JP3151160B2 - 地上側測定による鉄道車両の輪重・横圧の連続測定方法及びその装置 - Google Patents
地上側測定による鉄道車両の輪重・横圧の連続測定方法及びその装置Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、地上側測定により
鉄道車両の輪重・横圧を少なくとも車輪の１周分の長さ
以上にわたって部分的に測定するか、または連続測定す
る方法及びその装置に関する。
鉄道車両の輪重・横圧を少なくとも車輪の１周分の長さ
以上にわたって部分的に測定するか、または連続測定す
る方法及びその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】現在、鉄道車両の輪重・横圧を測定する
のに最も広く用いられているのは、剪断ひずみによる方
法である。この方法は、レールにひずみ測定用センサを
貼りつけて、車輪通過時のレールの動的剪断ひずみを測
定することによって、輪重・横圧の大きさを知るという
原理に基づいている（鉄道総合技術研究所編「在来鉄道
運転速度向上試験マニュアル・解説」を参照）。
のに最も広く用いられているのは、剪断ひずみによる方
法である。この方法は、レールにひずみ測定用センサを
貼りつけて、車輪通過時のレールの動的剪断ひずみを測
定することによって、輪重・横圧の大きさを知るという
原理に基づいている（鉄道総合技術研究所編「在来鉄道
運転速度向上試験マニュアル・解説」を参照）。
【０００３】輪重測定は、レールウェブ表裏の中立軸上
の２ヵ所に４５°傾斜して貼りつけた直交型ひずみ測定
用センサ４枚（合計８センサ分）をブリッジ結線して車
輪通過時のひずみ波形を記録すると、突起状の波形が記
録される。この突起の高さが輪重に比例するので、荷重
較正（ロードセルを取り付けたジャッキ等によってレー
ルに荷重をかける）により輪重とひずみの関係を求めて
おけば、車輪通過時の輪重値が求められる。また、横圧
については、レールフランジに貼りつけられるひずみ測
定用センサによって、前記輪重測定と同様に求めること
ができる。
の２ヵ所に４５°傾斜して貼りつけた直交型ひずみ測定
用センサ４枚（合計８センサ分）をブリッジ結線して車
輪通過時のひずみ波形を記録すると、突起状の波形が記
録される。この突起の高さが輪重に比例するので、荷重
較正（ロードセルを取り付けたジャッキ等によってレー
ルに荷重をかける）により輪重とひずみの関係を求めて
おけば、車輪通過時の輪重値が求められる。また、横圧
については、レールフランジに貼りつけられるひずみ測
定用センサによって、前記輪重測定と同様に求めること
ができる。
【０００４】剪断ひずみによる測定の目的は、隣設車輪
の影響を受けずに輪重・横圧が測定できるように開発さ
れたものである。また、いわゆる４ゲージ法であるた
め、ノイズ電流が打ち消し合うように作用し、きれいな
波形が得られる。
の影響を受けずに輪重・横圧が測定できるように開発さ
れたものである。また、いわゆる４ゲージ法であるた
め、ノイズ電流が打ち消し合うように作用し、きれいな
波形が得られる。
【０００５】しかしながら、前記従来の方法は、ひずみ
測定用センサは枕木と枕木の間のレールに貼りつけら
れ、１組のセンサ間隔は２００ｍｍ程度であり、車輪が
そこを通過したときの輪重または横圧のピーク値しか得
られない。すなわち、ある瞬間の値しかつかむことがで
きず、この瞬間値は必ずしも最小値あるいは最大値とは
いえなかった。また、枕木が存在する部分では、その影
響が避けられないため、輪重や横圧は測定できないとさ
れていた。したがって、ある区間を走行する列車の輪重
・横圧の特異値（最大値、最小値）や輪重・横圧の変動
を把握することは原理的に困難であった。
測定用センサは枕木と枕木の間のレールに貼りつけら
れ、１組のセンサ間隔は２００ｍｍ程度であり、車輪が
そこを通過したときの輪重または横圧のピーク値しか得
られない。すなわち、ある瞬間の値しかつかむことがで
きず、この瞬間値は必ずしも最小値あるいは最大値とは
いえなかった。また、枕木が存在する部分では、その影
響が避けられないため、輪重や横圧は測定できないとさ
れていた。したがって、ある区間を走行する列車の輪重
・横圧の特異値（最大値、最小値）や輪重・横圧の変動
を把握することは原理的に困難であった。
【０００６】一方、輪重・横圧の車両側測定としては、
車輪にひずみ測定用センサを貼って輪重・横圧を求める
方法があるが、車輪は回転するため、車軸に孔をあけて
リード線を通し、軸端にスリップリングを取付けるな
ど、特別な加工が必要なことから、現実的にはある特定
の輪軸での値しか求めることができないという問題があ
