JP5315451B1 - 固定用ボルト - Google Patents

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Abstract

【課題】例えば既設の折板屋根の上に太陽光パネル等の設置物を固定する際に使用する場合など、内部が中空の構造物に外側から物品を固定することが、容易に行えるようにする。
【解決手段】締め付けのためのナット部材61が螺合される雄ねじ21を有したボルト本体12と、ボルト本体12の一端部22に対して取り付けられて、ボルト本体12に添う寄り添い姿勢からボルト本体12と交差する方向に広がる突出姿勢に回転可能な回転係止部材13と、これらボルト本体12と回転係止部材13を上下動可能に保持する保持部材14とを備える。回転係止部材13には、寄り添い姿勢において突出姿勢に向けて回転するように付勢する板ばね17を設ける。保持部材14の上端の係止保持片42は、それより下側の部分が固定対象の穴53に入る大きさであるのに対して、その穴53よりも大きく形成する。
【選択図】図8

Description

この発明は、内側が中空な構造体に外側から物品を固定する場合に好適に用いられるような固定用ボルトに関する。
内側が中空な構造体としては、例えば鋼管や筐体、壁、屋根などがある。このような構造体にボルトナットを用いて外側から物品を固定しようとしても、構造体内でナットを回転できなければ、固定はできない。
このため、下記特許文献1などに開示されているような、中空ナットなるものが開発されていた。
この中空ナットは、略直方体状のナットと、このナットの長手方向の中間位置を回転及びスライド自在に保持する長溝を備えた一対のガイド腕を有した枠体で構成されている。枠体における一対のガイド腕をつなげる部分には、ボルトが挿入されるボルト穴を有するとともに、外周に突出する鍔部を有する。この鍔部は、固定対象のボルト穴の縁に引っかかる部分で、ナットが穴のなかに入ることを阻止する。
ナットの一端には、枠体のボルト穴からボルトを挿入したときに、ガイド腕と平行な姿勢になっているナットを回転させてガイド腕と直角をなす姿勢にするための傾斜面が形成されている。この傾斜面につながるナット部材の長手方向の中間には、ナット部材をガイド腕と直角をなす姿勢にしたときに枠体の穴から挿入したボルトが螺合する雌ねじが形成されている。
このような構成の中空ナットを用いて固定対象に物品を固定するには、次のように行えばよい。すなわち、まず、固定対象に所定大の丸穴をあける。この丸穴の大きさは、前記枠体のガイド腕は挿入できるが鍔部は通らない大きさである。
つぎに、ナットの長手方向とガイド腕の長手方向が同一の向きになるように揃えて細長い形態にしたのち、中空ナットを鍔部と反対側の端から折板屋根の丸穴に挿入する。すると、枠体の鍔部が折板屋根の丸穴に引っかかって、ナットは丸穴の下方に位置することになる。
このあと、固定する物品を枠体の鍔部の上にのせて、枠体のボルト穴と物品に形成した穴を一致させて、ここにボルトを挿入する。
ボルトの挿入によって、ガイド腕と平行であったナットが傾けられ、ボルトの先端がナットの雌ねじに対応するようになる。この状態でボルトを回転すれば雌ねじに螺合し、ナットは固体対象に向けて引き付けられ、固体対象に物品を固定することができる。
しかし、固定する物品が長尺物である場合など、固定作業においてボルトをナットに螺合してボルトを一旦固定対象に位置固定してから、物品の固定を行うほうが作業効率の点で良い場合がある。このような場合とは、例えば、固定対象が折板屋根で、固定する物品が太陽光パネルの下地材としてのC形鋼などである場合である。
このような場合には、ボルトを一旦固定してから物品を固定する必要があるので、ボルトには六角の頭部を有するものは使用できず、丸棒状のボルトが使用される。
すなわち、折板屋根にC形鋼を固定する場合には、前述と同様に中空ナットを折板屋根の丸穴にひっかけて保持した後、中空ナットにボルトを挿入する。そして、ボルトを回転するが、ボルトが六角の頭部を有しないので、袋ナットをボルトの上端に固定してからボルトを回転する。ボルトの回転によりナットを引き上げてナットと鍔部で折板屋根を挟持してボルトを立設状態に保持する。
