(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
レールの継目部分の遊間量を測定するレール遊間測定装置であって、
前記継目部分の前後のレールの表面と面接触する検出面に作用する圧力分布に基づいて、前記遊間量を測定する遊間量測定部を備えること、
を特徴とするレール遊間測定装置。
【請求項２】
請求項１に記載のレール遊間測定装置において、
前記検出面は、圧力センサを平面状に敷き詰めて形成されていること、
を特徴とするレール遊間測定装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載のレール遊間測定装置において、
前記検出面は、検出領域が一定値の圧力センサを縦横の配列数が一定になるように平面状に複数敷き詰めて形成されており、
前記遊間量測定部は、前記継目部分の遊間に対応する前記検出面の圧力分布に基づいて、この遊間に対応する領域を特定し前記遊間量を演算すること、
を特徴とするレール遊間測定装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載のレール遊間測定装置において、
前記継目部分のレールの表面に検出面を面接触させてこのレールの表面の温度を検出する温度検出部を備えること、
を特徴とするレール遊間測定装置。
【請求項５】
請求項４に記載のレール遊間測定装置において、
前記遊間量測定部の測定結果と前記温度検出部の検出結果とを記憶する記憶部を備えること、
を特徴とするレール遊間測定装置。
【請求項６】
請求項４又は請求項５に記載のレール遊間測定装置において、
前記遊間量測定部の測定結果と前記温度検出部の検出結果とを送信する送信部を備えること、
を特徴とするレール遊間測定装置。
【請求項７】
請求項４から請求項６までのいずれか１項に記載のレール遊間測定装置において、
装置本体部を測定者が支持する支持部を備え、
前記支持部は、前記継目部分のレールの表面に前記検出面を前記測定者が立位姿勢で接触可能な長さを有すること、
を特徴とするレール遊間測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、レールの継目部分の遊間量を測定するレール遊間測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
鉄道では、レールの温度収縮をある程度吸収するために、レールの継目部分に隙間（レール遊間）が設定されている。通常、春と秋の年２回定期的にレール遊間が測定され管理されており、このようなレール遊間を測定するためのレール遊間測定装置について種々提案されている。
【０００３】
従来のレール遊間測定装置（従来技術１）は、レールの頭頂面にドップラ用レーザ光を照射する第１の照射部と、このドップラ用レーザ光のうちレール頭頂面からの散乱光を受光する第１の受光部と、レールの頭頂面に遊間識別用レーザ光を照射する第２の照射部と、この遊間識別用レーザ光のうちレール頭頂面からの反射光を受光する第２の受光部と、第１の受光部が出力するドップラ信号と第２の受光部が出力する遊間識別信号とに基づいてレールの遊間量を演算する演算部などを備えている（例えば、特許文献１参照）。この従来技術１では、遊間識別信号のパルス幅内におけるドップラ信号のパルス数及びパルス間隔に基づいて、遊間量を演算している。
【０００４】
また、従来のレール遊間測定装置（従来技術２）は、レールの頭頂面を撮影するカメラ部と、このカメラ部が出力する撮影画像をデータ処理する画像処理部などを備えている（例えば、特許文献２参照）。この従来技術２では、カメラ部が出力する撮影画像からレールの部分パターンを切り出し、この切出された部分パターンに基づいてレールの遊間量を検出している。
【０００５】
さらに、従来のレール遊間測定装置（従来技術３）は、継目部分の前後のレールの遊間に挿入される測定ブロックと、この測定ブロックをレールの遊間に挿入するときに継目部分の前後のレールの頭側面に密着させる基準面と、測定ブロックの挿入長さに対応するレールの遊間量を測定する制御部と、レールの温度を測定する温度センサと、測定ブロックによって測定したレールの遊間量と温度センサによって測定したレール温度とを記憶する記憶部と、測定ブロック、制御部、温度センサ及び記憶部を収容する携帯可能な本体部などを備えている（例えば、特許文献３参照）。この従来技術３では、継目部分の前後のレールの頭側面に基準面が均一に密着するまで、測定ブロックの三角形状のテーパ面を遊間に水平方向から挿入して遊間量を測定するとともに、レール頭部の温度を温度センサによって測定している。
【０００６】
【特許文献１】特開平7-332938号公報
【０００７】
【特許文献２】特開平10-73411号公報
【０００８】
【特許文献３】特開2003-75268号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
従来技術１は、レーザ光の照射装置及び受光装置をレール走行車などに搭載して線路上を走行しながら遊間量を測定する構造であり、従来技術２も撮影装置などをレール走行車などに搭載して線路上を走行しながら遊間量を測定する構造である。このため、従来技術１，２では、装置全体が大型になり高価になってしまうとともに、本線を走行して測定する場合に用途が限定されてしまう問題点がある。また、従来技術１，２では、春と秋の年２回の特定時期に一気に測定するために必要な台数を準備するのが困難であり、コストが高くなってしまう問題点がある。
【００１０】
