(57)【要約】      （修正有）【課題】簡単な構成、かつ低コストで鉄道用レールにおける電食を防止し、レールの延命化を図ることができるレール電食防止構造を提供する。【解決手段】レール電食防止構造は、少なくともレール１０の下面の所定位置に、又はレールを固定するための締結装置３０とレールとの間に、レールを構成する鉄よりイオン化傾向の高い材料からなるシート材２０が配置されている。【選択図】図１
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
少なくともレールの下面の所定位置に、又は前記レールを固定するための締結装置と前記レールとの間に、前記レールを構成する鉄よりイオン化傾向の高い材料からなるシート材が配置されていることを特徴とするレール電食防止構造。
【請求項２】
前記シート材は、亜鉛箔の片面に導電性接着剤を塗布し、粘着テープ状に形成されたことを特徴とする請求項１に記載のレール電食防止構造。
【請求項３】
前記亜鉛箔の厚さは、０．１ｍｍであることを特徴とする請求項２に記載のレール電食防止構造。
【請求項４】
前記レールの下面の所定位置に、又は前記レールと前記締結装置との間に複数層の前記シート材が配置されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のレール電食防止構造。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、鉄道用レールにおける電食の発生を防止する目的に用いられるレール電食防止構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
鉄道用レールにおける電食は、レールと地面との電位差によりレールから電流が漏れ出してレールが腐食する現象である。通常湿潤状態のトンネルや踏切、塩害が生じる海岸沿い地域や海底トンネルの線路では、レールからの電流漏れが発生しやすく、レールにおける電食が起こりやすい環境になる。電食に起因しレール底面やレール締結装置付近に腐食による欠けが発生した場合、レールの寿命が短縮することになる。
【０００３】
レールの防食方法としては、一般的に「環境遮断型」と「犠牲防食型」がある。「環境遮断型」は、塗装などでレールを周囲の環境から遮断することで防食する。一方、「犠牲防食型」は、鉄よりイオン化傾向の高い物質をレールの表面に定着させ、優先的に腐食させることで、レール本体を防食する。
【０００４】
従来、「環境遮断型」のレール電食の対策としては、レールと路盤との通電を防ぐため、レールに電気絶縁樹脂等を塗布し、レールに絶縁層を設けるレール被覆工法が用いられている。例えば、車輪当接面を除くレール本体の表面を絶縁性の合成樹脂からなる保護層で被覆した防蝕性に優れるレールが提案されている（例えば、特許文献１）。
【０００５】
また、「犠牲防食型」のレール電食の対策としては、レールに亜鉛とアルミニウムとが所定の体積比で構成された溶射皮膜を被覆形成する方法が提案されている（例えば、特許文献２）。
【０００６】
特許文献２に記載の鉄道用レール防錆処理方法は、レール底部の上面及び下面に、亜鉛とアルミニウムとが４０：６０〜５０：５０の体積比で構成された溶射皮膜を被覆形成することで、レールの耐腐食性を改善し、レールに確実に耐腐食性を付与できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平９−２６８５０３号公報
【特許文献２】特開２０１２−７２５６５号公報
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１に記載のように、レールに電気絶縁樹脂等を塗布して絶縁層を設けるレール被覆工法を用いる場合、レールが所定の位置に設けられたスプリングクリップ等によって固定されているため、頻繁な列車走行の振動により被覆樹脂が破れてレールとスプリングクリップ等が接触して絶縁効果がなくなるという問題点があった。これを解決するには、レールに強固に密着・接着できかつスプリングクリップ等の圧力にも強い絶縁性樹脂を用いる必要があるが、そのような絶縁性樹脂は存在していない。
【０００９】
また、特許文献２に記載の鉄道用レール防錆処理方法では、レールに、このレールよりイオン化傾向の大きい金属に溶射皮膜をあらかじめ形成しておく必要があった。また、溶射皮膜を形成する工程が煩雑であり、コストが高いという問題点があった。
【００１０】
さらに、特許文献１及び２に記載の方法は、いずれも既設のレールに使用できないという問題点もあった。
【００１１】
従って、本考案は従来技術の上述した問題点を解消するものであり、本考案の目的は、簡単な構成、かつ低コストで鉄道用レールにおける電食を防止し、レールの延命化を図ることができるレール電食防止構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本考案によれば、レール電食防止構造は、少なくともレールの下面の所定位置に、又はレールを固定するための締結装置とレールとの間に、レールを構成する鉄よりイオン化傾向の高い材料からなるシート材が配置されているように構成されている。
【００１３】
