(57)【要約】【課題】バランスウェイトを用いずに、給電停止時に自ずと踏切を通行可能な状態にする踏切しゃ断機を提供する。【解決手段】２組の捩りコイルばね６ａ，６ｂの弾性エネルギーによりしゃ断かん５を上昇側に付勢する上昇側付勢トルクを発生する付勢トルク発生機構のみによって、しゃ断かんの駆動電力の給電停止時に、しゃ断かんを垂直位置まで上昇させる。ばね６ａが常時上昇側付勢トルクを保持する一方、他のばね６ｂは、しゃ断かんの垂直位置においてトルクを保持しないので、必要な上昇側付勢トルクを獲得しつつ、可動作用点１０ｍを移動させて付勢トルクを容易に調整できる。【選択図】図１０
2010036685.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
しゃ断かんを水平位置から垂直位置まで昇降する踏切しゃ断機であって、
バランスウェイトを用いずに弾性エネルギーにより前記しゃ断かんを上昇側に付勢する上昇側付勢トルクを発生する付勢トルク発生機構のみによって、前記しゃ断かんの駆動電力の給電停止時に、前記しゃ断かんを垂直位置まで上昇させる踏切しゃ断機。
【請求項２】
前記しゃ断かんの水平位置から垂直位置までにおいて前記上昇側付勢トルクが前記しゃ断かんによる負荷トルクと抵抗トルクの和を上回る請求項１に記載の踏切しゃ断機。
【請求項３】
前記付勢トルク発生機構に１組のばねが備えられ、前記１組のばねは、前記しゃ断かんの垂直位置において前記上昇側付勢トルクを保持し、前記しゃ断かんが水平位置に下降するに従い前記上昇側付勢トルクが漸次増加する請求項１又は請求項２に記載の踏切しゃ断機。
【請求項４】
前記付勢トルク発生機構に、１組の捩りコイルばねと、ストッパーと、作用点付きのクランクとが備えられ、
前記しゃ断かんを回転自在に支持する回転軸又はこれと伝動し合う回転軸に前記捩りコイルばねが巻き付けられ、
前記捩りコイルばねは、一端が固定され、前記しゃ断かんの垂直時に前記ストッパーにより他端が規制されることによって前記上昇側付勢トルクを保持し、前記回転軸と連結され前記しゃ断かんの昇降動作に連動する前記クランクの前記作用点が前記捩りコイルばねの他端を押しながら、前記しゃ断かんが垂直位置から水平位置まで下降し、この下降に従い前記上昇側付勢トルクが漸次増加する請求項１、請求項２又は請求項３に記載の踏切しゃ断機。
【請求項５】
前記付勢トルク発生機構に２組のばねが備えられ、
そのうち１組のばねは、前記しゃ断かんの垂直位置において前記上昇側付勢トルクを保持し、前記しゃ断かんが水平位置に下降するに従い前記上昇側付勢トルクが漸次増加し、
他の１組のばねは、前記しゃ断かんの垂直位置において前記上昇側付勢トルクを保持せず、前記しゃ断かんが水平位置に下降するに従い前記上昇側付勢トルクが漸次増加する請求項１又は請求項２に記載の踏切しゃ断機。
【請求項６】
前記付勢トルク発生機構に、２組の捩りコイルばねと、ストッパーと、作用点付きのクランク２つとが備えられ、
前記しゃ断かんを回転自在に支持する回転軸又は／及びこれと伝動し合う回転軸に前記２組の捩りコイルばねが巻き付けられ、
前記２組の捩りコイルばねの各一端が固定され、
前記２組の捩りコイルばねのうち１組の捩りコイルばねは、前記しゃ断かんの垂直時に前記ストッパーにより他端が規制されることによって前記上昇側付勢トルクを保持し、前記回転軸と連結され前記しゃ断かんの昇降動作に連動する一方の前記クランクの前記作用点が当該捩りコイルばねの他端を押しながら、前記しゃ断かんが垂直位置から水平位置まで下降し、この下降に従い前記上昇側付勢トルクが漸次増加するとともに、
他の１組の捩りコイルばねは、前記しゃ断かんの垂直位置において前記上昇側付勢トルクを保持せず、前記回転軸と連結され前記しゃ断かんの昇降動作に連動する他方の前記クランクの前記作用点が当該捩りコイルばねの他端を押しながら、前記しゃ断かんが垂直位置から水平位置まで下降し、この下降に従い前記上昇側付勢トルクが漸次増加する請求項１、請求項２又は請求項５に記載の踏切しゃ断機。
【請求項７】
前記２組の捩りコイルばねは、同一の前記回転軸に巻き付けられ、当該回転軸の軸方向について異なる位置に配置されている請求項６に記載の踏切しゃ断機。
【請求項８】
