JP3974546B2 - レール締結装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、レールを支持体に締結するレール締結装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
（従来技術１）
図１７は、従来のレール締結装置（従来技術１）の平面図である。図１８は、従来のレール締結装置（従来技術１）の正面図である。図１９は、従来のレール締結装置（従来技術１）の高さ調整後の状態を示す正面図である。
図１７及び図１８に示す従来のレール締結装置（従来技術１）１０３は、軌道パッド１０４と、調節パッキン１０５と、締結ばね１０７と、ばね受台１０８と、埋込栓１０９と、締結ボルト１１０と、座金１１１ａ，１１１ｂと、絶縁カラー１１１ｃとを備える直結４形のレール締結装置である。
【０００３】
この従来技術１では、路盤コンクリートの沈下などによってレール１０１が上下方向に変位する軌道狂いが発生したときに、図１９に示すように調節パッキン１０５の厚みを調節してこの軌道狂いが修正される。また、この従来技術１では、レール１０１が長手方向と直交する方向（左右方向）に変位する軌道狂いが発生したときに、厚みの異なる左右のばね受台１０８の左右を入れ替えたり、くさび状のばね受台１０８の差込量を変化させたりしてこの軌道狂いが修正される。
【０００４】
（従来技術２）
図２０は、従来のレール締結装置（従来技術２）の平面図である。図２１は、従来のレール締結装置（従来技術２）の正面図である。
図２０及び図２１に示す従来のレール締結装置（従来技術２）２０３は、鋼板２０４ａ付きの軌道パッド２０４と、調節パッキン２０５と、タイプレート２０６と、締結ばね２０７と、調整鋼板２０８と、絶縁板２０９と、座金２１１ａと、締結ボルト２１２ａと、締結ナット２１３ａと、ばね座金２１１ｂと、平座金２１１ｃ，２１１ｄと、絶縁カラー２１１ｅと、カバープレート２１１ｆと、Ｔボルト２１２ｂと、締結ナット２１３ｂとを備える直結８形のタイプレート式レール締結装置である。この従来技術２では、レール２０１の左右方向の調整はタイプレート２０６を左右に調整（±１０mm）可能であり、上下方向の調整は調整パッキン２０５で行い（１０mm）、さらにタイプレート２０６の下に調整鋼板２０８を挿入することで、調整量（１０〜３０mm）を大きくすることができる。
【０００５】
（従来技術３）
図２２は、従来のレール締結装置（従来技術３）の高さ調整後の状態を示す正面図である。なお、図１７〜図２１に示す部分と同一の部分については、対応する番号を付して詳細な説明を省略する。
図２２に示す従来のレール締結装置（従来技術３）３０３は、締結ばね３０７と締結ナット３１３との間に挟み込まれる補助ばね３１１を備えるタイプレート式レール締結装置である（例えば、特許文献１参照）。この補助ばね３１１は、高さの異なる二つの脚部３１１ａ，３１１ｂを備えている。この従来技術３では、補助ばね３１１を水平方向にスライドさせて締結ばね３０７と脚部３１１ａ，３１１ｂとが接する位置を調節したり、脚部３１１ａ，３１１ｂが入れ替わるように補助ばね３１１の姿勢を左右で変化させたりすることができる。その結果、締結ばね３０７の傾斜角度に応じて補助ばね３１１が水平になるようにこの補助ばね３１１を締結ばね３０７上に位置決めして、補助ばね３１１と締結ナット３１３とを密着させることができる。
【０００６】
【特許文献１】
特開2001-81704号公報（段落番号0017〜0018、図１及び図２）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
従来技術１は、上下方向の調節量が０〜１０mmであり、左右方向の調節量が−６〜６mmであるため、レール１０１の調整量を大きくすることができないという問題があった。また、この従来技術１は、図１９に示すように、締結ばね１０７の姿勢が変化して傾きが大きくなると、座金１１１ｂと締結ばね１０７との間に隙間が生じてこれらが完全に密着しないため、締結ボルト１１０と締結ばね１０７との間の締結力が不均一になる問題があった。
【０００８】
従来技術２は、従来技術１に比べて、レール２０１の上下方向及び左右方向の調整量を大きくすることができる。しかし、この従来技術２では、従来技術１と同様に、締結ばね２０７の姿勢が変化して傾きが大きくなると、座金２１１ａと締結ばね２０７との間に隙間が生じてしまう問題があった。また、従来技術２は、上下方向の調整量を大きくするために使用されるタイプレート２０６の材料コストが高価であり、締結装置を構成する部品数が多くなり組立作業に手間がかかるという問題があった。
【０００９】
従来技術３は、従来技術１，２と異なり、締結ばね３０７の姿勢が変化しても補助ばね３１１と締結ナット３１３とを略均一に密着させることができる。しかし、この従来技術３は、従来技術２と同様にタイプレート３０６の材料コストが高価であり、補助ばね３１１を水平にするための位置決め作業が必要になるため、組立作業に手間がかかるという問題があった。
【００１０】
この発明の課題は、低コストで作業性を向上させることができるレール締結装置を提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
この発明は、以下に記載するような解決手段により、前記課題を解決する。
なお、この発明の実施形態に対応する符号を付して説明するが、この実施形態に限定するものではない。
請求項１の発明は、図１〜図４及び図１４〜図１６に示すように、レール（１）を支持体（２）に締結するレール締結装置であって、前記レールを押さえ付けて締結する締結ばね（７）と、前記締結ばねの長孔（７ｇ）を貫通する締結ボルト（１０；１８）と、前記締結ばねと前記締結ボルトとの間に挟み込まれる座金（１１；１９）とを備え、前記座金は、前記締結ボルトの球面座（１０ｂ；１８ｂ）と接触する球面（１１ｂ；１９ｂ）と、前記締結ばねの長孔と嵌合してこの座金の回転を防止する回転防止部（１１ｃ；１９ｃ）とを備え、前記回転防止部と前記締結ばねの長孔との間には、レールの上下方向及び左右方向の位置を調整可能なように、この締結ばねの長孔の長さ方向に隙間が形成されていることを特徴とするレール締結装置（３）である。
【００１２】
請求項２の発明は、請求項１に記載のレール締結装置において、図３及び図１５に示すように、前記締結ボルト及び前記座金は、この締結ボルトの球面座の円周部（１０ｄ；１８ｄ）とこの座金の球面の円周部（１１ｄ；１９ｄ）とが互いに接触することを特徴とするレール締結装置である。
【００１３】
請求項３の発明は、請求項１又は請求項２に記載のレール締結装置において、前記締結ボルトの球面座及び前記座金の球面は、一方が凸状の球面を有し、他方がこの凸状の球面と接触する凹状の球面を有することを特徴とするレール締結装置である。
【００１４】
請求項４の発明は、図５〜図８に示すように、レール（１）を支持体（２）に締結するレール締結装置であって、前記レールを押さえ付けて締結する締結ばね（７）と、前記締結ばねの長孔（７ｇ，７ｆ）を貫通する締結ボルト（１２）と、前記締結ボルトに装着される締結ナット（１３）と、前記締結ばねと前記締結ナットとの間に挟み込まれる座金（１１）とを備え、前記締結ボルトは、前記締結ばねの長孔（７ｆ）と嵌合してこの締結ボルトの回転を防止するボルト側回転防止部（１２ｃ）を備え、前記座金は、前記締結ナットの球面座（１３ｂ）と接触する球面（１１ｂ）と、前記締結ばねの長孔（７ｇ）と嵌合してこの座金の回転を防止する座金側回転防止部（１１ｃ）とを備え、前記ボルト側回転防止部と前記締結ばねの長孔との間には、レールの上下方向及び左右方向の位置を調整可能なように、この締結ばねの長孔の長さ方向に隙間が形成されており、前記座金側回転防止部と前記締結ばねの長孔との間には、レールの上下方向及び左右方向の位置を調整可能なように、この締結ばねの長孔の長さ方向に隙間が形成されていることを特徴とするレール締結装置（３）である。
【００１５】
請求項５の発明は、請求項４に記載のレール締結装置において、図７に示すように、前記締結ナット及び前記座金は、この締結ナットの球面座の円周部（１３ｄ）とこの座金の球面の円周部（１１ｄ）とが互いに接触することを特徴とするレール締結装置である。
【００１６】
請求項６の発明は、請求項４又は請求項５に記載のレール締結装置において、前記締結ナットの球面座及び前記座金の球面は、一方が凸状の球面を有し、他方がこの凸状の球面と接触する凹状の球面を有することを特徴とするレール締結装置である。
