JPH07167129A - 高力ボルト・六角ナット・平座金のセット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】高力ボルトのセットにおいて、その六角ナット
を軸方向の両面のうちのいずれの面をも座面として使用
することができるようにする。 【構成】上記セットは高力ボルト１と六角ナット２と平
座金３とからなり、六角ナット２は、その軸方向の両面
が互いに同一形状の座面２ａ，２ｂを備えた対称形に形
成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は高力ボルト・六角ナット
・平座金のセットに関する。

【０００２】

【従来の技術】鉄骨構造物等の現場組立においては、高
力ボルト・六角ナット・平座金のセット（以下、高力ボ
ルトのセットという）による摩擦接合が一般に採用され
ている。高力ボルトのセットとしては、高力六角ボルト
が用いられた摩擦接合用高力ボルト・六角ナット・平座
金のセット（ＪＩＳ Ｂ １１８６）と、ピンテールを
有する高力ボルトが用いられた構造用トルシア形高力ボ
ルト・六角ナット・平座金のセット（ＪＳＳ II ０
９）とが知られている。いずれのセットにおいても、六
角ナット及び平座金には同じものが使用されている。

【０００３】上記六角ナットには上面と下面とがあり、
上面には該ナットの機械的性質による等級Ｆ８，Ｆ１０
を示す表示記号が浮き出し又は刻印によって表示され、
下面には二面幅よりも小径の座面が形成されている。ま
た、上記平座金は、熱処理による割れの発生やボルト軸
部との干渉を防止すべく通常は軸方向の片面の内周部に
丸み又は面取りが形成されている。この平座金は平板か
らの打抜き加工によって製造されている。

【０００４】上記摩擦接合用高力ボルトのセットの場合
はトルク係数値が規定されており、上記構造用トルシア
形高力ボルトのセットの場合は締付軸力が規定されてい
る。そして、これらの規定値を確保するために、六角ナ
ットに潤滑処理を施すことが一般に行なわれている。

【０００５】また、上記高力ボルト、六角ナット及び平
座金は、上記トルク係数値や締付軸力を保証するため
に、高力ボルト１本に平座金１枚又は２枚と六角ナット
１個とが組み付けられたセット状態で出荷され、使用さ
れている。従って、その使用に際しては、高力ボルトか
ら六角ナット及び平座金１枚を外し、高力ボルトを接合
すべきワークのボルト孔に差し込み、該ボルト孔より突
出したボルト軸部に先端より平座金を通し六角ナットを
螺合していくことになる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】鉄骨構造物等の組立に
おいては、使用する高力ボルトのセット数がかなりの数
になるのが通常であるが、その全てのセットにつき、各
々の平座金の下面（内周部に面取り又は丸みが付されて
いない方の面）がワークに接触し、且つ六角ナットの座
面が平座金に接触した、正しい使用をするには相当の注
意を要し、一般には難しい。特に、照明が充分でない暗
い場所での組立作業になる場合には、六角ナットや平座
金が上面と下面とを間違った状態で使用され易い。この
ような間違いが発生したまま、高力ボルトの締付が実施
されると、その締付軸力が不安定なものになってしま
う。

【０００７】また、上記平座金が平板からの打抜き加工
によって製造される場合、当該打抜きによって平座金に
曲がりが発生するが、この曲がりを上下両面が対称な平
面になるように矯正することは難しい。このため、平座
金の上面や下面が六角ナットやワークに片当りし、締付
け時に平座金が回転する等の不具合を生ずることがあ
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者は、上記高力ボ
ルトのセットの使用の誤りをなくすために、六角ナット
や平座金についてはその上面と下面とを反転させても同
じ形状となるように形成したものである。

【０００９】すなわち、上記課題を解決する請求項１に
係る発明は、高力ボルトと六角ナットと平座金とからな
る高力ボルト・六角ナット・平座金のセットであって、
上記六角ナットの軸方向の両面が互いに同一形状の座面
を備えた対称形に形成されていることを特徴とする。

【００１０】なお、この場合の対称とは、当該六角ナッ
トの軸に直交し且つ該ナットの中心を通る線を対称軸と
して、上記六角ナットの両面が１８０度の回転対称にな
っていることを意味する（以下、同じ）。

