(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
踏切遮断機の筐体に少なくとも２か所で固定して取り付けるための取付部を有する外箱と、
前記外箱の内部に両端を固定して取り付けられた案内棒と、
前記案内棒に套設されたコイルばねと、
前記案内棒を貫通させ前記コイルばねの一端に隣接する摺動体と、
遮断桿の回転運動を、前記案内棒上における前記摺動体の摺動運動に変換するリンク機構とを含む、
ばねユニット。
【請求項２】
モータと、遮断桿と、ばねユニットとを含む踏切遮断機であって、
前記モータは、前記遮断桿を回転駆動するものであり、
前記ばねユニットは、請求項１に記載されたものであって、前記遮断桿の回転軸に連結されている、
踏切遮断機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、踏切遮断機用ばねユニット及び踏切遮断機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、踏切遮断機では、遮断桿にバランス・ウェイトを設けることによりモータの所要出力を低減してあった。しかし、バランス・ウェイトを用いた場合には、広い設置スペースが必要となる。そこで、バランス・ウェイトの代わりに、遮断桿に引張ばねを連結し、その引張バネ力を利用してバランスをとる構造の踏切遮断機が提案されている（特許文献１、２）。このような踏切遮断機は、ウエイトレス・タイプと称されている。
【０００３】
しかし、引張ばねを利用する構造では、遮断桿の下降動作（踏切遮断動作）の度毎にばねが伸びるので、ばねに金属疲労を生じ易い。しかも、ばねスペースが大きくなる等の問題もある。
【０００４】
更に、踏切遮断機においては、遮断桿の長さや構造によって、負荷モーメントが大きく変動する。例えば、屈折形と称される踏切遮断機では、遮断桿が長く、しかも、その中間部で屈折する構造であるので、駆動モータに対する遮断桿の負荷モーメントが極めて大きくなる。
【０００５】
一方、直腕形と称される踏切遮断機は、遮断桿自体の長さが屈折形のものよりも短く、しかも、屈折する構造も持たないので、駆動モータに対する遮断桿の負荷モーメントが、屈折形に比して、小さくなる。
【０００６】
従って、引張ばねを用いたウエイトレス・タイプの踏切遮断機では、遮断桿の負荷モーメントの大小、即ち、屈折形か、直腕形かに応じた２種類の引張ばね機構を準備しなければならないし、踏切遮断機の内部構造もそれに応じて変える必要があり、製造すべき機種が増えてしまうという問題点があった。ユーザ側でも、予備機として２種類の機種を持つ必要があり、余分なコスト的負担を余儀なくされていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−１５４４３３号公報
【特許文献２】特開２００９−１７９１８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の課題は、耐久性、信頼性の高いウエイトレス・タイプの踏切遮断機の実現に寄与しえるばねユニット及びそれを用いた踏切遮断機を提供することである。
【０００９】
本発明のもう一つの課題は、小型化に適したウエイトレス・タイプの踏切遮断機の実現に寄与しえるばねユニット及びそれを用いた踏切遮断機を提供することである。
【００１０】
本発明の更にもう一つの課題は、踏切遮断機に対する取付、取り外しの簡単なばねユニット及びそれを用いた踏切遮断機を提供することである。
【００１１】
本発明の更にもう一つの課題は、ウエイトレス・タイプの踏切遮断機の標準化及び部品の共通化に寄与しえるばねユニット及びそれを用いた踏切遮断機を提供することである。
【００１２】
本発明の更にもう一つの課題は、ユーザにおいて、直腕形又は屈曲形など、遮断桿の負荷モーメントの違いにかかわらず、一種の予備機を備えるだけで済むばねユニット及びそれを用いた踏切遮断機を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上述した課題の少なくとも１つを解決するため、本発明に係る踏切遮断機用ばねユニットは、コイルばねを有する。前記コイルばねは、遮断桿の下降動作時には圧縮されて前記下降動作を制動し、前記遮断桿の上昇動作時には、その上昇動作を圧縮ばね圧により補助する働きを有する。
