JP5216740B2

JP5216740B2 - レール締結構造

Info

Publication number: JP5216740B2
Application number: JP2009238917A
Authority: JP
Inventors: 尚志垂水; 栄一前橋; 実鈴木
Original assignee: Railway Technical Research Institute
Current assignee: Railway Technical Research Institute
Priority date: 2009-10-16
Filing date: 2009-10-16
Publication date: 2013-06-19
Anticipated expiration: 2024-12-28
Also published as: JP2010037938A

Description

本発明は、レール締結構造に関し、特に脱線車輪によるレール締結部材の破損を防止する保護部材を備えたレール締結構造に関する。

従来から、車両（鉄道車両）が橋梁・高架橋上で地震力を受けると、その上を走行する車両は脱線する可能性があった。

そこで、曲線軌道あるいは分岐器のある軌道部分などにおいて、軌道の内側に脱線防止用のガードレールを設置することにより脱線防止機能を強化する手段が提案されている。また、脱線防止レールを取り付けるのが不都合な箇所、落石や降雪の多い箇所などには、安全レールを敷設し、万が一脱線した場合でもこの安全レールと基本レールによって車輪をガイドし、被害を最小限にくい止める手段が提案されている。

また、脱線防止レールや脱線防止ガード、安全レールなどが設置されていない軌道上を走行中に、例えば大規模地震などの自然災害や列車妨害などによって車両が脱線した場合に、その車両が軌道のまくらぎのある道床や路盤、スラブなどの上を走行するように案内することにより車両の転倒を防止する手段が提案されている（特許文献１）。

特開平９−０７６６７９号公報

しかし、上記の脱線防止レールや安全レールはいずれも車両の脱線後もレール締結部材が破損しないことを前提に、これらのレールに車両をガイドさせて脱線自体を防止する手段であった。さらに、転覆防止のための案内も基本レール自体の破損を防止するものではなく、また基本レール以外に別途敷設が必要なものであるから設置も容易ではなかった。

一方、特に高速車両脱線の事例においては、脱線車輪によってレール締結部材が破損してレール締結機能を失うという問題があった。

本発明の課題は、脱線車輪によるレール締結部材の破損を防止することを可能とするレール締結構造を提供することにある。

上記課題を解決するために請求項１記載の発明は、レール締結構造であって、鉄道車両の車輪を支持するレールを下方に付勢して固定するばね部材と、前記ばね部材が装着された状態で、前記レールを敷設するスラブ板に配置されたタイプレートに固定された保護部材と、を備え、前記ばね部材は、線状の材料を２カ所において下方向にほぼＵ字状に曲げ、その両側を水平方向にほぼ直角に折り曲げた上で、先端部を水平方向の逆方向に折り曲げることによって形成した線ばねであり、前記保護部材の一側面には前記線ばねの先端部を挿入するための線ばね挿入孔が形成され、
前記線ばね挿入孔に前記線ばねの先端部が挿入され、前記保護部材の前記一側面に対向する押さえ金具で前記線ばねを前記保護部材に押さえた状態で、前記押さえ金具に形成されたボルト挿通孔にボルトを通して前記保護部材の前記一側面に形成されたボルト挿入孔に挿入することにより、前記線ばねが前記保護部材に固定されていることを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、保護部材にばね部材が装着された状態で保護部材がタイプレートに固定されることから、車両が脱線した場合でも、脱線車両は保護部材の上面部に落下する一方で、ばね部材は保護部材によって保護される。これにより、レールの固定状態が保持される。

また、線ばねの両先端が保護部材の線ばね挿入孔に挿入されて固定されることから、脱線車輪によって線ばねが衝撃を受けても、線ばねが横方向にずれることはない。また、線ばねを保護部材に固定するボルトは保護部材の側面に位置するので、脱線車輪の落下によって破損することはない。また、線ばねは保護部材の上面より下方に位置することから、脱線車輪による線ばねの破損を防止することができる。

請求項２記載の発明は、請求項１に記載のレール締結構造であって、前記レールの敷設される方向とほぼ垂直方向を向いた前記線ばね挿入孔が、前記レールに向かって下方に傾くように角度をつけて形成されたことを特徴とする。

