(57)【要約】【課題】基準画像と測定用画像の位置合わせが難しく正確な磨耗量測定が難しい。【解決手段】形状変化前の測定対象物に基準治具を取り付けて測定対象物に表示された断面輪郭線を前記基準治具を含めてＣＣＤカメラで撮影して基準画像を作り、使用後の測定対象物の前記基準治具を取り付けた箇所に基準治具を取付けて、測定対象物に表示された断面輪郭線を前記基準治具を含めてＣＣＤカメラで撮影して測定用画像を作り、両画像をそれら画像中の基準治具を位置合わせして照合させ、両画像の差から測定対象物の断面形状変化を測定する。基準治具は、測定対象物の所定位置に位置合わせ可能な位置合わせ部を有し、被測定物の非変形箇所に脱着可能である。【選択図】  図１
2004309344.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スリットレーザ発生機から測定対象物の測定面にスリットレーザを照射して、測定対象物の照射箇所の断面輪郭線を測定対象物に表示させ、その断面輪郭線を所定角度でＣＣＤカメラにより撮影し、ＣＣＤカメラからの情報に基づいてコンピュータにより測定対象物の断面形状を測定する断面形状測定方法において、形状変化前の測定対象物に基準治具を取り付けて測定対象物に表示された前記断面輪郭線を前記基準治具を含めてＣＣＤカメラで撮影して基準画像を作り、使用後の測定対象物の前記基準治具を取り付けた箇所に基準治具を取付けて、測定対象物に表示された断面輪郭線を前記基準治具を含めてＣＣＤカメラで撮影して測定用画像を作り、両画像をそれら画像中の基準治具を位置合わせして照合させ、両画像の差から測定対象物の断面形状変化を測定することを特徴とする断面形状測定方法。
【請求項２】
請求項１記載の断面形状測定方法に使用される基準治具が、測定対象物の所定位置に位置合わせ可能な位置合わせ部を有し、被測定物の非変形箇所に脱着可能であることを特徴とする断面形状測定用基準治具。
【請求項３】
スリットレーザ発生機から測定対象物の測定面にスリットレーザを照射して、照射箇所のレールの断面輪郭線をレール上に表示させ、その断面輪郭線を所定角度でＣＣＤカメラにより撮影し、ＣＣＤカメラからの情報に基づいてコンピュータにより測定対象物の断面形状を測定する断面形状測定装置に、支持具が取付けられ、断面形状測定装置はその向きや角度を調節可能に支持具に取付けられ、支持具は測定対象物に脱着可能な装着部を備えたことを特徴とする支持具付断面形状測定装置。
【請求項４】
請求項３記載の支持具付断面形状測定装置において、断面形状測定装置は携帯可能なハンドルの一端側に前記スリットレーザ発生機が、他端側に前記ＣＣＤカメラが取付けられ、スリットレーザ発生機のレーザ照射部とＣＣＤカメラの撮影部とは相対的に所定角度で取付けられた携帯型であることを特徴とする支持具付断面形状測定装置。
【請求項５】
スリットレーザ発生機から測定対象物の測定面にスリットレーザを照射して、照射箇所のレールの断面輪郭線をレール上に表示させ、その断面輪郭線を所定角度でＣＣＤカメラにより撮影し、ＣＣＤカメラからの情報に基づいてコンピュータにより測定対象物の断面形状を測定する断面形状測定装置を被測定物に支持する支持具であり、その支持具は断面形状測定装置にその向きや角度を変えて脱着可能な取付け部と、測定対象物に脱着可能な装着部を備え、装着部は測定対象物の測定面に被せることができることを特徴とする断面形状測定装置用支持具。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は各種形状の被測定物の断面形状を外部から非接触で測定可能な断面形状測定方法と、それに使用される基準治具と、断面形状測定装置を被測定物に支持可能な支持具を取り付けた支持具付断面形状測定装置と、断面形状測定装置を被測定物に支持可能な断面形状測定装置用支持具に関するものである。特に、鉄道用レール、鉄道用レールの分岐部、鉄道用車輪の磨耗、モノレール等の給電用剛体電車線といった測定対象物の断面形状測定に適するものである。