このあと、ボルトから袋ナットを外して、複数個所に立設するボルトに対して、リング状のシール材やそのための座金を挿嵌し、C形鋼を嵌めて、C形鋼の上から先に用いた袋ナットを用いて更に締め付ける。
このように、固定作業では袋ナットを付けたり外したりする必要があり、煩雑である。このような煩雑さは、機器の設置等の施工現場では、作業ミスを招来しやすいなどのデメリットとなる。ましてや、高所で行う作業としては、非常に行いにくいものであった。屋根の上は、暑さ寒さが厳しく、風にあおられることもあるので、より少ない部品点数で、簡単に作業できるのが望ましい。
また、中空ナットを用いての固定では、挿入するボルトを回転して中空ナットのナットを引き付けようとするので、ボルトの回転によってナットが共回りしてしまう。このため、共回りを阻止する操作も必要となる。
前掲例の折板屋根に対するC形鋼の固定の場合には、共回りを防止するためにはボルトを強く押して、中空ナットの枠体の鍔部と折板屋根との間に接触抵抗を働かせることを考えることができるが、折板屋根には様々な厚みのものがあるものの、薄いものでは変形が起こって、折板屋根を棄損してしまうおそれがある。折板屋根のほか、中空ナットのガイド腕を損傷してしまうおそれもある。このため、共回り防止のために別の手段を講じなければならない。
実開昭61−133110号公報
そこで、この発明は、固定作業が容易に行えるようにすることを主な目的とする。
そのための手段は、締め付けのためのナット部材が螺合される雄ねじを有したボルト本体と、該ボルト本体の一端部に対して、ボルト本体に添う寄り添い姿勢からボルト本体と交差する方向に広がる突出姿勢に回転可能で、ボルト本体の長手方向に移動不可能な状態に、軸部材を介して一体に結合された回転係止部材と、これらボルト本体と回転係止部材を、前記軸部材を介して保持する保持部材とを備え、前記回転係止部材には、寄り添い姿勢において突出姿勢に向けて回転するように付勢する付勢手段が設けられ、前記保持部材には、前記軸部材の両端部を移動可能に保持して、前記ボルト本体と前記回転係止部材をボルト本体の長手方向に沿って一緒に移動可能にする移動保持片が形成され、該移動保持片を有する部分が、固定対象の穴に収まる大きさに設定される一方、前記保持部材におけるボルト本体の他端部に対応する側の端には、前記ボルト本体の周囲において外方に張り出す係止保持片が形成され、該係止保持片が、固定対象の穴よりも大きく設定された固定用ボルトである。
この構成では、回転係止部材を寄り添い姿勢にしてから固定対象の穴にボルト本体の一端部側を挿入すれば、付勢手段によって回転係止部材は自動的に突出姿勢に回転するので、このあとは、ナット部材を回転してボルト本体を引き付ければ、固定対象に対する物品の固定が行える。つまり、保持部材の係止保持部は固定対象の穴の外側に引っかかり、ボルト本体は固定対象の穴から突出した状態で安定する。そして、ナット部材の回転によってボルト本体が引き付けられ、このボルト本体と共に回転係止部材が移動保持片に沿って引き付けられ、固定対象と物品の穴の近傍が回転係止部材とナット部材で締め付けられて、固定が完了する。
屋根の上に物品を固定するためには、締め付けのためのナット部材が螺合されるとともに折板屋根上の物品を固定する雄ねじを有し折板屋根を貫通するボルト本体と、該ボルト本体の一端部に対して、ボルト本体に添う寄り添い姿勢からボルト本体と交差する方向に広がる突出姿勢に回転可能で、ボルト本体の長手方向に移動不可能な状態に、ボルト本体を貫通する軸部材を介して一体に結合され折板屋根の下面に下から当接する回転係止部材と、これらボルト本体と回転係止部材を、前記軸部材を介して保持する保持部材とを備え、前記回転係止部材には、寄り添い姿勢において突出姿勢に向けて回転するように付勢する付勢手段が設けられ、前記保持部材には、前記軸部材の両端部を移動可能に保持して、前記ボルト本体と前記回転係止部材をボルト本体の長手方向に沿って一緒に移動可能にする移動保持片が形成され、該移動保持片を有する部分が、折板屋根に形成された穴に収まる大きさに設定される一方、前記保持部材におけるボルト本体の他端部に対応する側の端には、前記ボルト本体の周囲において外方に張り出して折板屋根の上面に上から当たる係止保持片が形成され、該係止保持片が、固定対象の穴よりも大きく設定された屋根上物品固定用ボルトを用いる。
