JP5403745B2 - 自動沈下補正まくらぎおよび自動沈下補正システム - Google Patents

Description

本発明は、まくらぎ本体の水準変位を補正する自動沈下補正まくらぎおよび自動沈下補正システムに関する。

関連の自動沈下補正まくらぎは、レールが締結される上部ブロックと、道床上に設置され、上部ブロックを収容可能な下部ブロックと、上部ブロックと下部ブロックとの間に長手方向に介在して上部ブロックを支持する複数の自動沈下補正機構を有する。

そして、自動沈下補正まくらぎは、バラスト軌道やスラブ軌道等の軌道構造、あるいは多径間連続橋その他、３点以上の支点で支持される構造物において、レール長手方向の不同沈下が発生した場合に、その不同沈下分を補正することができる（特許文献１、２参照）。

特開２００７−１６２２９３号公報 特許２００６−２７４７２０号公報

しかしながら、上記自動沈下補正まくらぎでは、自動沈下補正機構の構造は複雑であり、高い製造コストを必要とした。

また、複数の自動沈下補正機構はそれぞれ連動して作動するため、まくらぎの水準変位に対する補正可能量は小さかった。

そこで、本発明の第１の目的は、製造コストを低減する自動沈下補正まくらぎおよび自動沈下補正システムを提供することを目的とする。

本発明の第２の目的は、まくらぎ本体の水準変位に対して補正可能量を増加した自動沈下補正まくらぎおよび自動沈下補正システムを提供することにある。

以下、符号を付して本発明の特徴を説明する。なお、符号は参照のためであり、本発明を実施形態に限定するものでない。
本発明の第１の特徴に係わる自動沈下補正まくらぎ（１０、１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ）は、走行レール（Ｒ１、Ｒ２）を横切るように長く延びるまくらぎ本体（１１、１１Ａ）と、まくらぎ本体（１１、１１Ａ）にまくらぎ長手方向（Ｌ１）に直列に取り付けられると共にまくらぎ本体（１１、１１Ａ）の水準変位を補正するように伸長可能な第１および第２の自動沈下補正機構（１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｄ）とを有し、第１および第２の自動沈下補正機構（１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｄ）は道床（Ｂ１）に接して互いに独立に作動し、前記第１および第２の自動沈下補正機構（１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｄ）のうち少なくとも一方は、まくらぎ本体（１１）に固定されると共にまくらぎ本体（１１）に対してスライド可能にするガイド（１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃ、１３Ｄ）を有し、脱着可能である。

まくらぎ本体（１１）は凹部（１１ａ）を有し、第１および第２の自動沈下補正機構（１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｄ）の少なくとも一方は前記凹部（１１ａ）内に配置される。

第１および第２の自動沈下補正機構（１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｄ）のうち少なくとも一方はまくらぎ本体（１１）に取り付けられると共に板面がまくらぎ長手方向（Ｌ１）に向いた横圧抵抗板（１６Ａ、１６Ｂ）を有する。

まくらぎ本体（１１）に取り付けられると共にまくらぎ上下方向（Ｖ１）に向いたアップリフト抵抗板（１４Ａ、１４Ｂ）を有する。

第１および第２の自動沈下補正機構（１２Ｃ、１２Ｄ）の少なくとも一方は道床（Ｂ１）に接する円筒座（１５Ａ、１５Ｂ）もしくは球面座を有する。

本発明の第２の特徴に係わる自動沈下補正システムは、走行レール（Ｒ１、Ｒ２）を横切るように長く延びるまくらぎ本体（１１、１１Ａ）にまくらぎ長手方向（Ｌ１）に直列に取り付けられると共にまくらぎ本体（Ｌ１）の水準変位を補正するように伸長可能な第１および第２の自動沈下補正機構（１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｄ）を有し、第１および第２の自動沈下補正機構は道床（Ｂ１）に接して互いに独立に作動し、前記第１および第２の自動沈下補正機構（１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｄ）のうち少なくとも一方は、まくらぎ本体（１１）に固定されると共にまくらぎ本体（１１）に対してスライド可能にするガイド（１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃ、１３Ｄ）を有し、脱着可能である。

