(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉄道の踏切地点に設置され、筐体側に起倒可能に支持されたしゃ断かんをモータの回転により昇降させる踏切しゃ断機において、
前記しゃ断かんが取り付けられたしゃ断かん回転軸と、付勢部材に弾性エネルギーを蓄積して、前記蓄積した弾性エネルギーからしゃ断かんの上昇を補助する補助力を発生する上昇補助手段を構成する補助回転軸と、を前記筐体に備え、
前記上昇補助手段は、前記しゃ断かん回転軸側に配設され、該しゃ断かん回転軸と一体に回転するしゃ断かん側回転部材と、前記補助回転軸側に配設され、前記しゃ断かん側回転部材に当接しながら前記補助回転軸と一体に回転する補助側回転部材とを有して、前記しゃ断かん回転軸および補助回転軸それぞれの回転を相互に伝達し、
前記しゃ断かん側回転部材と前記補助側回転部材との当接位置がそれらの回転にしたがって変位することを特徴とした踏切しゃ断機。
【請求項２】
鉄道の踏切地点に設置され、筐体側に起倒可能に支持されたしゃ断かんをモータの回転により昇降させる踏切しゃ断機において、
前記しゃ断かんが取り付けられたしゃ断かん回転軸と、付勢部材に弾性エネルギーを蓄積して、前記蓄積した弾性エネルギーからしゃ断かんの上昇を補助する補助力を発生する上昇補助手段を構成する補助回転軸と、を前記筐体に備え、
前記上昇補助手段は、前記しゃ断かん回転軸側に配設され、該しゃ断かん回転軸と一体に回転するしゃ断かん側回転部材と、前記補助回転軸側に配設され、前記しゃ断かん側回転部材に当接しながら前記補助回転軸と一体に回転する補助側回転部材とを有して、前記しゃ断かん回転軸および補助回転軸それぞれの回転を相互に伝達し、
前記しゃ断かん側回転部材と前記補助側回転部材との当接位置がそれらの回転にしたがって変位することにより、前記しゃ断かんを上昇させる際に前記しゃ断かんの昇降に応じて前記補助力を略一定にして補助することを特徴とする踏切しゃ断機。
【請求項３】
前記しゃ断かん側回転部材は、前記しゃ断かん回転軸側に固定されたしゃ断かん側クランク部材を有し、
前記補助側回転部材は、前記補助回転軸側に固定された補助側クランク部材を有し、
前記付勢部材は、前記補助回転軸側に一端が固定され、かつ、他端が前記筐体側に固定された、前記補助回転軸の周りに巻かれたねじりコイルばねであり、前記しゃ断かんが下降する際に前記ねじりコイルばねに前記弾性エネルギーが蓄積され、
前記しゃ断かんを上昇させる際に、前記蓄積された弾性エネルギーから発生した前記補助力によって前記補助側クランク部材を回転させることを特徴とする請求項２に記載の踏切しゃ断機。
【請求項４】
前記しゃ断かん側クランク部材は、回動端部に前記補助側クランク部材に当接する当接ローラを有することを特徴とする請求項３に記載の踏切しゃ断機。
【請求項５】
前記しゃ断かん側回転部材は、前記モータからの動力が伝達される、前記しゃ断かん回転軸に固定された歯車と、該歯車の側面に配設された、前記補助側回転部材に当接する当接ローラと、を有し、
前記補助側回転部材は、前記補助回転軸側に固定された補助側クランク部材を有し、
前記付勢部材は、前記補助回転軸側に一端が固定され、かつ、他端が前記筐体側に固定された、前記補助回転軸の周りに巻かれたねじりコイルばねであり、前記しゃ断かんが下降する際に前記ねじりコイルばねに前記弾性エネルギーが蓄積され、
前記しゃ断かんを上昇させる際に、前記蓄積された弾性エネルギーから発生した前記補助力によって前記補助側クランク部材を回転させることを特徴とする請求項２に記載の踏切しゃ断機。
【請求項６】
前記付勢部材は、複数の前記ねじりコイルばねであることを特徴とする請求項３，４または５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、鉄道の踏切地点に設置され、筐体側に起倒可能に支持されたしゃ断かんをモータの回転により昇降させる踏切しゃ断機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、踏切地点に設置される踏切しゃ断機には、しゃ断かんを昇降させるための回動軸をモータによって回動し、この回動軸にはしゃ断かんとバランスウェイトとを取り付けたものがある。また、バランスウェイトは備えずに、ばねを備え、しゃ断かんを上昇させる際のトルクの補助としてばねに蓄積させた弾性エネルギーを利用するものもある（例えば、特許文献１参照）。このしゃ断機では、ばねとしてしゃ断かんの回動軸の周りに巻かれ、回動軸の回動に連動して捩じられるねじりコイルばねを使用しており、踏切しゃ断機の負荷トルク特性が特許文献１の図４に示されている。図示されたように、ねじりコイルばねによるトルクは、しゃ断かんの角度がゼロのとき、すなわち、しゃ断かんが水平になったときが最大であり、角度が増加するにしたがって漸次減少し、しゃ断かんが垂直になるまでにゼロになる。これにより、しゃ断かん上昇に必要なトルク特性に合わせてねじりコイルばねの蓄積された弾性エネルギーが有効に働き、しゃ断かんが水平から垂直まで上昇する間のモータ負荷を軽減している。
【０００３】
