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まくら木構造体 - 積水化学工業株式会社
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発明の名称 まくら木構造体
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2007−63931(P2007−63931A)
公開日 平成19年3月15日(2007.3.15)
出願番号 特願2005−254287(P2005−254287)
出願日 平成17年9月2日(2005.9.2)
代理人 【識別番号】100100480
【弁理士】
【氏名又は名称】藤田 隆
発明者 斉藤 康宏
要約 課題
振動を低減させることができるまくら木構造体であり、振動対策のための作業を大掛かりとすることが無いようにする。

解決手段
本発明のまくら木構造体1は、レール10の下方に配置されるまくら木本体21と、まくら木本体21に固定される防振部材22とが設けられている。防振部材22は、設置状態で露出する部分に配置されるものであって、繊維を含む樹脂の粉状体を用いて所定の形状に成形されている。そして、まくら木構造体1では振動を低減することができる。
特許請求の範囲
【請求項1】
レールの下方に配置されるまくら木本体と、まくら木本体に固定される吸音部材とが設けられ、吸音部材は、設置状態で露出する部分に配置されるものであって、繊維を含む樹脂の粉状体を用いて所定の形状に成形されているものであることを特徴とするまくら木構造体。
【請求項2】
吸音部材は、板状であって上面に配置されていることを特徴とする請求項1に記載のまくら木構造体。
【請求項3】
レールの下方に配置される複数のまくら木本体と、まくら木本体に固定される吸音部材とが設けられ、吸音部材は、複数のまくら木本体の上面に配置されるものであって、繊維を含む樹脂の粉状体を用いて所定の形状に成形されているものであることを特徴とするまくら木構造体。
【請求項4】
吸音部材は長尺板状であって、レールの間に配置されていることを特徴とする請求項3に記載のまくら木構造体。
【請求項5】
まくら木本体は、長繊維で強化された樹脂成形体であり、吸音部材の成形に用いられる粉状体の繊維及び樹脂は、まくら木本体と同じものが用いられていることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載のまくら木構造体。
【請求項6】
吸音部材の成形に用いられる粉状体の形状は、所定の方向の長さが他の方向の長さに比べて長いものであり、成形された吸音部材には、内部に空隙が形成されていることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載のまくら木構造体。
発明の詳細な説明
【技術分野】
【0001】
本発明は、吸音性に優れるまくら木構造体に関するものである。
【背景技術】
【0002】
列車などを走行させるための軌道には、レールが設けられている。そして、このレールを設置するためバラストなどの道床上にまくら木を設け、その上にレールを支える方法が用いられている。まくら木には、種々の素材が用いられており、例えば、木材、コンクリート、ガラス繊維強化した樹脂発泡体などである。
レール上を列車が通過する際には振動が発生するが、この振動がまくら木を介して伝達され、騒音の問題などが発生する。そのため、従来より、このような問題の対策が行われている。
【0003】
例えば、特許文献1に記載されているまくら木では、内部または表面に粘性体が充填されており、まくら木が振動した場合にも、この振動を粘性体により減衰させることにより、振動や騒音を低減させることができる。
また、まくら木以外の手段を用いて振動を低減させる方法として、軌道を囲むように防音壁を設けたり、また、軌道が敷設されるバラストを従来のものに比べて吸音性に優れるバラストを用いたりしている。
【特許文献1】特開2004−332531号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
特許文献1に記載されているまくら木では、内部または表面に粘性体が充填させるための加工が必要であり、また、かかる部分が欠落して、まくら木の強度低下をおこすおそれがある。
また、まくら木以外の手段を用いて振動を低減させる方法である、防音壁を設けたり、、吸音性に優れるバラストを用いたりするのは、大掛かりな作業となってしまう。
【0005】
一方で、繊維補強された樹脂を用いて製作されたまくら木の場合、表面研磨の工程、形状加工の工程、切断の工程など、製造過程などで切削粉や破砕片などが生じる。このようなものの処理は、廃棄物として処理することとなり、環境問題となるおそれがある。そのため、かかる材料を用いることができれば、このような問題も解決することができる。
【0006】
そこで、本発明は、作業を大掛かりとすることなく、騒音を低減させることができる、まくら木構造体を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上記した目的を達成するための請求項1に記載の発明は、レールの下方に配置されるまくら木本体と、まくら木本体に固定される吸音部材とが設けられ、吸音部材は、設置状態で露出する部分に配置されるものであって、繊維を含む樹脂の粉状体を用いて所定の形状に成形されているものであることを特徴とするまくら木構造体である。
