(57)【要約】【課題】この発明は、簡易な機構により、模擬的に設けたレール軌道を正確に評価することができる軌道試験装置を提供する。【解決手段】駆動車輪５が走行されるレールＲと、このレールＲの端部に形成されたテーパ部１０と、このテーパ部１０の先端に接してレールＲの長さ方向の荷重を支持するストッパ１１と、このテーパ部１０の下面に接触し、下方へ向かって縮径してレールＲの垂直方向の荷重を受ける荷重伝達部材１２と、を具備することを特徴とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動車輪が走行されるレールと、
このレールの端部に形成されたテーパ部と、
このテーパ部の先端に接してレールの長さ方向の荷重を支持するストッパと、
このテーパ部の下面に接触し、下方へ向かって縮径してレールの垂直方向の荷重を受ける荷重伝達部材と、を具備することを特徴とする軌道試験装置。
【請求項２】
前記テーパ部と、ストッパ及び荷重伝達部材からなる支持部材は、前記レールの各端部に設置されていることを特徴とする請求項１に記載の軌道試験装置。
【請求項３】
前記レール又はまくら木に発生する振動を検出する加速度センサが設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の軌道試験装置。
【請求項４】
前記荷重伝達部材は円錐形状に形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の軌道試験装置。
【請求項５】
前記レールは、該レールからの振動を吸収する軌道パッド上に設置されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の軌道試験装置。
【請求項６】
前記軌道パッドは、バラストに相当するバラストゴム板に設置されたまくら木上に配置されていることを特徴とする請求項５に記載の軌道試験装置。
【請求項７】
前記駆動車輪はアタック角を付与できる往復運動走行ユニットにより走行されることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の軌道試験装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉄道車両が走行する模擬軌道を試験するための軌道試験装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の鉄道関係の試験装置として、特許文献１に示される台車走行試験装置が知られている。
この台車走行試験装置は、鉄道車両が走行するレールを模した軌条輪と、この軌条輪上を走行する車輪を有する鉄道用台車と、軌条輪を予め定めた試験用速度パターンにしたがって回転駆動する軌条輪駆動手段と、この軌条輪の速度を制御する制御手段と、台車における車輪の径の変化又は輪重の変化を検出する検出手段と、を具備するものである。
そして、上記の台車走行試験装置では、検出手段での検出値に基づき、車輪の形状変化を検出でき、これによって車輪が偏減りした際の修正が容易となり、鉄道車両の乗り心地を確保することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−６０５２９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、特許文献１に示される技術は、車輪を検査することに特化したものであり、当該技術により、該車輪が走行するレール軌道の状況を検出することはできない。
すなわち、現状において、特許文献１に示される走行試験装置の如き、レール軌道の状態を容易に測定できる模擬試験装置は提供されておらず、この点において技術の提供が期待されていた。
【０００５】
この発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、簡易な機構により、模擬的に設けたレール軌道を正確に評価することができる軌道試験装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、この発明は以下の手段を提案している。
本発明は、駆動車輪が走行されるレールと、このレールの端部に形成されたテーパ部と、このテーパ部の先端に接してレールの長さ方向の荷重を支持するストッパと、このテーパ部の下面に接触し、下方へ向かって縮径してレールの垂直方向の荷重を受ける荷重伝達部材と、を具備することを特徴とする。
【０００７】