【０００２】
【従来の技術】
鉄道用レールや鉄道用車輪が摩耗すると磨耗部分で車輪ががたついて列車の乗り心地が悪くなったり、磨耗が著しくなると脱線の危険もあり、輸送安全面で問題がある。鉄道用レール分岐部のトングレールの磨耗の場合も同様である。給電用剛体電車線の場合は磨耗によりパンタグラフ等との接触が不十分になって、車両への給電が不十分になって車両の円滑な運行に支障が出るといった問題がある。そのため従来はレールや電車線の磨耗を定期的に或いは随時点検をしている。
【０００３】
レール磨耗の点検や磨耗量の測定は、従来は、作業員が目盛りの付いた計測治具を、一々、レールの磨耗箇所に当てて行っていた。
【０００４】
前記手作業による計測では作業性が悪く、作業者によって計測にばらつきがでるため、近年は磨耗を光学的に計測可能な測定装置が開発されている。（例えば、特許文献１、２参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平７−２０８９４７号公報
【特許文献２】
特開平８−２４７７３３号公報
【０００６】
前記断面形状測定装置は図１１のように測定対象物（例えばレール）１の測定面（レール表面）２に垂直にスリットレーザ３を照射すると、レール表面２にレール１の外形線４がスリットレーザにより表示され、その外形線４はレール１のスリットレーザ照射箇所の切断端面の輪郭と一致することに着目したものであり、この外形線（以下「断面輪郭線」という）４の形状をＣＣＤカメラ（デジタルカメラ）５により斜め方向から撮影し、ＣＣＤカメラ５で撮影した画像情報をパソコン６に取り込んで、断面輪郭線４を測定するものである。この計測装置によりレール１の長手方向任意箇所を連続的に或いは所定間隔で撮影して、それら映像を合成すれば図９のようになり、レールの長手方向のどこに、どのような形状と深さの磨耗があるかを計測することができる。
【０００７】
被測定物がレールの場合、磨耗測定箇所（ポイント）は予め定められており、図１のＡ、Ｂ、Ｃの３箇所である。Ａ箇所はレール上面からの磨耗量（実線から鎖線までの距離）、Ｂ箇所はレール上面の角から４５度内側方向への磨耗量（実線から鎖線までの距離）、Ｃ箇所は磨耗したレール上面から１４ｍｍ下の位置におけるレール側面の磨耗量（実線から鎖線までの距離）である。
【０００８】
前記Ａ、Ｂ、Ｃの３箇所を測定する場合、使用前（変形前：磨耗前：新品）のレールの断面形状を前記測定装置を使用して撮影しておき、その撮影画像（基準画像）と、使用後（磨耗後：変形後）のレールの断面形状を前記測定装置を使用して撮影した画像（測定用画像）とを重ね合わせて（照合して）、両画像の差から変形量（磨耗量）を測定している。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前記断面形状測定装置を使用した測定方法では、レールの所定箇所を撮影基準点と定めて撮影はするが、レールにはアブラが付着したり、錆が発生したりするため、基準画像撮影時と測定用画像撮影時とで、レールの状態が変化するため、両画像の撮影基準点の位置合わせが難しく、正確な磨耗量測定が難しい。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の目的は基準画像と測定画像を位置ずれすることなく正確に照合することができ、精度の高い磨耗量測定ができる測定方法と、その測定に使用される基準治具と、その測定方法に使用される支持具付断面形状測定装置と、その断面形状測定装置に使用される支持具を提供することにある。
【００１１】
