JP4022840B2 - レールボンド溶接用のクランプ装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レールボンドをレールとレールの継目へ溶接するに際し、列車の走行に支障を来すことなく、レールボンド及び加熱剤を保持することのできるクランプ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
鉄道事業の電気部門では、信号設備を制御するための信号電流を流す信号線としてレールを利用しており、また電車を走行させるための電車電流を変電所へ返すための電気線としてレールを利用している。そのため、レールとレールを電気的に接続するものとしてレールボンドが使用されている。レールボンドは、軟銅線を右撚りの方向で同心円に撚り合わせ、両端に端子を取り付けたものであり、両端の端子をそれぞれレール側面部へ溶接ボンドをもって溶接するようにしている。
【０００３】
従来のレールボンドの溶接作業は、図７に示すように、レール１を上方から跨いで内外のレール側面部１ａどうしを挟持するクランプ部材２を用いて行っていた。クランプ部材２は、二本のアーム３ａ及び３ｂの中間点を支点４として開閉自在とし、支点４よりも後端側に圧縮スプリング５を装着することにより、先端の挟持部６でレール側面部１ａどうしを挟持するようにしている。このクランプ部材２によるレールボンド７の溶接作業は、次のようにして行っている。
【０００４】
すなわち、レール１，１どうしの継目にレールボンド７を準備し、その両端側の端子にそれぞれ予め溶接しておいた加熱剤８をレール側面部１ａへ押し当て、この状態で前記クランプ部材２により、加熱剤８をレール側面部１ａへ挟持して固定している。加熱剤８は、溶接ボンド８ａを溶かし、レールボンド７の溶接をし易くするための簡易加熱炉である。そして、次に加熱剤８を外部からバーナー（図示せず）で加熱して溶接ボンド８ａを溶かし、また新たに溶接ボンドを加熱剤８の凹部８ｂへ加えて撹拌し、所要形状に盛り上げて行っている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、前記従来のクランプ部材２を用いる溶接作業では、クランプ部材２をレール頭部１ｂの上方からこれを跨いで配設し、内外のレール側面部１ａ，１ａどうしを挟持することでレールボンド７及び加熱剤８をレール側面部１ａへ当接固定している。そのため、列車の走行に支障を来し、非常に危険である。また列車の往来がある度に、クランプ部材２を取り外してレールボンド７及び加熱剤８のセット状態を解除し、溶接作業を中断する必要がある。しかも、溶接作業は最初からやり直す必要があるので、極めて非能率的であり、列車が通過する時間間隔が短い場合は、溶接作業自体が行えないという不都合もあった。
【０００６】
更に、レール１どうしを斜めに切断して重ね合わせた伸縮継目の部分にあっては、レール頭部の全体の幅が通常のレール頭部１ｂの幅よりも大きく、前記クランプ部材２ではクランプすることができないという問題があった。更にまた、加熱剤８を加熱して溶融状態の溶接ボンド８ａはこれを撹拌しながら盛り上げる必要があるが、クランプ部材２のアーム３ａの先端挟持部６が撹拌作業の邪魔になり、溶接作業自体が円滑に行えないという問題もあった。それに加えて、列車往来の度にクランプ部材２の解除をしなければならず、放置できないので、一度に一か所の溶接作業しか行えないという欠点もあった。
【０００７】
【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、レールへセットしたままの状態で列車を通過させることができ、しかも効率の良い溶接作業が可能なレールボンド溶接用のクランプ装置を提供せんとするものである。
【０００８】
