JP6038757B2 - 発条転てつ機 - Google Patents

Description

本発明は、発条転てつ機に関する。

転てつ機には、電気転てつ機と発条転てつ機がある。図１０は電気転てつ機の設置状態を示す斜視図、図１１は発条転てつ機の構成を示す図である。

電気転てつ機は、図１０に符号ＳＭで示すものであり、電気で駆動されるモータＭの回転力を図示されていないクラッチ（フリクションクラッチまたはマグネットクラッチ）、中間歯車、転換歯車、転換ローラを介して動作かん１０１を往動または復動させ、その動作かん１０１に連結されているスイッチアジャスターロッド１０２、スイッチアジャスタ腕金具１０３およびタイバー１０４を介してトングレール１０５を転換させるものである（非特許文献３）。

一方、発条転てつ機は、図１１に符号ＳＰで示すものであり、下端部にチェックバルブ２０１を、上端部にニードルバルブ２０２を備えた油圧シリンダ２０３とばね２０４とを有し、その油圧シリンダのピストンロッド２０５とばね２０４の上端およびばね２０４の下端と油圧シリンダ２０３の下端とをそれぞれ上部クランク２０６および下部クランク２０７で連結し、下部クランク２０７の回転力をアーム２０８を介して図１０に示したスイッチアジャスターロッド１０２と同様のスイッチアジャスターロッド１０２に伝達させて、そのスイッチアジャスターロッド１０２、スイッチアジャスタ腕金具１０３およびタイバー１０４を介してトングレール１０５を転換させるものであり、対向列車に対しては、ばね圧でトングレール１０５の基本レール１０６に対する密着状態（定位）を確保し、列車が背向で通過するときは、車輪がばね圧を圧してトングレール１０５を割出し（転換し）、通過後はばね２０４の力で自動的に定位側に復帰するように作用する（非特許文献４）。

鉄道技術者のための電気概論 信号シリーズ ４、転てつ装置、ｐｐ．３８−５４、日本鉄道電気技術協会、１９９２ 鉄道技術者のための電気概論 信号シリーズ ４、転てつ装置、ｐｐ．７６−８２、日本鉄道電気技術協会、１９９２

発条転てつ機は、上述のように、内部のばね２０４の作用により割り出し転換後、復帰する機能を有する。しかし、その復帰動作時に発条転てつ機が出し得る力は決まった大きさであるため、その大きさを上回る負荷を持つ分岐器、例えば、床板が錆びた分岐器や重軌条の分岐器では、復帰動作が止まり、正常に復帰することができずに、輸送障害となることがある。

その解決策の一つとして、発条転てつ機ＳＰの内部のばね２０４を強くする、または押し込み量を増やす手段が考えられる。しかし、この解決策では、同時に割り出しに必要な力も増すため、車両重量や路面、分岐器形状によっては、従来の発条転てつ機と同様に使用できない虞がある。

一方、転換鎖錠器（ゲレンク）は、重量が異なる２種類のレールのうち、重量の大きい５０Ｎレール用の設備として用いられており、内部にばねを用いているが、発条転てつ機の復帰動作を完全に補助する装置とは言えない。

そこで、本発明は、復帰動作時に出し得る力を上回る負荷を持つ分岐器においても正常に復帰することができる発条転てつ機を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係る発条転てつ機は、発条転てつ機の復帰動作開始を検知する手段が発条転てつ機の復帰動作開始を検知したときスイッチアジャスターロッド、タイバーまたは電磁転てつ鎖錠器の接続かんの定位復帰をアシストし、発条転てつ機の定位復帰を検知する手段が発条転てつ機の定位復帰を検知したときアシストを終了して復位する動力アシスト機を、発条転てつ機のスイッチアジャスターロッド、タイバーまたは電磁転てつ鎖錠器の接続かんの反位の前方付近に備えたことを特徴とする。

上記発条転てつ機は、以下の手順で動作する。
(1)発条転てつ機による復帰動作開始を検知すると、動力アシスト機のアシストロッド（原動軸）を動作させる。
(2)そのアシストロッドにより、復帰動作するスイッチアジャスターロッド、タイバーまたは電磁転てつ鎖錠器の接続かんを後押しする。
(3)発条転てつ機による定位復帰を検知すると、アシストロッドによる後押しを停止し、アシストロッドを初期位置に復帰させる。

