(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
走行レール上を走行させる検査用台車に、該走行レールを挟んで自在に回転する１対の水平ローラを、それぞれ幅変位検出器を介して連結することにより、該水平ローラそれぞれについて、前記台車との幅方向相対変位量を計測し、かつ前記台車に固設したレーザ距離計により、該台車と前記走行レールとの幅方向相対変位量を計測することで、前記走行レールの左側メタルフローおよび右側メタルフローを測定し、また前記走行レール上面に超音波プローブを接触させ、該走行レールの高さを計測することで、該走行レール上面の摩耗を測定することを特徴とする走行レールの検査方法。
【請求項２】
前記検査用台車に、前記走行レール上を自在に回転する１対の垂直ローラを、それぞれ高さ変位検出器を介して連結することにより、該垂直ローラそれぞれについて、前記台車との高さ方向相対変位量を計測することで、該走行レール上面の左側摩耗および右側摩耗を測定することを特徴とする請求項１記載の走行レールの検査方法。
【請求項３】
前記超音波プローブにより走行レールの亀裂を探傷することを特徴とする請求項１または２記載の走行レールの検査方法。
【請求項４】
走行レールの起点に設けたレーザ投光器からのレーザビームを、検査用台車上に設けたレーザセンサで受け、該センサにおけるビームスポットの位置を検知することで、走行レールの蛇行、勾配、スパンおよび左右高低差のいずれか１種または２種以上を測定することを特徴とする請求項１，２または３記載の走行レールの検査方法。
【請求項５】
走行レール上を走行させる検査用台車に、該走行レールを挟んで自在に回転する１対の水平ローラが連結され、該水平ローラそれぞれについて前記台車との幅方向相対変位量を計測するための幅変位検出器が、該水平ローラのそれぞれと該台車の間に介在し、かつ該台車には該台車と前記走行レールとの幅方向相対変位量を計測するためのレーザ距離計が固設され、また該台車には前記走行レールの高さを計測するための超音波プローブが、該走行レール上面に接触するように取り付けられ、前記１対の水平ローラそれぞれについての前記台車との幅方向相対変位量計測値と、前記台車と前記走行レールとの幅方向相対変位量計測値とから、前記走行レールの左側メタルフローおよび右側メタルフローを演算するためのメタルフロー演算機構、および前記走行レールの高さ計測値から前記走行レール上面の摩耗を演算するための摩耗演算機構を有していることを特徴とする走行レールの検査装置。
【請求項６】
前記検査用台車に、前記走行レール上を自在に回転する１対の垂直ローラが連結され、該垂直ローラそれぞれについて前記台車との高さ方向相対変位量を計測するための高さ変位検出器が、該垂直ローラのそれぞれと該台車の間に介在し、前記１対の垂直ローラそれぞれについての前記台車との高さ方向相対変位量計測値と、前記走行レールの高さ計測値とから、前記走行レール上面の左側摩耗および右側摩耗を演算するための摩耗演算機構を有していることを特徴とする請求項５記載の走行レールの検査装置。
【請求項７】
前記超音波プローブによる前記走行レールの亀裂探傷機構を有していることを特徴とする請求項５または６記載の走行レールの検査装置。
【請求項８】
前記走行レールの起点に設けられレーザビームを投射するためのレーザ投光器、前記台車上に設けられ該レーザビームを受光するためのレーザセンサ、および該センサにおけるビームスポットの位置から前記走行レールの蛇行、勾配、スパンおよび左右高低差のいずれか１種または２種以上を計測演算するための機構を有していることを特徴とする請求項５，６または７記載の走行レールの検査装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、天井クレーンの走行レール、製鉄所におけるトーピードカーの走行レールなど、各種工業用走行レールの検査を自動的に行うための方法および装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
天井クレーンの走行レールは、クレーンの自重と吊荷の荷重を支えてクレーンを走行させるための重要な構造物部分である。そして、クレーンの繰返し走行により各種の欠陥が生じるので、走行に際しての危険を回避するために、定期的に検査を行っている。検査項目としては、レール頭部のメタルフローおよび摩耗、レール内部の亀裂、各レールの蛇行および勾配、左右レール間のスパンおよび左右高低差などがある。
