(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
しゃ断棹回転軸の一端側にしゃ断棹が固定された当該しゃ断棹回転軸に回転力を与えるモータと、
前記しゃ断棹回転軸の他端側に設けられた係合歯車と、
前記しゃ断棹回転軸の他端側において、捻りコイルバネが歯車軸に巻き付けられた連繋歯車を、前記係合歯車と噛み合うように前記係合歯車の周囲Ｎ箇所（Ｎ≧２）に個別に着脱可能に取り付けるための取付部と、
前記取付部へのＮ個の前記連繋歯車の取り付けを可能とする収納スペースと、
を備え、前記取付部に取り付けられたＭ個（Ｎ≧Ｍ≧１）の連繋歯車に係る捻りコイルバネが、前記しゃ断棹の降下時に蓄力し、蓄力した力を前記しゃ断棹の上昇時に補助力として付与する踏切しゃ断機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉄道の踏切に用いる踏切しゃ断機等に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の踏切しゃ断機には、しゃ断棹の回転軸のしゃ断棹とは反対側に、しゃ断棹の上昇トルクを補助するためのバランスウェイトが取り付けられている。近年では、このバランスウェイトの代わりに、バネの弾性力を利用したウェイトレス機構を備えた踏切しゃ断機が知られている（例えば、特許文献１参照）。更には、ウェイトレス機構そのものが無い踏切しゃ断機も開発されている（例えば、特許文献２参照）。ただし、ウェイトレス機構そのものが無い構成は、しゃ断棹長が比較的短く、モータ負荷が比較的小さな場合に適用可能であり、ウェイトレス機構を内蔵しない分、踏切しゃ断機を低価格で提供できるメリットがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−１１９７８１号公報
【特許文献２】特開２００７−２６９１３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
鉄道事業者にとっては、ウェイト付踏切しゃ断機やウェイトレス機構を内蔵した踏切遮断器の場合は、しゃ断棹長に対応したウェイト調整やウェイトレス機能のトルク調整はあるものの、踏切しゃ断機を購入する際に、同一機種をある程度の台数一括購入し、踏切の幅に応じて、しゃ断棹長を選択し、前記の調整をするだけで踏切しゃ断機の種類を気にすることはなかった。いわゆる現地の状態に対応することができた。
【０００５】
しかしながら、ウェイトレス機能を内蔵しない踏切しゃ断機を採用する場合は、踏切幅によって踏切しゃ断機の種類を選択したり、予備機を確保したりしなければならず、ある台数を一括購入することができなくなった。また、予備機や撤去した踏切しゃ断機の使い回しも面倒となっていた。
本発明は、こうした課題を鑑みてなされたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するための第１の形態は、モータの駆動力を減速機構部が減速してしゃ断棹の回転軸に伝動させることでしゃ断棹を昇降させる踏切しゃ断機において、前記しゃ断棹の降下時に蓄力し、上昇時に補助力を付与する補助力発生ユニットを収納可能な収納スペースと、前記収納スペースに前記補助力発生ユニットを着脱可能に取り付けるための取付部と、装着された前記補助力発生ユニットの連繋部に係合し、当該連繋部と前記回転軸間で動力を伝達する係合部と、を備えた踏切しゃ断機である。
【０００７】
第２の形態は、前記取付部が、前記補助力発生ユニットを装着位置に案内するために、前記補助力発生ユニットの所定位置に設けられたピン孔と嵌合する位置に案内ピンを設けて有する、第１の形態の踏切しゃ断機である。
【０００８】
第３の形態は、前記係合部が、前記回転軸とともに回転する歯車を有して構成された第１又は第２の形態の踏切しゃ断機である。
