(57)【要約】【課題】  電車のレールを枕木に固定するのに、レールの電食を防止するべく合成樹脂で作られ、あるいは被覆されたボルトを使用することが求められている。しかし、合成樹脂は鉄製のボルトに比して強度が低いため、鉄製のボルトと互換性のある寸法のボルトを作ることが難しかった。【解決手段】  外周に雄ねじを設けた軸部１２とその一端に設けた膨大頭部１３とを、合成樹脂によって一体に形成し、前記軸部の長手方向に沿って硬鋼線からなる耐力部材１５を配置するとともに、前記耐力部材をなす硬鋼線の一端を前記膨大頭部の内部へ伸長させ、その伸長端をその膨大頭部の座面と略平行な面に沿って屈曲させて座面部を形成したものである。【選択図】図１
2005146645.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周に雄ねじを設けた軸部とその一端に設けた膨大頭部とを、合成樹脂によって一体に形成し、前記軸部の長手方向に沿って硬鋼線からなる耐力部材を配置するとともに、前記耐力部材をなす硬鋼線の一端を前記膨大頭部の内部へ伸長させ、その伸長端をその膨大頭部の座面と略平行な面に沿って屈曲させて座面部を形成してなるレールの固定ボルト。
【請求項２】
請求項１において、前記耐力部材は1本の素線を折り返して形成された折返し端と、素線の遊端を放射方向へ折り曲げ、その折り曲げられた端部をさらに周方向へ屈曲させて前記座面部を形成してなるレールの固定ボルト。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉄道のレールを枕木その他の軌道板へ固定するのに使用される固定ボルトに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、鉄道の高速化に伴ってレールを支持する枕木が、従来の木材製のものから強くて寿命の長いコンクリート製へと代替され、それに伴ってレールを固定していた従来の犬釘から図７で示す鋼製の固定ボルト１００へと代替された。その鋼製の固定ボルト１００はピッチの大きいねじ１１０を刻んだ軸部１２０と六角の頭部１３０を有する、いわゆる六角ボルトをなしている。
【０００３】
鉄道のレールは車両を走行させる他、駆動する電動機の電流が変電所へ帰還する電路として使用されるため、この電流の一部が枕木を通して地中へ漏電し、レールを腐食させる、いわゆる電食の大きな原因となっており、それを防止する技術としてレールと押え金具との間に合成樹脂製のパッドを介在させて絶縁する技術（特許文献１）が開示されている。
また、コンクリート製の枕木は湿気を帯びると絶縁性が低下するので、レールと枕木との間に介在する固定ボルトに絶縁性のよい材質が求められ、前記固定ボルト１００を従来の鋼に代えて合成樹脂とすることも開示され（特許文献２）ている。
【０００４】
しかし、現在、市販されている合成樹脂は、繊維で強化されたものであっても、素材の引張強度が鉄鋼には及ばないため、従来の鋼製の固定ボルトと互換性のあるサイズで成形しても強度が不足し、射出成形のような生産性の優れた成形方法ではなく、特殊な成形方法が求められた（特許文献２）。
【０００５】
さらに、射出成形法のような樹脂を加熱溶融させて行う成形法では、直径が２０ｍｍ前後もある大径のレールの固定ボルトを成形しようとするとき、固化する際の収縮のため素材の内部の密度が低下し、引っ張り強度が一層低下する。このような場合、軸芯に肉抜き孔を設けて肉厚を薄くして成形することが多用されているが、それによって不足している断面積が一層減ってしまい、それが射出成形法によるレールの固定ボルトの生産を困難にしている理由の一端である。
【０００６】
他方で、金属製の部材を電気的に絶縁する手段として、外面を合成樹脂で被覆する技術も慣用されており、この技術をレールの固定ボルトに転用することも考慮された。しかし、インサートされる鉄のボルトと、成形用の金型に刻まれる雌ねじとの位相を正確に一致させるのが難しく、位相に誤差があると被覆の厚さが不均一になって、機械的な強度が足りなくなったり絶縁が保てなくなったりした。
【特許文献１】実開昭５９−１４４００２号公報
【特許文献２】特開２０００−３２８５０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
解決しようとする課題は、鋼製のボルトと同等の機械的強度を有し、合成樹脂の射出成形によって生産可能なレールの固定ボルトを得ることである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、外周に雄ねじを設けた軸部とその一端に設けた膨大頭部とを、合成樹脂によって一体に形成し、前記軸部の長手方向に沿って硬鋼線からなる耐力部材を配置するとともに、前記耐力部材をなす硬鋼線の一端を前記膨大頭部の内部へ伸長させ、その伸長端をその膨大頭部の座面と略平行な面に沿って屈曲させて座面部を形成することを主たる特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によるレールの固定ボルトは、骨格が硬鋼線で作られているため、少ない断面積で大きな軸力に耐えることができ、膨大頭部の内側に埋設された座面部によって大きな捻りに耐え得る。また、耐力部材をなす硬鋼線は合成樹脂からなる軸部と膨大頭部とに埋設されているので外部からは電気的に絶縁されている。しかも、射出成形によって成形できるので生産性がよく廉価に製造できるという利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
電導性のないレールの固定ボルトを作るという目的を、鋼より機械的強度の劣る合成樹脂を素材として成形し、その軸部と膨大頭部とに亘って硬鋼線で作られた耐力部材を埋設することによって、機械的強度の低下を補い、鋼製のボルトとの互換性を損ねることなく実現した。
【実施例１】
【００１１】
