特許 7086078 軌道形状を検出するための検測装置および方法

(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】

(24)【登録日】2022-06-09

(45)【発行日】2022-06-17

(54)【発明の名称】軌道形状を検出するための検測装置および方法

(51)【国際特許分類】

   E01B 35/04 20060101AFI20220610BHJP

   E01B 27/17 20060101ALI20220610BHJP

   B61K 9/08 20060101ALI20220610BHJP

【ＦＩ】

E01B35/04

E01B27/17

B61K9/08

【請求項の数】 14

(21)【出願番号】P 2019532983

(86)(22)【出願日】2017-11-29

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2020-01-23

(86)【国際出願番号】 EP2017080757

(87)【国際公開番号】W WO2018114252

(87)【国際公開日】2018-06-28

【審査請求日】2020-11-27

(31)【優先権主張番号】A574/2016

(32)【優先日】2016-12-19

(33)【優先権主張国・地域又は機関】AT

(73)【特許権者】

【識別番号】514318345

【氏名又は名称】プラッサー ウント トイラー エクスポート フォン バーンバウマシーネン ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング

【氏名又は名称原語表記】Ｐｌａｓｓｅｒ ＆ Ｔｈｅｕｒｅｒ， Ｅｘｐｏｒｔ ｖｏｎ Ｂａｈｎｂａｕｍａｓｃｈｉｎｅｎ， Ｇｅｓｅｌｌｓｃｈａｆｔ ｍ．ｂ．Ｈ．

【住所又は居所原語表記】Ｊｏｈａｎｎｅｓｇａｓｓｅ ３， Ａ－１０１０ Ｗｉｅｎ， Ａｕｓｔｒｉａ

(74)【代理人】

【識別番号】100114890

【弁理士】

【氏名又は名称】アインゼル・フェリックス＝ラインハルト

(74)【代理人】

【識別番号】100098501

【弁理士】

【氏名又は名称】森田 拓

(74)【代理人】

【識別番号】100116403

【弁理士】

【氏名又は名称】前川 純一

(74)【代理人】

【識別番号】100135633

【弁理士】

【氏名又は名称】二宮 浩康

(74)【代理人】

【識別番号】100162880

【弁理士】

【氏名又は名称】上島 類

(72)【発明者】

【氏名】クリストフ カイザー

【審査官】石川 信也

(56)【参考文献】

【文献】特開昭４７－００２３３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－０６１６３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００３－２３７５７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０８－１２２０４２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１０－３３９６２９（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許第０５２０３０８９（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｅ０１Ｂ ２７／００－３７／００

Ｂ６１Ｋ ９／０８

Ｇ０１Ｂ ２１／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

軌道構築機械（１）による軌道（５）処理の直後に該軌道（５）の軌道形状を検出するための検測装置（１３）であって、該検測装置（１３）は、前記軌道（５）走行用の車軸（１６）、前記軌道構築機械（１）への取付け用の接続部材（１５）および前記軌道構築機械（１）とのデータ交換用のデータインタフェース（４１）を有している、検測装置（１３）において、
前記検測装置（１３）は、レール（４）の空間曲線を検出する慣性検測ユニット（１４）が配置された装置フレーム（２２）を有しており、前方の車軸（１６）と後方の車軸（１６）とは、これらの車軸（１６）に対して直交して延びる回動軸線（２１）の周りに互いに回動可能に前記装置フレーム（２２）に支承されていることを特徴とする、検測装置（１３）。

【請求項2】

前記回動軸線（２１）を形成するために、前記装置フレーム（２２）は、回り継手（２３）を介して前方のフレーム部分（２４）と後方のフレーム部分（２５）とに分けられている、請求項１記載の検測装置（１３）。

【請求項3】

前記接続部材（１５）は、前記装置フレーム（２２）を横方向に案内するための第１のワットリンク（２８）を有している、請求項１または２記載の検測装置（１３）。

【請求項4】

前記検測装置（１３）は、各レール（４）につき１つの支持コンソール（５１）を、レベリング弦（１０）のロッドとの連結用に有している、請求項１から３までのいずれか１項記載の検測装置（１３）。

