JP4921525B2 - ノーズ可動クロッシング構造 - Google Patents

Description

本発明は、鉄道線路で使用される分岐器内のクロッシング構造に関し、特に、ノーズレールが可動する機能を有するノーズ可動クロッシング構造において、異なった踏面形状を有する車輪が走行する場合の騒音及び振動発生の抑制を図る構造に関する。

鉄道線路の分岐器１００は、図６に示すように、右基本レール１０１，左基本レール１０２，右主レール１０３，左主レール１０４，右トングレール１０５，左トングレール１０６，右リードレール１０７，左リードレール１０８を敷設して基準線に対して分岐線が分岐される構造であり、基準線と分岐線との交差部分にクロッシングレール１１０が使用され、クロッシングレールに対向する位置の各主レール内側にガードレール１０９がそれぞれ設けられている。前記クロッシングレール１１０は、全てのレールを固定式とした固定クロッシング構造と、一部のレールを転換に応じて可動式とした可動クロッシング構造とに大別される。

固定クロッシング構造は、図７に示すように、右ウイングレール１１１と左ウイングレール１１２とを対向して配置固定し、後端側のウイングレール間にノーズレール１１３を配置固定して構成されている。各ウイングレール間、各ウイングレールとノーズレール間には間隔材１１４が配置され、各レールは一定の間隔で固定されている。

上記固定クロッシング構造によれば、その構造上、車輪が走行するウイングレールとノーズレールとの間に軌間線欠線部が生じるため、次の（ａ）〜（ｃ）に示すような欠点がある。
（ａ）異線進入防止用のガードレール１０９（図６）を必要とし、また、ガードレール１０９に対して背面横圧が発生するので、列車通過速度が制限される。
（ｂ）ウイングレール１１１，１１２とノーズレール１１３の間の車輪乗り移りの際、乗り移り衝撃が発生し、この部分に長時間の使用によって落ち込み損耗を引き起こす。
（ｃ）ウイングレール１１１，１１２またはノーズレール１１３に落ち込み損耗が生じると、列車通過時に列車の動揺及び騒音と振動が発生する。

一方、軌道を走行する車輪には、図８に示すような、基本踏面を有する車輪Ｘ（図８（ａ））、修正円弧踏面を有する車輪Ｙ（図８（ｂ））、擬似フランジ踏面を有する車輪Ｚ（図８（ｃ））が存在する。

図９のような固定クロッシングに対して、図８（ａ）の基本踏面形状を有する車輪Ｘが背向で走行する場合、クロッシングの乗り移り部のＡ―Ａ断面（図１０（ａ））の状態からＢ−Ｂ断面（図１０（ｂ））の状態を経て、Ｃ−Ｃ断面（図１０（ｃ））へと走行しながらノーズレール１１３よりウイングレール１１２に下り段走行となる。
図８（ｂ）の修正踏面形状を有する車輪Ｙが走行する場合、クロッシングの乗り移り部のＡ―Ａ断面（図１１（ａ））の状態からＢ−Ｂ断面（図１１（ｂ））の状態を経て、Ｃ−Ｃ断面（図１１（ｃ））へと走行しながらノーズレール１１３よりウイングレール１１２に上がり段走行となる。
図８（ｃ）の擬似フランジ踏面形状を有する車輪Ｚが走行する場合、クロッシングの乗り移り部のＡ―Ａ断面（図１２（ａ））の状態からＢ−Ｂ断面（図１２（ｂ））の状態を経て、Ｃ−Ｃ断面（図１２（ｃ））へと走行しながらノーズレール１１３よりウイングレール１１２に上がり段走行となる。

すなわち、クロッシングの踏面勾配と異なった踏面形状を有する車輪がクロッシング上を走行すると、車輪乗り移り部で上り段・下り段走行を車輪毎に繰り返すことから、衝撃荷重による騒音・振動が発生し、踏面に損傷の発生を誘発する要因となる。

