(57)【要約】【課題】大きな水準変位に対して調整可能な自動沈下補正まくらぎを提供する。【解決手段】走行レール（Ｒ１、Ｒ２）が締結された上部ブロック（１１）と、上部ブロック（１１）が移動可能に収容された下部ブロック（１２）と、下部ブロック（１２）の変位に基づく走行レール（Ｒ１、Ｒ２）の水準変位を調整する補正機構（１４）とを有し、補正機構（１４）は、上部ブロック（１１）に固定されると共に排出可能な充填材（１５）を内蔵する内筒（１４ａ）と、内筒（１４ａ）が移動可能に挿入され且つ排出された充填材（１５）が充填される外筒（１４ｂ）とを有し、外筒（１４ｂ）は下部ブロック（１２）に揺動可能に支持される。【選択図】図１
2010216096.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
走行レールが締結された上部ブロックと、
上部ブロックが移動可能に収容された下部ブロックと、
下部ブロックの変位に基づく走行レールの水準変位を調整する補正機構とを有し、
補正機構は、
上部ブロックに固定されると共に排出可能な充填材を内蔵する内筒と、
内筒が移動可能に挿入され且つ排出された充填材が充填される外筒とを有し、
前記外筒は下部ブロックに揺動可能に支持されることを特徴とする
自動沈下補正まくらぎ。
【請求項２】
前記外筒は下部ブロックによって支持される球面座を有することを特徴とする請求項１に記載の自動沈下補正まくらぎ。
【請求項３】
下部ブロックは上部ブロックを案内するガイドポストを有し、
前記ガイドポストは下部ブロックに揺動可能に支持されたことを特徴とする請求項１に記載の自動沈下補正まくらぎ。
【請求項４】
前記ガイドポストはヒンジを有することを特徴とする請求項３に記載の自動沈下補正まくらぎ。
【請求項５】
前記上部ブロックの自動沈下補正まくらぎの長手方向の端面に接する抵抗材を有することを特徴とする請求項１に記載に自動沈下補正まくらぎ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、不同沈下に対応する自動沈下補正まくらぎに関する。
【背景技術】
【０００２】
まくらぎの不同沈下に対して、次のような自動沈下補正機構を備えた自動沈下補正機構付きまくらぎが提案されている。
【０００３】
自動沈下補正機構付きまくらぎは上部構造及び下部構造の２段構造を有する。上部構造と下部構造とはガイドポストと自動沈下補正機構とで結合する。上部構造は合成まくらぎと自動沈下補正機構から構成され、締結装置により走行レールと固定される。箱形の下部構造は上部構造を囲う。底面に自動沈下機構の容器とガイドポストが取り付けられる。下部構造は支持面に追随するように鉛直方向には自由に移動する。レール長手方向の不同沈下が発生すると、上部及び下部構造の間に空隙が生じ、自動沈下補正機構がその空隙を補正する。また、同まくらぎは、下部構造に取り付られているガイドポストを有する。上部構造に対して下部構造が昇降するときに、ガイドポストが上部構造を案内する（特許文献１参照）。
【０００４】
他の自動沈下補正機構は、下部構造と、流出孔を有する容器を備えた上部構造を有する。この容器内には粒状体が充填されている。下部構造が沈下すると、この粒状体が流出孔を通って下部構造の容器内に流出し、沈下分を補正する（特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−２７４７２０号公報
【特許文献２】特開２００７−１６２２９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記自動沈下補正機構付きまくらぎでは、自動沈下補正機構とガイドポストにクリアランスを設けている。このため、作動誤差や地盤の傾斜によってまくらぎの両端部で発生する水準変位は、ある程度、許容できるものと考えていた。しかしながら、自動沈下補正機構は、ある勾配以上になると、内筒と外筒の干渉により作動しにくくなる。また、水準変位が大きくなると、ガイドポストと上部構造との間にクリアランスが無くなり、作動が拘束される。これらにより、上部及び下部構造の昇降が拘束され、作動しなくなる。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、大きな水準変位に対して調整可能な自動沈下補正まくらぎを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
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。
【０００９】
