JP6013855B2 - 枕木の固定構造、並びにこれに用いられる継材及び座金 - Google Patents

Description

本発明は、鉄橋等の橋桁に枕木を固定する構造に関するものである。

鉄橋等の橋桁に固定される枕木は、通常、特許文献１に記載されているように、枕木を貫通するフックボルトにて固定されている。

特許第４６９５７１９号明細書

ところで、複数の枕木は、レールの長手方向に沿って離散的に橋桁上に配設される。そして、枕木間の距離を保持すべく、通常、レールの長手方向に沿って延びる継材をコーチスクリュウ等の木ネジにて枕木に固定している。

また、フックボルトにて枕木を橋桁に固定するに当たっては、ナットと枕木との間に座金が配設された状態でナットが規定トルクで締め込まれる。
しかし、鉄道車両の走行に伴って発生する振動によって座金が回転する場合がある。このとき仮に、座金が回転すると、枕木のうち座金と接触している部位が座金により削られ、恰も「ざぐり」のような円柱状の凹部が生じてしまう場合がある。そして、上記「ざぐり」が発生すると、フックボルトの締結力が更に低下してしまう。

そこで、通常、鉄道車両の走行に伴って発生する振動によるナットの緩みを未然に防止すべく、定期的に線路の保守・点検を行うとともに、点検時に必要に応じてナットの増し締めを行っている。

本発明は、上記点に鑑み、枕木に上記「ざぐり」が発生することを抑制することを目的とする。

本発明は、上記目的を達成するために、複数の枕木を橋桁（１）に固定するための枕木の固定構造であって、レールに沿って延びるとともに、枕木（Ｓ）間の距離を保持する継材（３）と、枕木（Ｓ）の上面側に配設された継材（３）及びその枕木（Ｓ）を上下方向に貫通するネジ棒部（５Ａ）、並びに橋桁（１）と係止した略Ｊ字状又はＬ字状のフック部（５Ｂ）を有するフックボルト（５）と、ネジ棒部（５Ａ）の雄ねじ部（５Ｃ）に組み付けられたナット（７）とを備えることを特徴とする。

これにより、本発明では、継材（３）はナット（７）と枕木（Ｓ）との間に介在することとなるので、本願発明に係る継材（３）は、「枕木（Ｓ）間の距離を保持する」という継材の本質的な機能に加え、「発明が解決しようとする課題」の欄で述べた「座金として機能」を兼ね備えた部材として機能する。

しかも、継材（３）は、複数の枕木（Ｓ）間を渡すように複数の枕木（Ｓ）に固定され、かつ、それら枕木（Ｓ）はフックボルト（５）により橋桁（１）に固定されているので、継材（３）がフックボルト（５）周りに回転することはない。したがって、枕木（Ｓ）に上記「ざぐり」が発生することを確実に抑制できる。

因みに、上記各手段等の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段等との対応関係を示す一例であり、本発明は上記各手段等の括弧内の符号に示された具体的手段等に限定されるものではない。

本発明の実施形態に係る枕木Ｓの固定構造を示す図である。 （ａ）は本発明の実施形態に係る枕木Ｓの固定構造を示す図であり、（ｂ）は固定部の断面図であり、（ｃ）は固定部の分解斜視図である。 （ａ）は継材３及び座金９の断面図であり、（ｂ）は座金９の上面図である。 （ａ）は継材３の斜視図であり、（ｂ）は貫通穴３Ｂの拡大図である。 （ａ）は第２実施形態に係る座金９の正面図であり、（ｂ）は図５（ａ）の下面図であり、（ｃ）は図５（ａ）のＡ−Ａ断面図であり、（ｄ）は第２実施形態に係る座金９の斜視図である。

以下に説明する「発明の実施形態」は実施形態の一例を示すものである。つまり、特許請求の範囲に記載された発明特定事項等は、下記の実施形態に示された具体的手段や構造等に限定されるものではない。

そして、本実施形態は、鉄道用の橋桁に枕木を固定する固定構造に本発明を適用したものである。以下、本発明の実施形態を図面と共に説明する。
（第１実施形態）
１．枕木の固定構造
鉄道用のレールＲは、図１に示すように、一対の橋桁１間を渡すように配置された複数の枕木Ｓの上面に設置される。なお、橋桁１は、Ｈ形鋼又はＩ形鋼にて構成された梁であって、レールＲの長手方向と平行な方向に延びている。

継材３は、レールＲに沿うように平行に延びて枕木Ｓ間の距離を保持する部材である。この継材３の表面には、エポキシ樹脂等により構成された電気絶縁被覆層が設けられている。そして、継材３は、図２（ａ）に示すように、枕木Ｓの上面側に配設された状態でフックボルト５により枕木Ｓに固定されている。

