(57)【要約】【課題】まくらぎ本体の底面の摩耗を簡便に検知できる検知部を備えたＰＣまくらぎを提供する。【解決手段】検知部は、まくらぎ本体２の上面２ｂに露出し、他端側がその上面と反対側の底面近くに達する長さを有し、かつ、そのまくらぎ本体２を形成するコンクリートとの接着を阻止して設けられる検知針１１と、その検知針１１の他端側に設けられ、まくらぎ本体２内に配設される定着板１２と、その定着板１２のまくらぎ本体２の上面側の面に設けられるとともに、弾性変形可能な材質からなる保持部材１３と、を備えたことを特徴とする。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
まくらぎ本体の底面の摩耗状態を検知する検知部を備えたバラスト軌道に用いられるプレストレストコンクリート製のＰＣまくらぎであって、
前記検知部は、
一端側が列車の走行するレールを支える前記まくらぎ本体の上面に露出し、他端側がその上面と反対側の底面近くに達する長さを有し、かつ、そのまくらぎ本体を形成するコンクリートとの接着を阻止して設けられる検知針と、
前記検知針の他端側に設けられ、前記まくらぎ本体内に配設される定着板と、
前記定着板の上面に設けられるとともに、弾性変形可能な材質からなる保持部材と、
を備えていることを特徴とするＰＣまくらぎ。
【請求項２】
前記検知針は、前記まくらぎ本体の上面から露出する境界位置に、基準線が罫書かれることを特徴とする請求項１に記載のＰＣまくらぎ。
【請求項３】
前記検知針の上部には、着脱自在にキャップが設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載のＰＣまくらぎ。
【請求項４】
前記検知針は、周囲にアスファルトからなるアンボンド材を塗布することにより、前記まくらぎ本体を形成するコンクリートとの接着が阻止されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のＰＣまくらぎ。
【請求項５】
前記保持部材は、発泡スチロールからなることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のＰＣまくらぎ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＰＣまくらぎに係り、特に、まくらぎ本体の底面の摩耗を簡便に検知できるようにしたものに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、列車の走行するレールを支えるまくらぎは、特許文献１に示されるように、木製からプレストレストコンクリート（Ｐｒｅｓｔｒｅｓｓｅｄ  Ｃｏｎｃｒｅｔｅ）製のまくらぎであるＰＣまくらぎがその役割を担っている。ＰＣまくらぎは、プレストレストコンクリート製なので、繰り返して作用する電車荷重に対して強く、また、天候等の自然環境の影響も受けにくいので、木製のまくらぎに比べて寿命が長くなる等の優れた特長を有している。
【０００３】
また、列車の走行するレールを支えるまくらぎは、特許文献２に示されるように、砕石や砂利を所定の厚さに敷き詰めて生成されたバラストに敷設されてバラスト軌道に形成される場合がある。このバラスト軌道におけるまくらぎは、列車の走行するレールを支える上面側を残してバラスト内に埋設される状態で敷設される。このバラスト軌道は、スラブ軌道に比べて静粛性及び乗り心地性等に優れているという特長を有している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２１４２１９号公報
【特許文献２】特開２０１１−１７１５０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、従来のＰＣまくらぎは、バラスト軌道に用いられた場合、まくらぎ本体の底面の摩耗状態を確認しにくいという欠点があった。すなわち、まくらぎ本体の底面は、バラストを掻き出す必要があり、通常の徒歩巡回時の目視では確認することができなかった。しかも、まくらぎ本体の底面の確認のためのバラストを掻き出し、及び確認後の埋め戻す作業に手間と時間かかるという問題があった。
【０００６】
