(57)【要約】【課題】耐荷重性能を向上させることができるとともに、軽量化を図ることができる重量物搭載用枕木を提供する。【解決手段】アルミニウム合金の押出材により成形される重量物搭載用枕木１０は、上下に対向配置される帯状の一対の平板１１，１２と、これら平板１１，１２の間に配置され、これら平板１１，１２の幅方向中心部どうしを接続する垂直板１３とで形成され、平板１１，１２と垂直板１３との接合部１４の両側表面が凹円弧状に形成されており、横断面の幅Ｗが高さＨより小さく設定されている。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルミニウム合金の押出材により成形される重量物搭載用枕木であって、上下に対向配置される帯状の一対の平板と、これら平板の間に配置され該平板の幅方向中心部どうしを接続する垂直板とで形成され、前記平板と前記垂直板との接合部の両側表面が凹円弧状に形成されており、横断面の幅Ｗが高さＨより小さく設定されていることを特徴とする重量物搭載用枕木。
【請求項２】
前記平板の厚みは、側縁から中心に向かうにつれて厚くなるように形成されていることを特徴とする請求項１記載の重量物搭載用枕木。
【請求項３】
前記平板の両側縁に、上下方向の内側に突出する凸条が形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の重量物搭載用枕木。
【請求項４】
前記平板の外表面に、長さ方向に延びる複数の凹部が形成されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の重量物搭載用枕木。
【請求項５】
前記接合部の両側表面が半径Ｒ１０ｍｍ以上２０ｍｍ以下の凹円弧状に設定されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の重量物搭載用枕木。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、重量物の保管等のために用いられる重量物積載用枕木に関する。
【背景技術】
【０００２】
重量物積載用枕木としては、天然木材からなる枕木が知られている。しかし、木製の枕木は、重量が重いために取扱性が悪いだけでなく、変形や破損によって耐久性を長期間維持できずに使用寿命が短いことが問題となっている。
【０００３】
そこで、材質を樹脂製や金属製とした枕木が用いられるようになってきている。例えば、特許文献１には、樹脂製の枕木が開示されている。この樹脂製の枕木は、長尺状の一対の高強度板と、これら高強度板の間に配置される板状の接続部とを一体に押出成形した成形体で構成されている。そして、成形体に設けられた溝又は貫通孔に補強材を配置することにより、枕木の強度を向上させている。
【０００４】
また、金属製の枕木としては、特許文献２から４に開示されているように、軽量化のためにアルミニウム合金材を採用したものが多く提案されている。これらのアルミニウム合金材の枕木は、横断面において方形の周壁を有し、各壁面の中央部に、対向壁面間を繋ぐ補強壁を形成して田の字形等の断面が設けられている。これらの枕木は、方形に設けられているため、設置の際の方向性がなく使い勝手がよいという利点がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８‐１７４９４７号公報
【特許文献２】特開平８‐１１９４５０号公報
【特許文献３】実開平２‐７０００１号公報
【特許文献４】実用新案登録第３０６２２６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
樹脂製の枕木は軽量で取扱性に優れているが、重量物を載置する場合の耐荷重性能が懸念される。また、外気にさらされて劣化し易い等、耐環境性能では金属製の枕木に劣るという問題がある。一方で、アルミニウム合金材を用いた方形の枕木は、樹脂製の枕木と比べて耐荷重性能に優れ、耐環境性能にも優れている。
【０００７】
しかし、特許文献２の枕木は、トラックの荷台等で使用されるものであり、特許文献３及び特許文献４の枕木は、大型機械類の移設等に際し、ジャッキ等で揚重した機械類を載置支承するために用いられるものである。すなわち、これらの枕木は、いずれも荷重を短時間支持するもので、長期に安定して支持することを目的としたものではない。
