(57)【要約】【課題】計測機器類の配置位置の制限が少なく、かつアタック角を正確かつ容易に計測し得る方法及び装置を提供する。【解決手段】建築限界の下方外部の右側送光部１１と建築限界右側外部の右側受光部１２を有する第１光電計測部１と、建築限界の下方外部の左側送光部２１と建築限界左側外部の左側受光部２２を有する第２光電計測部２と、ＣＰＵ３１を有するデータ処理部３を備え、ＣＰＵ３１は、左右車輪通過時間ズレ値ｔと車軸通過時刻差Ｔ１を演算し、車軸間距離をＨとし、フランジ間距離をＦとしたとき、鉄道車両の車輪とレールがなすアタック角θを、式  ｈ＝ｔ×（Ｈ／Ｔ１）と、式  θ＝ｔａｎ−１（ｈ／Ｆ）により演算する。【選択図】図２
2005069707.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉄道車両の車輪とレールがなす角度であるアタック角θを測定する装置であって、
建築限界のうちの底部限界の下方となる軌間内部と、前記建築限界のうちの側部限界の右側方となる右側レール外部との間で検出用光束を送信し受信する右側光電計測手段と、
前記建築限界のうちの底部限界の下方となる軌間内部と、前記建築限界のうちの側部限界の左側方となる左側レール外部との間で検出用光束を送信し受信する左側光電計測手段と、
前記鉄道車両の車軸移動速度Ｖを検出する車軸移動速度検出手段と、
時刻を検出し経過時間を計測する計時手段と、
前記右側光電計測手段と前記左側光電計測手段と前記計時手段からの出力値に基づき演算を行う演算処理手段を備え、
前記演算処理手段は、
前記右側光電計測手段が受信した前記検出用光束による光電出力の値に応じて、前記右側レール上を走行してきた右側車輪の進入側外縁により前記検出用光束が遮蔽されたか、又は前記右側車輪の進出側外縁が通過して前記検出用光束の遮蔽が終了した、と判別して前記右側車輪の通過を判別し、
前記左側光電計測手段が受信した前記検出用光束による光電出力の値に応じて、前記左側レール上を走行してきた左側車輪の進入側外縁により前記検出用光束が遮蔽されたか、又は前記左側車輪の進出側外縁が通過して前記検出用光束の遮蔽が終了した、と判別して前記左側車輪の通過を判別し、
前記右側車輪と前記左側車輪の通過時間のズレ値である左右車輪通過時間ズレ値ｔを演算し、
左右車輪のフランジの頂点間の車軸長手方向の距離であるフランジ間距離をＦとしたとき、
前記右側光電計測手段の前記検出用光束の光路と前記左側光電計測手段の前記検出用光束の光路が、前記右側レール及び左側レールに直角となる同一直線上にある場合に、
前記右側車輪と前記左側車輪のレール長手方向のズレ長さｈを、下式
ｈ＝ｔ×Ｖ
により演算し、前記アタック角θを、下式
θ＝ｔａｎ−１（ｈ／Ｆ）
により演算すること
を特徴とする鉄道車両アタック角測定装置。
【請求項２】
鉄道車両の車輪とレールがなす角度であるアタック角θを測定する方法であって、
建築限界のうちの底部限界の下方となる軌間内部と、前記建築限界のうちの側部限界の右側方となる右側レール外部との間で検出用光束を送信し受信する右側光電計測手段と、
前記建築限界のうちの底部限界の下方となる軌間内部と、前記建築限界のうちの側部限界の左側方となる左側レール外部との間で検出用光束を送信し受信する左側光電計測手段と、
前記鉄道車両の車軸移動速度Ｖを検出する車軸移動速度検出手段と、
時刻を検出し経過時間を計測する計時手段と、
前記右側光電計測手段と前記左側光電計測手段と前記計時手段からの出力値に基づき演算を行う演算処理手段を用い、
前記演算処理手段により、
前記右側光電計測手段が受信した前記検出用光束による光電出力の値に応じて、前記右側レール上を走行してきた右側車輪の進入側外縁により前記検出用光束が遮蔽されたか、又は前記右側車輪の進出側外縁が通過して前記検出用光束の遮蔽が終了した、と判別して前記右側車輪の通過を判別し、
前記左側光電計測手段が受信した前記検出用光束による光電出力の値に応じて、前記左側レール上を走行してきた左側車輪の進入側外縁により前記検出用光束が遮蔽されたか、又は前記左側車輪の進出側外縁が通過して前記検出用光束の遮蔽が終了した、と判別して前記左側車輪の通過を判別し、
前記右側車輪と前記左側車輪の通過時間のズレ値である左右車輪通過時間ズレ値ｔを演算し、
左右車輪のフランジの頂点間の車軸長手方向の距離であるフランジ間距離をＦとしたとき、
前記右側光電計測手段の前記検出用光束の光路と前記左側光電計測手段の前記検出用光束の光路が、前記右側レール及び左側レールに直角となる同一直線上にある場合に、
前記右側車輪と前記左側車輪のレール長手方向のズレ長さｈを、下式
ｈ＝ｔ×Ｖ
により演算し、前記アタック角θを、下式
θ＝ｔａｎ−１（ｈ／Ｆ）
により演算すること
を特徴とする鉄道車両のアタック角測定方法。
【請求項３】
請求項２記載の鉄道車両のアタック角測定方法において、
前記演算処理手段により、
前記右側光電計測手段が受信した前記検出用光束による光電出力の値に応じて、前記右側レール上を走行してきた右側前方車輪の進入側外縁により前記検出用光束が遮蔽されたか、又は前記右側前方車輪の進出側外縁が通過して前記検出用光束の遮蔽が終了した、と判別して前記右側前方車輪の通過を判別し、
前記左側光電計測手段が受信した前記検出用光束による光電出力の値に応じて、前記左側レール上を走行してきた左側前方車輪の進入側外縁により前記検出用光束が遮蔽されたか、又は前記左側前方車輪の進出側外縁が通過して前記検出用光束の遮蔽が終了した、と判別して前記左側前方車輪の通過を判別し、
前記右側光電計測手段が受信した前記検出用光束による光電出力の値に応じて、前記右側レール上を走行してきた右側後方車輪の進入側外縁により前記検出用光束が遮蔽されたか、又は前記右側後方車輪の進出側外縁が通過して前記検出用光束の遮蔽が終了した、と判別して前記右側後方車輪の通過を判別し、
前記左側光電計測手段が受信した前記検出用光束による光電出力の値に応じて、前記左側レール上を走行してきた左側後方車輪の進入側外縁により前記検出用光束が遮蔽されたか、又は前記左側後方車輪の進出側外縁が通過して前記検出用光束の遮蔽が終了した、と判別して前記左側後方車輪の通過を判別し、
前方車軸が通過した時刻と後方車軸が通過した時刻の差である車軸通過時刻差Ｔ１を演算し、
前記前方車軸と前記後方車軸のレール長手方向の距離である車軸間距離をＨとしたとき、
前記車軸移動速度Ｖを、下式
Ｖ＝Ｈ／Ｔ１
により演算すること
を特徴とする鉄道車両のアタック角測定方法。
【請求項４】
請求項２記載の鉄道車両のアタック角測定方法において、
車軸移動速度検出手段は、
前記右側レール又は前記左側レールの１箇所に設置されるとともに、通過する車輪によって前記レールに発生するレール応力又はレール変位を検出するレール状態値検出手段と、
前記レール状態値検出手段の波形が極大になる時刻を検出し、前方車軸が通過した時刻と後方車軸が通過した時刻の差である車軸通過時刻差Ｔ２を計算する第１車軸通過時刻差計算手段と、
前記前方車軸と前記後方車軸のレール長手方向の距離である車軸間距離をＨとしたとき、前記車軸移動速度Ｖを、下式
Ｖ＝Ｈ／Ｔ２
により計算する第１車軸移動速度計算手段を
有すること
を特徴とする鉄道車両のアタック角測定方法。
【請求項５】
請求項２記載の鉄道車両のアタック角測定方法において、
車軸移動速度検出手段は、
前記右側レール又は前記左側レールの２箇所に設置されるとともに、通過する車輪によって前記レールに発生するレール応力又はレール変位を検出する２つのレール状態値検出手段と、
前記レール状態値検出手段の一方で波形が極大になる時刻を検出するとともに、前記レール力検出手段の他方で波形が極大になる時刻を検出し、車軸が前記２つのレール状態値検出手段を通過した時刻の差である車軸通過時刻差Ｔ３を計算する第２車軸通過時刻差計算手段と、
前記２つのレール状態値検出手段のレール長手方向の設置間隔をλとしたとき、前記車軸移動速度Ｖを、下式
Ｖ＝λ／Ｔ３
により計算する第２車軸移動速度計算手段を
有すること
を特徴とする鉄道車両のアタック角測定方法。
【請求項６】
請求項２記載の鉄道車両のアタック角測定方法において、
前記左右車輪通過時間ズレ値ｔは、
前記右側車輪の進入側外縁により前記検出用光束が遮蔽されたと判別された時刻と、前記左側車輪の進入側外縁により前記検出用光束が遮蔽されたと判別された時刻との差である左右先端時刻差と、
前記右側車輪の進出側外縁が通過して前記検出用光束の遮蔽が終了したと判別された時刻と、前記左側車輪の進出側外縁が通過して前記検出用光束の遮蔽が終了したと判別された時刻との差である左右後端時刻差
の平均値であること
を特徴とする鉄道車両のアタック角測定方法。
【請求項７】
請求項２記載の鉄道車両のアタック角測定方法において、
前記右側光電計測手段は、
前記建築限界のうちの底部限界の下方となる軌間内部に配置される第１光電手段と、前記建築限界のうちの側部限界の右側方となる右側レール外部に配置されるとともに前記第１光電手段との間で検出用光束を送信又は受信する第２光電手段からなる組であり、
前記左側光電計測手段は、
前記建築限界のうちの底部限界の下方となる軌間内部に配置される第３光電手段と、前記建築限界のうちの側部限界の左側方となる左側レール外部に配置されるとともに前記第３光電手段との間で検出用光束を送信又は受信する第４光電手段からなる組であること
を特徴とする鉄道車両のアタック角測定方法。
【請求項８】
請求項７記載の鉄道車両のアタック角測定方法において、
当該線路位置におけるレール直角方向基準線の上に、鉛直面である照射基準面が位置するとともに、前記照射基準面が前記レール直角方向基準線に垂直になるようにして右側衝立部材と左側衝立部材を配置し、
前記右側衝立部材の右側照射基準面上の基準点である右側照射基準点を前記右側光電計測手段の検出用光束が照射するようにして前記第１光電手段と第２光電手段を設置し、
前記左側衝立部材の左側照射基準面上の基準点である左側照射基準点を前記左側光電計測手段の検出用光束が照射するようにして前記第３光電手段と第４光電手段を設置すること
を特徴とする鉄道車両のアタック角測定方法。
【請求項９】
請求項８記載の鉄道車両のアタック角測定方法において、
前記右側衝立部材の右側照射基準面が右側車輪のフランジ頂点位置を維持するようにして前記右側衝立部材を前記レール直角方向基準線に対して垂直な方向に一定速度で移動可能な構成とし、
かつ、前記左側衝立部材の左側照射基準面が左側車輪のフランジ頂点位置を維持するようにして前記左側衝立部材を前記レール直角方向基準線に対して垂直な方向に前記一定速度で移動可能な構成とし、
前記右側照射基準面及び左側照射基準面の互いに対応する位置に同一寸法の校正用スリットを設置しておき、
前記右側衝立部材と前記左側衝立部材を同時に前記一定速度で前記レール直角方向基準線に対して垂直な方向に移動させながら、前記第１光電手段と前記第２光電手段の間で検出用光束の送受信を行うとともに、前記第３光電手段と前記第４光電手段の間で検出用光束の送受信を行い、受信側の光電手段の光電出力を検出し、前記校正用スリットの遮蔽部又は開口部に対応する光電出力の連続部分のグラフ上の長さＳに対して、前記右側光電計測手段の光電出力と前記左側光電計測手段の光電出力のグラフ上のズレ長さがΔＳの場合に、前記遮蔽部又は前記開口部のレール方向長さがＬであるとき、前記右側光電計測手段のレール長手方向位置と前記左側光電計測手段のレール長手方向位置とのズレ距離δを、下式
δ＝（ΔＳ／Ｓ）×Ｌ
により演算し、前記右側光電計測手段及び前記左側光電計測手段の線路方向位置の校正を行うこと
を特徴とする鉄道車両のアタック角測定方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鉄道車両の車輪とレールがなす角度であるアタック角を測定する装置及び方法であって、光の送受信を行う光電計測手段を線路の軌間内と左右側方に２組配置し、車両の走行に伴い光が車輪フランジによって遮蔽又は再び透過することを利用してアタック角を測定する鉄道車両アタック角測定装置と、鉄道車両のアタック角測定方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
