JP2018003501A - レール遊間整正装置およびレール遊間整正機 - Google Patents

Abstract

【課題】重量が軽く輸送性に優れ人力では達成困難な大きな遊間整正量を得ることができるレール遊間整正装置を実現する。【解決手段】レールを上方からそれぞれ把持可能な一対のレール把持手段と、該一対のレール把持手段を接近する方向または離反する方向へ移動可能なロッド状の伸縮手段とを備え、レール把持手段によって２本のレールの端部をそれぞれ把持した状態で伸縮手段を作動させてレール把持手段を接近する方向または離反する方向へ移動させて遊間を調整可能なレール遊間整正装置において、一対のレール把持手段の内側間隔は、レールの側部に設けられている継目板の長さよりも大きく設定し、各レール把持手段は、レールの上面に当接可能な面を有する本体ブロックと、レールの首部に対向するカム面を有する一対のクランプ手段とを備え、前記ロッド状の伸縮手段の端部に、レール長手方向と交差する方向の軸によって回動可能に取り付けるようにした。【選択図】図２

Description

本発明は、鉄道のレールとレールの継ぎ目の遊間を適正値に調整するためのレール遊間整正機に関する。

鉄道軌道においては、レールとレールとが継目板により連結されており、その継ぎ目部には温度変化によるレールの伸縮を吸収するために遊間が設けられている。軌道の保守管理においては、レールにゆがみ等の不具合が発生するのを防止するため、レールの遊間が適正値になるように調整する必要がある。

従来、レール遊間の調整は、端面同士が対向する２本のレールをそれぞれアームで挟持した状態で、アームを離間する方向または接近する方向へ移動させることによって、遊間を広げたり狭めたりすることができるレール遊間整正機と呼ばれる機械を用いて行われている。かかる機能を有するレール遊間整正機に関する発明としては、例えば特許文献１や２に開示されているものがある。
なお、レール遊間整正機は、継目ボルトの破損時のボルト交換や継目板の交換、遊間に介挿される絶縁体の交換作業の際にも利用される。

特開平０５−２８７７０２号公報 特開平０５−３０６５０１号公報

特許文献１および２に開示されているレール遊間整正機はいずれも、２本のレールを油圧シリンダで動作する一対のレールキャッチまたはクランプアームでそれぞれ挟持し、油圧シリンダでレールを長手方向に移動させて遊間を適正値に整正する機構を設けている。このように、遊間整正用の油圧シリンダの他にレール挟持用の２個の油圧シリンダを備えるため、重量が非常に大きく、作業者が手動で移動するのが困難であるので、いずれの発明においても、レール遊間整正機を、レール上に載置されレール上を移動可能な走行手段を備えた大掛かりな輸送装置もしくは軌陸作業車（軌陸バックホウ）のような重機に搭載して作業および移動を行わざるを得なかった。

また、従来、２本のレールを挟持する一対の摩擦式のクランパと、クランパ間に設けられた一対のターンバックルとからなるレール遊間整正機も使用されている。このターンバックル式のレール遊間整正機は、重量が１００ｋｇ程度あるとともに、作業のすべてを人力に頼る手動式の機器であるため、非力な作業員が作業するのは困難であるとともに、輸送は２人がかりで行う必要があり、作業性が悪いという課題があった。さらに、ターンバックルによる作用力は、油圧シリンダに比べて小さいため、レールの遊間整正量にも限界があった。

本発明は上記のような課題に着目してなされたもので、その目的とするところは、重量が軽く輸送性に優れるとともに人力では達成困難な大きな遊間整正量を得ることができるレール遊間整正装置およびレール遊間整正機を提供することにある。
本発明の他の目的は、整正作業を最小人数の作業員で行うことができる操作性に優れたレール遊間整正装置およびレール遊間整正機を提供することにある。

