JP3241718U - レールボンド - Google Patents

Abstract

【課題】列車の走行による振動に対応して高い耐久性と信頼性を実現するレールボンドを提供する。【解決手段】本考案のレールボンドは、分離して隣接するレール同士を電気的に接続する導電体と、前記導電体と電気的に接続して、前記レールの側面に電気的に接合される端子と、前記端子に設けられ、前記導電体を電気的に接続する終端と、を備え、前記端子の先端側角部外周が、Ｒ（曲面）を有する。【選択図】図３

Description

本考案は、分離しているレール同士を電気的に接続するレールボンドであって、列車通過により発生する振動に対しても高い耐久性を発揮できるレールボンドに関する。

線路上には、複数の分離したレールが、連続的に敷設されている。列車はこの連続的に敷設されたレール上を走行する。連続するレール同士は、走行可能な程度に連結しているものの、物理的には分離しており、当然ながら電気的に接続していない。

ここで、線路上に踏切が設けられている場合には、踏切が自動で反応して動作するように、列車の近接を、レールを通じて踏切が認知することが好ましい。このため一般的に、踏切から所定距離のレールに電流を流し或いは電圧をかけ、列車の車輪が到達しレール電流を遮断或いは通電することで、踏切が列車を検出する方法が採られている。ここで、一本のレールの長さは有限であり、列車検出区間内の前後何本かのレールで、列車の到達による電流の遮断或いは通電の検出が必要である。このため、踏切の前後において、複数のレール同士は、電気的に接続される必要がある。

また、電化区間にあっては、電車はトロリー線から受電し、レールを介して変電所に帰電している。すなわち、レールが電車電流の帰線電流回路を構成するため、レールには電車駆動に要する大きな電車電流が流れる。このため、給電区間内の複数のレール同士は、電気的に接続される必要がある。

レールボンドは、このような目的を実現するために、レール同士を電気的に接続するデバイスである。レールボンドは、素線の集合体である導電線と、導電線に接続する一対の端子と、を備える。一対の端子のそれぞれが、走行方向に隣接する２つのレールのそれぞれに溶着や接着される。一対の端子同士は、導電線によって接続されているので、レールボンドで接続された２つのレール同士は、電気的に接続される。これが、踏切の前後の所定数のレールにおいて実施されることで、踏切前後の一定の距離においては、列車が到達するとレール間を越えて電流を遮断或いは通電することにより列車を検知できるようになる。

この結果、踏切まで一定の距離に列車が到達すると、レールおよびレールボンドを介して、踏切は電流の遮断或いは通電状態を検出できる。電流の遮断状態を検出したことで、踏切は自動反応して、踏切は、遮断機を自動で下ろす。逆に、列車が踏切を一定の距離過ぎた場合には、踏切は電流の通電状態を検出し、遮断機を自動で上げる。

このように、レールボンドは、鉄道事業における重要なキーデバイスである。レールボンドのレールへの接着状態が悪ければ、踏切が検出する電流遮断状態或いは通電状態が不十分となって踏切の遮断機が下りなかったり、降りた遮断機が上がらなかったりする問題を生じさせる。もちろん、レールボンドがレールから脱落すると、レール同士の電気的接続が失われてしまい、踏切が正しい動作を行えなくなってしまう。同じく電化区間では、レールによる帰線電流回路に不平衡電流を生じさせてしまい、或いは帰線電流回路を遮断させてしまい、電車への給電が止まり列車の運行ができなくなってしまう。このように、踏切での動作に問題が生じたり、列車運行に支障が生じたりすれば事故などの重大な問題を引き起こしかねないからである。

このため、鉄道事業における重要なキーデバイスであるレールボンドは、高い使用耐久性や信頼性を必要とする。特に、レールボンドが、レールから脱落しにくいことが求められる。

このため、レールボンドについて、いくつかの技術が提案されている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。

特開平７－３２０８３９号公報 特開２００４－２７３４０３号公報

特許文献１は、鉄道レ－ルの接続部において、レ－ル単体の長手端側縁部に表層清浄部を形成する工程と、表層清浄部の表面にハンダ電着層を形成する工程と、ハンダ電着層の表面にレ－ルボンド電線の端子を当接する工程と、端子とハンダ電着層の間隙にハンダを接合させる工程の結合からなることを特徴とするレールボンドの接着方法を開示する。特許文献１は、レールボンドをレールに接着する接着方法を開示しており、特に、レールボンドを効率的かつ低負担で接着する方法を開示している。

しかしながら、特許文献１は、レールボンドの接着強度や耐久性についての開示をしていない。このため、特許文献１の技術は、レールボンドの使用耐久性や信頼性を向上させることができない問題を有している。

