特許 5980016 レール軸力の調整装置及びレール軸力の調整方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5980016

(24)【登録日】2016年8月5日

(45)【発行日】2016年8月31日

(54)【発明の名称】レール軸力の調整装置及びレール軸力の調整方法

(51)【国際特許分類】

   E01B 31/00 20060101AFI20160818BHJP

【ＦＩ】

   E01B31/00

【請求項の数】6

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2012-152534(P2012-152534)

(22)【出願日】2012年7月6日

(65)【公開番号】特開2014-15735(P2014-15735A)

(43)【公開日】2014年1月30日

【審査請求日】2015年4月24日

(73)【特許権者】

【識別番号】000221616

【氏名又は名称】東日本旅客鉄道株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】390041449

【氏名又は名称】株式会社レンタルのニッケン

(74)【代理人】

【識別番号】100088155

【弁理士】

【氏名又は名称】長谷川 芳樹

(74)【代理人】

【識別番号】100113435

【弁理士】

【氏名又は名称】黒木 義樹

(74)【代理人】

【識別番号】100130052

【弁理士】

【氏名又は名称】大阪 弘一

(72)【発明者】

【氏名】吉田 智

(72)【発明者】

【氏名】瀬川 敏正

(72)【発明者】

【氏名】白澤 和実

(72)【発明者】

【氏名】関根 邦浩

(72)【発明者】

【氏名】根本 健太郎

【審査官】 苗村 康造

(56)【参考文献】

【文献】 特開昭６０−０４０４０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０８−１０９６０２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０４−３１２６１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６３−１４２１２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭５８−０７５６２５（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｅ０１Ｂ ２７／００〜３７／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

鉄道の線路を構成するレールの軸力を調整するための装置であって、
前記レールへ印可する振動を発生する振動発生部と、
前記振動発生部に固定されると共に前記レールと着脱可能に連結され、前記振動発生部で発生させた振動を前記レールに伝達するクランプ部と、
を備え、
前記クランプ部は、
前記レールの第１の側面に当接される第１の部材と、
前記第１の部材に対する離接方向に移動可能に設けられると共に、前記レールの前記第１の側面と対向する第２の側面に当接される第２の部材と、
一端部が前記第１の部材に軸支された第１のアームと、
一端部が前記第２の部材に軸支され、他端部が前記第１のアームの前記一端部と前記第１のアームの他端部との間に軸支された第２のアームと、
を有する、
レール軸力の調整装置。

【請求項2】

前記振動は、前記レールの上下方向の成分を含む、
請求項１に記載のレール軸力の調整装置。

【請求項3】

前記クランプ部が前記レールに連結された際に、前記振動発生部は、前記レールの上下方向に延びて前記レールの重心を通る線上における前記レールの上方に配置される、
請求項２に記載のレール軸力の調整装置。

【請求項4】

前記振動発生部は、モータ部と、前記モータ部に固定された回転軸と、前記回転軸の回転軸線に対して偏心して前記回転軸に固定された錘部材と、を有する、
請求項１〜３の何れか一項に記載のレール軸力の調整装置。

【請求項5】

前記クランプ部は、前記レールの両側面を把持することにより、前記レールに連結される、
請求項１〜４の何れか一項に記載のレール軸力の調整装置。

【請求項6】

レール軸力の調整装置を用いてレールの軸力を調整する方法であって、
前記レール軸力の調整装置は、
鉄道の線路を構成するレールの軸力を調整するための装置であって、
前記レールへ印可する振動を発生する振動発生部と、
前記振動発生部に固定されると共に前記レールと着脱可能に連結され、前記振動発生部で発生させた振動を前記レールに伝達するクランプ部と、
を備え、
前記クランプ部を前記レールに連結して、前記レールに前記調整装置を取り付ける工程と、
前記レールの延在方向に前記レールを引っ張った状態で前記振動発生部により振動を発生させて、前記レールに振動を印可する工程と、
を有する、
レール軸力の調整方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、レール軸力の調整装置及びレール軸力の調整方法に関する。

【背景技術】

【0002】

線路に用いられる金属製のレールは周囲の環境温度により伸縮するので、この伸縮による不具合を防止する為にレールの軸力が管理されている。周囲の環境温度に基づいてレールの伸縮が繰り返されると、レールの軸力が当初設定した軸力から変化する場合があるため、定期的にレールの軸力を調整する必要がある。また、レールの軸力は、新しいレールを敷設し、又は古いレールを新しいレールに交換する際に所定の値に調整する。例えば、レール交換時におけるレールの軸力は、設定温度よりも低い温度環境下においてレールの下に複数のコロを敷設し、レールの両端を引っ張って、設定温度におけるレールの長さまでレールを引き延ばして、この状態でレールを固定することにより調整される。