【００２５】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
以下、図面を参照して、この発明の第１実施形態について詳しく説明する。
図１は、この発明の第１実施形態に係るレール締結装置の平面図である。図２は、この発明の第１実施形態に係るレール締結装置の高さ調整前後の状態を示す正面図である。図３は、この発明の第１実施形態に係るレール締結装置の締結ボルトと座金との接触状態を示す断面図である。図４は、この発明の第１実施形態に係るレール締結装置の回転防止部の断面図であり、図４（Ａ）は横断面図であり、図４（Ｂ）は縦断面図である。なお、図１及び図２では、軌道を構成する一対のレールのうち一方のレールを締結するレール締結装置のみを図示し、他方のレールを締結するレール締結装置については図示を省略する。
【００２６】
図１及び図２に示すレール１は、鉄道車両の車輪を支持し案内してこの鉄道車両を走行させる部材である。レール１は、鉄道車両の車輪と接触するレール頭部１ａと、支持体２に取り付けられるレール底部１ｂと、レール頭部１ａとレール底部１ｂとを繋ぐレール腹部１ｃとから構成されている。支持体２は、レール１を支持する部材である。支持体２は、プレストレスコンクリートまくらぎ（PCまくらぎ）、又はコンクリートスラブなどのコンクリート道床である。支持体２は、凹状の段差部分に所定の傾斜角度で形成されたショルダ部２ａと、凹状の平坦部分に形成されたレール座面２ｂとを備えている。
【００２７】
レール締結装置３は、レール１を支持体２に締結する装置である。レール締結装置３は、PCまくらぎやコンクリートスラブなどにレール１を直接締結する直結型レール締結装置であり、列車が通過する際に発生する振動を吸収する緩衝機能を有する。レール締結装置３は、図１及び図２に示すように、軌道パッド４と、調節パッキン５と、高低調整板６と、締結ばね７と、ばね受台８と、埋込栓９と、締結ボルト１０と、座金１１とを備えている。レール締結装置３は、レール底部１ｂとレール座面２ｂとの間に軌道パッド４などを挟み込み、締結ばね７によってレール１を支持体２に締結する二重弾性締結装置である。
【００２８】
図２に示す軌道パッド４は、レール１と支持体２との間に挿入する弾性体である。軌道パッド４は、列車が通過する際に発生する衝撃荷重を緩和するとともに、レール１が長手方向に移動するふく進に対する抵抗力を確保するために、レール底部１ｂとレール座面２ｂとの間に挟み込まれる加硫ゴム製やウレタン製の板状部材である。軌道パッド４には、レール底部１ｂと接触する側の表面に鋼板４ａが接着され固定されている。軌道パッド４は、支持体２がPCまくらぎや軌道スラブの場合に、これらの表面を保護し電気的に絶縁する機能を有する。
【００２９】
調節パッキン５は、レール１と支持体２との間に挿入してレール１の上下位置を調節する部材である。調節パッキン５は、例えば、レール１の高低が調節された後に軌道パッド４と高低調整板６との間の間隙部にシート状の袋を挿入し、この袋に合成樹脂を圧入し硬化させてレール１の高さを任意に修正する可変パッドである。
【００３０】
高低調整板６は、レール１と支持体２との間に挿入してレール１の高低の不整を修正する部材である。高低調整板６は、例えば、地盤沈下によってレール１が沈下したときに未沈下の高さに合わせるために、レール座面２ｂと調節パッキン５との間に挿入されるプラスチック製のはさみ木である。高低調整板６は、各種の厚さのものが用意されており沈下量に応じて挿入される。高低調整板６は、レール座面２ｂ上に設置されており、高低調整板６には貫通孔６ａが形成されている。
【００３１】
締結ばね７は、レール１を押さえ付けて締結するばねである。締結ばね７は、板状のばね鋼を略Ｕ字状に折り曲げて形成した板ばね（主ばね）であり押さえ金（ばねクリップ）として機能する。締結ばね７は、先端部７ａ，７ｂと、板状部７ｃ，７ｄと、屈曲部７ｅとから構成されている。先端部７ａ，７ｂは、レール底部１ｂの上面を板ばねの弾性力によって押さえ付ける部分であり、先端部７ａは先端部がフック状に形成されておりレール底部１ｂの上面及び側面を押さえ付け、先端部７ｂは先端部７ａを上部側から押さえ付ける。板状部７ｃ，７ｄは、締結ばね７の板状に形成された平坦な部分であり、板状部７ｃ，７ｄにはレール１の左右方向における穴径が長い貫通孔（長孔）７ｆ，７ｇが形成されている。屈曲部７ｅは、ばね鋼を略Ｕ字状に折り曲げて形成した端部である。
【００３２】
ばね受台８は、締結ばね７を支持する部材である。ばね受台８は、支持体２のショルダ部２ａと締結ばね７の屈曲部７ｅとの間に挿入されており、図１に示すようにレール１と支持体２とを電気的に絶縁するプラスチック製のくさび状の部材である。ばね受台８は、図２に示すように、締結ばね７の屈曲部７ｅと密着してこの締結ばね７を支持し、列車が通過する際にレール１の左右方向に発生する横圧力をショルダ部２ａに伝達させる。ばね受台８は、ショルダ部２ａと屈曲部７ｅとの間に挿入されたときに、この挿入量を調節することによってレール１の左右方向の位置を調節する。
【００３３】
埋込栓９は、締結ボルト１０を締結するために支持体２に埋め込まれる部材である。埋込栓９は、レール１と支持体２とを電気的に絶縁する不飽和ポリエステル樹脂製又はナイロン製の受け栓である。埋込栓９の内周部には雌ねじ部９ａが形成されている。
【００３４】
締結ボルト１０は、締結ばね７を締め付ける部材である。締結ボルト１０は、雄ねじ部１０ａと球面部１０ｂとを有し締結ばね７に装着される球座六角ボルトである。雄ねじ部１０ａは、埋込栓９の雌ねじ部９ａと噛み合う部分であり締結ボルト１０の先端部に形成されている。図２及び図３に示す球面部１０ｂは、締結ボルト１０の球面座でありこの締結ボルト１０のフランジ部の座が球面状（凸状の球面）に形成されている。締結ボルト１０は、図２に示すように、締結ばね７の貫通孔７ｆ，７ｇ及び高低調整板６の貫通孔６ａを貫通して雌ねじ部９ａにねじ込まれて固定される。
【００３５】
座金１１は、締結ボルト１０の球面部１０ｂと締結ばね７との間に挟み込まれる部材である。座金１１は、図２及び図３に示すように、貫通孔１１ａと、球面部１１ｂと、回転防止部１１ｃとを有する球面座金である。貫通孔１１ａは、締結ボルト１０が貫通する部分である。球面部１１ｂは、球面部１０ｂと接触する座金１１の球面部分であり、球面部１０ｂと接触する側の座金１１の表面が球面状（凹状の球面）に形成されている。このように、この第１実施形態では、締結ばね７と締結ボルト１０との間に球面部１０ｂとこの球面部１０ｂと接触する球面部１１ｂとを備えている。締結ボルト１０及び座金１１は、図３に示すように、球面部１０ｂの円周部１０ｄと球面部１１ｂの円周部１１ｄとが互いに接触するように、球面部１０ｂの曲率半径よりも球面部１１ｂ曲率半径のほうが僅かに小さく形成されている。この第１実施形態では、締結ボルト１０によって座金１１を締め付けたときにこれらの間に発生する締付トルクが大きくなり締結ボルト１０が緩み難くなるように、締結ボルト１０及び座金１１の中心軸Ｏから可能な限り外側に離れた位置に円周部１０ｄ，１１ｄを形成することが好ましい。
【００３６】
図２及び図４に示す回転防止部１１ｃは、締結ばね７の貫通孔７ｇと嵌合して座金１１の回転を防止する部分である。回転防止部１１ｃは、図４に示すように、球面部１１ｂと対向する側とは反対側の座金１１の表面に形成されたリブ状の突起部であり、貫通孔１１ａを囲むようにこの貫通孔１１ａを中心に２箇所に形成されている。回転防止部１１ｃの長さは、この回転防止部１１ｃが貫通孔７ｇと嵌合したときに座金１１が回転しないように、レール１の長手方向における貫通孔７ｇの幅よりも僅かに小さく形成されている。
【００３７】
次に、この発明の第１実施形態に係るレール締結装置の作用を説明する。
図２に示すように、レール底部１ｂとレール座面２ｂとの間に調節パッキン５を挿入していない状態（図２に示す左側の状態）では、締結ばね７の姿勢が水平であり締結ボルト１０の中心軸Ｏに対して板状部７ｄが略直交している。この状態では、図３に示すように、締結ボルト１０の球面部１０ｂと座金１１の球面部１１ｂとが円周部１０ｄ，１１ｄにおいて密着している。例えば、地盤沈下によって支持体２が沈下したような場合には、レール底部１ｂとレール座面２ｂとの間に調節パッキン５及び高低調整板６を挿入してレール１の高低の不整が修正される。その結果、図２に示すように、締結ばね７の姿勢が変化して締結ボルト１０の中心軸Ｏに対して板状部７ｄが傾斜し、締結ボルト１０の中心軸Ｏに対して座金１１が傾いた状態（図２に示す右側の状態）になる。
【００３８】
