JP2016524563A - 鉄道ポイントクランクシステム - Google Patents

Abstract

本発明は、分岐レールと共に使用する連結クランク取付装置であって、１つ又は一連の入力端子と、アクチュエータと、出力コネクタと、連結クランク取付装置を鉄道線路に対して強固に取り付けるための取付手段とを備え、１つ又は一連の入力端子は、入力を受け取るためのものであり、出力コネクタは、分岐レール、又はさらなる連結クランク取付装置の出力コネクタの少なくとも一方に直接的又は間接的に機械的に連結され、アクチュエータは、出力コネクタに入力を与える、連結クランク取付装置に関する。【選択図】 なし

Description

本発明は、鉄道ポイントクランクシステムに関し、具体的には、分岐レールを動かして保持するための動力式鉄道ポイントクランクシステムに関する。

全ての鉄道分岐器には、列車の線路変更を可能にする分岐レールが存在する。この線路変更は、普通レール及び列車車輪に干渉しない位置から、列車車輪が１又はそれ以上の分岐レール上に転換される、従って列車が分岐路に転換される位置に移動できる追加の一対のレール、すなわち分岐レールを存在させることによって達成される。必要な分岐路半径（従って分岐レールの長さ）は、地形及びその線路区分における列車の速度を含む多くの要因に応じて変化する。

分岐レールは、厳格な寸法制限内で動く必要がある。多くの場合、分岐レールの先端は、線路間又は線路脇に位置する、分岐レールの自由端と同じ高さの転轍機によって適所に駆動される。この時に必要な力は、分岐レールの長さに指数関数的に比例する。分岐レールを必要な寸法制限内に確実に位置付けるために、しばしば一連の連結クランクが使用され、この連結クランクは、分岐レールの長さに沿って一定間隔で分岐レールに取り付けられたクランクと、全ての連結クランクを接続する機械的リンク機構とを含む。

最新の連結クランク設計では、転轍機の出力部から分岐レールを介して連結クランクに動力が伝えられる。転轍機は、第１の連結クランクに接続されたレールの先端を動かし、これによって第１の連結クランクが回転する。この第１の連結クランクは、残りの連結クランクに接続され、従って残りの全ての連結クランクは、分岐レールが正しく位置付けられることを確実にするように、回転量が次第に少なくなる。このことは、転轍機が分岐レールのみならず全ての連結クランクを動かすために動力を供給する必要があることを意味する。これにより、転轍機にさらなる大きな負荷が加わり、摩耗が増加し、故障の発生率が上昇する。

この信頼性の欠如にある程度対処する別の新たな転轍機も存在する。しかしながら、これらの転轍機は生産コストが高く、設置にかなりの量の作業を必要とし、これらの別のシステムを用いて相当数の分岐器を更新するにはコスト、時間が掛かり、速度も遅くなる。

従って、本発明によるいくつかの実施形態は、これらの問題を解決して、よりコスト効率よく実装できるさらに別のシステムを提供することを目的とする。

本発明によるいくつかの実施形態は、連結クランクに直接動力を与え、従って転轍機に掛かる負荷を低減する鉄道ポイントクランクシステムを提供する。
この目的は、既存のシステムに接続して導入できるとともに、電力、空気力又は油圧力によって動作できる構成部品を通じて達成される。

この動力は、連結クランクにトルクを与えるためのものとすることができる。この与えるトルクは、必ずしもクランクを回転させるほど十分なものでなくてもよい。代わりに、連結クランクを作動させるために転轍機が出力する必要があるトルク（従って動力）を単純に低減することができる。これにより、転轍機の摩耗及び故障が減少する。

従って、本発明によるいくつかの実施形態は、転轍機の摩耗及び故障の増加という問題に対する単純で低コストで効果的な、最低限の整備、停止時間及び出費で既存の鉄道システムに容易に導入できる解決策を提供する。

さらに、本発明によるいくつかの実施形態は、転轍機の応力及び摩耗が減少することに起因して転轍機の故障回数を減少させることができるので、遅延及び運休などの、このような故障の連鎖反応も減少し、従ってサービス提供会社の補償手形も減少する。

本発明によるいくつかの実施形態によれば、分岐レールと共に使用する連結クランク取付装置であって、
１つ又は一連の入力端子と、
アクチュエータと、
出力コネクタと、
連結クランク取付装置を鉄道線路に対して強固に取り付けるための取付手段と、
を備え、１つ又は一連の入力端子は、入力を受け取るためのものであり、出力コネクタは、分岐レール、又はさらなる連結クランク取付装置の出力コネクタの少なくとも一方に直接的又は間接的に機械的に連結され、アクチュエータは、出力コネクタに入力を与える、
連結クランク取付装置が提供される。

一般に、この装置は、既存のシステムの動力源と連結クランク（又は分岐レールを動かして保持するための別の手段）との間に設置できる独立部品の形を取る。従って、装置は、動力を受け取る入力端子を有する。本明細書を通じ、入力端子という用語は、単一の入力端子のみが存在する状況に等しく当てはまるという理解の下で使用される。これらの入力端子は、受け取られる動力のタイプに応じて異なるが、一般的には標準的な業界用付属部品である。

入力端子の位置については、設置及び保守のためにアクセスできる限りほとんど制約はない。従って、入力端子は、装置の側面、上面又は基部のいずれに設けることもできる。

同様に、出力コネクタは、受け取った動力を連結クランク又はその代用物に伝えるために使用される。出力接続部は、多くの形を取ることができ、分岐レールを動かして保持するために使用される構成部品に依存する。出力接続部は、鉄道網全体を通じて現在使用されている標準的な連結クランクに付着する形を有することが好ましい。この形は、装置の上面から突出する正方形の突起の形であることが好ましい。

出力コネクタは、回転出力を有することが好ましい。これについても、現在設置されている回転連結クランクを用いたシステムと整合性がある。しかしながら、この出力は、必要に応じて横向きの並進的な動きであってもよいと予測される。

出力コネクタは、正方形の外形を有することが好ましい。他の有利な外形としては、キー溝又はテーパ状の外形を挙げることができる。しかしながら、クランクは、あらゆる形状の出力駆動部に一致するように適合させることができるので、出力駆動部は、事実上あらゆる外形とすることができる。

