JP2622092B2 - レール溶接部研削装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明はレール相互を溶接によ
りつなぐ場合に溶接部表面に生じた溶接凸部を平坦に自
動研削するレール溶接部研削装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近時、鉄道などは快適な乗り心地が追求
され、ロングレール化が図られている。

【０００３】このロングレール化は軌道現場においては
レールの継目間に溶湯を流し込んで接合している。ま
た、レールの接合工場においてはレール端部を加熱して
溶かし、これを相互に圧着して接合する手法が採用され
ている。何れの手法においても、圧着したレールの溶接
部表面が盛上がり、平坦面にならない。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このため、図５に示す
ように、レール１、１間の溶接部表面に生じる溶接凸部
２は、溶接時にレール１の断面形状に型抜きした掻取り
板３を通して整形している。しかし、この掻取り作業の
みでは溶接部表面が必ずしもフラットにならず、その
後、作業者がグラインダ４で平らにならしている。

【０００５】しかしながら、レール１の溶接面は、通常
０．１ｍｍ乃至０．２ｍｍの平滑度が要求されており、
上記のグラインダ掛け作業はかなりの熟練度を要し、手
間のかかる作業であった。また、グラインダ掛け作業は
身体にかなりの振動を与えるため、グラインダ掛け作業
の機械化、自動化が要請されていた。

【０００６】従って、本発明はかかるレールの溶接部表
面の研削作業における問題点や機械化の要請に鑑みなさ
れたものであり、溶接凸部が容易に、精度良く自動研削
できる機械化されたレール溶接部研削装置を提供するこ
とを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明のレール溶接部研削装置は、レールに固定さ
れるクランパと、該クランパに連結されレールの長手方
向に向けて摺動面が形成されたガイド体とを有する長尺
のベース体と、前記ガイド体に摺動可能に取付けられた
スライダと、前記ベース体に配設された第１モータによ
って正逆回転可能なピニオンと、基端部が前記スライダ
に固定され先端部が前記ピニオンに噛合されたラック付
バーとを有するスライダ駆動装置と、前記ガイド体の両
端部に配設され前記スライダの接近を検知して前記第１
モー タを逆回転させる第１センサと、前記スライダにレ
ールの高さ方向に沿って揺動可能に枢支され、第２モー
タによって回転される砥石車を有する研削ユニットと、
前記研削ユニットの揺動軸を回動させて前記砥石車の研
削面をレールの高さ方向に位置変位させる切込み調整装
置と、レール表面から突出した溶接凸部の高さを検出す
る第２センサと前記第２センサからの信号に基づき前記
切込み調整装置を制御する制御手段とで構成されたこと
を特徴としている。

【０００８】

【作用】長尺のベース体はクランパによってレールに固
定される。ベース体に取付けられたスライダはモータ駆
動のスライダ駆動装置によってガイド体上を摺動し、レ
ールの長手方向に沿って往復駆動される。一方、研削ユ
ニットはスライダに揺動可能に枢支されており、スライ
ダと共にレール上を長手方向に沿って往復駆動されると
共に、切込み調整装置によって砥石車の研削面がレール
の高さ方向に上下動して、その切込み量が設定される。

【０００９】従って、スライダ駆動装置をモータ駆動す
ると、研削ユニットを搭載したスライダがベース体上を
レールの長手方向に沿って往復駆動する。そして、研削
ユニットをモータ駆動すると、砥石車は回転しながらレ
ール表面を長手方向に沿って往復駆動され、レール表面
の溶接凸部を研削する。この時、切込み調整装置を操作
して、レール表面に対する砥石車の総切込量をレールの
溶接凸部の高さに応じて調整すると、レール表面が精度
良く研削できる。

【００１０】また、第２センサによってレール表面の高
さ位置を検出させ、この検出出力で切込み調整装置を駆
動すると、レール表面に対する砥石車の研削面の高さが
自動的に設定され、レール表面が全自動で研削できる。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面と共に詳述す
る。

【００１２】図１乃至図３は、本発明の開発段階のもの
で、研削ユニットの切込み量だけは作業者が手動で設定
する半自動のレール溶接部研削装置である。

【００１３】このレール溶接部研削装置は、レール１の
壁面に固定されるベース体１０、ベース体１０に摺動可
能に取付けられたスライダ２０、スライダ２０をレール
１の長手方向に沿って往復駆動させるためのモータ駆動
のスライダ駆動装置３０と、スライダ２０にレール１の
高さ方向に揺動可能に枢支されたモータ駆動の研削ユニ
ット４０、及びこの研削ユニット４０をレール１の高さ
方向に位置調整する切込み調整装置５０とで構成されて
いる。

【００１４】ベース体１０は、レール１の長手方向に沿
ってレール１の両側に配設される一対のフレーム１１の
両端部に、断面門型に形成されたクランパ１２を枠状に
一体に接合して形成されている。クランパ１２は、図３
に端面図示するように、一方の内壁面がレール１の側面
壁と係合する形状に形成されるとともに、他方の内壁面
に配設された当て板１３をねじ１４で出没させることに
より、レール１の頭部１ａおよび頸部１ｂが当て板１３
の前面とクランパ１２の内壁面とで挟まれて、ベース体
１０をレール１の側壁面に強固にクランプする。

