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発明の名称 まくら木
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2007−9552(P2007−9552A)
公開日 平成19年1月18日(2007.1.18)
出願番号 特願2005−192162(P2005−192162)
出願日 平成17年6月30日(2005.6.30)
代理人 【識別番号】100100480
【弁理士】
【氏名又は名称】藤田 隆
発明者 大西 国昭
要約 課題
道床抵抗力を増大して位置ずれを防止すると共に、耐久性、制振性を向上させ、しかも省コスト化を図ったまくら木を提供する。

解決手段
複数のまくら木片10(11〜15)を上下に積層して一体的に接合されるまくら木1であって、積層される少なくともいずれかのまくら木片10(11〜15)の長手両側面に略全長に渡って、上下方向に向かう傾斜面10a(11a)または湾曲面(12a,13a)、または、長手方向に向かう凸条(14a)または凹条(15a)を設けた構成。
特許請求の範囲
【請求項1】
複数のまくら木片を上下に積層して一体的に接合されるまくら木であって、積層される少なくともいずれかのまくら木片の長手両側面に略全長に渡って、上下方向に向かう傾斜面または湾曲面、または、長手方向に向かう凸条または凹条を設けたことを特徴とするまくら木。
【請求項2】
前記まくら木片は、長手方向から見た断面形状が略台形または略平行四辺形または長手両側面が退入した鼓形または長手両側面が膨出した太鼓形のいずれかの形状であることを特徴とする請求項1に記載のまくら木。
【請求項3】
まくら木本体の長手両側面に長手方向に沿って複数の突出部を配列したことを特徴とするまくら木。
【請求項4】
複数のまくら木片を上下に積層して一体的に接合されるまくら木であって、積層される少なくともいずれかのまくら木片の長手両側面に長手方向に沿って複数の突出部を配列したことを特徴とするまくら木。
【請求項5】
前記突出部は傾斜面を備え、当該傾斜面とまくら木の底面との成す角度が鋭角であることを特徴とする請求項3または4に記載のまくら木。
【請求項6】
前記突出部は、側面視形状が略台形または略三角形または略平行四辺形であることを特徴とする請求項5に記載のまくら木。
【請求項7】
前記まくら木本体または前記まくら木片の少なくともいずれかの面が、耐摩耗性または制振性を有する被覆材で被覆されることを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載のまくら木。
【請求項8】
前記まくら木本体の長手両側面または前記まくら木片の長手両側面が耐摩耗性を有する被覆材で被覆され、前記まくら木本体の底面または最下段に積層される前記まくら木片の底面が制振性を有する被覆材で被覆されることを特徴とする請求項7に記載のまくら木。
【請求項9】
前記被覆材で被覆された状態における長手方向から見た断面外形が略台形であることを特徴とする請求項7または8に記載のまくら木。
【請求項10】
前記まくら木本体またはまくら木片は、合成木材廃材のチップまたは短繊維材または耐摩耗性材の少なくともいずれかに硬化性樹脂剤を含浸させて成形硬化させた板材、または、繊維強化硬質合成樹脂発泡体を素材とする合成木材で製されることを特徴とする請求項1乃至9のいずれか1項に記載のまくら木。
発明の詳細な説明
【技術分野】
【0001】
本発明は、鉄道の軌道に敷設されるまくら木に関する。
【背景技術】
【0002】
鉄道の軌道に敷設されるまくら木は列車の通過に伴って大きな荷重を受ける。
バラスト道床では、レールに印加される荷重をまくら木を介してバラストに分散させることにより、局部的に過大な荷重が印加されることを回避している。しかし、繰り返し荷重が印加されると、まくら木とバラストとの間に隙間が生じてバラストの抗力(道床抵抗力)が低下し、まくら木(軌道)が位置ずれを生じる。
【0003】
まくら木に印加される荷重は、レールの敷設方向に向けて印加される荷重(以下、縦荷重と記載)と、まくら木の長手方向に向けて印加される荷重(以下、横荷重と記載)と、上下方向に向けて印加される荷重(以下、上下荷重と記載)がある。これらの各荷重は、まくら木が敷設される地形によって大きさが異なる。
【0004】
ところで、まくら木の位置ずれを阻止するべく、まくら木の荷重に対する抗力(道床抵抗力)を増大させる種々の方法が開発されている。
特許文献1には、横荷重による位置ずれを阻止するまくら木が開示されている。
特許文献1に開示されたまくら木は、まくら木本体の底面に幅方向に沿って突条や凹溝を設けたもので、敷設に際して突条や凹溝をバラストに食い込ませることにより、受圧面積を拡大して横荷重に対する道床抵抗力の増大を図ったものである。
【0005】
また、特許文献1に開示されたまくら木は、まくら木本体の底面に弾性体を取り付けることにより、振動を減衰させるものである。
特許文献1に開示されたまくら木によれば、まくら木の横方向の位置ずれや振動の発生を防止することが可能である。
【特許文献1】特開平6−158603号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
ところが、特許文献1に開示されたまくら木は、突条や凹溝の配列数を増加させることで道床抵抗力は増大するものの、加工費が嵩んで省コスト化を阻害する要因となっていた。また、まくら木に貼付された弾性体が道床(バラスト)と擦れて破損し易く、耐久性の面で問題があった。
