(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
道床が沈下することにより、道床に設置される基準ベースもこの沈下に応動して沈下し、
沈下検知点においてレールに取り付け固定される検知器本体に備えられ、下向きにバイアスされる道床沈下応動部材が、前記基準ベースの沈下に追従して沈下し、
前記検知器本体の取り付け固定部材を構成する取り付け基台上面部に、相異なる高さの検知位置設定スペーサを介して載置取り付けられる複数のリミットスイッチに、前記道床沈下応動部材の上端部に形成されるスイッチ係合部が、前記道床沈下応動部の沈下により、係合し、
前記係合により、前記リミットスイッチが動作し沈下量を検知する、
ことを特徴とする道床沈下検知方法。
【請求項２】
道床に設置される基準ベースと、沈下検知点においてレールに取り付け固定される検知器本体とを備え、
前記検知器本体はレールに対する検知器本体の取り付け固定部材を構成する取り付け基台と前記基準ベースに係合する道床沈下応動部材を有し、
前記道床沈下応動部材は上下方向に摺動し弾性的に下向きにバイアスされ、上端部にスイッチ係合部が形成されると共に下端部に基準プレート接触部が形成され、
前記取り付け基台は基台下面部および基台上面部より成り、基台上面部に前記スイッチ係合部により係合操作される複数のリミットスイッチを相異なる高さの検知位置設定スペーサを介して載置取り付けられる、
ことを特徴とする道床沈下検知器。
【請求項３】
請求項２記載の道床沈下検知器であって、
フックボルトおよびこれに螺合する固定ナットを備え、
前記基台下面部と前記基台上面部の間に左右方向に嵌合溝部が延伸形成され、基台下面部には前後方向にフックボルト挿通孔が貫通形成される、
ことを特徴とする道床沈下検知器。
【請求項４】
請求項２または３記載の道床沈下検知器であって、
設定ネジを備え、
前記基準ベースは道床に設置されるベース部とベース部を基準にして高さ調整設定される基準プレートを有し、
前記ベース部は、表面に基準プレート支持筒を植立固定され、
前記基準プレートは、高さ調整ボルトを下面中心部に植立固定され、
前記ベース部は、前記基準プレート支持筒の上面から前記ベース部に延伸して雌ネジ孔を形成されると共に前記基準プレート支持筒の側面から前記雌ネジ孔に連通する他の雌ネジ孔を形成され、
前記設定ネジが、前記連通する他の雌ネジ孔に螺合する、
ことを特徴とする道床沈下検知器。
【請求項５】
請求項２ないし請求項４の内の何れかに記載される道床沈下検知器において、
前記道床沈下応動部材はリニアシャフトより成り、
前記取り付け基台は前記リニアシャフトが嵌合するリニアブッシュが取り付けられ、
前記リニアシャフトは、前記リニアブッシュと前記基準プレート接触部との間に圧縮コイルバネを介在させることによって、下向きにバイアスされる、
ことを特徴とする道床沈下検知器。
【請求項６】
道床に設置される基準ベースと、沈下検知点においてレールに取り付け固定される検知器本体とを備え、前記検知器本体はレールに対する検知器本体の取り付け固定部材を構成する取り付け基台と前記基準ベースに係合する道床沈下応動部材を有し、前記道床沈下応動部材は上下方向に摺動し弾性的に下向きにバイアスされ、上端部にスイッチ係合部が形成されると共に下端部に基準プレート接触部が形成され、前記取り付け基台は基台下面部および基台上面部より成り、基台上面部に前記スイッチ係合部により係合操作される複数のリミットスイッチを相異なる高さの検知位置設定スペーサを介して載置取り付けられる１以上の道床沈下検知器と、
道床沈下監視領域内および監視所に設置され、伝送路を介して前記道床沈下検知器と接続される警報装置と、
を有することを特徴とする道床沈下監視装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、道床沈下検知方法、道床沈下検知器及び道床沈下監視装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
鉄道車両が走行する軌道として、レール、マクラギ、および道床により構成される。レールとマクラギは締結部材により強固に結合一体化した軌框の状態で、道床に敷設されている。鉄道車両の重量は２０トンにも達し、これを連結した列車が軌道上を高速走行するところから、軌道を構成するレール、マクラギ、道床の何れに対して過大な荷重が負荷される。これら軌道構成要素の内のスラブより成る道床は、この過大な荷重の負荷に曝されて特に損傷を蒙り易い部位である。
