JPH11117203A - レール絶縁継目構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 絶縁プレートおよび継目板の強度と構造を改
善し、レール遊間を拡大せず、かつ長期の使用に耐える
安全性の高いレール絶縁継目構造を提供する。 【解決手段】 レールの軌道両側面に絶縁プレートを介
在させて、鋼鉄製継目板をあてがい、絶縁フランジ付き
チューブを通して継目ボルトで継目板を固定するレール
絶縁継目構造において、鋼鉄製継目板は、継目板と絶縁
プレートとが面接触し、断面が均一化され、かつ断面係
数が大きい断面形状であることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は鉄道におけるレール
の絶縁継目に関し、特に使用する各部品の構造を強化し
たレール絶縁継目構造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】通常、レールの継目部分は継ぎ合わせる
２本のレールの端面を突き合わせ、レールの両側を継目
板で挟み、４〜６本の継目ボルトにより固定する構造と
なっている。このレールの継目部分は車両通過の際の輪
重による繰り返し荷重を受け、レール等が傷みやすい箇
所でもあるため、継目板は大きな機械的強度を有する鋼
鉄で製作されている。

【０００３】このような通常のレール継目以外に、車両
の制御区間を規定するために鉄道における分岐器内およ
び定尺区間に使用されているレールの絶縁継目は電車、
列車等車両の安全運行に不可欠なレールに流されている
信号、その他車両運行制御のための電気信号を絶縁する
重要な部分である。このようなレール絶縁継目を図９に
より説明する。

【０００４】レール１の両側を挟む鋼鉄製継目板４とレ
ール１の間には、厚さ約３ｍｍの熱可塑性樹脂からなる
レール絶縁用プレート２を介在させ、また、レール１、
鋼鉄製継目板４、レール絶縁用プレート２を通してボル
ト孔が開けられ、絶縁用フランジ付チューブ３を嵌挿し
たレール継目ボルト５とダブルナット６により緊締固定
する構造となっている。また、取り付け、取り外し容易
の観点から、鋼鉄製継目板４、絶縁製フランジ付チュー
ブ３、継目ボルト５の間に大きな隙間を有しており、そ
のため冬季においては約１５ｍｍ位のレール遊間拡大が
生じる構造となっている。

【０００５】鋼鉄製継目板４はボルト５とダブルナット
６による締めつけにより、図示するようにレールの側面
にくさび状に入り込み、くさび効果で絶縁用プレート２
を押さえる形状をしている。このとき、鋼鉄製継目板４
は絶縁用プレート２とは局部的に接触し、レールの腹部
分では離間する形になっている。鉄道においては、レー
ル継目部は車両の種類、構成、通過頻度により相違する
が、通過頻度の高い区間では年間５０００〜６０００万
トンの繰り返し荷重がかかるばかりか、車両通過の際、
輪重によるレールの継目落ち（高低狂い）が発生する。

【０００６】レール継目落ちにより、鋼鉄製継目板４と
レール１の間に介在された絶縁プレート２は、輪重がか
かる度に圧縮され、特に、鋼鉄製継目板との接触部は局
部的に荷重がかかる。また、鋼鉄製継目板４にも過大な
繰り返し荷重がかかり、そのため車両通過の頻度の高い
区間では４〜６カ月で損傷し、絶縁不良になる恐れが生
じ、その都度現場において、絶縁プレート２および鋼鉄
製継目板４を交換しなければならない。また、車両通過
時の繰り返し振動により継目ボルト５の弛緩が発生し、
絶縁プレート２と鋼鉄製継目板４の損傷を助長する。

【０００７】絶縁プレートと鋼鉄製継目板の交換工事は
車両通過が頻繁な区間に多発し、またこの交換は鉄道現
場での組み立てであることから、工事が簡単でかつ耐久
性のあるレール絶縁継目構造の出現が強く望まれてい
た。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記課題を解
決するためのもので、レール絶縁継目を組み立てる際の
取扱が簡単で、また絶縁プレートおよび鋼鉄製継目板の
強度と構造を改善し、ボルトに緩み止めナットと皿ばね
座金を使用することにより、レール遊間が拡大せず、か
つ長期の使用に耐える安全性の高いレール絶縁継目構造
を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、レールの軌道
両側面に絶縁プレートを介在させて、鋼鉄製継目板をあ
てがい、絶縁フランジ付きチューブを通して継目ボルト
で継目板を固定するレール絶縁継目構造において、前記
鋼鉄製継目板は、継目板と絶縁プレートとが面接触し、
断面が均一化され、かつ断面係数が大きい断面形状であ
ることを特徴とする。また、本発明は、継目板の孔径を
組み立て可能な範囲で小さくしたことを特徴とする。ま
た、本発明、緩み止めナットと皿ばね座金を使用して継
目ボルトにより締結したことを特徴とする。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明する。図１は本発明のレール絶縁継目構造を説明
する図であり、図１（ａ）は断面図、図１（ｂ）は側面
図である。なお、図１の１４は締結装置、１５はまくら
ぎである。レール１の両側には絶縁プレート２を介在さ
せて、鋼鉄製継目板１０がレールを挟むように設けられ
る。本発明で使用するレール絶縁プレート２は、両面を
超高モジュラスビニロンクロスとアラミド繊維クロスを
交互に積層し耐圧、耐磨耗積層体層とし、中間を高伸度
モジュラスビニロンクロスを積層した圧力吸収積層体層
からなり、エポキシ樹脂で一体に成形硬化させたもの
で、初期締結時および輪重がかかる度に圧縮圧延される
のを軽減することが可能である。このようなレール絶縁
プレートとしては特許第２５５１５２６号公報に記載さ
れているものを使用するのが好ましい。このレール絶縁
プレートはナイロンの２倍程度の強度があり、特に圧縮
に対し強いことが特徴である。

