(57)【要約】【課題】  アームが高精度で作動するエレメント挿入システムを提供する。【解決手段】本発明は、軌道用敷板を地中に挿入するエレメント地中挿入装置と、  位置測定結果に従ってエレメント地中挿入装置のジャッキの移動方向を制御する制御ユニットと、エレメント地中挿入装置を移動させる車両と、を含んでなり、エレメント地中挿入装置は、設定された方向にエレメントを圧入する挿入アームと、挿入アームを６つの移動手段で地面に対してＸ、Ｙ、Ｚの３次元方向に位置決めできる位置決め装置と、を含み、位置決め装置は、挿入装置を移動させるために車両のシャーシに固定された上部構造と、挿入アームが固定されている可動プレートと、１端は上部構造に固定され、他端は可動プレートに３方向の自由度を有する結合具で固定され、可動プレートを上部構造に対して相対移動可能とする少なくとも６本のジャッキと、からなることを特徴とする。【選択図】図３
2007211586.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軌道用敷板を地中に挿入するエレメント地中挿入装置（１２）と、
位置測定結果に従って前記エレメント地中挿入装置（１２）のジャッキの移動方向を制御する制御ユニット（２０）と、
前記エレメント地中挿入装置（１２）を移動させる車両（１０）と、
を含んでなることを特徴とするエレメント地中挿入システム。
【請求項２】
前記エレメント地中挿入装置（１２）は、
設定された方向に前記エレメントを圧入する挿入アーム（１４）と、
前記挿入アーム（１４）を６つの移動手段で地面に対してＸ、Ｙ、Ｚの３次元方向に位置決めできる位置決め装置（１６）と、
を含み、
前記位置決め装置（１６）は、
前記挿入装置を移動させるために車両のシャーシに固定された上部構造（５６）と、
前記挿入アーム（１４）が固定されている可動プレート（５４）と、
１端は前記上部構造（５６）に固定され、他端は前記可動プレート（５４）に３方向の自由度を有する結合具で固定され、前記可動プレート（５４）を前記上部構造（５６）に対して相対移動可能とする少なくとも６本のジャッキ（５８〜６３）と、
からなることを特徴とする請求項１に記載のエレメント地中挿入システム。
【請求項３】
前記車両（１０）には、前記エレメント地中挿入装置（１２）が自由度なしに固定されていることを特徴とする請求項１に記載のエレメント地中挿入システム。
【請求項４】
前記位置決め装置（１６）は、異なる方向に伸縮可能な６本のジャッキ（５８〜６３）を含むことを特徴とする請求項１に記載のエレメント地中挿入システム。
【請求項５】
前記挿入アーム（１４）は、エレメントを地中に挿入するためのもので、１方向のみの自由度を有することを特徴とする請求項２に記載のエレメント地中挿入システム。
【請求項６】
請求項１乃至５何れか１項記載のエレメント地中挿入システムを用いてエレメントを地中に挿入する方法であって、
地面上の設定位置に挿入アーム（１４）を移動する位置決め装置（１６）のジャッキを制御する段階（８６）と、
前記挿入アーム（１４）が、前記設定位置に置かれたとき、前記エレメントを地中に挿入する段階（８８）と、
からなることを特徴とするエレメント地中挿入方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地中にエレメントを挿入するシステムと方法に係り、詳しくは、挿入システムを輸送する車両のシャシに固定される上部構造、挿入アームが固定される可動プレート、及び、可動プレートの動きを制御する少なくとも６個のジャッキを備えた位置決め装置で地中にエレメントを挿入するエレメント挿入システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
地中にエレメントを挿入する装置としては、エレメントを設定方向に圧入する圧入アームと、Ｘ，Ｙ，Ｚの３次元方向に６つの自由度を有し、地面に対する挿入アームの位置決めを行なう機構と、からなるものがある。
