JP2008174947A - まくら木 - Google Patents

Abstract

【課題】 比較的安価な材料を用いることができ、製造しやすく、必要な性能を確保することができるまくら木を提供する。
【解決手段】 本発明のまくら木１は、長尺方向に延びる貫通孔２６が形成されるように押し出し成形によって成形される押し出し成形体２０と、貫通孔２６に配置される長繊維によって補強された樹脂である補強材２１と、レールとの締結を行う際に用いられる被締結用部材１１とを有している。そして、押し出し成形体２０と補強材２１によって、対向配置する長尺状の一対の高強度板１７、１８を形成し、被締結用部材１１は、前記高強度板１７、１８の間であって、レールの位置に対応する位置に配置されている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、まくら木に関するものである。

まくら木は、レールを支えつつ、２本のレールの間隔を維持するために用いられている。そして、このようなまくら木は、レールが敷設される場所に必要なものである。
まくら木の材質には、従来から使用されている木製のものだけでなく、コンクリート製のものや、ポリウレタン発泡樹脂を長繊維で強化したまくら木である合成まくら木と呼ばれるものなどがある。そして、合成まくら木は、特許文献１に記載されている方法などにより製作される。
特公昭４８−３６４２０号公報

上記のような合成まくら木は、軽くて強度に優れるものであるが、ポリウレタン発泡樹脂を長繊維で強化した材料を用いるので、押し出し成形などでは製造することができなかった。また、ポリウレタンの材料自体、比較的高価な材料である。そのため、安価で必要性能を有するものが求められている。

しかしながら、単に、安価な既存の材料をもちいて成形するのでは、まくら木としての性能を持たせることが難しく、また、まくら木と同じぐらいの大きさのものを押し出し成形するのは、成形時の歪みなどによって、形状や寸法の精度が低下するなどの問題があった。

また、使用済みのまくら木や、鉄道関係の資材の処分の問題があり、これらの材料をまくら木に有効利用できるようにすることが望まれている。

そこで、本発明は、比較的安価な材料を用いることができ、製造しやすく、必要な性能を確保することができるまくら木を提供することを課題とするものである。

そして、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、長尺方向に延びる溝又は貫通孔である補強材配置部が形成されるように押し出し成形によって成形される押し出し成形体と、補強材配置部に配置される長繊維によって補強された樹脂である補強材と、レールとの締結を行う際に用いられる被締結用部材とを有し、押し出し成形体と補強材によって、対向配置する長尺状の一対の高強度板を形成し、被締結用部材は、前記高強度板の間であって、レールの位置に対応する位置に配置されていることを特徴とするまくら木である。

請求項１に記載の発明によれば、押し出し成形体と補強材によって、対向配置する長尺状の一対の高強度板を形成し、被締結用部材は、前記高強度板の間であって、レールの位置に対応する位置に配置されているので、高強度板によってまくら木の強度を高めながら、被締結用部材によって締結性能を確保することができる。

請求項２に記載の発明は、高強度板の間であって被締結用部材が配置されていない位置には、使用後のまくら木、又は、使用後のまくら木を含む材料、又は、ＦＲＰの廃材を含む材料である再使用材を配置するものであることを特徴とする請求項１に記載のまくら木である。

請求項２に記載の発明によれば、使用後のまくら木、又は、使用後のまくら木を含む材料、又は、ＦＲＰの廃材を含む材料である再使用材を配置するものであるので、不要となった材料をまくら木の一部とすることができる。

請求項３に記載の発明は、押し出し成形体は塩化ビニル樹脂を用いて成形されたものであり、被締結用部材は塩化ビニル樹脂のペレットを充填材として、ポリウレタン樹脂で硬化させた材料が用いられていることを特徴とする請求項１又は２に記載のまくら木である。

請求項３に記載の発明によれば、押し出し成形体は塩化ビニル樹脂を用いて成形されたものであり、被締結用部材は塩化ビニル樹脂のペレットを充填材として、ポリウレタン樹脂で硬化させた材料が用いられているので、まくら木としての性能を確保しつつ、より安価に製造することができる。