【請求項5】

前記検測装置（１３）は、通り弦（９）張設用の弦張設装置（４３）を有している、請求項１から４までのいずれか１項記載の検測装置（１３）。

【請求項6】

前記弦張設装置（４３）は、前記装置フレーム（２２）の中心に支承された連接棒（４７）を介して、前記軌道構築機械（１）への接続用の第２のワットリンク（４６）に結合されている、請求項５記載の検測装置（１３）。

【請求項7】

各レール（４）に対する前記装置フレーム（２２）の位置検測用に、少なくとも１つの無接触式の位置検測装置（１７）が配置されている、請求項１から６までのいずれか１項記載の検測装置（１３）。

【請求項8】

各車軸（１６）は、円筒形の走行面を備えた検測車輪（２０）が配置されたテレスコープ軸（１８，１９）として形成されている、請求項１から６までのいずれか１項記載の検測装置（１３）。

【請求項9】

少なくとも１つのテレスコープ軸（１８，１９）に、軌間検出用の検測センサ（３５）が対応配置されている、請求項８記載の検測装置（１３）。

【請求項10】

各検測車輪（２０）に、ガードに沿って案内するための案内支柱（３６）が対応配置されている、請求項８または９記載の検測装置（１３）。

【請求項11】

各検測車輪（２０）は、互いに回転可能に１つの軸（４０）に支承された従輪（３８）とフランジ（３９）とを有している、請求項８から１０までのいずれか１項記載の検測装置（１３）。

【請求項12】

請求項１から１１までのいずれか１項記載の検測装置（１３）を用いて軌道（５）の軌道形状を検出するための方法であって、
マルチプルタイタンパ（１）のレール走行装置（３）による軌道（５）走行の直後に、軌道形状を後検測するために前記検測装置（１３）の前記車軸（１６）を上方から前記レール（４）に向かって押圧し、前記慣性検測ユニット（１４）を用いて前記装置フレーム（２２）の位置を検出することを特徴とする、方法。

【請求項13】

評価装置（５２）において、前記慣性検測ユニット（１４）を用いて検出された空間曲線と、検出された軌間とから、各レール（４）固有の空間曲線を求める、請求項１２記載の方法。

【請求項14】

前記検測装置（１３）に配置され、２つのストッパ（４９，５０）の間で横方向に案内される弦張設装置（４３）を、一方のレール（４）に対して位置決めするために、両ストッパ（４９，５０）のうちの一方に押圧する、請求項１２または１３記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、軌道構築機械による軌道処理の直後に軌道の軌道形状（Gleisgeometrie）を検出するための検測装置であって、軌道走行用の車軸、軌道構築機械への取付け用の接続部材および軌道構築機械とのデータ交換用のデータインタフェースを有している、検測装置に関する。さらに本発明は、検測装置を用いて軌道形状を検出するための方法に関する。

【背景技術】

【0002】

軌道構築作業にはしばしば、基準およびその他の規定の遵守を立証するために、検査検測の必要性が生じる。このために、短い構築区間では、手動式検測装置が使用されることが多い。広範な構築作業または整備作業では、処理した軌道区間の軌道形状を検出するために、作業終了後に検測車両による走行が行われる。また、軌道構築機械を用いて処理した軌道区間において、軌道構築作業終了後に二度目の走行を行い、後検測することも知られている。

【0003】

軌道構築機械に取付け可能であると共に、軌道構築機械を使って実施された処理の直後に軌道の後検測を可能にする検測装置も知られている。例えば欧州特許出願公開第０９５２２５４号明細書に開示された、付随車を備えたマルチプルタイタンパには、上記のような検測装置が取り付けられている。この検測装置は、３つの検測車を有している。外側の各検測車の間には検測弦が張設されており、検測弦から検測器までの距離が、真ん中の検測車において検出される。このようにして、移動弦検測原理（３点検測）を用いて軌道形状を後検測することができる。さらに、各検測車に取り付けられた傾斜検測器（振り子）を使って、軌道こう上も検測可能である。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本発明の根底を成す課題は、冒頭で述べた形式の検測装置を従来技術に比べて改良することにある。さらに、この検測装置を用いて実施する方法も提供したい。

