JP4817955B2 - まくらぎ穿孔装置 - Google Patents

Description

本発明は穿孔装置に関し、特に、現場に敷設されているＰＣまくらぎに対して敷設された状態のままで孔あけを行うことができる穿孔装置に関する。

鉄道分岐器は、レール材を組み合わせた構造により列車を意図した方向に分岐させる装置であり、これをまくらぎ上に取り付ける場合において、まくらぎ長さ及びレール締結位置を複雑に変化させる必要があるため、任意の締結位置が選択できる木まくらぎが一般に使用されていた。

しかしながら、木まくらぎは、経年により腐食しやすいという欠点があり、保守周期や寿命の延長を図るために、コンクリートまくらぎ（ＰＣまくらぎ）が使用されている。しかし、ＰＣまくらぎはモールドにより製作されるため、分岐器の開き角度や分岐曲線に従ってＰＣまくらぎ１本毎に変化する締結位置に応じて締結装置を装着できるＰＣまくらぎを製作する必要がある。例えば、特許文献１に記載されたＰＣまくらぎの床板固定構造では、図７及び図８に示すように、ＰＣまくらぎ５１上に床板受部５２を設け、その両端近傍に埋め込み栓５３、５３を埋設する一方、床板受部５２の全面に軌道パッド５４を介して床板５５を敷設し、その両端をバネ受台５６により支持された二重板バネ５７の先端部にて上記埋め込み栓５３に螺合させた締結ボルト５８の締め付け力により押圧し、長手方向への移動を防止するように弾性締結している。５９は基本レール、６０はトングレールである。かかる分岐器用ＰＣまくらぎにおいては、各ＰＣまくらぎによって埋め込み栓５３を埋めるための孔の位置を変える必要があるなど、多様なＰＣまくらぎ毎にモールドを作る必要があり、多額の費用がかかり、製造コストを大きく上昇させている。
実公平６−１２００３号公報

本発明は従来の技術の有するこのような問題点に鑑みてなされたものであって、その目的は、現場に敷設されているＰＣまくらぎに対して敷設された状態のままで孔あけを行うことができるまくらぎ穿孔装置を提供することにある。

上記目的を達成するために本発明の穿孔装置は、先端に孔加工用のコアビットを有する昇降自在のコアドリルユニット、まくらぎ中央の芯を出すための左側用と右側用からなる一対の芯出しクランプ、および孔加工位置を決めるための位置決め機構を台車に備え、孔加工時に台車の浮き上がりを防止するための浮き上がり防止クランプを台車に付設してなるまくらぎ穿孔装置であって、上記台車は軌道レール上を移動可能であり、芯出しクランプは軌道レールのレール締結装置の両側面をクランプすることが可能なリンク機構を有し、位置決め機構はコアドリルユニットを水平方向に移動させてコアビットを孔加工位置の直上に配置することが可能な伸縮装置を有し、浮き上がり防止クランプは軌道レールのレール顎部に対して外側から当接可能な左側用と右側用からなる少なくとも１対の進退可能なクランプ部材を有することを特徴としている。

コアドリルユニットおよび芯出しクランプは台車のフレームに支持された旋回中心軸を中心として水平方向に旋回可能であることが好ましい。

本発明は上記のとおり構成されているので、現場に敷設されているＰＣまくらぎに対して敷設された状態のままで、次のようにして穿孔することができる。
（１）穿孔装置の搬送と仮置き
揚重機により穿孔装置一式を現場まで搬送する。そして、穿孔対象であるＰＣまくらぎのほぼ中心に台車の中心が一致するように設置する。必要に応じて作業者が台車を軌道レール上で押したり、あるいは引いたりして、まくらぎの中心に台車の中心が一致すると思われる状態にするために、軌道レール上において台車の位置を調整する。
（２）芯出しクランプによる芯出し
左側用および右側用の芯出しクランプにより、穿孔対象であるＰＣまくらぎ上の左右の各軌道レールをクランプする軌間の外側のレール締結装置の両側面を、例えば、トッグルリンクのようなリンク機構によりクランプする。レール締結装置の中心はまくらぎの芯に一致するように設置されているので、芯出しクランプの中心をまくらぎ穿孔装置の中心に一致するように取り付けておくことにより、芯出しクランプでレール締結装置をクランプすれば、まくらぎの芯を出すことができる（まくらぎの芯を穿孔中心として孔をあけることができる）。

