JP4644066B2 - まくら木連結構造 - Google Patents

Description

本発明は、複数のまくら木を連結する、まくら木連結構造に関するものである。

一般に用いられるまくら木は長手方向の長さが軌間より長い長尺状であり、レール方向に対して長尺方向をほぼ垂直に配置し、各まくら木は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ている。

レールの継ぎ目や分岐部などでは、レールの曲げ剛性が他の部分に比べて低い。そのため、バラスト道床などの場合には、列車荷重によりバラストの圧密化が進みやすい。そして、圧密化が進むと列車通過時に上下動（いわゆるあおり現象）が発生しやすくなり、かかる上下動が起こると乗り心地が悪くなり、軌道管理の問題もある。

そのため、特許文献１などに開示されている方法により、まくら木同士を連結して、まくら木上を通過する列車の荷重が複数本のまくら木に分散されるようにして、上記問題の対策を行っている。

特許文献１の方法では、平板状をしたプレート部を備えた少なくとも一対の連結部材を用い、並設された複数本のまくら木をプレート部によって上下から挟み込むように配置して、プレート部及びまくら木を貫通する貫通孔に挿通されたボルト及びこのボルトに螺合するナットを介して固着するものである。
特開２００１−９８５０２号公報

特許文献１に記載された方法などにより、まくら木を連結したものを使用する場合、上下に挟み込むように配置した２枚のプレート部が上下方向に離れる方向に力がかかる場合がある。
例えば、列車通過などにより、連結されたまくら木の一部が大きな荷重を受けた場合、このまくら木が他のまくら木よりも相対的に若干の量だけ下がる。そうすると、水平状態であった連結部材のプレート部が微妙に傾斜するので、まくら木の長尺方向を中心軸として、２枚のプレート部とまくら木との間に相対回転する関係となり、２枚のプレート部が上下方向に離れる方向に力が作用する。

特許文献１のまくら木の連結構造では、２枚のプレート部が上下方向に離れる方向に力が作用した場合、ボルトとナットの締結によって連結状態を維持している。そのため、かかる方向に繰り返し力が作用した場合には、ボルトやナットの緩みが発生するおそれがあり、また、ボルトに引張力が発生して、変形や損傷させるおそれがある。
また、締結力を大きくするために、ボルトとナットをより大きなものを採用したり、ボルトとナットで締結する数を増加させることには限界がある。

そこで、連結部材の２枚のプレート部が上下方向に離れる方向に力が作用した場合でも、ボルトやナットの緩みや損傷のおそれなどを小さくすることができるまくら木連結構造を提供することを課題とする。

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、それぞれに平板状の水平板を有する一対のまくら木連結部材を、並設された複数本のまくら木の上下に水平板が位置するように配置し、前記まくら木連結部材と各まくら木とを固定して、前記複数のまくら木を連結するまくら木連結構造において、上下規制部材が設けられ、上下規制部材には上側部と、下側部と、上側部と下側部との上下方向の間隔を維持する間隔維持部を有し、前記間隔維持部は板状の垂直板であり、上側部と下側部は垂直板によって一体化されており、上側部及び下側部が上下のまくら木連結部材の２枚の水平板を挟むように上下規制部材が設置されて、垂直板により２枚の水平板のまくら木に対する上下方向の外側の動きを規制するものであることを特徴とするまくら木連結構造である。
ここで、水平板とは、設置された状態で板面が水平方向（鉛直方向に対して垂直方向）となるような板であるが、多少角度が付いていて、これらの方向から傾斜していても良い。

請求項１に記載の発明によれば、上側部と、下側部と、上側部と下側部との上下方向の間隔を維持する間隔維持部を有する上下規制部材により、まくら木の上下に配置されてまくら木を連結するまくら木連結部材の２枚の水平板を挟んで、上下方向の外側の動きを規制するものであるので、まくら木連結部材同士が離れる方向に移動しにくく、ボルトなどの緩みを防止することができる。

