JP2010506065A - レール用弾性支持ブロックアセンブリ - Google Patents

Abstract

線路構造体に埋設または装着するように構成されたレール支持ブロックアセンブリ用のプレファブ弾性部材。アセンブリは前記弾性部材（１）と、上部（１０）と底部と周壁とを有するブロックとから成り、ブロックは１本またはそれ以上のレールを該ブロックに固定するように構成されている。プレファブ弾性部材は、ブロックの下およびブロック周壁の少なくとも下部領域の周りに延びるように該ブロックに固定されるように構成される。プレファブ弾性部材（１）は、外側トレー（２）と、外側トレーの中に配置される内側トレー（３）とを有し、さらに前記内側と外側のトレーの間に配置されるプレファブ弾性部材を備える。

Description

本発明は、列車、地下鉄、路面電車等の線路レールを支持する技術分野に関する。

線路技術の分野では、特に騒音や振動を抑制する種々のシステムが開発されている。

公知の構成では、レールの下に間隔を置いて並べたレール支持ブロックに線路レールを支持させている。これらのブロックは、コンクリートスラブに埋設される。スラブをブロックの周りに注入するのが通常の方法であるが、スラブに設けたそれぞれの空洞部にブロックを配置することも行われている。鉄道車両が線路上を通過する際に生じる騒音と振動を抑制するために、ブロックとスラブとの間に弾性部材が配置される。

本願出願人が開発した公知のシステムでは、支持するレールに装着可能な状態としたレール用弾性支持ブロックアセンブリが製造される。このアセンブリは、ブロック上部にレールを固定するように構成されたコンクリートブロックを含む。このアセンブリはまた、ブロック底部の下方にブロック底部から間隔を空けて延びると共に、ブロックの周壁の下部領域の周りに該下部領域から間隔を空けて延びるコンクリートトレーも含む。アセンブリの製造時に、コンクリートトレーとブロックとの間に、「コークラスト」（Ｃｏｒｋｅｌａｓｔ）の商品名で市販されているもののような弾性材料が注入される。重合化すると（その弾性特性は維持しながら）、弾性材料がコンクリートブロックおよびコンクリートトレーに付着し、それによってトレーがブロックに固着される。レールを敷設する際に、公知のレール支持ブロックアセンブリをレールに沿って間隔を置いて配置し、固定する。その後、コンクリートスラブを注入することにより、コンクリートトレーをスラブに埋設すると共にスラブと一体化する。この方法は「打ち放し工法（ｆｉｘ ａｎｄ ｆｏｒｇｅｔ ｍｅｔｈｏｄ）」として当該技術分野で公知である。

長い線路を敷設するためには、このような線路支持ブロックアセンブリが多数必要である。線路支持ブロックアセンブリの製造に関しては、その重量故に、線路敷設現場に比較的近い所にあるコンクリート建材工場において製造するのが好ましいとされている。実際には、このやり方では線路支持ブロックアセンブリの製造上の困難に直面している。すなわち、アセンブリの品質、特に公知のアセンブリの各構成要素の付着性を確実なものにするのが難しいことが判明している。具体的には、コンクリートブロックとコンクリートトレー、注入可能な弾性材料との間の付着性を制御するのが難しく、コンクリート表面等にかなり大がかりな前処理が必要であることが分かったのである。

アセンブリに用いる弾性材料は、その使用期間中繰り返し圧縮と弛緩を受けるため、本願出願人はこの付着性が重要であると考える。付着性が低下したり完全に無くなってしまった場合、ブロックがスラブから「解放された」ような状態となる。これでは、レール自体がスラブに十分に連結されていないことになるため、望ましくないと考えられる。また、もはや（十分には）固着されていない構成要素の間に水や燃料等の液体が浸入できるようになり、鉄道車両が通過する毎に「ポンプ作用」が生じる結果となる。これによって、騒音や振動等の障害が生じると共に、摩耗や損傷の原因ともなり、保守作業を要する結果となる。

特許文献１に開示されるシステムにおいては、レール支持ブロックがプラスチックやコンクリートから予備形成された（プレファブ）トレー内に配置される。このトレーはコンクリートスラブに埋設されるように構成されている。トレーの中、特にトレーとブロック底部の間、およびトレーの各側面とそれに面するブロック面との間には弾性要素が配置されている。弾性要素を挟んでのトレーとブロックの固定は、ブロックをトレーに配置する際にブロックによって弾性要素が予圧されることで生じる締付け力に基づいて行われる。

