(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
まくら木のレール固定側表面にヒータを配し、当該ヒータを覆うようにまくら木の表面に当該まくら木よりも高い熱伝導性を有する繊維強化硬質合成樹脂材を被覆して補強層を形成し、前記まくら木のレール固定側表面に前記ヒータを埋設するためのヒータ溝をまくら木の長手方向へ向けて略全長に渡って設け、前記補強層の上に補強部材を接合し、前記補強部材が繊維強化硬質合成樹脂発泡体を素材とした合成木材で成ることを特徴とする融雪まくら木。
【請求項２】
前記ヒータが保護管に収納されていることを特徴とする請求項１に記載の融雪まくら木。
【請求項３】
前記まくら木が繊維強化硬質合成樹脂発泡体を素材とした合成木材で成ることを特徴とする請求項１または２に記載の融雪まくら木。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は融雪まくら木に係り、更に詳しくは、レール軌道における軌道ポイントなどの積雪を効率良く除去するものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
豪雪地域では鉄道の軌道が冠雪して列車の運行に支障を来すことが多い。
特に、可動部を有する軌道ポイントが冠雪すると可動レールが凍結したり、可動レールと固定レールとの隙間に雪が入り込んで凍結するなどして軌道ポイントの切換が行えなくなる。
このような軌道ポイントの切換不良を未然に防ぐため、従来より種々の融雪対策が講じられて来た。
【０００３】
例えば、図８に示すように、まくら木１０３にタイプレート１０２を介在させて固定したレール１００の両側面にヒータ１０１を取り付け、レール１００を加熱することによってレール１００近傍の雪や氷を融解する対策が採られている。
また、図９に示すように、タイプレート１０２の両側縁近傍に円筒状ヒータ１０４を配し、タイプレート１０２を側縁から加熱することによって雪や氷を融解させる対策が採ら
れている。
更に、図１０に示すように、レール１００同士の間のまくら木１０３の上やバラスト（不図示）上にプレート型のヒータ１０５を設置して、ヒータ１０５近傍の雪や氷を融かすような対策も採られている。
また、軌道ポイントなどに温風を吹き付けるような対策が講じられることもある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、前記した融雪対策はいずれもヒータの発する熱量と加熱される物体の熱容量とのバランスが悪いものであった。
則ち、図８に示した対策では、レール１００の熱容量が極めて大きいために目的とする温度まで上昇させるまで長時間を要する。
図９に示した対策では、タイプレート１０２を短時間で所定温度まで上昇させることはできるが、反面、気温が上昇した状態でヒータ１０４の通電が継続されるとまくら木１０３が局部的に加熱されて炭化するなどの問題が生じる。
また、図１０に示した対策では、ヒータ１０５による熱効率が悪い上にバラストを引き締めるためにマルチタイタンパなどの保線機具を用いようとするとヒータ１０５を逐一移動しなければならず保線作業が面倒である。
【０００５】
このように、既設の軌道に対して追加して融雪対策が講じられるため設置費用が嵩む上に熱効率が悪く、ヒータや配線などの敷設物が邪魔になり保線作業に支障を来していた。
【０００６】
このような事情に鑑みて提案される本発明は、まくら木自体に予め根本的な融雪対策を施すことによって熱効率が高くしかも省コスト化した融雪まくら木を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために提案される本発明の融雪まくら木は、まくら木のレール固定側表面にヒータを配し、当該ヒータを覆うようにまくら木の表面に当該まくら木よりも高い熱伝導性を有する繊維強化硬質合成樹脂材を被覆して補強層を形成し、前記まくら木のレール固定側表面に前記ヒータを埋設するためのヒータ溝をまくら木の長手方向へ向けて略全長に渡って設け、前記補強層の上に補強部材を接合し、前記補強部材が繊維強化硬質合成樹脂発泡体を素材とした合成木材で成る構成とされている。
【０００８】
まくら木自体に合成木材や通常の木材を用いる場合、補強層の熱伝導率がまくら木の熱伝導率に比べて充分高くなるような合成樹脂材を用いるのが好適である。
この構成によれば、ヒータの周囲が補強層に覆われているため、ヒータから発せられた熱が風などによって直接大気中に放散することがない。また、ヒータから発せられた熱が主に熱伝導性の高い補強層を通じて伝導されるので、まくら木の表面部分が全面に渡って効率良く加熱され、まくら木の下方への熱伝導が少ない。
