説明

プレキャストコンクリート部材、及び、プレキャストコンクリート部材結合構造

【課題】施工性を向上させたプレキャストコンクリート部材、及び、プレキャストコンクリート部材結合構造を提供する。
【解決手段】相手部材2と結合可能なプレキャストコンクリート部材1であって、相手部材2と結合する結合面3aを有するプレキャストコンクリート体3と、プレキャストコンクリート体3の結合面3aから突出すると共に相手部材2の中に差し込まれる複数のずれ止め4とを有するように構成する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、例えば、床版等のプレキャストコンクリート部材、及び、プレキャストコンクリート部材結合構造に関する。
【背景技術】
【0002】
従来の鉄道橋は、鋼桁と、鋼桁の上に設置されたまくらぎと、まくらぎの上に設置されたレールを有する。近年、新設構造では、橋まくらぎの代りにプレキャストコンクリート製の床版を鋼桁に設置して合成桁とするケースが多い。床版は鋼桁に対してずれ止めで固定されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
既設の鋼桁にコンクリート製の床版を設置する場合、既設の鋼桁のリベット孔を利用したボルトを取り付け、このボルトにより床版の位置ずれを止める方法が考えられる。しかし、この方法は、通常現場で鋼桁の上にコンクリートを打設して床版を作製するため、多くの日時と施工の手間を必要としていた。
【0004】
上記問題は、床板と鋼桁を一般化したプレキャストコンクリート部材と相手部材とを結合する場合でも同様である。
【0005】
そこで、本発明の目的は、施工性を向上させたプレキャストコンクリート部材、及び、プレキャストコンクリート部材結合構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0006】
以下、符号を付して本発明の特徴を説明する。なお、符号は参照のためであり、本発明を実施形態に限定するものでない。
【0007】
本発明の第1の特徴に係わるプレキャストコンクリート部材は、相手部材(2、12)と結合可能なプレキャストコンクリート部材(1、11、11A、11B)であって、相手部材と結合する結合面を有するプレキャストコンクリート体(3、13、13A、13B)と、プレキャストコンクリート部材(3、13、13A、13B)の結合面から突出するずれ止め(4、14)を有する。
【0008】
以上の第1の特徴にあって、前記ずれ止めは凸体からなる。前記凸体は鉄筋からなる。また、前記凸体はプレキャストコンクリートからなる。
【0009】
本発明の第2の特徴に係るプレキャストコンクリート部材結合構造(5、10、10A、10B)は、相手部材(2、12)と、相手部材(2、12)と結合されるプレキャストコンクリート部材(1、11、11A、11B)とを有し、プレキャストコンクリート部材(1、11、11A、11B)は、相手部材(1、12)と対向するプレキャストコンクリート体(3、13、13A、13B)と、プレキャストコンクリート体(3、13、13A、13B)から相手部材(2、12)へ向けて突出すると共に相手部材(2、12)に対してプレキャストコンクリート体(3、13、13A、13B)の位置ずれを防止するずれ止め(4、14)を有する。
【0010】
以上の第2の特徴にあって、前記ずれ止めは凸体からなる。前記凸体は鉄筋からなる。前記凸体はプレキャストコンクリートからなる。
【0011】
相手部材は、構造物(12)と、構造物(12)とプレキャストコンクリート体(13A、13B)との間に充填される結合材(M1)を有し、結合材(M1)はずれ止め(14)の周りに配置される。
【0012】
構造物(12)とプレキャストコンクリート体(13A、13B)との間に隙間(C1)を保持する保持具(16、19)を有する。
【0013】
保持具(16)は、プレキャストコンクート体(13A)の孔(13a)の中に固定された埋め込み部材(16a)と、埋め込み部材(16a)に固定されると共にプレキャストコンクート体(13A)の孔(13a)から構造物(12)へ向けてずれ止め(14)を越えて延び、構造物(12)に突き当たる保持棒(16b)とを有する。
