JP4860319B2 - 合成枕木及び合成枕木の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、主に鉄車輪支持式のリニアモーターカー等の鉄道に用いられて、特に耐久性、難燃性、及び防振性に優れた合成枕木及び合成枕木の製造方法に関するものである。

従来から鉄道に用いられる枕木の製造方法として、図５に示すような引き抜き成型機１０が、知られている。

このようなものでは、多数の長尺ガラス繊維１…が、長尺ガラス繊維供給部２から所定間隔に引き揃えられながら、一方方向に進行される。

これらの長尺ガラス繊維１…は、進行途中で、ウレタン樹脂液含浸部３に設けられた揉み板４及び含浸板５との間に挿通される。

このうち、前記揉み板４は、前記長尺ガラス繊維１…の進行方向とは直交する方向に往復運動可能に構成されている。

また、前記長尺ガラス繊維供給部２と、前記ウレタン樹脂液含浸部３との間には、上方からウレタン樹脂液を散布する散布ノズル６ａを有する散布器６が設けられている。

この散布ノズル６ａには、各移送ポンプ６ｂ，６ｃを介して、ポリオール混合液を貯留する第一貯留６ｄと、ポリイソシアネート液を貯留する第二貯留６ｅとが各々接続されている。

そして、前記移送ポンプ６ｂ，６ｃの駆動により、前記ポリオール混合液及び、ポリイソシアネート液が、混合されてウレタン樹脂液７となり、進行途中で引き揃えられたガラス繊維１…群の上方から散布されるように構成されている。

この際、発泡剤が混入されるか或いは、液体発泡剤噴霧器８により上面側の表層部に散布されることにより、所望の発泡度が、全体或いは、上面側の表層部に与えられた繊維樹脂強化品が、成型用通路９を構成するエンドレスベルト９ａ〜９ｄによって囲まれながら、断面形状を略四角形形状とするように成型されながら、硬化して引き出される。
特許公開２００１−２５２９３８号公報（００２４段落乃至００４１段落、図１）

しかしながら、このように構成された前記従来の合成枕木では、製造コストを減少させるため、枕木として用いられる繊維樹脂強化品の全体に、所望の発泡度で、気泡が形成される発泡か、或いは、上面側の表層部に気泡を多数有する高発泡部分が設けられている。

このため、この枕木が、鉄道用の軌道に敷設される際、軌道に敷き詰められるバラスト（砕石）側の表面が、バラストの突き固め状態が良好ではない部分と接触すると、列車通過時に、前記バラストに擦りつけられて、摩耗してしまうといった問題があった。

また、この繊維樹脂強化品を、一定の長さで、切断して得られる枕木１１全体を不燃化、難燃化するためには、枕木１１全体に不燃材が万遍なく行き渡るように、ウレタン樹脂液７内に混入される分量を設定しなければならない。

このため、枕木１１の製造コストが増大してしまうといった問題もあった。

更に、列車が通過する際の振動や、騒音を抑制するため、枕木１１とは別途、制振装置或いは制振材を装着することも考えられている。

しかしながら、このような別部材で構成された制振装置或いは制振材を設けるためには、敷設施工工数が増大してしまうといった問題があった。

そこで、この発明は、耐久性、難燃性、及び防振性に優れた合成枕木及び合成枕木の製造方法を提供することを課題としている。

上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明は、レールを支持する合成枕木であって、前記合成枕木は、合成樹脂材料を発泡成形した発泡母材を有する合成枕木本体と、該合成枕木本体の表層に位置して、前記レール敷設状態で、軌道に敷き詰められたバラスト側に向けて敷設される無発泡樹脂材料からなる保護層が一体に設けられている合成枕木を特徴としている。

ここで、無発泡硬質樹脂材料の特性として、静的バネ定数：５〜３０ＭＮ／ｍ（載荷面積１００ｍｍ×１００ｍｍ 測定荷重１〜５ＫＮ）、損失係数ｔanδ：０．１０以上（ａｔ２０℃）を示す樹脂材料が用いられる。

また、請求項２に記載されたものは、前記保護層内には、補強材として、不織布，ガラスマット，若しくはガラスロービングのうち、少なくとも何れか一つが、該保護層を構成する樹脂材料を含浸させて設けられている請求項１記載の合成枕木を特徴としている。

