JP7431571B2 - 埋込栓付きまくらぎ及びその製造方法 - Google Patents
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Description
まくらぎの周囲に防振ゴムを固定するにあたり、合成まくらぎの所定位置に防振ゴム固定用の樹脂製埋込栓(以下、インサートと表記する。)を埋め込み、埋込栓に設けたねじ穴に6角ボルトを螺合することで防振ゴムを締結している(特許文献1、2参照)。
一方、合成まくらぎの場合は、まくらぎの成形後にインサートを挿入するための穴を穿孔し、この穴に接着剤等を注入するとともにインサートを挿入し、インサートをまくらぎと一体化している。
従来のPCまくらぎ100の場合、図5(b)、(c)に示す有底筒状の本体部108の底部側にフランジ部109を設けた構成のインサート110が、PCまくらぎ100の両側面と端面に埋め込まれている。また、本体部108の内側にねじ穴111が形成され、このねじ穴111をPCまくらぎ100の側面や端面に露出するようにインサート100がPCまくらぎ100に埋め込まれている。
このため、防振ゴム104を貫通する6角穴付きボルト105をインサート100のねじ穴111に螺合することで防振ゴム104をPCまくらぎ100に固定することができる。
これに対し、合成まくらぎの場合、まくらぎの必要位置に埋込穴を設け、この埋込穴の内部にインサートを接着剤などを用いて固定する必要がある。
図6は、合成まくらぎ112の必要位置に埋込穴113を設け、この埋込穴113にインサート114を接着剤115により埋め込み固定した状態の一例を示す。
合成まくらぎ112に形成されている埋込穴113は、インサート114より若干大きな内径に形成されている。このため、図6に示すように下孔113の中心とインサート114の軸心がずれたまま接着剤が硬化した場合、6角穴付きボルト117をインサート114のねじ穴に螺合することができず、防振ゴム116の固定ができなくなる問題がある。
また、図7に示すように、埋込穴113に充填した接着剤115が埋込穴113の開口部から溢れることがあると、接着剤115がインサート114の内部に入り込んだ状態で硬化するおそれがある。この場合、インサート114のねじ穴114aに接着剤の一部が入り込んだまま接着剤が硬化されているおそれがあり、この場合も6角穴付きボルト117をねじ穴114aに螺合できなくなり、6角穴付きボルト117による防振ゴムの締結ができなくなるおそれがあった。
また、本発明は、埋込穴内に正確に位置決めしたインサートを備えたまくらぎを提供することができるまくらぎの製造方法を提供することを目的とする。
(1)本形態に係る埋込栓付きまくらぎは、埋込穴を有するまくらぎ本体部と、前記埋込穴に埋め込まれている埋込栓とを備え、前記埋込栓は、筒状本体部と、前記筒状本体部の基端部側に設けられた第1の鍔部と、前記筒状本体部の先端部側に設けられた第2の鍔部を有し、前記埋込栓が、前記第1の鍔部を一体化した筒状本体部と、前記筒状本体部の先端部に外挿されて前記第2の鍔部を構成する角型ナットを備え、前記第1の鍔部が前記埋込穴の底部側に配置され、前記第2の鍔部の外周面の少なくとも一部が前記埋込穴の内周面に接していることを特徴とする。
また、埋込穴の開口部に埋込栓の筒状本体部の開口が位置するが、開口の周囲に第2の鍔部が存在するので、接着剤を埋込穴に充填し、埋込栓を埋込穴に挿入した場合、埋込穴の開口部から、接着剤が多少溢れたとして、第2の鍔部が接着剤の筒状本体部内への浸入を抑制する。このため、まくらぎ本体部に対する防振部材等の部材の取り付けに支障を生じない。