また、例えば、特許文献２の特許第３６２３７３４号では、引張りばねを使用しており、該引張りばねの弾性エネルギーを不等辺四辺形リンク機構を介して利用することにより、従来の引張りばねによる付勢トルク特性をしゃ断かんによる負荷特性に近付け、残留トルクの最大値をなるべく低くなるようにするものである。この例のように、モータの負荷を軽減し、かつ、残留トルクの最大値をなるべく低くして一定に近づけることは望ましい。
【０００４】
【特許文献１】特許第３３２６０９３号公報
【特許文献２】特許第３６２３７３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１では、モータの負荷を軽減することはできるが、残留トルクを一定にするという点では特許文献２ほどの効果はない。また、特許文献２では、残留トルクの最大値の出る位置をずらすことで負荷トルクの特性に近づけて特許文献１よりも残留トルクの最大値を低くすることが可能であるが、特許文献１と同様に三角関数の最大値部分が取り除けないために原理的に残留トルクの略一定区間を拡げることができない。また、リンク構造が複雑になるという問題点があった。
【０００６】
本発明は、以上のような従来技術が有する問題点に着目してなされたもので、しゃ断かんを上昇する際の残留トルクを生じる補助力を簡易な機構によって略一定にすることができ、しゃ断かんの上昇を補助してモータの負荷を軽くすることができ、もって、モータの小型化と消費電力の抑制を可能にした踏切しゃ断機を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するための本発明の要旨とするところは、以下の各項に存する。  
［１］  鉄道の踏切地点に設置され、筐体（１１）側に起倒可能に支持されたしゃ断かん（１２）をモータ（Ｍ）の回転により昇降させる踏切しゃ断機（１，１Ａ）において、
前記しゃ断かん（１２）が取り付けられたしゃ断かん回転軸（１３）と、付勢部材（Ａ，Ｂ）に弾性エネルギーを蓄積して、前記蓄積した弾性エネルギーからしゃ断かん（１２）の上昇を補助する補助力を発生する上昇補助手段（１４；２０，２０Ａ；２３，１２３；Ａ，Ｂ）を構成する補助回転軸（１４）と、を前記筐体（１１）に備え、
前記上昇補助手段（１４；２０，２０Ａ；２３，１２３；Ａ，Ｂ）は、前記しゃ断かん回転軸（１３）側に配設され、該しゃ断かん回転軸（１３）と一体に回転するしゃ断かん側回転部材（２０，２０Ａ）と、前記補助回転軸（１４）側に配設され、前記しゃ断かん側回転部材（２０，２０Ａ）に当接しながら前記補助回転軸（１４）と一体に回転する補助側回転部材（２３，１２３）とを有して、前記しゃ断かん回転軸（１３）および補助回転軸（１４）それぞれの回転を相互に伝達し、
前記しゃ断かん側回転部材（２０，２０Ａ）と前記補助側回転部材（２３，１２３）との当接位置がそれらの回転にしたがって変位することを特徴とした踏切しゃ断機（１，１Ａ）。
【０００８】
［２］  鉄道の踏切地点に設置され、筐体（１１）側に起倒可能に支持されたしゃ断かん（１２）をモータ（Ｍ）の回転により昇降させる踏切しゃ断機（１，１Ａ）において、
前記しゃ断かん（１２）が取り付けられたしゃ断かん回転軸（１３）と、付勢部材（Ａ，Ｂ）に弾性エネルギーを蓄積して、前記蓄積した弾性エネルギーからしゃ断かん（１２）の上昇を補助する補助力を発生する上昇補助手段（１４；２０，２０Ａ；２３，１２３；Ａ，Ｂ）を構成する補助回転軸（１４）と、を前記筐体（１１）に備え、
前記上昇補助手段（１４；２０，２０Ａ；２３，１２３；Ａ，Ｂ）は、前記しゃ断かん回転軸（１３）側に配設され、該しゃ断かん回転軸（１３）と一体に回転するしゃ断かん側回転部材（２０，２０Ａ）と、前記補助回転軸（１４）側に配設され、前記しゃ断かん側回転部材（２０，２０Ａ）に当接しながら前記補助回転軸（１４）と一体に回転する補助側回転部材（２３，１２３）とを有して、前記しゃ断かん回転軸（１３）および補助回転軸（１４）それぞれの回転を相互に伝達し、
前記しゃ断かん側回転部材（２０，２０Ａ）と前記補助側回転部材（２３，１２３）との当接位置がそれらの回転にしたがって変位することにより、前記しゃ断かん（１２）を上昇させる際に前記しゃ断かん（１２）の昇降に応じて前記補助力を略一定にして補助することを特徴とする踏切しゃ断機（１，１Ａ）。
【０００９】
［３］  前記しゃ断かん側回転部材（２０）は、前記しゃ断かん回転軸（１３）側に固定されたしゃ断かん側クランク部材（２１）を有し、
前記補助側回転部材（２３，１２３）は、前記補助回転軸（１４）側に固定された補助側クランク部材（２３，１２３）を有し、
前記付勢部材（Ａ，Ｂ）は、前記補助回転軸（１４）側に一端が固定され、かつ、他端が前記筐体（１１）側に固定された、前記補助回転軸（１４）の周りに巻かれたねじりコイルばね（Ａ，Ｂ）であり、前記しゃ断かん（１２）が下降する際に前記ねじりコイルばね（Ａ，Ｂ）に前記弾性エネルギーが蓄積され、
前記しゃ断かん（１２）を上昇させる際に、前記蓄積された弾性エネルギーから発生した前記補助力によって前記補助側クランク部材（２３，１２３）を回転させることを特徴とする［２］に記載の踏切しゃ断機（１）。
【００１０】
［４］  前記しゃ断かん側クランク部材（２１）は、回動端部に前記補助側クランク部材（２３，１２３）に当接する当接ローラ（２２）を有することを特徴とする［３］に記載の踏切しゃ断機（１）。
