(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉄道の道床に敷設された左右一対の既設レールを除去し、これら既設レールの外側方の道床上にそれぞれ略平行に仮置きされた新レールを、前記既設レール除去後のレール敷設位置に敷設する際に使用される鉄道用レール交換装置であって、
敷設された前記既設レール上を走行する駆動輪を備える台車と、
この台車上にレールの敷設方向と直交して延設され且つ先端が前記新レールの仮置き位置上に位置するアームと、
このアーム上に、その延設方向に沿って移動可能に支持され且つ前記新レールを上方から上下動自在に把持するクランパを備えた移動手段と、
前記新レールの仮置き位置より内側にて前記アームの下方に設けられ、前記移動手段により移動された前記新レールを、前記レール敷設位置より上方にて支持する支持手段と、
前記駆動輪を回転駆動させて装置全体を走行させる駆動源と、
前記新レールを移動手段で把持して移動させて前記支持手段に載置した状態で、前記装置全体の走行に応じて新レールを内側に絞り込む外ローラとを有することを特徴とする鉄道用レール交換装置。
【請求項２】
前記アームが、その基端部に設けられ、垂直な軸回りに回転するヒンジにより折り畳み可能とされていることを特徴とする請求項１記載の鉄道用レール交換装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載されたレール交換装置の前記駆動輪を前記既設レール上にセットし、
前記移動手段を前記新レールの仮置き位置上に配し、前記新レールの端部をクランパによって上方から把持し、
把持した前記新レールの端部を持ち上げ、前記移動手段を内側に移動させて前記支持手段に載置した後、前記移動手段による前記新レールの把持を解除し、
更に前記レール交換装置を前進させることにより、前記新レールを前記支持手段を経て後方に導くとともに外ローラによって前記既設レールの内側に落とし込み、
前記レール交換装置が走行した後の前記既設レールを、前記レール敷設位置の外側に排除した後、後方に導かれた前記新レールを前記レール敷設位置に敷設することを特徴とするレールの交換方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鉄道用レールにおいて、老朽化、破損等の理由により既設のレールを新レールに交換する際に用いて好適なレール交換装置及びこのレール交換装置を用いたレール交換方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
道床の上にレールが敷設された鉄道において、既設レールを新レールに交換するにあたっては、従来より、既設レールの外側方の道床に、既設レールと略平行に新レールを仮置きし、門型フレーム構造のクレーンである山越器を既設レールに跨った状態にセットし、この山越器を用いて既設レールを除去した後、新レールを既設レールの敷設位置に移動させる方法が採用されていた。しかしながら、この方法では、レール長が５００メートル以上にわたるロングレールを交換する場合、多数の山越器が必要となって多大なコストと労力を要し、かつこれら多数の山越器の作動を一致させてレール交換を行う作業は困難であった。また、高架上に敷設されているレールを交換する場合には、地上から高架上に多数の山越器を持ち上げて搬入する作業を要し、これに手間と労力がかかるという欠点があった。
【０００３】
そこで、特開平１ー２９９９０１号公報に開示のレール交換方法および交換装置が提案されている。これは、既設レール上で前段ガイド装置を走行させながら既設レールの外側に仮置きしてある新レールを内側のレール敷設位置に導き、この新レール上にて後段ガイド装置を走行させつつ、後段ガイド装置により既設レールを外側に排除するものである。上記交換装置を用いた交換方法によれば、多数の山越器が不要で、かつ前段および後段のガイド装置を同時に走行させることにより、一連の動作で円滑に新レールの敷設と既設レールの排除とを同時に実施できるという効果がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、この交換装置を用いる場合においても、最初に前段のガイド装置に新レールを供給する場合および後段のガイド装置に既設レールを供給する場合には、やはり山越器が必要となる。従って、山越器の搬入およびその作動に手間を要するといった問題は依然として残っていた。また、前段および後段の各ガイド装置の全体重量がかさむため、運搬に困難を来たす場合があった。