図１は、本発明に係るレールの固定ボルト１０の断面図である。固定ボルト１０は軸部１２と、その一端に設けた六角形の膨大頭部１３とからなる六角ボルトであり、ナイロンその他、いわゆるエンジニアリングプラスチックと呼ばれる強度の高い合成樹脂を用い、射出成形法によって一体に形成されている。この実施例において合成樹脂には３０〜６０％程度のガラス繊維が混入され、いわゆる繊維強化プラスチックをなしている。１１は前記軸部１２の遊端側に形成した雄ねじである。１４は固定ボルト１０の軸心部に形成した肉抜き孔であり、図２、図３で示すように、前記大径の軸部１２の肉厚を減じて強度の低下を防止するべく設けてある。肉抜き孔１４の形状は半球状をした底部に通じる大略円形孔をなし、側面に後述する耐力部材１５を保持するための対称位置に内面へ膨出する突条１４ａが設けてある。
【００１２】
１５は固定ボルト１０の軸心部に、前記軸部１２の長手方向に沿って埋設された耐力部材である。耐力部材１５はピアノ線その他の線引加工して作られた伸びの少ない硬鋼線を、曲げ加工して所要の形状に成形したものであり、図２（ａ）で示すように、前記軸部１２から膨大頭部１３に亘って直線的に伸びる耐力部１６と、その一端に設けた座面部１７を有する。なお、前記線引加工された硬鋼線は前記合成樹脂よりも単位荷重当たりの伸びが小さくなり、固定ボルト１０が張力を受けたとき、合成樹脂の部分が先に破断するのを防ぐことができる。
【００１３】
前記耐力部１６と座面部１７とは素線である１本のピアノ線を折り返して作られており、その湾曲した部分１６ａを固定ボルト１０の軸部１２側とし、反対側の２個の開放した部分を膨大頭部１３側として樹脂の中に埋設される。膨大頭部１３側に埋設される２個の開放した端部はそれぞれ反対側へ向けて外方へ折り曲げられ、前記膨大頭部１３の座面１３ａまで伸びている。耐力部材１５をなす素線が比較的曲げやすい小径の場合は、そこから周方向へ曲げられて前記座面１３ａと略平行な前記座面部１７を形成するのが好ましい。
【００１４】
上記した第１実施例によれば、固定ボルト１０が図示してない雌ねじ部材に螺合され緊締され、膨大頭部１３と軸部１２の雄ねじ１１の部分との間を分離する方向の軸力が生じたとき、この軸力は前記湾曲した部分と外方へ折り曲げられた２個の開放した端部を通して耐力部材１５へ伝えられ、その耐力部１６によって支承される。一般に、ピアノ線を含む硬鋼線の抗張力は、その外径にもよるが５〜１０倍程度見込まれるので、このように、固定ボルト１０として合成樹脂としても、必要な強度が確保できる。
【００１５】
なお、耐力部材１５の耐力部１６は同図（ａ）で示すように、固定ボルト１０の軸線と平行に配置しただけでもよいが、同図（ｂ）で示すように途中で捻ることによって、固定ボルト１０の雄ねじ１１をなす部分と耐力部材１５との軸方向の接触面積が増し、固定ボルト１０のの緊締時に雄ねじ１１に作用する軸力が確実に耐力部材１５へ伝えられる。また、同図（ｃ）で示すように、耐力部材１５の湾曲した端部を一側へ折り曲げることによっても同様の効果が得られる。
【００１６】
次に、本発明に係るレールの固定ボルト１０の製造方法を説明する。図５、図６中、２０は成形型である。成形型２０は二つ割りされる一対の上型２１と下型２２、それらによって形成されるキャビティ２３の中へ突出させる中子２５によって構成されている。なお、キャビティ２３の内面が固定ボルト１０の外面と対応する形状に形成されていることは言うまでもない。２４はキャビティ２３に通じる樹脂材料の注入路である。
【００１７】
前記中子２５は前記肉抜き孔１４の内面形状に対応して作られている。中子２５は全体として棒状をなし、円棒状をした根部２６ａは成形型２０の外面側に支持され、先端部２６ｂは図３で示す肉抜き孔１４と、略対応する形状の外面をなしている。２６ｃは先端部２６ｂの端部に設けた係止凹部である。
【００１８】
中子２５は以上のように形成されているので、先端部２６ｂに前記耐力部材１５の湾曲した部分１６ａを係止してキャビティ２３の中に樹脂が注入されるときにも不動に保持することができる。すなわち、耐力部材１５は前記湾曲した部分１６ａが前記係止凹部２６ｃに係止され、中子２５の先端部２６ｂ外径よりやゝ小径に作られた座面部１７の内径が、その弾力によって僅かな力では抜けないように摩擦係合している。
【産業上の利用可能性】
【００１９】
この発明は列車用レールの固定に優れた効果を発揮するが、これに限らず、ねじ山が締結力に十分耐えられる大きいものである用途にも適用できる可能性がある。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】固定ボルト１０の構造を示す縦断面図である。
【図２】図１中のＩＩ−ＩＩ断面図である。
【図３】図１中のＩＩＩ−ＩＩＩ断面図である。
【図４】（ａ）は要部である耐力部材を取り出して示す外観図である。（ｂ）はその変形例を示す（ａ）相当の外観図である。（ｃ）はさらに他の変形例を示す（ａ）相当の外観図である。
【図５】固定ボルト１０を成形するための金型を示す断面図である。
【図６】図５中のＶＩ−ＶＩ断面図である。
【図７】従来の固定ボルトを示すもので、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。
【符号の説明】
【００２１】
１０    固定ボルト
１１    雄ねじ
１２    軸部
１３    膨大頭部
１３ａ  座面
１４    肉抜き孔
１５    耐力部材
１６    耐力部
１６ａ  湾曲した部分
１７    座面部
２０    成形型
２１    上型
２２    下型
２３    キャビティ
２４    注入口
２５    中子
２５ａ  根部
２５ｂ  先端部
２５ｃ  係止凹部
【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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