この状態で、図４に示すように、座金１１の回転防止部１１ｃが板状部７ｄの貫通孔７ｇに嵌め込まれて、締結ばね７上に座金１１が位置決めされ装着される。次に、図２に示すように、座金１１の貫通孔１１ａ、板状部７ｃ，７ｄの貫通孔７ｆ，７ｇ及び高低調整板６の貫通孔６ａに締結ボルト１０が挿入されて、この締結ボルト１０の雄ねじ部１０ａが埋込栓９の雌ねじ部９ａにねじ込まれる。このときに、図４に示すように、座金１１の回転防止部１１ｃが板状部７ｄの貫通孔７ｇと嵌合しているため、締結ボルト１０を回転させて締め付けても板状部７ｄ上で座金１１が回転しない。
【００３９】
図２に示すように、締結ボルト１０には凸状の球面部１０ｂが形成されており、座金１１にはこの球面部１０ｂと接触する凹状の球面部１１ｂが形成されている。このため、板状部７ｄ及び座金１１が傾いた状態で締結ボルト１０を回転させて締結ばね７を締め付けても、円周部１０ｄと円周部１１ｄとが締結ばね７の姿勢に関わらず略均一に接触する。その結果、締結ボルト１０によって締結ばね７が適正な締付力によって締め付けられる。締結ボルト１０をさらに締め付けて締結ばね７の先端部７ａ，７ｂが接触すると締結トルクが上昇し、所定のレール押さえ力によってレール１が支持体２に締結される。
【００４０】
この発明の第１実施形態に係るレール締結装置には、以下に記載するような効果がある。
(1) この第１実施形態では、締結ばね７と締結ボルト１０との間に球面部１０ｂとこの球面部１０ｂと接触する球面部１１ｂとを備える。このため、レール１の高さを調整して締結ばね７及び座金１１の姿勢が変化しても、球面部１０ｂ，１１ｂにおいて締結ボルト１０と座金１１とを略均一に接触させることができる。その結果、図１７〜図２１に示す従来技術１，２と異なり、略均一な締付力によって締結ボルト１０が締結ばね７を締め付けるため、適正な押し付け力によってレール１を支持体２に締結することができる。
【００４１】
(2) この第１実施形態では、球面部１０ｂが締結ボルト１０の球面座であり、球面部１１ｂが締結ボルト１０の球面座と締結ばね７との間に挟み込まれる座金１１の球面である。このため、図２０〜図２２に示す従来技術２，３のようなタイプレート２０６，３０６や補助ばね３１１が必要なくなるため、部品数が少なくなって作業性を大幅に改善することができる。また、従来技術２，３とは異なり、高価なタイプレート２０６，３０６を使用せずに締結ばね７の姿勢変化のみによって、レール１の上下方向及び左右方向の位置を調整することができる。例えば、このレール締結装置３では、締結ばね７の姿勢変化のみによってレール１の上下方向の調整量を０〜２０mmにすることができる。また、このレール締結装置３では、レール底部１ｂとレール座面２ｂとの間に調節パッキン５及び高低調整板６を挿入することによって、レール１の上下方向の調整量を最大０〜５５mmにすることができる。さらに、このレール締結装置３では、大小２種類の締結ばね７及び大小２種類のばね受台８の左右を入れ替えることによって、レール１の左右方向の調整量を−１０〜１０mmにすることができる。その結果、新規の軌道敷設時や補修によるレール位置調整時において必要な材料コストを低減することができるとともに、作業性を改善することができる。
【００４２】
(3) この第１実施形態では、締結ばね７の貫通孔７ｇと嵌合して座金１１の回転を防止する回転防止部１１ｃをこの座金１１が備える。その結果、締結ボルト１０を回転して締結ばね７を締め付けるときに、締結ばね７上で座金１１が回転するのを防止することができるとともに、締結ボルト１０の緩みを防止することができる。
【００４３】
(4) この第１実施形態では、締結ボルト１０の球面座の円周部１０ｄと座金１１の球面の円周部１１ｄとが互いに接触する。このため、図３に示すように、締結ボルト１０及び座金１１の中心軸Ｏから円周部１０ｄ，１１ｄまでの距離が長くなって、締結ボルト１０の締付トルクが大きくなり締結ボルト１０の緩むのを防ぐことができる。その結果、列車が通過する際にレール１に作用する横圧力によってレール１が左右方向に変位するのを防ぐことができる。
【００４４】
(5) この第１実施形態では、球面部１０ｂが凸状の球面であり、球面部１１ｂが凹状の球面であるため、締結ばね７の姿勢が変化しても球面部１０ｂと球面部１１ｂとを略均一に接触させることができる。
【００４５】
（第２実施形態）
図５は、この発明の第２実施形態に係るレール締結装置の平面図である。図６は、この発明の第２実施形態に係るレール締結装置の高さ調整前後の状態を示す正面図である。図７は、この発明の第２実施形態に係るレール締結装置の締結ボルトと座金との接触状態を示す断面図である。図８は、この発明の第２実施形態に係るレール締結装置の回転防止部の断面図であり、図８（Ａ）は横断面図であり、図８（Ｂ）は縦断面図である。以下では、図１〜図４に示す部分と同一の部分については、同一の番号を付して詳細な説明を省略する。
【００４６】
図５及び図６に示すレール締結装置３は、締結ボルト１２と締結ナット１３とを備えている。締結ボルト１２は、図６に示すように、雄ねじ部１２ａ，１２ｂと回転防止部１２ｃとを有し、締結ばね７に装着される二重ねじボルトである。雄ねじ部１２ａは、埋込栓９の雌ねじ部９ａと噛み合う部分であり締結ボルト１２の一方の先端部に形成されており、雄ねじ部１２ｂは締結ナット１３の雌ねじ部１３ａと噛み合う部分であり締結ボルト１２の他方の先端部に形成されている。回転防止部１２ｃは、締結ばね７の貫通孔７ｆと嵌合して締結ボルト１２の回転を防止する部分である。回転防止部１２ｃは、図８に示すように、締結ボルト１２の略中間部に形成された角型（横断面が四角形）の部分であり、この締結ボルト１２が回転しないように締結ばね７の板状部７ｃの貫通孔７ｆと嵌合する。
【００４７】
締結ナット１３は、図５に示す雌ねじ部１３ａと、図６及び図７に示す球面部１３ｂとを有し、締結ボルト１２に装着される球座ナットである。雌ねじ部１３ａは、締結ボルト１２の雄ねじ部１２ａよりもピッチが小さく形成されている。球面部１３ｂは、締結ナット１３の球面座でありこの締結ナット１３のフランジ部の座が球面状（凸状の球面）に形成されている。この第２実施形態では、図６及び図７に示すように、締結ナット１３の球面部１３ｂと締結ばね７との間に座金１１が挟み込まれており、締結ばね７と締結ナット１３との間に球面部１３ｂとこの球面部１３ｂと接触する球面部１１ｂとを備えている。締結ナット１３及び座金１１は、図７に示すように、球面部１１ｂの円周部１１ｄと球面部１３ｂの円周部１３ｄとが互いに接触するように、球面部１３ｂの曲率半径よりも球面部１１ｂの曲率半径のほうが僅かに小さく形成されている。この第２実施形態には、第１実施形態と同様の効果がある。
【００４８】
（第３実施形態）
図９は、この発明の第３実施形態に係るレール締結装置の平面図である。図１０は、この発明の第３実施形態に係るレール締結装置の高さ調整前後の状態を示す正面図である。
図９及び図１０に示すレール締結装置３は、締結ばね１４と座金１５とを備えている。締結ばね１４は、図１〜図８に示す締結ばね７と同様な構造であり、以下では締結ばね７と対応する部分については、対応する符号を付して詳細な説明を省略する。締結ばね１４には、締結ばね７の平坦面状の板状部７ｄとは形状の異なる円弧面部１４ｈが形成されており、この円弧面部１４ｈは締結ばね１４の円弧面状の表面（凸状の円弧面）である。座金１５は、締結ばね１４と締結ボルト１０との間に挟み込まれており、貫通孔１５ａと円弧面部１５ｂとを有する円弧座金である。貫通孔１５ａは、締結ボルト１０が貫通する長孔であり、円弧面部１５ｂは締結ばね１４の円弧面部１４ｈと接触する側の座金１５の表面が円弧面状（凹状の円弧面）に形成されている。この第３実施形態では、締結ばね１４と締結ボルト１０との間に円弧面部１４ｈとこの円弧面部１４ｈと接触する円弧面部１５ｂとを備えている。このため、この第３実施形態では、第１実施形態及び第２実施形態と同様に、レール１の高さを調整して締結ばね１４及び座金１５の姿勢が変化しても、円弧面部１４ｈ，１５ｂにおいて締結ボルト１０と座金１５とを略均一に接触させることができる。
【００４９】
（第４実施形態）
図１１は、この発明の第４実施形態に係るレール締結装置の平面図である。図１２は、この発明の第４実施形態に係るレール締結装置の高さ調整前後の状態を示す正面図である。