【0007】
また、特許文献1に開示されたまくら木とは異なり、まくら木本体の両側面にコーチスクリューなどを打ち込んで横荷重や上下荷重に対する抗力を増加させるものも検討されているが、同様に加工費が嵩むために改善が望まれていた。
【0008】
本発明は、前記事情に鑑みて提案されるもので、荷重に対して大きな道床抵抗力を発現すると共に、耐久性、制振性を向上させ、しかも省コスト化を図ったまくら木を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【0009】
前記目的を達成するために提案される請求項1に記載の発明は、複数のまくら木片を上下に積層して一体的に接合されるまくら木であって、積層される少なくともいずれかのまくら木片の長手両側面に略全長に渡って、上下方向に向かう傾斜面または湾曲面、または、長手方向に向かう凸条または凹条を設けた構成とされている。
【0010】
本発明によれば、まくら木片の長手両側面に傾斜面や湾曲面あるいは凸条や凹条が設けられている。従って、まくら木片を積層してまくら木を形成すると、まくら木の両側面に凸凹が生じる。これにより、凸凹がない場合に比べてバラストへの当接面積が拡大され、横荷重、縦荷重および上下荷重に対する道床抵抗力が増大する。
【0011】
本発明において、傾斜面または湾曲面、あるいは、凸条または凹条は、積層される全てのまくら木片の長手両側面に設けても良く、積層される一部のまくら木片の長手両側面だけに設けても良い。
また、長手両側面に傾斜面または湾曲面を設けたまくら木片と、長手両側面に凸条または凹条を設けたまくら木片とを組み合わせて積層することも可能である。
【0012】
また、本発明において、傾斜面または湾曲面は、平板材の長手両側面を切削して形成しても良く、平板材の長手両側面に別部材を接合して形成しても良い。また、凸条または凹条についても、平板材の長手両側面を切削して形成しても良く、平板材の長手両側面に別部材を接合して形成しても良い。
【0013】
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載のまくら木において、前記まくら木片は、長手方向から見た断面形状が略台形または略平行四辺形または長手両側面が退入した鼓形または長手両側面が膨出した太鼓形のいずれかの形状とされている。
【0014】
本発明は、請求項1に記載のまくら木片の形状を具体的に示したものである。本発明によれば、簡単な加工によってまくら木片を形成することができ、省コスト化を図ることができる。
特に、まくら木片の断面形状を略台形とすれば、縦荷重の印加によってまくら木自体をバラストへ潜り込ませる抗力をまくら木に作用させることができ、道床抵抗力が一層増大してまくら木の上下動が抑制される。これにより、省コスト化を図りつつまくら木の位置ずれを効果的に抑制することが可能となる。
【0015】
請求項3に記載の発明は、まくら木本体の長手両側面に長手方向に沿って複数の突出部を配列したまくら木である。
【0016】
本発明によれば、簡単な構成によってバラストへの当接面積を拡大することができ、横荷重、縦荷重および上下荷重に対する道床抵抗力が増大する。
特に、突出部がバラストに埋設して、横荷重に対する道床抵抗力を著しく増大させることができ、省コスト化を図りつつ横荷重に対する位置ずれを効果的に阻止することが可能となる。
本発明において、突出部は、まくら木本体の長手両側面を切削して形成しても良く、まくら木本体の長手両側面に別部材を接合して形成しても良い。
【0017】
請求項4に記載の発明は、複数のまくら木片を上下に積層して一体的に接合されるまくら木であって、積層される少なくともいずれかのまくら木片の長手両側面に長手方向に沿って複数の突出部を配列した構成とされている。
【0018】
本発明によれば、請求項3に記載の発明と同様に、簡単な構成によってバラストへの当接面積を拡大することができ、横荷重、縦荷重および上下荷重に対する道床抵抗力が増大する。また、突出部がバラストに埋設して、横荷重に対する道床抵抗力を著しく増大させることができ、省コスト化を図りつつ横荷重に対する位置ずれを効果的に阻止することが可能となる。
【0019】
本発明において、突出部は、積層するまくら木片の同一の部位に配列しても良く、積層するまくら木片毎に異なる部位に配列しても良い。
突出部を積層するまくら木片毎に異なる部位に配列することにより、まくら木片を積層するとまくら木の長手両側面に突出部が千鳥状に形成される。これにより、バラストが隣接する突出部同士の間に嵌入して横荷重および上下荷重に対する道床抵抗力を一層増大させることができ、位置ずれを効果的に抑制することが可能となる。
【0020】
請求項5に記載の発明は、請求項3または4に記載のまくら木において、前記突出部は傾斜面を備え、当該傾斜面とまくら木の底面との成す角度が鋭角である構成とされている。
【0021】
本発明によれば、傾斜面とまくら木の底面との成す角度が鋭角であるので、突出部は、上方へ向かうに連れて先細りで、下方へ向かうに連れて末広がりの形状となる。従って、横荷重や縦荷重が印加されると、突出部をバラストへ潜り込ませる抗力を突出部自体に作用させることができ、横荷重および縦荷重に加えて上下荷重に対する道床抵抗力が増大してまくら木の位置ずれを効果的に抑制される。
【0022】
