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技術 スラブ式軌道の補修方法およびそれに用いる回転切削工具

出願人 神東塗料株式会社株式会社テック長沢
発明者 村田吉隆岡村亮洋長沢智信山田康男
出願日 2016年9月20日 (3年6ヶ月経過) 出願番号 2016-182577
公開日 2018年3月29日 (1年11ヶ月経過) 公開番号 2018-048443
状態 特許登録済
技術分野 フライス加工 軌道敷設、保線機械 石材または石材類似材料の加工
主要キーワード 走行用ハンドル 調整用ハンドル 走行ハンドル 先端部端面 仮想円筒面 切削範囲 チップ溝 前後調整
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2018年3月29日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (7)

課題

短時間で効率よく填充層切除することができるスラブ式軌道補修方法およびそれに用いる回転切削工具を提供する。

解決手段

コンクリート製の路盤3上に敷設される填充層4であって、軌道車両走行するレール6が締結された複数の軌道スラブ5が互いに隙間をあけて乗載される填充層4を切削して、スラブ式軌道を補修するスラブ式軌道の補修方法において、軌道スラブ5の外周部に沿って、回転切削工具15をその回転軸線L1に垂直な方向に移動させて、軌道スラブ5と路盤3とを上下に分離可能に填充層4を除去する。

概要

背景

新幹線などの高速軌道車両用のスラブ式軌道は、コンクリート製の路盤と、路盤上に敷設される厚さ5〜10cm程度の填充層と、填充層上に設置されたコンクリート製の軌道スラブとを有する。填充層は、セメントアスファルト細骨材とが混合されたセメントアスファルトモルタル略称CAM)の硬化物から成る。

填充層の外部に露呈する外周部は、浸み込んだ水が凍結融解を繰り返すことによる凍害によって、短期間で劣化が生じ、軌道スラブを弾性支持するためのばね特性および圧縮強度などの所要材料特性および構造特性満足するように、樹脂樹脂モルタルまたはCAMを再注入する補修が行なわれる。このような補修は、額縁補修と呼ばれる。額縁補修による再填充部も凍害などによって劣化するので、劣化した樹脂、樹脂モルタルまたはCAMを除去して上記の樹脂、樹脂モルタルまたはCAMを再注入して補修する再補修、再々補修が定期的に繰り返し実施される。

上記の補修、再補修および再々補修の作業には、劣化した樹脂、樹脂モルタルまたはCAMを除去するための従来技術として、レール上を走行可能な台車装備される各種の装置が用いられる。

切断装置としては、たとえば特許文献1〜3に記載されるカッター、特許文献4に記載されるコアドリルなどが知られている。

概要

短時間で効率よく填充層を切除することができるスラブ式軌道の補修方法およびそれに用いる回転切削工具を提供する。コンクリート製の路盤3上に敷設される填充層4であって、軌道車両が走行するレール6が締結された複数の軌道スラブ5が互いに隙間をあけて乗載される填充層4を切削して、スラブ式軌道を補修するスラブ式軌道の補修方法において、軌道スラブ5の外周部に沿って、回転切削工具15をその回転軸線L1に垂直な方向に移動させて、軌道スラブ5と路盤3とを上下に分離可能に填充層4を除去する。

目的

本発明の目的は、短時間で効率よく填充層を切除することができるスラブ式軌道の補修方法およびそれに用いる回転切削工具を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

コンクリート製の路盤と、軌道車両走行するレール締結され、該レールが延びる方向に互いに隙間をあけて配設される複数の軌道スラブとの間に敷設された填充層切削して、スラブ式軌道補修するスラブ式軌道の補修方法であって、前記軌道スラブの外周部に沿って、回転切削工具をその回転軸線に垂直な方向に移動させて、前記軌道スラブと前記路盤とを上下に分離可能に前記填充層を除去する工程を含むことを特徴とする軌道スラブの補修方法。

請求項2

前記填充層を除去する工程は、隣接する2つの軌道スラブの前記隙間に、上方から前記回転切削工具をその回転軸線が軌道スラブ表面と平行になるように挿入して、前記隙間に臨む填充層を垂直に切削して除去を開始する工程を含むことを特徴とする請求項1に記載の軌道スラブの補修方法。

請求項3

前記填充層を除去する工程は、前記回転切削工具を軸線方向に変位させて、填充層の除去深さを変更する工程を含むことを特徴とする請求項1または2に記載の軌道スラブの補修方法。

請求項4

前記填充層を除去する工程は、前記回転切削工具を直径の異なる回転切削工具に交換して、填充層の除去幅を変更する工程を含むことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1つに記載の軌道スラブの補修方法。

