JPS5845281Y2 - 電熱式可変パッド - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は軌道、橋梁、建築材９機械などの被据付は物と
基礎との間に介在して被据付は物を所望とするレベルに
設置するレベリングあるいは間隙の充填に用いる電熱式
可変パッドに関する。

軌道を敷くに当たって、スラブ、枕木などの基礎を厳密
に所望とするレベルにすることは不可能であり、レール
の据え付は面はレールの長さ方向へ数ｍｍ単位で凸凹状
にばらつくことになる。

そのためレールを直接基礎に据え付は固定すると、レー
ルは基礎のレール据え付は面の凸凹ばらつきに沿って波
うつことになり、列車の走行中における乗り心地や安全
性が損なわれる。

特に高速で走る列車では、レールの平坦性が重要な問題
となる。

そこでレールと基礎との間にパッドを挿入してレール据
え付は面の凸凹ばらつきを吸収し、レールを所望とする
レベルで平坦に据え付は固定できるようにしている。

このようにパッドでレール据え付は面の凸凹ばらつきを
吸収してレールを所望とするレベルに設定する作業をレ
ベリング作業と呼んで゛いる。

本考案者らは、被据付は物、特にレールのレベリング作
業を大量同時施工で迅速に、かつ確実に行うことができ
るようにすることを目的として、面積方向全体にわたっ
て多数の貫通孔を形成した一対の熱可塑性樹脂板を面ヒ
ータを介してサンドウィッチ状に重合結合し、その外周
面を不織布ないしは織布からなる断熱シートで被覆した
電熱式可変パッドを提案した。

この電熱式可変パッドを用いたレールのレベリング作業
は次の通りで゛ある。

（１）まず基礎のレール据え付は面とレールとの間にク
サビ形の整正ピースを適当間隔おきに挿入するとともに
、その挿入度合を調整してレニルを所望とするレベルに
仮設定し、ついで自由に高さを調整できる複数個の間隙
ピースを基礎のレール据え付は面とレールとの間にレー
ルの長さ方向へ適当間隔おきに挿入し、各間隙ピースを
レール下面に当接するまで調節して各間隙ピースにレー
ルの各所におけるレベルを記憶させておく。

（２）そしてパッドを挿入する個所のレールと基礎との
間隙を測定し、厚さの異なる数種類の電熱式可変パッド
の１種類と一定厚さのゴム板からなるタイパッドを重ね
合せたときの合計厚さがそれぞれの測定値よりも厚目と
なるようパッドの種類を選択し、その電熱式可変パッド
をタイパッドとともに挿入個所の横（近傍）に用意して
おく。

（３）次にジヤツキなどを用いてレール全体を適当な高
さまで持ち上げ、それぞれ基礎の所定位置に電熱式可変
パッドとタイパッドとを重ね合せた状態で置く。

（４）その後にレールを下げてパッドにレールの荷重を
かけるとともに、各電熱式可変パッドの面ヒータへ通電
を行って熱可塑性樹脂板を加熱軟化させ、レールの重み
やその他の強制的な押し下げ力によって電熱式可変パッ
ドの厚みを押し縮めながら、レールを間隙ピースに当接
するまで沈下させる。

（５）レールが間隙ピースに当接した状態はレールが所
定レベルに保たれている状態であるので、この時に電熱
式可変パッドを硬化させる。

つまり各パッドのヒータへの通電を停止して熱可塑性樹
脂板を硬化させる。

（６）電熱式可変パッドが硬化した後に間隙ピースを低
位置に調整してレールと基礎との間から抜きとり、つい
でレールを基礎に据え付は固定する。

この電熱式可変パッドにおいて、樹脂板の貫通孔は面ヒ
ータによって加熱溶融された樹脂が逃げ込む空間となる
ため、樹脂板を厚さが減少する方向へ円滑に変形させる
のに役立つとともに、溶融樹脂が外部へ流れでて仕上が
りの美観が損なわれるのを防ぐのに役立つ。

また断熱シートは熱が貫通孔を通って外部へ逃げること
なく樹脂板を効率的に加熱できるよう熱をこもらせるの
に役立つ。

上記電熱式可変パッドは、レールを初めとしてその他の
レベリング作業にも用いられることが考えられ、特にそ
の作業性を著しく改善するものとして注目されている。

本考案は上記電熱式可変パッドをさらに改良することを
目的として、樹脂板に形成する溶融樹脂の逃げ空間を面
ヒータと接する面で開口しためくら孔で構成することに
より、従来樹脂板に貫通孔を設けることによって誘発さ
れる不都合を解消したものである。

