JP7028611B2 - 可変パッド - Google Patents

Description

本発明は、プレストレストコンクリート製の軌道スラブ等の上に設置されたタイプレートとレールとの間に介在されレールの高さを調整するために使用される可変パッドに関し、特にレールのふく進に対する抵抗力を有する可変パッドに関する。

従来、鉄道軌道においては、レール締結装置によってレールがタイプレートに固定されるが、軌道スラブの天端面等に存在している不陸等に起因してレールとタイプレートとの間の隙間が生じるとともに、その隙間にバラツキがある。そこで、レールを敷設する際に、タイプレートとレールとの間にレールの高さを調整するための可変パッドが軌道パッドの下側になるように重なった状態で挿入されている。
可変パッドは、袋状をなす樹脂製シートの対向する２枚のシート間に、縁部に設けられている注入口から硬化性の樹脂が注入されることにより、タイプレートとレールとの間の隙間の大きさや形状に応じて膨張し、レール下の隙間を埋める働きをする。可変パッドに関する発明としては、例えば特許文献１や特許文献２に開示されているものがある。

特開２００７－１９７９４４号公報 特開２０１１－１７４２９９号公報 特開２０１５－１０４４１号公報

上記のようなタイプレートを備えたスラブ軌道においては、列車の加減速時に受ける力や温度変化による伸縮などによってレールが長手方向へ移動するふく進と呼ばれる現象が発生し、このふく進の発生に伴い可変パッドがレールの長手方向にずれてしまうことがある。
しかしながら、上記特許文献１や特許文献２に記載されている可変パッドは、いずれもレールのふく進に対する効果が小さいため、レールのふく進の発生に伴い可変パッドがレールの長手方向にずれてしまうのを防止することができないという課題がある。

なお、特許文献３には、可変パッドの両端にリブが形成されている図面（図７）が示されているが、特許文献３の発明は軌道パッドに関するものであり、可変パッドの両端に積極的にリブを形成させることを意図するものでない。つまり、可変パッドは、高さ調整量が例えば３～１３ｍｍのように、上限と下限が規定されているため、特許文献３の可変パッドでは、レール下の隙間が上限値（１３ｍｍ）よりも充分に小さいときはパッドの端部にリブないしは膨らみが形成されるが、隙間が上限値（１３ｍｍ）のときには厚みがほぼ均一（１３ｍｍ）となり、リブがほとんど形成されることがないようにパッドのサイズが設定されていた。

本発明は上記のような課題に着目してなされたもので、その目的とするところは、高さ調整量の上限以上の厚さに対しても可変パッドのレール長手方向の長さを軌道パッドよりも長めに設定しておくことで、レール下の隙間が上限値の場合でも両端に必ずリブが形成されるようにすることができるようにし、それによってレールに生じたふく進によりレールの長手方向へずれてしまうのを防止することができる可変パッドを提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明は、
レールとレール支持体との間に介在され内部に注入された硬化性樹脂が硬化することにより前記レールの下の隙間を埋める可変パッドであって、
互いに対向して配置され前記硬化性樹脂の注入口となる部位および排気口となる部位を除いた周縁部が融着され袋状をなす樹脂シートと、
前記袋状の樹脂シート内に配設された２枚の繊維織布と、を有し、
前記樹脂シートは、硬化性樹脂注入前の状態でレール長手方向の長さが当該可変パッドに接合される軌道パッドのレール長手方向の長さよりも長くなるように形成したものである。

上記のような構成を有する可変パッドによれば、内部に硬化性樹脂が注入された際に、樹脂シートが軌道パッドよりも短くなるとともに、タイプレートを挟み込むようなリブが樹脂シートの両端に形成され、このリブが軌道パッドの両端のガイド部に接するか近づいた状態になる。これにより、レールから軌道パッドに対してふく進力が作用しても、軌道パッドと可変パッドの移動が抑制され、レールの長手方向にずれてしまうのを防止することができる。また、２枚の繊維織布が内部に配設されているので、強度が増加するとともに、注入された硬化性樹脂の上側と下側の流動速度を同じにすることができるため、縁部における繊維織布裏側への硬化性樹脂の回り込みを防止することができ、それによってリブが切断されるという破損事故が発生するのを回避することができる。

