JP2004353348A - 鉄骨材の連結機構 - Google Patents

Abstract

【課題】簡易的な構成で、連結対象の部材どうしを正しく位置決めでき、また、作業性良くしかも高い連結強度が得られるように角形鋼管の連結を実現する。
【解決手段】角形鋼管２、３及びこれらの連結部分に配置されたＬ字形金具７とで連結機構を構成する。角形鋼管２、３の側面１１、１３には、ねじ位置決め孔部１５、１６、１７、１８と、ねじ可動孔部１９、２０、３８、３９とが、ねじ取付穴１０、１２、３６、３７として各々一体的に穿孔されている。各々一対のねじ取付穴の形状は、各側面１１、１３上でほぼ点対称になるように形成されている。Ｌ字形金具７の各平板部５、６には、ねじ挿通孔２１、２２、２３、２４が形成されている。ナット９は、ねじ挿通孔を挿通しつつねじ位置決め孔部に位置決めされたボルトのねじ部と螺合する。これにより、角形鋼管２、３は互いに直交するように連結される。
【選択図】 図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鉄骨材の連結機構に係り、特に角形鋼管どうしや、また角形鋼管を他種の鉄骨材と直交させるかたちで連結するための鉄骨材の連結機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、鉄骨材どうしを垂直に突合わせて連結する機構としては、骨材どうしの接合部位にＬ字形金具を用いる機構が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特許公報，特許第３２０７８１８号（第２−３頁，図１〜図５）
【０００４】
すなわち、この特許文献の連結機構では、水平に配置される一方のリップ溝形鋼の内部（リップの裏側）にＬ字形金具の一方の曲折片を挿入可能に形成するとともに、この一方の曲折片に形成したボルト穴を中心に、リップ溝形鋼の内部側に切り起こし片を突出させ、切り起こし片にナットを装着するものである。
【０００５】
さらに、この連結機構では、上記一方のリップ溝形鋼のリップ溝の上面側に当て板を重ね、この当て板と上記一方の曲折片とでリップを挟持したかたちで上記ナットにボルトを締結する。また、Ｌ字形金具の他方の曲折片には、縦長のボルト穴が形成されており、この縦長のボルト穴を通じて、他方のリップ溝形鋼をＬ字形金具の他方の曲折片に固定することで、当該リップ溝形鋼と他方の鉄骨材とを互いに直交させるかたちで連結するものとなっている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
かかる特許文献の連結機構においては、骨材間の接合に例えば溶接等を適用することなくリップ溝形鋼の連結が実現されることになるが、これに代えて、角形鋼管どうしや角形鋼管と他種の鉄骨材とを比較的簡単な構成で、しかも作業性良く連結できる機構を開発することへの要請がある。
【０００７】
また、上述した特許文献の連結機構は、リップ溝形鋼、つまり鉄骨材とＬ字形金具の曲折片とを締結する部分の構造が、実質的に、曲折片上の単一のボルト穴を通じての一組のボルト及びナットによる締結で実現されている。この点に着目すると、ボルトの回転方向（特にボルトの緩む方向）、つまり骨材どうしのねじれ方向における連結力の改善や、位置決め精度の向上を図ることが可能である。したがって、上述した角形鋼管の連結機構を構成する場合においても、上記ねじれ方向の強度を含む全体的な連結強度の向上や、連結対象の部材の位置決め精度の向上等が求められている。
【０００８】