なお、本考案では複数枚の熱可塑性樹脂板をそれぞれ面
ヒータを介してサンドウィッチ状に重ね合せた構造が一
般的であるが、１板の熱可塑性樹脂と面ヒータとを重合
させた構造でも良い。

さらに前者の構造では、２枚の樹脂板を用い、各樹脂板
には内面側で開口しためくら孔を設けるのが一般的であ
るが、３枚以上の樹脂板を用い、両側の樹脂板には内面
側で開口しためくら孔を設け、内側の樹脂板には貫通孔
を設けるようにしても良い。

また後者の構造で、パッドを所定場所に設置したとき、
面ヒータが外部の金属部材に接し、ヒータの熱が金属部
材へ逃げてしまい、樹脂板の加熱効率が低下する場合は
、面ヒータと金属部材との間に断熱板を介在するのがよ
い。

しかし、いずれにしても２板の熱可塑性樹脂板を用い、
その間に面ヒータを介在する構造の方が有利である。

すなわち２枚の熱可塑性樹脂板を用いれば、１枚の場合
よりも全体の厚みの変化を大きくとれる利点がある。

さらに面ヒータが樹脂板を加熱する加熱効率もよく、迅
速な作業が行える。

また、面ヒータとしては一般に樹脂板の面方向全体を一
様に加熱できるものを使用するが、それには織布に発熱
線を織込だウィーブヒータ、プリントヒータなどが一般
的である。

特に２枚の樹脂板を用い、それらの間にウィーブヒータ
を介在させた場合は、各樹脂板は溶融した樹脂によりウ
ィーブヒータを透過して相互に溶着し、一体に結合され
るので、加工後に樹脂板間にずれが生じることもなく、
その性能を十分に発揮することができる。

ウィーブヒータの場合、その基材となる織布は耐熱性の
面からガラス繊維を織ったものがよい。

またその発熱線の配線ピッチは樹脂板全体を均一に溶融
させる点から小さい方がよいが、ピッチを小さくしすぎ
て発熱線のピッチ間で短絡が生じるようなことがあって
はならない。

太さ０．１８ｍｍの銅線を発熱線とした場合、およそｌ
ｉｎ当たり１５〜３０本の密度で配線したものが良好で
あった。

以下、本考案の一実施例を図面に従って説明する。

ここではレールのレベリングの場合について説明する。

まず第１図〜第４図を参照して改良された電熱式可変パ
ッド１を説明する。

図において、２，２は相互に重ね合せた一対の熱可塑性
樹脂板で、軟化点が約１８０℃程度のものであり、その
全面には相対向する内面側で開口した多数のめくら孔３
を設けている。

各樹脂板２，２は大きさ１４０ ｍｍ Ｘ ２００ｍｍ
の平板状であり、各めくら孔３は直径１１ｍｍの円形で
あり、めくら孔全体の面積は樹脂板全体の面積の約４０
％を占め、めくら孔３の深さは樹脂板２の厚さの約７割
程度である。

また各樹脂板２゜２の外周端面には樹脂板２，２の接合
面側で樹脂板２．２の厚さの約半分に相当する部分を段
状に切欠いて溝状部４をつくり、それによって各樹脂板
２゜２の周縁部を薄肉状５にしている。

また下側の樹脂板２の下面両短辺部には厚さ３ｍｍ、幅
８ｍｍのりプロ、６を一体形成している。

７は樹脂板２，２間に介在させた面ヒータで、ガラス繊
維の織布８を織る際に発熱線９を適当間隔おきによこ糸
として蛇行状に織込んでつくったウィーブヒータからな
る。

このウィーブヒータ７は直径Ｑ、１ｇｍｍの銅線からな
る発熱線をｌｉｎ当たり１５〜３０本の割合で織込んで
おり、その大きさは樹脂板２と同じ大きさく１４０ ｍ
ｍ ｘ ２００ ｍｍ）としている。

また上側の樹脂板２の一方の短辺部には端子片１０．１
０を溶着固定しており、発熱線９の両端９ａ、９ａをこ
の端子片１０．１０に接続している。

さらにこの端子片１０．１０からは絶縁被覆されたリー
ド線１１．１１を導出しており、リード線１１．１１の
先端には差込みジャック１２を接続している。

そしてウィーブヒータ７を樹脂板２，２で挾んだ状態に
してウィーブヒータ７へ通電を行って樹脂板２，２の接
触面を若干加熱溶融させ、その溶融した樹脂がウィーブ
ヒータ７を通過することを利用して樹脂板２，２を相互
に溶着一体化している。

