鋼板同士を接合するためのボルトおよびそれを用いた鋼板の接合方法
【課題】ナットの締め付け作業時におけるボルトの共回り現象を抑制することが可能な鋼板接合用のボルトを提供すること。
【解決手段】両ネジボルト1(ボルト)は、接合鋼板12のボルト孔12aの内径よりも大径の直径Dを有する節部2と、節部2の両側に設けられたネジ部5、6とを備えている。両ネジボルト1は高力ボルトであり、接合鋼板12と接触する節部2の接触面3には、接合鋼板12と節部2との間の摩擦係数を高めるための加工部4が形成されている。加工部4は、接合鋼板12と接触する接触面3に複数の突起4aを設けることにより、節部2の全周にわたって凹凸が繰り返し連続する波形状に形成されている。
【解決手段】両ネジボルト1(ボルト)は、接合鋼板12のボルト孔12aの内径よりも大径の直径Dを有する節部2と、節部2の両側に設けられたネジ部5、6とを備えている。両ネジボルト1は高力ボルトであり、接合鋼板12と接触する節部2の接触面3には、接合鋼板12と節部2との間の摩擦係数を高めるための加工部4が形成されている。加工部4は、接合鋼板12と接触する接触面3に複数の突起4aを設けることにより、節部2の全周にわたって凹凸が繰り返し連続する波形状に形成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、複数の鋼板を接合するためのボルトおよびそれを用いた鋼板の接合方法に関する。さらに具体的には、本発明は、橋梁などの鋼構造物に用いられる鋼板を接合するのに好適なボルトおよびそれを用いた鋼板の接合方法に関する。
【背景技術】
【0002】
この種の技術として、例えば特許文献1に記載されているような技術がある。特許文献1に記載された板材接合用ボルトは、鋼板を複数重ねて接合するためのボルトであって、ボルトの両側にネジ部を有する両ネジボルトである。この板材接合用ボルトは、ネジ部間に膨出した節部を設けていることを特徴とする。少なくともいずれか1つの重ねた鋼板のボルト穴を通過しない大きさとなるように、この膨出した節部は設けられる。まず、例えば工場で、鋼板の下面側に突出した一方のネジ部(この状態で、両ネジボルトの節部とボルト穴とは当接している)にナットを締め込んでこの板材接合用ボルトを鋼板に固定する。そののち、鋼板の上面側からのみの締結作業で鋼板同士を現場で接合する。このように、特許文献1に記載された板材接合用ボルトを使用する大きなメリットは、現場でのナットの締め付け作業を片面からのみの作業(片面施工)で行える点にある。
【0003】
【特許文献1】特開2004−176909号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
一方、鋼板同士を接合する作業において、特許文献1に記載されたような片面施工を可能とするボルトを使用する場合、ナットの締め付け作業時に仮にボルトの共回り現象が発生すると、所定のトルク導入が期待できないため、多大なコスト(時間、労力など)をかけてボルトの取り替えを実施することになる。すなわち、ボルトの共回り現象は発生してはならない現象である。しかしながら、特許文献1に記載された板材接合用ボルトでは、締め付けるナットとボルトとの間の摩擦係数が大きくなったり、ボルトの節部に接触する鋼板表面の塗膜の種類(軟らかい塗膜)、塗膜厚、および塗膜下地ブラスト粗さなどによって節部と当該鋼板表面との間の摩擦係数が小さくなったりして、現場でのナットの締め付け作業時にボルトの共回り現象が発生してしまうことがある。野外での締め付け作業では、外気の影響(気温による潤滑剤の劣化、湿度による摩擦係数の変化など)、ネジ部への塵・埃の混入などにより、締め付けるナットとボルトとの間の摩擦係数が大きくなる場合がある。
【0005】
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、ナットの締め付け作業時におけるボルトの共回り現象を抑制することが可能な鋼板接合用のボルトを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明者らは、前記課題を解決すべく鋭意検討した結果、ボルトに設けられた拡径部の鋼板と接触する接触面に、摩擦係数を高める加工部を形成することで、鋼板に対するボルトの動きを拘束し、これにより前記課題を解決できることを見出し、この知見に基づき本発明が完成するに至ったのである。
【0007】
すなわち、本発明は、複数の鋼板を接合するためのボルトであって、前記鋼板のボルト孔よりも大径の拡径部と、前記拡径部の前記鋼板と接触する接触面に形成され、当該鋼板と当該拡径部との間の摩擦係数を高める加工部と、前記拡径部の少なくとも片側に設けられたネジ部と、を備えるボルトである。
【0008】
また好適には、前記加工部は、凹凸状の形態であることである。さらに好適には、前記接触面は、テーパ状に形成され、前記加工部は、凹凸が繰り返し連続する波形状に形成されていることである。さらに好適には、前記加工部は、接着性材料層または吹付け粉体層であることである。
【0009】
