(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
軌道桁に固定される上部支承と橋脚上部に形成される梁に固定される下部支承とをピンを介して結合したモノレール用可動支承の前記ピンを引き抜くモノレール可動支承ピン引抜装置であって、四角枠状に形成されたフレームと、このフレームに形成した孔に遊嵌されるシャフト受けプレートを有するねじ駆動体とを備え、前記ねじ駆動体は長尺のシャフトボルトと、このシャフトボルトに形成した大径のねじ部に螺合する前記シャフト受けプレートと、前記シャフトボルトに形成した小径のねじ部に螺合するピン連結プレートとを有し、前記ピンと前記ピン連結プレートを、前記ピンに形成したねじ穴にボルトを螺合して結合可能とし、これにより前記ピンおよび前記上部支承ないし下部支承のいずれをも損傷することなく前記上部支承および前記下部支承から前記ピンを引き抜き可能にしたことを特徴とするモノレール可動支承ピン引抜装置。
前記支承は可動支承であり、前記下部支承の外側側面にラックを、前記ピンの端部にこのラックと噛み合う歯車を備えており、この歯車の内径側に前記ピンの両軸端部に形成した矩形状ほぞ部が嵌合する矩形状孔を形成し、前記矩形状ほぞ部と前記歯車の境目に前記ボルトが螺合可能なねじ穴が形成されていることを特徴とする請求項1に記載のモノレール可動支承ピン引抜装置。
前記シャフト受けプレートは、幅が狭く長さが長い平板の長さ方向の中央部に、内周側に雌ねじが形成されたナット部を有し、このナット部を挟んで長さ方向両側にボルト及びナット締結用の孔が形成されていることを特徴とする請求項2に記載のモノレール可動支承ピン引抜装置。
前記フレームは対向する2枚の側板とこれら側板間を連結する複数の連結プレートとからなり、前記側板には覗き窓が形成されており、前記フレームの一端側の開口部は、前記上部支承の側面にこの開口部を当接させたときに、前記シャフトボルトの軸を前記ピンの軸に合わせるように形成されていることを特徴とする請求項2に記載のモノレール可動支承ピン引抜装置。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
ところで、跨座式モノレールでは運行状況にもよるが、車両の運行により、特に可動支承が有するクレビス間を接続しているピンに、損傷または劣化が発生する場合があることが知られた。損傷したピンを交換すれば、可動支承としての機能が戻るので通常の運行に支障がなくなる。そこで定期点検等により常時支承を監視し、劣化の程度に応じてピンのみを交換することが望まれる。
【0006】
しかしながら、既設のモノレールではピン交換を想定していないので、ピン交換装置を取り付ける手掛かりがモノレールには少ない。しかも支承のピンの交換は、数mから場合によっては10mを超える橋脚の周囲に足場を形成して実施するが、モノレール路線の場合、路線の下側は一般道路として使用されることが多く、作業中の足場の周りを一般車が通行する場合もある。このため、ピン交換作業では、作業に要する機器を小型化して手持ち可能な範囲とし、また、落下防止も求められる。
【0007】
さらに、ピン交換作業は、終電通過後の完全電源停止後から始発電車の運行前の電源投入時までの数時間、最も短い場合では3時間ほどであり、迅速に実施可能であることが望まれている。当然ではあるが、ピン交換における引抜および組み立て作業の精度は最も重要であり、斜めにピンを引き抜いたり、斜めにピンを挿入することは、支承を損傷もしくは引き抜きや挿入に支障をきたすので避けなければならない。しかも、支承からピンを引き抜くために使用可能なスペースは、橋脚上部に形成された梁の上面に限られ、作業者に許される作業空間が非常に狭くなっている。
【0008】
上記特許文献1に記載の跨座式モノレールにおいては、地震時等における軌道桁の落下は防止可能であるが、支承が有するピンの損傷や経年変化による劣化については考慮されていないので、ピン交換作業については全く開示されていない。また、特許文献2に記載の埋込みピンの引抜装置では、モノレールの軌道桁のような大荷重がピンに作用するときに狭い場所でピンを引抜くことについては、考慮されていない。
【0009】
