(57)【要約】【課題】レール方向の端部が傾斜状であるまくら木について、いずれの位置に荷重が加わっても、強度が高いまくら木を提供する。【解決手段】本発明のまくら木１は、第１の層であるＡ層４１及びＣ層４３と、第２の層であるＢ層４２が設けられている。そして、Ａ層４１及びＣ層４３には、レール方向に対して略直角方向に繊維が配向し、両方のレールを支えるように配置されている直角配向部４５と、傾斜端部３３の方向に対して平行に繊維が配向する傾斜配向部４６とが設けられている。Ｂ層４２には繊維方向の傾斜角度が傾斜配向部４６の繊維方向の傾斜角度より小さい小傾斜配向部４７が設けられている。そして、Ｂ層４２の小傾斜配向部４７は、直角配向部４５と傾斜配向部４６との境界を含むように配置している。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
２本のレールの中心線に対して非対称であって、レールの全幅に渡っている全幅部を有し、前記全幅部から端部までのレールを支える長さが２本のレールの間で異なって長支持部と短支持部とを有するまくら木であって、ほぼ一方向に配向しているガラス繊維により強化した樹脂を用いて形成される本体部を有し、前記本体部は上下方向に複数の層が重ねられて形成され、前記層は所定の範囲の繊維が任意の方向に配向するように形成されるものであり、前記本体部には第１の層及び第２の層を有し、前記第１の層及び第２の層は以下の全ての条件を満たすことを特徴とするまくら木。
１）前記第１の層には、レール方向に対して略直角方向に繊維が配向する直角配向部と、前記直角配向部の方向に対して傾斜する方向に繊維が配向する傾斜配向部とが設けられている。
２）傾斜配向部は、短支持部側から長支持部の全幅部とは反対側の端部に向かう方向である。
３）前記直角配向部は全幅部付近に設けられ、前記傾斜配向部は他の部分に設けられている。
４）前記第２の層には小傾斜配向部が設けられており、前記小傾斜配向部の繊維方向の傾斜角度は、前記傾斜配向部の繊維方向の傾斜角度より小さい。
５）前記第２の層の小傾斜配向部は、前記直角配向部と前記傾斜配向部との境界を含むように配置している。
【請求項２】
レール方向の両端又は一端が傾斜する傾斜端部を有し、２本のレールを支えるように設置することができるまくら木であって、ほぼ一方向に配向しているガラス繊維により強化した樹脂を用いて形成される本体部を有し、前記本体部は上下方向に複数の層が重ねられて形成され、前記層は所定の範囲の繊維が任意の方向に配向するように形成されるものであり、前記本体部には第１の層及び第２の層を有し、前記第１の層及び第２の層は以下の全ての条件を満たすことを特徴とするまくら木。
１）前記第１の層には、レール方向に対して略直角方向に繊維が配向する直角配向部と、前記傾斜端部の方向に対して平行に繊維が配向する傾斜配向部とが設けられている。
２）前記直角配向部は、レールの全幅に渡るように配置されている。
３）前記傾斜配向部は、傾斜端部側に設けられている。
４）前記第２の層には小傾斜配向部が設けられており、前記小傾斜配向部の繊維方向の傾斜角度は、前記傾斜配向部の繊維方向の傾斜角度より小さい。
５）前記第２の層の小傾斜配向部は、前記直角配向部と前記傾斜配向部との境界を含むように配置している。
【請求項３】
前記第１の層は複数設けられており、前記第１の層同士の間に前記第２の層が位置していることを特徴とする請求項１又は２に記載のまくら木。
【請求項４】
前記小傾斜配向部の繊維の傾斜角度は、前記傾斜配向部の傾斜角度の１／４〜３／４であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のまくら木。
【請求項５】
前記本体部には第３の層が設けられ、前記第３の層の繊維の方向は、レール方向に対して略直角方向であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のまくら木。
【請求項６】
本体部の上側表面又は下側表面には補強板が設けられ、前記補強板はほぼ一方向に配向している繊維により強化した樹脂により形成され、前記補強板の繊維の方向はレール方向に略平行となるように設けられていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のまくら木。
【請求項７】
レール方向の両端又は一端が、レールに垂直方向に対して傾斜する傾斜端部を有し、ほぼ一方向に配向しているガラス繊維により強化した樹脂を用いて形成される本体部と補強板を有するまくら木であって、
前記本体部の繊維の方向はレール方向に対して垂直方向であり、前記補強板の繊維の方向はレール方向に対して平行であり、前記補強板は本体部の上側又は下側であって、レール及びまくら木を支えるまくら木支持材に接触しない位置で連結されていることを特徴とするまくら木。
【請求項８】
前記補強板の繊維はガラス繊維であることを特徴とする請求項６又は７に記載のまくら木。
【請求項９】