アタック角とは、鉄道車両の車輪とレールがなす角度θをいう（図１０参照）。すなわち、アタック角θは、図１０において車輪の進行方向線ｄｏ又はｄｉがレール長手方向中心線ｃｏ又はｃｉに対してなすヨー方向角度であり、「（車輪）走行角」ともいわれる。図１０に示すように、線路の平面線形が曲線となる曲線区間では、車輪Ｗｏ又はＷｉが外軌側（曲線中心に対して２本のレールの外方となる側）に向く方向（図１０の場合には反時計回り方向）を正とする。
【０００３】
一般に、アタック角θが大きいと、車輪、特に外軌側車輪Ｗｏが、レール、特に外軌側レールＲｏをレールに直角な水平方向に押す力（以下、「横圧」という。）が大きくなり、レール、レール締結装置等を傷める原因となる。また、図１０に示すように、曲線区間でアタック角θが正の値であり、その値が大きくなると脱線等が起こりやすくなり、鉄道の安全性を低下させる原因となる。このため、最近、実際の鉄道車両の走行中のアタック角θを測定することが重要となってきており、アタック角θを正確かつ容易に計測し得る方法や装置の開発が要請されている。
【０００４】
従来、鉄道車両の車輪のアタック角を計測する方法としては、レール外方の２カ所に距離測定センサを配置し、これらの距離測定センサからレール直角方向に車輪の側面に向けて光等のビームを発射し、車輪側面までのレール直角方向の距離を測定し、この値の差等からアタック角を測定するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１０−１８５５５０号公報（第１−５頁、図１−５）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した従来のアタック角測定方法においては、以下に述べるような問題点があった。
【０００７】
上記の従来のアタック角測定方法においては、レール外方でかつ車輪を水平かつレール直角方向に見通せる位置にセンサを配設する必要がある。また、車輪側面までの距離測定の精度を向上させるために、センサはレール外部で、かつレールに近接した箇所が望ましい。しかしながら、鉄道のレール付近及びその上方には、鉄道の安全を確保するための「建築限界」が設定されている。建築限界とは、鉄道車両が安全に走行するために軌道上に確保された空間の境界をいう（図１１を参照）。この建築限界は、いわば線路設備等が越えてはならない限界であり、その内部には、走行する鉄道車両との接触又は衝突する危険を避けるため、固定建築物はもちろん計測機器類の設置も一切禁止されている。
【０００８】
建築限界は、例えば在来線の場合には、レール（例えば右側レールＲ１。左側レールＲ２の場合も同様。）の外部においては、図１１（Ｂ）において実線で示すように、レールＲ１の頭部内縁から外方でレール直角方向に距離２００ｍｍの領域Ｚ１では、レール頭部の頂面（レールレベル面）と同じ高さで一定高さに設定されており、この領域Ｚ１では、車輪を水平に見通せる位置にセンサ類を設置することはできない。なお、２本のレールＲ１、Ｒ２の内側においては、車輪のフランジの通過するフランジウェイを確保するための建築限界領域Ｚ４が設定され、領域Ｚ４のさらに内側においては、レール頭部の頂面（レールレベル面）よりも２５ｍｍだけ高い高さで一定高さに設定されている（図１１（Ｂ）における領域Ｚ５を参照）。図１１（Ｂ）における符号Ｇは、軌間長さ（在来線においては１０６７ｍｍ）を表している。
【０００９】
また、この領域Ｚ１の外側で、軌道中心Ｃからレール直角方向に距離１２２５ｍｍまでの領域では、建築限界は、レール頭部の頂面（レールレベル面）よりも２５ｍｍだけ高い高さで一定高さに設定されており（図１１（Ｂ）における領域Ｚ２を参照）、この領域Ｚ２では、車輪を水平に見通せる位置にセンサ類を設置することは数値的には可能だが、レールレベルからの高さ（２５ｍｍ）が非常に低く制限されるため、実際にはセンサ類の設置は困難であり、仮にセンサを設置しても、見通せる車輪の高さ範囲が低い（最大でも約１５〜２０ｍｍ程度となる）ため、測定誤差は大きくなる。
【００１０】
また、軌道中心Ｃからレール直角方向に距離１２２５ｍｍよりも外側（軌道中心Ｃからレール直角方向に距離１５７５ｍｍまで）の領域Ｚ３では、建築限界は一定勾配（角度約４５゜）で外部に向かうにつれて上昇する（図１１（Ｂ）における領域Ｚ３を参照）。このため、センサ類の設置に対する規制は徐々に緩和され、測距センサ類は設置可能となるが、この領域では車輪からセンサまでの距離が大きくなるので、距離測定誤差が増大する、というような問題があった。
【００１１】
新幹線の場合も同様であり、新幹線の場合には、建築限界は、レール（例えば右側レールＲ１´。左側レールの場合も同様。）の外部においては、図１２において実線で示すように、レールＲ１´の頭部内縁から外方でレール直角方向に距離１２０ｍｍの領域Ｚ１´では、レール頭部の頂面（レールレベル面）と同じ高さで一定高さに設定されており、この領域Ｚ１´では、車輪を水平に見通せる位置にセンサ類を設置することはできない。なお、２本のレールの内側においては、車輪のフランジの通過するフランジウェイを確保するための建築限界領域Ｚ４´が設定され、領域Ｚ４´のさらに内側においては、レール頭部の頂面（レールレベル面）よりも３５ｍｍだけ高い高さで一定高さに設定されている（図１２における領域Ｚ５´を参照）。図１２における符号Ｇ´は、軌間長さ（新幹線においては１４３５ｍｍ）を表している。
【００１２】
また、この領域Ｚ１´の外側で、軌道中心Ｃ´からレール直角方向に距離１５４５ｍｍまでの領域では、建築限界は、レール頭部の頂面（レールレベル面）よりも３５ｍｍだけ高い高さで一定高さに設定されており（図１２における領域Ｚ２´を参照）、この領域Ｚ２´では、車輪を水平に見通せる位置にセンサ類を設置することは数値的には可能だが、レールレベルからの高さ（３５ｍｍ）が非常に低く制限されるため、実際にはセンサ類の設置は困難であり、仮にセンサを設置しても、見通せる車輪の高さ範囲が低い（最大でも約２０〜３０ｍｍ程度となる）ため、測定誤差は大きくなる。
【００１３】
また、軌道中心Ｃ´からレール直角方向に距離１５４５ｍｍよりも外側（軌道中心Ｃからレール直角方向に距離１８２５ｍｍまで）の領域Ｚ３´では、建築限界は一定勾配で外部に向かうにつれて上昇する（図１２における領域Ｚ３´を参照）。このため、センサ類の設置に対する規制は徐々に緩和され、測距センサ類は設置可能となるが、この領域では車輪からセンサまでの距離が大きくなるので、距離測定誤差が増大する、というような問題があった。
【００１４】
本発明は上記の問題を解決するためになされたものであり、本発明の解決しようとする課題は、計測機器類の配置位置の制限が少なく、かつアタック角を正確かつ容易に計測し得る方法及び装置を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明に係る鉄道車両アタック角測定装置は、
鉄道車両の車輪とレールがなす角度であるアタック角θを測定する装置であって、
建築限界のうちの底部限界の下方となる軌間内部と、前記建築限界のうちの側部限界の右側方となる右側レール外部との間で検出用光束を送信し受信する右側光電計測手段と、
前記建築限界のうちの底部限界の下方となる軌間内部と、前記建築限界のうちの側部限界の左側方となる左側レール外部との間で検出用光束を送信し受信する左側光電計測手段と、
前記鉄道車両の車軸移動速度Ｖを検出する車軸移動速度検出手段と、
時刻を検出し経過時間を計測する計時手段と、
前記右側光電計測手段と前記左側光電計測手段と前記計時手段からの出力値に基づき演算を行う演算処理手段を備え、
前記演算処理手段は、
前記右側光電計測手段が受信した前記検出用光束による光電出力の値に応じて、前記右側レール上を走行してきた右側車輪の進入側外縁により前記検出用光束が遮蔽されたか、又は前記右側車輪の進出側外縁が通過して前記検出用光束の遮蔽が終了した、と判別して前記右側車輪の通過を判別し、
前記左側光電計測手段が受信した前記検出用光束による光電出力の値に応じて、前記左側レール上を走行してきた左側車輪の進入側外縁により前記検出用光束が遮蔽されたか、又は前記左側車輪の進出側外縁が通過して前記検出用光束の遮蔽が終了した、と判別して前記左側車輪の通過を判別し、
前記右側車輪と前記左側車輪の通過時間のズレ値である左右車輪通過時間ズレ値ｔを演算し、
左右車輪のフランジの頂点間の車軸長手方向の距離であるフランジ間距離をＦとしたとき、
前記右側光電計測手段の前記検出用光束の光路と前記左側光電計測手段の前記検出用光束の光路が、前記右側レール及び左側レールに直角となる同一直線上にある場合に、
前記右側車輪と前記左側車輪のレール長手方向のズレ長さｈを、下式
ｈ＝ｔ×Ｖ
により演算し、前記アタック角θを、下式
θ＝ｔａｎ−１（ｈ／Ｆ）
により演算すること
を特徴とする。
【００１６】
また、本発明に係る鉄道車両のアタック角測定方法は、
鉄道車両の車輪とレールがなす角度であるアタック角θを測定する方法であって、
建築限界のうちの底部限界の下方となる軌間内部と、前記建築限界のうちの側部限界の右側方となる右側レール外部との間で検出用光束を送信し受信する右側光電計測手段と、
前記建築限界のうちの底部限界の下方となる軌間内部と、前記建築限界のうちの側部限界の左側方となる左側レール外部との間で検出用光束を送信し受信する左側光電計測手段と、
前記鉄道車両の車軸移動速度Ｖを検出する車軸移動速度検出手段と、
時刻を検出し経過時間を計測する計時手段と、
前記右側光電計測手段と前記左側光電計測手段と前記計時手段からの出力値に基づき演算を行う演算処理手段を用い、
前記演算処理手段により、
前記右側光電計測手段が受信した前記検出用光束による光電出力の値に応じて、前記右側レール上を走行してきた右側車輪の進入側外縁により前記検出用光束が遮蔽されたか、又は前記右側車輪の進出側外縁が通過して前記検出用光束の遮蔽が終了した、と判別して前記右側車輪の通過を判別し、
前記左側光電計測手段が受信した前記検出用光束による光電出力の値に応じて、前記左側レール上を走行してきた左側車輪の進入側外縁により前記検出用光束が遮蔽されたか、又は前記左側車輪の進出側外縁が通過して前記検出用光束の遮蔽が終了した、と判別して前記左側車輪の通過を判別し、
前記右側車輪と前記左側車輪の通過時間のズレ値である左右車輪通過時間ズレ値ｔを演算し、
左右車輪のフランジの頂点間の車軸長手方向の距離であるフランジ間距離をＦとしたとき、
前記右側光電計測手段の前記検出用光束の光路と前記左側光電計測手段の前記検出用光束の光路が、前記右側レール及び左側レールに直角となる同一直線上にある場合に、
前記右側車輪と前記左側車輪のレール長手方向のズレ長さｈを、下式
ｈ＝ｔ×Ｖ
により演算し、前記アタック角θを、下式
θ＝ｔａｎ−１（ｈ／Ｆ）
により演算すること
を特徴とする。
【００１７】
上記の鉄道車両のアタック角測定方法において、好ましくは、
前記演算処理手段により、
前記右側光電計測手段が受信した前記検出用光束による光電出力の値に応じて、前記右側レール上を走行してきた右側前方車輪の進入側外縁により前記検出用光束が遮蔽されたか、又は前記右側前方車輪の進出側外縁が通過して前記検出用光束の遮蔽が終了した、と判別して前記右側前方車輪の通過を判別し、
前記左側光電計測手段が受信した前記検出用光束による光電出力の値に応じて、前記左側レール上を走行してきた左側前方車輪の進入側外縁により前記検出用光束が遮蔽されたか、又は前記左側前方車輪の進出側外縁が通過して前記検出用光束の遮蔽が終了した、と判別して前記左側前方車輪の通過を判別し、
前記右側光電計測手段が受信した前記検出用光束による光電出力の値に応じて、前記右側レール上を走行してきた右側後方車輪の進入側外縁により前記検出用光束が遮蔽されたか、又は前記右側後方車輪の進出側外縁が通過して前記検出用光束の遮蔽が終了した、と判別して前記右側後方車輪の通過を判別し、