【先行技術文献】

【非特許文献】

【0003】

【非特許文献1】ガイスマー（GEISMAR）、[online]、２６ページ下段、レールノッカー（RailKnocker）、[平成２４年７月５日検索]、インターネット〈http://www.haratrading.fi/Geismar.pdf〉

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、レールが複数のコロの上に載置されているだけでは、レールの伸び量、即ち軸力が均一ではない。そこで、従来は、レール全体で軸力を均一化させる為に、引っ張り力を加えて引き延ばしたレールを作業者が掛矢と呼ばれる木製の槌で打撃してレールを加振する作業が行われている。また、非特許文献１には、レールの打撃を機械的に行う装置が記載されている。

【0005】

しかし、掛矢を用いて作業者がレールを打撃する方法では、レールを打撃する打撃力や打撃する位置がばらつく。さらに、打撃による加振はインパルス状の衝撃であるため、軸力を均一にするためには複数回の打撃を要することがある。さらに、レールの打撃を機械化する装置を用いた場合であっても、打撃による加振という点では作業者によるレールを打撃する方法と同様であり、軸力を均一にするためには複数回の打撃を要する。従って、レール全体の軸力を均一にするために時間を要するため、効率よくレールの軸力を調整することが困難であった。

【0006】

また、レールを打撃する方法では、レールを打撃したときに大きな作業音が発生する。この作業音は騒音となるため、レール軸力の調整作業時に生じる作業音を抑制することが求められていた。

【0007】

そこで、本発明は、レール軸力を調整するときの作業音を抑制しつつ、レール軸力の調整作業を効率よく実施することが可能なレール軸力の調整装置及びレール軸力の調整方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明に係るレール軸力の調整装置は、鉄道の線路を構成するレールの軸力を調整するための装置であって、レールへ印可する振動を発生する振動発生部と、振動発生部に固定されると共にレールと着脱可能に連結され、振動発生部で発生させた振動をレールに伝達するクランプ部と、を備える。

【0009】

本発明に係るレール軸力の調整装置によれば、レールと連結されたクランプ部を介して振動発生部で発生させた振動をレールに印可することができる。レールに振動が印可されると、レールを支持する複数のコロ等の部材に対してレールがわずかに動く。コロ等の部材に対してレールがわずかに動いている状態では、コロ等の部材に対してレールが当接して静止している状態よりも摩擦力が小さくなる。従って、レールを引っ張ったときに、レールにおける軸力が不均一である状態で、本発明に係るレール軸力の調整装置により振動をレールに印可することにより、コロ等の部材とレールとの間の摩擦力が低減されるので、レールの軸力を均一に調整することができる。さらに、レールに振動発生部から発生された振動を印可してレールの軸力を調整しても、レールを打撃する際に発生する大きな打撃音は発生しないため、レールを打撃する場合よりもレールの軸力を調整する際に発生する作業音を抑制することができる。

【0010】

また、本発明は、振動が、レールの上下方向の成分を含むものとすることができる。この振動がレールに印可されると、コロ等に対してレールを波状に浮かせることができる。これにより、レール全体で軸力が不均一に分布している状態が解消されるので、効率よくレールの軸力を均一に調整することができる。

【0011】

また、本発明は、クランプ部がレールに連結された際に、振動発生部は、レールの上下方向に延びてレールの重心を通る線上におけるレールの上方に配置されるものとすることができる。このような配置によれば、コロ等に対してレールを上下方向にバランスよく波状に浮かせることができる。これにより、レール全体で軸力が不均一に分布している状態が解消されるので、さらに効率よくレールの軸力を均一に調整することができる。

【0012】

また、本発明は、振動発生部が、モータ部と、モータ部に固定された回転軸と、回転軸の回転軸線に対して偏心して回転軸に固定された錘部材と、を有するものとすることができる。このように不釣り合い振動による振動源によれば、振動の周波数と加振力を容易に制御することができる。さらに、比較的大きい加振力を有する振動を容易に発生させることができる。

【0013】

また、本発明は、クランプ部が、レールの両側面を把持することにより、レールに連結されるものとすることができる。この構成によれば、車輪と接触するレールの上面にクランプ部が接触することなくクランプ部がレールに連結されるため、レールの上面を保護することができる。

