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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024003633
(43)【公開日】2024-01-15
(54)【発明の名称】レール形状測定装置
(51)【国際特許分類】
G01B 5/00 20060101AFI20240105BHJP
B61K 9/08 20060101ALI20240105BHJP
E01B 35/00 20060101ALI20240105BHJP
【ＦＩ】
G01B5/00 R
B61K9/08
E01B35/00
【審査請求】未請求
【請求項の数】16
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022102910
(22)【出願日】2022-06-27
(71)【出願人】
【識別番号】000173784
【氏名又は名称】公益財団法人鉄道総合技術研究所
(74)【代理人】
【識別番号】100104064
【弁理士】
【氏名又は名称】大熊 岳人
(72)【発明者】
【氏名】長坂 整
(72)【発明者】
【氏名】兼松 義一
【テーマコード（参考）】
2D057
2F062
【Ｆターム（参考）】
2D057BA24
2F062AA51
2F062BC02
2F062CC22
2F062CC26
2F062DD23
2F062EE01
2F062EE62
2F062FF03
2F062GG38
2F062GG44
2F062GG71
2F062MM06
2F062MM10
(57)【要約】
【課題】作業者の負担が小さく軽量な装置によってレールの断面形状を正確に測定することができるレール形状測定装置を提供する。
【解決手段】レール形状測定装置１は、レールＲの断面形状を測定する装置であり、レールＲに着脱自在に固定される固定部５と、レールＲの断面形状を測定する測定部２を支持する支持部４と、支持部４が固定部５に固定部５を基準として支持されるように、固定部５に支持部４を着脱自在に装着する装着部１５Ａ～１５Ｃとを備えている。支持部４は、レールＲの削正時には固定部５から取り外され、レールＲの形状測定時には固定部５に装着される。装着部１５Ａ～１５Ｃは、固定部５に支持部４が３箇所で支持されるように、固定部５に支持部４を装着する。装着部１５Ａ～１５Ｃは、固定部５側の接触部に支持部４側の接触部を接触させることによって、固定部５に支持部４を装着する。
【選択図】図１
【解決手段】レール形状測定装置１は、レールＲの断面形状を測定する装置であり、レールＲに着脱自在に固定される固定部５と、レールＲの断面形状を測定する測定部２を支持する支持部４と、支持部４が固定部５に固定部５を基準として支持されるように、固定部５に支持部４を着脱自在に装着する装着部１５Ａ～１５Ｃとを備えている。支持部４は、レールＲの削正時には固定部５から取り外され、レールＲの形状測定時には固定部５に装着される。装着部１５Ａ～１５Ｃは、固定部５に支持部４が３箇所で支持されるように、固定部５に支持部４を装着する。装着部１５Ａ～１５Ｃは、固定部５側の接触部に支持部４側の接触部を接触させることによって、固定部５に支持部４を装着する。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
レールの断面形状を測定するレール形状測定装置であって、
前記レールに着脱自在に固定される固定部と、
前記レールの断面形状を測定する測定部を支持する支持部と、
前記支持部が前記固定部にこの固定部を基準として支持されるように、この固定部にこの支持部を着脱自在に装着する装着部と、
を備えるレール形状測定装置。
前記レールに着脱自在に固定される固定部と、
前記レールの断面形状を測定する測定部を支持する支持部と、
前記支持部が前記固定部にこの固定部を基準として支持されるように、この固定部にこの支持部を着脱自在に装着する装着部と、
を備えるレール形状測定装置。
【請求項2】
請求項１に記載のレール形状測定装置において、
前記支持部は、前記レールの削正時には前記固定部から取り外され、前記レールの形状測定時には前記固定部に装着されること、
を特徴とするレール形状測定装置。
前記支持部は、前記レールの削正時には前記固定部から取り外され、前記レールの形状測定時には前記固定部に装着されること、
を特徴とするレール形状測定装置。
【請求項3】
請求項１又は請求項２に記載のレール形状測定装置において、
前記装着部は、前記固定部に前記支持部が３箇所で支持されるように、この固定部にこの支持部を装着すること、
を特徴とするレール形状測定装置。
前記装着部は、前記固定部に前記支持部が３箇所で支持されるように、この固定部にこの支持部を装着すること、
を特徴とするレール形状測定装置。
【請求項4】
請求項１又は請求項２に記載のレール形状測定装置において、
前記装着部は、前記固定部側の接触部に前記支持部側の接触部を接触させることによって、この固定部にこの支持部を装着すること、
を特徴とするレール形状測定装置。
前記装着部は、前記固定部側の接触部に前記支持部側の接触部を接触させることによって、この固定部にこの支持部を装着すること、
を特徴とするレール形状測定装置。
【請求項5】
請求項４に記載のレール形状測定装置において、
前記装着部は、前記固定部側の接触部に前記支持部側の接触部を位置決めする位置決め部を備えること、
を特徴とするレール形状測定装置。
前記装着部は、前記固定部側の接触部に前記支持部側の接触部を位置決めする位置決め部を備えること、
を特徴とするレール形状測定装置。
【請求項6】
請求項５に記載のレール形状測定装置において、
前記位置決め部は、
前記固定部側及び前記支持部側の接触部の一方に凸部を備え、
前記固定部側及び前記支持部側の接触部の他方に前記凸部と嵌合する凹部を備えること、
を特徴とするレール形状測定装置。
前記位置決め部は、
前記固定部側及び前記支持部側の接触部の一方に凸部を備え、
前記固定部側及び前記支持部側の接触部の他方に前記凸部と嵌合する凹部を備えること、
を特徴とするレール形状測定装置。
【請求項7】
請求項４に記載のレール形状測定装置において、
前記装着部は、前記支持部側の接触部と前記固定部側の接触部との間に磁気吸引力を発生させる磁石部を備えること、
を特徴とするレール形状測定装置。
前記装着部は、前記支持部側の接触部と前記固定部側の接触部との間に磁気吸引力を発生させる磁石部を備えること、
を特徴とするレール形状測定装置。
【請求項8】
請求項４に記載のレール形状測定装置において、
前記固定部から前記支持部が取り外されているときに、前記支持部側及び／又は前記固定部側の接触部を保護する保護カバー部を備えること、
を特徴とするレール形状測定装置。
前記固定部から前記支持部が取り外されているときに、前記支持部側及び／又は前記固定部側の接触部を保護する保護カバー部を備えること、
を特徴とするレール形状測定装置。
【請求項9】
請求項１又は請求項２に記載のレール形状測定装置において、
前記レールの断面形状を前記測定部によって測定するときに基準位置となる基準ブロック部を備えること、
を特徴とするレール形状測定装置。
前記レールの断面形状を前記測定部によって測定するときに基準位置となる基準ブロック部を備えること、
を特徴とするレール形状測定装置。
【請求項10】
請求項９に記載のレール形状測定装置において、
前記レールに対する前記基準ブロック部の位置を調整する位置調整部を備えること、
を特徴とするレール形状測定装置。
前記レールに対する前記基準ブロック部の位置を調整する位置調整部を備えること、
を特徴とするレール形状測定装置。
【請求項11】
請求項１又は請求項２に記載のレール形状測定装置において、
前記支持部の垂直軸回りの回転を規制する回転規制部を備えること、
を特徴とするレール形状測定装置。
前記支持部の垂直軸回りの回転を規制する回転規制部を備えること、
を特徴とするレール形状測定装置。
【請求項12】
請求項１又は請求項２に記載のレール形状測定装置において、
前記レールの底部に前記固定部を着脱自在に取り付ける取付部を備えること、
を特徴とするレール形状測定装置。
前記レールの底部に前記固定部を着脱自在に取り付ける取付部を備えること、
を特徴とするレール形状測定装置。
【請求項13】
請求項１２に記載のレール形状測定装置において、
前記レールの底部の両縁部に前記固定部の両端部を締結するときに、この固定部に生ずる曲げ変形を抑制する曲げ変形抑制部を備えること、
を特徴とするレール形状測定装置。
前記レールの底部の両縁部に前記固定部の両端部を締結するときに、この固定部に生ずる曲げ変形を抑制する曲げ変形抑制部を備えること、
を特徴とするレール形状測定装置。
【請求項14】
請求項１３に記載のレール形状測定装置において、
前記曲げ変形抑制部は、前記固定部の両端部の下面と前記取付部との間に形成された間隙部であること、
を特徴とするレール形状測定装置。
前記曲げ変形抑制部は、前記固定部の両端部の下面と前記取付部との間に形成された間隙部であること、
を特徴とするレール形状測定装置。
【請求項15】
請求項１３に記載のレール形状測定装置において、
前記曲げ変形抑制部は、前記レールの底部の中央部と前記固定部の中央部の上面との間に形成された間隙部であること、
を特徴とするレール形状測定装置。
前記曲げ変形抑制部は、前記レールの底部の中央部と前記固定部の中央部の上面との間に形成された間隙部であること、
を特徴とするレール形状測定装置。
【請求項16】
請求項１又は請求項２に記載のレール形状測定装置において、
前記固定部側の測定基準部を基準とする前記支持部の相対的な高さを測定する高さ測定部を、この支持部に保持する保持部を備えること、
を特徴とするレール形状測定装置。
前記固定部側の測定基準部を基準とする前記支持部の相対的な高さを測定する高さ測定部を、この支持部に保持する保持部を備えること、
を特徴とするレール形状測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
この発明は、レールの断面形状を測定するレール形状測定装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来の形状スキャニング装置（以下、従来技術１という）は、平面内で移動可能な第１アーム及び第２アームを有するリンク機構の可動部と、この可動部を支持する固定部と、この固定部をレールに取り付ける取付部などを備えている（例えば、特許文献１参照）。この従来技術１は、レール表面と回転接触するローラが第２アームの自由端部に取り付けられており、第１アームと第２アームの端部同士と、第２アームと固定部とをエンコーダ継手によってそれぞれ連結し、エンコーダ継手の出力信号に基づいてレール断面形状を測定している。
【0003】
従来のレール断面形状測定装置（以下、従来技術２という）は、レールに固定される固定金具と、固定金具を着脱するためのクランプ部と、この固定金具に取り付けられてレール頭部を囲む円形ガイドと、この円形ガイドに装着されてレール断面形状の変化を測定するレーザ変位計などを備えている（例えば、非特許文献１参照）。この従来技術２は、レーザ変位計を円形ガイドに沿って作業者が手動で移動させながら、レール断面形状をレーザ変位計によって測定している。
【0004】
従来の携帯型非接触測定器（以下、従来技術３という）は、レールにレーザ光を照射する照射部と、レールから反射する反射光を受光するセンサ部と、レール断面形状を測定する画像処理部などを備えている（例えば、非特許文献２参照）。この従来技術３は、携帯型の装置本体を作業者が手に持った状態で、レール方面に沿って装置本体を動かしながら非接触でレール断面形状を測定する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特表平06-507428号公報
【0006】
【非特許文献1】近鉄軌道エンジニアリング株式会社,’’レール断面形状測定装置’’,[online]，］[令和3年3月10日検索］,インターネット<URL: http://www.kte-net.co.jp/business/newtechnology/measurement.html>
【0007】
【非特許文献2】NEXTSENSE（ネクストセンス）,’’ NEXTSENSE GmbH（ネクストセンス）’’,[online]，］[令和3年3月10日検索］,インターネット<URL: http://sunvision.jp/track/>
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
鉄道では、走行時の列車走行音などを低減するために、レール頭頂面の凹凸などを除去して平滑化するために、このレール頭頂面の凹凸などをグラインダによって削正して、レール断面形状を復元することなどを目的とするレール削正作業が実施されている。このようなレール削正作業は、近年、レール頭頂面の凹凸を削り取るレール削正車によって実施されている。レール削正作業では、レール削正前後のレール断面形状を測定し、レール削正量を正確に把握することが必要である。
【0009】
従来技術１は、絶対的な基準点がないため正確な切削量を把握することが困難である。従来技術２は、レール削正時にクランプ部を操作して基準となる固定金具をレールから取り外し、レール削正後にクランプ部を操作して固定金具をレールに取り付ける必要がある。このため、従来技術２は、重いガイド部などを作業者が取り外す必要があり、作業者の負担が大きくなってしまう問題点がある。また、従来技術２は、レール削正後にレールの同一の箇所を測定することが困難であり、レール削正前後のレール断面形状を正確に比較することができない問題点がある。従来技術３は、作業者が手に持って測定をする必要があるため基準面が不正確になり、レールの同一の箇所をレール削正前後で正確に測定することができない問題点がある。
【0010】
この発明の課題は、作業者の負担が小さく軽量な装置によってレールの断面形状を正確に測定することができるレール形状測定装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0011】
この発明は、以下に記載するような解決手段により、前記課題を解決する。