前記左側光電計測手段が受信した前記検出用光束による光電出力の値に応じて、前記左側レール上を走行してきた左側後方車輪の進入側外縁により前記検出用光束が遮蔽されたか、又は前記左側後方車輪の進出側外縁が通過して前記検出用光束の遮蔽が終了した、と判別して前記左側後方車輪の通過を判別し、
前方車軸が通過した時刻と後方車軸が通過した時刻の差である車軸通過時刻差Ｔ１を演算し、
前記前方車軸と前記後方車軸のレール長手方向の距離である車軸間距離をＨとしたとき、
前記車軸移動速度Ｖを、下式
Ｖ＝Ｈ／Ｔ１
により演算する。
【００１８】
また、上記の鉄道車両のアタック角測定方法において、好ましくは、
車軸移動速度検出手段は、
前記右側レール又は前記左側レールの１箇所に設置されるとともに、通過する車輪によって前記レールに発生するレール応力又はレール変位を検出するレール状態値検出手段と、
前記レール状態値検出手段の波形が極大になる時刻を検出し、前方車軸が通過した時刻と後方車軸が通過した時刻の差である車軸通過時刻差Ｔ２を計算する第１車軸通過時刻差計算手段と、
前記前方車軸と前記後方車軸のレール長手方向の距離である車軸間距離をＨとしたとき、前記車軸移動速度Ｖを、下式
Ｖ＝Ｈ／Ｔ２
により計算する第１車軸移動速度計算手段を
有する。
【００１９】
また、上記の鉄道車両のアタック角測定方法において、好ましくは、
車軸移動速度検出手段は、
前記右側レール又は前記左側レールの２箇所に設置されるとともに、通過する車輪によって前記レールに発生するレール応力又はレール変位を検出する２つのレール状態値検出手段と、
前記レール状態値検出手段の一方で波形が極大になる時刻を検出するとともに、前記レール力検出手段の他方で波形が極大になる時刻を検出し、車軸が前記２つのレール状態値検出手段を通過した時刻の差である車軸通過時刻差Ｔ３を計算する第２車軸通過時刻差計算手段と、
前記２つのレール状態値検出手段のレール長手方向の設置間隔をλとしたとき、前記車軸移動速度Ｖを、下式
Ｖ＝λ／Ｔ３
により計算する第２車軸移動速度計算手段を
有する。
【００２０】
また、上記の鉄道車両のアタック角測定方法において、好ましくは、
前記左右車輪通過時間ズレ値ｔは、
前記右側車輪の進入側外縁により前記検出用光束が遮蔽されたと判別された時刻と、前記左側車輪の進入側外縁により前記検出用光束が遮蔽されたと判別された時刻との差である左右先端時刻差と、
前記右側車輪の進出側外縁が通過して前記検出用光束の遮蔽が終了したと判別された時刻と、前記左側車輪の進出側外縁が通過して前記検出用光束の遮蔽が終了したと判別された時刻との差である左右後端時刻差
の平均値である。
【００２１】
また、上記の鉄道車両のアタック角測定方法において、好ましくは、
前記右側光電計測手段は、
前記建築限界のうちの底部限界の下方となる軌間内部に配置される第１光電手段と、前記建築限界のうちの側部限界の右側方となる右側レール外部に配置されるとともに前記第１光電手段との間で検出用光束を送信又は受信する第２光電手段からなる組であり、
前記左側光電計測手段は、
前記建築限界のうちの底部限界の下方となる軌間内部に配置される第３光電手段と、前記建築限界のうちの側部限界の左側方となる左側レール外部に配置されるとともに前記第３光電手段との間で検出用光束を送信又は受信する第４光電手段からなる組である。
【００２２】
また、上記の鉄道車両のアタック角測定方法において、好ましくは、
当該線路位置におけるレール直角方向基準線の上に、鉛直面である照射基準面が位置するとともに、前記照射基準面が前記レール直角方向基準線に垂直になるようにして右側衝立部材と左側衝立部材を配置し、
前記右側衝立部材の右側照射基準面上の基準点である右側照射基準点を前記右側光電計測手段の検出用光束が照射するようにして前記第１光電手段と第２光電手段を設置し、
前記左側衝立部材の左側照射基準面上の基準点である左側照射基準点を前記左側光電計測手段の検出用光束が照射するようにして前記第３光電手段と第４光電手段を設置する。
【００２３】
また、上記の鉄道車両のアタック角測定方法において、好ましくは、
前記右側衝立部材の右側照射基準面が右側車輪のフランジ頂点位置を維持するようにして前記右側衝立部材を前記レール直角方向基準線に対して垂直な方向に一定速度で移動可能な構成とし、
かつ、前記左側衝立部材の左側照射基準面が左側車輪のフランジ頂点位置を維持するようにして前記左側衝立部材を前記レール直角方向基準線に対して垂直な方向に前記一定速度で移動可能な構成とし、
前記右側照射基準面及び左側照射基準面の互いに対応する位置に同一寸法の校正用スリットを設置しておき、
前記右側衝立部材と前記左側衝立部材を同時に前記一定速度で前記レール直角方向基準線に対して垂直な方向に移動させながら、前記第１光電手段と前記第２光電手段の間で検出用光束の送受信を行うとともに、前記第３光電手段と前記第４光電手段の間で検出用光束の送受信を行い、受信側の光電手段の光電出力を検出し、前記校正用スリットの遮蔽部又は開口部に対応する光電出力の連続部分のグラフ上の長さＳに対して、前記右側光電計測手段の光電出力と前記左側光電計測手段の光電出力のグラフ上のズレ長さがΔＳの場合に、前記遮蔽部又は前記開口部のレール方向長さがＬであるとき、前記右側光電計測手段のレール長手方向位置と前記左側光電計測手段のレール長手方向位置とのズレ距離δを、下式
δ＝（ΔＳ／Ｓ）×Ｌ
により演算し、前記右側光電計測手段及び前記左側光電計測手段の線路方向位置の校正を行う。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
【００２５】
図１は、本発明の一実施形態である鉄道車両アタック角測定装置の全体構成を示す図である。また、図２は、図１に示す鉄道車両アタック角測定装置の構成及び作用を示すブロック図である。また、図３は、図１及び図２に示す鉄道車両アタック角測定装置によりアタック角を測定する際の車両の状態と光電出力波形を説明する概念図である。
【００２６】
図１及び図２に示すように、鉄道車両アタック角測定装置１０１は、レールＲ１及びＲ２の近傍に配置されて鉄道車両の走行時のアタック角を測定する装置である。ここに、鉄道車両（図示せず）は、図１の紙面の手前側から紙面の奥側へ向かって走行するものとし、符号Ｗ１は、鉄道車両の進行方向に向かって右側の車輪を示しており、符号Ｗ２は、鉄道車両の進行方向に向かって左側の車輪を示している。また、レールＲ１は、鉄道車両の進行方向に向かって右側となるレールを示しており、レールＲ２は、鉄道車両の進行方向に向かって左側となるレールを示している。以下、レールＲ１を右側レール、レールＲ２を左側レールという。この鉄道車両アタック角測定装置１０１は、右側光電計測部１と、左側光電計測部２と、データ処理部３を備えて構成されている。
【００２７】
右側光電計測部１は、右側送光部１１と、右側送光部１１とデータ処理部３を電気的に接続するリード線１５と、右側受光部１２と、右側受光部１２とデータ処理部３を電気的に接続するリード線１６を有している。
【００２８】
上記した右側送光部１１は、建築限界９４の底部限界のうち、軌間内部（レールＲ１及びＲ２の内側）となる領域Ｚ５の下方となる位置に配置されている。この右側送光部１１としては、図示はしていないが、例えば発光ダイオード（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ：ＬＥＤ）と、送光レンズ系と、駆動系からなるものなどが用いられる。
【００２９】
発光ダイオードは、ガリウムヒ素（ＧａＡｓ）などからなり、ＰＮ接合を有し、電流を流すと光を発生するダイオードである。送光レンズ系は、単一又は複数の凸レンズ又は凹レンズ若しくはこれらの組み合わせからなり、発光ダイオードが発生した発散光を平行な光束（ビーム）Ｂ１に変換して射出する。右側送光部１１においては、送光レンズ系の光路方向は、図１におけるやや斜め右上方の方向に向けられており、射出される光束（以下、「検出用光束」という。）Ｂ１の方向も、やや斜め右上方へ向いた方向となっている。右側送光部１１は、支持部材１７によって、例えばまくらぎ９１の上面に取り付けられる。ただし、この場合、右側送光部１１の頂部が建築限界線Ｚ５の上部へ入らない（建築限界をおかさない）ように、計測等を行って設置する必要がある。また、駆動系は、発振器等によりパルス状の電流を発生させ、この電流に変調等を行って発光ダイオードに入力し、発光ダイオードをパルス状に発光させる。この右側送光部１１は、特許請求の範囲における第１光電手段に相当している。
【００３０】
また、右側受光部１２は、建築限界９４の右側の側部限界のうち鉛直上下方向の境界となる領域Ｚ６Ｒの右側方となる右側レール外部に配置されている。この右側受光部１２としては、図示はしていないが、例えばフォトダイオードと、受光レンズ系と、駆動系からなるものなどが用いられる。
【００３１】
フォトダイオードは、ゲルマニウムやシリコン等からなり、ＰＮ接合を有し、このＰＮ接合に光が当たったときに電気を発生する（以下、「光電変換」という。）ダイオードである。フォトダイオードとしては、ＰＮフォトダイオード、ＰＩＮフォトダイオード、アバラシェ・フォトダイオードなどが用いられる。なお、フォトダイオードのかわりに、フォトトランジスタを用いてもよい。フォトトランジスタは、ＰＮフォトダイオードに、さらに１個のＰＮ接合を組み合わせ、トランジスタと同様な構成とした素子である。
【００３２】
受光レンズ系は、単一又は複数の凸レンズ又は凹レンズ若しくはこれらの組み合わせからなり、右側送光部１１が発射した平行光束を集光し、点状（スポット状）に収束させてフォトダイオードに照射する。右側受光部１２においては、入射可能な右側検出用光束Ｂ１の方向は、やや斜め右下方に向けられている。右側受光部１２は、支持部材１８によって、例えば路盤９３の上に支持される。この場合、右側受光部１２の位置が右側送光部１１の位置よりも高くなるように、支持部材１８の鉛直方向部材は長いものが用いられるが、右側受光部１２と支持部材１８のいずれの部分もが右側の建築限界線Ｚ６Ｒの内部へ入らない（建築限界をおかさない）ように、計測等を行って設置する必要がある。駆動系は、フォトダイオードに照射された光スポットにより発生した光電出力電流を増幅し、この電流に検波等を行って出力する。この右側受光部１２は、特許請求の範囲における第２光電手段に相当している。
【００３３】
上記のような構成により、右側光電計測部１においては、右側検出用光束Ｂ１の光路上に光を遮る物体、例えば右側車輪Ｗ１が存在しない場合には、右側送光部１１から発射された右側検出用光束Ｂ１は、そのまま右側受光部１２により受光され、光電変換により、ある値の電流（以下、「光電出力」という。）が発生する。逆に、右側検出用光束Ｂ１の光路上に光を遮る物体、例えば右側車輪Ｗ１が存在する場合には、右側送光部１１から発射された右側検出用光束Ｂ１は、右側車輪Ｗ１によって遮られるため、右側受光部１２が出力する光電出力の値は著しく減少する。この右側光電計測部１は、特許請求の範囲における右側光電計測手段に相当している。
【００３４】
また、上記した左側光電計測部２は、左側送光部２１と、左側送光部２１とデータ処理部３を電気的に接続するリード線２５と、左側受光部２２と、左側受光部２２とデータ処理部３を電気的に接続するリード線２６を有している。
【００３５】
上記の左側送光部２１は、建築限界９４の底部限界のうち、軌間内部（レールＲ１及びＲ２の内側）となる領域Ｚ５の下方となる位置に配置されている。この左側送光部２１としては、図示はしていないが、例えば上記した右側送光部１１の場合とまったく同様な発光ダイオードと、送光レンズ系と、駆動系からなるものなどが用いられる。
【００３６】
左側送光部２１においては、送光レンズ系の光路方向は、図１におけるやや斜め左上方の方向に向けられており、射出される光束（以下、「検出用光束」という。）Ｂ２の方向も、やや斜め左上方へ向いた方向となっている。左側送光部２１は、支持部材１７によって、例えばまくらぎ９１の上面に取り付けられる。ただし、この場合、左側送光部２１の頂部が建築限界線Ｚ５の上部へ入らない（建築限界をおかさない）ように、計測等を行って設置する必要がある。この左側送光部２１は、特許請求の範囲における第３光電手段に相当している。
