(57)【要約】【課題】まくらぎにレールを締結する振動減衰締結装置において、道床に与える衝撃を抑制するとともに、列車の乗り心地を改善し、騒音を低減する。【解決手段】高減衰ゴム８１に第二種軌道パッド８２が貼設された吸振パッド８が、合成まくらぎ２とレール３との間に挿設されている。高減衰ゴム８１は、パッドケース７の壁部７２に当接し、レール３の振動方向と直角な方向の膨張が抑制されている。これにより、車両走行によって発生する鉄道振動は、吸振パッド８の高減衰ゴム８１が厚さ方向（レール３の振動方向）に圧縮されることによって十分に吸収されて減衰する。高減衰ゴム８１は、鉄道振動を受けて厚さ方向に圧縮されると、水平方向（レール３の振動方向と直角な方向）に膨張するため、パッドケース７の壁部７２から押し返される。その結果、吸振パッド８は圧縮後すぐに元の状態に戻る。【選択図】図１
2006299740.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
まくらぎにレールを締結する振動減衰締結装置であって、
低反発部材を含む吸振パッドが前記まくらぎと前記レールとの間に挿設され、
前記低反発部材は、前記レールの振動方向と直角な方向の膨張が抑制されていることを特徴とする振動減衰締結装置。
【請求項２】
前記低反発部材は、パッドケースに収納され、
前記低反発部材の側面は、前記パッドケースの壁部に当接していることを特徴とする請求項１に記載の振動減衰締結装置。
【請求項３】
前記低反発部材は、高減衰ゴムであることを特徴とする請求項１又は２に記載の振動減衰締結装置。
【請求項４】
前記吸振パッドは、高減衰ゴムに第二種軌道パッドが貼設されたものであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の振動減衰締結装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかに記載の振動減衰締結装置により、まくらぎにレールが締結されていることを特徴とする軌道。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、まくらぎにレールを締結する振動減衰締結装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の軌道においては、まくらぎとレールとの間に、ＳＢＲなどの合成ゴムからなる第二種軌道パッドを挿設することにより、車両走行によって発生する鉄道振動を吸収して減衰していた（例えば、非特許文献１参照）。
【非特許文献１】締結装置研究グループ編「締結装置便覧」社団法人日本鉄道施設協会発行（昭和５９年改訂）第２３〜２４頁
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、従来の第二種軌道パッドでは、必ずしも十分な減衰効果を望むことができない。
【０００４】
そこで、減衰効果の高い低反発部材（高減衰ゴムなど）を代用することが考えられる。ところが、鉄道振動は、一定の時間にわたって一定の周波数の繰り返し荷重が作用し、その周波数が高いため、低反発部材を用いると、繰り返し荷重に変位で対応できない。すなわち、低反発部材を用いた軌道パッドは、１回目の荷重を受けて変形した後、２回目の荷重を受ける時点で、元の位置に復元していないため、２回目以降の荷重を十分に緩和することができないのである。その結果、まくらぎを通じて道床に与える衝撃が大きくなるばかりか、列車の乗り心地が悪くなり、さらに、大きな騒音が発生するという不都合があった。
【０００５】
本発明は、こうした不都合を解消することが可能な、振動減衰締結装置および軌道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】
【０００６】
まず、請求項１に係る振動減衰締結装置の発明は、まくらぎにレールを締結する振動減衰締結装置であって、低反発部材を含む吸振パッドが前記まくらぎと前記レールとの間に挿設され、前記低反発部材は、前記レールの振動方向と直角な方向の膨張が抑制されていることを特徴とする。
また、請求項２に係る振動減衰締結装置の発明は、前記低反発部材は、パッドケースに収納され、前記低反発部材の側面は、前記パッドケースの壁部に当接していることを特徴とする。
また、請求項３に係る振動減衰締結装置の発明は、前記低反発部材は、高減衰ゴムであることを特徴とする。
また、請求項４に係る振動減衰締結装置の発明は、前記吸振パッドは、高減衰ゴムに第二種軌道パッドが貼設されたものであることを特徴とする。
また、請求項５に係る軌道の発明は、請求項１乃至４のいずれかに記載の振動減衰締結装置により、まくらぎにレールが締結されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、まくらぎを通じて道床に与える衝撃を抑制するとともに、列車の乗り心地を改善し、さらに、騒音を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【０００９】
