(57)【要約】【課題】レール頭部の側面の良好な研磨を行う。【解決手段】レールＲに沿って移動可能な車体２０と、レールＲの頭部Ｒ１の側面を研磨する研磨材４１，４２と、研磨材４１，４２を回転させる回転駆動源４６とを備えるレール研磨装置１０において、研磨材４１，４２は、レールＲの頭部Ｒ１の側面を研磨する研磨面４１１が研磨材４１，４２の回転軸に対して揺動可能に支持されている。従って、レールの頭部の側面の湾曲や変形に追従して研磨材４１，４２の研磨面４１１を当接させることができ、良好な研磨を行うことができる。【選択図】図３
2018204225.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レールに沿って移動可能な車体と、
前記レールの頭部の側面を研磨する研磨材と、
前記研磨材を回転させる回転駆動源とを備えるレール研磨装置において、
前記研磨材は、少なくとも前記レールの頭部の側面を研磨する研磨面が前記研磨材の回転軸に対して揺動可能となるように支持されていることを特徴とするレール研磨装置。
【請求項２】
前記研磨材は、二軸のジンバル構造により、前記研磨面が前記研磨材の回転軸に対して揺動可能となるように支持されていることを特徴とする請求項１記載のレール研磨装置。
【請求項３】
前記二軸のジンバル構造は、ジンバルバネであることを特徴とする請求項２記載のレール研磨装置。
【請求項４】
前記研磨材は、前記レールの頭部の一方の側面を研磨する第一の研磨材と、前記レールの頭部の他方の側面を研磨する第二の研磨材とを有し、
前記レールに直交する一方の方向から見た前記第一の研磨材の回転方向と前記第二の研磨材の回転方向とが互いに逆方向となるように、前記回転駆動源から回転力が付与されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のレール研磨装置。
【請求項５】
前記車体に設けられ、前記レールに沿って走行する車輪と、
前記車輪の走行駆動源とを備えることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載のレール研磨装置。
【請求項６】
前記走行駆動源の回転速度又は前記車体の走行速度を検出する検出部と、
前記回転駆動源に対して、前記検出部により検出された回転速度又は走行速度が規定値に達したときに駆動を開始するよう制御する制御部とを備えることを特徴とする請求項５記載のレール研磨装置。
【請求項７】
前記研磨材は、前記レールの頭部の側面に対して、接離可能に支持されており、
前記研磨材を前記レールの頭部の側面から離間する方向に加圧する弾性部材と、
前記研磨材を前記レールの頭部の側面に当接させる手動操作部とを備えることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載のレール研磨装置。
【請求項８】
前記研磨材と前記手動操作部を支持するケーシングが、前記車体に対して昇降可能に支持されていることを特徴とする請求項７記載のレール研磨装置。
【請求項９】
前記研磨材の回転軸が水平方向に対して前記研磨面側が下降する方向に傾斜した状態で、前記研磨材が支持されていることを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載のレール研磨装置。
【請求項１０】
前記レールの研磨の際に生じる研磨屑を収集する集塵機を備えることを特徴とする請求項１から９のいずれか一項に記載のレール研磨装置。
【請求項１１】
前記車体は一本のレール上を走行し、
走行する前記レールに平行な他のレールによって前記車体を支持するアウトリガーを備えることを特徴とする請求項１から１０のいずれか一項に記載のレール研磨装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レール頭部の側面の錆を除去するレール研磨装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
鉄道のレールは、その保守管理のために、ひびや傷等の損傷が生じていないかを超音波探傷により定期的に検査されている。
この超音波探傷による検査は、レール頭部の側面から行われるが、当該側面に錆が生じていると精度の良い検査結果が得られなくなるおそれがあることから、予め検査の前に、レール頭部の側面を研磨して錆を除去する必要があった。しかし、レール頭部の側面の所定範囲をグラインダー等の工具で研磨する作業は、作業者に対して負担が大きかった。
【０００３】
一方、レール頭部の踏面を研磨するレール研磨装置が従来よりも知られているが、このレール研磨装置はレール頭部の側面を研磨することはできなかった（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１６−１４２１１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記レール研磨装置は、レール頭部の踏面に当接する砥石をモーターにより回転させることで踏面の研磨を行っている。従って、砥石の向きを変更する改造を行うことにより、このレール研磨装置をレール頭部の側面の研磨に適用することも考えられるが、レール頭部の側面は、踏面に比べて変形が生じている場合が多く、また、レールそのもののが湾曲している場合もあるので、形状が比較的安定している踏面の研磨装置をそのまま側面の研磨に転用することは困難であった。
【０００６】
本発明は、レール頭部の側面を良好に研磨することが可能なレール研磨装置を提供することをその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１記載の発明は、レール研磨装置において、
レールに沿って移動可能な車体と、
