(57)【要約】【課題】列車走行時の振動および自然環境により不具合が発生することなく、低コストで実現できる軌道狂い計測システムを提供すること。【解決手段】レールの高低狂い成分である長手方向の鉛直変位に感応するようにレールまたはマクラギの所定位置に複数の電解液型傾斜計を設けるとともに、レールの水平狂い成分である長手方向の水平変位に感応するようにレールまたはマクラギに一端部を固定されレールに沿って順次複数配設された基準ロッドと、各基準ロッドの他端部にそれぞれ設けられたターゲットと、ターゲットに対応位置してレールまたはマクラギに固定されターゲットとの水平方向の離間距離を計測する非触覚変位センサとを設けて構成した。【選択図】図１
2014227817.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レールの高低狂い成分である長手方向の鉛直変位に感応するようにレールまたはマクラギの所定位置に複数の電解液型傾斜計を設けるとともに、レールの水平狂い成分である長手方向の水平変位に感応するようにレールまたはマクラギに一端部を固定されレールに沿って順次複数配設された基準ロッドと、各基準ロッドの他端部にそれぞれ設けられたターゲットと、ターゲットに対応位置してレールまたはマクラギに固定されターゲットとの水平方向の離間距離を計測する非触覚変位センサとを設けてなる軌道狂い計測システム。
【請求項２】
基準ロッドを低熱膨張合金材料にて構成するようにしたことを特徴とする上記請求項１に記載された軌道狂い計測システム
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  日々、列車を安全に走行させるために繰返しなされる鉄道軌道の軌道狂い（軌道変位）の計測技術に関して提案するものである。
【技術背景】
【０００２】  軌道狂いは次の要素で表現される。
▲１▼軌間狂い：左右レールの頭部内側面間の最短距離
▲２▼水準狂い：左右両レールの踏面の高低差
▲３▼高低狂い：レールの長さ方向の踏面の凹凸
▲４▼通り狂い：レールの長さ方向の左右の振れ
▲５▼平面性狂い：軌道の一定長さの水準変化量
【０００３】  この中、特に重要視されているものとしては▲３▼高低狂いと▲４▼通り狂いである。高低狂いはレールの鉛直方向のずれ量を示すものであり、たとえばレール平面に沿って１０ｍの糸を張り、その中央点における測定弦とレールの間隔の狂いをいい、また、通り狂いはレールの水平方向のずれ量を示すものであり、たとえばレール側面に沿って１０ｍの糸を張り、その中央点における測定弦とレールの間隔の狂いをいう。そして、軌道狂い特に高低狂い、通り狂いを如何に正確に、速やかに検出できるかが列車運行上の最も重要な項目となっている。
【発明の概要】
【発明の解決しようとする課題】
【０００４】  上記２つの狂い成分（高低、通り）は列車の通過にともなう軌道の過酷な環境により、従来、多く使用されている機械的構造を持つ計測手段では精度および耐久性に問題があり、実用的ではなかった。また光学式の計測手段もあったが、同様に自然環境（温度的、気象条件等）における要因から正確な計測はすこぶる困難であった。ここで、本発明では列車通過時の影響および自然環境に影響されることなく、精度の高い、しかも耐久性に優れた軌道狂い計測システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】  本発明は、上記課題を解決するために、レールの高低狂い成分である長手方向の鉛直変位に感応するようにレールまたはマクラギの所定位置に複数の電解液型傾斜計を設けるとともに、レールの水平狂い成分である長手方向の水平変位に感応するようにレールまたはマクラギに一端部を固定されレールに沿って順次複数配設された基準ロッドと、各基準ロッドの他端部にそれぞれ設けられたターゲットと、ターゲットに対応位置してレールまたはマクラギに固定されターゲットとの水平方向の離間距離を計測する非触覚変位センサとを設けるようにした。
【０００６】  また、基準ロッドを低熱膨張合金材料にて構成するようにした。
【発明の効果】
【０００７】  本発明によれば、軌道狂いの中、高低狂い計測は耐加速度性能に優れ小型化が容易な電解液型傾斜計を複数レールに直接取付けるようにするとともに、通り狂い計測は基準ロッドと非触覚センサを複数レールまたはマクラ木に設けるようにしたことで、機械的構造部位も無く、極めてシンプルな構成となり、列車通過による振動の他、日照、降雨等の影響もなく、高精度で耐久性に優れた計測ができるとともに、設置、撤去工事が簡単となり、低コストで提供することができるなど実用上の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本実施例における全体構成例を示す平面図である。