ここで、望ましくは、前記注入口の近傍にて当該繊維織布が接する側の樹脂シートに局所的にそれぞれ接着され、前記樹脂シートは矩形状をなし、４隅に、レールの延設方向外側へ向って突出する突出部がそれぞれ設けられ、前記突出部内にも前記硬化性樹脂が流入可能に形成されているようにする。

かかる構成によれば、硬化性樹脂が注入された際に、タイプレートを挟み込むリブが樹脂シートの４隅に形成されるため、レールから軌道パッドに対してふく進力が作用しても、ずれることがなく、確実に可変パッドのレールの長手方向への移動を抑制することができるとともに、可変パッドの回転ずれも防止することができる。

また、望ましくは、前記樹脂シートは矩形状をなし、４隅の１つに前記注入口が形成され、当該注入口の対角に位置する角部に前記排気口が形成され、
前記樹脂シートおよび繊維織布には、前記前記注入口と前記排気口の近傍であって当該樹脂シートの中心側の位置に、レールの延設方向と平行な方向に沿って外側から内側へ向かって切込みがそれぞれ形成されているようにする。
かかる構成によれば、硬化性樹脂が注入された際に、タイプレートを挟み込むリブを樹脂シートの両端に形成し易くなるとともに、繊維織布を切断せず切込みを形成するに留めることができるため、コストアップを抑えることができる。

さらに、望ましくは、前記２枚の繊維織布は、前記樹脂シートの周縁融着部より内側の部分の形状とほぼ同一の形状を有するように形成され、前記注入口の近傍にて当該繊維織布が接する側の樹脂シートに局所的にそれぞれ接着されているようにする。
かかる構成によれば、硬化性樹脂の注入により繊維織布がずれてしまうのを防止することができる。

本発明に係る可変パッドによれば、レールに生じたふく進によりレールの長手方向へずれてしまうのを防止することができるという効果がある。

本発明に係る可変パッドが適用されるレール締結装置の構成例を示す正面図である。 軌道パッドの具体例を示す斜視図である。 タイプレートと可変パッドと軌道パッドの関係を示す側面図である。 従来の可変パッドに形成されるリブの状態を示す拡大断面図である。 本発明に係る可変パッドの一実施形態を示すもので、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は断面図である。 実施形態の可変パッドの第１の変形例を示す平面図である。 実施形態の可変パッドの第２の変形例を示すもので、（Ａ）は可変パッドの平面図、（Ｂ）は可変パッドの内部に配設される繊維織布の形状例を示す平面図である。

以下、図面を参照しながら、本発明に係る可変パッドの実施形態について詳細に説明する。図１には本発明に係る可変パッドが適用されるレール締結装置の構成例が示されている。
図１に示すように、レール締結装置は、例えば、ＰＣ（プレストレストコンクリート）製のスラブ軌道１０上にプラスチック製の絶縁板１１を介して配設された金属製のタイプレート１２を備え、タイプレート１２のほぼ中央に可変パッド１３、さらにその上に軌道パッド１４が配設され、軌道パッド１４上にレール２０が載置されている。

タイプレート１２は、レール２０の両側方に設けられたアンカーボルト１５ａとナット１５ｂによって、スラブ軌道１０上に固定されている。具体的には、アンカーボルト１５ａに位置決めされた状態で絶縁板１１とタイプレート１２がスラブ軌道１０上に載置された後、アンカーボルト１５ａの先端ネジ部にナット１５ｂを螺合させて締め付けることによって、タイプレート１２が絶縁板１１と共にスラブ軌道１０に固定されるようになっている。

