JPS5943601B2 - レ−ル締結装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、タイプレートとかりブプレートといわれるプ
レート、又は対をなす２つのリプ付き支持プレートをス
クリュースパイキ等によって横あるいは縦まくら木など
のレール支持体上に固定しレール基部をフックボルト、
クランププレート、ばね座金あるいは締付わん曲片、締
付クランプなどの締付は手段を介してプレート締付は固
定してなる線路上部構造におけるレール締結装置に関す
る。

この種のレール締結装置において、タイプレート、リプ
プレートあるいはリプ付き支持プレート（以下、タイプ
レートと総称する）は、レールからレール支持体に力を
伝達すると共に、車両の輪軸の軌間距離に対応して両方
のレールの相対位置を固定するために使用される。

このように、タイプレートはレールからレール支持体へ
水平力を伝達するものであるから、レール締結装置中の
特に重要な部分をなす。

従って、タイプレートに働く水平方向の力を摩擦力によ
ってレール支持体に伝達することができるように、タイ
プレートの支承面をスクリュースパイキ等により大きな
平面押圧力でレール支持体に対して押圧し、タイプレー
トとレール支持体との相対変位を防止するように構成さ
れる。

タイプレートなスクリュースパイキで木製まくら木に締
結するレール締結法の導入以来、上述した相対変位を防
止することが要請されている。

しかし、今日までこれを十分に満足することができなか
った。

実際上、従来のタイプレートは緊定状態でレール支持体
との間に摩擦接触が全くないムまたは、ごく少し、従っ
て不十分であった。

特に、軌道設備の使用期間が増すにつれて、摩擦接触が
ますます減少する。

実際上、レール支点を新しく取付けた場合でも、タイプ
レートと支持体の支承面との間に力の伝達のための摩擦
結合が得られるのは、締付けにばね座金を使用するか否
かにかかわりなく、スクリュースパイキ等の真近の周辺
だけであった。

しかも、タイププレートとレール支持体の支承面との間
の、当初まだかなシ有効であった締付けが敷設後あまシ
経過しないうちに早くも著しくゆるむことが多い。

というのは、締付は力が高いため、まくら水上面の塑性
変形が起こるからである。

水平力の作用によって起こるタイプレートの変位とその
結果生じる軌間の変化と並んで、タイプレートの穴の壁
面がスクリュースパイキの軸柄部に接し、車輛の走行の
結果生じる負荷によシ、スクリュースパイキに曲げ応力
が作用し、スクリュースパイキのまくら木への固着がゆ
るむという他の欠点も生じた。

タイプレートのゆるみは、軌道の全体的安定の低下を招
くから、これらとスクリュースパイキ頭部の間に２倍ま
たは３倍の締付は力を持つばね座金を用意する工夫もな
された。

しかし、このようなばね座金は伸縮のストロークが小さ
いばかシでなく、不都合なばね特性を持つので、まくら
水上面の比較的小さな塑性変形も生じると、もはやその
機能を果さなくなることが多い。

また、このようなばね座金は望ましくないばね特性を持
つためしばしば破損する。

公知のレール締結装置を木製まくら木と組合わせて使用
する時は、スクリュースパイキの周囲に極めて高い平面
押圧力が発生し、これによって、まくら水上面の塑弾性
変形が起こることも判明した。

他方ではこのためにタイプレートの中央区域が上方にわ
ん曲するので、タイプレートのレール区域がまくら水上
面から浮き上がる欠点が生まれる。

そして、車輛がタイプレートの上を通過する時に、その
わん曲部分が衝撃的に押下げられ、いわゆるがたつきが
生じるのであった。

その場合、このがたつきによって、当然、まくら水上面
が次第に機械的に破壊する。

特に、分岐器の区域に敷設されるタイプレートを厚さ１
６ｍｍでなく ２０ｒｒａｎとすることによって、タイ
プレートの、このいわゆるがたつきを抑制する試みも行
われた。

しかし、この高価な対策を講じても、望ましくないがた
つきはごくわずかだけしか減少できなかった。

最も普及しているに型レール締結装置は、当初は、フッ
クボルト、クランププレート、ばね座金によりレール基
部を強く締付けることによって、タイプレートとの比較
的剛直な結合をもたらしていた。

