特許 5743582 レールボンド抵抗測定装置及びレールボンド抵抗測定方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5743582

(24)【登録日】2015年5月15日

(45)【発行日】2015年7月1日

(54)【発明の名称】レールボンド抵抗測定装置及びレールボンド抵抗測定方法

(51)【国際特許分類】

   G01R 27/02 20060101AFI20150611BHJP

【ＦＩ】

   G01R27/02 R

【請求項の数】5

【全頁数】25

(21)【出願番号】特願2011-25349(P2011-25349)

(22)【出願日】2011年2月8日

(65)【公開番号】特開2012-163496(P2012-163496A)

(43)【公開日】2012年8月30日

【審査請求日】2013年12月17日

(73)【特許権者】

【識別番号】000221616

【氏名又は名称】東日本旅客鉄道株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】501284767

【氏名又は名称】株式会社ジェイアール総研電気システム

(74)【代理人】

【識別番号】100064908

【弁理士】

【氏名又は名称】志賀 正武

(74)【代理人】

【識別番号】100108578

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 詔男

(74)【代理人】

【識別番号】100089037

【弁理士】

【氏名又は名称】渡邊 隆

(74)【代理人】

【識別番号】100094400

【弁理士】

【氏名又は名称】鈴木 三義

(74)【代理人】

【識別番号】100107836

【弁理士】

【氏名又は名称】西 和哉

(74)【代理人】

【識別番号】100108453

【弁理士】

【氏名又は名称】村山 靖彦

(72)【発明者】

【氏名】入江 充

(72)【発明者】

【氏名】藤井 朋憲

(72)【発明者】

【氏名】伊知地 義尚

(72)【発明者】

【氏名】小島 智

(72)【発明者】

【氏名】西山 友崇

(72)【発明者】

【氏名】長谷川 恵太

(72)【発明者】

【氏名】林 壮

(72)【発明者】

【氏名】▲高▼重 哲夫

(72)【発明者】

【氏名】磯野 直之

【審査官】 越川 康弘

(56)【参考文献】

【文献】 実開昭５８−０１７２７１（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 実開平０３−１２５２７５（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開平０６−０１８５７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０８−１１４６３４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−１２１４８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭５０−１４０１０４（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 実開昭６２−０３６９６４（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｒ ２７／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１のレールのレールボンド箇所と第２のレールのレールボンド箇所とを接続するレールボンド部におけるレールボンド抵抗を測定するレールボンド抵抗測定装置であって、
前記第１のレールから前記第２のレールに向かうレールの延伸方向に順に配置される第１電極、第２電極、第３電極、第４電極、第５電極を含む複数の電極と、
所定の電圧を印加するか否かを制御する制御信号に応じて、前記第１電極と前記第５電極との間に前記所定の電圧を印加する電源部と、
前記電源部を制御する前記制御信号を生成するとともに、前記第２電極と前記第３電極との間の電位差と、前記第３電極と前記第４電極との間の電位差との比に基づいて、前記レールボンド抵抗の大きさを算出する演算制御部と、
前記第１電極と前記第２電極の電極針を備え、かつ該電極針が同一の面から同じ方向に突出するように並べて設けられる第１の接触部と、
前記第４電極と前記第５電極の電極針を備え、かつ該電極針が同一の面から同じ方向に突出するように並べて設けられる第２の接触部と、
前記第３電極の電極針を備え、かつ該電極針が同一の面から同じ方向に突出するように並べて設けられる第３の接触部と、
を備え、
前記接触部は、回転ノブ
を備え、
前記電極針は、前記同一の面の法線方向を軸として、前記軸から径方向に隔てた位置に設けられ、前記回転ノブの回転に伴って前記軸を中心に回転するように支持されており、
前記接触部は、
前記第１のレール又は前記第２のレールにそれぞれ前記電極針の先端部が接触するように磁力により保持した後に、前記回転ノブを回転させることにより、前記電極針の先端部によりレール表面に存在する絶縁膜を破壊して、前記電極針と当該レールとの間の電気的導通を確保し、
前記第１電極、前記第２電極、前記第３電極及び前記第１のレールのレールボンド箇所が、前記レールの延伸方向に向け前記第１のレール上に順に設けられ、
前記第２のレールのレールボンド箇所、前記第４電極及び第５電極が、前記レールの延伸方向に向け前記第２のレール上に順に設けられ、
前記第２電極から前記第３電極までの間隔と前記第４電極から前記第３電極までの間隔とが同じ間隔になるように当該電極の位置を互いに隔てた位置にする
ことを特徴とするレールボンド抵抗測定装置。

【請求項2】

前記演算制御部は、
前記第２電極と前記第３電極との間の電位差から、前記電源部が前記所定の電圧を印加した際に生じるオフセットを補正して得られる第１変換情報を生成する第１変換情報生成部と、
前記第３電極と前記第４電極との間の電位差から、前記電源部が前記所定の電圧を印加した際に生じるオフセットを補正して得られる第２変換情報を生成する第２変換情報生成部と、
前記第２変換情報の値を、前記第１変換情報の値により除算する演算部と、
を備えることを特徴とする請求項１に記載のレールボンド抵抗測定装置。

【請求項3】

前記第２電極に接続される入力端子と、前記第３電極に接続される入力端子を備える第１差動増幅器と、
前記第３電極に接続される入力端子と、前記第４電極に接続される入力端子を備える第２差動増幅器と、
測定実行を指示された場合に、前記電源部に前記所定の電圧を所定期間印加させる前記制御信号を生成する制御部と、
を備え、
前記第１変換情報生成部は、
前記電源部が前記所定の電圧を印加している場合の前記第２電極と前記第３電極との間の電位差を変換した基準電圧情報を生成し、前記電源部が前記所定の電圧を印加していない場合の前記第２電極と前記第３電極との間の電位差を変換した基準電圧オフセット情報を生成し、前記基準電圧情報から前記基準電圧オフセット情報を減算した前記第１変換情報を生成し、
前記第２変換情報生成部は、
前記電源部が前記所定の電圧を印加している場合の前記第３電極と前記第４電極との間の電位差を変換した検出電圧情報を生成し、前記電源部が前記所定の電圧を印加していない場合の前記第３電極と前記第４電極との間の電位差を変換した検出電圧オフセット情報を生成し、前記検出電圧情報から前記検出電圧オフセット情報を減算した前記第２変換情報を生成する
ことを特徴とする請求項２に記載のレールボンド抵抗測定装置。

【請求項4】

第１のレールのレールボンド箇所と第２のレールのレールボンド箇所とを接続するレールボンド部におけるレールボンド抵抗を測定するレールボンド抵抗測定装置であって、
前記第１のレールから前記第２のレールに向かうレールの延伸方向に順に配置される第１電極、第２電極、第３電極、第４電極、第５電極を含む複数の電極と、
所定の電圧を印加するか否かを制御する制御信号に応じて、前記第１電極と前記第５電極との間に前記所定の電圧を印加する電源部と、
前記電源部を制御する前記制御信号を生成するとともに、前記レールボンド抵抗の大きさを算出する演算制御部と、
一端が前記第２電極に接続される第１の抵抗と、
一端が前記第４電極に接続され、他端が前記第１の抵抗の他端に接続され、前記演算制御部からの指令に応じて抵抗値が制御される第２の抵抗と、
前記第１電極と前記第２電極の電極針を備え、かつ該電極針が同一の面から同じ方向に突出するように並べて設けられる第１の接触部と、
前記第４電極と前記第５電極の電極針を備え、かつ該電極針が同一の面から同じ方向に突出するように並べて設けられる第２の接触部と、
前記第３電極の電極針を備え、かつ該電極針が同一の面から同じ方向に突出するように並べて設けられる第３の接触部と、
を備え、
前記接触部は、回転ノブ
を備え、
前記電極針は、前記同一の面の法線方向を軸として、前記軸から径方向に隔てた位置に設けられ、前記回転ノブの回転に伴って前記軸を中心に回転するように支持されており、
前記接触部は、
前記第１のレール又は前記第２のレールにそれぞれ前記電極針の先端部が接触するように磁力により保持した後に、前記回転ノブを回転させることにより、前記電極針の先端部によりレール表面に存在する絶縁膜を破壊して、前記電極針と当該レールとの間の電気的導通を確保し、
前記第１電極、前記第２電極、前記第３電極及び前記第１のレールのレールボンド箇所が、前記レールの延伸方向に向け前記第１のレール上に順に設けられ、
前記第２のレールのレールボンド箇所、前記第４電極及び第５電極が、前記レールの延伸方向に向け前記第２のレール上に順に設けられ、
前記第２電極から前記第３電極までの間隔と前記第４電極から前記第３電極までの間隔とが同じ間隔になるように当該電極の位置を互いに隔てた位置にして、
前記演算制御部は、
前記第３電極の電位と、前記第１の抵抗と前記第２の抵抗との接続点の電位との電位差に基づいて第３変換情報を生成する第３変換情報生成部と、
前記第３変換情報に基づいて、前記第３電極の電位と、前記第１の抵抗と前記第２の抵抗との接続点の電位とを等しくするように前記第２の抵抗の抵抗値を制御する制御部と、
を備えることを特徴とするレールボンド抵抗測定装置。

【請求項5】

第１のレールのレールボンド箇所と第２のレールのレールボンド箇所とを接続するレールボンド部におけるレールボンド抵抗を測定するレールボンド抵抗測定装置におけるレールボンド抵抗測定方法であって、
レールボンド抵抗測定装置は、
前記第１のレールから前記第２のレールに向かうレールの延伸方向に順に配置される第１電極、第２電極、第３電極、第４電極、第５電極を含む複数の電極と、
前記第１電極と前記第２電極の電極針を備え、かつ該電極針が同一の面から同じ方向に突出するように並べて設けられる第１の接触部と、
前記第４電極と前記第５電極の電極針を備え、かつ該電極針が同一の面から同じ方向に突出するように並べて設けられる第２の接触部と、
前記第３電極の電極針を備え、かつ該電極針が同一の面から同じ方向に突出するように並べて設けられる第３の接触部と、
を備え、
前記接触部は、回転ノブ
を備え、
前記電極針は、前記同一の面の法線方向を軸として、前記軸から径方向に隔てた位置に設けられ、前記回転ノブの回転に伴って前記軸を中心に回転するように支持されており、
前記第１電極、前記第２電極、前記第３電極及び前記第１のレール上のレールボンド箇所が、前記レールの延伸方向に向け前記第１のレール上に順に設けられ、
前記第２のレール上のレールボンド箇所、前記第４電極及び第５電極が、前記レールの延伸方向に向け前記第２のレール上に順に設けられ、
前記第３電極が、前記第２電極と前記第４電極とからそれぞれ所定の距離を隔てて設けられており、
前記第２電極から前記第３電極までの間隔と前記第４電極から前記第３電極までの間隔とが同じ間隔になるように当該電極の位置を互いに隔てた位置にして、
前記第１のレール又は前記第２のレールにそれぞれ前記電極針の先端部が接触するように磁力により保持した後に、前記回転ノブを回転させることにより、前記電極針の先端部によりレール表面に存在する絶縁膜を破壊して、前記接触部が、前記電極針と当該レールとの間の電気的導通を確保する過程と、
電源部が、所定の電圧を印加するか否かを制御する制御信号に応じて、前記第１電極と前記第５電極との間に前記電圧を印加する過程と、
演算制御部が、前記電源部を制御する前記制御信号を生成するとともに、前記第２電極と前記第３電極との間の電位差と、前記第３電極と前記第４電極との間の電位差との比に基づいて、前記レールボンド抵抗の大きさを算出する過程
を含むことを特徴とするレールボンド抵抗測定方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、レールの継目の電気抵抗を低減するために施設されるレールボンドの抵抗測定装置及びレールボンド抵抗測定方法に関する。

