JP2010059618A - 軌道用スパイクパッド - Google Patents

Abstract

【課題】軌条と枕木との間に敷設される金属板と弾性板とからなるパッドにおいて、鉄道車両の通過に伴う繰り返しの振動や荷重変化によるローリング現象、あるいは寒暖の変化に伴うレールの伸縮作用をうけても弾性板の金属板材からの滑りや離脱を無くし、軌道の保守性を高める。
【解決手段】軌条幅に略等しい幅の弾性板２と、該弾性板２の上面に接着され、反対側面を軌条底面に重合接触させる金属板材３とからなり、金属板材３の接着側面には弾性板側に向けて突出させたところの先端が鋭利な突起部４ａが形成されており、該金属板３は該突起部４ａを弾性板２内に刺通させた状態で弾性板２に接着される。
【選択図】図１

Description

本発明は鉄道線路、すなわち軌条と枕木との間に敷設される軌道用パッドの改良に関し、寒暖による軌条の延伸・伸縮や、列車走行に伴い繰り返される軌条の撓みなどによる軌道用パッドの位置ズレや煽りによる飛散を無くすことにより、高速走行する鉄道車両の保安性を高めることを目的とする。

軌条の防振性を高めるために、枕木と軌条との間に、ゴム等の弾性のあるパッドを介在させることは既に知られている（例えば特開平５−１７１６０１号公報参照）。また上記のパッドの位置ずれを防止してゴム板やこれに接着されたスチール板の分離飛散を防止するべく、ゴム板より長くしたスチール板のレール長さ方向両端付近に、該スチール板の裏面側に直角に折り曲げて形成した一対の折り返し片により前記ゴム板の縦幅方向両端面を挟み込むようにした軌道パッドも知られている（特開平１１−３２３８０１号公報参照）。
特開平５−１７１６０１号公報 特開平１１−３２３８０１号公報

しかしながら、上記した特許文献１のものでは鉄道車両の通過に伴う繰り返しの振動や荷重変化によるローリング現象、あるいは寒暖の変化に伴うレールの伸縮により弾性パッドが短期間で位置ずれを起こすために耐久性の面で使用に耐えない。

また特許文献２のものにあっても、スチール板の両端付近を直角に起立させた折り返し片をもってゴム板の縦幅方向両端面を挟み込んだだけでは鉄道車両の高速化により、高速通過による約４００ｋｇを超える瞬間的な高負荷に十分に耐え切れず、ゴム板の位置ずれに伴って経時的に上記折り返し片が水平方向に引き伸ばされつつ曲げられる結果、これも比較的短期間で枕木上から脱落し、鉄道車両の高速通過の際の煽りを受けて飛散する危険がある。

そこで本発明は上記した難点を解決し、軌道用パッドの位置ずれや煽りによる飛散を無くすことにより、高速走行する鉄道車両の保安性を高めるようにしたものであって、具体的には軌条と枕木との間に敷設される弾性のパッドであって、該パッドは軌条幅に略等しい幅の弾性板と、該弾性板の上面に接着され、反対側面を軌条底面に重合接触させる金属板材とからなり、金属板材の接着側面には弾性板側に向けて突出させたところの先端が鋭利な突起部が形成されており、該突起部を弾性板内に刺通させた状態で弾性板に接着されていることを特徴とした軌道用スパイクパッドに関する。

また軌条と枕木との間に敷設される弾性のパッドであって、該パッドは軌条幅に略等しい幅の弾性板と、該弾性板の上面に接着され、反対側面を軌条底面に重合接触させる金属板材とからなり、金属板材の接着側面には弾性板側に向けて突出させた突起部が形成されているとともに、弾性板には予め上記した金属板材に形成された突起部に対応する凹部が形成され、金属板材の各突起部を弾性板の凹部に嵌合させた状態で弾性板に接着されていることを特徴とした軌道用スパイクパッドに関する。

さらに軌条と枕木との間に敷設される弾性のパッドであって、該パッドは軌条幅に略等しい幅の弾性板と、該弾性板の上面に接着され、反対側面を軌条底面に重合接触させる金属板材とからなり、弾性板の上面には突起部が形成されているとともに、金属板材側には弾性板の各突起部に対応する穴が開設され、弾性板の各突起部を金属板材の穴内に嵌合させた状態で金属板材に接着されていることを特徴とした軌道用スパイクパッドに関する。

本発明は上記した各構成において、鉄道車両の通過に伴う繰り返しの振動や荷重変化によるローリング現象、あるいは寒暖の変化に伴うレールの伸縮作用をうけても軌条下の金属板材と弾性板との相互間の滑りが起きないために鉄道車両の高速通過の際の煽りを受けて飛散する危険がなく、鉄道車輌の高速化に対応する十分な耐久性と安全性を備えることができる。

以下において、本発明の具体的な内容を図１〜６にあらわした実施例をもとに説明すると、１は軌条７と枕木との間にタイプレート８を介して敷設される弾性の軌道用スパイクパッド（図６参照）をあらわし、該軌道用スパイクパッド１は弾性板２と、該弾性板２の上面に重合接着され、反対側面を軌条底面に重合接触させる金属板材３とから構成される。弾性板２は、ゴムあるいはウレタンなどの弾性のある材質のもので一定の厚みを有するとともに軌条幅に略等しい幅に構成され、しかも表面には弾性を増すための軌条方向に向けた複数の溝２ａが一定間隔毎に形成されている。

