JP4974229B2 - 電気転てつ機の動作桿転換機構 - Google Patents

Description

本発明は、転換鎖錠器を使用した側線割出し機能を有する電気転てつ機、例えば、ＹＳ形電気転てつ機の動作桿転換機構に関する。

ＹＳ形電気転てつ機は、転換鎖錠器（ＹＳ形）および回路制御器（ＹＳ形）と併用され、本線以外のポイントの転換に使用することを目的した電気転てつ機であり、背向割出しが可能である。ＹＳ形電気転てつ機においては、電気転てつ機が転換装置であり、転換機構、減速機構及び誘導電動機から構成されている。また、転換鎖錠器（ＹＳ形）は、鎖錠装置であり、回路制御器（ＹＳ形）が密着照査装置である。

従来のＹＳ形電気転てつ機に組み込まれた転換機構の構成はおよそ以下のとおりである。すなわち、図８（ａ）において、誘導電動機の回転は、減速機構で減速され、転換機構は、その回転力によって駆動されるが、減速機構の最終段である転換歯車４１には転換ローラ４２が固定されており、図８（ａ）のように転換歯車４１の回転に伴って転換ローラ４２は一体回転し、一定角度回転したときに図８（ｂ）のように転換クランク４３と同軸上に設けられたカム４４の溝内に嵌合し、そのままカム４４とともに転換クランク４３を一体回転させ、図８（ｃ）に示すように６０°回転したときにカム４４の溝内から転換ローラ４２が離脱し、動作桿を介して転換クランク４３の６０°の回転変位を転換鎖錠器のクランクに伝えてポイントの転換を行うようになっているものである。

転換ローラ４２はカム４４の溝から完全に抜け出して転換が完了すると、制動機構によって停止する。したがって、転換クランク４３はポイントからの力に対しては、全くフリーとなっているので、割出の際はカム４４と共に転換歯車４１とは、関係なく転換される。このようにポイントの転換終了後は、背向割り出しに備えて転換ローラ４２は転換クランク４３のカム溝からは完全に抜けてフリーな状態になっているのであるが、転換ローラ４２がフリーな状態になっていることが原因になって、割出し後、転換クランク４３が定位置にないとき、すなわち、転換クランク４３が転換途中の位置にあるときには、手動、電動のいずれであっても転換クランク４３を通常状態に復帰することができないという問題がある。

このようなときに従来は、やむなく、バールなどを用いてトングレールを正規の位置に戻すことによって、転換クランク４３を通常状態に復帰させていたのである。従来より本線に使用される電気転てつ機に関しては、小型軽量化を図る試みがあったことは認められるものの、本線以外に使用される背向割出し機能を有する電気転てつ機に関して、トングレールが背向割り出しされたときの問題に着目されたことはなかった。
特許公開２００１−１６３２２１ 特許公開２００４−９８７３ （社）日本鉄道電気技術協会 「転てつ装置」 平成４年５月１０日 Ｐ３９〜Ｐ４７ 動力転てつ機の話、社団法人信号保安協会 昭和４４年 Ｐ９５〜１００

解決しようとする問題点は、背向割出し機能を有する電気転てつ機に関し、ポイントの転換終了後は、転換ローラは転換クランクのカム溝からは完全に抜けてフリーな状態になっているために、割出し後、転換クランクが定位置にないときには、転換クランクを通常状態に復帰することができないという点である。

本発明による電気転てつ機の動作桿転換機構においては、ポイントの転換終了後、動作桿をフリーな状態にして割り出しを可能とし、割り出し後、動作桿が転換途中の任意の位置にあったとしても、人手を一切要することなく、自動的に次の転換動作に対応できる点をもっとも主要な特徴とする。

本発明による電気転てつ機の動作桿転換機構によれば、ポイントの転換終了後、動作桿カムの拘束から脱した転換ローラがどのような位置にあっても、次の転換動作を支障なく行うことができ、従来のように、転換クランクを通常状態に復帰させるために、バールなどを用いて人手によってトングレールを正規の位置に戻すといった厄介な作業上の問題を解消することができる。