従来技術３は、継目部分の前後のレールの頭部側面に水平方向から基準面を均一に密着させて測定ブロックをレールの遊間に挿入する必要がある。このため、従来技術３では、継目部分の前後のレールの頭側面に基準面が不均一に密着した状態で測定すると、レールの遊間に測定ブロックが斜めになって挿入されてしまい測定誤差が生じてしまう問題点がある。また、従来技術３では、レールの頭側面に基準面を密着させるために測定者が常に屈んだ姿勢で測定を行う必要があり、測定者が歩行時の姿勢のまま測定を行えず作業性が悪くなってしまうとともに、作業時間が長くなってしまう問題点がある。
【００１１】
この発明の課題は、継目部分の前後のレールの表面に検出面を接触させるだけで遊間量を簡単に測定することができるレール遊間測定装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
この発明は、以下に記載するような解決手段により、前記課題を解決する。
なお、この発明の実施形態に対応する符号を付して説明するが、この実施形態に限定するものではない。
請求項１の発明は、図１〜図５及び図１３に示すように、レールの継目部分（１）の遊間量（Δ11）を測定するレール遊間測定装置であって、前記継目部分の前後のレール（２Ａ，２Ｂ）の表面（２ｄ）と面接触する検出面（６ａ）に作用する圧力分布に基づいて、前記遊間量を測定する遊間量測定部（１０）を備えることを特徴とするレール遊間測定装置（５）である。
【００１３】
請求項２の発明は、請求項１に記載のレール遊間測定装置において、図６に示すように、前記検出面は、圧力センサ（Ｓ）を平面状に敷き詰めて形成されていることを特徴とするレール遊間測定装置である。
【００１４】
請求項３の発明は、請求項１又は請求項２に記載のレール遊間測定装置において、図９に示すように、前記検出面は、検出領域（Ａ0）が一定値の圧力センサ（Ｓ）を縦横の配列数が一定になるように平面状に複数敷き詰めて形成されており、前記遊間量測定部は、前記継目部分の遊間に対応する前記検出面の圧力分布に基づいて、この遊間に対応する領域（Ａ3）を特定し前記遊間量を演算することを特徴とするレール遊間測定装置である。
【００１５】
請求項４の発明は、請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載のレール遊間測定装置において、図２、図３、図５及び図１３に示すように、前記継目部分のレール（２Ａ）の表面（２ｄ）に検出面（７ａ）を面接触させてこのレールの表面の温度を検出する温度検出部（７）を備えることを特徴とするレール遊間測定装置である。
【００１６】
請求項５の発明は、請求項４に記載のレール遊間測定装置において、図５及び図１３に示すように、前記遊間量測定部の測定結果と前記温度検出部の検出結果とを記憶する記憶部（１３）を備えることを特徴とするレール遊間測定装置である。
【００１７】
請求項６の発明は、請求項４又は請求項５に記載のレール遊間測定装置において、図５及び図１３に示すように、前記遊間量測定部の測定結果と前記温度検出部の検出結果とを送信する送信部（１６）を備えることを特徴とするレール遊間測定装置である。
【００１８】
請求項７の発明は、請求項４から請求項６までのいずれか１項に記載のレール遊間測定装置において、図１に示すように、装置本体部（１９）を測定者（Ｍ）が支持する支持部（２０）を備え、前記支持部は、前記継目部分のレールの表面に前記検出面を前記測定者が立位姿勢で接触可能な長さを有することを特徴とするレール遊間測定装置である。
【発明の効果】
【００２２】
この発明によると、継目部分の前後のレールの表面に検出面を接触させるだけで遊間量を簡単に測定することができるとともに、第１及び第２の部分の表面に検出面を接触させるだけでこれらの部分の間の隙間量を簡単に測定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
（第１実施形態）
以下、図面を参照して、この発明の第１実施形態について詳しく説明する。
図１は、この発明の第１実施形態に係るレール遊間測定装置の使用状態を概略的に示す斜視図である。図２は、この発明の第１実施形態に係るレール遊間測定装置の正面図である。図３は、この発明の第１実施形態に係るレール遊間測定装置の側面図である。図４は、この発明の第１実施形態に係るレール遊間測定装置の平面図である。図５は、この発明の第１実施形態に係るレール遊間測定装置の構成図である。なお、図１〜図４では、左右一対のレールのうち一方のレールのみを図示し、他方のレールについては図示を省略している。
【００２４】
図１〜図４に示す継目構造１は、レール２Ａ，２Ｂの継目部分の両側に継目板３Ａ，３Ｂを固定して、この継目部分を継目板３Ａ，３Ｂによって連結する構造である。継目構造１は、例えば、一対の継目板３Ａ，３Ｂをレール腹部２ｃに当てて継目板ボルト４ａによって組み立て、レール２Ａ，２Ｂの端部を突き合せて接続した普通継目である。継目構造１は、図１〜図４に示すレール２Ａ，２Ｂと、図２及び図４に示す継目板３Ａ，３Ｂと、図１〜図４に示す締結部材４などを備えている。
【００２５】
図１、図３及び図４に示すレール２Ａ，２Ｂは、鉄道車両の車輪を支持し案内してこの鉄道車両を走行させる部材である。レール２Ａ，２Ｂは、いずれも同一構造であり端部がほぼ直角に切断されている。レール２Ａ，２Ｂは、図２に示すようにレール頭部２ａと、レール底部（フランジ部）２ｂと、レール腹部（ウェブ部）２ｃなどを備えている。レール頭部２ａは、鉄道車両の車輪と接触する部分であり、車輪を直接支持する頭頂面（頭部上面）２ｄと、レール頭部２ａの側面部分を構成する頭部側面２ｅなどを備えている。レール底部２ｂは、レール２Ａ，２Ｂを支持するまくらぎなどの支持体（支承体）上に設置されて取り付けられる部分である。レール腹部２ｃは、レール頭部２ａとレール底部２ｂとを繋ぐ部分であり、レール頭部２ａに作用する輪重及び横圧をレール底部２ｂに伝達する。
