(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
防振機能を有する板状弾性体に複数個の固定材の頭部を加硫接着し、前記固定材の他端部をコンクリート製の枕木に埋設して板状弾性体を枕木底部に取付けたコンクリート枕木であって、
前記板状弾性体が前記コンクリート枕木の底部に接する面部分の形状を、偏平状の逆角錐あるいは逆円錐に相当する傾斜谷面に形成するとともに、
前記板状弾性体の前記傾斜谷面の底付近に空気抜き孔を設け、
前記コンクリート枕木の底面は前記板状弾性体の傾斜谷面に対応する形状になっていることを特徴とする板状弾性体付きコンクリート枕木。
【請求項２】
コンクリート枕木の上面が下となるように作成したコンクリート型枠の上面開口からコンクリートを打設し、
前記コンクリート枕木に埋設させる複数個の固定材が突設され、前記コンクリート枕木の底部に接する面部分の形状が偏平状の逆角錐あるいは逆円錐に相当する傾斜谷面に形成され、前記傾斜谷面の底付近に空気抜き孔が設けられた板状弾性体を、前記コンクリート型枠の上面から、打設コンクリートに当てて押し付け、
前記板状弾性体を間に加振板を介在させた状態で加振機で加振しながら、前記固定材を打設コンクリートに押し込み、埋設させるとともに、打設コンクリート中の空気を前記空気抜き孔から押し出すようにして、前記板状弾性体と前記コンクリート枕木とを結合することを特徴とする板状弾性体付きコンクリート枕木の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、鉄道車両の走行に起因する振動の拡散を防止し、かつ砕石道床上の枕木沈下、レール沈下を予防し、さらに軌道の狂いを低減し、環境改善と車両の経済的安全運行を確保できるようにした板状弾性体付きコンクリート枕木とその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
鉄道レールを敷設する場合は、基礎地盤やコンクリート基礎の上に砕石を２５０mm程度の厚さに敷き詰めて、その上にコンクリート枕木を並べ、さらにその上にレールを敷設している。このように敷設されたレール上を電車が高速で走行すると、その振動、騒音が周辺に伝わり環境を害すると共に、振動が原因で枕木の下の砕石が移動して、砕石の細粒化が発生し、その結果、枕木が沈下し、さらにレールが沈下する。これらの細粒化や沈下の補修は、電車が運休する夜間での作業となる場合が多く、多大の保線費用が発生している。
従来はこれらの不具合を防止するため、コンクリート枕木の底面に板状の弾性材を貼り付けたり、生コンクリート内にナットをインサートしておき、コンクリートの硬化後に、孔のついた板状の弾性材をボルト等で取付ける方法がとられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来、弾性体付きコンクリート枕木の板状弾性体として、ウレタン系、天然ゴム系、合成ゴム系、弾性プラスチック系、再生ゴム系など各種弾性体が使用されている。これらの板状弾性体をコンクリート枕木に取付けるためには次の３つのタイプに大別できる。
（１）固形の板状弾性体と、固形のコンクリート枕木を別個に作成しておき、両者を接着材又はネジ止めにより結合させる。
（２）固形コンクリート枕木の外側に空間部を持つ型枠を作成しておき、その空間部に液状の弾性体原料を注入して固形弾性化させ、それと同時に弾性体をコンクリート枕木に接着させる。
（３）板状弾性体に複数の固定材を突設した後、枕木のコンクリート型枠の上面開口部所定位置に板状弾性体を配置し、コンクリート型枠内にコンクリートを打設して、各固定材を打設コンクリート内に埋設させて板状弾性体とコンクリート枕木とを結合する。
【０００４】
上記の（１）の結合タイプでは、結合状態を良好にするため、接着剤の改良、弾性体及びコンクリートの接着面の下地処理、接着環境の改善、取付け形状の改良など各種の検討が行なわれているが、いまだに接着力にバラツキが生じ、多くの工数が必要であるなどの問題を有している。
上記の（２）の結合タイプでは、液状の弾性体原料を流し込んで所定の形状に作成する必要があるが、その形状確保のための型枠を精度よく作成しなければならず、また脱型の作業に多くの工数を要すなど不経済である。
上記の（３）の結合タイプでは、板状弾性体をコンクリート型枠の上面開口部に配置させているので、工数が比較的少なく経済的である。しかし、生コンクリートと板状弾性体との接触面に空気留まりが発生し易く、そのために弾性体のバネ定数が不安定になったり、両者間に砂利や水が入って耐久性を悪くするという問題があった。
