(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
レール（５１）を有する被載荷部材を支持床（Ｇ）に設置し、前記支持床（Ｇ）に固定された反力受けフレーム（３Ａ）に反力が支持されるようにしてｎ個（ｎ：２以上の自然数）の載荷用アクチュエータ（Ａ１１、Ａ１２、Ａ１３、…、Ａ１ｎ）を前記レール（５１）の上方に前記レール（５１）に沿って並べて配置し、前記載荷用アクチュエータ（Ａ１１〜Ａ１ｎ）に駆動源（１Ａ及び２Ａ）を接続するとともに、前記載荷用アクチュエータ（Ａ１１〜Ａ１ｎ）の各々が前記レール（５１）の上面に加える荷重の値と時刻を載荷用アクチュエータごとに制御する制御手段（４Ａ及びＶ１１〜Ｖ１ｎ）を設けた移動荷重載荷装置（１０１）を用い、
前記制御手段（４Ａ及びＶ１１〜Ｖ１ｎ）の制御により、前記レール（５１）の上面の位置ｘ１１のみに荷重ｆ１を載荷し、その後時間ｔ１秒の後に前記レール（５１）の上面で前記位置ｘ１１に間隔をおいて隣接する位置ｘ１２のみに荷重ｆ２を載荷し、その後時間ｔ２秒の後に前記レール（５１）の上面で前記位置ｘ１２に間隔をおいて前記位置ｘ１１とは反対側に隣接する位置ｘ１３のみに荷重ｆ３を載荷するというようにして、前記レール（５１）に、前記位置ｘ１１から前記位置ｘ１３へ向けて移動する荷重を作用させること
を特徴とする移動荷重載荷方法。
【請求項２】
レール（５１）を有する被載荷部材を支持床（Ｇ）に設置し、前記支持床（Ｇ）に固定された反力受けフレーム（３Ａ）に反力が支持されるようにしてｎ個（ｎ：２以上の自然数）の載荷用アクチュエータ（Ａ１１、Ａ１２、Ａ１３、…、Ａ１ｎ）を前記レール（５１）の上方に前記レール（５１）に沿って並べて配置し、前記載荷用アクチュエータ（Ａ１１〜Ａ１ｎ）に駆動源（１Ａ及び２Ａ）を接続するとともに、前記載荷用アクチュエータ（Ａ１１〜Ａ１ｎ）の各々が前記レール（５１）の上面に加える荷重の値と時刻を載荷用アクチュエータごとに制御する制御手段（４Ａ及びＶ１１〜Ｖ１ｎ）を設けた移動荷重載荷装置（１０１）を用い、
前記制御手段（４Ａ及びＶ１１〜Ｖ１ｎ）の制御により、前記レール（５１）の上面の位置ｘ１１のみに荷重ｆ１を載荷し、その後時間ｔ１秒の後に前記レール（５１）の上面で前記位置ｘ１１に間隔ｄをおいて隣接する位置ｘ１２のみに同一値の荷重ｆ１を載荷し、その後同一値の時間ｔ１秒の後に前記レール（５１）の上面で前記位置ｘ１２に同一値の間隔ｄをおいて前記位置ｘ１１とは反対側に隣接する位置ｘ１３のみに同一値の荷重ｆ１を載荷するというようにして、前記レール（５１）に、前記位置ｘ１１から前記位置ｘ１３へ向けて一定荷重ｆ１が一定速度で移動する場合と等価な効果を付与すること
を特徴とする移動荷重載荷方法。
【請求項３】
レール（５１）を有する被載荷部材を支持床（Ｇ）に設置し、前記支持床（Ｇ）に固定された反力受けフレーム（３Ａ）に反力が支持されるようにしてｎ個（ｎ：２以上の自然数）の載荷用アクチュエータ（Ａ１１、Ａ１２、Ａ１３、…、Ａ１ｎ）を前記レール（５１）の上方に前記レール（５１）に沿って並べて配置し、前記載荷用アクチュエータ（Ａ１１〜Ａ１ｎ）に駆動源（１Ａ及び２Ａ）を接続するとともに、前記載荷用アクチュエータ（Ａ１１〜Ａ１ｎ）の各々が前記レール（５１）の上面に加える荷重の値と時刻を載荷用アクチュエータごとに制御する制御手段（４Ａ及びＶ１１〜Ｖ１ｎ）を設けた移動荷重載荷装置（１０１）を用い、
前記制御手段（４Ａ及びＶ１１〜Ｖ１ｎ）の制御により、前記レール（５１）の上面の第１位置に荷重ｆ９を載荷するとともに前記レール（５１）の上面の前記第１位置とは第１間隔値だけ離れた第２位置に荷重ｆ１０を載荷し、その後ある時間後に前記レール（５１）の上面の第３位置に荷重ｆ９を載荷するとともに前記レール（５１）の上面の前記第３位置とは前記第１間隔値と等しい距離だけ離れた第４位置に荷重ｆ１０を載荷するというようにして、前記レール（５１）に、前記第１間隔値を配して配置された２つの車輪が前記第１位置から前記第４位置へ向かう方向に移動する場合と等価な効果を付与すること
を特徴とする移動荷重載荷方法。
【請求項４】
上方から見た線路形状が曲線状に設定された外軌側レール（６１）と内軌側レール（６２）を有する被載荷部材を支持床（Ｇ）に設置し、前記支持床（Ｇ）に固定された反力受けフレーム（３Ｂ）に反力が支持されるようにしてｍ個（ｍ：２以上の自然数）の外軌側垂直載荷用アクチュエータ（Ａ２１）を前記外軌側レール（６１）の上方に前記外軌側レール（６１）に沿って並べて配置し、前記支持床（Ｇ）に固定された反力受けフレーム（３Ｂ）に反力が支持されるようにしてｍ個（ｍ：２以上の自然数）の外軌側水平載荷用アクチュエータ（Ａ２２）を前記外軌側レール（６１）の側方に前記外軌側レール（６１）に沿って並べて配置し、前記支持床（Ｇ）に固定された反力受けフレーム（３Ｂ）に反力が支持されるようにしてｍ個（ｍ：２以上の自然数）の内軌側垂直載荷用アクチュエータ（Ａ２３）を前記内軌側レール（６２）の上方に前記内軌側レール（６２）に沿って並べて配置し、前記支持床（Ｇ）に固定された反力受けフレーム（３Ｂ）に反力が支持されるようにしてｍ個（ｍ：２以上の自然数）の内軌側水平載荷用アクチュエータ（Ａ２４）を前記内軌側レール（６２）の側方に前記内軌側レール（６２）に沿って並べて配置し、前記各載荷用アクチュエータ（Ａ２１〜Ａ２４）に駆動源（１Ｂ及び２Ｂ）を接続するとともに、前記載荷用アクチュエータ（Ａ２１〜Ａ２４）の各々が前記外軌側レール（６１）又は前記内軌側レール（６２）の上面又は側面に加える垂直荷重又は水平荷重の値と時刻を載荷用アクチュエータごとに制御する制御手段（４Ｂ及びＶ２１〜Ｖ２４）を設けた移動荷重載荷装置（１０２）を用い、