【０００３】
スラブより成る道床の軌道区間において、この軌道区間の下側を掘削して道路を建設し、鉄道新線の軌道を建設し、或いは上下水道を建設する工事が行われる場合がある。この建設工事が実施される場合、これに該当する軌道区間を充分に監視して、この軌道区間が列車の安全走行することができる状態にあることを常に確認している必要がある。
従来の軌道区間の監視の仕方について説明するに、極く単純にレールを目視することにより道床が沈下しているか否かを監視する仕方を採用している。
【０００４】
或いは、レールの１０ｍに亘って、人手によりレール頭部側面に糸を張り、中間の５ｍの位置においてレール頭部側面と糸との間の距離をスケールにより測定し、以前の測定値と比較した今回の測定値の変化を解析して道床が沈下しているか否かを監視する。
以上の人手による糸張り測定を機械化した軌道変位自動測定器を構成し、レール頭部側面と糸との間の距離を機械的に測定して道床が沈下しているか否かを監視することも実施されている。
【０００５】
更に、沈下計を使用して道床沈下を測定する試みもなされているが、道床沈下を直接測定する好適な沈下計設置位置を設定することが困難であり、道床沈下の測定精度を保証することができない。
以上の通りのスラブより成る道床の沈下の監視は、沈下計を使用して道床沈下を測定する仕方を除いて、何れも道床沈下を直接測定することをしないで、道床に敷設されているレールの変位を測定して道床の沈下を間接的に測定予測するものである。即ち、レールは軌框の状態でスラブより成る道床に敷設されてはいるが、軌框は道床に対して単に重力により載置圧接されているに過ぎず、軌框と道床が上下方向に互いに機械的に結合している訳ではない。従って、レールの変位を測定しても、この変位が直接道床の沈下を意味するとは限らない。軌框或いはレールに何等の変位も検出されない正常な状態にありながら、道床が沈下している場合も想定される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
道床の軌道区間において、この軌道区間の下側の建設工事に伴って軌道の下側を掘削することにより道床の支えは徐々に弱体化される。道床の支えの弱体化が進行し、不幸にして道床の沈下が生起するに到る。しかし、沈下の初期における沈下量は極く僅かであり、レールの変位を測定して道床の沈下を間接的に測定予測する仕方にによってはこの僅かの微小な沈下量を認識することはできない。上述した通り、軌框は道床に対して単に重力により載置圧接されていて、軌框と道床が上下方向に互いに機械的に結合している訳ではないので、道床の支えの弱体化に起因する道床の沈下は、軌框或いはレールに何等の変位も生じない正常な状態のまま独自に進行する。軌框或いはレールを置き去りにして道床の沈下が或る程度進行しても、軌框が自身の機械的強度により見かけ上は正常状態を維持している場合が生ずる。
【０００７】
道床の沈下が或る程度進行して軌框或いはレールとの間に間隙の生じた状態の軌道上を重量の大なる鉄道車両を連結した列車が高速走行すれば、沈下の進行の生起した道床には過大な荷重が負荷され、道床が破壊されると共に軌框も破壊される事故につながる恐れは大きい。
この発明は、道床と軌框との間の間隙の変化に着目して道床の沈下を監視する上述の問題を解消した道床沈下検知方法、道床沈下検知器及び道床沈下監視装置を提供するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の道床沈下検知方法は、道床が沈下することにより、道床に設置される基準ベースもこの沈下に応動して沈下し、沈下検知点においてレールに取り付け固定される検知器本体に備えられ、下向きにバイアスされる道床沈下応動部材が、基準ベースの沈下に追従して沈下し、検知器本体の取り付け固定部材を構成する取り付け基台上面部に、相異なる高さの検知位置設定スペーサを介して載置取り付けられる複数のリミットスイッチに、道床沈下応動部材の上端部に形成されるスイッチ係合部が、道床沈下応動部の沈下により、係合し、係合により、リミットスイッチが動作し沈下量を検知する。
【０００９】
