JP4723284B2 - 車輪ガード装置 - Google Patents

Description

本発明は、軌間内または軌間外側に敷設して、車輪をガードする装置に関する。

例えば、曲線軌道などを列車が走行した場合に、図７に示すように、車輪４１が本線レール４２から外れないようにガードするガード部材を本線レール４２に平行に軌間内に配置することが一般に行われている。このガード部材による脱線防止構造の一例は図８に示すとおりである。図８において、本線レール４２に平行に（紙面直角方向に）ガード部材４３を配し、ブロック４４と座金４５、４６、４７を介して、ボルト４８とナット４９およびボルト５０とナット５１を用いて締結することによりガード部材４３を保持する構造である。なお、紙面直角方向には、複数組のボルト−ナット締結構造を備えている。

ところで、一般に軌道沈下を防止するために、図９（ａ）に示すように、最も荷重のかかるレール５２、５２直下付近のバラスト５３をタイタンパーあるいはマルチプルタイタンパーと称する道床バラスト突き固め機械で密に突き固めるという作業が必要に応じて行われており、レール５２、５２直下以外のバラスト５４は比較的粗な状態にされる。というのは、レールを介して受ける垂直方向の荷重はレール直下付近が最大であり、レール５２、５２直下付近のバラスト５３の充填密度と、レール５２、５２直下以外のバラスト５４の充填密度が同じような充填密度であると、レール５２、５２直下付近のバラスト５３はレール５２から受ける大荷重により粗な状態になり、その部分のまくらぎ５５は沈み込み、軌道沈下を招来してしまうからである。

そこで、図９（ａ）に示すように、軌道沈下を防止するために、最も荷重のかかるレール５２、５２直下付近のバラスト５３をタイタンパーあるいはマルチプルタイタンパーで密に突き固め、レール５２、５２直下以外のバラスト５４は比較的粗な状態にされ、レール５２から受ける大荷重はレール５２、５２直下付近の充填密度の大なるバラスト５３で負担され、その結果、まくらぎ５５が沈み込むことはない。

しかしながら、時間の経過とともに、図９（ｂ）に示すように、レール５２から受ける大荷重により、レール５２、５２直下付近のバラストの充填密度も徐々に粗の状態になろうとする。そこで、軌道沈下を招来するほどにバラストの充填密度が粗にならないうちに、図９（ａ）に示すように、レール５２、５２直下のバラスト５３がタイタンパーあるいはマルチプルタイタンパーで密に突き固められるのである。

また、タイタンパーあるいはマルチプルタイタンパーによる道床バラスト突き固め作業に加えてレール削正車によるレール削正作業がレール保守のために行われる。このレール削正作業とは、列車の乗り心地を走行時の車両の振動の大小や揺れの方向などのデータで客観的に評価するための測定機器を積み込んだ保守用車が所定期間毎（例えば、１〜２回／年程度の頻度）にレール上を走行し、その機器による乗り心地評価用測定データが基準値を超えたレールの凹凸をレール削正車が当該基準値を超えたレール上を走行しつつ所定形状にレールを削ることである。このレール削正作業によって、走行時の車両の振動の大小や揺れの方向などの数値が適正な範囲内に収まるようにして快適な乗り心地が得られるようになる。このレール削正作業は、バラストを有する軌道のみならず、図１０に示すようなスラブ軌道上のレールに対しても必要に応じて行われる。図１０において、５６は路盤コンクリート、５７はセメントアスファルト、５８はコンクリートスラブ、５９はレールである。

本線レール４２と脱線防止ガード部材４３の配置に対するタイタンパーの作業範囲を示すのが図１１であり、斜線部分がタイタンパーの作業範囲である。すなわち、斜線部分にある構造物はタイタンパーによるバラスト突き固め作業に支障をきたすので、その突き固め作業前に斜線部分以外の場所に撤去する必要がある。図１１に示すように、ガード部材４３は突き固め作業の障害となるが、従来の脱線防止ガード部材は、ボルトとナットの組み合わせを多数用いた締結構造であるため、ガード部材の脱着に非常に手間がかかり煩雑である。しかも、タイタンパーの突き固め作業に支障をきたさないようにするため、線路の傍らの所定距離まで重量物であるガード部材を人手で移動させる必要があるので、その移動に際して安全上の問題が懸念される。