【０００５】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、山越器を不要とすることによりそのための労力が軽減され、かつ装置の使用及び管理が簡略化され、更に運搬しやすく現場への搬入が容易な鉄道用レール交換装置及びこれを用いたレール交換方法を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するためになされたもので、その請求項１記載の装置は、鉄道の道床に敷設された左右一対の既設レールを除去し、これら既設レールの外側方の道床上にそれぞれ略平行に仮置きされた新レールを、前記既設レール除去後のレール敷設位置に敷設する際に使用される鉄道用レール交換装置であって、敷設された前記既設レール上を走行する駆動輪を備える台車と、この台車上にレールの敷設方向と直交して延設され且つ先端が前記新レールの仮置き位置上に位置するアームと、このアーム上に、その延設方向に沿って移動可能に支持され且つ前記新レールを上方から上下動自在に把持するクランパを備えた移動手段と、前記新レールの仮置き位置より内側にて前記アームの下方に設けられ、前記移動手段により移動された前記新レールを、前記レール敷設位置より上方にて支持する支持手段と、前記駆動輪を回転駆動させて装置全体を走行させる駆動源と、前記新レールを移動手段で把持して移動させて前記支持手段に載置した状態で、前記装置全体の走行に応じて新レールを内側に絞り込む外ローラとを有することを特徴としている。
【０００７】
また、請求項２記載の装置は、請求項１記載の鉄道用レールの交換装置において、前記アームが、その基端部に設けられ、垂直な軸回りに回転するヒンジにより折り畳み可能とされていることを特徴としている。
【０００８】
また、請求項３記載のレールの交換方法は、請求項１または２に記載されたレール交換装置の前記駆動輪を前記既設レール上にセットし、前記移動手段を前記新レールの仮置き位置上に配し、前記新レールの端部をクランパによって上方から把持し、把持した前記新レールの端部を持ち上げ、前記移動手段を内側に移動させて前記支持手段に載置した後、前記移動手段による前記新レールの把持を解除し、更に前記レール交換装置を前進させることにより、前記新レールを前記支持手段を経て後方に導くとともに外ローラによって前記既設レールの内側に落とし込み、前記レール交換装置が走行した後の前記既設レールを、前記レール敷設位置の外側に排除した後、後方に導かれた前記新レールを前記レール敷設位置に敷設することを特徴としている。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づき、本発明の実施形態について説明する。
図１中符号Ｒ１は鉄道の道床Ｄ上に枕木Ｍを介して敷設され、老朽化等の理由により交換を要する既設の旧レール、Ｒ２は旧レールＲ１に換えて新たに敷設される新レール（新旧のレールを特に分ける必要がない場合には、単にレールＲと呼称する。）で、新レールＲ２は旧レールＲ１の側方の道床Ｄ上に仮置きされている。また、符号１は本発明に係るレール交換装置である。以下、まずレール交換装置１について説明するが、説明中、前後、左右といった方向の記載は、該交換装置１の前進方向を基準にした方向とここで定義する。
【００１０】
レール交換装置１は、図１ないし図３に示すように、台車２、フレーム３、アーム４、移動手段５、支持手段６、及び駆動源７から概略構成されている。台車２は、前後一対の車輪２１ａ，２１ｂが装着された車輪ホルダ２２を、左右に延びるバー２３にて連結したもので、前方の車輪２１ａは油圧モータが組み込まれた駆動輪となっている。また、前方の車輪２１ａと後方の車輪２１ｂとは、チェーン（図示せず。）等を介して同期して回転可能とされている。