【００３７】
また、左側受光部２２は、建築限界９４の左側の側部限界のうち鉛直上下方向の境界となる領域Ｚ６Ｌの左側方となる左側レール外部に配置されている。この左側受光部２２としては、図示はしていないが、例えば上記した右側受光部１２の場合とまったく同様なフォトダイオード又はフォトトランジスタと、受光レンズ系と、駆動系からなるものなどが用いられる。
【００３８】
左側受光部２２においては、入射可能な左側検出用光束Ｂ２の方向は、やや斜め左下方に向けられている。左側受光部２２は、支持部材１８によって、例えば路盤９３の上に支持される。この場合、左側受光部２２の位置が左側送光部２１の位置よりも高くなるように、支持部材１８の鉛直方向部材は長いものが用いられるが、左側受光部２２と支持部材１８のいずれの部分もが左側の建築限界線Ｚ６Ｌの内部へ入らない（建築限界をおかさない）ように、計測等を行って設置する必要がある。この左側受光部２２は、特許請求の範囲における第４光電手段に相当している。
【００３９】
上記のような構成により、左側光電計測部２においては、左側検出用光束Ｂ２の光路上に光を遮る物体、例えば左側車輪Ｗ２が存在しない場合には、左側送光部２１から発射された左側検出用光束Ｂ２は、そのまま左側受光部２２により受光され、光電変換により、ある値の電流（以下、「光電出力」という。）が発生する。逆に、左側検出用光束Ｂ２の光路上に光を遮る物体、例えば左側車輪Ｗ２が存在する場合には、左側送光部２１から発射された左側検出用光束Ｂ２は、左側車輪Ｗ２によって遮られるため、左側受光部２２が出力する光電出力の値は著しく減少する。この左側光電計測部２は、特許請求の範囲における左側光電計測手段に相当している。
【００４０】
次に、データ処理部３の構成について説明する。図２に示すように、データ処理部３は、ＣＰＵ３１と、ＲＯＭ３２と、ＲＡＭ３３と、入出力インタフェイス部３４と、画像表示部３５と、プリンタ３６と、入力部３７を有している。
【００４１】
ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ：中央演算処理装置）３１は、ＣＰＵ３１の内部での電流（信号）の授受を行うための信号線である内部バス（図示せず）を有しており、この内部バスに、演算部（図示せず）と、レジスタ（図示せず）と、クロック生成部（図示せず）と、命令処理部（図示せず）等が接続されている。ＣＰＵ３１内の演算部は、、レジスタに記憶されている各種データに対して、四則演算（加算、減算、乗算、及び除算）を行い、又は論理演算（論理積、論理和、否定、排他的論理和など）を行い、又はデータ比較、若しくはデータシフトなどの処理を実行する部分である。処理の結果は、レジスタ等に格納される。クロック生成部は、ＣＰＵ３１の各部分の時間の同期をとるための刻時信号（クロック信号）を生成する。ＣＰＵ３１は、このクロック信号に基づいて動作する。命令処理部は、演算部等が実行すべき命令の取り出し、その解読、及びその実行などを制御し処理する。また、ＣＰＵ３１は、クロック信号をもとに、送られてくるデータ又は演算した結果とその時刻をリアルタイムで検出し、ＲＡＭ等に一時記憶させる。
【００４２】
ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ：読出し専用メモリ）３２は、ＣＰＵ３１を制御するための制御プログラムや、ＣＰＵが用いる各種データ等を格納している。ＲＯＭとしては、半導体チップにより構成されるものと、ハードディスク装置等が用いられる。ＣＰＵ３１の制御プログラムには、ＯＳ（Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）等のＣＰＵ３１の基本ソフトウェアのほか、各種の処理や分析演算等をＣＰＵ３１に実行させるための命令等の処理手順が含まれる。
【００４３】
また、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ：随時書込み読出しメモリ）３３は、ＣＰＵ３１により演算された途中のデータ等を一時記憶する。ＲＡＭは、半導体チップ等により構成される。
【００４４】
ＣＰＵ３１によって生成されたディジタル電気信号、又はＣＰＵ３１へ入力されるディジタル電気信号は、入出力インタフェイス部３４を経て外部と授受される。入出力インタフェイス部３４内には、ディジタル信号とアナログ信号の変換系であるＡ／Ｄコンバータ、Ｄ／Ａコンバータが設けられている。データ処理部３の操作やデータ入力等は、キーボードやマウス等の入力部３７によって行われ、入力された指令やデータは、入出力インタフェイス部３４を経てＣＰＵ３１へ送られる。また、ＣＰＵ３１により演算された結果等は、入出力インタフェイス部３４を経て、ブラウン管や液晶表示器等からなる画像表示部３５へ送られ画像や文字・数字等として画面に表示されるほか、プリンタ３６により紙に印刷されて出力することができるようになっている。
【００４５】
次に、図１ないし図３を参照して、上記した鉄道車両アタック角測定装置１０１の作用を説明する。
【００４６】
図３において、前方車軸Ａａと後方車軸Ａｂの２個の車軸と、これらの車軸に取り付けられた車輪Ｗ１ａ及びＷ２ａとＷ１ｂ及びＷ２ｂは、１つの台車を表している。この台車は、図３の左から右へ向かって移動するものとする。図３における符号ｄ１は、この台車の進行方向を示す線である。また、図３における符号Ｃは、軌道中心位置を示す線である。この場合のアタック角は、図３に示すθとなる。
【００４７】
図３において、右側送光部１１と右側受光部１２を有する右側光電計測部１と、左側送光部２１と左側受光部２２を有する左側光電計測部２は、図示のように配置されているものとし、右側検出用光束Ｂ１と左側検出用光束Ｂ２の光路中心線は、同一の直線上にあるものとする。また、この直線は、軌道中心線Ｃに対して直角となっているものとする。
【００４８】
この場合、台車が図３の左から右へ向かって進行するものとし、台車が右側光電計測部１又は左側光電計測部２に到達する以前においては、右側検出用光束Ｂ１も左側検出用光束Ｂ２も遮られることがないので、右側光電計測部１と左側光電計測部２の両方の光電出力は、ある値（例えば正値）となっている。次に、台車の進行に伴い、前方の車軸の右側の車輪（以下、「右側前方車輪」という。）Ｗ１ａの外縁（フランジの頂点）ｅ１１が、右側光電計測部１の右側検出用光束Ｂ１を遮断する。これにより、右側光電計測部１の右側受光部１２の光電出力（以下、「右側光電出力」という。）が著しく低下する。
【００４９】
図３においては、図の右下部に、右側光電出力を符号Ｐ１で示したが、ここでは、右側検出用光束Ｂ１の遮蔽によって減少した出力分の値を正の値として図示している。この図の横軸は、時間の経過を示している。したがって、右側光電出力Ｐ１が横軸上にある（値が零で、ある値ｋ２よりも低い）場合は、右側検出用光束Ｂ１が右側前方車輪Ｗ１ａによって遮断されていない状態であることを示し、右側光電出力Ｐ１が、ある値ｋ１を越えて立ち上がり、この光電出力値を維持している場合は、右側検出用光束Ｂ１が右側前方車輪Ｗ１ａによって遮断されている状態であることを示している。
【００５０】
このため、データ処理部３のＣＰＵ３１は、右側受光部１２から送られてくる右側光電出力の値が、ある判別値（特許請求の範囲における第２光電判別値に相当する）よりも高い場合（図３の右下部出力グラフにおいて、ある値ｋ２より下方の場合）には、「右側検出用光束Ｂ１は遮蔽されていない」と判別する。また、データ処理部３のＣＰＵ３１は、右側受光部１２から送られてくる右側光電出力の値が、ある判別値（特許請求の範囲における第１光電判別値に相当する）よりも低い場合（図３の右下部出力グラフにおいて、ある値ｋ１より上方の場合）には、「右側検出用光束Ｂ１は遮蔽されている」と判別する。
【００５１】
同様にして、データ処理部３のＣＰＵ３１は、左側受光部２２から送られてくる左側光電出力の値が、ある判別値（特許請求の範囲における第２光電判別値に相当する）よりも高い場合（図３の右上部出力グラフにおいて、ある値ｋ２より下方の場合）には、「左側検出用光束Ｂ２は遮蔽されていない」と判別する。また、データ処理部３のＣＰＵ３１は、左側受光部２２から送られてくる左側光電出力の値が、ある判別値（特許請求の範囲における第１光電判別値に相当する）よりも低い場合（図３の右上部出力グラフにおいて、ある値ｋ１より上方の場合）には、「左側検出用光束Ｂ２は遮蔽されている」と判別する。
【００５２】
図３の右下部の右側光電出力Ｐ１の出力波形グラフによれば、時刻ｔ１１において、波形が判別値ｋ１を越えて立ち上がっている。これは、右側受光部１２の実際の光電出力値が第１光電判別値よりも低くなったことを表している。すなわち、この場合は、右側前方車輪Ｗ１ａの外縁ｅ１１が、右側光電計測部１の右側検出用光束Ｂ１を遮断したことを示している。この場合、右側前方車輪Ｗ１ａの外縁ｅ１１は、特許請求の範囲における右側前方車輪の進入側外縁に相当している。
【００５３】
図３の右下部の右側光電出力Ｐ１の出力波形グラフによれば、その後、時刻ｔ１１から時刻ｔ１２までの期間においては、光電出力値ｖ１が維持されている。これは、右側受光部１２の実際の光電出力値が第１光電判別値よりも低い値で推移していることを表している。すなわち、この場合は、右側前方車輪Ｗ１ａの外縁ｅ１１と外縁（フランジの頂点）ｅ１２の間の車輪部分により、右側光電計測部１の右側検出用光束Ｂ１が遮断され続けていることを示している。
【００５４】
図３の右下部の右側光電出力Ｐ１の出力波形グラフによれば、時刻ｔ１２において、波形が判別値ｋ２を越えて急激に下がっている。これは、右側受光部１２の実際の光電出力値が第２光電判別値を越えて立ち上がったことを表している。すなわち、この場合は、右側前方車輪Ｗ１ａの外縁ｅ１２が右側検出用光束Ｂ１の光路を通過し、右側前方車輪Ｗ１ａによる右側検出用光束Ｂ１の遮蔽が終了したことを示している。この場合、右側前方車輪Ｗ１ａの外縁ｅ１２は、特許請求の範囲における右側前方車輪の進出側外縁に相当している。
【００５５】
データ処理部３のＣＰＵ３１は、時刻ｔ１１から時刻ｔ１２までの期間における右側受光部１２の実際の光電出力値を監視することにより、「右側前方車輪Ｗ１ａが時刻ｔ１１で右側検出用光束Ｂ１を遮蔽し始め、時刻ｔ１２で右側検出用光束Ｂ１の遮蔽を終了した」と判別する。
【００５６】
次に、図３の右上部の左側光電出力Ｐ２の出力波形グラフによれば、時刻ｔ１１よりも時間Δｔ１（図示せず）だけ経過した時刻ｔ２１において、波形が判別値ｋ１を越えて立ち上がっている。これは、左側受光部２２の実際の光電出力値が第１光電判別値よりも低くなったことを表している。すなわち、この場合は、左側前方車輪Ｗ２ａの外縁（フランジの頂点）ｅ２１が、左側光電計測部２の左側検出用光束Ｂ２を遮断したことを示している。この場合、左側前方車輪Ｗ２ａの外縁ｅ２１は、特許請求の範囲における左側前方車輪の進入側外縁に相当している。
【００５７】
図３の右上部の左側光電出力Ｐ２の出力波形グラフによれば、その後、時刻ｔ２１から時刻ｔ２２までの期間においては、光電出力値ｖ２が維持されている。これは、左側受光部２２の実際の光電出力値が第１光電判別値よりも低い値で推移していることを表している。すなわち、この場合は、左側前方車輪Ｗ２ａの外縁ｅ２１と外縁（フランジの頂点）ｅ２２の間の車輪部分により、左側光電計測部２の左側検出用光束Ｂ２が遮断され続けていることを示している。なお、光電出力値ｖ２は、左側送光部２１に用いられている発光ダイオードの出力が、右側送光部１１に用いられている発光ダイオードの出力と等しく、かつ左側送光部２１と左側受光部２２との間の距離が、右側送光部１１と右側受光部１２との間の距離と等しければ、光電出力値ｖ１と等しくなる。
【００５８】
