JP6976231B2 - 脱線防止装置 - Google Patents

Description

本開示は、脱線防止装置に関するものである。

従来、鉄道の線路、すなわち、軌道は、路床の上の路盤上にまくらぎを並べ、該まくらぎの上にレールを敷設する構造を備える。そして、鉄道車両の車輪がレールから脱線することを防止するために、脱線防止ガードがレールに沿って設置されている（例えば、特許文献１参照。）。

特開２０１４−３１７０７号公報

しかしながら、前記従来の技術では、レールの絶縁継目部に対応して設置された脱線防止ガードの電気絶縁性を確保し、かつ、十分な強度を確保することが困難であった。

図１は従来の脱線防止ガードがレールに沿って設置されている軌道を示す写真、図２は従来のレールの絶縁継目部に対応して設置された脱線防止ガードの構造を示す図である。なお、図１において、（ａ）は脱線防止ガードが設置されている曲線軌道の写真、（ｂ）はレールに沿って設置されている脱線防止ガードの拡大写真であり、図２において、（ａ）は脱線防止ガードに欠線部を設けた構造を示す図、（ｂ）は脱線防止ガードに絶縁材を巻き付けた構造を示す写真、（ｃ）は脱線防止ガードの間に絶縁材を取り付けた構造を示す図である。

図１（ａ）において矢印で示されるように、曲線軌道においては、通常、内軌側軌道、すなわち、カーブの内側にレール１１に沿って脱線防止ガードとしてのガード材２１が設置されている。なお、該ガード材２１は、レール１１と同様に鋼材から成る長尺の部材であって、レール１１との間隔が所定の値に保持されるように、図１（ｂ）において矢印で示されるようなホルダ１８によってレール１１に取り付けられている。

そして、図２（ａ）に示されるように、例えば、信号機等が設置されている箇所のように、情報伝達のためにレール１１に電気信号を流して電気回路を構成した軌道回路を区切る必要がある箇所では、電気絶縁性を有する絶縁継目板１２を介して、隣接する２本のレール１１が接続されている。これにより、隣接する２本のレール１１同士が互いに電気的に絶縁され、軌道回路を区切ることができる。なお、レール１１は、コンクリート等から成るまくらぎ１５に締結され、絶縁継目板１２を介して接続された２本のレール１１の端１１ａ近傍は、それぞれ、別個のまくらぎ１５に締結されている。そのため、絶縁継目板１２は、互いに隣接する２つのまくらぎ１５に跨がるようになっている。

また、ガード材２１がホルダ１８によってレール１１に取り付けられているが、前記絶縁継目板１２に対応する箇所においては、隣接する２本のガード材２１の端２１ａ同士が大きく離間され、ガード材２１が存在しない欠線部２１ｂが生じている。これにより、２本のレール１１に対応するガード材２１同士が互いに絶縁されるので、車輪がガード材２１に接触しても、該ガード材２１を経由して、絶縁継目板１２を介して接続されたレール１１同士が導通してしまうことがない。

しかし、図２（ａ）に示されるような長い欠線部２１ｂでは、長い距離に亘ってガード材２１が存在しないので、脱線防止機能を果たすことができない。

そこで、図２（ｂ）に示されるように、隣接する２本のガード材２１の間隔を短くするとともに、ガード材２１の端２１ａの近傍に電気絶縁性材料から成る絶縁部材を巻き付けたり、図２（ｃ）に示されるように、隣接する２本のガード材２１の端２１ａ同士の間の欠線部２１ｂを短くし、該欠線部２１ｂに電気絶縁性材料から成る絶縁部材４１を介在させる方法も提案されている。この場合、２本のレール１１に対応するガード材２１の端２１ａ同士が互いに絶縁されるとともに、ガード材２１が存在しない欠線部２１ｂの長さが短くなるので、脱線防止機能を果たすことができる。

しかし、ガード材２１をレール１１に取り付けるホルダ１８は、まくらぎ１５同士の間に配設されているが、絶縁継目板１２に対応する箇所には配設されていないので、欠線部２１ｂが短いと、ガード材２１の端２１ａから直近のホルダ１８までの距離、すなわち、該ホルダ１８からのガード材２１の張り出し量Ａが大きくなってしまう。そのため、絶縁継目板１２に対応する箇所においては、ガード材２１の強度が低下し、脱線防止機能を十分に果たすことができない。

