JP6639118B2 - フックボルト及びフックボルトユニット - Google Patents

Description

本発明は、橋桁と橋まくらぎとを固定するフックボルト及びフックボルトユニットに関する。

従来、無道床橋りょうの橋桁と、橋桁上に敷設されてレールを支持する橋まくらぎとの固定には、フックボルトが用いられている。
このフックボルトは、図８に示すように、軸部の下端に連続するＬ字状（またはＪ字状）のフック部を備えている。そして、フック部の先端を橋桁の下面に当接させつつ軸部を下側から橋まくらぎに挿通させて、軸部の上部に座金を挟んでナットを締結させることにより、橋まくらぎが橋桁に固定される（例えば、特許文献１参照）。

特許第４２１０８８２号公報

ところで、上記従来のフックボルトでは、列車が通過する際の橋まくらぎの変位や振動により締結力が緩んでしまうことがあった。これは、列車通過時の衝撃を受けてフック部基端の屈曲部に応力が集中することにより、フック部が開く方向に塑性変形することや、締結力の緩みを防止するための座金等の変形量（撓み量）が小さいために、軸部の軸力が損なわれる現象と考えられる。

本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、締結力の緩みを抑制することができるフックボルト及びフックボルトユニットを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、直線状の軸部と、当該軸部の一端に連続するフック部とを備え、
前記フック部を橋桁の下面に当接させつつ前記軸部を橋まくらぎに挿通させて当該軸部の他端にナットを締結することにより、前記橋桁と前記橋まくらぎとを固定するフックボルトであって、
前記フック部は、
前記軸部の一端から屈曲して、前記軸部の軸方向と直交する平面内で前記軸部の周りを回るように延出した後に、前記橋まくらぎと当接する先端部が前記軸部側に隆起した形状に形成されているとともに、
前記平面内において、２つの湾曲部を有し、前記軸部の周りを略半周回るように延出しており、
前記フック部の基端部は、前記平面よりも前記軸部側に位置しつつ、前記軸部の一端から前記平面内に向かって所定の曲率で湾曲している構成とした。

好ましくは、前記フック部の前記先端部が、前記軸部の下端の付根Ｒ部よりも前記軸部側に位置しているとよい。
さらに好ましくは、ばね鋼鋼材で形成されているとよい。

また、本発明に係るフックボルトユニットは、
上述のフックボルトと、
前記ナットと、
前記ナットと前記橋まくらぎの上面との間に設けられる座金と、
を備え、
前記フックボルトは、前記軸部が前記橋まくらぎに挿通されたときに当該橋まくらぎの延在方向に沿うとともに互いに平行な二面を前記軸部に有し、
前記座金は、
前記橋まくらぎに対する当該座金の回転を規制するための側板部と、
前記軸部が挿通される孔部と、
前記孔部に対して前記側板部に沿った方向に連通するとともに、当該方向に沿った互いに平行な二辺を有し前記軸部の前記二面が嵌合可能な別の孔部と、
を有するように構成した。

好ましくは、前記ナットと前記座金との間に設けられる他の座金を備え、
前記他の座金は、前記座金に対する前記側板部に沿った方向への当該他の座金の移動を規制するための他の側板部と、前記軸部が挿通される他の孔部とを有するのがよい。

本発明によれば、フック部が、軸部の一端から屈曲して、軸部の軸方向と直交する平面内で軸部の周りを回るように延出した形状に形成されているので、フック部が単純なＬ字またはＪ字状であった従来に比べ、当該フック部の長さを長尺にして、締結時に生じる応力を分散させることができる。
また、フック部は、橋まくらぎと当接する先端部が軸部側に隆起した形状に形成されているので、例えば軸部の軸力を受けるなどしてフック部が多少撓んだ場合であっても、より確実に先端部だけを橋桁の下面に当接させることができる。これにより、より確実にフック部の全長に亘って応力を分散させることができる。
したがって、従来に比べ、フック部に生じる応力を分散させて塑性変形の発生を抑制し、ひいては、締結力の緩みを抑制することができる。

