レールの検査装置
【課題】レールＲの長手方向の曲がり（上下変位と左右変位）などを安定して測定、検査できる、レールの検査装置１００を提供する。
【解決手段】レールＲの側面と接触しながら転動する車輪１２の中心軸Ｐを、レールの検査装置１００の走行方向に傾斜させ、その傾斜の向きを、車輪１２が、レールＲの側面と接触しながら転動する際に、車輪１２に下向きの力が作用する向きとする。
【解決手段】レールＲの側面と接触しながら転動する車輪１２の中心軸Ｐを、レールの検査装置１００の走行方向に傾斜させ、その傾斜の向きを、車輪１２が、レールＲの側面と接触しながら転動する際に、車輪１２に下向きの力が作用する向きとする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レールの長手方向の曲がり（上下変位と左右変位）などを安定して測定、検査できるレールの検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、鉄道車両や工場建屋の天井クレーンなどは、レールのメンテナンスが重要である。
【０００３】
レールの長期間にわたる使用に伴う、例えばレールの長手方向の曲がりの測定や検査は、従来、トランシットやレベラなどの測量機器を用いて人手により行われていた。
【０００４】
これが、例えば工場内のレールになると、地上を走る各種の搬送用車両のほか、天井クレーンなど、高所、狭所に設置されたものも出てくる。
【０００５】
人手によるレールの長手方向の曲がりの測定や検査では、効率アップには限界がある。また、作業の安全性においても問題が出てくる場合があった。
【０００６】
さらに、工場内のレールを検査するとなると、多くの場合、工場の長時間の操業停止を余儀なくされる。そのため、検査の自動化や効率化が強く望まれていた。
【０００７】
レールの長手方向の曲がりを測定する装置や方法については、特許文献１、特許文献２、特許文献３などが知られている。
【０００８】
代表して、特許文献１のものについて図３を用いて説明する。図３中、１５はレーザビーム発射装置、１６は固定具、２０は移動体、３０は受光検知部、３１は集光レンズ、３２は二次元両面分割型受光素子、４０は演算部である。Ｒはレール、ＬＢはレーザビームである。
【０００９】
集光レンズ３１によって二次元両面分割型受光素子３２上に結像されたレーザビームスポットの二次元座標を、同素子３２に電気的に接続された演算部４０にて求める。ここで、変位が無いとした場合に本来レーザビームスポットが結像されるはずの二次元座標とのずれを移動体２０のレールＲ上を走行中に測定し、レールＲのうねり変位（左右、上下方向の変位）等を測定する。
【００１０】
また、レールのうねりのほか、レール頭部のメタルフローや摩耗なども検査の対象とされる場合がある。特許文献４では、そのような検査装置として、図４に示すようなものを提案している。
【００１１】
なお、図５（ａ）にレール頭部のメタルフローのようすを、（ｂ）に摩耗のようすを示す。
【００１２】
図４中、１は台車、２は水平ローラ、３は水平リニアゲージ、４はレーザ距離計、５は垂直ローラ、６は垂直リニアゲージ、７は超音波プローブ、８は旋回倣い機構、９は押付具、１０，１１は走行車輪、１２，１３は保持ローラ、１４はロータリーエンコーダをそれぞれ示す。ここでは、車輪１２および１３のそれぞれでレールＲを挟持させることで、台車１の姿勢を移動中も安定させるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開平０６−０９４４１９号公報
【特許文献２】特開平１０−０６８６１１号公報
【特許文献３】特開平１０−１８５５２１号公報
【特許文献４】特許第３６９６７１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
しかしながら、特許文献４のような検査装置によってもなお、台車１が移動中、レールのうねりによる振動などによって、台車１のズレや脱線などの問題を完全に防止することができず、その改善が求められていた。
【００１５】
本発明は、従来技術のかような問題を解決するためになされたものであり、レールにうねり等がある場合においても、レールからのズレや脱線を起こすことなく安定した走行によって、レールの長手方向の曲がり（上下変位と左右変位）などを検査することができるレール検査装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
すなわち、本発明は、以下の通りである。
（１）レールの上面と接触しながら転動する走行車輪と、前記レールの側面と接触しながら転動するガイド車輪とを備えたレール検査装置であって、
