(57)【要約】 【課題】距離センサで得られる一群の測定値から設計図において用いるところの車輪中心を含む直線で切断した形状図と同等の形状図を得ることができるようにしたい。  【解決手段】レール１１の外側および内側に設置され車両１０の車輪１００における外側のフランジ面までと内側のバック面までの距離を非接触で測定してその測定結果をそれぞれ出力する距離センサ１ａ，１ｂと、両距離センサの測定結果および両距離センサの設置に係る距離のデータから車輪の形状を演算する処理部７を備え、処理部７は、各距離センサで得た測定値毎に、車両の走行方向における車輪の長さ寸法と車輪の軸中心からの距離寸法を得て、両寸法から走行方向における車輪の長さ寸法を車輪の半径方向での長さへ変換することにより設計図において用いるところの車輪中心を含む直線で切断した形状図と同等の形状図を得る。  【選択図】図１
2007292473.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レールの外側に設置され鉄道車両の走行車輪における外側のフランジ面までの距離を非接触で測定してその測定結果を出力する第一の距離センサと、レールの内側に設置され鉄道車両の走行車輪における内側のバック面までの距離を非接触で測定してその測定結果を出力する第二の距離センサと、該両距離センサの測定結果および該両距離センサの設置に係る距離のデータから該走行車輪の形状を演算する処理部を備えた鉄道車両走行車輪測定装置において、  
該処理部は、該各距離センサで得た測定値毎に、鉄道車両の走行方向における走行車輪の長さ寸法と該走行車輪の軸中心からの距離寸法を得て、該両寸法から車輪の半径方向での走行車輪の長さへ変換することにより設計図において用いるところの車輪中心を含む直線で切断した形状図と同等の形状図を得るものであることを特徴とする鉄道車両走行車輪測定装置。  
【請求項２】
上記請求項１の鉄道車両走行車輪測定装置において、該処理部は、該各距離センサで得た測定値毎に、鉄道車両の走行方向における走行車輪の長さ寸法と該走行車輪の軸中心からの距離寸法を得て、該両寸法から車輪の半径方向での走行車輪の長さへ変換することによりそれぞれ得られる各形状図を重ねることにより設計図において用いるところの車輪中心を含む直線で切断した形状図と同等の形状図を得るにあたり、該各形状図を重ねるための基準位置を車輪中心とするものであることを特徴とする鉄道車両走行車輪測定装置。  
【請求項３】
上記請求項２の鉄道車両走行車輪測定装置において、該処理部は、該各距離センサで得た鉄道車両の走行方向における走行車輪の長さ寸法の中間位置を該各形状図を重ねるための基準位置を車輪中心とするものであることを特徴とする鉄道車両走行車輪測定装置。  
【請求項４】
上記請求項１の鉄道車両走行車輪測定装置において、該第一の距離センサはその測定高さが走行車輪の新製時におけるタイヤ高さ内となるように設定し、該第二の距離センサはその測定高さを走行車輪新製時における基準溝高さとタイヤ高さの間となるように設定して、該各距離センサによる走行車輪に対する測定点が該走行車輪におけるタイヤ側面の平坦部に集中するようにし、該処理部は該各距離センサにより得られる一群の測定値のうち出現度数が多い集合から代表値を該各距離センサと該走行車輪におけるタイヤ側面の平坦部までの距離として用いることを特徴とする鉄道車両走行車輪測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は鉄道車両走行車輪測定装置に係り、特に、レールの外側に設置され鉄道車両の走行車輪における外側のフランジ面までの距離を非接触で測定してその測定結果を出力する第一の距離センサと、レールの内側に設置され鉄道車両の走行車輪における内側のバック面までの距離を非接触で測定してその測定結果を出力する第二の距離センサと、両距離センサの測定結果および両距離センサの設置に係る距離のデータから走行車輪の車輪径，フランジの厚さ，フランジ高さなどの走行車輪の形状を演算する処理部を備えた鉄道車両走行車輪測定装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
鉄道車両は走行車輪（以下、車輪と略記する）における内側部分のフランジがレールに案内されてレール面上を走行しているが、曲線通過時にはフランジ外面とレール内側面との間に横圧とすべりが発生し、車輪に徐々にフランジ磨耗が生じる。また、直線走行にあっても車輪踏面の磨耗などが発生して車輪形状の変形が進む。
【０００３】
その結果、車両の遥動の増大や乗心地の悪化などを招くだけでなく、車輪形状の変形が一定限界を超えると車輪が脱線するという重大事故につながるので、この車輪形状を監視しておかなければならない。
【０００４】
そのため下記特許文献１に見られるように、レールの外側と内側にそれぞれ設置した距離センサで、走行車輪の外側と内側のフランジ面までの距離を一定時間毎に非接触で計測し、それぞれ一群の測定結果および距離センサの設置に係わる距離のデータなどから走行車輪の車輪形状を演算して求めることで、人手と労力を軽減することが提案されている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−８８５０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記従来の鉄道車両走行車輪測定装置によれば、車輪径，フランジの厚さ，フランジ高さなど特定箇所での車輪の寸法を算出することができるので、さらに、距離センサで得られる一群の測定値から車輪の形状図を求めてみたところ、車輪寸法が実際のものよりも若干小さく算出され、設計図において用いるところの車輪中心を含む直線で切断した形状で表す車輪の正確な形状図になっていなかった。
【０００７】
それゆえ、本発明の目的は、距離センサで得られる一群の測定値から設計図において用いるところの車輪中心を含む直線で切断した形状図と同等の形状図を得ることができる鉄道車両走行車輪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】
