(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
レールを底面から加熱する床板加熱型のポイントヒーターであって、レールの底部横幅に略合致する横幅を有する矩形状板部の幅方向両端部に立上部を形成して断面略コの字状とした支持体内に加熱体を配設し、断面が略Ｕ字状湾曲形であって両端部間が湾曲部における対向離間幅よりも狭い先細り状をなし、且つ湾曲部を上記支持体の外側に配した状態で一端部が支持体裏面の中央、他端部が支持体表面の中央にそれぞれ位置するように形成された板ばねを上記支持体に装着し、この板ばねで支持体とレールとを挟着可能に構成したポイントヒータ。
【請求項２】
レールを底面から加熱する床板加熱型のポイントヒーターであって、レールの底部横幅に略合致する横幅を有する矩形状板部の幅方向両端部に立上部を形成して断面略コの字状とした支持体内に加熱体を配設し、断面をＵ字状湾曲形とした板ばねを、その一端を支持体の裏面の幅方向中央に回転自在に軸着して、支持体とレールとを挟着可能に上記支持体に装着した構成を具備するポイントヒーター。
【請求項３】
板ばねは、その一端を前記支持体の裏面の幅方向中央に回転自在に軸着して装着すると共に、他端部をレールの頸部付近を挟圧するようにして形成したものとする請求項１又は２に記載のポイントヒーター。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、鉄道レールのポイントの凍結防止、雪害防止等を目的としたポイントヒーターに関し、特にレール底面への着脱が容易な構成を具備したポイントヒーターに関する。
【０００２】
【従来の技術】
鉄道レールのポイントヒーターは、ポイントの凍結防止、雪害防止等を目的として使用されており、レール加熱型と、床板加熱型の二つの形態のものが知られている。このうち、レール加熱型のポイントヒーター１０１は図８に示す如く、板状の加熱体１０２をレール１０３の外側面に圧接固定することにより、レール１０３を加熱するものであった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、最近のポイントの中には連結用の構造体を取付けるためのボルトがレールの外側面に突出する構成のものがあり、かかる構成を具備するポイントに対しては、上記従来のレール加熱型のポイントヒーター１０１を装着することができない。このような新型のポイントに対しては、加熱体をレール底面に装着する床板加熱型のポイントヒーターを採用するという考え方もあるが、従来の床板加熱型の場合はレール底面と軌道に敷設された砂利との隙間に横幅の大きい加熱体を押し込み、かつ、工具を使用して装着しなければならないため、装着するのに大変に手間と時間がかかるという欠点があった。
【０００４】
そこで、本発明は上記の欠点を解消すべくなされたものであり、その目的とする所は、レール外側面に突出物の無い従来のポイントのみならずボルトが突出する新型のポイントへの装着が可能で、かつ、工具を使用せず簡便に装着することが可能な床板加熱型のポイントヒーターを提供せんとすることにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は、レールを底面から加熱する床板加熱型のポイントヒーターであって、レールの底部横幅に略合致する横幅を有する矩形状板部の幅方向両端部に立上部を形成して断面略コの字状とした支持体内に加熱体を配設し、断面が略Ｕ字状湾曲形であって両端部間が湾曲部における対向離間幅よりも狭い先細り状をなし、且つ湾曲部を上記支持体の外側に配した状態で一端部が支持体裏面の中央、他端部が支持体表面の中央にそれぞれ位置するように形成された板ばねを上記支持体に装着し、この板ばねで支持体とレールとを挟着可能に構成したことを特徴とするものである。
【０００６】
また、本発明は、レールを底面から加熱する床板加熱型のポイントヒーターであって、レールの底部横幅に略合致する横幅を有する矩形状板部の幅方向両端部に立上部を形成して断面略コの字状とした支持体内に加熱体を配設し、断面をＵ字状湾曲形とした板ばねを、その一端を支持体の裏面の幅方向中央に回転自在に軸着して、支持体とレールとを挟着可能に上記支持体に装着した構成を具備するポイントヒーターを特徴とするものである。
前記板ばねは、その一端を前記支持体の裏面の幅方向中央に回転自在に軸着して装着すると共に、他端部をレールの頸部付近を挟圧するようにして形成したものとするのが好ましい。
【０００７】
【作用】
上記構成を具備するポイントヒーターは、支持体の板部がレールの底部横幅に略合致する横幅を有するため、容易にレール底面に押込むことができ、支持体とレールの底部を板ばねで挟持することにより固定し、簡便にレールへの装着を行うことができる。