ここで、まくらぎ本体の底面の摩耗状態を確認することの重要性について言及する。先ず、ＰＣまくらぎがバラスト軌道に用いられた場合のまくらぎ本体の底面の摩耗発生は、列車通過時の動的付加により、まくらぎ本体の底面とその底面に接するバラスト粒子との間に生ずる相対運動に起因している。すなわち、その相対運動により、まくらぎ本体の底面に対するバラスト粒子のすべり、転がり及び衝撃作用が生じ、まくらぎ本体の底面に摩耗が生じてしまう。
【０００７】
一方、列車の車輪踏面やレール頭頂面が適切に管理されていて、車輪及びレール間に衝撃力が発生しない状況では、設計上、まくらぎ本体にひび割れが生じない。このように、まくらぎ本体にひび割れが生じていない状態ではＰＣ鋼材の応力振幅が大きくなることはなく、ＰＣ鋼材の疲労が問題になることはない。このような状況下において、ＰＣまくらぎの耐荷力に影響を与える要因としては、まくらぎ本体の底面に摩耗が発生してまくらぎ本体の断面が欠損した場合、あるいは、まくらぎ本体に設けられる定着板の露出によってＰＣ鋼材が腐食し、有効プレストレスが低下する場合等が挙げられる。したがって、まくらぎ本体の底面の摩耗状態を的確に把握しておくことは、ＰＣまくらぎの保守管理にとって極めて重要である。このため、まくらぎ本体の底面の摩耗を簡便に検知できるようにすることが望まれており、その点で改善の余地があった。
【０００８】
そこで、本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、まくらぎ本体の底面の摩耗を簡便に検知できる検知部を備えたＰＣまくらぎを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明に係るＰＣまくらぎでは、まくらぎ本体の底面の摩耗状態を検知する検知部を備えたバラスト軌道に用いられるプレストレストコンクリート製のＰＣまくらぎであって、前記検知部は、一端側が列車の走行するレールを支える前記まくらぎ本体の上面に露出し、他端側がその上面と反対側の底面近くに達する長さを有し、かつ、そのまくらぎ本体を形成するコンクリートとの接着を阻止して設けられる検知針と、前記検知針の他端側に設けられ、前記まくらぎ本体内に配設される定着板と、前記定着板の上面に設けられるとともに、弾性変形可能な材質からなる保持部材と、を備えていることを特徴としている。
【００１０】
上記構成に係るＰＣまくらぎでは、まくらぎ本体の底面に摩耗が発生し、まくらぎ本体の厚さが小さくなったときに、検知部の定着板がバラストに接して押し上げられる。そして、押し上げられた定着板により保持部材が弾性変形して下方から押し潰されるとともに、検知針が上昇するため、その上昇した検知針の状態をまくらぎ本体の上面側で目視等により確認することにより検知することができる。このため、従来のように、バラストを掻き出すといった手間や時間のかかる作業を行う必要がなく、検知針の状態を見るだけでまくらぎ本体の底面に発生した摩耗状態を確認することができる。
【００１１】
また、本発明に係るＰＣまくらぎでは、前記検知針は、前記まくらぎ本体の上面から露出する境界位置に、基準線が罫書かれることが好ましい。
【００１２】
上記構成に係るＰＣまくらぎは、検知針に基準線が罫書かれているので、その基準線を基にして検知針の上昇を確認することができ、さらに基準線の位置を計測することで摩耗の程度を知ることができる。
【００１３】
上記構成に係るＰＣまくらぎでは、前記検知針の上部には、着脱自在にキャップが設けられていることが好ましい。
【００１４】
上記構成に係るＰＣまくらぎは、検知針の上部にキャップが設けられているので、検知針が挿通されるコンクリート内の孔に雨水が浸入したり、その雨水の浸入によって凍結したりするのを防止することができる。そのため、前記検知針の孔によるまくらぎ本体の腐食を抑制することができる。
【００１５】
また、本発明に係るＰＣまくらぎでは、前記検知針は、周囲にアスファルトからなるアンボンド材を塗布することにより、前記まくらぎ本体を形成するコンクリートとの接着が阻止されていることが好ましい。
【００１６】
上記構成に係るＰＣまくらぎは、検知針のアンボンド材としてアスファルトを用いるので、容易、かつ、安価に実施することができる。
【００１７】
また、本発明に係るＰＣまくらぎでは、前記保持部材は、発泡スチロールからなることが好ましい。
【００１８】