【００１１】
フレーム３は、車輪ホルダ２２上に立設された左右一対の支柱３１の上端を、左右に延びるバー３２にて連結したもので、支柱３１の左右上端部には、垂直な軸回りに回転するヒンジ３３がそれぞれ設置されている。また、ヒンジ３３からは、一対の前記アーム４が、レールＲの敷設方向に直交する位置、すなわち、左右に向け水平に延設されている。ここで、アーム４の全長は、アーム４の先端が新レールＲ２の仮置き位置上に位置するよう設定されている。更に、アーム４は、ヒンジ３３に設けられたピン３４の操作により、図２，３に二点鎖線で示すように、ヒンジ３３を支点として、レールＲの敷設方向に平行な向きに折り畳み可能とされている。
【００１２】
移動手段５は、アーム４上に、その延設方向に沿って移動可能に支持された手動ウインチ５１と、この手動ウインチ５１からチェン５２を介して上下動自在に垂下され、レールＲのヘッドを左右から挟んでレールＲを把持するクランパ５３とから構成されている。また、支持手段６は、車輪２１ａ，２１ｂ間にて車輪ホルダ２２から左右に向け水平に延設された一対の部材で、その先端は、移動手段５による新レールＲ２の上下動の妨げとならないよう、新レールＲ２の仮置き位置より内側に位置している。更に、個々の支持手段６の上面には、垂直な軸回りに回転する外ローラ６１と内ローラ６２により左右から挟まれた水平ローラ６３が、レールＲの敷設方向に直交する軸回りに回転可能に設けられている。
【００１３】
駆動源７は、エンジン７１と油圧ポンプ（図示せず。）とを組み合わせて枠体７２内に収容したもので、枠体７２を介してバー２３に取り付けられている。そして、駆動源７の動力により、台車２の駆動側の車輪２１ａの油圧モータを作動させるようになっている。
【００１４】
次いで、上記構成を有するレール交換装置１を用いたレール交換方法について以下に説明する。
まず、新レールＲ２を、作業区間である交換すべき旧レールＲ１の、外側の道床Ｄ上に旧レールＲ１と略平行に配置する。新レールＲ２は、その端部を、交換すべき旧レールＲ１と、この旧レールＲ１と連結されている本線レール（図示せず。）との継目にほぼ一致させて、かつ通常の姿勢すなわちベースを下、ヘッドを上にして配置する。また、本線レール上に、レール交換装置１を、アーム４が左右に延設された状態で、前進方向が作業区間の方向（図４〜６中矢印Ｆで示す方向）となるよう設置する。以上で交換作業の準備が完了する。
【００１５】
準備が完了したら、手動ウインチ５１を、新レールＲ２の仮置き位置上に位置するまで外側に移動させるとともに、レール交換装置１を、本線レールと旧レールＲ１の継目の手前まで自走により前進させる。この状態を図４に示す。そして、手動ウインチ５１を操作し、クランパ５３による新レールＲ２の把持が可能となるまでチェン５２を繰り出し、更に、クランパ５３を開いて新レールＲ２のヘッドを左右から挟んで閉じることにより、図１中矢印Ｐで示すように、新レールＲ２の端部を把持する。新レールＲ２に対するクランパ５３の位置調整は、クランパ５３を揺動させたり、手動ウインチ５１を若干移動させることにより行えばよい。
【００１６】
クランパ５３により新レールＲ２を把持したら、手動ウインチ５１を操作してチェン５２を巻き上げ、図１中矢印Ｑで示すように、新レールＲ２の端部を外ローラ６１よりも上方に持ち上げる。次いで、図１中矢印Ｒで示すように、手動ウインチ５１を、支持手段６の水平ローラ６３上に位置するまで内側に移動させる。新レールＲ２の端部が水平ローラ６３上に到達したら、手動ウインチ５１を操作してチェン５２を繰り出し、新レールＲ２が水平ローラ６３上に載置されるまでクランパ５３を下げる。更に、クランパ５３による新レールＲ２の把持を解除し、クランパ５３を上方に戻すことにより、図１中矢印Ｓで示すように、支持手段６上への新レールＲ２の設置が完了する。
【００１７】
支持手段６上に新レールＲ２を設置したら、旧レールＲ１上のレール交換装置１を矢印Ｆで示す方向に前進させる。すると、新レールＲ２が、水平ローラ６３上を後方に相対移動しつつ、外ローラ６１の存在により内側に絞り込まれ、その結果、図５に示すように、新レールＲ２が、その端部から順次旧レールＲ１の内側に落とし込まれる。
