マルチピッチボルト、マルチピッチボルト及びナット
【課題】 ナットを手で簡単に送り操作できると共に、緩みが生じないように締め付けることができるマルチピッチボルトを提供する。
【解決手段】 マルチピッチボルト１０のねじ山１２ｃの側壁が、つるまき線に沿って回転する間にリード角の緩い区間とリード角の急な区間とが交代して、交互に連続している。このため、大きな実効的リードを持ちながら、リード角の緩い区間の摩擦力により強い緩み止め作用を奏する。マルチピッチボルト１０のねじ山１２ｃの側壁が、断面略円弧状に形成されているため、ナット２０を手で簡単に送り操作ができる。最後に、工具を用いて締め付けることで、緩みが生じないようにナット２０を締め付けることができる。
【解決手段】 マルチピッチボルト１０のねじ山１２ｃの側壁が、つるまき線に沿って回転する間にリード角の緩い区間とリード角の急な区間とが交代して、交互に連続している。このため、大きな実効的リードを持ちながら、リード角の緩い区間の摩擦力により強い緩み止め作用を奏する。マルチピッチボルト１０のねじ山１２ｃの側壁が、断面略円弧状に形成されているため、ナット２０を手で簡単に送り操作ができる。最後に、工具を用いて締め付けることで、緩みが生じないようにナット２０を締め付けることができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のリードを有するマルチピッチねじ（ねじのねじ山が、つるまき線に沿って１回転する間にリード角の緩い区間とリード角の急な区間とが交代して、交互に連続するように形成されているマルチピッチねじ）を備えるマルチピッチボルトに関し、特に、土木建築分野においてコンクリート構築のために使用される型枠を締め付けるボルトに好適なマルチピッチボルトに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
締結用のねじの緩みについては多くの対策が立てられたが、いずれも完全ではなかった。従来のねじの概念「ある一定のピッチを持つ螺旋」を変えた複数のリードを持つねじ、即ち、ピッチが異なるリード部分が連続して設けられた「マルチピッチねじ」により、この問題が解決できることが、本件の発明者らの研究によって確認されている（非特許文献１）
【０００３】
また、複数のリードを持つマルチピッチねじのボルトとナットの構成および組み合わせと、それらを送りねじ機構等に応用するものが、本件発明者らによって提案されている（特願２００２−３４６８９１号）。
【０００４】
同様に、回転ダイスを用いて製造できるマルチピッチねじ、および、その製造方法及び製造装置に関するもの、更には、マルチピッチねじを備えたナット部材に関するものが、本件発明者らによって先に提案されている（特願２００４−２３０１１９号、特願２００４−２３０１２０号）
【０００５】
同様に、転造加工が容易な最適なねじ山を備えたマルチピッチねじ（ボルト部材）、それを製造する方法、および、製造装置が、本件発明者らによって先に提案されている。（特願２００４−３３５３１５号）
【０００６】
一方、コンクリート構築のための型枠締め付けに使用される締め付け具の従来技術としては、締め付けボルト（締付杵）とナットとの緩み止め防止のために、押さえ座金に弾性体から成る緩み止め片を取り付けたものが公知である（特許文献１）。
【０００７】
なお、従来の型枠締め付け用のボルトとしては、用途によって種々のねじ形状のものが存在する。型枠の締め付け現場における作業性に優れたものとして、例えば図９および図１０に示すものが公知である。図９（Ａ）は従来技術に係る型枠用ボルトを示す側面図であり、図９（Ｂ）はナットを示す斜視図である。型枠用ボルト１１０には、ナット２０が螺合される円弧状のねじ溝を有する円弧ねじ部１５と、断面三角形状のねじ溝を有する普通ねじ部１４と、スパナ等の締め付け工具が係合される両側面取り部１６とが設けられている。普通ねじ部１４は、コンクリート内に埋め込まれるセパレータ側に螺合され、円弧ねじ部１５には、ナット２０が係合され、型枠の締め付けが行われる。図１０は、図９（Ａ）に示すボルトに図９（Ｂ）に示すナットを係合させた状態の断面図である。ボルト１１０の円弧ねじ部１５には、断面形状が略円弧状のねじ溝１５ｂが形成されている。一方、ナット２０のねじ孔２２には、ねじ溝１５ｂを反転した略円弧状にねじ山２２ｂが形成されている。
【０００８】
ここで、上記従来の型枠用ボルト１１０の円弧ねじ部１５としては、例えば、円弧ねじ部１５の直径Ｄ１が略１２ｍｍ、ねじ溝１５ｂの断面は半径ｒ１が略２．２ｍｍの円周Ｓ１の概ね１／４から１／３程度の円弧状、ねじのピッチＰ１が略４．２ｍｍ、リード角が略６度程度の比較的大きなねじ形状を備えたものが一般的である。一方、ナット２０のねじ山２２ｂは、型枠用ボルト１１０の円弧ねじ部１５およびねじ溝１５ｂに対して全体的に略０．１ｍｍ以上の大きなクリアランスを有するように設定されている。
【０００９】
従って、これらの型枠用ボルト１１０とナット２０の組合せを使用すれば、ナット２０を手で簡単に螺合／送り操作ができ、最後の締め付けのみ工具で行えばよく、現場での作業効率が向上する利点がある。更に、上記のようにねじ溝１５ｂの断面は大きく、かつ、広口の略円弧状に設定されているため、コンクリートの型枠内への流し込み時に円弧ねじ部１５に飛散したコンクリートが付着しても、ナット２０の取り外し（回転）によって、付着したコンクリートを簡単に排除できる。
【特許文献１】実公平６−２９３５８号公報
