JP2008223460A - 枕木に使用するねじ釘用の拡張栓 - Google Patents

Abstract

【課題】簡単に能率よく枕木へタイプレートを固定することができ、限られた時間を有効に活用でき、長期にわたる振動などでねじ釘が枕木から抜け出すことのない固定状態が得られる枕木に使用するねじ釘用の拡張栓を提供する。
【解決手段】切れ目４によって切離された略円筒状となる胴部５の一方端部に延長状に突出する把持部６を設けて栓本体２を形成し、前記胴部５は、一方端部が傾斜縁７で他方端部が軸心に対して直交する直線縁８となり、胴部５の外周面に、複数の突起９と、両端が切れ目４に達する周方向の凹溝１０を設け、この凹溝１０に凹溝１０の周方向の半分以上にわたって嵌る長さの係止部材３が取付けられている。
【選択図】図１

Description

この発明は、鉄道軌道に用いられる主として木製枕木において、レール固定用のタイプレートを枕木に締め付け固定するためのねじ釘を枕木にねじ込む部分に埋設して、締結強度を確保する枕木に使用するねじ釘用の拡張栓に関する。

鉄道軌道に用いられる主として木製枕木において、レールを固定するための下地となるタイプレートを枕木に固定する場合、犬釘やねじ釘を用いてタイプレートを枕木に直接固定する方法が採用されている。

しかし、枕木に打ち込んだ犬釘やねじ釘は、列車の往来によってレールに加わる外力や長年の振動によって緩みが生じることになり、徐々に枕木から抜けてしまう状態が発生し、抜けた孔に再度打ち込んだりねじ込んでも当初の固定力が得られないため、固定力を回復するための補修を施す処理が必要になる。

従来、枕木に対するタイプレートの固定力を回復する補修方法は、多々提案されているが、例えば、犬釘やねじ釘を抜いた後の枕木の大径となった抜き孔を再生するため、抜き孔にこれよりも大径の穿孔をあけ、この穿孔を内部に硬化性の樹脂を注入して埋め、この埋めた部分にねじ釘をねじ込む方法（特許文献１参照）や、外周に雄ねじと内周に雌ねじが設けられた埋込栓を枕木の抜き孔内にねじ込んで埋設した後、この埋込栓にねじ釘をねじ込む方法（特許文献２参照）がある。

これとは別に、鉄道等の分野ではないが、コンクリートに各種部材を固定する締結手段として、胴部の先端部に係止部材を設けた筒状のアンカー部材を穿孔内に挿入し、その内部に円錐形のロックピンを打ち込み、係止部材を穿孔内で拡径させることで、コンクリートに各種部材を固定する方法が知られている（特許文献３参照）。

また、タッピングねじをねじ込む下孔内に、断面略半円形で均一な厚みとなる締結用保護固定材を、前記下孔の内周に沿って配置し、下孔の内周と締結用保護固定材の間にタッピングねじをねじ込むことにより、下孔の内周と締結用保護固定材にねじ山を食い込ませるようにした方法が提案されている（特許文献４参照）。
特許第２９２０８３１号公報 特開平９−５９９０２号公報 特開平４−１２８４７３号公報 特許第２５０２２５３号公報

ところで、上記した樹脂の注入による補修方法は、ねじ釘を強固にねじ込み固定することができ、枕木を再利用することができるという利点があり、昨今のリサイクルという観点で有効な方法である。

しかし、上記した特許文献１の樹脂を注入する方法は、樹脂が硬化するまでの養生期間が必要になり、終電から始発までの限られた時間内での補修には採用が困難である。

また、枕木への穿孔の深さを正確に制御してあけなければ貫通孔となり、樹脂が流出することで穿孔を埋めることができず、補修の失敗を招く危険性がある。

次に、特許文献２の埋込栓を埋設する方法は、樹脂注入の方法のような養生期間が不要になり、施工性が向上することで限られた時間内での補修に向いているように思われるが、実際の施工においては、作業手順としてタイプレートを取外さなければ枕木に埋込栓を埋設することができず、レールの取外し等を伴うため、実質的に多くの作業時間を要するという問題がある。

なぜならば、タイプレートを取外さずに施工しようとする場合、タイプレートに設けられている取付け孔によって埋込栓の外径が制約を受け、このような外径の埋込栓を枕木の抜き孔にねじ込んでも、確実な固定が得られないことになり、埋込栓の外径を前記取付け孔よりも大径にしなければならないからである。

