特開 2022-132956 ボルト及びナット

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022132956

(43)【公開日】2022-09-13

(54)【発明の名称】ボルト及びナット

(51)【国際特許分類】

   F16B 33/02 20060101AFI20220906BHJP

   B21K 1/56 20060101ALI20220906BHJP

   B21H 1/00 20060101ALI20220906BHJP

   B21H 3/02 20060101ALI20220906BHJP

   B23G 9/00 20060101ALN20220906BHJP

【ＦＩ】

F16B33/02 B

B21K1/56

B21H1/00 B

B21H3/02

B23G9/00 A

【審査請求】有

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021031717

(22)【出願日】2021-03-01

(71)【出願人】

【識別番号】500129683

【氏名又は名称】株式会社イズラシ

(71)【出願人】

【識別番号】000155366

【氏名又は名称】株式会社木村鋳造所

(74)【代理人】

【識別番号】100102048

【弁理士】

【氏名又は名称】北村 光司

(74)【代理人】

【識別番号】100146503

【弁理士】

【氏名又は名称】高尾 俊雄

(72)【発明者】

【氏名】山口 達也

(72)【発明者】

【氏名】木村 智昭

(72)【発明者】

【氏名】渡辺 義和

(72)【発明者】

【氏名】林 治孝

【テーマコード（参考）】

4E087

【Ｆターム（参考）】

4E087CA19

4E087CA41

4E087EA41

4E087EC33

4E087HA53

(57)【要約】

【課題】 砂等の異物が存在する環境下でも従来より容易に締結できしかも耐久力に優れたボルト及びナットを提供すること。
【解決手段】 砂がボルトに付着する環境で利用され、ボルトのヘッド及びナットの間において対象物を締め付けるためのボルト３０及びナット２０である。ボルト及びナットのねじ山の山頂部２１，３１が台形に形成され、ナットは切削加工により形成され、ボルトは転造加工により形成されるとともに、ボルト及びナットのねじ山は、ボルト軸心に沿う縦断面において、山頂部２１，３１と直線状のフランク２３，３３と谷底部２２，３２とにより形成され、少なくともボルトの谷底部３２のフランク近傍はフランク３３よりも鈍角で、同ボルトの谷底部３２は最底で角部Ｔ１を形成している。
【選択図】 図５

【特許請求の範囲】

【請求項1】

砂がボルトに付着する環境で利用され、ボルトのヘッド及びナットの間において対象物を締め付けるためのボルト及びナットであって、
ボルト及びナットのねじ山の山頂部が台形に形成され、
ナットは切削加工により形成され、
ボルトは転造加工により形成されるとともに、
ボルト及びナットのねじ山は、ボルト軸心に沿う縦断面において、前記山頂部と直線状のフランクと谷底部とにより形成され、
少なくとも前記ボルトの前記谷底部の前記フランク近傍は前記フランクよりも鈍角で、
同ボルトの谷底部は最底で角部を形成しているボルト及びナット。

【請求項2】

前記ナットにおいて、１歯の前記ねじ山における一対の前記フランクの山頂部側終端どうしの距離である山頂部幅は、前記フランク長よりも大きく形成されている請求項１記載のボルト及びナット。

【請求項3】

前記ボルトのフランクとナットのフランクとの間の平均クリアランスが３４０μｍ以上である請求項１または２記載のボルト及びナット。

【請求項4】

前記ナットの谷底部が前記ボルトの谷底部と同じ断面形状に形成されている請求項１～３のいずれかに記載のボルト及びナット。

【請求項5】

前記ボルトの谷底部の最底と前記ナットの山頂部との間のクリアランスが８５０μｍ以上である請求項１～４のいずれかに記載のボルト及びナット。

【請求項6】

前記ボルトの谷底部の最底と前記ナットの山頂部との間のクリアランス及び 前記ナットの谷底部の最底と前記ナットの山頂部との間のクリアランスが８５０μｍ以上である請求項４に記載のボルト及びナット。

【請求項7】

鋳型の締結用または土木建築現場の締結用である請求項１～６のいずれかに記載のボルト及びナット。

【請求項8】

前記ボルトに形成したボルト頭部にワッシャーを固着し、このワッシャーと前記ボルトの胴部との間の角部に回り止め部を固着してある請求項１～７のいずれかに記載のボルト及びナット。