金属板材３は、鉄あるいはステンレス鋼板、またはその他の比較的硬い金属板が用いられ、上記した弾性板２と略等しいか、これより幾分広めの幅を有するとともに軌条７の長さ方向に向けた両端を、上記弾性板２の端部より長く突出させ、しかも該突出先端を弾性板２の端部との間に一定の間隔を介して下方に折り曲げてストッパー５を形成してなり、さらに弾性板２への接着側面には弾性板２側に向けて突出させることによりスパイクを形成する突起部４が形成されている。

この突起部４に関しては、重合接着される弾性板２との関係で列車通過時の衝撃や４００ｋｇ以上の高負荷を受けても位置ずれを生じ難く、また接着されている弾性板２より容易に剥離し難い程度のものである必要がある。図１の第１実施例においては個々の突起部４ａについて先端が鋭利な小さな三角錐状をなしている。この三角錐状の突起部４ａの形成については、例えば金属板材３の上面（表面）側から先端が鋭く尖ったポンチにより加圧して下面（接着面）側に金属板材３の一部を突出させるようにしてもよく、また予め三角錐状に形成してある金属突起部品の底部を金属板材３の下面（接着面）側に蝋付け（溶接）する等の手法によって形成することができる。

また図２の第２実施例では金属板材３の接着側面に突出させた各突起部４ｂが、先端を鋭利にした円筒状をなしており、この突起部４ｂの形成にあたっては、例えば金属板材３の上面（表面）側からバーリング加工を施して下面（接着面）側に貫通打ち抜きすることにより金属板材３の一部を突出させて突出先端開口縁がぎざぎざとなった鋭利な円筒状の突起部４ｂを形成することができる。

なおこの場合においてさらに好ましくは突起部４ｂの基部４ｄ、すなわちバーリング開始部分について、図２（Ｂ）の部分拡大図に示したように金属板材３の突起部４ｂの基部４ｄに幾分緩やかなＲ部を形成するとバーリング加工後における金属疲労を著しく減少させて強度を向上させることができ、また突起部４ｂの突出先端部４ｅについては放射外方に向けて拡開させるべく所謂ラッパ状に形成すると、弾性板２との間における所謂引き上がりや引きずれを防止でき、鉄道車両の高速通過の際の煽りを受けて飛散する危険がより一層解消される。この実施例の場合においては、好ましくは重合される弾性板２の重合面に、予め上記金属板２に形成した各突起部４ｂに対応する位置および大きさの凹部を形成しておくほうがよい。

さらに図３および図４の第３実施例では金属板材２の接着側面に突出させた各突起部４ｃが円筒状をなしており、この突起部４ｃの形成にあたっては、例えば金属板材３の上面（表面）側からポンチにより加圧巧打して金属板材２を局所的に下面（接着面）側に突出させてもよく、また小さな円筒状の金属材を蝋付け（溶接）する等の手法によって形成することができる。

なおこの第３実施例の場合においては、弾性板２の重合接着される面に、予め上記金属板材３に形成された突起部４ｃに対応する箇所に、これに対応する大きさの凹部２ｂを形成しておき、接着剤を塗布した後に弾性板２の上面に金属板材２の接着側面を重合し、各突起部４ｃを弾性板２の各凹部２ｂに嵌合させた状態で図４にあらわしたように一体化する。上記した各実施例の突起部４ａ．４ｂ．４ｃは、それぞれ弾性板２との重合により弾性板２の層内に刺通される。

さらに図５の第４実施例では上記第３実施例の場合における金属板材３側の突起部４ｃと弾性板２側の凹部２ｂとを逆にしたもので、弾性板２の接着面上に相互に所定の間隔を介して円筒状の突起部２ｃを形成しておくとともに、これに重合される金属板材３側にも予め上記の突起部２ｃに対応する位置および大きさの穴３ａを形成しておき、いずれかの面に接着剤を塗布した後に弾性板２の上面に金属板材２の接着側面を重合し、各穴３ａを弾性板２の各突起部２ｃに嵌合させた状態で一体化する。

なお図において６はストッパー５の折り曲げ部分を中心に形成した補強リブをあらわしている。また金属板材３の接着側面に突出させた各実施例に示した突起部４は、実施例においては各図に示したように相互に適当な間隔を隔てた位置に合計８箇所形成してあるが、重合接着される弾性板２との関係で列車通過時の衝撃や負荷を受けても位置ずれを生じ難い程度の数の突起部を形成する必要があり、実験の結果においては、十分な位置ずれ効果を得るためには少なくとも４箇所以上は必要であることが判明した。

