JP2004251842A

JP2004251842A - Track irregularity measuring instrument

Info

Publication number: JP2004251842A
Application number: JP2003044639A
Authority: JP
Inventors: Yasukuni Naganuma; 泰州永沼; Masashi Fukushima; 誠志福島
Original assignee: Central Japan Railway Co
Current assignee: Central Japan Railway Co
Priority date: 2003-02-21
Filing date: 2003-02-21
Publication date: 2004-09-09
Anticipated expiration: 2023-02-21
Also published as: JP3694507B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce a weight while inspection-measuring surface disorder and live disorder, using a versine method. <P>SOLUTION: A surface detecting angle gage 38 and a line detecting angle gage 39 are provided in a universal joint 37 portion connected to two beam members 31, 32, and three travel rollers 34, 35, 36 traveling on rails R are provided in end parts of the beam members 31, 32 and a joint portion. Bending between the beam members 31, 32 when all the travel rollers 34, 35, 36 abut onto the same rail R is carried out along a direction perpendicular to a rail tread face Ra and is also carried out along a direction horizontal to the rail tread face Ra, the surface detecting angle gage 38 detects a relative angle θk between the beam members 31, 32 when projected onto a face including the rail R and perpendicular to the rail tread face Ra, and the line detecting angle gage 39 detects a relative angle θt between the beam members 31, 32 when projected onto a face horizontal to the rail tread face Ra. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、軌道狂いを測定する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
鉄道車両を安全で快適に走行させるためには、鉄道軌道を常に良好な状態に保守管理する必要があり、このためにはレールの不整量（軌道狂い）の測定が不可欠である。軌道狂いの測定は主に、高速軌道検測車または簡易な軌道検測装置により行われている。このうち高速軌道検測車は測定専用の車両で、効率良く軌道狂いを測定するため、営業列車と同等の速度で運行され、主に本線の軌道狂いを測定する。一方の簡易軌道検測装置は、手押しまたは牽引により極低速で移動するトロリーで、副本線や基地線など高速軌道検測車の走行しない箇所の測定、軌道狂い整正作業直後の仕上がり確認、等に利用されている。
【０００３】
現存する軌道検測車および簡易軌道検測装置は、その大多数が「正矢（せいや）法」と呼ばれる測定原理により、鉛直方向の軌道不整（高低狂い）および、水平方向の軌道不整（通り狂い）を測定している（例えば特許文献１参照）。この正矢法は、複数点の相対変位により軌道狂いを測定する「差分法」の一種で、図１１（ａ）に示すとおり、任意の２点間に水糸αを張り、その中点とレールβとの距離を測定するものである。現存する主な可搬式軌道検測装置は１〜３ｍの基準の梁（弦：測定の基線）γをレールβに押し当て、その梁γの中央点とレールβとの相対変位を変位計で測定している（図１１（ｂ））。
【０００４】
少数ではあるが正矢法以外の原理を採用する簡易測定装置も存在し、例えば、傾斜計によりレール勾配（傾斜角）を検出し、これを距離積分することで高低狂いを得る方法（例えば非特許文献１参照）や、レーザー光線を基準としてレールとの距離を測定する方法等が可搬式軌道検測装置（例えば特許文献２参照）として実用化されている。
【０００５】
【特許文献１】
特開平７−２２３５３９号公報
【非特許文献１】
ＣｏｅｎｒａａｄＥｓｖｅｌｔ著「ＭｏｄｅｒｎＲａｉｌｗａｙＴｒａｃｋ」２００１ＭＲＴ−ＰｒｏｄｕｃｔｉｏｎｓＰ．５５３（ＩＳＢＮ９０−８００３２４−３−３ＳＩＳＯ６９６．３ＵＤＣ６２５．１）
【特許文献２】
特開平１０−２２１０５０号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
簡易軌道検測装置の目的は、軌道狂いを簡便に測定することであるから、以下の軌道狂いの基本７項目を同時測定できることが望まれている。
・高低狂い（左・右）…レール上下方向の狂い
・通り狂い（左・右）…レール左右方向の狂い
・軌間狂い…左右レールの内面間の幅（軌間）の狂い
・水準狂い…左右レールの高さの違い
・平面性狂い…車軸の間隔に近い距離（例えば在来線で５ｍ、新幹線で２．５ｍ）の間の線路のねじれ
さらに可搬式軌道検測装置には軽量である必要もある。しかし、これらを両立した可搬式軌道検測装置は現存しない。７項目同時測定可能な装置は重く（例えば７０ｋｇ以上）、軽量な装置は測定項目が限定されているのが実情である。
【０００７】
従来の可搬式軌道検測装置が軽量化できなかった理由は、図１１（ｂ）に示したとおり、基準の梁γ（約１〜３ｍ）、および変位計を使用して正矢法検測機構を構成していることに起因する。正矢法の弦に相当する「梁γ」は可能な限り直線性を保持することが必要で、梁γの僅かな撓みも測定誤差となるため、梁γには高い剛性が求められる。この梁γの高剛性化は装置全体の重量増のみならず、「折り畳み」や「分割」構造の実現をも妨げる。
【０００８】
この結果として、従来装置の場合は、測定作業自体は１人で行えるものの、その運搬や載線作業には複数の作業員を必要とするため、測定作業の機動性という点が大きく損なわれていた。
一方、傾斜角を積分する方法は、１つの傾斜計のみで測定可能なため、高低狂いに限定すれば大幅な軽量化の可能性がある。しかしこの方法を通り狂い測定に適用するのは困難で、通り狂いも共に測定したい場合、現状では正矢法を併用せざるを得ず、前述の理由から軽量化困難である。
【０００９】
また、レーザー光線を使用する方法は、雨、霧等により測定精度に影響を受け易く、機器の据え付けに時間がかかる他、長距離の測定には不向きであるため、現状では試作の段階に留まり、実使用に耐えうる装置は存在しない。
そこで本発明は、高低狂いや通り狂いを正矢法を用いて検測しながら、軽量化も実現できるようにした軌道狂い測定装置を提供することを目的とする。
【００１０】
また、同様の原理を適用して他の種類の軌道狂いを検測する装置を提供することも目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
（１）請求項１に係る軌道狂い測定装置は、高低狂いを測定可能な装置であり、ｎ（ｎ≧２）本の梁部材、ｎ本中の２本の梁部材同士を折れ曲げ可能に接続するｎ−１個の関節部、各梁部材に少なくとも１つ対応して設けられ、且ついずれか１つの梁部材については２つ対応して設けられ、レール上に当接可能な当接部材、各関節部に対応して設けられ、当該関節部にて折れ曲がる２本の梁部材のなす角度を直接又は間接的に検出する角度検出手段を備えている。そして、角度検出手段が検出する２本の梁部材のなす角度は、全ての当接部材を同一レール上に当接させた際の、レール踏面に垂直な面に投影した２本の梁部材のなす角度である。
【００１２】
本軌道狂い測定装置の角度検出手段によって検出した角度に基づいて得られる「２本の梁部材のなす角度」に基づけば、梁部材の長さ等を用いて高低狂いを計算することができる。例えば簡単のため、２本の梁部材の端部同士が関節部にて接続されている場合を考える。各々の梁部材の長さをＬ１，Ｌ２とし、角度検出手段の出力をθとすると、高低狂いの大きさＶは下式で表される。
Ｖ＝｛２Ｌ１・Ｌ２／（Ｌ１＋Ｌ２）｝・ｓｉｎ（θ／２）
このように、本発明の軌道狂い測定装置によれば、図１１（ｂ）で例示したような従来の基準梁をレールβに押し当ててその梁γの中央点とレールβとの相対変位を変位計で測定する手法のような「高剛性の梁」を必要とせずに、正矢法による高低狂い測定が可能となる。例えば２ｍ正矢法を測定原理とする既存の装置では、弦長となる２ｍの梁γを前後の測定点で２点支持し、その梁γの撓みを限りなくゼロにする必要がある。しかし、本発明では、例えば上述した梁部材端部同士を関節部にて接続する構成において２本の梁部材を同じ長さにした場合には、各梁部材は１ｍでよくなるため、２ｍ弦測定のケースであれば従来技術における弦長の半分、つまり１ｍの梁の剛性確保で済むこととなる。したがって、高低狂いを正矢法を用いて検測しながら、軽量化も実現できる。
【００１３】
なお、当接部材については、最低限レールに当接可能であればよいが、さらにレールを走行可能であってもよい。当接部材がレールを走行可能であれば、測定部位を移動する場合に、当接部材をその都度レールから外されなくてもよくなり便利である。この走行可能に構成する場合、例えばローラのように回転しながらレールを走行可能な部材が代表的なものとして考えられるが、回転せずに滑走（摺動）するような部材であっても、走行可能であれば構わない。
【００１４】
また、角度検出手段は、例えば関節部に設けた角度計で「２本の梁部材のなす角度」を直接検出してもよいし、例えば梁の所定位置を検出点とし、その検出点と基準位置との距離を例えば変位計（レーザ等）にて計測し、その距離から角度を（間接的に）求めるようにしてもよい。
【００１５】
（２）請求項２に係る軌道狂い測定装置は、通り狂いを測定可能な装置であり、ｎ（ｎ≧２）本の梁部材と、ｎ本中の２本の梁部材同士を折れ曲げ可能に接続するｎ−１個の関節部、各梁部材に少なくとも１つ対応して設けられ、且ついずれか１つの梁部材については２つ対応して設けられ、レール上に当接可能な当接部材、各関節部に対応して設けられ、関節部にて折れ曲がる２本の梁部材のなす角度を直接又は間接的に検出する角度検出手段を備えている。そして、角度検出手段が検出する２梁部材のなす角度は、全ての当接部材を同一レール上に当接させた際の、レール踏面に水平な面に投影した２本の梁部材のなす角度である。
【００１６】
本軌道狂い測定装置の角度検出手段によって検出した角度に基づいて得られる「２本の梁部材のなす角度」に基づけば、梁部材の長さ等を用いて通り狂いを計算することができる。この計算原理は、上述した高低狂いの場合と全く同じであり、角度成分の対象となる面が異なるだけである。したがって、本発明によれば、通り狂いを正矢法を用いて検測しながら、軽量化も実現できる。
【００１７】
このように、高低狂いや通り狂いが反映した「梁部材のなす角度」を検出することによって、それらの狂いを測定する技術思想を説明したが、同様に、「梁部材のなす角度」を検出することによって「軌間狂い」や「水準狂い」といった他の軌道狂いを測定することも可能である。以下、順番に説明する。
【００１８】
（３）請求項３に係る軌道狂い測定装置は、軌間狂いを測定可能な装置であり、ｎ（ｎ≧２）本の梁部材、ｎ本中の２本の梁部材同士を折れ曲げ可能に接続するｎ−１個の関節部、各梁部材に少なくとも１つ対応して設けられ、且ついずれか１つの梁部材については２つ対応して設けられ、レール上に当接可能な当接部材、各関節部に対応して設けられ、関節部にて折れ曲がる２本の梁部材のなす角度を直接又は間接的に検出する角度検出手段を備えている。そして、角度検出手段が検出する２本の梁部材のなす角度は、一方の梁部材に対応して設けられた当接部材と前記部に対応して設けられた当接部材を同一レール上で走行させ、他方の梁部材に対応して設けられた当接部材を他方のレール上で走行させた際の、レール踏面に水平な面に投影した２本の梁部材のなす角度である。
【００１９】
上述した高低狂いや通り狂いの場合は１本のレールにおける狂いであるため、全ての当接部材を同一レール上で走行させて測定することとなる。これに対して軌間狂いや水準狂いは２本のレール同士の位置関係に起因するものであるため、一方の梁部材と関節部に対応する当接部材を一方のレール上で走行させ、他方の梁部材に対応する当接部材は他方のレール上で走行させる。そして、本軌道狂い測定装置の角度検出手段によって検出した角度に基づいて得られる「レール踏面に水平な面に投影した２本の梁部材のなす角度」に基づけば、梁部材の長さ等を用いて軌間狂いを計算することができる。
【００２０】