前記２組の捩りコイルばねは、互いの巻き径が異なっていて、一方の全部又は一部が他方を囲む態様で重なって前記回転軸に巻き付けられている請求項６に記載の踏切しゃ断機。
【請求項９】
前記しゃ断かんを回転自在に支持する回転軸及びこれと伝動し合う１又は２以上の回転軸のうち、異なる回転軸に前記２組の捩りコイルばねが巻き付けられている請求項６に記載の踏切しゃ断機。
【請求項１０】
前記他の１組の捩りコイルばねの他端を押す前記作用点を、前記しゃ断かんの垂直位置から水平位置までの前記上昇側付勢トルクの変化率を変化させるように移動する機構を備える請求項６から請求項９のうちいずれか一に記載の踏切しゃ断機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、踏切しゃ断機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、踏切しゃ断機は、しゃ断かん回転軸に対してしゃ断かんによる負荷トルクとは反対方向に付勢するバランスウェイトを設けてしゃ断かんによる負荷トルクとバランスをとることでモータの負荷を小さくしていた。
ところが、バランスウェイトを有した踏切しゃ断機は、降雪地帯でバランスウェイトに雪が積もりバランスが崩れるので、降雪の前に雪覆いを付ける必要があった。
また、バランスウェイトを有した踏切しゃ断機は、バランスウエイトのバランス調整作業のために場所をとり、見栄えも悪いことから最近、バランスウェイトを無くした踏切しゃ断機が採用される傾向がある。これを実現するために様々なウェイトレス機構を有した踏切しゃ断機が提案されている（特許文献１〜６）。
これらの従来のウェイトレス機構を有した踏切しゃ断機は、いずれも踏切しゃ断機の駆動電力の給電が停止してモータからしゃ断かん回転軸への回転駆動力の入力が断たれると、しゃ断かんの負荷トルクが、ウェイトレス機構が発生する付勢トルクや抵抗トルクに勝り、しゃ断かんは下降回転して水平に配置され道路を遮断することで、列車との事故を防止するようになっている。
【特許文献１】実開平４‐７４１７３号公報
【特許文献２】特開平１０−１１９７８１号公報
【特許文献３】特開２００１−２４７０３８号公報
【特許文献４】特開２００２−１５４４３３号公報
【特許文献５】特開２００６−７６４６６号公報
【特許文献６】特開２００７−１２５９１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところが、鉄道事業者によっては夜間には電車を走らせないので、踏切しゃ断機への給電を停止して省エネルギー化を図るとともに、踏切を開放状態にして通行可能な状態にすることがある。このような鉄道事業者においても、バランスウェイトを無くした踏切しゃ断機の実現を強く望むようになってきた。
【０００４】
一方、新たな踏切しゃ断機の導入時やその後において、現場の状況や鉄道事業者の方針に応じてしゃ断かんの種類や長さが選択され、変更されることになる。その度にしゃ断かんによる負荷トルクが変わる。したがって、しゃ断かんの選択や変更の度にしゃ断かんによる負荷トルクに合わせて付勢トルクを調整する必要がある。バランスウェイトを用いずに、給電停止時に自ずと踏切を通行可能な状態にする踏切しゃ断機を実現するにあたっても、付勢トルクの調整が容易であることが望ましいが、荷重が負荷されたばねの設定変更は難しい。
【０００５】
本発明は以上の従来技術における問題に鑑みてなされたものであって、バランスウェイトを用いずに、給電停止時に自ずと踏切を通行可能な状態にする踏切しゃ断機を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
以上の課題を解決するための請求項１記載の発明は、しゃ断かんを水平位置から垂直位置まで昇降する踏切しゃ断機であって、
バランスウェイトを用いずに弾性エネルギーにより前記しゃ断かんを上昇側に付勢する上昇側付勢トルクを発生する付勢トルク発生機構のみによって、前記しゃ断かんの駆動電力の給電停止時に、前記しゃ断かんを垂直位置まで上昇させる踏切しゃ断機である。
【０００７】
請求項２記載の発明は、前記しゃ断かんの水平位置から垂直位置までにおいて前記上昇側付勢トルクが前記しゃ断かんによる負荷トルクと抵抗トルクの和を上回る請求項１に記載の踏切しゃ断機である。
【０００８】