【図２】本実施例における全体構成例を示す正面図である。
【図３】本実施例における非接触変位センサ周辺の詳細を示す（図１中Ａ部分の）平面図である。
【図４】本実施例における非接触変位センサ周辺の詳細を示す（図３ａ−ａ線に沿う）断面図である。
【図５】本実施例における非接触変位センサ周辺の詳細を示す（図１中Ｂ部分の）平面図である。
【図６】本実施例における非接触変位センサ周辺の詳細を示す（図５ａ−ａ線に沿う）断面図である。
【図７】本実施例における非接触変位センサ周辺の詳細を示す（図１中Ｃ部分の）平面図である。
【図８】本実施例における非接触変位センサ周辺の詳細を示す（図７ａ−ａ線に沿う）断面図である。
【図９】本実施例における基準ロッドおよびターゲットの詳細を示す平面図と正面図である。
【図１０】本実施例における高低狂い計測の作用説明図である。
【図１１】本実施例における通り狂い計測の作用説明図である。
【図１２】図１１を基本的な配置に変更した作用説明図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】  本発明を実施するための形態を次の実施例で説明する。
【実施例】
【００１０】  以下、本発明の実施例について図１から図９を参照しながら説明する。図中１は軌道を構成するレールであり、レール１はマクラギ２に載設されている。レール１の外側面には電解液構成のセンサを内臓する電解液型傾斜計３が接着剤により所定間隔たとえば２．５ｍピッチに複数並設固定されている。これら電解液型傾斜計３は図示しないケーブルを介して図示しないデータ収録部に傾斜データを送出するようになっている。【００１１】  ４はレール１の下面に当接するベース板５と押えブロック６と締付ボルト７とで構成されるタイプレートである。このタイプレート４は締付ボルト７を締付けて押えブロック６でレール１のフランジ部にベース板５を固着している。タイプレート４はレール１の外側にベース板５が突き出すようにレール１に所定間隔たとえば２．５ｍピッチで複数並設固定されている。ここで、図１および図２では両端に位置するタイプレート４を４ａ、中間に位置するタイプレート４を４ｂとする。所定のタイプレート４ａのベース板５のレール１外側部上にはレール１と平行する基準固定板８が設けられている。基準固定板８にはレール１の長手方向に沿って所定長さで位置する基準ロッド９がたとえばボルト１０によりその中央部を固定されている。【００１２】  基準ロッド９はたとえば中央部から左右に向けて先細り形状をなし、軽量化のために複数の孔１１を有したたとえば低熱膨張合金材料（インバー材料）の平板により構成されている。基準ロッド９の両翼先端部にはレール１に対向してたとえば鉄板からなるターゲット１１が設けられている。基準ロッド９の中央部からターゲット１１の距離はたとえば２．５ｍとする。タイプレート４ａと交互に位置するタイプレート４ｂはベース板５のレール１外側部上にセンサ固定板１３が設けられている。両端のタイプレート４ｂのセンサ固定板１３には基準ロッド９の先端部に設けられたターゲット１２に対向位置する非触覚変位センサ１４が１台ずつ固定されている。また、中間部のタイプレート４ｂのセンサ固定板１３には基準ロッド９の先端部に設けられたターゲット１２に対向位置する非触覚変位センサ１４が２台ずつ上下位置にて固定されている。【００１３】  このように非触覚変位センサ１４を上下位置とする、すなわち、ターゲット１２を上下位置とするために基準ロッド９の高さ位置を並び順交互に上下位置にコンパクトに構成できる。本実施例では非触覚変位センサ１４はたとえばうず電流センサとして、ターゲット１２との離間距離に対応してアナログ信号を出力するようになっている。各非触覚変位センサ１４は図示しないケーブルを介して図示しないデータ収録部に変位データを送出するようになっている。【００１４】  なお、この実施例では基準ロッド９を中心固定型の両翼形状としたが、本発明によれば、基準ロッド９は一端部をベース板５に固定し他端部にターゲット１２を設けるようにして、これを順次連ねて配置するようにしても良いことは勿論である。【００１５】  次に本発明の実施例の作用を説明する。