本発明の請求項１記載の断面形状測定方法は、スリットレーザ発生機から測定対象物の測定面にスリットレーザを照射して、測定対象物の照射箇所の断面輪郭線を測定対象物に表示させ、その断面輪郭線を所定角度でＣＣＤカメラにより撮影し、ＣＣＤカメラからの情報に基づいてコンピュータにより測定対象物の断面形状を測定する断面形状測定方法において、形状変化前の測定対象物に基準治具を取り付けて測定対象物に表示された前記断面輪郭線を前記基準治具を含めてＣＣＤカメラで撮影して基準画像を作り、使用後の測定対象物の前記基準治具を取り付けた箇所に基準治具を取付けて、測定対象物に表示された断面輪郭線を前記基準治具を含めてＣＣＤカメラで撮影して測定用画像を作り、両画像をそれら画像中の基準治具を位置合わせして照合させ、両画像の差から測定対象物の断面形状変化を測定する方法である。
【００１２】
本発明の請求項２記載の断面形状測定用基準治具は、請求項１記載の断面形状測定方法に使用される基準治具が、測定対象物の所定位置に位置合わせ可能な位置合わせ部を有し、被測定物の非変形箇所に脱着可能なものである。
【００１３】
本発明の請求項３記載の支持具付断面形状測定装置は、スリットレーザ発生機から測定対象物の測定面にスリットレーザを照射して、照射箇所のレールの断面輪郭線をレール上に表示させ、その断面輪郭線を所定角度でＣＣＤカメラにより撮影し、ＣＣＤカメラからの情報に基づいてコンピュータにより測定対象物の断面形状を測定する断面形状測定装置に、支持具が取付けられ、断面形状測定装置はその向きや角度を調節可能に支持具に取付けられ、支持具は測定対象物に脱着可能な装着部を備えたものである。
【００１４】
本発明の請求項４記載の支持具付断面形状測定装置は、請求項３記載の支持具付断面形状測定装置において、断面形状測定装置は携帯可能なハンドルの一端側に前記スリットレーザ発生機が、他端側に前記ＣＣＤカメラが取付けられ、スリットレーザ発生機のレーザ照射部とＣＣＤカメラの撮影部とは相対的に所定角度で取付けられた携帯型のものである。
【００１５】
本発明の請求項５記載の断面形状測定装置用支持具は、スリットレーザ発生機から測定対象物の測定面にスリットレーザを照射して、照射箇所のレールの断面輪郭線をレール上に表示させ、その断面輪郭線を所定角度でＣＣＤカメラにより撮影し、ＣＣＤカメラからの情報に基づいてコンピュータにより測定対象物の断面形状を測定する断面形状測定装置を被測定物に支持する支持具であり、その支持具は断面形状測定装置にその向きや角度を変えて脱着可能な取付け部と、測定対象物に脱着可能な装着部を備え、装着部は測定対象物の測定面に被せることができるものである。
【００１６】
【発明の実施の形態】
（断面形状測定方法の実施形態）
本発明の断面形状測定方法の一実施例を、測定対象物１がレールであり、その測定に使用する断面形状測定装置が図５、図６に示す断面形状測定装置５０である場合について説明する。
【００１７】
図５、図６の断面形状測定装置５０のスリットレーザ発生機７から、図１１のように測定対象物１の測定面２にスリットレーザ３を照射して、照射箇所のレールの断面輪郭線４をレール上に表示させ、その断面輪郭線４を所定角度でＣＣＤカメラ５により撮影し、ＣＣＤカメラ５からの情報に基づいてコンピュータ（例えば、パソコン）により測定対象物１の断面形状を測定する。この場合、図１のように、測定対象物１、例えば布設前の新品のレールに基準治具５１を取り付け、その基準治具５１を含めて、測定対象物１に表示された断面輪郭線４をＣＣＤカメラ５で撮影し、その画像を基準画像とする。測定対象物１が布設後のレールの場合は、ＣＣＤカメラ５での撮影が終了したら測定対象物１から基準治具５１を取り外して列車の走行に支障がないようにする。
【００１８】