請求項４に記載の発明は、長尺方向に延びる溝又は貫通孔である補強材配置部が形成されるように押し出し成形によって成形される押し出し成形体と、補強材配置部に配置される長繊維によって補強された樹脂である補強材と、使用後のまくら木、又は、使用後のまくら木を含む材料、又は、ＦＲＰの廃材を含む材料である再使用材とを有し、押し出し成形体と補強材によって、対向配置する長尺状の一対の高強度板を形成し、再使用材は、前記高強度板の間に配置されていることを特徴とするまくら木である。

請求項４に記載の発明によれば、押し出し成形体と補強材によって、対向配置する長尺状の一対の高強度板を形成し、再使用材は、前記高強度板の間に配置されているので、高強度板によってまくら木の強度を高めながら、不要となった材料をまくら木の一部とすることができる。

請求項５に記載の発明は、対向配置する一対の高強度板を形成する押し出し成形体は、これらをつなぐ接続部と共に一体的に押し出し成形された成形品となっ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である。

請求項５に記載の発明によれば、対向配置する一対の高強度板を形成する押し出し成形体は、これらをつなぐ接続部と共に一体的に押し出し成形された成形品となっているので、押し出し成形の工程を簡略することができ、また、まくら木の強度を高めることができる。

請求項６に記載の発明は、押し出し成形体には突出部が形成されており、突出部によって被締結用部材又は再使用材を保持するものであ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である。

請求項６に記載の発明によれば、押し出し成形体には突出部が形成されており、突出部によって被締結用部材又は再使用材を保持するものであるので、被締結用部材や再使用材の密着性を確実にすることができる。

請求項７に記載の発明は、補強材配置部は溝であり、溝の開放部分は表面側となっていることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のまくら木である。

請求項７に記載の発明によれば、補強材配置部は溝であり、溝の開放部分は表面側となっているので、表面側から補強材や補強材となる材料を挿入することができる。

請求項８に記載の発明は、補強材配置部となる溝は、表面側の幅が狭くなっていることを特徴とする請求項７に記載のまくら木である。

請求項８に記載の発明によれば、補強材配置部となる溝は、表面側の幅が狭くなっているので、溝に配置される補強材が離脱しにくく、補強材の密着性を確保することができる。

本発明のまくら木は、比較的安価な材料を用いることができ、製造しやすく、必要な性能を確保することができる。

以下さらに本発明の具体的実施例について説明する。
本発明の第１の実施形態におけるまくら木１は、図１〜図４に示されるように、高強度部材１０、被締結用部材１１、再使用材１２が設けられている。

高強度部材１０は、押し出し成形で成形される押し出し成形体２０と補強材２１とを有している。
押し出し成形体２０は、断面「Ｈ」型の長尺状の部材であり、２ヵ所のベース部２２、２３と、２ヵ所のベース部２２、２３の間に位置してこれらをつないでいる接続部２５とを有している。そして、それぞれのベース部２２、２３には、補強材配置部となる貫通孔２６が形成されている。

ベース部２２、２３は、それぞれまくら木１の上面と下面となる位置であり、また、ベース部２２、２３の厚み（上下方向の長さ）は、幅方向の長さよりも短く、板状となっている。そして、ベース部２２、２３同士の位置関係は、対向配置する関係となっており、ベース部２２、２３同士の面は、平行となっている。

また、ベース部２２、２３に設けられる貫通孔２６は、断面形状が円形であり、貫通方向が長尺方向となっており、各ベース部２２、２３に複数形成されている。そして、貫通孔２６の配列は、ベース部２２、２３の面、すなわち、高強度板１７、１８の面に平行となるように並んでいる。

図３に示されるように、押し出し成形体２０の接続部２５は板状であり、接続部２５の上端２５ａ及び下端２５ｂは、それぞれ、ベース部２２、２３の中央付近で接続している。そして、ベース部２２、２３及び接続部２５が全体で一体状となっており、一つの押し出し成形体２０となっている。そして、長尺方向に垂直な面の断面は、いずれの位置においても同じとなっている。

