JP2008095288A - 線ばねクリップによるレール締結方法 - Google Patents

Abstract

【課題】１種類の線ばねクリップと１種類の座盤を用いて複数のレール規格のレールを締結することが可能な線ばねクリップによるレール締結方法を提供する。
【解決手段】レール規格で１ｍ当たりの重量が３７〜１００ｋｇまでの搬送設備用のレール１０の少なくとも２以上が併用されている１または２以上の施設で、レール１０をレール支持部材１１の表面に取付けた座盤１３と座盤１３に掛止した線ばねクリップ１５とを用いてレール支持部材１１に固定する線ばねクリップによるレール締結方法であって、レール規格毎にレール１０をレール支持部材１１に固定するのに必要な締結力の条件範囲を予め設定し、レール規格のレール１０毎に線ばねクリップ１５の変形量が変化しても条件範囲となる締結力が発生する１種類の線ばねクリップ１５と１種類の座盤１３を選定して、施設で併用されているレール規格のレール１０をレール支持部材１１に固定する。
【選択図】図１

Description

本発明は、１種類の線ばねクリップとこの線ばねクリップを掛止する１種類の座盤を用いて複数のレール規格のレールを締結する線ばねクリップによるレール締結方法に関する。

従来、工場で使用される搬送設備、特に天井クレーンでは、天井クレーン用のレールを横行用のガーダーや走行用のランウェイガーダーに固定する場合、レールを載置するガーダーにレールを両側から挟むようにボルトが立設された座盤を固定し、レール両側の各フランジを押え部材の先側で掛止するとともに、押え部材の基側に形成した孔に座盤に取付けたボルトを挿通させ、ボルトにナットを締めつけることで押え部材を座盤側に押圧している。これによって、レールのフランジが押え部材を介してガーダー側に押圧され、レールがガーダーに締結される。しかし、天井クレーンが走行すると振動が発生するため、振動でナットが徐々に緩みレールの締結力が低下してくるという問題がある。このため、（１）定期的に押え部材の取付け状況を点検し必要に応じてナットの増し締め作業を行なうこと、（２）ナットの緩みによりレールのふく進抵抗力が低下しレール継目部の遊間が拡大することでレールの折損が発生すること、（３）レールの定期的な点検および整備を行なう場合は工場の稼動を停止するため、生産がタイトな工場では生産減少が発生して工程の調整が煩雑になること等の問題が生じている。そこで、天井クレーンの走行により振動が発生してもレールの締結力が低下しないレールの締結方法として、線ばねクリップを使用したレールの締結が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

実開平５−７７０３号公報

ここで、例えば、製鉄所のように種々の工場が有機的に連携して１つの工場集団を形成している場合、工場集団内では種々のレール規格（例えば、ＪＩＳ規格で決められている３７ｋｇ、４０ｋｇＮ、５０ｋｇＮ、６０ｋｇや、クレーンレールであるＣＲ７３ｋｇ、ＣＲ１００ｋｇ）のレールが使用されている。そして、レール規格が異なるとレール形状も異なるため、特許文献１に記載された発明を適用する場合、使用しているレール規格のレール毎に線ばねクリップと、この線ばねクリップを掛止する座盤を準備する必要がある。このため、工場集団内で使用している全てのレール規格のレール毎に整備部品（対となる線ばねクリップと座盤）を準備し保管しておく必要が生じ、多種類の整備部品を購入するという経済的負担と、多種類の整備部品を保管するという管理負担が生じている。

本発明は係る事情に鑑みてなされたもので、１種類の線ばねクリップとこの線ばねクリップを掛止する１種類の座盤を用いて複数のレール規格のレールを締結することが可能な線ばねクリップによるレール締結方法を提供することを目的とする。