【００１５】また、１５はベース体１０にレール１の長
手方向に沿って配設されたガイド体であり、ベース体１
０の一対のフレーム１１の外側に取付けた支持アーム１
６に軸支した一対のガイドロッド１７により構成され
る。即ち、この一対のガイドロッド１７は、後述するよ
うに、スライダ２０の摺動リング２１が嵌合して装着さ
れるもので、その表面にスライダ２０をレール１の長手
方向に向けて摺動支持する摺動面１７ａが形成される。

【００１６】スライダ２０は上記一対のガイドロッド１
７に嵌合して装着される前後左右合計４個の摺動リング
２１と、前後２個の摺動リング２１間を連結した両側板
２２、２２及びこれら両側板２２、２２の両端部間を横
部材２３、２３で連結して形成した枠体２４とで構成さ
れ、このスライダ２０はガイドロッド１７上をレール１
の長手方向に摺動するようになっている。

【００１７】スライダ駆動装置３０はベース体１０のク
ランパ１２の上面に固定された第１モータ３１と、この
モータ３１の回転運動を直線運動に変換して前記スライ
ダ２０を直線駆動させる回転−直線変換手段３２とで構
成される。即ち、回転−直線変換手段３２はモータ３１
に連結されたピニオンギヤ３３とスライダ２０に連結さ
れたラック３４とで構成されており、モータ３１の回転
運動をラック・ピニオン結合により直線運動に変換し
て、スライダ２０をレール１の長手方向に移動させる。

【００１８】又、前記ベース体１０のガイドロッド１７
の両端部には、図示しないが、スライダ２０の移動範囲
を検知する第１センサが配設され、スライダ２０がガイ
ドロッド１７の端部所定域に達すると、上記モータ３１
を逆回転させて、スライダ２０をガイドロッド１７上で
往復動させるように構成されている。

【００１９】研削ユニット４０は、第２モータ４１とこ
のモータ４１に連結された砥石車４２とを架台４３上に
一体に配設したもので、架台４３と一体の揺動軸４４が
前記スライダ２０に枢支され架台４３が揺動軸４４を中
心としてレール１の高さ方向に揺動可能に構成されてい
る。

【００２０】切込み調整装置５０はスライダ２０の側壁
２２部に固定した手動ハンドルを有し、手動ハンドル５
１の回転軸に配設したねじ５２が揺動軸４４と一体をな
す扇形ギア４５に噛合したものである。この切込み調整
装置５０は手動ハンドル５１を左右に回動させることに
より、研削ユニット４０の揺動軸４４が左右に回動し、
砥石車４２がレール１の高さ方向に揺動して、切込み深
さが自在に調整できる。

【００２１】以上のように構成されたレール溶接部研削
装置は次のように操作される。

【００２２】まず、ベース体１０の両端部のクランパ１
２をレール１の被研削面を跨ぐ両側に配置させてねじ１
４を締め、ベース体１０をレール１の壁面に固定する。
次に、スライダ駆動装置３０の第１モータ３１を駆動し
て、研削ユニット４０を搭載したスライダ２０をレール
１の被研削面上を長手方向に沿って往復駆動する。次
に、砥石車４２の切込量が所定量になるように、切込み
調整装置５０の手動ハンドル５１を時々調整しながら、
研削ユニット４０の第２モータ４１を駆動すると、砥石
車４２がレール１の表面上を回転しながら摺動し、レー
ル１の溶接凸部２が研削される。

【００２３】尚、以上の構成で次のような優れた特徴が
得られる。

【００２４】即ち、ベース体１０はレール１の長手方向
に沿ってレール１の両側に一対のフレーム１１を配設
し、このフレーム１１の両側にスライダ２０を摺動支持
するガイドロッド１７を配設するように構成したから、
細長いレール１上に研削ユニット４０を搭載したスライ
ダ２０を安定的に支持することができる。また、ベース
体１０はフレーム１１の両端部にクランパ１２を設けた
から、長尺のベース体１０が両端部で支持され、レール
１の被研削面の両側で安定に固定することができる。ま
た、クランパ１２の内壁面をレール１の側壁面と係合す
る断面門型に形成し、レール１の側壁に握持状に締結す
るように構成したから、長尺のベース体１０をレール１
の側壁面に強固にクランプすることができる。

【００２５】図４は本発明の実施例であり、研削ユニッ
トの切込み量も自動的に設定できる全自動のレール溶接
部研削装置である。

【００２６】このレール溶接部研削装置は上記半自動の
レール溶接部研削装置において、手動ハンドルの切込み
調整装置５０をモータ駆動型にすると共に、レール表面
の非溶接部を基準とする溶接凸部の高さを検出し、この
検出信号により切込み調整装置を作動させるセンサをス
ライダ２０に配設し、砥石車の切込み量を自動的に設定
できるように構成したもので、その他の構成は、上記図
１〜図３と同様の構成である。従って、同じ構成部分は
図１乃至図３と同一参照符号を付し、その詳細説明は省
略する。

