(57)【要約】【課題】鉄道軌道側に固定される軌道計測用ターゲットを洗浄する洗浄機能を備え、長期間に亘って信頼性高く、安定して計測ができる洗浄機能を備えた鉄道軌道変位計測装置の提供。【解決手段】本発明の洗浄機能を備えた鉄道軌道変位計測装置は、変位計測を行う対象区間の鉄道軌道に、この鉄道軌道が延在する方向に沿って、所定の間隔毎に設けられた複数の軌道計測用ターゲット３０と、前記鉄道軌道の外部の近傍に設置され、この軌道計測用ターゲットに計測光を投射するとともに反射光を受光することで、前記軌道計測用ターゲットの位置を計測する軌道変位計測装置１において、前記軌道計測用ターゲットの近傍に、各々、設けられ、前記軌道計測用ターゲットの計測面に洗浄流体を噴射するノズル５１と、前記洗浄用ノズルに洗浄流体を供給するための洗浄装置７０を備えていることを特徴とする。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
変位計測を行う対象区間の鉄道軌道に、この鉄道軌道が延在する方向に沿って、所定の間隔毎に設けられた複数の軌道計測用ターゲットと、
前記鉄道軌道の外部近傍に設置され、この軌道計測用ターゲットに計測光を投射するとともに反射光を受光することで、前記軌道計測用ターゲットの位置を計測する軌道変位計測装置とを備えた鉄道軌道変位計測装置において、
前記軌道計測用ターゲットの近傍に、各々、設けられ、前記軌道計測用ターゲットの反射面に洗浄流体を噴射するノズルと、
前記ノズルに洗浄流体を供給するための洗浄装置とを備えている
ことを特徴とする洗浄機能を備えた鉄道軌道変位計測装置。
【請求項２】
請求項１に記載された洗浄機能を備えた鉄道軌道変位計測装置において、
前記鉄道軌道が延在する方向と略平行な方向に、前記ノズルに連通し、前記洗浄流体を供給するためのパイプ部材が設けられている
ことを特徴とする洗浄機能を備えた鉄道軌道変位計測装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載された洗浄機能を備えた鉄道軌道変位計測装置において、
前記洗浄流体は、洗浄水、及び／または、洗浄エアである
ことを特徴とする洗浄機能を備えた鉄道軌道変位計測装置。
【請求項４】
請求項１または２に記載された洗浄機能を備えた鉄道軌道変位計測装置において、
前記洗浄装置は、
洗浄水を貯留する洗浄水タンクと、この洗浄水タンク内の前記洗浄水を加圧供給する洗浄水ポンプとを備えた洗浄水供給装置と、
空気を圧縮するコンプレッサと、圧縮された洗浄エアを貯留する空気タンクを備えた洗浄エア給装置とからなっている
ことを特徴とする洗浄機能を備えた鉄道軌道変位計測装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１項に記載された洗浄機能を備えた鉄道軌道変位計測装置において、
前記ノズルは、前記軌道計測用ターゲットを取り付けるための取付部材に、ノズル取付部材を介して取り付けられているものである
ことを特徴とする洗浄機能を備えた鉄道軌道変位計測装置。
【請求項６】
請求項５に記載された洗浄機能を備えた鉄道軌道変位計測装置において、
前記ノズルは、前記軌道計測用ターゲットの下面より低い位置に取り付けられているものである
ことを特徴とする洗浄機能を備えた鉄道軌道変位計測装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉄道軌道における変位を光学的に計測する鉄道軌道変位計測装置に関する。さらに詳しくは、鉄道軌道側に固定される軌道計測用ターゲットを洗浄する洗浄機能を備え、長期間に亘って信頼性高く、安定して計測ができる洗浄機能を備えた鉄道軌道変位計測装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