【背景技術】

【0002】

電気鉄道において、レールは帰還電流等が流れる電気回路としても利用されている。そのため、レール継目をボンド（例えば、軟銅より線）で橋絡し電気抵抗を低減している。このレール継目のボンド（単に「レールボンド」とも呼ぶ）について、例えば、直流の電車線路の帰線用レールの継目１箇所の電気抵抗は、「レールの長さ５ｍの抵抗に相当する値以下であること」（レール換算抵抗５ｍ以下であること）と規定されている（「電気設備の技術基準の解釈」参照)。このため、レールを敷設する際には、レールボンド箇所の電気抵抗が上記規定の値を満たすか否かを確認する必要がある。このレールの長さ５ｍあたりの電気抵抗はきわめて小さく（例えば、５０Ｎレールで１７０μΩ）、このような低抵抗を測定する方法のひとつとしてホイートストンブリッジ回路による測定方法が用いられている。

【0003】

図９は、既存のレールボンド抵抗測定装置の例を示す図であり、ホイートストンブリッジ回路によりレールボンド抵抗を測定する装置の例を示している。この図９に示すレールボンド抵抗測定装置３では、測定の基準側となるレール１１（基準側レール）とレール１２（ボンド側レール）とがレールボンド１３により接続される場合において、この基準側レール１１の１ｍの長さの抵抗値を基準にして、レールボンド１３の抵抗値（メートル長に換算した値）を測定して表示する。すなわち、レールボンド抵抗測定装置３は、レールボンド１３の抵抗値を使用レール１ｍ当たりの電気抵抗に換算して表示する。

【0004】

このレールボンド抵抗の測定のために、基準側レール１１とボンド側レール１２上に、第１電極Ｃ１と、第２電極Ｃ２と、第３電極Ｃ３と、第４電極Ｃ４と、第５電極Ｃ５とが、レール表面に接触するようにして配置される。なお、これらの電極Ｃ１〜Ｃ５は、後述するレール接触器（図１０を参照）を使用してレール１１の表面に良好に接触するようにして配置される。

【0005】

そして、このレール１１において、基準側レール１１からボンド側レール１２に向かうレールの延伸方向に、第１電極Ｃ１と、第２電極Ｃ２と、第３電極Ｃ３とがこの順に配置される。また、ボンド側レール１２において、上記レールの延伸方向に、第４電極Ｃ４と、第５電極Ｃ５とがこの順に配置される。なお、レール１１上に配置される第２電極Ｃ２と第３電極Ｃ３は、その間隔が１ｍの長さになるように配置され、この第２電極Ｃ２と第３電極Ｃ３との間の抵抗値をＲ_Ｄとする。従って、抵抗値をＲ_Ｄはレール１ｍ当りの抵抗値に相当することになる。

【0006】

また、レール１１の第３電極Ｃ３とレール１２の第４電極Ｃ４はレールボンド１３を間に挟むように配置される。この第３電極Ｃ３と第４電極Ｃ４は、その間隔が１ｍの長さになるように配置され、この第３電極Ｃ３と第４電極Ｃ４との間の抵抗値をＲ_Ｘ（測定対象となる抵抗）とする。従って、抵抗値Ｒ_Ｘは、より正確にはレールボンド１３の抵抗とレールの抵抗とを含む抵抗値となる。

【0007】

また、レールボンド抵抗測定装置３は、定電圧源となるバッテリ４２と、抵抗Ｒ_Ｓと可変抵抗Ｒ_Ｍの直列回路と、ガルバノメータＧ１とを有している。このレールボンド抵抗測定装置３において、上記抵抗Ｒ_Ｓの一端はケーブルを通して第２電極Ｃ２に接続され、抵抗Ｒ_Ｓの他端は可変抵抗Ｒ_Ｍの一端に接続され、可変抵抗Ｒ_Ｍの他端はケーブルを通して第４電極Ｃ４に接続される。また、抵抗Ｒ_Ｓと可変抵抗Ｒ_Ｍの接続点（ノードＮ１）にガルバノメータＧ１の一端が接続され、ガルバノメータＧ１の他端はケーブルを通して第３電極Ｃ３に接続される。上記構成において、抵抗Ｒ_Ｄ、抵抗Ｒ_Ｘ、抵抗Ｒ_Ｓ、抵抗Ｒ_Ｍ、及びガルバノメータＧ１により、ホイートストンブリッジ回路が形成される。

【0008】

上記構成において、最初に、バッテリ４２の＋側端子を、ケーブルを通して第１電極Ｃ１に接続し、バッテリ４２の−側端子を、ケーブルを通して第５電極Ｃ５に接続することにより、第１電極Ｃ１と第５電極Ｃ５間にバッテリ電圧Ｖｂａｔを印加し、レール１１、レールボンド１３、及びレール１２に電流を流す。これにより、抵抗Ｒ_Ｄの両端（第２電極Ｃ２と第３電極Ｃ３との間）に電圧Ｖ_ＲＤが発生し、抵抗Ｒ_Ｘの両端（第３電極Ｃ３と第４電極Ｃ４との間）に電圧Ｖ_ＲＸが発生する。また、抵抗Ｒ_Ｓの両端に電圧Ｖ_ＲＳが発生し、可変抵抗Ｒ_Ｍの両端に電圧Ｖ_ＲＭが発生する。このため、ガルバノメータＧ１には、第３電極Ｃ３とノードＮ１との間の電位差に応じた電流Ｉｏが流れ、ガルバノメータＧ１の指針が、＋側又は−側の方向に振れる。

【0009】

この状態において、ガルバノメータＧ１の電流Ｉｏの読みが「０（ゼロ）」になるように可変抵抗Ｒ_Ｍの抵抗値を調整する。ガルバノメータＧ１の電流Ｉｏの読みが「０（ゼロ）」になるように、可変抵抗Ｒ_Ｍの抵抗値が調整されると、抵抗Ｒ_Ｄの両端の電圧Ｖ_ＲＤと、抵抗Ｒ_Ｓの両端の電圧Ｖ_ＲＳとが等しくなる（Ｖ_ＲＤ＝Ｖ_ＲＳ）。また、抵抗Ｒ_Ｘの両端の電圧Ｖ_ＲＸと、抵抗Ｒ_Ｍの両端の電圧Ｖ_ＲＭとが等しくなる（Ｖ_ＲＸ＝Ｖ_ＲＭ）。

【0010】

従って、
「Ｒ_Ｄ：Ｒ_Ｘ＝Ｒ_Ｓ：Ｒ_Ｍ」となり、「Ｒ_Ｘ／Ｒ_Ｄ＝Ｒ_Ｍ／Ｒ_Ｓ」となる。

【0011】

ここで、抵抗Ｒ_Ｓと抵抗Ｒ_Ｍの値は既知であり、また、抵抗Ｒ_Ｄはレール長さ１ｍ当りの抵抗値であるため、「Ｒ_Ｍ／Ｒ_Ｓ」を算出することにより、抵抗Ｒ_Ｄの値が不明であっても、レール長さに換算された抵抗値（Ｒ_Ｘ／Ｒ_Ｄ）を算出することができる。そして、このレールボンド抵抗測定装置３では、測定結果を表示部（図示せず）に表示する際に、表示単位を、抵抗値でなくレール長（レール長換算抵抗値）で表示する。
なお、ガルバノメータＧ１に流れる電流Ｉｏがゼロであるか否かの検出は、簡単なコイル式の電流計であっても非常に精度良く検出できる。従って、レールボンド抵抗測定装置３によって簡単かつ高精度でレールボンド１３の抵抗値を測定することができる。

【0012】

なお、ホイートストンブリッジ回路については、特許文献１にも示されているように、小型化が困難であることが知られている。

【0013】

また、図１０は、電極Ｃ１〜Ｃ５をレールに接触させるために使用されるレール接触器の構成を示す図であり、図１０（Ａ）は、レール接触器６１をレール１１に取り付けた状態において、レール１１の断面側（レール断面の法線方向側）からレール接触器６１を見た図、図１０（Ｂ）は、レール１１の側面側からレール接触器６１を見た図を示している。図１０（Ａ）に示すように、レール接触器６１は、絶縁材料で形成される直方体状の絶縁ベース６２に、両腕形状の電極アセンブリ６３を取り付けて構成されている。また、図１０（Ｂ）に示すように、この電極アセンブリ６３は、絶縁ベース６２の両側面（レール１１の延伸方向側の面）に取り付けられており、１つのレール接触器６１が２つの電極を備えている。

【0014】

そして、この電極アセンブリ６３は、図１０（Ａ）に示すように、一方の腕部６３Ａに電極（電極針）６４が取り付けられ、この電極６４の先端部６４Ａをレール１１の側面１１ａに接触させるよう構成されている。また、電極アセンブリ６３の他方の腕部６３Ｂには、ボルト部６５とナット部６６が設けられ、このボルト部６５の一方の端部である先端部６５Ａをレール１１の側面１１ｂに接触させるように構成されている。また、ボルト部６５の他方の端部には、このボルト部６５を手動により回転させるための回転ハンドル６７が設けられており、この回転ハンドル６７を矢印Ａ−Ａ´方向に回転させることにより、ボルト部６５を矢印Ｘ―Ｘ´方向に移動させるように構成されている。

【0015】

そして、このレール接触器６１をレール１１に取り付ける際には、予めレール１１の表面１１ａを研磨することによりサビ等の絶縁膜を破壊し、電極６４の先端部６４Ａとレール表面１１ａとの接触抵抗が低くなるようにする。その後に、電極６４の先端部６４Ａをレール表面１１ａに押し当てた状態において、回転ハンドル６７を手動で回転させることにより、ボルト部６５の先端部６５ＡをＸ方向に移動させる。これにより、電極６４の先端部６４Ａとボルト部６５の先端部６５Ａとによりレール１１を強く締め付け、レール接触器６１をレール１１に固定するとともに、電極６４の先端部６４Ａをレール表面１１ａに強く押し当て、電極６４とレール１１の電気的導通性を確保することができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0016】

【特許文献1】特開２０１０−１４５３７３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0017】

図９に示すレールボンド抵抗測定装置においては、ホイートストンブリッジ回路を用い抵抗測定を行うため測定精度は確保できるが、抵抗（レール換算抵抗値）を測定する際に、手動で可変抵抗Ｒ_Ｍ（通常はダイヤル式の可変抵抗器）の抵抗値を調整する必要がある。また、図１０に示すレール接触器６１を用いて、電極６４をレール１１に接触させる際には、作業者がレール表面１１ａを研磨して接触抵抗が低くなるようにする必要がある。また、レール接触器６１は、レール１１を両側面から締め付けて固定する構造であるため、その構造上の制約と機械的強度を確保するためにレール接触器６１自体が大型化し、その重量も重くなるという問題がある。