実施形態におけるフックボルトユニットの使用状態を示す平面図である。 図１のII−II線での断面図である。 図１のIII−III線での断面図である。 実施形態におけるフックボルトの（ａ）平面図であり、（ｂ）側面図である。 実施形態における第一座金の（ａ）平面図であり、（ｂ）側面図である。 実施形態における第二座金の（ａ）平面図であり、（ｂ）側面図である。 実施形態における（ａ）２つのナットの側面図であり、（ｂ）割りピンの側面である。 従来のフックボルトを説明するための図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。

図１は、本実施形態におけるフックボルトユニット１の使用状態を示す平面図であり、図２及び図３は、図１のII−II線及びIII−III線での断面図である。
なお、図２及び図３では、フックボルト２を断面形状でなく側面視形状で示している。

図１〜図３に示すように、フックボルトユニット１は、無道床橋りょうの橋桁Ｂと、橋桁Ｂ上に敷設されてレールＲを支持する橋まくらぎＳとを締結固定するものである。レールＲ及び橋桁Ｂは、上下方向と略直交する図中のＸ方向に沿って延在しており、橋まくらぎＳは、上下方向及びＸ方向のいずれとも略直交する図中のＹ方向に沿って延在している。
具体的に、フックボルトユニット１は、フックボルト２と、第一座金３と、第二座金４と、２つのナット５，６と、割りピン７とを備えて構成されている。

続いて、フックボルトユニット１を構成する上記各部品の形状について説明する
図４〜図６は、フックボルト２，第一座金３及び第二座金４の単品図であって、それぞれ（ａ）が平面図、（ｂ）が側面図である。また、図７（ａ），（ｂ）は、２つのナット５，６及び割りピン７の各側面図である。

フックボルト２は、ばね鋼鋼材（ＳＵＰ材）で形成されており、図４（ａ），（ｂ）に示すように、直線状の軸部２１と、軸部２１の一端に連続するフック部２２とを備えている。
なお、以下では、後述する実際の使用状態と同様に、軸部２１が上下方向に沿って延在するとともにフック部２２が軸部２１の下端に連続するものとして、フックボルト２各部の形状を説明する。

このうち、軸部２１は、その上端部が外周面に雄ネジを有するネジ部２１１となっている。このネジ部２１１は、軸部２１を橋まくらぎＳのボルト穴Ｈに下方から挿通させたときに、少なくとも橋まくらぎＳから上方に露出した部分が全て当該ネジ部２１１となるような軸方向（上下方向）長さに亘って形成されている。
ネジ部２１１の下端部には、互いに平行な二面２１２が形成されている。また、ネジ部２１１の上端部には、割りピン７が挿通される貫通孔２１３が、軸部２１の径方向に沿って形成されている。

一方、フック部２２は、軸部２１の下端から屈曲して、上下方向と直交する平面Ｆ内で軸部２１の周りを略半周ほど回るように延出した後に、橋まくらぎＳと当接する先端部２２１が上側に隆起した形状に形成されている。
具体的に、本実施形態のフック部２２は、軸部２１の下端を基端部２２２として、平面視で軸部２１の二面２１２に沿いつつ所定の曲率で下方へ湾曲した後に、平面Ｆ内においてやや直進してから平面視で時計回りに反対向きまで湾曲している。さらにそれから、平面Ｆ内において、この向きに沿って軸部２１を挟んだ反対側まで直進してから、二面２１２と直交する方向へ時計回りに湾曲した後に、平面視で直進しつつ緩やかに上方に隆起して先端部２２１に至っている。そのため、先端部２２１は、平面視で軸部２１の二面２１２に沿った方向の一方側に配置されている。また、先端部２２１は、その上面が軸部２１の下端の付根Ｒ部よりも上側に位置しており、平面Ｆと平行な面内で少し延在している。