【００１４】
このばねユニットを踏切遮断機に組み込んだ場合、踏切遮断機においては、モータによって駆動される遮断桿の下降トルク及び上昇トルクが、ばねユニットによって制御されることになるから、バランス・ウエートを省略し、圧縮ばねを利用してバランスをとるウェイトレスタイプの踏切遮断機が得られる。
【００１５】
本発明に係るばねユニットは、遮断桿の下降トルク及び上昇トルクの制御過程の全てが、コイルばねの圧縮動作の下において行われる。コイルばねが自然状態から強制的に引っ張られる過程が存在しない。このため、コイルばねの強制的な引張伸びによる金属疲労を生じない。しかも、コイルばねの長さは、最大化した場合でも、自然長が限度であり、それ以上に長くならないから、コイルばねの収納スペースが小さくて済む。これは、踏切遮断機の小型化に寄与する。
【００１６】
本発明に係るばねユニットは、具体的な構成として、外箱と、案内棒と、コイルばねと、摺動体と、リンク機構とを含むことができる。前記外箱は、取付部を有しており、前記案内棒は、前記外箱の内部に取り付けられている。前記コイルばねは、前記案内棒に套設されており、前記摺動体は、前記案内棒を貫通させ前記コイルばねの一端に隣接している。前記リンク機構は、遮断桿の回転運動を、前記案内棒上における前記摺動体の摺動運動に変換する。踏切遮断機との結合に当たっては、リンク機構の入力端を、遮断桿の回転軸に連結すればよい。
【００１７】
上述したばねユニットでは、構成部分の全てが、取付部を有する外箱と一体化される。従って、本発明に係るばねユニットは、踏切遮断機に対する取付け及び取り外しもを簡単に行うことができる。
【００１８】
更に、外箱、案内棒、摺動体及びリンク機構等はそのままにして、コイルばねのばね定数を変える、即ち、コイルばねを適切に選択し、交換することによって、遮断桿の下降トルク及び上昇トルクを、適切に制御することができる。このため、ウエイトレス・タイプの踏切遮断機の標準化及び部品の共通化に寄与しえる。また、ユーザにおいて、直腕形又は屈曲形など、遮断桿の負荷モーメントの違いにかかわらず、一種の予備機を備えるだけで済む。
【発明の効果】
【００１９】
以上述べたように、本発明によれば、次のような効果を得ることができる。
（ａ）耐久性、信頼性の高いウエイトレス・タイプの踏切遮断機の実現に寄与しえるばねユニット及びそれを用いた踏切遮断機を提供することができる。
（ｂ）小型化に適したウエイトレス・タイプの踏切遮断機の実現に寄与しえるばねユニット及びそれを用いた踏切遮断機を提供することができる。
（ｃ）踏切遮断機に対する取付、取り外しの簡単なばねユニット及びそれを用いた踏切遮断機を提供することができる。
（ｄ）ウエイトレス・タイプの踏切遮断機の標準化及び部品の共通化に寄与しえるばねユニット及びそれを用いた踏切遮断機を提供することができる。
（ｅ）ユーザにおいて、直腕形又は屈曲形など、遮断桿の負荷モーメントの違いにかかわらず、一種の予備機を備えるだけで済むばねユニット及びそれを用いた踏切遮断機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明に係る遮断機用ばねユニットの側面図である。
【図２】図１のII-II線断面図である。
【図３】図１のIII-III線断面図である。
【図４】図１〜図３に示したばねユニットを組込んだ踏切遮断機の構造を示す図である。
【図５】図４に示し踏切遮断機の中間動作位置を示す図である。
【図６】図４に示し踏切遮断機の遮断動作位置を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
図１〜図３を参照すると、本発明に係るばねユニットは、具体的な構成として、外箱１と、第１案内棒２１〜第４案内棒２４と、第１コイルばね３１〜第４コイルばね３４と、摺動体４と、リンク機構５とを含む。
【００２２】
外箱１は、適当な金属板材を用いて構成されるもので、その底板１１、又は、幅方向において相対向する第１側面板１２及び第２側面板１３から突出する複数個の取付部１４を有している。取付部１４のそれぞれは、互いに間隔をおいて配置され、ねじやボルトなどを通す取付孔１５が設けられている。
【００２３】
