JP6054636B2 - 鉄道分岐器、鉄道分岐器用トングレール - Google Patents

Description

本発明は、鉄道分岐器および鉄道分岐器用トングレールに関する。

従来より、左右レールおよびこれに付随する施設を基準線及び分岐線の軌道に分岐させるための構造物として鉄道分岐器が知られている。
この種の鉄道分岐器は、枕木に固定された床板の上に載置されたトングレールを転轍機によって基本レールに隣接する位置と基本レールから離間する位置とで転換させる分岐動作を行うよう構成されている。

そして、上述のトングレールに関しては、例えば次のような技術が開示されている。
すなわち、特許文献１には、曲トングレール１ａおよび曲リードレール１ｂからなる曲線レール１のレール頭頂面２における外軌側３に車輪踏面４との離間面５を研削や切削によって加工形成する点が記載されている。

また、特許文献２には、トングレールにおいて、レール曲げ点から荷重乗り移り点にかけては車輪の輪重受け部と車輪フランジのガイド部とを２つに分離し、輪重受け部をレール頭部の頂面又ゲージコーナ円弧状部内上端部分に、車輪ガイド部をゲージコーナ円弧部内下半部分に位置する断面外形状とし、レールの縦削開始点から長手方向前方部分は、ゲージコーナ円弧形状をほぼ維持しつつ、漸次頭部幅が減少しかつ高さが低くなる断面外形状とする点が記載されている。

また、特許文献３には、トングレールにおいて、曲線状の部分１３から先端部の直線状の部分１４にかけて漸次頭部幅が減少し、直線状の部分には、最先端１５から内側に向けて高くなるような上り勾配１６を経て徐々に幅が広くなるように三角形の頂面１７が形成され、最先端１５から３００ｍｍ内側に入った部分における頂面１７の幅Ｄが９〜１５ｍｍになっている点が記載されている。

特開２００９−９７２３４号公報（第３頁、図１） 特開平７−１２７００１号公報（第３頁、図１〜８） 特開２００７−１６９９９７号公報（第４頁、図３）

しかし、上述のようなトングレールに関する技術には次のような問題があった。
すなわち、特許文献１に記載の技術では、曲トングレール１ａと基本レールとが接する一部の区間では離間面５が有効に作用しないため、この区間でのレールの摩耗の低減が見込めず、この区間での車両の脱線の低減も見込めない。

また、特許文献２に記載の技術では、鉄道車両が滑らかに曲がれなくなるおそれがあった。すなわち、直線から円曲線に急激に変化する線形となっている分岐器のトング部においては大きな横圧が発生するが、トングレールと基本レールの断面形状およびレールと車輪踏面形状との接触条件によっても、分岐器の曲線とは逆方向に輪軸が旋回しようとする輪径差が生じ、このため、線形に起因する横圧に加えてさらに大きな横圧が発生するためであり、上述のような特許文献２に記載の技術では、上述のような横圧が発生して、鉄道車両が滑らかに曲がれなくなるおそれがあった。このような現象が発生すると、ガイド部と車輪フランジとの摩擦が増大してガイド部の摩耗が逆に促進されることとなる。したがって、特許文献２に記載の技術でも同様に、トングレールの摩耗の低減が見込めず、車両の脱線の低減も見込めない。

また、特許文献３に記載の技術では、車輪フランジとの摩擦によってトングレールが摩耗することに変わりはない。したがって、特許文献３に記載の技術でも同様に、トングレールの摩耗の低減が見込めず、車両の脱線の低減も見込めない。

本発明は、このような課題に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、レールの摩耗等に伴う保守量を低減するとともに車両の脱線を防止することが可能な鉄道分岐器および鉄道分岐器用トングレールを提供することにある。

上記課題を解決するためになされた本発明の鉄道分岐器は、トングレールを基本レールに隣接する位置と前記基本レールから離間する位置とで転換させる分岐動作を行う鉄道分岐器において、前記トングレールは、前記隣接位置にある際に前記基本レールに隣接する一方の端部へ他方の端部側から向かうに従って幅寸法が小さくなる平面形状を有するとともに、前記他方の端部側から前記一方の端部に向かうに従って高さ寸法が小さくなる第一の勾配面と、前記第一の勾配面の前記一方の端部側に連続し、前記一方の端部に向かうに従って高さ寸法が小さくなる第二の勾配面と、が縦削りによって形成され、前記第二の勾配面は、前記他方の端部側から前記一方の端部に向かうに従って高さ寸法が小さくなる度合いが前記第一の勾配面よりも大きいことを特徴とする。