以下の明細書を通じて、出力コネクタを特定の方法で駆動されるものとして説明するが、この用語は、出力コネクタが動いてはいないが横向きの力又はねじり力を受けているような状況を保護から除外するために使用するものではない。従って、駆動され又は特定の出力を有している出力コネクタは、必ずしも動きを必要としたり、又は動きを与えたりするとは限らず、この部品に力が作用していることを示すにすぎないと考えられる。

出力コネクタは、分岐レールの少なくとも１つに接続された連結クランク、又は第２の連結クランク取付装置の出力コネクタに接続された連結クランクに、リンク機構によって接続されることが好ましい。

連結クランクは、リンク機構によって分岐レールと第２の連結クランク取付装置の出力コネクタとにそれぞれ接続された２つのレバーアームを有することが好ましい。

連結クランクは、２つのレバーアームが互いに実質的に９０°を成して交点において接合された「Ｌ」字形であることがさらに好ましい。

当業者には、他の多くの連結クランク設計が明らかであろう。

上述したように、本発明によるいくつかの実施形態の連結クランク取付装置は、現行のシステムを考慮して設計されており、従って一方のアームが隣接する（単複の）クランクに接続され、他方のアームが分岐レールに接続された連結クランクと共に使用するように設計される。このような使用は、たった１つの連結クランクを含むことも、或いはリンク機構によって直列に接続された２、３又はそれ以上の連結クランクを含むこともできる。

当業で周知のように、これらのリンク機構は、受ける可能性の高い軸荷重及び振動に耐えられるように非常に慎重に設計することができる。これらのリンク機構は、それぞれの長手方向位置において分岐レールを正しい寸法公差内に保つ正しい長さであるように設計することもできる。リンク機構は、必要に応じて正確な長さの変更を可能にする長さ調整手段をさらに提供することが好ましい。この手段は、ねじ部分を用いて設けることが好ましいと思われる。或いは、伸縮自在部分を用いて設けることもできる。従って、通常、これらのリンク機構の全ての相対的長さ、及び連結クランク上の取付位置は、慎重に固定されモニタされる。本発明によるいくつかの実施形態は、使用時にこれらの複雑な又は高価な要素が受ける摩耗を減少させ、従ってこれらの保守要件及び交換要件を低減することができる。

通常、リンク機構は、細長い金属ロッドを含む。しかしながら、加わる力が小さい場合には、高強度な剛性プラスチック及び複合材料などの他の材料を使用することもできる。

本発明によるいくつかの実施形態に関連して開示する構成部品の大半は、強固であり、硬質であり、耐摩耗性を有する。従って、ほとんどの構成部品は金属で作製され、好ましくは硬化又は強化した鋼又は合金で作製される。他の好適な材料として、特殊プラスチック及び複合材料を挙げることもできる。

リンク機構は、連結クランクに枢動自在に取り付けられることが好ましい。或いは、リンク機構は、連結クランクに強固に取り外し可能に固定されたブラケットに枢動自在に接続することもできる。リンク機構は、使用時に両端の構成部品がリンク機構に有意な応力をもたらさずに互いに対して回転できるように、連結クランクの枢動部に直接、又はブラケットを介して取り付けられるべきである。このブラケットは、ブラケットと枢動部との間の距離、従って所与のクランク回転のためにリンク機構が動く量を修正するように緩められ、連結クランクに沿って摺動できることが好ましい。相対的回転及び軸方向応力が考慮されるのであれば、他の接続タイプも可能とすることができる。潜在的な例としては、ピン−スロット型接合部、又はボール−ソケット型接合部が挙げられる。

リンク機構は、分岐レールに枢動自在に接続されることが好ましい。このことは、上述した理由と同じ理由から有益である。

複数のリンク機構は、分岐レール上の各リンク機構接続点が所定の正しい量だけ動くことを確実にするように構成されることが好ましい。リンク機構は、必要に応じて長さの調整を可能にするねじ部を有することが好ましい。

出力コネクタの動きは、固定された本線レールに分岐レールの自由端が近づく間一定であることが好ましい。本発明によるいくつかの実施形態では、分岐レールの端部を確実に固定するために、レール沿いの地点が、レールに沿って突然移動又は振動しないことを確実にすべきである。従って、本発明のいくつかの実施形態による出力コネクタは、切替中に一定の速度又は回転速度を維持すべきであることが好ましい。

通常、分岐レールの端部には固定部品が存在して、先端が適所にきた時点で、固定部が本線レールに係合して先端を適所に維持する。連結クランクは、分岐レールの先端が適所に固定されるのを効果的に防ぐように、先端の動きを妨げないように作用することが重要である。分岐レールの先端を駆動する転轍機と連結クランクは、あらゆる望ましくない線路の曲がりを避けるように協調して働く。

分岐レールのあらゆる望ましくない応力を防ぐために、分岐レールの長さ全体が１つの調和のとれた滑らかな所定の動きで移動することが望ましい。特定の地点又は区分全体の動きは、必要に応じてリンク機構の長さ、リンク機構の接続点、ピストンのストローク長及び入力の供給（例えば、電気の流れ、供給される加圧流体の量及び速度の制御など）を変更することにより、修正して制御することができる。通常、この動きは１回で設定されるが、時間をかけて微調整することが必要な場合もある。

システムに検知手段を含めて、分岐レールに沿った特定の地点が許容交差の範囲内に正しく位置することを確認することにより、さらなる利点を達成することもできる。フィードバックループを用いて連結クランクを制御し、分岐レールが正しく配置されることを確実にすることもできる。この場合も、制御は機械的又は電子的に行うことができる。

上述したように、本発明によるいくつかの実施形態は、既存の連結クランクシステムに接続されるべきであり、従って、本発明によるいくつかの実施形態の連結クランク取付装置を周囲領域に固定するための取付手段は、単純、安全、かつ経済的であることが有利である。