本発明は、このような課題を解決するためになされたもので、簡易的な構成で、連結対象の部材どうしを正しく位置決めでき、また作業性良く、しかも高い連結強度が得られるように角形鋼管の連結を実現する鉄骨材の連結機構の提供を目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明に係る鉄骨材の連結機構は、一対のボルトと、前記ボルトのねじ部と遊嵌する一対のねじ位置決め孔部と、前記ねじ部が挿通された前記ボルトを開孔内で径方向に移動可能とするねじ可動孔部とを互いに繋ぐようにして各々穿孔した一対のねじ取付穴を側面に有し、これら一対のねじ取付穴の形状が、前記側面上でほぼ点対称になるように形成された角形鋼管と、他方の平板部に直交する一方の平板部が前記角形鋼管上の前記ねじ取付穴に対向するように配置され、前記ねじ取付穴のねじ位置決め孔部に各々対応する該一方の平板部上の位置に、前記ボルトのねじ部が遊嵌状態で挿通される一対のねじ挿通孔が穿孔されたＬ字形金具と、前記ねじ挿通孔及び前記ねじ取付穴を挿通しつつ前記各ねじ位置決め孔部に各々位置決めされた前記各ボルトのねじ部とそれぞれ螺合し、前記角形鋼管と前記Ｌ字形金具とを該ボルトと協働して締結する一対のナットとを具備することを特徴とするものである。
【００１０】
すなわち、本発明は、角形鋼管上のねじ取付穴におけるねじ可動孔部、及びＬ字形金具の一方の平板部上の一対のねじ挿通孔に各ボルトのねじ部をそれぞれ挿通させ、さらに、例えばねじ取付穴におけるねじ位置決め孔部にねじ部が位置決めされるように各ボルトをねじ可動孔部側からそれぞれスライドさせ、さらに位置決めされた各ボルトのねじ部にナットをそれぞれ螺合して角形鋼管とＬ字形金具との締結が実現されるものである。
【００１１】
これにより、本発明では、角形鋼管どうしや、また、角形鋼管と他種の鉄骨材とをＬ字形金具を通じて互いを直交させるかたちで連結することができる。したがって、本発明では、孔部へのボルトの挿入作業や位置決め作業等、各構成部材の位置合せを含むこれらの部材の取付けを容易に行うことができ、連結作業の効率化を図ることができる。また、本発明では、上記一対のねじ取付穴の形状が、角形鋼管の上記側面上でほぼ点対称になるように形成されているので、一対のねじ取付穴の個々のねじ位置決め孔部の内壁面（鋼管材の端面）が回り止めとして機能し、角形鋼管に対しＬ字形金具を所望の位置に正しく位置決めして互いを連結することができる。
【００１２】
また、本発明では、角形鋼管に穿孔されたねじ位置決め孔部及びねじ可動孔部を有するねじ取付穴と、一方の平板部に一対のねじ挿通孔が穿孔されたＬ字形金具と、これらを締結するボルト及びナットとからなる簡易的な構成で角形鋼管を連結する機構を構築することができる。
【００１３】
さらに、本発明では、角形鋼管に穿孔された一対のねじ位置決め孔部、及びＬ字形金具の一方の平板部に穿孔された一対の長孔の周縁部を２組のボルト及びナットによる締結、すなわち一対の締結部位で、当該連結機構の締結部分が構成されている。これにより、本発明では、一方の角形鋼管と他方の鉄骨材とのねじれ方向（例えばボルトが緩む方向等）の連結力を高めることができ、構造体全体としての連結強度を向上させることができる。
【００１４】
したがって、本発明の鉄骨材の連結機構によれば、簡易的な構成で、連結対象の部材どうしを正しく位置決めでき、また作業性良く、しかも高い連結強度が得られるように角形鋼管の連結を実現することができる。
【００１５】
さらに、本発明の鉄骨材の連結機構において、角形鋼管とＬ字形金具とを締結する手順としては、次の手順を選択するようにしてもよい。まず、角形鋼管上のねじ取付穴におけるねじ可動孔部、及びＬ字形金具の一方の平板部上の一対のねじ挿通孔に各ボルトのねじ部をそれぞれ挿通させた後、ねじ部にナットを仮止め（半締結状態となる接合）する。さらに、この状態で、各ボルトのねじ部が、ねじ位置決め孔部へ位置決めされるように、角形鋼管上のねじ取付穴の形成された側面上で、角形鋼管に対しＬ字形金具を回転させることにより、ねじ可動孔部側からねじ位置決め孔部側へ各ボルトのねじ部をスライドさせた後、ボルトとナットを本締めするようにしてもよい。
