(57)【要約】【課題】  レールの継目に間隙をなくし、さらにレールの取替えが容易な継目構造を提供する。【解決手段】  接合面へ向けて内周を先細状に傾斜させた長孔１５が貫通された２つのレール継目板と、ボルトを挿通可能な挿通孔１６が形成されたレールウェブとを接合する際に、長孔１５と略同一の傾斜角をもって内側に向かって縮径した外周面を有するインナーリング１２をレール継目板１３の長孔１５に嵌合させ、一方の当該インナーリング１２の中心孔からレールウェブ１４に形成された挿通孔１６へ向けてボルト１１を挿通させ、同様にインナーリングが長孔に嵌合された他方の上記レール継目板１４の挿通孔１６から突出させたボルト１１先端にナット１７を螺着させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
レールを互いに突き合わせて固定するレール継目構造において、
少なくとも上記レールの継目部分をウェブ側面両側から挟み込んで固定するレール継目板を備え、
上記各レール継目板は、レールウェブに対する接合面へ向けて内周を先細状に傾斜させた長孔が貫通され、
上記レールには、ボルトを挿通可能な挿通孔が形成され、
さらに上記長孔と同一の傾斜角をもって内側に向かって縮径した外周面を有するインナーリングが上記レール継目板の長孔に嵌合されてなるとともに、当該インナーリングの中心孔から上記レールウェブに形成された挿通孔へ向けて上記ボルトが挿通され、上記レールウェブの反対側に同様に取り付けられた上記レール継目板およびインナーリングの挿通孔から突出させた上記ボルト先端がナットに螺着されてなること
を特徴とするレール継目構造。
【請求項２】
上記ボルトと上記ナットとの締め付けに応じて上記インナーリングの外周面から上記長孔へ向けて荷重が負荷され、さらに上記負荷された荷重に応じた反作用の荷重が上記インナーリングに挿通させた上記ボルトから上記挿通孔へ向けて負荷されてなること
を特徴とする請求項１記載のレール継目構造。
【請求項３】
上記インナーリング及びボルトには、高強度鋼及び高力ボルトを用いること
を特徴とする請求項目１又は２記載のレール継目構造。
【請求項４】
上記ボルトは、上記ナットを螺着させるためのネジ部が先端に形成されてなるとともに、ネジ部が形成されていない棒状部が上記ネジ部とボルト頭部の中間に形成され、
上記棒状部は、上記レールウェブの挿通孔に接触されていること
を請求項１〜３のうち何れか１項記載のレール継目構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ボルトの締付け力によりレール同士を密着させるレール継目構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の継目構造では、レール端部の突き合わせ部に間隙があるために、レール上を車輪が走行するときに衝撃を発生させ、レール継目部の軌道狂いやレール端部の損傷を引き起こす原因となっていた。そこで、特許文献１のごときレール端部の頭頂部に直方体状の連結片を嵌め込んで、レールの継目部への車輪の落ち込みにより発生する騒音を抑制する構造が提案されている。またレール端部を離間させて設置し、その離間部分に内辺接続子と外辺接続子とを組み合わせた接続子を嵌め込み、内辺接続子と外辺接続子とは、長穴を通したボルトとナットで締合わせてあり、レールの温度変化による伸縮に対応可能とした構造も提案されている（例えば、特許文献２参照。）。
【０００３】
特許文献３には、レール端部の片側頭部を切り落とし、レール継目板の片側のみ背を高くしてレールの頭頂面に合わせて設置する構造が開示されている。
【０００４】
レールはレール継目板に乗り移りレール同士のギャップ部に落ち込まないもの、あるいはレールの端部同士を溶接するエンクローズ溶接方法などが一般的に採用されている。
【０００５】
溶接以外の継目構造においては、いずれもレールの突き合わせ部は熱膨張によるレールの伸縮を吸収するためのギャップが設けられているもの。
【特許文献１】特開平７−３１７００２号公報
【特許文献２】特開平１１−３６２０２号公報
