JP2013518196A - 弾性レールクリップの製造方法 - Google Patents

Abstract

【解決手段】 弾性レールクリップの製造方法が、既知の硬さ値の範囲内の硬さ値を有する金属で製造されたロッドを所定の形状に曲げることと、次いで、曲げたロッドに所定量の永久ひずみ（Ｓ）を生じさせるために、曲げたロッドを冷間硬化工程にかけることと、を含む。１つの冷間硬化工程は、曲げたロッドの部分に第１のたわみ量を生じさせるように、その曲げたロッドの部分に第１の荷重（Ｆ₀）を加えることを含み、第１の荷重（Ｆ₀）は、上記硬さ値の範囲の中で最高の硬さ値を有する金属の降伏点に達するのに必要な値と等しい又はそれよりも大きい値を有する所定の荷重であり、さらに、第１の所定荷重（Ｆ₀）を加えることで達成された曲げたロッドの上記部分の第１のたわみ量（ｄ_X）を測定することと、測定したたわみ量に基づき、（i）曲げたロッドの上記部分に加えられるときに、曲げたロッドに所定量の永久ひずみ（Ｓ）を獲得させる第２の荷重（Ｆ₀＋ΔＦ_X）か、（ii）曲げたロッドに所定量の永久ひずみ（Ｓ）を生じさせるために必要な、曲げたロッドの上記部分の第２のたわみ量（ｄ_X＋Δｄ_X）の何れかを決定することと、決定した第２の荷重（Ｆ₀＋ΔＦ_X）を曲げたロッドの上記部分に加えること、又は曲げたロッドの上記部分を特定した第２のたわみ量（ｄ_X＋Δｄ_X）だけたわませることと、を含む。もう１つの冷間硬化工程は、上記硬さ値の範囲の中で最高の硬さ値を有する金属の降伏点に達するのに必要な値と等しい又はそれよりも大きい値を有する第１の荷重（Ｆ_X）を加えることによって、曲げたロッドの部分を第１の所定量（ｄ₀）だけたわませることと、第１の所定たわみ量（ｄ₀）を達成するのに必要な第１の荷重の量（Ｆ_X）を測定することと、測定した荷重に基づき、（i）曲げたロッドに所定量の永久ひずみ（Ｓ）を生じさせるために必要な第２のたわみ量（ｄ₀＋Δｄ_X）か、（ii）曲げたロッドの上記部分に加えられるときに、曲げたロッドに所定量の永久ひずみ（Ｓ）を獲得させる第２の荷重（Ｆ_X＋ΔＦ_X）の何れかを決定することと、曲げたロッドの上記部分を決定した第２のたわみ量（ｄ₀＋Δｄ_X）だけたわませること、又は決定した第２の荷重（Ｆ_X＋ΔＦ_X）を曲げたロッドの上記部分に加えることと、を含む。
【選択図】 図２Ａ

Description

本発明は、弾性レールクリップの製造方法に関する。

例えば英国特許GB1510224A号明細書及び欧州特許第EP0619852B号明細書に示され且つ説明されているように、様々な形態の弾性レールクリップが知られている。弾性レールクリップを製造する公知の方法は、金属ロッド（通常は鋼製）を所定の形状に曲げ、次いで、曲げたロッドをクリップの最終形態を達成するために冷間硬化工程にかけることを含む。

