JPH0140162B2

JPH0140162B2 -

Info

Publication number: JPH0140162B2
Application number: JP178682A
Authority: JP
Inventors: Masateru Nagakura
Original assignee: Shibaura Engineering Works Co Ltd
Current assignee: Shibaura Mechatronics Corp
Priority date: 1982-01-11
Filing date: 1982-01-11
Publication date: 1989-08-25
Also published as: JPS58120901A

Description

【発明の詳細な説明】この発明は、軌道上を走行可能なマルチプルタ
イタンパに用いられ、軌道の高低水準整正作業を
行なう場合に、軌道の緩和曲線部のカント量を修
正する緩和曲線修正制御装置に関するものであ
る。

左右軌道の高低差を水準器によつて検出し、左
右軌道の高低差を整正するマルチプルタイタンパ
が従来よりある。

第１図はその原理図であり、符号１は軌道のレ
ール、２は前基準部、３は高低検出部、４は後基
準部であり、これらは互いに所定間隔を保つて走
行する。前基準部２は例えば光源で、また後基準
部４は受光器でそれぞれ構成でき、この場合には
両基準部２，４を結ぶ光線が基準線５となる。高
低検出部３は例えばスリツトで構成され、このス
リツトを光線が通ることからこれら基準部２，
４、高低検出部３が基準線５上に位置することを
検出する。６はタンピング装置、７はこう上装置
であり、高低検出部３が基準線より下方に偏位し
ている時には、こう上装置７により軌道を持上げ
同時にタンピング装置６により枕木下部をつき固
める。なお高低検出部３の高さは例えば油圧機構
により上下動可能となつている。このため高低検
出部３を基準線５より下方に設定すれば軌道１は
この検出部３が基準線５上にくるように持ち上げ
られ修正される。

なお第１図の装置は左右軌道に対応して左右一
対設けられている。

８は振子などからなる水準検出器であり、左右
のレール１の高低差を検出する。

第２図は緩和曲線とカント量ｃとの関係を示す
図であり、ｃ，ｄ，ｅはそれぞれ直線、緩和曲線
および円曲線の範囲を示す。円曲線ｅ内ではカン
ト量ｃは一定で、緩和曲線ｄではカント量は零か
らｃまで次第に増加または減少する。すなわち水
準検出器８は、緩和曲線ｄ入口Ｂからの走行距離
ｘに対する左右レールの高低差（カント量）を内
側レールを基準として検出する一方、前記こう上
装置７およびタンピング装置６は、外側レールを
第２図に示すカント量ｃだけ持上げる。この緩和
曲線ｄ内での水準検出部８の走行距離ｘに対する
カント量ｃの関係を緩和曲線関数ｙ（ｘ）とする。
この緩和曲線関数ｙ（ｘ）としては種々の関数が
提案され、また直線から円曲線へつなぐカント量
逓増の場合と反対に円曲線から直線へつなぐカン
ト量逓減の場合とがある。例えば第２図実線で示
すような直線逓増の場合は、Ｌを緩和曲線長とし
て、次のようになる。

ｙ（ｘ）＝ｘ・ｃ／Ｌ …(1) また直線逓減の場合はｙ（ｘ）＝（１−ｘ／Ｌ）ｃ …(2) となる。また第２図破線で示すようなサイン逓増
の場合はｙ(x)＝(1-cos x/Lπ)ｃ／２ …(3) サイン逓減の場合はｙ(x)＝｛１−(1-cos x/Lπ)／２｝ｃ …(4) となる。さらに二次放物線逓増の場合はｙ（ｘ）＝（2x／Ｌ）²c／２ …(5) 二次放物線逓減の場合はｙ（ｘ）＝｛１−（2x／Ｌ）²／２｝ｃ …(6) となる。

しかしながら従来装置では、例えば直線逓増・
逓減の場合は走行距離に対するカント量の逓増・
減倍率を１、２、３…と整数倍に設定するように
作られていたため、緩和曲線ｄの入口Ｂと出口Ｄ
で直線または円曲線と滑らかにつなげるために必
要な逓増・減倍率が小数を含む時には、その設定
ができなかつた。そのため緩和曲線長Ｌの途中で
この倍率を切換える必要が生じ、操作が面倒であ
つた。またこの逓増・減倍率を求めるためには計
算図表を用いたり頻繁に計算を繰り返えす必要が
あり、作業能率も悪かつた。さらに直線逓増・減
以外の場合は計算図表、計算も一層複雑で、同様
に能率が悪かつた。