【００１１】上記課題を解決する請求項２に係る発明
は、上記請求項１の発明に係る高力ボルト・六角ナット
・平座金のセットにおいて、上記六角ナットの軸方向の
両面の各座面に、機械的性質の等級を示す表示記号が刻
印によって表示されているとともに、潤滑皮膜が形成さ
れていることを特徴とする。

【００１２】上記課題を解決する請求項３に係る発明
は、上記請求項１又は請求項２の発明に係る高力ボルト
・六角ナット・平座金のセットにおいて、上記六角ナッ
トの座面が、その半径方向の中央部が全周にわたって軸
方向に突出した凸曲面に形成されていることを特徴とす
る。

【００１３】上記課題を解決する請求項４に係る発明
は、上記請求項１乃至請求項３のいずれか一の発明に係
る高力ボルト・六角ナット・平座金のセットにおいて、
上記平座金が、フォーマーによる冷間圧造によって、軸
方向の両面が互いに内周部に面取り又は丸みを備えた対
称形に形成されていることを特徴とする。

【００１４】

【作用】上記請求項１に係る発明においては、六角ナッ
トの両面が同一形状の座面を有する対称形に形成されて
いるから、この六角ナットをその両面のうちいずれの面
が平座金に接触するように使用しても、締付軸力の安定
度に差を生じない。

【００１５】上記請求項２に係る発明においては、上記
六角ナットの座面に刻印によって表示された機械的性質
の等級を示す表示記号部分の溝が潤滑溜りとなるため、
潤滑性の向上が図れ、平座金の共回りを防止して締付軸
力を安定なものにすることができる。

【００１６】上記請求項３に係る発明においては、六角
ナットの座面が凸曲面に形成されているから、該座面を
平坦に形成した場合よりも締付軸力の安定化に有利にな
る。すなわち、六角ナットの座面が平坦に形成されてい
る場合には、座金との間で片当りを生じ、締付圧力が不
均一になり易いが、請求項３に係る発明の場合、六角ナ
ットの座面が凸曲面に形成されているから、平座金に対
し全周にわたって均一に接触し易くなり、締付軸力の安
定化が図れる。

【００１７】上記請求項４に係る発明においては、平座
金の両面の内周部に面取り又は丸みが付されているか
ら、該平座金は上下のいずれの面がワークに接触するよ
うに使用してもよく、また、該平座金はフォーマーによ
る冷間圧造によって形成されているから、打抜き加工の
場合のような曲がりはなく、その矯正が不要であるとと
もに、片当りの問題もなくなる。

【００１８】

【発明の効果】従って、上記請求項１に係る発明によれ
ば、高力ボルト・六角ナット・平座金のセットにおい
て、その六角ナットの軸方向の両面が互いに同一形状の
座面を備えた対称形になるように形成しているから、こ
の六角ナットはその両面のうちいずれの面が平座金に接
触するようにしてもよく、暗がりで使用する場合でも上
面と下面（座面）とを誤るという問題はなくなり、常に
安定な締付軸力を得ることができる。

【００１９】上記請求項２に係る発明によれば、上記高
力ボルト・六角ナット・平座金のセットにおいて、その
六角ナットの軸方向の両面の各座面に、機械的性質の等
級を示す表示記号が刻印によって表示されているととも
に、潤滑皮膜が形成されているから、この機械的性質の
等級を示す表示記号部分の溝が潤滑溜りとなり、締付軸
力を安定なものにする上で有利になる。

【００２０】上記請求項３に係る発明によれば、上記高
力ボルト・六角ナット・平座金のセットにおいて、その
六角ナットの座面が凸曲面に形成されているから、六角
ナットと平座金との接触を全周にわたって均一なものと
して締付軸力の安定化を図る上で有利になる。

【００２１】上記請求項４に係る発明によれば、上記高
力ボルト・六角ナット・平座金のセットにおいて、その
平座金が、フォーマーによる冷間圧造によって形成さ
れ、且つ軸方向の両面が互いに内周部に面取り又は丸み
を備えた対称形に形成されているから、該平座金は上下
のいずれの面がワークに接触するようにしてもよく、し
かも打抜き加工の場合のような曲がりはなく、その矯正
が不要であるとともに、片当りの問題もなくなって締付
軸力の安定化は図る上で有利になる。

