JPS5933072B2 - レ−ル圧接のためのレ−ルクランプ装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はレーノレ圧接において、接合されるべきレール
を適正な状態にクランプするためのレールクランプ装置
の改良に関する。

レールを圧接して得られた接合部の接合状態、つまり、
接合部の左右のズレ、段差の発生状態及びいわゆる通り
の仕上り状態は軌道車の乗り心地、安定性、騒音等に大
かな影響を与え、特に高速で運転される軌道車のレール
などは、レール接合部に高い精度が要求される。

第１図ａ−ｄはこのようなレール５、５’の接合部に横
ズレ、段差が生じている場合や通りの仕上り状態が不良
である場合を示すもので、５１はレールの頭部、５２は
腹部、５３は底部を示し、このようなａ−ｄの接合状態
ではいずれも上記したような乗り心地、安定性、騒音等
の問題を生ずるものである。このようなレール接合部の
不良は、レール自体の製造精度或いは圧接前のレールク
ランプの精度に起因するものであり、このため、溶接前
のレールクランプにおいては、レールの製造精度とくに
レールの曲りの誤差を吸収して接合すべきレールを適正
な関係で正対せしめる必要がある。

従来、このようなレールをクランプするための装置とし
て第２図ないし第５図に示す如きものが提案されている
。

この装置は機体の中央上部に油圧シリンダ１を配し、こ
の油圧シリンダ１の両側にクランプジョー保持用アーム
２、２を配し、この両クランプジョー保持用アーム２、
２をその一部を介して互いに回動可能に枢着３するとと
もに、前記クランプジョー保持用アーム２、２の各上端
と油圧シリンダ１のピストンロッド４とをリンク６、６
によりそれぞれ連結し、前記クランプジョー保持用アー
ム２、２の各下部にはクランプジョー７、□を互いに対
向せしめるようにして設けたものであり、このクランプ
ジョーＴは第４図に示すように、スプリング８によつで
糾め上方に押圧されるボールベアリング９を備えている
。かかる装置によれば、油圧シリンダ１の作動により前
記リンク６、６を介してクランプジョー保持用アーム２
、２がレール腹部５２を加圧する方向に動かされ、これ
に取付けられたクランプジョー７、Ｔの側面が両側から
レール５の腹部５２を加圧するとともに、スプリング８
により押圧されるポールベアリング９がレール５の頭部
５１と腹部５２とによつて形成される隅角部を加圧する
ことによりレール５をクランプし、レール５は油圧シリ
ンダ１下部に設けられたレベラー１０にその頭部５１上
面が当接せしめられるようにして押し上げられる。

このような装置ではクランプジョー７に加わるスラスト
方向の力はａ１とＡ２とに分割され、レール５の腹部５
２を２点で加圧するため通りの狂いが少く、またレール
頭部５１でレベルを合せるためレール頭部５１，５１に
段差を生ぜず、さらには油圧シリンダ１の力はリンク機
構によつて倍加されるため油圧シリンダを従来のものに
較べ小型のものとすることができ、このため装置自体の
小型化が可能であるという利点を有している。

しかしながら、上記装置ではリンク機構を介してレール
５に加わる力はほとんどスラスト方向の力だけであり、
レール５を上方に押し上げるための力は前記スプリング
８の弾性力に求めているだけであるため、あまり大きな
押上げ力を期待できない。このためレール５，５′をセ
ツトした状態でレール５，５簡に大きな段差があるとそ
の段差の修正が不可能となり、これを避けるためにはレ
ール５，５′を相互の段差が生じないようセツトしなけ
ればならず、このようなセツト作業がレールのクランプ
作業の能率性を阻害するという欠屯がある。また上記し
たようにレール５の押上げ力は比較的小さなものである
ため、レール５がラジアル方向での曲りを生じていると
きはその修正が不可能であるという欠点がある。本発明
は以上のような従来の欠点を解消すべく創案されたもの
であつて、大きな力でレールをクランプすることができ
、これによつて、レール間に左右のズレ、段差や通りの
不良を生ぜしめることなく適正な状態にクランプするこ
とができる装置の提供をその目的とする。

