JP6441706B2

JP6441706B2 - まくら木の固定構造

Info

Publication number: JP6441706B2
Application number: JP2015032593A
Authority: JP
Inventors: 康宏斉藤
Original assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Current assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Priority date: 2015-02-23
Filing date: 2015-02-23
Publication date: 2018-12-19
Anticipated expiration: 2035-02-23
Also published as: JP2016156132A

Description

本発明は、道床や橋桁等の固定構造物に対するまくら木の固定構造に関するものである。

まくら木は、道床や橋桁等の固定構造物に固定されており、車両（列車）が走行するレールを支持する部材である。まくら木は、固定構造物に対して一般にフックボルトで固定されている。フックボルトは頭部とねじ部を有する。フックボルトは固定構造物に頭部が支持されており、固定構造物から突出したねじ部側がまくら木を貫通し、ねじ部には座金を介してナットが締結されている。
この様な、まくら木を固定構造物に固定するための構造が、例えば特許文献１に開示されている。特許文献１には、フックボルトで橋桁に合成枕木を固定する構造が開示されている。

実公平６−４５４４１号公報

ところで、車両（列車）がレール上を走行した際に、レールに掛かる荷重と振動は、まくら木を介して道床や橋桁等の固定構造物で支持される。また、その際、振動は固定構造物にまくら木を固定する座金やナット等にも伝わる。そのため、ナットは次第に緩む。ナットが緩むと、まくら木とナットの間で挟持されていた座金が、微小な範囲内で移動することができるようになる。
特に、まくら木が木製やガラス長繊維で補強された樹脂発泡体製であると、座金が振動してまくら木と擦れ、まくら木が部分的に摩耗する。

これを図６（ａ）、図６（ｂ）を参照しながら説明する。
図６（ａ）に示す様に、橋桁９２上にまくら木９１が載置されており、橋桁９２とまくら木９１は、フックボルト９４で固定されている。フックボルト９４は、まくら木９１を貫通しており、フックボルト９４のねじ部には座金９８を介してナット９９が締結されている。また、フックボルト９４の頭部は、橋桁９２のフランジ部の下面を押圧している。

すなわち、図６（ａ）に示す様に、橋桁９２にまくら木９１を固定した直後においては、ナット９９を締め付けることによって、フックボルト９４の頭部が橋桁９２のフランジ部の下面に当接して押圧し、まくら木９１が橋桁９２に固定されている。このとき、座金９８は、まくら木９１の上面９１ａに当接しており、上面９１ａを押圧している。

ところが、車両（列車）がレール９３上を走行すると、レール９３側からまくら木９１側に振動が伝わり、この振動のためにナット９９が緩んだり、座金９８がまくら木９１の上面９１ａに食い込んで、座金９８に若干の可動範囲が生じる。そして、座金９８が上面９１ａと擦れ、図６（ｂ）に示す様に、上面９１ａには凹部９５が生じてしまう。

その結果、座金９８とナット９９が凹部９５内に入って位置が下がり、ナット９９と螺合するフックボルト９４の位置も下がり、フックボルト９４の頭部と橋桁９２のフランジ部の間に隙間９６が生じてしまい、まくら木９１が橋桁９２から外れてしまう。

そこで本発明者は、まくら木と座金の間に弾性部材を配置すると、ナットの緩みを防止し、まくら木の摩耗は解消されるのではないかと考えた。
ところが、実際にまくら木と座金の間に弾性部材を配置してみたところ、まくら木に凹みが生じる現象は解消されなかった。
これは、まくら木と座金の間に弾性部材を配置しても、弾性部材が塑性変形したり、気温が上昇して弾性部材の弾性率が低下すると、弾性部材とまくら木の間に微小な隙間が生じてしまい、その結果、弾性部材とまくら木が擦れ、まくら木に凹みができてしまうのではないかと考えられる。

そこで本発明は、上記事情に鑑み、まくら木の固定部分が摩耗しにくいまくら木の固定構造を提供することを目的とする。

上記課題を解決するための請求項１に記載の発明は、固定構造物に対するまくら木の固定構造であって、前記固定構造物に固定され固定構造物の上方に突出する棒状部材を有し、前記棒状部材は、固定構造物の上に配置されたまくら木の貫通孔を貫通しており、前記棒状部材におけるまくら木の貫通孔から突出した部分にはねじ部が設けられており、前記棒状部材に座金を介してナットを装着し、棒状部材の前記ねじ部にナットを螺合することによって、固定構造物にまくら木を固定するまくら木の固定構造において、前記座金とまくら木の上面の間に弾性部材を配置し、前記弾性部材とまくら木の上面を接着したことを特徴とするまくら木の固定構造である。