騒音及び振動の発生の抑制を目的として開発された可動クロッシング構造は、一部のレールを転換に応じて可動式とし、上述した軌間線欠線部を無くすことにより、ウイングレールとノーズレールの間の車輪乗り移りが円滑となり、長時間使用しても車輪の落ち込みによる損耗を引き起こさない構造としている。

可動クロッシング構造は、例えば図１３に示すように、ノーズレールとウイングレールとの欠線部を無くすため、可動ノーズレール１１３が各ウイングレール１１１，１１２に転換密着する構造となっている。可動ノーズレール１１３は、その先端下部にレールに交差する方向に転てつ棒１１５が連結されており、その転換動作により可動ノーズレール１１３の位置が変化するようになっている。

近年、鉄道の高速化及び鉄道沿線の環境対策面及び乗り心地向上面から、鉄道線路において低騒音及び低振動の列車動揺を抑制できる敷設構造が要求されている。可動クロッシング構造は、固定クロッシング構造に比較して騒音及び振動の発生は少ないが、図８で示したような複数の異なる車輪踏面形状の車輪が走行する在来線では、低騒音、低振動の効果が十分に発揮されないという問題があった。

すなわち、在来線において可動クロッシングを敷設した場合、基本踏面を有する車輪Ｘ（図８（ａ））、修正円弧踏面を有する車輪Ｙ（図８（ｂ））、擬似フランジ踏面を有する車輪Ｚ（図８（ｃ））がそれぞれ可動クロッシングを走行するので、図１０〜図１２で説明した固定クロッシングの場合と同様に、車輪の形状の違いにより車輪の乗り移り部で上り段・下り段走行が車輪毎に繰り返して行われ、衝撃荷重による騒音及び振動が依然として発生し、また、クロッシングの耐用年数を縮める要因となる。

本発明は上記実情に鑑みて提案されたもので、ノーズレールが可動する可動ノーズクロッシング構造において、踏面形状が異なる車輪が走行する場合においても、可動ノーズクロッシングの乗り移り部において衝撃荷重による騒音や振動の発生を抑制する構造を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため本発明は、一対の固定ウイングレールと、各固定ウイングレールにそれぞれ対向する各主レールを配設することで基準線側と分岐線側を形成し、前記ウイングレール間に位置する可動ノーズレールにより前記基準線側と分岐線側の転換を行う機構を備えたクロッシング構造において、次の構成を含むことを特徴としている。
前記各固定ウイングレールと前記可動ノーズレールとの相互で車輪が乗り移る際の各固定ウイングレールの車輪乗り移り部におけるレール踏面について、前記各固定ウイングレールに対応する主レールに対してそれぞれ反対側に位置する固定ウイングレールの頭面を可動ノーズレールの先端側が狭くなるように長手方向に斜めに切削することで、固定ウイングレールの踏面が前記可動ノーズレール幅に反比例するように先端側を広く形成する。

請求項２は、請求項１のノーズ可動クロッシング構造において、前記可動ノーズレールに、その長手方向の中心に沿った頂線部を形成したことを特徴としている。

本発明によれば、各固定ウイングレールの車輪乗り移り部におけるレール踏面について、前記各固定ウイングレールに対応する主レールに対してそれぞれ反対側に位置する固定ウイングレールの踏面を前記可動ノーズレール幅に反比例するように可動ノーズレールの先端側が広くなるように頭面を長手方向に斜めに切削することで、踏面形状が異なる車輪が走行する場合に、この部分が車輪に当接することを防ぐことで、上がり段走行及び下り段走行の繰り返しを防止し、騒音及び振動の発生を抑制することを可能とした。
また、可動ノーズレールに頂線部を設けることで、車輪の踏面に対して確実に線接触させることができる。