本発明の特徴は次の要素を備えた自動沈下補正まくらぎ（１０）である。同まくらぎ（１０）は、走行レール（Ｒ１、Ｒ２）が締結された上部ブロック（１１）と、上部ブロック（１１）が移動可能に収容された下部ブロック（１２）と、下部ブロック（１２）の変位に基づく走行レール（Ｒ１、Ｒ２）の水準変位を調整する補正機構（１４）とを有する。補正機構（１４）は、上部ブロック（１１）に固定されると共に排出可能な充填材（１５）を内蔵する内筒（１４ａ）と、内筒（１４ａ）が移動可能に挿入され且つ排出された充填材（１５）が充填される外筒（１４ｂ）とを有する。外筒（１４ｂ）は下部ブロック（１２）に揺動可能に支持される。
【００１０】
以上の特徴にあって、外筒（１４ｂ）は下部ブロック（１２）によって支持される球面座（１４ｄ）を有する。
【００１１】
下部ブロック（１２）は上部ブロック（１１）を案内するガイドポスト（１３ａ）を有する。ガイドポスト（１３ａ）は下部ブロック（１２）に揺動可能に支持された。
【００１２】
ガイドポスト（１３ａ）はヒンジ（１３ｂ、１３ｃ）を有する。
【００１３】
同まくらぎは上部ブロック（１１）の自動沈下補正まくらぎ（１０）の長手方向の端面に接する抵抗材（１６Ａ、１６Ｂ）を有する。
【発明の効果】
【００１４】
自動沈下補正まくらぎに不同沈下が発生し、走行レールに水準変位が生じたとき、下部ブロックは上部ブロックから離れる。これに伴い、内筒と外筒とは互いに離れ、両者の間に空間を形成する。充填材は内筒から外筒へ排出され、前記空間を充填する。
【００１５】
さらに、同まくらぎの不同沈下が進み、走行レールの水準変位が大きくなったとき、外筒は内筒に対して傾き、外筒と内筒と相対移動は困難になる。このとき、外筒は下部ブロックに対して揺動し、内筒に対する外筒の姿勢を調整し、内筒と外筒との相対移動を可能にする。これにより、走行レールは大きな不同沈下に対しても原姿勢を維持する。
【００１６】
また、球面座は下部ブロックに対して揺動可能なので、内筒に対する外筒の姿勢を調整し、内筒と外筒との相対移動を可能にする。
【００１７】
また、同まくらぎの不同沈下が進み、走行レールの水準変位が大きくなったとき、ヒンジは下部ブロックに対してガイドポストを揺動させ、上部ブロックに対するガイドポストの姿勢を調整する。これにより、ガイドポストは大きな不同沈下に対しても上部ブロックを案内する。
【００１８】
また、抵抗材は、上部ブロックに抵抗して、同ブロックの横方向の変位を防止する。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】第１の実施形態に係わる自動沈下補正まくらぎの概略立面図である。
【図２】図１に示す同まくらぎの動作を示す概略立面図である。
【図３】第２の実施形態に係わる自動沈下補正まくらぎの概略立面図である。
【図４】実施例に係わる試験装置の概略立面図である。
【図５】（Ａ）載荷時の効果試験の結果を示すグラフであり、（Ｂ）は除荷時の効果試験の結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、図面を参照して実施の形態を詳細に説明する。
【００２１】
第１の実施形態
図１に示すように、第１の実施形態の自動沈下補正まくらぎ１０は、走行レールＲ１、Ｒ２が締結される上部ブロック１１と、道床Ｂ１上に設置され、上部ブロック１１が収納可能な下部ブロック１２とを有する。同まくらぎ１０は、下部ブロック１２に取り付けられたガイド機構１３Ａ、１３Ｂを有する。同まくらぎ１０は、上部ブロック１１と下部ブロック１２との間に配置された自動沈下補正機構群１４を有する。
【００２２】
上部ブロック１１は、長く延びた直方体形を有し、下部ブロック１２に挿入可能である。上部ブロック１１は、長手方向の両端に上下方向に延びる挿通孔１１ａ、１１ｂを有する。上部ブロック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。
【００２３】
下部ブロック１２は、上部ブロック１１の形状に対応した箱状である。下部ブロック１２は、底壁１２ａと、底壁１２ａの両側端から上方に延びる側壁１２ｂ、１２ｃを有する。下部ブロック１２の上部は開いている。底壁１２ａは上部ブロック１１の底面から離れている。側壁１２ｂ、１２ｃの間隔は、上部ブロック１１の長さより大きく設定する。下部ブロック１２は、鋼製等の金属、もしくは合成樹脂等で製作される。
【００２４】