これにより、ヒータの発熱によってまくら木の表面が効率良く加熱されるので熱効率が向上し、雪や氷を効率良く融解させることができる。
【０００９】
１つのまくら木に対するヒータの発熱量を所定値とする場合、ヒータが短い程ヒータ単位長当たりの発熱量は増大し、逆に、ヒータが長いほど単位長当たりの発熱量は低減する。
従って、まくら木のレール固定側表面の略全面に渡ってヒータを設ければ、ヒータの単位長当たりの発熱量を低減させることができるので、気温が上昇した場合でもヒータと当接したまくら木が局部的に加熱されて焦げたり炭化するようなことがなくなる。
【００１０】
また、タイプレートをまくら木に固定する場合にタイプレートとヒータとの間に補強層が介在するので、タイプレートの振動によってヒータが損傷するような不具合が抑えられる。
この融雪まくら木では、タイプレートの下部やタイプレートを固定するための固定釘の挿入部分を避けてヒータを配することにより、ヒータの損傷を防止することができる。
【００１１】
前記した融雪まくら木は、ヒータをまくら木の表面に配し、その上から補強層を被覆する構成であるが、さらにヒータをまくら木に埋め込み、その上から補強層を被覆する。
則ち、前記本発明において、まくら木のレール固定側表面にヒータを埋設収納するためのヒータ溝をまくら木の長手方向へ向けて略全長に渡って設けた構成とする。
この構成によれば、ヒータはヒータ溝の内部に埋設収納される。しかし、合成樹脂材を被覆して補強層を形成するときに、ヒータの周囲に合成樹脂材が充分行き渡るようにヒータ溝の内部にまで樹脂材を充填する。これにより、ヒータから発せられた熱が熱伝導性の高い補強層を通じてまくら木の表面全体に伝導されるので、雪や氷を効率良く融解できる。
また、ヒータ溝を設けることによりタイプレートで生じる振動や衝撃がヒータに直接加わらないため、ヒータが損傷することがない。
【００１２】
前記補強層は、まくら木の上面のみに配置するのでなく、まくら木の側面まで覆うように被覆することもできる。このように、まくら木の側面まで補強層を設けることにより、バラスト側へ熱が伝導され融雪効果を奏して好ましい。補強層をまくら木の側面まで被覆する場合、側面全面に渡って被覆しても良く、また、側面上部のみ被覆しても良い。
【００１３】
前記本発明では、補強層は繊維強化硬質合成樹脂材（ＦＲＰ樹脂材）を用いて成する。
ＦＲＰ樹脂材は、繊維強化硬質合成樹脂発泡体などを素材とした合成木材や通常の木材に比べて熱伝導率が数倍高く、耐摩耗性や耐衝撃性も有する。従って、補強層としてＦＲＰ樹脂材を被覆することにより、ヒータの発する熱が効率良くまくら木表面に伝導され、しかも、タイプレートなどによるまくら木の損傷を抑えることができる。
ＦＲＰ樹脂（発泡体を除く）は、ロービングクロスやマットに硬化樹脂を含侵させたものであり、硬化樹脂には不飽和ポリエステル樹脂やエポキシ樹脂などが推奨される。例えば、補強層としてガラスマットとガラスロービングを交互に積層した樹脂層を用いることができる。このような樹脂層を合成木材などの表面に被覆すると、樹脂層は合成木材表面に強固に一体化して接合される。これにより、所謂「あおり現象」によるまくら木の上下振動が生じても、まくら木の摩耗や横割れの発生を効果的に抑えることができる。
【００１４】
前記本発明では、補強層の上に更に補強部材を設ける。
この構成によれば、ヒータから発せられた熱が補強層全体に伝導され、この補強層により補強部材を全面加熱することができ、しかも、タイプレートによる摩耗や衝撃によるまくら木の損傷を一層抑えることができる。
また、補強部材を接合することにより、補強層によってまくら木と補強部材とが強固に一体化されるので、まくら木の長手方向への曲げ剛性が向上すると共に横割れが防止される。
【００１５】
補強部材は繊維強化硬質合成樹脂発泡体を素材とした合成木材または弾性を有するゴム材のいずれかで成する。
補強部材を合成木材で成する場合、合成木材に含まれる繊維方向が各部材の長手方向となるようにするのが良い。則ち、まくら木にかかる応力は、主としてレールを支点とする曲げモーメントに起因するものであり、まくら木の長手方向への高い曲げ剛性（ＥＩ）が要求される。
従って、合成木材の繊維方向を補強部材の長手方向へ合わせたものや、或いは、繊維方向の異なる合成木材を積層したものが好適であり、一層軽量で高強度のまくら木とすることができる。
【００１６】
前記本発明において、ヒータが保護管に収納された構成とすることができる。
例えば、保護管として円筒金属管を用いた構成では、線状ヒータの発熱が熱伝導率の高い保護管を介して伝導されるので、局部的にまくら木が加熱されることが一層低減される。