このとき、コアドリルユニットおよび芯出しクランプが台車のフレームに支持された旋回中心軸を中心として水平方向に旋回可能であれば、左側用および右側用の芯出しクランプのリンク機構がレール締結装置をクランプするときに、左側用および右側用の芯出しクランプの水平面内の対応位置の微妙なズレを修正できるので、芯出し作業をスムーズに行うことができる。
（３）浮き上がり防止クランプによる台車の浮き上がり防止
台車に付設してなる左側用と右側用の少なくとも一対の進退可能な浮き上がり防止クランプのクランプ部材を軌道レールのレール顎部に対して外側から当接させることにより左右の軌道レールをクランプし、穿孔時の反力により台車が浮き上がるのを防止することができる。
（４）位置決め機構による孔加工位置の決定
コアドリルユニットを水平方向に移動させてコアビットをまくらぎの孔加工位置の直上に配置する。
（５）コアドリルユニットによるまくらぎの穿孔作業
コアドリルユニットを回転させて、先端のコアビットによりまくらぎに孔をあける。

以上のようにして、本発明の穿孔装置によれば、現場に敷設されているＰＣまくらぎに対して敷設された状態のままで孔あけを行うことができる。

以下に本発明の実施形態を図面を参照しながら説明するが、本発明は下記実施形態に限定されるものではなく、適宜変更と修正が可能である。

図１（ａ）はＰＣまくらぎ１の平面図、図１（ｂ）はＰＣまくらぎ１の側面図である。図１（ａ）（ｂ）において、２はＰＣまくらぎ１に開けられる孔を示す。この実施例においては４個の孔２が開けられるが、もちろん、孔２の数量は必要に応じて適宜変更されることは言うまでもない。３は右側レール、４は左側レールを示す。

図２は本発明のまくらぎ穿孔装置の側面図、図３はその平面図である。図２において、５は穿孔装置一式を搭載した台車、台車５の車輪７が軌道レール３、４上を移動するときに、台車５に搭載した穿孔装置が軌道レールと干渉しないようにするために、図示しないモータによって作動するリフター６（図３参照）によって昇降台６ａを昇降させることができる。８は穿孔作業中に台車５が移動しないように台車５を拘束する手動ブレーキである。９ａ、９ｂは、それぞれまくらぎ中央の芯を出すための左側用および右側用の芯出しクランプであり、芯出しクランプ９ａ、９ｂの中心はまくらぎ穿孔装置の中心に一致する。芯出しクランプ９ａ、９ｂは、エアシリンダ１０のロッド１０ａが伸張することによりトッグルリンク１１が開き、アーム１２が軌道レールのレール締結装置１３の両側面を保持し、穿孔作業時の装置の位置ズレを防止すると同時に、まくらぎの芯を出す装置である。図３において、１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄはコアドリル昇降用のエアシリンダである。図２および図３において、１５は制御盤、１６はコアドリル先端に装着された孔加工用のコアビットに冷却水を供給するポンプ、１７は穿孔装置の各機器作動用の電磁弁類、１８は穿孔装置に装着したエアシリンダに供給するための空気を除湿する除湿器、１９は操作盤である。

図４（ａ）は本発明のまくらぎ穿孔装置の正面図である。図４（ａ）において、エアシリンダ１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄにそれぞれ接続されたスライドテーブル２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄは、エアシリンダ１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄのロッドが伸縮することにより、それぞれ上下方向のガイド面２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄに沿って昇降することが可能である。スライドテーブル２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄにはそれぞれ所定の速度で回転するコアドリル２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄが装着されており、コアドリル２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄに装着された各コアビット２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄが回転することによりＰＣまくらぎ１に所定の大きさの孔をあけることができる。

４個のエアシリンダ１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄの中の２個のエアシリンダ１４ａと１４ｂは支持フレーム２４ａに支持され、１４ｃと１４ｄは支持フレーム２４ｂに支持されているので、エアシリンダ１４ａ、スライドテーブル２０ａ、コアドリル２２ａおよびコアビット２３ａからなる第一コアドリルユニットとエアシリンダ１４ｂ、スライドテーブル２０ｂ、コアドリル２２ｂおよびコアビット２３ｂからなる第二コアドリルユニットは、一体となってガイド面２５ａに沿って移動することが可能であり、エアシリンダ１４ｃ、スライドテーブル２０ｃ、コアドリル２２ｃおよびコアビット２３ｃからなる第三コアドリルユニットとエアシリンダ１４ｄ、スライドテーブル２０ｄ、コアドリル２２ｄおよびコアビット２３ｄからなる第四コアドリルユニットは、一体となってガイド面２５ｂに沿って移動することが可能である。

