JP2024055230A - ナット一体座金 - Google Patents

Abstract

【課題】輸送中および施工作業中にナット１と座金１０が分離することなく、簡易な構造で正確なトルク管理ができる。【解決手段】ナット一体座金５０は、ナット１、座金１０、中間材３０とから構成する。座金１０の貫通凹部１４、１４内に中間材３０の突出部４０、４０を嵌挿して、中間材３０の座金密着面３２を座金１０の一面１２に密着させる（ｃ、ｅ）。中間材３０の２つの第二基準印３６、３６は、それぞれ座金１０の第一基準印１９、１９と一致する（ｂ、ｇ）。中間材３０の六角開口３３内にナット１を嵌挿し、ナット１の他面４ａを座金１０の一面１２に密着すれば、ナット１の他面４ａは座金１０の一面１２のナット密着面１３に密着される（ｃ、ｅ）。同時に、ナット１の他面側（座金側）の側面５が中間材のナット密着面３４に密着する。【選択図】図１

Description

本発明は、主に木造構造物で使用するナット一体座金に関する。

従来、同時に使用するナットと座金をはじめから係止した状態にして、作業効率を高める工夫は多々提案されていた。例えばナットの下縁に環状係止部を形成し、この環状係止部をナイロン座金の凸状係合片にかしめて一体化した提案がされていた（特許文献１）。
また、本締めの際のトルク管理を、ナット側の目視により簡易的に管理できる工夫も多々提案されていた。例えば、ナットと座金の間に追随性が低い剥離層を形成しておき剥離層の破壊で所定のトルクが生じていることを確認する発明が提案されていた（特許文献２）。また、座金とナットとをフィルムで覆い、座金とナットの一体化をはかり、かつ透明フィルムのナット側と座金側に識別ラインを通して表示して、締め付けるとフィルムが引かれて、識別ラインが歪み、所定のトルクで締め付けが行われたことを確認する提案がなされていた（特許文献３）。

特開２０１９－１７４０７２号公報 特開２００２－７０８２９号公報 特開平１１－２２２６号公報

前記従来の技術の内、特許文献１に記載された発明では、ナットに特殊な環状係止部の加工を要し、さらに、座金がナイロンに限られるので木造構造物のボルト軸に適用する場合には信頼性が弱い問題点があった。また、特許文献２に記載された発明では、剥離層が破壊され、提要部材の表面とナットとの間に剥離層の破片が残るため、やはり信頼性が弱い問題点があった。また、特許文献３に記載された発明では、フィルムに表示された識別ラインの歪みで本締めのトルクを確認するので、仮締めの際にナットが回転してフィルムが引かれるおそれがあり、トルクの確認では、信頼性が弱い問題点があった。

本発明は、ナットの外周部に密着する座金密着部と座金の凹部に嵌挿する突出部を備えた中間材を備えて、ナットと座金を含めてナット一体座金を構成したので、前記問題点を解決した。

即ちこの発明は、剛性を有するナットと、前記ナットのねじ孔と連通する中央開口を設け剛性を有する座金と、中間材とを備え、以下のように構成したことを特徴としたナット一体座金である。
(1) 前記ナットと前記座金の対向面は密接でき、あるいは嵌挿物を介して密接できるように構成した。
(2) 前記中間材は、前記ナットの外周下部に密着して、前記ナットと共に回転するナット密着部を備え、前記中間材は、前記座金の前記対向面に密着する座金密着部を備え、かつ前記ナット密着部と前記座金密着部とを一体に形成した。
(3) 前記中間材は前記座金密着部に前記座金側に突出する突出部を備え、前記座金に前記突出部を嵌挿できる凹部を備えた。
(4) 前記中間材の材質および前記突出部の構造は、前記座金に対して前記ナットのみを必要締め付け強度で回転した際に、前記突出部が座金に対して前記ナットが回転して、前記突出部が前記座金密着部から分離するように構成した。

また、前記発明において、以下のように構成したことを特徴としたナット一体座金である。
(1) 座金とナットが密着し、前記座金で前記ナットあるいは前記嵌挿物が密着する部分をナット密着面とする。
(2) 座金の中央開口に臨む位置であって、前記ナット密着面を含む位置に前記座金を貫通した構造の凹部を形成する。