本発明は、上記従来技術の不具合に鑑みなされたものであり、その目的は、跨座式モノレール用支承が有するピンを、短時間で交換可能なピン引抜装置を提供することにある。本発明の他の目的は、上記目的に加え、小型で手持ち可能なピン引抜装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0010】
上記目的を達成する本発明の特徴は、軌道桁に固定される上部支承と橋脚上部に形成される梁に固定される下部支承とをピンを介して結合したモノレール用可動支承の前記ピンを引き抜くモノレール可動支承ピン引抜装置であり、四角枠状に形成されたフレームと、このフレームに形成した孔に遊嵌されるシャフト受けプレートを有するねじ駆動体とを備え、前記ねじ駆動体は長尺のシャフトボルトと、このシャフトボルトに形成した大径のねじ部に螺合する前記シャフト受けプレートと、前記シャフトボルトに形成した小径のねじ部に螺合するピン連結プレートとを有し、前記ピンと前記ピン連結プレートを、前記ピンに形成したねじ穴にボルトを螺合して結合可能としたものである。
【0011】
そしてこの特徴において、前記支承は可動支承であり、前記下部支承の外側側面にラックを、前記ピンの端部にこのラックと噛み合う歯車を備えており、この歯車の内径側にプレートが取り付けられており、このプレートと前記歯車の境目に前記ボルトが螺合可能なねじ穴が形成されているのが好ましい。
【0012】
また、前記ピンに形成したねじ穴が前記歯車の落下防止用ねじ穴であってもよく、前記シャフト受けプレートは、幅が狭く長さが長い平板の長さ方向の中央部に、内周側に雌ねじが形成されたナット部を有し、このナット部を挟んで長さ方向両側にボルト及びナット締結用の孔が形成されていてもよい。
【0013】
さらに、前記フレームは対向する2枚の側板とこれら側板間を連結する複数の連結プレートとからなり、前記側板には覗き窓が形成されており、前記フレームの一端側の開口部は、前記上部支承の側面にこの開口部を当接させたときに、前記シャフトボルトの軸を前記ピンの軸に合わせるように形成されていることが望ましい。
【発明の効果】
【0014】
本発明によれば、モノレール用可動支承が有するピンを引き抜くピン引抜装置が、ピン端に備える歯車抜け止め用ねじ穴に螺合するようにしたので、短時間でピン交換が可能であり、かつ確実にピン交換することができる。また、フレーム及びねじ駆動体のみの構成であるから、ピン引抜装置を小型軽量化でき手持ち可能である。
【発明を実施するための形態】
【0016】
以下、本発明に係る跨座式モノレールおよびそれが有する可動支承、可動支承のピン引抜装置について、図面を用いて説明する。
図1は、跨座式モノレール100の正面図であり、橋脚6よりも上部の部分を示す図である。なお、この
図1では、軌道桁2を横断面で示している。
【0017】
跨座式モノレール100では、橋脚6の上部に橋脚よりも幅が広い梁3が形成されており、全体としてY字型のベース部分を形成している。この梁3の上方には、可動支承(以下支承とも称す)4を介して、断面ほぼ長方形の軌道桁2が立設されている。軌道桁2は、上り線および下り線用にそれぞれ設けられる。上り線および下り線の軌道桁2、2間を連結する軌道桁梁5が、軌道桁2の延在方向に間隔をおいて設けられている。軌道桁2上をモノレール車両1が運行可能なように、軌道桁2の両側面部にはモノレール車両1の案内輪20および安定輪21が当接する当接部2aが張り出して形成されている。軌道桁2の上面部は、モノレール車両1の走行輪19が当接する当接面2bになっている。
【0018】
図2A以下により、軌道桁2と梁3間に介在する支承4およびピン引抜装置80について説明する。
図2Aは、ピン引抜装置80を可動支承4に取り付けて、ピン44を引き抜く状態を示す図であり、可動支承4およびピン引抜装置80の一部を断面で示した図である。
図2Bは、
図2Aの右側面図である。
図3は、可動支承4の分解斜視図であり、
図4はピン引抜装置80の分解斜視図である。
図5は、ピン引抜装置80が有するフレーム81の3面図であり、
図6はピン引抜装置80のねじ駆動体85の正面図及び側面図、
図7は、可動支承4の歯車46、49付近の詳細図である。