更に、特許文献３のアンカー部材にロックピンを打ち込んで締結する方法は、それ自体単用で枕木への部材の固定に採用できる可能性はあるが、鉄道のレール固定関係に使用を規定されているねじ釘のねじ込みに対応するものではなく、アンカー部材にねじ釘をねじ込んでいくと、ねじ込み時の反作用力によって相対的にアンカー部材が枕木から抜け出すことになり、ねじ釘による枕木へのタイプレートの固定に使用できないものである。

また、特許文献４の方法を枕木へのタイプレートの固定に使用した場合、木製枕木は表面部と内部において劣化状況が異なり、均一な厚みとなる締結用保護固定材を用いると、木製枕木の表面部と内部に均一な力が加わってしまうため、表面部の破損を防ごうとすると、固定強度が不足してしまい、固定強度を補おうとすると、表面部の破損を促してしまうという問題があり、枕木へのタイプレートの固定に使用することができない。

そこで、この発明の課題は、上記のような問題点を解決するため、ねじ釘をねじ込むだけの作業で簡単に枕木へタイプレートを固定することができ、限られた時間を有効に活用でき、しかも、木製枕木の表面部の破損を防いで強固な固定強度が得られ、長期にわたる振動などでねじ釘が枕木から抜け出すことのない締結が可能となる枕木に使用するねじ釘用の拡張栓を提供することにある。

上記のような課題を解決するため、請求項１の発明は、軸方向の切れ目によって一部が切離された略円筒状となる胴部の外周面に、複数の突起と、両端が切れ目に達する周方向の凹溝が設けられた栓本体と、前記凹溝に嵌め込んで取付ける係止部材との組み合わせからなり、前記栓本体は胴部一方端部に把持部が軸方向に向けて延長状に突出するよう設けられ、前記係止部材は、凹溝の周方向の半分以上にわたって嵌る長さになっている構成を採用したものである。

請求項２の発明は、上記栓本体の胴部が、一方端部が傾斜縁で他方端部が軸心に対して直交する直線縁となり、上記把持部が傾斜縁側の端部に設けられている構造とすることができる。

ここで、上記栓本体はバネ性の少ない金属板を用いて形成され、その胴部とこれに取付けた係止部材の外径は、タイプレートに設けられている取付け孔を通過できるように設定され、胴部の突起は金属板を外面に打ち出すことによって形成され、胴部の拡径によって穿孔の内周面に食い込むことで、抜け止めと回り止めの役目をし、上記胴部の内周面に対して凹溝を形成した部分は凸部になり、胴部内にねじ込んだねじ釘のねじ山が食い付くことになる。

また、把持部は、胴部の傾斜縁における上端部の位置から延出し、胴部と同じ円弧やフラットな断面形状となり、枕木の穿孔に胴部を挿入するときに把持する部分となり、その上端を折り曲げることにより、穿孔内に胴部が落ち込むことのないようにするものである。

請求項３の発明は、所定長さを有する筒状材料を用い、この筒状材料の周壁を押し潰すことによって、一方端部は周壁の重なる部分がある端面形状となり、この一方端部から他方端部に向けて伸びる軸方向の凹溝を外面に形成して栓体とし、この栓体の内部空洞が前記凹溝の形成によって一方端部側よりも他方端部側が大きくなっている構成を採用したものである。

請求項４の発明は、上記栓体に、押し潰された一方端部から上方に伸びる落ち込み防止具を設けた構成を採用したものである。

請求項５の発明は、上記栓体の一方端部は、筒状材料の周壁を押し潰すことによって周壁が重なる略半円形に形成され、この略半円形の両側端部で周壁の折り返し部分の内側に開口孔を設けた構成を採用したものである。

ここで、請求項３乃至５において、上記栓体を形成する筒状材料は、金属製のパイプや金属板を丸めたパイプを用い、前記パイプの周壁を、一方端部において周壁を半分残すようにして押し潰すことにより軸方向の凹溝を形成し、この凹溝は一方端部から他方端部に向けて浅くなり、栓体の下端部はパイプそのままの周壁になっている。

また、上記落ち込み防止具は、長い金属線材を二又状に折り曲げ、その両側平行部分を栓体の開口孔に一方端部から挿入して栓体を貫通させ、両側平行部分の下端を折り曲げて栓体の下端に係止し、両側平行部分の上端に直角の屈曲部分を設けて形成されている。

