特許 7479239 掻上装置及び肩形成機

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-04-25

(45)【発行日】2024-05-08

(54)【発明の名称】掻上装置及び肩形成機

(51)【国際特許分類】

   E01B 27/04 20060101AFI20240426BHJP

   E01B 27/02 20060101ALI20240426BHJP

   E01H 1/02 20060101ALI20240426BHJP

【ＦＩ】

E01B27/04

E01B27/02

E01H1/02

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2020133998

(22)【出願日】2020-08-06

(65)【公開番号】P2022030190

(43)【公開日】2022-02-18

【審査請求日】2023-07-25

(73)【特許権者】

【識別番号】597110995

【氏名又は名称】株式会社レールテック

(73)【特許権者】

【識別番号】512305534

【氏名又は名称】松井軌道株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100113712

【弁理士】

【氏名又は名称】野口 裕弘

(72)【発明者】

【氏名】吉田 寛

(72)【発明者】

【氏名】安井 利至

(72)【発明者】

【氏名】手塚 稔

(72)【発明者】

【氏名】松井 十三

(72)【発明者】

【氏名】座光寺 信行

【審査官】柿原 巧弥

(56)【参考文献】

【文献】実開平０４－０１７４０５（ＪＰ，Ｕ）

【文献】実開昭５４－１０９２０９（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開平０９－２６８５０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－３０７４３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００１－１６３０２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－２５６５０３（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開平０５－０７１２０２（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開平０８－１３４８０９（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭５０－１５０９０４（ＪＰ，Ｕ）

【文献】米国特許第０４６５１１９８（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｅ０１Ｂ ２７／０４

Ｅ０１Ｂ ２７／０２

Ｅ０１Ｈ １／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

バラスト軌道の保守に用いられる掻上装置と、
レール上を移動するための台車と、
前記台車に支持された車体と、
前記掻上装置を前記車体に支持する支持部とを備え、
前記掻上装置は、回転駆動される回転ブラシと、板面を有するバラスト止めとを備え、
前記回転ブラシは、使用時、道床法面に接し、道床法面のバラストを掻き上げる方向に回転し、
前記バラスト止めの板面は、使用時、前記回転ブラシに臨み、下端がまくらぎ端の上方に位置し、上にいくほど軌道外側に張り出していることを特徴とする肩形成機。

【請求項2】

前記回転ブラシは、回転によって道床法面のバラストをまくらぎ端の方向に掻き上げ、
前記バラスト止めは、前記回転ブラシによって跳ね上がったバラストを、まくらぎ端から道床肩の間に落とすように構成されることを特徴とする請求項１に記載の肩形成機。

【請求項3】

前記回転ブラシは、ブラシ台座と、前記ブラシ台座に放射状に取り付けられた複数のブラシ素材とを有し、
前記各ブラシ素材は、中空筒状であり、可撓性を有する樹脂材料から成ることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の肩形成機。

【請求項4】

前記掻上装置は、複数の前記回転ブラシを有し、
前記複数の回転ブラシは、互いに前後にずらして配置され、
前記各回転ブラシは、使用時、上下及び左右位置が互いに異なることを特徴とする請求項１に記載の肩形成機。

【請求項5】

前記掻上装置より後ろ側で前記車体に支持される形成装置をさらに備え、
前記形成装置は、所定形状の下端を有する板状であり、使用時、平面視でまくらぎ端から斜め外側後方に延出するように支持され、
前記所定形状は、前記形成装置の支持端から延出端に向けて次第に高くなっていることを特徴とする請求項１に記載の肩形成機。

【請求項6】

前記形成装置は、使用時、該肩形成機の移動によって、道床肩の余剰バラストを道床法面に掻き出すことを特徴とする請求項５に記載の肩形成機。

【請求項7】

前記掻上装置より後ろ側で前記車体に支持されるまくらぎ清掃部をさらに備え、
前記まくらぎ清掃部は、まくらぎの上面に平行な下端を有する板状であり、使用時、平面視でまくらぎ端から斜め内側前方に延出するように支持されることを特徴とする請求項１に記載の肩形成機。

