JP2611804B2 - 接着用継目板及びレール継目用接着剤とそれらを用いた現場接着継目の製造法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はレールとレールとを継目板および接着剤を用
いて現場接着絶縁継目および現場接着継目を迅速かつ簡
易に製造できる現場接着継目の製造法に関するものであ
る。

〔従来の技術〕

鉄道における列車のスピードアップの要望が強まると
同時に、振動・騒音の軽減も要望されている。これらの
要望とともに、軌道の保守基準が厳しくなり、軌道保守
量が増大するため、その労力と経費の軽減が切望されて
いる。その対策として、通常は25m毎に継目板を用いて
レールを接続することに代えて、レール頭頂の高低狂い
を極力小さくするために、レール継目を溶接して連続し
た１本のレールとするロングレールが広く採用されてい
る。これにより、軌道の保守周期を延伸し、振動・騒音
の発生を抑制し、軌道構成部材の損傷および劣化を抑
え、かつ、車両動揺が小さく乗り心地の良い軌道を提供
している。このような従来のロングレールの適用範囲は
一般軌道部分に限られ、分岐器部分は除外されていた。
しかし、最近の列車のスピードアップの要望、振動・騒
音の軽減および軌道保守費の軽減のために、軌道保守が
困難で、かつ、振動・騒音の発生源になっている分岐器
部分もロングレール化することが考えられている。しか
し、クロッシングとして広範囲に、かつ、多量に使用さ
れている在来線のマンガンクロッシング鋼は、一般のレ
ール鋼に溶接することが困難であるので、普通の継目構
造とせざるを得ず、ロングレール化の溢路となってい
る。また、接着剤を予めガラスペーパー等の基材に含浸
した固形状のプリプレグの中に面発熱体を内蔵させた接
着剤を用いて、マンガンクロッシングの前後端継目を現
地で接着する方法も提案されているが、また試験敷設の
状態にある。

また、信号用軌道回路の電気信号を絶縁する絶縁継目
は列車の走行安全を確保する重要な装置である。従来の
絶縁継目の構造は、大きく分けて２種類ある。第一は、
主に定尺レール区間に使用されている普通絶縁継目であ
る。この普通絶縁継目は、レールと継目板との間に絶縁
材料を挟み、ボルトおよび座金の座面と継目板の金属面
の間に絶縁カラーを挟み、ボルトを用いて機械的に組み
立てた構造である。第二は、主にロングレール区間に使
用されている接着絶縁継目である。この接着絶縁継目
は、二本の短いレールと継目板の間を絶縁材料も兼ねた
接着剤で接着した構造であり、接着絶縁レールとして工
場製作され、現地のロングレールにその両端を溶接して
使用している。この接着絶縁継目は、接着剤の性状によ
り、湿式法と乾式法の二種類の製造方法がある。湿式法
は、二液混合型エポキシ系接着剤を調合および混合し、
更に、ガラスクロスに含浸および積層し、130℃の硬化
温度で約30分の硬化時間をかけて製造する方法であり、
その製造工程は複雑である。乾式法は、接着剤を予めガ
ラスペーパー等の基材に含浸した固形状のプリプレグを
用いて、180℃の硬化温度で約60分の硬化時間をかけて
製造する方法である。更に、湿式法および乾式法に用い
る継目板は、接着層の厚さが均一なるように継目板をそ
れぞれのレールの形状に合わせて再加工し、また、接着
剤の加熱時に継目板の両側から圧力を加えて、絶縁層と
なる接着剤の厚さを管理しているが、絶縁層の厚さを均
一にすることが困難である。また、現場接着絶縁継目用
として考案された接着絶縁継目板は、実用新案登録番号
第1568607号に登録されているが、継目板の表面に絶縁
層を接着し、その上に表面が凹凸状の鋼板を接着したも
のであるが、現在までに使用された例はない。

〔発明が解決しようとする課題〕

分岐器内に多量に使用されているマンガンクロシッン
グは、摩耗に対する耐久性に優れているが、オーステナ
イト系の高マンガン鋼であるため、通常の高炭素鋼のレ
ールと容易に溶接してロングレールとすることが困難で
あるという欠点を持っている。また、プリプレグの中に
面発熱体を内蔵させた接着剤を用いて、マンガンクロッ
シングの前後端継目を現地で接着する方法は、150℃の
硬化温度で約30分の硬化時間を確保するために、面発熱
体の銅線に約150Vの交流電圧を約60分程度通電させる必
要があり、プリプレグの中で接着剤が炭化し、接着不良
をおこす危険性と、また、時間も最低120分程度必要と
なり時間的にもかなり不経済である。この接着不良の改
善と施工時間を短くすることが望まれている。また、こ
れを軌道回路を絶縁する絶縁継目に適用するには、絶縁
層の中に加熱用の銅線が使用されているため、安全性に
問題がある。