【０００９】
第４の形態は、第３の形態の踏切しゃ断機に装着される補助力発生ユニットであって、前記踏切しゃ断機の係合部の歯車と歯合する歯車を前記連繋部として備えるとともに、当該連繋部の歯車の歯車軸に捻りコイルバネを巻き付けて備え、しゃ断棹の降下時に当該捻りコイルバネが蓄力し、蓄力した力を上昇時に補助力として付与することを特徴とする補助力発生ユニットである。
【００１０】
第５の形態は、第４の形態の補助力発生ユニットを装着した第３の形態の踏切しゃ断機である。
【００１１】
第６の形態は、前記係合部の周囲に前記補助力発生ユニットを複数装着可能に構成された第１〜第４及び第５のうちの何れかの形態の踏切しゃ断機である。
【００１２】
第７の形態は、前記係合部が、前記回転軸に着脱自在である請求項１〜６の何れか一項に記載の踏切しゃ断機である。
【発明の効果】
【００１３】
第１の形態によれば、補助力発生ユニットを装着し機内へ収容可能な構造にすることで、補助力発生ユニットを装着することが容易になる。これにより、同一機構でしゃ断棹負荷が軽い場合には補助力発生ユニットを外して使用し、しゃ断棹負荷が重い場合には、補助力発生ユニットを取り付けることで対応できる。よって、補助力発生ユニットの無い踏切しゃ断機を低価格で提供でき、予備機も共用できる。
【００１４】
第２の形態によれば、案内ピンに沿って補助力発生ユニットを取り付けできるので、位置合わせが確実で作業が容易になる。
【００１５】
第３の形態によれば、補助力特性をばね定数だけでなく歯車比を変更することでも可能となり、目的に適合した特性が容易に得られるようになる。また、歯車を大きくすることで、歯車周辺に複数の補助力発生ユニットを配置可能となる。
【００１６】
例えば停電上昇型踏切しゃ断機のウェイトレス化には強力な補助トルクが必要であるが、第４又は第５の形態によれば、捻りコイルばねで所定の補助トルクを得ることができるので、停電上昇型踏切しゃ断機のウェイトレス化を安価に実現可能になる。
【００１７】
第６の形態によれば、補助力発生ユニットを複数装着可能にすることで、補助力発生ユニットの装着数によって複数の仕様を安価に設定することができる。また、複数の捻りコイルバネで所定の補助トルクを得ることができるので、ばね定数の比較的小さな捻りコイルばねで済む。よって、特注の捻りコイルばねを製作する必要がなく、停電上昇型踏切しゃ断機のウェイトレス化を安価に実現可能になる。
【００１８】
第７の形態によれば、係合部を着脱できるので、補助力発生ユニットが無い状態の部品点数軽減と小型化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】第１実施形態の踏切しゃ断機におけるしゃ断棹を昇降するための昇降機構部まわりの断面図。
【図２】第１実施形態の踏切しゃ断機における昇降機構部まわりを正面から見た一部断面（図１のＡ−Ａ断面）表示した正面図。
【図３】第１実施形態における補助力発生ユニットが取り外された第１仕様での昇降機構部まわりの断面図。
【図４】第１実施形態における補助力発生ユニットが取り外された第１仕様での昇降機構部まわりの正面図。
【図５】第１実施形態における第１仕様から第２仕様への仕様変更手順を説明するためのフローチャート。
【図６】仕様変更手順の個別ステップを解説するための図。
【図７】仕様変更手順の個別ステップを解説するための図。
【図８】第２実施形態の踏切しゃ断機における昇降機構部まわりを正面から見た正面図。
【図９】第２実施形態の踏切しゃ断機における昇降機構部まわりの断面図。
【図１０】第２実施形態の変形例における昇降機構部まわりの正面図。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