鉄道車両が走行する鉄道軌道は、軌間、通り、高さ、高低差などが所定の許容範囲内に入るように整備されている。また、長期間、鉄道車両が走行しても、この許容範囲に入っていることが求められている。この鉄道軌道の変位（狂い）が大きくなると、走行する鉄道車両の動揺が大きくなり乗り心地が悪くなる。さらに、変位が大きくなると、安全な走行が確保できない恐れまで生じる。従って、定期的に鉄道軌道の変位を計測して、整備状態を常に的確に把握する必要がある。
【０００３】
この変位を計測する方法としては、作業者が手動で検測する方法（例えば、特許文献１参照）、軌道検測車を軌道上を走行させて行う方法（例えば、特許文献２参照）などが知られている。しかし、作業者が手動で行う方法は、作業者への負担が大きく人為的ミスを発生させるとともに軌道内に作業者が入るため安全性に問題がある。また、軌道検測車は台数が少ないため頻繁には検測することができず、運行スケジュールの合間（例えば、夜間）を狙って行う必要がある。
【０００４】
また、軌道の長手方向に対して略平行にレーザー光を照射するレーザー光源と、軌道に取り付けられ、レーザー光の光路の変位の基準となる基準光路上に受光部を備える受光器と、レーザー光源と受光器との間に設けられる光路規制板とを有し、受光器が受光する光量の変化率によって軌道の変位を検出するレーザー光による軌道変位検出装置も知られている（例えば、特許文献３参照）。さらに、固定側の任意の位置に設けられた三次元計測器により、レールの上面及び側面に当接する移動ターゲットの距離、方位を測定して三次元座標を演算し、複数位置における移動ターゲットの三次元座標に基づいてレールの変位を求めるレール変位測定装置も知られている（例えば、特許文献４参照）。
【特許文献１】特許第３５６２６９５号公報
【特許文献２】特許第３５１２１６５号公報
【特許文献３】特開２００３−２３２６１１号公報
【特許文献４】特開平０６−０９４４１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
一方、鉄道軌道変位計測装置には、連続的に精度よく測定することが求められることがある。例えば、鉄道軌道周辺の土木工事の影響の有無を検測する場合などでは、鉄道軌道の変位を連続的に精度よく計測する必要がある。
しかしながら、野外の環境下で、鉄道軌道上を鉄道車両が走行している状態は、計測を行う環境としては良くない。すなわち、鉄道車両が走行すると、鉄道軌道近傍は鉄粉、粉塵、ゴミ等が飛散したり、舞い上がったりすることがあり、軌道計測するためのターゲットとするものの表面が、鉄粉、粉塵等で汚れ、計測ができない恐れが生じてしまうという問題点があった。
【０００６】
前述した特許文献１、２、４では、日常の列車運行時には、計測または検測することができない。また、特許文献３、４は、鉄粉、粉塵等の汚れに対する対策が不十分であり、連続的に軌道変位を、精度良く、かつ、信頼性高く計測することができないという問題点があった。
このため、前述したような良くない環境下でも、列車運行時でも、安定して鉄道軌道の変位が測定できる鉄道軌道変位計測装置の開発が要望されていた。
本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、下記の目的を達成する。
【０００７】
本発明の目的は、鉄道軌道側に固定される軌道計測用ターゲットを洗浄する洗浄機能を備え、長期間に亘って信頼性高く、安定して計測ができる洗浄機能を備えた鉄道軌道変位計測装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明１の洗浄機能を備えた鉄道軌道変位計測装置は、