特許文献２は、レール底部の上面に固着させる平面部を有し、この平面部に単数または複数の孔を穿設したことを特徴とするレールボンド端子を開示する。特許文献２は、レールボンド端子の接着面に孔を設け、この孔によって接着力を高める技術を開示する。例えば、接着面が半田付けされる場合には、余分な半田が孔に逃げたりすることでの接着力低下を防止する技術を、特許文献２の技術は考慮している。

しかしながら、レールボンドは、接着面を有する端子だけではなく、端子同士を結ぶ導電線も備えている。この導電線は、レールボンドの構造上、レールの側面に接着される端子から突出して隣接するレールまで延伸する。このため、端子と導電線との接続部分は、レールの側面から浮いた状態とならざるを得ない。このため、この接続部分は、何らかの支持を受けることができず、外的負荷に弱い場所となる。レールボンドは、レール上を走行する列車からの振動を恒常的に受けており、この振動は、外的負荷に弱いこの接続部分に恒常的に加わる。この結果、レールの側面から浮いている導電線および接続部分が振動することで、端子の接着面に交差する方向に強い負荷が生じる。この結果、接着面が次第にはがれていく問題を生じさせる。

特許文献２の技術は、接着面の一部の改良によって端子の接着力を上げているが、このような導電線や接続部分に加えられる振動や負荷に対応することができない問題を有している。

レールボンドは、その端子が、レールの側面に接着、溶着、溶接などの様々な手段で接続される。しかし、レール上は、列車が何度も通過する。この列車の通過は振動をレールに振動を生じさせ、この振動は、当然にレールボンドに伝達される。

レールボンドに振動が伝達されると、レールボンドとレールとの間で不整合の振動が連続してしまい、レールボンドのレールへの接合強度が弱まってしまい、レールから脱落してしまう問題がある。

実際には、レールには多くの列車が走り、恒常的に多くの振動が加わっている。このため、レールボンドがどのように強靭に接合されても、振動量や時間経過に伴って、レールボンドの接合面が剥離して、レールボンドはレールから脱落してしまう。このため、レールボンドは、装着後の接続状態の定期検査などを通じて、必要に応じて取り換えなどが行われる。しかし、検査においては検出されずにその後で脱落が生じてしまうなどの問題もある。

以上のように、従来技術のレールボンドは、振動や負荷に対する耐久性が低く、使用や経年劣化によるレールボンドの剥離や脱落などの問題があった。特に、レールを走行する列車の振動に対する耐久力が不十分である問題があった。これらの問題があると、レールボンドの信頼性に関わってくる。

本考案は、これらの課題に鑑み、列車の走行による振動に対応して高い耐久性と信頼性を高めるレールボンドを提供することを目的とする。

上記課題に鑑み、本考案のレールボンドは、分離して隣接するレール同士を電気的に接続する導電体と、
前記導電体と電気的に接続して、前記レールの側面に電気的に接合される端子と、
前記端子に設けられ、前記導電体を電気的に接続する終端と、を備え、
前記端子の先端側角部外周が、Ｒ（曲面）を有する。

本考案のレールボンドは、端子の角部にＲを備えることで、振動での応力に対する追従性や対応力が高くなる。この対応力の強さによって、端子の接合面の剥離が一部に偏って生じにくくなる。また、剥離の発生が少なくなり、脱落しにくくなる。

また、剥離の偏りが少なくなって、レールボンドの装着から脱落までの期間や検査時期の予測がしやすくなる。この予測のしやすさによって、定期点検や定期交換などのメンテナンス計画が立てやすくなる。結果として、メンテナンスコストを低減できる。

また、当然にレールボンドの信頼性を高めることもできる。

もちろん、レールボンドの脱落までの期間が長くなることで、レールボンドおよびこれの装着に係るコストが低減でき、鉄道の安全面を向上させつつもコストを低減できる。

レールボンドがレールへ装着されている状態を示す写真である。 レールボンドの剥離の進行の一例を示す模式図である。 本考案の実施の形態１におけるレールボンドの斜視図である。 本考案の実施の形態１におけるレールボンドの側面図である。 本考案の実施の形態１におけるレールボンドの上面図である。上から見た状態を示している。 レールにレールボンドが装着されている状態を示す模式図である。 本考案の実施の形態２におけるレールボンドの底面図である。 レールボンドの振動加速度実験結果を示す表である。 曲げ試験の方法を示す模式図である。 曲げ実験結果を示す表である。 図１０の表をグラフにして表したものである。

本考案の第１の考案に係るレールボンドは、分離して隣接するレール同士を電気的に接続する導電体と、
前記導電体と電気的に接続して、前記レールの側面に電気的に接合される端子と、
前記端子に設けられ、前記導電体を電気的に接続する終端と、を備え、
前記端子の先端側角部外周が、Ｒ（曲面）を有する。