請求項３記載の発明は、前記付勢トルク発生機構に１組のばねが備えられ、前記１組のばねは、前記しゃ断かんの垂直位置において前記上昇側付勢トルクを保持し、前記しゃ断かんが水平位置に下降するに従い前記上昇側付勢トルクが漸次増加する請求項１又は請求項２に記載の踏切しゃ断機である。
【０００９】
請求項４記載の発明は、前記付勢トルク発生機構に、１組の捩りコイルばねと、ストッパーと、作用点付きのクランクとが備えられ、
前記しゃ断かんを回転自在に支持する回転軸又はこれと伝動し合う回転軸に前記捩りコイルばねが巻き付けられ、
前記捩りコイルばねは、一端が固定され、前記しゃ断かんの垂直時に前記ストッパーにより他端が規制されることによって前記上昇側付勢トルクを保持し、前記回転軸と連結され前記しゃ断かんの昇降動作に連動する前記クランクの前記作用点が前記捩りコイルばねの他端を押しながら、前記しゃ断かんが垂直位置から水平位置まで下降し、この下降に従い前記上昇側付勢トルクが漸次増加する請求項１、請求項２又は請求項３に記載の踏切しゃ断機である。
【００１０】
請求項５記載の発明は、前記付勢トルク発生機構に２組のばねが備えられ、
そのうち１組のばねは、前記しゃ断かんの垂直位置において前記上昇側付勢トルクを保持し、前記しゃ断かんが水平位置に下降するに従い前記上昇側付勢トルクが漸次増加し、
他の１組のばねは、前記しゃ断かんの垂直位置において前記上昇側付勢トルクを保持せず、前記しゃ断かんが水平位置に下降するに従い前記上昇側付勢トルクが漸次増加する請求項１又は請求項２に記載の踏切しゃ断機である。
【００１１】
請求項６記載の発明は、前記付勢トルク発生機構に、２組の捩りコイルばねと、ストッパーと、作用点付きのクランク２つとが備えられ、
前記しゃ断かんを回転自在に支持する回転軸又は／及びこれと伝動し合う回転軸に前記２組の捩りコイルばねが巻き付けられ、
前記２組の捩りコイルばねの各一端が固定され、
前記２組の捩りコイルばねのうち１組の捩りコイルばねは、前記しゃ断かんの垂直時に前記ストッパーにより他端が規制されることによって前記上昇側付勢トルクを保持し、前記回転軸と連結され前記しゃ断かんの昇降動作に連動する一方の前記クランクの前記作用点が当該捩りコイルばねの他端を押しながら、前記しゃ断かんが垂直位置から水平位置まで下降し、この下降に従い前記上昇側付勢トルクが漸次増加するとともに、
他の１組の捩りコイルばねは、前記しゃ断かんの垂直位置において前記上昇側付勢トルクを保持せず、前記回転軸と連結され前記しゃ断かんの昇降動作に連動する他方の前記クランクの前記作用点が当該捩りコイルばねの他端を押しながら、前記しゃ断かんが垂直位置から水平位置まで下降し、この下降に従い前記上昇側付勢トルクが漸次増加する請求項１、請求項２又は請求項５に記載の踏切しゃ断機である。
【００１２】
請求項７記載の発明は、前記２組の捩りコイルばねは、同一の前記回転軸に巻き付けられ、当該回転軸の軸方向について異なる位置に配置されている請求項６に記載の踏切しゃ断機である。
【００１３】
請求項８記載の発明は、前記２組の捩りコイルばねは、互いの巻き径が異なっていて、一方の全部又は一部が他方を囲む態様で重なって前記回転軸に巻き付けられている請求項６に記載の踏切しゃ断機である。
【００１４】
請求項９記載の発明は、前記しゃ断かんを回転自在に支持する回転軸及びこれと伝動し合う１又は２以上の回転軸のうち、異なる回転軸に前記２組の捩りコイルばねが巻き付けられている請求項６に記載の踏切しゃ断機である。
【００１５】
請求項１０記載の発明は、前記他の１組の捩りコイルばねの他端を押す前記作用点を、前記しゃ断かんの垂直位置から水平位置までの前記上昇側付勢トルクの変化率を変化させるように移動する機構を備える請求項６から請求項９のうちいずれか一に記載の踏切しゃ断機である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、バランスウェイトを用いずに、給電停止時に自ずとしゃ断かんを上昇させて踏切を通行可能な状態にすることができるという効果がある。
