JP2000027315A - 高力ボルト接合構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ボルト先端側の突出を小さく抑え、ネジ抜け
のないしっかりとした接合状態を得ることができ、一方
の側からしかアクセスできないような場合でも接合を行
うことができる特定構造の高力ボルト接合構造におい
て、高力ボルトを締めていく過程でのプラグナットの共
回りを有効的に防止でき、部材同士を強度的信頼性高く
適正かつ強固に接合することができるようにすること。 【解決手段】 外周にネジ部を有するプラグナット４
が、その基端部に半径線方向外方に突出するフランジ部
４ｄを有し、このフランジ部４ｄを角形鋼管材１のネジ
孔５の周縁部に当接させることによって、ネジ孔５内方
へのそれ以上の螺入が規制されるようになされている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高力ボルト接合構
造に関する。

【０００２】

【関連する技術】例えば、角形鋼管柱の側面部にＨ形鋼
梁のエンドプレートを高力ボルト接合するような場合
に、次のような接合手法を採用することが、極めて有効
的な接合手法として考えられる。

【０００３】即ち、図６に示すように、角形鋼管柱５１
の側壁に、高力ボルト５３よりも径大なネジ孔５５を形
成し、このネジ孔５５に、外周をネジ部５４ｂとしたナ
ット材５４を、角形鋼管柱５１の外側から螺合してセッ
トし、そして、高力ボルト５３を、エンドプレート５２
のボルト通孔５９を通じて、ナット材５４の内周ネジ部
５４ａに螺合し、締め付けて、ナット材５４と角形鋼管
柱５１、及び、高力ボルト５３とナット材５４の各ねじ
結合力によって、角形鋼管柱５１とエンドプレート５２
とを高力ボルト接合する手法である。

【０００４】この接合手法によれば、ナット材５４が角
形鋼管柱５１の側壁の肉内にセットされるため、角形鋼
管柱５１内部への高力ボルト５３先端側の突出を小さく
抑えることができる。

【０００５】しかも、高力ボルト５３はナット材５４と
螺合されるため、高力ボルト５３の締付けによってボル
ト５３がナット材５４からネジ抜けしてしまうというよ
うなことが起こらないのはもとより、角形鋼管柱５１の
ネジ孔５５は高力ボルト５３よりも径大であり、そのた
め、ネジ孔５５の螺旋方向におけるネジ長さが長く確保
され、それゆえ、ナット材５４と角形鋼管柱５１とのネ
ジ結合部の耐力を大きく確保しえて、ナット材５４につ
いても、角形鋼管柱５１に対しネジ抜けしにくいしっか
りとした螺合状態を得られる。従って、角形鋼管柱５１
とエンドプレート５２とを、ネジ抜けのないしっかりと
した高力ボルト接合状態、即ちしっかりとした摩擦接合
状態にすることができる。

【０００６】加えて、ナット材５４は、角形鋼管柱５１
のネジ孔５５に対し、角形鋼管柱５１の外側からネジ孔
５５に螺入して取り付ければよいから、角形鋼管柱５１
内部への作業上の無理なアクセスを行う必要がない。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
高力ボルト接合構造には、次のような点において改良の
余地が残されている。即ち、高力ボルト５３を締めてい
く過程で、ナット材５４が角形鋼管柱５１とエンドプレ
ート５２との摩擦接合面の側に浮き上がってしまうこと
がないよう、高力ボルト５３は、ナット材５４をネジ孔
５５に螺入させていく回転方向と同じ方向に回転させて
ナット材５４に螺入される構造となっている。そのた
め、高力ボルト５３を締めていく過程で、角形鋼管柱５
１にセットしたナット材５４が、不本意な共回りを起こ
し、ネジ孔５５の奥方、即ち、角形鋼管柱５１の内方へ
と変位してしまって、ナット材５４と角形鋼管柱５１と
のネジ結合部の耐力を低いものにしてしまうことがあ
る。