また、保護管によってヒータ自体が保護されるので、タイプレートなどによる振動や衝撃によるヒータの損傷が一層防止される。
保護管は手で容易に折曲できる程度の硬度のものが良く、前記したヒータ溝が湾曲している場合でもヒータ溝に沿って湾曲させて収納可能である。
【００１７】
前記本発明において、まくら木は繊維強化硬質合成樹脂発泡体を素材とした合成木材で成するのが好ましい。
則ち、紫外線劣化を受けないガラス繊維強化プラスチック発泡体の板材で成されたまくら木であれば、耐久性、加工性が向上すると共に軽量化を実現できる。さらに好ましくは、まくら木を構成する板材は、長手方向に向けて埋設した長繊維で補強した樹脂（これを「合成木材」という）により形成することができ、より好ましくはガラス長繊維を長手方向に引き揃えて埋設した熱硬化性樹脂発泡体により形成することができる。また、上記合成木材単体からなる板材によってまくら木を構成してもよいが、合成木材や樹脂発泡体などからなる板材を上下に積層してなる複合材によりまくら木を形成することもできる。なお、合成木材の密度は、一般的には５００〜１０００ｋｇ／ｍ3（０．５〜１．０ｇ／ｃｍ3）であり、補強材である長繊維の含有量は４０〜６０重量％程度のものとすることができる。長繊維としては、無機質、有機質のいずれを使用してもよいが、ガラス繊維を使用することが好ましい。熱硬化性樹脂発泡体としては、硬質ポリウレタン樹脂や硬質ポリエステル樹脂を好適に使用できる。
【００１８】
発泡樹脂の種類としては、例えば、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ビニルエステル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、フェノール樹脂などの熱硬化樹脂であって硬質のものが好適に使用される。尚、発泡樹脂中に、圧縮強度の向上や低コスト化を図るために、炭酸カルシウム、石膏、タルク、水酸化アルミニウム、クレーなどの無機充填材や、シラスバルーン、パーライト、ガラスバルーン等の軽量骨材が添加されても良い。板材の硬質合成樹脂発泡材を補強する繊維としては、例えば、ガラス繊維、炭素繊維、金属繊維、セラミック繊維などの無機質繊維や、芳香族ポリアミド繊維等の合成繊維や天然繊維等の有機質繊維の何れかであればよいが、強度や経済性の面からガラス繊維が適している。繊維の形態は、ヤーン、クロス、ロービング、ロービングクロス、クロスマット等の長繊維形態のものが好適であり、必要に応じてチップ、ミドルファイバー等の短繊維やシラスバルーン等の中空充填材を併用しても良い。ガラス繊維としては、ガラスロービング、ガラスロービングクロス、ガラスマット、コンティニュアスストランドマット等の形態のものが挙げられる。この繊維は単独で使用しても良いし、２層以上積層して使用しても良く、また、長繊維と短繊維を混ぜて使用しても良い。最も好適な材料としては硬質ウレタン樹脂を長手方向へ引き揃えられたガラス長繊維で補強した発泡体である（例えば、商品名「エスロンネオランバー  ＦＦＵ」積水化学工業株式会社製）。
【００１９】
【実施例】
以下に、図面を参照して本発明の実施例を説明する。
（実施例１）
図１〜図３は、本実施例の融雪まくら木の構造を製造工程の順を追って示したものである。
則ち、図１（ａ）は本実施例の融雪まくら木を製造するための第１工程を示す平面図、同図（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ矢視断面図、図２（ａ）は第２工程を示す平面図、同図（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ矢視断面図、図３（ａ）は最終工程を示す側面図、同図（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ矢視断面図、同図（ｃ）は同図（ａ），（ｂ）の変形例の断面図である。また、図４は本実施例の融雪まくら木１の平面図を示している。
【００２０】
本実施例では、融雪まくら木のベースとなるまくら木１０にガラス長繊維強化硬質合成樹脂発泡体を素材とした合成木材で成したものを用いている。この合成木材は発泡体であるために断熱効果が高く熱伝導性は後述するＦＲＰ樹脂材に比べて極めて低いものである。
第１工程では、図１に示すように、まくら木１０の上面（レール固定側表面）１０ａに長手方向へ向けて全長に渡って複数のヒータ溝１２を直線状に彫る。
ヒータ溝１２は断面が略Ｕ字形状であり、後述する長尺コード状のヒータをヒータ溝１２に埋設させたときに、ヒータがまくら木表面から突出しない深さとしている。