【0014】

また、本発明は、クランプ部が、レールの第１の側面に当接される第１の部材と、第１の部材に対する離接方向に移動可能に設けられると共に、レールの第１の側面と対向する第２の側面に当接される第２の部材と、一端部が第１の部材に軸支された第１のアームと、一端部が第２の部材に軸支され、他端部が第１のアームの一端部と第１のアームの他端部との間に軸支された第２のアームと、を有するものとすることができる。この構成によれば、第１の部材に第１のアームが軸支された部分を中心として、第２の部材から離間する方向に第１のアームの他端部を回転させることにより、第１の部材に対して近接する方向に第２の部材が移動するため、レールが第１の部材と第２の部材とで挟持される。これにより、クランプ部をレールに連結することができる。一方、クランプ部をレールに連結する場合と反対の方向に第１のアームの他端部を回転させることにより、第１の部材に対して離間する方向に第２の部材が移動する。これにより、レールからクランプ部を取り外すことができる。従って、レールに対する調整装置の連結と連結の解除とを、第１のアームの操作によりワンタッチで行うことができる。

【0015】

本発明に係るレール軸力の調整方法は、上述した何れかのレール軸力の調整装置を用いてレールの軸力を調整する方法であって、クランプ部をレールに連結して、レールに調整装置を取り付ける工程と、レールの延在方向にレールを引っ張った状態で振動発生部により振動を発生させて、レールに振動を印可する工程と、を有する。

【0016】

本発明に係るレール軸力の調整方法によれば、レール軸力の調整装置をレールに連結した後に、レールを引っ張った状態で、レールと連結されたクランプ部を介して振動発生部で発生させた振動をレールに印可する。レールに振動が印可されると、レールを支持する複数のコロ等の部材に対してレールがわずかに動く。コロ等の部材に対してレールがわずかに動いている状態では、コロ等の部材に対してレールが当接して静止している状態よりも摩擦力が小さくなる。従って、レールを引っ張ったときに、レールにおける軸力が不均一である状態で、レール軸力の調整装置により振動をレールに印可することにより、コロ等の部材とレールとの間の摩擦力が低減されるので、レールの軸力を均一に調整することができる。さらに、レールに振動発生部から発生された振動を印可してレールの軸力を調整しても、レールを打撃する際に発生する大きな打撃音は発生しないため、レールを打撃する場合よりもレールの軸力を調整する際に発生する作業音を抑制することができる。

【発明の効果】

【0017】

本発明によれば、レール軸力を調整するときの作業音を抑制しつつ、レール軸力の調整作業を効率よく実施することが可能なレール軸力の調整装置及びレール軸力の調整方法が提供される。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】本実施形態に係るレール軸力の調整装置を用いてレール軸力の調整を行う構成を概略的に示す図である。

【図2】図１に示すレール軸力の調整装置をレールに連結した状態を示す図である。

【図3】図１に示すレール軸力の調整装置の振動発生部を示す図である。

【図4】振動発生部の錘部材を示す図である。

【図5】図１に示すレール軸力の調整装置をレールに連結する前の状態を示す図である。

【図6】本実施形態に係るレール軸力の調整方法を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0019】

以下、添付図面を参照しながら本発明を実施するための形態を詳細に説明する。図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

【0020】

まず、本実施態に係るレール軸力の調整装置が使用される作業の一例について説明する。レール軸力の調整装置（以下、単に「調整装置」とも言う）は、例えばレール交換作業における鉄道の線路を構成するレールの軸力を調整するための装置である。図１は、本実施形態に係るレール軸力の調整装置を用いてレール軸力の調整を行う構成を概略的に示す図である。なお、本実施形態におけるレール交換とは、２５ｍ以上２００ｍ未満の長さを有する定尺レールから２００ｍ以上の長さを有するロングレールへの交換、及びロングレールからロングレールへの交換を含む。また、本実施形態に係るレール２は、５０Ｎレール及び６０Ｋレール等を含む。

【0021】

レール交換作業を行う際は、レール２の下に、レール２の延在方向ＲＤにレール２を移動可能に支持するための複数のコロ３が挿入される。これら複数のコロ３は、枕木４上に配置される。そして、レール２の一端部２ａには、一端部２ａの位置を固定するためのレール固定器５が連結される。一方、レール２の一端部２ａの反対側の他端部２ｂには、レール２を引っ張るためのレール緊張器６が連結される。一端部２ａが固定されたレール２を、他端部２ｂに連結されたレール緊張器６で引っ張ることにより、レール２に所定の軸力が付与されるが、この軸力は均一ではない。そこで、レール２の一端部２ａと他端部２ｂとの間に取り付けられる調整装置１により、軸力を均一化する。

