(57)【要約】【課題】重錘の落下速度を速める増速手段を設けることによって、装置を大型化することなく、バラスト軌道等の評価対象物の状態を的確に評価することができる重錘落下試験装置を提供する。【解決手段】評価対象物上に載荷板１を介して重錘６を、載荷板１上に垂直に固定された支柱５に沿って落下させ、このときの載荷板１に加わる荷重値と、重錘６の落下に伴う評価対象物の変位とを計測して、評価対象物１７の状態を評価する重錘落下試験装置において、重錘６の落下速度を速める増速手段９が設けられている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
評価対象物上に載荷板を介して重錘を、前記載荷板上に垂直に固定された支柱に沿って落下させ、このときの前記載荷板に加わる荷重値と、前記重錘の落下に伴う前記評価対象物の変位とを計測して、前記評価対象物の状態を評価する重錘落下試験装置において、
前記重錘の落下速度を速める増速手段が設けられていることを特徴とする重錘落下試験装置。
【請求項２】
前記増速手段は、ばねからなることを特徴とする、請求項１に記載の重錘落下試験装置。
【請求項３】
前記ばねは、前記支柱内に設けられていることを特徴とする、請求項２に記載の重錘落下試験装置。
【請求項４】
前記ばねは、前記支柱外に設けられていることを特徴とする、請求項２に記載の重錘落下試験装置。
【請求項５】
前記ばねは、前記重錘を上から押す、押しばねからなることを特徴とする、請求項２から４の何れか１つに記載の重錘落下試験装置。
【請求項６】
前記ばねは、前記重錘を下から引く、引きばねからなることを特徴とする、請求項２から４の何れか１つに記載の重錘落下試験装置。
【請求項７】
前記ばねは、前記重錘を上から押す、押しばねと、前記重錘を下から引く、引きばねとからなることを特徴とする、請求項２から４の何れか１つに記載の重錘落下試験装置。
【請求項８】
前記増速手段は、磁気機構からなることに特徴を有することを特徴とする、請求項１に記載の重錘落下試験装置。
【請求項９】
前記磁気機構は、前記重錘に設けられた可動電磁石と、前記可動電磁石と対向して設けられた固定電磁石とからなり、前記可動電磁石と前記固定電磁石との磁気反発力により前記重錘の落下速度を速めることを特徴とする、請求項８に記載の重錘落下試験装置。
【請求項１０】
前記磁気機構は、前記支柱の周囲に、前記支柱に高さ方向に亘って設けられた電磁コイルを備え、磁化した前記重錘との磁気反発力により前記重錘の落下速度を速めることを特徴とする、請求項８に記載の重錘落下試験装置。
【請求項１１】
前記磁気機構は、前記支柱内に、前記支柱に高さ方向に亘って設けられた電磁コイルを備え、磁化した前記重錘との磁気反発力により前記重錘の落下速度を速めることを特徴とする、請求項８に記載の重錘落下試験装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、重錘落下試験装置、特に、重錘の落下速度を速める増速手段を設けることによって、装置を大型化することなく、バラスト軌道等の評価対象物の状態を的確に評価することができる重錘落下試験装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、盛土の締固めの管理や地盤剛性の評価を行うには、重錘落下試験装置（ＦＷＤ：Ｆａｌｌｉｎｇ  Ｗｅｉｇｈｔ  Ｄｅｆｌｅｃｔｏｍｅｔｅｒ）が使用されている。
【０００３】
重錘落下試験装置は、評価対象物である、例えば、地盤上に設置される載荷板に重錘を落下させ、重錘落下によって載荷板に加わる荷重値と、重錘の落下に伴う地盤の変位とを計測するものである。
【０００４】
特許文献１には、重錘落下試験装置の一例が開示されている。
【０００５】
以下、この落下試験装置を、従来試験装置といい、図面を参照しながら説明する。
【０００６】
図９は、従来試験装置を示す概略正面図である。
【０００７】
図９に示すように、従来試験装置は、評価対象物２１上に載せられる載荷板２２と、載荷板２２上に設置された、荷重計と加速度計とからなる計測器２３と、計測器２３の天板２４上に取り付けられたゴムバッファ２５と、天板２４の中央部に垂直に固定された、上端に持ち手２６を有するロッド２７と、ロッド２７に沿って自由落下する重錘２８と、ロッド２７の上部に設けられた、重錘２８の落下をスタートさせるレバー２９とから構成されている。
【０００８】
次に、従来試験装置による評価対象物の品質評価法を、評価対象物としてバラスト軌道を例にあげて、図面を参照しながら説明する。
【０００９】