この構成により、レールボンドの振動や応力に対する耐久性が高まり、溶着面の剥離進行や脱落を遅らせることができる。

本考案の第２の考案に係るレールボンドでは、第１の考案に加えて、前記端子の後端側角部外周が、Ｒ（曲面）を有する。

この構成により、レールボンドの振動や応力に対する耐久性が高まり、溶着面の剥離進行や脱落を遅らせることができる。

本考案の第３の考案に係るレールボンドでは、第２の考案に加えて、前記端子の先端側角部の前記Ｒは、前記端子の後端側角部の前記Ｒよりも曲率が高い。

この構成により、応力が高まりやすい先端側での耐久性を相対的に高めて、全体のバランスを取ることができる。

本考案の第４の考案に係るレールボンドでは、第２の考案に加えて、前記先端側角部の２つの前記Ｒの曲率は略同一であり、
前記後端側角部の２つの前記Ｒの曲率は略同一である。

この構成により、短手方向での応力対応のバランスを図ることができる。

本考案の第５の考案に係るレールボンドでは、第１の考案に加えて、前記端子の外周の少なくとも一部は、傾斜部を有する。

この構成により、振動や応力への耐久性を高めることができる。またレールのたわみなどへの追従性も高めることができる。

本考案の第６の考案に係るレールボンドでは、第５の考案に加えて、前記端子の先端側および前記端子の後端側のそれぞれが、前記傾斜部を有する。

この構成により、振動や応力への耐久性を高めることができる。またレールのたわみなどへの追従性も高めることができる。

本考案の第７の考案に係るレールボンドでは、第６の考案に加えて、前記後端側の前記傾斜部の傾斜角度は、前記先端側の前記傾斜部の傾斜角度と相違する。

この構成により、全体でのバランスを図ることができる。

本考案の第８の考案に係るレールボンドでは、第７の考案に加えて、前記後端側の前記傾斜部の傾斜角度は、前記先端側の前記傾斜部の傾斜角度よりも急である。

この構成により、導電体から加わる応力に、より対応しやすくなる。

本考案の第９の考案に係るレールボンドでは、第６の考案に加えて、前記先端側の前記傾斜部の領域面積は、前記後端側の前記傾斜部の領域面積より大きい。

この構成により、先端側の剥離進行を遅らせることができる。

本考案の第１０の考案に係るレールボンドでは、第１の考案に加えて、前記端子の厚みは、３．５ｍｍである。

この構成により、厚みが薄いことでのレールのたわみへの追従性が高まり、剥離や脱落の進行を抑制できる。

本考案の第１１の考案に係るレールボンドでは、第１の考案に加えて、前記端子の前記レールへの溶着面は、複数の溝を有する。

この構成により、溶着の際に、余分な半田、空気、水蒸気を外部に押し出して、溶着の確実性を高めることができる。

本考案の第１２の考案に係るレールボンドでは、第１１の考案に加えて、前記複数の溝は、相互に交差するおよび相互に平行であることのいずれかである。

この構成により、溶着の際に、より効率的に余分な半田や空気などを押し出すことができる。

本考案の第１３の考案に係るレールボンドでは、第１から第１２のいずれかの考案に加えて、前記導電体は、素線の集合体であり、
前記終端は孔を有して、前記端子の表面に設けられると共に前記導電体を挿入して圧着する。

この構成により、製造コストを低減しつつ、全体としての耐久性を高めることができる。

以下、図面を参照しながら、本考案の実施の形態を説明する。

（レールボンドのレールへの装着）
図１は、レールボンドがレールへ装着されている状態を示す写真である。このように、レールボンド１００は、分離して隣接するレール１１０同士を、導電体１０１で接続する。この導電体１０１は、直接レール１１０に接続されるのではなく、端子１０２を介して接続される。このため、導電体１０１は、レール１１０の側面から浮いた状態となっている。

図１のように、レールボンド１００の端子１０２は、レール１１０の側面に溶着される。走行に影響を与えることなく、分離したレール同士を電気的に接続することができる。図１では、分離した２本のレール同士を電気的に接続しているが、必要に応じて複数のレールに渡ってこのような接続が行われる。これにより、例えば踏切近辺での複数のレール同士が電気的に接続される。これにより、レールと車輪との電気的接触による、列車の近接などを検知する機能に繋げることができる。

図１のように、導電体１０１は浮いた状態である。

ここで、レール１１０の上では列車が走行する。列車の走行により、レール１１０に振動が生じ、この振動がレールボンド１００にも伝わる。例えば高速列車による高速走行による振動、低速列車の低速走行による振動、時間間隔の短い列車運行での振動など、様々な種類の振動が加わる。更には、振動や列車通過により、レールがたわむことも起こりうる。

