JP2013204816A - ボルト - Google Patents

Abstract

【課題】 腐食による遅れ破壊を防止することができるボルトを提供する。
【解決手段】 ボルト径方向に対して平行であり、ボルト径方向外側に向かうにつれて深くなるような溝１２を、ボルト座面部に等間隔に設ける。
【選択図】図１

Description

本発明は、雨などによって水で濡れてしまう恐れのある箇所を締結するためのボルトに関するものである。

従来より、外気に晒される締結部位において、雨などによって水が浸入し、その結果、図５に示すように締結部の間隙に水７が溜まってしまう恐れがあった。水がボルト周辺に溜まった状況が続くとボルトの腐食が促進されることによって、腐食によるボルトの遅れ破壊が発生する恐れがあるため、何らかの対策を講じる必要があった。

考えられる対策として表面処理によって耐食性を向上させることが挙げられるが、それだけでは十分でなく、締結部の間隙に浸入した水を排出する必要があった。

締結部位に浸入した水を排出するための形状を備えたボルトについて、特許文献１や特許文献２などに示されている。

特開平０６−０２６５７４号公報（第７頁、図８） 特開２００６−２９９７５０号公報（第９頁、図２）

しかしながら、特許文献１に示される形状のボルトでは、締結部の間隙に浸入した水を十分に排出できず、腐食による遅れ破壊防止の方策としては不十分であった。また、特許文献２に示される形状のボルトでは、締結部の間隙に浸入した水を排出することに関しての問題は見当たらないが、同じサイズの一般的なボルトに比べ、明らかに剛性が低い形状であり、締結部位によっては、ボルトの強度が締結に必要な強度を満たさない恐れがあるため、遅れ破壊が発生し易いとされる高強度のボルトを必要とするような締結部位に対して使用することは困難であった。

本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、腐食による遅れ破壊を防止することができるボルトを提供するものである。

本発明に係るボルトにおいては、ボルト径方向に平行であり、ボルト径方向外側に向かうにつれて深くなるような溝が、ボルト座面部に等間隔に設けられているものである。

本発明によれば、締結部に浸入した水を排出することによってボルト周辺に水が溜まらないようになり、腐食による遅れ破壊を防止することができる。

（ａ）本実施例のボルトにおける概観図である。（ｂ）本実施例のボルトを先端側から見た場合の座面を示した図である。 （ａ）図１のＡ−Ａ断面における断面図である。（ｂ）図１のＢ−Ｂ断面における断面図である。 図１の矢印Ｃ方向から見た鍔の様子を示した図である。 本実施例のボルトを用いた締結構造について示した図である。 従来の締結構造において、締結部の間隙に水が溜まってしまった様子を示した図である。

本実施例はＪＩＳ規格におけるＭ１４のフランジボルトで、フランジ径２７〜２８ｍｍのものである。本実施例におけるボルトの形状は、図１（ａ）、（ｂ）に示すように、ボルト座面に環状溝１１とボルト径方向に平行な溝１２とが設けられたものである。図２（ａ）、（ｂ）に示されている首下Ｒ部１５は、ボルト軸の外周に沿い全周にわたって段差等なく、滑らかに形成されている。これにより首下部の応力分布は均一となり、首下部に応力集中することによるボルトの破壊を防止できる。また、環状溝１１により締結部の間隙に浸入した水を溝１２に誘導することで、溝１２による水の排出が促進される。

図２（ａ）に示すように、溝１２はボルト径方向外側に向かうにつれて深くなっている。これによって、図４のようにボルト頭部が下向きとなる締結構造の場合、深さが一定の溝よりも、締結部の間隙に浸入した水を排出し易くなる。溝１２のボルト軸側からボルト鍔外径側にかけての勾配は直線的であっても曲線的であっても構わないが、溝１２の最大深さｈ１を一定とした場合、曲線的な勾配の方が直線的な勾配に比べ溝１２の体積が大きくなり、締結部の間隙に浸入した水を排出し易くなると考えられるため、本出願人はボルトの頭部剛性確保と締結部の間隙に浸入した水を排出する機能の兼ね合いから、曲線的な勾配を最適と考える。ボルト座面とボルト軸、溝１２との交点と、溝１２のボルト鍔外径側で溝１２の深さが最大となる溝１２の底の端点とを結ぶ直線と、ボルト座面とが成す角度θは１０°〜１５°であることが望ましい。溝１２の最大深さｈ１は、１〜２ｍｍ、且つボルト鍔厚の６０％以下であることが望ましく、溝１２の幅ｈ２は、２〜４ｍｍであることが望ましい。また、環状溝１１の最大深さｈ３は、０．２〜０．８ｍｍであることが望ましく、環状溝１１の幅ｈ４は、締結に必要となるボルト座面の平面部を確保できる数値、且つ１ｍｍ以上であることが望ましい。これらは、締結部の間隙に浸入した水を排出する性能を得ると同時に、締結に必要なボルトの頭部剛性を維持するために最適な値であると考えられるためである。

図１（ｂ）、図３に示すように、環状溝１１と溝１２の縁は丸面取り１３がされている。これにより、丸面取り１３がない場合に比べ締結部の間隙に浸入した水が環状溝１１及び溝１２に流入し易くなり、その結果、溝１２からの水の排出が促進される。また、図３に示すように、溝１２のボルト径方向に対して垂直な断面の形状は半円形状となっている。これは、冷間鍛造にて溝１２を形成する際、矩形や三角形よりも加工時の応力集中の度合が小さく、加工に用いる金型に掛かる負荷を小さくできるためである。

上述の理由によって、図４のような締結構造の場合、締結部の間隙に水が浸入してしまっても、溝１２から水を排出することで水が溜まらなくなり、腐食によるボルトの遅れ破壊を防止することができる。

本実施例において溝１２は等間隔に３本配置されているが、等間隔に３本以上ならば、溝１２の数は４本や５本あるいは６本などでも構わない。これは、溝１２の配置に偏りがあったり、溝１２の数が２本以下であったりすると、水の排出能力が低下するためである。ただし、溝１２の幅および深さが小さ過ぎると、水の排出能力が十分に発揮できなくなるため、この点とボルトの所要強度を考慮して設計する必要がある。

１ 本実施例のボルト
２ ナット
３、４ 被締結部材
５ スペーサー
６ 従来のボルト
７ 水
１１ 環状溝
１２ 溝
１３ 丸面取り
１４ ボルトの鍔
１５ 首下Ｒ部
ｈ１、ｈ３ 最大溝深さ
ｈ２、ｈ４ 溝幅
θ 角度

Claims (5)

1. ボルト径方向に平行であり、ボルト径方向外側に向かうにつれて深くなるような溝が、ボルト座面部に等間隔に設けられていることを特徴とするボルト
2. 前記ボルトにおける座面部に、ボルト軸の外周に沿うような環状の溝が設けられていることを特徴とする請求項１に記載のボルト
3. 請求項１に記載の溝における、ボルト座面とボルト軸、溝との交点と、溝のボルト鍔外径側で溝の深さが最大となる溝の底の端点とを結ぶ直線と、ボルト座面とが成す角度が１°〜２０°、且つボルト軸に対して平行な方向の最大深さがボルト鍔厚の８０％以下であり、ボルト径に対して垂直な方向の幅が１〜１０ｍｍである請求項１または２に記載のボルト
4. 請求項２に記載の溝における、ボルト軸に対して平行な方向の最大深さが０．１〜１ｍｍであり、ボルト径方向の幅が１ｍｍ以上である請求項２または３に記載のボルト
5. 請求項１に記載の溝が、１〜６本設けられていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のボルト

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