そのようなロッドは、曲げたロッドを形成する金属の弾性限界まで共通の傾き（クリップ剛性）を持つ共通の荷重−たわみ特性を有する。冷間硬化は、曲げたロッドに弾性限界を越えさせるようになっており、それによって、その後負荷を取り除きもう一度荷重−たわみ特性を取ると、はるかに高い荷重まで、即ち新しい特性が当初のロッドの特性と交差する荷重まで、荷重−たわみ特性が線形になるように、得られたクリップに永久ひずみ（残留ひずみ）を引き起こす。冷間硬化で重要な問題の１つは、クリップが作られる金属ロッドが、典型的にはロックウェル硬度４４から４８の間で硬さが違うことである。より柔らかい金属で作られたロッドの弾性限界は、より硬い金属で作られたロッドの弾性限界よりも低いので、全てのロッドが一定のたわみにされる場合、それらは全て僅かに異なる平行線を辿って無荷重となり、異なる変動量の残留ひずみを獲得するであろう。より柔らかいロッドにより多くの残留ひずみを獲得し、より硬いロッドはより小さな残留ひずみを獲得するだろう。これを添付図面の図１Ａに示す。図１Ａは、柔らかいクリップと硬いクリップの荷重−たわみ特性、及び冷間硬化後のそれらの間の残留ひずみの差Δ_Sを示す。残留ひずみのこの違いにより、異なる形状（既に製造に固有の変動に加えて）を有するクリップをもたらし、この場合形状は硬さに依存する。かくして、これらの冷間硬化クリップは、硬さにかかわらず、全て同じ剛性を有するが、これらのクリップを、それらを全て同じ量だけたわませる固定組立体に打ち込むことにより、クリップは鉄道レールに当たるクリップの部分（「トー」）にわずかに異なる荷重を発生させる。冷間硬化されるべき各クリップの硬さを、冷間硬化工程の開始直前に測定することは実務的ではない。さらに、添付図面の図１Ｂ及び図１Ｃに示すように、単純に冷間硬化中に加えられる一定量のたわみを変えることによって（図１Ｂ）、あるいは、一定のたわみの代わりに一定の力を加えること（図１Ｃ）によっては、この問題を克服することができない。何故ならば、これは根本的な問題に取り組んでいないからである。

過去に、この問題に取り組む試みでは、ロッドを何回も繰り返し冷間硬化させているが、これは完全に有効ではない。

本発明の第１の態様の一実施形態によれば、既知の硬さ値の範囲内の硬さ値を有する金属で製造されたロッドを所定の形状に曲げることと、次いで、曲げたロッドに所定量の永久ひずみを生じさせるために、曲げたロッドを冷間硬化工程にかけることと、を含む弾性レールクリップの製造方法において、冷間硬化工程が、曲げたロッドの部分の第１の量のたわみを生じさせるように、その曲げたロッドの部分に第１の荷重を加えることを含み、第１の荷重は、上記硬さ値の範囲の中で最高の硬さ値を有する金属の降伏点に達するのに必要な値と等しい又はそれよりも大きい値を有する所定の荷重であり、さらに、所定の第１の荷重を加えることで達成された曲げたロッドの上記部分の第１のたわみ量を測定することと、測定したたわみ量に基づき、（i）曲げたロッドの上記部分に加えられるときに、曲げたロッドに所定量の永久ひずみを獲得させる第２の荷重か、（ii）曲げたロッドに所定量の永久ひずみを生じさせるために必要な、曲げたロッドの上記部分の第２のたわみ量の何れかを決定することと、決定した第２の荷重を曲げたロッドの上記部分に加えること、又は曲げたロッドの上記部分を決定した第２のたわみ量だけたわませることと、を含む、弾性レールクリップの製造方法を提供する。

本発明の第２の態様の一実施形態によれば、既知の硬さ値の範囲内の硬さ値を有する金属で製造されたロッドを所定の形状に曲げることと、次いで、曲げたロッドに所定量の永久ひずみを生じさせるために、曲げたロッドを冷間硬化工程にかけることと、を含む弾性レールクリップの製造方法において、冷間硬化工程が、上記硬さ値の範囲の中で最高の硬さ値を有する金属の降伏点に達するのに必要な値と等しい又はそれよりも大きい値を有する第１の荷重を加えることによって、曲げたロッドの部分を第１の所定量だけたわませることと、第１の所定たわみ量を達成するのに必要な第１の荷重の量を測定することと、測定した第１の荷重に基づき、（i）曲げたロッドに所定量の永久ひずみを生じさせるために必要な第２のたわみ量か、（ii）曲げたロッドの上記部分に加えられるときに、曲げたロッドに所定量の永久ひずみを獲得させる第２の荷重の何れかを決定することと、曲げたロッドの上記部分を決定した第２のたわみ量だけたわませること、又は決定した第２の荷重を曲げたロッドの上記部分に加えることと、を含む、弾性レールクリップの製造方法を提供する。

