JPH053485B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、鉄道道路のレール頭部に波状摩耗等
が生じた場合に、その摩耗状況に応じてレール形
状を補修し修正する方法および装置に関するもの
である。

［従来の技術］ 鉄道線路のレール頭部表面（上面や側面）に
は、レール上を走行する車両の車輪との間の摩擦
等により、レール長手方向に波状の凹凸を呈する
所謂波状摩耗や変形等が発生する。例えば、波状
摩耗は、レール頭頂面がその長手方向にほぼ一定
の波長（30〜2000mm）で、波高約0.1〜２mmにも
及ぶ摩耗であり、カーブの内軌側、加速・減速区
間等で多く発生する。また車両が高速になるほど
発生するとされている。

このようなレールの波状摩耗等が進行すると、
車両通過時の振動や衝撃が激しく、軌道や路盤の
破壊および騒音公害をもたらすことになる。その
ためレール頭部の表面に波状摩耗等が生じたとき
には、その摩耗状態等に応じてレールの頭部形状
を修正することが行なわれている。

従来、レール形状を修正する方法としては、レ
ール頭部表面に生じた波状摩耗等による凹凸の特
に凸部分を、モータにより回転駆動される砥石を
もつて削り取つて凹凸を消去する、つまり削正
（研削により修正する）手段による方法が一般的
である（例えば特開昭60−95003号、特開昭60−
119801号）。

［発明が解決しようとする問題点］ しかし、レール頭部の波状に凹凸を呈する波状
摩耗等はその凹凸の高低差（波高）が0.1〜２mm
にまで及ぶため、この場合、上記従来のような補
正手段のみによる修正方法では、摩耗による凹凸
を完全に削り取ることが難しく、しかも砥石によ
る１回の削り量が通常0.05mm程度とごつ僅かなこ
のであるため、摩耗による凹凸の高低差が大きく
なればなるほど削正回数も増え、修正作業に時間
がかかることになる。また削正手段のみによる修
正を繰返せば、レール頭部形状の輪郭が徐々に小
さくなつていつた問題もある。

本発明は、上記に鑑みて、摩耗が激しく波状摩
耗等の摩耗状況に応じて、削正回数をごく少なく
してかつレール頭部の輪郭を小さくすることな
く、所定のレール形状に容易にして正確に修正で
きる。能率的なレール形状の修正方法と装置を提
供しようとするものである。

［問題点を解決するための手段］ 本発明では、ごく薄い肉盛りが可能な金属溶射
手段によつて、レール頭部表面に磨耗状況に応じ
た溶射皮膜層を形成しておいてから削正すること
により、上記問題点を解決するものである。

すなわち、本発明のレール形状の修正方法は、
レール頭部の波状摩耗等の摩耗状況を検測する検
測装置、レール頭部に対し金属を溶射する補修装
置、レール頭部を冷却する冷却装置、レール頭部
表面を削正する研削装置および削正されたレール
頭部の形状を測定する測定装置を備え、レール上
を走行する作業車により、先ず、修正すべきレー
ルの頭部の波状摩耗等の摩耗状況を検測し、検測
された摩耗状況に応じてレール頭部の頭頂面や肩
部や側面に金属を溶射して、レール頭部表面を溶
射皮膜層によつて補修する。この際、レール頭部
表面の凹部の深い個所ほど溶射量を多くして、該
凹部の溶射皮膜層を凸部の個所よりも厚くする
か、または凹部の個所のみに金属溶射を行なつ
て、レール頭部表面をほぼ平らになるように補修
する。そして、この金属溶射により補修したレー
ル頭部の頭頂面や肩部や側面を冷却した後、研削
装置でレール頭部の頭頂面や肩部や測面を所定形
状に削正し、削正されたレール頭部の形状を測定
する。