第１案内棒２１〜第４案内棒２４は、外箱１の内部に取り付けられている。実施の形態では、第１案内棒２１〜第４案内棒２４は４本であって、それぞれは４角形の各隅部に配置され、両端が外箱１の長さ方向で相対向する第３側面板１６及び第４側面板１７に、取付ねじ１８などによって取り付けられている。第１案内棒２１〜第４案内棒２４は、適当な金属材料を用いて、例えば、断面円形状、断面角形状などに形成されたものである。これらの第１案内棒２１〜第４案内棒２４は、４本に限定されない。遮断桿から駆動側に与えられる負荷モーメントに応じて選定されるもので、４本より少なくてもよいし、多くてもよい。
【００２４】
第１コイルばね３１〜第４コイルばね３４は、遮断桿の下降動作時には圧縮されて下降動作を制動し、遮断桿の上昇動作時には、その上昇動作を圧縮ばね圧により補助する働きをする。図示の第１コイルばね３１〜第４コイルばね３４は、第１案内棒２１〜第４案内棒２４のそれぞれに、緩く套設されている。第１コイルばね３１〜第４コイルばね３４は、コイル材料として知られた金属材料によって構成される。
【００２５】
摺動体４は、第１案内棒２１〜第４案内棒２４のそれぞれを、緩く貫通させてあり、第１コイルばね３１〜第４コイルばね３４の一端に隣接している。摺動体４は金属材料で構成されている。第１コイルばね３１〜第４コイルばね３４の他端は、第１案内棒２１〜第４案内棒２４に設けられたストッパによって受けられている。
【００２６】
リンク機構５は、遮断桿の回転運動を、第１案内棒２１〜第４案内棒２４上における摺動体４の摺動運動に変換するものである。図示のリンク機構５は、回動片５１と、リンク片５２とを含んでいる。回動片５１は、一端側に、外箱１の外部で遮断桿を連結する連結孔５３を有すると共に、他端側にリンク片５２を捉える開口部５４を有する。連結孔５３は、遮断桿の回転軸連結部における断面形状に併せて、例えば、から回りしないような角形状に形成されている。開口部５４は、両開口縁が先端部で互いに近づく方向に突出する第１爪状部５５及び第２爪状部５６を有していて、第１爪状部５５及び第２爪状部５６によって狭められた入り口部の内奥に、拡張された空間領域を有している。踏切遮断機との結合に当たっては、リンク機構５の入力端を、遮断桿の回転軸に連結すればよい。
【００２７】
図示の回動片５１は、連結孔５３の中間部で分離される第１片５１１及び第２片５１２から構成されていて、第１片５１１及び第２片５１２をねじなどの結合手段５１３によって連結するようになっている。第１片５１１は、開口部５４を有し、外箱１の第１側面板１２に設けられた切欠１２１をとおして、外箱１の内部に導かれ、第１コイルばね３１及び第３コイルばね３３の間に生じる間隔、及び、第２コイルばね３２及び第４コイルばね３４の間に生じる間隔内において動作する。
【００２８】
リンク片５２は、一端側に、回動片５１によって捕捉される第１突起５２1を有すると共に、他端側に、摺動体４に立設された第２突起４１に嵌合する長穴５２２を有する。リンク片５２は、摺動体４に設けられた空洞部４２の内部で動く。
【００２９】
次に、上述したばねユニットを組み込んだ踏切遮断機について、図４〜図６を参照して説明する。踏切遮断機の筐体６の内部には、駆動用モータ６１、減速装置６２など、この種踏切遮断機に通常配置されるべき駆動装置が内蔵されている。筐体６の内部には、本発明に係るばねユニット６３が、ねじなどの結合手段６４によって取り付けられており、その連結孔５３に遮断桿６５の回転軸６６が嵌めこまれている。回転軸６６の連結部における形状は、角形状である。
【００３０】
まず、図４は、遮断桿６５が上昇位置（踏切開）にある場合を示している。この状態では、遮断桿６５からばねユニット６３に加わる負荷モーメントは最小であり、第１案内棒２１〜第４案内棒２４上の第１コイルばね３１〜第４コイルばね３４は、最伸長状態（ほぼ自然長）にある。従って、摺動体４は、図において、最左側に位置する。リンク片５２の第１突起５２1は、回動片５１の第１爪状部５５の内側に抱え込まれている。
【００３１】
次に、モータ６１を駆動して、遮断桿６５の回転軸６６を矢印R1の方向に回転させ、下降動作にはいると、回転軸６６の回転と共に、回動片５１が回転する。すると、ある回転位置で、リンク片５２の第１突起５２1が回動片５１の第２爪状部５６によって抱え込まれ、摺動体４の第２突起４１がリンク片５２の長穴５２２の後縁に当接し、摺動体４が矢印F1の方向に引っ張られる。その結果、摺動体４は、第１コイルばね３１〜第４コイルばね３４の圧縮反力を受けながら、第１案内棒２１〜第４案内棒２４上を、矢印F１の方向に直線的に摺動する。図５は、遮断桿６５が図４の上昇静止位置から４５度回転した中間動作位置を示す。