今、例として、添付図面を参照する。

以前に提案された方法により冷間硬化された、異なる硬さの２つのレールクリップの荷重−たわみ特性を示す線図である。 以前に提案された方法により冷間硬化された、異なる硬さの２つのレールクリップの荷重−たわみ特性を示す線図である。 以前に提案された方法により冷間硬化された、異なる硬さの２つのレールクリップの荷重−たわみ特性を示す線図である。 本発明の実施形態で使用される２つの異なる冷間硬化工程を示す。 本発明の実施形態で使用される２つの異なる冷間硬化工程を示す。 本発明の実施形態で使用される冷間硬化工程の一部を受けているレールクリップを示す図である。 残留ひずみを冷間硬化処理によって生じさせた、冷間硬化後の同じレールクリップを示す図である。 それぞれ異なる硬さの２つのレールクリップの荷重−たわみ特性を示す線図であり、太線は、クリップが本発明を実施する方法により冷間硬化された後の特性を示し、細線は冷間硬化前のクリップの特性を示し、図４Ａは本発明の第１態様を実施する方法に対応する。 それぞれ異なる硬さの２つのレールクリップの荷重−たわみ特性を示す線図であり、太線は、クリップが本発明を実施する方法により冷間硬化された後の特性を示し、細線は冷間硬化前のクリップの特性を示し、図４Ｂは本発明の第２態様を実施する方法に対応する。

本発明の実施形態によれば、図２Ａ又は図２Ｂのフロー図に示すように、既知の硬さ値の範囲内の硬さ値を有する金属ロッドを、所定のクリップ形状に曲げ（図３Ａを参照）、次いで金属ロッドは２段階冷間硬化工程を受ける。まず、ロッドに、硬さ値の範囲の最高の硬さ値を有するロッドの降伏点と等しい又はこれを超えるレベルまで荷重をかける（ステップ１）。次いで、使用される方法に応じて、加えられた一定の力Ｆ₀からステップ１でどの程度のたわみｄ_Xが生じたか（ステップ２、図２Ａ）、又は、一定のたわみｄ₀に達するのにステップ１でどの程度の力Ｆ_Xが要求されたか（ステップ２、図２Ｂ）の、何れかの測定をする。本発明の第１態様を実施する図２Ａの方法では、次に、測定されたたわみｄ_Xを、より大きい力又はたわみをロッドに加える、工程の第２段階で、曲げロッドに所定量の永久ひずみＳを引き起こすために必要な力Ｆ₀＋ΔＦ_Xの量、又は第２のたわみ量ｄ_X＋Δｄ_Xを決定するために使用する（ステップ３、図２Ａ）。同様に、本発明の第２態様を実施する図２Ｂの方法では、測定された力Ｆ_Xを、より大きいたわみ又は力をロッドに加える、工程の第２段階で、曲げロッドに所定量の永久ひずみＳを引き起こすために必要なたわみｄ₀＋Δｄ_Xの量、又は第２の荷重Ｆ_X＋ΔＦ_Xを決定するために使用する（ステップ３、図２Ｂ）。各ケースで、測定値は、例えば所定のルックアップテーブルを参照することにより、又は計算により、必要な追加の力／たわみを見出すために機器によって（及び／又は人によって）使用される。第２の処理段階（ステップ４）で、図４Ａ及び図４Ｂに示すように、得られたクリップ（図３Ｂ参照）が常に、元のロッドの初期荷重−たわみ特性と平行な線に沿って位置する上の点まで硬化されるように、ロッドの硬さに応じて異なる量の、前段階のステップ３で決定された力又はたわみをロッドにかける。言い換えると、図４Ａ及び図４Ｂに示すように、無荷重時には、各クリップが常にこの線の延長線に沿って後退し、かくして、この方法を使用して製造された全てのクリップは、ロッドの硬さにかかわらず、互いに同じ量の残留ひずみを有し、したがって同じ仕上り形状を有する。かくして、本発明を実施する方法を採用することにより、冷間硬化工程後のクリップの形状を厳密に定めることができ、特に、冷間硬化工程前のクリップの形状よりももっと正確に定められ得る。