繊維により強化した樹脂である補強層が設けられ、前記補強層は本体部の上側表面及び下側表面のいずれか一方又は両方の全面を覆うものであることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載のまくら木。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レール方向の端部が傾斜し、橋などに用いられるまくら木に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に用いられるまくら木は長尺状であり、レール方向に対して長尺方向を垂直に配置し、各まくら木が２本のレールと締結されている。
そして、レール上を列車が通過する場合には、両側の車輪から受ける力をそれぞれのレールを介して同じまくら木が受ける。
【０００３】
橋にレールが敷設されている場合、上記のようにまくら木を敷設すると、橋の端部でまくら木を設置できない部分が発生する。
例えば、図１２に示されるように、レールの方向に対して橋の端部が傾斜しているなどの場合には、まくら木の端部を傾斜させた傾斜状ものを用いている。
【０００４】
また、この出願の発明に関連する先行技術文献情報として次のものがある。
【０００５】
【特許文献１】
特開平２０００−２９０９０１号公報
【０００６】
特許文献１には、「レールとの交差方向の少なくとも一辺がレールに対して傾斜するような形状からなり、且つ該まくらぎ本体は繊維強化硬質合成樹脂発泡体からなる板材より構成されているまくら木。」が記載されている。さらに、「複数の板材より構成され、少なくとも一つの板材は、その繊維方向が他の板材の繊維方向と異なるように設けられているまくら木。」が記載されている。
【０００７】
そして、特許文献１に記載のまくら木では、橋の端部などに使用でき、曲げ剛性などの強度が優れるものである。ここで、曲げ剛性とは、曲げヤング係数（Ｅ）に断面二次モーメント（Ｉ）を乗じたものであり、曲げ剛性の大きさによって、荷重を受けた際のたわみ量が異なるものである。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
図１２は、特に陸部７０の境界部７０ａがレール１３の方向に対して傾斜している橋に、特許文献１に記載のまくら木を用いてレール１３を敷設したものであり、橋の端部のレール１３付近を示したものである。そして、レール１３は、まくら木１０上に設けられており、図示しない締結部により連結されている。また、まくら木１０は、橋の鉄桁などのまくら木支持材７１の上側に載置されている。
まくら木１０には、通常の長尺状のまくら木７２と橋の端部に位置する台形状のまくら木１００があり、台形状のまくら木１００は橋の端部に位置し、境界部７０ａの傾斜と同様の傾斜を持つ傾斜端部３３を有している。
【０００９】
そして、レール１３上を列車が通過したときの、まくら木１００に力が加わる状態は、通常のまくら木７２の場合と比較して異なるものである。
このことを図１３を用いて説明する。列車の車輪が、傾斜端部３３とは反対側の垂直端部３５付近であるＸ地点付近に位置すると、主に垂直端部３５側で力を受けることとなり、まくら木１００に発生する曲げモーメントは、傾斜端部３３側に比べて垂直端部３５側が大きくなる。図１４はＸ地点付近のレール方向に垂直方向の断面を示したものであるが、Ｘ地点付近は、両側共に橋上でありまくら木１００は２本のまくら木支持材７１に支えられ、両持ちのはり状となるので、通常のまくら木７２の上に列車の車輪が位置したときの荷重の受け方に近い。
【００１０】
これに対し、列車の車輪が傾斜端部３３付近であるＹ地点付近に位置した場合には、まくらぎ１００の荷重の受け方はＸ地点付近の場合と異なる。
Ｙ地点付近では、一方の車輪（まくら木１００の短辺部３２側）は陸部７０側で支えられ、他方の車輪（まくら木１００の長辺部３１側）はまくら木１００により支えらている。したがって、列車の車輪がＹ地点付近に位置すると、まくら木１００は他方の車輪からの力だけを支えることとなる。
そして、Ｙ地点付近のレール方向に垂直方向の断面を示した図１５に示されるように、レール方向に垂直方向では片持ちはり状となって、矢印の示す方向に曲げを受けるので、列車の重力などの下向きにかかる力により支えることのできる荷重が小さい。まくら木１００はまくら木支持材７１により支えられているが、特に、まくら木支持材７１の間隔が、レール１３同士の間隔の差が大きいと曲げモーメントが大きくなり支えることが出来る力は小さくなる。
また、列車の横揺れなどにより、車輪からレール１３に対して水平外側方向に向かって力が加わると、まくら木１００はレール１３を拡幅する方向に力を受けるが、これを妨げるようにするには、反対側のレール１３と接続している部分に向かって荷重を負担させることができることが望ましい。
【００１１】
特許文献１に記載のまくら木では、繊維強化硬質合成樹脂発泡体を用いている。そして、このような繊維強化材料では、繊維方向の圧縮・引張や、繊維を横断する方向のせん断や、繊維を曲げるような方向に曲げる力が加わる場合には強度が高い。一方、繊維方向に垂直な方向の圧縮・引張や、繊維同士の間に作用するせん断や、繊維方向に対して垂直方向に曲げる力が加わる場合には強度が低い。この特性は、繊維の方向と、加わる力の相対的な角度によって変化するものであり、その角度に応じて、徐々に強度が変化する。
【００１２】