【課題を解決するための手段】

【0005】

これらの課題は、本発明に基づき、請求項１および１３記載の特徴によって解決される。本発明の有利な改良は、各従属請求項に記載されている。

【0006】

この場合、検測装置は、慣性検測ユニットが配置された装置フレームを有しており、前方の車軸と後方の車軸とが、これらの車軸に対して直交して延びる回動軸線の周りに互いに回動可能に装置フレームに支承されている。このようなコンパクトな検測装置は、既存の軌道構築機械に簡単に取り付けることができ、これにより、軌道処理の直後に軌道の横方向位置、長手方向位置および鉛直方向位置の効果的な後検測を実施することができる。付随車の必要性はない。各車軸が互いに回動可能であることにより、慣性検測ユニットを備えた装置フレームが、軌道の延びに正確に追従することが保証されている。

【0007】

この場合、回動軸線を形成するために、装置フレームが、回り継手を介して前方のフレーム部分と後方のフレーム部分とに分けられていると有利である。このような構造形式は、振動に対して丈夫であると共に、回り継手の遊び無しの構成でもって、極めて精密な後検測を保証する。

【0008】

別の改良は、接続部材が、装置フレームを横方向に案内するための第１のワットリンクを有していることを想定している。検測装置が軌道構築機械に取り付けられている場合、軌道構築機械に対する検測装置の位置は長手方向において一定に保たれ、軌道長手方向での検測結果の簡単な対応付けを行うことができる。

【0009】

検測装置が、軌道構築機械のレベリング検測システムの後検測車として使用可能であるために、検測装置は、有利には、各レールにつき１つの支持コンソールを、レベリング弦のロッドとの連結用に有している。

【0010】

軌道構築機械の通り検測システムの後検測車として利用するためには、検測装置が、通り弦張設用の弦張設装置を有していると有意である。この場合、検測装置は二重の機能を満たすことになる。一方では後検測が実施され、他方では、検測装置は軌道処理を制御するための検測システムコンポーネントとして用いられる。

【0011】

この場合、有利には、弦張設装置は装置フレームの中心に支承された連接棒を介して、軌道構築機械への接続用の第２のワットリンクに結合されている。接続部材のこの動作機構的な構造に基づき、通り弦を用いて検測装置に引張力が非対称に加えられたために、検測装置にトルクが作用することは一切ないことが保証される。このようなことは、検測精度を損なう恐れがある。

【0012】

本発明の一実施形態では、各レールに対する装置フレームの位置検測用に、少なくとも１つの無接触式の位置検測装置が配置されていることが想定されている。これにより、レールの延びに関して慣性検測ユニットを用いて検出された空間曲線の基準が形成されることになり、この基準から、各レール固有の空間曲線が得られる。

【0013】

１つの丈夫な代替的な実施形態では、各車軸は、円筒形の走行面を備えた検測車輪が配置されたテレスコープ軸として形成されている。これにより、検測過程中に、装置フレームに取り付けられた慣性検測ユニットの、一方のレールに対する位置が測定されていることになり、このレールの延びを、空間曲線として検出することができる。

【0014】

有利には、少なくとも１つのテレスコープ軸に、軌間検出用の検測センサが対応配置されている。検出された軌間の推移を用いて、慣性検測ユニットにより検出された空間曲線から、他方のレールの延びをも導出することができる。

【0015】

レールから確実に離されたポイントおよびクロッシング走行のためには、各検測車輪に、ガードに沿って案内するための案内支柱が対応配置されていると有意である。各案内支柱は、対応する検測車輪がガードに沿って案内されると直ぐに、対応する検測車輪を内側に向かって引っ込める。このようにして、検測車輪がテレスコープ軸を用いてレールの隙間内へ押圧されることが防がれる。

