JP2001020203A - レール継ぎ目部用軌道パッド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 鉄道軌道のレール２の継ぎ目部で、２つのレ
ール２，２の各端部２０とそれを支承するタイプレート
３との間に介設されるレール継ぎ目部用軌道パッド４に
おいて、継ぎ目部特有の荷重状態に着目し、軌道パッド
４の亀裂発生等を抑制して、信頼性を高める。 【解決手段】 継ぎ目部用軌道パッド４を、レール長さ
方向に２つのパッド部材６，６に分割して、各々２本の
軌道レール２，２の各端部２０，２０を支持するように
配置する。両パッド部材６，６を個別にタイプレート３
に固定して、脱落を防止する。両パッド部材６，６の間
隔を、軌道レール２の最大収縮時に継ぎ目部におけるレ
ール端部２０，２０間の間隔が最大になったときの、そ
の最大間隔Ｄmaxと略同じに設定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、列車の走行により
発生する振動騒音の低減等のために、軌道レールとタイ
プレートや枕木等の支承体との間に介設される軌道パッ
ドに関し、特に、軌道レールの継ぎ目部に用いられるも
のの耐久性を向上させるための技術分野に属する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、鉄道軌道では、列車の走行に
より沿線の家屋やビル等に及ぼす振動や騒音を低減した
り、列車の乗り心地を改善したりするために、弾性材料
からなる矩形板状の軌道パッドをレールの真下に敷設
し、この軌道パッドを介して、タイプレートや枕木等の
支承体にレールを締結することが行われている。

【０００３】また、近年では振動や騒音等の一層の低減
が求められていることから、これに対応するために、従
来のゴム製軌道パッドよりばね定数の低い発泡ウレタン
を用いた軌道パッドを用いるケースが増加しており、さ
らに、例えば実開平５−３３０３号公報に示されるよう
に、ゴム製軌道パッドにおいてもパッドの全面に亘って
多数の貫通孔を設けることで、ばね定数をさらに低い値
に設定することも提案されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、一般に、鉄
道軌道のレールは温度変化に伴い膨張又は収縮し、特に
長さ方向についてはかなり大きな伸び縮みを生じる。こ
のため、レールの継ぎ目部においてはその端部間に所定
の間隔（１０〜２０ｍｍ）を空けて配置し、レールが最
大限に伸長したときでも、必要なクリアランスが残るよ
うにしている。

【０００５】ところが、そのように、レールの端部間に
比較的大きな間隔を空けていることから、レールの継ぎ
目部では軌道パッドの耐久性が著しく低下するという問
題が発生する。すなわち、レールから軌道パッドに加わ
る荷重は、レールの継ぎ目部以外では上方からの略均等
な圧縮荷重が主であるのに対し、継ぎ目部ではレールの
端部（図３参照）がそれぞれ別々に上下動することか
ら、軌道パッドの略中央部分に曲げ荷重や剪断荷重が集
中的に作用し、この部分に亀裂が発生して破断に至るの
である。そして、２つに破断した軌道パッドは、それぞ
れ前記のレール端部の上下動に伴いタイプレート等の両
側に押し出されて、脱落することになる。

【０００６】そこで、この発明はかかる点に鑑みてなさ
れたものであり、その目的とするところは、軌道レール
の継ぎ目部における特有の荷重状態に着目し、これに対
応すべく軌道パッドの形状及び構造に工夫を凝らして、
その耐久性を高めることにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明の第１の解決手段では、レール継ぎ目部に用
いる軌道パッドを予めレール長さ方向に２分割し、その
各々を個別に支承体に固定するようにした。すなわち、
請求項１の発明は、長さ方向に隣り合う２本の軌道レー
ルの継ぎ目部で、両軌道レールの各端部と支承体との間
に介設されるレール継ぎ目部用軌道パッドであって、前
記軌道レールの各端部をそれぞれ支持しかつ前記支承体
に個別に固定された２つのパッド部材に分割されてなる
ものとする。

【０００８】前記の構成により、軌道パッドは、軌道レ
ールの継ぎ目部でその各端部をそれぞれ支持する２つの
パッド部材に分割されれているので、列車の通過に伴い
軌道レールの各端部がそれぞれ別々に上下動しても、各
パッド部材にはレール端縁角部による集中荷重がかから
ず、主として略均等な圧縮荷重が加わるようになり、こ
のことで、軌道パッドの耐久性が全体として向上する。
しかも、２つのパッド部材はいずれも個別に支承体に固
定されているので、軌道レールの端部の上下動によって
横方向への力を受けても、支承体から脱落することはな
い。つまり、軌道パッドの信頼性を高めることができ
る。