【００１１】
［５］  前記しゃ断かん側回転部材（２０Ａ）は、前記モータ（Ｍ）からの動力が伝達される、前記しゃ断かん回転軸（１３）に固定された歯車（３４）と、該歯車（３４）の側面（３４ａ）に配設された、前記補助側回転部材（２３，１２３）に当接する当接ローラ（１２２）と、を有し、
前記補助側回転部材（２３，１２３）は、前記補助回転軸（１４）側に固定された補助側クランク部材（２３，１２３）を有し、
前記付勢部材（Ａ，Ｂ）は、前記補助回転軸（１４）側に一端が固定され、かつ、他端が前記筐体（１１）側に固定された、前記補助回転軸（１４）の周りに巻かれたねじりコイルばね（Ａ，Ｂ）であり、前記しゃ断かん（１２）が下降する際に前記ねじりコイルばね（Ａ，Ｂ）に前記弾性エネルギーが蓄積され、
前記しゃ断かん（１２）を上昇させる際に、前記蓄積された弾性エネルギーから発生した前記補助力によって前記補助側クランク部材（２３，１２３）を回転させることを特徴とする［２］に記載の踏切しゃ断機（１Ａ）。
【００１２】
［６］  前記付勢部材（Ａ，Ｂ）は、複数の前記ねじりコイルばね（Ａ，Ｂ）であることを特徴とする［３］，［４］または［５］に記載の踏切しゃ断機（１，１Ａ）。
【００１４】
前記本発明は次のように作用する。  
踏切しゃ断機（１，１Ａ）は、しゃ断かん回転軸（１３）にしゃ断かん（１２）が取り付けられているので、しゃ断かん回転軸（１３）の回転方向に応じてしゃ断かん（１２）が昇降する。しゃ断かん（１２）が下降する際には、上昇補助手段（１４；２０，２０Ａ；２３，１２３；Ａ，Ｂ）によって補助回転軸（１４）が連動して回転する。この回転によって付勢部材（Ａ，Ｂ）に弾性変形が生じて弾性エネルギーが蓄積される。上昇補助手段（１４；２０，２０Ａ；２３，１２３；Ａ，Ｂ）は、しゃ断かん回転軸（１３）側と補助回転軸（１４）側との当接によって連結されており、それらの回転にしたがって当接位置が変位する。
【００１５】
しゃ断かん回転軸（１３）が回転してしゃ断かん（１２）が上昇する際には、補助回転軸（１４）に巻き付けられたねじりコイルばね（Ａ，Ｂ）に蓄積されていた弾性エネルギーによって、しゃ断かん（１２）の上昇を補助する補助力が生じる。このときの補助回転軸（１４）およびしゃ断かん回転軸（１３）の回転にともなう当接位置の変位によって、しゃ断かん（１２）の位置に応じて残留トルクを生じる補助力を略一定にしたり、略一定とは異なる特性を有するようにしたりしてしゃ断かん（１２）の上昇を補助することができる。補助力の特性をどのようにするかは、例えば、しゃ断かん側クランク部材（２１）と補助側クランク部材（２３，１２３）との距離その他を変えることにより定めることができる。
【００１６】
この補助力を略一定にする上昇補助手段（１４；２０，２０Ａ；２３，１２３；Ａ，Ｂ）は、しゃ断かん側回転部材（２０，２０Ａ）がしゃ断かん回転軸（１３）と一体になって回転し、補助側回転部材（２３，１２３）が補助回転軸（１４）と一体になって回転する。これら、しゃ断かん側回転部材（２０，２０Ａ）と補助側回転部材（２３，１２３）とは、当接によって連結されているので、しゃ断かん回転軸（１３）および補助回転軸（１４）それぞれの回転を相互に伝達することができる。
【００１７】
しゃ断かん側回転部材（２０，２０Ａ）と補助側回転部材（２３，１２３）との当接は、それぞれしゃ断かん回転軸（１３）側に固定されたしゃ断かん側クランク部材（２１）と補助回転軸（１４）側に固定された補助側クランク部材（２３，１２３）とによって成されている。［４］の踏切しゃ断機（１）のように、しゃ断かん側クランク部材（２１）の回動端部に当接ローラ（２２）を設けた場合には、当接ローラ（２２）が補助側クランク部材（２３，１２３）と当接する当接位置の変位がスムーズに行われる。
【００１８】
しゃ断かん側回転部材（２０，２０Ａ）と補助側回転部材（２３，１２３）との当接位置は上記のように連動する補助回転軸（１４）およびしゃ断かん回転軸（１３）の回転に応じて変わるので、しゃ断かん回転軸（１３）から当接位置までの距離と補助回転軸（１４）から当接位置までの距離との比が変化する。これにより、補助力を略一定にすることができる。
【００１９】
付勢部材（Ａ，Ｂ）としてねじりコイルばねを使用する場合には、ねじりコイルばね（Ａ，Ｂ）の一端を補助回転軸（１４）側に連結し、他端を筐体（１１）側に連結するので、補助回転軸（１４）が回転することによりねじりコイルばね（Ａ，Ｂ）が捩じれて、ねじりコイルばね（Ａ，Ｂ）に弾性エネルギーが蓄積される。この蓄積される弾性エネルギーは、例えば、しゃ断かん（１２）が略水平の停止位置にあるときに最大となり、略上昇し切った位置にあるときにゼロとなる。なお、ねじりコイルばね（Ａ，Ｂ）は、１本だけでもよいが、２本以上のねじりコイルばね（Ａ，Ｂ）を設けてもよい。この場合、ばね定数の同じものを設けてもよいし、異なるものを設けてもよい。
【００２０】
しゃ断かん側回転部材（２０Ａ）を［５］の踏切しゃ断機（１Ａ）のようにしゃ断かん回転軸（１３）に固定され、しゃ断かん回転軸（１３）を回転の中心軸とする歯車（３４）と、その側面（３４ａ）に配設した当接ローラ（１２２）とから構成した場合には、補助回転軸（１４）と一体に回転する補助側クランク部材（１２３）に当接ローラ（１２２）が当接して、しゃ断かん回転軸（１３）および補助回転軸（１４）それぞれの回転が相互に伝達される。