〔第１実施形態〕
図１は、本発明を適用した第１実施形態の踏切しゃ断機におけるしゃ断棹を昇降するための昇降機構部まわりの断面図である。図２は、昇降機構部まわりを正面から見た一部断面（図１のＡ−Ａ断面）を示した正面図である。尚、両図ではしゃ断棹の位置を検知するセンサ類や昇降を制御するための制御回路部品等は、理解を容易にするために省略しているが、公知の踏切しゃ断機と同様に備えるものとする。
【００２１】
本実施形態の踏切しゃ断機２は、土台に立設された筐体４に外装６が装着され、外装６により画成される空間に昇降機構部８を内蔵している。
【００２２】
昇降機構部８は、筐体４に回転自在に支持されたしゃ断棹回転軸１０と、当該回転軸に固定された扇形歯車１６と、モータ２０の駆動力を扇形歯車１６へ減速・伝達する減速機構部３０と、着脱自在な補助力発生ユニット５０とを備える。
【００２３】
しゃ断棹回転軸１０は、一端にしゃ断棹ホルダ１２を介してしゃ断棹１４が固定され、中間部に扇形歯車１６が固定され、他端に補助力発生ユニット５０と連繋するための係合部１８が着脱自在に固定されている。係合部１８は、本実施形態では歯車である。
【００２４】
扇形歯車１６には、モータ２０の駆動歯車２２から減速機構部３０を介して回転力が伝達される。つまり、モータ２０を正転／反転させることによりしゃ断棹１４を規程の昇降速度範囲内及び規定の角度範囲内で昇降できる。尚、減速機構部３０の構成は、例えば、駆動歯車２２と係合する第１減速歯車３２と、当該歯車と同軸の第２減速歯車３４と、第２減速歯車３４と係合する第３減速歯車３６と、当該歯車と同軸で扇形歯車１６と係合する第４減速歯車３８とを有する。勿論、減速機構部３０の構成はこれに限らず適宜構成を変更できる。
【００２５】
補助力発生ユニット５０は、筐体４に後付けすることができる着脱自在なウェイトレス機構である。本実施形態の補助力発生ユニット５０は、（１）しゃ断棹回転軸１０と平行なユニット軸５２で回転し、係合部１８と係合することで実質的にしゃ断棹回転軸１０と連繋する連繋部５４と、ユニット軸５２の両端を支持するユニットフレーム５６と、連繋部５４とユニットフレーム５６とに腕が連結された捻りコイルバネ５８とを備える。連繋部５４は、本実施形態では歯車である。
【００２６】
具体的には、しゃ断棹回転軸１０の他端（しゃ断棹１４がしゃ断棹ホルダ１２を介して固定されている側と反対の端部）が筐体４から突出され、端部にキー溝１５が設けられるとともに、端面にはボルト孔１７が設けられており、係合部１８が適当なキー（図示略）及びボルト１９でしゃ断棹回転軸１０と締結・着脱自在に固定される（図３参照）。係合部１８と連繋部５４は、両者が噛み合った状態から連繋部５４を歯の向きにスライドさせることで噛合を解除可能な構成である。係合部１８と連繋部５４は、例えば、歯車で実現される。
【００２７】
捻りコイルバネ５８は、一方の腕が、荷重作用点となる連繋部５４に突設されたバネ止めピン６０に掛けられ、他方の腕が、ユニットフレーム５６に固定金具６２等で固定されている。そして、捻りコイルバネ５８は、係合部１８及び連繋部５４がしゃ断棹１４の降下に伴う動作をしたときに力を蓄勢する向きで取り付けられている。
【００２８】
ユニットフレーム５６は、例えば側面視コの字状を成しており、筐体４に対してユニット取付ボルト６４にて固定される。また、ユニットフレーム５６は、筐体４に立設された案内ピン４１を嵌合するピン孔５６ｈを適当数備えており、案内ピン４１をピン孔５６ｈに嵌めるようにして相対位置を決定し、ユニット取付ボルト６４で固定される。
【００２９】
比較的しゃ断棹長の短いしゃ断棹の使用を前提とする仕様は、補助力発生ユニット５０が取り付けられていない構成である。以降、「第１仕様」と呼ぶ。補助力発生ユニット５０を装着した構成は、比較的長尺であったり付加機構部を備えて重くなっている比較的長いしゃ断棹が取り付けられて使用される場合に適用（装着）される仕様となる。以降、「第２仕様」と呼ぶ。
