JP2008240474A - まくら木 - Google Patents

Abstract

【課題】 製造しやすく、補強を容易に行うことの可能なまくら木を提供する。
【解決手段】 本発明のまくら木１は、金属板に切目を交互に入れて引っ張って形成されるエキスパンドメタルを所定の形状に加工した補強材１６と、レールとの締結を行うための部材である短まくら木１１とを有している。そして、コンクリート１５を充填して成型される。また、補強材１６には上側補強材２０と下側補強材４０とを有しており、これらは嵌め合わせた状態となっている。したがって、まくら木１では、ＰＣまくら木のように、製造現場で大型の設備などを用いなくても製造が可能である。
【選択図】 図１

Description

本発明は、レールの下側に配置されるまくら木に関するものである。

一般に用いられるまくら木は長手方向の長さが軌間より長い長尺状であり、レール方向に対して長尺方向をほぼ垂直に配置し、各まくら木は２本のレールと締結されている。
そして、レール上を列車が通過する場合には、両側の車輪から受ける力をそれぞれのレールを介して同じまくら木が受けている。

まくら木の種類としては、木製のものだけでなく、発泡樹脂を繊維補強した材質である合成まくら木や、コンクリート製であるＰＣまくら木など、様々なものが用いられている。

ＰＣまくら木は、補強のための鋼材に緊張力を持たせた状態で、コンクリートを成型するなどの方法により製造されるものであり、例えば、特許文献１などに示されている。
特開２００５−２５４６９２号公報

上記したように、ＰＣまくら木は、補強のための鋼材に緊張力を持たせた状態で、コンクリートを成型するため、設備が大型になったり、製造工程が煩雑になったりすることがある。
まくら木の使用現場が製造工場から遠く離れている場合、まくら木を長距離の搬送が必要となるが、使用現場の近くで製造すれば、搬送の点などで便利であるが、ＰＣまくら木を製造する工場は簡単に作ることは難しい。

そこで、本発明は、製造しやすく、容易に補強を行って高強度の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、金属板に切目を交互に入れて引っ張って形成されるエキスパンドメタルを所定の形状に加工した補強材と、レールとの締結を行うための部材である締結用部材とを所定の型に配置して、経時変化によって硬化する流動体を充填して形成され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、金属板に切目を交互に入れて引っ張って形成されるエキスパンドメタルを所定の形状に加工した補強材と、レールとの締結を行うための部材である締結用部材とを所定の型に配置して、経時変化によって硬化する流動体を充填して形成されるものであるので、ＰＣまくら木のように、製造現場で大型の設備などを用いなくても製造が可能である。

締結用部材として、ブロック状の短まくら木を用いることができる（請求項２）。

請求項３に記載の発明は、補強材及び締結用部材は、凹状の部分に凸状の部分が嵌りこんで固定状態となっ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、補強材及び締結用部材は、凹状の部分に凸状の部分が嵌りこんで固定状態となっているので、容易に固定状態とすることができ、位置決めしやすく、流動体の硬化途中に締結用部材がずれてしまったりすることを防止できる。

請求項４に記載の発明は、金属板に切目を交互に入れて引っ張って形成されるエキスパンドメタルを補強材として用いた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、金属板に切目を交互に入れて引っ張って形成されるエキスパンドメタルを補強材として用いたものであるので、ＰＣまくら木のように、製造現場で大型の設備などを用いなくても製造が可能である。

請求項５に記載の発明は、補強材は、Ｕ型に曲げられたＵ型曲げ部が形成さ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である。

請求項５に記載の発明によれば、補強材は、Ｕ型に曲げられたＵ型曲げ部が形成されているので、補強材の配置される密度を高めることができ、まくら木をより高強度とすることができる。

請求項６に記載の発明は、補強材は複数設けられ、Ｕ型曲げ部同士が嵌め合わされた状態で配置されていることを特徴とする請求項５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、補強材は複数設けられ、Ｕ型曲げ部同士が嵌め合わされた状態で配置されているので、さらに、まくら木を高強度とすることができる。

本発明のまくら木は、製造しやすく、容易に補強を行って高強度とすることができる。
連結作業が容易に行うことができる。

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に示されるように、本体部１０と、２個の短まくら木１１とを有している。そして、まくら木１の全体形状は長尺状であり、また、短まくら木１１は本体部１０の上側に対して突出し、短まくら木１１の上面１１ｂが露出した状態となっている。