（４）請求項４に係る軌道狂い測定装置は、水準狂いを測定可能な装置であり、ｎ（ｎ≧２）本の梁部材、ｎ本中の２本の梁部材同士を折れ曲げ可能に接続するｎ−１個の関節部、各梁部材に少なくとも１つ対応して設けられ、且ついずれか１つの梁部材については２つ対応して設けられ、レール上に当接可能な当接部材、各関節部に対応して設けられ、関節部にて折れ曲がる２本の梁部材のなす角度を直接又は間接的に検出する角度検出手段を備えている。そして、角度検出手段が検出する２本の梁部材のなす角度は、一方の梁部材に対応して設けられた当接部材と関節部に対応して設けられた当接部材を同一レール上で走行させ、他方の梁部材に対応して設けられた当接部材を他方のレール上で走行させた際の、レール踏面に垂直な面に投影した２本の梁部材のなす角度である。
【００２１】
そして、本軌道狂い測定装置の角度検出手段によって検出した角度に基づいて得られる「レール踏面に垂直な面に投影した２本の梁部材のなす角度」に基づけば、梁部材の長さ等を用いて水準狂いを計算することができる。
（５）請求項５に係る軌道狂い測定装置は、請求項１〜４の何れかに記載の軌道狂い測定装置の構成の内、少なくとも２つ以上の構成を備え、且つ、少なくとも１本の梁部材は兼用されていることを特徴とする。このようにすれば、「高低狂い」、「通り狂い」、「軌間狂い」及び「水準狂い」の内の２つ以上を同時に測定することが可能である。そして、単にそれぞれの構成を併有しているだけでなく、少なくとも１本の梁部材は兼用されているので、構成の簡素化の点でも有効である。
【００２２】
なお、請求項１に示す「高低狂い」を測定する構成と請求項２に示す「通り狂い」を測定する構成を組合せる場合には、梁部材は全て兼用することも可能であり、また、請求項３に示す「軌間狂い」を測定する構成と請求項４に示す「水準狂い」を測定する構成を組合せる場合にも、梁部材を全て兼用することも可能である。このような構成にすれば、梁部材と関節部の個数は各狂いを単独で測定する場合と同じでありながら、両方の軌道狂いを共に測定できる。そして、それらの組合せ構成をさらに組み合わせて４つの狂いを全て測定する構成を実現する場合にも、さらに少なくとも１本の梁部材を兼用することが可能であり、その場合には、梁部材の数を無用に増加させずに４つの狂いを測定する構成が得られる。
【００２３】
また、上述の「発明が解決しようとする課題」の欄において、軌道狂いの基本７項目として、高低狂い（左・右）・通り狂い（左・右）・軌間狂い・水準狂い・平面性狂いを挙げたが、左右いずれかのレールの高低狂いと通り狂い、及び軌間狂いと水準狂いという４項目を直接測定できれば、残る３項目は演算によって求めることができる。つまり、反対レールの高低狂いは、測定レールの高低狂い＋水準狂いで演算でき、反対レールの通り狂いは、測定レールの通り狂い＋軌間狂いで演算できる。また、平面性狂いは水準データの差分にて演算できる。
【００２４】
以上説明したようにして検出した角度に関しては、例えば次のように処理することが考えられる。例えば、当接部材についてはレールを走行可能に構成しておき、さらに、レールを走行した距離を検出する走行距離検出手段、角度検出手段によって検出した角度を、走行距離検出手段によって検出した走行距離と対応付けて、内蔵する記憶手段に記憶させる記憶制御手段又は外部装置へ出力する出力制御手段の少なくともいずれか一方を備えるようにするのである。このようにすれば、所定の起点からの走行距離に対応した検出角度を取得できるため、その検出データに基づいて、軌道狂いの分析等を行うことができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明が適用された実施例について図面を用いて説明する。なお、本発明の実施の形態は、下記の実施例に何ら限定されることなく、本発明の技術的範囲に属する限り、種々の形態を採り得ることは言うまでもない。
【００２６】
［第１実施例］
図１（ａ）は、第１実施例の軌道狂い測定装置１０の概略構成を示す説明図である。第１実施例の軌道狂い測定装置１０は、軌道狂いの内の「高低狂い」を測定するための装置であり、２本の梁部材１１，１２、それら２本の梁部材１１，１２を接続するジョイント１７、そのジョイント１７部分に設けられた高低検出角度計１８、レールＲを走行可能な３つの走行ローラ１４，１５，１６を備えている。なお、走行ローラ１４，１５，１６は、レール踏面Ｒａ（図１（ｂ）も参照）に当接しながら、走行可能に構成されている。
【００２７】
２本の梁部材１１，１２は、それぞれの長さがＬ１，Ｌ２（ｍｍ）である。また、ジョイント１７は、２本の梁部材１１，１２の端部同士を折れ曲げ可能に接続する「関節部」に相当し、全ての走行ローラ１４，１５，１６を同一レールＲ上に当接させた際の梁部材１１，１２間の折れ曲げが、レール踏面Ｒａに垂直な方向にて行われるよう構成されている。なお、本実施例においては、２本の梁部材１１，１２は、軌道に高低狂いが存在しない状態での相対角θ＝零（０）となるよう初期設定がされている。そして、高低検出角度計１８は、レールＲを含みレール踏面Ｒａに垂直な面に投影した場合における梁部材１１，１２間の相対的な折れ曲げ角度（以下、単に相対角とも称す。）θを検出可能となっている。
【００２８】
このような構成であるため、走行ローラ１４，１５，１６をレールＲ上に当接させて走行させると、軌道に高低狂いが存在しない場合は２本の梁部材１１，１２，１２の相対角θは０であるが、軌道に高低狂いが存在すれば、その大きさに応じて２本の梁部材１１，１２の相対角θに変化が生じ、「高低狂い」は次式で表される。
Ｖ＝｛２Ｌ１・Ｌ２／（Ｌ１＋Ｌ２）｝・ｓｉｎ（θ／２）
ここに、Ｖ：高低狂いの大きさ
Ｌ１，Ｌ２：各々の梁部材１１，１２の長さ
θ：高低検出角度計１８の出力
なお、本実施例では、図示しないが、さらに、距離パルス発生器、データ処理部、電源スイッチ、ディスプレイ、操作パネル等を備えている。距離パルス発生器は例えば走行ローラ１４，１５，１６に取り付けられており、レールＲを走行した距離に応じた数の距離パルスを出力する。データ処理部は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ等を備えた周知のマイクロコンピュータであり、上述した距離パルスをデジタルデータに変換して入力し、走行距離を算出する。また、データ処理部は、高低検出角度計１８の出力である相対角θを基に、上記計算式を用いて高低狂いを算出し、上述の走行距離と対応付けてＲＡＭ等のメモリに記憶させる。なお、この記憶させるメモリとしては、データ処理部への電源供給が遮断されても記憶内容を保持可能なメモリを採用してもよい。例えばＥＥＰＲＯＭやフラッシュＲＯＭあるいはハードディスクなどである。
【００２９】
そのため、電源スイッチを操作して電源を投入し、操作パネルを介して測定位置の設定（スタート位置のキロ程のセットなど）を行い、軌道狂い測定装置１０をレールＲに沿って押していけば、その走行距離に応じた高低狂いが順次メモリに記憶されていく。
【００３０】
従って、本第１実施例の軌道狂い測定装置１０によれば、次のような効果が発揮される。
つまり、図１１（ｂ）で例示したような従来の基準梁をレールβに押し当ててその梁γの中央点とレールβとの相対変位を変位計で測定する手法のような「高剛性の梁」を必要とせずに、正矢法による高低狂い測定が可能となる。例えば２ｍ正矢法を測定原理とする既存の装置では、弦長となる２ｍの梁γを前後の測定点で２点支持し、その梁γの撓みを限りなくゼロにする必要がある。しかし、本実施例の軌道狂い測定装置１０では、例えば梁部材１１，１２を同じ長さ（つまりＬ１＝Ｌ２）にした場合には、各梁部材１１，１２は１ｍでよくなるため、２ｍ弦測定のケースであれば従来技術における弦長の半分、つまり１ｍの梁の剛性確保で済むこととなる。
【００３１】
したがって、高低狂いを正矢法を用いて検測しながら、軽量化も実現できる。さらに、非測定時には２本の梁部材１１，１２を折り畳むことも可能であり、軌道狂い測定装置１０をコンパクトに収納することもできる。これのことから、運搬、載線、測定等の労力が減じられ、例えばこれらの作業を全て１人で行うことも可能となり、可搬式の軌道検測装置の機動性を大幅に増すことができる。
【００３２】
［第２実施例］
図２は、第２実施例の軌道狂い測定装置２０の概略構成を示す説明図である。第２実施例の軌道狂い測定装置１０は、軌道狂いの内の「通り狂い」を測定するための装置であり、２本の梁部材２１，２２、それら２本の梁部材２１，２２を接続するジョイント２７、そのジョイント２７部分に設けられた通り検出角度計２８、レールＲを走行可能な３つの走行ローラ２４，２５，２６を備えている。なお、走行ローラ２４，２５，２６は、レール踏面Ｒａ（図１（ｂ）も参照）に当接しながら、走行可能に構成されている。
【００３３】
２本の梁部材２１，２２は、それぞれの長さがＬ１，Ｌ２（ｍｍ）である。また、ジョイント２７は、２本の梁部材２１，２２同士を折れ曲げ可能に接続する「関節部」に相当し、全ての走行ローラ２４，２５，２６を同一レールＲ上に当接させた際の梁部材２１，２２間の折れ曲げが、レール踏面Ｒａに水平な方向にて行われるよう構成されている。なお、２本の梁部材２１，２２は、軌道に通り狂いが存在しない状態での相対角θ＝０となるよう初期設定がされている。そして、通り検出角度計２８は、レール踏面Ｒａに水平な面に投影した場合における梁部材２１，２２間の相対的な折れ曲げ角度（相対角）θを検出可能となっている。
【００３４】
このような構成であるため、走行ローラ２４，２５，２６をレールＲ上に当接させて走行させると、軌道に通り狂いが存在しない場合は２本の梁部材２１，２２の相対角θは０であるが、軌道に通り狂いが存在すれば、その大きさに応じて２本の梁部材２１，２２の相対角θに変化が生じ、「通り狂い」は次式で表される。
Ｖ＝｛２Ｌ１・Ｌ２／（Ｌ１＋Ｌ２）｝・ｓｉｎ（θ／２）
ここに、Ｖ：通り狂いの大きさ
Ｌ１，Ｌ２：各々の梁部材２１，２２の長さ
θ：通り検出角度計２８の出力
なお、第１実施例と同様、いずれも図示しない距離パルス発生器、データ処理部、電源スイッチ、ディスプレイ、操作パネル等を備えている。そのため、電源スイッチを操作して電源を投入し、操作パネルを介して測定位置の設定（スタート位置のキロ程のセットなど）を行い、軌道狂い測定装置２０をレールＲに沿って押していけば、データ処理部は、通り検出角度計２８の出力である相対角θを基に、上記計算式を用いて通り狂いを算出し、走行距離と対応付けてメモリに記憶させる。
【００３５】
従って、本第２実施例の軌道狂い測定装置２０によれば、上記第１実施例の場合同様の効果が発揮される。つまり、通り狂いを正矢法を用いて検測しながら、軽量化も実現できる。
［第３実施例］
図３（ａ）は、第３実施例の軌道狂い測定装置３０の概略構成を示す説明図である。第３実施例の軌道狂い測定装置３０は、軌道狂いの内の「高低狂い」及び「通り狂い」を共に測定するための装置であり、上述した第１実施例の軌道狂い測定装置１０及び第２実施例の軌道狂い測定装置２０の構成を組み合わせたものとなっている。具体的には、軌道狂い測定装置３０は、２本の梁部材３１，３２、それら２本の梁部材３１，３２を接続するユニバーサルジョイント３７、そのユニバーサルジョイント３７部分に設けられた高低検出角度計３８及び通り検出角度計３９、レールＲを走行可能な３つの走行ローラ３４，３５，３６を備えている。なお、走行ローラ３４，３５，３６は、レール踏面Ｒａ（図１（ｂ）も参照）に当接しながら、走行可能に構成されている。
【００３６】
２本の梁部材３１，３２は、それぞれの長さがＬ１，Ｌ２（ｍｍ）である。また、ユニバーサルジョイント３７は、２本の梁部材３１，３２同士を折れ曲げ可能に接続する「関節部」に相当し、全ての走行ローラ３４，３５，３６を同一レールＲ上に当接させた際の梁部材３１，３２間の折れ曲げが、レール踏面Ｒａに垂直な方向にて行われると共にレール踏面Ｒａ水平な方向にても行われるよう構成されている。なお、本実施例においては、２本の梁部材３１，３２は、軌道に高低狂い及び通り狂いの何れも存在しない状態での相対角θ＝０となるよう初期設定がされている。そして、高低検出角度計３８は、レールＲを含みレール踏面Ｒａに垂直な面に投影した場合における梁部材３１，３２間の相対的な折れ曲げ角度（相対角）θｋを検出可能となっており、通り検出角度計３９は、レール踏面Ｒａに水平な面に投影した場合における梁部材３１，３２間の相対的な折れ曲げ角度（相対角）θｔを検出可能となっている。
【００３７】
このような構成であるため、走行ローラ３４，３５，３６をレールＲ上に当接させて走行させると、軌道に高低狂いや通り狂いが存在しない場合は２本の梁部材３１，３２の相対角は０であるが、軌道に高低狂いや通り狂いが存在すれば、その大きさに応じて２本の梁部材３１，３２の相対角に変化が生じる。
【００３８】
図３（ｂ）はレールＲの上面より見た概略図であり、この図からも分かるように、「通り狂い」は、次式で表される。
Ｖ＝｛２Ｌ１・Ｌ２／（Ｌ１＋Ｌ２）｝・ｓｉｎ（θｔ／２）
ここに、Ｖ：通り狂いの大きさ
Ｌ１，Ｌ２：各々の梁部材３１，３２の長さ
θｔ：通り検出角度計３９の出力
一方、図３（ｃ）はレールＲの側面より見た概略図であり、この図からも分かるように、「高低狂い」は、次式で表される。
Ｖ＝｛２Ｌ１・Ｌ２／（Ｌ１＋Ｌ２）｝・ｓｉｎ（θｋ／２）
ここに、Ｖ：高低狂いの大きさ
Ｌ１，Ｌ２：各々の梁部材３１，３２の長さ
θｋ：高低検出角度計３８の出力
なお、第１実施例等と同様、いずれも図示しない距離パルス発生器、データ処理部、電源スイッチ、ディスプレイ、操作パネル等を備えている。そのため、電源スイッチを操作して電源を投入し、操作パネルを介して測定位置の設定（スタート位置のキロ程のセットなど）を行い、軌道狂い測定装置３０をレールＲに沿って押していけば、データ処理部は、通り検出角度計３９の出力である相対角θを基に、上記計算式を用いて通り狂いを算出し、また、高低検出角度計３８の出力である相対角θを基に、上記計算式を用いて高低狂いを算出し、それら両狂いを走行距離と対応付けてメモリに記憶させる。