【０００９】請求項２の発明では、請求項１の発明にお
ける両パッド部材を、軌道レールの長さ方向に間隔を空
けて配置し、その両パッド部材の間隔を、軌道レールが
温度変化に伴い収縮して継ぎ目部における端部間の間隔
が最大になったときの最大間隔以上に設定した。

【００１０】こうすれば、例えば、寒冷時に軌道レール
が収縮して、継ぎ目部における端部間の間隔が最大にな
ったときでも、該軌道レールの端縁部がパッド部材の端
縁部よりも後退することはないので、各パッド部材に対
しレールの端縁角部から集中的な曲げ荷重や剪断荷重が
作用することを確実に防止できる。よって、請求項１の
発明の作用効果を十分に得ることができる。

【００１１】次に、本発明の第２の解決手段では、レー
ル継ぎ目部に用いる軌道パッドの上面に溝部を設け、レ
ールの各端部をそれぞれ溝部の両側で支持して、該溝部
の上方にレールの端縁部を位置づけるようにした。すな
わち、請求項３の発明は、長さ方向に隣り合う２本の軌
道レールの継ぎ目部で、両軌道レールの各端部と支承体
との間に介設されるレール継ぎ目部用軌道パッドであっ
て、前記軌道レールの各端部間の略中央位置で、該軌道
レールに略直交する方向に延びる溝部を上面に設け、こ
の溝部の幅を、軌道レールが温度変化に伴い収縮して継
ぎ目部における端部間の間隔が最大になったときの最大
間隔以上に設定する構成とする。

【００１２】前記の構成により、２つの軌道レールの継
ぎ目部において、レールの各端部は軌道パッド上面に設
けられた溝部の両側でそれぞれ支持されて、その端縁部
が溝部の上方に位置づけられる。このため、列車の通過
に伴い軌道レールの各端部がそれぞれ別々に上下動して
も、軌道パッドに対しレールの端縁角部から集中的な曲
げ荷重や剪断荷重が作用することはなくなり、このこと
により、軌道パッドの耐久性が向上する。

【００１３】しかも、前記溝部の幅が、軌道レールの端
部間の最大間隔以上に設定されているので、例えば、寒
冷時に軌道レールが収縮して、継ぎ目部における端部間
の間隔が最大になったときでも、該軌道レールの端縁部
が溝部の上端縁よりも後退することはなく、このような
場合でも上述の作用効果を確実に得ることができる。よ
って、軌道パッドの信頼性を高めることができる。

【００１４】請求項４の発明では、請求項３の発明にお
ける溝部の側面及び底面を傾斜面もしくは円弧面によっ
て連続するものとした。こうすることで、溝部の周辺の
応力集中を緩和して、亀裂の発生等を抑えることができ
る。

【００１５】次に、本発明の第３の解決手段では、レー
ル継ぎ目部に用いる軌道パッドを、軌道レールの各端部
にそれぞれ対応する２カ所で支承体に固定するようにし
た。すなわち、請求項５の発明は、長さ方向に隣り合う
２本の軌道レールの継ぎ目部で、両軌道レールの各端部
と支承体との間に介設されるレール継ぎ目部用軌道パッ
ドであって、前記支承体への固定部が、前記軌道レール
の各端部にそれぞれ対応するように２カ所に設けられ、
その２カ所の固定部のレール長さ方向の間隔が、軌道レ
ールが温度変化に伴い収縮して、継ぎ目部における端部
間の間隔が最大になったときの最大間隔以上に設定され
ているものとする。

【００１６】前記の構成により、軌道パッドは、軌道レ
ールの継ぎ目部においてレールの各端部にそれぞれ対応
する２カ所で支承体に固定されており、軌道レールの各
端縁角部からの集中的な荷重を受けて２つに破断したと
しても、その破断部は前記２カ所の固定部の中間に位置
することになる。このことで、軌道パッドの２つの破断
片がそれぞれ支承体に固定されることになるので、その
脱落を防止して、信頼性を高めることができる。

【００１７】請求項６の発明では、請求項１、３又は５
のいずれか１つの発明におけるレール継ぎ目部用軌道パ
ッドをポリウレタンエラストマー、例えば硬質の発泡ポ
リウレタンからなるものとする。このことで、一般に、
硬質の発泡ポリウレタンからなる軌道パッドは、ゴム製
のものに較べてばね定数を低くすることができ、沿線の
振動騒音の低減や列車の乗り心地の改善に関して好まし
い結果が得られるが、その反面、ゴム製のものよりも耐
屈曲性に劣ることが多いので、このようなものにおいて
本願発明の作用効果が特に有効なものになる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。