本体部１０は、コンクリート１５が、図２〜図１０に示されるような補強材１６によって補強されるものであり、後述するように、補強材１６を型８０内に配置して、未硬化のコンクリート１５を充填して形成されるものである。

なお、コンクリート１５は不透明であるので、コンクリート１５を充填した後は、補強材１６が見えることがないが、説明の都合上、図６〜図１２においては、補強材１６の配置などの内部の状況を図示しており、また、図７〜図１０、図１２、図１３は断面図であるが、短まくら木１１やコンクリート１５のハッチング処理を行っていない。

補強材１６は、エキスパンドメタルを用いて所定の形態に加工したものである。このエキスパンドメタルは、鋼板などの金属製の薄板に細かい切目を交互に入れたものを引っ張って形成されるものであり、さらに必要に応じて厚み方向に圧縮されたものであり、網目を有する板状の素材である。
そして、エキスパンドメタルは、切断や曲げ加工を容易に行うことができるので、プレス加工などの加工により、所望の形状の補強材１６を形成することができる。したがって、まくら木１の全体の強度が高くなるように、補強材１６の形状をより補強効果の高い形状とすることができる。

本実施形態のまくら木１では、図２に示されるように、補強材１６は上下に配置される２個のものが用いられており、具体的には上側補強材２０と下側補強材４０とを有している。そして、図５に示されるように、上側補強材２０と下側補強材４０を、上下方向に嵌め合わされた状態で配置されている。
なお、補強材１６はエキスパンドメタルを用いているので、外観上、網目が見えるものであるが、図２〜図５においては、この網目を省略している。

上側補強材２０は、図２、図３、図５に示されるように、天面２１と４ヵ所の側面２２、２３、２４、２５を有し、天面２１側から下向きに折り曲げて、それぞれの側面２２、２３、２４、２５を形成している。そして、側面２２と側面２３、及び、側面２４と側面２５とがそれぞれ対向するように配置している。

天面２１は一方に長く、細長い形状をしており、長辺２１ａ及び短辺２１ｂを有している。そして、長辺２１ａ側に側面２２と側面２３が接続し、短辺２１ｂ側に側面２４と側面２５が接続している。

また、天面２１の短辺２１ｂ付近、すなわち、長辺２１ａ方向の両端付近には、それぞれ開口部２６が形成されている。
上側補強材２０の開口部２６は、長辺２１ａ側の２ヵ所を内側に折り曲げられて形成されるものであり、開口部２６の下側には２ヵ所の内側板２６ａを有している。
そして、内側板２６ａの間には空間が形成され、この空間に、短まくら木１１が配置される。
また、この２ヵ所の内側板２６ａは、互いに対向する配置となっており、加工の際に切断されて、それぞれ独立している。

内側板２６ａには、折り曲げ部２７が設けられており、折り曲げ部２７は、内側に突出するように折り曲げられている。そして、後述するように、短まくら木１１の溝部１１ａに折り曲げ部２７が嵌りこんで、短まくら木１１の位置決めを容易に行うことが可能となる。また、密度の小さい短まくら木１１を用いる場合には、コンクリート１５を充填する際に、短まくら木１１が浮いてしまったりすることを防ぐことができる。

２ヵ所の開口部２６の間には、Ｕ型曲げ部２８が形成されている。Ｕ型曲げ部２８は、幅方向の中途部分で下向きに突出するように曲げられているものであり、頂部２８ａが下側に位置しているものである。そして、図３に示されるように、Ｕ型曲げ部２８の頂部２８ａは、直線状であって長辺２１ａの方向とほぼ平行となっている。
また、頂部２８ａの上下方向の位置は、図８に示されるように、側面２２や側面２３の下側の位置とほぼ同じ位置である。そして、Ｕ型曲げ部２８が形成される上側補強材２０の断面形状は、「Ｍ」字状となっている。

下側補強材４０は、図２、図４、図５に示されるように、底面４１と４ヵ所の側面４２、４３、４４、４５を有し、底面４１側から上向きに折り曲げて、それぞれの側面４２、４３、４４、４５を形成している。そして、側面４２と側面４３、及び、側面４４と側面４５とがそれぞれ対向するように配置している。

