特開 2024-159163 まくらぎ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024159163

(43)【公開日】2024-11-08

(54)【発明の名称】まくらぎ

(51)【国際特許分類】

   E01B 3/46 20060101AFI20241031BHJP

   E01B 3/32 20060101ALI20241031BHJP

【ＦＩ】

E01B3/46

E01B3/32

【審査請求】未請求

【請求項の数】2

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023074984

(22)【出願日】2023-04-28

(71)【出願人】

【識別番号】591036893

【氏名又は名称】鉄道機器株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】000002174

【氏名又は名称】積水化学工業株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】591121111

【氏名又は名称】株式会社安部日鋼工業

(74)【代理人】

【識別番号】100104064

【弁理士】

【氏名又は名称】大熊 岳人

(72)【発明者】

【氏名】山室 謙一郎

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 克彦

(72)【発明者】

【氏名】足立 剛一

(72)【発明者】

【氏名】束原 実

(72)【発明者】

【氏名】堀内 雄太

(72)【発明者】

【氏名】北原 崇吉

(57)【要約】

【課題】簡単な構造によってコンクリートまくらぎ部に作用する応力を緩和することができるまくらぎを提供する。
【解決手段】まくらぎ２は、コンクリートまくらぎ部３に合成まくらぎ部４を重ね合わせたまくらぎである。ひび割れ誘発部５は、コンクリートまくらぎ部３が荷重を受けたときに、コンクリートまくらぎ部３にひび割れＣを誘発する。ひび割れ誘発部５は、コンクリートまくらぎ部３の長さ方向に間隔をあけて、コンクリートまくらぎ部３の外周部に形成された切欠溝６を備えている。熱応力緩和部９は、コンクリートまくらぎ部３及び合成まくらぎ部４の温度が変化したときに、コンクリートまくらぎ部３に作用する熱応力を緩和する。熱応力緩和部９は、コンクリートまくらぎ部３と合成まくらぎ部４との間に挟み込まれて、熱応力を緩和する緩衝材１０を備えている。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

コンクリートまくらぎ部に合成まくらぎ部を重ね合わせたまくらぎであって、
前記コンクリートまくらぎ部及び前記合成まくらぎ部の温度が変化したときに、このコンクリートまくらぎ部に作用する熱応力を緩和する熱応力緩和部を備えること、
を特徴とするまくらぎ。

【請求項2】

コンクリートまくらぎ部に合成まくらぎ部を重ね合わせたまくらぎであって、
前記コンクリートまくらぎ部と前記合成まくらぎ部との間に挟み込まれて、前記熱応力を緩和する緩衝材を備えること、
を特徴とするまくらぎ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、コンクリートまくらぎ部に合成まくらぎ部を重ね合わせたまくらぎに関する。

【背景技術】

【0002】

鉄道では、レールを固定し軌間を正確に保持するとともに、レールから伝達される列車荷重を広く道床に分散させるために、レールと道床との間に設置される軌道の重要な構成部材としてまくらぎが使用されている。まくらぎには、木製の木まくらぎ、プレストレストコンクリートを使用したＰＣまくらぎ、鉄製又は鋳鉄製の鉄まくらぎ、及びガラス長繊維によって強化された発泡ウレタン樹脂を成形した合成まくらぎなどが使用されている。鉄道では、ＰＣまくらぎが広く使用されているが、分岐器類に使用される分岐まくらぎには、合成まくらぎが使用されている。合成まくらぎは比較的軽いため、通過する列車本数が多い箇所で合成まくらぎを使用すると、列車が通過する毎に合成まくらぎに列車荷重が繰り返し載荷されて、合成まくらぎが移動することがある。このため、比較的に重いＰＣまくらぎと比較的軽い合成まくらぎとを組み合わせたまくらぎが提案されている。

【0003】

従来のまくらぎは、合成まくらぎを使用したまくらぎ本体を金型に収容し、まくらぎ本体と金型との間の隙間にコンクリートを流し込み、合成まくらぎを使用したまくらぎ本体と、コンクリートから製造されたカバーとを、長さ方向の溝によって嵌合させている（例えば、特許文献１参照）。この従来のまくらぎは、合成まくらぎのまくらぎ本体の表面を露出させており、コンクリートのカバーによってこのまくらぎ本体を被覆することによってこのまくらぎ本体を道床バラストから保護している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開平09-165703号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

従来のまくらぎは、まくらぎ本体と金型との間の隙間に流し込まれたコンクリートを硬化させるために加熱したときに、まくらぎ本体及びコンクリートの熱膨張率の相違によって、まくらぎ本体が膨張しコンクリートが収縮する。このため、従来のまくらぎは、まくらぎ本体側が膨張することによってコンクリートの収縮が妨げられて、コンクリート製のカバーに熱応力によるき裂が発生する問題点がある。

【0006】

この発明の課題は、簡単な構造によってコンクリートまくらぎ部に作用する応力を緩和することができるまくらぎを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

この発明は、以下に記載するような解決手段により、前記課題を解決する。
なお、この発明の実施形態に対応する符号を付して説明するが、この実施形態に限定するものではない。

【0008】

請求項１の発明は、図２～図４、図６、図７及び図９に示すように、コンクリートまくらぎ部（３）に合成まくらぎ部（４）を重ね合わせたまくらぎであって、前記コンクリートまくらぎ部及び前記合成まくらぎ部の温度が変化したときに、このコンクリートまくらぎ部に作用する熱応力を緩和する熱応力緩和部（９）を備えることを特徴とするまくらぎ（２）である。