【００３９】
従って、本第３実施例の軌道狂い測定装置３０によれば、上記第１実施例及び第２実施例を組合せた効果、つまり、通り狂い及び高低狂いを正矢法を用いて検測しながら、軽量化も実現できるという効果が得られる。さらに、それら２つの狂い、つまり通り狂い及び高低狂いを共に測定できるという効果もある。
【００４０】
［第４実施例］
図４は、第４実施例の軌道狂い測定装置４０の概略構成を示す説明図である。第４実施例の軌道狂い測定装置４０は、軌道狂いの内の「軌間狂い」を測定するための装置であり、２本の梁部材４１，４２、それら２本の梁部材４１，４２を接続するジョイント４７、そのジョイント４７部分に設けられた軌間検出角度計４８、レールＲ１，Ｒ２を走行可能な３つの走行ローラ４４，４５，４６を備えている。なお、走行ローラ４４，４５，４６は、レール踏面Ｒａ（図１（ｂ）も参照）に当接しながら、走行可能に構成されている。
【００４１】
また、ジョイント４７は、２本の梁部材４１，４２の端部同士を折れ曲げ可能に接続する「関節部」に相当する。本実施例の軌道狂い測定装置４０にて軌間狂いを測定する際には、３つの走行ローラ４４，４５，４６の内の隣接する２つの走行ローラ４４，４５を一方のレール（例えば左レール）Ｒ１に当接させ、残りの１つの走行ローラ４６を他方のレール（例えば右レール）Ｒ２に当接させる。ここで、左レールＲ１に当接させた走行ローラ４４，４５の間に位置する方を第一の梁部材４１、左右レールＲ１，Ｒ２の間に位置する方を第二の梁部材４２とすると、本実施例では第一の梁部材４１の長さがＬ（ｍｍ）である。また、第二の梁部材４２の長さは、第一の梁部材４１の自由端側の走行ローラ４４及び第二の梁部材４２の自由端側の走行ローラ４６が、レールＲ１，Ｒ２の左右対称位置に配置されるよう設定されている。
【００４２】
そして、上述のように２つの走行ローラ４４，４５を左レールＲ１に当接させ、残りの１つの走行ローラ４６を右レールＲ２に当接させた状態において、梁部材４１，４２間の折れ曲げがレール踏面Ｒａに水平な方向にて行われるよう、ジョイント４７によって梁部材４１，４２が接続されている。そして、軌間検出角度計４８は、レール踏面Ｒａに水平な面に投影した場合の梁部材４１，４２間の折れ曲げ角度（相対角）θを検出可能となっている。なお、梁部材４１，４２が元々レール踏面Ｒａに水平な同一面内にて折れ曲がるよう構成されていれば、その梁部材４１，４２間の相対角がそのまま「レール踏面Ｒａに水平な面に投影した場合の梁部材４１，４２間の相対角θ」となる。
【００４３】
このような構成であるため、２つの走行ローラ４４，４５を左レールＲ１に当接させ、残りの１つの走行ローラ４６を右レールＲ２に当接させて走行させると、軌道に軌間狂いが存在しない場合は２本の梁部材４１，４２の相対角θは変化しないが、軌道に軌間狂いが存在すれば、その大きさに応じて２本の梁部材１１，１２の相対角θに変化が生じ、「軌間狂い」は次式で表される。
軌間狂い＝Ｌｔａｎθ−１４３５（ｍｍ） …（新幹線の場合）
軌間狂い＝Ｌｔａｎθ−１０６７（ｍｍ） …（在来線の場合）
なお、第１実施例等と同様、いずれも図示しない距離パルス発生器、データ処理部、電源スイッチ、ディスプレイ、操作パネル等を備えている。そのため、電源スイッチを操作して電源を投入し、操作パネルを介して測定位置の設定（スタート位置のキロ程のセットなど）を行い、軌道狂い測定装置４０をレールＲに沿って押していけば、データ処理部は、軌間検出角度計４９の出力である相対角θを基に、上記計算式を用いて軌間狂いを算出し、走行距離と対応付けてメモリに記憶させる。なお、新幹線及び在来線で兼用する場合には、測定対象を操作パネルを用いて選択できるように構成するとよい。例えば、測定位置の設定を行う際に、測定対象として新幹線か在来線を選択設定するのである。
【００４４】
従って、本第４実施例の軌道狂い測定装置４０によれば、上記第１〜第３実施例にて用いた基本思想を利用して、軌間狂いを測定することができる。
［第５実施例］
図５（ａ）は、第５実施例の軌道狂い測定装置５０の概略構成を示す説明図である。第５実施例の軌道狂い測定装置５０は、軌道狂いの内の「水準狂い」を測定するための装置であり、２本の梁部材５１，５２、それら２本の梁部材５１，５２を接続するジョイント５７、そのジョイント５７部分に設けられた水準検出角度計５８、レールＲ１，Ｒ２を走行可能な３つの走行ローラ５４，５５，５６を備えている。なお、走行ローラ５４，５５，５６は、レール踏面Ｒａ（図１（ｂ）も参照）に当接しながら、走行可能に構成されている。
【００４５】
また、ジョイント５７は、２本の梁部材５１，５２の端部同士を折れ曲げ可能に接続する「関節部」に相当する。本実施例の軌道狂い測定装置５０にて水準狂いを測定する際には、３つの走行ローラ５４，５５，５６の内の隣接する２つの走行ローラ５４，５５を一方のレール（例えば右レール）Ｒ２に当接させ、残りの１つの走行ローラ５６を他方のレール（例えば左レール）Ｒ１に当接させる。ここで、右レールＲ２に当接させた走行ローラ５４，５５の間に位置する方を第一の梁部材５１、左右レールＲ１，Ｒ２の間に位置する方を第二の梁部材５２とすると、本実施例では第一の梁部材５１の長さがＬ（ｍｍ）である。また、第二の梁部材５２の長さは、第一の梁部材５１の自由端側の走行ローラ５４及び第二の梁部材５２の自由端側の走行ローラ５６が、レールＲ１，Ｒ２の左右対称位置に配置されるよう設定されている。
【００４６】
そして、上述のように２つの走行ローラ５４，５５を右レールＲ２に当接させ、残りの１つの走行ローラ５６を左レールＲ１に当接させた状態において、梁部材５１，５２間の折れ曲げがレール踏面Ｒａに垂直な方向にて行われるよう、ジョイント５７によって梁部材５１，５２が接続されている。水準検出角度計５８は、図５（ｂ）に示すように、第一の梁部材５１を含みレール踏面Ｒａに垂直な面に投影した場合の梁部材５１，５２間の折れ曲げ角度（相対角）θを検出可能となっている。なお、軌道に水準狂いが存在しない状態での相対角θ＝０になるよう初期設定がなされている。
【００４７】
このような構成であるため、２つの走行ローラ５４，５５を右レールＲ２に当接させ、残りの１つの走行ローラ５６を左レールＲ１に当接させて走行させると、軌道に水準狂いが存在しない場合は水準検出角度計５８によって検出される相対角θは０であるが、軌道に水準狂いが存在すれば、その大きさに応じて水準検出角度計５８によって検出される相対角θに変化が生じ、「水準狂い」は次式で表されることとなる。
水準狂い＝Ｌｔａｎθ（ｍｍ）
なお、第１実施例等と同様、いずれも図示しない距離パルス発生器、データ処理部、電源スイッチ、ディスプレイ、操作パネル等を備えている。そのため、電源スイッチを操作して電源を投入し、操作パネルを介して測定位置の設定（スタート位置のキロ程のセットなど）を行い、軌道狂い測定装置５０をレールＲに沿って押していけば、データ処理部は、水準検出角度計５８の出力である相対角θを基に、上記計算式を用いて水準狂いを算出し、走行距離と対応付けてメモリに記憶させる。
【００４８】
従って、本第５実施例の軌道狂い測定装置５０によれば、上記第１〜第３実施例にて用いた基本思想を利用して、水準狂いを測定することができる。
［第６実施例］
図６は、第６実施例の軌道狂い測定装置６０の概略構成を示す説明図である。第６実施例の軌道狂い測定装置６０は、軌道狂いの内の「軌間狂い」及び「水準狂い」を共に測定するための装置であり、上述した第４実施例の軌道狂い測定装置４０及び第５実施例の軌道狂い測定装置５０の構成を組み合わせたものとなっている。具体的には、軌道狂い測定装置６０は、２本の梁部材６１，６２、それら２本の梁部材６１，６２を接続するユニバーサルジョイント６７、そのユニバーサルジョイント６７部分に設けられた軌間検出角度計６８及び水準検出角度計６９、レールＲを走行可能な３つの走行ローラ６４，６５，６６を備えている。なお、走行ローラ６４，６５，６６は、レール踏面Ｒａ（図１（ｂ）も参照）に当接しながら、走行可能に構成されている。
【００４９】
また、ユニバーサルジョイント６７は、２本の梁部材６１，６２同士を折れ曲げ可能に接続する「関節部」に相当する。本実施例の軌道狂い測定装置６０にて軌道狂いを測定する際には、３つの走行ローラ６４，６５，６６の内の隣接する２つの走行ローラ６４，６５を一方のレール（例えば右レール）Ｒ２に当接させ、残りの１つの走行ローラ６６を他方のレール（例えば左レール）Ｒ１に当接させる。ここで、右レールＲ２に当接させた走行ローラ６４，６５の間に位置する方を第一の梁部材６１、左右レールＲ１，Ｒ２の間に位置する方を第二の梁部材６２とすると、本実施例では第一の梁部材６１の長さがＬ（ｍｍ）である。また、第二の梁部材６２の長さは、第一の梁部材６１の自由端側の走行ローラ６４及び第二の梁部材６２の自由端側の走行ローラ６６が、レールＲ１，Ｒ２の左右対称位置に配置されるよう設定されている。
【００５０】
そして、上述のように２つの走行ローラ６４，６５を右レールＲ２に当接させ、残りの１つの走行ローラ６６を左レールＲ１に当接させた状態において、梁部材６１，６２間の折れ曲げがレール踏面Ｒａに水平な方向にて行われると共に、梁部材６１，６２間の折れ曲げがレール踏面Ｒａに垂直な方向においても行われるよう、ユニバーサルジョイント６７によって梁部材６１，６２が接続されている。
【００５１】
そして、軌間検出角度計６８は、レール踏面Ｒａに水平な面に投影した場合の梁部材６１，６２間の折れ曲げ角度（相対角）θｋを検出可能となっており、また、水準検出角度計６９は、第一の梁部材６１を含みレール踏面Ｒａに垂直な面に投影した場合の梁部材６１，６２間の折れ曲げ角度（相対角）θｓを検出可能となっている。なお、梁部材６１，６２が元々レール踏面Ｒａに水平な同一面内にて折れ曲がるよう構成されていれば、その梁部材６１，６２間の相対角がそのまま「レール踏面Ｒａに水平な面に投影した場合の梁部材６１，６２間の相対角θｋ」となる。また、軌道に水準狂いが存在しない状態でのレール踏面Ｒａに垂直な面に投影した場合の梁部材６１，６２間の相対角θｓ＝０となるよう初期設定がなされている。
【００５２】
このような構成であるため、２つの走行ローラ６４，６５を右レールＲ２に当接させ、残りの１つの走行ローラ６６を左レールＲ１に当接させて走行させると、軌道に軌間狂いが存在しない場合は２本の梁部材６１，６２間の（レール踏面Ｒａに水平な方向における）相対角θｋは変化しないが、軌道に軌間狂いが存在すれば、その大きさに応じてその相対角θｋに変化が生じ、「軌間狂い」は次式で表される。
軌間狂い＝Ｌｔａｎθｋ−１４３５（ｍｍ） …（新幹線の場合）
軌間狂い＝Ｌｔａｎθｋ−１０６７（ｍｍ） …（在来線の場合）
一方、軌道に水準狂いが存在しない場合は水準検出角度計６８によって検出される相対角θは０であるが、軌道に水準狂いが存在すれば、その大きさに応じて水準検出角度計６８によって検出される相対角θｓに変化が生じ、「水準狂い」は次式で表されることとなる。
水準狂い＝Ｌｔａｎθｓ（ｍｍ）
なお、第１実施例等と同様、いずれも図示しない距離パルス発生器、データ処理部、電源スイッチ、ディスプレイ、操作パネル等を備えている。そのため、電源スイッチを操作して電源を投入し、操作パネルを介して測定位置の設定（スタート位置のキロ程のセットなど）を行い、軌道狂い測定装置６０をレールＲに沿って押していけば、データ処理部は、軌間検出角度計６８の出力である相対角θｋ及び水準検出角度計６９の出力である相対角θｓを基に、上記各計算式を用いて軌間狂い及び水準狂いを算出し、走行距離と対応付けてメモリに記憶させる。
【００５３】
従って、本第６実施例の軌道狂い測定装置６０によれば、上記第４実施例及び第５実施例を組合せた効果、つまり、上記第１〜第３実施例にて用いた基本思想を利用して、軌間狂い及び水準狂いを共に測定できる。
［第６実施例の別態様］
上述した第６実施例の軌道狂い測定装置６０において、以下の点を考慮した構成にすれば、軌道上を往復させることで４つの軌道狂い、つまり「高低狂い」「通り狂い」「軌間狂い」及び「水準狂い」を測定することができる。
【００５４】
（１）ユニバーサルジョイント６７について
３つの走行ローラ６４，６５，６６を全て同一レール（右レールＲ２又は左レールＲ１）に当接させた場合であっても、梁部材６１，６２間の折れ曲げがレール踏面Ｒａに水平な方向にて行われると共に、レール踏面Ｒａに垂直な方向においても行われるよう、構成する。
【００５５】
（２）軌間検出角度計６８及び水準検出角度計６９について
３つの走行ローラ６４，６５，６６を全て同一レール（右レールＲ２又は左レールＲ１）に当接させた場合であっても、軌間検出角度計６８は、レール踏面Ｒａに水平な面に投影した場合における梁部材６１，６２間の折れ曲げ角度θｋを検出可能であり、水準検出角度計６９は、第一の梁部材５１を含みレール踏面Ｒａに垂直な面に投影した場合における梁部材６１，６２間の折れ曲げ角度θｓを検出可能となるよう構成する。
【００５６】
ここで、例えば往路においては、全ての走行ローラ６４，６５，６６を全て同一レール（右レールＲ２又は左レールＲ１）に当接させて走行させることで、図３を参照して説明した第３実施例の場合と同様の機能が発揮でき、「高低狂い」と「通り狂い」を測定できる。そして復路においては、例えば２つの走行ローラ６４，６５を右レールＲ２に当接させ、残りの１つの走行ローラ６６を左レールＲ１に当接させて走行させることで、図６を参照して説明したように「軌間狂い」と「水準狂い」を測定できる。もちろん、往路と復路とで測定対象を逆にしてもよい。
【００５７】
したがって、このように構成すれば、「高低狂い」及び「通り狂い」を測定する場合と、「軌間狂い」及び「水準狂い」を測定する場合で、同一の構成を共通使用することができ、簡素な構成及び軽量化を実現しながら、４種類の軌道狂いを測定できる。
