JP3845475B2

JP3845475B2 - レール締結装置、及びレール締結方法

Info

Publication number: JP3845475B2
Application number: JP15896696A
Authority: JP
Inventors: 敬晴長藤; 則次阿部; 武二福田; 啓介切敷
Original assignee: Railway Technical Research Institute
Current assignee: Railway Technical Research Institute
Priority date: 1996-05-30
Filing date: 1996-05-30
Publication date: 2006-11-15
Anticipated expiration: 2016-05-30
Also published as: JPH09316802A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鉄道においてレールをまくらぎに締結するレール締結装置、及びそのレール締結装置によるレール締結方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、鉄道線路のバラスト道床区間内に横断下水渠などが設けられている場合に、下水渠のコンクリート躯体上に木まくらぎが直接設置されているような箇所においては、その前後のバラスト道床区間の軌道バネ定数が２０〜３０トン／センチメートル（ｔ／ｃｍ）程度であるのに比べ、バネ定数値が大きくなり、軌道の支承条件が固くなる。例えば、レール締結装置として、通常の木まくらぎ用タイプレートと１００ｔ／ｃｍの軌道パッドが使用されていれば、前後の区間に比べ固さが３倍の箇所が介在することになる。このため、この箇所を通過する鉄道車両は、軌道の固さが段差状に変化する点において衝撃力を受け、軌道にもそれに対応して同様の衝撃負荷がかかることになる。これにより、この箇所のレール締結装置及び木まくらぎの疲労破損、前後の有道床区間の軌道狂い急進等の問題が発生し、このことがさらにこの区間の衝撃を増大させる、という悪循環が生じ、線路保守上の問題となっていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記した問題を防止するための対策としては、上記箇所の軌道バネ定数値を低下させるため、隧道直結構造で使用されるような、軌道パッドがレール下とタイプレート下の双方に二重に挿入配置されたタイプのレール締結装置を使用する、という方法が考えられる。しかしながら、このタイプのレール締結装置は、軌道パッドが２枚となるため厚さが大きく、下水渠躯体上面に接する下部軌道パッドの下面とレール踏面の間の高低差が通常のものよりも大きくなる。したがって、すでに使用を開始した既設線路においてこのタイプのレール締結装置を使用しようとする場合には、既設の下水渠の躯体上部を切り下げるか、前後の軌道を嵩上しなければならず、施工が困難な上、多くの工事費用が必要であった。
【０００４】
一方、タイプレートと１つの軌道パッドを有する従来形式のレール締結装置と同程度の厚さを持ち、かつ２０〜３０ｔ／ｃｍ程度の軌道バネ定数を持つレール締結装置としては、軌道パッドを収容しうる開口を中央部に有する「枠型タイプレート」と、開口内に収容される厚い軌道パッドを有する形式のものが知られていた。しかしながら、この形式のレール締結装置の場合には、レールの底面に作用する輪重等の垂直荷重はすべて枠内の軌道パッドが受け、枠型タイプレートには垂直荷重が作用せず、レール底部の側面に作用する横圧荷重のみが枠型タイプレートに作用する構造となっていた。このため、列車荷重によるレール締結力の変動によって、枠型タイプレート本体の応力が増大し、細い枠の部分が破損するおそれがあった。この点を解決するためには、細い枠の部分の幅を拡幅することが考えられるが、木まくらぎの幅は２００ｍｍであり、枠部分の拡幅の余地はほとんどない。したがって、この枠型タイプレート形式のレール締結装置も上記箇所には採用しがたい。
【０００５】
また、上記箇所のレール締結においては、前後の有道床区間の道床縦抵抗（レールの長手方向の伸縮の自由度）と同程度の縦抵抗を有するレール締結としておかないと、レール長手方向の軸圧分布が不均一となり、ロングレールの場合に座屈危険度を増大させるおそれがある、という問題もあった。
【０００６】
本発明は上記の問題を解決するためになされたものであり、本発明の解決しようとする課題は、従来形式のレール締結装置と同程度の厚さを持ち、かつ低い軌道バネ定数値を持つレール締結装置、及びレール締結方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明の請求項１に係るレール締結装置は、
平板部（１１）と、前記平板部（１１）の一側部から起立するとともにレール（Ｒ）の底部側面に垂直に作用する横圧荷重を受ける起立部（１２）と、前記平板部（１１）の一側部の両端からレール横断方向に突出する一対の爪部（１５）を有する横圧受け金具（１）と、