前記目的に沿う第１の発明に係る線ばねクリップによるレール締結方法は、一つの補修管理下にあり、レール規格で１ｍ当たりの重量が３７ｋｇから１００ｋｇまでの搬送設備用のレールの少なくとも２以上が併用されている１または２以上の施設で、前記レールをレール支持部材の表面に取付けた座盤と該座盤に掛止した線ばねクリップとを用いて前記レール支持部材に固定する線ばねクリップによるレール締結方法であって、
前記レール規格毎に前記レールを前記レール支持部材に固定するのに必要な締結力の条件範囲を予め設定し、
前記レール規格の前記レール毎に前記線ばねクリップの変形量が変化しても前記条件範囲となる締結力が発生する１種類の前記線ばねクリップと該線ばねクリップ用の１種類の前記座盤を選定して、前記施設で併用されている前記レール規格の前記レールを前記レール支持部材に固定する。
ここで、一つの補修管理下にある施設とは、例えば、製鉄所、石油コンビナート、自動車工場、または造船所を構成する各種工場および倉庫を指す。また、レール規格で１ｍ当たりの重量が３７ｋｇから１００ｋｇまでの搬送設備用のレールとは、例えば、１ｍ当たりの重量が３７ｋｇの普通レール（ＪＩＳ規格３７ｋｇ）、１ｍ当たりの重量が４０ｋｇの普通レール（ＪＩＳ規格４０ｋｇＮ）、１ｍ当たりの重量が５０ｋｇの普通レール（ＪＩＳ規格５０ｋｇＮ）、１ｍ当たりの重量が６０ｋｇの普通レール（ＪＩＳ規格６０ｋｇ）、１ｍ当たりの重量が７３ｋｇのクレーンレール（ＣＲ７３ｋｇ）、１ｍ当たりの重量が１００ｋｇのクレーンレール（ＣＲ１００ｋｇ）がある。

前記目的に沿う第２の発明に係る線ばねクリップによるレール締結方法は、一つの補修管理下にあり、レール規格で１ｍ当たりの重量が３７ｋｇから１００ｋｇまでの搬送設備用のレールの少なくとも２以上が併用されている１または２以上の施設で、前記レールをレール支持部材の表面に取付けた座盤と該座盤に掛止した線ばねクリップとを用いて前記レール支持部材に固定する線ばねクリップによるレール締結方法であって、
前記レール規格毎に前記レールを前記レール支持部材に固定するのに必要な締結力の条件範囲を予め設定し、
前記レール規格毎の前記レールのフランジ厚みに応じて前記線ばねクリップの変形量を設定し、設定された前記線ばねクリップの変形量が得られる前記座盤を１種類選定して、設定された前記線ばねクリップの変形量で前記条件範囲の締結力が得られるばね定数を有する１種類の線ばねクリップを選定する。
ここで、前記搬送設備は、天井クレーンとすることができる。

請求項１〜３記載の線ばねクリップによるレール締結方法においては、それぞれ１種類の線ばねクリップおよび座盤を用いて複数のレール規格のレールを締結することができ、レール規格のレール毎に線ばねクリップと座盤を確保する経済的および管理的な負担が低減する。そして、線ばねクリップの弾性力によりレールをレール支持部材に締結するので、使用中にレールが振動しても締結力の低下は生じずレールを安定して固定することができる。その結果、レールのふく進抵抗力を維持でき、レール継目部の延命を図ることができる。また、レールの締結力の低下が防止されるため、定期的に実施する点検および整備に要する時間を短く設定することができ、点検および整備にかかる費用を削減し施設の稼働率を向上させることが可能になる。

特に、請求項２記載の線ばねクリップによるレール締結方法においては、併用されているレール規格のレール毎に線ばねクリップの変形量を設定し、設定した線ばねクリップの変形量が得られる座盤を選定して、この変形量から条件範囲の締結力が得られるばね定数を有する線ばねクリップを選定するので、フランジ厚みの変化に対応して締結力も徐々に変化させることができ、例えば、最小フランジ厚みのレールの締結力が極端に低下したり、最大フランジ厚みのレールの締結力が極端に増加するのを防止できる。

続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。
ここで、図１は本発明の一実施の形態に係る線ばねクリップによるレール締結方法を適用してレールをレール支持部材に固定する締結装置の正断面図、図２は同線締結装置の平面図、図３は各レール規格のレールを天井クレーンの走行用のランウェイガーダーまたは横行用のガーダーに固定するのに必要な締結力範囲と線ばねクリップの変形量との関係を示す説明図である。

図１、図２に示すように、本発明の一実施の形態に係る線ばねクリップによるレール締結方法を適用して搬送設備用のレールの一例である天井クレーンレール１０（以下、単にレール１０という）をガーダー１１（レール支持部材の一例）に固定する締結装置１２は、ガーダー１１上に載置されたレール１０の両側にそれぞれ隙間を設けて配置された座盤１３と、各座盤１３に一端側が取付けられ他端側がレール１０のフランジ１４上面に当接してレール１０を下方（ガーダー１１側）に押圧する線ばねクリップ１５とを有している。

