(57)【要約】【課題】地中レーダを用いて、軌間内及び左右いずれの軌間外においても路盤内部の空洞を検知する空洞検知装置を提供する。【解決手段】空洞検知装置１は、線路における路盤内部の空洞を検知するための装置であり、台車２と、地中レーダ３と、支持部４とを備える。台車２は、線路の軌道を走行可能である。地中レーダ３は、地中の空洞を検知可能である。支持部４は、台車に設けられ、地中レーダ３のアンテナ３１を支持する。支持部４は、地中レーダ３のアンテナ３１を軌間内から軌間外の所定範囲までレールに直交する左右いずれの方向にもスライド可能に支持する。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
線路における路盤内部の空洞を検知するための空洞検知装置であって、
線路の軌道を走行可能な台車と、
地中の空洞を検知可能な地中レーダと、
前記台車に設けられ、前記地中レーダのアンテナを支持するための支持部とを備え、
前記支持部は、前記地中レーダのアンテナを軌間内から軌間外の所定範囲までレールに直交する左右いずれの方向にもスライド可能に支持することを特徴とする空洞検知装置。
【請求項２】
前記支持部は、レールに直交する方向に設けられた長尺状の固定フレームと、その固定フレームにスライド可能に支持される長尺状の可動フレームとを有し、
前記アンテナは、前記可動フレームに取り付けられることを特徴とする請求項１に記載の空洞検知装置。
【請求項３】
前記固定フレームは、着脱可能に前記台車に設けられ、溝部を有し、断面形状が４回対称の回転対称であり、
前記可動フレームは、前記溝部と係合して前記固定フレームに対してスライドすることを特徴とする請求項２に記載の空洞検知装置。
【請求項４】
前記台車は、軌道を自走可能な軌道自転車と連結するための連結部を有することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の空洞検知装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉄道の線路における路盤内部の空洞を検知するための空洞検知装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
鉄道の線路における路盤内部に空洞が発生することがある。そのような空洞は、線路の検査によって発見され、路盤が補修される。従来から、路盤内部の空洞を検知する装置が知られている（特許文献１参照）。線路とは、列車又は車両を走らせるための通路であって、軌道及びこれを支持するために必要な路盤、構造物を包含する地帯である（非特許文献１の番号１０１）。路盤とは、軌道を支えるための構造物である（非特許文献１の番号１１１）。この装置は、路盤内部にある空洞を地中レーダで検知する（特許文献１の段落００１２参照）。この装置の地中レーダは、軌間内、すなわち左右のレール間における路盤内部の空洞を検知する（特許文献１の図１参照）。図７に示されるように、路盤８の内部に発生する空洞８１は、軌間内（左右のレールＲの間）に発生するだけでなく、軌間外に発生することもある。しかし、このような装置では、軌間内に発生する空洞８１ａは検知できるが、軌間外に発生する空洞８１ｂを検知することができない。
【０００３】
また、線路下にある支障物を地下レーダを用いて検知する地下レーダ専用台車が提案されている（特許文献２参照）。この地下レーダ専用台車は、地下レーダのアンテナを水平方向に伸びるアームで支持し、軌間外の線路下にある支障物を検知する（特許文献２の図１及び図２参照）。軌間内の線路下にある支障物を検知しようとする場合、このアームは、アンテナを軌間外に位置させたまま軌間内に向ける（特許文献２の図３参照）。
【０００４】
このような地下レーダ専用台車において、支障物を検知する地下レーダを、空洞を検知する地中レーダに替えた装置が考えられる。しかしながら、そのような装置は、アンテナがアームによって片持ち支持されるので、地中レーダのアンテナが重い場合、アームを伸縮可能に構成することと、アームの強度を確保することを両立させることが難しい。さらに、反対側の軌間外における路盤内部の空洞を検知するためには、台車全体を方向転換する必要があり、その方向転換の作業が容易ではない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−１０７１６９号公報
