JPH05321202A

JPH05321202A - レール用継目部材

Info

Publication number: JPH05321202A
Application number: JP13231792A
Authority: JP
Inventors: Hajime Naito; 一内藤; Masayasu Shinobu; 正廉信夫; Akihiro Ueda; 明弘上田
Original assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Current assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Priority date: 1992-05-25
Filing date: 1992-05-25
Publication date: 1993-12-07

Abstract

(57)【要約】【目的】充分な強度を有し、軽量でレールに取り付け
る際の作業性が良く、且つ経時による損傷に基づく絶縁
性低下の無い、レール用継目部材を提供する。【構成】引抜成形法により、ガラスロービング、ガラ
スクロス及びガラスマットで補強されたビニルエステル
樹脂製継目部材２（繊維体積含有率50％、繊維中に占め
る、継目部材の長手方向に配された直線状長繊維率６０
体積％）を得た。この継目部材２、２を、レール１とレ
ール１の端部１３、１３における側面部と側面部に跨が
った状態（図４、図５）で、レールの柱部１１の左右
（図３）よりレールに当てがい、ボルト３にて固定した
ところ、レールへの取り付け作業性が良く、長期的絶縁
性があり、保守点検の工数削減が可能なものであった。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、鉄道等の分野におい
て、隣接するレールとレールとの接続に用いられる、レ
ール用継目部材に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、鉄道用のレールとレールとの接
続個所には、両レールの端部における側面部と側面部に
跨がって配設された「継目板」と呼ばれる部材が、ボル
トにより緊締されると共に、両レールをボルトを介して
固定・接続していた。かかるレール接続個所はレールの
最も弱い部分であって、列車の通過により繰り返しの衝
撃・振動等の機械的応力が加わる為に、この部分のレー
ルの補強材として用いられるレール継目板としては、従
来より鋼鉄製のものが常用されていた。

【０００３】しかしながら鋼鉄製継目板は、重い（通
常、１個当たりの重量が２０〜３０kgである）為に、レ
ールへの取付け作業性に難点があった。

【０００４】一方、信号機や踏切警報機の設置個所に使
用されるレールは、ある区間毎に区切って電気回路を形
成する必要があり、従って、レール継目板等にも絶縁特
性が要求される。このように絶縁性を要求される区間に
用いられる継目板は、絶縁性を必要としない普通継目板
と区別されて絶縁継目板と称される。

【０００５】この場合、電気良導体である鋼鉄性継目板
を絶縁継目板としてそのままレールに取り付ける事はで
きないので、例えば図６に示す如き絶縁部材を併用し、
このときに用いる鋼鉄性継目板をも絶縁継目板と称して
いた。

【０００６】即ち、レール１の側面部に配設された継目
板２’がレール１に接触しないように、両者の間にポリ
アミド樹脂製の絶縁プレート６を介在させ、又、レール
の柱部11に穿設されたボルト挿入孔14に対応する位置に
あけられた、絶縁プレート６及び継目板２’の各々の貫
通孔61、21’に、合成樹脂製絶縁筒７を嵌め込んで、継
目板固定用のボルト３により継目板２’、２’をレール
１に固定すると共に、レールとレールの接続部の間隙に
は、レールの横断面と略同一の横断面を有するフエノー
ル樹脂含浸紙製レール形（図示せず）を介在させること
により、絶縁性を確保していた。

【０００７】尚、図６において、71は絶縁筒７の頭部に
延設された鍔、４はワッシャ、５はナットである。

【０００８】ところが、絶縁プレート６及び絶縁筒７、
特に絶縁プレート６は、列車の通過による繰り返しの衝
撃・振動等や、気温の変化によるレールの熱伸縮に起因
して、経時により摩滅・破損する場合があり、従って絶
縁性が低下する虞れがあった。

【０００９】このように従来の継目板、特に絶縁継目板
は、重い上に絶縁プレートや絶縁筒等、多くの部材を必
要とする為、レールに取り付ける際の作業性が悪く、ま
た、長期的絶縁性が不足していた。

