(57)【要約】【課題】剛性が高く安定性に優れ摩耗限度が増大し検査を容易に実施することができるレールを提供する。【解決手段】レール２は、レール腹部２ｃの上部がレール頭部２ａと略同一幅であるとともに、レール腹部２ｃの下部がレール底部２ｂと略同一幅であり、レール腹部２ｃの上部から下部に向かって幅が増加する。このため、従来のレールに比べてレール腹部２ｃの厚さが厚くなり、レール２の剛性を高くすることができるとともに、レール２の重心が低くなってレール敷設時の安定性を向上させることができる。また、従来のレールに比べてレール頭部２ａの高さを高くすることができるため、レール２の摩耗限界を大きくすることができる。さらに、従来のレールに比べてレール腹部２ｃの幅が広くなるため、非破壊検査時にレール頭部２ａから略全断面を探傷することができる。【選択図】図４
2007270480.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レール頭部とレール底部とがレール腹部によって接続されたレールであって、
前記レール腹部は、上部が前記レール頭部と略同一幅であるとともに下部が前記レール底部と略同一幅であり、上部から下部に向かって幅が増加すること、
を特徴とするレール。
【請求項２】
請求項１に記載のレールにおいて、
前記レール腹部の断面形状が略台形状であること、
を特徴とするレール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、レール頭部とレール底部とがレール腹部によって接続されたレールに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のレール締結装置は、軌道スラブの上面とレールの底部底面との間に設置されるタイプレートと、このタイプレートの下面と軌道スラブの上面との間に挿入されるゴムパッドと、タイプレートの上面とレールの底部底面との間に挿入される軌道パッドと、レールの底部上面を押さえ付けて締結する締結ばねと、締結ばねを締め付ける締結ボルトと、締結ボルトと締結ばねとの間に挟み込まれる座金などを備えている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開2001-81704号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
図５は、従来のレールを備える軌道構造を概略的に示す正面図である。図６は、従来のレールの正面図である。
従来の軌道構造１０１は、図５に示すように、レール１０２と、このレール１０２を支持するまくらぎ１０３と、レール１０２をまくらぎ１０３に締結するレール締結装置１０４などを備えている。従来のレール１０２は、図６に示すように、断面が略四角のレール頭部１０２ａと、断面がフランジ状のレール底部１０２ｂと、レール頭部１０２ａとレール底部１０２ｂとを繋ぐウェブ状のレール腹部１０２ｃを備えている。このような従来のレール１０２では、図６に示すように、車輪Ｗ1の踏面Ｗ2及びフランジ面Ｗ3がレール頭部１０２ａと接触するためこのレール頭部１０２ａが摩耗し、レール１０２の摩耗に起因する車両走行特性の悪化及び材料損傷を避ける観点から摩耗量の限界値（摩耗限界）が規定されている。しかし、このような摩耗限界を大きくするためにレール頭部１０２ａの高さを高くすると、レール頭部１０２ａの重量が大きくなるためレール１０２の敷設時の安定性が低下する問題点がある。
【０００５】
また、従来のレール１０２では、図６に示すように、レール頭部１０２ａに比べてレール腹部１０２ｃの幅が狭い。このため、レール探傷装置Ｄの超音波探傷機Ｄ1によってレール頭部１０２ａから超音波Ｕを送信したときに、超音波Ｕの通過する領域がレール腹部１０２ｃによって制限されており、レール底部１０２ｂの損傷状態を正確に検出することが困難である問題点がある。その結果、超音波探傷機Ｄ1をレール頭部１０２ａ及びレール底部１０２ｂなどの検査の程度に応じて、種々の箇所から超音波Ｕを送信して断面の探傷を実施する必要があり、検査作業が複雑になって手間がかかり検査時間が長くなる問題点がある。