請求項２に記載の発明によれば、線ばね挿入孔に挿入された線ばねの先端部はレールに向かって下方に傾く一方で、線ばねのうちレールを押さえている部分はレールに乗る分タイプレートの位置より上がる。これにより、線ばねにねじれが生じ、レールは線ばねによって下方に付勢された状態で固定される。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載のレール締結構造であって、前記保護部材の上面及び側面から成る角部は曲面状に形成されると共に、前記保護部材の高さ寸法は所定の値以上とされていることを特徴とする。

請求項３に記載の発明によれば、保護部材の上面及び側面から成る角部は曲面状に形成され、また、保護部材の高さ寸法は所定の値以上とされていることから、車両の脱線があった場合、外軌脱線した車輪のフランジは、内側が保護部材の曲面状の角部に当接した状態でレールと保護部材の内側面との間に保持されることになる。また、内軌脱線した車輪は、フランジの内側が保護部材の曲面状の角部に当接して、車輪が保護部材に載置された状態で止まる。

請求項１に記載の発明によれば、保護部材によってばね部材の脱線車輪による破損を防止することにより、ばね部材のレール締結機能が破壊されるのを防止することができる。

また、脱線車輪によって線ばねが衝撃を受けても横方向にずれることはない。また、線ばねを固定するボルトは保護部材の上面より下方に位置するため、脱線車輪による破損は防止される。

請求項２に記載の発明によれば、線ばねにねじれが生じ、レールは線ばねによって下方に付勢された状態で固定される。

請求項３に記載の発明によれば、外軌脱線及び内軌脱線のいずれの場合も脱線車輪がレールから大きく外れることはなく、車両の脱線による被害は最小限に抑えられる。

本発明の第１の実施形態に係るレール締結構造を示す断面図である。本発明の第１の実施形態に係るタイプレート及び保護部材の構造を示す斜視図である。本発明の第１の実施形態に係る保護部材の構造を示す斜視図である。本発明の第１の実施形態に係る保護部材の構造を示す断面図である。本発明の第１の実施形態に係るレール締結構造を示す平面図である。本発明の第１の実施形態に係るタイプレート及び保護部材の構造の変形例を示す斜視図である。本発明の第２の実施形態に係る線ばねの構造を示す斜視図である。本発明の第２の実施形態に係る保護部材の構造を示す斜視図である。本発明の第２の実施形態に係るレール締結構造を示す斜視図である。本発明の第２の実施形態に係るレール締結構造を示す断面図である。本発明の第２の実施形態に係る保護部材を取り外す様子を示す断面図である。本発明の第３の実施形態に係るナブラ板ばねの構造を示す斜視図である。本発明の第３の実施形態に係る保護部材の構造を示す斜視図である。本発明の第３の実施形態に係るレール締結構造を示す斜視図である。本発明の第３の実施形態に係るレール締結構造を示す断面図である。

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。

（第１の実施形態）
図１〜図６は、本発明に係るレール締結構造の第１実施形態を示したものである。

図１に示すように、図示しないスラブ板の上面には、絶縁板２を介してレール１を敷設するタイプレート３が配置されている。

タイプレート３の上面には、各レール１を両側から保持する保持突起４が形成されている。図２に示すように、各保持突起４の上方角部には切欠き部が形成されており、その切欠き部の上面にねじ穴５が形成されている。さらに、各保持突起４の両外側端部にはねじ穴６が形成されている。また、図１及び図２に示すように、タイプレート３のレール１を挟んだ両側上面には、ほぼ矩形に形成された保護部材７が配設されるようになっている。

保護部材７のレール１に対向する面の下方角部には、図３に示すように、ほぼ矩形に切欠いてなるばね用切欠き部８が形成されており、ばね用切欠き部８の上部には、ボルトを締結するためのボルト用切欠き部９が形成されている。また、ばね用切欠き部８の内側には、レール１の設置方向とほぼ平行に延在する支持ピン１０が突設されている。