そこで本発明は、板状弾性体付きコンクリート枕木を作業性よく作成できるようにするとともに、弾性体とコンクリート枕木との間に空気留まりをなくして、バネ定数を安定にすると共に、耐久性を向上することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、防振機能を有する板状弾性体に複数個の固定材の頭部を加硫接着し、その固定材の他端部をコンクリート枕木に埋設して板状弾性体を枕木底部に取付けたコンクリート枕木において、上記目的を達成したものである。そのためコンクリート枕木の底部に取付ける板状弾性体は、それがコンクリート枕木の底部に接する面部分の形状を、偏平状の逆角錐、逆円錐などに相当する傾斜谷面に形成するとともに、板状弾性体の前記傾斜谷面の底付近に空気抜き孔を設けた。またコンクリート枕木の底面は、板状弾性体の傾斜谷面に対応した形状になっている。
板状弾性体付きコンクリート枕木の製造方法は、コンクリート枕木の底面に取付ける板状弾性体に、コンクリート枕木に埋設させる複数個の固定材を突設するとともに、適数個の空気抜き孔を設けておく。そしてコンクリート枕木の上面が下となるように作成したコンクリート型枠の上面開口からコンクリートを打設し、次に、コンクリート型枠の上面から前記の板状弾性体を当てて押し付けることにより、板状弾性体に設けてある固定材を打設コンクリート内に埋設させるとともに、打設コンクリート中の空気を板状弾性体の空気抜き孔から抜き出すようにして、板状弾性体とコンクリート枕木とを結合する。
前記の製造方法において、板状弾性体がコンクリート枕木の底部に接する面部分の形状を、偏平状の逆角錐、逆円錐などに相当する傾斜谷面に形成するとともに、板状弾性体の前記傾斜谷面の底付近に空気抜き孔を設けた。さらに、板状弾性体を加振機で加振しながら、固定材を打設コンクリートに押し込むとともに、打設コンクリート中の空気を押し出すようにした。
【０００６】
【作用】
本発明の板状弾性体付きコンクリート枕木では、固定材が板状弾性体に強固に加硫接着されているとともに、固定材の他端部がコンクリート枕木に埋設されているので、両者の結合状態が強固である。また板状弾性体がコンクリート枕木と接する側の面部分は逆角錐や逆円錐状の傾斜谷面に形成され、その底部付近に空気抜き孔が設けられているので、コンクリート枕木用型枠に打設されたコンクリートに板状弾性体を押し付けた場合に、打設コンクリート中の空気が傾斜谷面に案内されて空気抜き孔から外に出され、板状弾性体とコンクリート枕木との間に空気を介在させることなく密着させることができる。このため、板状弾性体のバネ定数を所定値に保つことができ、両者間に砂利や水などが入り込むのを防止できる。
板状弾性体付きコンクリート枕木の製造方法では、枕木のコンクリート型枠内にコンクリートを打設した後、板状弾性体を打設された生コンクリートの上面に押し付けることにより、板状弾性体に設けてある固定部材が打設コンクリート内に押し込まれ、同時に打設コンクリート内の空気が空気抜き孔から外部に抜き出される。このため、コンクリートが硬化した後、型枠から取り出せば、結合面に空気留まりがなく、板状弾性体が強固に結合したコンクリート枕木を得ることができる。なお、板状弾性体を加振機により振動を与えながら打設コンクリートに押し付けるようにすれば、迅速かつ効率よく固定材を生コンクリート内に押し込むことができるとともにコンクリート内の空気を抜き出すことができる。
【０００７】
【実施例】
本発明の実施例を図１〜５により説明する。
上面にレール座面１ａを有するコンクリート枕木１は、その底面部に板状弾性体２を取付けることにより、鉄道車両走行に起因する振動や荷重変化を防振、緩衝し、かつ砕石道床３の移動、細粒化、沈下による枕木の沈下やレール狂いを防止できるようになっている。
板状弾性体２は、天然ゴム、合成ゴム、再生ゴム、ウレタンゴム、弾性プラスチックなどで製作され、車両走行時の防振に適したバネ定数を有し、本実施例では枕木の中央部を除いた両端部のそれぞれの底面を覆える長方形に形成されているが、枕木の全底部を覆える形状に一体に形成してもよい。
【０００８】
板状弾性体２の上面すなわちコンクリート枕木１と接する面は、偏平状の逆角錐をなす傾斜谷面４に形成され、傾斜谷面４の底付近に空気抜き孔５が板状弾性体２を貫通して設けられている。なおコンクリート枕木１の底面は、板状弾性体２の傾斜谷面４に対応した偏平状の傾斜面を有する形状になっている。本実施例では１つの板状弾性体２に、図３に示すように３つの空気抜き孔５が設けられているが、空気抜き孔５の数をそれに限定するものではない。また板状弾性体２に設けられる傾斜谷面４は四角錐状以外の角錐状でもよく、さらに円錐状に形成してもよい。そして枕木用型枠内に打設した生コンクリートに板状弾性体２を当てて押し付けた時に、打設コンクリート中の空気が傾斜谷面４に案内されて空気抜き穴５から外に抜き出せるようになっている。さらに板状弾性体２の上面の枕木中央側を除いた縁部に突条６が設けられるとともにその基部に凹部が形成され、板状弾性体２がコンクリート枕木２に埋設された状態で外れにくくしている。
【０００９】