【００２１】
この場合、当接ローラ（１２２）が補助側クランク部材（１２３）と当接する当接位置が変位するので、しゃ断かん回転軸（１３）から当接ローラ（１２２）までの距離と補助回転軸（１４）から補助側クランク部材（１２３）が当接ローラ（１２２）に当接する部分までの距離との比が変わって、補助力を略一定にすることができる。
【００２２】
しゃ断かん側回転部材（２０，２０Ａ）が補助側回転部材（２３，１２３）に当接する部分からしゃ断かん回転軸（１３）までの距離と補助側回転部材（２３，１２３）がしゃ断かん側回転部材（２０，２０Ａ）に当接する部分から補助回転軸（１４）までの距離との設定によって補助側回転部材（２３，１２３）としゃ断かん側回転部材（２０，２０Ａ）との回転にしたがう当接位置の変位の仕方が変わる。すなわち、それぞれの距離の比の変化の仕方が変わる。これにより、しゃ断かん（１２）の回転角度６０度±２０度の範囲にしゃ断かん側回転部材（２０，２０Ａ）の出力トルクの下がる変化点があるように前記距離の比を変化させることができる。これにより、しゃ断かん（１２）の回転角度が小さく、しゃ断かん（１２）による負荷が大きい状態のときでも略一定にした補助力で効果的にしゃ断かん（１２）の上昇を補助することができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明にかかる踏切しゃ断機によれば、しゃ断かんが取り付けられたしゃ断かん回転軸側と付勢部材を備えた補助回転軸側とを連結してそれらの回転を相互に伝達して、付勢部材に蓄積させた弾性エネルギーからしゃ断かんの上昇を補助するための補助力を得て、この補助力をしゃ断かんの上昇位置に応じたしゃ断かん側回転部材と補助側回転部材との当接位置の変位によって変えて、略一定にしたり、略一定とは異なる特性を有するようにしたりすることができるので、効率のよい補助によってモータにかかる負荷を軽減することができ、もって、モータを小型化できるとともに消費電力を抑制することができる。
【００２４】
しゃ断かん回転軸側に固定されたしゃ断かん側クランク部材を有するしゃ断かん側回転部材と補助回転軸側に固定された補助側クランク部材を有する補助側回転部材とを当接させて、しゃ断かん回転軸および補助回転軸それぞれの回転を相互に伝達するようにし、付勢部材をねじりコイルばねとする場合には、ねじりコイルばねを補助回転軸に巻き付けて、ねじりコイルばねの一端を補助回転軸とともに回転するように連結し、もう一方の端部を筐体側に不動に連結すればよく、簡易な機構にすることができる。
【００２５】
さらに、しゃ断かん側クランク部材に当接ローラを設けて、この当接ローラが補助側クランク部材に当接するようにした場合には、当接ローラの回転によってしゃ断かん側クランク部材と補助側クランク部材との当接位置をスムーズに変位させることができる。
【００２６】
さらに、しゃ断かん側クランク部材を備えず、しゃ断かん回転軸を回転の中心軸とする歯車の側面にローラが配設されているので、その分だけ踏切しゃ断機を構成する部品点数が少なくなり、製造コストを下げることができる。
【００２７】
さらに、複数のねじりコイルばねを使用する場合には、適切なばね定数のものを適宜に選択することにより、しゃ断かんの長さや折損防止器の有無などそれぞれ異なる条件下でも適切な補助力を発揮する踏切しゃ断機とすることができることになる。
【００２８】
さらに、補助側回転部材に回転角度に無関係に一定のトルクを加えたときに、しゃ断かんの回転角度６０度±２０度の範囲にしゃ断かん側回転部材の出力トルクの下がる変化点があるようにした場合には、しゃ断かんの回転角度が小さく、しゃ断かんによる負荷が大きいためにモータにかかる負荷が大きくなるような状態のときでも、効果的に補助力を発生させてしゃ断かんの上昇補助をすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、図面に基づき本発明にかかる踏切しゃ断機の各種の実施形態を説明する。  
図１から図７までを参照しながら第１の実施の形態について説明する。図１は、本発明の第１の実施の形態にかかる踏切しゃ断機を側面方向から見たときの主要部を模式的に示している。また、図２は、図１の踏切しゃ断機を正面方向からみたときの主要部を模式的に示している。
【００３０】
本実施の形態にかかる踏切しゃ断機１は、鉄道の踏切に設置されるものであり、筐体１１側に起倒可能に支持されたしゃ断かん１２がモータＭの回転により昇降して踏切を通行不能にしゃ断したり、通行可能に開放したりする。筐体１１に支持されたしゃ断かん回転軸１３には、しゃ断かん１２を保持するための筒状のしゃ断かんホルダＨが固定されている。しゃ断かん１２は、後端部をしゃ断かんホルダＨに挿入して固定してある。
【００３１】
モータＭの回転は、歯車３１，３２，３３によって減速されて扇形の最終歯車３４に伝達される。モータＭはブレーキ機能を備えている。最終歯車３４は、円弧状部分に歯部が形成されており、しゃ断かん回転軸１３に固定されている。モータＭの回転がこの最終歯車３４まで伝達されるとしゃ断かん回転軸１３が回転する。