また、板ばねを支持体裏面の幅方向中央に回転自在に軸着してあれば、レール圧着過程において板ばねの軸着部分が回転するので、湾曲部分を変位自在とすることができ、板ばねの支持体裏面側に無理な変形外力を付加させる必要がなく圧着操作が容易となり、かつ、板ばねの挟圧力を支持体全面に略均一に付加し得るので、装着状態をより安定したものとすることができる。また、レールの頸部付近を挟圧することにより、挟着力を無駄なく最大限有効に作用させることができる。
【０００８】
【実施例】
以下、本発明に係るポイントヒーターの実施例について、図面を用いて説明する。
本発明に係るポイントヒーター１は、図１〜図５に示すように床板加熱型のポイントヒーターであって、アルミ、ステンレス等の適宜金属からなる矩形状板材の短手方向両端部を起曲して立上部２ａ、２ａを設けて断面略コの字状とし、矩形状の板部２ｂはレールａの底部ｂの横幅に等しいか僅かに幅広な横幅と、レールａの長さ方向に沿う適宜な長さを持つものとした支持体２に対し、板部２ｂ上に断熱材３を敷設すると共に、レールａの底部横幅に略合致する大きさを有する板状の加熱体４を断熱材３の表面に敷設し、加熱体４は支持体２の裏面から螺子止め等して支持体２に固定し、さらに、変形Ｕ字状湾曲形の板ばね５を装着し、加熱体４への電力供給を行うための電源端子を内蔵した電源保護ケース６を支持体２の長さ方向端部に固着したものである。
【０００９】
支持体２の立上部２ａ、２ａは加熱体４の厚みよりも高さが高くなるように形成してあり、板部２ｂ上に断熱材３を介装させて加熱体４を敷設した際に上端部が加熱体４の表面から突出して係止部２ｃ、２ｃとなり、係止部２ｃ、２ｃにより、後述の如くポイントヒーター１をレールａに装着した際レールａの底端部ｃに係止してレールａ下側に加熱体４が固定するようにしてある。
【００１０】
板ばね５は、ステンレス等の弾性を有する適宜金属からなる板体であって、中間部を大きく湾曲させて両端部が広狭変形し得るようにしたもので、一端辺沿いに小筒状の枢着部５ａを折曲形成し、他端部を外方湾曲した圧接端部５ｂとしてなり、枢着部５ａを支持体２の板部２ｂの中央に軸着した状態において、圧接端部５ｂがレールａの頸部曲面ｄ（レールの外側面と底部との境界部に相当する曲面部分）に当接し得るように形成してある。
【００１１】
また、板ばね５を軸着するため、支持体２の板部２ｂの中央部を外方に切り起こしてアングル形突片７、７を形成すると共に、突片７、７に軸棒８を挿通するための軸止孔７ａ、７ａを形成してある。上記板ばね５は、加熱体４を設置した支持体２を一側から挟着するように組付けると共に枢着部５ａを突片７、７間に配設して軸棒８を挿通し、その両端を固定ピン９、９で止着することによって配設してある。
【００１２】
以上のような構成を具備するポイントヒーター１をレールに装着する場合は、先ず、レール下側の砂利を動かす等して支持体２の長さ程度の適宜空間をレール下側に確保する。続いて図６（Ａ）に示すように、支持体２をレールａの横方向から底面下側に押込み、底端部ｃに加熱体４の表面を押し当てながらスライドさせ、かつ、底端部ｃで板ばね５の圧接端部５ｂを押し上げて底端部ｃ、ｃを加熱体４表面上で立上部２ａ、２ａ間に嵌入させて納めることができる。（同図（Ｂ））。
【００１３】
したがって、ポイントヒーター１は、上記の如く支持体２の押し込み作業を主体として装着することができるため、何ら工具を使用することのない手作業で装着することができ、支持体２がレールａの底部ｂの横幅に略合致する横幅を有するため、極めて簡便かつ短時間で所定の位置に装着することができる。さらに板ばね５は支持体２の裏面に回転自在に軸着してあるため、装着する際に底端部ｃにより圧接端部５ｂを押し上げても、枢着部５ａが適宜回転することにより、枢着部５ａ付近に無理な変形外力を付加する必要がなくなり、湾曲部分５ｃの弾性変形によって、より一層簡便な装着を行うことができる。
【００１４】
しかも、ポイントヒーター１は、枢着部５ａが支持体２の裏面の幅方向略中央に軸着され、板ばね５の圧接端部５ｂがレールａの頸部曲面ｄに良好な状態で圧接されているため、レールに装着した後の固定状態を極めて安定的に維持することができる。これは、以下のように板ばね５がレールａに対して及ぼす挟圧力を垂直方向成分と、水平方向成分とに分解した場合、各々の成分がレールａに対して効率的に作用するからである。
【００１５】