変位計測を行う対象区間の鉄道軌道に、この鉄道軌道が延在する方向に沿って、所定の間隔毎に設けられた複数の軌道計測用ターゲットと、前記鉄道軌道の外部近傍に設置され、この軌道計測用ターゲットに計測光を投射するとともに反射光を受光することで、前記軌道計測用ターゲットの位置を計測する軌道変位計測装置とを備えた鉄道軌道変位計測装置において、前記軌道計測用ターゲットの近傍に、各々、設けられ、前記軌道計測用ターゲットの反射面に洗浄流体を噴射するノズルと、前記ノズルに洗浄流体を供給するための洗浄装置とを備えていることを特徴とする。
【０００９】
本発明２の洗浄機能を備えた鉄道軌道変位計測装置は、本発明１において、
前記鉄道軌道が延在する方向と略平行な方向に、前記ノズルに連通し、前記洗浄流体を供給するためのパイプ部材が設けられていることを特徴とする。
【００１０】
本発明３の洗浄機能を備えた鉄道軌道変位計測装置は、本発明１または２において、
前記洗浄流体は、洗浄水及び／または洗浄エアであることを特徴とする。
【００１１】
本発明４の洗浄機能を備えた鉄道軌道変位計測装置は、本発明１または２において、
前記洗浄装置は、洗浄水を貯留する洗浄水タンクと、この洗浄水タンク内の前記洗浄水を加圧供給する洗浄水ポンプとを備えた洗浄水供給装置と、空気を圧縮するコンプレッサと、圧縮された洗浄エアを貯留する空気タンクを備えた洗浄エア給装置とからなっていることを特徴とする。
【００１２】
本発明５の洗浄機能を備えた鉄道軌道変位計測装置は、本発明１から４において、
前記ノズルは、前記軌道計測用ターゲットを取り付けるための取付部材に、ノズル取付部材を介して取り付けられているものであることを特徴とする。
【００１３】
本発明６の洗浄機能を備えた鉄道軌道変位計測装置は、本発明５において、
前記ノズルは、前記軌道計測用ターゲットの下面より低い位置に取り付けられているものであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明による洗浄機能を備えた鉄道軌道変位計測装置は、軌道計測用ターゲットが汚れたとき、例えば、鉄粉等が付着して計測ができないとき、軌道計測用ターゲットを洗浄することができ、計測不良を生じさせることがない。従って、軌道計測を、野外の悪条件の下でも行うことができる。また、軌道計測用ターゲットが汚れた場合でも、作業者が鉄道軌道内に入ることがなく洗浄ができるので安全性が高い。
【００１５】
この洗浄機能を備えた鉄道軌道変位計測装置は、簡素な構成のものであり信頼性が高く、長期間に亘ってメンテナンスの必要がない。もし、仮に洗浄水タンクが空になった場合でも洗浄水タンクに洗浄水を供給するだけでよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
図１は、鉄道軌道変位計測装置の概要を示す概要図、図２は、鉄道軌道に軌道計測用ターゲットを取り付けた状態を示す断面図、図３は、図２の平面図、図４は、図２をＣ−Ｃ線で切断した断面図、図５は、洗浄装置の洗浄流体回路図である。
【００１７】
レール（鉄道軌道）９０は、バラスト道床等に設置されるまくらぎ９１の上部にレール締結装置（図示せず）を介して締結されている。鉄道軌道変位計測装置１は、レール９０の外部に設置される軌道変位計測装置１０、レール９０の所定の位置に取り付け装置を介して取り付けられる軌道計測用ターゲット３０、軌道変位計測装置１０から出力される測距情報データ、測角情報データ（方位データ）から各軌道計測用ターゲット３０の３次元方向の位置を演算する演算装置２０等から構成されている。
【００１８】
軌道変位計測装置１０として、例えば、ライカ社製のトータルステーション等がよく知られている。図１に示すように、レール９０から所定の離れた位置に設置される。軌道計測用ターゲット（以下、ターゲットという。）３０は、レールの近傍に、所定の間隔毎に設けられる反射プリズム３１を備えたものであり、レール９０に取り付け具を介して取り付けられている。言い換えると、ターゲット３０は、変位計測を行う対象区間の鉄道軌道に、この鉄道軌道が延在する方向に沿って、所定の間隔毎に設けられたものである。