本発明によれば、第１および第２の自動沈下補正機構は簡易な構造を有するので、製造コストを低減することができる。

第１および第２の自動沈下補正機構は互いに独立して作動するので、まくらぎ本体の大きな水準変位に対する追従性を向上させる。

ガイドは、まくらぎ本体に対して自動沈下補正機構をスライドさせるので、まくらぎ本体に対する自動沈下補正機構の取り付け、取り外しを容易にする。

第１および第２の自動沈下補正機構の少なくとも一方はまくらぎ本体の凹部内に配置されるので、まくらぎの厚さを薄くする。

横圧抵抗板は、まくらぎ本体の横方向の移動に抵抗するので、まくらぎ本体の横圧抵抗力を増加させる。

アップリフト抵抗板は、まくらぎ本体のアップリフトを防止するので、まくらぎ本体および走行レールの姿勢を安定させる。

道床がまくらぎ本体に対して斜めに沈下した場合、円筒座または球面座は道床と線または点接触してまくらぎ本体を支持するので、まくらぎ本体および走行レールを原姿勢に保持する。

第１の実施形態に係る自動沈下補正まくらぎの側面図である。 図１に示す自動沈下補正機構の拡大側面図である。 図１に示す自動沈下補正まくらぎの動作を表わす側面図である。 図２に示す自動沈下補正機構の動作を示す拡大側面図である。 まくらぎのアップリフト現象を説明するための概要図である。 第２の実施形態に係る自動沈下補正まくらぎの側面図である。 図６に示す自動沈下補正まくらぎの動作を表わす側面図である。 第３の実施形態に係る自動沈下補正まくらぎの側面図である。 図８に示すＩＸ−ＩＸに沿った断面図である。 第４の実施形態に係る自動沈下補正まくらぎの側面図である。

以下、図面を参照して実施の形態を詳細に説明する。

第1の実施形態
図１に示すように、自動沈下補正まくらぎ１０は、道床Ｂ１の上に配置されると共に走行レールＲ１、Ｒ２を横切るまくらぎ本体１１と、まくらぎ本体１１に取り付けられた自動沈下補正機構１２Ａ、１２Ｂと、まくらぎ本体１１に取り付けられたガイド１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃ、１３Ｄと、まくらぎ本体１１に固定されたアップリフト抵抗板１４Ａ、１４Ｂを有する。

まくらぎ本体１１は、走行レールＲ１、Ｒ２を横切る方向Ｌ１に長く延びる。まくらぎ本体１１は、底面に幅方向に延びる凹部１１ａ、１１ｂを有する。まくらぎ本体１１は、プレストレストコンクリートを含む鉄筋コンクリート、もしくはＦＲＰその他の合成樹脂、木材等から製作される。

自動沈下補正機構１２Ａ、１２Ｂは、まくらぎ本体１１の凹部１１ａ、１１ｂ内に配置される。自動沈下補正機構１２Ａ、１２Ｂは、例えば、図２に示すように、内筒１２１と、内筒１２１が挿入される外筒１２２を有する。

内筒１２１は平坦な頂壁１２１ａと、頂壁１２１ａから下方に延びる環状の内側壁１２１ｂと、内側壁１２１ｂの下端から延びて開口を覆う内底壁１２１ｃを有する。ここで、頂壁１２１ａはガイド１３Ａ、１３Ｂおよびまくらぎ本体１１の間に挿入されている。頂壁１２１ａ、内側壁１２１ｂおよび内底壁１２１ｃは、空間Ｓ１を画成する。この空間Ｓ１は粒状体Ｇ１で充填される。粒状体Ｇ１は、例えば、砂、ベアリング等の金属球、セラミックの球である。内底壁１２１ｃは粒状体Ｇ１を排出するための排出孔１２１ｄを有する。

