JPH04330101A - レール研削制御方法およびその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、レール研削制御方法お
よびその装置に関し、特に、レール頭部に対する砥石の
加圧制御に適用して有効な技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】レール頭部に発生する波状摩耗により、
騒音や振動が発生し、乗客や沿線住民に悪影響を与える
ばかりか、架線、車両用モータ、台車などにも損傷を与
えるという問題があった。また、最近は、レール継目前
後１００ｍｍの段付摩耗やロングレール溶接部の凹凸変
形を研削する必要性が出てきた。そこで、レール研削制
御装置が考えられ、たとえば、特開昭６２−１５６４０
３号および特開昭６２−１５６４０４号公報に記載され
たものがある。

【０００３】すなわち、前記した公報記載のレール研削
制御装置は、いずれも、装置本体に油圧シリンダ、グラ
インダーモータおよび砥石を順次連結してなる研削工具
を２本のレールに対応させて複数個配置し、ピストンの
上下側で受圧面積の異なる油圧シリンダと、圧力調整を
行う圧力調整弁とを備えた油圧回路を設け、レール頭部
に砥石を加圧した状態で回転により研削しつつレール上
を走行させるようにしたものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前記した従来
のレール研削制御装置の構造では、いずれも、ピストン
の上下側で受圧面積の異なる油圧シリンダと、圧力調整
を行う圧力調整弁とを備えた油圧回路を備え、前記ピス
トンの上下側での受圧面積の相違によって生じる上向き
の力と研削工具の自重との差により、レール頭部に対す
る砥石の加圧を決定する構造となっているので、砥石の
摩耗による研削工具の自重の変化や研削工具の案内筒の
摩擦抵抗の変化への対応が不可能であり、このため砥石
の加圧を一定に保持し得ず、研削精度を低下させるとい
う問題があった。

【０００５】また、前記した従来のレール研削制御装置
の構造では、いずれも、流体として油圧を使用する油圧
回路を備えた構造であるので、構造が複雑であり、この
ため、コストが高くつき、メンテナンスが困難であると
いう問題があった。

【０００６】本発明の目的は、空気圧による定圧研削を
可能にし、研削精度を向上させることのできるレール研
削制御方法およびその装置を提供することにある。

【０００７】本発明の他の目的は、構造の簡素化および
コストの低廉化を図り、メンテナンスを容易にすること
のできるレール研削制御方法およびその装置を提供する
ことにある。

【０００８】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかに
なるであろう。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
下記のとおりである。

【００１０】すなわち、本発明のレール研削制御装置は
、装置本体に空気圧シリンダ、グラインダーモータおよ
び砥石を順次連結してなる研削工具をレールに対応させ
て複数個配置してなるレール研削制御装置であって、前
記グラインダーモータの負荷電流を検知する検知手段と
、前記空気圧シリンダに給排される２次側空気圧を入力
信号に対応した設定圧力に制御する電空変換器と、前記
検知手段の検知信号に基づき前記電空変換器の入力信号
を増減させ、レール頭部に対する砥石の加圧を一定に制
御する制御手段とを備えた構造としたものである。

【００１１】

【作用】前記構成において、レール研削制御を行う場合
、グラインダーモータの負荷電流を検知し、この検知信
号に基づき電空変換器の入力信号を増減させる。この入
力信号の増減により電空変換器の２次側空気圧、つまり
空気圧シリンダのシリンダ室内の空気圧を砥石の摩耗に
よる研削工具の自重の変化や研削工具の案内筒の摩擦抵
抗の変化に対応させつつ連続的に制御する。これにより
、レール頭部に対する砥石の加圧を一定に制御すること
ができる。したがって、前記問題点を除去することがで
きる。

【００１２】

【実施例】図１は本発明の一実施例であるレール研削制
御装置を示す回路図である。なお、図１において示す回
路の要部はレール研削用砥石ごとに設けられるものであ
るので、他の回路の要部についての説明を省略するもの
とする。

【００１３】本実施例におけるレール研削制御装置は、
空気圧回路１を有している。この空気圧回路１は、コン
プレッサ２を備え、このコンプレッサ２にフィルタ３、
ミストフィルタ４および手動レギュレータ５が順次下流
側に向かって接続され、これらのフィルタ３，４および
手動レギュレータ５により調質・調圧された空気圧を主
流路６を介して各種空気圧機器に供給する構造となって
いる。