【００２６】
図２及び図４に示す継目板３Ａ，３Ｂは、レール２Ａ，２Ｂの継目部分におけるレール腹部２ｃの両側面に継目板ボルト４ａによって固定されてレール２Ａ，２Ｂを接続する部材である。継目板３Ａ，３Ｂは、図２に示すように、レール頭部２ａの上首部（顎下）と対向する頭部３ａと、レール底部２ｂの下首部と対向する底部３ｂと、頭部３ａと底部３ｂとを繋ぐ腹部３ｃなどを備えている。
【００２７】
図２及び図４に示す締結部材４は、レール２Ａ，２Ｂの継目部分の両側に継目板３Ａ，３Ｂを締結する部材である。締結部材４は、継目板ボルト４ａとナット４ｂなどを備えている。継目板ボルト４ａは、レール２Ａ，２Ｂと継目板３Ａ，３Ｂとを締結するためのボルトであり、レール２Ａ，２Ｂ及び継目板３Ａ，３Ｂの長さ方向に所定の間隔をあけて形成された貫通孔に挿入される。ナット４ｂは、継目板ボルト４ａに装着される部材であり、継目板ボルト４ａの雄ねじ部と噛み合う雌ねじ部が形成されている。
【００２８】
図１、図３及び図４に示す遊間（継目遊間）Δ1は、レール２Ａ，２Ｂの温度伸縮をある程度吸収するために、レール２Ａ，２Ｂの継目部分に設定する隙間である。遊間量（遊間長さ）Δ11は、適正値よりも小さいときには温度上昇時にレール２Ａ，２Ｂの張出しの原因となり、適正値よりも大きいときには車両通過時の衝撃が大きくなるため、所定の適正値に設定されている。遊間量Δ11は、レール２Ａ，２Ｂが25mレールであるときにはレール温度が0〜20℃の範囲内で7〜13mm程度に設定されている。
【００２９】
図１〜図５に示すレール遊間測定装置５は、レール２Ａ，２Ｂの継目部分の遊間量Δ11を測定する装置である。レール遊間測定装置５は、継目部分の前後のレール２Ａ，２Ｂの表面に遊間Δ1を跨ぐように検出面６ａを接触させて、この検出面６ａの圧力分布に基づいて遊間量Δ11を測定する。また、レール遊間測定装置５は、継目部分のレール２Ａの表面に温度検出部７の検出面７ａを接触させて、レール２Ａの表面の温度を測定する。レール遊間測定装置５は、図５に示す圧力分布検出部６と、温度検出部７と、データ処理部８と、図１〜図４に示す装置本体部１９と、支持部２０と、図２及び図３に示す連結部２１などを備えている。
【００３０】
図１に示す測定者Ｍは、継目部分のレール２Ａ，２Ｂの遊間Δ1を測定する作業員である。測定者Ｍは、レール遊間測定装置５を持ち運び、線路に沿って移動しながら継目部分の遊間量Δ11を順番にレール遊間測定装置５によって手動で測定する。
【００３１】
図６は、この発明の第１実施形態に係るレール遊間測定装置の圧力分布検出部の検出面側から見た平面図である。図７は、図６のVII部分を拡大して示す平面図である。図８は、図７のVIII-VIII線で切断した状態を示す断面図である。
図６に示す圧力分布検出部６は、継目部分の前後のレール２Ａ，２Ｂの表面と面接触する検出面６ａに作用する圧力分布を検出する手段である。圧力分布検出部６は、図６に示すように、圧力センサＳを平面状に敷き詰めて検出面６ａが形成されている。圧力分布検出部６は、例えば、図６に示すように横方向に22個、縦方向に17個の合計374個の圧力センサＳを隙間なく縦横に配列することによって、各圧力センサＳの検出面の集合が全体として一つの検出面６ａを構成している。圧力分布検出部６は、各圧力センサＳに作用する圧力を検出することによって、検出面６ａに作用する圧力分布を検出可能である。圧力分布検出部６は、各圧力センサＳに作用する圧力を圧力情報（圧力データ）として制御部１８に出力する。
【００３２】
圧力センサＳは、圧力を検出するセンサであり、検出面に作用する圧力に応じた電気信号を出力する。図６〜図８に示す圧力センサＳは、例えば、チップサイズの圧力センサパッケージを備えるモジュール化された小型で軽量の半導体圧力センサなどである。圧力センサＳは、図８に示すように、平板状の半導体基板からなる基材Ｓ1と、この基材Ｓ1のダイアフラム部Ｓ7に配置された複数の感圧素子Ｓ2と、これらの感圧素子Ｓ2にそれぞれ電気的に接続された複数の導電部Ｓ3と、複数の導電部Ｓ3をそれぞれ実装基板Ｓ5に電気的に接続するバンプＳ4と、基材Ｓ1からバンプＳ4までの圧力センサパッケージ部分を装着し圧力センサモジュールを構成する実装基板Ｓ5などを備えている。基材Ｓ1には、この基材Ｓ1の中央部の内部にこの基材Ｓ1の表面と平行に基準圧力室（大気圧室）となる空間Ｓ6が形成されており、基材Ｓ1の一方の側の表面と空間Ｓ6との間に薄板状のダイアフラム部Ｓ7が形成されている。圧力センサＳは、測定可能圧力が500〜1100hPa程度であり、動作温度が-35〜+85℃程度である。このような圧力センサＳとしては、遊間量Δ11を1mm単位で測定する必要があるため、縦横の寸法が0.8〜1mm程度のものを選択することが好ましい。圧力センサＳは、ダイアフラム部Ｓ7が圧力を受けて撓むとこのダイアグラム部Ｓ7の歪み量に応じた応力が感圧素子Ｓ2に発生して、この感圧素子Ｓ2が応力に応じた電気信号を制御部１８に出力する。
【００３３】
図５に示す温度検出部７は、継目部分のレール２Ａの表面に検出面７ａを面接触させてこのレール２Ａの表面の温度を検出する手段である。温度検出部７は、例えば、接触式のサーミスタを利用した温度センサなどである。温度検出部７は、継目部分のレール２Ａ，２Ｂの表面に圧力分布検出部６の検出面６ａを接触させたときに、継目部分のレール２Ａの表面に検出面７ａが同時に面接触する。温度検出部７は、レール２Ａの温度を温度情報（温度データ）として制御部１８に出力する。
【００３４】