【非特許文献１】日本機械学会論文集、Ｃ編、６２巻（５９７号）、ｐ１９６３−１９６８、「極端にゆるみにくいねじ締結体の開発」、藤井 洋、他、１９９６年。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上記従来の型枠用ボルトは、現場での作業性に優れ、また、付着したコンクリートが簡単に排除できるものの、コンクリートの流し込み時に気泡等を除去するために型枠あるいは流し込んだコンクリート内にバイプレータで振動を与えると、その振動によってボルトおよびナットの締め付けが緩みやすい欠点があった。更に、このように緩んだボルトおよびナットの締め付けは、人手によって個々に点検、締め直しが必要で、現場での作業が繁雑、非効率となる不都合があった。
【００１１】
一方、前述の本件発明者らによって提案された緩み防止機能を有するマルチピッチねじのボルトとナットは、機械分野における比較的細かなねじ山／ねじ溝を備えた通常のねじ（断面が略三角形のねじ溝、ねじ山）を想定したものであった。このため、上記マルチピッチねじのボルトとナットを型枠用ボルトにこのまま適用すると、上記従来の型枠用ボルトが有する利点、即ち、「ナットをボルトに手で簡単に螺合／ネットの送り操作ができ、最後の締め付けのみ工具で行える効率の良さ」を損なうという課題が生じる。
【００１２】
更に、型枠用ボルトの略円弧状の浅くて広口のねじ溝を形成するには、転造ダイス側のねじ山も断面が緩やかな略円弧状とする必要があり、転造時における転造ダイス側のねじ山の被転造部材への当たり面、あるいは食い込み部が、通常のねじ（断面が略三角形のねじ溝、ねじ山）の転造に比べて不安定となる。このため、この種のねじをねじの条線に沿って変化するマルチピッチねじとして形成するには、より転造が難しく、大量生産には不向きであった。
【００１３】
本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、ナットを手で簡単に送り操作できると共に、緩みが生じないように締め付けることができるマルチピッチボルト、マルチピッチボルト及びナットを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記課題を解決するため、請求項１のマルチピッチボルトは、ねじ溝の側壁が、断面略円弧状に形成されると共に、つるまき線に沿って回転する間にリード角の緩い区間とリード角の急な区間とが交代して、交互に連続するように形成され、ねじ溝の底部に、Ｖ字状の溝部を設けたことを技術的特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１、請求項４の発明では、ねじ山の側壁が、つるまき線に沿って回転する間にリード角の緩い区間とリード角の急な区間とが交代して、交互に連続している。このようにマルチピッチねじを形成することで、ねじ全体の実効的リードはリード角の緩い区間とリード角の急な区間との平均値となる。そして、ねじの緩みに対する対抗力は、軸方向の力によるリード角の緩い区間での相手の部材との摩擦力が支配的になるから、大きな実効的リードを持ちながら、リード角の緩い区間の摩擦力により強い緩み止め作用を奏する。
【００１６】
また、ねじ山の側壁が、断面略円弧状に形成されているため、断面略円弧状のねじ溝側壁を有するナットを用いて、ナットを手で簡単に送り操作（締め付け）ができる。最後に、工具を用いて締め付けることで、ねじ山のリード角の緩い区間の摩擦力により強い緩み止め作用を奏する。即ち、緩みが生じないようにナットを締め付けることができる。
【００１７】
請求項１では、ねじ溝の底部に、Ｖ字状の溝部を設けるため、転造ダイスのねじ山の頂部にＶ字状の凸部を設けることができる。請求項４では、ねじ溝の底部に、断面略半円弧状の溝部を設けるため、転造ダイスのねじ山の頂部に断面半円弧状の凸部を設けることができる。この凸部が被加工物（ボルト）に食い込むので、転造ダイスと被加工物との間で生じる応力が変化する上記ねじ山を容易に転造加工できる。なお、ねじ山の側壁は、ねじ山の中心線に対して対称となるように形成されていることが望ましい。これにより、ねじ山、ねじ溝が常に左右対称であり、被加工物（ボルト）の軸心を変動させる無理な力は発生せず転造加工が安定して行える。
【００１８】
請求項２では、Ｖ字状の溝部の側壁が、ねじ溝の側壁の断面を構成する円弧の接線となるように形成されているので、段差がなく、形成が容易である。また、Ｖ字状の溝部の断面が略２等辺三角形となるように形成されているので、被加工物（ボルト１０）の軸心を変動させる無理な力が発生せず、転造加工が安定して行える。
【００１９】
請求項３では、Ｖ字状の溝部が一定リード角に形成されているため、被加工物（ボルト１０）の軸心を変動させる無理な力は発生せず、被加工物（ボルト１０）の転造加工が安定して行える。
【００２０】
請求項５では、ナットのねじ溝の側壁が断面略円弧状であるので、ナットを手で簡単に送り操作（締め付け）ができる。最後に、工具を用いて締め付けることで、ねじ山のリード角の緩い区間の摩擦力により強い緩み止め作用を奏する。即ち、緩みが生じないようにナットを締め付けることができる。
【００２１】
請求項６では、マルチピッチボルト側のねじ溝の底部にＶ字状又は半円弧状の溝部を設け、ナット側のねじ山の頂部に設けられた平面状の部分と組み合わせることで、該Ｖ字状又は半円弧状の溝部と頂部の間に断面が略二等辺三角形形状又は半円弧状の空間が形成される。このため、例えば、マルチピッチボルト及びナットがコンクリート構築のための型枠締め付けに使用される締め付け具として用いられた際に、マルチピッチボルトに付着したコンクリートが、ナットの回転で粉砕されてモルタル粉となって該空間内へ導かれ、無理なく排出される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