【特許文献３】実開平５−４９８０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１乃至３に記載の継手は、いずれもレールの熱膨張による伸縮を吸収できるように設計されているものであるが、それ故に継目構造が複雑であるという欠点がある。また、エンクローズ溶接は高い溶接技術が必要であることや、レールの取替えを行うときに切断する必要があり交換に手間がかかること、施工後に少なくとも数時間冷却時間を要するなどの欠点をもつ。そこで、本発明は、このような従来技術の問題点に着目してなされたもので、レールの継目に間隙をなくし、さらにレールの取替えが容易な継目構造を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者は、上述した問題点を解決するために、接合面へ向けて内周を先細状に傾斜させた長孔が貫通されたレール継目板２つと、ボルトを挿通可能な挿通孔が形成されたレールウェブとを接合する際に、長孔と略同一の傾斜角をもって内側に向かって縮径した外周面を有するインナーリングをレール継目板の長孔に嵌合させ、一方のインナーリングの中心孔からレールウェブに形成された挿通孔へ向けてボルトを挿通させ、同様にインナーリングが長孔に嵌合された他方の上記レール継目板の挿通孔から突出させたボルト先端にナットを螺着させたレールの継目構造を発明した。ここで螺着とは、ボルト等のねじ作用でねじ込んで着けることを意味する。
【０００８】
即ち、本発明を適用したレール継目構造は、レールを互いに突き合わせて固定するレール継目構造において、少なくとも上記レールの継目部分をウェブ側面両側から挟み込んで固定するレール継目板を備え、上記各レール継目板は、レールウェブに対する接合面へ向けて内周を先細状に傾斜させた長孔が貫通され、上記レールには、ボルトを挿通可能な挿通孔が形成され、さらに上記長孔と同一の傾斜角をもって内側に向かって縮径した外周面を有するインナーリングが上記レール継目板の長孔に嵌合されてなるとともに、当該インナーリングの中心孔から上記レールウェブに形成された挿通孔へ向けて上記ボルトが挿通され、上記レールウェブの反対側に同様に取り付けられた上記レール継目板およびインナーリングの挿通孔から突出させた上記ボルト先端がナットに螺着されてなることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明では、接合面へ向けて内周を先細状に傾斜させた長孔が貫通された２つのレール継目板と、ボルト挿通の可能な挿通孔が形成されたレールウェブとを接合する際に、長孔と略同一の傾斜角をもって内側に向かって縮径した外周面を有するインナーリングをレール継目板の長孔に嵌合させ、一方のインナーリングの中心孔からレールウェブに形成された挿通孔へ向けてボルトを挿通させ、同様にインナーリングが長孔に嵌合された他方の上記レール継目板の挿通孔から突出させたボルト先端にナットを螺着させる。
【００１０】
これにより、レールの端部同士を密着接合させることが可能となり、レール上を走行する車輪に衝撃を与えず、レール寿命の延長が可能な上、レールの取替えを実施する時には当該部分のみを容易に取替えることができる効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明を実施するための最良の形態として、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１２】
図１は、レールを互いに突き合わせて固定するレール継目構造の正面図を示しており、図２は、その側面図を示している。
【００１３】
レールの継目構造１は、レール１４のウェブ（レールウェブ）の両側側面１４ａ、１４ｂにそれぞれレール継目板１３を固定することにより構成されている。このレール継目板１３は、少なくともレール１４の継目部分７０を両側側面から挟み込んで固定するものである。その結果、レール１４の継目部分７０はこれらレール継目板１３を介して連結されることになる。またレール１４は、それぞれ締結装置４５に対してボルト４６で留められている。
【００１４】