【請求項8】

前記まくらぎ清掃部は、使用時、該肩形成機の移動によって、軌間外のまくらぎ上にあるバラストを道床肩側に除去することを特徴とする請求項７に記載の肩形成機。

【請求項9】

前記形成装置より前側で前記車体に支持される掻寄装置をさらに備え、
前記掻寄装置は、道床法面のバラストを掻き寄せるためのバックホウアタッチメントを有することを特徴とする請求項５に記載の肩形成機。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、バラスト軌道の保守に用いられる掻上装置、及びその掻上装置を有する肩形成機に関する。

【背景技術】

【0002】

鉄道の線路は、軌道及びこれを支持するために必要な路盤、構造物を有する（非特許文献１参照）。軌道は、施工基面上の道床、軌きょうを有する。軌きょうは、レールとまくらぎとを、はしご状に組み立てたものである。道床は、レール又はまくらぎを支持する部分である。軌道には、バラスト軌道、スラブ軌道等がある。

【0003】

図９に示すように、バラスト軌道７は、道床７３にバラスト（砕石）を用いた軌道である。バラストから成る道床７３は、レール７１が受ける列車荷重を、まくらぎ７２を介して受け、路盤８に分散する。

【0004】

バラスト軌道は、列車荷重を繰り返し受けることによって徐々に変形する。このため、バラスト軌道は、保守によって変形の発生を許容範囲内に管理する必要がある。道床の断面形状を所定の形に整えることを道床整理という（非特許文献１参照）。

【0005】

従来から、バラスト道床整理機が知られている（特許文献１参照）。バラスト道床整理機は、道床ののり面の上に散在するバラストを、バラストレギュレータの羽根で、道床の平坦な面に掻き上げる（同文献の図２、段落０００９参照）。道床の平坦部に掻き出されたバラストは、バラストコンパクタの転圧パンによって転圧される（同文献の図８、段落００１０～００１１参照）。このように、バラスト道床整理機は、羽根及び転圧パンで道床の断面形状を台形に整える。

【0006】

しかし、バラスト道床整理機は、レール上を移動しながら、バラストレギュレータの羽根でバラストを掻き上げるので、移動方向の反対方向にバラストから大きな抵抗を受ける。また、バラスト道床整理機は、レール上で停まった状態では、バラストを掻き上げることができない。さらに、バラストレギュレータの羽根が大きいため、線路に踏切障害物検知装置等の支障物がある所では、その前後でバラストの掻き上げができない区間が長くなる。

【0007】

羽根を用いずに道床整理を行う道床整正機が知られている（特許文献２参照）。道床整正機は、第１の回転ブラシおよび第２の回転ブラシを有し、第２の回転ブラシによって路肩法面部の余分なバラストを路肩平坦部にはね上げ、第１の回転ブラシによって路肩平坦部がならされる（同文献の第２頁右下欄参照）。このように、道床整正機は、第１及び第２の回転ブラシで道床の断面形状を台形に整える。

【0008】

上述したように、道床整理では、道床７３の断面形状を台形に整える。道床法面７５（のり面、法面部）が台形の斜辺（台形の脚）であり、平坦部７８（平坦な面）が台形の上底である（図９参照）。

【0009】

しかしながら、断面形状が台形に整えられた道床７３は、道床法面７５と平坦部７８との成す角、すなわち道床肩７４が崩れやすい。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0010】

【文献】実開平５－７１２０２号公報

【文献】特開昭５６－４０１号公報

【非特許文献】

【0011】

【文献】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】

【0012】

本発明は、上記問題を解決するものであり、バラスト軌道の道床を、道床肩が崩れ難い形状に形成することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0013】

本発明の掻上装置は、バラスト軌道の保守に用いられる装置であって、回転駆動される回転ブラシと、板面を有するバラスト止めとを備え、前記回転ブラシは、使用時、道床法面に接し、道床法面のバラストを掻き上げる方向に回転し、前記バラスト止めの板面は、使用時、前記回転ブラシに臨み、下端がまくらぎ端の上方に位置し、上にいくほど軌道外側に張り出していることを特徴とする。

【0014】

この掻上装置において、前記回転ブラシは、回転によって道床法面のバラストをまくらぎ端の方向に掻き上げ、前記バラスト止めは、前記回転ブラシによって跳ね上がったバラストを、まくらぎ端から道床肩の間に落とすように構成されることが好ましい。

【0015】

この掻上装置において、前記回転ブラシは、ブラシ台座と、前記ブラシ台座に放射状に取り付けられた複数のブラシ素材とを有し、前記各ブラシ素材は、中空筒状であり、可撓性を有する樹脂材料から成ることが好ましい。

