JP2015158123A - 軌陸両用車の軌道地固め機 - Google Patents

Abstract

【課題】軌陸両用車に搭載されて、踏切等から直接載線可能となって機動性の向上を図ることができ、起振軸の回転に伴う回転胴とレールとの間の摺動動作を極力なくすことで、回転胴及びレールの局部摩耗の発生を防止し得る、軌陸両用車の軌道地固め機を提供することを課題とする。【解決手段】軌陸両用車１の荷台８を跨ぐように設置されて昇降シリンダー４１、４２によって昇降駆動される車輪支持用架台２２と、車輪支持用架台２２に取り付けられていてそれと一体に上下動する加振装置８１、８２及びレールクランプ機構５１〜５４とから成る。加振装置８１、８２は、１つのケース内に不釣合錘１０３、１０３ａを備えた起振軸１０２、１０２ａが２本平行に配設され、それらが互いに逆方向に回転駆動されるものであって、左右に一対配備され、それぞれ吊下軸６５、６６によって垂直方向に支持され、垂直方向、水平方向に加振可能である。【選択図】図４

Description

本発明は、軌陸両用車の軌道地固め機に関するものであり、より詳細には、軌陸両用車に搭載されて、鉄道線路敷設道床の新設線、道床交換、設備交換等の道床工事後の初期沈下を促進し、軌道稼働時の沈下を抑制するために行う地固め工事に使用する軌陸両用車の軌道地固め機に関するものである。

上記軌道地固め機は、レールとまくらぎを介して道床に加振して、バラスト密度を高めるためのものである。従来より軌道地固め機（加振装置）を備えた車両は存在していたが、それらは専ら軌道走行用のものであって、一般道路走行ができないため、踏切等の載線個所に輸送し、そこにおいて載線させるという手間のかかる作業が不可欠であった。

また、従来用いられている加振式地固め装置における加振機構は、例えば、図１０に示されるように、両端部にレール１０１上に乗るホイール部２０２を設けた回転胴２０１内に、不釣合錘２０４を固定した起振軸２０３を配して軸支させ、起振軸２０３を駆動モータ２０５で回転駆動することにより、振動を発生させる構成のものである。かかる機構において、回転胴２０１内において発生する振動エネルギーを、レール及びまくらぎを介して間接的にバラストに伝達することで、加振作業を連続的に行うことが可能となる。

しかし、かかる機構の場合、不釣合錘２０４の回転に伴って発生する振動は、全ラジアル方向への圧力となるので、特にレール１０１の長さ方向に対して、回転胴２０１（ホイール部２０２）の摺動動作が生じ、回転胴２０１とレール１０１の局部的な摩耗が発生する。それにより、回転胴２０１の円滑な回転による軌道上の移動が損なわれるだけでなく、レール１０１の局部摩耗に伴い、列車の走行時に騒音が発生すると共に、乗り心地に悪影響が及ぶという問題が起こる。

そして、レール１０１の局部摩耗により、列車通過時に衝撃が発生し、これがレール１０１にダメージを与えると共に、列車の車輪にもダメージを与えることになる。また、この加振機構の場合は１つの回転胴によって加振するため、起振軸２０３を含めた不釣合錘２０４自体の慣性モーメントが大きなものとなるので、これを所定の回転数に立ち上げるために、かなり大きな回転駆動力が必要となっていた。

更に、加振式地固め装置においては、その振動伝達に当たり、２本のレールで構成されるレール面に垂直な方向に加振する場合は、レールをクランプすることなくレールに振動を伝達することができるが、レール面に平行な方向（水平方向）に加振する場合、あるいは、レール面に平行な方向への加振分力がある加振の振動伝達の場合は、何らかのクランプ手段によってレールをクランプし、そのクランプ手段を介してレールに振動を伝達する必要がある。

例えば、そのクランプ手段として、フランジ付きの車輪で軌間の内側からレールを押し、軌間外からローラーでレールを押すことでレールをクランプする方法が採られていた。しかるに、この方法による場合は、軌間内に位置する車輪のフランジが常にレールに接触していることが必要であり、スラック等によって軌間寸法に変動が生じた場合においても、車輪のフランジが、常にその変動に追従してレールに接触し続けることが要請される。そして、この要請に応え、レールと車輪のフランジとの接触を確実に行うためには、軌間内のレール頭部に倣うように車輪をレールに押し当てる伸縮機構が必要となり、また、加振装置を支える支持機構が必要となる。

また、その場合、軌間内寸法に倣うために、油圧シリンダー等の伸縮機構によってレールに対して軌間内側から外方への張り出し力が加えられ、これを軌間外側からクランプローラーで押さえるが、その際、内側からの張り出し力によりレールに対して過大な負荷がかかるおそれがある。そして、それに伴い、軌間の値が変わることもあり得る。このような不都合を回避するために、車軸は複雑な構造とならざるを得ず、また、強度保持のための構造も必要となるという問題が生ずる。

