(57)【要約】【課題】レールの収縮による軌道パッドのずれ（変位）を抑制するためのる軌道パッドずれ防止板。【解決手段】この軌道パッドずれ防止板（１０）は、レール底面（Ｒ４）に軌道パッド（Ｐ）を係合させてレール（Ｒ）を支持するレール支持構造において使用される。レール底面と接触して設定され、レールが伸縮する場合に該レールから加えられる、当該軌道パッドずれ防止板を伸縮方向で変位させる力を受けるレール接触面（１４Ａ）と、軌道パッド（Ｐ）の上面に接触して設定され、該レール接触面が受けるレールからの上記力によって当該軌道パッドずれ防止板が該レールと共に伸縮方向に変位されるときの該軌道パッドの上面との間の静摩擦係数が、該レール底面が該軌道パッドに直接接触している場合に比べて、小さくなるようにされたパッド接触面と、を有する【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
レール底面に軌道パッドを係合させてレールを支持するレール支持構造において使用される軌道パッドずれ防止板であって、
レール底面と接触して設定され、レールが伸縮する場合に該レールから加えられる、当該軌道パッドずれ防止板を伸縮方向で変位させる力を受けるレール接触面と、
軌道パッドの上面に接触して設定され、該レール接触面が受けるレールからの上記力によって当該軌道パッドずれ防止板が該レールと共に伸縮方向に変位されるときの該軌道パッドの上面との間の静摩擦係数が、該レール底面が該軌道パッドに直接接触している場合に比べて、小さくなるようにされたパッド接触面と、
を有する軌道パッドずれ防止板。
【請求項２】
請求項１に記載の軌道パッドずれ防止板であって、
該パッド接触面とされる下面を有する基板部と、
該基板部の上面に設けられ、該レール接触面を備える摩擦係合板部と、
を有し、該基板部と摩擦係合板部とがそれぞれ異なる材料で作られている軌道パッドずれ防止板。
【請求項３】
請求項２に記載の軌道パッドずれ防止板であって、
該摩擦係合板部が該基板部よりも静摩擦係数の大きいゴム材及び合成樹脂材のうちの一方によって形成されている軌道パッドずれ防止板。
【請求項４】
請求項３に記載の軌道パッドずれ防止板であって、
該基板部が、ステンレススチール、硬質ゴム、及び硬質合成樹脂のうちの１つの材料からなる板状部材から形成されている軌道パッドずれ防止板。
【請求項５】
請求項２に記載の軌道パッドずれ防止板であって、
該摩擦係合板部が該基板部よりも静摩擦係数の大きいゴム材によって形成され、
該基板部が該摩擦係合板部の該ゴム材よりも硬質のゴム材により形成され、
該摩擦係合板部と該基板部とが接着及び加硫接着のうちの一方によって一体的に結合されている軌道パッドずれ防止板。
【請求項６】
請求項１に記載の軌道パッドずれ防止板であって、
ステンレススチール、硬質ゴム、及び硬質合成樹脂のうちの１つの材料からなる板状部材から形成され、
該レール接触面とされる上面が粗面とされ、
該パッド接触面とされる下面が平滑面とされている軌道パッドずれ防止板。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか一項に記載の軌道パッドずれ防止板であって、
当該軌道パッドずれ防止板の両側からレール底部の左右両側面に隣接して上方に延びるようにされたレール側面係合部を有する軌道パッドずれ防止板。
【請求項８】
請求項７に記載の軌道パッドずれ防止板であって、
当該軌道パッドずれ防止板が全体としてレール底面の長手方向に延びる矩形状とされ、その左右両側縁のそれぞれにおける該長手方向で離れた少なくとも２カ所に該レール側面係合部が設けられている軌道パッドずれ防止板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉄道の枕木とレールとの間や、枕木や軌道スラブ上に固定されたタイプレートとレールとの間に設置される軌道パッドの設置位置からの変位（ずれ）防止に関する。
【背景技術】
【０００２】
鉄道の高速化に伴いレール軌道の振動及びそれに伴う騒音に対する対策は重要である。軌道パッドは多くはゴム製の矩形状をなす平板状のパッドであり、レール軌道の振動及び騒音を抑制するために、レールとレールの下の枕木やタイプレートとの間などに設置される。また、同様の目的で継ぎ目を少なくするために、従来の標準的な２５ｍレールよりも長いレールが使用されるようになってきており、ロングレールと称される２００ｍ以上のものも使用されるようになってきている。