請求項１の発明によると、一部が切離された略円筒状となる胴部の外周面に、複数の突起と周方向の凹溝を設けて栓本体を形成し、前記凹溝に係止部材を嵌め込んで取付けたので、栓本体の胴部を枕木の穿孔に挿入した状態で、胴部内にねじ釘をねじ込むと、胴部がねじ釘の反作用力で穿孔から抜け出すことなくねじ込め、ねじ釘のねじ込みで胴部と係止部材が拡径して穿孔の内周面に圧着し、突起と係止部材が枕木に食い込み、また、胴部の内周面で凹溝を形成した部分の凸部に対してねじ釘のねじ山が食い付き、しかも、係止部材の縮径力で胴部とねじ釘を締め付けることになり、振動などを受けても枕木に対してタイプレートを、長期にわたって緩みの発生がない強固な締結状態に固定することができる。

また、栓本体の胴部を枕木の穿孔に挿入した状態で、胴部内にねじ釘をねじ込むだけでよいので、作業が簡単で能率的に行え、夜間等の限られた時間を有効に活用することができる。

請求項２の発明によると、胴部に把持部を延設したので、枕木の穿孔に胴部を挿入する作業が円滑に行え、かつ、この把持部を折り曲げることで穿孔内への胴部の落ち込みを防ぐことができ、作業を円滑に実行することができる。

請求項３の発明によると、筒状材料の周壁を押し潰すことによって、一方端部は周壁の重なる部分がある端面形状となり、この一方端部から他方端部に向けて伸びる軸方向の凹溝を外面に形成して栓体とし、この栓体の内部空洞が前記凹溝の形成によって一方端部側よりも他方端部側が大きくなっているようにしたので、栓体を枕木の穿孔に挿入した状態で、凹溝内に向けてねじ釘をねじ込むと、栓体は穿孔の内周面に圧着し、ねじ山が穿孔の内周面と凹溝の内周面に食い付き、しかも、栓体の内部空洞が一方端部側よりも他方端部側が大きくなっているので、ねじ込みと共に栓体は圧縮力を蓄え、これによって、ねじ釘を締め付けることになり、振動などを受けても枕木に対してタイプレートを、長期にわたって緩みの発生がない強固な締結状態に固定することができる。

また、木製枕木の穿孔表面は内部に比べて劣化が進んで脆くなっており、ねじ釘をねじ込むときに穿孔表面周辺に大きな力を加えると破損が生じることになるが、栓体の内部空洞が一方端部側よりも他方端部側が大きくなっているので、栓体を挿入しても穿孔の表面近くの内部空間を大きく確保することができ、ねじ釘のねじ込み時に穿孔表面周辺を破壊させることがないと共に、ねじ釘のねじ込みにつれて穿孔の内部空間を少なくすることで、ねじ釘を穿孔の劣化の少ない箇所にしっかりとねじ込むことで、強固な締結状態が得られることになる。

請求項４の発明によると、栓体に一方端部から上方に伸びる落ち込み防止具を設けたので、枕木の穿孔に栓体を挿入する作業が円滑に行え、かつ、穿孔内への栓体の落ち込みを防ぐことができ、作業を円滑に実行することができる。

請求項５の発明によると、栓体の一方端部を略半円形にし、この略半円形の両側端部で周壁の折り返し部分の内側に開口孔を設けたので、一方端部の両側が弾力性を持つことになり、ねじ釘のねじ込み時に、栓体の一方端部に対してねじ釘のねじ山の食い付きがよくなり、穿孔表面周辺でのねじ釘と栓体の固着強度を向上させることができる。

以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

図１乃至図４は、拡張栓（アンカー）の第１の実施の形態を示し、図１のように、拡張栓１は、栓本体２と係止部材３の組み合わせからなり、栓本体２は、軸方向の切れ目４によって一部が切離された略円筒状となる胴部５と、この胴部５の一端側に延設した帯板状の把持部６によって形成されている。

上記栓本体２の胴部５は、例えば、バネ性を有しないＳＥＣＣ等の金属板を用い、レール固定に用いられるタイプレートの取付け孔に対して通過できる外径の円筒状で、その横断面形状が半径よりも多くなるよう切れ目４の幅が設定され、この胴部５の一方端部は螺旋状となる傾斜縁７で他方端部が軸心に対して直交する直線縁８となっている。