【０００８】本発明は、上記の問題を解消し、高力ボル
トを締めていく過程でのナット材の共回りを有効的に防
止することができて、部材同士を強度的信頼性高く適正
かつ強固に接合することができる高力ボルト接合構造を
提供することを課題とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題は、第１の部材
に高力ボルトよりも径大なネジ孔が設けられ、この第１
の部材に、外周をネジ部としたナット材が、その外周ネ
ジ部を前記ネジ孔に螺合させて取り付けられ、高力ボル
トが、第２の部材のボルト通孔を通じて、前記ナット材
の内周ネジ部に螺合され、締め付けられて、ナット材と
第１部材、及び、高力ボルトとナット材の各ねじ結合力
によって、第１の部材と第２の部材とが高力ボルト接合
されており、前記ナット材は、第１の部材のネジ孔に対
し、第１の部材と第２の部材との摩擦接合面のがわから
螺入して取付け可能であり、高力ボルトは、ナット材と
同じ方向に回転されてナット材に螺合されており、ナッ
ト材は、その基端部に半径線方向外方への突出部を有
し、この突出部を第１の部材のネジ孔の周縁部に当接さ
せて、ネジ孔内方へのそれ以上の螺入を規制されるよう
になされていることを特徴とする高力ボルト接合構造に
よって解決される。

【００１０】即ち、この高力ボルト接合構造では、高力
ボルトを回転させ、締め付けていく過程で、ナット材に
共回りの回転力が作用しても、ナット材は、その基端突
出部が第１の部材のネジ孔の周縁部に当接されてそれ以
上の螺入を規制されているから、高力ボルトとともに共
回りをするというようなことは起こらず、従って、ナッ
ト材が不本意に奥方に螺進してナット材と第１の部材と
のネジ結合部の耐力を低くしてしまうというようなこと
を確実に防止でき、部材同士を強度的信頼性高く適正か
つ強固に高力ボルト接合することができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。

【００１２】本実施形態は、角形鋼管柱の周壁外面部
に、Ｈ型鋼梁端部に備えられているエンドプレートを高
力ボルト接合する場合の高力ボルト接合構造についての
もので、、図１及び図２において、１は第１の部材とし
ての角形鋼管柱、２は第２の部材としてのエンドプレー
ト、３はピンテール付きの高力ボルト、４はナット材と
してのプラグナットである。

【００１３】角形鋼管柱１は、通常の軟鋼クラスの構造
用鋼材によるもので、その側壁１ａに、接合に用いる高
力ボルト３よりも径大なネジ孔５が貫通状態に形成され
ている。

【００１４】プラグナット４は、高力ボルト３とのセッ
トとして定められている硬度を有するものが用いられて
おり、その軸芯部には、高力ボルト３を螺合させるネジ
孔４ａが形成されている。このプラグナット４は、断面
外周形状が円形で、外周サイズは、角形鋼管柱１のネジ
孔５のサイズに対応するものに設計され、外周部には、
角形鋼管柱１のネジ孔５と螺合可能な雄ネジ４ｂが形成
されている。このプラグナット４は、角形鋼管柱１のネ
ジ孔５に対し、角形鋼管柱１とエンドプレート２との摩
擦接合面のがわ、即ち、角形鋼管柱１の外側からネジ孔
５に螺入して取付けを行える構成態様となされている。

【００１５】角形鋼管柱１の外側からのプラグナット４
のねじ込み操作のため、プラグナット４の基端面には、
ツール係合部４ｃ，４ｃが備えられている。本実施形態
では、プラグナット４の基端面に複数の回転操作用小穴
４ｃ，４ｃを偏心状態に備えさせ、これをツール係合部
としており、図示しない回転工具の突起をこの小穴４
ｃ，４ｃに差し込み、回転工具を回転させることによっ
て、プラグナット４が角形鋼管柱１の外側からネジ孔５
に螺入されるようになされている。なお、ツール係合部
は、ツールをプラグナット４に係合させ、ツールの操作
でプラグナット４を回転させることができる態様のもの
であればよく、上記のような小穴４ｃ，４ｃによるもの
の他、プラグナット４基端面を横切るマイナス字状の
溝、あるいはプラス字状の溝など各種態様のものであっ
てよい。