【0016】

慣性検測ユニットにより検出された位置変化を、軌道上の進行距離に対応させるために、有意には、少なくとも１つの検測車輪が、距離検測装置の要素として形成されている。

【0017】

摩耗の少ない正確な検測のためには、各検測車輪が、互いに回転可能に１つの軸に支承された従輪とフランジとを有していると有利である。カーブ走行において、従輪とレールとの間の接触線およびフランジとレールとの間の接触線は、それぞれ異なる円弧長さを有している。検測車輪を従輪とフランジとに分けることにより、摩擦が生じなくなる。

【0018】

検測装置を用いて軌道形状を検出するための、本発明による方法は、マルチプルタイタンパのレール走行装置による軌道走行の直後に、軌道形状を後検測するために検測装置の車軸を上方からレールに向かって押圧し、慣性検測ユニットを用いて装置フレームの位置を検出することを想定している。このようにして、軌道処理後に軌道形状を検出し、その際にマルチプルタイタンパのレール走行装置は、検測直前に軌道を安定化させる。

【0019】

上記方法の有利な改良では、評価装置において、慣性検測ユニットを用いて検出された空間曲線と、検出された軌間とから、各レール固有の空間曲線が求められる。

【0020】

検測装置を、通り検測システムの検測車として利用する場合には、検測装置に配置され、２つのストッパの間で横方向に案内される弦張設装置が、一方のレールに対して位置決めするために、両ストッパのうちの一方に押圧されると有利である。このようにして、通り検測システムは、軌道のレールのうちの一方に選択的に当付け可能である。

【0021】

以下に、本発明を添付の図面を参照して例示的に説明する。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】従来技術に基づく検測装置を備えたマルチプルタイタンパを示す図である。

【図2】マルチプルタイタンパに取り付けられた検測装置を示す図である。

【図3】検測装置の側面図である。

【図4】検測装置の平面図である。

【図5】弦張設装置を備えた検測装置を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0023】

軌道構築機械１の例として、図１および図２にはマルチプルタイタンパが示されている。このマルチプルタイタンパは、レール走行装置３でもって軌道５のレール４上を走行可能な機械フレーム２を有している。作業ユニットとして、突固めユニット６および持上げ／整正ユニット７が配置されている。周知の形式において通り検測システムおよびレベリング検測システムは、３つの検測車８、１つの通り弦９および２つのレベリング弦１０を有している。これらの検測システムを用いて、軌道５の整正およびレベリング時に持上げ／整正ユニット７の制御が行われる。

【0024】

突固め後に、得られた軌道状態が検査される。この後検測のために、図１に示す、従来技術に基づく軌道構築機械１は、２つの別の検測車８を備えた付随車１１を有している。この場合、移動弦検測原理に基づく３点検測用に、追加の検測弦１２が張設されている。

【0025】

本発明に基づき、別の検測車８が装備された付随車１１に代えて、慣性検測ユニット１４を備えた検測装置１３が使用されると、後検測が改良される（図２）。この検測装置１３は、複数の接続部材１５を介して軌道構築機械１に取付け可能であると共に、車軸１６を介して軌道５を走行可能である。選択的に、検測装置１３は追加的に通り検測システムおよびレベリング検測システムの検測車として用いられる。

【0026】

本発明の一実施形態では、検測装置１３は複数の無接触式の位置検測装置１７（例えばレーザラインスキャナ）を有している。この場合、レール４に対する慣性検測ユニット１４の位置を正確に求めるために、互いに間隔をあけて配置された２つの位置検測装置１７が各レール４に向けられている。このようにして、慣性検測ユニット１４を用いて検出された空間曲線から、両レール４の延びを導出することができる。

【0027】

図３～図５には、テレスコープ軸１８，１９として形成された車軸１６を備えた検測装置１３の一実施形態が示されている。前方のテレスコープ軸１８と後方のテレスコープ軸１９とには、円筒形の走行面を備えた複数の検測車輪２０が配置されている。テレスコープ軸１８，１９は、直交して延びる回動軸線２１の周りに互いに回動可能に支承されている。このために、装置フレーム２２は、遊び無しの回り継手２３を介して前方のフレーム部分２４と後方のフレーム部分２５とに分けられている。例えば、回り継手２３内には互いに緊締された複数の円錐ころ軸受が配置されている。