ここでは、前記従来の技術の問題点を解決して、脱線防止ガードにおけるレールの絶縁継目板に対応する箇所であっても、十分な強度を発揮して鉄道車両の脱線防止機能を確実に果たすことができるとともに、十分な電気絶縁性を備える脱線防止装置を提供することを目的とする。

そのために、脱線防止装置においては、脱線防止ガードの欠線部に配設される絶縁ガード材と、該絶縁ガード材を支持する支持装置とを備え、前記絶縁ガード材は、電気絶縁性を有する材料から成り、レールの絶縁継目板に対向して配設され、前記支持装置はまくらぎに取り付けられる。

他の脱線防止装置においては、さらに、前記絶縁ガード材は、一体成形品、又は、複数の成形品を結合した複合材である。

更に他の脱線防止装置においては、さらに、前記一体成形品は、ガラス繊維補強樹脂から成る。

更に他の脱線防止装置においては、さらに、前記複合材は、ガラス繊維補強樹脂から成る一体成形品に、ガラス繊維ウレタン樹脂圧密材から成る一体成形品を結合した部材である。

更に他の脱線防止装置においては、さらに、前記絶縁ガード材は前記絶縁継目板より長く、該絶縁継目板の全範囲が前記絶縁ガード材に対向する。

更に他の脱線防止装置においては、さらに、前記支持装置は一対であって、各支持装置は、互いに隣接する２つのまくらぎに、それぞれ、取り付けられる。

本開示によれば、脱線防止ガードにおけるレールの絶縁継目板に対応する箇所であっても、十分な強度を発揮して鉄道車両の脱線防止機能を確実に果たすことができるとともに、十分な電気絶縁性を発揮することができる。

従来の脱線防止ガードがレールに沿って設置されている軌道を示す写真である。 従来のレールの絶縁継目部に対応して設置された脱線防止ガードの構造を示す図である。 本実施の形態におけるレールの絶縁継目部に対応して設置された脱線防止装置を示す平面図である。 本実施の形態におけるレールの絶縁継目部に対応して設置された脱線防止装置の断面図であり図３におけるＢ−Ｂ矢視断面図である。 本実施の形態における脱線防止装置を示す写真である。 本実施の形態における脱線防止装置の支持部材を示す三面図である。 本実施の形態における脱線防止装置の傾斜台を示す三面図である。 本実施の形態における脱線防止装置の支持部材の変形例を示す三面図である。 本実施の形態における脱線防止装置の絶縁ガード材を示す三面図である。 本実施の形態における脱線防止装置の絶縁ガード材の変形例を示す三面図である。

以下、実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。

図３は本実施の形態におけるレールの絶縁継目部に対応して設置された脱線防止装置を示す平面図、図４は本実施の形態におけるレールの絶縁継目部に対応して設置された脱線防止装置の断面図であり図３におけるＢ−Ｂ矢視断面図、図５は本実施の形態における脱線防止装置を示す写真、図６は本実施の形態における脱線防止装置の支持部材を示す三面図、図７は本実施の形態における脱線防止装置の傾斜台を示す三面図、図８は本実施の形態における脱線防止装置の支持部材の変形例を示す三面図、図９は本実施の形態における脱線防止装置の絶縁ガード材を示す三面図、図１０は本実施の形態における脱線防止装置の絶縁ガード材の変形例を示す三面図である。なお、図６〜８において、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は背面図であり、図９及び１０において、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は側面図である。

本実施の形態においては、「背景技術」及び「発明が解決しようとする課題」の項における説明を援用し、レール１１、絶縁継目板１２、まくらぎ１５、ガード材２１等における各部の構造、動作及び効果であって、「背景技術」及び「発明が解決しようとする課題」の項において説明したものと同じものについては、図１及び２に示される符号と同じ符号を付与することによって、適宜、説明を省略する。

また、本実施の形態において、レール１１、絶縁継目板１２、まくらぎ１５、ガード材２１等の各部及びその他の部材の構成及び動作を説明するために使用される上、下、左、右、前、後等の方向を示す表現は、絶対的なものでなく相対的なものであり、レール１１、絶縁継目板１２、まくらぎ１５、ガード材２１等の各部及びその他の部材が図に示される姿勢である場合に適切であるが、その姿勢が変化した場合には姿勢の変化に応じて変更して解釈されるべきものである。