また本発明は、その第2の態様によれば、複数の鋼板を接合するための前記ボルトを用いた鋼板の接合方法であって、前記ボルトは両ネジボルトであって、前記ボルトを前記拡径部よりも小径の接合鋼板のボルト孔に挿通し、当該拡径部の前記接触面を当該接合鋼板に接触させて当該ボルトの一方からナットを締め込み、当該ボルトを予め当該接合鋼板に固定する第1工程と、前記接合鋼板に固定した前記ボルトに前記拡径部よりも大径の添接鋼板のボルト孔を合わせて、当該ボルトの他方からナットを締め込み、当該接合鋼板と当該添接鋼板とを接合する第2工程と、を備える鋼板の接合方法である。
【発明の効果】
【0010】
本発明によれば、本発明の構成要件、特に、ボルトの拡径部の鋼板と接触する接触面に形成され鋼板と拡径部との間の摩擦係数を高める加工部により、ナットでボルトを締め付けた際の、当該ボルトがボルト軸回りに回動しようする動きを抑えることができる。その結果、ナットの締め付け作業時におけるボルトの共回り現象を抑制することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0011】
以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照しつつ説明する。尚、本発明に係るボルトは、例えば、橋梁などの鋼構造物に用いられる鋼板を接合するために使用するボルトである。また、鋼板の接合方式には摩擦接合および支圧接合があり、本発明に係るボルトは、これらいずれの接合方式にも使用できるボルトである。なお、共回り現象を生じにくいというメリットを本発明に係るボルトが有することから、本発明に係るボルトによると、締め付けトルクの管理が容易にかつ確実に行える。したがって、本発明に係るボルトは摩擦接合用途に用いられることが好適であり、ボルトの種類としては高力ボルトであることが好ましい。なお、摩擦接合とは、高力ボルトの締め付けによる鋼板間の摩擦によって力を伝える接合方式のことをいい、支圧接合とは、ボルトと鋼板との支圧によって力を伝える接合方式のことをいう。
【0012】
(第1実施形態)
図1は、本発明の第1実施形態に係るボルト1(両ネジボルト1)を示す側面図である。図2は、図1に示す節部2周辺を示す斜視図である。
【0013】
図1および図2に示すように、本実施形態に係る両ネジボルト1は、接合鋼板12のボルト孔12aの内径よりも大径の直径Dを有する拡径部2(以下、節部2と呼ぶ)と、節部2の両側に設けられたネジ部5、6とを備えている。両ネジボルト1は高力ボルトである。接合鋼板12と接触する節部2の接触面3には、接合鋼板12と節部2との間の摩擦係数を高めるための加工部4が形成されている。
【0014】
節部2の直径Dは、接合鋼板12のボルト孔12aの内径よりも大きく、添接鋼板11のボルト孔11aの内径よりも小さい。節部2の高さH(または節部2の厚さH)は、節部2の接触面3を接合鋼板12のボルト孔12aに接触させ、かつ接合鋼板12と添接鋼板11とを重ね合わせた状態において、添接鋼板11の上面(接合鋼板12と接触する面に対する反対側の面)から節部2が突出しない高さとされている。
【0015】
また、接合鋼板12と接触する節部2の接触面3は、ボルト軸方向における節部2の略中央部からネジ部6に向けてテーパ状に軸対称面で形成されている。この接触面3に形成された加工部4は、図2に立体的に示すように、接合鋼板12と接触する接触面3に複数の突起4aを設けることにより、節部2の全周にわたって凹凸が繰り返し連続する波形状に形成されている。突起4aは、連続する稜線を有する山形状とされている。また、節部2の両側に設けられたネジ部5、6のネジ山のネジ方向は同じ方向である。
【0016】
次に、図3に基づいて、本実施形態の両ネジボルト1を使用した鋼板の接合方法について説明する。図3は、図1に示す両ネジボルト1を用いた鋼板の接合方法を示すための図である。
【0017】
図3(a)に示すように、まず、両ネジボルト1のネジ部6を、節部2よりも小径の接合鋼板12のボルト孔12aに挿通する。そして、両ネジボルト1にネジ部6側から座金7を取り付ける。そして、両ネジボルト1の節部2の接触面3を接合鋼板12のボルト孔12a縁部に接触させながら両ネジボルト1の一方(ネジ部6側)からナット8を締め込み、両ネジボルト1を接合鋼板12に固定する。両ネジボルト1の節部2とナット8とで接合鋼板12をはさみこみ、ナット8を例えば150N・mのトルクで締め付け、両ネジボルト1を接合鋼板12に固定するのである。節部2の接触面3が、凹凸が繰り返し連続する波形状に形成されているので、ボルト孔12a縁部と節部2との間に働く摩擦力が大きく、ナット8の締め込み作業時における両ネジボルト1の共回りを抑えることができる。両ネジボルト1の接合鋼板12への固定は、あらかじめ工場で行われる。
【0018】