前記制御手段（４Ｂ及びＶ２１〜Ｖ２４）の制御により、前記外軌側レール（６１）の上面のある位置に線路の曲率半径及びレールの傾斜角度及び列車の速度に応じた垂直荷重を載荷するとともに前記外軌側レール（６１）の側面で当該垂直載荷位置に対応する側面の位置に線路の曲率半径及びレールの傾斜角度及び列車の速度に応じた水平荷重を載荷しかつ内軌側レール（６２）の上面で当該外軌側レール載荷位置に対応するレール上面位置に線路の曲率半径及びレールの傾斜角度及び列車の速度に応じた垂直荷重を載荷するとともに前記内軌側レール（６２）の側面で当該垂直載荷位置に対応する側面の位置に線路の曲率半径及びレールの傾斜角度及び列車の速度に応じた水平荷重を載荷し、その後時間経過に応じて前記載荷用アクチュエータを線路方向に向かって順次切り替えながら作動させ、前記レール（６１、６２）に、移動荷重が曲線状の線路に沿って移動する場合と等価な効果を付与すること
を特徴とする移動荷重載荷方法。
【請求項５】
上方から見た線路形状が曲線状に設定された外軌側レール（６１）と内軌側レール（６２）を有する被載荷部材を支持床（Ｇ）に設置し、支持床（Ｇ）又は前記支持床（Ｇ）に固定された反力受けフレーム（３Ｃ）に回転可能に支持された回転軸（９Ｃ）のまわりに回転可能な支持フレーム（５Ｃ）に反力が支持されるようにしてｋ個（ｋ：２以上の自然数）の外軌側載荷用アクチュエータ（Ａ３１）を前記外軌側レール（６１）の上方に前記外軌側レール（６１）に沿って並べて配置し、前記支持フレーム（５Ｃ）に反力が支持されるようにしてｋ個（ｋ：２以上の自然数）の内軌側載荷用アクチュエータ（Ａ３２）を前記内軌側レール（６２）の上方に前記内軌側レール（６２）に沿って並べて配置し、前記各載荷用アクチュエータ（Ａ３１〜Ａ３２）に駆動源を接続し、前記支持フレーム（５Ｃ）を回転駆動する支持フレーム駆動機構（６Ｃ）を設け、前記載荷用アクチュエータ（Ａ３１〜Ａ３２）の各々が前記外軌側レール（６１）又は前記内軌側レール（６２）の上面に加える荷重の値と時刻を載荷用アクチュエータごとに制御するとともに前記支持フレーム（５Ｃ）が反力フレーム（３Ｃ）に対してなす角度を制御する制御手段（４Ｃ）を設けた移動荷重載荷装置（１０３）を用い、
前記制御手段（４Ｃ）の制御により、前記外軌側レール（６１）の上面のある位置に線路の曲率半径及びレールの傾斜角度及び列車の速度に応じた荷重を載荷するとともに前記内軌側レール（６２）の上面で当該外軌側レール載荷位置に対応するレール上面位置に線路の曲率半径及びレールの傾斜角度及び列車の速度に応じた荷重を載荷し、その後時間経過に応じて前記載荷用アクチュエータを線路方向に向かって順次切り替えながら作動させ、前記レール（６１、６２）に、移動荷重が曲線状の線路に沿って移動する場合と等価な効果を付与すること
を特徴とする移動荷重載荷方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、直線又は曲線をなす移動方向に沿って移動する荷重を被載荷部材に付与する移動荷重載荷方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
鉄道や道路等の交通に供される構造物には、鉄道車両や自動車等の車輪等が構造物に接する箇所に荷重が作用し、この荷重により、構造物の各部に応力やひずみが生じる。鉄道車両や自動車等が移動すると、その移動に伴って、荷重の作用箇所が構造物の上を移動し、これに伴い構造物内の応力状態やひずみ状態が変化する。
【０００３】
したがって、交通に供される構造物を最適に設計したり、構造物の弱点等を解明し、構造物への補強対策の効果を確認するためには、鉄道車両等の移動に伴って構造物に移動しながら作用する荷重（以下、「移動荷重」という。）に対する構造物の応力やひずみ等の挙動を正確に把握する必要がある。構造物の構成が簡易であったり、荷重のモデル化が可能な場合などには、移動荷重に対する構造物の挙動は、計算により求めることができる。
【０００４】
また、構造物や荷重の構造が複雑であったり、モデル化が困難な場合には、実際の鉄道車両の車輪を用い、構造物の一部を模擬した部材（以下、「被載荷部材」という。）に実際に荷重を付与する載荷試験が行われていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の載荷試験方法では、実際の車輪を被載荷部材の上に載せ、所定の車軸重構を付与しながら、車輪を被載荷部材上で転動させるといった操作が必要となる。このため、荷重の移動速度を高速にするためには、車輪が加速時及び減速時に移動する部分を確保する必要があり、被載荷部材及び載荷装置が大型化するほか、得られる移動速度もそれほど高速にはできない、という問題があった。