フックボルト５は、図２（ｂ）に示すように、ネジ棒部５Ａ及びフック部５Ｂを有する金属製のボルトである。ネジ棒部５Ａは、継材３及び枕木Ｓを上下方向に貫通する雄ねじ部である。フック部５Ｂは、橋桁１と係止する略Ｊ字状又はＬ字状の係止部である。

ネジ棒部５Ａには、ナット７が組み付けられる雄ねじ部５Ｃ、及びナット７の脱落を防止するピン７Ａが挿入される挿入穴（図示せず。）が設けられている。なお、ネジ棒部５Ａ及びフック部５Ｂは、金属製の棒により一体形成されている。

ナット７は、継材３の上面側に配設された座金９を介してネジ棒部５Ａ、つまりフックボルト５に締め込まれている。そして、フック部５Ｂが橋桁１に係止した状態でネジ棒部５Ａが枕木Ｓを貫通しているので、ナット７が締め込まれることによりネジ棒部５Ａに締結力が発生し、枕木Ｓが橋桁１に強固に押し付けられて橋桁１に固定される。

因みに、本実施形態では、ナット７と座金９との間には、バネ座７Ｂが配設されている。このバネ座７Ｂは、ネジ棒部５Ａの雄ねじ部５Ｃとナット７の雌ねじ部との接触面圧を高める向きの弾性力をナット７に作用させることにより、ナット７の緩みを防止している。

座金９は、継材３側に突出して継材３と係止する係止突起９Ａを有している。この係止突起９Ａは、図３（ａ）に示すように、継材３の両側面３Ａと係止するように矩形状の座金本体部９Ｂの両端側に設けられている。このため、本実施形態に係る座金９は、継材３側が開口した略コの字形状となっている。

なお、本実施形態に係る係止突起９Ａは、座金本体部９Ｂに一体成形されている。具体的には、１枚の金属板材にプレス加工を施すことにより、係止突起９Ａ及び座金本体部９Ｂを一体成形している。

また、ネジ棒部５Ａのうち、少なくとも継材３及び座金９を貫通する部位には、図２（ｃ）に示すように、ネジ棒部５Ａの長手方向と平行な平面部５Ｄが設けられている。一方、継材３及び座金９には、ネジ棒部５Ａが貫通する貫通穴３Ｂ、９Ｃが設けられている。そして、貫通穴３Ｂ、９Ｃは、図３（ｂ）及び図４に示すように、長円状又はＤ字状となっている。

すなわち、貫通穴３Ｂ、９Ｃは、その外縁部に平面部５Ｄと平行な直線部３Ｃ、９Ｄが設けられた異形状となっている。このため、ネジ棒部５Ａが貫通穴３Ｂ、９Ｃを貫通した状態では、ネジ棒部５Ａの平面部５Ｄが貫通穴３Ｂ、９Ｃの直線部３Ｃ、９Ｄに係止された状態となるので、フックボルト５と継材３及び座金９とが互いに回り止めされた状態となる。

また、継材３のうち枕木Ｓと接触する側には、図１に示すように、枕木Ｓ側に突出して枕木Ｓと係止した係止突起３Ｄが設けられている。この係止突起３Ｄは、枕木Ｓ間に相当する部位において、貫通穴３Ｂの貫通方向、つまりネジ棒部５Ａと平行な方向において、橋桁１側に向かって突出したものである。このため、継材３のうち係止突起３Ｄが設けられた部位の断面形状は、略Ｌ字状となっている。

因みに、本実施形態に係る継材３では、図４（ａ）に示すように、Ｌ形鋼の一部を切断除去することにより枕木Ｓに固定される部位を形成し、切断除去されなかった部位を利用して係止突起３Ｄとしている。

２．枕木の固定構造の特徴
本実施形態では、継材３はナット７と枕木Ｓとの間に介在することとなるので、継材３は、「枕木Ｓ間の距離を保持する」という継材の本質的な機能に加え、「発明が解決しようとする課題」の欄で述べた「座金として機能」を兼ね備えた部材として機能する。

しかも、継材３は、複数の枕木Ｓ間を渡すように複数の枕木Ｓに固定され、かつ、それら枕木Ｓはフックボルト５により橋桁１に固定されているので、継材３がフックボルト５周りに回転することはない。したがって、枕木Ｓに上記「ざぐり」が発生することを確実に抑制できる。

また、本実施形態では、ナット７と継材３との間には、継材３側に突出して継材３と係止した係止突起９Ａが設けられた座金９が配設されていることを特徴としている。
これにより、本実施形態では、座金９は継材３に係止された構成となるので、座金９が回転してしまうことを防止できる。延いては、座金９の回転に伴うナット７の緩みを確実に抑制できる。