更に、請求項３に記載されたものは、前記不織布は、難燃性を有するカイノール繊維からなる請求項２記載の合成枕木を特徴としている。

また、請求項４に記載されたものは、前記保護層内に、液体若しくは粉体の不燃材若し
くは、難燃剤を混入して難燃層とする請求項１乃至３のうち、何れか一項に記載の合成枕木を特徴としている。

更に、請求項５に記載されたものは、前記合成枕木本体の表層に位置して、軟質樹脂材料若しくは、粘弾性を有する制振機能樹脂材料を有する制振層を設けた請求項１乃至４のうち、何れか一項に記載の合成枕木を特徴としている。

そして、請求項６に記載されたものは、前記発泡母材を、引き抜き成型する際に、前記
合成枕木本体の表層に、前記保護層若しくは制振層を一体に形成する請求項１乃至５のうち、何れか一項に記載の合成枕木の製造方法を特徴としている。

このように構成された請求項１記載のものは、前記合成枕木本体の表層には、前記バラスト側に向けて、無発泡樹脂材料からなる保護層が一体に設けられているので、例えば、軌道に敷き詰められたバラストに擦りつけられても、前記合成枕木本体が摩耗する虞がない。

このため、枕木として必要とされる一定の強度を、長期間に渡って保持できる。

また、請求項２に記載されたものは、前記補強材として用いられる不織布，ガラスマット，若しくはガラスロービングは、前記保護層を形成する無発泡樹脂材料が、含浸されるので、別途、接着材や或いは、接着層を設けることなく、該無発泡樹脂材料と共に、前記合成枕木本体に一体化される。

このため、更に、耐摩耗性が良好であると共に、保護層の厚み方向の寸法形状が安定して、各機能を安定させて発揮させることが出来る。

更に、前記合成枕木本体の表層に、補強材が設けられた保護層が形成されているので、別途、保護層を敷設施工現場で設ける必要が無く、施工性も良好である。

そして、請求項３に記載されたものは、前記不織布が、難燃性を有するカイノール繊維によって構成されているので、保護層に難燃性を付与することができる。

また、請求項４に記載されたものは、前記枕木本体の表層に位置する保護層内に、液体若しくは粉体の不燃材若しくは、難燃剤が混入されて難燃層が形成されているので、外方からの熱や炎に対して、枕木本体を不燃若しくは難燃化できる。

このため、枕木全体を不燃化する為に必要とされる不燃材若しくは、難燃剤の分量に比して、少量で所望の難燃性能を付与できるので、製造コストの増大が抑制される。

更に、請求項５に記載されたものは、前記合成枕木本体の表層に、軟質樹脂材料若しくは、粘弾性を有する制振機能樹脂材料を有する制振層が設けられている。

このため、列車通過時に前記レールを介して、枕木本体に伝達される衝撃が吸収されて、該枕木が敷設された地盤に対して、伝達される衝撃が緩和される。

従って、別途、制振装置や制振材を設ける必要が無くなり、振動や騒音が抑制されるため、敷設施工コストの増大を抑制出来る。

そして、請求項６に記載されたものは、前記合成枕木の製造工程で、前記発泡母材を、引き抜き成型する際に、前記合成枕木本体の表層に、前記保護層若しくは制振層が一体に形成される。

このため、前記保護層若しくは制振層を別途、設ける必要が無くなり、レール敷設現場での施工工数を減少させて、敷設施工コストの増大を抑制出来る。

次に、図１乃至図４に基づいて、この発明を実施するための最良の実施の形態の合成枕木について説明する。

なお、前記従来例と同一乃至均等な部分については、同一符号を付して説明する。

まず、この実施の形態の合成枕木の引き抜き成型機２０の構成から説明すると、この実施の形態の引き抜き成型機２０では、図２に示すように、多数の長尺ガラス繊維１…を供給する長尺ガラス繊維供給部２と、揉み板４，４及び含浸板５を有するウレタン樹脂液含浸部３との間に、上方からウレタン樹脂液を散布する散布ノズル６ａを有する散布器６が設けられている。

この散布ノズル６ａには、各移送ポンプ６ｂ，６ｃを介して、ポリオール混合液を貯留する第一貯留６ｄと、ポリイソシアネート液を貯留する第二貯留６ｅとが各々接続されている。