このため本発明は、機体上部に配設された油圧シリンダ
、一端が前記油圧シリンダに回動可能に連結され油圧シ
リンダの作動によつて動かされる一対の上部リンク、一
端が油圧シリンダ下方の固定基部に回動可能に連結され
る一対の下部リンク、前記上部リンク及び下部リンクの
各他端がそれぞれ上部及び下部に回動可能に連結される
一対のクランプジョー保持用アーム、及び各クランプジ
ョー保持用アームの下部にレール底部の下面及び側端面
に当接するような形状で互いに対向するようにして設け
られる一対のクランプジョーをそれぞれ備えた一対のク
ランプ機構を互いに対向するようにして設けたことをそ
の基本的特徴とする。

次に本発明の一実施例を図面に基づいて具体的に説明す
る。第６図ないし第８図は本発明の基本構成を概略的に
示すもので、装置自体は第６図に示す如きクランプ機構
が互いに対向する如くして一対設けられ、それぞれが接
合すべきレールをクランプするようになつている。

しかして、このうち一つのクランプ機構について説明す
ると、まず１２は油圧シリンダで、該油圧シリンダ１２
は機体上部に位置し、そのピストンロツド１３が油圧シ
リンダ１２下方の固定基部１４に連結されることにより
、該固定基部１４に支持され、その作動によつてシリン
ダ本体１２１が上下に昇降するようになつている。また
１５，１５は油圧シリンダ１２下部両側に設けられる左
右対称のリンク機構であつて、該各リンク機構１５は油
圧シリンダ１２のシリンダ本体１２１側に回動可能に連
結される上部リンク１７と、油圧シリンダ１２下方の固
定基部１４に回動可能に連結される下部リンク１８と、
これら上部リンク１７及び下部リンク１８がそれぞれ上
部と下部に回動可能に連結されるクランプジョー保持用
アーム１９とにより構成されている。

２０，２０はクランプジョーであり、該クランプジョー
２０，２０ぱ断面略Ｌ字状をなすとともに、そのＬ字状
の内側にはレール５の底部５３下面及び側端面に当接し
、それらを各２点で加圧するための凸部２０１，２０２
が形成されており、かかる構成のクランプジョー２０，
２０は互いに対向するようにしてクランプジョー保持用
アーム１９，１９の下端に取付けられている。

また２１は前記固定基部１４の下部に設けられるレベラ
ーであり、該レベラー２１にはクランプ時にレール頭部
５１，５１上面が当接し、レール頭部５１，５１による
レベル合せが行われるようになつている。

第９図ないし第１２図は上記基本構成に基づくより具体
的な実施例を示すものであつて、本実施例は本発明によ
る装置をレールフラツシユ溶接機に適用した一例を示す
ものである。

この溶接機は溶接すべきレールをそれぞれ別々にクラン
プすべきクランプ機構１１及び１１′を備えており、こ
のうちクランプ磯構１１は支持台２２を介して基台２３
上に固設され、またクランプ機構１『 は基台２３上に
設けられたレール２４，２４土に可動支持台２２′ を
介して取付けられることにより、クランプ機構１１方向
への移動が可能となつている。

前記クランプ機構１１′の背後にはアプセツト用油圧シ
リンダ２５，２５が配設され、このアプセツト用油圧シ
リンダ２５，２５のピストンロツド２６，２６が可動支
持台２２′に連結されており、このアプセツト用油圧シ
リンダ２５，２５によつてクランプ機構１１′をクラン
プ機構１１方向に押圧してレール２４，２４上を移動せ
しめ、アプセツトを行うようになつている。次に上記し
た一つのクランプ機構の具体的構成について説明すると
、支持台２２又は２２′は両側の垂直フレーム２７，２
７とその両側の垂直フレーム２７，２７を連結する水平
フレーム２８及び板状体３７とによつて構成され、この
水平フレーム２８及び板状体３７が後述の油圧シリンダ
ー１２のピストンロツド１３を固定し、下部リンク１８
，１８を連結するための固定基部１４を構成している。