図１０は、バラスト軌道を示す断面図、図１１は、従来試験装置の設置位置を示す断面図、図１２は、まくらぎのばね値の分布図である。
【００１０】
図１０に示すように、バラスト軌道３０は、軌きょう３１を構成するまくらぎ３２およびレール３３と、バラスト道床３４とから構成される。
【００１１】
列車荷重は、レール３３およびまくらぎ３２からバラスト道床３４に伝達され、さらに、路盤３５および路床３６を介して地盤３７に伝達される。
【００１２】
バラスト軌道３０は、日々の列車走行による繰返し荷重により、バラスト道床３４に沈下が生じる構造物であるので、バラストのつき固め補修による軌道修正が必要である。
【００１３】
バラストのつき固め補修は、レール３３の高さレベルの不整を修正するために行われる。補修内容は、専用機器を用いて、まくらぎ３２の下方部に生じている隙間にバラストをつき込むものである。まくらぎ３２の下方部のバラストの密度にばらつきがあると、バラスト道床３４の沈下量に差が生じて、レール３３の高さレベルの不整の原因となる。
【００１４】
そこで、バラストのつき固め補修によるバラスト道床３４の状態を評価し、バラストのつき固め密度を均一化することによって、レール３３の高さレベルの不整を抑制することができる。
【００１５】
従来試験装置によりバラスト軌道の品質管理を行うには、図１１に示すように、まくらぎ３２の左右端部上に、重錘２８を持ち上げた状態で従来試験装置を載せ、この後、レバー２９を操作して重錘２８を落下させて、まくらぎ３２に衝撃荷重を与え、そのときの最大荷重と最大変位量とからまくらぎ３２のばね値を算出し、かくして、バラスト軌道３０の状態を評価する。
【００１６】
バラスト軌道３０の状態の評価方法は、バラストのつき固め補修前後で連続的に測定を行い、図１２に示すように、各まくらぎ３２のばね値の分布を求め、測定区間におけるばね値のバラツキ程度を評価するものである。
【００１７】
まくらぎ３２のばね値の分布状況により、あるまくらぎ３２のばね値が前後のまくらぎ３２より低い場合は、バラストのつき固め補修を行って、まくらぎ３２のばね値の均一化を図る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１８】
【特許文献１】特開２００３−１７６５０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
上述したように、従来試験装置によれば、バラスト軌道の状態を評価することはできるが、以下のような問題があった。
【００２０】
従来試験装置は、重錘２８の自由落下により荷重を作用させるものであるので、列車荷重に対して作用荷重が小さい。この結果、バラスト軌道３０の状態を的確に評価することができないおそれがあった。
【００２１】
そこで、荷重を大きくするには、重錘２８の重量を大きくするか、重錘２８の落下高さを高くすることが考えられるが、このようにすると、装置の大型化が避けられない。
【００２２】
従って、この発明の目的は、重錘の落下速度を速める増速手段を設けることによって、装置を大型化することなく、バラスト軌道等の評価対象物の状態を的確に評価することができる重錘落下試験装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
この発明は、上記目的を達成するためになされたものであり、下記を特徴とする。
【００２４】
請求項１に記載の発明は、評価対象物上に載荷板を介して重錘を、前記載荷板上に垂直に固定された支柱に沿って落下させ、このときの前記載荷板に加わる荷重値と、前記重錘の落下に伴う前記評価対象物の変位とを計測して、前記評価対象物の状態を評価する重錘落下試験装置において、前記重錘の落下速度を速める増速手段が設けられていることに特徴を有するものである。
【００２５】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記増速手段は、ばねからなることに特徴を有するものである。
【００２６】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、前記ばねは、前記支柱内に設けられていることに特徴を有するものである。
【００２７】
請求項４に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、前記ばねは、前記支柱外に設けられていることに特徴を有するものである。
【００２８】
請求項５に記載の発明は、請求項２から４の何れか１つに記載の発明において、前記ばねは、前記重錘を上から押す、押しばねからなることに特徴を有するものである。
【００２９】
