(57)【要約】【課題】より容易に枕木の道床抵抗を測定することができる道床抵抗測定装置及び道床抵抗測定方法を実現する。【解決手段】道床抵抗測定装置１００は、枕木Ｓの端面Ｓｅと略同じサイズの抵抗測定板３１を有する枕木カバー３０を備えており、その抵抗測定板３１が枕木Ｓの端面Ｓｅと道床Ｂの間に挿し込まれている状態で、枕木カバー３０をベース板１０から離間する方向に油圧ジャッキ４０で押し出して、その枕木カバー３０を枕木Ｓから離間させる方向に所定量移動させた際の荷重をロードセル５０で計測することで、枕木Ｓの端面Ｓｅに作用する道床抵抗を測定することを可能にした。このように道床抵抗測定装置１００は、レールＲを枕木Ｓに締結したまま道床抵抗を測定することができるので、レールＲと枕木Ｓの締結を解除して行う道床横抵抗の測定に比べ、より容易に枕木の道床抵抗を測定することができる。【選択図】図１
2018003483.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
枕木にレールが締結された状態で、その枕木の端面に作用している道床抵抗を測定する道床抵抗測定装置であって、
前記枕木上に載置されるベース板と、
前記ベース板の一方の面に設けられ、その先端部を前記レールに当接させる支持部と、
前記枕木の端面と略同じサイズの抵抗測定板を有し、その抵抗測定板が前記枕木の端面と道床の間に挿し込まれる可動部と、
前記ベース板の他方の面に設けられ、前記可動部を前記ベース板から離間する方向に押し出す力を付与する作動部と、
前記作動部が前記可能部を所定量移動させた際の荷重を計測する荷重計側部と、
を備えたことを特徴とする道床抵抗測定装置。
【請求項２】
前記可動部には、前記抵抗測定板に対し略垂直な側面板がその抵抗測定板の両側に設けられており、前記側面板は前記枕木の側面と道床の間に挿し込まれるように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の道床抵抗測定装置。
【請求項３】
前記作動部が前記可動部を押し出す方向に延在し、一端が前記可動部に固定され、他端が前記ベース板に挿通されている軸部材を備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載の道床抵抗測定装置。
【請求項４】
前記支持部は、前記レールの頭部側面に当接する第１支持部と、前記レールの底部側面に当接する一対の第２支持部と、を備え、
前記一対の第２支持部は、前記枕木に前記レールを締結する締結器を挟む配置にあることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の道床抵抗測定装置。
【請求項５】
枕木にレールが締結された状態で、その枕木の端面に作用する道床抵抗を測定する道床抵抗測定方法であって、
前記枕木の端面と略同じ形状および大きさを有する抵抗測定板を前記枕木の端面と道床の間に挿し込み、その抵抗測定板を前記枕木の端面から離れる方向へ所定量移動させる際の荷重を計測して、前記道床抵抗を測定することを特徴とする道床抵抗測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、枕木の端面に作用する道床抵抗を測定する道床抵抗測定装置及び道床抵抗測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
鉄道の軌道では、道床に設置された枕木を介してレールが敷設されており、レール上を列車が通過する際には枕木に力がかかる。この枕木と道床との間の抵抗力が低いと枕木が移動してしまい、レールにずれが生じてしまうことがある。
そのため、枕木の道床抵抗を定期的に測定して、必要に応じて道床を整備し、レールのずれを未然に防ぐようにしている。