前記レールの頭部の側面を研磨する研磨材と、
前記研磨材を回転させる回転駆動源とを備えるレール研磨装置において、
前記研磨材は、少なくとも前記レールの頭部の側面を研磨する研磨面が前記研磨材の回転軸に対して揺動可能となるように支持されていることを特徴とする。
【０００８】
請求項２記載の発明は、請求項１記載のレール研磨装置において、
前記研磨材は、二軸のジンバル構造により、前記研磨面が前記研磨材の回転軸に対して揺動可能となるように支持されていることを特徴とする。
【０００９】
請求項３記載の発明は、請求項２記載のレール研磨装置において、
前記二軸のジンバル構造は、ジンバルバネであることを特徴とする。
【００１０】
請求項４記載の発明は、請求項１から３のいずれか一項に記載のレール研磨装置において、
前記研磨材は、前記レールの頭部の一方の側面を研磨する第一の研磨材と、前記レールの頭部の他方の側面を研磨する第二の研磨材とを有し、
前記レールに直交する一方の方向から見た前記第一の研磨材の回転方向と前記第二の研磨材の回転方向とが互いに逆方向となるように、前記回転駆動源から回転力が付与されていることを特徴とする。
【００１１】
請求項５記載の発明は、請求項１から４のいずれか一項に記載のレール研磨装置において、
前記車体に設けられ、前記レールに沿って走行する車輪と、
前記車輪の走行駆動源とを備えることを特徴とする。
【００１２】
請求項６記載の発明は、請求項５記載のレール研磨装置において、
前記走行駆動源の回転速度又は前記車体の走行速度を検出する検出部と、
前記回転駆動源に対して、前記検出部により検出された回転速度又は走行速度が規定値に達したときに駆動を開始するよう制御する制御部とを備えることを特徴とする。
【００１３】
請求項７記載の発明は、請求項１から６のいずれか一項に記載のレール研磨装置において、
前記研磨材は、前記レールの頭部の側面に対して、接離可能に支持されており、
前記研磨材を前記レールの頭部の側面から離間する方向に加圧する弾性部材と、
前記研磨材を前記レールの頭部の側面に当接させる手動操作部とを備えることを特徴とする。
【００１４】
請求項８記載の発明は、請求項７記載のレール研磨装置において、
前記研磨材と前記手動操作部を支持するケーシングが、前記車体に対して昇降可能に支持されていることを特徴とする請求項７記載のレール研磨装置。
【００１５】
請求項９記載の発明は、請求項１から８のいずれか一項に記載のレール研磨装置において、
前記研磨材の回転軸が水平方向に対して前記研磨面側が下降する方向に傾斜した状態で、前記研磨材が支持されていることを特徴とする。
【００１６】
請求項１０記載の発明は、請求項１から９のいずれか一項に記載のレール研磨装置において、
前記レールの研磨の際に生じる研磨屑を収集する集塵機を備えることを特徴とする。
【００１７】
請求項１１記載の発明は、請求項１から１０のいずれか一項に記載のレール研磨装置において、
前記車体は一本のレール上を走行し、
走行する前記レールに平行な他のレールによって前記車体を支持するアウトリガーを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明は、研磨材のレール頭部の側面を研磨する研磨面が揺動可能となるように支持されているので、レール頭部の側面の変形が生じている部分やレールの曲がりによる湾曲部分にも、研磨面が揺動することで対応し、良好な研磨を実現することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】発明の実施形態であるレール研磨装置の左側面図である。
【図２】レール研磨装置の平面図である。
【図３】レール研磨装置の研磨機構の縦断面図である。
【図４】図４（Ａ）は研磨材の背面図、図４（Ｂ）は図４（Ａ）のＶ−Ｖ線に沿った断面図である。
【図５】図５（Ａ）は研磨材を支持した状態の支持構造における回転中心線に沿った断面図、図５（Ｂ）は研磨材を支持した状態の支持構造における回転中心線に沿った異なる断面における断面図である。
【図６】図６（Ａ）は支持台の研磨材側から見た正面図、図６（Ｂ）は図６（Ａ）のＷ−Ｗ線に沿った断面図、図６（Ｃ）は支持台の背面図である。
【図７】板バネの正面図である。
【図８】車体に装着したアウトリガーを後方から見た背面図である。
【図９】レール研磨装置の制御系を示すブロック図である。
【図１０】制御部によるレール研磨装置の動作制御を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
［実施形態の概要］
発明の実施形態として、鉄道車両のレールＲの頭部Ｒ１の側面を研磨するレール研磨装置１０について図面を参照して説明する。図１はレール研磨装置１０の左側面図、図２は平面図である。
なお、以下の記載において、レール研磨装置１０がレールＲに沿って走行する走行方向前側を「前」、走行方向後側を「後」、前方を向いた状態で左手側を「左」、前方を向いた状態で右手側を「右」と定義し、また、前後方向と左右方向と上下方向はいずれも互い直交する方向であるものとする。
【００２１】
レール研磨装置１０は、一対のレールの一方のレールＲに沿って走行する車輪としての前輪２１及び後輪２２を前後に備える車体２０と、車体２０の前部に搭載された駆動ユニット３０（図２及び図３では図示略）と、駆動ユニット３０からの動力を前輪２１及び後輪２２に伝達する動力伝達装置（図示略）と、走行するレールＲの頭部の側面（以下、レール頭部Ｒ１の側面という）を研磨する研磨機構４０と、レールＲの研磨の際に生じる研磨屑を収集する集塵機７０と、走行するレールＲに平行な他のレールＲによって車体２０を水平に維持するアウトリガー８０（図８参照）と、上記各部を制御する制御部１００とを備えている。
【００２２】
［車体］