【0022】

本実施態に係るレール軸力の調整装置１について説明する。調整装置１は、レール２へ印可する振動を発生する振動発生部１０と、振動発生部１０に固定され振動発生部１０で発生した振動をレール２に伝達するクランプ部であるブラケット３０と、を備えている。また、調整装置１は、ケーブル７を介して振動発生部１０を駆動するための電源８に接続される。この電源８には、携帯用発電機や、交流１００Ｖ又は交流２００Ｖといった商用電源を用いることができる。

【0023】

図２は、レール軸力の調整装置１の側面を示す図であり、調整装置１をレール２に取り付けた状態を示している。図３は、レール軸力の調整装置１の正面を示す図であり、振動発生部１０の内部構造を示している。図３に示されるように、振動発生部１０は、後述するモータ部を収容するための略円筒状の形状を有するケース１１と、ケース１１の両端に配置されて後述する錘部材を収容するためのサイドカバー１２とを有している。ケース１１の下部には、ケース１１をブラケット３０に固定するための連結部１３が設けられている。連結部１３は、ブラケット３０に対してボルト１４により固定されている。

【0024】

振動発生部１０は、さらに、モータ部１５と、モータ部１５に固定された回転軸１６と、回転軸１６に固定された錘部材１７と、を有している。なお、図３では、振動発生部１０の右側のケース１１及びサイドカバー１２を破って振動発生部１０の内部構造を示している。図３に示す振動発生部１０の左側の内部も、振動発生部１０の右側と同様の構成を有する。

【0025】

モータ部１５は、ケース１１の略中央に配置され、モータ部１５の両側から回転軸１６が延びている。このモータ部１５は公知の構成を採用することができ、例えば、毎秒１００〜２４０回転の回転数を発生させる。回転軸１６は、ベアリング１８により回転可能に支持され、先端部１６ａはサイドカバー１２の内部まで延びている。

【0026】

図４は、振動発生部１０の錘部材１７の側面を示す図である。図４に示すように、錘部材１７は、固定ウエイト１９と、固定ウエイト１９に対するずれ角度θを調整可能な調整ウエイト２１とを有している。固定ウエイト１９及び調整ウエイト２１は側面視して扇形状を有している。回転軸１６に対して固定された固定ウエイト１９は、モータ部１５に近い側に配置されている。回転軸１６に対して回転角度を調整可能に設けられた調整ウエイト２１は、モータ部１５から遠い側、即ち回転軸１６の先端部１６ａに近い側に配置されている（図３参照）。

【0027】

固定ウエイト１９及び調整ウエイト２１の縁部１９ａ，２１ａは、円弧状に形成されている。この縁部１９ａ，２１ａの中心位置に一致するように、固定ウエイト１９及び調整ウエイト２１に回転軸１６を固定するための孔１９ｂ，２１ｂがそれぞれ設けられている。このような形状を有する固定ウエイト１９及び調整ウエイト２１では、それぞれのウエイトの重心が孔１９ｂ，２１ｂからずれている。従って、回転体である固定ウエイト１９及び調整ウエイト２１の重心が回転中心からずれているため、不釣り合い状態となっている。

【0028】

振動発生部１０の動作について説明する。上述した構成を有する振動発生部１０では、回転軸１６の回転軸線Ａ２が固定ウエイト１９及び調整ウエイト２１の重心を通っていないため、回転軸１６の回転軸線Ａ２に対して固定ウエイト１９及び調整ウエイト２１が偏心して固定されている。そして、固定ウエイト１９及び調整ウエイト２１が回転されると、回転体である固定ウエイト１９及び調整ウエイト２１の重心が回転軸線Ａ２からずれているために、回転軸１６の角速度に応じた周波数と、固定ウエイト１９及び調整ウエイト２１の質量、回転軸線Ａ２から重心までの距離、及び回転軸１６の角速度に応じた遠心力と、に応じた振動が生じる。本実施形態の振動発生部１０では、例えば、周波数が１００Ｈｚ〜２４０Ｈｚであり、遠心力が０．６９ｋＮ〜２．７５ｋＮの振動が発生される。

【0029】

なお、本実施形態の錘部材１７は、固定ウエイト１９に対する調整ウエイト２１のずれ角度θを調整することにより、不釣り合い量を変更することができるので、遠心力を所望の値に設定することができる。例えば、固定ウエイト１９と調整ウエイト２１とのずれ角度を０度に設定したときに最も大きな遠心力が得られる。固定ウエイト１９と調整ウエイト２１とのずれ角度を大きくすると、遠心力は小さくなる。

【0030】

図２に示すように、調整装置１をレール２に取り付けるためのブラケット３０は、振動発生部１０の連結部１３の下面に固定されている。このような配置によれば、振動発生部１０がレール２の上方に配置され、振動発生部１０とレール２との間にはブラケット３０が配置される。