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、レール底部のエッジ部を上下に挟持するクランプ手段と、該クランプ手段に取り付けられ、レール側面部に対して前進後退可能な押圧手段と、該押圧手段の先端に取り付けられたレールボンドの加熱剤保持手段とを備え、前記クランプ手段に、レール底部を挟持するときにエッジ端面に当接して横揺れを防止する揺動防止板が取り付けられ、前記押圧手段と前記加熱剤保持手段との間に、加熱剤をレール側面へ押し付ける力を調節する圧力調整螺子が設けられていることを特徴とするレールボンド溶接用のクランプ装置である。
クランプ装置は、レール底部に取り付けられるので、レール頭部には列車の走行に支障を来すような部材は存在せず、クランプ装置を取り付けたままで列車の走行が可能である。つまり、レールボンドの溶接作業を列車を通過させながら安全且つ迅速に行うことが可能である。
【０００９】
また本発明が採用した請求項２の手段は、先端に加熱剤保持手段を取り付けた押圧手段が複数個並列に設けられていることを特徴とする請求項１に記載のレールボンド溶接用のクランプ装置である。
例えば、二本のレールボンドを同時にクランプして溶接作業を行うことが可能であり、極めて効率良く行うことが可能である。
【００１０】
【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。なお、従来の場合と同一符号は同一部材である。図１〜図４は本発明の第１の実施の形態に係るクランプ装置１０を示すものであり、図１は使用状態を示すクランプ装置１０の側面図、図２は同装置１０の平面図、図３は押圧手段１２と加熱剤保持手段１３とを示す側面図、図４の図（Ａ）は押圧手段１２の高さ調節機構１４を示す背面図であり、図（Ｂ）は高さ調節機構１４の側面図である。
【００１１】
このクランプ装置１０にあっては、クランプ手段１１としてバイスプライヤー１５を用いている。バイスプライヤー１５は、レバー１５ａ及び１５ｂを一体で閉操作するか、又はレバー１５ａのみを単独で開操作することにより、ワンタッチ式でクランプの脱着が可能ないわゆる万力の一種である。先端側に設けられた上下のクランプ歯１６ａ及び１６ｂの間隔は、クランプ取付調整ネジ１５ｃを回動操作することで任意に変更することが可能である。また上側のクランプ歯１６ａには、レール底部１ｃのエッジ端面１７に当接して横揺れを防止するための揺動防止板１８が取り付けられている。
【００１２】
バイスプライヤー１５の上部には二つの支柱１９ａ及び１９ｂから成る高さ調節機構１４が取り付けられている。支柱１９ａは長孔２０を有し、支柱１９ｂにはこの長孔２０に貫通するボルト２１が取り付けられている。両者は、ボルト２１及びナット２２の螺合状態を調節することにより、前記押圧手段１２の高さ位置を調節することが可能である。つまり、ボルト２１が長孔２０の上端側に係止した状態で締結された場合（図４で示す状態）は、押圧手段１２は最も高い高さ位置となり、ボルト２１が長孔２０の下端側に係止した状態で締結された場合は、押圧手段１２は最も低い高さ位置となる。この高さ位置は、対象となるレール１の種類に応じて決定すればよい。
【００１３】
この実施の形態にあっては、高さ調節機構１４の支柱１９ｂの上端側でこれにＴ字状となるように取り付けられた水平フレーム２３の両端側に、それぞれ押圧手段１２を合計二つ設けるようにしている（図２参照）。各押圧手段１２は、図３に示すように、筒状本体２４を貫通する軸２５を有し、筒状本体２４内にスプリング２６が装着されている。スプリング２６は、貫通軸２５に固定された円板２７を付勢することによって貫通軸２５を常に同図の左側方向へ付勢している。貫通軸２５の後端側には摘み２８が取り付けられており、先端側には圧力調整螺子２９を介して加熱剤８の保持手段１３が取り付けられている。保持手段１３は、板状材をＬ字状に折曲形成した係合部３０を有し、該係合部３０が加熱剤８の側面及び下面側に係合してこれを押圧付勢するようになされている。つまり、このクランプ装置１０は、レールボンド７を二つ並列的に設置する場合に対応するものである。
【００１４】