次に、両ネジボルト1を固定させた状態で接合鋼板12を現場に搬入し、接合鋼板12と添接鋼板11とを現場で接合する。図3(b)に示すように、接合鋼板12に対して添接鋼板11を重ね合わせる。接合鋼板12にあらかじめ固定した両ネジボルト1のネジ部5に節部2よりも大径の添接鋼板11のボルト孔11aを合わせて、両ネジボルト1の他方(ネジ部5側)から座金9を取り付けるとともにナット10を締め込み、接合鋼板12と添接鋼板11とを摩擦接合する。ナット10とナット8とで接合鋼板12および添接鋼板11をはさみこみ、ナット10を例えば226N・mのトルクで締め付け(本締め)、接合鋼板12と添接鋼板11とを摩擦接合するのである。
【0019】
本実施形態の両ネジボルト1によれば、節部2の接合鋼板12と接触する接触面3に形成された複数の突起4aにより、接触面3をボルト孔12a縁部に接触させつつナット10(またはナット8)で両ネジボルト1を締め付けた際の、当該両ネジボルト1がボルト軸回りに回動しようする動きを抑えることができる。すなわち、ナット10(またはナット8)の締め付け作業時におけるボルトの共回り現象を抑制することが可能となる。また、ボルトの共回り現象を抑制することができることで、接合鋼板12の添接鋼板11配置側からの締め付け施工(片面施工)の施工性を向上させることができる。
【0020】
また、加工部4を、凹凸が繰り返し連続する波形状とすることにより、接合鋼板12のボルト孔12aと節部2の接触面3との間の摩擦係数を十分に大きくすることができ、ボルトの共回り現象をより抑制することができる。また、接触面3をテーパ状に軸対称面となるように形成することで、両ネジボルト1を接合鋼板12のボルト孔12aの中心に位置させることができるとともに、ボルト孔12aと接触面3との間の摩擦力を節部2の全周にわたって均一に発生させることができる。
【0021】
なお、加工部4の形状は、凹凸が繰り返し連続する波形状(多数の突起4aを有する形状)に限定されるものではない。加工部4の形状は、凹凸状の形態であればよく、すべり止め効果を発揮させるには、接合鋼板12のボルト孔12aの縁辺に1点でも突起4aが噛み込んでいればよく、すなわち少なくとも1本の突起4aを有する形態であればよい。ただし、節部2の周方向にできるだけ均一に摩擦力を発生させるには、3本または4本以上の突起4aが等間隔で形成されることが好ましい。なお、本実施形態のように、節部2の接触面3(テーパ面3)に形成する凹凸形態を、連続する稜線を有する山形状の突起4aとする場合には、接合鋼板12のボルト孔12aに突起4aが噛み込むように、突起4aの長手方向にのびる仮想線をボルトの軸中心を含む仮想平面に投影させた投影線が、ボルトの軸中心線と直交しない角度でボルトの軸中心線と交差していればよい。
【0022】
また、節部2の接触面3(テーパ面3)のすべり止め効果を発揮させる手段としては、本実施形態の突起4a加工のような機械的なすべり止めだけでなく、材料面からのアプローチであってもよい。例えば、節部2の接触面3(テーパ面3)に形成された加工部が、接着性材料層であってもよいし、吹付け粉体層であってもよい。接着性材料層としては、テーパ面3に粘性の高い材料が塗布されることにより形成される層や、テーパ面3に接着剤が塗布されることにより形成される層が挙げられる。吹付け粉体層は、テーパ面3に粉体を吹き付けることにより形成される。また、亜鉛メッキなどの溶射によって、テーパ面3の表面粗さを大きくしてもよい。節部2のテーパ面3に接着性材料層または吹付け粉体層を形成することにより、簡易にボルト孔12aと接触面3との間の摩擦係数を高めることができる。
【0023】
なお、現場でのナット10の締め付け(本締め)作業において、両ネジボルト1の共回りが発生した際の対処方法としては、節部2の接合鋼板12と接触する接触面3にチョークをまぶす方法もある。
【0024】
(第2実施形態)
図4は、本発明の第2実施形態に係るボルト101(六角ボルト101)を示す図である。図4(a)は六角ボルト101の側面図であり、図4(b)は図4(a)のA−A断面図である。
【0025】
図4に示すように、本実施形態に係る六角ボルト101は、鋼板のボルト孔の内径よりも大径の直径を有する拡径部22(以下、頭部22と呼ぶ)と、頭部22の片側に設けられたネジ部26とを備えている。六角ボルト101は高力ボルトである。頭部22における鋼板と接触する接触面23には、鋼板と頭部22との間の摩擦係数を高めるための加工部24が形成されている。
【0026】
六角ボルト101の頭部22の接触面23に形成された加工部24は、接触面23に形成された6本の突起24aからなる。突起24aは、連続する稜線を有する山形状の直線状の突起とされている。6本の直線状の突起24aは、いずれも六角ボルト101の軸心に向かう向きにのびている。
【0027】
六角ボルト101は、第1実施形態に係る節付き(節部2付き)の両ネジボルト1のような片面施工が可能なボルトではないため、共回りが発生しても、片面施工用のボルトのような大きな問題にはならないが、ボルトの共回りが発生しなければ、施工性向上の観点からも好ましい。
【0028】
本実施形態の六角ボルト101によれば、頭部22の鋼板と接触する接触面23に形成された複数の突起24aにより、接触面23を鋼板に接触させつつナットで六角ボルト101を締め付けた際の、当該六角ボルト101がボルト軸回りに回動しようする動きを抑えることができる。すなわち、ナットの締め付け作業時におけるボルトの共回り現象を抑制することが可能となる。