【００３２】
しゃ断かん回転軸１３には、しゃ断かん１２および最終歯車３４とともにしゃ断かん回転軸１３と一体になって回転するしゃ断かん側クランク部材２１が固定されている。このしゃ断かん側クランク部材２１は、上昇補助手段のしゃ断かん側回転部材２０の一部であり、その基端側の固定端部がしゃ断かん回転軸１３に固定されている。もう一方の先端部にはしゃ断かん側回転部材２０の一部である当接ローラ２２が固定ピンＰによって回転可能に枢支されている。この当接ローラ２２は、次に説明する補助側クランク部材２３に当接している。
【００３３】
筐体１１内では、しゃ断かん回転軸１３の下方でしゃ断かん回転軸１３の延びる方向と平行に延びた補助回転軸１４が筐体１１に回転可能に支持されている。この補助回転軸１４は、上昇補助手段を構成する部材の一つである。この補助回転軸１４には、上昇補助手段を構成する補助側回転部材としての補助側クランク部材２３の基端部が固定されている。補助側クランク部材２３の先端部側は上方に向けられており、上記の当接ローラ２２に当接するローラ当接部２３ａが形成されている。このローラ当接部２３ａとローラ２２との当接位置は、当接状態が維持されながら変位することができる。これらから構成される上昇補助手段によって補助回転軸１４およびしゃ断かん回転軸１３それぞれの回転が相互に伝達される。
【００３４】
補助回転軸１４には、上昇補助手段を構成する部材であるねじりコイルばねＡとねじりコイルばねＢとが補助側クランク部材２３を境にした両側に巻きつけられている。このねじりコイルばねＡ，Ｂは、しゃ断かん１２が上昇する際にそれを補助するトルクを発生する補助力を得るためのものである。ねじりコイルばねＡ，Ｂは、一端部が補助回転軸１４側に連結されている。もう一方の端部は、筐体１１側に連結されており、図示した例では筐体１１の内側面に取り付けられた阻止ブロック１５に係止されている。この阻止ブロック１５は、筐体１１の内側面に嵌脱可能に嵌め込むことができるので、動作させるねじりコイルばねを選択することができる。したがって、ねじりコイルばねＡおよびねじりコイルばねＢの何れか一方のみが動作するように選択でき、また、双方ともに動作させることもできる。
【００３５】
例えば、ねじりコイルばねＡ，Ｂが共に働くように阻止ブロック１５で係止させた場合、ねじりコイルばねＡ，Ｂの両端部は、図３に示したようにしゃ断かん１２が上昇した所定位置では弾性変形を生じておらず、図４に示したようにしゃ断かん１２が下降しきって略水平な状態になる位置では弾性変形が最も大きくなるように連結してある。したがって、しゃ断かん１２が上昇した所定位置にあるときは、ねじりコイルばねＡ，Ｂに弾性エネルギーが蓄積されておらず、しゃ断かん１２が略水平な位置に下りているときは、ねじりコイルばねＡ，Ｂに蓄積されている弾性エネルギーが最大になる。
【００３６】
しゃ断かん１２をモータＭで上昇させるときには、ねじりコイルばねＡ，Ｂに蓄積した弾性エネルギーから得た補助力によって補助側クランク部材２３を介して補助回転軸１４を回転させる。この補助回転軸１４の回転は、補助側クランク部材２３から当接ローラ２２およびしゃ断かん側クランク部材２１を介してしゃ断かん回転軸１３を回転させる。このしゃ断かん回転軸１３の回転とともに、しゃ断かん１２を上昇させることができる。なお、上記の所定位置とは、しゃ断かん１２が上昇しきって待機している待機位置またはこの待機位置と該待機位置の近傍とを含む範囲をいう。
【００３７】
図５は、補助側クランク部材２３の回転角度にかかわらず補助側クランク部材２３に一定のトルクを加えたときのしゃ断かん側クランク部材２１の出力トルクの特性を示している。図示したように、ピークは顕著でなく０度から変化点Ｋのある角度まで略一定の出力トルクが発生している。
【００３８】
この特性は、上記のように構成されたしゃ断かん側クランク部材２１と補助側クランク部材２３との当接位置がしゃ断かん側クランク部材２１および補助側クランク部材２３の回転にしたがって変位することによる。しゃ断かん側クランク部材２１の出力トルク特性は、この当接位置の変位のさせ方によって変更できる。本実施の形態では、図５に示した特性が得られるようにしゃ断かん側クランク部材２１と補助側クランク部材２３との長さなどが設定されている。
【００３９】
なお、図５に示した変化点Ｋは、一例として６７度付近に示したものであり、この変化点Ｋは、しゃ断かん１２の重量やその他の条件に合わせてしゃ断かん角度６０度±２０度の範囲にあるように設定することが好ましい。
【００４０】
図６は、本実施の形態にかかる踏切しゃ断機のトルク特性と従来技術の踏切しゃ断機（特許文献１）のトルク特性とを比較した図である。比較のために負荷トルクｃ１は同一にしてある。従来技術の踏切しゃ断機は、しゃ断かんの取り付けられた回転軸にねじりコイルばねが巻きつけられているものであり、付勢トルクｃ２の大きさは、しゃ断かんの角度すなわちねじりコイルばねの弾性変形の大きさに直接に比例している。この結果、しゃ断かんによる負荷トルクｃ１とねじりコイルばねによる付勢トルクｃ２との和である残留トルクｃ３の特性は、図示したようにしゃ断かんの角度が４５度の近傍でピークを示すものとなっている。
【００４１】
