JP2017003094A - 締結ボルト及び締結ボルトの挿入方法 - Google Patents

Abstract

【課題】食い違った状態で連通している貫通穴でも挿通することを可能にする締結ボルト及び締結ボルトの挿入方法を実現する。
【解決手段】複数の部材に形成されている貫通穴Ｈが食い違った状態で連通している場合、雄ネジ部１ａに傾斜面１１と第１平滑面１２が形成されている締結ボルト１０を、ボルトの軸線を中心に回転させて、貫通穴Ｈの縁に第１平滑面１２を摺接させる向きに調整しつつ、締結ボルト１０を奥の部材に向けて挿し込むようにすることで、雄ネジ部１ａのネジ山が貫通穴Ｈの縁に引っ掛かったり、そのネジ山が潰れたりすることなく、締結ボルト１０を貫通穴Ｈに無理なく挿通させることを可能にした。
【選択図】図１

Description

本発明は、締結ボルト及び締結ボルトの挿入方法に関する。

従来、鉄道のレール同士をその長手方向に接続したレール継目部には、図７に示すように、レールＲ端部の側面間に跨る継目板Ｔが配設されている（例えば、特許文献１参照。）。
具体的には、レールＲと継目板Ｔの貫通穴Ｈを位置合わせするように、端部をつき合わせたレールＲの側面に継目板Ｔを配置し、連なった貫通穴Ｈに締結ボルトＢを挿し込み、一方の継目板Ｔ側からレールＲを貫けて他方の継目板Ｔ側へ締結ボルトＢを挿通させ（図８参照）、他方の継目板Ｔ側へ突き出た締結ボルトＢにナットを螺合して継目板Ｔを固設している。

ところで、レールの保守点検によって継目板の締結ボルトが折損した箇所が見つかった際、直ちに新たな締結ボルトに交換することになるが、レールがふく進したことにより、レールと継目板の貫通穴にずれが生じてしまっているため、締結ボルトを貫通穴にスムーズに挿し込めないことがある。
そのような場合、他のボルトを貫通穴の位置合わせを行い、それでも駄目な場合はボルシン（ヨセポンチ）を使って貫通穴の位置合わせを行うことがある。

特開平７−１４５６０１号公報

しかしながら、折損していない締結ボルトのナットを緩めてレールと継目板の貫通穴の位置合わせを行った後に、新たな締結ボルトを貫通穴に挿し込み、全ての締結ボルトのナットを締め込み直すことは、交換作業が煩雑になることにつながる。
また、締結ボルトの折損を見つけた際にボルシンを携帯していないことがあり、新たな締結ボルトを無理矢理貫通穴に打ち込むことがあるが、その締結ボルトのネジ山が潰れてしまってナットを螺合させることができないために、別の締結ボルトに付け替えなければならないことがある。つまり、ボルシン代わりに使ってしまった締結ボルトを１本無駄にしてしまうことがあった。
このように、折損した締結ボルトを交換する際、貫通穴の食い違いがあるために、その交換作業が煩雑になってしまうことがあった。

本発明の目的は、食い違った状態で連通している貫通穴でも挿通することを可能にする締結ボルト及び締結ボルトの挿入方法を提供することである。

上記目的を達成するため、本出願に係る一の発明は、
複数の部材に形成されている貫通穴が食い違った状態で連通している箇所に挿通させる締結ボルトであって、
ネジ山が形成されている雄ネジ部の先端の一部をボルトの軸線に対し斜めにカットすることにより形成された傾斜面と、
前記傾斜面における当該締結ボルトの後端寄りの部分と連続するように、前記雄ネジ部のネジ山がボルトの軸線に沿ってカットされた状態に形成された第１平滑面と、を有しているようにした。

かかる構成の締結ボルトであれば、複数の部材に形成されている貫通穴が食い違った状態で連通している箇所であっても、ボルトの軸線を中心に回転させて、貫通穴の縁に第１平滑面を摺接させる向きに調整しつつ、締結ボルトを奥の部材に向けて挿し込むようにすることで、締結ボルトを無理なく挿通させることができる。
つまり、締結ボルトの雄ネジ部に第１平滑面が形成されているので、その第１平滑面を貫通穴の縁に摺接させるようにすれば、雄ネジ部のネジ山が貫通穴の縁に引っ掛かることなく、締結ボルトを無理なく挿通させることが可能になっている。
特に、雄ネジ部のネジ山が貫通穴の縁に強く擦られるなどして、ネジ山が潰れてしまうことがないので、貫通穴を突き抜けた締結ボルトの雄ネジ部にナットを確実に螺合させることができる。