【0029】
なお、加工部24の形状は、連続する稜線を有する直線状の突起24aに限定されるものではない。加工部24の形状は、凹凸状の形態であればよく、点状の突起や半球状の突起を接触面23に散りばめてもよい。また、前記したと同様に、頭部22の接触面23のすべり止め効果を発揮させる手段としては、本実施形態の突起24a加工のような機械的なすべり止めだけでなく、材料面からのアプローチであってもよい。例えば、頭部22の接触面23に形成された加工部が、接着性材料層であってもよいし、吹付け粉体層であってもよい。また、亜鉛メッキなどの溶射によって、接触面23の表面粗さを大きくしてもよい。
【0030】
(第2実施形態の変形例)
次に、第2実施形態の変形例に係るボルトについて説明する。図5は、図4に示す第2実施形態に係る六角ボルト101の変形例を示す図である。図5(a)は変形例に係るTC型ボルト201(トルシア型ボルト)の側面図であり、図5(b)は図5(a)のB−B断面図である。
【0031】
図5に示すように、本実施形態のTC型ボルト201は、鋼板のボルト孔の内径よりも大径の直径を有する拡径部32(以下、頭部32と呼ぶ)と、頭部32の片側に設けられたネジ部26とを備えている。TC型ボルト201は高力ボルトである。頭部32における鋼板と接触する接触面33には、鋼板と頭部32との間の摩擦係数を高めるための加工部34が形成されている。
【0032】
TC型ボルト201の頭部32の接触面33に形成された加工部34は、接触面33に形成された4本の突起24aからなる。突起24aは、連続する稜線を有する山形状の直線状の突起とされている。4本の直線状の突起24aは、いずれもTC型ボルト201の軸心に向かう向きにのびている。
【0033】
また加工部34の形状は、第2実施形態に係る六角ボルト101の加工部24と同様に、連続する稜線を有する直線状の突起24aに限定されるものではない。加工部34の形状は、凹凸状の形態であればよく、点状の突起や半球状の突起を接触面33に散りばめてもよい。また、前記したと同様に、頭部32の接触面33のすべり止め効果を発揮させる手段としては、本実施形態の突起24a加工のような機械的なすべり止めだけでなく、材料面からのアプローチであってもよい。例えば、頭部32の接触面33に形成された加工部が、接着性材料層であってもよいし、吹付け粉体層であってもよい。また、亜鉛メッキなどの溶射によって、接触面33の表面粗さを大きくしてもよい。
【0034】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々に変更して実施することが可能なものである。
【図面の簡単な説明】
【0035】
【図1】本発明の第1実施形態に係るボルトを示す側面図である。
【図2】図1に示す節部周辺を示す斜視図である。
【図3】図1に示すボルトを用いた鋼板の接合方法を示すための図である。
【図4】本発明の第2実施形態に係るボルトを示す図である。
【図5】図4に示す第2実施形態に係るボルトの変形例を示す図である。
【符号の説明】
【0036】
・ 101、201:ボルト
2:節部(拡径部)
4a:突起
22:六角ボルトの頭部(拡径部)
32:TC型ボルトの頭部(拡径部)
3:接触面
4:加工部
5、6:ネジ部
【技術分野】
【0001】
本発明は、複数の鋼板を接合するためのボルトおよびそれを用いた鋼板の接合方法に関する。さらに具体的には、本発明は、橋梁などの鋼構造物に用いられる鋼板を接合するのに好適なボルトおよびそれを用いた鋼板の接合方法に関する。
【背景技術】
【0002】
この種の技術として、例えば特許文献1に記載されているような技術がある。特許文献1に記載された板材接合用ボルトは、鋼板を複数重ねて接合するためのボルトであって、ボルトの両側にネジ部を有する両ネジボルトである。この板材接合用ボルトは、ネジ部間に膨出した節部を設けていることを特徴とする。少なくともいずれか1つの重ねた鋼板のボルト穴を通過しない大きさとなるように、この膨出した節部は設けられる。まず、例えば工場で、鋼板の下面側に突出した一方のネジ部(この状態で、両ネジボルトの節部とボルト穴とは当接している)にナットを締め込んでこの板材接合用ボルトを鋼板に固定する。そののち、鋼板の上面側からのみの締結作業で鋼板同士を現場で接合する。このように、特許文献1に記載された板材接合用ボルトを使用する大きなメリットは、現場でのナットの締め付け作業を片面からのみの作業(片面施工)で行える点にある。
【0003】
【特許文献1】特開2004−176909号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