下側補強材４０の底面４１は一方に長く、細長い形状をしており、長辺４１ａ及び短辺４１ｂを有している。そして、長辺４１ａ側に側面４２と側面４３が接続し、短辺４１ｂ側に側面４４と側面４５が接続している。
下側補強材４０の長辺４１ａや短辺４１ｂは、上側補強材２０の長辺２１ａや短辺２１ｂに比べてやや短い。そのため、図６〜図８に示されるように、上側補強材２０と下側補強材４０とを上下方向に嵌め合わされた状態では、下側補強材４０の側面４２、４３、４４、４５の位置が、上側補強材２０の側面２２、２３、２４、２５の位置よりも内側となっている。

図２、図４、図５に示されるように、底面４１には、Ｕ型曲げ部４６、４７、４８が形成されている。Ｕ型曲げ部４６、４７、４８は、幅方向の中途部分で上向きに突出するように曲げられているものであり、それぞれの頂部４６ａ、４７ａ、４８ａが上側に位置しているものである。そして、それぞれの頂部４６ａ、４７ａ、４８ａは、直線状であって長辺４１ａの方向とほぼ平行となっている。

Ｕ型曲げ部４６、４８は、底面４１の短辺４１ｂ付近、すなわち、長辺４１ａ方向の両端付近に位置しており、上側補強材２０の開口部２６に対応する位置に配置されている。そして、図４に示されるように、Ｕ型曲げ部４６、４８はそれぞれ三個あって、その頂部４６ａ、４８ａはそれぞれ三ヵ所形成されている。

図４に示されるように、Ｕ型曲げ部４７の上下方向の長さは、Ｕ型曲げ部４６、４８の上下方向の長さよりも長いものである。また、図５や図８に示されるように、Ｕ型曲げ部４７の上下方向の長さは、上側補強材２０のＵ型曲げ部２８の上下方向の長さとほぼ同じである。
また、Ｕ型曲げ部４７やＵ型曲げ部４６、４８の幅については、上側補強材２０のＵ型曲げ部２８の幅とほぼ同じである。

また、Ｕ型曲げ部４７の配置は、Ｕ型曲げ部４６、４８の間に位置しており、上側補強材２０のＵ型曲げ部２８の位置に対応している。そして、Ｕ型曲げ部４７は二個あって、その頂部４７ａは、二ヵ所形成されている。
頂部４７ａの上下方向の位置は、側面４２や側面４３の下側の位置とほぼ同じ位置である。したがって、上側補強材２０の、短辺２１に平行な方向の断面形状は、図８に示されるように、「Ｗ」字状となっている。

下側補強材４０の側面４２、４３、４４、４５の上側は、内側に折り返された折返し部４２ａ、４３ａ、４４ａ、４５ａが形成されている。

本実施形態の補強材１６の上側補強材２０及び下側補強材４０は、上記のような構造であるので、１枚のエキスパンドメタルを切断や曲げ加工を行うことにより、形成することができる。なお、これらの部材を２枚以上のエキスパンドメタルを用いて、接合することにより形成しても良い。
側面２２、２３、２４、２５同士の間の状態や、側面４２、４３、４４、４５同士の間の状態は、熔接などにより接合した状態としても良いが、接合しない状態としても良い。

図５〜図１０に示されるように、補強材１６の上側補強材２０及び下側補強材４０を、上下方向に嵌め合わせた状態では、短まくら木１１が配置される空間が形成され、また、コンクリート１５が充填される部分のほぼ全域に、補強材１６が配置される

図５に示されるように、下側補強材４０のＵ型曲げ部４６、４８は、上側補強材２０の開口部２６の下側に位置している。そして、下側補強材４０のＵ型曲げ部４６、４８の上下方向の長さは短く、それぞれの頂部４６ａ、４８ａは、上側補強材２０の内側板２６ａの間の空間の下側に位置しており、短まくら木１１を配置する際に邪魔にならないような状態となっている。
また、Ｕ型曲げ部４７は幅方向の２ヵ所に形成されており、２ヵ所のＵ型曲げ部４７同士の間に、上側補強材２０のＵ型曲げ部２８が入った状態となる。