データ処理部８は、圧力分布検出部６及び温度検出部７の検出結果を処理する手段である。データ処理部８は、例えば、圧力分布検出部６が出力する圧力情報と温度検出部７が出力する温度情報とを記憶するとともに、これらの情報を外部装置に送信する。データ処理部８は、図１に示すように、支持部２０に着脱自在に装着されており、圧力分布検出部６及び温度検出部７とは有線によって接続されている。データ処理部８は、図５に示すように、インタフェース部９と、遊間量測定部１０と、入力部１１と、表示部１２と、データ記憶部１３と、動作選択部１４と、電源部１５と、送受信部１６と、プログラム記憶部１７と、制御部１８などを備えている。データ処理部８は、例えば、携帯情報端末などを利用可能である。
【００３５】
インタフェース部９は、圧力分布検出部６及び温度検出部７とデータ処理部８との間で種々の情報を入出力させる手段である。インタフェース部９は、圧力分布検出部６及び温度検出部７と制御部１８とを接続しこれらの間で種々の情報を入出力させるインタフェース(I/O)回路であり、圧力分布検出部６及び温度検出部７からの出力信号（電気信号）を増幅する増幅回路と、この増幅回路が出力する電気信号（アナログ信号）をディジタル信号に変換するA/D変換回路などを備えている。
【００３６】
図９は、この発明の第１実施形態に係るレール遊間測定装置の遊間量の測定原理を説明するための模式図であり、図９（Ａ）は継目部分のレールの頭頂面と圧力分布検出部の検出面とを重ねて表示する平面図であり、図９（Ｂ）は継目部分のレールに対応する領域の圧力分布と遊間に対応する領域の圧力分布とを一例として示すグラフである。
図５に示す遊間量測定部１０は、検出面６ａに作用する圧力分布に基づいて遊間量Δ11を測定する手段である。遊間量測定部１０は、図９（Ｂ）に示すように継目部分のレール２Ａ，２Ｂの表面に対応する検出面６ａの領域Ａ1，Ａ2の圧力分布と、遊間Δ1に対応する検出面６ａの領域Ａ3の圧力分布との差に基づいて遊間量Δ11を測定する。例えば、図９（Ａ）に示すように、レール２Ａ，２Ｂの頭頂面２ｄと検出面６ａとが密着する領域Ａ1，Ａ2では、図９（Ｂ）に示すようにこれらの領域Ａ1，Ａ2の圧力センサＳによって検出される圧力値が高くなる。一方、図９（Ａ）に示すように、遊間Δ1と検出面６ａとが密着しない領域Ａ3では、図９（Ｂ）に示すようにこの領域Ａ3の圧力センサＳによって検出される圧力値が低くなる。このため、領域Ａ1，Ａ2の圧力値と領域Ａ3の圧力値との間には圧力差が生じる。ここで、各圧力センサＳの縦横の寸法が一定値であるため、各圧力センサＳの検出領域（検出面の表面積）Ａ0も一定値であり、圧力センサＳの縦横の配列数も一定である。このため、遊間量測定部１０は、検出面６ａに作用する圧力分布に基づいて、遊間Δ1に対応する領域Ａ3を特定し遊間量Δ11を演算可能である。遊間量測定部１０は、遊間量Δ11に関する遊間量情報（遊間量データ）を制御部１８に出力する。
【００３７】
図５に示す入力部１１は、レール遊間測定装置５に関する種々の情報を入力する手段である。入力部１１は、例えば、レール２Ａ，２Ｂが敷設されている鉄道路線の名称（線名）、この鉄道路線の起点から測定地点までの線路延長を表すキロ程、測定地点の継目部分のレール２Ａ，２Ｂを特定するためのレール番号などの固有情報（固有データ）を測定者Ｍが入力するときに操作されるキーボードなどである。
【００３８】
表示部１２は、レール遊間測定装置５に関する種々の情報を表示する手段である。表示部１２は、例えば、データ記憶部１３が記憶する固有情報、圧力情報、温度情報、及び遊間量情報などを画面に表示する液晶表示装置などである。
【００３９】
図１０は、この発明の第１実施形態に係るレール遊間測定装置のデータ記憶部のデータ構造を示す模式図である。
図５に示すデータ記憶部１３は、レール遊間測定装置５に関する種々の情報を記憶する手段である。データ記憶部１３は、圧力分布検出部６の検出結果と、遊間量測定部１０の測定結果と、温度検出部７の検出結果などを記憶するメモリなどである。データ記憶部１３は、例えば、図１０に示すように、圧力情報Ｄ11、温度情報Ｄ12及び遊間量情報Ｄ13を固有情報Ｄ10に対応させて固有情報Ｄ10毎に記憶する。
【００４０】
図５に示す動作選択部１４は、レール遊間測定装置５の種々の動作を選択する手段である。動作選択部１４は、例えば、レール遊間測定装置５に圧力検出、温度検出及び遊間量測定などの種々の動作を開始させたり、表示部１２に種々の情報を表示させたり、電源部１５をON/OFFさせたり、送受信部１６に種々の情報を送受信させたりするときなどに、測定者Ｍによって操作されるスイッチ又は操作パネルなどである。
【００４１】
電源部１５は、レール遊間測定装置５に電力を供給する手段である。電源部１５は、例えば、交換可能な電池などであり、レール遊間測定装置５に着脱自在に装着されており、動作選択部１４が測定者ＭによってON操作されるとレール遊間測定装置５に電力の供給を開始する。
【００４２】
送受信部１６は、レール遊間測定装置５と外部装置との間で種々の情報を送受信する手段である。送受信部１６は、例えば、圧力分布検出部６の検出結果と、温度検出部７の検出結果と、遊間量測定部１０の測定結果などを無線によって送信する送受信機である。
【００４３】
プログラム記憶部１７は、レール２Ａ，２Ｂの継目部分の遊間量Δ11を測定するためのレール遊間測定プログラムを記憶する手段である。プログラム記憶部１７は、情報記録媒体から読み取ったレール遊間測定プログラムや、電気通信回線を通じて取り込まれたレール遊間測定プログラムなどを記憶するメモリである。
【００４４】