次に、このように構成されたクランプ装置１０による二つのレールボンド７，７の溶接作業要領を説明する。先ず、図１及び図２に示すように、レール継目において、レールボンド７の端末を溶接しようとする箇所に対応してクランプ装置１０を準備する。そして、該当する箇所のレール底部１ｃにクランプ手段１１としてのバイスプライヤー１５のクランプ歯１６ａ及び１６ｂを差し込み、レバー１５ａ及び１５ｂを一体的に押し下げると、クランプ歯１６ａ及び１６ｂがレール底部１ｃを上下から強く噛み込んで挟持し、これに固定される。なお、クランプした後は、むやみにクランプ状態が解放されないように、図１に示す安全キャップ３９をレバー部へ被せておけばよい。安全キャップ３９は、レバー１５ａ及び１５ｂに外嵌装着される筒状キャップ４０とクランプ調整ネジ１５ｃに係止されるＵ字状等の抜止環４１とから成る。
【００１５】
然る後は、高さ調節機構１４の支柱１９ｂの上下位置を調節して二つの押圧手段１２，１２の先端側に取り付けられた加熱剤の保持手段１３，１３の高さ位置を調節する。これは、レールボンド７，７を溶接するに際し、加熱剤の保持手段１３，１３の上下位置が、レール１の種類（特に高さ方向の大きさ）に応じた適切な高さ位置となるようにするためのものである。つまり、レール１の種類に応じてレールボンド７，７の溶接高さ位置を調節するようにしている。また加熱剤保持手段１３の係合部３０を回転させて圧力調整螺子２９の螺合状態を調節する。これは、加熱剤８を保持したときに、レール側面１ａへ押し付ける力が適切となるようにするためである。
【００１６】
高さ調節及び圧力調整が済んだ後は、両端の端末に加熱剤８を溶接ボンド８ａで一体的に融着してなるレールボンド７を二つ準備する。そして、以下の手順で各レールボンド７を固定し、溶接作業を順次行う。すなわち、押圧手段１２の摘み２８を引いて加熱剤保持手段１３の係合部３０を、レール側面１ｃから後退移動させ、レール側面１ｃと係合部３０との間に大きな空間を形成する。次に、この状態で、レールボンド７の加熱剤８を前記係合部３０へ載置し、摘み２８を放置する。これにより、係合部３０はスプリング２６の付勢力により、レール側面１ｃに対して前進移動し、加熱手段８を所望する圧力でレール側面１ｃに対して押圧付勢するようになる。つまり、加熱手段８及びレールボンド７を、レール側面１ｃに対して固定するようになる。
【００１７】
このようにして加熱剤８及びレールボンド７が固定された後は、加熱剤８を外部からバーナー（図示せず）で加熱し、内部の炉材８ｃを通じて溶接ボンド８ａを溶かし、凹部８ｂへ新たな溶接ボンド８ａを追加しながら撹拌し、所要形状に盛り上げるようにしている。溶接ボンド８ａの盛り上げが終了した後は、溶融ボンド８ａを冷却固化させる。そして、バイスプライヤー１５のレバー１５ａのみを単独で開動作させることにより、ワンタッチ式でクランプ歯１６ａ及び１６ｂをレール底部１ｃから解放することができ、クランプ装置１０の全体を取り外すことが可能である。最後に、加熱材８の外部金属ケーシング８ｄ及び炉材８ｃを溶接ボンド８ａから分離させればよい。両者の分離は、材質が異なるため容易に行うことが可能である。
【００１８】
このようなレールボンド７の溶接作業であれば、クランプ装置１０の全体がレール頭部１ｂよりも低い位置にあり、しかも列車走行に支障を来すことのない位置にあるので、列車を通過させながら溶接作業を行うことが可能である。なお、列車の通過に際しては、安全上、クランプ状態をそのままにして溶接作業を一旦中止し、列車通過後に溶接作業を続けるようにしている。またクランプ装置１０は、レール底部１ｃのエッジ部を上下方向から挟持するものであり、バラスト軌道の場合でも、コンクリートスラブ軌道の場合であってもその取り付けは簡単である。更に、レールボンド７を同時に二つ並列的に接続することが可能であり、極めて作業性に優れている。
【００１９】
図５は、本発明の第２の実施の形態に係るクランプ装置３１を示す装着状態の側面図である。同図に示す如く、このクランプ装置３１は、クランプ手段１１としてレール底部１ｃに装着されるコ字状のクランプ本体３２と、これに立設されたボルト３３とからなるものを用いている。クランプ本体３２の別な位置には、高さ調節機構１４を介して押圧手段１２が取り付けられている。クランプに際しては、ボルト３３の締結動作が必要であり、第１の実施の形態のようにワンタッチ式で行うことはできない。その他の構成並びに作用効果は、前記第１の実施の形態の場合と同じである。