【００１０】そこで、機械的応力への耐久性という継目
板の基本的特性を保持しつつ、絶縁性の向上及び軽量化
を計るべく、レールの側面部に接触する部分を特殊な形
状に形成した合成樹脂製継目板が提案されている（特公
昭６０−９６０２号公報）。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】ところが上記継目板
は、合成樹脂に鋼材を埋設して強度を保持したものであ
るので、軽量化が不充分で、従ってレールへの取り付け
作業性が充分とは言えないものであった。

【００１２】この発明は、上記従来技術の問題点を解消
し、充分な強度を有すると共に軽量でレールに取り付け
る際の作業性が良く、且つ経時による損傷に基づく絶縁
性低下の無い、レール用継目部材を提供することを目的
とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】この発明のレール用継目
部材は、間隙を置いて連なるレールとレールの、端部の
両側面部に跨がって配設される継目部材であって、継目
部材の長手方向に配された直線状長繊維を含む非導電性
補強繊維により補強された熱硬化性樹脂により形成さ
れ、非導電性補強繊維の体積含有率が２０〜７０％であ
ることを特徴とする。

【００１４】この発明に用いられる非導電性補強繊維と
しては、ガラス繊維、アラミド（全芳香族ポリアミド）
繊維、ビニロン繊維等が挙げられ、特に、安価で且つ強
度を有する点でガラス繊維が好ましい。

【００１５】使用される繊維の形態としては、ロービン
グが最も一般的であるが、平織、朱子織等に織り上げた
クロスや、バインダーにより不織布状にした、チョップ
ドストランドマット、サーフェイスマット、コンティニ
ュアスマット（スワールマット）等のマットが挙げら
れ、特に限定されない。但し、後に詳述するように、直
線状長繊維が熱硬化性樹脂中に含有されていることを必
要とする。

【００１６】この発明に用いられる熱硬化性樹脂とは、
熱または触媒の作用を受けて硬化反応を起こし、不溶不
融性となる樹脂を指し、その例としては、不飽和ポリエ
ステル樹脂、ビニルエステル樹脂、エポキシ樹脂、フェ
ノール樹脂、ウレタン樹脂、ウレタン−フェノール樹脂
等が挙げられる。これらの樹脂には特に、繰り返し加わ
る衝撃・振動等に対して耐久性が要求される。この点か
ら、曲げ強度、伸張率、衝撃強度が高く、且つ成形性が
良好なビニルエステル樹脂が好ましく用いられる。

【００１７】ビニルエステル樹脂の代表例としては、エ
ポキシ樹脂と重合性不飽和カルボン酸との反応生成物
を、スチレン、ジアリルフタレート等の重合性不飽和単
量体に溶解したものが挙げられる。エポキシ樹脂に反応
させる重合性不飽和カルボン酸として、アクリル酸、メ
タクリル酸等のモノカルボン酸が多用されるが、これら
は単独で反応させてもよく、フマル酸、マレイン酸等の
多塩基酸やカルボン酸無水物と併用して反応させてもよ
い。このとき用いられるエポキシ樹脂の具体例として
は、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、臭素化ビスフェ
ノールＡ型エポキシ樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂等
が挙げられる。

【００１８】上記エポキシ樹脂と重合性不飽和カルボン
酸との反応生成物は、エポキシ基の開環反応により生成
した２級水酸基と、末端の（メタ）アクリロイル基と
を、同一分子中に有するオリゴアクリレートであると考
えられる。

【００１９】レール用継目部材に要求される特性には種
々のものがあり、使用環境も雑多であるので、強度の下
限値等は一概に決められないが、例えば、長手方向の曲
げ強度は２０kg/mm²以上であることが一応の目安である
と推察される。

【００２０】また、この発明の継目部材は、上記熱硬化
性樹脂の発泡体が繊維で補強された構成材料を部分的に
有していても良いが、この場合は、所定の強度を維持す
るために、繊維で補強された熱硬化性樹脂発泡体からな
る芯材の表面が、繊維で補強された熱硬化性樹脂製表皮
層で被覆された構造でなくてはならない。この場合、芯
材の厚さは特に限定されないが、表皮層の厚さは２〜１
０ｍｍが好ましく、この構造体中の表皮層の割合は一般
に１４〜６０体積％とされる。