なお、フック部２２の平面Ｆ内での延出態様は、軸部２１の周りを回るように延出していればよく、本実施形態のものに特に限定されない。
また、フック部２２の基端部２２２は、平面Ｆよりも下方まで延在した後に平面Ｆに向かって上方へ折り返す形状であってもよい。この形状の方が、基端部２２２での応力集中の緩和に優れる。但し、基端部２２２の加工性（曲げ加工の容易さ）の点では、本実施形態のように、軸部２１の下端から平面Ｆ内に向かって所定の曲率で湾曲している形状の方が好ましい。

第一座金３は、図５（ａ），（ｂ）に示すように、側面視コ字状に屈曲された金属板であり、略長方形板状の上板部３１と、その長手方向両側の２つの側板部３２とから構成されている。
上板部３１の中央部には、円形孔３１１と矩形孔３１２とが連通してなる略鍵穴状の貫通孔が形成されている。このうち、円形孔３１１は、フックボルト２の軸部２１が挿通される穴であり、当該軸部２１の直径よりもやや大きい径に形成されている。一方、矩形孔３１２は、円形孔３１１に対して、側板部３２に沿った方向（上板部３１の短手方向）に連通しており、上板部３１の長手方向両側の二辺が互いに平行に形成されている。この矩形孔３１２は、フックボルト２の軸部２１が二面２１２部分で挿通される穴であり、互いに平行な二辺間の幅ｗ１が、フックボルト２の二面２１２の二面幅よりもやや広く形成されている。
２つの側板部３２は、互いに平行に形成されるとともに、上板部３１の矩形孔３１２における互いに平行な二辺とも平行に形成されている。この２つの側板部３２は、第一座金３を橋まくらぎＳに嵌合させるための嵌合部分であり、当該２つの側板部３２間の幅ｗ２が、橋まくらぎＳのＸ方向の幅よりもやや広く形成されている。

第二座金４は、図６（ａ），（ｂ）に示すように、側面視コ字状に屈曲された金属板であり、略矩形板状の上板部４１と、その両側の２つの側板部４２とから構成されている。
上板部４１の中央部には、フックボルト２の軸部２１が挿通される円形孔４１１が形成されている。
２つの側板部４２は、第二座金４を第一座金３に嵌合させるための嵌合部分であり、当該２つの側板部４２間の幅ｗ３が、第一座金３の短手方向の幅よりもやや広く形成されている。また、各側板部４２の高さは、第一座金３の上板部３１の厚さよりもやや低く形成されている。

２つのナット５，６は、図７（ａ）に示すように、上面に裁頭円錐筒状の凸部５１を有する下側ナット５と、凸部５１に対応した凹部６１を下面に有する上側ナット６から構成されている。これら２つのナット５，６は、緩み止め機能を有する、いわゆるハードロックナットである。
割りピン７は、図７（ｂ）に示すように、フックボルト２の落下防止のために当該フックボルト２上端部の貫通孔２１３に挿通されるものであり、この貫通孔２１３の穴径に対応したサイズに形成されている。

続いて、フックボルトユニット１の使用方法について説明する。

図１〜図３に示すように、橋桁Ｂと橋まくらぎＳとを固定する際には、まず、フックボルト２の軸部２１を、橋まくらぎＳの橋桁Ｂ脇の部分に形成されたボルト穴Ｈに下側から挿通させる。このボルト穴Ｈは、橋まくらぎＳのＸ方向の中央部に上下方向に沿って形成されている。
そして、軸部２１の二面２１２をＹ方向に沿わせた向きで、フック部２２の先端部２２１を橋桁Ｂの下面に当接させる。

次に、橋まくらぎＳの上面から露出したフックボルト２の軸部２１（ネジ部２１１）を第一座金３の円形孔３１１に挿通させるようにして、当該第一座金３をフックボルト２に上側から嵌める。
このとき、長手方向をＸ方向に沿わせつつ第一座金３を嵌めることにより、第一座金３の２つの側板部３２が橋まくらぎＳをＸ方向に挟んだ状態にする。そして、第一座金３の上板部３１の下面を橋まくらぎＳの上面に当接させる。
それから、第一座金３をＹ方向にスライドさせて、フックボルト２の軸部２１の二面２１２部分を、第一座金３の円形孔３１１と連通する矩形孔３１２内に嵌め込む。
これにより、フックボルト２が軸部２１の二面２１２によって第一座金３に対する回転を規制され、この第一座金３が２つの側板部３２によって橋まくらぎＳに対する回転を規制される。つまり、橋まくらぎＳに対するフックボルト２の回転が規制される。

