JP2002309535A - 枕木用融雪ヒータ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 比較的効率良く融雪できるとともに、修理や
交換などの現場作業を簡易かつ迅速に行うことができる
ように、レールの融雪構造を改良する。 【解決手段】 枕木Ａの上面に取り付けられて使用され
る融雪ヒータ装置であって、枕木Ａの上面に着脱可能な
基材２と、この基材２内に埋設されたヒータコードなど
の発熱体３とを備えた構成として、上記基材２の少なく
とも上面が、前記発熱体３の発熱によって昇温するよう
にする。さらに、発熱体３を、枕木Ａにレールを締結す
るために枕木に打ち込まれる締結部材の打ち込み位置を
避けるように屈曲配置する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、レール軌道におけ
る軌道ポイントなどの積雪を効率良く除去することがで
きる枕木用融雪ヒータ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】豪雪地域では鉄道の軌道が冠雪して列車
の運行に支障を来すことが多く、特に、分岐路などの可
動部を有する軌道ポイントが冠雪すると可動レールが凍
結したり、可動レールと固定レールとの隙間に雪が入り
込んで棟結するなどして軌道ポイントの切換が行えなく
なる。

【０００３】このような軌道ポイントの切換不良を未然
に防ぐため、従来より、レールには種々の融雪対策が講
じられている。

【０００４】例えば、タイプレートの長手方向両端部に
シーズヒータを設け、タイプレートの昇温を介してレー
ル周辺の雪を融かすという方法や、レールにヒータを取
り付けたり或いはレールに温風を吹き付けてレール周辺
の雪を融かすという方法などが知られているが、何れも
設備費が嵩む上、熱効率が悪いという欠点を有する。

【０００５】一方、比較的効率良く融雪する方法とし
て、表面に溝が形成され且つこの溝内に発熱体が埋め込
まれていると共に、その上からＦＲＰなどの補強層が被
覆されて構成された融雪用枕木を使用することも知られ
ている（特開平８−１４４２０１号公報）。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記公
報所載の融雪用枕木は、発熱体が枕木内部に埋め込まれ
て枕木と一体化されているが故に、発熱体の故障などの
際、これを修理、交換などする作業が極めて繁雑である
という問題を有する。

【０００７】そこで、本発明は、比較的効率良く融雪で
き、修理・交換などを簡易に行うことができるようにレ
ールの融雪構造を改良することを目的とするものであ
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、次の技術的手段を講じた。

【０００９】即ち、本発明は、枕木のレール固定側表面
である上面に取り付けられて使用される融雪ヒータ装置
であって、前記枕木の上面に着脱可能な基材と、前記基
材内に埋設された発熱体とを備え、前記基材は、前記発
熱体の発熱によって、少なくとも上面が昇温するように
構成されていることを特徴とするものである。

【００１０】かかる枕木用融雪ヒータ装置は、基材が枕
木のレール固定側表面部に着脱可能であるため、必要に
応じてレールの固定側表面部から取り外すことができ
る。従って、融雪ヒータ装置のみを簡易に修理、交換な
どすることができる。さらに、既設の通常の分岐枕木な
どに本発明装置を取り付けることで、融雪枕木とするこ
とができ、枕木の交換が必要ではなく、気候風土の変遷
により融雪装置が事後的に必要となった場合でも、容易
かつ低コストで融雪まくらぎを施工できる。

【００１１】また、融雪ヒータ装置の発熱体は基材に埋
設されているので、発熱体から発せられた熱が風などに
よって直接大気中に放散することがなく、また、発熱体
の発熱によって、基材の上面が少なくとも昇温するよう
に構成されているので、枕木の表面側に積もった雪を融
かすことができる。

【００１２】かかる基材は、埋設された発熱体を保護で
きるように耐衝撃性を有する素材が用いられ、更に、発
熱体からの熱を効率良く伝達できる熱伝導率の高い素材
が好ましい。

【００１３】このような素材としては、繊維強化硬質合
成樹脂材（ＦＲＰ樹脂材）などが例示される。ＦＲＰ樹
脂材は、繊維強化硬質合成樹脂発泡体などを素材とした
合成木材や通常の木材に比べて熱伝導率が数倍高く、耐
摩耗性や耐衝撃性も有する。

