JP2530364B2 - 鉄道線路及び転轍器のレ―ルを枕木に固定するための土台板 - Google Patents

鉄道線路及び転轍器のレ―ルを枕木に固定するための土台板

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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、鉄道線路と転轍器のレールを枕木に固定す
るための土台板、特にリブ付きプレートであって、その
端部付近が貫通穴に係合するねじ等の固定手段によって
枕木に固定され、枕木側の固定個所の間の領域でレール
の底部が支持されている土台板に関するものである。
鉄道線路及び転轍器の敷設の際に通常使用される土台
板は4本のねじ等によって枕木に固定される。この場合
できるだけ一定のねじ込み力で固定できるように努力が
払われる。このねじ込み力は1本のねじに対して35kN以
下であるのが望ましいが、50kNまで達することがある。
従って土台板は、この高いねじ込み力によってほぼ200k
Nの面負荷に曝されることがある。
固定ねじは比較的土台板の端部近くにねじ込まれるの
で、高いねじ込み力により土台板が凹状に長手方向に変
形する。これは土台板がほぼ16mmまたは20mmの厚さに制
限され、従って変形のない力伝動には不十分なほど長手
方向の剛性が小さいからである。
例えば最近UIC60型レールを枕木に固定するために利
用される標準的なリブ付きプレートにおいて、実際に変
形なしに200kNの最大面負荷を得るためには、厚さを標
準の20mmにするのではなくほぼ35mmにしなければならな
い。この厚さにすることによって枕木蔽い面を十分均一
に面プレスすることができる。
しかしながらこのようにリブ付きプレートの厚さを厚
くすると材料が多く必要であり、従って実際の使用に際
してはコストがかなり嵩んでしまう。また、平坦にする
ことによって生じる凹状の湾曲の原因もこれまで究明さ
れなかった。
従って従来の通常の土台板では、枕木上面と常時接触
する部分が枕木ねじのねじ込み領域だけにあり、一方土
台板の中央領域は多かれ少なかれ凹状に上方へ湾曲し、
その結果レール底部がその載置面を有している場所に枕
木上面の方向に中空空間が形成されて列車の通過時に土
台板が交互に沈んだり隆起したり(いわゆるガタツキ)
するので、ある程度使用すると枕木上面が損傷したり、
場合によっては破損してしまう。この摩耗によって土台
板が弛緩し、軌道幅を保持できなくなると共に、固定ね
じと土台板の間に設けられる弾性リングが破損してしま
う。一方交番応力が常時生じるので、土台板自体も破損
する。
従来の土台板は、上記のような欠点のために保守コス
トが比較的高くなる。これは枕木上面の損傷により枕木
が分解し、土台板を取外した後枕木を新たに整向しなけ
ればならないからである。他方、固定ねじを受容するた
めに枕木に設けられていた穴に同じ材質(木製)の充填
材を挿入して穴を塞ぎ、その後もう一度穴をあけて、固
定ねじを土台板に対して最適に固定することができるよ
うにしなければならない。
このような枕木の修復作業を使用期間中2,3回行なわ
なければならないので、枕木が生物学的に腐敗するま
で、即ち最終的に使用不能になるまでにかなりの保守コ
ストを要する。
ガタツキの結果として弾性リングが破損することによ
り3乃至4年で新しい弾性リングに取替えねばならない
が、これにもかなりのコストがかかる。ドイツ特許公開
第2919461号公報により、ローリングまたはプレスによ
って製造され弾性的に予め緊張せしめられる土台板が公
知になった。この土台板の基準形状は、該土台板を枕木
に固定した後枕木から持ち上がらず、従って列車が通過
した後もガタツキしないように凸状に予め湾曲してい
る。このような構成及び機能的な形状により弾性リング
を必要としない。
この公知の土台板はその載置面が常に緊張した状態で
枕木上面と接触しているが、弾性限界が少なくとも520N
/mm2であるような材料しか使用することができない。
このようにローリング、プレス、型鍛造によってしか
加工することができない材料からは、簡単な形状の土台
板を比較的コスト安に製造することしかできない。
複雑な形状の土台板、例えば転轍器の敷設に必要なス
ライトチェアプレートとか支持台板のような土台板に対
してはローリング、プレス、型鍛造による製造は技術的