【0019】
図2Aにおいて、可動支承4は、上部支承(上沓)41と下部支承(下沓)42とピン44を主要な構成部品として有している。上部支承41は、図示しないボルト等で軌道桁2に固定されている。一方、下部支承42は、図示しないボルト等で梁3に固定されている。
【0020】
上部支承41は、軌道桁2の延在方向(Y方向)に直角な方向(X方向)の中央部に形成された空間41dを挟んで両側に、それぞれ1対の上側クレビス41bを有している。各上側クレビス41bは、この上部支承41を軌道桁2に取り付けるためのベース部41aに直角に、上下方向(Z方向)に延びている。各上側クレビス41bの側面形状は、
図2Bに示すように、下側の両角部が丸みを帯びた長方形状となっている。各上側クレビス41bの左右方向(Y方向)の中間部には、貫通孔41c(
図3参照)が形成されており、この貫通孔41cにピン44の軸部44aが嵌合する。
【0021】
下部支承42には、中央部に形成された空間42g(
図3参照)を挟んでピン44の軸方向(X方向)の両側に、下側クレビス42bが形成されている。各下側クレビス42bは、この下部支承42を梁3に固定するためのベース部42aに対して直角に上方(Z方向)に延びている。各下側クレビス42bの側面形状は、上側クレビス41bと同様であり、上部の両角部が丸みを帯びたほぼ長方形状をしている。下側クレビス42bの軸方向(X方向)長さは、上側クレビス41bの軸方向(X方向)長さより長い。下側クレビスの幅方向(Y方向)中央部には、貫通孔42c(
図3参照)が形成されており、この貫通孔42cにピン44の軸部44aが嵌合する。
【0022】
ピン44の両端部には矩形状ほぞ部44cが形成されており、この矩形状ほぞ部44cには軌道桁2の熱膨張等により上部支承41が下部支承42に対し相対的に回転移動できるように、歯車46〜49が取り付けられている。
図3に示すように、各歯車46〜49の下方には、これら歯車46〜49と噛み合うラック51〜54が配置されている。なお、
図2Aでは、歯車48およびラック53、54を取り去った状態を示している。
【0023】
各歯車46〜49の中央部には、矩形状ほぞ部44cに対応した矩形状孔46b〜49bが形成されており、各歯車46〜49がピン44から抜け落ちるのを防止する。ピン44の矩形状ほぞ部44cと歯車46〜49との境目部分には、割ねじ用のねじ穴50aが形成されている(
図7参照)。なお、ピン44の軸部44cの側面中心には、センターマーク50bが形成されている。
【0024】
内側の2個のラック(空間41dに配置されるラック)52、53はベース部材43に取り付けられており、ベース部材43はベース部材43に形成した孔43bおよび下部支承42に形成したねじ穴42dを用いて、図示しないボルト等で下部支承42に固定されている。両外側のラック51、54は、このラックに形成した孔54cおよび下部支承42のベース部42aの側面に形成したねじ穴42fを用いて、ボルト54bで下部支承42に固定されている。
【0025】
図2Aに示す外側のピン44を引抜く時には、可動支承4よりも梁3のX方向内側に、油圧ジャッキ11を配置する。油圧ジャッキ11のストローク範囲に収めるため、油圧ジャッキ11は架台10に載置される。一方、2本のピン44の矩形状ほぞ部44cの端部間に、油圧ジャッキ11よりも小型の油圧ジャッキ12を配置する。油圧ジャッキ12のストローク方向(X方向)の一端にはスペーサ13を、他端にはジャッキシャフト12aに当接して当て板14が配置される。スペーサ13は、ピン44の引抜き量に応じて、複数個使用する。
【0026】
引抜き対象のピン44の外側(
図2Aでは右端側)には、本発明に係るピン引抜装置80が取り付けられる。ピン引抜装置80は、フレーム81とねじ駆動体85とに大別される。フレーム81は、側面を形成し一端側の外周が先丸の尖った形状となる細長い側板81a、81bと、この側板81a、81間を連結してフレーム81の他端側の開口81mの形状を矩形にする連結プレート81c〜81fとを有している。連結プレート81c、81dは側板81a、81bの他端側に配置され、側板81a、81bとともに開口81mを形成する。側板81a、81b及び連結プレート81c、81dの端面は、上部支承41の最外側に位置する上側クレビス41bの側面に当接する。連結プレート81e、81fは、側板81a、81bの尖り部81n、81n’よりも側板81a、81bの長手方向やや内側に配置される。