る。
車輪にひずみ測定用センサを貼って輪重・横圧を求める
方法があるが、車輪は回転するため、車軸に孔をあけて
リード線を通し、軸端にスリップリングを取付けるな
ど、特別な加工が必要なことから、現実的にはある特定
の輪軸での値しか求めることができないという問題があ
る。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】前記のごとく、従来の
剪断ひずみによる地上側測定方法では、車輪がそこを通
過したときの輪重または横圧のピーク値しか得ることが
できず、また枕木が存在する部分では、その影響が避け
られないため、輪重や横圧は測定できなかった。一方、
車上側測定では、特定列車の特定台車でしか測定値が得
られない欠点があった。
剪断ひずみによる地上側測定方法では、車輪がそこを通
過したときの輪重または横圧のピーク値しか得ることが
できず、また枕木が存在する部分では、その影響が避け
られないため、輪重や横圧は測定できなかった。一方、
車上側測定では、特定列車の特定台車でしか測定値が得
られない欠点があった。
【０００８】本発明は、前記のごとく従来の輪重・横圧
測定方法が多くの問題をかかえている現状を踏まえ、そ
れらの問題点を排除し、輪重や横圧のピーク値だけでな
く、枕木が存在する部分を含めて連続的に輪重・横圧の
測定が可能で、ある区間を走行する列車の輪重・横圧の
連続的な変動及び特異値（最大値、最小値）の把握が可
能な地上側測定による鉄道車両の輪重・横圧を部分的に
測定するか、または連続測定する方法及びその装置を提
供するものである。
測定方法が多くの問題をかかえている現状を踏まえ、そ
れらの問題点を排除し、輪重や横圧のピーク値だけでな
く、枕木が存在する部分を含めて連続的に輪重・横圧の
測定が可能で、ある区間を走行する列車の輪重・横圧の
連続的な変動及び特異値（最大値、最小値）の把握が可
能な地上側測定による鉄道車両の輪重・横圧を部分的に
測定するか、または連続測定する方法及びその装置を提
供するものである。
【０００９】
（１） 前記目的を達成するため、本発明の鉄道車両の
輪重・横圧の測定方法は、ひずみ測定用センサを隣設す
る枕木間隔に近い距離でレール上の２ヵ所に貼着したセ
ンサ組の複数組を少なくとも車輪の１周分の長さにわた
って配設し、台車の輪重・横圧変動を車輪の１周分の長
さ以上にわたって測定することを特徴とする。
輪重・横圧の測定方法は、ひずみ測定用センサを隣設す
る枕木間隔に近い距離でレール上の２ヵ所に貼着したセ
ンサ組の複数組を少なくとも車輪の１周分の長さにわた
って配設し、台車の輪重・横圧変動を車輪の１周分の長
さ以上にわたって測定することを特徴とする。
【００１０】（２） 本発明の鉄道車両の輪重・横圧の
測定装置は、ひずみ測定用センサを隣設する枕木間隔に
近い距離でレール上の２ヵ所に貼着したセンサ組の複数
組を少なくとも車輪の１周分の長さ以上にわたって配設
したことを特徴とする。
測定装置は、ひずみ測定用センサを隣設する枕木間隔に
近い距離でレール上の２ヵ所に貼着したセンサ組の複数
組を少なくとも車輪の１周分の長さ以上にわたって配設
したことを特徴とする。
【００１１】（３） 本発明の鉄道車両の輪重・横圧の
連続測定方法は、ひずみ測定用センサを隣設する枕木間
隔に近い距離でレール上の２ヵ所に貼着したセンサ組
と、ひずみ測定用センサを１つの枕木を跨いでレール上
の２ヵ所に貼着したセンサ組とを交互に、かつ前後セン
サ組を一部重複させて車輪の１周分の長さ以上にわたっ
て測定することを特徴とする。
連続測定方法は、ひずみ測定用センサを隣設する枕木間
隔に近い距離でレール上の２ヵ所に貼着したセンサ組
と、ひずみ測定用センサを１つの枕木を跨いでレール上
の２ヵ所に貼着したセンサ組とを交互に、かつ前後セン
サ組を一部重複させて車輪の１周分の長さ以上にわたっ
て測定することを特徴とする。
【００１２】（４） 本発明の鉄道車両の輪重・横圧の
連続測定装置は、ひずみ測定用センサを隣設する枕木間
隔に近い距離でレール上の２ヵ所に貼着したセンサ組
と、ひずみ測定用センサを１つの枕木を跨いでレール上
の２ヵ所に貼着したセンサ組とを交互に、かつ前後セン
サ組を一部重複させて車輪の１周分の長さ以上にわたっ
て配設したことを特徴とする。
連続測定装置は、ひずみ測定用センサを隣設する枕木間
隔に近い距離でレール上の２ヵ所に貼着したセンサ組
と、ひずみ測定用センサを１つの枕木を跨いでレール上
の２ヵ所に貼着したセンサ組とを交互に、かつ前後セン
サ組を一部重複させて車輪の１周分の長さ以上にわたっ
て配設したことを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】隣設する枕木の間に貼りつけるひ