【0009】

請求項２の発明は、図２～図４、図６、図７及び図９に示すように、コンクリートまくらぎ部（３）に合成まくらぎ部（４）を重ね合わせたまくらぎであって、前記コンクリートまくらぎ部と前記合成まくらぎ部との間に挟み込まれて、前記熱応力を緩和する緩衝材（１０）を備えることを特徴とするまくらぎである。

【発明の効果】

【0010】

この発明によると、簡単な構造によって重量まくらぎ部に作用する応力を緩和することができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】この発明の実施形態に係るまくらぎの全体図であり、（Ａ）は平面図であり、（Ｂ）は側面図であり、（Ｃ）は正面図である。

【図2】図１（Ａ）のII-II線で切断した断面図である。

【図3】図１（Ａ）のIII-III線で切断した断面図である。

【図4】図１（Ａ）のIV-IV線で切断した断面図である。

【図5】図１（Ｂ）のV部分の拡大図であり、（Ａ）はひび割れ発生前の状態を示す拡大図であり、（Ｂ）はひび割れ発生後の状態を模式的に示す拡大図である。

【図6】図２のVI部分の拡大図である。

【図7】図１（Ａ）のVII-VII線で切断した断面図である。

【図8】この発明の実施形態に係るまくらぎのひび割れ誘発部の作用を説明するための模式図であり、（Ａ）はひび割れ誘発部を備えている場合の模式図であり、（Ｂ）はひび割れ誘発部を備えていない場合の模式図である。

【図9】この発明の実施形態に係るまくらぎの熱応力緩和部の作用を説明するための模式図であり、（Ａ）は熱応力緩和部を備えている場合の温度変化前後の模式図であり、（Ｂ）は熱応力緩和部を備えていない場合の温度変化前後の模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、図面を参照して、この発明の実施形態について詳しく説明する。
図１に示すレール１は、列車の車輪を支持し案内して、この列車を走行させる部材である。レール１は、列車の車輪と接触するレール頭部１ａと、まくらぎ２に取り付けられるレール底部（フランジ部）１ｂと、レール頭部１ａとレール底部１ｂとを繋ぐレール腹部（ウェブ部）１ｃなどを備えている。レール１は、レール締結装置によってまくらぎ２に締結されている。

【0013】

図１～図７に示すまくらぎ２は、レール１を支持する支承体（支持体）である。まくらぎ２は、レール１を固定し軌間を正確に保持するとともに、レール１から伝達される列車荷重を広く道床に分散させるために、レール１と道床との間に設置される。図１～図７に示すまくらぎ２は、分岐器類に使用され分岐器類を支持する分岐まくらぎである。まくらぎ２は、レール１の長さ方向に所定の間隔をあけて配置されており、レール１を離散的に支持している。まくらぎ２は、図１～図７に示すコンクリートまくらぎ部３と、図１～図４、図６及び図７に示す合成まくらぎ部４と、図１、図２及び図４～図６に示すひび割れ誘発部５と、図３、図４及び図７に示す抜け止め部７と、図１、図２、図６及び図７に示す抜け止め部８と、図２～図４、図６及び図７に示す熱応力緩和部９とを備えている。まくらぎ２は、図１～図４、図６及び図７に示すように、コンクリートまくらぎ部３に合成まくらぎ部４を重ね合わせた複合構造のまくらぎであり、軽量で高耐久性を有するまくらぎである。まくらぎ２は、列車通過時の繰り返し荷重によるまくらぎ２の移動をコンクリートまくらぎ部３によって阻止するとともに、合成まくらぎ部４が道床バラストと接触する部分の表面をコンクリートまくらぎ部３によって覆い保護する。まくらぎ２は、合成まくらぎ部４によってまくらぎ２の軽量化を図り施工性を向上させる。まくらぎ２は、例えば、従来の分岐まくらぎと略同一の長さ、幅及び高さになるように各部の寸法が設定されている。

【0014】

図１～図７に示すコンクリートまくらぎ部３は、まくらぎ２の下部を構成するコンクリート製の部材である。コンクリートまくらぎ部３は、比較的重い材料によって構成された重量まくらぎ部である。コンクリートまくらぎ部３は、例えば、セメント、シリカフュームなどの反応性粉体、細骨材、高性能減水剤及び繊維から構成された無機系複合材であり、超高強度，高靭性，高流動性，高耐久性を有するダクタルコンクリート（登録商標）のような超高強度繊維補強コンクリート(Ultra High Strength Fiber Reinforced Concrete(UFC))などである。コンクリートまくらぎ部３は、図１～図４、図６及び図７に示すように、まくらぎ２の下側まくらぎ部を構成しており、図３、図４及び図７に示すように断面形状が凹状（略Ｕ字状）の板状部材である。コンクリートまくらぎ部３は、例えば、超高強度繊維補強コンクリートを型枠内に流し込み、合成まくらぎ部４と一体硬化させて工場内で製造される。コンクリートまくらぎ部３は、図３、図４、図６及び図７に示す収容部３ａと、図１～図４、図６及び図７に示す上面３ｂと、図１～図７に示す側面（外側側面）３ｃと、図１、図２及び図６に示す端面３ｄと、図１～図７に示す底面（外側底面）３ｅとを備えている。コンクリートまくらぎ部３は、例えば、このコンクリートまくらぎ部３の長さが2260mm、厚さが45mm、幅が300mm程度に形成されており、収容部３ａの長さが2200±5mm、深さが95±2mm、幅が240±3mm程度に形成されており、重量が115.8kg程度である。