請求項６に記載の発明は、請求項２から４の何れか１つに記載の発明において、前記ばねは、前記重錘を下から引く、引きばねからなることに特徴を有するものである。
【００３０】
請求項７に記載の発明は、請求項２から４の何れか１つに記載の発明において、前記ばねは、前記重錘を上から押す、押しばねと、前記重錘を下から引く、引きばねとからなることに特徴を有するものである。
【００３１】
請求項８に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記増速手段は、磁気機構からなることに特徴を有するに特徴を有するものである。
【００３２】
請求項９に記載の発明は、請求項８に記載の発明において、前記磁気機構は、前記重錘に設けられた可動電磁石と、前記可動電磁石と対向して設けられた固定電磁石とからなり、前記可動電磁石と前記固定電磁石との磁気反発力により前記重錘の落下速度を速めることに特徴を有するものである。
【００３３】
請求項１０に記載の発明は、請求項８に記載の発明において、前記磁気機構は、前記支柱の周囲に、前記支柱に高さ方向に亘って設けられた電磁コイルを備え、磁化した前記重錘との磁気反発力により前記重錘の落下速度を速めることに特徴を有するものである。
【００３４】
請求項１１に記載の発明は、請求項８に記載の発明において、前記磁気機構は、前記支柱内に、前記支柱に高さ方向に亘って設けられた電磁コイルを備え、磁化した前記重錘との磁気反発力により前記重錘の落下速度を速めることに特徴を有するものである。
【発明の効果】
【００３５】
この発明によれば、重錘の落下速度を速める増速手段を設けることによって、装置を大型化することなく、バラスト軌道等の評価対象物の状態を的確に評価することができる重錘落下試験装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】この発明の重錘落下試験装置を示す断面図である。
【図２】この発明の重錘落下試験装置の重錘が落下した状態を示す断面図である。
【図３】この発明の重錘落下試験装置を示す部分断面図である。
【図４】図３のＡ−Ａ線断面図である。
【図５】この発明の重錘落下試験装置における支柱を示す部分正面図である。
【図６】この発明の別の重錘落下試験装置を示す断面図である。
【図７】この発明の別の重錘落下試験装置を示す断面図である。
【図８】この発明の別の重錘落下試験装置を示す断面図である。
【図９】従来試験装置を示す概略正面図である。
【図１０】バラスト軌道を示す断面図である。
【図１１】従来試験装置の設置位置を示す断面図である。
【図１２】まくらぎのばね値の分布図である。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
この発明の重錘落下試験装置の一実施形態を、図面を参照しながら説明する。
【００３８】
図１は、この発明の重錘落下試験装置を示す概略断面図、図２は、この発明の重錘落下試験装置の重錘が落下した状態を示す概略断面図、図３は、この発明の重錘落下試験装置を示す部分断面図、図４は、図３のＡ−Ａ線断面図、図５は、この発明の重錘落下試験装置における支柱を示す部分正面図である。
【００３９】
図１から図５おいて、１は、バラスト軌道等の評価対象物１７上に載せられる載荷板、２は、荷重計と加速度計とからなる計測器であり、載荷板１上に取り付けられている。加速度計は、速度計であっても良い。３は、計測器２の天板、４は、天板３上に取り付けられたゴムバッファ、５は、天板３の中央部に垂直に固定された中空支柱、６は、重錘であり、中央部に形成された貫通孔６ａ内に支柱５が通され、支柱５に沿って落下する（図３参照）。７は、重錘６の落下をスタートさせるレバーであり、レバー７を引くことにより、支柱５の上部に保持されていた重錘６は、後述する増速手段により増速されて支柱５に沿って落下する。８は、支柱５と重錘６とを収容するカバーであり、カバー８の上面にレバー７が取り付けられている。
【００４０】
なお、図６に示すように、ガイド支柱１８を天板３の外周部に垂直に複数本、固定し、重錘６の外周部にスリット６ｂを形成し、ガイド支柱１８をスリット６ｂに通すように構成しても良い。また、機械的に作動するレバー７の代わりに電気的に作動するスイッチを用いても良い。
【００４１】
９は、支柱５内に設けられた重錘６の落下速度を速める増速手段である。増速手段９は、重錘６を上から押す、押しばね１０と、重錘６を下から引く、引きばね１１とからなっている。押しばね１０は、重錘６の上面に固定された押し板１２の後述する中央部１２ａと支柱５の上端との間に収容されている。引きばね１１は、重錘６の下面に固定された引き板１３の後述する中央部１３ａと支柱５の下端との間に収容されている。