【0014】
保持具(19)は、プレキャストコンクリート体(13B)を支持すると共に構造物(12)へ向けてずれ止め(14)を越えて延び、構造物(12)に固定される支持部材(119a)を有する。
【0015】
前記相手部材は桁(12)を有し、前記プレキャストコンクリート部材は床版(11、11A、11B)を有する。
【発明の効果】
【0016】
本発明の特徴によれば、ずれ止めは、プレキャストコンクリート体と相手部材とのせん断応力に抵抗して相手部材に対するプレキャストコンクリート部材の位置ずれを阻止することができる。
【0017】
ずれ止めを備えたプレキャストコンクリート部材は予め作製されるので、相手部材に対して容易に取り付けられ、簡易に位置ずれ阻止を達成し、施工性を向上させる。
【0018】
結合材は、コンクリート部材と相手部材とを結合するととともにずれ止めにアンカー機能を奏させることができる。
【0019】
保持具は、コンクリート部材と相手部材との間に隙間を確保するので、ずれ止めを隙間に配置させ、隙間に結合材を充填することができる。これにより、ずれ止めにアンカー機能を奏させることができる。
【図面の簡単な説明】
【0020】
【図1】第1の実施形態に係るプレキャストコンクリート(PC)部材結合構造を示す断面図である。
【図2】図1に示すPC部材の斜視図である。
【図3】図2に示すPC部材のプレキャスト方法を示す斜視図である。
【図4】第2の実施形態に係る合成桁の断面図である。
【図5】第3の実施形態に係る合成桁の一部断面図である。
【図6】(A)既設鉄道橋の斜視図であり、(B)は鋼桁及び軌道の横断面図であり、(C)は鋼桁及び軌道の縦断面図である。
【図7】(A)軌道が外された鋼桁の斜視図であり、(B)は鋼桁の横断面図であり、(C)は鋼桁の縦断面図である。
【図8】(A)床版が設置された鋼桁の斜視図であり、(B)は同鋼桁及び床版の横断面図であり、(C)は同鋼桁及び床版の縦断面図である。
【図9】(A)モルタルが打設された鋼桁及び床版の斜視図であり、(B)は同鋼桁及び床版の横断面図であり、(C)は同鋼桁及び床版の縦断面図である。
【図10】(A)更新後の鉄道橋の斜視図であり、(B)は同鉄道橋の横断面図でり、(C)は同鉄道橋の縦断面図である。
【図11】第4の実施形態に係わる合成桁の一部断面図である。
【図12】(A)モルタルが打設された既設鉄道橋の斜視図であり、(B)は同鉄道橋の横断面図であり、(C)は同鉄道橋の縦断面図である。
【図13】(A)軌道が除去された鋼桁の斜視図であり、(B)は鋼桁の横断面図であり、(C)は鋼桁の縦断面図である。
【図14】(A)床版が設置された鋼桁の斜視図であり、(B)は同鋼桁及び床版の横断面図であり、(C)は同鋼桁及び床版の縦断面図である。
【図15】(A)モルタルが充填された鋼桁及び床版の斜視図であり、(B)は同鋼桁及び床版の横断面図であり、(C)は同鋼桁及び床版の縦断面図である。
【図16】(A)更新後の鉄道橋の斜視図であり、(B)は同鉄道橋の横断面図であり、(C)は同鉄道橋の縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0021】
以下、図面を参照して実施の形態を詳細に説明する。
【0022】
第1の実施形態
図1に示すように、プレキャストコンクリート(以下、PCと称する)部材結合構造5はPC部材1と、PC部材1と結合される相手部材2を有する。
【0023】
図2は、図1に示したPC部材1のみを示す斜視図である。図1、図2に示すように、相手部材と結合される前段階のPC部材1、及び、相手部材2と結合された後のPC部材結合構造5の何れも本発明である。
【0024】
図2に示すように、PC部材1は、相手部材2と結合されるPC体3と、PC体3の結合面3aから突出すると共に相手部材2の中に差し込まれる複数のずれ止め4−4群を有する。ここで、ずれ止め4−4は凸体からなり、この凸体は、例えば、鉄筋であり、また、PCで作製してもよい。また、ずれ止め4−4群同士は所定間隔で配置されている。ずれ止め4−4の形状は、円柱形に加えて、楕円柱形、三角柱、四角柱その他の多角柱形でもよい。ずれ止め4−4の先端部は、T形になるようにフランジを有してもよい。