この発明によれば、固定対象の内側に係止する回転係止部材にボルト本体が一体であるので、現場で扱う部品点数を低減することができる。また、締め付けは、ボルト本体を回転するのではなくナット部材を回転してボルト本体を引き付けて行い、そのナット部材はそのまま固定に資するので、従来のように付けたり外したりするような煩雑さはない。そのうえ、ボルト本体等の共回りを抑制でき、共回りの阻止も簡単である。
したがって、取り扱う部品点数を低減し、簡単な作業で固定をすることが可能である。
固定用ボルトの斜視図。 使用状態の部分断面図。 固定用ボルトの分解斜視図。 固定用ボルトの動作を示す断面図と正面図。 固定用ボルトの平面図。 物品の固定作業の手順を示す説明図。 固定用ボルトを固定対象に保持した状態平面図。 物品の固定作業の手順を示す説明図 他の例に係る固定用ボルトの平面図と正面図。 他の例に係る固定用ボルトの動作を示す一部破断正面図。
この発明を実施するための一形態を、以下図面を用いて説明する。
図1は、固定用ボルト11の斜視図であり、この固定用ボルト11は、内側が中空な構造体に外側から物品を固定するのに使用される。図2は、その使用状態の一例を示し、固定対象(構造体)としての折板屋根51の上に、太陽光パネル(図示せず)などを設置するときに用いられるC形鋼52(物品)が固定されている例である。固定用ボルト11は折板屋根51に固定され、固定用ボルト11はC形鋼52を固定している。
固定用ボルト11は、図3に示したように、締め付けのためのナット部材61(図2参照)が螺合される雄ねじ21を有した丸棒状のボルト本体12と、このボルト本体12の一端部に回転可能に取り付けられて前記固定対象の内側に係止する回転係止部材13と、これらボルト本体12と回転係止部材13を保持する保持部材14を備えている。
前記ボルト本体12は、回転係止部材13を取り付ける一端部22を除いて全体に前記雄ねじ21を有する。ボルト本体12の一端部22には、ボルト本体12の軸心を通り軸心と直交する1個の貫通穴23が回転係止部材13を取り付けるために形成され、端面の外周角には面取り部24が形成されている。
前記回転係止部材13は、前記ボルト本体12の太さよりも若干幅広の溝31を有する断面コ字状に形成されている。回転係止部材13の相対向する2つの立設片32,33の長手方向の中間には貫通穴34が形成され、ボルト本体12の一端部22側の部分を覆うように取り付けたときに、軸部材15で一体に結合できるようにされている。
この回転係止部材13は、ボルト本体12との結合状態において、ボルト本体12に沿う寄り添い姿勢から、ボルト本体12と交差する方向に広がる突出姿勢に回転可能である。このような回転が必要なときに自動的にできるようするため、回転係止部材13には、寄り添い姿勢において突出姿勢に向けて回転するように付勢する付勢手段16が設けられている。この例における付勢手段16は、回転係止部材13に取り付けられる板ばね17である。
すなわち、回転係止部材の相対向する2つの立設片32,33を連結する連結片35の一端部に、前記板ばね17が固定される。板ばね17は、連結片35に取り付け可能な幅に設定され、断面コ字状の取付け部17aの一端に、斜めに向けてばね片17bが延設された形状である。取り付け部17aの回転係止部材13に対する取り付けは、連結片35に形成された貫通穴36と、この貫通穴36に嵌合するように取付け部17aに形成された突起17cで行われる。
板ばね17の取り付け時には、ばね片17bは、回転係止部材13の溝31内において、連結片35に近い位置から離れるとともに回転係止部材13の長手方向の中間方向に向けて延びるように設定されている。つまり、寄り添い姿勢においては、図4(a)に示したようにばね片17bが付勢力を蓄積することとなるように、延びる方向と長さが設定されている。
