JP3387885B2 - レール用継ぎ目板 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】本発明は、隣接するレールの
端部側面間にまたがって配設される繊維強化熱硬化性樹
脂製のレール用継ぎ目板に係り、より詳細には、強度の
向上を図ったレール用継ぎ目板に関するものである。 【０００２】 【従来の技術】従来より、鉄道用のレールの接続箇所に
は、隣接するレールの端部側面間にまたがって継ぎ目板
と呼ばれる部材が配設されている。 【０００３】この継ぎ目板は、隣接する各レールの端部
にボルト等の締締具によって連結されている。つまり、
隣接するレールは、この継ぎ目板によって連結された構
造となっている。 【０００４】ところで、信号機や踏切警報機の設置箇所
に配設されるレールは、その信号機や踏切警報機を含む
ある一定区間において電気回路を形成する必要がある。
そのため、この一定区間のレールを連結する継ぎ目板
は、絶縁性を有する必要がある。このように、電気回路
を形成する一定区間のレールを連結する継ぎ目板は、絶
縁性を必要としないその他の区間のレールを連結する継
ぎ目板と区別すべく、一般に絶縁継ぎ目板と呼ばれてい
る。 【０００５】一方、電気伝導体である鋼鉄製の継ぎ目板
は、絶縁継ぎ目板としてそのまま使用することができな
いので、従来は図６に示すように、レール５１と継ぎ目
板５２との間に絶縁プレート５３や絶縁チューブ５４を
介在させて、絶縁性を確保していた。 【０００６】しかしながら、このような鉄鋼製の継ぎ目
板５２は重く、レール５１に取り付ける際の作業性の悪
いものであった。また、普通の継ぎ目板５２を絶縁継ぎ
目板として使用する場合には、上述の如く絶縁プレート
５３や絶縁チューブ５４を介在させる必要があるため、
現場での作業工数が多くなり、この点でもレール５１に
取り付ける際の作業性の悪いものであった。 【０００７】そこで、このような作業性の悪さを解消す
るものとして、継ぎ目板全体をマット層とロービング層
とを補強繊維とする繊維強化熱硬化性樹脂で形成した継
ぎ目板が提供されている（例えば、特開昭５０−４７３
０１号公報、特開平７−１４５６０１号公報参照）。 【０００８】ここで、補強繊維としてマット層とロービ
ング層とを使用しているのは次の理由による。すなわ
ち、補強繊維をマット層だけにすると、繊維の密度が低
くなり、熱硬化性樹脂の割合が多くなって強度が低下す
るためであり、また補強繊維をロービング層だけにする
と、長手方向への引張力には強いものの繊維の垂直方向
からの力に対して弱いので、繊維がばらけてしまうため
である。 【０００９】このような樹脂製の継ぎ目板によれば、軽
量で作業性が良く、かつ絶縁プレート５３や絶縁チュー
ブ５４といった絶縁部材を介在させることなく、絶縁性
を確保することができる。 【００１０】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、マット
層とロービング層とからなる繊維強化熱硬化性樹脂製の
継ぎ目板では、レール間に取り付けて列車通過時と同様
の荷重をかけた場合、曲げ荷重による上部レール接触面
の圧縮力、下部レール接触面の引っ張り応力、ボルト５
５の締め込み軸力による圧縮応力など、様々な荷重がか
かるため、マット層とロービング層との層間で剪断破壊
を起こして、疲労破壊してしまうといった問題があっ
た。 【００１１】本発明はこのような問題点を解決すべく創
案されたもので、その目的は、マット層とロービング層
との層間で発生する剪断破壊の防止を図ったレール用継
ぎ目板を提供することにある。 【００１２】 【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明のレール用継ぎ目板は、隣接するレールの端
部側面間にまたがって配設されるとともに、ボルトによ
って前記レールに締め付け固定される繊維強化熱硬化性
樹脂により作製されたレール用継ぎ目板であって、この
レール用継ぎ目板は、レールの頭部に下面に沿って当接
される上面傾斜面とレールの基部に上面に沿って当接さ
れる下面傾斜面とを有し、その上面傾斜面及び下面傾斜
面のみを介してレールと接触する構造となっており、マ
ット層とロービング層とによって形成されるとともに、
前記マット層が、継ぎ目板のレールと接触する接触面で
ある前記上面傾斜面に加わる圧縮力に対して垂直になる
ように４層積層されている部分と、引っ張り応力が加わ
る下面傾斜面に対して４層積層されている部分とを有す
るものである。 【００１３】つまり、マット層が、継ぎ目板のレールと
接触する接触面である前記上面傾斜面に加わる圧縮力に
対して垂直になるように４層積層されている部分と、引