図１〜図６を参照して本発明係るマルチピッチボルトを型枠用ボルトに適用した第１実施形態について説明する。始めに図１を参照して、本発明の実施形態における型枠用ボルト１０の全体形状について説明する。型枠用ボルト１０は金属製の棒状部材の一方にマルチピッチねじ部１２が、他方に普通ねじ部１４が一体に形成されており、その中ほどにスパナ等の締め付け工具が係合される両側面取り部１６が設けられている。
マルチピッチねじ部１２は従来の型枠用ボルトと同様に、大きな断面で広口の略円弧状のねじ溝を基本形とし、当該ねじ溝の基本形に後ほど詳述するマルチピッチねじの形状を重ねたねじ溝／ねじ山を有している。また、普通ねじ部１４は機械分野における通常のねじ（断面が略三角形のねじ溝／ねじ山）と同様のねじ形状が設けられている。
【００２３】
続いて図２を参照して、型枠用ボルト１０に形成されたマルチピッチねじ部１２の詳細形状について説明する。
図２（Ａ）は、マルチピッチねじ部１２を平面的に展開した説明図である。ねじ山１２ｃとねじ山１２ｃとの間にあるねじ溝（ねじ溝の側壁）１２ｂの断面は、二点鎖線で示される円Ｓ２の円周の略１／４〜１／３程度の部分が通り抜ける形状に設定されている。ねじ山１２ｃ及びねじ溝１２ｂは、一定の長さを進む毎に屈曲され、マルチピッチねじの形状を呈している。即ち、つるまき線に沿って１回転する間にリード角の緩い区間とリード角の急な区間とが交代して、交互に連続するように形成されている。
【００２４】
また、上記のねじ溝１２ｂの最底部の軌跡１１１および軌跡１１２はほぼ同一の長さを有する。マルチピッチねじ部１２のリード角は、軌跡１１１および軌跡１１２と、型枠用ボルト１０の軸線との平均角度によって定まる。第１実施形態においては、軌跡１１１によって定まるリード角がゼロ度、軌跡１１２によって定まるリード角が１２度に設定されており、従来の型枠用ボルトと同程度に、平均リード角が約６度となっている。
【００２５】
図２（Ｂ）は図１のＡ部の拡大断面図であり、ここでは、ナット２０の断面も同時に示してあり、先に図２において模擬的に示した円Ｓ２が同様に二点鎖線で示されている。ナット２０は、先に図９および図１０で説明した従来技術のナット２０と同様であり、ねじ山２２ｂはねじ溝１２ｂを反転した略円弧状で、その先端部に直線状のカット部２２ｃが設けられた断面形状に設定されている。
【００２６】
ここで、ねじ溝１２ｂの両側部には上記の円Ｓ２の円弧に沿った円弧面（側壁）１２ｄ、１２ｄが形成されており、ねじ溝１２ｂの最底部には当該円弧面１２ｄの略接線方向に沿った左右の平面部１２ｅ，１２ｅが連接されている。従って、左右の平面部１２ｅ，１２ｅによってねじ溝１２ｂの最底部には下端の尖ったＶ字状の溝部１２fが設けられている。
【００２７】
ナット２０のねじ山２２ｂの側壁は、ねじ溝１２ｂの左右の円弧面１２ｄ、１２ｄと比較的大きな間隔（従来の型枠用ボルト１０と同様に０．１ｍｍ程度以上）を有する設定となっている。このため、型枠用ボルト１０にナット２０を螺合した状態で、ナット２０のねじ山２２ｂがねじ溝１２ｂに比較的大きな間隔を以て緩く係合しており、手で簡単にナットの送り操作ができるようになっている。
【００２８】
図３および図４は、本発明の型枠用ボルト１０を用いてコンクリート用型枠を締め付ける場合を説明する図である。
図４は、図３のＢ−Ｂ断面図に相当する。対向する型枠３２、３２の間にはセパレータ３４が設けられ、コンクリートが流し込まれる空間を作り出している。セパレータ３４の両端のねじ山３４ａは、略円錐状のストッパー３６に設けられた一方のねじ孔３６aに螺合される。また、ストッパー３６の他方に設けられたねじ孔３６ｂには、型枠３２の穴３２ａを貫通して、型枠用ボルト１０の普通ねじ部１４の先端が螺合されている。型枠用ボルト１０の他端のマルチピッチねじ部１２に押さえ金具４２を介してナット２０を締め付けることで、型枠３２を横ばた材３８、縦ばた材４０で押さえ付けている。
【００２９】
上述したように、ナット２０のねじ山２２ｂがねじ溝１２ｂに比較的大きな間隔を以て緩く係合しており、手で簡単にナット２０の送り操作ができる。ナット２０を手で送った後に、工具を用いてナット２０を所定のトルク以上で締め付けると、図２（Ｂ）に示すナット２０のねじ山２２ｂが型枠締め付け用ボルト１０のねじ溝１２ｂの一方の側の円弧面１２ｄ側に押圧されて、部分的に弾性変形（一部塑性変形を伴う場合もある）する。これにより、ねじ山２２ｂがねじ溝１２ｂのリードがゼロの領域で接触し、マルチピッチねじの緩み止めにより、緩み防止効果が生じる。このため、コンクリートの流し込み時に気泡等を除去するために型枠あるいは流し込んだコンクリート内にバイプレータで振動を与えても、振動によってナット２０が緩むことがなくなる。
【００３０】
続いて、上記の型枠用ボルト１０のマルチピッチねじ部１２の転造加工を行うダイスについて、図５及び図６を参照して説明する。