この振動の付与によって、レールボンド１００には応力が加わり、これが端子１０２とレール１１０との溶着面に負荷として加わる。この負荷により、溶着面が剥離していく。この剥離が一定以上進むと、レールボンド１００の脱落が生じてしまう。あるいは、脱落の危険性が高まってしまう。

図２は、レールボンドの剥離の進行の一例を示す模式図である。図２は、レールボンド１００の端子１０２の溶着面１０４から見た状態を示している。

レールボンド１００には、列車の通過による振動が付与される。このとき、特に、終端１０３に振動による応力が集中する傾向がある。この結果、図２の一番上に示されるように、終端１０３側の溶着層１０５が一気に剥離する。次いで、図２の中段に示されるように、溶着層１０５の剥離は、終端１０３と逆側に徐々に進むようになる。剥離の進行が進むと、図２の下段に示されるように、溶着層１０５が減少して、レールボンド１００が脱落してしまう。

線路を通過する列車からの振動により早期に脱落してしまう。脱落しないまでも、溶着層の剥離が進行することで、レールボンド１００の電気抵抗の増加が生じて、列車の検知ができなくなる問題も生じていた。

図１のような装着状態において、レール１１０に列車走行によって振動が加われば、この浮いている導電体１０１に極めて大きな振幅の振動が付与されてしまう。浮いている状態であるので、揺れた状態となってしまう。いわゆる宙ぶらりんで導電体１０１が揺れている状態が恒常的に生じる。

この揺れは当然ながら、導電体１０１が接続している端子１０２に及ぶ。すなわち、端子１０２には、レール１１０と接合している接合面から直接的に伝達される振動と、導電体１０１が揺れることによる振動との両方が加わる。特に後者の導電体１０１の揺れによる振動は、振幅や強度が高く、端子１０２への負荷が非常に大きい。

このため、レール１１０に装着されたレールボンド１００は、導電体１０１が延伸する側から、その接合面（溶着面）が剥離しやすい傾向がある。この剥離によって、レールボンド１００の端子１０２の接合がはがれてしまい、レールボンド１００が脱落してしまう。

もちろん、レールボンド１００は、一定期間で脱落してしまうことを前提として交換や定期補修が行われる。しかし、この脱落までの期間が短いことは、補修コストや交換コストの面で好ましくない。また、脱落までの期間が短いことに加えて、脱落までの期間の見込みが不十分である事で、定期的な補修計画が立てにくい問題もある。場合によっては、脱落はしていないが、端子１０２の導電体１０１が延伸する側のみの溶着が剥離したり破損したりすることで、端子１０２のレール１１０への十分な接合ができていない状態になることもある。この場合には、レール１１０と端子１０２との電気抵抗が大きくなってしまい、レールボンド１００による、通電検知が不十分となることもある。

考案者は、このようなレールボンド１００の特性や剥離特性に鑑みて、本考案を行うに至った。

（全体概要）

図３は、本考案の実施の形態１におけるレールボンドの斜視図である。レールボンド１は、導電体１０、端子２、終端３とを備える。導電体１０は、分離して隣接するレール同士を電気的に接続する。導電性を有することで、導電体１０は、電気的な接続を実現できる。

端子２は、導電体１０と電気的に接続して、レールの側面に電気的に接続される。電気的な接続は、端子３の裏面である溶着面４に半田などの導電性素材により溶着されることで実現される。

終端３は、端子２に設けられ、導電体１０を電気的に接続する。例えば、終端３は孔を有しており、この孔の内部に導電体１０が挿入される。孔周辺から圧力が加えられて導電体１０を固定接続する。これにより終端３と導電体１０とが電気的に接続される。

溶着面４がレールに溶着されることで、レール、端子２，終端３，導電体１０，隣接するレールとが順々に電気的に接続される。これにより、レールボンド１は、隣接するレール同士を電気的に接続できる。

ここで、端子２の先端側角部２１の外周は、Ｒ（曲面）を有する。図３においては、先端側角部２１の外周が曲面を有している状態が示されている。端子２が、方形を基本とした形状を有するので、先端側角部２１は、端子２の先端側に２か所存在する。この２か所の先端側角部２１の外周が曲面を有している。曲面は、すなわち「Ｒ」である。

なお先端側とは、導電体１０から見て先端側であり、レール同士を接続する場合に導電体から見て前方側である。

先端側角部２１の外周がＲ（曲面）を有することで、既述したようなレールの振動からの応力に対して耐久性が高くなる。振動による応力が端子２に加わっても、この応力を分散しやすくなる。応力が分散することで、端子２の溶着面４の剥離が進行することを抑制できる。剥離進行を遅らせて、脱落までの期間を長くすることができる。