に不可能である。
スライドチェアプレートとか支持台板のような複雑な
構造の土台板は、今日では鋳造によって製造するのが最
も経済的である。この場合ノジュラー鋳鉄GGG 40.3が使
用される。しかしながら鋳鋼には問題がある。というの
も鋳鋼は高価であり、また十分正確な寸法精度で鋳造す
ることができず、従って後処理を必要とし、コストを要
するからである。
本発明の目的は公知の土台板に特有の不具合を解消す
ると共に、ねじ等によって枕木に固定した後簡単な手段
により、従来の枕木上面に設置するものに比べ常に確実
で面接の大きな設置を保証することができ、列車通過時
のいわゆるガタツキを防止することができるような土台
板を提供することである。
本発明は上記目的を請求項1に記載の構成により達成
するものであり、即ち土台板の下面から下方へ突出する
ように台座が土台板の端部領域にだけ設けられ、この端
部領域には、固定手段のための貫通穴も設けられている
ことを特徴とするものである。
貫通穴を貫通している固定ねじを締めると、土台板は
まず台座と共に枕木上面に対して固定される。ねじ込み
力が大きくなってくると土台板に応力が生じる。この応
力によってレール設置領域が凸状に湾曲して、これによ
りレール設置領域が枕木上面に押圧され、従っていわゆ
るガタツキが阻止される。
請求項2によれば、台座が土台板の下面に一体的に形
成されている。
一方請求項3によれば、台座が薄板または合成物質か
ら成る挿入部材により形成され、土台板の下面に締め付
け固定、接着、またはロックされている。
通常は請求項4に従って、台座の厚さがほぼ1乃至2m
m、有利には1.5mmであれば十分である。これによってま
ず枕木上面に提供される台座沈降用自由空間は、固定ね
じを締めた後土台板を凸状に湾曲させて緊張させるため
に十分である。
本発明の利点は、土台板が簡単な形状を有しているか
複雑な形状を有しているかに関係なく、土台板を適当な
材料から通常の方法で製造することができることにあ
る。
請求項5に従って、各貫通穴に固有の台座領域が付設
され、台座領域が溝によって互いに分離され、台座の境
界縁と付属する貫通穴の境界縁との間隔が貫通穴の直径
よりも大きいのが合目的である。
この場合土台板に作用する凸状のモーメントを生じさ
せるため、請求項6に従って、貫通穴の長手方向軸線或
いは貫通穴境界縁と隣接する土台板端部及び付属の外側
の台座横稜との間隔が、貫通穴の長手方向軸線或いは貫
通穴境界縁と台座の内側の横稜との間隔よりも大きいこ
とが重要である。固定ねじを締める際に生じるモーメン
トは土台板のレール設置領域の凸状の湾曲を助長し、従
って土台板を枕木上面に最適に押圧させる。これによっ
て個々のレールは従来とは異なって安定に支持される。
特に有利な構成は請求項7に記載の構成である。即ち
貫通穴の長手方向軸線或いは貫通穴境界縁に対する外側
の台座横稜と内側の台座横稜の間隔比がほぼ1.2:1であ
る構成である。その結果外側の台座横稜と貫通穴の軸線
との間隔は、内側の台座横稜と貫通穴の軸線との間隔よ
りもほぼ20%大きくなる。
請求項8に従って、台座が多角形状の、例えばほぼ長
方形または正方形の輪郭を有していれば、土台板の変形
特性が最適になる。このような輪郭によって土台板の変
形特性が好都合に影響を受けるからである。
請求項9によれば、土台板の下面に、内側の台座横稜
及び内側の台座横稜に境を接する溝が設けられている。
この場合2つの穴の領域に適当な環状溝を設け、この環
状溝に台座の湾曲部が係合するのが有利である。
本発明の他の構成、即ち請求項10によれば、台座を形
成している挿入部材がその表面からフック状に突出して
いる締め付け兼ロック舌片部を有し、該締め付け兼ロッ
ク舌片部が、土台板下面に設けられる凹部に係合して整
向され且つ保持されることができる。この場合請求項11
に従って、台座を形成している挿入部材が土台板の全幅
にわたって延び、締め付け兼ロック舌片部とこれらの締
め付け兼ロック舌片部の間に付加的に設けられる部分と
が挿入部材のほぼ半分の長さにわたって設けられている
ことができる。
横断面にて付加的な曲げモーメントが生じないように
するため、枕木ねじ力の合成力が2つの平面プレス力の
合成力と同じ平面内にあるように溝が長手方向中心軸線
上にして台座の領域に設けられている。従来の土台板
は、中心部で凹状に横に湾曲していた。