枕木の道床抵抗の内、レールに対して垂直に働く抵抗力は道床横抵抗と呼ばれており、この道床横抵抗を測定するための技術が、例えば特許文献１に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−２９０８４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１の道床横抵抗測定方法の場合、レールを枕木に締結している締結装置を一旦外して、レールの締結を解除した状態で道床横抵抗の測定を行い、その測定後にレールを枕木に締結し直すという手順になっているため、レールの締結解除と再締結の作業が煩わしいという問題があった。
【０００５】
本発明の目的は、より容易に枕木の道床抵抗を測定することができる道床抵抗測定装置及び道床抵抗測定方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本出願に係る一の発明は、
枕木にレールが締結された状態で、その枕木の端面に作用している道床抵抗を測定する道床抵抗測定装置であって、
前記枕木上に載置されるベース板と、
前記ベース板の一方の面に設けられ、その先端部を前記レールに当接させる支持部と、
前記枕木の端面と略同じサイズの抵抗測定板を有し、その抵抗測定板が前記枕木の端面と道床の間に挿し込まれる可動部と、
前記ベース板の他方の面に設けられ、前記可動部を前記ベース板から離間する方向に押し出す力を付与する作動部と、
前記作動部が前記可能部を所定量移動させた際の荷重を計測する荷重計側部と、
を備えるようにした。
【０００７】
かかる構成の道床抵抗測定装置であれば、枕木の端面と略同じサイズを有する抵抗測定板が、枕木の端面と道床の間に挿し込まれている状態の可動部を、ベース板から離間する方向に作動部が押し出して、その可動部を枕木から離間させる方向に所定量移動させた際の荷重を計測することで、枕木の端面に作用する道床抵抗を測定することができる。
このように道床抵抗測定装置は、レールを枕木に締結したまま道床抵抗を測定することができるので、従来技術のように、レールと枕木の締結を解除して行う道床横抵抗の測定に比べ、より容易に枕木の道床抵抗を測定することができる。
【０００８】
また、望ましくは、
前記可動部には、前記抵抗測定板に対し略垂直な側面板がその抵抗測定板の両側に設けられており、前記側面板は前記枕木の側面と道床の間に挿し込まれるように構成されているようにする。
抵抗測定板の両側に設けられている側面板を、枕木の側面と道床の間に挿し込むようにすれば、抵抗測定板で枕木の端面を覆った状態に可動部を枕木の端部に取り付けることができ、抵抗測定板と枕木とのずれを防止できる。
【０００９】
また、望ましくは、
前記作動部が前記可動部を押し出す方向に延在し、一端が前記可動部に固定され、他端が前記ベース板に挿通されている軸部材を備えるようにする。
こうすることで、可動部を枕木から離間させるようにスムーズに押し出すことができる。
【００１０】
また、望ましくは、
前記支持部は、前記レールの頭部側面に当接する第１支持部と、前記レールの底部側面に当接する一対の第２支持部と、を備え、
前記一対の第２支持部は、前記枕木に前記レールを締結する締結器を挟む配置にあるようにする。
【００１１】
第１支持部と一対の第２支持部がそれぞれレールの頭部側面とレールの底部側面に当接するので、その３点での支持によってベース板の姿勢が安定し、道床抵抗測定装置を好適に設置することができる。
また、一対の第２支持部が締結器を挟む配置にあることで、締結器が道床抵抗測定装置の設置の妨げにならないので、道床抵抗測定装置を好適に枕木上に設置することができる。
【００１２】
また、本出願に係る他の発明は、
枕木にレールが締結された状態で、その枕木の端面に作用する道床抵抗を測定する道床抵抗測定方法であって、
前記枕木の端面と略同じ形状および大きさを有する抵抗測定板を前記枕木の端面と道床の間に挿し込み、その抵抗測定板を前記枕木の端面から離れる方向へ所定量移動させる際の荷重を計測して、前記道床抵抗を測定するようにした。
【００１３】