図４Ａは、本発明の第１態様を実施する方法による冷間硬化前（細線）と冷間硬化後（太線）の、それぞれ異なる硬さのクリップの荷重−たわみ特性を示し、加えられる一定の力Ｆ₀をクリップに加えることによってどの程度のたわみｄ_H（硬いクリップ）又はｄ_S（柔らかいクリップ）が生じたかの測定が行われ、次いで、そのクリップについて測定されたたわみ（ｄ_H／ｄ_S）は、所定量の永久ひずみＳを達成するために必要な力の量Ｆ₀＋ΔＦ_H（硬いクリップ）若しくはＦ₀＋ΔＦ_S（柔らかいクリップ）、又はたわみ量ｄ_H＋Δｄ_H（硬いクリップ）若しくはｄ_S＋Δｄ_S（柔らかいクリップ）を決定するために使用される。この方法で冷間硬化された全てのクリップは、硬さ範囲の全体にわたって、同じ残留ひずみＳを有するであろう。同様に、図４Ｂは、本発明の第２態様を実施する方法による冷間硬化前（細線）と冷間硬化後（太線）の、それぞれ異なる硬さのクリップの荷重−たわみ特性を示し、クリップの一定のたわみｄ₀を達成するためにどの程度の力Ｆ_H（硬いクリップ）又はＦ_S（柔らかいクリップ）が要求されるかの測定が行われ、次いで、クリップについて測定された力（Ｆ_H／Ｆ_S）は、所定量の永久ひずみＳを達成するために必要なたわみ量ｄ₀＋Δｄ_H（硬いクリップ）若しくはｄ₀＋Δｄ_S（柔らかいクリップ）、又は力の量Ｆ_H＋ΔＦ_H（硬いクリップ）若しくはＦ_S＋ΔＦ_S（柔らかいクリップ）を決定するために使用される。この方法で冷間硬化された全てのクリップは、硬さ範囲の全体にわたって、同じ残留ひずみＳを有するであろう。

この方法は、瞬時に効果的に決定することができ、そのため、力及びたわみ制御を有するタイプの油圧機器を使用する場合に、特に有利である。なぜならば、これにより、冷間硬化工程にほとんど途切れがないからである。

Claims (2)

1. 既知の硬さ値の範囲内の硬さ値を有する金属で製造されたロッドを所定の形状に曲げることと、次いで、曲げたロッドに所定量の永久ひずみを生じさせるために、曲げたロッドを冷間硬化工程にかけることと、を含む弾性レールクリップの製造方法において、冷間硬化工程が、
   曲げたロッドの部分に第１のたわみ量を生じさせるように、その曲げたロッドの部分に第１の荷重を加えることを含み、第１の荷重は、上記硬さ値の範囲の中で最高の硬さ値を有する金属の降伏点に達するのに必要な値と等しい又はそれよりも大きい値を有する所定の荷重であり、
   さらに、第１の所定荷重を加えることで達成された曲げたロッドの上記部分の第１のたわみ量を測定することと、
   測定したたわみ量に基づき、（i）曲げたロッドの上記部分に加えられるときに、曲げたロッドに所定量の永久ひずみを獲得させる第２の荷重か、（ii）曲げたロッドに所定量の永久ひずみを生じさせるために必要な、曲げたロッドの上記部分の第２のたわみ量の何れかを決定することと、
   決定した第２の荷重を曲げたロッドの上記部分に加えること、又は曲げたロッドの上記部分を決定した第２のたわみ量だけたわませることと、を含む、弾性レールクリップの製造方法。
2. 既知の硬さ値の範囲内の硬さ値を有する金属で製造されたロッドを所定の形状に曲げることと、次いで、曲げたロッドに所定量の永久ひずみを生じさせるために、曲げたロッドを冷間硬化工程にかけることと、を含む弾性レールクリップの製造方法において、冷間硬化工程が、
   上記硬さ値の範囲の中で最高の硬さ値を有する金属の降伏点に達するのに必要な値と等しい又はそれよりも大きい値を有する第１の荷重を加えることによって、所定の曲げたロッドの部分を第１のたわみ量だけたわませることと、
   第１の所定たわみ量を達成するのに必要な第１の荷重の量を測定することと、
   測定した第１の荷重に基づき、（i）曲げたロッドに所定量の永久ひずみを生じさせるために必要な第２のたわみ量か、（ii）曲げたロッドの上記部分に加えられるときに、曲げたロッドに所定量の永久ひずみを獲得させる第２の荷重の何れかを決定することと、
   曲げたロッドの上記部分を決定した第２のたわみ量だけたわませること、又は決定した第２の荷重を曲げたロッドの上記部分に加えることと、を含む、弾性レールクリップの製造方法。

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