【0025】
次に、PC部材1の作製方法を説明する。
【0026】
図3に示すように型枠F1にコンクリートを流し込み、PC体3を作製する。PC体3に、所定の間隔でずれ止め4−4群を差し込む。PC体3を養生し、硬化させる。これにより、ずれ止め4−4はPC体3に固定される。別の方法として、PC体3が硬化する前に、PC体3の上にコンクリートを打ち継いでずれ止め4−4を作製してもよい。
【0027】
次に、図1を用いてPC部材1と相手部材2との結合方法を説明する。
【0028】
相手部材2の上にPC部材1を載せる。このとき、ずれ止め4−4を相手部材2の中に差し込む。ずれ止め4はPC体3と相手部材2とのせん断応力に抵抗して相手部材2に対するPC部材1の位置ずれを阻止する。最後に、PC体3と相手部材2をボルト等の結合具によって固定する。
【0029】
以上の実施形態によれば、ずれ止め4は予めPC体3に形成されているので、現場でずれ止めを形成する必要がなく、PC部材1の位置ずれを簡易に阻止することができる。よって、施工性が向上する。
【0030】
第2の実施形態
図4に示すように、PC部材結合構造としての合成桁10は、PC部材としての床版11と、床版11と結合された相手部材としての鋼桁12及びモルタルM1を有する。床版11は、構造物としての鋼桁12と向き合うPC体13と、PC体13から鋼桁12へ向けて延びるずれ止めとしてのずれ止め鉄筋14−14を有する。
【0031】
ずれ止め鉄筋14−14はPC体13に差し込まれると共にPC体13からモルタルM1の中へ突出し、アンカー機能を奏する。
【0032】
結合材としてのモルタルM1はずれ止め鉄筋14−14のそれぞれの周りに配置される。また、モルタルM1はPC体13と鋼桁12とを結合する。なお、モルタルM1の代わりに、結合材としてコンクリート等のセメント系固化材、又は、樹脂等の接着剤を用いてもよい。
【0033】
以上の実施形態によれば、ずれ止め鉄筋14−14は鋼桁12とPC体13と間のせん断応力に抵抗するので、鋼桁12に対して床版11の位置ずれを阻止することができる。
【0034】
床版11は鋼桁12に取り付ける前に作製されるので、鋼桁12に対して容易に取り付けられ、床版11の位置ずれを簡易に阻止することができる。
【0035】
第3の実施形態
図10(A)−(C)に示すように、鉄道橋は、橋脚に支持された合成桁10Aと、合成桁10Aの上に配置されたレールR1を有する。PC部材結合構造としての合成桁10Aは、PC部材としてのPC床版(以下、床版と称する)11Aと、床版11Aと結合された相手部材としての鋼桁12及びモルタルM1と、PC体13Aと鋼桁12と床版11Aとの間に隙間C1を保持する保持具16を有する。
【0036】
図5に示すように、鋼桁12は、ウェブ12aとウェブ12aの上端に配置された上フランジ12bを有する。結合材としてのモルタルM1はPC体13Aと鋼桁12との間の隙間C1に充填され、PC体13Aと鋼桁12とを結合する。
【0037】
床版11Aは、PC体13Aと、PC体13Aに固定されたずれ止めとしてのずれ止め鉄筋14−14を有する。
【0038】
PC体13Aは、保持具16を挿入するための貫通孔13aを有する。貫通孔13aは鋼桁12の上フランジ12bと一致するように位置決めされる。
【0039】
ずれ止め鉄筋14−14はPC体13Aの所定の箇所に差し込まれている。ずれ止め鉄筋14−14のそれぞれの周りにモルタルM1が配置される。ずれ止め鉄筋14−14はモルタルM1の中に延びてアンカー機能を奏する。
【0040】
本発明の保持具は、PC体13Aと鋼桁12との間に隙間C1を保持し、この隙間C1にずれ止め鉄筋14−14を配置させ、隙間C1にモルタルM1を充填させ、ずれ止め鉄筋14にアンカー機能を奏させるものである。本発明の保持具は、同作用を奏するものであれば、本実施形態の保持具16の他、例えば、スペーサ、ジャッキ、シリンダでもよい。
【0041】