外筒１２２は有底の筒形状を有する。外筒１２２は、内筒１２１の内底壁１２１ｃと向き合う外底壁１２２ａと、外底壁から上方へ延びる外側壁１２２ｂを有する。外側壁１２２ｂは内筒１２１の内側壁１２１ｂを外側から囲む。外筒１２２は、内筒１２１に対して上下方向に移動可能であり、内筒１２１から排出された粒状体Ｇ１を収容する。

なお、内筒１２１および外筒１２２の横断面形状は、円形に限られず、楕円形、三角形、四角形、多角形、その他の形状を含む。

なお、自動沈下補正機構は、上記機構の他、道床Ｂ１上に配置されると共にまくらぎ本体１１を支持する油圧シリンダおよび油圧シリンダに接続したオイルタンクを用いてもよい。また、自動沈下補正機構は、道床Ｂ１およびまくらぎ本体１１の間に一対の摺動ブロックと、摺動ブロック同士を連結する弾性材を用いてもよい。

ガイド１３Ａ、１３Ａ、１３Ｃ、１３Ｄは、まくらぎ本体１１の凹部１１ａ、１１ｂの内壁に固定される。ガイド１３Ａ−１３Ｄはまくらぎ本体１１に対して自動沈下補正機構
１２Ａ、１２Ｂをまくらぎ本体１１の幅方向にスライド可能にする。

アップリフト抵抗板１４Ａ、１４Ｂは、まくらぎ本体１１の長手方向Ｌ１に延びて、まくらぎ本体１１の長手方向Ｌ１の端面から外側へ突出する。また、アップリフト抵抗板１４Ａ、１４Ｂの板面は、まくらぎ本体１１の上下方向Ｖ１に向いている。

次に、まくらぎ本体１１に対する自動沈下補正機構１２Ａ、１２Ｂの取り付け方法を説明する。

図２において、自動沈下補正機構１２Ａの内筒１２１の頂壁１２１ａの両側端をガイド１３Ａ、１３Ｂとまくらぎ本体１１との間に挿入する。ガイド１３Ａ、１３Ｂで自動沈下補正機構１２Ａを案内しながら、まくらぎ本体１１に対して自動沈下補正機構１２Ａをスライドさせ、まくらぎ本体１１の凹部１１ａ内に自動沈下補正機構１２Ａを位置決めする。同様に、ガイド１３Ｃ、１３Ｄを用いて、まくらぎ本体１１の凹部１１ｂ内に自動沈下補正機構１２Ｂを位置決めする。このように、ガイド１３Ａ−１３Ｄは、まくらぎ本体１１に対する自動沈下補正機構１２Ａ、１２Ｂの取り付けを容易にする。同様に、ガイド１３Ａ−１３Ｄはまくらぎ本体１１から自動沈下補正機構１２Ａ、１２Ｂの取り外しを容易にする。

また、第１および第２の自動沈下補正機構１２Ａ、１２Ｂはまくらぎ本体１１の凹部１１ａ内に配置されるので、まくらぎの厚さを薄くする。

次に、図３、４を参照して、自動沈下補正まくらぎ１０の使用方法を説明する。

鉄道車両が走行レールＲ１、Ｒ２上を通過すると、道床Ｂ１が塑性沈下する。このとき、走行レールＲ１、Ｒ２のまくらぎ下の道床沈下量に偏差が生じても、自動沈下補正機構１２Ａ、１２Ｂはそれぞれ独立して作動し、道床Ｂ１の沈下に追従するため、まくらぎ本体１１の水準変位を防止する。

このとき、自動沈下補正機構１２Ａは伸長して沈下した道床Ｂ１に追従する。ここで、自動沈下補正機構１２Ａは自動沈下補正機構１２Ｂから独立して動作するので、まくらぎ本体１１の水準変位に対して大きな追従性を有する。

