JP2007169997A

JP2007169997A - トングレール

Info

Publication number: JP2007169997A
Application number: JP2005367730A
Authority: JP
Inventors: Takaaki Irie; 隆昭入江; Isamu Okamura; 勇岡村; Kenji Sumiyoshi; 賢治住吉
Original assignee: Yamato Trackwork System Co Ltd
Current assignee: Yamato Trackwork System Co Ltd
Priority date: 2005-12-21
Filing date: 2005-12-21
Publication date: 2007-07-05

Abstract

【課題】強度的に不利であるトングレール先端部において、車両走行時の荷重による応力が集中しても、レール損傷が発生しにくい構造のトングレールを提供すること。
【解決手段】曲線状の部分１３から先端部の直線状の部分１４にかけて漸次頭部幅が減少し、直線状の部分には、最先端１５から内側に向けて高くなるような上り勾配１６を経て徐々に幅が広くなるように三角形の頂面１７が形成され、最先端１５から３００mm内側に入った部分における頂面１７の幅Ｄが９〜１５mmである。
【選択図】図４

Description

この発明は、鉄道軌道の分岐器類や伸縮継目等で基本レールや受けレールと組み合わせて使用されるトングレールに関する。

鉄道軌道の分岐器や伸縮継目には、レール頭部断面形状を順次変化させながら、その先端を鋭く且つ薄く加工したトングレールがよく用いられている。

通常、トングレールには、車輪の輪重を受け、車輪フランジを誘導するという機能があるが、従来のトングレールは専ら軌間線とレール踏面との幾何学的理論及び安全性を考慮して設計され、製作されており、実質的な車輪とレールとの接触部における荷重の作用動向については余り考慮が払われていなかった。

これは車輪走行が繰り返されるに伴い、トングレールに初期摩耗や初期メタルフローが発生して車輪とレールとの接触部分に自然と「なじみ」が生じ、荷重の分散が必然的に行われる結果、「荷重−作用点」の綿密な考証を行う必要性が乏しかったからである。

近年、レール摩耗やメタルフロー等に対するメンテナンスを省略し、長寿命化を図る目的から、トングレールについてもスラッククエンチ熱処理等の熱処理加工によって耐摩耗性を向上させる傾向にある。

しかし、従来のトングレールに熱処理加工を施した場合、耐摩耗性が向上するために初期摩耗や初期メタルフローが発生し難く、車輪とレールとの接触部分に「なじみ」が生じない結果、車輪とレールとの点接触が維持され、その接触点には過大な荷重が繰り返し作用してレール表面層に金属疲労が生じ、これに起因して傷やきしみ割れが発生しやすいという問題があり、特に、従来のトングレールは、基本レールと密着する範囲において３分の１勾配と垂直線を組み合わせた形状となっており、この形状変化部に車両走行時の荷重による応力が集中し、レール損傷が発生する原因となっている。

例えば、従来のトングレールとしては、図１（ａ）（ｂ）に示すものが知られている。図１（ａ）はトングレール１の側面図、図１（ｂ）はその平面図である。このトングレールは、曲線状の部分と先端部（長さ３００mm）の直線状の部分からなる。図１（ｂ）のＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ各部分の断面形状は図２（ａ）に示すとおりである。図３（ａ）はトングレールの先端部付近を拡大して示す側面図、図３（ｂ）はトングレールの先端部付近を拡大して示す平面図である。図３（ｂ）に示すように、先端部（長さ３００mm）において、最先端から内側に向けて高くなるような上り勾配２を経て徐々に幅が広くなるように三角形の頂面３（ハッチングを施した領域）が形成されている。三角形の頂面３の一方の側には３分の１勾配４が削成され、他方の側には５分の１勾配５が削成されている。三角形の頂面３は台形状の頂面領域６につながり、台形状の頂面領域６の一方の側には３分の１勾配４が削成され、他方の側には７分の１勾配７が削成されている。８はトングレール頭部中心線、９は軌間線である。図２（ｂ）は図１（ｂ）のＦ部分の断面であり、１０は基本レールである。

ところが、図３（ｂ）において、最先端から３００mm内側に入った部分における頂面３の幅Ｗは６．３mmであって、脆弱な構造である。このように、強度的に不利であるトングレール先端部において、車両走行時の荷重による応力が集中し、レール損傷が発生しやすい。

この種のトングレールに関する技術について、特許文献１には、基本レールに接着したときのトングレール底部下面と基本レール底部上面との間に、基本レールの軌間内側の締結手段を設置し得るに十分な段差を生じるレール高さとする鉄道分岐器用トングレール素材に関する発明が開示されている。

また、特許文献２には、車輪の踏み面形状を車輪の接触面傾斜形状に形成するとともに、それに連続するゲージコーナー円弧部を車輪円弧形状にフィットする円弧形状に形成し、且つ基本レール側密着面形状を勾配一直線通しで形成し、該勾配一直線にフィットする勾配接触部を形成した基本レールと密着させるように構成した分岐器用トングレール密着構造に関する発明が開示されている。
特開２００５−３６６４２号公報特開２００２−２７５８０４号公報

特許文献１に開示された発明によれば、圧延加工が容易であって且つトングレールへの加工を効率的に行うことはできても、強度的に不利であるトングレール先端部において、車両走行時の荷重による応力が集中し、レール損傷が発生しやすいという課題は解決できない。