また、タイプレート１２には、レール２０の幅方向への移動を規制する一対のショルダー部１２ｂ，１２ｂが設けられており、このショルダー部１２ｂ，１２ｂ間に上記可変パッド１３と軌道パッド１４が配置されている。そして、上記ショルダー部１２ｂ，１２ｂに、ボルト先端のネジ部が上方に突き出た状態でＴボルト１６ａがそれぞれ設けられ、このＴボルト１６ａに板ばね１７が、先端がレール２０の底部フランジに接触するように装着され、ナット１６ｂをＴボルト１６ａの先端ネジ部に螺合させて締め付けることで、レール２０の底部フランジが板ばね１７によって軌道パッド１４および可変パッド１３を介してタイプレート１２に向かって押圧され、スラブ軌道１０に固定されるようになっている。

図２には軌道パッド１４の具体例が、また図３にはタイプレート１２と可変パッド１３と軌道パッド１４との関係が示されている。なお、図３は、図１のレール締結装置を横から見た状態に相当している。
図２に示すように、軌道パッド１４は前後両端部の中央に、下方に向かって突出する係止片１４ａ，１４ａがそれぞれ設けられている。また、可変パッド１３は、硬化性樹脂注入前はレール長手方向の長さがタイプレート１２および軌道パッド１４の長さよりも長くなるように形成され、硬化性樹脂が注入された状態では、図３に示すように、可変パッド１３が軌道パッド１４の係止片１４ａ，１４ａに接するように形成されている。

具体的には、可変パッド１３は硬化性樹脂が注入されることで膨らんで厚みが増加し、レール２０とタイプレート１２との間隔を埋めるように調整するとともに、両端にタイプレート１２を挟み込むように膨出したリブＲが形成される。そして、このリブＲの外側に上記軌道パッド１４の係止片１４ａ，１４ａが位置するような配置となる。これにより、熱膨張等によってレール２０からふく進力が作用した際に、軌道パッド１４および可変パッド１３が移動しないように抑制するふく進抵抗力が生じるようになっている。

図５には可変パッド１３の実施例が示されている。
図５に示す可変パッド１３は、（Ａ）に示されているように、ほぼ長方形（矩形状）をなす本体部１３ａと、本体部１３ａの４隅のうち１つから斜め約４５°方向へ突出するように設けられた注入口部１３ｂと、注入口部１３ｂと対角位置にて長手方向（レールと平行な方向）に沿って外側へ突出するように設けられた空気抜き用の排気口部１３ｃとを有している。

可変パッド１３の長さ（図の縦方向の寸法）は、従来のものは硬化性樹脂注入前の状態で軌道パッド１４の係止片１４ａ，１４ａ間距離よりも短くなるように形成されていたが、本実施例では軌道パッド１４の係止片１４ａ，１４ａ間距離よりも、例えば８～１０ｍｍ程度長くなるように設定されている。これにより、硬化性樹脂が注入されて可変パッド１３の本体部１３ａの両端にリブＲ，Ｒが形成された際に、リブＲ，Ｒが軌道パッド１４の係止片１４ａ，１４ａの内壁面に接することで、パッドの移動が抑制されるようになる。なお、注入口部１３ｂには、逆止弁１８が設けられている。

図５（Ｂ）は可変パッド１３の断面構造を示すもので、可変パッド１３は、ナイロン－ポリエチレン・ラミネートフィルムのような柔軟性のある樹脂からなる２枚の樹脂製シート１３Ａ，１３Ａを重ね合わせて周縁部を融着した袋状の構造を有しているとともに、樹脂製シート１３Ａ，１３Ａ間に、２枚の長方形をなすガラス繊維織布１３Ｂ，１３Ｂが補強用に介挿されている。なお、可変パッド１３内に注入する硬化性樹脂には、例えばエポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、発泡性ウレタン樹脂その他の流動性を有する硬化性樹脂が使用される。樹脂製シート１３Ａの周縁融着部には、タイプレート１２との位置合わせ用のマークＭが付記されている。