っ張 り応力が加わる下面傾斜面に対して４層積層されて
いる部分とを有するので、マット層とロービング層との
層間に剪断力が働かないため、これらの圧縮力、引っ張
り応力に対して十分な強度を持つことになる。【００１４】 【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照して説明する。図１は、本発明のレール
用継ぎ目板（以下、単に継ぎ目板と称する）の斜視図、
図２は断面図、図３及び図４は継ぎ目板をレールに取り
付けた状態を示す正面図及び縦断面図である。【００１５】 本発明の継ぎ目板１は、横長の平板形状に
形成されており、後述するレール１０に対向する面２
は、若干湾曲しているもののほぼ平坦面に形成されてい
る。また、対向面２には、その幅方向に沿って４個の貫
通孔７ａ，７ａ，７ｂ，７ｂが形成されており、左側の
２個の貫通孔７ａ，７ａと、右側の２個の貫通孔７ｂ，
７ｂとがそれぞれ対になっている。【００１６】 なお、対向面２と反対側の面（外面）８
は、凹凸形状に形成されており、凹部８ａは、後述する
ボルト１６又はナット１７の嵌合溝となっている。【００１７】 このように形成された継ぎ目板１は、熱伸
縮を許容可能な一定の隙間ｐを存して隣接するレール１
０，１０の端部側面間にまたがって、図３及び図４に示
すような状態に取り付けられる。【００１８】 すなわち、レール１０は、図４に示す如
く、図示しない枕木に取り付けられる部分である基部１
１と、図示しない列車の車輪が接触する部分である頭部
１３と、基部１１及び頭部１３よりも幅狭に形成された
柱部１２とで形成されている。【００１９】 そして、継ぎ目板１は、上側傾斜面３がレ
ール１０の頭部１３の下面に沿って当接されるととも
に、下側傾斜面４がレール１０の基部１１の上面に沿っ
て当接され、対向面２がレール１０の柱部１２に対して
若干の隙間を存するように配設されるものである。【００２０】 つまり、継ぎ目板１は、上側傾斜面３及び
下側傾斜面４のみを介してレール１０と接触する構造と
なっている。【００２１】 なお、図中の符号１５はレール１０に形成
されたボルト挿通孔、符号１６は継ぎ目板１の貫通孔７
ａ（７ｂ）及びレール１０のボルト挿通孔１５に挿通さ
れたボルト、符号１７はナット、符号１８は座金であ
る。【００２２】 また、継ぎ目板１の外面８の中央部に凹部
８ａを設けて他の部分より薄くしているのは、垂直方向
の剛性を小さくして、継ぎ目板１をボルト１６でレール
１０に緊締するときに、継ぎ目板１をレール１０の基部
１１と頭部１３とに密着させ易くするためである。【００２３】 上記構成において、本発明の継ぎ目板１
は、マット層１ａとロービング層１ｂとによって形成さ
れており、マット層１ａを、継ぎ目板１のレール１０と
接触する接触面である上面傾斜面３に加わる圧縮力に対
して垂直になるように４層積層したものである。【００２４】 すなわち、図１及び図２に示すように、マ
ット層１ａを、レール１０の頭部１３の下面に当接する
上側傾斜面３に加わる圧縮力（すなわち、列車通過時に
レール１０から受ける圧縮荷重：矢符ｎにより示す）に
対して、垂直になるように４層積層したものである。【００２５】 つまり、マット層１ａを圧縮力ｎに対して
垂直になるように４層積層したので、マット層１ａとロ
ービング層１ｂとの層間に剪断力が働かないため、圧縮
力ｎに対して十分な強度を持つことになる。【００２６】 このような継ぎ目板１の材料として用いる
熱硬化性樹脂としては、不飽和ポリエステル樹脂、エポ
キシ樹脂、ビニルエステル樹脂、フェノール樹脂などが
好適に用いられるが、耐疲労強度、伸び、耐熱性などを
考慮すると、成形性にも優れたビニルエステル樹脂が最
も好適である。【００２７】 また、継ぎ目板１の材料として用いる補強
繊維としては、表面部分は炭素繊維のみを用いる。ま
た、中心部分は、ガラス繊維、炭素繊維、アラミド繊
維、アクリル繊維、ビニロン繊維などが好適に用いら
れ、これらを単独で又は任意に組み合わせて使用する。
マット層の形態としてはロービング、チョップドストラ
ンドマット、コンティニアスマット、ロービングクロス
などが用いられ、これらを単独で又は任意に組み合わせ
て使用する。また、ロービング層の形態としては、ガラ
スストラッドを所定の本数均一に引き揃えて円筒状に巻
いたガラスロービングが好適に使用される。【００２８】 なお、上記構成の継ぎ目板１の製造方法と
しては、引抜成形法、プレス成形法、反応射出成形法な
どの従来公知の繊維強化合成樹脂成形方法が採用できる
が、この中でも生産性、積層性などの点で引抜成形法が
最も有利である。【００２９】 引抜成形法は、熱硬化性樹脂を含浸させた
補強繊維を引き揃えた後、継ぎ目板１の横断面形状に適