また、本実施形態では、ネジ棒部５Ａの平面部５Ｄが貫通穴３Ｂ、９Ｄの直線部３Ｃ、９Ｄに係止された状態となる。一方、継材３は、前述したように、枕木Ｓに対して回転しない。また、座金９は、その係止突起９Ａが継材３と係止しているため、継材３に対して回転しない。

つまり、ネジ棒部５Ａは回転しない継材３及び座金９に係止された状態となるので、車両の走行に伴ってフックボルト５が加振されても、ネジ棒部５Ａがナット７に対して回転してしまうことを抑制できる。延いては、車両の走行に伴う振動が発生しても、ナット７が緩んでしまうことを抑制できるので、枕木Ｓに上記「ざぐり」が発生することをより確実に抑制できる。

また、本実施形態係る継材３は、枕木Ｓ側に突出して枕木Ｓと係止した係止突起３Ｄが設けられていることを特徴としている。これにより、本実施形態では、枕木Ｓと係止突起３Ｄとが互いに係止することにより、枕木Ｓ間の距離を確実に保持することができる。

また、枕木Ｓを橋桁１に敷設する際には、枕木Ｓを係止突起３Ｄに当てるように枕木Ｓを配置することにより、容易に枕木Ｓ間の距離を設定することができる。
また、継材３の表面に電気絶縁被覆層が設けられているので、継材３を介して軌道回路等が短絡してしまうことを未然に防止できる。

（第２実施形態）
上述の実施形態では、金属板にプレス加工を施して当該金属板の両端側を略９０°折り曲げて係止突起９Ａを構成していたため、座金９は、図３（ａ）に示すように、継材３側が開口した略コの字形状となっていた。

しかし、上記構成では、金属板の厚み寸法ｔが厚く、かつ、当該金属板の厚み寸法に対して係止突起９Ａの突出寸法Ｔが小さい場合には、プレス加工時の加工度が大きくなるので、係止突起９Ａと座金本体部９Ｂとの境目９Ｅに亀裂が生じ易い。因みに、第１実施形態に係る金属板の厚み寸法ｔは６ｍｍであり、係止突起９Ａの突出寸法Ｔは６ｍｍである。

そこで、本実施形態では、図５に示すように、係止突起９Ａと座金本体部９Ｂとの角度θ１を９０°より小さく角度（例えば、約７０°）としている（図５（ｃ）参照）。さらに、座金本体部９Ｂの端部を幅方向全域に亘って同一の角度θ１で折り曲げるのではなく、幅方向において一部のみを角度θ１で折り曲げて係止突起９Ａとしている（図５（ａ）参照）。

なお、本実施形態では、座金本体部９Ｂの端部のうち幅方向中央部に係止突起９Ａを形成し、かつ、座金本体部９Ｂの端部のうち係止突起９Ａ以外の部位は、係止突起９Ａより小さい角度θ２（例えば、４５°）にて折り曲げられている。

したがって、プレス加工時に、係止突起９Ａと座金本体部９Ｂとの境目に大きな曲げ応力が発生することを防止できるので、当該境目にて亀裂が生じることを抑制できる。
なお、本実施形態では、座金本体部９Ｂの端部のうち幅方向中央部のみに係止突起９Ａが形成されていたが、本実施形態は、これに限定されるものではない。

つまり、本実施形態では、係止突起９Ａの折り曲げ角度θ１を９０°より小さくすることに特徴があるので、例えば、座金本体部９Ｂの端部のうち幅方向全域を９０°より小さい角度θ１で折り曲げることにより幅方向全域を係止突起９Ａとする、又は幅方向端部側のみに係止突起９Ａを設けてもよい。

因みに、本実施形態では、係止突起９Ａとそれ以外の部位とを１回のプレス加工にて成形しているが、本発明はこれに限定されるものではない。
例えば、座金本体部９Ｂの端部を幅方向全域に亘って同一の角度θ２で折り曲げた後、その一部を角度θ１まで更に折り曲げて係止突起９Ａを成形してもよい。これにより、１回当たりの加工度が小さくなるので、係止突起９Ａと座金本体部９Ｂとの境目にて亀裂が生じることを確実に抑制できる。

（その他の実施形態）
上述の実施形態では、ネジ棒部５Ａの平面部５Ｄが設けられ、継材３の貫通穴３Ｂの外縁部に直線部３Ｃが設けられていたが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、平面部５Ｄ及び直線部３Ｃを廃止してもよい。

また、上述の実施形態では、継材３の貫通穴３Ｂが長円又はＤ字状であったが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば矩形状や十字状、又は円形に平行な二面を設けた形状等の異形状であってもよい。

また、上述の実施形態では、座金９の係止突起９Ａは継材３の両側面３Ａと係止するものであったが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、継材３に設けられた凹部や穴と係止するものであってもよい。