上記構成に係るＰＣまくらぎは、保持部材として発泡スチロールを用いるので、容易、かつ、安価に実施することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明のＰＣまくらぎによれば、まくらぎ本体の底面に摩耗が発生したときに、定着板を押し上げてまくらぎ本体の上面に露出している検知針を上昇させる検知部を設けているので、検知針の状態を通常の徒歩巡回時の目視等により、まくらぎ本体の底面に発生した摩耗状態を確認することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施の形態によるＰＣまくらぎの平面図である。
【図２】図１に示すＰＣまくらぎの正面図である。
【図３】（ａ）は図２に示すＡ部の断面拡大図、（ｂ）は（ａ）に示すＢ部の拡大図ある。
【図４】検知部の動作を説明する断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明によるＰＣまくらぎの実施の形態について、図面を用いて説明する。なお、本発明は、この実施の形態により限定されるものではなく、また、下記の実施の形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一ものも含まれる。
【００２２】
本発明の実施の形態によるＰＣまくらぎ１は、図１及び図２に示されるように、まくらぎ本体２の列車の走行するレール３ａ，３ｂを支える上面に一部が表れる第１検知部１０ａ及び第２検知部１０ｂを備えて構成されている。すなわち、まくらぎ本体２に設けられる第１検知部１０ａ及び第２検知部１０ｂは、両レール３ａ，３ｂの軌間内で、かつ、まくらぎ本体２の長手方向に沿う中心線上に設けられている。これら検知部１０ａ，検知部１０ｂのうち、第１検知部１０ａは一方のレール３ａ寄りに、そして、第２検知部１０ｂは他方のレール３ｂ寄りに設けられている。また、これら検知部１０ａ，１０ｂ設置位置は、まくらぎ本体２に加わる荷重分布を考慮して決められている。
【００２３】
まくらぎ本体２は、周知のＰＣまくらぎの本体と同様に、図示しないが、その内部にはＰＣ鋼線等からなるＰＣ鋼材が設けられている。また、このまくらぎ本体２は、周知のＰＣまくらぎの本体と同様に、コンクリート製である。したがって、このまくらぎ本体２は、繰り返して作用する電車荷重に対処でき、しかも、木製のまくらぎに比べて天候等の自然環境の影響も受けにくく、寿命が長くなる等の優れた特長を有している。
【００２４】
このまくらぎ本体２は、バラスト軌道に用いられるときは、周知のバラスト軌道と同様に、列車の走行するレール３ａ，３ｂを支える上面２ｂ側の一部分を残してバラスト２０（図３参照）内に埋設される状態で敷設される。
【００２５】
第１検知部１０ａ及び第２検知部１０ｂは、まくらぎ本体２に対する設置位置を除いて同一なので、以下、図３及び図４を用いて第１検知部１０ａを例に説明する。
【００２６】
第１検知部１０ａは、検知針１１、定着板１２、保持部材１３、キャップ１４、及び収容孔１５で構成されている。
【００２７】
検知針１１は、所定径の耐腐食性に優れたステンレス製等の棒材からなり、その長さは、まくらぎ本体２の厚さより少し短くなるように決められている。なお、棒材の径は、まくらぎ本体２内に検知針１１を設けても、まくらぎ本体２の断面欠損が許容される範囲で、しかも、十分な剛性を有するように決められていて、具体的には、例えば直径６ｍｍのステンレス製とされる。なお、後述する定着板１２及び保持部材１３の大きさ（体積）も、まくらぎ本体２内に設けられることによる断面欠損を考慮してそれぞれ決められている。
【００２８】
この検知針１１の上部には、後述するキャップ１４を着脱自在に取り付けるための雄ネジ１１ａが設けられるとともに、下端面には、後述する定着板１２が固着されるように構成されている。また、この検知針１１の上部近くには、基準線１６が罫書きにより設けられるが、この基準線１６については後述する。
【００２９】
定着板１２は、所定の直径を有するとともに、所定の厚さを有する耐腐食性に優れたステンレス製等の鋼製の円板から構成されている。そして、定着板１２の中心位置上に、すなわち円板の中心位置上には、上述した検知針１１が垂直状に溶接等により固着されるように構成されている。