軌道１においては、図１に示すように、Ｈ形鋼からなる一対の鋼桁（図示せず）上に多数個の合成まくらぎ２が横架されている。これらの合成まくらぎ２の上側には、一対のレール３が図１紙面と直角な方向に延伸する形で互いに平行に載置されている。なお、図１では、片方のレール３のみを図示している。
【００１０】
ここで、各合成まくらぎ２と各レール３とは、図１に示すように、振動減衰締結装置５によって締結されており、振動減衰締結装置５は、タイプレート６、パッドケース７、吸振パッド８、角根ボルト９、クリップ４、クリップパッキン１４、竹の子ばね１２、六角ナット１３、レール用ねじくぎ１５などから構成されている。
【００１１】
すなわち、合成まくらぎ２上には、図１に示すように、鋳鉄製のタイプレート６が載置されている。タイプレート６は、図２に示すように、長方形平板状の基板６１を有しており、基板６１の中央部には長方形状のパッド嵌合孔６２が貫通して形成されている。また、基板６１には２個のボルト係止孔６３が、パッド嵌合孔６２の左右両側に位置する形で貫通して形成されている。さらに、基板６１には２本のクリップ係合溝６４がボルト係止孔６３の外側、つまりパッド嵌合孔６２と反対側に位置する形で形成されている。また、基板６１の４つの隅角部近傍には、それぞれ円形状のくぎ孔６５が貫通して形成されている。
【００１２】
また、このタイプレート６のパッド嵌合孔６２には、図１に示すように、合成樹脂製のパッドケース７が合成まくらぎ２の上面に当接する形で設置されている。このパッドケース７は、図３に示すように、内面が１／４０の傾斜を持つ長方形平板状の底部７１を有しており、底部７１の周囲には壁部７２が立設されている。
【００１３】
また、このパッドケース７には、図１に示すように、長方形平板状の吸振パッド８が挿設されている。この吸振パッド８は、図４に示すように、ポリノルボルネンゴムなどの高減衰ゴム８１を有しており、高減衰ゴム８１の上側には、第二種軌道パッド８２が貼設されている。ここで、高減衰ゴム８１の側面は、図１に示すように、パッドケース７の壁部７２に当接している。また、第二種軌道パッド８２は、図１に示すように、レール３の下面に当接しており、第二種軌道パッド８２の上面、つまりレール３と当接の面には、ばね定数の調整を目的として数本の溝（図示せず）が形成されている。
【００１４】
また、タイプレート６の各ボルト係止孔６３には、図１に示すように、角根ボルト９が係止されている。この角根ボルト９は、図５（ａ）に示すように、皿状の頭部９１を有しており、頭部９１の付け根には回り止め用の四角部９２が一体に連設されている。四角部９２には軸部９３が一体に連設されており、軸部９３の先端には雄ねじ部９４が形成されている。そして、角根ボルト９の四角部９２がタイプレート６の各ボルト係止孔６３に係合しているため、タイプレート６に対して角根ボルト９は回転を拘束された状態となっている。
【００１５】
また、角根ボルト９の軸部９３には、図１に示すように、鋳鉄製のクリップ４が遊挿されている。このクリップ４は、図６に示すように、Ｊ字断面状の本体４１を有しており、本体４１のほぼ中央部には円形のボルト挿通孔４２が貫通して形成されている。また、本体４１には、一方の端部に支点部４３が形成されているとともに、他方の端部にレール押圧部４４が形成されている。さらに、レール押圧部４４にはパッキン嵌合部４５が凹設されており、パッキン嵌合部４５には２個のボス穴４６が形成されている。
【００１６】
また、クリップ４のパッキン嵌合部４５には、図１に示すように、合成ゴム製のクリップパッキン１４が嵌合している。このクリップパッキン１４は、図７に示すように、長方形平板状の本体１４１を有しており、本体１４１の上面には２個のボス１４２が凸設されている。そして、これらのボス１４２がボス穴４６に嵌合し、本体１４１がパッキン嵌合部４５に嵌合している。
【００１７】
また、クリップ４の上側には、図１に示すように、竹の子ばね１２が角根ボルト９の軸部９３に遊挿された形で載置されている。この竹の子ばね１２は、図８に示すように、鉄板が竹の子状に巻かれた構造を備えている。
【００１８】
また、竹の子ばね１２の上側には、図１に示すように、六角ナット１３が角根ボルト９の雄ねじ部９４に螺合する形で載置されている。この六角ナット１３は、図５（ｂ）、（ｃ）に示すように、六角柱状の本体１３１を有しており、本体１３１の中央部には雌ねじ部１３２が形成されている。そして、六角ナット１３の雌ねじ部１３２が角根ボルト９の雄ねじ部９４に螺合した状態となっている。
【００１９】
したがって、クリップ４は、竹の子ばね１２の弾性によって下向きに付勢されており、支点部４３がタイプレート６のクリップ係合溝６４に係合すると同時に、レール押圧部４４がクリップパッキン１４を介してレール３の底部を押さえ付けている。
【００２０】
さらに、タイプレート６の各くぎ孔６５には、図１に示すように、それぞれレール用ねじくぎ１５が合成まくらぎ２に向けてねじ込まれており、その結果、タイプレート６は合成まくらぎ２に固定された状態となっている。