レール１を固定するための板ばね１１は、長尺状の板材料を中央部に環状空間を形成するように側面形状つ字状に曲成されており、この環状空間部分を支持ピン１０に挿入することにより、板ばね１１を支持ピン１０に対して装着するようになっている。また、板ばね１１には板ばね用ボルト挿通孔１２が形成されている。

また、図３に示すように、保護部材７の上面にはボルトのボルト頭受用孔１３が形成されている。さらに、図４の断面図に示すように、保護部材７にはボルト頭受用孔１３に連接してボルトを挿入するための保護部材ボルト挿通孔１４が形成されている。

また、保護部材７の上面及び側面から成る角部は、曲率Ｒの曲面となるように形成されている。また、保護部材７の高さ寸法は所定の値以上とされている。

そして、本実施形態に係るレール締結構造では、ボルト頭をボルト頭受用孔１３に落とし込んだ状態で、保護部材ボルト挿通孔１４を貫通するボルトをねじ穴６に螺合することによって、保護部材７がタイプレート３に固定されるようになっている。また、板ばね１１の環状空間部分を支持ピン１０に挿入して板ばね１１を支持ピン１０に対して装着し、板ばね１１をタイプレート３の保持突起４の切欠き部に載置して板ばね１１の先端部でレール１を押さえた状態で、板ばね用ボルト挿通孔１２を貫通するボルトをねじ穴５に螺合することによって、レール１が下方に付勢された状態で固定されるようになっている。

次に、本実施形態に係るレール締結構造の作用を説明する。

まず、タイプレート３のレール１を挟んだ両側上面に保護部材７を配置する。そして、板ばね１１を支持ピン１０に対して装着して、板ばね１１をタイプレート３の保持突起４の切欠き部に載置して板ばね１１の先端部でレール１を押さえた状態で、板ばね用ボルト挿通孔１２を貫通するボルトをねじ穴５に螺合する。これにより、板ばね１１がレール１を下方に付勢した状態で、板ばね１１がタイプレート３に固定される。また、ボルト頭をボルト頭受用孔１３に落とし込んだ状態で、保護部材ボルト挿通孔１４を貫通するボルトをねじ穴６に螺合すると、保護部材７はタイプレート３に固定される。

図５は、本実施形態に係るレール締結構造を上面からみた図である。レール１を挟んで保護部材７を対向させて固定することにより、板ばね１１をタイプレート３の保持突起４に固定するボルトと、保護部材７をタイプレート３に固定するボルトとが交互に現れている。このうち、板ばね１１をタイプレート３の保持突起４に固定するボルトは保護部材７のばね用切欠き部８の内部に位置しており、また、保護部材７をタイプレート３に固定するボルトのボルト頭はボルト頭受用孔１３の内部に位置している。したがって、いずれのボルトも保護部材７の上面より下方に位置している。

このような構成をとることにより、板ばね１１及び板ばね１１を固定するボルトは保護部材７に覆われるため、車両の脱線があった場合でも、脱線車輪は保護部材７の上面に落下する。したがって、板ばね１１及びボルトが脱線車輪によって破損することはない。また、保護部材７を固定するボルトも、ボルト頭受用孔１３によって保護部材７の上面より下方に位置することから、脱線車輪に当たることはなく、破損することはない。

さらに、保護部材７の上面及び側面から成る角部は曲率Ｒの曲面として形成され、保護部材７の高さ寸法は所定の値以上とされている。したがって、図１に示すように、車両の脱線があった場合、外軌脱線した車輪Ａのフランジは、内側が保護部材７の曲面状の角部に当接した状態でレール１と保護部材７の内側面との間に保持されることになる。また、内軌脱線した車輪Ｂは、フランジの内側が保護部材７の曲面状の角部に当接して、車輪Ｂが保護部材７に載置された状態で止まる。このように、外軌脱線及び内軌脱線のいずれの場合も、保護部材７がレール１の案内部材として機能することから、脱線車輪がレール１から大きく外れることはなく、車両の脱線による被害は最小限に抑えられる。