また上記方法の実施に使用する本発明の装置
は、レール上を走行可能な作業車と、この作業車
の前部に上下動可能に装備され、レール頭部の波
状摩耗等の摩耗状況を検測する検測装置と、前記
作業車の略中央部に装備され、レール頭部の頭頂
面や肩部や側面を冷却する冷却装置と、前記検測
装置と冷却装置の間に配置されて前記作業車によ
り上下動可能に装備され、前記検測装置により検
測された摩耗状況に応じてレール頭部の頭頂面や
肩部や側面に金属を溶射して金属の溶射皮膜層を
形成して補修する補修装置と、前記冷却装置の後
方において前記作業車に傾斜角度調整および押圧
力調整可能に装備され、前記補修装置により金属
の溶射皮膜層が形成されたレール頭部の頭頂面や
肩部や側面を所定の形状に削正する研削装置と、
前記研削装置より後方位置において作業車に上下
動可能に装備され、削正されたレール頭部の形状
を測定する測定装置とからなることを特徴とす
る。

〔作用〕

上記した本発明の方法によれば、レール頭部波
状摩耗等の摩耗状況を検測し、同時に連続してこ
の検測された摩耗状況に応じた溶射量で金属を溶
射して、レール頭部表面を溶射皮膜層によつて補
修し、つづいてこの金属溶射により補修したレー
ル頭部を冷却した後、研削装置でレール頭部表面
を削正し、削正されたレール頭部の形状を測定す
る。こうすることにより、レール修正区間の全長
にわたつて略均一にしてかつごく僅かな削り量で
基準輪郭に相応した所定のレール形状に削正で
き、削正回数が少なくて済み、また溶射皮膜層に
よる肉盛り部分を削正するために、頭部形状の輪
郭が小さくなることもない。

しかも前記金属溶射はごく薄い層の肉盛りが可
能で、過度に肉盛りされることがなく、また段差
が生じることもない上、この金属溶射されたレー
ル頭部を冷却してから削正するので、レール過熱
の虞れなく良好にかつ効率よく削正でき、摩耗状
況の検測から金属溶射による補修、冷却、削正お
よび測定作業を連続して能率よく行なうことがで
きる。さらに溶射皮膜層はごく薄い層であつても
レールに対し確実かつ強固に溶着一体化し、充分
な強度を保有する。

また、上記した本発明装置によれば、作業車の
前部から順に検測装置、金属溶射による補修装
置、冷却装置、研削装置および測定装置を配置し
ているため、この作業車を走行させながら、検測
装置によりレール頭部の波状摩耗等の摩耗状況の
検測を行ない、同時に連続して、この摩耗状況に
応じた金属溶射による補修、その後のレール頭部
の冷却、削正、さらに補正後の形状測定を行なう
ことができる。それゆえ、波状摩耗等の摩耗状況
の検測から金属溶射による補修、冷却、削正およ
び測定までを連続して能率よく行なうことがで
き、削正の削り量が少なくてよいことも相まつ
て、作業区間を何度も繰返し往復しなくてもレー
ル頭部を修正できることになる。

［実施例］ 次に本発明の実施態様を図面に基いて説明す
る。

先ず、本発明方法の実施に使用する第１図の装
置について説明すると、１は前後の案内車輪１
ａ，１ｂ間にレール２の頭部表面の波状摩耗等を
検測する検出器（図示せず）を備えた検測装置で
あつて、１ｃは検出器を内蔵する検測ユニツトを
示す。この検測装置１は、軌道のレール２上を走
行する作業車３に油圧シリンダ等に介して昇降可
能に整備されており、回送時には上昇位置にあつ
て車両限界内に収納され、作業時にのみレール２
上に降下して前後の案内車輪１ａ，１ｂにより作
業車３とともに走行するように設けられている。
この検測装置１に使用する前記検出器としては、
例えば磁気式、静電容量式もしくは光学式等の無
接触型のセンサ、またはレール上面に摺接するス
ライドシヤフトの上下変位量を電圧もしくは電流
に変換するポテンシヨメータや差動トランス等を
接触型のセンサが用いられる。この検出器を備え
た検測ユニツト１ｃをレールの長手方向に沿つて
移動させることにより、レール頭部表面の波状摩
耗等の摩耗状況を検測する。