【００５８】
なお、軌道狂いの基本７項目としては、高低狂い（左・右）・通り狂い（左・右）・軌間狂い・水準狂い・平面性狂いがあるが、左右いずれかのレールの高低狂いと通り狂い、及び軌間狂いと水準狂いという４項目を直接測定できれば、残る３項目は演算によって求めることができる。つまり、反対レールの高低狂いは、測定レールの高低狂い＋水準狂いで演算でき、反対レールの通り狂いは、測定レールの通り狂い＋水準狂いで演算できる。また、平面性狂いは「車軸の間隔に近い距離（ＪＲ在来線で５ｍ、新幹線で２．５ｍ）の間の線路のねじれ」であるため、水準データの差分にて演算できる。例えば、ある地点ｔ（ｍ）における水準狂いをＸ（ｔ）と定義すれば、地点ｔにおける平面性狂いＹ（ｔ）は以下のように定義できる。
【００５９】
在来線：Ｙ（ｔ）＝Ｘ（ｔ）−Ｘ（ｔ−５）
新幹線：Ｙ（ｔ）＝Ｘ（ｔ）−Ｘ（ｔ−２．５）
［第７実施例］
図７は、第７実施例の軌道狂い測定装置７０の概略構成を示す説明図である。
【００６０】
上述の第６実施例の別態様では、は往復で上記４つの狂いを測定したため、構成の簡素化や軽量化の点では好ましいが、４つの狂いを測定するためには往復しなければならないため、手間はかかる。そこで、本第７実施例では、４つの軌道狂いを共に測定できる軌道狂い測定装置７０を提案する。
【００６１】
本実施例の軌道狂い測定装置７０は、上述した第３実施例の軌道狂い測定装置３０（図３参照）及び第６実施例の軌道狂い測定装置６０（図６参照）の構成を組み合わせたような構成となっている。具体的には、軌道狂い測定装置７０は、３本の梁部材７１，７２、７３、それら３本の梁部材７１，７２、７３を接続する２つのユニバーサルジョイント１１１，１１２、梁部材７１，７２を接続するユニバーサルジョイント１１１部分に設けられた高低検出角度計１０１及び通り検出角度計１０２、梁部材７２，７３を接続するユニバーサルジョイント１１２部分に設けられた軌間検出角度計１０３及び水準検出角度計１０４、レールＲを走行可能な４つの走行ローラ７４，７５，７６，７７を備えている。なお、走行ローラ７４，７５，７６，７７は、レール踏面Ｒａ（図１（ｂ）も参照）に当接しながら、走行可能に構成されている。
【００６２】
また、ユニバーサルジョイント１１１は、２本の梁部材７１，７２同士を折れ曲げ可能に接続し、ユニバーサルジョイント１１２は、２本の梁部材７２，７３同士を折れ曲げ可能に接続し、それぞれ「関節部」に相当する。本実施例の軌道狂い測定装置７０にて軌道狂いを測定する際には、４つの走行ローラ７４，７５，７６，７７の内の隣接する３つの走行ローラ７４，７５，７６を一方のレール（例えば右レール）Ｒ２に当接させ、残りの１つの走行ローラ７７を他方のレール（例えば左レール）Ｒ１に当接させる。ここで、右レールＲ２に当接させた走行ローラ７４，７５の間に位置するものを第一の梁部材７１、同じく右レールＲ２に当接させた走行ローラ７５，７６の間に位置するものを第二の梁部材７２、左右レールＲ１，Ｒ２の間に位置するものを第三の梁部材７３とすると、本実施例では第一の梁部材７１の長さがＬ１（ｍｍ）、第二の梁部材７２の長さがＬ２（ｍｍ）である。
【００６３】
そして、上述のように３つの走行ローラ７４，７５，７６を右レールＲ２に当接させ、残りの１つの走行ローラ７７を左レールＲ１に当接させた状態において、第一の梁部材７１と第二の梁部材７２との間の折れ曲げが、レール踏面Ｒａに垂直な方向にて行われると共にレール踏面Ｒａ水平な方向にても行われるよう構成されている。そして、高低検出角度計１０１は、レールＲを含みレール踏面Ｒａに垂直な面に投影した場合における第一，第二梁部材７１，７２間の相対的な折れ曲げ角度（相対角）θｋｏを検出可能となっており、通り検出角度計１０２は、レール踏面Ｒａに水平な面に投影した場合における第一，第二梁部材７１，７２間の相対的な折れ曲げ角度（相対角）θｔを検出可能となっている。また、第二の梁部材７２と第三の梁部材７３との間の折れ曲げがレール踏面Ｒａに水平な方向にて行われると共にレール踏面Ｒａに垂直な方向においても行われるよう構成されている。そして、軌間検出角度計１０３は、レール踏面Ｒａに水平な面に投影した場合における第二，第三梁部材７２，７３間の折れ曲げ角度（相対角）θｋｉを検出可能となっており、また、水準検出角度計１０４は、第一梁部材７１を含みレール踏面Ｒａに垂直な面に投影した場合における第一，第三梁部材７１，７３間の折れ曲げ角度（相対角）θｓを検出可能となっている。
【００６４】
このような構成であるため、３つの走行ローラ７４，７５，７６を右レールＲ２に当接させ、残りの１つの走行ローラ７７を左レールＲ１に当接させて走行させると、軌道に存在する「高低狂い」「通り狂い」「軌間狂い」及び「水準狂い」を高低検出角度計１０１、通り検出角度計１０２、軌間検出角度計１０３及び水準検出角度計１０４によって検出することができる。なお、各軌道狂いの計算式は上述した第３実施例及び第６実施例の場合と同様の考え方であるため、ここでは繰り返さない。
【００６５】
また、第１実施例等と同様、いずれも図示しない距離パルス発生器、データ処理部、電源スイッチ、ディスプレイ、操作パネル等を備えている。そのため、電源スイッチを操作して電源を投入し、操作パネルを介して測定位置の設定（スタート位置のキロ程のセットなど）を行い、軌道狂い測定装置７０をレールＲに沿って押していけば、データ処理部は、高低検出角度計１０１の出力である相対角θｋｏ、通り検出角度計１０２の出力である相対角θｔ、軌間検出角度計１０３の出力である相対角θｋｉ及び水準検出角度計１０４の出力である相対角θｓを基に、軌間狂い及び水準狂いを算出し、走行距離と対応付けてメモリに記憶させる。
【００６６】
従って、本第７実施例の軌道狂い測定装置７０によれば、上記第１〜第３実施例にて用いた基本思想を利用して、高低狂い、通り狂い、軌間狂い及び水準狂いを共に（同時に）測定できる。
［その他の実施例］
（１）上述した各実施例では、基本的に可搬式の軌道検測装置に適用した例を説明した。もちろん、軽量化、非測定時に折り畳み可能、といったことから運搬、載線、測定等の労力が減じられるため、可搬式の軌道検測装置として実現した場合に、そのような利点は最大限に発揮される。但し、もちろん高速軌道検測車や保線機械に組み込まれる検測装置等にも適用可能である。例えば３６０度検出可能というように相対的に大きな角度を検出可能な回転角度計を使用すれば、検出点間の相対変位が大きくても測定可能であるため、隣接した車両間を跨いで検測機構を構成できる可能性がある。また、剛性の高い測定基準を要しないという特徴のため、従来、軌道検測車の車体に求められていた高剛性車体が不要で、通常の車体を軌道検測車に利用できるという点でも有利である。
【００６７】
（２）上述した各実施例では何れも、ある一つの軌道狂いを検出するための構成として、図８（ａ）に例示するように、２本の梁部材（測定アーム）Ａ１，Ａ２と、それらの両端部を折れ曲げ可能に接続するジョイント部に設けられた１つの角度計Ｂ１と、梁部材Ａ１，Ａ２の端部及び梁部材Ａ１，Ａ２の接続部に設けられた３つの走行ローラＣ１，Ｃ２，Ｃ３（あるいは３箇所のレール設置面）を備えるようにした。それ以外のバリエーションについて説明する。
【００６８】
例えば図８（ｂ）に示すように、梁部材Ａ１の両端に走行ローラＣ１，Ｃ２を設け、その梁部材Ａ１の中央部分に立設したジョイント部分に角度計Ｂ１を設けると共に他方の梁部材Ａ２の端部を取り付けるようにしてもよい。
また、例えば図８（ｃ）に示すように、梁部材Ａ１の両端に走行ローラＣ１，Ｃ２を設け、同様に、梁部材Ａ３の両端に走行ローラＣ３，Ｃ４を設け、それら２本の梁部材Ａ１，Ａ３の中央部分にそれぞれ立設したジョイント部分に２つの角度計Ｂ１，Ｂ２を設けると共に、梁部材Ａ２の両端部をそれらジョイント部分に取り付けるようにしてもよい。
【００６９】
また、例えば図８（ｄ）に示すように、梁部材Ａ２の両端に走行ローラＣ２，Ｃ３を設け、その梁部材Ａ１の両端部付近にそれぞれ立設したジョイント部分に２つの角度計Ｂ１，Ｂ２を設けると共に、２本の梁部材Ａ１，Ａ３の端部をそれらジョイント部分にそれぞれ取り付け、２本の梁部材Ａ１，Ａ３の他端部には走行ローラＣ１，Ｃ４を設けるようにしてもよい。
【００７０】
（３）上記（２）のバリエーションにおいても、レールへの当接点数が増えたり、梁部材の長さが不等長となっている。また、上記各実施例の内で、「高低狂い」や「通り狂い」を測定するために用いる梁部材に関しては、それらの長さを不等長にするようにしてもよい。このように、梁部材を不等長にしたり、当接点を増やしたりすることのメリットについて説明する。
【００７１】
軌道検測において、梁部材の長さを不等長にしたり、レールへの当接点の数を増やしたりすることで何が変化するのかを端的に表現するならば、「検測特性が変化する」と言える。
まず、ここでいう「検測特性」について説明する。通常現場において行われている糸張りによる「高低狂い」の測定を例にとると、レールの高さを毎回絶対的な基準から測定することは不可能なため、図９（ａ）に示すようにレールに長さ１０ｍの糸を張り、その中点からレールまでの距離をものさしで測定する。これが軌道狂いの量である。従来技術の説明でも述べたように、この手法を一般に「正矢法」という。図９（ｂ）に示す例からもわかるように、仮に波長５ｍの軌道狂いが実際の軌道に存在していたとする。このとき１０ｍの糸を用いたこの測定方法では狂いを全く検出することができない。これを「検測倍率が０倍という」。逆に、波長１０ｍの軌道狂いについてこの方法で測定すると、実際の軌道の狂いの２倍の値が検測される。
【００７２】
軌道狂いは不規則波の一種と考えることができ、通常の不規則波と同様にそれぞれの波長成分に分解することができる。この正矢法による測定は、軌道狂いの波長によって検測される倍率が異なることを意味する。図９（ｃ）に、正矢法を用いて軌道狂いを測定した場合の各波長の検測倍率を示す。横軸には波長の逆数（空間周波数）をとっている。図９（ｂ）で示した例のように、波長５ｍ（グラフ上では空間周波数が０．２）のところで倍率は０倍になっており、点線で示した波長１０ｍのところで検測倍率が２倍になっていることがわかる。
【００７３】
このようにその測定方法によってどの波長の波がどのように検出されるかを示したものを、その測定方法の「検測特性」と言う。図１０（ａ）に示すように、１０ｍの糸の中点にあてていたものさしを、中点からずらした場合（これを「正矢法」に対して「偏心矢法」という）の「検測特性」を図１０（ｂ）に示す。図９（ｃ）で示したグラフと比較すると特に１０ｍ以下の波長域でグラフが大きく異なることが分かる。検測倍率が０倍になる波長がなくなっていることにも注目されたい。
【００７４】
もちろん、これらはあくまで一つの例を示したに過ぎないが、梁部材の長さを不等長（ここで説明した偏心矢）にしたり、レールへの当接点の数を増やしたりすると、その「検測特性」が変わるということが理解できる。
このような事実から、梁部材の長さを不等長にする（「偏心矢法」を用いる）場合のメリットとしては、次のようなことが挙げられる。つまり、特定の波長の軌道狂いの検測倍率が０倍になる（測定できない）ことを避けられることにある。測定できないということは、その波長の軌道狂いは直せないということである。測定できない波長の軌道狂いがなくなれば、当然直せない波長の軌道狂いはなくなり得る。
【００７５】
また、当接点の数を増やすことのメリットとしては、次の例を挙げておく。図１０（ｃ）には、実際にフランス国鉄に存在する軌道検測車「モザンカー」の検測特性を示す。この車両は１２．２ｍの間に８軸の車輪を配置して軌道検測を行っているものである。「正矢法」や「偏心矢法」の例と比べると、検測倍率が１倍を中心に比較的フラットになっていることがわかる。当接点を増やすほど検測倍率を１倍に近づけることが可能になり、検測倍率を１倍に近づけるほど得られる軌道狂いの波形を実際の線形に近づけることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施例の軌道狂い測定装置の概略構成を示す説明図である。
【図２】第２実施例の軌道狂い測定装置の概略構成を示す説明図である。
【図３】第３実施例の軌道狂い測定装置の概略構成を示す説明図である。
【図４】第４実施例の軌道狂い測定装置の概略構成を示す説明図である。
【図５】第５実施例の軌道狂い測定装置の概略構成を示す説明図である。
【図６】第６実施例の軌道狂い測定装置の概略構成を示す説明図である。
【図７】第７実施例の軌道狂い測定装置の概略構成を示す説明図である。
【図８】測定機構のバリエーションを示す説明図である。
【図９】正矢法による軌道狂い検測、測定できない波長例、軌道狂いの波長と検測倍率の説明図である。
【図１０】偏心矢法による軌道狂い検測、偏心矢の検測特性例等の説明図である。
【図１１】従来技術の説明図である。
【符号の説明】
１０，２０，３０，４０，５０，６０，７０…軌道狂い測定装置
１１，１２，２１，２２，３１，３２，４１，４２，５１，５２，６１，６２，７１，７２，７３…梁部材
１４，１５，１６，２４，２５，２６，３４，３５，３６，４４，４５，４６，５４，５５，５６，６４，６５，６６，７４，７５，７６，７７…走行ローラ
１７，２７，３７，４７，５７，６７，１１１，１１２…ジョイント（ユニバーサルジョイント）
１８，３８，１０１…高低検出角度計
２８，３９，１０２…通り低検出角度計
４８，６８，１０３…軌間検出角度計
５８，６９，１０４…水準検出角度計
Ｒ，Ｒ１，Ｒ２…レール
Ｒａ…レール踏面
α…水糸
β…レール
γ…基準の梁（弦：測定の基線）[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an apparatus for measuring an orbital deviation.