また、板ばね17による付勢力によって回転係止部材13が、ボルト本体12と直交した姿勢よりも回転しすぎないように、それ以上の回転を阻止する規制部37が形成されている。規制部37は、相対向する2つの立設片32,33のうちの少なくともいずれか一方の立設片32,33における前記貫通穴23の近傍に、外側に向けて突出する突起で構成される。この規制部37は、例えば打ち出しで形成できる。
前記保持部材14は、図1に示したように、前記ボルト本体12を挿入する挿入穴41を中央に有した係止保持片42と、この係止保持片42の2辺から垂設された細幅板状の移動保持片43を有する。
係止保持片42は、略楕円形または略長円形に形成され、図5に示したように、短軸方向の長さが、固定対象に形成する穴53に収まる大きさに設定されている。一方、長軸方向の長さは、固定対象に形成する穴53よりも大きく設定されている。
この係止保持片42は、中央に前記挿入穴41を有するので、ボルト本体12の周囲において外方に張り出す態様で存在することになる。前記挿入穴41の口縁の下には、適宜高さの円弧状の壁部44が垂設されている。
前記2枚の移動保持片43は、図5に示したように、前記係止保持片42の短軸方向の両側に形成され、移動保持片43の幅方向の中心と、前記挿入穴41の中心、換言すればボルト本体12の幅方向の中心が一致するように形成されている。
移動保持片13の幅方向の中間には、前記軸部材15の端部を移動可能に保持する長穴43aが形成されている。
移動保持片43の幅は、前記固定対象の穴53内でボルト本体12の中心を穴53の中心に寄せるように移動保持片43の両側縁43bが穴53の縁に近接または当接する大きさに設定されている。好ましくは、可能な限り当接に近い状態にするとよい。正しい固定位置が高い精度で得られる上に、固定対象の穴53との接触抵抗によって固定作業時に保持部材14の共回りを良好に阻止できるからである。
また移動保持片43の側縁43bのうちの、回転係止部材13が前記突出姿勢でボルト本体12と直交する姿勢になったときに前記規制部37と対向する部分は、規制部37が当たる部分である。前記規制部37の位置や大きさは、回転係止部材13がボルト本体12に対して直角になった時に更なる回転を阻止し、それ以上に回転しないように、移動保持片43の幅等の条件も考慮して設定される。
移動保持片43の長さは、回転係止部材13の長さに対応して、回転係止部材13を図5(a)に示したような寄り添い姿勢にすることができるような長さである。
このような各部材からなる固定用ボルト11は、前記軸部材15で、ボルト本体12と、回転係止部材13と、保持部材14を一体に組み付けて得られる。
このように構成された固定用ボルト11は、つぎのように使用される。固定対象たる折板屋根51に物品としてC形鋼52を固定する場合を例に説明する。
まず、図6(a)に示したように、折板屋根51の頂面51aの所定位置に所定大の大きさの円形の穴53をあける。つぎに、図6(b)に示したように、固定用ボルト11の回転係止部材13を寄り添い姿勢にして、回転係止部材13側から折板屋根51の穴53に上から挿入する。回転係止部材13を寄り添い姿勢にすることによって板ばね17の作用で、回転係止部材13は突出姿勢に向けて回転するように付勢されるので、挿入するときには手で押さえるなどして回転係止部材13が開かないようにする。
なお、図6(b)に仮想線で示したように、ボルト本体12には、環状のシール材54と、シール用の座金55と、ナット部材61を予め取り付けておくとよい。屋根上でシール材54やナット部材61等を取り付ける必要がなく、固定作業が簡単になるからである。
穴53に挿入すると、付勢力に従って回転係止部材13は回転し、図7、図8(a)に示したように、ボルト本体12と直交する姿勢になる。このとき、回転係止部材13の規制部37が保持部材14の移動保持片43の側縁43bに当たって、ボトル本体12と直交する姿勢が保たれている。
この状態では、図8(a)に示したように、放置しても、保持部材14の係止保持片42は折板屋根51の穴53に引っかかって下に落下することはなく、ボルト本体12は、穴53から上に突出している。しかも、各部の寸法の設定によってボルト本体12の位置は穴53の中央に定まる。