前記撮影から所定期間使用後に、前記測定対象物１に前記基準治具５１と同じ形状の基準治具５１を取り付け、その基準治具５１を含めて、測定対象物１に表示された断面輪郭線４をＣＣＤカメラ５で撮影し、その画像を測定用画像とする。この撮影終了後も基準治具５１を取り外して列車の走行に支障がないようにする。
【００１９】
前記した基準画像と測定用画像との両画像における基準治具５１を位置合わせして両画像を重ね合わせ（照合）させ、両画像の差から測定対象物１の断面形状（磨耗量：変形量）を測定する。この場合、図１に示すＡ箇所、Ｂ箇所、Ｃ箇所の３箇所の磨耗量を測定する。また、図１１のように、ＣＣＤカメラ５により撮影した断面輪郭線４をパソコン６に取り込んでその断面形状を求め、寸法を計測し、磨耗形状、磨耗量を測定することもできる。
【００２０】
前記測定をレールの長手方向に繰り返し、夫々の測定箇所での測定値に基づいて、変形（磨耗）箇所の形状、変形（磨耗）量を算出する。この場合、夫々の測定箇所で撮影された画像を合成すると図９のようにレール表面の断面形状が表示され、それを目で確認することができる。
【００２１】
（断面形状測定用基準治具の実施形態）
本発明の断面形状測定方法で使用する基準治具５１の一例を図１に示す。これはレール１の下方コーナー５２の外側にあてがって取付けるものであり、内向きのく字形となっている。基準治具５１は磁石製としたり、非磁性体に接着剤で磁石を取付けたりすると、金属製のレールへ１の脱着が容易になる。この基準治具５１は上面５３を基準面として使用することができる。また、基準治具５１はく字形の曲り部内面を測定対象物１の所定位置に位置合わせ可能な位置合わせ部５６とし、その位置合わせ部５６をレール１の下方コーナー５２の外側にあてがうことにより、基準治具５１を繰り返しレール１に脱着しても、常に、レール１の一定位置に取付けることができるようにしてある。レール１の下方コーナー５２は列車が走行しても磨耗しない箇所、即ち、非変形箇所である。
【００２２】
本発明の基準治具５１の他例として図２に示すものはＬ字状であり、縦板５４の上端面を位置合わせ部５６とし、それをレール１の傾斜下端部５５に突き当ててレール１の縦脚部５７に貼り付けるようにしたものである。この場合、位置合わせ部５６をレール１の傾斜下端部５５に突き当てることにより、基準治具５１を繰り返しレール１に脱着しても、常に、レール１の一定位置に取付けることができるようにしてある。この基準治具５１は横板５８の外側上端面５９を基準面として使用することができる。レール１の傾斜下端部５５は列車が走行しても磨耗しない箇所、即ち、非変形箇所である。
【００２３】
基準治具５１の形状は図示した以外の形状とすることもできる。基準治具５１の材質や取付け手段も任意のものとすることができる。基準治具５１の取り付け位置も図示した以外の位置とすることができる。その場合、基準治具５１を繰り返し脱着しても同じ位置に位置決めして取り付けることのできる箇所が望ましい。また、当然のことではあるが、基準治具５１の取り付け箇所は列車が長期間走行しても磨耗しない箇所とする。
【００２４】
（支持具付断面形状測定装置の実施形態）
本発明の断面形状測定方法に使用される支持具付断面形状測定装置は、図５のように、スリットレーザ３を測定対象物１の測定面２に垂直に照射するスリットレーザ発生機７と、スリットレーザ発生機７から測定面２に照射されたスリットレーザ照射部の断面輪郭線４（図９）を所定角度で撮影するＣＣＤカメラ５を備えた断面形状測定装置５０の前記スリットレーザ発生機７に、図３のように支持具６０を取付けたものである。支持具６０はスリットレーザ発生機７を測定対象物１（例えばレール）に脱着可能に取付ける（セット）するものである。支持具６０の取り付け箇所は断面形状測定装置５０であれば、スリットレーザ発生機７以外の箇所に取付けることもできる。
【００２５】
