(57)【要約】【課題】締結トルク管理が厳密に行われる現場において好適に利用でき、振動に対する緩み止め効果をも期待できる新規なレール締結装置を提供する。【解決手段】直結８形その他のレール締結装置において、ワッシャ６の上面に、板バネ５の下側片５ｂに対する上側片５ａの弾性変形方向に沿う方向に僅かに突出する凸部６ｂを周方向所定部位に設ける一方、ナット７の下面に、凸部６ｂが嵌合する凹部７ａを周方向複数個所に設ける。【選択図】  図１
2018123480.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レールをタイプレートに対して締結するためのレール締結装置であって、
ネジ軸の先端側が上方に向くようにタイプレートに保持されるボルトと、
前記ボルトのネジ軸に装着されるワッシャと、
前記ワッシャの上方で前記ボルトのネジ軸に螺着されるナットと、
前記ワッシャの下方で前記ボルトのネジ軸に装着され、未変形時に上下方向に離間する上側片と下側片とを一体に備え、下側片はレールに上方から当接し、上側片は前記ワッシャが回転しないように前記ワッシャに係合し、且つ、上下側片間の隙間が小さくなるように弾性変形可能な板バネと、を備え、
前記ワッシャの上面及び前記ナットの下面のいずれか一方には、前記板バネの下側片に対する上側片の弾性変形方向に沿う方向に僅かに突出する凸部が周方向所定部位に設けられ、他方には、前記凸部が嵌合する凹部が周方向所定部位に設けられている、レール締結装置。
【請求項２】
被締結部材を支持部材に対して締結するための締結装置であって、
ネジ軸の先端側が上方に向くように支持部材に保持されるボルトと、
前記ボルトのネジ軸に装着されるワッシャと、
前記ワッシャの上方で前記ボルトのネジ軸に螺着されるナットと、
前記ワッシャの下方で前記ボルトのネジ軸に装着され、未変形時に上下方向に離間する上側片と下側片とを一体に備え、下側片は被締結部材に上方から当接し、上側片は前記ワッシャが回転しないように前記ワッシャに係合し、且つ、上下側片間の隙間が小さくなるように弾性変形可能な板バネと、を備え、
前記ワッシャの上面及び前記ナットの下面のいずれか一方には、前記板バネの下側片に対する上側片の弾性変形方向に沿う方向に僅かに突出する凸部が周方向所定部位に設けられ、他方には、前記凸部が嵌合する凹部が周方向所定部位に設けられている、締結装置。
【請求項３】
請求項２に記載の締結装置であって、前記ナットは六角ナットであり、前記凹部は前記ナットの角部に対応する位置に設けられていることを特徴とする締結装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レールなどの被締結部材をタイプレートなどの支持部材に対して締結するための締結装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
新幹線などの鉄道軌道用のレールを締結するための締結装置としては、木マクラギ用レール締結装置、ＰＣマクラギ用レール締結装置、並びに、スラブ軌道用レール締結装置が存在する。スラブ軌道の場合、レールとスラブ板とを強固に固定すると、大きなレール軸力が生じた場合にスラブ板を固定する突起コンクリートが破壊されてしまうため、レールの伸縮を許容するよう締結力を管理する必要がある。
【０００３】
レール締結力の管理を行えるスラブ軌道用レール締結装置として、従来より、下記の特許文献１に開示された直結８形レール締結装置が広く採用されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平７−２３８５０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
高速走行時の振動が特に問題となる新幹線軌道などの場合、直結８形レール締結装置の板バネを圧縮するためのナットとして、本願出願人が製造販売するスペースロックナット（登録商標）が採用されている。このスペースロックナットは、特許第３２７２２６５号公報に開示されているように、ナット上部側の外周に６つのブロックを設け、そのうちの３つのブロックを径方向に圧縮することで内面側のネジ山を周方向３箇所で径方向内側に微小変形させ、これによりボルトのネジ軸に螺合させたときにプリベリングトルクが生じるように構成している。このプリベリングトルクによって効果的な緩み止め作用が生じる。
【０００６】
しかし、３つのブロックの変形量を厳密に管理しても、内面側のネジ山の加工精度によって、上記プリベリングトルクに比較的大きな差が生じることがあった。例えばＭ２０ナットの場合、最大と最小との間に数ｋＮｃｍ程度のプリベリングトルクの差が生じることもあった。
【０００７】
直結８形締結装置のナットは、例えば４０ｋＮｃｍ〜６０ｋＮｃｍなどの設定トルクで締結するよう一元管理されており、この設定トルクで締結した場合に板バネの上側片と下側片とがほぼ接触する状態となるよう設計されているが、スペースロックナットを用いた場合、締付けトルクの一部（例えば１０〜２０ｋＮｃｍ程度）はプリベリングトルクに費やされてしまって、上記設定トルクで締結しても板バネの上側片と下側片の間に隙間が生じる。したがって、スペースロックナットを用いる場合には設定トルクにプリベリングトルクを付加して締結することも行われているが、上述のプリベリングトルクの誤差によって締結後の板バネの外観が異なることがあり、締結状態の管理上問題視されていた。
