JPH1193101A - 枕木及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 犬釘の打ち込み等による割れや欠損、亀裂等
の発生がほとんどなく、中古の枕木の再利用も可能な枕
木とその製造方法を提供する。 【解決手段】 下型４内にノズル５から所定量の硬質ウ
レタン発泡用原液６を注入した後、枕木本体１の端面を
除いた外周にＣＳＭ３を巻いて下型４に入れる。ノズル
５から下型４内に所定量の硬質ウレタン発泡用原液６を
注入する。その後、下型４の上に上型７を載せて蓋を
し、必要により加圧や型全体の加熱を行い、硬質ウレタ
ン発泡用原液６を型内で発泡硬化させる。硬質ウレタン
発泡用原液６が、発泡時に枕木本体１の割れ目に浸透し
て接着剤の役割を果たし、欠損部分をＣＳＭ３とともに
埋める。適宜の時間キュアを行った後、型外へ取り出
す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、鉄道線路用の枕木や電
線用の枕木とその製造方法に関し、特に硬質ウレタンで
表面を補強したものとその製法に関する。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】鉄道線
路その他用の枕木としては、従来より木製、コンクリー
ト製及び鉄製のものが使用されてきているが、近年では
省資源、資源のリサイクルが叫ばれるようになり、従来
の枕木材のうち特に木製の枕木については廃棄される個
数も多いことから、再利用のために補修できないかどう
かが検討されている。ただし本願発明者等の知るところ
では、木材の割れ、欠け、ひび、痩せ等により有効な補
修方法がなく、現状ではほとんどが放置、焼却等されて
いる。

【０００３】また耐久性、軽量性、加工性に優れた合成
樹脂製の枕木（本明細書において合成枕木という。）が
提案された（例えば実公昭６１−２３０４２号公報参
照）ことから、その採用がすすめられてきている。この
合成枕木は、基本的には、その長手方向に沿って内在さ
せたガラス繊維等の長繊維で補強した熱硬化性発泡樹脂
の柱状の成形体であり、具体的には、長繊維に熱硬化性
樹脂発泡体を与える樹脂液、例えば硬質ウレタン樹脂発
泡原液を含浸させ、これを型内で発泡させて成形したも
のである。ただし、このような合成枕木でも、経年的に
反りが生じたり、レール固定用に打ち込んだ犬釘のため
に亀裂や欠けが生じたりして、枕木としての寿命が短く
なることがある。このため、例えば特開平７−４２１０
２号公報に開示の合成枕木のように、犬釘の打ち込み時
の割れを防止するために、長手方向に沿って内在させた
長繊維で補強した樹脂柱状体をいわば基体とし、少なく
ともレール固定用の犬釘打ち込み部の周辺表面付近に基
体の長繊維と交差する方向で且つほぼ水平方向に配列さ
せた繊維による樹脂補強層を設けたものが提案されてい
る。樹脂補強層には、ガラスロービングクロスやガラス
繊維のチョップドストランドマットをポリエステル樹脂
やエポキシ樹脂で積層したもの、チョップドストランド
を硬質ウレタン樹脂発泡体に混入して発泡させたもの等
が用いられている。

【０００４】ところが、犬釘打ち込み時の割れ防止のた
めの補強層として、単に基体の長繊維の方向と交差する
ロービングを用いたのでは、補強層自身の繊維配列方向
に沿う亀裂は防止できないという問題がある。また、ガ
ラスロービングクロスやチョップドストランドマットを
用いても、ポリエステル樹脂やエポキシ樹脂を母層とし
た場合には、補強層を基体とは異なる樹脂で別途に成形
する工程と、この補強層を基体へ接着する工程とが必要
になり、しかもこのような補強層は、通常は無発泡の堅
い樹脂が母層となるため、犬釘打ち込み時に欠けが生じ
る恐れがあるという問題がある。さらに、既述のよう
に、一方向に長繊維で補強した合成枕木は、長期的に荷
重を受けると反りや捩じれを生じ易く、上記公報のよう
に片側のみに基体とは異なる材料を貼り付けるとさらに
大きな反りが生じ易くなる（一般に、線膨張係数が異な
る材料を貼り合わせた場合、温度が上昇すると線膨張係
数の大きい材質側がより伸び、線膨張係数の小さい材質
側に曲がる、いわゆるバイメタル効果が生じることが知
られている。）という問題もある。