また、重量物積載用枕木の取扱性の向上を図るための軽量化が求められており、軽量の枕木においても長期に安定して重量物を支持できる耐荷重性能の向上が求められている。
【０００８】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、耐荷重性能を向上させることができるとともに、軽量化を図ることができる重量物搭載用枕木を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、アルミニウム合金の押出材により成形される重量物搭載用枕木であって、上下に対向配置される帯状の一対の平板と、これら平板の間に配置され該平板の幅方向中心部どうしを接続する垂直板とで形成され、前記平板と前記垂直板との接合部の両側表面が凹円弧状に形成されており、横断面の幅Ｗが高さＨより小さく設定されていることを特徴とする。
【００１０】
本発明の重量物搭載用枕木は一対の平板と垂直板とで形成しており、その横断面を、中空部を設けて方形状とした枕木の面積と同じに設定しても、垂直方向に重量物を支持する垂直板の板厚を、方形状の枕木における側板の板厚よりも大きく設定でき、上面から受ける荷重に対する剛性を高く設定することができる。
また、方形状の枕木では、上面の端部だけに負荷がかかるように重量物が載せられた場合、その端部に配置される側板のみで重量物を支えなければならない。一方、一対の平板と垂直板とで形成した枕木では、上面の端部に重量物が載せられた場合でも、常に中央の垂直板で重量物を支持することができるので、安定して重量物を支持できる。
さらに、平板と垂直板との接合部の両側表面を凹円弧状に設けることで、接合部の応力集中を低減でき、曲げ剛性を高めることができる。したがって、枕木の耐荷重性能を向上させることができるとともに、軽量化を図ることができる。
【００１１】
また、枕木の横断面の幅Ｗを高さＨより小さく設定することで、上面の端部だけに負荷がかかるように重量物が載せられた場合でも、モーメントを小さく抑えられる。この場合、横断面の幅Ｗに対する高さＨの比率Ｈ／Ｗは１．２５以上２．５以下に設定することが好ましい。
なお、上下に配置される平板は、同幅かつ同板厚の同じ形状に設けると、上下の配置を反転させて設置した場合でも同じ状態で使用できる。
【００１２】
本発明の重量物搭載用枕木において、前記平板の厚みは、側縁から中心に向かうにつれて厚くなるように形成されているとよい。
平板の厚みを側縁から中心に向かうにつれて厚くして設けることにより、平板部分の変形強度をより高めることができる。また、平板と垂直板との接合部との接続が緩やかになり、応力集中が低減され、さらに曲げ剛性を高めることができる。
【００１３】
本発明の重量物搭載用枕木において、前記平板の両側縁に、上下方向の内側に突出する凸条が形成されているとよい。
凸条を設けることで、複数の枕木を接近させて保管する場合などに枕木どうしが重なるのを防止できる。また、枕木を移動させる際には、凸条部分によって保持し易くなっており、取扱性を向上させることができる。
【００１４】
本発明の重量物搭載用枕木において、前記平板の外表面に、長さ方向に延びる複数の凹部が形成されているとよい。
この場合、平板の外表面に凹部を設けて滑り止めの機能を付加している。また、凹部を設けることで、枕木が雨に曝されるなどして水分が付着した場合でも、凹部から水分が抜けるため、平板上に載置される重量物に水分が付着することを防止することができる。
【００１５】
本発明の重量物搭載用枕木において、前記接合部の両側表面が半径Ｒ１０ｍｍ以上２０ｍｍ以下の凹円弧状に設定されているとよい。
平板と垂直板との間の接合部の両側表面の半径Ｒが大きくなるにつれて、接合部の応力集中が低減されるため曲げ剛性を高めることができる。半径Ｒが１０ｍｍ未満の場合は、必要な曲げ剛性が得られない。また、半径Ｒが２０ｍｍを超える場合は、曲げ剛性を高めることができるが、接合部が肉厚となって、枕木の重量が増加するため、好ましくない。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第１実施形態の重量物搭載用枕木を示す斜視図である。
【図２】重量物搭載用枕木を使用して荷物を重ねた状態を説明する図である。