図５（Ａ）はマルチピッチねじの転造用のダイス５０の側面図であり、図５（Ｂ）は、図５（Ａ）のＣ−Ｃ断面図である。図６（Ａ）は、複数の回転ダイスの内の少なくとも一つに形成したマルチピッチねじの転造用のねじ山、ねじ溝を説明用に平面的に展開して示した図である。ダイス５０の外周には、ねじ山５２及びねじ溝５３が形成されている。ねじ山５２及びねじ溝５３は、先に説明の型枠用ボルト１０のマルチピッチねじ部１２のねじ溝１２ｂとねじ山１２ｃを略反転した形状に設定されている。ねじ山５２の項部には、円弧面５２ａの接線に沿って形成される左右の平面部５２ｂ（平面的に展開されているために図では単純な平面あるいは平坦で示される）に囲まれた凸部５２ｃが設けられている。なお、平ダイスにおいても本発明を実施することは可能であり、回転ダイスに限定されるものではない。
【００３１】
図６（Ｂ）は、図６（Ａ）に示す回転ダイス５０によって型枠用ボルト１０にマルチピッチねじ部１２を転造加工する初期状態を模擬的に示す図である。図６（ｂ）に示されるように、ダイス５０のねじ山５２の頂部に設けられた先の尖った凸部５２ｃが型枠用ボルト１０の円筒状の外周面に最初に食い込む。このため、位置決めが安定した状態で順次円弧面を有するねじ溝１２ｂが転造加工される。
【００３２】
[第２実施形態]
図７は、第２実施形態に係るマルチピッチねじ部１２のねじ溝１２ｂを示す図である。この実施形態においては、基本となる断面が円弧状のねじ溝１２ｂの最底部に断面が小さな半円弧状の凹部１２ｇが形成されており、この凹部１２ｇが上記の溝部１２fと同様の働きをする。
【００３３】
[第３実施形態]
図８は、第３実施形態に係る型枠締め付け用ボルトのマルチピッチねじ部を平面的に展開した説明図である。図２（Ａ）を参照して上述した第１実施形態では、ねじ溝１２ｂの最底部の軌跡１１１によって定まるリード角がゼロ度、軌跡１１２によって定まるリード角が１２度に設定されていた。これに対して、第３実施形態では、第１実施形態と同様にねじ山１２ｃは、一定の長さを進む毎に屈曲され、マルチピッチねじの形状を呈している。即ち、つるまき線に沿って１回転する間にリード角の緩い区間とリード角の急な区間とが交代して、交互に連続するように形成されている。しかしながら、Ｖ字状の溝部１２ｆは、一定リード角（例えば６度）に形成されている。第３実施形態では、Ｖ字状の溝部１２ｆが一定リード角に形成されているため、転造加工の際にボルト１０の軸心を変動させる無理な力は発生せず、ボルト１０の転造加工が安定して行える。
【００３４】
以上の説明から明らかなように、ねじ溝１２ｂの最底部に溝部１２fあるいは凹部１２ｇを設けることにより、転造加工時の位置決めが安定し、加工が容易となる。
また、図２（Ｂ）に示されるように、ねじ溝１２ｂの最底部に設けられた溝部１２fとナット２０のねじ山２２ｂの先端部の間に、断面が略２等辺三角形の空間が形成される。このため、コンクリートの型枠内への流し込み時に円弧ねじ部１５に飛散したコンクリートが付着しても、ナット２０の回転で粉砕されたモルタルがこの断面略２等辺三角形の空間内に導かれ、無理なく排出される。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の第１実施形態における型枠用ボルトを示す平面図である。
【図２】図２（Ａ）は、図１に示す型枠締め付け用ボルトのマルチピッチねじ部を平面的に展開した説明図であり、図２（Ｂ）は、図１のＡ部を示す拡大断面図である。
【図３】第１実施形態に係る型枠用ボルトの使用例を説明する斜視図である。
【図４】図３中のＢ−Ｂ断面図である。
【図５】図５（Ａ）はマルチピッチねじの転造用のダイスの側面図であり、図５（Ｂ）は、図５（Ａ）のＣ−Ｃ断面図である。
【図６】図６（Ａ）は、マルチピッチねじの転造用のねじ山、ねじ溝を説明用に平面的に展開して示した説明図であり、図６（Ｂ）はマルチピッチねじ部の加工を模擬的に示す説明図である。
【図７】第２実施形態に係るねじ溝の形状を示す断面図である。
【図８】第３実施形態に係る型枠締め付け用ボルトのマルチピッチねじ部を平面的に展開した説明図である。
【図９】図９（Ａ）は従来技術に係る型枠用ボルトを示す側面図であり、図９（Ｂ）はナットを示す斜視図である。
【図１０】図９に示す型枠用ボルトとナットの係合部を示す断面図である。
【符号の説明】
【００３６】
１０ 型枠用ボルト
１２ マルチピッチねじ部
１２ｂ ねじ溝
１２ｃ ねじ山
１４ 普通ねじ部
２０ ナット
２２ ねじ孔
２２ｂ ねじ山
２２ｃ カット部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のリードを有するマルチピッチねじ（ねじのねじ山が、つるまき線に沿って１回転する間にリード角の緩い区間とリード角の急な区間とが交代して、交互に連続するように形成されているマルチピッチねじ）を備えるマルチピッチボルトに関し、特に、土木建築分野においてコンクリート構築のために使用される型枠を締め付けるボルトに好適なマルチピッチボルトに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
締結用のねじの緩みについては多くの対策が立てられたが、いずれも完全ではなかった。従来のねじの概念「ある一定のピッチを持つ螺旋」を変えた複数のリードを持つねじ、即ち、ピッチが異なるリード部分が連続して設けられた「マルチピッチねじ」により、この問題が解決できることが、本件の発明者らの研究によって確認されている（非特許文献１）
【０００３】
また、複数のリードを持つマルチピッチねじのボルトとナットの構成および組み合わせと、それらを送りねじ機構等に応用するものが、本件発明者らによって提案されている（特願２００２−３４６８９１号）。
【０００４】