従って軌道走行の際に必然的に生まれる。レールの、い
わゆる浮上がシ波動が軌道長手方向に減衰せずにタイプ
レートに伝達される。

他方では、このために、タイプレートと横まくら木に走
行方向にねじシ応力が生まれ、その結果、ま（ら本土面
の塑性変形が起こシ、これが必然的に横まくら本土の締
結のゆるみをもたらすものであった。

上記の欠点は、フックボルト、クランププレート、ばね
座金の代わシに締付わん曲片または締付クランプを使用
することによって回避することが試みられた。

確かに、これによって、ねじシ応力をわずかに減少する
ことができた。

しかし、軌道の安定のために、特に重要なせん断抵抗と
ねじ）抵抗の望ましくない減少も同時に生じた。

本発明の目的は、まくら木その他のレール支持体のレー
ル締結において従来見られた諸欠点を解消し、レール支
持体の支承面上のタイプレートの永続的な固定を保証す
るばかりでな（、タイプレートとレールとの結合も確実
となるとともにタイプレートの寸法の減少を可能にし、
しかも木製まくら木の場合には４０〜５０年の通常の敷
設期間を少な（とも超えてその機能を無保守で破損を生
ぜずに遂行することのできる線路上部構造のレール締結
装置を提供することにある。

本発明によシ上記目的はきわめて簡単に達成される。

しかし、本発明にかかる措置を採用してもレール支持体
の支承面にわずかな、原理的に不可避な弾性変形が生じ
るが、タイプレートとスクリュースパイキ頭部の間に腐
食・摩耗が生じても、タイプレートに内在し、復元力と
して現れる固有弾性によって、これらのプレートとレー
ル支持体の支承面との間の確定的な摩擦結合が保持され
る。

また、このタイプレートの弾性力によってクランププレ
ートとレールとの間の締付状態が維持される。

それ故、スクリュースパイキの締め直しは、特に木製の
横ま（ら木の全敷設期間中、事実上不要である。

本発明によるレール締付装置においては、必要に応じて
、タイプレートを直線的、平面的または立体的にわん曲
させて、永続的にプレストレスを加えることができ、そ
の場合、弾性的わん曲の方向は横、縦または対角方向等
、任意に選定できる。

線路上部構造のレール支持体、特に木製まくら木のレー
ル締結のために本発明の装置において使用されるタイプ
レートは圧延形材ないし型鍛造品として製造することが
できる。

又、本発明では、タイプレートをまず平坦に圧延または
プレスし、次に型の中で常温変形を行ってわん曲した原
形のものを用い得る。

そうすれば特に好適である。

又、本発明では、タイプレートを鋳物または溶接構造と
して製造することもできる。

以下図面に従って、本発明の詳細な説明する。

線路上部構造においては本来の軌道設備が横まくら木１
を介して道床の上に敷設されることが多い。

その場合横ま（ら木１として良く含浸した木製まくら木
が、両端を道床に固定して敷設される。

まくら木用木材としてブナ、ナラあるいはマツ類や熱帯
樹、例えばアビトンが使用される。

所定の相互間隔で敷設される横まくら木１は、レール締
結装置２によってレール３に結合され、それによシ、レ
ール３は転倒しないようになっている。

ここに、比較的剛直な軌道枠組が構成される。

各レール締結装置２は、タイプレートないしりブプレー
トといわれるプレート４（以下、タイプレートと総称す
る）と、タイプレートと横まくら木１を結合する、例え
ば４個よ〃なる複数個のスクリュースパイキ５と、一方
においてタイプレートに作用し、他方においてレール基
部に作用する締付要素とから成る。

第１図ないし第３図によれば、締付要素は、例えば、フ
ックボルト６、クランププレート６′、ばね座金６″か
ら成る。

もちろん、フックボルト、クランププレート、ばね座金
の代わ〃に、締付要素として、締付わん曲片または締付
クランプを使用し、これをレール基部と連結することも
可能である。

ここにおいて、レール基部の下側はタイプレート４の２
個のリプ７の間に配置され、プレートの上側に直接支え
られるのでなく、はさみ板８を介在してプレート４の上
側に支持される。

