WO2006112473A1

WO2006112473A1 - ボンド並びにボンドの接合方法

Info

Publication number: WO2006112473A1
Application number: PCT/JP2006/308198
Authority: WO
Inventors: Katsumi Yoshinaga; Tadayuki Iwanaga
Original assignee: Showa Tecs Co., Ltd.
Priority date: 2005-04-20
Filing date: 2006-04-19
Publication date: 2006-10-26
Also published as: TWI289518B; TW200702226A; JP2008171567A

Description

明細書

ボンド並びにボンドの接合方法

技術分野

[0001] 本発明はボンド並びにボンドの接合方法に関する。詳しくは、車両用レールの側面と接合する端子の箇所が平面であると共に、端子の周縁部が車両用レールの側面と接合する平面側に向いた傾斜面を端子が有することによって、車両用レールに強固に接合しょうとするボンド、並びにボンドの端子を車両用レールに対して押圧することによって、ボンドを強固に車両用レールに接合しょうとするボンドの接合方法に係るものである。

背景技術

[0002] 鉄道車両が走るレールは、信号設備を制御するための信号電流を流す信号線として利用されており、また電車を走行させるための電車電流を変電所へ返すための電気線として利用されている。

[0003] また、鉄道のレールは、夏の暑さで熱膨張するため、レールとレールの継ぎ目は熱膨張する分だけ隙間があけられており、従ってレールとレールの継ぎ目にはボンドを接合して電気的な導通を行なっている。ボンドには、レールボンドと信号ボンドがあり、レールボンドは電車電流の帰線回路を作るのに用いられ、信号ボンドは軌道回路の信号電流を流すのに用いられる。

[0004] ここでボンドとは、束ねられた複数の銅線の両端が、端子 (黄銅製の金具)で結束されているものであり、ボンドの各端子とレールとを金属的に接続することにより、継ぎ目を挟んだレールとレールを電気的に導通している。

[0005] 図 5 (a)は、従来のボンドの概略正面図であり、図 5 (b)は図 5 (a)における A— A線に沿う断面図である。従来のボンド 101は、複数本束ねてある銅線 102の先端に円筒状ボンド端子 103が周面においてカシメ 103Aで固着され、この円筒状ボンド端子 103は所定の長さを有し、かつ略中間に被溶接部 103Bが形成されている。カシメ 1 03Aは、先端に対して反対側の部位周面で施されており、これによつて、銅線 1に負荷がカゝかってもこのカシメ 103Aによって溶接時に高い温度で熱影響を受けた被溶接部 103Bに位置する銅線 102Aには直接力が力からないから、銅線 102Aの断線防止となる。

[0006] また、ボンドを接合する方法として様々な技術が提案されており、例えば特許文献 1 には、低温ボンド溶接用治具 109に受皿型の端子 110を保持させた後、クランプェ具 105の両アームの基端部 106A及び基端部 106Bを握って、支軸 107により回動して両アームの先端部 106C及び先端部 106Dの間隔を広げて、レール 104の側面に、低温ボンド溶接用治具 109に保持させた受皿型の端子 110を当接し、そして、基端部 106A及び基端部 106Bの握りを放して、スプリング 108により、低温ボンド溶接用治具 109に保持させた受皿型の端子 110をレール 104の側面に安定に当接させ、受皿型の端子 110とレール 104の側面との間に溶融した合金ろう 111を流し込んで、受皿型の端子 110をレール 104の側面に、ろう付けして接続する旨記載されている。図 6は、ボンドをレールに接合する従来の接合方法を示す概略説明図である。

[0007] 特許文献 1 :特開平 10— 128532号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0008] し力しながら、従来のボンドでは、溶着金属が車両用レールとの接触面において急冷されて発生した気泡を除去しにくぐ発生した気泡によって溶着金属の接触面積が小さくなつてボンドと車両用レールの接合強度が充分ではな力つた。また従来の接合方法では、溶接金属が車両用レールとの接触面にぉヽて急冷されて発生した気泡を除去しにくぐ発生した気泡によって溶接金属の接触面積が小さくなり、ボンドを充分な接合強度で車両用レールに接合できていな力つた。

[0009] 本発明は、以上の点に鑑みて創案されたものであり、車両用レールに対して高い接合強度で接合することができるボンド、並びにボンドを高ヽ接合強度で車両用レールに接合できるボンドの接合方法を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

[0010] 上記の目的を達成するために、本発明のボンドは、端子と本体とを有し、車両用レールの側面に対して前記端子が溶着材を介し押圧されて接合されるボンドであって、前記端子は、前記車両用レールの側面と接合する箇所が平面であると共に、前記端子の周縁部が前記平面側に向いた傾斜面を有する。