【０００８】
上記目的を達成する本発明鉄道車両走行車輪測定装置の特徴とするところは、レールの外側に設置され鉄道車両の走行車輪における外側のフランジ面までの距離を非接触で測定してその測定結果を出力する第一の距離センサと、レールの内側に設置され鉄道車両の走行車輪における内側のバック面までの距離を非接触で測定してその測定結果を出力する第二の距離センサと、該両距離センサの測定結果および該両距離センサの設置に係る距離のデータから該走行車輪の形状を演算する処理部を備えた鉄道車両走行車輪測定装置において、該処理部は、該各距離センサで得た測定値毎に、鉄道車両の走行方向における走行車輪の長さ寸法と該走行車輪の軸中心からの距離寸法を得て、該両寸法から走行方向における走行車輪の長さ寸法を走行車輪の半径方向での長さへ変換することにより設計図において用いるところの車輪中心を含む直線で切断した形状図と同等の形状図を得ることにある。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、各距離センサで得た測定値に基づいて得られる車輪の形状図を、車輪中心を含む直線で切断した形状で表わす設計図と同等なものとすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図に基づいて一実施形態を説明する。
【実施例１】
【００１１】
図１は、本発明の一実施形態になる鉄道車両走行車輪測定装置により鉄道車両の走行車輪を測定する状況を示している。なお、各図に示した引用符号は、以下の記載の順に如何なるものであるかを説明し、図の引用順において説明を差し控えることがある。
【００１２】
図１において、１０はレール１１上を走行車輪（以下、車輪と略記する）１００で走行する鉄道車両（以下、車両と略記する）である。この車輪１００は、図２に示すように、外側の部分（リム面側）から内側の部分までの外周面の外径が徐々に大となるように形成された踏面１０１と、内側の部分に一体に設けたフランジ１０２からなる。フランジ102の外周面は、踏面１０１から連続しかつ内側から外側に行くに従って肉厚が徐々に薄くなる凸曲面をなしている。
【００１３】
車輪１００は、基準溝１０３を有しており、この基準溝１０３の直径は車輪径にリンクして規定されている。例えば直径８６０mmの車輪の場合は基準溝の直径は７８０mmである。なお、車輪１００の外側のフランジ面１０４をフランジ外面と称し、また車輪１００の内側のフランジ面１０５を車輪内面（バック面）と称する。車輪１００の踏面１０１がレール１１の上面（レール面若しくはレールの踏面）を走行する際、車輪１００のフランジ外面１０４がレール１１の内側面で案内される。
【００１４】
図２において、１２は距離センサ１ａ，１ｂ，２ａ，２ｂを設置するベース台であり、各距離センサ１ａ，１ｂ，２ａ，２ｂなどの設置時の位置精度を左右するネジ穴などの加工精度が得られ易く、なお且つ走行車両の通過による車両荷重を受けたときに、その変形を少なくする金属製の剛体部材で構成されている。左右のレール１１には、車両の進入を検出するための軌道回路（図示せず）が構成されている。
【００１５】
軌道回路は左右のレール１１Ｌ，１１Ｒ（以下、左右のレール１１Ｌ，１１Ｒに共通の場合はレール１１と略記する）に微小電流を流しておき、車両１０が任意長で区切られた各レール区間内に進入すると、左右のレール１１の微小電流が、進入車両１０の車輪100および車軸を通して導通され、その電位差変化から車両進入を検知し、信号機に通知するものである。
【００１６】
距離センサ１ａ，１ｂ，２ａ，２ｂを設置したレール区間では、ベース台１２は絶縁部材１３を介して左右のレール１１下に固定されている。通過車両の車両荷重は、レール
１１および枕木（図示せず）を介して、レール１１および枕木下に敷設されたバラストなどで構成される道床（図示せず）で荷重を支えている。本実施形態では、ベース台１２下に、一部バラストなどを排除した空洞（図示せず）を構成し、ベース台１２を敷設している。
【００１７】
左右のレール１１の内側面間距離は軌間Ｌｇとして規定されている。例えば、狭軌の線路の場合、軌間Ｌｇは１０６７mmであるが、車両１０の通過によりレール１１に大きな力が作用することもあり、点検整備後に時間経過とともに軌間狂いが生じる。このため、必要に応じて軌間狂いを許容範囲内に入れる点検整備が行われる。
【００１８】
従って、距離センサ１ａ，１ｂ，２ａ，２ｂは、左右のレール踏頂面と一方のレール
１１の内側面を位置基準として、該両レール１１が延びる方向に対し直交する方向に設置している。具体的には、左右のレール１１の頂点部を結ぶ線を高さ方向の位置基準とし、横方向は、左レール１１Ｌの内側面を位置基準とし、図２では２つ位置基準線を一点鎖線で表示している。
【００１９】
距離センサ１ａ，２ａはそれぞれレール１１の外側に設置され車輪１００における外側のフランジ面までの距離を非接触で測定してその測定結果を出力する第一の距離センサであり、距離センサ１ｂ，２ｂはそれぞれレール１１の内側に設置され車輪１００における内側のバック面までの距離を非接触で測定してその測定結果を出力する第二の距離センサである。
【００２０】
図２に示すように、距離センサ１ａの測定始点は、それぞれの位置基準線より高さ方向が下方に距離Ｈ１ａ、横方向が左方向に距離Ｌ１ａだけ離れた位置である。距離センサ
１ｂの測定始点は、それぞれの位置基準線より高さ方向が下方に距離Ｈ１ｂ、横方向が右方向に距離Ｌ１ｂだけ離れた位置である。
【００２１】
また、距離センサ２ａ，２ｂの測定始点は、位置基準線よりそれぞれ高さ方向が下方に距離Ｈ２ａ，Ｈ２ｂ、横方向が右方向にＬｇ（軌間）＋Ｌ２ａの距離、および右方向にＬｇ（軌間）−Ｌ２ｂの距離だけ離れた位置である。
【００２２】
また、距離センサ１ａ，１ｂ，２ａ，２ｂの照射角度は、高さ方向の位置基準線を基準にとり、それぞれθ１ａ，θ１ｂ，θ２ａ，θ２ｂに設定されている。
【００２３】
これら、いずれの距離センサ１ａ，１ｂ，２ａ，２ｂも車両走行に支障のない建築限界（図示せず）以内に設置されている。
【００２４】