【0008】
請求項1に記載の発明によれば、繊維を含む樹脂の粉状体を用いて所定の形状に成形されている吸音部材を、設置状態で露出する部分にまくら木本体に固定するので、まくら木本体の騒音を低減することができる。
【0009】
請求項2に記載の発明は、吸音部材は、板状であって上面に配置されていることを特徴とする請求項1に記載のまくら木構造体である。
【0010】
請求項2に記載の発明によれば、吸音部材は、板状であって上面に配置されているので、まくら木の吸音を効率的に行うことができる。しかし、上面以外に側面に配置されていても構わない。
【0011】
請求項3に記載の発明は、レールの下方に配置される複数のまくら木本体と、まくら木本体に固定される吸音部材とが設けられ、吸音部材は、複数のまくら木本体の上面に配置されるものであって、繊維を含む樹脂の粉状体を用いて所定の形状に成形されているものであることを特徴とするまくら木構造体である。
【0012】
請求項3に記載の発明によれば、繊維を含む樹脂の粉状体を用いて所定の形状に成形されている吸音部材を、複数のまくら木本体の上面に配置されているので、まくら木本体の振動により発生する騒音を低減することができ、吸音部材を歩行板などとして使用することができる。
【0013】
請求項4に記載の発明は、吸音部材は長尺板状であって、レールの間に配置されていることを特徴とする請求項3に記載のまくら木構造体である。
【0014】
請求項4に記載の発明によれば、吸音部材は長尺板状であって、レールの間に配置されているので、防振部材を歩行板として使用しやすい。
【0015】
請求項5に記載の発明は、まくら木本体は、長繊維で強化された樹脂成形体であり、吸音部材の成形に用いられる粉状体の繊維及び樹脂は、まくら木本体と同じものが用いられていることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載のまくら木構造体である。
【0016】
請求項5に記載の発明によれば、まくら木本体は、長繊維で強化された樹脂成形体であり、吸音部材の成形に用いられる粉状体の繊維及び樹脂は、まくら木本体と同じものが用いられているので、まくら木本体と吸音部材との接着が行いやすく、また、まくら木本体の製作時に発生する材料を用いて粉状体とすることができ、リサイクル性に優れる。
【0017】
請求項6に記載の発明は、吸音部材の成形に用いられる粉状体の形状は、所定の方向の長さが他の方向の長さに比べて長いものであり、成形された吸音部材には、内部に空隙が形成されていることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載のまくら木構造体である。
【0018】
請求項6に記載の発明によれば、吸音部材の成形に用いられる粉状体の形状は、所定の方向の長さが他の方向の長さに比べて長いものであり、成形された吸音部材には、内部に空隙が形成されているものであるので、吸音部材の吸音性を向上させることができる。
【発明の効果】
【0019】
本発明のまくら木構造によれば、作業を大掛かりとすることなく、騒音を低減させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0020】
以下さらに本発明の具体的実施例について説明する。
図1は、本発明の第1の実施形態におけるまくら木構造体の敷設された状態で示した斜視図である。図2は、図1のまくら木構造体のバラストを取り除いた状態で示した斜視図である。図3は、本発明の第2の実施形態におけるまくら木構造体を示した斜視図である。図4は、本発明の第3の実施形態におけるまくら木構造体を示した斜視図である。図5は、本発明の第4の実施形態におけるまくら木構造体を示した斜視図である。
【0021】
本発明の第1の実施形態におけるまくら木構造体1は、図1、図2に示されており、まくら木本体21と吸音部材22からなるものである。そして、まくら木構造体1は、バラスト部13上に設置され、また、まくら木構造体1上に、2本のレール10が固定されている。
【0022】
レール10やバラスト部13は、通常のものと同様のものが用いられている。そして、まくら木構造体1のまくら木本体21は、レール10の下方に配置して、レール10を支えており、まくら木本体21の上面21a側でレール10と固定されている。なお、レール10とまくら木本体21との間には、図示しない締結部材(タイプレート)が設けられており、この締結部材によってレール10とまくら木本体21とが固定されている。
【0023】
また、まくら木構造体1は上面21a付近以外がバラスト部13に埋まる状態で埋設されており、側面21b、底面21c、木口面21dはバラスト部13と接触している。まくら木本体21は、複数用いられており、通常のものと同様に、レール10方向に配列している。
【0024】