そして、上記発明によれば、ストッパに接するレールの端部をテーパ部とするとともに、該テーパ部の下面に接触してレールの垂直方向の荷重を受ける荷重伝達部材を、下方へ向かって縮径する形状としたので、レールからの振動が伝達された後の反射波の影響を排除することができ、該レールの設置状況を正確に測定することができる。
これにより、レール軌道が有する固有音、又はその対策品の評価が可能となり、その評価結果に基づき該レール軌道の騒音対策を講じることができる。
すなわち、本発明では、簡易な機構により、模擬的に設けたレール軌道を正確に評価することが可能となる。
【０００８】
また、本発明では、前記テーパ部、ストッパ及び荷重伝達部材からなる支持部材を、前記レールの各端部に設置したことを特徴とする。
【０００９】
そして、上記発明によれば、テーパ部、ストッパ及び荷重伝達部材からなる支持部材を、レールの両端部に設置したので、レールからの振動が伝達された後の反射波の影響を排除することができ、該レールの設置状況を正確に測定することができる。
【００１０】
また、本発明では、前記レール又はまくら木に発生する振動を検出する加速度センサを設けたことを特徴とする。
【００１１】
そして、上記発明によれば、レール又はまくら木に発生する振動を検出する加速度センサを設けることにより、該レールの振動状況を正確に測定することができる。
【００１２】
また、本発明では、前記荷重伝達部材を円錐形状に形成することを特徴とする。
【００１３】
そして、上記発明によれば、荷重伝達部材を円錐形状とすることにより、レールからの振動及び該振動が伝達された後の反射波が循環するという影響を排除することができ、該レールの設置状況を正確に測定することができる。
【００１４】
また、本発明では、前記レールを、該レールからの振動を吸収する軌道パッド上に設置したことを特徴とする。
【００１５】
そして、上記発明によれば、振動を吸収する軌道パッド上に、前述のレールを設置することにより、該軌道パッドの振動吸収性能を測定することができる。
【００１６】
また、本発明では、前記軌道パッドを、バラストに相当するバラストゴム板に位置するまくら木上に配置したことを特徴とする。
【００１７】
そして、上記発明によれば、振動を吸収する軌道パッドを、バラストに相当するバラストゴム板に位置するまくら木上に配置することにより、該軌道パッドとともに、まくら木及びバラストゴム板の振動吸収性能を測定することができる。
【００１８】
また、本発明では、アタック角を付与できる往復運動走行ユニットにより前記駆動車輪を走行させることを特徴とする。
【００１９】
そして、上記発明によれば、アタック角を付与できる往復運動走行ユニットにより、レール上の駆動車輪を走行させるようにしたので、直線状のレールであっても曲線の状況を作り出すことができ、種々の軌道レールの設置状況を正確に測定することができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、ストッパに接するレールの端部をテーパ部とするとともに、該テーパ部の下面に接触してレールの垂直方向の荷重を受ける荷重伝達部材を、下方へ向かって縮径する形状としたので、レールからの振動が伝達された後の反射波の影響を排除することができ、該レールの設置状況を正確に測定することができる。
すなわち、本発明では、簡易な機構により、模擬的に設けたレール軌道を正確に評価することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本実施形態に係る軌道試験装置の斜視図である。
【図２】図１の側面図であって、（Ａ）は左端部を示す、（Ｂ）は右端部を示している。
【図３】図１の平面図であって、（Ａ）は左端部を示す、（Ｂ）は右端部を示している。
【図４】（Ａ）は従来に係る未対策の加速度測定結果を示すグラフであり、（Ｂ）は本発明に係る対策済の加速度測定結果を示すグラフである。
【図５】図４（Ａ）及び（Ｂ）で示した振動加速度をハンマーの加振力で除した応答の大きさを示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
本発明の実施形態について図１〜図５を参照して説明する。
図１は本実施形態に係る軌道試験装置１００の斜視図、図２（Ａ）（Ｂ）はその側面図、図３（Ａ）（Ｂ）はその平面図である。
また、図２（Ａ）及び図３（Ａ）はレール左端部を示し、図２（ｂ）及び図３（Ｂ）はレール右端部を示している。
【００２３】