制御部１８は、レール遊間装置１の種々の動作を制御する中央処理部（CPU）である。制御部１８は、プログラム記憶部１７からレール遊間測定プログラムを読み込みレール遊間測定装置５に所定の処理を指令し実行させる。制御部１８は、例えば、圧力分布検出部６が出力する圧力情報をデータ記憶部１３に記憶させたり、データ記憶部１３が記憶する圧力情報を読み出して遊間量測定部１０に出力したり、遊間量測定部１０に遊間量Δ11の測定を指令したり、遊間量測定部１０が出力する遊間量情報をデータ記憶部１３に記憶させたり、温度検出部７が出力する温度情報をデータ記憶部１３に記憶させたり、入力部１１が出力する固有情報をデータ記憶部１３に記憶させたり、データ記憶部１３から種々の情報を読み出して表示部１２に出力したり、表示部１２に種々の情報の表示を指令したり、データ記憶部１３から種々の情報を読み出して送受信部１６に出力したり、送受信部１６に種々の情報の送受信を指令したりする。制御部１８には、インタフェース部９、遊間量測定部１０、入力部１１、表示部１２、データ記憶部１３、動作選択部１４、電源部１５及び送受信部１６などが相互に情報を伝達可能なように接続されている。
【００４５】
図１〜図４に示す装置本体部１９は、レール遊間測定装置５の本体を構成する部分である。装置本体部１９は、圧力分布検出部６及び温度検出部７などを収容する収容部であり、外観が平板状に形成されている。装置本体部１９は、圧力分布検出部６の検出動作と温度検出部７の検出動作とを同時に実施可能なように、圧力分布検出部６の検出面６ａと温度検出部７の検出面７ａとを所定の間隔をあけて並べて配置している。装置本体部１９は、レール２Ａ，２Ｂの表面と接触する側の表面（下面）に、圧力分布検出部６の検出面６ａ及び温度検出部７の検出面７ａを露出させている。
【００４６】
支持部２０は、装置本体部１９を測定者Ｍが支持する手段である。支持部２０は、図１〜図４に示すように、装置本体部１９を支持する支柱部２０ａと、図１に示すようにこの支柱部２０ａを測定者Ｍが把持する把持部（ハンドル部）２０ｂなどを備えている。支持部２０は、継目部分のレール２Ａ，２Ｂの表面に検出面６ａを測定者Ｍが立位姿勢で接触可能であり、かつ、継目部分のレール２Ａの表面にも検出面７ａを測定者Ｍが立位姿勢で接触可能な長さを有している。
【００４７】
図３及び図４に示す連結部２１は、装置本体部１９と支持部２０とを着脱自在に連結する手段である。連結部２１は、レール遊間測定装置５の使用時には装置本体部１９と支持部２０とを連結状態にし、レール遊間測定装置５の非使用時には装置本体部１９と支持部２０とを分離状態にする。連結部２１は、図３及び図４に示すように、装置本体部１９の上面に固定され支柱部２０ａと嵌合する嵌合部２１ａと、図３に示すように支柱部２０ａを嵌合部２１ａに固定する固定ねじ２１ｂなどを備えている。
【００４８】
次に、この発明の第１実施形態に係るレール遊間測定装置の使用方法を説明する。
図１１は、この発明の第１実施形態に係るレール遊間測定装置の動作を説明するためのフローチャートである。以下では、図５に示す制御部１８の動作を中心に説明する。
ステップ（以下、Ｓという）１００において、レール遊間測定プログラムを制御部１８が読み込む。装置本体部１９と支持部２０とを分離した状態でレール遊間測定装置５を測定現場まで携帯し、支柱部２０ａを嵌合部２１ａに嵌め込み、固定ねじ２１ｂを締め付けて装置本体部１９と支持部２０とを連結すると、レール遊間測定装置５が使用可能な状態に組み立てられる。遊間量Δ11の測定を開始するときには、測定者Ｍが動作選択部１４を選択して電源をONに切り替えると、電源部１５から制御部１８に電力が供給されて、レール遊間測定プログラムをプログラム記憶部１７から制御部１８が読み出して一連のレール遊間測定処理を開始する。
【００４９】
Ｓ１１０において、継目部分の固有情報が入力されたか否かを制御部１８が判断する。レール２Ａ，２Ｂの継目部分を特定するための固有情報を入力部１１から測定者Ｍが入力すると、この固有情報が入力部１１から制御部１８に出力される。固有情報が入力部１１から入力したと制御部１８が判断したときにはＳ１２０に進み、固有情報が入力部１１から入力しなかったと制御部１８が判断したときには一連の処理を終了する。
【００５０】
Ｓ１２０において、固有情報をデータ記憶部１３に制御部１８が記憶させる。入力部１１から制御部１８に固有情報が入力すると、この固有情報を制御部１８がデータ記憶部１３に出力し、データ記憶部１３がこの固有情報を記憶する。
【００５１】
Ｓ１３０において、検出動作を開始するか否かを制御部１８が判断する。測定者Ｍが動作選択部１４を選択して検出動作の開始が選択されたと制御部１８が判断したときにはＳ１４０に進み、圧力検出動作の開始が選択されなかったと制御部１８が判断したときにはＳ１９０に進む。
【００５２】
Ｓ１４０において、データ記憶部１３に制御部１８が圧力情報を記憶させる。図１に示すように、測定者Ｍが立位姿勢で支持部２０を支持し、遊間Δ1を跨ぐようにレール２Ａ，２Ｂの頭頂面２ｄに圧力分布検出部６の検出面６ａを押し付ける。その結果、図９に示すように、圧力分布検出部６の検出面６ａのうちレール２Ａ，２Ｂと密着する領域Ａ1，Ａ2に配置された圧力センサＳのダイアフラム部Ｓ7が撓み、領域Ａ1，Ａ2に配置された圧力センサＳがインタフェース部９を通じてこの撓み量に応じた電気信号を制御部１８に出力する。圧力分布検出部６から制御部１８に圧力情報が入力すると、この圧力情報を制御部１８がデータ記憶部１３に出力し、図１０に示すようにデータ記憶部１３がこの圧力情報Ｄ11を固有情報Ｄ10と対応させて記憶する。
【００５３】
