JP5027847B2 - 鉄骨材の連結機構 - Google Patents

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Description

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。
従来から、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)。
この特許文献1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孔を中心に、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している。
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、縦長のボルト孔が形成されており、この縦長のボルト孔を通じて、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。
これによれば、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。
これに対して、一対のボルトと、前記ボルトのネジ部と遊嵌する一対のネジ位置決め孔部と、前記ネジ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ネジ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ネジ取付孔を側面に有し、これら一対のネジ取付孔の形状が、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ネジ取付孔に対向するように配置され、前記ネジ取付孔のネジ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、前記ボルトのネジ部が遊嵌状態で挿通される一対の締め付け軸挿通孔が穿孔されたL字形金具と、前記締め付け軸挿通孔および前記ネジ取付孔を挿通しつつ前記各ネジ位置決め孔部に各々位置決めされた前記各ボルトのネジ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鉄骨材の連結機構が提案されている(例えば、特許文献2参照)。
これによれば、角形鋼管上のネジ取付孔におけるネジ可動孔部、およびL字形金具の一方の平板部上の一対の締め付け軸挿通孔に各ボルトのネジ部をそれぞれ挿通させ、さらに、例えばネジ取付孔におけるネジ位置決め孔部にネジ部が位置決めされるように各ボルトをネジ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ネジ部にナットをそれぞれ螺合して角形鋼管とL字形金具との締結を、簡単活容易に実現できる。
特許第3207818号公報 特開2004‐353348号公報
しかしながら、かかる従来の鉄骨材の連結機構にあっては、水平配置される一方の角形鋼管に他方の角形鋼管を直交する方向に連結するL字形金具を、前記一方の角形鋼管の内部に差し入れたボルトを用いて固定する必要があるために、その一方の角形鋼管が長尺で、その角形鋼管の途中に前記他方の角形鋼管を連結する場合には、その一方の各形鋼管内からこの角形鋼管に設けられたボルト挿入孔に前記ボルトを差し入れる作業が煩雑で、極めて難しいかまたは不可能となる。この場合には、前記一方の角形鋼管に対し他方の角形鋼管を連結するのに、溶接による方法など面倒で時間が掛かる従来作業を実施しなければならない。
本発明は前記のような従来の問題点に着目してなされたものであり、角形鋼管が長尺で、その長尺の鋼管内にボルトなどの締結具が挿入困難または挿入不可能な場合においても、角形鋼管に対するL字形金具の固定をコ字状の締結部材を用いて、その角形鋼管の外部から行う簡単な操作によって、L字形金具を長尺の角形鋼管に対し簡単かつ堅固に連結することができる鉄骨材の連結機構を提供することを目的とする。