これらの図において符号１で示すものは台座であって、該台座１上にはバラストに相当するバラストゴム板２が設置され、該バラストゴム板２の上面にはまくら木３が一定の間隔をおいて設置されている。
【００２４】
これらまくら木３上には、該まくら木３を横断するように軌道パッド４を介して直線状のレールＲが固定されている。
該レールＲは、往復運動走行ユニット（図示略）により駆動される駆動車輪５が転動可能であり、かつ所定の長さを持ったレール試験片であって、該レールＲの各端部には上面が傾斜面となるテーパ部１０が形成されている。
ここでの往復運動走行ユニットは、レールＲにアタック角を付与できる駆動車輪５を使用し、これによって該レールＲに曲線の状況を作り出すことが可能である。このとき、往復運動走行ユニットの駆動源の周囲には吸音材、防音壁を設置して、該駆動源で発せられる音がレールＲに伝達されないようにすると良い。
【００２５】
このテーパ部１０は、先端に向けて上面が下方に傾斜することによりその断面積が縮小するものであって、その先端部１０Ａはストッパ１１に接触配置されている。
このストッパ１１は、台座１上に固定されたブロック状塊であって、レールＲ側に位置する垂直面１１Ａに、テーパ部１０の先端部を接触させて該レールＲの長さ方向（矢印（イ）方向）の荷重を支持する。
【００２６】
レールＲの下方には、レールＲの垂直方向の荷重を受けて伝達するための荷重伝達部材１２が設置されている。
この荷重伝達部材１２はテーパ部１０の下面に接触しかつ下方へ向かって縮径する円錐形状となるものであって、その先端部１２Ａが、台座１上の床面１３上に接触配置されて、レールＲの垂直方向の荷重をまくら木３に伝達する。
また、レールＲ又はまくら木３には、レールＲで発生した直接の振動、テーパ部１０を経由してストッパ１１で反射したレールＲの振動、及び荷重伝達部材１２を経由して床面１３で反射したレールＲの振動を検出する加速度センサＳが設けられている（本例ではレールＲに設置）。
そして、図示しない表示記録装置にて、加速度センサＳの検出値を記録しかつモニター表示することにより、レールＲの振動状況を作業者に報知する。
【００２７】
なお、上述したテーパ部１０、ストッパ１１及び荷重伝達部材１２は、支持部材（符号２０で示す）を構成しており、該支持部材２０は、レールＲの各端部にあり合計２組設けられている。
【００２８】
上述した軌道試験装置１００を用いたレール軌道５０の評価について図４（Ａ）（Ｂ）及び図５を参照して説明する。
まず、希望する材料（材料の種類、密度、硬さ、ばね定数、グレード等）及び構成要素（寸法、設置間隔等）に基づき、バラストゴム材２、まくら木３、軌道パッド４及びレールＲを形成して、レール軌道５０を構築する。ここでの最小構成は、レールＲ及び軌道パッド４であり、これらレールＲ及び軌道パッド４に付加してまくら木３、バラストゴム材２を追加配置していく。
また、図４（Ａ）（Ｂ）及び図５に示す評価例では、直線状のレールＲの途中に継ぎ目となる間隙１４を形成したレール軌道５０を使用している。
【００２９】
そして、希望の設計に基づき構築したレール軌道５０（バラストゴム材２、まくら木３、軌道パッド４及びレールＲからなるレール軌道５０）の各端部に、テーパ部１０、ストッパ１１及び荷重伝達部材１２からなる支持部材２０を付加することにより、本発明の軌道試験装置１００を構築して軌道試験を実施した結果を、以下の図４（Ａ）（Ｂ）及び図５に示す。
なお、ここでの軌道試験は、荷重伝達部材１２の上方に位置するレールＲの上面をハンマーで叩くことにより実施する。
【００３０】
ここで、図４（Ａ）はテーパ部１０、ストッパ１１及び荷重伝達部材１２からなる支持部材２０を付加せずに、レール軌道５０の加速度を測定した結果（以下、未対策の測定結果という）を示している。
また、図４（Ｂ）は、テーパ部１０、ストッパ１１及び荷重伝達部材１２からなる支持部材２０をレール軌道２０の両側に付加して、本発明の軌道試験装置１００を構築して実施した加速度の測定結果（以下、対策済の測定結果という）を示している。
【００３１】
そして、これらの測定結果を比較して分かるように、図４（Ａ）の（ハ）において、未対策の加速度波形ではレールＲの端部での反射により乱れが生じるのに対して、図４（Ｂ）の（ニ）においては、対策済の加速度波形ではレールＲの端部での反射により乱れが生じず、レール軌道５０が有する固有の振動特性を正しく評価することが可能となる。
【００３２】
また、図５には、図４（Ａ）及び図４（Ｂ）で示した振動加速度をハンマーの加振力で除した応答の大きさが示されている。