なお、この発明の実施形態に対応する符号を付して説明するが、この実施形態に限定するものではない。
請求項１の発明は、図１及び図３～図６に示すように、レール（Ｒ）の断面形状（Ｓ11，Ｓ21）を測定するレール形状測定装置であって、前記レールに着脱自在に固定される固定部（５）と、前記レールの断面形状を測定する測定部（２）を支持する支持部（４）と、前記支持部が前記固定部にこの固定部を基準として支持されるように、この固定部にこの支持部を着脱自在に装着する装着部（１５Ａ～１５Ｃ）とを備えるレール形状測定装置（１）である。
なお、この発明の実施形態に対応する符号を付して説明するが、この実施形態に限定するものではない。
請求項１の発明は、図１及び図３～図６に示すように、レール（Ｒ）の断面形状（Ｓ11，Ｓ21）を測定するレール形状測定装置であって、前記レールに着脱自在に固定される固定部（５）と、前記レールの断面形状を測定する測定部（２）を支持する支持部（４）と、前記支持部が前記固定部にこの固定部を基準として支持されるように、この固定部にこの支持部を着脱自在に装着する装着部（１５Ａ～１５Ｃ）とを備えるレール形状測定装置（１）である。
【0012】
請求項２の発明は、請求項１に記載のレール形状測定装置において、図１及び図７に示すように、前記支持部は、前記レールの削正時には前記固定部から取り外され、前記レールの形状測定時には前記固定部に装着されることを特徴としているレール形状測定装置である。
【0013】
請求項３の発明は、請求項１又は請求項２に記載のレール形状測定装置において、図１及び図３～図５に示すように、前記装着部は、前記固定部に前記支持部が３箇所で支持されるように、この固定部にこの支持部を装着することを特徴とするレール形状測定装置である。
【0014】
請求項４の発明は、請求項１又は請求項２に記載のレール形状測定装置において、図３～図５、図７、図２１及び図２２に示すように、前記装着部は、前記固定部側の接触部（１７Ａ～１７Ｃ）に前記支持部側の接触部（１６Ａ～１６Ｃ）を接触させることによって、この固定部にこの支持部を装着することを特徴とするレール形状測定装置である。
【0015】
請求項５の発明は、請求項４に記載のレール形状測定装置において、図７及び図２１に示すように、前記装着部（１５Ａ）は、前記固定部（５）側の接触部（１７Ａ）に前記支持部（４）側の接触部（１６Ａ）を位置決めする位置決め部（１８）を備えることを特徴とするレール形状測定装置である。
【0016】
請求項６の発明は、請求項５に記載のレール形状測定装置において、図２１に示すように、前記位置決め部は、前記固定部側及び前記支持部側の接触部の一方に凸部（１８ａ）を備え、前記固定部側及び前記支持部側の接触部の他方に前記凸部と嵌合する凹部（１８ｂ）を備えることを特徴とするレール形状測定装置である。
【0017】
請求項７の発明は、請求項４に記載のレール形状測定装置において、図２１及び図２２に示すように、前記装着部（１５Ａ～１５Ｃ）は、前記支持部側の接触部（１６Ａ～１６Ｃ）と前記固定部側の接触部（１７Ａ～１７Ｃ）との間に磁気吸引力を発生させる磁石部（１９Ａ～１９Ｃ）を備えることを特徴とするレール形状測定装置である。
【0018】
請求項８の発明は、請求項４に記載のレール形状測定装置において、図２１及び図２２に示すように、前記固定部から前記支持部が取り外されているときに、前記支持部側及び／又は前記固定部側の接触部を保護する保護カバー部（２２Ａ～２２Ｃ，２３Ａ～２３Ｃ）を備えることを特徴とするレール形状測定装置である。
【0019】
請求項９の発明は、請求項１又は請求項２に記載のレール形状測定装置において、図１～図３、図５、図７、図８及び図１０に示すように、前記レールの断面形状を前記測定部によって測定するときに基準位置となる基準ブロック部（３）を備えることを特徴とするレール形状測定装置である。
【0020】
請求項１０の発明は、請求項９に記載のレール形状測定装置において、図２６及び図２８に示すように、前記レールに対する前記基準ブロック部の位置を調整する位置調整部（２４）を備えることを特徴とするレール形状測定装置である。
【0021】
請求項１１の発明は、請求項１又は請求項２に記載のレール形状測定装置において、図１、図５、図７、図１０及び図２２に示すように、前記支持部の垂直軸（Ｚ）回りの回転を規制する回転規制部（２０）を備えることを特徴とするレール形状測定装置である。
【0022】
請求項１２の発明は、請求項１又は請求項２に記載のレール形状測定装置において、図３、図１１、図１２～図１６、図１９及び図２０に示すように、前記レールの底部（Ｒ2）に前記固定部を着脱自在に取り付ける取付部（１０Ａ，１０Ｂ）を備えることを特徴とするレール形状測定装置である。
【0023】
請求項１３の発明は、請求項１２に記載のレール形状測定装置において、図１１、図１３～図１６、図１９及び図２０に示すように、前記レールの底部の両縁部に前記固定部の両端部を締結するときに、この固定部に生ずる曲げ変形を抑制する曲げ変形抑制部（７，８）を備えることを特徴とするレール形状測定装置である。
【0024】
請求項１４の発明は、請求項１３に記載のレール形状測定装置において、図３、図１１、図１５、図１６及び図１９に示すように、前記曲げ変形抑制部（７）は、前記固定部の両端部の下面（５ｂ）と前記取付部との間に形成された間隙部であることを特徴とするレール形状測定装置である。
【0025】
請求項１５の発明は、請求項１３に記載のレール形状測定装置において、図３、図１１、図１３、図１５及び図２０に示すように、前記曲げ変形抑制部（８）は、前記レールの底部（Ｒ2）の中央部と前記固定部の中央部の上面（５ａ）との間に形成された間隙部であることを特徴とするレール形状測定装置である。
【0026】
請求項１６の発明は、請求項１又は請求項２に記載のレール形状測定装置において、図２７、図２８及び図３１～図３４に示すように、前記固定部側の測定基準部（２７Ａ，２７Ｂ）を基準とする前記支持部の相対的な高さ（δ1，δ2）を測定する高さ測定部（２８Ａ，２８Ｂ）を、この支持部に保持する保持部（２９Ａ，２９Ｂ）を備えることを特徴とするレール形状測定装置である。
【発明の効果】
【0027】
この発明によると、作業者の負担が小さく軽量な装置によってレールの断面形状を正確に測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【0028】
【図1】この発明の第１実施形態に係るレール形状測定装置の固定部に支持部を取り付けた状態を示す斜視図である。
【図2】この発明の第１実施形態に係るレール形状測定装置の平面図である。
【図3】この発明の第１実施形態に係るレール形状測定装置の正面図である。
【図4】この発明の第１実施形態に係るレール形状測定装置の右側面図である。
【図5】この発明の第１実施形態に係るレール形状測定装置の左側面図である。
【図6】この発明の第１実施形態に係るレール形状測定装置の基準ブロック部の機能を説明するための模式図であり、（Ａ）はレール削正前のレール断面形状の測定結果を示す模式図であり、（Ｂ）はレール削正後のレール断面形状の測定結果を示す模式図であり、（Ｃ）はレール削正前後のレール断面形状の測定結果を重ね合わせた模式図である。
【図7】この発明の第１実施形態に係るレール形状測定装置の固定部から支持部を取り外した状態を示す斜視図である。
【図8】この発明の第１実施形態に係るレール形状測定装置の固定部から取り外した支持部の正面図である。
【図9】この発明の第１実施形態に係るレール形状測定装置の固定部から取り外した支持部の右側面図である。
【図10】この発明の第１実施形態に係るレール形状測定装置の固定部から取り外した支持部の左側面図である。
【図11】この発明の第１実施形態に係るレール形状測定装置の支持部を取り外した固定部の正面図である。
【図12】この発明の第１実施形態に係るレール形状測定装置の支持部を取り外した固定部の平面図である。
【図13】この発明の第１実施形態に係るレール形状測定装置の固定部の平面図である。
【図16】この発明の第１実施形態に係るレール形状測定装置の固定部の底面図である。
【図17】この発明の第１実施形態に係るレール形状測定装置の支持部を取り外した固定部の右側面図である。
【図18】この発明の第１実施形態に係るレール形状測定装置の支持部を取り外した固定部の左側面図である。
【図19】この発明の第１実施形態に係るレール形状測定装置の固定部の両端の曲げ変形抑制部の原理を説明するための模式図であり、（Ａ）は曲げ変形抑制部を備えている場合の模式図であり、（Ｂ）は曲げ変形抑制部を備えていない場合の模式図である。
【図20】この発明の第１実施形態に係るレール形状測定装置の固定部の中央の曲げ変形抑制部の原理を説明するための模式図であり、（Ａ）は曲げ変形抑制部を備えている場合の模式図であり、（Ｂ）は曲げ変形抑制部を備えていない場合の模式図である。
【図22】図４のXXII部分の縦断面図であり、（Ａ）は固定部に支持部を固定した状態を示す縦断面図であり、（Ｂ）は固定部から支持部を固定解除した状態を示す縦断面図であり、（Ｃ）は固定部から支持部を取り外した状態を示す縦断面図である。
【図23】この発明の第１実施形態に係るレール形状測定装置の作用を説明するために模式図であり、（Ａ）はレール削正前にレール断面形状を測定している状態を示す模式図であり、（Ｂ）はレール削正前に固定部から支持部を取り外した状態を示す模式図であり、（Ｃ）はレール削正中の状態を示す模式図であり、（Ｄ）はレール削正後にレール断面形状を測定している状態を示す模式図である。
【図24】この発明の第２実施形態に係るレール形状測定装置の固定部の両欄の曲げ変形抑制部の縦断面図である。
【図25】この発明の第２実施形態に係るレール形状測定装置の固定部の両端の曲げ変形抑制部の原理を説明するための模式図であり、（Ａ）は曲げ変形抑制部を備えている場合の模式図であり、（Ｂ）は曲げ変形抑制部を備えていない場合の模式図である。
【図26】この発明の第３実施形態に係るレール形状測定装置の正面図である。
【図27】この発明の第３実施形態に係るレール形状測定装置の右側面図である。
【図28】この発明の第３実施形態に係るレール形状測定装置の左側面図である。
【図29】この発明の第３実施形態に係るレール形状測定装置の位置調整部の原理を説明するための模式図である。
【図30】この発明の第３実施形態に係るレール形状測定装置の固定部の平面図である。
【図33】この発明の第３実施形態に係るレール形状測定装置の一方の高さ測定部による測定原理を説明するための模式図であり、（Ａ）は支持部を固定部に装着したときの測定状態を示す模式図であり、（Ｂ）は一旦取り外した支持部を固定部に再装着したときの測定状態を示す模式図である。
【図34】この発明の第３実施形態に係るレール形状測定装置の他方の高さ測定部による測定原理を説明するための模式図であり、（Ａ）は支持部を固定部に装着したときの測定状態を示す模式図であり、（Ｂ）は一旦取り外した支持部を固定部に再装着したときの測定状態を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【0029】
（第１実施形態）
以下、図面を参照して、この発明の第１実施形態について詳しく説明する。
図１～図５に示すレールＲは、車輪Ｗを案内する部材である。レールＲは、鉄道車両の左右の車輪Ｗをそれぞれ支持し案内してこの鉄道車両を走行させる。レールＲは、レール頭部Ｒ1と、レール底部（フランジ部）Ｒ2と、レール腹部（ウェブ部）Ｒ3などを備えている。レール頭部Ｒ1は、車輪Ｗと接触する部分である。レール頭部Ｒ1は、車輪Ｗを直接支持する頭頂面（頭部上面）Ｒ11と、レール頭部Ｒ1の左右の側面部分を構成する頭部側面Ｒ12と、頭頂面Ｒ11と頭側面Ｒ12との間を繋ぐゲージコーナー部Ｒ13などを備えている。レール底部Ｒ2は、レールＲを支持する支承体（支持体）に取り付けられる部分である。レール底部Ｒ2は、レールＲと支承体とを締結するレール締結装置によって押さえ付けられる底部上面Ｒ21と、支承体上に設置される底部下面Ｒ22と、レール底部Ｒ2の左右の側面部分を構成する底部側面Ｒ23などを備えている。レール腹部Ｒ3は、レール頭部Ｒ1とレール底部Ｒ2とを繋ぐ部分である。レール腹部Ｒ3は、レール頭部Ｒ1に作用する荷重をレール底部Ｒ2に伝達する。レールＲは、例えば、60kgレール又は50kgNレールのような高さ及び幅などの寸法が異なる複数種類が存在する。
以下、図面を参照して、この発明の第１実施形態について詳しく説明する。
図１～図５に示すレールＲは、車輪Ｗを案内する部材である。レールＲは、鉄道車両の左右の車輪Ｗをそれぞれ支持し案内してこの鉄道車両を走行させる。レールＲは、レール頭部Ｒ1と、レール底部（フランジ部）Ｒ2と、レール腹部（ウェブ部）Ｒ3などを備えている。レール頭部Ｒ1は、車輪Ｗと接触する部分である。レール頭部Ｒ1は、車輪Ｗを直接支持する頭頂面（頭部上面）Ｒ11と、レール頭部Ｒ1の左右の側面部分を構成する頭部側面Ｒ12と、頭頂面Ｒ11と頭側面Ｒ12との間を繋ぐゲージコーナー部Ｒ13などを備えている。レール底部Ｒ2は、レールＲを支持する支承体（支持体）に取り付けられる部分である。レール底部Ｒ2は、レールＲと支承体とを締結するレール締結装置によって押さえ付けられる底部上面Ｒ21と、支承体上に設置される底部下面Ｒ22と、レール底部Ｒ2の左右の側面部分を構成する底部側面Ｒ23などを備えている。レール腹部Ｒ3は、レール頭部Ｒ1とレール底部Ｒ2とを繋ぐ部分である。レール腹部Ｒ3は、レール頭部Ｒ1に作用する荷重をレール底部Ｒ2に伝達する。レールＲは、例えば、60kgレール又は50kgNレールのような高さ及び幅などの寸法が異なる複数種類が存在する。
【0030】
図２及び図３に示す車輪Ｗは、レールＲと回転接触する部材である。車輪Ｗは、レール頭部Ｒ1の頭頂面Ｒ11と接触して摩擦抵抗を受ける踏面Ｗ1と、脱輪を防止するために車輪Ｗの外周部に連続して形成されたフランジ面Ｗ2などを備えている。
【0031】