一方、溶接クロッシングは、通常の高炭素鋼のレール
と溶接することが可能であるが、摩耗により寿命が短く
なるという欠点がある。

普通絶縁継目は、締結ボルトの弛緩や絶縁材料の損傷
が原因となって絶縁不良、軌道破壊およびレール破端が
発生し易い欠点を持ち、特に、鉄道における振動および
騒音の主要因に成っていることは周知の通りである。

また、その性能を維持するための点検と保守に多くの
労力と経費が必要である。

例えば、工場製作の接着絶縁継目を普通絶縁継目の代
わりとして敷設する場合、現地で通常のレールを切断
し、接着絶縁レールの両端を通常のレールと溶接しなけ
ればならない欠点と、敷設使用中に溶接時の熱影響部に
起因するレール頭頂面に凹凸が発生し、輪重変動、振動
および騒音の発生源となる欠点がある。

また、溶接をする代わりに、従来の接着絶縁継目の製
造方法により、現地のレールを用いて接着絶縁継目を製
造すること、または、マンガンクロッシングの前後端の
継目を接着し、ロングレールとすることが、考えられ
る。しかし、従来の接着絶縁継目を製作する湿式法を利
用する場合は、現地において、二液混合型エポキシ系接
着剤を調合および混合し、ガラスクロスに含浸および積
層する必要があり、その製造工程が複雑であるため、混
合不足などにより接着不良が発生し易い欠点がある。ま
た、乾式法を利用する場合は、接着剤が固形であるた
め、流動性が悪いという欠点があり、これに起因して、
レールと継目板の間隙を厳しく制約しなければならない
という欠点を持っている。更に、従来の接着絶縁継目を
製作する湿式法および乾式法は、接着層の厚さが均一な
るように継目板を個々のレールの形状に合わせて再加工
しなければならないという欠点と接着剤の加熱時に継目
板の両側から圧力を加えて絶縁層の厚さを管理しても、
絶縁層の厚さを均一にすることが困難であるという欠点
を持っている。その上、硬化温度が高く、加熱時間も長
いことから、全体の施工時間も長くなり、通常の列車運
行に支障をきたさなければ施工できないという欠点もあ
る。

また、実用新案登録番号第1568607号に登録されてい
る現場接着絶縁用継目板は、接着強化板の形状加工が複
雑であるという欠点と接着強化板を継目板に接着する工
程が工場製作の接着絶縁レールの接着工程とほぼ同様で
あり接着作業を工場と現地の二箇所で行うことになり、
経済的に不利益が生じるという欠点がある。

以上のように、従来の方法により、実際に敷設されて
いるレールの継目を現地で接着継目にするためには、種
々の欠点を解決することが大きな課題である。

〔課題を解決するための手段〕

前記問題点を解決するために本発明は、レール頭部の
下面の傾斜部分とレール低部の上面の傾斜部分のみでレ
ールと接触し、レール腹部と継目板の間に生じる間隙に
接着剤を充填させることのできる形状を有することを特
徴とする接着用継目板とするものである。

本発明の請求項（１）の接着用継目板は、レール頭部
の下面の傾斜部分とレール底部の上面の傾斜部分のみで
レールと接触し、レール腹部と継目板の間に生じる間隙
に接着剤を充填させることのできる形状を有することを
特徴とする。

本発明の請求項（２）の接着用継目板は、レール頭部
の下面の傾斜部分とレール底部の上面の傾斜部分のみで
レールと接触し、レール複部と継目板の間に生じる間隙
に接着剤を充填させることのできる形状を有し、レール
と接続する側の面に合成樹脂から成る絶縁層を有するこ
とを特徴とする。

本発明の請求項（３）の現場接着継目の製造方法は、
請求項（１）の接着用継目板のレール当接面に接着剤を
塗布し、その接着用継目板でレール継目を挟んでボルト
ナットで締結して、レールに押し付けた状態で、加熱し
て接着することを特徴とする。

本発明の請求項（４）の現場接着継目の製造方法は、
請求項（２）の接着用継目板のレール当接面に接着剤を
塗布し、レール，継目板，ボルトナットが互いに接する
金属面の間に絶縁材料を挿入し、その接着用継目板でレ
ール継目を挟んでボルトナットで締結して、レールに押
し付けた状態で、加熱して接着することを特徴とする。