【００１９】（実施形態１）図１〜４には、本発明の実
施形態１に係るレール継ぎ目部用軌道パッドを適用した
鉄道軌道の概略構成を示す。各図において、１，１，…
は、路盤Ｇ（図３にのみ示す）に所定間隔をあけて互い
に平行に敷設された枕木であり、各枕木１上には、２条
のレール２，２がそれぞれ鋳鉄製タイプレート３，３
（支承体）を介して締結固定されている。また、図４に
示すように、レール２とタイプレート３との間には弾性
材料からなる軌道パッド４，４，…が介設され、列車の
走行に伴う振動や騒音の低減が図られている。さらに、
図３に示すように、レール２の継ぎ目部では、２本のレ
ール２，２の端部２０，２０同士が両側から連結部材５
により連結されている。

【００２０】前記軌道パッド４，４，…は、硬質の発泡
ポリウレタンの成形体であり、図示しないが、レール２
の継ぎ目部以外に用いられるものは従来同様の矩形板状
とされ、ゴム配合物のものに比べてばね定数が低いこと
から、良好な防振特性を得られるものである。一方、本
発明の特徴部分であるが、レール２の継ぎ目部に用いら
れるものは前記従来のものとは異なる構造を有してい
る。すなわち、図１に示すように、継ぎ目部専用の軌道
パッド４は、レール２の長さ方向の略中央位置で２つの
パッド部材６，６に分割されていて、この２つのパッド
部材６，６が２本のレール２，２の各端部２０，２０を
それぞれ支持するように所定の間隔ｄを空けて配置され
ている。

【００２１】詳しくは、前記各パッド部材６は略矩形板
状に形成され、そのレール長さ方向両端部が下方に折り
曲がって下方に突出する係合突部６ｂ、６ｂ（固定部）
に形成されている。そして、この係合突部６ｂの一方が
タイプレート３の上面に設けられた係合溝部３ａに係合
すると共に、他方の係合突部６ｂがタイプレート３の端
縁部に係合して、該タイプレート３から脱落しないよう
に固定されている。また、前記２つのパッド部材６，６
の間隔ｄは、レール２，２…が温度変化に伴い伸び縮み
することを考慮して設定されており、例えば寒冷時等に
レール２，２が最大限に収縮したときの該レールの端部
２０，２０（図１に仮想線で示す）間の間隔をレール端
部２０、２０の最大間隔Ｄmaxとしたとき、この最大間
隔Ｄmaxと略同じになるように前記パッド部材６，６間
の間隔ｄが設定されている。

【００２２】言い換えると、各レール２の端縁部２０ａ
は、該レール２が最大限に収縮したときでもパッド部材
６の端縁部６ａよりも後退することはないので、列車の
通過に伴いレール２の各端部２０がそれぞれ別々に上下
動しても、各パッド部材６に対してレール２の端縁部２
０ａから集中的な曲げ荷重や剪断荷重が作用することは
なく、これにより、軌道パッド４の耐久性が全体として
向上する。しかも、２つのパッド部材６，６がそれぞれ
タイプレート３上に個別に固定されているので、レール
端部２０，２０の上下動によって脱落することはなく、
従って、レール継ぎ目部専用の軌道パッド４の信頼性を
十分に高めることができる。

【００２３】尚、必ずしも前記のようにパッド部材６，
６の間隔ｄをレール端部２０，２０の最大間隔Ｄmaxと
略同じに設定する必要はなく、例えば図５に示すよう
に、パッド部材６，６の間隔ｄを前記最大間隔Ｄmax以
上に設定すれば、前記と同様の作用効果が得られる。

【００２４】上述の如き軌道パッド４，４，…の製造方
法の一例を説明すると、まず、ポリオールとしてクラレ
社製のクラポールＦ３０１０（ＯＨ価：５６）を１０
部、また、鎖延長剤として日曹油化工業社製のエチレン
グリコール（テクニカルグレード）を９部それぞれ用
い、蒸留水０．５部とアミン系触媒（DABCOL33E）０．
８部とを加えて、十分に撹拌混合してプレミックスを調
製する。一方、ポリイソシアネート成分としては、住友
バイエルウレタン社製のスミジュールＰＦ（ＮＣＯ含
量：２２．８重量％）を用い、これと上記のプレミック
スとを４０°Ｃに温度調整して、ＮＣＯ/ＯＨのモル比
が１．０になるように容器に投入して、十分に撹拌混合
する。

