JP4198790B2 - 外周ネジ付きナット材を用いた高力ボルト接合方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、外周ネジ付きナット材を用いた高力ボルト接合方法、特に、同方法における外周ネジ付きナット材の装着方法に関する。
【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、次のような接合構造を採用することが、極めて有効的な接合方法として考えられる。
【０００３】
即ち、図４に示すように、角形鋼管柱１の側壁に、高力ボルト３よりも径大なネジ孔１ａを形成し、このネジ孔１ａに、外周をネジ部４ｂとした外周ネジ付きナット材４を、角形鋼管柱１の外側から螺入して装着し、そして、高力ボルト３を、エンドプレート２のボルト通孔２ａに通して、ナット材４の内周ネジ部４ａに螺合し、締め付けて、角形鋼管柱１とエンドプレート２とを高力ボルト接合する構造である。
【０００４】
この接合構造によれば、ナット材４が角形鋼管柱１の側壁の肉内にセットされるため、角形鋼管柱１内部への高力ボルト３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３はナット材４と螺合されるため、高力ボルト３の締付けによってボルト３がナット材４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１のネジ孔１ａは高力ボルト３よりも径大であり、そのため、ネジ孔１ａ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４と角形鋼管柱１とのネジ結合部の耐力を大きく確保しえて、ナット材４についても、角形鋼管柱１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１とエンドプレート２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４は、角形鋼管柱１のネジ孔１ａに対し、角形鋼管柱１の外側からネジ孔１ａに螺入して取り付ければよいから、角形鋼管柱１ａ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】
ところで、上記の高力ボルト接合構造において、角形鋼管柱１のネジ孔１ａにナット材４を装着する方法として、図１０に示すように、ナット材４の基端面に複数の工具係合用小孔５１，５１を偏心状態に形成し、この小穴５１，５１に工具５２を係合させてナット材４を回転させ、ネジ孔１ａに螺入していく方法が考えられる。
【０００８】
しかし、この装着方法では、ナット材４に工具係合用の小穴５１，５１を形成しておかなければならず、ナット材４の加工コスト、製造コストが高く。
【０００９】
また、ナット材４の肉厚が薄いような場合は、ナット４の端面に上記のような小穴５１，５１を形成するスペースを確保することができないこともあり、ネジ孔１ａへのナット材４の螺入操作に難儀するというようなことも起こりうる。
【００１０】
更に、ネジ孔１ａへのナット材４の装着状態において、ナット材４の基端面が角形鋼管柱１の外面から外方に突出していたのでは、角形鋼管柱１とエンドプレート２とが摩擦接合されない。その一方、ナット材４の基端面がネジ孔１ａの奥に深く入り込み過ぎていては、ナット材４とネジ孔１ａとのネジ結合力が弱くなって、強固な接合状態を得ることができない。そのため、ナット材４は、その基端面が、角形鋼管柱１の外面と面一か、又は、ネジ孔１ａ内に若干入り込んだ状態に、装着される必要がある。ところが、そのような微妙な螺入操作を行ってナット材４を装着していくには、かなりの慎重さが必要で、ナット材４の装着作業に手間を要するという問題がある。
【００１１】
また、ナット材４を工場などで予め角形鋼管柱１のネジ孔１ａに装着しておくというような施工方法を採る場合、工場から現場への搬送中に、また、現場搬入後建方までの間に、ナット材４のネジ孔４ａに疵が付かないよう、例えば、専用の保護キャップを用いて、ナット材４のネジ孔４ａ内部を塞いでおく、など面倒なキャップ取付け作業を行わなければならないなどの問題もある。
【００１２】