ずみ測定用センサ組を枕木間隔に近くなるまで離して貼
りつけることにより、レール上のそれらのひずみ測定用
センサに挟まれた領域では、車輪の位置に関わらず、輪
重または横圧に比例した一定の剪断ひずみが測定でき、
この領域内で輪重や横圧の変動があれば、それに比例し
たひずみ変化として検出できる。更に、２ヵ所１組の剪
断ひずみ測定用センサを、枕木を跨いで設置する場合
は、その反力の影響を受けて枕木間に設置したセンサ組
の波形よりも感度が低くなることが考えられるが、その
感度を補正して枕木間に設置したセンサ組の波形と接続
することにより、連続化した波形が得られる。また、枕
木上のレールで輪重変動が生じた場合もひずみ変化とし
て測定できる。したがって、隣設する枕木間隔内に設け
たセンサ組と枕木を跨いで設けたセンサ組とをレールに
沿って連続して貼りつければ、どんな長さの区間でも、
その区間で連続的に車輪の輪重や横圧を測定することが
できる。
ずみ測定用センサ組を枕木間隔に近くなるまで離して貼
りつけることにより、レール上のそれらのひずみ測定用
センサに挟まれた領域では、車輪の位置に関わらず、輪
重または横圧に比例した一定の剪断ひずみが測定でき、
この領域内で輪重や横圧の変動があれば、それに比例し
たひずみ変化として検出できる。更に、２ヵ所１組の剪
断ひずみ測定用センサを、枕木を跨いで設置する場合
は、その反力の影響を受けて枕木間に設置したセンサ組
の波形よりも感度が低くなることが考えられるが、その
感度を補正して枕木間に設置したセンサ組の波形と接続
することにより、連続化した波形が得られる。また、枕
木上のレールで輪重変動が生じた場合もひずみ変化とし
て測定できる。したがって、隣設する枕木間隔内に設け
たセンサ組と枕木を跨いで設けたセンサ組とをレールに
沿って連続して貼りつければ、どんな長さの区間でも、
その区間で連続的に車輪の輪重や横圧を測定することが
できる。
【００１４】前記ひずみ測定用センサの貼りつけ例を図
１（Ａ）（Ｂ）に示す。図１（Ａ）は、輪重測定用ひず
みセンサ組であり、隣設する枕木１、２間においてレー
ル３の剪断ひずみを測定するセンサ組Ｐ1を、点Ａ1とＡ
2に貼りつける。また、枕木を跨いだセンサ組Ｐ2を点Ｂ
1とＢ2に張り付ける。図では枕木間に貼りつけたセンサ
組Ｐ1と枕木を跨いだセンサ組Ｐ2の２組だけを示した
が、前記２種類のひずみセンサ組の複数を交互に配設す
ることにより、測定区間は任意に延長することができ
る。なお、図中の４は車輪を示す。また、図１（Ｂ）は
横圧測定用ひずみセンサ組であり、隣設する枕木１、２
間においてレール３の剪断ひずみを測定するセンサ組Ｑ
1を、点Ａ1とＡ2に貼りつける。また、枕木を跨いだセ
ンサ組Ｑ2を点Ｂ1とＢ2に張り付ける。
１（Ａ）（Ｂ）に示す。図１（Ａ）は、輪重測定用ひず
みセンサ組であり、隣設する枕木１、２間においてレー
ル３の剪断ひずみを測定するセンサ組Ｐ1を、点Ａ1とＡ
2に貼りつける。また、枕木を跨いだセンサ組Ｐ2を点Ｂ
1とＢ2に張り付ける。図では枕木間に貼りつけたセンサ
組Ｐ1と枕木を跨いだセンサ組Ｐ2の２組だけを示した
が、前記２種類のひずみセンサ組の複数を交互に配設す
ることにより、測定区間は任意に延長することができ
る。なお、図中の４は車輪を示す。また、図１（Ｂ）は
横圧測定用ひずみセンサ組であり、隣設する枕木１、２
間においてレール３の剪断ひずみを測定するセンサ組Ｑ
1を、点Ａ1とＡ2に貼りつける。また、枕木を跨いだセ
ンサ組Ｑ2を点Ｂ1とＢ2に張り付ける。
【００１５】前記センサ組Ｐ1とセンサ組Ｐ2及びセンサ
組Ｑ1とセンサ組Ｑ2は、それぞれブリッジ接続して動ひ
ずみ計に接続する。この動ひずみ計から出力されたデー
タをＡＤ変換して、波形処理用のデータとする。以後こ
のデジタルデータを用いて、波形処理をパーソナルコン
ピュータ上で行なう。本装置のブロック図を図２に示
す。
組Ｑ1とセンサ組Ｑ2は、それぞれブリッジ接続して動ひ
ずみ計に接続する。この動ひずみ計から出力されたデー
タをＡＤ変換して、波形処理用のデータとする。以後こ
のデジタルデータを用いて、波形処理をパーソナルコン
ピュータ上で行なう。本装置のブロック図を図２に示
す。
【００１６】センサ組Ｐ1とセンサ組Ｐ2及びセンサ組Ｑ
1とセンサ組Ｑ2の求めた波形は、それぞれを１つに接続
するため、センサ組Ｐ1とセンサ組Ｐ2及びセンサ組Ｑ1
とセンサ組Ｑ2のそれぞれの感度を合わせる必要があ
る。そのための較正係数は、輪重の場合は、ロードセル
を取り付けた油圧ジャッキによって保線作業用車両等を
反力として、レール面に下向きの力を加え、このときひ
ずみセンサに発生したひずみ量とロードセルで測定した