【００１４】すなわち、前記主流路６に電磁弁７が接続
され、この電磁弁７は、空気作動弁８へのパイロット圧
の供給を制御する機能を有し、ノーマル位置９では、１
次側および２次側ポートＰ，Ａがクローズであり、作動
位置１５では、１次側および２次側ポートＰ，Ａが連通
し、主流路６からの元圧がパイロット圧として空気作動
弁８に供給される構造となっている。

【００１５】また、前記主流路６に電空レギュレータ（
電空変換器）１０が接続され、この電空レギュレータ１
０はパイロット形のハイリリーフレギュレータ部１０ａ
と、制御部１１とからなる。この制御部１１は供給側ま
たは排気側の小形高速２ポート弁を内蔵し、設定圧力を
措定する外部からの電圧または電流の入力信号と、２次
側圧力を監視する圧力センサからのフィードバックとに
より、制御部１１から供給側または排気側の小形高速２
ポート弁へ、設定圧力と２次側圧力との差に応じたパル
ス幅の通電を行い、前記ハイリリーフレギュレータ部１
０ａのパイロット圧を調整し、２次側圧力を制御する機
能を有する。

【００１６】また、前記ハイリリーフレギュレータ部１
０ａは、リリーフ形の構造を有するもので、リリーフ孔
１２を備え、２次側空気圧が制御部１１により設定され
た空気圧以上になったときにリリーフ孔１２から大気中
に２次側の余剰空気圧が排気されるようになっている。

【００１７】前記空気作動弁８は、前記電磁弁７からの
パイロット圧の給排により、主流路６からの元圧を２次
側に供給し、あるいは前記電空レギュレータ１０の２次
側空気圧をスピードコントローラ１３を介して空気圧シ
リンダ１４に給排できるようにしたものであり、ノーマ
ル位置９では、主流路６に連通する１次側ポートＰａと
２次側ポートＡが連通し、電空レギュレータ１０に連通
する１次側ポートＰｂはクローズであり、作動位置１５
では、主流路６に連通する１次側ポートＰａがクローズ
であり、電空レギュレータ１０に連通する１次側ポート
Ｐｂと２次側ポートＡが連通する構造となっている。

【００１８】前記スピードコントローラ１３は、流量制
御弁１６およびチェック弁１７を備え、リミットスイッ
チ１８が取付けられている。チェック弁１７は、２次側
への空気圧の流れを許容し、１次側への流れを阻止する
機能を有し、前記流量制御弁１６はハンドルにより制御
するもので、全閉と同時にリミットスイッチ１８をＯＮ
にする機能を有する。このリミットスイッチ１８のＯＮ
によりリレー１９は電磁弁７のソレノイド部７ａの制御
電源をＯＦＦにする機能を有する。

【００１９】また、前記空気圧シリンダ１４は、そのピ
ストンロッド２０の下端に設けられるグラインダーモー
タ２１やその回転軸２２に取付けた砥石２３などの自重
による加圧を減圧するものである。砥石２３は、レール
頭部２４に水平に対向し、かつ波状摩耗の短波長より大
きい直径を有している。

【００２０】また、前記空気圧シリンダ１４内のシリン
ダ室２５はピストン３２によりロアシリンダ室２５ａと
アッパシリンダ室２５ｂとに仕切られ、アッパシリンダ
室２５ｂはマフラ２６を介して大気に連通し、ロアシリ
ンダ室２５ａはスピードコントローラ１３を介して空気
作動弁８の２次側ポートＡに接続され、このロアシリン
ダ室２５ａ内の空気圧により研削工具３３の自重に抗し
て砥石２３を上昇させ、あるいは自重による加圧を減圧
させ、レール頭部２４に対する砥石２３の加圧を制御す
るものである。

【００２１】次に、この砥石２３の加圧制御を行う制御
回路３１について説明する。

【００２２】グラインダーモータ２１に配線されるＵ相
には、グラインダーモータ２１の負荷電流を検知するカ
レントトランス（検知手段）２７が配置されている。

【００２３】前記カレントトランス２７に変換器２８が
接続され、この変換器２８は、カレントトランス２７か
らの検知信号を計測制御用信号に変換する機能を有する
。

【００２４】一方、前記電空レギュレータ１０の制御部
１１には、そのコイルに給電を行うパワーサプライ２９
と、デジタル指示調節計（制御手段）３０とが接続され
ている。

