(57)【要約】【課題】低温環境下での使用に適しているとともに、低温液化ガスを保存するための構造体に用いられるボルトに要する費用の低減を図ることが可能な、低温装置用ボルトおよび低温装置用ボルトを用いた構造体を提供する。【解決手段】構造体１の締結部に用いられる低温装置用ボルトであって、第１部材１２と、第２部材１４と、第１部材１２と第２部材１４とを締結する低温装置用ボルトＢ１０およびナットＢ２０とを備え、低温装置用ボルトＢ１０は、材料がＳＵＳ３０４Ｊ３である。【選択図】図１
2020085080.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
構造体の締結部に用いられる低温装置用ボルトであって、
当該低温装置用ボルトは、材料がＳＵＳ３０４Ｊ３である、低温装置用ボルト。
【請求項２】
第１部材と、
第２部材と、
前記第１部材と前記第２部材とを締結する低温装置用ボルトおよびナットと、
を備え、
前記低温装置用ボルトは、材料がＳＵＳ３０４Ｊ３である、
低温装置用ボルトを用いた構造体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、低温環境下に用いるのに適した低温装置用ボルトおよび低温装置用ボルトを用いた構造体に関する。
【背景技術】
【０００２】
低温液化ガス（酸素、窒素、アルゴンなどマイナス１９６度以下などの低温液体）は、保管には、高圧ガス設備として、専用の貯蔵タンクが用いられ、運搬には、専用のタンクローリーが用いられる。
【０００３】
例えば、特開２００６−３０８０１４号公報（特許文献１）には、車輌輸送式超低温容器構造体に関する発明が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−３０８０１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
貯蔵タンクおよびタンクローリー等の構造体には、ボルトによる締結構造が採用されている。低温液化ガスを扱う場合に使用するボルトには、現在、日本工業規格に基づき、ＳＵＳ３０４またはＳＵＳ３１６を材料としたボルトが用いられている。
【０００６】
しかしながら、ＳＵＳ３０４またはＳＵＳ３１６を素材としたボルトの市販品は存在せず、これらの素材（丸棒）から削り出しにより製造を行なっていた。そのため、低温液化ガスを保存するための構造体の製造コストを低減させるための課題となっていた。
【０００７】
この発明は上記課題を解決することにあり、低温環境下での使用に適しているとともに、低温液化ガスを保存するための構造体に用いられるボルトに要する費用の低減を図ることが可能な、低温装置用ボルトおよび低温装置用ボルトを用いた構造体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明に基づいた低温装置用ボルトにおいては、構造体の締結部に用いられる低温装置用ボルトであって、当該低温装置用ボルトは、材料がＳＵＳ３０４Ｊ３である。
【０００９】
この発明に基づいた低温装置用ボルトを用いた構造体においては、第１部材と、第２部材と、上記第１部材と上記第２部材とを締結する低温装置用ボルトおよびナットとを備え、上記低温装置用ボルトは、材料がＳＵＳ３０４Ｊ３である。
【発明の効果】
【００１０】
この発明によれば、低温環境下での使用に適しているとともに、低温液化ガスを保存するための構造体に用いられるボルトに要する費用の低減を図ることが可能な、低温装置用ボルトおよび低温装置用ボルトを用いた構造体を提供する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施の形態における低温装置用ボルトを用いた構造体の模式図である。
【図２】実施の形態における低温装置用ボルトの外観形状を示す図である。
【図３】「低温引張試験結果」を示す図である。
【図４】「低温引張試験結果」に用いた試験片の形状を示す図である。
【図５】図４中のＶで囲まれた領域の部分拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
この発明に基づいた実施の形態における低温装置用ボルトおよび低温装置用ボルトを用いた構造体について、図を参照しながら説明する。なお、以下に説明する実施の形態において、個数、量などに言及する場合、特に記載がある場合を除き、本発明の範囲は必ずしもその個数、量などに限定されない。また、同一の部品、相当部品に対しては、同一の参照番号を付し、重複する説明は繰り返さない場合がある。
【００１３】
以下の説明中において、低温とは、マイナス５０度以下を意味し、特に、酸素、窒素、アルゴンなどの液化ガスの場合のマイナス１９６度以下の超低温も含むものとする。
【００１４】
図１および図２を参照して、本実施の形態における低温装置用ボルトを用いた構造体について説明する。図１は、高圧ガス設備として、専用の貯蔵タンクが搭載されたタンクローリー１の配管部分を示す部分拡大図である。図２は、低温装置用ボルトの外観形状を示す図である。
【００１５】
図１を参照して、低温高圧配管１０の接続部には、第１部材としての第１フランジ１２、および、第２部材としての第２フランジ１４が配設され、第１フランジ１２および第２フランジ１４は、ボルト締結により接合される。図示はしていなが、第１フランジ１２および第２フランジ１４には、ボルトを貫通させるためのボルト孔が設けられている。