【0031】

このブラケット３０は、レール２に取り付けられた際に、レール２の頭部側面（第１の側面）２ｄに当接される第１の部材３１と、頭部側面２ｄに対向する頭部側面（第２の側面）２ｅに当接される第２の部材３２と、を有している。第２の部材３２は、第１の部材３１に対する離接方向に移動可能に設けられている。なお、本実施形態における側面とは、レール２の頭部２ｈにおける頭部側面２ｄ，２ｅをいい、これらを合わせて両側面という。

【0032】

第１の部材３１及び第２の部材３１は、平面視して回転軸線Ａ２を挟むように配置されている。そして、第１の部材３１の当接部３１ａは、側面視して回転軸線Ａ２を通り調整装置１の上下方向に延びる線から第２の部材３２の反対側に離間し、回転軸線Ａ２に対して平行方向に延在している。また、第２の部材３２の当接部３２ａは、側面視して回転軸線Ａ２を通り調整装置１の上下方向に延びる線から第１の部材３１の反対側に離間し、回転軸線Ａ２に対して平行方向に延在している。このような構成によれば、調整装置１がレール２に取り付けられた際に、当接部３１ａ，３２ａはレール２の頭部側面２ｄ，２ｅに対して略平行に配置される。また、当接部３１ａ，３２ａは回転軸線Ａ２に対して平行に延在しているため、回転軸線Ａ２の方向とレール２の延在方向ＲＤとは一致する。

【0033】

また、第１の部材３１は、振動発生部１０の連結部１３に固定されている。このため、回転軸線Ａ２から当接部３１ａまでの距離は一定である。この距離は、レール２の頭部側面２ｄからレール２の重心を通る線Ａ１までの距離と同じ長さである。このため、図２に示されるように、調整装置１がレール２に取り付けられた際に、振動発生部１０は、レール２の上下方向に延びてレール２の重心を通る線Ａ１上におけるレール２の上方に配置される。本実施形態の線Ａ１は、レール２の頭部２ｈの幅方向中心を通る。そして、より詳細には、振動発生部１０の回転軸１６の回転軸線Ａ２が線Ａ１と交差するように、調整装置１はレール２の上方に配置される。

【0034】

上述した第１の部材３１及び第２の部材３２を有するブラケット３０によれば、調整装置１をレール２に取り付けた際に、回転軸線Ａ２の方向とレール２の延在方向ＲＤとが一致する（図３参照）。そして、振動発生部１０によれば、回転軸線Ａ２に対して直交する方向の振動が発生される。従って、レール２には、レール２の延在方向ＲＤに対して直交するあらゆる方向成分の加振力が印可されることになる。例えば、加振力は、レール２の上下方向や、レール２の左右方向等に作用する方向成分を含む。その中でも、レール２の上下方向に作用する加振力の方向成分が、レール軸力の均一化に最も寄与する。ここで、レール２の上下方向とは、枕木４に当接するレール２の底面２ｃと車両の車輪（不図示）に当接するレール２の頭部上面２ｔとが対向する方向をいう。

【0035】

また、当接部３１ａ，３２ａは、例えば構造用炭素鋼であるＳ４５Ｃ等の金属材料からなる。このように、ラバー等の部材を介することなく、第１の部材３１及び第２の部材３２を直接にレール２に接触させてレール２を把持することにより、振動発生部１０で発生させた振動を減衰させることなく、レール２に伝達することができる。

【0036】

第１の部材３１及び第２の部材３２の回転軸線Ａ２における両端には、それぞれ第１のアーム３３及び第２のアーム３４からなる機構が設けられている（図３参照）。

【0037】

第１のアーム３３は、一方向に延びた平板状の部材である。第１のアーム３３の一端部３３ａは、第１の部材３１に軸支されている。第１のアーム３３の回転中心３３ｂは、当接部３１ａが頭部側面２ｄに当接された際にレール２の重心を通る線Ａ１上に配置されている。

【0038】

第２のアーム３４は、一端部３４ａと他端部３４ｃとの間の長さを調節可能な機構（不図示）を有する棒状の部材である。第２のアーム３４の一端部３４ａは、第２の部材３２に軸支され、第２の部材３２に対する回転中心３４ｂが線Ａ１に対して第１の部材３１の反対側の方向に離間して配置されている。第２のアーム３４の他端部３４ｃは、第１のアーム３３の一端部３３ａと他端部３３ｃとの間に軸支されている。