枕木の端面と略同じ形状および大きさを有する抵抗測定板を、枕木の端面と道床の間に挿し込んで、その抵抗測定板を枕木の端面から所定量移動させた際の荷重を計測する道床抵抗測定方法であれば、レールを枕木に締結したまま道床抵抗を測定することができるので、従来技術のように、レールと枕木の締結を解除して行う道床横抵抗の測定に比べ、より容易に枕木の道床抵抗を測定することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、より容易に枕木の道床抵抗を測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本実施形態の道床抵抗測定装置を示す側面図である。
【図２】本実施形態の道床抵抗測定装置を示す上面図である。
【図３】道床抵抗測定装置の枕木カバーを示す側面図（ａ）と後面図（ｂ）である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照して、本発明に係る道床抵抗測定装置及び道床抵抗測定方法の実施形態について詳細に説明する。但し、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲を以下の実施形態及び図示例に限定するものではない。
【００１７】
本実施形態の道床抵抗測定装置１００は、枕木ＳにレールＲが締結器Ｔで締結された状態で、その枕木Ｓの端面Ｓｅに作用している道床抵抗を測定するのに用いる装置である。
道床抵抗測定装置１００は、図１、図２に示すように、枕木Ｓ上に載置されるベース板１０と、ベース板１０の一方の面に設けられ、その先端部をレールＲに当接させる第１支持部２１および第２支持部２２と、枕木Ｓの端面Ｓｅと略同じサイズの抵抗測定板３１を有する枕木カバー３０と、ベース板１０の他方の面に設けられ、枕木カバー３０をベース板１０から離間する方向に押し出す油圧ジャッキ４０と、油圧ジャッキ４０が枕木カバー３０を所定量押し出した際の荷重を計測するロードセル５０等を備えている。
【００１８】
ベース板１０は、金属製の平板部材であり、図１、図２に示すように、一方の面をレールＲに向け、他方の面を枕木Ｓの端部（端面Ｓｅ）側に向けた姿勢で枕木Ｓの上面に載置されており、その両端は枕木Ｓからはみ出している。
このベース板１０には、後述する軸部材７０を挿通させる一対の挿通孔１０ａが形成されており、その挿通孔１０ａに対応する位置に軸部材７０を進退可能に支持する軸受１１が設けられている。
【００１９】
第１支持部２１は、図１、図２に示すように、ベース板１０からレールＲに向かって略垂直に延在し、先端部２１ａをレールＲの頭部側面に当接させている。
第２支持部２２は、図１、図２に示すように、ベース板１０からレールＲに向かって略垂直に延在し、先端部２２ａをレールＲの底部側面に当接させている。
この第２支持部２２は、枕木ＳにレールＲを締結している締結器Ｔを挟む配置に一対設けられている。
特に、ベース板１０は、その両端が枕木Ｓからはみ出すサイズを有しており、そのはみ出した部分に一対の第２支持部２２が設けられているので、第２支持部２２は枕木Ｓ上の締結器Ｔと接触しないようになっている。
また、第１支持部２１と第２支持部２２はともに、先端部２１ａ、２２ａを螺進させて突き出したり螺退させて引っ込めたりするようにしてその位置を調整できるので、それぞれの先端部２１ａ、２２ａをレールＲに確実に当接させることが可能になっている。
【００２０】
枕木カバー３０は、図３（ａ）（ｂ）に示すように、抵抗測定板３１と、抵抗測定板３１の両側に設けられている一対の側面板３２と、抵抗測定板３１と側面板３２の上部に固設されており、油圧ジャッキ４０によって押圧される非押圧体３３と、非押圧体３３に挿し込まれた軸部材７０を固定する軸固定部３４を備えている。
この枕木カバー３０は、油圧ジャッキ４０によって押し出される可動部として機能する。
【００２１】