【００１６】
ここで、Ｌ字形金具上のねじ挿通孔及びねじ取付穴に挿通されたボルトのねじ部が、ねじ可動孔部側からねじ位置決め孔部側へスライドする方向と、ボルト及びナットの締め込みにより、Ｌ字形金具が回転力を受ける方向とが、ほぼ同一方向になるようにねじ取付穴を形成することが好ましい。この場合、ねじ位置決め孔部の内壁面（鋼管材の端面）が上記回り止めとして効果的に機能し、角形鋼管に対しＬ字形金具を所望の位置に正しく位置決めすることができる。
【００１７】
また、本発明の鉄骨材の連結構造においては、前記一対のナットが、前記Ｌ字形金具の前記一方の平板部と接触する位置で前記一対のボルトのねじ部と各々螺合する構造にすることが望ましい。この場合、角形鋼管の内側からねじ取付穴を介して外側に突出させるように配置したボルトのねじ部に対し、Ｌ字形金具における一方のプレート部上の一対の長孔やナットを容易に位置合せして取り付けることができ、これにより、角形鋼管を連結する際の作業性を向上させることができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る鉄骨材の連結機構を示す斜視図、図２は、図１の鉄骨材の連結機構を適用し角形鋼管どうしを連結した連結機構を示す斜視図、図３は、図２の連結機構の分解斜視図である。なお、図１ないし図３は、各鉄骨材（角形鋼管）の先端部を破断図で示している。
【００１９】
図１に示すように、この実施形態の鉄骨材の連結機構１は、一方の角形鋼管２と、他方の鉄骨材とを互い直交させるかたちで連結するための機構である。上記他方の鋼管材としては、同種の角形鋼管や、リップ溝形鋼等を始めとする種々の鋼管材を適用することができる。
【００２０】
本実施形態では、図２、図３に示すように、角形鋼管２、３どうしを連結する場合を例示し、以下これを詳細に説明する。同図２、図３では、水平方向に寝かせた姿勢で配置した一方の角形鋼管２と、垂直方向に起立した姿勢で配置した他方の角形鋼管３とを連結した構造を図示している。
【００２１】
すなわち、図１ないし図３に示すように、この実施形態の鉄骨材の連結機構は、角パイプとも称する角形鋼管２、３と、角形鋼管２、３どうしの連結部であるコーナ部分に配置され、互いに直交する平板部５、６からなるＬ字形金具７と、角形鋼管２、３とＬ字形金具７とを締結する複数のボルト８及びナット９とで構成されている。
【００２２】
一方の角形鋼管２には、Ｌ字形金具７の一方の平板部５に対向する側面１１には、一対のねじ取付穴１０、１２が穿孔されている。また、他方の角形鋼管３には、Ｌ字形金具５の他方の平板部６に対向する側面１３に、一対のねじ取付穴３６、３７が穿孔されている。
【００２３】
また、これらねじ取付穴１０、１２、３６、３７は、互いに所定の離間距離をおいて設けられ、挿通されたボルト８のねじ部１４と遊嵌するねじ位置決め孔部１５、１６、１７、１８と、ねじ部１４が挿通されたボルト８を開孔内で径方向に移動可能とするねじ可動孔部１９、２０、３８、３９とを各々繋ぐようにして一体的に穿孔されている。
【００２４】
ここで、上記一対のねじ取付穴１０、１２の形状は、角形鋼管２の側面１１上でほぼ点対称になるように穿孔されている。また、同様に、一対のねじ取付穴３６、３７の形状は、角形鋼管３の側面１３上でほぼ点対称になるように穿孔されている。
【００２５】
詳述すると、ねじ可動孔部１９、２０、３８、３９は、ほぼ円形状に形成されており、ボルト８のねじ部１４の外径部よりも十分に大きいサイズで形成されている。一方、ねじ位置決め孔部１５、１６、１７、１８は、一方の端部がねじ可動孔部１９、２０に繋がるかたちの小判孔形状に形成されている。このような形状の各位置決め孔部は、ボルト８のねじ部１４の外径部分と遊嵌するように、その内壁部分（鋼管の端面）が、ねじ部１４の外径部よりも僅かに大きくなるサイズで形成されている。