【0039】

第１の部材３１の回転軸線Ａ２における一端部に設けられた第１のアーム３３と、第１の部材３１の回転軸線Ａ２における他端部に設けられた第１のアーム３３との間には、ハンドル３５が設けられている。ハンドル３５は、一対の第１のアーム３３を第２の部材３２に近接するように一体的に回転させる操作と、一対の第１のアーム３３を第２の部材３２から離間するように一体的に回転させる操作と、を行うためのものである。

【0040】

図５は、レール軸力の調整装置１をレール２に連結する前の状態を示す図である。ハンドル３５を第１の部材３１側に回転させると、第１のアーム３３に軸支された第２のアーム３４の他端部３４ｃが第１の部材３１側に移動する。第２のアーム３４は一定の長さを有する部材であるため、他端部３４ｃの移動に伴い、第２のアーム３４の一端部３４ａを軸支する第２の部材３２が第１の部材３１に近接する方向に移動して、レール２の頭部側面２ｅに当接する。従って、図２に示すように、レール２の頭部２ｈが第１の部材３１と第２の部材３２とに挟持されるため、ブラケット３０がレール２の頭部２ｈに固定される。なお、ハンドル３５を所定の位置まで回転させると、図示しないロック機構により第１のアーム３３及び第２のアーム３４の回転位置が保持される。従って、ブラケット３０をレール２に確実に固定することができる。

【0041】

一方、ハンドル３５を第２の部材３２側に回転させると、第２のアーム３４の他端部３４ｃが第２の部材３２側に移動する。第２のアーム３４は一定の長さを有する部材であるため、他端部３４ｃの移動に伴い、第２のアーム３４の一端部３４ａを軸支する第２の部材３２が第１の部材３１から離間する方向に移動する。この移動により、レール２の頭部側面２ｅと、第２の部材３２の当接部３２ａとの間に隙間が生じるので、ブラケット３０をレール２から取り外すことができる。

【0042】

次に、レール軸力の調整装置１を用いたレール軸力の調整方法について説明する。図６に示されるように、レール交換の作業時に行われるレール軸力の調整を例に説明する。まず、交換対象となる古いレールを取り外してレール２を所定位置に配置する。続いて、レール２の一端部２ａ側にレール固定器５を接続し、他端部２ｂ側にレール緊張器６を接続する（工程Ｓ１）。

【0043】

また、レール２に調整装置１を取り付ける（工程Ｓ２）。より詳細には、まず、ハンドル３５を第２の部材３２側に回転させる（図５参照）。この操作により、第１の部材３１から第２の部材３２を離間させて、第１の部材３１の当接部３１ａと第２の部材３２の当接部３２ａとの間に、レール２の頭部２ｈの幅よりも大きい隙間を形成する。続いて、調整装置１をレール２の頭部２ｈに上から載置する。そうすると、レール２の頭部側面２ｄと対面する位置に第１の部材３１の当接部３１ａが配置され、頭部側面２ｅと対面する位置に第２の部材３２の当接部３２ａが配置される。このとき、第１の部材３１の当接部３１ａに頭部側面２ｄを接触させると、振動発生部１０における回転軸線Ａ２が、レール２の重心を通る線Ａ１上に配置される。また、頭部側面２ｅと第２の部材３２の当接部３２ａとの間には隙間が形成される。それから、ハンドル３５を第１の部材３１側に倒すと、第２の部材３２が第１の部材３１側、すなわち、頭部側面２ｅに当接する方向に移動するため、レール２の頭部２ｈの両側面が当接部３１ａ，３２ａに挟持される。そして、調整装置１のケーブル７を電源８に接続する。

【0044】

そして、工程Ｓ２では、レール２において振動が伝達されない区間が生じないように一又は複数の調整装置１を配置する。例えば、調整装置１では、調整装置１が取り付けられた位置を基準として、０ｍ〜４００ｍだけ離れた位置まで振動を伝達することができる。また、レール２に取り付けられた調整装置１において発生された振動は、調整装置１が取り付けられた位置から両側に伝達される。従って、レール固定器５からレール緊張器６までの長さに応じて、例えば１００ｍ〜８００ｍの間隔でレール２の上方に調整装置１を配置する。一例として、例えば８００ｍの間隔で調整装置１を配置する。なお、一の調整装置１の振動が伝達される区間の一部と、別の調整装置１の振動が伝達される区間の一部とが重複してもよい。

【0045】

また、レール２と枕木４との間にコロ３を挿入する（工程Ｓ３）。

【0046】

その後、レール緊張器６を稼働させて、レール２に引っ張り力を加えてレール２の他端部２ｂが予め設定された伸び量になるまでレール２を緊張する（工程Ｓ４）。このとき、設定温度とレール交換作業時におけるレールの温度との差に基づいて、レール２の各部の伸び量を算出し、レール２の近傍にレール２が均一に伸びた場合におけるレール各部の位置を示す目印を数か所設けておく。