部側に開口するねじ穴が形成され、前記ねじ穴の先端開口部が前記埋込穴の開口部に露出
された構成を採用できる。
このため、埋込穴の中心に正確に位置決めされた埋込栓を利用し、まくらぎ本体部の所定位置に固定する必要がある防振部材等の部材を正確かつ確実に取り付け可能な埋込栓付きまくら木を提供できる。
図1と図2に示すように、まくらぎ1は、まくらぎ本体部2と、このまくらぎ本体部2に形成された複数の埋込穴3に埋め込まれた埋込栓5と、各埋込穴3に充填された接着剤層6と、埋込栓5に結合された取付ボルト(取付金具)7によりまくらぎ本体部2に固定された防振部材(防振ゴム)8を備えている。
合成まくらぎは、例えば、ガラス繊維で補強されたウレタン発泡体で形成されている。合成まくらぎには、珪砂、フライアッシュやゴムチップなどの固体充填材が含まれていてもよい。また、合成まくらぎの一部分に、ゴムや樹脂シート等の異種材料が含まれていてもよい。具体的には、まくらぎ本体部2は、例えば、エスロン ネオランバーFFU(登録商標、積水化学工業株式会社製)で形成することが好ましい。エスロン ネオランバーFFUは、ガラス長繊維を所定の方向(例えば、まくらぎ本体部2の長さ方向)に引き揃えて熱硬化性樹脂中に埋設し成型した熱硬化性樹脂発泡体である。
プラスチックまくらぎは、熱可塑性樹脂からなる成形体で形成されている。プラスチックまくらぎには、珪砂、フライアッシュやゴムチップなどの固体充填材が含まれていてもよい。また、プラスチックまくらぎの一部分に、ゴムや樹脂シート等の異種材料が含まれていてもよい。
図1に示すタイプレート12の幅方向両端部下方(軌条10の幅方向に沿うタイプレート12の両端部下方)には、まくらぎ本体部2の上面側に開口する図示略のねじ穴が形成され、タイプレート12の端部を貫通して前記ねじ穴に固定ボルト15を螺合することでまくらぎ本体部2の上面2aにタイプレート12が固定されている。
タイプレート12上に配置した座金16、16の一端部が、レール11のレールベース11aの上方に配置されている。ボルト軸17に螺合されたナット22を締め付けることで、ワッシャ20、21と座金16を介してレールベース11aが下方のタイプレート12に押圧される。以上のようにして、タイプレート12にレール11が固定されている。
なお、レール11とタイプレート12を固定する構造について、図1に示す構造は一例を示すものに過ぎない。例えば、まくらぎ本体部2に打ち込んだ犬釘を用いてレール11とタイプレート12を固定した構造、犬釘と取付ボルトを複合した構造など、一般的な固定構造のいずれを採用しても良い。
この防振部材8は、まくらぎ本体部2の端面2bに沿って該端面2bの底部側に密着された帯状の端部用弾性パッド8aと、まくらぎ本体部2の側面2cに沿って該側面2cの底部側に沿って密着された帯状の側部用弾性パッド8bからなる平面視U字枠状に形成されている。図1に示す形態では、側部用弾性パッド8bの長さ方向3箇所に段付の貫通孔8cが形成され、端部用弾性パッド8aの長さ方向中央部1箇所に段付の貫通孔8cが形成されている。これらの貫通孔8cを貫通した6角穴付きボルトなどの取付ボルト7により防振部材8がまくらぎ本体部2に固定されている。
埋込穴3は、取付ボルト7の軸径の数倍程度の内径を有する丸穴形状であり、その中心部に筒状本体部5aを有する埋込栓5が接着剤層6に囲まれた状態で挿入され、固定されている。埋込穴3は丸穴状に限らず、角穴状など他の形状の穴であっても良く、埋込穴3の形状は特に限定しない。