次に本発明の実施例を添付の図面を用いて説明する。
第1図は 鋳造されたリブ付きスライドチェアプレートとして形
成され台座を鋳付けされた土台板の平面図、 第2図は 第1図の矢印方向II見たリブ付きスライドチェアプレ
ートの図であって、第1図の線A−B及びC−Dに沿っ
た部分断面図、 第3図は 第1図の線E−Fに沿った断面図、 第4図は 第2図に対応するリブ付きスライトヂェアプレートの
図であって、固定ねじを締めた際に生じる力とモーメン
トが図示され、且つ固定ねじを締めた際に生じる正確に
決定された平面プレスによって生じる合成力をも併せて
図示した図、 第5図は 第3図に対応する図であって、固定ねじを締めた際に
生じる力と平面プレス力の合成力を図示した図、 第6図は リブ付きスライドチェアプレートの変形実施例の第1
図に対応する図、 第7図は 第6図の矢印7方向に見た図であって、第6図の領域
G−HとI−Kとを部分的に断面にて図示し、台座が裏
打ちされた薄板または合成物質部分から成る実施例を示
す図、 第8図は 第6図の線L−M−N−Oに沿った断面図、 第9図は 第7図に対応する図であって、固定ねじを締めた際に
生じる力とモーメント及び平面プレス力の合成力を示し
た図、 第10図は 第8図に対応する図であって、固定ねじを締めた際に
生じる力と1つの面内に存在する合成力により横方向の
曲げを生じさせるモーメントを防止するようにした実施
例を示す図、 である。
第1図から第5図までには、本発明の実施例として鋳
造されたリブ付きスライドチェアプレート1が図示され
ている。リブ付きスライドチェアプレート1は、鉄道の
転轍器を敷設するために枕木2と結合して利用される。
リブ付きスライドチェアプレート1は比較的長く幅狭
の土台板3を有している。土台板3はその表面にリブ4
とスライドチェア5とを担持している。
さらに土台板3はその両端部に、即ちその横稜6の付
近にそれぞれ2つの貫通穴7を具備している。これらの
貫通穴7は、枕木側の固定個所を形成するための固定手
段としての固定ねじ(図示せず)を受容するためのもの
である。
固定ねじのための貫通穴7の間の領域で土台板3は固
定されたレール(図示せず)のレール底部を支持する支
持部を形成し、他方スライドチェア5は尖端軌条(図示
せず)のレール底部を支持するための支持部として用い
られる。
土台3はその下面の貫通穴7の領域にだけ、土台板3
の表面から突出している台座8を具備している。台座8
は比較的低く、例えば1.0乃至2.0mmで、枕木上面7で支
持されている。
第1図から第5図までに図示したリブ付きスライトチ
ェアプレート1の場合、台座8は土台板3の下面に一体
的に固定して形成され、即ちそれぞれの貫通穴7が1個
の台座8に付設されるように形成されている。この場合
台座8は多角形の、例えばほぼ正方形の輪郭を有してい
る。台座8の横稜10は土台板3の外側の横稜6とほぼ合
同した状態にあり、他方台座8の外側の縦稜は土台板3
の縦稜12とほぼ一致している。
各台座8の内側の横稜13は、土台板3の下面に設けら
れた横溝15によって画成され、一方台座8の内側の縦稜
14は、土台板3の下面に設けられた縦溝16(土台板3の
長手方向中心軸線22−22上にある)に境界を接してい
る。
各台座8と土台板3の貫通穴7との相対位置は、台座
8の外側の横稜10が貫通穴7の軸線17から間隔18を有す
るように選定されている。間隔18は、内側の横稜13との
間隔19よりも大きい。
各台座8の外側の縦稜11と付属の貫通穴7の軸線17と
の間隔20は、内側の縦稜14と前記軸線17との間隔21と等
しいのが合目的である。
実際の使用に際しては、台座8の外側及び内側の横稜
10及び13と貫通穴7の軸線17との間隔18及び19との比が
ほぼ1.2:1であり、その結果貫通穴の境界縁と外側の横
稜10との間隔が内側の境界稜13と貫通穴の境界縁との間
隔よりも20%だけ大きくなるのが好都合であることが判
明した。
リブ付きスライドチェアプレート1を枕木2に取付け
る場合、第2図に図示するように、まず土台板3の台座
8の下部端面だけを枕木2の枕木上面9の上に設置す
る。リブ4とスライドチェア5を担持している土台板3
の領域は枕木上面9から間隔28を保っている(同様に第
2図参照)。
貫通穴7の領域に設けられる固定ねじ(図示せず)を
枕木2にねじ込んで1個の固定ねじあたり50kNの最大可