座盤１３は、例えば、平面視して矩形状であり、側面視して上部が半円形状に突出し内部に貫通孔１６が形成された線ばねクリップ掛止部１７と、線ばねクリップ掛止部１７に連接して設けられ側面視して矩形状の台座部１８を有している。また、線ばねクリップ掛止部１７の両側下部および台座部１８の両側周囲には図示しない溶接用の開先が一体的に形成されている。そして、線ばねクリップ掛止部１７をガーダー１１上でレール１０側に配置し、この開先を用いて座盤１３をガーダー１１上に溶接して固定する。なお、貫通孔１６の開口部周囲および台座部１８の両側上部にはそれぞれ図示しない面取り部が形成されている。

線ばねクリップ１５は、例えば、ばね鋼線を用いて、平面視して概略「の」字状に形成され、一側の直状部１９と、直状部１９に湾曲した中間部２２を介して連結する他側の短直状部２０を備えている。そして、短直状部２０の下部には加工により平坦面２１が形成されている。そして、線ばねクリップ１５の直状部１９を座盤１３の貫通孔１６に挿入して掛止することにより、直状部１９にその一部が略平行に対向して設けられた中間部２２は弾性力に抗して変形された状態で座盤１３の台座部１８上に当接し、短直状部２０の平坦面２１も弾性力に抗して変形された状態でレール１０のフランジ１４上面に当接している。これによって、レール１０のフランジ１４を線ばねクリップ１５で押圧することができ、その結果、レール１０のフランジ１４に下向きの力を加えることができ、レール１０をガーダー１１上に締結することができる。

ここで、図１に示すように、同一の線ばねクリップ１５でレール規格が同一のレール１０をガーダー１１上に締結する場合、座盤１３の貫通孔１６の座盤１３底部からの高さが変わらず台座部１８の高さＨが高くなる程、直状部１９を貫通孔１６に挿入して掛止したときの線ばねクリップ１５の回転角度（直状部１９の軸心回りの回転角度）は大きくなって、線ばねクリップ１５の短直状部２０はガーダー１１上面に近づく。従って、レール１０のフランジ１４上面に短直状部２０の平坦面２１を当接させるために線ばねクリップ１５に加える変形量δ（線ばね先端変位）は大きくなるので、線ばねクリップ１５には大きな弾性力が発生し、この反力でレール１０のフランジ１４は大きな力でガーダー１１側に押圧される。また、同一の線ばねクリップ１５を同一の座盤１３に掛止して使用する場合、レール規格が３７ｋｇからＣＲ１００ｋｇに向けて変化すると、レール１０のフランジ厚みは徐々に厚くなるので、レール１０のフランジ１４上面に平坦面２１が当接するための変形量δも大きくなって、フランジ厚みが厚いレール１０程、フランジ１４は大きな力でガーダー１１側に押圧される。

続いて、本発明の一実施の形態に係る線ばねクリップによるレール締結方法について説明する。
一般に、レール１０をガーダー１１上に敷設する場合、天井クレーン（搬送設備の一例）の容量に応じて指定されたレール規格のレール１０を使用するとともに、レール１０上を天井クレーンが走行してもレールが浮き上がらないように（レール１０が、レール１０の軸方向に対して垂直の方向に傾斜するレール小返りが発生しないように）、または、ふく進による軸方向のレールの移動が発生しないように、レール１０をガーダー１１に押圧して固定する必要がある。

そこで、一例として、レール規格が３７ｋｇ、５０ｋｇＮ、ＣＲ７３ｋｇ、およびＣＲ１００ｋｇのレールに対して、補修管理下にある当該施設の輪重、横圧等の使用条件で、各レール１０に必要な最小締結力を、レール軸方向の動こうとする力であるふく進力と、レール１０が断面方向に回転し浮き上がろうとする力である小返り力を比較し、厳しい方の条件に対応する締結力として求めると、ＪＩＳ規格３７ｋｇでは２６５ｋｇ、ＪＩＳ規格５０ｋｇＮでは４４４ｋｇ、クレーンレール規格ＣＲ７３ｋｇでは６９３ｋｇ、およびクレーンレール規格ＣＲ１００ｋｇでは９３８ｋｇとなる。従って、前記当該施設において、レール規格３７ｋｇ、５０ｋｇＮ、ＣＲ７３ｋｇ、およびＣＲ１００ｋｇの各レールをそれぞれガーダー１１に固定するのに必要な締結力の条件範囲を、３７ｋｇでは２６５ｋｇ以上、５０ｋｇＮでは４４４ｋｇ以上、ＣＲ７３ｋｇでは６９３ｋｇ以上、ＣＲ１００ｋｇでは９３８ｋｇ以上と設定した。