【０００６】
また、被載荷部材上で、所定の直線方向に車輪を転動させるため、同じ被載荷部材について移動載荷試験を何回も繰返す場合には、被載荷部材の終端部に到達した車輪を、いったん被載荷部材の始端部まで戻してセットし、再度同様の移動載荷手順を繰返す必要がある。このため、被載荷部材に対して多数回数の連続載荷を行うことは、煩雑な手間がかかり困難であった。
【０００７】
また、実際の鉄道車両には、所定の間隔で車軸が配置されている。しかし、従来の載荷試験方式では、実際の車両の状態を再現しようとすると、載荷に用いる車輪の個数を増やし、所定の車軸間隔に配置することになるが、このようにすると、載荷試験装置が大型化し、それに伴い被載荷部材も大型化する必要があり、試験が非常に困難であった。
【０００８】
本発明は上記の問題を解決するためになされたものであり、本発明の解決しようとする課題は、移動荷重を高速かつ多数回連続載荷可能で被載荷部材等を小型化し得る移動荷重載荷方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明の請求項１に係る移動荷重載荷方法は、
レール（５１）を有する被載荷部材を支持床（Ｇ）に設置し、前記支持床（Ｇ）に固定された反力受けフレーム（３Ａ）に反力が支持されるようにしてｎ個（ｎ：２以上の自然数）の載荷用アクチュエータ（Ａ１１、Ａ１２、Ａ１３、…、Ａ１ｎ）を前記レール（５１）の上方に前記レール（５１）に沿って並べて配置し、前記載荷用アクチュエータ（Ａ１１〜Ａ１ｎ）に駆動源（１Ａ及び２Ａ）を接続するとともに、前記載荷用アクチュエータ（Ａ１１〜Ａ１ｎ）の各々が前記レール（５１）の上面に加える荷重の値と時刻を載荷用アクチュエータごとに制御する制御手段（４Ａ及びＶ１１〜Ｖ１ｎ）を設けた移動荷重載荷装置（１０１）を用い、
前記制御手段（４Ａ及びＶ１１〜Ｖ１ｎ）の制御により、前記レール（５１）の上面の位置ｘ１１のみに荷重ｆ１を載荷し、その後時間ｔ１秒の後に前記レール（５１）の上面で前記位置ｘ１１に間隔をおいて隣接する位置ｘ１２のみに荷重ｆ２を載荷し、その後時間ｔ２秒の後に前記レール（５１）の上面で前記位置ｘ１２に間隔をおいて前記位置ｘ１１とは反対側に隣接する位置ｘ１３のみに荷重ｆ３を載荷するというようにして、前記レール（５１）に、前記位置ｘ１１から前記位置ｘ１３へ向けて移動する荷重を作用させること
を特徴とする。
【００１０】
また、本発明の請求項２に係る移動荷重載荷方法は、
レール（５１）を有する被載荷部材を支持床（Ｇ）に設置し、前記支持床（Ｇ）に固定された反力受けフレーム（３Ａ）に反力が支持されるようにしてｎ個（ｎ：２以上の自然数）の載荷用アクチュエータ（Ａ１１、Ａ１２、Ａ１３、…、Ａ１ｎ）を前記レール（５１）の上方に前記レール（５１）に沿って並べて配置し、前記載荷用アクチュエータ（Ａ１１〜Ａ１ｎ）に駆動源（１Ａ及び２Ａ）を接続するとともに、前記載荷用アクチュエータ（Ａ１１〜Ａ１ｎ）の各々が前記レール（５１）の上面に加える荷重の値と時刻を載荷用アクチュエータごとに制御する制御手段（４Ａ及びＶ１１〜Ｖ１ｎ）を設けた移動荷重載荷装置（１０１）を用い、
前記制御手段（４Ａ及びＶ１１〜Ｖ１ｎ）の制御により、前記レール（５１）の上面の位置ｘ１１のみに荷重ｆ１を載荷し、その後時間ｔ１秒の後に前記レール（５１）の上面で前記位置ｘ１１に間隔ｄをおいて隣接する位置ｘ１２のみに同一値の荷重ｆ１を載荷し、その後同一値の時間ｔ１秒の後に前記レール（５１）の上面で前記位置ｘ１２に同一値の間隔ｄをおいて前記位置ｘ１１とは反対側に隣接する位置ｘ１３のみに同一値の荷重ｆ１を載荷するというようにして、前記レール（５１）に、前記位置ｘ１１から前記位置ｘ１３へ向けて一定荷重ｆ１が一定速度で移動する場合と等価な効果を付与すること
を特徴とする。
【００１１】
また、本発明の請求項３に係る移動荷重載荷方法は、
レール（５１）を有する被載荷部材を支持床（Ｇ）に設置し、前記支持床（Ｇ）に固定された反力受けフレーム（３Ａ）に反力が支持されるようにしてｎ個（ｎ：２以上の自然数）の載荷用アクチュエータ（Ａ１１、Ａ１２、Ａ１３、…、Ａ１ｎ）を前記レール（５１）の上方に前記レール（５１）に沿って並べて配置し、前記載荷用アクチュエータ（Ａ１１〜Ａ１ｎ）に駆動源（１Ａ及び２Ａ）を接続するとともに、前記載荷用アクチュエータ（Ａ１１〜Ａ１ｎ）の各々が前記レール（５１）の上面に加える荷重の値と時刻を載荷用アクチュエータごとに制御する制御手段（４Ａ及びＶ１１〜Ｖ１ｎ）を設けた移動荷重載荷装置（１０１）を用い、
前記制御手段（４Ａ及びＶ１１〜Ｖ１ｎ）の制御により、前記レール（５１）の上面の第１位置に荷重ｆ９を載荷するとともに前記レール（５１）の上面の前記第１位置とは第１間隔値だけ離れた第２位置に荷重ｆ１０を載荷し、その後ある時間後に前記レール（５１）の上面の第３位置に荷重ｆ９を載荷するとともに前記レール（５１）の上面の前記第３位置とは前記第１間隔値と等しい距離だけ離れた第４位置に荷重ｆ１０を載荷するというようにして、前記レール（５１）に、前記第１間隔値を配して配置された２つの車輪が前記第１位置から前記第４位置へ向かう方向に移動する場合と等価な効果を
付与すること
を特徴とする。
【００１２】