また、請求項５又は請求項６に記載の発明によれば、２組のばねが用いられ、そのうち１組のばねがしゃ断かんの垂直位置において上昇側付勢トルクを保持する一方、他の１組のばねがしゃ断かんの垂直位置において上昇側付勢トルクを保持しないので、給電停止時に垂直位置までしゃ断かんを上昇させるために必要な上昇側付勢トルクを獲得しつつ、後者のばねをしゃ断かんの垂直位置において無負荷状態にすることができ、無負荷状態であれば、ばねの効き方の設定変更は容易であるので、後者のばねの設定変更によって容易に付勢トルクを調整することができるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下に本発明の一実施形態につき図面を参照して説明する。以下は本発明の一実施形態であって本発明を限定するものではない。
【００１８】
〔第１実施形態〕
まず、本発明の第１実施形態につき説明する。本発明の第１実施形態に係る踏切しゃ断機の主要部正面図を図１(a)に、これに対応した主要部側視図を図1(b)に示す。図１においてしゃ断かん５は垂直位置にある。図２(a)に、しゃ断かん５が昇降途中にある状態の同主要部側視図を、図２(b)にしゃ断かん５が水平位置にある状態の同主要部側視図を示す。
【００１９】
筐体２にしゃ断かん回転軸３が軸方向を水平にして回転自在に支持されている。しゃ断かん回転軸３の端部は筐体２から外へ突出する。しゃ断かん回転軸３の筐体２から突出した端部に、しゃ断かんホルダー４を介してしゃ断かん５が固定されている。しゃ断かん５は、図１(a)に示す方向から見てしゃ断かん回転軸３と垂直に交わるように配置され、図１(b)に示す方向から見てしゃ断かん回転軸３の中心からその軸を傾倒側へ偏在させて配置される。したがって、しゃ断かん５の自重によるしゃ断かん回転軸３への負荷トルクは、しゃ断かんを下降させる方向Ａへ働く。
【００２０】
本実施形態に係る付勢トルク発生機構は、１組の捩りコイルばね６と、ストッパー７と、ばね固定金具８と、固定作用点９ｆ付きのクランク９とを筐体２内に備える。
ストッパー７及びばね固定金具８は筐体２に固定されている。クランク９は固定作用点９ｆをしゃ断かん回転軸３周りに回動させるようにしゃ断かん回転軸３に固定されている。
捩りコイルばね６は、しゃ断かん回転軸３に巻き付けられている。捩りコイルばね６の一端（一方の腕）は、ばね固定金具８によって筐体２に固定されている。捩りコイルばね６の他端（他方の腕）は、ストッパー７や固定作用点９ｆに当接してそれによって規制される。
しゃ断かん５の垂直時にストッパー７によって捩りコイルばね６の他端が規制される。
【００２１】
図３は、本実施形態におけるしゃ断かん回転軸３に生じる主なトルクＴと、しゃ断かん５回転角θとの関係を示したグラフである。図３においては、しゃ断かんを下降側に付勢するトルク（＝図１(b)に示す回転方向Ａのトルク）がθ軸の上半分に表記され、しゃ断かんを上昇側に付勢するトルク（＝図１(b)に示す回転方向Ｂのトルク）がθ軸の下半分に表記される（図８及び図１２において同じ）。図３に、しゃ断かん負荷トルクの変化曲線１２、本付勢トルク発生機構による付勢トルクの変化曲線１３、及び残留トルクの変化曲線１４が示される。残留トルクは、本付勢トルク発生機構による付勢トルクとしゃ断かん負荷トルクとを合算して残留したトルクである（以下同じ。）。
【００２２】
図１、図３からわかるように捩りコイルばね６は、しゃ断かん５の垂直時（θ＝９０°）にストッパー７によって捩りコイルばね６の他端が規制されることによって、捩りコイルばね６は上昇側付勢トルクＴ１を保持する。すなわち、捩りコイルばね６はしゃ断かん５の垂直時（θ＝９０°）に、回転方向Ａへ所定量捩られてストッパー７によって保持されている。
【００２３】
本踏切しゃ断機は、電動モータを備えた駆動装置を備える。
本踏切しゃ断機が電力を得て駆動装置により残留トルクに勝る大きさの下降側トルクをしゃ断かん回転軸３に入力し、図１(b)から図２(a)、さらには図２(b)に示す状態へと、クランク９の固定作用点９ｆが捩りコイルばね６の他端を押しながら、しゃ断かん５を垂直位置（θ＝９０°）から水平位置（θ＝０）まで下降させる。かかる過程に従って、捩りコイルばね６の捩り角が次第に大きくなっていくから、図３の変化曲線１３で示すように、本付勢トルク発生機構による上昇側付勢トルクがＴ１から最大値Ｔ２へと漸次増加する。
【００２４】