断面形状測定装置５０は前記のスリットレーザ発生機７とＣＣＤカメラ５を備えたものであればどのようなものでもよいが、一例として図５、図６に示すものは、スリットレーザ発生機７がハンドル１１の下端に、ＣＣＤカメラ５がハンドル１１の上端に取り付けられて、スリットレーザ発生機７のレーザ照射部１２が下向きになるようにしたものである。
【００２６】
図３の支持具６０は下向きコ字状の２つの嵌合部６１をレール１の長手方向に離して配置し、その嵌合部６１を板状の連結材６２で連結し、一方の嵌合部６１の上に縦板６３を立て、縦板６３の上端にスリットレーザ発生機７を装着して、スリットレーザ発生機７のレーザ照射部１２が下向きになるようにしたものである。前記装着は螺子止めとか、他の方法で行うことができる。この場合、縦板６３へのスリットレーザ発生機７の取り付け角度や向きを可変として、測定対象物１に対するスリットレーザ発生機７のレーザ照射部１２の向きや角度を可変可能としてある。支持具６０の形状や構造は図３に示すもの以外のものであってもよい。
【００２７】
（断面形状測定装置用支持具の実施形態）
図３に示すものは支持具６０がスリットレーザ発生機７に装備されているものであるが、図４に示すものは支持具６０はスリットレーザ発生機７と別体とし、それを断面形状測定装置５０に脱着できるようにしたものである。この場合の支持具６０も図４に示した形状以外の形状、構造のものであってもよい。
【００２８】
（本発明で使用される携帯型断面形状測定装置の一例）
本発明で使用される断面形状測定装置の一例として図５〜図７に示す携帯型のものについて説明する。この携帯型断面形状測定装置はスリットレーザ発生機７がハンドル１１の下端に、ＣＣＤカメラ５がハンドル１１の上端に取り付けられている。ＣＣＤカメラ５は測定面に照射されたスリットレーザ照射部の断面輪郭線４を所定角度で撮影するものである。
【００２９】
前記ハンドル１１には片手で携帯できる幅の横長扁平パイプが使用されている。スリットレーザ発生機７には既存のスリットレーザ発生機と同じもの、或いはそれを改良したものが使用される。前記ＣＣＤカメラ５には既存のＣＣＤカメラ、例えばデジタルカメラを使用することができる。スリットレーザ発生機７はそのレーザ照射部１２が水平になるようにハンドル１１に横向きに取り付けられている。ＣＣＤカメラはその撮影部（レンズ）１３がスリットレーザ発生機７のレーザ照射部１２に対して角度θ（図５）で取付けられている。取付け角度θを小さくすると高さ計測の視野は広がるが解像度は低下し、逆に、角度を大きくすると解像度は向上するが視野は狭くなる。視野と解像度を一定にするため取付け角度θは固定してある。また、スリットレーザ発生機７とＣＣＤカメラ５との距離が変化しても、視野、解像度が変化するため、その距離も固定としてある。
【００３０】
スリットレーザ発生機７とＣＣＤカメラ５との距離と角度は、場合によっては段階的に可変できるようにしてもよい。この場合、ハンドル１１に対するＣＣＤカメラ５の取付け角度を変えて取付け角度θを変えると、角度変更が容易になるが、ハンドル１１に対するスリットレーザ発生機７の取付け角度、ＣＣＤカメラ５の取付け角度、両者の取付け角度のいずれかを変えることもできる。また、スリットレーザ発生機７とＣＣＤカメラ５との距離は、その双方又はいずれか一方のハンドル１１への取付け位置を変えることにより変えることもできる。
【００３１】
ハンドル１１の背面にはＣＣＤカメラ５のシャッターを操作可能なシャッター操作スイッチ１４が備えられている。このシャッター操作スイッチ１４はハンドル１１を携帯した手の親指とか、他の指で操作可能な箇所に設けてある。このシャッター操作スイッチ１４はハンドル１１の内部に配線したリード線でＣＣＤカメラ５のシャッターと電気的に接続されて、シャッター操作スイッチ１４を操作するとＣＣＤカメラ５のシャッターが操作されて撮影されるようにしてある。