また、先端側角部２１の外周が曲面であることで、振動や外的衝撃に対して耐久性を高めることができる。これにより、レールボンド１の耐久性を更に高めることもできる。

曲面の曲率は、端子２の大きさや縦横比、あるいはレールでの振動状態、あるいは溶着面４の溶着能力（溶着面４の面積、溶着に用いられる半田などの特性）などに応じて適宜決められればよい。

また、端子２の後端側角部２２の外周が、Ｒ（曲面）を有することもよい。図３には、後端側角部２２が曲面を有している状態が示されている。すなわち、先端側角部２１および後端側角部２２のそれぞれが曲面を有している状態である。なお、先端側角部２１のみが曲面を有している場合でもよい。

後端側角部２２が曲面を有することで、振動により端子２に加わる応力を分散しやすくなる。特に、後端側においては終端３と導電体１０があり、振動がこれらの終端３や導電体１０に加わると、端子２の後端側には強い応力が加わる。ここで後端側角部２２の外周が曲面であることで、この応力に対する柔軟性を発揮できる。

この柔軟性の発揮により、応力に対する耐久性が高まる。結果として、溶着面４での剥離進行を遅らせることができる。剥離進行を遅らせれば、脱落までの期間を長くできる。

また、後端側角部２２の外周が曲面であることで、振動や外的衝撃に対して耐久性を高めることができる。これにより、レールボンド１の耐久性を更に高めることもできる。

このように、先端側角部２１や後端側角部２２（あるいは両方）が曲面を有していることで、振動やこれに基づく応力に対する耐久性が向上する。結果として、レールボンド１の剥離や脱落に対する耐久性を高め、メンテナンスや交換のコストを低減できる。

（Ｒ（曲面）の特性）
先端側角部２１でのＲ（曲面）の曲率は、後端側角部２２のＲ（曲面）曲率よりも高い（大きい）ことも好適である。

図３においては、先端側角部２１の曲面の曲率は、後端側角部２２の曲面の曲率よりも高い状態が示されている。先端側角部２１の曲率が大きいことで、端子２全体での応力に対する対応力が高まる。

端子２は、後端側に終端３を備える。このため、先端側の方が終端３より薄い厚みの領域が広い。このような構造であると、先端側角部２１での応力対応が相対的に高いことが求められる。端子２全体でのバランスが高まるからである。

このように、先端側角部２１の曲面の曲率が、後端側角部２２の曲面の曲率よりも大きいことも好適である。

もちろん、端子２の形状やレールボンド１の構成に応じて、先端側角部２１の曲面の曲率と後端側角部２２の曲面の曲率とが略同一であってもよいし、後端側角部２２の曲面の曲率の方が大きいことでもよい。レールボンド１の特性などに応じて、振動や応力への耐久性の端子２全体でのバランスを、適切に測ればよいからである。

また、先端側角部２１は２つ存在する。この２つの先端側角部２１のＲ（曲面）の曲率は、それぞれで略同一であることも好ましい。略同一であることで、製造が容易になったり製造品質の維持が確実になったりするメリットがある。また、振動や応力への対応力が高まるメリットがある。加えて、端子全体での対応力のバランスが良くなる。

同様に、後端側角部２２は２つ存在する。この２つの後端側角部２２のＲ（曲面）の曲率は、それぞれで略同一であることも好ましい。略同一であることで、製造が容易になったり製造品質の維持が確実になったりするメリットがある。また、振動や応力への対応力が高まるメリットがある。加えて、端子全体での対応力のバランスが良くなる。

すなわち、端子２の形状が、長手方向を軸として左右対称の構造を持つことも好適である。この形状により、製造の容易性や品質確認の容易性が高まる。また、端子２全体のバランスが均一化するメリットがある。

（傾斜部）
端子２の外周の少なくとも一部は、傾斜部２５を有することも好適である。図３においては、外周の一部が傾斜している傾斜部２５が示されている。このように、外周の一部に傾斜部２５が儲けられることも好適である。

図４は、本考案の実施の形態１におけるレールボンドの側面図である。レールボンド１を側面から見た状態を示している。図４により、より明確な通り、端子２の外周の少なくとも一部は、傾斜部２５を有している。勿論、外周の全部に傾斜部２５が備わってもよい。

傾斜部２５が備わることで、端子２は、振動や応力に対しての追従性や対応力が高まる。結果として、端子２の溶着面４における剥離進行が抑制され、レールボンド１の脱落までの期間が長くなる。傾斜部２５が、応力を吸収しつつ、傾斜による厚みの漸減により、剥離圧力に対して強くなるからである。

傾斜部２５は、端子２の外周の少なくとも一部に設けられれば良いが、全体に設けられてもよい。また、端子２の先端側おおび後端側のそれぞれが、傾斜部２５を有することでもよい。