【００３０】
上記定着板１２の径寸法は、バラスト２０とまくらぎ本体２の底面２ａとの仮想接点間隔が平均４０ｍｍである点と、バラスト２０の砕石径と、を考慮して円板の径は４０ｍｍとされている。また、その円板の厚さは、円板の縁に加えられた力を検知針１１に確実に伝達できるように決められていて、円板がステンレス製の場合は３ｍｍ程度に設定されている。なお、定着板１２は、円板で形成することなく矩形等の他の形状とすることができるが、いずれにしても、バラスト２０を形成する砕石が接することのできる面積を有する平面形状とされる。その理由は、後述する第１検知部１０ａの検知動作で説明する。
【００３１】
保持部材１３は、中心部で検知針１１を貫通させ、かつ、定着板１２の上面に載置されるように設けられている。そして、その保持部材１３は、発泡スチロール等の所定の圧力が加えられたときに弾性変形可能な材質からなり、その平面形状は、定着板１２の平面形状より少し大きく、また、その厚さは、定着板１２に固定される検知針１１の動きを十分に目視できるように決められている。保持部材１３の具体例は、直径５０ｍｍ、厚さ１０ｍｍの発砲スチロール製の円板とされる。
【００３２】
なお、定着板１２の平面形状が円板以外の形状のときは、保持部材１３の平面形状もそれに合わせたものとされる。また、保持部材１３は、発砲スチロール製が最も安価で第１検知部１０ａの製造も容易できるので、保持部材１３の材質としては最も好ましいが、定着板１２に所定以上の力が加えられたときに、弾性変形や破壊される材質であれば採用することができる。
【００３３】
キャップ１４は、プラスチック製で逆円錐状を呈していて、その軸心には、検知針１１の上部に設けられている雄ネジ１１ａに螺合される雌ネジ１４ａが形成されている。そのため、キャップ１４は、検知針１１に対して着脱自在に取り付けることができる。
【００３４】
収容孔１５は、まくらぎ本体２内に設けられる空間であり、上述した検知針１１、定着板１２、保持部材１３及びキャップ１４の下半部分が収納されている。このように、収容孔１５がまくらぎ本体２内に設けられるので、その空間の容積はまくらぎ本体２の断面欠損が許容される範囲とされる。なお、この収容孔１５の生成は、後述する第１検知部１０ａの製造で説明する。
【００３５】
第２検知部１０ｂは、上述した第１検知部１０ａと同様に構成されている。そして、この第２検知部１０ｂは、第１検知部１０ａがレール３ａ寄りのまくらぎ本体２に設けられているのに対してレール３ｂ寄りのまくらぎ本体２に設けられる。
【００３６】
次に、第１検知部１０ａ及び第２検知部１０ｂを備えたＰＣまくらぎ１の製造方法について説明する。
【００３７】
先ず、コンクリートを打設してまくらぎ本体２を形成するための所定の型枠が用意される。そして、その型枠内の第１検知部１０ａ及び第２検知部１０ｂの設置位置（図１及び図２参照）に対応した位置に、キャップ１４を外した状態の第１検知部１０ａ及び第２検知部１０ｂがそれぞれセットされる。なお、型枠内には、説明を省略するがＰＣ鋼材が予めセットされている。
【００３８】
これら第１検知部１０ａ及び第２検知部１０ｂの型枠へのセットにあたっては、定着板１２上に保持部材１３を装着した後、検知針１１にコンクリートとの接着を阻止するアスファルト等のアンボンド材（剤）が塗布される。次いで、定着板１２の底面１２ａがまくらぎ本体２の底面２ａから少し上方になるようにするとともに、検知針１１が垂直となるようにされる。その後、型枠内には、検知針１１の上部部分が露出するように、すなわちキャップ１４の下部部分の容積を残してコンクリートが打設される。
【００３９】
打設されたコンクリートの養生後には、図３（ａ）からキャップ１４を外した状態の第１検知部１０ａ及び第２検知部１０ｂがまくらぎ本体２にそれぞれ設けられる。そして、第１検知部１０ａ及び第２検知部１０ｂの検知針１１のまくらぎ本体２から露出した境界面、すなわちコンクリートの露出境界面には、図示しない罫書棒により、検知針１１の上下動の中立位置となる基準線１６が罫書かれる（図３（ｂ）参照）。なお、検知針１１には、アスファルト等のアンボンド材が塗布されているので、コンクリートの養生後も自由に動くことができるように構成されている。
【００４０】