【０００３】
従来、これらの検査は人力により行われていたが、高所かつ狭隘な場所での作業を強いられ、さらに操業休止中に検査作業を行うため時間的な制約も受けるので、安全性、作業性に問題があるうえ、測定データに個人差が生じ、信頼性にも問題があった。
【０００４】
この問題の対策として、レーザビームを利用した天井クレーン走行レールの自動検査方法が開発され、「クレーン」第３０巻７号２〜６頁（１９９２年）に掲載されている。その方法は、走行レールに固定した発信器からのレーザビームを走行台車上のスクリーンで受光し、画像処理により、各レールの蛇行および勾配、左右レール間のスパンおよび高低差を測定するものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記文献に開示されている検査方法によれば、上記検査項目の一部に関しては、レール上を人が歩く必要がなくなり、安全性、作業性、検査精度の信頼性などの問題が解決される。しかし上記検査項目中、レール頭部のメタルフローおよび摩耗、レール内部の亀裂については自動検査することができない。
【０００６】
また、製鉄所におけるトーピードカーの走行レールのように、地上に敷設され、必ずしも直線状に敷設されていないものを対象とする場合は、上記文献の方法のような蛇行や勾配などよりも、メタルフロー、摩耗、亀裂などがより重要な検査項目となる。
【０００７】
本発明は、天井クレーンの走行レール、製鉄所におけるトーピードカーの走行レールなど、各種工業用走行レールの検査を自動的に行うための方法および装置であって、レール頭部のメタルフローおよび摩耗を自動的に検査するとともに、必要に応じてレール内部の亀裂も自動検査し、さらに各レールの蛇行および勾配、左右レール間のスパンおよび高低差をも自動検査することにより、省力化を達成し、安全性、作業性および検査結果の信頼性を高めることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明法は、走行レール上を走行させる検査用台車に、該走行レールを挟んで自在に回転する１対の水平ローラを、それぞれ幅変位検出器を介して連結することにより、該水平ローラそれぞれについて、前記台車との幅方向相対変位量を計測し、かつ前記台車に固設したレーザ距離計により、該台車と前記走行レールとの幅方向相対変位量を計測することで、前記走行レールの左側メタルフローおよび右側メタルフローを測定し、また前記走行レール上面に超音波プローブを接触させ、該走行レールの高さを計測することで、該走行レール上面の摩耗を測定することを特徴とする走行レールの検査方法である。
【０００９】
そして、前記検査用台車に、前記走行レール上を自在に回転する１対の垂直ローラを、それぞれ高さ変位検出器を介して連結することにより、該垂直ローラそれぞれについて、前記台車との高さ方向相対変位量を計測することで、該走行レール上面の左側摩耗および右側摩耗を測定することもできる。
【００１０】
また、前記超音波プローブにより走行レールの亀裂を探傷することもでき、さらに、走行レールの起点に設けたレーザ投光器からのレーザビームを、検査用台車上に設けたレーザセンサで受け、該センサにおけるビームスポットの位置を検知することで、走行レールの蛇行、勾配、スパンおよび左右高低差のいずれか１種または２種以上を測定することもできる。
【００１１】
上記目的を達成するための本発明装置は、走行レール上を走行させる検査用台車に、該走行レールを挟んで自在に回転する１対の水平ローラが連結され、該水平ローラそれぞれについて前記台車との幅方向相対変位量を計測するための幅変位検出器が、該水平ローラのそれぞれと該台車の間に介在し、かつ該台車には該台車と前記走行レールとの幅方向相対変位量を計測するためのレーザ距離計が固設され、また該台車には前記走行レールの高さを計測するための超音波プローブが、該走行レール上面に接触するように取り付けられ、前記１対の水平ローラそれぞれについての前記台車との幅方向相対変位量計測値と、前記台車と前記走行レールとの幅方向相対変位量計測値とから、前記走行レールの左側メタルフローおよび右側メタルフローを演算するためのメタルフロー演算機構、および前記走行レールの高さ計測値から前記走行レール上面の摩耗を演算するための摩耗演算機構を有していることを特徴とする走行レールの検査装置である。