本発明において、傾斜面の傾斜角度は35度乃至75度の範囲が良い。傾斜角度が35度未満のときは、突出部の端部強度が低下して耐久性に劣る。傾斜角度が75度を超えると、突出部をバラストへ潜り込ませる抗力が低減する。傾斜面の傾斜角度は35度〜75度の範囲が良く、55度近傍が最適である。
【0023】
請求項6に記載の発明は、請求項5に記載のまくら木において、前記突出部は、側面視形状が略台形または略三角形または略平行四辺形である構成とされている。
【0024】
本発明は、請求項5の発明における突出部の形状を具体的に示したものである。本発明によれば、簡単な加工によって突出部を形成することができ、省コスト化を図ることが可能となる。
【0025】
請求項7に記載の発明は、請求項1乃至6のいずれか1項に記載のまくら木において、前記まくら木本体または前記まくら木片の少なくともいずれかの面が、耐摩耗性または制振性を有する被覆材で被覆された構成とされている。
【0026】
本発明によれば、まくら木本体またはまくら木片の表面を耐摩耗性を有する被覆材で被覆することにより、まくら木の耐久性を向上させることができる。また、まくら木本体またはまくら木片の表面を制振性を有する被覆材で被覆することにより、まくら木の振動を抑制して騒音の低減を図ることが可能となる。
【0027】
耐摩耗性を有する被覆材には、炭素繊維やガラス繊維をプラスチックのマトリックスに配合した繊維強化プラスチック(FRP)を用いることができる。
【0028】
制振性を有する被覆材としては、制振用樹脂組成物を用いることができる。制振材用樹脂組成物としては適宜のものを採用できるが、一例としては、塩素含有熱可塑性樹脂100重量部と、平均炭素数が12〜16である塩素化パラフィン20〜200重量部とを含有し、塩素含有熱可塑性樹脂の塩素含量は好ましくは20〜70重量%、より好ましくは30〜70重量%であり、塩素化パラフィンの塩素化度は好ましくは30〜70重量%、より好ましくは35〜65重量%のものを挙げることができる。
【0029】
請求項8に記載のまくら木は、請求項7に記載のまくら木において、前記まくら木本体の長手両側面または前記まくら木片の長手両側面が耐摩耗性を有する被覆材で被覆され、前記まくら木本体の底面または最下段に積層される前記まくら木片の底面が制振性を有する被覆材で被覆され構成とされている。
【0030】
本発明は、請求項7の発明における被覆材を設ける部位を具体的に示したものである。
本発明によれば、まくら木本体またはまくら木片の長手両側面が耐摩耗性を有する被覆材で被覆されるので、摩擦摩耗が抑制されて耐久性の向上を図ることが可能となる。
また、まくら木本体または最下段に積層されるまくら木片の底面が制振性を有する被覆材で被覆されるので、まくら木の振動およびバラストへの振動の伝搬が抑制されて騒音の発生を効果的に低減することが可能となる。
【0031】
請求項9に記載の発明は、請求項7または8に記載のまくら木において、前記被覆材で被覆された状態における長手方向から見た断面外形が略台形である構成とされている。
【0032】
本発明によれば、縦荷重の印加によってまくら木自体をバラストへ潜り込ませる抗力をまくら木に作用させることができ、道床抵抗力が増大されて位置ずれを抑制しつつ耐久性、制振性を向上することができる。
また、本発明を請求項1〜6に記載の発明に適用することにより、まくら木本体または積層されたまくら木片の凸凹の長手両側面を全面に渡って被覆材で被覆される。これにより、被覆材の長手両側面への接合強度が向上することとなり、耐久性を増大させることが可能となる。
【0033】
請求項10に記載の発明は、請求項1乃至9のいずれか1項に記載のまくら木において、前記まくら木本体またはまくら木片は、合成木材廃材のチップまたは短繊維材または耐摩耗性材の少なくともいずれかに硬化性樹脂剤を含浸させて成形硬化させた板材、または、繊維強化硬質合成樹脂発泡体を素材とする合成木材で製される構成とされている。
【0034】
本発明によれば、まくら木本体またはまくら木片として、合成まくら木などの廃材のチップや短繊維材あるいは耐摩耗性材に硬化性樹脂剤を含浸させて成形硬化させた板材を用いることにより、まくら木の強度および耐久性を確保しつつ軽量化および省コスト化を図ることが可能となる。
【0035】
短繊維材には、合成繊維または鉱物質繊維または金属繊維を用いることができる。
耐摩耗性材には、合成ゴムまたはセラミックまたは金属片などを用いることができる。
また、硬化性樹脂剤としては、ウレタン樹脂剤やポリエステル樹脂剤などを用いることができる。
【0036】
これらの合成木材のチップや短繊維材あるいは耐摩耗性材を硬化性樹脂剤に含浸させることにより、チップや短繊維材あるいは耐摩耗性材が骨材として機能し、成形された板材の強度向上を図ることが可能となる。
【0037】
成形方法としては、合成木材のチップや短繊維材あるいは耐摩耗性材を硬化性樹脂剤に撹拌混合し、金型に充填して成形硬化させる注型成形を採用することができる。注型成形を採用することにより、凹凸を有するまくら木本体やまくら木片を容易に製することができ、省コスト化を図ることができる。
【0038】
また、本発明によれば、まくら木本体またはまくら木片として、繊維強化硬質合成樹脂発泡体を素材とする合成木材を用いることにより、軽量化を図りつつ強度および耐久性を向上させることが可能となる。