【００１６】
低温装置用ボルトＢ１０およびナットＢ１２により、第１フランジ１２および第２フランジ１４は、ボルト締結される。
【００１７】
同様に、低温高圧配管２０の接続部には、第１部材としての第１フランジ２２、および、第２部材としての第２フランジ２４が配設され、第１フランジ２２および第２フランジ２４は、ボルト締結により接合される。図示はしていなが、第１フランジ２２および第２フランジ２４には、ボルトを貫通させるためのボルト孔が設けられている。
【００１８】
低温装置用ボルトＢ２０およびナットＢ２２により、第１フランジ２２および第２フランジ２４は、ボルト締結される。
【００１９】
本実施の形態では、低温装置用ボルトＢ１０，Ｂ２０およびナットＢ１２，Ｂ２２を４組使用した場合を図示しているが、低温装置用ボルトＢ１０およびナットＢ１２の数量は、４組に限定されるものではなく、配管等の条件に基づき適宜選択されるものである。また、ナットＢ１２については、予めフランジ側に設けられたタップ（雌ネジ）であってもよい。
【００２０】
図２に示すように、低温装置用ボルトＢ１０，Ｂ２０の形状は、通常のボルト形状（ＪＩＳ  Ｂ  １１８０）であり、ボルト頭部Ｈと雄ネジ部Ｓとを有している。
【００２１】
本実施の形態においては、低温装置用ボルトＢ１０には、材料としてＳＵＳ３０４Ｊ３が用いられている。通常は、ＳＵＳ３０４が用いられているが、発明者らは、低温装置用としては、ＳＵＳ３０４よりもＳＵＳ３０４Ｊ３の方が適していることに着目した。これは、ＳＵＳ３０４とＳＵＳ３０４Ｊ３との材料組成の相違に起因している。
【００２２】
具体的には、ＳＵＳ３０４には、化学成分として、Ｃｕは含まれていない。しかし、ＳＵＳ３０４Ｊ３には、Ｃｕが含まれている。通常、Ｃｕが含まれている材料は、Ｃｕが含まれていない材料に比べ加工性に優れている。つまり、Ｃｕが含まれていることにより材料の脆性が低くなり、靱性が高まる。発明者らは、この性質は、低温下において有利に働くと考えた。
【００２３】
図３に、ＳＵＳ３０４を用いたボルトとＳＵＳ３０４Ｊ３を用いたボルトとの、「低温引張試験結果」を示す。試験片としては、図４および図５に示す寸法形状のボルトを用いた。ＳＵＳ３０４を用いたボルトとして、３０４−１、３０４−２、３０４−３の３本の試験片を用意した。ＳＵＳ３０４Ｊ３を用いたボルトとして、３０４Ｊ−１、３０４Ｊ−２、３０４Ｊ−３の３本の試験片を用意した。
【００２４】
使用試験機としては、島津製作所製の引張試験機（容量１００ｋＮ）、低温槽は、液体窒素にてマイナス１９６度を管理した。試験条件を下記に示す。
【００２５】
温度：−１９６度
制御：クロスヘッド制御
試験速度：ひずみ１％程迄２ｍｍ／ｍｉｎ、以降２０ｍｍ／ｍｉｎ
伸び計：ＧＬ＝３０ｍｍ
試験数量：各３本
計測：試験機クロスヘッド変位、試験荷重、伸び計（ひずみ）値
【００２６】
図３に試験結果を示す。ＳＵＳ３０４を用いたボルトとして、３０４−１、３０４−２、３０４−３の３本の試験片のそれぞれの最大応力は、それぞれ「１６９７ＭＰａ」、「１６９９ＭＰａ」、「１６９８ＭＰａ」であるのに対して、ＳＵＳ３０４Ｊを用いたボルトとして、３０４Ｊ−１、３０４Ｊ−２、３０４Ｊ−３の３本の試験片のそれぞれの最大応力は、「１７３３ＭＰａ」、「１７３２ＭＰａ」、「１７３３ＭＰａ」であった。
【００２７】
よって、Ｃｕが含まれているＳＵＳ３０４Ｊ３の方が、Ｃｕが含まれていないＳＵＳ３０４Ｊよりも、低温下における強度が優れていることが確認された。
【００２８】
なお、上記実施の形態では、低温装置用ボルトを用いた構造体として、タンクローリー１を採用しているが、これに限定されることなく、高圧容器、その他の低温液化ガスを取り扱う全ての構造体に、上記低温装置用ボルトを用いることができる。
【００２９】
ここで、ＳＵＳ３０４Ｊ３を用いたボルトは、市販されているボルト（ＪＩＳ  Ｇ  ４３０８）である。よって、丸棒のＳＵＳ３０４を用いて製造する低温装置用ボルトに比べて、１０分の１程度の費用で、低温装置用ボルトを調達することが可能となり、低温装置用ボルトを用いた構造体の製造に要する費用を大幅に削減させることができる。
【００３０】
上記図２には、一般的な六角ボルトの形状を示したが、六角ボルトに限定されることなく、ボルト頭部を有さない全ネジタイプのボルト、スタッドボルト、その他少なくとも雄ネジ部を含むボルトであれば、上記と同様の作用効果を得ることができる。
【００３１】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００３２】
１  タンクローリー、１０，２０  低温高圧配管、１２，２２  第１フランジ、１４，２４  第２フランジ、Ｂ１０，Ｂ２０  低温装置用ボルト、Ｂ１２，Ｂ２２  ナット、Ｈ  ボルト頭部、Ｓ  雄ネジ部。
【図１】
2020085080.tif 000003
【図２】
2020085080.tif 000004
【図３】
2020085080.tif 000005
【図４】
2020085080.tif 000006
【図５】
2020085080.tif 000007