各距離センサ１ａ，１ｂ，２ａ，２ｂは三角測量の原理を応用したレーザー測長器であり、距離センサ１ａ，１ｂは左レール１１Ｌの外側と内側から左側の車輪１００におけるフランジ外面１０４までの距離Ｌ３と車輪内面までの距離Ｌ４を一定時間毎に計測出力するものである。
【００２５】
同様に、距離センサ２ａ，２ｂは右レール１１Ｒの外側と内側から、右レール１１Ｒの外側と内側から右側の車輪１００におけるフランジ外面１０４までの距離Ｌ５と車輪内面までの距離Ｌ６を一定時間毎に計測出力するものである。
【００２６】
各距離センサ１ａ，１ｂ，２ａ，２ｂとして、発光ダイオードや半導体レーザーなどを用いた発光素子と光位置検出素子の組み合わせで構成される光学式距離センサや超音波を発射してから反射波が戻ってくるまでの時間から距離を測定する超音波式距離センサやコイルにより発生させた高周波磁界中に接近する金属の表面に生じる渦電流の大小で距離を測定する渦電流式距離センサなどを用いても良い。
【００２７】
各距離センサ１ａ，１ｂ，２ａ，２ｂでの一群の計測結果（距離Ｌ３〜Ｌ６）は、図１に示すように、増幅器２０で各々増幅し、Ａ／Ｄ変換部３で各々逐次Ａ／Ｄ変換していく。
【００２８】
図１において、５は車輪検知を兼ねた速度検出部であり、矢印方向に沿った車両１０の走行で車輪１００の車輪検知と移動速度を検出する。この速度検出部５は、例えば、距離センサ１ａ，１ｂ，２ａ，２ｂのような光学式のものであっても良いし、車輪１００の通過によりレール１１を挟んで設置された一組の投光器と受光器間の光線が切断されることで車輪１００を検知するものであっても良い。２個の検出部５ａ，５ｂは車両１０の走行で矢印方向において車両１０を横から見て距離センサ１ａ，１ｂ，２ａ，２ｂと並ぶように配置している。
【００２９】
この速度検出部５は、上記２個の検出部５ａ，５ｂ間（一方の検出部５ａから他方の検出部５ｂまでの間）を通過する車輪１００の通過時間を計測して、その通過時間と両検出部５ａ，５ｂ間の設置距離から車輪（車両１０）１００の速度Ｖを得るものである。
【００３０】
また、速度検出部５は通過する車両１０の車軸（一つの車輪が一軸に相当する）数を検知する機能も有する。すなわち、検出部５ａは車輪１００の通過に対応して一つ検知信号を発生し、これを内蔵のカウンタで計数することで車両１０の車軸数を検知する。例えば、一編成１０両の車両の場合は、計数した車軸カウント値は４０である。
【００３１】
速度検出部５での車輪毎の計測結果（車軸カウント値と車輪速度）は、距離センサ１ａ，１ｂ，２ａ，２ｂの一群の計測結果と共に制御部４に送られる。
【００３２】
この制御部４は、Ａ／Ｄ変換部３からの測定データと上記速度検出部５からの車輪100に関する車軸カウント値，車輪速度Ｖおよび経過時間とを逐次取り込み、車軸カウント値を参照して記憶部６に車軸毎に分別して格納させる制御を行う。そして、各測定値には、＋１の増数形態で測定番号（サンプリング番号）が付けられる。
【００３３】
また、制御部４は、速度検出部５で得られた車輪１００の速度Ｖに応じてＡ／Ｄ変換部３から出力されるデータをサンプリングする周期を適宜変え得るように構成されている。
【００３４】
従って、記憶部６はＡ／Ｄ変換部３からの出力データと速度検出部５からの車輪１００の速度Ｖと経過時間のデータを制御部４の制御によって逐次格納している。
【００３５】
ここで、走行車輪に対する距離の測定は、全車輪１００が各距離センサ１ａ，１ｂ，
２ａ，２ｂの前を通過し終わるまで、一定の測定時間Ｔｓ毎に繰返し行われる。この結果、一つの車輪に対し一群の測定データが得られる。
【００３６】
測定された車輪の速度をＶとすれば、距離センサ１ａ，１ｂ，２ａ，２ｂの一回の測定時間Ｔｓ内に車輪１００が移動する距離はＶ×Ｔｓである。また、１個の車輪１００が通過するまでに測定番号の差より距離センサ１ａ，１ｂ，２ａ，２ｂがｎ回測定したとすれば、測定位置における走行方向での車輪１００の長さはＶ×Ｔｓ×ｎと表わされる。
【００３７】
車輪の速度Ｖが遅くなると、車輪通過方向の測定ピッチＶ×Ｔｓが相対的に小さくなり、緻密な測定が可能となるが、測定データ数が増加する。このように、一回の測定時間
Ｔｓは必要な測定分解能と車輪通過の速度Ｖを考慮して設定されている。
【００３８】
７は処理部で、記憶部６に格納された一群の測定データと距離センサ１ａ，１ｂ，２ａ，２ｂの設置に係る距離データＬ１ａ，Ｌ１ｂ，Ｌｇ＋Ｌ２ａ，Ｌｇ−Ｌ２ｂおよび軌間Ｌｇ，照射角度データθ１ａ，θ１ｂ，θ２ａ，θ２ｂ，速度検出部５で検出される車輪の速度Ｖなどを用いて、逐次車輪１００の後述する内面距離Ｌｂ，車輪径Ｄ，フランジ厚さｄｆ，フランジ高さｆｎおよびフランジ角度θなど各種の諸データ（寸法）を演算して求める機能を備えている。
【００３９】
また、処理部７は上記のようにして得られた内面距離Ｌｂ，車輪径Ｄ，フランジ厚さ
ｄｆ，フランジ高さｆｎおよびフランジ角度θなどの諸データを車輪１００の測定順番
（車軸カウント値）を参照して記憶部６に格納する。
【００４０】
処理部７には、測定結果や演算結果を表示するモニタ画面が付随している。記憶部６には車両１０新製時の各車輪１００の設計データを格納することができるようになっている。新製時の各車輪１００の設計データは、設計図において用いるところの車輪中心を含む直線で切断した形状図や設計図に記入される各寸法を含んだものである。そして、処理部７は、モニタ画面に記憶部６に格納してある新製時の各車輪１００の設計データを表示することができる。
【００４１】
以下、左右のレール１１の軌間Ｌｇが規定通りであり、距離センサ１ａ，１ｂ，２ａ，２ｂが規定の設置距離データＬ１ａ，Ｌ１ｂ，Ｌｇ＋Ｌ２ａ，Ｌｇ−Ｌ２ｂ，設置高さ
Ｈ１ａ，Ｈ１ｂ，Ｈ２ａ，Ｈ２ｂ，照射角度データθ１ａ，θ１ｂ，θ２ａ，θ２ｂを持つように設置されているとして、処理部７において車輪１００の内面距離Ｌｂ，車輪径Ｄ，フランジ厚さｄｆ，フランジ高さｆｎおよびフランジ角度θ（それぞれの寸法の取り方は後述する）などの諸データを演算により求めることについて説明する。
【００４２】
先ず、図１に示すように、車輪形状測定対象の車両１０を矢印方向に走行させ、速度検出部５の２個の検出部５ａ，５ｂ間を通過させ、さらに距離センサ１ａ，１ｂ，２ａ，