前述した目的を達成するために、本発明にかかる鉄骨材の連結機構は、長尺の角形鋼管どうしや長尺の角形鋼管と他種の鉄骨材とをL字形金具を用いて直交するかたちで連結する鉄骨材の連結機構であって、丸棒材の両端部を同方向に直角でほぼ平行に屈曲し、その両端部の各先端部分に締め付け軸が形設されている一対の締め付け軸を備えたコ字状の締結部材と、内部の幅方向寸法内に前記締結部材を収めるサイズであり、該締結部材の締め付け軸を回動自在に挿通できる一対の第1の締め付け軸挿通孔を穿設した前記角型鋼管と、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締め付け軸挿通孔に対向するように、前記角形鋼管の一側に当接され、前記締め付け軸挿通孔に対応する前記一方の平板部に、前記締結部材の締め付け軸が挿通される一対の第2の締め付け軸挿通孔を穿設した前記L字形金具と、前記角形鋼管の外部から前記第1の締め付け軸挿通孔および第2の締め付け軸挿通孔に挿通された前記締結部材の各締め付け軸にそれぞれ螺合され、前記角形鋼管と前記L字形金具とを前記締め付け軸と協働して締結するナットと、前記締結部材の締め付け軸と前記第1の締め付け軸挿通孔および前記第2の締め付け軸挿通孔との間に介在されて、締め付け軸に対して締め付け軸挿通孔のセンター出しを容易にする外周がテーパ状をなす変形性スリーブとからなり、前記L字形金具の一方の平板部が前記角形鋼管の一側に当接されることによって互いに連通する前記第1の締め付け軸挿通孔および第2の締め付け軸挿通孔を連通させ、互いに連通する一方の第1の締め付け軸挿通孔および第2の締め付け軸挿通孔に、前記角型鋼管に当接する前記L字形金具の外部から前記締結部材の締め付け軸がそれぞれ挿着された状態で、前記締結部材の回動操作によって前記一端の締め付け軸に続く連結部が挿入され、さらにこの連結部に続く他端の締め付け軸が挿通されるとともに、前記一端の締め付け軸が前記角形鋼管内を通過して前記他方の第1の締め付け軸挿通孔および第2の締め付け軸挿通孔から前記前記L字形金具の一側の外部へ突出された状態で、前記変形性スリーブを前記第1の締め付け軸および第2の締め付け軸に被着し、前記前記第1の締め付け軸と第2の締め付け軸への各ナットの螺合によって、前記締結部材によって角形鋼材に対し前記L字形金具を固着可能にされることを特徴とする。
この構成によれば、一本の鋼棒からなるコ字状の締結部材の締め付け軸を角形鋼管の第1の締め付け軸挿通孔と、角形鋼管上に載せたL字形金具の第2の締め付け軸挿通孔とに挿通し、その締め付け軸にナットを締め込むことで、角形鋼管にL字形金具を確実に固定することができる。また、溶接が不可能な塗装済み及びメッキ済みの鉄骨材の連結も可能になる。さらに、角形鋼管の一側以外の他側に前記締め付け軸を通す締め付け軸挿通孔を余分に設ける必要もない。
また、変形性スリーブは締め付け軸と締め付け軸挿通孔とが直接干渉するのを防止し、従って、その締め付け軸と締め付け軸挿通孔との間でのガタツキや、前記干渉に伴うガタツキ音(干渉音)の発生を未然に回避することができる。また、各締め付け軸挿通孔の径が異なっても、変形性スリーブの素材特性(変形性、弾性)によりそのガタや寸法公差を吸収でき、前記ガタツキやガタツキ音を発生することはない。特に、変形性スリーブは、締め付け軸に取り付けることで、締め付け軸に対して締め付け軸挿通孔のセンター出しが容易となる。
この構成により、締結部材の一端部をL字形金具の一方の第2の締め付け軸挿通孔および角形鋼管の第1の締め付け軸挿通孔に挿し入れ、さらにその一端部を角形鋼管内を通過させて、L字形金具の他方の第1の締め付け軸挿通孔および第2の締め付け軸挿通孔を通して角形鋼管の上武へ突出させることで、角形鋼材の一側から上部へ突出する第1のネジおよび第2のネジにナットを締め込むことができる。このナットの締め込みによって、L字形金具を角形鋼管に確実に固定することができる。
本発明によれば、角形鋼管が長尺で、その長尺の鋼管内にボルトなどの締結具が挿入困難または挿入不可能な場合においても、角形鋼管に対するL字形金具の固定をコ字状の締結部材を用いて、その角形鋼管の外から行う簡単な操作によって、L字形金具を長尺の角形鋼管に対し簡単かつ堅固に連結することができる。
本発明の実施形態による鉄骨材の連結機構を示す要部の斜視図である。 図1における鉄骨材の連結機構を示す分解斜視図である。 本発明の実施形態における変形性スリーブの拡大断面図である。 本発明の実施形態による鉄骨材の連結手順を示す説明図である。 本発明の実施形態による鉄骨材の連結手順を示す説明図である。 本発明の実施形態による鉄骨材の連結手順を示す説明図である。 本発明の実施形態による鉄骨材の連結手順を示す説明図である。 本発明の実施形態による鉄骨材の連結手順を示す説明図である。 本発明の実施形態による鉄骨材の連結手順を示す説明図である。
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。この実施例は、変形性スリーブを取り付けたで説明する。
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2は、図1の連結機構の分解斜視図、図3は、図2における変形性スリーブの拡大断面図である。
