JP3548090B2 - 座金付きナット、座金付きボルト - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、建築分野等において木材間を締結するための金具に関する。
【０００２】
【従来の技術】
建築分野において複数の木材（柱、梁など）を締結するために各種の金具が用いられているが、ボルト・ナットはその一つである。例えば、建築物の布基礎と土台とを結合するために、アンカーボルトとナットが用いられている。アンカーボルトは、生コンクリートを布基礎に打設した後、コンクリートが固まらないうちに先端部分を突出させて埋め込むことによって布基礎に固定される。布基礎から突出させたアンカーボルトの上端部は、土台内部に形成したアンカーボルト挿通孔を通り、先端部に設けたねじ部に座金を挿通した後ナットを螺合してボルトを締結する。これによって土台は布基礎に固定される。
建築物の施工において、土台上面にアンカーボルトを突出させず、土台上面とアンカーボルトの先端とを面一とする工法が知られている。この工法によれば、土台上面に他の建設部材を直接載せる２×４工法や、軸組工法における床パネル形成等の際おいて、ボルト先端が邪魔にならず作業効率の点で優れるといった利点がある。
【０００３】
従来、土台上面とアンカーボルトの先端とを面一に形成する場合、ナットの上面がアンカーボルト先端と同様に土台表面と面一となるように、土台のアンカーボルト挿通孔の上端部周囲に、ナットが嵌め込まれて収納される凹部をあらかじめ穿設する、いわゆる座掘りが行われている。
事前の座掘り作業は、熟練と時間を要する仕事であるし、また、必要以上に掘ってしまうと土台の強度を損ねてしまう恐れがある。このような問題を解決するために、座金とナットを組み合わせると共に、座金の裏面側に座掘り用の刃を形成した座付きナットが提案されている。これは、締め付けに伴う座金の回転で、座金自らが木材を彫り進み、事前に座掘りをしておかなくとも座金が土台に埋まり込むものである。
【０００４】
図７は、従来の座金付きナットを説明するための正面図、及び断面図である。座金付きナット１００は、座金部１０１及びナット部１０２を備える。座金部１０１は、平らに形成された上面１０４と外周から内周に向かって肉厚とし杯状に形成された下面１０３を有する。座金部１０１及びナット部１０２には、その軸中心にアンカーボルトを通す挿通孔１０８が貫通して形成され、内面にねじ部１０９が形成されている。
座金部１０１において、挿通孔１０８の上面１０３側の端部には工具を係合させるための工具掛け部１０５（六角形状凹部）が穿たれ、また、下面１０３には座掘り用刃部１０２を備えている。
アンカーボルトを締結するには、アンカーボルトを挿通孔１０８内に通し、工具掛け部１０５内に六角レンチを挿入し、座金付きナット１００の全体を回転させる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の座金付きナット１００では、座金部の断面形状が下方ヘ膨出した椀状あるいは杯状となっていて座金部１０１の厚さが大きいのでその分だけ座掘りの量も多く、座掘りに時間を要する。また、梁や柱などを損傷してしまう危険も高い。
なお、木造軸組住宅では多数のボルト・ナット締め個所があり、その多くに座掘りが必要なので、個々の個所における座掘りに要する時間の多寡はトータルでは無視できない程度になる。
さらに、下面が椀状、杯状となった座金が急速に被切削材に押し込まれると、くさび効果によって周辺へ広がる力が作用して被切削材が割れてしまうことがある。
本発明は、浅い座掘りで埋入し、非切削材を割ることが無く、座掘り時間が短い座金付きナットや座金付きボルトの提供を課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
座付きナット又は座付きボルトは、座金部とナット部あるいはボルト部とからなるものとする。座金部とナット部あるいはボルト部は通常一体に成形されるが別体に成形した後、組み合わせることもある。そして、座金部は円形平板形状とする。すなわち、座金部を基本的に平らなものとし、その上面に工具掛け部を下面に座掘り用の刃を形成する。
座金部が基本的に平らなものであることによって、必要な座掘りの深さ軽減し、その結果、座掘りに要する時間が短縮する。
座掘りの際の押圧力は非切削材の面に対してほぼ直角に働くので、くさび効果はほとんど発生しない。
座金部の外形は円形が多いが多角形のこともある。
【０００７】
なお、工具掛け部は、座金付きナットを回転するために電動工具ヘ取り付ける取り付け治具と係合する部分である。通常、四角形や六角形の凹部や貫通孔が多いが、取り付け治具で座金部を回転できれば良いので、他の多角形や楕円形あるいは十字形の凹部であってもよい。
【０００８】