また、前記第１平滑面と軸線を挟んだ反対側のネジ山がボルトの軸線に沿ってカットされた状態に形成された第２平滑面を有している締結ボルトであってもよい。
さらに、前記第１平滑面側が凸曲面、前記第２平滑面側が凹曲面になるように、前記雄ネジ部に反りが加えられている締結ボルトであってもよい。
このような締結ボルトであっても、食い違った状態で連通している貫通穴に挿通することができる。

また、本出願に係る他の発明は、
３つの部材に形成されている貫通穴が食い違った状態で連通している箇所に請求項１に記載の締結ボルトを挿通させる締結ボルトの挿入方法であって、
手前側の部材と奥側の部材の間に介装されている中間の部材の貫通穴に対し、手前側の部材と奥側の部材の貫通穴がともに同じ方向にずれている場合、
前記傾斜面が形成されているボルト先端を貫通穴を通じて手前側の部材と中間の部材の間に挿し入れ、中間の部材の貫通穴の縁に前記第１平滑面を摺接させつつ前記締結ボルトを奥側の部材に向けて挿し込む工程と、
前記ボルト先端が奥側の部材に突き当たった後、ボルトの軸線を中心に前記締結ボルトを半回転（ほぼ１８０°回転）させる工程と、
前記傾斜面が形成されているボルト先端を中間の部材と奥側の部材の間に挿し入れ、手前側の部材と奥側の部材の貫通穴の縁に前記第１平滑面を摺接させつつ前記締結ボルトを更に奥に向けて挿し込む工程と、
を備えているようにした。

このように締結ボルトをボルトの軸線を中心に回転させて、貫通穴の縁に第１平滑面を摺接させる向きに調整しつつ、締結ボルトを奥の部材に向けて挿し込むようにすることで、３つの部材に形成されている貫通穴が食い違った状態で連通していても、雄ネジ部のネジ山が貫通穴の縁に引っ掛かることなく、締結ボルトを無理なく挿通させることができる。
特に、雄ネジ部のネジ山が貫通穴の縁に強く擦られるなどして、ネジ山が潰れてしまうことがないので、貫通穴を突き抜けた締結ボルトの雄ネジ部にナットを確実に螺合させることができる。

また、複数の部材に形成されている貫通穴が食い違った状態で連通している箇所に請求項１に記載の締結ボルトを挿通させる締結ボルトの挿入方法であって、
前記締結ボルトの先端を前記貫通穴に挿し入れた後、前記締結ボルトをボルトの軸線を中心に回転させることで、前記貫通穴の縁に前記第１平滑面を摺接させる向きに調整しつつ、前記締結ボルトを奥の部材に向けて押し込むようにしてもよい。
こうすることで、複数の部材に形成されている貫通穴が食い違った状態で連通し、通常のボルトでは挿通できない程度に狭まっている箇所であっても、締結ボルトを無理なく挿通させることができる。また、雄ネジ部のネジ山が貫通穴の縁に強く擦られるなどして、ネジ山が潰れてしまうことがないので、貫通穴を突き抜けた締結ボルトの雄ネジ部にナットを確実に螺合させることができる。

本発明によれば、食い違った状態で連通している貫通穴に締結ボルトを挿通することができる。

本実施形態の締結ボルトを示す斜視図である。 本実施形態の締結ボルトを示す側面図（ａ）と、その正面図（ｂ）である。 継目板とレールを締結した状態の締結ボルトを一部断面視して示す側面図である。 食い違って連通している貫通穴に締結ボルトを挿通させる工程（ａ）〜（ｄ）を示す説明図である。 締結ボルトの変形例を示す側面図（ａ）と、その正面図（ｂ）である。 締結ボルトの変形例を示す側面図である。 レール継目部に関する説明図である。 レールと継目板の貫通穴を位置合わせし、締結ボルトを挿入した状態を示す説明図である。

以下、図面を参照して、本発明に係る締結ボルト及び締結ボルトの挿入方法の実施形態について詳細に説明する。但し、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲を以下の実施形態及び図示例に限定するものではない。