【００２２】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。

【００２３】＜構成＞図１には構造用トルシア形高力ボ
ルト・六角ナット・平座金のセットを使用して２枚の鋼
製ワークＷ1 ，Ｗ2 を締付けた状態が示されている。当
セットにおいて、１は高力ボルト、２は六角ナット、３
は平座金である。高力ボルト１のねじ部１ａの先端には
破断溝１ｂを介してピンテール１ｃが突設されている。

【００２４】上記六角ナット２は、その軸方向の両面が
互いに同一形状の座面を備えた対称形に形成されてい
る。すなわち、図２に示すように、六角ナット２の軸方
向の一端面には２面幅よりも小径の軸方向に突出した環
状の座面２ａが形成され、軸方向の他端面にも図３に示
すように同じく２面幅よりも小径の軸方向に突出した環
状の座面２ｂが形成されている。この両座面２ａ，２ｂ
には当該ナットの機械的性質による等級Ｆ１０を示す表
示記号２ｃ，２ｄが刻印によって形成されている。ま
た、上記両座面２ａ，２ｂは、図４に示すように、その
半径方向の中央部が全周にわたって軸方向に突出した曲
面に形成されている。

【００２５】上記平座金３は、フォーマーによる冷間圧
造によって形成されたものであり、図５及び図６に示す
ように、その軸方向の両面の各々の内周部には面取り３
ａ，３ｂが形成されており、この両面は互いに対称形に
なっている。

【００２６】また、上記六角ナット２には表面処理によ
って表面に潤滑皮膜が形成されている。

【００２７】＜作用効果＞従って、上記高力ボルトのセ
ットの六角ナット２は、その両面が対称形に形成されて
いるから、いずれの面が平座金３に接触するように使用
しても、締付軸力には差を生ずることがない。しかも、
上記六角ナット２の両座面２ａ，２ｂには表示記号２
ｃ，２ｄが刻印によって表示されているから、この刻印
によって生じた表示記号２ｃ，２ｄ部分の溝が潤滑溜り
となり、締付けの際の六角ナット２と平座金３との間の
潤滑性が良好なものになり、締付軸力の安定化が図れ
る。

【００２８】また、上記平座金３についても両面が対称
形に形成されているから、いずれの面がワークに接触す
るように使用しても締付軸力に差を生じない。

【００２９】さらに、六角ナットの座面が平坦に形成さ
れている場合には、座金との間で片当りを生じ、面圧が
不均一になり易いが、上記六角ナット２の場合、その両
座面２ａ，２ｂは、凸曲面に形成されているから、平座
金３に対し全周にわたって均一に接触し易くなり、締付
軸力の安定化ではさらに有利になっている。

【００３０】−比較試験− 六角ナットの座面形状と締付軸力との関係について試験
を行なった。すなわち、座面が平面に形成され且つ上記
表示記号がない六角ナット（従来例）、該座面が凸曲面
に形成され且つ上記表示記号がない六角ナット、及び該
座面が凸曲面に形成され且つ上記表示記号が刻印されて
いる六角ナットの３種類をそれぞれ１０本ずつ準備し、
各々の締付軸力を測定した。試験条件は次の通りであ
る。

【００３１】（試験条件） (1) 座面の凸曲面；ｒ＝１５mm (2) 表示記号；図７にその平面形状を示す。 長さＬ＝５mm，幅Ｗ＝０．５mm，深さ＝０．３mm (3) 供試ボルト；トルシア形高力ボルトＭ２０×６０ (4) 試験温度；２５℃ 結果は表１に示されている。

【００３２】

【表１】

【００３３】上記表１によれば、上記３種類の六角ナッ
トの締付軸力の標準偏差σ及び変動係数cvは、座面が平
面のものよりも凸曲面のものの方が小さく、また、該凸
曲面に表示記号を刻印したものがさらに小さくなってい
る。このことから、座面を凸曲面にすることが締付軸力
のバラツキを少なくする上で有効であり、また、座面に
表示記号を刻印することが同じく締付軸力のバラツキを
少なくする上で有効であることがわかる。