動力アシスト機は、アシストロッドを往復運動させる往復運動機構と、スイッチアジャスターロッド、タイバーまたは電磁転てつ鎖錠器の接続かんに結合された連結ロッドと、その連結ロッドに設けられた作動部材により動作される定位検知スイッチおよび反位検知スイッチと、これらの定位検知スイッチおよび反位検知スイッチの検知信号に基づいて往復運動機構の往復運動を制御する制御手段とを有し、制御手段は、反位検知スイッチの検知信号に基づいて連結ロッドの復帰動作開始を検知したとき往復運動機構にアシストロッドが連結ロッドの復帰動作を後押しするように動作させ、定位検知スイッチの検知信号に基づいて連結ロッドの復帰動作終了を検知したとき往復運動機構にアシストロッドによる連結ロッドの復帰動作の後押しを停止させ、かつ、アシストロッドを当初位置に復帰するように動作させるように構成されている。

往復運動機構は、エネルギー源の利用形態として、空気圧方式または電気機械方式等を用いることができる。

空気圧方式の往復運動機構は、一例として、ピストンロッドの先端にアシストロッドを備えたシリンダと、シリンダに切換弁を介して接続されたコンプレッサと、連結ロッドの反位を検知する反位検知スイッチおよび連結ロッドの定位を検知する定位検知スイッチからの検知信号に基づき切換弁を切り替える制御回路とを有するものとすることができる。

電気機械方式の往復運動機構は、一例として、アシストロッドに備えたラックと噛み合う歯車を回転させるモータと、アシストロッドの定位復帰を検知するスイッチと、スイッチアジャスターロッド、タイバーまたは電磁転てつ鎖錠器の接続かんもしくは連結ロッドの反位を検知する反位検知スイッチがＯＦＦになった時にモータの回転を開始させ、スイッチアジャスターロッド、タイバーまたは電磁転てつ鎖錠器の接続かんもしくは連結ロッドスの定位を検知する定位検知スイッチがＯＮになった時にモータの回転を停止させるとともに、モータの逆回転を開始させ、アシストロッドの定位復帰を検知するスイッチがＯＮしたときにモータの逆回転を停止させる制御回路とを有するものとすることができる。

上記動力アシスト機において、アシストロッドに備えたラックと噛み合う歯車をモータにより回転させる構成に代えて、アシストロッドの上下両側に備えたラックのそれぞれに噛み合う二つの歯車に一つの欠歯歯車を噛み合わせ、その欠歯歯車をモータにより回転させる構成とすることもできる。

本発明によれば、復帰動作時に出し得る力を上回る負荷を持つ分岐器においても正常に復帰することができる発条転てつ機を提供することができる。

本発明に係る発条転てつ機の設置状態を示す平面図である。 図１の発条転てつ機の設置状態を示す正面図である。 動力アシスト機の構成を示す概略図である。 動力アシスト機の動作を説明する図である。 動力アシスト機の一つの具体例を示す概念図である。 動力アシスト機の他の具体例を示す概念図である。 図５の制御回路をリレーで構成する場合の回路例を示す図である。 動力アシスト機のさらに他の具体例を示す概念図である。 図８の往復移動機構を説明する図である。 電気転てつ機の設置状態を示す斜視図である。 従来の発条転てつ機の構成を示す図である。

続いて、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。図１１に示された部材と同一または相当の部材に、図１１と同じ符号を用いる。

本発明に係る発条転てつ機ＳＰは、図１および図２に示す実施の形態では、電磁転てつ鎖錠器１０７の接続かん１０８の反位の前方付近に、動力アシスト機ＰＡを備えている。発条転てつ機ＳＰのスイッチアジャスターロッド１０２，スイッチアジャスタ腕金具１０３およびタイバー１０４は、接続かん１０８と同様に、発条転てつ機ＳＰの動作に連動して定位と反位の間を往復移動するので、動力アシスト機ＰＡは、発条転てつ機ＳＰのスイッチアジャスターロッド１０２，スイッチアジャスタ腕金具１０３、またはタイバー１０４の反位の前方付近に設置してもよい。

動力アシスト機ＰＡは、図３に示すように、横長の筺体Ｈの中に往復運動機構１と、その往復運動機構１により第１スイッチと第２スイッチとの間を往復運動するアシストロッド２と、アシストロッド２の移動方向前方に設けられ、接続かん１０８の先端に結合される連結ロッド３と、連結ロッド３が反位に存在することを検知する反位検知スイッチ４１と、連結ロッド３が定位に存在することを検知する定位検知スイッチ４２と、反位検知スイッチ４１および定位検知スイッチ４２の検知信号に基づいて往復運動機構１の往復運動を制御する制御手段５とを有する。

