(57)【要約】【課題】まくらぎのアップリフトに抗するアップリフト抵抗構造及びまくらぎ構造を提供する。【解決手段】まくらぎ（１０Ａ、１０Ｂ）に固定される共にまくらぎ（１０Ａ、１０Ｂ）の上下方向に交差するように延びるアップリフト抵抗材（２４）を有する。【選択図】図１
2010216097.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
まくらぎに固定される共に前記まくらぎの上下方向に交差するように延びるアップリフト抵抗材を有するアップリフト抵抗構造。
【請求項２】
前記アップリフト抵抗材はバラストの下に配置される請求項１に記載のアップリフト抵抗構造。
【請求項３】
前記アップリフト抵抗材の下に配置された弾性材を有する請求項１に記載のアップリフト抵抗構造。
【請求項４】
まくらぎの長手方向の端面に接すると共にアップリフト抵抗材からまくらぎの上下方向に延びる横抵抗材を有する請求項１に記載のアップリフト抵抗構造。
【請求項５】
まくらぎと、
まくらぎに固定されると共にまくらぎの上下方向に対して交差するように延びるアップリフト抵抗材とを有する
まくらぎ構造。
【請求項６】
前記まくらぎは自動沈下補正まくらぎを有し、
この自動沈下補正まくらぎは、
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、
前記アップリフト抵抗板は上部ブロックに固定されると共に自動沈下補正まくらぎの上下方向に対して交差するように延びる請求項５に記載のまくらぎ構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、まくらぎの持ち上がり（以下、アップリフトと称する。）に抗するアップリフト抵抗構造及びまくらぎ構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
バラスト軌道のまくらぎには、列車荷重やレールの変形等によって、横および下から力が加えられる。これにより、まくらぎは横方向へ変位若しくは変形し、又は、アップリフトを生じさせていた。
【０００３】
特許文献に記載のまくらぎは、まくらぎの上下方向に突出した抵抗板を有する。この抵抗板は横方向の力に抗し、まくらぎの横方向の変位を防止する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平９−２５０１０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記抵抗板は、下方からの力に対して抵抗することができず、まくらぎのアップリフトを防止することはできなかった。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、まくらぎのアップリフトを防止するアップリフト抵抗構造及びまくらぎ構造を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
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。
【０００８】
本発明の第１の特徴に係わるアップリフト抵抗構造（２０Ａ、２０Ｂ）は、まくらぎ（１０Ａ、１０Ｂ）に固定される共にまくらぎ（１０Ａ、１０Ｂ）の上下方向に交差するように延びるアップリフト抵抗材（２４）を有する。
【０００９】
以上の特徴にあって、アップリフト抵抗材（２４）はバラスト（Ｂ１）の下に配置される。
【００１０】
同抵抗構造（２０Ａ、２０Ｂ）はアップリフト抵抗材（２４）の下に配置された弾性材（２５）を有する。
【００１１】
同抵抗構造（２０Ａ、２０Ｂ）はまくらぎ（１０Ａ、１０Ｂ）の長手方向の端面に接すると共にアップリフト抵抗材（２４）からまくらぎ（１０Ａ、１０Ｂ）の上下方向に延びる横抵抗材（２１）を有する。
【００１２】
本発明の第２の特徴に係わるまくらぎ構造（１Ａ、１Ｂ）は、まくらぎ（１０Ａ、１０Ｂ）と、まくらぎ（１０Ａ、１０Ｂ）に固定されると共にまくらぎ（１０Ａ、１０Ｂ）の上下方向に対して交差するように延びるアップリフト抵抗材（２４）とを有する。
【００１３】
前記まくらぎは自動沈下補正まくらぎ（１０Ｂ）を有し、この自動沈下補正まくらぎ（１０Ｂ）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）とを有し、
前記アップリフト抵抗板（２４）は、上部ブロック（１１）に固定されると共に自動沈下補正まくらぎ（１０Ｂ）の上下方向に対して交差する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、アップリフト抵抗材はまくらぎの上方への移動に抵抗するのでまくらぎのアップリフトを防止する。
【００１５】
バラストは、自重に基づく鉛直荷重によりアップリフト抵抗材を押さえるので、まくらぎのアップリフトの防止効果を向上させる。
【００１６】
弾性材は、アップリフト抵抗材に加わる鉄道車両の荷重を分散させる。
