JP7171461B2

JP7171461B2 - 鉄まくらぎ

Info

Publication number: JP7171461B2
Application number: JP2019012077A
Authority: JP
Inventors: 公平菅村; 哲郎坂田
Original assignee: Nippon Steel Texeng Co Ltd
Current assignee: Nippon Steel Texeng Co Ltd
Priority date: 2019-01-28
Filing date: 2019-01-28
Publication date: 2022-11-15
Anticipated expiration: 2039-01-28
Also published as: JP2020117990A

Description

本発明は、鉄道の軌条（レール）を支持するために使用される鋼製の枕木、所謂、鉄まくらぎに関する。

鉄道のレールを敷設する際に使用される枕木は、従来の木製の枕木のほか、コンクリート製枕木、鋼製枕木あるいはコンクリートと鋼材とを組み合わせたものが使用されているが、製鉄所の構内鉄道や貨物列車用鉄道など、レールに大荷重が加わる鉄道においては鋼製枕木（鉄まくらぎ）が多用されている。

図８に示すように、従来の鉄まくらぎ８０は、軌条（図示せず）が締結される上面板８１と、上面板８１の前縁８２並びに後縁８３からそれぞれ垂下状に延設された前面板８４並びに後面板８５と、を備え、垂直断面が倒立凹形状をなしている。道床に敷設された鉄まくらぎ８０においては、上面板８１の下方に形成されたバラスト充填空間８６内にバラストＢが充填されている。

一方、本発明に関連する従来技術として、例えば、特許文献１に記載された「枕木」がある。特許文献１には、底部が開口した横断面逆凹字状の溝形に形成されるとともに上面の両端近傍にそれぞれレール締結部が設けられた金属製の枕木本体の凹溝部を、その長手方向に３区画に区分して、各レール締結部に対応する両端の区画にそれぞれコンクリートを充填し、硬化したコンクリートにより、枕木本体の両端部の底部開口を閉塞する底面部を構成した枕木が記載されている。

特許第２９４５３６６号公報

図８に示すように、従来の鉄まくらぎ８０においては、バラストＢの締固め作業時の作業品質のバラつきにより、バラスト充填空間８６全体にバラストＢが充填されず、バラスト充填空間８６の上方部分（上面板８１近傍）に空洞部８７が発生することがある。

鉄まくらぎ８０の内部に空洞部８７が存在すると、列車通過時の繰り返し荷重により鉄まくらぎ８０に金属疲労が発生したり、空洞部８７内に存在する高湿空気が上面板８１の下面に接触して腐食を誘発したりすることがある。

一方、特許文献１に記載された「枕木」は、鉄道の踏切部分のように、メンテナンス頻度を少なくしたい場所には好適に採用することができるが、重量が大であるため、搬送性や施工性が悪いという問題がある。また、複数種類の鋼製部材とコンクリートとを使用した複雑な構造であるため、製造に多大な手間と時間を要し、材料コストも大である。

そこで、本発明が解決しようとする課題は、敷設作業時の施工性に優れ、施工後のバラスト充填空間内の腐食を防止することができ、長寿命で耐久性にも優れた、鉄まくらぎを提供することにある。

本発明に係る鉄まくらぎは、軌条が締結される上面板と、前記上面板の前縁部並びに後縁部からそれぞれ垂下状に延設された前面板並びに後面板と、前記上面板の左側縁部並びに右側縁部からそれぞれ垂下状に延設された左側面板並びに右側面板と、前記上面板の下方に形成されたバラスト充填空間と、を備え、
道床に敷設したときの前記上面板の下面に弾性合成樹脂製若しくは天然ゴム製の緩衝材を配置したことを特徴とする。