荷重との関係から求める。この際の荷重載荷点は、輪重
については、載荷位置による感度のばらつきが小さいた
め、Ａ1とＡ2の中間点及びＢ1とＢ2の中間点の各１箇所
でよい。
1とセンサ組Ｑ2の求めた波形は、それぞれを１つに接続
するため、センサ組Ｐ1とセンサ組Ｐ2及びセンサ組Ｑ1
とセンサ組Ｑ2のそれぞれの感度を合わせる必要があ
る。そのための較正係数は、輪重の場合は、ロードセル
を取り付けた油圧ジャッキによって保線作業用車両等を
反力として、レール面に下向きの力を加え、このときひ
ずみセンサに発生したひずみ量とロードセルで測定した
荷重との関係から求める。この際の荷重載荷点は、輪重
については、載荷位置による感度のばらつきが小さいた
め、Ａ1とＡ2の中間点及びＢ1とＢ2の中間点の各１箇所
でよい。
【００１７】各センサ組ごとに求めた較正係数を、測定
したい列車が通過する際の各センサ組のひずみ原波形に
掛けることによって、感度を合わせることができ、それ
らの波形を１つの軸上に描かせ、それらの波形の重なり
合う所で接続すれば、１本の連続した波形が得られる。
この様子を輪重について図３（Ａ）〜（Ｅ）に示す。す
なわち、（Ａ）はセンサ組Ｐ1で測定された枕木間の輪
重原波形Ｐ1、（Ｂ）はセンサ組Ｐ2で測定された枕木上
の輪重原波形Ｐ2、（Ｃ）は鉛直ひずみゲージによるト
リガー、（Ｄ）は輪重原波形Ｐ1とＰ2を重ねたときトリ
ガーの位置で波形が切断している状態を示す、（Ｅ）は
感度係数を掛けてＰ2の感度をＰ1の感度に合せ、１つに
連続化した波形である。
したい列車が通過する際の各センサ組のひずみ原波形に
掛けることによって、感度を合わせることができ、それ
らの波形を１つの軸上に描かせ、それらの波形の重なり
合う所で接続すれば、１本の連続した波形が得られる。
この様子を輪重について図３（Ａ）〜（Ｅ）に示す。す
なわち、（Ａ）はセンサ組Ｐ1で測定された枕木間の輪
重原波形Ｐ1、（Ｂ）はセンサ組Ｐ2で測定された枕木上
の輪重原波形Ｐ2、（Ｃ）は鉛直ひずみゲージによるト
リガー、（Ｄ）は輪重原波形Ｐ1とＰ2を重ねたときトリ
ガーの位置で波形が切断している状態を示す、（Ｅ）は
感度係数を掛けてＰ2の感度をＰ1の感度に合せ、１つに
連続化した波形である。
【００１８】なお、保線作業用車両等を徐行して通過さ
せたときの輪重波形を測定することにより、一定の輪重
を作用させ２つのセンサ組でそれぞれ発生するひずみか
らセンサの感度の比を求め、枕木上のセンサ組の出力波
形に掛け合わせることにより、各センサ組の感度を合わ
せることもできる。
せたときの輪重波形を測定することにより、一定の輪重
を作用させ２つのセンサ組でそれぞれ発生するひずみか
らセンサの感度の比を求め、枕木上のセンサ組の出力波
形に掛け合わせることにより、各センサ組の感度を合わ
せることもできる。
【００１９】横圧については、内軌側レールを反力とす
るなどして、油圧ジャッキで外軌側レールの頭部側面を
水平方向に載荷し、荷重とひずみ出力との関係を求め
る。載荷位置による横圧の感度のばらつきが見られるた
め、載荷点はＡ1とＡ2の間及びＢ1とＢ2の間でそれぞれ
５箇所程度以上で行なうことが望ましい。また、前記５
箇所程度以上に設けることができない場合は、測定列車
が通過する際に、１編成の各台車の先頭方向の輪軸によ
って発生した横圧を重ね書きして、それらの平均的な横
圧測定波形を求め、そのカーブが平たんになるように補
正する方法でも対処できる。
るなどして、油圧ジャッキで外軌側レールの頭部側面を
水平方向に載荷し、荷重とひずみ出力との関係を求め
る。載荷位置による横圧の感度のばらつきが見られるた
め、載荷点はＡ1とＡ2の間及びＢ1とＢ2の間でそれぞれ
５箇所程度以上で行なうことが望ましい。また、前記５
箇所程度以上に設けることができない場合は、測定列車
が通過する際に、１編成の各台車の先頭方向の輪軸によ
って発生した横圧を重ね書きして、それらの平均的な横
圧測定波形を求め、そのカーブが平たんになるように補
正する方法でも対処できる。
【００２０】１編成の列車が通過する際に測定された横
圧波形を、各輪軸の通過時刻をスライドさせ８軸分を重
ねて描いた波形を図４に示す。図中での波形の上下方向
のばらつきは、各台車で発生している横圧の違いを表し
ている。図４の各波形の平均をとり、平均値の最大値で
正規化し、最大値の１／２未満のデータは零とした上
で、横軸を距離ベースに変換したものを図５の実線Ｑ11
〜Ｑ14に示す。
圧波形を、各輪軸の通過時刻をスライドさせ８軸分を重
ねて描いた波形を図４に示す。図中での波形の上下方向
のばらつきは、各台車で発生している横圧の違いを表し
ている。図４の各波形の平均をとり、平均値の最大値で