上記把持部６は、胴部５の傾斜縁７側の端部でこの傾斜縁７の上端側の位置から胴部５の軸方向に所定長さ突出するよう胴部５と一体に設けられ、この把持部６の横断面形状は胴部５と同じ円弧とフラットの何れでもよい。

上記胴部５の外周面には、胴部５を形成する金属板を外方に打ち出すことによって、先端が開口状又は先鋭状に形成された複数の突起９と、両端が切れ目４に達する周方向の凹溝１０が設けられ、図示の場合、この凹溝１０は胴部５の軸方向の略中間位置に二条を並べて設けたが、その数は自由に設定でき、この凹溝１０を折り曲げ加工することにより、胴部５の内周面で凹溝１０の内側が凸部１１になっている。

上記係止部材３は、バネ鋼のような復元弾性のある金属線材を用いて一部を切離したリング状に形成され、胴部５の凹溝１０に嵌合する内径とタイプレートの取付け孔を通過できる外径を有し、凹溝１０に嵌めた状態で凹溝１０から外れることのないよう、凹溝１０の半径以上に外嵌する周長になっている。

第１の実施の形態の拡張栓１は上記のような構成であり、次に、この拡張栓１を用いた枕木に対するタイプレートの固定方法を説明する。

図３のように、木製枕木１２にレール１２ａを固定するタイプレート１３において、このタイプレート１３を枕木１２に固定した犬釘やねじ釘を抜き取ったあと、枕木１２に残った抜き孔を、タイプレート１３の取付け孔１４から挿入したドリル等で有底の穿孔１５にする。なお、新規工事の場合は、枕木１２に対して、タイプレート１３の取付け孔１４から有底の穿孔１５を新たにあければ良い。

この穿孔１５に拡張栓１を設置するには、凹溝１０に係止部材３を取付けた栓本体２の把持部６を保持し、胴部５をタイプレート１３の取付け孔１４から穿孔１５内に挿入する。

なお、穿孔１５が拡張栓１の全長よりも深い場合は、把持部６を途中から折り曲げ、折り曲げ部分をタイプレート１３に引掛けることにより穿孔１５内に拡張栓１が落ち込まないようにし、また、穿孔１５が浅い場合は、把持部６を根元からタイプレート１３上に折り曲げればよい。

次に、予め準備しておいたねじ釘１６を、軸部にスプリングワッシャ１７がはめ込まれ、タイプレート１３の取付け孔１４から穿孔１５内に挿入し、穿孔１５内に設置した拡張栓１の胴部５の内周面に対して螺合するように、スパナ等の利器工具を用いてねじ込んでいく。

ねじ釘１６が拡張栓１の胴部５内にねじ込まれていく際、ねじ込み初期はねじ釘１６の外周面のねじ山１６ａが把持部６に当接する。その際、栓本体２は金属板で形成されており、木製枕木１２よりも硬いので、ねじ釘１６は把持部６に押し返されるようにして穿孔１５の内周面に食い込みながらねじ込まれていく。

その結果、拡張栓１は穿孔１５内に仮固定され、ねじ釘１６の回転と共回りすることを防ぎ、ねじ釘１６のねじ山１６ａの先端部が把持部６を通過すると胴部５内に進入し、この胴部５を押し広げることにより、胴部５の外周が穿孔１５の内周面に圧着する。

上記ねじ釘１６が胴部５内に進入するに際し、ねじ山１６ａは胴部５の傾斜縁７に到達すると、この傾斜縁７はねじ釘１６のねじ山１６ａと逆の螺旋になっているので、傾斜縁７とねじ山１６ａの接触量が徐々に増加することになる。

その結果、ねじ釘１６のねじ込みが進むにつれて徐々にねじ釘１６に加わる回転トルクが増加することになる。従って、ねじ釘１６に回転トルクを与える作業者は、急激な回転トルクの増加に伴う疲労を受けることがなく、また、徐々に回転トルクが増加することで、残るねじ込み量を体感することが可能になる。

また、ねじ釘１６のねじ込みが進むにつれ、ねじ山１６ａが胴部５の螺旋状となる傾斜縁７を通過するころは、栓本体２の胴部５に切れ目４が設けてあるので容易に拡開可能となり、その結果、ねじ釘１６によって、栓本体２の胴部５は徐々に穿孔１５の内周面に圧接されていくことになる。

そして、ねじ釘１６のねじ山１６ａ先端が胴部５の傾斜縁７を通過すると、胴部５はねじ山１６ａで押し開かれることで、外周面に設けた突起９が穿孔１５の内周面に圧接しながらめり込むと共に、外周面全体が穿孔１５の内周面に対して強力に密着する。