【請求項9】

次の条件に従う請求項１～８のいずれかに記載のボルト及びナット。
ボルトの山径 ≧ ２４ｍｍ
ねじピッチ ≧ ９ｍｍ

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ボルト及びナットに関する。さらに詳しくは、砂がボルトに付着する環境で利用され、ボルトのヘッド及びナットの間において対象物を締め付けるためのボルト及びナットに関する。

【背景技術】

【0002】

転造ねじの例としては、次の特許文献１のものが知られている。同文献では、わずかな欠けでもねじの機能が損なわれることが指摘されている。ここでは、欠けた破片がねじの噛合い部に噛み込まれ、締付トルクと軸力のバランスが崩れ、所定の締付トルクで締め付けても、フランク間に破片（異物）が存在していることにより、所定の軸力を得ることができなくなる旨記載されている。また、締付時に破片がフランクに焼き付いてしまい、ねじを緩める際に過大な力が必要となり、ねじを緩める作業に困難性を伴うようになる点も記載されている。

【0003】

その一方、鋳物の作成においては、鋳型を締結するのにボルト及びナットが用いられている。この種のボルト及びナットは、上記指摘の不都合に加え、砂が谷部でこすりつけられてボルト及びナットの耐久性が損なわれる問題があった。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００１－３１７５１８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

かかる従来の実情に鑑みて、本発明は、砂等の異物が存在する環境下でも従来より容易に締結できしかも耐久力に優れたボルト及びナット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】

【0006】

上記目的を達成するため、本発明に係るボルト及びナットの特徴は、砂がボルトに付着する環境で利用され、ボルトのヘッド及びナットの間において対象物を締め付けるための構成において、ボルト及びナットのねじ山の山頂部が台形に形成され、ナットは切削加工により形成され、ボルトは転造加工により形成されるとともに、ボルト及びナットのねじ山は、ボルト軸心に沿う縦断面において、前記山頂部と直線状のフランクと谷底部とにより形成され、少なくとも前記ボルトの前記谷底部の前記フランク近傍は前記フランクよりも鈍角で、同ボルトの谷底部は最底で角部を形成していることにある。

【0007】

同構成によれば、ボルトは転造加工により形成されており、転造ダイスの押圧により表面硬度及び面粗度が向上しているので、切削加工のボルトよりも砂で摩耗しにくい。少なくとも前記ボルトの前記谷底部の前記フランク近傍は前記フランクよりも鈍角であるので、谷部を浅く形成し、ボルトの谷径をできるだけ大きくできて、ボルト全体の強度低下を防ぐことができる。加えて、ボルトの谷底部の最底の角部がより鈍角になり、形状的な強度低下も緩和されることとなる。

【0008】

ボルト及びナットの山頂部が台形に形成されており、上記角部の存在により、台形の山頂部と角部まわりのフランクで扁平な三角のエリアが形成される。同三角のエリアでは、粒径の大きな砂ほど中央に移動し、結果として粒径の異なる砂をこのエリアに合理的に収めることができ、フランクに噛み込む砂を減少させることができる。しかも、ボルトは谷底部の角部の存在で、この角部に合うような角のあるダイスを利用すればよいので、転造加工しやすい。しかも、ナットは転造ボルトに適合するようなねじ溝を切削しやすく、張力の問題も生じにくいので強度的な問題も少ない。したがって、全体として安価に製造でき、ボルトの転造による強化で長寿命化を達成することができる。

【0009】

なお、角部や三角のエリアは少なくともボルトの谷底部に存在する。したがって、ボルトの山部の砂を落とし、砂の付着していないナットを利用した場合は、ボルトの谷に砂が残っても、三角エリアを利用してボルトを締結することができる。

【0010】

上記構成の前記ナットにおいて、１歯の前記ねじ山における一対の前記フランクの山頂部側終端どうしの距離である山頂部幅は、前記フランク長よりも大きく形成するとよい。このようにすると、上記三角エリアの幅が増えて砂が流入しやすく、しかも、フランク長の割合が従来のボルト・ナットよりも少なくなるため、フランクにおける摩擦面積が減り、砂の微粉によるフランクでの摩擦力を減少できて、ナットを所定の位置までより容易に締結することができる。