図１～図５及び図７～図１０に示すレール形状測定装置１は、レール断面形状を測定する装置である。レール形状測定装置１は、例えば、レール断面形状の変化の前後を測定することによって、レールＲの削正量を測定するレール削正量測定器である。ここで、レール削正とは、レール表面の凹凸を平滑化する作業である。レール削正は、レール溶接部又は波状摩耗のような頭頂面Ｒ11の凹凸を平滑化したり、転がり接触による疲労損傷の一種である頭頂面Ｒ11のシェリングを予防したりするために実施される。レール削正は、例えば、レール削正車のような特殊車を用いて、レール面に対して略平行に砥石（グラインダ）を回転させながら砥石をレール面に押し付けて前進し、レール表面の凹凸を砥石によって削正する。レール断面形状とは、レールＲの中心線に対して垂直な平面で切断したときのレールＲの断面の形状である。レール形状測定装置１は、レール断面形状の変化の前後を測定する。レール形状測定装置１は、例えば、レールＲのレール頭部Ｒ1のうち頭頂面Ｒ11、頭部側面Ｒ12及びゲージコーナー部Ｒ13の断面形状の変化の前後を測定する。
【0032】
レール形状測定装置１は、図１～図５及び図７～図１０に示す測定部２と、図１～図３、図５～図８及び図１０に示す基準ブロック部３と、図１～図５及び図７～図１０に示す支持部４と、図１、図３～図５、図７及び図１１～図１８に示す固定部５と、図１３、図１４及び図１６に示す固定部側嵌合部６と、図３、図１１、図１５及び図１６に示す曲げ変形抑制部７と、図３、図１１及び図１３～図１５に示す曲げ変形抑制部８と、図１３～図１５に示す磁石部９と、図３～図５、図７及び図１１～図１８に示す取付部１０Ａ，１０Ｂと、図１３、図１４及び図１６に示す取付部側嵌合部１３と、図１２、図１４及び図１５に示す締結部１４と、図１、図３～図５及び図７に示す装着部１５Ａ～１５Ｃと、図７、図１１～図１３、図１７及び図２１に示す位置決め部１８と、図２１及び図２２に示す磁石部１９Ａ～１９Ｃと、図２２に示す回転規制部２０と、切替部２１と、図２１及び図２２に示す支持部側保護カバー部２２Ａ～２２Ｃと、固定部側保護カバー部２３Ａ～２３Ｃなどを備えている。
【0033】
図１～図５及び図７～図１０に示す測定部２は、レール断面形状を測定する手段である。測定部２は、レールＲの表面に沿って接触しながらレール断面形状を測定する接触式のレール断面形状測定装置である。測定部２は、支持部４の搭載部４ａにボルトなどの締結部材によって着脱自在に固定されている。測定部２は、図１～図５及び図７～図１０に示す測定子（接触子）２ａと、回転アーム部２ｂと、図１、図２、図５、図７及び図９に示す回転検出部２ｃと、図１～図５及び図７～図１０に示す回転アーム部２ｄと、回転検出部２ｅと、図１に示す演算部２ｆと、表示部２ｇなどを備えている。測定部２は、回転アーム部２ｂ，２ｄによって構成されるリンク機構によって測定子２ａが支持されており、レールＲの中心線に対して垂直である垂直面（図１に示すＸＺ平面）内におけるこのリンク機構の可動範囲内で、測定子２ａが移動可能である。測定部２は、レールＲの表面に沿って測定子２ａを接触移動させたときに回転検出部２ｃ，２ｅが出力する回転検出信号に基づいて、レール断面形状を演算部２ｆが演算し、レール断面形状を表示部２ｇが表示する。
【0034】
図１～図５及び図７～図１０に示す測定子２ａは、レールＲの表面と回転接触する部分である。測定子２ａは、円板状の回転体（ローラ）であり、レールＲの表面と接触するように、この測定子２ａとレールＲとの間に磁気吸引力を発生する磁石部を備えている。測定子２ａは、レールＲの表面に付着する汚れ、粉塵、切削粉又は油などの付着物による測定結果への影響を低減するために、この付着物を押し退けるようにレールＲの表面と接触する外周部が鋭角に形成されている。
【0035】
回転アーム部２ｂは、測定子２ａを回転自在に支持する部分である。回転アーム部２ｂは、回転検出部２ｃの回転軸（検出軸）を中心として回転可能であり、外観が板状のリンク部材である。回転アーム部２ｂは、先端部に測定子２ａが回転自在に連結されており、後端部に回転検出部２ｃの回転軸が連結されている。図１、図２、図５、図７及び図９に示す回転検出部２ｃは、回転アーム部２ｄに対する回転アーム部２ｂの回転を検出する部分である。回転検出部２ｃは、例えば、高精度の測定が可能な光学式ロータリエンコーダのような検出装置である。回転検出部２ｃは、この回転検出部２ｃの回転軸によって回転アーム部２ｂの回転移動量、回転方向及び回転角を検出して、これらの検出結果を回転検出信号として演算部２ｆに出力する。
【0036】
図１～図５及び図７～図１０に示す回転アーム部２ｄは、回転アーム部２ｂを回転自在に支持する部分である。回転アーム部２ｄは、回転検出部２ｅの回転軸（検出軸）を中心として回転可能であり、外観が板状のリンク部材である。回転アーム部２ｄは、先端部に回転検出部２ｃの回転軸を介して回転アーム部２ｂの後端部が連結されており、後端部に回転検出部２ｅの回転軸が連結されている。回転検出部２ｅは、回転アーム部２ｄの回転を検出する部分である。回転検出部２ｅは、回転検出部２ｃと同様の検出装置である。回転検出部２ｅは、この回転検出部２ｅの回転軸によって回転アーム部２ｄの回転移動量、回転方向及び回転角を検出して、これらの検出結果を回転検出信号として演算部２ｆに出力する。
【0037】
図１に示す演算部２ｆは、レール断面形状を演算する部分である。演算部２ｆは、回転検出部２ｃ，２ｅが出力する回転検出信号に基づいて、レール断面形状を演算する。表示部２ｇは、演算部２ｆの演算結果を表示する部分である。表示部２ｇは、例えば、図６（Ａ）に示すレール削正前のレール断面形状Ｓ11とレール削正後のレール断面形状Ｓ21とを画面上に表示したり、レール削正量Δを画面上に表示したりする。
【0038】
図１～図３、図５～図８及び図１０に示す基準ブロック部３は、レール断面形状Ｓ11，Ｓ21を測定部２によって測定するときに基準位置となる部分である。基準ブロック部３は、レール削正前後のレール断面形状Ｓ11，Ｓ21を測定部２によって測定するときに測定基準となるブロックゲージ部として機能する。基準ブロック部３は、図２及び図３に示すように、車輪Ｗのフランジ面Ｗ2が位置する側（フランジ側）とは反対側（反フランジ側）のレール頭部Ｒ1の頭部側面Ｒ12との間に隙間をあけて配置されている。基準ブロック部３は、レールＲが左右対称形状であり、レール削正前後のレール断面形状Ｓ11，Ｓ21だけではレールＲの左右を判別できないため、レールＲの左右を特定する指標部としても機能する。基準ブロック部３は、図１～図３、図７、図８及び図１０に示すように、支持部４の脚部４ｃに固定されている。基準ブロック部３は、図３に示すように、測定子２ａが回転接触するこの基準ブロック部３の表面（基準面）が高精度に平滑に加工されており、側面形状が略Ｓ字状の段部に形成されている。基準ブロック部３は、垂直基準面３ａと、垂直基準面３ａの下端部から水平に伸びる下側の水平基準面３ｂと、垂直基準面３ａの上端部から水平に伸びる上側の水平基準面３ｃなどを備えている。
【0039】
ここで、この発明の第１実施形態に係るレール形状測定装置の基準ブロック部の原理について説明する。
図６（Ａ）に示すレール断面形状Ｓ11は、レール削正前のレール断面形状であり、レール頭部Ｒ1が摩耗した状態のレール頭部Ｒ1の断面形状である。図６（Ｂ）に示すレール断面形状Ｓ21は、レール削正後のレール断面形状であり、レール頭部Ｒ1が削正された状態のレール頭部Ｒ1の断面形状である。図６（Ａ）（Ｂ）に示す基準形状Ｓ10，Ｓ20は、基準ブロック部３の断面形状である。図６（Ａ）に示すように、レール削正前に、基準ブロック部３に沿って測定子２ａを回転接触させたときの基準形状Ｓ10と、レールＲの表面に沿って測定子２ａを回転接触させたときのレール断面形状Ｓ11とを演算部２ｆが演算する。次に、図６（Ｂ）に示すように、レール削正後に、基準ブロック部３に沿って測定子２ａを回転接触させたときの基準形状Ｓ20と、レールＲの表面に沿って測定子２ａを回転接触させたときのレール断面形状Ｓ21とを演算部２ｆが演算する。レール削正前及びレール削正後では、基準形状Ｓ10，Ｓ20には変化がない。このため、図６（Ｃ）に示すように、レール削正前後の基準形状Ｓ10，Ｓ20を演算部２ｆが重ね合わせたときに、レール断面形状Ｓ11とレール断面形状Ｓ21との差分をレール削正量Δとして演算部２ｆが演算する。
図６（Ａ）に示すレール断面形状Ｓ11は、レール削正前のレール断面形状であり、レール頭部Ｒ1が摩耗した状態のレール頭部Ｒ1の断面形状である。図６（Ｂ）に示すレール断面形状Ｓ21は、レール削正後のレール断面形状であり、レール頭部Ｒ1が削正された状態のレール頭部Ｒ1の断面形状である。図６（Ａ）（Ｂ）に示す基準形状Ｓ10，Ｓ20は、基準ブロック部３の断面形状である。図６（Ａ）に示すように、レール削正前に、基準ブロック部３に沿って測定子２ａを回転接触させたときの基準形状Ｓ10と、レールＲの表面に沿って測定子２ａを回転接触させたときのレール断面形状Ｓ11とを演算部２ｆが演算する。次に、図６（Ｂ）に示すように、レール削正後に、基準ブロック部３に沿って測定子２ａを回転接触させたときの基準形状Ｓ20と、レールＲの表面に沿って測定子２ａを回転接触させたときのレール断面形状Ｓ21とを演算部２ｆが演算する。レール削正前及びレール削正後では、基準形状Ｓ10，Ｓ20には変化がない。このため、図６（Ｃ）に示すように、レール削正前後の基準形状Ｓ10，Ｓ20を演算部２ｆが重ね合わせたときに、レール断面形状Ｓ11とレール断面形状Ｓ21との差分をレール削正量Δとして演算部２ｆが演算する。
【0040】
図１～図５及び図７～図１０に示す支持部４は、測定部２を支持する部分である。支持部４は、図７に示すように、レール削正時には固定部５から取り外され、図１に示すようにレール形状測定時には固定部５に装着される。支持部４は、図１及び図２に示すように、平面形状が略Ｌ字形であり、図１、図３、図７及び図８に示すように正面形状が略逆Ｕ字状の上面板であり、アルミニウムなどの比較的軽量な金属製の板状部材である。支持部４は、図１及び図３に示すように、固定部５に取り付けられたときにレールＲを跨ぐように、レールＲの上面と間隔をあけて水平方向に配置されている。支持部４は、図１～図５及び図７～図１０に示す搭載部４ａと、図１、図３～図５及び図７～図１０に示す脚部４ｂ，４ｃなどを備えている。
【0041】
図１～図５及び図７～図１０に示す搭載部４ａは、測定部２を搭載する部分である。搭載部４ａは、図３に示すように、測定部２の底部と接触する平坦面であり、レール頭部Ｒ1の頭頂面Ｒ11の中央部の上方に配置されている。図１、図３～図５及び図７～図１０に示す脚部４ｂ，４ｃは、搭載部４ａを支持する部分である。脚部４ｂ，４ｃは、図３に示すように、レールＲの側面と間隔をあけて垂直方向に配置されている。図１、図３、図７及び図８に示すように、脚部４ｂは搭載部４ａの一方の端部に固定されており、脚部４ｃは搭載部４ａの他方の端部に固定されている。脚部４ｂは、図１、図４、図７及び図９に示すように、側面形状が略逆Ｙ字状であり、この脚部４ｂの下端部側が２つに分岐している。脚部４ｂ，４ｃは、搭載部４ａに着脱自在であり、高さの異なる複数種類のレールＲに対応するために複数種類が存在し、レールＲの種類に応じて交換可能である。
【0042】
図１、図３～図５、図７及び図１１～図１８に示す固定部５は、レールＲに着脱自在に固定される部分である。固定部５は、レール削正前のレール断面形状Ｓ11を測定するときにレール底部Ｒ2に取り付けられて、レール削正中にはレール底部Ｒ2に取り付けられたままの状態を維持し、レール削正後のレール断面形状Ｓ21を測定した後にレール底部Ｒ2から取り外される。固定部５は、図１３及び図１６に示すように、平面形状が略四角形の底面板であり、アルミニウムなどの比較的軽量な金属製の板状部材である。固定部５は、この固定部５の軽量化を図るために、４つの角部のうちの１つの角部が面取りされている。固定部５は、図１１～～図１５に示すように、レール底部Ｒ2に取り付けたときにレール底部Ｒ2の両端部から突出するように、レール底部Ｒ2の幅よりも長く形成されている。固定部５は、幅の異なる複数種類のレールＲに対応するために複数種類が存在し、レールＲの種類に応じて交換可能である。固定部５は、図１１及び図１３～図１５に示す上面５ａと、図１１及び図１４～図１６に示す下面５ｂと、図１３～図１５に示す収容部５ｃなどを備えている。
【0043】
図１１及び図１３～図１５に示す上面５ａは、固定部５の表面側を構成する部分である。上面５ａは、レール底部Ｒ2の底面と接触するように平坦面に形成されている。図１１及び図１４～図１６に示す下面５ｂは、固定部５の裏面側を構成する部分である。下面５ｂは、上面５ａと同様に平坦面に形成されている。図１３～図１５に示す収容部５ｃは、磁石部９を収容する部分である。収容部５ｃは、図１３に示すように、上面５ａの長さ方向及び幅方向に２箇所ずつ間隔をあけて配置されており、平面形状が円形の凹部である。
【0044】
図１３、図１４及び図１６に示す固定部側嵌合部６は、取付部側嵌合部１３と着脱自在に嵌合する部分である。固定部側嵌合部６は、図１３及び図１６に示すように、固定部５の両端部に形成された平面形状が四角形の切欠部であり、固定部５の中心線上に配置されている。固定部側嵌合部６は、取付部側嵌合部１３と嵌合したときに、固定部５に対して取付部１０Ａ，１０Ｂを所定の位置に位置決めする位置決め部として機能する。固定部側嵌合部６は、図１３、図１４及び図１６に示すように、取付部１０Ａ，１０Ｂ側の接触部１３ａと接触する接触部６ａなどを備えており、図１４に示すように接触部６ａは上面５ａ及び下面５ｂに対して垂直な平坦面に形成されている。
【0045】
図３、図１１、図１５及び図１６に示す曲げ変形抑制部７は、レール底部Ｒ2の両縁部に固定部５の両端部を締結するときに、固定部５に生ずる曲げ変形を緩和する部分である。曲げ変形抑制部７は、図１５に示すように、固定部５の両端部と取付部１０Ａ，１０Ｂの下側クランプ部１２とが接触するのを防ぐ逃げ部として機能する。曲げ変形抑制部７は、固定部５の両端部の下面５ｂと取付部１０Ａ，１０Ｂとの間に形成された間隙部である。曲げ変形抑制部７は、レール底部Ｒ2に固定部５を取付部１０Ａ，１０Ｂによって締結したときに、固定部５の両端部と取付部１０Ａ，１０Ｂとが接触して固定部５が曲げ変形するのを防ぐ。曲げ変形抑制部７は、取付部１０Ａ，１０Ｂの下側クランプ部１２の上面と固定部５の下面５ｂとの間に形成されている。曲げ変形抑制部７は、図１６に示すように、固定部５の下面５ｂの両端部を切り欠くように形成された平面形状が四角形の凹部であり、固定部５の中心線上に配置されている。曲げ変形抑制部７は、図１９（Ａ）に示すように、取付部１０Ａ，１０Ｂの下側クランプ部１２の締結力作用部１２ａ以外の部分と固定部５の下面５ｂとが接触しないように、図１６に示すように下側クランプ部１２の幅よりも広く形成されている。
