JP2020007783A - レール締結装置 - Google Patents

Abstract

【課題】レールの傾倒作業を伴うことなくレールブレスを設置することができる分岐器用レール締結装置を提供する。【解決手段】トングレールの摺動部と基本レールの載置部と摺動部の反対側の所定位置に設けられたばね保持部とを有する床板と、レール載置部に載置された基本レールの側面に接触した状態で床板に装着されるレールブレスと、ばね保持部に係合されレールブレスを介して本レールの下部フランジを床板へ向かって押圧するばね部材と、を備えたレール締結装置において、床板のばね保持部よりも外側の所定位置にレール載置部と所定角度をなすガイド溝を形成し、レールブレスには、ばね保持部との干渉を回避するための凹部を有し、先端に基本レールの顎部から腹部および下部フランジの一部かけての形状と対応する形状を有する押圧部を、また下面後端にガイド溝に係合可能な突出部を設け、一対の側壁のうち少なくとも一方に開口を設けた。【選択図】図４

Description

本発明は、鉄道軌道におけるレール締結装置に関し、特に分岐器においてトングレールからの横圧による基本レールのズレや小返りを防止するレールブレスに利用して有効な技術に関する。

従来、鉄道軌道の分岐器においては、軌道に沿って所定の間隔で配設されている枕木上に敷設された基本レールに対して、可動レールとしてのトングレールの先端側が、転轍器によって接近・離反可能に構成されている。分岐器用レール締結装置は、枕木上に固定され、基本レールを固定するとともに、載置されたトングレールを横方向へ摺動可能に支持する床板を備えている。そして、この床板に、トングレールの摺動面を有する載置台が設けられており、トングレールが転轍器によって基本レールに近づく方向へ移動される。基本レールのトングレール側には、トングレールが基本レールに近接する構成上、レール締結装置を設けることができず、列車荷重の横圧により、基本レールが小返りを起こすおそれがある。

そこで、分岐器には、基本レールの反対側の側面に当接することで、基本レールのズレや小返りを防止するレールブレスと呼ばれるブロックを備えたレール締結装置が設けられている（特許文献１、２参照）。
なお、枕木上にはレールの基部（フランジ部）に当接して押さえ込むことでレールを締結する線ばねクリップを装着するためのショルダーと呼ばれる部材が設けられており、レールブレスはショルダーに係止された線ばねクリップによって押さえ込むようにして枕木上に固定される。

特開平１１−３０３００１号公報 特許第３８６６５７０号公報

しかしながら、上記特許文献１および２のレール締結装置は、いずれもレールブレスの先端部をレールの長さ方向と直交する方向からレール側面凹部に当接させた状態で線ばねクリップによって押さえ込むという構成であるので、レールブレスをレール側面凹部に当接させる際に、レールブレスの上端とレール頭頂部との干渉を避けるようにして係合させる必要があるため、バール等を使用してレールを小返しつまり傾ける必要がある。
しかも、レールの長さは１０数メートルもあるため、レールの傾倒にはかなり大きな力が必要となり、数人がかりで作業する必要がある。

本発明は上記のような課題に着目してなされたもので、複数人によるレールの傾倒作業を伴うことなく、レールブレスをレール側面に当接した状態に設置することができる分岐器用レール締結装置を提供することを目的とする。
本発明の他の目的は、鉄道軌道における建築限界を越えることのない設置が可能であるとともに、レールブレスの強度を低下させることがない分岐器用レール締結装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、この発明は、
トングレールが摺動可能な摺動部と、前記摺動部よりも低い位置に形成され基本レールが載置されるレール載置部と、前記レール載置部を挟んで前記摺動部と反対側の所定位置に設けられたばね保持部と、を有する床板と、
前記レール載置部に載置された基本レールの側面に接触した状態で前記床板に装着されるレールブレスと、
前記ばね保持部に係合され前記レールブレスを介して前記基本レールの下部フランジを前記床板へ向かって押圧するばね部材と、を備えたレール締結装置において、
前記床板の前記ばね保持部よりも外側の所定位置には前記レール載置部と平行もしくは所定角度をなすガイド溝が形成され、
前記レールブレスは、前記ばね保持部との干渉を回避するための凹部を有し、先端に前記基本レールの顎部から腹部および下部フランジの一部かけての形状と対応する形状を有する押圧部を有し、下面後端には下方へ向けて突出し前記ガイド溝に係合可能な突出部が設けられ、前記押圧部と前記突出部との間に設けられた一対の側壁のうち少なくとも一方の側壁には、下部が解放され前記床板上に載置された状態で前記ばね保持部の側面視した形状よりも大きな形状をなす開口が形成されているように構成した。