「発明が解決しようとする課題」の項で説明したように、レール１１の絶縁継目板１２に対応する箇所においては、ガード材２１が脱線防止機能を十分に果たすことが困難である。そこで、本実施の形態においては、図３及び４に示されるような脱線防止装置２０を配設することによって、レール１１の絶縁継目板１２に対応する箇所であっても、十分な強度を発揮して脱線防止機能を確実に果たすことができるとともに、十分な電気絶縁性を発揮するようになっている。

図３に示されるように、本実施の形態において、ガード材２１は、絶縁継目板１２に対応する位置には存在しない。具体的には、ガード材２１は、ホルダ１８によってレール１１に取り付けられ、レール１１と対向し、かつ、レール１１と平行に延在しているが、絶縁継目板１２と対向する範囲には存在せず、欠線部２１ｂが生じている。レール１１及びガード材２１の延在方向に関し、欠線部２１ｂの存在する範囲は、絶縁継目板１２と対向する範囲以上となっている。そして、前記欠線部２１ｂには、脱線防止装置２０が備える絶縁ガード材２２が配設されている。該絶縁ガード材２２がガード材２１と同様の脱線防止機能を発揮するので、欠線部２１ｂが広範囲に亘っても、鉄道車両の車輪の脱線は、効果的に防止される。

なお、前記欠線部２１ｂの長さ（図３における左右方向の寸法）は、図２（ａ）に示される例における欠線部２１ｂの長さよりも長くなっている。したがって、図２（ａ）に示されるような既存のガード材２１の端２１ａの近傍を切除することによって、図３に示されるような広範囲に亘る欠線部２１ｂを容易に得ることができる。また、欠線部２１ｂを広範囲に亘るものとした結果、ガード材２１の端２１ａから直近のホルダ１８までの距離であるガード材２１の張り出し量が小さくなり、ガード材２１の強度が向上する。

前記絶縁ガード材２２は、図９に示されるように概略直方体状の形状を有する細長い部材であって、電気絶縁性を有する材料の一体成形品であり、鉄道車両の車輪が接触しても破損することのない強度を有する。なお、前記絶縁ガード材２２の長さ（図９における左右方向の寸法）は、絶縁継目板１２より長いことが望ましく、例えば、８５〔ｃｍ〕程度である。また、前記絶縁ガード材２２は、電気絶縁性及び曲げ変形強度を兼ね備えるガラス長繊維で補強された樹脂から成ることが望ましく、例えば、欧州規格による名称がＦＲＦＵ（ガラス長繊維補強発泡ウレタン樹脂）であって、積水化学工業株式会社から商品名「ＦＦＵ」として市販されている材料から成る一体成形品であることが望ましい。

前記絶縁ガード材２２は、平坦な前面２２ａと、該前面２２ａと平行な背面２２ｂとを有し、前記前面２２ａから背面２２ｂまで貫通するボルト収容孔２２ｃが複数（図に示される例においては、２つ）形成されている。なお、前記背面２２ｂの長手方向両端近傍であって、ボルト収容孔２２ｃが形成されている部分には、前面２２ａ寄りに凹入した被保持面２２ｄが形成されている。また、前記ボルト収容孔２２ｃの前面２２ａ寄りの部分には、絶縁ガード材固定ボルト３５のボルトヘッドを収容する孔であってボルト収容孔２２ｃより大径のボルトヘッド収容孔２２ｅが形成されている。

そして、前記絶縁ガード材２２は、図３及び４に示されるように、支持装置３１によって支持され、絶縁継目板１２が跨がるように配設された互いに隣接する２つのまくらぎ１５に取り付けられ、前面２２ａがレール１１及び絶縁継目板１２と対向するような姿勢で、ガード材２１の欠線部２１ｂに配設される。具体的には、絶縁ガード材２２は、左右両側のガード材２１とほぼ一直線となるように、かつ、前面２２ａが、左右両側のガード材２１においてレール１１と対向する面とほぼ面一となるように配設される。また、絶縁ガード材２２の左右両端（長手方向両端）は、左右両側のガード材２１の端２１ａに接近してはいるが、離れている。そして、絶縁継目板１２は、その長手方向の全範囲が絶縁ガード材２２と対向する。