なお、本実施形態のレール締結構造はタイプレート３の上面にレール１を挟んで対向するように保護部材７を固定する構造であるが、図６に示すように、保護部材７及びタイプレート３を一体として保護部材１５としてもよい。

（第２の実施形態）
図７〜図１１は、本発明に係るレール締結構造の第２実施形態を示したものである。

本実施形態では、レール１を敷設する図示しないスラブ板の上面に、絶縁板２を介して板状のタイプレート３が配置されている。

図７は、本実施形態においてレール１を固定する線ばね１６である。線ばね１６は、線状の材料を２カ所において下方向にほぼＵ字状に曲げ、その両側を水平方向にほぼ直角に折り曲げた上で、先端部を水平方向の逆方向に折り曲げることによって形成されている。

また、図８は、本実施形態に係る保護部材１７である。保護部材１７はほぼ矩形に形成されている。また、保護部材１７の上面及び側面から成る角部は曲率Ｒの曲面となるように形成され、保護部材１７の高さ寸法は所定の値以上とされている。

また、保護部材１７の一側面には線ばね１６の両先端部を挿入する２つの線ばね挿入孔１８が形成されている。線ばね挿入孔１８は、保護部材１７の底面をタイプレート３に水平に固定した状態で、レール１の敷設される方向とほぼ垂直方向の線ばね挿入孔１８がレール１に向かって下方に傾くように角度をつけて形成されている。なお、線ばね挿入孔１８を保護部材１７の底面と水平に形成した上で、レール１に向かって線ばね挿入孔１８が下方に傾くように保護部材１７を傾けてタイプレート３に固定してもよい。さらに、２つの線ばね挿入孔１８のほぼ中間には、１つのボルト挿入孔１９が線ばね挿入孔１８と平行に形成されている。また、押さえ金具２０は略Ｔ字状に形成され、Ｔ字の上面中央付近から突設部分を貫通するボルト挿通孔２１が形成されている。

そして、本実施形態に係るレール締結構造では、図９に示すように、線ばね１６の２点のＵ字状の部分によってレール１が押さえられ、線ばね１６の両先端部がタイプレート３に固定された保護部材１７の線ばね挿入孔１８に挿入された状態で、線ばね１６が保護部材１７の側面からボルトで固定されるようになっている。このとき、図１０に示すように、線ばね挿入孔１８に挿入された線ばね１６の先端部はレール１に向かって下方に傾く一方で、線ばね１６のうちレール１を押さえている部分はレール１に乗る分タイプレート３の位置より上がることから、線ばね１６にねじれが生じ、レール１は線ばね１６により下方に付勢された状態で固定されるようになっている。

図９に示すように、線ばね１６の２点のＵ字状に曲げた部分でレール１を押さえ、線ばね１６の両先端部を保護部材１７の線ばね挿入孔１８に挿入して保護部材１７をボルトなどでタイプレート３に固定する。そして、保護部材１７の横方向から押さえ金具２０で線ばね１６を押さえた状態で、ボルト挿通孔２１を挿通するボルトを保護部材１７の線ばね挿入孔１８に挿入することにより線ばね１６を保護部材１７に固定する。すると、図１０に示すように、線ばね挿入孔１８に挿入された線ばね１６の先端部はレール１に向かって下方に傾く一方で、線ばね１６のうちレール１を押さえている部分はレール１に乗る分タイプレート３の位置より上がる。これにより、線ばね１６にねじれが生じ、レール１は線ばね１６によって下方に付勢された状態で固定される。

このような構成により、線ばね１６の両先端が保護部材１７の線ばね挿入孔１８に挿入されて固定されることから、脱線車輪が当たって線ばね１６が衝撃を受けても、線ばね１６が横方向にずれることはない。また、線ばね１６を保護部材１７に固定するボルトは保護部材１７の側面に固定されており、脱線車輪は保護部材１７の上面に落下するので、ボルトが脱線車輪に当たって破損することもない。また、保護部材１７の高さ寸法が所定以上の値とされており、線ばね１６は保護部材１７の上面より下方に位置することから、脱線車輪が保護部材１７の上面に落下しても、脱線車輪が線ばね１６に当たることはない。したがって、脱線車輪によって線ばね１６が破損することもない。また、図１１に示すように、バールによって押さえ金具２０のボルトを引き抜くことにより、簡単に線ばね１６を保護部材１７から取り外すことができる。