図１１及び図１２に示すレール締結装置３は、締結ボルト１６と締結ナット１７とを備えている。締結ボルト１６は、図５及び図６に示す締結ボルト１２と同様な構造であり、雄ねじ部１６ａ，１６ｂと回転防止部１６ｃとを有し、締結ばね１４に装着される二重ねじボルトである。回転防止部１６ｃは、締結ばね１４の貫通孔１４ｆと嵌合してこの締結ボルト１６の回転を防止する部分である。締結ナット１７は、締結ボルト１６の雄ねじ部１６ａよりもピッチが大きい雌ねじ部１７ａを有し、締結ボルト１６に装着されるフランジナット（フランジ付きナット）である。円弧面部１５ｂは、図１２に示すように、締結ばね１４と締結ナット１７との間に挟み込まれる座金１５の円弧面であり、円弧面部１４ｈは締結ばね１４の円弧面状の表面である。この第４実施形態には、第３実施形態と同様の効果がある。
【００５０】
（第５実施形態）
図１３は、この発明の第５実施形態に係るレール締結装置の平面図である。図１４は、この発明の第５実施形態に係るレール締結装置の高さ調整前後の状態を示す正面図である。図１５は、この発明の第５実施形態に係るレール締結装置の締結ボルトと座金との接触状態を示す断面図である。図１６は、この発明の第５実施形態に係るレール締結装置の回転防止部の断面図であり、図１６（Ａ）は横断面図であり、図１６（Ｂ）は縦断面図である。
【００５１】
図１３及び図１４に示すレール締結装置３は、締結ボルト１８と座金１９とを備えている。締結ボルト１８は、図１４に示す雄ねじ部１８ａと、図１５に示す球面部１８ｂとを有し、締結ばね７に装着される凹球座六角ボルトである。雄ねじ部１８ａは、埋込栓９の雌ねじ部９ａと噛み合う部分である。球面部１８ｂは、図１及び図２に示す締結ボルト１０の球面部１０ｂとは異なり、この締結ボルト１８のフランジ部の座が凹状の球面に形成されている。座金１９は、図１６に示すように、貫通孔１９ａと、球面部１９ｂと、回転防止部１９ｃとを有する凸球面座金である。球面部１９ｂは、図１４及び図１５に示すように、球面部１８ｂと接触する座金１９の球面部分であり、この球面部１８ｂと接触する側の座金１９の表面が球面状（凸状の球面）に形成されている。締結ボルト１８及び座金１９は、図１５に示すように、球面部１８ｂの円周部１８ｄと球面部１９ｂの円周部１９ｄとが互いに接触するように、球面部１８ｂの曲率半径よりも球面部１９ｂ曲率半径のほうが僅かに大きく形成されている。この第４実施形態では、第１実施形態と同様に、レール１の高さを調整して締結ばね７及び座金１９の姿勢が変化しても、球面部１８ｂ，１９ｂにおいて締結ボルト１８と座金１９とを略均一に接触させることができる。
【００５２】
この発明は、以上説明した実施形態に限定するものではなく、以下に記載するように種々の変形又は変更が可能であり、これらもこの発明の範囲内である。
(1) この実施形態では、レール締結装置３として二重弾性締結装置を例に挙げて説明したが、軌道パッド４などを省略して締結ばね７，１４によってレール１を支持体２に直接締結する一重締結装置についてもこの発明を適用することができる。また、この実施形態では、支持体２としてPCまくらぎやコンクリートスラブなどを例に挙げて説明したが、他の構造のまくらぎや道床についてもこの発明を適用することができる。さらに、この実施形態では、締結ばね７として板ばねを例に挙げて説明したが、丸棒から形成した線ばねを締結部材によって締結する場合についてもこの発明を適用することができる。
【００５３】
(2) この実施形態では、図６及び図７に示すように、球面部１３ｂを凸状に形成し球面部１１ｂを凹状に形成した場合を例に挙げて説明したが、球面部１３ｂを凹状に形成し球面部１１ｂを凸状に形成することもできる。同様に、この実施形態では、図１０及び図１２に示すように、円弧面部１４ｈを凸状に形成し円弧面部１５ｂを凹状に形成した場合を例に挙げて説明したが、円弧面部１４ｈを凹状に形成し円弧面部１５ｂを凸状に形成することもできる。また、この実施形態では、締結ボルト１０，１８又は締結ナット１３，１７と締結ばね７，１４との間に球面部１０ｂ，１１ｂ，１３ｂ，１８ｂ，１９ｂを備えているが、通常の構造の締結ボルト又は締結ナットと締結ばね７，１４との間に凸状の球面部を有する座金と凹状の球面部を有する座金とを２枚挟み込むこともできる。さらに、この実施形態では、地盤沈下によってレール１が沈下した場合を例に挙げて説明したが、凍土区間用のレール締結装置としてこのレール締結装置３を利用することもできる。
【００５４】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によると、低コストで作業性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１実施形態に係るレール締結装置の平面図である。
【図２】この発明の第１実施形態に係るレール締結装置の高さ調整前後の状態を示す正面図である。
【図３】この発明の第１実施形態に係るレール締結装置の締結ボルトと座金との接触状態を示す断面図である。
【図４】この発明の第１実施形態に係るレール締結装置の回転防止部の断面図であり、（Ａ）は横断面図であり、（Ｂ）は縦断面図である。
【図５】この発明の第２実施形態に係るレール締結装置の平面図である。
【図６】この発明の第２実施形態に係るレール締結装置の高さ調整前後の状態を示す正面図である。
【図７】この発明の第２実施形態に係るレール締結装置の締結ボルトと座金との接触状態を示す断面図である。
【図８】この発明の第２実施形態に係るレール締結装置の回転防止部の断面図であり、（Ａ）は横断面図であり、（Ｂ）は縦断面図である。
【図９】この発明の第３実施形態に係るレール締結装置の平面図である。
【図１０】この発明の第３実施形態に係るレール締結装置の高さ調整前後の状態を示す正面図である。
【図１１】この発明の第４実施形態に係るレール締結装置の平面図である。
【図１２】この発明の第４実施形態に係るレール締結装置の高さ調整前後の状態を示す正面図である。
【図１３】この発明の第５実施形態に係るレール締結装置の平面図である。
【図１４】この発明の第５実施形態に係るレール締結装置の高さ調整前後の状態を示す正面図である。
【図１５】この発明の第５実施形態に係るレール締結装置の締結ボルトと座金との接触状態を示す断面図である。
【図１６】この発明の第５実施形態に係るレール締結装置の回転防止部の断面図であり、（Ａ）は横断面図であり、（Ｂ）は縦断面図である。
【図１７】従来のレール締結装置（従来技術１）の平面図である。
【図１８】従来のレール締結装置（従来技術１）の正面図である。
【図１９】従来のレール締結装置（従来技術１）の高さ調整後の正面図である。
【図２０】従来のレール締結装置（従来技術２）の平面図である。
【図２１】従来のレール締結装置（従来技術２）の正面図である。
【図２２】従来のレール締結装置（従来技術３）の高さ調整後の正面図である。
【符号の説明】
１ レール
２ 支持体
３ レール締結装置
４ 軌道パッド
５ 調節パッキン
６ 高低調整板
７ 締結ばね
７ｆ，７ｇ 貫通孔
８ ばね受台
９ 埋込栓
１０ 締結ボルト
１０ｂ 球面部
１０ｄ 円周部
１１ 座金
１１ｂ 球面部
１１ｃ 回転防止部
１１ｄ 円周部
１２ 締結ボルト
１２ｃ 回転防止部
１３ 締結ナット
１３ｂ 球面部
１３ｄ 円周部
１４ 締結ばね
１４ｆ 貫通孔
１４ｈ 円弧面部
１５ 座金
１５ｂ 円弧面部
１６ 締結ボルト
１６ｃ 回転防止部
１７ 締結ナット
１８ 締結ボルト
１８ｂ 球面部
１８ｄ 円周部
１９ 座金
１９ｂ 球面部
１９ｃ 回転防止部
１９ｄ 円周部
【発明の属する技術分野】
この発明は、レールを支持体に締結するレール締結装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
（従来技術１）
図１７は、従来のレール締結装置（従来技術１）の平面図である。図１８は、従来のレール締結装置（従来技術１）の正面図である。図１９は、従来のレール締結装置（従来技術１）の高さ調整後の状態を示す正面図である。
図１７及び図１８に示す従来のレール締結装置（従来技術１）１０３は、軌道パッド１０４と、調節パッキン１０５と、締結ばね１０７と、ばね受台１０８と、埋込栓１０９と、締結ボルト１１０と、座金１１１ａ，１１１ｂと、絶縁カラー１１１ｃとを備える直結４形のレール締結装置である。
【０００３】
この従来技術１では、路盤コンクリートの沈下などによってレール１０１が上下方向に変位する軌道狂いが発生したときに、図１９に示すように調節パッキン１０５の厚みを調節してこの軌道狂いが修正される。また、この従来技術１では、レール１０１が長手方向と直交する方向（左右方向）に変位する軌道狂いが発生したときに、厚みの異なる左右のばね受台１０８の左右を入れ替えたり、くさび状のばね受台１０８の差込量を変化させたりしてこの軌道狂いが修正される。