[0011] ここで、車両用レールの側面と接合する端子の箇所が平面であることによって、車両用レールの側面に対して端子が押圧された際に、気泡を外部へ排出 (脱泡）しゃすくなる。また、端子の周縁部が車両用レールの側面と接合する平面側に向いた傾斜面を有することによって、車両用レールの側面と傾斜面との間に、端子の内側から周縁部に向けて徐々に溶着材の量を多くすることができる。

[0012] また、上記の目的を達成するために、本発明のボンドの接合方法は、端子と本体とを有するボンドを車両用レールの側面に接合するボンドの接合方法にぉ、て、前記端子を、同端子と前記車両用レールの側面が溶着材を介して接するように所定位置に配置する工程と、前記溶着材を加熱しながら、前記車両用レールに対して前記端子を押圧する工程とを備える。

[0013] ここで、溶着材を加熱しながら、車両用レールの側面に対して端子を押圧することによって、気泡を外部へ排出 (脱泡)することができる。なお、「所定位置」とは、端子が車両用レールの側面と溶着材を介して接することができるような位置をいう。

発明の効果

[0014] 本発明に係るボンドは、車両用レールに対して高い接合強度で接合することができる。

また、本発明に係るボンドの接合方法は、ボンドを車両用レールに対して高い接合強度で接合することができる。

図面の簡単な説明

[0015] [図 1]図 1 (a)は本発明を適用したボンドの一例を示す概略側面図であり、図 1 (b)は本発明を適用したボンドの一例を示す概略正面図であり、図 1 (c)は本発明を適用したボンドの一例を示す概略平面図である。

[図 2]図 2 (a)は、本発明を適用したボンドの他の例を示す概略側面図であり、図 2 (b )は、本発明を適用したボンドの他の例を示す概略正面図であり、図 2 (c)は、本発明を適用したボンドの他の例を示す概略平面図である。

[図 3]図 3は、本発明を適用したボンドの接合方法の一例を示す概略説明図である。

[図 4]図 4 (a)は、本発明を適用したボンドの接合方法の他の例をレールの側面から見た状態を示す概略説明図であり、図 4 (b)は、本発明を適用したボンドの接合方法の他の例をレールの正面から見た状態を示す概略説明図である。

[図 5]図 5 (a)は従来のボンドの概略正面図であり、図 5 (b)は図 5 (a)における A— A 線に沿う断面図である。

圆 6]図 6はボンドをレールに接合する従来の接合方法を示す概略説明図である。符合の説明

1 レールボンド

2 端子

3 傾斜面

4 取付部

5 軟銅ヨリ線

6 レール

6A レール頭部

6B レール腹部

6C レール底部

7 クランプ装置

8 押圧手段

9 押圧調整ネジ

10 支柱

11 固定ネジ

12 クランプ

13 ノ、ンダ

14 マグネット

15 取付バー

a レールの側面と接合する端子の面に対する傾斜面の傾斜角度

発明を実施するための最良の形態

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明し、本発明の理解に供する。図 1 (a)は、本発明を適用したボンドの一例を示す概略側面図であり、図 l (b )は、本発明を適用したボンドの一例を示す概略正面図であり、図 1 (c)は、本発明を適用したボンドの一例を示す概略平面図である。本発明を適用したレールボンド 1は、黄銅製の平板である端子 2と、複数の軟銅線を撚つて形成されている軟銅ヨリ線 5と、この軟銅ヨリ線を端子に接続させている取付部 4から構成されている。端子の側面には、車両用レールの側面と接合する端子の面側に向、た傾斜面 3が形成されており、車両用レールの側面と接合する端子の面に対する傾斜面の傾斜角度 αは 45° である。

[0018] また、端子が、車両用レールの側面と接合する箇所が平面であると共に、端子の周縁部が平面側に向いた傾斜面を有していれば、端子は黄銅製の平板でなくてもよく

、例えばアルミ合金製の箱形であってもよい。

[0019] 更に、端子が、車両用レールの側面と接合する箇所が平面であると共に、端子の周縁部が平面側に向、た傾斜面を有して、れば、車両用レールの側面と接合する端子の面に対する傾斜面の傾斜角度 ocは 45° でなくてもよい。

[0020] また、端子が、車両用レールの側面と接合する箇所が平面であると共に、端子の周縁部が平面側に向、た傾斜面を有して、れば、傾斜面 3は端子の 1辺だけでなく周縁部全体に形成されてヽてもよヽ。

[0021] また、端子が、車両用レールの側面と接合する箇所が平面であると共に、端子の周縁部が平面側に向いた傾斜面を有していれば、取付部を用いずに直接、軟銅ヨリ線を端子に接続させてもよい。