上昇側付勢トルクＴ１は負荷トルクＴ３より大きい。本付勢トルク発生機構による上昇側付勢トルクの変化特性は、図３の変化曲線１３によって示され、しゃ断かん回転角θによらず、しゃ断かん負荷トルク１２より大きい。すなわち、残留トルクはしゃ断かん回転角θによらず上昇側に働いている。したがって、しゃ断かん５を下降させる駆動トルクは、残留トルクに打ち勝つ必要がある。  
【００２５】
本発明に適用可能な駆動装置を備えた踏切しゃ断機の側面内視図を図４(a)(b)に、正面内視図を図４(c)に示す。図４(a)においてしゃ断かん５は水平状態にある。図４(b)(c)においてしゃ断かん５は垂直状態にある。
図４に示すように、踏切しゃ断機１は、部品を保持するフレームを兼ねた筐体２を備え、筐体２に、しゃ断かん回転軸３と、電動モータ２１と、減速歯車装置２２と、扇形歯車２３とが支持されている。電動モータ２１の回転駆動力が減速歯車装置２２を介して扇形歯車２３に伝達される。扇形歯車２３は、しゃ断かん回転軸３を軸としてこれに固定されている。電動モータ２１を電力により駆動することによって、しゃ断かん回転軸３に上述の駆動トルクが入力される。
以上のような電動モータ２１による駆動装置を本発明に適用する。また、電動モータ２１に付属するものとして又は電動モータ２１と別に電磁ブレーキを適用する場合は、給電停止時にブレーキが解除される機構のものを使用する。
【００２６】
以上のことからわかるように、本踏切しゃ断機は、本踏切しゃ断機への駆動電力の給電停止時には、しゃ断かん５がどの回転角にあっても、捩りコイルばね６に蓄積された弾性エネルギーによって、しゃ断かん５を垂直位置まで上昇させる。
なお、しゃ断かん回転軸３を回転させようとするとき、しゃ断かん５、しゃ断かん回転軸３、扇形歯車２３、減速歯車装置２２、モータ２１等の慣性や摩擦により抵抗トルクが生じるから、残留トルクの大きさが抵抗トルクの大きさを上回るように設定される。すなわち、しゃ断かん５の水平位置から垂直位置まで（θ＝０〜９０°）において、上昇側付勢トルク１３がしゃ断かんによる負荷トルク１２と抵抗トルク（図示せず）の和を上回るように設定される。これにより、給電停止時のしゃ断かん上昇動作が給電停止時のしゃ断かん回転角θによらず確実に得られる。
【００２７】
しゃ断かん５は垂直位置に至っても、図３に示すように上昇側への十分な残留トルクＴ４により保持されるので、容易に下降することはない。
【００２８】
以上のように、本踏切しゃ断機は、しゃ断かん５を水平位置から垂直位置まで昇降する踏切しゃ断機であって、バランスウェイトを用いずに捩りコイルばね６に蓄積された弾性エネルギーによりしゃ断かん５を上昇側に付勢する上昇側付勢トルクを発生する付勢トルク発生機構のみによって、駆動電力の給電停止時に、しゃ断かん５を垂直位置まで上昇させる。
【００２９】
〔第２実施形態〕
次に、本発明の第２実施形態につき説明する。本発明の第２実施形態に係る踏切しゃ断機の主要部正面図を図５に、これに対応した主要部側視図を図６に示す。図５，図６においてしゃ断かん５は垂直位置にある。図７(a1)(b1)に、しゃ断かん５が昇降途中にある状態の同主要部側視図を、図７(a2)(b2)にしゃ断かん５が水平位置にある状態の同主要部側視図を示す。
【００３０】
上記第１実施形態にあっては、１組の捩りコイルばね６を用い、しゃ断かん５が垂直位置（θ＝９０°）にある場合に、捩りコイルばね６はストッパー７に規制されることによってトルクＴ１を保持する。
したがって、しゃ断かん５が垂直位置にあっても、捩りコイルばね６は無負荷状態にならず、ばねの効き方の設定変更は困難である。図３に示すように、捩りコイルばね６を無負荷状態、すなわち、その保持トルクを０にするにはθ＝９０°より大きいゼロトルク回転角θ０にしなければならない。しかし、踏切しゃ断機にあっては、しゃ断かん回転角θが９０°を超えてしゃ断かん５が回転するようになっていない。具体的には、しゃ断かん５が緩衝付きストッパー（図示せず）に当たって回転が阻止される。このような緩衝付きストッパーが設置されていないか又は一時的に取り外したとしても、図４に示すように、扇形歯車２３が筐体２に当たり、しゃ断かん回転角θが９０°をわずかに超えることはあっても、すべての場合において、付勢トルクへの要求特性に従って決定されるゼロトルク回転角θ０にまでしゃ断かん５を回転させること難しい。すべての場合において、９０°を超えたゼロトルク回転角θ０にまでしゃ断かん５が回転できるように構造を変更するにしても、構造が大型化、複雑化したり、高価となったりするし、調整作業が煩雑化するおそれがある。