【０００６】
この発明の課題は、剛性が高く安定性に優れ摩耗限度が増大し検査を容易に実施することができるレールを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明は、以下に記載するような解決手段により、前記課題を解決する。
なお、この発明の実施形態に対応する符号を付して説明するが、この実施形態に限定するものではない。
請求項１の発明は、レール頭部（２ａ）とレール底部（２ｂ）とがレール腹部（２ｃ）によって接続されたレールであって、前記レール腹部は、上部が前記レール頭部と略同一幅であるとともに下部が前記レール底部と略同一幅であり、上部から下部に向かって幅が増加することを特徴とするレール（１）である。
【０００８】
請求項２の発明は、請求項１に記載のレールにおいて、前記レール腹部の断面形状が略台形状であることを特徴とするレールである。
【発明の効果】
【０００９】
この発明によると、剛性が高く安定性に優れ摩耗限度が増大し検査を容易に実施することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図面を参照して、この発明の実施形態について詳しく説明する。
図１は、この発明の実施形態に係るレールを備える軌道構造の斜視図である。図２は、この発明の実施形態に係るレールを備える軌道構造の断面図である。図３は、この発明の実施形態に係るレールを備える軌道構造の一部を拡大して示す部分断面図である。
【００１１】
図２に示す車輪Ｗ1は、レール２と回転接触する部材であり、頭頂面２ｄと接触して摩擦抵抗を受ける踏面Ｗ2と、脱輪を防止するために車輪Ｗ1の外周に連続して形成されたフランジ面Ｗ3とを備えている。図２及び図３に示すコンクリート道床Ｂ1は、軌道を支持する路盤であり、鉄道車両が通過するときに荷重を支持する部分である。コンクリート道床Ｂ1は、例えば、スラブ軌道区間などで使用される路盤コンクリートである。
【００１２】
図１〜図３に示す軌道構造１は、ブロック体３によってレール２を支持する構造である。軌道構造１は、ブロック体３によってレール２を長さ方向に連続して支持するとともに、このレール２の側面を長さ方向に連続して押さえつけており、レール２をブロック体３に埋め込むレール埋め込み型軌道である。軌道構造１は、図２及び図３に示すように、コンクリート道床Ｂ1上に支持され固定されており、図１〜図３に示すようにレール２と、ブロック体３と、弾性体６と、締結部材７などを備えている。
【００１３】
図４は、この発明の実施形態に係るレールの正面図である。
レール２は、車輪Ｗ1を案内する部材である。レール２は、図１及び図２に示すように、所定の間隔をあけて左右一対配置されており、新幹線のような標準軌の場合には軌間が1435mmになるように敷設されており、在来線のような狭軌の場合には軌間が1067mmになるように敷設されている。レール２は、図１〜図４に示すように、レール頭部２ａと、レール底部２ｂと、レール腹部２ｃなどを備えており、レール頭部２ａとレール底部２ｂとがレール腹部２ｃによって接続されて断面形状が左右対称に形成されている。レール２には、一般に高炭素鋼が使用される。レール２は、レール頭部２ａとレール底部２ｂとを直線状に繋ぎ、レール腹部２ｃからレール底部２ｂまでを台形状に形成しており、図４に二点鎖線で示すレール探傷装置Ｄの超音波探傷器Ｄ1によってレール頭部２ａに超音波Ｕを送受信したときに、従来のレール１０２とは異なり略全断面の探傷が可能になる。
【００１４】
レール頭部２ａは、車輪Ｗ1と接触する部分であり、車輪Ｗ1を直接支持しこれらの車輪Ｗ1の踏面Ｗ2と接触する頭頂面（頭部上面）２ｄと、この頭頂面２ｄに連続し車輪Ｗ1のフランジ面Ｗ3と接触する内側頭側面（内側頭部側面）２ｅと、頭頂面２ｄに連続し内側頭側面２ｅと反対側の外側頭側面（外側頭部側面）２ｆなどを備えている。レール頭部２ａは、図５に示す従来のレール１０２のレール頭部１０２ａと断面形状が略同一であるが、従来のレール１０２のレール頭部１０２ａに比べて高さが高く形成されており、車両走行性能の悪化及び材料損傷を避ける観点から許容される摩耗量の限界（摩耗限度）に余裕も持たせてある。レール頭部２ａの幅は、図５に示す従来のレール１０２のレール頭部１０２ａの幅と略同一に形成されている。図４に示すように、頭頂面２ｄは水平な平坦面に形成されており、内側頭側面２ｅ及び外側頭側面２ｆは垂直な平坦面に形成されている。