前記平板部（１１）をまくらぎ（Ｔ）に固定するねじくぎ（７）と、
弾性材料からなり略平板状に形成され前記レール（Ｒ）の底面に作用する垂直荷重を前記まくらぎ（Ｔ）に伝達する軌道パッド（６）と、
前記起立部（１２）の中間部に逆Ｔ字状に形成され肩部の天井面（１７）が曲面状をなすボルト挿入空間（１６）と、バネ受け座部（２２）の各側部から下方に延びる第１脚部（２１）と第２脚部（２３）を有して断面形状が略コ字状に形成され前記レール（Ｒ）の底部を押えるレール押え金具（２）と、金属弾性体を螺旋状に巻回し全体が略円錐台形状となるように形成されたバネである締結バネ（５）と、軸部（３１）の一端から略カマボコ形状の腕部（３２）が逆Ｔ字状に突出形成された締結ボルト（３）と、締結ナット（４）を有し、前記レール（Ｒ）を前記横圧受け金具（１）に弾性的に締結する弾性締結手段を備え、
２個の前記横圧受け金具（１）を、各横圧受け金具（１）の前記爪部（１５）が互いに対向するようにしてまくらぎ（Ｔ）上に配置した場合に、各爪部（１５）の内方に形成される略矩形状凹部内に前記軌道パッド（６）を収容するように構成し、
前記締結ボルト（３）の腕部（３２）を前記ボルト挿入空間（１６）内に挿入し、前記腕部（３２）の略カマボコ形状面を前記ボルト挿入空間（１６）の天井面に当接させた場合に、前記締結ボルト（３）が前記腕部（３２）の軸（Ｃ）を中心として揺動可能で、締結ボルト（３）の腕部（３２）と横圧受け金具（１）の起立部（１２）がヒンジを構成することにより、レール（Ｒ）の高さが変ってレール押え金具（２）が傾斜しても締結ボルト（３）それに追随して傾斜しレール押え金具（２）のバネ受け座部（２２）の上面を締結バネによりつねに垂直に押圧することができるように構成し、
かつ、前記締結バネ（５）の中心部を貫通する略円柱状の空洞（５１）内に、軸方向長さｈ３の円筒状のストッパ（８）を装着し、締結バネ（５）の底部の厚さをｈ１とし、締結バネ（５）の頂部５３までの厚さをｈ２としたとき、ｈ１＜ｈ３＜ｈ２の関係が成立するように構成することにより、締結ナット（４）を締め込んだ場合に、締結ナット（４）の底面がストッパ（８）の上端面に到達後はそれ以上締結ナット（４）を締め込むことができないようにし、レール押え金具（２）を横圧受け金具（１）に弾性的に締結する締結バネ（５）の締結力を、ストッパ（８）の高さｈ３の位置に到達するまでのバネの変形量に相当する一定の値に抑えるよう調整可能としたことを特徴とする。
【０００８】
また、本発明の請求項２に係るレール締結方法は、
平板部（１１）と、前記平板部（１１）の一側部から起立するとともにレール（Ｒ）の底部側面に垂直に作用する横圧荷重を受ける起立部（１２）と、前記平板部（１１）の一側部の両端からレール横断方向に突出する一対の爪部（１５）を有する横圧受け金具（１）と、
前記平板部（１１）をまくらぎ（Ｔ）に固定するねじくぎ（７）と、
弾性材料からなり略平板状に形成され前記レール（Ｒ）の底面に作用する垂直荷重を前記まくらぎ（Ｔ）に伝達する軌道パッド（６）と、
前記起立部（１２）の中間部に逆Ｔ字状に形成され肩部の天井面（１７）が曲面状をなすボルト挿入空間（１６）と、バネ受け座部（２２）の各側部から下方に延びる第１脚部（２１）と第２脚部（２３）を有して断面形状が略コ字状に形成され前記レール（Ｒ）の底部を押えるレール押え金具（２）と、金属弾性体を螺旋状に巻回し全体が略円錐台形状となるように形成されたバネである締結バネ（５）と、軸部（３１）の一端から略カマボコ形状の腕部（３２）が逆Ｔ字状に突出形成された締結ボルト（３）と、締結ナット（４）を有し、前記レール（Ｒ）を前記横圧受け金具（１）に弾性的に締結する弾性締結手段を備えたレール締結装置（１００）を用い、
２個の前記横圧受け金具（１）を、各横圧受け金具（１）の前記爪部（１５）が互いに対向するようにしてまくらぎ（Ｔ）上に配置した場合に、各爪部（１５）の内方に形成される略矩形状凹部内に前記軌道パッド（６）を収容するように構成し、
前記締結ボルト（３）の腕部（３２）を前記ボルト挿入空間（１６）内に挿入し、前記腕部（３２）の略カマボコ形状面を前記ボルト挿入空間（１６）の天井面に当接させた場合に、前記締結ボルト（３）が前記腕部（３２）の軸（Ｃ）を中心として揺動可能で、締結ボルト（３）の腕部（３２）と横圧受け金具（１）の起立部（１２）がヒンジを構成することにより、レール（Ｒ）の高さが変ってレール押え金具（２）が傾斜しても締結ボルト（３）それに追随して傾斜しレール押え金具（２）のバネ受け座部（２２）の上面を締結バネによりつねに垂直に押圧することができるように構成し、