【0011】

さらに、上記において、前記ボルトのフランクとナットのフランクとの間の平均クリアランスが３４０μｍ以上とするとよい。鋳造で多用される６号珪砂の平均粒径は３４０μｍであるため、砂の量が多くてもその半分はフランク間のクリアランスで移動が許容されて問題とならず、それよりも大きな粒径の緩和は上記三角エリアにおいて行われるため、大きな粒径の砂粒がフランク間のクリアランスに挟まる確率が減少して回転がよりスムースとなる。

【0012】

また、前記ナットの谷底部が前記ボルトの谷底部と同じ断面形状に形成するとよい。同構成によれば、前記ナットの谷底部に前記三角のエリアを形成できるので、ナットのねじ溝に砂が付着していても締結が容易になる。同構成は、例えば、少し螺合したナットの孔に砂が入るような鋳型締結のような環境下では、極めて有効である。

【0013】

加えて、前記ボルトの谷底部の最底と前記ナットの山頂部との間のクリアランスが８５０μｍ以上であるとよい。６号珪砂の最大粒径は８５０μｍ程度であるため、このクリアランスを確保すれば、最大粒径程度の砂が除去しにくくても上記三角エリアに収納できて実用上の問題を生じにくい。

【0014】

同様に、前記ボルトの谷底部の最底と前記ナットの山頂部との間のクリアランス及び 前記ナットの谷底部の最底と前記ナットの山頂部との間のクリアランスが８５０μｍ以上であるとさらに良い。この形であれば、三角エリアのクリアランスが、ボルトの谷底部のみならず、ナットの谷底部にも形成することができる。

【0015】

本発明は、砂の付きやすい環境、すなわち、鋳型の締結用または土木建築現場の締結用として有益である。特に、水等でボルト及びナットを洗浄しにくい環境において有益である。

【0016】

本発明を実施するにあたり、前記ボルトに形成したボルト頭部にワッシャーを固着し、このワッシャーと前記ボルトの胴部との間の角部に回り止め部を固着してもよい。ワッシャーにはボルトの締め付けによる軸力で摩擦力が生じ、このワッシャーにはボルト頭部及び前記回り止め部が固着されてトルクの耐久力を生じる。しかも、回り止め部は、ワッシャーと前記ボルトの胴部との間の角部に固着されているので、締め付けトルクに十分な回転耐久性を有することとなる。

【0017】

本発明を実施するにあたり、次の条件に従うとよい。
ボルトの山径 ≧ ２４ｍｍ
ねじピッチ ≧ ９ｍｍ

【発明の効果】

【0018】

上記本発明の特徴によれば、砂等の異物が存在する環境下でも従来より容易に締結できしかも耐久力に優れたボルト及びナットを提供し得るに至った。

【0019】

本発明の他の目的、構成及び効果については、以下の発明の実施の形態の項から明らかになるであろう。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】本発明に係るボルト及びナットの斜視図を示し、（ａ）は下側から見上げた斜視図、（ｂ）は上側から見下ろした斜視図、（ｃ）は側面図である。

【図2】本発明に係るボルト及びナットを示し、（ａ）は第一実施形態の側面図、（ｂ）は（ａ）の断面図、（ｃ）は第二実施形態を示す断面図、（ｄ）は比較例１を示す断面図である。

【図3】本発明に係るボルトの転造工程を示す図であって、（ａ）は横断面図、（ｂ）は縦断面図、（ｃ）は（ｂ）の部分拡大図である。

【図4】本発明に係るボルト及びナットの拡大縦断面図を示し、（ａ）は第一実施形態を示す断面図、（ｂ）は第二実施形態を示す断面図、（ｃ）は比較例１を示す断面図、（ｄ）は比較例２を示す断面図である。

【図5】本発明に係るボルト及びナットの作用効果を説明するための拡大縦断面図を示し、（ａ）は第一実施形態を示す断面図、（ｂ）は（ａ）の部分拡大断面図である。

【図6】本発明効果の確認試験に用いられたボルト及びナットの写真を示し、（ａ）は第一実施形態のボルト及びナット、（ｂ）は第一実施形態のボルトに砂を付着させた状態、（ｃ）は第一実施形態のボルト及びナット、（ｄ）は（ｃ）等のナットに砂を入れた状態、（ｅ）は比較例２のボルト及びナットである。