また、上記課題を解決するためになされた本発明の鉄道分岐器用トングレールは、基本レールに隣接する位置と前記基本レールから離間する位置とで転換させる分岐動作を行う鉄道分岐器のトングレールにおいて、前記隣接位置にある際に前記基本レールに隣接する一方の端部へ他方の端部側から向かうに従って幅寸法が小さくなる平面形状を有するとともに、前記他方の端部側から前記一方の端部に向かうに従って高さ寸法が小さくなる第一の勾配面と、前記第一の勾配面の前記一方の端部側に連続し、前記一方の端部に向かうに従って高さ寸法が小さくなる第二の勾配面と、が縦削りによって形成され、前記第二の勾配面は、前記他方の端部側から前記一方の端部に向かうに従って高さ寸法が小さくなる度合いが前記第一の勾配面よりも大きいことを特徴とする。

このように構成された本発明の鉄道分岐器および鉄道分岐器用トングレールによれば、縦削り開始点がトングレールの一方の端部側に設定されており、上記縦削り開始点をトングレール先端部に極力近づけたので、分岐器の曲線とは逆方向に輪軸が旋回しようとする輪径差が生じにくく、このような輪径差に起因する横圧を極力小さくすることができる。したがって、本発明の鉄道分岐器および鉄道分岐器用トングレールによれば、鉄道車両が分岐線側を通過する際の横圧を低減して、レールの摩耗等に伴う保守量を低減するとともに車両の脱線を防止することができる。

鉄道分岐器１およびトングレール１０を示す概略構成図であり、（ａ）は鉄道分岐器１の平面図であり、（ｂ）はトングレール１０の側面図である。 トングレール１０の断面形状を示す新幹線１８番片開き分岐器を例とした説明図であり、（ａ）はトングレール１０の先端１０ａから３００ｍｍの箇所での断面形状を示し、（ｂ）はトングレール１０の先端１０ａから２０００ｍｍの箇所での断面形状を示し、図２（ｃ）はトングレール１０の先端１０ａから３４００ｍｍの箇所での断面形状を示し、図２（ｄ）はトングレール１０の先端１０ａから４５００ｍｍの箇所での断面形状を示し、図２（ｅ）はトングレール１０の先端１０ａから５７００ｍｍの箇所での断面形状を示す。 トングレール１０の先端１０ａからの距離に対する輪径差の変化を示す説明図である。

以下に本発明の実施形態を図面とともに説明する。なお、本発明は下記実施形態に限定されるものではなく、様々な態様にて実施することが可能である。
図１（ａ）に示す鉄道分岐器１は、左右レールおよびこれに付随する施設を基準線及び分岐線の軌道に分岐させるための構造物であり、枕木に固定された床板の上に載置されたトングレール１０を基本レール２０に隣接する位置と基本レール２０から離間する位置とで転換させる分岐動作を行うよう構成されている。なお、図１（ａ）では、鉄道分岐器１が備える構成のうちトングレール１０および基本レール２０のみを図示している。また、本実施形態では、新幹線１８番片開き分岐器を例に説明する。

なお、以下の説明では、本発明が適用されたトングレール１０について説明し、鉄道分岐器１のその他の構成については公知技術に従っているのでその詳細な説明は省略する。
次に、本実施形態のトングレール１０（新幹線１８番片開き分岐器用のトングレール）の具体的な構成について説明する。

トングレール１０は、図１（ａ）に示すように、隣接位置のある際に基本レール２０に隣接する一方の端部（以下先端）１０ａへ他方の端部（以下後端）１０ｂ側から向かうに従って幅寸法が小さくなる平面形状を有する。また、トングレール１０は、図１（ｂ）に示すように、先端１０ａへ後端１０ｂ側から向かうに従って高さ寸法が小さくなる第一の勾配面１０ｃと、第一の勾配面１０ｃの先端に連続し、先端１０ａに向かうに従って高さ寸法が小さくなる第二の勾配面１０ｄと、が形成されている。また、第一勾配面１０ｃおよび第二の勾配面１０ｄは縦削りによって形成され、トングレール１０に対して縦削りを開始する縦削り開始点１０ｅがトングレール１０の先端側に設定されている。なお、トングレール１０の縦削り開始点１０ｅよりも後方の部分は、平坦な面（平坦面１０ｆ）となっている。従来の新幹線１８番片開き分岐器用のトングレールでは縦削り開始点がトングレールの先端から５７００ｍｍの箇所に設定されているのが一般的であったが（例えば、図２（ｅ）中に一点鎖線の引き出し線で図示する符号１０ｅの部分）、本実施形態では、縦削り開始点１０ｅは、トングレール１０の先端１０ａから３４００ｍｍの箇所に設定されている（例えば、図２（ｃ）中に実線の引き出し線で図示する符号１０ｅの部分）。