各コアビット２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄの先端部分には振れ止め防止部材２６ａ、２６ｂ、２６ｃ、２６ｄが装着されており、振れ止め防止部材２６ｂにはエアシリンダ２７ａの基端側が取り付けられており、振れ止め防止部材２６ｃにはエアシリンダ２７ａから伸びるロッド２７ｂが取り付けられている。従って、ロッド２７ｂを伸張しつつ相対的にエアシリンダ２７ａを後退させることにより、第一コアドリルユニットと第二コアドリルユニットはガイド面２５ａに沿って図４（ａ）において左方に移動することが可能であり、第三コアドリルユニットと第四コアドリルユニットはガイド面２５ｂに沿って図４（ａ）において右方に移動することが可能である。その結果、左側の軌道レール４に対しては、拡大図である図４（ｂ）に示すように、孔加工位置を決める基準となる軌道レール４のレール締結装置２８の締めつけボルト２９（孔加工位置基準部材）に振れ止め防止部材２６ａが当接して停止し、右側の軌道レール３に対しては、拡大図である図４（ｃ）に示すように、孔加工位置を決める基準となる軌道レール３のレール締結装置３０の締めつけボルト３１（孔加工位置基準部材）に振れ止め防止部材２６ｄが当接して停止する。このとき、各コアビット２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄの直下がＰＣまくらぎ１の孔加工部位に相当する。

図５（ａ）に示すように、芯出しクランプ９ａ（９ｂ）はエアシリンダ１０のロッド１０ａが伸張することによりトッグルリンク１１が開き、アーム１２が軌道レールのレール締結装置１３の両側面を保持することにより穿孔作業時の装置の位置ズレを防止すると同時に、レール締結装置の中心はまくらぎの芯に一致するように設置され、芯出しクランプ９ａ、９ｂの中心はまくらぎ穿孔装置の中心に一致するように取り付けられているので、両側の芯出しクランプ９ａと９ｂがそれぞれレール締結装置をクランプすることにより、まくらぎの芯を出すことが可能である。このとき、クランプ９ａ、９ｂによる芯出し作業がスムーズに行われるようにするために、支持フレーム２４ａに支持された第一コアドリルユニット、第二コアドリルユニットおよび芯出しクランプ９ａからなる部材と、支持フレーム２４ｂに支持された第三コアドリルユニット、第四コアドリルユニットおよび芯出しクランプ９ｂからなる部材とは、図５（ｂ）に示すように、コアドリルユニット取付フレーム３２に取り付けられた支持アーム３３に支持された旋回中心軸３４を中心として水平面内で旋回可能である（図３参照）。そこで、この旋回動作に伴う部材の重量移動を支えるために、図５（ａ）に示すように、芯出しクランプ９ａおよび９ｂの近傍の昇降台６ａのフレーム３５には複数個のボールベア３６が同個数だけ取り付けられている（図３参照）。３７は手動のクランプレバーであり、このクランプレバー３７がクランプされると、上記した旋回は不可能となる。従って、穿孔作業時の装置の位置ズレを防止するためにクランプレバー３７が使用される。

図６は台車の浮き上がり防止クランプのクランプ要領を説明する図である。図６において、昇降台６ａのフレーム３８に挿通された軸３９に摺動部材４０が摺動自在に装着されている。この摺動部材４０はエアシリンダ４１のロッド先端に取り付けられているので、エアシリンダ４１のロッドが伸張して摺動部材４０が軸３９に沿って摺動することにより、摺動部材４０の下端に取り付けられた突当部材４２がレールの顎部４３に当接する。本実施例においては、軸３９、摺動部材４０、エアシリンダ４１および突当部材４２からなる台車の浮き上がり防止クランプが、図３に示すように、左側に３個（４４ａ、４４ｂ、４４ｃ）、右側に３個（４４ｄ、４４ｅ、４４ｆ）設置されている。もちろん、浮き上がり防止クランプの数量は、軌間中心に対して対称になるように設置されるのであれば、必要に応じて適宜変更されることは言うまでもない。