上記密着にあたっては、図１のように、胴部５の内周面に凸部１１が形成され、実質的に胴部５の内径を部分的に縮径させているので、ねじ釘１６のねじ山１６ａは、この凸部１１に食い込みながらねじ込まれることになり、図４のように、胴部５を確実に拡径させることになる。

この胴部５の拡径の作用において、胴部５の外周面に取付けた係止部材３が穿孔１５の内周面に圧着することになるが、ねじ釘１６のねじ山１６ａによって係止部材３全周へ均一に拡開力を加えるのではなく、ねじ山１６ａは傾斜しているので加力点を外周方向に徐々に変化させながら圧着していくことになる。

ねじ釘１６の頭部がタイプレート１３に接し、ねじ込みが完了したときには、枕木１２と拡張栓１の関係において、拡張栓１は胴部５の周面及び突起９、そして係止部材３が枕木１２の穿孔１５内周面に強力に食い込み圧着され、両者は完全に一体化されると共に、拡張栓１とねじ釘１６の関係においては、ねじ釘１６のねじ山１６ａが胴部５の内周の凸部１１に食い込むことで完全に一体化され、係止部材３が縮径弾性で常にねじ釘１６を抱き込むことになるので、繰り返し加わる外力に対して、ねじ釘１６の緩み止め効果を奏することになる。

また、拡張栓１は、タイプレート１３に設けられた取付け孔１４に挿通できる外径に設定してあるので、タイプレート１３を取外すことなく作業ができ、新規工事と補修工事のどちらにも対応することが可能となる。

更に、ねじ釘１６のねじ込み時において、胴部５に設けた傾斜縁７により徐々にねじ込みトルクの増加することと、係止部材３による強力なねじ込みトルクの発生により、作業の終了の目安を知ることとなり、ねじ釘１６の無理な締め付けにより、枕木１２や拡張栓１を破壊させるということはない。

次に、図５乃至図９は、第２の実施の形態の拡張栓（アンカー）を示している。なお、第１の実施の形態と同一部分には同一符号を用いて説明する。

図５と図６のように、第２の実施の形態の拡張栓１ａは、筒状材料として所定長さを有する断面円形の金属パイプを用い、この金属パイプの周壁の一部を押し潰すことによって、一方端部（上端）は周壁が重なる略半円形やＣ形の端面形状となり、この一方端部から他方端部（下端）に向けて伸びる軸方向の凹溝２１を外面に形成して栓体２２とし、この栓体２２の内部空洞２３が前記凹溝２１の形成によって一方端部側よりも他方端部側が大きくなっている。

上記栓体２２に用いる金属パイプとしては、鋼材、ステンレス等を用いることができ、継目のあるシーム管でも継目のないシームレス管の何れであってもよく、特に、シームレス管で栓体２２を形成すれば、ねじ釘１６をねじ込んだときに、継目のないことから局所的な変形が少なく、安定した締結が得られることになる。

栓体２２に断面円形の金属パイプを用いる理由は、ねじ釘１６を完全にねじ込んだ施工完了後において、栓体２２の全体が木製枕木１２の穿孔１５周面に必要十分に面接触させることができ、かつ、ねじ釘１６のねじ込み時に、栓体２２に応力集中を起こさせないためであり、ちなみに、栓体２２に角があると、その部分に応力が集中し、長期的に見た場合、栓体の応力腐蝕や割れたりすることになる。

上記凹溝２１は、パイプの一方端部において周壁を半分残すようにして押し潰すことにより形成し、この凹溝２１により栓体２２の一方端部は周壁が二重に重なる略半円形の端面形状となり、凹溝２１は一方端部から他方端部に向けて徐々に浅くなり、栓体２２の他方端部はパイプそのままの周壁になっている。

上記栓体２２の一方端部を略半円形の端面形状とすることにより、栓体２２を木製枕木１２の穿孔１５に挿入したとき、穿孔１５内の上端部に空間を確保することができ、穿孔１５に対してねじ釘１６を仮固定しやすくなると共に、ねじ釘１６のねじ込み時に穿孔１５内の上端部に破壊が生じるのを防ぐことができる。