能ねじ込み力に達するまで締めると、台座8の下部端面
と枕木2の枕木上面9との間に適宜な平面プレス力が生
じる。この平面プレス力が作用する領域を第4図と第5
図ではそれぞれ垂直方向のハッチングを備えた平面プレ
ス力作用領域23で示した。
各台座8の平面プレス力の合成力24が付属の貫通穴7
の軸線17に対して、両間隔18と19の差によって決定され
るずれ25を有しているので、各台座8の領域で固定ねじ
を締めることによってトルクが生じる。このトルクは矢
印26の方向で土台板3に作用し、これによって土台板3
は第4図に示すように凸状に下方へ枕木上面に接触する
まで湾曲する。それによって土台板3の下面27と枕木上
面9との間隔28が克服され、即ち土台板3の下面27は枕
木上面9で支持される(第4図を参照)。
土台板3を凸状に変形させ固定ねじによって生じる曲
げモーメントは、台座の平面プレス力の合成力24と固定
ねじのための付属の貫通穴7の枕木ねじ軸線17との間の
ずれ25に依存している。この曲げモーメントによって生
じる土台板3の凸状の変形は、台座8がその内側の横稜
13の領域で外側の横稜よりもいくぶん深く枕木2の枕木
上面9のなかへ沈降することができることに起因してい
る。土台板3が凸状に変形し、それによって土台板3の
下面27が枕木2の枕木上面9で支持されることにより、
列車の通過時にリブ付きスライドチェアプレートの問題
となる領域に交番応力は発生せず、単に応力が増大する
にすぎない。従って枕木2に対するリブ付きスライドチ
ェアプレート1のいわゆるガタツキは完全に防止され
る。枕木の枕木上面9は損傷せず、その結果機械的破壊
に対する枕木の寿命は従来に比べて何倍にも長くなる。
リブ付きスライドチェアプレート1の弛緩や破損を常時
監視する必要はなく、従って整備作業の必要もない。さ
らに従来のように固定ねじとリブ付きスライドチェアプ
レートの間に弾性リングを設ける必要がないので、1本
の枕木2の寿命の間に弾性リングを監視したり交換した
りする必要もない。
第6図から第10図までに図示したリブ付きスライドチ
ェアプレート1の作動態様は、基本的には第1図から第
5図までに図示したリブ付きスライドチェアプレートと
同じである。前者が後者と異なるのは、台座8が土台板
3の下面27に一体的に鋳造されているのではなく、薄板
または合成物質から成る挿入部材28によって形成されて
いることである。この挿入部材28は土台板3に接着また
は係留することができる。台座として用いられる挿入部
材28は1mm乃至2mmの厚さで、その外側の横稜10が貫通穴
7の縦軸線から間隔18を有するように構成されている。
この間隔18は、挿入部材28の内側の横稜13と貫通穴7の
軸線17との間隔19よりも大きい。
第6図から第10図までに図示した挿入部材28は、第1
図から第5図までに図示した実施例の台座8とは異な
り、土台板の全幅にわたって連続的に延びるように設け
られている。
挿入部材28は、ほぼ半分の長さ範囲に、表面からフッ
ク状に突出した締め付け兼ロック舌片部29,30を具備し
ている。締め付け兼ロック舌片部29,30は、板下面27に
設けられる凹部に係合して整向され保持される。
さらに各挿入部材28は、締め付け兼ロック舌片部29と
30の間の領域に例えば丸い穴として形成された付加的な
部分33を有している。この丸い穴は、土台板3に設けら
れる貫通穴7よりもいくぶん大きく形成することができ
る。挿入部材28を台座として利用するためには従来の構
造のリブ付きスライドチェアプレート1をそのままの形
状で使用するのが適している。場合によっては、挿入部
材28の締め付け兼ロック舌片部29と30を受容することが
できる凹部31と32を下面27に形成するだけでよい。ま
た、従来のリブ付きスライドチェアプレート1に関連し
て締め付け兼ロック舌片部29と30のない挿入部材28を利
用し、挿入部材28と土台板3との結合を接着材等によっ
て生じさせるようにすることもできる。
台座8及び挿入部材28を具備した構成は図示したリブ
付きスライドチェアプレートの実施例に限定されるもの
ではない。例えば通常のK−リブ付きプレートの場合と
か、或いは支持台板の場合のような他の構成のリブ付き
プレートの場合にも、本発明にしたがって台座8及び挿
入部材28を具備した構成を適用することができる。