２ｂとの間を走行させる。
【００４３】
すると、速度検出部５で車輪１００を検知すると共に、図２に示すように、外側の距離センサ１ａ，２ａは、それぞれフランジ外面１０４までの距離Ｌ３，Ｌ５をそれぞれ計測し、内側の距離センサ１ｂ，２ｂは、それぞれ車輪内面１０５までの距離Ｌ４，Ｌ６をそれぞれ計測する。
【００４４】
図２に示すように、ベース台１２は、金属製の剛体部材で構成されていても絶縁部材
１３を介してレール１１下に固定されるため、軌道回路（図示せず）はベース台１２の敷設に伴う車両進入の誤検知は発生しない。さらに、車両通過によりレール１１が車両荷重を受けて沈下する際、ベース台１２はレール１１と一体で沈下するが、ベース台１２の下部に空洞（図示せず）があるため、道床からの圧縮応力を回避でき、ベース台１２の圧縮応力による形状変形を避けることができる。
【００４５】
また、車両１０が重くてレール１１が沈んでも、距離センサ１ａ，１ｂ，２ａ，２ｂも車輪１００と一緒に沈むから、レール１１の変形は計測結果Ｌ３〜Ｌ６に影響がない。
【００４６】
図３は、図２における車輪１００について、左側の車輪１００を例にして車輪形状をより詳細に示したものである。
【００４７】
１０６は踏面１０１とフランジ１０２を構成する車輪１００のタイヤ部における内側面、１０７はそのタイヤ部の外側面であり、これら二面は車輪１００の内で唯一平坦であり且つ互いに平行な平面である。１０８は波板部であり、車輪走行時にタイヤ部（１０１〜１０７）がレール１１Ｌより受けた衝撃を緩和し且つ吸収する部材である。
【００４８】
タイヤ部（１０１〜１０７）と波板部１０８の境界では、奥行き方向（各距離センサ
１ａ，１ｂより遠ざかる方向）におよそ５０mmの段差がある。
【００４９】
Ｈ１，Ｈ２は距離センサ１ｂ，１ａにおける測定点のレール１１Ｌの頂点部（高さ方向の基準位置）からの測定高さ（距離）、Ｈｔはレール１１Ｌの頂点部（高さ方向の基準位置）からのタイヤ部（１０１〜１０７）の高さ（厚み）、Ｈｓはレール１１Ｌの頂点部
（高さ方向の基準位置）からの基準溝１０３の高さを示す。
【００５０】
走行により主に踏面１０１と外側のフランジ面１０４が磨耗するので、タイヤ部（101〜１０７）の厚みＨｔが薄くなって行く。この結果、大略的に踏面１０１での直径である（正確には後述する）車輪径Ｄが減少し、車輪１００に対し距離センサ１ｂ，１ａの測定点は相対的に移動し、車軸の中心（車輪中心）に近づいて行く。
【００５１】
図４は磨耗が途中まで進んだ車輪１００について距離センサ１ｂで測定をした状況を示しており、車輪１００の踏面１０１はレール１１上の位置Ｏ２においてレール１１と接触しており、車輪中心ＯからＯ２までの長さは車輪半径（Ｄ／２）に相当する。
【００５２】
車輪１００が矢印方向に走行した時に、車輪１００の内側における距離センサ１ｂによる測定点の軌跡は太線の曲線イで示すように、測定点Ａ１から順次Ｂ１，Ｃ１，Ｅ１，
Ｅ２，Ｃ２，Ｂ２を経てＡ２に至る。測定点Ａ１〜Ｂ１はフランジ１０２の内側のフランジ面１０５，測定点Ｂ１〜Ｅ１はタイヤ部（１０１〜１０７）の内側面１０６，測定点
Ｅ１〜Ｅ２は波板部１０８、測定点Ｅ２〜Ｂ２はタイヤ部（１０１〜１０７）の内側面
１０６、測定点Ｂ２〜Ａ２はフランジ１０２の内側のフランジ面１０５を測定している。
【００５３】
図４において、測定点Ａ１の測定高さＨＡ１が測定点Ｂ１の測定高さＨＢ１に比べ高くなっているのは、内側のフランジ面１０５の奥行き変化（距離センサより遠ざかる方向）によるものであり、距離センサ１ｂがレール１１（高さ方向の基準位置）下方より斜め上向き設置されていることによる（図３参照）。
【００５４】
同様に、測定点Ｅ１〜Ｅ２の波板部１０８では距離センサ１ｂから遠ざかる方向におよそ５０mmの段差があるために測定点がより高くなる。磨耗が進んだ車輪１００ほど波板部１０８に測定点が多く掛かるようになる。
【００５５】
図５は、新製の車輪１００について距離センサ１ｂで車輪１００の内測面を測定した一群の測定値を時系列測定値を計算処理してグラフ表示した図である。縦軸は距離センサ
１ｂの測定値Ｌ４、横軸は測定点毎の時間間隔Ｔｓと測定した車輪速度Ｖを距離Ｖ×Ｔｓに換算して測定順に図示した結果の一例である。
【００５６】
図５において、車輪１００は摩耗しておらず、タイヤ部（１０１〜１０７）の高さＨｔは設計通りの寸法で、内側のフランジ面１０５及びタイヤ部の内側面１０６では測定点が通過する箇所は波板部１０８が存在しない平坦部であるため、距離センサ１ｂの測定値は一定である筈であるが、測定値には、走行車輪の内側のフランジ面１０５とタイヤ部内側面１０６のレールや脱線防止ガイドなどとの接触でできた傷，レールとの摩擦を緩和するために塗布された油による汚れ，さらに塗布されたペンキの剥がれなどにより微小な値のばらつきが見られる。なお、基準溝１０３（測定点Ｃ１及びＣ２）に相当する箇所での段差Ｌｄは、基準溝１０３の段差（距離センサ１ｂから遠ざかる方向）である。
【００５７】
このような測定値の微小なばらつきは形状図を得る場合の誤差となりかねない。そこで、処理部７が備えている誤差を解消する機能について、説明する。
【００５８】
図７は測定値の選別処理の一例を示す図であり、測定点Ａ１からＡ２までの距離センサ１ｂで得た一群の測定値（距離Ｌ４）をヒストグラフ（度数分布図）で表示している。縦軸は測定点の度数、横軸は距離センサの測定値（距離Ｌ４）を示す。
【００５９】
処理部７は記憶部６に格納した一群の測定値（距離Ｌ４）について図７のヒストグラフを作り、図７において度数分布の中心値、即ち、出現度数が多い集合における距離センサの測定値Ｌ４ｃを距離センサの測定値Ｌ４の代表値として選別する。
【００６０】
そして図５の線分αを描き、線分αの位置を車輪１００におけるタイヤ部内側面（タイヤ側面の平坦部）１０６までの距離とし、太線で示した測定値Ｌ４との交点を指定することにより、順次測定点Ｂ１，Ｃ１，Ｃ２，Ｂ２を求めることができる。
【００６１】
このような処理により、レールや脱線防止ガイドなどの接触でできた傷、レールとの摩擦を緩和するために塗布された油による汚れ、さらに塗布されたペンキの剥がれなどによる測定値ばらつきを除去することができる。