装置の上面には、４つの取付穴が存在することが好ましい。これらの穴は、本体全体を貫いて機械加工され、従って直接又は取付板を介して（取付ブロック、枕木又はブラケットとすることができる）支持物にボルト締めできることが好ましい。これらの穴は、英国の鉄道網全体で現在使用されているような既存の連結クランク取付装置と両立するように配置されることが好ましい。これにより、既存製品との互換性が提供され、ポイント機能の素早い改善が可能になる。従って、既存の装置を直接交換することが可能である。しかしながら、これらの穴は、地上の受け入れ媒体に応じて配置し、或いはボルト用の穴よりもむしろ釘が必要な場合などの必要に応じて変更することができる。

取付手段は、機械的固定手段を有することが好ましい。取付手段は、鉄道枕木への取り付けに適した４つのねじ又はボルトを有することが好ましい。或いは、取付手段は、地面に取り付けられるように設計することもできる。他の潜在的な機械的固定手段としては、リベット又はカムロッククランプが挙げられる。

装置は、連結クランク支持部品に現在使用されているものと同様の取付手段を含むことが好ましい。この取付手段は、矩形パターンで配置された４つのねじを含むことができる。同じ配置を提供することにより、このような設備を有する実施形態を、新たな固定穴又は特徴部を必要とすることなく古い設計と容易に置き換えることができる。

接着剤又はその他の接合材料を含む、機械的取付手段以外の取付手段も想定される。

連結クランク取付装置は、駆動されることが好ましい。

連結クランク取付装置は、入力端子の切断時には非駆動式取付装置として機能することが好ましい。

入力は、分岐レールの先端を駆動する転轍機と同じ動力源からのものであることが好ましい。このことは厳密な要件ではなく、連結クランク取付装置は、上述したいずれの入力を有することもできるが、このようなシステムの既存の鉄道網への導入をさらに単純化するという理由で望ましい。

クランク装置に動力を与えるために、転轍機の前に単純な分割器を使用することが好ましい。或いは、レール転轍機自体からクランク装置に動力を供給することもできる。或いは、クランク装置は、独自の動力供給装置によって供給を受けることも、或いはバッテリなどの独自のポータブル動力供給装置によって動作することもできる。

入力は、電力であることが好ましい。通常、電力は、ポイントの周辺で入手可能であり、長距離の伝送がとにかく容易であり、比較的安価に導入される。

アクチュエータは、電気モータを含むことが好ましい。電気モータは比較的安価であり、サイズ、形状及び出力の面で高度に特殊化することができ、制御が容易である。最新の電気モータは、頑丈にもなってきており、従って線路脇設置という環境暴露にも耐え抜く。

モータのトルク及び応答速度特性も、適用要件に合わせて非常に慎重に最適化することができる。

モータは、ＡＣ又はＤＣとすることができる。このモータは、ステッピングモータである可能性が高い。

入力端子は、モータのステータに接続され、出力コネクタは、モータのロータに接続されることが好ましい。これにより、必要時に入力電力によってモータを駆動することが可能になり、出力接続部の回転を直接制御することができる。

モータのトルク及び速度出力特性を特定の用途要件に一致させるために、歯車装置が役立つこともある。

モータは、ラック及びピニオンアセンブリのピニオンを駆動するために使用することができる。これにより、連結クランクアセンブリの直線的な動きに使用できる、或いは出力接続部に接続されたさらなるピニオンを駆動するために使用できる直線的な動きが提供される。

一般に、本発明によるいくつかの実施形態では、電気モータ、油圧モータ又は空気モータなどのモータを含むあらゆる数の標準的構成部品を使用することができる。動力の伝達、並びに速度及びトルク又は力特性の変更に使用できる、歯車及びレバーなどの構成部品を使用することもできる。同様に、ラック及びピニオン、送りねじ又はボールねじ、回転歯車及びオフセットピン、並びにピストンなどの、長手方向の動きを回転に変換する、又は回転を長手方向の動きに変換するアセンブリを使用することもできる。

上記の構成部品は、利用可能な空間、必要な速度、トルク、信頼性及びコスト特性などの特定の用途要件に応じて、様々な並べ換え及び組み合わせで組み合わせることができる。本明細書で説明する連結クランク取付装置内で使用されるこのような組み合わせは、全て本開示の範囲に含まれると見なされる。

本明細書では、少数の潜在的な組み合わせについて説明する。ただし、一般に、構成部品の数が多ければ多いほど、効率損失の可能性、並びに発熱及び摩耗の可能性も高くなる。

連結クランク取付装置は、ピストン、マニホールド、及び出力コネクタに接続された油圧モータを含み、電気モータが電源入力に接続されてピストンを駆動し、ピストンが油圧流体を加圧し、油圧流体がマニホールドを介して油圧モータを作動させ、油圧モータが出力コネクタを駆動することが好ましい。

油圧モータは、ピストンモータであることが好ましい。或いは、油圧モータは羽根モータである。さらに、油圧モータを歯車モータとすることもできる。

入力は、油圧力であることが好ましい。現在の転轍機の大部分は油圧駆動式であり、従って連結クランク取付装置も油圧駆動式にして、連結クランク取付装置が同じ動力によって、好ましくは転轍機と同じ供給装置によって、さらには転轍機を通じて供給される動力によって動作できるようにすることが望ましい。

アクチュエータは、少なくとも１つの油圧ピストンを含むことが好ましい。このピストンは、ピストンの動きを特定の範囲内に制限するための少なくとも１つの調整可能なエンドストップを有することが好ましい。

アクチュエータは、少なくとも１つのマニホールドを含むことが好ましい。

油圧ピストンは、入力端子に接続されたマニホールドと相互作用することが好ましい。

マニホールドは、入力端子からピストンチャンバへの加圧流体の流れを制御して調整することができる。従って、マニホールドは、入力端子に結合されることが好ましい。マニホールドは、入力端子に直接結合される必要はなく、装置内の他の場所に位置したままでピストンチャンバ内の加圧流体を調整することもできる。

油圧ピストンは、入力端子に接続されたマニホールドと相互作用することが好ましい。

アクチュエータは、ラック及びピニオンを含むことが好ましい。

ピニオンは、出力コネクタに接続され、ラックは、油圧ピストンによって駆動されることが好ましい。

連結クランク取付装置は、第１のラックの直径方向反対側においてピニオンに接触する、さらなる油圧ピストンに接続された第２のラックをさらに含む。

油圧ピストンアセンブリは、第１のラック及び第２のラックの両端部に接続されることが好ましい。これにより、各ラックの位置を高度に制御して、ピストンがラックの一方側に正圧を、他方側に負圧をもたらすことができる可能性が高まる。

