JP5775531B2 - 鉄道レール締結装置 - Google Patents

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Description

本発明は、特に、しかし排他的ではなく、コンクリートスラブ軌道に使用するための、鉄道レール締結装置に係わる。
都市鉄道、及び/又は地下鉄システムのコンクリートスラブ軌道に使用するのに適した鉄道レール締結装置は、バラストによって提供されない弾力を補償するために、一般的には、バラスト軌道に使用される締結装置の場合よりも低い剛性を有する必要がある。そのようなレール締結装置の1つは、レール座領域の両側にレール固定用ショルダーを備えたベースプレートと、レール座領域に設けられた緩衝/絶縁レールパッドと、コンクリートレール基礎とベースプレートとの間に設けられたベースプレートパッドと、を含む。システムにおける弾力の大部分は、ベースプレートパッドによって提供される。ベースプレート自体は、スラブ軌道に固定する必要があり、これは通常、従来技術ではベースプレートの穴を貫通するボルト又はねじ釘のようなねじを用いて達成される。
貫通孔を有するベースプレートでは、横荷重は、ベースプレートの両端のボルト間に分配される。全てを確実に組み立てることができるように小さな隙間が存在しなければならないので、負荷は均等に分配されないことがあるが、プレートのフィールド側では、一般的にはレールに最も近いボルトの側面に外向き横荷重を加え(これによりボルトをレールから離れるように曲げる)、プレートのゲージ側では、レールから最も遠く離れたボルトの側面で押す(これによりボルトをレールに向かって曲げる)。このタイプの貫通ボルト組立体は、いくつかの問題を有する。第1に、ボルトが円形である場合、横力が線接触を介して伝達されなければならず、それ故、荷重が分配されるにもかかわらず、これらの移動する線接触箇所が急速に磨耗する。第2に、典型的には、ボルトの頂が、レールを保持するクリップの高さより上にかなりの量突出する。これは、欧州特許第0619852号明細書に開示された「スイッチオン/スイッチオフ」クリップのような、レールに横方向に押し込まれるクリップに特有の問題である。この問題は、ショルダーとボルトの間に十分な空間を与えるようにベースプレートをはるかに大きくすることによって改善することができるが、それでもなおボルト組立体は横方向押し込みクリップの取り付け及び引き抜きに使用される軌道機械によって損傷を受けやすい。更に、ボルトは弾性ベースプレートパッドを貫通しているので、高い横方向曲げ荷重を受け、慎重に設計されていない場合は、容易に疲労破壊することがある。これらの問題のほとんどは、ベースプレートの縁を押し下げるように、ベースプレートの縁の上に張り出すように設計されたクランプを採用することによって回避することができる。クランプ自体は堅くボルト締めされ、クリップがクランプの上方で前後にスライドできるようにかなり薄い厚さを有し、且つ、横荷重に反作用するための平坦な支持面を有する。
欧州特許第0619852号明細書
しかし、この構成も問題を有する。横荷重成分がベースプレートに何れかの方向に加えられる場合、これは、ベースプレートの第1端でベースプレートとスラブ軌道の間の連結部に圧縮力を加え、第2端に引張力を加える傾向がある。連結部が単純な絶縁スペーサである場合、連結部をベースプレートに接着し又はベースプレートと連結する或るもっと複雑な構成よりも、コストを削減することが望ましいので、ベースプレートの第2端の引張力は、力が伝達されないギャップを生成する。その結果、加えられる全ての横力が、実際に、ベースプレートの第1端の連結部を介してスラブ軌道に伝達される。従って、横荷重の反作用に関する限り、ベースプレートは1本のボルトだけで、即ちベースプレートの第1端のボルトで、効果的に固定される。しかし、実際にはこれは十分ではない。典型的には、効果的に1本のボルトだけを有する組立体では、そのボルトには横方向曲げ荷重によって過大な応力が加えられるだろう。更に、上述したように、ボルトの本質はボルトが円形であるということなので、横力は、垂直線接触によって伝達されるほかない。その結果、ボルト、又はボルトによって抑え付けられているクランプは、この構成がベースプレートの圧縮端(常にフィールド側)で使用される場合、破損するだろう。