【０００３】
しかし、このようにレールが長くなると、トンネル区間を除いた区間（明かり区間）においては、日中及び夜間や季節変化におけるレール、または、橋りょうなど構造物の温度差のために生じるレールの伸縮が大きくなる。このため、レールを支持している軌道パッドは、繰り返されるレールの伸縮に伴い枕木やタイプレートなどの設置場所からずれたり外れてしまい、場合によっては、外れた軌道パッドが車両の通過に伴い設置場所から飛ばされて車両や人に損傷を与えてしまうという非常に危険な状態も生じ得る。
【０００４】
上記のような問題は、伸縮しようとするレールの底面と固定位置とされる軌道パッドとの間の摩擦に起因するものである。このため、上記のような危険などが特に問題となるが新幹線などでは、ゴム製軌道パッドの上面にステンレススチール板を張り付けたものが使用されてきている。軌道パッドの表面にステンレススチール板を貼ることにより、レールとの間の摩擦係数を小さくするものである。このような軌道パッドでは、張り付けたステンレススチール板の一部を折り曲げたり突起部を設けたりしてその部分を枕木やタイプレートに係合させ、当該軌道パッドの移動を防ぐようにしたものも開発されている（例えば、特許文献１〜５）。
【０００５】
このようなステンレススチール板を張り付けた軌道パッドは、上述のような問題を大幅に解消することができるが、そのような軌道パッドでもレールの伸縮に伴う上述のような問題の発生を完全に防ぐことはできず、更には、そのようなステンレススチール板を備えた軌道パッドが車両の通過の際に設置場所から飛ばされた場合には、車両や人に対しより大きな損傷を与える虞が生じ問題とされている。これに対して、本願出願人は、ステンレススチール板を用いる代わりに超硬質ゴム（ＥＢ材）を用い、当該軌道パッドが吹き飛ばされた場合でも車両や人に対する損傷の虞を低減することが可能なＥＢ材付き軌道パッドを完成させている（特許文献６）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開昭５５−９９５８号
【特許文献２】特開平７−２３８５０２号
【特許文献３】特開平１０−２３７８０２号
【特許文献４】特開平１１−３２３８０１号
【特許文献５】特開２００４−４４１１３号
【特許文献６】特開２００６−２６５８４１号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、レールの伸縮に伴う軌道パッドの設置場所からのずれや外れをさらに低減するための技術の開発は依然として求められている。上述した軌道パッドの問題に対するこれまでの技術的取り組みは、軌道パッドの設置場所からのずれの原因を生じるレール側に対して技術的工夫を加えるという発想はなく、全て、軌道パッド自体を改良することに目がむけられてきた。本願発明者は、このようなこれまでの技術的取り組みの視点とは異なりレール側に対する技術的工夫を施すという新しい視点からの解決技術を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
すなわち、本発明は、
レール底面に軌道パッドを係合させてレールを支持するレール支持構造において使用される軌道パッドずれ防止板であって、
レール底面と接触して設定され、レールが伸縮する場合に該レールから加えられる、当該軌道パッドずれ防止板を伸縮方向で変位させる力を受けるレール接触面と、
軌道パッドの上面に接触して設定され、該レール接触面が受けるレールからの上記力によって当該軌道パッドずれ防止板が該レールと共に伸縮方向に変位されるときの該軌道パッドの上面との間の静摩擦係数が、該レール底面が該軌道パッドに直接接触している場合に比べて、小さくなるようにされたパッド接触面と、
を有する軌道パッドずれ防止板を提供する。
【０００９】