抵抗測定板３１は、枕木Ｓの端面Ｓｅと略同じ形状および大きさを有しており、図１、図２に示すように、枕木Ｓの端面Ｓｅと道床Ｂの間に挿し込まれた状態で使用される。
側面板３２は、抵抗測定板３１に対し略垂直に固設されており、図１、図２に示すように、枕木Ｓの側面と道床Ｂの間に挿し込まれた状態で使用される。
【００２２】
非押圧体３３は、略直方体形状を呈しており、枕木カバー３０が枕木Ｓと道床Ｂの間に設置された状態でレールＲ側に非押圧面３３ａを向けている。この非押圧面３３ａが油圧ジャッキ４０によって押圧されるようになっている。
非押圧体３３には、図３（ｂ）に示すように、非押圧面３３ａから反対側の面に通じている一対の貫通孔３３ｂが設けられており、この貫通孔３３ｂに軸部材７０の一端が挿し込まれるようになっている。
そして、非押圧体３３における非押圧面３３ａの反対側の面に軸固定部３４が設けられており、貫通孔３３ｂを貫いた軸部材７０の一端を、固定レバー３４ａを操作してロックするようになっている。
【００２３】
軸部材７０は、金属製の棒状部材であり、一端が枕木カバー３０（非押圧体３３）に軸固定部３４によって固定されており、他端がベース板１０の挿通孔１０ａおよび軸受１１に挿通されている。
この軸部材７０は、油圧ジャッキ４０が枕木カバー３０を押し出す方向に延在している。本実施形態の軸部材７０は、枕木Ｓの長手方向に沿い、レールＲと垂直な方向に延在している。
【００２４】
油圧ジャッキ４０は、図１、図２に示すように、ベース板１０に固定されており、レバーソケット４０ａに装着した操作レバー（図示省略）を操作することで、シリンダ４１を枕木カバー３０（非押圧体３３）に向けて突き出し、枕木カバー３０をベース板１０から離間する方向に押し出す力を付与する作動部として機能する。
本実施形態の油圧ジャッキ４０は、シリンダ４１を枕木Ｓの長手方向に沿い、レールＲと垂直な方向に沿って突き出すようになっている。
なお、油圧ジャッキ４０の構成や動作は従来公知のものと同様であるので、ここでは詳述しない。
【００２５】
ロードセル５０は、図１、図２に示すように、油圧ジャッキ４０のシリンダ４１の先端に取り付けられて、シリンダ４１と枕木カバー３０の非押圧体３３（非押圧面３３ａ）の間に介装されるようになっており、油圧ジャッキ４０が枕木カバー３０を所定量移動させた際の荷重を計測する荷重計側部として機能する。
また、図１、図２に示すように、油圧ジャッキ４０のシリンダ４１には、変位センサ６０が取り付けられており、油圧ジャッキ４０が枕木カバー３０を移動させた変位量を計測可能になっている。
なお、ロードセル５０と変位センサ６０は、表示器８０に接続されており、ロードセル５０と変位センサ６０がそれぞれ計測した数値が表示器８０に表示されるようになっている。この表示器８０は、ベース板１０に配設されている表示器設置台８０ａに取り付けられている。
【００２６】
次に、本実施形態の道床抵抗測定装置１００を使用して、枕木Ｓの端面Ｓｅに作用している道床抵抗を測定する手順について説明する。
【００２７】
まず、抵抗測定板３１を枕木Ｓの端面Ｓｅと道床Ｂの間に挿し込んで、枕木カバー３０を枕木Ｓの端部に取り付ける。枕木カバー３０の向きは、側面板３２が枕木Ｓの側面と道床Ｂの間に挿し込まれる向きとする。
なお、枕木カバー３０を枕木Ｓの端部に取り付ける際、枕木カバー３０を道床Ｂに打ち込むように、適宜非押圧体３３の上面をハンマーで打ち付ける。
このとき、抵抗測定板３１の両側に側面板３２が設けられているので、抵抗測定板３１が枕木Ｓの端面Ｓｅを好適に覆うように、枕木カバー３０を枕木Ｓの端部に取り付けることができる。
【００２８】
次いで、ベース板１０とともに油圧ジャッキ４０を枕木Ｓの上に載置し、第１支持部２１および第２支持部２２の先端部（２１ａ、２２ａ）をそれぞれレールＲに当接させる。
次いで、枕木カバー３０の非押圧体３３の貫通孔３３ｂから挿し入れた軸部材７０を、ベース板１０の挿通孔１０ａおよび軸受１１に挿通させて、その軸部材７０の一端を軸固定部３４によって非押圧体３３に固定する。