図１は、本実施形態の締結ボルト１０を示す斜視図である。図２（ａ）は締結ボルト１０を示す側面図、図２（ｂ）は締結ボルト１０を示す正面図である。
本実施形態の締結ボルト１０は、図１、図２（ａ）（ｂ）に示すように、ボルト本体１と、ボルト本体１の後端部に設けられているボルト頭部２とを備えている。
ボルト本体１は、略円柱状の軸体であって、ネジ山が形成されている先端側の雄ネジ部１ａと、ネジ山が形成されていないボルト頭部２側の胴部１ｂを備えている。

締結ボルト１０は、雄ネジ部１ａの先端の一部をボルトの軸線に対し斜めにカットすることにより形成された傾斜面１１と、傾斜面１１におけるボルト頭部２寄りの部分と連続するように、雄ネジ部１ａのネジ山をボルトの軸線に沿ってカットすることにより形成された第１平滑面１２とを有している。
雄ネジ部１ａの先端に傾斜面１１を形成したことで、締結ボルト１０の先端が先細り、やや尖った形になっている。なお、本実施形態では、ボルトの軸線に対し斜めにカットしてなる切削面の周囲を面取りするように丸みをつけた態様に傾斜面１１を形成している。

本実施形態の締結ボルト１０は、レールＲと継目板Ｔを締結するための継目板ボルトである。
図３に示すように、レールＲの両側面に対を成す継目板Ｔが配置された状態で連なっている貫通穴Ｈに締結ボルト１０を挿し込み、一方の継目板Ｔ側からレールＲを貫けて他方の継目板Ｔ側へ締結ボルト１０を挿通させて、突き出た締結ボルト１０の雄ネジ部１ａにばね座金Ｗを取り付けた後にナットＮを螺合することで、レールＲと継目板Ｔを締結することができる。
例えば、レールＲと継目板Ｔの貫通穴Ｈの直径は２４ｍｍであり、締結ボルト１０の太さは１９ｍｍである。具体的には、締結ボルト１０の胴部１ｂの直径が１９ｍｍであり、雄ネジ部１ａの直径方向の太さ（ここでは軸心を通り、第１平滑面１２とネジ山の頂部を結ぶ方向の太さ）が１７ｍｍである。なお、傾斜面１１はボルトの軸線に対し４５°の角度を成すように形成されている。

このように締結ボルト１０は、直径１９ｍｍであったボルト本体１に第１平滑面１２を形成したことで、その部分の太さが１７ｍｍとサイズダウンしている。
そこで、この締結ボルト１０の強度を確認するために引張試験を実施した。引張試験は、JIS E 1107：2008の方法に則って行った。なお、JIS E 1107では「継目板ボルトの試験は、JIS B 1051-4による。」とされ「B40N、B50N及びB60の引張試験は、くさび引張り試験とし、くさびの角度は１０°とする。」と規定されている。
この試験結果を表１に示す。

表１に示したように、５点の試験体の最大荷重の平均値は２３９［ｋＮ］であり、２２２［ｋＮ］以上というＪＩＳの規格値を満たすものであった。
なお、第１平滑面１２と傾斜面１１を形成していない直径１９ｍｍの締結ボルトに対して同様の引張試験を行ったところ、最大荷重の平均値（５点の試験体の平均値）は２４５［ｋＮ］であった。

次に、複数の部材に形成されている貫通穴Ｈが食い違った状態で連通している箇所に締結ボルト１０を挿通させる、締結ボルトの挿入方法について説明する。
本実施形態では、対を成す継目板ＴがレールＲの両側面に配置された状態で食い違っている貫通穴Ｈに締結ボルト１０を挿通させる方法を例に説明する。

レールの保守点検によって締結ボルトが折損した箇所が見つかり、直ちに新たな締結ボルトに交換することになった際、例えば、レールがふく進したことにより、手前側の継目板Ｔと奥側の継目板Ｔの間に介装されているレールＲの貫通穴Ｈに対し、対を成す継目板Ｔの貫通穴Ｈがともに同じ方向にずれて食い違っている場合（図４（ａ）参照）に、これまで使用していた通常の締結ボルトをその食い違っている貫通穴Ｈに挿し込み難いことがある。
このような場合に、傾斜面１１と第１平滑面１２が形成されている、本実施形態の締結ボルト１０を使用する。

