(57)【要約】【課題】鉄道車両等の車輪の、深さを含めた損傷形状を、在姿の状態で、短時間に容易かつ正確に測定することができる、車輪の損傷形状測定装置を提供する。【解決手段】車輪２に着脱可能に取り付けられる平行基準器１と、二次元レーザ変位センサ７と、リニアエンコーダ８と、二次元レーザ変位センサ７の角度調整器９とを備え、平行基準器１は、車輪２のフランジ２ａに当接させる、間隔をあけて配された二本のピン４ａ、４ｂと、二本のピン４ａ、４ｂの間に設けられた基準線表示部５とを備え、基準線表示部５には、二本のピン４ａ、４ｂ間を結ぶ直線の中央部に、前記直線と直交するように形成された基準線が形成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車輪の踏面に生じた損傷の形状を測定する、車輪の傷形状測定装置において、
前記車輪に着脱可能に取り付けられる平行基準器と、光学的二次元変位センサと、リニアエンコーダと、前記光学的二次元変位センサの角度調整器とを備え、前記平行基準器は、前記車輪のフランジに当接させる、間隔をあけて配された二本のピンと、前記二本のピンの間に設けられた基準線表示部とを備え、前記基準線表示部には、前記二本のピン間を結ぶ直線の中央部に、前記直線と直交するように形成された基準線が形成され、前記二本のピンの中央部に前記損傷がくるように、前記二本のピンを前記フランジに当接させて、前記平行基準器を前記車輪に取り付け、前記光学的二次元変位センサからのレーザ光が前記基準線と一致するように前記角度調整器により前記光学的二次元変位センサの角度を調整し、この後、前記平行基準器を前記車輪から取り外し、前記光学的二次元変位センサを前記リニアエンコーダの検出ヘッドと共に前記車輪の車軸と平行に移動させて、前記損傷の形状を測定することを特徴とする、車輪の損傷形状測定装置。
【請求項２】
前記車輪は、鉄道車両の車輪であることを特徴とする、請求項１に記載の、車輪の損傷形状測定装置。
【請求項３】
前記光学的二次元変位センサは、二次元レーザ変位センサからなっていることを特徴とする、請求項１または２に記載の、車輪の損傷形状測定装置。
【請求項４】
前記平行基準器は、前記車輪の裏面に磁石により着脱可能に取り付けられることを特徴とする、請求項１から３の何れか１つに記載の、車輪の損傷形状測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、車輪の損傷形状測定装置、特に、鉄道車両等の車輪踏面に生じた、深さを含めた損傷形状を、在姿の状態、すなわち、軸箱をジャッキ等で支持しない状態で、短時間に容易かつ正確に測定することができる、車輪の損傷形状測定装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
鉄道車両の車輪踏面に生じた損傷は、管理基準等でその長さが厳正に定められており、規定長さ以上の車輪損傷があれば、走行不可となる場合がある。
【０００３】
車輪損傷を管理する理由は、損傷に伴う大きな振動が台車や車体部品に破損や落失等の悪影響を及ぼすためである。
【０００４】
しかし、車輪損傷と振動との関係は、損傷の長さだけでなく、損傷の深さを含めた損傷形状に大きく左右されることが分かっており、今後は、損傷の長さだけでなく、損傷の深さを含めた損傷形状を詳細に管理していく必要がある。
【０００５】
通常、車輪の損傷形状は、定規や巻尺で測定しているので、損傷の深さや幅の変化等を正確に把握することは困難であった。
【０００６】
なお、回転接触式変位センサを用いて、車輪の踏面形状を一定ピッチで測定する方法もあるが、剥離傷等の小さな凹凸の損傷においては、これが接触子のコロ径より小さな場合、測定できず、正確な損傷の測定が困難である。さらに大きな損傷であると、測定に時間がかかってしまうといった問題があった。
【０００７】
車輪損傷を精密に測定する方法として、転写用印象材を用いて損傷部の型を取り、据置型の三次元測定装置により損傷形状を測定する方法があるが、転写は、損傷部が上を向いている状態で、枠を型に設置し、この後、印象材を型に流し込むことにより行うので、印象材の硬化に時間がかかり、しかも、大きな型になると、薄肉部分に割れが生じやすいといった問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平５−１２６６８６号公報
