JP6357991B2 - 軌道用融雪マット - Google Patents

Description

本発明は、軌道用融雪マットに関する。

列車持ち込み雪により分岐器が切替不能になることを防止するために、軌道に敷設される融雪マットが開発されている（例えば特許文献１参照）。

温水を用いた融雪マットでは、温水マット本体の端部に、温水の給排水用のヘッダーが設けられる。列車持ち込み雪の塊がヘッダーに接触することで、ヘッダーが損傷し、漏水が生じる可能性がある。

特開平１０−１７６３０２号公報

本発明の一目的は、温水を用いた軌道用融雪マットにおいて、給排水用ヘッダーの損傷等を抑制することができる新規な技術を提供することである。

本発明の一観点によれば、
レールの延在方向に沿って配置される温水マット本体と、
前記温水マット本体の端部に、前記温水マット本体の幅方向に延在して配置され、それぞれ溝の形成された上側部材と下側部材とが対向するように重ね合わされることで、外部から前記温水マット本体へ温水を給水するための管路、または、外部へ前記温水マット本体から温水を排水するための管路を構成しているゴムヘッダーと、
前記ゴムヘッダーを軌道に取り付けるための取り付け金具と
を有し、
前記取り付け金具は、前記温水マット本体の幅方向に延在する根元部と、前記根元部から前記管路に対し前記温水マット本体と反対側に突出し、前記軌道に取り付けられる取り付け部とを有し、前記ゴムヘッダーを上側から覆わないように配置されており、
前記上側部材および前記下側部材の、前記管路に対し前記温水マット本体と反対側に配置された縁部同士が、前記根元部を挟んで接着されていることにより、前記管路の側面が閉じるとともに、前記取り付け金具が前記ゴムヘッダーに固定されている、
軌道用融雪マット
が提供される。

取り付け金具に覆われずに露出したゴムヘッダーは、列車持ち込み雪の塊と接触しても、弾性的に変形して元の形状に戻る。また、ゴムヘッダーの上側部材および下側部材の温水マット本体と反対側の縁部同士が接着されていることで、管路が強固に形成されている。これにより、管路の損傷が抑制され、温水の漏れが抑制されている。さらに、取り付け金具の根元部が、ゴムヘッダーの上側部材および下側部材の温水マット本体と反対側の縁部に挟まれ覆われていることにより、軌道短絡が抑制されている。

図１は、本発明の第１実施形態による融雪マットの敷設態様例を概略的に示す平面図である。 図２（Ａ）および図２（Ｂ）は、それぞれ、第１実施形態の融雪マットの一端近傍を示す概略的な平面図および断面図である。 図３は、第２実施形態による融雪マットの一端近傍を示す概略的な断面図である。 図４（Ａ）および図４（Ｂ）は、それぞれ、比較形態による融雪マットの一端近傍を示す概略的な平面図および断面図である。

図１を参照して、本発明の第１実施形態による融雪マットの概略的な構造と敷設態様とについて説明する。図１は、第１実施形態の融雪マット１００の敷設態様例を概略的に示す平面図である。融雪マット１００は、鉄道車両が通る道である軌道２００に敷設される軌道用融雪マットであり、より具体的には、１対のレール２０１の間の、まくらぎ２０２の上側に、レール２０１の延在方向に沿って敷設される。

融雪マット１００は、典型的には、分岐器の手前に敷設され、通過列車が雪を落す場所として機能する。これにより、分岐器が列車持ち込み雪により切替不能になることが防止される。

融雪マット１００は、温水マット本体１１０と、ゴムヘッダー１２０と、取り付け金具１３０とにより構成されている。温水マット本体１１０は、レール２０１の延在方向に沿って配置される細長い形状を有し、温水マット本体１１０の長さ方向に流れる温水により加温され、温水マット本体１１０上の雪が、融かされる。

ゴムヘッダー１２０は、温水マット本体１１０の両端部に設けられており、一方のゴムヘッダー１２０が、外部から温水マット本体１１０へ温水を給水するための給水管路を構成し、他方のゴムヘッダー１２０が、外部へ温水マット本体１１０から温水を排水するための排水管路を構成している。

ボイラー等の熱源を有する温水供給装置１５０が、軌道２００の側方に設置されている。温水供給装置１５０は、給水用配管１５１を介して給水側ゴムヘッダー１２０に接続されているとともに、排水用配管１５２を介して排水側ゴムヘッダー１２０に接続されている。温水供給装置１５０から、温水が、給水用配管１５１および給水側ゴムヘッダー１２０を介して、温水マット本体１１０の一端側へ供給される。温水マット本体１１０内を通って他端側へ達した温水が、排水側ゴムヘッダー１２０および排水用配管１５２を介して、温水供給装置１５０に回収される。