請求項２に記載の発明は、上下規制部材は複数設けられ、並設された複数本のまくら木に対応する位置に配置されていることを特徴とする請求項１に記載のまくら木連結構造である。

請求項２に記載の発明によれば、上下規制部材は複数設けられ、並設された複数本のまくら木に対応する位置に配置されているので、上下規制部材によってまくら木の木口面を覆うことができる。

請求項３に記載の発明は、上下規制部材は複数設けられ、まくら木連結部材の両端部分、及び、並設された複数本のまくら木の間に対応する位置に配置されていることを特徴とする請求項１に記載のまくら木連結構造である。

請求項３に記載の発明によれば、上下規制部材は複数設けられ、まくら木連結部材の両端部分、及び、並設された複数本のまくら木の間に対応する位置に配置されているので、まくら木連結部材により連結する作業と、上下規制部材の抜け止めを行う作業を別々にすることができる。

請求項４に記載の発明は、上下規制部材は、まくら木連結部材の全体を覆っていることを特徴とする請求項１に記載のまくら木連結構造である。

請求項４に記載の発明によれば、上下規制部材は、まくら木連結部材の全体を覆っているので、まくら木連結部材を保護することができる。

また、上下規制部材は、まくら木と固定することができる（請求項５）。さらに、上下規制部材は、連結部材と固定することができる（請求項６）。

請求項７に記載の発明は、上下規制部材の固定はボルトが用いられるものであり、上下規制部材又はまくら木連結部材の下側には、前記ボルトと螺合可能なナットが固定されていることを特徴とする請求項５又は６に記載のまくら木連結構造である。

請求項７に記載の発明によれば、上下規制部材又はまくら木連結部材の下側には、前記ボルトと螺合可能なナットが固定されているので、ボルトを上から挿入して固定することができ、作業性がよい。

この発明に関連する発明は、上側部及び下側部は水平板であり、間隔維持部は垂直板であり、上下規制部材は断面略コ字状であることである。
ここで、垂直板とは、設置された状態で板面が鉛直方向となるような板であるが、多少角度が付いていて、これらの方向から傾斜していても良い。

この発明に関連する発明によれば、上側部及び下側部は水平板であり、連結部は垂直板であり、上下規制部材は断面略コ字状であるので、上下規制部材の製作が容易であり、取り付け作業を行いやすい。

この発明に関連する発明は、上側部及び下側部の一方又は両方と、まくら木との間には弾性材が配置されていることである。

この発明に関連する発明によれば、上側部及び下側部の一方又は両方と、まくら木との間には弾性材が配置されているので、上下記載部材とまくら木連結部材とのガタを小さくすることができる。

本発明のまくら木の連結構造では、まくら木連結部材の２枚の水平板が上下方向に離れる方向に力が作用した場合でも、ボルトやナットの緩みや損傷のおそれなどを小さくすることができる。

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連結構造の斜視図である。図２は、図１のまくら木連結構造の分解斜視図である。図３は、図１のまくら木連結構造をレール方向から見た図である。図４は、本発明の第２の実施形態におけるまくら木連結構造の形成する途中を示した斜視図である。図５は、本発明の第２の実施形態におけるまくら木連結構造の形成する途中を示した斜視図である。図６は、本発明の第２の実施形態におけるまくら木連結構造の形成する途中を示した斜視図である。図７は、本発明の第２の実施形態におけるまくら木連結構造の斜視図である。図８は、本発明の第３の実施形態におけるまくら木連結構造の斜視図である。図９は、図８のまくら木連結構造の分解斜視図である。図１０は、本発明の第４の実施形態におけるまくら木連結構造の斜視図である。図１１は、図１０のまくら木連結構造の分解斜視図である。図１２は、図１０のまくら木連結構造をレール方向から見た図である。図１３は、本発明の第５の実施形態におけるまくら木連結構造の斜視図である。図１４は、図１３のまくら木連結構造の分解斜視図である。