そして、特許文献１に記載のまくら木は、上記のＸ地点側（垂直端部３５側）では繊維の方向がレール方向に垂直方向である部分を設け、Ｙ地点側（傾斜端部３３側）では繊維の方向が傾斜端部３３に沿うように傾斜する部分を設けるようにしている。そうして、Ｘ地点及びＹ地点のいずれの地点で荷重を受けた場合であっても高強度となるように構成されている。
具体的には、図１６〜図１８に示されるまくら木１１１，１１２，１１３が特許文献１に記載されている。なお、図１６〜図１８では繊維方向を矢印で示している。
【００１３】
近年、メンテナンスフリー化などのため、さらに高耐久性で高強度のまくら木が求められている。このためにはいずれの場所で荷重がかかっても変形が少ないような繊維の方向であることが望ましい。そして、上記した従来技術のまくら木１１１、１１２、１１３では、強度に寄与しない方向に繊維が向いている部分があった。
具体的に説明すると、まくら木１１１では、中層１１１ｂの繊維の方向がレール方向に対して平行であるので、Ｘ地点及びＹ地点のいずれの場合でも、強度に寄与する部分が小さい。また、まくら木１１２では、上層１１２ａ及び下層１１２ｃの繊維の方向がレールに平行であるのでＹ地点の場合に、上層１１２ａ及び下層１１２ｃが強度の寄与が小さく、特に傾斜端部３３の傾きが大きくなった場合には特に顕著となる。さらに、まくら木１１３では、縁材１１３ａ、１１３ｃと中間部材１１３ｂの結合部分を凹凸とする関係上、短辺部３２を長くする必要があった。
【００１４】
また、各層の繊維の方向を部分的に変えて、強度を高くすることが考えられる。しかし、継ぎ目部分の強度は、繊維がつながることがないので低下しやすく、継ぎ目部分の配置をうまく行わなければ、全体の強度が低下して、耐久性が低下するおそれがある。
【００１５】
そこで、本発明は、レール方向の端部が傾斜状であるまくら木を改良し、いずれの位置に荷重が加わっても、強度が高いまくら木を提供することを課題とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
そして、上記した目的を達成するための請求項１に記載の発明は、２本のレールの中心線に対して非対称であって、レールの全幅に渡っている全幅部を有し、前記全幅部から端部までのレールを支える長さが２本のレールの間で異なって長支持部と短支持部とを有するまくら木であって、ほぼ一方向に配向しているガラス繊維により強化した樹脂を用いて形成される本体部を有し、前記本体部は上下方向に複数の層が重ねられて形成され、前記層は所定の範囲の繊維が任意の方向に配向するように形成されるものであり、前記本体部には第１の層及び第２の層を有し、前記第１の層及び第２の層は以下の全ての条件を満たすことを特徴とするまくら木である。
１）前記第１の層には、レール方向に対して略直角方向に繊維が配向する直角配向部と、前記直角配向部の方向に対して傾斜する方向に繊維が配向する傾斜配向部とが設けられている。
２）傾斜配向部は、短支持部側から長支持部の全幅部とは反対側の端部に向かう方向である。
３）前記直角配向部は全幅部付近に設けられ、前記傾斜配向部は他の部分に設けられている。
４）前記第２の層には小傾斜配向部が設けられており、前記小傾斜配向部の繊維方向の傾斜角度は、前記傾斜配向部の繊維方向の傾斜角度より小さい。
５）前記第２の層の小傾斜配向部は、前記直角配向部と前記傾斜配向部との境界を含むように配置している。
【００１７】
請求項２に記載の発明は、レール方向の両端又は一端が傾斜する傾斜端部を有し、２本のレールを支えるように設置することができるまくら木であって、ほぼ一方向に配向しているガラス繊維により強化した樹脂を用いて形成される本体部を有し、前記本体部は上下方向に複数の層が重ねられて形成され、前記層は所定の範囲の繊維が任意の方向に配向するように形成されるものであり、前記本体部には第１の層及び第２の層を有し、前記第１の層及び第２の層は以下の全ての条件を満たすことを特徴とするまくら木である。
１）前記第１の層には、レール方向に対して略直角方向に繊維が配向する直角配向部と、前記傾斜端部の方向に対して平行に繊維が配向する傾斜配向部とが設けられている。
２）前記直角配向部は、レールの全幅に渡るように配置されている。
３）前記傾斜配向部は、傾斜端部側に設けられている。
４）前記第２の層には小傾斜配向部が設けられており、前記小傾斜配向部の繊維方向の傾斜角度は、前記傾斜配向部の繊維方向の傾斜角度より小さい。
５）前記第２の層の小傾斜配向部は、前記直角配向部と前記傾斜配向部との境界を含むように配置している。
【００１８】
ここで、特に記載のない限り、「傾斜する」とはレールに垂直方向を基準として傾斜することを意味するものであり、「傾斜角度」とはレールに垂直方向を基準線とする相対角度のことである。
また、「レール方向の両端又は一端が傾斜する傾斜端部」とは、通常のまくら木のようにレール方向の両端がレール方向に垂直ではなく、傾斜しているものであり、このような傾斜端部を有する形状としては、台形、三角形、長方形でない平行四辺形などがある。また、「傾斜端部」は、全域が傾斜していなくとも良く、部分的に傾斜していればよい。
【００１９】