【0027】
側板81a、81bの長手方向中間部には、ほぼ連結プレート81c〜81f間の位置に、軽量化のため及びねじ駆動体85の移動量を目視可能なように、覗き窓81k、81k’が形成されている。さらに、側板81a、81bの尖り部81n、81n’には、遊動孔81g、81g’が形成されており、詳細を後述するシャフト受けプレート84を遊嵌可能になっている。
【0028】
ねじ駆動体85は、シャフトボルト82と、このシャフトボルト82と螺合する2種のプレート状の部材、ピン連結プレート83及びシャフト受けプレート84を、主たる構成部品としている。シャフトボルト82は、一端側にボルト頭82aが形成され、軸方向に2段階のねじが形成された長尺のボルトである。ボルト頭82aに近い側の大径ねじ部82bには、シャフト受けプレート84が螺合する。一方、ボルト頭82aと反対端側に形成される小径ねじ部82cには、ピン連結プレート83およびピン連結プレート83を固定するためのナット82dが螺合する。
【0029】
ピン連結プレート83は、長方形のプレートであり、中心部にシャフトボルト82が係合するねじ穴83aが形成されており、このねじ穴83aからほぼ等距離の位置であってピン連結プレート83の長手方向両側に貫通孔83bが形成されている。この貫通孔83bのねじ穴83a中心からの距離は、
図7に示した、歯車46、49とプレート46b、49bの境目に形成したねじ穴50a、50aが歯車46、49の中心となす距離に等しい。したがって、ピン連結プレート83の貫通孔83bにボルト83dを嵌合すれば、歯車46、49とプレート46b、49bの境目に形成したねじ穴50aに、自動的に位置決めできる。
【0030】
シャフト受けプレート84は、中央部にシャフトボルト82の大径ねじ部82bと螺合する雌ねじ84cが形成された中央部が筒状の平板である。すなわち、細長いプレートの中央部にナット部84aが形成されており、ナット部84aの両側の所定位置に、貫通孔84bが形成されている。貫通孔84bには、ボルト84dが貫挿され、ボルト84dはナット84fで固定される。シャフト受けプレート84の長手方向の両端側は、フレー81ムの側板81a、81bに形成した遊動孔81g、81g’に嵌合する。
【0031】
このように構成したピン引抜装置80では、初めにフレーム81の連結プレート81e、81fよりも端部側から、フレーム81の一方の遊動孔81g’にシャフト受けプレート84の一端側を貫挿する。次いで、シャフト受けプレート84の他端側を他方の遊動孔81gに貫挿する。この状態で、シャフト受けプレート84がフレーム81から脱落するのを防止するため、ボルト84dをシャフト受けプレート84に形成した貫通孔84bに挿入し、ナット84fで固定する。
【0032】
ボルト84d及びナット84fが取り付けられたシャフト受けプレート84aの外径は、遊動孔81gの口径よりも大きくなるのでシャフト受けプレート84のフレーム81からの脱落が防止される。また、フレーム81の側板81a、81b間の距離W1よりもシャフト受けプレート84の長手方向長さW2が長いので、この点でもフレーム81からシャフト受けプレート84の脱落が防止される。
【0033】
シャフト受けプレート84がフレームに保持されたので、シャフトボルト82の大径ねじ部82bをシャフト受けプレート84の雌ねじ84cに螺合させ、フレーム81の開口部81m近くまでシャフトボルト82の先端部を位置させる。ここで、ピン連結プレート83の中央部に形成したねじ穴83aにシャフトボルト82の小径ねじ部82cを螺合させ、カラー82eを通した後、ナット82dでピン連結プレート83をシャフトボルト82に保持する。ここで、カラー82eを介してナット82dでピン連結プレート83固定するのは、ピン連結プレート83がシャフトボルト82の回転に同調するのを防止するためである。
【0034】