別の構成では、ベースプレートは、レール自体を抑え付けるのに使用されるタイプの、コンクリートスラブ軌道の中に注型されたショルダーによって保持された弾性レールクリップによって抑え付けられる。ショルダーは、ボルトよりもはるかに強く、横荷重に反作用を及ぼす平坦な支持面を有し、それによって破損の問題を回避する。しかし、レールを抑え付けるのに必要とされる物に加えて、ベースプレートを抑え付ける、ショルダー及びクリップ、並びに関連した絶縁体を設けることは、装置のコスト及び複雑さを増大させる。
更に、コンクリートスラブ軌道上で垂直高さ調整に備えることができる装置を提供することが望ましい。一般的には、垂直高さ調整が可能な装置は、垂直高さ調整が不可能である構成に比べて、より複雑になる。
本発明の第1の態様によれば、締結される鉄道レールを受けるためのベースプレートと、ベースプレートをコンクリート鉄道基礎のベースプレート座領域に固定するためのベースプレート固定手段と、を含み、ベースプレート固定手段は、ベースプレート座領域の対向側でコンクリートレール基礎に配置されるように構成された第1及び第2締結組立体を含み、各締結組立体はクランプ手段を含み、クランプ手段は、ベースプレートがコンクリートレール基礎によって支持され且つそのベースプレート座領域に配置されている場合、クランプ手段の一部がベースプレートの部分に重なるように配置できるように構成され、第1及び第2締結組立体の各々は、コンクリートレール基礎内に保持されるように構成された第1部分と、レール基礎より上に位置するように且つ前記クランプ手段に係合するように構成された第2部分と、を有する固定手段を更に含む、鉄道レール締結装置において、第1及び第2締結組立体の固定手段の内、第2締結組立体の固定手段のみが、ねじ締結具からなる、鉄道レール締結装置が提供される。
好適には、第1締結組立体の固定手段は、平面荷重支持面を有する支持部を有し、装置が使用中である場合、荷重が平面荷重支持面を介してベースプレートから第1締結組立体の固定手段に伝達される。
本発明の第2の態様によれば、締結される鉄道レールを受けるためのベースプレートと、ベースプレートをコンクリート鉄道基礎のベースプレート座領域に固定するためのベースプレート固定手段と、を含み、ベースプレート固定手段は、ベースプレート座領域の対向側に配置されるように構成された第1及び第2締結組立体を含み、各締結組立体はクランプ手段を含み、クランプ手段は、ベースプレートがコンクリートレール基礎によって支持され且つそのベースプレート座領域に配置されている場合、クランプ手段の張出部がベースプレートの部分に重なるように配置できるように構成された、鉄道レール締結装置において、第1締結組立体は、当該装置が使用中である場合、第1締結組立体のクランプ手段の支持部が、第1締結組立体の固定手段の第2部分の直立面と、ベースプレートの直立端面との間に配置されるように、コンクリートレール基礎内で保持されるように構成された第1部分と、レール基礎より上に配置されるように構成されクランプ手段を保持するようになっている第2部分と、を更に含み、クランプ手段の支持部とベースプレートの直立端面との間、及び、クランプ手段の支持部と当該装置が使用中である場合にベースプレートから第1締結組立体の固定手段に荷重を伝達する固定手段の第2部分の直立面との間に、界面があり、これらの界面は平面である。
本発明の第1又は第2の態様では、ベースプレートに加えられるいかなる上向き垂直荷重も、固定手段に直接伝達されるよりはむしろ、まず第1/第2締結組立体のクランプ手段を介して伝達され、それによって固定手段を損傷するリスクを軽減し、好適には、別々の交換可能な部品であるクランプ手段だけの予期し得ない損傷の程度を制限する。このことは、第1締結組立体の固定手段が注型ショルダーである場合に、特に有利である。
クランプ手段は、プラスチック材料で製造されるのがよい。プラスチック材料の弾力は、クランプ手段にいくらかの柔軟性を与え、この柔軟性は、ベースプレートに加えられるいかなる上向き垂直荷重の影響をも更に減少させることができる。