【0016】

本発明の肩形成機は、前記掻上装置と、レール上を移動するための台車と、前記台車に支持された車体と、前記掻上装置を前記車体に支持する支持部とを備えることを特徴とする。

【0017】

この肩形成機において、前記掻上装置は、複数の前記回転ブラシを有し、前記複数の回転ブラシは、互いに前後にずらして配置され、前記各回転ブラシは、使用時、上下及び左右位置が互いに異なってもよい。

【0018】

この肩形成機において、前記掻上装置より後ろ側で前記車体に支持される形成装置をさらに備え、前記形成装置は、所定形状の下端を有する板状であり、使用時、平面視でまくらぎ端から斜め外側後方に延出するように支持され、前記所定形状は、前記形成装置の支持端から延出端に向けて次第に高くなっていることが好ましい。

【0019】

この肩形成機において、前記形成装置は、使用時、該肩形成機の移動によって、道床肩の余剰バラストを道床法面に掻き出すことが好ましい。

【0020】

この肩形成機において、前記掻上装置より後ろ側で前記車体に支持されるまくらぎ清掃部をさらに備え、前記まくらぎ清掃部は、まくらぎの上面に平行な下端を有する板状であり、使用時、平面視でまくらぎ端から斜め内側前方に延出するように支持されることが好ましい。

【0021】

この肩形成機において、前記まくらぎ清掃部は、使用時、該肩形成機の移動によって、軌間外のまくらぎ上にあるバラストを道床肩側に除去することが好ましい。

【0022】

この肩形成機において、前記形成装置より前側で前記車体に支持される掻寄装置をさらに備え、前記掻寄装置は、道床法面のバラストを掻き寄せるためのバックホウアタッチメントを有することが好ましい。

【発明の効果】

【0023】

本発明の掻上装置及び肩形成機によれば、掻上装置の回転ブラシによって道床法面のバラストが掻き上げられるとともに、跳ね上がったバラストがバラスト止めの板面に当たって落ちるので、道床は、道床肩にバラストの余盛ができ、道床肩が崩れ難い形状になる。

【図面の簡単な説明】

【0024】

【図1】本発明の一実施形態に係る掻上装置の側面図。

【図2】（ａ）は同掻上装置の回転ブラシの構成を示す斜視図、（ｂ）は同回転ブラシの構成を中心軸の方向から見た図、（ｃ）は同回転ブラシの構成を中心軸に垂直な方向から見た図。

【図3】同掻上装置を有する肩形成機の側面図。

【図4】同肩形成機の平面図。

【図5】同肩形成機における形成装置の立面図。

【図6】同肩形成機におけるまくらぎ清掃部の立面図。

【図7】同まくらぎ清掃部の平面配置図。

【図8】本発明の一実施形態の変形例に係る掻上装置の側面図。

【図9】バラスト軌道の断面構成図

【図10】本発明の実施例に係る掻上装置の写真。

【図11】同掻上装置を用いた試験における回転ブラシの位置を示す立面図。

【図12】（ａ）～（ｃ）は同試験におけるまくらぎ上面高さからの掻き上げの測定結果を示す図。

【図13】（ａ）～（ｃ）は同試験におけるまくらぎ下面高さからの掻き上げの測定結果を示す図。

【発明を実施するための形態】

【0025】

本発明の一実施形態に係る掻上装置及び肩形成機を図１乃至図８を参照して説明する。図１に示すように、掻上装置１は、バラスト軌道７の保守に用いられる装置である。

【0026】

バラスト軌道７は、レール７１、まくらぎ７２及び道床７３を有する。道床７３は、バラストから成る。道床肩７４は、道床法面７５の頂部である。掻上装置１は、道床肩７４に、バラストが盛り上がった余盛７６（斜線で示す部分）を作るものである。

【0027】

掻上装置１は、回転ブラシ２と、バラスト止め３とを備える。回転ブラシ２は、回転駆動されるブラシである。バラスト止め３は、板面３１を有する。回転ブラシ２は、使用時、道床法面７５に接し、道床法面７５のバラストを掻き上げる方向（図１の矢印方向）に回転する。バラスト止め３の板面３１は、使用時、回転ブラシ２に臨み、下端３２がまくらぎ端７７の上方に位置し、上にいくほど軌道外側に張り出している。