かつ、前記締結バネ（５）の中心部を貫通する略円柱状の空洞（５１）内に、軸方向長さｈ３の円筒状のストッパ（８）を装着し、締結バネ（５）の底部の厚さをｈ１とし、締結バネ（５）の頂部５３までの厚さをｈ２としたとき、ｈ１＜ｈ３＜ｈ２の関係が成立するように構成することにより、締結ナット（４）を締め込んだ場合に、締結ナット（４）の底面がストッパ（８）の上端面に到達後はそれ以上締結ナット（４）を締め込むことができないようにし、レール押え金具（２）を横圧受け金具（１）に弾性的に締結する締結バネ（５）の締結力を、ストッパ（８）の高さｈ３の位置に到達するまでのバネの変形量に相当する一定の値に抑えるよう調整可能としたことを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１５】
（１）第１実施形態
まず、本発明の第１実施形態について説明する。
図１は、本発明の第１実施形態であるレール締結装置の構成を示した斜視図であり、図２は、図１に示すレール締結装置のレール横断方向の構成を示す図である。
【００１６】
図に示すように、このレール締結装置１００は、横圧受け金具１と、レール押え金具２と、締結ボルト３と、締結バネ５と、締結ナット４と、軌道パッド６と、ねじくぎ７を備えて構成されている。
【００１７】
このレール締結装置１００によりレールＲをまくらぎＴに締結する場合には、２個の横圧受け金具１，１を、各横圧受け金具１，１の爪部１５（後述）が互いに対向する状態でまくらぎＴ上に配置する。次に、４個の爪部１５の内方に形成される略矩形状の凹部内に軌道パッド６を収容させるようにして敷設する。次に、敷設された軌道パッド６上にレールＲを敷設し、各横圧受け金具１，１をそれぞれ２本のねじくぎ７，７によりまくらぎＴに固定する。そして、レールＲを、レール押え金具２と、締結ボルト３と、締結バネ５と、締結ナット４により各横圧受け金具１に弾性的に締結する。
【００１８】
次に、このレール締結装置１００の各構成要素について、さらに詳細な構成と作用を説明する。
【００１９】
まず、横圧受け金具１についてさらに詳細に説明する。図３は、横圧受け金具１の構成を示す図であり、図３（Ａ）はレール横断方向から見た正面図を、図３（Ｂ）は上方から見た平面図を、図３（Ｃ）は側面図を、それぞれ示したものである。
【００２０】
図１〜３に示すように、横圧受け金具１は、平板部１１と、起立部１２と、爪部１５を有している。
平板部１１は、平面形状が長方形状で薄厚の平板状に形成されている。この
平板部１１の一側部からは上方に向かって直壁状の起立部１２が起立している。また、平板部１２には、ねじくぎ７をねじ込むための円形の開口１３が２個、平板部１１の長手方向に並ぶように形成されている。各開口１３の周囲は、薄くテーパー状に研削され、ねじくぎ受け座面１８を形成している。また、起立部１２と開口１３との間の平板部１１上には、略カマボコ形状の凸条１４が起立部１２と平行に形成されている。
【００２１】
起立部１２の中央部には、逆Ｔ字状のボルト挿入空間１６が形成されており、このボルト挿入空間１６によって起立部１２は２つの部分に区画されている。このボルト挿入空間１６の肩部の天井面１７は、略半円筒面状に形成されている。
【００２２】
また、平板部１１の側部のうち、起立部１２が起立している側の側部の両端からは、一対の爪部１５，１５がレール横断方向に向って突出形成されている。この爪部１５は、四角形断面の短い棒状で、その厚さは平板部１１の厚さより薄くなっている。
【００２３】
次に、軌道パッド６についてさらに詳細に説明する。図４は、軌道パッド６の構成を示す図であり、図４（Ａ）は上方から見た平面図を、図４（Ｂ）はレール横断方向から見た正面図を、それぞれ示したものである。
【００２４】
図１，２，４に示すように、軌道パッド６は、スチレン・ブタジエン・ゴム（ＳＢＲ）等からなる弾性部材であり略平板状に形成されている。軌道パッド６の表面には、縦溝６１が数本形成され、これによりバネ定数値が所定値に設定される。この軌道パッド６は、厚さの一定のもののほか、図４（Ｂ）に示すように、レール横断方向で厚さｔ1 ，ｔ2 が異なり上面に傾斜を有するものも使用される。このように傾斜したものは、線路線形が曲線のカント区間で使用される。いずれの場合においても、軌道パッド６の厚さは横圧受け金具１の爪部１５の厚さよりも厚くなっている。
【００２５】
次に、ねじくぎ７についてさらに詳細に説明する。図５は、ねじくぎ７の構成を示す図である。
【００２６】
図１，２，５に示すように、ねじくぎ７は、角柱部７１と、角柱部７１に接続する頭部７２と、頭部７２に接続する軸部７４を有している。頭部７２の角柱部７１の側は曲面状に形成されており、反対側の面は円錐面状のテーパー面７３となっている。軸部７４には、先端に向けて雄ねじ部７５が形成されている。この雄ねじ部７５は、横圧受け金具１の円形開口１３から挿入され、角柱部７１を専用工具等によって回動することによりまくらぎＴに穿孔された略円柱状のねじ込み孔Ｈ（図１参照）内にねじ込まれる。この際、横圧受け金具１のねじくぎ受け座面１８は、ねじくぎ７のテーパー面７３に密接してその押圧力を受ける。
【００２７】