特許第３８９１４４５号公報 特開２００１−２４６３２５号公報 特開２００８−２４８６５０号公報

上述したように、従来の加振装置を備えた車両は、専ら軌道走行用であったため、踏切等における載線作業が必要であり、また、従来の加振装置の場合は、レールの長さ方向に対して、回転胴の摺動動作が生じて回転胴とレールに局部的な摩耗が発生し、それにより、回転胴の円滑な回転が損なわれたり、レールの局部摩耗に伴って列車の走行時に騒音が発生し、乗り心地に悪影響が及ぶといった問題が起こっていた。

更に、地固め装置によって道床に振動を与える際、レール面に平行な方向に加振する場合、あるいは、レール面に平行な方向への加振分力がある加振の振動伝達の場合は、レールをクランプし、そのクランプ手段を介してレールに振動を伝達する必要があるところ、従来のレールクランプ手段によった場合は、スラック等によって軌間寸法に変動が生じた場合にその変動に追従させるための伸縮機構と、加振装置を支える支持機構とが必要となり、車軸は、十分な強度を具備しなければならない関係もあって、複雑な構造とならざるを得なかった。

そこで本発明は、軌陸両用車に搭載されることで、踏切等から直接載線可能となって機動性の向上を図ることができ、また、従来の加振装置における欠点であった、起振軸の回転に伴う回転胴とレールとの間の摺動動作を極力なくすことで、回転胴及びレールの局部摩耗の発生を防止し、以て、回転胴の円滑な回転を確保し、列車走行時における騒音の発生を防止すると共に乗り心地が悪化することを回避し、更に、列車通過時における衝撃がなくなることで、レール及び列車の車輪がダメージを受けることを回避することができ、また更に、起振軸を含めた不釣合錘の慣性モーメントを極力小さくすることができて、十分な起振力を得るために起振軸を所定の回転数に立ち上げるのに、さ程大きな回転駆動力を必要としない加振装置を備えた軌陸両用車の軌道地固め機を提供することを課題とする。

また、本発明は、地固め工事における加振操作の際のレールのクランプを、伸縮機構を用いることなく、軌間寸法に変動が生じた場合に対応し得る態様にて行うことを可能にし、以て車軸を複雑な構造とすることを回避することができる軌陸両用車の軌道地固め機を提供することを課題とする。

上記課題を解決するための請求項１に記載の発明は、軌陸両用車の荷台に搭載される軌道地固め機であって、前記軌道地固め機は、前記荷台を跨ぐように設置されて昇降シリンダーによって昇降駆動される車輪支持用架台と、前記車輪支持用架台に取り付けられていてこれと一体に上下動する加振装置及びレールクランプ機構とから成ることを特徴とする軌陸両用車の軌道地固め機である。

一実施形態においては、前記車輪支持用架台は左右一対の側枠を備え、前記各側枠の前部及び後部の下端に前記加振装置を支持する車輪が備え付けられ、前記各側枠の前部及び後部に前記レールクランプ機構が配設される。

一実施形態においては、前記加振装置は左右に一対配備されて、それぞれ前記各側枠に設置された吊下軸によって支持されるようにされ、前記加振装置は前記吊下軸によって垂直方向に傾斜可能に支持されて、垂直方向及び水平方向に加振可能となる。また、前記加振装置は、１つのケース内に不釣合錘を備えた起振軸が２本平行に配設され、前記起振軸は互いに逆方向に同速回転駆動される。また、前記起振軸にはそれぞれ前記不釣合錘が２つずつ取り付けられ、２つの前記不釣合錘の相対角度の調整が可能にされることで、加振力の調整が可能となる。

また、一実施形態においては、前記レールクランプ機構は、それぞれ一対のクランプアームと前記クランプアームを駆動するクランプ用シリンダーとを備え、前記一対のクランプアームは、前記車輪支持用架台の上昇時において前記クランプ用シリンダーの作用で開き、前記車輪支持用架台の下降時において前記クランプ用シリンダーの作用で閉じてレールをクランプするよう動作することを特徴とする。また、前記レールクランプ機構は、前記吊下軸よってレールと直交方向に回動可能に支持されるクランプ部フレームを含み、前記一対のクランプ用シリンダーは、前記クランプ部フレームに設置された一対のシリンダー取付杆の下端において枢支される。好ましくは、前記レールクランプ機構は絶縁構造とされる。そして、前記加振装置は、前後の前記クランプ部フレーム間に渡された下側連結材上に載せられることにより、その傾斜動作が支持される。

本発明は上述したとおりであって、本発明に係る軌陸両用車の軌道地固め機は、軌陸両用車に搭載されるために、踏切等から直接載線可能となって機動性の向上を図ることができ、また、車輪支持用架台に取り付けられていてこれと一体に上下動するレールクランプ機構及び加振装置とを備えているため、加振操作時にレールクランプ機構によりレールをクランプすることができ、以て、加振装置からの振動を、クランプ部フレーム、レールクランプローラ、レールの順に無駄なく伝達することが可能となり、最終的にはまくらぎを介して道床に伝達することが可能となる。そして、その際クランプ部フレームが回動可能であって、軌間の寸法の変動に追従するため、車輪・車軸の伸縮機構は不要となり、また、それによりレールに対して過大な負荷がかかることがなくなるため、スラックの既設定が地固め作業によって変動することが防止される効果がある。