請求項5

前記回転切削工具による填充層の除去深さは、1cm以上120cm以下であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1つに記載の軌道スラブの補修方法。

請求項6

前記回転切削工具は、シャンク部と、シャンク部に同軸連なり螺旋状のチップ溝複数条、形成されたホルダ部と、ホルダ部の、各チップ溝に回転方向上流側から臨む部分に複数設けられる切削チップであって、ホルダ部の外周面から突出する切刃を有する複数の切削チップと、を含むことを特徴とする請求項1〜5のいずれか1つに記載の軌道スラブの補修方法。

請求項7

請求項1〜6のいずれか1つに記載の軌道スラブの補修方法に用いられる回転切削工具であって、シャンク部と、シャンク部に同軸に連なり、螺旋状のチップ溝が複数条、形成されたホルダ部と、ホルダ部の、各チップ溝に回転方向上流側から臨む部分に複数設けられる切削チップであって、ホルダ部の外周面から突出する切刃を有する複数の切削チップと、を含むことを特徴とする回転切削工具。

技術分野

0001

本発明は、新幹線などの高速軌道車両走行するスラブ式軌道補修において、スラブ式軌道の填充層切除するためなどに好適に実施することができるスラブ式軌道の補修方法およびそれに用いる回転切削工具に関する。

背景技術

0002

新幹線などの高速軌道車両用のスラブ式軌道は、コンクリート製の路盤と、路盤上に敷設される厚さ5〜10cm程度の填充層と、填充層上に設置されたコンクリート製の軌道スラブとを有する。填充層は、セメントアスファルト細骨材とが混合されたセメントアスファルトモルタル略称CAM)の硬化物から成る。

0003

填充層の外部に露呈する外周部は、浸み込んだ水が凍結融解を繰り返すことによる凍害によって、短期間で劣化が生じ、軌道スラブを弾性支持するためのばね特性および圧縮強度などの所要材料特性および構造特性満足するように、樹脂樹脂モルタルまたはCAMを再注入する補修が行なわれる。このような補修は、額縁補修と呼ばれる。額縁補修による再填充部も凍害などによって劣化するので、劣化した樹脂、樹脂モルタルまたはCAMを除去して上記の樹脂、樹脂モルタルまたはCAMを再注入して補修する再補修、再々補修が定期的に繰り返し実施される。

0004

上記の補修、再補修および再々補修の作業には、劣化した樹脂、樹脂モルタルまたはCAMを除去するための従来技術として、レール上を走行可能な台車装備される各種の装置が用いられる。

0005

切断装置としては、たとえば特許文献1〜3に記載されるカッター、特許文献4に記載されるコアドリルなどが知られている。

先行技術

0006

特開2015−3358号公報
実開平1−65301号公報
特開2008−208878号公報
特開2015−3426号公報

発明が解決しようとする課題

0007

上記の特許文献1〜4に記載される各従来技術では、回転切削工具の切削によって生じた切削屑被削材である填充層から効率よく排出することができず、回転切削工具の被削材との摩擦によって温度が上昇した切刃軟化または溶融した樹脂が付着してしまう。回転切削工具に樹脂が付着すると、付着した樹脂を回転切削工具から除去するために、切削作業を頻繁に中断しなければならなくなり、切削作業の作業効率が低下してしまうという問題がある。

0008

スラブ式軌道の補修作業は、列車が走行しない時間帯、たとえば午前1時から午前4時の間の極めて短時間の間に列車が運行可能な状態まで復旧するように実施される必要があり、短時間で効率よく填充層を切除することができる技術が求められている。

0009

本発明の目的は、短時間で効率よく填充層を切除することができるスラブ式軌道の補修方法およびそれに用いる回転切削工具を提供することである。

課題を解決するための手段

0010

本発明は、コンクリート製の路盤と、軌道車両が走行するレールが締結され、該レールが延びる方向に互いに隙間をあけて配設される複数の軌道スラブとの間に敷設された填充層を切削して、スラブ式軌道を補修するスラブ式軌道の補修方法であって、
前記軌道スラブの外周部に沿って、回転切削工具をその回転軸線に垂直な方向に移動させて、前記軌道スラブと前記路盤とを上下に分離可能に前記填充層を除去する工程を含むことを特徴とする軌道スラブの補修方法である。

