JP2014012964A - レール締結保護部材 - Google Patents

Abstract

【課題】まくらぎに対してレールを締結する板ばねを保護するレール締結保護部材に対するメンテナンス性の向上を図る。
【解決手段】本発明に係るレール締結装置用保護部材は、板ばねの上面を保護する基部と、基部の上面に形成され、板ばねをまくらぎに固定するボルトが貫挿されるボルト孔と、基部の側面であって締結するレールから離れた側に位置する一対の第１脚部と、基部の側面であって締結するレールに近い側に位置する一対の第２脚部と、第１脚部と第２脚部の間に設けられた窓部を形成する切り欠きを有し、第１脚部と第２脚部の間に設けられた切り欠きを有し、切り欠きは、まくらぎにレールを締結した際、板ばねの屈曲部を視認可能な窓部を形成することを特徴とする。
【選択図】図４

Description

本発明は、車両走行のためのレールをまくらぎに固定するレール締結装置を保護するためレール締結保護部材に関するものである。

２００４年に発生した新潟県中越地震での営業中の新幹線車両が脱線した事故を受け、車両の脱線対策に関する研究開発や施策が進められている。車両が脱線した際、レールの締結が維持できていれば、レール自体によって車両が大きくレールから外れることを防止することが可能である。しかしながら、脱線した車両の車輪により、レールを締結するレール締結装置を破壊してしまうと、レールが本来の軌道を大きく逸脱することとなり、車両自身を軌道上に維持することも困難となり、車両が転倒することも考えられる。

本出願人は、このような車両の脱線によるレール締結装置の破壊を防止するため、特許文献１に示されるようなバラスト軌道用レール転倒防止装置を提案している。このバラスト軌道用レール転倒防止装置では、レールを締結する板ばね上にレール転倒防止金具を設けることで、板ばねなどレール締結に関わる構成を保護することとしている。

特開２０１２−５３７３１７公報

しかしながら、このようなレール転倒防止金具を設けた場合、板ばね全体を覆うこととなり、板ばね、特に、締結時の応力がかかる屈曲部について視認することが困難であった。また、板ばねを保持する部材の位置を調整することで、レールを移動させることも困難な状況となっている。

このように従来のレール転倒防止金具では、板ばねなどレール締結に関わる構成を保護できるものの、メンテナンス性の悪いものとなっていた。本発明は、このような課題を解決するものであり、十分な強度を保持するとともにメンテナンス性に優れたレール転倒防止金具（本発明における「レール締結保護部材」）を提供するものである。

そのため本発明に係るレール締結保護部材は、
レールの裾を押さえてまくらぎにレールを締結する板ばねを保護するレール締結用保護部材において、
前記板ばねの上面を保護する基部と、
前記基部の上面に形成され、前記板ばねを前記まくらぎに固定するボルトが貫挿されるボルト孔と、
前記基部の側面であって締結する前記レールから離れた側に位置する一対の第１脚部と、
前記基部の側面であって締結する前記レールに近い側に位置する一対の第２脚部と、
前記第１脚部と前記第２脚部の間に設けられた切り欠きを有し、
前記切り欠きは、前記まくらぎに前記レールを締結した際、前記板ばねの屈曲部を視認可能な窓部を形成することを特徴とする。

さらに本発明に係るレール締結保護部材において、
前記基部は、前記レールに近い側に位置する幅広部と、前記レールから離れた側に位置する幅狭部を備えることを特徴とする。

さらに本発明に係るレール締結保護部材において、
前記切り欠きは、前記幅広部と前記幅狭部にわたって設けられていることを特徴とする。

さらに本発明に係るレール締結保護部材において、
前記第１脚部、前記第２脚部の少なくとも一方について、前記まくらぎに面する側には、合成樹脂系材料からなる絶縁材が設けられていることを特徴とする。

さらに本発明に係るレール締結保護部材において、
前記第２脚部に設けられた前記絶縁材は、前記レールを締結した際、前記まくらぎから離間することを特徴とする。

さらに本発明に係るレール締結保護部材において、
前記基部の上面には、当該基部の側面と連通する窪みが設けられ、
前記ボルト孔は、前記窪み内に設けられていることを特徴とする。