【0047】

ここで、コロ３は、レール２の支持部における抵抗を低減してレール２の伸び量を均一にするために設けられる。しかし、コロ３のみでは十分な均一性を得ることが困難であり、工程Ｓ４の終了時では、レール２は伸び量が不均一に分布している状態になる。この状態では、レール２の他端部２ｂの伸び量は予め設定された伸び量まで延びているが、一端部２ａから他端部２ｂまでの間のレール２各部の伸び量は、レール２の近傍に設けられた目印の位置と一致しない場合がある。

【0048】

そこで、調整装置１の振動発生部１０により振動を発生させてレール２を加振する（工程Ｓ５）。レール２を加振すると、レール２の伸び量が均一化され、レール２各部の伸び量がレール２の近傍に設けられた目印の位置に近づく。そして、レール２の伸び量が設定された伸び量を満たしていることを確認すると、コロ３を撤去して（工程Ｓ６）、レール２を枕木４に固定する（工程Ｓ７）。なお、レール２の伸び量が均一化されたか否かの判断は、上述したように、レール２とレール２の近傍に設けられた目印とを目視して行う。また、レール２の伸び量が均一化されたか否かの判断は、振動を印可する加振時間を基準に行ってもよい。

【0049】

続いて、レール軸力の調整装置１をレール２から取り外す（工程Ｓ８）。より詳細には、まず、調整装置１のケーブル７と電源８との接続を解除する。続いて、図２に示されたハンドル３５の位置から、第２の部材３２に近接する方向にハンドル３５を回転させる。この操作により、第２の部材３２がレール２の頭部側面２ｅから離間し、頭部側面２ｅと第２の部材３２の当接部３２ａとの間に隙間が形成される（図５参照）。そして、調整装置１をレール２の上方に引き上げて、調整装置１をレール２から取り外す。

【0050】

続いて、レール緊張器６をレール２の他端部２ｂから取り外し、レール固定器５をレール２の一端部２ａから取り外す（工程Ｓ９）。以上の工程により、レール２の交換作業が終了する。

【0051】

このように本実施形態に係るレール軸力の調整装置１及びレール軸力の調整方法によれば、レール２と連結されたブラケット３０を介して振動発生部１０で発生させた振動をレール２に印可することができる。レール２に振動が印可されると、レール２を支持する複数のコロ３に対してレール２がわずかに動く。コロ３に対してレール２がわずかに動いている状態では、コロ３に対してレール２が当接して静止している状態よりも摩擦力が小さくなる。従って、レール２を引っ張ったときに、レール２における軸力が不均一である状態で調整装置１により振動をレールに印可することにより、コロ３とレール２との間の摩擦力が低減されるので、レール２の軸力を均一に調整することができる。さらに、レール軸力を適正に管理することが可能となるため、夏場に生じ得るレール張り出しや、冬場に生じ得るレール破断の発生を抑制することができる。

【0052】

さらに、レール２に振動発生部１０から発生された振動を印可してレール２の軸力を調整しても、レール２を打撃する際に発生する大きな打撃音は発生しないため、レール２を打撃する場合よりもレール２の軸力を調整する際に発生する作業音を抑制することができる。

【0053】

ところで、レール２の頭部上面２ｔは車輪と接触する面であり傷等から保護する必要がある。このため、レール２を打撃してレール軸力を均一化する方法では、レール２の頭部上面２ｔではなく、レールの頭部側面２ｄ，２ｅを掛矢等で打撃する。従って、レール２を打撃する場合はレール２に対して横方向の衝撃が印可されることになる。コロ３に対してレール２を移動させる場合には、コロ３に対してレール２を横方向に移動させる状態よりも、コロ３に対してレール２を縦方向に移動させる状態がより好ましい。一方、本実施形態に係るレール軸力の調整装置１は、振動がレール２の縦方向（上下方向）の成分を含んでいる。この振動がレール２に印可されると、コロ３に対してレール２を波状に浮かせることができるため、効率よくレール２の軸力を均一に調整することができる。

【0054】

また、本実施形態に係るレール軸力の調整装置１は、ブラケット３０がレール２に連結された際に、振動発生部１０は、レール２の上下方向に延びてレール２の重心を通る線Ａ１上におけるレール２の上方に配置される。このような配置によれば、コロ３に対してレール２を上下方向にバランスよく波状に浮かせることができる。これにより、レール２において軸力が不均一に分布している状態が解消されるので、さらに効率よくレール２の軸力を均一に調整することができる。