本実施の形態にかかる踏切しゃ断機１については、ねじりコイルばねＡ，Ｂ双方を使用したときの付勢トルクｄ２が示されている。この付勢トルクｄ２の大きさは、しゃ断かんの角度には比例せず、広い範囲で従来技術の付勢トルクｃ２よりも大きく、残留トルクｄ３は広い範囲でフラットな特性を示しており、残留トルクｄ３を生じる補助力が略一定にされている。したがって、モータＭにかかる負荷は略一定である。これにより、モータＭの負荷を軽減するとともに、モータの小型化や消費電力の抑制をすることができる。
【００４２】
図７は、本実施の形態にかかる踏切しゃ断機のトルク特性を例示した図であり、例えば、ｂ１はしゃ断かん長の短いしゃ断かん１２の重量による負荷トルクを示し、ｂ２はねじりコイルばねＢによる付勢トルクを示し、ｂ３は残留トルクを示している。また、ａ１，ａ２，ａ３は、それぞれ負荷トルクａ１、付勢トルクａ２、残留トルクａ３である。負荷トルクａ１は、例えば、図６に示した負荷トルクｃ１がしゃ断かん長の長めのしゃ断かんの重量による負荷トルクとすると、負荷トルクｂ１を発生させる短めのしゃ断かんと長めのしゃ断かんの中間の長さのしゃ断かんによる負荷トルクである。付勢トルクａ２は、ねじりコイルばねＡによる付勢トルクを示している。
【００４３】
付勢トルクａ２，ｂ２は、図５に示した出力トルク特性を有するように構成されたしゃ断かん側クランク部材２１と補助側クランク部材２３とを介してしゃ断かん側クランク部材２１から出力されるねじりコイルばねＡ，Ｂの出力トルク特性を示している。
【００４４】
これらのトルク特性から、しゃ断かん長が異なって負荷トルクａ１，ｂ１が異なってもねじりコイルばねＡ，Ｂを選択するだけで残留トルクａ３，ｂ３に同じ特性を得ることができる。また、上記のように最大出力トルクと略等しくフラットな出力トルクが発生していることが分かる。
【００４５】
これは、しゃ断かん側クランク部材２１の当接ローラ２２と補助側クランク部材２３のローラ当接部２３ａとの当接位置がしゃ断かん側クランク部材２１および補助側クランク部材２３の回転に従って変位することによるテコ比の変化によって得られるものである。すなわち、しゃ断かん回転軸１３から当接位置までの距離と補助回転軸１４から当接位置までの距離との比が変化することによって得られる。
【００４６】
図６に従来技術の踏切しゃ断機を例に挙げて示したように、ねじりコイルばねをしゃ断かんの取り付けられた回転軸に単独に備えるものの場合には、モータにかかる負荷の変動が大きいためにモータの負担が大きくなるが、本実施の形態にかかる踏切しゃ断機１は、残留トルクがフラットである範囲が広いという優れた特性を有している。これにより、モータＭにかかる負荷の変動がほとんど無く、モータＭの負担を小さくすることができる。
【００４７】
次に、例えば、ねじりコイルばねＡ，Ｂが共に働くように阻止ブロック１５で係止させた場合、の作用を説明する。  
踏切しゃ断機１のしゃ断かん１２は、上昇して待機している待機位置（図３参照）から下降して略水平な状態になる遮断位置（図４参照）まで昇降させることができる。しゃ断かん１２が待機位置にあるときには、ねじりコイルばねＡ，Ｂともに弾性変形を生じておらず、いずれにも弾性エネルギーは蓄積されていない。
【００４８】
待機位置にあるしゃ断かん１２を下降させるためにモータＭが駆動すると、モータＭの回転が減速されながら歯車３１，３２，３３の順に伝達され、さらに、歯車３３から最終歯車３４に伝達されて最終歯車３４が下降方向Ｄ（矢印Ｄ方向）に回転する。最終歯車３４は、しゃ断かん回転軸１３を中心にして回転するので、最終歯車３４の回転とともにしゃ断かん１２およびしゃ断かん側クランク部材２１が下降方向Ｄに回転する。
【００４９】
しゃ断かん１２が待機位置にあるときは、しゃ断かん側クランク部材２１の当接ローラ２２は、補助側クランク部材２３のローラ当接部２３ａのうち補助回転軸１４に近い部分に当接している。しゃ断かん側クランク部材２１が下降方向Ｄ方向に回転すると、補助側クランク部材２３は、しゃ断かん側クランク部材２１に押されてねじりコイルばねＡ，Ｂの弾發力に抗してエネルギー蓄積方向Ｅ（矢印Ｅ方向）に回転する。このとき、当接ローラ２２とローラ当接部２３ａとの当接位置は、しゃ断かん側クランク部材２１および補助側クランク部材２３が回転するにしたがってローラ当接部２３ａの先端部に向かって変位する。しゃ断かん側クランク部材２１と補助側クランク部材２３とはねじりコイルばねＡ，Ｂの弾發力の作用もあって強い力で当接しているが、しゃ断かん側クランク部材２１の先端が当接ローラ２２なので、当接位置はスムーズに変位する。補助側クランク部材２３が矢印Ｅ方向に回転すると、ねじりコイルばねＡ，Ｂは捩じれて弾性変形を起こしながら弾性エネルギーを蓄積する。
【００５０】
しゃ断かん１２が下降して図４に示した下降位置に達するとモータＭの回転が停止する。このとき、しゃ断かん側クランク部材２１および補助側クランク部材２３の回転量は最大に達しており、当接ローラ２２はローラ当接部２３ａの先端に達している。したがって、ねじりコイルばねＡ，Ｂに蓄積された弾性エネルギーは最大である。ねじりコイルばねＡ，Ｂは、蓄積した弾性エネルギーを放出しようとするために補助側クランク部材２３を矢印Ｅ方向とは逆方向、すなわち、しゃ断かん１２が上昇する方向に回転させようとする補助力である付勢力を生じるが、モータＭの備えるブレーキ機能によってしゃ断かん１２は上昇することなく、下降位置に維持される。