保持具16は、PC体13Aの貫通孔13aに固定されると共にねじ孔を有する埋め込み金具16aと、ワッシャを介在して埋め込み金具16aのねじ孔にねじ込まれた保持棒としての保持ボルト16bを有する。保持ボルト16bはずれ止め鉄筋14−14の先端を越えて延びる。保持ボルト16bは鋼桁12の上フランジ12bに当接し、鋼桁12に対してPC体13Aを支持する。保持ボルト13bは鋼桁12とPC体13Aとの間に所定の隙間C1を設定する。なお、保持ボルト13bの代わりに棒状の部材を用いても良い。
【0042】
次に、既設鉄道橋100の桁を合成桁に更新する方法を説明する。
【0043】
図6(A)―(C)に示すように、既設の鉄道橋100は、橋脚に支持された鋼桁12と、鋼桁12の上に固定されたまくらぎ101と、まくらぎ101に設置されたレール102からなる。まくらぎ101とレール102は軌道を構成する。
【0044】
図7(A)―(C)に示すように、鋼桁12からまくらぎ101及びレール102を撤去する。
【0045】
図8(A)―(C)に示すように、予め作製した床版11Aを用意する。PC体13Aの貫通孔13aに保持具16の埋め込み金具16aを固定し、保持ボルト16bを埋め込み金具16aのねじ孔に挿入しておく。これにより、鋼桁12に対する床版11Aの取り付けは容易になる。
【0046】
鋼桁12の上フランジ12bの上に床版11Aを設置する。この際、保持ボルト12bは上フランジ12bに当たり、PC体13Aと上フランジ12bとの間に隙間C1を保持する。この隙間C1にずれ止め鉄筋14−14は配置される。
【0047】
図9(A)―(C)に示すように、PC体13Aと上フランジ12bとの間にモルタルM1を充填する。これにより、ずれ止め鉄筋14−14の周りにモルタルM1が配置され、ずれ止め鉄筋14−14はアンカー機能を奏する。また、モルタルM1は鋼桁12とPC体13Aとを結合する。これにより、合成桁10Aが完成する。
【0048】
図10(A)−(C)に示すように、最後に、床版11Aの上にレールR1を固定する。
【0049】
次に、合成桁10Aの作用を説明する。
【0050】
図10(A)に示すレールR1の上に鉄道車両が通過すると、床版11Aの長手方向、横方向に応力が加わる。これにより、図5において、床版11Aは鋼桁12に対して長手方向、横方向にずれ(変位)ようとする。このとき、各ずれ止め鉄筋14はモルタルM1を介して床版11Aと鋼桁12とのせん断応力に抵抗して床版11Aの位置ずれを阻止する。
【0051】
以上の実施形態によれば、ずれ止め鉄筋14−14を配置した床版11Aを予め作製するので、施工の手間を省略することができる。これにより、床版11Aの位置ずれを簡易に阻止することができる。
【0052】
保持具16は床版11Aと鋼桁12との間に隙間C1を保持するので、ずれ止め鉄筋14−14をPC体13Aと鋼桁12との間の隙間C1に配置させ、隙間C1にモルタルM1が充填される。これにより、ずれ止め鉄筋14−14の周りにモルタルM1が配置され、ずれ止め鉄筋14−14はアンカー機能を奏することができる。
【0053】
第4の実施形態
図11に示すように、PC部材結合構造としての合成桁10Bは、第3の実施形態と同様の基本構造を有する。合成桁10Bは、互いに結合されるPC部材としての床版11B及び相手部材としての鋼桁12及びモルタルM1と、鋼桁12に床版11Bを固定する固定具18と、鋼桁12と床版11Bとの間に隙間C1を保持する保持具19を有する。
【0054】
床版11Bは、鋼桁12と向き合うPC体13Bと、PC体13Bに差し込まれたずれ止め鉄筋14−14を有する。
【0055】
固定金具18は、鋼桁12のフランジ12bに係合すると共にフランジ12bの外側へ延び、PC体13Bに当接するL形の固定ブラケット18aを有する。固定金具14は、固定ブラケット18aを貫通すると共にPC体13Bの中にねじ込まれた固定ボルト18bを有する。
【0056】