【００１６】そして、プラグナット４の基端部には、半
径線方向外方に突出するフランジ部４ｄが、本発明にお
ける突出部として備えられており、このフランジ部４ｄ
が、角形鋼管柱１のネジ孔５へのプラグナット４の螺入
過程で、ネジ孔５の周縁部に当接されることにより、プ
ラグナット４が、ネジ孔５内方へのそれ以上の螺入を規
制されるようになされている。そして、この当接状態に
おいて、プラグナット４の基端面が、角形鋼管柱１の外
面、即ちエンドプレート２との摩擦接合面から外方に突
出しないよう、ネジ孔５には、その外端部に、所定の深
さの径大なフランジ受け凹所６が設けられ、このフラン
ジ受け凹所６の環状底面にフランジ部４ｄを受けさせる
ようにしている。プラグナット４は、その基端面が角形
鋼管柱１の外面と面一となるようにネジ孔５にセットさ
れていてもよいが、角形鋼管柱１とエンドプレート２と
の摩擦接合を確実なものにするため、基端面が角形鋼管
柱１の外面位置よりも、若干、ネジ孔５の内方に入り込
んだ状態にセットされているのがよい。

【００１７】角形鋼管柱１とエンドプレート２との接合
は、次のようにして行う。即ち、図３（イ）（ロ）に示
すように、まず、プラグナット４を角形鋼管柱１の外側
からネジ孔５に螺入していくことによって、プラグナッ
ト４を角形鋼管柱１にセットする。その際、プラグナッ
ト４は、そのフランジ部４ｄがフランジ受け凹所６の環
状底面に当接されるところまで螺入する。これにより、
プラグナット４の基端面は、角形鋼管柱１の外面と面一
か、又は、角形鋼管柱１の外面位置よりも、若干、ネジ
孔５の内方に入り込んだ状態となる。

【００１８】しかる後、高力ボルト３を、ワッシャー８
に通し、エンドプレート２のボルト通孔９に通して、角
形鋼管柱１のプラグナット４のネジ孔５に螺合させ、締
めていく。この締付け過程において、プラグナット４に
は、高力ボルト３と共回りしようとする回転力が作用す
るが、プラグナット４は、そのフランジ部４ｄがネジ孔
５のフランジ受け凹所６の環状底面に当接されているこ
とにより、それ以上にネジ孔５の奥方に螺進されていく
というようなことは起こず、プラグナット４はネジ孔５
内に適正配置状態にセットされる。以上のようにして、
エンドプレート２と角形鋼管柱１とが角形鋼管柱１の外
側から、図１に示すように、適正に高力ボルト接合され
る。

【００１９】図４に示す変形例は、プラグナット４のフ
ランジ部４ｄが周方向の所定の部位において切り欠かれ
ており１１，１１、この切欠き部１１，１１によってフ
ランジ受け凹所６の内周面との間に形成される空所にお
いて、溶接Ｗが施されている。こうすることにより、高
力ボルト接合後に振動等によってプラグナット４が角形
鋼管柱１の外側方向へと戻ろうとするのを防止すること
ができる。しかも、切欠き部１１，１１によって形成さ
れる空所において溶接Ｗを行うものであるから、角形鋼
管柱１の外面において、溶接のビードが外方に飛び出し
てしまうというような不都合を起こすこともない。な
お、プラグナット４の戻り止め手段として、その他、上
記の切欠き部１１，１１によって形成される空所内に接
着剤を充填するようにしたり、あるいは、フランジ部４
ｄを切り欠くことをせずに、プラグナット４と角形鋼管
柱１との嵌合領域に接着剤を介在させて両者を接合する
ようにしてもよい。