各ガイド機構１３Ａ、１３Ｂは、上部ブロック１１の挿通孔１１ａ、１１ｂを通って上部ブロック１１を貫通するガイドポスト１３ａを有する。各ガイド機構１３Ａ、１３Ｂは、ガイドポスト１３ａを揺動可能に支持するヒンジ１３ｂ、１３ｃを有する。このヒンジは、底壁１２ａに設置されたサポート１３ｂと、ガイドポスト１３ａに挿入されると共にサポート１３ｂに支持された回転軸１３ｃを有する。
【００２５】
自動沈下補正機構群１４は４基の自動沈下補正機構１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃ、１４Ｄからなる。なお、自動沈下補正機構群は、４基構成だけでなく、２基又は３基構成でもよい。各自動沈下補正機構１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃ、１４Ｄは、上部ブロック１１に取り付けられた内筒１４ａと、下部ブロック１２の底壁１２ａに支持された外筒１４ｂと、底壁１２ａに固定されるとともに外筒１４ｂと係合する押さえ具１４ｃを有する。
【００２６】
内筒１４ａは有底の筒形状を有する。内筒１４ａは外筒１４ｂの中に移動可能に挿入される。内筒１４ａの内部空間は充填された粒状体１５を有する。粒状体１５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。内筒１４ａの底は粒状体を排出するための孔１４ａ１を有する。
【００２７】
外筒１４ｂは有底の筒形状を有する。外筒１４ｂは内筒１４ａから排出された粒状体１５を収容する。外筒１４ｂは底の外面に球面座１４ｄを備える。球面座１４ｄは下部ブロック１２の底壁１２ａと揺動可能に接する。よって、外筒１４ｂは下部ブロック１２の底壁１２ａに対して全方位に揺動可能である。なお、球面座の代わりに、半円柱座、又は、回転軸と回転軸受けの組み合わせを用いてもよい。
【００２８】
次に、自動沈下補正まくらぎ１０の動作について説明する。
【００２９】
図１に示すように、鉄道車両が、同まくらぎ１０の走行レールＲ１、Ｒ２上を通過するとき、同まくらぎ１０に下方の荷重を加える。ここで、図２に示すように、荷重により道床Ｂ１が同まくらぎ１０の長手方向の水平面に対して角度θで傾くと、下部ブロック１２も道床Ｂ１に追随して角度θで傾く。
【００３０】
このとき、下部ブロック１２はガイド機構１３Ｂのガイドポスト１３ａによって案内され、ガイド機構１３Ａよりも角度θの分だけ、上部ブロック１１に対して下降する。自動沈下補正機構１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃ、１４Ｄの内筒１４ａと外筒１４ｂは相対移動し、上下方向に離れる。同補正機構１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃ、１４Ｄの内筒１４ａの底と外筒１４ｂの底との間には内筒１４ａと外筒１４ｂとの相対移動の距離に応じて空間Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４が形成される。内筒１４ａ内の粒状体１５は自重で孔１４ａ１から排出され、外筒１４ｂに収容される。粒状体１５は前記空間Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４を充填して内筒１４ａを支持する。これにより、上部ブロック１１及び走行レールＲ１、Ｒ２を水平に保つ。
【００３１】
さらに、下部ブロック１２の不同沈下が進むと、各補正機構１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃ、１４Ｄの外筒１４ｂは内筒１４ａに対して傾く。内筒１４ａは外筒１４ｂの内面に接触し、作動が困難になる。また、ガイドポスト１３ａは上部ブロック１１に対して傾く。ガイドポスト１３ａは挿通孔１１ａ、１１ｂの内壁と接触し、作動が困難になる（図２のガイドポスト１３ａの仮想線を参照）。
【００３２】
このとき、同補正機構１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃ、１４Ｄの球面座１４ｄは外筒１４ｂを揺動させる。外筒１４ｂは内筒１４ａに対して原姿勢に戻り、内筒１４ａは外筒１４ｂに対して移動可能となり、相対移動を再開する。一方、ガイド機構１３Ａ、１３Ｂのガイドポスト１３ａはヒンジの回転軸１３ｃを中心に揺動する。ガイドポスト１３ａは上部ブロック１１に対して原姿勢に戻る。下部ブロック１２はガイド機構１３Ｂのガイドポスト１３ａによって案内され、ガイド機構１３Ａよりも角度θの分だけ、上部ブロック１１に対して下降する。これにより、道床Ｂ１で生じた傾斜に対応して同まくらぎ１０の不同沈下を補正し、上部ブロック１１および走行レールＲ１、Ｒ２を水平に保つ。
【００３３】