【００１９】
軌道変位計測装置１０は、レーザ光、近赤外光等の計測光（測距用光）をターゲット３０の反射プリズム３１に投射し、反射プリズム３１によって反射した反射光を受光することで距離を計測する機能と、そのときの方位である水平面内の角度、鉛直面内の角度を計測する機能を備えている。例えば、軌道変位計測装置１０から反射プリズムまでの距離情報（測距情報データ）、そのときの方位データである水平面内、垂直面内の角度情報（測角情報データ）が出力され、演算装置２０で、反射プリズム３１の位置が３次元の位置情報として演算される。軌道変位計測装置１０は、前述したように、トータルステーションなどとしてよく知られているものであり、この実施の形態の説明では詳細な説明を省略する。
【００２０】
図２に示すように、レール９０には、レール９０の下部を挟持する挟持部材３４，３５が、固定ボルト３６、ナット３７、固定部材３４ａ、固定部材３５ａで固定されている。挟持部材３４と固定ボルト３６の頭部３６ａとの間には、ステー３８が挾み込まれており、挟持部材３４，３５が固定ボルト３６、ナット３７で固定されるとき、一緒に固定されている。ステー３８の上部には、上方向が開口している略Ｕ字状の第１取付部材３２がボルト３９の軸線の周り方向（図４のＡ方向）に回転可能に設けられ、変位計測装置１０との位置関係から回転方向（図４のＡ方向）の位置が調整され、回転位置が定まったときボルト３９、ナット４０で固定されている。第１取付部材３２の内側には、第２取付部材３３が設けられている。
【００２１】
第２取付部材３３は、前方向が開口している略Ｕ字状となっており、第１取付部材３２に対してボルト４１の軸線の周り方向（図２のＢ方向）に回転可能である。軌道変位計測装置１０との位置関係から回転方向（図２のＢ方向）の位置が調整され、回転位置が定まったとき、ボルト４１、ナット４２で、第１取付部材３２に対して第２取付部材３３が固定される。第２取付部材３３には、反射プリズム３１が固定されている（図３参照）。
【００２２】
言い換えると、反射プリズム３１の反射プリズム面３１ａが軌道変位計測装置１０の方向を向くように第１取付部材３２、第２取付部材３３の回転方向の向きを調整し、ボルト３９、ナット４０、または、ボルト４１、ナット４２で固定するとよい。なお、ナット３７、ナット４０、ナット４２は、各々、ダブルナットとなっているが、これは鉄道車両走行時の振動等で緩みが生じないようにしているためである。
【００２３】
図４に示すように、第２取付部材３３には、ノズル取付部材５５及び固定部材５９が固定されている。すなわち、第２取付部材３３をノズル取付部材５５と固定部材５９で挟み込むようにボルト５９ａで固定されている。ノズル取付部材５５の先端には、ノズル５１が固定されている。すなわち、ノズル５１と、ノズル５１のねじ部にねじ込まれたナット５１ａとでノズル取付部材を挟み込んで固定している。ノズル５１は、図４に示すように、下方の斜め方向（図４のｅ方向）から、反射プリズム３１の反射プリズム面３１ａに洗浄流体である洗浄水または洗浄エアを噴射するものであることが好ましい（図４参照）。また、ノズル５１の上部が、反射プリズム３１の下面より下方に位置していることが好ましい。このようにすると、軌道変位計測装置１０と反射プリズム３１との間の計測光（測距用光）、反射光を遮断する恐れがなく軌道位置計測に好適である。反射プリズム３１の反射プリズム面３１ａを洗浄した洗浄水等は、反射プリズム３１から下方に、バラスト道床に落下する。
【００２４】
洗浄装置７０について、図５に従って、説明を行う。