このレール継目板１３には、長孔１５が複数個に亘り開削されている。この長孔１５の長軸方向は、レール１４の延長方向に対応している。また、レール１４には、挿通孔１６が開削されている。因みに、この図１、２の例においては、一つのレール継目板１３につき長孔１５を４箇所に連設する例を示しているが、これに限定される趣旨ではなく、いかなる数で構成されていてもよい。
【００１５】
このような構成からなるレール継目構造１において、各レール継目板１３における長孔１５に対してインナーリング１２を嵌合させる。このインナーリング１２は、長孔１５においてレール１４の継目部分７０から離間する側にそれぞれ嵌合されることになる。
３は、レール継目部の斜視図であり、図４はボルト一組分の断面図である。
【００１６】
このレール継目構造に用いられるボルト接合構造は、上記ボルト１１と、上記レール継目板１３と、上記レール１４と、上記ナット１７に加え、さらにインナーリング１２を備えている。
【００１７】
ボルト１１は、各レール継目板１３、レール１４を締め付け固定するための機械要素である。このボルト１１は、雄ネジが切られた先端部１１ａと頭部１１ｂと、これら先端部１１ａと頭部１１ｂの中間に形成されたネジ部が形成されていない棒状部分１１ｃから構成される。このボルト１１における先端部１１ａ及び１１ｂの径は、少なくともインナーリング１２の中心孔１２ａに挿通可能なサイズとなるように構成される。
【００１８】
インナーリング１２は、中央に上記中心孔１２ａが開削されてなるとともに、内側に向かって縮径した外周面を有する。このインナーリング１２の輪郭は、円形であっても、また長円形であってもよい。
【００１９】
レール継目板１３には、図４に示すように、レール１４に対する接合面１３ａへ向けて内周を先細状に傾斜させた長孔１５が貫通されてなる。ちなみにインナーリング１２の外周面の傾斜角は、この長孔１５の内周の傾斜角と略同一となるように形成されている。これにより、長孔１５に対してインナーリング１２を嵌合自在とすることが可能となる。
【００２０】
レール１４には、挿通孔１６が形成されている。挿通孔１６は、ボルト１１の先端部１１ａ及び１１ｂが挿通可能なサイズの径で形成されている。
【００２１】
ナット１７は、中央に雌ネジとしての開口部が開削されてなり、上記ボルト１１の先端部１１ａと螺着可能とされている。
【００２２】
このような構成からなるレール継目構造１において、図４に示すように、レール継目板１３の接合面１３ａと、レール１４の接合面１４ａとを張り合わせる。そして、インナーリング１２の中心孔１２ａからレール１４に形成された挿通孔１６へ向けてボルト１１を挿通させ、レール１４の挿通孔１６から突出させた上記ボルト１１先端をナット１７に螺着させる。このとき、インナーリング１２の外周面をレール継目板１３の長孔１５における端部１５ａ又は端部１５ｂの何れかに嵌合させる。かかる場合において、棒状部分１１ｃは、挿通孔１６の内壁へと接触させた状態とされている。
【００２３】
インナーリング１２における内側に向かって縮径した外周面は、レール１４における長孔１５の内周面と略同一の傾斜角で構成されている。このため、ボルト１１を挿通させたインナーリング１２を長孔１５へと嵌合させると、このインナーリング１２の外周面と長孔１５の内周面同士が互いに当接されることになる。この当接状態を維持したまま、ボルト１１に対してナット１７を螺着させていくと、その螺着に伴う締め付け力に応じて、インナーリング１２の外周面から長孔１５の内周面へ向けて、図４中矢印で示される荷重Ｐが負荷されることになる。長孔１５に負荷された荷重Ｐは、そのまま第１のレール継目板１３へと伝達される。
【００２４】
また、ボルト１１に対してナット１７を螺着させていくと、上述した荷重Ｐに応じた反作用の荷重Ｑが、インナーリング１２に挿通させたボルト１１から挿通孔１６へ向けて負荷されることになる。この挿通孔１６に負荷された荷重Ｑは、そのままレール１４へと伝達されることになる。
【００２５】
即ち、この荷重Ｐと荷重Ｑは互いに作用、反作用の力として構成される。このため荷重Ｐが増大すれば、これに応じて荷重Ｑも増大することになる。また、この荷重Ｐと荷重Ｑは互いに正逆反対方向に力の成分が配向している。これは、ボルト１１とナット１７の螺着の度合いに応じて、レール継目板１３に対して荷重Ｐを、またレール１４に対して荷重Ｑを正逆反対方向に負荷し得ることを意味している。