詳細には、図４に示すように、外筒１２２は道床Ｂ１に追従して下降し、外筒１２２内に空間が形成される。内筒１２１内の粒状体Ｇ１は、自重で排出孔１２１ｄから外筒１２２内に排出される。粒状体Ｇ１は、外筒１２２に充填され、内筒１２１を支持する。ここで、外筒１２２の外底壁１２２ａは面でまくらぎ本体１１の荷重を受けるので、応力集中を生じさせずに、応力を分散する。

以上より、まくらぎ本体１１および走行レールＲ１、Ｒ２は水平に保たれる。

次に、まくらぎのアップリフト現象について説明する。図５において、路盤Ｃ１の上に道床Ｂ１、まくらぎ３３、走行レール３２が配置されている。列車３１が走行レール３２の上を通過すると、車輪下のまくらぎ３３は列車荷重によって沈下し、走行レール３２は下方へ変形する。一方、Ａ１で示す車輪間の走行レール３２は上方へ変形し、Ａ１で示すまくらぎ３３はアップリフトを生じる。

一方、本実施形態のまくらぎ本体１１にアップリフト現象が生じようとした場合、アップリフト抵抗板１４Ａ、１４Ｂは、道床Ｂ１自身の鉛直荷重よって下方へ押さえられているので、まくらぎ本体１１の上方への付勢に抵抗し、まくらぎ本体１１のアップリフトを
防止する。

以上の第１の実施形態によれば、自動沈下補正機構１２Ａ、１２Ｂは簡易な構造なので、製造コストを低減することができる。

自動沈下補正機構１２Ａ、１２Ｂは互いに独立して作動するので、まくらぎ本体１１の水準変位に対する追従性を向上させる。

自動沈下補正機構１２Ａ、１２Ｂの外筒１２２の外底壁１２２ａは面でまくらぎ本体１１の荷重を受けるので、応力集中を生じさせず、耐久性を向上させる。

ガイド１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃ、１３Ｄは、まくらぎ本体１１に対して自動沈下補正機構１２Ａ、１２Ｂをスライドさせるので、まくらぎ本体１１に対する自動沈下補正機構１２Ａ、１２Ｂの取り付け、取り外しを容易にする。

アップリフト抵抗板１４Ａ、１４Ｂは、まくらぎ本体１１のアップリフトを防止するので、まくらぎ本体１１および走行レールＲ１、Ｒ２の姿勢を安定させる。

第２の実施形態
図６に示すように、自動沈下補正まくらぎ１０Ａは、円筒座１５Ａ、１５Ｂを備えた自動沈下補正機構１２Ｃ、１２Ｄを有する点を特徴とする。すなわち、各自動沈下補正機構１２Ｃ、１２Ｄは、第１の実施形態と同じ構造の内筒および外筒を有する。各自動沈下補正機構１２Ｃ、１２Ｄは、外筒１２２の外底壁１２２ａの底面に固定された円筒座１５Ａ、１５Ｂを有する。円筒座１５Ａ、１５Ｂは道床Ｂ１に接する。

図７に示すように、自動沈下補正機構１２Ａの直下の道床Ｂ１がまくらぎ本体１１に対して斜めに沈下した場合、自動沈下補正機構１２Ｃの円筒座１５Ａは道床Ｂ１と線接触してまくらぎ本体１１を支持する。これにより、まくらぎ本体１１および走行レールＲ１、Ｒ２は水平に保持される。

なお、円筒座１５Ａ、１５Ｂの代わりに球面座を用いてもよい。この場合、球面座は道床Ｂ１と点接触してまくらぎ本体１１を水平に保持する。

第３の実施形態
図８に示すように、自動沈下補正まくらぎ１０Ｂは、横圧抵抗板１６Ａ、１６Ｂを有する点を特徴とする。横圧抵抗板１６Ａ、１６Ｂは、まくらぎ本体１１の凹部１１ａ、１１ｂの外側に配置され、まくらぎ本体１１の幅方向（走行レールＲ１、Ｒ２の長手方向）に延びている。横圧抵抗板１６Ａ、１６Ｂの板面はまくらぎ本体１１の長手方向Ｌ１に向いている。