【0018】

このように、既存のレールボンド抵抗測定器は、ホイーストンブリッジ回路内の可変抵抗の抵抗値を作業者の操作により、ガルバノメータに流れる電流Ｉｏの値が「０（ゼロ）」となるように調整する必要があり、測定作業が煩わしくなるとともに、測定に要する作業時間が長くなるという問題があった。また、電極をレール表面に接触させる際に、作業者がレール表面を研磨する必要があり、この作業に時間と手間がかかるとういう問題があった。また、レール接触器が大型化し、その重量も重くなるという問題があった。

【0019】

本発明は、斯かる実情に鑑みなされたものであり、本発明の目的は、既存のホイーストンブリッジ回路を用いたレールボンド抵抗測定装置のように、ホイートストンブリッジ回路内の可変抵抗を手動で調整する必要がなく、レールボンド抵抗を自動で測定することができ、レールボンド抵抗の測定作業を簡易化することができる、レールボンド抵抗測定装置、及びレールボンド抵抗測定方法を提供することにある。

【0020】

また、本発明のさらなる目的は、電極をレール表面に接触させる際のレール表面の研磨作業を不要とし、電極をレールに設置する際の作業時間を短縮することができるとともに、レール接触器の小型化と軽量化を図ることができる、レールボンド抵抗測定装置及びレールボンド抵抗測定方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0021】

本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、本発明のレールボンド抵抗測定装置は、第１のレールのレールボンド箇所と第２のレールのレールボンド箇所とを接続するレールボンド部におけるレールボンド抵抗を測定するレールボンド抵抗測定装置であって、前記第１のレールから前記第２のレールに向かうレールの延伸方向に順に配置される第１電極、第２電極、第３電極、第４電極、第５電極を含む複数の電極と、所定の電圧を印加するか否かを制御する制御信号に応じて、前記第１電極と前記第５電極との間に前記所定の電圧を印加する電源部と、前記電源部を制御する前記制御信号を生成するとともに、前記第２電極と前記第３電極との間の電位差と、前記第３電極と前記第４電極との間の電位差との比に基づいて、前記レールボンド抵抗の大きさを算出する演算制御部と、前記第１電極と前記第２電極の電極針を備え、かつ該電極針が同一の面から同じ方向に突出するように並べて設けられる第１の接触部と、前記第４電極と前記第５電極の電極針を備え、かつ該電極針が同一の面から同じ方向に突出するように並べて設けられる第２の接触部と、前記第３電極の電極針を備え、かつ該電極針が同一の面から同じ方向に突出するように並べて設けられる第３の接触部と、を備え、前記接触部は、回転ノブを備え、前記電極針は、前記同一の面の法線方向を軸として、前記軸から径方向に隔てた位置に設けられ、前記回転ノブの回転に伴って前記軸を中心に回転するように支持されており、前記接触部は、前記第１のレール又は前記第２のレールにそれぞれ前記電極針の先端部が接触するように磁力により保持した後に、前記回転ノブを回転させることにより、前記電極針の先端部によりレール表面に存在する絶縁膜を破壊して、前記電極針と当該レールとの間の電気的導通を確保し、前記第１電極、前記第２電極、前記第３電極及び前記第１のレールのレールボンド箇所が、前記レールの延伸方向に向け前記第１のレール上に順に設けられ、前記第２のレールのレールボンド箇所、前記第４電極及び第５電極が、前記レールの延伸方向に向け前記第２のレール上に順に設けられ、前記第２電極から前記第３電極までの間隔と前記第４電極から前記第３電極までの間隔とが同じ間隔になるように当該電極の位置を互いに隔てた位置にすることを特徴とする。

【0022】

また、本発明のレールボンド抵抗測定装置は、前記演算制御部は、前記第２電極と前記第３電極との間の電位差から、前記電源部が前記所定の電圧を印加した際に生じるオフセットを補正して得られる第１変換情報を生成する第１変換情報生成部と、前記第３電極と前記第４電極との間の電位差から、前記電源部が前記所定の電圧を印加した際に生じるオフセットを補正して得られる第２変換情報を生成する第２変換情報生成部と、前記第２変換情報の値を、前記第１変換情報の値により除算する演算部と、を備えることを特徴とする。

【0023】

また、本発明のレールボンド抵抗測定装置は、前記第２電極に接続される入力端子と、前記第３電極に接続される入力端子を備える第１差動増幅器と、前記第３電極に接続される入力端子と、前記第４電極に接続される入力端子を備える第２差動増幅器と、測定実行を指示された場合に、前記電源部に前記所定の電圧を所定期間印加させる前記制御信号を生成する制御部と、を備え、前記第１変換情報生成部は、前記電源部が前記所定の電圧を印加している場合の前記第２電極と前記第３電極との間の電位差を変換した基準電圧情報を生成し、前記電源部が前記所定の電圧を印加していない場合の前記第２電極と前記第３電極との間の電位差を変換した基準電圧オフセット情報を生成し、前記基準電圧情報から前記基準電圧オフセット情報を減算した前記第１変換情報を生成し、前記第２変換情報生成部は、前記電源部が前記所定の電圧を印加している場合の前記第３電極と前記第４電極との間の電位差を変換した検出電圧情報を生成し、前記電源部が前記所定の電圧を印加していない場合の前記第３電極と前記第４電極との間の電位差を変換した検出電圧オフセット情報を生成し、前記検出電圧情報から前記検出電圧オフセット情報を減算した前記第２変換情報を生成することを特徴とする。

【0025】

また、本発明のレールボンド抵抗測定装置は、第１のレールのレールボンド箇所と第２のレールのレールボンド箇所とを接続するレールボンド部におけるレールボンド抵抗を測定するレールボンド抵抗測定装置であって、前記第１のレールから前記第２のレールに向かうレールの延伸方向に順に配置される第１電極、第２電極、第３電極、第４電極、第５電極を含む複数の電極と、所定の電圧を印加するか否かを制御する制御信号に応じて、前記第１電極と前記第５電極との間に前記所定の電圧を印加する電源部と、前記電源部を制御する前記制御信号を生成するとともに、前記レールボンド抵抗の大きさを算出する演算制御部と、一端が前記第２電極に接続される第１の抵抗と、一端が前記第４電極に接続され、他端が前記第１の抵抗の他端に接続され、前記演算制御部からの指令に応じて抵抗値が制御される第２の抵抗と、前記第１電極と前記第２電極の電極針を備え、かつ該電極針が同一の面から同じ方向に突出するように並べて設けられる第１の接触部と、前記第４電極と前記第５電極の電極針を備え、かつ該電極針が同一の面から同じ方向に突出するように並べて設けられる第２の接触部と、前記第３電極の電極針を備え、かつ該電極針が同一の面から同じ方向に突出するように並べて設けられる第３の接触部と、を備え、前記接触部は、回転ノブを備え、前記電極針は、前記同一の面の法線方向を軸として、前記軸から径方向に隔てた位置に設けられ、前記回転ノブの回転に伴って前記軸を中心に回転するように支持されており、前記接触部は、前記第１のレール又は前記第２のレールにそれぞれ前記電極針の先端部が接触するように磁力により保持した後に、前記回転ノブを回転させることにより、前記電極針の先端部によりレール表面に存在する絶縁膜を破壊して、前記電極針と当該レールとの間の電気的導通を確保し、前記第１電極、前記第２電極、前記第３電極及び前記第１のレールのレールボンド箇所が、前記レールの延伸方向に向け前記第１のレール上に順に設けられ、前記第２のレールのレールボンド箇所、前記第４電極及び第５電極が、前記レールの延伸方向に向け前記第２のレール上に順に設けられ、前記第２電極から前記第３電極までの間隔と前記第４電極から前記第３電極までの間隔とが同じ間隔になるように当該電極の位置を互いに隔てた位置にして、前記演算制御部は、前記第３電極の電位と、前記第１の抵抗と前記第２の抵抗との接続点の電位との電位差に基づいて第３変換情報を生成する第３変換情報生成部と、前記第３変換情報に基づいて、前記第３電極の電位と、前記第１の抵抗と前記第２の抵抗との接続点の電位とを等しくするように前記第２の抵抗の抵抗値を制御する制御部と、を備えることを特徴とする。

【0026】

また、本発明のレールボンド抵抗測定方法は、第１のレールのレールボンド箇所と第２のレールのレールボンド箇所とを接続するレールボンド部におけるレールボンド抵抗を測定するレールボンド抵抗測定装置におけるレールボンド抵抗測定方法であって、レールボンド抵抗測定装置は、前記第１のレールから前記第２のレールに向かうレールの延伸方向に順に配置される第１電極、第２電極、第３電極、第４電極、第５電極を含む複数の電極と、前記第１電極と前記第２電極の電極針を備え、かつ該電極針が同一の面から同じ方向に突出するように並べて設けられる第１の接触部と、前記第４電極と前記第５電極の電極針を備え、かつ該電極針が同一の面から同じ方向に突出するように並べて設けられる第２の接触部と、前記第３電極の電極針を備え、かつ該電極針が同一の面から同じ方向に突出するように並べて設けられる第３の接触部と、を備え、前記接触部は、回転ノブを備え、前記電極針は、前記同一の面の法線方向を軸として、前記軸から径方向に隔てた位置に設けられ、前記回転ノブの回転に伴って前記軸を中心に回転するように支持されており、前記第１電極、前記第２電極、前記第３電極及び前記第１のレール上のレールボンド箇所が、前記レールの延伸方向に向け前記第１のレール上に順に設けられ、前記第２のレール上のレールボンド箇所、前記第４電極及び第５電極が、前記レールの延伸方向に向け前記第２のレール上に順に設けられ、前記第３電極が、前記第２電極と前記第４電極とからそれぞれ所定の距離を隔てて設けられており、前記第２電極から前記第３電極までの間隔と前記第４電極から前記第３電極までの間隔とが同じ間隔になるように当該電極の位置を互いに隔てた位置にして、前記第１のレール又は前記第２のレールにそれぞれ前記電極針の先端部が接触するように磁力により保持した後に、前記回転ノブを回転させることにより、前記電極針の先端部によりレール表面に存在する絶縁膜を破壊して、前記接触部が、前記電極針と当該レールとの間の電気的導通を確保する過程と、電源部が、所定の電圧を印加するか否かを制御する制御信号に応じて、前記第１電極と前記第５電極との間に前記電圧を印加する過程と、演算制御部が、前記電源部を制御する前記制御信号を生成するとともに、前記第２電極と前記第３電極との間の電位差と、前記第３電極と前記第４電極との間の電位差との比に基づいて、前記レールボンド抵抗の大きさを算出する過程を含むことを特徴とする。