請求項１及び請求項２に記載の発明によれば、第１の層の直角配向部と第２の層の小傾斜配向部により、図１２に示されるＸ地点付近を高強度にすることができ、第１の層の傾斜配向部と第２の層の小傾斜配向部により、図１２に示されるＹ地点付近を高強度にすることができる。また、第２の層の小傾斜配向部は、前記直角配向部と前記傾斜配向部との境界を含むように配置しているので、第１の層の直角配向部と傾斜配向部との境界での強度低下が少ない。
【００２０】
請求項３に記載の発明は、前記第１の層は複数設けられており、前記第１の層同士の間に前記第２の層が位置していることを特徴とする請求項１又は２に記載のまくら木である。
【００２１】
請求項３に記載の発明によれば、前記第１の層は複数設けられており、前記第１の層同士の間に前記第２の層が位置しているので、変形のバランスが良い。
【００２２】
請求項４に記載の発明は、前記小傾斜配向部の繊維の傾斜角度は、前記傾斜配向部の傾斜角度の１／４〜３／４であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のまくら木である。
【００２３】
請求項４に記載の発明によれば、前記小傾斜配向部の繊維の傾斜角度は、前記傾斜配向部の傾斜角度の１／４〜３／４であるので、図１２に示されるＸ地点付近及びＹ地点付近の両方の強度がバランス良く高い。
【００２４】
請求項５に記載の発明は、前記本体部には第３の層が設けられ、前記第３の層の繊維の方向は、レール方向に対して略直角方向であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のまくら木である。
【００２５】
請求項５に記載の発明によれば、前記本体部には第３の層が設けられ、前記第３の層の繊維の方向は、レール方向に対して略直角方向であるので、本体部の製作の際に、第３の層を型板として製作することにより、製作が容易となる。
【００２６】
請求項６に記載の発明は、本体部の上側表面又は下側表面には補強板が設けられ、前記補強板はほぼ一方向に配向している繊維により強化した樹脂により形成され、前記補強板の繊維の方向はレール方向に略平行となるように設けられていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のまくら木である。
【００２７】
請求項６に記載の発明によれば、本体部の上側表面又は下側表面には補強板が設けられ、前記補強板はほぼ一方向に配向している繊維により強化した樹脂により形成され、前記補強板の繊維の方向はレール方向に略平行となるように設けられているので、まくら木がレール方向に曲がる力を受けた場合に強度が高くなる。また、レールやまくら木支持材の設置される場所に設けることにより、高さ調整を同時に行うことも出来る。
【００２８】
請求項７に記載の発明は、レール方向の両端又は一端が、レールに垂直方向に対して傾斜する傾斜端部を有し、ほぼ一方向に配向しているガラス繊維により強化した樹脂を用いて形成される本体部と補強板を有するまくら木であって、前記本体部の繊維の方向はレール方向に対して垂直方向であり、前記補強板の繊維の方向はレール方向に対して平行であり、前記補強板は本体部の上側又は下側であって、レール及びまくら木を支えるまくら木支持材に接触しない位置で連結されていることを特徴とするまくら木である。
【００２９】
請求項７に記載の発明によれば、前記本体部の繊維の方向はレール方向に対して垂直方向であり、前記補強板の繊維の方向はレール方向に対して平行であり、前記補強板は本体部の上側又は下側であって、レール及びまくら木を支えるまくら木支持材に接触しない位置で連結されているので、レールとまくら木支持材との間隔が小さい場合でも高強度とすることが出来る。
【００３０】
請求項８に記載の発明は、前記補強板の繊維はガラス繊維であることを特徴とする請求項６又は７に記載のまくら木である。
【００３１】
請求項８に記載の発明によれば、ガラス繊維強化樹脂により形成されるので、強度がより高い。
【００３２】
請求項９に記載の発明は、繊維により強化した樹脂である補強層が設けられ、前記補強層は本体部の上側表面及び下側表面のいずれか一方又は両方の全面を覆うものであることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載のまくら木である。
【００３３】
請求項９に記載の発明によれば、繊維により強化した樹脂である補強層が設けられ、前記補強層は本体部の上側表面及び下側表面のいずれか一方又は両方の全面を覆うものであるので、まくら木の一体化がしやすく、本体部の割れを防ぐことが出来る。
【００３４】
【発明の実施の形態】
以下さらに本発明の具体的実施例について説明する。図１は、本発明の第１の実施形態におけるまくら木を示した斜視図である。図２は、本発明の第１の実施形態におけるまくら木を分解した状態で示した斜視図である。図３は、本発明の第１の実施形態におけるまくら木の平面図及び正面図である。図４は、本発明の第２の実施形態におけるまくら木の平面図及び正面図である。図５は、本発明の第２の実施形態におけるまくら木を分解した状態で示した斜視図である。図６は、本発明の第３の実施形態におけるまくら木の平面図、正面図及び側面図である。図７は、本発明の第３の実施形態におけるまくら木を示した斜視図である。図８は、本発明の第４の実施形態におけるまくら木の平面図及び側面図である。図９は、本発明の第４の実施形態におけるまくら木を示した斜視図である。図１０は、本発明の第５の実施形態におけるまくら木の平面図、正面図及び側面図である。図１１は、本発明の第５の実施形態におけるまくら木を示した斜視図である。