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3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。上記他方の鉄骨材3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。
本実施形態では、図1、図2に示すように、角形鋼管2および鉄骨材としてのリップ溝形鋼3を連結する場合を例示し、以下これを詳細に説明する。図1、図2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リップ溝形鋼3とを連結した構造を図示している。
すなわち、図1および図2に示すように、この実施形態の鉄骨材の連結機構は、角形鋼管2およびリップ溝形鋼3と、角形鋼管2およびリップ溝形鋼3の連結部に配置され、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とL字形金具7とを締結する締結部材8と、L字形金具7とリップ溝形鋼3とを締結するボルト9とで構成されている。
一方の角形鋼管2には、L字形金具7の一方の平板部5に対向する側面に、第1の締め付け軸挿通孔としての一対の締め付け軸挿通孔10、11が穿孔されている。また、リップ溝形鋼3には、L字形金具7の他方の平板部6に対向する側面12に、一個の締め付け軸挿通孔13が穿孔されている。
ここで、前記締め付け軸挿通孔10、11はいずれも丸孔であり、これらのサイズはコ字状の締結部材8のネジ部(締め付け軸)8a、8bが余裕を持って挿通可能な大きさ(径)とされている。また、締め付け軸挿通孔13は丸孔であり、サイズはボルト9が変形性スリーブ14を介して挿入可能な大きさ(径)とされている。例えば、直径12mmの締め付け軸に対し14〜15mmの径の締め付け軸挿通孔10、11とすることができる。
この変形性スリーブ14は、内周がボルト9の軸部が挿入可能な内径D1の筒孔で、外周は最大径D2および最小径D3で、先端に向かってテーパ状に変化する、締め付け軸挿通孔13に嵌合可能なサイズである。なお、内径D1は、締結部材8のネジ部(締め付け軸)8a、8bの外径とほぼ同形に近い。この変形性スリーブ14は、ボルト9のネジ部9aと締め付け軸挿通孔13との間に生じるガタ(隙間)を吸収する変形性をを備えている。また、締め付け軸に取り付けることで、締め付け軸に対して締め付け軸挿通孔のセンター出しが容易となる。この変形性スリーブは、は、前記第1の締め付け軸および前記第2の締め付け軸のいずれか一方又は両方に取り付けられていることで効果を発揮する。難燃性、弾力性のあるポリプロピレンなどの合成樹脂やアルミニウムの成形品、加工品などからなる。
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(図では、上面)15の締め付け軸挿通孔10、11およ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、リップ溝形鋼3の側面12の締め付け軸挿通孔13およ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。
また、L字形金具7の一方の平板部5には、第2の締め付け軸挿通孔としての一対の締め付け軸挿通孔16、17が穿孔され、さらに、L字形金具7の他方の平板部6には、一個の締め付け軸挿通孔18が穿孔されている。これら締め付け軸挿通孔16、17、18は、各々後述の締結部材8の締め付け軸としての締め付け軸8a、8bおよびボルト9のネジ部9aの外径部分を遊嵌するように、内径部分が僅かに大きくなるサイズに形成されている。
ここで、締結部材8は全体として鋼棒を略コ字状に曲折させた形態をなし、連結部8cの両端部に対し締め付け軸8a、8bを垂直方向に一体に有する構成となっている。各締め付け軸8a、8bおよび連結部8cは側面15に形成された締め付け軸挿通孔10、11内およびL字形金具7の締め付け軸挿通孔16、17内に、後述のように十分に挿通可能な大きさ(外径)を持つ。なお、各締め付け軸8a、8bと連結部8cとが連続するコーナ部分では外周付近で円弧面をなしている。締結部材8は角形鋼管2内の幅方向寸法内に十分に収まる大きさ(外形サイズ)を持つ。