【００６２】
図３において距離センサ１ｂの測定点の高さを、０＜距離センサ１ｂの測定高さＨ１＜タイヤ部の高さＨｔ、の範囲に設定すると、距離センサ１ｂの一群の測定点は車輪のタイヤ部の内側面１０６に多く集中し、より正しく内側面１０６までの距離Ｌ４を測定することが可能になる。この結果、内側面１０６の測定点数が多くなり、図７において度数分布の中心値における距離センサの測定値Ｌ４ｃを距離センサの測定値Ｌ４の代表値として選別しやすくなり、後述する内面距離Ｌｂの測定に含まれる誤差が減少する。
【００６３】
同様に、距離センサ２ｂについても測定点の高さを、０＜距離センサ２ｂの測定高さＨ１＜タイヤ部の高さＨｔ、の範囲に設定することにより、より正しく内側面１０６までの距離Ｌ６を測定することが可能となる。
【００６４】
また、車輪内側面における内側距離センサ１ｂ，２ｂは、後述する車輪径Ｄの測定も兼ねるため、車輪径Ｄの測定に必要な基準溝１０３（図４及び図５参照）を認識する必要がある。この制約を前述した距離センサ１ｂ，２ｂの好ましい測定高さの範囲に加味すると、距離センサ１ｂ，２ｂの測定高さを新製時の車輪において、基準溝１０３の高さＨｓ＜距離センサ１ｂの測定高さＨ１＜タイヤ部の高さＨｔ、の範囲に設定するのが好ましい。ここで、Ｈｓ及びＨｔは新製時の車輪１００におけるレールの頂点部からの基準溝１０３の高さとタイヤ部の高さである。
【００６５】
また、図５において、内側タイヤ側面１０６からの段差Ｌｄを利用して基準溝１０３
（測定点Ｃ１及びＣ２）を認識するときに、図７に示す選別処理で得られた度数分布の中心値における距離センサの測定値Ｌ４ｃで線分αを描くと、レールや脱線防止ガイドなどとの接触でできた傷，レールとの摩擦を緩和するために塗布された油による汚れ，塗布されたペンキの剥がれなどによる測定値ばらつきの影響を排除できる。
【００６６】
さらに、走行車輪は遥動や横ずれが発生するので、内側距離センサ１ｂ，２ｂの測定値は大きく変動する。図２に示すように、レール１１と車輪１００の間には可動遊間ｅと呼ばれる遊びが左右に設定され、この可動遊間ｅの存在により車輪１００がカーブ(曲線部)を曲がれるようになっている。したがって、走行車輪の遥動や横ずれ値が基準溝１０３の段差より大きい場合、従来の測定値毎の処理方法では基準溝１０３の認識ができないことがあった。
【００６７】
一方、図７に示す処理方法では、車輪全体の状況を把握することができ、遥動や横ずれによる誤差を除去することができる。すなわち、一群の測定値において出現度数の多い集合を内フランジ面１０６に相当する測定値群と認識できる。走行車輪の遥動や横ずれが発生すると上記集合の中心値が変動する。求められた測定値における集合の中心値と予想していた中心値を対比することで、遥動や横ずれを認知できるだけでなく、求められた測定値における集合の中心値を基準に測定点Ｃ１，Ｃ２を指定し、基準溝１０３の位置を認識することにより、含まれる誤差が除去でき、車輪径Ｄの測定における誤差を除去できる。
【００６８】
図６は、磨耗した車輪１００を内側距離センサ１ｂで測定した一例における時系列測定値を計算処理してグラフ表示した図である。
【００６９】
磨耗した車輪１００はタイヤ部（１０１〜１０７）の厚さＨｔが薄くなることにより、図４に示すように測定点の一部が波板部１０８に掛かる。内側フランジ面１０６に対しておよそ５０mmの段差（距離センサから遠ざかる方向）があり、段差が大きいためにこれら波板部１０８の測定値は大きく変動するので、測定点Ｅ１，Ｅ２を指定することにより波板部１０８の領域を識別でき、図７のヒストグラフ作成においてその領域の測定値を排除し求められた測定値における集合の中心値を指定するときの波板部１０８による誤差の原因を排除することが容易である。
【００７０】
以上のことは、もう一方の内側距離センサ２ｂについても同様に適用される。なお、摩耗した車輪１００における測定点Ｃ１，Ｃ２の間隔Ｘ１ｂは、測定点が車輪１００の中心Ｏに近づくことにより、新製の車輪１００における測定点Ｃ１，Ｃ２の間隔Ｘ１ａより長くなっている。
【００７１】
図８は、図４と同様に、外側の距離センサ１ａによる車輪１００の外側面における測定点の軌跡を示している。
【００７２】
車輪１００の踏面１０１がレール１１上の位置Ｏ２でレール１１と接触しており、車輪中心ＯからＯ２までの長さは車輪半径（Ｄ／２）に相当する。図中、太線で表わした線ロが測定点の軌跡である。
【００７３】
車輪１００が矢印方向に走行した時に、測定点の軌跡は測定点Ｐ１から順次Ｑ１，Ｑ２を経て測定点Ｐ２に至る。測定点Ｐ１〜Ｑ１はフランジ１０２の外側フランジ面１０４、測定点Ｑ１〜Ｑ２はタイヤ部の外側面１０７、測定点Ｑ２〜Ｐ２はフランジ１０２の外側フランジ面１０４を測定している。
【００７４】
図８において、測定点Ｐ１の測定高さＨＰ１がＱ１の測定高さＨ２に比べ高くなっているのは、外側フランジ面１０４がタイヤ部の外側面１０７より遠方にあり、距離センサ
１ａがレール１１（高さ方向の基準位置）下方より斜め上向き設置されていることによる（図３参照）。
【００７５】
図９は、距離センサ１ａで新製の車輪１００における外測面までの距離を測定した一群の測定値の一例を時系列測定値を計算処理してグラフ表示した図である。
【００７６】
縦軸は距離センサ１ａの測定値Ｌ３、横軸は測定点毎の時間間隔Ｔｓを車輪速度Ｖを用いて距離Ｖ×Ｔｓに換算して測定順に図示したものである。
【００７７】
外側のフランジ面１０４及びタイヤ部の外側面１０７は、平坦部であるため距離の測定値Ｌ３は一定値である。前述した車輪内側面の測定の場合と同様に、図７のようなヒストグラフ（度数分布図）を作図し、その中心値Ｌ３ｃを代表値として選別し、図９に線分βを描き、太線ハで示した測定値Ｌ３の軌跡との交点を測定点Ｑ１，Ｑ２として指定して求めることにより、レールや脱線防止ガイドなどの接触でできた傷、レールとの摩擦を緩和するために塗布された油による汚れ、さらに塗布されたペンキの剥がれなどによる測定値ばらつきを除去することができる。なお、太線ハで示した測定値Ｌ３の軌跡が測定点Ｐ１とＱ１，Ｑ２とＰ２の途中で消えているのは、車輪１００の踏面１０１が直線状に傾斜していて反射光を捕捉できず、距離センサ１ａで距離を測定できないことによる。しかしながら、踏面１０１は直線状に傾斜しているので、太線ハの消えている箇所は直線で接続しても構わない。