上記のように構成されたレール締結装置によれば、レールブレスの一対の側壁のうち少なくとも一方の側壁にばね保持部の側面視した形状よりも大きな開口が形成されているため、開口のある側壁がばね保持部（ショルダー部）に近接するようにしてレール締結部の側方に位置させてから、反対側の側壁をハンマー等で叩いてレールブレスを基本レールと平行な方向へ移動させることができ、それによって複数人によるレールの傾倒作業を伴うことなく、レールブレスをレール側面に当接した状態に設置することができる。

ここで、望ましくは、前記開口は下向きのコの字状をなし、当該開口を形成する水平方向の辺と垂直方向の辺の交差部および前記側壁の上面と後面の交差部は曲面をなすように形成され、後端側の内側曲面は曲率が前記側壁の上面と後面の交差部の曲面の曲率よりも小さくなるように形成する。
かかる構成によれば、レールブレスに設けた開口の後端側の内側アール（内側曲面）は曲率が側壁の上面と後面の交差部は曲面（外側曲面）の曲率よりも小さくなるように形成されているため、レールブレスの曲げ応力に対する強度を高めることができる。

また、望ましくは、前記レールブレスは、前記押圧部が前記基本レールの側面に接合された状態で、前記側壁の上面が前記基本レールの頭頂面よりも低くかつレール顎部よりも高くなるように形成する。
かかる構成によれば、レールブレスの側壁の断面積を大きくすることができ、それによって強度を高めることができるようになる。また、レールブレスの側壁の上面はレールの頭頂面よりも低いため、鉄道軌道における建築限界を越えることがない設置が可能であるとともに、レールブレスの側壁の上面はレールの顎部よりも高いので、開口を設けたとしてもレールブレスの強度を低下させることない。

さらに、望ましくは、前記レールブレスは、前記一対の側壁のうち一方の側壁にのみ前記開口が形成され、
前記ガイド溝および該ガイド溝に係合する前記レールブレスの前記突出部は、前記開口から遠い側ほどレールから離れ前記レール載置部と所定の角度をなすように形成する。
これにより、ガイド溝およびガイド溝に係合するレールブレスの突出部は、開口から遠い側ほどレールから離れるように、レール載置部に対して傾斜することとなるため、レールブレスを移動させる際にクサビとして機能して、高い寸法精度が要求されていないレールに対して遊びを持たせるようにレールブレスの寸法を設計したとしても、先端の押圧部をレールの側面に押し付けることができる。また、レールブレスの一対の側壁のうち一方の側壁にのみ開口を設けておくようにすれば、開口のない方の側壁をハンマーで叩き易くなる。

さらに、望ましくは、前記ばね部材は、レールと直交する方向から挿入されることで、先端が前記レールブレスの前記押圧部の底壁上面に当接して前記基本レールの下部フランジへ向かって押さえ込むように構成する。
このような構成によれば、レールブレスを床板に装着した後にばね部材を取り付けることができるため、ばね部材を取り付ける前にレールブレスを床板に装着する作業手順とすることで、ばね部材との干渉を考える必要がなくなり、それによってレールブレスの側壁に形成する開口の大きさを小さくすることができる。また、レールからの振動等によってばね部材が外れたとしても、レールと平行な方向ではなく遠ざかる方向へ移動するため、外れたばね部材が走行する列車に衝突するのを回避することができる。

本発明に係る分岐器用レール締結装置によれば、複数人によるレールの傾倒作業を伴うことなく、レールブレスをレール側面に当接した状態に設置することができる。また、鉄道軌道における建築限界を越えることのない設置が可能であるとともに、レールブレスの強度を低下させることがないという効果がある。

本発明に係る分岐器用レール締結装置の一実施形態（レールブレスを取り付ける前）を示す斜視図である。 実施形態の分岐器用レール締結装置のレールブレスを取り付けた後の状態を示す斜視図である。 実施形態の分岐器用レール締結装置のレールブレスを取り付けた後の状態を示す平面図である。 実施形態のレール締結装置を構成するレールブレスの詳細を示す側面図である。 （Ａ），（Ｂ），（Ｃ）は実施形態のレール締結装置におけるレールブレスの取付け方法を説明するための平面図である。