本発明のノーズ可動クロッシング構造の概略構成を示す平面説明図である。 本発明のノーズ可動クロッシング構造の要部構成を示す平面説明図である。 （ａ）（ｂ）は基本踏面形状を有する車輪が可動クロッシングを乗り移る場合の断面説明図である。 （ａ）（ｂ）は修正円弧踏面形状を有する車輪が可動クロッシングを乗り移る場合の断面説明図である。 （ａ）（ｂ）は疑似フランジ踏面形状を有する車輪が可動クロッシングを乗り移る場合の断面説明図である。 分岐器の構成を示す平面説明図である。 固定クロッシング構造の平面説明図である。 （ａ）〜（ｃ）は踏面形状が異なる車輪が軌道を走行する場合の断面説明図である。 固定クロッシング構造の平面説明図である。 （ａ）〜（ｃ）は基本踏面形状を有する車輪が固定クロッシングを乗り移る場合の断面説明図である。 （ａ）〜（ｃ）は修正円弧踏面形状を有する車輪が固定クロッシングを乗り移る場合の断面説明図である。 （ａ）〜（ｃ）は疑似フランジ踏面形状を有する車輪が固定クロッシングを乗り移る場合の断面説明図である。 ノーズ可動クロッシング構造の要部を示す平面構成説明図である。

本発明の実施の形態の一例としてのノーズ可動クロッシング構造について、図１及び図２を参照しながら説明する。図中、図６と同様の構成を取る部分については同一符号を付している。

ノーズ可動クロッシング構造は、図１に示すように、一端が転てつ棒１に連結される可動ノーズレール２と、右側の固定ウイングレール３及び左側の固定ウイングレール４と、各固定ウイングレールに対向する右主レール１０３及び左主レール１０４をそれぞれ床板（図示せず）上に設置して構成されている。
すなわち、ノーズ可動クロッシング構造は、一対の固定ウイングレール３，４と、各固定ウイングレールにそれぞれ対向する各主レール１０４，１０３を配設することで基準線側と分岐線側を形成し、固定ウイングレール間に位置する可動ノーズレール２により基準線側と分岐線側の転換を行う機構を備えている。
可動ノーズレール２は、転てつ棒１の操作により、先細となる先端部２ａが固定ウイングレール３又は固定ウイングレール４に密着することで欠線部が無くなるようになっている。

本発明の特徴的な構成は、クロッシングにおける車輪の乗り移り部での固定ウイングレール３及び固定ウイングレール４の断面形状にある。
すなわち、固定ウイングレール４と可動ノーズレール２との相互で車輪が乗り移る際の各固定ウイングレールの車輪乗り移り部におけるレール踏面について、固定ウイングレール４に対応する主レール１０３に対して反対側に位置する固定ウイングレール４の切削頭面部４ａ（図２における斜線部分）を対応する可動ノーズレール２の頭部幅に応じて可動ノーズレール２の先端側が狭くなるように長手方向に斜めに切削することで、固定ウイングレール４の踏面が可動ノーズレール２の頭部幅に反比例するように先端側を広く形成している。
すなわち、図２において、（イ）〜（ロ）部分は、固定ウイングレール４の踏面を可動ノーズレール２の頭部幅に反比例するように左側（先端側）が広くなり、（ハ）〜（二）部分は、固定ウイングレール４の頭面を可動ノーズレール２の頭部幅に応じて左側（先端側）が狭くなるように長手方向に斜めに切削して構成する。
同様に、固定ウイングレール３と可動ノーズレール２との相互で車輪が乗り移る際の固定ウイングレール３の車輪乗り移り部におけるレール踏面について、固定ウイングレール３に対応する主レール１０４に対して反対側に位置する固定ウイングレール３の切削頭面部３ａ（図２における斜線部分）を対応する可動ノーズレール２の頭部幅に応じて可動ノーズレール２の先端側が狭くなるように長手方向に斜めに切削することで、固定ウイングレール３の踏面が可動ノーズレール２の頭部幅に反比例するように先端側を広く形成している。

すなわち、図２の固定ウイングレール４の乗り移り部においては、切削踏面部４ａを図の上方側が低くなるように、且つ 右側の切削面の幅が広くなるように長手方向に斜めに切削する。
同様に、固定ウイングレール３の乗り移り部においては、切削踏面部３ａを図の下方側が低くなるように、且つ 右側の切削面の幅が広くなるように長手方向に斜めに切削する。