４は前記検測装置１の後方に配置されて作業車
３に装備された補修装置であつて、レール頭部に
金属を溶射する金属溶射手段５を備えてなり、検
測装置１による摩耗状況の検測値に基いて、制御
部を介して摩耗状況に応じた金属溶射を行なつて
この溶射金属層によつてレール頭部を補修するよ
うに設けられている。５ａはその溶射ノズル部を
示す。この補修装置４は、油圧シリンダ等を介し
て昇降可能に設けておき、作業時にのみ溶射ノズ
ル部５ａがレール２に対して所定の間隔を保持す
る位置まで降下させ、案内車輪６によりレール２
上を走行させるようにする。またレール２頭部の
頭頂面のほか肩部や側面にも溶射できるように、
溶射ノズル部５ａをレール頭部表面に対し直交方
向に向けた状態で金属溶射手段５を左右に移動、
傾動可能な構造（第４図鎖線）にしておく。さら
にこの補修装置４は、検測されたレール２の摩耗
状況に応じて、凹部の深い個所ほど金属溶射量が
多くなるように、検測装置１と制御部２０を介し
て接続構成されている制御される。第４図はその
制御のための構成を略示している。

なお、この金属溶射手段５として、プラズマ溶
射方式や火炎溶射方式等の周知の溶射方式を利用
できるが、プラズマ溶射のほうが高融点材料の溶
射が可能でかつ溶射皮膜層を密着度も高く特に好
ましい。またこの補修装置４による金属溶射材料
は、レール２と同質の金属あるいはレール２と同
程度の硬度、強度を有する金属材料（合金を含
む）を用いる。

７は前記補修装置４より後方の作業車３の略中
央部に装備した空冷式もしくは水冷式等の冷却装
置であつて、かなりの高温になる金属溶射による
熱を冷却するように設けられている。

８は冷却装置７の後方において作業車３に装備
した研削装置であつて、金属溶射されたレール２
頭部の頭頂面や肩部や側面をレールの基準輪郭に
相応した所定の形状に削正するものである。この
研削装置８は、前後に案内車輪９，１０を有する
台枠１１に、モータ１２により回転駆動される砥
石１３を具備する削正ユニツト１４が片側レール
２当り複数台、例えば図のように３台づつ配され
て取付けられるとともに、台枠１１ごとに油圧シ
リンダ１５により昇降可能に設けられており、非
作業時には上昇位置に、作業時にのみレール上に
降下して作業車３とともに走行するようになつて
いる。

また前記削正ユニツト１４は、レール頭部の輪
郭に応じた傾斜角度調整および押圧力調整が行な
えるようになつている。例えば、従来例に上げた
特開昭60−95003号公報に示されているように、
リンク構造による支持手段や油圧シリンダーを利
用して、第４図に示すように制御部２０からの信
号により傾斜角度調整および押圧力調整を行なえ
るように構成される。

１６は削正した後のレール２の頭部形状を測定
する測定装置であり、修正が基準輪郭形状に照し
て正しく行なわれたどうかを検測するもので、上
記研削装置８の後方における作業車３の後部に装
備されている。

上記の構成を備えた修正装置を用いて本発明の
方法を実施する場合について説明する。先ず作業
車３を走行させながら、修正すべきレール頭部の
波状摩耗等の摩耗状況を検測装置１により検測
し、この検測データに基いて適正な金属溶射を算
出し、後続の補修装置４においてレール２頭部の
摩耗状況に応じて金属を溶射する。すなわち第２
図に拡大して示すように、摩耗による凹部１７の
深い個所ほど溶射量を多くして金属溶射を行な
い、この溶射皮膜層１８によつてレール２の頭部
表面を全体としてある程度平らな状態にする。こ
のとき溶射皮膜層１８の厚みは、後の削正による
削り量との関係で、例えばレールの基準輪郭形状
（Ｘ−Ｘ線）よりも0.05〜0.1mm程度肉盛りした厚
みにするのが好ましいが、もちろん摩耗による凹
凸の高低差をなくす程度の溶射であれば前記数値
外でもよく、また凸部１９の個所を除いて凹部１
７の個所のみに金属溶射を行なうことも可能であ
る。