本装置は、前記クランプ手段の代わりに当該装置に取り付けるために、前記クランプ手段とは異なる高さに張出部を有する、第1締結組立体用の少なくとも1つの追加クランプ手段を更に含むのがよい。
第1締結組立体のクランプ手段は、クランプ部品と、クランプ部品と固定手段の第2部分の内側部分との間に配置される第1中間部分と、クランプ部品とベースプレートとの間に配置される第2中間部分と、を含むのがよい。前記クランプ手段の代わりに当該装置に取り付けるために、前記クランプ部品とは異なる高さに張出部を有する少なくとも1つの追加クランプ部品を備えるのがよい。この場合、本装置は、更に、前記第2中間部分の代わりに当該装置に取り付けるために、少なくとも1つの追加第2中間部分を含むのがよく、その少なくとも1つの寸法が前記第2中間部分の寸法と異なる。
第1締結組立体の固定手段は、好適にはショルダーからなる。
今、例として、添付図面を参照する。
本発明の第1及び第2態様を具体化する第1鉄道レール締結装置を示す図であり、本装置の側面図である。 本発明の第1及び第2態様を具体化する第1鉄道レール締結装置を示す図であり、図1Aの線X−Xによる断面図である。 本発明の第1及び第2態様を具体化する第1鉄道レール締結装置を示す図であり、本装置の平面図である。 本発明の第1及び第2態様を具体化する第1鉄道レール締結装置を示す図であり、上方からの本装置の斜視図である。 図1A乃至図1Dに示した装置のいくつかの部品を示す図であり、ベースプレートの斜視図である。 図1A乃至図1Dに示した装置のいくつかの部品を示す図であり、第1締結組立体の斜視図である。 図1A乃至図1Dに示した装置のいくつかの部品を示す図であり、第2締結組立体の斜視図である。 1組の中の4つの異なるクランプ手段の斜視図及び側面図である。 1組の中の4つの異なるクランプ手段の斜視図及び側面図である。 1組の中の4つの異なるクランプ手段の斜視図及び側面図である。 1組の中の4つの異なるクランプ手段の斜視図及び側面図である。 本発明の第1及び第2態様を具体化する第2鉄道レール締結装置を示す図であり、本装置の側面図である。 本発明の第1及び第2態様を具体化する第2鉄道レール締結装置を示す図であり、図3Aの線Y−Yによる断面図である。 本発明の第1及び第2態様を具体化する第2鉄道レール締結装置を示す図であり、本装置の平面図である。 本発明の第1及び第2態様を具体化する第2鉄道レール締結装置を示す図であり、本装置が追加部品を含む場合の線Y−Yによる別の断面図である。 本発明の第1及び第2態様を具体化する第2鉄道レール締結装置を示す図であり、上方からの本装置の斜視図である。 本装置で用いるシムを示す図であり、上方からのシムの平面図である。 本装置で用いるシムを示す図であり、図4Aの線Z−Zによる断面図である。 本装置で用いるシムを示す図であり、下方からのシムの平面図である。 本装置で用いるシムを示す図であり、端面図である。
図1A乃至図1Dに示すように、本発明を具体化する第1鉄道レール締結装置は、締結されるべき鉄道レール10を受けるためのベースプレート20と、ベースプレート20をコンクリート鉄道基礎1のベースプレート座領域2に固定するためのベースプレート固定手段30、40と、を含む。装置を使用する時、緩衝、電気絶縁ベースプレートパッド50が、レール基礎1のベースプレート座領域2上のベースプレート20の下に設置され、緩衝、電気絶縁レールパッド60が、レール10の下でベースプレート20のレール座領域25上に設置される。ベースプレート20には、ベースプレート20のレール座領域25の両側に、各弾性レールクリップ22を保持するためのショルダー21が設けられる。クリップ22は、クリップ22とレール10との間に電気絶縁を提供する各先端絶縁体23を支持し、ショルダー21とレール10との間に電気絶縁を提供する側柱絶縁体24が、ショルダー21に設けられている。この例では、レールクリップ22は、欧州特許第0619852号明細書又は国際公開第2007/096620号に開示されているのと同様であり、レールフットの上に横方向に押し付けられ、平面視でほぼM字型であり、ショルダー21は適当に構成されているが、クリップ及び関連したショルダーは、異なるタイプのもの、例えば、レールの長手方向軸線に平行な方向にレールに押し付けられるクリップであってもよい。