上記の軌道パッドずれ防止板を用いた場合、レールが伸縮しようとすると軌道パッドずれ防止板も一緒に動こうとするが、レールから軌道パッドずれ防止板にかかる力が、所定位置に固定されている軌道パッドと軌道パッドずれ防止板との間の最大静摩擦力を越えるまではレールの伸縮は抑制され、軌道パッドずれ防止板は動かない。さらに、レールの伸縮力が増大し、この最大摩擦力を越えると、軌道パッドずれ防止板の変位が可能となりレールが微小に伸縮する。微視的に見れば、このような現象を繰り返すことにより（すなわちスティックスリップ現象により）上述したような問題を生じるようなレールの大きな伸縮が生じるようになる。軌道パッドずれ防止板と軌道パッドの上面との間の静止摩擦係数を上記のように小さくすることにより、レールの伸縮に伴い軌道パッドにかかる力を小さくすることができ、従って、この軌道パッドずれ防止板を用いない場合に比べて、軌道パッドの設置位置からのズレ及びそれに基づく設置位置からの外れが生じにくくなり、従って、上述した軌道パッドの飛散による車両や人に対する損傷の虞も低減することができる。
【００１０】
具体的には、この軌道パッドずれ防止板は、
該パッド接触面とされる下面を有する基板部と、
該基板部の上面に設けられ、該レール接触面を備える摩擦係合板部と、
を有し、該基板部と摩擦係合板部とがそれぞれ異なる材料で作られたものとすることができる。これは、パッド接触面とレール接触面を形成する一つの形態である。
【００１１】
この軌道パッドずれ防止板は、具体的には、該摩擦係合板部が該基板部よりも静摩擦係数の大きいゴム材及び合成樹脂材のうちの一方によって形成することができる。この場合、該基板部が、ステンレススチール、硬質ゴム、及び硬質合成樹脂のうちの１つの材料からなる板状部材から形成されるようにすることができる。
【００１２】
また、この軌道パッドずれ防止板は、
ステンレススチール、硬質ゴム、及び硬質合成樹脂のうちの１つの材料からなる板状部材から形成され、
該レール接触面とされる上面が粗面とされ、
該パッド接触面とされる下面が平滑面とされるようにして形成することもできる。
【００１３】
上記軌道パッドずれ防止板は、
当該軌道パッドずれ防止板の両側からレール底部の左右両側面（レール底側部）に隣接して上方に延びるようにされたレール側面係合部を有するものとすることができる。具体的には、当該軌道パッドずれ防止板が全体としてレール底面の長手方向に延びる矩形状とされ、その左右両側縁のそれぞれにおける該長手方向で離れた少なくとも２カ所に該レール側面係合部が設けられたものとすることができる。
【００１４】
以下、本発明に係る軌道パッドずれ防止板の実施形態を添付図面に基づき説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は本発明に係る軌道パッドずれ防止板を示し（Ａ）は平面図、（Ｂ）は側面図である。
【図２】図１の軌道パッドずれ防止板の横断面図であり、同横断面図の一部を拡大した拡大図も合わせて示してある。
【図３】図２と同様の図であるが、他の実施形態を示している。
【図４】図１に示す軌道パッドずれ防止板をタイプレート上の軌道パッドとレールとの間に設置した状態を示す斜視図である。
【図５】図４のタイプレート上の軌道パッドとレールとの間に軌道パッドずれ防止板を設置した状態の正面図である。
【図６】図５に示すタイプレート、軌道パッド、レール及び軌道パッドずれ防止板の設置当初の状態を示す断面図。
【図７】レールが伸縮して軌道パッド上で変位したときの状態を示す断面図である。
【図８】本発明に係る軌道パッドずれ防止板を設置していない場合において、レールが伸縮して軌道パッド上で変位したときの状態を示す断面図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明に係る軌道パッドずれ防止板１０は、図１に示すように矩形状とされ、その左右両側縁１０ａ、１０ｂには図４に示すようにレールＲの底部Ｒ１の左右両側面Ｒ２、Ｒ３に隣接して上方に延びるレール側面係合部１０ｃ、１０ｄ；１０ｅ、１０ｆが相互に間隔をあけて設けられている。図２に示すように、この軌道パッドずれ防止板１０は、図示しない枕木上などに固定されるタイプレートＴ上に設置される軌道パッドＰとレールＲとの間に設置される。図５には、レールＲの設置状態をより詳しく示しており、タイプレートＴは絶縁板Ｉ上に設置され、タイプレートＴと軌道パッドＰとの間には、軌道パッドＰの上面の高さを調節するための可変パッドＡが設定されており、板バネ部材Ｓ及びボルトＢを用いてレールＲをタイプレートＴ上に固定するようになっている。図示の軌道パッドＰは軟質ゴム板Ｐ１とその上面に固着されたステンレススチール板Ｐ２からなり、該ステンレススチール板Ｐ２の両側縁の前端及び後端には左右それぞれの方向に突出する係合突起Ｐ２ａ、Ｐ２ｂ、Ｐ２ｃ、Ｐ２ｄが設けられており、タイプレートＴの両側部上にある細長い突状部Ｔ１、Ｔ２の前後端に係合することにより、当該タイプレートＴの前後方向（レールの長手方向）に変位しないようになっている。