また、前記支持装置３１は、絶縁ガード材２２を支持する支持部材３２と、該支持部材３２とまくらぎ１５との間に介在する傾斜台３３と、前記絶縁ガード材２２と支持部材３２との間に介在するシム３４と、前記絶縁ガード材２２を、シム３４を介して支持部材３２に固定する絶縁ガード材固定ボルト３５と、前記支持部材３２を、傾斜台３３を介してまくらぎ１５に固定する支持装置固定ボルト３６とを含んでいる。なお、コンクリート等から成る前記まくらぎ１５には、前記支持装置固定ボルト３６が螺入される雌ねじとして機能するインサート１５ａが打設されている。該インサート１５ａは、後施工によって既存のまくらぎ１５に打設することができる。

前記支持部材３２は、鋼等の金属から成る部材であり、図６に示されるように、平板状の下板３２ａと、該下板３２ａの上面に垂直に立設された縦板３２ｂと、該縦板３２ｂの背面と下板３２ａの上面とを斜めに結ぶように取り付けられた一対の斜交い板３２ｄと、前記縦板３２ｂの正面に対して垂直に取り付けられ、前方に延在する支え板３２ｅとを有する。そして、下板３２ａ及び縦板３２ｂには、支持装置固定ボルト３６及び絶縁ガード材固定ボルト３５が通過する貫通孔であるボルト通過孔３２ｃが形成されている。

また、前記傾斜台３３は、鋼等の金属から成る部材であり、図７に示されるように、概略くさび状の板部材であって、平坦な上面３３ａと、該上面３３ａに対して傾斜する下面３３ｂとを有し、前記上面３３ａから下面３３ｂまで貫通する貫通孔であって、支持装置固定ボルト３６が通過するボルト通過孔３３ｃが形成されている。

そして、絶縁継目板１２が跨がるように配設された互いに隣接する２つのまくらぎ１５の各々に、支持部材３２が、傾斜台３３を介して、支持装置固定ボルト３６によって固定される。前記傾斜台３３の下面３３ｂの傾斜角度を調整することによって、図４に示されるように、まくらぎ１５の表面が傾斜していても、支持部材３２の下板３２ａを水平にすることができる。また、絶縁ガード材２２は、各支持部材３２の支え板３２ｅの上に載置された状態で、シム３４を介して、絶縁ガード材固定ボルト３５によって各支持部材３２の縦板３２ｂに固定される。絶縁ガード材２２が支え板３２ｅによって下から支持されているので、絶縁ガード材固定ボルト３５による固定作業を容易に行うことができる。

なお、該絶縁ガード材固定ボルト３５のボルトヘッドがボルトヘッド収容孔２２ｅに収容されるので、前記絶縁ガード材固定ボルト３５は、絶縁ガード材２２の前面２２ａから凹入した状態となり、車輪の絶縁ガード材固定ボルト３５への接触が確実に防止される。また、支え板３２ｅの先端も絶縁ガード材２２の前面２２ａから凹入した状態となっているので、車輪の支え板３２ｅへの接触が確実に防止される。さらに、シム３４の厚さ及び／又は枚数を調整することによって、絶縁ガード材２２の前面２２ａの位置を調整して、該前面２２ａを、左右両側のガード材２１においてレール１１と対向する面とほぼ面一にすることができる。

また、前記支持部材３２は、必ずしも、図６に示される例に限定されるものでなく、図８に示されるようなものであってもよい。図８に示される例では、支え板３２ｅが省略されているが、その他の点の構成は、図６に示される例と同様である。

さらに、前記絶縁ガード材２２は、必ずしも、図９に示される例に限定されるものでなく、図１０に示されるようなものであってもよい。図１０に示される例において、絶縁ガード材２２は、複数の素材部、例えば、第１素材部２２Ａと第２素材部２２Ｂとを組み合わせた複合材である。前記絶縁ガード材２２の大部分は第１素材部２２Ａから成り、前面２２ａ近傍の薄板状の部分が第２素材部２２Ｂから成り、前記第１素材部２２Ａと第２素材部２２Ｂとは接着によって一体的に結合されている。