【0028】

前方のフレーム部分２４の中央には慣性検測ユニット１４が配置されている。つまり、慣性検測ユニット１４は、前方のフレーム部分２４が軌道５に沿って移動すると、前方のフレーム部分２４のあらゆる位置変化を検出する。検測結果は、装置フレーム２２が検測車輪２０でもって側方に当て付けられている各レール４の延びに正確に対応する空間曲線である。

【0029】

接続部材１５として、例えば２つの接続コンソール２６、４つの鉛直方向空圧シリンダ２７および第１のワットリンク２８が配置されている。鉛直方向シリンダ２７を用いて、検測装置１３は搬送位置から作業位置へ降下可能であり、この場合、各鉛直方向シリンダ２７には長手方向検測センサが対応配置されていてよい。これにより、軌道構築機械１に対する検測装置１３の位置を測定することができる。このようにして、検測装置１３を遠隔制御してレールに載せるかまたはレールから離すことができると共に、検測過程中は一定の圧力で上方からレール４に向かって押圧することができる。

【0030】

この場合、搬送位置での固定用に遠隔操作可能な複数のロック部材２９が設けられていると有利である。ロック部材２９は例えば、専用の駆動装置を介して旋回可能でありかつテレスコープ軸１８，１９の軸端部３０に係止可能なフックである。

【0031】

第１のワットリンク２８（水平運動平面を有するレムニスケートリンク）は、検測装置１３の、軌道構築機械１に対して横方向の案内を生じさせる。第１のワットリンク２８は、同じ長さの２つのてこ棒３１を有しており、これらのてこ棒３１は、それぞれ一方の端部でもって軌道構築機械１または接続コンソール２６に枢着式に取付け可能である。他方の端部は、連結部材３２を介して互いに結合されている。この場合、連結部材３２は、案内回動軸線３３の周りに対称的に回動可能に、検測装置１３の中央に支承されている。

【0032】

このようにして、案内回動軸線３３は、カーブ走行中、軌道構築機械長手方向軸線に対する直交線上を案内されることになる。つまり、検測装置１３の、軌道構築機械１に対する長手方向での位置が常に不変に保たれることになるので、長手方向での後検測の結果の簡単な対応付けを行うことができる。

【0033】

検測過程に際して検測車輪２０をレール４のそれぞれ内側に押圧するために、各テレスコープ軸１８，１９には水平方向空圧シリンダ３４が対応配置されている。これらの空圧シリンダ３４を使って、均一な圧着圧力を実現することができる。さらに、検測車輪２０は、検測装置１３が持ち上げられる前に、内側に向かって引っ込められてよい。具体的には、各テレスコープ軸１８，１９において、１つの検測車輪２０が、装置フレーム２２に対して横方向に摺動可能である。摺動不能の各検測車輪２０は、装置フレーム２２でもって対応するレール４に沿って案内され、このとき摺動可能な各検測車輪２０が、軌道５の可変の軌間を補償する。

【0034】

軌間を検出するために、各テレスコープ軸１８，１９には検測センサ３５が対応配置されており、検測センサ３５は各テレスコープ軸１８，１９の可変の長さを継続して検出する。慣性検測ユニット１４を使って検出された一方のレール４の空間曲線から、軌間を介して第２のレール４の空間曲線が求められる。このようにして、両レールの正確な後検測が可能になる。

【0035】

ポイントおよびクロッシングの確実な通過を保証するために、各検測車輪２０には案内支柱３６が対応配置されている。この場合、各検測車輪２０に対応配置された案内支柱３６は、検測装置１３の他方の側に位置しており、ガードとの接触時に検測車輪２０を内側に向かって引っ込める。摺動可能な各検測車輪２０は、対応配置された案内支柱３６と継手３７（破線で図示）を介して連結されているので、これらの検測車輪２０と案内支柱３６とは共に摺動可能である。