図３の右上部の左側光電出力Ｐ２の出力波形グラフによれば、時刻ｔ２２において、波形が判別値ｋ２を越えて急激に下がっている。これは、左側受光部２２の実際の光電出力値が第２光電判別値を越えて立ち上がったことを表している。すなわち、この場合は、左側前方車輪Ｗ２ａの外縁ｅ２２が左側検出用光束Ｂ２の光路を通過し、左側前方車輪Ｗ２ａによる左側検出用光束Ｂ２の遮蔽が終了したことを示している。この場合、左側前方車輪Ｗ２ａの外縁ｅ２２は、特許請求の範囲における左側前方車輪の進出側外縁に相当している。
【００５９】
データ処理部３のＣＰＵ３１は、時刻ｔ２１から時刻ｔ２２までの期間における左側受光部２２の実際の光電出力値を監視することにより、「左側前方車輪Ｗ２ａが時刻ｔ２１（ｔ１１＋Δｔ１）で左側検出用光束Ｂ２を遮蔽し始め、時刻ｔ２２で左側検出用光束Ｂ２の遮蔽を終了した」と判別する。
【００６０】
次に、図３の右下部の右側光電出力Ｐ１の出力波形グラフによれば、その後、時刻ｔ１２から時刻ｔ１３までの期間においては、光電出力値は、ほぼ零の値（横軸上）が維持されている。これは、右側受光部１２の実際の光電出力値が第２光電判別値よりも高い値で推移していることを表している。すなわち、この場合は、右側前方車輪Ｗ１ａと右側後方車輪Ｗ１ｂの間隙の部分が、右側光電計測部１の右側検出用光束Ｂ１の光路を横切っていることを示している。
【００６１】
また、図３の右上部の左側光電出力Ｐ２の出力波形グラフによれば、その後、時刻ｔ２２から時刻ｔ２３までの期間においては、光電出力値は、ほぼ零の値（横軸上）が維持されている。これは、左側受光部２２の実際の光電出力値が第２光電判別値よりも高い値で推移していることを表している。すなわち、この場合は、左側前方車輪Ｗ２ａと左側後方車輪Ｗ２ｂの間隙の部分が、左側光電計測部２の左側検出用光束Ｂ２の光路を横切っていることを示している。
【００６２】
次に、図３の右下部の右側光電出力Ｐ１の出力波形グラフによれば、その後、時刻ｔ１３において、波形が判別値ｋ１を越えて立ち上がっている。これは、右側受光部１２の実際の光電出力値が第１光電判別値よりも低くなったことを表している。すなわち、この場合は、右側後方車輪Ｗ１ｂの外縁（フランジの頂点）ｅ１３が、右側光電計測部１の右側検出用光束Ｂ１を遮断したことを示している。この場合、右側後方車輪Ｗ１ｂの外縁ｅ１３は、特許請求の範囲における右側後方車輪の進入側外縁に相当している。
【００６３】
図３の右下部の右側光電出力Ｐ１の出力波形グラフによれば、その後、時刻ｔ１３から時刻ｔ１４までの期間においては、光電出力値ｖ１が維持されている。これは、右側受光部１２の実際の光電出力値が第１光電判別値よりも低い値で推移していることを表している。すなわち、この場合は、右側後方車輪Ｗ１ｂの外縁ｅ１３と外縁（フランジの頂点）ｅ１４の間の車輪部分により、右側光電計測部１の右側検出用光束Ｂ１が遮断され続けていることを示している。
【００６４】
図３の右下部の右側光電出力Ｐ１の出力波形グラフによれば、時刻ｔ１４において、波形が判別値ｋ２を越えて急激に下がっている。これは、右側受光部１２の実際の光電出力値が第２光電判別値を越えて立ち上がったことを表している。すなわち、この場合は、右側後方車輪Ｗ１ｂの外縁ｅ１４が右側検出用光束Ｂ１の光路を通過し、右側後方車輪Ｗ１ｂによる右側検出用光束Ｂ１の遮蔽が終了したことを示している。この場合、右側後方車輪Ｗ１ｂの外縁ｅ１４は、特許請求の範囲における右側後方車輪の進出側外縁に相当している。
【００６５】
データ処理部３のＣＰＵ３１は、時刻ｔ１３から時刻ｔ１４までの期間における右側受光部１２の実際の光電出力値を監視することにより、「右側後方車輪Ｗ１ｂが時刻ｔ１３で右側検出用光束Ｂ１を遮蔽し始め、時刻ｔ１４で右側検出用光束Ｂ１の遮蔽を終了した」と判別する。
【００６６】
次に、図３の右上部の左側光電出力Ｐ２の出力波形グラフによれば、時刻ｔ２３において、波形が判別値ｋ１を越えて立ち上がっている。これは、左側受光部２２の実際の光電出力値が第１光電判別値よりも低くなったことを表している。すなわち、この場合は、左側後方車輪Ｗ２ｂの外縁（フランジの頂点）ｅ２３が、左側光電計測部２の左側検出用光束Ｂ２を遮断したことを示している。この場合、左側後方車輪Ｗ２ｂの外縁ｅ２３は、特許請求の範囲における左側後方車輪の進入側外縁に相当している。
【００６７】
図３の右上部の左側光電出力Ｐ２の出力波形グラフによれば、その後、時刻ｔ２３から時刻ｔ２４までの期間においては、光電出力値ｖ２が維持されている。これは、左側受光部２２の実際の光電出力値が第１光電判別値よりも低い値で推移していることを表している。すなわち、この場合は、左側後方車輪Ｗ２ｂの外縁ｅ２３と外縁（フランジの頂点）ｅ２４の間の車輪部分により、左側光電計測部２の左側検出用光束Ｂ２が遮断され続けていることを示している。なお、光電出力値ｖ２は、左側送光部２１に用いられている発光ダイオードの出力が、右側送光部１１に用いられている発光ダイオードの出力と等しく、かつ左側送光部２１と左側受光部２２との間の距離が、右側送光部１１と右側受光部１２との間の距離と等しければ、光電出力値ｖ１と等しくなる。
【００６８】
また、図３の右上部の左側光電出力Ｐ２の出力波形グラフによれば、時刻ｔ１４よりも時間Δｔ２（図示せず）だけ経過した時刻ｔ２４において、波形が判別値ｋ２を越えて急激に下がっている。これは、左側受光部２２の実際の光電出力値が第２光電判別値を越えて立ち上がったことを表している。すなわち、この場合は、左側後方車輪Ｗ２ｂの外縁ｅ２４が左側検出用光束Ｂ２の光路を通過し、左側後方車輪Ｗ２ｂによる左側検出用光束Ｂ２の遮蔽が終了したことを示している。この場合、左側後方車輪Ｗ２ｂの外縁ｅ２４は、特許請求の範囲における左側後方車輪の進出側外縁に相当している。
【００６９】
データ処理部３のＣＰＵ３１は、時刻ｔ２３から時刻ｔ２４までの期間における左側受光部２２の実際の光電出力値を監視することにより、「左側後方車輪Ｗ２ｂが時刻ｔ２３で左側検出用光束Ｂ２を遮蔽し始め、時刻ｔ２４で左側検出用光束Ｂ２の遮蔽を終了した」と判別する。
【００７０】
次に、データ処理部３のＣＰＵ３１は、以下に説明する手順、方法により、上記したデータから、アタック角θを演算し、出力する。
【００７１】
まず、データ処理部３のＣＰＵ３１は、右側車輪の通過時間と左側車輪の通過時間とのズレの値（以下、「左右車輪通過時間ズレ値」という。）ｔを演算する。左右車輪通過時間ズレ値ｔは、右側前方車輪Ｗ１ａの通過時間と左側前方車輪Ｗ２ａの通過時間のズレの値である。あるいは、左右車輪通過時間ズレ値ｔは、右側後方車輪Ｗ１ｂの通過時間と左側後方車輪Ｗ２ｂの通過時間のズレの値である。
【００７２】
この左右車輪通過時間ズレ値ｔは、以下のようにして演算する。すなわち、図３において、右側前方車輪Ｗ１ａと、左側前方車輪Ｗ２ａについては、右側前方車輪Ｗ１ａの前方の外縁（進入側外縁）ｅ１１により右側検出用光束Ｂ１が遮蔽されたと判別された時刻ｔ１１と、左側前方車輪Ｗ２ａの前方の外縁（進入側外縁）ｅ２１により左側検出用光束Ｂ２が遮蔽されたと判別された時刻ｔ２１との差である左右先端時刻差（ｔ２１−ｔ１１）と、右側前方車輪Ｗ１ａの後方の外縁（進出側外縁）ｅ１２が通過して右側検出用光束Ｂ１の遮蔽が終了したと判別された時刻ｔ１２と、左側前方車輪Ｗ２ａの後方の外縁（進出側外縁）ｅ２２が通過して左側検出用光束Ｂ２の遮蔽が終了したと判別された時刻ｔ２２との差である左右後端時刻差（ｔ２２−ｔ１２）の平均値が、左右車輪通過時間ズレ値ｔとして算出される。したがって、右側前方車輪Ｗ１ａと、左側前方車輪Ｗ２ａについては、ｔは、下式（１）
ｔ＝｛（ｔ２１−ｔ１１）＋（ｔ２２−ｔ１２）｝／２      ………（１）
により求めることができる。
【００７３】
上式（１）のｔの値は、右側前方車輪Ｗ１ａの進入側外縁ｅ１１と進出側外縁ｅ１２のレール長手方向の中心位置（右側前方車輪Ｗ１ａにおける車軸中心位置）の通過時刻（ｔ１１＋ｔ１２）／２と、左側前方車輪Ｗ２ａの進入側外縁ｅ２１と進出側外縁ｅ２２のレール長手方向の中心位置（左側前方車輪Ｗ２ａにおける車軸中心位置）の通過時刻（ｔ２１＋ｔ２２）／２の差である｛（ｔ２１＋ｔ２２）−（ｔ１１＋ｔ１２）｝／２と同じである。
【００７４】
また、図３において、右側後方車輪Ｗ１ｂと、左側後方車輪Ｗ２ｂについては、右側後方車輪Ｗ１ｂの前方の外縁（進入側外縁）ｅ１３により右側検出用光束Ｂ１が遮蔽されたと判別された時刻ｔ１３と、左側後方車輪Ｗ２ｂの前方の外縁（進入側外縁）ｅ２３により左側検出用光束Ｂ２が遮蔽されたと判別された時刻ｔ２３との差である左右先端時刻差（ｔ２３−ｔ１３）と、右側後方車輪Ｗ１ｂの後方の外縁（進出側外縁）ｅ１４が通過して右側検出用光束Ｂ１の遮蔽が終了したと判別された時刻ｔ１４と、左側後方車輪Ｗ２ｂの後方の外縁（進出側外縁）ｅ２４が通過して左側検出用光束Ｂ２の遮蔽が終了したと判別された時刻ｔ２４との差である左右後端時刻差（ｔ２４−ｔ１４）の平均値が、左右車輪通過時間ズレ値ｔとして算出される。したがって、右側後方車輪Ｗ１ｂと、左側後方車輪Ｗ２ｂについては、ｔは、下式（１）´
ｔ＝｛（ｔ２３−ｔ１３）＋（ｔ２４−ｔ１４）｝／２      ………（１）´
により求めることができる。
【００７５】
上式（１）´のｔの値は、右側後方車輪Ｗ１ｂの進入側外縁ｅ１３と進出側外縁ｅ１４のレール長手方向の中心位置（右側後方車輪Ｗ１ｂにおける車軸中心位置）の通過時刻（ｔ１３＋ｔ１４）／２と、左側後方車輪Ｗ２ｂの進入側外縁ｅ２３と進出側外縁ｅ２４のレール長手方向の中心位置（左側後方車輪Ｗ２ｂにおける車軸中心位置）の通過時刻（ｔ２３＋ｔ２４）／２の差である｛（ｔ２３＋ｔ２４）−（ｔ１３＋ｔ１４）｝／２と同じである。
【００７６】
次に、データ処理部３のＣＰＵ３１は、前方車軸Ａａが通過した時刻と、後方車軸Ａｂが通過した時刻の差（以下、「車軸通過時刻差」という。）Ｔ１を演算する。車軸の通過とは、すなわちレール長手方向における車軸中心位置の通過をいう。
【００７７】
したがって、図３において、右側前方車輪Ｗ１ａの前方の外縁ｅ１１が右側検出用光束Ｂ１の光路を通過し遮蔽が始まった時刻ｔ１１と、右側前方車輪Ｗ１ａの後方の外縁ｅ１２が右側検出用光束Ｂ１の光路を通過し遮蔽が終了した時刻ｔ１２の平均の時刻（ｔ１１＋ｔ１２）／２が、前方車軸Ａａが右側検出用光束Ｂ１を通過した時刻に相当すると考えられ、右側後方車輪Ｗ１ｂの前方の外縁ｅ１３が右側検出用光束Ｂ１の光路を通過し遮蔽が始まった時刻ｔ１３と、右側後方車輪Ｗ１ｂの後方の外縁ｅ１４が右側検出用光束Ｂ１の光路を通過し遮蔽が終了した時刻ｔ１４の平均の時刻（ｔ１３＋ｔ１４）／２が、後方車軸Ａｂが右側検出用光束Ｂ１を通過した時刻に相当すると考えられるから、これらの時刻の差（ｔ１３＋ｔ１４−ｔ１１−ｔ１２）／２（以下、「車軸右側通過時刻差」という。）が、車軸通過時刻差Ｔ１に相当すると考えてもよい。
【００７８】
あるいは、左側前方車輪Ｗ２ａの前方の外縁ｅ２１が左側検出用光束Ｂ２の光路を通過し遮蔽が始まった時刻ｔ２１と、左側前方車輪Ｗ２ａの後方の外縁ｅ２２が左側検出用光束Ｂ２の光路を通過し遮蔽が終了した時刻ｔ２２の平均の時刻（ｔ２１＋ｔ２２）／２が、前方車軸Ａａが左側検出用光束Ｂ２を通過した時刻に相当すると考えられ、左側後方車輪Ｗ２ｂの前方の外縁ｅ２３が左側検出用光束Ｂ２の光路を通過し遮蔽が始まった時刻ｔ２３と、左側後方車輪Ｗ２ｂの後方の外縁ｅ２４が左側検出用光束Ｂ２の光路を通過し遮蔽が終了した時刻ｔ２４の平均の時刻（ｔ２３＋ｔ２４）／２が、後方車軸Ａｂが左側検出用光束Ｂ２を通過した時刻に相当すると考えられるから、これらの時刻の差（ｔ２３＋ｔ２４−ｔ２１−ｔ２２）／２（以下、「車軸左側通過時刻差」という。）が、車軸通過時刻差Ｔ１に相当すると考えてもよい。
【００７９】
さらに、右側と左側の誤差をキャンセルすることを考慮すると、車軸右側通過時刻差と車軸左側通過時刻差の平均の時刻を演算し、この両者の平均値（ｔ１３＋ｔ１４＋ｔ２３＋ｔ２４−ｔ１１−ｔ１２−ｔ２１−ｔ２２）／４をもって車軸通過時刻差Ｔ１の相当値としてもよい。この値は、前方車軸Ａａの中心位置の通過時刻（ｔ１１＋ｔ１２＋ｔ２１＋ｔ２２）／４と、後方車軸Ａｂの通過時刻（ｔ１３＋ｔ１４＋ｔ２３＋ｔ２４）／４の差｛（ｔ１３＋ｔ１４＋ｔ２３＋ｔ２４）−（ｔ１１＋ｔ１２＋ｔ２１＋ｔ２２）｝／４と同じである。