【発明の効果】

【0027】

本発明のレールボンド抵抗測定装置では，第１のレールと第２のレールのレールボンド箇所の抵抗を測定するために、第１のレール上に、第１電極と、第２電極と、第３電極とをレールの延伸方向（第１のレールから第２のレールに向かう方向）に向けてこの順に配置する。また、第２のレール上に、第４電極と、第５電極とを上記レールの延伸方向に向けてこの順に配置する。そして、電源部により、第１電極と第５電極との間に所定の電圧を印加し、演算制御部により、第２電極と第３電極との間の電位差と、第３電極と第４電極との間の電位差とを検出し、これらの電位差の比に基づいて、レールボンド抵抗（レール長換算抵抗値）を算出する。
これにより、既存のホイーストンブリッジ回路を用いたレールボンド抵抗測定装置のように、ホイートストンブリッジ回路内の可変抵抗を手動で調整する必要がなく、レールボンド抵抗を自動で測定することができる。このため、レールボンド抵抗の測定作業を簡易化できるとともに、測定に要する作業時間を短縮することができる。

【図面の簡単な説明】

【0028】

【図1】本発明の第１の実施形態に係わるレールボンド抵抗測定装置の構成を示す図である。

【図2】レール接触器の概略構成を示す図である。

【図3】第１の実施形態におけるレールボンド抵抗測定処理の流れを示すフローチャートである。

【図4】レール接触器の構成について説明するための図である。

【図5】レール接触器の詳細な構造を示す図である。

【図6】レール接触器を構成する部品の部品表を示す図である。

【図7】本発明の第２の実施形態に係わるレールボンド抵抗測定装置の構成を示す図である。

【図8】第２の実施形態におけるレールボンド抵抗測定処理の流れを示すフローチャートである。

【図9】従来のレールボンド抵抗測定装置の例を示す図である。

【図10】従来のレール接触器の構成を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0029】

以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して説明する。
［第１の実施形態］
（レールボンド抵抗測定装置の全体構成の説明）
図１は、本発明の第１の実施形態に係わるレールボンド抵抗測定装置の構成を示す図である。この図１に示すレールボンド抵抗測定装置１は、測定の基準側となるレール１１（基準側レール）とレール１２（ボンド側レール）とがレールボンド１３により接続される場合において、この基準側レール１１の１ｍの長さの抵抗値を基準にして、レールボンド１３の抵抗値（メートル長に換算した値）を測定して表示する装置である。すなわち、レールボンド抵抗測定装置１では、レールボンド１３の抵抗値を使用レール１ｍ当たりの電気抵抗の倍数に換算して表示する。

【0030】

このレールボンド抵抗測定装置１は、レール１１又はレール１２上に固定される３つのレール接触器２１、２２、２３と、電源部４１と、差動増幅器５１及び５２と、演算制御部１００と、入力部１１１と、表示部１１２と、を備える。

【0031】

そして、このレールボンド抵抗測定装置１において、レールボンド抵抗を測定する際には、レール１１及び１２上に、レールの延伸方向に向かって（レール１１からレール１２に向かう方向）に第１電極Ｃ１と、第２電極Ｃ２と、第３電極Ｃ３と、第４電極Ｃ４と、第５電極Ｃ５とがこの順に、レール表面に接触するようにして配置される。また、この複数の電極Ｃ１〜Ｃ５の内、第１電極Ｃ１と第２電極Ｃ２がレール接触器２１に含まれ、第３電極Ｃ３（２個の電極で構成される電極）がレール接触器２２に含まれ、第４電極Ｃ４と第５電極Ｃ５とがレール接触器２３に含まれるように配置される。この場合に、レール１１上の第２電極Ｃ２と第３電極Ｃ３とは、その間隔が所定の基準長さ（通常は１ｍの長さ）になるように配置され、この第２電極Ｃ２と第３電極Ｃ３との間のレールの抵抗値をＲ_Ｄとする。従って、抵抗値をＲ_Ｄはレール１ｍ当りの抵抗値に相当することになる。

【0032】

また、レール１１の第３電極Ｃ３とレール１２の第４電極Ｃ４はレールボンド１３を間に挟むように配置され、この第３電極Ｃ３と第４電極Ｃ４との間隔も１ｍの長さになるように配置され、この第３電極Ｃ３と第４電極Ｃ４との間の抵抗値をＲ_Ｘ（測定対象となる抵抗）とする。従って、抵抗値をＲ_Ｘは、より正確にはレールボンド１３の抵抗とレールの抵抗とを含む抵抗値となる。

【0033】

図２は、レール接触器の概略構成を示す図であり、例えば、レール接触器２１の構成を示す図である（他のレール接触器２２、２３についても同様な構成である）。この図に示すように、レール接触器２１は、絶縁材料で形成されるベース３１の表面ａ上に配設された複数の電極針（電極）３２と、マグネット３３とを有し、このマグネット３３の磁力により、レール接触器２１をレール１１の表面（軌道面）１１Ａに吸着固定するとともに、電極針３２の先端部３２Ａをレール表面１１Ａに接触させる。また、電極針３２は、後述する回転ノブ４０（図５参照）を回転させることより、レール軌道面に対する法線方向（Ｙ−Ｙ´方向）の中心軸Ｃを中心にして回動可能に構成されている。

【0034】

そして、電極針３２の先端部３２Ａがレール表面１１Ａに接触した状態において、この回転ノブ４０（図５参照）により電極針３２を回転させることにより、この電極針３２の先端部３２Ａによりレール表面１１Ａに存在する絶縁膜（サビ等による生じる厚膜）を破壊し、電極針３２とレール１１との間の電気的導通を確保する。このように、本実施形態のレール接触器２１を用いることにより、レール接触器２１をレール１１上に確実かつ容易に固定できるとともに、レール表面１１Ａを研磨することなく電極針３２とレール１１との間の接触抵抗を低く抑えることが可能になる。また、図１０に示す既存のレール接触器６１と比較して、レール１１を挟み付けて固定する必要がなく、レール接触器の小型と軽量化を図ることができる。
なお、この３つのレール接触器２１、２２、２３は、後述するようにレール接触器２１、２２、２３がケーブル接続された電極プローブ（図４を参照）として一体化されて構成されており、この電極プローブの詳細については後述する。

【0035】

また、図１に示すレールボンド抵抗測定装置１において、電源部４１は、バッテリ４２とスイッチ４３との直列回路で構成され、バッテリ４２の＋側端子がレール接触器２１の第１電極Ｃ１に接続され、バッテリ４２の−側端子がスイッチ４３を介して、レール接触器２３の第５電極Ｃ５により接続される。この電源部４１の構成により、スイッチ４３をオン（導通）することにより、バッテリ４２側から第１電極Ｃ１と第５電極Ｃ５との間に所定の電圧（バッテリ電圧Ｖｂａｔ）が印加され、レール１１、レールボンド１３、及びレール１２に電流が流れる。なお、スイッチ４３は、機械的な接点を有するスイッチであってもよいし、ＦＥＴ等で構成される半導体スイッチであってもよい。

【0036】

第１差動増幅器５１は、一方の入力端子が第２電極Ｃ２に接続され、他方の入力端子が第３電極Ｃ３に接続され、第２電極Ｃ２と第３電極Ｃ３との間の電位差Ｖ１を増幅する。また、第２差動増幅器５２は、一方の入力端子が第３電極Ｃ３に接続され、他方の入力端子が第４電極Ｃ４に接続され、第３電極Ｃ３と第４電極Ｃ４との間の電位差Ｖ２を増幅する。

【0037】

演算制御部１００は、電源部４１（より正確にはスイッチ４３）を制御する制御信号Ｓｃを生成するとともに、第２電極Ｃ２と第３電極Ｃ３との間の電位差Ｖ１と、第３電極Ｃ３と第４電極Ｃ４と間の電位差Ｖ２との比に基づいて、レールボンド１３の抵抗の大きさ（レール長換算抵抗値）を算出する処理部である。この演算制御部１００は、第１変換情報生成部１０１と、第２変換情報生成部１０２と、演算部１０３と、制御部１０４と、表示制御部１０５と、を備える。また、この演算制御部１００には、押しボタンスイッチ等で構成される入力部１１１と、液晶表示パネル等で構成される表示部１１２とが付設されている。なお、入力部１１１には、レールボンド抵抗測定の実行を指示する押しボタンスイッチ（図示せず）を備え、この押しボタンスイッチが押下することにより、演算制御部１００においてレールボンド抵抗の測定が自動で実行され、その測定結果（レールボンド抵抗のレール長換算抵抗値）が表示部１１２に表示されるものである。

【0038】

演算制御部１００内の制御部１０４は、演算制御部１００内の各処理部の全体を統括して制御する制御部である。この制御部１０４では、例えば、入力部１１１の押しボタンスイッチ等によりレールボンド抵抗測定の実行を指示された場合に、スイッチ４３を制御する制御信号Ｓｃを生成し、この制御信号Ｓｃによりスイッチ４３をオン（導通）させることにより、第１電極Ｃ１と第５電極Ｃ５との間にバッテリ４２によりバッテリ電圧Ｖｂａｔを印加させる。また、制御部１０４は、第１変換情報生成部１０１と、第２変換情報生成部１０２と、演算部１０３とを制御して、レールボンド抵抗の測定処理を実行する。制御部１０４は、その測定結果を、表示制御部１０５を通して表示部１１２に表示する。

【0039】

演算制御部１００内の第１変換情報生成部１０１は、第１差動増幅器５１の出力信号（電位差Ｖ１を増幅した信号）を入力し、第２電極Ｃ１と第３電極Ｃ３との間の電位差Ｖ１に基づいた第１変換情報Ｓ１を生成する。この第１変換情報Ｓ１を生成する際に、第１変換情報生成部１０１は、レール１１及び１２（より正確には第１電極Ｃ１と第５電極Ｃ５との間）にバッテリ電圧Ｖｂａｔを印加している場合の第２電極Ｃ２と第３電極Ｃ３との間の電位差Ｖ１ｏｎ（バッテリ電圧Ｖｂａｔを印加している場合の電位差Ｖ１）を変換した基準電圧情報Ｓ１ｏｎを生成する。

【0040】

また、第１変換情報生成部１０１は、レール１１及び１２にバッテリ電圧Ｖｂａｔを印加していない場合の第２電極Ｃ２と第３電極Ｃ３との間の電位差Ｖ１ｏｆｆ（バッテリ電圧Ｖｂａｔを印加していない場合の電位差Ｖ１）を変換した基準電圧オフセット情報Ｓ１ｏｆｆを生成する。そして、第１変換情報生成部１０１は、基準電圧情報Ｓ１ｏｎから基準電圧オフセット情報Ｓ１ｏｆｆを減算した第１変換情報Ｓ１（＝Ｓ１ｏｎ−Ｓ１ｏｆｆ）を生成し、この生成した第１変換情報Ｓ１の信号を演算部１０３に向けて出力する。