特許文献１から既知のこのシステムにおいては、例えば損傷を受けた場合などにブロックを交換できるように、スラブに埋設したトレーからブロックを取り外せる設計となっている。取り外しは、トレーからブロックを持ち上げるだけで行える。トレーとブロックとの間に水などが入るのを防止する目的で、多くの代替案が提案されており、その中には、ブロックとブロックを支持する弾性要素を備えるトレーとの間の空間にシリコーン充填剤を注入する方法も含まれる。

欧州特許第９１９，６６６号明細書

本発明の目的は、改良された線路用弾性支持ブロックアセンブリおよび／またはその改良された製造方法を実現できる１つまたはそれ以上の方策を提案することにある。

本発明の別の目的は、製造したアセンブリの品質を高く保ちつつ経済的に実施できる製造方法を提供することである。

本発明は、レール支持ブロックアセンブリ用に予備形成された（プレファブ）弾性部材を提供する。このアセンブリは、線路構造体に埋設または装着されるように構成されており、弾性部材の他に、１本またはそれ以上のレールを該ブロック上に固定するように構成された上部と底部と周壁とを有するブロックを備える。プレファブ弾性部材は、ブロックの底部の下およびブロック周壁の少なくとも下部領域の周りに延びるように、ブロックに固定されている。

本発明によると、プレファブ弾性部材は外側トレーと外側トレーの中に配置される内側トレーとを備え、プレファブ弾性部材はさらに、外側トレーと内側トレーとの間に配置される弾性中間構造体を備える。

本発明はさらに、レール支持ブロックアセンブリの製造方法を提供する。本発明の方法によると、本発明に係るプレファブ弾性部材を予め形成し、ブロックを製造した後、ブロックを弾性部材の内側トレーに固定する。

前記製造方法の好適な実施形態では、弾性部材を第１の場所、好ましくは鉄道用の中間弾性構造体を専門とする会社において製造し、ブロックを第２の離れた場所、好ましくはコンクリート建材の製造を専門とする会社において製造する。その後、ブロックを好ましくは前記第２の場所において弾性部材の内側トレーに配置し、ブロックを内側トレーに接着する。こうして完成した線路支持ブロックアセンブリを線路敷設現場に搬送する。

好ましくは、ブロックと内側トレーの接着は、例えば適当なエポキシ接着剤等の接着剤またはモルタルをブロックと内側トレーとの間に注入するなどして、接着剤を塗布することで行う。

本発明の弾性部材によると、前記弾性部材の製造を専門の会社の制御環境の下で行うことができるという利点が得られる。これによって、弾性部材に関して完全な品質を保証することができる。内側トレーとブロックとの間に付着性を生じる工程は、本願出願人の先行技術によるアセンブリに関して述べたような注入可能な弾性材料とコンクリート要素との間の接着に比べると、より簡単で細やかさを要しない作業であると思われる。従って、この接着作業をコンクリートブロックの製造場所やその他の場所（例えば線路敷設現場）で行うことができる。

添付図面を参照して、本発明についてより詳細に説明する。

本発明による線路支持ブロックの一例とプレファブ弾性部材の一例を示す図である。 図１のブロックと弾性部材とから成り、弾性部材をブロックに固定した、本発明によるアセンブリを示す図である。 コンクリートスラブに埋設する前の図２のアセンブリを備えたレールを示す図である。 アセンブリをコンクリートスラブに埋設した、図３のレールを示す図である。 本発明のプレファブ弾性部材によって支持される枕木を備えたレールシステムを示す図である。 本発明のプレファブ弾性部材によって支持される線路切替え用枕木を備えたレールシステムを示す図である。 本発明のプレファブ弾性部材によってその端部を支持される枕木を備えたレールシステムを示す図である。 本発明のプレファブ弾性部材用の内側トレーの一例を示す図である。 図８の内側トレーと組み合わせて使用する外側トレーの一例を示す図である。

図１にプレファブ弾性部材１の一例が示されているが、このプレファブ弾性部材はレール支持ブロックアセンブリに組み込まれるように特に構成されたものである。

ここに示した実施形態では、プレファブ弾性部材１は外側トレー２と、この外側トレー２の内部に配置された内側トレー３とを有する。

トレー２，３は、ここでは矩形の底部と、そこから立ち上がる周壁部を有し、上部を開口している。

当業者であれば理解されようが、トレーの全体的形状については、例えばブロックの形状が楕円形、台形、六角形等の外形を呈する場合など、ブロックの形状に応じてこれ以外の形状も可能である。