【００１５】
レール底部２ｂは、ブロック体３のベースブロック部４に支持される部分である。レール底部２ｂは、弾性体６と接触する底部下面２ｇを備えており、この底部下面２ｇは水平な平坦面に形成されている。レール底部２ｂの幅は、図４に示すように、レール頭部２ａの幅よりも広く形成されている。
【００１６】
レール腹部２ｃは、レール頭部２ａとレール底部２ｂとを繋ぐ部分であり、レール頭部２ａに作用する輪重及び横圧をレール底部２ｂに伝達する。レール腹部２ｃは、上部がレール頭部２ａと略同一幅であるとともに、下部がレール底部２ｂと略同一であり、上部から下部に向かって幅が増加している。レール腹部２ｃは、内側頭側面２ｅと底部下面２ｇとを繋ぐ内側腹部側面２ｈと、外側頭側面２ｆと底部下面２ｇとを繋ぐ外側腹部側面２ｉとを備えており、内側腹部側面２ｈ及び外側腹部側面２ｉは傾斜した平坦面に形成されている。レール腹部２ｃは、図４に示すように、断面が略台形状に形成されているため、図５に示す従来のレール１０２に比べて重心が低く敷設時の安定性が優れている。
【００１７】
図１〜図３に示すブロック体３は、レール２を支持する部材である。ブロック体３は、レール２の両側面を長さ方向に連続して押さえるとともに、このレール２の底面を長さ方向に連続して支持する。ブロック体３は、レール２上を車輪Ｗ1が走行したときにブロック体３と干渉しないように、レール２上を車輪Ｗ1が走行可能な範囲内でレール２を被覆しており、レール２上を車輪Ｗ1が走行したときに発生する騒音を低減する。ブロック体３は、ベースブロック部４とレール押さえブロック部５などを備えている。
【００１８】
ベースブロック部４は、レール２の底面を長さ方向に連続して支持するとともに、このレール２の外側側面を長さ方向に連続して押さえる部材である。ベースブロック部４は、矩形平板状のプレキャストのコンクリート版であり、コンクリート道床Ｂ1上に設置されている。ベースブロック部４は、押さえ部４ａと、支持部４ｂと、走行路面部４ｃと、逸脱防止部４ｄなどを備えている。
【００１９】
押さえ部４ａは、レール２の外側側面を押さえる部分である。押さえ部４ａは、レール２が左右方向に移動するのを規制し、一対のレール２を所定の間隔をあけてベースブロック部４上に位置決めする。押さえ部４ａは、レール２の外側頭側面２ｆを押さえる押さえ面４ｅと、レール２の外側腹部側面２ｉを押さえる押さえ面４ｆとを備えており、押さえ面４ｅは外側頭側面２ｆと同様に水平な平坦面に形成されており、押さえ面４ｆは外側腹部側面２ｉと同様に傾斜した平坦面に形成されている。押さえ部４ａは、ベースブロック部４上にレール２を設置したときに、押さえ部４ａからレール頭部２ａが僅かに突出するように、このレール２の高さよりも僅かに低く形成されている。
【００２０】
支持部４ｂは、レール２及びレール押さえブロック部５を支持する部分である。支持部４ｂは、レール２の底部下面２ｇを支持するとともに、レール押さえブロック部５の下面を支持する水平な平坦面であり、ベースブロック部４の上面に形成された凹部の底面である。
【００２１】
走行路面部４ｃは、自動車の車輪Ｗ4が走行する部分である。走行路面部４ｃは、ベースブロック部４のレール２の外側にそれぞれ形成されており、例えば軌道巡回用又は保線作業用のトラックなどのタイヤ面が走行する。走行路面部４ｃは、車輪Ｗ4よりも幅広に形成されており、レール頭部２ａの頭頂面２ｄよりも僅かに低くなるように水平な平坦面に形成されている。
【００２２】
逸脱防止部４ｄは、レール２から車両が脱線したときにこの車両が軌道上から逸脱するのを防止するとともに、自動車の車輪Ｗ4が走行路面部４ｃから逸脱するのを防止する部分である。逸脱防止部４ｄは、ベースブロック部４の走行路面部４ｃの外側にそれぞれ一対形成されており、走行路面部４ｃよりも僅かに高く形成された段部である。逸脱防止部４ｄは、自動車の車輪Ｗ4をガイドするガイド部（ガイドウェイ）としても機能し、走行路面部４ｃの内側から突出したレール頭部２ａとの間で車輪Ｗ4をガイドする。