同様に、回転ダイスを用いて製造できるマルチピッチねじ、および、その製造方法及び製造装置に関するもの、更には、マルチピッチねじを備えたナット部材に関するものが、本件発明者らによって先に提案されている（特願２００４−２３０１１９号、特願２００４−２３０１２０号）
【０００５】
同様に、転造加工が容易な最適なねじ山を備えたマルチピッチねじ（ボルト部材）、それを製造する方法、および、製造装置が、本件発明者らによって先に提案されている。（特願２００４−３３５３１５号）
【０００６】
一方、コンクリート構築のための型枠締め付けに使用される締め付け具の従来技術としては、締め付けボルト（締付杵）とナットとの緩み止め防止のために、押さえ座金に弾性体から成る緩み止め片を取り付けたものが公知である（特許文献１）。
【０００７】
なお、従来の型枠締め付け用のボルトとしては、用途によって種々のねじ形状のものが存在する。型枠の締め付け現場における作業性に優れたものとして、例えば図９および図１０に示すものが公知である。図９（Ａ）は従来技術に係る型枠用ボルトを示す側面図であり、図９（Ｂ）はナットを示す斜視図である。型枠用ボルト１１０には、ナット２０が螺合される円弧状のねじ溝を有する円弧ねじ部１５と、断面三角形状のねじ溝を有する普通ねじ部１４と、スパナ等の締め付け工具が係合される両側面取り部１６とが設けられている。普通ねじ部１４は、コンクリート内に埋め込まれるセパレータ側に螺合され、円弧ねじ部１５には、ナット２０が係合され、型枠の締め付けが行われる。図１０は、図９（Ａ）に示すボルトに図９（Ｂ）に示すナットを係合させた状態の断面図である。ボルト１１０の円弧ねじ部１５には、断面形状が略円弧状のねじ溝１５ｂが形成されている。一方、ナット２０のねじ孔２２には、ねじ溝１５ｂを反転した略円弧状にねじ山２２ｂが形成されている。
【０００８】
ここで、上記従来の型枠用ボルト１１０の円弧ねじ部１５としては、例えば、円弧ねじ部１５の直径Ｄ１が略１２ｍｍ、ねじ溝１５ｂの断面は半径ｒ１が略２．２ｍｍの円周Ｓ１の概ね１／４から１／３程度の円弧状、ねじのピッチＰ１が略４．２ｍｍ、リード角が略６度程度の比較的大きなねじ形状を備えたものが一般的である。一方、ナット２０のねじ山２２ｂは、型枠用ボルト１１０の円弧ねじ部１５およびねじ溝１５ｂに対して全体的に略０．１ｍｍ以上の大きなクリアランスを有するように設定されている。
【０００９】
従って、これらの型枠用ボルト１１０とナット２０の組合せを使用すれば、ナット２０を手で簡単に螺合／送り操作ができ、最後の締め付けのみ工具で行えばよく、現場での作業効率が向上する利点がある。更に、上記のようにねじ溝１５ｂの断面は大きく、かつ、広口の略円弧状に設定されているため、コンクリートの型枠内への流し込み時に円弧ねじ部１５に飛散したコンクリートが付着しても、ナット２０の取り外し（回転）によって、付着したコンクリートを簡単に排除できる。
【特許文献１】実公平６−２９３５８号公報
【非特許文献１】日本機械学会論文集、Ｃ編、６２巻（５９７号）、ｐ１９６３−１９６８、「極端にゆるみにくいねじ締結体の開発」、藤井 洋、他、１９９６年。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上記従来の型枠用ボルトは、現場での作業性に優れ、また、付着したコンクリートが簡単に排除できるものの、コンクリートの流し込み時に気泡等を除去するために型枠あるいは流し込んだコンクリート内にバイプレータで振動を与えると、その振動によってボルトおよびナットの締め付けが緩みやすい欠点があった。更に、このように緩んだボルトおよびナットの締め付けは、人手によって個々に点検、締め直しが必要で、現場での作業が繁雑、非効率となる不都合があった。
【００１１】
一方、前述の本件発明者らによって提案された緩み防止機能を有するマルチピッチねじのボルトとナットは、機械分野における比較的細かなねじ山／ねじ溝を備えた通常のねじ（断面が略三角形のねじ溝、ねじ山）を想定したものであった。このため、上記マルチピッチねじのボルトとナットを型枠用ボルトにこのまま適用すると、上記従来の型枠用ボルトが有する利点、即ち、「ナットをボルトに手で簡単に螺合／ネットの送り操作ができ、最後の締め付けのみ工具で行える効率の良さ」を損なうという課題が生じる。
【００１２】
更に、型枠用ボルトの略円弧状の浅くて広口のねじ溝を形成するには、転造ダイス側のねじ山も断面が緩やかな略円弧状とする必要があり、転造時における転造ダイス側のねじ山の被転造部材への当たり面、あるいは食い込み部が、通常のねじ（断面が略三角形のねじ溝、ねじ山）の転造に比べて不安定となる。このため、この種のねじをねじの条線に沿って変化するマルチピッチねじとして形成するには、より転造が難しく、大量生産には不向きであった。
【００１３】
本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、ナットを手で簡単に送り操作できると共に、緩みが生じないように締め付けることができるマルチピッチボルト、マルチピッチボルト及びナットを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記課題を解決するため、請求項１のマルチピッチボルトは、ねじ溝の側壁が、断面略円弧状に形成されると共に、つるまき線に沿って回転する間にリード角の緩い区間とリード角の急な区間とが交代して、交互に連続するように形成され、ねじ溝の底部に、Ｖ字状の溝部を設けたことを技術的特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１、請求項４の発明では、ねじ山の側壁が、つるまき線に沿って回転する間にリード角の緩い区間とリード角の急な区間とが交代して、交互に連続している。このようにマルチピッチねじを形成することで、ねじ全体の実効的リードはリード角の緩い区間とリード角の急な区間との平均値となる。そして、ねじの緩みに対する対抗力は、軸方向の力によるリード角の緩い区間での相手の部材との摩擦力が支配的になるから、大きな実効的リードを持ちながら、リード角の緩い区間の摩擦力により強い緩み止め作用を奏する。