車体２０は、上から見て矩形の枠体で構成されており、その上面部の前端部と中間部とにはパイプフレーム２３，２３が立設状態で固定装備され、二つのパイプフレーム２３，２３の間には駆動ユニット３０が搭載されている。
また、車体２０の上面の後半部分には、後述する集塵機７０の集塵容器７２が上方に取り外し可能な状態で載置されている。
さらに、車体２０の後端部には研磨機構４０が装備されている。
【００２３】
また、車体２０の下側の前端部と後端部とには、左右方向の中央部に車輪としての前輪２１，後輪２２がそれぞれ回転可能に装備されている。
前輪２１の後方近傍には、一対のガイド車輪２４が装備されている。この一対のガイド車輪２４は左右方向にレール頭部Ｒ１の幅で互いに離間しており、その間にレール頭部Ｒ１を挿入させて、車体２０がレールＲに対して左右にずれないで走行できるようガイドする。
また、一対のガイド車輪２４は、上下に揺動可能な揺動アーム２４１によって支持されており、当該揺動アーム２４１は、一対のガイド車輪２４を下方に付勢するバネ２４２が連結されている。
これにより、通常時はバネ２４２によって一対のガイド車輪２４はレール頭部Ｒ１を挿入させた状態を維持する。また、レールＲの継ぎ目にボンド等があった場合に、一対のガイド車輪２４は揺動アーム２４１の揺動によってボンドを避けるように上方に押し上げられ、一対のガイド車輪２４がボンド等に引っ掛かりを生じて走行の妨げとなる事態を回避することができる。
【００２４】
［駆動ユニット］
駆動ユニット３０は、ガソリンエンジン３１と、その燃料タンク３２と、ガソリンエンジン３１のトルク出力により発電を行う発電機（図示略）と、発電機の発電電力により回転駆動を行う走行駆動源としての走行用モーター３３と、モーター駆動回路３４とを備えている。
また、車体２０の後端部右側上面から立設した支柱の上端部には、レール研磨装置１０の走行速度を設定するダイヤル式の速度コントローラー３５が設けられている。
速度コントローラー３５はダイヤル操作によってその出力信号の信号値が変動し、当該出力信号が制御部１００に入力される。モーター駆動回路３４は、速度コントローラー３５から制御部１００を通じて入力される信号値に応じた回転速度で走行用モーター３３を駆動させる。
また、走行用モーター３３にはその回転速度を検出する検出部としてのエンコーダー３６（図９参照）が設けられており、エンコーダー３６が検出する回転速度は制御部１００に入力される。
【００２５】
［動力伝達装置］
動力伝達装置は、車体２０の内部下側に設けられており、走行用モーター３３の出力トルクを前輪２１及び後輪２２に伝達するシャフト及び歯車からなる歯車伝達機構と、摩擦クラッチ板の接離動作により走行用モーター３３から歯車伝達機構へのトルク伝達の接続と切断とを切り替えるクラッチ装置とから構成されている。
歯車伝達機構は、前輪２１と後輪２２とに等速の回転を伝達する。また、クラッチ装置は車体２０の後部上面に立設されたクラッチレバー（図示略）により手動操作によってトルク伝達の接続と切断との切り替えが行われるようになっている。
【００２６】
［研磨機構：概略構成］
図３はレール研磨装置１０の研磨機構４０の縦断面図である。図１〜図３に示すように、研磨機構４０は、レール頭部Ｒ１の側面を研磨する研磨材（第一の研磨材４１及び第二の研磨材４２）と、研磨材４１，４２を回転させる回転駆動源としての研磨用モーター４６と、研磨用モーター４６のトルクを研磨材４１，４２に伝達する伝達機構５０と、伝達機構５０を内蔵するケーシング４３と、研磨材４１，４２のレール頭部Ｒ１の側面に対する接離動作を入力する手動操作部４４と、ケーシング４３を支持する支持機構４５とを備えている。
【００２７】
研磨用モーター４６は、ケーシング４３の上部に固定装備され、駆動ユニット３０の発電機から電力を得て駆動を行う。研磨用モーター４６は、ケーシング４３の上部において、出力軸を鉛直下方に向けた状態で固定されている。
【００２８】
［研磨機構：ケーシング］
ケーシング４３は、図３に示すように、後方から見て略門型であり、下部中央が下方に向かって開口した開口部４３１を有する形状となっている。また、左右の側面には内部に支持されている伝達機構５０を覆う側面カバー４３３が設けられている。
そして、ケーシング４３は、その前端部が支持機構４５により車体２０に対して昇降可能に支持されている。
【００２９】
［研磨機構：支持機構］
支持機構４５は、ケーシング４３の前端部の左右の側面をそれぞれ支持する上リンク部材４５１及び下リンク部材４５２を備えている。
各側面の上リンク部材４５１と下リンク部材４５２は、長さが等しく、車体２０とケーシング４３との間で平行に配設され、各リンク部材４５１，４５２の両端部はいずれも左右方向に沿った軸回りに回転可能に連結されている。
従って、図１に示すように、車体２０とケーシング４３と各リンク部材４５１，４５２とにより四節リンク機構を構成し、車体２０に対してケーシング４３が一定の姿勢を維持したまま上下に昇降移動することが可能である。
【００３０】
ケーシング４３は、このように昇降可能に支持されていることから、下降移動することにより、その開口部４３１にレール頭部Ｒ１を挿入させることができる。
そして、開口部４３１の内側上面には、レール頭部Ｒ１の踏面に対して上から当接するガイドローラ４３２が設けられており、レールＲに対してケーシング４３が一定の高さを維持することができる。ガイドローラ４３２は、左右方向に沿った軸回りに回転可能に支持されており、車体２０の走行時にレールＲに沿ってケーシング４３が円滑に移動できるようになっている。
【００３１】
［研磨機構：研磨材］
研磨材は、レール頭部Ｒ１の左側面を研磨する第一の研磨材４１とレール頭部Ｒ１の右側面を研磨する第二の研磨材４２とからなり、第一の研磨材４１はケーシング４３の開口部４３１の内部左側面において回転可能に支持され、第二の研磨材４２はケーシング４３の開口部４３１の内部右側面において回転可能に支持されている。