【００７８】
図３において、距離センサ１ａの測定点の高さを、０＜距離センサ１ａの測定高さＨ２＜タイヤ部の高さＨｔ、の範囲に設定すると、距離センサ１ａの測定点は車輪１００のタイヤ部の外側面１０７に多く集中する。
【００７９】
外側面１０７上は平坦面であるため、距離センサ１ａの測定値Ｌ３は概ね一定値が得られる。同様に、距離センサ２ａについても、０＜距離センサ２ａの測定高さＨ２＜タイヤ部の高さＨｔ、の範囲に設定することにより、外側面１０７上での測定点数が多くなり、より正しく外側面１０７までの距離Ｌ５を測定することが可能となる。
【００８０】
図３において、車輪１００の外側面（リム面）１０７と踏面１０１が交差する箇所であるリム端部１０９（Ｑ１及びＱ２も同意）は３Ｃ又は４Ｃの面取りが施されている。
【００８１】
図９において、リム端部１０９の測定点Ｑ１，Ｑ２付近の破線γはこの面取り箇所を示し、この面取り箇所はリム端部１０９の特徴点として、リム端部１０９の認識のために利用する。
【００８２】
ところが、図１０は磨耗した車輪を測定した一例であるが、図１０から明らかなように、磨耗車輪ではリム端部１０９が外側（距離センサ２ａ，２ｂ側）に盛り上がる現象（リムだれ現象と呼ぶ）が発生している（このリムだれ現象は車輪１００の摩耗によるものではなく、レール１１よりタイヤ部の素材の方が軟らかく、車両１０の荷重が掛かることにタイヤ部が展延することによって発生するものである）。
【００８３】
太線δで示すように、リム端部１０９の認識において位置誤差ΔＸが生じていた。図９と図１０のΔＸを比較すると、磨耗した車輪１００でのリム端部１０９の誤差が大きいことが分かる。
【００８４】
ここで、リムだれ現象がリム端部１０９で車輪１００の全周において均等に生じているとすれば、リムだれ現象による盛り上がり量は測定点Ｑ１付近と測定点Ｑ２では同等と云える。したがって、このリムだれ現象による盛り上がりに起因して発生する位置誤差ΔＸも、測定点Ｑ１付近と測定点Ｑ２では符号が反対で値が同等である。そこで、図１０のように中心値Ｌ３ｃを代表値として線分βを描き、測定点Ｑ１，Ｑ２を指定してからＸ２ｂを測定し、その中間点Ｘ２ｂ／２にあたるＯ１の位置を求めれば、上述した位置誤差ΔＸが相殺される。このように磨耗した車輪１００であっても測定点Ｑ１，Ｑ２を指定でき、リム端部１０９の磨耗変形が発生しても車輪通過方向での位置誤差が相殺される。さらに、レールや脱線防止ガイドなどの接触でできた傷、レールとの摩擦を緩和するために塗布された油による汚れ、さらに塗布されたペンキの剥がれなどによる測定値ばらつきを除去することができる。
【００８５】
以上のことは、もう一方の外側距離センサ２ａについても同様に適用される。なお、摩耗した車輪１００における測定点Ｑ１，Ｑ２の間隔Ｘ２ｂは、測定点が車輪１００の中心Ｏにちかづくことにより、新製の車輪１００における測定点Ｑ１，Ｑ２の間隔Ｘ２ａより長くなっている。
【００８６】
以下、処理部７おいて、各距離センサ１ａ，１ｂ，２ａ，２ｂで得た測定値毎に、車両１０の走行方向における車輪１００の長さ寸法と車輪の軸中心からの距離寸法を得て、両寸法から車輪１００の半径方向での車輪の長さへ変換することにより，設計図において用いるところの車輪中心を含む直線で切断した形状図と同等の形状図を得ることについて、説明する。
【００８７】
図１において、速度検出部５で得られた速度Ｖ及び車軸カウント値は、経過時間と共に制御部４の制御によって逐次記憶部６に格納される。各距離センサ１ａ，１ｂ，２ａ，
２ｂからの一群の出力波形（測定値）は、増幅部２０で増幅されてから、Ａ／Ｄ変換部３でＡ／Ｄ変換され、制御部４の制御によって車軸カウント値を参照して、車軸毎に逐次記憶部６に格納される。
【００８８】
それから、処理部７において、記憶部６に格納された計測データＬ３〜Ｌ６と予め格納されている距離センサ１ａ，１ｂ，２ａ，２ｂの設置に係るデータＬ１ａ，Ｌ１ｂ，Ｌｇ＋Ｌ２ａ，Ｌｇ−Ｌ２ｂや照射角度データθ１ａ，θ１ｂ，θ２ａ，θ２ｂおよび軌間データＬｇと速度検出部５で検出される車輪速度Ｖを用いて、逐次左右の各車輪１００における車輪の内面距離Ｌｂ，車輪径Ｄ，フランジ厚さｄｆ，フランジ高さｆｎおよびフランジ角度θなどの車輪形状を、以下のようにして演算で求める。
【００８９】
図２において、車輪１００の内面距離Ｌｂは内側距離センサ１ｂ，２ｂの測定結果Ｌ４，Ｌ５を用い、下式で計算する。
（数１）
Ｌｂ＝Ｌｇ−（Ｌ１ｂ−Ｌ４×cos（θ１ｂ））−（Ｌ２ｂ−Ｌ６×cos（θ２ｂ））
なお、図２において、ｅはレール１１と車輪１００の間の片側の可動遊間である。
【００９０】
図４において、車輪径Ｄは三角形Ｏ・Ｃ１・Ｏ１を利用して計算できる。線分Ｏ・Ｃ１は車輪中心Ｏから基準溝１０３までの長さであり、基準溝１０３の直径Ｄ０が予め分かっており、Ｄ０／２である。線分Ｏ・Ｏ１は、図４から明らかなようにＤ／２−Ｈ１である。Ｈ１は距離センサ１ｂにおける測定高さであり、図２の設置高さＨ１ｂを用いて下式で計算できる。
（数２）
Ｈ１＝Ｌ４×sin（θ１ｂ）−Ｈ１ｂ
一方、線分Ｃ１・Ｏ１は、図４において測定点Ｃ１及びＣ２を用いて基準溝１０３間の車輪通過距離の測定から求めることができる。例えば、図６の測定例において基準溝103間の車輪通過距離はＸ１ｂと得られる。
【００９１】
図４から明らかなように、車輪１００は車輪中心Ｏからレール１１へ下ろした垂線Ｏ・Ｏ２に対して左右対称であるから、線分Ｃ１・Ｏ１はＸ１ｂ／２と得られる。
【００９２】
従って、図５のＯ１の位置は車輪中心Ｏの真下に位置するので車輪１００の中心位置になっている。
【００９３】
次に、三角形Ｏ・Ｃ１・Ｏ１について、三平方の定理を用いて車輪径Ｄは下式で計算できる。
（数３）
Ｄ＝２×（√（(Ｄ０／２)2−(Ｘ１ｂ／２)2））＋２×Ｈ１