また、曲線軌道などを列車が走行した場合に、車輪が本線レールから外れても、脱線した車両が軌道外方に逸走するのを防ぎ、脱線の被害を最小限にする目的で安全レールが必要な箇所に敷設されている。この安全レールの敷設の一例は図１２（ａ）（ｂ）に示すとおりである。図１２（ａ）に示すように、本線レール６０、６０の軌間内側に安全レール６１、６１を設けるか、落石および降雪の多い箇所あるいは特に必要な箇所では、図１２（ｂ）に示すように、本線レール６０、６０の外側に安全レール６２、６２が設けられている。この安全レールも脱線防止ガード部材と同様に、タイタンパーのバラスト突き固め作業やレール削正車や保守用車の作業の障害になるので、それらの作業の障害にならないように、線路の傍らの所定距離まで重量物である安全レールを人手で移動させる必要があるので、その移動に際して安全上の問題が懸念される。

なお、本発明は、発明者独自の着想に基づくもので、先行技術文献として記載すべきものはない。

本発明は従来の技術の有するこのような問題点に鑑みてなされたものであって、その目的は、軌間内に敷設して、車輪が本線レールから外れないようにガードするガード部材が道床バラストの突き固め作業やレール削正車または保守用車の作業の支障にならないように、簡単にバラスト突き固め作業範囲外や上記車両作業範囲外に退避させることができて、安全上の問題もない脱線防止ガードとしての機能を有するとともに、車輪が本線レールから外れても脱線した車両が軌道外方に逸走するのを防ぐことが可能で、バラスト突き固め機械の作業や上記車両の作業に支障にならない位置に配置して安全レール装置としての機能も有する車輪ガード装置を提供することにある。

上記目的を達成するために本発明は、軌間内または軌間外側に敷設して、車輪をガードする装置であって、軌間内または軌間外側に配置されたガードレールとまくらぎ又はスラブ軌道に固定した支持部材を備え、該支持部材に支持された中心軸を回動中心として本線レール側と軌間内側または軌間外側との間をまくらぎ又はスラブ軌道上において回動可能な保持具でガードレールを保持し、上記中心軸を回動中心として保持具をまくらぎ又はスラブ軌道上において本線レール側に回動させて係止部材を支持部材と保持具に設けた挿通孔に挿通することにより上記係止部材で支持部材と保持具を係止し、上記係止部材を挿通孔から離脱することにより上記中心軸を回動中心として保持具をまくらぎ又はスラブ軌道上において軌間内側または軌間外側に回動させることによりガードレールを軌間の内方または軌間の外方に退避させることが可能な構造を有する車輪ガード装置において、本線レールおよびガードレールが曲線状であって、支持部材と保持具に設けられた軌間方向の長孔内を中心軸が移動可能であることを特徴としている。

図１に示すように、本線レール１ａ、１ｂおよびガードレール（安全レール）２が曲線状である場合、ガードレール（安全レール）２を保持する複数の保持具３、４、５の回動中心である各中心軸３ａ、４ａ、５ａからガードレール（安全レール）２に至る距離は異なるため、複数の保持具３、４、５の各中心軸が固定されていれば（移動不可能であれば）、ガードレール（安全レール）２を回動させることはできない。曲線状のガードレール（安全レール）２を軌間内側の位置２ａに回動させるには、線対称を形成するための共通の中心軸が必要である。この場合、各中心軸の位置が共通の中心軸である仮想中心軸６に一致する複数の保持具を用いれば、ガードレール（安全レール）２を複数の保持具で保持して仮想中心軸６を中心として軌間内側に回動させることは可能であるが、これでは、中心軸の位置が異なる複数の保持具を揃える必要があり、製造コストが極めて高くなる。

しかし、本発明の車輪ガード装置によれば、支持部材と保持具に設けられた軌間方向の長孔内を中心軸３ａ、４ａ、５ａが移動可能であるから、中心軸３ａ、４ａ、５ａを仮想中心軸６に一致する位置まで移動させることによって、複数の保持具３、４、５でガードレール（安全レール）２を保持して仮想中心軸６を回動中心としてまくらぎ７上において本線レール側に回動させて係止部材を支持部材と保持具に設けた挿通孔に挿通して上記係止部材で支持部材と保持具を係止し、上記係止部材を挿通孔から離脱して仮想中心軸６を回動中心としてガードレール（安全レール）２を保持した保持具３、４、５をまくらぎ７上において軌間内側に回動させることにより、ガードレール（安全レール）による軌間内方への退避を簡単に行うことができ、ガードレール（安全レール）の退避に際して重量物であるガードレール（安全レール）を線路の傍らまで人手で移動させる必要がない。

本発明は上記のとおり構成されているので、車輪が本線レールから外れないようにガードするガードレールまたは脱線した車両が軌道外方に逸走しないように誘導する安全レールが道床バラストの突き固め作業やレール削正車または保守用車の走行の支障にならないように、簡単にバラスト突き固め作業範囲外や上記車両作業範囲外に退避させることができると共に、安全上の問題もない車輪ガード装置を提供することができる。