【0028】

回転ブラシ２は、回転によって道床法面７５のバラストをまくらぎ端７７の方向に掻き上げる。バラスト止め３は、回転ブラシ２によって跳ね上がったバラストを、まくらぎ端７７から道床肩７４の間に落とす。掻上装置１は、このように動作するように構成される。

【0029】

図２（ａ）に示すように、回転ブラシ２は、ブラシ台座２１と、複数のブラシ素材２２とを有する。図２（ｂ）に示すように、複数のブラシ素材２２は、ブラシ台座２１に放射状に取り付けられる。図２（ｃ）に示すように、各ブラシ素材２２は、中空筒状であり、可撓性を有する樹脂材料から成る。

【0030】

図３に示すように、掻上装置１は、肩形成機１０に搭載される。肩形成機１０は、線路の保守作業に使用する機械である。

【0031】

肩形成機１０は、掻上装置１と、台車１１と、車体１２と、支持部１３とを備える。台車１１は、肩形成機１０がレール上を移動するための装置である。車体１２は、台車１１に支持される。支持部１３は、掻上装置１を車体１２に支持する部分である。

【0032】

図４に示すように、肩形成機１０は、掻上装置１に加えて、形成装置４をさらに備える。形成装置４は、掻上装置１より後ろ側（図４の右側）で車体１２に支持される。なお、図３では形成装置４の図示を省略している。

【0033】

図５に示すように、形成装置４は、所定形状の下端４１を有する板状である。その所定形状は、形成装置４の支持端４２から延出端４３に向けて次第に高くなっている。形成装置４は、使用時、平面視でまくらぎ端７７から斜め外側後方に延出するように支持される（図４及び図５参照）。

【0034】

形成装置４は、使用時、肩形成機１０の移動によって、道床肩７４の余剰バラストを道床法面７５に掻き出す。なお、図４において、肩形成機１０の移動方向を白抜き矢印で示す。

【0035】

図６に示すように、肩形成機１０は、掻上装置１に加えて、まくらぎ清掃部５をさらに備える。まくらぎ清掃部５は、掻上装置１より後ろ側で車体１２に支持される。まくらぎ清掃部５は、まくらぎ７２の上面に平行な下端５１を有する板状である。図７に示すように、まくらぎ清掃部５は、使用時、平面視でまくらぎ端７７から斜め内側前方に延出するように支持される。

【0036】

まくらぎ清掃部５は、使用時、肩形成機１０の移動によって、軌間外（レール７１より外側）のまくらぎ７２上にあるバラストを道床肩７４側に除去する。なお、図７において、肩形成機１０の移動方向を白抜き矢印で示す。

【0037】

肩形成機１０は、掻上装置１に加えて、掻寄装置６をさらに備える（図３及び図４参照）。掻寄装置６は、形成装置４より前側で車体１２に支持される。掻寄装置６は、バラストを掻き寄せるためのバックホウアタッチメント６１を有する。

【0038】

掻上装置１及び肩形成機１０についてさらに詳述する（図１参照）。バラスト軌道の保守にマルチプルタイタンパが用いられる。マルチプルタイタンパとは、道床バラストを連続してつき固める大型機械である（非特許文献１の番号５１３参照）。肩形成機１０は、マルチプルタイタンパ作業によって崩れ落ちたパラストを掻上装置１で掻き上げて余盛７６を作り、余盛７６を有する道床肩７４を形成する機械である。肩形成機１０を用いることにより、現場における作業員の負担軽減及び作業人員の削減が図られる。

【0039】

肩形成機１０は、道床肩の形成に直接かかわる装置として、本実施形態では、前から順に、掻寄装置６、掻上装置１、形成装置４を有する（図４参照）。肩形成機１０は、それら３つの装置以外に、まくらぎ清掃部５、油圧装置１４、発電装置１５、配電盤１６等を有する。

【0040】

肩形成機１０は、レール７１上を車輪で移動できる保守用機械である（図３参照）。掻上装置１は、使用時、回転ブラシ２が道床法面７５に接する位置にあるので、肩形成機１０の車両限界を超える（図１参照）。車両限界とは、車両のどの部分も超えてはならない左右・上下の限界である（非特許文献１の番号１１４参照）。肩形成機１０は、回送時、線路を走行するので、車両限界を遵守する必要がある（鉄道に関する技術上の基準を定める省令第六十四条参照）。掻上装置１は、肩形成機１０の回送時、車両限界内に収容される。また、掻寄装置６、形成装置４及びまくらぎ清掃部５も、使用時、車両限界を超え、肩形成機１０の回送時、車両限界内に収容される。