詳細には、図９に示すように、自動沈下補正まくらぎ１０Ｂは内筒１２１および外筒１２２の前後に配置された保護板１７Ａ、１７Ａを有する。保護板１７Ａ、１７Ａは、まくらぎ本体１１の凹部１１ａに取り付けられる。横圧抵抗板１６Ａ、１６Ａは保護板１７Ａ、１７Ａに固定される。

なお、横圧抵抗板１６Ｂは横圧抵抗板１６Ａと同様な構造を有する。保護板１７Ｂは保護板１７Ａと同様の構造を有する。

この実施形態によれば、走行レールＲ１、Ｒ２に横方向（まくらぎの長手方向Ｌ１）の力が作用すると、まくらぎ本体１１は横方向に移動しようとする。このとき、横圧抵抗板
１６Ａ、１６Ｂは、まくらぎ本体１１に抗し、まくらぎ本体１１の横方向の変位を防止する。このように、横圧抵抗板１６Ａ、１６Ｂはまくらぎ本体１１の横圧抵抗力を増加させる。

第４の実施形態
図１０に示すように、自動沈下補正まくらぎ１０Ｃは、凹部を有しない平坦な底面１１ｃを有するまくらぎ本体１１Ａと、まくらぎ本体１１Ａの底面１１ｃに取り付けられた自動沈下補正機構１２Ａ、１２Ｂを有する。

この自動沈下補正まくらぎ１０Ｃは、簡易な構造を有するので、製造コストを低減することができる。

なお、本発明は実施形態に限定されず、実施形態は発明の趣旨を変更しない範囲で変更、修正可能である。例えば、自動沈下補正機構は、まくらぎ本体に対して２箇所に限らず、３以上の箇所に取り付けてもよい。

１０、１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ 自動沈下補正まくらぎ
１１、１１Ａ まくらぎ本体
１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｄ 自動沈下補正機構
１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃ、１３Ｄ ガイド
１４Ａ、１４Ｂ アップリフト抵抗板
１６Ａ、１６Ｂ 横圧抵抗板

Claims (6)

1. 走行レールを横切るように長く延びるまくらぎ本体と、
   まくらぎ本体にまくらぎ長手方向に直列に取り付けられると共にまくらぎ本体の水準変位を補正するように伸長可能な第１および第２の自動沈下補正機構とを有し、
   第１および第２の自動沈下補正機構は道床に接して互いに独立に作動し、
   前記第１および第２の自動沈下補正機構のうち少なくとも一方は、まくらぎ本体に固定されると共にまくらぎ本体に対してスライド可能にするガイドを有し、脱着可能である、
   自動沈下補正まくらぎ。
2. まくらぎ本体は凹部を有し、
   第１および第２の自動沈下補正機構の少なくとも一方は前記凹部内に配置される、請求項１に記載の自動沈下補正まくらぎ。
3. 第１および第２の自動沈下補正機構のうち少なくとも一方はまくらぎ本体に取り付けられると共に板面がまくらぎ長手方向に向いた横圧抵抗板を有する、請求項１に記載の自動沈下補正まくらぎ。
4. まくらぎ本体に取り付けられると共にまくらぎ上下方向に向いたアップリフト抵抗板を有する、請求項１に記載の自動沈下補正まくらぎ。
5. 第１および第２の自動沈下補正機構の少なくとも一方は道床に接する円筒座もしくは球面座を有する、請求項１に記載の自動沈下補正まくらぎ。
6. 走行レールを横切るように長く延びるまくらぎ本体にまくらぎ長手方向に直列に取り付けられると共にまくらぎ本体の水準変位を補正するように伸長可能な第１および第２の自動沈下補正機構を有し、
   第１および第２の自動沈下補正機構は道床に接して互いに独立に作動し、
   前記第１および第２の自動沈下補正機構のうち少なくとも一方は、まくらぎ本体に固定されると共にまくらぎ本体に対してスライド可能にするガイドを有し、脱着可能である、
   自動沈下補正システム。