貫通ボルト：種類、用途、取り付けの完全ガイド

貫通ボルトは、接合する材料を完全に貫通し、両側からナットとワッシャーで固定する締結具です。アンカーボルトや片側だけに埋め込むネジとは異なります。

橋梁デッキ、鉄骨倉庫、木材梁の建設現場に足を踏み入れると、貫通ボルトが静かに、しかし重要な役割を果たしているのがわかります。華やかさはありませんが、接合部がせん断荷重や振動、数十年にわたる繰り返し応力に耐える必要がある場合、貫通ボルトこそがエンジニアリング上最適な締結具となることが多いのです。

このガイドでは、主要な4種類の貫通ボルト、アンカーボルトやラグスクリューとの比較、正しいサイズ選定方法、鋼材やコンクリートへの施工手順まで、すべてを解説します。読み終える頃には、どの貫通ボルトを注文すべきか、そしてその理由が明確になるでしょう。

貫通ボルトとは？

貫通ボルトは、完全貫通型の締結具です。シャンク（軸）が接合するすべての部材に事前に開けた穴を完全に通り抜け、突出した端にナットをねじ込みます。

その定義は簡単に聞こえますが、重要な機械的優位性を生み出します。なぜなら、 締付け力 組立の両面から対称的に力が加えられるため、貫通ボルトは荷重を接合部全体に分散します。これを、片方の材料のねじ引抜き抵抗だけに頼るラグスクリューと比較してください。

貫通ボルト組立の構造

標準的な貫通ボルト組立は、5つの部品で構成されています：

• ボルトシャンク — 材料を貫通する、ねじ付きまたは部分的にねじ付きの円筒状の本体
• ボルトヘッド — 六角、丸型、皿型など。施工時にトルクを伝達し、近側面に当たる部分
• ワッシャー（近側） — 締め付け荷重を分散し、ヘッドの抜けを防ぎ、表面仕上げを保護する
• ワッシャー（遠側） — ナットの下で同様の役割を果たす
• ナッツ — 突き出たシャンクにねじ込まれ、 締め付けトルクでクランプ荷重を発生させる

構造用鋼材の用途では、 AISC鋼構造マニュアルボルト、ナット、ワッシャーはASTM F3125の下で組み合わせとして指定されており、個別に選定されるものではありません。

クランプ力の仕組み

スルーボルトにトルクをかけると、シャンクが引張で伸びます。その引張がクランプ力を生み、接合部材を押し付けます。接合面での摩擦が面内せん断に抵抗します。これが、スナッグタイトとプレテンション取付の違いが重要な理由です。すべりクリティカル接合におけるプレテンションボルトは、同じボルトのスナッグタイトよりもはるかに高いせん断耐力を発揮します。

実際には、非構造用や軽荷重の接合部ではスナッグタイトで十分です。建物、橋梁、産業機器などの構造用接合部では、 AISCの表J3.1 必要です。

スルーボルトの種類

スルーボルトには主に4種類あります：六角ボルト、キャリッジボルト、Uボルト、マシンボルト―それぞれ異なる荷重方向や接合形状に最適化されています。

間違った種類を選ぶことはよくあることで、 costly mistake。それぞれの用途を説明します。

1. 六角スルーボルト

構造作業で最も一般的なタイプです。六角形の頭部はレンチでトルクをかけることができ、全ねじまたは部分ねじの軸が適合したクリアランス穴を通ります。並目（UNC/ISO）と細目（UNF）のねじピッチがあります。 ねじピッチ.

cURL Too many subrequests. 構造用鋼材同士、鋼材とコンクリート（プレートやブラケットを使用）、フランジ接続、産業機械フレームなどに使用されます。

確認すべき主な仕様： 接合設計にA325（120 ksi）またはA490（150 ksi）グレードが必要かどうか。設計された構造接合部にA307を代用しないでください―許容荷重の差は大きいです。

2. キャリッジスルーボルト

キャリッジボルトは丸みを帯びた工具不要の頭部と、その直下にある四角い首部が特徴です。木材部材に打ち込むと、四角い首部が木材に食い込み、ボルトが回転しないようにロックされます―ナット側だけレンチが必要です。これが木造建築での大きな利点です。

cURL Too many subrequests. 木造フレーム接合部、ウッドデッキ、フェンス柱、木製構造部材、木材と金属のブラケット接合などに使用されます。

確認すべき主な仕様： 首部の直径と木材の密度。硬木の場合、四角い首部が無理に入ると木目が割れることがあります。場合によっては四角いワッシャーや軽い下彫りが有効です。