１又は複数のピストンは、ピストンのストロークを制御し、必要に応じてその動きを制限するねじ式のエンドストップを有することが好ましい。

油圧ピストンアセンブリは、装置のいずれかの端部に構造ブロックによって係止されることが好ましい。入力端子は、構造ブロックの１つに位置することが好ましい。出力接続部は、装置の最上面に位置することが好ましい。

本開示の範囲内では、特定の構成部品の相対的位置はほとんどが任意である。しかしながら、上記の構成によれば、入力端子を配置するのに便利な表面を提供するとともに、最上面に出力接続部を提供して既存の連結クランクシステムへの接続を容易にするコンパクトな設計が提供される。

構造ブロックの少なくとも１つは、マニホールドとしても機能することが好ましい。マニホールドは、装置に強度及び剛性を与える構造ブロックとして使用することができる。

作動部品のさらなる潜在的な組み合わせは上述した通りであり、送りねじ又はボールねじに結合された油圧モータをさらに含み、この油圧モータがボールねじの回転部品を駆動し、ボールねじの横方向移動部品がラックに接続されてラックを駆動し、ピニオンが出力コネクタに接続される。

油圧モータは、ピストンモータであることが好ましい。或いは、油圧モータを羽根モータとすることもできる。或いは、油圧モータを歯車モータとすることもできる。

以下、さらなる可能なアセンブリについて説明する。

１つのアセンブリでは、アクチュエータが、入力端子に接続された油圧モータを含む。このような設計は、単純かつ関連部品が少ないという利点を有する。このような設計は、モータのトルク及び速度特性を必要な特性に適合させる一連の歯車から恩恵を受けることができる。

油圧モータは、出力コネクタを直接駆動することが好ましい。

油圧モータは、ピストンモータであることが好ましい。通常、ピストンモータは、高圧用途に最適な密封を提供し、通常は高トルク低速用途で最も良く機能する。しかしながら、ピストンモータは比較的複雑であり、従って製造及び修理コストが高くなり得る。

油圧モータは、羽根モータであることが好ましい。羽根モータは、高速用途に利点を有し、従って歯車装置から恩恵を受ける可能性が他のモータ設計よりも高い。一方で、羽根モータは、比較的単純であり、保守が容易であり、頑丈である。

油圧モータは、歯車モータであることが好ましい。歯車モータは、非常にコンパクトであるとともに、恐らくは上述したモータの中で最もコストが低く、やはり高速用途に適しており、従って歯車装置から恩恵を受けることができる。

以上、特定のモータを提案したが、当業者には、他の複数のモータ設計も好適であり明白であろう。動力式連結クランク取付装置で使用されるこのようなモータは、全て本開示の範囲に含まれると見なされる。

アクチュエータは、送りねじアセンブリ又はボールねじアセンブリを含むことが好ましい。

油圧ピストンは、ねじアセンブリの長手方向移動部品に接続され、ねじアセンブリの回転部品は、出力コネクタに接続されることが好ましい。

或いは、ねじアセンブリの長手方向移動部品をラックに結合し、回転部品を電気モータ、油圧モータ又は空気モータに結合することもできる。ピニオンが出力接続部に取り付けられることにより、モータが作動すると、ボールねじ又は送りねじを介してラック及びピニオン、従って出力接続部が駆動される。

アクチュエータは、回転歯車及びオフセットピンを含むことが好ましい。従って、上記のいずれかの組み合わせのラック及びピニオン又はボールねじ／送りねじアセンブリは、回転歯車及びオフセットピンに置き換えることができる。この置き換えは、電気的、空気的又は油圧的動力供給部にも等しく適用可能である。

オフセットピンは、油圧ピストンに接続され、回転ギアは、出力接続部に接続されることが好ましい。

入力は、空気動力であることが好ましい。

当業者には明らかなように、１つの動力源タイプ（すなわち、電気、油圧又は空気）に関連する、アクチュエータアセンブリ内で使用する特定の構成部品に関するあらゆる説明は、他の動力源タイプにも当てはまる。従って、一般に、正しい動力形式が供給される限り、油圧ピストンを異なる動力源タイプの空気圧ピストンと容易に交換することができ、電気モータ、特に油圧モータと空気圧式モータを取り替えて使用することもできる。

本開示の別の潜在的な態様によれば、複数の長手方向位置において分岐レールの少なくとも１つに接続された、上述したような２つの相互接続された連結クランク取付装置を含むアセンブリが提供される。

従って、本開示は、少なくとも２つの相互接続された連結クランク取付装置を含むアセンブリであって、２つの装置の各々は、
１つ又は一連の入力端子と、
出力コネクタと、
連結クランク取付装置を鉄道線路に強固に対して取り付けるための取付手段と、
を備え、
入力端子は、入力を受け取るためのものであり、出力コネクタは、分岐レール、又はさらなる連結クランク取付装置の出力コネクタの少なくとも一方に直接的又は間接的に機械的に連結され、少なくとも１つのアクチュエータが出力コネクタに入力を与え、出力コネクタの各々は、連結クランクに接続され、連結クランクは、ａ）分岐レール、又はｂ）第２の連結クランク取付装置の出力コネクタに接続された第２の連結クランクの少なくとも一方にリンク機構によって接続され、
装置は、異なる長手方向位置において分岐レールの少なくとも一方に接続される、アセンブリを提供することができる。

本開示の別の潜在的な態様によれば、分岐レールの作動方法が提供され、この方法では、転轍機から離れた少なくとも１つの位置において分岐レールの少なくとも１つに接続された少なくとも１つの連結クランクに駆動力が供給される。

従って、本開示は、分岐レールの作動方法であって、少なくとも１つの連結クランク取付装置を準備するステップを含み、この装置は、
１つ又は一連の入力端子と、
出力コネクタと、
連結クランク取付装置を鉄道線路に対して強固に取り付けるための取付手段と、
を備え、
１つ又は一連の入力端子は、入力を受け取るためのものであり、出力コネクタは、分岐レール、又はさらなる連結クランク取付装置の出力コネクタの少なくとも一方に直接的又は間接的に機械的に連結され、アクチュエータは、出力コネクタに入力を与え、
従って、装置は、分岐レールの少なくとも１つに接続され、この方法は、少なくとも１つの連結クランク取付装置に駆動力を供給して、連結クランク取付装置上のクランクの回転を補助又は駆動するステップをさらに含む、方法を提供することができる。