本発明のレール締結保護部材によれば、レール締結時、大きな応力がかかる板ばねの屈曲部を十分に視認可能とすることで、締結装置全体のメンテナンス性の向上が図られている。また、車両脱線時に車輪で踏まれた際においても十分な強度を維持したものとなっている。

本発明の実施形態に係るレール締結装置の上面図 本発明の実施形態に係るレール締結装置の上面透過図 本発明の実施形態に係るレール締結装置の側断面図 本発明の実施形態に係るレール締結装置の側面図 本発明の実施形態に係るレール締結保護部材（外側）の三面図 本発明の実施形態に係るレール締結保護部材（内側）の三面図 本発明の実施形態に係るレール締結装置の上面写真 本発明の実施形態に係るレール締結装置（内側）の側面写真 本発明の実施形態に係るレール締結装置の斜視写真

本発明のレール締結保護部材及びそれを使用するレール締結装置について、図を参照して説明を行う。図１は、本発明の実施形態に係るレール締結装置の上面図である。なお、図７には、図１とほぼ同様の構成を有するレール締結装置について上面写真が示されている。

本発明の実施形態に係るレール締結装置は、レール１の左右に配置され、レール１をＰＣまくらぎ２（本発明における「まくらぎ」）に対して固定する装置である。レールの締結対象となるまくらぎには、本実施形態のようにＰＣ工法（Precast Concrete工法）を使用して製造されたＰＣまくらぎ２の他、ＲＣ工法（Reinforced Concrete工法）を使用し
て製造されたＲＣまくらぎ、合成樹脂とガラス繊維によって構成されたまくらぎ、木製のまくらぎなど各種形態を採用することが可能である。図１中、左に位置するレール締結装置は、レール１の内側に位置するものである。一方、図１中、右に位置するレール締結装
置は、レールの外側に位置するものである。図１に示されるように上面から見たとき、左右それぞれのレール締結装置は、レール締結保護部材４、板ばね５、バネ受台３、ボルト６を有していることが視認できる。

左右のレール締結装置間では、外側に位置するレール締結装置における、レール締結保護部材４は、レール１の方向に向かって延在する２つの延在部４１ｃを備えている点で異なっている。これは、車両が脱線した際、車輪のフランジの形状を考慮したものであり、この延在部４１ｃによって、フランジによって踏まれる可能性のあるレール１の外側近傍の保護が図られている。

図２には、本発明の実施形態に係るレール締結装置の上面透過図が示されている。この図は、図１において、レール締結保護部材４を透過してみたときの状態であり、板ばね５によるレール締結の状態が分かりやすく示されている。レール１は、ＰＣまくらぎ２の上に板ばね５によって締結される。

板ばね５１は、その中心に締結するためのボルト孔５３が形成されている。ボルト孔５３は、板ばね５の左右位置の調整が可能なように左右に横長の形状となっている。板ばね５のレール１側にはレール押さえ部５１が形成されており、左右のレール押さえ部５１にてレール１が固定される。一方、板ばね５におけるレール押さえ部５１とは反対側は、弾性力を生じさせるための屈曲部５２となっている。この屈曲部５２は、ＰＣまくらぎ２上に設置されたばね受台３上に載置される。本実施形態のばね受台３は、ポリアミド樹脂またはポリエステル樹脂などの絶縁材で一体成形されている。

本実施形態のばね受台３は、平坦なベース部３１と、ベース部３１から紙面手前に立設する立設部３２を有している。特に、立設部３２は、対向するＰＣまくらぎ２とほぼ同じ傾きの傾斜を有して構成されている。したがって、このばね受台３の位置を変更することで、板ばね５を左右に移動させ、レール１の位置を調整することが可能となっている。例えば、左右両方のばね受台３を上方に移動させることでレール１を右側に移動させることが可能となる。具体的には、小型のハンマーなどの工具で、ばね受台３の側面を叩くことでばね受台３を移動させる。

図３には、本発明の実施形態に係るレール締結装置の側断面図が示されている。この側断面図は、ちょうど図１の上面図におけるＡ−Ｂ間の断面の様子を示したものであって、板ばね５によるレール締結の様子が分かりやすく示されている。

