JPS62500964A - レ−ルヘッド誘導器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 レールヘッド誘導器 本発明は鉄道のレールヘッドをオーステナイト化する温度に加熱するための誘導 器、更に詳細には、レールの寿命を延長するため、ヘッドを硬化させるように設 計された熱処理に役立つ誘導器に関する。

そのような熱による硬化処理においては、レールヘッドは約華氏２０００度（約 摂氏１０９３度）まで加熱され、次に該金属内にパーライト状の冶金構造を発言 させるために焼ぎ入れが行なわれる。米国特許第４．０９９．９９６号及び第４ ．２０１．６０２号は熱源をレールヘッドに沿って長手方向に移動させ、徐々に ヘッドを加熱する装置を開示している。カナダ特許第８８１１．［ｉ７１号及び 米国特許第３．２６１ｉ、９５６号及び第３．２７６．９２４号は、固定熱源に 対して相対的にレールを移動させる装置を開示している。同様に、米国特許第２ ．０７０．８８９号及び第２．１０３．７１６号は、固定レールを固定熱源で加 熱する方法を開示している。この処理過程で生じる高温は、常にヘッドに熱応力 を発生し、レールを水平方向に変形させる。しかし、使用可能なためには、硬化 されたレールは真直ぐでなければならない。合衆国においては、鉄道のレールは 少なくともアメリカンレールウェイ技術協会（ＡＲＥＡ）の勧告に適合しなけれ ばならない。鉄道技術仕様書４−Ｍ−６（１９７５）のΔＩＩＥＡマニュアルは 、硬化されたレールの側面及び頂部は、第１Ｏ図に示された貫通見本の区分線に 沿って、一定の最低限の硬度を有することを勧告している。同様に、仕様書４− ２−６．１　（１９８３）は、レールヘッドの両側面に沿った水平方向の非整合 は、・３インチ当り０．０３０インチ・（約０．８ｍｍ　）を超えてはならｆｌ い、と勧告している。これに加えて、その他の技術上の考察によれば、経済上の 要求から、レールはできる限り迅速にかつ効率的に加熱され（次に硬化され）な ければならない。

本発明の誘導器は、迅速かつ効率的にオーステナイト化温度を１ノールヘツドに 発生させ、八ＩＩＥへの仕様也に適合する焼き入れをした後に硬化パターンが発 生する。通常の炭素レールは毎分２４インチ（約［ｉｌｃｍ）までの速度で誘導 器により加熱され、加熱効率はおよそ４０先である。硬化したレールヘッドは、 はぼ真直ぐで、（必要があるとしても）ＡＲＥＡの仕様書に適合させるために再 び真直ぐにする必要が殆どない。レールヘッド誘導器は、レールヘッドの頂部に 跨り、両側面に沿って交流電流を流すための電線を有し、レールヘッドの頂部及 び両側面に同時に磁束を発生させ、更にレールヘッドの両側面上の導電体の周囲 に配置された合焦手段を有し、レールヘッドの両側面に同時に誘導された磁束を 収束させる。レールヘッドに跨って伸長し、レールヘッドの頂部にも磁束を誘導 する第二合焦手段が電気誘導器の周囲にあることが好ましい。

未発明のその他の特徴、目的および利点は、後述の好ましい実施例の説明により 明白となる。

第１図は、下方に加熱されているレールがある本発明の誘導器のｍ１面図、 第２図は、第１図の誘導器の後面図、 第３図は、第１図の誘導器の底面図、 第４図は、第１図のＩＶ　−ＩＶの線に沿う誘導器の端面図、第５図は、第１図 のＶ−Ｖの線に沿う誘導器の断面図、第し図は、第１図のＶ［−Ｖｌの線に沿う 誘導器の断面図、第７図は、第１図の■−■の線に沿う誘導器の立面図、第８図 は、第１図の■−■の線に治う誘導器の側面図、第９図は、第１図の誘導器を流 わる電流の流Ｊ１を示ず図、第１Ｏ図は、鉄道産業で使用さ引］ている、レール ヘッドの硬度パターンを示す図。