【0036】

さらに、各検測車輪２０は分割式に形成されている。この場合、従輪３８とフランジ３９とが別個に軸４０に支承されている。カーブ通過時には、従輪３８とフランジ３９とがそれぞれ異なる回転速度で回転することができ、このようにして、レール４との接触線の異なる円弧長さを補償することができる。

【0037】

空圧接続部の他に、検測装置１３は、軌道構築機械１とのデータ交換用のデータインタフェース４１を有している。検測データおよび制御データを伝達するためには、例えば軌道構築機械１のバスシステムが利用される。検測装置１３の、軌道構築機械１に対して不変の長手方向位置は、軌道構築機械１の別の検測装置とのデータ調整を容易にする。

【0038】

好適には、各レール４に対して、検測車輪２０が、距離検測装置４２の要素として形成されている。これにより、軌道５のキロメートル数に関する検測結果の改良された対応付けが達成される。各距離検測装置４２は、例えばトルク支持手段と共に、対応する検測車輪２０の外面に配置されている。

【0039】

図５では、検測装置１３は軌道構築機械１の通り検測システムおよびレベリング検測システムの後検測車として形成されている。このために、検測装置１３は、横桁４４を備えた弦張設装置４３を有しており、横桁４４ではキャリッジ４５が案内されている。キャリッジ４５には、通り弦９の後端部を張設することができる。カーブ走行時に、キャリッジ４５は駆動装置を用いて横方向に移動され、これにより、弦の追従を可能にする。

【0040】

通り弦９の偏心的な引張荷重が検測装置１３に不都合なトルクを加えることが一切ないようにするために、第２のワットリンク４６が配置されており、第２のワットリンク４６を介して、中央に支承された連接棒４７と軌道構築機械１とを連結することができる。つまり、カーブ走行中に、連接棒４７の位置は常に、軌道構築機械長手方向軸線に対して直交する方向に向いたままである。

【0041】

連接棒４７には、２つの連結棒４８を介して弦張設装置４３の横桁４４が接続されている。このようにして、偏心的な通り弦張設によって生じるトルクが、連結棒４８、連接棒４７、第２のワットリンク４６および接続コンソール２６を介して、軌道構築機械１に支持されることになる。この場合、中心の案内回動軸線３３に生じる長手方向での反力は、第１のワットリンク２８を介して軌道構築機械１により吸収されるので、検測装置１３は、通り弦９の引張力による影響を全く受けないままである。

【0042】

通り検測システムを、軌道５の両レール４の内の一方に選択的に結び付けることができるようにするために、横桁４４は、２つのストッパ４９，５０の間で横方向に案内されており、この場合、一方のストッパ４９だけが、装置フレーム２２に固く結合されている。第１の動作位置では、このストッパ４９に対してアクチュエータが横桁４４を押圧し、これにより、通り検測システムと装置フレーム２２とが同一のレール４に当て付けられていることになる。

【0043】

第２のストッパ５０は、横方向に移動可能な検測車輪２０と、この検測車輪２０に付属する案内支柱３６とに連結されている。このストッパ５０に、第２の動作位置において横桁４４が押圧された場合、他方のレール４は、通り検測システムの基準として用いられる。このようにして、カーブでは、通り検測システムの基準ベースとして、常に内側のレールを選択することができる。

【0044】

さらに、この検測装置１３では、装置フレーム２２に２つの支持コンソール５１が配置されており、これにより検測装置１３の高さ位置を、ロッドを介してレベリング検測システムのレベリング弦１０に伝達することができる。

【0045】

（例えばオーストリア国特許出願第３２５２０１６号明細書に記載の）光学的な軌道検測システムでは、弦張設装置４３の必要性はない。その代わり、検測装置１３には例えばカメラ取付け用のコンソールが配置されている。

【0046】

検測装置１３自体または軌道構築機械１には評価装置５２が配置されており、これにより、慣性検測ユニット１４、位置検測装置１９または軌間検出用の検測センサ３５のデータを評価すると共に、各レール４に関する空間曲線を作成することができる。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】