【0015】

図３、図４、図６及び図７に示す収容部３ａは、合成まくらぎ部４を収容する部分である。収容部３ａは、コンクリートまくらぎ部３から合成まくらぎ部４の上部が突出するように、合成まくらぎ部４の下部をコンクリートまくらぎ部３に収容するために形成された凹部である。収容部３ａは、合成まくらぎ部４の上部がこの収容部３ａから露出するように、合成まくらぎ部４の高さよりもこの収容部３ａの深さが浅く形成されている。収容部３ａは、図２～図４、図６及び図７に示す合成まくらぎ部４の底面４ｄと接する平坦な内側底面３ｆと、図３、図４及び図７に示す内側底面３ｆに対して垂直に形成され、合成まくらぎ部４の側面４ｂと隙間をあけて対向する平坦な内側側面（内側壁面）３ｇと、図２及び図６に示す内側底面３ｆに対して垂直に形成され、合成まくらぎ部４の端面４ｃと隙間をあけて対向する平坦な内側端面（内側壁面）３ｈとを備えている。

【0016】

図１～図４、図６及び図７に示す上面３ｂは、コンクリートまくらぎ部３の上部を構成する部分である。上面３ｂは、底面３ｅに対して平行に形成された平坦面である。図１、図３～図５及び図７に示す側面３ｃは、コンクリートまくらぎ部３の側部を構成する部分である。側面３ｃは、底面３ｅに対して垂直に形成された平坦面である。図１、図２及び図６に示す端面３ｄは、コンクリートまくらぎ部３の端部を構成する部分である。端面３ｄは、底面３ｅに対して垂直に形成された平坦面である。図１～図７に示す底面３ｅは、コンクリートまくらぎ部３の底部を構成する部分である。底面３ｅは、道床によって支持される平坦面である。

【0017】

図１～図４、図６及び図７に示す合成まくらぎ部４は、まくらぎ２の上部を構成する合成樹脂製の部材である。合成まくらぎ部４は、比較的軽い材料によって構成された軽量まくらぎ部である。合成まくらぎ部４は、ガラス長繊維によって強化された発泡ウレタン樹脂の成型によって製造される。合成まくらぎ部４は、例えば、ガラス長繊維及び硬質発砲ポリウレタンによって構成されたシートを複数枚積層して形成されている。合成まくらぎ部４は、まくらぎ２の上側まくらぎ部を構成しており、コンクリートまくらぎ部３とは異なり、図１～図４、図６及び図７に示すように断面形状が略四角形の１枚の板状部材によって形成されている。合成まくらぎ部４は、図１に示すように、コンクリートまくらぎ部３から突出するこの合成まくらぎ部４の上部を除き、この合成まくらぎ部４の略全面がコンクリートまくらぎ部３に被覆され保護されている。合成まくらぎ部４は、図１～図４、図６及び図７に示す上面４ａと、図１、図３、図４及び図７に示す側面４ｂと、図１、図２及び図６に示す端面４ｃと、図２～図４、図６及び図７に示す底面４ｄとを備えている。合成まくらぎ部４は、図２～図４、図６及び図７に示すように、この合成まくらぎ部４の側面４ｂ及び端面４ｃがコンクリートまくらぎ部３の内側側面３ｇ及び内側端面３ｈとの間で隙間をあけて配置されている。合成まくらぎ部４は、例えば、長さが2200±5mm mm、厚さが135±2mm、幅が240±3mm程度に形成されており、重量が51.3kg程度である。

【0018】

図１～図４、図６及び図７に示す上面４ａは、合成まくらぎ部４のまくらぎ上部を構成する部分である。上面４ａは、底面４ｄに対して平行に形成された平坦面であり、レール１をまくらぎ２に締結するレール締結装置が取り付けられる。図１、図３、図４及び図７に示す側面４ｂは、合成まくらぎ部４の側部を構成する部分である。側面４ｂは、上面４ａ及び底面４ｄに対して垂直に形成された平坦面である。図１、図２及び図６に示す端面４ｃは、合成まくらぎ部４の端部を構成する部分である。端面４ｃは、上面４ａ及び底面４ｄに対して垂直に形成された平坦面である。図２～図４、図６及び図７に示す底面４ｄは、合成まくらぎ部４の底部を構成する部分である。底面４ｄは、コンクリートまくらぎ部３の収容部３ａの内側底面３ｆと接する平坦面である。

【0019】

図１、図２及び図４～図６に示すひび割れ誘発部５は、コンクリートまくらぎ部３にひび割れＣを誘発する部分である。ひび割れ誘発部５は、図５（Ｂ）に示すように、コンクリートまくらぎ部３が荷重を受けたときに、コンクリートまくらぎ部３にひび割れＣの発生を誘発する。ひび割れ誘発部５は、例えば、図８（Ａ）に示すように、列車の通過によってまくらぎ２に作用する荷重によって、まくらぎ２に曲げ応力が作用したときに、コンクリートまくらぎ部３の所定の箇所にひび割れＣを誘発させる。ここで、曲げ応力とは、荷重が作用したときにコンクリートまくらぎ部３の内部に生じる曲げモーメントであり、コンクリートまくらぎ部３の横断面に生ずる垂直応力である。ひび割れ誘発部５は、図８（Ａ）に示すように、コンクリートまくらぎ部３の所定の箇所にひび割れＣを誘発することによって、コンクリートまくらぎ部３に作用する応力を緩和して、コンクリートまくらぎ部３の大規模な破損を抑制する。ひび割れ誘発部５は、コンクリートまくらぎ部３にひび割れＣの発生を予定するひび割れ予定部として機能する。ひび割れ誘発部５は、図８（Ａ）に示すように、コンクリートまくらぎ部３が長さ方向に分割されるように、コンクリートまくらぎ部３の底面３ｅから上方に向かってひび割れＣを積極的に進展させる。ひび割れ誘発部５は、図１、図２及び図４～図６に示す切欠溝６を備えている。