なお、第一の研磨材４１と第二の研磨材４２は、左右対称に配置されていることを除いて同一構造である。また、伝達機構５０及び後述する支持構造６０により第一の研磨材４１にトルクを伝達する構成と第二の研磨材４２にトルクを伝達する構成も、左右対称に配置されていることを除いて同一である。従って、以下では、第一の研磨材４１と第二の研磨材４２の同一部分には同一の符号を付して一方のみを説明し、重複する説明は省略する。また、同様に、第一の研磨材４１にトルクを伝達する構成と第二の研磨材４２にトルクを伝達する構成についても同一構成には同一の符号を付して一方のみを説明し、重複する説明は省略する。
【００３２】
第一の研磨材４１は、その研磨面４１１を右側に向けた状態で後述する伝達機構５０の回転軸５１の右端部に支持されており、当該回転軸５１は左右方向（水平方向）に対して第一の研磨材４１の研磨面４１１側が下降する方向に角度θで傾斜している。この傾斜角度θは水平方向の長さ40に対して下方長さ1の割合で傾斜する方向である（θ=1.43°）。そして、第一の研磨材４１の研磨面４１１は回転軸５１に対して垂直である。
また、第二の研磨材４２は、第一の研磨材４１と左右対称であるため、その研磨面４１１が左側を向いた状態で回転軸５１の左端部に支持されており、当該回転軸５１は左右方向（水平方向）に対して第二の研磨材４２の研磨面４１１側が下降する方向に傾斜角度θで傾斜している（θ=1.43°）。
これら研磨材４１，４２の研磨面４１１の傾斜角度は、レール頭部Ｒ１の左右の側面の傾斜角度に合致しており、研磨の際に、それぞれの研磨材４１，４２の研磨面４１１を個別にレール頭部Ｒ１の左右の側面に良好に当接させることができる。
【００３３】
各研磨材４１，４２は、いずれも支持構造６０を介して回転軸５１に支持されている。
図４（Ａ）は研磨材４１，４２の研磨面４１１とは逆側（背面とする）から見た背面図、図４（Ｂ）は図４（Ａ）のＶ−Ｖ線に沿った断面図である。
図示のように、研磨材４１，４２は、円柱形状であり、その中心線回りに回転を行う。また、研磨材４１，４２のレール頭部Ｒ１との対向面全体に円形の研磨面４１１が形成されている。この研磨面４１１には、例えば、人造砥石が使用される。
【００３４】
研磨材４１，４２の背面側には、その回転の直径方向の両端部（図４（Ａ）における上端部と下端部）に回転軸５１側に突出した一対の凸部４１２が形成されている。この凸部４１２の突出端面は平滑であり、当該突出端面の中央部には、研磨材４１，４２を後述する支持構造６０の板バネ６２に連結する止めネジ６４を螺入するネジ穴４１３が形成されている。
また、凸部４１２における回転半径方向の外縁部には後述する支持構造６０の板バネ６２を位置合わせするための縁取り部４１４が凸設されている。
【００３５】
また、研磨材４１，４２の背面側における、一対の凸部４１２が配置された直径方向に直交する直径方向の両端部（図４（Ａ）における左端部と右端部）には、研磨面側に貫通しない一対の逃げ穴４１５が形成されている。これら逃げ穴４１５は、研磨材４１，４２が後述する支持構造６０の支持台６１と板バネ６２を連結する止めネジ６３の頭に干渉しないようにするために設けられている。
【００３６】
［研磨機構：支持構造］
図５（Ａ）及び図５（Ｂ）は研磨材４１，４２を支持した状態の支持構造６０における回転中心線に沿った異なる二断面における断面図である。
支持構造６０は、研磨材４１，４２を個別に支持する支持台６１と、支持台６１と研磨材４１，４２の間に介在する板バネ６２とを備えている。
【００３７】
図６（Ａ）は支持台６１の研磨材４１，４２側（正面とする）から見た正面図、図６（Ｂ）は図６（Ａ）のＷ−Ｗ線に沿った断面図、図６（Ｃ）は支持台６１の正面とは逆側の面（背面とする）から見た背面図である。
図示のように、支持台６１は、円柱形状であり、研磨材４１，４２と同心で配置され、その中心線回りに回転を行う。
【００３８】
支持台６１の正面側には、その回転の直径方向の両端部（図６（Ａ）における上端部と下端部）には研磨材４１，４２側に突出した一対の凸部６１２が形成されている。この凸部６１２の突出端面は平滑であり、当該突出端面の中央部には、支持台６１と板バネ６２を連結する止めネジ６３を螺入するネジ穴６１３が形成されている。
また、凸部６１２における回転半径方向の外縁部には板バネ６２を位置合わせするための縁取り部６１４が凸設されている。
【００３９】
また、支持台６１の中心には回転軸５１と支持台６１を連結するボルト５１１が螺入されるネジ穴６１１が貫通形成されている。そして、支持台６１の背面におけるネジ穴６１１の周囲には略矩形の凹部６１６が形成されている。回転軸５１は、支持台６１との連結端部に凹部６１６に挿入可能な矩形の凸部を備えており、当該凸部を凹部６１６に嵌合させることにより、支持台６１と回転軸５１とが一体的に連動回転を行う。
【００４０】
また、支持台６１の背面側における、一対の凸部６１２が配置された直径方向に直交する直径方向の両端部（図６（Ａ）における左端部と右端部）には、正面側に貫通しない一対の逃げ穴６１５が形成されている。これら逃げ穴６１５は、支持台６１が板バネ６２と研磨材４１，４２を連結する止めネジ６４の頭に干渉しないようにするために設けられている。
【００４１】
図７は板バネ６２の正面図である。この板バネ６２は、支持台６１と研磨材４１，４２の間でこれらと同心に配置され、かつ、支持台６１と研磨材４１，４２を連結する。
板バネ６２は、板状の弾性的な金属からなり、可撓性を備えている。
そして、板バネ６２は、環状の中央部６２１から互いに直交する二つの直径方向のそれぞれに延出された二対の腕部６２２，６２３を備えている。