0011

また本発明は、前記填充層を除去する工程は、隣接する2つの軌道スラブの前記隙間に、上方から前記回転切削工具をその回転軸線が軌道スラブ表面と平行になるように挿入して、前記隙間に臨む填充層を垂直に切削して除去を開始する工程を含むことを特徴とする。

0012

また本発明は、前記填充層を除去する工程は、前記回転切削工具を軸線方向に変位させて、填充層の除去深さを変更する工程を含むことを特徴とする。

0013

また本発明は、前記填充層を除去する工程は、前記回転切削工具を直径の異なる回転切削工具に交換して、填充層の除去幅を変更する工程を含むことを特徴とする。

0014

また本発明は、前記回転切削工具による填充層の除去深さは、1cm以上120cm以下であることを特徴とする。

0015

また本発明は、前記回転切削工具は、
シャンク部と、
シャンク部に同軸連なり螺旋状のチップ溝複数条、形成されたホルダ部と、
ホルダ部の、各チップ溝に回転方向上流側から臨む部分に複数設けられる切削チップであって、ホルダ部の外周面から突出する切刃を有する複数の切削チップと、を含むことを特徴とする。

0016

本発明は、前記軌道スラブの補修方法に用いられる回転切削工具であって、
シャンク部と、
シャンク部に同軸に連なり、螺旋状のチップ溝が複数条、形成されたホルダ部と、
ホルダ部の、各チップ溝に回転方向上流側から臨む部分に複数設けられる切削チップであって、ホルダ部の外周面から突出する切刃を有する複数の切削チップと、を含むことを特徴とする回転切削工具である。

発明の効果

0017

本発明によれば、コンクリート製の路盤と、軌道車両が走行するレールが締結された複数の軌道スラブとの間に填充層が敷設される。填充層は、軌道スラブの外周部に沿って、回転切削工具をその回転軸線に垂直な方向に移動させて除去されるので、填充層の外周部を連続して送り方向に切削することができ、これによって軌道スラブの下に設置される填充層を軌道スラブと路盤とが上下に分離可能に短時間で切除し、補修作業に要する時間を格段に短縮することができる。

0018

また本発明によれば、填充層を除去する工程において、隣接する2つの軌道スラブの隙間に、上方から回転切削工具をその回転軸線が軌道スラブ表面と平行になるように挿入して、隙間に臨む填充層を垂直に切削して除去を開始するので、切削を開始する際、填充層に回転切削工具を容易に挿入することができ、填充層の切削時間を短縮することができる。

0019

また本発明によれば、填充層を除去する工程において、回転切削工具を軸線方向に変位させて、填充層の除去深さを変更するので、路盤の側方から突出する側壁から填充層の側面までの距離などに応じて、填充層の除去深さ、すなわち填充層の側面から回転切削工具による軸線方向の切削距離を適切に変更することができ、使用環境への適合性を向上することができる。

0020

また本発明によれば、填充層を除去する工程において、回転切削工具を直径の異なる回転切削工具に交換して、填充層の除去幅を変更するので、填充層の劣化の度合い、あるいは路盤からの突起物と填充層の側面との距離の変化などに適合させて、切削することができ、使用上の利便性を向上することができる。

0021

また本発明によれば、回転切削工具による填充層の除去深さが1cm以上120cm以下であるので、路盤の側方に突出する側壁から填充層の側面までの距離の大きさに拘らず、填充層を切削することができる。

0022

また本発明によれば、前記回転切削工具は、ホルダ部は、シャンク部に同軸に連なり、螺旋状のチップ溝が複数条、形成され、ホルダ部の、各チップ溝に回転方向上流側から臨む部分に、該ホルダ部の外周面から突出する切刃を有する複数の切削チップが設けられるので、各切削チップ摩耗した際に、摩耗した切削チップを新たな切削チップに容易に交換することができ、保守管理を容易化することができる。

0023

本発明によれば、シャンク部に同軸に連なり、複数条の螺旋状のチップ溝を有するホルダ部に、ホルダ部の外周面から突出する切刃を有する複数の切削チップが設けられるので、填充層を、軌道スラブの外周部に沿って、回転切削工具をその回転軸線に垂直な方向に移動させて除去することができ、填充層を連続して送り方向に切削することができる。これによって軌道スラブの下に設置される填充層を、軌道スラブと路盤とが上限に分離可能に短時間で切除し、補修作業に要する時間を格段に短縮することができる。

図面の簡単な説明

0024

本発明の一実施形態のスラブ式軌道の補修方法を実施するための補修装置1を示す断面図である。
補修装置1を図1の上方から見た平面図である。
補修装置1を図1右方から見た簡素化した側面図である。
補修装置1を図1の左方から見た簡素化した側面図である。
回転切削工具15を示す拡大側面図である。
填充層4の切削範囲を示す、スラブ式軌道2を上方から見た平面図である。