【図7】第一実施形態の試験結果を示す表である。

【図8】第一、第二実施形態及び比較例２を用いた試験結果を示す表である。

【発明を実施するための形態】

【0021】

次に、適宜添付図面を参照しながら、本発明をさらに詳しく説明する。本発明に係るボルト及びナット１は、鋳型の締結用途として用いられる例を示し、その第一実施例は、図１、図２（ａ）（ｂ）、図３、図４（ａ）、図５（ａ）に示されている。

【0022】

図１のボルト及びナット１は、ボルト３０にナット２０が螺合された状態を示し、ナット２０は、内面の雌ねじ部２５と、電動工具等の工具で締め付けるための六角部２６を有している。ボルト３０は、ナット２０の締結される雄ねじ部３５に連続して軸部３６とボルト頭部３７を一体形成してある。ワッシャー３８は貫通孔３８ａに先の軸部３６を貫通させてボルト頭部３７を当接させ、さらに、ワッシャー３８と軸部３６とのなす角部に回り止め部３９を固着してヘッド４０を構成する。ボルト頭部３７とワッシャー３８とは第一溶接部ｍ１にて、軸部３６と回り止め部３９とは第二溶接部ｍ２にて、ワッシャー３８と回り止め部３９とは第三溶接部ｍ３にてそれぞれ溶接により固着されている。ナット２０は切削加工により形成され、ボルト３０は後述の転造加工により形成されている。

【0023】

本実施形態では、締付対象物２００は鋳型枠であり、例えば下型枠２０１と上型枠２０２とを有している。具体的には、上型枠２０２の貫通孔２０２ａにボルト３０を挿通した状態でナット２０を仮止めし、下型枠２０１のＵ字切込２０１ａにボルト３０の下部を挿通する。Ｕ字切込２０１ａ内ではボルト３０の回り止め部３９がＵ字切込２０１ａの壁に接当して回り止めがなされた状態で、上部から電動工具でナット２０を締める。これによりナット２０の下部とヘッド４０の上部との間で締付対象物２００が締め付けられる。締結後、ボルト３０にナット２０を介して反力Ｕが伝わり、ボルトが軸方向に引っ張られて伸び、軸力Ｄが生じることとなる。

【0024】

図２（ａ）（ｂ）、図４（ａ）及び図５（ａ）を参照しつつ、さらにナット２０の雌ねじ部２５のねじ山２４、及び、ボルト３０の雄ねじ部３５のねじ山３４について詳述する。ナット２０のねじ山２４は、ボルト軸心Ｐに沿う縦断面において、台形の山頂部２１、谷底部２２及びこれらをつなぐ直線状のフランク２３を有している。また、ボルト３０のねじ山３４は、ボルト軸心Ｐに沿う縦断面において、台形の山頂部３１、谷底部３２、及びこれらをつなぐ直線状のフランク３３を有している。

【0025】

図５（ａ）（ｂ）に示すように、ボルト３０の谷底部３２のフランク３３近傍はフランク３３よりも鈍角で、谷底部３２は最底で角部３２ａを形成している。ナット２０において、１歯のねじ山における一対のフランク２３，２３の山頂部２１側終端どうしの距離であるねじ山頂部幅Ｂは、フランク長Ａよりも大きく形成されている。本第一実施形態では、ナット２０の谷底部２２がボルト３０の谷底部３２と同じ断面形状に形成されている。

【0026】

本実施形態では、ボルト３０のフランク３３とナット２０のフランク２３との間の第三クリアランスＣ３（平均のクリアランスに相当する。）が望ましくは３４０μｍ以上であり、両フランク２３，３３が密接する場合は最大で２＊Ｃ３＝６８０μｍとなるが、両フランク２３，３３の距離は砂Ｓの噛む状況により左右される。

【0027】

また、本実施形態では、ボルト３０の谷底部３２の最底である角部３２ａとナット２０の山頂部２１との間の第一クリアランスＣ１は、望ましくは８５０μｍ以上、下記実験例では１．３３ｍｍである。同様に、ナット２０の谷底部２２の最底である角部２２ａとボルト３０の山頂部３１との間の第二クリアランスＣ２は、望ましくは８５０μｍ以上、下記実験例では１．３３ｍｍである。