ポイントの転換終了後、割り出し後、動作桿が転換途中の任意の位置にあっても、自動的に次の転換動作に対応するという目的を、動作桿に連動させた動作桿カムのカム溝内へ転換ローラの受け入れを可能とすることによって実現した。

（１）電気転てつ機と転換鎖錠器との関係
図１は、本発明による背向割出し機能を有する電気転てつ機（以下電気転てつ機という）の設置例を示す図である。図１において、本線以外のヤードの仕分線や側線において、レール１，１間の枕木２の上には、転換鎖錠器３が据え付けられ、レール１，１の一側方に張り出した枕木２の張り出し部分には本発明による電気転てつ機４が設置されている。

転換鎖錠器３の上部クランクの第１クランク５ａには、第１リンク６ａを介して一方のトングレール７ａがつながれ、上部クランクの第２クランク５ｂは、第２リンク６ｂを介して他方のクトングレール７ｂにつながれている。また、下部クランク８はオフセットリンク９を介して電気転てつ機４の動作桿１０に連結されている。

ポイントを転換させる電気転てつ機４の転換力は、動作桿１０を進退動させ、動作桿１０の動きがオフセットリンク９を介して転換鎖錠器３の下部クランク８を転回させ、同軸上の上部クランクの第１クランク５ａ、第２クランク５ｂが左右に回転し、第１リンク６ａ、第２リンク６ｂを介してトングレール７ａ、７ｂを駆動することによって行われる。

（２）転換機構の構成
図２ａ〜図２ｃに電気転てつ機の機体に内蔵された転換機構を示す。図２において、電気転てつ機４の機体内には、前記動作桿１０が機体内を直線方向に進退動可能に設置され、機体内には、動作桿１０と平行に送りねじ１１およびリニアガイド１２が配置されている。動作桿１０は、その外端が図１に示すオフセットリンク９に接続され、正逆方向の進退動によって転換鎖錠器３の上部リンクを転回させ、トングレール７ａ、７ｂを定位から反位へ、あるいは逆に反位から定位へ転換してポイントの切り替えを行うものであることは前述のとおりである。動作桿１０は、平面より見て長方形の板状で、その一側板面には、カム軸１３によって動作桿カム１４が転回可能に枢支されている。

動作桿カム１４は、円弧状のカム曲面の中央部位にカム溝１６を有する左右対称形の板カムであり、その一部は軸受けとして図２ｃに示すように動作桿１０をはさんで反対側に伸び、動作桿１０の他側の張り出し部１４ａには、図２ｂに示すようにカム軸１３を挟んで左右の対称位置に、それぞれ鎖錠ローラ１７、１８が取り付けられている。送りねじ１１は、転換ローラ１５の駆動用のボールねじであり、機体の外部に据え付けた電動機１９の回転がその回転軸２３から減速歯車２０に伝えられ、減速歯車２０によって減速された回転数で回転駆動されるものである。

リニアガイド１２は、テーブル２１を摺動可能に保持し、テーブル２１には、前記送りねじ１１に螺合され、送りねじ１１の転回によりリニアガイド１２に沿って進退動させるスライダーガイド２２が固定されている。スライダーガイド２２には、送りねじ１１の軸線と直交する方向に進退動可能にスライダー２４が挿入されている。前記転換ローラ１５は、スライダー２４の外端に取り付けられたものであり、スライダー２４に内装されたスプリング２５によって常時、動作桿１０の方向に向けて附勢されている。なお、スライダーガイド２２には、転換ローラ１５を挟んでその前後には、可動カム動作用つめ２２ａ、２２ｂが突出形成されている。可動カム動作用つめ２２ａ、２２ｂは、後述する可動カム（２８，２９）を動作させるためのものである。