まず、図４（ａ）に示すように、傾斜面１１が形成されているボルト先端を貫通穴Ｈを通じて手前側の継目板ＴとレールＲの間に挿し入れ、締結ボルト１０の向きを調整し、レールＲの貫通穴Ｈの縁に第１平滑面１２を摺接させつつ締結ボルト１０を奥側の継目板Ｔに向けて挿し込む。
このとき、手前側の継目板ＴとレールＲの貫通穴Ｈの縁に第１平滑面１２を摺接させた状態で、締結ボルト１０をハンマーなどで貫通穴Ｈへ打ち込むようにして、貫通穴Ｈの位置合わせをするようにしてもよい。
そして、図４（ｂ）に示すように、締結ボルト１０のボルト先端を奥側の継目板Ｔに突き当てる。

次いで、ボルト先端が奥側の継目板Ｔに突き当たった後、図４（ｃ）に示すように、ボルトの軸線を中心に締結ボルト１０を半回転（約１８０°回転）させる。
次いで、図４（ｄ）に示すように、傾斜面１１が形成されているボルト先端をレールＲと奥側の継目板Ｔの間に挿し入れ、手前側の継目板Ｔと奥側の継目板Ｔの貫通穴Ｈの縁に第１平滑面１２を摺接させつつ締結ボルト１０を更に奥に向けて挿し込む。
このとき、手前側の継目板Ｔと奥側の継目板Ｔの貫通穴Ｈの縁に第１平滑面１２を摺接させた状態で、締結ボルト１０をハンマーなどで貫通穴Ｈへ打ち込むようにして、貫通穴Ｈの位置合わせをするようにしてもよい。
そして、３つの部材の貫通穴Ｈを突き抜けた締結ボルト１０の雄ネジ部１ａにばね座金Ｗを取り付け、ナットＮを螺合すれば、レールＲと継目板Ｔの締結が完了する。

このように、締結ボルト１０をボルトの軸線を中心に回転させて、貫通穴Ｈの縁に第１平滑面１２を摺接させる向きに調整しつつ、締結ボルト１０を奥に向けて挿し込むようにすることで、複数の部材に形成されている貫通穴Ｈが食い違った状態で連通している箇所であっても、締結ボルト１０を無理なく挿通させることができる。
つまり、締結ボルト１０の雄ネジ部１ａに第１平滑面１２が形成されているので、その第１平滑面１２を貫通穴Ｈの縁に摺接させるようにすれば、雄ネジ部１ａのネジ山が貫通穴Ｈの縁に引っ掛かることなく、締結ボルト１０を無理なく挿通させることが可能になっている。
特に、雄ネジ部１ａのネジ山が貫通穴Ｈの縁に強く擦られるなどして、ネジ山が潰れてしまうことがないので、貫通穴Ｈを突き抜けた締結ボルト１０の雄ネジ部１ａにナットＮを確実に螺合させることができる。

なお、レール継目部では、例えば図８に示したように、複数（図８では４本）の締結ボルトで継目板ＴとレールＲを締結しているので、締結ボルトの折損が見つかる際、そのレール継目部の全ての締結ボルトが折損していることはない。つまり、折損することなく継目板ＴとレールＲの締結に寄与している締結ボルトが残っているので、継目板ＴとレールＲの貫通穴Ｈが食い違っていたとしても、締結ボルト１０の挿入が不可能になるほど複数の貫通穴Ｈが連通した箇所は狭まっていない。
但し、これまで使用していた通常の締結ボルトでは、雄ネジ部１ａのネジ山が貫通穴Ｈの縁に引っ掛かってしまったり、そのネジ山が潰れてしまったりするため、新たな締結ボルトに交換することが困難であった。
そこで、傾斜面１１と第１平滑面１２が形成されている締結ボルト１０を使用し、第１平滑面１２を貫通穴Ｈの縁に摺接させるように締結ボルト１０を貫通穴Ｈに挿入する手法をとることで、継目板ＴとレールＲの貫通穴Ｈが食い違っていても締結ボルト１０を比較的スムーズに挿通させることを可能にした。