以上のように構成される穿孔装置を用いてＰＣまくらぎに穿孔する方法について、次に説明する。
（１）現場への穿孔装置の搬送と穿孔作業の準備
揚重機により本発明の穿孔装置を装備した台車を現場まで搬送し、軌道レール上において穿孔対象であるＰＣまくらぎの近傍に載置する。図５（ａ）に示す芯出しクランプ９ａ、９ｂのクランプを解除し、位置決め機構を解除し（図４（ａ）に示すエアシリンダ２７ａのロッド２７ｂを収縮させてシリンダ内に収納し）、図３に示す浮き上がり防止クランプ４４ａ〜４４ｆのクランプを解除して、これらの部材が軌道レールと干渉しない位置まで図３に示すリフター６を上昇させて、昇降台６ａを持ち上げる。そして、図２に示す手動ブレーキ８を開放し、台車５を押して台車５の中心を目的とするＰＣまくらぎ１のほぼ中心に設置する。次に、図３に示すリフター６を下降させて穿孔作業ができる状態にする。
（２）芯出しクランプによる芯出し
図３において、左右の芯出しクランプ９ａと９ｂのそれぞれにおいて、次に説明するようにして、まくらぎの芯出しをする。

すなわち、図５（ａ）において、エアシリンダ１０のロッド１０ａを伸張して、トッグルリンク１１を開いてアーム１２によりレール締結装置１３の両側面をクランプする。このとき、左右の芯出しクランプ９ａと９ｂの芯出し作業がスムーズに行われるように、図３において、支持フレーム２４ａに支持された第一コアドリルユニット、第二コアドリルユニットおよび芯出しクランプ９ａからなる部材と、支持フレーム２４ｂに支持された第三コアドリルユニット、第四コアドリルユニットおよび芯出しクランプ９ｂからなる部材とを、図５（ｂ）に示すように、コアドリルユニット取付フレーム３２に取り付けられた支持アーム３３に支持された旋回中心軸３４を中心として水平面内で旋回させる（図３参照）。なお、この旋回動作が可能となるように、図５（ａ）に示す手動クランプレバー３７のクランプを解除しておく。このようにして図５（ａ）に示すアーム１２がレール締結装置１３の両側面を保持することにより穿孔作業時の装置の位置ズレを防止すると同時に、レール締結装置の中心はまくらぎの芯に一致するように設置され、芯出しクランプ９ａ、９ｂの中心はまくらぎ穿孔装置の中心に一致するように取り付けられているので、両側の芯出しクランプ９ａと９ｂがそれぞれレール締結装置を挟持することによりまくらぎの芯を出すことが可能である。次に、図５（ａ）に示す手動クランプレバー３７をクランプする。
（３）浮き上がり防止クランプによる台車の浮き上がり防止
図３において、３対の浮き上がり防止クランプ４４ａ〜４４ｆのそれぞれにおいて、次に説明するように台車をクランプする。

すなわち、図６において、エアシリンダ４１のロッドを伸張させて摺動部材４０が軸３９に沿って摺動することにより、摺動部材４０の下端に取り付けられた突当部材４２がレールの顎部４３に当接する。
（４）位置決め機構による孔加工位置の決定
図４（ａ）において、ロッド２７ｂを伸張させつつ相対的にエアシリンダ２７ａを後退させることにより、第一コアドリルユニットと第二コアドリルユニットはガイド面２５ａに沿って図４（ａ）において左方に移動することが可能であり、第三コアドリルユニットと第四コアドリルユニットはガイド面２５ｂに沿って図４（ａ）において右方に移動することが可能である。その結果、左側の軌道レール４に対しては、拡大図である図４（ｂ）に示すように、孔加工位置を決める基準となる軌道レール４のレール締結装置２８の締めつけボルト２９（孔加工位置基準部材）に振れ止め防止部材２６ａが当接して停止し、右側の軌道レール３に対しては、拡大図である図４（ｃ）に示すように、孔加工位置を決める基準となる軌道レール３のレール締結装置３０の締めつけボルト３１（孔加工位置基準部材）に振れ止め防止部材２６ｄが当接して停止する。このとき、図４（ａ）に示す各コアビット２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄの直下がＰＣまくらぎ１の孔加工部位である。
（５）穿孔作業
図４（ａ）において、ポンプ１６（図３参照）から各コアビット２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄに対して冷却水を供給しつつ、図４（ａ）において、エアシリンダ１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄの各ロッドを伸張させてスライドテーブル２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄを、それぞれ上下方向のガイド面２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄに沿って下降させる。そして、コアドリル２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄに装着されたコアビット２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄが回転することによりＰＣまくらぎ１に所定の大きさの孔があけられる。そして、図示しないセンサにより穿孔動作の終了が感知されると、各コアビットへの冷却水の供給を停止し、エアシリンダ１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄの各ロッドを収縮させてスライドテーブル２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄを、それぞれ上下方向のガイド面２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄに沿って上昇させる。
（６）次のＰＣまくらぎの穿孔作業
図５（ａ）に示す芯出しクランプ９ａ、９ｂのクランプを解除し、位置決め機構を解除し（図４（ａ）に示すエアシリンダ２７ａのロッド２７ｂを収縮させてシリンダ内に収納し）、図３に示す浮き上がり防止クランプ４４ａ〜４４ｆのクランプを解除して、これらの部材が軌道レールと干渉しない位置まで図３に示すリフター６を上昇させて、昇降台６ａを持ち上げる。そして、図２に示す手動ブレーキ８を開放し、台車５を押して台車５の中心を目的とするＰＣまくらぎ１のほぼ中心に設置する。次に、図３に示すリフター６を下降させて穿孔作業ができる状態にし、上記穿孔動作を繰り返す。