本発明は、上記のような問題点に鑑み、外周ネジ付きナット材から特別の工具係合部を排除することができてナット材をスッキリとした簡素な構造にすることができると共に、外周ネジ付きナット材の肉厚が薄いような場合でもナット材を容易にネジ孔に螺入していくことができ、しかも、ナット材をネジ孔に対し深すぎず浅すぎず所定の適正な装着状態に容易に装着することができ、加えて、ボルト接合するまでの間、ネジ孔に装着したナット材の内周ネジ部の保護が必要な場合に、その保護を簡易に行うことができる、外周ネジ付きナット材を用いた高力ボルト接合方法を提供することを課題とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記課題は、外周をネジ部とした外周ネジ付きナット材を、第１部材と第２部材との摩擦接合面のがわから、第１部材のネジ孔に螺入して装着し、しかる後、高力ボルトを、第２部材のボルト通孔に通して前記ナット材のネジ孔と螺合し、締め付けて第１部材と第２部材とを高力ボルト接合する方法において、
前記第１部材のネジ孔への外周ネジ付きナット材の装着を、
（Ａ）雄ネジ部の一端に頭部が設けられ、該頭部において雄ネジ部のがわに面して、第１当接部と第２当接部とが備えられた外周ネジ付きナット材装着用の部品を用い、
（Ｂ）この部品とナット材とを、部品の雄ネジ部をナット材のネジ孔に螺入して、部品の第１当接部をナット材の端面に当接させた状態に組み合わせた後、
（Ｃ）同部品の頭部を、工具にて、ナット材ネジ孔への螺入回転方向と同じ方向に回転することによって、前記ナット材を第１部材のネジ孔に螺入して、同部品の第２当接部を第１部材と第２部材との摩擦接合面に当接させた状態にし、しかる後、
（Ｄ）同部品の頭部を、工具にて、上記とは逆の方向に回転することによって、同部品をナット材のネジ孔から取り外す、
というようにして行うことを特徴とする外周ネジ付きナット材を用いた高力ボルト接合方法によって解決される。
【００１４】
即ち、この方法では、ナット材装着用部品とナット材とは、それらの螺合組み合わせ状態において、部品の第１当接部がナット材の端面に当接されており、そのため、部品をナット材ネジ孔に螺入するのと同じ方向に部品を回転させることによって、ナット材は、部品と一体回転され、第１の部材のネジ孔に螺入されていく。従って、この装着用部品を用いることによって、ナット材に、工具を係合させるための特別の係合部をわざわざ備えさせる必要はなく、ナット材をスッキリとした簡素な構造にすることができて、これをコスト的に有利に製造することができる。
【００１５】
また、ナット材の肉厚が薄い場合であっても、上記のような装着用部品を用いることによって、ナット材を難なく第１部材のネジ孔に螺入していくことができる。
【００１６】
しかも、ナット材装着用部品には第１、第２の当接部が備えられて、この部品をナット材のネジ孔に螺入する作業においては、部品の第１当接部がナット材の端面に当接するところまで螺入操作すれば、その位置決め作用によって、部品とナット材とは、それらの相対的位置関係が自動的に定まり、そして、この組み合わせ状態の部品の頭部を回転してナット材を第１部材のネジ孔に螺入する作業においては、部品の第２当接部が第１部材と第２部材との摩擦接合面に当接するところまで螺入操作をすれば、その位置決め作用によって、ナット材と第１部材のネジ孔との相対的位置関係も自動的に定まり、これによって、ナット材を、第１部材のネジ孔に対し、深すぎず、浅すぎず、所定の適正な螺入状態に容易に装着することができる。
【００１７】
加えて、高力ボルトを用いてボルト接合するまでの間に、ネジ孔に装着したナット材の内周ネジ部の保護が必要な場合においても、ボルト接合を行うまでの間、装着用部品をナット材に取り付けたままにしておくことによって、この部品にてナット材のネジ孔が封鎖され、これを保護することができ、上記のような着用部品の使用により、専用の保護キャップの使用を排除することができる。
【００１８】
【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。
【００１９】
図４及び図６には、実施形態にかかる高力ボルト接合構造を示す。この高力ボルト接合構造は、角形鋼管柱の周壁外面部に、Ｈ型鋼梁の端部に備えられるエンドプレートを高力ボルト接合する場合のもので、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はナット材である。
【００２０】
角形鋼管柱１とエンドプレート２は、通常の軟鋼クラスの構造用鋼材によるものである。角形鋼管柱１の側壁には、接合に用いる高力ボルト３よりも径大なネジ孔１ａが貫通状態に形成され、エンドプレート２にはボルト通孔２ａが形成されている。