発泡樹脂の種類としては、例えば、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ビニルエステル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、フェノール樹脂などの熱硬化樹脂であって硬質のものが好適に使用される。尚、発泡樹脂中に、圧縮強度の向上や低コスト化を図るために、炭酸カルシウム、石膏、タルク、水酸化アルミニウム、クレーなどの無機充填材や、シラスバルーン、パーライト、ガラスバルーン等の軽量骨材が添加されても良い。
【0039】
硬質合成樹脂発泡材を補強する繊維としては、例えば、ガラス繊維、炭素繊維、金属繊維、セラミック繊維などの無機質繊維や、芳香族ポリアミド繊維等の合成繊維や天然繊維等の有機質繊維の何れかであれば良いが、強度や経済性の面からガラス繊維が適している。繊維の形態は、ヤーン、クロス、ロービング、ロービングクロス、クロスマット等の長繊維形態のものが好適であり、必要に応じてチップ、ミドルファイバー等の短繊維やシラスバルーン等の中空充填材を併用しても良い。
【0040】
ガラス繊維としては、ガラスロービング、ガラスロービングクロス、ガラスマット、コンティニュアスストランドマット等の形態のものが挙げられる。この繊維は単独で使用しても良いし、2層以上積層して使用しても良く、また、長繊維と短繊維を混ぜて使用しても良い。最も好適な材料としては硬質ウレタン樹脂を長手方向へ引き揃えられたガラス長繊維で補強した発泡体であり、例えば、商品名「エスロンネオランバーFFU」積水化学工業株式会社製が挙げられる。
【0041】
ここで、まくら木にかかる応力は、主としてレールを支点とする曲げモーメントに起因するものであり、まくら木の長手方向への高い曲げ剛性(EI)が要求される。従って、まくら木に採用する合成まくら木は、まくら木自体が、合成木材の繊維方向をまくら木の長手方向へ合わせたものや、或いは、繊維方向の異なる合成木材を積層したものが、長手方向への曲げ剛性を向上させる面で好適である。また、連結部材および接続部材も、繊維方向が補強部材の長手方向となるように原板から切り出したものを用いるのが良い。
【発明の効果】
【0042】
請求項1〜6に記載の発明によれば、簡単な構成によって道床抵抗力を増大することができ、軌道の位置ずれを防止しつつ省コスト化を図ったまくら木を提供できる。
請求項7〜9に記載の発明によれば、簡単な構成によって道床抵抗力および耐摩耗性、制振性を向上させることができ、軌道の位置ずれを防止しつつ騒音の発生を低減し、しかも、耐久性の向上および省コスト化を図ったまくら木を提供できる。
請求項10に記載の発明によれば、強度および耐久性を向上しつつ、軽量化および省コスト化を図ったまくら木を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0043】
以下に、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
【0044】
(第1実施形態)
図1(a)〜(f)は、各々、第1実施形態のまくら木1(1a〜1f)を示す斜視図および長手方向から見た側面図である。
【0045】
図1(a)に示すまくら木1aは、同一形状の3片のまくら木片10を上下に積層して一体的に接合して形成される。各まくら木片10は、長手両側面に全長に渡って上下方向に向かう傾斜面10aを設けており、長手方向から見た形状は略台形である。
本実施形態では、まくら木片10を合成木材を用いて製しており、樹脂接着剤を用いて各まくら木片10,10同士を接合している。
【0046】
3片のまくら木片10同士を接合してまくら木1aを製すると、まくら木1aの長手両側面の傾斜面10aによって鋸歯状の凹凸が形成される。従って、長手両側面が平面である場合に比べてバラストとの当接面積が拡大され、まくら木1aに印加される荷重に対するバラストの抗力(道床抵抗力)が増大する。
【0047】
特に、まくら木1aに縦方向の加重が印加されると、長手側面をバラストへ潜り込ませる抗力が作用する。これにより、まくら木1aに作用する道床抵抗力を一層増大させることができ、位置ずれを効果的に抑制することが可能となる。
【0048】
図1(b)に示すまくら木1bは、同一形状の3片のまくら木片11を上下に積層して一体的に接合して形成される。各まくら木片11は、長手両側面に全長に渡って上下方向に向かう傾斜面11aを設けており、長手方向から見た形状は略平行四辺形である。
【0049】
図1(c)に示すまくら木1cは、同一形状の3片のまくら木片12を上下に積層して一体的に接合して形成される。各まくら木片12は、長手両側面に全長に渡って上下方向に向かう湾曲面12aを設けており、長手方向から見た形状は長手両側面が退入した鼓形である。
【0050】
図1(d)に示すまくら木1dは、同一形状の2片のまくら木片13の間にまくら木片12(図1c参照)を積層して一体的に接合して形成される。まくら木片13は、長手両側面に全長に渡って上下方向に向かう湾曲面13aを設けており、長手方向から見た形状は長手両側面が膨出した太鼓形である。
【0051】
図1(e)に示すまくら木1eは、同一形状の3片のまくら木片14を上下に積層して一体的に接合して形成される。まくら木片14は、長手両側面に全長に渡って略三角形状に突出した凸条14aを設けている。
【0052】
図1(f)に示すまくら木1fは、同一形状の3片のまくら木片15を上下に積層して一体的に接合して形成される。まくら木片15は、長手両側面に全長に渡って略三角形状に陥没した凹条15aを設けている。
【0053】