内側トレー３の寸法は、全ての方向において外側トレー２から間隔を空けて保持されるような寸法とする。実際的には、内側トレー３と外側トレー２のそれぞれの主表面の間の距離を、好ましくは５ミリ以上、２０ミリ以下、より好ましくは１５ミリ以下とする。

弾性の中間構造体５が内側トレー３と外側トレー２との間に配置される。この構造体５も、トレー２，３と一体的なアセンブリを形成するようにこれらのトレーに連結されるが、構造体５をトレー２，３のそれぞれの面に接着するのが好ましい。

ここに示す好適な実施形態においては、外側トレー２と内側トレー３を相互に間隔を空けて配置した後、トレー２，３の間に適宜のエラストマー材料を注入する（または同様の）方法で弾性構造体５を構成している。トレー２，３の間に材料を注入（または同様）しているため、その材料は外側トレー２と内側トレー３の主表面の実質的に全体に接着するが、この際水などが浸入するような界面が存在しないようにするのが好ましい。

これによって、弾性中間構造体５がトレー２，３を連結して一体的なプレファブ弾性部材１を形成すると共に、アセンブリをスラブに埋設した際、あるいは別の構造体に装着した際に、ブロック１０の騒音や振動を減衰する働きをする。

外側トレー２と内側トレー３は、相互に接触点が無いように、また中間の弾性層５が内側トレー（ブロックを受容する）の全方向での弾力的な動きを許容するように、相互に間隔を空けて配置される。

ここで、外側トレー２と内側トレー３は弾性中間構造体５より剛性の高いものとするのが好ましい。

実際には、トレー２，３をプラスチック、（繊維）強化プラスチック、複合プラスチック材料、金属、あるいは木材などでも形成することができる。中でもプラスチック材料が好適であり、トレー２，３を例えば射出成形したり、プラスチックのシート材料から成形することができる。プラスチック材料としては、ウレタン重合体やＡＢＳ重合体を用いることができる。

構造体５に用いるエラストマー材料およびトレー２，３は、トレーの内面とエラストマー材料との間に強力な付着性または固着性が得られるように作製または選択するのが好ましい。例えば、本願出願人製造の「コークラスト」（Ｃｏｒｋｅｌａｓｔ）等のポリウレタン・エラストマー材料をこのエラストマー材料として用いることができる。

図１は、エラストマー材料５の層がトレー２，３の間に挟まれて成るサンドイッチ型のプレファブ弾性部材を概略的に示している。

弾性中間構造体５、この例ではエラストマー材料層５は、その耐用期間を通じて弾性を維持するように構成されている。例えば、構造体５（および構造体が組み込まれた弾性アセンブリ）は、国際鉄道連合の関連規格であるＵＩＣ規格７００、「路線分類および車両に対する荷重制限」に規定された鉄道線路において機能できるものでなければならない。

トレー２，３の内面は、図示のように粗面として付着性を強化する、および／またはリブや突起等の付着性強化用形成物を設けるのが好ましい。

トレー２，３の内面に機械的処理や化学的処理など付着性強化のための前処理を行っても良い。

トレー２，３の材料は同じものにしても良いし、異なる物としても良い。例えば、内側トレーをプラスチックで形成し、外側トレーを金属で形成しても良い。外側トレーを金属にすると、弾性材料の機能に影響を及ぼす可能性のある外側トレーの損傷および／または透過に対する耐性を高くすることができる。スチール等の金属製外側トレーを選択すると、鉄道橋などの鋼板やスチール部材等、スチール製構造体にトレーを装着または組み込むことが可能となる。スチール製外側トレーに例えばフランジを設け、上記のようなスチール構造体に固定できるようにしても良い。

また、トレー２，３の壁厚についても、選択する材料および／または用途に応じて同じとしても異ならせても良い。

トレー２，３の両方または一方を電気絶縁材料で形成しても良い。中間弾性構造体５にも電気絶縁性を持たせても良い。

また、弾性マットまたはプレート（適当な発泡材料等の）のような予備成形した弾性要素を１つまたはそれ以上、トレー２，３の間に配置し、できれば適宜の接着剤を用いて両トレーに接着することも考えられる。