【0046】
ここで、この発明の第１実施形態に係るレール形状測定装置の固定部の両端の曲げ変形抑制部の原理を説明する。
レールＲには基準となる寸法に対して許容される寸法許容差（限界差）があり、この寸法許容差の範囲内でレール底部Ｒ2の底部上面Ｒ21の高さが基準値よりも高くなって製造されることがある。レール底部Ｒ2の高さが基準値である場合には、上側クランプ部１１がレール底部Ｒ2に作用させる締結力Ｆの作用点（接触点）Ｐ1と、下側クランプ部１２が固定部５に作用させる締結力Ｆの作用点（接触点）Ｐ2とが上下方向でほぼ一致する。このため、固定部５に曲げモーメントが作用しない。
レールＲには基準となる寸法に対して許容される寸法許容差（限界差）があり、この寸法許容差の範囲内でレール底部Ｒ2の底部上面Ｒ21の高さが基準値よりも高くなって製造されることがある。レール底部Ｒ2の高さが基準値である場合には、上側クランプ部１１がレール底部Ｒ2に作用させる締結力Ｆの作用点（接触点）Ｐ1と、下側クランプ部１２が固定部５に作用させる締結力Ｆの作用点（接触点）Ｐ2とが上下方向でほぼ一致する。このため、固定部５に曲げモーメントが作用しない。
【0047】
図１９（Ｂ）に示すように、レール底部Ｒ2の底部上面Ｒ21の高さが基準値よりも高い場合には、下側クランプ部１２が固定部５に作用させる締結力Ｆの作用点Ｐ2が固定部５の両端部寄りに移動する。このため、曲げ変形抑制部７を固定部５が備えていない場合には、上側クランプ部１１がレール底部Ｒ2に作用させる締結力Ｆの作用点Ｐ1よりも、下側クランプ部１２が固定部５に作用させる締結力Ｆの作用点（接触点）Ｐ2が外側になる。取付部１０Ａ，１０Ｂを締結したときに、レール底部Ｒ2の両縁部と固定部５の両端部の下面５ｂとが接触すると、固定部５の両端部に曲げモーメントＭが作用する。その結果、固定部５が下側に凸状に曲げ変形して、固定部５に装着される支持部４の高さが変化し、レール断面形状Ｓ11，Ｓ21の測定結果に誤差が生じる。
【0048】
一方、図１９（Ａ）に示すように、曲げ変形抑制部７を固定部５が備えている場合には、固定部５の両端部の下面５ｂと下側クランプ部１２の上面との間に隙間が形成されている。このため、レール底部Ｒ2の底部上面Ｒ21の高さが基準値よりも高い場合に、作用点Ｐ1，Ｐ2に締結力Ｆを作用させても、下側クランプ部１２の締結力作用部１２ａ以外の下側クランプ部１２の上面と固定部５の下面５ｂとが接触しない。その結果、締結力Ｆの作用点Ｐ2が固定部５の両端部寄りに移動しないため、固定部５の両端部に曲げモーメントＭが作用しない。このため、固定部５が曲げ変形せず、固定部５に装着される支持部４の高さが変化することもなく、レール断面形状Ｓ11，Ｓ21の測定結果に誤差が生じない。
【0049】
図３、図１１及び図１３～図１５に示す曲げ変形抑制部８は、レール底部Ｒ2の両縁部に固定部５の両端部を締結するときに、固定部５に生ずる曲げ変形を緩和する部分である。曲げ変形抑制部８は、図３、図１１、図１４及び図１５に示すように、レール底部Ｒ2の中央部と固定部５の中央部とが接触するのを防ぐ逃げ部として機能する。曲げ変形抑制部８は、レール底部Ｒ2の中央部と固定部５の中央部の上面５ａとの間に形成された間隙部である。曲げ変形抑制部８は、レール底部Ｒ2に固定部５を取付部１０Ａ，１０Ｂによって締結したときに、レール底部Ｒ2の中央部と固定部５とが接触して固定部５が曲げ変形するのを防ぐ。曲げ変形抑制部８は、レール底部Ｒ2の底部下面Ｒ22と固定部５の上面５ａとの間に形成されている。曲げ変形抑制部８は、図１３に示すように、固定部５の上面５ａの中央部を切り欠くように形成された平面形状が四角形の凹部であり、図１４及び図１５に示すようにレール底部Ｒ2の底部下面Ｒ22の両縁部のみが固定部５の上面５ａと接触するように配置されている。曲げ変形抑制部８は、図１３に示すように、固定部５の幅方向（レールＲの長さ方向）に沿って、固定部５の一方の縁部から他方の縁部まで、レール底部Ｒ2の幅よりも長さが短くなるように、直線状に形成されている。
【0050】
ここで、この発明の第１実施形態に係るレール形状測定装置の固定部の中央の曲げ変形抑制部の原理を説明する。
レールＲの寸法許容差の範囲内でレール底部Ｒ2の底部下面Ｒ22が平坦面ではなく、底部下面Ｒ22が僅かに湾曲面になり下側に凸状になって製造されることがある。図２０（Ｂ）に示すように、曲げ変形抑制部８を固定部５が備えていない場合に、レール底部Ｒ2の中央部と固定部５の中央部の上面５ａとが接触して、レール底部Ｒ2から固定部５の主に中央部に下向きの荷重（締結力の合力２Ｆ）が作用する。このため、取付部１０Ａ，１０Ｂによって作用点Ｐ1，Ｐ2に締結力Ｆを作用させると、固定部５の端部に上向きの力が作用して、固定部５の両端部に曲げモーメントＭが作用する。その結果、レール底部Ｒ2の底部下面Ｒ22の形状に沿って固定部５が下側に凸状に曲げ変形するため、固定部５に装着される支持部４の高さが変化し、レール断面形状Ｓ11，Ｓ21の測定結果に誤差が生じる。
レールＲの寸法許容差の範囲内でレール底部Ｒ2の底部下面Ｒ22が平坦面ではなく、底部下面Ｒ22が僅かに湾曲面になり下側に凸状になって製造されることがある。図２０（Ｂ）に示すように、曲げ変形抑制部８を固定部５が備えていない場合に、レール底部Ｒ2の中央部と固定部５の中央部の上面５ａとが接触して、レール底部Ｒ2から固定部５の主に中央部に下向きの荷重（締結力の合力２Ｆ）が作用する。このため、取付部１０Ａ，１０Ｂによって作用点Ｐ1，Ｐ2に締結力Ｆを作用させると、固定部５の端部に上向きの力が作用して、固定部５の両端部に曲げモーメントＭが作用する。その結果、レール底部Ｒ2の底部下面Ｒ22の形状に沿って固定部５が下側に凸状に曲げ変形するため、固定部５に装着される支持部４の高さが変化し、レール断面形状Ｓ11，Ｓ21の測定結果に誤差が生じる。
【0051】
一方、図２０（Ａ）に示すように、曲げ変形抑制部８を固定部５が備えている場合には、レール底部Ｒ2の底部下面Ｒ22の中央部と固定部５の中央部の上面５ａとの間に隙間が形成される。このため、レール底部Ｒ2の底部下面Ｒ22が下側に凸状である場合に、取付部１０Ａ，１０Ｂによって作用点Ｐ1，Ｐ2に締結力Ｆを作用させても、レール底部Ｒ2の底部下面Ｒ22の中央部と固定部５の中央部の上面５ａとが接触しない。その結果、固定部５の両端部に曲げモーメントＭが作用しないため、固定部５が曲げ変形せず、固定部５に装着される支持部４の高さが変化することもなく、レール断面形状Ｓ11，Ｓ21の測定結果に誤差が生じない。
【0052】
図１３～図１５に示す磁石部９は、レールＲと固定部５との間に磁気吸引力を発生させる部分である。磁石部９は、レール底部Ｒ2の底部下面Ｒ22に固定部５を磁力によって吸着させて、レール底部Ｒ2に固定部５を仮固定する。磁石部９は、例えば、ネオジム磁石のような永久磁石であり、外観が円板状に形成されている。磁石部９は、図１３に示すように、曲げ変形抑制部８の両端部から間隔をあけて固定部５の幅方向にそれぞれ２つずつ配置されている。
【0053】
図３～図５、図７及び図１１～図１８に示す取付部１０Ａ，１０Ｂは、固定部５をレール底部Ｒ2に取り付ける部分である。取付部１０Ａ，１０Ｂは、図３、図１１、図１４及び図１５に示すように、レール底部Ｒ2の底部下面Ｒ22と固定部５の上面５ａとを密着させて、レール底部Ｒ2に固定部５を固定する。取付部１０Ａ，１０Ｂは、側面形状が略Ｃ字状の金属製の部材である。取付部１０Ａ，１０Ｂは、レール底部Ｒ2及び固定部５に締結力Ｆを作用させることによってこれらを固定するクランプ装置であり、レール底部Ｒ2の所定の位置に固定部５を位置決めする。取付部１０Ａ，１０Ｂは、レール底部Ｒ2に対して固定部５が図１に示すＸ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向に移動するのを規制する移動規制部として機能するとともに、Ｘ軸回り（ロール方向）、Ｙ軸回り（ピッチング方向）及びＺ軸回り（ヨーイング方向）に回転するのを規制する回転規制部としても機能する。取付部１０Ａ，１０Ｂは、いずれも同一構造であり、取付部１０Ａは固定部５の一方の端部をレール底部Ｒ2の一方の底部上面Ｒ21に固定し、取付部１０Ｂは固定部５の他方の端部をレール底部Ｒ2の他方の底部上面Ｒ21に固定する。取付部１０Ａ，１０Ｂは、レール底部Ｒ2及び固定部５を挟み込み、これらに締結力Ｆを作用させてレール底部Ｒ2に固定部５を固定する。取付部１０Ａ，１０Ｂは、図３、図１１、図１３、図１４及び図１６及び図１５に示す上側クランプ部１１と、下側クランプ部１２と、図１３、図１４及び図１６に示す取付部側嵌合部１３と、図１２、図１４及び図１５に示す締結部１４などを備えている。
【0054】
図１３、図１４及び図１６及び図１５に示すに示す上側クランプ部１１は、レール底部Ｒ2を押圧する部分である。上側クランプ部１１は、図３、図１１、図１４及び図１５に示すように、下側クランプ部１２との間にレール底部Ｒ2及び固定部５を挟み込む。上側クランプ部１１は、図１２に示すように、平面形状が四角形の板状部材である。上側クランプ部１１は、図３、図１１、図１４及び図１５に示す締結力作用部１１ａと、図１４及び図１５に示す嵌合部１１ｂと、図１４に示す挿入部１１ｃと、図１２、図１４及び図１５に示す座面部１１ｄなどを備えている。
【0055】
図３、図１１、図１４及び図１５に示す締結力作用部１１ａは、レール底部Ｒ2に締結力Ｆを作用させる部分である。締結力作用部１１ａは、上側クランプ部１１の先端部下面に形成されている。締結力作用部１１ａは、レール底部Ｒ2の底部上面Ｒ21と密着するように、底部上面Ｒ21に沿った形状に形成されており、底部上面Ｒ21の傾斜角と同じ角度で傾斜する平坦な傾斜面に形成されている。図１４及び図１５に示す嵌合部１１ｂは、下側クランプ部１２側の嵌合部１２ｂと嵌合する部分である。嵌合部１１ｂは、締結力作用部１１ａが形成されている側とは反対側の上側クランプ部１１の後端部端面及び後端部下面に形成されている。図１４に示す挿入部１１ｃは、締結部１４の締結ボルト１４ａを挿入する部分である。挿入部１１ｃは、上側クランプ部１１を上下方向に貫通する貫通孔である。図１２、図１４及び図１５に示す座面部１１ｄは、締結部１４の座金１４ｂを載せる部分である。座面部１１ｄは、上側クランプ部１１の上面に形成された平坦面である。
【0056】
図３、図１１、図１３、図１４及び図１６及び図１５に示す下側クランプ部１２は、固定部５を押圧する部分である。下側クランプ部１２は、図３、図１１、図１４及び図１５に示すように、上側クランプ部１１との間にレール底部Ｒ2及び固定部５を挟み込む。下側クランプ部１２は、側面形状が略Ｌ字状の板状部材である。下側クランプ部１２は、図７及び図１０～図１２に示す締結力作用部１２ａと、図１４及び図１５に示す嵌合部１２ｂと、図１４に示す挿入部１２ｃなどを備えている。
【0057】
図３、図１１、図１４及び図１５に示す締結力作用部１２ａは、固定部５に締結力Ｆを作用させる部分である。締結力作用部１２ａは、下側クランプ部１２の先端部上面に形成されており、固定部５の下面５ｂと密着するように平坦面に形成されている。図１４及び図１５に示す嵌合部１２ｂは、上側クランプ部１１側の嵌合部１１ｂと嵌合する部分である。嵌合部１２ｂは、締結力作用部１２ａが形成されている側とは反対側の下側クランプ部１２の上端部端面を段状に切り欠くように形成されている。図１４に示す挿入部１２ｃは、締結部１４の締結ボルト１４ａを挿入する部分である。挿入部１２ｃは、下側クランプ部１２を上下方向に貫通する貫通孔であり、締結ボルト１４ａの雄ねじ部と噛み合う雌ねじ部が形成されている。
【0058】
図１３、図１４及び図１６に示す取付部側嵌合部１３は、固定部側嵌合部６と着脱自在に嵌合する部分である。取付部側嵌合部１３は、固定部側嵌合部６と嵌合することによって、レールＲ及び固定部５に対して取付部１０Ａ，１０Ｂを所定の位置に位置決めする位置決め部として機能する。取付部側嵌合部１３は、固定部側嵌合部６と嵌合することによって、取付部１０Ａ，１０Ｂが垂直軸（図１に示すＺ軸(ヨー軸))回りに回転するのを規制する回転規制部としても機能するとともに、取付部１０Ａ，１０Ｂが水平面（図１に示すＸ軸方向及びＹ軸方向）に移動するのを規制する移動規制部としても機能する。取付部側嵌合部１３は、図１３及び図１４に示すように、固定部側嵌合部６と嵌合したときに、図１４及び図１５に示すように取付部１０Ａ，１０Ｂの締結力作用部１１ａがレール底部Ｒ2の底部上面Ｒ21と密着し、締結力作用部１２ａが固定部５の下面５ｂと密着する。取付部側嵌合部１３は、図１３及び図１６に示すように、平面形状が四角形状の板状部材であり、固定部側嵌合部６よりも幅及び長さが僅かに小さく形成されている。取付部側嵌合部１３は、図１４に示すように、下側クランプ部１２の上面に一体に形成されている凸部であり、この取付部側嵌合部１３の上下方向に挿入部１２ｃが貫通している。取付部側嵌合部１３は、図１３、図１４及び図１６に示す接触部１３ａなどを備えている。
【0059】
図１３、図１４及び図１６に示す接触部１３ａは、固定部側嵌合部６の接触部６ａと接触する部分である。接触部１３ａは、レールＲに対して取付部１０Ａ，１０Ｂを左右方向から装着するときに、この接触部１３ａが接触部６ａと接触することによって、取付部１０Ａ，１０Ｂを所定の位置で停止させるストッパ部として機能する。接触部１３ａは、図１４に示すように、固定部５側の接触部６ａと密着するように垂直な平坦面に形成されている。
【0060】
図１４及び図１５に示す締結部１４は、レールＲと固定部５とを締結する部分である。締結部１４は、図１９（Ａ）及び図２０（Ａ）に示すように、上側クランプ部１１と下側クランプ部１２との間に締結力Ｆを作用させて、レール底部Ｒ2に固定部５を固定する。締結部１４は、図１４に示すように、挿入部１１ｃ，１２ｃに挿入されて挿入部１１ｃ，１２ｃの雌ねじ部と噛み合う雄ねじ部を有する締結ボルト１４ａと、上側クランプ部１１の座面部１１ｄと締結ボルト１４ａとの間に挟み込まれる座金１４ｂなどを備えている。
【0061】