図４においては、端子２の先端側と後端側のそれぞれが、傾斜部２５を備えている状態が示されている。端子２に加わる振動や応力は、レールボンド１の構造上、端子２の先端部や後端部に大きく伝わる。ここで、先端側と後端側に傾斜部２５が備わっていると、この集中する振動や応力に対応できる。結果として、対応力が高まり、剥離進行や脱落を遅らせることができる。

また、先端側の傾斜部２５の傾斜角度と、後端側の傾斜部２５の傾斜角度とは相違することも好適である。先端側に加わる振動や応力と、後端側に加わる振動や応力とはそのレベルにおいて相違することもある。また、端子２の大きさや終端３の位置などにより、先端側と後端側とで、振動や応力に対する対応力が異なる必要がある場合もある。

このように、先端側と後端側とで、振動や応力への対応レベルに相違があることが好ましい場合もある。このような場合には、先端側の傾斜部２５の傾角度斜と後端側の傾斜部２５の傾斜角度とが相違することも好ましい。

このとき、後端側の傾斜部２５の傾斜角度は、先端側の傾斜部２５の傾斜角度よりも急であることも好適である。後端側の傾斜角度が急であることで、端子２においてより面積の広い先端側での振動や応力対応力を高めることができる。端子２の形状や構造（終端３との関係でも）に対応して、後端側の傾斜角度が急であることも好適である。

もちろん、端子２の形状や振動付与の特性などに応じて、先端側が急であることでもよい。傾斜部２５の傾斜角度を、端子２の位置により異ならせることで、振動や応力の特性に応じて、これらに対応することができる。この対応力により、溶着面４の剥離進行を遅らせて、脱落を遅らせることができる。

あるいは、端子２の側面での傾斜部２５の傾斜角度と、先端側あるいは後端側の傾斜部２５の傾斜角度とが、相違することでもよい。例えば、先端側および後端側の傾斜部２５の傾斜角度より、側面での傾斜部２５の傾斜角度が急であることもよい。応力がより集中する先端側や後端側では、傾斜角度が緩やかであることで、振動や応力への対応力が高く、側面は、端子２の製造上の容易性を高めるために傾斜角度が急である（形状の都合上、側面の傾斜部２５の形成できる面積が少ないため）。

もちろん、端子２のそれぞれの部位において、傾斜角度が略同一であってもよい。レールボンド１の構造や装着場所の特性などに応じて適宜定められればよい。

また、傾斜部２５の傾斜面積も、端子２の部位によって相違することもよい。傾斜部２５の幅や傾斜角度により、傾斜面積は定まる。端子２の先端側、後端側、側面のそれぞれにおいて設けられる傾斜部２５の傾斜面積が相違することでもよい。

例えば、先端側の傾斜部２５の傾斜面積は、後端側の傾斜部２５の傾斜面積より大きいことも好適である。傾斜面積が大きいことで、先端側の振動などへの対応力が相対的に高まる。これにより、先端側に応力集中の起こりやすい場合でも、レールボンド１全体での対応力が高まる。

もちろん、逆に後端側の傾斜部２５の傾斜面積が大きいことでもよい。

また、傾斜部２５は、終端３との位置関係に適切に対応して、端子２の外周に設けられれば良い。終端３に近接する部分では、傾斜部２５を設けない、あるいは傾斜部２５の傾斜面積を小さくするなどである。製造上の容易性を高めたり、レールボンド１の強度を維持したりするためである。

また、端子２の厚みが約３．５ｍｍであることもよい。端子２の厚みがこのように薄いことで、レールのたわみへの追従性が高まるからである。追従性が高まれば、溶着面４の剥離進行が遅れ、脱落までの期間を長くすることができる。

（終端と導電体）
終端３は、端子２に設けられ、導電体１０を接続する。図５は、本考案の実施の形態１におけるレールボンドの上面図である。上から見た状態を示している。図６は、レールにレールボンドが装着されている状態を示す模式図である。レール１１０の側面から見た状態を示している。

終端３は、端子２において後端側に近い位置に備わることも好適である。レールボンド１は、図６のように分離した隣接するレール同士を電気的に接続する。一対のレールボンド１のそれぞれが、隣接するレール１１０に溶着される。一対のレールボンド１は、導電体１０により接続されている。これにより、レール１１０同士が電気的に接続される。

図６のように、導電体１０が隣接するレール１０同士に繋がる。このため、終端３の後方から導電体１０が伸びるような構成となる。このような構成に合わせると、終端３は、端子２の後端側に設けられることが好ましい。導電体１０をそのまま延伸させることができるからである。