そして第５図に示すように、樹脂板２，２の厚さを変え
ることにより、全体として厚みの異なった類種類の電熱
式可変パッドａ、ｌ）、ｃ、ｄ・・・・・・をつくる。

この例では各樹脂板２，２の厚さを変えることにより全
体の厚みを変えるようにしたが、前述した如く樹脂板の
枚数を変えたり、異なった厚みの樹脂板を重ね合せたり
して、全体の厚みを変えてもよい。

次に第６図〜第８図を参照してレベリング作用に用いる
間隙ピース２１を説明する。

図において、２２はＬ字状に形成したベースで、水平部
２３と垂直部２４とからなり、水平部２３の上面は傾斜
面２５となっており、垂直部２４のほぼ中央には貫通し
たネジ孔２６を設けている。

２７は上記傾斜面２５に摺動可能な状態で乗せた可動ピ
ースで、その上面２８が水平となるよう下面が傾斜面２
５と同じ角度だけ傾斜した傾斜面２９となっている。

３０は垂直部２４のネジ孔２６にネジ合せた調節ネジで
、その先端が可動ピース２７の一端面に当接するように
なっており、後端には頭部３１を形成している。

従って調節ネジ３０を操作して、そのネジ孔２６から可
動ピース２８側への突出度合を加減することにより、可
動ピース２７が傾斜面２５上を摺動し、可動ピース２７
上面の高さが第７図、第８図に示すように調節できる。

なお、間隙ピースとしては上記実施例のものに限られる
ものではなく、高さが自由に調整できるものであれば良
い。

次に第９図〜第１７図を参照して軌道の概要を説明する
。

ここではレベリングに関係した部分を誇張して示してお
り、実際にはレールの高さに対するパッドの厚さ、レー
ル据え付は面の凸凹状ばらつきなどはもつと小さいもの
である。

図において、４１は路盤の上面に設置されたスラブで、
長さ５ｍ程度の鉄筋コンクリート板からなり、軌道の進
行方向へ順次継ぎ合せてレールの基礎とし、その上面を
レール据え付は面４２としている。

このスラブ４１は厳密につくったとしても、第１７図に
示すように、そのレール据え付は面４２がレールの長さ
方向へ数ｍｍ単位で凸凹状にばらつくことになる。

このスラブに代えて枕木を用いても、レール１本当たり
の枕木のレベルを見れば凸凹状にばらついている。

４３．４３はスラブ４１に据え付は固定するレールであ
る。

４４はスラブ４１のレール４３直下となる位置に約０．
６ ｍ間隔で設置した鉄板端のタイプレートで、その上
面にはレール４３の横ずれを防止する一対のショルダ４
５．４５を設けてその間を溝状部４６とし、そこにレー
ル４３の下面が嵌合するようにしている。

そしてタイプレート４４の溝状部４６とレール４３の下
面との間に、上記電熱式可変パッド１と一定厚のゴム板
からなるタイパッド４７とが挿入される。

タイパッド４７は列車の走行時にレール４３に加わった
振動を吸収するためのものである。

次に第９図〜第１４図を参照してレールのレベリング作
業を説明する。

ここでの作業は、すでにスラブ４１上にタイプレート４
４が設置され、タイプレート４４上にレール４３が乗っ
ている状態がら始まる。

そしてレール４３とスラブ４１との間にクサビ形の整正
ピースを適当間隔おきに挿入するとともに、その挿入度
合を調整して、レール４３を所望とするレベルに仮設定
する。

次に第９図、第１０図に示すように、多数の間隙ピース
２１をレール４３とスラブ４１との間に適当間隔に挿入
し、それぞれネジ３０を調整して可動ピース２７をレー
ル４３下面に当接するまで押し上げ、間隙ピース２１に
よってレール４３を支えるようにする。

その後、整正ピースを取り除く。

これによって各間隙ピース２１はレール４３の設定しよ
うとするレベルを記憶することになる。

そして各タイプレート４４の溝状部４６とレール４３の
下面との間隙を測定し、その測定値から一定の厚みを有
するタイパッド４７の厚さを引いた値をだし、第５図に
示す数種類の電熱式可変パッドａ、ｌ）、ｃ、ｄ・・・
・・・のうち上記値よりも大きくてその値に最も近い厚
さを有するパッドを選定し、そのパッド１をタイプレー
ト４４の横（近傍）に置いておく。

