特許 6261362 レールボンドの切り替え方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6261362

(24)【登録日】2017年12月22日

(45)【発行日】2018年1月17日

(54)【発明の名称】レールボンドの切り替え方法

(51)【国際特許分類】

   E01B 11/00 20060101AFI20180104BHJP

   H01R 4/34 20060101ALI20180104BHJP

   B60M 5/00 20060101ALI20180104BHJP

【ＦＩ】

   E01B11/00

   H01R4/34

   B60M5/00 Z

【請求項の数】4

【全頁数】10

(21)【出願番号】特願2014-19936(P2014-19936)

(22)【出願日】2014年2月5日

(65)【公開番号】特開2015-148046(P2015-148046A)

(43)【公開日】2015年8月20日

【審査請求日】2017年1月26日

(73)【特許権者】

【識別番号】000221616

【氏名又は名称】東日本旅客鉄道株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】000117010

【氏名又は名称】古河電工パワーシステムズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001254

【氏名又は名称】特許業務法人光陽国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】佐伯 和浩

(72)【発明者】

【氏名】守安 健太

(72)【発明者】

【氏名】大谷 拓也

(72)【発明者】

【氏名】船水 大輔

(72)【発明者】

【氏名】福元 猛

【審査官】 袴田 知弘

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００１−２１０３９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−０７０７８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−２２８６９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００６／００３２９３３（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｅ０１Ｂ １１／００

Ｂ６０Ｍ ５／００

Ｈ０１Ｒ ４／３４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

繋ぎ合わされた一方のレールと他方のレールとに跨って取り付けられている１本の導線からなるレールボンドを、その中間部において切り離し／接続を可能とする状態に切り替えるレールボンドの切り替え方法において、
前記レールボンドをその中間部において切断することにより、前記レールボンドを前記一方のレールに溶接された第１導線部と、前記他方のレールに溶接された第２導線部とに分断し、
前記レールボンドの切断によって新たにできた前記第１導線部の先端部に第１端子を、前記第２導線部の先端部に、前記第１端子に対し分離／結合可能な第２端子を、それぞれ取り付け、
前記第１端子と前記第２端子とを結合することにより、前記一方のレールと前記他方のレールとの間の電気的な導通を確保することを特徴とするレールボンドの切り替え方法。

【請求項2】

前記第１端子を形成する部材は、前記第２端子と接合する接合部と、前記第１導線部の先端部に圧縮する圧縮部とを有し、
前記第２端子を形成する部材は、前記第１端子と接合する接合部と、前記第２導線部の先端部に圧縮する圧縮部とを有し、
前記第１端子の接合部と前記第２端子の接合部とをボルトおよびナットで結合することにより、前記一方のレールと前記他方のレールとの間の電気的な導通を確保することを特徴とする請求項１に記載のレールボンドの切り替え方法。

【請求項3】

前記レールボンドとともに、第２レールボンドが、前記一方のレールと前記他方のレールとに跨るように、かつ、その中間部が、前記レールボンドの中間部と略並行となるように取り付けられている場合、
前記第２レールボンドを、前記レールボンドの切断箇所と重ならない箇所で切断することにより、前記第２レールボンドを前記一方のレールに溶接された第３導線部と、前記他方のレールに溶接された第４導線部とに分断し、
前記第２レールボンドの切断によって新たにできた前記第３導線部の先端部に第３端子を、前記第４導線部の先端部に、前記第３端子に対し分離／結合可能な第４端子を取り付けることを特徴とする請求項１または２に記載のレールボンドの切り替え方法。

【請求項4】

前記レールボンドが、切り離し／接続が可能な状態である必要がなくなった後は、前記第１導線部の中間部を切断することにより前記第１導線部から前記第１端子を切除するとともに、前記第２導線部の中間部を切断することにより前記第２導線部から前記第２端子を切除し、
前記第１端子の切除によって新たにできた前記第１導線部の先端部に第５導線部の一端を分離不能に接続するとともに、前記第２端子の切除によって新たにできた前記第２導線部の先端部に前記第５導線部の他端を分離不能に接続することにより、前記一方のレールと前記他方のレールとを導通させることを特徴とする請求項１から３の何れか一項に記載のレールボンドの切り替え方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、レールに溶接されている１本の導線からなるレールボンドを切り離し／接続可能な状態に切り替える方法に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、空間の有効利用、利便性向上などの観点から、既設の軌道の下方に、新たに橋や通路などの構造物（以下線路下構造物）を設けることがある。線路下構造物を構築する一般的な流れとしては、まず、構築予定箇所の上にある軌きょう、道床を撤去する。次に、仮撤去した道床の下の路盤を掘削する。そして、掘削してできた空間に新たに線路下構造物を構築する。最後に、撤去していた道床、軌きょうを復旧させるというものである。線路下構造物を構築するにあたり、列車の運行を中止することは極力避けたいので、工事は列車の通らない夜間に行われるのが一般的である。しかしながら、線路下構造物の構築を一晩で終わらせることは極めて困難であるため、翌朝までの間に工事を進められるだけ進めたところで撤去した軌道を一旦仮復旧させ、翌晩に再び仮撤去して工事を再開する、といった流れを繰り返しながら工事を進めていくことになる。