【0041】

掻寄装置６は、バラストをまくらぎ端に掻き寄せる装置であり、線路に支障物があるために掻上装置１が使用できない支障箇所で用いられる。掻寄装置６は、バックホウアタッチメント６１及び上部旋回体６２を有し、旋回可能に車体１２上に搭載される。掻寄装置６は、使用しない時、前方に向けられ（図４の実線）、使用時、左又は右方向（道床法面７５がある方向）に向けられる（図４の２点鎖線）。

【0042】

ＪＩＳ（日本産業規格）によれば、バックホウの完成機は、作業装置、上部旋回体及び下部走行体から構成される（ＪＩＳ Ａ ８４０３－１「土工機械－油圧ショベル－第１部：用語及び仕様項目」参照）バックホウアタッチメントとは、ブーム、アーム、リンク機構及びホウバケットから成り、ホウバケットを手前に引きながら、主として地面より低い所を掘削する作業装置の一種である（同ＪＩＳ参照）。

【0043】

掻寄装置６のバックホウアタッチメント６１は、使用時、車体１２より低い道床法面７５のバラストをホウバケット６１１で掻き寄せる。なお、肩形成機１０が台車１１及び車体１２を有するので、バックホウ単独の下部走行体は不要であるが、掻寄装置６として、小型のバックホウの完成機を車体１２上に搭載しても構わない。

【0044】

掻上装置１は、道床法面７５に崩れ落ちたバラストを、連続的にまくらぎ端７７の方向に掻き上げる装置である（図１参照）。単線区間のバラスト軌道に対応するため、掻上装置１は、肩形成機１０の左右に各１台配置される（図４参照）。掻上装置１は、使用時、支持部１３によって軌道外側に張り出して下降し、道床法面７５に接し、回送時、支持部１３によって上昇して引き込まれ、車両限界内に収容される。なお、本実施形態では、掻上装置１のバラスト止め３は、常時車両限界内であり、掻上装置１の回転ブラシ２が支持部１３によって支持される。

【0045】

本実施形態では、回転ブラシ２は、バラストを掻き上げる能力を高めるため、中心軸（回転中心軸）がレール長手方向に対して平行である。道床法面７５の広い上下範囲のバラストを掻き上げるために、回転ブラシ２を道床法面７５に沿って下降及び上昇させてもよい。

【0046】

本実施形態の変形例として、図８に示すように、掻上装置１は、複数の回転ブラシ２を有してもよい。肩形成機１０において、複数の回転ブラシ２ａ、２ｂは、互いに前後にずらして配置される。各回転ブラシ２ａ、２ｂは、使用時、上下及び左右位置が互いに異なる。複数の回転ブラシ２ａ、２ｂが互いに前後にずらして配置されることにより、回転ブラシ２ａ、２ｂの干渉が避けられる。各回転ブラシ２ａ、２ｂは、使用時、上下及び左右位置が互いに異なることにより、１つの回転ブラシ２よりも広い範囲のバラストを掻き上げることができる。なお、回転ブラシ２を３つ以上設けてもよい。

【0047】

回転ブラシ２のブラシ台座２１は、円柱形状である（図２（ａ）参照）。ブラシ台座２１は、円柱形状であり、中心軸があるので、ブラシ軸とも呼ばれる。ブラシ素材２２は、ブラシ台座２１に植え立てるように取り付けられる。ブラシ素材２２の基部は、ブラシ台座２１の円筒面に螺旋状に配置される（図２（ｃ）参照）。この配置により、ブラシ台座２１の中心軸に対する複数のブラシ素材２２の偏角が分散するので、回転ブラシ２が回転中にバラストから受ける力の変動が小さくなる。

【0048】

一般的な回転ブラシのブラシ素材（毛材）は中実である。しかし、本実施形態では、ブラシ素材２２は、樹脂製のホースであり、中空筒状である。ブラシ素材２２の樹脂材料は、ポリアミド樹脂であり、可撓性を有する。可撓性を有するブラシ素材２２は、バラストに当たると若干撓んで応力に耐え、バラストが離れると撓みが解消し、形状が復元する。中空筒状のブラシ素材２２は、中実よりも軽いので、自重で撓み難く、中実よりも固有振動数が高いので、形状の復元が早い。