エレメント挿入装置は、地中にエレメントを挿入するために使用され、例えば、軌条を支えるコンクリートスラブに敷板を挿入する場合で、特に、軌条にバラスが使用されていないか、基礎にクロスメンバーがない場合に、使用される。
これに関してはＥＰ  ０  ８０３  ６０９や、ＥＰ  １  １７８  １５３に記載がある。
この種のエレメント挿入アームは、高い精度を必要としており、位置測定結果に従ってエレメント挿入アームの動きを制御することは周知のとおりである（ＥＰ  １  １７８  １５３参照）。
これらの挿入装置は実用されているものの、地面に対する挿入アームの動きの精度を一層向上させることが望まれている。
【特許文献１】ＥＰ  ０  ８０３  ６０９号公報
【特許文献２】ＥＰ  １  １７８  １５３号公報
【特許文献３】特表平０８−５０３２８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の目的は、アームがさらに高精度で作動するエレメント挿入システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、軌道用敷板を地中に挿入するエレメント地中挿入装置（１２）と、  位置測定結果に従って前記エレメント地中挿入装置（１２）のジャッキの移動方向を制御する制御ユニット（２０）と、前記エレメント地中挿入装置（１２）を移動させる車両（１０）と、を含んでなることを特徴とする。
【０００５】
前記エレメント地中挿入装置（１２）は、設定された方向に前記エレメントを圧入する挿入アーム（１４）と、前記挿入アーム（１４）を６つの移動手段で地面に対してＸ、Ｙ、Ｚの３次元方向に位置決めできる位置決め装置（１６）と、
を含み、前記位置決め装置（１６）は、前記挿入装置を移動させるために車両のシャーシに固定された上部構造（５６）と、前記挿入アーム（１４）が固定されている可動プレート（５４）と、１端は前記上部構造（５６）に固定され、他端は前記可動プレート（５４）に３方向の自由度を有する結合具で固定され、前記可動プレート（５４）を前記上部構造（５６）に対して相対移動可能とする少なくとも６本のジャッキ（５８〜６３）と、からなることを特徴とする。
【０００６】
前記車両（１０）には、前記エレメント地中挿入装置（１２）が自由度なしに固定されていることを特徴とする。
【０００７】
前記位置決め装置（１６）は、異なる方向に伸縮可能な６本のジャッキ（５８〜６３）を含むことを特徴とする。
【０００８】
前記挿入アーム（１４）は、エレメントを地中に挿入するためのもので、１方向のみの自由度を有することを特徴とする。
【０００９】
また、本発明は、請求項１乃至５何れか１項記載のエレメント地中挿入システムを用いてエレメントを地中に挿入する方法であって、地面上の設定位置に挿入アーム（１４）を移動する位置決め装置（１６）のジャッキを制御する段階（８６）と、前記挿入アーム（１４）が、前記設定位置に置かれたとき、前記エレメントを地中に挿入する段階（８８）と、からなることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のエレメント地中挿入システム及び方法によれば、ジャッキの一側が上部構造に、そして他側が可動板プレートに直接固定されるので、ジャッキのそれぞれの動き誤差が累積することなく、地面に対する挿入アームの位置決め精度が高くなる。
また、６個のジャッキを用いることにより、位置決め装置の剛性が高くなるとともに、重量と所要スペースを節減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する。
【実施例】
【００１２】
図１は本発明のエレメント地中挿入システムを説明する斜視図で、ソール・プレート４をコンクリートスラブ６に挿入するエレメント地中挿入システム２を示す。、図３は、図１のエレメント地中挿入システム２の中で用いられるソール・プレート４の説明図、図２は、位置決め装置の斜視図、図４は、図１のエレメント地中挿入システム２を用いてソール・プレート４を挿入する挿入方法のフローチャートである。
