JP6924045B2 - レール及びレールの削正方法 - Google Patents
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Description
[レールの構造]
図1は、実施形態に係るレール10の概略構造を示す平面図である。鉄道車両は、レール10を走行する。レール10は、鉄道路線の地上潤滑装置設置地点のレールである。図1に示すように、レール10は、一対のレール本体1,2と、潤滑装置3とを備える。
レール本体1の頭頂面111及び車輪踏面41の各々の勾配の変化は、勾配曲線で表すことができる。以下、頭頂面111及び車輪踏面41の各勾配曲線について説明する。
例えば、レール10を新たに設置する場合や、レール本体1及び/又は車輪踏面41が摩耗した場合等に、レール10の削正が実施される。以下、レール10の削正方法について、図2を再度参照しながら簡単に説明する。
本実施形態に係るレール10では、内軌側のレール本体1の頭頂面111に、傾斜面111aが形成されている。傾斜面111aは、軌道幅方向において、レール本体1の中心軸Aよりも外側の位置から内側且つ下方に向かって傾斜する。この傾斜面111aにより、頭頂面111の勾配曲線L1は、軌道幅方向においてレール本体1の中心軸Aよりも外側の位置x2で車輪踏面41の勾配曲線L21,L22と交差するようになる。すなわち、頭頂面111は、潤滑装置3寄りの位置で車輪踏面41と接触する。このため、潤滑装置3からの潤滑剤が頭頂面111と車輪踏面41との接触位置に供給されやすくなり、レール本体1を十分に潤滑することができる。よって、潤滑装置3による潤滑効果を向上させることができる。
[レールの構造]
図5は、第2実施形態に係るレールの内軌側の部分の概略構造を示す断面図である。第2実施形態に係るレールは、レール本体1Aを含む。レール本体1Aは、曲線の内軌に接続されている。図示を省略するが、本実施形態に係るレールにおいて、外軌に接続されるレール本体の構成は、第1実施形態に係るレール10のレール本体2(図1)の構成と同じである。
以下、レール本体1Aの頭頂面111A及び車輪踏面41の各勾配曲線について説明する。勾配曲線の定義については、第1実施形態で説明した通りである。
本実施形態に係るレールも、第1実施形態に係るレール10と同様の要領で作成することができる。すなわち、レール本体1Aの頭頂面111Aを研削して、図5に示す傾斜面111d,111eを形成する。傾斜面111dは、軌道幅方向において傾斜面111eよりも外側の位置に形成される。頭頂面111Aの研削は、頭部11Aの側面112に潤滑装置3が取り付けられていない状態で行われる。その後、側面112のうち傾斜面111d,111eに対応する部分に潤滑装置3を取り付ける。
本実施形態では、内軌側のレール本体1Aにおいて、軌道幅方向の内側の側面112に潤滑装置3が取り付けられている。レール本体1Aの頭頂面111Aには、軌道幅方向においてレール本体1の中心軸Aよりも内側の位置から外側且つ下方に向かって傾斜する傾斜面111dが形成されている。この傾斜面111dにより、頭頂面111Aは、潤滑装置3寄りの位置で車輪踏面41と接触する。よって、本実施形態においても、頭頂面111Aと車輪踏面41との接触位置に潤滑装置3からの潤滑剤を十分に供給することができ、潤滑装置3による潤滑効果を向上させることができる。
内軌側の60kgレールについて、第1実施形態に係るレール(10)と同様の構成となるように削正を行うことを想定し、削正前後の勾配曲線を作成した。また、円錐踏面及び南北円弧踏面の各々について勾配曲線を作成し、これらの勾配曲線と削正前後のレールの勾配曲線との関係を確認した。以下、削正前のレールを60kgレール、削正後のレールを削正レールと称する。
(1−1.中立位置の場合)
図8は、中立位置において、削正前後のレールの勾配曲線の各々と円錐踏面の勾配曲線との関係を示す図である。図8に示すように、60kgレールの勾配曲線は、軌道幅方向において−10mmの位置で円錐踏面の勾配曲線と交差している。一方、削正レールの勾配曲線は、軌道幅方向において20mm強の位置で円錐踏面の勾配曲線と交差している。以下、各レールの勾配曲線と車輪踏面の勾配曲線とが交差する点の横軸の座標(軌道幅方向の位置)を、交差位置という。
図10は、外軌寄りの位置において、削正前後のレールの勾配曲線の各々と円錐踏面の勾配曲線との関係を示す図である。図10に示すように、60kgレールの勾配曲線は、軌道幅方向において−10mmの位置で円錐踏面の勾配曲線と交差している。一方、削正レールの勾配曲線は、軌道幅方向において20mm強の位置で円錐踏面の勾配曲線と交差している。各レールの勾配曲線と円錐踏面の勾配曲線との交差位置は、外軌寄りの位置の場合も中立位置の場合と同一である。
