(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
レール削正車の下面側で左右のレールのそれぞれの内外に跨がって配置され、下面側が開口する左右の回収コンテナと、回収コンテナの全周側面に取り付けられ、軌道面との間を気密にするための弾性遮蔽板と、回収コンテナ内を前後の予備室と中央の集塵室に区画する弾性区画板と、中央の集塵室に配設された複数のエア噴射ノズルと、回収コンテナ内を集塵機へ連通接続するダクトとで構成したことを特徴とするレール削正カス回収装置。
【請求項２】
レール削正車の下面側で左右のレール間に跨がって配設され、所定形状に枠組みされた基台フレームと、該基台フレームの前部側下面に配設され、高温の削正カスの塊を検知する温度センサーと、基台フレームの後部寄り下面でレールの内外近傍に対応して取り付けられた散水用の噴射ノズルと、基台フレームの後端側に取り付けられ、削正カスの塊を吸着する磁性部材とで構成したことを特徴とするレール削正カス回収装置。
【請求項３】
請求項１に記載のレール削正カス回収装置が、請求項２に記載の基台フレームの前後方向における中央部に取り付けられていることを特徴とするレール削正カス回収装置。
【請求項４】
レール削正車の下面側で左右のレール間に跨がって配設され、下面側が開口するレール削正装置の集塵コンテナを有し、集塵コンテナの内周面とこれに対向する左右のレールの外側面との間にブラシ部材を配設し、集塵コンテナの上部側から落下する削正カスの塊を前記ブラシ部材で受け止めて回収するようにしたことを特徴とするレール削正カス回収装置。
【請求項５】
ブラシ部材が揺動自在であり、受け止めた削正カスの塊を集塵コンテナの回収箱へ送り出すことができる駆動手段を備えている請求項４に記載のレール削正カス回収装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レール頭部に発生した加工硬化層又は波状摩耗等を砥石で削正してレール頭部を平滑にするに際し、削正したカス（顆粒状の粉塵、塊）を効率良く回収し、周囲への飛散を防止することで環境及び軌道の信号設備等に悪影響を与えることのない削正カスの回収装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
レールは、列車の車輪が転がったり、滑ったりを繰り返しながら、列車の安定走行を支えている。かかるレール頭部の表面（レール頭頂面）は、車輪の転動によって段々と固くなってレール表面のおよそ０．０５〜０．３ｍｍの厚みにわたって材料の加工硬化層が形成される。この加工硬化層は、転がり接触疲労層とも転動疲労破壊層とも呼ばれ、レール折損の原因となるシエリング傷の核となる。また列車が曲線部を走行したり、加速力行及び減速制動を行うと、車輪の内輪差及び車輪の滑動等からレール頭部に波状摩耗（レール頭頂面が波状に摩耗すること）が発生する。このような加工硬化層又は波状摩耗は、これを放っておくと確実にレール折損を引き起こす厄介な傷であり、また走行時の騒音の原因となるものである。
【０００３】
そのため、従来にあっては、列車の一定の通過トン数（おおむね４０００万〜５０００万トンの通過トン数毎）でレール頭頂面を０．１５〜０．３ｍｍ程度の厚みで削正を行い、疲労層を除去することでレール折損の発生や走行時の騒音の問題を未然に解決するようにしている。
【０００４】
而して、従来のレール削正装置及び削正カスの回収装置は、これを示せば図６の概略縦断面正面図に示す通りである。同図に示す如く、レール削正装置１と削正カスの回収装置２とは一体的に構成されており、レール削正車の台車下面側において、左右のレール３ａ及び３ｂ間に跨がって配置され、下面のみが開口する箱状の集塵コンテナ４を有している。そして、集塵コンテナ４内の左右のレール３ａ及び３ｂに対向する位置において、レール方向に複数個の砥石車５ａ，５ｂ等が配設されている。また集塵コンテナ４のレール３ａ及び３ｂよりも外側には削正カスを回収するための箱部６ａ，６ｂが形成されている。集塵コンテナ４の天井には集塵機（図示せず）へ連通接続されたダクト７が設けられている。