【0020】

図１、図２及び図４～図６に示す切欠溝６は、コンクリートまくらぎ部３の外周部に形成された溝である。切欠溝６は、図１及び図２に示すように、コンクリートまくらぎ部３の長さ方向に間隔をあけて形成されている。切欠溝６は、外観が目地状のスリットである。切欠溝６は、コンクリートまくらぎ部３の両端部寄りでは作用する曲げ応力が比較的小さくなるため、コンクリートまくらぎ部３の両端部から中央部に向かって所定長さの部分については形成されていない。切欠溝６は、図４に示すように、コンクリートまくらぎ部３の上面３ｂ、側面３ｃ及び底面３ｅに連続して直線状に形成されている。切欠溝６は、コンクリートまくらぎ部３の形状を変化させることによって、コンクリートまくらぎ部３に局所的に応力を集中させる応力集中部として機能する。切欠溝６は、図５に示すように、コンクリートまくらぎ部３の表面側に形成された開口部６ａと、コンクリートまくらぎ部３の内側に形成された平坦な底部６ｂと、開口部６ａから底部６ｂに向かって傾斜する平坦な傾斜面６ｃとを備えている。切欠溝６は、図５及び図６に示すように、断面形状が台形の楔状に形成されており、開口部６ａ側の幅が広く、底部６ｂ側の幅が狭く形成されている。図１、図２及び図４～図６に示す切欠溝６は、例えば、開口部６ａの幅が15mm、底部６ｂの幅が5mm、深さが25mm程度の深さで、70mm程度の等間隔で合計28個形成されている。切欠溝６は、図５に示すように、底部６ｂが起点となってひび割れＣが進展するように、コンクリートまくらぎ部３にひび割れＣを導入させる。

【0021】

図３、図４及び図７に示す抜け止め部７は、コンクリートまくらぎ部３が合成まくらぎ部４から抜け出すのを防止する部分である。抜け止め部７は、コンクリートまくらぎ部３が荷重を受けてコンクリートまくらぎ部３が分割したときに、合成まくらぎ部４の下方向にコンクリートまくらぎ部３が抜け出すのを防止する。抜け止め部７は、コンクリートまくらぎ部３と合成まくらぎ部４とが分離するのを防止する分離防止部として機能するとともに、これらが下方向にずれるのを防止するずれ防止部としても機能する。抜け止め部７は、図８（Ａ）に示すように、コンクリートまくらぎ部３及び合成まくらぎ部４の長さ方向に連続して、コンクリートまくらぎ部３と合成まくらぎ部４とを嵌合させる。抜け止め部７は、図３、図４及び図７に示すように、コンクリートまくらぎ部３と合成まくらぎ部４との間に熱応力緩和部９を挟み込んだ状態で、これらが一体となるようにこれらを結合させる。抜け止め部７は、図３、図４及び図７に示すように、コンクリートまくらぎ部３及び合成まくらぎ部４の中心線を中心として左右対称に配置されている。抜け止め部７は、凸部７ａと凹部７ｂを備えており、凸部７ａと凹部７ｂとを嵌合させることによって、コンクリートまくらぎ部３が合成まくらぎ部４から下方向に抜け出すのを防止する。

【0022】

図３、図４及び図７に示す凸部７ａは、凹部７ｂが嵌合する部分である。凸部７ａは、コンクリートまくらぎ部３の内側側面３ｇに形成されており、コンクリートまくらぎ部３の内側側面３ｇと同じ長さで長さ方向に連続して直線状に形成されている。凸部７ａは、断面形状が台形の突出部であり、コンクリートまくらぎ部３の収容部３ａの左右の内側側面３ｇの上縁部寄りに形成されている。凸部７ａは、合成まくらぎ部４と型枠との間にコンクリートを打設してコンクリートまくらぎ部３を製造するときに、合成まくらぎ部４側の凹部７ｂにコンクリートが流れ込むことで形成される。

【0023】

凹部７ｂは、凸部７ａが嵌合する部分である。凹部７ｂは、合成まくらぎ４の側面４ｂに形成されており、合成まくらぎ部４の側面４ｂと同じ長さで長さ方向に連続して直線状に形成されている。凹部７ｂは、断面形状が台形の溝部であり、合成まくらぎ部４の左右の側面４ｂの上縁部寄りに形成されている。凹部７ｂは、凸部７ａと対向する位置に形成されている。凹部７ｂは、合成まくらぎ部４を製造するときに一体成型したり、合成まくらぎ４を製造後に合成まくらぎ部４を機械加工したりして形成される。