【００４２】
そして、図５（Ａ）に示すように、一方の一対の腕部６２２は、それぞれ貫通孔６２４が形成されており、各貫通孔６２４に止めネジ６３を挿通させた状態で、各腕部６２２と支持台６１の一対の凸部６１２とが個別に連結されている。
また、図５（Ｂ）に示すように、他方の一対の腕部６２３は、それぞれ貫通孔６２５が形成されており、各貫通孔６２５に止めネジ６４を挿通させた状態で、各腕部６２３と研磨材４１，４２の一対の凸部４１２とが個別に連結されている。
【００４３】
支持台６１と研磨材４１，４２との間で、上記のように板バネ６２が連結されると、支持台６１に対して研磨材４１，４２は、一対の腕部６２２と一対の腕部６２３とがそれぞれ回転軸に垂直且つ互いに直交する二直径方向を軸として揺動可能となる。
つまり、板バネ６２がジンバルバネとして機能し、二軸のジンバル構造が構成され、研磨材４１，４２は、その研磨面４１１が回転軸を中心として360°いずれの方向にも傾動することができ、レール頭部Ｒ１の側面がレールＲに沿って湾曲していたり、変形を生じていたりする場合でも、面接触状態を維持して良好な研磨を行うことができる。
なお、板バネ６２は、可能な揺動角度範囲が直交する二軸のそれぞれについて少なくとも±1°の範囲又はそれ以上の範囲となるように選定されている。
【００４４】
［研磨機構：伝達機構］
前述したように、伝達機構５０における第一の研磨材４１にトルクを伝達する構成と第二の研磨材４２にトルクを伝達する構成は左右対称構造なので、第一の研磨材４１にトルクを伝達する構成について主に説明し、第二の研磨材４２にトルクを伝達する構成については補足的に説明する。
【００４５】
伝達機構５０は、図３に示すように、研磨用モーター４６の出力軸に固定装備された主動傘歯車５２と、主動傘歯車５２に噛合する従動傘歯車５３と、従動傘歯車５３と固定的に連結された伝達軸５４と、伝達軸５４と固定的に連結された第一の平歯車５５と、第一の平歯車５５に噛合する第二の平歯車５６と、第二の平歯車５６に噛合する第三の平歯車５７と、支持構造６０を介して第一の研磨材４１を支持する回転軸５１と、回転軸５１の外周に設けられた回転シリンダー５８とを備えている。
【００４６】
上記伝達軸５４は、ケーシング４３内の左側上部において、前述した第一の研磨材４１の回転軸５１に平行かつ回転可能に支持されている。つまり、回転軸５１における第一の研磨材４２の端部が下降する方向に角度θで傾斜した状態で支持されている。
そして、伝達軸５４の右端部には従動傘歯車５３が固定装備されており、研磨用モーター４６の出力軸に固定装備された主動傘歯車５２とからトルクが入力され、伝達軸５４は回転を行う。
なお、前述したように、伝達軸５４は第一の研磨材４１の回転軸５１に平行であり、左右方向に対して幾分傾斜しているが、主動傘歯車５２と従動傘歯車５３とにより良好にトルク伝達が行われる。
【００４７】
第一〜第三の平歯車５５〜５７は、いずれも第一の研磨材４１の回転軸５１を平行な回転軸回りに回転可能に支持されており、中継を行う第二の平歯車５６のみが逆回転となり、第一の平歯車５５と第三の平歯車５７とは同方向に回転を行う。
そして、第三の平歯車５７は、回転シリンダー５８の外周にキーを介して同心で装備されており、第三の平歯車５７と回転シリンダー５８は一体的に連動回転を行う。
【００４８】
回転シリンダー５８は、円筒状であり、その内側に回転軸５１が挿入されている。これら回転シリンダー５８と回転軸５１とは同心であり、回転シリンダー５８の内周と回転軸５１の外周にはキー溝が形成されており、それらの内部にはキーが配置されている。従って、回転シリンダー５８と回転軸５１も一体的に連動回転を行う。
そして、回転シリンダー５８の内周のキー溝又は回転軸５１の外周のキー溝は、キー５８１に対して十分に長く形成されている。これにより、回転軸５１は、回転シリンダー５８に対してその長手方向に沿って滑動可能となっている。
【００４９】
回転軸５１は、その中心部に貫通孔が形成されており、内部を貫通するボルト５１１により支持構造６０の支持台６１が締結固定されている。
前述したように、回転軸５１は、第一の研磨材４１側の端部に四角柱状の凸部を備えており、支持台６１の略矩形の凹部６１６に嵌合するので、ボルト５１１により回転軸５１に対して支持台６１が締結されると、回転軸５１は支持構造６０を介して第一の研磨材４１と一体的に連動回転を行う。
さらに、回転軸５１は、回転シリンダー５８に対してその長手方向に沿って滑動可能であることから、第一の研磨材４１の研磨面４１１をレール頭部Ｒ１の側面に対して接離移動させることができる。
【００５０】
なお、第二の研磨材４２にトルクを伝達する構成は第一の研磨材４１にトルクを伝達する構成と左右対称構造なので、従動傘歯車５３、伝達軸５４、第一〜第三の平歯車５５〜５７、回転軸５１、回転シリンダー５８は、いずれもその回転軸が左右方向に対して回転軸５１における第二の研磨材４２の端部が下降する方向に角度θ傾斜した状態で支持されている。
【００５１】
また、第一の研磨材４１側の従動傘歯車５３と第二の研磨材４２側の従動傘歯車５３とは、鉛直上下方向の軸を基準に対称となる配置で、主動傘歯車５２に対して噛合しているので、左右方向の同じ方向から見た場合に、第一の研磨材４１側の従動傘歯車５３と第二の研磨材４２側の従動傘歯車５３とは互いに逆回転のトルクが付与される。
従って、第一の研磨材４１と第二の研磨材４２も、左右方向の同じ方向から見た場合に、互いに逆方向の回転を行う。
第一の研磨材４１と第二の研磨材４２は、いずれも、研磨の際にその摺動摩擦により、レールＲの長手方向に沿った抗力を受ける場合があるが、第一の研磨材４１と第二の研磨材４２の互いの回転方向は逆となる場合には、レールＲに沿った抗力も互いに逆に発生し、相殺するので、レールＲに沿った抗力によりレール研磨装置１０の走行速度が変動することを抑制することができる。