【００２５】続いて、前記の混合物を略４５°Ｃに温度
調整した金型に注入して、その温度状態を保ったまま５
分間、硬化させた後に、金型から取り出す。そして、こ
れを８０°Ｃに加熱して２４時間、アフターキュアを行
えば、発泡ポリウレタンエラストマー製のパッド部材６
が完成する。

【００２６】（実施形態２）次に、図６は本発明の実施
形態２に係るレール継ぎ目部用軌道パッド８を示し、こ
の軌道パッド８が適用される鉄道軌道の全体構成は実施
形態１のものと同じなので、実施形態１と同じ構成要素
については同一符号を付して、その説明は省略する。そ
して、この実施形態２における軌道パッド８は、その上
面に、レール長さ方向の略中央位置でレール２に略直交
するように延びる溝部９が設けられ、かつこの溝部９の
幅が、２つのレール端部２０，２０の最大間隔Ｄmax以
上に設定されている。このことで、図に示すように、各
レール２の端縁部２０ａは、該レール２の最大収縮時で
あっても溝部９の上端縁よりも後退することはなく、常
に溝部９の上方に位置するようになる。

【００２７】したがって、この実施形態２においても、
前記実施形態１と同様に、列車の通過に伴いレール２の
各端部２０がそれぞれ別々に上下動したときでも、軌道
パッド８にはレール２の端縁部２０ａから集中的な曲げ
荷重や剪断荷重が作用することはなく、よって、軌道パ
ッド８の耐久性向上が図られる。

【００２８】また、前記軌道パッド８の溝部９は、溝幅
が底に向かって徐々に狭くなるように、側面９ａが直線
状もしくは円弧状に傾斜して底面９ｂに連なる形状とさ
れているので、この底面９ｂの隅部周辺における応力集
中が緩和され、亀裂の発生等が抑えられる。また、これ
以外にも垂直な溝側面９ａから底面９ｂに連なる隅部を
面取りしてもよく、例えば図７に示すように曲面にして
もよい。さらに、側面９ａ及び底面９ｂを全体として円
弧状に形成しても、同様の作用効果が得られる。

【００２９】（他の実施形態）尚、本発明は前記各実施
形態に限定されるものではなく、その他の種々の実施形
態を包含するものである。すなわち、前記実施形態１で
は、軌道パッド４の２つのパッド部材６，６の継ぎ目側
間隔ｄを、レール２，２の端部２０，２０間の最大間隔
Ｄmax以上に設定しているが、これに限らず、例えば図
８に例示するように、ｄ＝０とすることも可能である。
但し、その場合には、同図に示す２つのパッド部材６，
６をそれぞれタイプレート３に固定するための係合突部
６ｂ，６ｂ同士を、レール２の端部２０間の最大間隔Ｄ
maxよりもレール長さ方向に離して設ける必要があり、
このようにすれば、前記実施形態１の発明と同様の作用
効果が得られる。

【００３０】また、図１、図５、図６及び図７にそれぞ
れ示す軌道パッド４は、いずれも係合突部６ｂを有し、
枕木１やタイプレート３に係合させて配置するようにし
ているが、これらの軌道パッド４は、パッドを分割敷設
したり、溝部を設けたりして、レール端部２０による集
中応力を防いでいるので、軌道パッド４がレール２の両
側に押し出されることも防止でき、前記のような係合突
部６ｂを設けなくとも、実用上は問題を生じることは少
ない。

【００３１】さらに、前記各実施形態の鉄道軌道では、
レール２，２をタイプレート３，３，…を介して枕木
１，１，…に締結するようにしているが、これに限ら
ず、タイプレート３，３，…を省略して、レール２，２
を直接的に枕木１，１，…に締結するようにしてもよ
い。この場合には、軌道パッド４，４，…はレール２，
２と枕木１，１，…との間に介設すればよい。

【００３２】

【発明の効果】以上、説明したように、請求項１の発明
に係るレール継ぎ目部用軌道パッドによると、軌道パッ
ドを２つのパッド部材に分割して、それぞれに継ぎ目部
における２本の軌道レールの各端部を支持させるととも
に、個別に支承体に固定することで、列車の通過時に軌
道パッドに集中的な曲げ荷重等が加わることを防止し
て、耐久性を向上させることができ、これにより、各パ
ッド部材の支承体からの脱落を防止して、軌道パッドの
信頼性を高めることができる。また、請求項２の発明で
は、上述の効果を十分に得ることができる。