図１、図３～図５及び図７に示す装着部１５Ａ～１５Ｃは、支持部４が固定部５に固定部５を基準として支持されるように、固定部５に支持部４を着脱自在に装着する部分である。装着部１５Ａ～１５Ｃは、図１に示すように、固定部５に支持部４が３箇所で支持されるように、固定部５に支持部４を装着する。図１、図４及び図７に示すように、装着部１５Ａ，１５Ｂはレール底部Ｒ2の一方の底部側面Ｒ23の外側で固定部５に支持部４を２点で支持しており、図１、図５及び図７に示すように装着部１５Ｃはレール底部Ｒ2の他方の底部側面Ｒ23の外側で固定部５に支持部４を１点で支持している。装着部１５Ａ～１５Ｃは、図１及び図７に示すように、固定部５に支持部４を３箇所で支持する３点支持構造を備えており、固定部５に支持部４を安定して支持する。装着部１５Ａ～１５Ｃは、レールＲを中心として左右に配置されており、固定部５及び支持部４に間隔をあけて配置されている。
【0062】
図１に示すように、装着部１５Ａ，１５Ｂは固定部５の一方の端部の角部にそれぞれ配置されており、装着部１５Ｃは固定部５の他方の端部の角部に配置されている。図４に示すように、装着部１５Ａ，１５Ｂは支持部４の一方の脚部４ｂの分岐した下端部にそれぞれ配置されており、図５に示すように装着部１５Ｃは支持部４の他方の脚部４ｃの下端部に配置されている。装着部１５Ａ～１５Ｃは、図７～図１０、図２１及び図２２に示す支持部側接触部１６Ａ～１６Ｃと、図７、図１１～図１３、図１７、図１８、図２１及び図２２に示す固定部側接触部１７Ａ～１７Ｃと、図７、図１１～図１３、図１７及び図２１に示す位置決め部１８と、図２１及び図２２に示す磁石部１９Ａ～１９Ｃと、図２２に示す回転規制部２０と、切替部２１と、図２１及び図２２に示す支持部側保護カバー部２２Ａ～２２Ｃと、固定部側保護カバー部２３Ａ～２３Ｃなどを備えている。装着部１５Ａ～１５Ｃは、図３～図５に示すように、固定部側接触部１７Ａ～１７Ｃに支持部側接触部１６Ａ～１６Ｃを接触させることによって、固定部５に支持部４を装着する。
【0063】
図７～図１０、図２１及び図２２に示すに示す支持部側接触部１６Ａ～１６Ｃは、固定部５に支持部４を装着したときに、固定部側接触部１７Ａ～１７Ｃと接触する部分である。支持部側接触部１６Ａ～１６Ｃは、支持部４の脚部４ｂ，４ｃの下端部から突出して形成されており、固定部側接触部１７Ａ～１７Ｃと密着するように平面形状が四角形に形成されている。支持部側接触部１６Ａ～１６Ｃは、高精度に平滑な平坦面（接触面）に加工されている。支持部側接触部１６Ａ～１６Ｃは、図７～図９に示すように、支持部４を基準として全て同じ高さに形成されている。
【0064】
図７、図１１～図１３、図１７、図１８、図２１及び図２２に示す固定部側接触部１７Ａ～１７Ｃは、固定部５に支持部４を装着したときに、支持部側接触部１６Ａ～１６Ｃと接触する部分である。固定部側接触部１７Ａ～１７Ｃは、図７、図１１及び図２１に示すように、削正粉や粉塵などの異物が付着し易い固定部５の上面５ａに支持部側接触部１６Ａ～１６Ｃを直接搭載する構造ではなく、固定部５の上面５ａの角部から上方に突出する構造によって支持部側接触部１６Ａ～１６Ｃを支持している。固定部側接触部１７Ａ～１７Ｃは、図２１（Ｂ）及び図２２（Ｃ）に示すように、固定部側保護カバー部２３Ａ～２３Ｃを装着し易いように、直方体状に形成されており、図７、図１２及び図１３に示すように平面形状が四角形に形成されている。固定部側接触部１７Ａ～１７Ｃは、支持部側接触部１６Ａ～１６Ｃと同様に、高精度に平滑な平坦面（接触面）に加工されている。固定部側接触部１７Ａ～１７Ｃは、図７、図１７及び図１８に示すように、固定部５を基準として全て同じ高さに形成されており、支持部４の脚部４ｂ，４ｃを受ける脚受け部として機能する。固定部側接触部１７Ａ，１７Ｂは、図７、図１２及び図１３に示すように、この固定部側接触部１７Ａ，１７Ｃの側面をレール底部Ｒ2の底部側面Ｒ23に密着させることによってレールＲに固定部５を位置決めする。
【0065】
図７、図１１～図１３、図１７及び図２１に示す位置決め部１８は、固定部側接触部１７Ａに支持部側接触部１６Ａを位置決めする部分である。位置決め部１８は、固定部５に対して水平である水平面（図１に示すＸＹ平面）内において支持部４を位置決めする。位置決め部１８は、図７、図１１、図１７及び図２１に示すように、固定部側接触部１７Ａに凸部１８ａを備えており、図２１に示すように支持部側接触部１６Ａに凸部１８ａと嵌合する凹部１８ｂを備えている。凸部１８ａは、図１２及び図１３に示すように、平面形状が円形であり、図２１に示すように固定部側接触部１７Ａから垂直方向に突出する所定長さのねじ付きピンのような円柱状部材である。凸部１８ａは、例えば、固定部側接触部１７Ａの雌ねじ部と噛み合う雄ねじ部１８ｃを備えている。凹部１８ｂは、凸部１８ａの外径よりも内径が僅かに大きく、かつ、凸部１８ａの長さよりも僅かに深くなるように支持部側接触部１６Ａに形成されている。
【0066】
図２１及び図２２に示す磁石部１９Ａ～１９Ｃは、支持部側接触部１６Ａ～１６Ｃと固定部側接触部１７Ａ～１７Ｃとの間に磁気吸引力を発生させる部分である。磁石部１９Ａ～１９Ｃは、例えば、ネオジム磁石のような永久磁石であり、外観が円板状に形成されている。磁石部１９Ａは、図２１に示すように、支持部側接触部１６Ａの凹部１８ｂの底部に収容されており、支持部側接触部１６Ａと固定部側接触部１７Ａとが接触したときに、凸部１８ａの先端部にこの磁石部１９Ａの表面が接触する。磁石部１９Ａは、磁力によって凸部１８ａと吸着することによって、支持部側接触部１６Ａと固定部側接触部１７Ａとを密着させて、凹部１８ｂへの凸部１８ａの差し込み不良を防止する。図２１に示すように、磁石部１９Ｂは支持部側接触部１６Ｂの凹部に収容されており、図２２に示すように磁石部１９Ｃは支持部側接触部１６Ｃの凹部に収容されている。磁石部１９Ｂ，１９Ｃは、支持部側接触部１６Ａ，１６Ｂと固定部側接触部１７Ｂ，１７Ｃとが接触したときに、固定部側接触部１７Ｂ，１７Ｃとこの磁石部１９Ｂ，１９Ｃの表面とが接触する。磁石部１９Ｂ，１９Ｃは、磁力によって固定部側接触部１７Ｂ，１７Ｃと吸着することによって、支持部側接触部１６Ｂ，１６Ｃと固定部側接触部１７Ｂ，１７Ｃとを密着させる。
【0067】
図２２に示す回転規制部２０は、支持部４の垂直軸回りの回転を規制する部分である。回転規制部２０は、図１及び図２２に示すように、固定部５の上面５ａに対する垂直軸（Ｚ軸(ヨー軸))回りの回転を規制することによって、固定部５に対する支持部４のヨーイング方向の角度を所定の角度に定め、固定部５に対して支持部４が位置ずれした状態で支持されるのを防止する。回転規制部２０は、図２２に示す挟み込み部２０ａ，２０ｂなどを備えている。挟み込み部２０ａ，２０ｂは、固定部側接触部１７Ｃを挟み込む部分である。挟み込み部２０ａ，２０ｂは、この挟み込み部２０ａとこの挟み込み部２０ｂとの間に固定部側接触部１７Ｃの側面を挟み込む。挟み込み部２０ａ，２０ｂは、図２２（Ａ）に示すように、間隔をあけて対向して配置されており、挟み込み部２０ａは支持部側接触部１６Ｃの一方の端部から突出して形成されており、挟み込み部２０ｂは支持部側接触部１６Ｃの他方の端部から突出して形成されている。
【0068】
図２２に示す切替部２１は、支持部側接触部１６Ｃと固定部側接触部１７Ｃとを固定状態及び固定解除状態に切り替える部分である。切替部２１は、支持部側接触部１６Ｃの側面に取り付けられている。切替部２１は、固定部５に対する支持部４の垂直軸（Ｚ軸）方向の移動を規制する移動規制部としても機能する。切替部２１は、図２２（Ａ）に示すように、固定位置Ｐ3に位置するときには支持部側接触部１６Ｃと固定部側接触部１７Ｃとを固定状態に切り替える。一方、切替部２１は、図２２（Ｂ）に示すように、固定解除位置Ｐ4に位置するときには支持部側接触部１６Ｃと固定部側接触部１７Ｃとを固定解除状態に切り替える。切替部２１は、固定状態及び固定解除状態に切り替えるときに作業者に操作されるレバー部２１ａと、レバー部２１ａを回転自在に支持する支持部２１ｂと、支持部２１ｂの端部に形成されており挟み込み部２０ａの貫通孔を貫通し支持部側接触部１６Ｃの雌ねじ部と噛み合う雄ねじ部２１ｃと、固定位置Ｐ3に位置するときに挟み込み部２０ａを支持部側接触部１６Ｃの側面に密着させるカム部２１ｄと、固定解除位置Ｐ4に位置するときに挟み込み部２０ａを支持部側接触部１６Ｃの側面から離間させるカム部２１ｅなどを備えている。
【0069】
切替部２１は、支持部２１ｂを回転中心とするカム部２１ｄの回転半径よりも、支持部２１ｂを回転中心とするカム部２１ｅの回転半径が小さくなるように設定されている。切替部２１は、図２２（Ａ）に示すように、レバー部２１ａが固定位置Ｐ3に回転操作されると、カム部２１ｄが挟み込み部２０ａの表面と密着して、挟み込み部２０ａと挟み込み部２０ｂとの間に固定部側接触部１７Ｃの側面を挟み込み、支持部側接触部１６Ｃと固定部側接触部１７Ｃとを固定状態にする。一方、切替部２１は、図２２（Ｂ）に示すように、レバー部２１ａが固定解除位置Ｐ4に回転操作されると、固定部側接触部１７Ｃの側面と挟み込み部２０ａとの間に隙間が形成され、支持部側接触部１６Ｃと固定部側接触部１７Ｃとを固定解除状態にする。
【0070】
図２１及び図２２に示す支持部側保護カバー部２２Ａ～２２Ｃは、固定部５から支持部４が取り外されているときに、支持部側接触部１６Ａ～１６Ｃを保護する部分である。支持部側保護カバー部２２Ａ～２２Ｃは、着脱自在に装着可能なキャップ状の合成樹脂製の被覆部材である。支持部側保護カバー部２２Ａ～２２Ｃは、固定部５から支持部４を取り外したときに、支持部側接触部１６Ａ～１６Ｃに異物が付着するのを防止する。支持部側保護カバー部２２Ａ～２２Ｃは、支持部側接触部１６Ａ～１６Ｃの磁石部１９Ａ～１９Ｃに磁力によって吸着することによって、支持部側接触部１６Ａ～１６Ｃからの脱落が防止される。
【0071】
図２１及び図２２に示す固定部側保護カバー部２３Ａ～２３Ｃは、固定部５から支持部４が取り外されているときに、固定部側接触部１７Ａ～１７Ｃを保護する部分である。固定部側保護カバー部２３Ａ～２３Ｃは、例えば、着脱自在に装着可能なキャップ状の被覆部材であり、難燃性のアルミニウムのような金属製である。固定部側保護カバー部２３Ａ～２３Ｃは、レール削正時に発生する削正粉などの異物が固定部側接触部１７Ａ～１７Ｃに付着するのを防止する。固定部側保護カバー部２３Ａ～２３Ｃは、固定部側接触部１７Ａ～１７Ｃとの間に磁気吸引力を発生させる磁石部２３ａを備えている。磁石部２３ａは、例えば、外観が円板状のネオジム磁石のような永久磁石である。磁石部２３ａは、固定部側保護カバー部２３Ａ～２３Ｃの底部に取り付けられており、固定部側接触部１７Ａ～１７Ｃに磁力によって吸着することによって、固定部側保護カバー部２３Ａ～２３Ｃが固定部側接触部１７Ａ～１７Ｃから脱落するのを防止する。
【0072】
次に、この発明の第１実施形態に係るレール形状測定装置の作用を説明する。
図２３（Ａ）に示すように、レール削正前のレール断面形状Ｓ11がレール形状測定装置１によって測定される。図１３～図１５に示すように、レール削正量Δを測定する箇所のレールＲの底部下面Ｒ22に、固定部５の上面５ａを磁石部９によって吸着させると、固定部５がレール底部Ｒ2に仮固定される。この状態で、図１３、図１４及び図１６に示すように、レール底部Ｒ2の左右方向から取付部１０Ａ，１０Ｂをレール底部Ｒ2に作業者が装着して、固定部５の固定部側嵌合部６に取付部１０Ａ，１０Ｂの取付部側嵌合部１３を作業者が嵌合させる。固定部５の両端部とレール底部Ｒ2の両縁部とを締結部１４によって作業者が締結すると、上側クランプ部１１と下側クランプ部１２との間にレール底部Ｒ2及び固定部５が挟み込まれて、取付部１０Ａ，１０Ｂによってレール底部Ｒ2に固定部５が固定される。
図２３（Ａ）に示すように、レール削正前のレール断面形状Ｓ11がレール形状測定装置１によって測定される。図１３～図１５に示すように、レール削正量Δを測定する箇所のレールＲの底部下面Ｒ22に、固定部５の上面５ａを磁石部９によって吸着させると、固定部５がレール底部Ｒ2に仮固定される。この状態で、図１３、図１４及び図１６に示すように、レール底部Ｒ2の左右方向から取付部１０Ａ，１０Ｂをレール底部Ｒ2に作業者が装着して、固定部５の固定部側嵌合部６に取付部１０Ａ，１０Ｂの取付部側嵌合部１３を作業者が嵌合させる。固定部５の両端部とレール底部Ｒ2の両縁部とを締結部１４によって作業者が締結すると、上側クランプ部１１と下側クランプ部１２との間にレール底部Ｒ2及び固定部５が挟み込まれて、取付部１０Ａ，１０Ｂによってレール底部Ｒ2に固定部５が固定される。
【0073】
このとき、図１９（Ｂ）に示すように、レール底部Ｒ2の高さが基準寸法よりも高い場合には、レール底部Ｒ2に固定部５を締結すると固定部５の両端部に曲げモーメントＭが生じ、固定部５が曲げ変形することがある。図１９（Ａ）に示すように、曲げ変形抑制部７を固定部５が備えているため、固定部５の両端部の下面５ｂと取付部１０Ａ，１０Ｂの下側クランプ部１２の上面との間に間隙部が形成されている。このため、レール底部Ｒ2に固定部５を締結しても、固定部５の両端部の下面５ｂと取付部１０Ａ，１０Ｂの下側クランプ部１２の上面とが接触することがなく、図１９（Ｂ）に示すような曲げモーメントＭが固定部５に作用せず固定部５の曲げ変形が抑制される。
【0074】
図２０（Ｂ）に示すように、レール底部Ｒ2の底部下面Ｒ22が下側に凸状にある場合には、レール底部Ｒ2に固定部５を締結すると底部下面Ｒ22に沿って固定部５が曲げ変形することがある。図２０（Ａ）に示すように、曲げ変形抑制部８を固定部５が備えているため、固定部５の中央部の上面５ａとレール底部Ｒ2の中央部の底部下面Ｒ22との間に間隙部が形成されている。このため、レール底部Ｒ2に固定部５を締結しても、固定部５の中央部の上面５ａとレール底部Ｒ2の中央部の底部下面Ｒ22とが接触することがなく、図２０（Ｂ）に示すような曲げモーメントＭが固定部５に作用せず固定部５の曲げ変形が抑制される。
【0075】