一つの筺体Ｈの中に往復運動機構１、アシストロッド２、連結ロッド３、反位検知スイッチ４１と定位検知スイッチ４２、および制御手段５の構成要素の全てが収納されるので、動力アシスト機ＰＡの設置現場までの輸送、設置現場での設置を安全かつ迅速に行うことができる。

反位検知スイッチ４１および定位検知スイッチ４２は、例えば、マイクロスイッチで構成され、連結ロッド３に設けられた突部からなる作動部材４３により動作する。しかし、反位検知スイッチ４１および定位検知スイッチ４２は、例えば、光電センサで構成され、作動部材４３に代えて光反射部材を用いてもよい。

反位検知スイッチ４１は、連結ロッド３および接続かん１０８を介して発条転てつ機ＳＰの復帰動作開始を検知する手段として用いられ、定位検知スイッチ４２は、発条転てつ機ＳＰの定位復帰を検知する手段として用いられる。

制御手段５は、反位検知スイッチ４１がＯＦＦになったとき、換言すると、発条転てつ機ＳＰの復帰動作開始を検知する手段が発条転てつ機の復帰動作開始、すなわち、連結ロッド３が反位から定位側に移動を開始したことを検知したとき、往復運動機構１にアシストロッド２を連結ロッド３方向に移動させて、復帰動作する連結ロッド３を後押ししてスイッチアジャスターロッド１０２の復帰動作をアシストするとともに、定位検知スイッチ４２がＯＮになったとき、すなわち、発条転てつ機ＳＰの定位復帰を検知する手段が発条転てつ機の定位復帰を検知したとき、往復運動機構１によるアシストロッド２の連結ロッド３方向の移動を停止させて、アシストを終了し、かつ、アシストロッド２を当初位置に移動させるように制御する。

上記構成による動力アシスト機ＰＡの動作の遷移を図４に基づいて説明する。ｉ)は発条転てつ機ＳＰが定位にあるときの各部の状態を示しており、連結ロッド３は右端位置に存在して、反位検知スイッチ４１はＯＦＦ状態、定位検知スイッチ４２はＯＮ状態にあるので、制御手段５は往復運動機構１にアシストロッド２を連結ロッド３から後退した位置である定位に維持させている。

図４のii)は分岐器に背向で進入する列車により割出転換が開始されるときの状態を示すものであり、連結ロッド３は図外の接続かん１０８により反位方向に移動されるので、反位検知スイッチ４１、定位検知スイッチ４２はともにＯＦＦ状態にある。したがって、制御手段５は往復運動機構１をｉ)と同じ状態に維持する。

発条転てつ機ＳＰの割出転換が終了すると、図４のiii)に示されるように、反位付近まで接近した連結ロッド３の作動部材４３により反位検知スイッチ４１がＯＮ状態になり、定位検知スイッチ４２はＯＦＦ状態のままである。したがって、制御手段５は往復運動機構１をｉ)と同じ状態に維持する。

背向で進入した列車が分岐器を通過すると、スイッチアジャスターロッド１０２が発条転てつ機ＳＰのばね圧により定位への復帰動作を開始し、これと連動して接続かん１０８および連結ロッド３も復帰動作を開始する。この連結ロッド３の復帰動作開始により、図４のiv)に示すように、反位検知スイッチ４１がＯＮ状態からＯＦＦ状態に変化する。制御手段５はこの反位検知スイッチ４１のＯＮ状態からＯＦＦ状態への変化から、発条転てつ機ＳＰの復帰動作開始を検知する。

制御手段５は発条転てつ機ＳＰの復帰動作開始を検知すると、図４のv)に示すように、往復運動機構１を動作させてアシストロッド２を連結ロッド３方向に移動させ、その連結ロッド３の復帰動作を後押しする。

そして、スイッチアジャスターロッド１０２が定位に復帰すると、接続かん１０８および連結ロッド３も定位に復帰し、そのとき、図４のvi)に示すように、定位検知スイッチ４２はＯＦＦ状態からＯＮ状態に変化する。制御手段５はこの定位検知スイッチ４２のＯＦＦ状態からＯＮ状態への変化により発条転てつ機ＳＰの定位復帰を検知し、往復運動機構１を動作させてアシストロッド２を当初位置方向に、すなわち、連結ロッド３から離れる方向に移動させ、動力アシスト機ＰＡによる発条転てつ機ＳＰの復帰動作アシストを終了する。