駆動力は、電気的に生成されることが好ましい。或いは、駆動力を油圧的に生成することもできる。或いは、駆動力を空気的に生成することもできる。

駆動力は、モータによって作動されることが好ましい。或いは、駆動力をラック及びピニオンによって作動させることもできる。或いは、駆動力を回転歯車及びオフセットピンによって作動させることもできる。

駆動力は、転轍機への入力によってもたらされることが好ましい。

以下、添付図面を参照しながら、本開示のさらなる特徴をほんの一例としてさらに詳細に説明する。

本発明のいくつかの実施形態と共に使用するアクチュエータのカバーを除去した第１の形態の斜視図である。 図１に示すアクチュエータの、明確化のためにさらに構成部品を除去したさらなる斜視図である。 本発明のいくつかの実施形態と共に使用する、図１に示す装置などの別の装置の、カバーが適所に存在する斜視図である。 図３に示す装置の上面図である。 図３に示す装置の端面図である。 本発明のいくつかの実施形態と共に使用する、一対の分岐レール間における連結クランクシステム内に設置された別の装置の１つの連結クランクを示す図である。 レール間ではなくレール脇の２つの連結クランクを示す、別の連結クランクシステムの部分的概略図である。 本開示のさらなる可能な実施形態の様々な構成部品の斜視図である。

図１及び図２に、連結クランク取付装置１００の複数の構成部品を示す。図１では、２つのマニホールド１１０が平行に離間した構成で配置されている。この実施形態では、２つのマニホールドは矩形である。これらのマニホールドは、装置１００の２つの端部を形成する。

各マニホールドは、マニホールド１１０及び周辺部品を適所に固定するための複数の取付ボルトを収容する。

この実施形態のマニホールド１１０は金属製であり、ピストン１３０への油圧流体流を調整する。

各マニホールド１１０の端面からは、２つの取り外し可能なダストカバー１２０が延びる。これらのダストカバー１２０は、マニホールド１１０にボルト締めされ、動作中に油圧ピストン１３０の端部を収容し、この実施形態では、各マニホールド１１０の両端部からマニホールドの長さの約４分の１に位置する。これらのダストカバーは、埃及び湿気の進入を防ぐ。

この実施形態では、ダストカバーの下方に、油圧システムからの空気の流出を可能にするブリードニップル、及びピストンの停止位置を調整するためのロックナットを含む調整式ストップが存在する。他の構成も可能である。

ピストン１３０は、それぞれのマニホールド１１０の内面から延び、対向するマニホールド１１０の対応するピストン１３０と位置合わせされる。第１のマニホールド１１０ａの第１のピストン１３０ａは、第２のマニホールド１１０ｂの第１の対応するピストン１３０ｃに対向し、このピストン１３０ｃに向かって延びる。従って、第１のマニホールド１１０ａの第２のピストン１３０ｂは、第２のマニホールド１１０ｂの第２の対応するピストン１３０ｄに対向し、このピストン１３０ｄに向かって延びる。

対向するピストン１３０ａ、１３０ｃ間、及びピストン１３０ｂ、１３０ｄ間には、ラック１４０が強固に取り付けられる。両ラック１４０の、この実施形態では内面には、装置１００の中心に面する歯が設けられる。

２つのラック１４０間には、平歯車の形のピニオン１５０が存在する。この実施形態では、ピニオン１５０が、使用時にその回転軸が垂直方向に存在するように配置される。ピニオン１５０は、両ラック１４０と噛み合う。

この好ましい構成は概ね対称的であり、従ってピニオン１５０は、装置１００の中心に位置する。

ピニオン１５０は、ベースプレート１８０上に存在し、又はベースプレート１８０に隣接することが好ましい。ピニオン１５０は、ベースプレート１８０に対して自由に回転する。ベースプレート１８０は、装置１００の基部の一部を形成するとともに、装置１００の基部に強固に取り付けられる。この実施形態では、ベースプレート１８０が、装置１００の基部と同一平面上に存在し、ゴムパッキン上に載置される。

この実施形態では、ベースプレート１８０が、概ね正方形はであるが角部が丸い厚い金属板を含む。ベースプレート１８０は、いずれのマニホールド１１０ａ、１１０ｂにも、装置１００のいずれの側にも延びていない。従って、ベースプレート１８０は、ピニオン、ラック及びピストンが相互作用する領域の下方のみを覆う。

この実施形態では、ベースプレート１８０が、ピニオン１５０及び周囲の構造補強体をベースプレート１８０に取り付けるための複数のボルト及びボルト付属部品を含む。

図２を参照すると、穴２２０が見える。ピストン１３０の下方の対応する位置にも、他の穴が設けられる。これらの穴は、装置１００の基部からベースプレート１８０を取り外すために使用される。ベースプレート１８０を取り外す必要がある場合には、ねじ穴２２０にねじを挿入してねじ込む。ねじの先端がベースプレート１８０の下面から突出するにつれ、ベースプレートが装置１００の基部から強制的に引き離され、持ち上げて引き離せるようになる。

ピニオン１５０の上面の中心には、出力コネクタ１６０が接続される。図３に示すように、出力コネクタ１６０は、装置の上面を貫いて上方に延び、使用時には連結クランク２３０に接続する。

この好ましい実施形態では、出力コネクタ１６０が、角部を面取りした正方形の形状を有し、従って英国の鉄道網で採用されている現行の連結クランクに適合するような寸法である。出力コネクタ１６０は、適切な場合、例えば星形断面、キー溝付きの円形、テーパ付きの円形、又は三角形断面などの別の既知のクランクに適合するように変更することもできる。

この実施形態では、使用時に装置の上板又はカバー２１０の外面と同一平面上又はその上に存在するように出力コネクタ１６０の基部から半径方向に広がる封口板１７０も設けられる。