検知針１１に基準線１６が罫書かれ後には、図３（ａ）に示されるように、検知針１１の上部に設けられている雄ネジ１１ａにキャップ１４の雌ネジ１４ａが螺合されてキャップ１４が設けられる。これにより、第１検知部１０ａ及び第２検知部１０ｂを備えたＰＣまくらぎ１が完成される。このように、検知針１１の上部にキャップ１４が設けられたときは、検知針１１が挿通される収容孔１５内への雨水の浸入を防止でき、その雨水の浸入によって凍結が生じるのを未然に防止することができる。そのため、前記収容孔１５によるまくらぎ本体２の腐食を抑制することができる。
【００４１】
図４は、上記構成からなる第１検知部１０ａ及び第２検知部１０ｂを備えたＰＣまくらぎ１がバラスト軌道として長期間用いられ、まくらぎ本体２の底面２ａ（図３（ａ）参照）に摩耗が発生した状態を示している。すなわち、まくらぎ本体２の底面２ａの摩耗がある程度進行し、まくらぎ本体２の厚さが小さくなると、バラスト２０が定着板１２を押し上げるように作用し、キャップ１４も検知針１１を介してまくらぎ本体２の上面から浮き上がらされるとともに、検知針１１に罫書かれた基準線１６も上昇させられる。したがって、保守要員は、通常の徒歩巡回時の目視により、まくらぎ本体２の底面２ａに摩耗が発生した状態を容易に確認することができる。
このため、従来のように、バラストを掻き出すといった手間や時間のかかる作業を行う必要がなく、検知針１１の状態を見るだけでまくらぎ本体２の底面２ａに発生した摩耗状態を確認することができる。
【００４２】
また、保守要員は、キャップ１４がまくらぎ本体２の上面から浮き上がっていない状態でも、検知針１１からキャップ１４を外して検知針１１に上下動の力を加えて、まくらぎ本体２の底面２ａの摩耗状態等を推量することができる。すなわち、検知針１１に上下動の力を加えたときに、検知針１１に罫書かれた基準線１６が上下動したときは、その上下動の値により、まくらぎ本体２の底面２ａの摩耗状態等を推量することができる。
【００４３】
上記構成からなるＰＣまくらぎ１は、まくらぎ本体２の底面２ａに摩耗が発生したときに、定着板１２を押し上げてまくらぎ本体２の上面２ｂに露出している検知針１１を上昇させる第１検知部１０ａ及び第２検知部１０ｂを設けているので、検知針１１の状態を通常の徒歩巡回時の目視等により、まくらぎ本体２の底面２ａに発生した摩耗状態を確認することができる。
【００４４】
以上、本発明によるＰＣまくらぎの実施の形態について説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
【００４５】
例えば、上述の実施の形態では、定着板１２の底面位置は、まくらぎ本体２の底面２ａから少し上方で、まくらぎ本体２内に位置するように設けられているが、定着板１２の底面１２ａとまくらぎ本体２の底面２ａとが同一面になるようにしてもよい。したがって、本発明で検知針１１の長さを「他端側が底面２ａ近くに達する長さ」というときは、検知針１１の長さが、定着板１２の底面１２ａとまくらぎ本体２の底面２ａとが同一面となるような長さの場合も含んでいる。なお、上述のように、検知針１１の長さを定着板１２がまくらぎ本体２内に収納されるようにしたときは、検知針１１に対する基準線１６の罫書きを容易に行うことができるとともに、まくらぎ本体２の敷設を容易に行える等の効果を得ることができる。
【００４６】
また、本実施の形態では、検知部を第１検知部１０ａ及び第２検知部１０ｂの２箇所としたが、１箇所でもよく、まくらぎ本体２の断面欠損が許容される範囲であれば３箇所以上とすることもできる。しかしながら、上述のように、まくらぎ本体２に加わる荷重分布を考慮した決められた２箇所であれば、まくらぎ本体２の底面２ａの摩耗を過不足なく検知することができる。
【符号の説明】
【００４７】
１  ＰＣまくらぎ
２  まくらぎ本体
２ａ  底面
３ａ，３ｂ  レール
１０ａ  第１検知部
１０ｂ  第２検知部
１１  検知針
１１ａ  雄ネジ
１２  定着板
１３  保持部材
１４  キャップ
１４ａ  雌ネジ
１５  収容孔
１６  基準線
２０  バラスト
【図１】
2015140590.tif 000003
【図２】
2015140590.tif 000004
【図３】
2015140590.tif 000005
【図４】
2015140590.tif 000006