【００３３】請求項３の発明に係るレール継ぎ目部用軌
道パッドによると、軌道パッドの上面に溝部を設け、継
ぎ目部における軌道レールの各端部を前記溝の両側で支
持することにより、前記請求項１及び２の発明と同様の
効果が得られる。さらに、請求項４の発明では前記溝部
の周辺の応力集中を緩和して、亀裂の発生等を抑制でき
る。

【００３４】請求項５の発明に係るレール継ぎ目部用軌
道パッドによると、軌道パッドを支承体に固定する固定
部をレール長さ方向に離れた２カ所に設け、かつ該固定
部間の間隔を軌道レールの各端部間の最大間隔以上とす
ることで、軌道パッドが２つに破断しても、その各破断
片の脱落を防止して、信頼性を高めることができる。

【００３５】請求項６の発明によると、硬質の発泡ポリ
ウレタンからなる軌道パッドによって、ばね定数を低く
して振動騒音の低減を容易に行える上に、パッドの分割
や溝によりレールの各端部による集中荷重を防止できる
ので、パッドの耐久性が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態１に係るレール継ぎ目部用軌
道パッドの敷設状態を示す部分断面図である。

【図２】レールの継ぎ目部を含む鉄道軌道の概略構成を
示す上面図である。

【図３】図２の側面図である。

【図４】軌道パッドの敷設状態を示す横断面図である。

【図５】実施形態１の変形例を示す図１相当図である。

【図６】本発明の実施形態２に係る図１相当図である。

【図７】実施形態２の変形例を示す図６相当である。

【図８】本発明の他の実施形態に係る図１相当図であ
る。

【符号の説明】

１ 枕木 ２ 軌道レール ３ タイプレート（支承体） ４，８ 軌道パッド ６ パッド部材 ６ｂ 係合突部（固定部） ９ 溝部 ９ａ 溝部の側面 ９ｂ 溝部の底面 ２０ レールの端部 ２０ａ レールの端縁部 ｄ パッド部材間の間隔 Ｄmax レール端部間の最大間隔

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 西村 実 兵庫県神戸市兵庫区明和通３丁目２番15号 バンドー化学株式会社内 (72)発明者 松岡 宏 兵庫県神戸市兵庫区明和通３丁目２番15号 バンドー化学株式会社内 Ｆターム(参考） 2D056 AD05 AD07

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 長さ方向に隣り合う２本の軌道レールの
   継ぎ目部で、両軌道レールの各端部と支承体との間に介
   設されるレール継ぎ目部用軌道パッドであって、 前記軌道レールの各端部をそれぞれ支持しかつ前記支承
   体に個別に固定された２つのパッド部材に分割されてな
   ることを特徴とするレール継ぎ目部用軌道パッド。
2. 【請求項２】 請求項１において、 両パッド部材は、軌道レールの長さ方向に間隔を空けて
   配置され、 前記両パッド部材の間隔は、軌道レールが温度変化に伴
   い収縮して、継ぎ目部における端部間の間隔が最大にな
   ったときの最大間隔以上に設定されていることを特徴と
   するレール継ぎ目部用軌道パッド。
3. 【請求項３】 長さ方向に隣り合う２本の軌道レールの
   継ぎ目部で、両軌道レールの各端部と支承体との間に介
   設されるレール継ぎ目部用軌道パッドであって、 前記軌道レールの各端部間の略中央位置で該軌道レール
   に略直交する方向に延びる溝部が上面に設けられ、 前記溝部の幅は、軌道レールが温度変化に伴い収縮し
   て、継ぎ目部における端部間の間隔が最大になったとき
   の最大間隔以上に設定されていることを特徴とするレー
   ル継ぎ目部用軌道パッド。
4. 【請求項４】 請求項３において、 溝部の側面及び底面が傾斜面もしくは円弧面によって連
   続していることを特徴とするレール継ぎ目部用軌道パッ
   ド。
5. 【請求項５】 長さ方向に隣り合う２本の軌道レールの
   継ぎ目部で、両軌道レールの各端部と支承体との間に介
   設されるレール継ぎ目部用軌道パッドであって、 前記支承体への固定部が、前記軌道レールの各端部にそ
   れぞれ対応するように２カ所に設けられており、 前記２カ所の固定部のレール長さ方向の間隔は、軌道レ
   ールが温度変化に伴い収縮して、継ぎ目部における端部
   間の間隔が最大になったときの最大間隔以上に設定され
   ていることを特徴とするレール継ぎ目部用軌道パッド。
6. 【請求項６】 請求項１、３又は５のいずれか１つにお
   いて、 ポリウレタンエラストマーからなることを特徴とするレ
   ール継ぎ目部用軌道パッド。