また、本発明の請求項４に係る移動荷重載荷方法は、
上方から見た線路形状が曲線状に設定された外軌側レール（６１）と内軌側レール（６２）を有する被載荷部材を支持床（Ｇ）に設置し、前記支持床（Ｇ）に固定された反力受けフレーム（３Ｂ）に反力が支持されるようにしてｍ個（ｍ：２以上の自然数）の外軌側垂直載荷用アクチュエータ（Ａ２１）を前記外軌側レール（６１）の上方に前記外軌側レール（６１）に沿って並べて配置し、前記支持床（Ｇ）に固定された反力受けフレーム（３Ｂ）に反力が支持されるようにしてｍ個（ｍ：２以上の自然数）の外軌側水平載荷用アクチュエータ（Ａ２２）を前記外軌側レール（６１）の側方に前記外軌側レール（６１）に沿って並べて配置し、前記支持床（Ｇ）に固定された反力受けフレーム（３Ｂ）に反力が支持されるようにしてｍ個（ｍ：２以上の自然数）の内軌側垂直載荷用アクチュエータ（Ａ２３）を前記内軌側レール（６２）の上方に前記内軌側レール（６２）に沿って並べて配置し、前記支持床（Ｇ）に固定された反力受けフレーム（３Ｂ）に反力が支持されるようにしてｍ個（ｍ：２以上の自然数）の内軌側水平載荷用アクチュエータ（Ａ２４）を前記内軌側レール（６２）の側方に前記内軌側レール（６２）に沿って並べて配置し、前記各載荷用アクチュエータ（Ａ２１〜Ａ２４）に駆動源（１Ｂ及び２Ｂ）を接続するとともに、前記載荷用アクチュエータ（Ａ２１〜Ａ２４）の各々が前記外軌側レール（６１）又は前記内軌側レール（６２）の上面又は側面に加える垂直荷重又は水平荷重の値と時刻を載荷用アクチュエータごとに制御する制御手段（４Ｂ及びＶ２１〜Ｖ２４）を設けた移動荷重載荷装置（１０２）を用い、
前記制御手段（４Ｂ及びＶ２１〜Ｖ２４）の制御により、前記外軌側レール（６１）の上面のある位置に線路の曲率半径及びレールの傾斜角度及び列車の速度に応じた垂直荷重を載荷するとともに前記外軌側レール（６１）の側面で当該垂直載荷位置に対応する側面の位置に線路の曲率半径及びレールの傾斜角度及び列車の速度に応じた水平荷重を載荷しかつ内軌側レール（６２）の上面で当該外軌側レール載荷位置に対応するレール上面位置に線路の曲率半径及びレールの傾斜角度及び列車の速度に応じた垂直荷重を載荷するとともに前記内軌側レール（６２）の側面で当該垂直載荷位置に対応する側面の位置に線路の曲率半径及びレールの傾斜角度及び列車の速度に応じた水平荷重を載荷し、その後時間経過に応じて前記載荷用アクチュエータを線路方向に向かって順次切り替えながら作動させ、前記レール（６１、６２）に、移動荷重が曲線状の線路に沿って移動する場合と等価な効果を付与すること
を特徴とする。
【００１３】
また、本発明の請求項５に係る移動荷重載荷方法は、
上方から見た線路形状が曲線状に設定された外軌側レール（６１）と内軌側レール（６２）を有する被載荷部材を支持床（Ｇ）に設置し、支持床（Ｇ）又は前記支持床（Ｇ）に固定された反力受けフレーム（３Ｃ）に回転可能に支持された回転軸（９Ｃ）のまわりに回転可能な支持フレーム（５Ｃ）に反力が支持されるようにしてｋ個（ｋ：２以上の自然数）の外軌側載荷用アクチュエータ（Ａ３１）を前記外軌側レール（６１）の上方に前記外軌側レール（６１）に沿って並べて配置し、前記支持フレーム（５Ｃ）に反力が支持されるようにしてｋ個（ｋ：２以上の自然数）の内軌側載荷用アクチュエータ（Ａ３２）を前記内軌側レール（６２）の上方に前記内軌側レール（６２）に沿って並べて配置し、前記各載荷用アクチュエータ（Ａ３１〜Ａ３２）に駆動源を接続し、前記支持フレーム（５Ｃ）を回転駆動する支持フレーム駆動機構（６Ｃ）を設け、前記載荷用アクチュエータ（Ａ３１〜Ａ３２）の各々が前記外軌側レール（６１）又は前記内軌側レール（６２）の上面に加える荷重の値と時刻を載荷用アクチュエータごとに制御するとともに前記支持フレーム（５Ｃ）が反力フレーム（３Ｃ）に対してなす角度を制御する制御手段（４Ｃ）を設けた移動荷重載荷装置（１０３）を用い、
前記制御手段（４Ｃ）の制御により、前記外軌側レール（６１）の上面のある位置に線路の曲率半径及びレールの傾斜角度及び列車の速度に応じた荷重を載荷するとともに前記内軌側レール（６２）の上面で当該外軌側レール載荷位置に対応するレール上面位置に線路の曲率半径及びレールの傾斜角度及び列車の速度に応じた荷重を載荷し、その後時間経過に応じて前記載荷用アクチュエータを線路方向に向かって順次切り替えながら作動させ、前記レール（６１、６２）に、移動荷重が曲線状の線路に沿って移動する場合と等価な効果を付与すること
を特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る移動荷重載荷装置の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１５】
（１）第１実施形態
図１は、本発明の第１実施形態である移動荷重載荷装置の構成を示す図である。
【００１６】
図１に示すように、この移動荷重載荷装置１０１は、油圧源１Ａと、配油管２Ａと、ｎ個（ｎ：２以上の自然数）の制御弁Ｖ１１、Ｖ１２、Ｖ１３、…、Ｖ１ｎと、図の左右方向に沿って並べて配置された載荷用アクチュエータＡ１１、Ａ１２、Ａ１３、…、Ａ１ｎと、反力受けフレーム３Ａと、コントローラ４Ａを備えて構成されている。
【００１７】