そして、前記移送ポンプ６ｂ，６ｃの駆動により、前記ポリオール混合液及び、ポリイソシアネート液が、混合されてウレタン樹脂液７となり、進行途中で引き揃えられたガラス繊維１…群の上方から散布されるように構成されている。

また、前記ウレタン樹脂液含浸部３内のウレタン樹脂液若しくは、この散布されるウレタン樹脂液７内には、発泡剤が混入されて、成型硬化時の合成枕木本体１３の発泡母材１３ａの比重を約０．７４程度とするように混合比が調整されている。

所定間隔に引き揃えられながら、一方方向に進行される前記長尺ガラス繊維１…は、進行途中で、ウレタン樹脂液含浸部３に設けられた揉み板４及び含浸板５との間に挿通される。

このうち、前記揉み板４は、前記長尺ガラス繊維１…の進行方向とは直交する方向に往復運動可能に構成されている。

また、このウレタン樹脂液含浸部３と、前記成型用通路９との間には、合成枕木１２のうち、合成枕木本体１３の表層１３ｂに位置する不織布１４を送出する不織布供給ローラ１５及び不織布押圧ローラ１６が、回転可能に設けられている。

更に、この不織布押圧ローラ１６と、前記成型用通路９との間には、合成枕木１２のうち、合成枕木本体１３の表層１３ｂに位置する不織布１４の外側に、ガラスマット１７を送出するガラスマット供給ローラ１８及びガラスマット押圧ローラ１９が、回転可能に設けられている。

この不織布押圧ローラ１６と、前記成型用通路９との間には、上方からウレタン樹脂液を散布する散布ノズル２１ａが設けられた硬質樹脂散布器２１が設けられている。

この散布ノズル２１ａには、各移送ポンプ２１ｂ，２１ｃを介して、ポリオール混合液を貯留する第一貯留２１ｄと、ポリイソシアネート液を貯留する第二貯留２１ｅとが各々接続されている。

そして、前記移送ポンプ２１ｂ，２１ｃの駆動により、前記ポリオール混合液及び、ポリイソシアネート液が、混合されてウレタン樹脂液７となり、進行途中で引き揃えられたガラス繊維１…群及び前記不織布１４，ガラスマット１７の上方から散布されるように構成されている。

この際、この散布ノズル２１ａから散布される前記ウレタン樹脂液７内には、発泡剤が、混入されないように構成されている。

そして、上面側の表面に、無発泡硬質樹脂層を有する繊維樹脂強化品である合成枕木１２が、成型用通路９を構成するエンドレスベルト９ａ〜９ｄによって囲まれながら、断面形状を略四角形形状とするように成型されて、硬化されて引き出されるように構成されている。

次に、この実施の形態の作用効果について説明する。

このように構成された実施の形態の合成枕木及び合成枕木の製造方法では、前記合成枕木の製造工程で、前記発泡母材１３ａが、引き抜き成型される際に、前記合成枕木本体１３の表層に、前記保護層１３ｃが一体に形成される。

このため、前記保護層１３ｃを別途、設ける必要が無くなり、レール敷設現場での施工工数を減少させて、敷設施工コストの増大を抑制出来る。

図１に示すこの実施の形態の実施例１の合成枕木では、表層１３ｂの最外側面に、無発泡硬質樹脂材料からなる保護層１３ｃが形成される。

この保護層１３ｃ内には、前記補強材として用いられる不織布１４及び、ガラスマット１７が、この保護層１３ｃを構成するウレタン樹脂液７が含浸されて、設けられている。

このため、この保護層１３ｃを、例えば、軌道に敷き詰められたバラスト側に向けて、敷設することにより、列車通過時に、前記バラストにこの保護層１３ｃが擦りつけられて、前記合成枕木本体１３が摩耗する虞がない。

このため、合成枕木１２として必要とされる一定の強度を、長期間に渡って保持できる。

しかも、前記合成枕木本体１３の表層１３ｂに、不織布１４及び、ガラスマット１７が設けられた保護層１３ｃが形成されているので、別途、保護層１３ｃを敷設施工現場で設ける必要が無く、施工性も良好である。

また、前記補強材として用いられる不織布１４，ガラスマット１７は、前記保護層１３ｃを形成する無発泡硬質樹脂材料が、含浸されているので、別途、接着材や或いは、接着層を設けることなく、これらの無発泡硬質樹脂材料と共に、前記合成枕木本体１３に一体化される。