【００１２】
そして、前記検査用台車に、前記走行レール上を自在に回転する１対の垂直ローラが連結され、該垂直ローラそれぞれについて前記台車との高さ方向相対変位量を計測するための高さ変位検出器が、該垂直ローラのそれぞれと該台車の間に介在し、前記１対の垂直ローラそれぞれについての前記台車との高さ方向相対変位量計測値と、前記走行レールの高さ計測値とから、前記走行レール上面の左側摩耗および右側摩耗を演算するための摩耗演算機構を有しているものとすることもできる。
【００１３】
また、前記超音波プローブによる前記走行レールの亀裂探傷機構を有しているものとすることもでき、さらに、前記走行レールの起点に設けられレーザビームを投射するためのレーザ投光器、前記台車上に設けられ該レーザビームを受光するためのレーザセンサ、および該センサにおけるビームスポットの位置から前記走行レールの蛇行、勾配、スパンおよび左右高低差のいずれか１種または２種以上を計測演算するための機構を有しているものとすることもできる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明法は、図１の例に示すように、検査すべき走行レールＲ上に検査用台車１を走行させて、走行レールＲのメタルフローおよび摩耗を自動測定するための方法である。走行レールＲとしては、クレーンレールのように直線状に敷設されたもののほか、トーピードカーのレールのように曲線状に敷設されたものを含む場合も対象とすることができる。
【００１５】
走行台車１は走行車輪１０および１１によりレールＲ上を走行させることができ、保持ローラ１２および１３によりレールＲに沿って可動である。走行手段としては、このほか保持ローラ１２あるいは１３を駆動させてもよく、さらに他の走行車やクレーン本体等に連結させることもできる。そして、レールＲの測定位置は、走行車輪１１に付設したロータリーエンコーダ１４により検出される。位置検出については、このほか一定速度で走行させ、走行時間から求める等、各種手段を採用することができる。
【００１６】
メタルフローは、レールＲの頭部が変形して横方向に広がる現象である。誇張した例を示すと、図２のように、実線で示す変形前の状態から破線で示す変形後の状態になり、通常は左右の広がり幅ΔＷL とΔＷR は異なる。本明細書ではΔＷL を左側メタルフロー、ΔＷR を右側メタルフローといい、本発明法では、これらをそれぞれ自動測定する。
【００１７】
摩耗は、レールＲの頭部が摩耗して上面が低くなる現象である。誇張した例を示すと、図３のように、実線で示す摩耗前の状態から破線で示す摩耗後の状態になり、通常は傾斜して摩耗するので、左側の摩耗高さΔＨL と右側の摩耗高さΔＨR は異なる。本明細書ではΔＨL を左側摩耗、ΔＨR を右側摩耗という。本発明法では、摩耗として中央部の摩耗高さΔＨ0 を自動測定するほか、左側摩耗ΔＨL および右側側摩耗ΔＨR をそれぞれ自動測定することもできる。
【００１８】
まずメタルフローの自動測定について、図１および図４の例により説明する。台車１には、図１のように走行レールＲを挟んで自在に回転する１対の水平ローラ２が、それぞれ幅変位検出器を介して連結されている。本例では幅変位検出器として水平リニアゲージ３を採用している。また図４の例では、水平軸１７に２個の水平リニアゲージ３を設け、それぞれに水平ローラ２を連結しており、この水平軸１７を台車１に固設している。
【００１９】
台車１を走行させると、メタルフローによるレールＲの幅変動に伴って、図４（ａ）の矢印で示すように、左右の水平ローラ２はそれぞれ独立して、台車１に対しレールＲの幅方向に移動する。本発明法では、左右の水平ローラ２それぞれについて、台車１との幅方向相対変位量を水平リニアゲージ３により計測する。図４の例では水平軸１７に任意の基準点ＡおよびＢを想定し、左側の水平ローラ２については基準点Ａとの間隔ａ、右側の水平ローラ２については基準点Ｂとの間隔ｂを示している。図４（ａ）のように、メタルフローのない基準状態でのａ0 ，ｂ0 が、（ｂ）のように、メタルフローの発生した状態でａ1 ，ｂ1 になった場合、ａ0 −ａ1 が左側水平ローラ２と台車との幅方向相対変位量、ｂ0 −ｂ1 が右側水平ローラ２と台車との幅方向相対変位量である。