【0041】

なお、第１変換情報生成部１０１において、基準電圧オフセット情報Ｓ１ｏｆｆを生成する際には、レール１１及び１２にバッテリ電圧Ｖｂａｔを印加していない場合の第２電極Ｃ２と第３電極Ｃ３との間の電位差Ｖ１ｏｆｆを複数回検出し、これらの電位差Ｖ１ｏｆｆｏを平均した値を変換して基準電圧オフセット情報Ｓ１ｏｆｆを生成するようにしてもよい。また、基準電圧オフセット情報Ｓ１ｏｆｆを生成する際には、レール１１及び１２にバッテリ電圧Ｖｂａｔを印加していない場合の第２電極Ｃ２と第３電極Ｃ３との間の電位差Ｖ１ｏｆｆと、同じくレール１１及び１２にバッテリ電圧Ｖｂａｔを印加していない場合の第３電極Ｃ３と第４電極Ｃ４との間の電位差Ｖ２ｏｆｆとを平均化した電位差「（Ｖ１ｏｆｆ＋Ｖ２ｏｆｆ）／２」を変換して基準電圧オフセット情報Ｓ１ｏｆｆを生成するようにしてもよい。

【0042】

また、第２変換情報生成部１０２は、第２差動増幅器５２の出力信号（電位差Ｖ２を増幅した信号）を入力し、第３電極Ｃ３と第４電極Ｃ４との間の電位差Ｖ２に基づいた第２変換情報Ｓ２を生成する。この第２変換情報Ｓ２を生成する際に、第２変換情報生成部１０２は、レール１１及び１２にバッテリ電圧Ｖｂａｔを印加している場合の第３電極Ｃ３と第４電極Ｃ４との間の電位差Ｖ２ｏｎ（バッテリ電圧Ｖｂａｔを印加している場合の電位差Ｖ２）を変換した検出電圧情報Ｓ２ｏｎを生成し、また、レール１１及び１２にバッテリ電圧Ｖｂａｔを印加していない場合の第３電極Ｃ３と第４電極Ｃ４との間の電位差Ｖ２ｏｆｆ（バッテリ電圧Ｖｂａｔを印加していない場合の電位差Ｖ２）を変換した検出電圧オフセット情報Ｓ２ｏｆｆを生成し、検出電圧情報Ｓ２ｏｎから検出電圧オフセット情報Ｓ２ｏｆｆを減算した第２変換情報Ｓ２（＝Ｓ２ｏｎ−Ｓ２ｏｆｆ）を生成する。この第２変換情報生成部１０２は、この生成した第２変換情報Ｓ２の信号を演算部１０３に向けて出力する。

【0043】

なお、第２変換情報生成部１０２において、検出電圧オフセット情報Ｓ２ｏｆｆを生成する際には、レール１１及び１２にバッテリ電圧Ｖｂａｔを印加していない場合の第３電極Ｃ３と第４電極Ｃ４との間の電位差Ｖ２ｏｆｆ（バッテリ電圧Ｖｂａｔを印加してない場合の電位差Ｖ２）を複数回検出し、これを平均した結果を変換して検出電圧オフセット情報Ｓ２ｏｆｆとするようにしてもよい。また、検出電圧オフセット情報Ｓ２ｏｆｆを生成する際には、レール１１及び１２にバッテリ電圧Ｖｂａｔを印加していない場合の第２電極Ｃ２と第３電極Ｃ３との間の電位差Ｖ１ｏｆｆと、同じくレール１１及び１２にバッテリ電圧Ｖｂａｔを印加していない場合の第３電極Ｃ３と第４電極Ｃ４との間の電位差Ｖ２ｏｆｆと平均化した電位差「（Ｖ１ｏｆｆ＋Ｖ２ｏｆｆ）／２」を変換して検出電圧オフセット情報Ｓ２ｏｆｆを生成するようにしてもよい。

【0044】

演算部１０３では、第１変換情報生成部１０１から第１変換情報Ｓ１の信号を入力し、第２変換情報生成部１０２から第２変換情報Ｓ２の信号を入力し、この第２変換情報Ｓ２の値を第１変換情報Ｓ１の値により除算することにより、レールボンド１３の抵抗値Ｒ_ＬＢ（メートル長に換算された抵抗値）を算出する。演算部１０３では、算出したレールボンド１３の抵抗値Ｒ_ＲＢを制御部１０４に出力する。制御部１０４は、演算部１０３から入力したレールボンド１３の抵抗値Ｒ_ＲＢの信号を表示制御部１０５に出力し、表示制御部１０５は、抵抗値Ｒ_ＲＢをメートル長に換算された抵抗値として表示部１１２に表示する。

【0045】

なお、上述した演算制御部１００は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ａ／Ｄコンバータ、タイマ、及びカウンタ等を有するマイクロコントローラやマイクロコンピュータ等を用いて構成されており、この演算制御部１００において行われる処理の過程は、プログラムの形式でＲＯＭ等に記憶されており、このプログラムをＣＰＵが読み出して実行することによって、演算制御部１００に必要な機能が実現される。すなわち、第１変換情報生成部１０１、第２変換情報生成部１０２、演算部１０３、制御部１０４、表示制御部１０５等における各処理の全部又は１部の機能は、ＣＰＵがＲＯＭ等から上記プログラムを読み出して、情報の加工、演算処理を実行することにより、実現されるものである。

【0046】

また、図３は、レールボンド抵抗測定装置１におけるレールボンド抵抗測定処理の流れをフローチャートで示したものである。以下、図３を参照して、その処理の流れについて説明する。なお、このレールボンド抵抗測定装置１において、レールボンド抵抗測定処理を開始する前に、第１電極Ｃ１と、第２電極Ｃ２と、第３電極Ｃ３と、第４電極Ｃ４と、第５電極Ｃ５とが、レール表面に良好に接触するようにして既に配置されているものとする。

【0047】

そして、最初に、入力部１１１を通して演算制御部１００に対してレールボンド抵抗測定処理の開始を指示する（ステップＳ１０１）。演算制御部１００では、第１変換情報生成部１０１により、第１差動増幅器５１の出力信号を入力し、レール１１及び１２にバッテリ電圧Ｖｂａｔを印加していない場合の第２電極Ｃ２と第３電極Ｃ３との間の電位差Ｖ１ｏｆｆ（バッテリ電圧Ｖｂａｔを印加していない場合の電位差Ｖ１）を変換した基準電圧オフセット情報Ｓ１ｏｆｆを生成する（ステップＳ１０２）。また、第２変換情報生成部１０２においても、電源部４１がレール１１及び１２にバッテリ電圧Ｖｂａｔを印加していない場合の第３電極Ｃ３と第４電極Ｃ４との間の電位差Ｖ２ｏｆｆ（バッテリ電圧Ｖｂａｔを印加していない場合の電位差Ｖ２）を変換した検出電圧オフセット情報Ｓ２ｏｆｆを生成する（ステップＳ１０３）。

【0048】

その後、制御部１０４は、電源部４１内のスイッチ４３をオン（導通）にし、レール１１及び１２（より正確には第１電極Ｃ１と第５電極Ｃ５との間）にバッテリ電圧Ｖｂａｔを印加する（ステップＳ１０４）。なお、電源部４１内のスイッチ４３をオン（導通）にしておく時間は、レールボンド抵抗測定が終了するまでの時間とすることができる（例えば、１秒以下とすることができる）。
そして、第１電極Ｃ１と第５電極Ｃ５との間にバッテリ電圧Ｖｂａｔが印加されると、第１変換情報生成部１０１は、第２電極Ｃ２と第３電極Ｃ３との間の電位差Ｖ１ｏｎ（バッテリ電圧Ｖｂａｔが印加された場合の電位差Ｖ１）を変換した基準電圧情報Ｓ１ｏｎを生成し（ステップＳ１０５）、第２変換情報生成部１０２は、第３電極Ｃ３と第４電極Ｃ４との間の電位差Ｖ２ｏｎ（バッテリ電圧Ｖｂａｔが印加された場合の電位差Ｖ２）を変換した検出電圧情報Ｓ２ｏｎを生成する（ステップＳ１０６）。

【0049】

続いて、第１変換情報生成部１０１では、基準電圧情報Ｓ１ｏｎから基準電圧オフセット情報Ｓ１ｏｆｆを減算した第１変換情報Ｓ１（＝Ｓ１ｏｎ−Ｓ１ｏｆｆ）を生成し、この第１変換情報Ｓ１の信号を演算部１０３に出力する（ステップＳ１０７）。また、第２変換情報生成部１０２では、検出電圧情報Ｓ２ｏｎから検出電圧オフセット情報Ｓ２ｏｆｆを減算した第２変換情報Ｓ２（＝Ｓ２ｏｎ−Ｓ２ｏｆｆ）を生成し、この第２変換情報Ｓ２の信号を演算部１０３に出力する（ステップＳ１０８）。

【0050】

続いて、演算部１０３では、第１変換情報生成部１０１から第１変換情報Ｓ１の信号を入力し、第２変換情報生成部１０２から第２変換情報Ｓ２の信号を入力し、この第２変換情報Ｓ２の値を、第１変換情報Ｓ１の値により除算することにより、レールボンド１３の抵抗値Ｒ_ＲＢ（メートル長に換算された抵抗値）を算出する（ステップＳ１０９）。演算部１０３では、算出したレールボンド１３の抵抗値Ｒ_ＲＢを制御部１０４に出力し、制御部１０４は、演算部１０３から入力したレールボンド１３の抵抗値Ｒ_ＲＢの信号を表示制御部１０５に出力し、表示制御部１０５は表示部１１２に、抵抗値Ｒ_ＲＢをメートル長に換算された抵抗値として表示させる（ステップＳ１１０）。

【0051】

以上説明したように、第１の実施形態のレールボンド抵抗測定装置１では、第２電極Ｃ２と第３電極Ｃ３との間の電位差Ｖ１と、第３電極Ｃ３と第４電極Ｃ４との間の電位差Ｖ２とを検出し、この電位差Ｖ１と電位差Ｖ２との比によりレールボンド抵抗を測定するので、ホイートストンブリッジ回路のように手動で抵抗調整を行う必要がなく、レールボンド抵抗の自動測定が可能となる。

【0052】

（レール接触器の構成の説明）
次に、本発明のレールボンド抵抗測定装置において電極をレールに接触させるために使用されるレール接触器の構成について説明する。図４は、レール接触器の構成について説明するための図であり、レール接触器２１、２２、２３は、レール接触器２２を中心として相互にケーブル接続されることにより、電極プローブ２０として一体化されて構成されている。より具体的には、レール接触器２１とレール接触器２２とはケーブル３８Ａ及びケーブルクランプ３９Ａを用いて接続されており、また、レール接触器２２とレール接触器２３とはケーブル３８Ｂ及びケーブルクランプ３９Ｂを用いて接続されている。なお、ケーブル３８Ａ及びケーブル３８Ｂの長さを１ｍにすることにより、レール接触器２１、２２、２３をレール上に設置する際に、メジャー等で計測することなく、第２電極Ｃ２と第３電極Ｃ３とを１ｍの間隔でレール上に配置することができ、また、第３電極Ｃ３と第４電極Ｃ４とを１ｍの間隔でレール上に配置することができる。