【０００４】
（従来技術２）
図２０は、従来のレール締結装置（従来技術２）の平面図である。図２１は、従来のレール締結装置（従来技術２）の正面図である。
図２０及び図２１に示す従来のレール締結装置（従来技術２）２０３は、鋼板２０４ａ付きの軌道パッド２０４と、調節パッキン２０５と、タイプレート２０６と、締結ばね２０７と、調整鋼板２０８と、絶縁板２０９と、座金２１１ａと、締結ボルト２１２ａと、締結ナット２１３ａと、ばね座金２１１ｂと、平座金２１１ｃ，２１１ｄと、絶縁カラー２１１ｅと、カバープレート２１１ｆと、Ｔボルト２１２ｂと、締結ナット２１３ｂとを備える直結８形のタイプレート式レール締結装置である。この従来技術２では、レール２０１の左右方向の調整はタイプレート２０６を左右に調整（±１０mm）可能であり、上下方向の調整は調整パッキン２０５で行い（１０mm）、さらにタイプレート２０６の下に調整鋼板２０８を挿入することで、調整量（１０〜３０mm）を大きくすることができる。
【０００５】
（従来技術３）
図２２は、従来のレール締結装置（従来技術３）の高さ調整後の状態を示す正面図である。なお、図１７〜図２１に示す部分と同一の部分については、対応する番号を付して詳細な説明を省略する。
図２２に示す従来のレール締結装置（従来技術３）３０３は、締結ばね３０７と締結ナット３１３との間に挟み込まれる補助ばね３１１を備えるタイプレート式レール締結装置である（例えば、特許文献１参照）。この補助ばね３１１は、高さの異なる二つの脚部３１１ａ，３１１ｂを備えている。この従来技術３では、補助ばね３１１を水平方向にスライドさせて締結ばね３０７と脚部３１１ａ，３１１ｂとが接する位置を調節したり、脚部３１１ａ，３１１ｂが入れ替わるように補助ばね３１１の姿勢を左右で変化させたりすることができる。その結果、締結ばね３０７の傾斜角度に応じて補助ばね３１１が水平になるようにこの補助ばね３１１を締結ばね３０７上に位置決めして、補助ばね３１１と締結ナット３１３とを密着させることができる。
【０００６】
【特許文献１】
特開2001-81704号公報（段落番号0017〜0018、図１及び図２）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
従来技術１は、上下方向の調節量が０〜１０mmであり、左右方向の調節量が−６〜６mmであるため、レール１０１の調整量を大きくすることができないという問題があった。また、この従来技術１は、図１９に示すように、締結ばね１０７の姿勢が変化して傾きが大きくなると、座金１１１ｂと締結ばね１０７との間に隙間が生じてこれらが完全に密着しないため、締結ボルト１１０と締結ばね１０７との間の締結力が不均一になる問題があった。
【０００８】
従来技術２は、従来技術１に比べて、レール２０１の上下方向及び左右方向の調整量を大きくすることができる。しかし、この従来技術２では、従来技術１と同様に、締結ばね２０７の姿勢が変化して傾きが大きくなると、座金２１１ａと締結ばね２０７との間に隙間が生じてしまう問題があった。また、従来技術２は、上下方向の調整量を大きくするために使用されるタイプレート２０６の材料コストが高価であり、締結装置を構成する部品数が多くなり組立作業に手間がかかるという問題があった。
【０００９】
従来技術３は、従来技術１，２と異なり、締結ばね３０７の姿勢が変化しても補助ばね３１１と締結ナット３１３とを略均一に密着させることができる。しかし、この従来技術３は、従来技術２と同様にタイプレート３０６の材料コストが高価であり、補助ばね３１１を水平にするための位置決め作業が必要になるため、組立作業に手間がかかるという問題があった。
【００１０】
この発明の課題は、低コストで作業性を向上させることができるレール締結装置を提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
この発明は、以下に記載するような解決手段により、前記課題を解決する。
なお、この発明の実施形態に対応する符号を付して説明するが、この実施形態に限定するものではない。
請求項１の発明は、図１〜図４及び図１４〜図１６に示すように、レール（１）を支持体（２）に締結するレール締結装置であって、前記レールを押さえ付けて締結する締結ばね（７）と、前記締結ばねの長孔（７ｇ）を貫通する締結ボルト（１０；１８）と、前記締結ばねと前記締結ボルトとの間に挟み込まれる座金（１１；１９）とを備え、前記座金は、前記締結ボルトの球面座（１０ｂ；１８ｂ）と接触する球面（１１ｂ；１９ｂ）と、前記締結ばねの長孔と嵌合してこの座金の回転を防止する回転防止部（１１ｃ；１９ｃ）とを備え、前記回転防止部と前記締結ばねの長孔との間には、レールの上下方向及び左右方向の位置を調整可能なように、この締結ばねの長孔の長さ方向に隙間が形成されていることを特徴とするレール締結装置（３）である。
【００１２】
請求項２の発明は、請求項１に記載のレール締結装置において、図３及び図１５に示すように、前記締結ボルト及び前記座金は、この締結ボルトの球面座の円周部（１０ｄ；１８ｄ）とこの座金の球面の円周部（１１ｄ；１９ｄ）とが互いに接触することを特徴とするレール締結装置である。
【００１３】
請求項３の発明は、請求項１又は請求項２に記載のレール締結装置において、前記締結ボルトの球面座及び前記座金の球面は、一方が凸状の球面を有し、他方がこの凸状の球面と接触する凹状の球面を有することを特徴とするレール締結装置である。
【００１４】
請求項４の発明は、図５〜図８に示すように、レール（１）を支持体（２）に締結するレール締結装置であって、前記レールを押さえ付けて締結する締結ばね（７）と、前記締結ばねの長孔（７ｇ，７ｆ）を貫通する締結ボルト（１２）と、前記締結ボルトに装着される締結ナット（１３）と、前記締結ばねと前記締結ナットとの間に挟み込まれる座金（１１）とを備え、前記締結ボルトは、前記締結ばねの長孔（７ｆ）と嵌合してこの締結ボルトの回転を防止するボルト側回転防止部（１２ｃ）を備え、前記座金は、前記締結ナットの球面座（１３ｂ）と接触する球面（１１ｂ）と、前記締結ばねの長孔（７ｇ）と嵌合してこの座金の回転を防止する座金側回転防止部（１１ｃ）とを備え、前記ボルト側回転防止部と前記締結ばねの長孔との間には、レールの上下方向及び左右方向の位置を調整可能なように、この締結ばねの長孔の長さ方向に隙間が形成されており、前記座金側回転防止部と前記締結ばねの長孔との間には、レールの上下方向及び左右方向の位置を調整可能なように、この締結ばねの長孔の長さ方向に隙間が形成されていることを特徴とするレール締結装置（３）である。
【００１５】
請求項５の発明は、請求項４に記載のレール締結装置において、図７に示すように、前記締結ナット及び前記座金は、この締結ナットの球面座の円周部（１３ｄ）とこの座金の球面の円周部（１１ｄ）とが互いに接触することを特徴とするレール締結装置である。
【００１６】
請求項６の発明は、請求項４又は請求項５に記載のレール締結装置において、前記締結ナットの球面座及び前記座金の球面は、一方が凸状の球面を有し、他方がこの凸状の球面と接触する凹状の球面を有することを特徴とするレール締結装置である。
【００２５】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
以下、図面を参照して、この発明の第１実施形態について詳しく説明する。
図１は、この発明の第１実施形態に係るレール締結装置の平面図である。図２は、この発明の第１実施形態に係るレール締結装置の高さ調整前後の状態を示す正面図である。図３は、この発明の第１実施形態に係るレール締結装置の締結ボルトと座金との接触状態を示す断面図である。図４は、この発明の第１実施形態に係るレール締結装置の回転防止部の断面図であり、図４（Ａ）は横断面図であり、図４（Ｂ）は縦断面図である。なお、図１及び図２では、軌道を構成する一対のレールのうち一方のレールを締結するレール締結装置のみを図示し、他方のレールを締結するレール締結装置については図示を省略する。
【００２６】
図１及び図２に示すレール１は、鉄道車両の車輪を支持し案内してこの鉄道車両を走行させる部材である。レール１は、鉄道車両の車輪と接触するレール頭部１ａと、支持体２に取り付けられるレール底部１ｂと、レール頭部１ａとレール底部１ｂとを繋ぐレール腹部１ｃとから構成されている。支持体２は、レール１を支持する部材である。支持体２は、プレストレスコンクリートまくらぎ（PCまくらぎ）、又はコンクリートスラブなどのコンクリート道床である。支持体２は、凹状の段差部分に所定の傾斜角度で形成されたショルダ部２ａと、凹状の平坦部分に形成されたレール座面２ｂとを備えている。
