JP2006228691A - レールボンド端子 - Google Patents

Abstract

【課題】鉄道におけるレールボンドにおいて、列車通過時の振動によりレールボンド端子末端部よりボンド導線が断線したり、レールから剥離することがない長時間使用できるボンドを形成できるレールボンド端子を提供する。
【解決手段】本発明は、ボンド導線部、入れ込み導線部、端子パイプ部からなり、端子パイプ部中央にボンド導線部と入れ込み導線部との間に間隙を設けて挿入し、該間隙部をかしめてなるレールボンド端子、及びレールボンド導線部を両端から挿入し中央部に間隙を設け、該間隙部をかしめてなるレールボンド端子並びにレールボンド端子の終端近くをかしめてなるレールボンド端子。
【選択図】図１

Description

本発明は、鉄道におけるレールとレール間に設けるレールボンド用レールボンド端子に関する。

レールボンドは、鉄道のレールとレールの締結部の信号の回路、電動車両の電力回路を構成する重要な部品である。これが破損または断線したときは信号に重大な支障を生じ、また電気を動力とする車両の運転に大きな影響を与える。
通常、レールボンドは導電体からなる多数の電線からなり、端末にレールボンド端子が固定されており、端末のレールボンド端子をレールとレールの締結部の夫々のレールに溶接固定し電気回路を構成している。

レールボンドをレールに溶接するには低温溶接または高温溶接があり、低温溶接はハンダ付けによる溶接があるが、この方法ではボンド導線が切れたり、レールボンド端子から剥離したりすることがある。
一方、高温溶接は溶接される側を溶融して溶接するので剥離によるレールボンド端子の脱落はない。高温溶接法として銅テルミット工法がある。銅テルミット工法による溶接は、坩堝内で酸化銅とアルミニウム粉末との混合物を反應させて得た溶融銅により、レール、ボンド導線、レールボンド端子を共に溶かし込んでレールボンドをレールに溶接させるものである。このとき、ボンド導線が溶けずに十分に溶着しないことがある。

レールボンドは、列車の通過による振動が、ボンド導線を振動させ、その振動が十分に溶着しなかったボンド導線部に蓄積され溶着部から剥離してしまうことがある。一般に銅テルミット工法で取りつけられたボンドは、溶け込んだ導線部を構成する銅が高温になり、脆くなり、列車の通過による振動がボンド導線を疲労させ、その疲労がボンド導線部に蓄積し断線するものと考えられている。

レールボンド端子には、レールに取りつける方向があり、溶着施工時のボンド端子が逆を向いたりするとボンド導線をねじり直さなければならない。

レールボンドを銅テルミット工法でレールに溶接する際には溶融銅によりレールとボンド導線が溶着するが、溶融銅の流れや、微妙なボンド導線の位置により、ボンド導線が十分に溶着しないことがある。また、ボンド溶接時に溶け込んだボンド導線は銅金属成分の組織が変化し脆くなるため、振動が伝わると疲労が蓄積し断線することがある。
レールボンドをレールに溶接するときレールボンド端子の方向性があるため、施工時に端子が逆方向を向いていると、手直しをする必要があるため作業性が悪い等の問題がある。
本発明は断線することがないか、または、断線するまでに長時間使用できるレールボンド端子を提供しようとするものである。

本発明は、ボンド導線部、入れ込み導線部、端子パイプ部からなり、端子パイプ部中央にボンド導線部と入れ込み導線部との間に間隙を設けて挿入し、該間隙部をかしめてなるレールボンド端子にある。
さらに本発明は、両端にボンド導線部、中間は端子パイプ部からなり、端子パイプ部の両端よりボンド導線を挿入し、中央に間隙を設けて該間隙部をかしめてなるレールボンド端子にある。
また本発明は、端子パイプの両端または片方の終端近くをかしめてなる上記にある。

本発明によれば、レールボンド端子を形成するボンド導線部と入れ込み導線部をボンド中央部の端子パイプ内において間隙を設けて挿入し、レールボンド端子内に間隙を設けてあるため、間隙を設けたレールボンド端子を構成するパイプを溶かすとこの間隙に溶融銅が流れ込み確実にボンド導線を溶着させることができる。その上レールボンド端子パイプ部の両端または片方の終端をかしめているため端子末端部からからレールボンド導線が抜けるようなことはない。
更に本発明のレールボンド端子を用いてレールに溶着する際に、溶融銅が前記間隙を通り、ボンド導線とレールを均等に溶着させることができ品質の均一の溶着が得られる。