特に、この実施例１では、無発泡硬質樹脂材料として、前記長尺ガラス繊維１…が設けられた発泡母材１３ａを形成するポリウレタン系樹脂材料と、略同一材質のポリウレタン系樹脂材料が、表層１３ｂを構成する樹脂として用いられている。

このため、引き抜き成型時に、表層１３ｂが、前記発泡母材１３ａと共に、強固に一体化されて、別途、接着材等を用いる必要も無く、施工作業性を良好なものとすることが出来ると共に、耐候性も良好である。

しかも、前記補強材として不織布１４，ガラスマット１７が用いられているため、更に、耐摩耗性が良好であると共に、保護層１３ｃの厚み方向の寸法形状が安定して、耐摩耗性や、後述する難燃性等の各機能を安定させて発揮させることが出来る。

そして、この実施例１では、前記不織布１４が、難燃性を有するカイノール繊維によって構成されている。

このため、前記表層１３ｂの無発泡樹脂によって構成される保護層１３ｃに難燃性を付与することができる。

従って、外方からの熱や炎に対して、枕木本体を不燃若しくは難燃化出来、枕木全体を不燃化する為に必要とされる不燃材若しくは、難燃剤の分量に比して、少量で所望の難燃性能を付与できるので、製造コストの増大が抑制される。

図３は、この発明の実施の形態の実施例２の合成枕木及び合成枕木の製造方法を示すものである。

なお、前記実施の形態及び実施例１と同一乃至均等な部分については、同一符号を付して説明する。

この実施例２の合成枕木２２では、合成枕木本体２３の表層２３ｂが、無発泡硬質樹脂材料からなる保護層２３ｃによって、主に構成されている。

この保護層２３ｃは、難燃性を液体若しくは粉体の不燃材若しくは、難燃剤２４…が混入されていて、難燃層としての機能を発揮できるように構成されている。

次に、この実施例２の合成枕木２２の作用効果について説明する。

この実施例２の合成枕木２２では、実施の形態及び実施例１の作用効果に加えて、更に、前記図２に示すような合成枕木の引き抜き成型機２０を用いて、前記移送ポンプ６ｂ，６ｃの駆動で前記ポリオール混合液及び、ポリイソシアネート液を混合して、ウレタン樹脂液７からなる表層２３ｂを構成する際、前記難燃剤２４…を混入することにより、容易に、保護層２３ｃに難燃性を与えて、難燃層とすることが出来る。

このように構成された合成枕木２２では、前記枕木本体２３の表層に位置する保護層２３ｃ内に、液体若しくは粉体の不燃材若しくは、難燃剤が混入されて難燃層が形成されているので、外方からの熱や炎に対して、枕木本体２３を不燃若しくは難燃化できる。

このため、枕木本体２３全体を不燃化する為に必要とされる不燃材若しくは、難燃剤の分量に比して、少量で所望の難燃性能を付与できるので、製造コストの増大が抑制される。

他の構成、及び作用効果については、前記実施の形態及び実施例１と同一であるので、説明を省略する。

図４は、この発明の実施の形態の実施例３の合成枕木を示すものである。

なお、前記実施の形態及び実施例１，２と同一乃至均等な部分については、同一符号を付して説明する。

この実施例３の合成枕木３２では、合成枕木本体３３の表層３３ｂに、制振層３３ｃが設けられている。

この制振層３３ｃは、軟質樹脂材料若しくは、粘弾性を有する制振機能樹脂材料としてのシリコンゴム若しくは、ブチルゴム等の合成ゴム材料を設けることにより、主に構成されている。

次に、この実施例３の合成枕木の作用効果について説明する。

この実施例３の合成枕木３２では、前記実施の形態及び実施例１，２の作用効果に加えて、更に、前記合成枕木本体３３の表層３３ｂに、軟質樹脂材料若しくは、粘弾性を有する制振機能樹脂材料を有する制振層３３ｃが設けられている。

このため、列車通過時に前記レールを介して、合成枕木本体３３に伝達される衝撃が吸収されて、この枕木３２が敷設された地盤に対して、伝達される衝撃が緩和される。

従って、別途、制振装置や制振材を設ける必要が無くなり、振動や騒音が抑制されるため、敷設施工コストの増大を抑制出来る。

他の構成、及び作用効果については、前記実施の形態及び実施例１，２と同一であるので、説明を省略する。

以上、図面を参照して、本発明の実施の形態を詳述してきたが、具体的な構成は、この実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱しない程度の設計的変更は、本発明に含まれる。

