JP5695890B2

JP5695890B2 - レール端面研削装置

Info

Publication number: JP5695890B2
Application number: JP2010261503A
Authority: JP
Inventors: 武彦佐々; 今朝雄遠藤; 未次浅野; 田中　誠二; 誠二田中; 正章関口; 茂越川
Original assignee: East Japan Railway Co
Current assignee: East Japan Railway Co
Priority date: 2010-11-24
Filing date: 2010-11-24
Publication date: 2015-04-08
Anticipated expiration: 2030-11-24
Also published as: JP2012110994A

Description

本発明は、鉄道レールの長手方向の端面を研削するレール端面研削装置に関する。

鉄道レールにおいて、二本のショートレールを接合して、一本のロングレールを製造する際には、まず、二本のショートレールの各端面を、平坦に且つ各レールの長手方向に垂直に研削する。そして、二本のショートレールの端面相互を接触させ、端面相互を溶着する。

このレールの端面を研削するレール端面研削装置としては、例えば、以下の非特許文献１に開示されている装置がある。

このレール端面研削装置は、研削機と、レールに対して研削機を相対移動可能にレールに取り付ける取付具とを備えている。研削機は、カップ型砥石と、これを回転させる砥石駆動機構と有している。このカップ砥石は、カップの円形開口側の環状の端面が研削面になっている。取付具は、レールを相対移動不能に保持するレール保持具と、このレール保持具が保持しているレールと平行な方向に伸びている揺動軸と、を有している。研削機は、取付具の揺動軸を中心として揺動可能に、この揺動軸に取り付けられている。研削機の砥石回転軸は、この揺動軸と平行である。

このレール端面研削装置で、レールの端面を研削する際には、まず、取付具をレールに取り付ける。取付具がレールに取り付けられた状態では、取付具の揺動軸、及び研削機の砥石回転軸は、レールに対してほぼ平行になる。また、この状態では、砥石回転軸に取り付けられているカップ型砥石の環状の研削面は、レールの端面に対してほぼ平行になる。

取付具をレールに取り付けると、砥石駆動機構を駆動させて、カップ型砥石を回転させる。そして、取付具の揺動軸を中心として研削機を揺動させて、つまり、揺動軸を中心として、レール端面に平行な面内でカップ型砥石の研削面を揺動させて、このレール端面をカップ型砥石で研削させる。

飯山機工株式会社、[online]、[平成22年7月2日]、インターネット<ＵＲＬ：http://www.iijimakiko.co.jp/catarog/t15.html>

しかしながら、上記非特許文献１に記載のレール端面研削装置では、研削機を揺動させている際中の各時点において、カップ型砥石の環状の研削面がレール端面の一部にしか接触せず、しかも、各時点毎にレール端面との接触位置が変化するため、レール端面を平坦に且つレールの長手方向に対して垂直に研削することが難しい、という問題点がある。すなわち、このレール端面研削装置で、レール端面を平坦に且つレールの長手方向に対して垂直に研削するためには、作業者に高い技能が要求される。

そこで、本発明は、このような従来技術の問題点に着目し、容易に、レール端面を平坦に且つレールの長手方向に対して垂直に研削することができるレール端面研削装置を提供することを目的とする。

前記問題点を解決するための発明に係るレール端面研削装置は、
研削機と、該研削機を鉄道レールに対して相対移動可能に取り付ける取付具とを備えているレール端面研削装置において、
前記研削機は、外周面が研削面を成す無端研削平ベルトと、該無端研削平ベルトを循環駆動させるベルト駆動機構と、該無端研削平ベルトの一部を支持して、該無端研削平ベルトの前記研削面の一部の平坦性を確保するベルト支持板と、該無端研削平ベルト、該ベルト駆動機構及びベルト支持板が設けられるケーシングと、を備え、前記取付具は、前記鉄道レールを相対移動不能に保持するレール保持部を備え、前記研削機と前記取付具とのうち、一方は、前記鉄道レールを前記レール保持部が相対移動不能に保持している際の該鉄道レールの長手方向に平行な方向に伸びるガイドバーを備え、他方は、該ガイドバーが伸びている方向に摺動自在に該ガイドバーに係合するガイド受け部を備え、前記ベルト支持板により平坦性が確保されている前記無端研削平ベルトの平坦部が、前記レール保持部で保持されている前記鉄道レールの長手方向に対して垂直な状態を維持しつつ、前記ガイドバーに対して前記ガイド受け部が摺動することで該鉄道レールの長手方向に往復移動可能に、前記ガイドバーと前記ガイド受け部とのうちの一方が前記研削機の前記ケーシングに固定されている、ことを特徴とする。

当該レール端面研削装置では、無端研削平ベルトの平坦部が、レール保持部で保持されている鉄道レールの長手方向に対して垂直な状態を維持しつつ、研削機のケーシングが鉄道レールの長手方向に伸びるガイドバーに案内されることで、鉄道レールの長手方向に往復移動する。このため、当該レール端面研削装置では、無端研削平ベルトの平坦部が鉄道レールの端面に接する際には、端面全体に接触して、この端面を研削するので、当該レール端面研削装置の操作に熟練していなくても、極めて簡単に、レール端面を平坦に研削することができる。しかも、鉄道レールの長手方向に対して垂直な向きで、無端研削平ベルトの平坦部をレール端面に接触させているので、レール端面をレールの長手方向に垂直に研削することができる。