以下の説明においては、当業者によく知られている特徴と機能の詳細な説明は省略する。
【００１３】
エレメント地中挿入システム２は、ソール・プレート４を挿入するためのエレメント地中挿入装置１２を輸送する車両１０を備えている。
車両１０は、１つの車軸当り、この車両１０の所定の方向で独立な動きを許容する４個の操舵輪と駆動輪を備え、軌道上に設置される。車両１０の後面には、エレメント地中挿入装置１２が固定される。
エレメント地中挿入装置１２は、ソール・プレート４を挿入するための挿入アーム１４とコンクリートスラブ６の上面に対して挿入アーム１４を配置する制御可能な位置決め装置１６を備えている。
【００１４】
車両１０は、レシーバー２２を介して受入れた位置測定結果に従ってエレメント地中挿入装置１２を制御する制御装置２０を備えている。位置測定結果は、地形測定ポスト３６に対する挿入アーム１４または車両１０の測定に基づいて得られる。
制御ユニット２０は、また、車両１０の動きを制御することができる。
取り付けられる軌道の縁に設置される測量ステーション３２と協同する反射板３０の後面がアーム１４に取り付けられている。例えば、３個の反射板３０がアーム１４に固定される。
【００１５】
反射板３４は、また、車両１０のシャシに固定されるが、実施例では、この反射板３４は車両１０のルーフ上に設置される。
測量ステーション３２は、地形測定ポスト３６に対し垂直な三脚台に設置される。地面に関する座標系で地形測定ポスト３６の地理的位置が分る。
測量ステーション３２は、挿入アーム１４と車両１０に搭載される反射板３０及び３４のアセンブリから測量ステーション３２までの距離と角度を極めて高精度レベルで測定できるレーザー型距離測定装置を備えている。
また、測量ステーション３２は、測量ステーション３２により測定された測定結果を車両１０に搭載されたレシーバー２２の方向に送信する無線送信機３８を備えている。
ソール・プレート４が挿入されるべき基準位置に挿入アーム１４を移動させる構成部分に関するさらに多くの詳細は、特許出願ＥＰ１１７８１５３に記載されている。
【００１６】
図２は、レールを支え、このレール上の軌道車両の走行により受ける力をコンクリートスラブ６に伝えるようになっているソール・プレート４の一例を示している。
ここで、ソール・プレート４は、堅い素材のプレート４０と、２つのアンカー４２とから成っている。アンカー４２は、レールをナットによりソール・プレート４に固定するネジ部をそれぞれ有している。また、ソール・プレート４は、一般に円筒形状でコンクリートスラブ６が硬化した後にコンクリートスラブ６中に確実に保持される２本の固定ロッド４４を備えている。
【００１７】
図３は、エレメント地中挿入装置１２をさらに詳細に示したものである。図３でも、図１と同じ符号を使用している。
挿入アーム１４は、コンクリートスラブ６がまだ硬化していない時に、同時に２つのソール・プレート４をコンクリートスラブ６に挿入することができる。ここで、挿入アーム１４は、ソール・プレート４を挿入する間に、まだ硬化していないコンクリートスラブ６を振動させることもできる。これは、特許出願ＥＰ０８０３６０９に記載されている方法である。
【００１８】
例えば、挿入アーム１４は、一般に逆Ｕ字形をしており、その下方部分に、新たに注入されるコンクリートスラブ６に挿入される２個のソール・プレート４の端に固定される２個のジャッキ５０を支持している。挿入アーム１４は、敷設される軌道ゲージに合致する間隔でソール・プレート４を保持することができる。挿入アーム１４は、取り付けられるソール・プレート４がＺ軸に沿って移動できるように１自由度のみを有している。本実施例では、Ｚ軸はコンクリートスラブ６の上面に対して垂直と定義されている。車両１０の移動方向と平行しているＸ軸、Ｘ軸に対して垂直なＹ軸及びＺ軸は、図３に示す通りである。これらのＸ、Ｙ、Ｚ軸は、直交三次元空間の基準システムを形成する。
アーム１４は、例えば特許出願ＥＰ０８０３６０９においてさらに詳細に説明されている。
【００１９】