図2Aに示すように、ベースプレート20は、レール座領域25を含むほぼ長方形の中央部分20Cを有するように形成され、中央部分20Cは、レール座領域25の端に、側柱絶縁体24を配置するためのそれぞれの直立部26を有する。ベースプレートの端部分20A、20Bは、中央部分20Cの両側で突出し、中央部分20Cからベースプレートの端縁20AE、20BEに進む僅かな曲線で形成された側縁20AS、20BSを有する。端縁20AE、20BEでのベースプレート20の幅は、中央部分20Cでの幅よりも僅かに狭い。ベースプレート20の端縁20AE、20BEには、ベースプレート20の厚さを貫いて延び、ベースプレート固定手段30、40をそれぞれ収容するように形作られた開口28A、28Bが形成されている。従って、装置を上から見た場合、ベースプレート固定手段30のほんの一部分しか縁20AEよりも外側に突出せず、ベースプレート固定手段40のどの部分も端縁20BEより外側に突出しない。その結果、装置の設置面積は、全体として、ベースプレート20自体の設置面積とほぼ同じである。各開口28A、28Bの縁と、隣接する直立部26との間には、リップ27が設けられている。レールクリップ22用のショルダー21は、ベースプレート20が使用中である場合、クリップ22が第1及び第2締結組立体30、40の各々の上方に延びるように、開口28A、28Bの縁のまわりでベースプレート20に設けられている。
図2B及び図2Cに示すように、ベースプレート固定手段30、40は、ベースプレート座領域2の対向側でコンクリートレール基礎に設置可能に構成された第1締結組立体30及び第2締結組立体40を含む。第1及び第2締結組立体は、それぞれのクランプ手段35、45を含む。クランプ手段35、45は、ベースプレート20がベースプレート座領域2でコンクリートレール基礎1によって支持される場合、クランプ手段35、45の張出部36、46をベースプレート20のリップ27に重なるように配置することができるように構成される。第1及び第2締結組立体30、40は、更に、コンクリートレール基礎1内で保持されるように構成された第1部分32、42と、レール基礎1より上に配置されるように構成され且つ上記クランプ手段35、45に係合する第2部分33、43と、を有するそれぞれの固定手段31、41を含む。
この実施形態では、第1締結組立体30の固定手段31は、ショルダーを含み、ショルダーのステムは、第1部分32を形成し、コンクリートレール基礎1に埋め込まれ、レール基礎より上のショルダーの頭部は、第2部分33を形成し、クランプ手段35と相互に組み合って、クランプ手段35を保持するように構成されている。変形例(図示せず)として、ショルダーは、フックインタイプのものでもよく、このショルダーのステムは、ショルダーが横荷重に耐えることができるが、必要に応じてレール基礎1から取り外し可能であるように、コンクリートレール基礎の開口内に設けられた保持機構と組み合うように形作られる。
本実施形態の第2締結組立体40の固定手段41は、ボルトのようなねじ締結具からなり、そのシャンク42(ねじ山を図示せず)は、レール基礎1のねじ穴(図示せず)に螺合し、クランプ手段45の開口47を貫いて延びる。ねじ締結具41の頭部43は、ワッシャ44を介してクランプ手段45を押さえつける。
本実施形態のクランプ手段35、45には、その上面に、クリップ22を隣接するショルダー21に押し込むのを補助するためのランプ38、48が形成されている。
先行技術の装置では、ベースプレートは、両端が、ボルト若しくはねじ釘のようなねじ締結具によって固定されたクランプ手段、又は、コンクリートスラブ軌道に注型されたショルダーによって保持された弾性レールクリップの何れかによって、抑え付けられる。本発明のこの実施形態によれば、第1締結組立体30の固定手段31は、第2締結組立体40の固定手段41とは異なるタイプのものである。特に、この実施形態では、第2締結組立体40の固定手段のみが、ねじ締結具から構成される。