【0024】

図１、図２、図６及び図７に示す抜け止め部８は、コンクリートまくらぎ部３が合成まくらぎ部４から抜け出すのを防止する部分である。抜け止め部８は、図８（Ａ）に示すように、コンクリートまくらぎ部３が荷重を受けてコンクリートまくらぎ部３が分割したときに、合成まくらぎ部４の長さ方向にコンクリートまくらぎ部３が抜け出すのを防止する。抜け止め部８は、コンクリートまくらぎ部３と合成まくらぎ部４とが分離するのを防止する分離防止部として機能するとともに、これらが長さ方向にずれるのを防止するずれ防止部としても機能する。抜け止め部８は、コンクリートまくらぎ部３と合成まくらぎ部４とを嵌合させることによって、コンクリートまくらぎ部３が合成まくらぎ部４から抜け出すのを防止する。抜け止め部８は、コンクリートまくらぎ部３と合成まくらぎ部４との間に熱応力緩和部９を挟み込んだ状態で、これらが一体となるようにこれらを結合させる。抜け止め部８は、図１、図２及び図８（Ａ）に示すように、コンクリートまくらぎ部３及び合成まくらぎ部４の一方の端部と他方の端部とに配置されており、これらの中央部から等距離に配置されている。抜け止め部８は、図８（Ａ）に示すように、分割後のコンクリート片３Ａ，３Ｂが合成まくらぎ部４から脱落しないように、コンクリートまくらぎ部３及び合成まくらぎ部４の端部と、この端部に最も近いひび割れ誘発部５の切欠溝６との間に配置されている。抜け止め部８は、図２、図６、図７及び図８（Ａ）に示すように、凸部８ａと凹部８ｂとを備えており、凸部８ａと凹部８ｂとを嵌合させることによって、コンクリートまくらぎ部３が合成まくらぎ部４から抜け出すのを防止する。

【0025】

図２、図６、図７及び図８（Ａ）に示す凸部８ａは、凹部８ｂが嵌合する部分である。凸部８ａは、コンクリートまくらぎ部３の内側底面３ｆに形成されている。凸部８ａは、図２、図６及び図７に示すように、コンクリートまくらぎ部３の中心線に対して直交する幅方向に、コンクリートまくらぎ部３の幅と同じ長さで内側底面３ｆに連続して形成されている。凸部８ａは、図２及び図６に示すように、平面形状及び断面形状が四角形状の突出部であり、所定の幅及び高さで内側底面３ｆに形成されている。凸部８ａは、コンクリートまくらぎ部３の内側底面３ｆに対して平行に形成された平坦面である突出面８ｃと、内側底面３ｆに対して垂直に形成され互いに平行な平坦面である側面８ｄ，８ｅとを備えている。凸部８ａは、合成まくらぎ部４と型枠との間にコンクリートを打設してコンクリートまくらぎ部３を製造するときに、合成まくらぎ部４側の凹部８ｂにコンクリートが流れ込むことで形成される。

【0026】

図２、図６、図７及び図８（Ａ）に示す凹部８ｂは、凸部８ａが嵌合する部分である。凹部８ｂは、合成まくらぎ４の底面４ｄに形成されている。凹部８ｂは、図２、図６及び図７に示すように、合成まくらぎ部４の中心線に対して直交する幅方向に、合成まくらぎ部４の幅と同じ長さで底面４ｄに連続して形成されている。凹部８ｂは、図２及び図６に示すように、断面形状が略Ｕ字状の溝部であり、所定の幅及び深さで底面４ｄに形成されている。凹部８ｂは、合成まくらぎ部４の底面４ｄに対して平行に形成され底面４ｄと接する平坦面である底面８ｆと、底面８ｆに対して垂直に形成され互いに平行な平坦面である側面８ｇ，８ｈとを備えている。凹部８ｂは、凸部８ａと対向する位置に形成されている。凹部８ｂは、この凹部８ｂの側面８ｇ側と凸部８ａ側の側面８ｄとの間に僅かに隙間をあけて対向するとともに、この凹部８ｂの側面８ｈ側と凸部８ａ側の側面８ｅとの間に僅かに隙間をあけて対向する。凹部８ｂは、合成まくらぎ部４を製造するときに一体成型したり、合成まくらぎ４を製造後に合成まくらぎ部４を機械加工したりして形成される。

【0027】

図２～図４、図６及び図７に示す熱応力緩和部９は、コンクリートまくらぎ部３に作用する熱応力を緩和する部分である。熱応力緩和部９は、図９（Ａ）に示すように、コンクリートまくらぎ部３及び合成まくらぎ部４の熱膨張率が異なるため、コンクリートまくらぎ部３及び合成まくらぎ部４の温度が変化したときに、コンクリートまくらぎ部３に作用する熱応力を緩和する。ここで、熱応力とは、温度の変化又は不同によってコンクリートまくらぎ部３及び合成まくらぎ部４の内部に生じる応力であり、熱膨張又は熱収縮が妨げられたときに生じる圧縮応力又は引張応力である。熱膨張率（熱膨張係数）とは、温度の上昇によってコンクリートまくらぎ部３及び合成まくらぎ部４の長さ及び体積が膨張（熱膨張）する割合である。熱応力緩和部９は、例えば、まくらぎ２を製造するときに生ずる温度変化によって、コンクリートまくらぎ部３の長さ及び体積が収縮する熱収縮と、合成まくらぎ部４の長さ及び体積が膨張する熱膨張とが生じたときに、コンクリートまくらぎ部３にひび割れＣが発生するのを抑制する。熱応力緩和部９は、図２～図４、図６、図７及び図９（Ａ）に示す緩衝材１０を備えている。