【００２０】図５に示す変形例は、フランジ受け凹所６
の形成方法に関するもので、ネジ孔５内にフランジ受け
凹所はなく、それに代えて、角形鋼管柱１のネジ孔５よ
りも径大な孔１２を有する補助プレート１３を用い、こ
の補助プレート１３を、径大孔１２がネジ孔５と同芯状
態となるように、角形鋼管柱１の外面に、溶接Ｗ等によ
り取り付けて、径大孔１２をフランジ受け凹所としてい
る。補助プレート１３の径大孔１２の深さ寸法は、フラ
ンジ部４ｄが径大孔１２の外に突出しないよう、プラグ
ナット４のフランジ部４ｄの厚さ寸法と同じ、又は、そ
れよりも大きく設定されている。

【００２１】以上に本発明の実施形態を示したが、本発
明はこれに限られるものではなく、発明思想を逸脱しな
い範囲を各種の変更が可能である。例えば、上記の実施
形態では、第１の部材として角形鋼管柱１を、第２の部
材として梁のエンドプレート２を採用した場合について
説明しているが、その他の各種部材同士のボルト接合に
適用されてよい。また、上記の実施形態では、高力ボル
トとして頭付き高力ボルトを採用した場合を示している
が、その他、高力全ネジボルトを用いて、これにナット
を螺合させて締め付ける接合構造としてもよい。

【００２２】

【発明の効果】上述の次第で、本発明の高力ボルト接合
は、上記のような構造を有するものであるから、高力ボ
ルトを締めていく過程でのナット材の共回りを有効的に
防止することができて、部材同士を強度的信頼性高く適
正に接合することができる。もとより、ボルト先端側の
突出を小さく抑えることができ、ネジ抜けのないしっか
りとした接合状態を得ることができ、一方の側からしか
アクセスできないような場合でも接合を行うことができ
る本来の作用効果を奏するものであることはいうまでも
ない。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態構造を示すもので、図（イ）は断面
図、図（ロ）は要部拡大断面図である。

【図２】接合部を分離状態にして示す斜視図である。

【図３】図（イ）はプラグナット取付け前の状態を示す
断面図、図（ロ）はプラグナット取付け後の状態を示す
断面図である。

【図４】変形例を示すもので、図（イ）はプラグナット
の斜視図、図（ロ）は接合状態の断面図である。

【図５】他の変形例を示すもので、図（イ）はプラグナ
ットをセットした状態を示す断面図、図（ロ）は接合状
態の断面図である。

【図６】関連技術を示すもので、図（イ）はプラグナッ
トり取付け前の状態を示す断面図、図（ロ）は接合状態
の断面図である。

【符号の説明】

１…角形鋼管柱（第１の部材） ２…エンドプレート（第２の部材） ３…高力ボルト ４…プラグナット（ナット材） ４ｂ…ネジ部 ４ｄ…フランジ部 ５…ネジ孔 ９…ボルト通孔

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１の部材に高力ボルトよりも径大なネ
   ジ孔が設けられ、 この第１の部材に、外周をネジ部としたナット材が、そ
   の外周ネジ部を前記ネジ孔に螺合させて取り付けられ、 高力ボルトが、第２の部材のボルト通孔を通じて、前記
   ナット材の内周ネジ部に螺合され、締め付けられて、ナ
   ット材と第１部材、及び、高力ボルトとナット材の各ね
   じ結合力によって、第１の部材と第２の部材とが高力ボ
   ルト接合されており、 前記ナット材は、第１の部材のネジ孔に対し、第１の部
   材と第２の部材との摩擦接合面のがわから螺入して取付
   け可能であり、高力ボルトは、ナット材と同じ方向に回
   転されてナット材に螺合されており、 ナット材は、その基端部に半径線方向外方への突出部を
   有し、この突出部を第１の部材のネジ孔の周縁部に当接
   させて、ネジ孔内方へのそれ以上の螺入を規制されるよ
   うになされていることを特徴とする高力ボルト接合構
   造。