【００３０】
図３は、補助力発生ユニット５０等が取り外された第１仕様での昇降機構部まわりの断面図である。図４は、同第１仕様における昇降機構部まわりの正面図である。尚、両図でもセンサ類や制御回路部品等の電装品は、理解を容易にするために省略しているが、公知の踏切しゃ断機と同様に備えるものとする。
【００３１】
これらの図に示すように、第１仕様では、補助力発生ユニット５０及び係合部１８が取り外されており、当該ユニットの取付部４６が露わとなる。具体的には、当該ユニットで隠れていた取付ボルト孔４３（ユニット取付ボルト６４を螺合するためのネジ孔）と、案内ピン４１とが露わとなる。また、係合部１８がしゃ断棹回転軸１０から取り外される。図３，４の例では、案内ピン４１は残ったままであるが、補助力発生ユニット５０とともに第１仕様では取り外され、第２仕様とする場合に取り付けられる構成としても良い。
【００３２】
尚、第２仕様では、図１に示すように、踏切しゃ断機２の補助力発生ユニット５０の外側は着脱自在な第２仕様用副外装７によって覆われ、補助力発生ユニット５０を収納可能な収納スペース５を画成する。第２仕様用副外装７は外装６とともに踏切しゃ断機２の一体的な外観を構成する。一方、第１仕様では、第２仕様用副外装７をそのまま使用してもかまわないが、図３に示すように、第２仕様用副外装７に代えて、第１仕様用副外装９を取り付けることもできる。第１仕様用副外装９を使用すると、第２仕様用副外装７よりも出っ張りが少なて済むので、よりスリムな外観を実現することができる。
【００３３】
図５は、第１仕様から第２仕様への仕様変更手順を説明するためのフローチャートである。図６及び図７は、仕様変更手順の個別ステップを解説するための図である。
【００３４】
図５に示すように、踏切しゃ断機を第１仕様から第２仕様へ仕様変更する場合には、先ず第１仕様用副外装９を取り外す（ステップＳ２）。着脱式の副外装を設けずにメンテナンスハッチを開ける事で内部にアクセス可能な構成の踏切しゃ断機では、当該メンテナンスハッチを開けることで実現される。
【００３５】
次に、しゃ断棹１４を上げ、上げたままの姿勢を保持し（ステップＳ４）、次いで、係合部１８をしゃ断棹回転軸１０に取り付け（ステップＳ５）、補助力発生ユニット５０を筐体４に取り付ける（ステップＳ６）。この時、捻りコイルバネ５８はフリーの状態である。補助力発生ユニット５０を装着する時には、図６に示すように、バネ止めピン６０に捻りコイルバネ５８の一方の腕を当接させた状態としながら、連繋部５４を係合部１８に噛み合わせるようにして取り付ける。
【００３６】
補助力発生ユニット５０を取り付けたならば、次にしゃ断棹１４を下ろした姿勢にする（ステップＳ８）。すると、図７に示すように、しゃ断棹回転軸１０の回転に伴って係合部１８が回転し、これに噛み合う連繋部５４が回転する。連繋部５４が回転することにより、捻りコイルバネ５８は捻られ、しゃ断棹１４を上げる方向へ連繋部５４を回転させようとする補助力を蓄勢する蓄力部として機能する。この蓄勢による補助トルクがしゃ断棹回転軸１０に作用することで、比較的長尺であったり重量が増しているしゃ断棹であっても、第１仕様のモータ２０及び減速機構部３０の設定のままでしゃ断棹１４の昇降が可能となる。
【００３７】
そして、最後に第２仕様用副外装７を装着する（ステップＳ１０）。着脱式の副外装を設けずにメンテナンスハッチを開ける事で内部にアクセス可能な構成の踏切しゃ断機では、当該メンテナンスハッチを閉じるのに相当する。
【００３８】
尚、第２仕様から第１仕様への仕様変更手順は、この逆順となる。