以下、図面を参照して、本発明に係る分岐器用レール締結装置の実施形態について詳細に説明する。図１および図２は本実施形態の分岐器用レール締結装置を示す斜視図、図３は平面図で、このうち図１はレールブレスおよびファーストクリップを取り付ける前の状態、図２および図３はレールブレスおよびファーストクリップを取り付けた後の状態を示すものである。なお、本実施形態の分岐器用レール締結装置においては、レールブレスを取り付けた後にファーストクリップを取り付けることとなる。

図１に示すように、本実施形態の分岐器用レール締結装置１０は、基本レールが載置されるレール載置部１１Ａを有するプレート状の床板１１を備え、該床板１１の端部が、床板固定手段としてのファーストクリップ１２によって枕木２０上に固定される。床板１１の幅は枕木２０の幅と同一もしくはやや狭くなるように設定され、枕木２０の上面には、平面視ほぼＷ形をなす上記ファーストクリップ１２を取り付けるためのショルダー部２１が埋設されている。また、ショルダー部２１に対応して床板１１の端部には、ファーストクリップの先端が当接するテーパ面１１Ｅが形成されている。

ショルダー部２１の両側部には、ファーストクリップ１２の両端腕部が係合可能なスライド溝が形成されており、このスライド溝にファーストクリップ１２の両端腕部を係合させてスライドさせることによって、ファーストクリップ１２がショルダー部２１に結合されるとともに、ファーストクリップ１２の中央先端が床板１１を押さえ付けることで、床板１１を枕木２０に弾性締結する。床板１１の反対側も同様である。

図１に示すように、レール載置部１１Ａは、床板１１の上面よりも一段低い溝として形成され、溝の深さはレールの下部フランジの厚みよりも小さくなっており、左右両端にはレールの横移動を阻止するため垂直な段差１１ａ，１１ｂが設けられている。レール載置部１１Ａの段差は１１ａのみでも良い。
また、床板１１は、例えばＳＳ４００などの剛性の高い金属を加工して形成され、平坦な摺動面を有しトングレールを横方向へ摺動可能に支持する摺動部１１Ｂが設けられている。

上記床板１１の上記レール載置部１１Ａを挟んで摺動部１１Ｂと反対側の上面には、ファーストクリップ１３（図２参照）を取り付けるためのショルダー部１１Ｃが設けられている。そして、図２に示すように、このショルダー部１１Ｃを囲むようしてレールブレス１４が載置される。レールブレス１４はＳＳ４００で構成しても良いが、鋳物で構成することも可能であり、それによりコストダウンを図ることができる。

上記ショルダー部１１Ｃの両側部には、ファーストクリップ１３の両端腕部が係合可能な係合穴が形成されており、この係合穴にファーストクリップ１３の両端腕部を係合させてスライドさせることによって、図２および図３に示すように、ファーストクリップ１３がショルダー部１１Ｃに結合されるとともに、ファーストクリップ１３の中央先端がレールブレス１４の底壁を押圧し、レールブレス１４を介して基本レールＲの下部フランジを押さえ付けることで、基本レールＲを床板１１に弾性締結する。

さらに、上記床板１１の上面の上記ショルダー部１１Ｃよりも外側位置には、レール載置部１１Ａの端部に対して所定の角度をなすようにして、レールブレス１４下面の後端突出部１４ａが係合可能なガイド溝１１Ｄが設けられている。
図４には、本実施形態の分岐器用レール締結装置を構成するレールブレス１４の側面図が示されている。

図４に示すように、レールブレス１４は、先端側すなわちレールと対向する部位（以下、押圧部と称する）１４ｂが、レールの側面（顎部と腹部とフランジの基部）に対応した形状をなし、レールの側面にほぼ密着した状態で接することができるように形成されており、正規の位置に設置された状態では内側にファーストクリップ１３およびショルダー部１１Ｃが位置するようになる。つまり、底部がファーストクリップ１３およびショルダー部１１Ｃと干渉しないようにするため、状面視でほぼロの字状をなすように形成されている。