【００１４】従って、基材としてＦＲＰ樹脂材を用いる
ことにより、発熱体から発せられる熱が効率良く基材の
表面に伝導される。ＦＲＰ樹脂（発泡体を除く）は、ロ
ービングクロスやマットに硬化樹脂を含侵させたもので
あり、硬化樹脂には不飽和ポリエステル樹脂やエポキシ
樹脂などが例示され、基材は、ガラスマットとガラスロ
ービングを交互に積層した樹脂層を用いることができ
る。

【００１５】また、取り付けられた枕木側へ発熱体の熱
を逃がさないようにするために、基材の取付面側（即ち
下面側）に断熱層を形成してもよく、かかる断熱層を設
けることにより、枕木の材質に拘わらず、発熱体の熱を
効率よく基材の上面に伝達することができる。

【００１６】本発明の融雪ヒータ装置は、枕木とタイプ
レート（又はレール）との間に介在させて取り付けた
り、或いは、タイプレート（又はレール）が存在しない
枕木の上面位置に取り付けて使用することができるが、
タイプレート等周辺の雪を融かすために、枕木とタイプ
レート（又はレール）との間に介在させて使用すること
が好ましい。

【００１７】このように枕木とタイプレート（又はレー
ル）との間に介在させて使用すると、タイプレート等に
加わる荷重や振動などが基材を介して発熱体に加わる
が、上記のように基材を繊維強化硬質合成樹脂材によっ
て構成することにより、発熱体が早期に損傷するなどの
不都合を防止できる。

【００１８】また、上記発熱体は、枕木にレールを締結
するために枕木に打ち込まれる締結部材の打ち込み位置
を避けるように屈曲配置されたヒータコードからなるも
のとするのが好ましい。これによれば、締結部材を避け
つつも、枕木の上面全面に対して効率良く昇温を行わせ
ることができる。なお、予め基材に取付用の孔を形成し
ておいてもよく、この場合、基材内に埋設された発熱体
は、同様にこの孔の穿設位置を回避するように、該孔に
対して所定間隔を置いて迂回させることができる。

【００１９】また、少なくとも枕木のレール固定側表面
部に対して鉛直方向に弾力性を有するように基材を構成
すれば、レールなどの振動を吸収できるので、かかる不
都合を確実に防止できる。このような基材としては、例
えばゴム材などの弾性素材で基材を構成することが例示
される。ゴム材は、耐候性、耐摩耗性を有するものが好
ましく、例えばウレタンゴム、クロロプレンゴムなどが
例示される。尚、ゴム材は、余りに柔らかいとレールの
レベルを維持できなくなる虞があるので、概ね硬度６０
〜９０程度の硬いものを使用するのがよい。

【００２０】また、上記ＦＲＰ樹脂材などの硬質素材か
らなる保護層とゴム材などの弾性素材からなる吸収層を
上下に積層した積層体で基材を構成しても同様に上記効
果を奏する。

【００２１】融雪ヒータ装置の基材の形状は特に限定さ
れないが、車両の走行に支障を来さない程度の形状でな
くてはならず、例えば、板状、棒状などが例示される
が、広い範囲を融雪でき且つ枕木とレールなどの間に介
装しやすいという点から、板状のものが好ましい。又、
取り付けを簡易に且つ確実にするために、少なくとも基
材の取付面が枕木のレール固定側表面部の形状に適合す
るように形成されていることが好ましい。

【００２２】基材の大きさは、枕木の固定側表面部の略
全面に当接するものや、該固定側表面部に部分的に当接
するものの何れでもよいが、１つの枕木に対する発熱体
の発熱量を所定値とする場合、発熱体が短い程単位長当
たりの発熱量は増大し、一方、発熱体が長いほど単位長
当たりの発熱量は低減するから、基材の長手方向に亘っ
て発熱体が埋設されている融雪ヒータ装置に於いては、
枕木の固定側表面部の略全面に当接するものがこの単位
長当たりの発熱量を低減させることができるので好まし
く、かかる融雪ヒータ装置は、外気温が上昇した場合で
もヒータ装置に当接した枕木が局部的に加熱されて焦げ
たり炭化することを防止できる。

【００２３】融雪ヒータ装置の発熱体は、融雪できる程
度の熱を発するものであれば特に限定されず、例えば、
熱源を電気とする電熱線、熱源を湯とする熱湯管などが
例示される。

【００２４】この発熱体は、基材の上面を効率良く昇温
させるために、基材の内部のうち非取付面側に偏った位
置に埋設されていることが好ましい。また、発熱体は、
基材の非取付面表面部をより広い範囲を均等に昇温させ
るために、平面から見て、基材の全面に亘って略均一に
配置されていることが好ましい。

