(57)【要約】【課題】  鉄道踏切板の表面に付着した氷雪を、良好なエネルギー効率で溶かすことができる氷雪融解装置を提供すること。【解決手段】  鉄道踏切板１０は、複数のモジュール１２（１４）を組合せて構成される。１つのモジュール１２は、樹脂製ベース１６、金属製伝熱板１８及びゴム製舗装板２０を備えている。ベース１６は、表面側に開口する断面矩形溝２８を備えている。溝２８には、その溝２８に沿って金属製ガイド３０挿入される。金属製ガイド３０には、媒体輸送管３４が挿入される。媒体輸送管３４は弾性変形し、金属製ガイド３０の内壁に密着する。金属製伝熱板１８は金属製ガイド３０の水平翼部３２の上に載置される。伝熱板１８は、媒体輸送管３４を圧縮変形させる。伝熱板１８の表面側には、舗装板２０が固着される。加熱された媒体の熱量は、媒体輸送管３４、金属製ガイド３０、伝熱板１８を介して、舗装板２０に伝導する。【選択図】  図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
レールに隣接して敷設され、表面側に開口する溝を備えたベース；
前記ベースの溝に取り付けられて、表面側に開口する金属製ガイド；
前記金属製ガイドに挿入された熱源体；
前記ベースの表面側に配置され、前記金属製ガイドに当接する金属製伝熱板；及び、
前記伝熱板の表面側に配置され、前記ベースに固着された舗装板；
とを備えた、鉄道踏切板の氷雪融解装置。
【請求項２】
熱源体が電熱線であり、前記電熱線を通電する電力供給源を備えている、請求項１記載の氷雪融解装置。
【請求項３】
熱源体が媒体輸送管であり、前記媒体輸送管を流通する流体を加熱する媒体加熱装置と、前記媒体輸送管に流体を送出する媒体送出装置とを備えている、請求項１記載の氷雪融解装置。
【請求項４】
前記熱源体が弾性を備えており、前記金属製ガイドに前記熱源体が圧入される、請求項２又は請求項３に記載の氷雪融解装置。
【請求項５】
前記熱源体が弾性を備えており、前記金属製ガイドと前記伝熱板との間で前記熱源体が挟圧される、請求項２乃至請求項４のいずれかに記載の氷雪融解装置。
【請求項６】
前記伝熱板が、前記舗装板の裏面の略全面に広がっている、請求項１乃至５のいずれかに記載の鉄道踏切板の氷雪融解装置。
【請求項７】
前記金属製ガイドが、ベースの表面において、前記溝から横方向に広がる水平翼部を備え、当該水平翼部が前記伝熱板に当接する、請求項１乃至６のいずれかに記載の鉄道踏切板の氷雪融解装置。
【請求項８】
前記水平翼部によって、前記ベースと前記伝熱板との間に隙間が形成されている、請求項７記載の鉄道踏切板の氷雪融解装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉄道踏切板に付着する氷雪を溶かして、人や車両の通行の安全を図るために案出された、鉄道踏切板の氷雪融解装置に関する。より詳細には、本発明は、熱源体から鉄道踏切板の表面に熱を供給し、鉄道踏切板に付着した氷雪を溶かすための、鉄道踏切板の氷雪融解装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
寒冷地では、鉄道踏切板への降雪が凍結し、鉄道踏切板通行時に人が転倒したり車両がスリップしたりすることがある。このような寒冷地では、人や車両の通行の安全を図るため、鉄道踏切板に付着した氷雪を何らかの手段によって、融解することが行われている。
１つの手段として、ニクロム線等の熱源体を通電し、鉄道踏切板を加熱する方法がある。他の手段として、鉄道踏切板内に熱流体を流通させ、鉄道踏切板を加熱する方法がある。
【特許文献１】特開平８−７４２０４号公報  (段落番号００１６，図１）
【特許文献２】特開平１１−２９９０３号公報  （段落番号００１１、図１）
【０００３】
特開平８−７４２０４号公報(特許文献１)に開示された装置は、ゴム製の下層パネルとゴム製の上層パネルの間に管体が配置された構造となっている。管体内には、外部から熱流体が送られる。管体の熱流体はパネルを加熱し、これにより、上層パネルに付着した氷雪が溶かされる。
【０００４】