Claims (12)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】鉄道線路と転轍器のレールを枕木に固定す
    るための土台板であって、その端部付近が貫通穴に係合
    する固定手段によって枕木に固定され、枕木側の固定個
    所の間の領域でレールの底部が支持されている土台板に
    おいて、土台板(3)の下面(27)から下方へ突出する
    ように台座(8或いは28)が土台板(3)の端部領域に
    だけ設けられ、この端部領域には、前記固定手段のため
    の貫通穴(7)も設けられていることを特徴とする土台
    板。
  2. 【請求項2】台座(8)が土台板の下面(27)に一体的
    に形成されていることを特徴とする、請求項1に記載の
    土台板。
  3. 【請求項3】台座が薄板または合成物質から成る挿入部
    材(28)により形成され、土台板の下面(27)に締め付
    け固定、接着、またはロックされていることを特徴とす
    る、請求項1に記載の土台板。
  4. 【請求項4】台座(8或いは28)の厚さがほぼ1乃至2m
    m、有利には1.5mmであることを特徴とする、請求項1か
    ら3項までのいずれか1つに記載の土台板。
  5. 【請求項5】各貫通穴(7)に固有の台座(8)が付設
    されていることと、台座(8)が溝(16)によって互い
    に分離されていることと、台座(8)の境界縁と付属す
    る貫通穴(7)の境界縁との間隔が貫通穴(7)の直径
    よりも大きいこととを特徴とする、請求項1または2に
    記載の土台板。
  6. 【請求項6】貫通穴(7)の長手方向軸線(17)或いは
    貫通穴境界縁と隣接する土台板端部(6)及び付属の外
    側の台座横稜(10)との間隔が、貫通穴(7)の長手方
    向軸線(17)或いは貫通穴境界縁と台座(8或いは28)
    の内側の横稜(13)との間隔よりも大きいことを特徴と
    する、請求項1から5までのいずれか1つに記載の土台
    板。
  7. 【請求項7】貫通穴(7)の長手方向軸線(17)或いは
    貫通穴境界縁に対する外側の台座横稜(10)と内側の台
    座横稜(13)の間隔比がほぼ1.2:1であることを特徴と
    する、請求項1から6までのいずれか1つに記載の土台
    板。
  8. 【請求項8】台座(8或いは28)が多角形状の、例えば
    ほぼ長方形または正方形の輪郭を有していることを特徴
    とする、請求項1から7までのいずれか1つに記載の土
    台板。
  9. 【請求項9】土台板の下面(27)に、内側の台座縦稜
    (13)及び内側の台座横稜(14)に境を接する溝(15と
    16)が設けられていることを特徴とする、請求項1,2及
    び4から8までのいずれか1つに記載の土台板。
  10. 【請求項10】台座を形成している挿入部材(28)がそ
    の表面からフック状に突出している締め付け兼ロック舌
    片部(29,30)を有し、該締め付け兼ロック舌片部(29,
    30)が、土台板下面(27)に設けられる凹部(31,32)
    に係合して整向され且つ保持されることができることを
    特徴とする、請求項1,3及び4から8までのいずれか1
    つに記載の土台板。
  11. 【請求項11】台座を形成している挿入部材(28)が土
    台板の全幅にわたって延び、締め付け兼ロック舌片部
    (29,30)とこれらの締め付け兼ロック舌片部(29,30)
    の間に付加的に設けられる部分(33)とが挿入部材(2
    8)のほぼ半分の長さにわたって設けられていることを
    特徴とする、請求項10に記載の土台板。
  12. 【請求項12】土台板(3)の幅方向における貫通穴
    (7)の間隔に起因して凸状にも凹状にもモーメントが
    生じないように、且つ固定手段としての枕木ねじの締め
    付け力の合成力と2つの平面プレス力の2つの合成力と
    が同じ平面内にあるように溝(16)が長手方向中心軸線
    (22−22)上に配置及び/または形成されていることを
    特徴とする、請求項5に記載の土台板。
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