押し出し成形体２０の材質は、特に限定されるものではないが、熱可塑性樹脂を用いることができ、さらに、ポリ塩化ビニール樹脂などを用いることができる。

押し出し成形体２０は、押し出し成形によって成形されるものであるが、ベース部２２、２３と接続部２５とが一体的に押し出し成形された成形品であり、公知の方法により成形することができる。また、押し出し成形によって成形すると、連続的に製造することができるので、押し出し成形体２０の生産性をよくすることができる。
また、ベース部２２、２３には貫通孔２６が形成されているので、厚肉部分が少ないので、成形におけるひけなどが発生しにくく、外形の寸法安定性がよい。

補強材２１は、貫通孔２６に配置されるものであり、まくら木１の全体の強度を向上させるものである。補強材２１は、長繊維を有して長繊維によって補強された樹脂が用いられている。
補強材２１を貫通孔２６内に配置する場合には、長繊維を含んだ樹脂の成形品を挿入しても良く、また、貫通孔２６に長繊維や液状の樹脂などを充填し、貫通孔２６内で硬化させても良い。長繊維を含んだ樹脂の成形品を挿入する場合、かかる成形品に液状の樹脂や接着剤などを塗布して、補強材２１と押し出し成形体２０との密着性を向上させることができる。

補強材２１に用いる長繊維としては、ガラス繊維、ポリエステル繊維、カーボン繊維、金属繊維などを用いることができる。また、補強材２１に用いる樹脂としては、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂、エポキシ樹脂、ウレア樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリスチレン樹脂などを用いることができる。
また、補強材２１は、発泡樹脂を用いてもよく、固形充填材が添加されている樹脂を用いても良い。

補強材２１を、貫通孔２６に長繊維や液状の樹脂などを充填して、貫通孔２６内で硬化させる方法を採用する場合、長繊維に液状の熱硬化性樹脂を塗布して揉み込んだり、液状の熱硬化性樹脂の入った槽に繊維を漬けて浸み込ませたり長繊維に固形の熱可塑性樹脂を振りかけて、加熱しながらしごいて、浸み込ませ、これを貫通孔２６に挿入して行うことができる。
補強材２１の形成を貫通孔２６内で硬化させる方法では、発泡剤を添加して樹脂を発泡させたり、樹脂を多めに含ませるなどして、より確実に密着させるようにすることが望ましい。

また、貫通孔２６の内面に傷を付けたり、凹凸状にするなどして、補強材２１がずれにくくなるようにすることができる。この場合、長手方向に交差する方向に溝をつけることにより、より補強材２１をずれにくくすることができる。

そして、補強材２１が貫通孔２６に配置されると、押し出し成形体２０のベース部２２、２３は、補強材２１と共に、高強度板１７、１８となる。この高強度板１７、１８は、対向配置する長尺状の板となり、また、まくら木１の中でも強度が高い部分であり、補強材２１の長繊維によって、長尺方向の曲げ強度が向上するものである。
したがって、まくら木１に対して、長尺方向が曲がる方向に力が作用した場合に、変形が少なくなり、また、このような曲げ応力が繰り返し作用した場合にも、破損などが起こりにくい。

被締結用部材１１は、レール９０などを固定するための犬釘などの締結部材を打ち込むことが可能な硬さであって、打ち込んだ後は、必要な強度を確保できる程度の硬さの材質のものが用いられる。
被締結用部材１１は、樹脂などが用いられるが、具体的には、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、塩化ビニル樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリスチレン樹脂を用いることができる。さらに、これらの樹脂に、固形の充填材を混合してもよく、充填材としては、塩化ビニル樹脂やポリエチレン樹脂のペレット、ポリウレタン樹脂の粉体、珪砂、焼却灰など、各種の有機材や無機材の粉体や粒体を使用することができる。

特に、塩化ビニル樹脂のペレットを充填材としてポリウレタン樹脂で固めたものを被締結用部材１１として採用する場合、締結性やコストの面で優れており、さらに、押し出し成形体２０を塩化ビニル樹脂で成形した場合には、高強度部材１０と被締結用部材１１との密着性を向上させることができる。