一方、動作桿１０をはさんでその内外位置には固定カムの対として、第１固定カム（エスケープ）２６と、第２固定カム（ストレート）２７との組が設置され、さらに、第２固定カム（ストレート）２７をはさんで、その長手方向の前後位置には第１可動カム２８と、第２可動カム２９との対が動作桿１０と並列に設置されている。固定カムの対は、動作桿カム１４の搬送ラインＬをはさんで向き合わせに配設されている。

固定カム２６、２７の対は、主として両鎖錠ローラ１７，１８を支えて移動途中の動作桿カム１４を直立姿勢に保持させるものであり、可動カム２８，２９の対は、固定カムの対２６、２７をはさんで、動作桿カム１４の搬送ラインＬの前後に配設され、動作桿カム１４の送り終端でカム溝１６内から転換ローラ１５を離脱させるに必要な角度に動作桿カム１４を傾け、転換ローラ１５の脱出後、動作桿カム１４を直立姿勢に戻す作用を行うものである。

すなわち、第１固定カム２６には、両鎖錠ローラ１７、１８を支えるストレートカム面２６ａのほかにその両側面に、両鎖錠ローラ１７、１８を誘導しつつカム軸１３を中心として動作桿カム１４の転回角度姿勢を制御する曲面をエスケープカム面２６ｂとして有している。また、第２固定カム２７は、動作桿カム１４の移動に伴って鎖錠ローラ１７、１８を支えるストレートカム面２７ａを有している。移動途中の動作桿カム１４の姿勢は、主として第１固定カム２６と第２固定カム２７とのストレートカム面２６ａ、２７ａ間に両鎖錠ローラ１７、１８を支えることによって実現される。

また、第１可動カム２８及び第２可動カム２９は左右対称形で、それぞれ第２固定カム２７のストレートカム面２７ａと同一平面を形成する平面カム面２８ｂ、２９ｂをそれぞれ内側に有し、該カム面の終端には、鎖錠ローラ１７又は１８の姿勢を制御して傾斜姿勢に誘導する傾斜カム面２８ｃ、２９ｃを有し、外端はフランジ２８ａ、２９ａとして転換ローラ１５の搬送ラインＬの位置に向けて伸びている。なお、第１可動カム２８と、第２可動カム２９とは、タイロッド３０でつながれ、タイロッド３０の両端頭部３０ａ、３０ａと、両可動カム２９のフランジ２８ａ、２９ａ間に対をなして介装された第１圧縮コイルばね３１ａ及び第２圧縮コイルばね３１ｂに加圧されて常時第２固定カム（ストレート）２７側に押し付けられている。

次に、本発明の電気転てつ機によるポイントの転換動作を説明する。
（１）送りねじの転換動作開始（図２ａ〜図２ｃ）
ポイント（トングレール）が定位の位置にあるとき、可動カム動作用つめ２２ａと可動カム２８とスライダーガイド２２は、タイロッド３０の第１圧縮コイルばね３１ａの押圧力に抗して送りねじ１１の基端側（図２ａにおいて送りねじ１１の左端）にあり、可動カム動作用つめ２２ａは、図上左側の第１可動カム２８のフランジ２８ａを支え、第１可動カム２８は、第２固定カム（ストレート）２７の端部から引き離されている。この状態でポイントを定位から反位へ転換させるときには、電動機１９を始動させてこれを正回転させると、その回転力は、減速歯車２０を介して送りねじ１１に伝えられ、送りねじ１１の回転に伴い、スライダーガイド２２は、リニアガイド１２に沿って、図２ａ中に矢印示す反位の方向への移動を開始する。