一方、鋼板同士を接合する作業において、特許文献1に記載されたような片面施工を可能とするボルトを使用する場合、ナットの締め付け作業時に仮にボルトの共回り現象が発生すると、所定のトルク導入が期待できないため、多大なコスト(時間、労力など)をかけてボルトの取り替えを実施することになる。すなわち、ボルトの共回り現象は発生してはならない現象である。しかしながら、特許文献1に記載された板材接合用ボルトでは、締め付けるナットとボルトとの間の摩擦係数が大きくなったり、ボルトの節部に接触する鋼板表面の塗膜の種類(軟らかい塗膜)、塗膜厚、および塗膜下地ブラスト粗さなどによって節部と当該鋼板表面との間の摩擦係数が小さくなったりして、現場でのナットの締め付け作業時にボルトの共回り現象が発生してしまうことがある。野外での締め付け作業では、外気の影響(気温による潤滑剤の劣化、湿度による摩擦係数の変化など)、ネジ部への塵・埃の混入などにより、締め付けるナットとボルトとの間の摩擦係数が大きくなる場合がある。
【0005】
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、ナットの締め付け作業時におけるボルトの共回り現象を抑制することが可能な鋼板接合用のボルトを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明者らは、前記課題を解決すべく鋭意検討した結果、ボルトに設けられた拡径部の鋼板と接触する接触面に、摩擦係数を高める加工部を形成することで、鋼板に対するボルトの動きを拘束し、これにより前記課題を解決できることを見出し、この知見に基づき本発明が完成するに至ったのである。
【0007】
すなわち、本発明は、複数の鋼板を接合するためのボルトであって、前記鋼板のボルト孔よりも大径の拡径部と、前記拡径部の前記鋼板と接触する接触面に形成され、当該鋼板と当該拡径部との間の摩擦係数を高める加工部と、前記拡径部の少なくとも片側に設けられたネジ部と、を備えるボルトである。
【0008】
また好適には、前記加工部は、凹凸状の形態であることである。さらに好適には、前記接触面は、テーパ状に形成され、前記加工部は、凹凸が繰り返し連続する波形状に形成されていることである。さらに好適には、前記加工部は、接着性材料層または吹付け粉体層であることである。
【0009】
また本発明は、その第2の態様によれば、複数の鋼板を接合するための前記ボルトを用いた鋼板の接合方法であって、前記ボルトは両ネジボルトであって、前記ボルトを前記拡径部よりも小径の接合鋼板のボルト孔に挿通し、当該拡径部の前記接触面を当該接合鋼板に接触させて当該ボルトの一方からナットを締め込み、当該ボルトを予め当該接合鋼板に固定する第1工程と、前記接合鋼板に固定した前記ボルトに前記拡径部よりも大径の添接鋼板のボルト孔を合わせて、当該ボルトの他方からナットを締め込み、当該接合鋼板と当該添接鋼板とを接合する第2工程と、を備える鋼板の接合方法である。
【発明の効果】
【0010】
本発明によれば、本発明の構成要件、特に、ボルトの拡径部の鋼板と接触する接触面に形成され鋼板と拡径部との間の摩擦係数を高める加工部により、ナットでボルトを締め付けた際の、当該ボルトがボルト軸回りに回動しようする動きを抑えることができる。その結果、ナットの締め付け作業時におけるボルトの共回り現象を抑制することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0011】
以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照しつつ説明する。尚、本発明に係るボルトは、例えば、橋梁などの鋼構造物に用いられる鋼板を接合するために使用するボルトである。また、鋼板の接合方式には摩擦接合および支圧接合があり、本発明に係るボルトは、これらいずれの接合方式にも使用できるボルトである。なお、共回り現象を生じにくいというメリットを本発明に係るボルトが有することから、本発明に係るボルトによると、締め付けトルクの管理が容易にかつ確実に行える。したがって、本発明に係るボルトは摩擦接合用途に用いられることが好適であり、ボルトの種類としては高力ボルトであることが好ましい。なお、摩擦接合とは、高力ボルトの締め付けによる鋼板間の摩擦によって力を伝える接合方式のことをいい、支圧接合とは、ボルトと鋼板との支圧によって力を伝える接合方式のことをいう。
【0012】
(第1実施形態)
図1は、本発明の第1実施形態に係るボルト1(両ネジボルト1)を示す側面図である。図2は、図1に示す節部2周辺を示す斜視図である。
【0013】
図1および図2に示すように、本実施形態に係る両ネジボルト1は、接合鋼板12のボルト孔12aの内径よりも大径の直径Dを有する拡径部2(以下、節部2と呼ぶ)と、節部2の両側に設けられたネジ部5、6とを備えている。両ネジボルト1は高力ボルトである。接合鋼板12と接触する節部2の接触面3には、接合鋼板12と節部2との間の摩擦係数を高めるための加工部4が形成されている。
【0014】
節部2の直径Dは、接合鋼板12のボルト孔12aの内径よりも大きく、添接鋼板11のボルト孔11aの内径よりも小さい。節部2の高さH(または節部2の厚さH)は、節部2の接触面3を接合鋼板12のボルト孔12aに接触させ、かつ接合鋼板12と添接鋼板11とを重ね合わせた状態において、添接鋼板11の上面(接合鋼板12と接触する面に対する反対側の面)から節部2が突出しない高さとされている。