【００３２】
ハンドル１１の背面には支持具取り付け具１５が、スリットレーザ発生機７の底面には支持具取り付け具１６が設けられている。支持具取り付け具はＣＣＤカメラ５に取付けることもできる。これら支持具取り付け具１５、１６に図４に示すような支持具６０を取付けることができる。支持具６０を取付け、それを測定対象物１に取付けることにより、断面形状測定装置を測定対象物１に取り付けて、安定した状態で撮影することができる。
【００３３】
スリットレーザ発生機７の背面には、レーザの発生をＯＮ／ＯＦＦ操作するためのレーザスイッチ１７と、レーザ電源充電コネクタ１８とが設けられている。前記レーザスイッチ１７の操作によりスリットレーザ発生機７からのレーザの発生、停止を制御することができ、前記レーザ電源充電コネクタ１７を商用電源コネクタに接続することにより、スリットレーザ発生機７に内蔵のバッテリーを充填することができる。
【００３４】
通常、スリットレーザ発生機７のスリットレーザ照射部１２から出射されるレーザは図１０（ａ）（ｂ）のように、レーザ照射部１２の凸レンズ３１、シリンドカルレンズ３２を通してスリットレーザ３となる。図１０（ｂ）のように、スリットレーザ発生機７から出射されるスリットレーザ３の高さ方向の幅（上下方向の幅）Ｈは前記凸レンズ３１から一定の距離Ｄで収束して最も細い幅となり、その前後は徐々に太くなる。本発明ではスリットレーザ３の高さ幅Ｈが細いほど、スリットレーザ照射箇所の断面輪郭線４が鮮明になり、測定精度が向上する。本発明では図１０（ａ）（ｂ）のように、スリットレーザ発生機７のスリットレーザ照射部１２の前方に横長のスリット３３を配置して、スリットレーザ照射部１２から出射されるスリットレーザ３（図１０ｃ）をスリット３３内を通過させてスリットレーザ３の横幅Ｗと高さＨを絞る（細くする）ことができるようにしてある。このように絞ると、スリットレーザ３の高さ幅Ｈは、図１０（ｂ）の距離Ｄより前後に離れても（図１０ｂの斜線範囲内でも）太くなる度合いが小さくなり、測定精度が向上する。この場合、スリットレーザ３の高さ幅Ｈが細くなればよいので、スリット３３をスリットレーザ３の高さ幅よりも縦方向に細い横長としてある。
【００３５】
（他の実施形態）
本発明で使用する断面形状測定装置は、図５に示すものとは逆に、ＣＣＤカメラ５をハンドル１１の下端に、スリットレーザ発生機７をハンドル１１の上端に設けたものでもよい。ＣＣＤカメラ５はハンドル１１に２台以上設けたものでもよい。この場合、２台のＣＣＤカメラ５の向きを、測定物に照射されたスリットレーザの断面輪郭線４の同一箇所を異なる二方向から撮影できるようにセットしたり、断面輪郭線４の異なる箇所を異なる二方向から撮影できるようにセットしたりすることができる。
【００３６】
シャッター操作スイッチ１４、支持具取り付け具１５、１６、レーザスイッチ１７、レーザ電源充電コネクタ１８は、使い勝手、操作性等の面から図示した以外の箇所に設けることができる。それらは異なる二以上の箇所に設けることもできる。
【００３７】
図示した携帯型断面形状測定装置を使用してレールの磨耗量を測定するには次のようにする。ハンドル１１を片手で持ち、スリットレーザ発生機７からスリットレーザ３を発生してレール１の測定箇所に照射し、レール測定面２にスリットレーザ３により断面輪郭線４を表示し、その断面輪郭線４をＣＣＤカメラ５により撮影する。ＣＣＤカメラ５を図７のように、専用ＵＳＢケーブル２０、ＣＦカード２１、ＣＦカードリーダ２２によりコンピュータ（パソコン）６に接続して、ＣＣＤカメラ５で撮影した画像データをパソコン６に取り込み、パソコン６のソフトで断面形状を求め、寸法を計測して、磨耗形状、磨耗量を測定する。