JP4261093B2 - 座金部材 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明はナットとボルトの締結の緩みを防止する座金部材に関する。
【0002】
【従来の技術】
木造建築物における柱部材や梁部材等を相互に連結するために、ボルトやナットが多く用いられている。木造建築では、このような柱部材や梁部材等の被締結部材は木材であるため、季節や経年変化により膨張、収縮を繰り返してその寸法が変化することになる。そのため、たとえば木材が収縮した場合には、ナットと被締結部材との間に生じていた軸方向荷重が低下して、ナットとボルトとの締結が緩むことになる。
【0003】
これに対処するために、ボルトやナットと柱部材等の被締結部材との間に角座金に溶接固定されたスプリングワッシャを装着するようにしている。そして、このスプリングワッシャが軸方向に弾性変形することにより木材の膨張、収縮による寸法の変化を吸収し、また、ボルトやナットに軸方向の弾性力を負荷することにより振動や衝撃などによるボルトやナットの結合部の摩擦力の低下を抑制して、締結の緩みを防止するようにしている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このようなスプリングワッシャによる緩み止めはナットとボルトとの間における軸方向荷重のみで効果を生じるものであるため、木材が収縮することによりスプリングワッシャの弾性力が減少したときには、緩み防止効果が低下して締結の緩みを完全に防止することは困難であった。
【0005】
本発明の目的は、ボルトとナットとの締結の緩みを防止することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明の座金部材は、ボルトおよびナットにより締結される被締結部材と前記ナットの締め付け面との間に装着されて、前記ボルトと前記ナットとの締結の緩みを防止する座金部材であって、前記ボルトの軸部が挿通されるボルト挿通孔が設けられ、前記ナットの締め付け面から加えられる締め付け荷重により弾性変形する弾性変形座面部と、前記弾性変形座面部の前記ボルト挿通孔の径方向の一方側に前記弾性変形座面部に対して前記被締結部材側に突出して設けられて前記弾性変形座面部の荷重を支持し、高さ寸法が大きく形成された第1荷重支持部と、前記弾性変形座面部の前記ボルト挿通孔の径方向の他方側に前記弾性変形座面部に対して前記被締結部材側に突出して設けられて前記弾性変形座面部の荷重を支持し、高さ寸法が前記第1荷重支持部より小さく形成された第2荷重支持部とを有し、前記ナットと前記ボルトとを締め付けたときに前記ナットの締め付け面に加わる弾性力が、前記第1荷重支持部側と前記第2荷重支持部側とで異なることを特徴とする。
【0007】
本発明の座金部材は、前記弾性変形座面部と前記ナットの締め付け面との隙間が無いときには、締め付け荷重が所定の値となることを特徴とする。
【0008】
本発明の座金部材は、前記ナットが前記弾性変形座面部に固定されていることを特徴とする。
【0009】
本発明の座金部材は、前記弾性変形座面部と前記被締結部材との間にパッキン部材が設けられていることを特徴とする。
【0010】
本発明にあっては、弾性変形座面部にそれぞれ高さ寸法の異なる荷重支持部を設けて、ボルトとナットとを締め付けたときに弾性変形座面部が弾性変形することによりナットの締め付け面に加わる弾性力を第1荷重支持部側と第2荷重支持部側とで異なるようにしたので、ボルトとナットとの噛み合い部分の隙間が減少してボルトとナットとの締結の緩みを防止することができる。
【0011】
【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いて詳細に説明する。
【0012】
図1は本発明の一実施の形態である座金部材を示す斜視図であり、この座金部材1は略長方形状に形成された弾性変形座面部2を有している。弾性変形座面部2は、ばね鋼鋼板で形成されており、折り曲げ方向の荷重に対して弾性変形自在となっている。また、この弾性変形座面部2の略中心部にはボルト挿通孔3が設けられている。
【0013】