【０００５】
このように構成されたレール削正装置１及び削正カスの回収装置２では、砥石車５ａ，５ｂでレール頭頂面を削正すると、レール削正面がレールの頭頂面とその内側であるため顆粒状に削り取られたレールの削正カスは、回収箱６ａ，６ｂの方向へ吹き飛ばされて、その一部は当該回収箱６ａ，６ｂに回収される。また残りの顆粒状の削正カスは、集塵コンテナ４内を飛散し、その一部はダクト７を通じて集塵機に補足されて分離され、他の一部は自重により軌道上へ落下する。軌道の中央部に落下した削正カスは、前記集塵機による吸引作用を受け、回収することが可能である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
このように従来の削正カスの回収装置２では、顆粒状の一部の削正カスが軌道上へ落下し、落下したうちの一部のものは集塵機へ吸引回収されるが、特にレール３ａ，３ｂの外側へ落下した削正カスは、集塵機の吸引力を受けることができず、回収することは不可能であった。これは、集塵コンテナ４の全周において、軌道面との間に相当大きな空間が形成されており、この空間から空気が吸引されるため、レール外側へ落下した削正カスへの集塵機の吸引力が作用しなくなるからである。そのため、回収できない顆粒状の削正カスは、列車が高速で通過するたびに列車風圧等で舞い上がり、作業員や周囲の環境に粉塵公害をもたらすという問題があった。
【０００７】
また集塵コンテナ４内の削正カスは、削正直後は赤熱化した高温度のものであり、集塵コンテナ４の内周面に付着堆積した後、塊となってレール外側に落下していた。この赤熱化した削正カスの塊は、レール継目における信号線等の軌道回路を焼損させたり、その他の保安設備に熱害を与える。そのため、従来では、レール削正車が通過した後に、赤熱化した削正カスの塊を見つけた場合は、作業員がバケツに汲んだ水をかけて冷却するという人力作業に頼っていた。ところが、このような人力作業では、削正カス塊の見落とし等により回収忘れが発生し、これが列車風圧等で飛散して落下した地点に新たな熱害を発生させるというおそれもあった。また作業員は、前述した軌道上へ落下して列車風圧等で舞い上がる顆粒状の削正カスの粉塵公害の影響を受けるという問題があった。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は従来の前記課題に鑑みてこれを改良除去したものであって、軌道面との間を気密にできる回収コンテナを開発し、顆粒状の削正カスを効率良く回収できるようにし、また温度センサーにより赤熱化した削正カスの塊を検知して冷却回収できるようにした技術を提供せんとするものである。
【０００９】
而して、前記課題を解決するために本発明が採用した請求項１の手段は、レール削正車の下面側で左右のレールのそれぞれの内外に跨がって配置され、下面側が開口する左右の回収コンテナと、回収コンテナの全周側面に取り付けられ、軌道面との間を気密にするための弾性遮蔽板と、回収コンテナ内を前後の予備室と中央の集塵室に区画する弾性区画板と、中央の集塵室に配設された複数のエア噴射ノズルと、回収コンテナ内を集塵機へ連通接続するダクトとで構成したことを特徴とするレール削正カス回収装置である。この発明によれば、回収コンテナの全周側面に取り付けられた弾性遮蔽板により、軌道面との間を気密にできる。しかも、回収コンテナ内が前後の予備室と中央の集塵室とに弾性区画板によって区画されており、中央の集塵室は弾性遮蔽板及び弾性区画板がレール締結装置等の干渉を受けた場合でも常に気密性が保持されるようになっている。また中央の集塵室に配されたエア噴射ノズルによって削正カスをこの集塵室内で軌道面から浮遊させている。そのため、集塵機の吸引力をレール外側の軌道面へ落下した顆粒状の削正カスへも十分に作用させることができ、これを確実に吸引回収することが可能である。