また、請求項６乃至８に係る発明においては、加振装置は、１つのケース内に不釣合錘を備えた起振軸が２本平行に配設されて互いに逆方向に回転駆動されるものであるため、２本の起振軸が同期状態となって同一位相で反対方向に回転することとなり、合成力が、２軸にて構成される平面に対して垂直方向に作用して大きな振動が得られる。また、起振力が２軸に分担されるため、慣性モーメントにおいて、同一の起振力を得る１軸のみでの場合と比べ、２軸合わせても小さい慣性モーメントとなり得る。よって、十分な起振力を得るべく起振軸を所定の回転数に立ち上げるために、さ程大きな回転駆動力を必要としないという効果がある。そして更に、加振装置が傾斜状態に設置されることにより、垂直方向及び水平方向に加振可能となって大きな振動が得られるという効果がある。

本発明に係る軌陸両用車の軌道地固め機を装備した軌陸両用車の全体構成を示す正面図である（軌道走行時）。 本発明に係る軌陸両用車の軌道地固め機を装備した軌陸両用車のカバーを除去した状態の全体構成を示す正面図である（軌道走行時）。 本発明に係る軌陸両用車の軌道地固め機を装備した軌陸両用車の全体構成を示す正面図である（作業時）。 本発明に係る軌陸両用車の軌道地固め機の正面図である。 本発明に係る軌陸両用車の軌道地固め機の側面図である。 本発明に係る軌陸両用車の軌道地固め機の全体構成を示す概略構成図である。 本発明に係る軌陸両用車の軌道地固め機におけるレールクランプ機構のクランプローラ部分の詳細図である。 本発明に係る軌陸両用車の軌道地固め機における加振装置を示す横断面図である。 本発明に係る軌陸両用車の軌道地固め機における加振装置を示す縦断面図である。 本発明に係る軌陸両用車の軌道地固め機における加振装置の構成例を示す斜視図である。 本発明に係る軌陸両用車の軌道地固め機における加振装置の他の構成例を示す斜視図である。 図１１に示す加振装置の構成例の縦断面図である。 従来の加振装置の構成を示す横断面図である。

以下に、本発明を実施するための形態について、図面に依拠して説明する。なお、以下の説明においては、車両の進行方向（レールの長さ方向）を前後方向とし、それに直交する方向を左右方向としてある。

図１は、本発明に係る軌道地固め機１１を搭載した軌陸両用車１の、軌道走行時における全体構成を示す図であり、図２はその外装カバー９０及び内側カバー９１を除去した状態を示すものである。この軌陸両用車１は、一般道路走行時に使用する前後一対のタイヤ２、３と、軌道走行時に使用する前後一対の軌道走行用車輪４、５と、軌道地固め機１１の一部であって、地固め作業の際にレール１０１上に乗って車体を浮上させる役目を果たす前後一対の加振装置支持用車輪１２、１３とを備える。

前側の軌道走行用車輪４は、軌陸両用車１の荷台８に設置された車輪引上げ用シリンダー６の作用で、一般道路走行時及び作業時には上方向に引き上げられて路面並びにレール１０１から浮上し（図３参照）、軌道走行時には下方に戻されてレール１０１上に乗る（図１、２参照）。また、後側の軌道走行用車輪５はボギー台車形態のもので、軌陸両用車１の荷台８に設置された図示せぬシリンダーによって昇降駆動され、一般道路走行時及び作業時には上方向に引き上げられて路面並びにレール１０１から浮上し（図３参照）、軌道走行時には下方に戻されてレール１０１上に乗る（図１、２参照）。図示された軌道走行用車輪５は、上昇時に９０度転回する構成となっている。これらの軌道走行用車輪４、５は、自動車動力によって回転駆動される。

加振装置支持用車輪１２、１３は、後述するように、地固め作業時に下降してレール１０１上に乗ることにより、軌陸両用車１を浮上させる。加振装置支持用車輪１２、１３として用いる車輪は、単に車軸にホイールを取り付けた、一般的なシンプルな構造のものである。通例、加振装置支持用車輪１２、１３は前輪駆動とされ、前側の加振装置支持用車輪１２の車軸が、軌陸両用車１の荷台８上に配備される発電機９を駆動源とする、後出の前車輪駆動装置１０によって回転駆動される。

軌道地固め機１１は、図４乃至図６に示されるように、前後の加振装置支持用車輪１２、１３を支持する車輪支持用架台２２を有する。車輪支持用架台２２は、左右に配置される倒コ字形状の側枠２３、２４を含んで構成され、各側枠２３、２４の前後の垂直杆がそれぞれ、加振装置支持用車輪１２、１３の車軸に連結される。即ち、各垂直杆の下端にそれぞれ軸受２５が設置され、前側の軸受２５、２５間において前側の加振装置支持用車輪１２の車軸が軸支され、後側の軸受２５、２５間において後側の加振装置支持用車輪１３の車軸が軸支されるように構成される。