また、補助力発生ユニット５０の捻りコイルバネ５８の仕様は１種類に限らない。適宜、バネ定数の設定違いを複数種類用意しておいて、踏切しゃ断機２の設置現場にて、適宜選択・組み替えることで様々な種類の比較的長いしゃ断棹に柔軟に対応できるようになる。
【００３９】
以上、本実施形態によれば、踏切しゃ断機のウェイトレス機構部をユニット化する（補助力発生ユニット５０とする）ことができる。これにより、殆どの構成要素を共通としつつ、補助力発生ユニット５０の有り／無しで、比較的短いしゃ断棹１４に適した第１仕様と、比較的長いしゃ断棹に対応する第２仕様とを作り出すことができる。比較的長いしゃ断棹向けに新たに専用の踏切しゃ断機を開発する必要は無い。また、副次的であるが、量産効果による第１仕様の踏切しゃ断機の製造コストの低減も期待できる。
【００４０】
しかも、容易に仕様変更が可能である。副外装を仕様別に設ける場合でも、図５に示したように僅か６ステップである。副外装を設けずメンテナンスハッチで内部にアクセス可能な構成とするならば、ステップＳ４〜Ｓ８の僅か４ステップしか要しない。
【００４１】
また、第１仕様の予備機に加えて、補助力発生ユニット５０および第２仕様用副外装７とを用意しておけば、比較的長いしゃ断棹を要する踏切しゃ断機の予備も兼ねることができるので、予備機に係る管理を簡素化し、また係るコストを低減することができる。
【００４２】
また、第１仕様と第２仕様とで副外装を分けることで、使用される台数が大部分を占めるであろう第１仕様ではスリムな外観を保ちつつ、限定的に使用される第２仕様では必要最小限な拡幅のみの外観変更に抑えることができる。
【００４３】
〔第２実施形態〕
次に、本発明を適用した第２実施形態について説明する。本実施形態は、基本的には第１実施形態と同様に実現されるが、補助力発生ユニットの構成が異なる。尚、以降では、主に第１実施形態との差異について述べることとし、第１実施形態と同様の構成要素には第１実施形態と同じ符合を付与して説明は省略するものとする。
【００４４】
図８は、本実施形態の踏切しゃ断機２Ｂにおける昇降機構部まわりの正面図である。図９は、昇降機構部まわりの断面図である。尚、両図ではしゃ断棹の位置を検知するセンサ類や昇降を制御するための制御回路部品等は、理解を容易にするために省略しているが、公知の踏切しゃ断機と同様に備えるものとする。
【００４５】
本実施形態における補助力発生ユニット５０Ｂは、第１実施形態で示したウェイトレス機構部（補助力発生ユニット５０）と同様の構成を１つのセットとして、一つのユニットフレーム５６Ｂに３セット備える。そして、ユニットフレーム５６Ｂは、中央に伝達歯車挿通孔７０（図８参照）を備え、当該挿通孔に係合部１８を挿通させた姿勢で、案内ピン４１とピン孔５６ｈの嵌合により決められる所定位置にて、ユニット取付ボルト６４で筐体４へ固定される。
【００４６】
より具体的には、ユニットフレーム５６Ｂには、係合部１８の周囲の３箇所にＬ字状のユニット軸固定部７２（第１実施形態のユニットフレーム５６に相当）が立設されている。そして、ユニット軸固定部７２毎にユニット軸５２が支持され、連繋部５４と、捻りコイルバネ５８とが備えられている。各連繋部５４は、何れも各々のユニット軸５２で回転可能であり、係合部１８と噛み合っている。各捻りコイルバネ５８の一方の腕はバネ止めピン６０に掛けられ、他方の腕はユニット軸固定部７２に固定金具６２にて固定されている。つまり、一つのユニットフレーム５６Ｂには、第１実施形態における補助力発生ユニット５０に相当する構成を複数セット（本実施形態では３セット）設けられている。
本実施形態における仕様変更の手順は、第１実施形態のそれと同様である。
【００４７】