油圧源１Ａは、図示はしていないが、例えば、貯油タンクと、油圧ポンプ等を有しており、配油管２Ａに作動油を送出する。配油管２Ａは、油圧源１Ａと各載荷用アクチュエータＡ１１〜Ａ１ｎとの間を接続する管路であり、作動油を各載荷用アクチュエータＡ１１〜Ａ１ｎに供給する。
【００１８】
コントローラ４Ａは、図示はしていないが、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit：中央演算処理装置）と、ＲＯＭ（Read  Only  Memory：読出し専用メモリ）と、ＲＡＭ（Random  Access  Memory：随時書込み読出しメモリ）等を有している。
【００１９】
これらのうち、ＣＰＵは、各要素を統括し、各種演算や制御のプログラム実行等の処理を実行する部分である。ＲＯＭは、ＣＰＵの実行するプログラムや予め設定された情報等を格納した記憶装置である。ＲＡＭは、ＣＰＵにより演算された中間結果データ等を一時記憶する記憶装置である。
【００２０】
このような構成により、ＣＰＵは、ＲＯＭに格納された演算プログラムを読み出し、ＲＯＭやＲＡＭ又は外部から与えられるデータ値に基づいて演算プログラムを実行する。なお、ＲＯＭやＲＡＭのかわりにハードディスク装置を設けてもよい。
【００２１】
制御弁Ｖ１１〜Ｖ１ｎは、配油管２Ａが各載荷用アクチュエータＡ１１〜Ａ１ｎに接続する箇所等に配置されている。各制御弁Ｖ１１〜Ｖ１ｎには、弁を開閉駆動する弁駆動機構（図示せず）が設けられている。弁駆動機構としては、例えば、ソレノイドのような電磁力を利用した機構等が用いられる。各制御弁Ｖ１１〜Ｖ１ｎの弁駆動機構は、コントローラ４Ａに接続されており、コントローラ４Ａの制御により、各制御弁Ｖ１１〜Ｖ１ｎの開放度が制御され、各載荷用アクチュエータＡ１１〜Ａ１ｎに付与される油圧が制御される。
【００２２】
また、図示はしていないが、各制御弁Ｖ１１〜Ｖ１ｎには、油圧を検出する圧力センサが設けられており、検出された油圧値はコントローラ４Ａに出力され、フィードバック・サーボ制御が行われる。
【００２３】
また、油圧源１Ａは、コントローラ４Ａと接続されている。また、油圧源１Ａには、油圧を検出する圧力センサ（図示せず）が設けられており、検出された油圧値はコントローラ４Ａに出力され、フィードバック・サーボ制御が行われる。このような構成により、コントローラ４Ａの制御によって、油圧源１Ａからの作動油の油圧が制御される。
【００２４】
次に、載荷用アクチュエータＡ１１〜Ａ１ｎの構成について、載荷用アクチュエータＡ１１を例に挙げて説明する。載荷用アクチュエータＡ１１は、シリンダ部Ｃ１１とピストン部Ｐ１１を有しており、シリンダ部Ｃ１１には制御弁Ｖ１１からの配油管が接続している。
【００２５】
このような構成により、コントローラ４Ａの制御によって制御弁Ｖ１１が開放されると、油圧源１Ａからの作動油が供給され、ピストン部Ｐ１１がシリンダ部Ｃ１１から突出するようになっている。他の載荷用アクチュエータＡ１２〜Ａ１ｎについても同様である。
【００２６】
載荷用アクチュエータＡ１１〜Ａ１ｎは、反力受けフレーム３Ａに支持されている。反力受けフレーム３Ａは、所定の強度を有する部材であり、支持床Ｇに固定されている。また、載荷用アクチュエータＡ１１〜Ａ１の図における下方には、レール５１とまくらぎ５２と道床砕石５３からなる被載荷部材が設置されている。この被載荷部材は、支持床Ｇによって支持されている。
【００２７】
このような構成により、載荷用アクチュエータＡ１１のピストン部Ｐ１１が突出すると、下方のレール５１の上面を押接し、レール５１に荷重を加えるようになっている。
【００２８】
この際、レール５１が載荷用アクチュエータＡ１１のピストン部Ｐ１１に及ぼす反力（荷重とは方向が逆で値が等しい力）は、シリンダ部Ｃ１１を経て反力受けフレーム３Ａに伝達され、反力は、反力受けフレーム３Ａと支持床Ｇによって支持される。他の載荷用アクチュエータＡ１２〜Ａ１ｎについても同様である。
【００２９】
次に、上記した移動荷重載荷装置１０１の作用について、図１及び図２を参照しつつ説明する。最初は、図２（Ａ）に示すように、どの載荷用アクチュエータもレール５１を押接しておらず、無載荷状態となっている。
【００３０】
次に、コントローラ４Ａは、油圧源１Ａに制御指令を出力し、配油管２Ａ内に所定の油圧をかけた作動油を供給させる。また、コントローラ４Ａは、制御弁Ｖ１１を開放させる制御指令を出力するとともに、他の制御弁を閉塞させる制御指令を出力する。これにより、図２（Ｂ）に示すように、載荷用アクチュエータＡ１１のみに油圧がかかり、レール５１の上面の位置ｘ１１に荷重ｆ１が載荷される。
【００３１】
次に、所定時間ｔ１秒の後に、コントローラ４Ａは、制御弁Ｖ１１を閉塞させる制御指令を出力するとともに、制御弁Ｖ１２を開放させる制御指令を出力する。この際、これら以外の制御弁には、閉塞させる制御指令が出力される。これにより、図２（Ｃ）に示すように、載荷用アクチュエータＡ１２のみに油圧がかかり、レール５１の上面の位置ｘ１２に荷重ｆ２が載荷される。
【００３２】