位置決め装置１６は、挿入アーム１４を６自由度、すなわちＸ、Ｙ、及びＺ軸周りの回転による３自由度とＸ、Ｙ、及びＺ軸に沿う移動による３自由度で動かすことができる。
ここで、位置決め装置１６は、可動プレート５４、上部構造５６、及び一側が上部構造５６に、他側が可動プレート５４に直接固定される６個のジャッキ５８乃至６３を装備している。
挿入アーム１４は、如何なる自由度もなく可動板５４の下面に固定され、上部パネル５６もまた如何なる自由度もなく車両１０のシャシに固定される。
【００２０】
各ジャッキ５８乃至６３は、回転で３自由度を有する連結によって各可動プレート５４及び上部構造５６側に固定される。Ｘ、Ｙ、Ｚ軸周りの回転で３自由度を有する連結は、この例では、例えばピボット・ジョイント６６によって達成される。各ジャッキ５８乃至６３は、伸展するか、逆に、伸展方向と逆に後退するように制御装置２０により制御される。本実施例では、挿入アーム１４を６自由度で動かすことができるように、６個のジャッキ５８乃至６３は、それぞれ他のジャッキの伸展に対して相互に一致しない伸展方向を有している。
ジャッキ５８乃至６３は、例えば空圧、油圧、又は電動式のジャッキであり、如何なる形式でもジャッキ５８乃至６３に適用することができる。
【００２１】
ここで、図４により、エレメント地中挿入システム２の操作法及び高精度のエレメント地中挿入装置１２について説明する。
まず、ステップ８０において、測量ステーション３２を用いて挿入アーム１４と車両１０の地理的位置が測量される。次に、これらの地理測量が無線送信機３８とレシーバー２２を介して制御ユニット２０に送信される。
ステップ８２において、制御ユニット２０は、これらの地理測量に呼応し、そしてソール・プレート４が挿入される地点の予め記録された座標に応じて１ｃｍオーダーの精度で基準位置にアーム１４を位置決めするように車両１０の動きを制御する。
【００２２】
そして、ステップ８４において、制御装置２０はソール・プレート４が挿入される基準ポジションに挿入アーム１４を正確に位置決めする。ステップ８４における操作８６において、制御ユニット２０は、１ｍｍ以内の精度でその基準位置に挿入アーム１４を配置するようにジャッキ５８乃至６３を制御する。ここで、前記ジャッキの経路は、測定ステーション３２により送信された地理測量及びソール・プレート４が挿入される地点の予め記録された座標に従って計算される。
挿入アーム１４が基準位置に正確に位置決めされると、ステップ８８において、挿入アーム１４はソール・プレート４をまだ硬化していないコンクリートスラブ６に挿入する。
ステップ８８の後で、この挿入方法は、次の２つのソール・プレート４をコンクリートスラブ６に挿入するためにステップ８０に戻る。
【００２３】
本発明のエレメント地中挿入システムは、多くの他の形態とすることが可能であり、例えば、各種施工時に必要な如何なるエレメントの挿入にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明のエレメント地中挿入システムを説明する斜視図である。
【図２】図１のエレメント地中挿入システムの中で用いられるソール・プレートの説明図である。
【図３】本発明による位置決め装置の斜視図である。
【図４】図１のエレメント地中挿入システムを用いてソール・プレートを挿入する挿入方法のフローチャートである。
【符号の説明】
【００２５】
２  エレメント地中挿入システム
４  ソールプレート
６  コンクリートスラブ
１０  車両
１２  エレメント地中挿入装置
１４  挿入アーム
１６  位置決め装置
２０  制御ユニット
２２  レシーバー
３０，３４  反射板
３２  測量ステーション
３６  地形測定ポスト
３８  無線送信機
４０  プレート
４２  アンカー
５０，５８〜６３  ジャッキ
５４  可動プレート
５６  上部構造
６６  ピボットジョイント
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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