【００１１】また、本発明で使用する鋼鉄製継目板１０
は、絶縁プレート２を介してレール１と面接触する形状
のもので、ボルト５と緩み止めナット１１を使用し、緩
み止めナットは平座金１２、皿ばね１３を介在させ、車
両の通過による繰り返しの衝撃や振動等、機械的応力が
加わってもボルト軸力が低下しないような構造となって
いる。

【００１２】なお、レール絶縁継目は、絶縁プレート２
でレールと継目板間を絶縁するほかに、レールと締結ボ
ルト間も絶縁する必要があり、この絶縁は絶縁用フラン
ジ付チューブ３を継目ボルト５の頭部とねじ部に嵌挿し
て絶縁している。この絶縁用フランジ付チューブ３とし
ては、つば付き、または通しタイプのもので、図２に示
すような通しタイプまたは図３に示すようなつば付きタ
イプのものが使用できる。絶縁用フランジ付きチューブ
３は、絶縁継目板孔部との隙間を極力なくすことによ
り、レール遊間拡大抑制に一層効果的であり、このチュ
ーブ３としては実用新案第２０９０９９３号（実公平７
ー７３６２号公報）に記載されているような構造のも
の、すなわち、ガラス繊維クロス、ビニロンクロス及び
熱硬化性樹脂からなるつば３ａと、アラミド繊維クロ
ス、ガラス繊維クロス、及び熱硬化性樹脂からなるチュ
ーブ３ｂを熱硬化性樹脂で一体に固定したものを使用す
るのが好ましい。

【００１３】皿ばね１３は、図４に示す構造のもので、
その弾性力によりボルトの緊締を可能にする。また、緩
み止めナット１１は図５に示すように、第１ナット１１
ａ（図５（ａ））と、第２ナット１１ｂ（図５（ｂ））
とを嵌合する構造になっており、第１ナット１１ａの突
起部が第２ナット１１ｂの傾斜した穴部に嵌合してナッ
ト相互が一体化され、強固に固定される構造のものであ
る。

【００１４】本発明の鋼鉄製継目板１０は車両の通過に
よる上下方向の繰り返し荷重が加わるため、このような
過酷な状況に対応した大きい曲げ強度を必要とする。こ
のために、局部的な集中応力を避ける断面の均一化と、
曲げモーメントに対する剛性を表す断面係数の増大を図
るようにしている。これについて、図６により説明す
る。

【００１５】図６（ａ）は普通継目板の形状、図６
（ｂ）は従来の絶縁継目板の形状、図６（ｃ）は本発明
のレール絶縁継目板の断面形状をそれぞれ示している。
図６（ａ）に示すように、普通継目板２０は、レール腹
に面する箇所に張り出し部２０ａ、２０ｂを有してい
て、ボルト締めによりこの張り出し部がくさび効果でレ
ールと強固に固定され、また、下端部に張り出し部２０
ｃを形成し、これら張り出し部により断面積を大きくし
て強度の増大を図ると共に、断面係数の均一化を図って
いる。普通継目板の場合は、その周囲に邪魔なものがな
いため、このような構造が可能である。

【００１６】一方、図６（ｂ）に示すように、従来の絶
縁継目板の場合、普通継目板と同様の形状とし、レール
腹に面した張り出し部２１ａ、２１ｂと、下端部に張り
出し部２１ｃを形成しているが、その周囲に様々な邪魔
なものが配置されるため、断面積が大きくとれず、また
断面係数がばらつき、特に継目板が絶縁プレートと面接
触せず、張り出し部２１ａ、２１ｂのところで部分的に
接触する形となるため、絶縁プレート２の接触部に過大
な荷重が加わって、絶縁プレートを損傷しやすい構造と
なっている。