また、前側の軸受２５、２５間に軸受２５、２５を連結する連結杆２６が渡され、この連結杆２６上に、前出の前車輪駆動装置１０が設置される（図４、６参照）。

各側枠２３、２４の前端部及び後端部の上面にそれぞれガイドポスト２８、２８ａ、２９、２９ａが立設され、側枠２３の前側のガイドポスト２８と後側のガイドポスト２８ａの上端同士が、前後方向に伸びる連結杆３０によって連結され、また、側枠２４の前側のガイドポスト２９と後側のガイドポスト２９ａの上端同士が、前後方向に伸びる連結杆３０によって連結される。

ガイドポスト２８、２８ａ、２９、２９ａはそれぞれ、スライドガイド３１、３１ａ、３２、３２ａに摺動自在に挿通されて、その上下動動作を支持される。前側のスライドガイド３１、３２は、軌陸両用車１の荷台８を横切るように渡される横梁３３にブラケット３５を介して設置され、後側のスライドガイド３１ａ、３２ａは、同じく荷台８を横切るように渡される横梁３４に、ブラケット３６を介して設置される（図４、６参照）。横梁３３、３４は、それぞれ防振装置３８を介して荷台８上に設置される。

車輪支持用架台２２は、軌陸両用車１の荷台８に左右一対設置されて同期動作する昇降シリンダー４１、４２によって昇降駆動される。即ち、下方向に延びる車輪昇降用シリンダー４１、４２のロッド下端が、それぞれ側枠２３、２４の前後方向に伸びる上辺の中間部に連結されることにより、側枠２３、２４は車輪昇降用シリンダー４１、４２の伸縮動作に伴って上下動し、以て、加振装置支持用車輪１２、１３がレール１０１に乗り、あるいは、レール１０１から浮上する。

車輪昇降用シリンダー４１、４２は、防振機構３８を介して荷台８を横切るように渡される横梁４３に取り付けられる。この横梁４３と上記スライドガイド３１、３１ａ、３２、３２ａを支持する横梁３３、３４は、強度保持のために、その上面側が補強フレーム４４によって連結される。

本発明に係る軌道地固め機１１は、車輪支持用架台２２に設置されて車輪支持用架台２２と一体に上下動し、下降時においてレールをクランプするレールクランプ機構５１〜５４と、レールクランプ時に起振し、レールクランプ機構５１〜５４を介してレール及び道床に振動を与える加振装置８１、８２とを備える。

レールクランプ機構５１〜５４は４基、車輪支持用架台２２の前後左右、即ち、各側枠２３、２４の前部及び後部に配設される。各レールクランプ機構５１〜５４は、側枠２３、２４に設置された吊下軸６５、６６によって回動可能に支持されるクランプ部フレーム５５を有し、右側に位置するレールクランプ機構５１、５２のクランプ部フレーム５５、５５は、前後方向に伸びる上側連結杆５６と下側連結材５７とによって連結され、左側に位置するレールクランプ機構５３、５４は、やはり前後方向に伸びる上側連結杆５６ａと下側連結材５７ａとによって連結される。

吊下軸６５、６６は、側枠２３、２４の水平杆の中間部に設置される一対の軸支部材６７、６８によって軸支される（特に図４参照）。吊下軸６５、６６の端部は、各クランプ部フレーム５５に固定されている連結部材７１に連結される。かくして、各クランプ部フレーム５５、換言すれば、各レールクランプ機構５１〜５４は、吊下軸６５、６６を軸に、レール１０１と直交方向に回動可能となる（特に図５参照）。

各クランプ部フレーム５５の上面には横梁５５ａが設置され、その両端部にそれぞれシリンダー取付杆７３、７４が取り付けられ、各シリンダー取付杆７３、７４の下端にクランプ用シリンダー７５、７６が枢着される。クランプ用シリンダー７５、７６のロッド端は、クランプ部フレーム５５の下端部に軸着された回動アーム７７、７８の端部に連結される。そして、回動アーム７７、７８の回動軸に、先端にクランプローラ７９ａ、８０ａを備えたクランプアーム７９、８０が固定される。

レール１０１とレール１０１の連結部分には、両レール１０１に跨るようにその側面に当接する継ぎ目板１０１ａがあてがわれるが、加振しながらの走行中にクランプローラ７９ａ、８０ａがこの継ぎ目板１０１ａに当たるおそれがある。その場合は、クランプを開いて継ぎ目板１０１ａに当たることを回避する必要があるが、クランプが開いた状態での加振では、当然加振が弱まることになる。また、クランプローラ７９ａ、８０ａが、レール１０１の締結具のボルト１０１ｂに当たることを避ける必要もある。そこで、クランプローラ７９ａ、８０ａの高さを調整し、且つ、クランプローラ７９ａ、８０ａの周側面がレール１０１の側面に平行になるように、回動アーム７７、７８とクランプアーム７９、８０とを設計する必要がある（図７参照）。