【0049】

バラスト止め３は、回転ブラシ２から飛来するバラストを受けるので、キャッチャーとも呼ばれる（図１参照）。バラスト止め３は、例えば鉄板である。回転ブラシ２によって掻き上げられたバラストが軌きょう内に入らないように、バラスト止め３の下端３２とまくらぎ端７７との離隔が小さく設定される。バラスト止め３の板面３１は、本実施形態では、斜め下向きの平面を有する。板面３１を凹曲面としてもよい。回転ブラシ２によって跳ね上がったバラストは、バラスト止め３の板面３１に当たり、まくらぎ端７７から道床肩７４の間に落ちる。これにより、道床肩７４にバラストの余盛７６ができるとともに、バラストが肩形成機１０上の作業員等に当たることが防がれる。

【0050】

掻上装置１は、バラスト止め３以外に、バラスト飛散防止のためのカバー２３を有する（図１参照）。

【0051】

形成装置４は、掻上装置１によって余盛７６が作られた後、前方に移動しながら余剰バラストを道床法面７５に掻き出し、道床肩７４の形状を仕上げる装置である（図４参照）。平面視で、後方（レール長手方向に平行な方向）に対する形成装置４の角度αは、例えば６５°である。本実施形態では、形成装置４の下端４１の形状は直線である（図５参照）。形成装置４の支持端４２における下端４１は、まくらぎ端７７の近傍である。下端４１は、支持端４２から延出端４３に向けて次第に高くなっており、例えば在来線（軌間１０６７ｍｍ）の場合、軌道断面視で、まくらぎ端７７から水平に４００ｍｍ離れた位置で、まくらぎ端７７より約１００ｍｍ高い。形成装置４の延出端４３は、まくらぎ端７７から水平に約５００ｍｍである。余盛７６を有する道床肩７４の形状は、掻上装置１でほぼ形成され、形成装置４は、道床法面７５のバラストを掻き上げる必要がないので、バラストから受ける抵抗は小さい。

【0052】

まくらぎ清掃部５は、マルチプルタイタンパ作業によって軌間外のまくらぎ７２上に散在するバラストを、前方に移動しながら道床肩７４側に除去する板状部材である（図６参照）。平面視で、前方（レール長手方向に平行な方向）に対するまくらぎ清掃部５の角度θは、例えば３５°である。まくらぎ７２上に散在するバラストは、ごく僅かであるので、まくらぎ清掃部５がバラストから受ける抵抗は小さい。

【0053】

肩形成機１０の油圧装置１４は、自走のための油圧モータ、及び各装置の動作用の油圧を発生する。発電装置１５は、各装置の制御、照明等に必要な電力を供給する（図３）。

【0054】

上記のように構成された肩形成機１０を用いた作業について説明する。作業準備として、肩形成機１０をマルチプルタイタンパで作業現場まで牽引する。現場到着後、マルチプルタイタンパから肩形成機１０を切り離す。その後、肩形成機１０は自走する。

【0055】

作業開始位置で、掻上装置１、形成装置４及びまくらぎ清掃部５を使用時の位置にセットする。掻上装置１の回転ブラシ２を回転しながら、肩形成機１０を低速で前進させる。掻上装置１及び形成装置４によって余盛７６を有する道床肩７４が形成される。

【0056】

支障物がある場合、その手前で肩形成機１０を停める。支障物は、掻上装置１の作業範囲内にある建植物やトラフ等である。掻上装置１を停止し、元の位置に戻す。そして、掻寄装置６を使用時の位置にセットし、支障箇所（支障物の周囲）で掻寄装置６を使用する。

【0057】

支障箇所での作業後、掻寄装置６を停止し、元の位置に戻す。

【0058】

肩形成機１０が支障箇所を通過した後、掻上装置１を使用時の位置にセットし、使用を再開する。

【0059】

肩形成機１０による作業が終了すると、掻上装置１、形成装置４、まくらぎ清掃部５及び掻寄装置６を車両限界内に収容し、肩形成機１０を回送する。

【0060】

以上、本実施形態に係る掻上装置１及び肩形成機１０によれば、掻上装置１の回転ブラシ２によって道床法面７５のバラストが掻き上げられるとともに、跳ね上がったバラストがバラスト止め３の板面３１に当たって落ちるので、道床７３は、道床肩７４にバラストの余盛７６ができ、道床肩７４が崩れ難い形状になる。