図５は、空気圧方式の往復運動機構の一例を示す。この往復運動機構１Ａは、ピストンロッド１１の先端にアシストロッド１２を備えたシリンダ１０と、シリンダ１０に圧力供給管１３ａ,１３ｂ,１３ｃおよび切換弁１４を介して接続されたコンプレッサ１５と、、連結ロッド３の反位を検知する反位検知スイッチ４１および連結ロッド３の定位を検知する定位検知スイッチ４２からの検知信号に基づき切換弁１４を切り替える制御回路５Ａとを有する。

コンプレッサ１５は油圧コンプレッサ、シリンダ１０は油圧シリンダとすることも可能であるが、コンプレッサ１５はエアコンプレッサ、シリンダ１０はエアシリンダとすることが好ましい。いずれの場合も、往復運動機構１Ａが機外にコンプレッサ１５を必要とするものの、オール空気回路構成またはオール油圧回路構成となるので、制御回路５Ａにリレーを必要としない利点がある。

図６は、電気機械方式の往復運動機構の一例を示す。この往復運動機構１Ｂは、アシストロッド２２に備えたラック２３と噛み合う歯車２４を回転させるモータ２５と、アシストロッドの定位方向移動端を検知する右端検知スイッチ２６と、連結ロッド３の反位を検知する反位検知スイッチ４１と、連結ロッド３の定位を検知する定位検知スイッチ４２と、反位検知スイッチ４１が連結ロッド３の定位復帰動作開始を検知したときモータ２５の回転を開始させ、定位検知スイッチ４２がＯＮになった時または右端検知スイッチ２６がＯＮになった時にモータ２５の回転を停止させるとともに、モータ２５を逆回転させる制御回路５Ｂとを有する。

制御回路５Ｂは、反位検知スイッチ４１、定位検知スイッチ４２および右端検知スイッチ２６からの検知信号によりそれぞれ動作する３個のリレーで構成することが望ましい。図７は、リレーの接点で構成された回路例を示す。

図６の動力伝達方式の例の利点は、コンプレッサ等の外付け機器が不要であることである。

図８は、電気機械方式の往復運動機構の他の例を示す。この往復運動機構１Ｃは、図６の往復運動機構１Ｂにおける、アシストロッド２２に備えたラック２３と噛み合う歯車２４をモータ２５により回転させる構成に代えて、アシストロッド２２の上下両側に備えたラック２３ａ，２３ｂのそれぞれに噛み合う二つの歯車２４ａ，２４ｂの同軸上にそれぞれ小歯車２４ａ’，２４ｂ’を設け、それら上下の小歯車２４ａ’，２４ｂ’に一つの欠歯歯車２４ｃを噛み合わせ、その欠歯歯車２４ｃをモータ２５’により回転させるように構成されている。

モータ２５’は、図６の往復運動機構１Ｂのモータ２５が正逆回転されるのと異なり、１方向にのみ回転するものである。右端検知スイッチ２６と反位検知スイッチ４１の検知信号を入力する制御回路５Ｃは、図８のアシストロッド２２を左側から右方向に移動させるときは、モータ２５'を図９（ａ）に示すように、上側の小歯車２４ａ’に噛み合っている欠歯歯車２４ｃが時計方向に回転されるように回転させ、図８のアシストロッド２２を右側から左方向に移動させるときは、モータ２５'を図９（ｂ）に示すように、下側の小歯車２４b’に噛み合っている欠歯歯車２４ｃが時計方向に回転されるように回転させる。

[他の実施の形態]
上記実施の形態においては、動力アシスト機ＰＡに、電磁転てつ鎖錠器１０７の接続かん１０８と結合される連結ロッド３により動作される反位検知スイッチ４１と定位検知スイッチ４２を設けて、これらを往復運動機構１の往復運動制御のために用いたが、これらのスイッチ４１,４２を電磁転てつ鎖錠器１０７のストローク検出器に代えて設置することができる。また、上記実施の形態においては、連結ロッド３を電磁転てつ鎖錠器１０７の接続かん１０８と結合したが、連結ロッド３を発条転てつ機ＳＰのスイッチアジャスターロッド１０２，スイッチアジャスタ腕金具１０３、またはタイバー１０４のいずれに結合してもよい。