【0015】
また、接合鋼板12と接触する節部2の接触面3は、ボルト軸方向における節部2の略中央部からネジ部6に向けてテーパ状に軸対称面で形成されている。この接触面3に形成された加工部4は、図2に立体的に示すように、接合鋼板12と接触する接触面3に複数の突起4aを設けることにより、節部2の全周にわたって凹凸が繰り返し連続する波形状に形成されている。突起4aは、連続する稜線を有する山形状とされている。また、節部2の両側に設けられたネジ部5、6のネジ山のネジ方向は同じ方向である。
【0016】
次に、図3に基づいて、本実施形態の両ネジボルト1を使用した鋼板の接合方法について説明する。図3は、図1に示す両ネジボルト1を用いた鋼板の接合方法を示すための図である。
【0017】
図3(a)に示すように、まず、両ネジボルト1のネジ部6を、節部2よりも小径の接合鋼板12のボルト孔12aに挿通する。そして、両ネジボルト1にネジ部6側から座金7を取り付ける。そして、両ネジボルト1の節部2の接触面3を接合鋼板12のボルト孔12a縁部に接触させながら両ネジボルト1の一方(ネジ部6側)からナット8を締め込み、両ネジボルト1を接合鋼板12に固定する。両ネジボルト1の節部2とナット8とで接合鋼板12をはさみこみ、ナット8を例えば150N・mのトルクで締め付け、両ネジボルト1を接合鋼板12に固定するのである。節部2の接触面3が、凹凸が繰り返し連続する波形状に形成されているので、ボルト孔12a縁部と節部2との間に働く摩擦力が大きく、ナット8の締め込み作業時における両ネジボルト1の共回りを抑えることができる。両ネジボルト1の接合鋼板12への固定は、あらかじめ工場で行われる。
【0018】
次に、両ネジボルト1を固定させた状態で接合鋼板12を現場に搬入し、接合鋼板12と添接鋼板11とを現場で接合する。図3(b)に示すように、接合鋼板12に対して添接鋼板11を重ね合わせる。接合鋼板12にあらかじめ固定した両ネジボルト1のネジ部5に節部2よりも大径の添接鋼板11のボルト孔11aを合わせて、両ネジボルト1の他方(ネジ部5側)から座金9を取り付けるとともにナット10を締め込み、接合鋼板12と添接鋼板11とを摩擦接合する。ナット10とナット8とで接合鋼板12および添接鋼板11をはさみこみ、ナット10を例えば226N・mのトルクで締め付け(本締め)、接合鋼板12と添接鋼板11とを摩擦接合するのである。
【0019】
本実施形態の両ネジボルト1によれば、節部2の接合鋼板12と接触する接触面3に形成された複数の突起4aにより、接触面3をボルト孔12a縁部に接触させつつナット10(またはナット8)で両ネジボルト1を締め付けた際の、当該両ネジボルト1がボルト軸回りに回動しようする動きを抑えることができる。すなわち、ナット10(またはナット8)の締め付け作業時におけるボルトの共回り現象を抑制することが可能となる。また、ボルトの共回り現象を抑制することができることで、接合鋼板12の添接鋼板11配置側からの締め付け施工(片面施工)の施工性を向上させることができる。
【0020】
また、加工部4を、凹凸が繰り返し連続する波形状とすることにより、接合鋼板12のボルト孔12aと節部2の接触面3との間の摩擦係数を十分に大きくすることができ、ボルトの共回り現象をより抑制することができる。また、接触面3をテーパ状に軸対称面となるように形成することで、両ネジボルト1を接合鋼板12のボルト孔12aの中心に位置させることができるとともに、ボルト孔12aと接触面3との間の摩擦力を節部2の全周にわたって均一に発生させることができる。
【0021】
なお、加工部4の形状は、凹凸が繰り返し連続する波形状(多数の突起4aを有する形状)に限定されるものではない。加工部4の形状は、凹凸状の形態であればよく、すべり止め効果を発揮させるには、接合鋼板12のボルト孔12aの縁辺に1点でも突起4aが噛み込んでいればよく、すなわち少なくとも1本の突起4aを有する形態であればよい。ただし、節部2の周方向にできるだけ均一に摩擦力を発生させるには、3本または4本以上の突起4aが等間隔で形成されることが好ましい。なお、本実施形態のように、節部2の接触面3(テーパ面3)に形成する凹凸形態を、連続する稜線を有する山形状の突起4aとする場合には、接合鋼板12のボルト孔12aに突起4aが噛み込むように、突起4aの長手方向にのびる仮想線をボルトの軸中心を含む仮想平面に投影させた投影線が、ボルトの軸中心線と直交しない角度でボルトの軸中心線と交差していればよい。
【0022】
また、節部2の接触面3(テーパ面3)のすべり止め効果を発揮させる手段としては、本実施形態の突起4a加工のような機械的なすべり止めだけでなく、材料面からのアプローチであってもよい。例えば、節部2の接触面3(テーパ面3)に形成された加工部が、接着性材料層であってもよいし、吹付け粉体層であってもよい。接着性材料層としては、テーパ面3に粘性の高い材料が塗布されることにより形成される層や、テーパ面3に接着剤が塗布されることにより形成される層が挙げられる。吹付け粉体層は、テーパ面3に粉体を吹き付けることにより形成される。また、亜鉛メッキなどの溶射によって、テーパ面3の表面粗さを大きくしてもよい。節部2のテーパ面3に接着性材料層または吹付け粉体層を形成することにより、簡易にボルト孔12aと接触面3との間の摩擦係数を高めることができる。