次に、筒状本体部5aの先端部に樹脂製の6角ナットなどからなる角型ナット31が嵌合され、この角型ナット31により筒状本体部5aの先端部に第2の鍔部5gが形成されている。角型ナット31の中心孔31aの内径は筒状本体部5aの先端部を嵌合できる大きさに設定されている。また、筒状本体部5aの先端部に外挿された角型ナット31において外側の端面31bは、筒状本体部5aの先端面と面一になるように嵌合されている。
第2の鍔部5gの外径が埋込穴3の開口部の内径とほぼ同等であるか若干大きく形成されるとは、角型ナット31の中心を埋込穴3の開口部中心に位置合わせして該開口部に角型ナット31を手動操作あるいはハンマーなどの工具により簡単に挿入可能、あるいは、打ち込み可能であることを意味する。
このためには、第2の鍔部5gを一例として6角ナットで構成する場合、6角ナットの外接円の直径が埋込穴3の開口部の内径と同等であるか、若干大きいことが望ましい。6角ナットの外接円の直径が埋込穴3の開口部の内径より若干大きい場合であっても、ハンマーなどの工具による打ち込みにより、6角ナットの角部で埋込穴3の開口部を若干変形させつつ6角ナットを埋込穴3に嵌合可能であれば本実施形態に適用可能となる。角型ナットは、4角ナット、5角ナット、6角ナット、8角ナットなど、いずれの多角形状のナットを用いても良い。
円筒部材から第2の鍔部5gを構成する場合、抜け止め用に円筒部材の外周面に突起状のかえり片などを必要個数設けた構成を採用することができる。かえり片とは、円筒部材を埋込穴3の開口部に挿入した場合に埋込穴3の奥側から開口部側に向かって斜め方向に延出する突起片や突条であり、円筒部材を埋込穴3の開口部に挿入した場合の抜け止め抵抗となる部材を意味する。
埋込穴3の穴形状は先に説明した通り特に制限が無いので、埋込穴3の開口部に嵌合する第2の鍔部5gの外形も特に制限はない。所定形状の埋込穴3に対し嵌合可能な形状の第2の鍔部5gを適用することができる。
いずれの形状を用いるとして、第2の鍔部5gの外周が埋込穴3の開口部に嵌合して位置決めされる関係であることが望ましい。上述の角型ナット31から第2の鍔部5gを構成した場合、角型ナット31の外周の角部31cを埋込穴3の開口部に接触させつつ角型ナット31を嵌合することで筒状本体部5aの先端部を位置決めすることができる。
接着剤層6を構成するための接着剤は、特に制限はないが、エポキシ系接着剤、ウレタン系接着剤、ポリエステル系樹脂接着剤、アクリル系接着剤等を用いることができる。
前述の構成の埋込栓5において筒状本体部5aと第2鍔部5gをいずれも樹脂製とするならば、軽量で安価かつ簡単な構成の埋込栓5を提供することができる。
図3(a)に示すようにいずれも樹脂製の筒状本体部5aと角型ナット31を用意し、図3(b)に示すように角型ナット31の中心孔31aに筒状本体部5aの先端部を嵌合する。この際、角型ナット31の端面31bから筒状本体部5aの先端部が突出しないように嵌合する。この嵌合により、筒状本体部5aの先端側に角型ナット31からなる第2の鍔部5gを形成する。また、角型ナット31の中心孔31aを覆うように角型ナット31の端面31bに図示略のマスキングテープを貼り付けることが好ましい。
接着剤41を注入する場合、次工程で埋込栓5を挿入した場合に埋込穴3から接着剤の漏れ出しを防止するため、埋込栓5の体積を勘案し、例えば、埋込穴3の内容積の5~6割程度を埋めるように接着剤の注入を行うことが望ましい。なお、まくらぎ本体部2に形成されている埋込穴3は、NC旋盤等を用いてまくらぎ本体部2の正確な位置に形成されている。
埋込穴3の開口部に第2の鍔部5gを嵌め込み嵌合していると、第2の鍔部5gが筒状本体部5aの先端部を埋込穴3の開口部の中心に位置するように支持できる。また、筒状本体部5aの中心軸線が埋込穴3の中心軸線に対し傾斜しないように支持できる。即ち、まくらぎ本体部2の上面2aに対し、筒状本体部5aが直角向きとなるように正確に位置決め支持できる。