【００１０】
本発明が採用した請求項２の手段は、レール削正車の下面側で左右のレール間に跨がって配設され、所定形状に枠組みされた基台フレームと、該基台フレームの前部側下面に配設され、高温の削正カスの塊を検知する温度センサーと、基台フレームの後部寄り下面でレールの内外近傍に対応して取り付けられた散水用の噴射ノズルと、基台フレームの後端側に取り付けられ、削正カスの塊を吸着する磁性部材とで構成したことを特徴とするレール削正カス回収装置である。この発明では、高温の削正カスの塊を温度センサーによって検知し、噴射ノズルから散水して冷却することができる。そして、電磁石等の磁性部材によって、前記削正カスの塊を吸着し、これを回収することが可能である。このような温度センサーによる検知方法であれば、見落とし等の人為的ミスを防止することが可能である。
【００１１】
本発明が採用した請求項３の手段は、請求項１に記載のレール削正カス回収装置が、請求項２に記載の基台フレームの前後方向における中央部に取り付けられていることを特徴とするレール削正カス回収装置である。
この発明では、顆粒状の削正カスを請求項１に記載の装置で回収でき、高温の削正カスの塊を請求項２に記載の装置で回収でき、これらが一つの基台フレームに取り付けられているので、本装置で全ての削正カスを回収することが可能である。
【００１２】
本発明が採用した請求項４の手段は、レール削正車の下面側で左右のレール間に跨がって配設され、下面側が開口するレール削正装置の集塵コンテナを有し、集塵コンテナの内周面とこれに対向する左右のレールの外側面との間にブラシ部材を配設し、集塵コンテナの上部側から落下する削正カスの塊を前記ブラシ部材で受け止めて回収するようにしたことを特徴とするレール削正カス回収装置である。この発明では、砥石で削正したカスが集塵コンテナの特定箇所に堆積して塊状となって落下する性質を利用し、その落下する位置にブラシ部材を配設している。そのため、削正カスの塊が軌道面へ落下する以前にこれを回収することが可能である。
【００１３】
本発明が採用した請求項５の手段は、ブラシ部材が揺動自在であり、受け止めた削正カスの塊を集塵コンテナの回収箱へ送り出すことができる駆動手段を備えている請求項４に記載のレール削正カス回収装置である。
ブラシ部材に回収のための駆動手段を設けることで、集塵コンテナの回収箱へ削正カスの塊を自動的に回収できるようにしている。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の構成を図面に示す発明の実施の形態に基づいて説明すると次の通りである。図１〜図４は本発明の第１の実施の形態に係るものであり、図１の図（Ａ）はレール削正カス回収装置の全体を示すレール削正車８の側面図、図１の図（Ｂ）はレール削正カス回収装置Ａの側面図、図２はレール削正カス回収装置Ａの平面図である。また図３は顆粒状の削正カスを回収する装置９を示すものであって、図（Ａ）はその側面図、図（Ｂ）は正面図、図（Ｃ）は平面図である。更に、図４は塊状の削正カスを回収する装置１０を示すものであって、図（Ａ）はその側面図、図（Ｂ）は一部の底面図である。
【００１５】
これらの各図面に示す如く、この第１の実施の形態に係るレール削正カス回収装置Ａは、レール削正装置１１と同様に、レール削正車８の台車下面側で軌道との間に配設されており、レール削正装置１１の後方に配設されている。レール削正カス回収装置Ａは、顆粒状の削正カスを回収する装置９と、塊状の削正カスを回収する装置１０とからなり、両者が一体的に連結結合されている。
【００１６】
前記顆粒状の削正カスを回収する装置９は、図３に示すように、左右のレール３ａ，３ｂに対応して配置され、下面側が開口する回収コンテナ１２を有している。この回収コンテナ１２の全周面には、硬質ゴム及び耐熱，弾性を有する材料からなる弾性遮蔽板１３が軌道の上面まで配設されている。回収コンテナ１２の両側面の弾性遮蔽板１３は、一枚で形成された長方形状を成している。また回収コンテナ１２の前後方向の弾性遮蔽板１３は、両サイドの分割片１３ａ及び１３ｂと、レール３ａ，３ｂと同形状の貫通穴１４が形成された中央の分割片１３ｃとに分割されている。