〔作用〕

本発明における、敷設されているレールとレールとを
現地において、現場接着絶縁継目および現場接着継目を
製造する場合、レール継目用接着剤は、補強材のガラス
ファイバーまたはガラスフレークを、任意の厚さおよび
形状に対し、液状のエポキシ系接着剤と共に流動させ、
任意の厚さおよび形状の強固な接着層を形成させる。更
に、レール継目用接着剤は、液状のエポキシ系接着剤の
主剤と硬化剤を混合し、練り混ぜている途中で、良好な
混合状態になった時点で、それぞれに混入色素自身の色
が消え、かつ、それぞれに混入された色素の中間色が現
れ、混合状態を接着剤の色をもって現す。また、接着用
絶縁継目板および接着用継目板は、上記のレール継目用
接着剤を塗布した本継目板をレールの両側に組み立て、
継目用ボルトを用いて締結すれば、レール頭部の下面の
傾斜部分とレール底部の上面の傾斜部分のみでレールと
接触し、この接触部分の接着剤は、レールおよび継目板
の製造時にできる表面粗さの凹部分に充填されるだけの
極薄い膜状を形成する。また、レールの形状が、許容製
作公差以内であれば、各々のレール腹部と継目板の間に
は必ず空間が生じ、その空間に上記のレール継目用接着
剤が充填され、更に、接着剤が完全に硬化する前に、継
目ボルトを所定の締結トルクで緊締すると、レール腹部
と継目板の間の空間が、本来の設計思想であるレールに
対する継目板のくさび作用を発生させる。また、現場接
着絶縁継目の絶縁層は、施工時の条件によらないで、確
実に継目板の金属部分とレールの間の絶縁を確保する。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面に従って説明する。

第１図は本発明における現場接着絶縁継目の横断図を
示すもので、本現場接着用絶縁継目板１にレール継目用
接着剤４を塗布して、レール５に組み立てた状態であ
る。現場接着用絶縁継目板１は、金属製の継目板２のレ
ールと接着する面にエポキシ系等の絶縁層３が形成され
ている。サンドブラスト等により表面処理を施した現場
接着用絶縁継目板１は、同じく、サンドブラスト等によ
り表面処理を施したレール５の両側から挿入され、絶縁
カラー６で被われた継目ボルト７と座金８およびナット
９によりレール５に固定されている。この状態で両側か
ら現場接着用絶縁継目板１をガスバーナー等で80℃を越
えるまで加熱し、80〜100℃の間の温度で20分間養生
し、その後、60℃以下まで水等により冷却することによ
り、容易に現場接着絶縁継目を製造できる。また、第２
図は本発明における現場接着継目の横断図を示すもの
で、現場接着用継目板10にレール継目用接着剤４を塗布
して、レール５に組み立てた状態でる。これは、第２図
における現場接着用絶縁継目板１が現場接着用継目板10
に代わり、継目ボルト７が絶縁カラー６で被われていな
いことを除けば、第１図と同様である。本実施例では、
接着剤として、大日本色材製のエポキシ系接着剤Ｂ−40
50の主剤に、日本板硝子製のガラスフレークCCF−150を
５％混入させてレール継目用接着剤４とした。また、第
１図と第２図におけるレール継目用接着剤４の最大厚さ
は、標準で1mmである。本実施例によれば、レール５と
して50Nレール、現場接着用絶縁継目板１として長さ560
mmのものを使用した場合、接着作業全体の時間は約60分
程度で完了し、製造した現場接着絶縁継目の引張強度は
1700kN以上であった。また、レール５として50Nレー
ル、現場接着用絶縁継目板10として長さ560mmのものを
使用した場合、接着作業全体の時間は約60分程度で完了
し、製造した現場接着継目の強度試験の結果、1800kNの
荷重を４回載荷しても接着層等の破壊は認められなかっ
た。

〔発明の効果〕

レール継目用接着剤は、接着剤にガラスファイバーま
たはガラスフレークを混入させているため、従来の接着
絶縁継目を製作する湿式法における二液混合型エポキシ
系接着剤をガラスクロスに含浸および積層する必要がな
く、その製造工程が簡素化される。更に、各々のレール
腹部と継目板の間に確実に空間が生じ、その空間の任意
の厚さおよび形状に対し、補強材のガラスファイバーま
たはガラスフレークが接着剤と共に流動し、強固な接着
層を形成することができるため、現地の各々のレール形
状に合わせて継目板を再加工する必要がない。