クランプ機構５１〜５４はこのような構成であって、レール非クランプ時には、車輪昇降用シリンダー４１、４２の縮動作に伴い、車輪支持用架台２２と一体となって上昇し、その際クランプ用シリンダー７５、７６も縮動作をし、クランプアーム７９、８０は開いた状態となっている（図５の左半部参照）。そして、レールクランプ時には、上記非クランプ状態から、先ず、車輪昇降用シリンダー４１、４２が伸動作をして、クランプアーム７９、８０を、そのレールクランプ位置まで下降させる。

そこで、クランプ用シリンダー７５、７６を伸動作させると、そのロッド端が回動アーム７７、７８の端部を押下して、回動アーム７７、７８を下方に回動させる。このようにして回動アーム７７、７８を下方に回動させると、その軸に固定されているクランプアーム７９、８０も一体となって下方に回動することによってクランプアーム７９、８０が閉じ、その下端のクランプローラ７９ａ、８０ａがレール１０１を両側から挟持する（図５の右半部参照）。

また、加振装置８１、８２は左右に一対配備され、それぞれレールクランプ機構５１〜５４のクランプ部フレーム５５に横方向に設置された連結部材７１、７２に固定されている加振装置吊持部材８３に、傾斜シリンダー８４、８４を介して取り付けられ、その下面が下側連結材５７上に載せられて支持される。このように設置される加振装置８１、８２は、傾斜シリンダー８４、８４が縮状態にあるときには水平状態を維持し（図５の左半部参照）、その状態から傾斜シリンダー８４、８４が伸動作するに伴い、次第に傾斜状態となる（図５の右半部参照）。その傾斜動作は、下側連結材５７によって支持される。

本発明において用いる加振装置８１、８２としては、１つのケース１００内に、一対の扇型の不釣合錘１０３、１０３ａが対向状態に取り付けられた起振軸１０２、１０２ａが２本平行に配設されて、それらの起振軸１０２、１０２ａが互いに逆方向に回転駆動される構成のものが推奨される（図８、９参照）。その２本の起振軸１０２、１０２ａの内の一方の起振軸１０２が駆動軸となり、他方の起振軸１０２ａが被動軸となり、起振軸１０２と起振軸１０２ａは、共に逆向きに同速回転駆動される。なお、図１０〜１２は起振軸１０２部分の構成を示すもので、便宜上一部の部品が省略され、また、各部品のサイズ関係は図８、９における場合と一致していないことに留意されたい。

先ず、図８乃至１０に示される加振装置８１、８２（第１実施例）について説明すると、起振軸１０２と起振軸１０２ａはそれぞれ、長尺の中実軸１０６及び１０６ａと、その一端部に被装される短尺の中空軸１０７及び１０７ａとから成り、中空軸１０７及び１０７ａはケース１００の一方の側壁において軸支され、中実軸１０６及び１０６ａは、その一端がケース１００の他方の側壁において軸支され、他端が中空軸１０７及び１０７ａ内に臨み、そこにおいて軸支される。そして、一方の不釣合錘１０３が中実軸１０６及び１０６ａの方に固定され、他方の不釣合錘１０３ａが中空軸１０７及び１０７ａの方に固定される。

各不釣合錘１０３、１０３ａには平歯車１０８ａ〜１０８ｄが背中合わせに設置され、起振軸１０２側の平歯車１０８ａ、１０８ｂがそれぞれ、起振軸１０２ａ側の平歯車１０８ｃ、１０８ｄと噛合する。駆動側の起振軸１０２は、一端がケース１００の側壁外に延出され、カップリング１０５を介して駆動モータ１０４の駆動軸に連結されることにより、直接回転駆動される。一方、被動側の起振軸１０２ａには、互いに噛合し合う平歯車１０８ａ〜１０８ｄを介して回転駆動力が伝達される。

好ましい実施形態においては、各起振軸１０２、１０２ａにおいて、一方の不釣合錘１０３に対して、他方の不釣合錘１０３ａが相対的に回動可能にされ、両者のなす角度（相対角度）の変更が可能にされる。このように不釣合錘１０３と不釣合錘１０３ａの相対角度を変更可能にするということは、加振力の変更を可能にすることに他ならない。

そのために、例えば、起振軸１０２の中実軸１０６の延長端に円板１１０が固定され、そこにおいて、軸方向に伸びるカサ歯車１１１の軸が軸支されると共に、このカサ歯車１１１に噛合するカサ歯車１１２を有し、その軸がウォーム１１３となっていて、カサ歯車１１１の軸に直交するウォーム軸が軸支される。また、中空軸１０７の端面に、ウォーム１１３に噛合するウォームホイール１１４が固定される。そして、不釣合錘１０３ａ、平歯車１０８ｂ、中空軸１０７及びウォームホイール１１４は、中実軸１０６に対して回転可能となるように軸支される。一方、起振軸１０２ａの側においても、不釣合錘１０３ａ、平歯車１０８ｄ及び中空軸１０７ａは、中実軸１０６ａに対して回転可能となるように軸支される。