【特許文献２】特開２０００−２０３４２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献１には、一次元センサカメラを用いた車輪検査装置が開示され、特許文献２には、変位センサを用いた車輪径測定装置が開示されているが、何れの装置においても、車輪損傷の有無は把握することはできるが、損傷の深さを正確に把握することは困難であり、しかも、在姿の状態で測定するものではない。
【００１０】
従って、この発明の目的は、鉄道車両等の車輪踏面に生じた、深さを含めた損傷形状を、在姿の状態で、短時間に容易かつ正確に測定することができる、車輪の損傷形状測定装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この発明は、上記目的を達成するためになされたものであり、下記を特徴とするものである。
【００１２】
請求項１に記載の発明は、車輪の踏面に生じた損傷の形状を測定する、車輪の損傷形状測定装置において、前記車輪に着脱可能に取り付けられる平行基準器と、光学的二次元変位センサと、リニアエンコーダと、前記光学的二次元変位センサの角度調整器とを備え、前記平行基準器は、前記車輪のフランジに当接させる、間隔をあけて配された二本のピンと、前記二本のピンの間に設けられた基準線表示部とを備え、前記基準線表示部には、前記二本のピン間を結ぶ直線の中央部に、前記直線と直交するように形成された基準線が形成され、前記二本のピンの中央部に前記損傷がくるように、前記二本のピンを前記フランジに当接させて、前記平行基準器を前記車輪に取り付け、前記光学的二次元変位センサからの光線が前記基準線と一致するように前記角度調整器により前記光学的二次元変位センサの角度を調整し、この後、前記平行基準器を前記車輪から取り外し、前記光学的二次元変位センサを前記リニアエンコーダの検出ヘッドと共に前記車輪の車軸と平行に移動させて、前記損傷の形状を測定することに特徴を有するものである。
【００１３】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記車輪は、鉄道車両の車輪であることに特徴を有するものである。
【００１４】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の発明において、前記光学的二次元変位センサは、二次元レーザ変位センサからなっていることに特徴を有するものである。
【００１５】
請求項４に記載の発明は、請求項１から３の何れか１つに記載の発明において、前記平行基準器は、前記車輪の裏面に磁石により着脱可能に取り付けられることに特徴を有するものである。
【発明の効果】
【００１６】
この発明によれば、鉄道車両等の車輪踏面に生じた、深さを含めた損傷形状を、在姿の状態で、短時間に容易かつ正確に測定することができる。
【００１７】
また、この発明によれば、車輪踏面に生じた剥離傷の小さな凹凸の損傷も短時間に容易かつ正確に測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】この発明の、車輪の損傷形状測定装置の使用状態を示す斜視図である。
【図２】図１のＡ方向視図である。
【図３】図２のＢ方向視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
この発明の、車輪の損傷形状測定装置の一実施形態を、図面を参照しながら説明する。
【００２０】
図１は、この発明の、車輪の損傷形状測定装置の使用状態を示す斜視図，図２は、図１のＡ方向視図、図３は、図２のＢ方向視図である。
【００２１】
図１から図３において、１は、鉄道車両等の車輪２の裏面に、例えば、磁石（図示せず）により着脱可能に取り付けられる平行基準器である。平行基準器１は、車輪２の裏面に密着して取り付けられる基板３と、基板３の端部の車輪２側の面に間隔をあけ、かつ、基板３と直角に取り付けられた、車輪２のフランジ２ａに当接される二本のピン４ａ、４ｂと、二本のピン４ａ、４ｂ間の基板３に、二本のピン４ａ、４ｂと直交して、基板３と一体に設けられた基準線表示部５とからなっている。図２に示すように、基準線表示部５の車輪２側の面には、二本のピン４ａ、４ｂ間を結ぶ直線（ｌ）の中央部に、直線（ｌ）と直交させて形成された基準線６が形成されている。