ピン引抜装置80をこのように組み立てたら、引き抜く予定のピン44の側面にピン引抜装置80を位置決めする。その際、歯車46、49の抜け止めに使用している歯車46、49の矩形状孔46b、49bとピン44の矩形状ほぞ部44cの境目に取り付けた図示しないボルトは、予め外しておく。また、内側に位置する歯車48およびそれに噛み合うラック53、歯車49に噛み合うラック54を取り外しておく。
【0035】
ピン44の中心に形成されるセンターマーク50bにシャフトボルト82の先端を合わせて心出しをする。その際、フレーム81を微移動させて、歯車49およびピン44とフレーム81が干渉しないようにし、その位置で上部支承41の上側クレビス41bの側面に当接させる。上側クレビス41bの側面は、ほぼピン44の軸に直角であるから、ピン引抜装置80の軸、すなわちシャフトボルト82の軸をピン44の軸と同一に位置決めできる。
【0036】
シャフトボルト82とピン44との相対位置が位置決めされたので、ピン連結プレート83を周方向に回動させて、ピン連結プレート83の貫通孔83bに貫挿したボルト83bを、歯車46、49と矩形状ほぞ部44cとの境目に形成したねじ穴50aに螺合する。この状態が、
図2Aおよび
図2Bに示した状態である。
【0037】
このように可動支承4にピン引抜装置80を取り付けた後に、実際にピン44を引き抜く手順を以下に詳述する。初めに軌道桁2の高さを、軌道桁2の下に配置した油圧ジャッキ11で調整し、可動支承4のピン44に負荷される軌道桁2の自重を低減する。高さの調整の良否は、ピン44の引抜時にピン引抜装置80に加わる力で判断できる。
【0038】
上部支承41と下部支承42の軸心がほぼ一致したら、ピン引抜装置80のシャフトボルト82を回動させるために、ボルト頭82aにラチェット式のスパナを装填する。そして、スパナを回転駆動して、歯車49ごとピン44を引き出す。その際、ピン44の引き出し量に応じて、空間41dに配置した油圧ジャッキ12も駆動する。油圧ジャッキ12のストロークは限られているので、ピン44の引き出し量が多くなったら、この油圧ジャッキ12の背面側に配置したスペーサ13の枚数を順次増やす。もしくは、より厚いスペーサ13と置き換える。
【0039】
ピン引抜装置80のシャフトボルト82を、覗き窓81k、81k’等を利用してその引抜量を確認しながら回動し続け、ピン44に上部支承41および下部支承42から負荷される力がなくなるまで継続する。上部支承41および下部支承42からの負荷がなくなったら、油圧ジャッキ12を可動支承4から抜き取る。それとともに、ピン連結プレート83を介してピン44に固定していたボルト83dをピン44から取り外す。これにより、ピン引抜装置80はピン44から取り外され、ピン44は可動支承4から抜き出される。
【0040】
この後、新しいピン44を可動支承4に嵌合し、歯車48、49をピン44に、ラック53、54をベース部材43および下部支承42にそれぞれ取り付ける。また、抜け止めのボルトを、歯車48、49と矩形状ほぞ部44cの境目のねじ穴50aに取り付け、ピン44の交換作業は終了する。
【0041】
本実施例によれば、いずれも手持ち可能な2種類の油圧ジャッキとピン引抜装置、油圧ジャッキのスペーサ等を準備するだけで、狭隘部に配置される跨座式モノレール用支承のピン交換が可能になる。ピン引抜装置は、一体化されており、ピン連結プレートに貫挿させるボルト83dを除いて、落下し易いものがなく、ピン引抜作業の防災性が向上する。また、ピン引抜装置のシャフトボルトの回転中心軸とピンの軸が一致しているので、ピンが斜めにまたは変位して引き出されることがなく、可動支承を損傷する恐れがない。さらに、作業員の作業空間が確保しにくい作業条件であっても、シャフトボルトの回動と油圧ジャッキの操作だけで済むので、少ない人数での作業及び作業空間での作業が可能になる。
【0042】
なお上記実施例では歯車とプレートとの境目に形成されている落下防止用ねじ穴を用いてピンを引き抜いているが、このようなねじ穴が形成されていない場合には、同様のねじ穴を現場合わせで製作する。その際、上部支承の上側クレビスの側面にピンの軸が直交しているので、この側面を基準面として利用すれば、精度の高いねじを形成できる。