【００１６】
また、ねじ山の側壁が、断面略円弧状に形成されているため、断面略円弧状のねじ溝側壁を有するナットを用いて、ナットを手で簡単に送り操作（締め付け）ができる。最後に、工具を用いて締め付けることで、ねじ山のリード角の緩い区間の摩擦力により強い緩み止め作用を奏する。即ち、緩みが生じないようにナットを締め付けることができる。
【００１７】
請求項１では、ねじ溝の底部に、Ｖ字状の溝部を設けるため、転造ダイスのねじ山の頂部にＶ字状の凸部を設けることができる。請求項４では、ねじ溝の底部に、断面略半円弧状の溝部を設けるため、転造ダイスのねじ山の頂部に断面半円弧状の凸部を設けることができる。この凸部が被加工物（ボルト）に食い込むので、転造ダイスと被加工物との間で生じる応力が変化する上記ねじ山を容易に転造加工できる。なお、ねじ山の側壁は、ねじ山の中心線に対して対称となるように形成されていることが望ましい。これにより、ねじ山、ねじ溝が常に左右対称であり、被加工物（ボルト）の軸心を変動させる無理な力は発生せず転造加工が安定して行える。
【００１８】
請求項２では、Ｖ字状の溝部の側壁が、ねじ溝の側壁の断面を構成する円弧の接線となるように形成されているので、段差がなく、形成が容易である。また、Ｖ字状の溝部の断面が略２等辺三角形となるように形成されているので、被加工物（ボルト１０）の軸心を変動させる無理な力が発生せず、転造加工が安定して行える。
【００１９】
請求項３では、Ｖ字状の溝部が一定リード角に形成されているため、被加工物（ボルト１０）の軸心を変動させる無理な力は発生せず、被加工物（ボルト１０）の転造加工が安定して行える。
【００２０】
請求項５では、ナットのねじ溝の側壁が断面略円弧状であるので、ナットを手で簡単に送り操作（締め付け）ができる。最後に、工具を用いて締め付けることで、ねじ山のリード角の緩い区間の摩擦力により強い緩み止め作用を奏する。即ち、緩みが生じないようにナットを締め付けることができる。
【００２１】
請求項６では、マルチピッチボルト側のねじ溝の底部にＶ字状又は半円弧状の溝部を設け、ナット側のねじ山の頂部に設けられた平面状の部分と組み合わせることで、該Ｖ字状又は半円弧状の溝部と頂部の間に断面が略二等辺三角形形状又は半円弧状の空間が形成される。このため、例えば、マルチピッチボルト及びナットがコンクリート構築のための型枠締め付けに使用される締め付け具として用いられた際に、マルチピッチボルトに付着したコンクリートが、ナットの回転で粉砕されてモルタル粉となって該空間内へ導かれ、無理なく排出される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
図１〜図６を参照して本発明係るマルチピッチボルトを型枠用ボルトに適用した第１実施形態について説明する。始めに図１を参照して、本発明の実施形態における型枠用ボルト１０の全体形状について説明する。型枠用ボルト１０は金属製の棒状部材の一方にマルチピッチねじ部１２が、他方に普通ねじ部１４が一体に形成されており、その中ほどにスパナ等の締め付け工具が係合される両側面取り部１６が設けられている。
マルチピッチねじ部１２は従来の型枠用ボルトと同様に、大きな断面で広口の略円弧状のねじ溝を基本形とし、当該ねじ溝の基本形に後ほど詳述するマルチピッチねじの形状を重ねたねじ溝／ねじ山を有している。また、普通ねじ部１４は機械分野における通常のねじ（断面が略三角形のねじ溝／ねじ山）と同様のねじ形状が設けられている。
【００２３】
続いて図２を参照して、型枠用ボルト１０に形成されたマルチピッチねじ部１２の詳細形状について説明する。
図２（Ａ）は、マルチピッチねじ部１２を平面的に展開した説明図である。ねじ山１２ｃとねじ山１２ｃとの間にあるねじ溝（ねじ溝の側壁）１２ｂの断面は、二点鎖線で示される円Ｓ２の円周の略１／４〜１／３程度の部分が通り抜ける形状に設定されている。ねじ山１２ｃ及びねじ溝１２ｂは、一定の長さを進む毎に屈曲され、マルチピッチねじの形状を呈している。即ち、つるまき線に沿って１回転する間にリード角の緩い区間とリード角の急な区間とが交代して、交互に連続するように形成されている。
【００２４】
また、上記のねじ溝１２ｂの最底部の軌跡１１１および軌跡１１２はほぼ同一の長さを有する。マルチピッチねじ部１２のリード角は、軌跡１１１および軌跡１１２と、型枠用ボルト１０の軸線との平均角度によって定まる。第１実施形態においては、軌跡１１１によって定まるリード角がゼロ度、軌跡１１２によって定まるリード角が１２度に設定されており、従来の型枠用ボルトと同程度に、平均リード角が約６度となっている。
【００２５】
図２（Ｂ）は図１のＡ部の拡大断面図であり、ここでは、ナット２０の断面も同時に示してあり、先に図２において模擬的に示した円Ｓ２が同様に二点鎖線で示されている。ナット２０は、先に図９および図１０で説明した従来技術のナット２０と同様であり、ねじ山２２ｂはねじ溝１２ｂを反転した略円弧状で、その先端部に直線状のカット部２２ｃが設けられた断面形状に設定されている。
