JP6549856B2 - 羽子板ボルト - Google Patents

Description

本発明は、羽子板ボルト係り、たとえば、木造建築物に使用されるものに関する。

従来より、木造建築物の柱（梁等でもよい。）と梁（柱等でもよい。）とを接合する羽子板ボルトが知られている（たとえば特許文献１参照）。羽子板ボルトは、柱や梁等の建築部材をお互いに引き寄せ接合状態にして保持するものである。

意匠登録第１３２９０６２号公報

ところで、従来の羽子板ボルトでは、この羽根部を木製の柱に固定するためにボルトを用いているが、このボルトは木痩せや地震等による振動で緩んでしまうおそれがあるという問題がある。そこで、バネ座金等の緩み止め部材を使用する必要が生じる。

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、ボルトを用いて羽根部を柱等の建築部材に取り付けたときに、バネ座金等の緩み止め部材を使用することなく上記ボルトが緩むことを防止することができる羽子板ボルトを提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明は、ボルトによって第１の建築部材に固定されたときに弾性変形する羽根部と、前記第１の建築部材に接合されている第２の建築部材を貫通するボルト部とを有し、前記羽根部は、平板状のものを円弧状に変形させた形状に形成されており、この羽根部の円弧は、前記羽根部の幅方向では形状が変化していない一定の曲率半径の円弧になっており、前記羽根部の中央部には、貫通孔が形成されており、前記ボルトによる固定がされたときに前記貫通孔を前記ボルトが貫通して前記円弧状の羽根部が前記弾性変形をすることで、前記羽根部の曲率半径が、前記ボルトによる固定がされていない場合に比べて大きくなるように構成されており、前記羽根部の幅寸法は、前記貫通孔のところで最も広く、前記羽根部の長手方向で前記貫通孔から離れるにしたがって次第に狭くなっており、前記羽根部の長手方向の両端部には、平坦部が形成されている羽子板ボルトである。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の羽子板ボルトにおいて、前記ボルト部は、第１の延伸部と、第２の延伸部とを備えて構成されており、前記第１の延伸部は、前記円弧状の羽根部の一端部から、前記円弧状の羽根部の一端と他端とをお互いに結ぶ方向に対して斜めに交差する方向であって前記円弧状の羽根部から離れ前記円弧状の羽根部の凸側に延伸する方向に延びており、前記第２の延伸部は、前記羽根部とは反対側における前記第１の延伸部の端から、前記円弧状の羽根部の一端と他端とをお互いに結ぶ方向であって前記第１の延伸部から離れる方向に延びている羽子板ボルトである。

請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の羽子板ボルトにおいて、前記ボルトを締める工具の口部を用いて、前記ボルト部に螺合するナットを締めることができるように構成されている羽子板ボルトである。

本発明によれば、ボルトを用いて羽根部を柱等の建築部材に取り付けたときに、バネ座金等の緩み止め部材を使用することなく上記ボルトが緩むことを防止することができる羽子板ボルトを提供することができるという効果を奏する。

本発明の実施形態に係る羽子板ボルトを示す図であり、（ａ）は（ｂ）におけるＩＡ矢視図である。 （ａ）は図１（ｂ）におけるＩＩＡ矢視図であり、（ｂ）は図１（ｂ）におけるＩＩＢ矢視図であり、図１（ｂ）におけるＩＩＣ矢視図である。 本発明の実施形態に係る羽子板ボルトの使用例を示す図である。 （ａ）は本発明の実施形態に係る羽子板ボルトの羽根部を模式的に示す図であり、（ｂ）は１つ目の変形例に係る羽子板ボルトの羽根部を模式的に示す図である。 ２つ目の変形例に係る羽子板ボルトの羽根部を示す図であり、（ａ）は（ｂ）におけるＶＡ矢視図である。 ３つ目の変形例に係る羽子板ボルトの羽根部を示す図であり、（ａ）は（ｂ）におけるＶＩＡ矢視図である。 ４つ目の変形例に係る羽子板ボルトの羽根部を示す図であり、（ａ）は（ｂ）におけるＶＩＩＡ矢視図である。 ５つ目の変形例に係る羽子板ボルトの羽根部を示す図であり、（ａ）は（ｂ）におけるＶＩＩＩＡ矢視図である。 ６つ目の変形例に係る羽子板ボルトの羽根部を示す図である。

本発明の実施形態に係る羽子板ボルト１は、告示平１２建告第１４６０号表三ほ該当金物であり、主に木造軸組工法の建物で使用する、補強金物のひとつである。この金物は、従来のものと同様に、地震時や台風時などに梁がはずれて脱落するのを防ぐために必要不可欠な金物で、図３で示すように、第２の建築部材９３や第１の建築部材１に取り付けるものである。