【０００５】本発明は上記従来の問題点に鑑み、割れや
欠けなどが生じた中古の木製の枕木や合成枕木を補修し
て新品の枕木とする製造方法を提供することを目的とす
る。また本発明はさらに、割れや欠け、亀裂、反り、捩
れ等が非常に発生しにくい枕木とその製造方法を提供す
ることをも目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の枕木は、上記目
的を達成するために、柱状の枕木本体の全周あるいは両
端面を除く全周、または柱状の枕木本体の途中部位の四
周を、ガラスコンティニュアスストランドマットで補強
した発泡硬化性樹脂層で被覆してなることを特徴とす
る。

【０００７】また本発明の枕木の製造方法は、上記目的
を達成するために、全周あるいは両端面を除く全周、ま
たは柱状の枕木本体の途中部位の四周をガラスコンティ
ニュアスストランドマットで被覆した柱状の枕木本体を
金型内にセットし、所定量の発泡硬化性樹脂原液を上記
金型内に注入して上記ガラスコンティニュアスストラン
ドマット内に浸透させつつ発泡硬化させ、発泡硬化性樹
脂層を形成することを特徴とする。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を図面を
参照して説明する。図１は本発明に係る枕木の一実施形
態を示す斜視図で、柱状体の枕木本体１の端面を除く全
周を表面強化層２で被覆した構造を有する。

【０００９】枕木本体１は、木製のものや、上述した従
来の合成枕木と同様の樹脂柱状体であり、ひび、割れ、
欠損等が生じている中古品でも、新品でもいずれでもよ
い。図では、一例として、表面が欠けたり痩せたりして
凹凸が生じた木製の中古の枕木を想定して描いてある
が、もちろん枕木本体１の形状が図示のような形状であ
る必要はなく、新品の場合のように直方体状のものであ
ってよい。また合成枕木の場合には、例えば、ガラスロ
ービング、炭素長繊維等の長繊維を長手方向に沿って内
在させて補強した硬質ウレタン樹脂発泡体、エポキシ樹
脂発泡体、不飽和ポリエステル樹脂発泡体等の熱硬化性
樹脂発泡体からなるものが使用可能な例として挙げられ
る。

【００１０】表面強化層２は、ガラスコンティニュアス
ストランドマット（以下必要に応じてＣＳＭと略す。）
で補強した硬質ウレタン樹脂発泡体からなる。ＣＳＭ
は、長繊維の向きにほとんど方向性がないように、例え
ば実公昭４３−２３４号公報に開示のように、予め接着
剤を付着させた連続ガラス長繊維のストランドを渦巻き
状等の一定のパターンで振りながら進行させ、ストラン
ド同士の接触部分を結合させ、一定厚のマット状に成形
したものであり、ストランドの振り方と進行速度の組み
合わせにより種々のパターンが得られるものである。Ｃ
ＳＭは、マットの平面方向のどの方向でも引っ張り強度
等の物性上の差が少ない。

【００１１】本実施形態の枕木の製造方法を図２を用い
て説明する。図２の製造方法は、いわゆるオープンモー
ルド方式で、先ず、下型４内にノズル５から所定量の硬
質ウレタン発泡用原液６を注入する。その後、枕木本体
１の端面を除いた外周にＣＳＭ３を巻き、これを下型４
内に入れる（Ａ）。この状態でノズル５から下型４内の
ＣＳＭ３上に硬質ウレタン発泡用原液６を撒く（Ｂ）。
所定量の硬質ウレタン発泡用原液６を注入、撒布した
後、全体の厚さ寸法が枕木としての所望寸法となるよう
に下型４の上に上型７を載せて蓋をする。なお、ここま
での工程は最初に注入した原液が充分流動性を保持して
いる間に終了しなければならないことはいうまでもな
い。次いで、必要に応じて硬化を速めるために金型全体
の加熱を行い、硬質ウレタン発泡用原液６を型内で発泡
硬化させる。硬質ウレタン発泡用原液６は、発泡時に枕
木本体１の割れ目に浸透して接着剤の役割を果たし、ま
た欠けている部分をＣＳＭ３とともに埋める。そして適
宜の時間キュアを行った後、型外へ取りだせば、図１に
示す枕木が出来上がる。

【００１２】上述のようにして成形される枕木は、枕木
本体１とＣＳＭ３が硬化したウレタン発泡樹脂によって
一体化されるだけでなく、ＣＳＭ３内にウレタン発泡樹
脂が浸透、硬化して一体的な表面強化層２が形成される
ので、端面を除く全周の物性が均一化していて物性的に
弱い箇所がなく、ＣＳＭ３には方向性もほぼないので、
犬釘を打ち込んでも亀裂が入りにくく、大きな曲げモー
メント等が繰り返し掛かっても、反りや曲がりが生じに
くくなる。なお表面強化層２の厚さは特に限定されるも
のではないが、通常使用される枕木であれば、５ｍｍ程
度から枕木の全厚み寸法の１／４以下程度であることが
好ましい。あまり薄い場合には犬釘打込み時の割れ防止
が図れなくなる可能性があり、あまり厚いと枕木本体１
の厚みが不足して枕木としての曲げ剛性が低くなる可能
性があるためである。