この操作をレール４３の全長において行う。

次に第１１図に示すようにジヤツキによってレール４３
全体を適当な高さまで持ち上げ、各タイブレー１−４４
の溝状部４６にその横においていたパッド１とタイパッ
ト４７とを順次乗せる。

パッド１をタイプレート４４に乗せる場合、第１６図に
示すように、パッド１のリブ６．６間にできた溝状部が
タイプレート４４の溝状部４６に嵌合してバイト１がず
れないようにする。

一方、それぞれのパッド１の差込みジャック１２を電源
装置に接続する。

次に第１２図に示すようにレール４３を下げてタイパッ
ド４７の上に乗せるとともに、パッド１のヒータ７へ通
電を行う。

各パッド１ではヒータ７の発熱によって樹脂板２，２が
ヒータ７に対向した面から順次溶融してゆき、レール４
３の重みによる圧縮力によって溶融した樹脂がめくら孔
３に逃げ込む結果、パッド１の厚みが減少してゆく。

この時、レール４３に強制的に押し下げる力を加えてパ
ッド１の厚さが速く減少するようにしても良い。

これをレール４３の下面か゛間隙ピース２１に当たるま
で行う。

第１３図に示すように、レール４３が間隙ピース２１に
当接すると、各パッド１への通電をしゃ断し、樹脂板２
．２を冷却固化させる。

パッド１が十分固化して間隙ピース２１がなくてもレー
ル４３の重みで変形するおそれがなくなったら、第１４
図に示すように、ピース２１の可動ピース２７を下げて
間隙ピース２１をレール４３の下から抜きとる。

このレベリングか゛完了した時点の軌道を第１５図、第
１６図に示す。

そしてレール締結装置（図示なし）を締めつけてレール
４３をスラブ４１に据え付は固定する。

上述したようにレベリング作業時には、レール４３の荷
重によってパッド１の厚みが減少してゆくが、高い位置
にあるパッド４７，１には大きな荷重が加わり、低い位
置にあるパッド４７，１にはあまり荷重が加わらないか
ら、荷重が多くかかる個所のパッド１は厚みが早く減少
し、レール４３の荷重が各パッド１に均等に加わるよう
になると各パッド１は均等な速度で厚さが減少してゆき
、ついでレール４３が間隙ピース２１に当ることになる
。

従っテレベリング後は、第１７図に示すように、スラブ
４１のレール据え付は面４２がレール４３の長さ方向へ
凸凹状には゛らついていても、レール４３を平坦（直線
状）に設置できる。

また、この電熱式可変パッド１は、溶融樹脂の逃げとな
る空間を面ヒータと対向する面で開口しためくら孔３と
しているため、貫通孔の場合のように面ヒータ４の熱が
貫通孔を通って外部へ逃げやすいといったことがなく、
熱がこもりやすい。

つまり保温効果が良い。

また面ヒータ７によって加熱溶融された樹脂は樹脂板２
，２の厚さ方向に加わる圧力によってめくら孔３内に押
し込められるが、めくら孔３内に入った溶融樹脂は外部
へ洩れず、その温度を維持しやすくなっており、この点
からしても保温効果が良い。

このようにパッド１の保温効果が良いから、温度上昇が
速くなり、早期に変形可能となり、レベリング作業性が
より良くなる。

また樹脂板２自体の面ヒータ７に対する保温効果が良い
ことから、従来必要であった断熱シートの包装も必ずし
も必要でなくなり、コストを安くできる。

さらに、めくら孔の場合は貫通孔の場合のように、そこ
に入った溶融樹脂が外部へ洩れだすおそれが全くなく、
仕上がりがより美しくなる。

また、めくら孔を持った樹脂板であれば、射出成形、押
出し成形のいずれでも可能であり、貫通孔の場合のよう
に射出成形に限定されることがなく、樹脂板の成形法に
任意性があり、製造に便利である。