正規化し、最大値の１／２未満のデータは零とした上
で、横軸を距離ベースに変換したものを図５の実線Ｑ11
〜Ｑ14に示す。
【００２１】前記実線Ｑ11〜Ｑ14を滑らかな曲線で近似
し、補正曲線として、この近似曲線の逆数を取り、これ
を横圧の原データに掛け合わせることにより、平たんな
感度で測定値を得ることが可能である。なお、荷重載荷
を各５箇所以上で行なった場合は、各載荷点において求
められた較正係数を包絡する滑らかな曲線を求め、補正
曲線としては、この近似曲線の逆数を取り、同様にして
測定値を得ることが可能である。
し、補正曲線として、この近似曲線の逆数を取り、これ
を横圧の原データに掛け合わせることにより、平たんな
感度で測定値を得ることが可能である。なお、荷重載荷
を各５箇所以上で行なった場合は、各載荷点において求
められた較正係数を包絡する滑らかな曲線を求め、補正
曲線としては、この近似曲線の逆数を取り、同様にして
測定値を得ることが可能である。
【００２２】
実施例１ 本発明の実施による測定装置を営業路線の曲線部に設置
して行なった実施例について説明する。その測定場所の
軌道諸元を表１に示す。
して行なった実施例について説明する。その測定場所の
軌道諸元を表１に示す。
【００２３】
【表１】
【００２４】地上側測定配置は、図６（Ａ）（Ｂ）に示
すように、曲線部外軌側のレールにひずみ測定用センサ
を貼りつけ、輪重・横圧それぞれ５組ブリッジを組み、
およそ１．８ｍの長さにわたって、連続的に測定できる
ようにした。輪重測定用のセンサ組は図６（Ａ）にＰ1
〜Ｐ5で、横圧測定用のセンサ組は図６（Ｂ）にＱ1〜Ｑ
5で示した。また、レール上の車輪の位置関係を知るた
めに、レールウェブに垂直方向に張り付けたひずみ測定
用センサＰm1〜Ｐm5を併設している。このセンサの直上
を車輪が通過したとき、ピークとなる山形の波形が得ら
れるので、そのピークをトリガーとして剪断ひずみ測定
用センサの波形合成時にも使用することができる。
すように、曲線部外軌側のレールにひずみ測定用センサ
を貼りつけ、輪重・横圧それぞれ５組ブリッジを組み、
およそ１．８ｍの長さにわたって、連続的に測定できる
ようにした。輪重測定用のセンサ組は図６（Ａ）にＰ1
〜Ｐ5で、横圧測定用のセンサ組は図６（Ｂ）にＱ1〜Ｑ
5で示した。また、レール上の車輪の位置関係を知るた
めに、レールウェブに垂直方向に張り付けたひずみ測定
用センサＰm1〜Ｐm5を併設している。このセンサの直上
を車輪が通過したとき、ピークとなる山形の波形が得ら
れるので、そのピークをトリガーとして剪断ひずみ測定
用センサの波形合成時にも使用することができる。
【００２５】測定に当たっては、先ず輪重については、
ロードセルを取り付けた油圧ジャッキによって保線作業
用車両を反力にして、レール面に下向きの力を加え、こ
のときセンサに発生したひずみ量とロードセルで測定し
た荷重との関係を求めた。また、横圧については、内軌
側レールを反力にして、油圧ジャッキで外軌側レールの
頭部側面を水平方向に載荷した。
ロードセルを取り付けた油圧ジャッキによって保線作業
用車両を反力にして、レール面に下向きの力を加え、こ
のときセンサに発生したひずみ量とロードセルで測定し
た荷重との関係を求めた。また、横圧については、内軌
側レールを反力にして、油圧ジャッキで外軌側レールの
頭部側面を水平方向に載荷した。
【００２６】次いで、保線作業車を徐行で通過させ輪重
を測定した。そして、４両編成の試験電車の通過時に測
定を行い、輪重・横圧の生データを得た。データは、サ
ンプリング周波数５ｋＨｚ（徐行走行時は５００Ｈｚ）
でＡＤ変換して、波形処理用のデータとする。以後、こ
のデジタルデータを用いて波形処理をコンピュータ部で
行なった。
を測定した。そして、４両編成の試験電車の通過時に測
定を行い、輪重・横圧の生データを得た。データは、サ
ンプリング周波数５ｋＨｚ（徐行走行時は５００Ｈｚ）
でＡＤ変換して、波形処理用のデータとする。以後、こ
のデジタルデータを用いて波形処理をコンピュータ部で
行なった。
【００２７】図７（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）は、保線作業用車
両の走行時に得られた輪重測定波形の中から１輪が通過
する部分のみを取り出して表したものである。図７
（Ａ）のＰ1、Ｐ3、Ｐ5は、枕木間に設けたセンサ組に
より求めた輪重波形、図７（Ｂ）のＰ2、Ｐ4は、枕木を
跨いだセンサ組により求めた輪重波形である。図７
（Ｃ）は、前記Ｐ1〜Ｐ5の５本の波形感度を合わせた波
形である。この波形から、枕木間のもの及び枕木を跨い
だものに関わらず、ほぼ連続的に輪重測定波形が得られ