【0023】
なお、現場でのナット10の締め付け(本締め)作業において、両ネジボルト1の共回りが発生した際の対処方法としては、節部2の接合鋼板12と接触する接触面3にチョークをまぶす方法もある。
【0024】
(第2実施形態)
図4は、本発明の第2実施形態に係るボルト101(六角ボルト101)を示す図である。図4(a)は六角ボルト101の側面図であり、図4(b)は図4(a)のA−A断面図である。
【0025】
図4に示すように、本実施形態に係る六角ボルト101は、鋼板のボルト孔の内径よりも大径の直径を有する拡径部22(以下、頭部22と呼ぶ)と、頭部22の片側に設けられたネジ部26とを備えている。六角ボルト101は高力ボルトである。頭部22における鋼板と接触する接触面23には、鋼板と頭部22との間の摩擦係数を高めるための加工部24が形成されている。
【0026】
六角ボルト101の頭部22の接触面23に形成された加工部24は、接触面23に形成された6本の突起24aからなる。突起24aは、連続する稜線を有する山形状の直線状の突起とされている。6本の直線状の突起24aは、いずれも六角ボルト101の軸心に向かう向きにのびている。
【0027】
六角ボルト101は、第1実施形態に係る節付き(節部2付き)の両ネジボルト1のような片面施工が可能なボルトではないため、共回りが発生しても、片面施工用のボルトのような大きな問題にはならないが、ボルトの共回りが発生しなければ、施工性向上の観点からも好ましい。
【0028】
本実施形態の六角ボルト101によれば、頭部22の鋼板と接触する接触面23に形成された複数の突起24aにより、接触面23を鋼板に接触させつつナットで六角ボルト101を締め付けた際の、当該六角ボルト101がボルト軸回りに回動しようする動きを抑えることができる。すなわち、ナットの締め付け作業時におけるボルトの共回り現象を抑制することが可能となる。
【0029】
なお、加工部24の形状は、連続する稜線を有する直線状の突起24aに限定されるものではない。加工部24の形状は、凹凸状の形態であればよく、点状の突起や半球状の突起を接触面23に散りばめてもよい。また、前記したと同様に、頭部22の接触面23のすべり止め効果を発揮させる手段としては、本実施形態の突起24a加工のような機械的なすべり止めだけでなく、材料面からのアプローチであってもよい。例えば、頭部22の接触面23に形成された加工部が、接着性材料層であってもよいし、吹付け粉体層であってもよい。また、亜鉛メッキなどの溶射によって、接触面23の表面粗さを大きくしてもよい。
【0030】
(第2実施形態の変形例)
次に、第2実施形態の変形例に係るボルトについて説明する。図5は、図4に示す第2実施形態に係る六角ボルト101の変形例を示す図である。図5(a)は変形例に係るTC型ボルト201(トルシア型ボルト)の側面図であり、図5(b)は図5(a)のB−B断面図である。
【0031】
図5に示すように、本実施形態のTC型ボルト201は、鋼板のボルト孔の内径よりも大径の直径を有する拡径部32(以下、頭部32と呼ぶ)と、頭部32の片側に設けられたネジ部26とを備えている。TC型ボルト201は高力ボルトである。頭部32における鋼板と接触する接触面33には、鋼板と頭部32との間の摩擦係数を高めるための加工部34が形成されている。
【0032】
TC型ボルト201の頭部32の接触面33に形成された加工部34は、接触面33に形成された4本の突起24aからなる。突起24aは、連続する稜線を有する山形状の直線状の突起とされている。4本の直線状の突起24aは、いずれもTC型ボルト201の軸心に向かう向きにのびている。
【0033】
また加工部34の形状は、第2実施形態に係る六角ボルト101の加工部24と同様に、連続する稜線を有する直線状の突起24aに限定されるものではない。加工部34の形状は、凹凸状の形態であればよく、点状の突起や半球状の突起を接触面33に散りばめてもよい。また、前記したと同様に、頭部32の接触面33のすべり止め効果を発揮させる手段としては、本実施形態の突起24a加工のような機械的なすべり止めだけでなく、材料面からのアプローチであってもよい。例えば、頭部32の接触面33に形成された加工部が、接着性材料層であってもよいし、吹付け粉体層であってもよい。また、亜鉛メッキなどの溶射によって、接触面33の表面粗さを大きくしてもよい。
【0034】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々に変更して実施することが可能なものである。
【図面の簡単な説明】
【0035】
【図1】本発明の第1実施形態に係るボルトを示す側面図である。
【図2】図1に示す節部周辺を示す斜視図である。
【図3】図1に示すボルトを用いた鋼板の接合方法を示すための図である。
【図4】本発明の第2実施形態に係るボルトを示す図である。