短まくら木１１は、図１、図２、図６に示されるように、まくら木１の両端付近に配置されるものであり、レールとの締結を行うための部材である締結用部材として用いられるものである。また、短まくら木１１はブロック状であり、側面に溝部１１ａが形成されている。溝部１１ａは、内側板２６ａの折り曲げ部２７に対応する位置に形成されるものであり、短まくら木１１が配置すると、折り曲げ部２７が嵌りこんで固定状態となり、短まくら木１１の位置決めを容易に行うことができる。
なお、短まくら木１１と補強材１６とは、凹状の溝部１１ａに凸状の折り曲げ部２７が嵌りこんで、固定状態となるものであるが、逆の構造、例えば、短まくら木１１に凸状の突起を設けて補強材１６に凹状の溝部を設けるなどして行うこともできる。

短まくら木１１は、レールとの締結を行うための部材であり、材質は特に限定されるものではないが、例えば、長繊維強化樹脂である繊維補強ポリウレタン発泡樹脂や、このような樹脂を粉末にして再度ブロック状に成型させた樹脂材料を用いることができる。
また、プレキャストコンクリート製短まくら木との組み合わせも可能である。

そして、まくら木１の製作は、まず、図２に示されるような向きで、型８０に補強材１６及び短まくら木１１を配置する。その後、コンクリート１５を型８０内に充填することによって形成することによって行われる。
短まくら木１１には、溝部１１ａが形成されて、折り曲げ部２７が嵌りこんでいるので、コンクリート１５の充填から硬化するまでの間に、短まくら木１１が浮いたりして、位置がずれたりするのを防ぐことができる。

補強材１６は、上記したように、上側補強材２０と下側補強材４０とを嵌め合わせたものであるが、コンクリート１５を充填する際に、上側補強材２０と下側補強材４０とを熔接などで固定しても良いが、単に合わせるだけでも良い。

そして、図１に示すように、短まくら木１１の上面１１ｂよりもやや下側までコンクリート１５を充填し、短まくら木１１の上面１１ｂが露出する状態でコンクリート１５を固化させて、まくら木１が完成する。

本実施形態のまくら木１では、型８０内にコンクリート１５を充填することによって本体部１０とするものであったが、当初は流動性を有して、経時変化によって硬化する流動体であればよく、液状の樹脂など、他の材料を用いることができる。

補強材１６である上側補強材２０や下側補強材４０の加工は、エキスパンドメタルをプレスなどにより、切断や変形させて行われるが、Ｕ型曲げ部２８、４６、４７、４８の部分は、他の部分よりも引き延ばされた状態となっている。このように、補強材１６には、エキスパンドメタルが用いられているので、引き延ばされても、網目が伸ばされる状態となるので、小さな力で加工することができる。
また、別途Ｕ型曲げ加工した部材を組み合わせてもよい。

このように、製造されたまくら木１は、補強材１６で効果的に補強されているので、強度が高い。特に、Ｕ型曲げ部２８、４６、４７、４８は、幅方向の中途部分で下向き又は上向きに突出するように曲げられて、長辺２１ａ、４１ａに平行となるように形成されているので、まくら木１の長尺方向が湾曲する方向に力が作用する場合の補強効果に優れるものである。

また、補強材１６は型８０内に配置するだけでよいので、ＰＣまくら木のように補強のための鋼材に緊張力を持たせた状態を維持する必要がなく、まくら木１の製造設備をより簡略化することができる。

上記した実施形態におけるまくら木１は、補強材１６に、エキスパンドメタルのみを用いたものであったが、他のものとの組み合わせたものを用いることができる。
例えば、図１１〜図１３に示される、まくら木２のように、鉄筋材１７を有する補強材１８を用いることができる。そして、まくら木２の補強材１８は、上記した実施形態のまくら木１の補強材１６の上側補強材２０や下側補強材４０に鉄筋材１７を加えたものである。

鉄筋材１７は、金属製の棒であり、通常使用される鉄筋が用いられる。そして、鉄筋材１７の長さは、まくら木２の長さよりやや短く、まくら木２の長尺方向に配置されるものである。

鉄筋材１７は、合計６本のものが用いられている。そして、その鉄筋材１７の配置は、図１１〜図１３に示されるように、下側が４本、上側が２本配置されている。具体的には、下側の４本が、Ｕ型曲げ部４６、４７、４８の幅方向の外側や間の谷間に配置されており、上側の２本が、下側補強材４０の内側に折り返された折返し部４２ａ、４３ａと、上側補強材２０の天面２１との間に配置されている。