【００１７】
回収コンテナ１２の内部には、回収コンテナ１２内を前後の予備室１５，１６と中央の集塵室１７とに区画する弾性区画板１８が配設されている。この弾性区画板１８の材質は、弾性遮蔽板１３と同じであり、また前後の弾性遮蔽板１３と同じように両サイドの分割片と、レールと同形状の貫通穴が形成された中央の分割片とに分割されている。回収コンテナ１２の集塵室１７には、圧縮エアを噴出するための噴射ノズル１９が複数個配設されている。この場合は、レール３ａ及び３ｂのそれぞれの両サイドのレール底面に対向すべく、下向きで前後して合計四個の噴射ノズル１９が配設されている（図３の図（Ｃ）参照）。更に、回収コンテナ１２の集塵室１７は、その天井部に集塵機へ連通接続されたダクト２０が取り付けられている。また集塵室１７のレール方向の長さ寸法は、後述する理由からまくら木間の寸法以下になるように設定されている。
【００１８】
一方、塊状の削正カスを回収する装置１０は、図２及び図４に示す通り、左右のレール３ａ及び３ｂ間に跨がって矩形状等の所定形状に枠組み形成された基台フレーム２１を有している。基台フレーム２１は、各レール３ａ及び３ｂ側において、矩形状に形成され、左右の矩形状のものが前後のクロスメンバー２２ａ，２２ｂによって相互に連結されている。基台フレーム２１の左右のレール３ａ及び３ｂに対向する位置の前後には、それぞれ車輪２３が取り付けられており、レール３ａ及び３ｂ上を走行できるようになされている。また基台フレーム２１の左右のレール３ａ，３ｂに対向する位置の前部側の下面には、赤外線方式等の温度センサー２４が取り付けられており、後部寄りの位置には散水用の噴射ノズル２５が取り付けられている。更に、噴射ノズル２５よりも後方の位置には、回転駆動方式の電磁石２６が取り付けられており、これに近接して回収箱２７が設けられている。なお、前記顆粒状の削正カスを回収する装置９は、図１の図（Ｂ）及び図２に示すように、基台フレーム２１のレール３ａ，３ｂに対向するクロスメンバー２２ａ，２２ｂどうしの間に装着されている。
【００１９】
次に、このように構成されたレール削正カス回収装置Ａの動作態様を説明する。先ず、レール削正車８が現場に到着し、二連設方式のレール削正装置１１によって、レール３ａ及び３ｂの頭頂面を削正すると、顆粒状の削正カスの一部が軌道面上へ落下する。落下した顆粒状の削正カスのうち、軌間内へ落下したものは、レール削正装置１１内に設けられたダクトを通じて集塵機へ吸引回収される。ところが、特にレール３ａ，３ｂの外側へ落下した顆粒状の削正カスは、レール削正装置１１での吸引力不足から回収されないでそのまま軌道面上へ残ったままとなる。
【００２０】
ところが、この実施の形態にあっては、レール削正装置１１の後方に設置されたレール削正カス回収装置Ａのうちの回収装置９によって軌道面上へ残ったままの顆粒状の削正カスを回収するようにしている。すなわち、回収装置９は、回収コンテナ１２の全周側面に設けられた弾性遮蔽板１３のうちの前後方向のものがレール３ａ又は３ｂに密着状態で係合し、また両側面のものは軌道面上を覆うようになっているため、回収コンテナ１２内を密閉状に保持することができ、集塵機の吸引作用を十分に大きくすることができる。また前後方向の遮蔽板１３は、まくら木の上面から突出するレール締結装置２８（バネクリップ及びボルト等）と干渉し、これに捲り上げられ、回収コンテナ１２内の気密が保てなくなる虞れがある。しかしながら、回収コンテナ１２内を前後方向で三つの室に区画し、中央の室をまくら木間寸法よりも短い長さの集塵室１７としているので、例えば、前部側の遮蔽板１３がレール締結装置２８によって捲り上げられてもその気密性が失われるのは、予備室１５のみであり、集塵室１７と予備室１６との気密性は依然として保持できている。レール締結装置２８は、レール削正車８の進行に伴って順次、予備室１５と集塵室１７との間の区画板１８と接触するようになり、また集塵室１７と予備室１６との間の区画板１８と接触するようになり、更には後部側の遮蔽板１３と接触するようになるが、この場合であっても、少なくとも集塵室１７の気密性は保持できる構成である。