また実際の作業においては、マルチプルタイタ
ンパは前進ばかりでなく位置合わせや再修正のた
めに時々後退する必要が生じる。従来装置では車
輪回転に応じて出力される走行パルスを積算して
走行距離を求め、後進時にはこの後進開始位置へ
もどるまで走行パルスの発生を停止させるように
していたため、その作業が面倒で、しかもこの走
行距離の積算が不正確になり易かつた。このため
軌道の整正精度が低下するという不都合もあつ
た。

さらにまた従来装置は直線逓増・減、サイン逓
増・減等修正カント量の算出方法に対応して専用
の制御装置が必要で、この算出方法を変更する場
合は装置も変更する必要があつた。

この発明はこのような不都合に鑑みなされたも
ので、作業能率および整正精度を著しく向上させ
ることができると共に、複数の緩和曲線関数を任
意に選択できる緩和曲線修正制御装置を提供する
ことを第１の目的とする。

この発明はこの目的を達成するため、左右軌道
の高低差を水準検出器によつて検出し、左右軌道
の高低差を整正するマルチプルタイタンパにおい
て、車輪の正逆転を検出して走行距離に比例した
デジタル信号を出力する距離検出器と、複数の緩
和曲線関数をそれぞれ演算する複数の演算プログ
ラムを記憶するメモリと、いずれかの緩和曲線関
数を選択する選択スイツチと、円曲線の定カント
量を設定するカント設定器と、緩和曲線長設定器
と、距離換算係数設定器と、デジタル演算装置と
を備え、前記デジタル演算装置は前記各設定器の
設定値と前記距離検出器の出力に基づき前記選択
スイツチにより選択された演算プログラムに従つ
て所定の演算を行ない、前記検出部の高さを決め
る修正カント量信号を出力するように構成したも
のである。

一方、２つの円曲線が連続する複心曲線の場合
には、これらの２つの円曲線間にも緩和曲線が必
要で、作業は一層複雑になる。このため従来装置
では作業能率、精度共に一層低下するという問題
がある。

この発明はこのような複心曲線の場合でも、作
業能率および精度を著しく高めることができる緩
和曲線修正制御装置を提供することを第２の目的
とする。

この発明はこのため、手動修正カント量を設定
する第２カント設定器を追加し、第２カント設定
器を除く各設定器の設定値と距離検出器の出力と
に基づいて選択スイツチで選択された演算プログ
ラムに従つてデジタル演算装置において所定の演
算を行ない、この演算結果と前記手動修正カント
量との和から修正カント量信号を算出し出力する
ように構成したものである。

また実際の作業においては、種々の条件から手
動によつて検出器３の高さを計算図表や計算によ
り決めてそのカント量を入力する必要が生じる。
この発明はこのように手動によつて修正カント量
も設定することが可能な緩和曲線修正制御装置を
提供することを第３の目的とする。

この発明はこの目的達成のため、メモリにはさ
らに手動修正用プログラムも記憶する一方、選択
スイツチはこの手動修正用プログラムの選択も可
能にし、手動修正の場合には演算装置は前記手動
修正用プログラムに基づいて第２カント設定器に
より設定される手動修正カント量を修正カント量
として出力するように構成したものである。

以下図示する実施例に基づき、この発明を詳細
に説明する。

第３図はこの発明の一実施例を示す全体図、第
４図はそのフローチヤートである。第３図におい
て符号１０は車輪、１２，１２ａ，１２ｂは回転
検出器であり、この回転検出器１２は位相が異な
る２つの走行パルスp₁，p₂を、車輪１０の回転に
応じて出力する。１４は正逆転判別器であり、車
輪１０の正転時に一方の走行パルスp₁を出力し、
逆転時にはこの走行パルスp₁と共に逆転信号Ｒを
出力する。１６はゲート回路、１８は加減算カウ
ンタであり、ゲート回路１６は停止信号SPによ
つてカウンタ１８へ入力されるパルスp₁および逆
転信号Ｒを制御する。すなわち停止信号SPが論
理０の時はp₁，Ｒを阻止し、論理１の時にはp₁，
Ｒをカウンタ１８へ供給する。カウンタ１８はパ
ルスp₁の積算値をデジタル信号Ｎとして出力す
る。なお２０はカウンタ１８のリセツトボタンで
ある。これら回転検出器１２、正逆転判別器１
４、ゲート回路１６、カウンタ１８、リセツトボ
タン２０により距離検出器２２が形成され、車輪
の正逆転を判別して走行距離に比例したデジタル
信号Ｎを出力することになる。