【００２５】尚、発熱体として電熱線（ヒータコード）
を使用した場合には、電熱線の断線を防止するため、発
熱体を円筒管などの保護管に挿通した上で基材内に埋設
することが好ましい。

【００２６】基材を枕木のレール固定側表面に取り付け
るための取付手段は特に限定されず、例えば、コーチス
クリューやボルトなど締結具を用いて基材を枕木に取り
付けたり、或いは、埋め栓を利用して基材を枕木に取り
付けるという取付手段などが例示される。

【００２７】埋め栓は、ヒータ装置を固定できる程度の
強度を有するものであれば限定されないが、絶縁性のた
め、枕木と同じ材質のものを用いることが好ましい。ま
た、基材には、該基材を枕木に取り付ける際の位置決め
となる位置決め部を設けておくことが好ましい。位置決
め部としては、例えば、枕木に形成された凹凸部に嵌合
する凸凹部を基材の取付面に形成したり、或いは、枕木
の側面に添え付け可能な添付部を基材に形成するなどの
手段が例示される。

【００２８】また、上記基材は、芯層と、該芯層の上下
をそれぞれ被覆するように積層された上被覆層並びに下
被覆層とからなり、これら上下被覆層は芯層よりも幅広
であって、芯層の幅方向外側で上下被覆層が積層され、
該積層部は下方に延出して枕木の側面部に添うように構
成されているものとすることができる。これによれば、
上記積層部が、上記添付部として機能し、枕木に対する
位置決めを容易に行い得るとともに、この積層部を枕木
側面に沿わせて適宜の固定具によって積層部を枕木に固
定して本発明装置を枕木に対して固定でき、枕木の上面
側には固定具が必要ではなくなる。

【００２９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面を
参照しつつ説明する。

【００３０】図１〜図３は、本発明の第１実施形態の枕
木用融雪ヒータ装置を示し、図１は、本実施形態の融雪
ヒータ装置を示す平面図、図２は、図１のＡ−Ａ線断面
図を示す、図３は、本実施形態の融雪ヒータ装置の使用
状態を示す斜視図である。

【００３１】本実施形態の融雪ヒータ装置１は、枕木の
レール固定側表面、即ち枕木の上面に取り付けられて使
用されるものであって、基材２と、該基材２の内部に埋
設された電熱線（ヒータコード）からなる発熱体３とを
具備する。

【００３２】基材２は、全体として枕木の上面と略同じ
大きさの矩形板状に形成されている。この基材２は、発
熱体３を収納可能な複数の溝部５が形成された矩形板状
の芯層２１と、該芯層２１の周囲に被覆された被覆層２
２とからなり、芯層２１及び被覆層２２の何れもＦＲＰ
樹脂材によって構成されている。基材２の取付面２ａ
は、枕木のレール固定側表面部の形状に適合するように
形成されており、図示したものは、固定側表面部が平滑
な枕木に使用するため、基材２の取付面２ａが平滑面と
されている。尚、芯層２１に形成された溝部５と収納さ
れた発熱体３との間には間隙を生ずるが、この間隙は被
覆層２２の樹脂によって埋められている。

【００３３】さらに、基材２には、取付面２ａから非取
付面２ｂへと貫通する挿入用の孔６が形成されており、
この孔６は、タイプレートに形成された孔に対応した位
置に形成されている。

【００３４】基材２の複数の溝部５は、基材２の長手方
向に略直線状に形成されているが、その一部に於いて挿
入用の孔６を回避するように部分的に湾曲されている。

【００３５】また、各溝部５は、芯層２１の上面側（基
材２の非取付面２ｂ側）に偏って形成されている。

【００３６】そして、この溝部５に沿って円筒管７が収
納されており、円筒管７の両端部は、基材２の短手方向
側面２ｃから外部に露出されている。この円筒管７に
は、発熱体３として電熱線３が挿通されており、その両
端部は、円筒管７の両端部から僅かに導出されている。

【００３７】かかる融雪ヒータ装置１は、例えば、次の
手順で製造することができる。

【００３８】枕木の固定側表面と略同一の矩形板状を形
成できるように設計された型に、ガラスマットとガラス
ロービングを交互に積層した樹脂層に不飽和ポリエステ
ル樹脂を含浸させたＦＲＰ樹脂材を入れて硬化させて芯
層２１の原板を形成し、次に、この芯層２１原板の一面
に溝部５を削成し、この溝部５に沿って、発熱体３が挿
通された円筒管７を収納した後、芯層２１の周囲を前記
ＦＲＰ樹脂材で被覆してこれを硬化させて被覆層２２を
形成することによって、ヒータ装置１を得ることができ
る。