このように、レールの下面の所定位置に、又はレールを固定するための締結装置とレールとの間に、レールを構成する鉄よりイオン化傾向の高い材料からなるシート材を配置することにより、簡単な構成、かつ低コストで鉄道用レールにおける電食を防止し、レールの延命化を図ることができる。しかも、このようなシート材は、既存のレールにも容易に設置することができる。
【００１４】
シート材は、亜鉛箔の片面に導電性接着剤を塗布し、粘着テープ状に形成されていることが好ましい。これにより、レール又は締結装置に設置する際の作業性を向上することができる。
【００１５】
レールの下面の所定位置に、又はレールと締結装置との間に複数層のシート材が配置されていることも好ましい。これにより、レールのさらなる延命化を実現できる。
【００１６】
亜鉛箔の厚さは、０．１ｍｍであることが好ましい。これにより、柔軟性を向上し、対象構造物（レール又は締結装置）によく馴染み、簡単に貼り付けることができる。
【考案の効果】
【００１７】
本考案によれば、レールの下面の所定位置に、又はレールを固定するための締結装置とレールとの間に、レールを構成する鉄よりイオン化傾向の高い材料からなるシート材を配置することにより、簡単な構成、かつ低コストで鉄道用レールにおける電食を防止し、レールの延命化を図ることができる。また、既設のレールにも使用できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本考案の第１の実施形態におけるレール電食防止構造の構成を概略的に示す断面図である。
【図２】図１に示したレール電食防止構造の締結装置にシート材を貼り付けた状態を示す斜視図である。
【図３】図１に示したレール電食防止構造を用いて実際に実験した例を示す図である。
【図４】本考案の第２の実施形態におけるレール電食防止構造の構成を概略的に示す断面図である。
【図５】図４に示したレール電食防止構造の構成を概略的に示す斜視図である。
【図６】図４に示したレール電食防止構造を用いて実際に実験した例を示す図である。
【考案を実施するための形態】
【００１９】
以下、本考案に係るレール電食防止構造の実施形態を、図を参照して説明する。
【００２０】
図１は本考案の第１の実施形態におけるレール電食防止構造１００の構成を示しており、図２はレール電食防止構造１００の締結装置３０にシート材２０を貼り付けた状態を示している。なお、図２は、シート材２０の貼付位置を示すために、締結装置３０のレール押さえ部３２を上にした状態を示している。
【００２１】
図１及び図２に示すように、レール電食防止構造１００は、防食の対象物であるレール１０と、レール、締結装置及びボルトを構成する鉄よりイオン化傾向の高い材料からなるシート材２０と、レールを固定するための締結装置３０とを備えている。シート材２０は、レール１０と締結装置３０との間に配置されている。
【００２２】
レール１０は、例えば、５０ｋｇＮレール又は６０ｋｇレールである。レール１０の材料としては、例えば高炭素鋼が用いられる。レール１０は、軌道パッド５０を介してマクラギ６０の上に敷設されている。
【００２３】
シート材２０は、亜鉛箔の片面に導電性接着剤を塗布し、粘着テープ状に形成されたものである。亜鉛箔の厚さは、例えば、０．１ｍｍである。シート材２０は、所定面積を有するように構成されている。例えば、シート材２０は、締結装置３０のレール１０と接触する部分の面積とほぼ同じの大きさを有するように形成することが好ましい。
【００２４】
締結装置３０は、レール１０をマクラギ６０に固定し、軌間の保持を行うと共に、車両から軌道に伝わる荷重及び振動に抵抗し、これらを下部構造に伝達する装置である。本実施形態において、締結装置３０は、板バネ形状を呈している。即ち、締結装置３０は、バネ性を有する長方形形状の板材を略中央付近で折り返した形状を有し、湾曲して伸びる板ばね部３１と、この板ばね部３１との間で所定の空隙を形成する湾曲して伸びるレール押さえ部３２とを一体に形成して構成されている。レール押さえ部３２の先端には、レール１０の底部１０ａに当接する当接部３２ａが形成されている。この当接部３２ａは、レール底部１０ａの側縁形状に合致した段差部３２ｂを有している。板ばね部３１の先端は、レール締結時に、レール押さえ部３２の先端と接触する。また、板ばね部３１とレール押さえ部３２との中央部に締結ボルトＢを挿通するための長穴３３ａ及び３３ｂがそれぞれ設けられている。長穴３３ａ及び３３ｂは、板ばね部３１とレール押さえ部３２の延伸方向に沿って伸びている。また、締結装置３０の基端部がマクラギ６０の凹部に配置された楔部材４０により位置決めされる。
【００２５】
図２に示すように、シート材２０は、締結装置３０のレール１０と接触する部分、即ち、当接部３２ａに貼り付けている。この場合、当接部３２ａとレール１０とが直接に接触しないように、シート材２０は、レール押さえ部３２の先端面まで曲げて貼り付けており、レール押さえ部３２の段差部３２ｂに沿って貼り付けている。
【００２６】