また、特許文献２に開示された発明は、トングレールと車輪接触部の形状を面接触とすることで初期フローの軽減を図り、トングレールが基本レールと接触する範囲において勾配直線形状として基本レールの対応勾配直線形状と密着させることで、トングレールの浮き上がりを防止することはできても、強度的に不利であるトングレール先端部において、車両走行時の荷重による応力が集中し、レール損傷が発生しやすいという課題は解決できない。

本発明は従来の技術の有するこのような問題点に鑑みてなされたものであって、その目的は、強度的に不利であるトングレール先端部において、車両走行時の荷重による応力が集中しても、レール損傷が発生しにくい構造のトングレールを提供することにある。

上記目的を達成するために本発明のトングレールは、鉄道軌道の分岐器または伸縮継目にて基本レールまたは受けレールと組み合わせて使用され、レール頭部断面形状をその長手方向先端に向けて鋭く且つ薄くなるように漸次変化させてなるトングレールにおいて、曲線状の部分から先端部の直線状の部分にかけて漸次頭部幅が減少し、上記直線状の部分には、最先端から内側に向けて高くなるような上り勾配を経て徐々に幅が広くなるように三角形の頂面が形成され、最先端から３００mm内側に入った部分における頂面の幅が９〜１５mmであることを特徴としている。

トングレールはその機能を果たすため、レール頭部断面形状をその長手方向先端に向けて鋭く且つ薄くなるように漸次変化させた形状とせざるを得ない。それゆえ、特に、鋭角状のトングレール先端部は強度的に不利であるという弱点がある。現状のトングレールは、曲線状の部分から先端部の直線状の部分にかけて漸次頭部幅が減少し、上記直線状の部分には、最先端から内側に向けて高くなるような上り勾配を経て徐々に幅が広くなるように三角形の頂面が形成され、最先端から３００mm内側に入った部分における頂面の幅が６．３mmしかなく、極めて鋭利な形状である。それゆえ、強大な車輪重量を繰り返し受けた場合、傷や割れが発生しやすい。

しかし、本発明のトングレールによれば、最先端から３００mm内側に入った部分における頂面の幅が９mm以上であるから、現状のトングレールに比べて１．４倍以上の断面積となり、強度の向上が期待できるので、強大な車輪重量を繰り返し受けても傷や割れが発生しにくくなる。しかし、その頂面の幅が１５mmを超えると、基本レールが基本レールとしての機能を発揮できなくなる恐れがある。

以下に本発明の実施例を図面を参照しながら説明する。図１ないし図３の構成は、図３（ｂ）のＷが６．３mmではない点を除いて本発明のトングレールの実施例においても共通する部分であるので、重複を避けるために、その説明を省略する。

図４はトングレール１１が基本レール１２に当接する先端部を拡大して模式的に示す平面図である。トングレール１１は、曲線状の部分１３から先端部の直線状の部分１４にかけて漸次頭部幅が減少し、最先端１５から内側に向けて高くなるような上り勾配１６を経て徐々に幅が広くなるように三角形の頂面１７が形成され、最先端から３００mm内側に入った部分における頂面の幅Ｄが９〜１５mmとされる。

トングレール１１の先端部の頂面の幅を広くする手段としては、基本レールに曲げ加工を施すことも考えられるが、長尺で大重量の基本レールに精密な曲げ加工を施すことは困難で、加工コストが極めて高くなり、その曲げ加工に伴ってレール付帯設備にも余分な加工が必要になる。

しかしながら、トングレール１１の先端部の頂面の幅を広くする手段として、必要なだけ基本レールを部分的に削り込むことにすれば、曲げ加工に比べて加工コストは低くなり、レール付帯設備に余分な加工をしなくて済むので好都合である。

図１（ａ）はトングレールの側面図、図１（ｂ）はその平面図である。図２（ａ）は図１（ｂ）のＡないしＥ部分の断面図、図２（ｂ）は図１（ｂ）のＦ部分の断面図である。図３（ａ）はトングレール先端部の拡大側面図、図３（ｂ）はその拡大平面図である。本発明の特徴を説明するために、トングレールが基本レールに当接する先端部を拡大して模式的に示す平面図である。

符号の説明

１トングレール
２上り勾配
３トングレール頂面の三角形
４３分の１勾配
５５分の１勾配
６台形状の頂面領域
７７分の１勾配
８トングレール頭部中心線
９軌間線
１０基本レール
１１トングレール
１２基本レール
１３曲線状の部分
１４直線状の部分
１５最先端
１６上り勾配
１７トングレール頂面の三角形

Claims

鉄道軌道の分岐器または伸縮継目にて基本レールまたは受けレールと組み合わせて使用され、レール頭部断面形状をその長手方向先端に向けて鋭く且つ薄くなるように漸次変化させてなるトングレールにおいて、曲線状の部分から先端部の直線状の部分にかけて漸次頭部幅が減少し、上記直線状の部分には、最先端から内側に向けて高くなるような上り勾配を経て徐々に幅が広くなるように三角形の頂面が形成され、最先端から３００mm内側に入った部分における頂面の幅が９〜１５mmであることを特徴とするトングレール。