まくら木本体21は長尺状の角柱状であり、通常まくら木として用いられるものが使用されている。まくら木本体21の材質は、ガラス長繊維で強化されたポリウレタン樹脂製の発泡成形体が用いられており、密度(立方cm当たりg数)が0.74程度のものを用いることができる。なお、この材質は、特に限定されるものでなく、他の材料を使用することができる。
【0025】
吸音部材22は、まくら木本体21に比べて、騒音を減衰させることが可能なものである。そして、吸音部材22の形状は長方形状の板状のものが用いられている。
吸音部材22が固定される位置は、まくら木構造体1の設置状態で露出する部分であり、本実施形態では、まくら木本体21の上面21aである。また、吸音部材22はまくら木本体21と固定されている。
そして、各まくら木本体21は、2本のレール10と固定されているが、この固定されている部分以外の部分、すなわち、レール10の軌間の内側の1ヵ所と、軌間の外側の2ヵ所の、合計3ヵ所に吸音部材22が配置している。
【0026】
吸音部材22は、繊維を含む樹脂の粉状体を用いて所定の形状に成形されるものである。本実施形態で用いられるものは、ガラス繊維を含むポリウレタン樹脂の粉状体であり、まくら木本体21に用いられる繊維及び樹脂と同じものが用いられている。したがって、まくら木本体21の製造の際などに発生する不要となる部分を用いて粉状体とすることができる。
【0027】
吸音部材22の成形に用いる粉状体は、形状が針状乃至棒状であり、所定の方向の長さが他の方向の長さに比べて長いものである。そして、本実施形態に用いられる粉状体は、長さが約40mm、径が約1mmであり、アスペクト比が10以上である。また、この粉状体は、ガラス長繊維で強化されたポリウレタン樹脂製の発泡成形体を粉砕したものが用いられている。まくら木本体21の製造工程で発生するものが用いられている。
そして、粉状体のアスペクト比が10以上のものを用いて吸音部材22を形成した場合、成形された吸音部材22に空隙を形成させながら全体の強度を維持することができ、また、吸音性を向上させることができる。
【0028】
また、吸音部材22の成形は、上記粉状体にバインダーなどの添加材を添加して、これを金型などの型に充填して、圧縮して行われる。また、この圧縮の際に、金型を加熱して成形を促進させることができる。本実施形態の場合には、添加剤として、ポリオールやMDI(Methylene Diphenyl Isocyanate)などのイソシアネートが用いられており、これにより粉状体のポリウレタン樹脂同士を結着させることができる。
吸音部材22はこのように形成されるので内部に空隙が形成された状態で固定化され、防振性と強度を両立することができる。そして、吸音部材22の密度(立方cm当たりg数)は0.3〜0.7、好ましくは0.35〜0.55とすることにより、吸音性と強度を両立させることができる。
【0029】
まくら木本体21と吸音部材22との固定は、接着剤などが用いられる。本実施形態のまくら木構造体1の場合、防振部材22の樹脂とまくら木本体21の樹脂とは同じ材質であるポリウレタン樹脂であるので、接着強度を高強度とすることができる。
まくら木本体21と吸音部材22との固定に用いられる接着剤は、特に限定されるものでないが、ウレタン接着剤を用いることができる。そして、この接着剤の粘度は高粘度のものを用いることができ、例えば、12000mPa・s(20℃)程度のものを用いることができる。なお、まくら木本体21の吸音部材22が設けられる部分以外の表面は、アクリルウレタン塗装が行わている。
吸音部材22は、まくら木本体21の表面を覆うように配置されているが、吸音部材22が覆う面積を、上面21aの面積に対して20%以上とすることが望ましい。すなわち、まくら木構造体1を上側から見た場合に、全体の面積に対して20%以上を占めるように設けられている状態であり、かかる場合には防振性を向上させることができる。
【0030】
まくら木構造体1では、まくら木本体21はバラスト部13に埋設されるが、上面21a側は露出しているので、まくら木本体21に固定された吸音部材22はバラスト部13に接触することが無く、吸音部材22が摩耗することはない。
【0031】
まくら木構造体1が使用される場合には、レール10上を列車などが通過するが、かかる際に振動が発生する。この振動は、列車の車輪からレール10を介してまくら木本体21に伝達されるものや、列車の下側から空気を介してまくら木本体21側へと伝達されるものなどがある。
本実施形態のまくら木構造体1では、レール10を介してまくら木本体21に伝達される振動は、まくら木本体21に固定されている吸音部材22により騒音が低減し、また、列車の下側から空気を介してまくら木本体21側へと伝達される騒音は、上面21aに配置される吸音部材22によって遮断されて騒音が低減する。
【0032】
本発明の第2の実施形態におけるまくら木構造体2は、図3に示されている。そして、まくら木構造体2では、吸音部材32が、複数のまくら木本体21の上面21aに配置されて固定されているものである。
【0033】
吸音部材32は長尺板状であって、その長尺方向をレール10方向に合わせて配置されており、まくら木本体21の上に載せられている。そして、まくら木構造体2を用いてレール10を設置した場合には、上記したまくら木構造体1と同様に、騒音を低減させることができる。また、まくら木構造体2ではレール10などの点検の際に、吸音部材32上を歩行することができ、歩行板として使用することができる。