前記第１素材部２２Ａは、電気絶縁性及び曲げ変形強度を兼ね備えるガラス長繊維で補強された樹脂から成ることが望ましく、例えば、欧州規格による名称がＦＲＦＵであって、積水化学工業株式会社から商品名「ＦＦＵ」として市販されている材料から成る一体成形品であることが望ましい。また、前記第２素材部２２Ｂは、電気絶縁性及び強度を兼ね備え、さらに、車輪の接触による局所的なせん断変形に対する強度が第１素材部２２Ａよりも高いガラス短繊維補強樹脂から成る一体成形品であることが望ましく、例えば、ウレタン樹脂とガラス短繊維を高密度に圧密したガラス繊維ウレタン樹脂圧密材であって、積水化学工業株式会社から商品名「ＫＦＦＵ」として市販されている材料から成る一体成形品であることが望ましい。「ＫＦＦＵ」は「ＦＦＵ」との接着性にも優れている。

このように、図１０に示される絶縁ガード材２２では、レール１１及び絶縁継目板１２と対向する面である前面２２ａが、圧縮強度が第１素材部２２Ａよりも高い第２素材部２２Ｂによって構成されているので、鉄道車両の車輪が接触しても破損することがない。

このように、本実施の形態において、脱線防止装置２０は、ガード材２１の欠線部２１ｂに配設される絶縁ガード材２２と、絶縁ガード材２２を支持する支持装置３１とを備え、絶縁ガード材２２は、電気絶縁性を有する材料から成り、レール１１の絶縁継目板１２に対向して配設され、支持装置３１はまくらぎ１５に取り付けられる。

これにより、ガード材２１におけるレール１１の絶縁継目板１２に対応する箇所であっても、十分な強度を発揮して鉄道車両の車輪の脱線を確実に防止することができ、かつ、十分な電気絶縁性を得ることができる。

また、絶縁ガード材２２は、一体成形品、又は、複数の成形品を結合した複合材である。したがって、簡素な構成でありながら、十分な強度を発揮して鉄道車両の車輪の脱線を確実に防止することができる。

さらに、一体成形品は、ガラス繊維補強樹脂から成る。したがって、製造が容易で、かつ、十分な強度を得ることができる。

さらに、複合材は、ガラス繊維補強樹脂から成る一体成形品に、ガラス繊維ウレタン樹脂圧密材から成る一体成形品を結合した部材である。したがって、強度が高く、鉄道車両の車輪が接触しても破損することがない。

さらに、絶縁ガード材２２は絶縁継目板１２より長く、絶縁継目板１２の全範囲が絶縁ガード材２２に対向する。したがって、鉄道車両の車輪が絶縁ガード材２２に接触しても、絶縁継目板１２を介して接続されたレール１１同士が導通してしまうことがない。

さらに、支持装置３１は一対であって、各支持装置３１は、互いに隣接する２つのまくらぎ１５に、それぞれ、取り付けられる。したがって、長い絶縁ガード材２２であっても、確実に支持することができる。

なお、本明細書の開示は、好適で例示的な実施の形態に関する特徴を述べたものである。ここに添付された特許請求の範囲内及びその趣旨内における種々の他の実施の形態、修正及び変形は、当業者であれば、本明細書の開示を総覧することにより、当然に考え付くことである。

本開示は、脱線防止装置に適用することができる。

１１ レール
１２ 絶縁継目板
１５ まくらぎ
２０ 脱線防止装置
２１ ガード材
２１ｂ 欠線部
２２ 絶縁ガード材
３１ 支持装置

Claims (6)

1. 脱線防止ガードの欠線部に配設される絶縁ガード材と、
   該絶縁ガード材を支持する支持装置とを備え、
   前記絶縁ガード材は、電気絶縁性を有する材料から成り、レールの絶縁継目板に対向して配設され、
   前記支持装置はまくらぎに取り付けられることを特徴とする脱線防止装置。
2. 前記絶縁ガード材は、一体成形品、又は、複数の成形品を結合した複合材である請求項１に記載の脱線防止装置。
3. 前記一体成形品は、ガラス繊維補強樹脂から成る請求項２に記載の脱線防止装置。
4. 前記複合材は、ガラス繊維補強樹脂から成る一体成形品に、ガラス繊維ウレタン樹脂圧密材から成る一体成形品を結合した部材である請求項２に記載の脱線防止装置。
5. 前記絶縁ガード材は前記絶縁継目板より長く、該絶縁継目板の全範囲が前記絶縁ガード材に対向する請求項１〜４のいずれか１項に記載の脱線防止装置。
6. 前記支持装置は一対であって、各支持装置は、互いに隣接する２つのまくらぎに、それぞれ、取り付けられる請求項１〜５のいずれか１項に記載の脱線防止装置。

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