また、レールブレス１４は、図４に示すように、一方のレールの側壁にショルダー部１１Ｃを側面視した形状により少し大きな開口１４ｃが形成されており、レールブレス１４を横へ移動させる際にショルダー部１１Ｃと干渉しないように構成されている。
さらに、レールブレス１４の下面後端には、下方へ向かって突出する突出部１４ａが形成されており、突出部１４ａは、前述したように、床板１１の上面に形成されているガイド溝１１Ｄに係合できるように構成されている。

また、レールブレス１４の側壁に形成されている開口１４ｃは、図４に示すように、下部が解放されているとともに、左上角部と右上角部の内側にアール（湾曲部）Ｃ１，Ｃ２が形成されている。そして、アールＣ１，Ｃ２は、レールから遠い側のアールＣ１の曲率よりもレールから遠い側のアールＣ２の曲率の方が小さくなるように設定されている。レールを締結した際にアールＣ１にかかる曲げ応力よりもアールＣ１にかかる曲げ応力の方が大きいためである。
さらに、レールブレス１４の右上角部の外側にアール（湾曲部）Ｃ３が形成され、外側アールＣ３の曲率よりも内側アールＣ２の曲率の方が小さくなるように設定されている。内側アールＣ２にかかる応力集中を回避して、変形や断裂を防止するためである。

また、本実施例のレールブレス１４は、側壁の上端がレールの顎部よりも高い位置になるように形成されている。本発明者らは、開発当初は、図４に鎖線Ｆで示すように、側壁の上端がレールの顎部よりも低い位置になるように設計、試作して荷重試験を行なったところ、強度が不足することを見出した。そこで、側壁の断面積を増加させて強度を高めることを検討した。その過程で、側壁の厚みを増加させて強度を高めることも検討したが、曲げ応力に対する強度は、厚みの増加よりも高さ方向の増加の方が有効であることを見出して、上述したような構成としたものである。具体的には、厚みを増加させて強度を高める場合、強度は厚みに比例して増加するのに対し、高さを増加させて強度を高める場合、強度は厚みの２乗に比例して増加することが分かったので、上述したような構成とした。

次に、図５を用いて、上記実施形態の分岐器用レール締結装置１０により基本レールを床板１１に締結して固定する作業の手順について説明する。
レール締結装置１０によって基本レールを締結する作業は、ファーストクリップ１３がショルダー部１１Ｃに装着されていない状態で開始する。なお、床板１１はファーストクリップ１２によって枕木２０上に固定され、レール載置部１１Ａに基本レールが載置されているものとする。

この状態で、先ずレールブレス１４を、図５（Ａ）に示すように、開口１４ｃのある側壁がショルダー部１１Ｃに近接するようにしてレール締結部の側方に位置させてから、先端の押圧部１４ｂをレールの側面の顎部と腹部とフランジで構成される凹部に挿入するとともに、下面後端の突出部１４ａの一部を床板１１の上面のガイド溝１１Ｄに係合させる。
続いてレールブレス１４の開口１４ｃがない方の側壁をハンマー等の工具で叩いて、図５（Ｂ）に示すように、レールブレス１４を基本レールと平行な方向へ移動させる。

このとき、突出部１４ａがガイド溝１１Ｄに係合しているため、突出部１４ａがガイド溝１１Ｄに沿ってスライドするようにして移動するとともに、ガイド溝１１Ｄがレール載置部１１Ａすなわちレールに対して傾斜しているため、レールブレス１４がクサビのように機能して基本レールに近づいて行く。その後、ハンマー等でさらにレールブレス１４を叩いて押し込むと、ショルダー部１１Ｃがレールブレス１４の中央に位置する図５（Ｃ）の状態となる。

次に、ファーストクリップ１３の両腕部をショルダー部１１Ｃ両側部の係合穴に係合させてから、ファーストクリップ１３の後端をレールと直交する方向から脱着治具等を用いて移動させる。すると、ファーストクリップ１３の先端が、レールブレス１４前端の押圧部１４ｂの底壁上面に当接し、さらに押し込むとファーストクリップ１３の先端がレールブレス１４の底壁を押圧し、レールブレス１４を介して基本レールＲの下部フランジを押さえ付けることで、基本レールＲを床板１１に弾性締結した図２及び図３の状態となる。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、種々の変更が可能である。例えば、上記実施形態では、レールブレス１４の上端の高さが基本レールの顎部よりも高く頭頂面よりも低くなるように形成されていると説明したが、例えば６０ｋｇレールのような比較的高さの高い基本レールを締結する場合には、レールブレスの上端の高さが基本レールの顎部よりも低くても、充分な強度を保てる場合があるので、そのような場合にはレールブレス１４の上端の高さは基本レールの顎部よりも低くても良い。