【0028】

図２～図４、図６、図７及び図９（Ａ）に示す緩衝材１０は、コンクリートまくらぎ部３と合成まくらぎ部４との間に挟み込まれて、熱応力を緩和する部材である。緩衝材１０は、図９（Ａ）に示すように、まくらぎ２の製造時にはコンクリートまくらぎ部３及び合成まくらぎ部４の熱収縮及び熱膨張に追従してこの緩衝材１０の厚さが変化し、まくらぎ２の完成後にはコンクリートまくらぎ部３と合成まくらぎ部４との間の隙間が可能な限り狭くなるようにこの緩衝材１０の厚さが薄くなる。緩衝材１０は、例えば、厚さが2mm程度であり、緩衝性、断熱性、柔軟性及び軽量性に優れ、内部が独立気泡構造である発泡ポリエチレンシートである。緩衝材１０は、コンクリートまくらぎ部３と合成まくらぎ部４とが対向する部分の隙間に配置されており、これらの間で作用する熱応力を緩和する。緩衝材１０は、例えば、図３、図４及び図７に示す内側側面３ｇと側面４ｂとの間の隙間と、図６に示す内側端面３ｈと端面４ｃとの間の隙間と、図３、図４及び図７に示す凸部７ａと凹部７ｂとの間の隙間と、図６に示す凸部８ａの側面８ｄ，８ｅと凹部８ｂの側面８ｇ，８ｈとの間の隙間を埋めるように、これらの間に挟み込まれている。緩衝材１０は、図９（Ａ）に示すように、コンクリートまくらぎ部３及び合成まくらぎ４の温度変化によって、コンクリートまくらぎ部３と合成まくらぎ４との間の隙間が変化したときに、この隙間の変化に応じて厚さが変化する。緩衝材１０は、例えば、合成まくらぎ部４側が熱膨張することによってコンクリートまくらぎ部３側の熱収縮が妨げられて、コンクリートまくらぎ部３に引張力が生じたときに、この緩衝材１０が圧縮されることで、コンクリートまくらぎ部３に作用する熱応力を緩和する。

【0029】

次に、この発明の実施形態に係るまくらぎの作用を説明する。
例えば、合成まくらぎ部４と型枠との間にコンクリートを打設してまくらぎ２を製造するときに、熱養生によりコンクリートまくらぎ部３及び合成まくらぎ部４に温度変化が生ずる。このため、図９に示すように、コンクリートまくらぎ部３及び合成まくらぎ部４の熱膨張率の相違に起因して、コンクリートまくらぎ部３が熱収縮し、合成まくらぎ部４が熱膨張することがある。

【0030】

図９（Ｂ）に示すように、コンクリートまくらぎ部３と合成まくらぎ部４との間に熱応力緩和部９が挟み込まれていない場合には、図９（Ｂ）に示すようにコンクリートまくらぎ部３に引張力が作用する。このため、コンクリートまくらぎ部３に熱応力が作用して、コンクリートまくらぎ部３にひび割れＣが発生する。例えば、図３、図４及び図７に示す内側底面３ｆと内側側面３ｇとが交わる角部や、図６に示す内側底面３ｆと内側端面３ｈとが交わる角部などにひび割れＣが発生する。

【0031】

一方、図９（Ａ）に示すように、コンクリートまくらぎ部３と合成まくらぎ部４との間に熱応力緩和部９が挟み込まれている場合には、コンクリートまくらぎ部３と合成まくらぎ部４との間の温度収縮に追従して熱応力緩和部９の厚さが薄くなり、熱応力による影響を熱応力緩和部９が吸収する。このため、コンクリートまくらぎ部３と合成まくらぎ部４との間の隙間が狭くなって、コンクリートまくらぎ部３に引張力が作用し、合成まくらぎ部４に圧縮力が作用しても、これらの間で熱応力緩和部９が圧縮される。その結果、コンクリートまくらぎ部３に作用する熱応力を熱応力緩和部９が緩和して、コンクリートまくらぎ部３にひび割れＣが発生するのを熱応力緩和部９が抑制する。

【0032】

図１に示すレール１上を列車が通過して、列車荷重がまくらぎ２に作用すると、図８に示すようにまくらぎ２が上側に撓むような曲げモーメントＭ₁が作用したり、まくらぎ２が下側に撓むような曲げモーメントＭ₂が作用したりする。まくらぎ２に曲げモーメントＭ₁，Ｍ₂が作用すると、合成まくらぎ部４に比べてコンクリートまくらぎ部３のほうが曲げ剛性が高いため、コンクリートまくらぎ部３に過大な曲げ応力が作用する。

【0033】

図８（Ｂ）に示すように、コンクリートまくらぎ部３がひび割れ誘発部５を備えていない場合には、コンクリートまくらぎ部３の底面３ｅに引張力が作用して底面３ｅの複数箇所にひび割れＣが発生し、底面３ｅからひび割れＣが進展する。その結果、コンクリートまくらぎ部３に発生したひび割れＣによって、コンクリートまくらぎ部３が複数のコンクリート片３Ａ～３Ｄに分割されたり、コンクリートまくらぎ部３の一部がはく落したりして、コンクリートまくらぎ部３が大規模に破損するおそれがある。