図２１（Ａ）に示すように、支持部４を固定部５に作業者が装着するときに、位置決め部１８の凸部１８ａを凹部１８ｂに差し込む。その結果、支持部４側の凹部１８ｂが固定部５側の凸部１８ａにガイドされて、装着部１５Ａの支持部側接触部１６Ａと固定部側接触部１７Ａとが密着する。同時に、装着部１５Ｂの支持部側接触部１６Ｂと固定部側接触部１７Ｂとが密着するとともに、図２２（Ｂ）に示すように装着部１５Ｃの支持部側接触部１６Ｃと固定部側接触部１７Ｃとが密着する。図２２（Ａ）に示すように、切替部２１のレバー部２１ａを作業者が固定解除位置Ｐ4から固定位置Ｐ3に切り替えると、固定部側接触部１７Ｃの側面が挟み込み部２０ａと挟み込み部２０ｂとの間に挟み込まれて、支持部側接触部１６Ｃが固定部側接触部１７Ｃに固定される。その結果、固定部５に支持部４が取り付けられて、レールＲにレール形状測定装置１が装着される。この状態で、測定部２の測定子２ａを基準ブロック部３及びレール頭部Ｒ1の表面に沿って作業者が転動させると、図６（Ａ）に示すようなレール削正前の基準形状Ｓ10及びレール断面形状Ｓ11が測定される。
【0076】
次に、図２３（Ｂ）に示すように、測定部２とともに支持部４が固定部５から取り外されて、固定部５のみがレール底部Ｒ2に取り付けられた状態になる。図２２（Ｂ）に示すように、切替部２１のレバー部２１ａを作業者が固定位置Ｐ3から固定解除位置Ｐ4に切り替えると、固定部側接触部１７Ｃの側面と挟み込み部２０ａとの間に隙間が形成されて、支持部側接触部１６Ｃが固定解除される。その結果、作業者が支持部４を持ち上げると、装着部１５Ａ～１５Ｃから支持部４が取り外される。支持部側保護カバー部２２Ａ～２２Ｃを支持部側接触部１６Ａ～１６Ｃに作業者が取り付けるとともに、固定部側保護カバー部２３Ａ～２３Ｃを固定部側接触部１７Ａ～１７Ｃに作業者が取り付ける。その結果、支持部側接触部１６Ａ～１６Ｃ及び固定部側接触部１７Ａ～１７Ｃに異物が付着するのが防止される。
【0077】
次に、図２３（Ｃ）に示すように、レールＲに沿って走行するレール削正車の砥石Ｇ1～Ｇ3によってレールＲが削正される。このとき、取付部１０Ａ，１０Ｂによって固定部５のみがレール底部Ｒ2に取り付けられているため、鉄道車両を安全に運行するために軌道上に確保された空間の境界線である建築限界を固定部５などが支障することがなく、レール削正車によるレール削正作業の障害とはならない。固定部側保護カバー部２３Ａ～２３Ｃが固定部側接触部１７Ａ～１７Ｃに装着されているため、レール削正時に発生する削正粉などの異物が固定部側接触部１７Ａ～１７Ｃに付着するのが防止される。
【0078】
次に、図２３（Ｄ）に示すように、レール削正後のレール断面形状Ｓ21がレール形状測定装置１によって測定される。図２１（Ｂ）及び図２２（Ｃ）に示す支持部側保護カバー部２２Ａ～２２Ｃ及び固定部側保護カバー部２３Ａ～２３Ｃを支持部側接触部１６Ａ～１６Ｃ及び固定部側接触部１７Ａ～１７Ｃから作業者が取り外す。その後に、図２１（Ａ）及び図２２（Ｂ）に示すように、装着部１５Ａ～１５Ｃの支持部側接触部１６Ａ～１６Ｃと固定部側接触部１７Ａ～１７Ｃとを作業者が密着させて、図２２（Ａ）に示すレバー部２１ａを作業者が操作すると、支持部側接触部１６Ｃが固定部側接触部１７Ｃに固定される。その結果、固定部５に支持部４が取り付けられて、レール形状測定装置１がレールＲに再装着される。この状態で、測定部２の測定子２ａを基準ブロック部３及びレール頭部Ｒ1の表面に沿って作業者が転動させると、図６（Ｂ）に示すような基準形状Ｓ20及びレール断面形状Ｓ21が測定される。その結果、図６（Ｃ）に示すように、基準形状Ｓ10，Ｓ20を基準としてレール断面形状Ｓ11とレール断面形状Ｓ21とを演算部２ｆが重ね合わせて、レール削正量Δを演算部２ｆが演算する。また、レール削正前後のレール断面形状Ｓ11，Ｓ21やレール削正量Δを表示部２ｇが画面上に表示する。
【0079】
この発明の第１実施形態に係るレール形状測定装置には、以下に記載するような効果がある。
(1) この第１実施形態では、レールＲに着脱自在に固定部５が固定され、レール断面形状Ｓ11，Ｓ21を測定する測定部２を支持部４が支持し、支持部４が固定部５に固定部５を基準として支持されるように、固定部５に支持部４を装着部１５Ａ～１５Ｃが着脱自在に装着する。このため、固定部５を絶対的な基準として、レール削正前後の同一箇所のレール断面形状Ｓ11，Ｓ21を測定部２によって正確に測定することができる。また、同一箇所のレール削正量Δを検査することによって、レール削正量Δを正確に把握することができる。また、レール形状測定装置１全体をレールＲに着脱する必要がなく、レール形状測定装置１の主要構成部分を固定部５から簡単に取り外して固定部５のみをレールＲに取り付けたままの状態にすることができる。このため、測定に必要な機器の重量を軽減し、作業者の負担を低減することができる。さらに、取り外し式のレール形状測定装置１であるため、レール削正前後に再設置した場合であっても、レール断面形状Ｓ11，Ｓ21を測定する際の基準位置を高精度に再現することができる。
(1) この第１実施形態では、レールＲに着脱自在に固定部５が固定され、レール断面形状Ｓ11，Ｓ21を測定する測定部２を支持部４が支持し、支持部４が固定部５に固定部５を基準として支持されるように、固定部５に支持部４を装着部１５Ａ～１５Ｃが着脱自在に装着する。このため、固定部５を絶対的な基準として、レール削正前後の同一箇所のレール断面形状Ｓ11，Ｓ21を測定部２によって正確に測定することができる。また、同一箇所のレール削正量Δを検査することによって、レール削正量Δを正確に把握することができる。また、レール形状測定装置１全体をレールＲに着脱する必要がなく、レール形状測定装置１の主要構成部分を固定部５から簡単に取り外して固定部５のみをレールＲに取り付けたままの状態にすることができる。このため、測定に必要な機器の重量を軽減し、作業者の負担を低減することができる。さらに、取り外し式のレール形状測定装置１であるため、レール削正前後に再設置した場合であっても、レール断面形状Ｓ11，Ｓ21を測定する際の基準位置を高精度に再現することができる。
【0080】
(2) この第１実施形態では、レール削正時には固定部５から支持部４が取り外され、レール形状測定時には固定部５に支持部４が装着される。このため、レール削正前後の同一箇所のレール断面形状Ｓ11，Ｓ21を正確に比較することができ、レール削正前後の同一箇所のレール削正量Δを正確に測定することができる。また、レール削正時に固定部５をレールＲに残し、支持部４を固定部５から取り外すことができるため、レール形状測定装置１がレール削正作業中に支障となるのを防ぐことができる。さらに、レール削正前後に比較的重量のあるレール形状測定装置１をレールＲに着脱する必要がなくなるため、作業負担を軽減することができる。
【0081】
(3) この第１実施形態では、固定部５に支持部４が３箇所で支持されるように、固定部５に支持部４を装着部１５Ａ～１５Ｃが装着する。このため、支持部４を固定部５に３点で接地させることができ、固定部５に対する支持部４のローリング方向（図１に示すＸ軸回り）及びピッチング方向（図１に示すＹ軸回り）の角度及び垂直方向（図１に示すＺ軸方向）の位置を所定の角度及び所定の位置に定めることができる。その結果、固定部５に対して支持部４が安定して支持されて、固定部５に対する支持部４の姿勢を一定にすることができ、レール断面形状Ｓ11，Ｓ21の測定精度を向上させることができる。
【0082】
(4) この第１実施形態では、固定部側接触部１７Ａ～１７Ｃに支持部側接触部１６Ａ～１６Ｃを接触させることによって、装着部１５Ａ～１５Ｃが固定部５に支持部４を装着する。このため、例えば、固定部５に支持部４を接触面同士で接触させるような簡単な構造によって、固定部５に支持部４を簡単に装着することができる。
【0083】
(5) この第１実施形態では、固定部側接触部１７Ａに支持部側接触部１６Ａを位置決め部１８が位置決めする。このため、固定部５の上面５ａに対して水平である水平面（図１に示すＸＹ平面）内における支持部４の位置を定めることができる。
【0084】
(6) この第１実施形態では、固定部側接触部１７Ａに凸部１８ａを備え、支持部側接触部１６Ａに凸部１８ａと嵌合する凹部１８ｂを備えている。このため、着脱が容易で簡単な嵌合構造によって、固定部５に支持部４を正確に位置決めすることができる。
【0085】
(7) この第１実施形態では、支持部側接触部１６Ａ～１６Ｃと固定部側接触部１７Ａ～１７Ｃとの間に磁石部１９Ａ～１９Ｃが磁気吸引力を発生させる。このため、支持部側接触部１６Ａ～１６Ｃと固定部側接触部１７Ａ～１７Ｃとを磁力によって密着させることができる。また、位置決め部１８の凸部１８ａを凹部１８ｂに差し込むときに発生する差し込み不良を防止することができる。
【0086】
(8) この第１実施形態では、固定部５から支持部４が取り外されているときに、支持部側接触部１６Ａ～１６Ｃを支持部側保護カバー部２２Ａ～２２Ｃによって保護する。また、この第１実施形態では、固定部５から支持部４が取り外されているときに、固定部側接触部１７Ａ～１７Ｃを固定部側保護カバー部２３Ａ～２３Ｃによって保護する。このため、支持部４を固定部５に載せるときに、支持部側接触部１６Ａ～１６Ｃと固定部側接触部１７Ａ～１７Ｃとの間に粉塵などの異物を挟み込み、レール断面形状Ｓ11，Ｓ21の測定結果に誤差が生じるのを防ぐことができる。
【0087】
(9) この第１実施形態では、レール断面形状Ｓ11，Ｓ21を測定部２によって測定するときに基準ブロック部３が基準位置となる。このため、レール削正前後において形状が変化しない基準ブロック部３を基準として、レール削正前後のレール断面形状Ｓ11，Ｓ21の変化を正確に測定することができるとともに、レール削正量Δを高精度に測定することができる。
【0088】
(10) この第１実施形態では、支持部４の垂直軸回りの回転を回転規制部２０が規制する。このため、固定部５に対する支持部４のヨーイング方向（図１に示すＺ軸回り）の角度を所定の角度に定めることができ、レール断面形状Ｓ11，Ｓ21の測定精度を向上させることができる。
【0089】
(11) この第１実施形態では、レール底部Ｒ2に固定部５を取付部１０Ａ，１０Ｂが着脱自在に取り付ける。このため、レールＲに対して固定部５のヨーイング方向（図１に示すＺ軸回り）の角度を所定の角度に定めることができ、レール断面形状Ｓ11，Ｓ21の測定精度を向上させることができる。また、取り付けが容易で簡単な締結構造を有する小型の取付部１０Ａ，１０Ｂによって、レール底部Ｒ2に固定部５を強固に固定することができる。さらに、レール底部Ｒ2に固定部５を固定することによって、レール断面形状Ｓ11，Ｓ21を測定する際の基準面として固定部５を設定することができる。
【0090】
(12) この第１実施形態では、レール底部Ｒ2の両縁部に固定部５の両縁部を締結するときに、固定部５に生ずる曲げ変形を曲げ変形抑制部７，８が抑制する。このため、取付部１０Ａ，１０Ｂによってレール底部Ｒ2及び固定部５に締結力Ｆを作用させたときに、固定部５に曲げモーメントＭが作用して固定部５が曲げ変形するのを防ぐことができる。その結果、レールＲの形状にある程度の製造誤差があってレール底部Ｒ2の高さが基準値よりも高かったり、取付部１０Ａ，１０Ｂが異物を挟み込んだりした場合であっても、固定部５が曲げ変形して固定部５の基準高さが変化することがなく、測定誤差が生じるのを防ぐことができる。
【0091】
(13) この第１実施形態では、曲げ変形抑制部７が固定部５の両端部の下面５ｂと取付部１０Ａ，１０Ｂとの間に形成された間隙部である。このため、例えば、固定部５の両端部の下面５ｂを切り欠くことによって簡単に間隙部を形成することができ、固定部５の曲げ変形を抑制することができる。また、間隙部を形成するために固定部５の下面５ｂを部分的に切り欠くことによって、固定部５の軽量化を図ることができ、作業者の作業負担を軽減することができる。
【0092】
(14) この第１実施形態では、曲げ変形抑制部８がレール底部Ｒ2の中央部と固定部５の中央部の上面５ａとの間に形成された間隙部である。このため、例えば、固定部５の中央部の上面５ａを切り欠くことによって簡単に間隙部を形成することができ、固定部５の曲げ変形を抑制することができる。また、間隙部を形成するために固定部５の上面５ａを部分的に切り欠くことによって、固定部５の軽量化を図ることができ、作業者の作業負担を軽減することができる。
【0093】
（第２実施形態）
以下では、図１～図２３に示す部分と同一の部分については、同一の符号を付して、詳細な説明を省略する。
図２４及び図２５に示す曲げ変形抑制部７は、図１５に示す曲げ変形抑制部７とは異なり、固定部５ではなく取付部１０Ａ，１０Ｂが備えている。図２４及び図２５に示す曲げ変形抑制部７は、取付部１０Ａ，１０Ｂの下側クランプ部１２の上面を切り欠くように形成された凹部である。曲げ変形抑制部７は、図２５（Ａ）に示すように、下側クランプ部１２の締結力作用部１２ａ以外の部分と固定部５の下面５ｂが接触しないように、下側クランプ部１２の上面の長さ方向に沿って形成されている。この第２実施形態には、第１実施形態と同様の効果がある。
以下では、図１～図２３に示す部分と同一の部分については、同一の符号を付して、詳細な説明を省略する。
図２４及び図２５に示す曲げ変形抑制部７は、図１５に示す曲げ変形抑制部７とは異なり、固定部５ではなく取付部１０Ａ，１０Ｂが備えている。図２４及び図２５に示す曲げ変形抑制部７は、取付部１０Ａ，１０Ｂの下側クランプ部１２の上面を切り欠くように形成された凹部である。曲げ変形抑制部７は、図２５（Ａ）に示すように、下側クランプ部１２の締結力作用部１２ａ以外の部分と固定部５の下面５ｂが接触しないように、下側クランプ部１２の上面の長さ方向に沿って形成されている。この第２実施形態には、第１実施形態と同様の効果がある。
【0094】
（第３実施形態）
図２６～図２８に示すレール形状測定装置１は、図１～図５に示すレール形状測定装置１とは異なり、図２６及び図２７に示す位置調整部２４と、図２７、図２８及び図３０～図３２に示す測定基準部２７Ａ，２７Ｂと、図２６～図２８、図３０及び図３１に示す高さ測定部２８Ａ，２８Ｂと、図２７、図２８、図３１及び図３２に示す保持部２９Ａ，２９Ｂと、図３２に示す基準部側保護カバー部３０などを備えている。図２６～図２８に示すレール形状測定装置１は、基準ブロック部３を最適な位置に調整する位置調整機能と、固定部５に対する支持部４の相対的な高さを確認する高さ確認機能とを備えている。