また、上記実施形態では、レールブレス１４の一対の側壁のうち少なくとも一方の側壁に開口１４ｃを設けているが、両側壁にそれぞれ同様な開口を設けても良い。このように、レールブレスの一対の側壁の両方に開口を設けると軽量化することができる。
また、上記実施形態では、線ばねとしてファーストクリップを用いたレール締結装置に適用したものについて説明したが、線ばねとしてパンドール等の他の形状のクリップ（線ばね）あるいは板ばねを用いたレール締結装置に適用することも可能である。

さらに、上記実施形態では、レールブレス１４の後端下部の突出部１４ａが係合するガイド溝１１Ｄが、レールないしはレール載置部１１Ａのエッジに対して所定の角度を有している場合について説明したが、ガイド溝１１Ｄはレール載置部１１Ａのエッジと平行であっても良い。また、床板１１にガイド溝１１Ｄを設ける代わりに、床板１１の上面に突条部を形成し、レールブレス１４の後端下面にこの突条部と係合するガイド溝を形成しても良い。

１１ 床板
１１Ａ レール載置部
１１Ｂ 摺動部
１１Ｃ ショルダー（ばね保持部）
１１Ｄ ガイド溝
１２ 床板固定用のファーストクリップ（ばね部材）
１３ レール固定用のファーストクリップ（ばね部材）
１４ レールブレス
１４ａ 突出部
１４ｂ 押圧部
１４ｃ 開口

Claims (5)

1. トングレールが摺動可能な摺動部と、前記摺動部よりも低い位置に形成され基本レールが載置されるレール載置部と、前記レール載置部を挟んで前記摺動部と反対側の所定位置に設けられたばね保持部と、を有する床板と、
   前記レール載置部に載置された基本レールの側面に接触した状態で前記床板に装着されるレールブレスと、
   前記ばね保持部に係合され前記レールブレスを介して前記基本レールの下部フランジを前記床板へ向かって押圧するばね部材と、
   を備えたレール締結装置であって、
   前記床板の前記ばね保持部よりも外側の所定位置には前記レール載置部と平行もしくは所定角度をなすガイド溝が形成され、
   前記レールブレスは、前記ばね保持部との干渉を回避するための凹部を有し、先端に前記基本レールの顎部から腹部および下部フランジの一部かけての形状と対応する形状を有する押圧部を有し、下面後端には下方へ向けて突出し前記ガイド溝に係合可能な突出部が設けられ、前記押圧部と前記突出部との間に設けられた一対の側壁のうち少なくとも一方の側壁には、下部が解放され前記床板上に載置された状態で前記ばね保持部の側面視した形状よりも大きな形状をなす開口が形成されていることを特徴とするレール締結装置。
2. 前記開口は下向きのコの字状をなし、当該開口を形成する水平方向の辺と垂直方向の辺の交差部および前記側壁の上面と後面の交差部は曲面をなすように形成され、後端側の内側曲面は曲率が前記側壁の上面と後面の交差部の曲面の曲率よりも小さくなるように形成されていることを特徴とする請求項１に記載のレール締結装置。
3. 前記レールブレスは、前記押圧部が前記基本レールの側面に接合された状態で、前記側壁の上面が前記基本レールの頭頂面よりも低くかつレール顎部よりも高くなるように形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のレール締結装置。
4. 前記レールブレスは、前記一対の側壁のうち一方の側壁にのみ前記開口が形成され、
   前記ガイド溝および該ガイド溝に係合する前記レールブレスの前記突出部は、前記開口から遠い側ほどレールから離れ前記レール載置部と所定の角度をなすように形成されていることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載のレール締結装置。
5. 前記ばね部材は、レールと直交する方向から挿入されることで、先端が前記レールブレスの前記押圧部の底壁上面に当接して前記基本レールの下部フランジへ向かって押さえ込むように構成されていることを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載のレール締結装置。

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