図３に示されるように、ボルト６は、レール締結保護部材４、ワッシャ８、板ばね５を貫通して、ＰＣまくらぎ２側に予め固定されているアンカー７に固定される。図では、板ばね５のレール押さえ部５１が、レール１の裾部分を押さえる様子、並びに、屈曲部５２部分がばね受台３によって支持されている様子がみてとれる。

板ばね５は、ばね鋼材ＳＵＰ９を素材として形成され、ばね鋼材の折り曲げ部分である屈曲部５２と、ばね鋼材の先端部分のレール押さえ部５１を有している。レール押さえ部５１は、一端がレール１の裾の上面を押さえ、他端がレール１の裾の側面を押さえる形状となっている。このようなレール締結においては、板ばね５がしっかりと締結されているかを視認できること、並びに、ばね受台３の移動によるレール１の位置調整を行うことが重要である。特に、板ばね５の屈曲部５２には締結時に発生する大きな応力がかかるため、ひび割れや欠損などを視認して確認する必要がある。

図５には、レール１の外側用のレール締結保護部材４について、その三面図が示されている。図５（ａ）は上面図、図５（ｂ）は側面図、図５（ｃ）は図５（ａ）に示されるＢ
の方向から見たときの背面図を示したものである。

レール締結保護部材５は、図５中、第１絶縁材９２、第２絶縁材を除き、金属で一体成形されたものであり、本実施形態では、素材にＳＳ４００鋼材を使用したものとなっている。基部４１は、幅の広い幅広部４１ａ、幅の狭い幅狭部４１ｂと、を有する形状となっている。幅広部４１ａは、図１に示されるように板ばね５におけるレール締結側を保護するため、十分な幅が確保された領域である。一方、幅狭部４１ｂは、レール締結保護部材４の軽量化を図ると共に、板ばね５の取り付け状態の視認性、並びに、板ばね５の位置調整など、レール締結装置におけるメンテナンスの向上を図るために設けられた領域である。

また、このレール１の外側用のレール締結保護部材４は、２つの延在部４１ｃを備え、前述した車輪のフランジに対する保護を図っている。本実施形態ではこのように２つの延在部４１ｃ間に凹部Ｐを設けたことで、レール締結保護部材４の軽量化が図られている。

基部４１は、レール１を締結する板ばね５の上面を保護するものであり、基部４１の上面には、レール１を締結するためのボルト６が貫挿されるボルト孔４４が形成されている。また、ボルト孔４４の周囲には窪み４２を有している。窪み４２は、レール１を締結するボルト６の保護することを目的として設けられたものであり、窪み４２の深さは、ボルト６の頭部分の高さよりも大きく設定されている。また、この窪み４２は基部４１の側面に連通した構成（本実施形態ではＵ字形の形状）を有しており、ボルト孔４４近傍に雨水、ゴミなどがたまることを抑制し、ボルト６等、レール１の締結に関与する部材の劣化防止に貢献している。なお、図５（ｂ）において破線で示す部分は、図５（ａ）のＡ−Ｂ間の断面の様子を示したものである。

基部４１の左右側面、すなわち、設置された際、レール１と直交する面には、傾斜面４３が設けられている。このような傾斜面４３を設けたことで、車両脱線の際、直接、レール締結保護部材４にかかる車輪の打撃力を分散し、レール１を締結している板ばね５の保護を図ることを可能としている。

レール締結保護部材４の側面には、第１脚部４５と、第２脚部４６が設けられている。本実施形態では、特に、第１脚部４５と第２脚部４６の間に窓部Ｓを形成するための切り欠き４７が設けられている。第１脚部４５において、ＰＣまくらぎ２と面する側には第１絶縁材９２が設けられている。一方、第２脚部４６において、ＰＣまくらぎ２と面する側には第２絶縁材９３が設けられている。本実施形態では、第１絶縁材９２、第２絶縁材９３は、第１脚部４５、第２脚部４６に接着剤で固定されているが、他の固定方法を採用することも可能である。また、これら第１、第２絶縁材９２、９３は、ゴムなどの絶縁材よりも圧縮率の小さい合成樹脂系材料を使用している。具体的には、ガラス繊維と合成樹脂で形成されたＳＭＣ（Sheet Mouliding Compound）や、ポリアミド樹脂などを使用することが可能である。本実施形態で使用した合成樹脂系繊維は、ヤング率２．６８ＧＰａであり、通常のゴム（ヤング率：０．０１〜０．１ＧＰａ）と比較して大きな値を有している。