【００３２】
図５に示す状態から、更に遮断桿６５を回転させると、回転軸６６の回転と共に、回動片５１が更に回転する。すると、回動片５１の第２爪片５６によって、リンク片５２の第１突起５２１が抱え込まれた状態で、摺動体４が矢印F1の方向に引っ張られて第１案内棒２１〜第４案内棒２４上を直線的に移動する。その結果、摺動体４は、第１コイルばね３１〜第４コイルばね３４から圧縮反力を受けながら、第１案内棒２１〜第４案内棒２４上を、矢印F１の方向に摺動することになる。圧縮反力は、遮断桿６５の下降トルクを支える力となるから、減速装置６２や、モータ６１に加わる下降トルク負荷を軽減することができる。図６は、遮断桿６５が図５の中間動作位置から４５度回転した遮断動作位置（遮断桿６５が水平）を示す。
【００３３】
上述したように、本発明に係るばねユニット６３を組み込んだ踏切遮断機では、下降動作時に、遮断桿６５の下降トルクが、ばねユニット６３によって受けられ、減速装置６２やモータ６１に加わる負荷が軽減されることになるから、バランス・ウエートを省略し、圧縮ばねを利用してバランスをとるウェイトレスタイプの踏切遮断機が得られる。
【００３４】
図６の踏切遮断位置から、図５の中間動作位置を経て、図４の踏切開通位置に遮断桿６５を上昇回転させるには、モータ６１を逆回転させる。この上昇回転動作におては、第１コイルばね３１〜第４コイルばね３４に蓄積されたばね圧縮エネルギーが、モータ６１の上昇回転力に加わる。下降動作と上昇動作をあわせ考えると、本発明に係るばねユニット６３を用いることにより、遮断桿６５の下降動作時には第１コイルばね３１〜第４コイルばね３４が圧縮されて、遮断桿６５の下降動作を制動し、遮断桿６５の上昇動作時には、その上昇動作を圧縮ばね圧により補助する働きを生じる。よって、バランス・ウエートを省略し、第１コイルばね３１〜第４コイルばね３４の圧縮ばね作用を利用してバランスをとるウェイトレスタイプの踏切遮断機が得られる。
【００３５】
しかも、遮断桿６５の下降トルク及び上昇トルクの制御過程の全てが、第１コイルばね３１〜第４コイルばね３４の圧縮動作において行われる。第１コイルばね３１〜第４コイルばね３４が自然状態から強制的に引っ張られる過程が存在しない。このため、第１コイルばね３１〜第４コイルばね３４の強制的な引張伸びによる金属疲労を生じない。また、第１コイルばね３１〜第４コイルばね３４の長さは、最大化した場合でも、自然長が限度であり、それ以上に長くならないから、第１コイルばね３１〜第４コイルばね３４の収納スペースが小さくて済む。これは、踏切遮断機の小型化に寄与する。
【００３６】
上述したばねユニット６３では、構成部分の全てが、取付部１４を有する外箱１と一体化される。従って、本発明に係るばねユニット６３は、踏切遮断機に対する取付け及び取り外しもを簡単に行うことができる。
【００３７】
更に、外箱１、案内棒、摺動体４及びリンク機構５等はそのままにして、第１コイルばね３１〜第４コイルばね３４のばね定数を変える、即ち、第１コイルばね３１〜第４コイルばね３４を適切に選択し、交換することによって、遮断桿６５の下降トルク及び上昇トルクを、適切に制御することができる。このため、ウエイトレス・タイプの踏切遮断機の標準化及び部品の共通化に寄与しえる。また、ユーザにおいて、直腕形又は屈曲形など、遮断桿６５の負荷モーメントの違いにかかわらず、一種の予備機を備えるだけで済む。
【００３８】
以上、好ましい実施例を参照して本発明の内容を具体的に説明したが、本発明の基本的技術思想及び教示に基づいて、当業者であれば、種々の変形態様を採り得ることは自明である。
【符号の説明】
【００３９】
１              外箱
２１〜２４      第１乃至第４案内棒
３１〜３４      コイルばね
４              摺動体
５              リンク機構
【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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