JP4831460B2 - スラブ分岐器用電気融雪装置構成体 - Google Patents

Description

本発明は、軌道スラブ上に設置されるレール分岐器を電気ヒータにより加熱して降雪時の積雪や凍結による作動不良を防止するための融雪装置構成体に関する。

スラブ上に設置される分岐器は、図１２に示されるように、スラブＳ上に硬質樹脂により成形された調整板１１０とゴムなどの弾性材により成形された軌道パッド１１１を重ねて配し、その上にレールを支持する床板１１２を載せ、この床板１１２の廻りに横圧受け金具１１３をアンカーボルト１１４で止めて固定し、床板１１２の上面に基本レールＢＲとトングレールＴＲを載せた構造となっている。
従来、このようなスラブ分岐器を加熱するための融雪装置として、分岐器の両側方に設置されて分岐器に温風を吹き付ける、電気温風式融雪装置が利用されていた（例えば特許文献１参照）。

特開平７−２６８８０１号公報

電気温風式融雪装置は、加熱対象である分岐器と熱源とが離れているため加熱効率が悪く、融雪に十分な温度まで分岐器を加熱するのに供給電力が過多となり、省電力化が図れないという問題があった。
分岐器を加熱する効率の点では、電気温風式融雪装置よりも、ヒータを分岐器に直に接続して熱を伝導させる構造の装置の方が優れ、省電力化も可能となる。しかし、スラブ分岐器では、第１に床板の下側に重ねられた調整板と軌道パッドの耐熱性が低く、分岐器をヒータで直に加熱した場合にヒータの熱によって調整板と軌道パッドがともに劣化し、軌道の不陸を生じさせて車両の乗り心地を悪化させるとともに他の軌道部品を劣化させる誘因となること、第２に床板を固定する横圧受け金具が床板の周囲に突出しているため、ヒータを取り付けるスペースがないことから、ヒータでスラブ分岐器を直に加熱する構造の融雪装置は使用されていないのが実状である。

本発明は従来技術の有するこのような問題点に鑑み、スラブ上に設置される分岐器に直に取り付けて加熱する融雪装置を構成し、スラブ上の分岐器を効率的に加熱して確実なレール切り替え動作を確保することを課題とする。

前記課題を解決するため本発明は、横圧受け金具でスラブ上に固定される床板で支持されてスラブ上に設置されるレール分岐器を加熱するためのスラブ分岐器用電気融雪装置構成体において、前記スラブと床板の間に重ねて設置される、耐熱性を与えて形成された調節板及び軌道パッドと、断面Ｌ字形の長尺鋼材からなり、その直角に折れた立面部と上面部の縁部が前記床板に一体に固着されて前記床板のトングレールを支持する支持部の側面に接合してなるヒータ保持枠と、外周面が前記床板の側面に密着して接触する形状に形成された高熱伝導率の金属材からなる外装材の内部に、線状又は棒状に形成されたヒータ本体を挿入して一体化してなるヒータとを備え、前記ヒータ保持枠内に装填されたヒータがその外装材周面を前記床板のトングレール支持部側面に接触させた状態に保持して取り付けられた構成を有することを特徴とする。

本発明では、調節板がガラス布基材にエポキシ樹脂を積層して、軌道パッドがシリコンゴムを主材料として、ともに耐熱性と耐寒性に優れた材質のものを用いて形成してある。
従来調節板として利用されていた熱可塑性樹脂製の成形板（ＨＭＰ、ＰＡ板）や不飽和ポリエステル樹脂或いはビニルエステル樹脂製の可変パッドは高温使用限界が１００〜１５０℃であり、軌道パッドとして利用されていたスチレン・ブタジエンゴムは高温使用限界が１１０℃であったため、加熱温度が１２０℃程度にまで達するヒータの熱により劣化する虞れがあり、加熱温度は低温（温風式融雪装置では７０〜８０℃）に設定せざるを得なかった。これに対し、本発明では、ガラス布基材エポキシ樹脂積層板は１８０℃、シリコンゴムは１８０℃の耐熱性を有しているので、これらにより形成される調節板と軌道パッドはヒータの熱で劣化することはなく、ヒータで床板を高温に加熱することが可能となる。調節板と軌道パッドの劣化を要因としていた、軌道の不陸の発生や車両の乗り心地の悪化、他の軌道部品を劣化させるなどの支障も生じることはない。調節板と軌道パッドは耐熱性に優れているので、軌道パッドと床板の間に断熱板を挟み入れることも不要である。
前記調節板は、エポキシ樹脂を主成分とする混合物をガラスクロスに含浸させて基材を作り、これを積層しプレス成形して形成することができる。また、軌道パッドは、高強度タイプのシリコンゴムにより形成することができる。