前記ガイド車輪の回転中心軸を、ガイド車輪がレールの側面と接触しながら転動する際に、前記ガイド車輪に下向きの力が作用するように、前記レール検査装置の走行方向に向けて傾斜させたことを特徴とするレールの検査装置。
（２）ガイド車輪の回転中心軸の傾斜の向きを、レール検査装置の走行方向に応じて変更可能な機構を備えたことを特徴とする上記（１）に記載のレール検査装置。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、レールにうねり等がある場合においても、レールからのズレや脱線を起こすことなく安定した走行によって、レールの長手方向の曲がり（上下変位と左右変位）などを検査することができるレール検査装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】第一の本発明の実施の形態の一例を示す図である。
【図２】第二の本発明の実施の形態の一例を示す図である。
【図３】特許文献１に示す従来技術について説明するための図である。
【図４】特許文献４に示す従来技術について説明するための図である。
【図５】特許文献４に示すレール頭部のメタルフローや摩耗の様子を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明に係るレール検査装置は、上記特許文献１、特許文献２、特許文献３に記載されたレールのうねり変位（左右、上下方向の変位）を測定するもののほか、特許文献４に記載された天井クレーンの走行レール、製鉄所におけるトーピードカーの走行レールなど、各種工業用走行レールの検査を自動的に行うようなものなど、各種のものが考えられる。
【００２０】
その構成は、レールの上面と接触しながら転動する走行車輪を備えたものであればいかなるものでもよい。もちろん、図４を用いて示した、先述の特許文献４に記載したもののように、レールの側面と接触しながら転動する保持ローラを既に別途備えたようなものであってもよい。
【００２１】
そして、本発明に係るレールの検査装置は、レールの長手方向の曲がりのほか、例えばレール頭部のメタルフローや摩耗、あるいはそれら以外のレールの各部寸法や内部欠陥など、各種のデータを一つ以上測定し検査するものであればこれに該当し、測定や検査の方法もレーザビームを用いたものに限らず、超音波なども含め、あらゆる手段を用いたものがこれに該当する。
【実施例】
【００２２】
（第一の本発明の実施の形態）
図１に第一の本発明の実施の形態の一例を示す。図１（ａ）はレール検査装置１００の前方から見た正面図、図１（ｂ）は側方から見た側面図である。図１中、１０はレールＲの上面と接触しながら転動する走行車輪、１２はレールＲの側面と接触しながら転動するガイド車輪、Ｂはガイド車輪１２を軸支する軸受１２ａやそれをさらに保持する軸受箱などを内部に備える保持ブロックである。図１（ｂ）中、保持ブロックＢは図示を省略している。
【００２３】
ここで、本発明では、レールＲの側面と接触しながら転動するガイド車輪１２の回転中心軸Ｐを、レールの検査装置１００の走行方向Ｔに向けて傾斜させる。つまり、その傾斜の向きを、ガイド車輪１２が、レールＲの側面と接触しながら転動する際に、ガイド車輪１２に下向きの力が作用する向きとする。
【００２４】
図１（ｂ）を用いて説明すると、レール検査装置１００の走行方向が図中のＴで示す方向とした場合、レールＲの側面と接触することで従動的に転動するガイド車輪１２には、図中のＣで示す方向に力がはたらく。この方向Ｃは下向きの成分を含むため、レールＲの側面と接触しながら転動するガイド車輪１２には、レールＲの側面と接触しながら転動する際に、下向きの力が作用する。
【００２５】
この作用により、レール検査装置１００が走行中、レールＲのうねり等による振動などによって、レールからズレたり脱線したりすることを防止できる。
【００２６】
（第二の本発明の実施の形態）
図２に第二の本発明の実施の形態の一例を示す。図２は側方から見た側面図であり、図１でいえば（ｂ）に相当する。正面図は図１（ａ）と実質的に同じになるので省略した。
【００２７】
１２ｂは流体圧シリンダなどのアクチュエータである。ａ，ｂ，ｃはいずれも回動可能な支点である。
【００２８】
これらアクチュエータ１２ｂや支点ａ，ｂ，ｃなどは、レールの検査装置１００の走行方向が逆になった場合も、レールＲの側面と接触しながら転動するガイド車輪１２の回転中心軸Ｐを、レール検査装置１００の走行方向Ｔに傾斜させる向きを逆にして、ガイド車輪１２が、レールＲの側面と接触しながら転動する際に、ガイド車輪１２に常に下向きの力が作用するようにできる機構を構成する。
【００２９】