【００２７】即ち、このレール溶接部研削装置の切込み
調整装置６０は上記切込み調整装置５０において、研削
ユニット４０を揺動させる手動のハンドル５１を切込み
駆動用のモータ６１に置き換え、このモータ６１に軸結
された回転軸に配設したねじ６２を、前記切込み調整装
置５０と同様に、研削ユニット４０の揺動軸４４に配設
した扇形ギア４５に噛合した構造が採用されている。従
って、モータ６１を回転させると、研削ユニット４０が
揺動軸４４の回りを回動し、砥石車４２の研削面がレー
ル１の高さ方向に移動して、切込み量が自在に調整され
る。

【００２８】また、センサ７０はスライダ２０に取付け
られ、レール１の表面の高さ位置を検出して上記切込み
調整装置６０のモータ６１を駆動する装置であり、レー
ル１の表面にレーザビームを照射してその反射光を検出
するセンサ部（第２センサ）７１と、センサ部７１の検
出信号を処理し、センサ部７１の検出出力に基づいて切
込み調整装置６０のモータ６１を駆動する制御部７２よ
り構成されている。

【００２９】かかる構成のレール溶接部研削装置は前記
半自動のレール溶接部研削装置と同様に、レール１にセ
ットして同様に駆動される。この場合、センサ７０はス
ライダ２０に搭載されてレール１の被研削面上を駆動さ
れており、レール１表面の非溶接部（平坦面）を基準と
する溶接凸部２の高さが検出される。従って、制御部７
２は溶接凸部２の高さに基づいて研削ユニット４０の必
要な切込み総揺動角を算出し、モータ６１を一定時間間
隔で断続的にまたは連続的に駆動させる。

【００３０】尚、本発明は上記各実施例において、研削
ユニット４０は砥石車４２の回転軸を水平方向に向けて
砥石車４２の周面側でレール１を研削するようにした
が、回転軸を垂直方向に向けて砥石車４２の側面側で研
削するようにすることも可能である。ただし、この場合
は砥石車４２が上下方向に揺動するのではなく、垂直方
向に昇降する構成とする。

【００３１】また、切込み調整装置５０は回転軸のねじ
５２を揺動軸４４の扇形ギヤ４５に噛合させ、研削ユニ
ット４０を揺動軸４４の回りに回動させるようにした
が、これをカムやレバーなどによって研削ユニット４０
の架台４３側を直接駆動させることも可能である。

【００３２】また、ベース体１０はレール１の両側に長
尺のフレーム１１を配置して端部をクランパ１２で連結
した両端支持の枠構造としたが、一方のレール１の側で
片持支持する構造など適宜構造に変形することも可能で
ある。

【００３３】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明はスライダ
を自動的に往復動させると共に、溶接凸部の高さを第２
センサで検出して研削ユニットの切込み調整装置を自動
制御するようにしたので、接合部表面の研削作業を一々
グラインダなどで手掛けすることなく、本研削装置によ
り容易に精度良く自動研削できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の開発段階の半自動のレール溶接部研削
装置の平面図

【図２】図１のレール溶接部研削装置の側面図

【図３】図１のレール溶接部研削装置の端面図

【図４】本発明の実施例で、全自動のレール溶接部研削
装置の側面図

【図５】レール溶接部表面の盛上がりを示す斜視図

【符号の説明】

1 レール 2 溶接凸部 10 ベース体 12 クランパ 15 ガイド体 17a 摺動面 20 スライダ 30 スライダ駆動装置（砥石車をレールの長手方向に沿
って往復動させる手段） 31 第１モータ 33 ピニオン 34 ラック付きバー 40 研削ユニット （砥石車を回転させる手段） 41 第２モータ 42 砥石車 44 揺動軸 50、60 切込み調整装置（砥石車をレールに対して上下
動させる手段） 71 センサ部（第２センサ） 72 制御部 （制御手段）

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 レールに固定されるクランパと、該クラ
   ンパに連結されレールの長手方向に向けて摺動面が形成
   されたガイド体とを有する長尺のベース体と、 前記ガイド体に摺動可能に取付けられたスライダと、 前記ベース体に配設された第１モータによって正逆回転
   可能なピニオンと、基端部が前記スライダに固定され先
   端部が前記ピニオンに噛合されたラック付バーとを有す
   るスライダ駆動装置と、前記ガイド体の両端部に配設され前記スライダの接近を
   検知して前記第１モータを逆回転させる第１センサと、 前記スライダにレールの高さ方向に沿って揺動可能に枢
   支され、第２モータによって回転される砥石車を有する
   研削ユニットと、 前記研削ユニットの揺動軸を回動させて前記砥石車の研
   削面をレールの高さ方向に位置変位させる切込み調整装
   置と、 レール表面から突出した溶接凸部の高さを検出する第２
   センサと前記第２センサからの信号に基づき前記切込み
   調整装置を制御する制御手段と で構成されたことを特徴
   とするレール溶接部研削装置。