また、本発明では、トングレールを支持する床板のレール支持部の側面にヒータを取り付けて床板を加熱するようにしている。これは、床板はその廻りを包囲する横圧受け金具をボルト留めして固定されるが、床板と横圧受け金具の間の幅が狭いため床板周側面にヒータを取り付けることが難しく、また、特にトングレールを支持する床板上部中央にヒータの熱を集中させることにより、床板を効率的に加熱して充分な融雪効果を得ることができるからである。
床板にヒータを取り付けたときにヒータの端部が横圧受け金具に突き当たらないように、横圧受け金具にはヒータ端部が入り込む凹状の空隙を設けておくことが好ましい。

床板に取り付けるヒータとしては、高さのない床板の狭い側面に密着して接触可能な線状又は棒状に形成された種々のヒータ、例えば発熱線をマグネシウムで絶縁してなるシーズヒータや細管ヒータなどの管状ヒータ、発熱体を耐熱材で外装した帯形や薄い角形のシート状ヒータなどを用いることができる。
床板側面にヒータを確実且つ安定的に固定するとともに、ヒータを保護してその動作を確保するため、ヒータは、発熱体である線状又は棒状のヒータ本体を、熱伝導率の高い金属材で外装し一体化するのが好ましい。外装材としては、アルミニウムや銅などの高熱伝導率の金属材が用いられ、その外周面を床板側面に密着して接触するように平面形として、床板側面に対応した長さに形成することができる。
発熱体であるヒータ本体と外装材との一体化は、例えば外装材を中空筒形に設け、その中にヒータ本体を板バネなどの押圧部材とともに挿入し且つその表面を外装材の内周面に密着させる手段により行うことができる。外装材の周面にその長手方向に沿って凹溝を設け、この凹溝の中にヒータ本体を挿入して凹溝内面にヒータ本体を接合させた状態で凹溝をステンレス板などの熱伝導率の低い断熱材で閉鎖し、溝部縁部を断熱材外面上にかしめ留めして、ヒータ本体を溝部内に固定し一体化してもよい。

分岐器が作動したときの振動や車両通過時の衝撃を受けても床板側面からヒータが外れないようにするため、床板側面にヒータ保持枠を固着しておき、このヒータ保持枠内にヒータを装填し、ボルトなどの定着手段を用いてヒータを床板側面に押圧した状態に固定して保持するのが好ましい。ヒータ保持枠内に定着手段として板バネを装填し、板バネでヒータを床板側面に押圧して固定してもよい。

本発明によれば、調節板と軌道パッドが高い耐熱性を有しているので、ヒータの加熱温度を高く設定し、分岐器を高温に加熱しても両部材が熱によって劣化するようなことはなく、分岐器に直に取り付けて高い融雪能力を発揮する融雪装置を構成することができる。また、ヒータは床板のトングレールを支持する支持部に取り付けてあるので、当該取り付けた部分にヒータの熱を集中させて床板を効率的に加熱することができ、また、ヒータはヒータ保持枠で床板側面に離脱不能に保持してあるので、床板にしっかりと接触して床板を加熱し、これにより分岐器の確実なレール切り替え動作が確保される。

本発明の好適な一実施形態を図面を参照して説明する。
図１は本発明の電気融雪装置構成体を適用したスラブ分岐器を、床板上に支持されるレールの作図を省略して示した平面図、図２は図１の状態からヒータを取り外した場合の正面図である。

図示されるように、この実施形態の融雪装置構成体１は、スラブ上に調整板２と軌道パッド３を重ねて配し、その上にレールを支持する床板５を載せ、この床板５の廻りには横圧受け金具４を配するとともにこれをボルト留めしてスラブ上に固定され、また、床板５のトングレールを支持する支持部両側面にそれぞれヒータ保持枠６、６が一体に設けられ、このヒータ保持枠６内に装填され保持されたヒータ７で床板５を加熱することができるように構成してある。

詳しくは、調節板２は、エポキシ樹脂を主成分とする混合物をガラスクロスに含浸させて形成された基材を複数積層し、分岐器が設置される現場のスラブ板の状態に合わせて適宜な厚みにプレス成形してなっている。調節板２は、床板５の下面が略一杯に重なって載る大きさであって、図３に示されるように、後述する絶縁板と干渉しないように矩形板の四隅を切り欠いた形状に形成してある。