ここで、前記レール端面研削装置において、前記レール保持部は、前記鉄道レールが挿通されるレール挿通開口が形成されている保持枠と、該レール挿通開口に挿通されている該鉄道レールを、該レール挿通開口の縁側に押し付けて、少なくとも該鉄道レールの押付け方向及び該鉄道レールの長手方向において、該鉄道レールを該保持枠に対して相対移動不能に拘束するレール押付具と、を備えていてもよい。

この場合、前記保持枠は、前記レール挿通開口がそれぞれに形成されている一対のレール挿通枠板と、該一対のレール挿通枠板の各レール挿通開口が前記ガイドバーの伸びている方向において互いに対向し合うよう、該一対のレール挿通枠板の相互間を開けて、相互に連結する連結部材と、を有していてもよい。

当該レール端面研削装置では、一対のレール挿通枠板の相互間がガイドバーの伸びている方向において開けられているので、各レール挿通枠板のレール挿通開口に挿通された鉄道レールを、ガイドバーが伸びている方向に垂直な軸回りのねじれを抑えることができる。

また、前記レール端面研削装置において、前記レール押付具は、前記押付け方向に伸び、前記連結部材に螺合して貫通しているネジ部と、該押付け方向における該ネジ部の端部に設けられ、前記鉄道レールに接するレール押圧端部とを有していてもよい。

当該レール端面研削装置では、レール押付具を連結部材にねじ込むことにより、当該レール押付具のレール押圧端部を鉄道レールに接触させて、当該鉄道レールをレール挿通開口の縁側に押し付け、少なくとも鉄道レールの押付け方向及び鉄道レールの長手方向において、鉄道レールを保持枠に対して相対移動不能に拘束することができる。

また、前記レール端面研削装置において、前記レール保持部は、前記保持枠の前記レール挿通開口に挿通されている前記鉄道レールの外周面と該レール挿通開口の縁との間に挿入されて、該鉄道レールの前記長手方向に対して垂直な方向であって、当該挿入された位置から該鉄道レールを基準にして反対側に向かう幅寄せ方向において、該保持枠に対する該鉄道レールの相対位置を規制する位置規制片を備えていてもよい。

当該レール端面研削装置では、幅寄せ方向において、鉄道レールを保持枠に対して相対移動不能に拘束することができる。特に、保持枠が、ガイドバーが伸びている方向に並んでいる一対のレール挿通枠板を有している場合には、幅寄せ方向において、鉄道レールを各レール挿通枠板に対して相対移動不能に拘束することができるので、ガイドバーが伸びている方向に垂直な軸回り方向においも、鉄道レールを各レール挿通枠板に対して相対移動不能に拘束することができる。

また、前記レール端面研削装置において、前記保持枠の前記レール挿通開口の縁は、該レール挿通開口に挿通されている前記鉄道レールの頭頂面に対向する頭頂面対向縁と、該鉄道レールの底面に対向する底面対向縁と、該鉄道レールの一対の側面に対向する一対の側面対向縁とを有し、前記押付け方向が前記頭頂面対向縁から前記底面対向縁へ向かう方向であり、前記レール押付具は、前記レール挿通開口に挿通されている前記鉄道レールを、該レール挿通開口の前記底面対向縁側に押し付け、前記位置規制片は、前記鉄道レールの一対の側面のうちの一方の側面と、前記レール挿通開口の前記一対の側面対向縁のうち一方の側面対向縁との間に挿入され、該鉄道レールを他方の側面対向縁側に押付けてもよい。

当該レール端面研削装置では、レール押付具による鉄道レールの押付方向と、位置規制片による鉄道レールの押付方向が異なるため、三次元空間内において、鉄道レールを保持枠に対して相対移動不能に拘束することができる。

また、レール端面研削装置において、前記鉄道レールは、車輪が接する頭部と、マクラギに接する底部と、該頭部と該底部とを連結する柱部とを有し、前記保持枠の前記レール挿通開口の縁は、該レール挿通開口に挿通されている前記鉄道レールの一対の頭部側面に対向する頭側面対向縁と、該鉄道レールの一対の底部側面に対向する一対の底側面対向縁とを有し、前記位置規制片として、前記鉄道レールの前記一対の底部側面のうちの一方の底部側面と、前記レール挿通開口の前記一対の底側面対向縁のうちの一方の底側面対向縁との間に挿入され、該鉄道レールを他方の底側面対向縁側に押付ける第一位置規制片と、前記鉄道レールの前記一対の頭部側面のうちの他方の頭部側面と、前記レール挿通開口の前記一対の頭側面対向縁のうちの他方の頭側面対向縁との間に挿入され、該鉄道レールを一方の頭側面対向縁側に押付ける第二位置規制片と、を備えていてもよい。

当該レール端面研削装置では、第一位置規制片と第二位置規制片とにより、ガイドバーが伸びている方向に垂直な方向の二箇所で、鉄道レールを保持枠に対して相対移動不能に拘束しているので、ガイドバーが伸びている方向に平行な軸回りにおいて、鉄道レールを保持枠に対して相対移動不能に拘束することができる。