本実施形態では、第１実施形態と同様の効果が得られるとともに、蓄力部を複数で構成したことにより、一つの捻りコイルバネ５８が負担する弾性エネルギーを小さくできる。そのため、捻りコイルバネ５８を小型化できるので、図９に示すように、本実施形態の補助力発生ユニット５０Ｂの取付に伴う第１仕様からの外観の変更量は、第１実施形態の変更量よりも小さくできる（図９中、二点差線が第１実施形態の第２仕様用副外装７の位置）。つまり、仕様変更に伴う外観変更を小さくできる。また、捻りコイルバネ５８が小型化されることにより、より安価な部品で補助力発生ユニット５０Ｂを構成できる可能性がある。
【００４８】
〔変形例〕
以上、本発明を適用した実施形態について説明したが、本発明の形態がこれらに限定されるものではなく、適宜構成要素の追加・省略・変更を施すことができる。
【００４９】
例えば、第２実施形態では、第１実施形態における補助力発生ユニット５０に相当する構成を一つのユニットフレーム５６Ｂに「一体に」複数セット設ける構成としたが、セット数は適宜変更できる。また、一つのフレームで一体化する構成としなくとも良い。
具体的には、図１０に示す踏切しゃ断機２Ｃのように、第１実施形態の補助力発生ユニット５０と同様の構成であるが、より小型化された補助力発生ユニット５０Ｃを、筐体４に複数個、個別に着脱自在とする構成も可能である。図の例では、筐体４は、補助力発生ユニット５０Ｃを４ユニット取付可能なように、取付ボルト孔４３（図４参照）及び案内ピン４１を４ユニット分備える。各補助力発生ユニット５０Ｃの捻りコイルバネ５８は、同じバネ仕様としても良いし、バネ定数等に違いを設けることもできる。こうした構成では、取り付ける補助力発生ユニット５０Ｃの数や、捻りコイルバネ５８のバネ定数違いの組み合わせによって同じ第２仕様でも様々な補助トルクの設定を実現可能となるので、第２仕様の汎用性を高めることができる。
【００５０】
また、上記実施形態では、しゃ断棹１４の上昇を補助する力を蓄える蓄力部として捻りコイルバネ５８を用いているが、トーションバーなどその他の構成でも良い。
【００５１】
また、上記実施形態では、しゃ断棹１４の回転軸（しゃ断棹回転軸１０）と補助力発生ユニットとの連繋構造を歯車機構で実現しているが、しゃ断棹降下に伴うしゃ断棹回転軸１０の回転に連動して蓄勢手段（上記実施形態では、捻りコイルバネ５８）に蓄勢させる動作をするならばこれに限らない。例えば、チェーンやタイミングベルト、リンク機構などを用いる構成で実現するとしても良い。
【符号の説明】
【００５２】
２，２Ｂ，２Ｃ…踏切しゃ断機
４…筐体
６…外装
７…第２仕様用副外装
８…昇降機構部
９…第１仕様用副外装
１０…しゃ断棹回転軸
１２…しゃ断棹ホルダ
１４…しゃ断棹
１６…扇形歯車
１８…係合部
２０…モータ
２２…駆動歯車
３０…減速機構部
３２…第１減速歯車
３４…第２減速歯車
３６…第３減速歯車
３８…第４減速歯車
４１…案内ピン
４３…取付ボルト孔
４６…ユニット取付部
５０，５０Ｂ，５０Ｃ…補助力発生ユニット、
５２…ユニット軸
５４…連繋部
５６，５６Ｂ…ユニットフレーム
５６ｈ…ピン孔
５８…コイルバネ
６０…バネ止めピン
６２…固定金具
６４…ユニット取付ボルト
７０…伝達歯車挿通孔
７２…ユニット軸固定部
【図１】
0005662371.tif 000002
【図２】
0005662371.tif 000003
【図３】
0005662371.tif 000004
【図４】
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【図５】
0005662371.tif 000006
【図６】
0005662371.tif 000007
【図７】
0005662371.tif 000008
【図８】
0005662371.tif 000009
【図９】
0005662371.tif 000010
【図１０】
0005662371.tif 000011