本発明は、上記目的を達成するため、
鉄道軌道のレールを上方からそれぞれ把持可能な一対のレール把持手段と、該一対のレール把持手段を接近する方向または離反する方向へ移動可能なロッド状の伸縮手段とを備え、前記一対のレール把持手段によって、鉄道軌道に沿って所定の遊間を有して敷設されている２本のレールの端部をそれぞれ把持した状態で、前記伸縮手段を作動させて前記一対のレール把持手段を接近する方向または離反する方向へ移動させて遊間を調整可能なレール遊間整正装置において、
前記一対のレール把持手段の内側間隔は、レールの側部に設けられている継目板の長さよりも大きく設定され、
前記レール把持手段は、レールの上面に当接可能な面を有する本体ブロックと、レールの首部に対向するカム面を有する一対のクランプ手段とを備え、前記ロッド状の伸縮手段の端部に、レール長手方向と交差する方向に配設された軸によって回動可能に取り付けられているようにした。

上記のような構成のレール遊間整正装置によれば、レール把持手段が、ロッド状の伸縮手段の端部にレールの長手方向と交差する方向に配設された軸によって回動可能に取り付けられているため、一対のレール把持手段で連続する２本のレールの端部を把持してから伸縮手段を作動させると、レール把持手段が傾斜してクランプ手段のカム面がレールの首部に接触しつつ本体ブロックとの間隔が狭くなることでレールを挟持することができ、クランプ手段を作動させるシリンダ等の動力源を設けることなくレールの遊間を整正することができる。

ここで、望ましくは、前記一対のクランプ手段の少なくとも一方は、レール長手方向と平行な軸の回りに回動可能に前記本体ブロックに取り付けられ、前記カム面がレールの首部に近接した状態で回動を禁止可能に構成する。
かかる構成によれば、一対のクランプ手段の少なくとも一方が、レールの長手方向と平行な軸の回りに回動可能に本体ブロックに取り付けられているため、レールを上方から被せるようにしてレールを把持し、その後回動を禁止することで作業中にクランプ手段が外れるのを防止することができる。

また、望ましくは、前記本体ブロックのレールの上面に当接する面に、下方へ向かって膨出するカム面を形成する。
かかる構成によれば、本体ブロックの下面にもカム面が設けられるので、該カム面とクランプ手段のカム面とが対向しレールの首部を上下から挟み込むこととなり、より強固にレールを把持することができる。

さらに、望ましくは、前記伸縮手段は、動力源として油圧シリンダを備え、該油圧シリンダのシリンダロッドには延長用パイプが接続されているようにする。
伸縮手段の動力源としてモータを使用する構成も考えられるが、モータを使用すると重量バランスが片寄り持ち運びが困難になるが、上記のように動力源として油圧シリンダを使用する構成によれば、重量バランスが均衡し持ち運びが容易となる。また、シリンダロッドに延長用パイプを接続するので、一対のレール把持手段の内側間隔を継目板の長さよりも容易に長くすることができ、継目板の緩衝を受けない遊間整正作業が可能となる。

また、望ましくは、前記伸縮手段には、レールの上面に当接し転動可能な複数個のローラが設けられているように構成する。
かかる構成によれば、レール遊間整正装置のみをレール上に載置したまま移動させることができる。

また、本出願に係るレール遊間整正機は、上記のような構成を有するレール遊間整正装置と、鉄道軌道の一対のレール上を転動可能な複数の車輪を備えた台車および該台車に搭載された駆動手段と該駆動手段によって駆動される油圧ポンプを有する運搬車と、
前記レール遊間整正装置と前記運搬車とを連結する接続杆と、
を備え、前記接続杆の両端部は、前記レール遊間整正装置と前記運搬車に、水平方向の軸を介して回動可能にそれぞれ連結されるようにした。
かかる構成によれば、レール遊間整正装置を運搬車に連結した状態で移動させることができるとともに、レール上面が波打っていて移動の際に装置が上下に揺れたとしてもレール上から脱落しにくくすることができる。

本発明によれば重量が軽く輸送性に優れるとともに人力では達成困難な大きな遊間整正量を得ることができるレール遊間整正装置およびレール遊間整正機を実現することができる。また、整正作業を最小人数の作業員で行うことができる操作性に優れたレール遊間整正装置およびレール遊間整正機を実現することができるという効果がある。