次に、本発明の実施例を図面を参照しながら説明するが、本発明は下記実施例に限定されるものでなく、本発明の技術的範囲を逸脱しない範囲において、適宜変更と修正が可能である。

図２（ａ）は本発明の車輪ガード装置を脱線防止ガードとして鉄道線路（バラストを有する軌道）に適用した構造の一実施例の側面図、図２（ｂ）は図２（ａ）の平面図である。

図２（ａ）（ｂ）において、８、８は本線レール、９は車輪である。本線レール８、８に平行にガードレール１０が軌間内に配置されている。

まくらぎ１１に対してフック１２とボルト１３により支持部材１４が固定されている。支持部材１４に突設した部材１４ａには中心軸１５が移動可能な軌間方向の長孔１６が設けられており、ガードレール１０を保持する保持具１７にも中心軸１５が移動可能な軌間方向の長孔１８が設けられている。平面視において、長孔１６と１８の長手方向の位置は一致している。保持具１７は中心軸１５を回動中心として本線レール側と軌間内側との間をまくらぎ１１上において回動可能である。

通常、ガードレール１本は３〜５本の保持具により保持されていることが多い。例えば、このガードレール１０は３本の保持具により保持されているとする。図１において、図２の構成を備えた各保持具３、４、５（図２では参照番号１７）の各中心軸３ａ、４ａ、５ａ（図２では参照番号１５）を、支持具と保持具に設けられた軌間方向の長孔（図２では、長孔１６および長孔１８）に沿って移動させて、各中心軸３ａ、４ａ、５ａを共通の中心軸である仮想中心軸６に一致するようにし、その仮想中心軸６を回動中心として保持具３、４、５をまくらぎ７上において本線レール１ａ側に回動させてガードレール２を本線レール１ａに平行に配置する。そして、各保持具３、４、５において、図２に示すように、保持具１７に設けた挿通孔１９と支持部材１４に設けた挿通孔２０にボルト（係止部材）２１を挿通することにより、ボルト２１で支持部材１４と保持具１７を係止する（図２（ａ）と（ｂ）のそれぞれ左側の状態）。

また、各保持具３、４、５において、図２に示すように、ボルト２１を挿通孔１９と２０から離脱することにより、図１に示すように、共通の中心軸である仮想中心軸６を回動中心として保持具３、４、５をまくらぎ７上において軌間内側に回動させることによりガードレールを軌間内側の位置２ａに退避させる（図２（ａ）の右側の状態）。

図３は図２（ａ）のIII−III矢視図であり、本線レール８と車輪９は省略されている。

図４は、図２（ａ）に示す保持具１７でガードレール１０を保持した状態を示す拡大側面図である。ガードレール１０は台形状の部材２２と保持具１７の突出部２３で挟持・固定されており、台形状の部材２２はボルト２４とナット２５により保持具１７に締結されている。本線レールの曲率は様々であり、限定されるものではないが、例えば、図５に示すように、本線レールおよびガードレールの曲率半径２６が３００ｍの場合、その円弧２７を長さ６ｍの弦２８で結ぶと、円弧２７から弦２８に至る垂線の最大長さ２９は１５mmである。従って、曲率半径が３００ｍであるガードレール部分に設置する複数の保持具１７に設ける長孔１８（および長孔１６）は中心軸１５が移動可能な長さＬとして少なくとも１５mmあれば、中心軸１５を長孔１８および長孔１６に沿って軌間方向に移動させることにより、各保持具１７の中心軸１５を図１に示すような共通の中心軸である仮想中心軸６に一致させ、複数の保持具１７でガードレール１０を保持して仮想中心軸６を回動中心として支障なくガードレール１０を軌間内側に回動させることができる。

以上のように構成される車輪ガード装置によれば、図２（ａ）において、本線レールを走行中の列車の一部の車輪９が脱線しそうになった場合、ガードレール１０でガードされて車輪９の横方向への移動は阻止され、本線レール８上を正常に走行している車輪に随伴するようにして車輪９は本線レール８側に引き戻されるので、脱線することはない。なお、脱線防止ガードとして機能する場合のガードレールは、安全レールとして使用する場合とは異なり、積極的に車輪を押圧する機能を有する必要はなく、車輪の横方向への移動を抑制する抵抗体としての機能を有すればよい。

図６（ａ）は本発明の車輪ガード装置を脱線防止ガードとして鉄道線路（スラブ軌道）に適用した構造の一実施例の断面を含む側面図、図６（ｂ）は図６（ａ）の平面図である。図２との違いは、まくらぎ１１に代えて、路盤コンクリート３０、セメントアスファルト３１およびコンクリートスラブ３２からなるスラブ軌道を用いた点のみである。作用・効果は図２と同じであり、図２と同一符号を付した他の部材の説明も省略する。