【００２７】
レール締結装置３は、レール１を支持体２に締結する装置である。レール締結装置３は、PCまくらぎやコンクリートスラブなどにレール１を直接締結する直結型レール締結装置であり、列車が通過する際に発生する振動を吸収する緩衝機能を有する。レール締結装置３は、図１及び図２に示すように、軌道パッド４と、調節パッキン５と、高低調整板６と、締結ばね７と、ばね受台８と、埋込栓９と、締結ボルト１０と、座金１１とを備えている。レール締結装置３は、レール底部１ｂとレール座面２ｂとの間に軌道パッド４などを挟み込み、締結ばね７によってレール１を支持体２に締結する二重弾性締結装置である。
【００２８】
図２に示す軌道パッド４は、レール１と支持体２との間に挿入する弾性体である。軌道パッド４は、列車が通過する際に発生する衝撃荷重を緩和するとともに、レール１が長手方向に移動するふく進に対する抵抗力を確保するために、レール底部１ｂとレール座面２ｂとの間に挟み込まれる加硫ゴム製やウレタン製の板状部材である。軌道パッド４には、レール底部１ｂと接触する側の表面に鋼板４ａが接着され固定されている。軌道パッド４は、支持体２がPCまくらぎや軌道スラブの場合に、これらの表面を保護し電気的に絶縁する機能を有する。
【００２９】
調節パッキン５は、レール１と支持体２との間に挿入してレール１の上下位置を調節する部材である。調節パッキン５は、例えば、レール１の高低が調節された後に軌道パッド４と高低調整板６との間の間隙部にシート状の袋を挿入し、この袋に合成樹脂を圧入し硬化させてレール１の高さを任意に修正する可変パッドである。
【００３０】
高低調整板６は、レール１と支持体２との間に挿入してレール１の高低の不整を修正する部材である。高低調整板６は、例えば、地盤沈下によってレール１が沈下したときに未沈下の高さに合わせるために、レール座面２ｂと調節パッキン５との間に挿入されるプラスチック製のはさみ木である。高低調整板６は、各種の厚さのものが用意されており沈下量に応じて挿入される。高低調整板６は、レール座面２ｂ上に設置されており、高低調整板６には貫通孔６ａが形成されている。
【００３１】
締結ばね７は、レール１を押さえ付けて締結するばねである。締結ばね７は、板状のばね鋼を略Ｕ字状に折り曲げて形成した板ばね（主ばね）であり押さえ金（ばねクリップ）として機能する。締結ばね７は、先端部７ａ，７ｂと、板状部７ｃ，７ｄと、屈曲部７ｅとから構成されている。先端部７ａ，７ｂは、レール底部１ｂの上面を板ばねの弾性力によって押さえ付ける部分であり、先端部７ａは先端部がフック状に形成されておりレール底部１ｂの上面及び側面を押さえ付け、先端部７ｂは先端部７ａを上部側から押さえ付ける。板状部７ｃ，７ｄは、締結ばね７の板状に形成された平坦な部分であり、板状部７ｃ，７ｄにはレール１の左右方向における穴径が長い貫通孔（長孔）７ｆ，７ｇが形成されている。屈曲部７ｅは、ばね鋼を略Ｕ字状に折り曲げて形成した端部である。
【００３２】
ばね受台８は、締結ばね７を支持する部材である。ばね受台８は、支持体２のショルダ部２ａと締結ばね７の屈曲部７ｅとの間に挿入されており、図１に示すようにレール１と支持体２とを電気的に絶縁するプラスチック製のくさび状の部材である。ばね受台８は、図２に示すように、締結ばね７の屈曲部７ｅと密着してこの締結ばね７を支持し、列車が通過する際にレール１の左右方向に発生する横圧力をショルダ部２ａに伝達させる。ばね受台８は、ショルダ部２ａと屈曲部７ｅとの間に挿入されたときに、この挿入量を調節することによってレール１の左右方向の位置を調節する。
【００３３】
埋込栓９は、締結ボルト１０を締結するために支持体２に埋め込まれる部材である。埋込栓９は、レール１と支持体２とを電気的に絶縁する不飽和ポリエステル樹脂製又はナイロン製の受け栓である。埋込栓９の内周部には雌ねじ部９ａが形成されている。
【００３４】
締結ボルト１０は、締結ばね７を締め付ける部材である。締結ボルト１０は、雄ねじ部１０ａと球面部１０ｂとを有し締結ばね７に装着される球座六角ボルトである。雄ねじ部１０ａは、埋込栓９の雌ねじ部９ａと噛み合う部分であり締結ボルト１０の先端部に形成されている。図２及び図３に示す球面部１０ｂは、締結ボルト１０の球面座でありこの締結ボルト１０のフランジ部の座が球面状（凸状の球面）に形成されている。締結ボルト１０は、図２に示すように、締結ばね７の貫通孔７ｆ，７ｇ及び高低調整板６の貫通孔６ａを貫通して雌ねじ部９ａにねじ込まれて固定される。
【００３５】
座金１１は、締結ボルト１０の球面部１０ｂと締結ばね７との間に挟み込まれる部材である。座金１１は、図２及び図３に示すように、貫通孔１１ａと、球面部１１ｂと、回転防止部１１ｃとを有する球面座金である。貫通孔１１ａは、締結ボルト１０が貫通する部分である。球面部１１ｂは、球面部１０ｂと接触する座金１１の球面部分であり、球面部１０ｂと接触する側の座金１１の表面が球面状（凹状の球面）に形成されている。このように、この第１実施形態では、締結ばね７と締結ボルト１０との間に球面部１０ｂとこの球面部１０ｂと接触する球面部１１ｂとを備えている。締結ボルト１０及び座金１１は、図３に示すように、球面部１０ｂの円周部１０ｄと球面部１１ｂの円周部１１ｄとが互いに接触するように、球面部１０ｂの曲率半径よりも球面部１１ｂ曲率半径のほうが僅かに小さく形成されている。この第１実施形態では、締結ボルト１０によって座金１１を締め付けたときにこれらの間に発生する締付トルクが大きくなり締結ボルト１０が緩み難くなるように、締結ボルト１０及び座金１１の中心軸Ｏから可能な限り外側に離れた位置に円周部１０ｄ，１１ｄを形成することが好ましい。
【００３６】
図２及び図４に示す回転防止部１１ｃは、締結ばね７の貫通孔７ｇと嵌合して座金１１の回転を防止する部分である。回転防止部１１ｃは、図４に示すように、球面部１１ｂと対向する側とは反対側の座金１１の表面に形成されたリブ状の突起部であり、貫通孔１１ａを囲むようにこの貫通孔１１ａを中心に２箇所に形成されている。回転防止部１１ｃの長さは、この回転防止部１１ｃが貫通孔７ｇと嵌合したときに座金１１が回転しないように、レール１の長手方向における貫通孔７ｇの幅よりも僅かに小さく形成されている。
【００３７】
次に、この発明の第１実施形態に係るレール締結装置の作用を説明する。
図２に示すように、レール底部１ｂとレール座面２ｂとの間に調節パッキン５を挿入していない状態（図２に示す左側の状態）では、締結ばね７の姿勢が水平であり締結ボルト１０の中心軸Ｏに対して板状部７ｄが略直交している。この状態では、図３に示すように、締結ボルト１０の球面部１０ｂと座金１１の球面部１１ｂとが円周部１０ｄ，１１ｄにおいて密着している。例えば、地盤沈下によって支持体２が沈下したような場合には、レール底部１ｂとレール座面２ｂとの間に調節パッキン５及び高低調整板６を挿入してレール１の高低の不整が修正される。その結果、図２に示すように、締結ばね７の姿勢が変化して締結ボルト１０の中心軸Ｏに対して板状部７ｄが傾斜し、締結ボルト１０の中心軸Ｏに対して座金１１が傾いた状態（図２に示す右側の状態）になる。
【００３８】
この状態で、図４に示すように、座金１１の回転防止部１１ｃが板状部７ｄの貫通孔７ｇに嵌め込まれて、締結ばね７上に座金１１が位置決めされ装着される。次に、図２に示すように、座金１１の貫通孔１１ａ、板状部７ｃ，７ｄの貫通孔７ｆ，７ｇ及び高低調整板６の貫通孔６ａに締結ボルト１０が挿入されて、この締結ボルト１０の雄ねじ部１０ａが埋込栓９の雌ねじ部９ａにねじ込まれる。このときに、図４に示すように、座金１１の回転防止部１１ｃが板状部７ｄの貫通孔７ｇと嵌合しているため、締結ボルト１０を回転させて締め付けても板状部７ｄ上で座金１１が回転しない。
【００３９】
図２に示すように、締結ボルト１０には凸状の球面部１０ｂが形成されており、座金１１にはこの球面部１０ｂと接触する凹状の球面部１１ｂが形成されている。このため、板状部７ｄ及び座金１１が傾いた状態で締結ボルト１０を回転させて締結ばね７を締め付けても、円周部１０ｄと円周部１１ｄとが締結ばね７の姿勢に関わらず略均一に接触する。その結果、締結ボルト１０によって締結ばね７が適正な締付力によって締め付けられる。締結ボルト１０をさらに締め付けて締結ばね７の先端部７ａ，７ｂが接触すると締結トルクが上昇し、所定のレール押さえ力によってレール１が支持体２に締結される。
【００４０】
この発明の第１実施形態に係るレール締結装置には、以下に記載するような効果がある。