この図示の実施形態では、第１のマニホールド１１０ａが、２つの油圧入力端子１９０を含む。入力端子１９０は、業界標準の油圧配管接続を用いて入力端子１９０に接続された供給管を有することができる。これらの供給管は、油圧流体の供給が装置１００に容易に接続されてピストン１３０ａ〜１３０ｄを動作できるようにする。

図３には、完全な連結クランク取付装置１００を示している。装置１００の両端部には、マニホールド１１０を確認することができる。上板２１０の中心から広がる、出力コネクタ１６０の基部の周囲に上板２１０と同一平面上に存在する封口板１７０を確認することもできる。上板及び側板については、別個の構成部品である（いくつかの実施形態では可能である）かのように説明しているが、この実施形態では、動力式クランクを中実の鋼ブロックから機械加工することが好ましく、従って個々のパネルを取り外すことはできない。

この好ましい実施形態の装置１００の上面内には、４つの取付穴３４０が存在する。この実施形態では、これらの穴が本体全体を貫いて機械加工され、従ってこれらの穴は、直接又は取付板を介して（取付ブロック、枕木又はブラケットとすることができる）支持物にボルト締めすることができる。これらの穴は、英国の鉄道網全体で現在使用されているような既存の連結クランク取付装置と両立するように配置される。これにより、既存製品との互換性が提供され、ポイント機能の素早い改善が可能になる。従って、既存の装置を直接交換することが可能である。しかしながら、これらの穴は、地上の受け入れ媒体に応じて配置し、或いはボルト用の穴よりもむしろ釘が必要な場合、又は別の異なる取付方法が好ましい場合などの必要に応じて変更することができる。

入力端子１９０は、依然として覆われずにマニホールド１１０ａの端部に露出され、油圧配管２４０の接続及び切断を可能にする。

図４では、連結クランク取付装置１００の上面図を確認することができる。

図５は、ここでは油圧ホース固定点の形の入力端子１９０ａ、１９０ｂ、及びマニホールド１１０ａに取り付けるための２つの固定ボルトを各々が含むダストカバー１２０ａ、１２０ｂの位置を示す端面図である。ここではキャップヘッドボルトである８つのマニホールド固定ボルトも示している。この実施形態では、これらのマニホールド固定ボルトが、第１のマニホールド１１０ａの端部内に示されている。反対側の端部である第２のマニホールドにも、側面の選択は任意であるが（他の場所に配置されない限り）片側にしか必要ない油圧ホース固定点を除き、対応する特徴が設けられている。

例えば図６に示すように、動作時には、入力端子１９０が油圧配管２４０に接続される。この配管は、マニホールド１１０ａに油圧流体を供給し、この油圧流体がさらにピストン１３０に供給される。

ラックを通じて結合された一対のピストンの伸縮は、第１のマニホールド１１０ａ上の第１のピストン１３０ａが伸びると、対向する第２のマニホールド１１０ｂ上の対応する第１ピストン１３０ｃが縮むように連動する。他のピストンも同様に協働する。従って、２つのラック１４０ａ、１４０ｂは、ピストンを用いて長手方向のいずれかの方向に移動することができる。また、両ラックはピニオン１５０の反対側に結合されているので、同じマニホールド１１０上の一対のピストン１３０は、ピストン１３０ａ、１３０ｄの一方が伸びると、他方のピストン１３０ｂ、１３０ｃが縮むように連動する。これにより、ラック１４０によってピニオン１５０に力が加わると、ピニオンに横向きの力ではなくトルクが加わることが確実になる。さらに、ラック１４０が加える力を互いに逆にすることにより、これらの力は互いに打ち消し合わないように作用する。

再び図６を参照すると、連結クランクシステム内に設置された連結クランク取付装置を示している。出力コネクタ１６０は、クランク２３０に取り付けられ、クランク２３０は、２つのリンク機構にさらに接続され、一方のリンク機構２５０は、分岐レール３００に接続され、他方のリンク機構２６０は、配線によってさらなるクランク（図示せず、ただしレール間ではなくレール脇に取り付けられた構成における同等の構成を示す図７を参照されたい）に接続される。

この実施形態では、クランク２３０が、枢動接合部２７０、２８０を介して両リンク機構２５０、２６０に枢動自在に接続される。

第２のリンク機構については、この接続が、この実施形態ではクランク２３０に強固に接続されるとともにクランクリンク機構２６０に枢動自在に接続されたブラケット２９０を介して達成される。しかしながら、ブラケットは、ポイントシステムの特定の構成に応じて、他方のリンク機構２６０の移動範囲を変化させるように調整することもできる。

一方、第１の分岐レールリンク機構２５０については、枢動接続の可変性が小さく、クランクアーム内の３つの潜在的な穴の１つで達成される。

当業では、クランク２３０を他のクランク及び分岐レールに接続する他の構成も知られている。

この例では、２つの分岐レール３００が存在し、これらの分岐レール３００は、結合部３２０によって互いに接続される。従って、これらの分岐レール３００は共に移動し、従ってクランク２３０は、両分岐レールを一体的に移動させる。

分岐レール３００の外側には、本線レール３３０を確認することもできる。連結クランク取付装置１００は、先行技術の連結クランク取付装置のものと同じ部品を用いて鉄道枕木３１０の１つに強固に取り付けられる。この枕木は、本線レール用の枕木の１つである。しかしながら、例えば別個の枕木、又はコンクリートパッドなどの固定取付パッドのような他の地上取り付け構成を使用することもできる。

図６に示す位置では、分岐レール３００が一方の作動位置にあり、（図に示す）左側の分岐レール３００が本線レール３３０に接触し、右側の分岐レール３００の右側には間隙が存在する。分岐レール３００を右に戻すことが望ましい時には、油圧配管２４０内の油圧流体を、転轍機（図示せず）及び連結クランク取付装置１００の両方に対して加圧する。このマニホールド１１０によって制御される油圧流体は、ピストン１３０を加圧し、ラック１３０及びピニオン１５０を介して出力端子１６０に反時計回り（上から見て）のトルクを及ぼす。従って、連結クランク取付装置１００によって与えられるトルクは、これまで内在する非効率性及びエネルギ損失（及び結果として生じる摩耗）を伴いながらも様々なリンク機構を通じて行う必要があった、転轍機が行う必要がある作業量を減少させる役割を果たす。従って、転轍機によって行う必要ある作業が減少し、又はより適切に分配される。