上記のような構成により、２個の横圧受け金具１，１を、各横圧受け金具１，１の爪部１５が互いに対向する状態でまくらぎＴ上に配置し、４個の爪部１５の内方に形成される略矩形状の凹部内に爪部１５よりも厚い軌道パッド６を収容させるようにして敷設し、敷設された軌道パッド６上にレールＲを敷設すれば、レールＲの底面に作用する垂直荷重を軌道パッド６によりまくらぎＴに伝達させることができ、軌道パッド６の厚さを従来のレール締結装置の場合よりも厚くすることができるので、そのバネ定数値を従来のものよりも低い２０〜３０ｔ／ｃｍ程度にすることができる。そして、同時に、レール締結装置全体の厚さを従来と同様の値におさえることができる。また、レールＲの底部側面に作用する横圧荷重を起立部１２の側面によって受けさせることができる。そして、この横圧荷重は、各横圧受け金具１につき２本ずつ取り付けられるねじくぎ７，７によってまくらぎＴに伝達されることになる。また、爪部１５は、軌道パッド６の移動を規制するが、従来の枠型タイプレートのように細い枠状に連続してはいない。そして、軌道パッド６の厚さは横圧受け金具１の爪部１５の厚さよりも厚くなっている。このため、爪部１５にはレールＲの垂直荷重は作用せず、従来の枠型タイプレートのように枠部分の応力が増大して破損する、というような問題は発生しない。
【００２８】
次に、レール押え金具２についてさらに詳細に説明する。図６は、レール押え金具２の構成を示す図であり、図６（Ａ）は上方から見た平面図を、図６（Ｂ）はレール横断方向から見た正面図を、それぞれ示したものである。
【００２９】
図１，２，６に示すように、レール押え金具２は、断面形状が略「コ」字状に形成されており、第１脚部２１と、バネ受け座部２２と、第２脚部２３を有している。
バネ受け座部２２は、平面形状がほぼ正方形状で薄厚の平板状に形成されている。このバネ受け座部２２の一側部からは、下方に向けて略平板状の第１脚部２１が延び、第１脚部２１とは反対側のバネ受け座部２２の側部からは、下方に向けて略平板状の第２脚部２３が延びている。第２脚部２３は、第１脚部２１よりも長くなっている。また、バネ受け座部２２の略中央部には、円形の開口２４が開設されている。
【００３０】
次に、締結ボルト３及び締結ナット４についてさらに詳細に説明する。図７は、締結ボルト３及び締結ナット４の構成を示す図であり、図７（Ａ）はレール横断方向から見た正面図を、図７（Ｂ）は上方から見た平面図を、それぞれ示したものである。
【００３１】
図１，２，７に示すように、締結ボルト３は、逆Ｔ字状に形成されており、軸部３１と、腕部３２を有している。軸部３１の先端付近には雄ねじ部３３が形成されている。また、腕部３２は、雄ねじ部３３が形成されている端部とは逆側の軸部３１の端部から直角方向に突出しており、略半円柱状あるいは略カマボコ形状に形成されている。
【００３２】
一方、締結ナット４は、略六角柱状のナットであり、中央に雌ねじ孔４１（図１参照）が形成されている。この雌ねじ孔４１は、締結ボルト３の雄ねじ部３３と螺合するように構成されている。
【００３３】
次に、締結バネ５についてさらに詳細に説明する。図８は、締結バネ５の構成を示す図であり、図８（Ａ）は上方から見た平面図を、図８（Ｂ）は側面図を、図８（Ｃ）はＡ−Ａ断面図を、図８（Ｄ）はストッパを内挿した場合のＡ−Ａ断面図を、それぞれ示したものである。
【００３４】
図１，２，８に示すように、この締結バネ５は、鋼等の金属弾性体が螺旋状に巻回され、全体が略円錐台状となるように形成された一種のコイル状バネである。この締結バネ５は、薄厚の端部Ｐ1 から巻回が開始され、Ｐ1 からＰ2 を経てＰ3 まで徐々に肉厚を増しながら水平に巻回されている。Ｐ1 からＰ3 までの底部の下面は水平な底面５２となっている。Ｐ3 からは、Ｐ4 ，Ｐ5 ，Ｐ6 ，Ｐ7 ，Ｐ8 へ向って、徐々に上方にずれながら螺旋を描くように巻回されている。また、Ｐ3 からＰ4 までの部分は、巻回方向の肉厚がほぼ一定かつ最大となっており、Ｐ4 からは、Ｐ5 ，Ｐ6 ，Ｐ7 ，Ｐ8 へ向って、徐々に巻回方向の肉厚が減少している。Ｐ6 からＰ8 までの部分の上面はほぼ水平な頂部５３となっている。また、締結バネ５の中央には略円柱状の空洞５１が形成されている。
【００３５】
締結バネ５はこのような構成を有しているので、頂部５３に下向きの押圧力を加えていくと、Ｐ8 ，Ｐ7 ，Ｐ6 ，Ｐ5 ，Ｐ4 の順で徐々に下方に向って変形し、最終的にはＰ8 からＰ3 までのすべての下面が底面５２の位置まで下降し、全体が平板リング状になる。この間、変形の量に応じた押圧力が締結バネ５の底面５２と頂部５３の双方に反力として作用することになる。
【００３６】
上記のような構成により、２個の横圧受け金具１，１を、各横圧受け金具１，１の爪部１５が互いに対向する状態でまくらぎＴ上に配置し、４個の爪部１５の内方に形成される略矩形状の凹部内に軌道パッド６を収容させるようにして敷設し、敷設された軌道パッド６上にレールＲを敷設し、各横圧受け金具１，１をそれぞれ２本のねじくぎ７，７によりまくらぎＴに固定した後に、締結ボルト３の腕部３２を横圧受け金具１のボルト挿入空間１６内に挿入する。
【００３７】