Ｓ１５０において、データ記憶部１３に制御部１８が温度情報を記憶させる。図１に示すように、レール２Ａ，２Ｂの頭頂面２ｄに圧力分布検出部６の検出面６ａを押し付けると、レール２Ａの頭頂面２ｄに温度検出部７の検出面７ａが押し付けられる。その結果、温度検出部７がレール２Ａの温度を検出し、この温度に応じた電気信号を温度検出部７がデータ処理部８を通じて制御部１８に出力する。温度検出部７から制御部１８に温度情報が入力すると、この温度情報を制御部１８がデータ記憶部１３に出力し、図１０に示すようにデータ記憶部１３がこの温度情報Ｄ12を固有情報Ｄ10と対応させて記憶する。
【００５４】
Ｓ１６０において、遊間量Δ11の測定を遊間量測定部１０に制御部１８が指令する。データ記憶部１３から圧力情報を制御部１８が読み出して、この圧力情報を遊間量測定部１０に制御部１８が出力する。図９に示すように、レール２Ａ，２Ｂに相当する領域Ａ1，Ａ2の圧力分布と、遊間Δ1に相当する領域Ａ3の圧力分布とには圧力差が生じる。このため、検出面７ａの圧力分布に基づいて遊間量測定部１０が遊間Δ1を特定して遊間量Δ11を演算し、遊間量測定部１０が遊間量情報を制御部１８に出力する。
【００５５】
Ｓ１７０において、データ記憶部１３に制御部１８が遊間量情報を記憶させる。遊間量測定部１０から制御部１８に遊間量情報が入力すると、この遊間量情報を制御部１８がデータ記憶部１３に出力し、図１０に示すようにデータ記憶部１３がこの遊間量情報Ｄ13を固有情報Ｄ10と対応させて記憶する。
【００５６】
Ｓ１８０において、次の継目部分の固有情報が入力されたか否かを制御部１８が判断する。レール２Ａ，２Ｂの継目部分の遊間量Δ11の測定を終了し、次の継目部分の遊間量Δ11の測定を継続するときには、この次の継目部分を特定するための固有情報を入力部１１から測定者Ｍが入力し、この次の固有情報が入力部１１から制御部１８に出力される。次の固有情報が入力部１１から入力したと制御部１８が判断したときにはＳ１２０に戻り、次の継目部分の遊間量Δ11の測定が継続され、次の固有情報が入力部１１から入力しなかったと制御部１８が判断したときにはＳ１９０に進む。
【００５７】
Ｓ１９０において、データ送信を開始するか否かを制御部１８が判断する。測定者Ｍが動作選択部１４を選択してデータ送信動作の開始が選択されたと制御部１８が判断したときにはＳ２００に進み、データ送信動作の開始が選択されなかったと制御部１８が判断したときには一連の処理を終了する。
【００５８】
Ｓ２００において、データ送信を送受信部１６に制御部１８が指令する。データ記憶部１３から圧力情報、温度情報及び遊間量情報などを制御部１８が読み出して、これらの情報を送受信部１６に制御部１８が出力し、データの送信を送受信部１６に制御部１８が指令する。その結果、レール遊間測定装置５の送受信部１６から外部装置の送受信部にデータが送信されて、圧力情報、温度情報及び遊間量情報などが外部装置に取り込まれる。
【００５９】
この発明の第１実施形態に係るレール遊間測定装置には、以下に記載するような効果がある。
(1) この第１実施形態では、継目部分の前後のレール２Ａ，２Ｂの表面と面接触する検出面６ａに作用する圧力分布に基づいて、遊間量Δ11を遊間量測定部１０が測定する。このため、継目部分の前後のレール２Ａ，２Ｂの表面に検出面６ａを押し付けるだけで遊間量Δ11を簡単に測定することができる。その結果、従来技術１，２のような大規模で高価なレール遊間測定装置が不要になって、本線以外の支線でも簡単に定期的に使用することができるとともに、必要な台数を低コストで準備することができる。また、従来技術３のような継目部分の前後のレールの頭側面に基準面を高精度で均一に接触させる必要がなく、手軽に遊間量Δ11を精度よく測定することができる。
【００６０】
(2) この第１実施形態では、圧力センサＳを平面状に敷き詰めて検出面６ａが形成されている。このため、継目部分の前後のレール２Ａ，２Ｂの表面に対応する検出面６ａの領域Ａ1，Ａ2の圧力分布と、遊間Δ1に対応する検出面６ａの領域Ａ3の圧力分布とを高精度に検出することができる。
【００６１】
(3) この第１実施形態では、継目部分の前後のレール２Ａ，２Ｂの表面に対応する検出面６ａの圧力分布と、遊間Δ1に対応する検出面６ａの圧力分布との差に基づいて、遊間量測定部１０が遊間量Δ11を測定する。このため、遊間量Δ11を圧力差として簡単に検出して、遊間量Δ11を容易に演算することができる。
【００６２】
(4) この第１実施形態では、継目部分のレール２Ａの表面に検出面７ａを面接触させてこのレール２Ａの表面の温度を温度検出部７が検出する。このため、遊間量測定部１０が遊間量Δ11を測定したときのレール２Ａの温度を検出することによって、この遊間量Δ11とレール温度とを対応させて管理し、継目部分の安全性を評価することができる。
【００６３】
(5) この第１実施形態では、温度検出部７の検出結果と遊間量測定部１０の測定結果とをデータ記憶部１３が記憶する。このため、遊間量Δ11とレール温度とを対応させて記録することができる。
【００６４】
(6) この第１実施形態では、温度検出部７の検出結果と遊間量測定部１０の測定結果とを送受信部１６が送信する。このため、レール遊間測定装置５から外部装置にデータを送信して、この外部装置によってデータを解析したり継目部分の安全度などを評価したりすることができる。
【００６５】
(7) この第１実施形態では、装置本体部１９を測定者Ｍが支持する支持部２０を備えており、継目部分のレール２Ａ，２Ｂの表面に検出面６ａ，７ａを測定者Ｍが立位姿勢で接触可能な長さをこの支持部２０が有している。このため、従来技術３のような常に屈んだ姿勢で測定を行う必要がなくなり、測定者Ｍが歩行時の姿勢のまま簡単に測定を行うことができる。また、作業負担が軽減されて作業性を向上させることができるとともに、作業時間を短縮化することができる。