この締結部材8は、各締め付け軸8a、8bが角形鋼管2の内部から、この角形鋼管2の締め付け軸挿通孔10、11およびこの角形鋼管2に載せたL字形金具7の締め付け軸挿通孔16、17をそれぞれ通して、このL字形金具7の平板部5上に突出するように取り付けられる。そして、この突出した締め付け軸8a、8bには合成樹脂などからなる前記同様の変形性スリーブ14が挿通されて、その締め付け軸8a、8b端にナット19をネジ込むことで、L字形金具7を角形鋼管2に連結することができる。このとき変形性スリーブ14は締め付け軸挿通孔16、17内にあって、締め付け軸8a、8bと締め付け軸挿通孔16、17との間に介在されて、これらの間の隙間を埋めるとともに、ガタツキやガタツキ音の発生を防止する。
また、このように角形鋼管2上に取り付けられたL字形金具7の平板部6には、その角形鋼管2上に垂直に立てたリップ溝形鋼3の側面12を当接する。このとき、L字形金具7の締め付け軸挿通孔18と前記側面12の締め付け軸挿通孔13とを、互いに合致させるように連通させ、リップ溝形鋼3の内側からこれらの締め付け軸挿通孔13および締め付け軸挿通孔18にボルト9を挿入する。
なお、L字形金具7の平板部6より突出したこのボルト9の先端に変形性スリーブ14を介してナット20をネジ込む。これによりL字形金具7を介して、リップ溝形鋼3が角形鋼管2に対して図に示すように連結される。このとき、変形性スリーブ14はボルト9のネジ部9aと締め付け軸挿通孔13との間に介在され、これらの直接的な干渉を防止し、これらの相互間で寸法上のガタツキやガタツキ音が発生するのを防止する。
前述のように、締結部材8は、各締め付け軸8a、8bが角形鋼管2の内部から、この角形鋼管2の締め付け軸挿通孔10、11およびこの角形鋼管2に載せたL字形金具7の締め付け軸挿通孔16、17をそれぞれ通して、このL字形金具7の平板部5上に突出するように取り付けられる。この取付方法を、図4〜図9を参照して説明する。
まず、角形鋼管2の側面(図では、上面)にL字形金具7を載せる。このとき角形鋼管2の第1の締め付け軸挿通孔10、11に対しL字形金具7の第2の締め付け軸挿通孔16、17を合致させる。ここで、締結部材8を用意し、図4に示すように、各締め付け軸8a、8bをL字形金具7の上方において第2の締め付け軸挿通孔16、17に対向させる。
次に、締結部材8の締め付け軸8bをその先端部から第2の締め付け軸挿通孔17およびこれに錬通する第1の締め付け軸挿通孔11を介して、図5に示すように、角形鋼管2内に挿入する。この挿入時には他方の締め付け軸8aがL字形金具7の平面部5上面に干渉するため、連結部8cは締め付け軸8b側が低くなるように。大きく傾斜する。
また、第1の締め付け軸挿通孔11、12および第2の締め付け軸挿通孔16、17は締結部材8の太さに対して十分に余裕がある大きさである。このため、締め付け軸8bと連結部8cとが連続するコーナ部分Pは、これの外周側が円滑な円弧面となっているため、前記連通孔17、11内に摺動可能である。
続いて、締め付け軸8bが角形鋼管2内の奥方向(矢印方向)に入り込むように、締結部材8を回動操作する。この回動操作によって、コーナ部分Pは第2の締め付け軸挿通孔17および第1の締め付け軸挿通孔11との干渉が解除されて、角形鋼管2内に落ち込むように入り込み、図6に示すように、連結部8cが第2の締め付け軸挿通孔17および第1の締め付け軸挿通孔11内に位置することとなる。
次に、締結部材8の締め付け軸8aと連結部8cとが連続する部位であるコーナ部Pが第2の締め付け軸挿通孔17および第1の締め付け軸挿通孔11に差し掛かる位置付近で、この締結部材8を図7の矢印方向に回動操作する。このとき、締め付け軸8bの先端が第1の締め付け軸挿通孔10に臨む(対向する)ように、第2の締め付け軸挿通孔16を通して平板部5の上から看取しながら、締結部材8を回動操作する。
続いて、締め付け軸8aと連結部8cとのコーナ部Pを第2の締め付け軸挿通孔17および第1の締め付け軸挿通孔11の下方へ落すように締結部材8を回動操作するとともに、締め付け軸8bの先端を第1の締め付け軸挿通孔10および第2の締め付け軸挿通孔16に挿し入れる。これにより、締め付け軸8bが締め付け軸8aとともに、図8に示すように、平板部5上に突出することとなる。
そこで、この状態を維持して、その平坦部5上に突出した各締め付け軸8a、8bに変形性スリーブ14を挿通させ、これを第1の締め付け軸挿通孔10、11および第2の締め付け軸挿通孔16,17との間に介在して各ナット19をネジ込む。そして、これらのナット19の締め込みによって、図9に示すように、L字形金具7を角形鋼管2上に確実に固定することができる。ここで、締め付け軸8a、8bの外径が例えば12mmである場合には、前記第1の締め付け軸挿通孔10、11および第2の締め付け軸挿通孔16、17の内径を14〜15mmとすることが望ましい。