実施例

0025

図1は、本発明の一実施形態のスラブ式軌道の補修方法を実施するための補修装置1を示す断面図であり、レール6の敷設方向に垂直な鉛直断面を示す。図2は補修装置1を図1の上方から見た平面図であり、図3は補修装置1を図1の右方から見た簡素化した側面図であり、図4は補修装置1を図1の左方から見た簡素化した側面図である。新幹線などの高速軌道車両が走行するスラブ式軌道2を再補修するために、補修装置1を用いて本実施形態の補修方法が実施される。

0026

スラブ式軌道2は、コンクリート製の路盤3と、路盤3上に敷設される填充層4と、填充層4上に、軌道の敷設方向Zに互いに隙間をあけて乗載される複数の軌道スラブ5とを有する。軌道スラブ5は、たとえば厚さ16cm〜20cm程度のプレキャストコンクリート床版から成る。軌道スラブ5上には、軌道車両が走行するためのレール6が締結された状態で敷設されている。填充層4は、セメントとアスファルトと細骨材とが混合されたセメントアスファルトモルタル(略称CAM)の硬化物から成る。填充層4の外周部4aは、補修によって樹脂または樹脂モルタルの層などから成る樹脂層が設けられる。

0027

補修装置1は、本体フレーム7と、本体フレーム7に設けられ、レール6上を転動する一対の駆動輪8と、本体フレーム7に駆動輪8と同軸に設けられる一対の従動輪9と、各駆動輪8を駆動するための一対の走行用ハンドル10a,10bと、本体フレーム7に幅方向Zに変位可能に設けられるスライドフレーム11と、スライドフレーム11を本体フレーム7に対して上下方向Yに変位可能に設けられる昇降フレーム12とを備える。

0028

補修装置1は、さらに、昇降フレーム12をスライドフレーム11上で上下方向に変位させるための高さ調整用ハンドル13と、スライドフレーム11を本体フレーム7に対して幅方向Xに変位させるための前後調整ハンドル14と、幅方向Xに平行な回転軸線L1まわりに回転駆動される回転切削工具15と、昇降フレーム12に設けられ、回転切削工具15を回転軸線まわりに回転駆動する回転駆動部16と、本体フレーム7に設けられ、本体フレーム7を軌道スラブ5上で支持する一対の補助輪17とを備える。

0029

回転駆動部16は、電動モータ減速機とを備え、回転切削工具15をその回転軸線L1まわりに、たとえば600rpmで回転駆動することができる。このような回転数は、200〜1000rpmの範囲で変更することができる。

0030

図5は、回転切削工具15を示す拡大側面図である。回転切削工具15は、シャンク部29と、シャンク部20に同軸に連なり、螺旋状のチップ溝21が複数条、軸対称に形成されたホルダ部22と、ホルダ部22の、各チップ溝21に回転方向上流側から臨む部分の座面に複数設けられ、ホルダ部22の外周面から突出する切刃23を有する複数の切削チップ24(「ビット」とも称される)とを有する。シャンク部20およびホルダ部22は、たとえば工具鋼または高速度鋼から成る。

0031

各切削チップ24は、スローアウェイチップであって、ボルトによってホルダ部22に着脱可能に取り付けられる。シャンク部20およびホルダ部22には、回転軸線上に貫通した貫通孔25が形成される。貫通孔25には、シャンク部20の基端部端面の開口に、回転駆動部16から、たとえば冷水液体窒素ドライアイス粉末冷風などの冷却流体高圧力で供給され、供給された冷却流体はホルダ部22の先端部端面の開口から放出される。

0032

回転切削工具15は、ホルダ部22の、各チップ溝21に回転方向上流側から臨む部分に、該ホルダ部22の外周面から突出する切刃を有する複数の切削チップ24が設けられるので、各切削チップ24が摩耗した際に、摩耗した切削チップ24を新たな切削チップに容易に交換することができ、保守管理を容易化することができる。また、切削によって生じた切削屑は、切削屑が各切削チップ24およびホルダ部22に付着することなく、各チップ溝21から円滑に排出され、吸引装置によって吸引されて回収される。

0033

このように冷却流体をホルダ部22の先端部から放出することによって、切削屑の摩擦熱による温度上昇を抑制し、切削屑が摩擦熱によって軟化または溶融して、切削チップ24に付着することを防ぎ、切削屑を円滑に排出して、切削作業を連続的に行うことができる。