【0055】

また、本実施形態に係るレール軸力の調整装置１は、振動発生部１０が、モータ部１５と、モータ部１５に固定された回転軸１６と、回転軸１６の回転軸線Ａ２に対して偏心して回転軸１６に固定された錘部材１７と、を有している。このように不釣り合い振動による振動源によれば、振動の周波数と加振力を容易に制御することができる。さらに、比較的大きい加振力を有する振動を容易に発生させることができる。

【0056】

また、本実施形態に係るレール軸力の調整装置１は、ブラケット３０が、レール２の頭部側面２ｄ，２ｅを把持することにより、レール２に取付られる。この構成によれば、車輪と接触するレール２の頭部上面２ｔにブラケット３０が接触することなく、ブラケット３０がレール２に連結されるため、レール２の頭部上面２ｔを保護することができる。

【0057】

また、本実施形態に係るレール軸力の調整装置１では、第１の部材３１に第１のアーム３３が軸支された部分を回転中心３３ｂとして、第２の部材３２から離間する方向に第１のアーム３３の他端部３３ｃを回転させることにより、第１の部材３１に対して近接する方向に第２の部材３２が移動して、第１の部材３１と第２の部材３２とでレール２が挟持される。これにより、ブラケット３０をレール２に連結することができる。一方、ブラケット３０をレール２に連結する場合と反対の方向に第１のアーム３３の他端部３３ｃを回転させることにより、第１の部材３１に対して離間する方向に第２の部材３２が移動する。これにより、レール２からブラケット３０を取り外すことができる。従って、レール２に対する調整装置１の着脱を、第１のアーム３３の操作によりワンタッチで行うことができる。

【0058】

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。

【0059】

例えば、調整装置１は、回転軸線Ａ２の方向とレール２の延在方向ＲＤとが一致することなく、レール２の延在方向ＲＤに対して回転軸線Ａ２の方向を所定の角度傾けて調整装置１をレール２に取り付けてもよい。このような構成によれば、レール２に印可される振動の方向を所望の方向に設定することができる。

【0060】

また、振動発生部１０は、不釣り合いによる振動源に限定されず、その他の振動源を用いてもよい。

【0061】

また、上記実施形態では、レール交換作業におけるレール軸力の調整作業を例に説明した。本実施形態は、レール交換作業におけるレール軸力の調整に限定されるものではなく、例えば、レールの設定替え作業におけるレール軸力の調整にも用いることができる。レールの設定替え作業ではレール軸力の調整作業を行う範囲が広いため、打撃によるレール軸力を均一化させる方法では多くの作業員が必要になる。一方、レール軸力の調整装置１を用いたレール軸力の調整方法によれば、レール２を打撃するための作業員が不要になるので、少人数でレール軸力の調整作業を実施することができる。従って、レールの設定替え作業に要する時間を短縮し、コストを低減することができる。

【0062】

また、本実施形態のレール軸力の調整方法は、少なくともレール２を緊張する工程Ｓ４を実施した後に、調整装置１によりレール２の伸び量を均一化する工程Ｓ５を行えばよい。その他の工程Ｓ１〜Ｓ３，Ｓ６〜Ｓ９の順は、特に限定されず任意の順番で実施してもよい。

【0063】

［実施例１］
レール軸力の調整装置１によりレール２に印可された振動が伝達される距離を確認した。この実施例１では、振動発生部１０により周波数が２４０Ｈｚであり、遠心力が２．７５ｋＮである振動をレール２に印可した。その結果、調整装置１を起点として４００ｍの位置まで振動が伝達されていることが確認された。この結果によれば、例えば、８００ｍ毎に調整装置１を配置することにより、レール２全体に振動を伝達することができることがわかった。

【0064】

［実施例２］
レール軸力の調整装置１を用いてレールの設定替え作業を実施した。この実施例では、４００ｍの直線部分を有するレールに調整装置１を１台連結し、周波数が２４０Ｈｚであり遠心力が２．７５ｋＮである振動をレールに印可して、軸力の調整を実施した。その結果、１〜２分程度の振動の印可によりレール軸力を均一化することができた。

【符号の説明】

【0065】

１…レール軸力の調整装置、２…レール、２ｄ…頭部側面（第１の側面）、２ｅ…頭部側面（第２の側面）、１０…振動発生部、１５…モータ部、１６…回転軸、１７…錘部材、３０…ブラケット（クランプ部）、３１…第１の部材、３２…第２の部材、３３…第１のアーム、３４…第２のアーム、Ａ１…レールの重心を通る線、Ａ２…回転軸線、Ｓ２…調整装置をとりつける工程、Ｓ５…レールに振動を印可する工程。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】