【0028】

ボルト３０の転造にあたっては、図３に示すように、一対の転造ダイス２１０を利用して転造ボルト３を間に挟んで塑性加工をする。転造ダイス２１０は円筒形の外周に螺旋のねじ山を有している。転造ダイス２１０の回転中心軸に沿った断面において、角部２１１ａを有する山頂部２１１と谷底部２１２とを備えている。転造ボルト３は、当初においてボルト頭部３ｃと軸部３ｂとを備え、軸部３ｂに転造ダイス２１０を押し当て雄ねじ部３ａを形成する。

【0029】

中心軸に沿った断面において、山頂部３ｄと谷底部３ｅとを有し、転造ダイス２１０の山頂部２１１を押し当てて、谷底部３ｅの金属材料を矢印の向きに変形移動させ、転造ダイス２１０の谷底部２１２に金属材料を隆起させて、山頂部３ｄを形成する。転造ダイス２１０の山頂部２１１には角部２１１ａが存在するため、金属材料を隆起させやすい利点がある。また、後述の如く角部３ｆの角がフランク角より鈍角であるため、角部３ｆの形状的な切り欠き効果が小さくなり、転造ボルト３の強度劣化を防ぐメリットがある。

【0030】

以下に第二実施形態及び比較例を説明し、これらを用いた比較実験の結果について説明する。

【0031】

図２（ｃ）、図４（ｂ）は第二実施形態を示す断面図、図２（ｄ）、図４（ｃ）は比較例１を示す断面図である。図２（ｃ）、図４（ｂ）の第二実施形態では、ナット２０’の谷底部２２’が台形となっており、先の角部２２ａが存在しない状態であり、ボルト３０及び他の構成は第一実施形態と同様である。図２（ｄ）、図４（ｃ）の比較例１では、ナット２０’の谷底部２２’及びボルト３０’の谷底部３２’の双方が台形となっており、先の角部２２ａ，３２ａが存在しない状態である。これらは、ナット２０の谷底部２２及びボルト３０の谷底部３２の双方における先の角部２２ａ，３２ａの効果の確認のための比較である。

【0032】

図６は写真を示し、（ａ）は第一実施形態のボルト及びナット、（ｂ）は第一実施形態のボルトに砂を付着させた状態、（ｃ）は下記の試験を行うための第一実施形態のボルト及びナット、（ｄ）は（ｃ）等のナットに砂を入れた状態をそれぞれ示す。こちらのボルトはねじ径がＭ２４，ねじピッチが９ｍｍ、材質はＳＣＭ４３５Ｈの焼き入れ焼き戻し済みのものである。また、ナットの材質は、ＳＣＭ４３５Ｈであり、切削加工され、焼入れ焼き戻しされたものである。

【0033】

一方、図４（ｄ）は比較例２を示す断面図であり、従来のメートルねじを示す。ナット１２０は、山頂部１２１、谷底部１２２、フランク１２３を有し、ボルト１３０は、山頂部１３１、谷底部１３２、フランク１３３を有する。図６（ｅ）は比較例２のボルト及びナットの写真であり、ボルトはねじ径がＭ２４，ねじピッチが３ｍｍ、材質はＳＣＭ４３５Ｈの焼き入れ済みのものである。

【0034】

ここで、比較実験の条件と結果を示す。次の条件により、砂の粒度を変更し、ボルトに螺合したナットに砂を入れて手動回転による実験を行った。砂は、ふるいにかけて粒径をできるだけ揃えたもので、平均粒径がそれぞれ、53,173,222,284,723,1139μｍのものを用いた。原料となった砂の種類は、東北珪砂4号，東北珪砂7号，東北珪砂8号である。加えた砂の量は、全ての実験例において変わらず、0.1，0.3，0.8, 1，2，3，5，10ｇであった。

【0035】

ボルト３０の谷底部３２の最底である角部３２ａとナット２０の山頂部２１との間は、上記三角エリアに相当する第一クリアランス部Ｇａを形成し、第一、第二実施形態において、ねじ山の高さ方向の第二クリアランスＣ２は１．３３ｍｍである。