[0022] また、ここではレールボンドを例に挙げて本発明のボンドを説明した力本発明のボンドは信号ボンドであってもよいことは勿論である。

[0023] 図 2 (a)は、本発明を適用したボンドの他の例を示す概略側面図であり、図 2 (b)は

、本発明を適用したボンドの他の例を示す概略正面図であり、図 2 (c)は、本発明を適用したボンドの他の例を示す概略平面図である。図 2 (b)に示されているように、取付部 4はパイプ状になって軟銅ヨリ線 5を囲んでおり、また、端子 2と取付部 4は一体成形されている。

[0024] また、図 2 (c)に示されているように、取付部 4は、端子 2の表面領域内に収まって端子 2に接続しているので、端子 2の表面領域からはみ出た部分がなぐ取付部 4に対して略垂直な端子の面と取付部 4との交点におけるクラック発生を抑制している。また、図 2 (c)に示されたレールボンド 1の軟銅ヨリ線 5の湾曲した箇所は、図 1 (c)に示されたレールボンド 1の軟銅ヨリ線 5の湾曲した箇所よりも緩やかに湾曲しており、車両用レールに取り付けられたレールボンド 1が振動を受けても壊れに《している。これらの点以外は、図 1に示されたボンドと同じである。

[0025] 図 3は、本発明を適用したボンドの接合方法の一例を示す概略説明図である。溶着材として 250〜450°Cの溶融温度を有するハンダ 13を用い、これを酸素とプロパンガスを熱源とするバーナー（図示せず。）で溶融して、レールボンドの端子 2の接合面と、端子が接合されるレール（車両用レール） 6のレール頭部 6Aの外側の側面とに付着させる。

[0026] 次に、押圧手段 8と、押圧調整ネジ 9と、支柱 10と、固定ネジ 11と、クランプ 12とから構成されるクランプ装置 7のクランプ 12を、レール底部 6Cに固定ネジ 11を締めて固定する。このクランプ装置 7の高さはレール 6の高さよりも低くなつている。そして、端子 2をその傾斜面が上側に位置するように、ハンダが付着したレール頭部 6Aの外側の側面に付け、酸素とプロパンガスを熱源とするバーナー（図示せず。）でハンダを加熱しながらレール頭部 6Aの外側の側面に対して、クランプ装置 7の押圧手段 8 によって端子 2を押圧し圧着させる。そして、ハンダを酸素とプロパンガスを熱源とするバーナー（図示せず。）で加熱しながら、傾斜面とレール頭部の側面との間に填入する。

[0027] また、レール腹部 6Bの側面に端子 2を接合する場合には、押圧手段 8に対して略垂直に延びた、支柱 10の略中央に位置する他の押圧手段（図示せず。 )によって、同様にレール腹部 6Bの側面に端子 2を圧着させ、そして傾斜面とレール腹部の側面との間に溶融したハンダを填入する。

[0028] ここで、端子を、端子と車両用レールの側面が溶着材を介して接するように所定位置に配置する工程と、溶着材を加熱しながら、車両用レールに対して端子を押圧する工程があれば、図 3に示されているようなクランプ装置を必ずしも使用しなくてもよい

[0029] また、端子を、端子と車両用レールの側面が溶着材を介して接するように所定位置に配置する工程と、溶着材を加熱しながら、車両用レールに対して端子を押圧する工程があれば、溶着材としてどのような組成のハンダを用いてもよぐ例えば 20〜24 %のカドミウムを含むハンダを用いれば、接合強度が増して好ま、。

[0030] 更に、端子を、端子と車両用レールの側面が溶着材を介して接するように所定位置に配置する工程と、溶着材を加熱しながら、車両用レールに対して端子を押圧する工程があれば、必ずしも酸素とプロパンガスを熱源とするバーナーで加熱しなくてもよぐ例えばアセチレンガスを熱源とするバーナー、または酸素とアセチレンガスを熱源とするバーナーで加熱してもよヽ。

[0031] また、本実施例では、レール底部をクランプで挟んで固定ネジによって固定して、その上方で端子を押圧し圧着させるクランプ装置を用いて接合する方法を例に挙げて説明しているが、端子を、端子と車両用レールの側面が溶着材を介して接するように所定位置に配置する工程と、溶着材を加熱しながら、車両用レールに対して端子を押圧する工程があれば、このようなレール底部を挟んだクランプ上方で端子を押圧し圧着させるクランプ装置を用いなくてもよぐ例えば支柱と共に移動可能な押圧手段を有するクランプ装置を用いれば、枕木上に位置するレール側面に端子を接合する場合でも、枕木のない位置でレール底部をクランプで挟んで固定しておき、押圧手段を移動させて端子を押圧し圧着させることができる。

[0032] また、ここではレール頭部に端子を接合したレールボンドの接合方法を例に挙げて説明したが、レール腹部やレール底部に端子を接合する信号ボンドの接合方法であつてもよ!、ことは勿餘である。