【００１８】
続いて、旧レールＲ１の枕木Ｍへの締結を解除するとともに、連結されている本線レールとの接続を解除する。この場合、通常レール同士は継目板と呼ばれる連結材を双方のレールに添接してボルト止めすることにより連結されているため、具体的には、この継目板を外して、交換すべき旧レールＲ１と本線レールとの連結を解除する。更に、本線レールとの連結を外した旧レールＲ１のうち、レール交換装置１より後側部分を、バール等の工具で外側に排除するとともに、旧レールＲ１の内側に落とし込まれた新レールＲ２を、前記継目板を介して本線レールに連結する。
【００１９】
そして、レール交換装置１を、適度な速度で自走により前進させ、かつ旧レールＲ１を順次外側に排除しつつ新レールＲ２を枕木Ｍに順次締結することにより、図６に示すように、新レールＲ２が支持手段６を経て順次道床Ｄ上に敷設され、旧レールＲ１から新レールＲ２への交換が行われる。また、この際、レール交換装置１の後方にて、旧レールＲ１の上に新レールＲ２が交差する。
【００２０】
一方、レール交換装置１の搬送時等には、ピン３４を操作して、図２，３に二点鎖線で示すように、アーム４を、ヒンジ３３を支点としてレールＲの敷設方向に平行な向きに折り畳んでおく。こうすることにより、レール交換装置１の幅が車両限界内に収まる程度にまで縮小され、その結果、レールＲを利用したレール交換装置１の搬送が容易となる。
【００２１】
このように、本発明のレール交換装置１によれば、装置への新レールＲ２の設置を自らのアーム４と移動手段５により行うため、従来必要不可欠であった山越器が不要となる。従って、現場への山越器の搬入およびその作動に要する手間等の問題が解消される。
【００２２】
また、レール交換装置１が、図１〜３で示すような簡単な構造とされているため、装置の使用及び管理が簡略化され、かつ装置が小型軽量となって、装置の運搬や現場への搬入も容易となる。特に、アーム４が折畳み可能であるため、レール交換装置１を車両限界内に収まる程度にまで小型化できる。更に、移動手段５に軽量で構造が簡単な手動ウインチ５１を用いたため、レール交換装置１の軽量化が推進されるばかりではなく、故障発生率が低下し、更には故障時の修理が容易であるという点でも有利となる。また、手動ウインチ５１が安価なため、装置の製造コストが低減されるという効果もある。
【００２３】
【発明の効果】
以上説明した通り、本発明のレール交換装置によれば、装置への新レールの設置を自身のアームと移動手段により行うため、従来必要不可欠であった山越器が不要となり、その結果、現場への山越器の搬入およびその作動に要する手間等の問題が解消される。
【００２４】
また、レール交換装置の構造が簡単であるため、装置の使用及び管理が簡略化され、かつ装置が小型軽量となって、装置の運搬や現場への搬入も容易となる。特に、アームが折畳み可能であるため、レール交換装置を車両限界内に収まる程度にまで小型化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明のレール交換装置の構造の例を示す図２の矢印Ｉに沿った正面図である。
【図２】  本発明のレール交換装置の構造の例を示す図１の矢印ＩＩに沿った上面図である。
【図３】  本発明のレール交換装置の構造の例を示す図２の矢印ＩＩＩに沿った側面図である。
【図４】  本発明のレール交換装置によるレール交換の手順を示す上面図である。
【図５】  本発明のレール交換装置によるレール交換の手順を示す上面図である。
【図６】  本発明のレール交換装置によるレール交換の手順を示す上面図である。
【符号の説明】
１  レール交換装置
２  台車
４  アーム
５  移動手段
６  支持手段
７  駆動源
２１ａ  車輪（駆動輪）
Ｄ  道床
Ｒ１  旧レール（既設レール）
Ｒ２  新レール
【図１】
0003854368.tif 000002
【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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