また、前記レール端面研削装置において、前記鉄道レールとして、前記一対の頭部側面の相互間の幅である頭部幅が同じで、前記一対の底部側面の相互間の幅である底部幅が異なる第一レールと第二レールとが存在し、前記第一位置規制片は、前記鉄道レールの前記一方の底部側面と、前記レール挿通開口の前記一方の底側面対向縁との間に挿入される挿入部として、第一挿入部と第二挿入部とを有し、前記第一挿入部の前記幅寄せ方向の寸法と前記第二挿入部の前記幅寄せ方向の寸法との差は、前記第一レールの前記底部幅の寸法と前記第二レールの前記底部幅の寸法との差の半分であってもよい。

当該レール端面研削装置では、鉄道レールとして、寸法の異なる第一レールと第二レールとが存在しても、各レールを保持枠に対して相対移動不能に拘束することができる。

また、前記レール端面研削装置において、前記研削機の前記ケーシングには、係合部が設けられ、前記保持枠には、前記ガイドバーが伸びている方向に対して垂直な回転軸回りに、回転可能に操作バーが取り付けられ、前記操作バーには、前記回転軸を基準にして、一方の側に操作部が形成され、他方の側に前記研削機の前記係合部が係合する被係合部が形成され、前記係合部は、前記操作バーの回転により、前記ケーシングが前記往復移動するよう、前記被係合部に係合していてもよい。

当該レール端面研削装置では、操作バーを操作することで、ガイドバーが伸びている方向において研削機を容易に往復移動させることができる。

本発明では、無端研削平ベルトの平坦部が鉄道レールの端面全体に接触して、この端面を研削するので、当該レール端面研削装置の操作に熟練していなくても、極めて簡単に、レール端面を平坦に研削することができる。さらに、本発明では、鉄道レールの長手方向に対して垂直な向きで、無端研削平ベルトの平坦部をレール端面に接触させているので、レール端面をレールの長手方向に垂直に研削することができる。

本発明に係る一実施形態におけるレール端面研削装置の展開斜視図である。本発明に係る一実施形態における取付具の側面図である。図２におけるIII−III線断面図である。本発明に係る一実施形態における研削機の要部切欠き側面図である。図４におけるＶ矢視図である。本発明に係る一実施形態におけるレール端面研削装置の側面図である。図６におけるＶII矢視図である。本発明に係る一実施形態におけるレール端面研削装置の動作を示す説明図で、同図（Ａ）は無端研削平ベルトと鉄道レールの端面とが離れている状態を示し、同図（Ｂ）は無端研削平ベルトと鉄道レールの端面とが接している状態を示す。本発明に係る一実施形態における第一位置規制片の装着時の斜視図で、同図（Ａ）は第一挿入部を挿入した際の斜視図であり、同図（Ｂ）は第二挿入部を挿入した際の斜視図である。

以下、本発明に係るレール端面研削装置の一実施形態について、図面を用いて説明する。

本実施形態のレール端面研削装置は、図１に示すように、研削機１０と、鉄道レール（以下、単にレールとする）に対して研削機１０を相対移動可能にレール１に取り付ける取付具３０とを備えている。

研削機１０は、外周面が研削面１２を成す無端研削平ベルト１１と、無端研削平ベルト１１を循環駆動させるベルト駆動機構１４と、無端研削平ベルト１１の研削面１２の一部の平坦性を確保するベルト支持板１７と、取付具３０との相対位置関係を規制するガイド受け部２５及び係合ロッド２７と、これらが設けられるケーシング２１と、を備えている。

取付具３０は、レール１を相対移動不能に保持するレール保持部３１と、研削機１０のガイド受け部２５が摺動自在に係合するガイドバー４７と、研削機１０の係合ロッド２７の端部が係合する操作バー５５と、を備えている。

レール保持部３１は、レール１が挿通されるレール挿通開口３４が形成されているレール保持枠３２と、レール挿通開口３４に挿通されているレール１をレール挿通開口３４の縁に押し付けるレール押付具５０と、このレール１の外周面とレール挿通開口３４の縁との間に挿入される位置規制片６１，６４，６７と、を備えている。

レール保持枠３２は、それぞれにレール挿通開口３４が形成されている一対のレール挿通枠板３３と、一対のレール挿通枠板３３を相互間を開けて連結する複数の連結部材４１〜４５と、を有している。一対のレール挿通枠板３３は、ガイドバー４７が伸びている方向で互いが平行に並び、且つ互いのレール挿通開口３４が対向するよう、複数の連結部材４１〜４５で連結されている。

ここで、レール１の構成について簡単に説明する。レール１は、図３に示すように、車輪が接する頭部２と、マクラギに接する底部５と、頭部２と底部５とを連結する柱部８と、を有している。頭部２には、車輪の踏面が接する頭頂面３と、一対の頭側面４とが形成されている。また、底部５は、マクラギに接する底面６と、一対の底側面７とが形成されている。

本実施形態で扱うレールは、主に新幹線用として利用される１６０ｋｇレール１、主に在来線用として利用される５０ｋｇＮレール１ａである。一対の頭側面４の相互間の寸法である頭部幅寸法Ｗｈは、６０ｋｇレール１と５０ｋｇＮレール１ａとは同じである。一対の底側面７の相互間の寸法である底部幅寸法Ｗｂ（６０ｋｇレールの幅寸法），Ｗｂａ（５０ｋｇＮレールの幅寸法）は、６０ｋｇレール１が５０ｋｇＮレール１ａよりも大きい。頭頂面３と底面６との相互間の寸法である高さ寸法も、６０ｋｇレール１が５０ｋｇＮレール１よりも大きい。