また、樹脂板に形成する本考案のめくら孔や従来の貫通
孔には面ヒータと対向する開口側から溶融した樹脂が充
填されるが、貫通孔の場合は一般に貫通孔が完全に充填
されることはあまりなく、一部に空間が残るので、レベ
リング作業後におけるバネ定数が小さく、またレベリン
グ作業後における各パッドの孔の充填率にも大きなばら
つきがあり、孔の充填率が低いパッドではパッドの重要
な特性の一つであるバネ定数が低い値を示すことがら、
各パッドのバネ定数がばらつくという不利な点があった
が、めくら孔の場合は孔の溶融樹脂が入ってくる面と反
対側の面が予め埋まっているのと同じであるので、レベ
リング作業後におけるバネ定数が大きいとともにレベリ
ング作業後における各パッドの孔の充填率もばらつきに
＜＜、またそのばらつきがバネ定数のばらつきとして直
接影響しなくなり、各パッドのバネ定数が均一になる利
点がある。

次に、めくら孔を持った樹脂板を用いた本考案の電熱式
可変パッド１（厚さ１３．５ｍｍ）と、貫通孔を持った
樹脂板を用いた従来の電熱式可変パッド１′（厚さ１３
．５ｍｍ）とについて、それぞれ面ヒータに約８０■の
電圧を印加して面ヒータによって上下樹脂板を加熱軟化
させるとともに、その厚さ方向へ３０ ｋｇの荷重をか
けたときに、パッドの厚さが変形する様子を第１８図に
示す。

なお、ここで言う変位１００％とは、パッド１を基準と
し、初期の厚さ１３．５ｍｍから孔が溶融樹脂で完全に
充填されたときの厚み８ｍｍまで変形した状態を言う。

このことから本考案の電熱式可変パッド１は従来の電熱
式可変パッド１′に比して、保温効果が良く早期に変形
し、作業性がより良くなっていることがわかる。

またレベリング作業前の厚みが１３．５ｍｍで、レベリ
ング作業後の厚みが８ｍｍとなったパッド１と１′とに
ついて、そのバネ定数を比較したところ、第１９図のよ
うな特性を示した。

これからパッド１のバネ定数は５００ｔＯｎ／ｃｍ、パ
ッド１′のバネ定数は２５０ ｔｏｎ／Ｃｍであること
がわかる。

これはパッドを１ｃｍに圧縮するのに５００ ｔｏｎ
、 ２５０ ｔｏｎ必要であることを示す。

これから本考案のパッド１の方がバネ定数が大きいこと
がわかり、レールのように弾性をも要求される個所のレ
ベリングに適していることがわかる。

以上のように本考案によれば、レベリング作業時にヒー
タの熱がパッド内にこもりやすく、つまりパッドの保温
効果が良く、熱損失が少ないことから、より作業性が向
上する。

また従来必要であった断熱シートの被覆も必ずしも必要
でなくなり、コストを安くできる。

さらに溶融樹脂が外部へ流れでるおそれが貫通孔の場合
よりも少なくなり、仕上がりをより美しくできる。

また、めくら孔であれば樹脂板を射出成形、押出し成形
のいずれでも成形でき、その成形法に任意性がある。

まためくら孔を持った樹脂板は、貫通孔を持った樹脂板
に比して、レベリング作業後における孔の充填率が高く
なり、バネ定数が大きいとともに、各パッドのバネ定数
のばらつきも少なくなり、レール等の弾性をも要求され
るレベリング個所に適している。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例で用いた電熱式可変パッドの
一部を切欠いて示した斜視図、第２図はその樹脂板の平
面図、第３図はそのウィーブヒータの平面図、第４図は
パッドの断面図、第５図はパッドの種類を示す構成略図
、第６図は間隙ピースの斜視図、第７図および第８図は
間隙ピースの動作を説明する側面図、第９図は軌道の上
面図、第１０図〜第１４図は軌道のレベリング工程を示
す略図、第１５図および゛第１６図はレベリング完了後
の軌道の断面図、第１７図は同じくレベリング完了後の
軌道の側面図、第１８図はパッドの厚さが通電。 加圧時に変形する様子を示す図、第１９図はパッドのバ
ネ定数を示す図である。 １・・・・・・電熱式可変パッド、２・・・・・・樹脂
板、３・・・・・・めくら孔、７・・・・・・面ヒータ
（ウィーブヒータ）、１１・・・・・・リード線。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 少なくとも１枚の熱可塑性樹脂板と、この樹脂板と重な
   り合い樹脂板を加熱する面ヒータとを有し、樹脂板には
   面ヒータと対向する面で開口した多数のめくら孔を樹脂
   板の面方向全体にわたって設けたことを特徴とする電熱
   式可変パッド。