3. Uボルト

Uボルトは「スルーボルト」と聞いて多くの人が思い浮かべるものではありませんが、確実に該当します―両方のねじ脚がプレートやブラケットを貫通し、2つのナットで組立てを締め付けます。曲がった部分がパイプや棒、構造材をしっかりと固定します。

cURL Too many subrequests. パイプ支持・吊り下げ、配管取付、排気システムブラケット、トレーラーヒッチ、溶接せずに丸断面部材をクランプする用途などに使用されます。

確認すべき主な仕様： 内径（ID）はパイプや棒の呼び外径（OD）と公差内で一致している必要があります。小さすぎると締まりすぎ、大きすぎると振動で滑ります。

4. マシンボルト／構造用ボルト

マシンボルトは、ASTM F3125で仕様が統合される前に構造接合部で使われていたボルトの伝統的な呼称です。現在では、リーマー加工や穴あけされた穴に精密に適合するボルト全般を指して使われることもあります。重要な違いは、ベアリング型接合部では軸部（ねじ部ではなく）が穴の壁に当たるため、軸径や表面仕上げがクリアランス穴組立よりも重要です。

cURL Too many subrequests. すべり止めが重要な構造接合部、橋梁やクレーンレールの高せん断接合部などに使用されます。

貫通ボルトの産業用途

貫通ボルトは、接続部が取り外し可能、点検可能、または認証された荷重を支える必要がある場合に使用されます。建設、インフラ、重工業など幅広い分野で利用されています。

構造用鋼材の建設

鋼構造建築では、貫通ボルト（特にASTM A325またはA490高強度構造用ボルト）が、すべての梁と柱、梁と梁の接続部に使用されます。モーメント接続やせん断タブ接続も、定義された値まで締め付けられた貫通ボルトに依存しています。接合部はAISC LRFDまたはASDに基づいて設計され、ボルトパターンはせん断、引張、複合荷重に対して計算されます。

実際には、建方作業員は鋼材組立時にボルトを仮締めし、フレームが垂直・直角になった後に再トルクまたはナット回し法（通常3/4インチA325の場合、仮締め後さらに1/2回転）を使用します。この最終締め付け工程を省略することが現場でよくあるミスの一つです。

木造およびマスティンバー建築

キャリッジ貫通ボルトは、伝統的な木造フレームや現代のマスティンバー（CLTやグルーラム）の基盤となっています。 日本木材建築協会（AITC） ダグラスファー、南洋松などの樹種ごとにボルトの支持値を公表しています。2×10ダグラスファー（比重0.5）2枚を貫通する3/4インチキャリッジボルトは、1本あたり約1,200～1,500ポンドの設計せん断値を発揮します。必ず該当するNDS表で樹種や荷重継続係数を確認してください。

木材におけるスルーボルトは、定期的な点検や再締結が可能であり、湿潤・乾燥の繰り返し環境下では木材が収縮しボルトが緩むため、これが重要となります。

橋梁およびインフラの保守

橋梁、特に古いトラス橋やガーダー橋は元々リベットで組み立てられていましたが、リベットの交換や修理は高額です。スルーボルト（通常はASTM A325またはA490）が、何十年も標準的なリベット交換用ファスナーとして使用されています。各リベット穴はボルト軸が入るようにドリルまたはリーマで拡張され、組み立て後に予備締めされます。日本鉄道技術協会（AREMAに相当）が正確な手順を規定しています。

高速鉄道の軌道では、スルーボルト組立品がレールクリップ、フィッシュプレート、タイプレートを枕木に固定します。振動環境下では、高いクランプ荷重と、戻り止めナットやロックワッシャーによる確実なロックが必要で、緩みを防ぎます。

産業機器および配管システム

フランジ付き配管継手は、スルーボルトを使用して、接合フランジ間のガスケットをメーカー指定の座圧まで圧縮します。ASME B16.5およびASME PCC-1がフランジボルトの締付け順序と値を規定しています。締付け順序は重要で、星形のクロスボルト締めがフランジ面の歪みを防ぎます。全てのボルトを順番に締め付けた（クロスパターンでない）フランジは、正しいトルク値でも即座に漏れた事例があります。

Uボルトは工場内の配管支持部に多く使用され、プロセス配管の水平配管を構造用鋼材に固定します。Uボルトが大きすぎたり緩んでいると、熱サイクル中に配管が動き、長期的にボルトねじ部が疲労します。