【００１７】一方、図６（ｃ）に示す本発明の絶縁継目
板１０は、レール腹に面接触するような構造で、かつ下
端部に張り出し部を持たない形状であり、そのため断面
の均一化を図ることができ、応力が局部的に集中するの
を避けることができる。

【００１８】図６（ａ）、（ｂ）、（ｃ）の継目板につ
いて、それぞれ図７に示すＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄの位置におけ
る断面積と、これに基づいて算出した断面係数は表１の
通りである。

【００１９】 表１から分かるように、本発明の絶縁継目板は従来の絶
縁継目板に比して、断面積が大きく、かつ均一化してお
り、局部的な応力発生を逓減可能であり、さらに、断面
係数も均一化して大きくなり、剛性が均一的に増大して
いることが分かる。なお、普通継目板の場合は、周囲に
邪魔なものがないため、断面積、断面係数とも大きくす
ることが可能である。

【００２０】次に、図８を参照して本発明のレール遊間
拡大抑制構造について説明する。継ぎ合わせるレール端
面間には６ｍｍの間隔（レール形の厚さ）が設けられ、
また、レール孔センタと継目板孔センタは作業性の観点
からズレがあるため、レール間の最大遊間は 最大遊間＝レール形の厚さ＋（レール孔センタと継目板
孔センタのズレ）×２ で与えられる。従来構造のレール絶縁継目では、作業性
の観点から継目板の孔径が大きく、レール孔センタと継
目板孔センタのズレが４．５ｍｍあり、そのため、 最大遊間＝６ｍｍ＋４．５ｍｍ×２＝１５ｍｍ であった（図８（ａ））。これに対して本願発明では、
レール孔センタと継目板孔センタのズレを、通しチュー
ブの場合に２ｍｍ、つば付きチューブの場合２．５ｍｍ
とした。これは、作業性の観点からみて可能な範囲で孔
センタのズレを狭くしたものである。その結果、最大遊
間は、 最大遊間＝６ｍｍ＋２ｍｍ×２＝１０ｍｍ あるいは 最大遊間＝６ｍｍ＋２．５ｍｍ×２＝１１ｍｍ となる（図８（ｂ））。その結果、本願発明では、従来
のものに比して最大遊間を小さくすることができるの
で、車両通過の際の輪重による繰り返し荷重を軽減し
て、絶縁プレートと鋼鉄製継目板の長寿命化を図り、こ
れらの交換作業を減らすことができ、孔センタのズレを
狭くしたことにより若干犠牲にしたて作業性は十分補償
することが可能である。

【００２１】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、局部的な
集中応力が加わらないように絶縁用継目板の断面を均一
化すると共に、断面係数を大きくし、絶縁用プレートと
面接触する構造にし、また、ボルト軸力を維持するた
め、緩み止めナットと皿ばね座金の使用し、レールのふ
く進や伸縮によるレール軸力に対抗する構造とし、ま
た、最大遊間を小さくするようにしたことにより、長期
間の使用に耐え、絶縁継目材料交換周期の延長および軌
道保守量の低減を図ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明のレール絶縁継目構造を説明する図で
ある。

【図２】 通しタイプの絶縁用フランジ付チューブを示
す図である。

【図３】 つば付きタイプの絶縁用フランジ付チューブ
を示す図である。

【図４】 皿ばねの構造を示す図である。

【図５】 緩み止めナットを説明する図である。

【図６】 継目板の形状を説明する図である。

【図７】 断面積、断面係数を求めるレール位置を説明
する図である。

【図８】 本発明のレール遊間拡大抑制構造について説
明する図である。

【図９】 従来のレール絶縁継目構造を説明する図であ
る。

【符号の説明】 １…レール、２…絶縁プレート、３…通しチューブ、４
…絶縁継目板、５…絶縁ボルト、１１…緩み止めナッ
ト、１２…平座金、１３…皿ばね、20…普通継目板、２
１、２２…絶縁継目板。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 レールの軌道両側面に絶縁プレートを介
   在させて、鋼鉄製継目板をあてがい、絶縁フランジ付き
   チューブを通して継目ボルトで継目板を固定するレール
   絶縁継目構造において、前記鋼鉄製継目板は、継目板と
   絶縁プレートとが面接触し、断面が均一化され、かつ断
   面係数が大きい断面形状であることを特徴とするレール
   絶縁継目構造。
2. 【請求項２】 継目板の孔径を組み立て可能な範囲で小
   さくしたことを特徴とする請求項１記載のレール絶縁継
   目構造。
3. 【請求項３】 請求項１記載の装置において、緩み止め
   ナットと皿ばね座金を使用して継目ボルトにより締結し
   たことを特徴とするレール絶縁継目構造。