また、ヒータ溝１２は基本的に直線状に設けるが、レールを支持するためにまくら木１０に固定されるタイプレート２０の下孔１１を避けるように部分的に曲線形状を持たせている。
【００２１】
第２工程では、図２に示すように、各ヒータ溝１２に長尺コード状のヒータ１３を埋設する。
ヒータ１３は可撓性を有するゴム製保護層に覆われて一体的に成された汎用のものを用いており、ヒータ溝１２の曲線に応じて湾曲させて埋設することが可能である。
また、ヒータ１３から導出されるリード線１３ａはヒータ１３の両側に導出されるタイプを用いている。
【００２２】
最終工程では、図３に示すように、まくら木１０の上面１０ａにＦＲＰ樹脂材を用いた補強層１４を所定の厚さで被覆することにより融雪まくら木１が完成する。このＦＲＰ樹脂材はまくら木１０本体を形成する合成木材に比べて数倍の熱伝導率を有する。
ＦＲＰ樹脂材には、ガラスマットとガラスロービングを交互に積層した樹脂層に不飽和ポリエステル樹脂を硬化樹脂として含侵させたものを用いている。このＦＲＰ樹脂材をまくら木１０の上面に被覆して補強層１４を形成する場合、ヒータ１３が埋設されたヒータ溝１２の中に充分樹脂材が回り込むように充填する。これにより、ヒータ１３で発せられた熱がヒータ溝１２の内部で蓄積されることなく補強層１４を介してまくら木１０の上面側に効率良く伝導させることが可能である。
また、図３（ｃ）に示すように、補強層１４をまくら木１０の上面から側面まで巻き込むようにして被覆しても良い。これにより、補強層１４を介してバラスト側へ熱が伝導され、バラスト側の融雪効果を奏する。
【００２３】
このようにして成された本実施例の融雪まくら木１は、図４に示すように、まくら木１の長手両端部からヒータ１３のリード線１３ａが導出された形状であり、供給電源（不図示）に応じて各リード線１３ａを直列あるいは並列などに接続して電源供給が行われる。
この融雪まくら木１によれば、簡単な構造であるにも拘わらず、ヒータ１３の熱を補強層１４によって効果的にまくら木１の表面に伝導させることができ、雪や氷を効率良く融解させることが可能である。
また、ヒータ１３がまくら木１の略表面全面に渡って設けられるので、ヒータ１３の発生熱量とまくら木１の熱容量とのバランスが良く短時間で効率の良い加熱を行うことが可能である。
また、レールやまくら木の周囲に突出物がなく、まくら木１の側面からリード線１３ａが導出されるだけなので保線作業に支障を来すことがない。
更に、ＦＲＰ樹脂材を用いた補強層１４を合成木材で成るまくら木１０の表面に被覆することにより、ＦＲＰ樹脂材が合成木材の表面に強固に一体化して接合される。これにより、所謂「あおり現象」に伴うタイプレートによる摩耗やまくら木の横割れの発生を効果的に抑えることができる。
【００２４】
本実施例では、図４に示すように融雪まくら木１の長手両端部からヒータ１３のリード線１３ａを導出する構成としている。しかし、リード線１３ａが一端から導出されるタイプのヒータ１３を用いれば、ヒータ１３へ電力供給を行う敷設配線をまくら木１の片側に集中させることができ、敷設が容易で保線作業への支障を低減できる。
【００２５】
（実施例２）
前記実施例１では、ヒータ溝１２へ収納するヒータ１３は、可撓性を有するゴム製保護層に覆われて一体的に成された汎用タイプのものを用いた。
しかし、このような構成に限らず、例えば、ヒータ１３と、このヒータ１３を収納する円筒形の保護管とを用いた構成を採ることも可能である。
則ち、前記図１に示したヒータ溝１２に、可撓性を有するナイロン製やテフロン製の円筒形保護管を埋設し、この上からＦＲＰ樹脂材を用いた補強層１４を被覆する構成を採ることができる。
【００２６】
この構成では、ヒータ１３を予め円筒形保護管の内部に挿入した状態でヒータ溝１２へ収容し補強層１４を被覆しても良く、また、ヒータ溝１２へ円筒形保護管を収容し補強層１４を被覆した後に、ヒータ１３を円筒形保護管の内部へ挿入しても良い。
この構成によれば、ヒータ１３をまくら木１０（円筒形保護管）から着脱自在であり、ヒータ１３の点検、交換などのメンテナンスが容易である。
【００２７】
（実施例３）
図５（ａ）は本発明に関連する融雪まくら木２の側面図、同図（ｂ）は（ａ）のＤ−Ｄ矢視断面図を示したものである。
融雪まくら木２は、図３および図４で示した融雪まくら木１の被覆層１４の上に弾性を有するゴム材を用いた補強部材１５を接合した構成とされており、他の同一構成部分には同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