【００１７】
図２は、本発明の実施形態に係る軌道パッドずれ防止板１０を示している。この軌道パッドずれ防止板１０は、例えば硬度がＡ９８Ｈｓ以上の超硬質ゴムからなる基板部１２と、軟質ゴムからなる摩擦係合板部１４とからなる。摩擦係合板部１４は、レール底面Ｒ４と接触して設定され、レールＲがその長さ方向で伸縮する場合に該レールＲから加えられる摩擦力、すなわち当該軌道パッドずれ防止板１０を伸縮方向で変位させる力を受けるレール接触面１４Ａを有する。基板部１２は、軌道パッドＰの上面に接触して設定されるパッド接触面１２Ａを有する。該パッド接触面１２Ａは、平滑面とされ、軌道パッドＰの上面との間の静摩擦係数が、レール底面Ｒ４が軌道パッドＰに直接接触している場合に比べて、小さくなるようにされている。すなわち、鋼鉄製のレールＲのレール底面Ｒ４は高い平滑性はなく、表面の凹凸により軌道パッドＰとの静摩擦係数は大きく、レールＲが伸縮しようとすると、軌道パッドＰをその伸縮する方向にずらそうとし、これが繰り返されると、図８に示すように、軌道パッドＰは設置位置から大幅にずれてレールの振動／騒音の適正な抑制機能が失われ、更にはタイプレートＴから外れてしまう虞がある。これに対して図２に示す本発明に係る軌道パッドずれ防止板１０は、上述のような構成とされているために、レールＲが伸縮しようとすると、軟質ゴムからなる摩擦係合板部１４のレール接触面１４Ａが軌道パッドずれ防止板１０をその伸縮方向に変位させるように作用し、一方、その軌道パッドずれ防止板１０のパッド接触面１２Ａが、軌道パッドＰとの間の静摩擦係数が小さいために、軌道パッドＰに過大な摩擦力を掛ける前に該軌道パッドＰ上で摺動するように作用する。図７は、そのようなレール接触面１４Ａとパッド接触面１２Ａとの作用により、軌道パッドＰが設置位置に保たれた状態でレールＲが変位した状態を示す。
【００１８】
図３は、本発明に係る他の実施形態の軌道パッドずれ防止板１０を示す。この軌道パッドずれ防止板１０は、ステンレススチール板からなる基板部１２と、該基板部１２に接着又は加硫接着された軟質ゴムからなる摩擦係合板部１４とからなる。図２の実施形態と同様に、摩擦係合板部１４は、レール底面Ｒ４と接触して設定され、レールＲがその長さ方向で伸縮する場合に該レールＲから加えられる摩擦力、すなわち当該軌道パッドずれ防止板１０を伸縮方向で変位させる力を受けるレール接触面１４Ａを有する。基板部１２は、軌道パッドＰの上面に接触して設定されるパッド接触面１２Ａを有し、該パッド接触面１２Ａは平滑面とされ、軌道パッドＰの上面との間の静摩擦係数が、レール底面Ｒ４が軌道パッドＰに直接接触している場合に比べて、小さくなるようにされている。この軌道パッドずれ防止板１０でも、図２に示したものと同様の作用効果を奏することが可能となる。
【００１９】
以上、本発明に係る軌道パッドずれ防止板１０の実施形態につき説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、基板部１２は、ステンレススチール板の代わりに硬質のゴムや硬質の合成樹脂で作ることができる。また、軌道パッドずれ防止板１０は、その全体をステンレススチール板や、硬質のゴム板や硬質の合成樹脂板で作ることができる。その場合、例えばパッド接触面１２Ａは平滑面仕上げとし、レール接触面１４Ａは粗面仕上げとすることにより、それぞれ上述のような作用を奏するものとすることができる。
【符号の説明】
【００２０】
可変パッドＡ；ボルトＢ；絶縁板Ｉ；軌道パッドＰ；ステンレススチール板Ｐ２；係合突起Ｐ２ａ、Ｐ２ｂ、Ｐ２ｃ、Ｐ２ｄ；軟質ゴム板Ｐ１；レールＲ；レール底面Ｒ４；底部Ｒ１；左右両側面Ｒ２、Ｒ３；板バネ部材Ｓ；タイプレートＴ；突状部Ｔ１、Ｔ２；軌道パッドずれ防止板１０；左右両側縁１０ａ、１０ｂ；レール側面係合部１０ｃ、１０ｄ、１０ｅ、１０ｆ；基板部１２；パッド接触面１２Ａ；摩擦係合板部１４；レール接触面１４Ａ
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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