第１図の左半分には、締付要素として使用されるフック
ボルト６を締付けた取付は完了状態が示されている。

ここにおいて、クランププレート６′が抑圧手段として
レール基部の上面に圧接する一方、フックボルトと共働
作用するナツトとばね座金６″にプレストレスが生じる
。

そして、このフックボルト６を締付けることによってク
ランププレート６′の一端部はレール３の基部を押圧し
てこのレール３を一タイプレート４に押圧固定する。

またこのクランププレート６′の他端部はタイプレート
４の縁部に当接してこの縁部を押し下げ、このタイプレ
ート４を扁平な状態とする。

よってこのタイプレート４がその弾性によって湾曲する
ように復元し、その縁部が上方に持ち上るとクランププ
レート６′の他端部が押し上げられ一端部がレール３に
ますます強く押圧される。

これに対して、第１図の右半分には取付は未完成状態の
フックボルト６と、ナツト、クランププレート６′およ
びばね座金６″を示しである。

レール締結装置２にとって特に重要な効果は、タイプレ
ート４の支承面９を全体として永続的にまくら本土面１
０と接触を保ち得るように機能することである。

これを達成するために、第４図と第６図で明らかにした
ように、少なくとも２つの辺縁、この場合２つの縦辺縁
４′から内側下方へ向けてレールの横方向に沿ってわん
曲した原形を有するタイプレート４が使用される。

なお、上記の、レールの横方向とは、タイプレートの横
方向軸線に相当する。

第４図ないし第６図によるタイプレート４の実施例では
わん曲１１が横方向に沿い、わん曲の頂点１２がタイプ
レート４の縦の中心線１３と一致するようになっている
。

しかし、変形例としてわん曲１１がタイプレート４の縦
方向と平行し、わん曲の頂点１２が横中心線１４（第１
５図）と一致するように構成することもできる。

更に別の構成として、わん曲１２をタイプレート４の対
角線方向に沿わせ、好ましくは球面を形成するようにし
、この球面が、いわば、縦中心線１３と横中心線１４の
交差部に頂点を１個だけ持つようにすることも考えられ
る。

このタイプレート４の支承面９のわん曲は曲線状の輪郭
を有し、例えば、円弧または放物弧、その他の適当な幾
何学的連続曲線に相当するものであってよい。

また、このわん曲は、特定の接続角で連続する直線ない
し扁平弧によって構成することもできる。

第４図ないし第６図によるタイプレート４は圧延形材か
らつくられる。

しかし、これは型鍛造品、鋳物または溶接品として製作
される。

このタイプレート４をまず平坦に圧延またはプレスして
生成品として次に、型の中で常温変形してわん曲１１を
形成するようにするのが特に好適である。

わん曲１１を有するタイプレート４が、それぞれ１個の
孔、特に、だ円孔１５、を比較的大きな遊隙をもって貫
通する４本のスクリュースパイキ５によって弾性的に締
付けられ、それによって支承面９全体がまくら本土面１
０に対して確実に締付けられることが重要である。

それによってスクリュースパイキ５の適当な締込みによ
シ、タイプレート４の支承面９とまくら本土面１０の間
に特定の平面押圧力が生じる。

そして、この平面押圧力は、レール３からタイプレート
４に働（水平力の伝達のために使用される。

その場合、垂直方向に沿う弾性的な締付けのストローク
が大きい程、得られる平面押圧力も大きくなる。

又、この押圧力はプレートの材質、プレート寸法、わん
曲形状を適宜選択することによっても太き（することが
できる。

わん曲１１の形成のために、どの曲線形状が最適である
かは、実験に基づいて決められるであろう。

最適の平面押圧力を得るのに様々な接続角の折れ線や二
次または三次あるいはそれ以上の高次の項を持つ幾何学
的曲線形状を使用することもできる。

また、長い直線と扁平弧および中間的長さの直線とを連
結してわん曲１１を形成することも可能である。

更に、上側と下側とで異なるわん面構成とすることも考
えられる。

そして、長期間の使用によってまくら木の上面が多少変
形した場合、このタイプレート４はその弾性力によって
わずかに湾曲するように復元されるが、このようなわず
かな復元ではその弾性復元力はほとんど低下せず、まく
ら本土面に依然として押圧され、がたつきを生じること
はない。