本実施形態は以上の様な問題に対応した付勢トルク発生機構を備えた踏切しゃ断機に関するものである。
【００３１】
本実施形態の踏切しゃ断機は、上記第１実施形態に即したものであるが、以下の点で異なっている。
図５〜図７に示すように、本実施形態に係る付勢トルク発生機構は、上記第１実施形態と異なり２組の捩りコイルばね６ａ，６ｂと、２つの作用点付きのクランク９ａ，９ｂとを備えている。また、本付勢トルク発生機構は、２組の捩りコイルばね６ａ，６ｂの各一端をそれぞれ固定する２つのばね固定金具８ａ，８ｂを備える。本付勢トルク発生機構は、上記第１実施形態と同様にストッパー７を備える。
【００３２】
ストッパー７及びばね固定金具８ａ，８ｂは筐体２に固定されている。クランク９ａは固定作用点９ｆをしゃ断かん回転軸３周りに回動させるようにしゃ断かん回転軸３に固定されている。クランク９ｂは固定作用点９ｇをしゃ断かん回転軸３周りに回動させるようにしゃ断かん回転軸３に固定されている。
２組の捩りコイルばね６ａ，６ｂは、しゃ断かん回転軸３に巻き付けられ、回転軸３の軸方向について異なる位置に配置されている。
捩りコイルばね６ａの一端（一方の腕）は、ばね固定金具８ａによって筐体２に固定されている。捩りコイルばね６ａの他端（他方の腕）は、ストッパー７や固定作用点９ｆに当接してそれによって規制される。しゃ断かん５の垂直時にストッパー７によって捩りコイルばね６ａの他端が規制される。
捩りコイルばね６ｂの一端（一方の腕）は、ばね固定金具８ｂによって筐体２に固定されている。捩りコイルばね６ｂの他端（他方の腕）は、固定作用点９ｇに当接してそれによって規制される。  
【００３３】
図８は、本実施形態におけるしゃ断かん回転軸３に生じる主なトルクＴと、しゃ断かん５回転角θとの関係を示したグラフである。図８に、しゃ断かん負荷トルクの変化曲線１２、本付勢トルク発生機構による付勢トルクの変化曲線１３、捩りコイルばね６ａによる付勢トルクの変化曲線１３ａ、捩りコイルばね６ｂによる付勢トルクの変化曲線１３ｂ、及び残留トルクの変化曲線１４が示される。変化曲線１３の値は、変化曲線１３ａの値と変化曲線１３ｂの値とを合算したものである。
【００３４】
図５、図６、図８からわかるように、しゃ断かん５の垂直時（θ＝９０°）にストッパー７によって捩りコイルばね６ａの他端が規制されることによって、捩りコイルばね６ａは上昇側付勢トルクＴ１を保持する。すなわち、捩りコイルばね６ａはしゃ断かん５の垂直時（θ＝９０°）に、回転方向Ａへ所定量捩られてストッパー７によって保持されている。
一方、しゃ断かん５の垂直時（θ＝９０°）に捩りコイルばね６ｂは、トルクを保持していない（トルクＴ＝０）。
【００３５】
本踏切しゃ断機が電力を得て駆動装置により残留トルクに勝る大きさの下降側トルクをしゃ断かん回転軸３に入力し、図６から図７(a1)(b1) 、さらには図７(a2)(b2)に示す状態へと、クランク９ａ，９ｂの各固定作用点９ｆ，９ｇがそれぞれ捩りコイルばね６ａ，６ｂの他端を押しながら、しゃ断かん５を垂直位置（θ＝９０°）から水平位置（θ＝０）まで下降させる。かかる過程に従って、捩りコイルばね６ａの捩り角が次第に大きくなっていくから、図８の変化曲線１３ａで示すように、捩りコイルばね６ａによる上昇側付勢トルクがＴ１から最大値Ｔ２へと漸次増加する。同過程に従って、捩りコイルばね６ｂの捩り角が次第に大きくなっていくから、図８の変化曲線１３ｂで示すように、捩りコイルばね６ｂによる上昇側付勢トルクが０から最大値Ｔ５へと漸次増加する。
【００３６】
本付勢トルク発生機構による上昇側付勢トルクは、捩りコイルばね６ａ，６ｂによるものである。すなわち、本付勢トルク発生機構による上昇側付勢トルクの変化特性は、図８の変化曲線１３により示され、しゃ断かん回転角θによらず、しゃ断かん負荷トルク１２より大きい。すなわち、残留トルク１４はしゃ断かん回転角θによらず上昇側に働いている。
また、しゃ断かん５の水平位置から垂直位置まで（θ＝０〜９０°）において、上昇側付勢トルク１３がしゃ断かんによる負荷トルク１２と抵抗トルク（図示せず）の和を上回るように設定される。
【００３７】