(2−1.中立位置の場合)
図12は、中立位置において、削正前後のレールの勾配曲線の各々と南北円弧踏面の勾配曲線との関係を示す図である。図12に示すように、60kgレールの勾配曲線は、軌道幅方向において−5mm付近の位置で円弧踏面の勾配曲線と交差している。一方、削正レールの勾配曲線は、軌道幅方向において20mm強の位置で円弧踏面の勾配曲線と交差している。
図14は、外軌寄りの位置において、削正前後のレールの勾配曲線の各々と南北円弧踏面の勾配曲線との関係を示す図である。図14に示すように、60kgレールの勾配曲線は、軌道幅方向において5mm付近の位置で円弧踏面の勾配曲線と交差している。一方、削正レールの勾配曲線は、軌道幅方向において20mm強の位置で円弧踏面の勾配曲線と交差している。
以上より、削正レールは、中心軸A2よりも軌道幅方向外側の位置で車輪踏面に接触することが確認できた。すなわち、削正レールは、潤滑装置(3)側で車輪踏面に接触する。よって、削正レールと車輪踏面との接触位置に対し、潤滑装置(3)からの潤滑剤の供給を十分に受けられると考えられる。
円錐踏面を有する鉄道車両及び円弧踏面を有する鉄道車両が走行している実際のレールについて、摩擦係数に相当する内軌の脱線係数(内軌Q/P)を曲線の出口側で一定期間測定した。測定した内軌Q/Pを図16に示す。測定期間の途中で、第1実施形態に係るレール(10)と同様の構成となるようにレールの削正を行い、削正による内軌Q/Pの変化を確認した。
内軌側の60kgレールについて、第2実施形態に係るレールと同様の構成となるように削正を行うことを想定し、実施例1と同様の要領で、削正前後の勾配曲線を作成した。また、円錐踏面及び南北円弧踏面の各々について勾配曲線を作成し、これらの勾配曲線と削正前後のレールの勾配曲線との関係を確認した。
1,1A:レール本体
11,11A:頭部
111,111A:頭頂面
111a,111b,111d,111e:傾斜面
112,113:側面
3:潤滑装置
Claims (6)
- 軌道幅方向の外側から内側に向かって拡径する車輪踏面を有する鉄道車両を走行させるためのレールであって、
前記車輪踏面が接触する頭頂面と、前記軌道幅方向において前記頭頂面の両側に配置される側面とを含む頭部、を有するレール本体と、
前記頭部の両側面のうち前記軌道幅方向の外側の側面に取り付けられる潤滑装置と、
を備え、
前記頭頂面は、前記軌道幅方向において前記レール本体の中心軸よりも外側の位置から前記頭部の内側の側面且つ下方に向かって傾斜する第1傾斜面を含む、レール。 - 請求項1に記載のレールであって、
前記頭頂面は、さらに、前記軌道幅方向において前記第1傾斜面の外側に配置され、前記第1傾斜面の勾配と逆の勾配を有する第2傾斜面を含む、レール。 - 請求項1又は2に記載のレールであって、
前記第1傾斜面は、前記鉄道車両の走行方向において、前記潤滑装置の長さと同じ長さを有する、レール。 - 軌道幅方向の外側から内側に向かって拡径する車輪踏面を有する鉄道車両を走行させるためのレールを削正する方法であって、
レール本体の頭部の頭頂面を研削して、前記頭頂面に傾斜面を形成する工程と、
前記頭部の前記軌道幅方向の外側の側面に潤滑装置を取り付ける工程と、
を備え、
前記傾斜面は、前記軌道幅方向において前記レール本体の中心軸よりも外側の位置から前記頭部の内側の側面且つ下方に向かって傾斜する、レールの削正方法。 - 軌道幅方向の外側から内側に向かって拡径する車輪踏面を有する鉄道車両を走行させるためのレールであって、
前記車輪踏面が接触する頭頂面と、前記軌道幅方向において前記頭頂面の両側に配置される側面とを含む頭部、を有するレール本体と、
前記頭部の両側面のうち前記軌道幅方向の内側の側面に取り付けられる潤滑装置と、
を備え、
前記頭頂面は、前記軌道幅方向において前記レール本体の中心軸よりも内側の位置から前記頭部の外側の側面且つ下方に向かって傾斜する傾斜面を含む、レール。 - 軌道幅方向の外側から内側に向かって拡径する車輪踏面を有する鉄道車両を走行させるためのレールを削正する方法であって、
レール本体の頭部の頭頂面を研削して、前記頭頂面に傾斜面を形成する工程と、
前記頭部の前記軌道幅方向の内側の側面に潤滑装置を取り付ける工程と、
を備え、
前記傾斜面は、前記軌道幅方向において前記レール本体の中心軸よりも内側の位置から前記頭部の外側の側面且つ下方に向かって傾斜する、レールの削正方法。
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