【0053】

図４（Ａ）は、この電極プローブ２０を上面側（レールと接触しない面側）から見た図である。図４（Ｂ）は、レール接触器２１を下面側（レールと接触する面側）から見た図であり、図４（Ｃ）は、レール接触器２２を側面側から見た図である。

【0054】

この電極プローブ２０において、レール接触器２１は、前述の第１電極Ｃ１と第２電極Ｃ２とを備え、レール接触器２２は第３電極Ｃ３を備え、レール接触器２３は、第４電極Ｃ４と第５電極Ｃ５とを備えている。そして、上記第１電極Ｃ１から第５電極Ｃ５までのそれぞれの電極に繋がる配線が、レール接触器２３のケーブルクランプ３９Ｃ及びケーブル３８Ｃを通して、外部に引き出されている。

【0055】

次に、このレール接触器２１、２２、２３の詳細な構造について説明する。図５は、レール接触器の詳細な構造を示す図であり、例えば、レール接触器２１の構成を示す図である。なお、レール接触器２２及びレール接触器２３についても同様な構成である。

【0056】

この図５において、図５（Ａ）は、レール接触器２１の上面図（レール接触器２１をレール接触面の反対側から見た図）を示し、図５（Ｂ）は、レール接触器２１の側面図を示し、図５（Ｃ）は、レール接触器２１の下面図（レール接触器２１をレール接触面側から見た図）を示している。なお、図５（Ｂ）の上面図においては、レール接触器２１の中心線Ｃを境にＡ−Ａ´側の回転ノブ４０の部分を取り除いた形状を示しており、図５（Ｂ）においては、レール接触器２１の中心線Ｃを境にＢ−Ｂ´側はレール接触器２１の断面の形状を示している。また、図６に、レール接触器２１を構成する部品の部品表を参考のために示している。

【0057】

図５に示すように、レール接触器２１は、電極針３２を保持するベース（絶縁材）３１と、電極針アセンブリ３１Ａに保持される６個の先端部が尖った電極針（電極）３２と、このレール接触器２１をレール面に吸着して固定するためのマグネット３３と、スプリング３４と、スペーサ３５と、本体カバー３６と、ＭＧボルト３７と、ケーブル３８と、ケーブルクランプ３９と、回転ノブ４０と、を備える。なお、図６のレール接触器の部品表に示すように、電極針３２は、タングステンカーバイド鋼等の超硬材で形成され、マグネット３３はネオジウム等で形成されている。

【0058】

そして、このレール接触器２１では、図５（Ｂ）に示すように、電極針３２は回転体である電極針アセンブリ３１Ａに保持され、この電極針アセンブリ３１Ａは、６個の電極針３２の先端部がなす面（レールに接触する基準面）の法線方向を軸として、回転ノブ４０により回動可能に構成されている。また、電極針３２はスプリング３４により保持され、Ｙ−Ｙ´方向に微小な距離（例えば、数ｍｍ程度）だけ移動可能に構成されている。
そして、通常状態（レール接触器２１をレール上に固定していない状態）においては６個の電極針３２の先端部が、マグネット３３のレール吸着面よりも、例えば、１ｍｍ程度下側（Ｙ´方向）に突き出すように構成されている。

【0059】

上記構成において、レール接触器２１をレールに固定する場合は、まず、電極針３２の先端部をレール表面に接触させた状態において、回転ノブ４０をＹ´方向に押し込むことにより、マグネット３３をＹ´方向に下降させ、マグネット３３の表面をレール表面に密着させてレール接触器２１をレール表面に吸着固定する。このマグネット３３をＹ´方向に下降させることにより、電極針３２はレール表面側からの圧力を受けて、電極針３２はＹ方向に移動する。この際に、スプリング３４の作用により、電極針３２の先端はレール表面に強く押し付けられる。この状態において、回転ノブ４０を回転することにより、電極針３２の先端部をレール表面において摺動回転させ、電極針３２の先端部によりレール表面のサビ等の絶縁膜を破壊して電極針３２とレールとの接触抵抗を低くする。

【0060】

上記レール接触器２１の構成により、レール接触器２１をレール１１上に確実に吸着固定できるとともに、レール１１の表面を磨くことなく電極針３２とレール１１との間の接触抵抗を低く抑えることが可能になる。また、図１０に示す既存のレール接触器６１と比較して、レール１１を挟み付けて固定する必要がなく、レール接触器の小型と軽量化を図ることができる。

【0061】

なお、レール接触器２１には、例えば６個の電極針３２が電極として設備されており、これらの６個の電極を用途に応じて使分けることができる。例えば、レール接触器２１では、第１電極Ｃ１として３個の電極を使用し、第２電極Ｃ２として３個の電極を使用し、レール接触器２２では、第３電極Ｃ３として６個の電極を使用し、レール接触器２３では、第４電極Ｃ４として３個の電極を使用し、第５電極Ｃ５として３個の電極を使用することができる。

【0062】

また、例えば、レール接触器２１では、第１電極Ｃ１として２個の電極を使用し、第２電極Ｃ２として４個の電極を使用し、レール接触器２２では、第３電極Ｃ３として６個の電極を使用し、レール接触器２３では、第４電極Ｃ４として４個の電極を使用し、第５電極Ｃ５として３個の電極を使用することができる。また、例えば、レール接触器２１では、第１電極Ｃ１として１個の電極を使用し、第２電極Ｃ２として１個の電極を使用し、レール接触器２２では、第３電極Ｃ３として１個の電極を使用し、レール接触器２３では、第４電極Ｃ４として１個の電極を使用し、第５電極Ｃ５として１個の電極を使用することができる。

【0063】

［第２の実施形態］
前述の第１の実施形態では、ホイートストンブリッジ回路を用いることなく、レールボンド抵抗を測定するレールボンド抵抗測定装置の例について説明したが、本発明の第２の実施形態としてホイートストンブリッジ回路を用いたレールボンド抵抗測定装置の例について説明する。
図７は、本発明の第２の実施形態に係わるレールボンド抵抗測定装置の構成を示す図である。図７に示す第２の実施形態のレールボンド抵抗測定装置２は、図１に示す第１の実施形態のレールボンド抵抗測定装置１と比較して、図７に示す演算制御部１００Ａの構成が図１に示す演算制御部１００の構成と異なるものであり、他の構成は、図１に示すレールボンド抵抗測定装置１と同様である。このため、同一の構成部分には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

【0064】

図７に示すレールボンド抵抗測定装置２において、演算制御部１００Ａは、抵抗Ｒ_Ｓと可変抵抗Ｒ_Ｍの直列回路と、差動増幅器１０６と、第３変換情報生成部１０７と、制御部１０４Ａと、表示制御部１０５と、を備える。そして、上記抵抗Ｒ_Ｓの一端はケーブルを通して第２電極Ｃ２に接続され、抵抗Ｒ_Ｓの他端は可変抵抗Ｒ_Ｍの一端に接続され、可変抵抗Ｒ_Ｍの他端はケーブルを通して第４電極Ｃ４に接続される。上記構成において、抵抗Ｒ_Ｄ、抵抗Ｒ_Ｘ、抵抗Ｒ_Ｓ、抵抗Ｒ_Ｍにより、ホイートストンブリッジ回路が形成される（但し、図９に示すガルバノメータＧ１を含まない）。

【0065】

差動増幅器１０６は、一方の入力端子が第３電極Ｃ３に接続され、他方の入力端子が抵抗Ｒ_Ｓと可変抵抗Ｒ_Ｍの接続点（ノードＮ２）に接続され、この差動増幅器１０６は、第３電極Ｃ３とノードＮ２との間の電位差Ｖ３を増幅する。

【0066】

第３変換情報生成部１０７は、第３電極Ｃ３の電位と、抵抗Ｒ_Ｓと抵抗Ｒ_Ｍとの接続点（ノードＮ２）の電位との電位差Ｖ３に基づいて第３変換情報Ｓ３を生成する。第３変換情報生成部１０７は、この生成した第３変換情報Ｓ３の信号を制御部１０４Ａに向けて出力する。制御部１０４Ａは、第３変換情報生成部１０７から入力した第３変換情報Ｓ３の信号に基づいて制御信号Ｓｖａｒを生成し、この制御信号Ｓｖａｒにより、第３電極Ｃ３の電位とノードＮ２（抵抗Ｒ_Ｓと可変抵抗Ｒ_Ｍとの接続点）の電位とを等しくするように、可変抵抗Ｒ_Ｍの抵抗値を制御する。

【0067】

このように、第３電極Ｃ３の電位と、ノードＮ２の電位とを等しくすることにより、第３電極Ｃ３とノードＮ２との間の電位差Ｖ３が０（ゼロ）となる。このことは、前述の図９に示すホイートストンブリッジ回路において、ガルバノメータＧ１の電流Ｉｏの読みが「０（ゼロ）」になるように可変抵抗Ｒ_Ｍの抵抗値を調整することと等価になる。

【0068】

従って、前述したように、
「Ｒ_Ｄ：Ｒ_Ｘ＝Ｒ_Ｓ：Ｒ_Ｍ」となり、「Ｒ_Ｘ／Ｒ_Ｄ＝Ｒ_Ｍ／Ｒ_Ｓ」となる。

【0069】

ここで、抵抗Ｒ_Ｓと抵抗Ｒ_Ｍの値は既知であり、また、抵抗Ｒ_Ｄはレール長さ１ｍ当りの抵抗値であるため、「Ｒ_Ｍ／Ｒ_Ｓ」を算出することにより、抵抗Ｒ_Ｄの値が不明であっても、レール長さに換算された抵抗値Ｒ_Ｘ（レールボンドの抵抗）を算出することができる。このレールボンド抵抗測定装置２では、測定結果を表示部１１２に表示する際に、表示単位を、抵抗値でなくレール長（例えば、ｍ単位）で表示する。

【0070】

また、図８は、上述したレールボンド抵抗測定装置２おけるレールボンド抵抗測定処理の流れをフローチャートで示した図である。以下、図８を参照して、その処理の流れについて説明するなお、このレールボンド抵抗測定装置１において、レールボンド抵抗測定処理を開始する前に、第１電極Ｃ１と、第２電極Ｃ２と、第３電極Ｃ３と、第４電極Ｃ４と、第５電極Ｃ５とが、レール表面に良好に接触するようにして既に配置されているものとする。

【0071】

そして、最初に、入力部１１１を通して演算制御部１００に対してレールボンド抵抗測定処理の開始を指示する（ステップＳ２０１）。演算制御部１００では、制御部１０４Ａを通して、電源部４１内のスイッチ４３をオン（導通）にし、第１電極Ｃ１と第５電極Ｃ５との間にバッテリ電圧Ｖｂａｔを印加する（ステップＳ２０２）。第１電極Ｃ１と第５電極Ｃ５との間にバッテリ電圧Ｖｂａｔが印加されると、差動増幅器１０６により、第３電極Ｃ３とノードＮ２（抵抗Ｒ_Ｓと抵抗Ｒ_Ｍとの接続点）との間の電位差Ｖ３を検出する（ステップＳ２０３）。