前記と同様にして、スリットレーザ３をレール１の他の測定箇所に照射し、その測定箇所にスリットレーザ３により断面輪郭線４を表示し、その断面輪郭線４をＣＣＤカメラ５により撮影し、パソコン６でその断面形状を求め、寸法を計測し、磨耗形状、磨耗量を測定する。この測定をレール１の所定長に渡って繰り返し、夫々の測定箇所での測定値に基づいて、磨耗箇所の形状、磨耗量を算出する。この場合、夫々の測定箇所で撮影された画像を合成すると図９のようにレール表面２の磨耗形状が表示され、それを目で確認することができる。必要に応じてプリンタ２４で出力することもできる。
【００３８】
ＣＣＤカメラ５から画像情報を取り込んで磨耗を計測するためのソフトは、既存のこの種のソフトを使用するとか、それを改良したものを使用することができる。この場合、ＣＣＤカメラ５の視野を広げて図８（ａ）のレール１の外側のトングレール２６まで撮影すれば、図８（ｂ）のようにレール１及びトングレール２６の断面輪郭線４が一つの画像に表示される。
【００３９】
ＣＣＤカメラ５が二以上ある場合は、夫々のＣＣＤカメラ５で断面輪郭線４の同一箇所を異なる方向から撮影したり、断面輪郭線４の異なる箇所を撮影したりすることができる。この場合、夫々のＣＣＤカメラ５からの画像データを前記のようにパソコン６で処理してレール上の磨耗部位、磨耗形状、磨耗量等を計測する。
【００４０】
【発明の効果】
本発明の請求項１記載の断面形状測定方法は、測定対象物に表示された断面輪郭線を基準治具を含めて撮影した基準画像と、使用後の測定対象物に表示された断面輪郭線を基準治具を含めて撮影した測定用画像とを、両画像における基準治具を位置合わせして照合させるので、磨耗後の断面形状を正確に測定することができる。
【００４１】
本発明の請求項２記載の断面形状測定用基準治具には、測定対象物への取り付け位置を決めるための位置合わせ部があるため、測定の度に測定対象物に脱着しても、測定対象物の一定箇所に装着することができ、位置ずれすることがない。このため、撮影された画像における基準治具の位置も常に一定し、基準画像と測定用画像の照合がし易くなり、磨耗の測定精度も向上する。
【００４２】
本発明の請求項３記載の支持具付断面形状測定装置は、断面形状測定装置を測定対象物に支持する支持具が取付けられているので、支持具を測定対象物に取付けて断面形状測定装置を安定した状態にして画像撮影することができ、精度の高い撮影が可能となる。
【００４３】
本発明の請求項４記載の支持具付断面形状測定装置は、断面形状測定装置が携帯型であるため、断面形状測定装置を作業員が携帯して所望の測定箇所を測定することができる。また、支持具を測定対象物に取付けて断面形状測定装置を安定した状態にして画像撮影することがで、精度の高い撮影が可能となる。
【００４４】
本発明の請求項５記載の断面形状測定装置用支持具は、断面形状測定装置を直接或いは間接的に脱着可能な装着部を備えているので、装着部を断面形状測定装置に手軽に脱着することができる。また、測定対象物に脱着可能な取付け部を備えているので、断面形状測定装置を支持具の装着部に取付ければ断面形状測定装置を測定対象物に手軽に取付けて安定させることができる。
【００４５】
本発明における断面形状測定装置が、携帯型のものである場合は、前記効果の他に、更に、次のような効果もある。
片手で携帯可能なハンドルの一端側に前記スリットレーザ発生機が、他端側に前記ＣＣＤカメラが取付けられ、スリットレーザ発生機のレーザ照射部とＣＣＤカメラの撮影部とは相対的に所定角度で取付けられているので、ハンドルを片手で持って、測定箇所へのスリットレーザの照射、ＣＣＤカメラでの撮影を行うことができ、磨耗形状、磨耗量を手軽に計測することができる。
【００４６】
