曲線軌条(レール)の半径(曲率)の測定 円軌道のレールの半径は円の中心が分かれば巻尺等で簡単に測定できますが,障害物があったり,トンネル内部のような場所では円の中心が分かりませんから,正確に半径を調べることは困難です。 そこで,図形的な関係から半径を求めることにしました。途中は省略しますが, 計算結果は次のようになります。 右図で半径Rの円周上に長さLの直線(茶色)を引きます。次に,直線の中央と円周の間の距離(青色)Dを求めると,
の関係が成り立ちます。 たとえば,長さL=100cmの定規を円形レールに当て, 中央50cmの位置でレールとの距離がD=1cmであったとすると, 上式に代入して円形レールの半径はR=1250cm=12.50mとなります。このとき,D=1cmはR=1250cmに比べて十分小さい値ですから近似計算で十分です。 |
曲率測定器の製作 上の関係式で曲線レールの半径を測定するには,糸を張って 直線Lを作り,ノギスで距離Dを測ればよいわけですが,いちいち糸とノギスを使うのは手間が大変です。そこで,簡単に測定できる器具を作ってみました。 (1) 右写真のように,長さL(=50cm,100cm,200cmに可変可能)の真鍮の厚板に測定棒を直角に取り付けて距離Dを読み取る構造です。
曲率の測定法 (2) 測定値D〔cm〕からR〔m〕を求める計算は L=50cmに設定して測定したとき,
R=3.13/D |
製作費 ハタガネ(504円),真鍮板,ネジ類も含めて製作費合計約2000円,製作時間約10時間
余談 テレビ
の番組で保線作業の現場が映り,上記の方法と同じやり方で糸を張り,曲率を調べる作業をしていました。 |