【特許文献２】特開平５−３１２９６５号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】ＪＩＳ  Ｅ  １００１：２００１  「鉄道−線路用語」
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記問題を解決するものであり、地中レーダを用いて、軌間内及び左右いずれの軌間外においても路盤内部の空洞を検知する空洞検知装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の空洞検知装置は、線路における路盤内部の空洞を検知するための装置であって、線路の軌道を走行可能な台車と、地中の空洞を検知可能な地中レーダと、前記台車に設けられ、前記地中レーダのアンテナを支持するための支持部とを備え、前記支持部は、前記地中レーダのアンテナを軌間内から軌間外の所定範囲までレールに直交する左右いずれの方向にもスライド可能に支持することを特徴とする。
【０００９】
この空洞検知装置において、前記支持部は、レールに直交する方向に設けられた長尺状の固定フレームと、その固定フレームにスライド可能に支持される長尺状の可動フレームとを有し、前記アンテナは、前記可動フレームに取り付けられることが好ましい。
【００１０】
この空洞検知装置において、前記固定フレームは、着脱可能に前記台車に設けられ、溝部を有し、断面形状が４回対称の回転対称であり、前記可動フレームは、前記溝部と係合して前記固定フレームに対してスライドすることが好ましい。
【００１１】
この空洞検知装置において、前記台車は、軌道を自走可能な軌道自転車と連結するための連結部を有することが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の空洞検知装置によれば、地中レーダのアンテナが軌間内から軌間外までレールに直交する左右いずれの方向にもスライド可能であるので、軌間内及び左右いずれの軌間外においても路盤内部の空洞を検知することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態に係る空洞検知装置の平面図。
【図２】同空洞検知装置の正面図。
【図３】同空洞検知装置の側面図。
【図４】同空洞検知装置の斜視図。
【図５】地中レーダのアンテナをスライドさせたときの同空洞検知装置の斜視図。
【図６】同空洞検知装置における固定フレームの断面図。
【図７】路盤内部の空洞の位置を例示する線路の断面構成図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の一実施形態に係る空洞検知装置を図１乃至図６を参照して説明する。図１乃至図４に示されるように、空洞検知装置１は、線路における路盤内部の空洞を検知するための装置であり、台車２と、地中レーダ３と、支持部４とを備える。台車２は、線路の軌道を走行可能である。地中レーダ３は、地中の空洞を検知可能である。支持部４は、台車に設けられ、地中レーダ３のアンテナ３１を支持する。本実施形態では、地中レーダ３のアンテナ３１は、地中レーダ３の本体と一体に構成されている。このため、図において、地中レーダ３の符号と、アンテナ３１の符号を同じ部分に付している。
【００１５】
支持部４は、長尺状の固定フレーム４１と、長尺状の可動フレーム４２とを有する。固定フレーム４１は、レールに直交する方向に設けられる。可動フレーム４２は、固定フレーム４１にスライド可能に支持される。
【００１６】
図５に示されるように、支持部４は、地中レーダ３のアンテナ３１を軌間内から軌間外の所定範囲までレールに直交する左右いずれの方向にもスライド可能に支持する。軌間外の所定範囲は、路盤の施工基面の横幅を考慮して決められ、例えば、レールから外側に約５０ｃｍまでの範囲である。なお、施工基面とは、路盤の高さの基準面である（非特許文献１の番号１１２）。
【００１７】
このように、空洞検知装置１は、地中レーダ３のアンテナ３１が軌間内から軌間外までレールに直交する左右いずれの方向にもスライド可能であるので、軌間内及び左右いずれの軌間外においても路盤内部の空洞を検知することができる。
【００１８】
空洞検知装置１の各構成をさらに詳述する。台車２は、１対の前輪２２と、１対の後輪２３と、台車枠２４とを有する（図４参照）。台車枠２４は、金属製の骨組みを有し、前輪２２及び後輪２３の車軸を支持し、軸距（車軸間の距離）を一定に保つ。台車枠２４の中間部分は、車輪２２、２３よりも高い位置にあり、支持部４を支持棒２５によって吊り下げている。
【００１９】