【００３９】得られた融雪ヒータ装置１は、図３に示す
ように、基材２の取付面２ａを枕木Ａのレール固定側表
面（上面）に接地させ、且つ基材２の非取付面２ｂにタ
イプレートＢを接地させ、このタイプレートＢから基材
２の孔６にコーチスクリューなどの締結具Ｃを挿入締結
することによって、タイプレートＢと共に枕木Ａのレー
ル固定側表面部に取り付けられ、最後に電熱線３の両端
部を配線して使用される。

【００４０】この電熱線３に通電することにより、前記
基材２の非取付面部２ｂが昇温し、これに伴いタイプレ
ートＢが昇温してその周囲の雪を溶かすことができる。

【００４１】一方、通電を止めて締結具を取り外せば、
別体のヒータ装置１は、枕木Ａと簡単に分離できるの
で、融雪ヒータ装置１の修理などを簡易に行うことがで
きる。

【００４２】図２は本発明の第２実施形態を示し、第１
実施形態に比して、基材２に断熱層が設けられている点
で異なる。以下、主として第１実施形態と異なる箇所を
説明し、第１実施形態と同じ名称で特に説明のないもの
は、第１実施形態と同様の構成、作用効果を有するもの
である。

【００４３】第１実施形態では、基材２は、一種の素材
から構成されていたが、本実施形態では、図２に於い
て、芯層２１が、被覆層２２よりも熱伝導率の低い素材
で形成されている。

【００４４】このように芯層２１を熱伝導率の低い素材
で形成することにより、発熱体３を中心にして、基材２
の取付面２ａ側に断熱層が形成されることとなり、発熱
体３からの熱が基材２の非取付面２ｂに伝達され、効率
良く雪を融かすことができる。

【００４５】このような断熱層を構成する素材は、被覆
層２２を構成する素材の熱伝導率との相対関係で決定さ
れるものであるが、例えば、被覆層２２がＦＲＰ樹脂材
からなる場合には、芯層２１として発泡体、特に繊維強
化硬質合成樹脂発泡体を例示できる。

【００４６】この繊維強化硬質合成樹脂発泡体は、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、芳香族ポリアミド繊維等の合成繊維や天然繊
維等の有機質繊維などを補強材として含み、マトリクス
として、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
熱硬化樹脂などの発泡体が例示される。又、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、クルク、水酸化アルミニウム、クレー
などの無機充填材、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などの各種添加材が添加されて
も良い。これらの中でも、好適な材料としては硬質ウレ
タン樹脂を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
工業株式会社製のものが例示される。

【００４７】尚、第１及び第２実施形態の各事項を適宜
組み合わせて融雪ヒータ装置１を構成してもよい。

【００４８】図４は本発明の第３実施形態を示し、第１
及び第２実施形態に比して、基材２に弾性層が設けられ
ている点で異なる。以下、主として第１及び第２実施形
態と異なる箇所を説明し、第１実施形態と同じ名称で特
に説明のないものは、第１及び第２実施形態と同様の構
成、作用効果を有するものである。

【００４９】第１実施形態では、基材２は、ＦＲＰ樹脂
材から構成されていたが、本実施形態では、基材２の全
体又は一部に弾性力を有する弾性層が形成されている。

【００５０】図４に於いて、基材２は、発熱体３が埋設
された下層２３と、該下層２３の上面を覆う被覆層２４
から構成されている。この基材２の各層２３，２４は、
何れもウレタンゴムやＳＢＲなどのゴム材によって構成
されている。

【００５１】このように基材２がゴム材などの弾性を有
する素材で構成されていることにより、タイプレート
（又はレール）に加わる荷重や振動などを適宜吸収でき
るので、本発明の融雪ヒータ装置１を、軌道パッドの代
用として利用することができる。

【００５２】本実施形態の融雪ヒータ装置１は、例え
ば、未加流ゴムシートに発熱体を適宜配置し、その上か
ら未加流ゴムシートを覆い、所定温度に加熱して加流す
ることによって製造することができる。