【００２０】
ところで、左側メタルフローΔＷL と右側メタルフローΔＷR が異なると、台車１はレールＲに対して左右に相対移動する。図４は、水平軸１７の中心点Ｃが右側にΔＣだけ移動する例を示している。本発明法ではレーザ距離計４を台車１に固設し、図４の例では水平軸１７に固設して、レールＲのウェブとの間隔ｃの変化を捕らえることで、台車１とレールＲとの幅方向相対変位量を計測する。  すなわち図４（ａ）のように、メタルフローのない基準状態でのｃ0 が、図４（ｂ）のように、メタルフローの発生した状態でｃ1 になった場合、ｃ0 −ｃ1 が台車１とレールＲとの幅方向相対変位量である。
【００２１】
図４において、水平ローラ２の半径をｒ、基準点Ｂとレーザ距離計４の基点との間隔をｄとすると、
0003696715.tif 000002
となる。
【００２２】
したがって上記のように、左右の水平ローラ２それぞれについて、台車１との幅方向相対変位量（ａ0 −ａ1 ）および（ｂ0 −ｂ1 ）を計測し、かつ台車１とレールＲとの幅方向相対変位量（ｃ0 −ｃ1 ）を計測することで、上記（１）式および（２）式より、左側メタルフローΔＷL および右側メタルフローΔＷR を求めることができる。
【００２３】
なお本発明法において、幅変位検出器としては、上記水平リニアゲージ３のほか、ラック・ピニオンとロータリーエンコーダの組合せ、すなわち水平軸１７にラックを連結し、水平ローラ２にピニオンを連結して噛合せ、水平ローラ２の移動に伴うピニオンの回転をロータリーエンコーダで検出する機構を採用することもできる。また差動トランスを用いる機構等を採用することもできる。さらに、水平ローラ２としては、クレーン走行面に平行な円弧状に動作するローラ機構を採用してもよい。
【００２４】
つぎに摩耗の自動測定について説明する。図１の例のように、台車１に超音波プローブ７をレールＲの上面に接触するように取り付け、底面反射エコーを利用してレールＲの高さｈ1 を計測し、基準高さｈ0 との差から、摩耗ΔＨ0 ＝ｈ0 −ｈ1 を自動測定する。超音波プローブ７は、回転倣い機構８および押付具９により走行中レールＲの上面に接触するようになっている。
【００２５】
また、必要に応じて左側摩耗ΔＨL および右側摩耗ΔＨR をそれぞれ自動測定することもできる。その場合、台車１に、図１のように走行レールＲ上を自在に回転する１対の垂直ローラ５を、それぞれ高さ変位検出器を介して連結する。本例では高さ変位検出器として垂直リニアゲージ６を採用している。そして図５の例のように、水平軸１８に２個の垂直リニアゲージ６を設け、それぞれに垂直ローラ５を連結しており、この水平軸１８を台車１に固設している。
なお本発明法において、高さ変位検出器としては、上記幅変位検出器と同様、垂直リニアゲージ６のほか、ラック・ピニオンとロータリーエンコーダの組合せや差動トランスを用いる機構等を採用することができる。
【００２６】
台車１を走行させると、摩耗によるレールＲの高さ変動に伴って、図５（ａ）の矢印で示すように、左右の垂直ローラ５はそれぞれ独立して、台車１に対しレールＲの高さ方向に移動する。本発明法では、左右の垂直ローラそれぞれについて、台車１との高さ方向相対変位量を垂直リニアゲージ６により計測する。
【００２７】
図５の例では水平軸１８に任意の基準点Ｄを想定し、左側の垂直ローラ５については基準点Ｄとの間隔ｆ、右側の垂直ローラ５については基準点Ｄとの間隔ｇを示している。図５（ａ）のように、摩耗のない基準状態でのｆ0 ，ｇ0 が、図５（ｂ）のように、摩耗の発生した状態でｆ1 ，ｇ1 になった場合、ｆ0 −ｆ1 が左側垂直ローラ５と台車との高さ方向相対変位量、ｇ0 −ｇ1 が右側垂直ローラ５と台車との高さ方向相対変位量である。
【００２８】
ところで、レールＲ頭部の摩耗により、台車１はレールＲに対して下方に相対移動する。図５は、水平軸１８が、摩耗のない状態（ａ）から摩耗状態（ｂ）へとΔＨ0 だけ移動する例を示している。ΔＨ0 はレールＲの高さｈの変化量に相当するので、本発明法では上面に接触させた超音波プローブ７により、レールＲの高さｈ0 およびｈ1 を計測する。
【００２９】
図５において、垂直ローラ５の半径をｓとすると、