レール挿通枠板３３のレール挿通開口縁３４ａは、レール１の頭頂面３が対向する頭頂面対向縁３５と、レール１の側面が対向する側面対向縁３６，３７と、レール１の底面６が対向する底面対向縁３８とがある。側面対向縁３６，３７には、さらに、レール１の一対の頭側面４に対向する一対の頭側面対向縁３６と、レール１の一対の底側面７に対向する底側面対向縁３７とがある。頭頂面対向縁３５と底面対向縁３８とは、互いに向い合い且つ平行である。また、一対の頭側面対向縁３６は、互いに向い合い且つ平行である。さらに、一対の底側面対向縁３７も、互い向い合い且つ平行である。

頭頂面対向縁３５と底面対向縁３８との相互間の寸法である開口高さ寸法は、５０ｋｇＮレール１ａより大きい６０ｋｇレール１の高さ寸法より若干大きい。一対の底側面対向縁３７の相互間の寸法である開口底幅寸法は、５０ｋｇＮレール１より大きい６０ｋｇレール１の底部幅寸法Ｗｂより若干大きい。一対の頭側面対向縁３６の相互間の寸法である開口頭寸法は、６０ｋｇレール１及び５０ｋｇＮレール１の頭部幅寸法Ｗｈよりも若干大きい。

なお、以下の説明の都合上、レール挿通開口３４の開口高さ方向をＹ方向とし、このＹ方向に垂直なレール挿通開口３４の開口幅方向をＸ方向とし、Ｘ及びＹ方向に垂直な方向をＺ方向とする。

連結部材４１〜４５は、レール挿通枠板３３中で、レール挿通開口３４の（−）Ｙ側に設けられている下連結部材４１と、レール挿通開口３４の（＋）Ｙ側に設けられているレール押付具支持材４２及び操作バー支持材４３と、レール挿通開口３４の（−）Ｘ側に設けられている第一横連結部材４４と、レール挿通開口３４の（＋）Ｘ側に設けられている２つの第二横連結部材４５と、を有している。これらの連結部材４１〜４５は、いずれも、Ｚ方向に伸びている。

レール押付具支持材４２には、レール押付具５０が取り付けられている。このレール押付具５０は、Ｙ方向の伸び、レール押付具支持材４２に螺合して貫通しているネジ部５１と、このネジ部５１の（＋）Ｙ側の端部に固定されている押付操作ハンドル５２と、このネジ部５１の（−）Ｙ側の端部に取り付けられ、レール１の頭頂面３に接するレール押圧座５３と、を有している。

操作バー支持材４３には、Ｘ方向に伸びるバー回転軸５８が設けられている。このバー回転軸５８には、操作バー５５が回転可能に取り付けられている。バー回転軸５８を基準として、操作バー５５の一方の端部には、操作部５６が形成され、他方の端部には、研削機１０の係合ロッド２７が係合する被係合部５７が形成されている。この被係合部５７は、図２及び図３に示すように、操作バー５５をＸ方向に貫通し、この操作バー５５が伸びている方向に長い長孔である。

２つの第二横連結部材４１〜４５は、内部が中空の角筒形状を成している。２本のガイドバー４７は、それぞれ、中空の第二横連結部材４５内に挿通されている。このガイドバー４７の（−）Ｚ側の端部は、一対のレール挿通枠板３３のうち、（−）Ｚ側のレール挿通枠板３３に固定されている。また、このガイドバー４７は、（＋）Ｚ側のレール挿通枠板３３を貫通し、（＋）Ｚ側に伸びている。

位置規制片６１，６４，６７は、図１及び図３に示すように、２つの第一位置規制片６１と、２つの第二位置規制片６４と、４つの第三位置規制片６７とがある。各第一位置規制片６１は、レール１の一対の底側面７のうちの（＋）Ｘ側の底側面７と、各レール挿通枠板３３，３３の一対の底側面対向縁３７のうちの（＋）Ｘ側の底側面対向縁３７との間に挿入される挿入部６２，６２ａと、レール挿通枠板３３に固定するためのネジ孔が形成されているフランジ部６３とを有する。挿入部６２，６２ａは、図９（Ａ）に示すように、Ｘ方向の幅が狭い第一挿入部６２と、同図（Ｂ）に示すように，Ｘ方向の幅が広い第二挿入部６２ａとがある。

各第二位置規制片６４は、図１及び図３に示すように、レール１の一対の頭側面４のうちの（−）Ｘ側の頭側面４と、各レール挿通枠板３３，３３の一対の頭側面対向縁３６のうちの（−）Ｘ側の頭側面対向縁３６との間に挿入される挿入部６５と、レール挿通枠板３３に固定するためのネジ孔が形成されているフランジ部６６とを有する。