また、接着剤の主剤と硬化剤の両方にそれぞれ異なる
色素を混入させることにより、主剤と硬化剤を混合する
場合、それぞれの色素自身の色が消え、かつ、それぞれ
の色素の中間色が現れるまで練り混ぜることにより、混
合状態が目視で容易に確認でき、混合不良による接着不
良等を発生させない大きな効果がある。

現場接着用絶縁継目板は、レールと接触側の面に合成
樹脂から成る絶縁層を予め有しているため、現地施工に
おいて絶縁層の厚さを管理しなくても、必要な厚さは必
ず確保できる。また、現場接着用絶縁継目板の表面は、
絶縁層だけを形成するだけで済み、従来の接着用絶縁継
目板に比較し、容易に、安価に加工できる利点がある。

以上のように、本発明により、現地のレールを用いて
極めて短時間に、かつ、容易に、接着絶縁継目を製造す
ることが可能となり、普通絶縁継目の種々の欠点は一掃
された。また、マンガンクロッシングの前後端と一般の
レールを接着することが可能となり、摩耗に対する寿命
の長く、在来線に多量に敷設さられているマンガンクロ
ッシングを敷設状態のままでロングレール化することで
き、経済的効果が大きい。

実施例によれば、現場接着用絶縁継目板として長さ56
0mmのものを使用したが、この長さを従来の接着絶縁継
目と同様に820mmとすることにより、2500kN以上の破壊
強度が期待でき、工場製作の接着絶縁継目の代わりとし
て、現地のロングレール区間の絶縁箇所を現場接着絶縁
継目とすることも可能となる。これにより溶接部の熱影
響部に起因するレール頭頂面凹凸の発生が無くなり、振
動騒音の軽減および軌道保守の軽減に効果をもたらす。
また、従来の接着絶縁継目の工場製作の際に本発明を使
用することにより、製造時間の短縮を図ることも可能で
ある。

また、この現場接着用絶縁継目板は、合成樹脂から成
る絶縁層を予め有しているため、普通絶縁継目の絶縁継
目板としも使用することができる。従来の普通絶縁継目
の場合、ボルト用の絶縁カラーは、ボルトおよび座金の
座面と継目板の金属面の間に挿入しているため、絶縁カ
ラーのクリープによるボルト軸力の減少により、ボルト
が弛緩して種々の問題を発生させていたが、この現場接
着用絶縁継目板を使用するすることにより、ボルト用の
絶縁カラーはボルトの幹部を被い、ボルトおよび座金の
座面が継目板の金属部分と直接接触するため、絶縁カラ
ーのクリープによるボルト軸力の減少がなく、ボルトの
弛緩防止が図られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は現場接着絶縁継目の横断図、また、第２図は現
場接着継目の横断図である。 １……現場接着用絶縁継目板、２……金属製継目板、３
……絶縁層、４……レール継目用接着剤、５……レー
ル、６……絶縁カラー、７……継目ボルト、８……座
金、９……ナット、10……現場接着用継目板である。

フロントページの続き 合議体 審判長 秋吉 達夫 審判官 外山 邦昭 審判官 富田 哲雄 (56)参考文献 特開 昭57−59975（ＪＰ，Ａ) 特公 昭45−33561（ＪＰ，Ｂ１) 特公 昭57−36294（ＪＰ，Ｂ２) 実公 昭49−37842（ＪＰ，Ｙ１)

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】レール頭部の下面の傾斜部分とレール底部
   の上面の傾斜部分のみでレールと接触し、レール腹部と
   継目板の間に生じる間隙に接着剤を充填させることので
   きる形状を有することを特徴とする接着用継目板。
2. 【請求項２】レール頭部の下面の傾斜部分とレール底部
   の上面の傾斜部分のみでレールと接触し、レール腹部と
   継目板の間に生じる間隙に接着剤を充填させることので
   きる形状を有し、レールと接続する側の面に合成樹脂か
   ら成る絶縁層を有することを特徴とする接着用継目板。
3. 【請求項３】請求項（１）の接着用継目板のレール当接
   面に接着剤を塗布し、該接着用継目板でレール継目を挟
   んでボルトナットで締結して、レールに押し付けた状態
   で、加熱して接着することを特徴とする現場接着継目の
   製造方法。
4. 【請求項４】請求項（２）の接着用継目板のレール当接
   面に接着剤を塗布し、レール，継目板，ボルトナットが
   互いに接する金属面の間に絶縁材料を挿入し、該接着用
   継目板でレール継目を挟んでボルトナットで締結して、
   レールに押し付けた状態で、加熱して接着することを特
   徴とする現場接着継目の製造方法。