マスキングテープを貼り付けておくならば、埋込穴3から接着剤が漏れ出したとして、ねじ穴5fへの接着剤の浸入を防止することができる。なお、埋込穴3への接着剤の注入量が適切であるならば、接着剤の漏れ出しは生じないか、漏れ出したとしても、その量は少ないので、適量の接着剤を注入できる場合はマスキングテープを貼らずに施行しても良い。
あるいは、接着剤の硬化後、接着剤の漏れ出しがあった場合、サンディング機により漏れ出し部分の表面研削を行うことが好ましいので、研削の際に除去するか、本実施形態のまくらぎ1を出荷するまでの間に剥離しておけば良い。
このように埋込穴3の開口部から接着剤の多少の漏れ出しがあると、接着剤の充填が十分であったことを容易に確認することができる。このように多少の漏れ出しが生じても、上述のようにサンディング機により漏れ出し部分の表面研削を行うことで、埋込穴3の開口部周縁の表面部分を平坦に仕上げることができる。埋込穴3の開口部を平坦に仕上げることにより、防振部材8を固定する場合に防振部材8をまくらぎ本体部2の端面2bと側面2cに密着させることができる。
従って、図3(e)を基に上述の如く接着剤の注入量を多少少なく見積もったとして埋込栓5を埋込穴3に強固に固定できる。
この構造において、筒状本体部の引抜き強度を測定したところ、6.0kN前後の値を示し、十分な引抜き強度が得られることを確認できた。
図4(a)~(d)は、筒状本体部5aのみからなる埋込栓45を想定し、この埋込栓45を埋込穴3に接着剤を用いて高い位置決め精度で固定する場合の比較例工程について説明する図である。
図4(a)に示すように埋込栓45を位置決め固定するために、L字型の鉄製アングル材46を用意する。このアングル材46は、まくらぎ本体部2の側面角部に装着可能な大きさの2つのプレート46A、46Bからなるアングル材であって、まくらぎ本体部2の側面角部に装着した場合、まくらぎ本体部2に予め形成されいる埋込穴5に位置が合うように、プレート46Aに2つの透孔46aが形成されている。これらの透孔45aは筒状本体部5aのねじ穴5fに螺合される取付ボルト7の軸部を挿通することができ、取付ボルト7の頭部は挿通できない内径に形成されている。
プレート46Aに筒状本体部5aと取付ボルト7を取り付けたならば、図4(c)に示すようにまくらぎ本体部2の埋込穴3に必要量の接着剤47を容器48から注入する。
次に、埋込穴3に対し筒状本体部5aを位置合わせしながら、まくらぎ本体部2のコーナー部分に沿うようにアングル材46を設置する。
筒状本体部5aを埋込穴3の内部に挿入したならば、接着剤を固化させることで筒状本体部5aのみからなる埋込栓45をまくらぎ本体部2に取り付けることができる。
接着剤が固化したならば、取付ボルト7を回転させて筒状本体部5aのねじ穴5fから取付ボルト7を取り外し、プレート46をまくらぎ本体部2から取り外すことにより、埋込穴3の内部に埋込栓45を固定した構造を得ることができる。
まず、アングル材46という重量の大きな大がかりな金属製の治具が必要であり、作業性に問題がある。次に、アングル材46をまくらぎ本体部2のどの位置に設置すると、筒状本体部5aが埋込穴3の中心に正確に位置合わせされたのか、目視確認ができない問題がある。
このため、まくらぎ本体部2のどの位置にアングル材46を設置すると正確な位置合わせが可能であるのか、まくらぎ本体部2にアングル材46の位置合わせ用の目印等を描く必要があり、場合によってはアングル材46の位置合わせをmm単位で手動修正する必要があり、その位置合わせ作業が容易ではない。