0003696715.tif 000003
となる。
【００３０】
したがって上記のように、左右の垂直ローラ５それぞれについて、台車１との高さ方向相対変位量（ｆ0 −ｆ1 ）および（ｇ0 −ｇ1 ）を垂直リニアゲージ６により計測し、かつレールＲの高さ変化（ｈ0 −ｈ1 ）を超音波プローブ７による底面反射エコーを利用して計測することで、上記（３）式および（４）式より、垂直ローラ５が接する位置での左側摩耗ΔＨL および右側摩耗ΔＨR を求めることができる。
【００３１】
本発明法はまた、この超音波プローブ７により走行レールの亀裂を探傷することもできる。この場合も、直線状および曲線状の走行レールを対象とする。クレーンの走行レールには、クレーン自体と吊荷の荷重による繰返し応力が加わるため、特にレール連結部の孔周囲に金属疲労が発生し、ウェブ側面やウェブと頭部の境界に向って亀裂が進展することが多い。またトーピードカーの走行レールにも、大重量の溶銑を積載したトーピードカーによる繰返し応力で同様の亀裂が発生することが多い。
このような走行レールについて、超音波プローブ７により、上記レールＲの底面反射エコーに加え、欠陥反射エコーを検知することで、亀裂の有無を判定しその位置を計測する。
【００３２】
本発明法はさらに、図１の例に示すように、走行レールＲの起点に設けたレーザ投光器１５からのレーザビームを、台車１上に設けたレーザセンサ１６で受け、該センサ１６におけるビームスポットの位置を検知することで、走行レールＲの蛇行、勾配、スパンおよび左右高低差のいずれか１種または２種以上を測定することもできる。この場合は、直線状に敷設された走行レールを対象とする。
【００３３】
ここで、蛇行は走行レールＲが文字通り左右に波状にうねる現象で、レールＲ１本毎に、基準線に対する幅方向のずれ量を計測する。勾配は、レールＲが上下に傾斜したときの長さ方向所定間隔の高低差であり、レールＲ１本毎に、基準線に対する高さ方向のずれ量を計測して演算により求める。
【００３４】
スパンは左右のレールＲの間隔であり、基準間隔との差を測定する。具体的には、左右２本のレールＲのそれぞれについて、基準線に対する幅方向のずれ量を計測し、両レールの計測値から演算により求める。左右高低差は左右のレールＲの高低差であり、両レールの同一直交線上での高さの差で表す。具体的には、左右２本のレールＲのそれぞれについて、基準線に対する高さ方向のずれ量を計測し、両レールの計測値から演算により求める。
【００３５】
レーザ投光器１５からのレーザビームは、台車１上のレーザセンサ１６の面内に照射されてビームスポットとなるが、台車１が投光器１５から離れるにしたがってビームが広がるので、センサ１６面上のビームスポットは径が大きくなる。しかし、径が大きくなったビームスポットは、同心円状の縞模様となっているので、容易にその中心位置を検知でき、検知した位置から上記各計測値を得ることができる。
【００３６】
計測の具体例を以下に説明する。図１の例において、レーザセンサ１６は台車１に対して、レールＲの幅方向すなわちｙ方向に、また高さ方向すなわちｚ方向に可動となっている。
まずレールＲに蛇行や勾配がなく、正規のスパンで左右高低差が０の状態を基準状態とする。そして図６のように、このときのビームスポットの位置Ｐ0 がレーザセンサ１６面上の定点Ｑと重なるよう、センサ１６を左右駆動軸２６によりｙ方向に、また上下駆動軸２７によりｚ方向に位置調整する。この状態を、レールＲが基準線に対して幅方向にも高さ方向にもずれのない状態であるとする。定点Ｑは、本例ではレーザセンサ１６面の中心点としている。
【００３７】
台車１を走行させたとき、ビームスポットの位置がＰ1 に移行したとすると、上記定点ＱがＰ1 と重なるように、左右駆動軸２６および上下駆動軸２７を追従して駆動させ、レーザセンサ１６を実線の位置から破線の位置に移動させる。そして、ｙ方向の移動量Δｙを検出し、基準線に対するレールＲの幅方向ずれ量とする。またｚ方向の移動量Δｚを検出し、基準線に対するレールＲの高さ方向ずれ量とする。このように、レーザセンサ１６をビームスポットの位置に追従して移動させることで、上記各計測値を連続的に計測することができる。
【００３８】