【００８０】
ここで、前方車軸Ａａと後方車軸Ａｂのレール長手方向の距離（以下、「車軸間距離」という。）をＨとすると、車軸間距離Ｈは、アタック角θを測定しようとする場合、鉄道車両を特定して実車測定を行うため、車両の型式により固有の値が設定されており、既知の値である。Ｈの値は、アタック角の測定を行うごとに、入力部３７等から入力し、ＲＡＭ３３等に記憶させてもよいし、あらかじめ既知の値として車種ごとのデータとしてＲＯＭ３２に格納しておいてもよい。
【００８１】
次に、データ処理部３のＣＰＵ３１は、車軸間距離Ｈを車軸通過時刻差Ｔ１で除し、値Ｈ／Ｔ１を演算する。この値Ｈ／Ｔ１は、この台車（すなわち台車の属する鉄道車両）のレール長手方向への速度、又は前方車軸Ａａのレール長手方向への移動速度、あるいは後方車軸Ａｂのレール長手方向への移動速度を表している。
【００８２】
次に、データ処理部３のＣＰＵ３１は、上記の速度値Ｈ／Ｔ１に、左右車輪通過時間ズレ値ｔを乗じた値ｈを演算する。すなわち、値ｈは、下式（２）
ｈ＝ｔ×（Ｈ／Ｔ１）      ………（２）
によって演算される。
【００８３】
上記した値ｈは、右側前方車輪Ｗ１ａと左側前方車輪Ｗ２ａのレール長手方向のズレ長さ、又は右側後方車輪Ｗ１ｂと左側後方車輪Ｗ２ｂのレール長手方向のズレ長さを示している。すなわち、図３においては、点Ｅ１と点ｅ２２の間の距離が、このｈに相当している。
【００８４】
次に、データ処理部３のＣＰＵ３１は、上記のようにして演算した値ｈと、既知の値Ｆから、下式（３）
θ＝ｔａｎ−１（ｈ／Ｆ）      ………（３）
により、アタック角θを算出する。したがって、左右車輪通過時間ズレ値ｔとして、上式（１）の値を用いた場合には、右側前方車輪Ｗ１ａのアタック角、又は左側前方車輪Ｗ２ａのアタック角が得られる。また、左右車輪通過時間ズレ値ｔとして、上式（１）´の値を用いた場合には、右側後方車輪Ｗ１ｂのアタック角、又は左側後方車輪Ｗ２ｂのアタック角が得られる。
【００８５】
図３において、点Ｅ１と点ｅ１２の間の距離（左右車輪のフランジの頂点間のレール直角方向の距離）をＫとすると、ｔａｎ−１（ｈ／Ｋ）は、アタック角θと等しい。
【００８６】
上記したＫの値は、厳密には、アタック角θの値に応じて変化する値であり、アタック角の測定時にアタック角とともに測定することは困難である。しかし、アタック角θが、ある程度微少な角度であることを考慮すると、前方車軸Ａａ又は後方車軸Ａｂにおける左右車輪のフランジの頂点間の車軸長手方向の距離（図３におけるＦ。以下、「フランジ間距離」という。）をＫのかわりに近似的に用いても、ＫとＦはｈに比べて十分大きな値であり、かつＫとＦの値の違いによるｈの変動は微少であることから、ＫのかわりにＦを用いてもアタック角の誤差は少ないと考えられる。したがって、上式（３）の演算により、アタック角θを算出することができる。
【００８７】
上記したフランジ間距離Ｆの値は、車両の型式により固有の値が設定されており、既知の値である。Ｆの値は、値Ｈの場合と同様に、アタック角の測定を行うごとに、入力部３７等から入力し、ＲＡＭ３３等に記憶させてもよいし、あらかじめ既知の値として車種ごとのデータとしてＲＯＭ３２に格納しておいてもよい。
【００８８】
なお、上記した鉄道車両アタック角測定装置１０１において、右側受光部１２は、建築限界９４（図１参照）の右側の側部限界のうち鉛直上下方向の境界となる領域Ｚ６Ｒの右側方となるレール外部に配置される例について説明を行ったが、本発明はこれに限定されるものではなく、右側受光部１２は、建築限界９４（図１参照）の右側の側部限界のうち斜め左右方向の境界となる領域Ｚ３Ｒの下方となるレール外部に配置されてもよい。同様に、左側受光部２２は、建築限界９４（図１参照）の左側の側部限界のうち鉛直上下方向の境界となる領域Ｚ６Ｌの左側方となるレール外部に配置される例について説明を行ったが、本発明はこれに限定されるものではなく、左側受光部２２は、建築限界９４（図１参照）の左側の側部限界のうち斜め左右方向の境界となる領域Ｚ３Ｌの下方となるレール外部に配置されてもよい。
【００８９】
上記した実施形態の鉄道車両アタック角測定装置１０１によれば、以下のような利点がある。
【００９０】
ａ）本装置に用いられているセンサは、従来例（特許文献１参照）に用いられているもののような距離測定センサではなく、光束が車輪によって遮蔽されるているか否かを検出する、いわゆる「光電スイッチ」を用いており、いわば「０」か「１」かの違いを検出するため、確実であり、測定現地の状況（降雨時などの気象状況、列車振動等）に伴う乱れ又はノイズ混入が少なく、全体として測定誤差が少ない。
【００９１】
ｂ）本装置における検出用光束Ｂ１又はＢ２は、従来例（特許文献１参照）ののようにレール近傍の外側で車輪によって光束が遮蔽される部分のレールからの高さが非常に低く光束の車輪遮蔽が不完全な場合もあり得る例とは異なり、車輪によって完全に遮蔽されるように送光部及び受光部の光軸が斜め方向に配置されるので、測定誤差が少ない。
【００９２】
ｃ）本装置は、従来例（特許文献１参照）の方法のように建築限界との間の余裕空間が非常に狭い箇所（例えば、図１における建築限界Ｚ２Ｒの下方、又は建築限界Ｚ２Ｌの下方）に測定機器を設置するのではなく、機器設置のための空間に余裕がある箇所（例えば、図１における建築限界Ｚ６Ｒの右外方、又は建築限界Ｚ６Ｌの左外方）に測定機器を設置するため、機器の設置が比較的容易であり、自然状況（例えば、強風など）によって測定機器が移動し、建築限界内に入ってしまう事故等を起こすおそれが少なく、鉄道の安全運行を妨げることがない。
【００９３】
上記した実施形態の鉄道車両アタック角測定装置１０１において、ＣＰＵ３１は、特許請求の範囲における計時手段に相当するとともに、特許請求の範囲における演算処理手段に相当している。また、ＣＰＵ３１は、車軸間距離Ｈを車軸通過時刻差Ｔ１で除し、値Ｈ／Ｔ１を演算する場合には、特許請求の範囲における車軸移動速度検出手段に相当している。また、右側前方車輪Ｗ１ａと、右側後方車輪Ｗ１ｂは、それぞれ、特許請求の範囲における右側車輪に相当している。また、左側前方車輪Ｗ２ａと、左側後方車輪Ｗ２ｂは、それぞれ、特許請求の範囲における左側車輪に相当している。
【００９４】
上記した実施形態の鉄道車両アタック角測定装置１０１においては、右側送光部１１と右側受光部１２を有する右側光電計測部１と、左側送光部２１と左側受光部２２を有する左側光電計測部２は、右側検出用光束Ｂ１と左側検出用光束Ｂ２の光路中心線が同一の直線上に位置するように設定され、かつその直線は、軌道中心線Ｃに対して直角となるように設定されることが必要条件であった。このため、右側送光部１１の位置決め、右側受光部１２の位置決め、左側送光部２１の位置決め、及び左側受光部２２の位置決めのすべてを正確に行う必要がある。
【００９５】
次に、本発明の他の実施形態として、右側送光部１１の設置位置、右側受光部１２の設置位置、左側送光部２１の設置位置、及び左側受光部２２の設置位置のすべてを正確に設定することができる校正器と、その使用方法について説明する。
【００９６】
図４は、本発明の鉄道車両アタック角測定方法において、光電計測部の位置決め補助及び線路方向位置の校正を行う校正器の構成を示す図である。図４に示すように、この校正器２０１は、基礎部材２１１と、移動部材２１２と、駆動機構２１３を有して構成されている。
【００９７】
基礎部材２１１は、鋼、アルミニウム、アルミニウム合金等の金属材料などからなり、略棒状に形成された第１レール取付部材２２１と、第２レール取付部材２２２と、接合部材２２３及び２２４により四角形枠型状に構成された構造体を有している。また、第１レール取付部材２２１の下面には、絶縁部材２２５が配置され、第２レール取付部材２２２の下面には、絶縁部材２２６が配置されている。これらの絶縁部材２２５、２２６は、プラスチック材料、ゴム系材料などからなり、軌道の短絡を防止する。
【００９８】
第１レール取付部材２２１の下部には、２つのレール当接部材２２７が設けられている。レール当接部材２２７は、鋼、アルミニウム、アルミニウム合金等の金属材料などからなり、短円柱形又は円板形に形成された部材であり、レール（例えば、右側レールＲ１）の頭部内縁に当接可能な構成となっている。
【００９９】
また、第２レール取付部材２２２の下部には、レール当接部材２２８が１個設けられている。レール当接部材２２８は、鋼、アルミニウム、アルミニウム合金等の金属材料などからなり、短円柱形又は円板形に形成された部材であり、圧縮バネ２２９を介してバネ受け部材２３０に取り付けられている。バネ受け部材２３０は、第２レール取付部材２２２に固定されている。このような構成により、レール当接部材２２８は、レール当接部材２２７をレールＲ１に当接させた後、レール（例えば、左側レールＲ２）の頭部内縁に当接し、基礎部材２１１をレールＲ１及びＲ２に取り付けることができるようになっている。
【０１００】
また、第１レール取付部材２２１の上部には、鋼、アルミニウム、アルミニウム合金等の金属材料などからなり、略棒状に形成された軌条部材２３１が設置されている。また、第２レール取付部材２２２の上部には、鋼、アルミニウム、アルミニウム合金等の金属材料などからなり、略棒状に形成された軌条部材２３２が設置されている。軌条部材２３１と２３２の延びる方向は、レール当接部材２２７とレールとの接点（２箇所）を結んだ直線の方向と平行になるように設定されている。
【０１０１】
また、移動部材２１２は、鋼、アルミニウム、アルミニウム合金等の金属材料などからなり、略棒状に形成された第１フレーム部材２４３と、第２フレーム部材２４４と、第３フレーム部材２４５と、第４フレーム部材２４６により四角形枠型状に構成された構造体を有している。
【０１０２】
また、第１フレーム部材２４３の下部には、鋼、アルミニウム、アルミニウム合金等の金属材料などからなり、略棒状に形成され、軌条部材２３１に嵌合する溝を有する摺動部材２４１が設置されている。また、第２フレーム部材２４４の下部には、鋼、アルミニウム、アルミニウム合金等の金属材料などからなり、略棒状に形成され、軌条部材２３２に嵌合する溝を有する摺動部材２４２が設置されている。このような構成により、摺動部材２４１は、軌条部材２３１の上を摺動可能となっている。また、摺動部材２４２は、軌条部材２３２の上を摺動可能となっている。
【０１０３】
また、軌条部材２３１、２３２の上に摺動部材２４１、２４２が乗った状態では、移動部材２１２の第３フレーム部材２４５（例えば内縁２４５ａ）の方向は、レール当接部材２２７とレールとの接点（２箇所）を結んだ直線の方向と垂直となるように設定されている。また、移動部材２１２が移動を開始する前の状態では、内縁２４５ａの位置（軌条部材２３１等の方向の位置）は、レール当接部材２２７とレールとの接点（２箇所）を結んだ直線の中央点となるように設定されている。
【０１０４】
また、第１フレーム部材２４３の上部には、鋼、アルミニウム、アルミニウム合金等の金属材料、プラスチック材料などからなり、略板状に形成された第１衝立部材２５１が設置されている。また、第２フレーム部材２４４の上部には、鋼、アルミニウム、アルミニウム合金等の金属材料、プラスチック材料などからなり、略板状に形成された第２衝立部材２５２が設置されている。
【０１０５】
また、第１衝立部材２５１には、後述するように、校正用スリット２５３が設けられている。また、第２衝立部材２５２には、後述するように、校正用スリット２５４が設けられている。
【０１０６】
また、軌条部材２３１、２３２の上に摺動部材２４１、２４２が乗った状態では、第１衝立部材２５１の内面である右側照射基準面２５１ａは、鉛直面となり、かつ、右側照射基準面２５１ａの面方向は、レール当接部材２２７とレールとの接点（２箇所）を結んだ直線の方向と平行になるように設定されている。また、軌条部材２３１、２３２の上に摺動部材２４１、２４２が乗った状態では、第２衝立部材２５２の内面である左側照射基準面２５２ａは、鉛直面となり、かつ、左側照射基準面２５２ａの面方向は、レール当接部材２２７とレールとの接点（２箇所）を結んだ直線の方向と平行になるように設定されている。