請求項１に記載の発明では、座金とまくら木の上面の間に弾性部材を配置し、弾性部材とまくら木の上面を接着したので、弾性部材とまくら木は一体化して相対移動しない。そのため、弾性部材とまくら木は擦れることがない。よって、まくら木の寿命は長い。
ここで、弾性部材とは、弾性を有する素材で構成された部材であり、素材そのものがゴムの様に弾性を有したものである。

請求項２に記載の発明は、前記弾性部材と座金を接着したことを特徴とする請求項１に記載のまくら木の固定構造である。

請求項２に記載の発明では、弾性部材と座金を接着したので、弾性部材と座金が一体化される。よって、まくら木側から弾性部材及び座金に振動が伝達されると、まくら木と座金と弾性部材は一体に振動する。すなわち、弾性部材と座金は相対移動しない。そのため、弾性部材と座金は擦れることがない。仮にナットが緩んでも、座金とナットが擦れるだけであり、まくら木は摩耗しない。

請求項３に記載の発明は、前記まくら木は、木製又はガラス長繊維で補強された樹脂発泡体製であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のまくら木の固定構造である。

請求項３に記載の発明によると、木製又はガラス長繊維で補強された樹脂発泡体製のまくら木であっても、摩耗しにくく、まくら木の寿命は長い。

前記棒状部材は、フックボルトであるのが好ましい（請求項４）。

本発明のまくら木の固定構造によると、まくら木の摩耗を防止し、まくら木の寿命を長くすることができる。

軌道の部分斜視図である。図１の軌道の部分拡大斜視図であり、橋桁にまくら木を固定するフックボルトが取り外された状態を示す。図２のＡ−Ａ断面図であり、橋桁にまくら木が固定されている状態を示す。（ａ）は、寸切りボルトでまくら木と橋桁を固定した状態を示す断面図であり、（ｂ）は、Ｔボルトでまくら木と橋桁を固定した状態を示す断面図である。弾性部材と座金の変形例を示す斜視図である。従来のまくら木の固定構造の断面図であり、（ａ）は、組立直後の状態を示し、（ｂ）は、時間が経過し、まくら木に凹部が形成された状態を示す。

以下、図面を参照しながら説明する。
図１に示す様に、軌道２０は、まくら木１、橋桁２（固定構造物）、レール３等を有する。

まくら木１は、横断面形状が正方形又は長方形を呈する長尺状の部材である。また、まくら木１は、ＦＦＵ（Fiber reinforced Foamed Urethane）と称されるガラス長繊維で補強された樹脂発泡体（繊維強化硬質樹脂発泡体）を素材とする合成樹脂材で形成されている。まくら木１は、木製、その他の素材で構成されていてもよい。
図２に示す様に、まくら木１には、上下に貫通する貫通孔１０が設けられている。まくら木１の上面１ａには、貫通孔１０の開口が形成されている。
まくら木１は、橋桁２（固定構造物）に固定され、レール３の間隔を一定に保ち、レール３側から作用する荷重や振動を橋桁２に伝達する機能を有する部材である。

橋桁２は、横断面がＨ字形状を呈する鋼材であり、平板状の上部フランジ５ａ、下部フランジ５ｂ、及びウェブ６を有している。鉛直姿勢のウェブ６の下端には下部フランジ５ｂが連続しており、上端には上部フランジ５ａが連続している。すなわち、上部フランジ５ａとウェブ６は直交しており、ウェブ６と下部フランジ５ｂも直交している。

下部フランジ５ｂは、図示しない地面側の部材に固定されている。また、上部フランジ５ａ上には多数のまくら木１が等間隔で載置されている（図１）。橋桁２の長手方向と、まくら木１の長手方向は直交している。

まくら木１は、橋桁２の上部フランジ５ａに対してフックボルト４（棒状部材）で固定されている。
図２、図３に示す様に、フックボルト４は、頭部４ａとねじ部４ｂを有し、略Ｌ字形又はＬ字（直角）よりも鋭角に屈曲している。すなわち、頭部４ａとねじ部４ｂは交差している。頭部４ａは、橋桁２の上部フランジ５ａの下面側に配置されており、ねじ部４ｂは、鉛直姿勢でまくら木１の貫通孔１０を貫通している。すなわち、まくら木１の貫通孔１０の下方側からフックボルト４のねじ部４ｂが挿通されている。フックボルト４のねじ部４ｂの一部は、まくら木１の上面１ａから突出している。