【００５２】
［研磨機構：手動操作部］
手動操作部４４も、第一の研磨材４１に操作を入力する構成と第二の研磨材４２に操作を入力する構成は左右対称構造なので、第一の研磨材４１に操作を入力する構成について主に説明し、第二の研磨材４２に操作を入力する構成については同符号を付して重複する説明は省略し、異なる点については補足的に説明する。
【００５３】
手動操作部４４は、図１〜図３に示すように、第一の研磨材４１の回転軸５１の左端部に連結された連結ブロック４４１と、連結ブロック４４１を介して第一の研磨材４１をレール頭部Ｒ１の側面から離間する方向に押圧する弾性部材としてのスプリングプランジャー４４２と、連結ブロック４４１の上端部に連結されたハンドル４４３と、ハンドル４４３の操作方向を規制する上下一対の規制リンク部材４４４と、規制リンク部材４４４を支持する支持ブラケット４４５とを備えている。
【００５４】
連結ブロック４４１は、長尺のブロックであり、ケーシング４３の左側面外部に上下方向に沿って設けられている。
そして、連結ブロック４４１の下端部は、ケーシング４３の左側面から左方に突出した回転軸５１の左端部に対して軸受を介して回転可能に連結されている。なお、連結ブロック４４１は、軸受により、回転軸５１を回転可能としつつも、回転軸５１の長手方向については当該回転軸５１と連動するので、連結ブロック４４１の回転軸５１の長手方向に沿った移動動作により、第一の研磨材４１をレール頭部Ｒ１の側面に対して接離移動させることができる。
【００５５】
スプリングプランジャー４４２は、連結ブロック４４１の上下方向中間部に設けられ、内部の図示しないスプリングにより弾性力をもって突出したプランジャーをケーシング４３の左側面に当接させている。このため、連結ブロック４４１は、スプリングプランジャー４４２によりケーシング４３から左方に離間する方向に押圧力を受け、第一の研磨材４１は常にレール頭部Ｒ１の側面から離間する方向に付勢された状態となっている。
つまり、人為的にスプリングプランジャー４４２に抗して回転軸５１を押し込まないと、第一の研磨材４１によるレール頭部Ｒ１の側面の研磨が行われないようになっている。
【００５６】
ハンドル４４３は、その下部が鉛直上下方向を向いており（図１参照）、上部は水平且つ後方（幾分左方に傾斜）に延出されている（図２参照）。
そして、上下一対の規制リンク部材４４４は、その一端部が支持ブラケット４４５の上下方向に沿った支軸４４６に連結され、他端部がハンドル４４３の下部に固定連結されている。
さらに、各規制リンク部材４４４は、上方から見てハンドル４４３の上部と同じ方向に向けられており、各規制リンク部材４４４及びハンドル４４３が一体となって支軸４４６を中心として回動操作することができる。
このハンドル４４３の回動操作により、その下部に連結された連結ブロック４４１は左右方向に移動し、第一の研磨材４１のレール頭部Ｒ１の側面に対する接離移動を操作することができる。
【００５７】
なお、第二の研磨材４２に操作を入力する構成は左右対称構造なので、ハンドル４４３の上部は水平且つ後方（幾分右方に傾斜）に延出されている（図２参照）。
そして、第一の研磨材４１側のハンドル４４３の後端部と第二の研磨材４２側のハンドル４４３の後端部とを互いに接近させる方向に操作すると、第一の研磨材４１及び第二の研磨材４２がレール頭部Ｒ１の左右の側面に当接して研磨可能状態となり、第一の研磨材４１側のハンドル４４３の後端部と第二の研磨材４２側のハンドル４４３の後端部とを互いに離間させる方向に操作すると、第一の研磨材４１及び第二の研磨材４２がレール頭部Ｒ１の左右の側面から離間して非研磨状態となる。
【００５８】
［集塵機］
集塵機７０は、図１〜図３に示すように、ケーシング４３の開口部４３１における研磨材４１，４２の下側を覆う防塵カバー７１と、開口部４３１内の研磨屑を集塵容器７２内に吸引する吸引ファン７５（図９参照）と、集塵容器７２内に吸引された研磨屑を捕集する捕集バッグ（図示略）とを備えている。
【００５９】
図３に示すように、研磨材４１，４２の前後左右及び上側はケーシング４３の開口部４３１の内壁で囲繞されており、下方は左右の防塵カバー７１により覆われている。
従って、研磨材４１，４２の周囲は、左右の防塵カバー７１の間のみが開放された状態となるが、この部分は研磨の際にはレール頭部Ｒ１が挿入されるので、研磨屑の外部への漏れを極めて低減することができる。
そして、ケーシング４３の開口部４３１内には、集塵容器７２内の吸引ファンに接続された図示しない吸引管の一端部が挿入されている。この吸引管は集塵容器７２内に排気する排気口につながっており、当該吸引管から開口部４３１内に飛散している研磨屑を集塵容器７２側に吸引する。
【００６０】
集塵容器７２内はダクトとなっており、吸引ファンにより捕集バッグを通じて内部の空気が排気される。このため、集塵容器７２内は負圧となり、吸引管を通じてケーシング４３の開口部４３１内の空気が研磨屑と共に吸引される。
この集塵容器７２は車体２０の上面から取り外すことができる。また、集塵容器７２は蓋を備えており、蓋を開いて捕集バッグを取り出すことも可能となっている。
【００６１】
［アウトリガー］
図８は車体２０に装着したアウトリガー８０を後方から見た背面図である。
車体２０の左右の側面部における前後方向の中間位置には、アウトリガー８０を装着する装着穴２８，２８が形成されている。左右の装着穴２８，２８のいずれに対してもアウトリガー８０は装着可能であり、装着時には、アウトリガー８０は左右方向に平行な状態となる。
このアウトリガー８０は、レールＲの踏面上を転動するローラー８１と、当該ローラー８１を先端部で支持する支持桿８２と、当該支持桿８２を挿入可能な内部中空の筒状体８３とから主に構成されている。