【００４２】
押し板１２は、支柱５内に配された中央部１２ａと支柱５の周囲に配された外周部１２ｂとからなり、中央部１２ａと外周部１２ｂとは、連結部１２ｃを介して連結され（図３、図４参照）、連結部１２ｃは、支柱５の長手方向に形成されたスリット５ａに沿って移動可能になっている（図５参照）。
【００４３】
引き板１３も押し板１２と同様に、支柱５内に配された中央部１３ａと支柱５の周囲に配された外周部１３ｂとからなり、中央部１３ａと外周部１３ｂとは、連結部１３ｃを介して連結され（図３、図４参照）、連結部１３ｃは、支柱５の長手方向に形成されたスリット５ａに沿って移動する可能になっている（図５参照）。
【００４４】
このように構成されている、この発明の重錘落下試験装置によれば、押しばね１０と引きばね１１とからなる増速手段９によって、重錘６の落下速度を速めることができるので、装置を大型化することなく、バラスト軌道等の評価対象物１７の状態を的確に評価することができる。
【００４５】
なお、増速手段９は、押しばね１０および引きばね１１の何れか一方であっても良い。
【００４６】
また、押しばね１０および引きばね１１は、支柱５の外側に配しても良い。
【００４７】
次に、この発明の別の重錘落下試験装置を、図面を参照しながら説明する。
【００４８】
図７は、この発明の別の重錘落下試験装置を示す断面図である。
【００４９】
図７において、図１から図５における番号と同一番号は、同一物を示す。
【００５０】
この発明の別の重錘落下試験装置と図１から図５に示した重錘落下試験装置とは、増速手段９の構成のみが異なる。すなわち、この発明の別の重錘落下試験装置の増速手段９は、重錘６の上面に設けられた可動電磁石１４と、可動電磁石１４と対向して設けられた固定電磁石１５とからなる磁気機構からなっている。
【００５１】
この発明の別の重錘落下試験装置によれば、重錘６の落下時に、可動電磁石１４と固定電磁石１５との磁気反発力により重錘６の落下速度を速めることができる。
【００５２】
次に、この発明の別の重錘落下試験装置を、図面を参照しながら説明する。
【００５３】
図８は、この発明の別の重錘落下試験装置を示す断面図である。
【００５４】
図８において、図１から図５における番号と同一番号は、同一物を示す。
【００５５】
この発明の別の重錘落下試験装置と、上述した、この発明の別の重錘落下試験装置とは、増速手段９を構成する磁気機構の構成のみが異なる。すなわち、この発明の別の重錘落下試験装置の磁気機構は、支柱５の周囲に、支柱５に高さ方向に亘って設けられた電磁コイル１６を備え、磁化した重錘６との磁気反発力により重錘６の落下速度を速めるものである。
【００５６】
なお、電磁コイル１６は、支柱５内に設けても良い。
【００５７】
上述した、何れの重錘落下試験装置においても、重錘６の落下速度を速めることができるので、装置を大型化することなく、バラスト軌道等の評価対象物１７の状態を的確に評価することができる。
【００５８】
以上、説明したように、この発明によれば、重錘６の落下速度を速める増速手段９を設けることによって、装置を大型化することなく、バラスト軌道等の評価対象物１７の状態を的確に評価することができる。
【符号の説明】
【００５９】
１：載置板
２：計測器
３：天板
４：ゴムバッファ
５：支柱
５ａ：スリット
６：重錘
６ａ：貫通孔
６ｂ：スリット
７：レバー
８：カバー
９：増速手段
１０：押しばね
１１：引きばね
１２：押し板
１２ａ：中央部
１２ｂ：外周部
１２ｃ：連結部
１３：引き板
１３ａ：中央部
１３ｂ：外周部
１３ｃ：連結部
１４：可動電磁石
１５：固定電磁石
１６：電磁コイル
１７：評価対象物
１８：ガイド支柱
２１：評価対象物
２２：載置板
２３：計測器
２４：天板
２５：ゴムバッファ
２６：持ち手
２７：ロッド
２８：重錘
２９：レバー
３０：バラスト軌道
３１：軌きょう
３２：まくらぎ
３３：レール
３４：バラスト道床
３５：路盤
３６：路床
３７：地盤
【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】
2017106810.tif 000008
【図７】
2017106810.tif 000009
【図８】
2017106810.tif 000010
【図９】
2017106810.tif 000011
【図１０】
2017106810.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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