補強部材１５に用いるゴム材は、耐摩耗性を有する単層板状の硬質ゴムシートを用いているが、このような硬質ゴムシートを積層させて用いることも可能である。
この融雪まくら木２によれば、硬質ゴムシートを用いた補強部材１５によってタイプレート（不図示）による摩耗を効果的に抑制することができ、耐久性を向上させることができる。
【００２８】
（実施例４）
図６（ａ）は本発明の別の実施例に係る融雪まくら木３の側面図、同図（ｂ）は（ａ）のＥ−Ｅ矢視断面図を示したものである。
融雪まくら木３は、図３および図４で示した融雪まくら木１の被覆層１４の上にガラス長繊維強化硬質合成樹脂発泡体を素材とする合成木材を用いた補強部材１６を接合した構成とされており、他の同一構成部分には同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
補強部材１６を被覆層１４の上に接合する場合、被覆層１４が硬化する前に補強部材１６を覆い被せて圧接硬化させるのが好ましい。これにより、被覆層１４が下部のまくら木１０および上部の補強部材１６に対して強固に一体的に固着し、融雪まくら木３の横割れなどが防止され耐久性が一段と向上する。
【００２９】
ところで、前記実施形態１〜４では、まくら木１０の長手全長に渡って複数のヒータ溝１２を配列した構成であったが、本発明はこのような構成に限定されるものではない。
例えば、図７（ａ）に示すように、まくら木１０の上面に、屈曲させた１本のヒータ溝１２を配した構成を採ることができる。則ち、この例では、まくら木１０の両端部（図の矢印の位置）に通じる１本のヒータ溝１２を設けている。
また、図７（ｂ）に示すように、１本のヒータ溝１２を配する構成は同一であるが、ヒータ溝１２の両端がまくら木１０の一方の端部（図の矢印の位置）に通じる構成とすることもできる。
このように、ヒータ溝１２を屈曲させた構成であれば、内部に長尺の１本のヒータ１３を収納すれば良く、ヒータ１３への給電線の接続を容易に行うことが可能となる。
【００３０】
【発明の効果】
本発明によれば、簡単な構造によってまくら木全体を加熱することができるので、既設のまくら木に融雪対策を施したものに比べて安価であり、供給電力に対する効率を向上させた効率の良い融雪を行うことができると共に、耐久性も向上する。
また、まくら木の側面からヒータのリード線が導出されるだけなので保線作業などに支障を来すことがなく作業性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】  （ａ）は本発明の実施例に係る融雪まくら木の第１製造工程を示す平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ矢視断面図である。
【図２】  （ａ）は融雪まくら木の第２製造工程を示す平面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ矢視断面図である。
【図３】  （ａ）は融雪まくら木の最終製造工程を示す側面図、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ矢視断面図、（ｃ）は変形例を示す断面図である。
【図４】  図３に示す融雪まくら木の外観を示す平面図である。
【図５】  （ａ）は本発明に関連する融雪まくら木の外観を示す側面図、（ｂ）は（ａ）のＤ−Ｄ矢視断面図である。
【図６】  （ａ）は本発明の更に別の実施例に係る融雪まくら木の外観を示す側面図、（ｂ）は（ａ）のＥ−Ｅ矢視断面図である。
【図７】  （ａ），（ｂ）は、ヒータ溝の構成が異なる実施例を示す平面図である。
【図８】  従来の融雪対策を示す断面図である。
【図９】  従来の別の融雪対策を示す平面図である。
【図１０】  従来の別の融雪対策を示す断面図である。
【符号の説明】
１０    まくら木
１０ａ  レール固定側表面
１３    ヒータ
１４    補強層
１，２，３      融雪まくら木
１２    ヒータ溝
１５    補強部材（硬質ゴムシート）
１６    補強部材（合成木材）
【図１】
0004813673.tif 000002
【図２】
0004813673.tif 000003
【図３】
0004813673.tif 000004
【図４】
0004813673.tif 000005
【図５】
0004813673.tif 000006
【図６】
0004813673.tif 000007
【図７】
0004813673.tif 000008
【図８】
0004813673.tif 000009
【図９】
0004813673.tif 000010
【図１０】
0004813673.tif 000011