特開平１１−２９９０３号公報（特許文献２）に開示された装置は、下層の合成樹脂製断熱板と上層のコンクリート板の間にヒートパイプが配置された構造となっている。ヒートパイプ内には、熱源パイプが挿入され、ヒートパイプと熱源パイプとの間に熱媒体流体が封入されている。熱源パイプには外部から湯や油が送られる。そして、湯等の熱量を利用し、上層のコンクリートパネルに付着した氷雪が溶かされる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上記の従来の手段及び装置では、管体又はヒートパイプが、鉄道踏切板に埋設されているにすぎない。従来の手段及び装置は、伝熱の３形態である伝導伝熱、対流伝熱、放射伝熱のうち、伝導伝熱を利用するが、伝導伝熱による熱量が熱源体から放射状に分散してしまう。すなわち、敷設面側にも熱が伝導し、熱源体の熱量が氷雪を溶かすために利用されず、エネルギーが無駄に消費されるという問題がある。
【０００６】
本発明の目的は、鉄道踏切板の表面に付着した氷雪を、良好なエネルギー効率で溶かすことができる氷雪融解装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
そこで、本発明は、レールに隣接して敷設され、表面側に開口する溝を備えたベースと、
前記ベースの溝に取り付けられて、表面側に開口する金属製ガイドと、
前記金属製ガイドに挿入された熱源体と、
前記ベースの表面側に配置され、前記金属製ガイドに当接する金属製伝熱板と、
前記伝熱板の表面側に配置され、前記ベースに固着された舗装板とを備えた鉄道踏切板の氷雪融解装置により前記課題を解決した。
【０００８】
鉄道踏切板のベースは、樹脂製又はコンクリート製のように従来から採用されている材質からなる。このベースは、表面側に開口する溝を備えている。表面側に開口しているのは、後述する金属製ガイドを取り付けることを容易にするためと、表面への熱の伝導を考慮したためである。
溝には金属製ガイドが取り付けられる。金属製ガイドは、溝形状に完全に適合する必要はなく、溝表面との間に隙間があってもよい。金属製ガイドの表面側が開口しているので、金属製ガイドに挿入される熱源体から伝熱板に熱を供給しやすい。
熱源体は、鉄道踏切板内では金属製ガイドに挿入されており、熱源体の熱は金属製ガイドに伝導するとともに伝熱板に伝導する。金属製ガイドに伝導した熱は、伝熱板に伝導する。金属製ガイド及び金属製伝熱板の熱伝導率はベースの熱伝導率よりも大きく、熱源体の熱量は、主として、伝熱板に伝導する。
伝熱板に伝導した熱は、舗装板に伝導する。これにより、伝導伝熱により効率的に熱を舗装板に供給することができ、舗装板に付着した氷雪を溶かすことができる。
【０００９】
熱源体は、例えば、電熱線である。氷雪融解装置は、電熱線を通電する電力供給源を備えている。電熱線を通電することで、伝熱板から舗装板に熱を供給することができる。
【００１０】
また、熱源体は、例えば、鉄道踏切板の外部に設置された媒体加熱装置及び媒体送出装置（以下、「媒体加熱装置等」という。）に接続されている。媒体輸送管内には、媒体加熱装置等から加熱された媒体が送り出される。媒体は、流動性あるもので、例えば、水又は油でもよく、熱容量の大きなその他の流体でもよい。
【００１１】
熱源体が弾性を備えており、熱源体が金属製ガイドに圧入され、熱源体と金属製ガイドが互いに密着することが好ましい。
熱源体の断面と金属製ガイドの断面が一致しない場合は、熱源体と金属製ガイドの伝熱面積は大きくない。そこで、熱源体を弾性変形させて、金属製ガイドに圧入させることで、熱源体と金属製ガイドとの間の伝熱面積は拡大する。伝導伝熱による伝熱量は伝熱面積に比例するので、上記のように構成することで、媒体の持つ熱量を、より効率的に利用することができる。
【００１２】
熱源体が伝熱板によって圧縮変形させられ、媒体輸送管が金属製ガイド及び伝熱板に密着するように構成することが好ましい。
こうすることにより、媒体の熱量は金属製ガイドを介して伝導するだけでなく、媒体の熱量は熱源体から伝熱板に直接伝導する。また、同時に、伝熱板によって熱源体が弾性変形すると、熱源体と伝熱板との間の伝熱面積は拡大する。伝導伝熱による伝熱量は伝熱面積に比例するので、上記のように構成することで、媒体の持つ熱量を、より効率的に利用することができる。
【００１３】
伝熱板が、舗装板の裏面の略全面に広がっていることが好ましい。こうすることにより、伝熱板に伝導した熱量を舗装板まで効率的に伝導することができる。反射的効果として、熱源体の敷設密度を減らし、鉄道踏切板の構造を簡素化することができる。