本発明は、上記各実施例に示した通りの構成により軌道用スパイクパッド１を構成するとともに、これを軌条（レール）７と枕木（図示省略）との間にタイプレート８を介して、両ストッパー５・５を軌条７の長さ方向に向けて敷設介在させて使用に供する。なお経時的に仮に位置ズレが生じたとしても金属板材３の両端部にはストッパー５・５が存在するために、これがタイプレート８又は枕木の端部に突き当たって係止されることによりそれ以上の位置ずれを規制されるために、二重の安全性を確保することができる。

実験例

図２にあらわした第２実施例の突起部４ｂを用いた本発明品である軌道用スパイクパッド４種と、特許文献２にあらわされている従来品である軌道用パッド２種とを用意して引っ張り試験を実施したところ、図７のグラフ１に表した結果を得た。グラフ１において、サンプル（１）および（２）は引用文献２に示されている構成のものであり、サンプル（３）〜（６）は本発明による構成の軌道用スパイクパッドをあらわしており、さらに本発明による構成の軌道用スパイクパッドの具体的な本数および突出長さについては下記の通りである。

（突起部のスパイク突出長さ） （突出本数）
サンプル（３） ３ｍｍ ４本
サンプル（４） ２ｍｍ ６本
サンプル（５） ３ｍｍ ６本
サンプル（６） ２．５ｍｍ ８本

試験条件：軌道用スパイクパッド１の金属板材３の両端部を引っ張る治具を用いて引っ張り試験を実施したところ、試験結果（グラフ１）において、サンプル（１）（２）の従来品にあっては一般的に引っ張り力はあるが折り曲げるとグラフ上の強度が急降下し、弾性板２と金属板材３とが分離して弾性板２が比較的短時間で抜け出しやすいことが解った。

これに対し、サンプル（３）（４）（５）のものはスパイク突起部４が弾性板２の層内に刺し込まれているために弾力性が働き、頂点に達した後もグラフ上における強度の急激な降下がなく横ばい状態を保ち、弾性板２と金属板材３との分離が殆どみられず、耐久性に優れることが明らかとなった。さらにサンプル（６）のものは、スパイク突起部の長さが２ｍｍ以上のものを８本設けたことにより弾性板２と金属板材３との重結合が強固で、相互の滑りがなく弾性板２の外れが全くみられず、卓越した強度が得られることがわかった。

本発明の第１実施例をあらわした軌道用スパイクパッドの分解斜視図。 本発明の第２実施例である金属板材を下側より見た斜視図。 本発明の第３実施例である金属板材を下側より見た斜視図。 第３実施例の金属板材を用いた軌道用スパイクパッドの側面図。 本発明の第４実施例をあらわした軌道用スパイクパッドの分解斜視図。 本発明の軌道用スパイクパッドを取り付けた状態をあらわした参考斜視図。 従来品の軌道用パッドおよび本発明品の軌道用スパイクパッドを用いた試験結果をあらわしたグラフ。

符号の説明

１ 軌道用スパイクパッド
２ 弾性板
２ａ 溝
２ｂ 凹部
２ｃ 円筒状の突起部
３ 金属板材
３ａ 穴
４ 突起部
５ ストッパー
６ 補強リブ

Claims (6)

1. 軌条と枕木との間に敷設される弾性のパッドであって、該パッドは軌条幅に略等しい幅の弾性板と、該弾性板の上面に接着され、反対側面を軌条底面に重合接触させる金属板材とからなり、金属板材の接着側面には弾性板側に向けて突出させたところの先端が鋭利な突起部が形成されており、該突起部を弾性板内に刺通させた状態で弾性板に接着されていることを特徴とした軌道用スパイクパッド。
2. 軌条と枕木との間に敷設される弾性のパッドであって、該パッドは軌条幅に略等しい幅の弾性板と、該弾性板の上面に接着され、反対側面を軌条底面に重合接触させる金属板材とからなり、金属板材の接着側面には弾性板側に向けて突出させた突起部が形成されているとともに、弾性板には予め上記した金属板材に形成された突起部に対応する凹部が形成され、金属板材の各突起部を弾性板の凹部に嵌合させた状態で弾性板に接着されていることを特徴とした軌道用スパイクパッド。
3. 金属板材の接着側面に突出させた各突起部は、先端を鋭利にした円筒状をなすものであるところの請求項１又は請求項２に記載の軌道用スパイクパッド。
4. 軌条と枕木との間に敷設される弾性のパッドであって、該パッドは軌条幅に略等しい幅の弾性板と、該弾性板の上面に接着され、反対側面を軌条底面に重合接触させる金属板材とからなり、弾性板の上面には突起部が形成されているとともに、金属板材側には弾性板の各突起部に対応する穴が開設され、弾性板の各突起部を金属板材の穴内に嵌合させた状態で金属板材に接着されていることを特徴とした軌道用スパイクパッド。
5. 金属板材の接着側面に突出させた突起部は、少なくとも４箇所以上であるところの請求項１〜４のいずれか１に記載の軌道用スパイクパッド。
6. 軌条底面に重合接触させる金属板材は、軌条の長さ方向に向けた両端を弾性板端より長く突出させ、しかも該突出先端を弾性板端との間に一定の間隔を介して下方に折り曲げてストッパーを形成してなるものであるところの請求項１〜５のいずれか１に記載の軌道用スパイクパッド。

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