この凹溝２１を形成するための押し潰す領域は、パイプの長さ方向において、一方端部から８０〜９０％の範囲に設定することで、栓体２２の下端部にパイプそのままの周壁を確保することで、木製枕木１２の穿孔１５に挿入したとき、パイプそのままの周壁で栓体２２の傾きの発生を防ぐことができ、ねじ釘１６のねじ込み作業の円滑性を確保できる。

また、押し潰す領域を上記よりも少なくすると、ねじ釘１６のねじ込み時に要するトルクが過大となり、従って、上記のような凹溝２１は、高い作業効率を確保しながら、適度な締め付けトルクを得るために必要な形状である。

上記凹溝２１は、栓体２２の長さ方向に対して、一方端部から他方端部に向けて徐々に浅くなり、栓体２２の内部空洞２３が前記凹溝２１の形成によって一方端部側よりも他方端部側が大きくなっており、ねじ釘１６のねじ込みと共に栓体２２は圧縮力を蓄え、これによって、ねじ釘１６を締め付け、振動などを受けても枕木に対してタイプレート１３を、長期にわたって緩みの発生がない強固な締結状態に固定することができると共に、ねじ釘１６のねじ込みにつれて穿孔１５の内部空間を少なくすることで、ねじ釘１６を穿孔１５の劣化の少ない箇所にしっかりとねじ込むことができることになる。

上記栓体２２の一方端部側は、略半円形に押し潰された部分の両側端部が、周壁の折り返し部分の内側に開口孔２４が形成されている。この開口孔２４は、栓体２２の両側で他方端部に向けて軸方向に長く伸び、栓体２２の内部空洞２３と連通状態になっている。

上記開口孔２４は、栓体２２の一方端部における両側に弾力性を持たせることになり、ねじ釘１６のねじ込み時に、栓体２２の一方端部に対してねじ釘１６のねじ山１６ａの食い付きがよくなり、穿孔１５の表面周辺でのねじ釘１６と栓体２２の固着強度を向上させることができると共に、栓体２２に対する落ち込み防止具２５の取り付けに利用される。

この落ち込み防止具２５は、作業の利便性を向上させるためのものであり、長い金属線材を二又状に折り曲げ、その両側平行部分を栓体２２の開口孔２４に一方端部から挿入して栓体２２を貫通させ、両側平行部分２５ａの下端を上向きに折り曲げて栓体２２の下端に係止し、栓体２２の一方端部から上方に伸びる両側平行部分２５ａの上端に円弧状で直角に折れ曲がる屈曲部分２５ｂを設けて形成され、木製枕木１２の穿孔１５が深い場合、屈曲部分２５ｂによって栓体２２が穿孔１５の底に落ち込まないようにするだけでなく、穿孔１５の上端に対して栓体２２の一方端部を合わせる位置決めの機能もあり、図９の右側のように、この屈曲部分２５ｂは穿孔１５よりも大径で、ねじ釘１６に用いるスプリングワッシャ１７の内径側に納まる直径になっている。

図７（ａ）乃至（ｄ）は、栓体２２に形成する凹溝２１の押し潰し形状の異なった他の例を示し、図７（ａ）の例は、パイプの周壁の一部を凹溝２１の開口幅がパイプの内径よりも狭くなるよう円弧に押し潰し、凹溝２１の両側で周壁の折り返し部分の内側に涙形の開口孔２４を形成したものである。

図７（ｂ）の例は、パイプの周壁の一部をＶ字状に押し潰し、Ｖ字状の弧状頂部を残した周壁の内面に重ねた断面形状としたものである。

図７（ｃ）の例は、パイプの周壁の略半分を頂部が弧状となる鈍角に屈曲させ、周壁の残りの部分をＶ字状に押し潰し、このＶ字状の両側部分を外向きの弧状とし、Ｖ字状の弧状頂部を残した周壁の内面に重ねた断面形状としたものである。

図７（ｄ）の例は、図５と図６で示した第２の実施の形態の拡張栓１ａと同様の略半円形の凹溝２１において、残した周壁と凹溝２１の円弧を中央を境に内側へきつくなるように屈曲させ、凹溝２１の両側で周壁の折り返し部分の内側に略円形の開口孔２４を確保したものである。

上記のような凹溝２１の押し潰し形状の各例は、ねじ釘１６をねじ込んだときの、栓体２２と穿孔１５の圧着する面積を十分に確保する上で有利であり、また、凹溝２１の両側で周壁の折り返し部分の内側に形成した開口孔２４は、施工後において、降雨による穿孔１５の内部の湿気を放出することが可能となり、木製枕木１２の腐敗を防ぐ役目を果たすことになる。