本発明の道床沈下検知器は、道床に設置される基準ベースと、沈下検知点においてレールに取り付け固定される検知器本体とを備え、検知器本体はレールに対する検知器本体の取り付け固定部材を構成する取り付け基台と基準ベースに係合する道床沈下応動部材を有し、道床沈下応動部材は上下方向に摺動し弾性的に下向きにバイアスされ、上端部にスイッチ係合部が形成されると共に下端部に基準プレート接触部が形成され、取り付け基台は基台下面部および基台上面部より成り、基台上面部にスイッチ係合部により係合操作される複数のリミットスイッチを相異なる高さの検知位置設定スペーサを介して載置取り付けられる。
また、本発明の道床沈下監視装置は、上記道床沈下検知器を用いて、道床の沈下を監視する。
【００１５】
【発明の実施の形態】
道床と軌框との間の間隙の変化に着目して道床の沈下を監視する。
【００１６】
【実施例】
この発明の実施例を図１ないし図３を参照して説明する。図１は道床沈下検知器の実施例をスラブより成る道床およびレールに設置したところを示す図、図２は道床沈下検知器のカバーの一部を波断して示した正面図、図３は検知器本体のカバーを一部を波断して示した側面図である。
道床沈下検知器は、レール９１のレール底部９１２に取り付け固定される検知器本体１とスラブより成る道床９３に設置されるベース部４により構成される。
【００１７】
検知器本体１について説明するに、検知器本体１を構成する取り付け基台１０には、その正面から奥に向かって空所１８が形成されている。基台上面部１２には、その表面から空所１８に連通してブッシュ固定部１６が形成され、このブッシュ固定部１６にリニアブッシュ３４が嵌合固定されている。ここで、道床沈下応動部材であるリニアシャフト３１はその上端部にスイッチ係合部３２が形成されており、これをリニアブッシュ３４および開孔１７を介して取り付け基台１０に上側から挿通し、圧縮コイルバネ３５をリニアシャフト３１に下側から嵌合して、リニアシャフト３１下端部に基準プレート接触部３３を固定し、取り付け基台１０に対するリニアシャフト３１の取り付けは終了する。圧縮コイルバネ３５は、検知器本体１をレール底部９１２に取り付け設定した状態においては、リニアブッシュ３４下面と基準プレート接触部３３上面との間に圧縮した状態で介在する。ところで、リニアシャフト３１は、リニアブッシュ３４下面と基準プレート接触部３３上面との間に圧縮されずに介在した状態で、そのスイッチ係合部３２はリニアブッシュ３４の上端面から突出し、その係合面３２１は第１リミットスイッチ５１の操作部５１１および第２リミットスイッチ５２の操作部５２１の双方より鉛直方向上位に位置する長さに設定されている。リミットスイッチは２個図示されているが、この個数は更に増加して設置することができる。
【００１８】
基台上面部１２の表面には、更に、第１検知位置設定スペーサ６１および第２検知位置設定スペーサ６２が載置され、取り付けネジにより固定されている。そして、第１リミットスイッチ５１は第１検知位置設定スペーサ６１に位置決め固定されると共に、第２リミットスイッチ５２は第２検知位置設定スペーサ６２に位置決め固定される。これら第１検知位置設定スペーサ６１および第２検知位置設定スペーサ６２は固定される第１リミットスイッチ５１および第２リミットスイッチ５２の取り付け高さを規定するものである。次いで、取り付け基台１０をカバー２を取り付ける。
【００１９】
フックボルト１４は、その一方の端部には雄ネジ１４１が形成されると共にその他方の端部はレール底部９１２に係止する屈曲部１４２に形成されている。このフックボルト１４は、取り付け基台１０の基台下面部１１に前後方向に形成されるフックボルト挿通孔１４３に雄ネジ１４１が形成された一方の端部を後側から挿通し、フックボルト挿通孔１４３から突出した雄ネジ１４１に固定ナット１５を螺合した状態にしておく。
【００２０】
ベース部４について説明するに、ベース部４０には、その表面に基準プレート支持筒４３がアーク溶接により植立固定されている。この基準プレート支持筒４３には、その中心軸方向に雌ネジ孔４３１がネジ切りされており、そして、中心軸方向と直交する方向に雌ネジ孔４２１がネジ切りされている。基準プレート支持筒４３の雌ネジ孔４３１は、連続してベース部４０にも延伸形成されている。基準プレート４１の下面中心部には、面と直交して雄ネジ４４１が形成された高さ調整ボルト４４がアーク溶接により植立固定されている。設定ネジ４２を雌ネジ孔４３１から離脱した状態で、基準プレート４１の高さ調整ボルト４４を基準プレート支持筒４３の雌ネジ孔４３１に螺合し、基準プレート４１を時計方向、反時計方向に回転させることにより、ベース部４０を基準とした基準プレート４１の高さを調整することができる。調整された基準プレート４１の高さは設定ネジ４２を締めることにより保持される。