【０１０７】
駆動機構２１３は、電動モータ２６１と、雄ネジ棒部材２６２と、雌ネジブロック部材２６３を有して構成されている。電動モータは、高い精度で一定速度を保つことができるパルスモータなどが用いられる。また、電動モータ２６１は、基礎部材２１１の一部、例えば接合部材２２４に取り付けられている。この場合、電動モータ２６１の駆動軸２６１ａの長手方向は、上記した軌条部材２３１、２３２の長手方向と平行となるように設定されている。
【０１０８】
また、電動モータ２６１の駆動軸２６１ａには、雄ネジ棒部材２６２が同軸となるように取り付けられている。雄ネジ棒部材２６２は、金属材料等からなり円柱状に形成された部材であり、その外周側面には、雄ネジが設けられている。この場合、雄ネジ棒部材２６２の長手方向は、上記した軌条部材２３１、２３２の長手方向と平行となっている。
【０１０９】
また、雌ネジブロック部材２６３には、雄ネジ棒部材２６２の雄ネジと螺合可能な雌ネジ孔が形成されている。雌ネジブロック部材２６３は、移動部材２１２の一部、例えば第４フレーム部材２４６に取り付けられている。この場合、雌ネジブロック部材２６３の雌ネジ孔の長手方向は、上記した軌条部材２３１、２３２の長手方向と平行となるように設定されている。
【０１１０】
このような構成により、電動モータ２６１を回転駆動させると、雄ネジ棒部材２６２が回転し、それに伴って雌ネジブロック部材２６３が、軌条部材２３１、２３２の長手方向に直線的に駆動され、この駆動力を受けて移動部材２１２が軌条部材２３１、２３２の長手方向に直線的に移動するようになっている。
【０１１１】
次に、上記した校正器２０１を用いた光電計測部の位置決め方法について説明する。
【０１１２】
上記したように、移動部材２１２が移動する前の状態では、移動部材２１２の第３フレーム部材２４５の内縁２４５ａの方向は、レール当接部材２２７とレールとの接点（２箇所）を結んだ直線の方向と垂直で、かつ内縁２４５ａの位置（軌条部材２３１等の方向の位置）は、レール当接部材２２７とレールとの接点（２箇所）を結んだ直線の中央点となるように設定されている。このため、この内縁２４５ａの上に、右側送光部１１と左側送光部２１の設置位置となるマークをつけておき、このマークの位置に右側送光部１１と左側送光部２１を設置するようにすれば、右側検出用光束Ｂ１と左側検出用光束Ｂ２の光路中心線が同一の直線上に位置するように設定され、かつその直線は、軌道中心線Ｃに対して直角となるように設定することができる。
【０１１３】
次に、右側受光部１２と左側受光部２２は、図５に示す方法によって位置決めを行う。すなわち、図５においては、右側送光部１１及び左側送光部２１は、すでに設置されているものとする。ここで、第１衝立部材２５１の右側照射基準面２５１ａに、右側照射基準点ｘ１をマークしておく。この右側照射基準点ｘ１の位置は、右側送光部１１から発射され、設計上の右側受光部位置へ照射されるべき検出用光束Ｂ１の光路上に位置するように、計算によって決定する。また、第２衝立部材２５２の左側照射基準面２５２ａに、左側照射基準点ｘ２をマークしておく。この左側照射基準点ｘ２の位置は、左側送光部１２から発射され、設計上の左側受光部位置へ照射されるべき検出用光束Ｂ２の光路上に位置するように、計算によって決定する。
【０１１４】
このようにしておき、まず、実際の右側送光部１１からの検出用光束Ｂ１が第１衝立部材２５１の内面２５１ａの右側照射基準点ｘ１を照射するように、右側送光部１１の仰角、方位角（平面角）を調整する。次に、第１衝立部材２５１を移動させて、検出用光束Ｂ１を受光するように右側受光部１２を設置する。このようにすれば、右側送光部１１及び右側受光部１２の位置決めを行うことができる。左側についても同様であり、まず、実際の左側送光部２１からの検出用光束Ｂ２が第２衝立部材２５２の内面２５２ａの左側照射基準点ｘ２を照射するように、左側送光部２１の仰角、方位角（平面角）を調整する。次に、第２衝立部材２５２を移動させて、検出用光束Ｂ２を受光するように左側受光部２２を設置する。このようにすれば、左側送光部２１及び左側受光部２２の位置決めを行うことができる。
【０１１５】
図６は、図１に示す鉄道車両アタック角測定装置における送光部の支持部材の詳細な構成を示す図である。この支持部材１７は、鋼、アルミニウム、アルミニウム合金等の金属材料などからなり、ベース部材１７１と、仰角調整部材１７２と、調整用ボルト１７３ａ及び１７３ｃと、取付用ボルト１７３ｂ及び１７３ｄと、調整用ナット１７４ａ及び１７４ｃと、取付用ナット１７４ｂ及び１７４ｄを有して構成されている。
【０１１６】
ベース部材１７１は、板材からなり、直立部１７５と、底板部１７６及び１７７を有している。また、仰角調整部材１７２は、板材からなり、略Ｌ字状の断面を持ち、取付部１８０と、載置台部１８１を有している。
【０１１７】
仰角調整部材１７２の載置台部１８１の上に、右側送光部１１が取り付けられる。仰角調整部材１７２の取付部１８０は、調整用ボルト１７３ａと調整用ナット１７４ａ、及び取付用ボルト１７３ｂと取付用ナット１７４ｂによって、ベース部材１７１の直立部１７５に取り付けられる。この場合、ベース部材１７１の直立部１７５には、ボルト挿通用の穴の長さ及び幅ともに拡大された調整用長穴１７８が形成されており、この調整用長穴１７８と調整用ボルト１７３ａと調整用ナット１７４ａによって、仰角の調整が行えるようになっている。
【０１１８】
また、
ベース部材１７１の底板部１７６は、調整用ボルト１７３ｃと調整用ナット１７４ｃによって、また、ベース部材１７１の底板部１７７は、取付用ボルト１７３ｄと取付用ナット１７４ｄによって、例えばまくらぎ９１の上面に取り付けられる。この場合、ベース部材１７１の底板部１７６には、ボルト挿通用の穴の長さ及び幅ともに拡大された調整用長穴１７９が形成されており、この調整用長穴１７９と調整用ボルト１７３ｃと調整用ナット１７４ｃによって、方位角（平面角）の調整が行えるようになっている。
【０１１９】
次に、上記した校正器２０１を用いた光電計測部の線路方向位置の校正方法について説明する。
【０１２０】
図７（Ａ）は、光電計測部の線路方向位置の校正方法の原理を示す概念図である。第１衝立部材２５１には、校正用スリット２５３が設けられている。この校正用スリット２５３は、開口部の線路方向（軌条部材２３１の長手方向）の長さがＬで、両側の遮蔽部の線路方向（軌条部材２３１の長手方向）の長さがＬとなるように設定されている。同様に、第２衝立部材２５２には、校正用スリット２５４が設けられている。この校正用スリット２５４は、開口部の線路方向（軌条部材２３２の長手方向）の長さがＬで、両側の遮蔽部の線路方向（軌条部材２３２の長手方向）の長さがＬとなるように設定されている。また、２つの校正用スリット２５３、２５４の線路方向（軌条部材２３１、２３２の長手方向）の位置は等しくなるように設定されている。
【０１２１】
また、第１衝立部材２５１の内面である右側照射基準面２５１ａの位置（レール直角方向の位置）は、車輪（例えば右側車輪）のフランジ頂点位置となるように設定されている。また、第２衝立部材２５２の内面である左側照射基準面２５２ａの位置（レール直角方向の位置）は、車輪（例えば左側車輪）のフランジ頂点位置となるように設定されている。
【０１２２】
この状態で、電動モータ２６１を回転駆動させると、移動部材２１２が、軌条部材２３１、２３２の長手方向に一定速度で直線的に移動する。したがって、第１衝立部材２５１と第２衝立部材２５２が、車輪のフランジ頂点位置を維持しながら、軌条部材２３１、２３２の長手方向に一定速度で直線的に移動することになる。
【０１２３】
このとき、右側送光部と左側送光部から、同時に検出用光束を発射すると、右側受光部における光電出力は、例えば、図７（Ｂ）におけるグラフＤ１となり、左側受光部における光電出力は、例えば、図７（Ｂ）におけるグラフＤ２となる。
【０１２４】
ここに、グラフの立ち上がった部分（グラフ上の長さＳ）は、校正用スリットの遮蔽部（線路方向の長さＬ）に相当し、グラフの略零の部分（グラフ上の長さＳ）は、校正用スリットの開口部（線路方向の長さＬ）に相当している。したがって、グラフＤ１とグラフＤ２のズレ長さが、グラフ上でΔＳの場合には、右側光電計測手段（右側送光部と右側受光部の対）のレール長手方向位置と、左側光電計測手段（左側送光部と左側受光部の対）のレール長手方向位置とのズレ距離δは、下式（４）
δ＝（ΔＳ／Ｓ）×Ｌ      ………（４）
により算出することができる。すなわち、このズレ距離δを用いて、いずれかの光電出力の時間をずらすことにより、より正確な値とすることができ、これにより、右側光電計測手段及び左側光電計測手段の線路方向位置の校正を行うことができる。
【０１２５】
なお、本発明は、上記した各実施形態に限定されるものではない。上記各実施形態は、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。
【０１２６】
例えば、上記した演算処理手段は、ＣＰＵでなくてもよい。演算は、加算器、減算器、乗算器、除算器、微分器、積分器等の組み合わせであってもよい。
【０１２７】
また、送光部の位置決めを行う際の基準線は、移動部材２１２の第３フレーム部材２４５の内縁２４５ａだけでなく、基礎部材２１１の一部の縁等を用いてもよい。
【０１２８】
また、校正器２０１の移動部材２１２の駆動機構は、上記した例に限定されず、他の構成であってもよい。例えば、軌条部材上を走行する形式、ラックとピニオンギアの組み合わせで駆動するものなどであってもよい。
【０１２９】
また、鉄道車両の車軸移動速度Ｖを検出する車軸移動速度検出手段としては、上記した例である光学式の手段以外の構成のものを用いてもよい。例えば、図８に示す構成の車軸移動速度検出手段が使用可能である。この場合には、図８（Ａ）に示すように、レールＲ３の表面（例えばレール腹部の側表面）の中立軸Ｎ上などに、２個の輪重ゲージ３０１及び３０２を、設置間隔λを配して貼り付け、これらの輪重ゲージ３０１及び３０２からの出力から、車軸移動速度Ｖを検出するように構成してもよい。この場合、レールＲ３は、右側レールであってもよいし、左側レールであってもよい。設置間隔λは、一般的に２メートル以上の距離とする。ここに、輪重ゲージ３０１及び３０２は、特許請求の範囲における２つのレール状態値検出手段に相当している。
【０１３０】
輪重ゲージ３０１及び３０２は、公知のストレイン・ゲージを組み合わせたものなどが用いられる。この場合には、レールＲ３の上を鉄道車両の車輪が通過すると、車輪直下のレールには、図８（Ｂ）に示すような波形の力又は加重（輪重）が付加され、車輪の移動により、輪重ゲージ３０１及び３０２の両者によって検出される。検出された輪重の図８（Ｂ）に示すような波形のうち、ピーク（極大）になった時刻が、車軸が当該ゲージ位置を通過した時刻に相当する。
【０１３１】
次に、輪重ゲージ３０１及び３０２からの出力をデジタルデータとしてＣＰＵ３１に送り、ＣＰＵ３１は、輪重ゲージ３０１の波形が極大になる時刻と、輪重ゲージ３０２の波形が極大になる時刻（ピーク時刻）をそれぞれ検出する。次に、ＣＰＵ３１は、これらのピーク時刻の差を計算する。この差は、特許請求の範囲における車軸通過時刻差Ｔ３に相当する。また、このときのＣＰＵ３１は、特許請求の範囲における第２車軸通過時刻差計算手段に相当している。
【０１３２】
図８（Ａ）の場合、輪重ゲージ３０１及び３０２の設置間隔はλである。次に、ＣＰＵ３１は、車軸移動速度Ｖを、下式（５）
Ｖ＝λ／Ｔ３      ………（５）
により計算する。この場合のＣＰＵ３１は、特許請求の範囲における第２車軸移動速度計算手段に相当している。
【０１３３】