前記鉄まくらぎにおいては、前記緩衝材を平板形状とすることができる。

前記鉄まくらぎにおいては、前記バラスト充填空間の天井面に複数の前記緩衝材を分割配置することができる。

前記鉄まくらぎにおいては、前記緩衝材を接着手段により前記バラスト充填空間の天井面に貼着することができる。

前記鉄まくらぎにおいては、前記緩衝材の耐荷重（弾性率）が１１０ｔ／ｃｍ～１０００ｔ／ｃｍであることが望ましい。

前記鉄まくらぎにおいては、平板形状をした前記緩衝材の厚さが２０ｍｍ～３０ｍｍであることが望ましい。

本発明により、敷設作業時の施工性に優れ、施工後のバラスト充填空間内の腐食を防止することができ、長寿命で耐久性にも優れた、鉄まくらぎを提供することができる。

本発明の実施形態である鉄まくらぎを示す一部省略平面図である。図１中の矢線Ｘ方向から見た鉄まくらぎの一部省略正面図である。図１中のＹ－Ｙ線における一部省略垂直断面図である。図１中のＺ－Ｚ線における一部省略垂直断面図である。図１に示す鉄まくらぎにバラストを充填した状態を示す一部省略垂直断面図である。従来の鉄まくらぎにバラストを充填した状態を示す一部省略垂直断面図である。本発明のその他の実施形態である鉄まくらぎを示す一部省略垂直断面図である。従来の鉄まくらぎを示す一部省略垂直断面図である。

以下、図１～図７に基づいて、本発明の実施形態である鉄まくらぎ１００，２００について説明する。

初めに、図１～図６に基づいて、鉄まくらぎ１００について説明する。図１～図４に示すように、本実施形態に係る鉄まくらぎ１００は、上面板１と、前面板２並びに後面板３と、上左側面板６並びに右側面板７と、緩衝材１０と、を備えている。上面板１は、その上に２本の軌条Ｒ，Ｒが締結される部分である。前面板２並びに後面板３は、上面板１の前縁部１ａ並びに後縁部１ｂからそれぞれ斜め垂下状に延設されている。左側面板６並びに右側面板７は上面板１の左側縁部４並びに右側縁部５からそれぞれ斜め垂下状に延設されている。

また、鉄まくらぎ１００を道床に敷設したとき、上面板１の下方に形成されるバラスト充填空間８の天井に位置する上面板１の下面１ｃに弾性合成樹脂製の緩衝材１０が配置されている。緩衝材１０は接着剤を介して上面板１の下面１ｃに貼着されている。

鉄まくらぎ１００においては、緩衝材１０の材質は合成樹脂の一つであるＳＢＲ（スチレンブタジエンゴム）であり、緩衝材１０の外形は平板形状をなしている。緩衝材の厚さは２０ｍｍ～３０ｍｍである。緩衝材１０の耐荷重（弾性率）が１１０ｔ／ｃｍであり、耐熱温度は１５０℃である。なお、緩衝材１０の耐荷重はレール下パッド（軌道パッド）の耐荷重と同程度としている。

図３～図５に示すように、鉄まくらぎ１００においては、上面板１の下面１ｃに緩衝材１０を配置しているので、バラスト充填空間８にバラストＢを充填したとき、図８に示す従来の鉄まくらぎ８０において発生していたバラスト充填空間８６の上方部分の空洞部８７（バラストＢの未充填部分）が発生せず、横抵抗力が向上する。

ここで、図４に示す鉄まくらぎ１００並びに図６に示す従来の鉄まくらぎ８０について、搗き固め作業に要する時間の検証結果を説明する。図４に示す状態にある鉄まくらぎ１００のバラスト充填空間８にバラストＢを充填し、図５に示すようにバラスト充填空間８がバラストＢで満たされた状態になるまでの搗き固め作業時間を計測すると２分～２分１５秒程度であった。

一方、前述の搗き固め作業と同じ作業条件にて、図６に示すように、金属部分が鉄まくらぎ１００と同じ形状をなす従来の鉄まくらぎ８０のバラスト充填空間８６がバラストＢで満たされるまでの搗き固め作業時間を計測すると５分５５秒～６分１５秒であった。

このように、本実施形態の鉄まくらぎ１００は、従来の鉄まくらぎ８に比べ、搗き固め作業に要する時間が半分以下であるため、施工性が大幅に向上し、工期短縮も実現することができる。

また、図３，図４に示すように、鉄まくらぎ１００においては、上面板１の下面１ｃが弾性合成樹脂製の緩衝材１０で覆われるため、バラスト充填空間内に存在する、湿度を含む空気との接触がなくなり、下面１ｃ部分の腐食を防止することができる。