【００２０】
図６は、本発明外のクランプ装置３４を示す装着状態の側面図である。このクランプ装置３４は、コンクリートスラブ等のようにレール１の下方に自由な空間が形成される場合に有効なものである。このクランプ装置３４のクランプ手段１１は、先端側にフック部３５が形成されたクランプ螺子棒３６と、これを挿通するクランプ本体３７と、クランプ螺子棒３６に螺合するナット３８とで形成されている。クランプ本体３７には、高さ調節機構１４を介して押圧手段１２が取り付けられている。クランプ動作は、クランプ螺子棒３６のフック部３５をレール１の下方から例えば内側のレール底部１ｃの端面側へ係止させ、この状態でナット３８を締め込んで外側のレール底部１ｃの端面側へクランプ本体３７を当接させて緊締すればよい。その他の構成並びに作用効果は、前記第１の実施の形態の場合と同じである。
【００２１】
【発明の効果】
以上説明したように本発明にあっては、レール底部を挟持するクランプ手段と、該クランプ手段に取り付けられ、レール側面部に対して前進後退可能な押圧手段と、該押圧手段の先端に取り付けられたレールボンドの加熱剤保持手段とでレールボンド溶接用のクランプ装置を構成したから、クランプ装置をレール底部へ固定することができる。そのため、レール頭部には列車の走行に支障を来すような部材が存在しなくなり、クランプ装置を取り付けたままで列車の走行が可能である。つまり、レールボンドの溶接作業を列車を通過させながら安全且つ迅速に行うことが可能である。
【００２２】
また本発明にあっては、加熱剤保持手段を複数個並列に設けたから、例えば、二本のレールボンドを同時にクランプして溶接作業を行うことが可能であり、極めて効率良く行うことが可能である。
【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クランプ装置の装着状態を示す側面図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係るクランプ装置の装着状態を示す平面図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係るクランプ装置の押圧手段と加熱剤保持手段とを示す側面図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態に係るクランプ装置の高さ調節機構を示すものであり、図（Ａ）は背面図、図（Ｂ）は側面図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態に係るクランプ装置の装着状態を示す側面図である。
【図６】本発明外のクランプ装置の装着状態を示す側面図である。
【図７】従来技術に関するものであり、クランプ部材の装着状態を示す斜視図である。
【符号の説明】
１…レール、１ａ…レール側面、１ｂ…レール頭部、１ｃ…レール側面、７…レールボンド、８…加熱剤、８ａ…溶接ボンド、８ｂ…凹部、８ｃ…炉材、８ｄ…金属ケーシング、１０…クランプ装置、１１…クランプ手段、１２…押圧手段、１３…加熱材保持手段、１４…高さ調節手段、３１…クランプ装置、３４…クランプ装置

Claims (2)

1. レール底部のエッジ部を上下に挟持するクランプ手段と、該クランプ手段に取り付けられ、レール側面部に対して前進後退可能な押圧手段と、該押圧手段の先端に取り付けられたレールボンドの加熱剤保持手段とを備え、前記クランプ手段に、レール底部を挟持するときにエッジ端面に当接して横揺れを防止する揺動防止板が取り付けられ、前記押圧手段と前記加熱剤保持手段との間に、加熱剤をレール側面へ押し付ける力を調節する圧力調整螺子が設けられていることを特徴とするレールボンド溶接用のクランプ装置。
2. 先端に加熱剤保持手段を取り付けた押圧手段が複数個並列に設けられていることを特徴とする請求項１に記載のレールボンド溶接用のクランプ装置。

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