また、図示はしていないが、図８（Ａ）の輪重ゲージ３０１及び３０２のかわりに、２つの応力ゲージ（剪断用）を用いてもよい。この場合、２つの応力ゲージ（剪断用）は、特許請求の範囲における２つのレール状態値検出手段に相当している。車軸通過時の応力の波形は、例えば、図８（Ｃ）のようになる。この場合も、波形のうち、ピーク（極大）になった時刻が、車軸が当該ゲージ位置を通過した時刻に相当する。
【０１３４】
また、図８（Ａ）の構成において、輪重ゲージ（又は応力ゲージ）を、レール状態値検出手段として、レールに１個だけ設置してもよい。この場合には、図３に示すように、前後に２つの車軸が設置されている鉄道車両が通過する場合を計測する。すなわち、ＣＰＵ３１は、輪重ゲージ（又は応力ゲージ）からの出力から、波形が極大になる時刻を検出し、前方車軸が通過した時刻と後方車軸が通過した時刻の差を計算する。この差は、特許請求の範囲における車軸通過時刻差Ｔ２に相当し、この場合のＣＰＵ３１は、特許請求の範囲における第１車軸通過時刻差計算手段に相当する。
【０１３５】
また、この場合、前方車軸と後方車軸のレール長手方向の距離である車軸間距離をあらかじめ計測等によって求めておく。この車軸間距離をＨとすると、ＣＰＵ３１は、車軸移動速度Ｖを、下式（６）
Ｖ＝Ｈ／Ｔ２      ………（６）
により計算する。この場合のＣＰＵ３１は、特許請求の範囲における第１車軸移動速度計算手段に相当している。
【０１３６】
なお、上式（６）で車軸移動速度Ｖを求める場合の前方車軸と後方車軸は、同じ台車の前後車軸のほか、異なる台車の車軸どうしであってもよい。要は、それらの車軸間距離があらかじめ既知であり、ＣＰＵ３１の計算できるデータとなっていればよい。
【０１３７】
また、鉄道車両の車軸移動速度Ｖを検出する車軸移動速度検出手段としては、図９に示す構成の車軸移動速度検出手段も使用可能である。この場合には、図９（Ａ）に示すように、レールＲ４（例えばレール底面）に、ガラス板等の板状部材３１４を設け、この板状部材３１４に接点状の接触部３１３が接触するようにして、棒状あるいは板状などの形状の変位検出部材３１２を設け、変位検出部材３１２の鉛直上下方向の移動、あるいはたわみ変形などを変位計３１１によって検出するようにしておく。変位計３１１は、レールＲ４の近傍の道床３３１や路盤３３２に固定された杭３２０などに設置する。図９（Ａ）は、まくらぎ（図示せず）とまくらぎの中間位置のレールＲ４の断面を示したものである。この場合、レールＲ４は、右側レールであってもよいし、左側レールであってもよい。
【０１３８】
この場合、変位計３１１は、特許請求の範囲におけるレール状態値検出手段に相当している。レールＲ４の上を鉄道車両の車輪が通過すると、車輪直下のレールは、鉛直下方に変形し、図９（Ｂ）に示すような波形の変位を示す。変位計３１１によって検出された変位の図９（Ｂ）に示すような波形のうち、ピーク（極大）になった時刻が、車軸が当該接触部３１３の位置を通過した時刻に相当し、これをＣＰＵ３１が検出する。
【０１３９】
この場合も、上記した例と同様に、設置する変位計３１１の個数を１個にして、前方車軸と後方車軸のレール長手方向の距離Ｈをあらかじめ計測等によって求めておき、変位計３１１の出力に基づきＣＰＵ３１が検出した車軸通過時刻差Ｔ２とＨの値より、ＣＰＵ３１が、上式（６）によって車軸移動速度Ｖを計算する方法が可能である。この場合のＣＰＵ３１は、特許請求の範囲における第１車軸通過時刻差計算手段、及び第１車軸移動速度計算手段に相当する。
【０１４０】
また、設置する変位計３１１の個数を２個にして、２個の変位計の設置間隔をλとしておき、２個の変位計の出力に基づきＣＰＵ３１が検出した車軸通過時刻差Ｔ３とλの値より、ＣＰＵ３１が、上式（５）によって車軸移動速度Ｖを計算する方法も可能である。この場合のＣＰＵ３１は、特許請求の範囲における第２車軸通過時刻差計算手段、及び第２車軸移動速度計算手段に相当する。
【０１４１】
また、車軸移動速度Ｖは、アタック角の計測対象となる鉄道車両が、アタック角計測位置を通過するときの速度である。したがって、他の方式でも測定可能であり、車軸移動速度検出手段は、上記例以外の他の構成であってもよい。上記のほかに、光、電波、超音波等を用いて鉄道車両に照射しその反射波を受けることにより移動体の速度を計測する方法、その他の非接触方式で移動体の速度を計測する方法も使用可能である。また、上記したような、車軸通過時のレールの各種の状態値（輪重、応力、変位など）の変化のピーク値を検出して、その箇所の車軸通過時刻を検出する方法のほか、レール踏面上にセンサを配置し、車輪がセンサを踏むことを検出することも可能である。また、線路上の地上子などの機器と、車両上の車上子等の機器が、接近して電気的又は磁気的な結合状態となることを検出し、ピーク状態の検出から車両通過時刻の検出を行ってもよい。あるいは、鉄道車両速度は、車両側で検出し、その速度データと当該時刻を、アタック角を計測している地上側へ、レールや架線を利用する有線通信手段、あるいは電波等を利用する無線通信手段等によって送信し、速度計測時刻とアタック角計測時刻とをつきあわせることにより、アタック角計測時の車軸移動速度Ｖとしてもよい。車軸移動速度Ｖは、その他の公知の方法によっても、計測又は演算可能である。
【０１４２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の鉄道車両アタック角測定装置、及び鉄道車両のアタック角測定方法に用いられているセンサは、従来例（特許文献１参照）に用いられているもののような距離測定センサではなく、光束が車輪によって遮蔽されるているか否かを検出する、いわゆる「光電スイッチ」を用いており、いわば「０」か「１」かの違いを検出するため、確実であり、測定現地の状況（降雨時などの気象状況、列車振動等）に伴う乱れ又はノイズ混入が少なく、全体として測定誤差が少ない、という利点を有している。
【０１４３】
また、本発明の鉄道車両アタック角測定装置、及び鉄道車両のアタック角測定方法における検出用光束は、従来例（特許文献１参照）のようにレール近傍の外側で車輪によって光束が遮蔽される部分のレールからの高さが非常に低く光束の車輪遮蔽が不完全な場合もあり得る例とは異なり、車輪によって完全に遮蔽されるように送光部及び受光部の光軸が斜め方向に配置されるので、測定誤差が少ない、という利点を有している。
【０１４４】
また、本発明の鉄道車両アタック角測定装置、及び鉄道車両のアタック角測定方法は、従来例（特許文献１参照）の方法のように建築限界との間の余裕空間が非常に狭い箇所（例えば、図１における建築限界Ｚ２Ｒの下方、又は建築限界Ｚ２Ｌの下方）に測定機器を設置するのではなく、機器設置のための空間に余裕がある箇所（例えば、図１における建築限界Ｚ６Ｒの右外方、又は建築限界Ｚ６Ｌの左外方）に測定機器を設置するため、機器の設置が比較的容易であり、自然状況（例えば、強風など）によって測定機器が移動し、建築限界内に入ってしまう事等を起こすおそれが少なく、鉄道の安全運行を妨げることがない、という利点を有している。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態である鉄道車両アタック角測定装置の全体構成を示す図である。
【図２】図１に示す鉄道車両アタック角測定装置の構成及び作用を示すブロック図である。
【図３】図１及び図２に示す鉄道車両アタック角測定装置によりアタック角を測定する際の車両の状態と光電出力波形を説明する概念図である。
【図４】本発明の鉄道車両アタック角測定方法において、光電計測部の位置決め補助及び線路方向位置の校正を行う校正器の構成を示す図である。
【図５】図４に示す校正器を用いて光電計測部の位置決めを行う方法を説明する図である。
【図６】図１に示す鉄道車両アタック角測定装置における送光部の支持部材の詳細な構成を示す図である。
【図７】図４に示す校正器を用いて光電計測部の線路方向位置の校正を行う方法を説明する図である。
【図８】本発明の他の実施形態である鉄道車両アタック角測定装置における車軸移動速度検出手段の第１の例の構成を示す図である。
【図９】本発明の他の実施形態である鉄道車両アタック角測定装置における車軸移動速度検出手段の第２の例の構成を示す図である。
【図１０】鉄道車両におけるアタック角を説明する概念図（平面図）である。
【図１１】在来線鉄道における建築限界を説明する概念図（横断面図）であり、図１１（Ａ）は全体構成を、図１１（Ｂ）はレール付近の構成を、それぞれ示している。
【図１２】新幹線鉄道におけるレール付近の建築限界を説明する概念図（横断面図）である。
【符号の説明】
１  右側光電計測部
２  左側光電計測部
３  データ処理部
１１  右側送光部
１２  右側受光部
１５、１６  リード線
１７、１８  支持部材
２１  左側送光部
２２  左側受光部
２５、２６  リード線
３１  ＣＰＵ
３２  ＲＯＭ
３３  ＲＡＭ
３４  入出力インタフェイス部
３５  画像表示部
３６  プリンタ
３７  入力部
９１  まくらぎ
９２  道床バラスト
９３  路盤
９４  建築限界
１０１  鉄道車両アタック角測定装置
１７１  ベース部材
１７２  仰角調整部材
１７３ａ  調整用ボルト
１７３ｂ  取付用ボルト
１７３ｃ  調整用ボルト
１７３ｄ  取付用ボルト
１７４ａ  調整用ナット
１７４ｂ  取付用ナット
１７４ｃ  調整用ナット
１７４ｄ  取付用ナット
１７５  直立部
１７６、１７７  底板部
１７８、１７９  調整用長穴
１８０  取付部
１８１  載置台部
２０１  校正器
２１１  基礎部材
２１２  移動部材
２１３  駆動機構
２２１  第１レール取付部材
２２２  第２レール取付部材
２２３、２２４  接合部材
２２５、２２６  絶縁部材
２２７、２２８  レール当接部材
２２９  圧縮バネ
２３０  バネ受け部材
２３１、２３２  軌条部材
２４１、２４２  摺動部材
２４３  第１フレーム部材
２４４  第２フレーム部材
２４５  第３フレーム部材
２４６  第４フレーム部材
２５１  第１衝立部材
２５１ａ  右側照射基準面
２５２  第２衝立部材
２５２ａ  左側照射基準面
２５３、２５４  校正用スリット
２６１  電動モータ
２６１ａ  駆動軸
２６２  雄ネジ棒部材
２６３  雌ネジブロック部材
３０１、３０２  輪重ゲージ
３１１  変位計
３１２  変位検出部材
３１３  接触部
３１４  板状部材
３２０  杭
３３１  道床
３３２  路盤
Ａ  車軸
Ａａ  前方車軸
Ａｂ  後方車軸
Ｂ１、Ｂ２  検出用光束
Ｃ  軌道中心線
ｃｉ  内軌側レール中心線
ｃｏ  外軌側レール中心線
ｄ１  台車進行方向線
ｄｉ  内軌側車輪進行方向線
ｄｏ  外軌側車輪進行方向線
ｅ１１〜ｅ２４  フランジ外縁
Ｇ  軌間長さ
ｋ１、ｋ２  光電判別値
Ｎ  中立軸
Ｐ１  右側光電出力
Ｐ２  左側光電出力
Ｒ  レール
Ｒ１  右側レール
Ｒ２  左側レール
Ｒ３、Ｒ４  レール
Ｒｉ  内軌側レール
Ｒｏ  外軌側レール
ｔ１１〜ｔ２４  時刻
ｖ１  光電出力値
Ｗ１  右側車輪
Ｗ１ａ  右側前方車輪
Ｗ１ｂ  右側後方車輪
Ｗ２  左側車輪
Ｗ２ａ  左側前方車輪
Ｗ２ｂ  左側後方車輪
Ｗｉ  内軌側車輪
Ｗｏ  外軌側車輪
ｘ１  右側照射基準点
ｘ２  左側照射基準点
Ｚ１〜Ｚ６  建築限界の領域
λ  ゲージ設置間隔
θ  アタック角
【図１】
2005069707.tif 000003
【図２】
2005069707.tif 000004
【図３】
2005069707.tif 000005
【図４】
2005069707.tif 000006
【図５】
2005069707.tif 000007
【図６】
2005069707.tif 000008
【図７】
2005069707.tif 000009
【図８】
2005069707.tif 000010
【図９】
2005069707.tif 000011
【図１０】
2005069707.tif 000012
【図１１】
2005069707.tif 000013
【図１２】
2005069707.tif 000014