本発明のこの実施形態では、第1締結組立体30の固定手段31は、それぞれの直立平面荷重支持面34aを有する支持部品34を有し、装置が使用中である場合に、荷重は、直立平面荷重支持面34aを介してベースプレート20から固定手段31に伝達される。特に、この実施形態では、ショルダー31は、装置が使用中である場合、クランプ手段35の支持部37が、ショルダー31の直立平面荷重支持面34aとベースプレート20の直立端面26A、27Aとの間に介在されるように、クランプ手段35を保持するようになっており、クランプ手段35の支持部37とベースプレート20の端面26A、27Aとの間の界面、及びクランプ手段35の支持部37とショルダー31の直立平面荷重支持面34aとの間の界面は、平面である。装置と共に使用するためのレール基礎が軌道に設置されている場合、固定手段31を有するレール基礎1の端は、軌道のフィールド側に配置され、その結果、ベースプレート20からの横荷重は、クランプ手段35及びショルダー31の平面界面を介してレール基礎1に伝達される。
装置の高さを調整する機構を設けることが望ましい場合がある。この場合、(望ましくはプラスチック材料で製造された)1組のクランプ手段35を設けるのがよく、その組の各クランプ手段35はショルダー31によって保持されるように構成されているが、図2D乃至図2Gに示したように、それぞれの張出高さha乃至hdを有する組35a乃至35dのような、異なる高さの張出部36を有する。また、異なる厚さの一組のシム(図示しないが、形状が図4A乃至図4Dに示すシム70と同様又は同一である)が、ベースプレート20の下に挿入するために設けられる。高さを調整するには、ショルダー31におけるクランプ手段35が取り除かれ、装置の新しい高さにふさわしい張出高さを有する、組の中の別のクランプ手段35で置換される。第2締結組立体については異なるクランプ手段45を設ける必要はない。何故なら、ベースプレート20の下に適当な高さのシムの1つを挿入することを可能にするように、固定手段41を極めて容易に装置から取り除くことができ、次いで、シムに適当に配置された穴を通してレール基礎1のねじ穴に再び挿入することができるからである。この形態の高さ調整により、高さ調整が行われる場合比較的まれにはクランプ手段を廃棄しなければならないことの比較的僅かな追加のコストで比較的簡単且つ安価な組立体を最初に採用することができる。異なる張出高さを有する多数のクランプ手段を設けるよりも、大きいステップを有する少数のクランプ手段を、多数の追加の補正シムを加えて設けることが望ましい。例えば、27mmの総高さ調整を提供するには、オフセットが9mm、18mm、及び27mmの3つのクランプ手段と、深さが1mm乃至8mmの範囲のスペーサとを設ければよい。
あるいは、図3A乃至図3Eに示すように、本発明を具体化する第2鉄道レール締結装置が、最初の装置にいくつかの追加部品を追加することによって、より簡単に高さ調整をすることができる。簡潔のため、第1装置のものと同一である装置のこれらの部品を、同一の符号を付して参照し、再度説明しない。
第2鉄道レール締結装置は、第1装置の固定手段31と本質的に同じように機能する固定手段31’によって保持するための、異なる高さの張出部361乃至36Nを持つクランプ部品351乃至35Nの組を含む(図3A乃至図3C及び図3Eはクランプ部品351を示し、図3Dはクランプ部品35Nを示す)。しかしながら、固定手段31及びクランプ部品351乃至35Nのインターロック部品は、第1装置のものと設計が僅かに異なっており、第1締結組立体30のクランプ手段は更に第1中間部分を含み、第1中間部分は着脱可能な第1中間バッファパッド35Aを含み、第1中間バッファパッドは固定手段31’の第2部分33’内でのクランプ手段351乃至35Nの移動を防ぐために設けられ、第1締結組立体30のクランプ手段は更に第2中間部分を含み、この第2中間部分は、一組の着脱可能な第2中間バッファパッド35B1乃至35BNを含み、各々のそのようなパッドは、ベースプレート20の第1端面26Aとクランプ部品351乃至35Nとの間に配置される第1部分と、ベースプレート20の第2端面27Aと固定手段31’の第2部分33’との間に配置される第2部分と、を有する。固定手段31及びクランプ部品351乃至35Nの組み合い部品の設計と、中間バッファパッドの提供は、装置を、高さ調整が必要な場合にレールを移動させる必要なしに、軌道でより分解しやすくする。また、図3D及び図4A乃至図4Dに示すように、第2鉄道締結装置は、ベースプレート20の下に挿入するための異なる厚さの一組のシム701乃至70N-1を含む(その内の1つのみを示す)。各シム70は、一方の端に孔71を有し、固定手段41が孔71を通してレール基礎1に挿入され、更に他方の端に、固定手段31’を収容する開口72を有する。
