であればよく、例えば、３つ以上であってもよい。
【００３０】
さらに、上記実施形態では、検査台車１が２対のガイドローラ５Ａ，５Ｂを備えるとしたが、本発明はかかる例に限定されない。検査台車１に設けられるガイドローラは複数対であればよく、例えば、３対以上であってもよい。
さらに、上記実施形態では、検査台車１が２つのレーザー光源６Ａ，６Ｂを備えるとしたが、本発明はかかる例に限定されない。検査台車１に設けられるレーザー照射装置は、走行レール２の幅方向の全域にレーザー光を照射可能なものであれば、１つあるいは３つ以上であってもよい。
【００３１】
＜実施形態の効果＞
（１）本発明の一態様に係るレールの検査装置は、レール（例えば、走行レール２）上を走行可能な台車に搭載され、レールの表面形状を測定する検査装置であって、レールの頭頂面にレーザー光を照射するレーザー光源６Ａ，６Ｂと、頭頂面で反射したレーザー光を撮影するカメラ７と、レールの高さ方向に超音波パルスを発し、パルスエコーを探知する垂直探触子８と、超音波パルスのうちレールの足裏面でのパルスエコーが垂直探触子に到達までの時間から超音波パルスの照射位置における足裏面から頭頂面までのレールの高さを求め、求められた高さとカメラ７によるレーザー光の撮影画像とを用いてレールの足裏面を基準とした座標系での頭頂面の幅方向の表面形状を求める演算部９と、を備える。
【００３２】
上記（１）の構成によれば、カメラ７により撮影された撮影画像と、垂直探触子８で探傷されるパルスエコーを用いることで、１台のカメラ７でも、レールの頭頂面の幅方向全域にわたって、頭頂面の磨耗量といった表面形状を測定することができる。このため、検査装置の構成が簡単となり、寸法を小さくすることができることから、建屋とレールとが近く、レール上方の空間が狭い天井クレーンのように、空間的に限定された用途に用いられる場合においても、レールの表面形状を測定することができる。また、上記（１）の構成によれば、垂直探触子で超音波パルスを照射していない領域を含む、レールの幅方向の全域にわたって、頭頂面における絶対的な磨耗量を測定することができる。このため、例えばレールの足裏面のようにレールの摩耗しない部位を基準とした座標系でのレールの幅方向断面の形状を測定することができるようになる。さらに、上記（１）の構成によれば、レールの高さの測定だけでなく、垂直探触子を用いて、亀裂の有無を検査することもできる。
【００３３】
（２）上記（１）の構成において、台車のレール上の測定位置を検出可能なエンコーダをさらに備え、レーザー光源６Ａ，６Ｂは、台車がレール上を走行している間、レーザー光を連続的に照射し、カメラ７は、台車がレール上を走行している間、頭頂面で反射したレーザー光を連続的に撮影し、垂直探触子８は、台車がレール上を走行している間、超音波パルスを連続的に発し、パルスエコーを連続的に探知し、演算部９は、測定位置と、各測定位置における座標系での頭頂面の幅方向の表面形状から、レールの長手方向の全長にわたって表面形状を求める。
上記（２）の構成によれば、レールの長手方向の全長にわたって表面形状を測定することができる。また、測定位置と測定結果とを合わせて管理することで、レールの劣化速度の算出や取替え周期の決定をすることが容易となり、適切な寿命管理ができるようになる。
【００３４】
（３）本発明の一態様に係るレールの検査台車１は、レール上を走行可能な、レールの表面形状を測定する検査台車１であって、レール上を走行する複数の走行輪３Ａ，３Ｂと、レールの頭頂面にレーザー光を照射するレーザー光源６Ａ，６Ｂと、頭頂面で反射したレーザー光を撮影するカメラ７と、レールの高さ方向に超音波パルスを発し、パルスエコーを探知する垂直探触子８と、超音波パルスのうちレールの足裏面でのパルスエコーが垂直探触子に到達までの時間から超音波パルスの照射位置における足裏面から頭頂面までのレールの高さを求め、求められた高さとカメラ７によるレーザー光の撮影画像とを用いてレールの足裏面を基準とした座標系での頭頂面の幅方向の表面形状を求める演算部９と、を備える。
上記（３）の構成によれば、上記（１）と同様な効果を得ることができる。
【００３５】
（４）上記（３）の構成において、複数の走行輪３Ａ，３Ｂは、自走可能に設けられ、無人でレールの表面形状を測定する。
上記（４）の構成によれば、測定や検査を簡易にできることができる。
【実施例】
【００３６】
次に、本発明者らが行った実施例について説明する。実施例では、上記実施形態に係る検査台車１を用いて、ＣＲ７３ｋｇレールについて表面形状の測定を実施した。また、実施例では、表面形状の測定として、レールの亀裂測定、継ぎ目段差測定、レール幅方向の測定（レール側面磨耗及びメタルフローの測定）及び頭頂面の磨耗量の測定を行った。
亀裂の測定結果について述べる。亀裂の測定では、レールの低面から４０ｍｍの位置に直径２ｍｍの丸穴加工したものを用意し、このレールについて亀裂測定をすることで、この加工部を疑似亀裂と見なした診断試験評価を実施した。図５に垂直探触子８による探傷結果を示すグラフ、図４に示すように、欠陥エコーを感知できることが確認できた。
【００３７】
レールの継ぎ目の段差測定の結果について述べる。図５に、レールの継ぎ目の段差測定の結果を示す。測定の結果、継ぎ目の段差は１．５ｍｍとなり、段差を実測した結果と変わらず、継ぎ目の段差が測定できることが確認できた。
レール幅方向の形状測定及び磨耗量測定の結果ついて述べる。また、実施例では、比較として、レールのレール幅方向の形状及び頭頂面の磨耗量を、レーザー距離計を用いて、頭頂部方向から幅全域にわたって測定した。図８に、レール幅方向の形状測定及び磨耗量測定の結果を示す。図６には、幅方向の位置Ａ，Ｂ，Ｃの３箇所における磨耗量の測定結果を示す。図６に示すように、レールの幅方向全域に渡って、レーザー距離計での計測データと一致する良好な結果が得られた。また幅方向に関してもよく一致することが確認できた。
【符号の説明】
【００３８】
１  検査台車
２  走行レール
２０  頭部
２１  胴部
２２  足部
３  台車フレーム
４Ａ，４Ｂ  走行輪
５Ａ，５Ｂ  ガイドローラ
６Ａ，６Ｂ  レーザー光源
７  カメラ
８  垂直探触子
９  演算部
【図１】
2020060382.tif 000003
【図２】
2020060382.tif 000004
【図３】
2020060382.tif 000005
【図４】
2020060382.tif 000006
【図５】
2020060382.tif 000007
【図６】
2020060382.tif 000008