【００２１】
このように回収コンテナ１２の少なくとも集塵室１７内の気密性を保持したままで、圧縮エアの噴射ノズル１９から圧縮エアを噴射すると、特にレール３ａ及び３ｂの内外の軌道面に落下した顆粒状の削正カスのほとんどが舞い上がり、集塵室１７内で浮遊する。浮遊した顆粒状の削正カスは、集塵機の十分な吸引作用を受けてこれに吸引補足されるようになり、バグフィルタ等で分離された後、回収される。従って、この回収装置９であれば、軌道面上へ落下した顆粒上の削正カスのほとんど全部を効率良く回収することが可能である。
【００２２】
一方、レール削正装置１１の集塵コンテナ４では、赤熱化した顆粒状の削正カスがコンテナ内面へ堆積付着し、塊となってレール３ａ及び３ｂの近傍の外側へ落下する。この塊は赤熱化したままの状態であり、かなりの高温である。この回収装置Ａでは、基台フレーム２１の前部側下面に取り付けた温度センサー２４で前記赤熱化した削正カスの塊を検知することが可能である。この塊を検知した位置は、装置全体を制御する制御装置等へ記憶されており、後続の散水用の噴射ノズル２５がこの位置へ到達したときに、水を噴射して冷却するようになっている。そして、冷却された削正カスの塊は、更に後続の回転する電磁石２６によって補足され、磁石用コイルへの通電を遮断して回収箱２７へ回収される。このようにレール削正カスの塊を回収する装置１０は、自動的に赤熱化した削正カスの塊を発見し、これを冷却して回収するものである。従って、赤熱化した削正カスの塊による信号回路等の焼損を防止することが可能である。
【００２３】
図５は、本発明の第２の実施の形態に係るレール削正カス回収装置２９を示す部分縦断面正面図である。レール削正装置１（図５中において図示は省略）の基本的な構成については、図６に示す従来のものと同じである。而して、この実施の形態にあっては、集塵コンテナ４の削正カス回収箱６ａと、レール３ａの頭部外側面との間に、ワイヤブラシ等の高温に耐え得るブラシ部材３０を配設し、ブラシ部材３０を前進後退及び所定角度の範囲で回動できる駆動手段を設けている。
【００２４】
次に、この回収装置２９の動作態様を説明すると、レール削正装置１（図６参照）の砥石車によってレール外側方向へ飛散した顆粒状の削正カスは、集塵コンテナ４の内周面に堆積し、塊状となって落下するが、この落下する位置はレール３ａと集塵コンテナ４の回収箱６ａとの間の空間に限られている。これは、軌間領域の削正カスは集塵機の吸引作用を受けてこれに吸引回収され、また軌間外の削正カスのうち、回収箱６ａの領域のものはこれに回収されるからである。従って、この実施の形態では、レール３ａと回収箱６ａとの間の空間へ落下する赤熱化した削正カスの塊は、ブラシ部材３０によって受け止められ、軌道面へ落下することはない。そして、ブラシ部材３０は、間歇的に駆動する等して補足した削正カスの塊をはね上げ、回収箱６ａへ移載する。このような回収装置２９であれば、赤熱化した削正カスの塊が軌道面へ落下することはなく、信号回路等の焼損事故を未然に防止することができる。
【００２５】
ところで、本発明は上述した実施の形態に限定されるものではなく、適宜の変更が可能である。例えば、レール削正カス回収装置Ａは、顆粒状の削正カスを回収する装置９と、赤熱化した塊状のものを回収する装置１０とを一体的に組み合わせた場合を説明したが、これらは単独で構成してもよく、また当該レール削正カス回収装置Ａと、図５に示す塊状の削正カス回収装置２９とを併設するようにしてもよい。また顆粒状の削正カスを回収する装置９のエア噴射ノズル１９の設置数や設置場所等は、目的に応じた変更が可能である。更に、回収装置２９のブラシ部材３０を駆動させる手段は、回収箱６ａの形状等との関係で前進後退方式、回動方式、はね上げ方式、これらの組合せ方式等が可能である。