【0003】

工事の流れは、既設の軌道に敷設されているレールによって変わってくる。すなわち、敷設されているのが継ぎ目のないロングレールの場合は、そのロングレールを、撤去したい部分の両端となる箇所で切断して仮撤去し、仮復旧の際には、撤去したレールを、定尺レールの連結と同様に継目板を用いて繋ぎ合わせる。なお、仮復旧時は、レールに継目ができるので、レールボンドで電気的な導通を確保する必要がある。そこで、一端がレールに溶接されるようになっており、他端にボルト穴の形成された端子を有する端子金具付レールボンド（以下ＣＺボンド）を分断された両レールにそれぞれ溶接し、各端子同士をボルトとナットで結合する。こうすることで、２回目以降の仮撤去においては、端子のボルトとナットを取り外すだけでレールボンドを分断でき、仮復旧においては端子と端子をボルトとナットで結合させるだけで導通させることができる。

【先行技術文献】

【非特許文献】

【0004】

【非特許文献1】福山史昭他著 日本鉄道施設協会誌１９９７年８月号「横浜駅改良工事の安全対策」 ｐ．６３０−６３１

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

一方、敷設されているのが複数の定尺レールを突き合わせ、継目板を用いて繋ぎ合わせたものである場合は、突き合わせたレールとレールとを導通させるためのレールボンドが元々取り付けられている。このような軌道においては、最初の仮復旧までの過程で、レールにＣＺボンドを取り付けようとすると、既に取り付けられているレールボンドから、ＣＺボンドに交換する作業が必要となる。取り付けようとする箇所には、既に取り付けられているレールボンドの溶接形態によっては、最初の仮撤去において取り外したレールボンドの溶接跡が残っている場合もある。その場合、その溶接跡は除去することが極めて困難であるし、溶接跡の上から更に溶接することはできないため、新たなＣＺボンドは、この溶接跡とは異なる位置に溶接しなければならない。しかしながら、ＣＺボンドを溶接跡よりも継目から遠い位置に溶接しようとすると、ＣＺボンドが長くなって電気抵抗が高くなりすぎてしまう。一方、ＣＺボンドを溶接跡よりも継目に近い位置に溶接しようとすると、継目板等が邪魔でやはり取り付けることが困難である。また、溶接跡の上方は、レールの頭部が邪魔でスペースが確保できない。また、溶接跡の下方は保線作業に差し障りが生じる恐れがある。このため、ＣＺボンドに付け替えるためにはレールを溶接跡の残っていないものに交換しなければならない。
このように、複数の定尺レールを繋ぎ合わせて構成された軌道の場合、レールボンドの交換には手間とコストがかかっていた。

【0006】

本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、１本の導線からなるレールボンドを、容易かつ低コストで切り離し／接続を可能な状態に切り替えることができるようにすることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記課題を解決するため、本発明は、繋ぎ合わされた一方のレールと他方のレールとに跨って取り付けられている１本の導線からなるレールボンドを、その中間部において切り離し／接続を可能とする状態に切り替えるレールボンドの切り替え方法において、
前記レールボンドをその中間部において切断することにより、前記レールボンドを前記一方のレールに溶接された第１導線部と、前記他方のレールに溶接された第２導線部とに分断し、前記レールボンドの切断によって新たにできた前記第１導線部の先端部に第１端子を、前記第２導線部の先端部に、前記第１端子に対し分離／結合可能な第２端子を、それぞれ取り付け、前記第１端子と前記第２端子とを結合することにより、前記一方のレールと前記他方のレールとの間の電気的な導通を確保することを特徴とする。

【0008】

本発明によれば、既設のレールボンドに端子を設けるので、レールボンドを新しいものに付け替える必要がなく、既存のレールボンドの撤去作業および新たなレールボンドの溶接作業が不要になる。このため、レールボンドを容易かつ低コストで切り離し／接続を可能な状態に切り替えることができる。