しかして、前記板状体３７上にぱ油圧シリンダ１２のピ
ストンロツドを取付けるための取付座２９が形成されて
いる。

即ち、この取付座２９はピストンロツド１３を螺合させ
るための螺孔３０を有し、ピストンロツド１３はその先
端に設けられた雄ねじ部を介して、前記取付座２９の螺
孔３０に螺合され、さらにナツト３５で締めつけること
により、前記固定基部１４上に固定されている。また、
ピストンロツド１３の取付座２９の両側にぱシリンダー
本体１２１の昇降をガイドするためのガイド軸３１，３
１が連設され、油圧シリンダー１２の本体の両側に設け
られたガイド部３４，３４のガイド孔３３，３３が前記
ガイド軸３１，３１にガイドされることにより、シリン
ダー本体１２１が円滑に昇降し得るようになつている。

さらに固定基部１４にはレール５のクランプ時にレール
が傾くことを防ぐための補助ガイド３６が設けられてい
る。リンク機構１５，１５は油圧シリンダ１２下方に左
右対称に設けられており、各リンク機構１５，１５は前
記油圧シリンダ１２のシリンダ本体１２１に取付けられ
た上部リンク取付部１６に一端を回動可能に連結された
上部リンク１７と、前記固定基部１４下部に連設された
下部リンク取付部３２に一端を回動可能に連結された下
部リンク１８と、Ｌ字状をなしその上端に前記上部リン
ク１７の他端が回動可能に連結され、下部のＬ字状の屈
曲部に前記下部リンク１８の他端が回動可能に連結され
たクランプジョー保持用アーム１９とから構成され、か
かるリンク機構１５，１５は油圧シリンダ１２の作動に
伴うシリンダ本体１２１の昇降によつて動作せしめられ
る。

クランプジョー２０，２０は断面略Ｌ字状をなし、前記
各クランプジョー保持用アーム１９，１９の下端に互い
に対向するようにして取付けられている。

このクランプジョー２０，２０はそのＬ字状内側にレー
ル５の底部５３下面及び側端面と当接しこれらを各２点
で加圧するための第７図及び第８図で示すような凸部を
有している。またレベラー２１は前記連結フレーム２８
の下部に連設されており、クランプ時に接合すべきレー
ル５，５′（７）各頭部５１が当接して、そのレベル合
せが行われるようになつている。なお、上記下部リンク
１８とクランプジョー保持用アーム１９との連結部の位
置はクランプジョー２０のレール５に対するラジアル方
向の力とスラスト方向との力の分配を決定するものであ
るが、この力の涌占ま、その力の比がレールがもつてい
るラジアル方向ｄ析面二次モーメントとスラスト方向の
断面二次モーメントの比と同一になるようにするのが好
ましく、前記連結部の位置はこの点を考慮して決定され
る。

下記の表はレールの種別毎のラジアル方向における断面
二次モーメントＩｘとスラスト方向における断面二次モ
ーメントＩｙとの比を示すものであり、前記ラジアル方
向の力とスラスト方向の力の比が表で示すＩｘ／Ｉｙの
値とほぼ等しくなるように前記連結部の位置が決定され
る。

次に上記装置の作用について説明すると、まず、接合す
べきレール５，５′を各クランプ機構１１，１１′に設
けられた対向するクランプジョー２０，２０によつて形
成された凹部内にセツトし、しかる後油圧シリンダ１２
を作動せしめ、そのシリンダ本体１２１を下降せしめる
ものであり、かくすれば、前記クランプジョー保持用ア
ーム１９，１９は上部リンク１７，１７及び下部リンク
１８，１８を介して動作し、これに取付けられたクラン
プジョー２０，２０は上方及び互いに近づく方向に移動
し、レール５はクランプジョー２０，２０にてクランプ
されるとともに、補助ガイド３７に沿つて徐々に上昇し
、最終的にその頭部５１上面、底部５３下面及び側端部
がそれぞれレベラー２１及びクランプジョー２０，２０
のＬ字状内側に形成された凸部によりクランプされる。