【００２１】
軌道１は以上のような構成を有するので、車両走行によって発生する鉄道振動は、吸振パッド８によって吸収されて減衰する。
【００２２】
このとき、吸振パッド８には高減衰ゴム８１が含まれているので、この高減衰ゴム８１が厚さ方向（レール３の振動方向）に圧縮されることによって鉄道振動を十分に吸収することができる。
【００２３】
また、高減衰ゴム８１は、鉄道振動を受けて厚さ方向に圧縮されると、水平方向（レール３の振動方向と直角な方向）に膨張するが、側面がパッドケース７の壁部７２に当接しているため、この壁部７２から押し返されることになる。その結果、吸振パッド８は圧縮後すぐに元の状態に戻る。
【００２４】
したがって、周波数の高い繰り返し荷重が作用しても、毎回の荷重を十分に緩和することができる。その結果、まくらぎを通じて道床に与える衝撃を抑制するとともに、列車の乗り心地を改善し、さらに、騒音を低減することが可能となる。
【００２５】
こうした作用効果を確認するため、高減衰ゴム８１に第二種軌道パッド８２が貼設された吸振パッド８と、第二種軌道パッド８２のみからなる吸振パッド８を試作し、それぞれについて圧縮ばね試験を行った。その結果を図９にグラフで示す。図９のグラフにおいて、横軸は吸振パッド８の変位（ｍｍ）を表し、縦軸は吸振パッド８に作用する荷重（ｋＮ）を表す。
【００２６】
図９から明らかなように、第二種軌道パッド８２のみからなる吸振パッド８と比べて、高減衰ゴム８１に第二種軌道パッド８２が貼設された吸振パッド８は、鉄道振動の吸収能力（履歴カーブで囲まれた面積）が増大した。これは、高減衰ゴム８１が第二種軌道パッド８２より減衰効果が高いためであると考えられる。また、高減衰ゴム８１に第二種軌道パッド８２が貼設された吸振パッド８は、第二種軌道パッド８２のみからなる吸振パッド８と同様、変位が除荷後ほぼ元の状態に戻った。
【００２７】
以上の結果から、上述した作用効果は実証されたことになる。
【００２８】
なお、上述の実施形態においては、合成樹脂製のパッドケース７を使用する場合について説明したが、パッドケース７の材質は、合成樹脂に限るわけではなく、硬質ゴムなどの硬質な材料からなるパッドケース７を用いても構わない。
【００２９】
なお、上述の実施形態においては、高減衰ゴム８１に第二種軌道パッド８２が貼設された吸振パッド８を使用する場合について説明したが、一対のレール３間に絶縁性が要求されない場合（例えば、合成まくらぎ２や木まくらぎを用いる場合など）は、高減衰ゴム８１のみからなる吸振パッド８を用いても構わない。この場合、第二種軌道パッド８２が不要となるので、吸振パッド８の製造コストを削減することができる。
【００３０】
なお、上述の実施形態においては、低反発部材として高減衰ゴム８１を使用する場合について説明したが、高減衰ゴム８１以外の低反発部材を代用することもできる。
【００３１】
なお、上述の実施形態においては、まくらぎとして合成まくらぎ２を使用する場合について説明したが、合成まくらぎ２以外のまくらぎ（例えば、木まくらぎ、ＲＣまくらぎ、ＰＣまくらぎ、鉄まくらぎ、鋳鉄まくらぎ）を代用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明に係る振動減衰締結装置の一実施形態を示す半断面図である。
【図２】タイプレートを示す図であって、（ａ）はその平面図、（ｂ）はその正面図である。
【図３】パッドケースを示す図であって、（ａ）はその平面図、（ｂ）はその正面図である。
【図４】吸振パッドを示す図であって、（ａ）はその平面図、（ｂ）はその正面図である。
【図５】締結金具を示す図であって、（ａ）は角根ボルトの正面図、（ｂ）は六角ナットの平面図、（ｃ）は六角ナットの正面図である。
【図６】クリップを示す図であって、（ａ）はその平面図、（ｂ）はその正面図である。
【図７】クリップパッキンを示す図であって、（ａ）はその平面図、（ｂ）はその正面図である。
【図８】竹の子ばねを示す図であって、（ａ）はその平面図、（ｂ）はその正面図である。
【図９】鉄道振動の減衰特性を表すグラフである。
【符号の説明】
【００３３】
１……軌道
２……合成まくらぎ（まくらぎ）
３……レール
４……クリップ
５……振動減衰締結装置
６……タイプレート
７……パッドケース
７１……底部
７２……壁部
８……吸振パッド
８１……高減衰ゴム（低反発部材）
８２……第二種軌道パッド
【図１】
2006299740.tif 000003
【図２】
2006299740.tif 000004
【図３】
2006299740.tif 000005
【図４】
2006299740.tif 000006
【図５】
2006299740.tif 000007
【図６】
2006299740.tif 000008
【図７】
2006299740.tif 000009
【図８】
2006299740.tif 000010
【図９】
2006299740.tif 000011