【００１４】
金属製ガイドが、ベースの表面において、溝から横方向に広がる水平翼部を備え、その水平翼部が伝熱板に当接するように構成することが好ましい。
水平翼部は金属製ガイドと伝熱板との間の伝導面積を拡大させる。熱源体から金属製ガイドに伝導した熱量は、水平翼部を介して大量に伝熱板に伝導する。こうすることにより、媒体の持つ熱量を、より効率的に利用することができる。
【００１５】
水平翼部によって、ベースと伝熱板との間に隙間が形成されていることが好ましい。
ベースと伝熱板との間に隙間が形成されていると、伝熱板からベースへの伝熱が生じにくい。隙間の空気によって対流伝熱等が生じるが、伝熱板に伝導した熱量は専ら舗装板に伝導する。こうすることにより、媒体の持つ熱量を、より効率的に利用することができる。
【発明の効果】
【００１６】
以上のように、本発明は、加熱媒体の熱量を舗装板まで効率的に伝導することにより、良好なエネルギー効率で鉄道踏切板の表面に付着した氷雪を溶かすことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、図面を参照して本発明による鉄道踏切板の氷雪融解装置の一実施形態を説明する。本実施形態では、熱源体として熱流体を利用している。図１は鉄道踏切板の斜視図、図２は一部の構成要素を除去した鉄道踏切板の平面図である。
鉄道踏切板１０は、レール間とレールの外側において、レールＲに隣接して敷設される。鉄道踏切板１０は、人又は車両が通行する本体領域Ａと、当該領域の端部に位置する補助領域Ｂよりなる。本体領域Ａ及び補助領域Ｂは、それぞれモジュール化されており、数種のモジュールを組合せて、１つの鉄道踏切板１０が構成される。
鉄道軌道の構成はおおよそ定まっており、鉄道踏切板１０の構成要素をモジュール化することにより、踏切に応じて逐次設計することなく、鉄道踏切板を構成することができる。
【００１８】
本体領域Ａのモジュールは、基本モジュール１２と端部モジュール１４よりなる。基本モジュール１２を繋ぎ合わせることで、幅広の通行帯を形成することができる。端部モジュール１４は、基本モジュール１２の一端に敷設される。端部モジュール１４は、熱源体の方向を転換する機能を備えている。
端部領域Ｂは、本体領域Ａの両端に敷設される。一方の端部領域Ｂは、本体領域に熱源体を導入する機能を備えている。他方の端部領域Ｂは、必ずしもこのような機能を備えていなくてもよい。
【００１９】
鉄道踏切板１０の外部には、鉄道踏切板１０が敷設される場所に近接して、石油燃料を利用して、熱源体である媒体輸送管に供給される媒体を加熱する媒体加熱装置（図示せず）と、その媒体を送り出す媒体送出装置（図示せず）が設けられている。媒体加熱装置等は、加熱した媒体を媒体輸送管を通じて鉄道踏切板１０に供給するようになっている。
【００２０】
本体領域Ａの１つの基本モジュール１２を例にして、鉄道踏切板１０の詳細な構成を説明する。
モジュール１２は、樹脂製ベース１６、金属製伝熱板１８及びゴム製舗装板２０を備えている。伝熱板１８及び舗装板２０を除いた構成は図２に示され、舗装板２０を除いた構成は図３に示されている。
図４は、舗装板及び伝熱板を除いた鉄道踏切板のモジュールの平面図、図５は、図４のモジュールの５−５線断面図、図６は、ベースの溝に取り付けられた金属製ガイドの拡大断面図である。
ここで図２、図４、図５及び図６を参照する。ベース１６は、鉄道軌道の枕木に固着するための貫通孔２２と、伝熱板１８及び舗装板２０を収納するための凹部２４を備えている。
凹部２４は貫通孔２２の周辺には設けられていない。この理由は、枕木に鉄道踏切板１０を強固に固着する必要があることから、伝熱板１８及び舗装板２０の上からボルト等で鉄道踏切板１０を締結すると、伝熱板１８及び舗装板２０を変形させるからである。
凹部２４の周囲には、モジュール隣接側を除いて壁２６が設けられている。この壁２６によって、凹部２４内において伝熱板１８及び舗装板２０の位置決めができ、異常変位を拘束することができる。
【００２１】