【００２６】
【発明の効果】
以上説明したように本発明にあっては、集塵機へ連通接続された回収コンテナの全周側面に弾性遮蔽板を取り付けて軌道面との間を気密にし、また回収コンテナ内を弾性区画板によって前後の予備室と中央の集塵室とに区画したから、中央の集塵室は弾性遮蔽板及び弾性区画板がレール締結装置等の干渉を受けた場合であっても常に気密性を保持することができる。しかも、中央の集塵室にエア噴射ノズルを配置し、顆粒状の削正カスをこの集塵室内で軌道面から浮遊させることによって、レール削正装置で回収できなかった顆粒状の削正カスのほとんど全部を吸引回収することができる。
【００２７】
また本発明にあっては、高温の削正カスの塊を温度センサーによって検知し、噴射ノズルから散水して冷却した後、電磁石等の磁性部材によって、前記削正カスの塊を吸着し、これを回収するようにしている。従って、回収作業の全自動化が可能であり、作業員の負担軽減及び厳しい環境からの脱出を実現でき、また人為的な方法による見落とし等を防止でき、確実に回収することができる。
【００２８】
更に、本発明にあっては、集塵コンテナの内周面とこれに対向する左右のレールの外側面との間にブラシ部材を配設し、集塵コンテナの上部側から落下する削正カスの塊を前記ブラシ部材で受け止めて回収するようにしたから、削正カスの塊が軌道面へ落下する以前にこれを自動的に回収することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るものであり、図（Ａ）はレール削正カス回収装置を装着したレール削正車の側面図、図（Ｂ）はその部分拡大図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係るレール削正カス回収装置の平面図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係る顆粒状の削正カスを回収する装置を示すものであり、図（Ａ）はその側面図、図（Ｂ）は正面図、図（Ｃ）は平面図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態に係る塊状の削正カスを回収する装置を示すものであって、図（Ａ）はその側面図、図（Ｂ）は一部の底面図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態に係る塊状の削正カスを回収する装置の一部を示す縦断面正面図である。
【図６】従来のレール削正装置及びその削正カス回収装置を示す概略正面図である。
【符号の説明】
３ａ，３ｂ…レール                ４…集塵コンテナ
５ａ，５ｂ…砥石車                ８…レール削正車
９…顆粒状の削正カス回収装置      １０…塊状の削正カス回収装置
１１…レール削正装置              １２…回収コンテナ
１３…弾性遮蔽板                  １４…レール貫通穴
１５，１６…前後の予備室          １７…中央の集塵室
１８…弾性区画板                  １９…エア噴射ノズル
２０…ダクト                      ２１…基台フレーム
２４…温度センサー                ２５…散水用の噴射ノズル
２６…磁性部材                    ２７…回収箱
２９…塊状の削正カス回収装置      ３０…ブラシ部材
【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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