次に、所定時間ｔ２秒の後に、コントローラ４Ａは、制御弁Ｖ１２を閉塞させる制御指令を出力するとともに、制御弁Ｖ１３を開放させる制御指令を出力する。この際、これら以外の制御弁には、閉塞させる制御指令が出力される。これにより、図２（Ｄ）に示すように、載荷用アクチュエータＡ１３のみに油圧がかかり、レール５１の上面の位置ｘ１３に荷重ｆ３が載荷される。
【００３３】
次に、所定時間ｔ３秒の後に、コントローラ４Ａは、制御弁Ｖ１３を閉塞させる制御指令を出力するとともに、制御弁Ｖ１４を開放させる制御指令を出力する。この際、これら以外の制御弁には、閉塞させる制御指令が出力される。これにより、図２（Ｅ）に示すように、載荷用アクチュエータＡ１４のみに油圧がかかり、レール５１の上面の位置ｘ１４に荷重ｆ４が載荷される。
【００３４】
すなわち、コントローラ４Ａと制御弁Ｖ１１〜Ｖ１ｎは、複数個の載荷用アクチュエータＡ１１〜Ａ１ｎを、移動方向（図の左から右へ向かう方向）に向かって順次切り替えながら、荷重をレール５１に作用させるように制御する。
【００３５】
上記において、各載荷用アクチュエータＡ１１等の配置間隔が等しくｄであるとする。また、コントローラ４Ａが、荷重切り替え時間間隔がｔ１＝ｔ２＝ｔ３＝ｔ４となり、荷重値がｆ１＝ｆ２＝ｆ３＝ｆ４となるように油圧源１Ａ及び制御弁Ｖ１１等を制御すれば、荷重ｆ１が図の左から右へ向かって等速度で移動した場合と等価な効果をレール５１に付与することができる。
【００３６】
例えば、載荷する荷重値としては、１つの載荷用アクチュエータＡ１１で、１００トン程度まで可能である。他の載荷用アクチュエータＡ１２〜Ａ１ｎでも同様である。また、アクチュエータの配置間隔ｄを３０ｃｍとすれば、制御弁Ｖ１１等の応答時間は３ミリ秒以下であるので、３６０ｋｍ／時の高速移動載荷が十分可能となる。
【００３７】
また、他の載荷方法も可能である。時間経過に応じて各制御弁の開放度を増減することにより各載荷用アクチュエータが付与する荷重値を増減させるようにコントローラ４Ａが制御を行うように構成すれば、図３（Ａ）においてｆ８で示すような分布の荷重を付与することも可能となる。図３（Ａ）は、ある時刻の瞬間の状態を示した図であり、載荷用アクチュエータＡ１１はレール５１に荷重ｆ５を付与し、載荷用アクチュエータＡ１２はレール５１に荷重ｆ６を付与し、載荷用アクチュエータＡ１３はレール５１に荷重ｆ７を付与している。この結果、荷重ｆ５とｆ６とｆ７の重ね合わせとして荷重ｆ８がレール５１に付与される。
【００３８】
図３（Ａ）の状態の後、載荷用アクチュエータＡ１３の荷重ｆ７を増加させ、載荷用アクチュエータＡ１２の荷重ｆ６と載荷用アクチュエータＡ１１の荷重ｆ５を減少させるようにコントローラ４Ａが各制御弁を制御すれば、重ね合わされた荷重ｆ８のピーク（最大）値は、図の右側に移動する。このような制御により、実際の鉄道車両等の走行状態をより正確に再現することができる。
【００３９】
すなわち、鉄道車両の車輪は鋼製であるが、レール上では弾性変形し、１点のみで接触するのではなく、微小な面でレールと接触する。このため、レール上での実際の荷重の移動は、上述したような挙動となるからである。
【００４０】
また、上記以外の載荷方法も可能である。図３（Ｂ）は、ある時刻の瞬間の状態を示した図であり、載荷用アクチュエータＡ１１はレール５１に荷重ｆ９を付与し、載荷用アクチュエータＡ１４はレール５１に荷重ｆ１０を付与している。図３（Ｂ）における載荷用アクチュエータＡ１１のレール押圧点の位置は第１位置に相当し、図３（Ｂ）における載荷用アクチュエータＡ１４のレール押圧点の位置は第２位置に相当している。また、第１位置と第２位置の間隔は第１間隔値に相当している。アクチュエータの配置間隔が等しくｄであるとすれば、荷重ｆ９と荷重ｆ１０との間隔は３ｄとなる。
【００４１】
図３（Ｂ）の状態の後、コントローラ４Ａは、載荷用アクチュエータＡ１１の荷重を零に戻すとともに載荷用アクチュエータＡ１２の荷重がｆ９となるように各制御弁を制御する。また、コントローラ４Ａは、載荷用アクチュエータＡ１４の荷重を零に戻すとともに載荷用アクチュエータＡ１４の右隣の載荷用アクチュエータＡ１５（図示せず）の荷重がｆ１０となるように各制御弁を制御する。この場合の載荷用アクチュエータＡ１２のレール押圧点の位置は第３位置に相当し、この場合の載荷用アクチュエータＡ１５のレール押圧点の位置は第４位置に相当している。また、第３位置と第４位置の間隔は第１間隔値に相当している。
【００４２】
このように制御すれば、荷重ｆ９と荷重ｆ１０は、つねに３ｄの間隔を維持したまま、図の右側に移動する。この状態は、図３（Ｂ）に示すように、仮想的な車輪Ｗ１、Ｗ２が走行した状態と等価となる。このような制御により、実際の鉄道車両等の車軸や台車の配置状態の効果をより正確に再現することができる。
【００４３】
上記した第１実施形態の移動荷重載荷装置１０１によれば、移動荷重を高速で移動させることができ、多数回の連続載荷を行うことが可能で、大型の被載荷部材や試験装置が不要である、という利点がある。
【００４４】
（２）第２実施形態
次に、図４を参照しつつ、本発明の第２実施形態である移動荷重載荷装置の構成及び作用を説明する。
【００４５】