本発明に係るレール遊間整正機の一実施形態を示す側面図である。 （Ａ）および（Ｂ）は、実施形態のレール遊間整正機を構成するシリンダアッセンブリの詳細を示す側面図および平面図である。 （Ａ）および（Ｂ）は実施形態のレール遊間整正機を構成するシリンダアッセンブリの両端に設けられるレールキャッチの詳細を示す平面図および正面図、（Ｃ）はレールキャッチをレールへ装着する際の状態を示す正面図である。 （Ａ）はクランパの先端部分の形状を示す拡大図、（Ｂ）はレールとレールキャッチ側のカム面との関係を示す拡大図である。 （Ａ）および（Ｂ）は、実施形態のレール遊間整正機によりレール遊間を狭める作業と広げる作業の際のレールキャッチの状態を示す側面図である。 実施形態のレール遊間整正機を構成する運搬車の詳細を示す平面図である。

以下、図面を参照しながら本発明に係るレール遊間整正機の実施形態について詳細に説明する。図１は本実施形態のレール遊間整正機の全体の構成を示している。
図１に示すように、本実施形態のレール遊間整正機は、油圧シリンダ１１および延長用パイプ１２とこれらの両端に設けられレールを挟持する一対のレールキャッチ１３Ａ、１３Ｂを備えるシリンダアッセンブリ１０と、上記油圧シリンダ１１を作動させる油圧を供給する油圧ポンプ２１および該油圧ポンプ２１を駆動するエンジン発電機２２を搭載したトロと呼ばれる運搬車２０とから構成されている。

また、上記シリンダアッセンブリ１０と運搬車２０とは、接続アーム４１によって連結可能であり、連結した状態で移動させることができるように構成されている。さらに、接続アーム４１の両端は水平方向のピンによってシリンダアッセンブリ１０と運搬車２０にそれぞれ回動可能に連結され、レール上面が波打っていて移動の際にシリンダアッセンブリ１０が上下に揺れたとしてもレール上から脱落しにくい構成となっている。

運搬車２０は、油圧ポンプ２１およびエンジン発電機２２を搭載する台車２３と、該台車の下部の４隅に設けられレール上を転動する車輪２４と、後部の車輪２４の回転を停止させるブレーキ装置２５と、手押しバー２６とを備える。油圧ポンプ２１と油圧シリンダ１１とは、油圧ホース４２Ａ，４２Ｂによって接続される。
また、運搬車２０には、油圧ポンプ２１を制御して油圧シリンダ１１を伸長させた収縮させたりするためのリモートコントローラ２７が設けられている。さらに、運搬車２０には、油圧シリンダ１１およびレールキャッチ１３Ａ、１３Ｂを載置可能な載置部が設けられ、図６に示すように、運搬車２０に油圧シリンダ１１およびレールキャッチ１３Ａ、１３Ｂを載せて運搬することができるように構成されている。

図２（Ａ）および（Ｂ）には、レール遊間整正機を構成する上記シリンダアッセンブリ１０の詳細が示されている。このうち、（Ａ）は側面図、（Ｂ）は平面図である。
本実施形態のシリンダアッセンブリ１０は、油圧シリンダ１１の一端に同一軸方向に接続された延長用パイプ１２を備えている。また、延長用パイプ１２の中には、油圧シリンダ１１のシリンダロッドと連結された延長ロッド１２ａが軸方向へ移動可能に挿入されている。延長用パイプ１２を設けているのは、一対のレールキャッチ１３Ａ、１３Ｂによってレールを挟持する際に、レール連結部の腹部に設けられている継目板とレールキャッチ１３Ａ、１３Ｂとが干渉しないようにするためである。延長用パイプ１２の長さは、レールキャッチ１３Ａと１３Ｂとの内側間隔が継目板の長さよりも長くなるように決定されている。

油圧シリンダ１１には、シリンダを伸長させる際に油圧を注入する油圧パイプが接続される接続金具１１ａと、シリンダを収縮させる際に油圧を注入する油圧パイプが接続される接続金具１１ｂとが設けられている。
また、油圧シリンダ１１と延長用パイプ１２は、下部にレール上を転動可能なローラ１４Ａ、１４Ｂを備え、上部に取っ手１５Ａ、１５Ｂがそれぞれ設けられおり、取っ手１５Ａ、１５Ｂを掴んで持ち上げてレール上に載置して、ローラ１４Ａ、１４Ｂによってレールに沿って移動させることができるように構成されている。