(1) この第１実施形態では、締結ばね７と締結ボルト１０との間に球面部１０ｂとこの球面部１０ｂと接触する球面部１１ｂとを備える。このため、レール１の高さを調整して締結ばね７及び座金１１の姿勢が変化しても、球面部１０ｂ，１１ｂにおいて締結ボルト１０と座金１１とを略均一に接触させることができる。その結果、図１７〜図２１に示す従来技術１，２と異なり、略均一な締付力によって締結ボルト１０が締結ばね７を締め付けるため、適正な押し付け力によってレール１を支持体２に締結することができる。
【００４１】
(2) この第１実施形態では、球面部１０ｂが締結ボルト１０の球面座であり、球面部１１ｂが締結ボルト１０の球面座と締結ばね７との間に挟み込まれる座金１１の球面である。このため、図２０〜図２２に示す従来技術２，３のようなタイプレート２０６，３０６や補助ばね３１１が必要なくなるため、部品数が少なくなって作業性を大幅に改善することができる。また、従来技術２，３とは異なり、高価なタイプレート２０６，３０６を使用せずに締結ばね７の姿勢変化のみによって、レール１の上下方向及び左右方向の位置を調整することができる。例えば、このレール締結装置３では、締結ばね７の姿勢変化のみによってレール１の上下方向の調整量を０〜２０mmにすることができる。また、このレール締結装置３では、レール底部１ｂとレール座面２ｂとの間に調節パッキン５及び高低調整板６を挿入することによって、レール１の上下方向の調整量を最大０〜５５mmにすることができる。さらに、このレール締結装置３では、大小２種類の締結ばね７及び大小２種類のばね受台８の左右を入れ替えることによって、レール１の左右方向の調整量を−１０〜１０mmにすることができる。その結果、新規の軌道敷設時や補修によるレール位置調整時において必要な材料コストを低減することができるとともに、作業性を改善することができる。
【００４２】
(3) この第１実施形態では、締結ばね７の貫通孔７ｇと嵌合して座金１１の回転を防止する回転防止部１１ｃをこの座金１１が備える。その結果、締結ボルト１０を回転して締結ばね７を締め付けるときに、締結ばね７上で座金１１が回転するのを防止することができるとともに、締結ボルト１０の緩みを防止することができる。
【００４３】
(4) この第１実施形態では、締結ボルト１０の球面座の円周部１０ｄと座金１１の球面の円周部１１ｄとが互いに接触する。このため、図３に示すように、締結ボルト１０及び座金１１の中心軸Ｏから円周部１０ｄ，１１ｄまでの距離が長くなって、締結ボルト１０の締付トルクが大きくなり締結ボルト１０の緩むのを防ぐことができる。その結果、列車が通過する際にレール１に作用する横圧力によってレール１が左右方向に変位するのを防ぐことができる。
【００４４】
(5) この第１実施形態では、球面部１０ｂが凸状の球面であり、球面部１１ｂが凹状の球面であるため、締結ばね７の姿勢が変化しても球面部１０ｂと球面部１１ｂとを略均一に接触させることができる。
【００４５】
（第２実施形態）
図５は、この発明の第２実施形態に係るレール締結装置の平面図である。図６は、この発明の第２実施形態に係るレール締結装置の高さ調整前後の状態を示す正面図である。図７は、この発明の第２実施形態に係るレール締結装置の締結ボルトと座金との接触状態を示す断面図である。図８は、この発明の第２実施形態に係るレール締結装置の回転防止部の断面図であり、図８（Ａ）は横断面図であり、図８（Ｂ）は縦断面図である。以下では、図１〜図４に示す部分と同一の部分については、同一の番号を付して詳細な説明を省略する。
【００４６】
図５及び図６に示すレール締結装置３は、締結ボルト１２と締結ナット１３とを備えている。締結ボルト１２は、図６に示すように、雄ねじ部１２ａ，１２ｂと回転防止部１２ｃとを有し、締結ばね７に装着される二重ねじボルトである。雄ねじ部１２ａは、埋込栓９の雌ねじ部９ａと噛み合う部分であり締結ボルト１２の一方の先端部に形成されており、雄ねじ部１２ｂは締結ナット１３の雌ねじ部１３ａと噛み合う部分であり締結ボルト１２の他方の先端部に形成されている。回転防止部１２ｃは、締結ばね７の貫通孔７ｆと嵌合して締結ボルト１２の回転を防止する部分である。回転防止部１２ｃは、図８に示すように、締結ボルト１２の略中間部に形成された角型（横断面が四角形）の部分であり、この締結ボルト１２が回転しないように締結ばね７の板状部７ｃの貫通孔７ｆと嵌合する。
【００４７】
締結ナット１３は、図５に示す雌ねじ部１３ａと、図６及び図７に示す球面部１３ｂとを有し、締結ボルト１２に装着される球座ナットである。雌ねじ部１３ａは、締結ボルト１２の雄ねじ部１２ａよりもピッチが小さく形成されている。球面部１３ｂは、締結ナット１３の球面座でありこの締結ナット１３のフランジ部の座が球面状（凸状の球面）に形成されている。この第２実施形態では、図６及び図７に示すように、締結ナット１３の球面部１３ｂと締結ばね７との間に座金１１が挟み込まれており、締結ばね７と締結ナット１３との間に球面部１３ｂとこの球面部１３ｂと接触する球面部１１ｂとを備えている。締結ナット１３及び座金１１は、図７に示すように、球面部１１ｂの円周部１１ｄと球面部１３ｂの円周部１３ｄとが互いに接触するように、球面部１３ｂの曲率半径よりも球面部１１ｂの曲率半径のほうが僅かに小さく形成されている。この第２実施形態には、第１実施形態と同様の効果がある。
【００４８】
（第３実施形態）
図９は、この発明の第３実施形態に係るレール締結装置の平面図である。図１０は、この発明の第３実施形態に係るレール締結装置の高さ調整前後の状態を示す正面図である。
図９及び図１０に示すレール締結装置３は、締結ばね１４と座金１５とを備えている。締結ばね１４は、図１〜図８に示す締結ばね７と同様な構造であり、以下では締結ばね７と対応する部分については、対応する符号を付して詳細な説明を省略する。締結ばね１４には、締結ばね７の平坦面状の板状部７ｄとは形状の異なる円弧面部１４ｈが形成されており、この円弧面部１４ｈは締結ばね１４の円弧面状の表面（凸状の円弧面）である。座金１５は、締結ばね１４と締結ボルト１０との間に挟み込まれており、貫通孔１５ａと円弧面部１５ｂとを有する円弧座金である。貫通孔１５ａは、締結ボルト１０が貫通する長孔であり、円弧面部１５ｂは締結ばね１４の円弧面部１４ｈと接触する側の座金１５の表面が円弧面状（凹状の円弧面）に形成されている。この第３実施形態では、締結ばね１４と締結ボルト１０との間に円弧面部１４ｈとこの円弧面部１４ｈと接触する円弧面部１５ｂとを備えている。このため、この第３実施形態では、第１実施形態及び第２実施形態と同様に、レール１の高さを調整して締結ばね１４及び座金１５の姿勢が変化しても、円弧面部１４ｈ，１５ｂにおいて締結ボルト１０と座金１５とを略均一に接触させることができる。
【００４９】
（第４実施形態）
図１１は、この発明の第４実施形態に係るレール締結装置の平面図である。図１２は、この発明の第４実施形態に係るレール締結装置の高さ調整前後の状態を示す正面図である。
図１１及び図１２に示すレール締結装置３は、締結ボルト１６と締結ナット１７とを備えている。締結ボルト１６は、図５及び図６に示す締結ボルト１２と同様な構造であり、雄ねじ部１６ａ，１６ｂと回転防止部１６ｃとを有し、締結ばね１４に装着される二重ねじボルトである。回転防止部１６ｃは、締結ばね１４の貫通孔１４ｆと嵌合してこの締結ボルト１６の回転を防止する部分である。締結ナット１７は、締結ボルト１６の雄ねじ部１６ａよりもピッチが大きい雌ねじ部１７ａを有し、締結ボルト１６に装着されるフランジナット（フランジ付きナット）である。円弧面部１５ｂは、図１２に示すように、締結ばね１４と締結ナット１７との間に挟み込まれる座金１５の円弧面であり、円弧面部１４ｈは締結ばね１４の円弧面状の表面である。この第４実施形態には、第３実施形態と同様の効果がある。
【００５０】
（第５実施形態）
図１３は、この発明の第５実施形態に係るレール締結装置の平面図である。図１４は、この発明の第５実施形態に係るレール締結装置の高さ調整前後の状態を示す正面図である。図１５は、この発明の第５実施形態に係るレール締結装置の締結ボルトと座金との接触状態を示す断面図である。図１６は、この発明の第５実施形態に係るレール締結装置の回転防止部の断面図であり、図１６（Ａ）は横断面図であり、図１６（Ｂ）は縦断面図である。
【００５１】