【００２６】
したがって、ねじ取付穴１０、１２、３７、３８内にねじ部１４が挿通されたボルト８は、それぞれ矩形のねじ可動孔部１９、２０、３８、３９の開孔範囲内では、角形鋼管２、３の長手方向及び短手方向のいずれの方向へも移動（スライド）可能であり、一方、ねじ位置決め孔部１５、１６、１７、１８に遊嵌している場合、角形鋼管２、３の特に短手方向への移動（スライド）が拘束される。
【００２７】
また、Ｌ字形ピースとも称する上記Ｌ字形金具７は、詳細には、一方の平板部５が、角形鋼管２の側面１１のねじ取付穴１０、１２及びその周辺部に対向するように配置されている。さらに、Ｌ字形金具７の他方の平板部６は、角形鋼管３の側面１３のねじ取付穴３６、３７及びその周辺部に対向するように配置されている。ここで、Ｌ字形金具７は、山形鋼で作製したピースであってもよいし、また、鋼板に曲げ加工を施して作製したピース（板曲げピース）であってもよい。
【００２８】
また、Ｌ字形金具７の一方の平板部５には、一対のねじ挿通孔２１、２２が穿孔され、さらに、Ｌ字形金具７の他方の平板部６には、一対のねじ挿通孔２３、２４が穿孔されている。これらねじ挿通孔２１、２２、２３、２４は、各々円形状に形成されており、ボルト８のねじ部１４の外径部分と遊嵌するように、その円形状の内径部分（鋼管の端面）が、ねじ部１４の外径部よりも僅かに大きくなるサイズで形成されている。
【００２９】
ここで、上記ねじ取付穴１０、１２、３６、３７は、角形鋼管２における長手方向の一方の末端面２５と、角形鋼管３の側面１３の裏側の側面（背面）２６とが、いわゆるほぼ面一（同一面）になる状態で連結されるように、それぞれ角形鋼管２、３の側面１１、１３における一方の端部に設けられている。
【００３０】
また、複数のボルト８は、角形鋼管２、３上のねじ取付穴１０、１２、３６、３７と、Ｌ字形金具７の各平板部５、６上のねじ挿通孔２１、２２、２３、２４とをねじ部１４がそれぞれ挿通するように配置されている。詳細には、複数のボルト８は、個々のねじ部１４が、ねじ取付穴１０、１２、３６、３７を介して角形鋼管２、３の内側から外側に向かって突出するように取り付けられている。
【００３１】
また、複数のナット９は、角形鋼管２、３上のねじ取付穴１０、１２の各ねじ位置決め孔部１５、１６及びねじ位置決め孔部１７、１８に各々位置決めされた各ボルト８のねじ部１４とそれぞれ螺合する。詳述すると、複数のナット９は、角形鋼管２、３上のねじ位置決め孔部１５、１６、１７、１８の外縁部、及びＬ字形金具７の各平板部５、６上のねじ挿通孔２１、２２、２３、２４の外縁部を、複数のボルト８の頭部２７との間で挟みつつ、各ボルト８のねじ部１４と各々螺合する。すなわち、ボルト８及びナット９により、角形鋼管２、３とＬ字形金具７の各平板部５、６とが締結され、これにより、角形鋼管２、３どうしは、互いに直交するように連結される。
【００３２】
ここで、ナット９の取付位置について詳述すると、ナット９は、Ｌ字形金具７の各平板部５、６と接触する側（角形鋼管２、３の外側）から取り付けられている。つまり、この構成では、ボルト８のねじ部１４に対し、Ｌ字形金具７の各平板部５、６上の各ねじ挿通孔やナット９を容易に位置合わせすることができ、連結作業を効率良く行うことができる。
【００３３】
このように構成された本実施形態の鉄骨材の連結機構では、角形鋼管２、３上のねじ取付穴１０、１２、３６、３７におけるねじ可動孔部、及びＬ字形金具７の各平板部５、６上のねじ挿通孔に各ボルト８のねじ部１４をそれぞれ挿通させ、さらに、ねじ取付穴におけるねじ位置決め孔部にねじ部が位置決めされるように各ボルト８をねじ可動孔部側からそれぞれスライドさせ、さらに位置決めされた各ボルト８のねじ部１４にナット９をそれぞれ螺合して角形鋼管２、３とＬ字形金具７との締結が実現されるものである。これにより、本実施形態の鉄骨材の連結機構では、角形鋼管２、３どうしをＬ字形金具７を通じて互いを直交させるかたちで連結することができる。