洗浄水タンク７１内には、洗浄水７５、例えば水が貯留されている。なお、洗浄水７５は、反射プリズム３１の反射プリズム面３１ａの洗浄を容易にするとともに環境に問題を発生させない成分のものが水に混合されたもの等であってもよい。洗浄水タンク７１は蓋部材を備えた容器であり、上部には注水口用蓋を備えた注水口７１ｂが設けられている。また、洗浄水タンク７１の側面には、洗浄水タンク７１内の洗浄水７５の量を外から目視するためのレベルゲージ７１ａが設けられているとよい。洗浄水ポンプ７２は、ポンプ駆動モータ７２ａで回転駆動され、吸入口側から洗浄水タンク７１内の洗浄水７５を吸い込み、吐出口側から洗浄水回路７８ａ側に吐出する。吸入口の先端には、ストレーナ７４が設けられており、吸入口側のごみを濾過するようになっている。洗浄水ポンプ７２の吐出口側は洗浄水回路７８ａとなっている。
【００２５】
コンプレッサ８０は、モータ８０ａで回転駆動され、圧縮空気である洗浄エアを空気タンク８１に流出し、貯留させる。空気タンク８１の出口側は、フィルタ、圧力制御弁８５を介して洗浄エア回路７８ｂに接続されている。フィルタは、洗浄エア回路７８ｂ内を流れる洗浄エアからごみ、不純物、水などを除去するためのものである。
洗浄水回路７８ａ、洗浄エア回路７８ｂは、方向切替弁７９の入口側に接続されている。方向切換弁７９の出口側はパイプ部材５２に接続されている。
【００２６】
方向切換弁７９は、ソレノイド７９ｂを消磁し、ソレノイド７９ａを励磁すると、洗浄水回路７８ａとパイプ部材５２とが接続状態となる。すなわち、洗浄水回路７８ａから洗浄水がパイプ部材５２、ノズル５１側に供給され、ノズル５１から洗浄水７５が噴射される。また、ソレノイド７９ａを消磁し、ソレノイド７９ｂを励磁すると、洗浄エア回路７８ｂとパイプ部材５４とが接続状態となる。すなわち、洗浄エア回路７８ｂから洗浄エアがパイプ部材、ノズル５１側に供給され、ノズル５１から洗浄エアが噴射される。
【００２７】
ソレノイド７９ａ、ソレノイド７９ｂの両方を消磁すると、バネの作用で中立位置に戻り、洗浄水回路７８ａとパイプ部材５２との間、洗浄エア回路７８ｂとパイプ部材５２との間が遮断状態となる。
【００２８】
パイプ部材５２は、レール９０とほぼ平行に設けられている。パイプ部材５２は、まくらぎ９１に、固定部材５７、固定ねじ５８で固定されている。パイプ部材５２には、反射プリズム３１の取付位置に対応する所定の間隔毎に、分配用パイプ部材５２ａが設けられている。分配用パイプ部材５２ａにノズル５１が接続されている。
【００２９】
すなわち、洗浄装置７０は、洗浄水ポンプ７２を所定の時間（例えば１分）回転駆動することでノズル５１から洗浄するための洗浄水７５を噴射する。このとき、方向切換弁７９はソレノイド７９ａを励磁状態とし、ソレノイド７９ｂを消磁状態とする。洗浄水ポンプ７２を停止する。
次に、ソレノイド７９ｂを励磁状態とし、ソレノイド７９ａを消磁状態とする。
洗浄水回路７８ａとパイプ部材５２との間が遮断状態となり、洗浄エア回路７８ｂとパイプ部材５２ａとの間が接続状態となる。ノズル５１から洗浄エアが噴射される。洗浄エアを所定の時間（例えば１分）噴射することで、反射プリズム３１等に残留している洗浄水等を吹き飛ばす。
【００３０】
軌道計測を行う所定の地点に、取付部材３２、３３等を介して反射プリズム３１を取り付ける。取付部材３２、取付部材３３等を調整させて、反射プリズム３１が、軌道変位計測装置１０の方向を向くように調整されている。軌道変位計測装置１０によって、反射プリズム３１、３１・・の位置を自動追尾させて各反射プリズム３１の位置を計測し、測距情報データ、測角情報データを順次出力し、演算装置２０で演算し、各反射プリズムの３次元方向の位置を求める。なお、自動追尾は、例えば、一番、強い強度の位置に追尾するようになっているとよい。
【００３１】