なお、本発明法におけるレーザセンサ１６上のビームスポットの位置検出については、本例のような手段に限らず、ビームスポット像を光学レンズを通してＣＣＤカメラ等で入力し、画像処理により行う方法や、感光センサを用いる方法等の各種手段を採用してもよい。
【００３９】
本発明装置は、図１の例に示すように、検査すべき走行レールＲ上に検査用台車１を走行させて、走行レールＲのメタルフローおよび摩耗を自動測定するための装置である。走行レールＲとしては、直線状に敷設されたものおよび曲線状に敷設されたものを対象とすることができる。台車１の走行手段、レールＲの測定位置検出手段、メタルフローおよび摩耗については、上記本発明法の説明において述べたとおりである。
【００４０】
本発明装置におけるメタルフロー測定手段は、図１の例に示すように、台車１に連結された１対の水平ローラ２、台車１と水平ローラ２それぞれとの間に介在する水平リニアゲージ３等の幅変位検出器、台車１に固設されたレーザ距離計、およびメタルフロー演算機構で構成される。１対の水平ローラ２はレールＲを挟んで自在に回転するように取付けられる。幅変位検出手段としては、このほか上記のように、ラック・ピニオンとロータリーエンコーダの組合せや差動トランスを用いる機構等を採用することができる。
【００４１】
また摩耗測定手段は、図１の例に示すように、レールＲの上面に接触するように台車１に取付けられた超音波プローブ７、および摩耗演算機構で構成される。超音波プローブ７は、図１の例では回転倣い機構８および押付具９により、走行中レールＲの上面に接触するようになっている。すなわち回転倣い機構８は押付具９により下方ｚ方向に押圧され、かつｘ軸回りおよびｙ軸回りに回動自在である。もちろんレールＲと超音波プローブ７との接触部には、水などの超音波伝播媒体を供給する。この構成により、レールＲの幅方向中央部の摩耗ΔＨ0 が自動測定できる。
【００４２】
また、必要に応じてさらに、台車１に連結された１対の垂直ローラ５、台車１と垂直ローラ５それぞれとの間に介在する垂直リニアゲージ６等の高さ変位検出器を加えた構成とすることもできる。１対の垂直ローラ５は、レールＲ上の左側摩耗測定位置および右側摩耗測定位置に接して自在に回転するように取付けられる。高さ変位検出器としては、このほか上記のように、ラック・ピニオンとロータリーエンコーダの組合せや差動トランスを用いる機構等を採用することができる。この構成により、レールＲの上記左側摩耗ΔＨL および右側摩耗ΔＨR が自動測定できる。
【００４３】
メタルフロー演算機構は、左右の水平ローラ２それぞれについての台車１との幅方向相対変位量計測値と、台車１とレールＲとの幅方向相対変位量計測値とから、左側メタルフローΔＷL および右側メタルフローΔＷR を求める機構である。図４の例では（ａ0 −ａ1 ）が左側水平ローラ２と台車１との幅方向相対変位量、（ｂ0 −ｂ1 ）が右側水平ローラ２と台車１との幅方向相対変位量であり、（ｃ0 −ｃ1 ）が台車１とレールＲとの幅方向相対変位量である。これら計測値から上記（１）式および（２）式により、左側メタルフローΔＷL および右側メタルフローΔＷR が求められる。
【００４４】
摩耗演算機構は、レールＲの高さｈ1 を計測し、基準高さｈ0 との差から、摩耗ΔＨ0 ＝ｈ0 −ｈ1 を求める機構である。また必要に応じて、左右の垂直ローラ５それぞれについての台車１との高さ方向相対変位量計測値と、レールＲの高さ変化計測値とから、垂直ローラ５が接する位置での左側摩耗ΔＨL および右側摩耗ΔＨR を求める機構とすることもできる。図５の例では、（ｆ0 −ｆ1 ）が左側垂直ローラ５と台車１との高さ方向相対変位量、（ｇ0 −ｇ1 ）が右側垂直ローラ５と台車１との高さ方向相対変位量であり、（ｈ0 −ｈ1 ）がレールＲの高さ変化である。これら計測値から上記（３）式および（４）式により、左側摩耗ΔＨL および右側摩耗ΔＨR が求められる。
【００４５】
メタルフロー演算機構および摩耗演算機構としては、具体的にはパソコン等を採用して構成することができる。これら演算機構は、台車１に載置し、あるいは別の台車に載置してレールＲ上を走行させることもでき、またレールＲ外の位置に固定し、台車１上の計測部と有線または無線で結ぶこともできる。
【００４６】