そして、この図５の特に（ホ）及び（ヘ）で示される領域を参照して分かるように、対策済の測定結果（符号ａで示す）では、未対策の測定結果（符号ｂで示す）と比較して応答のピークがはっきりと出現し、これにより本実施形態に係る軌道試験装置１００を用いた方が、レール軌道５０が有する固有の振動特性を正しく評価できることが明らかとなった。
【００３３】
以上詳細に説明したように本実施形態に係る軌道試験装置１００によれば、レールＲの端部に形成されたテーパ部１０と、該テーパ部１０の先端に接してレールＲの長さ方向の荷重を支持するストッパ１１と、該テーパ部１０の下面に接触しかつ下方へ向かって縮径してレールＲの垂直方向の荷重を受ける荷重伝達部材１２と、を有する構成とし、レールＲで発生した直接の振動加速度、テーパ部１０を経由してストッパ１１で反射したレールＲの振動加速度、及び荷重伝達部材１２を経由して台座１の床面１３で反射したレールＲの振動加速度を、加速度センサＳにて測定するようにした。
そして、ここで測定した振動加速度に基づきレール軌道５０が有する固有音、又はその対策品の評価が可能となり、その評価結果に基づき該レール軌道５０の騒音対策を講じることができる。
例えば、上記軌道試験装置１００の評価結果に基づき、レール軌道５０を構成するバラストゴム材２及び軌道パッド４のばね定数、まくら木３の性状を変更して、レール軌道５０の状態を最適化することができる。
【００３４】
また、支持部材２０として、レールＲの端部をテーパ部１０とするとともに、該テーパ部１０の下面に接触してレールＲの垂直方向の荷重を受ける荷重伝達部材１２を、下方へ向かって縮径する形状としたので、レールＲからの振動が伝達された後の反射波の影響を排除することができ、該レールＲの設置状況を正確に測定することができる。特に、荷重伝達部材１２を、下方へ向かって縮径するとともに円錐形状としたので、この円錐形状により、レールＲからの振動、及び該振動が伝達された後の反射波が循環するという影響を排除することができ、該レールの設置状況を正確に測定することができる。
すなわち、本実施形態に係る軌道試験装置１００は、簡易な機構により、模擬的に設けたレール軌道５０を正確に評価することが可能となる。
【００３５】
また、本実施形態に係る軌道試験装置１００によれば、テーパ部１０、ストッパ１１及び荷重伝達部材１２からなる支持部材２０を、レールＲの各端部に設置したので、レールＲからの振動が伝達された後の反射波の影響を排除することができ、該レールＲの設置状況を正確に測定することができる。
【００３６】
また、本実施形態に係る軌道試験装置１００によれば、レールＲ又はまくら木３に発生する振動を検出する加速度センサＳを設けることにより、レールＲの振動状況を正確に測定することができる。
【００３７】
また、本実施形態に係る軌道試験装置１００によれば、振動を吸収する軌道パッド４上に、前述のレールＲを設置することにより、該軌道パッド４の振動吸収性能を測定することができる。
【００３８】
また、本実施形態に係る軌道試験装置１００によれば、振動を吸収する軌道パッド４を、バラストに相当するバラストゴム板２に設置されたまくら木３上に配置することにより、該軌道パッド４とともに、まくら木３及びバラストゴム板２の振動吸収性能を測定することができる。
【００３９】
また、本実施形態に係る軌道試験装置１００によれば、アタック角を付与できる往復運動走行ユニットにより、レールＲ上の駆動車輪５を走行させるようにしたので、直線状のレールＲであっても曲線の状況を作り出すことができ、種々の軌道レールの設置状況を正確に測定することができる。
【００４０】
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
本発明は、鉄道車両が走行する模擬軌道を試験するための軌道試験装置に関する。
【符号の説明】
【００４２】
１  台座
２  バラストゴム板
３  まくら木
４  軌道パッド
５  駆動車輪
１０  テーパ部
１０Ａ  先端部
１１  ストッパ
１２  荷重伝達手段
１３  床面
２０  支持部材
５０  レール軌道
１００  軌道試験装置
Ｒ  レール
Ｓ  加速度センサ
（イ）       レール長さ方向
（ロ）       垂直方向
【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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