0034

ホルダ部22の外径Dは、25mm〜70mmであり、ホルダ部22の長さBは、例えば40mm〜100mmである。ホルダ部22に取付けられた切削チップ24の刃先は、ホルダ部22の外周面を含む仮想円筒面から半径方向外方に突出している。このような突出量は、填充層4の外周部4aの劣化の状態、たとえば硬さや敷設方向Zへの送り速度に応じて、円滑な切削が可能なように調整される。

0035

再補修の手順について説明する。填充層4の外周部4aは、浸み込んだ水の凍結・融解を繰り返すことによる凍害などによって、短期間で劣化が生じ、軌道スラブを弾性支持するためのばね特性および圧縮強度などの所要の材料特性および構造特性を満足するように、再補修が行なわれる。このような再補修は額縁補修とも呼ばれ、本実施形態の補修方法が実施される。

0036

上記の補修装置1によって、填充層4の樹脂から成る外周部4aが切削された後、軌道スラブ5と路盤3とは、たとえば油圧ジャッキによって路盤3上で軌道スラブ5を押し上げることによって分離され、路盤3上で軌道スラブ5を油圧ジャッキによって適切な高さ位置まで上下させて位置決めした状態で、填充層4の切削によって形成された周囲の空間に、樹脂または樹脂モルタルなどを充填して、填充層4の再補修が行なわれる。

0037

図6は、填充層4の切削範囲を示す、スラブ式軌道2を上方から見た平面図である。前述のように、コンクリート製の路盤3上に填充層4が敷設され、填充層4上に、軌道車両が走行するレール6が締結された複数の軌道スラブ5が互いに隙間δをあけて乗載される。填充層4は、走行ハンドル10aまたは10bを作業者回転操作することによって、補修装置1を移動させて、軌道スラブ5の外周部に沿って、回転切削工具15をその回転軸線L1に垂直な方向に移動させて除去することができる。

0038

これによって、填充層4の外周部4aを連続して、たとえば矢符a〜dで示す送り方向に切削することができ、軌道スラブ5の下に設置される填充層4の外周部4aを軌道スラブ5と路盤3とが上限に分離可能に短時間で切除し、補修作業に要する時間を格段に短縮することができる。

0039

填充層4の外周部4aの切削作業が開始されると、隣接する2枚の軌道スラブ5の隙間δに、上方から回転切削工具15をその回転軸線L1が軌道スラブ表面5aと平行になるように挿入して、隣接する軌道スラブ5間の隙間δの填充層4の外周部4aを各辺に対して垂直に切削して除去するので、切削を開始する際、填充層4に回転切削工具15を容易に挿入することができ、填充層4の切削時間を短縮することができる。

0040

填充層4を除去する工程において、回転切削工具15を回転軸線L1方向に変位させて、填充層4の除去深さhを変更することができるので、路盤3の側方から突出する側壁Wから填充層4の側面までの距離L2などに応じて、填充層4の除去深さh、すなわち填充層4の側面から回転切削工具15による回転軸線L1方向の切削距離を適切に変更することができ、使用環境への適合性を向上することができる。

0041

また、填充層4を除去する工程において、回転切削工具15を直径Dの異なる回転切削工具に交換して、填充層4の除去幅を変更するので、填充層4の劣化の度合い、あるいは路盤3からの突起物3aと填充層4の側面との距離の変化などに適合させて、切削することができ、使用上の利便性を向上することができる。

0042

また、回転切削工具15による填充層4の除去深さhが1cm以上120cm以下であるので、路盤3の側方に突出する側壁Wから填充層4の側面までの距離L2の大きさに拘らず、填充層4を切削することができる。

0043

前述の実施形態では、再補修の手順について説明したが、再々補修を行う場合であっても、上記同様に填充層4の外周部4aを切削して樹脂を充填することによって、補修することができる。また、本発明の回転切削工具は、樹脂の切削だけでなく、樹脂モルタルまたはCAMを切削するためにも用いることができる。

0044

1補修装置
2スラブ式軌道
3路盤
4 填充層
5軌道スラブ
6レール
7本体フレーム
8駆動輪
9従動輪
10a,10b走行用ハンドル
11スライドフレーム
12昇降フレーム
13 高さ調整用ハンドル
14前後調整用ハンドル
15回転切削工具
16回転駆動部
20シャンク部
21チップ溝
22ホルダ部
23切刃
24切削チップ
25貫通孔
A 回転方向
切削方向
Y 上下方向
Z 敷設方向

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