【００３５】
本発明の第１の実施形態におけるまくら木１は、図１に示されている。そして、まくら木１は本体部３０のみから構成されている。
【００３６】
本体部３０は台形状の板状であり、その台形の２組の対辺の内、一方の対辺が平行であって、長辺部３１と短辺部３２を有している。したがって、まくら木１は２本のレールの中心線に対して非対称である。
また、他方の対辺は傾斜端部３３と垂直端部３５を有し、垂直端部３５は長辺部３１及び短辺部３２に垂直であり、傾斜端部３３は垂直端部３５に対して傾斜している。
そして、まくら木１は、長辺部３１及び短辺部３２をレール方向に対し平行に設置される。まくら木１は、図１２に示されるような、従来技術のまくら木１００と同様な状態で橋などの端に設置されるものであり、まくら木保持材７１の上側で固定され、まくら木１の上側にレール１３が載置されている。そうすると、傾斜端部３３は、レール方向の垂直方向に対して傾斜し、また、垂直端部３５はレール方向に対し垂直となる。
【００３７】
まくら木１の垂直端部３５付近には、レール１３の全幅に渡っている全幅部６０を有している。そして、まくら木１が使用される場合には、全幅部６０から端部までの間で、２本のレール１３を支える長さが異なる。このレール１３を支える部分は、図１に示されるように、長支持部６１と短支持部６２とを有している。
【００３８】
本体部３０は、上下方向に複数の層が重ねられて形成されている。そして、図１，図２に示されるように、本体部３０には所定の範囲の繊維が任意の方向に配向するように形成されたＡ層４１、Ｂ層４２及びＣ層４３を有している。
【００３９】
Ａ層４１、Ｂ層４２及びＣ層４３は、連続した繊維を一方向に配向させた繊維強化樹脂が用いられている。そして、Ａ層４１及びＣ層４３は、本発明の第１の層となるものであり、Ｂ層４２は本発明の第２の層となるものである。
そして、Ａ層４１、Ｂ層４２及びＣ層４３の材質は、ガラス長繊維強化硬質合成樹脂発泡体が用いられており、具体的には硬質ウレタン樹脂をガラス長繊維で補強した発泡体である、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）が用いられている。したがって、本体部３０が比較的軽く、強度も高く、さらに、切断等の加工も容易である。
【００４０】
なお、まくら木１の本体部３０の材質は、他の材質を用いることができる。
例えば、ガラス長繊維強化硬質合成樹脂発泡体として、ガラス繊維、炭素繊維、金属繊維、セラミック繊維等の無機質繊維、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等を補強材として含み、マトリクスとして、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等の発泡体を用いることができる。また、圧縮強度の向上や低コスト化を図るために、発泡樹脂中に炭酸カルシウム、石膏、タルク、水酸化アルミニウム、クレー等の無機充填材、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などの各種添加材が添加されたものも用いることができる。
【００４１】
Ａ層４１は、図２に示されるように、直角配向部４５と傾斜配向部４６とが設けられている。直角配向部４５及び傾斜配向部４６は繊維の方向は一方向となっている所定の範囲であり、一枚又は複数枚の長尺板状の部材を貼り合わせて形成されたものである。また、直角配向部４５と傾斜配向部４６との間では繊維の方向が異なっている。
直角配向部４５は垂直端部３５側に位置し、また長辺部３１から短辺部３２までつながるように設けられている細長い長方形状である。したがって、まくら木１が使用されると、直角配向部４５は、両方のレール１３を支えるように配置され、２本のまくら木支持材７１をまたぐように位置することとなる。また、言い換えると、直角配向部４５は全幅部６０に設けられている。
【００４２】
また、傾斜配向部４６は、傾斜端部３３側に位置し、その形状は傾斜端部３３を斜辺とする直角三角形状である。直角配向部４５と傾斜配向部４６との間には境界４８が設けられている。なお、傾斜配向部４６は複数の長尺板状の部材を複数合わせて形成されており、傾斜配向部４６の長尺板状の部材同士の間には、境界４９が設けられている。
【００４３】
Ａ層４１の繊維の配向方向は、図２、図３に示されている。そして、直角配向部４５の繊維の配向方向は垂直端部３５に平行であり、レール方向に対して略直角方向である。また、傾斜配向部４６の繊維の配向方向は、傾斜端部３３の方向に対して平行であり、レール方向に垂直方向に対して傾斜している。このことを言い換えると、図１に示すように、傾斜配向部３３は短支持部６２側から長支持部６１の全幅部６０とは反対側の端部６１ａに向かう方向に傾斜している。
また、直角配向部４５には、レール方向に横切る継ぎ目はなく、繊維は直角配向部４５の一端から他端まで連続してつながっている。
【００４４】