弾性変形座面部2のボルト挿通孔3の径方向の一方側つまり図中左側となる長手方向の一端には弾性変形座面部2と一体にばね鋼鋼板で形成された第1荷重支持部4が設けられており、また、弾性変形座面部2のボルト挿通孔3の径方向の他方側つまり図中右側となる長手方向の他端には弾性変形座面部2と一体にばね鋼鋼板で形成された第2荷重支持部5が設けられている。これらの荷重支持部4,5はそれぞれ断面L字形状に形成されており、弾性変形座面部2と被締結部材との間に位置して弾性変形座面部2に負荷される締め付け荷重を支持するようになっている。なお、本実施の形態においては、この座金部材1はばね鋼鋼板により形成されているが、これに限らず、ステンレスなど他の材質にて形成するようにしてもよい。
【0014】
また、第1荷重支持部4の弾性変形座面部2と垂直方向となる高さ寸法Hは、第2荷重支持部5の弾性変形座面部2の高さ寸法hより大きく形成されており、これらの荷重支持部4,5により、弾性変形座面部2は水平面に対して傾斜するようになっている。なお、本実施の形態においては、木造建築において通常用いられる12mmのボルトとナットとを約450kgf・cmの締め付け荷重で締め付ける場合を想定して、座金部材1の板厚を約2.0mmとし、弾性変形座面部2の傾斜角が約2度になるように設定されている。
【0015】
図2は、図1に示す座金部材の使用過程(締め付け前)を示す断面図であり、図3は図1に示す座金部材の使用過程(締め付けた状態)を示す断面図である。
【0016】
このように構成された座金部材1を木造建築物における被締結部材としての柱部材6と梁部材7とを締結するボルト8とナット9の緩み止めに使用する場合には、この座金部材1をナット9と柱部材6との間に装着し、両方の荷重支持部4,5を柱部材6に接した状態として、柱部材6、梁部材7のそれぞれに形成された貫通孔6a,7aに挿通されたボルト8の軸部8aを弾性変形座面部2のボルト貫通孔3に挿通させ、ボルト8にナット9を係合させて締め付けることになる。
【0017】
図2に示すように、荷重支持部4,5の高さ寸法H,hが異なるため、ボルト8とナット9とを締め付ける前の弾性変形座面部2は、柱部材6に対して図中右下がりに約2度傾斜した状態となっている。そのため、ナット9の締め付け面9aと弾性変形座面部2との間には、図2中に示すようにその一方側つまり図中右側に隙間Lが生じた状態となっている。
【0018】
この状態からボルト8とナット9とを締め付けると、弾性変形座面部2はナット9の締め付け面9aから締め付け荷重を負荷されることになる。このとき、弾性変形座面部2はその両端部においてそれぞれの荷重支持部4,5に支持されていることから、この締め付け荷重により、図3に示すように、第1荷重支持部4側において大きく、ナット9の締め付け面9aと弾性変形座面部2との間の隙間Lを減少させるように弾性変形することになる。また、座金本体1の板厚や幅、長さ等の寸法は、ボルト8とナット9とを隙間Lが0となるまで締め付けたときに、このボルト8とナット9との締め付け荷重が所定の値である450kgf・cmとなるように設定されている。したがって、作業者が目視でこの隙間Lが0であることを確認することにより、ボルト8とナット9との締め付け荷重が所定の値となったことを確認できるため、トルクレンチ等を用いることなく締め付け荷重不足によって締結の緩みが発生することを防止することができる。
【0019】
締め付けが完了し、所定の締め付け荷重を負荷するナット9の締め付け面9aには弾性変形座面部2からの弾性力が加えられることになるが、この弾性力はナット9の締め付け面9aの第1荷重支持部4側の方が第2荷重支持部5側より大きくなる。これは、第1荷重支持部4の高さ寸法Hが第2荷重支持部5の高さ寸法hより大きいため、弾性変形座面部2の弾性変形量が第2荷重支持部5側より第1荷重支持部4側で大きくなるためである。このように弾性変形座面部2の弾性力が第1荷重支持部4側の方が第2荷重支持部5側より大きくなることにより、ナット9はボルト8に対して傾斜姿勢に強制されることになる。
【0020】
このように、弾性変形座面部2の両端部にそれぞれ高さ寸法H,hの異なる荷重支持部4,5を設けて、ボルト8とナット9とを締め付けたときにナット9の締め付け面9aに加わる弾性力を第1荷重支持部4側と第2荷重支持部5側とで異なるようにしたので、ナット9がボルト8に対して傾斜姿勢に強制されてボルト8とナット9との噛み合い部分の隙間が減少し、ボルト8とナット9との締結の緩みを防止することができる。