また、例えば幅(及び深さ)を変化させるスペーサを設けることによって、あるいはより簡単に、側柱絶縁体を、必要に応じて厚さのより大きい又はより小さい側柱絶縁体に置換することによって、ベースプレートのいくらかの横方向調整(典型的には+/−5mm)を実現することができる。
軌道建設工程をスピードアップするため、本発明を具体化するレール締結装置は、軌道建設現場に納入される前にプレキャストコンクリートユニット(ブロック、枕木、又はスラブ)上に構築されるのがよい。

Claims (9)

  1. 締結されるべき鉄道レールを受けるためのベースプレートと、ベースプレートをコンクリートレール基礎のベースプレート座領域に固定するためのベースプレート固定手段と、を含み、ベースプレート固定手段は、ベースプレート座領域の対向側でコンクリートレール基礎に配置されるように構成された第1及び第2締結組立体を含み、各締結組立体はクランプ手段を含み、クランプ手段は、ベースプレートがコンクリートレール基礎によって支持され且つそのベースプレート座領域に配置されている場合、クランプ手段の一部がベースプレートの部分に重なるように配置できるように構成され、第1及び第2締結組立体の各々は、コンクリートレール基礎内に保持されるように構成された第1部分と、レール基礎より上に位置するように且つ前記クランプ手段に係合するように構成された第2部分と、を有する固定手段を更に含む、鉄道レール締結装置において、
    第1及び第2締結組立体の固定手段の内、第2締結組立体の固定手段のみが、ねじ締結具からなる、鉄道レール締結装置。
  2. 第1締結組立体の固定手段は、直立平面荷重支持面を有する支持部を有し、装置が使用中である場合、荷重が直立平面荷重支持面を介してベースプレートから第1締結組立体の固定手段に伝達される、請求項1に記載の装置。
  3. 第1締結組立体のクランプ手段の支持部が、第1締結組立体の固定手段の第2部分の直立平面荷重支持面と、ベースプレートの直立端面との間に介在され、
    クランプ手段の支持部とベースプレートの直立端面との間、及び、クランプ手段の支持部と装置が使用中である場合にベースプレートから第1締結組立体の固定手段に荷重を伝達する固定手段の第2部分の直立平面荷重支持面との間に、界面が存在し、これらの界面は平面である、請求項1に記載の装置。
  4. 前記クランプ手段は、プラスチック材料で製造されている、請求項1乃至3の何れか1項に記載の装置。
  5. 前記クランプ手段の代わりに当該装置に取り付けるために、ベースプレートに重なる部分であって、前記クランプ手段のその部分とは異なる高さに位置する部分を有する、第1締結組立体用の少なくとも1つの追加クランプ手段を更に含む、請求項1乃至4の何れか1項に記載の装置。
  6. 第1締結組立体のクランプ手段は、クランプ部品と、クランプ部品と固定手段の第2部分の内側部分との間に配置される第1中間部分と、クランプ部品とベースプレートとの間に配置される第2中間部分と、を含む、請求項1乃至4の何れか1項に記載の装置。
  7. 第1締結組立体のクランプ手段は、ベースプレートに重なるように配置される張出部を有する複数の前記クランプ部品の組を含み、各クランプ部品は、それぞれ異なる高さの張出部を有前記組の中でクランプ部品を置換することにより前記装置の高さが調整される、請求項6に記載の装置。
  8. 第1締結組立体のクランプ手段は、一組の着脱可能な前記第2中間部分を含、請求項7に記載の装置。
  9. 第1締結組立体の固定手段はショルダーからなる、請求項1乃至8の何れか1項に記載の装置。
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