羽子板ボルト１は、図１、図２で示すように、羽根部（バネの機能を備えた羽根部）３とボルト部５とを備えている。

羽根部３は、図３で示すように、羽子板ボルトとは別個のボルト（たとえばＭ１２のボルト）７によって第１の建築部材（たとえば、木製の柱９の平面状の側面１１）に固定される部位である。また、羽根部３は、ボルト７による固定がされたときに弾性変形するようになっている。すなわち、振動や木痩等によるボルト７の緩みを防止するために、ボルト７の推進方向（図３の左右方向）で弾性変形するようになっている。

ボルト部５は、柱９に接合されている第２の建築部材（たとえば木製の梁）１３を貫通する部位である。

羽根部３は、図１や図２で示すように、平板状のものをこの厚さ方向で湾曲させて円弧状に塑性変形させた形状に形成されており、羽根部３の中央部には、貫通孔１５が形成されている。

貫通孔１５は、羽根部３の円弧の延伸方向および幅方向の中央部で、羽根部３の厚さ方向に貫通している。ボルト部５は、羽根部３の円弧の延伸方向の一端部から、羽根部３から離れる側へ向かって延伸している。

図１（ａ）で示すように、羽根部３の幅寸法（図１（ａ）の上下方向の寸法）は、貫通孔１５のところで最も広く、羽根部３の長手方向（図１（ａ）の左右方向）で貫通孔１５から離れるにしたがって次第に狭くなっている。

ボルト７による固定がされたときには、貫通孔１５をボルト７が貫通して円弧状の羽根部３が弾性変形している。そして、羽根部３の円弧の曲率半径（曲率の逆数）が、ボルト７による固定がされていない場合（羽子板ボルト１が単体で存在している場合）に比べて大きくなる（たとえば平板状になる）ように構成されている。

ボルト部５の先端部には、所定の長さにわたってオスねじ部（たとえばＭ１２のオスねじ部）１７が形成されている。

柱９と梁１３とは、たとえば、四角柱状に形成されており、長手方向に対して直交する平面による断面の形状がお互いに等しい正方形状になっている。

柱９は上下方向に長く延びており、梁１３は水平方向に長く延びている。柱９の上端に梁１３が接合されていることで、柱９と梁１３とで「Ｔ」字状の構造を形成している。

梁１３には貫通孔１９が設けられており、この貫通孔１９は、柱９の近傍で梁１３の肉部を上下方向に貫通している。柱９にも貫通孔２１が設けられており、この貫通孔２１は、梁１３の近傍で柱９の肉部を水平方向に貫通している。

羽子板ボルト１が「Ｔ」字状になっている梁１３と柱９とに固定されている状態では、羽子板ボルト１の羽根部３が柱９の一方の面１１に接触している。また、羽子板ボルト１の羽根部３の貫通孔１５と柱９の貫通孔２１とをボルト７（たとえば六角ボルト）が貫通してボルト７の先端部が柱９の他方の面（一方の面１１の反対側の面）２３から突出している。

そして、この突出している先端部のオスねじ部２５にナット（たとえば六角ナット）２７が螺合している。これにより、六角ボルト７の、羽根部３に接触している頭部２７と、六角ボルト７の先端部のオスねじ部２５に羅号しているナット２９とで、羽子板ボルト１の羽根部３と柱９とを挟み込んで押圧している。

この挟み込みにより、羽根部３が平板状に弾性変形し、羽根部３の一方の面（六角ボルト７の頭部２７が当接している面とは反対側の面）が柱９に面接触しており、羽子板ボルト１と柱９とが一体化している。

なお、図３に示すものでは、六角ボルト７の頭部２７にばね座金や座金が設けられておらず、頭部２７が羽根部３に直接接触している。一方、ナット２９と柱９との間には、ばね座金３１や座金３３を設けられているが、ばね座金３１や座金３３を削除してもよい。

また、羽子板ボルト１が「Ｔ」字状の梁１３と柱９とに固定されている状態では、羽子板ボルト１のボルト部５が梁１３の貫通孔１９を貫通して、羽子板ボルト１のボルト部５の先端部が梁１３の上面から上方に突出しており、羽子板ボルト１のボルト部５の先端部のオスねじ部１７にナット（たとえば六角ナット）３５が螺合している。

この螺合により、羽子板ボルト１と梁１３とが一体化しており、この一体化と上述した羽子板ボルト１と柱９との一体化とによって、柱９と梁１３との接合部の補強がなされている。なお、ナット３５と梁１３との間にも、ばね座金３１や座金３３を設けられているが、ばね座金３１や座金３３を削除してもよい。

さらに、ボルト部５は、第１の延伸部３７と第２の延伸部３９とを備えて構成されている。第１の延伸部３７は、図１等で示すように、円弧状の羽根部３の一端部（図１（ｂ）の右端）から、円弧状の羽根部３の一端と他端とをお互いに結ぶ方向（図１（ｂ）の左右方向）に対して斜めに交差する方向であって円弧状の羽根部３から離れ円弧状の羽根部３の凸側に延伸する方向（図１（ｂ）の右上方向）に延びている。