【００２１】
ここで、レール９１に対する検知器本体１の設置の仕方を説明する。フックボルト１４は、上述した通り、取り付け基台１０のフックボルト挿通孔１４３に雄ネジ１４１が形成された一方の端部を後側から挿通し、フックボルト挿通孔１４３から突出した雄ネジ１４１に固定ナット１５を螺合した状態とされている。ここで、固定ナット１５を大きく緩め、フックボルト１４の他方の端部である屈曲部１４２を、レール底部９１２の下面と道床９３の間を介して、レール９１に関して検知器本体１の反対側に突き出す。検知器本体１の反対側に突き出された屈曲部１４２をレール底部９１２に係合引っ掛けた状態で、取り付け基台１０をレール底部９１２に向けて押圧して左右方向に形成される嵌合溝部１３をレール底部９１２に係合嵌合させる。フックボルト１４の屈曲部１４２と取り付け基台１０の嵌合溝部１３を以上の通りに対向するレール底部９１２に係合させた状態で固定ナット１５を回動締め付けることにより、フックボルト１４の他方の端部である屈曲部１４２と固定ナット１５との間の距離は固定ナット１５が基台下面部１１の前面を押圧しながら縮小し、その結果、レール底部９１２は嵌合溝部１３とフックボルト１４の屈曲部１４２により挟持されて検知器本体１はレール底部９１２に固定設置される。
【００２２】
検知器本体１がレール底部９１２に固定設置されたところで、スラブより成る道床９３表面におけるリニアシャフト３１下端部の基準プレート接触部３３の直下にベース部４を設置する。ここで、設定ネジ４２を雌ネジ孔４３１から離脱した状態で、基準プレート４１を回転させることにより基準プレート４１を扛上させ、基準プレート接触部３３を介してリニアシャフト３１を押し上げ、上端部のスイッチ係合部３２の高さを調整し、その初期値を設定する。圧縮コイルバネ３５は、基準プレート４１を扛上させることにより、リニアブッシュ３４下面と基準プレート接触部３３上面との間に圧縮した状態で介在する。従って、リニアシャフト３１はこの圧縮コイルバネ３５により基準プレート接触部３３を介して下向きにバイアスされている。調整後の基準プレート４１の高さは設定ネジ４２を締めることにより設定保持される。
【００２３】
以上の道床沈下検知器は、道床９３が沈下することにより道床９３に設置される基準ベース４の基準プレート４１もこの沈下に応動して沈下する。検知器本体１のリニアシャフト３１は、基準プレート接触部３３を介して圧縮コイルバネ３５により下向きにバイアスされて基準プレート４１に圧接しているので、基準プレート４１の沈下に追従して圧し下げられる。リニアシャフト３１が圧し下げられ、スイッチ係合部３２の係合面３２１が第１リミットスイッチ５１の操作部５１１に係合してこれが動作することにより沈下量を検知する。即ち、沈下量はスイッチ係合部３２の高さの設定された初期値と第１検知位置設定スペーサ６１により規定される第１リミットスイッチ５１の高さの差として検知される。同様にして、第２リミットスイッチ５２が動作せしめられることにより、初期値と第２検知位置設定スペーサ６２により規定される第２リミットスイッチ５２の高さの差として沈下量が検知される。リミットスイッチの個数を増加して更に多段階の沈下量の検知をすることができる。
【００２４】
検知器本体１および基準ベース４より成る以上の道床沈下検知器を、工事が実施される道床沈下監視領域内の軌道区間の複数のレール９１それぞれの複数個所に設置し、道床沈下監視領域内および監視所に警報装置を設置し、これら複数の道床沈下検知器と警報装置７１、７２とを伝送路７を介して接続して道床沈下監視装置を構成する。伝送路７としては、ケーブルを使用する有線伝送および電波による無線伝送が使用される。警報装置７１、７２としては、警報音を発生する音響警報装置および光を放射する発光警報装置が使用される。
【００２５】
【発明の効果】
以上の通りであって、この発明は、軌框或いはレールを基準としてこれと道床との間の間隙を測定して直接に道床の沈下を検知するので、道床の沈下を見逃す恐れはない。