【００３４】
したがって、本実施形態の鉄骨材の連結機構では、孔部へのボルトの挿入作業や位置決め作業等、各構成部材の位置合せを含むこれらの部材の取付けを容易に行うことができ、連結作業の効率化を図ることができる。また、本実施形態では、上記各々一対のねじ取付穴１０、１２（又はねじ取付穴３６、３７）の形状が、角形鋼管２、３の上記側面１１、１３上でほぼ点対称になるように形成されているので、各々一対のねじ取付穴の個々のねじ位置決め孔部１５、１６、１７、１８の内壁面（鋼管材の端面）が回り止めとして機能し、角形鋼管２、３に対しＬ字形金具７を所望の位置に正しく位置決めして連結することができる。
【００３５】
また、本実施形態の鉄骨材の連結構造では、角形鋼管２、３に穿孔されたねじ位置決め孔部及びねじ可動孔部を有するねじ取付穴と、Ｌ字形金具７の各平板部５、６に各々一対のねじ挿通孔が穿孔されたＬ字形金具７と、これらを締結するボルト８及びナット９とからなる簡易的な構成で角形鋼管２、３どうしを連結する機構を構築することができる。
【００３６】
さらに、本実施形態の鉄骨材の連結構造では、角形鋼管２、３に各々穿孔された一対のねじ位置決め孔部、及びＬ字形金具の各平板部に穿孔された一対の長孔の周縁部が、２組のボルト及びナットにより締結されるので、当該連結機構の締結部分が一対の締結部位で構成されていることになる。これにより、本実施形態の連結機構によれば、角形鋼管２、３どうしのねじれ方向（例えばボルトが緩む方向等）の連結力を高めることができ、構造体全体としての連結強度を向上させることができる。
【００３７】
また、本実施形態の鉄骨材の連結機構において、例えば角形鋼管２とＬ字形金具３とを締結する手順としては、次の手順を選択すること等が可能である。まず、角形鋼管２上のねじ取付穴１０、１２におけるねじ可動孔部１９、２０、及びＬ字形金具７の一方の平板部５上の一対のねじ挿通孔２１、２２に各ボルト８のねじ部１４をそれぞれ挿通させた後、ねじ部１４にナット８を仮止めする。さらに、この状態で、各ボルト８のねじ部１４が、ねじ位置決め孔部１５、１６へ位置決めされるように、角形鋼管２上のねじ取付穴の形成された側面１１上で、角形鋼管２に対しＬ字形金具７を矢印Ｓ１方向へ回転させることにより、ねじ可動孔部１９、２０側からねじ位置決め孔部１５、１６側へ各ボルトのねじ部１４をスライドさせた後、ボルト８とナット９を本締めするようにしてもよい。
【００３８】
ここで、図３に示すように、Ｌ字形金具７上のねじ挿通孔２１、２２及びねじ取付穴１０、１２に挿通されたボルト８のねじ部１４が、ねじ可動孔部側からねじ位置決め孔部側へスライドする方向と、ボルト及びナットの締め込みにより（ナット８とＬ字形金具７の平板部表面との間で生じる摩擦等の要因で）、Ｌ字形金具７が回転力を受ける方向（図３中の矢印Ｓ１方向）とが、ほぼ同一方向になるように（本実施形態のように）、ねじ取付穴１０、１２を形成することが好ましい。この場合、ねじ位置決め孔部が上記同様、回り止めとして効果的に機能し、角形鋼管２、３に対しＬ字形金具７を所望の位置に正しく位置決めすることができる。
【００３９】
なお、本発明を上記実施の形態により具体的に説明したが、本発明はこの実施形態にのみ限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。例えば、上記ボルト８とナット９との取り付けを上記実施形態と逆の配置にしてもよい。すなわち、複数のボルト８を、ねじ取付穴１０、１２を介して角形鋼管２、３の外側から内側に向かって突出するように挿通させ、ナット９を角形鋼管２、３の内側面と接触する側（側面１１、１３の各裏側面）から取り付けるようにしてもよい。
【００４０】