また、導電体１０は、素線の集合体であることも好適である。終端３は、孔を有しており、この導電体１０を孔に挿入した圧着することで、導電体１０を電気的に接続できる。

このとき、導電体１０が素線の集合であることで、製造の容易性、コスト低減、圧着などの容易性、振動などへの対応力を高めることができる。

以上のように、実施の形態１におけるレールボンド１は、振動や応力への対応力が高く、剥離進行を抑えて脱落までの時間を長くできる。結果として、耐久性やメンテナンス性を高めることができる。

（実施の形態２）

（溶着面の溝）
図７は、本考案の実施の形態２におけるレールボンドの底面図である。底面である溶着面４から見た状態を示している。

溶着面４は、複数の溝４１を有する。図７は、この態様を示している。溝４１は、溶着面４に設けられており、レールへの溶着時には、溶着用の半田の溶着性を高めることができる。

溶着面４に設けられた溝４１は、図７に示されるように相互に交差することも好適である。あるいは、相互に平行であることも好適である。あるいは交差および平行の両方であることも好適である。例えば、相互に交差することで（あるいは平行であることで）、溶着性を高める効果が増すからである。また、端子２の強度を維持できるメリットもある。

図７のように、斜め方向の溝４１が、交差するように異なる方向から形成されることもよい。斜め方向の溝４１同士が交差して、溶着性を高めることができる。

また、溶着面４の長手方向に沿った溝４１や溶着面４の短手方向に沿った溝４１が形成されてもよい。更には、長手方向の溝４１、短手方向の溝４１および斜め方向の溝４１の少なくとも２つ以上が組み合わされることでもよい。異なる方向の溝４１が組み合わされることで、溶着性を高めることができる。

溝４１は、溶着面４に溶着用の半田などを塗布して、レールに溶着する際に、余分な半田が溝４１を介して外部に押し出される。余分な半田、水蒸気、空気などが溶着面４から外部に押し出されることで、溶着性が高まる。更には、溶着後の溶着状態の維持を長くすることにも役立つ。

このように、溶着面４に複数の溝４１が設けられることも好適である。

（実施の形態３）

実施の形態３では、本考案のレールボンドの剥離進行の抑制向上の実験結果について説明する。

（振動加速度試験）
図８は、レールボンドの振動加速度実験結果を示す表である。レールボンドを実験用レールに溶着して、レールに振動を与えて溶着状態や剥離状態を確認した結果である。

振動加速度試験においては、実験用レールの強度限界である最大８００万回の打撃を１１２時間において行った。打撃治具により実験用レールに打撃を与えることで、レールボンドを装着した実験用レールに振動を付与する。電車の走行による振動付与を再現する方法である。打撃付与の終了後の溶着面積を測定した。ここで、振動加速度を約２万Ｇとするように実験を行った。

図８において「従来品」とあるのは比較例であり、端子の角部にＲが備わってないなどの本考案の特徴を備えていないレールボンドである。図８において「オーバル」とあるのは、本考案のレールボンドであり実施例である。それぞれにおいて、Ｎｏ．１からＮｏ．１０までの比較例と実施例を製作して、振動付与および剥離状態の確認を行った。複数の製作品により実験を行うことで、再現性や信頼性の高い実験を行った。

振動付与後の溶着面積を、製作品のそれぞれで測定し、平均値を算出した。比較例と実施例のそれぞれで図８の表にはこれらを記載している。なお、比較例においては、溶着面の剥離進行が相対的に早く、振動付与のための打撃回数は２００万回で終了している。これに対して、本考案のレールボンドである実施例では、８００万回の打撃付与を行っている。

図８の表の結果から分かる通り、Ｎｏ１～Ｎｏ１０の製作品のいずれにおいても、実施例の溶着面積の残量が大きい。平均値においては、２００万回の打撃付与後の比較例の溶着面積（の残存量）は８４％である。これに対して、８００万回の打撃付与後の実施例の溶着面積（の残存量）は、９５％である。

すなわち、端子２の溶着面４に半田を塗布して溶着したレールボンドでも、比較例においては、２００万回の打撃付与後に８４％しか半田により溶着されている溶着面が残存していないのに対して、実施例では８００万回の打撃付与後でも、９５％の半田により溶着されている溶着面が残存している。

半田により溶着されている溶着面積の残存率が高いことは、振動や応力に対しての耐久性が高いことを示している。図８の実験結果からも、本考案のレールボンドの耐久性の高さが確認された。残存率が高いことで、剥離進行が遅く、脱落までの時間を長くできる。

また、比較例においては、溶着面の残存率が、７６％～９３％とばらつきが大きいのに対して、実施例においては、溶着面の残存率のバラツキが小さい（Ｎｏ．５の８１％を除けば、９５％～１００％とばらつきが小さい）。この点から、脱落までの時間を長くできることに加えて、信頼性を高めて、メンテナンスを容易にすることもできる。