Ｂ層４２は、全体が小傾斜配向部４７である。小傾斜配向部４７は、複数の長尺板状の部材を複数合わせて形成されている。小傾斜配向部４７の繊維の方向は、図３に示されており、直角配向部４５の向きと傾斜配向部４６の間である。そして、具体的には、図３に示されるように、傾斜配向部４６の繊維の傾斜角度θ１に対して、小傾斜配向部の繊維の傾斜角度θ２は小さく、具体的には１／４〜３／４であり、好ましくは、１／３〜２／３である。なお、小傾斜配向部４７は複数の長尺板状の部材を複数合わせて形成されており、小傾斜配向部４７の長尺板状の部材同士の間には、境界５０が設けられている。
【００４５】
Ｃ層４３は、Ａ層４１と同様の形状及び構造であり、直角配向部４５及び傾斜配向部４６を有し、また、境界４８及び境界４９を有している。
【００４６】
なお、Ａ層４１、Ｂ層４２及びＣ層４３に用いられる繊維強化樹脂は、長尺板状であり、繊維の配向方向はその長尺方向に平行な方向であるものを用いている。そして、Ａ層４１及びＣ層４３の境界４８は、垂直端部３５に平行であって、直角配向部４５の長尺板状部材の長手方向に平行である。また、Ａ層４１及びＣ層４３の境界４９は、傾斜端部３３に平行であり、傾斜配向部４６の長尺板状部材の長手方向に平行である。また、Ｂ層４２の境界５０は、小傾斜配向部４７の長尺板状部材の長手方向に平行である。
【００４７】
そして、Ａ層４１、Ｂ層４２、Ｃ層４３の順に層状に重ね合わせて、接着剤などを用いて接合して本体部３０が製作される。この接着剤は、特に指定するものでないが、ウレタン系接着剤やポリエステル系接着剤を用いることができる。
また、Ａ層４１及びＣ層４３の、境界４８及び境界４９の傾きと、Ｂ層４２の境界５０の傾きが、それぞれ異なるため、境界４８、境界４９及び境界５０は、他の層により補強される関係となって破壊しにくい。
【００４８】
なお、Ａ層４１、Ｂ層４２、Ｃ層４３の厚みはほぼ同じ厚みのものが用いられており、本体部３０の全体の厚みとして、約２００ｍｍ程度である。まくら木１の幅や傾斜角度などの形状は、設置される条件に合わせて製作される。
【００４９】
まくら木１の製造は、まず、まくら木１のＡ層４１、Ｂ層４２、Ｃ層４３に用いる長尺板状部材を所定の方向に繊維が配向するように所定の形状に切断する。そして、Ａ層４１、Ｂ層４２、Ｃ層４３の各層を、上記したような配置となるように、合わせながら接着剤で接着し製作される。
【００５０】
次に、まくら木１を用いた場合の荷重の受け方について説明する。なお、この説明において、従来技術で説明に用いた図１３を随時用いながら説明する。
上記したようにまくら木１も、従来技術と同様に設置される。そして、まくら木１の上側にレール１３が設置され、レール１３上に列車が移動してくると、その荷重がまくら木１にかかる。
【００５１】
そして、列車の車輪が図１３に示されるＸ地点付近、すなわち、傾斜端部３３とは反対側の垂直端部３５付近に位置すると、主に、まくら木１のＡ層４１及びＣ層４３の垂直配向部４５と、Ｂ層４２の小傾斜配向部４７により力を受けてレール１３からの荷重を支える。
図３に示されるように、垂直配向部４５の繊維の方向はレール１３の方向に垂直であり、また、小傾斜配向部４７はレール１３の方向に垂直な方向に対して傾斜を有しているが、その傾斜が小さい。したがって、まくら木１はＡ層４１、Ｂ層４２、Ｃ層４３のいずれの層も垂直端部３１付近は、垂直端部３１の方向が曲がる方向に強度が大きく、Ｘ地点付近ではより大きな力を受けることが出来る。また、Ａ層４１及びＣ層４３の垂直配向部４５の繊維は一端から他端まで連続しているので、かかる方向の力に対してはより大きな力を受けることができる。
【００５２】
また、列車の車輪が図１３に示されるＹ地点付近、すなわち、長辺部３１側の傾斜端部３３付近に位置すると、主に、まくら木１のＡ層４１及びＣ層４３の傾斜配向部４６と、Ｂ層４２の小傾斜配向部４７により力を受けてレール１３からの荷重を支える。
傾斜配向部４６の繊維の方向はレール１３の方向に垂直な方向に対して傾斜し、傾斜端部３３の方向に対して平行であり、また、小傾斜配向部４７は直角配向部４５の向きと傾斜配向部４６の間であり、傾斜端部３３の方向に対して傾斜を有しているが、その傾斜が小さい。したがって、まくら木１はＡ層４１、Ｂ層４２、Ｃ層４３のいずれの層も傾斜端部３３付近は、傾斜端部３３の方向が曲がる方向に強度が大きく、Ｙ地点付近ではより大きな力を受けることが出来る。言い換えると、傾斜配向部４６の繊維の方向に両持ちのはり状となり、傾斜する方向に強度が高くなる。
【００５３】
また、第２〜第５の実施形態におけるまくら木２、３、４、５を用いることができる。
第２の実施形態のまくら木２は、図４、図５に示されるものであり、第１の実施形態におけるまくら木１の本体部３０にＤ層４４を加えた本体部３０を用いたものであり、Ｄ層４４は本発明の第３の層となるものである。
なお、まくら木２の本体部３０の形状は、傾斜端部３３側に垂直端部３５と平行な垂直部４０が設けられた形状である。具体的には、互いに平行な対辺である長辺部３１と短辺部３２が設けられ、垂直端部３５の対向する部分に傾斜端部３３と垂直部４０とが設けられ、垂直部４０は短辺部３２側に位置している。垂直端部３５は長辺部３１及び短辺部３２に対して垂直であり、傾斜端部３３は垂直端部３５に対して傾斜して、本体部３０全体では５角形である。
【００５４】