図４に示す移動荷重載荷装置１０２は、軌道スラブ６３とレール６１及び６２からなる線路の被載荷部材に移動荷重を付与する装置であり、図４は、線路の横断面を表した図である。図４に示すように、この移動荷重載荷装置１０２は、油圧源１Ｂと、配油管２Ｂと、制御弁Ｖ２１等と、載荷用アクチュエータＡ２１等と、反力受けフレーム３Ｂと、コントローラ４Ｂを備えて構成されている。
【００４６】
図４は、横断面図であり、被載荷部材は、上方から見た形状が曲線状（例えば円弧曲線）となっている。図４に示す部分には、制御弁Ｖ２１、Ｖ２２、Ｖ２３、Ｖ２４からなる制御弁の組と、載荷用アクチュエータＡ２１、Ａ２１、Ａ２３、…、Ａ２４からなる組が配置されている。
【００４７】
これらのうち、載荷用アクチュエータＡ２１は、曲線の外側（以下、「外軌側」という。）のレール６１の上面に荷重を付与するように配置され、載荷用アクチュエータＡ２２は、外軌側のレール６１の側面に荷重を付与するように配置されている。また、載荷用アクチュエータＡ２３は、曲線の内側（以下、「内軌側」という。）のレール６２の上面に荷重を付与するように配置され、載荷用アクチュエータＡ２４は、内軌側のレール６２の側面に荷重を付与するように配置されている。
【００４８】
このような構成により、載荷用アクチュエータＡ２１及びＡ２３は、鉄道車両の車輪からの荷重のうち垂直方向成分力に相当する力を、また載荷用アクチュエータＡ２２及びＡ２４は、鉄道車両の車輪からの荷重のうち水平方向成分力に相当する力を、それぞれレール６１、６２に付与することができるようになっている。ここに、載荷用アクチュエータＡ２１は外軌側垂直載荷用アクチュエータに相当し、載荷用アクチュエータＡ２２は外軌側水平載荷用アクチュエータに相当し、載荷用アクチュエータＡ２３は内軌側垂直載荷用アクチュエータに相当し、載荷用アクチュエータＡ２４は内軌側水平載荷用アクチュエータに相当している。
【００４９】
また、曲線状の線路の進行方向に沿って、上記した制御弁の組がｍ組（ｍ：２以上の自然数）と、載荷用アクチュエータの組がｍ組並べて配置されている。
【００５０】
また、油圧源１Ｂと、配油管２Ｂと、制御弁Ｖ２１等と、載荷用アクチュエータＡ２１等と、反力受けフレーム３Ｂの構成は、第１実施形態の場合と同様である。第２実施形態の移動荷重載荷装置１０２が第１実施形態の移動荷重載荷装置１０１と異なる点は、コントローラ４Ｂにおける制御方法である。
【００５１】
コントローラ４Ｂは、線路の曲線の曲率半径、レールの傾斜角度、列車の速度等に応じて計算される所定の荷重を、垂直方向の載荷用アクチュエータＡ２１及びＡ２３、水平方向の載荷用アクチュエータＡ２２及びＡ２４がレール６１及び６２に付与するように各制御弁を制御する。そして、ｍ組の載荷用アクチュエータを線路方向に向かって順次切り替えながら作動させるように制御する。
【００５２】
上記した第２実施形態の移動荷重載荷装置１０２によれば、第１実施形態と同様の利点に加え、移動荷重を曲線状の移動方向に沿って移動させることができる、という利点がある。
【００５３】
（３）第３実施形態
次に、図５を参照しつつ、本発明の第３実施形態である移動荷重載荷装置の構成及び作用を説明する。
【００５４】
図５に示す移動荷重載荷装置１０３は、第２実施形態の場合と同様な被載荷部材、すなわち線路の平面線形が曲線状をなす軌道スラブ６３とレール６１及び６２からなる線路の被載荷部材に移動荷重を付与する装置であり、図５は、線路の横断面を表している。
【００５５】
図５に示すように、この移動荷重載荷装置１０３は、載荷用アクチュエータＡ３１等と、反力受けフレーム３Ｃと、コントローラ４Ｃと、支持フレーム５Ｃと、支持フレーム駆動機構６Ｃを備えて構成されている。また、図示はしていないが、この移動荷重載荷装置１０３は、第１、２実施形態の場合と同様の構成と作用を有する油圧源と、配油管と、制御弁を有し、これらは、載荷用アクチュエータＡ３１、Ａ３２に接続されている。また、油圧源及び制御弁は、コントローラ４Ｃによって制御される。
【００５６】
図５は、横断面図であり、被載荷部材は、上方から見た形状が曲線状（例えば円弧曲線）となっている。図５に示す部分には、載荷用アクチュエータＡ３１、Ａ３２からなる組が配置されている。
【００５７】
載荷用アクチュエータＡ３１、Ａ３２は、レール６１、６２の上面に荷重を付与するように配置されている。ここに、載荷用アクチュエータＡ３１は外軌側載荷用アクチュエータに相当し、載荷用アクチュエータＡ３２は内軌側載荷用アクチュエータに相当している。
【００５８】
また、曲線状の線路の進行方向に沿って、制御弁（図示せず）の組がｋ組（ｋ：２以上の自然数）と、載荷用アクチュエータの組がｋ組と、並べて配置されている。
【００５９】
この第３実施形態の移動荷重載荷装置１０３が上記した実施形態の移動荷重載荷装置と異なる点は、載荷用アクチュエータＡ３１等の荷重を載荷する方向の角度が可変調整できる点にある。
【００６０】
すなわち、支持フレーム５Ｃは、図５の紙面の手前から奥に向かう方向に配置される部材であり、凸面状の円筒曲面７Ｃを有している。また、反力フレーム３Ｃには、支持フレーム５Ｃの円筒曲面７Ｃよりもわずかに曲率半径の大きな凹面状の円筒曲面８Ｃが形成されており、支持フレーム５Ｃは、反力フレーム３Ｃの円筒曲面８Ｃに嵌合し、回転軸９Ｃの中心線のまわりに回転可能となっている。
【００６１】