（２）転換ローラ乗り上げ開始（図３）
スライダーガイド２２の第１方向への移動に伴い、第１可動カム２８は、第１圧縮コイルばね３１ａに押されながら移動し、その後、転換ローラ１５は、動作桿カム１４の曲面に達してその曲面への乗りあげを開始する。第１可動カム２８が第２固定カム（ストレート）２７の端面に当接すると、以後第１可動カム２８は、第２固定カム（ストレート）２７の端面に支えられて移動を停止し、以後スライダーガイド２２は第１可動カム２８から離れ、転換ローラ１５は、スプリング２５を圧縮しながら動作桿カム１４の曲面を乗り上げるようになる。このとき、動作桿カム１４は、鎖錠ローラ１７、１８が第２固定カム２７のストレートカム面２７ａと、第１可動カム２８の平面カム面２８ｂに支えられて直立姿勢を保つ。

（３）転換動作開始（図４）
さらに、スライダーガイド２２が定位から反位の方向へ移動すると, スプリング２５の反発力を受けて転換ローラ１５は、動作桿カム１４のカム溝１６内に嵌合するに至る。引き続きスライダーガイド２２が反位の方向へ移動すると、動作桿カム１４のカム溝１６内に嵌合した転換ローラ１５は、そのまま動作桿カム１４とともに、動作桿１０を第１方向に一体に移動させ、動作桿１０の移動変位に伴ってポイントの定位から反位への転換動作が開始される。以後動作桿カム１４は、鎖錠ローラ１７、１８が第２固定カム２７のストレートカム面２７ａと、第１固定カム２６のストレートカム面２６ａ間に支えられて直立姿勢を保ちながら移動する。

（４）転換終了・転換ローラ離脱動作開始（図５）
スライダーガイド２２が定位から反位の方向への送り終端近くに達し、動作桿カム１４が第１固定カム（エスケープメント）２６の位置を越えたときに、ポイントは定位から反位に転換され、動作桿１０はそれ以上、第１方向への移動ができなくなる。その状態でスライダーガイド２２が引き続き移動しようとすると、動作桿カム１４はその動きに追従できないために、カム軸１３を中心に傾き、鎖錠ローラ１８は、第２可動カム２９の傾斜カム面２９ｃに誘導され、鎖錠ローラ１７は、第１固定カム（エスケープメント）２６のエスケープカム面２６ｂに誘導されて動作桿カム１４をさらに傾け、転換ローラ１５は、スライダーガイド２２の移動に伴ってスプリング２５を押し縮めながら動作桿カム１４のカム溝１６から離脱しようとする。

（５）動作桿カム復帰動作中（図６）
動作桿カム１４のカム溝１６から転換ローラ１５が抜け出ると、スライダーガイド２２の他方の爪２２ｂが、第２可動カム２９のフランジ２９ａに当接し、以後フランジ２９ａを押しながらさらに、反位方向へ移動する。第２可動カム２９は、スライダーガイド２２に押されつつ第１及び第２圧縮コイルばね３１ａ、３１ｂの押圧力に抗して第１方向への移動を続ける。一方、動作桿カム１４は、第２可動カム２９の移動に伴い、第２可動カム２９の一部に設けた傾斜カム面２９ｃが第２鎖錠ローラ１８を押し上げ、動作桿カム１４をカム軸１３を中心に回動させてもとの直立姿勢に戻そうとする。

（６）動作桿カム復帰動作完了（図７）
動作桿カム１４がカム軸１３を中心に転回してもとの直立の姿勢にもどり、第２可動カム２９は、第２固定カム（ストレート）２７から離れた位置でスライダーガイド２２に押されたまま停止し、ポイントは定位から反位に完全に転換され、電動機１９の電源が遮断され、送りねじ１１の回転が停止して転換動作が終了する。

本発明において、図２ａは、ポイントが定位にあるときの位置、図７はポイントが反位にあるときの位置したときに、これを定位に転換するときには、前記とは、逆にスライダーガイド２２を図７に示す位置から、前述とは逆の動作をたどって反位から図２ａに示す定位に向けて移動させることによって実現される。