本実施形態の被締結用部材１１は、図４に示されるように、２ヵ所のレール９０の位置に対応する位置に配置されている。そして、他の部分には、再使用材１２が配置されている。したがって、再使用材１２は、２ヵ所の被締結用部材１１の間、及び、両方の外側の合計３ヵ所に配置されている。
なお、図５に示すまくら木１ａのように、２ヵ所のレール９０の間隔よりも長い被締結用部材１１ａを用い、再使用材１２をその両側の２ヵ所に配置する構造も採用することができる。

再使用材１２は、使用後のまくら木自体や、使用後のまくら木を含む材料や、ＦＲＰを粉砕したものを含む材料であり、高強度部材１０の内側の空間であって、被締結用部材１１が配置されない位置に配置される。
再使用材１２は、寿命を終えた木製のまくら木を、所定の形状に切断したものや、さらに、これを粉砕して、ポリウレタン樹脂などで所定の形状に固めたものや、製品として寿命が終わった廃材のＦＲＰを使用後に粉砕して、ポリウレタン樹脂などで所定の形状に固めたものを用いることができる。
この廃材のＦＲＰは、特に限定されるものではないが、鉄道関係の資材に用いられていて寿命となったＦＲＰを用いることができる。

まくら木１では、使用時における強度や、レール９０との締結性については、高強度部材１０や被締結用部材１１によって、ほとんど確保することができるので、再使用材１２自体の強度などの物性はどのようなものでも用いることができる。また、まくら木１の使用中に、再使用材１２が劣化するなどして物性が変化しても、まくら木１全体としての強度を確保することができる。
なお、再使用材１２に配置される位置に、他の材料を用いたものを配置したものも採用することができる。

粉砕した木製のまくら木やＦＲＰを樹脂で硬化させた材料を採用する場合には、ポリウレタン樹脂以外にも、ポリウレア樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、塩化ビニル樹脂などを用いて硬化させることができる。

被締結用部材１１や再使用材１２は、高強度部材１０の内側の空間に配置されるが、未硬化の樹脂を硬化させて所定の形状にする場合には、高強度部材１０の内側の空間内に、未硬化の材料を充填して、硬化させる方法を採用することができる。
被締結用部材１１や再使用材１２に、所定の形状としたものを配置する場合には、配置する前に表面に膨張性の樹脂などを塗りつけ、配置の後で樹脂を膨張させることができる。
これらの方法を採用することにより、密着性をより向上させることができる。

上記したまくら木１の押し出し成形体２０の接続部２５は１ヵ所だけであったが、図６に示されるまくら木２の押し出し成形体２０ａのように、接続部２５を２ヵ所に設けたものを採用することができる。そして、２ヵ所の接続部２５の間には、再使用材１２や他の材料を配置することができる。

また、図示していないが、接続部２５がなく、上下の高強度板１７、１８が別々となっている構造も採用することができる。この場合、高強度板１７、１８を別々に形成して別々の部材とし、これらの間に被締結用部材１１や再使用材１２が挟まれている構造となる。

上記した押し出し成形体２０の補強材配置部は貫通孔２６であったが、図７、図８に示すまくら木３、３ａの押し出し成形体２０ｂ、２０ｃのように、補強材配置部として溝２６ａを有するものを用いることができる。そして、この溝２６ａは、上面や下面などの表面に開放している形状であり、補強材２１の配置や材料の充填の際に、表面側から行うことができる。

溝２６ａの形状は、表面側の幅が狭くなっており、溝２６ａに配置される補強材２１が、押し出し成形体２０から離脱がしにくい構造となっている。また、溝２６ａは、複数形成されており、溝２６ａの配列は、高強度板１７、１８の面に平行となるように並んでいる。
そして、補強材２１の形成を液状の樹脂などを用いて、溝２６ａ内で行う場合には、表面側から板などを押し当てて行うことにより、補強材２１の形状を安定させることができる。

また、図９、図１０に示すまくら木４、５の押し出し成形体２０ｄ、２０ｅのように、突出部３０を形成したものも採用することができる。そして、突出部３０によって、被締結用部材１１や再使用品１２を保持し、高強度部材１０との密着をより確実にすることができる。