両トレーの底部の間に１つまたはそれ以上の予備成形した可撓性発泡材要素を用いることにより、レールに対してより柔軟性のある支持を与えることができると考えられる。

両トレーの間に予備成形した弾性要素を１つまたはそれ以上使用する場合、トレー２，３の間に空間が残っている場合は図１の構造体５に関して説明したように、注入可能なエラストマー材料でその空間を充填する。

図１はさらに線路支持ブロック１０の例も示している。この例のブロック１０は、製造場所において注入可能な材料を適当な型に注入して形成されたものである。ブロック１０はコンクリートで形成するのが好ましい。この場合のコンクリートは、ポリマーコンクリートとすることができる。その他のコンクリートを含むブロックの実施形態として、補強材料を含むものなどが考えられる。ブロックはスチールなどのその他の材料を用いて、例えば鋳造ブロックや溶接鋼ブロックとして形成することができる。

ブロック１０は上部１１と底部１２と周壁１３とを有する。ここに示すブロック１０は１本の線路レールを支持するための単体のブロックとして形成されているが、２本またはそれ以上のレールを支持する（枕木のように）双ブロックとして形成しても良い。この例のブロック１０はかなりの高さを有している。

レールをブロック１０の上部１１に固定するために、１つまたはそれ以上のレール固定部材１５がブロック１０に設けられている。この例では弾性プレート１６もブロック１０に設けられており、この弾性プレート１６がレールの下に位置することになる。

図２は、ブロック１０をプレファブ弾性部材１の内側トレー３の中に設置した状態を示している。ここでは、ブロック１０の上部がトレー２，３の上縁部から垂直方向に間隔を空けて配置されている。

図２はまた、ブロック１０を内側トレー３内に固定した状態を示しており、この固定は、内側トレー３とブロック１０との間に適当な接着剤１７を塗布して行うのが好ましい。この接着剤は硬化して、硬化した状態で剛性となることによって内側トレー３とブロック１０とを一体化するものを用いるのが好ましい。このような接着剤は、当該技術で周知となっており、例えばＤＥＸの商品名で市販されている。

なお、内側トレー３の内法は、ブロックの製法などによるブロック１０の寸法に変動が生じることを考慮して決定するのが好ましい。

図３は、敷設前のレール２０に図２のアセンブリを装着した状態を示している。実際には、レール２０は一時的な支持材により所望の位置に保持される。

図４では、コンクリートまたはアスファルトのスラブ２５をレール２０の下に注入し、弾性部材１をスラブ２５に埋設している。

外側トレー２のスラブ２５内への埋設を強化するために、外側トレー２の外側を粗面にする、および／または固定用の形成物（例えば、リブ、突起、ボルト、ピンなどトレー２から外向きに突出するもの）を設ける。

実際の実施形態では、外側トレーの外側および／または内側トレーの内側に、小石、岩石、砂利等を破砕した粗い鉱物被膜を設けて粗面化することができる。このような破砕材料は、トレーの各面にエポキシ等の接着剤を用いて固定することができる。

また、外側トレー２の周壁またはその一部を内向きに傾斜させて、埋設した外側トレーをスラブから上向きに引き抜くことができないようにしても良い。

トレーに１つまたはそれ以上の貫通孔を設けても良い。

不図示の実施形態では、アセンブリを埋設せずに、プレート構造体（金属またはコンクリート）や梁等の構造体に固定する。

図５では、ブロックが２本の平行レール３１を支持するレール固定具付きの枕木３０として実施されており、この枕木３０は例えばコンクリートや木材で形成される。本発明による弾性部材４０は、枕木３０に適合させた形状と寸法を有している。このシステムはコンクリートベース５０を含み、弾性部材４０と枕木３０から成るアセンブリがコンクリート等の硬化性材料５５を弾性部材４０の周囲に注入することにより（例えばベース５０はこれらのアセンブリを受容する孔を含んでいる）コンクリートベース５０に固定されている。

図６に示す枕木６０は、４本のレールを固定するように４つのレール固定部材６を備えた線路切替え用枕木である。部材４０は枕木６０の形状と寸法に適合させた構成としている。

図７においては、枕木３０の両端を本発明による弾性部材７０で支持している。各部材７０が枕木の端部の周りに延びる底部と周壁とを備える内側トレーと外側トレーから成る。

図８は、本発明によるプレファブ弾性部材の外側トレー８０を示している。このトレー８０は適当なプラスチック材料を射出成形したものである。トレー８０の外側に固定部材８１を備え、これらの固定部材８１がトレー８０の周囲に注入する硬化性材料の中に埋設される構成となっている。