適切なスルーボルトの選び方

スルーボルトは次の順序で選定します：等級（耐荷重）→材質（腐食環境）→種類（接合形状）→サイズ（穴径とグリップ長さ）。

この順序を守ることで、最も一般的なミスであるサイズを先に選び等級を無視することを防げます。1/2インチA490ボルトは、3/4インチA307ボルトよりも純引張で優れています。まず等級を選びましょう。

ステップ1：設計荷重を決定する

設計図がある場合は、ボルト仕様が記載されています。基本設計から作業する場合：

• 接合部にかかるせん断力と引張力を計算する
• ボルト本数で割り、1本あたりの荷重を算出する
• AISC LRFD φ係数（引張φ=0.75、せん断φ=0.65（ベアリング型接合））またはASD安全率を適用する

簡易的な構造物の目安：1/2インチA325スルーボルトの単純せん断耐力（LRFD）は約9.3キップ。3/4インチA325の単純せん断は約21キップ。

ステップ2：材質と表面処理を選定する

防腐処理木材と亜鉛メッキ（電気メッキ）ボルトの相互作用はしばしば過小評価されています。 日本木材保存協会（AWPA）によると現在のACQおよびCA処理は、従来のCCA処理よりも亜鉛に対して著しく腐食性が高いです。防腐処理木材と接触する場合は、溶融亜鉛めっき（ASTM A153コーティング、最小1.7オンス/平方フィート）またはステンレスを使用してください。

ステップ3：種類を形状に合わせる

• 両側からアクセス可能→六角ボルト
• 片側が木材部材で反対側の工具アクセスが制限されている→キャリッジボルト
• 丸断面（パイプ、チューブ、棒）をクランプする→Uボルト
• 高せん断構造接続→ASTM F3125に準拠した構造用ボルト

ステップ4：正しくサイズを選ぶ

ボルト径はクランプする板厚の少なくとも1.5倍としてください。グリップ長（ヘッド下からナットがかかり始めるまでの距離）は、全材料厚さと±1山以内に合わせてください。せん断面にねじ部があると、支持力が大幅に低下します。

貫通ボルトの取り付け：手順

正しい貫通ボルトの取り付けには、適合した穴、正しいトルクシーケンス、そして構造用ボルトの場合は予備締めの確認が必要です。

必要な工具

• 電動ドリルまたはマグドリル（鋼材用コバルトまたはバイメタルホールソー）
• インパクトレンチまたはトルクレンチ（校正済み）
• 硬化された平ワッシャー（両面）
• 耐錆剤（ステンレス用 — 摩擦焼き付きを防止）
• 予張力調整用較正工具（DTIワッシャーまたはテンションコントロールボルトは現場に適した選択肢）

取り付け手順

1. 穴を適切な直径にドリルで開ける。 ASTM規格のクリアランス穴の場合、穴径は直径1インチまでのボルトに対して公称ボルト径より1/16インチ大きい。オーバーサイズまたは短スロット穴の場合は、AISC表J3.3を確認 — オーバーサイズの穴は設計容量を低下させる。
2. 接触面を清掃する。 接合部が滑りやすい場合は、ミルスケール、塗料、コーティングを除去する。未塗装の清潔なミルスケールまたはクラスAコーティングはμ = 0.35を示す。塗装面はこれを低減させる — クラスB（熱間めっき亜鉛）はμ = 0.50。
3. 組み立て順序： ボルト → ワッシャー（近側） → 材料 → ワッシャー（遠側） → ナット。A325およびA490の場合、ナットはボルトヘッドと反対側に取り付ける。
4. 最初にきつく締める。 パターン内のすべてのボルトを締め付け（普通のレンチで人が全力をかけた程度 — 最終トルクの約10〜20％）。これにより接合部が安定する。
5. 予張力。 構造用A325またはA490ボルトの場合、次のいずれかを使用：
6. ナット回転法： 締め付けて、ボルトとナットに印をつけ、指定された回転（通常はグリップ長に応じて1/3から1回転）だけナットを回す。
7. テンションコントロール（TC）ボルト： スプライン端が破断するまで締め付ける — スプライン設計により最小予張力が保証される。
8. DTI（ダイレクトテンションインジケーター）ワッシャー： 突起部は最小予張力で崩壊し、フィールアゲージで点検する。
9. 確認する。 すべりクリティカル接合部では、AISCはグループ内のすべてのボルトが、グループ内の最後のボルトが締め付けられた後、順番に再検査されることを要求しています。後から締め付けることで、先に締めたボルトがわずかに緩む可能性があるためです。
10. ねじロック剤を塗布するか、 ロックナット 振動環境で使用する。 ナイロンインサート（保持トルク型）ロックナットやSAEグレード8のセレーション付きフランジナットは、機械装置の標準です。ダブルナットも許容されますが、取り付け時間が増加します。