また、開口孔２４の形状は特に問わないが、図７（ａ）の例のように涙形にすると、ねじ釘１６のねじ込み初期において、凹溝２１の両側折り曲げ部分の変形性がよくなり、穿孔１５の内径に応じて凹溝２１の両側が拡開していくことで、穿孔１５内で栓体２２を確実に圧着させることができる。

図８（ａ）と（ｂ）は、拡張栓１ａの形成に用いる筒状材料の他の例を示し、図８（ａ）の例は、栓体２２に一枚の金属板を円形パイプに丸めたものを用い、この円形パイプの金属板を突き合わせた部分を中心に押し潰して凹溝２１を形成し、第２の実施の形態の拡張栓１ａと同様の構造としたものである。

この例では、栓体２２の一方端部に、この一方端部の位置から延出し、その上端が折り曲げ部２６となり、木製枕木１２の穿孔１５に栓体２２を挿入するときに把持する部分となり、折り曲げ部２６で穿孔１５内に栓体２２が落ち込むことのないようにする把持部２７が一体に設けられている。

また、図８（ｂ）の例の拡張栓１ａは、予め多数の小孔２８が穿設された金属パイプを用いて栓体２２を形成したものであり、ねじ釘１６をねじ込んだとき、小孔２８の部分でねじ山１６ａの食い付がよくなる。

第２の実施の形態の拡張栓１ａは上記のような構成であり、次に、この拡張栓１ａを用いた木製枕木１２に対するタイプレート１３の固定方法を説明する。

図９のように、木製枕木１２にレール１２ａを固定するタイプレート１３において、このタイプレート１３を枕木１２に固定した犬釘やねじ釘を抜き取ったあと、枕木１２に残った抜き孔を、タイプレート１３の取付け孔１４から挿入したドリル等で有底の穿孔１５にする。なお、新規工事の場合は、枕木１２に対して、タイプレート１３の取付け孔１４から有底の穿孔１５を新たにあければ良い。

この穿孔１５に拡張栓１ａを設置するには、栓体２２の落ち込み防止具２５を保持し、栓体２２をタイプレート１３の取付け孔１４から穿孔１５内に挿入する。

なお、穿孔１５が拡張栓１ａの全長よりも深い場合でも、落ち込み防止具２５の屈曲部分２５ｂがタイプレート１３の上に載ることで落ち込みが防止される。

次に、予め準備しておいたスプリングワッシャ１７付のねじ釘１６を、タイプレート１３の取付け孔１４から穿孔１５内に挿入し、穿孔１５内に設置した栓体２２の上端となる一方端部の凹溝２１と穿孔１５の間にねじ釘１６の先を差し込んで仮固定状態にし、このねじ釘１６をスパナ等の利器工具を用いてねじ込んでいく。

ねじ釘１６が栓体２２の凹溝２１の内周面と穿孔１５の内周面による空間内にねじ込まれていく際、ねじ込み初期はねじ釘１６の外周面のねじ山１６ａは、栓体２２が金属板で形成されており、木製枕木１２よりも硬いので、栓体２２の凹溝２１を形成した部分は穿孔１５の内周面に押し付けられ、ねじ釘１６は穿孔１５の内周面に食い込みながらねじ込まれていく。

その結果、栓体２２は穿孔１５内に仮固定され、ねじ釘１６の回転と共回りすることを防ぎ、上記凹溝２１は下端となる他方端部に向けて徐々に浅くなり、かつ、栓体２２の内部空洞２３が一方端部側よりも他方端部側が大きくなっているので、ねじ釘１６のねじ山１６ａは、ねじ込みの進行に伴い、凹溝２１の内周面に食いついてねじ溝を切りながら進入して行くと共に、凹溝２１の内周面を押し込んで変形させることで、栓体２２の外周が穿孔１５の内周面に圧着する。

その結果、ねじ釘１６のねじ込みが進むにつれて徐々にねじ釘１６に加わる回転トルクが増加することになるため、ねじ釘１６に回転トルクを与える作業者は、急激な回転トルクの増加に伴う疲労を受けることがなく、また、徐々に回転トルクが増加することで、残るねじ込み量を体感することが可能になる。