レール検査装置１００の走行中、アクチュエータ１２ｂからは、ガイド車輪１２がレールＲの側面と接触しながら転動する際にレールＲから受ける反力によって押し戻されないようにするための十分な力を作用させる。
【００３０】
このような機構を備えるようにすれば、レール検査装置１００の走行方向を逆にしたい場合に、レール検査装置１００全体をクレーンで吊り上げるなどしてレールＲから離脱させ、走行方向が逆になるように平面内で回動して再びレールＲに着地させる、という煩わしい作業を行う必要がなくなる。これにより、レール検査装置１００の走行方向を逆向きとする場合でも、先述の第一の本発明の実施の形態で説明したのと同様に、レール検査装置１００が走行中、レールＲのうねり等による振動などによって、レールからズレたり脱線したりすることを防止できる。
【００３１】
ここで、上記のガイド車輪１２の回転中心軸Ｐの傾斜の向きを変更可能とする機構は図２に示す構成に限られるものではない。回転中心軸Ｐの傾斜の向きをレール検査装置１００の走行方向に応じて、ガイド車輪１２がレールＲの側面と接触しながら転動する際に前記ガイド車輪１２に下向きの力が作用する向きに変更でき、そこで固定できる機構を備えたものであれば用いることができる。
【符号の説明】
【００３２】
１０ 走行車輪
１２ ガイド車輪
１２ａ 軸受
１２ｂ アクチュエータ
１００ レール検査装置
Ｂ 保持ブロック
Ｃ レールＲの側面と接触しながら転動する車輪１２にはたらく力の方向
Ｐ レールＲの側面と接触しながら転動する車輪１２の中心軸
Ｒ レール
Ｔ 走行方向
ａ 支点
ｂ 支点
ｃ 支点
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レールの長手方向の曲がり（上下変位と左右変位）などを安定して測定、検査できるレールの検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、鉄道車両や工場建屋の天井クレーンなどは、レールのメンテナンスが重要である。
【０００３】
レールの長期間にわたる使用に伴う、例えばレールの長手方向の曲がりの測定や検査は、従来、トランシットやレベラなどの測量機器を用いて人手により行われていた。
【０００４】
これが、例えば工場内のレールになると、地上を走る各種の搬送用車両のほか、天井クレーンなど、高所、狭所に設置されたものも出てくる。
【０００５】
人手によるレールの長手方向の曲がりの測定や検査では、効率アップには限界がある。また、作業の安全性においても問題が出てくる場合があった。
【０００６】
さらに、工場内のレールを検査するとなると、多くの場合、工場の長時間の操業停止を余儀なくされる。そのため、検査の自動化や効率化が強く望まれていた。
【０００７】
レールの長手方向の曲がりを測定する装置や方法については、特許文献１、特許文献２、特許文献３などが知られている。
【０００８】
代表して、特許文献１のものについて図３を用いて説明する。図３中、１５はレーザビーム発射装置、１６は固定具、２０は移動体、３０は受光検知部、３１は集光レンズ、３２は二次元両面分割型受光素子、４０は演算部である。Ｒはレール、ＬＢはレーザビームである。
【０００９】
集光レンズ３１によって二次元両面分割型受光素子３２上に結像されたレーザビームスポットの二次元座標を、同素子３２に電気的に接続された演算部４０にて求める。ここで、変位が無いとした場合に本来レーザビームスポットが結像されるはずの二次元座標とのずれを移動体２０のレールＲ上を走行中に測定し、レールＲのうねり変位（左右、上下方向の変位）等を測定する。
【００１０】
また、レールのうねりのほか、レール頭部のメタルフローや摩耗なども検査の対象とされる場合がある。特許文献４では、そのような検査装置として、図４に示すようなものを提案している。
【００１１】
なお、図５（ａ）にレール頭部のメタルフローのようすを、（ｂ）に摩耗のようすを示す。
【００１２】
図４中、１は台車、２は水平ローラ、３は水平リニアゲージ、４はレーザ距離計、５は垂直ローラ、６は垂直リニアゲージ、７は超音波プローブ、８は旋回倣い機構、９は押付具、１０，１１は走行車輪、１２，１３は保持ローラ、１４はロータリーエンコーダをそれぞれ示す。ここでは、車輪１２および１３のそれぞれでレールＲを挟持させることで、台車１の姿勢を移動中も安定させるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開平０６−０９４４１９号公報
【特許文献２】特開平１０−０６８６１１号公報
【特許文献３】特開平１０−１８５５２１号公報
【特許文献４】特許第３６９６７１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