ねじ部４ｂには、下側から順に弾性部材７、座金８（平座金）、ナット９が装着されている。
弾性部材７は、薄板円盤状を呈し、例えば、クロロプレンゴム、スチレン・ブタジエンゴム、シリコン、ウレタン等の耐候性、耐水性に優れた素材で構成された部材である。弾性部材７の直径は、座金８の直径と同程度である。また、弾性部材７の中央には孔１１が設けられている。
座金８は、平座金を採用することができるが、代わりに、弾性部材７側の面に、回転止め用の突起（図示せず）を有するものであってもよい。この突起は、弾性部材７に食い込ませる。また、座金８は、円盤状に限らず、例えば四角形であってもよい。
弾性部材７は、必ずしも座金８と同じ形状である必要はないが、まくら木１に対する対向面積が座金８よりも弾性部材７の方が広く、座金８は弾性部材７からはみ出ない。

弾性部材７の下面は、まくら木１の上面１ａに接着されている。すなわち、弾性部材７の下面には接着剤１５が塗布されており、接着剤１５によって弾性部材７とまくら木１の上面１ａの間には接着層１５ａが形成されている。
接着剤１５は、例えば、エポキシ接着剤、ウレタン接着剤、ポリエステル接着剤、アクリル接着剤等を採用することができる。接着剤１５は、現場で短時間で作業を行うために、１時間以内に硬化する事が望ましい。すなわち、橋桁２に対して、多数のまくら木１を固定しなければならないので、短時間（例えば１時間以内）で硬化すると作業性がよい。

また、弾性部材７の上面には座金８が配置されており、両者は接着剤１６で接着されている。すなわち、弾性部材７の上面、又は座金８の下面には接着剤１６が塗布されており、接着剤１６によって弾性部材７と座金８の間には接着層１６ａが形成されている。
接着剤１６の種類は、接着剤１５と同じであっても相違していてもよいが、短時間（例えば１時間以内）で硬化する事が望ましい。

さらに、フックボルト４のねじ部４ｂには、座金８の上からナット９が締結されている。すなわち、ナット９はねじ部４ｂと固く締結されており、ナット９は、座金８及び弾性部材７を介してまくら木１の上面１ａを押圧している。これにより、フックボルト４の頭部４ａは、橋桁２の上部フランジ５ａの下面１２に当接し、下面１２を押圧している。そのため、まくら木１と橋桁２の上部フランジ５ａは、フックボルト４の頭部４ａとナット９で挟持されて、まくら木１と橋桁２は圧接しており、まくら木１は橋桁２に強固に固定されている。

上述のように橋桁２に固定された各まくら木１上には、２本のレール３（図１）が載置されている。まくら木１の長手方向とレール３の長手方向は直交している。２本のレール３は平行であり、図示しないボルト・ナットでまくら木１に固定されている。

図１に示すレール３上を、図示しない車両が走行すると、レール３には振動が発生する。この振動はレール３側からまくら木１側に伝わる。すなわち、振動は弾性部材７、座金８、ナット９、フックボルト４に伝達される。

しかし、弾性部材７は接着剤１５によってまくら木１の上面１ａと接着されているため、まくら木１と弾性部材７は一体に振動し、相対移動しない。そのため、まくら木１に対して弾性部材７が擦れることがない。よって、まくら木１は摩耗しない。

また、弾性部材７と座金８が接着剤１６によって接着されているので、弾性部材７と座金８は一体に振動し、相対移動しない。そのため、座金８によって弾性部材７が摩耗しない。よって、弾性部材７の耐久性が向上する。

次に、図４（ａ）、図４（ｂ）、図５を参照しながら、固定構造の変形例を説明する。

フックボルト４の代わりに、図４（ａ）に示す様に、寸切りボルト２４（棒状部材）を使用することもできる。寸切りボルト２４は直線状であり、フックボルト４の頭部４ａの代わりに、ねじ部２７が設けられている。
橋桁２の上部フランジ５ａには孔２５が設けられており、孔２５とまくら木１の貫通孔１０が一致している。孔２５及び貫通孔１０には寸切りボルト２４が挿通されている。寸切りボルト２４の上側のねじ部２６は、まくら木１の上面１ａから突出しており、弾性部材７、座金８を介してナット９が螺合している。弾性部材７とまくら木１の上面１ａの間、及び／又は座金８と弾性部材７の間は、接着剤１５、１６で接着されている。
寸切りボルト２４の下側のねじ部２７にはナット２９が螺合している。ナット２９は、橋桁２の上部フランジ５ａの下面１２に押圧されている。