【0061】

回転ブラシ２のブラシ素材は、可撓性を有する樹脂材料から成るので、バラストに当たると撓んで応力に耐え、中空筒状であるので、撓みの解消が早く、自重で撓み難い。

【0062】

肩形成機１０が掻上装置１より後ろ側に形成装置４を備えるので、掻上装置１で道床肩７４に余盛７６が作られた後、形成装置４によって道床肩７４の形状が仕上げられる。

【0063】

肩形成機１０がまくらぎ清掃部５を備えるので、軌間外のまくらぎ７２上のバラストが道床肩７４側に除去される。

【0064】

肩形成機１０が掻寄装置６を備えるので、線路に支障物があるために掻上装置１が使用できない支障箇所で、道床法面７５のバラストを掻き寄せて、道床肩７４に余盛７６を作ることができる。

【実施例1】

【0065】

図１０の写真に示すように、掻上装置１を試作した。試作した掻上装置１を用いて、試験線（試験専用の線路）で試験を実施した。試験線の道床７３は、まくらぎ端７７から軌道外側に６００ｍｍの位置に道床肩７４がある（図９参照）。試験の初期状態として、その道床肩７４を道床法面７５に崩した状態にした。そして、掻上装置１で道床法面７５のバラストを掻き上げた（図１参照）。

【0066】

掻上装置１の回転ブラシ２の中心軸の向きの影響を試験した。回転ブラシ２の中心軸をレール長手方向に対して平行に設定した。その結果、掻上装置１は、バラストを道床肩７４まで掻き上げることができた。

【0067】

（比較例１）
回転ブラシ２の中心軸をレール長手方向に対して斜めに傾け、回転ブラシ２を道床法面７５に接触させた。その結果、バラストが道床肩７４まで掻き上がらずに道床法面７５に崩れ落ち、掻上装置１は、十分な掻き上げ性能を得られなかった。

【0068】

実施例１及び比較例１に基づいて、以後の試験では、回転ブラシ２の中心軸をレール長手方向に対して平行にした。

【実施例2】

【0069】

回転ブラシ２の長さ（中心軸方向の長さ）の影響を試験した。回転ブラシ２の長さを、８００ｍｍ、４００ｍｍ、３２０ｍｍとした（図２（ｂ）参照）。その結果、いずれの回転ブラシ２を有する掻上装置１も、バラストを道床肩７４まで掻き上げることができた。

【0070】

（比較例２）
回転ブラシ２の長さを、実施例２よりも短い２３０ｍｍとした。その結果、バラストが道床肩７４まで掻き上がらず、道床法面７５に崩れ落ちるバラストが多かった。

【実施例3】

【0071】

回転ブラシ２の回転速度の影響を試験した。回転ブラシ２の回転速度を６０ｒｐｍとした。その結果、掻上装置１は、バラストを道床肩７４まで掻き上げる能力があり、バラストの蓄積位置が安定した。

【0072】

（比較例３）
回転ブラシの回転速度を実施例３より速い９０ｒｐｍにした。その結果、掻上装置１は、バラストを道床肩７４まで掻き上げる能力は十分あるが、バラストの勢いが強く、バラスト止め３によるバラストの飛散と騒音の発生があった。

【0073】

逆に、回転ブラシ２の回転速度を実施例３より遅い５０ｒｐｍにした。その結果、バラストは、道床肩７４まで掻き上げられず、道床法面７５に崩れ落ちるバラストが多かった。

【実施例4】

【0074】

回転ブラシ２の高さ方向の位置の影響を試験した。図１１に示すように、回転ブラシ２の道床法面７５に接する箇所の中央の高さをまくらぎ７２の上面と同じ高さＨ１にした。掻上装置１をレール長手方向に移動しながら掻き上げを施工し、移動距離５ｍ、１０ｍ、１５ｍの各地点で、道床肩７４近くの道床７３の形状を測定した。その測定結果を図１２（ａ）～（ｃ）に示す。図１２（ａ）は移動距離５ｍの地点での測定結果、図１２（ｂ）は移動距離１０ｍの地点での測定結果、図１２（ｃ）は移動距離１５ｍの地点での測定結果を示す。横軸は、まくらぎ端から軌道外側向きの水平位置（ｍｍ）である。縦軸は、まくらぎ端の上面に対する高さ（ｍｍ）である。グラフの点線は掻き上げ施工前の測定値、一点鎖線は目標値、実線は掻き上げ施工後の測定値である。掻き上げ施工後、バラストがまくらぎ端から４００ｍｍの水平範囲に蓄積し、まくらぎ端から水平に４００ｍｍ離れた位置に約１００ｍｍの高さの余盛ができた。掻き上げ施工後の測定値は、目標値に近かった。