車輪などでレール締結保護部材４が踏まれた場合、第１、第２絶縁材９２、９３が圧縮されると、窪み４２からボルト６の頭部分が露出し、車輪などでボルト６を破壊して、レール１の締結が解除されることとなる。本実施形態では、ＳＭＣのような圧縮率の小さい絶縁材を使用することで、車両の脱線時などにおけるボルト６の破壊防止が図られている。

前述した切り欠き４７は、この第１絶縁材９２の取り付け面と第２絶縁材９３の取り付
け面にわたって弧を描くように切り掛かれたた形状を有している。特に、図５（ｂ）において、第１絶縁材９２の取り付け面よりも左側に切り欠かれており、窓部Ｓを大きくとり、板ばね５の取り付け状態の視認性や、板ばね５の位置調整などレール締結装置のメンテナンス性の向上が図られている。また、レール締結保護部材４の軽量化も図られている。さらに、本実施形態では、この切り欠き４７を、幅広部４１ａと幅狭部４１ｂとの間に位置させることで、さらなる窓部Ｓの拡大を図り、前述したメンテナンス性の向上が図られている。

図６には、レール１の内側用のレール締結保護部材４について、その三面図が示されている。図６（ａ）は上面図、図６（ｂ）は側面図、図６（ｃ）は図６（ａ）に示されるＢの方向から見たときの背面図を示したものである。図５で説明したレール１の外側用のレール締結保護部材４と、延在部４１ｃを有していない以外の点で同様であるため、ここでの説明は省略する。

図５、図６で説明したレール締結保護部材４については、計算機上の解析モデルで、レール締結装置に使用した際の衝突耐久性を検証している。解析モデルは、脱線した車両の車輪が、レール締結保護部材４に衝突することを想定している。解析の結果、時速３６０ｋｍまでの速度で衝突する車輪に対して衝突耐久性を持ち得るものとなっており、十分な強度を有することが確認された。

図４には、本発明の実施形態に係るレール締結装置の側面図が示されている。レール１はゴムで形成されたパット９１の上に載置されている。レール１の裾部分を左右の板ばね５のレール押さえ部５１で押さえることで、レールが締結されている。この板ばね５１は、ばね受台３１によってＰＣまくらぎ２上に支持されている。

本実施形態のレール締結装置は、レール締結保護部材４を有するものであり、このレール締結保護部材４により、車両が脱線した際においても、板ばね５、ボルト６などを保護することを可能としている。図４に示されるようにレール締結装置を側面から見たとき、前述した切り欠き４７によって形成される十分な大きさの窓部Ｓを介して、板ばね５の屈曲部５２、並びに、ばね受台３の設置状態を視認することが可能となっている。また、ハンマーなどの工具によって、ばね受台３の側面を叩き、レール１の左右の位置調整を行うことが可能となっている。特に、本実施形態では、切り欠き４７で設けられた窓部Ｓが、幅広部４１ａと４１ｂの間にわたって設けられているため、窓部Ｓの大きさのさらなる拡大が図られている。

また、レール締結保護部材４中、第１脚部４５側に設けられた第１絶縁材９２は、ＰＣまくらぎ２に接触し、レール締結保護部材４の位置決めを確実なものとしている。一方、第２脚部４６側の第２絶縁材９３とＰＣまくらぎ２の間には、若干の隙間（本実施形態では約２ｍｍ）が設けられており、レール締結保護部材４とＰＣまくらぎ２の間の絶縁状態（空気絶縁）をより確実なものとしている。このように、ＰＣまくらぎ２と第２脚部４６との間に隙間が設けられる場合には、第２絶縁材９３を省略する構成としてもよい。第１脚部４５側についても、隙間を設けた場合には、第１絶縁材９２を省略することとしてもよい。