[0002]
[Prior art]
In order for a railway vehicle to run safely and comfortably, it is necessary to maintain and maintain a railway track in a good state at all times. For this purpose, it is indispensable to measure a rail irregularity (track deviation). The measurement of the track deviation is mainly performed by a high-speed track inspection vehicle or a simple track inspection apparatus. Of these, the high-speed track inspection vehicle is a vehicle dedicated to measurement and is operated at the same speed as a commercial train to measure track deviation efficiently, and mainly measures track deviation on the main line. On the other hand, a simple track inspection device is a trolley that moves at an extremely low speed by hand pushing or pulling, measuring parts where high-speed track inspection vehicles do not run, such as sub-main lines and base lines, checking the finish immediately after work to correct track deviation, etc. It is used for
[0003]
Most existing track inspection vehicles and simple track inspection equipment use a measurement principle called the “Seiya method”, which results in a vertical track irregularity (high or low) and a horizontal track irregularity. (For example, see Patent Document 1). The Masaya method is a kind of “difference method” that measures the deviation of the trajectory by the relative displacement of a plurality of points. As shown in FIG. It measures the distance to the rail β. The main existing portable orbital inspection equipment presses a reference beam (chord: measurement base line) γ of 1 to 3 m against the rail β, and measures the relative displacement between the center point of the beam γ and the rail β using a displacement meter. It is measured (FIG. 11B).
[0004]
There are a small number of simple measuring devices that employ principles other than the Seiya method. For example, a method of detecting a rail gradient (tilt angle) with an inclinometer and integrating the distance to obtain a deviation in height (for example, a non-linear method). A method of measuring a distance from a rail based on a laser beam or the like has been put to practical use as a portable track inspection device (for example, see Patent Document 2).
[0005]
[Patent Document 1]
JP-A-7-223439
[Non-patent document 1]
"Modern Rail Track" by Coenrad Esvelt 2001 MRT-Productions P.M. 553 (ISBN 90-800324-3-3 SISO 696.3 UDC 625.1)
[Patent Document 2]
JP-A-10-221050
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
Since the purpose of the simple orbit measuring device is to easily measure orbit deviation, it is desired that the following seven basic items of orbit deviation can be measured simultaneously.
・ Deadness (left / right)… rail up and down
・ Wrong road (left / right)… Rail right / left direction
-Gauge deviation: The width between the inner surfaces of the left and right rails (gauge) is irregular.
・ The level is wrong… the difference between the height of the left and right rails
・ Planarity disorder: Twisting of tracks at distances close to the axle spacing (for example, 5m for conventional lines and 2.5m for Shinkansen)
In addition, portable orbital inspection devices need to be lightweight. However, there is no portable orbital inspection device that can satisfy these requirements. It is a fact that a device capable of simultaneous measurement of seven items is heavy (for example, 70 kg or more), and a light device is limited in measurement items.
[0007]
As shown in FIG. 11 (b), the reason why the conventional portable track measuring device could not be reduced in weight was to use a standard beam γ (about 1 to 3 m) and a displacement meter to measure by the Yaya method. This is due to constituting the mechanism. It is necessary to maintain the linearity of the “beam γ” corresponding to the chord of the Yaya method as much as possible. Even a slight deflection of the beam γ causes a measurement error, so that the beam γ is required to have high rigidity. This increase in rigidity of the beam γ not only increases the weight of the entire apparatus, but also hinders the realization of a “folded” or “split” structure.
[0008]
As a result, in the case of the conventional apparatus, the measurement operation itself can be performed by one person, but the transportation and the mounting operation require a plurality of workers, and the mobility of the measurement operation is greatly impaired. Was.
On the other hand, since the method of integrating the inclination angle can be measured only by one inclinometer, there is a possibility that the weight can be significantly reduced if the inclination is limited. However, it is difficult to apply this method to the runaway measurement, and if it is desired to measure the runaway as well, at present, the Masaya method must be used together, and it is difficult to reduce the weight for the above-mentioned reason.
[0009]
In addition, the method using a laser beam is easily affected by measurement accuracy due to rain, fog, etc., it takes time to install equipment, and it is not suitable for long-distance measurement, so it remains at the prototype stage at present, There is no device that can withstand actual use.
Therefore, an object of the present invention is to provide an orbital deviation measuring device capable of realizing weight reduction while measuring deviations and elevation deviations using the Masaya method.
[0010]
It is another object of the present invention to provide a device for detecting another kind of orbital deviation by applying the same principle.
[0011]
Means for Solving the Problems and Effects of the Invention
(1) The track deviation measuring device according to claim 1 is a device capable of measuring height deviation, and is capable of bending n (n ≧ 2) beam members and two of n beam members. N-1 joints to be connected, at least one corresponding to each beam member, and two corresponding to any one of the beam members, and a contact member capable of abutting on the rail And an angle detecting means provided corresponding to each joint and detecting directly or indirectly an angle formed by the two beam members bent at the joint. The angle formed by the two beam members detected by the angle detecting means is the angle of the two beam members projected on a plane perpendicular to the rail tread surface when all the abutting members are abutted on the same rail. The angle to make.
[0012]
Based on the “angle formed by two beam members” obtained based on the angle detected by the angle detecting means of the track deviation measuring device, it is possible to calculate the height deviation using the length of the beam members and the like. For example, for the sake of simplicity, consider a case where the ends of two beam members are connected to each other at a joint. Assuming that the lengths of the respective beam members are L1 and L2 and the output of the angle detecting means is θ, the magnitude V of the deviation is expressed by the following equation.
V = {2L1 · L2 / (L1 + L2)} · sin (θ / 2)
As described above, according to the track deviation measuring apparatus of the present invention, the conventional reference beam as illustrated in FIG. 11B is pressed against the rail β to determine the relative displacement between the center point of the beam γ and the rail β. Without the need for a “high-rigidity beam” as in the method of measuring with a displacement meter, it is possible to measure the height irregularity by the Masaya method. For example, in an existing device that uses the 2m Masaya method as a measurement principle, it is necessary to support two beams of a 2m chord length at two measurement points before and after, and to make the deflection of the beam γ as zero as possible. However, according to the present invention, for example, when two beam members have the same length in the configuration in which the ends of the beam members are connected to each other at the joints, the beam members need only be 1 m. In this case, it is sufficient to secure the rigidity of the beam, which is half the chord length in the prior art, that is, 1 m. Therefore, it is possible to reduce the weight while measuring the deviation of the height using the Masaya method.
[0013]
In addition, as long as the contact member can contact at least the rail, the contact member may further be able to run on the rail. If the contact member can travel on the rail, the contact member does not have to be detached from the rail each time when moving the measurement site, which is convenient. In the case of this traveling configuration, a member that can travel on the rail while rotating, such as a roller, is considered as a typical example, but a member that slides (slids) without rotating may be used. It does not matter if it can run.
[0014]
Further, the angle detecting means may directly detect “the angle formed by the two beam members” with a goniometer provided at a joint, for example, or set a predetermined position of the beam as a detection point, The distance from the position may be measured by, for example, a displacement meter (laser or the like), and the angle may be obtained (indirectly) from the distance.
[0015]
(2) The track deviation measuring device according to claim 2 is a device capable of measuring a deviation, and can bend n (n ≧ 2) beam members and two of the n beam members. N-1 joints connected to the at least one beam member are provided corresponding to at least one of the beam members, and any one of the beam members is provided corresponding to two of the beam members, and can be abutted on the rail. An angle detecting means is provided corresponding to the member and each joint, and directly or indirectly detects an angle formed by the two beam members bent at the joint. The angle formed by the two beam members detected by the angle detecting means is the angle formed by the two beam members projected on a plane horizontal to the rail tread surface when all the abutting members are abutted on the same rail. It is.
[0016]
Based on the “angle formed by the two beam members” obtained based on the angle detected by the angle detecting means of the track deviation measuring device, it is possible to calculate the deviation using the length of the beam members and the like. The principle of this calculation is exactly the same as that in the case of the above-mentioned height deviation, except that the surface to be subjected to the angle component is different. Therefore, according to the present invention, it is also possible to reduce the weight while detecting the misalignment by using the Masaya method.
[0017]
In this way, we explained the technical idea of measuring the deviation of the beam members by detecting the “angle of the beam members” reflecting the deviation of height and the deviation, but similarly detecting the “angle of the beam members” By doing so, it is also possible to measure other orbital irregularities such as "range irregularity" and "level irregularity". Hereinafter, description will be made in order.
[0018]
(3) The track deviation measuring device according to claim 3 is a device capable of measuring track deviation, and enables n (n ≧ 2) beam members and two of the n beam members to be bent. N-1 joints to be connected, at least one corresponding to each beam member, and two corresponding to any one of the beam members, and a contact member capable of abutting on the rail And an angle detecting means provided corresponding to each joint part and directly or indirectly detecting an angle formed by two beam members bent at the joint part. The angle formed by the two beam members detected by the angle detecting means is determined on the same rail by a contact member provided for one of the beam members and a contact member provided for the portion. This is the angle formed by the two beam members projected on a plane horizontal to the rail tread surface when the vehicle travels and the contact member provided corresponding to the other beam member travels on the other rail.
[0019]
In the case of the above-mentioned irregularity in height or misalignment, since it is an irregularity in one rail, all the contact members are run on the same rail to measure. On the other hand, since the track deviation and the level deviation are caused by the positional relationship between the two rails, one of the beam members and the contact member corresponding to the joint are driven on one of the rails, and the other is moved. The contact member corresponding to the beam member runs on the other rail. Then, based on the “angle formed by the two beam members projected on the plane horizontal to the rail tread surface” obtained based on the angle detected by the angle detecting means of the track deviation measurement device, the length of the beam member, etc. Can be used to calculate gauge failure.
[0020]
(4) The track deviation measuring device according to claim 4 is a device capable of measuring the level deviation, and enables n (n ≧ 2) beam members and two of the n beam members to be bent. N-1 joints to be connected, at least one corresponding to each beam member, and two corresponding to any one of the beam members, and a contact member capable of abutting on the rail And an angle detecting means provided corresponding to each joint part and directly or indirectly detecting an angle formed by two beam members bent at the joint part. The angle formed by the two beam members detected by the angle detecting means is determined by moving a contact member provided corresponding to one of the beam members and a contact member provided corresponding to the joint on the same rail. This is the angle formed by the two beam members projected on a plane perpendicular to the rail tread surface when the vehicle travels and the contact member provided corresponding to the other beam member travels on the other rail.
[0021]
Then, based on the “angle formed by the two beam members projected on a plane perpendicular to the rail tread surface” obtained based on the angle detected by the angle detecting means of the track deviation measuring device, the length of the beam member, etc. Can be used to calculate the level deviation.
(5) A track deviation measuring device according to claim 5 includes at least two or more of the configurations of the track deviation measuring device according to any one of claims 1 to 4, and at least one beam. The member is shared. In this way, it is possible to simultaneously measure two or more of “out of control”, “out of control”, “out of control”, and “out of control”. Since not only the respective components are combined but also at least one beam member is also used, it is effective in simplifying the configuration.
[0022]
In the case of combining the configuration for measuring “roughness” according to claim 1 and the configuration for measuring “roughness” according to claim 2, all the beam members can be used in common. Also in the case where the configuration for measuring “rack of gauge” described in claim 3 and the configuration for measuring “rack of level” described in claim 4 are combined, it is also possible to use all beam members. With such a configuration, the number of the beam members and the joints is the same as in the case of measuring each deviation individually, but both of the deviations of the track can be measured. Also, when realizing a configuration in which all four deviations are measured by further combining those combinations, it is possible to use at least one beam member, and in this case, the number of beam members is reduced. An arrangement for measuring four deviations without unnecessarily increasing is obtained.