【００２１】
ナット材４は、高力ボルト３と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、その軸芯部のネジ孔４ａは、高力ボルト３と螺合可能に設計されている。このナット材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１ａのサイズに対応するものに設計されており、外周部には、角形鋼管柱１のネジ孔１ａと螺合可能な雄ネジ部４ｂが、軸線方向の全域にわたって形成されている。このナット材４は、角形鋼管柱１のネジ孔１ａ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１ａに螺入して装着を行える構成態様となされている。ナット材４は、小穴や溝などの専用の工具係合部を備えてはおらず、スッキリとした簡素な構造を有し、専用の工具係合部が備えられているものより、コスト的に有利に製作することができる。
【００２２】
角形鋼管柱１とエンドプレート２との接合は、図５（イ）に示すように、まず、ナット材４を、角形鋼管柱１の外側から、ネジ孔１ａに螺入していき、ナット材４を角形鋼管柱１に装着する。この装着作業において、本実施形態では、ナット材４は、その基端面が、図５（ロ）に示すように、ネジ孔１ａの内部に若干程度入り込んだ状態となるように、ネジ孔１ａに装着する。しかる後、高力ボルト３を、ワッシャー５に通し、エンドプレート２のボルト通孔２ａに通して、角形鋼管柱１のナット材４のネジ孔４ａに螺合し、締めていく。以上のようにして、角形鋼管柱１とエンドプレート２とが、適正に高力ボルト接合される。
【００２３】
上記の高力ボルト接合方法において、角形鋼管柱１のネジ孔１ａへの外周ネジ付きナット材４の装着は、次のようにして行う。
【００２４】
即ち、装着に、図３に示す装着用部品６を用いる。この部品６は、雄ネジ部７の一端に頭部８が備えられたものである。雄ネジ部７は、ナット材４のネジ孔４ａと螺合可能で、短尺なものに形成されている。頭部８は、所定の高さを有する第１頭部８ａと、第２頭部８ｂとからなり、第２頭部８ｂは、第１頭部８ａを介して、雄ネジ部７の端部に連設されている。第１頭部８ａは、雄ネジ部７よりも径大で、かつ、角形鋼管柱１のネジ孔１ａよりも径小に設計されており、雄ネジ部７と第１頭部８ａとの間の環状段面９を、本発明の第１当接部としている。また、第２頭部８ｂは、角形鋼管柱１のネジ孔１ａよりも径大に設計されており、第１頭部８ａと第２頭部８ｂとの間の環状段面１０を、本発明の第２当接部としている。また、第２頭部８ｂは、スパナ対応の外周６角形に形成されている。
【００２５】
この部品６を用い、まず、図１（イ）（ロ）に示すように、部品６とナット材４とを、部品６の雄ネジ部７をナット材ネジ孔４ａに螺入し、部品６の第１当接部９をナット材４の端面に当接させた状態に組み合わせる。螺入操作は、部品６の第１当接部９がナット材４の端面に当接されるところまで行えばよいから、操作容易である。
【００２６】
そして、図１（ロ）及び図２（ハ）に示すように、この組み合わせ品における部品６の第２頭部８ｂを、スパナにて、部品６をナット材４に螺入していったのと同じ方向に回転させ、ナット材４を角形鋼管柱１のネジ孔１ａに螺入していき、部品６の第２当接部１０を角形鋼管柱１の外面に当接させた状態にする。部品６の第１当接部９がナット材４の端面に当接されているため、部品６の雄ネジ部７がナット材４のネジ孔４ａの内方に螺入されていくということはなく、部品６の回転操作で、ナット材４は、部品６と一体回転し、それによって、ナット材４は、角形鋼管柱１のネジ孔１ａ内に螺入されていく。この螺入過程で、部品６の第２当接部１０は、角形鋼管柱１の外面に当接されて回転規制状態となり、それによって、ナット材４は、その基端面が、図２（ハ）に示すように、角形鋼管柱１の外面位置よりも、部品６の第１頭部８ａの高さ分の寸法だけ、ネジ孔１ａの内方に位置して、ネジ孔１ａに装着されることになる。この場合の螺入操作も、部品６の第２当接部１０が角形鋼管柱１の外面に当接されるところまで行えばよいから、螺入操作に特段の慎重さは必要なく、操作は容易である。
【００２７】