また、両端にボンド導線加工したレールボンドは、パイプ中央部がかしめられ、２本のボンド導線が出ているのでこのレールボンドをレールに溶着すれば、たとえば２本のレールボンドを必要とする場合１本のレールボンドで足り施工の効率性が向上する。
さらにレールボンド端子の終端にかしめを施しているので、レールボンド溶着時の熱により脆くなっているボンド導線部に列車の通過時に起因する振動がかかりにくくなり、列車の通過時の振動はレールボンド端子中央部に達するまでに減少しているので、レールボンドの断線を防ぐことができ、また、断線に至るまでの時間が延長されボンド切断までの寿命が伸び、施工品質が向上する。

さらに本発明のレールボンド端子は、断面円形のため別記坩堝でレールに溶接する場合位置決めを考慮することなく坩堝の溶着溝に挿入でき、また、右、左の方向性がないため１つの坩堝で溶着作業ができ、レールへのレールボンド端子溶着施工の作業性が向上する。

以下、本発明について詳細に説明する。
本発明のレールボンド端子は図に示すように、導体からなる端子を構成するパイプ１内に、ボンド導線部２と、パイプ１の反対の端から入れ込み導線部３を挿入し、パイプ１内で両線をつき合わせする部分に長さ２〜６ｍｍの間隙４を設けておいて、該間隙４が中心となるようにしてパイプ１中央部にかしめ５を施す。かしめ部５の長さはレールボンド端子全体の長さの３分の１程度で、その中間位置にボンド導線２−１と入れ込み導線３−１からなる上記間隙４を構成している。間隙部４は２〜６ｍｍ程度好ましくは３〜５ｍｍである。

レールボンド端子中央部のかしめ５はその中間位置にボンド導線２−１と入れ込み導線３−１からなる間隙４を構成しているので、レールとの溶着時に、その間隙４に坩堝から流下する溶融銅がボンド導線を構成する細線間に浸透し、ボンド導線を溶融し使用時の列車通過時の振動などによる断線、抜け線を防ぐ効果がある。
また、レールボンド端子中央部かしめ部５は、径がその前後より細くなるので、レールボンド端子をレールに溶着固定する場合にレールとレールボンド端子との間に間隙（図面符号１２）を設けることができ、その上多角形にしてあるとレールとの間で平行面ができ、その間隙幅が溶接の厚さとなるので断面円形よりなる端子及び本発明端子においてかしめてない部分より溶着性が良く、かつ溶着も強固となり、レールとの固定が十分でレールから剥離するようなことがない。

端子中央部をかしめる際多角にする場合は好ましくは５〜８角形にかしめることが好ましい。
また本発明では、レールボンド端子の導線２−１側の終端近くにかしめ６を施すことも包含する。このかしめ部６は５〜８角程度の多角形にすることが好ましい。こうすることにより列車の運行時の繰り返し振動によるボンドの断線を防ぎ、または断線に至るまでの時間を延長することができる。また、本発明において図４に示すように両端にボンド導線を挿入することもでき、この場合はパイプ１の終端近くに同様のかしめ６、６−１を設けることが好ましい。
図２は、図１または図４の中央かしめ部のＡ−Ａ’断面を、図３は図１または図４のＢ−Ｂ’断面を示している。また、図５は図１及び図４のＣ−Ｃ’断面を示している。

図６は、本発明のレールボンド端子を用いてレールにボンドを溶着するためのテルミット溶接加工の坩堝の概念図を示しており、坩堝本体７中でテルミット反応により生成した銅の流れは湯道８を通り溶接部９に到達、溶接部９は左に溝１０−１、右に溝１０−２の半円形の溶接部を形成している。レールボンド端子をレールに溶着するには、溶接部９に端子中央部が来るように半円形の溝１０−１、１０−２に設置し、反対側（図面の手前）にレールにボンドを溶着する位置に治具を当接仮固定し、坩堝７の反応炉１１に充填したテルミット材を反応させ、生成した高温の溶融銅が湯道８から溶着部９に達し、レールボンド端子中央部パイプを溶融、さらに、左右の溶接部１０−１、１０−２にてパイプを溶融しながらボンド導線の間隙４及びレールボンド端子とレールとの間隙１２を充満してレール、ボンド導線、レールボンド端子を溶融して溶着を終了する。