そして、道床９３に設置される基準ベース４の基準プレート４１は道床９３が沈下することによりこの沈下に応動して沈下する。検知器本体１のリニアシャフト３１は、基準プレート接触部３３を介して圧縮コイルバネ３５により下向きにバイアスされて基準プレート４１に圧接しているので、基準プレート４１の沈下に追従して圧し下げられる。リニアシャフト３１が圧し下げられ、スイッチ係合部３２の係合面３２１が第１リミットスイッチ５１の操作部５１１に係合してこれが動作することにより沈下量を検知することができる。即ち、沈下量はスイッチ係合部３２の高さの設定された初期値と第１検知位置設定スペーサ６１により規定される第１リミットスイッチ５１の高さの差として検知される。同様にして第２リミットスイッチ５２が動作せしめられることにより、初期値と第２検知位置設定スペーサ６２により規定される第２リミットスイッチ５２の高さの差として沈下量が検知される。リミットスイッチの個数を増加して更に多段階の沈下量の検知をすることができる。
【００２６】
また、検知器本体１の反対側に突き出されたフックボルト１４の屈曲部１４２をレール底部９１２に係合引っ掛けた状態で、取り付け基台１０をレール底部９１２に向けて押圧して左右方向に形成される嵌合溝部１３をレール底部９１２に係合嵌合させた状態で、固定ナット１５を回動締め付けることにより、レール底部９１２は容易に嵌合溝部１３とフックボルト１４の屈曲部１４２により挟持固定される。
【００２７】
更に、設定ネジ４２を雌ネジ孔４３１から離脱した状態で、基準プレート４１の高さ調整ボルト４４を基準プレート支持筒４３の雌ネジ孔４３１に螺合し、基準プレート４１を時計方向、反時計方向に回転させる簡単な操作により、ベース部４０を基準とした基準プレート４１の高さの調整、即ち、基準プレート４１に係合接触するリニアシャフト３１のスイッチ係合部３２の高さの初期値の設定をミリ単位で精密に実施することができる。
【００２８】
そして、複数のリミットスイッチ５１、５２は相異なる高さの検知位置設定スペーサ６１、６２を介して基台上面部１２に取り付ける構成を採用しており、スペーサの高さをミリ単位で精密に設定することにより、スイッチ係合部３２の精密な高さの初期値と、精密な高さのスペーサにより規定されるリミットスイッチの高さ位置の差として示される沈下量はミリ単位で測定される。
また、道床沈下監視領域内の軌道区間のレール９１に検知器本体１および基準ベース４より成る道床沈下検知器を設置し、道床沈下監視領域内および監視所に警報装置を設置し、道床沈下検知器と警報装置とを伝送路を介して接続した道床沈下監視装置を構成することにより、監視領域内の道床沈下の監視を多数の人員を要することなしに常時実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】検知器をレールおよびスラブより成る道床に設置したところを示す図。
【図２】検知器のカバーを一部を波断して示した正面図。
【図３】検知器のカバーを一部を波断して示した側面図。
【図４】道床沈下監視装置を説明する図。
【符号の説明】
１  検知器本体
１０  取り付け基台
１１  基台下面部
１２  基台上面部
１３  嵌合溝部
１４  フックボルト
１４１  雄ネジ
１４２  屈曲部
１４３  フックボルト挿通孔
１５  固定ナット
１６  ブッシュ固定部
１７  開孔
１８  空所
２  カバー
３  検知バー
３１  リニアシャフト
３２  スイッチ係合部
３２１  係合面
３３  基準プレート接触部
３４  リニアブッシュ
３５  圧縮コイルバネ
４  基準ベース
４０  ベース部
４１  基準プレート
４２  設定ネジ
４２１  雌ネジ孔
４３  基準プレート支持筒
４３１  雌ネジ孔
４４  高さ調整ボルト
４４１  雄ネジ
５１  第１リミットスイッチ
５１１  操作部
５２  第２リミットスイッチ
５２１  操作部
６１  第１検知位置設定スペーサ
６２  第１検知位置設定スペーサ
７  伝送路
７１  警報装置
７２  警報装置
９１  レール
９１１  レール頭部
９１２  レール底部
９２  マクラギ
９３  道床
【図１】
0004338273.tif 000002
【図２】
0004338273.tif 000003
【図３】
0004338273.tif 000004
【図４】
0004338273.tif 000005