【００２６】
ここで、ねじ溝１２ｂの両側部には上記の円Ｓ２の円弧に沿った円弧面（側壁）１２ｄ、１２ｄが形成されており、ねじ溝１２ｂの最底部には当該円弧面１２ｄの略接線方向に沿った左右の平面部１２ｅ，１２ｅが連接されている。従って、左右の平面部１２ｅ，１２ｅによってねじ溝１２ｂの最底部には下端の尖ったＶ字状の溝部１２fが設けられている。
【００２７】
ナット２０のねじ山２２ｂの側壁は、ねじ溝１２ｂの左右の円弧面１２ｄ、１２ｄと比較的大きな間隔（従来の型枠用ボルト１０と同様に０．１ｍｍ程度以上）を有する設定となっている。このため、型枠用ボルト１０にナット２０を螺合した状態で、ナット２０のねじ山２２ｂがねじ溝１２ｂに比較的大きな間隔を以て緩く係合しており、手で簡単にナットの送り操作ができるようになっている。
【００２８】
図３および図４は、本発明の型枠用ボルト１０を用いてコンクリート用型枠を締め付ける場合を説明する図である。
図４は、図３のＢ−Ｂ断面図に相当する。対向する型枠３２、３２の間にはセパレータ３４が設けられ、コンクリートが流し込まれる空間を作り出している。セパレータ３４の両端のねじ山３４ａは、略円錐状のストッパー３６に設けられた一方のねじ孔３６aに螺合される。また、ストッパー３６の他方に設けられたねじ孔３６ｂには、型枠３２の穴３２ａを貫通して、型枠用ボルト１０の普通ねじ部１４の先端が螺合されている。型枠用ボルト１０の他端のマルチピッチねじ部１２に押さえ金具４２を介してナット２０を締め付けることで、型枠３２を横ばた材３８、縦ばた材４０で押さえ付けている。
【００２９】
上述したように、ナット２０のねじ山２２ｂがねじ溝１２ｂに比較的大きな間隔を以て緩く係合しており、手で簡単にナット２０の送り操作ができる。ナット２０を手で送った後に、工具を用いてナット２０を所定のトルク以上で締め付けると、図２（Ｂ）に示すナット２０のねじ山２２ｂが型枠締め付け用ボルト１０のねじ溝１２ｂの一方の側の円弧面１２ｄ側に押圧されて、部分的に弾性変形（一部塑性変形を伴う場合もある）する。これにより、ねじ山２２ｂがねじ溝１２ｂのリードがゼロの領域で接触し、マルチピッチねじの緩み止めにより、緩み防止効果が生じる。このため、コンクリートの流し込み時に気泡等を除去するために型枠あるいは流し込んだコンクリート内にバイプレータで振動を与えても、振動によってナット２０が緩むことがなくなる。
【００３０】
続いて、上記の型枠用ボルト１０のマルチピッチねじ部１２の転造加工を行うダイスについて、図５及び図６を参照して説明する。
図５（Ａ）はマルチピッチねじの転造用のダイス５０の側面図であり、図５（Ｂ）は、図５（Ａ）のＣ−Ｃ断面図である。図６（Ａ）は、複数の回転ダイスの内の少なくとも一つに形成したマルチピッチねじの転造用のねじ山、ねじ溝を説明用に平面的に展開して示した図である。ダイス５０の外周には、ねじ山５２及びねじ溝５３が形成されている。ねじ山５２及びねじ溝５３は、先に説明の型枠用ボルト１０のマルチピッチねじ部１２のねじ溝１２ｂとねじ山１２ｃを略反転した形状に設定されている。ねじ山５２の項部には、円弧面５２ａの接線に沿って形成される左右の平面部５２ｂ（平面的に展開されているために図では単純な平面あるいは平坦で示される）に囲まれた凸部５２ｃが設けられている。なお、平ダイスにおいても本発明を実施することは可能であり、回転ダイスに限定されるものではない。
【００３１】
図６（Ｂ）は、図６（Ａ）に示す回転ダイス５０によって型枠用ボルト１０にマルチピッチねじ部１２を転造加工する初期状態を模擬的に示す図である。図６（ｂ）に示されるように、ダイス５０のねじ山５２の頂部に設けられた先の尖った凸部５２ｃが型枠用ボルト１０の円筒状の外周面に最初に食い込む。このため、位置決めが安定した状態で順次円弧面を有するねじ溝１２ｂが転造加工される。
【００３２】
[第２実施形態]
図７は、第２実施形態に係るマルチピッチねじ部１２のねじ溝１２ｂを示す図である。この実施形態においては、基本となる断面が円弧状のねじ溝１２ｂの最底部に断面が小さな半円弧状の凹部１２ｇが形成されており、この凹部１２ｇが上記の溝部１２fと同様の働きをする。
【００３３】
[第３実施形態]
図８は、第３実施形態に係る型枠締め付け用ボルトのマルチピッチねじ部を平面的に展開した説明図である。図２（Ａ）を参照して上述した第１実施形態では、ねじ溝１２ｂの最底部の軌跡１１１によって定まるリード角がゼロ度、軌跡１１２によって定まるリード角が１２度に設定されていた。これに対して、第３実施形態では、第１実施形態と同様にねじ山１２ｃは、一定の長さを進む毎に屈曲され、マルチピッチねじの形状を呈している。即ち、つるまき線に沿って１回転する間にリード角の緩い区間とリード角の急な区間とが交代して、交互に連続するように形成されている。しかしながら、Ｖ字状の溝部１２ｆは、一定リード角（例えば６度）に形成されている。第３実施形態では、Ｖ字状の溝部１２ｆが一定リード角に形成されているため、転造加工の際にボルト１０の軸心を変動させる無理な力は発生せず、ボルト１０の転造加工が安定して行える。
【００３４】
以上の説明から明らかなように、ねじ溝１２ｂの最底部に溝部１２fあるいは凹部１２ｇを設けることにより、転造加工時の位置決めが安定し、加工が容易となる。