図１３及び図１４に示すレール締結装置３は、締結ボルト１８と座金１９とを備えている。締結ボルト１８は、図１４に示す雄ねじ部１８ａと、図１５に示す球面部１８ｂとを有し、締結ばね７に装着される凹球座六角ボルトである。雄ねじ部１８ａは、埋込栓９の雌ねじ部９ａと噛み合う部分である。球面部１８ｂは、図１及び図２に示す締結ボルト１０の球面部１０ｂとは異なり、この締結ボルト１８のフランジ部の座が凹状の球面に形成されている。座金１９は、図１６に示すように、貫通孔１９ａと、球面部１９ｂと、回転防止部１９ｃとを有する凸球面座金である。球面部１９ｂは、図１４及び図１５に示すように、球面部１８ｂと接触する座金１９の球面部分であり、この球面部１８ｂと接触する側の座金１９の表面が球面状（凸状の球面）に形成されている。締結ボルト１８及び座金１９は、図１５に示すように、球面部１８ｂの円周部１８ｄと球面部１９ｂの円周部１９ｄとが互いに接触するように、球面部１８ｂの曲率半径よりも球面部１９ｂ曲率半径のほうが僅かに大きく形成されている。この第４実施形態では、第１実施形態と同様に、レール１の高さを調整して締結ばね７及び座金１９の姿勢が変化しても、球面部１８ｂ，１９ｂにおいて締結ボルト１８と座金１９とを略均一に接触させることができる。
【００５２】
この発明は、以上説明した実施形態に限定するものではなく、以下に記載するように種々の変形又は変更が可能であり、これらもこの発明の範囲内である。
(1) この実施形態では、レール締結装置３として二重弾性締結装置を例に挙げて説明したが、軌道パッド４などを省略して締結ばね７，１４によってレール１を支持体２に直接締結する一重締結装置についてもこの発明を適用することができる。また、この実施形態では、支持体２としてPCまくらぎやコンクリートスラブなどを例に挙げて説明したが、他の構造のまくらぎや道床についてもこの発明を適用することができる。さらに、この実施形態では、締結ばね７として板ばねを例に挙げて説明したが、丸棒から形成した線ばねを締結部材によって締結する場合についてもこの発明を適用することができる。
【００５３】
(2) この実施形態では、図６及び図７に示すように、球面部１３ｂを凸状に形成し球面部１１ｂを凹状に形成した場合を例に挙げて説明したが、球面部１３ｂを凹状に形成し球面部１１ｂを凸状に形成することもできる。同様に、この実施形態では、図１０及び図１２に示すように、円弧面部１４ｈを凸状に形成し円弧面部１５ｂを凹状に形成した場合を例に挙げて説明したが、円弧面部１４ｈを凹状に形成し円弧面部１５ｂを凸状に形成することもできる。また、この実施形態では、締結ボルト１０，１８又は締結ナット１３，１７と締結ばね７，１４との間に球面部１０ｂ，１１ｂ，１３ｂ，１８ｂ，１９ｂを備えているが、通常の構造の締結ボルト又は締結ナットと締結ばね７，１４との間に凸状の球面部を有する座金と凹状の球面部を有する座金とを２枚挟み込むこともできる。さらに、この実施形態では、地盤沈下によってレール１が沈下した場合を例に挙げて説明したが、凍土区間用のレール締結装置としてこのレール締結装置３を利用することもできる。
【００５４】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によると、低コストで作業性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１実施形態に係るレール締結装置の平面図である。
【図２】この発明の第１実施形態に係るレール締結装置の高さ調整前後の状態を示す正面図である。
【図３】この発明の第１実施形態に係るレール締結装置の締結ボルトと座金との接触状態を示す断面図である。
【図４】この発明の第１実施形態に係るレール締結装置の回転防止部の断面図であり、（Ａ）は横断面図であり、（Ｂ）は縦断面図である。
【図５】この発明の第２実施形態に係るレール締結装置の平面図である。
【図６】この発明の第２実施形態に係るレール締結装置の高さ調整前後の状態を示す正面図である。
【図７】この発明の第２実施形態に係るレール締結装置の締結ボルトと座金との接触状態を示す断面図である。
【図８】この発明の第２実施形態に係るレール締結装置の回転防止部の断面図であり、（Ａ）は横断面図であり、（Ｂ）は縦断面図である。
【図９】この発明の第３実施形態に係るレール締結装置の平面図である。
【図１０】この発明の第３実施形態に係るレール締結装置の高さ調整前後の状態を示す正面図である。
【図１１】この発明の第４実施形態に係るレール締結装置の平面図である。
【図１２】この発明の第４実施形態に係るレール締結装置の高さ調整前後の状態を示す正面図である。
【図１３】この発明の第５実施形態に係るレール締結装置の平面図である。
【図１４】この発明の第５実施形態に係るレール締結装置の高さ調整前後の状態を示す正面図である。
【図１５】この発明の第５実施形態に係るレール締結装置の締結ボルトと座金との接触状態を示す断面図である。
【図１６】この発明の第５実施形態に係るレール締結装置の回転防止部の断面図であり、（Ａ）は横断面図であり、（Ｂ）は縦断面図である。
【図１７】従来のレール締結装置（従来技術１）の平面図である。
【図１８】従来のレール締結装置（従来技術１）の正面図である。
【図１９】従来のレール締結装置（従来技術１）の高さ調整後の正面図である。
【図２０】従来のレール締結装置（従来技術２）の平面図である。
【図２１】従来のレール締結装置（従来技術２）の正面図である。
【図２２】従来のレール締結装置（従来技術３）の高さ調整後の正面図である。
【符号の説明】
１ レール
２ 支持体
３ レール締結装置
４ 軌道パッド
５ 調節パッキン
６ 高低調整板
７ 締結ばね
７ｆ，７ｇ 貫通孔
８ ばね受台
９ 埋込栓
１０ 締結ボルト
１０ｂ 球面部
１０ｄ 円周部
１１ 座金
１１ｂ 球面部
１１ｃ 回転防止部
１１ｄ 円周部
１２ 締結ボルト
１２ｃ 回転防止部
１３ 締結ナット
１３ｂ 球面部
１３ｄ 円周部
１４ 締結ばね
１４ｆ 貫通孔
１４ｈ 円弧面部
１５ 座金
１５ｂ 円弧面部
１６ 締結ボルト
１６ｃ 回転防止部
１７ 締結ナット
１８ 締結ボルト
１８ｂ 球面部
１８ｄ 円周部
１９ 座金
１９ｂ 球面部
１９ｃ 回転防止部
１９ｄ 円周部
Claims (6)
- レールを支持体に締結するレール締結装置であって、
前記レールを押さえ付けて締結する締結ばねと、
前記締結ばねの長孔を貫通する締結ボルトと、
前記締結ばねと前記締結ボルトとの間に挟み込まれる座金とを備え、
前記座金は、前記締結ボルトの球面座と接触する球面と、前記締結ばねの長孔と嵌合してこの座金の回転を防止する回転防止部とを備え、
前記回転防止部と前記締結ばねの長孔との間には、レールの上下方向及び左右方向の位置を調整可能なように、この締結ばねの長孔の長さ方向に隙間が形成されていること、
を特徴とするレール締結装置。 - 請求項１に記載のレール締結装置において、
前記締結ボルト及び前記座金は、この締結ボルトの球面座の円周部とこの座金の球面の円周部とが互いに接触すること、
を特徴とするレール締結装置。 - 請求項１又は請求項２に記載のレール締結装置において、
前記締結ボルトの球面座及び前記座金の球面は、一方が凸状の球面を有し、他方がこの凸状の球面と接触する凹状の球面を有すること、
を特徴とするレール締結装置。 - レールを支持体に締結するレール締結装置であって、
前記レールを押さえ付けて締結する締結ばねと、
前記締結ばねの長孔を貫通する締結ボルトと、
前記締結ボルトに装着される締結ナットと、
前記締結ばねと前記締結ナットとの間に挟み込まれる座金とを備え、
前記締結ボルトは、前記締結ばねの長孔と嵌合してこの締結ボルトの回転を防止するボルト側回転防止部を備え、
前記座金は、前記締結ナットの球面座と接触する球面と、前記締結ばねの長孔と嵌合してこの座金の回転を防止する座金側回転防止部とを備え、
前記ボルト側回転防止部と前記締結ばねの長孔との間には、レールの上下方向及び左右方向の位置を調整可能なように、この締結ばねの長孔の長さ方向に隙間が形成されており、
前記座金側回転防止部と前記締結ばねの長孔との間には、レールの上下方向及び左右方向の位置を調整可能なように、この締結ばねの長孔の長さ方向に隙間が形成されていること、
を特徴とするレール締結装置。 - 請求項４に記載のレール締結装置において、
前記締結ナット及び前記座金は、この締結ナットの球面座の円周部とこの座金の球面の円周部とが互いに接触すること、
を特徴とするレール締結装置。 - 請求項４又は請求項５に記載のレール締結装置において、
前記締結ナットの球面座及び前記座金の球面は、一方が凸状の球面を有し、他方がこの凸状の球面と接触する凹状の球面を有すること、
を特徴とするレール締結装置。
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