この構成の場合、円板１１０の外側からカサ歯車１１１を回転操作すると、それに噛合するカサ歯車１１２が回転し、また、ウォーム１１３を介してウォームホイール１１４が回転し、それに一体の中空軸１０７も共に回転する。そして、中空軸１０７の回転は、それに固定されている平歯車１０８ｂ及び不釣合錘１０３ａに伝達されるが、不釣合錘１０３には伝達されない。その結果、不釣合錘１０３と不釣合錘１０３ａとのなす角度（相対角度）が変更されることになる。また、この相対角度の変更は、平歯車１０８ｂ、１０８ｄを介して、そのまま被動側の起振軸１０２ａの不釣合錘１０３ａにも伝達され、起振軸１０２ａ側においても、不釣合錘１０３と不釣合錘１０３ａとのなす角度が同様に変更される。

この構成において加振動作をする場合、駆動モータ１０４が作動することにより、それに直結されている中実軸１０６が回転駆動され、それに固定されている平歯車１０８ａ及び不釣合錘１０３が一体に回転し、また、平歯車１０８ａに噛合している平歯車１０８ｃ及びそれと一体の不釣合錘１０３も共に回転する。そして、中実軸１０６の先端に固定されている円板１１０及びこれと一体のウォームホイール１１４、中空軸１０７を介して平歯車１０８ｂ及び不釣合錘１０３ａが回転駆動され、更に、平歯車１０８ｂに噛合している平歯車１０８ｄ及びそれと一体の不釣合錘１０３ａも共に回転し、各不釣合錘１０３、１０３ａの作用で起振される。

本発明に係る装置においては、２本の起振軸１０２、１０２ａが相互に反対方向に回転駆動されるが、その場合双方の起振軸１０２は同期状態となり、同一位相で反対方向に回転することになる。ここで不釣合錘１０３、１０３ａ１つの振動力をＦとすると、２つの不釣合錘１０３、１０３ａの相対角度が０度の場合は、下方向に２Ｆの振動力が作用することになる。また、２つの不釣合錘１０３、１０３ａの相対角度が１８０度の場合は、それらのウエイトは互いに逆方向を向くために互いに打ち消し合い、合成力はゼロとなる。従って、最大の振動力を得たい場合は、２つの不釣合錘１０３、１０３ａの相対角度を０度とし、振動力を減らしたい場合は、その相対角度を増やしていけばよいことになる。

次いで、図１１、１２に示される加振装置８１、８２（第２実施例）について説明するが、そこにおいて上記第１実施例と同じ符号は、第１実施例における場合と同じ構成の部品を示している。第２実施例と第１実施例の違いは、第１実施例の場合は、２つの不釣合錘１０３、１０３ａの相対角度の調整を手動で行うのに対し、第２実施例の場合はこれを自動で行いうるようにした点である。第２実施例の場合は、相対角度調整を自動化したため、外部からの操作が可能となってケース１００の開閉操作が不要となるという利点がある。

第２実施例の場合は、機構収納箱１２０外に配置される駆動モータ１０４から、カップリング１０５を介して機構収納箱１２０内に伸びる旋回軸１０６に、不釣合錘１０３、１０３ａが取り付けられる。その場合、不釣合錘１０３は旋回軸１０６に固定されるが、不釣合錘１０３ａは旋回軸１０６に対しフリーの状態にされ、旋回軸１０６の回転が直接伝達されないようにされる。即ち、不釣合錘１０３ａに中空スプライン軸１２１が嵌入され、スプライン軸１２１の中空部に、軸受を介して旋回軸１０６の先端部が挿入される。

中空スプライン軸１２１には、機構収納箱１２０の側壁に軸支されて機構収納箱１２０外に伸びる角度調整軸１２２が延設され、角度調整軸１２２は、電磁クラッチ１２３を介してサーボモータ１２４に接続される。従って、中空スプライン軸１２１並びにこれにスプライン結合している不釣合錘１０３ａは、電磁クラッチ１２３をつないだ状態でサーボモータ１２４を始動することで、回転駆動可能となる。

不釣合錘１０３ａは、中空スプライン軸１２１にスプライン結合されていて、中空スプライン軸１２１に沿って移動可能である。不釣合錘１０３ａの不釣合錘１０３側端部には内歯車１２５が設置され、一方、不釣合錘１０３の不釣合錘１０３ａ側端部には、内歯車１２５に噛合する外歯車１２６が固定される。かくして旋回軸１０６の回転は、不釣合錘１０３ａが中空スプライン軸１２１に沿って移動して、内歯車１２５に外歯車１２６が噛合しているときに、不釣合錘１０３ａに伝達されることになる。不釣合錘１０３ａは、中空スプライン軸１２１に卷装された押圧スプリング１２７によって、常時不釣合錘１０３側に付勢されるため、内歯車１２５と外歯車１２６は、不釣合錘１０３ａに外力が加わらない限り、噛合状態を維持する。