図面は、（￥内ローラを含んで）全長およそ２〜３フィート（約６０〜８０ｃｍ ）の誘導器を図示している。こ才１は、公称のレール長さが３９フイート（約１ ２ｍ）から、？８接したものがおよそ１６６０フイート（約５０６ｍ）までのレ ールであり、これが前進しながら長手方向に移動してヘッド５２の部分を加熱し ている６該話導器は、標準重量のレールを毎分２４インチ（約６１ｃｍ）の速度 で移動して十分加熱可能であり、これら誘導器はその基本構成によれば、毎分１ ２０〜１８０インチ（約３０５〜４５７　Ｃｍ）の速度でレールを加熱する。代 替例においては、レールが固定さ］〕、図示されたような誘導器が長手方向に１ ７−ルに沿って移動可能である。

同様に、加熱行程の間、誘導器およびレールの両方を固定可能であるが、これは レールの全長にわたって伸長する誘導器を必要とする。

第１図および第２図に図示されているように、誘導器１０は、水平基礎部材２０ から長手方向に移動するレール５０に跨っている。

基礎部材２０は横方向のリブ１４を有する垂直板１２により支持されている。垂 直板１２は、枠（図示されていない）により長手方向に移動不能に保持されてい る。基礎部材２０は、「ジルが−】の商標で知られているような、耐久性のある シート素材から製造されることが好ましく、板１２およびリブ１４は、薄く延ば したフェノール素材から製造されることが好ましい。基礎部材２０および板１２ はねじにより一体に結合され、ねじ１８によりリブ１４に固定されている。

基礎部材２０は、「トランシット」として知られている耐久性のある素材の柱２ ４をイエし、こねはそれの底部表面２２から懸垂し、そこへねじ２６により、あ るいはその他の適当な締め付は具により固定され、誘導器１０を補助的に支持し ている。

誘導器ｌＯは、導電体３０と、その周囲に配置された合焦手段４０および４１ど からなる。誘導器ｌＯの詳細は第３〜８図にある。導電体３０の一般的形状は第 ９図において最もよくわかる。描かれた導電体３０は、半田づけされた１×％イ ンチ（約２．５８１．３ｃｍ）の矩形の銅管であり、厚さ０．１２５インチ（約 ３ｍｍ）の壁を有し、寸法１インチ（約２．５４ｃｍ）でほぼレール５０に面し ている。

レールヘッド５２の両側面に配置されている合焦手段４０、および導電体３０の 周囲のレールヘッド５２の上部に配置された第２合焦手段４１は、「マグネシル 」の名称で販売されているシリコン−鉄合金のような電気的鋼鉄の薄いシートを 積み重ねたものである。各薄膜は、絶縁された「Ｃ字形」の部分であり、％×１ ％インチ（約０．６ｍｍ　ｘ３．８ｍｍ　）　、厚さ０．０Ｏフインチ（約、０ ００２ｍｍ）の中央条片から伸長した％×％インチ（約０．６ｍｍ　ｘｏ、９ｍ ｍ　）のアームを有している。各薄膜もまた、機械的支持のために片側に銅の留 め金４２を有し、１インチごとに１枚の雲母のスペーサを有し、積み重ね全体の 絶縁性を保っている。合焦手段４０および４１は導電体３ｏに感然接后剤で接着 されていることか好ましい。導電体３０と合焦手段４０および４１はセラミック 素材で被覆されていることが好ましい。

はぼ同一に対向する雲母の薄膜の積み重ねは、レールヘッド５２の両側面に沿っ て配置され、それによりほぼ同量の熱がレールヘッドの交差点に誘導され、水平 方向にレールがねじれる熱応力を最少化する。

誘導器１０は、ポルＩ・により基礎２０に固定され、このボルトは合ｙ１：。

手段４０の両側面−Ｆで導電体３０に半田づりされる。補助的な支持が半田づけ されたボルト２５により供給され、このボルト２５は導電体３０の垂直の長さを 柱２４に固定する。