軌道パッド３は、高強度タイプのシリコンゴムを用いて適宜な厚みで且つ調節板２よりも若干大きな寸法形状に成形され、調節板２の上に重ね合わさる構造に設けてある。

横圧受け金具４は、図４に示されるように、ボルト挿通孔４１ａ、４１ａを有する横圧受板４１、４１の両側に鋼材４２、４２を溶着して枠状に形成されている。横圧受板４１、４１には鉤状凹部４１ｃを上縁に開口させた突段部４１ｂが設けてあり、横圧受け金具４はこの鉤状凹部４１ｃに、床板押さえ金具４３、コイルばね４４及び座金４５を挿通させたＴ字ボルト４６の端部を係合させ、床板押さえ金具４３の縁部を床板５の凹溝５ａに係合させた状態でＴ字ボルト４６の他端部にナット４７を締着して、横圧受板４１、４１の間に床板５を固定できるようになっている（図２参照）。また、図４中の側面図に表れているように、対向する横圧受板４１、４１の一方の突段部４１ｂが他方の突段部４１ｂよりも幅狭に設けてあり、つまり突段部４１ｂの両側を切り欠き、床板５に固定されるヒータ７の端部が突段部４１ｂに衝突しないようにしてある。

床板５は、図５に示されるように、矩形鋼材の上面に基本レールを支持する支持部５ａとそれよりも高く突出したトングレールを支持する支持部５ｂを設け、両端に前記床板押さえ金具４３の縁部が係入する凹溝５ｃ、５ｃを設けて形成してある。また、支持部５ｂの両側面にはヒータ保持枠６、６が一体に固着してある。

ヒータ保持枠６、６は、図６に示されるように、断面Ｌ字形の長尺鋼材からなり、その立面部６ａと上面部６ｂの縁部を床板５に接合させて床板５の側面に一体に固着されている。ヒータ保持枠６の立面部６ａにはヒータ７を固定するためのボルト６１が挿通する複数の通孔６ｃを設けてある。

ヒータ７は、図７及び図８に示されるように、外装材であるアルミニウム製の外装体７１内に、発熱体としての管状のヒータ本体７２と、断熱材としてのステンレス板７３を挿入して構成してある。
詳しくは、外装体７１は、押出し成形によりヒータ保持枠６内に挿入可能な厚みで長尺に形成され、図７に示されるように、その一側を前記床板５の支持部５ｂの側面に密着して接触可能な平面部７１１とし、その他側には、外装体の長手方向に連続して伸びた凹状の溝部７１２を設けてある。
溝部７１２は、外装体の略中央部でヒータ本体７２の外径と略同じ内径で中空状に空けられた空間部７１２ａに、ステンレス板７３が嵌入し得る幅及び厚みのスリット７１２ｂを連ねて形成されており、スリット７１２ｂの外側には、溝部７１２を挟んで向かい合わせに係止片７１２ｃ、７１２ｃを突出させてある。また、外装体７１は、その先端からヒータ保持枠６と略同じ長さ分の位置で緩やかに屈曲させてある。
また、管状のヒータ本体７２とステンレス板７３は、ともに外装体７１と略同じ長さに設けてあり、それぞれヒータ本体７２は前記空間部７１２ａ内に略一杯に挿入し、ステンレス板７３は前記スリット７１２ｃ内に嵌入するようになっている。
ヒータ７は、外装体７１の溝部７１２の空間部７１２ａ内にヒータ本体７２を挿入し、挿入されたヒータ本体７２の端部には給電コネクタ７２ａを接続しておき、さらにスリット７１２ｂ内にステンレス板７３を嵌入し、この状態で係止片７１２ｃ、７１２ｃをステンレス板７３側に折り曲げて溝部７１２の内方にかしめ、ヒータ本体７２とステンレス板７３を外装体内部に固定することにより構成される。
床板５へのヒータ７、７の取り付けは、図９に示されるように、ヒータ７の平面部７１１が床板５の側面に接触するようにヒータ７を横向きにしてヒータ保持枠６内にそれぞれ装填し、ヒータ保持枠６の各通孔６ｃにナット６２を挟んでボルト６１を螺子入れ、ボルト６１の先端で前記係止片７１２ｃ、７１２ｃでかしめたヒータ７の端部を押圧し、平面部７１１を床板支持部５ｂの側面に密着させることにより行われる。