【００１３】図３は本発明に係る製造法法の他の実施形
態を示す。この例は、いわゆるクローズドモールド方式
で、下部に硬質ウレタン発泡用原液６の注入口８を設け
た下型４を用いる。この方式では、先ず、枕木本体１の
端面を除いた外周にＣＳＭ３を巻き、これを下型４内に
入れ、下型４の上に上型７を載せて蓋をし、この状態で
注入口８から下型４内に硬質ウレタン発泡用原液６を注
入し、所定量の硬質ウレタン発泡用原液６を注入した
後、必要があれば金型全体の加熱を行い、全体の厚さ寸
法が枕木としての所望寸法となるように硬質ウレタン発
泡用原液６を型内で発泡硬化させる。なお、必要に応じ
て硬質ウレタン発泡用原液６の注入口を複数設けるよう
にしてもよい。その他の構成、動作等は先のオープンモ
ールドの場合と同様である。

【００１４】なお以上説明してきた実施形態においては
枕木本体１の長手方向の両端面については表面強化層２
を設けないようにしているが、もちろん枕木本体１の全
周面について表面強化層２を設けるようにしてもよい。
また犬釘の打ち込み等で割れやひび、欠け等が生じた部
位を部分的に補修するには、欠陥部分を充分に覆う幅、
例えば、欠陥部分の外端から枕木の長手方向の四周をＣ
ＳＭで少なくとも５０ｍｍ以上被覆し、前述したように
金型内にセットして原液を注入することにより達成され
る。

【００１５】

【発明の効果】請求項１に係る枕木は、以上説明してき
たように、ガラスコンティニュアスストランドマットで
補強した発泡硬化性樹脂層によって柱状の枕木本体の全
周あるいは両端面を除く全周を被覆したので、表面層が
一体的に強化されたものとなり、犬釘の打ち込み等によ
る割れや欠損、亀裂等の発生がほとんどなく、長期にわ
たって使用することができるものとなるという効果があ
る。また枕木本体には木製であっても合成樹脂製等であ
っても、新品のものだけでなく中古のものを採用でき、
省資源、資源のリサイクルにも資するものとなり得ると
いう効果がある。

【００１６】請求項２に係る枕木の製造方法は、以上説
明してきたように、ガラスコンティニュアスストランド
マットでほぼ全周を被覆した柱状の枕木本体を金型内に
セットし、硬質ウレタン発泡用原液を金型に注入してガ
ラスコンティニュアスストランドマット内に浸透させつ
つ発泡硬化させて発泡硬化性樹脂層を形成するようにし
たので、表面層が一体的に強化され、犬釘の打ち込み等
による割れや欠損、亀裂等の発生がほとんどなく、長期
にわたって使用することができる枕木を簡単に製造でき
るようになるという効果がある。また硬質ウレタン発泡
用原液が枕木本体の割れた部分浸透して接着剤としての
役割を果たし、欠損部分では成形剤としての役割を果た
すので、枕木本体には木製でも合成樹脂製等でも、新品
だけでなく中古品を採用できるようになり、省資源、資
源のリサイクルにも資するものとなり得るという効果が
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る枕木の一実施形態を示す斜視図で
ある。

【図２】本発明に係る枕木の製造方法の一実施形態を示
す斜視図（Ａ）、断面図（Ｂ、Ｃ）である。

【図３】本発明に係る枕木の製造方法の他の実施形態を
示す断面図である。

【符号の説明】

１ 枕木本体 ２ 表面強化層 ３ ＣＳＭ ４ 下型 ５ ノズル ６ 硬質ウレタン発泡用原液 ７ 上型 ８ 注入口

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 柱状の枕木本体の全周あるいは両端面を
   除く全周、または柱状の枕木本体の途中部位の四周を、
   ガラスコンティニュアスストランドマットで補強した発
   泡硬化性樹脂層で被覆してなることを特徴とする枕木。
2. 【請求項２】 請求項１の枕木を製造する方法であっ
   て、全周あるいは両端面を除く全周、または柱状の枕木
   本体の途中部位の四周をガラスコンティニュアスストラ
   ンドマットで被覆した柱状の枕木本体を金型内にセット
   し、所定量の発泡硬化性樹脂原液を上記金型内に注入し
   て上記ガラスコンティニュアスストランドマット内に浸
   透させつつ発泡硬化させ、発泡硬化性樹脂層を形成する
   ことを特徴とする枕木の製造方法。