【００２２】
７は、後述するリニアエンコーダ８に取り付けられた光学的二次元変位センサとしての二次元レーザ変位センサである。光学的二次元変位センサとしては、非接触式の変位センサであれば、二次元レーザ変位センサ以外のものであってもよい。二次元レーザ変位センサ７は、車輪２の踏面２ｂに生じた損傷（Ｓ）に向けてレーザ光（Ｌ）を照射して、損傷（Ｓ）の形状を測定する。
【００２３】
８は、リニアエンコーダである。リニアエンコーダ８の検出ヘッド８ａは、二次元レーザ変位センサ７と一体的にガイドレール８ｂに沿って移動可能になっている。
【００２４】
９は、角度調整器であり、二次元レーザ変位センサ７からのレーザ光が平行基準器１における基準線表示部５の基準線６と一致するように７の角度を調整する。基準線６と一致するように二次元レーザ変位センサ７の角度が調整されたら、リニアエンコーダ８のガイドレール８ｂは、車輪２の車軸１０と平行になる。
【００２５】
１１は、損傷（Ｓ）の記録装置である。
【００２６】
このように構成されている、この発明の、車輪の損傷形状測定装置によれば、以下のようにして、車輪２の踏面２ｂに生じた損傷（Ｓ）の深さを含めた形状を、在姿の状態で、短時間に容易かつ正確に測定することができる。
【００２７】
先ず、車輪２の踏面２ｂに生じた損傷（Ｓ）が二本のピン４ａ、４ｂの中央部にくるように、二本のピン４ａ、４ｂをフランジ２ａに当接させ、この状態で平行基準器１を車輪２の裏面に磁石により吸着させて取り付ける。
【００２８】
次に、二次元レーザ変位センサ７からのレーザ光（Ｌ）が基準線６と一致するように角度調整器９により二次元レーザ変位センサ７の角度を調整する（図２参照）。これにより、リニアエンコーダ８のガイドレール８ｂは、車輪２の車軸１０と平行になる。
【００２９】
この後、平行基準器１を車輪２から取り外す。
【００３０】
そして、二次元レーザ変位センサ７をリニアエンコーダ８の検出ヘッド８ａと共に，ガイドレール８ｂに沿って、車輪２の車軸１０と平行に移動させる。損傷（Ｓ）の深さを含めた形状測定データは、記録装置１１に送られて、記録される。
【００３１】
このようにして、車輪２の踏面２ｂに生じた損傷（Ｓ）の深さを含めた形状が在姿の状態で、短時間に容易かつ正確に測定することができる。
【００３２】
なお、この発明の装置に、定置試験や走行試験にて取得した、損傷の長さや深さ、走行速度による台車や車体への振動影響度のデータベースを入力しておけば、得られた測定データによる損傷形状と照合することにより、影響度の大きな損傷の場合には、警告等を発することが可能である。
【００３３】
以上、説明したように、この発明によれば、鉄道車両等の車輪２の、深さを含めた損傷（Ｓ）の形状を、在姿の状態で、短時間に容易かつ正確に測定することができる。
【００３４】
また、この発明によれば、二次元レーザ変位センサ７からのレーザ光（Ｌ）が損傷（Ｓ）に正確に正面から照射されるので、剥離傷等の小さな凹凸の損傷（Ｓ）も短時間に容易かつ正確に測定することができる。
【００３５】
また、この発明によれば、装置が小型であるので、容易に持ち運べることができる。
【符号の説明】
【００３６】
１：平行基準器
２：車輪
２ａ：フランジ
２ｂ：踏面
３：基板
４ａ、４ｂ：ピン
５：基準線表示部
６：基準線
７：二次元レーザ変位センサ
８：リニアエンコーダ
８ａ：検出ヘッド
８ｂ：ガイドレール
９：角度調整器
１０：車軸
１１：記録装置
（Ｓ）：損傷
（ｌ）：ピン４ａ、４ｂ間を結ぶ直線
（Ｌ）：レーザ光
【図１】
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【図２】
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【図３】
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