図６において、車輪中心に相当する位置Ｏ１の座標は、線分Ｃ１・Ｏ１の長さより特定することができる。すなわち、上記の通り、車輪通過方向長さはＶ×Ｔｓ×ｎで表わされ、個々の測定点の座標は測定点のサンプリング番号で表わされる。例えば、基準溝１０３（Ｃ１）を認識した測定点のサンプリング番号をｎ１とすれば、それより増分した長さがＸ１ｂ／２であるからことから、位置Ｏ１のサンプリング番号ｎ２は下式より計算できる。
（数４）
ｎ２＝ｎ１＋（Ｘ１ｂ／２）／（Ｖ×Ｔｓ）
図４に示すように車輪中心Ｏは、位置Ｏ１の真上に位置するので、その走行方向での座標は位置Ｏ１のサンプリング番号ｎ２を利用することができる。
【００９４】
図１１の測定点Ａ１〜Ｂ１〜Ｅ１の間の太線ニは、内側の距離センサ１ｂの一群の測定値から得られた結果であり、車輪中心（相当する位置Ｏ１）を位置基準とし車輪の形状図に描いたものである。これは、図４で車輪中心Ｏからレール１１へ下ろした垂線Ｏ・Ｏ１で二分割した車輪の左半分に相当する（図６参照）。
【００９５】
縦軸は距離センサ１ｂとの位置関係（Ｌ１ｂ）を示すと共に、縦方向の長さは測定値の水平成分（Ｌ４×cos（θ１ｂ））を示す。また、横方向の長さは、車輪通過距離（車輪通過方向長さと同意）を示す。
【００９６】
一方、破線は同様にして描いた車輪１００の左半分に相当する設計図での形状ある。ここで、両者を比較すると、車輪通過方向長さが異なるのは、一般的に設計図は車輪中心を含む直線で切断した切断面として描かれることに対し、測定結果は距離センサ１ｂによる測定高さＨ１で走行車輪を測定した部分断面であることによる。
【００９７】
測定結果の車輪通過方向長さを設計図に対応する長さ補正する方法として、仮に、距離センサ１ｂの測定高さを車輪半径（Ｄ／２）と考えると、図４から明らかなように、車輪中心を含む直線（Ａ１ａ〜Ｂ１ａ〜Ｃ１ａ〜Ｅ１ａ〜Ｏ）で切断した切断面は設計図での形状と同等になる。
【００９８】
したがって、距離センサ１ｂで測定した一群の測定値について、各測定点毎に、車輪通過方向長さを測定点高さに基づいて、車輪半径（Ｄ／２）の位置を距離センサ１ｂの測定高さとしたようにする長さ補正を行う。
【００９９】
一例として、図４において、測定点Ａ１の計算処理は、車輪通過方向長さ（線分Ａ１・Ｏ１ａ）を測定点Ａ１から車輪中心Ｏまでの長さ（線分Ａ１・Ｏ＝線分Ａ１ａ・Ｏ）へ長さ補正を行う。線分Ａ１・Ｏは、三角形Ｏ・Ａ１・Ｏ１ａについて三平方の定理より下式で計算できる。
（数５）
線分Ａ１・Ｏ＝√（（線分Ａ１・Ｏ１ａ）2＋（線分Ｏ・Ｏ１ａ）2）
ここで線分Ａ１・Ｏ１ａは車輪通過方向長さ（測定値）であり、線分Ｏ・Ｏ１ａは図４から明らかなように、Ｄ／２−ＨＡ１である。ＨＡ１は測定点Ａ１の測定高さであるが、一般的に表現すると測定高さＨ１と同意である。
【０１００】
処理部７において、各測定点について上記数５の演算を行うと、図１１の太線ニを得ることができる。
【０１０１】
図１１と同様に、図１２の測定点Ｐ１〜Ｑ１〜Ｏ（Ｏ１）を結ぶ太線ホは、外側の距離センサ１ａの一群の測定値から得られた結果であり、車輪中心（相当する位置(Ｏ(Ｏ１))を位置基準とし車輪の形状図に描いたものである。これは図８で車輪中心Ｏからレール
１１へ下ろした垂線Ｏ・Ｏ１で二分割した車輪の左半分に相当する（図９参照）。
【０１０２】
縦軸は距離センサ１ａとの位置関係（Ｌ１ａ）を示すと共に、縦方向の長さは測定値の水平成分（Ｌ３×cos（θ１ａ））を示す。また、横方向の長さは、車輪通過距離を示す。
【０１０３】
一方、破線は、同様にして描いた車輪左半分に相当する設計図での形状である。ここで、両者を比較すると、車輪通過方向長さが異なるのは、図１１と同じ理由による。
【０１０４】
測定結果の車輪通過方向長さを設計図に対応する長さ補正すると、図１１と同様に考えると、図８から明らかなように、車輪中心を含む直線（Ｐ１ａ〜Ｑ１ａ〜Ｒ１ａ）で切断した切断面は設計図の形状と同等になる。
【０１０５】
したがって、距離センサ１ａで測定した一群の測定値について、測定点毎に、車輪通過方向長さを測定点高さに基づいて、長さ補正を行う。
【０１０６】
一例として、図８において、測定点Ｐ１の計算処理は、車輪通過方向長さ（線分Ｐ１・Ｏ１ａ）を測定点から車輪中心までの長さ（線分Ｐ１・Ｏ＝線分Ｐ１ａ・Ｏ）へ長さ補正を行う。
【０１０７】
線分Ｐ１・Ｏは、三角形Ｏ・Ｐ１・Ｏ１ａについて三平方の定理より下式で計算できる。
（数６）
線分Ｐ１・Ｏ＝√（(線分Ｐ１・Ｏ１ａ)2＋(線分Ｏ・Ｏ１ａ)2）
ここで、線分Ｐ１・Ｏ１ａは車輪通過方向長さ（測定値）であり、線分Ｏ・Ｏ１ａは図８から明らかなようにＤ／２−ＨＰ１である。ＨＰ１は測定点Ｐ１の測定高さであるが、一般的に表現すると測定高さＨ２と同意である。
【０１０８】
Ｈ２は、距離センサ１ａの図２に示した設置高さＨ１ａを用いて、下式で計算できる。
（数７）
Ｈ２＝Ｌ３×sin（θ１ａ）−Ｈ１ａ
処理部７において、各測定点について上記数６の演算を行うと、図１２の太線ホを得ることができる。
【０１０９】
以下、車輪１００における各部の寸法の取り方について、説明する。  
先ず、図１３により、処理部７で行うフランジ厚さｄｆの求め方を説明する。
【０１１０】
図１３は、縦軸方向の位置基準をレール１１Ｌの内側面として、内側距離センサ１ｂの一群の測定値について上述した車輪通過方向長さの長さ補正を行い車輪中心Ｏを車輪通過方向の位置基準として描いた形状図と、外側の距離センサ１ａの一群の測定値について上述した車輪通過方向長さの長さ補正を行い車輪中心Ｏを車輪通過方向の位置基準として描いた形状図を処理部７で重ねて作図した車輪の形状図で、このように、図１１と図１２から設計図と同等な車輪１００の形状図を得ることができる。
【０１１１】
フランジ厚さｄｆは両車輪１００の中間位置である車軸の中心Ｐ５から外側の距離センサ１ａによる測定点Ｐ３までの距離と定義され、下式で計算される。
（数８）
ｄｆ＝線分Ｐ３・Ｐ４＋線分Ｐ４・Ｐ５  
＝（Ｌｗ−線分Ｐ２・Ｐ３）＋Ｌｂ／２
（数９）
線分Ｐ２・Ｐ３＝Ｐ３までの測定値の水平成分−Ｐ２までの測定値の水平成分