ることがわかる。
両の走行時に得られた輪重測定波形の中から１輪が通過
する部分のみを取り出して表したものである。図７
（Ａ）のＰ1、Ｐ3、Ｐ5は、枕木間に設けたセンサ組に
より求めた輪重波形、図７（Ｂ）のＰ2、Ｐ4は、枕木を
跨いだセンサ組により求めた輪重波形である。図７
（Ｃ）は、前記Ｐ1〜Ｐ5の５本の波形感度を合わせた波
形である。この波形から、枕木間のもの及び枕木を跨い
だものに関わらず、ほぼ連続的に輪重測定波形が得られ
ることがわかる。
【００２８】横圧については、前記図４、図５に従って
平均的な感度曲線を求め、それらを滑らかな曲線で近似
した。三角関数、指数関数、楕円等の種々の当てはめ曲
線を試みた結果、近似誤差の二乗平均値が最も小さかっ
た当てはめ曲線は、Ｙ＝Ａ＋ＢＸ＋ＣＸ2＋ＤＸ3＋ＥＸ
4 （Ａ〜Ｅは定数）の形式の４次多項式であった。補
正曲線としては、上記多項式で近似されたＱ1〜Ｑ5の逆
数をとった。これを図８に示す。この図からわかるよう
に、Ｑ1とＱ2、Ｑ2とＱ3、Ｑ3とＱ4、Ｑ4とＱ5の間でそ
れぞれ重複している区間があるため、連続的に横圧を測
定することが可能である。
平均的な感度曲線を求め、それらを滑らかな曲線で近似
した。三角関数、指数関数、楕円等の種々の当てはめ曲
線を試みた結果、近似誤差の二乗平均値が最も小さかっ
た当てはめ曲線は、Ｙ＝Ａ＋ＢＸ＋ＣＸ2＋ＤＸ3＋ＥＸ
4 （Ａ〜Ｅは定数）の形式の４次多項式であった。補
正曲線としては、上記多項式で近似されたＱ1〜Ｑ5の逆
数をとった。これを図８に示す。この図からわかるよう
に、Ｑ1とＱ2、Ｑ2とＱ3、Ｑ3とＱ4、Ｑ4とＱ5の間でそ
れぞれ重複している区間があるため、連続的に横圧を測
定することが可能である。
【００２９】データ処理をした結果を図９（Ａ）（Ｂ）
に示す。図９（Ａ）の輪重、図９（Ｂ）の横圧共に連続
しており、したがって脱線係数（横圧／輪重）も連続的
値が得られることがわかる。また、輪重変動が観測され
た例を図１０に示す。この図は車輪フラットが通過する
際の波形を示す。
に示す。図９（Ａ）の輪重、図９（Ｂ）の横圧共に連続
しており、したがって脱線係数（横圧／輪重）も連続的
値が得られることがわかる。また、輪重変動が観測され
た例を図１０に示す。この図は車輪フラットが通過する
際の波形を示す。
【００３０】
【発明の効果】本発明によれば、測定区間において枕木
間の場合、枕木を跨いだ場合に関わらず、ほぼ連続的に
輪重、横圧を測定できるから、ある区間を走行する列車
の輪重・横圧の連続的な変動及び特異値（最大値、最小
値）を得ることができ、列車の走行安全性の評価に用い
ることができるとともに、車輪フラットなどの車両側の
異常を検出することができる。
間の場合、枕木を跨いだ場合に関わらず、ほぼ連続的に
輪重、横圧を測定できるから、ある区間を走行する列車
の輪重・横圧の連続的な変動及び特異値（最大値、最小
値）を得ることができ、列車の走行安全性の評価に用い
ることができるとともに、車輪フラットなどの車両側の
異常を検出することができる。
【図１】本発明のひずみ測定用センサの貼りつけを基本
的に示す説明図で、（Ａ）は輪重測定用センサ組、
（Ｂ）は横圧測定用センサ組である。
的に示す説明図で、（Ａ）は輪重測定用センサ組、
（Ｂ）は横圧測定用センサ組である。
【図２】本発明の輪重・横圧連続測定方法を示すブロッ
ク図である。
ク図である。
【図３】本発明の実施による波形処理方法を輪重測定波
形を例にとって説明するグラフで、（Ａ）は枕木間の輪
重原波形Ｐ1、（Ｂ）は枕木上の輪重原波形Ｐ2、（Ｃ）
は鉛直ひずみゲージによるトリガー、（Ｄ）は輪重原波
形Ｐ1と輪重原波形Ｐ2を重ねたときトリガーの位置で波
形が切断している状態を示す、（Ｅ）は輪重原波形Ｐ2
の感度を輪重原波形Ｐ1に合うように調整した状態を示
す。
形を例にとって説明するグラフで、（Ａ）は枕木間の輪
重原波形Ｐ1、（Ｂ）は枕木上の輪重原波形Ｐ2、（Ｃ）
は鉛直ひずみゲージによるトリガー、（Ｄ）は輪重原波
形Ｐ1と輪重原波形Ｐ2を重ねたときトリガーの位置で波
形が切断している状態を示す、（Ｅ）は輪重原波形Ｐ2
の感度を輪重原波形Ｐ1に合うように調整した状態を示
す。
【図４】本発明の実施による横圧について波形処理方法
を説明するため、各台車の先頭軸の横圧を重ね書きした
グラフで、（Ａ）は枕木上の横圧波形Ｑ4、（Ｂ）は枕
木間の横圧波形Ｑ3である。
を説明するため、各台車の先頭軸の横圧を重ね書きした
グラフで、（Ａ）は枕木上の横圧波形Ｑ4、（Ｂ）は枕
木間の横圧波形Ｑ3である。
【図５】（Ａ）〜（Ｄ）は図４の重ね書きした横圧の平
均化した波形を示すグラフである。
均化した波形を示すグラフである。