このようにして複数本のボルト本体を立てた状態にしてから、前記シール材54とシール用の座金55とナット本体61を取り付けたボルト本体12上のナット部材61を回転する。すると、ナット部材61の回転に伴って、図8(b)に示したように、ボルト本体12と回転係止部材13が共に引き上げられる。
このとき、回転力を付与する対象はナット部材61であるので、ボルト本体12に回転力を直接付与する場合と異なって、ボルト本体12がナット部材61と共回りすることを抑制できる。保持部材14の移動保持片43の幅を、移動保持片43の両側縁43bが折板屋根51の穴53に当接または近接するように設定したことも、共回り防止に資する。積極的にボルト本体12を抑えるなどして共回りを阻止することも容易である。
ナット部材61を締め付けると、保持部材14の係止保持片42と回転係止部材13との挟み付けで固定用ボルト11が折板屋根51に固定されることになる。このあと、固定用ボルト11のボルト本体12とナット部材61によってC形鋼52を折板屋根51に固定する。固定用ボルト11の折板屋根51への固定とC形鋼の固定が1本のボルト(ボルト本体12)で行える。
C形鋼52の固定は、シール用の座金55の直上に行って、折板屋根51に対する固定用ボルト11の固定と同時に行うことも可能である。
このようにして固定作業は行われるので、固定のために現場で取り扱う部品の点数が従来よりも少ないうえに、部材を付けたり外したりする手間もかからず、作業は容易に行える。しかも、固定のために回転力を付与する部分は回転してほしくないボルト本体12に螺合するナット部材61であるので、共回りを阻止することもでき、適切な固定作業は簡易迅速に行える。
また、固定時において固定対象の内側に係止する回転係止部材13は断面コ字状であるので、ボルト本体12を挟む2位置において、固体対象に接するので、回転係止部材13の形態による高い剛性に加えて、接触箇所が多く、しかも接触箇所は線状に長いので、より強固な固定状態が得られる。
回転係止部材13については、自動的に突出姿勢になるように付勢されているうえに、規制部37によって過度の回転を防止するので、ボルトを挿入して回転させるような構造と比較して、確実に所望の姿勢にすることができる利点がある。
回転係止部材13の付勢手段16には、例えばトーションばねなどを用いることもできるが、前述のような板ばね17を用いたので、組み付け作業が容易で作業性が良いうえに、回転軸にねじれの力がかかって偏りが生じるようなことはなく、ばね力を均等に作用させることができる。
以下、他の例について説明する。この説明において、先の構成と同一又は同等の部位ついては同一の符号を付してその詳しい説明を省略する。
図9(a)は他の例に係る固定用ボルト11の平面図、図9(b)はその正面図であり、図10は、その固定用ボルト11を寄り添い姿勢にした状態を示す。
この固定用ボルトは、回転係止部材13が左右一対の回転係止部材担体13aで構成されている。
すなわち、先の例で示した回転係止部材13よりも短い回転係止部材担体13aを2個備え、これらの相対向する2つの立設片32,33の端部同士が一部重なり合ってボルト本体12上で結合している。このため、回転係止部材担体13aの溝31は、ボルト本体12の太さよりも立設片32,33の厚さ1枚分ほど大きく設定されている。
結合を可能にするため、立設片32,33の結合部分には、軸部材15を挿通する貫通穴34が形成されている。
また、各回転係止部材担体13aの連結片35における貫通穴34側の部位には切欠き38が形成されている。この切欠き38は、突出姿勢において回転係止部材13がボルト本体12と直交する姿勢になることを許容するためのものである。
各回転係止部材担体13aにおける切欠き38と反対側の端部には、板ばね17が固定されている。
このような構成の固定用ボルト11では、左右双方の回転係止部材担体13aを寄り添い姿勢にして挿入を行う点以外は、先の例と同様に使用され、同様の作用効果を達成する。
この場合には、各回転係止部材担体13aの連結片35における切欠き38側の端部35aがボルト本体12に当接して過度の回転が規制されるので、別途に規制部を成形せずともよい。
この発明の構成と、前記一形態の構成との対応において、
この発明の付勢手段は、前記板ばね17に対応し、
同様に、
固定対象は、折板屋根51に対応するも、