図４（ａ）に示すナット２９の代わりに、ねじ孔を有する板部材を、上部フランジ５ａの孔２５に該板部材のねじ孔を一致させた状態で上部フランジ５ａの下面１２に溶接し、一体化させてもよい。

また、フックボルト４の代わりに、図４（ｂ）に示す様に、Ｔボルト３４（棒状部材）を使用することもできる。Ｔボルト３４は、頭部３４ａとねじ部３６を有する。
橋桁２の上部フランジ５ａには、孔３５が設けられており、孔３５とまくら木１の貫通孔１０が一致している。孔３５と貫通孔１０にはＴボルト３４が下方から挿通されている。Ｔボルト３４のねじ部３６は、まくら木１の上面１ａから突出している。ねじ部３６には、弾性部材７、座金８を介してナット９が螺合している。弾性部材７とまくら木１の上面１ａの間、及び／又は座金８と弾性部材７の間は、接着剤１５、１６で接着されている。Ｔボルト３４の頭部３４ａは、橋桁２の上部フランジ５ａの下面１２に押圧されている。

さらに、棒状部材としては、図３に示すフックボルト４、図４（ａ）に示す寸切りボルト２４、図４（ｂ）に示すＴボルト３４等を使用し、まくら木１の上面１ａから突出した棒状部材のねじ部に装着される弾性部材と座金として、図５に示す様な弾性部材４７と座金４８を使用することもできる。

図５に示す弾性部材４７と座金４８は、略コの字形を呈している。弾性部材４７、座金４８のコの字の中央部分には孔５０、５１が設けられている。
弾性部材４７、座金４８は、まくら木１の上面１ａと、上面１ａと連続する側面１ｂ、側面１ｃに跨がってまくら木１に装着されている。弾性部材４７には接着剤が塗布されており、弾性部材４７は、まくら木１の上面１ａ、側面１ｂ、側面１ｃの三面に接着されている。また、弾性部材４７と座金４８も、三面で接着されている。

弾性部材４７及び座金４８は、まくら木１に対して三面で固定されているので、まくら木１と強固に一体化している。よって、レール３（図１）側からまくら木１に振動が伝わってきても、互いに相対移動しない。すなわち、図５に示す構造は、振動に強い構造である。

本実施の形態では、固定構造物として橋桁２を例示したが、橋桁２ではなく、道床に対しても、本発明は同様に実施することができる。すなわち、まくら木１をコンクリート上に設置する場合には、例えば、棒状部材として図４（ａ）に示す寸切りボルト２４を採用し、寸切りボルト２４のねじ部２７を、板部材（図示せず）のねじ孔に螺合させた状態で、コンクリートを打設し、板部材（図示せず）をコンクリートで固定してもよい。
また、棒状部材としてＴボルト３４を採用する場合も、Ｔボルト３４の頭部３４ａを、コンクリートで固定することができる。また、予め、まくら木１を載置するコンクリート面上に凹みを設け、当該凹み内にＴボルト３４の頭部３４ａを配置してもよい。

１まくら木
２橋桁（固定構造物）
４フックボルト（棒状部材）
４ｂねじ部
７弾性部材
８座金
９ナット
１０まくら木の貫通孔
１５、１６接着剤

Claims

固定構造物に対するまくら木の固定構造であって、
前記固定構造物に固定され固定構造物の上方に突出する棒状部材を有し、
前記棒状部材は、固定構造物の上に配置されたまくら木の貫通孔を貫通しており、
前記棒状部材におけるまくら木の貫通孔から突出した部分にはねじ部が設けられており、
前記棒状部材に座金を介してナットを装着し、棒状部材の前記ねじ部にナットを螺合することによって、固定構造物にまくら木を固定するまくら木の固定構造において、
前記座金とまくら木の上面の間に弾性部材を配置し、前記弾性部材とまくら木の上面を接着したことを特徴とするまくら木の固定構造。
前記弾性部材と座金を接着したことを特徴とする請求項１に記載のまくら木の固定構造。
前記まくら木は、木製又はガラス長繊維で補強された樹脂発泡体製であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のまくら木の固定構造。
前記棒状部材は、フックボルトであることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のまくら木の固定構造。