【００２５】このデジタル指示調節計３０は、変換器２
８からの計測制御用信号に基づき電空レギュレータ１０
の入力信号を制御し、電空レギュレータ１０の２次側空
気圧、つまり空気圧シリンダ１４のロアシリンダ室２５
ａ内の空気圧を砥石２３の摩耗による研削工具３３の自
重の変化や研削工具３３の案内筒の摩擦抵抗の変化に対
応させつつ連続的に制御し、レール頭部２４に対する砥
石２３の加圧を一定に制御する構造となっている。

【００２６】次に、前記構成のレール研削制御装置を使
ってレール研削制御を行う場合の作用について説明する
。

【００２７】レール研削開始前の状態では、図１に示す
ように、スピードコントローラ１３においては、流量制
御弁１６が全閉状態で、リミットスイッチ１８がＯＮ状
態にあり、電磁弁７においては、前記リミットスイッチ
１８のＯＮおよびリレー１９のＯＦＦの状態により、ソ
レノイド部７ａがＯＦＦ状態にある。

【００２８】したがって、ノーマル位置９における１次
側および２次側ポートＰ，Ａのクローズによりパイロッ
ト圧が供給されず、このため、空気作動弁８では、ノー
マル位置９における１次側および２次側ポートＰａ，Ａ
の連通により、主流路６からの元圧はスピードコントロ
ーラ１３のチェック弁１７を経て空気圧シリンダ１４の
ロアシリンダ室２５ａ内に供給され、ピストンロッド２
０とともにグラインダーモータ２１および砥石２３はそ
の自重に抗して上昇し、レール頭部２４から離間した状
態にある。

【００２９】次いで、このようなレール研削開始前の状
態からレール研削開始を行う場合、グラインダーモータ
２１および研削走行のスイッチをそれぞれＯＮにし、ロ
ックを外しながらスピードコントローラ１３の流量制御
弁１６をハンドル操作により半開させると、リミットス
イッチ１８のＯＦＦとリレー１９のＯＮにより電磁弁７
がＯＮとなり、作動位置１５における１次側および２次
側ポートＰ，Ａの連通によりパイロット圧が空気作動弁
８に供給される。この空気作動弁８では、パイロット圧
の供給により作動位置１５における電空レギュレータ１
０に連通する１次側ポートＰｂと２次側ポートＡとが連
通し、このため空気圧シリンダ１４のロアシリンダ室２
５ａはスピードコントローラ１３の半開状態の流量制御
弁１６を経て電空レギュレータ１０に連通する。

【００３０】また、グラインダーモータ２１は無負荷状
態にあるので、これをカレントトランス２７で検知し、
この検知信号に基づき、電空レギュレータ１０はリリー
フ孔１２から排気可能な状態となっている。したがって
、空気圧シリンダ１４のロアシリンダ室２５ａ内の空気
圧はスピードコントローラ１３の半開状態の流量制御弁
１６に絞られて徐々に排気され、砥石２３は漸次下降す
る。

【００３１】そして、砥石２３がレール頭部２４に当た
った後、スピードコントローラ１３の流量制御弁１６を
全開にすると、以下のプロセスを経てレール研削制御が
行われる。

【００３２】すなわち、レール研削制御に際し、カレン
トトランス２７は、グラインダーモータ２１の負荷電流
を検知し、この検知信号は変換器２８により計測制御用
信号に変換される。この計測制御用信号に基づき、デジ
タル指示調節計３０は、電空レギュレータ１０の制御部
１１の入力信号を増減させ、この入力信号の増減により
電空レギュレータ１０の２次側空気圧、つまり空気圧シ
リンダ１４のロアシリンダ室２５ａ内の空気圧を砥石２
３の摩耗による研削工具３３の自重の変化や研削工具３
３の案内筒の摩擦抵抗の変化に対応させつつ連続的に制
御する。

【００３３】詳しくは、研削工具３３の自重の変化や研
削工具３３の案内筒の摩擦抵抗の変化によりレール頭部
２４に対する砥石２３の加圧が増大した場合、グライン
ダーモータ２１の負荷電流が増大し、この負荷電流の増
大に対して電空レギュレータ１０の２次側空気圧、つま
り空気圧シリンダ１４のロアシリンダ室２５ａ内の空気
圧が増大するように制御される。このためレール頭部２
４に対する砥石２３の加圧は減少する。