ここで、線分Ｐ４・Ｐ５の長さは内側の距離センサ１ｂ，２ｂによる測定値を基に数１で得た内面距離Ｌｂの半分の長さ（Ｌｂ／２）であり、Ｌｗは車輪幅、踏面１０１は車輪中心Ｏからの半径（Ｄ／２）で内側のフランジ面１０６から６５mm内側の点と定義され、測定ポイントＰ３は踏面１０１から１０mm外周方向の外フランジ面１０４上の点と定義されていることを利用する。
【０１１２】
図１４により、処理部７で行うフランジ角度θの求め方を説明する。  
図１４は、図１３と同様にして描いた車輪の形状図である。
【０１１３】
測定点Ｐ３近傍のフランジ外面１０４は車輪の新製時及び転削直後は円錐面であり、その断面図では直線となる。したがって、測定点Ｐ３近傍の複数の測定データを抽出し、それらの回帰直線を算出し、走行方向に対する回帰直線の傾斜角度をフランジ角度θとする。
【０１１４】
図１５により、処理部７で行うフランジ高さｆｎの求め方を説明する。  
図１５も、図１３と同様にして描いた車輪の形状図である。
【０１１５】
フランジ高さｆｎは、踏面１０１からフランジ１０２の先端までの長さと定義され、図１５において、Ａ１ｆとＰ１ｆはそれぞれ内側の距離センサ１ｂと外側の距離センサ１ａで測定したフランジ１０２の先端部に相当する測定点を上述した車輪通過方向長さの長さ補正を行い車輪中心Ｏを車輪通過方向の長さとしたもので、このようにして得た両長さ
Ａ１ｆ，Ｐ１ｆを比較して、フランジ１０２の先端部により近い点を選択し、その点と踏面１０１までの長さを算出しフランジ高さｆｎとする。
【０１１６】
図１３に示した摩耗した車輪１００の形状図を新製の（転削直後を含む）車輪１００の形状図と車軸中心を合わせて、モニタ画面上に寸法を合わせて表示させると、容易に比較測定ができ、設計図（新製時及び）と各々比較して、車輪径Ｄ，フランジの厚さｄｆ，フランジ高さｆｎ，フランジ角度θや車輪内面距離Ｌｂの減少量で、車輪１００の脱輪を予測して事故に至らないように早めに車輪１００を新製時のフランジ形状に戻す車輪転削や新製品と交換することができる。
【０１１７】
以上説明した本発明になる鉄道車両走行車輪測定装置においては、距離センサで得られる一群の測定値から設計図において用いるところの車輪中心を含む直線で切断した形状図と同等の形状図を得ることができる。
【０１１８】
また、走行車輪の内側と外側に設置した距離センサで測定した一群の測定値を用いて車輪の形状図を描くにあたり、両者の車輪通過方向の位置基準を明確なものとし、車輪の形状図を描くにあたり誤差を含まないようにすることができる。
【０１１９】
また、走行車輪の外フランジ面と内フランジ面にはレールや脱線防止ガイドなどとの接触でできた傷，レールとの摩擦を緩和するために塗布された油による汚れ，さらに車輪に塗布されたペンキの剥がれなどにより測定値にばらつきが含まれていても、車輪の形状図を描くにあたり誤差を含まないようにすることができる。
【０１２０】
さらにまた、走行車輪の遥動や横ずれの影響により外フランジ面と内フランジ面までの距離変動が発生し、上記フランジ面からの段差が微小な基準溝位置の認識に誤差が生じたとしても、車輪の形状図を描くにあたり誤差を含まないようにすることができる。
【０１２１】
また、複雑な車輪形状であっても車輪の形状図を描くにあたり処理が複雑にならず、しかも誤差を含まないようにすることができる。  
さらにまた、荷重による車輪形状の変形も把握することができる。
【０１２２】
さらにまた、走行車輪の内側と外側に設置した距離センサで測定した一群の測定値を用いて得た車輪の形状図と設計図において用いるところの車輪中心を含む直線で切断した車輪の形状図を重ねて同時に表示して、実車輪と新製車輪を比較をすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０１２３】
【図１】本発明の一実施形態になる鉄道車両走行車輪測定装置により車輪を測定する状況を示す図である。
【図２】図１に示す鉄道車両走行車輪測定装置において距離センサで走行車輪までの距離を非接触で計測する状況を示す図である。
【図３】本発明の特徴とする距離センサの設置高さ状況を示す図である。
【図４】図１に示す鉄道車両走行車輪測定装置において、車輪の磨耗が途中まで進んだ時点で内側の距離センサで測定をした状況を示す図である。
【図５】図４に示す車輪内側面の測定において、新製の車輪を対象に行った時系列測定値を計算処理してグラフ表示した図である。
【図６】図４に示す車輪内側面の測定において、磨耗した車輪を対象に行った時系列測定値を計算処理してグラフ表示した図である。
【図７】図４に示す測定結果から車輪までの距離を選別する処理方法を説明する図である。
【図８】図１に示す鉄道車両走行車輪測定装置において、外側の距離センサで測定をした状況を示す図である。
【図９】図８に示す車輪外側面の測定において、新製の車輪を対象に行った時系列測定値を計算処理してグラフ表示した図である。
【図１０】図８に示す車輪外側面の測定において、磨耗した車輪を対象に行った時系列測定値を計算処理してグラフ表示した図である。
【図１１】図６に示す内側の距離センサによる車輪内側面の測定値を車輪中心を位置基準として、設計図上に重ね書きをした図である。
【図１２】図１０に示す外側の距離センサによる車輪外側面の測定値を車輪中心を位置基準として、設計図上に重ね書きをした図である。
【図１３】図１に示す処理部において行うフランジ厚さの求め方を説明する図である。
【図１４】図１に示す処理部において行うフランジ角度の求め方を説明する図である。
【図１５】図１に示す処理部において行うフランジ高さの求め方を説明する図である。
【符号の説明】
【０１２４】
１ａ，１ｂ，２ａ，２ｂ…距離センサ、３…Ａ／Ｄ変換部、４…制御部、５…速度検出部、６…記憶部、７…処理部、１０…鉄道車両、１１Ｌ，１１Ｒ…レール、１２…ベース台、１００…車輪。
【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】
2007292473.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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