【0034】

図８（Ｂ）に示すように、コンクリートまくらぎ部３が抜け止め部７，８を備えていない場合には、分割後のコンクリート片３Ａ～３Ｄが合成まくらぎ部４から下方に抜け出したり、分割後のコンクリート片３Ａ～３Ｄが合成まくらぎ４から長さ方向に抜け出したりする。その結果、まくらぎ２からコンクリート片３Ａ～３Ｄが脱落して、合成まくらぎ部４の下面がコンクリートまくらぎ部３によって保護されず、合成まくらぎ部４が道床バラストと接触して損傷するおそれがある。また、まくらぎ２の全体の重量が低下するため、列車荷重を繰り返し受けたときにまくらぎ２が移動してしまうおそれがある。

【0035】

一方、この実施形態では、図８（Ａ）に示すように、コンクリートまくらぎ部３がひび割れ誘発部５を備えている。このため、まくらぎ２に曲げモーメントＭ₁，Ｍ₂が作用して、コンクリートまくらぎ部３の底面３ｅに引張力が作用すると、切欠溝６に曲げ応力が集中して切欠溝６を起点としてコンクリートまくらぎ部３にひび割れＣが進展する。切欠溝６によってひび割れＣがコンクリートまくらぎ部３の上方に向って進展して、コンクリートまくらぎ部３が長さ方向において複数のコンクリート片３Ａ，３Ｂに分割されると、コンクリートまくらぎ部３に作用する曲げ応力が緩和される。その結果、コンクリートまくらぎ部３に過大な曲げ応力が作用するのが抑制されて、図８（Ｂ）に示すような多数のひび割れＣがコンクリートまくらぎ部３に発生したり、コンクリートまくらぎ部３がはく落したりして、コンクリートまくらぎ部３が大規模に破損するのが抑制される。

【0036】

この実施形態では、図８（Ａ）に示すように、コンクリートまくらぎ部３が抜け止め部７，８を備えている。このため、分割後のコンクリート片３Ａ，３Ｂが合成まくらぎ部４から下方に抜け出すのを抜け止め部７が阻止するとともに、分割後のコンクリート片３Ａ，３Ｂが合成まくらぎ４から長さ方向に抜け出すのを抜け止め部８が阻止する。その結果、分割後のコンクリート片３Ａ，３Ｂが合成まくらぎ部４から脱落するのが防止されて、分割後のコンクリート片３Ａ，３Ｂによって合成まくらぎ部４の下面が保護されて、道床バラストと接触することによって合成まくらぎ部４が損傷するのが防止される。また、まくらぎ２の全体の重量が維持されるため、列車荷重を繰り返し受けてまくらぎ２が移動するのが防止される。

【0037】

次に、この発明の実施形態に係るまくらぎの製造方法について説明する。
合成まくらぎ部４に緩衝材１０を接着した状態で、合成まくらぎ部４の上面４ａを下向きにして、合成まくらぎ部４を型枠内に設置し、合成まくらぎ部４と型枠との間に超高強度繊維補強コンクリートを打設する。コンクリートまくらぎ部３の硬化作用を十分に発揮させるために、打設後の超高強度繊維補強コンクリートに熱養生（例えば、約90℃の蒸気養生）を実施する。ひび割れ誘発部５の切欠溝６と対応する位置に、切欠溝６と同一の断面形状である台形の楔状の突出部が型枠の内面に形成されている。このため、熱養生後に型枠を取り外すと、切欠溝６が形成されたコンクリートまくらぎ部３と合成まくらぎ部４とが一体成型されたまくらぎ２が製造される。

【0038】

この発明の実施形態に係るまくらぎには、以下に記載するような効果がある。
(1) この実施形態では、コンクリートまくらぎ部３及び合成まくらぎ部４の温度が変化したときに、コンクリートまくらぎ部３に作用する熱応力を熱応力緩和部９が緩和する。このため、コンクリートまくらぎ部３及び合成まくらぎ部４の温度変化によって生じるこれらの伸縮を熱応力緩和部９によって吸収することができる。その結果、コンクリートまくらぎ部３に作用する熱応力によって、コンクリートまくらぎ部３にひび割れＣが生じてコンクリートまくらぎ部３が損傷するのを防ぐことができる。

【0039】

(2) この実施形態では、コンクリートまくらぎ部３と合成まくらぎ部４との間に緩衝材１０が挟み込まれて、緩衝材１０が熱応力を緩和する。このため、コンクリートまくらぎ部３と合成まくらぎ部４との間で緩衝材１０の厚さが変化することによって、これらの熱収縮による影響を緩和することができる。

【0040】

(3) この実施形態では、コンクリートまくらぎ部３が荷重を受けたときに、コンクリートまくらぎ部３にひび割れ誘発部５がひび割れＣを誘発する。コンクリートまくらぎ部３と合成まくらぎ部４とを重ね合わせた複合構造のまくらぎ２では、従来のまくらぎと同じ厚さに近づけるために、コンクリートまくらぎ部３の厚さを薄くすると、コンクリートまくらぎ部３の内部に鉄筋を配筋することができない。このため、列車通過時の荷重がまくらぎ２に作用すると、コンクリートまくらぎ部３に作用する引張力を鉄筋が受け持つことができず、コンクリートまくらぎ部３にひび割れＣが発生しコンクリートまくらぎ部３の全体が破壊する可能性がある。この実施形態では、コンクリートまくらぎ部３に積極的にひび割れＣを誘発させることによって、コンクリートまくらぎ部３に作用する過大な応力を緩和することができる。その結果、コンクリートまくらぎ部３の全体の破壊を防ぐことによって、まくらぎ２としての機能が失われるのを防ぐことができる。