【００２６】
ちなみに、上述の如き作用を奏するためには、図４に示すようにインナーリング１２の外周面と長孔１５との接触領域２１、並びにボルト１１の軸部１１ａとレール１４との接触領域２２がともに形成されていなければならない。構造上、レール継目板１３について図４中Ｒ方向に、またレール１４について図４中Ｓ方向に位置ズレが生じるようにレール継目板１３の形状を調整することにより上記接触領域２１、２２を容易に作り出すことが可能となる。
【００２７】
図５は図１に示すレール継目構造において、レール１４の継目７０付近の拡大図である。上記のように接触領域２１，２２を作り出した状態において、ボルト１１とナット１７を締め付けることにより、ボルト１１とナット１７との締め付け力に応じて、荷重Ｐが先ず継手板１３へ負荷されるとともに、その反作用の力としての荷重Ｑがレール１４に負荷されることになる。その結果、レール１４は図５に示すように、ボルト１１の軸部１１ａから継目７０へ向けて圧縮荷重Ｑが負荷されることになる。その結果、連結すべきレール１４を継目７０において常時密着させておくことが可能となる。ただし、レールウェブおよびインナーリングとボルトの接触領域においてボルトのネジ山が潰れることがないように、当該部分のみネジ山がないことを特徴とするボルトを使用する。
【００２８】
ちなみに、ボルト１１の挿通方向は、隣接するボルト間において互いに異ならせるようにしてもよい。
【００２９】
即ち、ボルト接合構造１をレールの継目部分７０に適用することにより、当該継目部分７０において遊間を無くすことができるため、継目部分７０上を走行する車両に対して衝撃を与えることを抑制することができる。また、かかる衝撃に伴うレール端部の欠損を防止することも可能となり、ひいてはレールの耐用年数を長くすることも可能となる。
【００３０】
また、上述の例において、ボルト接合部の支圧接合強度を高めるため、インナーリング１２に高強度鋼を、ボルト１１に高力ボルトを用いるようにしても良い。このとき、図６に示すようにボルト本数を減らすことが可能となる。ここで言う高強度鋼とは４００〜８００Ｎ／ｍｍ２級の鋼材を示し、高力ボルトは普通ボルトを始め引張強度１４００Ｎ／ｍｍ２までの強度を発揮するボルトを示す。
【００３１】
さらに、図７に示すようにインナーリング１２とボルト１１およびインナーリング１２とナット１７とを一体化させたインナーリング付ボルト１８およびインナーリング付ナット１９を用いるようにしてもよい。但し、この場合にはインナーリング部の形状は長円形ではなく、円形を用いることが望ましい。これによっても上述した効果を得ることが可能となる。
【００３２】
因みに本発明は、環境温度の変化が小さく、レールの伸縮を無視できる工場建家内のレール等を対象としたものであるが、他のいかなるレール等を対象にしてもよいことは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】レール継目構造の正面図を示す図である。
【図２】レール継目構造の側面図を示す図である。
【図３】レール継目構造の拡大斜視図である。
【図４】レール継目板とレールとを接合する場合について説明するための図である。
【図５】図７に示すボルト接合構造においてレールの継目付近の拡大図である。
【図６】インナーリングに高強度鋼を、ボルトに高力ボルトを用いた例について説明するための図である。
【図７】インナーリングと高力ボルト，およびインナーリングとナットを一体化させた部材を用いた例について説明するための図である。
【符号の説明】
【００３４】
１  レール継目構造
１１  ボルト
１２  インナーリング
１３  レール継目板
１４  レール
１５  長孔
１６  挿通孔
１７  ナット
１８  インナーリング付ボルト
１９  インナーリング付ナット
２１、２２  接触領域
４５  締結装置
４６  ボルト
７０  レールの継目
【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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