図９（ｂ）に示すように、レールから受ける大荷重により、レール直下付近のバラストの充填密度が徐々に粗の状態になろうとする。そこで、軌道沈下を招来するほどにバラストの充填密度が粗にならないうちに、図９（ａ）に示すように、レール直下のバラストをタイタンパーあるいはマルチプルタイタンパーで密に突き固める必要がある。また、保守用車がレールを試験走行した結果、列車の乗り心地評価データが基準値を超えた場合、レール削正車がレールを削正する必要がある。このような場合、本発明によれば、図２または図６に示すように、支持部材１４と保持具１７を係止するボルト２１を離脱することにより、中心軸１５を長孔１６および長孔１８に沿って軌間方向に移動させ、複数の保持具の中心軸１５を図１に示す仮想中心軸６に一致させ、図２（ａ）又は図６（ａ）のそれぞれ右側に示すように、仮想中心軸６を回動中心として保持具１７をまくらぎ１１上またはスラブ軌道上において軌間内側に回動させてガードレール１０を軌間の内方に退避させることができるので、ガードレール１０は、タイタンパーあるいはマルチプルタイタンパーのレール８直下のバラスト突き固め作業の支障とならず、保守用車やレール削正車の作業に支障をきたすことはない。また、重量物であるガードレールをタイタンパーの突き固め作業範囲外または保守用車やレール削正車の作業範囲外である線路の傍らまで人手で移動させる必要がないので、安全上の問題も生じない。

なお、ガードレール１０を安全レールとして使用する場合、図２および図６における位置より、さらに軌間の内側に敷設するのが好ましい。また、ガードレール１０を安全レールとして使用する場合、軌間外側に敷設することもできる。

本発明の脱線防止ガードの作用を説明する図である。 図２（ａ）は本発明の脱線防止ガードを鉄道線路に適用した構造の一実施例の側面図、図２（ｂ）は図２（ａ）の平面図である。 図２（ａ）のIII−III矢視図であり、本線レールと車輪は省略されている。 保持具でガードレールを保持した状態を示す拡大側面図である。 レールの曲率の一例を示す図である。 図６（ａ）は本発明の脱線防止ガードを鉄道線路に適用した構造の別の実施例の断面を含む側面図、図６（ｂ）は図６（ａ）の平面図である。 レールと車輪の位置関係を示す一般的な図である。 従来の脱線防止ガードの正面図である。 図９（ａ）（ｂ）は、レール直下およびその近傍のバラストの粗密状態の一例を示す図である。 スラブ軌道の一実施例の斜視図である。 本線レールと脱線防止ガード部材の配置に対するタイタンパーの作業範囲を示す図である。 本線レールと安全レールの配置の一例を示す平面図である。

符号の説明

１ 本線レール
２ ガードレール
３ 保持具
４ 保持具
５ 保持具
３ａ 中心軸
４ａ 中心軸
５ａ 中心軸
６ 仮想中心軸
７ まくらぎ
８ 本線レール
９ 車輪
１０ ガードレール
１１ まくらぎ
１２ フック
１３ ボルト
１４ 支持部材
１５ 中心軸
１６ 長孔
１７ 保持具
１８ 長孔
１９ 挿通孔
２０ 挿通孔
２１ ボルト（係止部材）
２２ 台形状の部材
２３ 保持具の突出部
２４ ボルト
２５ ナット
２６ 曲率半径
２７ 円弧
２８ 弦
３０ 路盤コンクリート
３１ セメントアスファルト
３２ コンクリートスラブ

Claims (1)

1. 軌間内または軌間外側に敷設して、車輪をガードする装置であって、軌間内または軌間外側に配置されたガードレールとまくらぎ又はスラブ軌道に固定した支持部材を備え、該支持部材に支持された中心軸を回動中心として本線レール側と軌間内側または軌間外側との間をまくらぎ又はスラブ軌道上において回動可能な保持具でガードレールを保持し、上記中心軸を回動中心として保持具をまくらぎ又はスラブ軌道上において本線レール側に回動させて係止部材を支持部材と保持具に設けた挿通孔に挿通することにより上記係止部材で支持部材と保持具を係止し、上記係止部材を挿通孔から離脱することにより上記中心軸を回動中心として保持具をまくらぎ又はスラブ軌道上において軌間内側または軌間外側に回動させることによりガードレールを軌間の内方または軌間の外方に退避させることが可能な構造を有する車輪ガード装置において、本線レールおよびガードレールが曲線状であって、支持部材と保持具に設けられた軌間方向の長孔内を中心軸が移動可能であることを特徴とする車輪ガード装置。

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