[0023]
In the column of "Problems to be Solved by the Invention" described above, as the basic seven items of orbital deviation, elevation deviation (left / right), road deviation (left / right), gauge deviation, level deviation, level deviation / planar deviation. However, if it is possible to directly measure the four items, that is, the deviation and elevation of the rail on either side, and the deviation between the gauge and the level, the remaining three items can be obtained by calculation. In other words, the height deviation of the opposite rail can be calculated by the height deviation of the measurement rail + the level deviation, and the deviation deviation of the opposite rail can be calculated by the deviation of the measurement rail + range deviation. Further, the irregularity of the flatness can be calculated by the difference between the level data.
[0024]
The angle detected as described above may be processed, for example, as follows. For example, the contact member is configured to be able to travel on the rail, and further, travel distance detection means for detecting the distance traveled on the rail, and the travel distance detected by the travel distance detection means for the angle detected by the angle detection means. In association with the above, at least one of the storage control means for storing in the built-in storage means and the output control means for outputting to the external device is provided. In this way, since the detection angle corresponding to the traveling distance from the predetermined starting point can be acquired, it is possible to perform analysis of the orbit deviation based on the detection data.
[0025]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments to which the present invention is applied will be described with reference to the drawings. It is needless to say that the embodiments of the present invention are not limited to the following examples, and can take various forms as long as they belong to the technical scope of the present invention.
[0026]
[First embodiment]
FIG. 1A is an explanatory diagram illustrating a schematic configuration of a track deviation measuring apparatus 10 according to the first embodiment. The track deviation measuring device 10 according to the first embodiment is a device for measuring “roughness” in a track deviation, and connects two beam members 11 and 12 and the two beam members 11 and 12. A joint 17, a height detecting angle meter 18 provided at the joint 17, and three traveling rollers 14, 15, 16 capable of traveling on the rail R. The traveling rollers 14, 15, 16 are configured to be able to travel while abutting on the rail tread surface Ra (see also FIG. 1B).
[0027]
The length of each of the two beam members 11 and 12 is L1 and L2 (mm). The joint 17 corresponds to a “joint part” that connects the ends of the two beam members 11 and 12 so that the ends can be bent, and all the running rollers 14, 15 and 16 abut on the same rail R. The bending between the beam members 11 and 12 at the time of the bending is performed in a direction perpendicular to the rail tread surface Ra. In this embodiment, the two beam members 11 and 12 are initialized so that the relative angle θ is zero (0) in a state where there is no deviation in the track. The height detection goniometer 18 determines a relative bending angle (hereinafter, also simply referred to as a relative angle) θ between the beam members 11 and 12 when projected on a plane including the rail R and perpendicular to the rail tread surface Ra. It can be detected.
[0028]
With such a configuration, when the traveling rollers 14, 15, 16 are made to abut on the rail R to travel, if there is no deviation in the track, the relative angles of the two beam members 11, 12, 12 are determined. is 0, but if there is any deviation in the trajectory, the relative angle θ between the two beam members 11 and 12 changes in accordance with the magnitude of the deviation, and “the deviation in elevation” is expressed by the following equation. .
V = {2L1 · L2 / (L1 + L2)} · sin (θ / 2)
Here, V: The size of the madness
L1, L2: length of each beam member 11, 12
θ: output of the height detection goniometer 18
In this embodiment, although not shown, a distance pulse generator, a data processing unit, a power switch, a display, an operation panel, and the like are further provided. The distance pulse generator is attached to, for example, the traveling rollers 14, 15, 16 and outputs a number of distance pulses corresponding to the distance traveled on the rail R. The data processing unit is a well-known microcomputer having a CPU, a ROM, a RAM, and the like. The data processing unit converts the above-described distance pulse into digital data and inputs the data to calculate a travel distance. Further, the data processing unit calculates the height deviation using the above formula based on the relative angle θ output from the height detection angle meter 18, and stores the deviation in a memory such as a RAM in association with the traveling distance described above. . As the memory for storing the data, a memory capable of retaining the stored contents even when the power supply to the data processing unit is cut off may be adopted. For example, it is an EEPROM, a flash ROM, or a hard disk.
[0029]
Therefore, if the power is turned on by operating the power switch, the measurement position is set via the operation panel (eg, setting of a kilometer of the start position), and the track deviation measuring device 10 is pushed along the rail R, The deviation in height according to the traveling distance is sequentially stored in the memory.
[0030]
Therefore, according to the orbit deviation measuring device 10 of the first embodiment, the following effects are exhibited.
In other words, a “high rigidity” method such as a method in which a conventional reference beam as illustrated in FIG. 11B is pressed against the rail β and the relative displacement between the center point of the beam γ and the rail β is measured by a displacement meter. Without the need for a “beam”, it is possible to measure irregularities by the Masaya method. For example, in an existing device that uses the 2m Masaya method as a measurement principle, it is necessary to support two beams of a 2m chord length at two measurement points before and after, and to make the deflection of the beam γ as zero as possible. However, in the track deviation measuring apparatus 10 according to the present embodiment, for example, when the beam members 11 and 12 have the same length (that is, L1 = L2), the beam members 11 and 12 need only be 1 m, so that the 2 m string measurement is required. In this case, it is sufficient to secure the rigidity of the beam, which is half the chord length in the prior art, that is, 1 m.
[0031]
Therefore, it is possible to reduce the weight while measuring the deviation of the height using the Masaya method. Furthermore, the two beam members 11 and 12 can be folded at the time of non-measurement, so that the measuring device 10 having an irregular track can be stored compactly. From this, labor such as transportation, loading, and measurement can be reduced, and for example, all of these operations can be performed by one person, and the mobility of a portable track inspection device can be greatly increased. .
[0032]
[Second embodiment]
FIG. 2 is an explanatory diagram illustrating a schematic configuration of the track deviation measuring device 20 according to the second embodiment. The track deviation measuring device 10 according to the second embodiment is a device for measuring “out of order” in a track deviation, and connects two beam members 21 and 22 and the two beam members 21 and 22. A joint 27, a detection angle meter 28 provided on the joint 27, and three traveling rollers 24, 25 and 26 capable of traveling on the rail R. The running rollers 24, 25, and 26 are configured to run while abutting on the rail tread surface Ra (see also FIG. 1B).
[0033]
The length of each of the two beam members 21 and 22 is L1 and L2 (mm). The joint 27 corresponds to a “joint” that connects the two beam members 21 and 22 so as to be able to bend. When all the traveling rollers 24, 25 and 26 are brought into contact with the same rail R. Is configured to be bent between the beam members 21 and 22 in a direction horizontal to the rail tread surface Ra. Note that the two beam members 21 and 22 are initialized so that the relative angle θ = 0 when there is no deviation in the trajectory. Then, the street detection goniometer 28 can detect a relative bending angle (relative angle) θ between the beam members 21 and 22 when projected on a plane horizontal to the rail tread surface Ra.
[0034]
With such a configuration, when the traveling rollers 24, 25, and 26 travel while being in contact with the rail R, the relative angle θ between the two beam members 21 and 22 is determined if there is no deviation in the track. Although it is 0, if there is a deviation in the trajectory, the relative angle θ between the two beam members 21 and 22 changes according to the size, and “the deviation” is represented by the following equation.
V = {2L1 · L2 / (L1 + L2)} · sin (θ / 2)
Here, V: The size of the street
L1, L2: Length of each beam member 21, 22
θ: output of street detection angle meter 28
As in the first embodiment, a distance pulse generator, a data processing unit, a power switch, a display, an operation panel, etc., all of which are not shown, are provided. For this reason, if the power is turned on by operating the power switch, the measurement position is set via the operation panel (eg, setting of a kilometer of the start position), and the track deviation measuring device 20 is pushed along the rail R, The data processing unit calculates the skew based on the relative angle θ output from the goniometer 28 using the above formula, and stores the skew in the memory in association with the traveling distance.
[0035]
Therefore, according to the trajectory deviation measuring device 20 of the second embodiment, the same effect as in the case of the first embodiment is exerted. In other words, it is possible to reduce the weight while measuring the irregularity using the Masaya method.
[Third embodiment]
FIG. 3A is an explanatory diagram illustrating a schematic configuration of a track deviation measuring device 30 according to the third embodiment. The out-of-orbit measuring device 30 of the third embodiment is a device for measuring both “out-of-orbit” and “out-of-way” of the out-of-orbit. The configuration of the track deviation measuring device 20 of the second embodiment is combined. More specifically, the track deviation measuring device 30 includes two beam members 31 and 32, a universal joint 37 connecting the two beam members 31 and 32, and a height detection angle meter provided on the universal joint 37. 38, a street detection angle meter 39, and three traveling rollers 34, 35, and 36 capable of traveling on the rail R. The running rollers 34, 35, and 36 are configured to be able to run while abutting on the rail tread surface Ra (see also FIG. 1B).
[0036]
The lengths of the two beam members 31 and 32 are L1 and L2 (mm). Further, the universal joint 37 corresponds to a “joint part” that connects the two beam members 31 and 32 so that the two beam members 31 and 32 can be bent, and all the traveling rollers 34, 35 and 36 abut on the same rail R. In this case, the bending between the beam members 31 and 32 is performed in a direction perpendicular to the rail tread surface Ra and also in a horizontal direction of the rail tread surface Ra. In the present embodiment, the two beam members 31 and 32 are initially set so that the relative angle θ = 0 in a state where neither the elevation nor the deviation is present on the track. The height detection goniometer 38 can detect the relative bending angle (relative angle) θk between the beam members 31 and 32 when projected on a plane including the rail R and perpendicular to the rail tread surface Ra. The street detection angle meter 39 can detect the relative bending angle (relative angle) θt between the beam members 31 and 32 when projected on a plane horizontal to the rail tread surface Ra.
[0037]
With such a configuration, when the traveling rollers 34, 35, and 36 travel while being in contact with the rail R, if there is no deviation or elevation deviation in the track, the relative positions of the two beam members 31, 32 are not increased. Although the angle is 0, if there is a height deviation or a road deviation in the trajectory, the relative angle between the two beam members 31 and 32 changes depending on the magnitude.
[0038]
FIG. 3B is a schematic diagram viewed from the upper surface of the rail R. As can be seen from FIG. 3B, “out of order” is expressed by the following equation.
V = {2L1 · L2 / (L1 + L2)} · sin (θt / 2)
Here, V: The size of the street
L1, L2: Length of each beam member 31, 32
θt: output of street detection angle meter 39
On the other hand, FIG. 3C is a schematic diagram viewed from the side surface of the rail R. As can be seen from FIG. 3C, “roughness” is expressed by the following equation.
V = {2L1 · L2 / (L1 + L2)} · sin (θk / 2)
Here, V: The size of the madness
L1, L2: Length of each beam member 31, 32
θk: output of height detection angle meter 38
In addition, similarly to the first embodiment and the like, each of them includes a not-shown distance pulse generator, a data processing unit, a power switch, a display, an operation panel, and the like. For this reason, if the power is turned on by operating the power switch, the measurement position is set via the operation panel (eg, setting of a kilometer of the start position, etc.), and the track deviation measuring device 30 is pushed along the rail R, The data processing unit calculates the deviation using the above formula based on the relative angle θ which is the output of the street detection goniometer 39, and also calculates the relative angle θ which is the output of the height detection goniometer 38. Then, the height deviation is calculated by using the above formula, and the deviation is stored in the memory in association with the traveling distance.
[0039]
Therefore, according to the orbit deviation measuring device 30 of the third embodiment, the effect obtained by combining the first and second embodiments, that is, the deviation and height deviation are detected and measured using the Masaya method. The effect that weight reduction can also be achieved is obtained. Further, there is also an effect that both of these two deviations, namely, deviation and elevation deviation, can be measured.
[0040]
[Fourth embodiment]
FIG. 4 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of the track deviation measuring device 40 of the fourth embodiment. The track deviation measuring device 40 of the fourth embodiment is a device for measuring the "track misalignment" of the track deviation, and connects the two beam members 41 and 42 and the two beam members 41 and 42. A joint 47, a gauge for detecting a gauge between the joints 47, and three traveling rollers 44, 45, 46 capable of traveling on rails R 1, R 2. The running rollers 44, 45, and 46 are configured to be able to run while abutting on the rail tread surface Ra (see also FIG. 1B).
[0041]
Further, the joint 47 corresponds to a “joint part” that connects the ends of the two beam members 41 and 42 to each other in a bendable manner. When the track deviation is measured by the track deviation measuring device 40 of the present embodiment, the adjacent two traveling rollers 44, 45 among the three traveling rollers 44, 45, 46 are connected to one rail (for example, a left rail). R1 and the remaining one traveling roller 46 is brought into contact with the other rail (for example, right rail) R2. Here, the first beam member 41 is located between the traveling rollers 44 and 45 contacting the left rail R1, and the second beam member 42 is located between the left and right rails R1 and R2. In this embodiment, the length of the first beam member 41 is L (mm). In addition, the length of the second beam member 42 is such that the traveling roller 44 on the free end side of the first beam member 41 and the traveling roller 46 on the free end side of the second beam member 42 It is set to be placed at a symmetric position.
[0042]
Then, as described above, in a state where the two traveling rollers 44 and 45 are in contact with the left rail R1 and the remaining one traveling roller 46 is in contact with the right rail R2, the bending between the beam members 41 and 42 is performed. Beam members 41 and 42 are connected by a joint 47 so that the operation is performed in a direction horizontal to the rail tread surface Ra. The gauge detecting goniometer 48 can detect the bending angle (relative angle) θ between the beam members 41 and 42 when projected on a plane horizontal to the rail tread surface Ra. If the beam members 41 and 42 are originally configured to bend within the same plane that is horizontal to the rail tread surface Ra, the relative angle between the beam members 41 and 42 is directly projected on the plane horizontal to the rail tread surface Ra. In this case, the relative angle θ between the beam members 41 and 42 is obtained.