【００２１】この発明の継目部材に含有される非導電性
補強繊維の体積含有率は、２０〜７０％、好ましくは４
５〜６０％とされる。その理由は、２０％未満では要求
される強度を発現することが困難であり、７０％を超え
ると繊維同士を結着固定する熱硬化性樹脂が相対的に少
なくなり、やはり要求される強度の発現が不充分となる
からである。

【００２２】継目部材の形状は例えば図１〜び図３にお
ける２の如く、一般に、レール１に接する側の上部２１
及び下部２２がレールの側面部に滑らかに沿って当接す
ると共に、中央部はレールに密接しないように形成され
るが、かかる形状に限定されるものではない。また、継
目部材２の寸法は例えば、図１における長さＬが約４０
０〜１０００mm、高さＨが約１００mm、厚さＴが約４０
mmとされるが、このような平型に限定されるものではな
い。２３は、継目部材２をボルト３でレール１に固定す
るための貫通孔であり、孔径、間隔、孔数はレール設計
によるが、孔数は４〜６個が一般的である。

【００２３】継目部材２のレール１への取付け固定は、
ボルトを用いることを基本としているが、確実に固定さ
れるならば他の方法により固定しても構わない。レール
１へ取付ける場合、図３〜図５に示す如く、従来の絶縁
プレートや絶縁筒は必ずしも用いる必要はない。

【００２４】即ち、継目部材２、２を、間隙１２を置い
て連なるレール１とレール１の端部１３、１３における
側面部と側面部に跨がった状態（図４、図５参照）で、
レールのボルト挿入孔１４と継目部材の貫通孔２３の位
置が重なるようにして、レールの柱部１１の左右（図３
参照）よりレールに当てがい、ボルト挿入孔１４及び貫
通孔２３にボルト３を挿入し、ワッシャ４、４を介して
ナット５を螺着して固定するのである。

【００２５】絶縁性を要求される場合（従来の絶縁継目
板としての用途）は、レールとレールとの間隙１２に、
従来から使用されている断面がレールと略同一の、例え
ばフエノール樹脂含浸紙等の絶縁性レール形８を介在さ
せ、隣接するレール同士の直接的導通を防ぐのがよい。

【００２６】この発明の継目部材は、列車の通過によ
る、図３における矢印方向への繰り返し荷重が加わる
為、かかる状況に対応した高い曲げ強度等を必要とす
る。この継目部材はこの為に「継目部材の長手方向に配
された直線状長繊維」が必須材料として用いられるので
あり、直線状とは、例えば、ガラスロービングやガラス
クロスの程度の直線性を備えていればよく、スワールマ
ットの如く渦巻き状・曲線状に形成された繊維はこの発
明における直線状繊維には該当しない。

【００２７】また、長繊維とは一般に、繊維強化樹脂に
多用される長さ３０mm以上の繊維を言うが、この発明に
おいては特に、２００mm以上（図１の長さＬの略２分の
１以上）の繊維が好ましく、更に好ましくは、継目部材
の略端から端まで連続した繊維、即ち図１の長さＬに略
相当した長さの繊維が用いられる。

【００２８】これら直線状長繊維は、その強度を発現さ
せる関係上、通常、継目部材の長手方向に沿って配列・
分散されて用いられ、継目部材の長手方向に配された直
線状長繊維が全補強繊維中に占める割合は５０〜８５体
積％であるのが好ましい。また、繊維の配された方向を
問わない場合、直線状長繊維が全補強繊維中に占める割
合は一般に３０〜９０体積％、好ましくは５０〜９０体
積％とされる。

【００２９】クロスは一般に、継目部材の長手方向に沿
う部分と短手方向に沿う部分とを有するが、このような
材料構成により、ボルト貫通孔への応力集中を分散させ
たりボルト・ナットによる面圧への耐久性を発現したり
する。マットは、この様な機能を有すると共に、繊維が
バインダーによって結着されて形成されているので、熱
硬化性樹脂を供給して硬化させた場合に表面平滑性を確
保しやすい。