図９は、前述の弾性中間構造体を介してトレー８０の中に配置される内側トレー９０を示している。図から分かるように、内側トレー９０の内側に固定部材９１，９２が設けられており、これらの固定部材によって、内側トレー９０をブロックに接続するモルタルその他の接着剤への固定が強化される。この例では、固定部材はトレーと同時成形されている。また、この例の固定部材９１，９２は、トレーから内向きに間隔をおいて配置された壁部を備えると共に、リブを介してトレーに連結されている。

Claims (14)

1. レール支持ブロックアセンブリ用のプレファブ弾性部材（１）であって、前記アセンブリは線路構造体（２５）に埋設または装着されるように構成されており、弾性部材（１）の他に、１本またはそれ以上のレール（２０）を該ブロック上に固定するように構成された上部と底部と周壁とを有するブロック（１０）を備え、前記プレファブ弾性部材（１）はブロックの前記底部の下およびブロック周壁の少なくとも下部領域の周りに延びるように、前記ブロックに固定されている弾性部材において、
   前記プレファブ弾性部材（１）が外側トレー（２）と前記外側トレーの中に配置される内側トレー（３）とを有し、前記プレファブ弾性部材（１）が前記外側トレー（２）と内側トレー（３）との間に配置される弾性中間構造体（５）を備えることを特徴とする弾性部材。
2. 前記外側トレー（２）および内側トレー（３）の方が弾性中間構造体（５）より剛性が高い、請求項１記載の弾性部材。
3. 前記外側トレー（２）および内側トレー（３）の各々が底部と立ち上がり周壁を備えている、請求項１または２記載の弾性部材。
4. 前記外側トレー（２）と内側トレー（３）が接触点が無いように相互に間隔を空けて配置されている、請求項１〜３のいずれかに記載の弾性部材。
5. 前記弾性中間構造体（５）がポリウレタン・エラストマー材料等のエラストマー材料を含む、好ましくは実質的にエラストマー材料から成る、請求項１〜４のいずれかに記載の弾性部材。
6. 前記外側トレー（２）の外表面に外側トレーとコンクリートスラブとの係合を強化するための固定用形成物が設けられている、請求項１〜５のいずれかに記載の弾性部材。
7. 前記外側トレー（２）および内側トレー（３）がプラスチック材料から形成されている、請求項１〜６のいずれかに記載の弾性部材。
8. 前記外側トレー（２）および内側トレー（３）がシート材料、好ましくはプラスチックシート材料から形成されている、請求項１〜７のいずれかに記載の弾性部材。
9. 線路構造体（２５）に埋設または装着されるように構成されているレール用弾性支持ブロックアセンブリ（１，１０）であって、請求項１〜８のいずれかに記載の弾性部材（１）の他に、上部と底部と周壁とを有するブロック（１０）を備え、前記ブロック１本またはそれ以上のレール（２０）を該ブロック上に固定するように構成されており、プレファブ弾性部材が前記ブロックの底部の下およびブロック周壁の少なくとも下部領域の周りに延びるように該ブロックに固定されている、レール用弾性支持ブロックアセンブリ。
10. 前記プレファブ弾性部材（１）が接着剤（１７）またはモルタルを用いて前記ブロックに固定されている、レール用弾性支持ブロックアセンブリ（１，１０）。
11. 請求項１〜１０のいずれかに記載のプレファブ弾性部材の製造方法であって、前記外側トレー（２）と内側トレー（３）を製造し、前記外側トレー（２）と内側トレー（３）との間に前記弾性中間構造体（５）を配置することから成る製造方法。
12. 請求項９に記載のレール用弾性支持ブロックアセンブリ（１，１０）の製造方法であって、請求項１〜１１のいずれかに記載の弾性部材（１）を製造し、ブロック（１０）を製造し、前記弾性部材をブロックに固定することから成る製造方法。
13. 弾性部材（１）を第１の場所で製造し、ブロック（１０）を第２の離れた場所で製造し、弾性部材（１）を前記第２の場所に搬送して、前記第２の場所においてブロックに固定する、請求項１２記載の方法。
14. 請求項１〜１３のいずれかに記載のレール支持ブロックアセンブリに固定された１本またはそれ以上のレールを含む軌道システム。

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