座盤１３に線ばねクリップ１５を掛止した際に、線ばねクリップ１５の短直状部２０に設けた平坦面２１の中央部が当接する位置のフランジ１４の厚さＤと、座盤１３に掛止された線ばねクリップ１５が自由状態のときの平坦面２１の高さｈ（ガーダー１１上面と平坦面２１との距離）との差は、線ばねクリップ１５がレール１０を締結した際に線ばねクリップ１５に生じた変形量δと近似できるので、座盤１３に線ばねクリップ１５を掛止した際の平坦面２１の高さｈと台座部１８の高さＨとの関係を予め求めておくと、高さＨの台座部１８を有する座盤１３を使用してレール１０を締結した際に、レール規格の異なるレール１０毎の線ばねクリップ１５の変形量を推定することができる。

一方、各レール規格毎にレール１０のフランジ厚みは決まっているので、線ばねクリップ１５でレール１０のフランジ１４を締結可能とするためには、座盤１３に線ばねクリップ１５を掛止した際の平坦面２１の高さｈの範囲に制約が存在することになる。その結果、締結するレール１０のレール規格が決まると、線ばねクリップ１５でレール１０の締結が可能となる台座部１８の高さＨの範囲も決まる。従って、レール規格が３７ｋｇからＣＲ１００ｋｇまでのレール１０を１種類の線ばねクリップ１５で締結する際の線ばねクリップ１５の変形量δの範囲は、予め求めておいた座盤１３に線ばねクリップ１５を掛止した際の平坦面２１の高さｈと台座部１８の高さＨとの関係から、例えば、３〜１４．７ｍｍと設定できる。

選定したある種類の線ばねクリップ１５が３ｍｍの変形をした際に、当該施設におけるレール規格３７ｋｇのレール１０の締結に必要な２６５ｋｇ以上の締結力、例えば、２８５ｋｇが得られたとすると、この線ばねクリップ１５に関する変形量δと締結力の関係は、変形量が０ｍｍのとき締結力は０ｋｇなので、図３の直線Ｌで示される。また、図３から、各レール１０に線ばねクリップ１５を掛止（押圧）するのに必要な平坦面２１の高さを満足させて、レール１０を締結した場合の線ばねクリップ１５の変形量δと締結力は、レール規格５０ｋｇＮでは７ｍｍ以上で６６５ｋｇ以上、クレーンレール規格ＣＲ７３ｋｇでは１０ｍｍ以上で９５０ｋｇ以上、クレーンレール規格ＣＲ１００ｋｇでは１２ｍｍ以上で１１４５ｋｇ以上となり、各レール１０の最小締結力を満足する。なお、図３には、各レール１０の固定に必要な最小締結力も示している。

一方、選定した線ばねクリップ１５を用いて最大フランジ厚みのレール１０を締結したときに、線ばねクリップ１５の変形量δが使用最大荷重に相当する使用最大変形量を超えると、安定した締結力保持することができなくなる。このため、選定した座盤１３を使用して最大フランジ厚みのレール１０を締結したときの変形量δが使用最大変形量以下になることを確認する必要がある。線ばねクリップ１５の使用最大荷重が、例えば、１４００ｋｇの場合、使用最大変形量は１４．７ｍｍとなる。また、各レール１０の固定に必要な最小締結力と線ばねクリップ１５の変形量の関係は、図３の折れ線Ｃで示され、線ばねクリップ１５の最小変形量は３ｍｍである。従って、３７ｋｇ〜ＣＲ１００ｋｇまでの各レール規格のレール１０をガーダー１１に固定するのに必要な締結力の条件範囲は、図３の斜線領域となる。