本発明のレールボンド端子は、以上のように導体からなるパイプ１の両端から中央部に所定の間隔を設けて半円形の溝１０−１、１０−２に当接してレールボンド端子を置き、中央間隙部４に湯道８から落下する溶融銅が流入してパイプを溶かし、上記間隙からレールボンド端子内のボンド導線内に侵入しレールボンド端子を構成するボンド導線を溶解固着するとともに周囲の空間を満たしレールに溶着固定する。レール（図示していない）に対する溶着は、強固でボンドとして使用中列車通過時にかかる長期の振動に耐え、容易に断線するようなことはなくレールから剥離するようなことはない。

次に、実施例及び比較例により本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例によって制限されるものではない。
［実施例１］
図１に示すものは本発明のレールボンド端子の側面図を示しており、長さ７０ｍｍの導体からなるパイプ１に多数の銅線束からなるレールボンドを構成する導体２−１及び入れ込み導線部をパイプ１の両端から中央部で４ｍｍ離して間隙を設け、間隙部４を中心にしてパイプの中央部の長さ２０ｍｍを、断面を図２に示すように正８角形にかしめた。５は導体のかしめ部である。一方、導体２−１挿入部端より５ｍｍの所から４ｍｍの幅で正８角にかしめ６を施した。この端部のかしめ６によりボンド使用中列車通過時の振動が端子中央部のボンド導線に伝わりにくくなり断線までの寿命が延び、長期の使用に堪え安全運転に寄与する。
かしめ部の断面を図５に示した。

［実施例２］
実施例１において図４に示したように両端にレールボンドを構成する導体２−１及びレールボンドを構成する導体３−１をパイプ部両端から挿入し、間に間隙４ｍｍを設けた他は、実施例１と同様に加工してレールボンド端子を製作した。本例においては図４に示したごとくレールボンドを構成する導体３−１の終端にも実施例１と同様に導線挿入端部より５ｍｍの位置に幅４ｍｍの正８角のかしめ６、６−１を施し、左右対称のレールボンド端子を製作した。

［比較例１］
実施例１において多数の銅線束からなるレールボンドを構成する導体を間隙０ｍｍとしてパイプ１に挿入した他は、実施例１と同様に加工してレールボンド端子を製作した。しかし、この例の場合は、ボンド導線が十分に溶着しなかった。

［比較例２］
比較例１において間隙を１０ｍｍとしてレールボンド端子を製作した。この場合もボンド導線が十分に溶着しなかった。

本発明のレールボンド端子は、断面円形のためボンド付けに当たりレールに取りつける方向性がなく１つの治具で左方向、右方向の何れにも溶着することができるので作業性が向上する。また、長時間断線することがないので、また断線するまでの時間（期間）が長くなり、列車の安全運行に寄与すること極めて大である。
また、本発明のレールボンド端子は、左右の方向性がないので１つの坩堝で作業ができ作業性が高い。

レールボンド端子の側面図である。 図１及び図４のＡ−Ａ’断面図である。 図１及び図４のＢ−Ｂ’断面図である。 他の態様のレールボンド端子の側面図である。 図１及び図４のＣ−Ｃ’断面図である。 本発明の実施に使用されるテルミット溶接の坩堝の斜視図である。

符号の説明

１：パイプ
２：ボンド導線部
３：入れ込み導線部
４：間隙
５：中央かしめ部
６：終端かしめ部
７：坩堝の斜視図
８：湯銅
９：溶着部
１０：溶着部
１１：反応炉
１２：レールとかしめの間隙

Claims (5)

1. ボンド導線部、入れ込み導線部、端子パイプ部からなり、端子パイプ部中央にボンド導線部と入れ込み導線部との間に間隙を設けて挿入し、該間隙部をかしめてなるレールボンド端子。
2. 端子パイプの終端近くにかしめ部を設けた請求項１記載のレールボンド端子。
3. 両端にボンド導線部、中間は端子パイプ部からなり、端子パイプ部中央部に両端よりボンド導線部を、端子パイプの中間に間隙を設けて挿入し、該間隙部をかしめてなるレールボンド端子。
4. 端子パイプ両端の終端近くにかしめ部を設けた請求項３記載のレールボンド端子。
5. 端子パイプ中央をかしめることによってレールと端子パイプとの間に間隙を生じせしめた請求項１または３のレールボンド端子。
   

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