地中レーダ３は、アンテナ３１から下に向けて電波を放射し、反射された電波をアンテナ３１で受信し、路盤内部に空洞があれば、それを検知する。本実施形態では、アンテナ３１は、地中レーダ３の本体と一体に構成され、平面視でレールに直交する方向に長い長方形である。
【００２０】
支持部４は、上側に固定フレーム４１、その真下に可動フレーム４２を有する。固定フレーム４１は、２本あり、はしごのように横桟によって平行に接続されている。同様に、可動フレーム４２は、２本あり、はしごのように横桟によって平行に接続されている。
【００２１】
図６に示されるように、固定フレーム４１は、下部に、溝部４３を有する。溝部４３は、下側の開口部が奥よりも幅が狭くなっている。可動フレーム４２は、固定フレーム４１の溝部４３に対応する形状の凸部を有し、溝部４３と係合して固定フレーム４１に対してスライドする。なお、可動フレームに溝部を形成し、固定フレームにその溝部に対応する形状の凸部を設けてもよい。また、固定フレーム及び可動フレームにリニアガイド等の直動部品を用いてもよい。
【００２２】
このように、空洞検知装置１は、可動フレーム４２が固定フレーム４１に対してスライドすることによって地中レーダ３のアンテナ３１が左右方向に移動するので、アンテナ３１を伸縮するアームで支持する必要がなく、構成が容易である。
【００２３】
固定フレーム４１は、台車２の支持棒２５にねじ留めされており、すなわち、着脱可能に台車２に設けられる（図４参照）。固定フレーム４１の断面形状は、４回対称の回転対称であり、すなわち、１／４回転すると元の形状と重なる。固定フレーム４１は、溝部４３を４本有し、そのうち固定フレーム４１の下部にある１本の溝部４３が可動フレーム４２と摺動する。溝部４３は、その摺動によって摩耗が進行する。固定フレーム４１の溝部４３が所定の摩耗量以上に摩耗したら、取り外され、中心軸まわりに９０°回転し、再び支持棒２５にねじ留めされる。４本の溝部４３が全て摩耗すると、固定フレーム４１が取り替えられる。
【００２４】
このように、固定フレーム４１は、着脱可能に台車２に設けられ、断面形状が４回対称の回転対称であるので、溝部４３が摩耗したときの取り替えの頻度が１／４に低減される。
【００２５】
台車２は、連結部２１を有する。連結部２１は、空洞検知装置１を軌道を自走可能な軌道自転車と連結する。
【００２６】
連結部２１は、連結棒２６が接続される構造を有する。軌道自転車は、連結棒２６を介して台車２に連結される。空洞検知装置１は、軌道自転車によって、推進される。軌道自転車は、レール上を走行する機械であり、作業員が線路等の保守の際に、移動する手段として用いられる（例えば、特開２０１５−９６０７号公報「軽量軌道自転車」参照）。
【００２７】
このように、空洞検知装置１は、軌道自転車に連結されて移動するので、移動しながら効率的に検査を行うことができる。また、空洞検知装置１を軌道自転車で推進する（押して進む）ことにより、軌道自転車に乗った作業員は、前方の空洞検知装置１を見ながら、軌道自転車を走行させるので、前方の安全を確認しながら検査の作業を行うことができる。
【００２８】
本実施形態の空洞検知装置１は、上記の構成の他、自己の位置を測定するためのＧＰＳポール５と、前方を照らす前照灯６と（図２参照）、走行距離を測定するためのエンコーダを取り付けるための板７とを有する（図１参照）。なお、ＧＰＳポール５及び前照灯６は、オプションであるので、図２以外では図示を省略している。
【００２９】
なお、本発明は、上記の実施形態の構成に限られず、発明の要旨を変更しない範囲で種々の変形が可能である。例えば、空洞検知装置１は、軌道自転車によって牽引してもよいし、駆動装置を搭載して自走できるように構成してもよい。また、地中レーダ３は、アンテナ３１と本体とが別体で構成されたものであってもよい。
【符号の説明】
【００３０】
１  空洞検知装置
２  台車
２１  連結部
３  地中レーダ
３１  地中レーダのアンテナ
４  支持部
４１  固定フレーム
４２  可動フレーム
４３  溝部
【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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【図６】
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【図７】
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