【００２３】
レール押さえブロック部５は、レール２の内側側面を長さ方向に連続して押さえる部材である。レール押さえブロック部５は、レール２の内側に左右一対配置されており、ベースブロック部４とともにレール２を挟み込むように、ベースブロック部４に着脱自在に装着されている。レール押さえブロック部５は、矩形平板状のプレキャストのコンクリート版であり、図１に示すようにベースブロック部４と同一長さに形成されているが、図１〜図３に示すようにベースブロック部４よりも幅が狭く厚さが薄く形成されている。レール押さえブロック部５は、レール２を左右方向に移動させて位置修正可能なように、ベースブロック部４に対して位置調整可能に装着されており、このベースブロック部４上に固定され支持されている。レール押さえブロック部５は、押さえ部５ａと、貫通孔５ｂなどを備えている。
【００２４】
押さえ部５ａは、レール２の内側側面を押さえる部分である。押さえ部５ａは、レール２が内側に移動するのを規制し、左右のレール２を所定の間隔をあけてベースブロック部４上に位置決めする。押さえ部５ａは、レール２の内側腹部側面２ｈを押さえる押さえ面５ｃを備えており、この押さえ面５ｃは内側腹部側面２ｈと同様に傾斜した平坦面に形成されている。押さえ部５ａは、ベースブロック部４上にレール２を設置したときに車輪Ｗ1と接触しないように、押さえ部５ａからレール頭部２ａが突出するように、このレール２の高さよりも低く形成されている。
【００２５】
貫通孔５ｂは、締結部材７の締結ボルト７ｂを挿入する孔である。貫通孔５ｂは、図１に示すように、レール押さえブロック部５の長さ方向に所定の間隔をあけて形成されており、レール２の左右方向にレール押さえブロック部５が位置調整可能なように、図２及び図３に示すようにレール２の左右方向の内径が長い長孔状に形成されている。
【００２６】
弾性体６は、レール２の両側面とブロック体３との間に挿入するとともに、レール２の底面とブロック体３との間に挿入する部材である。弾性体６は、図１〜図３に示すように、レール２の外側頭側面２ｆ、外側腹部側面２ｉ及び底部下面２ｇとベースブロック部４との間に挿入されるとともに、レール２の内側腹部側面２ｈとレール押さえブロック部５との間に挿入される。弾性体６は、列車が通過する際に発生する衝撃荷重を緩和する。弾性体６は、レール２とブロック体３との間に挟み込まれたときに、これらの表面形状に沿って変形可能で可撓性を有するゴムプレートである。弾性体６は、レール２及びブロック体３の表面を保護するとともに、これらの間を電気的に絶縁する機能を有する。
【００２７】
締結部材７は、ベースブロック部４にレール押さえブロック部５を締結する部材である。締結部材７は、図２及び図３に示すように、埋込栓７ａと、締結ボルト７ｂと、座金７ｃなどを備えている。埋込栓７ａは、締結ボルト７ｂを締結するためにベースブロック部４に埋め込まれる部材である。埋込栓７ａは、例えば、ベースブロック部４とレール押さえブロック部５とを電気的に絶縁する合成樹脂製の受け栓などであり、埋込栓７ａの内周部には雌ねじ部が形成されている。締結ボルト７ｂは、レール押さえブロック部５を締め付ける部材である。締結ボルト７ｂは、例えば、レール押さえブロック部５の貫通孔５ｂを貫通して埋込栓７ａの雌ねじ部と噛み合う六角ボルトである。座金７ｃは、レール押さえブロック部５と締結ボルト７ｂとの間に挟み込まれる部材である。
【００２８】
次に、この発明の実施形態に係るレールの敷設方法について説明する。