保持具19は、PC体13Bと鋼桁12との間に隙間C1を保持する。保持具19は鋼桁12のウェブ12aにボルトで固定された支持部材19aを有する。支持部材19はPC体13Bから鋼桁12へ向けてずれ止め鉄筋14−14を越えて延び、さらに、鋼桁12の上フランジ12bを横切ってウェブ12aに達する。また、支持部材19aは鋼桁12のウェブ12aの両側から斜め上方に延びて鋼桁12の上フランジ12bの上方に突出する(図12(B)参照)。支持部材19aは曲げられて鋼桁12の上フランジ12bと平行に延びる。支持部材19aはワッシャを介在してボルトB1でPC体13Bに固定される。保持具19は、支持部材19aの上下端で横方向に延びる上及び下フランジ19b、19cを有する。上フランジ19bはPC体13Bの底面に接する。ボルトB1は上フランジ19bを貫通して、PC体13Bの中にねじ込まれる。
【0057】
次に、既設鉄道橋100の更新方法を説明する。
【0058】
図12(A)−(C)に示すように、既設鉄道橋100において、鋼桁12のフランジ12bの上であってまくらぎ101同士の間にモルタルM2を打設する。さらに、鋼桁12の長手方向に沿って所定の間隔で鋼桁12のウェブ12aの両側にボルトで保持具19の支持部材19aを固定する。
【0059】
図13(A)−(C)に示すように、鋼桁12からまくらぎ101及びレール102を撤去する。
【0060】
図14(A)−(C)に示すように、予め作製した床版11Bを用意する。PC体13Bには、ボルト孔13b形成し、ずれ止め鉄筋14を配置しておく。これにより、鋼桁12に対する床版11Bの取り付けが容易になる。
【0061】
鋼桁12の上に床版11Bを設置する。ここで、保持具19の支持部材19aの上フランジ19bの上に床版11Bを載せて、PC体13Bと鋼桁12との間に隙間C1を形成する。この隙間C1にずれ止め鉄筋14−14は位置決めされる。保持具19の上フランジ19bの孔及びPC体13Bのボルト孔13aにボルトB1をねじ込む。また、固定ブラケット18aを鋼桁12のフランジ12bの下に係合させ、PC体13Bの底面に当接させる。固定ボルト18bを固定ブラケット18aに貫通させ、PC体13Bの中にねじ込む。
【0062】
図15(A)−(C)に示すように、鋼桁12のフランジ12bとPC体13Bとの間隙間にモルタルM1を充填する。モルタルM1はずれ止め鉄筋14−14の周りに配置され、ずれ止め鉄筋14−14はアンカー機能を奏する。モルタルM1は、硬化後、鋼桁12とPC体13Bとを結合する。これにより、合成桁10Bが完成する。
【0063】
図16(A)−(C)に示すように、最後に、床版11Bの上に軌道としてのレールR1を設置する。レールR1はPC体13BにボルトB2で固定する。
【0064】
次に、合成桁10Bの作用を説明する。
【0065】
図16(A)に示すレールR1の上に鉄道車両が通過すると、床版11Bの長手方向、横方向に応力が加わる。これにより、床版11Bは鋼桁12に対して長手方向、横方向に位置ずれ(変位)ようとする。このとき、図11に示すように、ずれ止め鉄筋14−14はPC体13Bと鋼桁12と間のせん断応力に抵抗して床版11Bの位置ずれを阻止する。
【0066】
以上の実施例によれば、保持具19は床版11Bと鋼桁12との間に隙間C1を確保するので、ずれ止め鉄筋14−14を隙間C1に配置させ、隙間C1にモルタルM1を充填することができる。これにより、ずれ止め鉄筋14−14の周りにモルタルM1が配置され、ずれ止め鉄筋14−14はアンカー機能を奏することができる。
【0067】
なお、本発明は本実施形態に限定されず、また、各実施形態は発明の趣旨を変更しない範囲で変更、修正可能である。
【符号の説明】
【0068】
1 プレキャスト(PC)コンクリート部材
2 相手部材
3 プレキャストコンクリート体
4 ずれ止め
5 PC部材結合構造
10、10A、10B 合成桁
11、11A、11B プレキャストコンクリート床版
12 鋼桁
13、13A、13B プレキャストコンクリート体
14 ずれ止め鉄筋
16、19 保持具
M1 モルタル

【特許請求の範囲】
【請求項1】
相手部材と結合可能なプレキャストコンクリート部材であって、
相手部材と結合する結合面を有するプレキャストコンクリート体と、
前記プレキャストコンクリート部材の結合面から突出するずれ止めを有する、
プレキャストコンクリート部材。
【請求項2】
前記ずれ止めは凸体からなる、
請求項1に記載のプレキャストコンクリート部材。
【請求項3】
前記凸体は鉄筋からなる、