次に、締結ボルト３の腕部３２の上面の略カマボコ形状面をボルト挿入空間１６の天井面１７に当接させた状態で、図１左部に示すように、締結ボルト３の軸部３１を円形開口２４に挿通させるようにしてレール押え金具２を取り付け、締結ボルト３の軸部３１を空洞５１に挿通させるようにして締結バネ５の底面５２がバネ受け座部２２上面と当接するように取り付け、最後に締結ボルト３の雄ねじ部３３に締結ナット４の雌ねじ孔４１を螺合させるようにして締結ナット４を締結する。
【００３８】
この際、図１右部及び図２に示すように、レール押え金具２の第１脚部２１がレールＲの底部上面を押え、レール押え金具２のバネ受け座部２２が横圧受け金具１の起立部１２をまたぎ、レール押え金具２の第２脚部２３が横圧受け金具１の平板部１１の上面を押えるとともに、レール押え金具２の第２脚部２３が横圧受け金具１の平板部１１上の凸条１４によってレール横方向への滑動等が規制されるようにする。
このようにして、レールＲを各横圧受け金具１に弾性的に締結することができる。
【００３９】
レール締結箇所の条件によっては、軌道パッド６の下面等にさらに高さ調整用の所要厚さのパッキング材を挿入する場合もある。そのような場合には、レールＲの底部の高さが変るため、レール押え金具２が傾斜する。
しかしながら、本実施形態のレール締結装置１００においては、横圧受け金具１の起立部１２におけるボルト挿入空間１６内に挿入された締結ボルト３の腕部３２の上面である略半円柱面がボルト挿入空間１６の略半円筒面状の天井面１７に当接しており、図７に示すように、締結ボルト３は腕部３２の軸Ｃを中心として図７（Ａ）の矢印方向に揺動可能となっており、締結ボルト３の腕部３２と横圧受け金具の起立部１２はヒンジを構成している。
したがって、レールＲの高さが変ってレール押え金具２が傾斜しても、締結ボルト３がそれに追随して傾斜し、レール押え金具２のバネ受け座部２２の上面を締結バネ３によりつねに垂直に押圧することができるようになっている。
【００４０】
また、上記の第１実施形態においては、図８（Ｄ）の変形例に示すように、締結バネ５の空洞５１内にストッパ８を装着してもよい。ストッパ８は鋼等の強固な金属などからなる円筒状の部材であり、高さがｈ3 となっている。ここで、締結バネ５の底部の厚さをｈ1 とし、締結バネ５の頂部５３までの厚さをｈ2 とし、ｈ1 ＜ｈ3 ＜ｈ2 の関係が成立するものとする。
【００４１】
このように構成すると、締結ナット４を締め込んだ場合に、締結ナット４の底面がストッパ８の上端面に到達すると、それ以上は締結ナット４を締め込むことはできない。したがって、レール押え金具２を横圧受け金具１に弾性的に締結する締結バネ５の締結力は、このストッパ８の高さｈ3 の位置に到達するまでのバネの変形量に相当する力に抑えられる。すなわち、円筒部材の軸方向長さｈ3 を所定値に設定しておくことにより、締結バネ５の締結力を一定値に抑えるよう調整することができる。
【００４２】
したがって、レール締結箇所におけるレールの長手方向の伸縮の自由度と同程度の縦抵抗を有するレール締結とすることが容易にでき、レール長手方向の軸圧分布を前後の区間と均一にさせることができるため、ロングレールの場合でも座屈を有効に防止することができる。
また、締結バネ５の締結力調整を、単に、締結ナット４をそれ以上締め込めなくなるまで回動させる、という回動作業のみにより行うことができ、締結力の測定作業、再締付作業等が不要なため、現場での作業も非常に容易となる。
【００４３】
（２）第２実施形態
次に、本発明の第２実施形態について説明する。
図９は、本発明の第２実施形態であるレール締結装置のレール横断方向の構成を示した図である。
【００４４】
図に示すように、このレール締結装置２００は、横圧受け金具１Ａと、締結ボルト３Ａと、締結バネ５Ａと、締結ナット４Ａと、座金９と、軌道パッド６と、ねじくぎ７を備えて構成されている。
【００４５】
このレール締結装置２００の各構成要素のうち、軌道パッド６とねじくぎ７は、第１実施形態のレール締結装置１００の用いたものと同様である。したがって、第１実施形態のレール締結装置１００と異なる構成要素は、横圧受け金具１Ａと、締結ボルト３Ａと、締結バネ５Ａと、締結ナット４Ａと、座金９である。以下、これらについて、さらに詳細な構成と作用を説明する。
【００４６】
横圧受け金具１Ａは、平板部１１Ａと、起立部１２Ａと、爪部１５Ａを有している。この第２実施形態の横圧受け金具１Ａが第１実施形態の横圧受け金具１と異なる点は、起立部１２Ａにおいて締結ボルト３Ａの基部３４Ａを保持する部分１６Ａが、第１実施形態のようなヒンジ構造ではなく固定構造となっている点、及び第１実施形態に平板部１１における凸条１４が設けられていない点である。
【００４７】
また、締結バネ５Ａは、鋼等の金属弾性体からなる板状体が略「Ｃ」字状に形成された一種の板状バネである。締結バネ５Ａの一端はレールＲの底部を押圧し、締結バネ５Ａの他端は横圧受け金具１の起立部１２Ａの裏面を押圧可能となっている。締結バネ５Ａのほぼ中央には円形の開口５１Ａが形成されており、この開口５１Ａに締結ボルト３Ａの軸部３１Ａが挿通可能となっている。