さらに、前記発明において、座金のナット対向面であって、外周側に第一基準印を形成し、中間材に前記第一基準印に対応する第二基準印を係止したことを特徴としたナット一体座金である。

前記における中間材の材質は、ポリプロピレン、ナイロン６６等の材料が好ましいが、求めるトルク強度と簡易性等に応じて、適宜選定する。

この発明は、座金とナットを密着すると共に、中間材にナットの密着部を設け、かつ中間材の突部を座金の凹部に嵌挿したので、座金とナットは一体となり、座金付きナットの運搬、ボルト軸への装着、ナットの仮締めまで、座金とナットとが分離することはない。さらに、ナットを予め設定したトルクで本締めすれば、ナットと中間材とが座金に対して一体に回転して、中間材の凸部のみ座金の凹部に留まった状態で、中間材の本体から突部が切断されて、所定のトルクで締め付けたことが作業者に理解させることができる。したがって、簡易な構造で、信頼性が高いトルク管理ができる。
さらに、中間材の本体から分離した突部は座金の凹部に留まるので、廃棄物を生じない。よって、ボルトへのナット締め作業の効率化を図り、現場かごみを発生させることなく環境にやさしいものとなる。

（ａ）はこの発明の実施形態でナット一体座金の平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）はＡ－Ａ断面図、（ｄ）は右側面図、（ｅ）はＢ－Ｂ断面図、（ｆ）は底面図、（ｇ）は斜視図、をそれぞれ表す。 （ａ）は初期位置の正面図、（ｂ）は初期位置でナットを外した正面図、（ｃ）は締め付け位置の正面図、（ｄ）は締め付け位置でナットを外した正面図、をそれぞれ表す。 この発明の使用状態を示す平面図を表す。 この発明の他の実施形態で、他のナット一体座金で、（ａ）は斜視図、（ｂ）は正面図、（ｃ）はＣ－Ｃ断面図、をそれぞれ表す。 この発明の他の実施形態の斜視図を表す。

図面に基づき、この発明の実施形態を説明する。

１．ナット一体座金の構成部品の構成

この発明のナット一体座金５０は、ナット１、座金１０、中間材３０とから構成する。

（１）ナット１
この発明の実施形態で使用するナット１は、市販で通常の鋼製の六角のナット１（高さｔ１１）で、中央にボルトの軸を螺合する螺孔２を備える。六角の一角を基準角３とする。
ナット１で、座金１０の反対側の面を一面４、座金１０側の面を他面４ａとする（図１（ａ）（ｃ）（ｅ））。

（２）座金１０
この発明の実施形態で使用する座金１０は鋼製で、ナット１の外径より十分大きな外径を有する厚さｔ２１の円板状で、中央に、ナット１の螺孔２に連通でき、螺孔２と略同一径の円形の中央開口１１を備える。座金１０は、ナット１に対面する側が一面１２で、他側（木材側の面）を他面１２ａとし、中央開口１１は一面１２から他面１２ａに向けて貫通している（図１（ｃ）（ｅ））。
また、中央開口１１に隣接して、直径対称な位置に、それぞれ正面視四角形の貫通凹部１４、１４を形成する。貫通凹部１４は座金１０の一面１２から他面１２ａに貫通している。貫通凹部１４の四角形は、一辺１５が中央開口１１に臨んでいる。貫通凹部１４は、中心側（中央開口１１側）の一辺１５が短く、放射側（外周側）の他辺１５ａが一辺１５に較べて長い台形状に形成れている。また、二つの貫通凹部１４、１４を結ぶ直線（直径）を線１７とする（図１（ｅ）（ｆ）、図２（ｂ））。
なお、貫通凹部１４の正面視形状（断面形状）は台形に限らず、他の多角形、円形、部分円形など任意である（図示していない）。
また、座金１０の一面１２で、直径位置に第一基準印１９、１９を形成する。第一基準印１９は座金１０の中心（中心開口１１の中心）から直径方向に２つ、刻印などで形成して、両第一基準印１９，１９を結ぶ直線（直径方向）を線２１とし、線２１は、２つの貫通凹部を結ぶ線１７と直交している（図１（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｅ））。
なお、線２１と線１７を直交させたが（図１（ｂ）（ｆ））、直角以外の所定の角度で交わる構成とすることもできる（図示していない）。また、両線を平行とすることもできる（図示していない）。
この発明の実施形態では、座金１０の一面１２にナット１の他面４ａを密着して使用する。この場合、座金１０の一面１２で、ナット１の他面４ａが位置して密着する面をナット密着面１３とし、すなわちナット密着面１３は、ナット１の他面４ａと略同一形状となる。貫通凹部１４の中心側（座金１０の中心側）は、ナット密着面１３内に位置する（図１（ｃ））。