本発明において、ポイントを定位から反位へ、或いは逆に反位から定位に転換した後、転換ローラ１５は、動作桿カム１４のカム溝１６から離脱し、動作桿１０は非拘束となっているために、ポイントの転換後背向割り出しが可能である。しかも、割り出し後、動作桿１０が転換途中の任意の位置にあったとしても、次のポイント転換時に、動作桿カム１４は、図２〜図４の要領でそのカム溝１６内に転換ローラ１５を受け入れ、そのまま何らの支障なくポイントの転換動作を行うことができる。

本線以外のヤードの仕分線や側線に設置する電気転てつ機に適用して、軽量化を実現し、機能改善を図り、保守を軽減することができる。

（ａ）は、本発明の電気転てつ機を設置したポイントの平面図、（ｂ）は同正面図である。 本発明の電気転てつ機の構成を示す平面図であり、同時に動作桿が定位にある状態を示している。 図２ａの断面正面図である。 図２ａの右側面図である。 定位から反位への転換途中の状態を示す図である。 定位から反位への転換途中の状態を示す図である。 定位から反位への転換途中の状態を示す図である。 定位から反位への転換途中の状態を示す図である。 定位から反位への転換が完了した状態を示す図である。 従来のＹＳ形電気転てつ機に組み込まれた転換機構の構成を示す図である。

符号の説明

１ レール
２ 枕木
３ 転換鎖錠器
４ 電気転てつ機
５ａ 上部クランクの第１クランク
５ｂ 上部クランクの第２クランク
６ａ 第１リンク
６ｂ 第２リンク
７ａ、７ｂ トングレール
８ 下部クランク
９ オフセットリンク
１０ 動作桿
１１ 送りねじ
１２ リニアガイド
１３ カム軸
１４ 動作桿カム
１４ａ 張り出し部
１５ 転換ローラ
１６ カム溝
１７、１８ 鎖錠ローラ
１９ 電動機
２０ 減速歯車
２１ テーブル
２２ スライダーガイド
２２ａ、２２ｂ 可動カム動作用つめ
２３ 回転軸
２４ スライダー
２５ スプリング
２６ 第１固定カム（エスケープ）
２６ａ ストレートカム面
２６ｂ エスケープカム面
２７ 第２固定カム（ストレート）
２７ａ ストレートカム面
２８ 第１可動カム
２８ａ フランジ
２８ｂ 平面カム面
２８ｃ 傾斜カム面
２９ 第２可動カム
２９ａ フランジ
２９ｂ 平面カム面
２９ｃ 傾斜カム面
３０ タイロッド
３０ａ、３０ａ 頭部
３１ａ 第１圧縮コイルばね
３１ｂ 第２圧縮コイルばね
Ｌ 搬送ライン

Claims (7)