【０００８】
そこで、本発明は、締結トルク管理が厳密に行われる現場において好適に利用でき、振動に対する緩み止め効果をも期待できる新規なレール締結装置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】
【０００９】
本発明は、上記目的を達成するために、次の技術的手段を講じた。
【００１０】
すなわち、本発明は、レールをタイプレートに対して締結するためのレール締結装置であって、ネジ軸の先端側が上方に向くようにタイプレートに保持されるボルトと、前記ボルトのネジ軸に装着されるワッシャと、前記ワッシャの上方で前記ボルトのネジ軸に螺着されるナットと、前記ワッシャの下方で前記ボルトのネジ軸に装着される板バネとを備えている。
【００１１】
前記板バネは、未変形時に上下方向に離間する上側片と下側片とを一体に備えている。下側片はレールに上方から当接し、板バネの弾性力によってレールをタイプレートに押し付け支持する。上側片は前記ワッシャが回転しないように前記ワッシャに係合する。また、板バネは、上下側片間の隙間が小さくなるように弾性変形可能に構成されている。
【００１２】
前記ワッシャの上面及び前記ナットの下面のいずれか一方には、前記板バネの下側片に対する上側片の弾性変形方向に沿う方向に僅かに突出する凸部が周方向所定部位に設けられ、他方には、前記凸部が嵌合する凹部が周方向所定部位に設けられている。
【００１３】
かかる本発明のレール締結装置によれば、ナットを所定の締結トルクで締結すると、該ナットによって板バネの上下側片が圧縮されて、上下側片がほぼ接触するように板バネが弾性変形するとともに、板バネの上下側片がほぼ接触する状態で前記凸部が前記凹部に嵌合することで、板バネの上下側片が完全に接触するように板バネを圧縮変形させなければナットをその緩み方向に回転させることができない。これにより、ナットの緩み止め作用を生じさせつつも、締結トルク管理の利便性を向上できる。
【００１４】
本発明は、レール締結装置以外の種々の締結装置に利用することができる。すなわち、本発明は、被締結部材を支持部材に対して締結するための締結装置であって、ネジ軸の先端側が上方に向くように支持部材に保持されるボルトと；前記ボルトのネジ軸に装着されるワッシャと；前記ワッシャの上方で前記ボルトのネジ軸に螺着されるナットと；前記ワッシャの下方で前記ボルトのネジ軸に装着され、未変形時に上下方向に離間する上側片と下側片とを一体に備え、下側片は被締結部材に上方から当接し、上側片は前記ワッシャが回転しないように前記ワッシャに係合し、且つ、上下側片間の隙間が小さくなるように弾性変形可能な板バネと；を備え、前記ワッシャの上面及び前記ナットの下面のいずれか一方には、前記板バネの下側片に対する上側片の弾性変形方向に沿う方向に僅かに突出する凸部が周方向所定部位に設けられ、他方には、前記凸部が嵌合する凹部が周方向所定部位に設けられていてよい。
【００１５】
なお、上記ナットとしてスペースロックナットなどのプリベリングトルクナットを用いる場合には、プリベリングトルクがナットの所定の締結トルクの１０分の１未満、より好ましくは２０分の１未満となるようにすることが好ましい。これによれば、プリベリングトルクの誤差による板バネの変形量の差が殆ど生じないようにする一方、前記凹部と前記凸部の嵌合が強い振動によって瞬間的に外れた場合でも弱いプリベリングトルクによってナットが緩み方向に回転してしまうことを防止できる。
【００１６】
上記締結装置において、前記ナットは六角ナットであり、前記凹部は前記ナットの角部に対応する位置に設けられていてよい。これによれば、凹部を六角ナットの角部に対応する位置に設けることで、凹部の径方向幅を比較的大きくとることができ、より確実な回り止めを行うことができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、締結トルク管理が厳密に行われる現場において好適に利用でき、振動に対する緩み止め効果をも期待できる新規なレール締結装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施形態に係るレール締結装置の斜視図である。
【図２】同レール締結装置の分解斜視図である。
【図３】同レール締結装置の締結完了状態の側面図である。
【図４】同レール締結装置に用いるワッシャの側面図、正面図、上側から視た斜視図、及び、下側から視た斜視図である。
【図５】同レール締結装置に用いるナットの側面図、正面図、上側から視た斜視図、及び、下側から視た斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の好適な実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２０】