各第三位置規制片６７は、レール１の底面６と各レール挿通枠板３３，３３の底面対向縁３８との間に挿入される挿入部６８と、レール挿通枠板３３に固定するためのネジ孔が形成されているフランジ部６９とを有する。なお、２つの第一位置規制片６１及び２つの第二位置規制片６４は、各レール挿通板枠３３に１つずつ設けられるが、４つの第三位置規制片６７は、各レール挿通板枠３３に２つずつ設けられる。

一対の底側面対向縁３７の相互間の寸法である開口底幅寸法の１／２寸法は、図３に示すように、６０ｋｇレール１の底部幅寸法Ｗｂの１／２寸法（１／２Ｗｂ）と、第一位置規制片６１の第一挿入部６２のＸ方向の寸法とを加えた寸法に等しい。また、この開口底幅寸法の１／２寸法は、５０ｋｇＮレール１ａの底部幅寸法Ｗｂａの１／２寸法（１／２Ｗｂａ）と、第一位置規制片６１の第二挿入部６２ａのＸ方向の寸法とを加えた寸法に等しい。すなわち、第一位置規制片６１の第一挿入部６２のＸ方向の寸法と第二挿入部６２ａのＸ方向の寸法との差は、６０ｋｇレール１の底部幅寸法Ｗｂの１／２寸法（１／２Ｗｂ）と５０ｋｇＮレール１ａの底部幅寸法Ｗｂａの１／２寸法（１／２Ｗｂａ）との差に等しい。

また、一対の頭側面対向縁３６の相互間の寸法である開口頭幅寸法の１／２寸法は、６０ｋｇレール１の頭部幅寸法Ｗｈの１／２寸法（＝５０ｋｇＮレール１の頭部幅寸法の１／２寸法）と、第二位置規制片６４の挿入部６５のＸ方向の寸法とを加えた寸法に等しい。

研削機１０のベルト駆動機構１４は、図１及び図４に示すように、無端研削平ベルト１１が掛け渡される駆動プーリ１５及び従動プーリ１６と、駆動プーリ１５を回転させる研削モータ１９と、駆動プーリ１５と従動プーリ１６との間隔を調節するテンション調整機構１８と、を有している。

研削機１０が取付具３０に取り付けられている状態では、従動プーリ１６に対して駆動プーリ１５が（＋）Ｙ側に位置し、駆動プーリ１５及び従動プーリ１６の回転軸は、いずれも、Ｘ方向に伸びている。

研削機１０のベルト支持板１７は、無端研削平ベルト１１の内周面に接する平坦面１７ａを有している。このベルト支持板１７は、その平坦面１７ａがＸＹ平面と平行な状態（Ｚ方向に垂直な状態）で、駆動プーリ１５と従動プーリ１６との間であって、各プーリー１５，１６を基準にして（−）Ｚ側に位置している無端研削平ベルト１１の内周面に平坦面１７ａが接するよう配置されている。無端研削平ベルト１１の研削面１２のうち、このベルト１１の内周面がベルト支持板１７の平坦面１７ａに接している部分が平坦部１３を形成している。なお、無端研削平ベルト１１の幅寸法、つまりＸ方向の幅寸法、及びベルト支持板１７のＸ方向の幅寸法は、本実施形態で扱うレール１のうちで、最も底部幅寸法の大きい６０ｋｇレール１の底部幅寸法Ｗｂよりも大きい。

従動プーリ１６、駆動プーリ１５、これらのプーリ１５，１６に掛け渡されている無端研削平ベルト１１、テンション調整機構１８は、研削機ケーシング２１内に収められている。但し、図１、図４及び図５に示すように、ケーシング２１の（−）Ｚ側の壁板には開口が形成されており、この開口から無端研削平ベルト１１の平坦部１３が臨めるようになっている。

研削機ケーシング２１の（＋）Ｚ側の壁板には、図１、図５及び図６に示すように、取付具３０のガイドバー４７が摺動自在に入り込む貫通孔２５ａが形成されている２つのガイド受け部２５と、取付具３０の操作バー５５に係合する係合ロッド２７と、駆動プーリ１５を回転駆動させる研削モータ１９が固定されている。

ガイド受け部２５の貫通孔２５ａは、ガイドバー４７が挿通できる孔径で、Ｚ方向に貫通している。係合ロッド２７は、（−）Ｚ方向に伸びるロッド本２７ａと、このロッド本体２７ａの（−）Ｚ側の端部に（−）Ｘ側に伸び、操作バー５５の被係合部５７に係合する係合部２７ｂとを有している。研削モータ１９は、電源ユニット２９（図１）とケーブルで接続されている。

研削機１０を取付具３０に取り付ける際には、まず、取付具３０の各ガイドバー４７を研削機１０の各ガイド受け部２５に挿通させる。この結果、無端研削平ベルト１１の平坦部１３は、取付具３０のレール挿通開口３４に対向し且つＸＹ平面になると共に、取付具３０に対する研削機ケーシング２１の移動方向がＺ方向に限定される。そして、各ガイドバー４７が各ガイド受け部２５から抜けないよう、各ガイドバー４７の（＋）Ｚ側の端部に抜け止めネジ４８（図６）を取り付ける。なお、取付具３０に対して研削機１０を遠ざかる向きに付勢するため、（＋）Ｚ側のレール挿通枠板３３と研削機１０のガイド受け部２５との間には、図１に示すように、ガイドバー４７に挿通させたコイルスプリング等の弾性部材４９を配してもよい。