鉄まくらぎ１００においては弾力性を有する緩衝材１０がバラストＢの凹凸に追従し、接触面が増加するため、荷重をバラストＢに十分に伝達することができる。また、緩衝材１０の耐荷重（弾性係数）が１１０ｔ／ｃｍ程度であるため、適度な反発力を発揮し、図２，図３に示す軌条締結部９付近に撓みが生じ難く、亀裂発生を防止することができる。

さらに、上面板１の下面１ｃに緩衝材１０が貼着されていることにより、繰返しの荷重に対しても上面板１が塑性化しないため、鉄まくらぎ１００は、長寿命であり、耐久性に優れている。なお、緩衝材１０の材質はＳＢＲ（スチレンブタジエンゴム）に限定しないので、同程度の耐荷重、耐熱性を有する弾性合成樹脂や天然ゴムなどを採用することもできる。

次に、図７に基づいて、本発明のその他の実施形態である鉄まくらぎ２００について説明する。なお、鉄まくらぎ２００の構成部分において前述した鉄まくらぎ１００の構成部分と共通する部分については図１～図５中の符号と同符号を付して説明を省略する。

図７に示すように、鉄まくらぎ２００においては、上面板１の下面１ｃに複数の緩衝材１１，１２，１３を分割配置している。緩衝材１１，１２，１３は接着剤を介して上面板１の下面１ｃに貼着されている。鉄まくらぎ２００の左右方向（長手方向）に隣り合う緩衝材１１，１２の間並びに緩衝材１２，１３の間にはそれぞれ隙間Ｓが設けられている。また、上面板１において、隙間Ｓ，Ｓの上方に位置する部分にはそれぞれ貫通孔１４，１４が開設されている。

鉄まくらぎ２００においては、上面板１に貫通孔１４が開設されているため、搗き固め作業を行うときに、上面板１の上方から貫通孔１４を通して、バラスト充填空間８内のバラストの充填状態を目視確認することができる。

また、鉄まくらぎ２００においては、複数の緩衝材１１，１２，１３を分割配置しているため、老朽化などにより、鉄まくらぎ２００を撤去するとき、鉄まくらぎ２００を切断・分割して撤去することができる。

鉄まくらぎ２００においては、３枚の緩衝材１１，１２，１３を分割配置しているが、緩衝材の配置枚数や配置間隔は限定するものではない。鉄まくらぎ２００におけるその他の部分の機能、作用効果については、図１～図５に示す鉄まくらぎ１００と同様である。

なお、図１～図７に基づいて説明した鉄まくらぎ１００，２００は、本発明に係る鉄まくらぎを例示するものであり、本発明に係る鉄まくらぎは前述した鉄まくらぎ１００，２００に限定されない。

本発明に係る鉄まくらぎは、鉄道の軌条（レール）を支持するための建設資材として広く利用することができる。

１上面板
１ａ前縁部
１ｂ後縁部
１ｃ下面
２前面板
３後面板
４左側縁部
５右側縁部
６左側面板
７右側面板
８バラスト充填空間
９軌条締結部
１０，１１，１２，１３緩衝材
１４貫通孔
１００，２００鉄まくらぎ
Ｂバラスト
Ｒ軌条（レール）
Ｓ隙間

Claims

軌条が締結される上面板と、前記上面板の前縁部並びに後縁部からそれぞれ垂下状に延設された前面板並びに後面板と、前記上面板の左側縁部並びに右側縁部からそれぞれ垂下状に延設された左側面板並びに右側面板と、前記上面板の下方に形成されたバラスト充填空間と、を備え、
道床に敷設したときの前記上面板の下面に弾性合成樹脂製若しくは天然ゴム製の平板形状の緩衝材を配置した鉄まくらぎ。
前記バラスト充填空間の天井面に複数の前記緩衝材を分割配置した請求項１記載の鉄まくらぎ。
前記緩衝材を接着手段により前記バラスト充填空間の天井面に貼着した請求項１または２記載の鉄まくらぎ。
前記緩衝材の耐荷重（弾性率）が１１０ｔ／ｃｍ～１０００ｔ／ｃｍである請求項１～３の何れかの項に記載の鉄まくらぎ。
平板形状をした前記緩衝材の厚さが２０ｍｍ～３０ｍｍである請求項１～４の何れかの項に記載の鉄まくらぎ。