(57)【要約】      （修正有）【課題】電車のレールがボルトを通して枕木へ漏れる電流によって腐食するのを防止するため、従来の鉄製のボルトと代替するべく、在来のものと同寸法で同程度の強度のある合成樹脂製のボルトが求められ、かつ、量産性を考慮して射出成形による製造が可能なボルトを得ることである。【解決手段】軸部110とその一端に成形された六角頭部120とが合成樹脂によって一体に成形され、それらの内部に軸部110の他端と前記六角頭部120とに亘って伸びる鉄製の耐力部を設けた芯材15を配するとともに、その芯材15を折り返されて略Ｕ字形に形成された少なくとも２個のヘアピン部材16で構成し、そのヘアピン部材16の折返し部16aを前記軸部110の他端側へ、また遊端部16bを六角頭部側120とに向けて、互いに平行に配置してインサートしたものである。【選択図】図１
2005155732.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸部とその一端に成形された六角頭部とが合成樹脂によって一体に成形され、それらの軸芯部に軸方向へ伸びる肉抜き孔を設け、その肉抜き孔の周りに前記軸部の他端と前記六角頭部とに亘って伸びる鉄製の芯材を配するとともに、その芯材が延伸材からなる１本の素線を折り返して２本の脚部を設けた略Ｕ字形のヘアピン部材によって構成され、そのヘアピン部材の少なくとも２個が折返し側の端部を前記軸部の多端側と、脚部側の端部を六角頭部側とに向けて、互いに平行にインサートされている軸力強化樹脂ボルト。
【請求項２】
請求項１において、前記ヘアピン部材は脚部の遊端近傍に一旦外方へ屈曲され次いで求心方向へ折り返して形成した膨出部を有し、その膨出部をなす遊端を軸芯部分に形成された前記肉抜き孔に対面させてある軸力強化樹脂ボルト。
【請求項３】
請求項１または請求項２において、前記ヘアピン部材は１本の素線を同一平面内で屈曲させて作られ、そのヘアピン部材の２個をそれらが含まれる２個の平面を互いに平行に配置して軸芯の周りにインサートされて、前記耐力部の４本が軸心の周りに等配に配置された軸力強化樹脂ボルト。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は軸力強化樹脂ボルト、すなわち、鉄道用レールを枕木へ固定するのに好適な、軸力を強化した合成樹脂製のボルトに関する。
【背景技術】
【０００２】
鉄道用のレールを枕木に固定するためのボルトは、レールの電食を軽減するため、外面を電気絶縁性の優れた合成樹脂によって成形することが好ましく、種々の発明が開示されている（特許文献１）。
【０００３】
しかし、一般に合成樹脂は鉄材に比して機械的な強度が劣るため、現在、使用されているボルトと代替できる互換性のある寸法に製作することが困難であった。また、合成樹脂で成形されるボルトの中に鉄製の芯材を入れることも考慮されたが、合成樹脂によって代替される分だけ断面積が減じるため、芯材の材質には従来から使用されているボルトより強度の高い材質が求められた。また、芯材の特性として合成樹脂より伸びの少ない材料を採用しないと荷重がかかったとき、芯材が荷重を負担するより先に合成樹脂が破壊してしまい補強の効果が得られないこともあった。
【０００４】
鉄材の引張り強度を高めた材料として、圧延加工や引抜き加工などの伸延加工を加えたものが実用されている。延伸材は製造過程で引っ張られて永久歪を残しているので、標準状態の鉄材に比して強度が高いだけでなく伸びが少ない特徴がある。しかし、これら伸延材には外径の細いものや板厚の薄いものほど強度が高く、板厚の厚いものや線径の太いものでは強度が劣る性質があるので、ボルトの芯材として太い線材を使用すれば、機械的な強度が低下する上に折曲げ加工が困難になり、細い線材を使用すれば、容易で高い強度が得られるものゝ、必要な強度を得るのに複数本を併用する必要を生じるため、合成樹脂ボルトの中へインサートする手法や作業が難くなった。
【特許文献１】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】
【０００５】
本願発明が解決しようとする課題は、抗張力の高い鉄材を芯材として雄ねじを設けた軸部と六角形の頭部とを強固に連結して合成樹脂ボルトの機械的強度を増強することであり、そのため芯材とされる鉄材を抗張力が大きく、かつ、曲げ加工の容易な小径の材料によって補強することであり、さらに、成形の際に細い多数の芯材を容易にインサートできる形にすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る軸力強化樹脂ボルトは、軸部とその一端に成形された六角頭部とが合成樹脂によって一体に成形され、それらの軸芯部に軸方向へ伸びる肉抜き孔を設け、その肉抜き孔の周りに前記軸部の他端と前記六角頭部とに亘って伸びる鉄製の芯材を配するとともに、その芯材が延伸材からなる１本の素線を折り返して２本の脚部を設けた略Ｕ字形のヘアピン部材によって構成され、そのヘアピン部材の少なくとも２個が折返し側の端部を前記軸部の多端側と、脚部側の端部を六角頭部側とに向けて、互いに平行にインサートしたことを最も主要な特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の軸力強化樹脂ボルトは、芯材として抗張力の高い延伸材を使用するので、合成樹脂によって作られているにも拘らず、鉄材で作られたボルトに近い高い引張り強度が得られる。芯材を複数個のヘアピン部材で構成したので、個々のヘアピン部材の構成を簡単にすることができる。また、ヘアピン部材は肉抜きをするための中子によって支持されるので、インサートが容易で生産性が優れている。などの利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