この実施形態では、油圧配管２４０が装置から切断されて連結クランク取付装置が自由に動けるようになると、この装置は、代わりに標準的な非動力式連結クランク取付装置として機能する点も認められたい。従って、この装置は、装置のための動力源を設ける前に設置することができる。

次に図７を参照すると、２つの連結クランク２３０を有する連結クランクシステムの部分的概略図を示している。この図には、油圧配管２４０は示していない。また、連結クランク２３０は、線路の中心から離れて、本線レール３３０の脇の鉄道枕木３１０上に存在する。

第１の下側クランク２３０から上側クランク２３０の一方のアームには、クランクリンク機構２６０が延びているのを確認することができる。上側クランク２３０では、下側クランク２３０に比べてリンク機構を異なる位置に取り付ける必要があるので、これによってブラケット２９０をクランクに正確に取り付ける重要性が明らかである。この正確な取り付けは、下側クランク２３０と比較した上側クランク２３０の回転比率が、下側クランク２３０に隣接する分岐レール３００の必要な緯度方向の移動比率と比較した上側クランク２３０に隣接する分岐レール３００の必要な緯度方向の移動比率に一致することを確実にするためである。このことは、当業では非動力式クランクに関して知られている。

最後に、図８に、本発明によるさらなる実施形態の移動部品の一部を示す。図８には、第１の一連の潜在的な実施形態と同様に、２つのピストン１３０ａ、１３０ｂを収容するマニホールド１１０ａを示しており、各ピストン１３０ａ、１３０ｂは、マニホールド１１０ａの内面と垂直に延びるラック１４０の端部に取り付けられ、各ラック１４０は他端には、２つのさらなるピストン１３０ｃ、１３０ｄが取り付けられる。しかしながら、図８の実施形態では、単一のピニオン１５０の代わりに、二次歯車１５５として機能するさらなる一対の平歯車が両側に配置された中心ピニオン１５０を採用する。これらの二次歯車１５５は、中心ピニオン１５０の直径方向に向かい合う地点において中心ピニオン１５０と噛み合い、このピニオン１５０と噛み合う地点と直径方向に向かい合う地点においてラック１４０と噛み合う。従って、これらの二次歯車１５５は、出力コネクタ１６０のトルク及び速度特性を変化させるとともに、ラック１４０の力方向に対して出力コネクタ１６０のトルク方向を逆にするギアリング効果をもたらす。

別の構成では、軸を中心に回転して平歯車又はピニオンをさらに回転させる作業歯車を両側に有することもできる。この構成には、電気モータが好ましいと考えられる。

従って、本開示は、分岐レールと共に使用する連結クランク取付装置であって、１つ又は一連の入力端子と、アクチュエータと、出力コネクタと、連結クランク取付装置を鉄道線路に対して強固に取り付けるための取付手段とを備え、１つ又は一連の入力端子は、入力を受け取るためのものであり、出力コネクタは、分岐レール、又はさらなる連結クランク取付装置の出力コネクタの少なくとも一方に直接的又は間接的に機械的に連結され、アクチュエータは、出力コネクタに入力を与える、連結クランク取付装置を提供する。

ほんの一例として本発明を説明したと理解されたい。しかしながら、本発明は、本明細書に添付する特許請求の範囲のみによって限定されるものとして細部の修正を行うことができる。

本発明のいくつかの実施形態と共に使用するアクチュエータのカバーを除去した第１の形態の斜視図である。 図１に示すアクチュエータの、明確化のためにさらに構成部品を除去したさらなる斜視図である。 本発明のいくつかの実施形態と共に使用する、図１に示す装置などの別の装置の、カバーが適所に存在する斜視図である。 図３に示す装置の上面図である。 装置の別の実施形態の上面図である。 図３に示す装置の端面図である。 本発明のいくつかの実施形態と共に使用する、一対の分岐レール間における連結クランクシステム内に設置された別の装置の１つの連結クランクを示す図である。 レール間ではなくレール脇の２つの連結クランクを示す、別の連結クランクシステムの部分的概略図である。 本開示のさらなる可能な実施形態の様々な構成部品の斜視図である。

図４では、連結クランク取付装置１００の上面図を確認することができる。図４Ａは、送りねじ又はボールねじアセンブリ４００を有する連結クランク装置１００の上面図である。或いは、装置１００は、回転歯車及びオフセットピンアセンブリ４００を有することもできる。いくつかの実施形態では、図４Ａに入力４０２によって示すように、入力を電力とする。

Claims (45)