以上のことから、例えば、レール規格３７ｋｇで３ｍｍ以上、レール規格５０ｋｇＮで７ｍｍ以上、クレーンレール規格ＣＲ７３ｋｇで１０ｍｍ以上、クレーンレール規格ＣＲ１００ｋｇで１２ｍｍ以上で１４．７ｍｍ以下の変形量δとなる座盤１３を選定して、変形量δが３ｍｍのときに２８５ｋｇの締結力が発生するばね定数を有する線ばねクリップ１５を選定すれば、図３において、各レール規格のレール１０を線ばねクリップ１５で締結したときの変形量δと締結力で決まる締結状態を示す点は、図３の斜線領域内に入り、レール１０を確実に締結できることが判る。

以上、本発明を、実施の形態を参照して説明してきたが、本発明は何ら上記した実施の形態に記載した構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載されている事項の範囲内で考えられるその他の実施の形態や変形例も含むものである。
例えば、天井クレーンレールをガーダーに固定する場合について説明したが、地上軌道のレール支持部材（例えば、枕木）にレール（例えば、地上走行クレーン用、車輛用）を固定する場合にも適用できる。
また、前記の例でレール規格３７ｋｇで３ｍｍ以上、レール規格５０ｋｇＮで７ｍｍ以上、クレーンレール規格ＣＲ７３ｋｇで１０ｍｍ以上、クレーンレール規格ＣＲ１００ｋｇで１２ｍｍ以上で１４．７ｍｍ以下の変形量δとなる座盤を選定して、変形量δが３ｍｍのときに２８５ｋｇの締結力が発生するばね定数を有する線ばねクリップを選定したが、変形量δが３ｍｍのときに２６５ｋｇ以上の締結力が発生するばね定数を有する線ばねクリップであれば任意の１種類を選定することができる。
更に、対象とするレールの範囲が狭い場合、例えば、４０ｋｇＮ〜ＣＲ７３ｋｇの場合も、同様の考えで座盤と線ばねクリップを各１種類選定できる。

本発明の一実施の形態に係る線ばねクリップによるレール締結方法を適用してレールをレール支持部材に固定する締結装置の正断面図である。 同締結装置の平面図である。 各レール規格のレールをガーダーに固定するのに必要な締結力範囲と変形量の関係を示す説明図である。

符号の説明

１０：天井クレーンレール、１１：ガーダー、１２：締結装置、１３：座盤、１４：フランジ、１５：線ばねクリップ、１６：貫通孔、１７：線ばねクリップ掛止部、１８：台座部、１９：直状部、２０：短直状部、２１：平坦面、２２：中間部

Claims (3)

1. 一つの補修管理下にあり、レール規格で１ｍ当たりの重量が３７ｋｇから１００ｋｇまでの搬送設備用のレールの少なくとも２以上が併用されている１または２以上の施設で、前記レールをレール支持部材の表面に取付けた座盤と該座盤に掛止した線ばねクリップとを用いて前記レール支持部材に固定する線ばねクリップによるレール締結方法であって、
   前記レール規格毎に前記レールを前記レール支持部材に固定するのに必要な締結力の条件範囲を予め設定し、
   前記レール規格の前記レール毎に前記線ばねクリップの変形量が変化しても前記条件範囲となる締結力が発生する１種類の前記線ばねクリップと該線ばねクリップ用の１種類の前記座盤を選定して、前記施設で併用されている前記レール規格の前記レールを前記レール支持部材に固定することを特徴とする線ばねクリップによるレール締結方法。
2. 一つの補修管理下にあり、レール規格で１ｍ当たりの重量が３７ｋｇから１００ｋｇまでの搬送設備用のレールの少なくとも２以上が併用されている１または２以上の施設で、前記レールをレール支持部材の表面に取付けた座盤と該座盤に掛止した線ばねクリップとを用いて前記レール支持部材に固定する線ばねクリップによるレール締結方法であって、
   前記レール規格毎に前記レールを前記レール支持部材に固定するのに必要な締結力の条件範囲を予め設定し、
   前記レール規格毎の前記レールのフランジ厚みに応じて前記線ばねクリップの変形量を設定し、設定された前記線ばねクリップの変形量が得られる前記座盤を１種類選定して、設定された前記線ばねクリップの変形量で前記条件範囲の締結力が得られるばね定数を有する１種類の線ばねクリップを選定することを特徴とする線ばねクリップによるレール締結方法。
3. 請求項１および２のいずれか１項に記載の線ばねクリップによるレール締結方法において、前記搬送設備が天井クレーンであることを特徴とする線ばねクリップによるレール締結方法。

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