（３）中間材３０
中間材３０は、厚さｔ３１円板状の中間材本体３１に突出部４０を形成して構成する。
中間材本体３１（中間材３０）は、座金１０の一面１２に載置され、座金１０側の面を平坦な座金密着面３２とし、中間材本体３１は、ナット１の最大外周より大径で、座金１０の外周より小径の平坦な円盤状の形状で形成する。
なお、ここで、座金密着部３２は、平坦に形成したが、ある程度の摩擦が確保できれば、凹凸や溝や筋があっても可能である（図示していない）。
中間材本体３１の内周側は正面視で正面六角形状の六角開口３３を形成し、六角開口３３の内周面（中間材本体３１の厚さｔ３１の厚さ内）がナット１の外周面に密着するナット密着部３４を形成する（図１（ｃ）（ｅ））。また、中間材本体３１の六角開口３３の中心は、座金１０の中央開口１１の中心、ナット１の螺孔２の中心と同芯に形成される。また、六角開口３３（ナット密着部３４の内側）は、座金１０のナット密着面１３と一致する。
また、中間材本体３１の外周（厚さ部分）に直径方向で放射状に突出する第二基準印３６、３６を２つ形成する。第二基準印３６は三角形の頂点を放射方向に向けて形成される。また、２つの第二基準印３６、３６を結ぶ直線（直径方向）を線３７とする。
また、中間材本体３１の座金密着面３２と略垂直に、座金１０側に突出して、貫通凹部１４に嵌挿できる突出部４０、４０を２つ、中間材本体３１と一体に形成する。突出部４０、４０は直径対称の位置に２つ形成され、２つの突出部４０、４０は直径対称な位置に２つ形成され、２つの突出部４０、４０を結ぶ直線（直径）を線４３とする。線４３は、第二基準印３６、３６を結ぶ線３７と直交する。
また、突出部４０の断面形状（正面視形状）は座金１０の貫通凹部１４の断面形状（正面視形状）と一致する。したがって、正面視で、突出部４０の一部分は座金密着面３２に位置し、他の部分は座金密着面３２から離れて、正面視で六角開口３３内に位置している。
また、突出部４０で、中間材本体３１の中心側（六角開口３３の中心側）の端を内周辺４１とし、他側を外周辺４１ａ（内周辺４１より長い）とする（図１（ｆ））。

２．ナット一体座金５０の構成

（１） 座金１０の貫通凹部１４、１４内に中間材３０の突出部４０、４０を嵌挿して、中間材３０の座金密着面３２を座金１０の一面１２に密着させる。この状態で、中間材３０の２つの第二基準印３６、３６は、それぞれ座金１０の第一基準印１９、１９と一致する（図１（ｂ）（ｇ））。
また、中間材３０の突出部４０、４０の内周辺４１は、座金１０の中央開口１１に臨む。また、中間材３０の突出部４０、４０の中間材本体３１側の面４２は、座金１０の一面１２（ナット密着面１３）と略面一に配置される。
（２） 続いて、中間材３０の六角開口３３内にナット１を嵌挿し、ナット１の他面４ａを座金１０の一面１２に密着すれば、ナット１の他面４ａは座金１０の一面１２のナット密着面１３に密着される。同時に、ナット１の他面側（座金側）の側面５が中間材のナット密着面３４に密着する。
また、ナット１の他面４ａは中間材３０の突出部４０の面４２と密着する（図１（ｅ）、図２（ｂ））。また、ナット１の側面の内、一面側の側面５は、中間材３０の六角開口３３内に嵌挿され、中間材３０のナット密着面３４により密着される（図１（ｃ）（ｅ））。
（３） 以上のようにして、ナット一体座金５０を構成する（図１（ａ）～（ｇ）、図２（ａ）（ｂ））。