鉄材で作られたボルトに匹敵する高い引張り強度を有することという目的を、細く、あるいは薄く延伸されたものほど抗張力が大きいという延伸材の特徴を生かして、多数の延伸材を用い、生産性を低下させることなくインサート可能に構成した。
【実施例１】
【０００９】
図１から図４は、軸力強化樹脂ボルトを示す１実施例の断面図である。図中、１０は本発明に係る軸力強化樹脂ボルトである。軸力強化樹脂ボルト１０はナイロン（登録商標）その他のエンジニアリングプラスチックを射出成形して作られ、その外形形状は図７で示す従来のボルト１００と同様に、ねじ山１１１を設けた軸部１１０と、その一端に一体に形成された六角頭部１２０とを有するところの、いわゆる、六角ボルトである。なお、本発明の説明においても、従来のボルトと同様の部分には同一の符号を付して説明の重複を回避した。
【００１０】
軸力強化樹脂ボルト１０には軸芯の周りに肉抜き孔１３が形成されており、容量の大きい成形品を製作するときに発生し易い成形時の欠陥を防いでいる。その肉抜き孔１３の周りにはピアノ線で作られた４本の芯材１５が同一円周上に等配に配置されている。１４は肉抜き孔１３を水密に閉じるための蓋である。
【００１１】
芯材１５は軸力強化樹脂ボルト１０の中へ射出成形時にインサートされている。芯材１５は２本が一対となって構成され、それらは折り返されて略Ｕ字形に形成されたヘアピン部材１６によって実現している。ヘアピン部材１６は１本の素線を中央部で折返して一端に円弧状に湾曲した折返し部１６ａと他端に形成される遊端部１６ｂとを有し、前記折返し部１６ａを軸部１１０の他端側に、また、遊端部１６ｂを六角頭部１２０側にしてインサートしてある。これによって前記軸部１１０の他端と、前記六角頭部１２０とに亘って伸びる２本の芯材１５，１５が形成される。
【００１２】
ヘアピン部材１６の遊端部１６ｂは、六角頭部１２０の部分において、前記折返し部１６ａと２本の芯材１５，１５を含む平面内で、一旦外方へ屈曲され、次いで求心方向へ円弧を描いて折り返されて、その端部が前記肉抜き孔１３の内面へ対面している。すなわち、露出している。よって、ヘアピン部材１６は１本の素線を同一平面内で折曲げて形成されている。よって、軸力強化樹脂ボルト１０が緊締されて軸部１１０と六角頭部１２０との間に軸方向の引張り力、いわゆる、軸力が作用したとき、前記外方へ膨出した膨出部１６ｄによって、芯材１５が合成樹脂の部分と分離するのが防止される。
【００１３】
図５は軸力強化樹脂ボルト１０を射出成形するのに使用する金型の一例である。金型５０は図中で上下方向に開閉する下型５１と上型５２とを有する２つ割り式であり、内面にキャビティ５３が形成されている。５４は、キャビティ５１内へ溶融状態の合成樹脂を注入するためのランナーである。５５は金型５０の一部をなす中子であり、インサートされるヘアピン部材１６の支持状態を示すため、図６によってその外観が表されている。中子５５は金型５０が開いているとき、キャビティ５１内へ挿入され、成形の終了後、金型５０が開くに先立って引き抜かれるが、この動作は既に慣用されている技術に属する。
【００１４】
ヘアピン部材１６は軸力強化樹脂ボルト１０を射出成形するとき、図５、図６で示す金型５０の肉抜き孔１３を成形するための中子５５に支持される。すなわち、ヘアピン部材１６は折返し部１６ａの内面を中子５５に設けた係合凹部５６に引っ掛け、遊端部１６ｂの軸芯方向を向いた端部で中子５５を挟持することによってキャビティ５２の中に保持される。溶融状態の合成樹脂がランナー５４からキャビティ５１内へ注入され固化すると、中子５５は金型５０から抜き出され、前記ヘアピン部材１６が残されてインサートされる。この例ではヘアピン部材１６の２個が、中子５５の軸線を挟んで対称位置に、かつ、それらが含まれる２個の平面を互いに平行に配置して２個が支持されている。よって、前記芯材１５の４本が軸芯の周りに等配に配置される。
【００１５】
軸力強化樹脂ボルト１０は以上のように構成されているので、ねじ山１１１と六角頭部１２０との間に大きな緊締力が作用したとき、伸延加工されていて伸びの少ない芯材１５がそれを支承するので、外面をなす合成樹脂の軸部１１０に過度に大きい荷重が作用するのが阻止される。従って、従来の鉄製のボルトとの間に寸法上、および強度上の理由で互換性を損なうことなく電気絶縁性をもたせることができる。
【産業上の利用可能性】
【００１６】
上記実施例による軸力強化樹脂ボルト１０は、電車の走るレールの電食を防止する用途に向けて開発されたが、これに限らず電導性を好まない用途に用いられる太いボルトにも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施態様を示す軸力強化樹脂ボルトの縦断面図である。
【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】図２中のＩＶ−ＩＶ断面図である。
【図５】射出成形用の金型の断面図である。
【図６】中子の外観図である。
【図７】従来の六角ボルトを示す正面図である。
【符号の説明】
【００１８】
１０    軸力強化樹脂ボルト
１３    肉抜き孔
１４    蓋
１５    芯材
１６    ヘアピン部材
１６ａ  折返し部
１６ｂ  遊端部
１６ｄ  膨出部
５０    金型
５１    下型
５２    上型
５３    キャビティ
５４    ランナー
５５    中子
５６    係合凹部
１００  従来のボルト
１１０  軸部
１１１  ねじ山部
１２０  六角頭部
【図１】
2005155732.tif 000003
【図２】
2005155732.tif 000004
【図３】
2005155732.tif 000005
【図４】
2005155732.tif 000006
【図５】
2005155732.tif 000007
【図６】
2005155732.tif 000008
【図７】
2005155732.tif 000009