【００３０】この継目部材の製造方法としては、引抜成
形法、プレス成形法、繊維強化樹脂反応射出成形法（Ｒ
−ＲＩＭ成形法）、フイラメントワインディング（Ｆ
Ｗ）成形法の様な、従来公知の繊維補強プラスチックの
成形方法が採用され得る。この内でも生産性・積層性に
優れた、引抜成形法が最も好ましい。この方法は長さ方
向の強度が高い長尺体の製造に好適に採用されるもの
で、例えば、熱硬化性樹脂を含浸させた補強繊維を引き
揃えて、継目部材の断面形状に適合した内面形状を有す
る金型の中に連続的に移送しつつ加熱硬化させながら引
き抜いて、所定寸法に切断した後、必要によりボルト貫
通孔を穿設する方法である。この発明のレール用継目部
材は、従来の絶縁継目板の用途に好適に用いられるが、
勿論、普通継目板として用いることも可能である。

【００３１】

【作用】この発明のレール用継目部材は、非導電性補強
繊維により補強された熱硬化性樹脂からなるので、従来
の鋼鉄製継目板に比して格段に軽量になされている為、
レールへの取付け作業性が非常に良好であり、また、材
料自体が電気絶縁体からなるものであるので、絶縁継目
板の用途に好適に用いる事が出来、しかも絶縁プレート
等を併用しなければならなかった従来の鋼鉄製継目板に
比して、経時による損傷に基づく絶縁性低下が無い。ま
た、非導電性補強繊維の体積含有率が２０〜７０％であ
り、且つ継目部材の長手方向に配された直線状長繊維を
含んでいるので、レール用継目部材として充分な強度を
有している。

【００３２】

【実施例】実施例１以下に示す原材料を用い、図１に示すような、高さＨが
１００mm、厚さＴが４０mm、長さＬが５６０mmの形状の
レール用継目部材２を引抜成形法にて製造し、長手方向
の４個所にボルト用貫通孔２３（径２２mm）を設けた
（比重は1.85であった）。即ち、硬化剤が混合された液
状熱硬化性樹脂に非導電性補強繊維（ガラスロービン
グ、ガラスクロス及びガラスマット）を浸漬し、この補
強繊維を、図１の継目部材２（を左に９０°反転させ横
に寝かせた状態）の断面形状に適合した内面形状を備え
た図示しない金型（長さ１ｍ）に導きつつ加熱し（金型
温度１６０℃）、成形速度20ｃｍ／分で金型の長手方向
に引抜いて硬化させた。

【００３３】用いた原材料の詳細は以下の通りである。補強繊維：旭ファイバーグラス社製ガラスロービング＃４４５０（重量4.45ｇ／ｍ、フイラメント径13μｍ）旭ファイバーグラス社製ガラスクロス＃６００（重量600 ｇ／ｍ²、フイラメント径13μｍ）旭ファイバーグラス社製コンティニュアスストランドマット＃４５０（重量450 ｇ／ｍ²、フイラメント径13μｍ）樹脂：ビニルエステル樹脂（日本ユピカ社製８２５０Ｈ）……１００重量部硬化剤：過酸化物（t-ブチルパーオキシベンゾエート）………… 1.3 重量部増量剤：炭酸カルシウム ………… １０重量部離型剤：燐酸系離型剤 ………… １重量部

【００３４】尚補強繊維は、マット、クロス、ロービン
グを、多数この順に積み重ねる如く配設しつつ、上記の
樹脂を供給して加熱硬化させたが、最上層及び最下層は
マットとなるように補強繊維を配設した。この構成は、
継目部材全体に対して、全繊維体積含有率が50％であ
り、繊維中の直線状長繊維率が７５体積％（ロービング
４５体積％及びクロス３０体積％）、繊維中に占める、
継目部材の長手方向に配された直線状長繊維率は６０体
積％となるものであった。

【００３５】この継目部材の重量、電気伝導性、曲げ強
度等を測定したところ、その結果は表１に示す通りであ
った曲げ強度はＪＩＳＫ７０５５に準拠して測定した。電気
伝導性は、ＪＩＳＫ６９１１に準拠して体積固有抵抗を
測定して、判断した。これらを上記繊維の割合と共に表
１に示した。尚、表１には、繊維中に占める、継目部材
の長手方向に配された直線状長繊維率を、単に長手方向
長繊維率と記載した。