２４は緩和曲線長設定器で、修正する軌道の緩
和曲線長Ｌを設定する。２６は距離換算係数ｋを
設定する設定器で、この係数ｋは走行パルスp₁の
間隔に対応する車輪１０の転動距離を決めるもの
である。従つて走行距離ｘはｘ＝ｋ・Ｎ …(7) により算出できる。２８はカウント設定器で円曲
線ｅ（第２図）の定カント量ｃを設定する。３０
は第２カント量設定器で手動により修正カント量
c_Hを設定する。

３２はデジタル演算装置、３４はメモリであ
り、メモリ３４は前記各種の緩和曲線関数(1)、
(2)、(3)、(4)の演算プログラムおよび手動修正用プ
ログラムを記憶する。

３６は選択スイツチであり、手動修正の場合に
はs₀を、前記(1)〜(4)式に対応する方法で自動修正
を行なう場合にはs₁〜s₄をそれぞれ選択する。s₁
〜s₄のいずれかが選択された時には、対応する信
号s₁〜s₄が論理０から論理１に変化する。

３８は修正終了検出部であり、緩和曲線ｄの全
範囲の軌道整正が終了した時論理１の停止信号
SPを出力し、この信号SPは前記ゲート回路１６
へ送られる。４０は修正終了を表示するランプで
ある。

次に第４図に基づいてこの実施例の動作を説明
する。先づステツプ１００は、前記選択スイツチ
３６の出力s₁〜s₄の全てが論理０であればスイツ
チ３６は手動修正s₀を選択しているものと判断
し、またs₁〜s₄のいずれか１つが論理１であれば
自動修正と判断する。

自動修正の時は設定器２４〜３０から設定値
Ｌ，ｋ，ｃ，c_Hを演算装置３２に読込む（ステツ
プ１０２）。単心曲線の場合、および複心曲線の
第１の円曲線に至るまでの修正の場合は、第２カ
ウント設定器３０は手動用カント量c_Hを零に設定
する。またカント設定器２８には円曲線ｅのカン
ト量ｃを設定しておく。

演算装置３２は選択スイツチ３６が出力する信
号s₁〜s₄から前記(1)〜(4)式のうちどの演算が選択
されているか判別する（ステツプ１０４〜１０
８）。すなわちs₁＝１であれば直線逓増の(1)式を、
s₁＝１であれば直線逓減の(2)式を、以下同様にs₃
＝１では(3)式を、s₄＝１であれば(4)式をそれぞれ
選択する。s₁＝１であれば前記(7)式から走行距離
ｘを算出し（ステツプ１１０）、(1)式の演算によ
り、走行距離ｘにおけるカント量y₁を算出する
（ステツプ１１２）。演算装置３２は次に修正カン
ト量y₂を y₂＝y₁＋c_H より算出する（ステツプ１１４）。また演算装置
３２は設定カント量c_nを c_n＝ｃ＋c_H より算出する（ステツプ１１６）。なお単心曲線
の場合や複心曲線の第１の円曲線の場合にはc_H＝
０に設定されているので、修正カント量y₂は(1)式
の演算結果y₁を、設定カント量c_nは円曲線のカン
ト量ｃ＝c_E1に等しい。s₁＝１の時は直線逓増で
あるから緩和曲線の出口Ｅでのカント量y₁（Ｌ）
は円曲線のカント量ｃ（＝c_E1）に等しい。演算装
置３２はy₁（ｘ）がｃ（＝c_E1）に等しくなるまで
内蔵するクロツクで設定された所定周期毎に修正
カント量y₂、設定カント量c_nを出力し（ステツプ
１１８）、y₁＝ｃ（＝c_E1）となつた時にz₁端子にz₁
＝１を出力する（ステツプ１２０）。

直線逓減の場合（s₂＝１）は前記ステツプ１１
２の(1)式に代えてステツプ１１２ａにおいて(2)式
の演算を行なう。この場合は緩和曲線ｄから直線
ｃに入るのでカント量y₁（ｘ）が０となつたこと
から緩和曲線ｄの出口Ｅを判別し（ステツプ１１
８ａ）、その時z₂端子にz₂＝１を出力する（ステ
ツプ１２０ａ）。

以下同様にサイン逓増（s₃＝１）、サイン逓減
（s₄＝１）の場合はそれぞれステツプ１１２の代
わりに(3)、(4)式の演算を行ない（ステツプ１１２
ｂ，１１２ｃ）、緩和曲線出口をステツプ１１８，
１１８ａと同様にステツプ１１ｂ，１１８ｃで判
別し、それぞれz₁＝１、z₂＝１を出力する（ステ
ツプ１２０ｂ，１２ｃ）。すなわちz₁は逓増終了
時に０から１へ、z₂は逓減終了時に０から１へ変
化する。