図1(b)〜(f)に示したいずれのまくら木1b〜1fにおいても、まくら木1a(図1a参照)と同様に、長手両側面が平面である場合に比べてバラストとの当接面積が拡大される。これにより、道床抵抗力を増大させることができ、荷重によるまくら木1b〜1fの位置ずれを効果的に阻止することが可能となる。
【0054】
尚、本実施形態では、まくら木1a〜1fに採用する全てのまくら木片10〜15をガラス繊維強化硬質ウレタン樹脂発泡体を素材とする合成木材を用いて製したが、リサイクル材などを用いて製することも可能である。
例えば、合成まくら木などの合成木材の廃材チップや短繊維材あるいは耐摩耗性材に硬化性樹脂剤を含浸させて成形硬化させたリサイクル板材を用いることにより、まくら木の強度および耐久性を確保しつつ軽量化および省コスト化を図ることが可能となる。
【0055】
また、本実施形態では、まくら木片10〜15の傾斜面10a,11a、湾曲面12a,13a、凸条14aおよび凹条15aを、まくら木片10〜15自体の長手両側面を切削加工して形成したが、平板形状のまくら木片の長手両側面に別部材を接合して形成することも可能である。
【0056】
(第2実施形態)
図2(a),(b)は第2実施形態のまくら木2a,2b(2)の斜視図、同図(c),(d)は(a),(b)のまくら木2に採用するまくら木片20,21の斜視図である。図3(a),(b)は第2実施形態の別のまくら木2c,2d(2)の斜視図、同図(c),(d)は(a),(b)のまくら木2に採用するまくら木片23,24の斜視図である。また、図4(a),(b)は第2実施形態の更に別のまくら木2e,2f(2)の斜視図である。
【0057】
まくら木2aは、図2(a)の様に、同一形状の2片のまくら木片20,20の間にまくら木片21を積層して一体的に接合したまくら木である。
まくら木片20は、図2(c)の様に、通常のまくら木を上下に3等分したサイズの平板材の長手両側面に長手方向に沿って6個の突出部20aを配列した構成である。突出部20aは平面視が略台形であり、長手両側面から幅方向へ向けて突出して設けられている。
【0058】
まくら木片21はまくら木片20と近似した形状であるが、図2(d)の様に、突出部20aの配置部位および配置個数が異なる。則ち、まくら木片21は、まくら木片20において隣接する突出部20a,20aの中央に位置させて突出部20aを配置した形状であり、当該突出部20aは長手両側面に各々7個ずつ設けられている。
【0059】
まくら木2aは、図2(a)の様に、まくら木片20,20の間にまくら木片21を積層して一体的に接合して形成され、長手両側面に沿って上下部および中央部から交互に突出部20aが突出した形状を有する。
【0060】
まくら木2aをバラスト道床に敷設すると、長手両側面の一部がバラストに埋設され、隣接する突出部20a同士の間にバラストが嵌入する。これにより、まくら木2aに印加される横荷重および上下荷重に対して大きな道床抵抗力が発現され、まくら木2aの位置ずれが効果的に抑制される。
【0061】
まくら木2bは、図2(b)の様に、まくら木片20,21の間に平板形状のまくら木片22を積層して一体的に接合して形成される。まくら木片22は、まくら木20から突出部20aを取り除いた形状である。
まくら木2bは、長手両側面に沿って上部および下部から交互に突出部20aが突出した形状を有する。
【0062】
まくら木2bをバラスト道床に敷設すると、長手両側面の一部がバラストに埋設され、隣接する突出部20a同士の間にバラストが嵌入し、まくら木2bに印加される横荷重および上下荷重に対して大きな道床抵抗力が発現される。これにより、まくら木2bの位置ずれを効果的に抑制することが可能である。
【0063】
まくら木2c(2)は、図3(a)の様に、同一形状の2片のまくら木片23,23の間に平板形状のまくら木片22を積層して一体的に接合したまくら木である。まくら木片22は、前記まくら木2b(図2b参照)に用いたものと同一の平板材である。
【0064】
まくら木片23は、図3(c)の様に、通常のまくら木を上下に3等分したサイズの平板材の長手両側面に長手方向に沿って各々6個ずつ突出部23aを配列した構成である。
突出部20aは、傾斜面23b,23bを有した側面視が略台形の形状であり、当該傾斜面23b,23bとまくら木片23の底面との成す角度は鋭角である。則ち、突出部20aの傾斜面23b,23bは、上方へ向かうに連れて互いに近接するように傾斜している。本実施形態では、傾斜面23bと底面との成す角度を略55度に設定している。
【0065】
まくら木2cは、図3(a)の様に、まくら木片23,23の間にまくら木片22を積層して一体的に接合して形成され、長手両側面に沿って上下部から突出部23aが突出した形状を有する。
【0066】
まくら木2cをバラスト道床に敷設すると、長手両側面の一部がバラストに埋設され、隣接する突出部23a同士の間にバラストが嵌入する。これにより、まくら木2cに横荷重が印加されると、突出部23aの傾斜面23bに作用する抗力によって突出部23aは下方へ押圧される。則ち、まくら木2cに横荷重が印加されると、突出部23aはバラストに潜り込む方向へ抗力を受ける。これにより、印加される横荷重および上下荷重に対して大きな道床抵抗力が発現され、まくら木2cの位置ずれが効果的に抑制される。
【0067】
まくら木2dは、図3(b)の様に、まくら木片23,24の間に平板形状のまくら木片22を積層して一体的に接合して形成される。