【図３】図１に示す重量物搭載用枕木の横断面図である。
【図４】本発明の第２実施形態の重量物搭載用枕木を示す横断面図である。
【図５】本発明の第３実施形態の重量物搭載用枕木を示す横断面図である。
【図６】本発明の第４実施形態の重量物搭載用枕木を示す横断面図である。
【図７】重量物搭載用枕木の荷重負荷試験を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の重量物搭載用枕木の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
第１実施形態の重量物搭載用枕木１０（以下、単に枕木という）は、図２に示すように、重量物（アルミニウム合金のビレット２０）を載置するために用いられるものである。これらの枕木１０をビレット２０の間に配置し、枕木１０を介してビレット２０を積み重ねることにより、ビレット２０を複数積み重ねた状態で保管することができる。
【００１８】
枕木１０は、アルミニウム合金の押出成形により一体に形成されており、図１に示すように、上下に対向配置される帯状の一対の平板１１，１２と、これら平板１１，１２の間に配置され、その幅方向中心部どうしを接続する垂直板１３とで形成されている。平板１１，１２は、それぞれ枕木１０の上面１１ａと下面１２ａを構成するものであり、外表面が互いに平行に設けられている。また、平板１１，１２と垂直板１３との接合部１４の両側表面は凹円弧状に形成されており、その凹円弧状の表面が、半径Ｒ１０ｍｍ以上２０ｍｍ以下となるように設定されている。
【００１９】
そして、枕木１０の横断面は、図３に示すように、幅Ｗが高さＨよりも小さく設定されるとともに、この幅Ｗに対する高さＨの比率Ｈ／Ｗが１．２５以上２．５以下に設定されている。また、上下に配置される平板１１，１２は、同幅かつ同板厚の同じ形状に設けられており、枕木１０の上下の配置を反転させて設置した場合でも同じ状態で使用することができる。  
なお、枕木１０の材料には、例えば、ＪＩＳ規格における６０００系合金又は７０００系合金のアルミニウムを使用することができる。
【００２０】
このように、枕木１０は一対の平板１１，１２と垂直板１３とで形成されており、その横断面を、中空部を設けて方形状とした枕木の面積と同じに設定しても、垂直方向に重量物を支持する垂直板１３の板厚を、方形状の枕木における側板の板厚よりも大きく設定でき、上面１１ａから受ける荷重に対する剛性を高く設定することができる。
また、方形状の枕木では、上面の端部だけに負荷がかかるように重量物が載せられた場合、その端部に配置される側板のみで重量物を支えなければならない。一方、一対の平板１１，１２と垂直板１３とで形成した枕木１０では、上面１１ａの端部に重量物が載せられた場合でも、常に中央の垂直板１３で重量物を支持することができるので、安定して重量物を支持できる。
さらに、平板１１，１２と垂直板１３との接合部１４の両側表面を凹円弧状に設けることで、接合部１４の応力集中が低減されるため、曲げ剛性を高めることができる。したがって、枕木１０の耐荷重性能を向上させることができるとともに、軽量化を図ることができる。
【００２１】
また、枕木１０の横断面の幅Ｗを高さＨより小さく設定することで、図３に矢印Ａで示すように上面１１ａの端部だけに負荷がかかるように重量物（ビレット２０）が載せられた場合でも、矢印Ｍで示すように生じるモーメントを小さく抑えられる。この場合、横断面の幅Ｗに対する高さＨの比率Ｈ／Ｗは１．２５以上２．５以下に設定することが好ましい。
【００２２】
また、平板１１，１２と垂直板１３との間の接合部１４の両側表面の半径Ｒが大きくなるにつれて、接合部１４の応力集中が低減されるため、曲げ剛性を高めることができる。半径Ｒが１０ｍｍ未満の場合は、必要な曲げ剛性が得られない。また、半径Ｒが２０ｍｍを超える場合は、曲げ剛性を高めることができるが、接合部１４が肉厚となって、枕木１０の重量が増加するため、好ましくない。
【００２３】
図４は、本発明の第２実施形態の重量物搭載用枕木３０を示している。第２実施形態の枕木３０は、上下に対向配置される帯状の一対の平板１１，１２の厚みが、側縁から中心に向かうにつれて厚くなるように形成されている。この場合、平行に設けられた平板１１，１２の外表面（枕木３０の上面１１ａ及び下面１２ａ）と反対側に位置する内側の面を傾斜面１１ｂ，１２ｂに設けることにより構成している。