【００５３】尚、下層２３をＦＲＰ樹脂材で且つ被覆層
２４をゴム材で基材２を構成してもよいし、第２実施形
態の基材２に、ゴム材などからなる弾性層を設けてもよ
い。

【００５４】その他、第１〜第３実施形態の各事項を適
宜組み合わせて融雪ヒータ装置１を構成してもよい。

【００５５】図５及び図６は本発明の第４実施形態を示
し、第１〜第３実施形態に比して、基材２に位置決め部
が設けられている点で異なる。以下、主として第１〜第
３実施形態と異なる箇所を説明し、第１実施形態と同じ
名称で特に説明のないものは、第１〜第３実施形態と同
様の構成、作用効果を有するものである。

【００５６】本実施形態では、基材２は、芯層２１と、
該芯層２１の上下をそれぞれ被覆するように積層された
上被覆層２２ａ並びに下被覆層２２ｂとからなり、これ
ら上下被覆層２２ａ，２２ｂは芯層２１よりも幅広であ
って、芯層２１の幅方向外側で上下被覆層２２ａ，２２
ｂが積層され、該積層部８は下方に延出して枕木の側面
部に添うように構成されていて、この積層部８は、枕木
Ａの側面に当接可能な添付部となる。

【００５７】この添付部８は、枕木Ａの上面から幅方向
側面部にかけて被さるように、基材２の取付面２ａに対
して略直角に延設されている。言い換えれば、添付部８
は、被覆層２２を構成する樹脂を延設することにより形
成されている。

【００５８】かかる融雪ヒータ装置１は、枕木Ａの側面
部に添付部８が添わせることにより、確実に枕木Ａの固
定側表面部に被せることができる。そして、この添付部
８から枕木Ａに、コーチスクリューなどの締結具Ｃを締
結することにより、ヒータ装置１を枕木Ａに固定するこ
とができる。なお、上被覆層２２ａ、下被覆層２２ｂ並
びに芯層２１は、図６に示す構造に代えて、図７に示す
断面構造となるように構成しても良い。

【００５９】尚、第１〜第４実施形態の各事項を適宜組
み合わせて融雪ヒータ装置１を構成してもよい。

【００６０】

【発明の効果】本発明の枕木用融雪ヒータ装置は、これ
を枕木に適宜取付けることにより、その周辺の雪を効率
良く融かすことができる。そして、このヒータ装置は、
枕木とは別個のものであって、枕木に着脱可能に構成さ
れているので、取付後に融雪ヒータ装置のみを取り外す
ことができる。従って、ヒータ装置の修理、交換などを
簡易に行うことができ、保守、点検などのメンテナンス
作業を容易に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態に係る融雪ヒータ装置を
示す一部省略平面図、

【図２】図１のＡ−Ａ栓断面図。

【図３】第１実施形態の融雪ヒータ装置を枕木に取り付
けた状態を示す一部省略斜視図。

【図４】第３実施形態に係る融雪ヒータ装置を示す縦断
面図。

【図５】第４実施形態に係る融雪ヒータ装置を示す一部
省略斜視図であって、併せて枕木を二点鎖線で示す。

【図６】第４実施形態に係る融雪ヒータ装置を示す縦断
面図。

【図７】同融雪ヒータ装置の断面構造の変形例を示す縦
断面図。

【符号の説明】

１ 融雪ヒータ装置 ２ 基材 ３ 発熱体 Ａ 枕木 Ｂ タイプレート

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 枕木の上面に取り付けられて使用される
   融雪ヒータ装置であって、前記枕木の上面に着脱可能な
   基材と、前記基材内に埋設された発熱体とを備え、前記
   基材の少なくとも上面が、前記発熱体の発熱によって昇
   温することを特徴とする枕木用融雪ヒータ装置。
2. 【請求項２】 発熱体が、枕木にレールを締結するため
   に枕木に打ち込まれる締結部材の打ち込み位置を避ける
   ように屈曲配置されたヒータコードからなることを特徴
   とする請求項１に記載の枕木用融雪ヒータ装置。
3. 【請求項３】 前記基材は、芯層と、該芯層の上下をそ
   れぞれ被覆するように積層された上被覆層並びに下被覆
   層とからなり、これら上下被覆層は芯層よりも幅広であ
   って、芯層の幅方向外側で上下被覆層が積層され、該積
   層部は下方に延出して枕木の側面部に添うように構成さ
   れていることを特徴とする請求項１に記載の枕木用融雪
   ヒータ装置。
4. 【請求項４】 前記基材が、繊維強化合成樹脂材で形成
   されている請求項１または２に記載の枕木用融雪ヒータ
   装置。
5. 【請求項５】 前記基材が、ゴム材で形成されている請
   求項１または２に記載の枕木用融雪ヒータ装置。