本発明の第１の実施形態におけるまくら木連結構造１は、図１〜図３に示されており、レール８０の下側に配置されているまくら木８１が、まくら木連結部材１０を用いて連結されているものである。そして、まくら木連結部材１０はまくら木８１の長尺方向の両端部に配置しており、まくら木８１は２ヵ所で連結されている。

本実施形態では、レール８０の下側に配置されているまくら木８１の内、連結されるまくら木８１は２本であり、また、これらのまくら木８１はレール８０の継ぎ目部８２を挟むようにして配置されているものである。

まくら木８１の材質は限定されるものでないが、硬質ウレタン樹脂をガラス長繊維で補強した発泡体（積水化学工業株式会社製、商品名エスロンネオランバーＦＦＵ）を積層したものを用いることができる。

まくら木連結部材１０はＬ字状の長尺状をしているＬ型鋼であり、まくら木連結構造１では、まくら木８１の各端部の２ヵ所それぞれに２本ずつ用いられ、合計４本使用されている。そして、２本のまくら木連結部材１０は、上下に配置されており、上側に位置するまくら木連結部材１０ａと下側に位置するまくら木連結部材１０ｂとが設けられている。

上側に位置するまくら木連結部材１０ａは、水平板１６と垂直板１７とを有し、水平板１６がまくら木８１の上面３０の上側に位置し、垂直板１７はまくら木８１の木口面３１の外側に位置している。また、下側に位置するまくら木連結部材１０ｂは、水平板１８と垂直部１９とを有し、水平板１８がまくら木８１の下面３２の下側に位置し、垂直板１９はまくら木８１の木口面３１の外側に位置している。そして、垂直板１７と垂直板１９によって、連結されるまくら木８１の木口面３１の大部分を覆うことができる。
そして、上側に位置するまくら木連結部材１０ａの水平板１６と、下側に位置するまくら木連結部材１０ｂの水平板１８との間に、まくら木８１が挟まれた状態となっている。

水平板１６、１８及び垂直板１７、１９は長尺の平板状である。そして、水平板１６、１８及び垂直板１７、１９の長さは、連結されるまくら木８１の間隔よりも長く、また、これらの間では同じ長さである。そのため、まくら木連結部材１０には、２本のまくら木８１の外側の部分である、はみ出し領域２４が設けられる。
また、水平板１６、１８には貫通孔１６ａ、１８ａが形成されている。貫通孔１６ａ、１８ａの位置は、まくら木８１に設けられる貫通孔８１ａの位置に合わせられ、貫通孔１６ａ、１８ａ、８１ａを連通させることができ、後述するボルト１２を挿入することができる。

水平板１６、１８及び垂直板１７、１９の幅は同じであり、まくら木８１の高さの半分よりもやや短い。そのため、まくら木連結部材１０ａ、１０ｂを上下に配置した場合に、垂直板１７、１９同士が干渉しない。

まくら木連結構造１では、一ヵ所に２個の上下規制部材１１が用いられており、その位置は、まくら木８１の位置に対応している。また、上下規制部材１１の幅（レール８０の方向の長さ）は、まくら木８１の幅にほぼ等しい。そのため、垂直板１７と垂直板１９との間の隙間から露出するまくら木８１の木口面３１を確実に覆うことができ、まくら木８１の木口面３１がバラストと接触させにくくすることができる。

上下規制部材１１はコ字状の断面をした部材である溝型鋼であり、図２に示されるように、上側水平板（上側部）２０、垂直板（間隔維持部）２１、下側水平板（下側部）２２を有している。上側水平板２０と下側水平板２２は長方形の板状であり、これらの形状は同じ形状である。また、垂直板２１の形状は、長方形の板状である。
そして、上下規制部材１１の上側水平板２０と下側水平板２２との間に、これらが離れる方向に力がかかった場合にも、垂直板２１によって上側水平板２０と下側水平板２２との距離を維持することができる。