通しボルトとその他のファスナーの比較

ほとんどの仕様ミスは、通しボルトと見た目が似ているファスナーを混同することから発生します。それぞれの優位性は以下の通りです：

通しボルトとアンカーボルト： アンカーボルトはコンクリートに埋め込むか、穴に打ち込んで、拡張、接着、またはフック形状の端部によって一つの材料内で抵抗力を発揮します。通しボルトは完全に貫通し、反対側からクランプします。通しボルトは取り外し可能ですが、ほとんどのアンカーボルトは恒久的です。コンクリートへの取り付けで貫通穴が可能な場合（薄いスラブやコンクリート壁のブラケットなど）、反対側にバックプレートを設けた通しボルトは、ウェッジアンカーよりも一般的に強く、信頼性があります。

通しボルトとラグスクリュー： ラグスクリューは木材に自らねじ山を切り、一つの部材内でねじの引き抜き抵抗に依存します。通しボルトは両方の部材を対称的な力で締結します。ダグラスファー材のラップジョイント試験では、3/4インチの通しボルト（木製サイドプレート付き）は、同じ形状の3/4インチラグスクリューよりも1本あたり約40～60％高いせん断耐力を発揮します。これは主に、通しボルトが荷重下でのジョイントの回転を防ぐためです。

通しボルトとキャリッジボルト： キャリッジボルトは通しボルトの一種です。違いはヘッド形状と、木材でのセルフロック用の四角いネック部です。構造図面で「通しボルト」とだけ記載されている場合、通常は両側にワッシャーを使用した六角ボルトを指します。

発表されたデータによると 構造用ファスナー協会によれば、通しボルトは日本の鉄骨構造における全構造用ファスナー施工の約68％を占めており、アンカーボルトや接着アンカーを合わせた数を上回っています。

通しボルトのサイズと仕様

通しボルトのサイズは主に2つの規格に従います：インチ（SAE/ASTM）とメートル（ISO）。productionscrews.comの在庫は両規格の幅広い範囲をカバーしており、高強度構造グレードに特に重点を置いています。

インチシリーズ（日本で最も一般的）：

• 直径：1/4インチ、5/16インチ、3/8インチ、1/2インチ、5/8インチ、3/4インチ、7/8インチ、1インチ、1-1/8インチ、1-1/4インチ
• ねじピッチ：UNC（並目）標準；精密用途にはUNFも利用可能
• 長さ：一般在庫は1/2インチ～8インチ；より長い特注サイズも対応可能

メートルねじシリーズ（ISO 898-1）：

• 直径：M6、M8、M10、M12、M16、M20、M24、M30
• 強度区分：4.6、8.8、10.9、12.9（構造用途ではA307、A325、A490に類似）
• 長さ：標準在庫は10mmから200mmまで

等級の相当（概算）：

高速鉄道のレール締結具の通しボルトには、EN 14399-2に基づき、フィッシュプレートおよびベースプレート接続にクラス10.9のメートルボルトが標準です。規定値の100%の予緊張が必要（鉄道用途ではアンダートルク許容なし）、新設ではTCボルト検証が必須です。

通しボルト技術の将来動向（2026年以降）

統合センサー付きスマートファスナーと先進コーティングが、2026年の通しボルト仕様を大きく変える2つの重要な進展です。

スマートボルト技術

構造ヘルスモニタリング（SHM）は、橋梁レベルのセンサーから個々のファスナーセンサーへと移行しています。複数のメーカーが、ボルト張力データを無線送信する埋め込み型圧電センサーやひずみゲージセンサー付き通しボルトを提供しています。2024年のETHチューリッヒの研究では、動的荷重を受ける予緊張鋼接合部で±2%の精度で連続ボルト張力監視が実証されました。

重要インフラ（風力発電タワー基部フランジ、橋梁トラス接続、耐震モーメントフレーム）では、リアルタイム予緊張監視により、現在ロープアクセスや足場が必要な定期点検プログラムが不要になります。コストプレミアム（現在は標準構造ボルトの15～25倍）は、センサーの小型化が進むにつれて低下すると予想されます。

先進コーティングと材料

高強度ボルト（グレード10.9およびA490）における水素脆化（HE）破損が、 コーティング開発を亜鉛ニッケル電気めっき および亜鉛フレークシステム（ダクロメット、ジオメット）へと推進しており、これらは酸洗工程による水素導入なしでHDGと同等の耐食性を提供します。によると、 ASTM International規格の追跡2024年から投票中のF3125改訂では、A490ボルトの公認代替として亜鉛フレークコーティングを明示的に許可する見込みであり、長年の曖昧さが解消されます。