次に、フックボルト２の軸部２１（ネジ部２１１）を第二座金４の円形孔４１１に挿通させるようにして、当該第二座金４をフックボルト２に上側から嵌める。
このとき、２つの側板部４２がＹ方向に並んだ向きで第二座金４を嵌めることにより、第二座金４の２つの側板部４２が第一座金３をＹ方向に挟んだ状態にする。そして、第二座金４の上板部４１の下面を第一座金３の上板部３１の上面に当接させる。
これにより、フックボルト２は第一座金３に対するＹ方向への移動を規制される。そのため、フックボルト２の軸部２１の二面２１２部分が第一座金３の矩形孔３１２から円形孔３１１内に移動することが防止され、フックボルト２の回転を規制した状態が保持される。

次に、フックボルト２のネジ部２１１に対し、２つのナット５，６を所定の締結トルクで順次締結する。これにより、フックボルト２のフック部２２の先端部２２１が橋桁Ｂの下面に圧接されて、橋桁Ｂと橋まくらぎＳとが固定される。
そして、フックボルト２の軸部２１上端の貫通孔２１３に割りピン７を挿通させて、フックボルト２の落下防止処理を行う。

ここで、フックボルト２のフック部２２は、軸部２１の下端から屈曲して上下方向と直交する平面Ｆ内で軸部２１の周りを回るように延出した形状に形成されている。そのため、フック部がＬ字またはＪ字状であった従来に比べて、当該フック部２２の長さが長尺になり、ひいては、締結時に当該フック部２２（特に基端部２２２）に生じる応力が分散される。

また、フック部２２は、橋まくらぎＳと当接する先端部２２１が、他の部分よりも上側に隆起した形状に形成されている。そのため、より確実に先端部２２１だけが橋桁Ｂの下面に当接することとなり、ひいては、より確実にフック部２２の全長に亘って応力が分散することとなる。

以上のように、本実施形態のフックボルト２によれば、フック部２２が、軸部２１の下端から屈曲して上下方向と直交する平面Ｆ内で軸部２１の周りを回るように延出した形状に形成されているので、フック部が単純なＬ字またはＪ字状であった従来に比べ、当該フック部２２の長さを長尺にして、締結時に生じる応力を分散させることができる。
また、フック部２２は、橋まくらぎＳと当接する先端部２２１が上側に隆起した形状に形成されているので、例えば軸部２１の軸力を受けるなどしてフック部２２が多少撓んだ場合であっても、より確実に先端部２２１だけを橋桁Ｂの下面に当接させることができる。これにより、より確実にフック部２２の全長に亘って応力を分散させることができる。
したがって、従来に比べ、フック部２２に生じる応力を分散させて塑性変形の発生を抑制し、ひいては、締結力の緩みを抑制することができる。

また、フック部２２が上下方向の弾性力を有することになるので、この上下方向に沿った衝撃力等に対してフック部２２を柔軟に追従させて、当該フック部２２をより確実に橋桁Ｂに圧接させることができる。

また、フックボルト２が弾性力に優れるばね鋼鋼材で形成されているので、より確実に締結力の緩みを抑制するとともに、フック部２２を橋桁Ｂに圧接させることができる。

また、フック部２２の基端部２２２が、軸部２１の下端から平面Ｆ内に向かって所定の曲率で湾曲しているので、当該基端部２２２が平面Ｆよりも下方まで延在した後に平面Ｆに向かって折り返す形状である場合に比べ、当該基端部２２２を容易に加工することができる。