[0043]
With such a configuration, when the two running rollers 44 and 45 are brought into contact with the left rail R1 and the remaining one running roller 46 is brought into contact with the right rail R2 and run, the track has track irregularity. If not, the relative angle θ between the two beam members 41 and 42 does not change. However, if the track has an irregular track, the relative angle θ between the two beam members 11 and 12 changes depending on the size. Then, “gauge out of order” is expressed by the following equation.
Rail gap = Ltan θ-1435 (mm)… (in the case of Shinkansen)
Gauge deviation = Ltanθ-1067 (mm)… (in the case of conventional line)
In addition, similarly to the first embodiment and the like, each of them includes a not-shown distance pulse generator, a data processing unit, a power switch, a display, an operation panel, and the like. For this reason, if the power is turned on by operating the power switch, the measurement position is set via the operation panel (eg, setting of a kilometer of the start position, etc.), and the track deviation measuring device 40 is pushed along the rail R, The data processing unit calculates the gauge deviation using the above formula based on the relative angle θ output from the gauge detection goniometer 49, and stores it in the memory in association with the travel distance. In the case where both the Shinkansen and the conventional line are used, it is preferable that the measurement target can be selected using the operation panel. For example, when setting a measurement position, a Shinkansen or a conventional line is selected and set as a measurement target.
[0044]
Therefore, according to the track deviation measuring device 40 of the fourth embodiment, the track deviation can be measured by using the basic concept used in the first to third embodiments.
[Fifth embodiment]
FIG. 5A is an explanatory diagram illustrating a schematic configuration of a track deviation measuring device 50 according to the fifth embodiment. The track deviation measuring device 50 of the fifth embodiment is a device for measuring "level deviation" in the track deviation, and connects the two beam members 51, 52 and the two beam members 51, 52. A joint 57, a level detecting goniometer 58 provided at the joint 57, and three traveling rollers 54, 55, 56 capable of traveling on the rails R 1, R 2. The running rollers 54, 55, and 56 are configured to be able to run while contacting the rail tread surface Ra (see also FIG. 1B).
[0045]
Further, the joint 57 corresponds to a “joint part” that connects the ends of the two beam members 51 and 52 to bendable. When measuring the level deviation with the track deviation measuring device 50 of the present embodiment, two adjacent traveling rollers 54, 55 of the three traveling rollers 54, 55, 56 are connected to one rail (for example, a right rail). R2, and the remaining one traveling roller 56 is brought into contact with the other rail (for example, left rail) R1. Here, the first beam member 51 is located between the traveling rollers 54 and 55 contacting the right rail R2, and the second beam member 52 is located between the left and right rails R1 and R2. In this embodiment, the length of the first beam member 51 is L (mm). In addition, the length of the second beam member 52 is such that the traveling roller 54 on the free end side of the first beam member 51 and the traveling roller 56 on the free end side of the second beam member 52 It is set to be placed at a symmetric position.
[0046]
As described above, in a state where the two traveling rollers 54 and 55 are in contact with the right rail R2 and the remaining traveling roller 56 is in contact with the left rail R1, the bending between the beam members 51 and 52 is performed. Is carried out in a direction perpendicular to the rail tread Ra, the beam members 51 and 52 are connected by a joint 57. As shown in FIG. 5B, the level detection goniometer 58 is configured to project the bending angle (relative angle) between the beam members 51 and 52 when projected onto a plane perpendicular to the rail tread surface Ra including the first beam member 51. ) Θ can be detected. The initial setting is made so that the relative angle θ = 0 when there is no level deviation in the trajectory.
[0047]
With such a configuration, when the two traveling rollers 54 and 55 are brought into contact with the right rail R2 and the remaining one traveling roller 56 is brought into contact with the left rail R1 to travel, there is a level deviation in the track. If not, the relative angle θ detected by the level detecting goniometer 58 is 0, but if there is a level deviation in the orbit, the relative angle θ changes to the relative angle θ detected by the level detecting goniometer 58 according to the magnitude. Is generated, and “out of order” is expressed by the following equation.
Level deviation = Ltan θ (mm)
In addition, similarly to the first embodiment and the like, each of them includes a not-shown distance pulse generator, a data processing unit, a power switch, a display, an operation panel, and the like. Therefore, if the power is turned on by operating the power switch, the measurement position is set via the operation panel (eg, setting the start position to about a kilometer), and the track deviation measuring device 50 is pushed along the rail R, The data processing unit calculates the level deviation using the above formula based on the relative angle θ output from the level detection goniometer 58, and stores the level deviation in the memory in association with the traveling distance.
[0048]
Therefore, according to the track deviation measuring apparatus 50 of the fifth embodiment, the level deviation can be measured by using the basic concept used in the first to third embodiments.
[Sixth embodiment]
FIG. 6 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of the track deviation measuring device 60 of the sixth embodiment. The track deviation measuring apparatus 60 of the sixth embodiment is an apparatus for measuring both “track deviation” and “level deviation” of the track deviation, and the track deviation measuring apparatus 40 and the fourth embodiment of the fourth embodiment described above. This is a combination of the configurations of the track deviation measuring apparatus 50 of the fifth embodiment. Specifically, the track deviation measuring device 60 includes two beam members 61 and 62, a universal joint 67 connecting the two beam members 61 and 62, and a gauge for detecting a gauge between the universal joints 67. 68, a level detection angle meter 69, and three traveling rollers 64, 65, and 66 capable of traveling on the rail R. The traveling rollers 64, 65, and 66 are configured to be able to travel while abutting on the rail tread surface Ra (see also FIG. 1B).
[0049]
The universal joint 67 corresponds to a “joint” that connects the two beam members 61 and 62 so as to be able to bend. When measuring the track deviation by the track deviation measuring device 60 of the present embodiment, two adjacent running rollers 64, 65 of the three running rollers 64, 65, 66 are connected to one rail (for example, a right rail). Then, the remaining one traveling roller 66 is brought into contact with the other rail (for example, the left rail) R1. Here, the first beam member 61 is located between the running rollers 64 and 65 contacting the right rail R2, and the second beam member 62 is located between the left and right rails R1 and R2. In this embodiment, the length of the first beam member 61 is L (mm). In addition, the length of the second beam member 62 is such that the traveling roller 64 at the free end of the first beam member 61 and the traveling roller 66 at the free end of the second beam member 62 It is set to be placed at a symmetric position.
[0050]
As described above, in a state where the two traveling rollers 64 and 65 are in contact with the right rail R2 and the remaining one traveling roller 66 is in contact with the left rail R1, the bending between the beam members 61 and 62 is performed. The beam members 61 and 62 are connected by a universal joint 67 such that the bending is performed in a direction horizontal to the rail tread surface Ra and the bending between the beam members 61 and 62 is also performed in a direction perpendicular to the rail tread surface Ra. I have.
[0051]
The gauge detecting angle meter 68 can detect the bending angle (relative angle) θk between the beam members 61 and 62 when projected on a plane horizontal to the rail tread surface Ra. Reference numeral 69 allows the detection of the bending angle (relative angle) θs between the beam members 61 and 62 when projected onto a plane perpendicular to the rail tread surface Ra including the first beam member 61. If the beam members 61 and 62 are originally configured to bend within the same plane horizontal to the rail tread surface Ra, the relative angle between the beam members 61 and 62 is directly projected on the plane horizontal to the rail tread surface Ra. In this case, the relative angle θk between the beam members 61 and 62 is obtained. Further, the initial setting is made so that the relative angle θs = 0 between the beam members 61 and 62 when projected on a plane perpendicular to the rail tread surface Ra in a state where there is no level deviation in the track.
[0052]
With such a configuration, when the two running rollers 64 and 65 are caused to abut on the right rail R2 and the remaining one running roller 66 is caused to abut on the left rail R1 and run, the track has track misalignment. If not, the relative angle θk (in the direction horizontal to the rail tread surface Ra) between the two beam members 61 and 62 does not change. However, if there is any deviation in the track, the relative angle θk depends on the size of the track. Is changed, and “range failure” is expressed by the following equation.
Rail gap = Ltan θk-1435 (mm)… (in the case of Shinkansen)
Gauge deviation = Ltanθk-1067 (mm)… (in the case of a conventional line)
On the other hand, when there is no level deviation in the trajectory, the relative angle θ detected by the level detection goniometer 68 is 0, but when there is level deviation in the trajectory, the relative angle θ is detected by the level detection goniometer 68 according to the magnitude. A change occurs in the detected relative angle θs, and “level deviation” is expressed by the following equation.
Level deviation = Ltan θs (mm)
In addition, similarly to the first embodiment and the like, each of them includes a not-shown distance pulse generator, a data processing unit, a power switch, a display, an operation panel, and the like. Therefore, if the power is turned on by operating the power switch, the measurement position is set via the operation panel (eg, setting the start position in kilometers), and the track deviation measuring device 60 is pushed along the rail R, Based on the relative angle θk that is the output of the gauge detection angle meter 68 and the relative angle θs that is the output of the level detection angle meter 69, the data processing unit calculates the gauge error and the level error using the above formulas, It is stored in the memory in association with the traveling distance.
[0053]
Therefore, according to the orbit measurement device 60 of the sixth embodiment, the effect obtained by combining the fourth and fifth embodiments, that is, the basic idea used in the first to third embodiments is used. In this way, both gauge deviation and level deviation can be measured.
[Another aspect of the sixth embodiment]
In the orbit deviation measuring device 60 of the sixth embodiment described above, if the following points are taken into consideration, four orbit deviations can be obtained by reciprocating on the orbit, that is, "elevation deviation", "path deviation", "inter-rail deviation". And "out-of-level" can be measured.
[0054]
(1) About universal joint 67
Even when all three running rollers 64, 65, 66 are in contact with the same rail (right rail R2 or left rail R1), the bending between the beam members 61, 62 is horizontal to the rail tread surface Ra. , And also in a direction perpendicular to the rail tread Ra.
[0055]
(2) Gauge detection angle meter 68 and level detection angle meter 69
Even when all the three running rollers 64, 65, 66 abut on the same rail (the right rail R2 or the left rail R1), the gauge detection angle meter 68 projects on a plane horizontal to the rail tread surface Ra. In this case, the bending angle θk between the beam members 61 and 62 can be detected, and the level detection angle meter 69 includes the first beam member 51 and projects on a surface perpendicular to the rail tread surface Ra. It is configured such that the bend angle θs between 62 can be detected.
[0056]
Here, for example, on the outward path, all the traveling rollers 64, 65, 66 are brought into contact with the same rail (the right rail R2 or the left rail R1) to travel, and the third roller described with reference to FIG. The same function as that of the embodiment can be exhibited, and “high and low deviation” and “out of alignment” can be measured. On the return path, for example, two traveling rollers 64 and 65 are brought into contact with the right rail R2, and the remaining one traveling roller 66 is brought into contact with the left rail R1 and traveled, so that the traveling will be described with reference to FIG. As described above, it is possible to measure "out-of-gauge" and "out-of-level". Of course, the measurement target may be reversed between the forward path and the return path.
[0057]
Therefore, with this configuration, the same configuration can be used in common when measuring “rack” and “rack” and when measuring “rack” and “rack”, While realizing a simple configuration and light weight, four kinds of orbital deviations can be measured.
[0058]
In addition, the basic seven items of track deviation are height deviation (left / right), road deviation (left / right), track deviation, level deviation, and planarity deviation. If the four items of deviation, gauge deviation and level deviation can be directly measured, the remaining three items can be obtained by calculation. In other words, the height deviation of the opposite rail can be calculated by the height deviation of the measurement rail + level deviation, and the deviation of the opposite rail can be calculated by the deviation of the measurement rail + level deviation. In addition, the out-of-plane characteristic is "a line twisting at a distance close to the axle interval (5 m for a conventional JR line, 2.5 m for a Shinkansen)", and can be calculated from the difference in the level data. For example, if the level deviation at a certain point t (m) is defined as X (t), the planar deviation Y (t) at the point t can be defined as follows.
[0059]
Conventional line: Y (t) = X (t) -X (t-5)
Shinkansen: Y (t) = X (t) -X (t-2.5)
[Seventh embodiment]
FIG. 7 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of a track deviation measuring device 70 according to the seventh embodiment.
[0060]
In another aspect of the sixth embodiment described above, since the above four deviations were measured during reciprocation, it was preferable in terms of simplification of the configuration and weight reduction, but to measure the four deviations, it was necessary to reciprocate. It takes time and effort. In view of this, the seventh embodiment proposes an orbit deviation measuring device 70 capable of measuring four orbit deviations together.
[0061]
The track deviation measuring apparatus 70 of the present embodiment is obtained by combining the configurations of the track deviation measuring apparatus 30 of the third embodiment described above (see FIG. 3) and the track deviation measuring apparatus 60 of the sixth embodiment (see FIG. 6). Configuration. More specifically, the track deviation measuring device 70 includes three beam members 71, 72, 73, two universal joints 111, 112 connecting the three beam members 71, 72, 73, and beam members 71, 72. The height detection goniometer 101 and the street detection goniometer 102 provided at the universal joint 111 connecting the beam members 72 and 73, and the gauge detection goniometer 103 and the level detection goniometer 104 provided at the universal joint 112 connecting the beam members 72 and 73. And four traveling rollers 74, 75, 76, 77 capable of traveling on the rail R. The running rollers 74, 75, 76, 77 are configured to be able to run while abutting on the rail tread surface Ra (see also FIG. 1B).