【0009】

なお、望ましくは、上記発明において、前記第１端子を形成する部材は、前記第２端子と接合する接合部と、前記第１導線部の先端部に圧縮する圧縮部とを有し、前記第２端子を形成する部材は、前記第１端子と接合する接合部と、前記第２導線部の先端部に圧縮する圧縮部とを有し、前記第１端子の接合部と前記第２端子の接合部とをボルトおよびナットで結合することにより、前記一方のレールと前記他方のレールとの間の電気的な導通を確保するようにするとよい。
このようにすれば、容易に手に入る一般的な部材を用いてレールボンドの切り替えができるので、更なる低コスト化を図ることができる。

【0010】

また、望ましくは、上記発明において、前記レールボンドとともに、第２レールボンドが、前記一方のレールと前記他方のレールとに跨るように、かつ、その中間部が、前記レールボンドの中間部と略並行となるように取り付けられている場合、前記第２レールボンドを、前記レールボンドの切断箇所と重ならない箇所で切断することにより、前記第２レールボンドを前記一方のレールに溶接された第３導線部と、前記他方のレールに溶接された第４導線部とに分断し、前記第２レールボンドの切断によって新たにできた前記第３導線部の先端部に第３端子を、前記第４導線部の先端部に、前記第３端子に対し分離／結合可能な第４端子を取り付けるようにするとよい。
導線の太さに比べ、端子と端子の結合部は幅が大きくなりがちなので、２つの結合部が横並びになると幅を取り過ぎて工事の邪魔になる恐れがあるが、このようにすれば、レールボンドと第２レールボンドとで端子の結合部の位置がずれるので、端子の結合部が余り邪魔にならず、工事の進行に差し障る心配がない。

【0011】

また、望ましくは、上記発明において、前記レールボンドが、切り離し／接続が可能な状態である必要がなくなった後は、前記第１導線部の中間部を切断することにより前記第１導線部から前記第１端子を切除するとともに、前記第２導線部の中間部を切断することにより前記第２導線部から前記第２端子を切除し、前記第１端子の切除によって新たにできた前記第１導線部の先端部に第５導線部の一端を分離不能に接続するとともに、前記第２端子の切除によって新たにできた前記第２導線部の先端部に前記第５導線部の他端を分離不能に接続することにより、前記一方のレールと前記他方のレールとを導通させるようにするとよい。
このようにすれば、第１導線部および第２導線部を再びレールボンドとして用いるので、レールボンドを新しいものに付け替える必要がなく、第１導線部および第２導線部の撤去作業および新たなレールボンドの溶接作業が不要になる。このため、工事の手間が低減されて工期を短縮できるとともに、コストを低減することができる。

【発明の効果】

【0012】

本発明によれば、１本の導線からなるレールボンドを、容易かつ低コストで切り離し／接続を可能な状態に切り替えることができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本発明の実施形態に係るレールボンドの切り替え方法を、線路下構造物の構築工事に適用した場合の流れを説明する図である。

【図2】図１の続きの流れを説明する図である。

【図3】工事の各工程におけるレールの継目部を示した図である。

【図4】レールボンドの端子となる金具の一例およびその結合の仕方を示した図である。

【図5】中間接続ボンドの一例を示した図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
本実施形態のレールボンドの切り替え方法は、複数の定尺レールを繋ぎ合わせてなる既設の軌道において、一部のレールの仮撤去および仮復旧を頻繁に繰り返す作業が必要になった場合に用いられるもので、ここでは、そのような場合の一例として、軌道の下方に線路下構造物（橋、地下空間、通路など）を構築する工事を行う場合を例にして説明する。

【0015】

工事の流れとしては、図１に示す（１）前工程と、図２に示す（２）仮撤去工程、（３）構築工程、（４）仮復旧工程、および（５）本復旧工程があり、（１）の工程の後、（２）〜（４）の工程を順次繰り返し、最後に（５）の工程を経ることにより、工事が進められる。
工事開始前の軌道１は、図１（ａ）に示すように、路盤２の上に形成されたバラスト道床（以下道床１１）と、道床１１の上に敷設された軌きょう１２とで構成されている。互いに先端を突き合わせた一方のレール１３と他方のレール１３とは、図３（ａ）に示すように、継目板１４およびボルト・ナットで繋ぎ合わされ、第１レールボンド３および第２レールボンド４の一端が一方のレール１３の腹部に溶接され、他端が他方のレール１３の腹部に溶接されることにより、一方のレール１３と他方のレール１３との導通が確保されている。