【0021】
また、柱部材6や梁部材7は季節や経年変化によりその寸法が変化することになるが、弾性変形座面部2が弾性変形することによりその寸法変化を吸収することができるので、ボルト8とナット9との締結の緩みを防止することができる。
【0022】
さらに、柱部材6や梁部材7が収縮して座金部材1の弾性変形量が減少すると、ボルト8とナット9とに加わる弾性力が減少することになるが、その際にも、ナット9はボルト8に対して傾斜姿勢に強制されているので、ボルト8とナット9との締結の緩みを防止することができる。
【0023】
図4は図1に示す座金部材の変形例を示す斜視図であり、図5は図4に示す座金部材の使用過程(締め付けた状態)を示す断面図である。図4、図5においては前述した部材に対応する部材には同一の符号が付されている。
【0024】
この座金部材11の弾性変形座面部12にはナット9が溶接固定されている。また、第1荷重支持部14は弾性変形座面部12の一部を切り欠き、その部分を折り曲げることにより形成されており、第2荷重支持部15はそのまま柱部材6に接することになる弾性変形座面部2の一端部となっている。
【0025】
この座金部材11を、図1に示す場合と同様にボルト8と締結すると、図5に示すように、弾性変形座面部12の弾性変形量は第2荷重支持部15側より第1荷重支持部14側で大きくなり、ナット9の締め付け面9aに加わる弾性力は第2荷重支持部15側より第1荷重支持部14側の方が大きくなる。したがって、図1に示す場合と同様に、ナット9は弾性変形座面部12とともにボルト8に対して傾斜姿勢に強制されることになり、ボルト8とナット9との噛み合い部分の隙間が減少してボルト8とナット9との締結の緩みを防止することができる。
【0026】
また、ナット9を座金部材11の弾性変形座面部12に固定したことにより、座金部材11とナット9とが一体となるので、締結作業時の手間が省略されて作業能率を向上することができる。
【0027】
図6は図1に示す座金部材の変形例を示す斜視図である。また、図7は図6に示す座金部材の使用過程(締め付け前)を示す断面図であり、図8は図6に示す座金部材の使用過程(締め付けた状態)を示す断面図である。
【0028】
図6、図7に示すように、この座金部材21における弾性変形座面部22は略円形に形成されており、その略中央部にはボルト挿通孔23が設けられている。また、弾性変形座面部22の外周には円筒状に形成された荷重支持体24が一体に設けられている。図7から解るようにこの荷重支持体24は、ボルト挿通孔23の径方向の一方側つまり図中左側においてその幅寸法Tが大きく形成された第1荷重支持部25と、ボルト挿通穴23の径方向の他方側つまり図中右側においてその幅寸法tが小さく形成された第2荷重支持部26とを有している。
【0029】
また、この荷重支持体24内にゴムで形成されたゴムパッキン27が嵌め込むことにより、この座金部材21のシール性を向上することもできる。その際には、ボルト8とナット9の締め付け前では、この座金部材21はこのゴムパッキン27のおいて柱部材6と接することになる。
【0030】
図6に示す状態からボルト8とナット9とを締め付けると、ゴムパッキン27が変形して荷重支持体24の第1荷重支持部25側が柱部材6と接して、弾性変形座面部22の第1荷重支持部25側が大きく弾性変形することになる。そして、その弾性変形による弾性力は、ナット9の締め付け面9aの第2荷重支持部26側より第1荷重支持部25側の方が大きくなる。したがって、図1に示す場合と同様に、ナット9はボルト8に対して傾斜姿勢に強制されて、ボルト8とナット9との噛み合い部分の隙間が減少してボルト8とナット9との締結の緩みを防止することができる。また、荷重支持体24内に嵌めこまれたゴムパッキン27によりこの座金部材21によるシール性を向上することができる。
【0031】