図２６～図２８に示すレール形状測定装置１は、図１～図５に示すレール形状測定装置１とは異なり、図２６及び図２７に示す位置調整部２４と、図２７、図２８及び図３０～図３２に示す測定基準部２７Ａ，２７Ｂと、図２６～図２８、図３０及び図３１に示す高さ測定部２８Ａ，２８Ｂと、図２７、図２８、図３１及び図３２に示す保持部２９Ａ，２９Ｂと、図３２に示す基準部側保護カバー部３０などを備えている。図２６～図２８に示すレール形状測定装置１は、基準ブロック部３を最適な位置に調整する位置調整機能と、固定部５に対する支持部４の相対的な高さを確認する高さ確認機能とを備えている。
【0095】
図２６に示す基準ブロック部３は、図３に示す基準ブロック部３とは異なり、この基準ブロック部３の先端部が鋭角に形成されている。図２６に示す基準ブロック部３は、図６に示す基準形状Ｓ10，Ｓ20及びレール断面形状Ｓ11，Ｓ21の測定結果の軌跡が滑らかに繋がって、図２９に示す測定部２の測定子２ａの軌跡が可能な限り滑らかな曲線になるように、この基準ブロック部３の先端部がくさび状に形成されている。
【0096】
図２７及び図３１に示す支持部４は、高さ測定部２８Ａの測定子８ａを挿入する挿入部４ｄを備えている。挿入部４ｄは、図３１に示すように、支持部４の支持部側接触部１６Ａが形成された脚部４ｂを上下方向に貫通する貫通孔である。挿入部４ｄは、測定子８ａの外周部との間に隙間を形成するように、この挿入部４ｄの内径が測定子８ａの外径よりも大きく形成されている。図３０に示す固定部５は、図１３に示す固定部５とは異なり、４つの角部のうちの１つの角部に面取りがされておらず、平面形状が四角形である。図３１に示す固定部側保護カバー部２３Ａは、固定部５から支持部４が取り外されているときに、固定部側接触部１７Ａとともに測定基準部２７Ａを保護する。
【0097】
図２６及び図２７に示す位置調整部２４は、基準ブロック部３の位置を調整する部分である。位置調整部２４は、図２９に示すように、基準ブロック部３をＸ軸方向及びＺ軸方向に位置調整することによって、レール頭部Ｒ1に対して最適な位置に基準ブロック部３を位置決めする。位置調整部２４は、測定部２の測定子２ａをレール頭部Ｒ1に沿って転がり接触させながら基準形状Ｓ10，Ｓ20及びレール断面形状Ｓ11，Ｓ21を測定するときに、測定結果にノイズ成分が発生するのを防ぐために、基準ブロック部３を最適な位置に位置調整する。位置調整部２４は、図２６及び図２７に示すように、上下位置調整部２５と左右位置調整部２６などを備えている。
【0098】
上下位置調整部２５は、基準ブロック部３の上下方向の位置を調整する部分である。上下位置調整部２５は、図２９に示すように、レール頭部Ｒ1の頭頂面Ｒ11と基準ブロック部３の水平基準面３ｂとの間の高さが小さくなるように、基準ブロック部３の位置を調整する。上下位置調整部２５は、レール頭部Ｒ1に対して基準ブロック部３を上昇及び下降させることによって、基準ブロック部３を上下方向の任意の位置に位置決めする。上下位置調整部２５は、図２６及び図２８に示すように、ガイド部２５ａと、スライド部２５ｂと、切替部２５ｃなどを備えている。ガイド部２５ａは、スライド部２５ｂを移動自在にガイドする部分である。ガイド部２５ａは、スライド部２５ｂが上下方向（Ｚ軸方向）に移動可能なようにスライド部２５ｂを支持する軸状部材である。ガイド部２５ａは、上端部が支持部４の搭載部４ａの下面に支持されており、下端部が支持部４の脚部４ｃの段部に支持されている。スライド部２５ｂは、ガイド部２５ａに沿って移動自在にガイドされる部分である。スライド部２５ｂは、基準ブロック部３及び左右位置調整部２６を支持した状態でこれらと一体となって移動する。
【0099】
切替部２５ｃは、ガイド部２５ａとスライド部２５ｂとを固定状態及び固定解除状態に切り替える部分である。切替部２５ｃは、作業者によって操作されるレバー部２５ｄを備えている。切替部２５ｃは、図２９に示すように、ガイド部２５ａ上の任意の位置にスライド部２５ｂを固定して、基準ブロック部３を上下方向の任意の位置に位置決めする。切替部２５ｃは、図２６に示すように、図中二点鎖線で示す固定解除位置Ｐ6にレバー部２５ｄが操作されたときには、ガイド部２５ａとスライド部２５ｂとを固定状態から固定解除状態に切り替えて、ガイド部２５ａに対してスライド部２５ｂを移動可能な状態に切り替える。一方、切替部２５ｃは、図中実線で示す固定位置Ｐ5にレバー部２５ｄが操作されたときには、ガイド部２５ａとスライド部２５ｂとを固定解除状態から固定状態に切り替えて、ガイド部２５ａに対してスライド部２５ｂを固定状態に切り替える。
【0100】
図２８に示す左右位置調整部２６は、基準ブロック部３の左右方向の位置を調整する部分である。左右位置調整部２６は、図２９に示すように、基準ブロック部３の先端部とレール頭部Ｒ1との間の隙間が小さくなるように、基準ブロック部３の位置を調整する。左右位置調整部２６は、レール頭部Ｒ1に対して基準ブロック部３を前進及び後退させることによって、基準ブロック部３を左右方向の任意の位置に位置決めする。左右位置調整部２６は、図２８に示すように、作業者によって操作される回転ハンドル部２６ａと、上下位置調整部２５のスライド部２５ｂに固定される固定部２６ｂと、基準ブロック部３を支持し固定部２６ｂに対して可動する可動部２６ｃなどを備えている。左右位置調整部２６は、例えば、固定部２６ｂ側の凸部と可動部２６ｃ側の凹部とをアリ溝構造によってスライド自在に嵌合させて、固定部２６ｂに対して可動部２６ｃを送りねじ機構部によって左右方向（Ｘ軸方向）に移動させるステージである。左右位置調整部２６は、回転ハンドル部２６ａと一体となって回転する送りねじ機構部によって、固定部２６ｂに対して可動部２６ｃを移動させる。
【0101】
図２７、図２８及び図３０～図３４に示す測定基準部２７Ａ，２７Ｂは、固定部５に対する支持部４の相対的な高さδ1，δ2を高さ測定部２８Ａ，２８Ｂによって測定するときに基準となる部分である。測定基準部２７Ａ，２７Ｂは、高さ測定部２８Ａ，２８Ｂによって測定される固定部側の絶対基準面（測定対象部）である。測定基準部２７Ａは、図２７及び図３１に示すように、位置決め部１８の凸部１８ａの上端面であり、高精度に平滑な平坦面（測定面）に加工されている。測定基準部２７Ｂは、図３０に示すように、装着部１５Ｃが配置されている側の固定部５の端部の角部に、装着部１５Ｃと間隔をあけて配置されている。測定基準部２７Ｂは、図３０及び図３２に示すように、図１３、図２１及び図２２に示す装着部１５Ａ～１５Ｃの固定部側接触部１７Ａ～１７Ｃと同様に、固定部５の上面５ａの角部から上方に突出した直方体状に形成されており、平面形状が四角形に形成されている。測定基準部２７Ｂは、高精度に平滑な平坦面（測定面）に加工されており、固定部５を基準として固定部側接触部１７Ａ～１７Ｃと同じ高さに形成されている。
【0102】
図２６～図２８及び図３１～図３４に示す高さ測定部２８Ａ，２８Ｂは、固定部５側の測定基準部２７Ａ，２７Ｂを基準とする支持部４の相対的な高さδ1，δ2を測定する手段である。図２６に示すように、高さ測定部２８Ａは支持部４の脚部４ｂ側に装着されており、高さ測定部２８Ｂは支持部４の脚部４ｃ側に装着されている。高さ測定部２８Ａ，２８Ｂは、図３１～図３４に示すように、固定部５に対する支持部４の上下方向の相対位置を測定する。高さ測定部２８Ａ，２８Ｄは、レール削正前に支持部４を固定部５から取り外して、レール削正後に支持部４を固定部５に再装着したときに、レール削正前に支持部４が固定部５に装着されていたときと同じ高さで、支持部４が固定部５に再装着されているか確認するために使用される。高さ測定部２８Ａ，２８Ｂは、支持部４を固定部５から取り外す前の測定値と、支持部４を固定部５に再装着したときの測定値とを比較して、これらの測定値の変化を表示する。高さ測定部２８Ａ，２８Ｂは、いずれも同一構造であり、図２７、図２８及び図３１～図３４に示すように、測定子２８ａと固定軸部２８ｂなどを備えている。高さ測定部２８Ａ，２８Ｂは、例えば、測定子２８ａの直線運動をエンコーダによって読み取り、このエンコーダによって読み取った測定値を表示するデジタル式のダイヤルゲージのような計測機器である。高さ測定部２８Ａ，２８Ｂは、支持部４から取り外されてしまうとレール削正前後における測定結果の比較が不可能になるため、支持部４に取り付けられたままの状態で保持されている。
【0103】
測定子２８ａは、測定基準部２７Ａ，２７Ｂと点接触する部分である。測定子２８ａは、この測定子２８ａの先端部が滑らかな半球状に形成されており、測定基準部２７Ａ，２７Ｂの上面と接触する。固定軸部２８ｂは、測定子２８ａを保護する部分である。固定軸部２８ｂは、この固定軸部２８ｂの内部に測定子２８ａを上下方向に移動自在に挿入している。
【0104】
図２７、図２８及び図３１～図３４に示す保持部２９Ａ，２９Ｂは、高さ測定部２８Ａ，２８Ｂを支持部４に保持する部分である。図２７及び図３１に示すように、保持部２９Ａは高さ測定部２８Ａを支持部４の脚部４ｂに着脱自在に固定しており、図２８及び図３２に示すように保持部２９Ｂは高さ測定部２８Ｂを支持部４の脚部４ｃに着脱自在に固定している。保持部２９Ａ，２９Ｂは、ブラケット状の支持部材であり、高さ測定部２８Ａ，２８Ｂの背面に取り付けられた支柱部を支持するとともに、高さ測定部２８Ａ，２８Ｂの固定軸部２８ｂを支持している。保持部２９Ａ，２９Ｂは、高さ測定部２８Ａ，２８Ｂの固定軸部２８ｂを挿入する挿入部２９ａを備えている。挿入部２９ａは、固定軸部２８ｂが嵌合するように保持部２９Ａ，２９Ｂを上下方向に貫通する貫通孔である。
【0105】
図３２に示す基準部側保護カバー部３０は、固定部５から支持部４が取り外されているときに、測定基準部２７Ｂを保護する部分である。基準部側保護カバー部３０は、図２１及び図２２に示す固定部側保護カバー部２３Ａと同一構造であり、レール削正時に発生する削正粉などの異物が測定基準部２７Ｂに付着するのを防止する。基準部側保護カバー部３０は、固定部側保護カバー部２３Ａと同様に、測定基準部２７Ｂとの間に磁気吸引力を発生させる磁石部３０ａを備えている。磁石部３０ａは、基準部側保護カバー部３０の底部に取り付けられており、測定基準部２７Ｂに磁力によって吸着することによって、基準部側保護カバー部３０が測定基準部２７Ｂから脱落するのを防止する。
【0106】
次に、この発明の第３実施形態に係るレール形状測定装置の位置調整部の作用を説明する。
図６に示す基準形状Ｓ10，Ｓ20及びレール断面形状Ｓ11，Ｓ21について良好な測定結果を得るためには、図２６～図２９に示す測定部２の測定子２ａがレール頭部Ｒ1に沿ってスムーズに転がり接触する必要がある。このため、図２９に示すように、レール頭部Ｒ1の頭頂面Ｒ11に近い高さに基準ブロック部３を位置決めする必要があるとともに、基準ブロック部３とレール頭部Ｒ1との間に測定子２ａが落ち込まないように、レール頭部Ｒ1に近い位置に基準ブロック部３の先端部を位置決めする必要がある。
図６に示す基準形状Ｓ10，Ｓ20及びレール断面形状Ｓ11，Ｓ21について良好な測定結果を得るためには、図２６～図２９に示す測定部２の測定子２ａがレール頭部Ｒ1に沿ってスムーズに転がり接触する必要がある。このため、図２９に示すように、レール頭部Ｒ1の頭頂面Ｒ11に近い高さに基準ブロック部３を位置決めする必要があるとともに、基準ブロック部３とレール頭部Ｒ1との間に測定子２ａが落ち込まないように、レール頭部Ｒ1に近い位置に基準ブロック部３の先端部を位置決めする必要がある。
【0107】
図２６及び図２８に示す位置調整部２４のレバー部２５ｄを固定位置Ｐ5から固定解除位置Ｐ6に作業者が引き上げると、固定状態から固定解除状態にスライド部２５ｂを切替部２５ｃが切り替える。ガイド部２５ａに沿ってスライド部２５ｂを作業者がスライドさせて、図２９に示すようにレール頭部Ｒ1の頭頂面Ｒ11に近い高さに基準ブロック部３を作業者が保持する。図２６に示すように、レバー部２５ｄを固定解除位置Ｐ6で作業者が離すと、内部のばね機構部のばね力によってレバー部２５ｄが固定解除位置Ｐ6から固定位置Ｐ5に復帰し、ガイド部２５ａにスライド部２５ｂが固定されて、図２９に示すように頭頂面Ｒ11に近い高さに基準ブロック部３が位置決めされる。次に、図２６及び図２８に示す位置調整部２４の回転ハンドル部２６ａを作業者が回転させると、固定部２６ｂに沿って可動部２６ｃが移動して、図２９に示すようにゲージコーナー部Ｒ13との間に僅かな隙間をあけて基準ブロック部３の先端部が位置決めされる。この状態で、ゲージコーナー部Ｒ13と基準ブロック部３の先端部との間から基準ブロック部３の水平基準面３ｂを通じて垂直基準面３ａに向かって、測定子２ａを測定方向Ｄ1に作業者が転がり接触させる。次に、ゲージコーナー部Ｒ13と基準ブロック部３の先端部との間から頭頂面Ｒ11及びゲージコーナー部Ｒ13を通じて頭部側面Ｒ12に向かって、測定子２ａを測定方向Ｄ2に作業者が転がり接触させる。その結果、ノイズの少ない高精度の基準形状Ｓ10，Ｓ20及びレール断面形状Ｓ11，Ｓ21が測定される。
【0108】
次に、この発明の第３実施形態に係るレール形状測定装置の高さ測定部の作用を説明する。
図６に示す基準形状Ｓ10，Ｓ20及びレール断面形状Ｓ11，Ｓ21について良好な測定結果を得るためには、レール削正前に支持部４を固定部５に装着したときの支持部４の高さと、レール削正後に支持部４を固定部５に再装着したときの支持部４の高さとが同じになる必要がある。図２３に示すように、支持部４を固定部５に一度装着した後に、支持部４を固定部５から一旦取り外して、支持部４を固定部５に再装着したときに、一度目と二度目の装着状態の違いや異物の介在などによって、固定部５に対する支持部４の高さに差が生じることがある。その結果、図６に示す基準形状Ｓ10，Ｓ20及びレール断面形状Ｓ11，Ｓ21の測定結果に、このような高さの差によって誤差が生ずる。
図６に示す基準形状Ｓ10，Ｓ20及びレール断面形状Ｓ11，Ｓ21について良好な測定結果を得るためには、レール削正前に支持部４を固定部５に装着したときの支持部４の高さと、レール削正後に支持部４を固定部５に再装着したときの支持部４の高さとが同じになる必要がある。図２３に示すように、支持部４を固定部５に一度装着した後に、支持部４を固定部５から一旦取り外して、支持部４を固定部５に再装着したときに、一度目と二度目の装着状態の違いや異物の介在などによって、固定部５に対する支持部４の高さに差が生じることがある。その結果、図６に示す基準形状Ｓ10，Ｓ20及びレール断面形状Ｓ11，Ｓ21の測定結果に、このような高さの差によって誤差が生ずる。