本発明装置はまた、超音波プローブ７によるレールＲの探傷機構を有しているものとすることもできる。この場合も走行レールＲとしては、直線状に敷設されたものおよび曲線状に敷設されたものを対象とすることができる。探傷機構としては、上記本発明法の説明で述べたとおり、レールＲの底面反射エコーに加えて欠陥反射エコーを検知することで亀裂の有無を判定しその位置を計測するものである。
【００４７】
本発明装置はさらに、図１の例に示すように、レーザ投光器１５、レーザセンサ１６、およびセンサ１６におけるビームスポットの位置からレールＲの蛇行、勾配、スパンおよび左右高低差のいずれか１種または２種以上を計測演算するための機構を有しているものとすることもできる。レーザ投光器１５はレーザセンサ１６に向けてレーザビームを投射するためのもので、レールＲの起点に設けられる。レーザセンサ１６は、レーザビームを受光してビームスポットの位置を検知するためのもので、台車１上に設けられる。
【００４８】
この場合の走行レールＲとしては、直線状に敷設されたものが対象となる。レールＲの蛇行、勾配、スパンおよび左右高低差を計測演算するための具体的手段、およびセンサ１６におけるビームスポット位置を検知するための具体的手段については、上記本発明法の説明で述べたとおりである。
【００４９】
【実施例】
本発明装置の実施例を図７の側面図および図８の上面図に示す。走行台車１は走行車輪１０および１１を走行レールＲの上面に接触させて走行する。走行車輪１０および１１の一方または双方を駆動することで自走させてもよく、また連結具２５によりクレーン本体やトーピードカー等に連結して走行させてもよい。走行位置は、走行車輪１１の軸に取付けたロータリーエンコーダ１４により検知される。
【００５０】
保持ローラ１２および１３のそれぞれでレールＲを挟持させることで、台車１はレールＲに沿って移動する。保持ローラ１２および１３は、それぞれ保持ローラ調整ねじ２３および２４を調整することにより、適正なバネ力でレールＲを挟持する。
【００５１】
台車１に水平軸１７が固設され、水平軸１７には１対の水平ローラ２が連結されており、水平ローラ２のそれぞれと水平軸１７との間に水平リニアゲージ３が介在している。水平ローラ２はレールＲの頭部を挟むように取付けられ、台車１の走行に伴って自在に回転できるように、レールＲに対し幅方向に位置調整し、水平リニアゲージ３を締付ハンドル２０で水平軸１７に固定する。
【００５２】
水平軸１７にはまた、垂直軸１９が固定され、垂直軸１９の下端部にレーザ距離計４が固設されている。レーザ距離計４は、レールＲのウェブとの間隔を計測するもので、レールＲに対して幅方向および高さ方向に位置調整し、垂直軸１９を締付ハンドル２１で水平軸１７に固定する。
【００５３】
台車１にはさらに水平軸１８が固設され、水平軸１８には１対の垂直ローラ５が連結されており、垂直ローラ５のそれぞれと水平軸１８との間に垂直リニアゲージ６が介在している。垂直ローラ５はそれぞれレールＲの上面に接して取付けられ、台車１の走行に伴って自在に回転できるように、レールＲに対し高さ方向に位置調整し、垂直リニアゲージ６を締付ハンドル２２で水平軸１８に固定する。締付ハンドル２２での固定は、１対の垂直ローラ５がレールＲ上面の左側摩耗測定位置および右側摩耗測定位置に接するように、レールＲの幅方向に位置調整した後に行う。
【００５４】
また超音波プローブ７が台車１に取付けられ、図１に示すような旋回倣い機構８および押付具９により、走行中レールＲの上面に接触するように保持されている。超音波プローブ７とレールＲの接触部には図示しない水タンクから水を供給している。
【００５５】
さらに、必要に応じて使用するレーザセンサ１６が台車１に取付けられるようになっている。レーザセンサ１６を使用するときは、レールＲの起点にレーザ投光器を設ける。レーザセンサ１６は、図６に示すような左右駆動軸２６および上下駆動軸２７により、台車１に対してレールＲの幅方向および上下方向に移動可能に取付けられる。
【００５６】
上記装置において各検査項目のデータを得るため、図９に示すような演算機構を設け、水平リニアゲージ３、レーザ距離計４および垂直リニアゲージ６からの各信号、および超音波プローブ７の底面反射エコー信号を入力し、前記（１），（２），（３），（４）各式により、左側メタルフローΔＷL 、右側メタルフローΔＷR 、左側摩耗ΔＨL 、右側摩耗ΔＨR を演算で求め出力させる。
【００５７】