▲１▼  高低狂いの計測【００１６】  図１０にしたがって説明する。ここでは、電解液型傾斜計３を２．５ｍピッチで４台配置したケースとして、１０ｍ弦の計測を行なう。レール１が鉛直方向に変形する（点線で示す）と、複数の電解液型変位計３が各々傾斜角を出力する。
この際の出力値をθ１，θ２，θ３，θ４とすると
測定間隔Ｌにおいて各区間の変位量δｉは
δｉ＝Ｌ×ｓｉｎθｉ
となり、ここから
δ１，δ２，δ３，δ４  が求められる
さらに
2014227817.tif 000003
したがって、１０ｍ弦の中央値Δは
2014227817.tif 000004
よって
Δ＝α２−１／２（α４）
となり、１０ｍ弦法による高低狂値を求められる。
軌道の管理分野でひとつの単位としている１０ｍ弦すなわち１０ｍ区間における変位量を求める場合は電解液型傾斜計３の配置ピッチを２．５ｍとすると、４台で４区間の計測値を算出することになる。
▲２▼  通り狂いの計測【００１７】  図１２にしたがって説明する。ここでは、両翼それぞれ２，５ｍの基準ロッド９を２台と非触覚変位センサ１４を４台使用したケースについて、１０ｍ弦の計測を行なう。図１１は基準ロッド９と非触覚変位センサ１４の配置を上記実施例に即して表したものであり、これは図１２のように並べ替えることができる。【００１８】  以下、図１２にしたがって説明する。レール１が水平方向に変形（点線で示す）すると、複数の非接触変位センサ１４とターゲット１２との離間距離にそれぞれ変化が生じ、各非接触変位センサ１５がこれを出力する。
（δ１＋δ２＋δ３・・・δｎ）
本実施形態では１区間２．５ｍとしているため、１０ｍ弦値Δは
Δ＝（δ１＋δ２＋δ３・・・＋δｎ）／ｎ×（Ｌ／２ｌ）２
＝（δ１＋δ２＋δ３＋δ４）／４×〈１０ｍ／（２×２．５ｍ）〉２
となり、１０ｍ弦法による通り狂値を求められる。【００１９】  前記高低狂いの計測と同様に、軌道の管理分野でひとつの単位としている１０ｍ弦すなわち１０ｍ区間における変位量を求める場合は基準ロッド９の長さ（固定点からターゲット１２までの距離）を２．５ｍとして並べ４つの計測値を算出することになる。【００２０】  このように、本実施例では高低狂いについてはレール１に直接取付た複数の電解液型傾斜計３のみで計測できるとともに、通り狂いについても基準ロッド９と非触覚変位センサ１４との複数組合せのみで構成でき、しかも電解液型傾斜計３は電解液型センサを内臓し、非触覚変位センサ１４もうず電流センサを使用することで機械的構造を有しないため、列車通過時の振動等で損傷することがない。また、シンプルな構成により自然環境上の特に温度変化による影響も少なく、基準ロッド９の材質をインバー材等低熱膨張合金材料とすることで、より精度の高い計測が実現するものである。
【産業上の利用可能性】
【００２１】  本発明では軌道狂いの中、高低狂いと通り狂いを自動的にかつ経時的に計測する手段として実施例で説明したが、前記実施例に限定されることなく、非触覚変位センサ１４はうず電流センサ以外のものも種々採用できる。また基準ロッド９の形状、材質についても同様である。また、本実施例では高低狂いを計測する電解液型傾斜計３をレール１に直接、さらには通り狂いを計測するための基準ロッド９および非触覚変位センサ１４をタイプレート４を介してレールに直接取付けるようにしたが、通り狂い計測をなす基準ロッド９、非触覚変位センサ１４はマクラギ２に取付けるようにしても本発明の趣旨を逸脱するものではない。
【符号の説明】
【００２２】１    レール
２    マクラギ
３    電解液型傾斜計
４    タイプレート
４ａ  タイプレート
４ｂ  タイプレート
５    ベース板
６    押えブロック
７    締付ボルト
８    基準固定板
９    基準ロッド
１０  ボルト
１１  孔
１２  ターゲット
１３  センサ固定板
１４  非触覚変位センサ
【図１】
2014227817.tif 000005
【図２】
2014227817.tif 000006
【図３】
2014227817.tif 000007
【図４】
2014227817.tif 000008
【図５】
2014227817.tif 000009
【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
2014227817.tif 000013
【図１０】
2014227817.tif 000014
【図１１】
2014227817.tif 000015
【図１２】
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