【0036】

第一実施形態におけるナット２０の谷底部２２の最底である角部２２ａとナット３０の山頂部３１との間は、上記三角エリアに相当する第二クリアランス部Ｇｂで、同様にねじ山の高さ方向の第二クリアランスＣ２は１．３３ｍｍである。一方、第二実施形態におけるナット２０’の谷底部２２’とナット３０の山頂部３１との間は、上記三角エリアとは異なる第二クリアランス部Ｇｂ’で、ねじ山の高さ方向のクリアランスは５５０μｍである。参考までに図４（ｃ）の比較例１では、第一クリアランス部Ｇａ’，第二クリアランス部Ｇｂ’は第一実施形態よりもともに狭くなっている。

【0037】

図４（ｄ）の比較例２におけるボルト１３０の谷底部１３２とナット１２０の山頂部１２１との間の第一クリアランス部ｇａにおけるねじ山の高さ方向のクリアランスは４７４μｍである。また、ナット１２０の谷底部１２２とナット１３０の山頂部１３１との間の第二クリアランス部ｇｂのねじ山の高さ方向のクリアランスは５０９μｍである。加えて、両フランク１２３，１３３間の平均のクリアランスは７０μｍである。

【0038】

試験方法は、「上記各重量の砂をボルトに仮止めしたナットの雌ねじ部に入れ、手で回す」ことを３回個別に行い、ナットが手で容易に回せるかどうかという観点で試験の評価を行った。

【0039】

図７に第一実施形態の試験結果を示す。砂の量が５ｇのところだけ、３回の試験結果を示し、他のところは３回の試験の結論のみを記載した。不具合が出たのは、７２３μｍの砂では１０ｇの場合と、５ｇの場合は３回中２回であった。１１３９μｍの場合は３，５，１０ｇの場合のみであった。これら以下の他の平均粒径及びｇ数では不具合は発生しなかった。

【0040】

図７のように、３回中１回でも不具合の出たものを不具合発生と評価すると、第一、第二実施形態及び比較例２の比較試験の結果は図８の通りとなる。第一実施形態領域（実線で表示），第二実施形態領域（破線で表示）ともに比較例２領域（一点鎖線で表示）と比べて様々な粒度の砂Ｓの存在する環境下でも使用可能であることが伺える。また、第一実施形態は、第二実施形態に比較して７２３μｍ以上の粒径の砂が１ｇ以上の場合でも回転が容易であるとの差があり（図７のハッチング部分は第二実施形態では回転不能）、フランクの第三クリアランスＣ３は第一、第二実施形態で同一である。よって、第二クリアランス部Ｇｂが存在することで、砂の量が多くても回転がより容易となり、その効果が確認された。

【0041】

また、ボルトのねじ山の間の谷に砂を付着させた状態でナットを締結した場合（この場合は、ナットの谷には、砂は入りにくい）、比較例２では不都合が生じた。しかし、第一、第二実施形態では不都合は生じず、第一クリアランス部Ｇａのみの場合の効果が確認された。

【0042】

以上の結果を考察し、以下の現象が認められる。

【0043】

両フランク２３，３３間のクリアランスは最大で２Ｃ３＝６８０μｍであり、第一実施形態では、これを越える７２３μｍでも３ｇまで、１１３９μｍでも２ｇまで回転が可能であることから、粒径の大きな砂Ｓはこれらのフランク２３，３３等で粉砕されて第一、第二クリアランス部Ｇａ，Ｇｂに移動するものと考えられる。

【0044】

図５（ｂ）の如く、ナット２０のねじ山頂部幅Ｂをフランク長Ａよりも小さな幅Ｂｘにすると、第一角部Ｔ１は第二角部Ｔ２に移動し、第一仮想クリアランスＣ１１は第一クリアランスＣ１に比べて小さくなり、その第一クリアランス部Ｇａも容積が減少することとなる。これにより、第一クリアランス部に受け入れられる砂の粒径は小さく容積も少なくなることから、回転がより困難になることが予想される。