Ｄ層４４は、図５に示されるように、全体として繊維の方向が傾斜しない直角配向部４５である。Ｄ層４４は複数の長尺板状の部材を複数合わせて形成されており、長尺板状の部材同士の間には、境界５１が設けられている。
なお、Ｄ層４４の材質は、ガラス長繊維強化硬質合成樹脂発泡体が用いられており、具体的には硬質ウレタン樹脂をガラス長繊維で補強した発泡体である。
【００５５】
そして、本体部３０はＡ層４１、Ｂ層４２、Ｃ層４３、Ｄ層４４の順に層状に重ね合わせて、接着剤などを用いて接合して製作される。この接着剤は上記のものと同様である。
【００５６】
また、まくら木２の製作は、以下のように行われ、容易に製作することが可能である。
まず、Ｄ層４４を、所定の形状となるように切断する。Ｄ層４４は、全体が直角配向部４５であるので、繊維方向を同じ方向となるように複数枚の長尺板状部材を並べ、長尺板状部材の側部を垂直端部３５とするようにして、長辺部３１、短辺部３２、傾斜端部３３を形成するように切断する。そして、接着剤等で接合し、一枚の板状とする。なお、Ｄ層４４は約２０ｍｍである。
【００５７】
そして、このＤ層４４を型板として、他の層の所定の形状となるように切断する。
Ｃ層４３の傾斜配向部４６となる部分の長尺板状部材の側部を傾斜端部３３に合わせてながら、長辺部３１及び境界部４８を囲むような形状に切断する。また、境界部４８と垂直端部３５との間の直角配向部４５に長尺板状部材を配置する。そして、接着剤等でＣ層４３とＤ層４４とを接着する。
【００５８】
Ｂ層４２は、全体が小傾斜配向部４７である。そして、長尺板状部材の長手方向を垂直端部３５の方向と傾斜端部３３の方向との間となるようにして並べて、型板であるＤ層４４と同様な形状となるようにして切断する。そして、接着剤等でＢ層４２とＣ層４３とを接着する。
【００５９】
さらに、Ａ層４１についてもＣ層４３と同様に形成し、接着剤等でＡ層４１とＢ層４２とを接着する。
なお、Ａ層４１、Ｂ層４２及びＣ層４３の厚みは６０ｍｍとして、まくら木２の全体の厚みは２００ｍｍ程度である。
【００６０】
第３の実施形態のまくら木３は、図６、図７に示されるものであり、本体部２８と補強板５５が設けられている。そして、本体部２８は第１の実施形態におけるまくら木１の本体部３０と繊維の方向の層であるＡ層４１、Ｂ層４２、Ｃ層４３を有するものであり、これらを積層したものである。そして、図７に示されるように、補強板５５は、本体部３０の下側のまくら木支持材７１と接続する部分に設けられている。
【００６１】
そして補強板５５は、繊維強化樹脂であり、本体部２８と同様であり、ガラス長繊維強化硬質合成樹脂発泡体であり、さらに具体的には硬質ウレタン樹脂をガラス長繊維で補強した発泡体である。また、繊維の方向は、レール方向に平行である。補強板５５は、板状であり、レール方向と平行に一端から他端まで延びるものであり、補強板５５の長さは、まくら木３のレール方向の幅と同じ長さである。
【００６２】
なお、まくら木３の本体部２８の形状は、傾斜端部３３側に垂直端部３５と平行な２カ所の垂直部４０が設けられた形状である。具体的には、互いに平行な対辺である長辺部３１と短辺部３２が設けられ、垂直端部３５の対向する部分に傾斜端部３３と２カ所の垂直部４０とが設けられ、垂直部４０は長辺部３１側及び短辺部３２側に位置し、傾斜端部３３は２カ所の垂直部４０に挟まれている。垂直端部３５は長辺部３１及び短辺部３２に対して垂直であり、傾斜端部３３は垂直端部３５に対して傾斜して、本体部２８全体では６角形である。
【００６３】
そして、第３の実施形態のまくら木３を用いた場合には、補強板５５により、レール１３や、まくら木支持材７１との高さ調整を可能にしつつ、高強度とすることができる。また、この補強板５５を本体部２８の上側のレール１３と接続する部分に設けて、高さ調節を行うことも出来る。
【００６４】
第４の実施形態のまくら木４は、図８、図９に示されるものであり、第１の実施形態におけるまくら木１の本体部３０に補強層５６を設けたものである。そして、図９に示されるように、補強層５６は本体部３０の上側及び下側に位置している。補強層５６の形状は、本体部３０の形状と同じ台形状であり、まくら木４の上面及び下面の全面を覆っている。
補強層５６は、ＦＲＰ樹脂が用いられる。被覆層５６の厚さは強度に応じて定められるが、通常は、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などのガラス繊維を組み合わせたものを積層して被覆する。
【００６５】
そして、第４の実施形態のまくら木４を用いた場合には、補強層５６により、全体的に強度を高くすることができる。
【００６６】
次に、第５の実施形態におけるまくら木５について説明する。まくら木５は、図１０、図１１に示されている。そして、まくら木５には、本体部２９と補強板５７が設けられている。
【００６７】
本体部２９は台形状であり、上記した実施形態と同様に、垂直端部３５と傾斜端部３３が設けられている。そして、本体部２９の全体が直角配向部４５であり、本体部２９の繊維の方向は、レール方向に対して垂直方向である。本実施形態では、３本の長尺状部材を用いて本体部２９が形成される。