複合材およびチタン製通しボルトは、重量が重要な航空宇宙や防衛用途でシェアを拡大しています。商業建築では、腐食が懸念され荷重要求が控えめな構造用木材接合部向けに、炭素繊維強化ポリマー（CFRP）通しボルトが市場に参入しています。

よくある質問

Q: 貫通ボルトは何のために使われますか？
貫通ボルトは、二つ以上の部材を両側から締め付けて強固で取り外し可能な構造的接続を作るために使用されます。荷重を確実に接合部で伝達する必要がある場合や、接続部の点検・調整・分解が必要な場合に用いられます。

Q: アンカーボルトと貫通ボルトの違いは何ですか？
アンカーボルトは一つの材料（コンクリート）に埋め込まれ、膨張・付着・フックによって抵抗を生み出します。貫通ボルトは全ての材料を貫通し、反対側から締め付けられます。貫通ボルトは取り外し可能ですが、アンカーボルトは通常永久的です。貫通ボルトは薄い材料でより高く予測可能な荷重容量を提供します。

Q: 貫通ボルトとラグボルトの違いは何ですか？
ラグボルト（ラグスクリュー）は木材にねじ込まれ、一つの部材のみでねじの引き抜き抵抗を生み出します。貫通ボルトは両方の部材を貫通し、反対側のナットで締め付けます。貫通ボルトはより高いせん断耐力と均一な荷重分布を提供しますが、接続部の両側にアクセスが必要です。

Q: どのサイズの貫通ボルトが必要ですか？
軽量構造木材接続の場合、直径1/2インチから5/8インチが適切です。鋼構造の場合、3/4インチA325が最も一般的な構造用ボルトです。産業用フランジ接続では、ASME B16.5フランジクラスとパイプ直径表に従ってサイズを選びます。目安として、ボルトのグリップ長は直径の8倍を超えないようにすると最大効率となります。

Q: 貫通ボルトはコンクリートに使用できますか？
はい、コンクリートスラブや壁に穴を開けて、反対側にバックプレートとナットを使用することで可能です。これはスラブ下から貫通ボルトを設置する場合の現場打ちスリーブアンカー方式や、反対面にアクセスできる場合のプレートワッシャー付き貫通ボルト方式です。割れたコンクリートでは膨張アンカーよりも高性能です。

Q: 貫通ボルトにはワッシャーが必要ですか？
はい、必ず必要です。両側のワッシャーは、荷重下でヘッドやナットが材料を引き抜くのを防ぎ、締め付け力を広い支持面に分散し、表面仕上げを保護します。構造用ボルト（A325/A490）のヘッドやナット下には硬化ワッシャー（F436）が必要です。

Q: 貫通ボルトの締め付けトルクはどれくらいですか？
非構造接続の場合は、ボルトメーカーのトルク表を直径・グレード・潤滑状態に基づいて参照してください。構造用A325またはA490の場合は、AISC表J3.1に従い、ターンオブナット法、TCボルト法、DTI法で予緊張を行います。トルク値ではなく、トルク-予緊張のばらつきが大きいため（±25～35％）。

Q: 貫通ボルトとスルーボルトは同じものですか？
はい、「スルーボルト」と「貫通ボルト」は同じ意味です。略称は製品カタログ（例：FastenMaster ThruLOK）や現場でよく使われますが、同じファスナーのカテゴリを指します。

結論

貫通ボルトは、現在使用されている中で最も信頼性が高く多用途な構造用ファスナーの一つです。その信頼性は、基本設計に由来します：完全貫通シャンク、両面からの対称的な締め付け、既知で検証可能な予緊張までトルクをかけられるボルト・ナット・ワッシャーの組み立て。

実用的なポイント：サイズではなくグレード（荷重容量）から選び始めましょう。腐食環境に合わせて材料を選定し、特に防腐処理木材が接合部にある場合は注意してください。グレードに合った施工方法（A325/A490はターンオブナット法やTCボルト法、任意のトルクは不可）を使用しましょう。高振動や動的用途ではナットをロックしてください。

鋼、ステンレス、溶融亜鉛めっき仕上げの貫通ボルト在庫は、インチ・メートルサイズ全範囲で、ASTM A325、A490、ISO 10.9高強度グレードも含めてご覧いただけます。 productionscrews.com ファスナーカタログ 在庫商品は即日処理が可能です。