【0045】

一方、谷底部３２のフランク３３近傍はフランク３３よりも鈍角であるが、谷底部３２のフランク３３近傍をフランク３３と同じ角度にすると、第三角部Ｔ３、第四角部Ｔ４は第一角部Ｔ１、第二角部Ｔ２に比較してより鋭利となり、形状的にボルトの軸力に対する耐久性が低下する。なお、第四角部Ｔ４の谷底径Ｄｃは第一角部Ｔ１の谷底径Ｄｂより小さくなることから、単位断面積あたりの引張応力の点でも、鋭利な第四角部Ｔ４はボルトの軸力に対する耐久性が低下する。

【0046】

上記より、ボルト３０の軸力に対する耐久性、第一角部Ｔ１のより鈍角に構成されることによる形状的な強度の向上、、ボルト３０のねじ山頂部幅Ｂをフランク長Ａよりも大きくすることによる第一クリアランス部Ｇａの容積拡大より、上記構成のボルト３０は砂を噛んでの回転の容易性、耐久性がより向上することが伺える。また、ナット２０も同様の形状設計とすることで、同様の効果を奏することができる。

【0047】

最大粒径程度の砂がボルト３０の谷底部３２に付着した場合でも三角エリアに収納できるという観点から、ボルト３０における谷底部の最底とナット２０の山頂部との間の第一クリアランス部Ｇａのクリアランス、及び、第二クリアランス部Ｇｂのクリアランスが８５０μｍ以上であることが望ましい。また、実用性を考えて、ピッチ線ＰＬ上のピッチは９ｍｍ、ボルト３０の山径Ｄａは２４ｍｍ以上であることが望ましい。ピッチ９ｍｍは締結の迅速さより、また、ボルトの山径は、ピッチ９ｍｍ以上のボルトを転造する場合、山径が２４ｍｍより小さいと、ねじの山の傾き（つる巻線）の角度（リード角）が鋭角になり、転造が難しくなるためである。

【産業上の利用可能性】

【0048】

本発明は、鋳物用（鋳型締結用）のボルト及びナットとして利用することができる。その他、砂が付着する環境下、例えば、土木建築現場の締結用、特に水やエアーで砂を除去しにくい環境下において有効に活用が可能である。

【符号の説明】

【0049】

１：ボルト及びナット、３：転造ボルト、３ａ：雄ねじ部、３ｂ：軸部、３ｃ：ボルト頭部、３ｄ：山頂部、３ｅ：谷底部、３ｆ：角部、２０：ナット、２１：山頂部、２２：谷底部、２２ａ：角部、２３：フランク、２４：ねじ山、２５：雌ねじ部、２６：六角部、３０：ボルト、３１：山頂部、３２：谷底部、３２ａ：角部、３３：フランク、３４：ねじ山、３５：雄ねじ部、３６：軸部、３７：ボルト頭部、３８：ワッシャー、３８ａ：貫通孔、３９：回り止め部、４０：ヘッド、１２０：ナット、１２１：山頂部、１２２：谷底部、１２３：フランク、１３０：ボルト、１３１：山頂部、１３２：谷底部、１３３：フランク、２００：締付対象物、２０１：下型枠、２０１ａ：Ｕ字切込、２０２：上型枠、２０２ａ：貫通孔、２１０：転造ダイス、２１１：山頂部、２１１ａ：角部、２１２：谷底部、２０’：ナット、２２’：谷底部、２４’：ねじ山、３０’：ボルト、３２’：谷底部、３４’：ねじ山、Ａ：フランク長、Ｂ：ねじ山頂部幅、Ｃ１：第一クリアランス、Ｃ２：第二クリアランス、Ｃ３：第三クリアランス、Ｃ１１：第一仮想クリアランス、Ｃ１２：第二仮想クリアランス、Ｃ１３：第三仮想クリアランス、Ｄａ：ボルト山径、Ｄｂ：ボルト谷径、Ｄｃ：ボルト谷径、Ｇａ，ｇａ，Ｇａ’：第一クリアランス部、Ｇｂ，ｇｂ，Ｇｂ’：第二クリアランス部、Ｇｃ，ｇｃ：第三クリアランス部、ｍ１：第一溶接部、ｍ２：第二溶接部、ｍ３：第三溶接部、Ｐ：ボルト軸心、ＰＬ：ピッチ線、Ｓ：砂、Ｔ１：第一角部、Ｔ２：第二角部、Ｔ３：第三角部、Ｔ４：第四角部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】