導電体３０の端子３４は、垂直板１２により機械的に支持されている。

各【１１６子３４は、ねじ１３により板１２に固定されたブラケット３９を有す る垂直板３７へ半田づけされている。雲母シート（図示されていない）は、板を 絶縁するために垂直板３７の間と端子ボルト３５との間に配置されている。第８ 図でわかるように、導電体３０は更に柱２４の切り書き部分２５−トに支持され ている。同様に、雲母シー１−３１は隣接する導電体３０の全長の間に配置され 、これらの全長にわたり絶縁している。導電体３０は矩形の管内を流れる水ある いはその他の適当な流体により冷却されることが好ましい。図面にあるように、 Ｗ４体のＨ，１ｊ５子３４０近くにある２つの入りロボート３６および２つの７ 令却ボート３８は、導電イ本３０へ、かっそねからン令却材をイ共給する。

話専体ｌＯの各端に：Ｊ、ホルト４６ま）るいはその他の適当な止め具により水 平基礎部４ｆＪ２０の底部表面２２へ固定された仮４４かあり、誘導器１０をレ ール５０から保１逝する懸垂案内ローラを支持している。

第４図で最もわかるように、水平ローラ４８は話専体ユニットをクラウニング形 式の操作から生しるレールの垂直移動から保護する。垂直ローラ４９はレールの 側面に沿って下方へ伸長し、レールの横方向の移動から誘導体ユニットを保護す る。絶縁板（図示されていない）は誘導体ユニットの出口にある板４４上にあり 、誘導体ユニットをおよそ華氏２０００度（約摂氏１０９３度）の温度から保護 するのに役立つ。前端にあるローラ４８および４９は空気により十分冷却される 。

図面にある誘導器ｌＯの試験において、導電体３０の端子３４はおよそ３４０ｋ ｗの出力で３キロヘルツの電流により付勢され、硬化行程において、１ヤード当 り１３２ポンド（約１ｍ当り６５．５ｋｇ）の炭素鋼の重量を、毎分２４インチ （約６１ｃｍ）の速度で加熱した。レールヘッドの最初の組成は粗雑な粒状のバ ーライリ、これは焼き入れ前にオーステナイト化する温度に加熱されたことを示 した。第１０図において識別されるレールヘッドの部分に沿ったレールのＲｃ硬 度は以下の通りである。

第１０図は、ＡＲＥＡの仕様書４−Ｍ−６に従ったものであり、レールヘッドの 球形部分の下方７７８インチ（約２．２ｃｍ）のところに区切ＡＥを形成し、区 切ＡＥの上方５７８インチ（約１．６ｃｍ）のところに地点ＢおよびＤを形成し ている。該仕様書は目標の硬度パターンを以下のように勧告している。

区切　深さ　ブリネル　ロックウェル　結果ＣＯ６／１６”　３２１　３４．４ 　３７ＢＯ＆ＤＯ１１／ｌｆｉ”　３２１　３４．４　３７ＡＯ＆ＥＯ９／１６ ”　３２１　３４．４　３６レールの視覚調査によれば、レールは、あるとして もタッチアップ程度に真直ぐにするだけで足りることを示している。この本発明 の誘導器の好ましい実施例が上述されたが、本発明はそれに限定されるものでは なく、以下の請求の範囲内で他の様々な実施例が存在することを認識すべきであ る。

国際調査報告

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）レールヘッドの頂部と両側面とに沿って交流電流を流すように取り付けら れ、レールヘッドの頂部と両側面とに同時に磁束を誘導する導電体と、 レールヘッドの頂部と両側面上の導電体の周囲に配置され、レールヘッドの両側 面に誘導された磁束を収束させる合焦手段とを備えてなるレールヘッド誘導器。
2. （２）レールヘッドに跨って伸長する導電体の部分の周囲に配置され、同時にレ ールヘッドの頂部に誘導された磁束を収束させるための第二合焦手段を備えてな ることを特徴とする請求の範囲第１項に記載のレールヘッド誘導器。
3. （３）合焦手段が更に電気鋼の薄膜からなることを特徴とする請求の範囲第１項 に記載のレールヘッド誘導器。