不釣合錘１０３ａに上記外力を与えるための手段として、不釣合錘１０３ａに、機構収納箱１２０に設置された移動シリンダー１２８によって駆動される引離し板１２９が固定される。移動シリンダー１２８は、後退動作して引離し板１２９を引き戻すことで、不釣合錘１０３ａを後退させ、以て、内歯車１２５を外歯車１２６から引離すよう作用する。

上記構成の第２実施例の場合、通常運転状態時には、不釣合錘１０３ａは押圧スプリング１２７の作用で押圧され、その内歯車１２５が外歯車１２６に噛合した状態となっていて、駆動モータ１０４に駆動されて旋回軸１０６が回転するに伴い、不釣合錘１０３、１０３ａは一体となって回転する。

そして、不釣合錘１０３、１０３ａの相対角度を変更調整する場合は、移動シリンダー１２８の作用で、押圧スプリング１２７の押圧力に抗して引離し板１２９を引き戻すことで、内歯車１２５を外歯車１２６から引離す。次いで、電磁クラッチ１２３をつないだ後、サーボモータ１２４を動作させる。かくして、サーボモータ１２４の出力軸の回転は、電磁クラッチ１２３、角度調整軸１２２、中空スプライン軸１２１を介して不釣合錘１０３ａに伝達され、不釣合錘１０３ａを所望角度回転させて、不釣合錘１０３、１０３ａの相対角度を変更調整することが可能となる。この相対角度の変更調整は、外部からのリモコン操作によって行うことができる。

このように、本発明における加振装置８１、８２の場合は、その反対方向に回転する起振軸１０２、１０２ａの各２つの不釣合錘１０３、１０３ａが互いに干渉し合い、振動方向が上下方向に規制される作用が起こる。起振軸を２軸とすることにより、起振軸１０２、１０２ａを含めた不釣合錘１０３、１０３ａの慣性モーメントを極力小さくすることが可能となり、十分な起振力を得るために起振軸１０２、１０２ａを所定の回転数に立ち上げるのに、さ程大きな回転駆動力を必要としない加振装置となし得るのである。また、振動方向が上下方向に規制される結果、レール１０１に対する加振装置８１、８２の摺動的動きが抑制され、相互の局部摩耗が防止される。

なお、図示した軌陸両用車１の場合の外装カバー９０は内外二重となっていて、作業時に内側カバー９１が下降して、軌道地固め機１１の部分を覆う構成となっている。このような構成とすることにより、騒音を低減することができて環境悪化を防止することが可能となる。また、車両重量軽減のため、例えば、加振装置８１、８２の駆動モータ１０４の駆動を、車両のＰＴＯから油圧を供給して駆動する構造とすることで小型化した発電機によって行うことが考えられる。

また、加振装置８１、８２はリモコン操作により動作させるが、そのリモコンは、軌陸両用車１本体の操作用リモコンに一体化することができる。このようにリモコンを一体化することで、踏切での載線・離線操作、回送の操作、地固め作業の操作等が容易且つスムーズとなるという利点がある。なお、リモコンは脱着可能にされ、例えば、車両の前後（前キャビン、後操作席）、あるいは、左右（リヤタイヤ上部付近）の４箇所に設置される。

更に、レールクランプ機構は絶縁構造とすることが好ましい。そのようにした場合は、軌道回路に影響を与えることがなく、また、踏切の開閉に影響を与えるおそれもなくなる。

この発明をある程度詳細にその最も好ましい実施形態について説明してきたが、この発明の精神と範囲に反することなしに広範に異なる実施形態を構成することができることは言うまでもない。

１ 軌陸両用車
８ 荷台
１１ 軌道地固め機
１２、１３ 加振装置支持用車輪
２２ 車輪支持用架台
２３、２４ 側枠
４１、４２ 昇降シリンダー
５１〜５４ レールクランプ機構
５５ クランプ部フレーム
５７、５７ａ 下側連結材
６５、６６ 吊下軸
７５、７６ クランプ用シリンダー
７９、８０ クランプアーム
８１、８２ 加振装置

特許第３８３４１１６号 特開２００１−２４６３２５号 特開２００８−２４８６５０号

上記課題を解決するための請求項１に記載の発明は、軌陸両用車の荷台に搭載される軌道地固め機であって、前記軌道地固め機は、前記荷台を跨ぐように設置されて昇降シリンダーによって昇降駆動される車輪支持用架台と、前記車輪支持用架台に取り付けられていてこれと一体に上下動する加振装置及びレールクランプ機構とから成り、前記加振装置は、１つのケース内に不釣合錘を備えた起振軸が２本平行に配設され、前記２本の起振軸は互いに逆方向に同速回転駆動されるものであり、前記起振軸には前記不釣合錘が２つ取り付けられ、２つの前記不釣合錘の相対角度が手動又は自動で調整可能にされることで、加振力の調整が可能であることを特徴とする軌陸両用車の軌道地固め機である。