またこのようにタイプレート４が湾曲することのタイプ
レート４の縁部が持ち上杉、クランププレート６′の他
端が押し上げられ、このクランププレート６′の他端は
反対に押し下げられてレール３にますます強く押圧され
、このレール３の固定がますます強くなる。

レール締結装置の主要な構成部材として、このような形
状のタイプレート４を使用することによって木製まくら
木の全敷設期間にわたる長期間使用、すなわち約４０年
ないし５０年のあいだ、タイプレート４とまくら本土面
１０との弾性的な締付け、およびリプ７の区域の定着緊
定力が、外部から静的動的に働く車輪の荷重にかかわら
ず維持される。

最大平面押圧力および縁押圧力は、まくら木に使われる
木材その他の材料の許容持続平面押圧力を超えない。

タイプレート４を上述のように形成し、締付けることに
よって、これまでスクリュースパイキ５とタイプレート
４の間に使用されたばね座金を不要とすることができる
。

弾性的に締付けられたタイプレート４は、これとまくら
水上面の間の押圧状態を上記のばね座金を使用した場合
よ〃はるかに確実に維持する。

ばね座金は、このような使用目的のためにはその伸縮ス
トロークが極めて小さく、不利である。

このため、ばね座金だけではまくら水上面において小さ
な弾性的変形ないし塑性的変形があると、保持力が著し
く減少する。

これに対して、予めわん曲させたタイプレートは、所期
の使用目的に合致したはるかに大きなストロークとばね
特性を有する。

横まくら木のレール締結装置の変形例が第７図ないし第
９図に示されている。

ここにおいて、横まくら木１のレール締結１６の形成の
ために前記実施例で示した一体的に連続したタイプレー
ト４の代わシに、２つに分けられたタイプレートないし
リプ付き支持プレート１γ（以下、タイプレートと総称
する）が使用される。

その際２個のタイプレート１７はレール３の基部をその
両プレートの間におかれたはさみ板１８の上に置くこと
ができるように、相互の横方向の間隔を取って、まくら
水上面１０の上に載置される。

ここにおいて、両方のタイプレート１７の構造は同じで
ある。

ただし、レール基部の両側におかれた両プレート１７は
、一方を他方に対して、第８図において１８０°回転さ
せた状態になっている。

そして、各タイプレート１７のリブ１９と共に、フック
ボルト６、クランププレート６′、ばね座金６″から成
る締付手段が、前述の左右とも一体に連続したタイプレ
ートと同様に機能する。

締付手段として、この場合も締付わん曲片または締付ク
ランプを使用することができる。

この各タイプレート１７は第９図の左半分に示したよう
に、締付けてない状態で、相対向する辺縁、この場合横
辺縁１７′、から内側下方へ、レールの長手方向に沿っ
てわん曲した原形を有し、わん曲の頂点２１は各タイプ
レート１７の横方向の中心線２２と一致する。

スクリュースパイキ５は、それぞれ、横辺縁１７′の側
に開放するとともにレールの長手方向ないし縦方向の軸
線に対し傾斜した係合スロット２３を介して、タイプレ
ート１７に締付は作用を及ぼす。

この保合スロット２３は長溝状になっているので、レー
ルの位置修正に役立つ。

タイプレート１７をスクリュースパイキ５に対して相対
的に縦方向に変位させると、それに応じてプレートは横
方向への運動が生じる。

こうして、タイプレート１７はレール基部に対して横方
向に調整した位置で締付けられ、スクリュースパイキ５
を締込むことによって、わん曲２０の弾性変形の結果束
じるプレストレスを備えた状態で第９図の右半分で示し
たように、まくら水上面１０に対して永続的に確実に固
定される。

なお、タイプレート４あるいは１７の支承面を粗（する
粗面化を施せば、多くの場合、一層有利であろう。

この粗面化は、面に波状溝、刻み、突起、又はいぼ状体
を形成した沙、あるいは、サンドブラストによってなし
得る。

これらの措置は摩擦係数を高めるばか力でなく、まくら
水上面１０に対するタイプレートの機械的保合を生じさ
せる。

又、補助的措置としてタイプレート４あるいは１７をま
（ら水上面１０に接着することもできる。

これは、例えば、マツ類の分岐器用木製まくら木を使用
する場合に、特に有利である。

ただし、この場合は少し広い支承面９を有するタイプレ
ート４あるいは１７を使用すべきである。

無砕石上部構造またはコンクリート横まくら木の支持部
分に、弾性的にプレストレスのかけられたタイプレート
を接着することが特に有効である。

プレート表面へのスクリュースパイキ５の食込みを防止
するために肩部周縁の当接面に丸みをつけたスクリュー
スパイキ５をタイプレート４あるいは１７と組合せて使
用するのが望ましい。