まくら木片24はまくら木片23と近似した形状であるが、図3(d)の様に、突出部23aの配置部位および配置個数が異なる。則ち、まくら木片24は、まくら木片23において隣接する突出部23a,23aの中央に位置させて突出部23aを配置した形状であり、当該突出部23aは長手両側面に各々7個ずつ設けられている。
【0068】
まくら木2dは、まくら木片23,24の間にまくら木片22を積層して一体的に接合して形成され、長手両側面に沿って上部および下部から交互に突出部23aが突出した形状を有する。
まくら木2dをバラスト道床に敷設すると、長手両側面の一部がバラストに埋設され、隣接する突出部23a同士の間にバラストが嵌入する。これにより、まくら木2dに横荷重が印加されると、突出部23aの傾斜面に作用する抗力によって突出部23aはバラストに潜り込む方向へ抗力を受ける。これにより、印加される横荷重および上下荷重に対して大きな道床抵抗力が発現され、まくら木2dの位置ずれが効果的に抑制される。
【0069】
まくら木2e(2)は、図4(a)の様に、まくら木本体25の長手両側面に長手方向に沿って各々4個ずつ突出部25aを配列した構成を有する。
突出部25aは、前記したまくら木片23(図3c参照)の突出部23aと近似した形状である。則ち、突出部25aは、傾斜面25b,25bを備えた側面視が略台形の形状であり、当該傾斜面25bとまくら木本体25の底面との成す角度は鋭角である。則ち、突出部25aの傾斜面25b,25bは、上方へ向かうに連れて互いに近接するように傾斜している。本実施形態では、傾斜面25bと底面との成す角度を略55度に設定している。
【0070】
まくら木2eをバラスト道床に敷設すると、長手両側面の一部がバラストに埋設され、まくら木2eに横荷重が印加されると、突出部25aの傾斜面に作用する抗力によって突出部25aは下方へ押圧される。則ち、まくら木2eに横荷重が印加されると、突出部25aはバラストに潜り込む方向へ抗力を受ける。これにより、印加される横荷重および上下荷重に対して大きな道床抵抗力が発現され、まくら木2eの位置ずれが効果的に抑制される。
【0071】
まくら木2f(2)は、図4(b)の様に、まくら木本体26の長手両側面に長手方向に沿って各々4個ずつ突出部26aを配列した構成である。
突出部26aは、前記したまくら木2e(図4a参照)の突出部25aと近似した形状であるが、突出部26aの傾斜面26b,26bに隣接する外側面も底面に対して傾斜した傾斜面26cを形成している。本実施形態では、傾斜面26cと底面との成す角度を略55度に設定している。
【0072】
まくら木2fをバラスト道床に敷設すると、長手両側面の一部がバラストに埋設され、まくら木2eに横荷重や縦加重が印加されると、突出部26aの傾斜面26b,26b,26cに作用する抗力によって突出部26aは下方へ押圧される。則ち、まくら木2eに横荷重や縦加重が印加されると、突出部26aはバラストに潜り込む方向へ抗力を受ける。これにより、印加される横荷重や縦加重によって大きな道床抵抗力が発現され、まくら木2eの位置ずれが効果的に抑制される。
【0073】
尚、本実施形態では、まくら木2a〜2fに採用する全てのまくら木片20〜24およびまくら木本体25,26をガラス繊維強化硬質ウレタン樹脂発泡体を素材とする合成木材を用いて製したが、前記第1実施形態で述べたリサイクル材などを用いて製することも可能であり、強度および耐久性を確保しつつ軽量化および省コスト化を図ることが可能となる。
【0074】
また、本実施形態では、突出部20a,23aあるいは突出部25a,26aをまくら木片20〜24自体あるいはまくら木本体25,26自体の長手両側面を切削加工して形成したが、平板形状のまくら木片や角材形状のまくら木本体の長手両側面に別部材を接合して形成することも可能である。
【0075】
(第3実施形態)
図5(a)は第3実施形態のまくら木3a(3)の斜視図および長手方向から見た側面図、図5(b)〜(f)は、各々、第3実施形態の別のまくら木3b〜3f(3)の長手方向から見た側面図である。また、図6は図5(a)のまくら木3aの製造工程を示す説明図である。
【0076】
本実施形態のまくら木3は、前記第1実施形態で示したまくら木1の長手両側面から底面に掛けて耐摩耗性を有する被覆材で被覆することにより、長手方向から見た断面外形を略台形に仕上げたものである。
【0077】
まくら木3aは、図5(a)の様に、まくら木1a(図1a参照)の長手両側面から底面に掛けて耐摩耗性を有する被覆材Cで被覆し、長手方向から見た断面外形を略台形に仕上げている。本実施形態では、被覆材Cに、炭素繊維やガラス繊維を配合した繊維強化プラスチック(FRP)を用いている。
【0078】
まくら木3aによれば、被覆材Cで被覆されるので耐摩耗性が著しく向上し、まくら木の耐久性の向上を図ることが可能となる。また、まくら木1aの長手両側面に凸凹が設けられているので、凹凸がない場合に比べて被覆材を長手両側面に強固に接合することができ、被覆材の剥がれが防止されて耐久性が一層向上する。
また、長手方向から見た断面外形が略台形を呈するので、まくら木3aに印加される縦荷重によってまくら木3aを下方へ押圧する抗力が作用し、縦加重および上下荷重に伴うまくら木の位置ずれを効果的に抑制することが可能である。
【0079】