[0033] このようにして接合された端子の接合強度を測定すベぐ接合された端子に油圧シリンダにて剪断荷重を加えて、端子が脱落したときの荷重を調べた。その結果、本発明を適用した接合方法によって接合したボンド端子の接合強度は 100〜160kNであり、従来の接合方法によって接合したボンド端子の接合強度 75〜： LOOkNに比べて高い接合強度を示した。

[0034] 図 4 (a)は、本発明を適用したボンドの接合方法の他の例をレールの側面力も見た状態を示す概略説明図であり、図 4 (b)は、本発明を適用したボンドの接合方法の他の例をレールの正面力見た状態を示す概略説明図である。 [0035] 図 4 (a)及び図 4 (b)に示されたボンドの接合方法は、図 3に示されたボンドの接合方法とは異なり、クランプ 12をレール底部 6Cに固定する代わりに、取付バー 15によつて押圧手段 8をレール頭部 6Aの外側の側面に固定する。取付バー 15の内部は、ねじ切りされており、押圧手段 8の表面に設けられたねじ山とかみ合って、押圧手段 8 が端子 2を押圧する。取付バー 15の両端は、マグネット 14によってレール頭部 6Aの外側の側面にレール頭部 6Aと略平行に取り付けられている。この方法では、クランプ 12をレール底部 6Cに固定する必要がないので、枕木の位置を気にすることなぐ端子 2をレール頭部 6Aに圧着できる。

[0036] ここで、レール頭部 6Aの外側の側面に取り付けられたマグネット 14や取付バー 15 、及び取付バー 15によって固定された押圧手段 8や押圧手段 8の端部に連設された押圧調整ネジ 9は、レール 6の高さよりも低い位置即ち車輪が接するレール頭部 6A の上面よりも下方に位置している。

[0037] このように、本発明を適用したボンドは、車両用レールの側面と接合する端子の箇所が平面であると共に、端子の周縁部が車両用レールの側面と接合する平面側に向いた傾斜面を有しているので、車両用レールに接合する際に車両用レールの側面に対して端子が押圧されると、溶着材が車両用レールの側面で急冷されて発生する気泡を外部へ排出（脱泡）することができ、また、傾斜面と車両用レールの側面との間に溶着材を填入して端子の内側力周縁部に向けて徐々に溶着材の量を多くすることができ、よって、車両用レールに対して高い接合強度で接合することができる。

[0038] また、取付部は、端子の表面領域内に収まって端子に接続しているので、端子の表面領域からはみ出た部分がなぐ取付部に対して略垂直な端子の面と取付部との交点におけるクラック発生を抑制できる。

また、本発明を適用したボンドの接合方法は、溶着材を加熱しながら車両用レールの側面に対して端子を押圧するので、溶着材が車両用レールの側面で急冷されて発生する気泡を外部へ排出（脱泡）することができ、ボンドを車両用レールの側面に対して高、接合強度で接合することができる。

[0039] 更に、本発明を適用したボンドの接合方法は、クランプ工具等の器具が車両用レールの高さを越えない範囲内に配置されているので、電車の往来がある時でもクランプ工具等の器具を取りはずさずに行なうことができ、従来のように車両用レールをまたいだクランプ工具を用いる接合方法に比べて接合作業を効率よく行なうことができるまた、クランプをレール底部に固定せずに、マグネットと取付バーによってクランプ装置の押圧手段を固定してボンドを接合するので、枕木の位置を気にすることなぐ端子をレール頭部に圧着できる。

Claims

請求の範囲

[1] 端子と本体とを有し、車両用レールの側面に対して前記端子が溶着材を介し押圧されて接合されるボンドであって、

前記端子は、前記車両用レールの側面と接合する箇所が平面であると共に、前記端子の周縁部が前記平面側に向いた傾斜面を有する

ボンド。

[2] 前記車両用レールの側面と前記傾斜面との間に、溶着材が加熱されながら填入される

請求項 1に記載のボンド。

[3] 前記溶着材はハンダである

請求項 1または請求項 2に記載のボンド。

[4] 前記本体は、金属線と、該金属線を前記端子に接続する取付部とを有し、

該取付部は、前記端子の表面領域内に収まっている

請求項 1または請求項 2に記載のボンド。

[5] 端子と本体とを有するボンドを車両用レールの側面に接合するボンドの接合方法において、

前記端子を、同端子と前記車両用レールの側面が溶着材を介して接するように所定位置に配置する工程と、

前記溶着材を加熱しながら、前記車両用レールに対して前記端子を押圧する工程とを備える

ことを特徴とするボンドの接合方法。

[6] 前記車両用レールの高さを越えない範囲内に配置される器具を用いて、前記端子を前記所定位置に配置する

ことを特徴とする請求項 5に記載のボンドの接合方法。

[7] 前記車両用レールの高さを越えない範囲内に配置される器具を用いて、前記端子を押圧する

ことを特徴とする請求項 5または請求項 6に記載のボンドの接合方法。