板状弾性体２がコンクリート枕木１と接する面には、適数個の略ボルト形状の固定材７がその頭部７ａを加硫接着されて突設されており、固定材７の突出部がコンクリート枕木１のコンクリート内に埋設されて板状弾性体２がコンクリート枕木１に強固に結合されている。なお固定材７の頭部７ａは突出部より大径に形成され、その頭部７ａが接着される板状弾性体２の箇所は図５に示されるように浅い凹部２ａに形成されている。各固定材７は、板状弾性体２の各傾斜谷面４の境界線の各頂部に配置されているが、それらの位置に限定するものではなく、コンクリート枕木側に埋設される位置であればよい。また固定材７は、アルミやステンレスなどの汎用金属や合成樹脂により形成され、コンクリート枕木内に埋設される突出部にはネジ溝や凹凸が設けられて抜けにくくなっている。
【００１０】
板状弾性体付きコンクリート枕木を製造するときは、上記の固定材７と傾斜谷面４と空気抜き孔５などを設けた板状弾性体２を使用するとともに、図６に示すように上面が開口し枕木の形状を有する型枠８を使用する。なお、型枠８では上面が枕木の下面となり、型枠８の外周部は補強材９により補強されている。この型枠８内に、その上面開口から高粘土で砂利を含む生コンクリート１０を打設する。そして生コンクリート１０が硬化する前に、板状弾性体２をその固定材７の側を下にして型枠８の上面の生コンクリート表面に押し当てる。
この状態で板状弾性体２を型枠８内の打設コンクリートに押し付けることにより、各固定材７を生コンクリート内に押し込むことができ、同時に打設コンクリート内の空気を押し出し、その空気を板状弾性体２の傾斜谷面４に案内させて空気抜き孔５から外部に抜き出して、板状弾性体２をコンクリート枕木１に密着させて結合する。そして打設コンクリートが硬化した後に、型枠８から出すことにより図７に示すように板状弾性体２をコンクリート枕木１に強固に結合した状態のコンクリート枕木が完成する。
【００１１】
板状弾性体２を打設コンクリートに押し付けて、固定材７の押し込みと打設コンクリート内の空気の抜き出しを迅速かつ効率よく行なうためには、図８に示すように加振機１１により板状弾性体２を打設コンクリート１０に押し付けるようにする。その場合、加振機１１と板状弾性体２との間に加振板１２が介在される。加振の際の振動は１万c.p.m.前後から３万c.p.m.とし、板状弾性体２の複数の固定材７に微少振動を与えることにより、微弱な力で複数の固定材７を生コンクリート内に押し込むことができ、また、加振により生コンクリートと板状弾性体２との間隔は繰返し変動され、界面の空気圧変動が発生して、界面に存在する空気留まりを有効に抜き出すことができる。
【００１２】
上記実施例では、コンクリート枕木に板状弾性体２を取付けるものであったが、その他の車止めなどのコンクリート製品に板状弾性体２を取付ける場合にも同様に適用できる。また、板状弾性体２は弾性材に限るものではなく、突起を設けた樹脂板などをコンクリートに取付ける場合にも同様に適用可能である。
【００１３】
【発明の効果】
本発明によれば、板状弾性体に加硫接着により強固に固着した固定材をコンクリート枕木に埋設して強固に結合できるとともに結合部からの錆が出にくく、板状弾性体の空気抜き孔から打設コンクリート内の空気を十分に抜き出すことができるので、板状弾性体のバネ定数を所定値に保ち、しかもその結合が隙間のない強固なものであるので砂利などが入り込みにくく耐久性が増す。
また、本発明の製造方法により板状弾性体をコンクリート枕木に結合するためには、板状弾性体はコンクリート枕木用型枠に打設した生コンクリートに押し付けるだけでよいので、別個に余分の型枠などを必要とせず、従来のＰＣ枕木のプレテン、ポステンの両方の製法で製造が可能であり、容易にかつ経済的に製造できる。また板状弾性体を生コンクリートに押し付ける際に、生コンクリート内の空気が板状弾性体の空気抜き穴から十分に抜き出されるので、結合面に空気留まりなく、バネ定数が良好に保たれ、耐久性のよいコンクリート枕木となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明により製造された板状弾性体付きコンクリート枕木の半分を示す正面図である。
【図２】板状弾性体付きコンクリート枕木の側面図である。
【図３】板状弾性体の斜視図である。
【図４】板状弾性体付きコンクリート枕木の正面の部分断面図である。
【図５】固定材を接着した板状弾性体の部分断面図である。
【図６】板状弾性体付きコンクリート枕木の製法を示す説明図である。
【図７】完成した板状弾性体付きコンクリート枕木の断面図である。
【図８】加振機を使用して板状弾性体付きコンクリート枕木を製造する場合の説明図である。
【符号の説明】
１  コンクリート枕木
２  板状弾性体
４  傾斜谷面
５  空気抜き孔
７  固定材
８  型枠
１１  加振機
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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