【0075】

（比較例４）
回転ブラシ２の道床法面７５に接する箇所の中央の高さをまくらぎ７２の下面と同じ高さＨ２にした（図１１参照）。掻上装置１をレール長手方向に移動しながら掻き上げを施工し、移動距離５ｍ、１０ｍ、１５ｍの各地点で、道床肩７４近くの道床７３の形状を測定した。その測定結果を図１３（ａ）～（ｃ）に示す。図１３（ａ）は移動距離５ｍの地点での測定結果、図１３（ｂ）は移動距離１０ｍの地点での測定結果、図１３（ｃ）は移動距離１５ｍの地点での測定結果を示す。横軸、縦軸、グラフの線種は、図１２と同様である。掻き上げ施工後、バラストがまくらぎ端から水平に０ｍｍから６００ｍｍまで離れた範囲に蓄積し、まくらぎ端から水平に４００ｍｍ離れた位置に約１００ｍｍの高さの余盛ができた。しかし、まくらぎ端から水平に４００ｍｍ～６００ｍｍ離れた範囲に道床肩の頂点ができ、この範囲が目標値より高かった。

【実施例5】

【0076】

掻上装置１によるバラストの掻き上げによって、道床法面７５に断面視でくぼみができた。そこで、道床法面７５のくぼみの解消方法を見つけるための試験をした。その結果、回転ブラシ２の高さ及び水平位置を変えて、２回掻き上げを行うことにより、くぼみが解消することが分かった。１回目は、掻上装置１で道床肩７４にバラストを掻き上げる。これにより、道床法面７５にくぼみができる。２回目は、回転ブラシ２を低速回転させて、バラストを掻き上げて、くぼみを埋める。これにより、道床法面７５の断面形状が、いっそう目標値に近くなる。

【実施例6】

【0077】

回転ブラシ２のブラシ径（直径）の影響を試験した（図２（ｂ）参照）。ブラシ径を７８０ｍｍとした。その結果、道床厚が小さい場合、掻上装置１による１回の掻き上げで目標値に近い断面形状の道床７３ができた。道床厚が大きい場合、回転ブラシ２の高さ及び水平位置を変えて、２回の掻き上げで目標値に近い断面形状の道床７３ができた。次に、ブラシ素材２２の長さを変えることによってブラシ径を変えた。回転ブラシ２のブラシ径を７００ｍｍにしても結果は同様であった。

【0078】

（比較例６）
回転ブラシ２のブラシ径を実施例６よりも小さい６００ｍｍにした。その結果、道床厚が小さい場合、回転ブラシ２の高さ及び水平位置を変えて、２回の掻き上げで目標値に近い断面形状の道床７３ができた。道床厚が大きい場合、回転ブラシ２の高さ及び水平位置を変えて、３回の掻き上げで目標値に近い断面形状の道床７３ができた。

【0079】

実施例１～実施例６、及び比較例１～比較例６より、掻上装置１及び肩形成機１０の詳細設計に有用なデータが得られた。

【0080】

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、掻上装置１の回転ブラシ２をベルトコンベヤのように構成してもよい。そのような回転ブラシ２は、閉じた帯状のブラシ台座と、ブラシ台座に取り付けられたブラシ素材２２とを有し、使用時、下面が道床法面７５に接し、道床法面７５のバラストを掻き上げる方向に回転される。

【符号の説明】

【0081】

１ 掻上装置
２、２ａ、２ｂ 回転ブラシ
２１ ブラシ台座
２２ ブラシ素材
３ バラスト止め
３１ 板面
３２ 下端
１０ 肩形成機
１１ 台車
１２ 車体
１３ 支持部
４ 形成装置
４１ 下端
４２ 支持端
４３ 延出端
５ まくらぎ清掃部
５１ 下端
６ 掻寄装置
６１ バックホウアタッチメント

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】