さらに、本実施例では、上記ガラス繊維織布１３Ｂ，１３Ｂが、図５（Ａ）に符号Ｐ１，Ｐ２で示されているような注入口部１３ｂに近い部位にて、それぞれ接する側の樹脂製シート１３Ａ，１３Ａに局所的に接着されている。これにより、注入口部１３ｂより硬化性樹脂を注入すると、硬化性樹脂は、上面側のガラス繊維織布１３Ｂと下面側のガラス繊維織布１３Ｂとの間に入り込んで、全体に広がるように流動する。この際、ガラス繊維織布１３Ｂ，１３Ｂが樹脂製シート１３Ａ，１３Ａにスポット接着されているため、流動する硬化性樹脂によってガラス繊維織布１３Ｂ，１３Ｂがずれてしまうことがない。また、充分に硬化性樹脂が注入されると、タイプレート１２からはみ出している端部では、樹脂製シート１３Ａ，１３Ａが膨らんで、図３に示すように、リブＲ，Ｒが形成され、その状態で硬化する。

従来、可変パッド１３の樹脂製シート１３Ａ，１３Ａ間に介挿されるガラス繊維織布１３Ｂは、引用文献１にも記載されているように１枚であった。そのため、表面に凹凸があるガラス繊維織布１３Ｂ側よりも、表面に凹凸のない樹脂製シート１３Ａ側の方が樹脂の流動性が良く、注入された硬化性樹脂は樹脂製シート１３Ａ側の方が速い速度で移動する。その結果、図４に示すように、可変パッド１３の端部では、硬化性樹脂がガラス繊維織布１３Ｂの裏側（図では上側）に回り込み、ガラス繊維織布１３Ｂが安定した位置にとどまらず、図４に示すように可変パッドαの部分で樹脂層が分断された状態になりやすかった。そして、この状態で硬化すると、レールのふく進力が繰返し作用した際に、ガラス繊維織布１３Ｂが鋭利な刃物のように作用したり、樹脂層が分断され、最終的にはα部を起点にリブＲが破断してしまうことがあった。

これに対し、本実施例の可変パッド１３では、２枚のガラス繊維織布１３Ｂ，１３Ｂが介挿され、そのガラス繊維織布１３Ｂ，１３Ｂ間に硬化性樹脂が注入されるため、上下の流動抵抗が同じになり、硬化性樹脂は上面側も下面側もほぼ同じ速度で流動するため、ガラス繊維織布１３Ｂ，１３Ｂの裏側に回り込むことなく、安定した位置にとまり、端部にガラス繊維織布で囲まれたリブＲを形成する。そのため、硬化した樹脂の端部が鋭利な刃物のように作用したり、樹脂層を分断する事がないため、可変パッド１３がリブＲの基部で破断してしまうおそれがなくなるという利点がある。

（変形例）
図６および図７には、可変パッド１３の変形例が示されている。
このうち、図６の変形例は、可変パッド１３の４隅に、長手方向外側へ突出する突出部１３ｄをそれぞれ設けたものである。内部に配設されるガラス繊維織布１３Ｂ，１３Ｂにも同様に、突出部が形成されている。そして、ガラス繊維織布１３Ｂ，１３Ｂは、符号Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３で示されている箇所で、それぞれ接する側の樹脂製シート１３Ａ，１３Ａに局所的に接着されている。

このように、可変パッド１３の４隅に突出部１３ｄを設けることにより、注入された硬化性樹脂が突出部にも入り込んで硬化することで、パッドの４隅にリブＲが形成され、それによって可変パッド１３の移動を抑制することができるとともに、可変パッドの回転ずれも防止することができる。
なお、突出部１３ｄ以外の本体部１３ａの長さは、前記実施例（図５）の可変パッドの本体部１３ａの長さと同じにしてもよいし、短くしても良い。本体部１３ａの長さを前記実施例と同じにして突出部１３ｄ，１３ｄを設けることにより、前記実施例（図５）の可変パッドよりもリブＲを大きくすることができ、それによって可変パッド１３の移動をより確実に抑制することができる。