ベース１６は、さらに、表面側に開口する断面矩形溝２８を備えている。溝２８は、凹部２４内に配置されている。溝２８は、直線又は簡単な曲線で構成されている。簡単な曲線とは、例えば、円弧である。これらの溝２８は、凹部２４で均等に分布されていることが好ましい。本実施形態では、溝２８は、隣接モジュールにつながる直線状の溝と、隣接するモジュールにつながる波状の溝（直線と円弧の組合せ）よりなる。
【００２２】
溝２８には、その溝２８に沿って金属製ガイド３０、例えば、熱伝導率の高いアルミニウム製ガイド３０が挿入される。金属製ガイド３０は、溝２８に圧入固定される。
溝２８が直線又は簡単な曲線で構成されているので、直線又は円弧のモジュールを組合せて金属製ガイド３０を構成し、その金属製ガイド３０を１つのベース１６に組み込むことができる。
金属製ガイド３０は、溝２８の断面に実質的に一致する矩形断面をしている。溝２８が断面半円形であれば、金属製ガイドもその断面形状に一致する断面形状を採用することが好ましい。
金属製ガイド３０は、表面側に開口を有しており、幅方向に水平翼部３２を備えている。この水平翼部３２は、伝熱板１８への伝熱面積を拡大するために設けられている。
【００２３】
それぞれのモジュールの金属製ガイド３０には、一連の媒体輸送管３４が挿入される。媒体輸送管３４は、媒体加熱装置等に接続されており、鉄道踏切板１０内に循環配置されている。
媒体輸送管３４は、市場で入手容易な管であり、例えば、弾性変形容易なゴム製の円形の中空管である。金属製ガイド３０の内側形状と媒体輸送管３４の外側形状については、金属製ガイド３０の幅及び深さより媒体輸送管３４の直径の方が大きい。媒体輸送管３４が金属製ガイド３０内に挿入されると、媒体輸送管３４は弾性変形し、金属製ガイド３０の内壁に密着する。このように構成することで、金属製ガイド３０と媒体輸送管３４との間の伝熱面積を拡大することができる。
【００２４】
金属製ガイド３０に媒体輸送管３４が挿入された後、金属製伝熱板１８、例えば、金属製ガイド３０と同材質のアルミニウム製伝熱板１８が凹部２４の全域を覆うようにベース１６に固着される。なお、金属製伝熱板１８にゴム製舗装板２０を焼き付けて、これらが一体に構成される場合もある。また、伝熱板１８と舗装板２０が一度にベース１６に固着される場合もある。
伝熱板１８は、金属製ガイド３０の水平翼部３２の上に載置される。伝熱板１８とベース１６との間には、水平翼部３２によって隙間が存在する。したがって、隙間が形成された形態では、伝導伝熱は、金属製ガイド３０と伝熱板１８との間でのみ生じ、ベース１６と伝熱板１８との間では生じない。これによって、伝熱板１８に伝導した熱は、舗装板２０に集中的に伝導する。
また、伝熱板１８は、媒体輸送管３４を圧縮変形させる。これによって、媒体輸送管３４は、金属製ガイド３０の内面と伝熱板１８の裏面に圧着され、伝熱面積を拡大させる。
【００２５】
伝熱板１８の表面側には、全面を覆うように舗装板２０が固着される。舗装板２０は、表面側において、滑り止めのための凹凸を備えている。舗装板２０は、裏面側において、伝熱板１８の伝熱面積が大きくなるように平坦に形成されている。
【００２６】
図７は、溝２８周辺の要部断面図である。同図に示されるように、媒体輸送管３４は、金属製ガイド３０内で圧縮変形させられ、金属製ガイド３０の底面及び側面、並びに、伝熱板１８の裏面に密着する。
そこで、媒体加熱装置等によって、媒体輸送管３４内に加熱された媒体を送出すると、媒体の熱量は、媒体輸送管３４を介して、主として金属製ガイド３０に、部分的に伝熱板１８に伝導する。金属製ガイド３０に伝導した熱量は、ベース１６と伝熱板１８の熱伝導率の相違から、専ら、伝熱板１８に伝導する。
伝熱板１８に伝導した熱量は、凹部２４全面に広がろうとする。その後、伝熱板１８の熱量は、隙間なく接する舗装板２０に伝導する。このように、媒体の熱量は、媒体輸送管３４、金属製ガイド３０、伝熱板１８を介して、舗装板２０に伝導する。
【００２７】
図８乃至図１０は、本発明による鉄道踏切板の氷雪融解装置の他の実施形態を示している。本実施形態の氷雪融解装置は、熱源体として熱流体を利用している。ベース、伝熱板及び舗装板の構成は、上記実施形態と実質的に同じである。
本実施形態の氷雪融解装置は、装置外部に電力供給源を備えている。この電力供給源によって電熱線に通電が行われる。