即ち、前記実施の形態及び実施例１では、前記合成枕木本体１３の表層に、不織布１４及び、ガラスマット１７が設けられた保護層１３ｃが形成されているが、特にこれに限らず、例えば、前記補強材として、不織布，ガラスマット，若しくはガラスロービングのうち、少なくとも何れか一つを用いるものであれば、どのような組み合わせであってもよい。

また、前記実施例１では、不織布として難燃性を有するカイノール繊維からなるものを用いて難燃性を、前記保護層１３ｃに与えているが、特にこれに限らず、例えば、保護層１３ｃを構成する樹脂を、フェノール樹脂やイソシアヌレート樹脂（ウレタンの変性樹脂）等の難燃性を有するものとしてもよい。

この場合、カイノール樹脂に、前記フェノール樹脂やイソシアヌレート樹脂（ウレタンの変性樹脂）等の難燃性を有する樹脂を含浸させて、保護層を構成すれば、更に、良好な難燃性を得られる。

また、前記実施の形態では、引き抜き成型機２０として、発泡母材１３ａの一側面に、表層１３ｂを一体成型するものを示して説明してきたが、特にこれに限らず、例えば、上，下両面や或いは、三面若しくは四面全てに、各々補強材を設けた表層１３ｂ…を一体に設けるものであってもよい。

更に、前記各実施例１，２では、保護層１３ｃ，２３ｃを構成する無発泡樹脂材料として、無発泡硬質樹脂材料であるポリウレタン系樹脂材料が用いられているが、特にこれに限らず、無発泡樹脂材料であれば、例えば、発泡母材１３ａの発泡率に比して低い発泡率の微発泡を有する樹脂材料で構成されるものや、或いは、他の樹脂材料で構成される等、耐摩耗性を発揮できるものであれば、硬質樹脂材料でなくてもよい。

本発明の実施の形態の実施例１の合成枕木を示し、母材に一体に設けられた表層の構成を説明する縦断面図である。 本発明の実施の形態の実施例１の合成枕木の製造方法に用いられる引き抜き製造機を示し、全体の構成を説明する模式的な斜視図である。 本発明の実施の形態の実施例２の合成枕木を示し、母材に一体に設けられた表層の構成を説明する縦断面図である。 本発明の実施の形態の実施例３の合成枕木を示し、母材に一体に設けられた表層の構成を説明する縦断面図である。 従来例の合成枕木の製造装置を示し、全体の構成を説明する模式的な斜視図である。

符号の説明

１２，２２，３２ 合成枕木
１３，２３，３３ 合成枕木本体
１３ａ 発泡母材
１３ｂ，２３ｂ，３３ｂ
表層
１３ｃ，２３ｃ 保護層
１４ 不織布
１７ ガラスマット
２４ 難燃剤
３３ｃ 制振層

Claims (6)

1. レールを支持する合成枕木であって、
   前記合成枕木は、合成樹脂材料を発泡成形した発泡母材を有する合成枕木本体と、該合成枕木本体の表層に位置して、前記レール敷設状態で、軌道に敷き詰められたバラスト側に向けて敷設される無発泡樹脂材料からなる保護層が一体に設けられていることを特徴とする合成枕木。
2. 前記保護層内には、補強材として、不織布，ガラスマット，若しくはガラスロービングのうち、少なくとも何れか一つが、該保護層を構成する樹脂材料を含浸させて設けられていることを特徴とする請求項１記載の合成枕木。
3. 前記不織布は、難燃性を有するカイノール繊維からなることを特徴とする請求項２記載の合成枕木。
4. 前記保護層内に、液体若しくは粉体の不燃材若しくは、難燃剤を混入して難燃層とすることを特徴とする請求項１乃至３のうち、いずれか一項に記載の合成枕木。
5. 前記合成枕木本体の表層に位置して、軟質樹脂材料若しくは、粘弾性を有する制振機能樹脂材料を有する制振層を設けたことを特徴とする請求項１乃至４のうち、いずれか一項に記載の合成枕木。
6. 前記発泡母材を、引き抜き成型する際に、前記合成枕木本体の表層に、前記保護層若しくは制振層を一体に形成することを特徴とする請求項１乃至５のうち、いずれか一項に記載の合成枕木の製造方法。

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