次に、研削機１０の係合ロッド２７の係合部２７ｂを取付具３０の操作バー５５の被係合部５７に係合させる。この結果、操作バー５５の操作部５６を操作して、操作バー５５を回転させると、操作バー５５の被係合部５７に係合している係合ロッド２７がＺ方向に移動し、この移動に伴って、この係合ロッド２７が固定されている研削機ケーシング２１もＺ方向に移動するようになる。

次に、以上で説明したレール端面研削装置によるレール端面９の研削手順について説明する。

まず、図１、図３及び図７に示すように、各レール挿通枠板３３の底面対向縁３８に沿った箇所に、第三位置規制片６７をネジで固定する。次に、各レール挿通枠板３３のレール挿通開口３４に、研削対象のレール１を挿通させる。この結果、各第三位置規制片６７の挿入部６８は、各レール挿通枠板３３の底面対向縁３８とレール１の底面６との間に挟まれる。

次に、各レール挿通枠板３３のレール挿通開口３４に挿通させたレール１の（−）Ｘ側の頭側面４と、各レール挿通枠板３３の（−）Ｘ側の頭側面対向縁３６との間に、第二位置規制片６４の挿入部６５を挿入してから、この第二位置規制片６４をネジでレール挿通枠板３３に固定する。続いて、各レール挿通枠板３３のレール挿通開口３４に挿通させたレール１の（＋）Ｘ側の底側面７と、各レール挿通枠板３３の（＋）Ｘ側の底側面対向縁３７との間に、第一位置規制片６１の挿入部６２を挿入してから、この第一位置規制片６１をネジでレール挿通枠板３３に固定する。なお、この際、レール挿通開口３４に挿通させたレールが６０ｋｇレール１である場合には、図９（Ａ）に示すように、第一位置規制片６１の第一挿入部６２を挿入し、各レール挿通枠板３３のレール挿通開口３４に挿通させたレールが５０ｋｇＮレール１ａである場合には、図９（Ｂ）に示すように、第一位置規制片６１の第二挿入部６２ａを挿入する。そして、レール押付具５０の押付操作ハンドル５２を操作して、このレール押付具５０をレール押付具支持材４２に対して相対的に（−）Ｙ方向に移動させて、このレール押付具５０のレール押圧座５３をレール１の頭頂面３に接触させる。この結果、レール１の頭頂面３とレール押付具５０との間、レール１の底面６と第三位置規制片６７の挿入部６８との間に摩擦力が作用して、レール１は、レール保持枠３２に対して移動不能に拘束される。

以上で、取付具３０に対するレール１の固定が終了する。なお、以上では、第二位置規制片６４を第一位置規制片６１よりも先にレール挿通枠板３３に固定したが、第一位置規制片６１を第二位置規制片６４よりも先にレール挿通枠板３３に固定してもよい。

本実施形態では、以上のように、（＋）Ｚ側のレール挿通枠板３３及び（−）Ｚ側のレール挿通枠板３３に対して、それぞれ、第二位置規制片６４を固定して、レール保持枠３２に対するレール１の（−）Ｘ方向の移動を規制すると共に、（＋）Ｚ側のレール挿通枠板３３及び（−）Ｚ側のレール挿通枠板３３に対して、それぞれ、第一位置規制片６１を固定して、レール保持枠３２に対するレール１の（＋）Ｘ方向の移動を規制しているので、レール保持枠３２に対するレール１のＸ方向の移動を拘束することができる。しかも、（＋）Ｚ側のレール挿通枠板３３の位置及び（−）Ｚ側のレール挿通枠板３３の位置で、つまり、Ｚ方向における異なる位置で、レール１のＸ方向の位置をそれぞれ拘束しているので、レール保持枠３２に対するレール１の左右方向の傾き、言い換えると、Ｙ軸回りのねじれを抑えることができる。さらに、レール挿通枠板３３の頭側面対向縁３６と底側面対向縁３７の位置で、つまり、Ｙ方向における異なる位置で、レール１のＸ方向の位置をそれぞれ拘束しているので、レール保持枠３２に対するレール１のＺ軸回りのねじれを抑えることもできる。

また、本実施形態では、（＋）Ｚ側のレール挿通枠板３３及び（−）Ｚ側のレール挿通枠板３３に対して、それぞれ、２つの第三位置規制片６７を固定して、レール保持枠３２に対するレール１の（−）Ｙ方向の移動を規制すると共に、レール押付具５０のレール押圧座５３をレール頭頂面３に押付けて、レール保持枠３２に対するレール１の（＋）Ｙ方向の移動を拘束している。しかも、Ｚ方向の異なる位置で、レール１のＹ方向の位置をそれぞれ拘束しているので、レール保持枠３２に対するレール１の上下方向の傾き、言い換えると、Ｘ軸回りのねじれを抑えることができる。さらに、本実施形態では、レール押圧座５３とレール頭頂面３との間の摩擦力及び第三位置規制片６７とレール底面６との間の摩擦力により、レール保持枠３２に対するレール１のＹ方向の移動を拘束している。