【0072】

第３変換情報生成部１０７は、第３電極Ｃ３の電位と、ノードＮ２（抵抗Ｒ_Ｓと可変抵抗Ｒ_Ｍとの接続点）の電位との電位差Ｖ３に基づいて第３変換情報Ｓ３の信号を生成する。制御部１０４Ａは、第３変換情報Ｓ３の信号に基づいて制御信号Ｓｖａｒを生成し、この制御信号Ｓｖａｒにより、第３電極Ｃ３の電位と、ノードＮ２の電位とを等しくするように、可変抵抗Ｒ_Ｍの抵抗値を制御する。
すなわち、制御部１０４Ａでは、第３変換情報生成部１０７から第３変換情報Ｓ３の信号を入力し、電位差Ｖ３が０（セロ或いは所定の値以下）であるか否かを判定し（ステップＳ２０４）、電位差Ｖ３が０でないと判定された場合は（ステップＳ２０４：Ｎｏ）、抵抗Ｒ_Ｍの抵抗値を変更し（ステップＳ２０５）、再度、ステップＳ２０４に戻り、差動増幅器１０６により、第３電極Ｃ３とノードＮ２との間の電位差Ｖ３を検出する。

【0073】

一方、ステップＳ２０４において、電位差Ｖ３が０（セロ或いは所定の値以下）であると判定された場合は（ステップＳ２０４：Ｙｅｓ）、制御部１０４Ａでは、演算部１０４Ｂにより抵抗Ｒ_Ｓと抵抗Ｒ_Ｍの抵抗値を基に、レール長さに換算された抵抗値Ｒ_Ｘ（レールボンド抵抗のレール長換算値）を算出する（ステップＳ２０６）。制御部１０４Ａでは、算出したレールボンド１３の抵抗値Ｒ_ＲＢの信号を表示制御部１０５に出力し、表示制御部１０５は、抵抗値Ｒ_ＲＢをメートル長に換算された抵抗値として表示部１１２に表示する（ステップＳ２０７）。

【0074】

このように、第２の実施形態のレールボンド抵抗測定装置２においては、可変抵抗Ｒ_Ｍの抵抗値を自動調整可能な構成としたことにより、ホイートストンブリッジ回路を使用するとともに、レールボンド抵抗を自動で測定することができる。また、レール接触器２１、２２、２３を第１の実施形態と同様にマグネットによる固定式としているため、レール接触器２１、２２、２３のレール１１及び１２への設置が容易になる。また、レール接触器２１、２２、２３において複数の針状の電極針（電極）３２を配列することにより、第１電極Ｃ１、第２電極Ｃ２、第３電極Ｃ３、第４電極Ｃ４、及び第５電極Ｃ５のそれぞれ電極とレール表面との接触抵抗を低くすることができる。

【0075】

以上、本発明の実施形態について説明したが、ここで、上記実施形態と本発明との対応関係について補足して説明しておく。上記実施形態において、本発明におけるレールボンド抵抗測定装置は、図１に示すレールボンド抵抗測定装置１、或いは図７に示すレールボンド抵抗測定装置２が対応する。また、本発明における第１のレールはレール１１（基準側レール１１）が対応し、本発明における第２のレールはレール１２（ボンド側レール１２）が対応し、本発明におけるレールボンド部は、レールボンド１３が対応する。また、本発明における接触部は、レール接触器２１、２２、２３が対応する。また、本発明における第１の接触部は、レール接触器２１が対応し、本発明における第２の接触部は、レール接触器２３が対応し、本発明における第３の接触部は、レール接触器２２が対応する。また、本発明における接触端子は、レール接触器２１、２２、２３が対応する。

【0076】

（１）そして、上記実施形態において、レールボンド抵抗測定装置１は、第１のレール１１のレールボンド箇所と第２のレール１２のレールボンド箇所とを接続するレールボンド１３におけるレールボンド抵抗を測定するレールボンド抵抗測定装置１であって、第１のレール１１から第２のレール１２に向かうレールの延伸方向に順に配置される第１電極Ｃ１、第２電極Ｃ２、第３電極Ｃ３、第４電極Ｃ４、第５電極Ｃ５を含む複数の電極と、所定の電圧を印加するか否かを制御する制御信号に応じて、第１電極Ｃ１と第５電極Ｃ５との間に所定の電圧（バッテリ電圧Ｖｂａｔ）を印加する電源部４１と、電源部４１を制御する制御信号を生成するとともに、第２電極Ｃ２と第３電極Ｃ３との間の電位差Ｖ１と、第３電極Ｃ３と第４電極Ｃ４との間の電位差Ｖ２との比に基づいて、レールボンド抵抗の大きさを算出する演算制御部１００と、を備え、第１電極Ｃ１、第２電極Ｃ２、第３電極Ｃ３及び第１のレール１１のレールボンド箇所（レールボンド１３）が、レール１１の延伸方向に向け第１のレール１１上に順に設けられ、第２のレール１２のレールボンド箇所（レールボンド１３）、第４電極Ｃ４、及び第５電極Ｃ５が、レールの延伸方向に向け第２のレール１２上に順に設けられ、第３電極Ｃ３が、第２電極Ｃ２と第４電極Ｃ４とからそれぞれ所定の距離を隔てて設けられ、複数の電極は、対向する第１のレール１１又は第２のレール１２との接触抵抗を低くするように設けられる。

【0077】

このような構成のレールボンド抵抗測定装置１においては、第１のレール１１と第２のレール１２のレールボンド箇所（レールボンド１３）の抵抗を測定するために、第１のレール１１上に、第１電極Ｃ１、第２電極Ｃ２、第３電極Ｃ３を、レールの延伸方向（レール１１からレール１２に向かう方向）にこの順に配置する。この場合に、第３電極Ｃ３をレールボンド箇所に接近した位置に配置し、また、第２電極Ｃ２と第３電極Ｃ３との間隔が所定の長さ（例えば、１ｍ）になるように配置する。また、第２のレール１２上に、第４電極Ｃ４と第５電極Ｃ５とを上記レールの延伸方向に向けてこの順に配置する。この場合に、第１のレール１１上の第３電極Ｃ３と、第２のレール１２上の第４電極Ｃ４との間隔が所定の長さ（例えば、１ｍ）になるように配置する。なお、第１電極Ｃ１、第２電極Ｃ２、第３電極Ｃ３、第４電極Ｃ４、第５電極Ｃ５は、対向する第１のレール１１又は第２のレール１２の表面との接触抵抗が低くなるようにして配置される。

【0078】

そして、電源部４１により、第１電極Ｃ１と第５電極Ｃ５との間に所定のバッテリ電圧Ｖｂａｔを印加し、演算制御部１００により、第２電極Ｃ２と第３電極Ｃ３との間の電位差Ｖ１と、第３電極Ｃ３と第４電極Ｃ４との間の電位差Ｖ２とを検出し、この電位差Ｖ１と電位差Ｖ２との比に基づいて、レールボンド抵抗の大きさ（メートル長に換算された抵抗値）を算出する。
これにより、既存のホイーストンブリッジ回路を用いたレールボンド抵抗測定装置のように、ホイートストンブリッジ回路内の可変抵抗を手動で調整する必要がなく、レールボンド抵抗を自動で測定することができる。このため、レールボンド抵抗の測定作業を簡易化することができるとともに、測定に要する作業時間を短縮することができる。

【0079】

（２）また、上記実施形態において、演算制御部１００は、第２電極Ｃ２と第３電極Ｃ３との間の電位差Ｖ１に基づいた第１変換情報Ｓ１を生成する第１変換情報生成部１０１と、第３電極Ｃ３と第４電極Ｃ４との間の電位差Ｖ２に基づいた第２変換情報Ｓ２を生成する第２変換情報生成部１０２と、第２変換情報Ｓ２の値を、第１変換情報Ｓ１の値により除算する演算部１０３と、を備える。

【0080】

このような構成のレールボンド抵抗測定装置１においては、第１変換情報生成部１０１により、第２電極Ｃ２と第３電極Ｃ３との間の電位差Ｖ１に基づいた第１変換情報Ｓ１を生成し、第２変換情報生成部１０２により、第３電極Ｃ３と第４電極Ｃ４との間の電位差Ｖ２に基づいた第２変換情報Ｓ２を生成する。そして、演算部１０３により、第２変換情報Ｓ２の値を、第１変換情報Ｓ１の値により除算することにより、レールボンド抵抗（メートル長に換算された抵抗値）を算出する。
これにより、第２電極Ｃ２と第３電極Ｃ３との間の電位差Ｖ１と、第３電極Ｃ３と第４電極Ｃ４との間の電位差Ｖ２とを測定し、この電位差Ｖ１と電位差Ｖ２とに基づいて、レールボンド抵抗（メートル長に換算された抵抗値）を算出することができる。このため、既存のホイーストンブリッジ回路を用いたレールボンド抵抗測定装置のように、ホイートストンブリッジ回路内の可変抵抗を手動で調整する必要がなく、レールボンド抵抗を自動で測定することができ、レールボンド抵抗の測定作業を簡易化することができる。

【0081】

（３）また、上記実施形態において、レールボンド抵抗測定装置１は、第２電極Ｃ２に接続される第１の入力端子と、第３電極Ｃ３に接続される第２の入力端子を備える第１差動増幅器５１と、第３電極Ｃ３に接続される第１の入力端子と、第４電極Ｃ４に接続される第２の入力端子を備える第２差動増幅器５２と、測定実行を指示された場合に、電源部４１に所定の電圧（バッテリ電圧Ｖｂａｔ）を所定期間印加させる制御信号を生成する制御部１０４と、を備え、第１変換情報生成部１０１は、電源部４１がレール１１及び１２に電圧Ｖｂａｔを印加している場合の第２電極Ｃ２と第３電極Ｃ３との間の電位差Ｖ１ｏｎを変換した基準電圧情報Ｓ１ｏｎを生成し、電源部４１が所定の電圧Ｖｂａｔを印加していない場合の第２電極Ｃ２と第３電極Ｃ３との間の電位差Ｖ１ｏｆｆを変換した基準電圧オフセット情報Ｓ１ｏｆｆを生成し、基準電圧情報Ｓ１ｏｎから基準電圧オフセット情報Ｓ１ｏｆｆを減算した第１変換情報Ｓ１（＝Ｓ１ｏｎ−Ｓ１ｏｆｆ）を生成し、第２変換情報生成部１０２は、電源部４１がレール１１及び１２にバッテリ電圧Ｖｂａｔを印加している場合の第３電極Ｃ３と第４電極Ｃ４との間の電位差Ｖ２ｏｎを変換した検出電圧情報Ｓ２ｏｎを生成し、電源部４１がレール１１及び１２にバッテリ電圧Ｖｂａｔを印加していない場合の第３電極Ｃ３と第４電極Ｃ４との間の電位差Ｖ２ｏｆｆを変換した検出電圧オフセット情報Ｓ２ｏｆｆを生成し、検出電圧情報Ｓ２ｏｎから検出電圧オフセット情報Ｓ２ｏｆｆを減算した第２変換情報Ｓ２（＝Ｓ２ｏｎ−Ｓ２ｏｆｆ）を生成する。