上下規制部材１１の設置は、図３に示されるように、上側水平板２０と下側水平板２２との間に、まくら木連結部材１０ａ、まくら木８１及びまくら木連結部材１０ｂが位置する状態であって、垂直板２１がまくら木連結部材１０ａ、１０ｂの外側に位置するような状態となるように行われる。そして、まくら木連結部材１０ａの水平板１６の上側に上側水平板２０が配置し、まくら木連結部材１０ｂの水平板１８の下側に下側水平板２２が配置し、垂直板２１がまくら木連結部材１０ａ、１０ｂの垂直板１７、１９の外側に位置する。また、まくら木連結部材１０ａの水平板１６は、上側水平板２０とまくら木８１との間に位置しており、まくら木連結部材１０ｂの水平板１８は、下側水平板２２とまくら木８１との間に位置している。
また、上下規制部材１１が設置された状態では、上側水平板２０と下側水平板２２の板面は、水平面となっており、垂直板２１の板面は垂直面となっている。

まくら木連結構造１の形成は、まくら木８１の端部に、まくら木連結部材１０ａとまくら木連結部材１０ｂとを配置し、その後、２枚の上下規制部材１１を設置する。そして、まくら木８１の貫通孔８１ａ、まくら木連結部材１０ａ、１０ｂの貫通孔１６ａ、１８ａ、上下規制部材１１の貫通孔２０ａ、２２ａの位置を合わせて、ボルト１２を挿入し、上下規制部材１１の下側水平板２２の貫通孔２２ａの下側に固定されているナット１５に、このボルト１２を螺合する。このようにして、まくら木連結部材１０ａ、１０ｂ及び上下規制部材１１の抜け止めを行う。
なお、まくら木８１の貫通孔８１ａは、あらかじめ形成されたまくら木８１を使用しても良いが、まくら木連結構造１を形成する際に穿孔してもよい。

まくら木連結構造１のようにまくら木８１を連結する作業は、レール８０の下側に配置された状態で、図示しないバラストを必要なだけ取り除いて行うこともできるが、まくら木８１をレール８０から取り外した状態でまくら木８１を連結し、まくら木８１を連結した状態で、レール８０の下側に配置することもできる。

そして、図１に示すように、２本のまくら木８１の両端を連結して、まくら木連結構造１が完成する。まくら木連結構造１は、レール８０の継ぎ目部８２に設けられているので、列車荷重によりバラストの圧密化を低減させることができ、いわゆるあおり現象の発生を小さくすることができる。
また、まくら木連結部材１０ａ、１０ｂ同士が上下方向に離れる方向に力がかかった場合にも、上下規制部材１１により、２枚の水平板１６、１８の上下方向の外側の動きを規制し、まくら木連結部材１０ａ、１０ｂの距離を維持してボルト１２に大きな力がかかることを防止し、ボルト１２とナット１５の緩みを防止することができる。

さらに、仮に、ボルト１２が緩んだ場合にも、まくら木連結部材１０ａ、１０ｂが外れることが無く、使用を継続することができる。すなわち、ボルト１２は上から挿入されているので緩んだ状態となったとしても、まくら木連結部材１０ａ、１０ｂや、上下規制部材１１や、まくら木８１の貫通孔１６ａ、１８ａ、２０ａ、２２ａ、８１ａを挿入した状態を維持するので、まくら木連結部材１０ａ、１０ｂ及び上下規制部材１１は、まくら木８１から離脱しない。そして、まくら木連結部材１０ａ、１０ｂは上下規制部材１１によって上下方向から押さえられているので外れない。

まくら木連結構造１では、上下規制部材１１により、まくら木連結部材１０ａ、１０ｂ同士が上下方向に離れないようにするものであるので、上下規制部材１１の上側水平板２０や下側水平板２２と、まくら木連結部材１０ａ、１０ｂの水平板１６、１８との間に隙間がなく、より密着することが望ましい。
そこで、まくら木連結部材１０ａ、１０ｂの水平板１６、１８と、まくら木８１との間に弾性材３３を配置した、第２の実施形態におけるまくら木連結構造１ａを採用することができる。まくら木連結構造１ａは、図７に示されており、図４〜図６に図示される方法により形成される。