【0016】

〔前工程〕
前工程は、本実施形態の場合には撤去工程の前に行うが、場合によっては後述する構築工程において行うこともあれば、構築する構造物によっては行わない場合もある工程である。前工程においては、まず、図１（ｂ）に示したように、軌道１の所定箇所の左右両側方に、空間Ｓ１をそれぞれ形成する。具体的には、ライナープレート等を用いて、筒状の土止め壁を構築し、その内側の土砂を掘削することにより形成する。一対の空間Ｓ１，Ｓ１は、軌道１の敷設方向に沿って所定間隔を空けて複数形成する。空間Ｓ１を形成した後は、図１（ｃ）に示すように、各空間Ｓ１の底から、地中に向かって杭５１を、各杭５１の上端が同じ高さとなるようにそれぞれ打ち込む。

【0017】

〔仮撤去工程（初回）〕
初回の撤去工程においては、まず、図３（ｂ）に示すように、撤去しようとするレール１３の両端にそれぞれ取り付けられた第１，第２レールボンド３，４の中間部３ａ，４ａを切り取る。第２レールボンド４の切り取り箇所は、第１レールボンド３の切り取り箇所と重ならない箇所とする。こうして、第１レールボンド３は、一方のレール１３に溶接された第１導線部３１と、他方のレール１３に溶接された第２導線部３２とに分断され、第２レールボンド４は、一方のレール１３に溶接された第３導線部４１と、他方のレールに溶接された第４導線部４２とに分断される。

【0018】

レールボンド３，４の中間部３ａ，４ａを切り取った後は、切り取ったことによって各導線部３１，３２，４１，４２に新たにできた端部（以下先端部）に、金具３３，３４，４３，４４をそれぞれ取り付ける。金具３３，３４，４３，４４には、図４（ａ），（ｂ）に示すように、各導線部の先端部が差し込まれる筒状の圧縮部３３１と、ボルト穴３３２ａが形成された板状の接続部３３２とを有したものを用いる。各導線部３１，３２，４１，４２の先端部を各金具の圧縮部３３１に差し込み、所定の工具（図示省略）を用いて圧縮部３３１を外側から圧縮すると、圧縮部３３１が先端部に食い込むように塑性変形し、導線部３１，３２，４１，４２が金具３３，３４，４３，４４に圧縮される。こうすることにより、金具が各導線部３１，３２，４１，４２の第１〜第４端子３３，３４，４３，４４となり、既存のレールボンド３，４を取り換えることなく、第１，３導線部３１，４１および第２，４導線部３２，４２が、連結を解除した一組のＣＺボンドと同様の状態となる。各導線部に第１〜第４端子を設けた後は、図２（ａ）に示したように、継目板１４を外し、軌きょう１２を撤去する。そして、図２（ｂ）に示したように、撤去した軌きょう１２の下の道床１１を撤去する。

【0019】

〔構築工程（前半）〕
構築工程は、複数の小工程に分けられ、小工程と小工程との間に、仮復旧工程および仮撤去工程を挟みながら行われる工程である。構築工程においては、まず、図２（ｂ）に示したように、道床１１を撤去することで露出した路盤２を、軌道１の左右に形成した一対の空間Ｓ１を繋げるように掘削する。そして、図２（ｃ）に示すように、掘削によってできた空間Ｓ２を通るように、かつ、左右の杭５１の上端に跨るようにかんざし桁５２を架け渡す。この作業を他の箇所に形成した一対の空間Ｓ１が形成された個所においても行うことにより、軌道１の下方に複数のかんざし桁５２が設置される。

【0020】

〔仮復旧工程〕
例えば、図２（ｃ）に示した状態で構築工程の小工程を終えた場合は、復旧工程において、まず、土砂でかんざし桁５２を埋め戻し、その上に再び道床１１を形成する。そして、形成した道床１１の上に軌きょう１２を敷設し直し、軌道１に残されていたレール１３と、敷設し直したレール１３とを継目板１４を用いて繋ぎ合わせる。こうすることで、図２（ｃ）の右部分に示したように、かんざし桁５２が軌道１の下に隠れた状態となる。その後、第１導線部３１の先端部に取り付けた第１端子３３の接合部３３２と、第２導線部３２の先端部に取り付けた第２端子３４の接合部３３２とを、ボルト穴３３２ａが一致するように重ね合わせ、図４（ｃ），（ｄ）に示すように、ボルト３３３とナット３３４で結合することにより、第１端子と第２端子とを接続する。また、第３導線部４１の先端部に取り付けた第３端子と、第２導線部３２の先端部に取り付けた第４端子４４とを同様にして接続する。そして、接続した第１，第２端子および第３，第４端子をそれぞれ防護材（図示省略）で覆う。こうして、レール１３に再び通電が可能となり、列車の通行が可能な状態に戻る。