取り付け金具１３０は、両端のゴムヘッダー１２０のそれぞれに設けられており、取り付け金具１３０を介して、各ゴムヘッダー１２０が、軌道２００に取り付けられる。

次に、図２（Ａ）および図２（Ｂ）を参照して、第１実施形態による融雪マット１００の、温水マット本体１１０、ゴムヘッダー１２０、および取り付け金具１３０について、さらに説明する。図２（Ａ）および図２（Ｂ）は、それぞれ、第１実施形態の融雪マット１００の一端近傍を示す概略的な平面図および断面図である。図２（Ｂ）は、図２（Ａ）のＡＡ線に沿った断面図である。

以下、ゴムヘッダー１２０および取り付け金具１３０について、例示的に一端側の構造を説明するが、他端側の構造は、対称的に構成されており、同様である。説明の便宜のため、ゴムヘッダー１２０に形成された給水用または排水用の管路を、まとめて、給排水管路と呼ぶこともある。

温水マット本体１１０は、ゴムマット１１１と、ゴムマット１１１の上面に貼り付けられた損傷防止布１１２とにより構成されている。ゴムマット１１１は、例えばエチレンプロピレンジエンゴム（ＥＰＤＭ）系ゴムで形成されている。損傷防止布１１２は、ゴムマット１１１よりも損傷しにくい材料、例えばアラミド繊維等で形成されており、厚さが例えば１ｍｍ程度である。

温水マット本体１１０は、例えば、長さが７．５ｍ程度、幅が６０ｃｍ程度、厚さが１ｃｍ程度である。以下、温水マット本体１１０の長さ方向および幅方向を、それぞれ、マット長さ方向、マット幅方向と呼ぶこともある。

温水マット本体１１０の内部に、マット長さ方向に延在し、温水を流すための本体管路１１３が、マット幅方向に並んで複数本設けられている。本体管路１１３は、直径が例えば５ｍｍ程度であり、本数が例えば９０本程度である。なお、図２（Ａ）では、図示の煩雑さを避けるため、少数の（具体的には５本の）本体管路１１３を例示する。

ゴムヘッダー１２０は、温水マット本体１１０の端部に、マット幅方向について一端から他端に亘るように延在して、配置されている。ゴムヘッダー１２０は、上側部材１２１と下側部材１２２とにより構成され、それぞれ溝の形成された上側部材１２１と下側部材１２２とが対向するように重ね合わされることで、マット幅方向に延在する給排水管路１２３を構成している。

本体管路１１３が、給排水管路１２３に連通することにより、ゴムヘッダー１２０を介した給排水が可能となっている。以下、給排水管路１２３に対し、温水マット本体１１０側をマット内側あるいは単に内側と呼び、その反対側をマット外側あるいは単に外側と呼ぶこともある。

上側部材１２１は、上側ゴム部材１２４と、上側ゴム部材１２４の上面に貼り付けられた損傷防止布１２５とにより構成されている。上側ゴム部材１２４は、例えばＥＰＤＭ系ゴムで形成されている。損傷防止布１２５は、上側ゴム部材１２４よりも損傷しにくい材料、例えばアラミド繊維等で形成されており、厚さが例えば１ｍｍ程度である。下側部材１２２は、単体のゴム部材であり、例えばＥＰＤＭ系ゴムで形成されている。

ゴムヘッダー１２０は、給排水管路１２３を形成するための溝が形成され相対的に厚くなっている中央部１２６と、中央部１２６に対しマット内側に配置された縁部であって、中央部１２６よりも相対的に薄くなっている内側縁部１２７と、中央部１２６に対しマット外側に配置された縁部であって、中央部１２６よりも相対的に薄くなっている外側縁部１２８とに、概ね区画される。

中央部１２６は、例えば、幅（マット長さ方向の寸法。以下、内側縁部１２７と外側縁部１２８の説明でも同様。）が５ｃｍ程度で、厚さが４ｃｍ程度である。中央部１２６内部に形成された給排水管路１２３の直径は、例えば２．５ｃｍ程度である。

内側縁部１２７は、例えば、幅が５ｃｍ程度で、厚さが２ｃｍ程度である。なお、図２（Ｂ）では、内側縁部１２７の厚さが、マット内側に向けて薄くなる構造を例示している。外側縁部１２８は、例えば、幅が２ｃｍ程度で、厚さが１ｃｍ程度である。