以上のように、傾斜面１１と第１平滑面１２が形成されている締結ボルト１０であれば、食い違った状態で連通している貫通穴Ｈでも挿通することができる。

なお、本発明は上記実施形態に限られるものではない。
例えば、図５（ａ）（ｂ）に示すように、第１平滑面１２と軸線を挟んだ反対側のネジ山をボルトの軸線に沿ってカットすることにより形成された第２平滑面１３を有する締結ボルト１０であっても、食い違った状態で連通している貫通穴Ｈに無理なく挿通することができる。
また、図６に示すように、第１平滑面１２側が凸曲面、第２平滑面１３側が凹曲面になるように、雄ネジ部１ａに反りが加えられている締結ボルト１０であっても、食い違った状態で連通している貫通穴Ｈに無理なく挿通することができる。

なお、以上の実施の形態においては、太さが１９ｍｍの締結ボルト１０に第１平滑面１２を形成し、雄ネジ部１ａの直径方向の太さ（ここでは軸心を通り、第１平滑面１２とネジ山の頂部を結ぶ方向の太さ）を１７ｍｍにした場合を例示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、締結ボルト１０が所定の強度（例えば、ＪＩＳの規格値）を満たすのであれば、各部位のサイズは任意であり、任意のサイズの締結ボルトに、任意の切削加工を施して平滑面を形成するようにしてもよい。また、傾斜面１１の角度も４５°に限らず任意である。

また、以上の実施の形態においては、レールＲと継目板Ｔを締結する締結ボルト１０を例に説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、任意の部材を締結するため、それら部材に形成されている貫通穴Ｈを連通させた箇所に挿通させる締結ボルトやその挿入方法に、本発明を適用してもよい。

また、その他、具体的な細部構造等についても適宜に変更可能であることは勿論である。

１ ボルト本体
１ａ 雄ネジ部
１ｂ 胴部
１１ 傾斜面
１２ 第１平滑面
１３ 第２平滑面
２ ボルト頭部
１０ 締結ボルト
Ｈ 貫通穴
Ｒ レール（中間の部材）
Ｔ 継目板（手前側の部材、奥側の部材）

Claims (5)

1. 複数の部材に形成されている貫通穴が食い違った状態で連通している箇所に挿通させる締結ボルトであって、
   ネジ山が形成されている雄ネジ部の先端の一部をボルトの軸線に対し斜めにカットすることにより形成された傾斜面と、
   前記傾斜面における当該締結ボルトの後端寄りの部分と連続するように、前記雄ネジ部のネジ山がボルトの軸線に沿ってカットされた状態に形成された第１平滑面と、
   を有することを特徴とする締結ボルト。
2. 前記第１平滑面と軸線を挟んだ反対側のネジ山がボルトの軸線に沿ってカットされた状態に形成された第２平滑面を有することを特徴とする請求項１に記載の締結ボルト。
3. 前記第１平滑面側が凸曲面、前記第２平滑面側が凹曲面になるように、前記雄ネジ部に反りが加えられていることを特徴とする請求項２に記載の締結ボルト。
4. ３つの部材に形成されている貫通穴が食い違った状態で連通している箇所に請求項１に記載の締結ボルトを挿通させる締結ボルトの挿入方法であって、
   手前側の部材と奥側の部材の間に介装されている中間の部材の貫通穴に対し、手前側の部材と奥側の部材の貫通穴がともに同じ方向にずれている場合、
   前記傾斜面が形成されているボルト先端を貫通穴を通じて手前側の部材と中間の部材の間に挿し入れ、中間の部材の貫通穴の縁に前記第１平滑面を摺接させつつ前記締結ボルトを奥側の部材に向けて挿し込む工程と、
   前記ボルト先端が奥側の部材に突き当たった後、ボルトの軸線を中心に前記締結ボルトを半回転させる工程と、
   前記傾斜面が形成されているボルト先端を中間の部材と奥側の部材の間に挿し入れ、手前側の部材と奥側の部材の貫通穴の縁に前記第１平滑面を摺接させつつ前記締結ボルトを更に奥に向けて挿し込む工程と、
   を備えたことを特徴とする締結ボルトの挿入方法。
5. 複数の部材に形成されている貫通穴が食い違った状態で連通している箇所に請求項１に記載の締結ボルトを挿通させる締結ボルトの挿入方法であって、
   前記締結ボルトの先端を前記貫通穴に挿し入れた後、前記締結ボルトをボルトの軸線を中心に回転させることで、前記貫通穴の縁に前記第１平滑面を摺接させる向きに調整しつつ、前記締結ボルトを奥に向けて押し込むことを特徴とする締結ボルトの挿入方法。

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