図８には、本発明の実施形態に係るレール締結装置（内側）の側面写真が示されている。視認しやすいように、ばね受台３の輪郭部分を白の実線で、板ばね５の屈曲部５２を白の破線で示している。写真からも分かるように、横方向から、屈曲部５２、並びに、ばね受台３の状態を十分に視認することが可能となっている。また、レール１を移動させる際、ばね受台３の側面をハンマーなどの工具で叩くこととなるが、その際の作業領域も十分に確保されていることが見て取れる。

図９には、本発明の実施形態に係るレール締結装置の斜視写真が示されている。この斜視写真では、特にレール１の外側に設置されるレール締結装置の構成について確認することが可能である。図８と同様、ばね受台３の輪郭部分を白の実線で、板ばね５の屈曲部５２を白の破線で示している。この斜視写真からは、レール締結保護部材４に幅広部４１ａと、幅狭部４１ｂを設け、切り欠き４７が幅広部４１ａと４１ｂにわたって設けられたことで、各種メンテナンスを行うための窓部Ｓを大きく確保できていることが確認できる。

以上、本実施形態のレール締結保護部材、並びに、レール締結装置によれば、板ばね５の設置状態、特に、屈曲部５２部分を視認可能とするとともに、レール１を移動させる際、ばね受け台３の側面を叩く際に必要な作業空間を十分に確保し、設置する際、あるいは、メンテンナンスする際の性能向上を図ることが可能となる。

なお、本発明はこれらの実施形態のみに限られるものではなく、それぞれの実施形態の構成を適宜組み合わせて構成した実施形態も本発明の範疇となるものである。

１…レール
２…ＰＣまくらぎ
３…バネ受台
３１…ベース部
３２…立設部
４…レール締結保護部材
４１…基部
４１ａ…幅広部
４１ｂ…幅狭部
４１ｃ…延在部
４２…窪み
４３…傾斜面
４４…ボルト孔
４５…第１脚部
４６…第２脚部
４７…切り欠き
Ｓ…窓部
Ｐ…凹部
５…板ばね
５１…レール押さえ部
５２…屈曲部
５３…ボルト孔
６…ボルト
７…アンカー
８…ワッシャ
９１…パッド
９２…第１絶縁材
９３…第２絶縁材

Claims (6)

1. レールをまくらぎに締結する板ばねを保護するレール締結用保護部材において、
   前記板ばねの上面を保護する基部と、
   前記基部の上面に形成され、前記板ばねを前記まくらぎに固定するボルトが貫挿されるボルト孔と、
   前記基部の側面であって締結する前記レールから離れた側に位置する一対の第１脚部と、
   前記基部の側面であって締結する前記レールに近い側に位置する一対の第２脚部と、
   前記第１脚部と前記第２脚部の間に設けられた切り欠きを有し、
   前記切り欠きは、前記まくらぎに前記レールを締結した際、前記板ばねの屈曲部を視認可能な窓部を形成することを特徴とする
   レール締結用保護部材。
2. 前記基部は、前記レールに近い側に位置する幅広部と、前記レールから離れた側に位置する幅狭部を備えることを特徴とする
   請求項１に記載のレール締結用保護部材。
3. 前記切り欠きは、前記幅広部と前記幅狭部にわたって設けられていることを特徴とする
   請求項２に記載のレール締結用保護部材。
4. 前記第１脚部、前記第２脚部の少なくとも一方について、前記まくらぎに面する側には、合成樹脂系材料からなる絶縁材が設けられていることを特徴とする
   請求項１から請求項３の何れか１項に記載のレール締結用保護部材。
5. 前記第２脚部に設けられた前記絶縁材は、前記レールを締結した際、前記まくらぎから離間することを特徴とする
   請求項４に記載のレール締結用保護部材。
6. 前記基部の上面には、当該基部の側面と連通する窪みが設けられ、
   前記ボルト孔は、前記窪み内に設けられていることを特徴とする
   請求項１から請求項５の何れか１項に記載のレール締結用保護部材。