上側部材１２１の内側縁部１２７（上側部材１２１の給排水管路１２３に対しマット内側に配置された縁部）と、下側部材１２２の内側縁部１２７（下側部材１２２の給排水管路１２３に対しマット内側に配置された縁部）とが、温水マット本体１１０の端部を挟んで接着されていることにより、給排水管路１２３のマット内側側面と本体管路１１３とが連通し、隣接する本体管路１１３同士の間で給排水管路１２３のマット内側側面が閉じた管路構造が形成されるとともに、ゴムヘッダー１２０が温水マット本体１１０に固定されている。

取り付け金具１３０は、マット幅方向に延在する根元部１３１と、根元部１３１からマット外側に突出する取り付け部（櫛歯部）１３２とを有する。取り付け部（櫛歯部）１３２は、根元部１３１から櫛歯状に突出しており、取り付け金具１３０は、櫛歯形状となっている。まくらぎ２０２に、軌道側の取り付け金具２０３が固定されている。取り付け金具２０３に取り付けられたボルト２０４を、櫛歯部１３２に形成された貫通孔１３３を貫通させることにより、融雪マット側の取り付け金具１３０が、軌道側の取り付け金具２０３に取り付けられる。このようにして、ゴムヘッダー１２０が、軌道に取り付けられる。取り付け金具１３０は、ゴムヘッダー１２０を上側から覆わないように配置されている。

上側部材１２１の外側縁部１２８（上側部材１２１の給排水管路１２３に対しマット外側に配置された縁部）と、下側部材１２２の外側縁部１２８（下側部材１２２の給排水管路１２３に対しマット外側に配置された縁部）とが、根元部１３１を挟んで接着されていることにより、給排水管路１２３のマット外側側面が閉じるとともに、取り付け金具１３０がゴムヘッダー１２０に固定されている。つまり、取り付け金具１３０の一部は、ゴムヘッダー１２０の上側部材１２１と下側部材１２２とに挟まれて覆われている。

取り付け金具１３０は、例えばステンレスで形成され、厚さが例えば２．５ｍｍ程度である。根元部１３１は、例えば、長さ（マット幅方向の寸法）が６４．０ｃｍ程度で、幅（マット長さ方向の寸法）が６．７ｃｍ程度である。櫛歯部１３２は、例えば、各櫛歯部１３２の長さ（マット長さ方向の寸法）が３．８ｃｍ程度で、幅（マット幅方向の寸法）が３．０ｃｍ程度であり、例えば２４．５ｃｍ間隔で３本程度配置される。

次に、第１実施形態による融雪マット１００の製造方法について説明する。まず、温水マット本体１１０の端部を、ゴムヘッダー１２０の上側部材１２１の内側縁部１２７と、下側部材１２２の内側縁部１２７とで挟んだ状態で、金型を用いて加硫接着する（第１の加硫接着工程）。

第１の加硫接着工程において加えられる熱での変形により、本体管路１１３や給排水管路１２３が潰れたり塞がれたりしないように、第１の加硫接着工程において、本体管路１１３や給排水管路１２３には、各管路の太さに対応した円筒形状で例えば金属製の詰め物が挿入される。第１の加硫接着工程の完了後、これらの詰め物が取り除かれる。

第１の加硫接着工程が完了した段階では、上側部材１２１および下側部材１２２の、マット外側の縁部１２８同士は接着されておらず、ゴムヘッダー１２０のマット外側端部は開いている。この開口から、本体管路１１３に挿入されていた詰め物を取り除くことができる。

次に、取り付け金具１３０の接着部となる根元部１３１をブラスト処理し、根元部１３１に、接着剤を塗布する。この接着剤としては、例えば、ロード社のケムロック２０５、ケムロック２２０（ケムロックは登録商標）等を用いることができる。接着剤乾燥後、根元部１３１に、密着ゴム層を貼り付ける（圧着する）。密着ゴム層としては、例えば、厚さ０．３ｍｍ〜１．０ｍｍ程度のＥＰＤＭ系ゴムを用いることができる。

一方、ゴムヘッダー１２０の接着部となる、上側部材１２１および下側部材１２２の外側縁部１２８の内面を、サンドペーパー等で荒らしておく。そして、密着ゴム層を貼り付けた取り付け金具１３０を、上側部材１２１の外側縁部１２８と、下側部材１２２の外側縁部１２８との間に挿入した状態で、金型を用いて加硫接着する（第２の加硫接着工程）。