以上は、本発明の最も好ましい実施形態としてＰＣまくらぎに孔をあける場合について説明したが、本発明の穿孔装置は現場に敷設されたコンクリートスラブに対して敷設された状態のままで孔をあけるための穿孔装置としても使用することができる。

図１（ａ）はＰＣまくらぎ１の平面図、図１（ｂ）はＰＣまくらぎ１の側面図である。 本発明のまくらぎ穿孔装置の側面図である。 本発明のまくらぎ穿孔装置の平面図である。 図４（ａ）は本発明のまくらぎ穿孔装置の正面図、図４（ｂ）と図４（ｃ）は位置決め機構を説明する図である。 図５（ａ）は芯出しクランプのクランプ動作を説明する図、図５（ｂ）はコアドリルユニット取付フレームに取り付けられた支持アームに支持された旋回中心軸を示す図である。 浮き上がり防止クランプの動作を説明する図である。 分岐器のＰＣまくらぎへの締結構造を示す断面を含む側面図である。 分岐器のＰＣまくらぎへの締結構造を示す平面図である（基本レールとトングレールは省略されている）。

符号の説明

１ ＰＣまくらぎ
２ 孔
３ 右側レール
４ 左側レール
５ 台車
６ リフター
６ａ 昇降台
７ 車輪
８ 手動ブレーキ
９ａ、９ｂ 芯出しクランプ
１０ エアシリンダ
１０ａ ロッド
１１ トッグルリンク
１２ アーム
１３ レール締結装置
１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ エアシリンダ
１５ 制御盤
１６ ポンプ
１７ 電磁弁類
１８ 除湿器
１９ 操作盤
２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ スライドテーブル
２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ ガイド面
２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄ コアドリル
２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄ コアビット
２４ａ、２４ｂ 支持フレーム
２５ａ、２５ｂ ガイド面
２６ａ、２６ｂ、２６ｃ、２６ｄ 振れ止め防止部材
２７ａ エアシリンダ
２７ｂ ロッド
２８ レール締結装置
２９ 締めつけボルト
３０ レール締結装置
３１ 締めつけボルト
３２ コアドリルユニットの取り付けフレーム
３３ 支持アーム
３４ 旋回中心軸
３５ 昇降台のフレーム
３６ ボールベア
３７ 手動クランプレバー
３８ 昇降台のフレーム
３９ 軸
４０ 摺動部材
４１ エアシリンダ
４２ 突当部材
４３ レールの顎部
４４ａ、４４ｂ、４４ｃ、４４ｄ、４４ｅ、４４ｆ 浮き上がり防止クランプ

Claims (2)

1. 先端に孔加工用のコアビットを有する昇降自在のコアドリルユニット、まくらぎ中央の芯を出すための左側用と右側用からなる一対の芯出しクランプ、および孔加工位置を決めるための位置決め機構を台車に備え、孔加工時に台車の浮き上がりを防止するための浮き上がり防止クランプを台車に付設してなるまくらぎ穿孔装置であって、上記台車は軌道レール上を移動可能であり、芯出しクランプは軌道レールのレール締結装置の両側面をクランプすることが可能なリンク機構を有し、位置決め機構はコアドリルユニットを水平方向に移動させてコアビットを孔加工位置の直上に配置することが可能な伸縮装置を有し、浮き上がり防止クランプは軌道レールのレール顎部に対して外側から当接可能な左側用と右側用からなる少なくとも１対の進退可能なクランプ部材を有することを特徴とするまくらぎ穿孔装置。
2. コアドリルユニットおよび芯出しクランプは台車のフレームに支持された旋回中心軸を中心として水平方向に旋回可能であることを特徴とする請求項１記載のまくらぎ穿孔装置。

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