以上の構成及び特性を備えた本実施形態の踏切しゃ断機により、上記第１実施形態と同様に、駆動電力の給電停止時に、しゃ断かん５を垂直位置まで上昇させることができる。
【００３８】
また、本実施形態の踏切しゃ断機によれば、２組のばね６ａ，６ｂが用いられ、そのうち１組のばね６ａがしゃ断かん５の垂直位置において上昇側付勢トルクを保持する一方、他の１組のばね６ｂがしゃ断かん５の垂直位置において上昇側付勢トルクを保持しないので、給電停止時に垂直位置までしゃ断かん５を上昇させるために必要な上昇側付勢トルクをばね６ａにより獲得しつつ、ばね６ｂをしゃ断かん５の垂直位置において無負荷状態にすることができ、無負荷状態であれば、ばねの効き方の設定変更は容易であるので、ばね６ｂの設定変更によって容易に付勢トルクを調整することができるという効果がある。
【００３９】
ばね６ｂの設定変更には、クランク９ｂ又は固定作用点９ｇの構成部を取り外して、ばね６ｂが付勢トルクを奏しないようにしたり、クランク９ｂの交換や、固定作用点９ｇの固定位置の移動を行ってばねの効き方を変更することにより、合計の付勢トルクを変化させることが該当する。
分解せずに作用点の位置を変化させて付勢トルクの調整を行うには、第３〜第５実施形態において構成される作用点可動機構を採用することが有効である。
【００４０】
〔第３実施形態〕
本発明の第３実施形態に係る踏切しゃ断機の主要部正面図を図９に、これに対応した主要部側視図を図１０に示す。図９，図１０においてしゃ断かん５は垂直位置にある。図１１(a1)(b1)に、しゃ断かん５が昇降途中にある状態の同主要部側視図を、図１１(a2)(b2)にしゃ断かん５が水平位置にある状態の同主要部側視図を示す。
【００４１】
図９〜図１１に示すように、本実施形態の踏切しゃ断機においては、上記第２実施形態におけるクランク９ｂに代え、可動作用点１０ｍ付きのクランク１０を用いている。可動作用点１０ｍの構成部品は、長孔１０ｈに沿って移動して任意の位置でボルト・ナットで固定される。
【００４２】
図１２は、本実施形態におけるしゃ断かん回転軸３に生じる主なトルクＴと、しゃ断かん５回転角θとの関係を示したグラフである。図１２に、しゃ断かん負荷トルクの３つの変化曲線１２ｃ，ｄ，ｅ、これらに順に対応する本付勢トルク発生機構による付勢トルクの変化曲線１３ｃ，ｄ，ｅ、及び残留トルクの変化曲線１４ｃ，ｄ，ｅが示される。
【００４３】
しゃ断かん５の変更により、しゃ断かん負荷トルクが変化曲線１２ｃ，ｄ，ｅのように変化しても、これに対応して可動作用点１０ｍの固定位置を移動することにより、付勢トルクを変化率の異なる変化曲線１３ｃ，ｄ，ｅのように変化させて、残留トルクを変化曲線１４ｃ，ｄ，ｅのようにあまり変化がないように一定範囲に保持することができる。しゃ断かん５を垂直にしておけば、可動作用点１０ｍには、捩りコイルばね６ｂの弾性力は作用していないので、可動作用点１０ｍを楽に移動させることができる。
以上により、しゃ断かん５が変更されても、容易な調整によって所望の残留トルク特性を確保し、給電停止時にしゃ断かんを上昇させる機能を確保できる。
【００４４】
〔第４実施形態〕
本発明の第４実施形態に係る踏切しゃ断機の主要部正面図を図１３に、これに対応した主要部側視図を図１４に示す。図１３，図１４においてしゃ断かん５は垂直位置にある。図１５(a1)(b1)に、しゃ断かん５が昇降途中にある状態の同主要部側視図を、図１５(a2)(b2)にしゃ断かん５が水平位置にある状態の同主要部側視図を示す。
【００４５】
本実施形態において、２組の捩りコイルばね６ａ，６ｂは、互いの巻き径が異なっている。捩りコイルばね６ｂの巻き径が、捩りコイルばね６ａの巻き径より大きくなっている。捩りコイルばね６ａ，６ｂは、捩りコイルばね６ｂのコイル部が捩りコイルばね６ａのコイル部を囲む態様で重なってしゃ断かん回転軸３に巻き付けられている。
かかる構成により、しゃ断かん回転軸３の軸方向についてのしゃ断かん回転軸３や筐体２の寸法を、上記第２，第３実施形態に比較して小さくし、踏切しゃ断機をよりスリムに構成することができる。
【００４６】
〔第５実施形態〕