振動加速度試験により、これを確認することができた。

（曲げ試験）
次いで曲げ試験を行った。図９は曲げ試験の方法を示す模式図である。曲げ試験では、実験用レールに比較例と実施例（比較例および実施例は上述した通りである）のレールボンドをそれぞれ溶着する。このとき、図９のように横方向への溶着および縦方向への溶着を行った。これに図９のような上下からの加圧治具を用いて曲げ圧力を付与する。

この曲げ圧力に対して、剥離が始まる状態での曲がり量を「ストローク量」として測定する。ストローク量が大きいほど、曲げに対しての追従能力が高いことを示している。

レールには走行する列車からの振動やこれによる応力が加わる。これに加えて、走行する列車によるレールのたわみが生じうる。すなわち、レールには形状として曲がるようなたわみが生じうる。

レールに溶着されているレールボンドにも、このたわみが伝わる。たわみにより、レールボンドの溶着面に剥離が生じやすくなり、剥離の進行により脱落が生じる。レールが曲がるようなたわみにより、溶着面の剥離がどうしても進行するからである。

このため、曲げ試験によりこのレールのたわみを再現して、このレールのたわみへの耐久性をこの曲げ試験により確認した。上述の通り、剥離するタイミングでのストローク量が大きい方が、曲げ（たわみ）に対しての追従能力が高い。追従能力が高いことは、たわみによる剥離や脱落を抑制できることを示している。

図１０は、曲げ実験結果を示す表である。図１１は、図１０の表をグラフにして表したものである。

従来品は、図８の振動実験と同じく比較例であり、オーバルは本考案のレールボンドである実施例である。

図１０，図１１の結果から明らかな通り、実施例である本考案のレールボンドの方が横方向でも縦方向でもストローク量が大きいことが確認された。横方向は、６．２９ｍｍと１２．４ｍｍの違いがある。縦方向は、８．１１ｍｍと１２．４ｍｍの違いがある。

ストローク量が大きいことから、本考案のレールボンドのたわみや曲がりに対する追従能力が高まっていることが分かる。追従能力が高ければ、振動だけでなく、応力やたわみに対しても、剥離進行や脱落を抑制する能力が高い。結果として、脱落を遅らせつつ、メンテナンス性を向上させることができる。

以上、本考案のレールボンドの耐久性などの高さが、実験からも確認できた。

なお、実施の形態１～３で説明されたレールボンドは、本考案の趣旨を説明する一例であり、本考案の趣旨を逸脱しない範囲での変形や改造を含む。

１ レールボンド
２ 端子
３ 終端
４ 溶着面
４１ 溝
１０ 導電体

Claims (13)

1. 分離して隣接するレール同士を電気的に接続する導電体と、
   前記導電体と電気的に接続して、前記レールの側面に電気的に接合される端子と、
   前記端子に設けられ、前記導電体を電気的に接続する終端と、を備え、
   前記端子の先端側角部外周が、Ｒ（曲面）を有する、レールボンド。
2. 前記端子の後端側角部外周が、Ｒ（曲面）を有する、請求項１記載のレールボンド。
3. 前記端子の先端側角部の前記Ｒは、前記端子の後端側角部の前記Ｒよりも曲率が高い、請求項２記載のレールボンド。
4. 前記先端側角部の２つの前記Ｒの曲率は略同一であり、
   前記後端側角部の２つの前記Ｒの曲率は略同一である、請求項２記載のレールボンド。
5. 前記端子の外周の少なくとも一部は、傾斜部を有する、請求項１記載のレールボンド。
6. 前記端子の先端側および前記端子の後端側のそれぞれが、前記傾斜部を有する、請求項５記載のレールボンド。
7. 前記後端側の前記傾斜部の傾斜角度は、前記先端側の前記傾斜部の傾斜角度と相違する、請求項６記載のレールボンド。
8. 前記後端側の前記傾斜部の傾斜角度は、前記先端側の前記傾斜部の傾斜角度よりも急である、請求項７記載のレールボンド。
9. 前記先端側の前記傾斜部の領域面積は、前記後端側の前記傾斜部の領域面積より大きい、請求項６記載のレールボンド。
10. 前記端子の厚みは、約３．５ｍｍである、請求項１記載のレールボンド。
11. 前記端子の前記レールへの溶着面は、複数の溝を有する、請求項１記載のレールボンド。
12. 前記複数の溝は、相互に交差するおよび相互に平行することの少なくとも一方である、請求項１１記載のレールボンド。
13. 前記導電体は、素線の集合体であり、
    前記終端は孔を有して、前記端子の表面に設けられると共に前記導電体を挿入して圧着する、請求項１から１２のいずれか記載のレールボンド。

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