【００１７】
熱膨張した走行レールは、まくらぎに座屈応力に起因する横方向の力を作用させ、まくらぎを横方向に移動させようとする。横抵抗材はまくらぎの横方向の移動に抗する。このとき、横抵抗材に一致するまくらぎの一端にはせん断力に起因する転倒モーメントが作用し、まくらぎの反対端をアップリフトさせようとする。アップリフト抵抗材はまくらぎの反対端のアップリフトに抗する。これにより、まくらぎの横抵抗力は増加する。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】第１の実施形態に係わるまくらぎ構造の立面図である。
【図２】図１に示すまくらぎ構造の側面図である。
【図３】図１に示すアップリフト抵抗板の斜視図である。
【図４】第２の実施形態に係わるまくらぎ構造の立面図である。
【図５】図４に示す自動沈下補正機構の概略図である。
【図６】アップリフト現象を説明するための概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、図面を参照して実施の形態を詳細に説明する。
【００２０】
第１の実施形態
図１に示すように、まくらぎ構造１Ａは、バラスト上に配置されると共に走行レールＲ１、Ｒ２が配置されたまくらぎ１０Ａと、まくらぎ１０Ａの長手方向の両端に取り付けられたアップリフト抵抗構造２０Ａ、２０Ｂとを有する。
【００２１】
まくらぎ１０Ａは、横断面矩形若しくは横断面台形を有し、この縦断面は底面から頂面へむけて小さくなる（図２参照）。まくらぎ１０Ａは、例えば、木まくらぎ、合成まくらぎ、又は、ＰＣ（プレストレスト・コンクリート）まくらぎである。
【００２２】
アップリフト抵抗構造２０Ａ、２０Ｂは、夫々、まくらぎ１０Ａの上下方向に延びると共にまくらぎ１０Ａの長手方向の端面に接する横抵抗板２１を有する。同抵抗構造２０Ａ、２０Ｂの夫々は、横抵抗板２１の上端からまくらぎ１０Ａの頂面の上に延びる締結板２２と、締結板２２をまくらぎ１０Ａに固定する締結具としてのボルト２３を有する。同抵抗構造２０Ａ、２０Ｂは、横抵抗板２１の下端からまくらぎ１０Ａの外側へ延びるアップリフト抵抗板２４を有する。同抵抗構造２０Ａ、２０Ｂはアップリフト抵抗板２４の下に弾性材２５を有する。
【００２３】
横抵抗板２１はまくらぎ１０ＡとバラストＢ１とによって挟まれる。図２に示すように、矩形の横抵抗板２１は、まくらぎ１０Ａの長手方向の端面の横幅と同等若しくはそれより大きく設定される。横抵抗板２１は、まくらぎ１０Ａに抗して、まくらぎ１０Ａの横変位、横変形を防止する。
【００２４】
図３に示すように、平面矩形の締結板２２は、ボルト２３が通過するための孔２２ａを有する。平面矩形のアップリフト抵抗板２４はまくらぎ１０Ａの上下方向に交差するように延びる共に、バラストＢ１の下に配置される。同抵抗板２４はバラストB１の代わりに錘を用いて同抵抗板２４を押さえてもよい。同抵抗板２４はまくらぎ１０Ａのアップリフトに抗する。
【００２５】
弾性材２５はアップリフト抵抗板２４の底面に貼り付けられる。弾性材２５は緩衝作用を有し、アップリフト抵抗板２４に対する列車荷重の集中を防止する。弾性材２５は、例えば、ゴム又はウレタンのような弾性を有する樹脂を用いる。
【００２６】
次に、まくらぎ構造１Ａの使用方法を説明する。
【００２７】
先ず、まくらぎのアップリフト現象について説明する。
【００２８】
図６において、軟弱地盤Ｃ１の上にバラスト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は軟弱地盤Ｃ１のため沈み、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。
【００２９】
次に、図１を参照して、まくらぎ構造１Ａの動作について説明する。
【００３０】
鉄道車両が走行レールＲ１、Ｒ２上を通過すると、まくらぎ１０Ａにアップリフトが生じようとする。
【００３１】
このとき、アップリフト抵抗構造２０Ａ、２０Ｂのアップリフト抵抗板２４は、まくらぎ１０Ａの上方への付勢に抗し、まくらぎ１０Ａのアップリフトを防止する。バラストＢ１は自重による鉛直荷重よってアップリフト抵抗板２４を下方へ押さえる。弾性材２５はアップリフト抵抗板２４に対する鉄道車両の荷重の集中を緩和する。
【００３２】
また、走行レールＲ１、Ｒ２が熱膨張してまくらぎ１０Ａに座屈応力に起因する横方向の力を加えると、まくらぎ１０Ａは横方向（まくらぎの長手方向）に移動しようとする。このとき、同抵抗構造２０Ａ、２０Ｂの横抵抗板２１は、まくらぎ１０Ａに抗し、まくらぎ１０Ａの横方向の変位を防止する。ここで、まくらぎ１０Aは横抵抗板２１により道床肩部のバラストＢ１に拘束されており、まくらぎ１０Aの横抵抗力が増加する。すなわち、前記横方向の力によりまくらぎ１０Aの一端にせん断力に起因する転倒モーメントが作用し、まくらぎ１０Aの反対端をアップリフトさせようとする。このとき、アップリフト抵抗板２４はまくらぎ１０Ａの反対端に抗してまくらぎ１０Ａのアップリフトを防止する。これにより、アップリフト抵抗板２４はまくらぎ１０Aの横抵抗力を増加させる。