複心曲線の場合は、第１の円曲線の出口すなわ
ち２つの円曲線間の緩和曲線への入口において、
カント設定器２８の設定値を第１の円曲線のカン
ト量c_E1から第２の円曲線のカント値c_E2に変更す
る一方、第２カント設定器３０には第１の円曲線
のカント量c_E1を設定する。この結果修正カント
量y₁はステツプ１１４で２つの設定値c_E1，c_E2の
和として求められる。なおこの時カウンタ１８を
リセツトボタン２０により零復帰させる。

一方ステツプ１００でs₁〜s₄が全て１であるこ
とから手動修正と判別されれば、演算装置３２は
メモリ３４から手動修正用プログラムを読込み、
このプログラムによつて先づ第２カント設定器３
０に設定された手動修正カント量c_Hを読込む。そ
して演算装置３２はこの手動修正カント量c_Hを修
正カント量y₂として出力する。

以上のように演算装置３２は修正カント量y₂、
設定カント量c_nおよび信号z₁，z₂を出力する。修
正カント量y₂は表示器４２に表示される一方、前
記検出器３の高さを制御する高さ制御装置４４へ
送られる。この高さ制御装置４４は例えば油圧機
構によつて構成され、修正カント量y₂に対応する
高さに外側レールの検出部３の高さを移動させ
る。前記第１図のタンピング装置６は枕木下方の
じやりをつきかためる一方、こう上装置７は検出
部３が基準線５上に来るように外側レールを上下
動させ、外側レールのカント量を修正カント量y₂
にする。また設定カント量c_nは表示器４６に表示
される。

また修正終了検出部３８は、s₁〜s₄の１つが１
となる自動修正の場合に、信号z₁，z₂に基づいて
修正終了を判別する。すなわちs₁，s₂のいづれか
が１となる逓増時には、その論理１の信号がオア
回路４８ａを介してゲート回路５０ａに、また
s₂，s₄のいずれかが１となる逓減時には、その論
理１の信号がオア回路４８ｂを介してゲート回路
５０ｂに送られる。ゲート回路５０ａ，５０ｂは
それぞれ演算装置３２が出力するz₁，z₂が論理１
の時に開かれオア回路４８ａ，４８ｂの出力をオ
ア回路５２へ導く。従つて自動修正時にz₁または
z₂が論理１になるとオア回路５２は論理１を出力
し、この出力によつて自動修正終了ランプ４０が
点灯される。またこのオア回路５２の出力は、イ
ンバータ５４によつて反転されて停止信号SPと
なる。この停止信号SPによつて、前記ゲート回
路１６はパルスp₁と逆転信号Ｒのカウンタ１８へ
の入力を遮断して、１つの緩和曲線のカント修正
作業が終了する。

この実施例では直線逓増・減とサイン逓増・減
の４つの演算プログラムをメモリ３４に記憶し、
そのいずれかを選択可能としたが、前記(5)、(6)式
の二次放物線逓増・減の演算プログラムをメモリ
に記憶し、これらも選択可能とすることもできる
ことは勿論である。

またこの実施例では第２カント設定器３０を設
けたので複心曲線の場合にも適用でき、さらにメ
モリ３４には手動修正用プログラム（ステツプ１
２２，１２４）をも記憶させたので手動修正も可
能となるが、これら第２カント設定器３０および
手動修正用プログラムを省いても本発明の所期の
目的は達成可能なことは明らかである。

この発明は以上のようにメモリに予め各種の緩
和曲線関数に対応する演算プログラムを記憶し、
選択スイツチにより選択された演算プログラムに
従つて修正カント値を算出するように構成したの
で、計算図表を用いたり計算によりカント量の逓
増・減倍率を求めることなく、走行距離に対応す
る修正カント量を求めることができ、軌道整正作
業の能率が著しく向上する。また複数の緩和曲線
関数を任意に選択できるので、軌道修正に最適な
緩和曲線関数を種々の条件に応じて自由に変更で
き、各緩和曲線関数に専用の制御装置を複数種用
意する必要がなくなり、小型化にも適する。され
に走行距離は車輪の正逆転も判別するので、後進
時にその後進開始位置を記録したり走行パルスの
発生を停止させるなどの作業が不要で、正味の走
行距離を正確に積算でき、軌道整正精度が一層向
上する。またデジタル演算装置を用いているので
仕様の変更に対する適応性に優れ、ソフトウエア
の変更のみで対処できる。