合した内面形状を有する金型の中に連続的に移送しつつ
加熱硬化させ、引き抜いた後に所定寸法に切断して、最
後にボルト挿通孔を開設するものである。【００３０】 繊維強化熱硬化性樹脂製の継ぎ目板１は、
軽量であるため片手で運搬が可能であり、１セットを運
搬し施工するのに１人の作業者で行える。また、絶縁継
ぎ目板として用いれば、表面は絶縁体であるガラス繊維
強化熱硬化性樹脂で覆われているので、絶縁性能は高
く、高い絶縁信頼性が期待できる。【００３１】 【実施例】次に、上記構成の継ぎ目板１の実施例につて
い説明する。本実施例の継ぎ目板１は、長さＬ＝５６０
ｍｍ、高さＨ＝１０５ｍｍ、厚さＴ≒５５ｍｍであり、
現在用いられている鋼製の５０ｋｇＮ型レール用継ぎ目
板とほぼ同形状に成形する。【００３２】 成形方法は、硬化剤が混合された液状熱硬
化性樹脂に、下記の補強繊維を浸漬し、この補強繊維を
継ぎ目板の断面形状に適合した内面形状を備えた金型に
導入しつつ加熱し、金型の長手方向に引き抜いて硬化さ
せ、定尺に切断するものである。ボルト挿通孔は、定尺
切断後にホールドカッターにより規定の位置に開設す
る。【００３３】 本実施例の継ぎ目板１におけるマット層１
ａの積層形態は、上側傾斜面３に加わる圧縮力ｎ、及び
下側傾斜面４に加わる引っ張り応力に対してそれぞれ４
層形成したものである。また、マット層１ａの両端部１
ｃ，１ｄは、上側傾斜面３の後側端部３ａ及び下側傾斜
面４の後側端部４ａを結ぶ面より外面８側まで延設して
いる。【００３４】 このとき使用した原材料の詳細は次の通り
である。補強繊維：ガラスロービング（旭ファイバー社
製 ♯４４５０）、コンティニアスストランドマット
（旭ファイバー社製 ♯４５０）、ガラスクロス（日本
板硝子社製 ♯５８０）。熱硬化性樹脂：ビニルエステ
ル樹脂。硬化剤：有機過酸化物（ｔ−ブチルパーオキシ
ベンゾエート）。【００３５】 本実施例で作製した継ぎ目板１と従来の継
ぎ目板との疲労強度の比較を行った。その比較結果を図
５に一覧表として示す。【００３６】 図５に示す表から、本実施例の継ぎ目板１
の耐疲労特性が、従来の継ぎ目板に比べて大幅に向上し
ていることがわかる。【００３７】 また、図６に示す表から、本実施例の継ぎ
目板１の静的曲げ荷重、破壊疲労回数が、従来の継ぎ目
板に比べて共に向上していることがわかる。【００３８】 【発明の効果】本発明のレール用継ぎ目板は、レールの
頭部に下面に沿って当接される上面傾斜面とレールの基
部に上面に沿って当接される下面傾斜面とを有し、その
上面傾斜面及び下面傾斜面のみを介してレールと接触す
る構造となっており、マット層とロービング層とによっ
て形成されるとともに、前記マット層が、継ぎ目板のレ
ールと接触する接触面である前記上面傾斜面に加わる圧
縮力に対して垂直になるように４層積層されている部分
と、引っ張り応力が加わる下面傾斜面に対して４層積層
されている部分とを有するので、マット層とロービング
層との層間に剪断力が働かないため、この圧縮力、引っ
張り応力に対して十分な強度が得られるものである。

【図面の簡単な説明】 【図１】本発明のレール用継ぎ目板の斜視図である。 【図２】本発明のレール用継ぎ目板の断面図である。 【図３】継ぎ目板をレールに取り付けた状態を示す正面
図である。 【図４】継ぎ目板をレールに取り付けた状態を示す縦断
面図である。 【図５】本発明のレール用継ぎ目板と従来のレール用継
ぎ目板の疲労強度の比較結果を示す表である。 【図６】従来の継ぎ目板をレールに取り付けた状態を示
す縦断面図である。 【符号の説明】 １ 継ぎ目板 １ａ マット層 １ｂ ロービング層 ３ 上側傾斜面 ４ 下側傾斜面 ８ 外面 １０ レール １６ ボルト

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 隣接するレールの端部側面間にまたがっ
   て配設されるとともに、ボルトによって前記レールに締
   め付け固定される繊維強化熱硬化性樹脂により作製され
   たレール用継ぎ目板であって、このレール用継ぎ目板
   は、レールの頭部に下面に沿って当接される上面傾斜面
   とレールの基部に上面に沿って当接される下面傾斜面と
   を有し、その上面傾斜面及び下面傾斜面のみを介してレ
   ールと接触する構造となっており、マット層とロービン
   グ層とによって形成されるとともに、前記マット層が、
   継ぎ目板のレールと接触する接触面である前記上面傾斜
   面に加わる圧縮力に対して垂直になるように４層積層さ
   れている部分と、引っ張り応力が加わる下面傾斜面に対
   して４層積層されている部分とを有することを特徴とす
   るレール用継ぎ目板。