図９に示すまくら木４の押し出し成形体２０ｄでは突出部３０は、高強度部材１０の高強度板１７、１８の端に形成されており、対向する他方の高強度板１８、１７に向かって突出するような形状となっており、突出部３０は４ヵ所に設けられている。
図１０に示すまくら木５の押し出し成形体２０ｅでは突出部３０は、高強度部材１０の接続部２５に形成されており、また、突出部３０は、先端側ほど幅が長い形状となっている。

そして、押し出し成形体２０ｄ、２０ｅのいずれの場合にしても、突出部３０に被締結用部材１１や再使用材１２が引っ掛かり、突出部３０によって保持される。
なお、押し出し成形体２０ｄ、２０ｅを用いた場合には、被締結用部材１１や再使用材１２の形状は、対応する形状のものが採用される。

次に、本発明の第２の実施形態におけるまくら木６について説明する。
本発明の第２の実施形態におけるまくら木６は、図１１〜図１４に示されるように、高強度板３７、３８、板部材４０、４１、再使用材１２を有している。そして、上記したまくら木１などのように上下面に対向配置するものとは異なり、高強度板３７、３８が側面側に互いに対向するように配置されている。

また、まくら木６には、板部材４０、４１が上面、下面に配置されている。そして、高強度板３７、３８及び板部材４０、４１によって、４面を取り囲み、これらの内側に再使用材１２が配置されている。

高強度板３７、３８は、上記したまくら木１の高強度部材１０と同様に、押し出し成形で成形される押し出し成形体４２、４３の補強材配置部である貫通孔２６に補強材２１が配置されたものである。
なお、押し出し成形体４２、４３の貫通孔２６の配列は、２列に並んでおり、各列は、まくら木６の側面に沿った方向に並んでいる。

また、板部材４０、４１は樹脂板である。そして、本実施形態においては、押し出し成形体４２、４３及び板部材４０、４１は、塩化ビニル樹脂が用いられているが、上記したまくら木１の押し出し成形体２０で説明した他の材料を用いることができる。

貫通孔２６内に配置される補強材２１の材質やその形成方法などは、上記したまくら木１の内容と同様であり、説明を省略する。
また、再使用材１２は、使用後のまくら木自体や、使用後のまくら木を含む材料や、ＦＲＰを粉砕したものを含む材料であり、具体的な内容は、上記したまくら木１の内容と同様であり、説明を省略する。

まくら木６においても、比較的安価な材料を用いることが可能であり、製造しやすく、まくら木としての性能を確保することができる。

上記したまくら木６の押し出し成形体４２、４３の補強材配置部は貫通孔２６であったが、図１５〜図１８に示すまくら木７、７ａ、８、８ａの押し出し成形体４２ａ、４３ａ、４２ｂ、４３ｂ、４２ｃ、４３ｃ、４２ｄ、４３ｄのように、補強材配置部として溝４６ａ、４６ｂ、４６ｃ、４６ｄを有するものを用いることができる。

図１５に示すまくら木７の押し出し成形体４２ａ、４３ａの溝４６ａは、側面側に開放するものであり、また、溝４６ａの幅は一定となっているものである。
図１６に示すまくら木７ａの押し出し成形体４２ｂ、４３ｂの溝４６ｂは、側面側に開放するものであり、また、溝４６ｂの幅は一定でなく、幅広部５０が形成されている。したがって、溝４６ｂ内に配置される補強材２１を抜けにくくすることができる。

図１７に示すまくら木８の押し出し成形体４２ｃ、４３ｃの溝４６ｃは、上側に開放するものであり、また、溝４６ｃの幅は一定となっているものである。なお、上側に配置される板部材４０によって、この開放部分は塞がれる状態となる。
図１８に示すまくら木８ａの押し出し成形体４２ｄ、４３ｄの溝４６ｄは、上側に開放するものであり、また、溝４６ｄの幅は一定でなく、幅広部５０が形成されている。したがって、溝４６ｄ内に配置される補強材２１を抜けにくくすることができる。なお、上側に配置される板部材４０によって、この開放部分は塞がれる状態となる。