【００５１】
しゃ断かん１２を下降位置から上昇させるときは、モータＭのブレーキ機能を解除して逆方向に回転することによって最終歯車３４を矢印Ｄ方向とは逆方向に回転させることができる。最終歯車３４のこの回転によってしゃ断かん１２およびしゃ断かん側クランク部材２１も矢印Ｄ方向とは逆方向に回転する。
【００５２】
このとき、ねじりコイルばねＡ，Ｂは、蓄積した弾性エネルギーを放出しようとするために補助側クランク部材２３を矢印Ｅ方向とは逆方向に回転させる付勢力を生じる。補助側クランク部材２３のこの回転は、しゃ断かん側クランク部材２１を矢印Ｄ方向とは逆方向に回転させるので、しゃ断かん１２の上昇を補助する補助力が発生することになる。
【００５３】
補助側クランク部材２３のローラ当接部２３ａとしゃ断かん側クランク部材２１の当接ローラ２２との当接位置は、しゃ断かん１２が下降するときとは逆に、ローラ当接部２３ａの先端部から図３に示した位置に向かって変位する。この当接位置の変位によって、しゃ断かん側クランク部材２１と補助側クランク部材２３とのテコ比が変わって上記したような付勢トルクａ２，ｂ２の特性が得られる。
【００５４】
これにより、しゃ断かん１２の昇降に応じて補助力を略一定にしてしゃ断かん１２の上昇を補助することができる。図７に示したようにしゃ断かんの回転角度の０度から９０度までの範囲のうち広い範囲にわたって残留トルクａ３，ｂ３が略一定に発生しているので、モータＭにかかる負荷を略一定に軽減することができる。
【００５５】
次に、図８から図１１までを参照しながら本発明の第１の実施の形態の変形例について説明する。この変形例は、補助側クランク部材２３の全体形状が異なるだけであり、他の構成部材は同一であるので、それらの重複説明を省略するとともに符号を省略する。
【００５６】
本変形例においては、補助側クランク部材１２３の先端部側の形状が、上記の補助側クランク部材２３の先端部側の形状と異なっている。この補助側クランク部材１２３は、しゃ断かん側クランク部材２１の当接ローラ２２が当接するローラ当接部１２３ａの形状がローラ当接部２３ａと異なっている。
【００５７】
ローラ当接部１２３ａは、Ｕ字状に開いた先端部形状を有しており、当接ローラ２２がガイドされながら当接するガイド溝１２４が補助回転軸１４に真直ぐに向かって補助側クランク部材１２３の途中まで形成されている。ガイド溝１２４の幅は当接ローラ２２の外径よりも僅かに大きい広さを有している。このガイド溝１２４の向かい合う内側辺１２４ａ，１２４ｂは直線的に平行に延びている。当接ローラ２２は、このガイド溝１２４に沿って移動可能であり、ローラ当接部１２３ａとの当接位置がスムーズに変位する。
【００５８】
この変形例では、しゃ断かん１２が上昇して待機位置にあるときは、図１０に示すように当接ローラ２２の位置はガイド溝１２４内で補助回転軸１４寄りである。しゃ断かん１２を下降させるときは上記のように各構成部材が動作してしゃ断かん側クランク部材２１が矢印Ｄ方向に回転する。このとき、当接ローラ２２はガイド溝１２４の内側辺１２４ｂに当接しながらローラ当接部１２３ａの先端に向かって当接位置を変位させる。
【００５９】
図１１に示した下降位置からしゃ断かん１２を上昇させるときも上記のように各構成部材が動作する。このとき、当接ローラ２２はガイド溝１２４の内側辺１２４ｂに当接しながら図１０に示した位置までローラ当接部１２３ａとの当接位置を変位させる。
【００６０】
この変形例の場合に生じる各種トルクの特性は、上記したものと同様であるので、しゃ断かん１２の昇降に応じて補助力を略一定にしてしゃ断かん１２の上昇を補助することができる。さらに、モータＭにかかる負荷を軽減するとともに略一定にすることができる。
【００６１】
また、当接ローラ２２がガイド溝１２４内を移動するので、当接ローラ２２のローラ当接部１２３ａに対する当接しながらの移動がより確実になる。
【００６２】
次に、図１２から図１５までを参照しながら本発明の第２の実施の形態について説明する。なお、第１の実施の形態と同種の部位には同一符号を付し重複した説明を省略する。
【００６３】
図１２は、本発明の第２の実施の形態にかかる踏切しゃ断機を側面方向から見たときの主要部を示す図であり、図１３は、同様に正面方向から見た図である。図１４は、しゃ断かんが待機位置にあるときの主要部を示し、図１５は、しゃ断かんが下がっている状態での主要部を示している。
【００６４】
本実施の形態にかかる踏切しゃ断機１Ａは、第１の実施の形態にかかる踏切しゃ断機１が備えるしゃ断かん側クランク部材２１を備えず、一方、補助側クランク部材１２３は第１の実施の形態の変形例と同様のクランク部材である。踏切しゃ断機１Ａは、最終歯車３４の側面３４ａに当接ローラ１２２を備えている。この当接ローラ１２２は、上記の当接ローラ２２に相当するものであり、補助側クランク部材１２３のガイド溝１２４内で補助側クランク部材１２３に当接しており、補助側クランク部材１２３と協働して補助回転軸１４およびしゃ断かん回転軸１３それぞれの回転を相互に伝達している。本実施の形態では、最終歯車３４と当接ローラ１２２とがしゃ断かん側回転部材２０Ａを構成している。