図１〜図３は本発明の一実施形態に係るレール締結装置１によるレール締結構造を示している。このレール締結装置１は、直結８形のスラブ軌道用レール締結装置であって、軌道スラブ上にボルト２によって固定されたタイプレート３と、該タイプレート３に取付け保持されるＴボルト４と、板バネ５と、ワッシャ６と、ナット７とにより主構成されている。
【００２１】
Ｔボルト４は、上記特許文献１並びに図２にも示されているように、そのネジ軸４ａの先端側が上方に向き且つ軸周りに回転しないようにタイプレート３に保持される。ワッシャ６はネジ軸４ａに装着され、ワッシャ６の上方でナット７がネジ軸４ａに螺着される。板バネ５は、ワッシャ６の下方でネジ軸４ａに装着され、ナット７を締付けていくことによってワッシャ６を介して板バネ５を圧縮し、該板バネ５に蓄積される弾性力によってレールＲのフランジを上方から押さえ付けるようになっている。
【００２２】
すなわち、板バネ５は、未変形時に図１に示すように上下方向に所定距離Ａの隙間を空けて離間する上側片５ａと下側片５ｂとが屈曲部５ｃを介して一体的に接続されており、下側片５ｂの先端部がレールＲのフランジに上方から当接し、板バネ５に蓄積された弾性力によってレールＲをタイプレート３に押し付け支持する。板バネ５は、上下側片５ａ，５ｂ間の隙間が小さくなるように弾性変形可能に構成され、ナット７を所定の設定トルクで締結したとき、図３に示すように上下側片５ａ，５ｂの間の隙間寸法Ｂが小さくなり、これら上下側片５ａ，５ｂが、密着はしていないがほぼ接触する状態となるよう設計されている。この締結状態の隙間寸法Ｂは、後述する凸部６ｂの突出高さとほぼ同程度であってよい。なお、レールＲのフランジ上面に対する下側片５ｂの接触状態は、Ｔボルト４を中心に左右（ここではレールＲの長手方向）対称となるいわゆる「２点接触」となるように構成されている。この「２点接触」は、Ｔボルト４の左右で均等に接触することを意味する現場用語であって、下側片５ｂがレールフランジ上面に線接触乃至面接触しているものも含む概念である。
【００２３】
ワッシャ６は、例えば鋼鉄製であって、図４にも示すように、下方に突出する係止片６ａが外周縁の周方向一側部に一体的に設けられている。この係止片６ａは、板バネ５の上側片５ａのボルト装着孔８の内面に係合し、これによりワッシャ６が板バネ５に対して相対回転することを阻止している。なお、ボルト装着孔８は、鉄道軌道の幅方向内側に向けて開口されている。
【００２４】
また、ワッシャ６の上面には、板バネ５の下側片５ｂに対する上側片５ａの弾性変形方向に沿う上方に僅かに突出する凸条６ｂ（凸部）が径方向に延設されている。本実施形態では、凸条６ｂは周方向１箇所に設けられているが、本発明はかかる構成に限定されるものではなく、周方向複数個所、例えば、直径方向に対向する位置に２つ設けたり、また、周方向３箇所以上に設けることもできる。凸条６ｂの形状はなだらかな山形状とすることが好ましい。
【００２５】
ナット７は、比較的軽いプリベリングトルクが付与されたプリベリングトルクナットであって、本実施形態においては図５に示すように本願出願人が製造販売しているスペースロックナット（登録商標）を用いており、その外周ブロックの変形量を小さくすることによってプリベリングトルクの大きさを比較的小さくしている。また、ナット７は六角ナットをベースとして製造されている。
【００２６】
ナット７の下面には、ワッシャ６の凸条６ｂが嵌合する凹部７ａが、周方向複数個所（図示例では６箇所）に設けられている。各凹部７ａは径方向に延設され且つ内面形状が円弧状の溝により構成されている。また、各凹部７ａは、六角ナット７の各角部に対応する位置にそれぞれ設けられている。
【００２７】
本実施形態のレール締結装置１によれば、図１に示す状態からナット７を締結していくと、徐々に板バネ５が圧縮されて、その反発力によってワッシャ６が上方に付勢される。したがって、ワッシャ６の凸部６ｂがナット７下面の凹部７ａに丁度合致するときは、カチッと凸部６ｂが凹部７ａに嵌合する。しかし、板バネ５の圧縮変形量が小さいときは、板バネ５に蓄積される弾性反発力も比較的小さいため、ナット７の規定の設定トルク未満の締付けトルクでナット７をさらに締結していくことができる。ナット７の締付けトルクが規定の設定トルクまで上昇すると、その締付け作業の慣性力によって凸部６ｂが次の凹部７ａに嵌合するまでナット７が回動される。その状態からさらにナット７を締付け方向に回すには、規定の設定トルクを超える大きな締結トルクが必要となるため、そこで締結作業を終了する。
【００２８】
本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、適宜設計変更できる。例えば、凸部は、上記実施形態では径方向に延びる凸条により構成したが、点状の凸部であってもよい。また、凸部をナットの下面側に下方突出状に設け、凹部をワッシャ上面に設けることもできる。また、凹部は、周方向３箇所、４箇所、５箇所、若しくは７箇所以上に設けることもできる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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