第２の加硫接着工程により、ゴムヘッダー１２０のマット外側端部が閉じられるとともに、ゴムヘッダー１２０に取り付け金具１３０が固定される。このようにして、実施形態による融雪マット１００が作製される。

次に、図４（Ａ）および図４（Ｂ）を参照して、比較形態による融雪マット３００と、比較形態において生じる課題について説明する。図４（Ａ）および図４（Ｂ）は、それぞれ、比較形態による融雪マット３００の一端近傍を示す概略的な平面図および断面図である。図４（Ｂ）は、図４（Ａ）のＡＡ線に沿った断面図である。

比較形態による融雪マット３００の温水マット本体３１０は、第１実施形態による温水マット本体１１０と同様なものである。主として取り付け金具３３０に関する構造が、比較形態と第１実施形態とで異なっている。

比較形態の取り付け金具３３０は、ゴムヘッダー３２０の上側部材３２１の中央部３２６を上側から覆い外側縁部３２８上まで延在し、さらにマット外側に突出し、全体がマット幅方向の一端から他端に亘って延在して露出する形状となっている。取り付け金具３３０は、突出部３３１で軌道に取り付けられる。また、取り付け金具（上側金具）３３０の下側に、ゴムヘッダー３２０の下側部材３２２の中央部３２６を下側から覆い外側縁部３２８下まで延在する下側金具３３２が設けられている。

比較形態のゴムヘッダー３２０は、外側縁部３２８において、上側部材３２１と下側部材３２２とが接着されていない。上側部材３２１の外側縁部３２８と下側部材３２２の外側縁部３２８とが、取り付け金具（上側金具）３３０と下側金具３３２とを介しボルトとナットで圧着されることにより、給排水管路３２３のマット外側側面が閉じられている。また、この圧着構造により、取り付け金具３３０および下側金具３３２が、ゴムヘッダー３２０に固定されている。

なお、比較形態のゴムヘッダー３２０では、上側部材３２１の上面に、損傷防止布が設けられていない。

比較形態による融雪マット３００では、列車がゴムヘッダー３２０上を通過する際に、列車持ち込み雪の塊が列車と取り付け金具３３０との間に挟まれることにより、取り付け金具３３０が変形することがある。取り付け金具３３０の変形は、塑性的であり持続的なものであるので、その下のゴムヘッダー３２０の変形も、持続的なものとなる。この変形により、上側部材３２１と下側部材３２２との圧着が不良となって給排水管路３２３が損傷し、温水の漏れが発生することがある。

また、比較形態による融雪マット３００において、取り付け金具３３０が、全体がマット幅方向の一端から他端に亘って延在して露出する形状となっていることは、軌道短絡防止の観点から見て、望ましいとはいえない。

次に、第１実施形態の融雪マット１００により得られる効果について例示的に説明する。本実施形態の融雪マット１００では、弾性部材で形成されたゴムヘッダー１２０が、取り付け金具１３０に覆われずに、そのまま露出している。このため、列車持ち込み雪の塊が列車とゴムヘッダー１２０との間に挟まれ、ゴムヘッダー１２０が変形することがあっても、一時的な弾性変形であるので、元の形状に戻る。

また、ゴムヘッダー１２０の上側部材１２１と下側部材１２２の外側縁部１２８同士が接着されていることにより、給排水管路１２３が強固に形成されている。このようにして、給排水管路１２３の損傷が抑制され、温水の漏れが抑制されている。

さらに、第１実施形態の融雪マット１００では、取り付け金具１３０の、マット幅方向に延在する根元部１３１が、ゴムヘッダー１２０の上側部材１２１の外側縁部１２８と、下側部材１２２の外側縁部１２８とに挟まれて、覆われている。軌道に取り付けられる部分であり、露出している取り付け部（櫛歯部）１３２は、マット幅方向に沿って部分的、離散的に配置されている。このような、マット幅方向の一端から他端に亘って延在する金属部材が露出しない構造により、軌道短絡が抑制されている。

その他、さらに、第１実施形態の融雪マット１００では、ゴムヘッダー１２０の、上側部材１２１の上面に、損傷防止布１２５が設けられている。これにより、ゴムヘッダー１２０の損傷が抑制されている。

次に、図３を参照して、第２実施形態による融雪マットについて説明する。なお、説明の便宜のため、第１実施形態と対応する部材や構造について、同一の参照符号を流用する。図３は、第２実施形態の融雪マット１００の一端近傍を示す概略的な断面図である。第２実施形態の融雪マットの敷設態様や、概略的な平面構造や、製造方法は、第１実施形態の融雪マットについて説明したものと同様である。第２実施形態では、ゴムヘッダー１２０の（少なくとも上側部材１２１の）中央部１２６の断面形状が、第１実施形態のそれと異なっている。その他の構造は、第１実施形態と同様である。