３．ナット一体座金５０の使用

（１） ナット一体座金５０は通常の座金、ナットと同様に使用する。

（２） 例えば、接合された横架材５２、５３で、一の横架材５２の一面に羽子板ボルト５５の板部５６を取り付け、板部５６に取り付けて横架材５２を貫通したボルト５９の先端側５９ａに、ナット５０を固定する。また、羽子板ボルト５５のボルト部５７を他の横架材５３に貫通させて、他面でボルト部５７の先端側５７ａをナット５０で固定する場合に使用する（図３）。
貫通したボルト部５７の先端側５７ａや、ボルト５９の先端側５９ａに、本発明のナット一体座金５０のナット１を螺合して、仮締めする（図２（ａ）（ｂ）、図１）。この状態で、座金１０の第一基準印１９と中間材３０の第二基準印３３６が一致している。また、この時、正面視で中間材３０の一の第二基準印３６に位置しているナット１の角を基準角３とする(図２（ａ）)。
続いて、レンチ（図示していない）で、ナット１を予め設定された所定のトルクで本締めすれば、中間材３０の突出部４０は、面４２がナット１の他面４ａで押圧された状態で、「中間材３０とナット密着部３４で一体となったナット１が回転するので、中間材３０の一面（中間材３０の座金密着面３２）で切断され（せん断力で）、中間材３０から分離されて突出部４０Ａとなり（図２（ｄ）、「ナット１と中間材３０」は共に所定回転して（ここでは約３０°）、本締めが完了する（図２（ｃ）（ｄ））。
また、切断されて分離された中間材３０の突出部４０Ａは、座金１０の貫通凹部１４内に留まり、横架材５２、５３の面から出ることも無いので、廃棄物が排出されず、ナット一体座金５０や横架材５２、５３の強度・防火性能や経年変化に影響を与えることもない。

（３）ここで、本締めのトルクに応じて、中間材３０の厚さ、突出部４０の大きさ、中間材３０の材質などが設定される。
例えば、Ｍ１２のナット１を使用し、Ｍ１２のナット１は高さｔ１１＝１０ｍｍ（図１（ａ））で、これにトルクを１０～２０Ｎ・ｍと設定した場合、
（座金１０）
直径Ｄ２１＝４５ｍｍ（図１（ａ））
厚さｔ２１＝５ｍｍ（図１（ａ）（ｅ））
中央開口径Ｄ２２＝１２．５ｍｍ（図１（ｅ））
とする。
（中間材３０）
外径Ｄ３１＝３３ｍｍ（図１（ａ））
厚さｔ３１＝３ｍｍ（図１（ａ））
突出部４０の半径方向長さＬ３１＝５ｍｍ（図１（ｅ））
突出部４０と中間材本体３１との連結部分の長さＬ３２＝２ｍｍ（図１（ｅ））
突出部４の外周側の幅Ｄ３２＝５ｍｍ（図１（ｆ））
突出部の高さｔ３２＝ｔ２１＝４．５ｍｍ（図１（ｅ））
としてある。また、中間材３０の材料は、標準的なポリプロピレンを使用した。

４．他の実施形態

（１） 前記実施形態において、座金１０のナット密着面１３（一面）とナット１の他面４ａとを密着させたが、スプリングワッシャなどを介在させて密着させることもできる（図示していない）。

（２） また、前記実施形態において、座金１０の貫通凹部１４の全体深さ（厚さ）に中間材３０の突出部４０を嵌挿したが（ｔ３２＝ｔ２１（図１（ｅ）））、座金１０の貫通凹部１４の深さ厚さｔ２１）の中間まで突出部４０を嵌挿することもできる（図示していない）。