また、締結ボルト３Ａの先端付近には雄ねじ部が形成されており、この雄ねじ部に締結ナット４Ａが螺合可能となっている。
【００４８】
上記のような構成により、２個の横圧受け金具１Ａ，１Ａを、各横圧受け金具１Ａ，１Ａの爪部１５Ａが互いに対向する状態でまくらぎＴ上に配置し、４個の爪部１５Ａの内方に形成される略矩形状の凹部内に軌道パッド６を収容させるようにして敷設し、敷設された軌道パッド６上にレールＲを敷設し、各横圧受け金具１Ａ，１Ａをそれぞれ２本のねじくぎ７，７によりまくらぎＴに固定した後に、締結ボルト３Ａの基部３４Ａを横圧受け金具１Ａのボルト挿入空間１６Ａ内に挿入し、螺合や拡径部等により固定する。
【００４９】
次に、締結ボルト３Ａの軸部３１Ａを円形開口５１Ａに挿通させるようにして締結バネ５Ａを取り付け、座金９を挿通し、最後に締結ボルト３Ａの雄ねじ部に締結ナット４Ａの雌ねじ孔を螺合させるようにして締結ナット４Ａを締結する。上記のような第２実施形態の場合にも、第１実施形態の場合と同様に、レールＲを各横圧受け金具１Ａに弾性的に締結することができる。
【００５０】
上記において、レール締結箇所の条件によっては、軌道パッド６の下面にさらに高さ調整用の所要厚さのパッキング材を挿入する場合もある。そのような場合には、レールＲの底部の高さが変るが、この高さ変化は、締結バネ３Ａのレール押え端部が変形することにより吸収される。
【００５１】
上記各実施形態において、ねじくぎ７はまくらぎ固定手段に相当している。また、ボルト挿入空間１６とレール押え金具２と締結ボルト３と締結バネ５と締結ナット４、及び締結ボルト３Ａと締結バネ５Ａと締結ナット４Ａは弾性締結手段を構成している。
【００５２】
なお、本発明は、上記各実施形態に限定されるものではない。上記各実施形態は、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。
【００５３】
例えば、上記した第１実施形態においては、横圧受け金具１の平板部１１上に設けられる凸条１４が略カマボコ状に形成された例について説明しているが、本発明はこれには限定されず、他の形態、例えば、四角形断面の凸条であってもよいし、あるいはレール押え金具２の第２脚部２３が嵌合可能な凹部であってもよい。要は、レール押え金具２がレール横方向へ滑動等しないように規制することができればどのような構成のものであってもよいのである。
【００５４】
また、上記した第１実施形態においては、横圧受け金具１の起立部１２に設けられるボルト挿入空間１６の肩部の天井面１７が略半円筒面に形成され、締結ボルト３の逆Ｔ字状の腕部３２が略半円柱状に形成された例について説明しているが、本発明はこれには限定されず、他の形態、例えば、ボルト挿入空間１６の天井面１７が曲面状に形成され、締結ボルト３の腕部３２が天井面１７の曲率よりも小さな曲率を有する略カマボコ形状に形成されてもよい。要は、レールＲの高さが変ってレール押え金具２が傾斜しても、締結ボルト３がそれに追随して傾斜し、レール押え金具２のバネ受け座部２２の上面を締結バネ３によりつねに垂直に押圧することができれば、天井面１７，腕部３２の表面形状はどのような構成のものであってもよいのである。
【００５５】
また、上記した第１実施形態においては、レールＲを横圧受け金具１に弾性的に締結するための締結バネとして金属弾性体を螺旋状に巻回して略円錐台状に形成した締結バネを用いた例について説明しているが、本発明はこれには限定されず、他の形態の締結バネ、例えば、金属弾性体を螺旋状に巻回して略円筒状に形成したいわゆる「弦巻バネ」を用いてもよい。要は、金属弾性体を螺旋状に巻回して形成したバネであればどのようなものであってもよいのである。締結バネ内に円筒状のストッパ８を装着する場合も同様に、締結バネは金属弾性体を螺旋状に巻回して形成したバネであればどのようなものであってもよい。また、上記した第１実施形態における金属弾性体を螺旋状に巻回して略円錐台状に形成した締結バネの各部の肉厚分布は、図８に図示されたものに限定されず、他の肉厚分布、例えば全体にわたって一様な肉厚等としてもよい。
【００５６】
また、金属弾性体を螺旋状に巻回して形成した締結バネと、締結バネの中心部を貫通する略円柱状の空洞内に装着される円筒部材（第１実施形態におけるストッパ８）との組み合わせは、第１実施形態の構成のレール締結装置１００におけるレールの弾性締結のためだけでなく、一般に、レール押え金具又は横圧受け金具をまくらぎに直接的に又は間接的に弾性締結するすべての場合に応用可能である。
【００５７】
また、上記した各実施形態においては、横圧受け金具１をまくらぎＴに固定する手段としてねじくぎ７を用いた例について説明しているが、本発明はこれには限定されず、他の形態のまくらぎ固定手段、例えば、ボルトなどを用いてもよい。
【００５８】
また、上記の説明においては、まくらぎとして木まくらぎについて言及しているが、本発明は木まくらぎのみには限定されず、他の形態のまくらぎ、例えば、コンクリートまくらぎや鉄まくらぎであってもよい。また、スラブやブロック、鋼橋等に直結する場合も含まれ、この場合には、スラブマットやブロック、鋼桁の頂板部材等がまくらぎに相当する。