しかしながら、特許文献４のような検査装置によってもなお、台車１が移動中、レールのうねりによる振動などによって、台車１のズレや脱線などの問題を完全に防止することができず、その改善が求められていた。
【００１５】
本発明は、従来技術のかような問題を解決するためになされたものであり、レールにうねり等がある場合においても、レールからのズレや脱線を起こすことなく安定した走行によって、レールの長手方向の曲がり（上下変位と左右変位）などを検査することができるレール検査装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
すなわち、本発明は、以下の通りである。
（１）レールの上面と接触しながら転動する走行車輪と、前記レールの側面と接触しながら転動するガイド車輪とを備えたレール検査装置であって、
前記ガイド車輪の回転中心軸を、ガイド車輪がレールの側面と接触しながら転動する際に、前記ガイド車輪に下向きの力が作用するように、前記レール検査装置の走行方向に向けて傾斜させたことを特徴とするレールの検査装置。
（２）ガイド車輪の回転中心軸の傾斜の向きを、レール検査装置の走行方向に応じて変更可能な機構を備えたことを特徴とする上記（１）に記載のレール検査装置。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、レールにうねり等がある場合においても、レールからのズレや脱線を起こすことなく安定した走行によって、レールの長手方向の曲がり（上下変位と左右変位）などを検査することができるレール検査装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】第一の本発明の実施の形態の一例を示す図である。
【図２】第二の本発明の実施の形態の一例を示す図である。
【図３】特許文献１に示す従来技術について説明するための図である。
【図４】特許文献４に示す従来技術について説明するための図である。
【図５】特許文献４に示すレール頭部のメタルフローや摩耗の様子を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明に係るレール検査装置は、上記特許文献１、特許文献２、特許文献３に記載されたレールのうねり変位（左右、上下方向の変位）を測定するもののほか、特許文献４に記載された天井クレーンの走行レール、製鉄所におけるトーピードカーの走行レールなど、各種工業用走行レールの検査を自動的に行うようなものなど、各種のものが考えられる。
【００２０】
その構成は、レールの上面と接触しながら転動する走行車輪を備えたものであればいかなるものでもよい。もちろん、図４を用いて示した、先述の特許文献４に記載したもののように、レールの側面と接触しながら転動する保持ローラを既に別途備えたようなものであってもよい。
【００２１】
そして、本発明に係るレールの検査装置は、レールの長手方向の曲がりのほか、例えばレール頭部のメタルフローや摩耗、あるいはそれら以外のレールの各部寸法や内部欠陥など、各種のデータを一つ以上測定し検査するものであればこれに該当し、測定や検査の方法もレーザビームを用いたものに限らず、超音波なども含め、あらゆる手段を用いたものがこれに該当する。
【実施例】
【００２２】
（第一の本発明の実施の形態）
図１に第一の本発明の実施の形態の一例を示す。図１（ａ）はレール検査装置１００の前方から見た正面図、図１（ｂ）は側方から見た側面図である。図１中、１０はレールＲの上面と接触しながら転動する走行車輪、１２はレールＲの側面と接触しながら転動するガイド車輪、Ｂはガイド車輪１２を軸支する軸受１２ａやそれをさらに保持する軸受箱などを内部に備える保持ブロックである。図１（ｂ）中、保持ブロックＢは図示を省略している。
【００２３】
ここで、本発明では、レールＲの側面と接触しながら転動するガイド車輪１２の回転中心軸Ｐを、レールの検査装置１００の走行方向Ｔに向けて傾斜させる。つまり、その傾斜の向きを、ガイド車輪１２が、レールＲの側面と接触しながら転動する際に、ガイド車輪１２に下向きの力が作用する向きとする。
【００２４】
図１（ｂ）を用いて説明すると、レール検査装置１００の走行方向が図中のＴで示す方向とした場合、レールＲの側面と接触することで従動的に転動するガイド車輪１２には、図中のＣで示す方向に力がはたらく。この方向Ｃは下向きの成分を含むため、レールＲの側面と接触しながら転動するガイド車輪１２には、レールＲの側面と接触しながら転動する際に、下向きの力が作用する。
【００２５】
この作用により、レール検査装置１００が走行中、レールＲのうねり等による振動などによって、レールからズレたり脱線したりすることを防止できる。
【００２６】
（第二の本発明の実施の形態）