【0082】

このような構成のレールボンド抵抗測定装置１においては、第１変換情報生成部１０１は、電源部４１がレール１１及び１２（より正確には第１電極Ｃ１と第５電極Ｃ５間）にバッテリ電圧Ｖｂａｔを印加している場合の第２電極Ｃ２と第３電極Ｃ３との間の電位差Ｖ１ｏｎを変換した基準電圧情報Ｓ１ｏｎを生成し、電源部４１がレール１１及び１２にバッテリ電圧Ｖｂａｔを印加していない場合の第２電極Ｃ２と第３電極Ｃ３との間の電位差Ｖ１ｏｆｆを変換した基準電圧オフセット情報Ｓ１ｏｆｆを生成し、基準電圧情報Ｓ１ｏｎから基準電圧オフセット情報Ｓ１ｏｆｆを減算した第１変換情報Ｓ１を生成する。また、第２変換情報生成部１０２は、電源部４１がレール１１及び１２にバッテリ電圧Ｖｂａｔを印加している場合の第３電極Ｃ３と第４電極Ｃ４との間の電位差Ｖ２ｏｎを変換した検出電圧情報Ｓ２ｏｎを生成し、電源部４１がレール１１及び１２にバッテリ電圧Ｖｂａｔを印加していない場合の第３電極Ｃ３と第４電極Ｃ４との間の電位差Ｖ２ｏｆｆを変換した検出電圧オフセット情報Ｓ２ｏｆｆを生成し、検出電圧情報Ｓ１ｏｎから検出電圧オフセット情報Ｓ２ｏｆｆを減算した第２変換情報Ｓ２（＝Ｓ２ｏｎ−Ｓ２ｏｆｆ）を生成する。
これにより、演算部１０３において、第１変換情報生成部１０１から入力する第１変換情報Ｓ１と、第２変換情報生成部１０２から入力する第２変換情報Ｓ２とを基に、レールボンド抵抗を算出する際に、第１変換情報Ｓ１と第２変換情報Ｓ２とに含まれるオフセット電圧分を除外することができる。このため、レールボンド抵抗の測定精度を向上させることができる。

【0083】

（４）また、上記実施形態において、第１変換情報生成部１０１は、複数回の検出により得られた、電源部４１がバッテリ電圧Ｖｂａｔを印加していない場合の第２電極Ｃ２と第３電極Ｃ３との間の電位差Ｖ１ｏｆｆを変換して平均した結果を基準電圧オフセット情報Ｓ１ｏｆｆとし、第２変換情報生成部１０２は、複数回の検出により得られた、電源部４１がバッテリ電圧Ｖｂａｔを印加していない場合の第３電極Ｃ３と第４電極Ｃ４との間の電位差Ｖ２ｏｆｆを変換して平均した結果を検出電圧オフセット情報Ｓ２ｏｆｆとする。
これにより、基準電圧オフセット情報Ｓ１ｏｆｆと検出電圧オフセット情報Ｓ２ｏｆｆを求める際に、平均化されたオフセット情報を求めることができる。このため、レールボンド抵抗の測定精度を向上させることができる。

【0084】

（５）また、上記実施形態において、レールボンド抵抗測定装置１は、基準面に対し同じ方向に突出する記複数の電極（電極針３２）が並べて保持されるように設けられた複数のレール接触器２１、２２、２３を備え、この複数のレール接触器２１、２２、２３は、第１電極Ｃ１と第２電極Ｃ２を含む複数の電極を備え、かつ該電極が同一の面から同じ方向に突出するように並べて設けられる第１のレール接触器２１と、第４電極Ｃ４と第５電極Ｃ５を含む複数の電極を備え、かつ該電極が同一の面から同じ方向に突出するように並べて設けられる第２のレール接触器２３と、第３電極Ｃ３を含む電極を備え、かつ該電極が同一の面から同じ方向に突出するように並べて設けられる第３のレール接触器２２と、を備え、複数のレール接触器２１、２２、２３は、第１のレール１１又は第２のレール１２にそれぞれ上記電極を接触するように磁力により保持する。

【0085】

このような構成のレールボンド抵抗測定装置１においては、第１電極Ｃ１と第２電極Ｃ２を含み、該電極が同一の面から同じ方向に突出するように並べて設けられる第１のレール接触器２１と、第４電極Ｃ４と第５電極Ｃ５を含み、該電極が同一の面から同じ方向に突出するように並べて設けられる第２のレール接触器２３と、第３電極Ｃ３を含み、該電極が同一の面から同じ方向に突出するように並べて設けられる第３のレール接触器２２と、を備える。そして、レール接触器２１、２２、２３のそれぞれを、第１のレール１１又は第２のレール１２上に磁力により吸着固定するとともに、この磁力によりレール接触器２１、２２、２３のそれぞれの電極がレール表面に接触するように保持する。
これにより、レール接触器２１、２２、２３を第１のレール１１又は第２のレール１２上に磁力により容易に固定することができるとともに、レール接触器２１、２２、２３のそれぞれの電極を、磁力を用いてレール表面に押し付けて接触させることができる。

【0086】

（６）また、上記実施形態において、レール接触器２１、２２、２３は、上記設けられた電極を対向する第１のレール１１又は第２のレール１２にそれぞれ接触させるように磁力による応力を働かせる磁石（マグネット３３）を備える。
これにより、レール接触器２１、２２、２３を磁石（マグネット３３）により第１のレール１１又は第２のレール１２に容易に吸着固定することができるとともに、レール接触器２１、２２、２３のそれぞれの電極を、磁石（マグネット３３）の磁力を用いて対向するレール表面に押し付けるようにして接触させることができる。

【0087】

（７）また、上記実施形態において、レール接触器２１、２２、２３は、レール接触器２１、２２、２３は外部に接続される接続線を取り出す開口部が所定の方向に設けられた本体と、本体に対し、電極を保持する基準面の法線方向を軸として、電極を保持して回転する回転体と、回転体を回転させる回転ノブと、を備える。
このような構成のレールボンド抵抗測定装置１では、レール接触器２１、２２、２３は、図５に示すように、外部に接続される接続線（ケーブル３８）を取り出す開口部（ケーブルクランプ３９）が本体に設けられ、また、本体に対し、電極（電極針３２）を保持する基準面の法線方向を軸Ｃとして、電極（電極針３２）を保持して回転する回転体（電極針アセンブリ３１Ａ）と、この回転体（電極針アセンブリ３１Ａ）を回転させる回転ノブ４０と、を備える。
これにより、レール接触器２１、２２、２３の電極（電極針３２）と演算制御部１００とをケーブル３８により接続することができる。また、回転ノブ４０を回転させることにより、電極（電極針３２）の先端部をレール表面に接触させながら摺動させ、レール表面のサビ等の絶縁膜を破壊することができる。

【0088】

（８）また、上記実施形態において、レールボンド抵抗測定装置２は、一端が第２電極Ｃ２に接続される第１の抵抗Ｒ_Ｓと、一端が第４電極Ｃ４に接続され、他端が第１の抵抗Ｒ_Ｓの他端に接続され、演算制御部１００Ａからの指令に応じて抵抗値が制御される第２の抵抗Ｒ_Ｍと、を備え、上記演算制御部１００Ａは、第３電極Ｃ３の電位と、第１の抵抗Ｒ_Ｓと第２の抵抗Ｒ_Ｍとの接続点（ノードＮ２）の電位との電位差Ｖ３に基づいて第３変換情報Ｓ３を生成する第３変換情報生成部１０７と、第３変換情報Ｓ３に基づいて、第３電極Ｃ３の電位と、第１の抵抗Ｒ_Ｓと第２の抵抗Ｒ_Ｍとの接続点（ノードＮ２）の電位とを等しくするように第２の抵抗Ｒ_Ｍの抵抗値を制御する制御部１０４Ａと、を備える。

【0089】

このような構成のレールボンド抵抗測定装置２においては、一端が第２電極Ｃ２に接続される第１の抵抗Ｒ_Ｓと、一端が第４電極Ｃ４に接続され他端が第１の抵抗Ｒ_Ｓの他端に接続される第２の抵抗Ｒ_Ｍと、を備える。これにより、第２電極Ｃ２と第３電極Ｃ３との間のレール抵抗Ｒ_Ｄと、第３電極Ｃ３と第４電極Ｃ４との間の抵抗Ｒ_Ｘと、上記抵抗Ｒ_Ｓと、上記抵抗Ｒ_Ｍと、によりホイートストンブリッジ回路を構成する。そして、演算制御部１００Ａ内の制御部１０４Ａにより、第３電極Ｃ３の電位と、第１の抵抗Ｒ_Ｓと第２の抵抗Ｒ_Ｍの接続点（ノードＮ２）の電位とが等しくなるように、抵抗Ｒ_Ｍの抵抗値を制御する。これにより、例えば、図９に示すホイートストンブリッジ回路において、ガルバノメータＧ１の電流Ｉｏの読みが「０（ゼロ）」になるように可変抵抗Ｒ_Ｍの抵抗値を調整することと等価になり、式（Ｒ_Ｘ／Ｒ_Ｄ＝Ｒ_Ｍ／Ｒ_Ｓ）により、レール長さに換算された抵抗値Ｒ_Ｘ（レールボンド抵抗のレール長換算値）を算出することができる。
このように、レールボンド抵抗測定装置２では，可変抵抗Ｒ_Ｍの抵抗値を自動調整可能な構成としたことにより、ホイートストンブリッジ回路を用いて、レールボンド抵抗を自動で測定することができる。

【0090】

（９）また、上記実施形態において、接触端子（レール接触器２１、２２、２３）は、複数の電極として、第１電極Ｃ１及び第２電極Ｃ２と、第３電極Ｃ３と、第４電極Ｃ４及び第５電極Ｃ５とのうちから、少なくともいずれかを備える。
これにより、３つの接触端子（レール接触器２１、２２、２３）を用いて、基準側レール１１及びボンド側レール１２上に、第１電極Ｃ１と、第２電極Ｃ２と、第３電極Ｃ３と、第４電極Ｃ４と、第５電極Ｃ５とを、レール表面に良好に接触するようにして容易に配置することができる。

【0091】

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明のレールボンド抵抗測定装置は、上述の図示例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。

【符号の説明】

【0092】

１，２…レールボンド抵抗測定装置
１１…レール（基準側レール）
１２…レール（ボンド側レール）
１３…レールボンド
２０…電極プローブ
２１，２２，２３…レール接触器
３１…ベース
３１Ａ…電極針アセンブリ
３２…電極針
３３…マグネット
３４…スプリング
３８，３８Ａ，３８Ｂ，３８Ｃ…ケーブル
３９，３９Ａ，３９Ｂ，３９Ｃ…ケーブルクランプ
４０…ノブ
４１…電源部
４２…バッテリ
４３…スイッチ
５１，５２…差動増幅器
１００，１００Ａ…演算制御部
１０１…第１変換情報生成部
１０２…第２変換情報生成部
１０３…演算部
１０４，１０４Ａ…制御部
１０４Ｂ…演算部
１０５…表示制御部
１０６…差動増幅器
１０７…第３変換情報生成部
１１１…入力部
１１２…表示部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】