請求項1に記載のプレキャストコンクリート部材。
【請求項4】
前記凸体はプレキャストコンクリートからなる、
請求項1に記載のプレキャストコンクリート部材。
【請求項5】
相手部材と、
前記相手部材と結合されるプレキャストコンクリート部材とを有し、
前記プレキャストコンクリート部材は、
前記相手部材と対向するプレキャストコンクリート体と、
前記プレキャストコンクリート体から前記相手部材へ向けて突出すると共に前記相手部材に対して前記プレキャストコンクリート体の位置ずれを防止するずれ止めを有する、
プレキャストコンクリート部材結合構造。
【請求項6】
前記ずれ止めは凸体からなる、
請求項5に記載のプレキャストコンクリート部材結合構造。
【請求項7】
前記凸体は鉄筋からなる、
請求項6に記載のプレキャストコンクリート部材結合構造。
【請求項8】
前記凸体はプレキャストコンクリートからなる、
請求項6に記載のプレキャストコンクリート部材結合構造。
【請求項9】
前記相手部材は、構造物と、前記構造物と前記プレキャストコンクリート体との間に充填される結合材を有し、
前記結合材はずれ止めの周りに配置される、
請求項5に記載のプレキャストコンクリート部材結合構造。
【請求項10】
前記構造物と前記プレキャストコンクリート体との間に隙間を保持する保持具を有する、
請求項9に記載のプレキャストコンクリート部材結合構造。
【請求項11】
前記保持具は、前記プレキャストコンクート体の孔の中に固定された埋め込み部材と、前記埋め込み部材に固定されると共に前記プレキャストコンクート体の孔から前記構造物へ向けて前記ずれ止めを越えて延び、前記構造物に突き当たる保持棒とを有する、
請求項10に記載のプレキャストコンクリート部材結合構造。
【請求項12】
前記保持具は、前記プレキャストコンクリート体を支持すると共に前記構造物へ向けて前記ずれ止めを越えて延び、前記構造物に固定される支持部材を有する、
請求項10に記載のプレキャストコンクリート部材結合構造。
【請求項13】
前記相手部材は桁を有し、
前記プレキャストコンクリート部材は床版を有する、
請求項5に記載のプレキャストコンクリート部材結合構造。

【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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【図8】
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【図9】
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【図10】
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【図11】
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【図12】
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【図13】
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【図14】
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【図15】
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【図16】
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【公開番号】特開2012−202150(P2012−202150A)
【公開日】平成24年10月22日(2012.10.22)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−69131(P2011−69131)
【出願日】平成23年3月28日(2011.3.28)
【出願人】(000173784)公益財団法人鉄道総合技術研究所 (1,666)
【出願人】(591121111)株式会社安部日鋼工業 (38)
【Fターム(参考)】