そして上記のように金属溶射により補修された
レール頭部を、これに連続して後続の冷却装置７
により冷却した後、さらに後続の研削装置８によ
つてレール頭部をレール基準輪郭形状に相応する
所定の形状に第３図のごとく削成するもので、レ
ール２頭部は上記の金属の溶射被膜層１８によつ
てある程度平らな状態になつているため、研削量
あるいは削正回数を多くしなくとも、所定のレー
ル形状に修正できることになる。

［発明の効果］ 上記したように本発明によれば、レール頭部の
波状摩耗等の摩耗状況の検測データに基いて、こ
の摩耗状況に応じた溶射量での金属溶射によりレ
ール頭部表面を溶射皮膜層によりある程度平らに
補修し、さらにこれを冷却してから、研削装置で
レール頭部表面を削正するので、ごく僅かな削り
量でしかも削正回数を少なくして、しかもレール
過熱の虞れなくきわめて能率よく正確に補正で
き、また修正を繰返しても頭部形状の輪郭が細る
こともない。摩耗状況の検測から金属溶射による
補修、冷却、削正および測定作業までを自動的に
連続して能率よく行なうことができる。またごく
薄層の金属の溶射被膜層がレールに対し強固に溶
着一体化し、充分な強度を含有するので、修正後
の使用においても何ら問題が生じない。

特に本発明の修正装置を用いれば、波状摩耗等
の摩耗状況の検測から金属溶射による補修、冷
却、削正および測定までを連続して一貫作業で能
率よく行なうことができ、削正の削り量が少なく
てよいこととも相まつて、従来のように削成のた
め作業車を何度も往復走行させる必要がなく、本
発明の実施を一層能率化できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に用いる修正装置の一例を示す
側面図、第２図および第３図は修正状態を示す拡
大断面図、第４図は検測装置、補修装置および研
削装置等の関連構成を説明する略示図である。 １……検測装置、２……レール、３……作業
車、４……補修装置、５……金属溶射手段、７…
…冷却装置、８……研削装置、１４……研削ユニ
ツト、１６……測定装置、１７……凹部、１８…
…溶射金属層、１９……凸部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ レール頭部の波状摩耗等の摩耗状況を検測す
   る検測装置、レール頭部に対し金属を溶射する補
   修装置、レール頭部を冷却する冷却装置、レール
   頭部表面を削正する研削装置および削正された頭
   部の形状を測定する測定装置を備え、レール上を
   走行する作業車により、修正すべきレールの頭部
   の波状摩耗等の摩耗状況を検測し、検測された摩
   耗状況に応じてレール頭部の頭頂面や肩部や側面
   に金属を溶射して、レール頭部表面を溶射皮膜層
   によつて補修し、この金属溶射により補修したレ
   ール頭部の頭頂面や肩部や側面を冷却した後、研
   削装置でレール頭部の頭頂面や肩部や側面を所定
   形状に削正し、削正されたレール頭部の形状を測
   定することを特徴とするレール形状の修正方法。 ２ レール上を走行可能な作業車と、 この作業車の前部に上下動可能に装備され、レ
   ール頭部の波状摩耗等の摩耗状況を検測する検測
   装置と、 前記作業車の略中央部に装備され、レール頭部
   の頭頂面や肩部や側面を冷却する冷却装置と、 前記検測装置と冷却装置の間に配置されて前記
   作業車に上下動可能に装備され、前記検測装置に
   より検測された摩耗状況に応じてレール頭部の頭
   頂面や肩部や側面に金属を溶射して金属の溶射皮
   膜層を形成して補修する補修装置と、 前記冷却装置の後方において前記作業車に傾斜
   角度調整および押圧力調整可能に装備され、前記
   補修装置により金属の溶射皮膜層が形成されたレ
   ール頭部の頭頂面や肩部や側面を所定の形状に削
   正する研削装置と、 前記研削装置より後方位置において作業車に上
   下動可能に装備され、削正されたレール頭部の形
   状を測定する測定装置と からなることを特徴とするレール形状の修正装
   置。