また、フックボルト２は、軸部２１が橋まくらぎＳに挿通されたときにＹ方向に沿うとともに互いに平行な二面２１２を軸部２１に有しており、第一座金３は、橋まくらぎＳに対する当該第一座金３の回転を規制するための側板部３２と、フックボルト２の軸部２１が挿通される円形孔３１１と、円形孔３１１に対して側板部３２に沿った方向に連通するとともに当該方向に沿った互いに平行な二辺を有し軸部２１の二面２１２部分が嵌合可能な矩形孔３１２とを有している。
これにより、軸部２１を第一座金３の円形孔３１１に挿通させてから第一座金３をＹ方向にスライドさせて、軸部２１の二面２１２部分を矩形孔３１２内に嵌合させることによって、橋まくらぎＳに対するフックボルト２の回転を規制することができる。

さらに、ナット５，６と第一座金３との間に設けられる第二座金４が、第一座金３に対する当該第二座金４のＹ方向への移動を規制するための側板部４２と、フックボルト２の軸部２１が挿通される円形孔４１１とを有するので、フックボルト２は第一座金３に対するＹ方向への移動を規制される。
これにより、フックボルト２の軸部２１の二面２１２部分が第一座金３の矩形孔３１２から円形孔３１１内に移動することが防止され、フックボルト２の回転が規制された状態を保持することができる。

なお、本発明を適用可能な実施形態は、上述した実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

１ フックボルトユニット
２ フックボルト
２１ 軸部
２１１ ネジ部
２１２ 二面
２２ フック部
２２１ 先端部
２２２ 基端部
３ 第一座金（座金）
３１ 上板部
３１１ 円形孔（孔部）
３１２ 矩形孔（別の孔部）
３２ 側板部
４ 第二座金（他の座金）
４１ 上板部
４１１ 円形孔（他の孔部）
４２ 側板部（他の側板部）
５ 下側ナット
６ 上側ナット
７ 割りピン
Ｒ レール
Ｂ 橋桁
Ｓ 橋まくらぎ
Ｈ ボルト穴
Ｆ 平面（軸部の軸方向と直交する平面）

Claims (5)

1. 直線状の軸部と、当該軸部の一端に連続するフック部とを備え、
   前記フック部を橋桁の下面に当接させつつ前記軸部を橋まくらぎに挿通させて当該軸部の他端にナットを締結することにより、前記橋桁と前記橋まくらぎとを固定するフックボルトであって、
   前記フック部は、
   前記軸部の一端から屈曲して、前記軸部の軸方向と直交する平面内で前記軸部の周りを回るように延出した後に、前記橋まくらぎと当接する先端部が前記軸部側に隆起した形状に形成されているとともに、
   前記平面内において、２つの湾曲部を有し、前記軸部の周りを略半周回るように延出しており、
   前記フック部の基端部は、前記平面よりも前記軸部側に位置しつつ、前記軸部の一端から前記平面内に向かって所定の曲率で湾曲していることを特徴とするフックボルト。
2. 前記フック部の前記先端部が、前記軸部の下端の付根Ｒ部よりも前記軸部側に位置していることを特徴とする請求項１に記載のフックボルト。
3. ばね鋼鋼材で形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載のフックボルト。
4. 請求項１〜３のいずれか一項に記載のフックボルトと、
   前記ナットと、
   前記ナットと前記橋まくらぎの上面との間に設けられる座金と、
   を備え、
   前記フックボルトは、前記軸部が前記橋まくらぎに挿通されたときに当該橋まくらぎの延在方向に沿うとともに互いに平行な二面を前記軸部に有し、
   前記座金は、
   前記橋まくらぎに対する当該座金の回転を規制するための側板部と、
   前記軸部が挿通される孔部と、
   前記孔部に対して前記側板部に沿った方向に連通するとともに、当該方向に沿った互いに平行な二辺を有し前記軸部の前記二面が嵌合可能な別の孔部と、
   を有することを特徴とするフックボルトユニット。
5. 前記ナットと前記座金との間に設けられる他の座金を備え、
   前記他の座金は、前記座金に対する前記側板部に沿った方向への当該他の座金の移動を規制するための他の側板部と、前記軸部が挿通される他の孔部とを有することを特徴とする請求項４に記載のフックボルトユニット。

Images