【0041】

(4) この実施形態では、コンクリートまくらぎ部３の長さ方向に間隔をあけて、コンクリートまくらぎ部３の外周部に切欠溝６が形成されている。このため、コンクリートまくらぎ部３と合成まくらぎ部４とを一体成型によってまくらぎ２を製造するときに、コンクリートまくらぎ３に切欠溝６を簡単に形成することができる。その結果、簡単な構造の切欠溝６によってコンクリートまくらぎ部３の剛性を部分的に低下させて、コンクリートまくらぎ部３に切欠溝６からひび割れＣを誘導することができる。

【0042】

(5) この実施形態では、コンクリートまくらぎ部３が荷重を受けてコンクリートまくらぎ部３が分割したときに、合成まくらぎ部４の長さ方向にコンクリートまくらぎ部３が抜け出すのを抜け止め部８が防止する。このため、コンクリートまくらぎ３が合成まくらぎ部４からずれ出して、コンクリートまくらぎ部３と合成まくらぎ部４とが分離するのを防止することができる。その結果、合成まくらぎ部４が道床バラストと接触して合成まくらぎ部４が損傷するのを防ぐことができるとともに、まくらぎ２全体の重量が軽くなり列車荷重を受けたまくらぎ２が移動してしまうのを防ぐことができる。

【0043】

(6) この実施形態では、コンクリートまくらぎ部３及び合成まくらぎ部４の両端部に、これらが嵌合する凸部８ａと凹部８ｂとを抜け止め部８が備えている。このため、コンクリートまくらぎ部３又は合成まくらぎ部４の両端部に凹凸の段差部を形成することによって、ずれ防止対策用の簡単な嵌合構造を設けることができる。その結果、コンクリートまくらぎ部３又は合成まくらぎ部４の一方の凸部８ａと他方の凹部８ｂとを嵌合させることによって、コンクリートまくらぎ部３が合成まくらぎ部４から分離するのを防止することができる。

【0044】

(7) この実施形態では、コンクリートまくらぎ部３及び合成まくらぎ部４の長さ方向に連続して、これらが嵌合する凸部７ａと凹部７ｂとを抜け止め部７が備えている。このため、コンクリートまくらぎ部３の内側側面３ｇ及び合成まくらぎ部４の側面４ｂとの間に凹凸の段差部を形成することによって、ずれ防止対策用の簡単な嵌合構造を設けることができる。その結果、コンクリートまくらぎ部３又は合成まくらぎ部４の一方の凸部７ａと他方の凹部７ｂとを嵌合させることによって、コンクリートまくらぎ部３が合成まくらぎ部４から分離するのを防止することができる。

【0045】

この発明は、以上説明した実施形態に限定するものではなく、以下に記載するように種々の変形又は変更が可能であり、これらもこの発明の範囲内である。
(1) この実施形態では、まくらぎ２が分岐まくらぎである場合を例に挙げて説明したが、一般区間に使用される並まくらぎ、鉄橋区間に使用される橋まくらぎ、又はレール継目部に使用される継目まくらぎなどについても、この発明を適用することができる。また、この実施形態では、ひび割れ誘発部５の切欠溝６を長さ方向に等間隔で合計28個形成する場合を例に挙げて説明したが、切欠溝６を任意の間隔で任意の個数形成する場合についても、この発明を適用することができる。さらに、この実施形態では、切欠溝６の断面形状が台形である場合を例に挙げて説明したが、断面形状がＶ字形の溝又は四角形の平行溝などの台形以外の他の種々の形状である場合についても、この発明を適用することができる。

【0046】

(2) この実施形態では、コンクリートまくらぎ部３に曲げ応力が作用したときにひび割れ誘発部５がひび割れＣを誘発する場合を例に挙げて説明したが、コンクリートまくらぎ部３にせん断応力などの他の応力が作用したときにひび割れ誘発部５がひび割れＣを誘発する場合についても、この発明を適用することができる。また、この実施形態では、まくらぎ２の製造時に生ずる熱応力を熱応力緩和部９が緩和する場合を例に挙げて説明したが、まくらぎ２の使用時に生ずる熱応力を熱応力緩和部９が緩和する場合についても、この発明を適用することができる。例えば、合成まくらぎ２上に融雪用ヒータを設置して使用する場合に生ずる熱応力を熱応力緩和部９によって緩和することもできる。さらに、この実施形態では、コンクリートまくらぎ部３が凸部７ａ，８ａを備え、合成まくらぎ部４が凹部７ｂ，８ｂを備える場合を例に挙げて説明したが、コンクリートまくらぎ部３が凹部を備え、合成まくらぎ部４が凸部を備える場合についても、この発明を適用することができる。

【符号の説明】

【0047】

１ レール
２ まくらぎ
３ コンクリートまくらぎ部
３Ａ～３Ｄ コンクリート片
３ａ 収容部
４ 合成まくらぎ部
５ ひび割れ誘発部
６ 切欠溝
７ 抜け止め部
７ａ 凸部
７ｂ 凹部
８ 抜け止め部
８ａ 凸部
８ｂ 凹部
９ 熱応力緩和部
１０ 緩衝材
Ｃ ひび割れ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】