【００６２】
上記ローラー８１はアウトリガー８０の長手方向に平行な回転軸により回転可能に支持されている。
【００６３】
筒状体８３の一端部は開口し、丸棒状の支持桿８２を挿入することが可能である。また、筒状体８３の他端部は閉塞され、筒状体８３の全体よりも縮径した装着穴２８に対する挿入部８３１が形成されている。この挿入部８３１は図示しないキー溝が形成されており、図示しないキーを介して装着穴２８に挿入される。これにより、アウトリガー８０全体が回転してローラー８１がレールＲの踏面から脱落することを防止している。
また、装着穴２８の内部には、バネにより背圧を受けて装着穴２８の内周面から突出した抜け防止用のボールレール頭部が突設されており、筒状体８３の挿入部８３１の外周面上に形成された周溝８３２が挿入部８３１の挿入時にボールと嵌合して、アウトリガー８０の抜けを防止する。
【００６４】
筒状体８３の他端部に挿入された支持桿８２は、長手方向に沿って移動可能であり、これによってアウトリガー８０の長さを調節可能としている。図８において、最も左に図示されたレールＲに対する最も右に図示されたレールＲは標準軌である場合の配置を示し、右から二番目に図示されたレールＲは狭軌である場合の配置を示す。
このように、支持桿８２の移動調節により、軌間幅が異なる場合、例えば、標準軌と狭軌のレールの研磨にも対応することができる。また、支持桿８２の伸縮範囲内であれば，任意の軌間幅に対応することが可能である。
なお、筒状体８３には、当該筒状体８３を貫通するネジ穴を設け、蝶ネジのようなネジ部材を螺入して、筒状体８３に対す支持桿８２の調節長さを固定可能とすることが望ましい。
【００６５】
［制御部］
図９はレール研磨装置１０の制御系を示すブロック図である。
レール研磨装置１０の制御部１００は、内部に所定の制御プログラムが格納されたメモリと当該プログラムを実行するプロセッサーを含む制御回路である。
この制御部１００には、モーター駆動回路３４を介して走行用モーター３３が接続され、モーター駆動回路４６１を介して研磨用モーター４６が接続され、駆動回路７６を介して吸引ファン７５が接続されている。
また、制御部１００には、速度コントローラー３５と、研磨用モーター４６の上に設置された操作盤１０１と、走行用モーター３３の回転速度を検出するエンコーダー３６とが接続されている。操作盤１０１には、主に、レールの研磨を開始するための開始ボタン、緊急停止ボタン等が設けられている。
【００６６】
［制御部によるレール研磨装置の動作］
制御部１００によるレール研磨装置１０の動作制御を図１０のフローチャートに基づいて説明する。
レール研磨装置１０の前輪２１及び後輪２２をレールの一方に載せて、必要がある場合には、アウトリガー８０を車体２０の左右いずれかの装着穴２８に装着する。
そして、制御部１００は、操作盤１０１から開始ボタンの押下による研磨開始指示が入力されると（ステップＳ１）、速度コントローラー３５により設定されている走行速度を読み取り（ステップＳ３）、走行用モーター３３の駆動を開始する（ステップＳ５）。
【００６７】
そして、制御部１００は、設定走行速度まで走行用モーター３３が加速を行う過程で、エンコーダー３６の出力信号を読み取り、現在の走行速度を算出する。そして、算出された走行用モーター３３による走行速度が、設定された走行速度に達したか否かを判定する（ステップＳ７）。
【００６８】
そして、制御部１００は、走行速度に達していない場合には、エンコーダー３６の出力信号の監視を継続し、走行速度に達した場合には、研磨用モーター４６の駆動と吸引ファン７５の駆動を開始する（ステップＳ９）。
作業者は、研磨用モーター４６の駆動開始を合図に、ハンドル４４３を押し下げてケーシング４３内のガイドローラ４３２をレールＲの踏面に当接させた状態とする。
さらに、左右のハンドル４４３を互いに接近する方向に引き寄せる操作を行う。これにより、レール頭部Ｒ１の左右に側面に回転状態の第一の研磨材４１と第二の研磨材４２とが個別に当接し、車体２０の走行方向に向かってレール頭部Ｒ１の側面の研磨が行われ、表面の錆が除去される。
【００６９】
その後、制御部１００は、操作盤１０１の開始ボタンの再押下を監視し（ステップＳ１１）、押下された場合には、研磨用モーター４６を停止させる（ステップＳ１３）。また、操作盤１０１の開始ボタンの再押下により、モーター駆動回路３４は走行用モーター３３を停止させる。
その後、制御部１００は、吸引ファン７５を停止させる（ステップＳ１５）。
そして、研磨作業を終了する。
【００７０】
［実施形態の技術的効果］
上記レール研磨装置１０は、レール頭部Ｒ１の側面を研磨する研磨面４１１が揺動可能となるように第一の研磨材４１及び第二の研磨材４２が支持されているので、レール頭部Ｒ１の側面の湾曲や変形が生じている場合でも、これに追従して第一の研磨材４１及び第二の研磨材４２の研磨面４１１を当接させることができ、良好な研磨を行うことが可能となる。
【００７１】
特に、各研磨材４１，４２を支持する板バネ６２が二軸のジンバル構造を構成するジンバルバネとして機能するので、各研磨材４１，４２はその研磨面４１１の中心軸に対して360°いずれの方向にも容易に揺動させることができ、レール頭部Ｒ１の側面に対してより良好な追従性を得ることができる。
また、板バネで二軸のジンバル構造を実現しているので、構造の複雑化を回避し、部品点数を低減でき、生産コストの低下を図ることが可能である。
【００７２】
また、研磨材は、レール頭部Ｒ１の一方の側面を研磨する第一の研磨材４１と、レールの頭部の他方の側面を研磨する第二の研磨材４２とを有し、レールＲに直交する一方の方向（左方又は右方）から見た第一の研磨材４１の回転方向と第二の研磨材４２の回転方向とが互いに逆方向となるように、研磨用モーター回転駆動源から回転力が付与されている。
