(57)【要約】【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。【選択図】図１
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【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。
【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
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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