図２に第二の本発明の実施の形態の一例を示す。図２は側方から見た側面図であり、図１でいえば（ｂ）に相当する。正面図は図１（ａ）と実質的に同じになるので省略した。
【００２７】
１２ｂは流体圧シリンダなどのアクチュエータである。ａ，ｂ，ｃはいずれも回動可能な支点である。
【００２８】
これらアクチュエータ１２ｂや支点ａ，ｂ，ｃなどは、レールの検査装置１００の走行方向が逆になった場合も、レールＲの側面と接触しながら転動するガイド車輪１２の回転中心軸Ｐを、レール検査装置１００の走行方向Ｔに傾斜させる向きを逆にして、ガイド車輪１２が、レールＲの側面と接触しながら転動する際に、ガイド車輪１２に常に下向きの力が作用するようにできる機構を構成する。
【００２９】
レール検査装置１００の走行中、アクチュエータ１２ｂからは、ガイド車輪１２がレールＲの側面と接触しながら転動する際にレールＲから受ける反力によって押し戻されないようにするための十分な力を作用させる。
【００３０】
このような機構を備えるようにすれば、レール検査装置１００の走行方向を逆にしたい場合に、レール検査装置１００全体をクレーンで吊り上げるなどしてレールＲから離脱させ、走行方向が逆になるように平面内で回動して再びレールＲに着地させる、という煩わしい作業を行う必要がなくなる。これにより、レール検査装置１００の走行方向を逆向きとする場合でも、先述の第一の本発明の実施の形態で説明したのと同様に、レール検査装置１００が走行中、レールＲのうねり等による振動などによって、レールからズレたり脱線したりすることを防止できる。
【００３１】
ここで、上記のガイド車輪１２の回転中心軸Ｐの傾斜の向きを変更可能とする機構は図２に示す構成に限られるものではない。回転中心軸Ｐの傾斜の向きをレール検査装置１００の走行方向に応じて、ガイド車輪１２がレールＲの側面と接触しながら転動する際に前記ガイド車輪１２に下向きの力が作用する向きに変更でき、そこで固定できる機構を備えたものであれば用いることができる。
【符号の説明】
【００３２】
１０ 走行車輪
１２ ガイド車輪
１２ａ 軸受
１２ｂ アクチュエータ
１００ レール検査装置
Ｂ 保持ブロック
Ｃ レールＲの側面と接触しながら転動する車輪１２にはたらく力の方向
Ｐ レールＲの側面と接触しながら転動する車輪１２の中心軸
Ｒ レール
Ｔ 走行方向
ａ 支点
ｂ 支点
ｃ 支点
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レールの上面と接触しながら転動する走行車輪と、前記レールの側面と接触しながら転動するガイド車輪とを備えたレール検査装置であって、
前記ガイド車輪の回転中心軸を、ガイド車輪がレールの側面と接触しながら転動する際に、前記ガイド車輪に下向きの力が作用するように、前記レール検査装置の走行方向に向けて傾斜させたことを特徴とするレールの検査装置。
【請求項２】
ガイド車輪の回転中心軸の傾斜の向きを、レール検査装置の走行方向に応じて変更可能な機構を備えたことを特徴とする請求項１に記載のレール検査装置。
【請求項１】
レールの上面と接触しながら転動する走行車輪と、前記レールの側面と接触しながら転動するガイド車輪とを備えたレール検査装置であって、
前記ガイド車輪の回転中心軸を、ガイド車輪がレールの側面と接触しながら転動する際に、前記ガイド車輪に下向きの力が作用するように、前記レール検査装置の走行方向に向けて傾斜させたことを特徴とするレールの検査装置。
【請求項２】
ガイド車輪の回転中心軸の傾斜の向きを、レール検査装置の走行方向に応じて変更可能な機構を備えたことを特徴とする請求項１に記載のレール検査装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１０−２０８４４７（Ｐ２０１０−２０８４４７Ａ）
【公開日】平成２２年９月２４日（２０１０．９．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−５５８５６（Ｐ２００９−５５８５６）
【出願日】平成２１年３月１０日（２００９．３．１０）
【出願人】（０００００１２５８）ＪＦＥスチール株式会社 (8,589)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年９月２４日（２０１０．９．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年３月１０日（２００９．３．１０）
【出願人】（０００００１２５８）ＪＦＥスチール株式会社 (8,589)
【Ｆターム（参考）】
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