すなわち、本実施形態では、Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向における、レール保持枠３２に対するレール１の移動を拘束することができる。さらに、レール保持枠３２に対して、Ｘ軸回り、Ｙ軸回り、Ｚ軸回りに関して、レール保持枠３２に対するレール１のねじれを抑えることができる。このため、本実施形態では、ガイドバー４７が伸びているＺ方向にレール１の長手方向が正確に向いた状態で、言い換えると、ガイドバー４７とレール１とが平行な状態で、レール１をレール保持枠３２に固定することができる。

取付具３０に対するレール１の固定が終了すると、操作バー５５の操作部５６に、研削操作ハンドル５９を装着する。そして、研削モータ１９を駆動させて、無端研削平ベルト１１を循環駆動させる。

無端研削平ベルト１１が循環駆動し始めると、研削操作ハンドル５９を操作して、この研削操作ハンドル５９が装着されている操作バー５５を回転させる。具体的には、図８（Ａ）（Ｂ）に示すように、研削操作ハンドル５９の揺動端側が研削機１０に近づく向き（（＋）Ｚ方向）に、この研削操作ハンドル５９を揺動させる。すると、操作バー５５の被係合部５７は、研削機１０から遠ざかる向き（（−）Ｚ方向）に揺動し、操作バー５５の被係合部５７に係合している研削機１０の係合ロッド２７が（−）Ｚ方向に移動すると共に、この係合ロッド２７が固定されている研削機ケーシング２１も、ガイドバー４７に案内されつつ、（−）Ｚ方向に移動する。この結果、無端研削平ベルト１１の研削面１２中の平坦部１３がレール１の端面９の全体に接触し、この端面９は、平坦に研削される。

本実施形態では、無端研削平ベルト１１の循環駆動の際中に、研削操作ハンドル５９の揺動を繰り返して実行して、レール保持枠３２に対して研削機１０をＺ方向に繰り返し往復移動させて、無端研削平ベルト１１の兵端部１３でレール端面９を研削する。

ところで、無端研削平ベルト１１の研削面１２中の平坦部１３は、ベルト支持板１７により、Ｚ方向に垂直に支持されている。このため、レール端面９は、無端研削平ベルト１１の平坦部１３でＺ方向に垂直に研削される。つまり、レール端面９は、レール１の長手方向に垂直に研削される。

以上、本実施形態では、レール端面９の全体に、無端研削平ベルト１１の平坦部１３を接触させて、レール端面９を研削しているので、当該レール端面研削装置の操作に熟練していなくても、極めて簡単に、レール端面９を平坦に研削することができる。しかも、レール１の長手方向に対して垂直な向きで、無端研削平ベルト１１の平坦部１３をレール端面９に接触させているので、レール端面９をレール１の長手方向に垂直に研削することができる。

なお、本実施形態では、ガイドバー４７を取付具３０側に設け、ガイド受け部２５を研削機１０側に設けているが、逆に、ガイドバー４７を研削機１０側に設け、ガイド受け部２５を取付具３０側に設けてもよい。

１：レール（６０ｋｇレール）、1ａ：５０ｋｇＮレール、２：頭部、３：頭頂面、４：頭側面、５：底部、6：底面、7：底側面、８：柱部、９：端面、１０：研削機、１１：無端研削平ベルト、１２：研削面、１３：平坦部、１４：ベルト駆動機構、１５：駆動プーリ、１６：従動プーリ、１７：ベルト支持板、１９：研削モータ、２０：ケーシング、２２：（ケーシングの）開口、２５：ガイド受け部、２７：係合ロッド、２７ｂ：係合部、３０：取付具、３１：レール保持部、３２：レール保持枠、３３：レール挿通枠板、３４：レール挿通開口、３４ａ：レール挿通開口縁、３５：頭頂面対向縁、３６：頭側面対向縁、３７：底側面対向縁、３８：底面対向縁、４１〜４５：連結部材、４２：レール押付具支持材、４３：操作バー支持材、４７：ガイドバー、５０：レール押付具、５５：操作バー、５７：被係合部、５９：研削操作ハンドル、６１：第一位置規制片、６２：第一挿入部、６２ａ：第二挿入部、６４：第二位置規制片、６７：第三位置規制片