【図６】本発明の実施例における測定用センサの配置を
示す説明図で、（Ａ）は輪重測定用センサ組、（Ｂ）は
横圧測定用センサ組である。
示す説明図で、（Ａ）は輪重測定用センサ組、（Ｂ）は
横圧測定用センサ組である。
【図７】図６（Ａ）のセンサ配置により測定した輪重波
形を連続化した例の説明図で、（Ａ）は枕木間の輪重原
波形Ｐ1、Ｐ3、Ｐ5、（Ｂ）は枕木上の輪重原波形Ｐ2、
Ｐ4、（Ｃ）は一定輪重作用下の基準連続化波形である。
形を連続化した例の説明図で、（Ａ）は枕木間の輪重原
波形Ｐ1、Ｐ3、Ｐ5、（Ｂ）は枕木上の輪重原波形Ｐ2、
Ｐ4、（Ｃ）は一定輪重作用下の基準連続化波形である。
【図８】本発明の実施例として横圧感度を補正するため
に求めた補正曲線を示すグラフである。
に求めた補正曲線を示すグラフである。
【図９】本発明の実施により連続化した波形を示すグラ
フで、（Ａ）は輪重、（Ｂ）は横圧である。
フで、（Ａ）は輪重、（Ｂ）は横圧である。
【図１０】車輪フラット通過時の輪重測定波形を示すグ
ラフである。
ラフである。
１、２ 枕木 ３ レール ４ 車輪 Ｐ1〜Ｐ5 輪重測定用センサ組（また輪重波形を示す場
合もある） Ｑ1〜Ｑ5 横圧測定用センサ組（また横圧波形を示す場
合もある） Ｐm1〜Ｐm5 鉛直ひずみセンサ
合もある） Ｑ1〜Ｑ5 横圧測定用センサ組（また横圧波形を示す場
合もある） Ｐm1〜Ｐm5 鉛直ひずみセンサ
フロントページの続き (72)発明者 鳥居 修 大阪府大阪市此花区島屋５丁目１番109 号 住友金属工業株式会社関西製造所製 鋼品事業所内 (72)発明者 宮内 栄二 大阪府大阪市此花区島屋５丁目１番109 号 住友金属テクノロジー株式会社内 (72)発明者 谷本 益久 大阪府大阪市此花区島屋５丁目１番109 号 住友金属テクノロジー株式会社内 審査官 森 雅之 (56)参考文献 特開 平２−226018（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−19515（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−53568（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01G 19/04 E01B 35/00 G01L 5/20
Claims (4)
- 【請求項１】 ひずみ測定用センサを隣設する枕木間隔
に近い距離でレール上の２ヵ所に貼着したセンサ組の複
数組を、少なくとも車輪の１周分の長さ以上にわたって
配設し、台車の輪重・横圧変動を車輪の１周分の長さ以
上にわたって測定することを特徴とする地上側測定によ
る鉄道車両の輪重・横圧の測定方法。 - 【請求項２】 ひずみ測定用センサを隣設する枕木間隔
に近い距離でレール上の２ヵ所に貼着したセンサ組の複
数組を、少なくとも車輪の１周分の長さ以上にわたって
配設したことを特徴とする地上側測定による鉄道車両の
輪重・横圧の測定装置。 - 【請求項３】 ひずみ測定用センサを隣設する枕木間隔
に近い距離でレール上の２ヵ所に貼着したセンサ組と、
ひずみ測定用センサを１つの枕木をまたいでレール上の
２ヵ所に貼着したセンサ組とを交互に、かつ前後センサ
組を一部重複させて車輪の１周分の長さ以上にわたって
配設し、台車の輪重・横圧変動を車輪の１周分の長さ以
上にわたって測定することを特徴とする鉄道車両の輪重
・横圧の連続測定方法。 - 【請求項４】 ひずみ測定用センサを隣設する枕木間隔
に近い距離でレール上の２ヵ所に貼着したセンサ組と、
ひずみ測定用センサを１つの枕木をまたいでレール上の
２ヵ所に貼着したセンサ組とを交互に、かつ前後センサ
組を一部重複させて車輪の１周分の長さ以上にわたって
配設したことを特徴とする鉄道車両の輪重・横圧の連続
測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35710196A JP3151160B2 (ja) | 1996-12-25 | 1996-12-25 | 地上側測定による鉄道車両の輪重・横圧の連続測定方法及びその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35710196A JP3151160B2 (ja) | 1996-12-25 | 1996-12-25 | 地上側測定による鉄道車両の輪重・横圧の連続測定方法及びその装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10185666A JPH10185666A (ja) | 1998-07-14 |