演算結果はロータリーエンコーダ１４による測定位置に対応させて記録するとともに、必要なときに表示させる。演算機構としてはパソコンを採用し、電源や水タンクとともに専用の台車上に載置し、上記台車１に連結して走行させる。
【００５８】
亀裂を探傷するときは、超音波プローブ７の欠陥反射エコー信号と底面反射信号を演算機構に入力し、亀裂有無とその位置を出力させる。さらに蛇行、勾配、スパン、左右高低差を測定するときは、図６に示すレーザセンサ１６のΔｙ，Δｚを演算機構に入力し、所要データを出力させる。
【００５９】
上記装置により天井走行クレーンの検査を行った。対象レールはＪＩＳ規格の７３kgレールで、全長１００ｍ、左右レールの間隔（スパン）は２４ｍである。左右レールのそれぞれについて、メタルフロー、摩耗、蛇行、勾配を測定し、亀裂探傷を行った。また左右ロールのスパンおよび高低差を測定した。測定間隔は１ｍである。
【００６０】
測定結果の一部を図１０〜図１３に示す。図１０はメタルフロー、図１１は摩耗、図１２は蛇行およびスパン、図１３は勾配および左右高低差である。本レールにおいては亀裂は認められなかった。これらの測定結果は、いずれも再現性の高いものであった。なお、図１３において勾配はレール長さ１．０ｍ間隔の高低差を示す。
【００６１】
また上記装置により、このほかＪＩＳ規格の各種クレーンレールについても検査でき、さらに、メタルフローと摩耗の測定および亀裂探傷については、トーピードカーの走行レールほか、各種工業用走行レールについても検査することができる。
【００６２】
【発明の効果】
本発明により、天井クレーンの走行レール、製鉄所におけるトーピードカーの走行レールなど、各種工業用走行レールの自動検査を容易に行うことができ、検査結果の再現性が高い。検査項目としては、レール頭部のメタルフローおよび摩耗の測定、ウェブやウェブと頭部の境界部に発生する亀裂の探傷ができ、さらに直線状に敷設されたものについては、蛇行、勾配、スパン、および左右高低差の測定を行うことができる。
【００６３】
特にメタルフローについては、従来は測定が困難であった左右への広がり量すなわち左側メタルフローおよび右側メタルフローを別個に自動測定できるので、よりきめ細かな基準での検査が可能となる。
したがって、従来は安全性や作業性の点で問題があった人力による検査を全廃することができ、省力化が達成されるとともに、検査結果の信頼性も高い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明法および装置の構成例を示す斜視図である。
【図２】本発明が対象とする走行レールのメタルフローの説明図である。
【図３】本発明が対象とする走行レールの摩耗の説明図である。
【図４】本発明におけるメタルフローの測定法の説明図であり、（ａ）は基準状態、（ｂ）はメタルフロー発生状態を示す。
【図５】本発明における摩耗の測定法の説明図であり、（ａ）は基準状態、（ｂ）は摩耗発生状態を示す。
【図６】本発明において、ビームスポットの位置を検出するための具体例を示す説明図である。
【図７】本発明装置の実施例を示す側面図である。
【図８】本発明装置の実施例を示す上面図である。
【図９】本発明における測定手段の例を示すブロック図である。
【図１０】本発明の実施例におけるメタルフローの測定例を示すグラフである。
【図１１】本発明の実施例における摩耗の測定例を示すグラフである。
【図１２】本発明の実施例における蛇行およびスパンの測定例を示すグラフである。
【図１３】本発明の実施例における勾配および左右高低差の測定例を示すグラフである。
【符号の説明】
１…台車
２…水平ローラ
３…水平リニアゲージ
４…レーザ距離計
５…垂直ローラ
６…垂直リニアゲージ
７…超音波プローブ
８…旋回倣い機構
９…押付具
１０，１１…走行車輪
１２，１３…保持ローラ
１４…ロータリーエンコーダ
１５…レーザ投光器
１６…レーザセンサ
１７，１８…水平軸
１９…垂直軸
２０，２１，２２…締付ハンドル
２３，２４…保持ローラ調整ねじ
２５…連結具
２６…左右駆動軸
２７…上下駆動軸
Ｒ…レール
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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