また、可動ノーズレール２には、乗り移り部において、長手方向の中心に沿うように頂線部２ｃを形成する。この頂線部２ｃは、可動ノーズレール２を固定ウイングレール４及び固定ウイングレール３に密着させ（基準線側、分岐線側を形成）、踏面を指示勾配に切削することで形成される。

上述のように構成することで、列車が背向走行により進入するに際して、基本踏面形状を有する車輪Ｘ（図８（ａ））が走行する場合、クロッシングの乗り移り部のＥ―Ｅ断面（図３（ａ））の可動ノーズレール２からＦ−Ｆ断面（図３（ｂ））の箇所で固定ウイングレール４に乗り移る。

また、修正踏面形状を有する車輪Ｙ（図８（ｂ））が走行する場合、クロッシングの乗り移り部のＥ―Ｅ断面（図４（ａ））の可動ノーズレール２からＦ−Ｆ断面（図４（ｂ））の箇所で固定ウイングレール４に乗り移る。

擬似フランジ踏面形状を有する車輪Ｚ（図８（ｃ））が走行する場合、クロッシングの乗り移り部のＥ―Ｅ断面（図５（ａ））の可動ノーズレール２からＦ−Ｆ断面（図５（ｂ））の箇所で固定ウイングレール４に乗り移る。

図３〜図５から解るように、固定ウイングレール４の頭部の左側部分（図２に平面図における斜線部４ａ）が切削されることで、この部分が踏面形状の異なる各車輪と接触することを防止できる。
また、可動ノーズレール２に頂線部２ｃを形成することで、車輪と可動ノーズレール２とを面接触させることができる。

対向走行時の乗り移りは、Ｆ−Ｆ断面からＥ−Ｅ断面へ車輪が乗り移ることになるが、レール踏面と車輪踏面との接触状態は背向走行と同様となる。
また、可動ノーズレール２が転換されて固定ウイングレール３側に接触した場合についても、背向及び対向走行時におけるレール踏面と車輪踏面との接触状態は図３〜図５と同様となる。

上述したクロッシング構造によれば、クロッシングの踏面勾配と異なった踏面形状の車輪がクロッシング上を走行する場合であっても、ウイングレールの乗り移り部の踏面幅を斜めに切削することで、車輪乗り移り部で上り段・下り段走行することなくスムーズに、ノーズレール及びウイングレールへ乗り移ることができ、衝撃荷重による騒音、振動が発生を抑制することで、一般軌道と同等な騒音・振動を維持することが可能となる。

１…転てつ棒、 ２…可動ノーズレール、 ２ａ…先端部、 ２ｂ…側面部、 ２ｃ…頂線部、 ３…固定ウイングレール、 ３ａ…切削頭面部、 ４…固定ウイングレール、 ４ａ…切削頭面部、 １０３…右主レール、 １０４…左主レール、 １１０…クロッシングレール。

Claims (2)

1. 一対の固定ウイングレールと、各固定ウイングレールにそれぞれ対向する各主レールを配設することで基準線側と分岐線側を形成し、前記ウイングレール間に位置する可動ノーズレールにより前記基準線側と分岐線側の転換を行う機構を備えたクロッシング構造において、
   前記各固定ウイングレールと前記可動ノーズレールとの相互で車輪が乗り移る際の各固定ウイングレールの車輪乗り移り部におけるレール踏面について、
   前記各固定ウイングレールに対応する主レールに対してそれぞれ反対側に位置する固定ウイングレールの頭面を可動ノーズレールの先端側が狭くなるように長手方向に斜めに切削することで、固定ウイングレールの踏面が前記可動ノーズレール幅に反比例するように先端側を広く形成して成る
   ことを特徴とするノーズ可動クロッシング構造。
2. 前記可動ノーズレールに、その長手方向の中心に沿った頂線部を形成した請求項１に記載のノーズ可動クロッシング構造。

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