[0062]
The universal joint 111 connects the two beam members 71 and 72 so as to be able to bend, and the universal joint 112 connects the two beam members 72 and 73 so as to be able to bend. ". When measuring the track deviation by the track deviation measuring apparatus 70 of the present embodiment, the three adjacent running rollers 74, 75, 76 of the four running rollers 74, 75, 76, 77 are connected to one rail ( For example, the right traveling rail 77 is brought into contact with the other rail (for example, the left rail) R1. Here, the one located between the running rollers 74 and 75 abutting on the right rail R2 is the first beam member 71, the one located between the running rollers 75 and 76 also abutting on the right rail R2. Is the second beam member 72, and the third beam member 73 is located between the left and right rails R1 and R2. In this embodiment, the length of the first beam member 71 is L1 (mm), Of the beam member 72 is L2 (mm).
[0063]
Then, as described above, in a state where the three traveling rollers 74, 75, and 76 are in contact with the right rail R2 and the remaining one traveling roller 77 is in contact with the left rail R1, the first beam member 71 The bending with respect to the second beam member 72 is configured to be performed in a direction perpendicular to the rail tread surface Ra and also in a horizontal direction to the rail tread surface Ra. The height detection goniometer 101 detects the relative bending angle (relative angle) θko between the first and second beam members 71 and 72 when projected on a plane including the rail R and perpendicular to the rail tread surface Ra. The street detection goniometer 102 detects a relative bending angle (relative angle) θt between the first and second beam members 71 and 72 when projected on a plane horizontal to the rail tread surface Ra. It is possible. Further, it is configured that the bending between the second beam member 72 and the third beam member 73 is performed in a direction horizontal to the rail tread surface Ra and also in a direction perpendicular to the rail tread surface Ra. . The gauge detecting goniometer 103 can detect a bending angle (relative angle) θki between the second and third beam members 72 and 73 when projected on a plane horizontal to the rail tread surface Ra. , The level detection goniometer 104 can detect a bending angle (relative angle) θs between the first and third beam members 71 and 73 when the first beam member 71 is projected onto a plane perpendicular to the rail tread surface Ra. It has become.
[0064]
With such a configuration, when the three traveling rollers 74, 75, and 76 are brought into contact with the right rail R2 and the remaining one traveling roller 77 is brought into contact with the left rail R1 and travels, there is a track. “Rise and fall”, “roughness”, “range deviation” and “level deviation” can be detected by the elevation detection goniometer 101, the street detection goniometer 102, the gauge detection goniometer 103 and the level detection goniometer 104. The formulas for calculating the deviations of the orbits are the same as those in the above-described third and sixth embodiments, and will not be repeated here.
[0065]
Further, similarly to the first embodiment and the like, each of them includes a not-shown distance pulse generator, a data processing unit, a power switch, a display, an operation panel, and the like. Therefore, if the power is turned on by operating the power switch, the measurement position is set via the operation panel (eg, setting the start position to about a kilometer), and the track deviation measuring device 70 is pushed along the rail R, The data processing unit includes a relative angle θko that is an output of the height detection angle meter 101, a relative angle θt that is an output of the street detection angle meter 102, a relative angle θki that is an output of the gauge detection angle meter 103, and a value of the level detection angle meter 104. Based on the output relative angle θs, the gauge deviation and the level deviation are calculated and stored in the memory in association with the traveling distance.
[0066]
Therefore, according to the orbit deviation measuring device 70 of the seventh embodiment, by utilizing the basic idea used in the first to third embodiments, the deviation of the height, the deviation, the deviation of the gauge and the deviation of the level are all determined ( At the same time) can be measured.
[Other Examples]
(1) In each of the embodiments described above, an example in which the present invention is basically applied to a portable track inspection device has been described. Of course, the light weight and the ability to fold when not measuring reduce the labor of transportation, loading, measurement, etc., so when implemented as a portable track inspection device, such advantages are maximized Is done. However, of course, the present invention can also be applied to a high-speed track inspection vehicle or an inspection device incorporated in a track maintenance machine. For example, if a rotation angle meter that can detect a relatively large angle such as 360 degrees can be detected, it can be measured even if the relative displacement between the detection points is large. There is a possibility that the mechanism can be configured. In addition, because it does not require a highly rigid measurement standard, it is also advantageous in that it does not require a high-rigidity body, which was conventionally required for a track inspection car body, and can use a normal car body for a track inspection car. It is.
[0067]
(2) In each of the embodiments described above, two beam members (measurement arms) A1 and A2, as illustrated in FIG. One goniometer B1 provided at a joint for connecting both ends thereof in a bendable manner, and three traveling rollers C1 provided at ends of beam members A1 and A2 and a connection portion of beam members A1 and A2. , C2, C3 (or three rail installation surfaces). Other variations will be described.
[0068]
For example, as shown in FIG. 8 (b), running rollers C1 and C2 are provided at both ends of the beam member A1, a goniometer B1 is provided at a joint portion erected at the center of the beam member A1, and the other beam member A2 is provided. May be attached.
For example, as shown in FIG. 8C, running rollers C1 and C2 are provided at both ends of the beam member A1, and running rollers C3 and C4 are similarly provided at both ends of the beam member A3. Two goniometers B1 and B2 may be provided at the joint portions erected at the central portions of A1 and A3, respectively, and both ends of the beam member A2 may be attached to the joint portions.
[0069]
For example, as shown in FIG. 8 (d), running rollers C2 and C3 are provided at both ends of the beam member A2, and two goniometers B1 and B2 are provided at the joint portions erected near both ends of the beam member A1, respectively. And the ends of the two beam members A1 and A3 may be attached to the joints, respectively, and the other ends of the two beam members A1 and A3 may be provided with running rollers C1 and C4.
[0070]
(3) Also in the variation of the above (2), the number of contact points to the rail is increased, and the length of the beam member is unequal. Further, in the above embodiments, the length of the beam member used for measuring the “roughness” or the “roughness” may be made unequal. The merits of making the beam members unequal length or increasing the number of contact points will be described.
[0071]
In track inspection, if you simply express what changes by making the length of the beam member unequal or increasing the number of contact points to the rails, you will see that `` The measurement characteristics change. It can be said.
First, the "measurement characteristics" referred to here will be described. Taking the example of the measurement of “floating” due to thread tension, which is usually performed in the field, it is impossible to measure the height of the rail from an absolute reference every time, so as shown in FIG. Then, a 10-m long thread is stretched on the rail, and the distance from the midpoint to the rail is measured with a ruler. This is the amount of out-of-orbit. As described in the description of the related art, this method is generally referred to as the “Saya method”. As can be seen from the example shown in FIG. 9B, it is assumed that an orbital deviation of 5 m in the wavelength exists in the actual orbit. At this time, no error can be detected by this measuring method using a 10 m yarn. This is called "the inspection magnification is 0 times." Conversely, when the orbit deviation at a wavelength of 10 m is measured by this method, a value twice as large as the actual orbit deviation is detected.
[0072]
The orbital deviation can be considered as a kind of irregular wave, and can be decomposed into respective wavelength components similarly to a normal irregular wave. The measurement by the Seiya method means that the magnification detected differs depending on the wavelength of the orbit deviation. FIG. 9C shows the detection magnification of each wavelength when the orbit deviation is measured by using the Masaya method. The horizontal axis represents the reciprocal of wavelength (spatial frequency). As in the example shown in FIG. 9B, the magnification is 0 at the wavelength of 5 m (the spatial frequency is 0.2 in the graph), and the detection magnification is 2 at the wavelength of 10 m indicated by the dotted line. You can see that it has doubled.
[0073]
In this manner, what indicates which wavelength of a wave is detected by the measurement method and how the wave is detected is referred to as a "detection characteristic" of the measurement method. As shown in FIG. 10 (a), when the ruler applied to the midpoint of the 10-m yarn is shifted from the midpoint (this is referred to as the "eccentric arrow method" with respect to the "positive arrow method"), The measurement characteristics are shown in FIG. When compared with the graph shown in FIG. 9C, it can be seen that the graph greatly differs particularly in a wavelength range of 10 m or less. Note also that there are no wavelengths at which the inspection magnification is 0.
[0074]
Of course, these are merely examples, but when the length of the beam member is made unequal (the eccentric arrow described here) or the number of contact points to the rail is increased, the " It can be understood that the "inspection characteristic" changes.
From such a fact, the merits of making the beam members unequal in length (using the “eccentric arrow method”) include the following. In other words, it is to prevent the detection magnification of the deviation of the orbit of a specific wavelength from becoming 0 (cannot be measured). Unmeasurable means that the orbit of the wavelength cannot be corrected. If the orbital deviation of the wavelength that cannot be measured is eliminated, the orbital deviation of the wavelength that cannot be corrected can be eliminated.
[0075]
The following example is given as an advantage of increasing the number of contact points. FIG. 10 (c) shows the inspection characteristics of the track inspection vehicle "Mozanker" actually existing on the French National Railways. This vehicle performs track inspection by arranging eight-axis wheels within 12.2 m. It can be seen that the inspection magnification is relatively flat centering on 1 time as compared with the examples of the “Saya method” and the “Eccentric arrow method”. As the number of the contact points increases, the inspection magnification can be made closer to 1 ×, and as the inspection magnification becomes closer to 1 ×, the obtained waveform of the orbit deviation can be made closer to the actual linear shape.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of a track deviation measuring device of a first embodiment.
FIG. 2 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of a track deviation measuring device of a second embodiment.
FIG. 3 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of a track deviation measuring device of a third embodiment.
FIG. 4 is an explanatory diagram illustrating a schematic configuration of a track deviation measuring apparatus according to a fourth embodiment.
FIG. 5 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of a track deviation measuring device of a fifth embodiment.
FIG. 6 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of a track deviation measuring device of a sixth embodiment.
FIG. 7 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of a track deviation measuring device of a seventh embodiment.
FIG. 8 is an explanatory diagram showing a variation of the measurement mechanism.
FIG. 9 is an explanatory diagram of detection of an orbit deviation by the Seiya method, an example of a wavelength that cannot be measured, a wavelength of an orbit deviation and a detection magnification.
FIG. 10 is an explanatory diagram of a detection of an orbit deviation by an eccentric arrow method, an example of detection characteristics of an eccentric arrow, and the like.
FIG. 11 is an explanatory diagram of a conventional technique.
[Explanation of symbols]
10,20,30,40,50,60,70 ... orbit deviation measuring device
11, 12, 21, 22, 31, 32, 41, 42, 51, 52, 61, 62, 71, 72, 73 ... beam members
14, 15, 16, 24, 25, 26, 34, 35, 36, 44, 45, 46, 54, 55, 56, 64, 65, 66, 74, 75, 76, 77...
17, 27, 37, 47, 57, 67, 111, 112 ... joint (universal joint)
18, 38, 101 ... height detection angle meter
28, 39, 102 ... street low detection goniometer
48, 68, 103: Gauge detection angle meter
58, 69, 104 ... Level detection goniometer
R, R1, R2 ... rail
Ra ... rail tread
α ... water thread
β ... Rail
γ: Reference beam (chord: baseline of measurement)

Claims

n (n ≧ 2) beam members,
(N-1) joints that bendably connect two of the n beam members to each other;
A contact member provided corresponding to at least one of the beam members, and provided corresponding to two of any one of the beam members, and capable of contacting the rail;
Angle detecting means provided corresponding to each of the joints and directly or indirectly detecting an angle between two beam members bent at the joints,
With
The angle formed by the two beam members detected by the angle detecting means is the two beams projected on a plane perpendicular to the rail tread surface when all the abutting members abut on the same rail. An orbital deviation measuring device characterized by an angle formed by members.

n (n ≧ 2) beam members,
(N-1) joints that bendably connect two of the n beam members to each other;
A contact member provided corresponding to at least one of the beam members, and provided corresponding to two of any one of the beam members, and capable of contacting the rail;
Angle detecting means provided corresponding to each of the joints and directly or indirectly detecting an angle between two beam members bent at the joints,
With
The angle formed by the two beam members detected by the angle detecting means is the two beams projected onto a plane horizontal to the rail tread surface when all the abutting members abut on the same rail. An orbital deviation measuring device characterized by an angle formed by members.

n (n ≧ 2) beam members,
(N-1) joints that bendably connect two of the n beam members to each other;
A contact member provided corresponding to at least one of the beam members, and provided corresponding to two of any one of the beam members, and capable of contacting the rail;
Angle detecting means provided corresponding to each of the joints and directly or indirectly detecting an angle between two beam members bent at the joints,
With
The angle formed by the two beam members detected by the angle detecting means is the same rail between the contact member provided corresponding to the one beam member and the contact member provided corresponding to the joint. At the angle formed by the two beam members projected on a plane horizontal to the rail tread when the contact member provided corresponding to the other beam member was run on the other rail. An orbital deviation measuring device characterized by the following.

n (n ≧ 2) beam members,
(N-1) joints that bendably connect two of the n beam members to each other;
A contact member provided corresponding to at least one of the beam members, and provided corresponding to two of any one of the beam members, and capable of contacting the rail;
Angle detecting means provided corresponding to each of the joints and directly or indirectly detecting an angle between two beam members bent at the joints,
With
The angle formed by the two beam members detected by the angle detecting means is the same rail between the contact member provided corresponding to the one beam member and the contact member provided corresponding to the joint. When the abutting member provided corresponding to the other beam member travels on the other rail, the angle formed by the two beam members projected on a plane perpendicular to the rail tread surface An orbital deviation measuring device characterized by the following.

A track deviation measurement device comprising at least two or more of the configurations of the track deviation measurement device according to any one of claims 1 to 4, wherein at least one beam member is also used. apparatus.