なお、まくら木２の補強材１８の鉄筋材１７、上側補強材２０、下側補強材４０は、熔接などで固定してもよいが、固定しなくても良い。

上記した実施形態であるまくら木１と同様に、補強材１８を型８０に入れて、コンクリート１５を流し込み、まくら木２を形成する。なお、このときの補強材１８の鉄筋材１７は、緊張力を持たせない状態で行われる。

まくら木２においても、上記した実施形態のまくら木１と同様に、ＰＣまくら木のように補強のための鋼材に緊張力を持たせた状態を維持する必要がなく、製造設備をより簡略化して製作することができ、また、高強度とすることができる。

さらに、図１４に示されるまくら木３のように、上記した実施形態のまくら木１、２を用い、これの上面以外の面にゴムなどの耐摩耗性を有するシート１９で覆うこともできる。

そして、図１５に示されるまくら木４のように、上記した実施形態のまくら木１、２に対して、コンクリート１５の中央部分に凹部６０を形成することもできる。そして、凹部６０にバラストが入るなどして、まくら木４の使用時に道床横抵抗力を大きくすることができる。

また、上記した実施形態のまくら木１、２、３、４では、締結用部材としてブロック状の短まくら木１１を用いたが、図１６に示す短まくら木６１のように、ねじ穴６３を有する位置調整手段６２を備えたものを採用することができる。そして、位置調整手段６２には、傾斜部６２ａを有する凹部６５が形成されており、図示しないレール固定部材を凹部６５に配置して、短まくら木６１とレールとの位置の調節が行われる。

締結用部材として、ブロック以外の形状のものや、あらかじめ、レールとの締結用を行うためのネジ穴が形成された部材など、短まくら木１１、６１以外の締結用部材を使用することができる。
例えば、レールとの締結用を行うためのネジが配置される位置に、ネジ穴が形成された有底円筒状の部材を配置して、これを締結用部材として用いることができる。

さらに、上記した実施形態のまくら木１、２、３、４では、締結用部材を用いたものであったが、エキスパンドメタルを補強材として用い、締結用部材を用いないまくら木も採用することができる。この場合、型８０に充填され、経時変化によって硬化した部分を用いて、レールとの締結を行われるので、締結が可能である適度な硬さの材料が選択される。

本発明の第１の実施形態のまくら木の斜視図である。 図１に示すまくら木の製造途中を示した分解斜視図である。 図１のまくら木に用いられる上側補強材を示した一部破断斜視図である。 図１のまくら木に用いられる下側補強材を示した一部破断斜視図である。 図１のまくら木に用いられる補強材を示した一部破断斜視図である。 図１のまくら木の３面図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は側面図である。 図６におけるＡ−Ａ断面図である。 図６におけるＢ−Ｂ断面図である。 図６におけるＣ−Ｃ断面図である。 図６におけるＤ−Ｄ断面図である。 本発明の第２の実施形態のまくら木の３面図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は側面図である。 図１１におけるＡ−Ａ断面図である。 図１１におけるＢ−Ｂ断面図である。 本発明の第３の実施形態のまくら木の図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は平面図である。 本発明の第４の実施形態のまくら木の図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は平面図である。 本発明のまくら木に用いる短まくら木の変形例の３面図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は側面図である。

符号の説明

１、２、３、４ まくら木
１１、６１ 短まくら木
１１ａ 溝部
１１ｂ 上面
１５ コンクリート
１６、１８ 補強材
２０ 上側補強材
２７ 折り曲げ部
２８ Ｕ型曲げ部
４０ 下側補強材
４６、４７、４８ Ｕ型曲げ部

Claims (6)

1. 金属板に切目を交互に入れて引っ張って形成されるエキスパンドメタルを所定の形状に加工した補強材と、レールとの締結を行うための部材である締結用部材とを所定の型に配置して、経時変化によって硬化する流動体を充填して形成されることを特徴とするまくら木。
2. 締結用部材は、ブロック状の短まくら木であることを特徴とする請求項１に記載のまくら木。
3. 補強材及び締結用部材は、凹状の部分に凸状の部分が嵌りこんで固定状態となっ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. 金属板に切目を交互に入れて引っ張って形成されるエキスパンドメタルを補強材として用いたことを特徴とするまくら木。
5. 補強材には、Ｕ型に曲げられたＵ型曲げ部が形成さ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。
6. 補強材は複数設けられ、Ｕ型曲げ部同士が嵌め合わされた状態で配置されていることを特徴とする請求項５に記載のまくら木。

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