これらの部材からなる本形態の融雪装置構成体１は、スラブ上に調節板２と軌道パッド３を重ね、その上に床板５を設置し、さらに床板５の両側のスラブ上に絶縁板を設置し、絶縁板上に横圧受け金具４を載せ、横圧受け金具４と絶縁板にアンカーボルト８を通してスラブに固定し、横圧受け金具４に取り付けた床板押さえ金具４３、４３で床板５を固定して設置される。スラブ上に固定された床板５の上面には、その支持部５ａ上に基本レールが敷設され、支持部５ｂ上にはトングレールが敷設され、支持部５ｂの側面に一体に固着されたヒータ保持枠６、６内にヒータ７、７をそれぞれ装填しボルト止めにより固定して融雪装置構成体１及びレール分岐器の取り付けが完了する。

このように設置された融雪装置構成体１は、床板５のトングレールを支持する支持部５ｂの両側面にヒータ７、７が取り付けられており、支持部５ｂに両ヒータ７の熱を集中させて床板５を効率的に加熱し、降雪時の積雪や凍結によってトングレールが作動不能となることを防止する。また、調節板２と軌道パッド３は高い耐熱性を有しているのでヒータ７の加熱によっても劣化が生じる虞れはなく、ヒータ７で床板５を高温に加熱することが可能である。ヒータ７は、ヒータ保持枠６で床板５の側面にしっかりと固定され、レールの可動や車両通過時の振動などによっても外れる虞れはない。
ヒータ７はその曲げ半径が限定されて大きく屈曲させることはできないが、横圧受け金具４の一方の横圧受板４１の突段部４１ｂを幅狭に設けてヒータ７の端部の配置空間を確保しているので、ヒータ７の端部が横圧受け板４１に当たることはなく、ヒータ７の着脱を簡便に行うことが可能である。

図１０は他の実施形態を示し、これはヒータ７の端部をアダプタ７４を介してＵ字形に屈曲し、アダプタ７４と接続した給電ケーブル７５を横圧受け金具４の側面に配した防護管７６を通して配線したものである。アダプタ７４で給電ケーブル７５を任意の方向に屈曲させることにより、分岐器が設置される現場の状況に応じて配線することが可能である。図１１は、ヒータ７の端部をアダプタ７４を介して適宜な角度及び方向に屈曲させた他の形態を示している。

なお、図示した形態は一例であり、本発明の電気融雪装置構成体及びその構成部材は、分岐器の設置状況に応じて、各々他の適宜な構成や形状、形態に設けることが可能である。

本発明にかかる一実施形態の電気融雪装置構成体の平面図である。 図１の融雪装置からヒータを取り外した状態の正面図である。 本発明にかかる一実施形態の調節板の平面図である。 図１の形態の横圧受け金具の正面図、平面図及び側面図である。 図１の形態の床板の正面図と平面図である。 図１の形態のレール保持枠の正面図とそのＢ−Ｂ線断面図である。 図１の形態のヒータを要部を破断して示した図である。 図７のVIII−VIII線断面図である。 床板にヒータを取り付けた状態の断面図である。 本発明の他の実施形態の電気融雪装置構成体の要部拡大平面図とそのＢ−Ｂ線断面図である。 （Ａ）、（Ｂ）はヒータの他の形態の外観図である。 スラブ分岐器の構成を示した図である。

符号の説明

１ 融雪装置構成体、２ 調節板、３ 軌道パッド、４ 横圧受け金具、５ 床板、６ ヒータ保持枠、７ ヒータ、８ アンカーボルト

Claims (1)

1. 横圧受け金具でスラブ上に固定される床板で支持されてスラブ上に設置されるレール分岐器を加熱するためのスラブ分岐器用電気融雪装置構成体において、
   前記スラブと床板の間に重ねて設置される、耐熱性を与えて形成された調節板及び軌道パッドと、
   断面Ｌ字形の長尺鋼材からなり、その直角に折れた立面部と上面部の縁部が前記床板に一体に固着されて前記床板のトングレールを支持する支持部の側面に接合してなるヒータ保持枠と、
   外周面が前記床板の側面に密着して接触する形状に形成された高熱伝導率の金属材からなる外装材の内部に、線状又は棒状に形成されたヒータ本体を挿入して一体化してなるヒータとを備え、
   前記ヒータ保持枠内に装填されたヒータがその外装材周面を前記床板のトングレール支持部側面に接触させた状態に保持して取り付けられた構成を有することを特徴とするスラブ分岐器用電気融雪装置構成体。

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