まくら木3b〜3fも同様の構成を有する。則ち、まくら木3b〜3fは、各々、まくら木1b〜1f(図1b〜1f参照)に耐摩耗性を有する被覆材Cを被覆して長手方向から見た断面外形を略台形に仕上げたまくら木であり、まくら木3aと同様に耐久性が向上すると共に、位置ずれの抑制効果を呈する。
【0080】
尚、本実施形態では、まくら木3の長手両側面および底面に被覆材Cを被覆した構成としているが、これらの面に加えて、まくら木3の長手両端部側面に被覆材Cを被覆しても良い。この構成によれば、横荷重に対するまくら木3の耐久性やが一層向上する。また、まくら木3の上面に被覆材Cを被覆する構成を採ることもでき、レール締結に伴う摩擦摩耗に対する耐久性を向上させることが可能である。
【0081】
また、まくら木3の長手両側面に耐摩耗性を有する被覆材Cを被覆すると共に、底面部に制振性を有する被覆材Cを被覆する構成を採ることもできる。この構成によれば、まくら木3の振動やバラストに伝搬される振動が被覆材Cで低減されて騒音の発生を抑制することが可能となる。
【0082】
ところで、図5(a)に示したまくら木3a(3)は、図6(a)に示す成形装置80を用いて容易に製することができる。以下に、まくら木3aの製造工程を図6を参照して説明する。
【0083】
まず、図6(a)の様に、まくら木1a(図1a参照)を上下を逆にして成形装置80に載置する。
成形装置80は、成形容器81と楔83および上面型枠84を備えて構成される。
成形容器81は、まくら木1aの長さと略等しい内寸長さを有し、まくら木1aよりも幅の広い長尺の容器であり、両側面は上方へ向かって広がるように傾斜している。
また、両側面の内面に沿って側面型枠82,82が配置され、当該側面型枠82,82は、下端部が成形容器81に軸止されて両側面に対して近接離遠自在とされている。
【0084】
図6(a)の様に、まくら木1aを成形容器81の内部に載置し、まくら木1aの長手両側面と側面型枠82,82との間に被覆材Cを注入する。
本実施形態では、被覆材Cにウレタン樹脂を用いている。
【0085】
被覆材Cを注入した後、図6(b)の様に、側面型枠82,82を互いに近接させ、成形容器81の両側面と側面型枠82,82との間に楔83,83の先端部を挿入する。そして、振動発生装置(不図示)を楔83,83に宛がい、側面型枠82,82を介して振動を印加して被覆材Cに内包された気泡を排出する。
【0086】
次いで、図6(c)の様に、成形容器81の両側面と側面型枠82,82との間に楔83,83を完全に挿入し、更に、まくら木1aの上から上面型枠84を覆い被せて所定時間加圧しつつ被覆材Cを硬化させる。
【0087】
所定時間が経過して被覆材Cが硬化すると、図6(d)の様に、上面型枠84および楔83,83を取り外し、側面型枠82,82を左右に開いて成形容器81から被覆されたまくら木3aを取り出す。これにより、被覆材Cによって断面外形が略台形に成形されたまくら木3aが完成する。
【0088】
このように、成形装置80を用いてまくら木3aを極めて容易に製することが可能である。また、まくら木3b〜3f(図5b〜5f)も同様の手順によって、容易に製することができる。
【0089】
尚、図6の説明では、長手両側面および底面を被覆材Cで被覆したまくら木3を製したが、更に、長手両端部側面や上面を被覆材Cで被覆したまくら木を製することも可能である。また、長手両側面の被覆工程と底面の被覆工程とを分離することにより、長手両側面に耐摩耗性を有する被覆材Cを被覆し、底面に制振性を有する被覆材Cを被覆したまくら木3を製することも可能である。
【0090】
(第4実施形態)
図7(a)は第4実施形態のまくら木5a(5)の斜視図および長手方向から見た側面図、図7(b)〜(f)は、各々、第4実施形態の別のまくら木5b〜5f(5)の長手方向から見た側面図である。また、図8は図7(a)のまくら木5aの製造工程を示す説明図である。
本実施形態のまくら木5は、前記第1実施形態で示したまくら木1の長手両側面から底面に掛けて耐摩耗性を有する被覆材で被覆したものである。
【0091】
まくら木5aは、図7(a)の様に、まくら木1a(図1a参照)の長手両側面から底面に掛けて耐摩耗性を有する被覆材Cで被覆したまくら木である。
まくら木3aによれば、まくら木1aと同様に道床抵抗力が向上して位置ずれが防止されると共に、被覆材Cで被覆されるので耐摩耗性が著しく向上し、まくら木の耐久性の向上を図ることが可能となる。
【0092】
まくら木5b〜5fも同様の構成を有する。則ち、まくら木5b〜5fは、各々、まくら木1b〜1f(図1b〜1f参照)に耐摩耗性を有する被覆材Cを被覆したまくら木であり、まくら木5aと同様に耐久性が向上すると共に、位置ずれの抑制効果を呈する。
【0093】
ここで、まくら木5a(図7a参照)は、図8に示す成形装置85を用いて容易に製することができる。以下に、まくら木5aの製造工程を図8を参照して説明する。
【0094】
まず、図8(a)の様に、まくら木1a(図1a参照)を上下を逆にして成形装置85に載置する。
成形装置85は、基台86に取り付けられた側面型枠87,87と上面型枠88を備えて構成される。基台86は、まくら木1aの長さと略等しい長さを有し、まくら木1aよりも幅の広い長尺の平板材であり、両側縁に沿って垂直方向に側面型枠87,87が取り付けられ、当該側面型枠87,87は互いに近接離遠自在とされている。
側面型枠87は、まくら木1aの長手側面に沿った凹凸を備えた型枠である。
【0095】
図8(a)の様に、まくら木1aを上下逆にして成形容器85の基台86上に載置し、まくら木1aの長手両側面と側面型枠87,87との間に被覆材Cを注入する。