レールキャッチ１３Ａと１３Ｂは同一の構成を有するので、以下、一方のレールキャッチ１３Ａの詳細な構成について図２および図３を用いて説明し、他方については説明を省略する。なお、図２（Ａ）において、レールキャッチ１３Ａと１３Ｂの形状が若干異なっているのは、レールキャッチは左右非対称であり、シリンダの両端部に、それぞれ逆向き姿勢で取り付けられることで一方の面（表側）と他方の面（裏側）が見えているためである。

図３（Ａ）および（Ｂ）は、レールキャッチ１３Ａ（１３Ｂ）の平面図および正面図である。図３に示すように、レールキャッチ１３Ａは、上部に油圧シリンダ１１の本体端部と連結する連結ピン３２の両端を支承する一対の支持片３１ａおよび該支持片３１ａに固定された取っ手３１ｂが設けられている本体ブロック３１と、該本体ブロック３１に対して回転軸３５によって回動可能に結合された可動クランプ片３３とを備えている。

また、レールキャッチ１３Ａは、上記可動クランプ片３３の回動を禁止したり許容したりするための抜き差し可能な係止ピン３４を備え、この係止ピン３４の両端にはピンの抜けを防止する機構が設けられている。図３の実施例では、係止ピン３４を水平方向に設けているが、本体ブロック３１と可動クランプ片３３とが上下に重なる部位を設け、この重なる部位にピン穴をそれぞれ形成して、該ピン穴に対して係止ピン３４を鉛直方向に挿入することで可動クランプ片３３の回動を禁止するように構成することも可能である。

本体ブロック３１は、下部に、上記可動クランプ片３３と対向する固定クランプ片３１ｃが形成されている。可動クランプ片３３は、先端（図３では下端）に、図４（Ａ）に拡大して示すように、レールＲの首部側に向かって膨出するように湾曲したカム面３３ａが形成されている。固定クランプ片３１ｃの先端も同様である。さらに、本体ブロック３１の中央下部にも、下方すなわちレールＲの上面に向かって膨出するように湾曲したカム面３１ｄが形成されている。これら３つのカム面が形成されていることにより、油圧シリンダ１１を伸長または収縮させた際に、カム面同士の上下間隔が狭くなることで、レールＲを把持できるようになっている。また、各カムの表面には、図４（Ｂ）に示すように、摩擦力を高めるための突条Ｐが形成されている。

図５（Ａ）および（Ｂ）には、本実施形態のシリンダアッセンブリ１０を用いて２本のレールの遊間を狭める作業の際の状態と、レールの遊間を広げる作業の際の状態を示す。
遊間を狭める作業の際には、油圧シリンダ１１のロッドを伸長させてから、両端のレールキャッチ１３Ａと１３Ｂで２本のレールをそれぞれ挟持させる。この際、先ず係止ピン３４を抜いて、図３（Ｃ）に示すように、可動クランプ片３３を外側に回動させて固定クランプ片３１ｃとの間隔を広くした状態で、レールキャッチ１３Ａと１３Ｂをそれぞれレールの上方から被せる。それから、可動クランプ片３３と固定クランプ片３１ｃの先端をレールの腹部に接近させた後、係止ピン３４を可動クランプ片３３に挿入して回動を禁止する。

次に、継目板のボルトを緩めるとともに近傍のレール締結器を緩めてレールを解放してから、油圧ポンプ２１を作動させて油圧シリンダ１１のロッドを収縮させる。すると、可動クランプ片３３のカム面とレールとの間に摩擦力が働いて、図５（Ａ）に示すように、レールキャッチ１３Ａと１３Ｂがそれぞれ内側に傾く。すると、カム面がレール表面に沿って転がり、図４（Ｂ）に示すように、カム面同士の上下方向の間隔が狭くなることで、レールを強固に把持するとともに、２本のレールを近づく方向へ引っ張って遊間を狭くすることができる。その後、継目板のボルトを締め付けるとともに、レール締結器でレールを固定した後、レールキャッチ１３Ａと１３Ｂをレールから外して一連の作業が終了する。