なお、枕木３０の主要な構成は第１実施形態のものと同様であり、第１実施形態と共通部分には同一符号を付して説明を省略する。
このように、平板１１，１２の厚みを側縁から中心に向かうにつれて厚くして設けることにより、平板１１，１２の変形強度をより高めることができる。また、平板１１，１２と垂直板１３との接合部１４との接続が緩やかになり、応力集中が低減され、さらに曲げ剛性を高めることができる。
【００２４】
図５は、本発明の第３実施形態の重量物搭載用枕木４０を示している。第３実施形態の枕木４０には、平板１１，１２の両側縁に、上下方向の内側に突出する凸条１５が形成されている。
凸条１５を設けることで、複数の枕木４０を接近させて保管する場合などに枕木４０どうしが重なるのを防止できる。また、枕木４０を移動させる際には、凸条１５部分によって保持し易くなっており、取扱性を向上させることができる。
【００２５】
図６は、本発明の第４実施形態の重量物搭載用枕木５０を示している。第４実施形態の枕木５０は、平板１１，１２の外表面（枕木５０の上面１１ａ及び下面１２ａ）に、長さ方向に延びる複数の凹部１６が形成されている。
この場合、枕木５０の上面１１ａ及び下面１２ａに凹部１６を設けて滑り止めの機能を付加している。また、凹部１６を設けることで、枕木５０が雨に曝されるなどして水分が付着した場合でも、凹部１６から水分が抜けるため、平板１１，１２上に載置される重量物に水分が付着することを防止することができる。
【００２６】
次に、本発明の重量物搭載用枕木について行った荷重負荷試験について説明する。
試験に用いる枕木１０は、材料にＪＩＳ規格における７０００系合金のアルミニウムを使用して作製した。この枕木１０は、１００ｋＮ（約１０ｔｏｎ）の重量物を載置した際にも耐え得るように検討したものであり、図１及び図３に示す符号では、高さＨ：１００ｍｍ、幅Ｗ：８０ｍｍ、長さＬ：１２００ｍｍ、平板１１，１２の板厚ｔ１：４ｍｍ、垂直板１３の板厚ｔ２：１２ｍｍとして形成した。そして、図７（ａ），（ｂ）に示すように、枕木１０をビレット２０の間に配置して、枕木１０を介してビレット２０を積み重ねた状態とした際に、枕木１０に発生する応力及びひずみを確認した。
【００２７】
図７（ａ），（ｂ）では、ビレット２０による枕木１０への負荷を矢印ａ１〜ａ３，ｂ１〜ｂ３で表しており、枕木１０の上面１１ａ上に、ビレット２０の直径Ｄ：２２８．６ｍｍ（９ｉｎｃｈ）の間隔ごとにその荷重を負荷し、各矢印の１箇所につき３０ｋＮ（約３ｔｏｎ）までの負荷をかけて試験を行った。なお、この場合は各矢印の１箇所につき２０ｋＮ以上の耐荷重性能を想定している。
図７に示す積層状態を説明すると、図７（ａ）は、枕木１０の上面１１ａと下面１２ａとにおけるビレット２０との接触位置をＤ／２だけずらして載置した状態であり、図７（ｂ）は、枕木１０の上面１１ａと下面１２ａとでビレット２０の接触位置を合わせて載置した状態を示している。
【００２８】
図７（ａ）に示すビレット２０との接触位置をＤ／２ずらした状態では、３０ｋＮまでの負荷をかけた際に微小な変位が確認されたが、負荷を除去した後においてひずみは残らず、弾性範囲内での変形が認められる程度であった。また、図７（ｂ）に示す接触位置を合わせた場合には、３０ｋＮの負荷を除去した後に０．０１％程度の僅かなひずみが発生したが、このひずみの量は無視できる程度の量であり、十分に使用に耐え得ることがわかった。
【００２９】
なお、本発明は上記実施形態の構成のものに限定されるものではなく、細部構成においては、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
【符号の説明】
【００３０】
１０，３０，４０，５０  重量物搭載用枕木
１１，１２  平板
１１ａ  上面
１２ａ  下面
１１ｂ，１２ｂ  傾斜面
１３  垂直板
１４  接合部
１５  凸条
１６  凹部
２０  ビレット
【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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