Claims

研削機と、該研削機を鉄道レールに対して相対移動可能に取り付ける取付具とを備えているレール端面研削装置において、
前記研削機は、外周面が研削面を成す無端研削平ベルトと、該無端研削平ベルトを循環駆動させるベルト駆動機構と、該無端研削平ベルトの一部を支持して、該無端研削平ベルトの前記研削面の一部の平坦性を確保するベルト支持板と、該無端研削平ベルト、該ベルト駆動機構及び該ベルト支持板が設けられるケーシングと、を備え、
前記取付具は、前記鉄道レールを相対移動不能に保持するレール保持部を備え、
前記研削機と前記取付具とのうち、一方は、前記鉄道レールを前記レール保持部が相対移動不能に保持している際の該鉄道レールの長手方向に平行な方向に伸びるガイドバーを備え、他方は、該ガイドバーが伸びている方向に摺動自在に該ガイドバーに係合するガイド受け部を備え、
前記ベルト支持板により平坦性が確保されている前記無端研削平ベルトの平坦部が、前記レール保持部で保持されている前記鉄道レールの長手方向に対して垂直な状態を維持しつつ、前記ガイドバーに対して前記ガイド受け部が摺動することで該鉄道レールの長手方向に往復移動可能に、前記ガイドバーと前記ガイド受け部とのうちの一方が前記研削機の前記ケーシングに固定されている、
ことを特徴とするレール端面研削装置。
請求項１に記載のレール端面研削装置において、
前記レール保持部は、前記鉄道レールが挿通されるレール挿通開口が形成されている保持枠と、該レール挿通開口に挿通されている該鉄道レールを、該レール挿通開口の縁側に押し付けて、少なくとも該鉄道レールの押付け方向及び該鉄道レールの長手方向において、該鉄道レールを該保持枠に対して相対移動不能に拘束するレール押付具と、
を備えている、
ことを特徴とするレール端面研削装置。
請求項２に記載のレール端面研削装置において、
前記保持枠は、前記レール挿通開口がそれぞれに形成されている一対のレール挿通枠板と、該一対のレール挿通枠板の各レール挿通開口が前記ガイドバーの伸びている方向において互いに対向し合うよう、該一対のレール挿通枠板の相互間を開けて、相互に連結する連結部材と、を有している、
ことを特徴とするレール端面研削装置。
請求項３に記載のレール端面研削装置において、
前記レール押付具は、前記押付け方向に伸び、前記連結部材に螺合して貫通しているネジ部と、該押付け方向における該ネジ部の端部に設けられ、前記鉄道レールに接するレール押圧端部とを有している、
ことを特徴とするレール端面研削装置。
請求項２から４のいずれか一項に記載のレール端面研削装置において、
前記レール保持部は、前記保持枠の前記レール挿通開口に挿通されている前記鉄道レールの外周面と該レール挿通開口の縁との間に挿入されて、該鉄道レールの前記長手方向に対して垂直な方向であって、当該挿入された位置から該鉄道レールを基準にして反対側に向かう幅寄せ方向において、該保持枠に対する該鉄道レールの相対位置を規制する位置規制片を備えている、
ことを特徴とするレール端面研削装置。
請求項５に記載のレール端面研削装置において、
前記保持枠の前記レール挿通開口の縁は、該レール挿通開口に挿通されている前記鉄道レールの頭頂面に対向する頭頂面対向縁と、該鉄道レールの底面に対向する底面対向縁と、該鉄道レールの一対の側面に対向する一対の側面対向縁とを有し、
前記押付け方向が前記頭頂面対向縁から前記底面対向縁へ向かう方向であり、前記レール押付具は、前記レール挿通開口に挿通されている前記鉄道レールを、該レール挿通開口の前記底面対向縁側に押し付け、
前記位置規制片は、前記鉄道レールの一対の側面のうちの一方の側面と、前記レール挿通開口の前記一対の側面対向縁のうち一方の側面対向縁との間に挿入され、該鉄道レールを他方の側面対向縁側に押付ける、
ことを特徴とするレール端面研削装置。
請求項６に記載のレール端面研削装置において、
前記鉄道レールは、車輪が接する頭部と、マクラギに接する底部と、該頭部と該底部とを連結する柱部とを有し、
前記保持枠の前記レール挿通開口の縁は、該レール挿通開口に挿通されている前記鉄道レールの一対の頭部側面に対向する頭側面対向縁と、該鉄道レールの一対の底部側面に対向する一対の底側面対向縁とを有し、
前記位置規制片として、前記鉄道レールの前記一対の底部側面のうちの一方の底部側面と、前記レール挿通開口の前記一対の底側面対向縁のうちの一方の底側面対向縁との間に挿入され、該鉄道レールを他方の底側面対向縁側に押付ける第一位置規制片と、前記鉄道レールの前記一対の頭部側面のうちの他方の頭部側面と、前記レール挿通開口の前記一対の頭側面対向縁のうちの他方の頭側面対向縁との間に挿入され、該鉄道レールを一方の頭側面対向縁側に押付ける第二位置規制片と、を備えている、
ことを特徴とするレール端面研削装置。
請求項７に記載のレール端面研削装置において、
前記鉄道レールとして、前記一対の頭部側面の相互間の幅である頭部幅が同じで、前記一対の底部側面の相互間の幅である底部幅が異なる第一レールと第二レールとが存在し、
前記第一位置規制片は、前記鉄道レールの前記一方の底部側面と、前記レール挿通開口の前記一方の底側面対向縁との間に挿入される挿入部として、第一挿入部と第二挿入部とを有し、
前記第一挿入部の前記幅寄せ方向の寸法と前記第二挿入部の前記幅寄せ方向の寸法との差は、前記第一レールの前記底部幅の寸法と前記第二レールの前記底部幅の寸法との差の半分である、
を備えていることを特徴とするレール端面研削装置。
請求項２から８のいずれか一項に記載のレール端面研削装置において、
前記研削機の前記ケーシングには、係合部が設けられ、
前記保持枠には、前記ガイドバーが伸びている方向に対して垂直な回転軸回りに、回転可能に操作バーが取り付けられ、
前記操作バーには、前記回転軸を基準にして、一方の側に操作部が形成され、他方の側に前記研削機の前記係合部が係合する被係合部が形成され、
前記係合部は、前記操作バーの回転により、前記ケーシングが前記往復移動するよう、前記被係合部に係合している、
ことを特徴とするレール端面研削装置。