これにより、第一の研磨材４１と第二の研磨材４２は、いずれも、研磨の際にその摺動摩擦により、レールＲの長手方向に沿った抗力を受ける場合があるが、第一の研磨材４１と第二の研磨材４２の互いの回転方向が逆となる場合、レールＲに沿った抗力も互いに逆となり相殺するので、レールＲに沿った抗力によって、レール研磨装置１０の走行速度を変化させるような影響を低減することができ、レール頭部Ｒ１の側面に対して安定した研磨を行うことが可能となる。
【００７３】
また、レール研磨装置１０は、レールＲに沿って走行する前輪２１，後輪２２が車体２０に設けられ、前輪２１，後輪２２の走行用モーター３３を備えているので、走行用モーター３３を適宜制御することにより、研磨に適した走行速度を維持して車体２０を走行させることができ、レール頭部Ｒ１の側面に対して安定した研磨を行うことが可能となる。
【００７４】
また、レール研磨装置１０は、研磨用モーター４６に対して、エンコーダー３６により検出された回転速度に基づく走行速度が規定値である設定走行速度に達したときに駆動を開始するよう制御する制御部１００を備えている。
これにより、レール研磨装置１０の走行速度が安定してから研磨を開始することができ、レール研磨装置１０の走行開始時における走行用モーター３３に立ち上がりの低速期間に、研磨を開始することにより削り過ぎの発生を効果的に低減することが可能となる。
【００７５】
また、レール研磨装置１０は、研磨材４１，４２がレール頭部Ｒ１の側面に対して、接離可能に支持されており、研磨材４１，４２をレール頭部Ｒ１の側面から離間する方向に加圧するスプリングプランジャー４４２と、研磨材４１，４２をレール頭部Ｒ１の側面に当接させる手動操作部４４とを備えている。
このため、通常は、各研磨材４１，４２はレール頭部Ｒ１の側面から離間しており、研磨する際には、作業者が手動操作部４４により各研磨材４１，４２を側面側に寄せる必要があることから、意図しない研磨の実行が回避され、レールＲに傷や不均一な研磨の発生を低減させることが可能となる。
【００７６】
また、レール研磨装置１０は、研磨材４１，４２とハンドル４４３を支持するケーシング４３が、支持機構４５により車体２０に対して昇降可能に支持されているので、レールＲにボンドやガイドがある場合に研磨材４１，４２を容易に上方に退避させることが可能となる。
【００７７】
また、レール研磨装置１０は、研磨材４１，４２の回転軸５１が水平方向に対して研磨面４１１側が下降する方向に傾斜した状態で、研磨材４１，４２が支持されているので、レール頭部Ｒ１の傾斜した側面に対して、研磨材４１，４２の研磨面４１１を良好に当接させることができ、良好な研磨を行うことが可能となる。
【００７８】
また、レール研磨装置１０は、レールＲの研磨の際に生じる研磨屑を収集する集塵機７０を備えているので、研磨屑の周囲の飛散を抑制し、作業者による吸い込みも低減することが可能となる。
特に、ケーシング４３には、研磨材４１，４２の下側を覆う防塵カバー７１が設けられているので、研磨材４１，４２の周囲に飛散する研磨屑を極力漏れのない形で収集することができ、より効果的な集塵を実現することができる。
【００７９】
また、レール研磨装置１０の車体２０は前輪２１及び後輪２２により一本のレールＲ上を走行し、走行するレールＲに平行な他のレールＲによって車体２０を支持するアウトリガー８０を備えている
このため、レール研磨装置１０の車体２０を安定的に水平に維持することができ、研磨を行うレールＲの踏面も、一定の角度を維持して研磨することが可能となる。
【００８０】
［その他］
第一の研磨材４１と第二の研磨材４２は、それぞれ、ネジ止めにより支持構造６０に取り付けられているので、容易に交換可能であるが、取り外しのより容易な着脱構造を採用しても良い。
また、第一の研磨材４１と第二の研磨材４２は、一つずつ設ける例を示したが、これらは同じ個体数で複数設けてもよい。その場合、個々の研磨材はレール長手方向に沿って配置することが望ましい。
【００８１】
また、レール研磨装置１０では、第一の研磨材４１と第二の研磨材４２とについて、回転軸５１に対して研磨材４１，４２全体が揺動可能に支持されることでその研磨面４１１が回転軸５１に対して揺動可能となっているが、研磨材４１，４２における研磨面４１１を含む一部分のみが揺動可能となっていてもよい。
【符号の説明】
【００８２】
１０  レール研磨装置
２０  車体
２１  前輪（車輪）
２２  後輪（車輪）
２８  装着穴
３０  駆動ユニット
３３  走行用モーター（走行駆動源）
３５  速度コントローラー
３６  エンコーダー（検出部）
４０  研磨機構
４１  第一の研磨材
４１１  研磨面
４２  第二の研磨材
４３  ケーシング
４３１  開口部
４４  手動操作部
４４２  スプリングプランジャー（弾性部材）
４４３  ハンドル
４５  支持機構
４６  研磨用モーター（回転駆動源）
５０  伝達機構
５１  回転軸
６０  支持構造
６１  支持台
６２  板バネ（ジンバルバネ）
７０  集塵機
８０  アウトリガー
１００  制御部
１０１  操作盤
Ｒ  レール
Ｒ１  レール頭部
【図１】
2018204225.tif 000003
【図２】
2018204225.tif 000004
【図３】
2018204225.tif 000005
【図４】
2018204225.tif 000006
【図５】
2018204225.tif 000007
【図６】
2018204225.tif 000008
【図７】
2018204225.tif 000009
【図８】
2018204225.tif 000010
【図９】
2018204225.tif 000011
【図１０】
2018204225.tif 000012