【図5】図4に示す第2実施形態に係るボルトの変形例を示す図である。
【符号の説明】
【0036】
・ 101、201:ボルト
2:節部(拡径部)
4a:突起
22:六角ボルトの頭部(拡径部)
32:TC型ボルトの頭部(拡径部)
3:接触面
4:加工部
5、6:ネジ部
【特許請求の範囲】
【請求項1】
複数の鋼板を接合するためのボルトであって、
前記鋼板のボルト孔よりも大径の拡径部と、
前記拡径部の前記鋼板と接触する接触面に形成され、当該鋼板と当該拡径部との間の摩擦係数を高める加工部と、
前記拡径部の少なくとも片側に設けられたネジ部と、
を備えることを特徴とする、ボルト。
【請求項2】
前記加工部は、凹凸状の形態であることを特徴とする、請求項1に記載のボルト。
【請求項3】
前記接触面は、テーパ状に形成され、
前記加工部は、凹凸が繰り返し連続する波形状に形成されていることを特徴とする、請求項1または2に記載のボルト。
【請求項4】
前記加工部は、接着性材料層または吹付け粉体層であることを特徴とする、請求項1に記載のボルト。
【請求項5】
請求項1〜4の1つに記載のボルトを用いた鋼板の接合方法であって、
前記ボルトは両ネジボルトであって、
前記ボルトを前記拡径部よりも小径の接合鋼板のボルト孔に挿通し、当該拡径部の前記接触面を当該接合鋼板に接触させて当該ボルトの一方からナットを締め込み、当該ボルトを予め当該接合鋼板に固定する第1工程と、
前記接合鋼板に固定した前記ボルトに前記拡径部よりも大径の添接鋼板のボルト孔を合わせて、当該ボルトの他方からナットを締め込み、当該接合鋼板と当該添接鋼板とを接合する第2工程と、
を備えることを特徴とする、鋼板の接合方法。
【請求項1】
複数の鋼板を接合するためのボルトであって、
前記鋼板のボルト孔よりも大径の拡径部と、
前記拡径部の前記鋼板と接触する接触面に形成され、当該鋼板と当該拡径部との間の摩擦係数を高める加工部と、
前記拡径部の少なくとも片側に設けられたネジ部と、
を備えることを特徴とする、ボルト。
【請求項2】
前記加工部は、凹凸状の形態であることを特徴とする、請求項1に記載のボルト。
【請求項3】
前記接触面は、テーパ状に形成され、
前記加工部は、凹凸が繰り返し連続する波形状に形成されていることを特徴とする、請求項1または2に記載のボルト。
【請求項4】
前記加工部は、接着性材料層または吹付け粉体層であることを特徴とする、請求項1に記載のボルト。
【請求項5】
請求項1〜4の1つに記載のボルトを用いた鋼板の接合方法であって、
前記ボルトは両ネジボルトであって、
前記ボルトを前記拡径部よりも小径の接合鋼板のボルト孔に挿通し、当該拡径部の前記接触面を当該接合鋼板に接触させて当該ボルトの一方からナットを締め込み、当該ボルトを予め当該接合鋼板に固定する第1工程と、
前記接合鋼板に固定した前記ボルトに前記拡径部よりも大径の添接鋼板のボルト孔を合わせて、当該ボルトの他方からナットを締め込み、当該接合鋼板と当該添接鋼板とを接合する第2工程と、
を備えることを特徴とする、鋼板の接合方法。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【公開番号】特開2009−264426(P2009−264426A)
【公開日】平成21年11月12日(2009.11.12)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2008−111751(P2008−111751)
【出願日】平成20年4月22日(2008.4.22)
【出願人】(503420833)学校法人常翔学園 (62)
【出願人】(301031392)独立行政法人土木研究所 (107)
【出願人】(000200367)川田工業株式会社 (41)
【出願人】(000001199)株式会社神戸製鋼所 (5,860)
【出願人】(000107044)ショーボンド建設株式会社 (71)
【出願人】(594027085)神鋼ボルト株式会社 (3)
【出願人】(000004215)株式会社日本製鋼所 (840)
【出願人】(390003241)株式会社宮地鐵工所 (8)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成21年11月12日(2009.11.12)
【国際特許分類】
【出願日】平成20年4月22日(2008.4.22)
【出願人】(503420833)学校法人常翔学園 (62)
【出願人】(301031392)独立行政法人土木研究所 (107)
【出願人】(000200367)川田工業株式会社 (41)
【出願人】(000001199)株式会社神戸製鋼所 (5,860)
【出願人】(000107044)ショーボンド建設株式会社 (71)
【出願人】(594027085)神鋼ボルト株式会社 (3)
【出願人】(000004215)株式会社日本製鋼所 (840)
【出願人】(390003241)株式会社宮地鐵工所 (8)
【Fターム(参考)】
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