このようにしてレール５，５′がクランプ機構１１，１
１によつてクランプされた状態から前記アプセツト用油
圧シリンダ２５，２５を作動させ、クランプ機構１１′
をクランプ機構１１方向に押圧することでレール２４，
２４上を移動せしめ、レール５，５電面を当接せしめる
ことでフラツシユ溶接を行うものである。

以上の本発明によるクランプ装置では、第６図の矢印ｂ
方向に加わる力はラジアル方向とスラスト方向とに分割
され、さらにスラスト方向の力は第７図の矢印Ｃ１とＣ
２の力に分割され、またラジアル方向−の力は第８図の
矢印ｄ１とＤ２の力に分割され、これによつてレール５
の底部５３下面と側端面とをそれぞれ２点加圧するので
レール頭部５１，５１の高低の通り及び左右方向の通り
の狂いを防止することができる。

さらに、油圧シリンダ１２の力はリンク機構１５，１５
によつて倍加され、その倍加された力がそのままレール
５，５！の押上げ力（ラジアル方向）及び締付け力（ス
ラスト方向）として働くので大きなクランプカを得るこ
とができ、またこのような大きな押上げ力を得ることが
できるのでセツト時のレール５，５′間の相互の段差や
レール５，５′のラジアル方向での曲りにかかわらず、
そＱ矯正が適正に行われた形でレール５，５′のクラン
プがなされる。第１３図及び第１４図は本発明による装
置と従来の装置のリンク機構を介することによつて得ら
れるクランプカをそれぞれ示すものである。まず第１３
図は従来の装置を示すものであつて、そのトータルのク
ランプカＦは次の如くなる。（１）〜Ｏ）式より、とす
ると、 となる。

一方、第１４図は本発明による装置を示すものであつて
、トータルのクランプカＦは次の如くなる。

（１）〜（５）式よりここでθ１＝１０よ，θ２＝７０
０，１２／１１＝２とすると、となる。

以上のように油圧シリンダの力Ｆ１を一定とした場合、
本発明による装置では従来のものに較べ２倍以上のクラ
ンプカを得ることができ、このため十分な押し上げ力が
得られることが理解される。

以上述べたような本発明の装置によれば、リンク機構を
介する油圧シリンダの力によつて大きな押し上げ力を得
ることができ、このためセツトした状態でレール間に段
差が生じ、或いはレールがラジアル方向で曲りを生じて
いても、これらに対して特別な配慮をなすことなく、そ
の矯正が適正になされた状態でクランプが行われ、これ
に伴いレールのクランプ作業の能率を大きく向上せしめ
ることができ、また従来のものに較べ大きなトータルク
ランプカを得ることができるので、油圧シリンダひいて
は装置自体の小型化を図ることができるなど種々の工業
上すぐれた効果を有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図ａないしｄはレール接合部の不良状態を示す説明
図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 機体上部に配設された油圧シリンダ、一端が前記油
   圧シリンダに回動可能に連結され油圧シリンダの作動に
   よつて動かされる一対の上部リンク、一端が油圧シリン
   ダ下方の固定基部に回動可能に連結される一対の下部リ
   ンク、前記上部リンク及び下部リンクの各他端がそれぞ
   れ上部及び下部に回動可能に連結される一対のクランプ
   ジョー保持用アーム及び各クランプジョー保持用アーム
   の下部にレール底部の下面及び側端面に当接するような
   形状で互いに対向するようにして設けられる一対のクラ
   ンプジョーをそれぞれ備えた一対のクランプ機構を互い
   に対向するようにして設けたことを特徴とするレール圧
   接のためのレールクランプ装置。