座金部の下面に設ける座掘り用刃部は、切刃というよりは掻き取り刃に近く、被切削材を削り取り、削り屑を最初のうちは排出しているがやがて抱き込み押さえ込むような格好となる。このような機能のものであれば良い。通常、座金部下面の中心部から外周側へ、放射状に２本か３本形成される。このような刃は、１本でも機能するが、１本の場合回転が安定しにくい。また、多数本形成しても機能するが回転の抵抗が大きくなって座金が埋入しにくい難点がある。
なお、この際に座掘りの周縁では木材の毛羽立ち、かえり、まくれ等のバリが発生し、座付きナットを取り付けた後も目立って見苦しいことがあるが、これを解決するために座金部の外周縁に座金部の外周端の輪郭、すなわち、座掘りの周縁を切削する鑿部を設けたり、取り付け治具に切刃を設けておき、座堀りの当初に、いわば、罫書きのようにして、座掘りの周縁を環状に切削しておくことがある。
【０００９】
座金部の座掘り用刃部は、座金部の下面の厚さが周方向に沿って連続的に変化する斜面、あるいは、座金部の平面状の下面に下方に突出させた突条（筋状に続く凸部）によって形成することができる。前記の連続的に傾斜する斜面は直線的に傾斜した平らな斜面あるいは湾曲して連続する曲面である。座金部の下面に設ける座掘り用刃部の個数は基本的に任意である。
【００１０】
以上、座付きナットを中心に説明したが、座金部に関する技術的思想はそのまま座付きボルトに適用することができる。座付きボルトは、座金部とボルト部からなり、座金部は上面の中央部に工具掛け部を有するなど、座金部に関して前記の座金付きナットの場合と同じ構成を備え、同じ作用効果を発揮する。ボルト部は通常の頭付きボルトのネジ部に相当する。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１（イ）（ロ）は、座金付きナットの第１の実施形態を示し、座付きナット１は座金部２とナット部３を１本の鋼材から鍛造によって一体に成形してある。
座金部２は、平面状の上面と下面を有する厚さ＝約６ｍｍ、外径φ＝約４５ｍｍの、全体として円形の平板形状であり、上面の中央に二面幅が約１２ｍｍの六角形凹部（深さ約６ｍｍ）とした工具掛け部４を形成してある。
【００１２】
座金部２の下面には、図１（ロ）、図２（イ）（ロ）に示すように中央部の対向位置から外周縁に向けて延びた２本の座掘り用刃部５を有する。この刃５は、座金部２の下面を中心に向かう直線に沿って、中心寄りほど深く（最高で１．５ｍｍ）鍛造することにより形成してあり、回転方向に対して急角度に立ち上がった面とその面から緩やかに次の刃部まで傾斜する平らな面とで構成してある。前記の中心に向かう直線は、この実施形態ではナット部３が座金部２に連続する個所に設定した設定円６（φ＝２２ｍｍ）の接線であり、平面視で平行となっている。
【００１３】
ナット部３は通常の長ナット形態で、長さ約３２．５ｍｍであり、軸線に沿って雌ねじ孔７（φ＝１２ｍｍ）を形成してある。なお、雌ねじ７の軸線と工具掛け部４の軸線を一致させて、雌ねじ７を工具掛け部４に到達させ、雌ねじ孔７を上方に貫通してある。六角形の凹部である工具掛け部４の断面六角形は雌ねじ孔７の円に外接する大きさである。
座金付きボルト１は、例えば、図３のように、木造住宅の布基礎８に基部を埋め込まれ、上部を土台１２の通し孔に差し込んであるアンカーボルト９の雄ねじ部１０にインパクトレンチなどに装着した回転工具１１を使って螺合する。
【００１４】
螺合の当初、アンカーボルト９の雄ねじ部先端は土台１２の通し孔から出ておらず、これに座金付きナット１を螺合してねじ込むと、螺合が進行するに伴い座金部２の下面が土台１２の表面を座掘りし、埋まり込む。座掘りが進行して座金部２の上面が土台１２の上面と平らになるころ、座金付きナット１による締め付け力が大きくなって回転抵抗が増し、回転工具１１に設定してある締め付けトルクの上限を超過し、回転工具が自動的に停止する。すなわち、回転工具１１が停止するまで、座金付きナット１をねじ込むとねじ込まれた座金付きナット１の上面は土台１２の表面と平坦になっている。
【００１５】
座金付きナット１の工具掛け部４の大きさは市販のインパクトレンチなどに装着する汎用工具の寸法に合わせるのが便利であり、六角形凹部の場合は二面幅１２ｍｍとすることが多い。このとき、建築用のアンカーボルト９と組み合わされるナットの外径φは１６ｍｍ、その中心部に形成する雌ねじ孔７の径φは１２ｍｍで、ナットの肉厚を２ｍｍとしている。この肉厚は通常の強度上で必要なものであるが、厚さ約６ｍｍの全体として平らな座金部２に深さ６ｍｍ、２面幅１２ｍｍの六角形凹部を形成すると、その底面の周縁から座金部２又はナット部３の外面までの肉厚（ｔ…図２ ロ）が、前記の通常必要とする肉厚以下になってしまうことがある。これを避けるためにナット部３と座金部２が連続する個所に、縦断面において半径＝３ｍｍとなる丸みをつけて成形してある。これにより、前記個所の肉厚はｔ＝約２ｍｍとなり、必要な強度が維持される。