さらに、保護部材１７の上面及び側面から成る角部は曲率Ｒの曲面として形成され、保護部材１７の高さ寸法は所定の値以上とされている。したがって、図１０に示すように、車両の脱線があった場合、外軌脱線した車輪Ｃのフランジは、内側が保護部材１７の曲面状の角部に当接した状態でレール１と保護部材１７の内側面との間に保持されることになる。また、内軌脱線した車輪Ｄは、フランジの内側が保護部材１７の曲面状の角部に当接して、車輪Ｄが保護部材１７に載置された状態で止まる。このように、外軌脱線及び内軌脱線のいずれの場合も、保護部材１７がレール１の案内部材として機能することから、脱線車輪がレール１から大きく外れることはなく、車両の脱線による被害は最小限に抑えられる。

（第３の実施形態）
図１２〜図１４は、本発明に係るレール締結構造の第３実施形態を示したものである。

図１２は、本実施形態においてレール１を固定するナブラ板ばね２２である。ナブラ板ばね２２は、板状であって、一端部に近づくに従って両辺の幅が狭くなるテーパ形状となるように形成されている。また、ナブラ板ばね２２の中央付近には板ばね用ボルト挿通孔２３が形成されている。

図１３は、本実施形態に係る保護部材２４である。保護部材２４はほぼ矩形で、上面及び側面から成る角部は曲率Ｒの曲面となるように形成され、高さ寸法は所定の値以上とされている。また、底面部にはほぼ矩形状に切り欠いた板ばね挿入用切欠き２５が形成されている。また、保護部材２４のレール１に対向する側にはほぼ半円柱状に切り欠いたボルト用切欠き２６が形成されている。また、保護部材２４の上面にはボルトのボルト頭受用孔２７が形成されており、さらに、ボルト頭受用孔２７に連接してボルトを挿入するための保護部材ボルト挿通孔２８が形成されている。

そして、本実施形態に係るレール締結構造では、図１４に示すように、ボルト頭をボルト頭受用孔２７に落とし込んだ状態で、保護部材ボルト挿通孔２８を貫通するボルトをタイプレート３に形成されたボルト挿入孔（図示せず）に挿入することによって、保護部材２４がタイプレート３に固定されるようになっている。また、ナブラ板ばね２２の一端部でレール１を押さえて、両辺の幅が狭くなるテーパ形状の他端部を保護部材２４の板ばね挿入用切欠き２５に挿入し、板ばね用ボルト挿通孔２３に挿通したボルトをタイプレート３に形成されたボルト挿入孔（図示せず）に挿入することによって、レール１が下方に付勢された状態で固定されるようになっている。

図１４に示すように、ナブラ板ばね２２の一端部でレール１を押さえた状態で、両辺の幅が狭くなるテーパ形状の他端部を保護部材２４の板ばね挿入用切欠き２５に挿入する。そして、板ばね用ボルト挿通孔２３に挿通したボルトをタイプレート３のボルト挿入孔（図示せず）に挿入して、ナブラ板ばね２２の一端部によりレール１を下方に付勢した状態でナブラ板ばね２２をタイプレート３に固定する。また、ボルト頭をボルト頭受用孔２７に落とし込んだ状態で、保護部材ボルト挿通孔２８を貫通するボルトをタイプレート３のボルト挿入孔（図示せず）に挿入して保護部材２４をタイプレート３に固定する。

このような構成をとることにより、ナブラ板ばね２２の一端部が保護部材２４の板ばね挿入用切欠き２５に挿入されて固定されていることから、脱線車輪によってナブラ板ばね２２が衝撃を受けても、ナブラ板ばね２２が横方向にずれることはない。また、ナブラ板ばね２２は保護部材２４によって覆われるため、脱線車輪によって破損することはない。