しかる後、図２（ニ）に示すように、この部品６の第２頭部８ｂを、スパナにて、上記とは逆の方向に回転させ、同部品６を、ナット材４のネジ孔４ａから取り外す。なお、角形鋼管柱１のネジ孔１ａとナット材４の外周ネジ４ｂとの回転抑制抵抗が、ナット材ネジ孔４ａからの部品６の取外し回転抵抗よりも、大きくなるようにし、部品６の回転によるナット材４の共回りでナット材７が部品６とともに取り外されてしまうというようなことがないよう、配慮しておくべきことはいうまでもない。そのための一手段として、ナット材４を角形鋼管柱１のネジ孔１ａに螺入するに際し、ナット材４の外周ネジ部や角形鋼管柱１のネジ孔１ａ内に接着剤を塗布し、ナット材４と角形鋼管柱１とを接着一体化するのもよい。これにより、ナット材４は、図５（ロ）に示すような所定の装着状態にセットされる。
【００２８】
上記の装着方法は、次のような態様で実施されることにより、更なる有用性が発揮される。即ち、角形鋼管柱１のネジ孔１ａに、工場などで予めナット材４を装着しておき、これを建築現場に搬入して建方を行うというような施工方法をとる場合に、装着用部品６の取外しを建方直前に行うようにする。これにより、部品６は、ナット材４のネジ孔４ａが外部に露出されるのを防ぐカバーないしはキャップとして機能し、搬送から建方を行うまでの間、ナット材４のネジ孔４ａを保護することができる。角形鋼管柱１のネジ孔１ａについては、ナット材４が既に螺合されているから、このナット材４にて保護されることはいうまでもない。
【００２９】
図７、図８に示す他の実施形態では、図７（イ）に示すように、装着用部品６の雄ネジ部７の先端部に、有底の筒体１３の開口がわが、雄ネジ部７と分離可能に連接されている。この部品６を用いて、図７（ロ）に示すように、ナット材４を角形鋼管柱１に装着する。そして、部品６を回転させ、筒体１３をナット材４のネジ孔４ａに残したまま、取り外す。部品６のこの回転により、筒体１３は部品６と分離されるのである。そして、図８（ハ）に示すように、シノ１４を、エンドプレート２のボルト通孔２ａを通じて、ナット材ネジ孔４ａ内の筒体１３の内部に挿入し、筒体１３の内部をシノ穴とし、シノ１４の先端を筒体１３の内周面に当接させ、シノ１４をテコのように動かして、ボルト通孔２ａとネジ孔４ａとの芯合わせを行う。しかる後、図８（ニ）に示すように、シノ１４などを使って筒体１３の底面などを突き、筒体１３をナット材４のネジ孔４ａから除去する。このように、装着用部品として、上記のような筒体１３を備えさせたものを用いることによって、別途にわざわざシノ孔を形成して芯合わせを行う面倒を回避することができる。
【００３０】
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で各種の変更が可能である。例えば、上記の実施形態では、角形鋼管柱１の側面部にＨ形鋼梁のエンドプレート２を高力ボルト接合する場合について説明しているが、その他の部材同士の高力ボルト接合において用いられてもよい。また、上記実施形態では、部品６の頭部８ａを、外周六角形としたスパナ対応の形状にしているが、その他、図９（イ）（ロ）に示すようなマイナス字溝１５、十字溝１６によるドライバー対応のもの、あるいは図９（ハ）に示すような六角穴１７による六角レンチ対応のものであってもよい。また、上記の実施形態では、ナット材４を、その基端面が角形鋼管柱１の外面位置よりもネジ孔１ａ内方に位置するように、ネジ孔１ａに装着する場合のものを示しているが、ナット材４を、その基端面が角形鋼管柱１の外面位置と面一になるように、ネジ孔１ａに装着する場合には、部品６として、第１頭部８ａを省略し、第２頭部８ｂを直接雄ネジ部７に連設させた頭部構造のものを用い、この第２頭部８ｂの雄ネジ部７がわの環状断面の内周がわを第１当接部９、外周がわを第２当接部１０としたものが用いられてよい。
【００３１】
【発明の効果】
上述の次第で、本発明の高力ボルト接合方法は、上記のように、特定構造の装着用部品を用いて、第１部材のネジ孔への外周ネジ付きナット材の装着を行うものであるから、外周ネジ付きナット材から特別の工具係合部を排除することができて、ナット材をスッキリとした簡素な構造にすることができ、外周ネジ付きナット材をコスト的に有利に製造することができる。また、外周ネジ付きナット材の肉厚が薄いような場合でも、上記の部品を用いて、ナット材を容易に第１部材のネジ孔に螺入していくことができる。しかも、部品に備えられた第１，第２の当接部によって、ナット材を、ネジ孔に対し、深すぎず浅すぎず所定の適正な装着状態に、容易にかつ能率良く装着することができる。加えて、ボルト接合するまでの間に、ネジ孔に装着したナット材の内周ネジ部の保護が必要な場合においても、その保護を、上記の装着用部品に行わせて、専用の保護部品を用いることなく、簡易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態を示すもので、図（イ）（ロ）は図２（ハ）（ニ）とともにナット材の装着方法を順次に示す断面図である。