ＳＰ 発条転てつ機
１０２ スイッチアジャスタ―ロッド
１０３ スイッチアジャスタ腕金具
１０４ タイバー
１０５ トングレール
１０６ 基本レール
１０７ 電磁転てつ鎖錠器
１０８ 接続かん
ＰＡ 動力アシスト機
１ 往復運動機構
２ アシストロッド
３ 連結ロッド
４ 検知手段
４１ 反位検知スイッチ
４２ 定位検知スイッチ
４３ 作動部材
５ 制御手段
１Ａ 往復運動機構
５Ａ 制御回路
１０ シリンダ
１１ ピストンロッド
１２ アシストロッド
１４ 切換弁
１５ コンプレッサ
１Ｂ 往復運動機構
２２ アシストロッド
２３ ラック
２４ 歯車
２５ モータ
５Ｂ 制御部
１Ｃ 往復運動機構
２３a,２３b ラック
２４ａ,２４ｂ 歯車
２４ａ’,２４ｂ’ 小歯車
２４ｃ 欠歯歯車
２５’ モータ
５Ｃ 制御部

Claims (5)

1. 発条転てつ機の復帰動作開始を検知する手段が発条転てつ機の復帰動作開始を検知したときスイッチアジャスターロッドの定位復帰をアシストし、発条転てつ機の定位復帰を検知する手段が発条転てつ機の定位復帰を検知したとき前記アシストを終了して復位する動力アシスト機を、発条転てつ機のスイッチアジャスターロッドの反位の前方付近に備えたことを特徴とする発条転てつ機。
2. 請求項１に記載の発条転てつ機において、前記動力アシスト機は、アシストロッドを往復運動させる往復運動機構と、スイッチアジャスターロッド、タイバーまたは電磁転てつ鎖錠器の接続かんに結合された連結ロッドと、その連結ロッドにより動作される定位検知スイッチおよび反位検知スイッチと、これらの定位検知スイッチおよび反位検知スイッチの検知信号に基づいて前記往復運動機構の往復運動を制御する制御手段とを有し、
   前記制御手段は、前記反位検知スイッチの検知信号に基づいて前記連結ロッドの復帰動作開始を検知したとき前記往復運動機構に前記アシストロッドが前記連結ロッドの復帰動作を後押しするように動作させ、前記定位検知スイッチの検知信号に基づいて前記連結ロッドの復帰動作終了を検知したとき前記往復運動機構に前記アシストロッドによる前記連結ロッドの復帰動作の後押しを停止させ、かつ、前記アシストロッドを当初位置に復帰するように動作させるように構成されていることを特徴とする発条転てつ機。
3. 請求項２に記載の発条転てつ機において、前記往復運動機構は、ピストンロッドの先端にアシストロッドを備えたシリンダと、前記シリンダに切換弁を介して接続されたコンプレッサと、前記連結ロッドの反位を検知する反位検知スイッチおよび前記連結ロッドの定位を検知する定位検知スイッチからの検知信号に基づき前記切換弁を切り替える制御回路とを有することを特徴とする発条転てつ機。
4. 請求項２に記載の発条転てつ機において、前記往復運動機構は、前記アシストロッドに備えたラックと噛み合う歯車を回転させるモータと、前記アシストロッドの定位復帰を検知するスイッチと、スイッチアジャスターロッド、タイバーまたは電磁転てつ鎖錠器の接続かんもしくは前記連結ロッドの反位を検知する反位検知スイッチがＯＦＦになった時に前記モータの回転を開始させ、前記スイッチアジャスターロッド、タイバーまたは電磁転てつ鎖錠器の接続かんもしくは連結ロッドの定位を検知する定位検知スイッチがＯＮになった時に前記モータの回転を停止させるとともに、前記モータの逆回転を開始させ、前記アシストロッドの定位復帰を検知するスイッチがＯＮしたときに前記モータの逆回転を停止させる制御回路とを有することを特徴とする発条転てつ機。
5. 請求項４に記載の発条転てつ機において、前記動力アシスト機は、前記アシストロッドに備えたラックと噛み合う歯車をモータにより回転させる構成に代えて、前記アシストロッドの上下両側に備えたラックのそれぞれに噛み合う二つの歯車に一つの欠歯歯車を噛み合わせ、その欠歯歯車をモータにより回転させることを特徴とする発条転てつ機。

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