【図面の簡単な説明】

第１図は、右半分には締付は手段の役割をなすフックボ
ルトを未完了の取付は状態で、又、左半分には取付は完
了状態で示した。 ＵＩＣ６型レールと、それに設けられた本発明のレール
締結装置の横断面図、第２図は第１図におけるレール締
結装置の平面図、第３図は第１図と第２図に示すレール
締結の装置の側面図、第４図は第１図ないし第３図に示
すレール締結装置に使用されるタイプレートのわん曲し
た未緊定状態の主要部分図、第５図は同平面図、第６図
は上記のタイプレートの側面図、第７図はタイプレート
に代わってリブ付き支持プレートを備えた横まくら木の
レール締結装置の変形例の縦方向に沿って見た図、第８
図は同平面図、第９図は同側面図を示す。 ４・・・タイプレートまたはりブプレート、４′・・・
辺縁、５・・・スクリュースパイキ、１０・・・まくら
水上面、１１・・・わん曲部、１Ｔ・・・リブ付き支持
プレー）、１７’・・・辺縁、２０・・・わん曲部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ レール支持体とレールとの間に介在され下方に凸と
   なるように湾曲した原形を有するタイプレート４，１７
   と、このタイブレー）４．１７を扁平に弾性変形した状
   態で上記レール支持体上に固定するンクリュースパイキ
   ５と、中央部がフックボルト６によって上記タイブレー
   ）４．１７に固定され一端部が上記レール３０基部に当
   接するとともに他端部が上記タイブレー）４．１７上面
   に当接し上記レール３を上記タイブレー）４ 、１７上
   に固定するクランププレート６′とを具備したことを特
   徴とするレール締結装置。 ２ タイプレート４，１７のわん曲の曲線が、幾何学的
   連続曲線に沿ってなる特許請求の範囲第１項に記載のレ
   ール締結装置。 ３ タイプレートト４，１Ｔのわん曲１１．２０が所定
   の接続角で接続された直線ないし扁平弧に沿って形成さ
   れてなる特許請求の範囲第１項または第２項に記載のレ
   ール締結装置。 ４ タイブレー）４，１７が圧延形材でつくられてなる
   特許請求の範囲第１項ないし第３項のいずれか１に記載
   のレール締結装置。 ５ タイブレー）４ 、１７が型鍛造品として形成され
   てなる特許請求の範囲第１項ないし第４項のいずれか１
   に記載のレール締結装置。 ６ タイブレー）４．１７が平坦に圧延またはプレスさ
   れ、続いて型の中で常温変形によりわん曲させた形材と
   して形成されてなる特許請求の範囲第１項ないし第５項
   のいずれか１に記載のレール締結装置。 ７ タイブレー）４．１７が鋼鋳物または球状黒鉛鋳物
   からなる特許請求の範囲第１項ないし第６項のいずれか
   １に記載のレール締結装置。 ８ タイブレー）４．１７が平坦な板状体の上にリブま
   たはリブ部分を溶接にて取付は固定した構造を有する特
   許請求の範囲第１項ないし第６項のいずれか１に記載の
   レール締結装置。 ９ タイブレー）４．１７の支承面９が粗面化されてな
   る特許請求の範囲第１項ないし第８項のいずれか１に記
   載のレール締結装置。 １０ タイブレー）４ 、１７の支承面９をレール支
   持体１の上面１０に接着してなる特許請求の範囲第１項
   ないし第９項のいずれか１に記載のレール締結装置。 １１ タイプレートがあらゆる種類の分岐器およびク
   ロッシングのだめの特定形状のタイプレートよりなる特
   許請求の範囲第１項ないし第１０項のいずれか１に記載
   のレール締結装置。