また、地震の発生等により、外来振動が、本実施形態の連結機構に加わること等を想定して、例えばＬ字形金具７の平板部５、６のねじ挿通孔２１、２２、２３、２４の周縁部と各ナット９との間に、緩衝部材として例えばスプリングワッシャ等を介在させるようにしてもよい。
【００４１】
また、上記実施形態では、角形鋼管どうしを連結する機構であったが、これに代えて一方の角形鋼管を他種の鉄骨材に連結するようにしてもよい。例えば、図４は、角形鋼管２とリップ溝形鋼３５とを連結する機構の一例を示すものである。この連結機構は、例えばＬ字形金具３２の他方の平板部６にリップ溝形鋼３５の上部側（リップ溝の形成面に対向する背面側）を対向させるようにして構成されている。詳述すると、この連結機構は、同図４に示すように、他方の平板部６の中央部分に単一のねじ挿通孔３１が形成されたＬ字形金具３２を適用するとともに、このねじ挿通孔３１対応するねじ挿通孔３３がリップ溝の形成面に対向する背面３４に形成されたリップ溝形鋼３５を適用すること等で実現されている。
【００４２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の鉄骨材の連結機構によれば、簡易的な構成で、連結対象の部材どうしを正しく位置決めでき、また、作業性良くしかも高い連結強度が得られるように角形鋼管どうしや、また角形鋼管と他種の鉄骨材との連結を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る鉄骨材の連結機構を示す斜視図である。
【図２】図１の鉄骨材の連結機構を適用した、角形鋼管どうしを連結する機構を示す斜視図である。
【図３】図２に示す連結機構の分解斜視図である。
【図４】図３の機構と構造の異なる他の連結機構を示す分解斜視図である。
【符号の説明】
１…鉄骨材の連結機構、２，３…角形鋼管、５，６…Ｌ字形金具の平板部、７，３２…Ｌ字形金具、８…ボルト、９…ナット、１０，１２，３６，３７…ねじ取付穴、１１，１３…角形鋼管の側面、１４…ボルトのねじ部、１５，１６，１７，１８…ねじ位置決め孔部、１９，２０，３８，３９…ねじ可動孔部、２１，２２，２３，２４，３１，３３…ねじ挿通孔、３５…リップ溝形鋼。

Claims (3)

1. 一対のボルトと、
   前記ボルトのねじ部と遊嵌するねじ位置決め孔部と、前記ねじ部が挿通された前記ボルトを開孔内で径方向に移動可能とするねじ可動孔部とを繋ぐようにしてそれぞれ穿孔した一対のねじ取付穴を側面に有し、これら一対のねじ取付穴の形状が前記側面上でほぼ点対称になるように形成された角形鋼管と、
   他方の平板部に直交する一方の平板部が前記角形鋼管上の前記ねじ取付穴に対向するように配置され、前記ねじ取付穴のねじ位置決め孔部に各々対応する該一方の平板部上の位置に、前記ボルトのねじ部が遊嵌状態で挿通される一対のねじ挿通孔が穿孔されたＬ字形金具と、
   前記ねじ挿通孔及び前記ねじ取付穴を挿通しつつ前記各ねじ位置決め孔部に各々位置決めされた前記各ボルトのねじ部とそれぞれ螺合し、前記角形鋼管と前記Ｌ字形金具とを該ボルトと協働して締結する一対のナットと
   を具備することを特徴とする鉄骨材の連結機構。
2. 前記Ｌ字形金具上の前記ねじ挿通孔及び前記ねじ取付穴に挿通された前記ボルトの前記ねじ部が、前記ねじ可動孔部側から前記ねじ位置決め孔部側へスライドする方向と、前記ボルト及びナットの締め込みにより、前記Ｌ字形金具が回転力を受ける方向とが、ほぼ同一方向になるように、前記ねじ取付穴が形成されていることを特徴とする請求項１記載の鉄骨材の連結機構。
3. 前記一対のナットが、前記Ｌ字形金具の前記一方の平板部と接触する位置で前記一対のボルトのねじ部と各々螺合することを特徴とする請求項１又は２記載の鉄骨材の連結機構。

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