まくら木連結構造１ａでは、まくら木８１の上面３０と下面３２に弾性材３３を貼り付ける（図４）。この弾性材３３は、具体的にはゴムシートであるが、圧縮によって変形する材料であれば他のものを用いることができる。弾性材３３の厚みは３ｍｍ〜６ｍｍが望ましい。なお、弾性材３３には貫通孔３３ａが形成されており、貫通孔３３ａにボルト１２を挿入することができる。

次に、弾性材３３の外側に、水平板１６、１８が位置するように、まくら木連結部材１０ａ、１０ｂを配置する。さらに、図５に示されるように、水平板１６、１８同士を上下に近づけるように圧縮具３４で圧縮する。この圧縮具３４としてシャコ万力を用いることができる。
圧縮具３４で圧縮する位置は、上下規制部材１１が配置される位置を避ける位置であり、本実施形態では、まくら木８１に対応する位置とは異なる位置である、両側のはみ出し領域２４と、まくら木８１の間に対応する位置の中間領域２５の３ヵ所である。

そして、この状態で、上下規制部材１１を配置し、ボルト１２により固定する。圧縮具３４で圧縮しているので、弾性材３３が圧縮変形するので、上下規制部材１１の挿入を行いやすい。圧縮具３４の取り外しは、上下規制部材１１を配置した後に行われる。
このようにして、まくら木連結構造１ａが完成する。

まくら木連結構造１ａでは、弾性材３３が、まくら木８１とまくら木連結部材１０ａ、１０ｂの水平板１６、１８との間に配置されているので、まくら木８１の高さなどが多少変化した場合にも、上下規制部材１１とまくら木連結部材１０ａ、１０ｂとを密着させることが可能となる。

上記したまくら木連結構造１、１ａでは、上下規制部材１１が設置される位置は、まくら木８１の位置に対応した位置であったが、他の位置に設けることもできる。
例えば、図８、図９に示される、本発明の第３の実施形態におけるまくら木連結構造２のように、上下規制部材１１の長さ（レール８０方向の長さ）を長いものとして、１ヵ所に使用する上下規制部材１１を１個とすることができる。まくら木連結構造２では、上下規制部材１１の長さは、連結されるまくら木８１の外幅にほぼ等しい。
また、弾性材３０をまくら木８１とまくら木連結部材１０ａ、１０ｂとの間に配置する場合、圧縮具３４で圧縮する位置は、両側のはみ出し領域２４の２ヵ所に配置される。

また、図１０、図１１、図１２に示される本発明の第４の実施形態におけるまくら木連結構造３のように、上下規制部材１１を３個用いて、両側のはみ出し領域２４と、中間領域２５の３ヵ所に配置することができる。この場合、上下規制部材１１の抜け止めは、まくら木８１の固定に用いたボルト１２ではなく、別のボルト３７が使用される。
すなわち、図１１、図１２に示されるように、まくら木連結部材１０ａ、１０ｂには、上下規制部材１１の貫通孔２０ａ、２２ａに対応する位置に貫通孔３８が設けられており、貫通孔３８付近にはナット３９が固定されている。そして、ボルト３７を貫通孔２０ａ、２２ａ及び貫通孔３８に挿入して、ナット３９と螺合し、上下規制部材１１の抜け止めを行う。また、まくら木連結部材１０ａ、１０ｂとまくら木８１とは、ボルト１２及びナット１５により固定される。

したがって、ボルト１２を用いてまくら木連結部材１０ａ、１０ｂにより連結する作業と、ボルト３７を用いて上下規制部材１１の抜け止めを行う作業を別々にすることができる。
また、弾性材３３をまくら木８１とまくら木連結部材１０ａ、１０ｂとの間に配置する場合、圧縮具３４を圧縮する位置は、まくら木８１に対応する位置の２ヵ所で行われる。