本発明の第５実施形態に係る踏切しゃ断機の主要部正面図を図１６に、これに対応した主要部側視図を図１７に示す。図１６，図１７においてしゃ断かん５は垂直位置にある。図１８(a1)(b1)に、しゃ断かん５が昇降途中にある状態の同主要部側視図を、図１８(a2)(b2)にしゃ断かん５が水平位置にある状態の同主要部側視図を示す。
【００４７】
本実施形態において、２組の捩りコイルばね６ａ，６ｂは、異なる回転軸に巻き付けられている。本踏切しゃ断機には、しゃ断かん回転軸３と歯車１１ａ，１１ｂを介して伝動し合う回転軸３ｂが構成されており、捩りコイルばね６ａは、しゃ断かん回転軸３に巻き付けられ、捩りコイルばね６ｂは、回転軸３ｂに巻き付けられている。２組の捩りコイルばね６ａ，６ｂは、しゃ断かん回転軸３に垂直な方向に互いに重なって配置される。
したがって、かかる構成により、しゃ断かん回転軸３の軸方向についてのしゃ断かん回転軸３や筐体２の寸法を、上記第２，第３実施形態に比較して小さくし、踏切しゃ断機をよりスリムに構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の第１実施形態に係る踏切しゃ断機の主要部正面図(a)及び主要部側視図(b)である。
【図２】本発明の第１実施形態に係り、しゃ断かんが昇降途中にある状態の同主要部側視図(a)及びしゃ断かんが水平位置にある状態の同主要部側視図(b)である。
【図３】本発明の第１実施形態に係るしゃ断かん回転軸に生じる主なトルクＴと、しゃ断かん回転角θとの関係を示したグラフである。
【図４】本発明に適用可能な駆動装置を備えた踏切しゃ断機の側面内視図(a)(b)及び正面内視図(c)である。
【図５】本発明の第２実施形態に係る踏切しゃ断機の主要部正面図である。
【図６】本発明の第２実施形態に係る踏切しゃ断機の主要部側視図である。
【図７】本発明の第２実施形態に係り、しゃ断かんが昇降途中にある状態の同主要部側視図(a1)(b1)及びしゃ断かんが水平位置にある状態の同主要部側視図(a2)(b2)である。
【図８】本発明の第２実施形態に係るしゃ断かん回転軸に生じる主なトルクＴと、しゃ断かん回転角θとの関係を示したグラフである。
【図９】本発明の第３実施形態に係る踏切しゃ断機の主要部正面図である。
【図１０】本発明の第３実施形態に係る踏切しゃ断機の主要部側視図である。
【図１１】本発明の第３実施形態に係り、しゃ断かんが昇降途中にある状態の同主要部側視図(a1)(b1)及びしゃ断かんが水平位置にある状態の同主要部側視図(a2)(b2)である。
【図１２】本発明の第３実施形態に係るしゃ断かん回転軸に生じる主なトルクＴと、しゃ断かん回転角θとの関係を示したグラフである。
【図１３】本発明の第４実施形態に係る踏切しゃ断機の主要部正面図である。
【図１４】本発明の第４実施形態に係る踏切しゃ断機の主要部側視図である。
【図１５】本発明の第４実施形態に係り、しゃ断かんが昇降途中にある状態の同主要部側視図(a1)(b1)及びしゃ断かんが水平位置にある状態の同主要部側視図(a2)(b2)である。
【図１６】本発明の第５実施形態に係る踏切しゃ断機の主要部正面図である。
【図１７】本発明の第５実施形態に係る踏切しゃ断機の主要部側視図である。
【図１８】本発明の第５実施形態に係り、しゃ断かんが昇降途中にある状態の同主要部側視図(a1)(b1)及びしゃ断かんが水平位置にある状態の同主要部側視図(a2)(b2)である。
【符号の説明】
【００４９】
１     踏切しゃ断機
２     筐体
３     回転軸
３ｂ   回転軸
４     しゃ断かんホルダー
５     しゃ断かん
６     捩りコイルばね
６ａ   捩りコイルばね
６ｂ   捩りコイルばね
７     ストッパー
８     固定金具
８ａ   固定金具
８ｂ   固定金具
９     クランク
９ａ   クランク
９ｂ   クランク
９ｆ   固定作用点
９ｇ   固定作用点
１０   クランク
１０ｍ 可動作用点
１０ｈ 長孔
１１ａ 歯車
１１ｂ 歯車
１２   負荷トルク変化曲線
１３   上昇側付勢トルク変化曲線
１４   残留トルク変化曲線
２１   電動モータ
２２   減速歯車装置
２３   扇形歯車
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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