【００３６】実施例２図２に示すように、長繊維で補強した発泡ポリウレタン
製芯材２４（積水化学工業社製、ネオランバ−ＦＦＵ、
長手方向に配された直線状長繊維により補強）と、繊維
強化ビニルエステル樹脂製表皮層２５からなり、断面形
状寸法が実施例１と同じ構造体を得た。実施例１と同じ
金型（図示せず）の断面中央部に、芯材を連続的に移送
する一方、実施例１と同じマット、クロス、ロービング
に実施例１と同種の熱硬化性樹脂を含浸した補強繊維
を、芯材が金型に入る前からその外周面に導き、そのま
ま引抜成形型に送り込んで加熱硬化し、引取機により引
き取って上記構造体を得た。表皮層２５の厚みは７mmで
あり、芯材２４と表皮層２５の体積比は、前者５６に対
し後者は４４程度であった。

【００３７】ここで、表皮層２５は、繊維体積含有率が
５０％となるように調整した。継目部材中の全繊維含有
率は３９体積％、繊維中の直線状長繊維率は８６体積％
と算出された。更に繊維中の直線状長繊維率の内訳は、
ロービング６６体積％及びクロス２０体積％であり、繊
維中に占める、継目部材の長手方向に配された直線状長
繊維率は７６体積％であった。また、重量、電気伝導性
は表１に示す通りであった。比較例実施例１と同形状で材質が鋼材（構造用炭素鋼，Ｓ３５
Ｃ）のものについて、電気伝導性や曲げ強度を測定し
た。その結果は表１に示す通りであった。

【表１】

【００３８】以上のように、実施例１、２のレール用継
目部材は比較例の鋼材製継目板と比較して、強度面にお
いて同等以上であり、尚且つ格段に軽量であることが明
らかである。これらについて実際にレールへの取付け作
業を行ったところ、比較例のものは３人必要であったが
実施例１、２のものは同時間内で２人で施工ができた。
更に、軽量で部品点数が少なくて済む（従来のプレート
や筒を必要としない）為、従来は困難であったか、もし
くは二夜必要とした夜間作業が一夜で可能となった。

【００３９】

【発明の効果】この発明のレール用継目部材は、従来の
鋼材製継目板と比較して、充分な強度を保持する一方格
段に軽量であるので、レールに取り付ける際の作業性が
良く、所謂、普通継目板として好適に用いられる。更
に、絶縁継目板として用いる場合には、従来の鋼材製継
目板と比較して、充分な強度を保持する一方格段に軽量
であり、しかも材料自体が電気絶縁体からなるものであ
るので、従来の絶縁プレート等を併用する必要がない
為、レールに取り付ける際の作業性が非常に良く、ま
た、経時による損傷に基づく絶縁性低下が無いので長期
的絶縁性があり、保守点検の工数が削減される。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の継目部材の一実施例を示す斜視図で
ある。

【図２】この発明の他の実施例を示す断面斜視図であ
る。

【図３】図１の継目部材をレールに取り付けた状態を示
す縦断面図である。

【図４】図１の継目部材をレールに取り付けた状態を示
す側面図である。

【図５】図１の継目部材をレールに取り付けた状態を示
す横断面図である。

【図６】従来の継目板をレールに取り付けた状態を示す
縦断面図である。

【符号の説明】

１レール１１レールの柱部１２間隙１３端部１４ボルト挿入孔２継目部材２１継目部材のレールに面する側の上部２２継目部材のレールに面する側の下部２３貫通孔２４芯材２５表皮層２’ 継目板２１’貫通孔３ボルト４ワッシャ５ナット６絶縁プレート６３貫通孔７絶縁筒７１鍔８レール形

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】間隙を置いて連なるレールとレールの、端
部の両側面部に跨がって配設される継目部材であって、
継目部材の長手方向に配された直線状長繊維を含む非導
電性補強繊維により補強された熱硬化性樹脂により形成
され、非導電性補強繊維の体積含有率が２０〜７０％で
あることを特徴とするレール用継目部材。