【００６６】
（第２実施形態）
図１２は、この発明の第２実施形態に係るレール遊間測定装置を備えるレール遊間測定システムの概念図である。図１３は、この発明の第２実施形態に係るレール遊間測定装置を備えるレール遊間測定システムの構成図である。以下では、図１〜図６に示す部分と同一の部分については、同一の番号を付して詳細な説明を省略する。
図１２及び図１３に示すレール遊間測定システム２２は、レール２Ａ，２Ｂの継目部分の遊間量Δ11を測定するシステムであり、記憶装置２３と、レール遊間測定装置２４などを備えている。レール遊間測定システム２２は、各測定者Ｍが携帯する記憶装置２３が記憶する種々の情報をレール遊間測定装置２４に送信し、このレール遊間測定装置２４によって遊間量Δ11を測定する。
【００６７】
記憶装置２３は、圧力分布検出部６の検出結果と温度検出部７の検出結果とを記憶する装置であり、図１３に示すようにインタフェース部９と、入力部１１と、表示部１２と、データ記憶部１３と、動作選択部１４と、電源部１５と、送受信部（記憶装置側送受信部）１６と、制御部（記憶装置側制御部）１８などを備えているが、図５に示す遊間量測定部１０を備えていない。記憶装置２３は、例えば、図１２に示す支持部２０に着脱自在に装着されており、複数の測定者Ｍがそれぞれ携帯可能なように複数台用意されている。
【００６８】
図１２に示すレール遊間測定装置２４は、レール２Ａ，２Ｂの遊間量Δ11を測定する装置であり、記憶装置２３が記憶する圧力分布検出部６の検出結果に基づいて遊間量Δ11を測定する。測定装置２３は、遊間量測定部１０と、プログラム記憶部１７と、送受信部（測定装置側送受信部）２５と、データ記憶部２６と、インタフェース部２７と、制御部（測定装置側制御部）２８などを備えている。
【００６９】
送受信部２５は、記憶装置２３側の送受信部１６と間で相互に情報を送受信する手段であり、記憶装置２３側の送受信部１６から送信される圧力情報、温度情報及び固有情報などを受信して制御部２８に出力する。データ記憶部２６は、レール遊間測定装置２４側の種々の情報を記憶する手段であり、送受信部１６から送信される圧力情報、温度情報及び固有情報と遊間量測定部１０が測定した遊間量情報とを記憶するメモリである。インタフェース部２７は、外部装置との間で種々の情報を入出力させる手段である。インタフェース部２７は、例えば、表示装置又は印刷装置などの外部装置と制御部２８とを接続しこれらの間で種々の情報を入出力させるインタフェース(I/O)回路である。制御部２８は、レール遊間測定装置２４側の種々の動作を制御する中央処理部（CPU）である。制御部２８は、例えば、送受信部２５が出力する圧力情報、温度情報及び固有情報をデータ記憶部２６に記憶させたり、遊間量測定部１０が出力する遊間量情報をデータ記憶部２６に記憶させたり、データ記憶部２６から種々の情報を読み出してインタフェース部２７に出力したりする。制御部２８には、遊間量測定部１０、プログラム記憶部１７、送受信部２５、データ記憶部２６及びインタフェース部２７などが相互に情報を伝達可能なように接続されている。
【００７０】
この第２実施形態に係るレール遊間測定装置には、第１実施形態の効果に加えて、以下に記載するような効果がある。
この第２実施形態では、圧力分布検出部６及び温度検出部７を有する複数の記憶装置２３とレール遊間測定装置２４とをレール遊間測定システム２２が備えている。このため、複数の測定者Ｍがそれぞれ記憶装置２３を携帯して継目部分の圧力情報及び温度情報を取得し、これらの情報をレール遊間測定装置２４に送信して遊間量Δ11を一括して測定し管理することができる。
【００７１】
（第３実施形態）
図１４は、この発明の第３実施形態に係る隙間測定装置の使用状態を概略的に示す斜視図である。図１５は、この発明の第３実施形態に係る隙間測定装置の構成図である。
図１４に示す隙間測定装置２９は、部材３０Ａと部材３０Ｂとの間の隙間Δ2を測定する装置である。部材３０Ａ，３０Ｂは、隙間測定装置２９によって隙間量Δ21が測定される対象物（固定構造物）であり、例えばスラブ版、コンクリート柱、コンクリート橋又はトンネルなどのコンクリート構造物、鋼橋などの鋼構造物などである。隙間Δ2は、部材３０Ａと部材３０Ｂとの間の継目又は亀裂などである。隙間測定装置２９は、図１５に示すように、図１〜図５に示すレール遊間測定装置５と同様に、圧力分布検出部６と、温度検出部７と、データ処理部８などを備えている。データ処理部８は、インタフェース部９と、入力部１１と、表示部１２と、データ記憶部１３と、動作選択部１４と、電源部１５と、送受信部１６と、プログラム記憶部１７と、制御部１８と、隙間量測定部３１などを備えている。隙間量測定部３１は、図５に示す遊間量測定部１０と同様に、部材３０Ａの表面３０ａと部材３０Ｂの表面３０ｂとに面接触する検出面６ａに作用する圧力分布に基づいて隙間Δ2を測定する。隙間量測定部３１は、図９に示す圧力分布検出部６と同様に、部材３０Ａの表面３０ａと部材３０Ｂの表面３０ｂとに対応する検出面６ａの圧力分布と、隙間Δ2と対応する検出面６ａの圧力分布との差に基づいて隙間量Δ21を測定する。この発明の第３実施形態には、第１実施形態と同様の効果がある。
【００７２】
（他の実施形態）
この発明は、以上説明した実施形態に限定するものではなく、以下に記載するように種々の変形又は変更が可能であり、これらもこの発明の範囲内である。