また、図２（Ｂ）に示されるように、ねじ溝１２ｂの最底部に設けられた溝部１２fとナット２０のねじ山２２ｂの先端部の間に、断面が略２等辺三角形の空間が形成される。このため、コンクリートの型枠内への流し込み時に円弧ねじ部１５に飛散したコンクリートが付着しても、ナット２０の回転で粉砕されたモルタルがこの断面略２等辺三角形の空間内に導かれ、無理なく排出される。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の第１実施形態における型枠用ボルトを示す平面図である。
【図２】図２（Ａ）は、図１に示す型枠締め付け用ボルトのマルチピッチねじ部を平面的に展開した説明図であり、図２（Ｂ）は、図１のＡ部を示す拡大断面図である。
【図３】第１実施形態に係る型枠用ボルトの使用例を説明する斜視図である。
【図４】図３中のＢ−Ｂ断面図である。
【図５】図５（Ａ）はマルチピッチねじの転造用のダイスの側面図であり、図５（Ｂ）は、図５（Ａ）のＣ−Ｃ断面図である。
【図６】図６（Ａ）は、マルチピッチねじの転造用のねじ山、ねじ溝を説明用に平面的に展開して示した説明図であり、図６（Ｂ）はマルチピッチねじ部の加工を模擬的に示す説明図である。
【図７】第２実施形態に係るねじ溝の形状を示す断面図である。
【図８】第３実施形態に係る型枠締め付け用ボルトのマルチピッチねじ部を平面的に展開した説明図である。
【図９】図９（Ａ）は従来技術に係る型枠用ボルトを示す側面図であり、図９（Ｂ）はナットを示す斜視図である。
【図１０】図９に示す型枠用ボルトとナットの係合部を示す断面図である。
【符号の説明】
【００３６】
１０ 型枠用ボルト
１２ マルチピッチねじ部
１２ｂ ねじ溝
１２ｃ ねじ山
１４ 普通ねじ部
２０ ナット
２２ ねじ孔
２２ｂ ねじ山
２２ｃ カット部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ねじ溝の側壁が、断面略円弧状に形成されると共に、つるまき線に沿って回転する間にリード角の緩い区間とリード角の急な区間とが交代して、交互に連続するように形成され、ねじ溝の底部に、Ｖ字状の溝部を設けたことを特徴とするマルチピッチボルト。
【請求項２】
前記Ｖ字状の溝部の側壁が、前記ねじ溝の側壁の断面を構成する円弧の接線となり、且つ、前記Ｖ字状の溝部の断面が略２等辺三角形となるように形成されたことを特徴とする請求項１のマルチピッチボルト。
【請求項３】
前記Ｖ字状の溝部が、一定リード角に形成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２のマルチピッチボルト。
【請求項４】
ねじ溝の側壁が、断面略円弧状に形成されると共に、つるまき線に沿って回転する間にリード角の緩い区間とリード角の急な区間とが交代して、交互に連続するように形成され、ねじ溝の底部に、断面略半円弧状の溝部を設けたことを特徴とするマルチピッチボルト。
【請求項５】
請求項１〜請求項４のいずれか１のマルチピッチボルトと、
ねじ山の側壁が断面略円弧状に形成されると共に、前記マルチピッチボルトのねじ溝の側壁と緩く係合するナットと、から成るマルチピッチボルト及びナット。
【請求項６】
前記ナットのねじ山の頂部が平面状に形成される請求項５のマルチピッチボルト及びナット。
【請求項１】
ねじ溝の側壁が、断面略円弧状に形成されると共に、つるまき線に沿って回転する間にリード角の緩い区間とリード角の急な区間とが交代して、交互に連続するように形成され、ねじ溝の底部に、Ｖ字状の溝部を設けたことを特徴とするマルチピッチボルト。
【請求項２】
前記Ｖ字状の溝部の側壁が、前記ねじ溝の側壁の断面を構成する円弧の接線となり、且つ、前記Ｖ字状の溝部の断面が略２等辺三角形となるように形成されたことを特徴とする請求項１のマルチピッチボルト。
【請求項３】
前記Ｖ字状の溝部が、一定リード角に形成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２のマルチピッチボルト。
【請求項４】
ねじ溝の側壁が、断面略円弧状に形成されると共に、つるまき線に沿って回転する間にリード角の緩い区間とリード角の急な区間とが交代して、交互に連続するように形成され、ねじ溝の底部に、断面略半円弧状の溝部を設けたことを特徴とするマルチピッチボルト。
【請求項５】
請求項１〜請求項４のいずれか１のマルチピッチボルトと、
ねじ山の側壁が断面略円弧状に形成されると共に、前記マルチピッチボルトのねじ溝の側壁と緩く係合するナットと、から成るマルチピッチボルト及びナット。
【請求項６】
前記ナットのねじ山の頂部が平面状に形成される請求項５のマルチピッチボルト及びナット。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２００７−１００８５８（Ｐ２００７−１００８５８Ａ）
【公開日】平成１９年４月１９日（２００７．４．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２９２３４９（Ｐ２００５−２９２３４９）
【出願日】平成１７年１０月５日（２００５．１０．５）
【出願人】（８０５００００１８）財団法人名古屋産業科学研究所 (55)
【公開日】平成１９年４月１９日（２００７．４．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１０月５日（２００５．１０．５）
【出願人】（８０５００００１８）財団法人名古屋産業科学研究所 (55)
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