| JP3151160B2 true JP3151160B2 (ja) | 2001-04-03 |
Family
ID=18452388
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP35710196A Expired - Fee Related JP3151160B2 (ja) | 1996-12-25 | 1996-12-25 | 地上側測定による鉄道車両の輪重・横圧の連続測定方法及びその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3151160B2 (ja) |
Families Citing this family (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JP4772985B2 (ja) * | 2001-06-04 | 2011-09-14 | 大和製衡株式会社 | ロードセル及び荷重検出計 |
| AT500769B1 (de) * | 2003-10-02 | 2007-02-15 | Oebb Infrastruktur Bau Ag | Verfahren zur erfassung von kräften von elastischen verformungen zumindest einer schiene und eines oberbaues |
| AT502214B1 (de) * | 2005-07-18 | 2008-12-15 | Hottinger Messtechnik Baldwin | Verfahren und vorrichtung zur erfassung der entgleisungsgefahr von schienenfahrzeugen |
| JP4692517B2 (ja) * | 2007-06-01 | 2011-06-01 | 住友金属工業株式会社 | 鉄道車両用脱線防止ガードの敷設位置診断方法 |
| JP2007302250A (ja) * | 2007-08-24 | 2007-11-22 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 車両の走行状態監視方法及び装置 |
| CN104260753B (zh) * | 2014-09-30 | 2018-05-08 | 中铁科学技术开发公司 | 轮轨力综合测试传感器及轨道扣件 |
| US10745037B2 (en) * | 2015-04-28 | 2020-08-18 | China Academy Of Railway Sciences | Fully continuous ground measurement method and system for wheel rail vertical force |
| CN105170930A (zh) * | 2015-08-27 | 2015-12-23 | 北京中远通科技有限公司 | 一种在线称重辊道 |
| CN105651441B (zh) * | 2015-12-30 | 2018-09-07 | 中国神华能源股份有限公司 | 轨枕支反力测试方法 |
| JP6663267B2 (ja) * | 2016-03-28 | 2020-03-11 | 日本製鉄株式会社 | 鉄道車両の車輪とレール間の縦クリープ力測定方法及び装置 |
| CN111655564B (zh) * | 2018-01-26 | 2023-01-17 | 日本制铁株式会社 | 脱轨系数的推断方法以及装置 |
| JP2019215267A (ja) * | 2018-06-13 | 2019-12-19 | 宮地エンジニアリング株式会社 | 梁構造物の支点反力算定方法、梁構造物の支点反力管理システム |
| JP7116007B2 (ja) * | 2019-05-13 | 2022-08-09 | 公益財団法人鉄道総合技術研究所 | 軌道変位予測方法及び軌道変位予測システム |
| JP7361631B2 (ja) * | 2020-02-21 | 2023-10-16 | 日本製鉄株式会社 | 鉄道車両の車輪とレールとの接触位置測定方法及びこれを用いた鉄道車両の横圧測定方法 |
-
1996
- 1996-12-25 JP JP35710196A patent/JP3151160B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH10185666A (ja) | 1998-07-14 |
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