仮に、接着剤の漏れ出しが生じ、まくらぎ本体部2にアングル材46が接着される場合のことを考慮し、離型材等を塗布しておく必要がある。なお、離型材を塗り忘れると、接着したアングル材46をまくらぎ本体部2から取り外すことができず、無理に取り外そうとすると接着剤で固定した埋込栓45をアングル材46とともに埋込穴3から引き抜いてしまうおそれがある。
以上説明のように、アングル材46を位置決め治具のように用いて埋込栓45を取り付けると、種々の問題点を生じるおそれがある。
第2の鍔部5gは埋込穴3の内部へ、埋込栓5の一部として残しておくことができるので、位置決めのために用いた部材を施工後に取り外す必要が無い。また、接着剤を埋込穴3の内部に十分な量、充填しておくならば、第2の鍔部5gを埋込穴3の開口部に嵌合でき、更に、接着剤層6により固定した状態となるので、埋込穴3の開口部を補強する役割も奏する。
例えば、図1に示すまくらぎ1の構造において、まくらぎ本体部2の上面2aに固定ボルト15をねじ込み固定する構造に対し適用することができる。まくらぎ本体部2の上面2aに埋込穴を形成し、この埋込穴に金属製の筒状本体部5aと角型ナット31とからなる埋込栓5を埋込固定すると、筒状本体部5aのねじ穴5fに固定ボルト15をねじ込むことができ、タイプレート12の取付部分の構造に先の実施形態の構造を適用できる。
Claims (7)
- 埋込穴を有するまくらぎ本体部と、前記埋込穴に埋め込まれている埋込栓とを備え、
前記埋込栓は、筒状本体部と、前記筒状本体部の基端部側に設けられた第1の鍔部と、前記筒状本体部の先端部側に設けられた第2の鍔部を有し、
前記埋込栓は、前記第1の鍔部を一体化した筒状本体部と、前記筒状本体部の先端部に外挿されて前記第2の鍔部を構成する角型ナットを備え、
前記第1の鍔部が前記埋込穴の底部側に配置され、前記第2の鍔部の外周面の少なくとも一部が前記埋込穴の内周面に接している、埋込栓付きまくらぎ。 - 前記埋込穴に配置されている前記埋込栓の周囲に、接着剤層が設けられた、請求項1に記載の埋込栓付きまくらぎ。
- 前記筒状本体部に該筒状本体部の先端部側に開口するねじ穴が形成され、前記ねじ穴の先端開口部が前記埋込穴の開口部に露出された請求項1または請求項2に記載の埋込栓付きまくらぎ。
- 前記筒状本体部と前記角型ナットは、樹脂製、金属製、繊維強化樹脂製あるいはセラミック製のいずれかである、請求項1~請求項3のいずれか一項に記載の埋込栓付きまくらぎ。
- 前記まくらぎ本体部の端部に前記埋込穴が複数形成され、前記まくらぎ本体部の端部に防振部材が添わせられ、前記防振部材に形成された貫通孔を挿通して前記埋込栓に接合された取付金具により前記まくらぎに前記防振部材が固定された請求項1~請求項4のいずれか一項に記載の埋込栓付きまくらぎ。
- まくらぎ本体部に設けられた埋込穴に接着剤を充填する工程と、
前記埋込穴に、筒状本体部と、前記筒状本体部の基端部に設けられた第1の鍔部と、前記筒状本体部の先端部に設けられた第2の鍔部を有し、
前記第1の鍔部を一体化した前記筒状本体部を備え、前記筒状本体部の先端部に外挿されて前記第2の鍔部を構成する角型ナットを備えた埋込栓を用い、
前記埋込栓を配置するにあたり、
前記第1の鍔部を前記埋込穴底部側に挿入し、前記第2の鍔部を前記埋込穴の開口部内周面に接するように挿入する工程と、を有する埋込栓付きまくらぎの製造方法。 - 前記筒状本体部と前記角型ナットが、樹脂製、金属製、繊維強化樹脂製あるいはセラミック製のいずれかである、請求項6に記載の埋込栓付きまくらぎの製造方法。
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