まくら木６、７、７ａ、８、８ａでは、高強度板３７、３８が側面側に互いに対向するように配置されており、上下面側は、補強材２１を有しない板部材４０、４１が配置されるものであったが、上下面側にも補強材２１を有する高強度板３７、３８を配置し、４面全部に配置しても良い。
また、上記したまくら木１と同様に、接続部２５を設けて、高強度板３７、３８同士を一体化してもよい。

本発明の第１の実施形態のまくら木を示した斜視図である。 図１に示すまくら木の分解斜視図である。 図１に示すまくら木の正面図である。 図１に示すまくら木の側面図である。 変形例のまくら木の側面図である。 変形例のまくら木の正面図である。 変形例のまくら木の正面図である。 変形例のまくら木の正面図である。 変形例のまくら木の正面図である。 変形例のまくら木の正面図である。 本発明の第２の実施形態のまくら木を示した斜視図である。 図１１に示すまくら木の分解斜視図である。 図１１に示すまくら木の正面図である。 図１１に示すまくら木の側面図である。 変形例のまくら木の正面図である。 変形例のまくら木の正面図である。 変形例のまくら木の正面図である。 変形例のまくら木の正面図である。

符号の説明

１、１ａ、２、３、３ａ、４、５、６、７、７ａ、８、８ａ まくら木
１０ 高強度部材
１１、１１ａ 被締結用部材
１２ 再使用材
１７、１８ 高強度板
２０、２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ、２０ｅ、４２、４３ 押し出し成形体
２１ 補強材
２２、２３ ベース部
２５ 接続部
２６ 貫通孔
２６ａ、４６ａ、４６ｂ、４６ｃ、４６ｄ 溝
３０ 突出部
３７、３８ 高強度板
４２ａ、４３ａ、４２ｂ、４３ｂ、４２ｃ、４３ｃ、４２ｄ、４３ｄ 押し出し成形体
９０ レール

Claims (8)

1. 長尺方向に延びる溝又は貫通孔である補強材配置部が形成されるように押し出し成形によって成形される押し出し成形体と、補強材配置部に配置される長繊維によって補強された樹脂である補強材と、レールとの締結を行う際に用いられる被締結用部材とを有し、
   押し出し成形体と補強材によって、対向配置する長尺状の一対の高強度板を形成し、被締結用部材は、前記高強度板の間であって、レールの位置に対応する位置に配置されていることを特徴とするまくら木。
2. 高強度板の間であって被締結用部材が配置されていない位置には、使用後のまくら木、又は、使用後のまくら木を含む材料、又は、ＦＲＰの廃材を含む材料である再使用材を配置するものであることを特徴とする請求項１に記載のまくら木。
3. 押し出し成形体は塩化ビニル樹脂を用いて成形されたものであり、被締結用部材は塩化ビニル樹脂のペレットを充填材として、ポリウレタン樹脂で硬化させた材料が用いられていることを特徴とする請求項１又は２に記載のまくら木。
4. 長尺方向に延びる溝又は貫通孔である補強材配置部が形成されるように押し出し成形によって成形される押し出し成形体と、補強材配置部に配置される長繊維によって補強された樹脂である補強材と、使用後のまくら木、又は、使用後のまくら木を含む材料、又は、ＦＲＰの廃材を含む材料である再使用材とを有し、
   押し出し成形体と補強材によって、対向配置する長尺状の一対の高強度板を形成し、再使用材は、前記高強度板の間に配置されていることを特徴とするまくら木。
5. 対向配置する一対の高強度板を形成する押し出し成形体は、これらをつなぐ接続部と共に一体的に押し出し成形された成形品となっ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。
6. 押し出し成形体には突出部が形成されており、突出部によって被締結用部材又は再使用材を保持するものであ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。
7. 補強材配置部は溝であり、溝の開放部分は表面側となっていることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のまくら木。
8. 補強材配置部となる溝は、表面側の幅が狭くなっていることを特徴とする請求項７に記載のまくら木。

Images