また、回転軸９Ｃは、反力フレーム３Ｃ又は支持床Ｇに固定された支点によって回転可能に支持されるとともに、支持フレーム駆動機構６Ｃによって回転駆動されるように構成されている。支持フレーム駆動機構６Ｃは、電動モータ等の駆動源（図示せず）と、歯車機構（図示せず）等を有しており、コントローラ４Ｃにより接続されており、支持フレーム５Ｃが反力フレーム３Ｃに対してなす角度は、コントローラ４Ｃによって制御されるように構成されている。
【００６２】
このような構成により、コントローラ４Ｃは、線路の曲線の曲率半径、レールの傾斜角度、列車の速度等に応じて計算される所定の荷重を、載荷用アクチュエータＡ３１及びＡ３２がレール６１及び６２に付与するように各制御弁（図示せず）を制御する。そして、ｍ組の載荷用アクチュエータを線路方向に向かって順次切り替えながら作動させるように制御する。
【００６３】
上記した第３実施形態の移動荷重載荷装置１０３によれば、第２実施形態と同様の利点に加え、各レールへの載荷用アクチュエータについては、第２実施形態のように垂直方向載荷と水平方向載荷を行うのではなく、１方向の載荷用アクチュエータの載荷方向を変化させればよいため、載荷用アクチュエータの個数をより減少させることができ、載荷装置の構造をより簡素にすることができる、という利点がある。
【００６４】
また、図５に示すように、支持床Ｇに、図５の紙面の手前から奥に向かう方向に沿って配置される部材である突条部１０Ｃ及び１１Ｃを設け、反力フレーム３Ｃの脚部に、突条部１０Ｃに嵌合する溝状の嵌合溝部１２Ｃと、突条部１１Ｃに嵌合する溝状の嵌合溝１３Ｃを設けることにより、反力フレーム３Ｃを、図５の紙面の手前から奥に向かう方向に摺動により移動させることができる。
【００６５】
この場合、突条部１０Ｃと嵌合溝部１２Ｃは嵌合し、突条部１１Ｃと嵌合溝部１３Ｃは嵌合しているから、載荷用アクチュエータＡ３１、Ａ３２の載荷による反力は支持床Ｇに確実に伝達される。
【００６６】
上記各実施形態において、油圧源１Ａと配油管２Ａ、油圧源１Ｂと配油管２Ｂ、第３実施形態における図示しない油圧源と配油管は、駆動源に相当している。また、コントローラ４Ａと各制御弁Ｖ１１〜Ｖ１ｎ、コントローラ４Ｂと各制御弁Ｖ２１〜Ｖ２４等、及びコントローラ４Ｃは、制御手段に相当している。
【００６７】
なお、本発明は、上記各実施形態に限定されるものではない。上記各実施形態は、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。
【００６８】
例えば、上記した各実施形態では、載荷用アクチュエータＡ１１等が、油圧源が発生する油圧により作動する機構である例について説明したが、本発明はこれには限定されず、他の原理により発生される力を利用する載荷手段、例えば、水圧や空気圧によりシリンダ−ピストン系に直線方向力を発生させる機構、電磁ソレノイドやリニアモータ等の電磁力により直線方向力を発生させる機構、電動モータ等の回転駆動源からの回転力を歯車等の公知の機械機構により直線方向力に変換する機構等であってもよい。
【００６９】
また、本発明の移動荷重載荷装置は、上記実施形態で説明したもの以外の移動状態の荷重であっても再現可能である。例えば、移動体の加速状態、移動体の減速状態、移動体の移動時に発生する衝撃的な荷重、左右レールに付与する荷重の位相を変えることによる車両揺動効果の再現等である。
【００７０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、レールに移動方向に沿って移動する荷重を付与することができ、移動荷重を高速で移動させることができ、多数回の連続載荷を行うことが可能で、大型の被載荷部材や試験装置が不要である、という利点を有している。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態である移動荷重載荷装置の構成を示す図である。
【図２】本発明の第１実施形態である移動荷重載荷装置の作用を説明する図（１）である。
【図３】本発明の第１実施形態である移動荷重載荷装置の作用を説明する図（２）である。
【図４】本発明の第２実施形態である移動荷重載荷装置の構成を示す図である。
【図５】本発明の第３実施形態である移動荷重載荷装置の構成を示す図である。
【符号の説明】
１Ａ、１Ｂ  油圧源（駆動源）
２Ａ、２Ｂ  配油管（駆動源）
３Ａ〜３Ｃ  反力受けフレーム
４Ａ〜４Ｃ  コントローラ（制御手段）
５Ｃ  支持フレーム
６Ｃ  支持フレーム駆動機構
７Ｃ、８Ｃ  円筒曲面
９Ｃ  回転軸
１０Ｃ、１１Ｃ  突条部
１２Ｃ、１３Ｃ  嵌合溝部
５１  レール
５２  まくらぎ
５３  道床砕石
６１、６２  レール
６３  軌道スラブ
１０１〜１０３  移動荷重載荷装置
Ａ１１〜Ａ１ｎ、Ａ２１〜Ａ２４、Ａ３１、Ａ３２  載荷用アクチュエータ
Ｃ１１  シリンダ部
Ｇ  支持床
Ｐ１１  ピストン部
Ｖ１１〜Ｖ１ｎ、Ｖ２１〜Ｖ２４  制御弁（制御手段）
【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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