【００５９】
また、本発明は、既設の鉄道線路のバラスト道床区間内に横断下水渠などが設けられている場合に、既設のレール締結装置をてっ去し、そのかわりに設ける場合だけでなく、新設される鉄道線路に適用することも可能である。
【００６０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、２個の横圧受け金具を用い、各横圧受け金具の爪部が互いに対向するようにまくらぎ上に配置した場合に各爪部の内方に形成される略矩形状凹部内に軌道パッドを収容するように構成したので、従来のレール締結装置の場合よりも厚い軌道パッドを使用することができ、そのバネ定数値を低くすることができるとともに、レール締結装置全体の厚さを従来と同様の値におさえることができる。この場合、各横圧受け金具の爪部は、軌道パッドの移動を規制するが、従来の枠型タイプレートのように細い枠状に連続してはいないため、枠部分の応力が増大して破損する、というような問題は発生しない。
また、レール高さ調整用にパッキング材を挿入した場合においても、横圧受け金具に設けた逆Ｔ字状のボルト挿入空間の肩部の天井面を曲面状とし、締結ボルトの軸部の一端から略カマボコ形状の腕部が逆Ｔ字状に突出形成し、締結ボルトの腕部をボルト挿入空間内に挿入し、腕部の略カマボコ形状面をボルト挿入空間の天井面に当接させた場合に、締結ボルトが腕部の軸を中心としてヒンジ状に揺動可能なように構成したので、レール押え金具が傾斜しても、締結ボルトがそれに追随して傾斜し、レール押え金具のバネ受け座部の上面を締結バネによりつねに垂直に押圧することができるようになっている。
さらに、レール押え金具又は横圧受け金具をまくらぎに直接的に又は間接的に弾性締結する螺旋状締結バネの中心部を貫通する略円柱状の空洞内に円筒部材を装着し、締結バネの締結力を、円筒部材の軸方向長さにより調整可能としたので、レール締結箇所の前後の箇所におけるレールの長手方向の伸縮の自由度と同程度の縦抵抗を有するレール締結とすることが容易にでき、レール長手方向の軸圧分布を前後の区間と均一にさせることができるため、ロングレールの場合でも座屈を有効に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態であるレール締結装置の全体構成を示す斜視図である。
【図２】図１に示すレール締結装置のレール横断方向の構成を示す図である。
【図３】図１，２に示すレール締結装置における横圧受け金具の構成を示す図であり、図３（Ａ）はレール横断方向から見た正面図を、図３（Ｂ）は上方から見た平面図を、図３（Ｃ）は側面図を、それぞれ示している。
【図４】図１，２に示すレール締結装置における軌道パッドの構成を示す図であり、図４（Ａ）は上方から見た平面図を、図４（Ｂ）はレール横断方向から見た正面図を、それぞれ示している。
【図５】図１，２に示すレール締結装置におけるねじくぎの構成を示す図である。
【図６】図１，２に示すレール締結装置におけるレール押え金具の構成を示す図であり、図６（Ａ）は上方から見た平面図を、図６（Ｂ）はレール横断方向から見た正面図を、それぞれ示している。
【図７】図１，２に示すレール締結装置における締結ボルト及び締結ナットの構成を示す図であり、図７（Ａ）はレール横断方向から見た正面図を、図７（Ｂ）は上方から見た平面図を、それぞれ示している。
【図８】図１，２に示すレール締結装置における締結バネの構成を示す図であり、図８（Ａ）は上方から見た平面図を、図８（Ｂ）は側面図を、図８（Ｃ）はＡ−Ａ断面図を、図８（Ｄ）はストッパを内挿した場合のＡ−Ａ断面図を、それぞれ示している。
【図９】本発明の第２実施形態であるレール締結装置のレール横断方向の構成を示す図である。
【符号の説明】
１，１Ａ横圧受け金具
２レール押え金具
３，３Ａ締結ボルト
４，４Ａ締結ナット
５，５Ａ締結バネ
６軌道パッド
７ねじくぎ
８ストッパ
９座金
１１，１１Ａ平板部
１２，１２Ａ起立部
１３，１３Ａ開口
１４凸条
１５，１５Ａ爪部
１６，１６Ａボルト挿入空間
１７天井面
１８，１８Ａねじくぎ受け座面
２１第１脚部
２２バネ受け座部
２３第２脚部
２４開口
３１，３１Ａ軸部
３２腕部
３３雄ねじ部
３４Ａ基部
４１雌ねじ孔
５１空洞
５１Ａ開口
５２底面
５３頂部
６１溝
７１角柱部
７２頭部
７３テーパー面
７４軸部
７５雄ねじ部
１００，２００レール締結装置
Ｈねじ込み孔
Ｒレール
Ｔまくらぎ

Claims

平板部（１１）と、前記平板部（１１）の一側部から起立するとともにレール（Ｒ）の底部側面に垂直に作用する横圧荷重を受ける起立部（１２）と、前記平板部（１１）の一側部の両端からレール横断方向に突出する一対の爪部（１５）を有する横圧受け金具（１）と、
前記平板部（１１）をまくらぎ（Ｔ）に固定するねじくぎ（７）と、
弾性材料からなり略平板状に形成され前記レール（Ｒ）の底面に作用する垂直荷重を前記まくらぎ（Ｔ）に伝達する軌道パッド（６）と、