また、上述の実施形態では、継材３の係止突起３Ｄは、隣り合う枕木Ｓ間のほぼ全域で橋桁１側に向けて突出したものであったが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、枕木２と接触する部分のみが突出した突起部により係止突起３Ｄを構成してもよい。

また、上述の実施形態では、平面部５Ｄが継材３を貫通する部位、つまり雄ねじ部５Ｃが形成された部位に設けられていたが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、ネジ棒部５Ａ全体に平面部５Ｄを設けてもよい。このとき、枕木Ｓに設けたネジ棒部５Ａが貫通する貫通穴も長円又はＤ字状とすると、フックボルト５が回転してしまうことをより一層抑制できる。

また、上述の実施形態では、ナット７と座金９との間にバネ座７Ｂを配設したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、バネ座７Ｂを廃止する、又はバネ座７Ｂに代えて平ワッシャをナット７と座金９との間に配設する等としてもよい。

また、上述の実施形態では、継材３に枕木Ｓ側に突出して枕木Ｓと係止した係止突起３Ｄが設けられていたが、本発明はこれに限定されるものではなく、係止突起３Ｄを廃止してもよい。具体的には、単純な帯状の平板にて継材３を構成する、又は上方側に凸となるようにＬ形鋼を配設して継材３とする等としてもよい。

また、第１実施形態では、継材３の貫通穴３Ｂ、及び座金９の貫通穴９Ｃの長径方向は、図２（ａ）に示すように、レールＲ又は継材３の長手方向と平行であったが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、貫通穴３Ｂ及び貫通穴９Ｃの少なくとも一方の長径方向が、レールＲ又は継材３の長手方向と交差又は直交する方向と平行であってもよい。

この場合、例えば、貫通穴３Ｂ及び貫通穴９Ｃの長径方向をレールＲの長手方向と直交する方向と平行とすれば、レールＲの「通り狂い」を貫通穴３Ｂ及び貫通穴９Ｃで吸収することができる。

また、上述の実施形態では、継材３の表面に電気絶縁被覆層を設けたが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、単純な塗装被膜や電着塗装被膜としてもよい。なお、表面に電気絶縁被覆層を設けた継材３は、本発明以外、つまり、従来構造の枕木の固定構造にも適用できる。

また、本発明は、特許請求の範囲に記載された発明の趣旨に合致するものであればよく、上述の実施形態に限定されるものではない。

１… 橋桁 ２… 枕木 ３… 継材 ３Ａ… 側面
３Ｂ… 貫通穴 ３Ｃ… 直線部 ３Ｄ… 係止突起 ５… フックボルト
５Ａ… ネジ棒部 ５Ｂ… フック部 ５Ｃ… 部 ５Ｄ… 平面部
７… ナット ７Ａ… ピン ７Ｂ… バネ座 ９… 座金 ９Ａ… 係止突起
９Ｂ… 座金本体部 Ｒ… レール Ｓ… 枕木

Claims (7)

1. 複数の枕木を橋桁に固定するための枕木の固定構造であって、
   レールに沿って延びるとともに、前記枕木間の距離を保持する継材と、
   前記枕木の上面側に配設された前記継材及びその枕木を上下方向に貫通するネジ棒部、並びに前記橋桁と係止した略Ｊ字状又はＬ字状のフック部を有するフックボルトと、
   前記ネジ棒部の雄ねじ部に組み付けられたナットと
   を備えることを特徴とする枕木の固定構造。
2. 前記ネジ棒部のうち前記継材を貫通する部位には、前記ネジ棒部の長手方向と平行な平面部が設けられており、
   さらに、前記継材に設けられた貫通穴であって前記ネジ棒部が貫通する貫通穴の外縁部には、前記平面部と平行な直線部が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の枕木の固定構造。
3. 前記ナットと前記継材との間には座金が配設されており、
   さらに、前記座金には、前記継材側に突出して前記継材と係止した係止突起が設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の枕木の固定構造。
4. 前記継材には、前記枕木側に突出して前記枕木と係止した係止突起が設けられていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の枕木の固定構造。
5. 請求項１ないし４のいずれか１項に記載の枕木の固定構造に用いられ、前記枕木間の距離を保持するための継材であって、
   前記ネジ棒部が貫通する貫通穴を有し、
   前記貫通穴の外縁部には、直線状の直線部が設けられていることを特徴とする継材。
6. 前記貫通穴の貫通方向と平行な方向に突出し、前記枕木と係止可能な係止突起を有することを特徴とする請求項５に記載の継材。
7. 請求項１ないし４のいずれか１項に記載の枕木の固定構造に用いられ、前記ナットと前記継材との間に配設される座金であって、
   前記ネジ棒部が貫通する貫通穴を有し、
   前記貫通穴の貫通方向と平行な方向に突出し、前記継材と係止可能な係止突起を有することを特徴とする座金。

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