本発明は前記実施の形態に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ことはいうまでもない。たとえば、前記実施の形態においては、この座金部材は木造建築物における木材で形成された柱部材6や梁部材7に対して用いられているが、これに限らず、軽量鉄骨を用いた建築物など、金属製の部材等の締結の際に用いるようにしてもよい。
【0032】
【発明の効果】
本発明によれば、弾性変形座面部にそれぞれ高さ寸法の異なる荷重支持部を設けて、ボルトとナットとを締め付けたときに弾性変形座面部が弾性変形することによりナットの締め付け面に加わる弾性力を第1荷重支持部側と第2荷重支持部側とで異なるようにしたので、ボルトとナットとの噛み合い部分の隙間が減少してボルトとナットとの締結の緩みを防止することができる。
【0033】
また、弾性変形座面部が弾性変形することにより、柱部材や梁部材の季節や経年変化による寸法の変化を吸収することができるので、ボルトとナットとの締結の緩みを防止することができる。
【0034】
さらに、ナットと弾性変形座面部との間の隙間が0であることを確認することにより、ボルトとナットとの締め付け荷重が所定の値となったことを確認できるため、トルクレンチ等を用いることなく締め付け荷重不足によって締結の緩みが発生することを防止することができる。
【0035】
さらに、ナットを弾性変形座面部に固定したことにより、座金部材とナットとが一体となるので、締結作業時の手間が省略されて作業能率を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態である座金部材を示す斜視図である。
【図2】図1に示す座金部材の使用過程(締め付け前)を示す断面図である。
【図3】図1に示す座金部材の使用過程(締め付けた状態)を示す断面図である。
【図4】図1に示す座金部材の変形例を示す斜視図である。
【図5】図4に示す座金部材の使用過程(締め付けた状態)を示す断面図である。
【図6】図1に示す座金部材の変形例を示す斜視図である。
【図7】図6に示す座金部材の使用過程(締め付け前)を示す断面図である。
【図8】図6に示す座金部材の使用過程(締め付けた状態)を示す断面図である。
【符号の説明】
1 座金部材
2 弾性変形座面部
3 ボルト挿通孔
4 第1荷重支持部
5 第2荷重支持部
6 柱部材
7 梁部材
6a,7a 貫通孔
8 ボルト
8a 軸部
9 ナット
9a 締め付け面
11 座金部材
12 弾性変形座面部
14 第1荷重支持部
15 第2荷重支持部
21 座金部材
22 弾性変形座面部
23 ボルト挿通孔
24 荷重支持体
25 第1荷重支持部
26 第2荷重支持部
27 ゴムパッキン
H,h 高さ寸法
L 隙間
Claims (4)
- ボルトおよびナットにより締結される被締結部材と前記ナットの締め付け面との間に装着されて、前記ボルトと前記ナットとの締結の緩みを防止する座金部材であって、
前記ボルトの軸部が挿通されるボルト挿通孔が設けられ、前記ナットの締め付け面から加えられる締め付け荷重により弾性変形する弾性変形座面部と、
前記弾性変形座面部の前記ボルト挿通孔の径方向の一方側に前記弾性変形座面部に対して前記被締結部材側に突出して設けられて前記弾性変形座面部の荷重を支持し、高さ寸法が大きく形成された第1荷重支持部と、
前記弾性変形座面部の前記ボルト挿通孔の径方向の他方側に前記弾性変形座面部に対して前記被締結部材側に突出して設けられて前記弾性変形座面部の荷重を支持し、高さ寸法が前記第1荷重支持部より小さく形成された第2荷重支持部とを有し、
前記ナットと前記ボルトとを締め付けたときに前記ナットの締め付け面に加わる弾性力が、前記第1荷重支持部側と前記第2荷重支持部側とで異なることを特徴とする座金部材。 - 請求項1記載の座金部材において、前記弾性変形座面部と前記ナットの締め付け面との隙間が無いときには、締め付け荷重が所定の値となることを特徴とする座金部材。
- 請求項1または2記載の座金部材において、前記ナットが前記弾性変形座面部に固定されていることを特徴とする座金部材。
- 請求項1,2,3のいずれか一項に記載の座金部材において、前記弾性変形座面部と前記被締結部材との間にパッキン部材が設けられていることを特徴とする座金部材。
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