【００３３】
また、まくらぎ１０Ａの下面のバラスト（図示省略）がせん断変形すると、バラスト粒子の回転に起因するバラストの体積膨張を発生させる。この膨張したバラストは、まくらぎ１０Ａを上方へ押し上げようとすると共にまくらぎ１０Ａを横方向へ移動させようとする。ここで、アップリフト抵抗板２４はまくらぎ１０Ａを下方に押さえ、バラストのせん断変形を拘束するので、バラストのせん断強度を向上させる。結果として、まくらぎ１０Ａの水平抵抗力は増加する。
【００３４】
以上のまくらぎ構造１Ａによれば、アップリフト抵抗構造２０Ａ、２０Ｂはまくらぎ１０Ａのアップリフトを防止する。
【００３５】
また、アップリフト抵抗構造２０Ａ、２０Ｂはまくらぎ１０Ａの横抵抗力を増加させる。
【００３６】
第２の実施形態
図４に示すまくらぎ構造１Ｂでは、第１の実施形態と同様のアップリフト抵抗構造２０Ａ、２０Ｂを自動沈下補正まくらぎ１０Ｂに適用する。
【００３７】
同まくらぎ１０Ｂは、走行レールＲ１、Ｒ２が締結される上部ブロック１１と、道床（図示省略）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。図５に示すように、同まくらぎ１０Ｂ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１０Ｂ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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
各ガイド機構１３Ａ、１３Ｂは、上部ブロック１１の挿通孔１１ａ、１１ｂを通過するガイドポスト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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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との組み合わせを用いてもよい。
【００４４】
アップリフト抵抗構造２０Ａ、２０Ｂの横抵抗板２１は、上部ブロック１１のまくらぎ１０Bの長手方向の端面に接する。締結板２２は横抵抗板２１の上端から上部ブロック１１の上に延びる。締結板２２はボルト２３によって上部ブロック１１に固定される。アップリフト抵抗板２４は横抵抗板２１の下端からまくらぎ１０Ｂの上下方向に交差するように延びる。
【００４５】
次に、まくらぎ構造１Ｂの使用方法について説明する。
【００４６】
図４に示すように、鉄道車両が、同まくらぎ１０Ｂの走行レールＲ１、Ｒ２上を通過するとき、車輪は同まくらぎ１０Ｂに下方の荷重を加える。
【００４７】
車輪間の同まくらぎ１０Ｂは持ち上げられそうになる。このとき、アップリフト抵抗構造２０Ａ、２０Ｂのアップリフト抵抗板２４は同まくらぎ１０Ｂのアップリフトを防止する。
【００４８】
さらに、鉄道車両の荷重により道床（図示省略）がまくらぎ１０の長手方向の水平面に対して所定の角度で傾くと、下部ブロック１２も道床に追随して同角度で傾く。
【００４９】
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よりも同角度の分だけ、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。
【００５０】
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。
【００５１】
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よりも同角度の分だけ、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。
【００５２】
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。
【００５３】
また、まくらぎ構造１A、１Bは、構造物境界のように急激に支持剛性が変化する箇所、弾性まくらぎのような低ばね化軌道を敷設した箇所、軟弱地盤箇所、又は、曲線区間に適用可能である。
【符号の説明】
【００５４】
１Ａ、１Ｂ  まくらぎ構造
１０Ａ  まくらぎ
１０Ｂ  自動沈下補正まくらぎ
２０Ａ、２０Ｂ  アップリフト抵抗構造
２１    横抵抗板
２２    締結板
２４    アップリフト抵抗板
２５    弾性材
【図１】
2010216097.tif 000003
【図２】
2010216097.tif 000004
【図３】
2010216097.tif 000005
【図４】
2010216097.tif 000006
【図５】
2010216097.tif 000007
【図６】
2010216097.tif 000008