【００３４】研削工具３３の自重の変化や研削工具３３
の案内筒の摩擦抵抗の変化によりレール頭部２４に対す
る砥石２３の加圧が減少した場合、前記の場合とは逆の
プロセスによりレール頭部２４に対する砥石２３の加圧
は増大する。したがって、レール頭部２４に対する砥石
２３の加圧を一定に制御することができる。

【００３５】その結果、砥石２３の直径以下の波長を有
する波状摩耗に対して定位研削の場合と同様に同一レベ
ルで水平に研削し、研削精度を向上させることができる
。

【００３６】また、レール研削制御装置は、電空レギュ
レータ１０を備えた空気圧回路を有している構造とした
ので、構造の簡素化を図ることができるばかりでなく、
コストを従来例に比し大幅に低廉化させ、しかもメンテ
ナンスを容易にすることができる。

【００３７】なお、本発明者によってなされた発明を実
施例に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施例
に限定されるものでなく、その要旨を逸脱しない範囲で
種々変更可能であることはいうまでもない。

【００３８】たとえば、この実施例では、電空変換器と
して電空レギュレータを使用した場合について説明した
が、これに限らず、電空比例弁や電空サーボ弁を電空変
換器として使用するとができる。

【００３９】また、この実施例では、レール頭部のフラ
ット面を自動的に研削するレール研削制御方法およびそ
の装置の場合について説明したが、これに限らず、レー
ル頭部のコーナ面に対するレール研削制御方法およびそ
の装置に対しても適用することができる。

【００４０】

【発明の効果】本願において開示される発明のうち、代
表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、
以下のとおりである。

【００４１】（１）．グラインダーモータの負荷電流を
検知し、この検知信号に基づき電空変換器の入力信号を
増減させ、空気圧シリンダに給排される２次側空気圧を
砥石の摩耗による研削工具の自重などの変化に対応させ
つつ連続的に制御する構造としたので、レール頭部に対
する砥石の加圧を一定に制御することができる。

【００４２】（２）．前記（１）　で示すように、レー
ル頭部に対する砥石の加圧を一定に制御することができ
るので、砥石の直径以下の波長を有する波状摩耗に対し
て定位研削の場合と同様に同一レベルで水平に研削し、
研削精度を向上させることができる。

【００４３】（３）．電空変換器を備えた空気圧回路を
有している構造としたので、構造の簡素化を図ることが
できるばかりでなく、コストを従来例に比し大幅に低廉
化させ、しかもメンテナンスを容易にすることができる
。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例であるレール研削制御装置を
示す回路図である。

【符号の説明】 １　　空気圧回路 ２　　コンプレッサ ３　　フィルタ ４　　ミストフィルタ ５　　手動レギュレータ ６　　主流路 ７　　電磁弁 ７ａ　　ソレノイド部 ８　　空気作動弁 ９　　ノーマル位置 １０　　電空レギュレータ １０ａ　　ハイリリーフレギュレータ部１１　　制御部 １２　　リリーフ孔 １３　　スピードコントローラ １４　　空気圧シリンダ １５　　作動位置 １６　　流量制御弁 １７　　チェック弁 １８　　リミットスイッチ １９　　リレー ２０　　ピストンロッド ２１　　グラインダーモータ ２２　　回転軸 ２３　　砥石 ２４　　レール頭部 ２５　　シリンダ室 ２５ａ　　ロアシリンダ室 ２５ｂ　　アッパシリンダ室 ２６　　マフラ ２７　　カレントトランス（検知手段）２８　　変換器 ２９　　パワーサプライ ３０　　デジタル指示調節計（制御手段）３１　　制御
回路 ３２　　ピストン ３３　　研削工具 Ｐ　　１次側ポート Ａ　　２次側ポート Ｐａ　　１次側ポート Ｐｂ　　１次側ポート

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　グラインダーモータの負荷電流を検知
   し、この検知信号に基づき電空変換器の入力信号を増減
   させ、空気圧シリンダに給排される２次側空気圧を制御
   し、前記レール頭部に対する砥石の加圧を一定に制御す
   ることを特徴とするレール研削制御方法。
2. 【請求項２】　　装置本体に空気圧シリンダ、グライン
   ダーモータおよび砥石を順次連結してなる研削工具をレ
   ールに対応させて複数個配置してなるレール研削制御装
   置であって、前記グラインダーモータの負荷電流を検知
   する検知手段と、前記空気圧シリンダに給排される２次
   側空気圧を、レール頭部に対する砥石の加圧を一定に制
   御する制御手段とを備えたことを特徴とするレール研削
   制御装置。