以上の実施形態によれば、自動沈下補正まくらぎ１０の走行レールＲ１、Ｒ２に水準変位が生じた場合に、自動沈下補正機構１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃ、１４Ｄは、その水準変位を調整することができる。これにより、走行レールＲ１、Ｒ２の原姿勢を保つ。
【００３４】
第２の実施形態
図３に示すように、第２の実施形態の自動沈下補正まくらぎ１０Ａは横抵抗板１６Ａ、１６Ｂを備える点に特徴を有する。なお、他の構成部材は第１の実施形態と同様である。
【００３５】
横抵抗板１６Ａ、１６Ｂは、上部ブロック１１及び下部ブロック１２とバラストＢ２との間に挟まれると共に上下方向に延びる抵抗板１６ａ、１６ａと、抵抗板１６ａ、１６ａの上端から上部ブロック１１の上に延びる締結板１６ｂ、１６ｂと、締結板１６ｂ、１６ｂを上部ブロック１１に固定する締結具１６ｃ、１６ｃを有する。
【００３６】
抵抗板１６ａ、１６ａは、それぞれ、上部ブロック１１の同まくらぎ１０Ａの長手方向における端面に接する。各締結具１６ｃは、例えば、ボルトである。
【００３７】
上記自動沈下補正まくらぎ１０Ａによれば、鉄道車両が走行レールＲ１、Ｒ２を走行するとき、鉄道車両は上部ブロック１１に横方向に力を加える。また、走行レールＲ１、Ｒ２が熱膨張すると、上部ブロック１１に座屈応力に起因する横方向の力を加える。これらの横方向の力は上部ブロック１１を横方向に移動しようとする。
【００３８】
このとき、横抵抗板１６Ａ、１６Ｂの抵抗板１６ａ、１６ａは、上部ブロック１１に抵抗して上部ブロック１１の横方向の移動を止める。これにより、同まくらぎ１０Ａの横方向の変位を防止する。
【００３９】
なお、以上の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。
【００４０】
実施例
第１の実施形態の自動沈下補正まくらぎ１０の効果を確認するため、実物大軌道模型を用いた繰返し載荷試験を行った。
【００４１】
図４において、試験装置は、土槽２１と、土槽２１の底に配置された路盤２２と、路盤２２の上に配置された道床２４と、道床２４の上に同まくらぎ１０を有する。ここで、同まくらぎ１０の延びる方向を長手方向とする。路盤２２は同まくらぎ１０の両端部に沈下量を設定するために長手方向に勾配をつける。路盤２２は粒度調整砕石から構成される。道床２４は珪砂から構成される。珪砂は路盤２２の上にまきだして表面を整正する。
【００４２】
試験装置は、路盤２２の中に土圧計２３と、上部ブロック１１の長手方向の左右端の上にそれぞれ配置された変位計２５Ａ、２５Ｂと、左右のガイド機構１３Ａ、１３Ｂのガイドポスト１３ａの上に配置された変位計２５Ｃ、２５Ｄを有する。変位計２５Ａ、２５Ｂの示す変位は同まくらぎ１０の左右端の変位を示し、この変位をまくらぎ変位とする。変位計２５Ｃ、２５Ｄの示す変位は道床２４の左右端の変位を示し、道床変位とする。
【００４３】
試験条件は以下の通りである。
【００４４】
荷重振幅：１００ｋＮ
載荷波形：正弦波
載荷回数：３０万回
載荷周波数：５Ｈｚ
【００４５】
図５（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ載荷時および除荷時における、まくらぎ変位および道床変位と載荷回数との関係を示す。□は変位計２５Ａの示すまくらぎ変位である。■は変位計２５Ｂの示すまくらぎ変位である。△は変位計２５Ｃの示す道床変位である。▲は変位計２５Ｄの示す道床変位である。
【００４６】
３０万回載荷後
道床変位：    右側１４．５ｍｍ,左側９．５ｍｍ
まくらぎ変位：右側１．０ｍｍ, 左側０．５ｍｍ
【００４７】
自動沈下補正機構の作動量
右側：１３．５ｍｍ
左側：９ｍｍ
【００４８】
道床変位の差が５ｍｍ程度であっても、まくらぎ変位の差はほとんどなかった。自動沈下補正機構の作動量は道床変位の差を相殺した。自動沈下補正機構の動作に影響は見られず、同補正機構は同まくらぎ１０の不同沈下を補正した。
【符号の説明】
【００４９】
１０、１０Ａ  自動沈下補正まくらぎ
１１  上部ブロック
１２  下部ブロック
１３Ａ、１３Ｂ  ガイド機構
１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃ、１４Ｄ  自動沈下補正機構
１６Ａ、１６Ｂ  横抵抗板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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