このように、L字形金具7の角形鋼管2への取り付け作業では、従来のように、手や治具などが届きにくい角形鋼管2内にボルトなどの締結具を差し入れるなどの面倒な作業をしなくても、前記L字形金具7の締結作業を角形鋼管の外で容易、迅速に行うことができる。このため、角形鋼管2が長大であり、かつその途中部分にリップ溝形鋼3を設立する必要がある場合でも、締結部材8および第1の締め付け軸挿通孔10、11、第2の締め付け軸挿通孔16、17のサイズを適確に設定することで、締結部材8によるL字形金具7の角形鋼管2に対する取付を、角形鋼管7の外から簡単かつ確実に実施することができる。
このように、本実施形態では、角形鋼管2にこれの外部から締結部材8の締め付け軸8a、8bを挿通できる一対の第1の締め付け軸挿通孔を設け、L字形金具7の一方の平板部5を前記鋼管2の一側に当接し、前記第1の締め付け軸挿通孔10、11および変形性スリーブを介して第2の締め付け軸挿通孔16、17に挿通された前記締結部材8の各締め付け軸8a、8bに、前記角形鋼管2と前記L字形金具7とを前記締め付け軸8a、8bと協働して締結するナット19をネジ込んだ構成としてある。
これにより、一本の鋼棒からなる締結部材8の締め付け軸8a、8bを角形鋼管2の第1の締め付け軸挿通孔10、11と、角形鋼管2上に載せたL字形金具7の第2の締め付け軸挿通孔16、17とに角形鋼管2の外部から挿通し、その締め付け軸8a、8bにナット19を締め込むことで、角形鋼管2にL字形金具7を確実に固定することができる。
本発明は、その角形鋼管の外部から行う簡単な操作によって、L字形金具を長尺の角形鋼管に対し簡単かつ堅固に連結することができるという効果を有し、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等として有用である。
1 連結機構
2 角形鋼管
3 リップ溝形鋼(鉄骨材)
5、6 平板部
7 L字形金具
8 締結部材
9 ボルト
10、11 第1の締め付け軸挿通孔
12、15 側面
13、18 締め付け軸挿通孔
14 変形性スリーブ
16、17 第2の締め付け軸挿通孔
19、20 ナット

Claims (1)

  1. 長尺の角形鋼管どうしや長尺の角形鋼管と他種の鉄骨材とをL字形金具を用いて直交するかたちで連結する鉄骨材の連結機構であって、
    丸棒材の両端部を同方向に直角でほぼ平行に屈曲し、その両端部の各先端部分に締め付け軸が形設されている一対の締め付け軸を備えたコ字状の締結部材と、
    内部の幅方向寸法内に前記締結部材を収めるサイズであり、該締結部材の締め付け軸を回動自在に挿通できる一対の第1の締め付け軸挿通孔を穿設した前記角型鋼管と、
    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締め付け軸挿通孔に対向するように、前記角形鋼管の一側に当接され、前記締め付け軸挿通孔に対応する前記一方の平板部に、前記締結部材の締め付け軸が挿通される一対の第2の締め付け軸挿通孔を穿設した前記L字形金具と、
    前記角形鋼管の外部から前記第1の締め付け軸挿通孔および第2の締め付け軸挿通孔に挿通された前記締結部材の各締め付け軸にそれぞれ螺合され、前記角形鋼管と前記L字形金具とを前記締め付け軸と協働して締結するナットと、
    前記締結部材の締め付け軸と前記第1の締め付け軸挿通孔および前記第2の締め付け軸挿通孔との間に介在されて、締め付け軸に対して締め付け軸挿通孔のセンター出しを容易にする外周がテーパ状をなす変形性スリーブとからなり、
    前記L字形金具の一方の平板部が前記角形鋼管の一側に当接されることによって互いに連通する前記第1の締め付け軸挿通孔および第2の締め付け軸挿通孔を連通させ、互いに連通する一方の第1の締め付け軸挿通孔および第2の締め付け軸挿通孔に、前記角型鋼管に当接する前記L字形金具の外部から前記締結部材の締め付け軸がそれぞれ挿着された状態で、前記締結部材の回動操作によって前記一端の締め付け軸に続く連結部が挿入され、さらにこの連結部に続く他端の締め付け軸が挿通されるとともに、前記一端の締め付け軸が前記角形鋼管内を通過して前記他方の第1の締め付け軸挿通孔および第2の締め付け軸挿通孔から前記前記L字形金具の一側の外部へ突出された状態で、前記変形性スリーブを前記第1の締め付け軸および第2の締め付け軸に被着し、前記前記第1の締め付け軸と第2の締め付け軸への各ナットの螺合によって、前記締結部材によって角形鋼材に対し前記L字形金具を固着可能にされることを特徴とする鉄骨材の連結機構。
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