前記起立部（１２）の中間部に逆Ｔ字状に形成され肩部の天井面（１７）が曲面状をなすボルト挿入空間（１６）と、バネ受け座部（２２）の各側部から下方に延びる第１脚部（２１）と第２脚部（２３）を有して断面形状が略コ字状に形成され前記レール（Ｒ）の底部を押えるレール押え金具（２）と、金属弾性体を螺旋状に巻回し全体が略円錐台形状となるように形成されたバネである締結バネ（５）と、軸部（３１）の一端から略カマボコ形状の腕部（３２）が逆Ｔ字状に突出形成された締結ボルト（３）と、締結ナット（４）を有し、前記レール（Ｒ）を前記横圧受け金具（１）に弾性的に締結する弾性締結手段を備え、
２個の前記横圧受け金具（１）を、各横圧受け金具（１）の前記爪部（１５）が互いに対向するようにしてまくらぎ（Ｔ）上に配置した場合に、各爪部（１５）の内方に形成される略矩形状凹部内に前記軌道パッド（６）を収容するように構成し、
前記締結ボルト（３）の腕部（３２）を前記ボルト挿入空間（１６）内に挿入し、前記腕部（３２）の略カマボコ形状面を前記ボルト挿入空間（１６）の天井面に当接させた場合に、前記締結ボルト（３）が前記腕部（３２）の軸（Ｃ）を中心として揺動可能で、締結ボルト（３）の腕部（３２）と横圧受け金具（１）の起立部（１２）がヒンジを構成することにより、レール（Ｒ）の高さが変ってレール押え金具（２）が傾斜しても締結ボルト（３）それに追随して傾斜しレール押え金具（２）のバネ受け座部（２２）の上面を締結バネによりつねに垂直に押圧することができるように構成し、
かつ、前記締結バネ（５）の中心部を貫通する略円柱状の空洞（５１）内に、軸方向長さｈ３の円筒状のストッパ（８）を装着し、締結バネ（５）の底部の厚さをｈ１とし、締結バネ（５）の頂部５３までの厚さをｈ２としたとき、ｈ１＜ｈ３＜ｈ２の関係が成立するように構成することにより、締結ナット（４）を締め込んだ場合に、締結ナット（４）の底面がストッパ（８）の上端面に到達後はそれ以上締結ナット（４）を締め込むことができないようにし、レール押え金具（２）を横圧受け金具（１）に弾性的に締結する締結バネ（５）の締結力を、ストッパ（８）の高さｈ３の位置に到達するまでのバネの変形量に相当する一定の値に抑えるよう調整可能としたことを特徴とするレール締結装置。
平板部（１１）と、前記平板部（１１）の一側部から起立するとともにレール（Ｒ）の底部側面に垂直に作用する横圧荷重を受ける起立部（１２）と、前記平板部（１１）の一側部の両端からレール横断方向に突出する一対の爪部（１５）を有する横圧受け金具（１）と、
前記平板部（１１）をまくらぎ（Ｔ）に固定するねじくぎ（７）と、
弾性材料からなり略平板状に形成され前記レール（Ｒ）の底面に作用する垂直荷重を前記まくらぎ（Ｔ）に伝達する軌道パッド（６）と、
前記起立部（１２）の中間部に逆Ｔ字状に形成され肩部の天井面（１７）が曲面状をなすボルト挿入空間（１６）と、バネ受け座部（２２）の各側部から下方に延びる第１脚部（２１）と第２脚部（２３）を有して断面形状が略コ字状に形成され前記レール（Ｒ）の底部を押えるレール押え金具（２）と、金属弾性体を螺旋状に巻回し全体が略円錐台形状となるように形成されたバネである締結バネ（５）と、軸部（３１）の一端から略カマボコ形状の腕部（３２）が逆Ｔ字状に突出形成された締結ボルト（３）と、締結ナット（４）を有し、前記レール（Ｒ）を前記横圧受け金具（１）に弾性的に締結する弾性締結手段を備えたレール締結装置（１００）を用い、
２個の前記横圧受け金具（１）を、各横圧受け金具（１）の前記爪部（１５）が互いに対向するようにしてまくらぎ（Ｔ）上に配置した場合に、各爪部（１５）の内方に形成される略矩形状凹部内に前記軌道パッド（６）を収容するように構成し、
前記締結ボルト（３）の腕部（３２）を前記ボルト挿入空間（１６）内に挿入し、前記腕部（３２）の略カマボコ形状面を前記ボルト挿入空間（１６）の天井面に当接させた場合に、前記締結ボルト（３）が前記腕部（３２）の軸（Ｃ）を中心として揺動可能で、締結ボルト（３）の腕部（３２）と横圧受け金具（１）の起立部（１２）がヒンジを構成することにより、レール（Ｒ）の高さが変ってレール押え金具（２）が傾斜しても締結ボルト（３）それに追随して傾斜しレール押え金具（２）のバネ受け座部（２２）の上面を締結バネによりつねに垂直に押圧することができるように構成し、
かつ、前記締結バネ（５）の中心部を貫通する略円柱状の空洞（５１）内に、軸方向長さｈ３の円筒状のストッパ（８）を装着し、締結バネ（５）の底部の厚さをｈ１とし、締結バネ（５）の頂部５３までの厚さをｈ２としたとき、ｈ１＜ｈ３＜ｈ２の関係が成立するように構成することにより、締結ナット（４）を締め込んだ場合に、締結ナット（４）の底面がストッパ（８）の上端面に到達後はそれ以上締結ナット（４）を締め込むことができないようにし、レール押え金具（２）を横圧受け金具（１）に弾性的に締結する締結バネ（５）の締結力を、ストッパ（８）の高さｈ３の位置に到達するまでのバネの変形量に相当する一定の値に抑えるよう調整可能としたことを特徴とするレール締結方法。