また、圧縮具３４を用いないで設置する場合には、図１３、図１４に示される第５の実施形態におけるまくら木連結構造５のように、上下規制部材１１により、まくら木連結部材１０の全体を覆うようにしても良い。

上記したまくら木連結構造１、１ａ、２、３の上下規制部材１１は、垂直板２１をまくら木連結部材１０ａ、１０ｂの垂直板１７、１９の外側となるように配置したが、垂直板２１の位置を反対側にして、垂直板１７、１９の内側となるように配置することができる。また、まくら木連結構造１、１ａ、２、３の上下規制部材１１の形状は、断面コ字状であったが他の形状でも良く、例えば、垂直板２１を２枚設けて、全体でリング状としても良い。
また、連結されるまくら木８１は、２本に限られるものでなく、３本以上でも良い。

本発明の第１の実施形態におけるまくら木連結構造の斜視図である。 図１のまくら木連結構造の分解斜視図である。 図１のまくら木連結構造をレール方向から見た図である。 本発明の第２の実施形態におけるまくら木連結構造の形成する途中を示した斜視図である。 本発明の第２の実施形態におけるまくら木連結構造の形成する途中を示した斜視図である。 本発明の第２の実施形態におけるまくら木連結構造の形成する途中を示した斜視図である。 本発明の第２の実施形態におけるまくら木連結構造の斜視図である。 本発明の第３の実施形態におけるまくら木連結構造の斜視図である。 図８のまくら木連結構造の分解斜視図である。 本発明の第４の実施形態におけるまくら木連結構造の斜視図である。 図１０のまくら木連結構造の分解斜視図である。 図１０のまくら木連結構造をレール方向から見た図である。 本発明の第５の実施形態におけるまくら木連結構造の斜視図である。 図１３のまくら木連結構造の分解斜視図である。

１、１ａ、２、３ まくら木連結構造
１０、１０ａ、１０ｂ まくら木連結部材
１１ 上下規制部材
１２ ボルト
１５ ナット
１６、１８ 水平板
１６ａ、１８ａ 貫通孔
２０ 上側水平板（上側部）
２１ 垂直板（間隔維持部）
２２ 下側水平板（下側部）
３３ 弾性材
８１ まくら木
８１ａ 貫通孔

Claims (7)

1. それぞれに平板状の水平板を有する一対のまくら木連結部材を、並設された複数本のまくら木の上下に水平板が位置するように配置し、前記まくら木連結部材と各まくら木とを固定して、前記複数のまくら木を連結するまくら木連結構造において、上下規制部材が設けられ、上下規制部材には上側部と、下側部と、上側部と下側部との上下方向の間隔を維持する間隔維持部を有し、前記間隔維持部は板状の垂直板であり、上側部と下側部は垂直板によって一体化されており、上側部及び下側部が上下のまくら木連結部材の２枚の水平板を挟むように上下規制部材が設置されて、垂直板により２枚の水平板のまくら木に対する上下方向の外側の動きを規制するものであることを特徴とするまくら木連結構造。
2. 上下規制部材は複数設けられ、並設された複数本のまくら木に対応する位置に配置されていることを特徴とする請求項１に記載のまくら木連結構造。
3. 上下規制部材は複数設けられ、まくら木連結部材の両端部分、及び、並設された複数本のまくら木の間に対応する位置に配置されていることを特徴とする請求項１に記載のまくら木連結構造。
4. 上下規制部材は、まくら木連結部材の全体を覆っていることを特徴とする請求項１に記載のまくら木連結構造。
5. 上下規制部材は、まくら木と固定されていることを特徴とする請求項２又は４に記載のまくら木連結構造。
6. 上下規制部材は、まくら木連結部材と固定されていることを特徴とする請求項２〜４のいずれかに記載のまくら木連結構造。
7. 上下規制部材の固定はボルトが用いられるものであり、上下規制部材又はまくら木連結部材の下側には、前記ボルトと螺合可能なナットが固定されていることを特徴とする請求項５又は６に記載のまくら木連結構造。

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