本実施形態では、被覆材Cにウレタン樹脂を用いている。
【0096】
被覆材Cを注入した後、図8(b)の様に、振動発生装置(不図示)を側面型枠87,87に宛がって振動させ、被覆材Cに内包された気泡を排出しつつ側面型枠87,87を互いに所定位置まで近接させる。
【0097】
次いで、まくら木1aの上から上面型枠88を覆い被せて所定時間加圧しつつ被覆材Cを硬化させる。
所定時間が経過して被覆材Cが硬化すると、図8(d)の様に、上面型枠88を取り外し、側面型枠87,87を左右に移動させて被覆されたまくら木5aを取り出す。これにより、被覆材Cによって長手両側面および底面が被覆されたまくら木5aが完成する。
【0098】
このように、成形装置85を用いてまくら木5aを極めて容易に製することが可能である。まくら木5b〜5f(図7b〜図7f)も同様の手順によって、容易に製することができる。
【0099】
尚、図8では、長手両側面および底面を被覆材Cで被覆したまくら木5を製したが、更に、長手両端部側面や上面を被覆材Cで被覆したまくら木を製することも可能である。また、長手両側面の被覆工程と底面の被覆工程とを分離することにより、長手両側面に耐摩耗性を有する被覆材Cを被覆し、底面に制振性を有する被覆材Cを被覆したまくら木5を製することも可能である。
また、図8では、成形装置85を用いて被覆材Cを被覆したが、吹き付け装置などを用いて被覆材Cをまくら木1に吹き付けて被覆を行うことも可能である。
【0100】
(第5実施形態)
図9(a)〜(d)は第5実施形態のまくら木6a〜6d(6)の斜視図、図10(a),(b)は第5実施形態の別のまくら木6e,6f(6)の斜視図である。
本実施形態のまくら木5は、前記第2実施形態で示したまくら木2に、その長手両側面から底面に掛けて耐摩耗性を有する被覆材で被覆処理を施したまくら木である。
【0101】
則ち、まくら木6aは、図9(a)の様に、まくら木2a(図2a参照)の長手両側面から底面に掛けて耐摩耗性を有する被覆材Cを被覆したまくら木である。
まくら木6b〜6dも、図9(b)〜図9(d)の様に、各々、まくら木2b〜2d(図2b,図3a,図3b参照)の長手両側面から底面に掛けて耐摩耗性を有する被覆材Cを被覆したまくら木である。
また、まくら木6e,6fも、図10(a),(b)の様に、各々、まくら木2e,2f(図4a,b参照)の長手両側面から底面に掛けて耐摩耗性を有する被覆材Cを被覆したまくら木である。
【0102】
本実施形態では、吹き付け装置(不図示)を用い、被覆材Cをまくら木2に吹き付けることによって被覆されたまくら木6を製している。
これらのまくら木6によれば、前記した道床抵抗力の増加による位置ずれ防止機能に加えて、被覆材Cの被覆により耐摩擦性が向上し、耐久性の向上を図ることが可能となる。
【0103】
尚、本実施形態では、吹き付け装置を用いて被覆処理を行ったが、前記した成形装置(図8参照)を用いて被覆材Cを被覆することも可能である。
また、長手両側面および底面に加えて、長手両端部側面や上面を被覆材Cで被覆したまくら木6を製することも可能である。また、長手両側面の被覆工程と底面の被覆工程とを分離することにより、長手両側面に耐摩耗性を有する被覆材Cを被覆し、底面に制振性を有する被覆材Cを被覆したまくら木6を製することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【0104】
【図1】(a)〜(f)は、各々、第1実施形態のまくら木を示す斜視図および長手方向から見た側面図である。
【図2】(a),(b)は第2実施形態のまくら木の斜視図、(c),(d)は(a),(b)のまくら木に採用するまくら木片の斜視図である。
【図3】(a),(b)は第2実施形態の別のまくら木の斜視図、(c),(d)は(a),(b)のまくら木に採用するまくら木片の斜視図である。
【図4】(a),(b)は第2実施形態の更に別のまくら木の斜視図である。
【図5】(a)は第3実施形態のまくら木の斜視図および長手方向から見た側面図、(b)〜(f)は、各々、第3実施形態の別のまくら木の長手方向から見た側面図である。
【図6】(a)〜(d)は、図5(a)のまくら木の製造工程を示す説明図である。
【図7】(a)は第4実施形態のまくら木の斜視図および長手方向から見た側面図、(b)〜(f)は、各々、第4実施形態の別のまくら木の長手方向から見た側面図である。
【図8】(a)〜(d)は、図7(a)のまくら木の製造工程を示す説明図である。
【図9】(a)〜(d)は第5実施形態のまくら木の斜視図である。
【図10】(a),(b)は第5実施形態の別のまくら木の斜視図である。
【符号の説明】
【0105】
1,1a,1b,1c,1d,1e,1f まくら木
2,2a,2b,2c,2d,2e,2f まくら木
3,3a,3b,3c,3d,3e,3f まくら木
5,5a,5b,5c,5d,5e,5f まくら木
6,6a,6b,6c,6d,6e,6f まくら木
10,11,12,13,15,16 まくら木片
10a,11a 傾斜面
12a,13a 湾曲面
14a 凸条
15a 凹条
20,21,22,23,24 まくら木片
20a,23a 突出部
23b,25b,26b,26c 傾斜面
25 まくら木本体
25a,26a 突出部
C 被覆材




 

 


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