この発明は前記の構成のみに限定されるものではなく、その他の構成を採用することができる。
例えば付勢手段は、ばねによって強制的に姿勢を変えさせるもののほか、回転係止部材の重心をずらして重力によって突出姿勢になるように回転するものであってもよい。
また、固定する物品は例えば雪留め金具や緑化装置などであってもよく、固定対象も、折板屋根以外であってもよい。
11…固定用ボルト
12…ボルト本体
13…回転係止部材
14…保持部材
15…軸部材
16…付勢手段
17…板ばね
21…雄ねじ
22…一端部
37…規制部
42…係止保持片
43…移動保持片
43b…側縁
51…折板屋根
53…穴
61…ナット部材

Claims (6)

  1. 締め付けのためのナット部材が螺合される雄ねじを有したボルト本体と、
    該ボルト本体の一端部に対して、ボルト本体に添う寄り添い姿勢からボルト本体と交差する方向に広がる突出姿勢に回転可能で、ボルト本体の長手方向に移動不可能な状態に、ボルト本体を貫通する軸部材を介して一体に結合された回転係止部材と、
    これらボルト本体と回転係止部材を、前記軸部材を介して保持する保持部材とを備え、
    前記回転係止部材には、寄り添い姿勢において突出姿勢に向けて回転するように付勢する付勢手段が設けられ、
    前記保持部材には、前記軸部材の両端部を移動可能に保持して、前記ボルト本体と前記回転係止部材をボルト本体の長手方向に沿って一緒に移動可能にする移動保持片が形成され、
    該移動保持片を有する部分が、固定対象の穴に収まる大きさに設定される一方、
    前記保持部材におけるボルト本体の他端部に対応する側の端には、前記ボルト本体の周囲において外方に張り出す係止保持片が形成され、
    該係止保持片が、固定対象の穴よりも大きく設定された
    固定用ボルト。
  2. 前記回転係止部材が、前記ボルト本体の太さよりも幅広の溝を有する断面コ字状に形成された
    請求項1に記載の固定用ボルト。
  3. 前記回転係止部材に、回転係止部材が前記突出姿勢でボルト本体と直交する姿勢になったときに前記移動保持片の側面に当たってそれ以上の回転を阻止する規制部が形成された
    請求項1または請求項2に記載の固定用ボルト。
  4. 前記移動保持片が細幅板状に形成されるとともに、その幅方向の中心と、前記ボルト本体の幅方向の中心が一致するように設定され、
    該移動保持片の幅は、前記固定対象の穴内でボルト本体の中心を穴の中心に寄せるように移動保持片の両側縁が穴の縁に近接または当接する大きさに設定された
    請求項1から請求項3のうちのいずれか一項に記載の固定用ボルト。
  5. 前記付勢手段がばねで構成された
    請求項1から請求項4のうちのいずれか一項に記載の固定用ボルト。
  6. 締め付けのためのナット部材が螺合されるとともに折板屋根上の物品を固定する雄ねじを有し折板屋根を貫通するボルト本体と、
    該ボルト本体の一端部に対して、ボルト本体に添う寄り添い姿勢からボルト本体と交差する方向に広がる突出姿勢に回転可能で、ボルト本体の長手方向に移動不可能な状態に、ボルト本体を貫通する軸部材を介して一体に結合され折板屋根の下面に下から当接する回転係止部材と、
    これらボルト本体と回転係止部材を、前記軸部材を介して保持する保持部材とを備え、
    前記回転係止部材には、寄り添い姿勢において突出姿勢に向けて回転するように付勢する付勢手段が設けられ、
    前記保持部材には、前記軸部材の両端部を移動可能に保持して、前記ボルト本体と前記回転係止部材をボルト本体の長手方向に沿って一緒に移動可能にする移動保持片が形成され、
    該移動保持片を有する部分が、折板屋根に形成された穴に収まる大きさに設定される一方、
    前記保持部材におけるボルト本体の他端部に対応する側の端には、前記ボルト本体の周囲において外方に張り出して折板屋根の上面に上から当たる係止保持片が形成され、
    該係止保持片が、固定対象の穴よりも大きく設定された
    屋根上物品固定用ボルト。
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