本体部２９の上側及び下側には補強板５７が設けられている。補強板５７は、長尺板状であって、本体部２９の上側のレール１３、及び、本体部２９の下側のまくら木支持材７１に接触することのない位置に設けられている。そして、本体部２９と補強板５７は連結し、本体部２９の繊維方向に対して傾斜する方向に力が働いた場合でも強度が大きい。
補強板５７はレール１３及びまくら木支持材７１に接触しないので、本体部２９の厚みを薄くすることなく、補強板５７を設けることができる。
【００６８】
補強板５７は、厚さ２０〜３０ｍｍ、幅１５０〜３００ｍｍのものを用いることが出来る。また、補強板５７は、レール１３及びまくら木支持材７１に接触しない位置であれば何枚でも設けることが出来る。さらに、補強板５７の設置する方向を傾斜端部３３に垂直の方向とすることもできる。
【００６９】
そして、まくら木５を用いた場合の荷重の受け方は以下の通りとなる。
まず、列車の車輪が図１３に示されるＸ地点付近、すなわち、傾斜端部３３とは反対側の垂直端部３５付近に位置した場合には、主に、垂直端部３５側の本体部２９により荷重を受けることが出来る。そして、本体部２９の繊維の方向はレール１３の方向に垂直であるので、大きな力を受けることが出来る。
また、列車の車輪が図１３に示されるＹ地点付近、すなわち、長辺部３１側の傾斜端部３３付近に位置した場合には、補強板５７によって補強されているので、傾斜端部３３の方向にも大きな力を受けることが出来、上記した実施形態と同様に、レール１３から荷重を受けることが出来る。
【００７０】
また、上記したまくら木１，２，３，４，５の本体部２８，２９、３０は、硬質ウレタン樹脂をガラス長繊維で補強した発泡体を用いたものであったが、他の材質の樹脂や他の繊維で補強した樹脂を用いても良い。
さらに、本体部２８，２９、３０は、傾斜端部３３があれば台形状でなくても、平行四辺形や三角形状などでもよく、まくら木２，３のように、５角形や６角形でもよい。
そして、まくら木１，２，３，４，５の形状が、傾斜端部３３を有さず、２本のレールの中心線に対して非対称で、レール１３を支える長さが２本のレールの間で異なって長支持部６１と短支持部６２とを有するものにも採用することが出来る。かかる例としては、端部が曲線状や段状のなどのものである。
【００７１】
【発明の効果】
本発明のまくら木によれば、レール方向の端部が傾斜状であるまくら木について、いずれの位置に荷重が加わっても、強度が高い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態におけるまくら木を示した斜視図である。
【図２】本発明の第１の実施形態におけるまくら木を分解した状態で示した斜視図である。
【図３】（ａ）が本発明の第１の実施形態におけるまくら木の平面図であり、（ｂ）が本発明の第１の実施形態におけるまくら木の正面図である。
【図４】（ａ）が本発明の第２の実施形態におけるまくら木の平面図であり、（ｂ）が本発明の第２の実施形態におけるまくら木の正面図である。
【図５】本発明の第２の実施形態におけるまくら木を分解した状態で示した斜視図である。
【図６】（ａ）が本発明の第３の実施形態におけるまくら木の平面図であり、（ｂ）が本発明の第３の実施形態におけるまくら木の正面図であり、（ｃ）が本発明の第３の実施形態におけるまくら木の側面図である。
【図７】本発明の第３の実施形態におけるまくら木を示した斜視図である。
【図８】（ａ）が本発明の第４の実施形態におけるまくら木の平面図であり、（ｂ）がが本発明の第４の実施形態におけるまくら木の側面図である。
【図９】本発明の第４の実施形態におけるまくら木を示した斜視図である。
【図１０】（ａ）が本発明の第５の実施形態におけるまくら木の平面図であり、（ｂ）が本発明の第５の実施形態におけるまくら木の正面図であり、（ｃ）が本発明の第５の実施形態におけるまくら木の側面図である。
【図１１】本発明の第５の実施形態におけるまくら木を示した斜視図である。
【図１２】従来技術のまくら木を用いてレールを敷設した状態の、橋の端部付近を示した斜視図である。
【図１３】図１２の状態を上から見た平面図である。
【図１４】Ａ部で断面図である。
【図１５】Ｂ部で断面図である。
【図１６】（ａ）が従来技術のまくら木の平面図であり、（ｂ）が（ａ）の正面図である。
【図１７】（ａ）が従来技術のまくら木の平面図であり、（ｂ）が（ａ）の正面図である。
【図１８】（ａ）が従来技術のまくら木の平面図であり、（ｂ）が（ａ）の正面図である。
【符号の説明】
１，２，３，４，５  まくら木
１３  レール
２９、３０  本体部
４１  Ａ層（第１の層）
４２  Ｂ層（第２の層）
４３  Ｃ層（第１の層）
４４  Ｄ層（第３の層）
４５  直角配向部
４６  傾斜配向部
４７  小傾斜配向部
５５  補強板
５６  補強層
５７  補強板
６０  全幅部
６１  長支持部
６２  短支持部
７１  まくら木支持材
【図１】
2005009117.tif 000003
【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】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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