（３） また、前記実施形態において、座金１０の貫通凹部１４は座金１０を貫通させたが、貫通させずに、底がある凹部とすることもできる（図示していない）。

（４） また、前記実施形態において、座金１０の貫通凹部１４を中央開口１１に臨んだ位置に設けたが、座金１０の半径方向中間位置に貫通凹部１４、１４を形成することもできる（図４）。この場合、前記実施形態と同様に、中間材３０の中間材本体３１に、貫通凹部１４に貫通する突出部４０を設けるが、中間材の外周と突出部４０との間に連結部４５を形成する（図４）。
また、この実施形態では、中間材３０の厚さｔ３１を前記実施形態（図１）より薄く形成したので、六角開口３３の周縁に座金１０の反対側に向けて、筒状立ち上げ部３３ａを形成して、筒状立ち上げ部３３ａの内周面に、ナット１に密着するナット密着部３４を形成する（図４）。これにより、中間材３０の厚さｔ３１を薄くした場合であっても十分なナット密着部３４の面積を確保できる。
また、この場合およびその他の実施例（図１）でも、材厚を全体的に厚くして、中間材３０の筒状立ち上げ部３３ａの上端をナット１の一面４付近まで伸ばす構造とすれば（図５）、締め付けトルクをより大きく設定できる。

１ ナット
２ ナットの螺孔
３ ナットの基準角
４ ナットの一面
４ａ ナットの他面
５ ナットの側面の一面側
１０ 座金
１１ 座金の中央開口
１２ 座金の一面
１２ａ 座金の他面
１３ 座金のナット密着面
１４ 座金の貫通凹部（凹部）
１５ 貫通凹部の一辺（中心側）
１５ａ 貫通凹部の他辺（放射側）
１７ 貫通凹部を結ぶ線
１９ 第一基準印
２１ 第一基準印を結ぶ線
３０ 中間材
３１ 中間材本体
３２ 中間材本体の座金密着面
３３ 中間材本体の六角開口
３３ａ 六角開口の立ち上げ部
３４ ナット密着部
３６ 中間材本体の第二基準印
３７ 第二基準印を結ぶ線
４０ 中間材の突出部
４０Ａ 分離された突出部
４１ 突出部の内側の辺
４１ａ 突出部の外側の辺
４２ 突出部の中間材本体側の面
４３ 突出部を結ぶ線
４５ 中間材の連結部（図４）
５０ ナット一致座金
５２、５３ 横架材
５５ 羽子板ボルト
５６ 羽子板ボルトの板部
５７ 羽子板ボルトのボルト部
５９ ボルト

Claims (3)

1. 剛性を有するナットと、前記ナットのねじ孔と連通する中央開口を設け剛性を有する座金と、中間材とを備え、以下のように構成したことを特徴としたナット一体座金。
   (1) 前記ナットと前記座金の対向面は密接でき、あるいは嵌挿物を介して密接できるように構成した。
   (2) 前記中間材は、前記ナットの外周下部に密着して、前記ナットと共に回転するナット密着部を備え、前記中間材は、前記座金の前記対向面に密着する座金密着部を備え、かつ前記ナット密着部と前記座金密着部とを一体に形成した。
   (3) 前記中間材は前記座金密着部に前記座金側に突出する突出部を備え、前記座金に前記突出部を嵌挿できる凹部を備えた。
   (4) 前記中間材の材質および前記突出部の構造は、前記座金に対して前記ナットのみを必要締め付け強度で回転した際に、前記突出部が座金に対して前記ナットが回転して、前記突出部が前記座金密着部から分離するように構成した。
2. 以下のように構成したことを特徴とした請求項１に記載したナット一体座金。
   (1) 座金とナットが密着し、前記座金で前記ナットあるいは前記嵌挿物が密着する部分をナット密着面とする。
   (2) 座金の中央開口に臨む位置であって、前記ナット密着面を含む位置に前記座金を貫通した構造の凹部を形成する。
3. 以下のように構成したことを特徴とした請求項１に記載したナット一体座金。
   (1) 座金のナット対向面であって、外周側に第一基準印を形成し、中間材に前記第一基準印に対応する第二基準印を係止した。

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