一実施形態においては、前記加振装置は左右に一対配備されて、それぞれ前記各側枠に設置された吊下軸によって支持されるようにされ、前記加振装置は前記吊下軸によって垂直方向に傾斜可能に支持されて、垂直方向及び水平方向に加振可能となる。

また、一実施形態においては、前記レールクランプ機構は、それぞれ一対のクランプアームと前記クランプアームを駆動するクランプ用シリンダーとを備え、前記一対のクランプアームは、前記車輪支持用架台の上昇時において前記クランプ用シリンダーの作用で開き、前記車輪支持用架台の下降時において前記クランプ用シリンダーの作用で閉じてレールをクランプするよう動作することを特徴とする。また、前記レールクランプ機構は、前記吊下軸によってレールと直交方向に回動可能に支持されるクランプ部フレームを含み、前記一対のクランプ用シリンダーは、前記クランプ部フレームに設置された一対のシリンダー取付杆の下端において枢支される。好ましくは、前記レールクランプ機構は絶縁構造とされる。

また、本発明においては、加振装置は、１つのケース内に不釣合錘を備えた起振軸が２本平行に配設されて互いに逆方向に回転駆動されるものであるため、
２本の起振軸が同期状態となって同一位相で反対方向に回転することとなり、合成力が、２軸にて構成される平面に対して垂直方向に作用して大きな振動が得られる。また、起振力が２軸に分担されるため、慣性モーメントにおいて、同一の起振力を得る１軸のみでの場合と比べ、２軸合わせても小さい慣性モーメントとなり得る。よって、十分な起振力を得るべく起振軸を所定の回転数に立ち上げるために、さ程大きな回転駆動力を必要としないという効果がある。そして更に、加振装置が傾斜状態に設置されることにより、垂直方向及び水平方向に加振可能となって大きな振動が得られるという効果がある。

Claims (11)

1. 軌陸両用車の荷台に搭載される軌道地固め機であって、
   前記軌道地固め機は、前記荷台を跨ぐように設置されて昇降シリンダーによって昇降駆動される車輪支持用架台と、前記車輪支持用架台に取り付けられていてこれと一体に上下動する加振装置及びレールクランプ機構とから成ることを特徴とする軌陸両用車の軌道地固め機。
2. 前記車輪支持用架台は左右一対の側枠を備え、前記各側枠の前部及び後部の下端に前記加振装置を支持する車輪が備え付けられ、前記各側枠の前部及び後部に前記レールクランプ機構が配設される、請求項１に記載の軌陸両用車の軌道地固め機。
3. 前記加振装置は左右に一対配備され、それぞれ前記各側枠に設置された吊下軸によって支持される、請求項２に記載の軌陸両用車の軌道地固め機。
4. 前記加振装置は前記吊下軸によって垂直方向に傾斜可能に支持されて、垂直方向及び水平方向に加振可能である、請求項３に記載の軌陸両用車の軌道地固め機。
5. 前記加振装置は、１つのケース内に不釣合錘を備えた起振軸が２本平行に配設され、前記起振軸が互いに逆方向に同速回転駆動されるものである、請求項１乃至４のいずれかに記載の軌陸両用車の軌道地固め機。
6. 前記２本の起振軸は、逆方向に同速回転駆動される、請求項５に記載の軌陸両用車の軌道地固め機。
7. 前記起振軸には前記不釣合錘が２つ取り付けられ、２つの前記不釣合錘の相対角度が手動又は自動で調整可能にされることで、加振力の調整が可能となる、請求項５又は６に記載の軌陸両用車の軌道地固め機。
8. 前記レールクランプ機構は、それぞれ一対のクランプアームと前記クランプアームを駆動するクランプ用シリンダーとを備え、前記一対のクランプアームは、前記車輪支持用架台の上昇時において前記クランプ用シリンダーの作用で開き、前記車輪支持用架台の下降時において前記クランプ用シリンダーの作用で閉じてレールをクランプするよう動作する、請求項１乃至７のいずれかに記載の軌陸両用車の軌道地固め機。
9. 前記レールクランプ機構は、前記吊下軸よってレールと直交方向に回動可能に支持されるクランプ部フレームを含み、前記一対のクランプ用シリンダーは、前記クランプ部フレームに設置された一対のシリンダー取付杆の下端において枢支される、請求項８に記載の軌陸両用車の軌道地固め機。
10. 前記レールクランプ機構は絶縁構造とされる、請求項１乃至９のいずれかに記載の軌陸両用車の軌道地固め機。
11. 前記加振装置は、前後の前記クランプ部フレーム間に渡された下側連結材上に載せられることにより、その傾斜動作が支持される、請求項９又は１０に記載の軌陸両用車の軌道地固め機。

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