所定の時間毎に、反射プリズム３１、３１、・・の位置を計測し、軌道位置の変化を計測する。
もし、反射プリズム３１の反射面が汚れ、測定不能状態になった場合には、洗浄装置７０によって洗浄を行う。この汚れは、ほとんどレール９０、車輪との間で発生する鉄粉、鉄道軌道近傍の粉塵等が付着したものである。
【００３２】
まず、作業者は、図示しない操作盤の洗浄水供給のための操作ボタンを押圧する等操作して、洗浄水ポンプ７２を回転駆動させ、ノズル５１から洗浄のための洗浄水７５を反射プリズム３１の反射面に噴射する。このとき、ソレノイド７９ａが励磁状態に、ソレノイド７９ｂが消磁状態になっている。所定の時間（例えば、１分）噴射して、鉄粉等の汚れを落とした後、操作ボタンの操作を停止して洗浄水ポンプ７２の回転駆動を停止する。
【００３３】
続いて、作業者は、図示しない操作盤の洗浄エア供給のための操作ボタンを操作して、方向切替弁７９のソレノイド７９ｂを励磁状態に、ソレノイド７９ａを消磁状態にし、洗浄エアをノズル５１側に供給する。ノズル５１から、反射プリズム３１の反射面３１ａに洗浄エアが所定の時間（例えば、１分）噴射され、残留している洗浄水７５等を吹き飛ばし、洗浄を終了する。すなわち、ソレノイド７９ｂを消磁状態にする。ばねにより方向切替弁７９が、洗浄エア回路を遮断する。
【００３４】
洗浄でバラスト道床に流された汚れを含む洗浄水７５、言い換えると鉄粉（汚れ）と洗浄水７５等の混合物は、洗浄後、鉄道軌道周辺に流れても環境汚染等の問題が発生するおそれはない。
軌道変位計測を再開する。
【００３５】
もし、洗浄水タンク７１の洗浄水７５が無くなった場合、洗浄水７５を洗浄水タンク７１に補給すればよい。このように、レール９０から離れた位置で、遠隔操作により洗浄を行えるので安全である。
【００３６】
以上、本発明の実施の形態の説明を行ったが、本発明はこの実施の形態に限定されることはない。本発明の目的、趣旨を逸脱しない範囲内での変更が可能なことはいうまでもない。
この形態の説明では、洗浄を作業者による手動操作で行っているが、自動で洗浄を行っても良い。例えば、所定の時間毎に洗浄したり、反射光の光強度が低下したときに洗浄を行うようにすればよい。
【００３７】
また、全ノズルから洗浄水、洗浄エアを噴射する形態で説明を行ったが、各ノズル毎に洗浄を行えるようにしてもよい。このようにすると、汚れの発生した反射プリズムのみを洗浄可能とでき、洗浄するための洗浄水の使用量の減少が図れ、さらに長時間の軌道計測が可能となる。この場合、各ノズルに対応して切換弁を接続しておけばよい。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】図１は、鉄道軌道変位計測装置の概要を示す概要図である。
【図２】図２は、本発明の洗浄機能を備えた鉄道軌道変位計測装置の軌道計測用ターゲットを鉄道軌道に取り付けた状態を示す断面図である。
【図３】図３は、図２の平面図である。
【図４】図４は、図２をＣ−Ｃ線で切断した断面図である。
【図５】図５は、洗浄装置の洗浄流体回路図である。
【符号の説明】
【００３９】
１…鉄道軌道変位計測装置
１０…軌道変位計測装置
２０…演算装置
３０…軌道計測用ターゲット
３１…反射プリズム
３２…第１取付部材
３３…第２取付部材
５１…ノズル
５５…ノズル取付部材
７０…洗浄装置
７２…洗浄水ポンプ
８０…コンプレッサー
【図１】
2008255595.tif 000003
【図２】
2008255595.tif 000004
【図３】
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【図４】
2008255595.tif 000006
【図５】
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