遊間を広げる作業の際には、油圧シリンダ１１のロッドを収縮させてから、上記同様にして、両端のレールキャッチ１３Ａと１３Ｂで２本のレールをそれぞれ挟持させる。その後、継目板のボルトとレール締結器を緩めてから、油圧ポンプ２１を作動させて油圧シリンダ１１のロッドを伸長させる。すると、可動クランプ片３３のカム面とレールとの間に摩擦力が働いて、図５（Ｂ）に示すように、レールキャッチ１３Ａと１３Ｂがそれぞれ外側に傾く。すると、カム面同士の上下方向の間隔が狭くなることで、レールを強固に把持するとともに、２本のレールを遠ざける方向へ引っ張って遊間を広くすることができる。その後、継目板のボルトとレール締結器を締め付けた後、レールキャッチ１３Ａと１３Ｂをレールから外して作業が終了する。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態においては、可動クランプ片３３を本体ブロック３１に対して回動可能に取り付け、該可動クランプ片３３を固定クランプ片３１ｃから遠ざけることで、レールの上方からレールを挟み込めるように構成しているが、可動クランプ片３３を水平方向へスライド可能に構成することでレールを挟み込めるようにしても良い。

また、上記実施形態においては、可動クランプ片３３のみを本体ブロック３１に対して回動可能に取り付けるように構成しているが、固定クランプ片３１ｃも同様に本体ブロック３１に対して回動可能に取り付けるように構成しても良い。そして、この場合には、本体ブロック３１のレール上面と接する面は、湾曲した面ではなく平坦な面としてもよい。
また、上記実施形態においては、伸縮手段としてのアッセンブリ１０の動力源として油圧シリンダを使用したものを説明したが、伸縮手段を送りネジと該送りネジを回転させるモータとにより構成することもできる。

１０ シリンダアッセンブリ
１１ 油圧シリンダ（伸縮手段）
１２ 延長用パイプ
１３Ａ、１３Ｂ レールキャッチ（レール把持手段）
１４Ａ、１４Ｂ ローラ
２０ 運搬車
２１ 油圧ポンプ
２２ エンジン発電機
２５ ブレーキ装置
３１ 本体ブロック
３１ｃ 固定クランプ片（クランプ手段）
３３ 可動クランプ片（クランプ手段）
３１ｄ，３３ａ カム面
４１ 接続アーム（接続杆）
４２Ａ，４２Ｂ 油圧ホース

Claims (6)

1. 鉄道軌道のレールを上方からそれぞれ把持可能な一対のレール把持手段と、該一対のレール把持手段を接近する方向または離反する方向へ移動可能なロッド状の伸縮手段とを備え、前記一対のレール把持手段によって、鉄道軌道に沿って所定の遊間を有して敷設されている２本のレールの端部をそれぞれ把持した状態で、前記伸縮手段を作動させて前記一対のレール把持手段を接近する方向または離反する方向へ移動させて遊間を調整可能なレール遊間整正装置であって、
   前記一対のレール把持手段の内側間隔は、レールの側部に設けられている継目板の長さよりも大きく設定され、
   前記レール把持手段は、レールの上面に当接可能な面を有する本体ブロックと、レールの首部に対向するカム面を有する一対のクランプ手段とを備え、前記ロッド状の伸縮手段の端部に、レール長手方向と交差する方向に配設された軸によって回動可能に取り付けられていることを特徴とするレール遊間整正装置。
2. 前記一対のクランプ手段の少なくとも一方は、レール長手方向と平行な軸の回りに回動可能に前記本体ブロックに取り付けられ、前記カム面がレールの首部に近接した状態で回動を禁止可能に構成されていることを特徴とする請求項１に記載のレール遊間整正装置。
3. 前記本体ブロックのレールの上面に当接する面に、下方へ向かって膨出するカム面が形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のレール遊間整正装置。
4. 前記伸縮手段は、動力源として油圧シリンダを備え、該油圧シリンダのシリンダロッドには延長用パイプが接続されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のレール遊間整正装置。
5. 前記伸縮手段には、レールの上面に当接し転動可能な複数個のローラが設けられていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のレール遊間整正装置。
6. 請求項５に記載のレール遊間整正装置と、
   鉄道軌道の一対のレール上を転動可能な複数の車輪を備えた台車および該台車に搭載された駆動手段と該駆動手段によって駆動される油圧ポンプを有する運搬車と、
   前記レール遊間整正装置と前記運搬車とを連結する接続杆と、
   を備え、前記接続杆の両端部は、前記レール遊間整正装置と前記運搬車に、水平方向の軸を介して回動可能にそれぞれ連結されていることを特徴とするレール遊間整正機。

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