JPH0210285B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は高力ボルトに関するものであり、更に
詳しくは塑性域締結法の実施に好適なボルト自体
にナツト締着時の反力受け手段を設けた高力ボル
トに関するものである。

従来の技術 近年、本四架橋で代表される大型構築物に於け
る高力ボルトの締付け方法として塑性域締結法が
採用されている。塑性域締結方式によつて高力ボ
ルトを締付けると、該ボルトはそれ自身が保有し
ている最大の強さまで締付けることが可能である
から、構築物を構成している梁材や桁材に対して
公知の弾性域締結方式による締付強度を大幅に上
廻る締着力を与えることができる。

塑性域締結法は、上記の説明から理解されるよ
うにボルトの最大締結強度の近傍もしくは最大締
結強度まで締付トルクを増大させるもので、一般
にナツト回転角法もしくはトルク勾配法と呼ばれ
ている。即ち、第２図に示すように塑性域締結方
式に於いては、ボルトの締結強さ〔軸力〕が略
100パーセントを示す領域まで締付トルクが増大
する。第２図は前記軸力とナツトの回転角との関
係を示す応力・歪線図である。第２図に於いて、
区間ａ−ｂは被締結部材、例えば橋梁用ビームの
馴じみ域、区間ｂ−ｃは弾性域締結方式の適用範
囲であるボルトの弾性変形域、区間ｃ−ｄは弾性
変形域から塑性変形域への変換域、区間ｄ−ｅは
ボルトの塑性変形域を示す。トルク勾配法は降伏
点ｃと略等しい軸力の作用下にボルトを締付ける
方法であり、またナツト回転角法は降伏点ｃより
も大きな軸力の作用下に、区間ｃ−ｄもしくはｄ
−d′でボルトを締付ける方法である。

発明が解決しようとする問題点 上記塑性域締結方式に於いては、締着部材とし
て一般に高力六角ボルトが使用されている。この
場合、締結時のボルトの共廻りを防止するため、
締付け工具の反力を支持アームを介して現在締付
け対象になつているボルトの隣に配置されている
ボルト付きナツトによつて受けているが、支持ア
ームの長さによつて軸力が変化する場合がある。
また、締付け工具として通常、電動レンチが使用
されているが、ナツト回転角の増大と共に前記支
持アームによる電動レンチ本体への負荷が増大す
るため、該電動レンチの強度を高めなければなら
なかつた。更に支持アームの回転モーメントによ
りボルトのネジ部に剪断力が作用するため、座面
の摩擦係数とネジ部の摩擦係数との合成値を表わ
すトルク係数が変動するという問題点も指摘され
ている。一方、このような問題を解決するため、
高力六角ボルトのネジ部先端に反力受けチツプを
設ける方法が採用されているが、塑性域締結方式
では弾性域締結方式に比較して大きな締付けトル
クが作用するため、塑性変形域に到達する以前に
チツプが捩切れてしまい用を為さない場合が少な
くない。更に詳しく説明すると、ボルトのネジ部
先端に反力受けチツプを形成しているため、該チ
ツプの最大外径は該ボルトのネジ部に螺着される
ナツトの内径よりも小さくなる。従つて、ボルト
ネジ部の断面積よりもチツプ形成部位の断面積が
小さくなり、ボルトのネジ部とチツプ形成部位と
が同一の強度的特性を持つていても断面積が小さ
い分だけチツプ形成部位の捩り強度が低くなる。
このため、ボルトのネジ部が弾性変形の限界値に
達する以前にチツプ形成部位が降伏してしまい、
高力六角ボルトは塑性域締結機能を実質上喪失す
る。尤も、ボルト・ナツト間およびナツト・座金
間の摩擦係数を極端に低くすれば、ナツト形成部
位の捩り強度がネジ部の捩り強度より低くても高
力ボルトに塑性域締結機能を具備せしめることが
できる。しかしながら、上記摩擦係数の低下は、
ボルト・ナツト間に緩みを発生させる原因となる
から、この方法には実用上の限界が認められる。

本発明の主要な目的は、在来の高力ボルト、殊
に塑性域締結用高力ボルトに認められた上記問題
点の解決手段を見出すことにある。

問題点を解決するための手段 斯かる目的に鑑みて本発明は、ボルトＢのネジ
部１の先端にナツトＮを締着するときの反力を受
けるためのチツプ２を形成すると共に、該チツプ
２の捩り強度をボルトＢのネジ部１の捩り強度よ
りも高くした高力ボルトを要旨とするものであ
る。

実施例 第１図は本発明に係る高力ボルトを例示する側
面図である。図示するように高力ボルトＢは、頭
部３、軸部４、ネジ部１およびチツプ２から構成
されており、軸線方向に沿う周面に支持アーム
〔図示省略〕と噛み合い係合するための溝〔スプ
ライン〕を形成してなる前記チツプ２には、高周
波焼入装置等の適当な熱処理装置への導入によつ
て焼入れ処理が施こされている。この焼入れ処理
によつてチツプ２には、隣接するネジ部１よりも
大きな捩り強度が与えられる。

チツプ２の強度を高める方法としては、ボルト
Ｂ全体を適当な温度で熱処理した後、チツプ２部
分のみに焼入れを施こす方法、あるいは、ボルト
Ｂ全体に焼入れを施こした後、チツプ２以外の部
分に焼戻しを施こす方法等から高力ボルトの材
質、寸法および用途に応じて任意に選択すること
ができる。尚、スプライン溝を有するチツプ２
は、前記ボルトＢのネジ部１と螺合するナツトＮ
の谷径よりもその外径が小さくなるようにその寸
法諸元が選択されている。

発明の効果 本発明に係る高力ボルトは、反力受け部位とし
て機能するチツプ２の捩り強度がボルトＢのネジ
部１の捩り強度よりも大きいから、ナツトＮによ
る締付け時に、ボルトの本体部分が塑性変形域に
到達する以前にチツプ２が破断することのない塑
性域締結方式の実施に好適なボルト締付け機能を
保持することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る高力ボルトを例示する側
面図であり、第２図は軸力とナツトの回転角との
関係を示す応力・歪線図である。 Ｂ……高力ボルト、１……ネジ部、２……チツ
プ、３……頭部、４……軸部、Ｎ……ナツト。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ボルトのネジ部先端にナツト締着時の反力を
   受けるためのチツプを形成すると共に、該チツプ
   の強度をボルトのネジ部の強度よりも高くしたこ
   とを特徴とする高力ボルト。