なお、吸音部材32はレール10の間以外にも、レール10の外側に配置することができる。
【0034】
このように、本実施形態のまくら木構造体2では、吸音性と強度を兼ね備えた吸音部材32を用いることにより、通常の歩行板を設置する方法と同じ方法で、防振対策を行うことができるので、低コストで、防振対策を行うことができる。
なお、防振部材32だけでは、歩行の際の強度が低すぎる場合、吸音部材32の下側などに、補強板を設置することもできる。なお、この補強板は特に限定されることはないが、まくら木本体21と同様な材質のガラス長繊維で補強したウレタン発泡体やFRPなどの素材を用いることができる。また、通常用いられる歩行板の上に吸音部材32を配置することもできる。
【0035】
上記した実施形態のまくら木構造体1、2では、吸音部材22、32は上面21aのみに設置したが、上面21a以外に露出する部分がある場合には、かかる部分に吸音部材22を配置することもできる。
例えば、まくら木本体21がバラスト部13に埋設されず、鉄橋やコンクリート上に設置される場合、まくら木本体21は鉄桁やコンクリート上に載せられた状態となり、側面21bや木口面21dは露出する。そのため、図4に示される第3の実施形態におけるまくら木構造体3のように、上面21aだけでなく、側面21bや木口面21dにも吸音部材22を覆うように配置することができる。
【0036】
上記した実施形態におけるまくら木構造体1、2、3では、吸音部材22、32を、後から設置する方法であったが、図5に示されるような第5の実施形態におけるまくら木構造体5を用いることもできる。すなわち、まくら木構造体5は、まくら木本体51と吸音部材22とを有しており、まくら木本体51の上面21a側に吸音部材22が配置されるようにあらかじめ固定されている。
【0037】
また、吸音部材22は、レール10との締結部分を外した3ヵ所に配置されており、まくら木本体51と吸音部材22とは上下方向に積層した状態となっている。
まくら木構造体5のまくら木本体51の場合には、吸音部材22が設けられる位置に、凹部51aが形成され、この凹部51aに吸音部材22が配置されて固定されている。したがって、まくら木構造体5の全体の形状は、角柱状であり、通常のまくら木と同様な形状である。そして、まくら木構造体5では、通常のまくら木を敷設する方法と同じように作業することができるので作業しやすく、また、使用時には吸音性を高めることができる。
【実施例】
【0038】
以下の通り、粉状体を用いて吸音部材22を形成して、吸音性などについて評価した。
径が約1mm、長さが約40mmの粉状体を用い、この粉状体と、水酸基価500mgKOH/gのポリオールと、イソシアネート含有量が31%のMDIとの比を、それぞれ70:13:17としたものを混合した。そして、全体の厚さが50mmとなるようにして圧縮成形して吸音部材22を成形した。この成形された吸音部材22の密度(立方cm当たりg数)は、約0.4及び0.5となるように、圧縮時の圧力などを調整して成形した。
【0039】
この2種類の吸音部材22と、ガラス長繊維で補強したウレタン発泡体(積水化学工業株式会社製FFU−74)、ケンパス木材について、吸音率を測定した。また、2種類の防振部材22については、曲げ強度、曲げ弾性率、圧縮荷重(比例限界時の荷重及び座屈時の荷重)について測定した。
吸音率の測定は、ISO 10534−2に準拠して行った。そして、吸音率は大きいほど振動を吸収するものである。なお、各試料の音の入射方向に、アクリルウレタン塗料を施したものを使用した。
曲げ強度、曲げ弾性率、圧縮荷重の測定は、木材の試験方法であるJIS Z 2101に準拠して行った。
【0040】
図6は吸音率の結果を示したグラフである。また、本発明の防振部材22の曲げ強度、曲げ弾性率、圧縮荷重の結果については表1に示す。
【0041】
【表1】


【0042】
図6に示されるように、2種類の防振部材22は、他の素材に比べて、吸音性が優れている。また、表1に示されるように、曲げ強度、曲げ弾性率、圧縮荷重が優れており、歩行板などに使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【0043】
【図1】本発明の第1の実施形態におけるまくら木構造体の敷設された状態で示した斜視図である。
【図2】図1のまくら木構造体のバラストを取り除いた状態で示した斜視図である。
【図3】本発明の第2の実施形態におけるまくら木構造体を示した斜視図である。
【図4】本発明の第3の実施形態におけるまくら木構造体を示した斜視図である。
【図5】本発明の第4の実施形態におけるまくら木構造体を示した斜視図である。
【図6】吸音率の結果を示したグラフである。
【符号の説明】
【0044】
1、2、3、5 まくら木構造体
10 レール
21、51 まくら木本体
21a 上面
22、32 吸音部材




 

 


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