(1) この実施形態では、継目構造１が普通継目である場合を例に挙げて説明したが普通継目以外の継目構造についてもこの発明を適用することができる。例えば、継目部分の両側と継目板との間に絶縁材を挟み込みこの継目部分を電気的に絶縁して接続する絶縁継目などについてもこの発明を適用することができる。また、この実施形態では、圧力センサＳに半導体圧力センサを利用する場合を例に挙げて説明したが半導体圧力センサに限定するものではなく、他の形式の圧力センサを使用することもできる。さらに、この実施形態では、合計374個の圧力センサＳを縦横に配列する場合を例に挙げて説明したが、個数を限定するものではなく任意の個数を配列することができる。
【００７３】
(2) この第１実施形態及び第２実施形態では、圧力分布検出部６の幅をレール頭部２ａの幅よりも狭くした場合を例に挙げて説明したが、レール頭部２ａの幅よりも広くすることもできる。また、この第１実施形態及び第２実施形態では、圧力分布検出部６の検出面６ａをレール２Ａ，２Ｂの頭頂面２ｄに面接触させる場合を例に挙げて説明したが、レール２Ａ，２Ｂの頭部側面２ｅに接触させることもできる。
【００７４】
(3) この第１実施形態及び第２実施形態では、継目部分の一方のレール２Ａの頭頂面２ｄに温度検出部７の検出面７ａを面接触させる場合を例に挙げて説明したが、継目部分の他方のレール２Ｂ又は両方のレール２Ａ，２Ｂの頭頂面２ｄに温度検出部７の検出面７ａを面接触させることもできる。また、この第１実施形態及び第２実施形態では、温度検出部７の検出面７ａをレール２Ａの頭頂面２ｄに面接触させる場合を例に挙げて説明したが、レール２Ａ，２Ｂの一方又は双方の頭部側面２ｅ又は底部上面に接触させることもできる。さらに、この第１実施形態〜第３実施形態では、圧力分布検出部６及び温度検出部７とデータ処理部８との間を有線によって接続する場合を例に挙げて説明したが、これらを無線によって接続することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】この発明の第１実施形態に係るレール遊間測定装置の使用状態を概略的に示す斜視図である。
【図２】この発明の第１実施形態に係るレール遊間測定装置の正面図である。
【図３】この発明の第１実施形態に係るレール遊間測定装置の側面図である。
【図４】この発明の第１実施形態に係るレール遊間測定装置の平面図である。
【図５】この発明の第１実施形態に係るレール遊間測定装置の構成図である。
【図６】この発明の第１実施形態に係るレール遊間測定装置の圧力分布検出部の検出面側から見た平面図である。
【図７】図６のVII部分を拡大して示す平面図である。
【図８】図７のVIII-VIII線で切断した状態を示す断面図である。
【図９】この発明の第１実施形態に係るレール遊間測定装置の遊間量の測定原理を説明するための模式図であり、（Ａ）は継目部分のレールの頭頂面と圧力分布検出部の検出面とを重ねて表示する平面図であり、（Ｂ）は継目部分のレールに対応する領域の圧力分布と遊間に対応する領域の圧力分布とを一例として示すグラフである。
【図１０】この発明の第１実施形態に係るレール遊間測定装置のデータ記憶部のデータ構造を示す模式図である。
【図１１】この発明の第１実施形態に係るレール遊間測定装置の動作を説明するためのフローチャートである。
【図１２】この発明の第２実施形態に係るレール遊間測定装置を備えるレール遊間測定システムの概念図である。
【図１３】この発明の第２実施形態に係るレール遊間測定装置を備えるレール遊間測定システムの構成図である。
【図１４】この発明の第３実施形態に係る隙間測定装置の使用状態を概略的に示す斜視図である。
【図１５】この発明の第３実施形態に係る隙間測定装置の構成図である。
【符号の説明】
【００７６】
１  継目構造（継目部分）
２Ａ，２Ｂ  レール
２ａ  レール頭部
２ｂ  レール底部
２ｃ  レール腹部
２ｄ  頭頂面（表面）
２ｅ  頭部側面
３Ａ，３Ｂ  継目板
４  締結部材
５  レール遊間測定装置
６  圧力分布検出部
６ａ  検出面
７  温度検出部
７ａ  検出面
８  データ処理部
９  インタフェース部
１０  遊間量測定部
１１  入力部
１２  表示部
１３  データ記憶部（記憶部）
１４  動作選択部
１５  電源部
１６  送受信部（送信部）
１７  プログラム記憶部
１８  制御部
１９  装置本体部
２０  支持部
２１  連結部
２２  レール遊間測定システム
２３  記憶装置
２４  レール遊間測定装置
２５  送受信部
２６  データ記憶部
２７  インタフェース部
２８  制御部
２９  隙間測定部
３０Ａ  部材（第１の部分）
３０Ｂ  部材（第２の部分）
３０ａ，３０ｂ  表面
３１  隙間量測定部
Ｍ  測定者
Ｓ  圧力センサ
Ａ0  検出領域
Ａ1〜Ａ3  領域
Δ1  遊間
Δ11  遊間量
Δ2  隙間
Δ21  隙間量
【図１】
0005190938.tif 000002
【図２】
0005190938.tif 000003
【図３】
0005190938.tif 000004
【図４】
0005190938.tif 000005
【図５】
0005190938.tif 000006
【図６】
0005190938.tif 000007
【図７】
0005190938.tif 000008
【図８】
0005190938.tif 000009
【図９】
0005190938.tif 000010
【図１０】
0005190938.tif 000011
【図１１】
0005190938.tif 000012
【図１２】
0005190938.tif 000013
【図１３】
0005190938.tif 000014
【図１４】
0005190938.tif 000015
【図１５】
0005190938.tif 000016