図２及び図３に示すコンクリート道床Ｂ1上にベースブロック部４を設置し、ベースブロック部４に締結部材７の埋込栓７ａを装着するとともに、ベースブロック部４の押さえ部４ａ及び支持部４ｂに弾性体６を沿わせて設置する。この状態で、弾性体６上にレール２を載せて、レール２の外側側面と押さえ部４ａとの間に弾性体６を挟み込み密着させる。次に、ベースブロック部４上にレール押さえブロック部５を設置し、レール２の内側側面とレール押さえブロック部５の押さえ部５ａとの間に弾性体６を挟み込み密着させる。その結果、左右のレール２が所定の間隔をあけてブロック体３上に位置決めされる。次に、締結部材７の締結ボルト７ｂに座金７ｃを装着して、レール押さえブロック部５の貫通孔５ｂに締結ボルト７ｂを挿入し、埋込栓７ａの雌ねじ部に締結ボルト７ｂの雄ねじ部をねじ込むと、ベースブロック部４上にレール押さえブロック部５が取り付けられ固定される。
【００２９】
この発明の実施形態に係るレールには、以下に記載するような効果がある。
(1) この実施形態では、レール腹部２ｃの上部がレール頭部２ａと略同一幅であるとともに、レール腹部２ｃの下部がレール底部２ｂと略同一幅であり、レール腹部２ｃの上部から下部に向かって幅が増加する。このため、図５及び図６に示す従来のレール１０２に比べてレール腹部２ｃの厚さが厚くなり、レール２の剛性を高くすることができるとともに、レール２の重心が低くなってレール敷設時の安定性を向上させることができる。また、図５及び図６に示す従来のレール１０２に比べてレール頭部２ａの高さを高くすることができるため、レール２の摩耗限界を大きくすることができる。さらに、図５及び図６に示す従来のレール１０２に比べてレール腹部２ｃの幅が広くなるため、非破壊検査時にレール頭部２ａから略全断面を探傷することができる。
【００３０】
(2) この実施形態では、レール腹部２ｃの断面形状が略台形状である。その結果、レール頭部２ａとレール底部２ｂとが直線状に繋がれるような簡単な構造になるため、レール２の製造が容易になり製造コストを低減することができる。また、レール腹部２ｃが略台形状になるため、レール２の剛性が高くなるとともにレール敷設時の安定性も向上する。さらに、従来のレール１０２では探傷が困難であったレール底部２ｃを含むレール２の略全断面を超音波探傷器Ｄ1によって簡単に探傷することができる。
【００３１】
この発明は、以上説明した実施形態に限定するものではなく、以下に記載するように種々の変形又は変更が可能であり、これらもこの発明の範囲内である。
例えば、この実施形態では、レール腹部２ｃの内側腹部側面２ｈ及び外側腹部側面２ｉが平坦な傾斜面である場合を例に挙げて説明したが、内側腹部側面２ｈ及び外側腹部側面２ｉを凸状又は凹状の曲面に形成することもできる。また、この実施形態では、コンクリート道床Ｂ1上にベースブロック部４を設置する場合を例に挙げて説明したが、スラブ軌道のコンクリート製の軌道スラブ（スラブ版）上にベースブロック部４を設置したり、砂利又は砕石などの粒状体からなるバラストを敷き詰めたバラスト道床上上にベースブロック部４を設置したりすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】この発明の実施形態に係るレールを備える軌道構造の斜視図である。
【図２】この発明の実施形態に係るレールを備える軌道構造の断面図である。
【図３】この発明の実施形態に係るレールを備える軌道構造の一部を拡大して示す部分断面図である。
【図４】この発明の実施形態に係るレールの正面図である。
【図５】従来のレールを備える軌道構造を概略的に示す断面図である。
【図６】従来のレールの正面図である。
【符号の説明】
【００３３】
１  軌道構造
２  レール
２ａ  レール頭部
２ｂ  レール底部
２ｃ  レール腹部
２ｅ  内側頭側面
２ｆ  外側頭側面
２ｇ  底部下面
２ｈ  内側腹部側面
２ｉ  外側腹部側面
３  ブロック体
４  ベースブロック部
５  レール押さえブロック部
６  弾性体
７  締結部材
Ｗ1，Ｗ4  車輪
【図１】
2007270480.tif 000003
【図２】
2007270480.tif 000004
【図３】
2007270480.tif 000005
【図４】
2007270480.tif 000006
【図５】
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【図６】
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