また、ナブラ板ばね２２を固定するボルトは保護部材２４の上面より下がった位置にあり、保護部材２４を固定するボルトもボルト頭受用孔２７により保護部材２４の上面より下がった位置にあることから、脱線車輪によってボルトが破損することもない。

さらに、保護部材２４の上面及び側面から成る角部は曲率Ｒの曲面として形成され、高さ寸法は所定の値以上とされている。したがって、図１５に示すように、車両の脱線があった場合、外軌脱線した車輪Ｅのフランジは、内側が保護部材２４の曲面状の角部に当接した状態でレール１と保護部材２４の内側面との間に保持されることになる。また、内軌脱線した車輪Ｆは、フランジの内側が保護部材２４の曲面状の角部に当接して、車輪Ｆが保護部材２４に載置された状態で止まる。このように、外軌脱線及び内軌脱線のいずれの場合も、保護部材２４がレール１の案内部材として機能することから、脱線車輪がレール１から大きく外れることはなく、車両の脱線による被害は最小限に抑えられる。

以上詳細に説明したように本発明のレール締結構造によれば、保護部材によってばね部材及びそのばね部材を固定するボルトの脱線車輪による破損を防止することにより、ばね部材のレール締結機能が破壊されるのを防止することができる。

すなわち、ばね部材及びそのばね部材を固定するボルトが保護部材によって覆われることにより、あるいは、ばね部材及びそのばね部材を固定するボルトが保護部材の上面より下方に位置することにより、脱線車輪によるばね部材及びボルトの破損が防止される。

また、ばね部材は保護部材に固定されることから、脱線車輪によってばね部材が衝撃を受けても、横方向にずれることはない。これにより、ばね部材のレール締結機能が脱線車輪から保護される。

さらに、外軌脱線及び内軌脱線のいずれの場合も脱線車輪がレールから大きく外れることはなく、車両の脱線による被害は最小限に抑えられる。

１レール
２絶縁板
３タイプレート
４保持突起
５ねじ穴
６ねじ穴
７保護部材
８ばね用切欠き部
９ボルト用切欠き部
１０支持ピン
１１板ばね
１２板ばね用ボルト挿通孔
１３ボルト頭受用孔
１４保護部材ボルト挿通孔
１５保護部材
１６線ばね
１７保護部材
１８線ばね挿入孔
１９ボルト挿入孔
２０押さえ金具
２１ボルト挿通孔
２２ナブラ板ばね
２３板ばね用ボルト挿通孔
２４保護部材
２５板ばね挿入用切欠き
２６ボルト用切欠き
２７ボルト頭受用孔
２８保護部材ボルト挿通孔

Claims

鉄道車両の車輪を支持するレールを下方に付勢して固定するばね部材と、
前記ばね部材が装着された状態で、前記レールを敷設するスラブ板に配置されたタイプレートに固定された保護部材と、を備え、
前記ばね部材は、線状の材料を２カ所において下方向にほぼＵ字状に曲げ、その両側を水平方向にほぼ直角に折り曲げた上で、先端部を水平方向の逆方向に折り曲げることによって形成した線ばねであり、
前記保護部材の一側面には前記線ばねの先端部を挿入するための線ばね挿入孔が形成され、
前記線ばね挿入孔に前記線ばねの先端部が挿入され、前記保護部材の前記一側面に対向する押さえ金具で前記線ばねを前記保護部材に押さえた状態で、前記押さえ金具に形成されたボルト挿通孔にボルトを通して前記保護部材の前記一側面に形成されたボルト挿入孔に挿入することにより、前記線ばねが前記保護部材に固定されていることを特徴とするレール締結構造。
前記レールの敷設される方向とほぼ垂直方向を向いた前記線ばね挿入孔が、前記レールに向かって下方に傾くように角度をつけて形成されたことを特徴とする請求項１に記載のレール締結構造。
前記保護部材の上面及び側面から成る角部は曲面状に形成されると共に、前記保護部材の高さ寸法は所定の値以上とされていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のレール締結構造。