1. 分岐レールと共に使用する連結クランク取付装置であって、
   １つ又は一連の入力端子と、
   アクチュエータと、
   出力コネクタと、
   前記連結クランク取付装置を鉄道線路に対して強固に取り付けるための取付手段と、
   を備え、
   前記１つ又は一連の入力端子は、入力を受け取るためのものであり、前記出力コネクタは、分岐レール、又はさらなる連結クランク取付装置の出力コネクタの少なくとも一方に直接的又は間接的に機械的に連結され、前記アクチュエータは、前記出力コネクタに前記入力を与える、ことを特徴とする連結クランク取付装置。
2. 前記出力コネクタは、回転出力を有する、請求項１に記載の連結クランク取付装置。
3. 前記出力コネクタは、連結クランクに接続され、該連結クランクは、前記分岐レール、又は第２の連結クランク取付装置の出力コネクタに接続された第２の連結クランクの少なくとも一方に、リンク機構によって接続される、請求項２に記載の連結クランク取付装置。
4. 前記連結クランクは、２つのレバーアームを有し、該２つのレバーアームは、前記分岐レールと、第２の連結クランク取付装置の出力コネクタに接続された第２の連結クランクとに、リンク機構によってそれぞれ接続される、請求項３に記載の連結クランク取付装置。
5. 前記連結クランクは、前記２つのレバーアームが互いに実質的に９０°を成して交点において接合された「Ｌ」字形である、請求項４に記載の連結クランク取付装置。
6. 前記リンク機構は、実質的に細長い金属ロッドである、請求項３から５のいずれかに記載の連結クランク取付装置。
7. 前記リンク機構は、前記連結クランクに枢動自在に取り付けられる、請求項４から６のいずれかに記載の連結クランク取付装置。
8. 前記リンク機構は、ブラケットに枢動自在に接続され、該ブラケットは、前記連結クランクに強固に固定される、請求項４から６のいずれかに記載の連結クランク取付装置。
9. 前記出力コネクタの動きは、固定された本線レールに前記分岐レールの自由端が近づく間一定である、請求項１から８のいずれかに記載の連結クランク取付装置。
10. 前記取付手段は、機械的固定手段を有する、請求項１から９のいずれかに記載の連結クランク取付装置。
11. 前記取付手段は、鉄道枕木への取り付けに適した４つのねじ又はボルトを有する、請求項１０に記載の連結クランク取付装置。
12. 前記入力は、前記分岐レールの先端を駆動する転轍機と同じ動力源からのものである、請求項１から１１のいずれかに記載の連結クランク取付装置。
13. 前記入力は、電力である、請求項１から１２のいずれかに記載の連結クランク取付装置。
14. 前記アクチュエータは、電気モータを有する、請求項１３に記載の連結クランク取付装置。
15. 前記入力端子は、前記モータのステータに接続され、前記出力コネクタは、前記モータのロータに接続される、請求項１４に記載の連結クランク取付装置。
16. ピストンと、マニホールドと、前記出力コネクタに接続された油圧モータとをさらに備え、前記電気モータが電源入力に接続されて前記ピストンを駆動し、該ピストンが油圧流体を加圧し、該油圧流体が前記マニホールドを介して前記油圧モータを動作させ、該油圧モータが前記出力コネクタを駆動する、請求項１４に記載の連結クランク取付装置。
17. 前記油圧モータは、ピストンモータである、請求項１６に記載の連結クランク取付装置。
18. 前記油圧モータは、羽根モータである、請求項１６に記載の連結クランク取付装置。
19. 前記油圧モータは、歯車モータである、請求項１６に記載の連結クランク取付装置。
20. 前記入力は、油圧力である、請求項１から１２のいずれかに記載の連結クランク取付装置。
21. 前記アクチュエータは、少なくとも１つの油圧ピストンを有する、請求項２０に記載の連結クランク取付装置。
22. 前記アクチュエータは、少なくとも１つのマニホールドを有する、請求項２０又は２１に記載の連結クランク取付装置。
23. 前記油圧ピストンは、前記入力端子に接続された前記マニホールドと相互作用する、請求項２１に従属する場合の請求項２２に記載の連結クランク取付装置。
24. 前記アクチュエータは、ラック及びピニオンを有する、請求項２０から２３のいずれかに記載の連結クランク取付装置。
25. 前記ピニオンは、前記出力コネクタに接続され、前記ラックは、前記油圧ピストンによって駆動される、請求項２１から２３に従属する場合の請求項２４に記載の連結クランク取付装置。
26. さらなる油圧ピストンに接続された第２のラックをさらに備え、該第２のラックは、前記第１のラックと直径方向反対側において前記ピニオンに接触する、
    請求項２５に記載の連結クランク取付装置。
27. 前記第１のラック及び前記第２のラックの両端に、油圧ピストンアセンブリが接続される、請求項２６に記載の連結クランク取付装置。
28. 前記油圧ピストンアセンブリは、前記装置のいずれかの端部に構造ブロックによって係止される、請求項２７に記載の連結クランク取付装置。
29. 前記構造ブロックの少なくとも１つは、前記マニホールドとしても機能する、請求項２８に記載の連結クランク取付装置。
30. 前記入力端子は、マニホールド内に位置する、請求項２２に従属する場合の請求項２３から２９のいずれかに記載の連結クランク取付装置。
31. 前記アクチュエータは、前記入力端子に接続された油圧モータを有する、請求項２０から３０のいずれかに記載の連結クランク取付装置。
32. 前記油圧モータは、前記出力コネクタを直接駆動する、請求項２０から２４のいずれかに従属する場合の請求項３１に記載の連結クランク取付装置。
33. 前記油圧モータは、ピストンモータである、請求項３１又は３２に記載の連結クランク取付装置。
34. 前記油圧モータは、羽根モータである、請求項３１又は３２に記載の連結クランク取付装置。
35. 前記油圧モータは、歯車モータである、請求項３１又は３２に記載の連結クランク取付装置。
36. 前記アクチュエータは、リード又はボールねじアセンブリを有する、請求項２０から２４のいずれか又は請求項２８に記載の連結クランク取付装置。
37. 前記油圧ピストンは、前記ねじアセンブリの長手方向移動部品に接続され、前記ねじアセンブリの回転部品は、前記出力コネクタに接続される、請求項２０に従属する場合の請求項３３に記載の連結クランク取付装置。
38. 前記アクチュエータは、回転歯車及びオフセットピンを有する、請求項２０から２２のいずれか又は請求項３１に記載の連結クランク取付装置。
39. 前記オフセットピンは、前記油圧ピストンに接続され、前記回転歯車は、前記出力接続部に接続される、請求項２０から２２のいずれかに従属する場合の請求項３８に記載の連結クランク取付装置。
40. 前記入力は、空気力又は油圧力である、請求項１から１１のいずれかに記載の連結クランク取付装置。
41. 請求項３又は請求項４に従属する場合の請求項５から４０のいずれかに記載の、異なる長手方向位置において分岐レールの少なくとも１つに接続された、少なくとも２つの相互接続された前記連結クランク取付装置を備える、ことを特徴とするアセンブリ。
42. 複数分岐レールの作動方法であって、
    請求項１から４０のいずれかに記載の、前記分岐レールの少なくとも１つに接続された少なくとも１つの連結クランク取付装置を準備するステップと、
    前記少なくとも１つの連結クランク取付装置に駆動力を供給して、前記クランク取付装置上のクランクの回転を補助又は駆動するステップと、を含むことを特徴とする方法。
43. 前記駆動力は、電気的に生成される、請求項４２に記載の方法。
44. 前記駆動力は、油圧的に生成される、請求項４２に記載の方法。
45. 前記駆動力は、空気圧的に生成される、請求項４２に記載の方法。

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