すなわち、図１に示す如く、枢着部５ａからレールａに作用する板ばね５の挟圧力を垂直方向成分ｐ１と、水平方向成分ｐ２とに分解すると共に、圧接端部５ｂからレールａに作用する挟圧力を垂直方向成分ｑ１と、水平方向成分ｑ２とに分解して考えた場合、ｐ１とｑ１とはポイントヒーター１とレールａとの圧着を高める力として作用し、ｐ２とｑ２とはレールａを横方向にスライドさせて支持体２の係止部２ｃへの圧着を高める力として作用する。
【００１６】
この時、図７（Ａ）に示す如く、圧接端部５ｂを頸部曲面ｄより上方の垂直部位付近においてレールａに圧接させた場合は、ｑ２が減少する代わりにｑ１が増大するが、レールａの外側面が略垂直方向に沿っているため、増大したｑ１をレール圧着力として作用させる受け部がなく、圧接端部５ｂがレールａの外側面に沿って滑り落ちやすくなり、ｑ１によるレールａの圧着作用は近似的に０にみなし得る。反対に、同図（Ｂ）の如く頸部曲面ｄより下方の底部ｂ付近においてレールａに圧接させた場合はｑ２が増大するが、この部分は略水平方向に近い平坦面になっているため、増大したｑ２をレールａを係止圧着力として作用させる受け部がなく、ｑ２による係止部２ｃへの圧着作用は近似的に０にみなし得る。しかも、この場合はレールａの長さ方向の中心線ｅからの変位が大きくなるから、枢着部５ａ、圧接端部５ｂを結ぶ直線の中心を中心とするモーメントが発生しやすく不安定になりやすい。
【００１７】
これに対して同図（Ｃ）の如く頸部曲面ｄに圧接端部５ｂを圧接させた場合は枢着部５ａと、圧接端部５ｂとに作用する力の分力を最大限有効に作用させることができ、しかも、圧接端部５ｂの位置もレールａの中心線ｅからの変位が少なく、枢着部５ａのみならず圧接端部５ｂもレールａの重心に近い部分で作用するため、レールａへの装着状態を極めて安定的に維持することができる。
【００１８】
さらに、ポイントヒーター１は板ばね５を用いて装着するため、電車、列車等の通過に伴う振動に対して自動的に追従し、かかる振動を効果的に吸収することができ、ポイント切替え時等による振動が発生してもレールから離脱してしまうおそれがない。また、レールを底面から加熱する床板加熱型の構成としたため、従来の如く外側面から加熱するものに比べて加熱効果が極めて高くなり、電力消費量を３０〜４０％程度削減することが可能で、エネルギーの省力化を図ることもできる。
【００１９】
【発明の効果】
本発明によれば、レール外側面に突出物の無い従来のポイントのみならずボルトが突出する新型のポイントへの装着が可能で、かつ、工具を使用することのない手作業で装着することができる床板加熱型のポイントヒーターを提供することができる。また、ポイントヒーターは支持体がレールの底部横幅に略合致する横幅を有するため、簡便かつ短時間で所定位置にレールを装着することができる。さらに、板ばねが支持体の裏面中央部に回転自在に軸着してあるため、装着時における板ばねの無理な変形を防止し、スムーズに装着することができる。さらにまた、板ばねを用いて装着するため、振動に対して自動的に追従しレールから離脱してしまうおそれがなく、レールを底面から加熱する構成としたため加熱効果が極めて高く、エネルギーの省力化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかるポイントヒーターのレール装着状態における板ばねの作用を示す一部省略した断面図である。
【図２】ポイントヒーターのレール装着状態の一例を示す斜視図である。
【図３】ポイントヒーターのレール装着状態を斜め下方から見た斜視図である。
【図４】図２の一部省略した正面図である。
【図５】（Ａ）は図２の平面図であり、（Ｂ）は図２の左側面図である。
【図６】ポイントヒーターのレール装着過程を示しており、（Ａ）は装着途中、（Ｂ）は装着完了状態を示す一部省略した断面図である。
【図７】圧接端部の圧接位置の相違による板ばねの作用の相違を示しており、（Ａ）は圧接端部を頸部曲面より上側、（Ｂ）は頸部曲面より下側、（Ｃ）は頸部曲面に圧接させた状態を示す説明図である。
【図８】従来のポイントヒーターのレール装着状態の一例を示す断面図である。
【符号の説明】
１      ポイントヒーター
２      支持体
３      断熱材
４      加熱体
５      板ばね
5a      枢着部
5b      圧接端部
【図１】
0003653116.tif 000002
【図２】
0003653116.tif 000003
【図３】
0003653116.tif 000004
【図４】
0003653116.tif 000005
【図５】
0003653116.tif 000006
【図６】
0003653116.tif 000007
【図７】
0003653116.tif 000008
【図８】
0003653116.tif 000009