1. 転換ローラと動作桿カムと固定カムと可動カムとの組み合わせを有し、動作桿を駆動してポイントを定位から反位、或いは反位から定位に転換させる電気転てつ機の動作桿転換機構であって、
   動作桿は、一定のストローク範囲にわたって直線方向に駆動されるものであり、
   転換ローラは、電動機の駆動によって動作桿の移動方向と平行に進退動させるものであり、スプリングによって常時動作桿の方向に付勢され、
   動作桿カムは、円弧状のカム曲面の中央部位にカム溝を有する左右対称形の板カムであり、動作桿の一部に取り付けられ、
   固定カムは、移動途中の動作桿カムを直立姿勢に保持するものであり、
   可動カムは、動作桿カムの移動送りの終端で動作桿カムを傾け、カム溝内から転換ローラを離脱させると共に動作桿カムを元の直立姿勢に戻すものであり、
   転換ローラは、ポイント転換時に直線方向を移動し、スプリングを圧縮しながら直立姿勢に保たれた動作桿カムの円弧状のカム曲面を乗り上げて動作桿カムのカム溝内に受け入れられ、動作桿カムとともに動作桿を一体に移動し、ポイントを定位から反位へ、或いは逆に反位から定位に転換した後、その送り終端でスプリングを押し縮めながら傾いた動作桿カムのカム溝内から離脱し、
   動作桿カムは、カム溝内から転換ローラの離脱後、直立姿勢に復帰し動作桿を非拘束として背向割り出しを可能にするものであることを特徴とする電気転てつ機の動作桿転換機構。
2. 電気転てつ機の機体内に前記動作桿が直線方向に進退動可能に設置され、送りねじと、リニアガイドとを有し、
   リニアガイドは、送りねじ及び動作桿と平行に配置されたものであり、
   リニアガイドは、スライダーガイドを有し、
   スライダーガイドは、転換ローラを支持し、前記送りねじの回転力を受け、リニアガイドに沿って直線方向の移動送りが与えられるものであり、
   前記転換ローラは、スライダーガイドに進退動可能に取り付けられたものであり、
   前記動作桿カムは、前記カム溝内に前記転換ローラを受け入れ、直立姿勢を保ちつつ転換ローラと一体となって動作桿に直線方向の動送りを与え、その送り終端で傾斜姿勢に制御され、カム溝内から転換ローラを離脱させるものであることを特徴とする請求項１に記載の電気転てつ機の動作桿転換機構。
3. 前記固定カムおよび可動カムは対として設置されたものであり、
   前記動作桿カムは、カム軸を挟んで左右の対称位置に、それぞれ鎖錠ローラが取り付けられ、
   前記固定カムの対は、動作桿カムの搬送ラインをはさんで向き合わせに配設され、主として両鎖錠ローラを支えて移動途中の動作桿カムを直立姿勢に保持させるものであり、
   前記可動カムの対は、固定カムの対をはさんで、動作桿カムの搬送ラインの前後に配設され、動作桿カムの送り終端でカム溝内から転換ローラを離脱させるに必要な角度に動作桿カムを傾け、動作桿カムの脱出後、動作桿カムを直立姿勢に戻す作用を行うものであることを特徴とする請求項１に記載の電気転てつ機の動作桿転換機構。
4. 前記固定カムの対は、第１固定カムと、第２固定カムとの対であり、動作桿カムの両鎖錠ローラを挟んで向き合わせに設置され、いずれも鎖錠ローラを支えて動作桿カムを直立姿勢に保持させるストレートカム面を対抗面に有し、
   第１固定カムは、リニアガイド側に設置され、前記ストレートカム面のほかに転換ローラの送り終端で、動作桿カムの傾きならびにその復帰動作を誘導するエスケープカム面を有することを特徴とする請求項３に記載の電気転てつ機の動作桿転換機構。
5. 前記可動カムの対は、第１可動カム及び第２可動カムの対であり、第１可動カム及び第２可動カムは左右対称形で、それぞれ前記第２固定カムのストレートカム面と同一平面を形成する平面カム面をそれぞれ内側に有し、該カム面の終端には、鎖錠ローラの姿勢を制御して傾斜姿勢に誘導する傾斜カム面を有するものであることを特徴とする請求項３に記載の電気転てつ機の動作桿転換機構。
6. 前記可動カムの対は、それぞれフランジを有し、タイロッドでつながれ、圧縮コイルばねの押圧力を作用させて常時互いに接近する方向に付勢されたものであり、
   前記フランジは、スライダーガイドの移動ラインに張り出し、動作桿の送り終端において、スライダーガイドに押され、スプリングに抗して可動カムを変位させ、鎖錠ローラをカム面に誘導させて転換ローラの離脱時に傾いた動作桿カムを直立姿勢に戻す作用を行うものであることを特徴とする請求項３に記載の電気転てつ機の動作桿転換機構。
7. 前記スライダーガイドは、ポイントの転換後、リニアガイドの送り終端位置にあり、タイロッドに外装されたスプリングの圧力に抗して第１又は第２可動カムのフランジを押圧して待機させ、トングレールの割り出しによって、動作桿が転換途中の任意の位置にあったとしても、次のポイント転換時に、直線方向を移動して動作桿カムのカム溝内へ転換ローラの受け入れを可能とするものであることを特徴とする請求項４に記載の電気転てつ機の動作桿転換機構。

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