また手動修正カント量c_Hを設定する第２カント
設定器を設け、演算装置は緩和曲線関数の演算結
果y₁とこの手動修正カント量c_Hとの和を修正カン
ト量y₂として出力するように構成すれば、複心曲
線の場合でも容易に能率良く軌道整正作業を進め
ることができる。

さらにまたメモリには手動修正用プログラムを
記憶させ、選択スイツチは手動修正も選択できる
ようにすれば、作業条件に応じて手動修正も行な
うことができ、装置の汎用性は一層高まる。

【図面の簡単な説明】

第１図はマルチプルタイタンパの原理図、第２
図は緩和曲線とカント量の関係を示す図、第３図
はこの発明の一実施例の全体図、第４図はその動
作のフローチヤートである。１…軌道、２…前基準部、３…検出部、４…後
基準部、５…基準線、１０…車輪、２２…距離検
出器、２４…緩和曲線長設定器、２６…距離換算
係数設定器、２８…カント設定器、３０…第２カ
ント設定器、３２…デジタル演算装置、３４…メ
モリ、３６…選択スイツチ、ｃ…定カント量、c_H
…手動修正カント量、y₂…修正カント量、Ｌ…緩
和曲線長。

Claims

【特許請求の範囲】１左右軌道の高低差を水準検出器によつて検出
し、左右軌道の高低差を整正するマルチプルタイ
タンパにおいて、車輪の正逆転を検出して走行距
離に比例したデジタル信号を出力する距離検出器
と、複数の緩和曲線関数をそれぞれ演算する複数
の演算プログラムを記憶するメモリと、いずれか
の緩和曲線関数を選択する選択スイツチと、円曲
線の定カント量を設定するカント設定器と、緩和
曲線長設定器と、距離換算係数設定器と、デジタ
ル演算装置とを備え、前記デジタル演算装置は前
記各設定器の設定値と前記距離検出器の出力に基
づき前記選択スイツチにより選択された演算プロ
グラムに従つて所定の演算を行ない、前記左右軌
道の高低差を決める修正カント量を出力すること
を特徴とするマルチプルタイタンパの緩和曲線修
正制御装置。２距離検出器は車輪の回転に同期して異なる位
相の２つの走行パルスを出力する回転検出器と、
２つの走行パルスの位相差に基づいて車輪の正逆
転を判別する正逆転判別器と、車輪の正転時には
いずれかの前記走行パルスを加算し逆転時には減
算する加減算カウンタとを備える特許請求の範囲
第１項記載のマルチプルタイタンパの緩和曲線修
正制御装置。３左右軌道の高低差を水準検出器によつて検出
し、左右軌道の高低差を整正するマルチプルタイ
タンパにおいて、車輪の正逆転を検出して走行距
離に比例したデジタル信号を出力する距離検出器
と、複数の緩和曲線関数をそれぞれ演算する複数
の演算プログラムを記憶するメモリと、いずれか
の緩和曲線関数を選択する選択スイツチと、円曲
線の定カント量を設定するカント設定器と、手動
修正カント量を設定する第２カント設定器と、緩
和曲線長設定器と、距離換算係数設定器と、デジ
タル演算装置とを備え、前記デジタル演算装置は
前記第２カント設定器を除く各設定器の設定値と
前記距離検出器の出力に基づき前記選択スイツチ
により選択された演算プログラムに従つて所定の
演算を行ない、この演算結果と前記手動修正カン
ト量との和から前記左右軌道の高低差を決める修
正カント量を求めることを特徴とするマルチプル
タイタンパの緩和曲線修正制御装置。４左右軌道の高低差を水準器によつて検出し、
左右軌道の高低差を整正するマルチプルタイタン
パにおいて、車輪の正逆転を検出して走行距離に
比例したデジタル信号を出力する距離検出器と、
複数の緩和曲線関数をそれぞれ演算する複数の演
算プログラムおよび手動修正用プログラムを記憶
するメモリと、いずれかの緩和曲線関数の演算プ
ログラムまたは手動修正用プログラムを選択する
選択スイツチと、円曲線の定カント量を設定する
カント設定器と、手動修正カント量を設定する第
２カント設定器と、緩和曲線長設定器と、距離換
算係数設定器と、デジタル演算装置とを備え、前
記デジタル演算装置は自動修正の場合は前記第２
カント設定器を除く各設定器の設定値と前記距離
検出器の出力に基づき前記選択スイツチにより選
択された演算プログラムに従つて所定の演算を行
ないその演算結果と前記手動修正カント量との和
から前記左右軌道の高低差を決める修正カント量
を求め、また手動修正の場合は前記手動修正カン
ト量を前記修正カント量として出力することを特
徴とするマルチプルタイタンパの緩和曲線修正制
御装置。