図９の右側に図示するように、ねじ釘１６の頭部がスプリングワッシャ１７を介してタイプレート１３に接し、落ち込み防止具２５の屈曲部分２５ｂがスプリングワッシャ１７内に納まり、ねじ込みが完了したときには、木製枕木１２と拡張栓１ａの関係において、栓体２２が木製枕木１２の穿孔１５内周面に強力に圧着され、両者は完全に一体化されると共に、拡張栓１ａとねじ釘１６の関係においては、ねじ釘１６のねじ山１６ａが、栓体２２の変形した凹溝２１の内周面と穿孔１５の内周面にわたって食い込むことで完全に一体化され、栓体２２は凹溝２１の変形による復元弾性で常にねじ釘１６を抱き込むことになるので、繰り返し加わる外力に対して、ねじ釘１６の緩み止め効果を奏することになる。

また、拡張栓１ａの栓体２２は、タイプレート１３に設けられた取付け孔１４に挿通できる外径に設定してあるので、タイプレート１３を取外すことなく作業ができ、新規工事と補修工事のどちらにも対応することが可能となる。

（ａ）は第１の実施の形態の拡張栓を示す斜視図、（ｂ）は同じく拡張栓の縦断側面図 タイプレートを用いて枕木にレールを固定した部分の平面図 拡張栓の使用を示す図２の矢印ａ−ａ線での縦断正面図 拡張栓にねじ釘をねじ込んで枕木にタイプレートを固定した状態の拡大した縦断正面図 （ａ）は第２の実施の形態の拡張栓を示す斜視図、（ｂ）は同じく拡張栓の縦断側面図 （ａ）は拡張栓の正面図、（ｂ）は（ａ）の矢印ｂ−ｂでの横断平面図、（ｃ）は（ａ）の矢印ｃ−ｃでの横断平面図、（ｄ）は（ａ）の矢印ｄ−ｄでの横断平面図 （ａ）乃至（ｄ）のそれぞれは、栓体に形成した凹溝による栓体の一方端面の異なった形状の例を示す平面図 （ａ）は第２の実施の形態の拡張栓における他の例を示す斜視図、（ｂ）は同じく更に他の例を示す斜視図 左側に拡張栓を枕木の穿孔に挿入した状態を示し、右側に枕木の穿孔と拡張栓の間にねじ釘をねじ込んで枕木にタイプレートを固定した状態を示す縦断正面図

符号の説明

１、１ａ 拡張栓
２ 栓本体
３ 係止部材
４ 切れ目
５ 胴部
６ 把持部
７ 傾斜縁
８ 直線縁
９ 突起
１０ 凹溝
１１ 凸部
１２ 木製枕木
１２ａ レール
１３ タイプレート
１４ 取付け孔
１５ 穿孔
１６ ねじ釘
１６ａ ねじ山
１７ スプリングワッシャ
２１ 凹溝
２２ 栓体
２３ 内部空洞
２４ 開口孔
２５ 落ち込み防止具
２６ 折り曲げ部
２７ 把持部
２８ 小孔

Claims (5)

1. 軸方向の切れ目によって一部が切離された略円筒状となる胴部の外周面に、複数の突起と両端が切れ目に達する周方向の凹溝が設けられた栓本体と、前記凹溝に嵌め込んで取付ける係止部材との組み合わせからなり、前記栓本体は胴部の一方端部に把持部が軸方向に向けて延長状に突出するよう設けられ、前記係止部材は、凹溝の周方向の半分以上にわたって嵌る長さになっている枕木に使用するねじ釘用の拡張栓。
2. 上記栓本体の胴部は、一方端部が傾斜縁で他方端部が軸心に対して直交する直線縁となり、上記把持部が傾斜縁側の端部に設けられている請求項１に記載の枕木に使用するねじ釘用の拡張栓。
3. 所定長さを有するパイプを用い、このパイプの周壁を押し潰すことによって、一方端部が周壁の重なる部分のある端面形状となり、この一方端部から他方端部に向けて伸びる軸方向の凹溝を外面に形成して栓体とし、この栓体の内部空洞が前記凹溝の形成によって一方端部側よりも他方端部側が大きくなっている枕木に使用するねじ釘用の拡張栓。
4. 上記栓体に、押し潰された一方端部から上方に伸びる落ち込み防止具を設けた請求項３に記載の枕木に使用するねじ釘用の拡張栓。
5. 上記栓体の一方端部は、パイプの周壁を押し潰すことによって周壁が重なる略半円形に形成され、この略半円形の両側端部で周壁の折り返し部分の内側に開口孔を設けた請求項３又は４に記載の枕木に使用するねじ釘用の拡張栓。

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