図２（Ｂ）に示したように、第１実施形態による上側部材１２１の中央部１２６は、外側縁部１２８側から急激に厚みが増して、中央部１２６と外側縁部１２８との境界部に上方側へ突出した角部１２９を有する形状であり、また、内側縁部１２７側から急激に厚みが増して、中央部１２６と内側縁部１２７との境界部に上方側へ突出した角部１２９を有する形状である。

一方、図３に示すように、第２実施形態による上側部材１２１の中央部１２６は、外側縁部１２８側からも内側縁部１２７側からもなだらかに厚みが増して、上方側へ突出した角部を有さない形状である。つまり、第２実施形態のゴムヘッダー１２０は、上側部材１２１の給排水管路１２３周囲を覆う部分の外形形状が、上方側へ突出した角部を有さずに、給排水管路１２３の両側から給排水管路１２３の中央部に向かってなだらかに厚みを増す形状となっている。

第２実施形態の融雪マット１００では、第１実施形態の融雪マットについて説明した効果と同様な効果が得られるとともに、さらに、以下のような効果も得られる。

第１実施形態のゴムヘッダー１２０は、弾性部材が露出する構造となっているものの、持ち込み雪との接触時に、角部１２９に応力が集中する可能性がある。第２実施形態のゴムヘッダー１２０は、上述のような曲面的な形状により、持ち込み雪の塊から受ける圧力を分散してゴムヘッダー全体で吸収しやすい。このため、第２実施形態では、融雪マット端部に設けられたヘッダー構造の損傷が、第１実施形態よりもさらに抑制されている。

また、第２実施形態のゴムヘッダー１２０においては、上側部材１２１が上側に突出した角部を有さない形状であるので、上側部材１２１の上面に設けられる損傷防止布１２５を、上側ゴム部材１２４と一体化するように貼り付けやすい。このため、損傷防止布１２５をより剥がれにくくできる。

以上、実施形態に沿って本発明を説明したが、本発明はこれらに制限されるものではない。例えば、種々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に自明であろう。

１００ 融雪マット
１１０ 温水マット本体
１１１ ゴムマット
１１２ 損傷防止布
１１３ 本体管路
１２０ ゴムヘッダー
１２１ 上側部材
１２２ 下側部材
１２３ 給排水管路
１２４ 上側ゴム部材
１２５ 損傷防止布
１２６ 中央部
１２７ 内側縁部
１２８ 外側縁部
１３０ 取り付け金具
１３１ 根元部
１３２ 取り付け部（櫛歯部）

Claims (5)

1. レールの延在方向に沿って配置される温水マット本体と、
   前記温水マット本体の端部に、前記温水マット本体の幅方向に延在して配置され、上側部材に形成された溝と下側部材に形成された溝とが対向するように前記上側部材と前記下側部材を重ね合わされることで、外部から前記温水マット本体へ温水を給水するための管路、または、外部へ前記温水マット本体から温水を排水するための管路を構成しているゴムヘッダーと、
   前記ゴムヘッダーを軌道に取り付けるための取り付け金具と
   を有し、
   前記取り付け金具は、前記温水マット本体の幅方向に延在する根元部と、前記根元部から前記管路に対し前記温水マット本体と反対側に突出し、前記軌道に取り付けられる取り付け部とを有し、前記ゴムヘッダーを上側から覆わないように配置されており、
   前記上側部材および前記下側部材の、前記管路に対し前記温水マット本体と反対側に配置された縁部同士が、前記根元部を挟んで接着されていることにより、前記管路の側面が閉じるとともに、前記取り付け金具が前記ゴムヘッダーに固定されている、
   軌道用融雪マット。
2. 前記取り付け部は、前記根元部から櫛歯状に突出する、請求項１に記載の軌道用融雪マット。
3. 前記取り付け金具の一部は、前記ゴムヘッダーの前記上側部材と前記下側部材とに挟まれて覆われている、請求項１または２に記載の軌道用融雪マット。
4. 前記ゴムヘッダーは、前記上側部材の前記管路周囲を覆う部分の外形形状が、上方側へ突出した角部を有さずに、前記管路の両側から前記管路の中央部に向かってなだらかに厚みを増す形状となっている請求項１乃至３のいずれかに記載の軌道用融雪マット。
5. 前記上側部材の上面に、損傷防止布が設けられている請求項１乃至４のいずれかに記載の軌道用融雪マット。