【0021】

〔仮撤去工程（２回目以降）〕
２回目以降の撤去工程においては、まず、各端子３３，３４，４３，４４を覆っていた防護材をそれぞれ取り外し、第１，第２端子３３，３４を結合しているボルト３３３とナット３３４を外して第１端子３３と第２端子３４との接続を解除するとともに、第３，第４端子４３，４４を結合しているボルト３３３とナット３３４を外して第３端子４３と第４端子４４との接続を解除して、レールボンド３，４を再び第１，３導線部３１，４１と第２，４導線部３２，４２とに分断する。そして、レール１３から継目板１４を外し、軌きょう１２および道床１１を撤去する。レールボンド３，４の分断はボルト３３３とナット３３４を外すだけでできるので、２回目以降の撤去工程の進行は、初回に比べて格段に早くなる。

【0022】

〔構築工程（後半）〕
すべてのかんざし桁５２を架け終えたところから構築工程を再開する場合は、図２（ｄ）に示したように、軌きょう１２およびその下の道床を撤去し、隣り合う２本のかんざし桁５２の上面を露出させる。そして、図２（ｅ）に示したように、かんざし桁５２の上面と、その隣のかんざし桁５２の上面とに跨るように工事桁５３を架け渡す。この作業を、位置を変えながら繰り返していくことにより、工事桁５３が軌道１の敷設方向に沿って複数連結され、図２（ｆ）に示したように、橋５が構築される。橋５が構築された後は、工事桁５３の下を掘削して空間Ｓ４を形成する。

【0023】

〔本復旧工程〕
本復旧工程は、最後の構築工程を終えた後の工程である。本復旧工程においては、まず、橋５の上に軌きょう１２を敷設し、レール１３を繋ぎ合わせる。そして、図３（ｄ）に示したように、各導線部３１，３２，４１，４２を中間部において切断し、各導線部から金具３３，３４，４３，４４をそれぞれ切除する。その後、図３（ｅ）に示すように、第１導線部３１と第２導線部３２との間に第１中間接続ボンド３５（第３導線部）で接続するとともに、第３導線部４１と第４導線部４２とを第２中間接続ボンド４５で接続する。中間接続ボンド３５，４５には、図４に示すように、導線部３１，３２，４１，４２と同様の導線３５１の両端部に、導線３５１と導線とを、先端同士を突き合わせた状態で接続する圧縮スリーブ３５２，３５３が圧縮され、両端に導線を差し込んで圧縮できるようにしたものを用いる。この第１中間接続ボンド３５の一端に第１導線部３１の先端部を差し込んで圧縮するとともに、他端に第２導線部３２の先端部を差し込んで圧縮する。そして、第２中間接続ボンド４５の一端に第３導線部４１の先端部を差し込んで圧縮するとともに、他端に第４導線部４２の先端部を差し込んで圧縮する。これにより、第１，３導線部３１，４１と第２，４導線部３２，４２とが分離不能に接続されて元のレールボンド３，４と同様の状態に戻り、一方のレール１３と他方レール１３とが導通する。こうして、一連の工事が終了する。

【0024】

以上、本発明を実施形態に基づいて具体的に説明してきたが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。
例えば、本実施形態では、端子を、ボルトとナットで結合させる形のものを用いたが、振動によって外れることなく、複数回分離／結合可能なものであれば、どのようなものを用いてもよい。
また、本実施形態では、初回の仮撤去工程において、導線部の先端部に端子となる金具を取り付けることとしたが、初回の仮復旧工程においてレールとレールとを導通させる前であればいつ行ってもよい。
また、上記実施形態では、初回の仮撤去工程において、レールボンドの中間部を一部切り取ったが、単に切断するだけとしてもよい。
また、上記実施形態では、本復旧工程において、中間接続ボンドを用いてレールボンドを分断不能な形に戻したが、レールとレールとを溶接してロングレール化し、レールボンドそのものを撤去するようにしてもよい。
また、上記実施形態では、軌道の下に橋（線路下構造物）を構築したが、構造物を構築するのではなく、長時間を要する路盤や道床の改良工事等にも適用することができる。

【符号の説明】

【0025】

１ 軌道
１３ レール
３ 第１レールボンド（レールボンド）
３１ 第１導線部
３２ 第２導線部
３３ 金具（第１端子）
３４ 金具（第２端子）
３５ 第１中間接続ボンド（第５導線部）
４ 第２レールボンド
４１ 第３導線部
４２ 第４導線部
４３ 金具（第３端子）
４４ 金具（第４端子）
４５ 第２中間接続ボンド

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】