次に、トングレール１０の断面形状について図２を参照して説明する。なお、図２では、従来のトングレールの断面形状を太線で示すとともに符号を付すための引き出し線を一点鎖線で示し、本実施形態のトングレール１０の断面形状を細線で示すとともに符号を付すための引き出し線を実線で示す。

例えば、従来の新幹線１８番片開き分岐器のトングレールは、先端（基本レールに離間する側の端部）から縦削り開始点（図２（ｅ）参照）までの距離が５７００ｍｍである。これに対して、本実施形態のトングレール１０では、縦削り開始点１０ｅでのトングレール幅を１５ｍｍ以上確保した場合、先端１０ａから縦削り開始点１０ｅ（図２（ｃ）参照）までの距離は３４００ｍｍとなる。

また、図２（ａ）に例示するように、第一の勾配面１０ｃと第二の勾配面１０ｄとの境界でもあるトングレール１０の先端１０ａから３００ｍｍの箇所では、従来のトングレールの断面形状と本実施形態のトングレール１０の断面形状との変化はない。以後、図２（ｅ）に例示するようにトングレール先端１０ａから５７００ｍｍの箇所で従来のトングレールの断面形状と本実施形態のトングレール１０の断面形状とで高さが再び同一となるまで、従来のトングレールの断面形状よりも本実施形態のトングレール１０の断面形状の方が高くなっている（図２（ｂ）〜（ｄ）参照）。そして、図２（ｃ）に例示するトングレール１０の先端１０ａから３４００ｍｍの箇所（縦削り開始点１０ｅ）では、本実施形態のトングレール１０が基本レール２０と同一の高さとなっている。

次に、トングレール１０の輪径差について図３を参照して説明する。
すなわち、例えば新幹線１８番片開き分岐器の曲線半径１１０６ｍを滑らかに曲がるには、０．５８ｍｍの輪径差が必要である（図中の「必要輪径差」に相当）。従来のトングレール（図中の「現行断面」が相当）では、トングレール先端からの距離が増すにつれ、乗移り点（縦削り開始点）までの範囲で逆向きに転向する側の輪径差が増加し、最大で０．４１ｍｍとなる。一方、本実施形態のトングレール１０（図中の「変更断面」が相当）では、逆向きの輪径差の最大値は０．２９ｍｍに減少しており、転向横圧の低減が可能と評価できる。

このように本実施形態の鉄道分岐器１およびトングレール１０によれば、縦削り開始点１０ｅをトングレール１０の先端１０ａに極力近づけたので、分岐器の曲線とは逆方向に輪軸が旋回しようとする輪径差が生じにくく、このような輪径差に起因する横圧を極力小さくすることができる。したがって、本実施形態の鉄道分岐器１およびトングレール１０によれば、鉄道車両が分岐線側を通過する際の横圧を低減して、レールの摩耗等に伴う保守量を低減するとともに車両の脱線を防止することができる。

１…鉄道分岐器、１０…トングレール、１０ａ…トングレールの先端、１０ｂ…トングレールの後端、１０ｃ…第一の勾配面、１０ｄ…第二の勾配面、１０ｅ…縦削り開始点、１０ｆ…平坦面、２０…基本レール

Claims (2)

1. トングレールを基本レールに隣接する位置と前記基本レールから離間する位置とで転換させる分岐動作を行う鉄道分岐器において、
   前記トングレールは、
   前記隣接位置にある際に前記基本レールに隣接する一方の端部へ他方の端部側から向かうに従って幅寸法が小さくなる平面形状を有するとともに、
   前記他方の端部側から前記一方の端部に向かうに従って高さ寸法が小さくなる第一の勾配面と、前記第一の勾配面の前記一方の端部側に連続し、前記一方の端部に向かうに従って高さ寸法が小さくなる第二の勾配面と、が縦削りによって形成され、
   前記第二の勾配面は、前記他方の端部側から前記一方の端部に向かうに従って高さ寸法が小さくなる度合いが前記第一の勾配面よりも大きいこと
   を特徴とする鉄道分岐器。
2. 基本レールに隣接する位置と前記基本レールから離間する位置とで転換させる分岐動作を行う鉄道分岐器のトングレールにおいて、
   前記隣接位置にある際に前記基本レールに隣接する一方の端部へ他方の端部側から向かうに従って幅寸法が小さくなる平面形状を有するとともに、
   前記他方の端部側から前記一方の端部に向かうに従って高さ寸法が小さくなる第一の勾配面と、前記第一の勾配面の前記一方の端部側に連続し、前記一方の端部に向かうに従って高さ寸法が小さくなる第二の勾配面と、が縦削りによって形成され、
   前記第二の勾配面は、前記他方の端部側から前記一方の端部に向かうに従って高さ寸法が小さくなる度合いが前記第一の勾配面よりも大きいこと
   を特徴とする鉄道分岐器のトングレール。