ハンドルにＣＣＤカメラのシャッターを操作可能なシャッター操作スイッチを備え、シャッター操作スイッチはハンドルを携帯した手で操作可能な箇所に設けられているので、ＣＣＤカメラのシャッター操作が容易になり、撮影し易くなる。
【００４７】
２台以上のＣＣＤカメラが異なる方向から、測定面にスリットレーザで表示された測定物の断面輪郭線を撮影できるようにハンドルに取り付けたものの場合は、２台のＣＣＤカメラで断面輪郭線の異なる箇所を異なる方向から撮影したり、断面輪郭線の同一箇所を異なる方向から撮影したりすることができる。
【００４８】
スリットレーザ照射機とＣＣＤカメラとの距離及び角度が常に一定であるため、異なる箇所の断面輪郭線を一定条件で撮影することができる。
【００４９】
スリットレーザ照射機とＣＣＤカメラとの距離及び／又は角度が段階的に切り替え可能であるため、距離及び／又は角度を測定対象物の測定箇所の位置や状況に合わせて、測定し易いように変えることができる。
【００５０】
ハンドルとスリットレーザ照射機とＣＣＤカメラのいずれか又は二以上に、支持具取り付け具が設けられているので、支持具取り付け具に支持具を取付けて固定式にして、スリットレーザの照射、ＣＣＤカメラでの撮影を行うこともできる。
【００５１】
スリットレーザ発生機のスリットレーザ照射部の前方に、スリットレーザの高さ幅（上下の幅）を絞る横長のスリットを取付けたので、スリットレーザ照射機から出射されるスリットレーザの高さが絞られてスリットレーザの高さが細くなり、測定精度が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の断面形状測定方法であって測定対象物がレールである場合の説明図。
【図２】本発明の断面形状測定方法における基準治具の他例の説明図。
【図３】本発明の支持具付断面形状測定装置の一例を示す側面図。
【図４】本発明の断面形状測定装置用支持具の一例を示す側面図。
【図５】本発明の断面形状測定方法に使用される携帯型断面形状測定装置の側面図。
【図６】本発明の断面形状測定方法に使用される携帯型断面形状測定装置の背面図。
【図７】本発明の断面形状測定方法における断面形状測定装置とパソコンとプリンタの結線説明図。
【図８】（ａ）はレールとトングレールの説明図、（ｂ）は本発明の携帯型断面形状測定装置によりレールとトングレールとを同時に撮影した場合の断面輪郭線の説明図。
【図９】本発明の携帯型断面形状測定装置で撮影された多数箇所の断面輪郭線の合成図。
【図１０】（ａ）はスリットレーザ発生機のスリットレーザ照射部の前方に横長のスリットを配置した状態の平面図、（ｂ）は（ａ）の状態の側面図、（ｃ）はスリットレーザと横長のスリットとの関係を示す正面説明図。
【図１１】従来の断面形状測定装置による断面形状測定説明図。
【符号の説明】
１  測定対象物（レール）
２  測定面（レール表面）
３  スリットレーザ
４  断面輪郭線
５  ＣＣＤカメラ
６  パソコン
７  スリットレーザ発生機
１１  ハンドル
１２  スリットレーザ発生機のレーザ照射部
１３  ＣＣＤカメラの撮影部（レンズ）
１４  シャッター操作スイッチ
１５、１６  支持具取り付け具
１７  レーザスイッチ
１８  レーザ電源充電コネクタ
３１  凸レンズ
３２  シリンドカルレンズ
３３  横長のスリット
５０  断面形状測定装置
５１  基準治具
５２  レールの下方コーナー
５３  基準治具の上面
５４  縦板
５５  傾斜下端部
５６  位置合わせ部
５７  レールの縦脚部
５８  横板
５９  外側上端面
６０  支持具
６１  嵌合部
６２  連結材
６３  縦板
【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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