【００２９】
次いで、油圧ジャッキ４０のレバーソケット４０ａに装着した操作レバー（図示省略）を操作して、枕木カバー３０をベース板１０から離間する方向に押し出し、その枕木カバー３０が枕木Ｓから離れる方向（具体的には、抵抗測定板３１が枕木Ｓの端面Ｓｅから離れる方向）へ所定量移動した際の荷重をロードセル５０によって計測する。
本実施形態では、表示器８０に表示される数値に基づき、油圧ジャッキ４０が枕木カバー３０を２［ｍｍ］移動させた際の荷重（Ｆｚ［ｋＮ］）を計測するようにした。
こうして、枕木Ｓの端面Ｓｅに作用している道床抵抗を測定することができる。
【００３０】
このように、本実施形態の道床抵抗測定装置１００を用いた道床抵抗測定方法であれば、レールＲを枕木Ｓに締結したまま道床抵抗を測定できるので、従来技術のように、レールと枕木の締結を解除して行う道床横抵抗の測定に比べ、より容易に枕木の道床抵抗を測定することができる。
そして、枕木Ｓの端面Ｓｅに作用する道床抵抗の値に基づいて道床管理を行う基準値や閾値を設定するようにすれば、道床の管理や整備を簡便に行うことが可能になる。
【００３１】
但し、従来技術の「道床横抵抗；Ｆ［ｋＮ］」が、枕木の底面に作用する抵抗力（Ｆｘ）と、枕木の側面に作用する抵抗力（Ｆｙ）と、枕木Ｓの端面Ｓｅに作用する抵抗力（Ｆｚ）の和（Ｆ［ｋＮ］＝Ｆｘ＋Ｆｙ＋Ｆｚ）であることに対し、本実施形態の道床抵抗測定装置１００で測定した道床抵抗は、枕木Ｓの端面Ｓｅに作用する抵抗力（Ｆｚ）であるという点で相違する。
そこで、本発明者らは鋭意研究を行って、「道床横抵抗；Ｆ」と、枕木Ｓの端面Ｓｅに作用する抵抗力（Ｆｚ）の換算式は、以下の式（１）であることを見出した。
Ｆ［ｋＮ］＝ａ・Ｆｚ＋ｂ  （ａとｂは定数）  ・・・（１）
具体的に、“低コストＰＣ枕木”の場合の換算式は、Ｆ＝４．１Ｆｚ＋２．３６であった。
【００３２】
この換算式は、枕木の底面の面積や形状（突起の有無）と、側面の面積や形状（翼やしぼりの有無）は既知であることから、枕木の底面と道床の摩擦、底面の突起で生じる土圧、枕木の側面と道床の摩擦、側面の翼やしぼりで生じる土圧の理論値を算出し、さらに枕木の底面と側面と端面とでの抵抗力負担率をフィールド試験によって確認し、これらに基づき導き出した。
つまり、枕木の種類ごとに換算式が設定されるので、その換算式によって「道床横抵抗；Ｆ」と、枕木Ｓの端面Ｓｅに作用する抵抗力（Ｆｚ）を換算すればよい。
【００３３】
以上のように、本実施形態の道床抵抗測定装置１００を用いた道床抵抗測定方法であれば、より容易に枕木の道床抵抗を測定することができる。
そして、必要に応じて換算式を使って、枕木Ｓの端面Ｓｅに作用する抵抗力（Ｆｚ）を「道床横抵抗；Ｆ」に換算すれば、従来技術の道床横抵抗との相関を把握することができる。
【００３４】
なお、本発明の適用は上述した実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
【符号の説明】
【００３５】
１０    ベース板
１０ａ  挿通孔
１１    軸受
２１    第１支持部
２１ａ  先端部
２２    第２支持部
２２ａ  先端部
３０    枕木カバー（可動部）
３１    抵抗測定板
３２    側面板
３３    非押圧体
３３ａ  非押圧面
３３ｂ  貫通孔
３４    軸固定部
３４ａ  固定レバー
４０    油圧ジャッキ（作動部）
４０ａ  レバーソケット
４１    シリンダ
５０    ロードセル（荷重計側部）
６０    変位センサ
７０    軸部材
８０    表示器
８０ａ  表示器設置台
１００  道床抵抗測定装置
Ｒ      レール
Ｓ      枕木
Ｓｅ    端面
Ｔ      締結器
Ｂ      道床
【図１】
2018003483.tif 000003
【図２】
2018003483.tif 000004
【図３】
2018003483.tif 000005