【００６５】
当接ローラ１２２は、上記の第１の実施の形態の変形例と同様に補助側クランク部材１２３に形成されたガイド溝１２４内をローラ当接部１２３ａと当接しながら移動して当接位置を変位させる。
【００６６】
本実施の形態にかかる踏切しゃ断機１Ａは、上記の第１の実施の形態およびその変形例と同様に作用する。したがって、上昇するしゃ断かん１２を補助するための補助力をしゃ断かん１２の昇降に応じて略一定にしてしゃ断かん１２の上昇を補助することができる。
【００６７】
さらに、モータＭにかかる負荷を軽減するとともに略一定にすることができる。  
さらに、本実施の形態は、しゃ断かん側クランク部材２１を備えていない分、踏切しゃ断機１Ａを構成する部品点数が少なく、製造コストを下げることができる。  
【００６８】
なお、上記の各実施の形態では、ねじりコイルばねの本数が２本の場合を例に挙げて説明したが、これに限らず３本以上備えてもよいし、あるいは、１本だけ備えてもよい。複数本のねじりコイルばねを備える場合には、全てをばね定数の同じものとしてもよいし、異なるものを備えてもよい。
【００６９】
また、上記の各実施の形態では、しゃ断かんを上昇させる際にしゃ断かんの昇降に応じて補助力が略一定となる特性を得るための構成として説明したが、しゃ断かん側クランク部材と補助側クランク部材との距離、しゃ断かん側クランク部材の当接ローラの位置やしゃ断かん側クランク部材の傾斜角度、補助側クランク部材の当接位置や補助側クランク部材の角度などのパラメータを変えることで略一定とは異なる特性を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本発明の第１の実施の形態にかかる踏切しゃ断機を側面方向から見たときの主要部を示す図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態にかかる踏切しゃ断機を正面方向から見たときの主要部を示す図である。
【図３】図１の踏切しゃ断機のしゃ断かんが上がっている状態での構成の主要部を示す図である。
【図４】図１の踏切しゃ断機のしゃ断かんが下がっている状態での構成の主要部を示す図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態にかかる踏切しゃ断機のしゃ断かんの角度に対するしゃ断かん側クランク部材の出力と補助側クランク部材の出力との比を示す図である。
【図６】本発明の第１の実施の形態にかかる踏切しゃ断機のトルク特性と従来技術の踏切しゃ断機の負荷トルク特性とを比較した図である。
【図７】本発明の第１の実施の形態にかかる踏切しゃ断機のトルク特性を例示した図である。
【図８】本発明の第１の実施の形態にかかる踏切しゃ断機の変形例を側面方向から見たときの構成を示す図である。
【図９】本発明の第１の実施の形態にかかる踏切しゃ断機の変形例を正面方向から見たときの構成を示す図である。
【図１０】図８の踏切しゃ断機のしゃ断かんが上がっている状態での構成の主要部を示す図である。
【図１１】図８の踏切しゃ断機のしゃ断かんが下がっている状態での構成の主要部を示す図である。
【図１２】本発明の第２の実施の形態にかかる踏切しゃ断機を側面方向から見たときの主要部を示す図である。
【図１３】本発明の第１の実施の形態にかかる踏切しゃ断機を正面方向から見たときの主要部を示す図である。
【図１４】図１２の踏切しゃ断機のしゃ断かんが上がっている状態での構成の主要部を示す図である。
【図１５】図１２の踏切しゃ断機のしゃ断かんが下がっている状態での構成の主要部を示す図である。
【符号の説明】
【００７１】
Ａ，Ｂ…ねじりコイルばね
Ｄ…下降方向
Ｅ…エネルギー蓄積方向
Ｈ…しゃ断かんホルダ
Ｋ…変化点
Ｍ…モータ
Ｐ…固定ピン
１，１Ａ…踏切しゃ断機
１１…筐体
１２…しゃ断かん
１３…しゃ断かん回転軸
１４…補助回転軸
１５…阻止ブロック
２０，２０Ａ…しゃ断かん側回転部材
２１…しゃ断かん側クランク部材
２２…当接ローラ
２３，１２３…補助側クランク部材（補助側回転部材）
２３ａ，１２３ａ…ローラ当接部
３１，３２，３３…歯車
３４…最終歯車
３４ａ…側面
１２２…当接ローラ
１２４…ガイド溝
１２４ａ，１２４ｂ…内側辺
【図１】
0004658708.tif 000002
【図２】
0004658708.tif 000003
【図３】
0004658708.tif 000004
【図４】
0004658708.tif 000005
【図５】
0004658708.tif 000006
【図６】
0004658708.tif 000007
【図７】
0004658708.tif 000008
【図８】
0004658708.tif 000009
【図９】
0004658708.tif 000010
【図１０】
0004658708.tif 000011
【図１１】
0004658708.tif 000012
【図１２】
0004658708.tif 000013
【図１３】
0004658708.tif 000014
【図１４】
0004658708.tif 000015
【図１５】
0004658708.tif 000016