図７の変形例は、（Ａ）に示すように、可変パッド１３の長手方向の端部に内側へ向う切込み１３ｅ，１３ｅをそれぞれ形成したものである。内部に配設されるガラス繊維織布１３Ｂ，１３Ｂにも同様に、切込みが形成されている。このように、可変パッド１３の端部に切込み１３ｅ，１３ｅを形成することで、硬化性樹脂が注入された際にリブが形成され易くなるという利点がある。なお、切込み１３ｅ，１３ｅの長さの適切な範囲は、例えば可変パッド１３の長さの１／６～１／１０である。

また、ガラス繊維織布１３Ｂ，１３Ｂは、図７（Ｂ）に示すように、注入口部と排出口部に対応する部位を切り欠いた形状とすることも考えられるが、そのようにするとガラス繊維織布の切断工程が増え、コストアップを招くが、図７（Ａ）に示すように、ガラス繊維織布１３Ｂ，１３Ｂに切込み１３ｅ，１３ｅを形成するに留めることで、コストアップを抑えることができるという利点がある。

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態では、可変パッド１３の上面側と下面側のシート１３Ａ，１３Ａに柔軟性のある樹脂製シートを使用しているが、下面側にのみ柔軟性のある樹脂製シートを使用しても良い。また、ガラス繊維織布１３Ｂの代わりに、炭素繊維の織布を用いるようにしても良い。
また、上記実施形態では、可変パッド１３の注入口の近傍においてのみガラス繊維織布１３Ｂ，１３Ｂをこれと接合する樹脂製シート１３Ａ，１３Ａに局所的に接着しているが、ガラス繊維織布１３Ｂ，１３Ｂの４隅を樹脂製シート１３Ａ，１３Ａにそれぞれ局所的に接着するようにしても良い。

１１ 絶縁板
１２ タイプレート
１２ｂ タイプレートショルダー部
１３ 可変パッド
１３Ａ 樹脂製シート
１３Ｂ ガラス繊維織布
１３ａ 本体部
１３ｂ 注入口
１３ｃ 排気口部
１３ｄ 突出部
１３ｅ 切込み
１４ 軌道パッド

Claims (4)

1. レールとレール支持体との間に介在され内部に注入された硬化性樹脂が硬化することにより前記レールの下の隙間を埋める可変パッドであって、
   互いに対向して配置され前記硬化性樹脂の注入口となる部位および排気口となる部位を除いた周縁部が融着され袋状をなす樹脂シートと、
   前記袋状の樹脂シート内に配設された２枚の繊維織布と、を有し、
   前記樹脂シートは、硬化性樹脂注入前の状態でレール長手方向の長さが当該可変パッドに接合される軌道パッドのレール長手方向の長さよりも長くなるように形成されていることを特徴とする可変パッド。
2. 前記樹脂シートは矩形状をなし、４隅に、レールの延設方向外側へ向って突出する突出部がそれぞれ設けられ、前記突出部内にも前記硬化性樹脂が流入可能に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の可変パッド。
3. 前記樹脂シートは矩形状をなし、４隅の１つに前記注入口が形成され、当該注入口の対角に位置する角部に前記排気口が形成され、
   前記樹脂シートおよび繊維織布には、前記前記注入口と前記排気口の近傍であって当該樹脂シートの中心側の位置に、レールの延設方向と平行な方向に沿って外側から内側へ向かって切込みがそれぞれ形成されていることを特徴とする請求項１に記載の可変パッド。
4. 前記２枚の繊維織布は、前記樹脂シートの周縁融着部より内側の部分の形状とほぼ同一の形状を有するように形成され、前記注入口の近傍にて当該繊維織布が接する側の樹脂シートに局所的にそれぞれ接着されていることを特徴とする請求項２又は３に記載の可変パッド。

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