図３は本実施形態のレール電食防止構造１００を用いて実際に実験した例を示している。実験は、５０Ｎ−ＨＨ３４０タイプの２５ｍ定尺レールを用いた。図３に示すように、鉄道の所定区間（４０本のマクラギ６０を有する区間、マクラギ６０の間隔は０．５ｍ）において、複数の締結装置３０にシート材２０を貼り付けて配置した。その結果、１ヵ月半を経過した後、シート材２０が縮まって、腐蝕したようになり、これにより、シート材２０が設置された区間において、レール１０の腐蝕が軽減されることが分かった。
【００２７】
また、従来は１ヵ月程度でレールに電食の兆候が現れ、レール及び締結装置周りの清掃、継目板によるレール補強、最終的にレール交換を施さなければならなかったのに対して、本発明のレール電食防止構造１００を用いた場合、レール１０の電食発生を６ヵ月程度に伸ばすことができ、レール１０及び締結装置３０の交換周期を大幅に伸ばすことができた。
【００２８】
以上詳細に説明したように本実施形態によれば、レール電食防止構造１００において、シート材２０は、レール１０と締結装置３０との間に配置されている。シート材２０には、亜鉛箔の片面に導電性接着剤を塗布し、粘着テープ状に形成されたもの用いていることで、レール１０及び締結装置３０の代わりに亜鉛が犠牲陽極として腐蝕され、簡単な構成、かつ低コストで鉄道用レール１０における電食を防止し、レール１０の延命化を図ることができる。また、レール１０又は締結装置３０に設置する際の作業性を向上することができる。
【００２９】
図４は本考案の第２の実施形態におけるレール電食防止構造２００の構成を示しており、図５はシート材２０Ａの貼付状態を示している。
【００３０】
図４及び図５に示すように、レール電食防止構造２００は、防食の対象物であるレール１０と、レールを構成する鉄よりイオン化傾向の高い材料からなるシート材２０Ａとを備えている。シート材２０Ａは、レール１０の底部１０ａ及び底面１０ｂに配置されている。
【００３１】
シート材２０Ａは、亜鉛箔の片面に導電性接着剤を塗布し、粘着テープ状に形成されたものである。亜鉛箔の厚さは、例えば、０．１ｍｍである。このシート材２０Ａは、所定幅Ｌ（例えば、Ｌ＝１０ｃｍ）を有し、レール１０の底面１０ｂを渡って両側の底部１０ａの上面までに貼り付けられている。
【００３２】
本実施形態によれば、レール電食防止構造２００において、幅１０ｃｍのシート材２０Ａは、レール１０の底面１０ｂを渡って両側の底部１０ａの上面までに貼り付けられている。これにより、上述した第１の実施形態のレール電食防止構造１００と同様な効果が得られる。また、レール電食防止構造２００は、線路の下に横断排水溝等を有する場所に特に適する。
【００３３】
図６は本実施形態のレール電食防止構造２００を用いて実際に実験した例を示している。実験は、５０Ｎ−ＨＨ３４０タイプの２５ｍ定尺レールを用いた。図６に示すように、鉄道の所定区間の横断排水溝を有する場所において、横断排水溝の直上又は隣接位置のレール１０に粘着テープ状に形成されたシート材２０Ａを貼り付けた。２３日を経過した後、シート材２０Ａの表面に腐蝕痕跡が現れた。これにより、シート材２０Ａが設置された区間において、レール１０の腐蝕が軽減されることが分かった。
【００３４】
なお、上述した第１及び第２の実施形態において、シート材２０又は２０Ａを１層貼り付けた例を説明したが、本考案はこれに限定されるものではない。必要に応じて複数層のシート材２０又は２０Ａを貼り付けても良い。この場合、より長い期間において電食防止効果を得られる。特に、レール電食防止構造１００の場合、複数層のシート材２０を用いることで、列車走行の振動によりシート材２０が破れることを防止できる。
【００３５】
また、上述した第１の実施形態において、シート材２０として、亜鉛箔の片面に導電性接着剤を塗布した粘着テープ状のものを用いたが、本考案はこれに限定されるものではない。例えば、高純度亜鉛粉末をペースト状にして、締結装置３０のレール１０と接触する部分に塗布して構成するようにしても良い。
【００３６】
さらにまた、上述した第１の実施形態において、締結装置３０は、板ばね部３１と、レール押さえ部３２とを有するものを用いた例を説明したが、本考案はこれに限定されるものではない。他の形状の締結装置にも本考案を適用することができる。
【００３７】
以上述べた実施形態は全て本考案を例示的に示すものであって限定的に示すものではなく、本考案は他の種々の変形態様及び変更態様で実施することができる。従って本考案の範囲は実用新案登録請求の範囲及びその均等範囲によってのみ規定されるものである。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本考案は、鉄道用レールにおける電食の発生を防止する目的に利用できる。
【符号の説明】
【００３９】
１０  レール
１０ａ  底部
１０ｂ  底面
２０、２０Ａ  シート材
３０  締結装置
３１  板ばね部
３２  レール押さえ部
３２ａ  当接部
３２ｂ  段差部
３３ａ、３３ｂ  長穴
４０  楔部材
５０  軌道パッド
６０  マクラギ
１００、２００  レール電食防止構造
Ｂ  締結ボルト
【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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