【図２】図（ハ）（ニ）は図１（イ）（ロ）とともにナット材の装着方法を順次に示す断面図である。
【図３】角形鋼管材、ナット材、装着用部品を分離状態にして示す一部断面斜視図である。
【図４】高力ボルト接合構造を示す断面図である。
【図５】図（イ）（ロ）は接合方法を順次に示す断面図である。
【図６】高力ボルト接合構造の分解斜視図である。
【図７】他の実施形態を示すもので、図（イ）（ロ）は図８（ハ）（ニ）とともにナット材の装着方法を順次に示す断面図である。
【図８】図（ハ）（ニ）は図７（イ）（ロ）とともにナット材の装着方法を順次に示す断面図である。
【図９】図（イ）ないし図（ハ）はそれぞれ装着用部品の変形例を示す斜視図である。
【図１０】関連技術を示すもので、ナット材の装着方法の断面図である。
【符号の説明】
１…角形鋼管柱（第１部材）
１ａ…ネジ孔
２…エンドプレート（第２部材）
３…高力ボルト
４…ナット材
４ａ…ネジ孔
４ｂ…雄ネジ部
６…装着用部品
７…雄ネジ部
８…頭部
９…第１当接部
１０…第２当接部

Claims (3)

1. 外周をネジ部とした外周ネジ付きナット材を、第１部材と第２部材との摩擦接合面のがわから、第１部材のネジ孔に螺入して装着し、しかる後、高力ボルトを、第２部材のボルト通孔に通して前記ナット材のネジ孔と螺合し、締め付けて第１部材と第２部材とを高力ボルト接合する方法において、
   前記第１部材のネジ孔への外周ネジ付きナット材の装着を、
   （Ａ）雄ネジ部の一端に頭部が設けられ、該頭部において雄ネジ部のがわに面して、第１当接部と第２当接部とが備えられた外周ネジ付きナット材装着用の部品を用い、
   （Ｂ）この部品とナット材とを、部品の雄ネジ部をナット材のネジ孔に螺入して、部品の第１当接部をナット材の端面に当接させた状態に組み合わせた後、
   （Ｃ）同部品の頭部を、工具にて、ナット材ネジ孔への螺入回転方向と同じ方向に回転することによって、前記ナット材を第１部材のネジ孔に螺入して、同部品の第２当接部を第１部材と第２部材との摩擦接合面に当接させた状態にし、しかる後、
   （Ｄ）同部品の頭部を、工具にて、上記とは逆の方向に回転することによって、同部品をナット材のネジ孔から取り外す、
   というようにして行い、かつ、
   前記部品が、ナット材ネジ孔保護用の部品を兼ね、該部品を、前記工程（Ｃ）において第２当接部を摩擦接合面に当接させてから、第１部材と第２部材との高力ボルト接合を行うまでの間、ナット材に取り付けたままにしておき、
   前記部品の雄ネジ部の先端部に、有底の筒体の開口がわが、雄ネジ部と分離可能に連接されており、
   前記工程（Ｄ）において、部品を回転することによって、部品と筒体とが分離し、筒体をナット材のネジ孔に残したまま、部品が取り外されるようになされており、
   部品の取外し後、シノを第２部材のボルト通孔を通じて、ナット材ネジ孔内の筒体の内周面に当接させ、シノで第２部材のボルト通孔とナット材のネジ孔との芯合わせを行い、しかる後、筒体の底面を突いて筒体をナット材のネジ孔から除去すると共に、高力ボルトによる第１部材と第２部材との高力ボルト接合を行うことを特徴とする外周ネジ付きナット材を用いた高力ボルト接合方法。
2. 前記ナット材装着用部品は、その第１当接部が、雄ネジ部の軸線方向において、第２当接部と同じ位置か、又は、第２当接部よりも雄ネジ部のがわに位置して備えられ、これにより、前記工程（Ｃ）において、ナット材は、部品の第１当接部が当接される端面を、第１部材と第２部材との摩擦接合面位置か、又は、第１部材のネジ孔内に位置させて、第１部材のネジ孔に装着されるようになされている請求項１に記載の外周ネジ付きナット材を用いた高力ボルト接合方法。
3. 請求項１に記載の高力ボルト接合方法において用いられる同請求項１に記載の外周ネジ付きナットの装着用部品。

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