【0109】
図２３（Ａ）に示すように、レール削正前において、支持部４を固定部５に装着すると、図３１（Ｂ）に示すように高さ測定部２８Ａの測定子２８ａが測定基準部２７Ａと接触し、図３２（Ｂ）に示すように高さ測定部２８Ｂの測定子２８ａが測定基準部２７Ｂと接触する。このため、図３１（Ｂ）に示すように、測定基準部２７Ａを基準とする支持部４の相対的な高さを高さ測定部２８Ａが測定し、高さ測定部２８Ｂのメモリ内にこの測定値が記録される。一方、図３２（Ｂ）に示すように、測定基準部２７Ｂを基準とする支持部４の相対的な高さを高さ測定部２８Ｂが測定し、高さ測定部２８Ｂのメモリ内にこの測定値が記録される。その後、図２３（Ｂ）に示すように、支持部４が固定部５から一旦取り外されて、図２３（Ｃ）に示すようにレール削正作業が実施される。
【0110】
図２３（Ｄ）に示すように、レール削正後において、一旦取り外された支持部４を固定部５に再装着するときに、図３３（Ｂ）及び図３４（Ｂ）に示すように固定部側接触部１７Ｂ，１７Ｃと支持部側接触部１６Ｂ，１６Ｃとの間に異物Ｓが介在している場合がある。この場合には、レール削正前後において、固定部５に対する支持部４の高さが異なり、図６に示す基準形状Ｓ10，Ｓ20及びレール断面形状Ｓ11，Ｓ21の測定結果に誤差が生じる。図３３（Ｂ）及び図３４（Ｂ）に示すように、異物Ｓが介在した状態で支持部４を固定部５に再装着すると、高さ測定部２８Ａ，２８Ｂの測定子２８ａが測定基準部２７Ａ，２７Ｂと接触する。このため、測定基準部２７Ａ，２７Ｂを基準とする支持部４の相対的な高さδ1，δ2を高さ測定部２８Ａ，２８Ｂが測定して、高さ測定部２８Ａ，２８Ｂのメモリ内にこの測定値が記録される。その結果、前回の装着時の支持部４の高さと、今回の装着時の支持部４の高さとの違いを、高さ測定部２８Ａ，２８Ｂが数値によって表示する。このため、レール削正後の支持部４の高さが、レール削正前の支持部４の高さと相違することを作業者が把握する。
【0111】
この発明の第３実施形態に係るレール形状測定装置には、第１実施形態及び第２実施形態の効果に加えて、以下に記載するような効果がある。
(1) この第３実施形態では、レールＲに対する基準ブロック部３の位置を位置調整部２４が調整する。このため、レール削正前後のレール断面形状Ｓ11，Ｓ21に応じて基準ブロック部３の位置を調整することができる。測定子２ａを転がり接触させながら測定子２ａの軌跡を記録するときに、測定子２ａが一旦停止したり、ある点で移動方向が直角に変化したりすると、測定子２ａの軌跡が安定せず、インパルス状のノイズが測定されることがある。この実施形態では、レール頭部Ｒ1の形状の変化や高さに応じて、レール頭部Ｒ1の近くに基準ブロック部３の位置を合わせることができる。このため、上下左右方向に基準ブロック部３の位置を調整することによって、基準形状Ｓ10，Ｓ20及びレール断面形状Ｓ11，Ｓ21の測定結果の軌跡が滑らかにすることができる。その結果、レール断面形状Ｓ11，Ｓ21を高精度に安定して測定することができる。
(1) この第３実施形態では、レールＲに対する基準ブロック部３の位置を位置調整部２４が調整する。このため、レール削正前後のレール断面形状Ｓ11，Ｓ21に応じて基準ブロック部３の位置を調整することができる。測定子２ａを転がり接触させながら測定子２ａの軌跡を記録するときに、測定子２ａが一旦停止したり、ある点で移動方向が直角に変化したりすると、測定子２ａの軌跡が安定せず、インパルス状のノイズが測定されることがある。この実施形態では、レール頭部Ｒ1の形状の変化や高さに応じて、レール頭部Ｒ1の近くに基準ブロック部３の位置を合わせることができる。このため、上下左右方向に基準ブロック部３の位置を調整することによって、基準形状Ｓ10，Ｓ20及びレール断面形状Ｓ11，Ｓ21の測定結果の軌跡が滑らかにすることができる。その結果、レール断面形状Ｓ11，Ｓ21を高精度に安定して測定することができる。
【0112】
(2) この第３実施形態では、固定部５側の測定基準部２７Ａ，２７Ｂを基準とする支持部４の相対的な高さδ1，δ2を測定する高さ測定部２８Ａ，２８Ｂを、保持部２９Ａ，２９Ｂが支持部４に保持する。例えば、支持部４を固定部５に装着して一度目の高さ測定を実施し、その後に一旦取り外した支持部４を固定部５に再装着して二度目の高さ測定を実施することができる。このため、一度目と二度目の高さの違いを数値で把握することができ、固定部５への支持部４の載せ方の適否や、測定の再現性が十分に確保されているか容易に確認することができる。その結果、一度目と二度目の固定部５への支持部４の載せ方の相違や、支持部４と固定部５との間の介在物の存在などによって、レール断面形状Ｓ11，Ｓ21の測定結果に誤差が生じてしまうのを防ぐことができる。
【0113】
（他の実施形態）
この発明は、以上説明した実施形態に限定するものではなく、以下に記載するように種々の変形又は変更が可能であり、これらもこの発明の範囲内である。
(1) この実施形態では、レール形状測定装置１によってレール削正量Δを測定する場合を例に挙げて説明したが、レール形状測定装置１によってレール摩耗量を測定する場合についても、この発明を適用することができる。また、この実施形態では、測定部２によって測定子２ａを回転接触させながらレール断面形状Ｓ11，Ｓ21を測定する場合を例に挙げて説明したが、測定子を点接触させながらレール断面形状Ｓ11，Ｓ21を測定するダイヤルゲージのような測定部についても、この発明を適用することができる。さらに、この実施形態では、測定部２が接触式のレール断面形状測定装置である場合を例に挙げて説明したが、測定部２がレーザ光などを利用した非接触式のレール断面形状測定装置である場合についても、この発明を適用することができる。
この発明は、以上説明した実施形態に限定するものではなく、以下に記載するように種々の変形又は変更が可能であり、これらもこの発明の範囲内である。
(1) この実施形態では、レール形状測定装置１によってレール削正量Δを測定する場合を例に挙げて説明したが、レール形状測定装置１によってレール摩耗量を測定する場合についても、この発明を適用することができる。また、この実施形態では、測定部２によって測定子２ａを回転接触させながらレール断面形状Ｓ11，Ｓ21を測定する場合を例に挙げて説明したが、測定子を点接触させながらレール断面形状Ｓ11，Ｓ21を測定するダイヤルゲージのような測定部についても、この発明を適用することができる。さらに、この実施形態では、測定部２が接触式のレール断面形状測定装置である場合を例に挙げて説明したが、測定部２がレーザ光などを利用した非接触式のレール断面形状測定装置である場合についても、この発明を適用することができる。
【0114】
(2) この実施形態では、測定部２によってレール頭部Ｒ1のレール断面形状Ｓ11，Ｓ21を測定する場合を例に挙げて説明したが、レール頭部Ｒ1以外のレール底部Ｒ2又はレール腹部Ｒ3のレール断面形状を測定する場合についても、この発明を適用することができる。また、この実施形態では、固定部５の下面５ｂ又は取付部１０Ａ，１０Ｂの下側クランプ部１２の上面が曲げ変形抑制部７を備える場合を例に挙げて説明したが、固定部５の下面５ｂ及び取付部１０Ａ，１０Ｂの下側クランプ部１２の上面が曲げ変形抑制部７を備える場合についても、この発明を適用することができる。さらに、この実施形態では、支持部側接触部１６Ａ側に凹部１８ｂを配置し、固定部側接触部１７Ａ側に凸部１８ａを配置する場合を例に挙げて説明したが、支持部側接触部１６Ａ側に凸部１８ａを配置し、固定部側接触部１７Ａ側に凹部１８ｂを配置する場合についても、この発明を適用することができる。
【0115】
(3) この実施形態では、支持部側保護カバー部２２Ａ～２２Ｃが合成樹脂製である場合を例に挙げて説明したが、支持部側保護カバー部２２Ａ～２２Ｃの材質を合成樹脂に限定するものではない。例えば、支持部側保護カバー部２２Ａ～２２Ｃが比較的軽量なアルミニウムなどの金属製である場合や、支持部側接触部１６Ａ～１６Ｃの磁石部１９Ａ～１９Ｃとの間に磁気吸引力を発生させる磁性体である場合などについても、この発明を適用することができる。同様に、この実施形態では、固定部側保護カバー部２３Ａ～２３Ｃが金属製である場合を例に挙げて説明したが、固定部側保護カバー部２３Ａ～２３Ｃの材質を金属に限定するものではない。例えば、固定部側保護カバー部２３Ａ～２３Ｃが難燃性の合成樹脂製である場合についても、この発明を適用することができる。
【0116】
(4) この実施形態では、支持部側保護カバー部２２Ａ～２２Ｃ及び固定部側保護カバー部２３Ａ～２３Ｃを備えている場合を例に挙げて説明したが、支持部側保護カバー部２２Ａ～２２Ｃ又は固定部側保護カバー部２３Ａ～２３Ｃの一方又は双方を省略する場合についても、この発明を適用することができる。また、この実施形態では、固定部側保護カバー部２３Ａ～２３Ｃが磁石部２３ａを備える場合を例に挙げて説明したが、磁石部２３ａを備えていない場合についても、この発明を適用することができる。
【0117】
(5) この第３実施形態では、接触式の高さ測定部２８Ａ，２８Ｂによって測定基準部２７Ａ，２７Ｂの高さを測定する場合を例に挙げて説明したが、レーザ光などを利用した非接触式の高さ測定部によって測定基準部２７Ａ，２７Ｂの高さを測定する場合についても、この発明を適用することができる。また、この第３実施形態では、高さ測定部２８Ａ，２８Ｂがデジタル式のダイヤルゲージである場合を例に挙げて説明したが、アナログ式のダイヤルゲージについても、この発明を適用することができる。また、この第３実施形態では、支持部４の相対的な高さδ1，δ2を測定しているが、測定誤差のあるレール断面形状Ｓ11，Ｓ21の測定結果を相対的な高さδ1，δ2によって補正する場合についても、この発明を適用することができる。さらに、この第３実施形態では、固定部側接触部１７Ｂ，１７Ｃと支持部側接触部１６Ｂ，１６Ｃとの間に異物Ｓが介在している場合を例に挙げて説明したが、このような場合にこの発明を限定するものではない。例えば、固定部側接触部１７Ｂ，１７Ｃと支持部側接触部１６Ｂ，１６Ｃとの接触状態が前回の装着時と今回の装着時とで変化した場合や、前回の装着時に対して今回の装着時には固定部５に対して支持部４が傾いて装着された場合などについても、この発明を適用することができる。
【符号の説明】
【0118】
１ レール形状測定装置
２ 測定部
２ａ 測定子
２ｂ，２ｄ 回転アーム部
２ｃ，２ｅ 回転検出部
２ｆ 演算部
２ｇ 表示部
３ 基準ブロック部
４ 支持部
５ 固定部
５ａ 上面
５ｂ 下面
６ 固定部側嵌合部
７，８ 曲げ変形抑制部
９ 磁石部
１０Ａ，１０Ｂ 取付部
１１ 上側クランプ部
１１ａ 締結力作用部
１１ｂ 嵌合部
１２ 下側クランプ部
１２ａ 締結力作用部
１２ｂ 嵌合部
１３ 取付部側嵌合部
１４ 締結部
１５Ａ～１５Ｃ 装着部
１６Ａ～１６Ｃ 支持部側接触部
１７Ａ～１７Ｃ 固定部側接触部
１８ 位置決め部
１８ａ 凸部
１８ｂ 凹部
１９Ａ～１９Ｃ 磁石部
２０ 回転規制部
２０ａ，２０ｂ 挟み込み部
２１ 切替部
２１ａ レバー部
２１ｂ 支持部
２１ｄ，２１ｅ カム部
２２Ａ～２２Ｃ 支持部側保護カバー部
２３Ａ～２３Ｃ 固定部側保護カバー部
２３ａ 磁石部
２４ 位置調整部
２５ 上下位置調整部
２５ａ ガイド部
２５ｂ スライド部
２５ｄ レバー部
２６ 左右位置調整部
２６ａ 回転ハンドル部
２６ｂ 固定部
２６ｃ 可動部
２７Ａ，２７Ｂ 測定基準部
２８Ａ，２８Ｂ 高さ測定部
２８ａ 測定子
２９Ａ，２９Ｂ 保持部
３０ 基準部側保護カバー部
Ｒ レール
Ｒ1 レール頭部
Ｒ11 頭頂面
Ｒ12 頭部側面
Ｒ13 ゲージコーナー部
Ｒ2 レール底部
Ｒ21 底部上面
Ｒ22 底部下面
Ｒ23 底部側面
Ｗ 車輪
Ｗ1 踏面
Ｗ2 フランジ面
Ｆ 締結力
Ｐ1，Ｐ2 作用点
Ｍ 曲げモーメント
Ｐ3，Ｐ5 固定位置
Ｐ4，Ｐ6 固定解除位置
Ｓ10，Ｓ20 基準形状
Ｓ11，Ｓ21 レール断面形状
Δ レール削正量
Ｓ 異物
δ1，δ2 相対的な高さ
Ｄ1，Ｄ2 測定方向
２ 測定部
２ａ 測定子
２ｂ，２ｄ 回転アーム部
２ｃ，２ｅ 回転検出部
２ｆ 演算部
２ｇ 表示部
３ 基準ブロック部
４ 支持部
５ 固定部
５ａ 上面
５ｂ 下面
６ 固定部側嵌合部
７，８ 曲げ変形抑制部
９ 磁石部
１０Ａ，１０Ｂ 取付部
１１ 上側クランプ部
１１ａ 締結力作用部
１１ｂ 嵌合部
１２ 下側クランプ部
１２ａ 締結力作用部
１２ｂ 嵌合部
１３ 取付部側嵌合部
１４ 締結部
１５Ａ～１５Ｃ 装着部
１６Ａ～１６Ｃ 支持部側接触部
１７Ａ～１７Ｃ 固定部側接触部
１８ 位置決め部
１８ａ 凸部
１８ｂ 凹部
１９Ａ～１９Ｃ 磁石部
２０ 回転規制部
２０ａ，２０ｂ 挟み込み部
２１ 切替部
２１ａ レバー部
２１ｂ 支持部
２１ｄ，２１ｅ カム部
２２Ａ～２２Ｃ 支持部側保護カバー部
２３Ａ～２３Ｃ 固定部側保護カバー部
２３ａ 磁石部
２４ 位置調整部
２５ 上下位置調整部
２５ａ ガイド部
２５ｂ スライド部
２５ｄ レバー部
２６ 左右位置調整部
２６ａ 回転ハンドル部
２６ｂ 固定部
２６ｃ 可動部
２７Ａ，２７Ｂ 測定基準部
２８Ａ，２８Ｂ 高さ測定部
２８ａ 測定子
２９Ａ，２９Ｂ 保持部
３０ 基準部側保護カバー部
Ｒ レール
Ｒ1 レール頭部
Ｒ11 頭頂面
Ｒ12 頭部側面
Ｒ13 ゲージコーナー部
Ｒ2 レール底部
Ｒ21 底部上面
Ｒ22 底部下面
Ｒ23 底部側面
Ｗ 車輪
Ｗ1 踏面
Ｗ2 フランジ面
Ｆ 締結力
Ｐ1，Ｐ2 作用点
Ｍ 曲げモーメント
Ｐ3，Ｐ5 固定位置
Ｐ4，Ｐ6 固定解除位置
Ｓ10，Ｓ20 基準形状
Ｓ11，Ｓ21 レール断面形状
Δ レール削正量
Ｓ 異物
δ1，δ2 相対的な高さ
Ｄ1，Ｄ2 測定方向
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【図26】
【図27】
【図28】
【図29】
【図30】
【図31】
【図32】
【図33】
【図34】