【００１６】
図４（イ）（ロ）は、座金付きナット１の第２の実施形態を示し、前記の第１実施形態と基本的に同じ構成であるが、工具掛け部４の形態と座掘り用刃部５の形態が異なる。この実施形態において工具掛け部４は十字形の凹部である。このように、工具掛け部としての凹部の形態は、種々考えられ、三角形、四角形、さらには多角形あるいは楕円などでも良い。
座掘り用刃部５は、座金部２の下面に回転側が急角度、反対側がなだらかな面で形成された突条１３の形態となっている。
【００１７】
図５（イ）（ロ）は座金付きボルトの実施形態（第３の実施形態）であり、座金付きボルト１４は、鍛造により一体成形された座金部１５とボルト部１６とからなる。座金部１５は、第１実施形態の座金付きナット１における座金部２と同じ構成であり、上面の中央部に六角形凹部の工具掛け部４を有し、下面に座掘り用刃部５を備えている。詳細な説明は省略する。ただし、工具掛け孔４が貫通することはない。ボルト部１６は通常のボルトナットにおけるボルトのねじ部と同じ構成である。
座金付きボルト１５は接続金具と併用して柱と梁などを結合するのに用いられる。
【００１８】
図６（イ）（ロ）は、座金付きボルト１５の他の実施形態（第４の実施形態）であり、第３の実施形態に同様であるが、座金部１５の下面に形成した座掘り用刃部５の形態が異なる。この形態では、座掘り用刃部５を座金部１５下面の中央部から外周縁ヘ放射状に５本形成している。各刃５は、回転方向の面を急角度に反対側を隣の刃５まで緩やかに、隣の刃５の外周縁近傍がもっとも深くなるように連続した傾斜面に形成してある。座金部１５の周面が鋸刃状に見えるが、第３の実施形態と同様の機能を発揮する。
【００１９】
【発明の効果】
座金付きナット、座金付きボルトにおいて、座金部下面に座掘り用刃部を有するので、回転工具を用いたねじ込み作業だけで、座金部を埋入させ、座金部の上面を土台などの木材表面と平らにできる。
その際、座金部は全体として平らな形態であるので、座掘り時間が短く、作業能率が良い。また、全体として平らな座金部は座掘り深さが小さく、さらに、木材に食い込むようなくさび効果がないので、木材を損傷してしまうことが少ない。
市販されている汎用の工具を用いてねじ込むことができる。座金部とナット部あるいは座金部とボルト部が連続する個所に十分な強度がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】（イ）（ロ）は斜視図（第１の実施形態）。
【図２】（イ）は平面図、（ロ）は正面図。
【図３】施工状態を説明するための斜視図
【図４】（イ）（ロ）は斜視図（第２の実施形態）。
【図５】（イ）は平面図、（ロ）は正面図（第３の実施形態）。
【図６】（イ）（ロ）は斜視図（第４の実施形態）。
【図７】（イ）は正面図、（ロ）は断面図（従来例）。
【符号の説明】
１ 座金付きナット
２ 座金部
３ ナット部
４ 工具掛け部
５ 座掘り用刃部
６ 設定円
７ 雌ねじ孔
８ 布基礎
９ アンカーボルト
１０ 雄ねじ部
１１ 回転工具
１２ 土台
１３ 突条
１４ 座金付きボルト（第３の実施形態）
１５ 座金部
１６ ボルト部

Claims (3)

1. 座金部とナット部を備え、座金部は平面状の上面と下面とを備える全体として円形の平板形状で、上面に取り付け治具との工具掛け部を有すると共に下面に座金部の回転によって被切削材を削り、座金部自体を被切削材に埋入させる座掘り用刃部を有し、ナット部は前記座金部の下面中央部分から下方に向かって軸方向に延びており、前記工具掛け部は座金部の中心に形成した凹部であり、座金部下面とナット部上端との連続部を丸い凹曲面で形成し、これにより前記凹部の底面周縁から前記凹曲面の外面に達する最小肉厚個所を強度上必要な寸法としてあることを特徴とした座金付きナット。
2. 座金部とボルト部を備え、座金部は平面状の上面と下面とを備える全体として円形の平板形状で、上面に取り付け治具との工具掛け部を有すると共に下面に座金部の回転によって被切削材を削り、座金部自体を被切削材に埋入させる座掘り用刃部を有し、ボルト部は前記座金部の下面中央部分から下方に向かって軸方向に延びており、前記工具掛け部は座金部の中心に形成した凹部であり、座金部下面とボルト部上端との連続部を丸い凹曲面で形成し、これにより前記凹部の底面周縁から前記凹曲面の外面に達する最小肉厚個所を強度上必要な寸法としてあることを特徴とした座金付きボルト。
3. ナット部に設けたねじ孔が工具掛け部に貫通していることを特徴とした請求項１に記載の座金付きナット。

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