図８は、上記実施形態の図６に対応する図であり、樹脂製ベース５０は、鉄道踏切板の表面側に開口する断面矩形溝５２を備えている。溝５２は、ベース５０の表面側で均等に配置されていることが好ましい。本実施形態では、熱源体として電熱線を利用しているため、溝５２のレイアウトの自由度が高い。
【００２８】
溝５２には、その溝５２に沿ってアルミニウム製ガイド５４が挿入される。ガイド５４は、ベース５０より熱伝導率が高い材料からなる。アルミニウム製ガイド５４は、溝５２の断面に実質的に一致する矩形断面をしている。アルミニウム製ガイド５４は、表面側に開口を有しており、幅方向に水平翼部５６を備えている。この水平翼部５６は、伝熱板５８への伝熱面積を拡大するために設けられている。
【００２９】
アルミニウム製ガイド５４には、電熱線６０が圧入される。電熱線６０は、それ自体に弾性があり、アルミニウム製ガイド５４の幅及び深さより僅かに大きくなっている。図９に示されるように、電熱線６０が金属製ガイド５４内に挿入されると、電熱線６０は弾性変形し、アルミニウム製ガイド５４の内壁に密着する。このように構成することで、アルミニウム製ガイド５４と電熱線６０との間の伝熱面積を拡大することができる。
【００３０】
図１０に示されるように、アルミニウム製ガイド５４に電熱線６０が挿入された後、アルミニウム製伝熱板５８がベース５０に固着される。なお、上記実施形態と同様に、アルミニウム製伝熱板５８にゴム製舗装板６２を焼き付けて、これらが一体に構成される場合もある。また、伝熱板５８と舗装板６２が一度にベース５０に固着される場合もある。
伝熱板５８は、アルミニウム製ガイド５４の水平翼部５６の上に載置される。伝熱板５８とベース５０との間には、水平翼部５６によって隙間が存在する。したがって、伝導伝熱は、アルミニウム製ガイド５４と伝熱板５８との間でのみ生じ、ベース５０と伝熱板５８との間では生じない。これによって、伝熱板５８に伝導した熱は、舗装板６２に集中的に伝導する。なお、水平翼部５６が、ベース５０の溝５２に沿って形成された凹みに嵌合していてもよい。
また、伝熱板５８は、ベース５０に固着されたとき、電熱線６０を圧縮変形させる。これによって、電熱線６０は、アルミニウム製ガイド５４の内面と伝熱板５８の裏面に圧着され、伝熱面積を拡大させる。伝熱板５８の表面側には、全面を覆うように舗装板６２が固着される。
【００３１】
電熱線６０を通電すると、電熱線６０の熱は、アルミニウム製ガイド５４と伝熱板５８に伝導する。アルミニウム製ガイド５４の熱は、伝熱板５８に伝導する。そして、伝熱板５８に伝導した熱は、舗装板２０に伝導する。このように、電熱線６０の熱は舗装板２０に伝導し、その表面に氷雪が付着しているときには、電熱線６０の熱によってその氷雪が融解する。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明による鉄道踏切板の一部の斜視図。
【図２】舗装板及び伝熱板を除いた鉄道踏切板の平面図。
【図３】舗装板を除いた鉄道踏切板の斜視図。
【図４】舗装板及び伝熱板を除いた鉄道踏切板のモジュールの平面図。
【図５】図４のモジュールの５−５線断面図。
【図６】ベースの溝に取り付けられた金属製ガイドの拡大断面図。
【図７】媒体輸送管が挿入された状態の鉄道踏切板の部分断面図。
【図８】本発明による他の実施形態の鉄道踏切板を示し、ベース、その溝に取り付けられた金属製ガイド、及び、電熱線の拡大断面図。
【図９】溝に電熱線圧入後のベース、伝熱板及び舗装板の断面図。
【図１０】舗装板固着後の鉄道踏切板の断面図。
【符号の説明】
【００３３】
Ａ    本体領域
Ｂ    補助領域
Ｒ    レール
１０  鉄道踏切板
１２  基本モジュール
１４  端部モジュール
１６  樹脂製ベース
１８  金属製伝熱板
２０  ゴム製舗装板
２２  貫通孔
２４  凹部
２６  壁
２８  断面矩形溝
３０  金属製ガイド
３２  水平翼部
３４  媒体輸送管
【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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【図９】
2005264568.tif 000011
【図１０】
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