【００３４】また、上記平座金３はフォーマーによる冷
間圧造によって成形されているから、打抜き加工の場合
のような曲がり及びそれに伴う片当りの問題を生ずるこ
とはなく、このことも上記締付軸力の安定化に有利にな
っている。

【００３５】すなわち、図８はフォーマーによる冷間圧
造によって成形された平座金の表面３ｃを輪郭測定器に
よって直径方向に走査して得たものであり、図９は打抜
きによって成形された平座金の表面３ｃ´を同様に走査
して得たものである。この両図を比較して明らかなよう
に、打抜きによるものは周辺部のだれが大きく、片当り
を生じ易くなっているのに対し、フォーマーによる冷間
圧造のものは、両面共に平坦性が高くなっており、片当
りの防止が図れていることがわかる。

【００３６】図１０には、平座金の他の実施例が示され
ており、この平座金４は、その両面が互いに内周部に丸
み４ａ，４ｂが付された対称形に形成されている。

【００３７】図１１には、高力六角ボルトに本発明を適
用した例が示されている。すなわち、同図において、１
１は六角ボルト、１２は六角ナット、１３は平座金であ
り、当該セットにおいては平座金１２は六角ボルト１１
側と六角ナット１２側とにそれぞれ１枚ずつ計２枚設け
られている。六角ナット１２は、その軸方向の両面が先
に説明したトルシア形のものと同じ形状の座面１２ａ，
１２ｂを備えた対称形に形成され、また、平座金１３も
上記トルシア形のものと同じ形状に形成されている。従
って、本例の場合もトルシア形の場合と同様の作用効果
が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】トルシア形高力ボルトのセットの使用状態を示
す断面図

【図２】上記セットの六角ナットの軸方向の一方の面を
示す図

【図３】上記セットの六角ナットの軸方向の他方の面を
示す図

【図４】上記セットの六角ナットを一部断面にして示す
側面図

【図５】上記セットの平座金を示す平面図

【図６】上記セットの平座金を一部断面にして示す側面
図

【図７】ナットの機械的性質による等級を示す表示記号
を表わした平面図

【図８】フォーマーによる冷間圧造によって成形された
平座金の表面を輪郭測定器によって直径方向に走査して
得た図

【図９】打抜きによって成形された平座金の表面を輪郭
測定器によって直径方向に走査して得た図

【図１０】平座金の他の例を一部断面にして示す側面図

【図１１】摩擦接合用高力六角ボルトのセットの使用状
態を示す断面図

【符号の説明】

１，１１ 高力ボルト ２，１２ 六角ナット ２ａ，２ｂ 座面 ２ｃ，２ｄ 表示記号 ３，４，１３ 平座金 ３ａ，３ｂ 面取り ４ａ，４ｂ 丸み

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 高力ボルトと六角ナットと平座金とから
   なる高力ボルト・六角ナット・平座金のセットであっ
   て、 上記六角ナットの軸方向の両面が互いに同一形状の座面
   を備えた対称形に形成されていることを特徴とする高力
   ボルト・六角ナット・平座金のセット。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の高力ボルト・六角ナッ
   ト・平座金のセットにおいて、 上記六角ナットの軸方向の両面の各座面には機械的性質
   の等級を示す表示記号が刻印によって表示されていると
   ともに、潤滑皮膜が形成されていることを特徴とする高
   力ボルト・六角ナット・平座金のセット。
3. 【請求項３】 請求項１又は請求項２に記載の高力ボル
   ト・六角ナット・平座金のセットにおいて、 上記六角ナットの座面は、その半径方向の中央部が全周
   にわたって軸方向に突出した凸曲面に形成されているこ
   とを特徴とする高力ボルト・六角ナット・平座金のセッ
   ト。
4. 【請求項４】 請求項１乃至請求項３にいずれか一に記
   載の高力ボルト・六角ナット・平座金のセットにおい
   て、 上記平座金は、フォーマーによる冷間圧造によって、軸
   方向の両面が互いに内周部に面取り又は丸みを備えた対
   称形に形成されていることを特徴とする構造用ボルト・
   六角ナット・平座金のセット。