第２の延伸部３９は、羽根部３とは反対側における第１の延伸部３７の端（図１（ｂ）の右端）から、円弧状の羽根部３の一端と他端とをお互いに結ぶ方向（図１（ｂ）の左右方向）であって第１の延伸部３７から離れる方向（図１（ｂ）の右方向）に延びている。

ところで、羽子板ボルト１は、円柱状の素材（硬鋼線材や機械構造用炭素鋼鋼材等の鋼材）に適宜塑性加工を施すことで形成されている。たとえば、羽根部３は、円柱状の素材の一方の端部を鍛造（たとえば電鍛加工）することで形成されており、羽根部３の貫通孔１５はプレス加工で形成されており、ボルト部５のオスねじ部１７は転造によって形成されており、第１の延伸部３７と第２の延伸部３９との境の部位は、曲げ加工によって形成されている。

また、羽子板ボルト１では、ボルト７を締める工具の口部（図示せず）を用いて、ボルト部５に螺号するナット３５を締めることができるように構成されている。

たとえば、ボルト７の頭部２７を締めたり緩めたりするときに使用する工具の口部と、ボルト部５に螺号するナット３５を締めたり緩めたりするときに使用する工具の口部と、ボルト７のオスねじ部２５に螺号するナット２９を締めたり緩めたりするときに使用する工具の口部とは、共通のものになっている。すなわち、工具に設けられている１つの口部を用いて、ボルト７の頭部２７と、ボルト７に螺合しているナット２９と、ボルト部５に螺号しているナット３５とを締めたり緩めたりすることができるようになっており、１つの工具だけで、羽子板ボルト１を柱９と梁１３とに設置することができるようになっている。

また、羽子板ボルト１の円弧状の羽根部３の両端部には、図１（ｂ）等で示すように平坦部４１が形成されている。羽子板ボルト１が「Ｔ」字状の梁１３と柱９とに固定されている状態では、図３で示すように、一対の平坦部４１が延長された態様で円弧状の羽根部３が平板状に弾性変形している。

なお、羽子板ボルト１が「Ｔ」字状の梁１３と柱９とに固定されている状態において、羽根部３が完全な平板状になっている必要はない。羽根部３の一部（たとえば、平坦部４１の近傍で平坦部４１に隣接している部位）が平板状にならず円弧状になっていてもよい。なお、ボルト部５は、一方の平坦部４１から延出している（図１（ｂ）参照）。

また、羽子板ボルト１の羽根部３は、図１（ｂ）、図４（ａ）で示すように、一つの円弧状部４３とこの円弧状部４３の両端から僅かに延出している一対の平坦部４１とを備えて構成されているが、羽根部３の形状を図４（ｂ）で示すように変形してもよい。

図４（ｂ）で示す、１つめの変形例に係る羽子板ボルト１の羽根部３ａは、複数の円弧状部４５，４７，４９を備えて構成されている。中央の円弧状部４５は、図４（ａ）に示すものと同様に、この円弧の中心が、ボルト部５の第１の延伸部３７とは反対側（図４（ｂ）の右側）に位置している。中央の円弧状部４５の両端には、円弧状部４７，４９が設けられている。円弧状部４７，４９の円弧の中心は、ボルト部５の第１の延伸部３７側（図４（ｂ）の左側）に位置しており、これらの円弧状部４７，４９から平坦部４１が僅かに延出している。

ここで、羽子板ボルト１の設置手順を、例を掲げて説明する。なお、貫通孔２１が設けられている柱９に貫通孔１９が設けられている梁１３が予め設置されているものとする。

羽子板ボルト１のボルト部５を梁１３の貫通孔１９に挿入しボルト部５の先端を梁１３の上面から突出させ、この突出しているオスねじ部１７にナット３５を螺合させる。

続いて、頭部２７が羽根部３に当接しオスネジ部２５の先端部が、柱９の他方の面２３から突出するように、羽根部３の貫通孔１５と柱９の貫通孔２１とに、ボルト７を貫通させ、オスネジ部２５にナット２９を螺合させる。

続いて、ナット３５とナット２９とを交互に増し締めし、羽子板ボルト１の設置を終える。

羽子板ボルト１によれば、ボルト７による固定がされたときに弾性変形する羽根部３を備えているので、ボルト７を用いて羽根部３を柱９に取り付けたときに、バネ座金等の緩み止め部材を使用することなくボルト７が緩むことを防止することができる。

また、羽子板ボルト１によれば、羽根部３が平板状のものを円弧状に変形させた形状に形成されており、羽根部３の中央部に貫通孔１５が形成されており、ボルト７による固定がされたときには、貫通孔１５をボルト７が貫通して円弧状の羽根部３が弾性を変形し、羽根部３の曲率半径が大きくなるように構成されていることで、羽根部３のほぼ全体がバネになっている。これにより、ボルト７による固定がされたときにおける弾性変形のエネルギー（羽根部３に蓄積されているエネルギー）が大きくなっており、羽根部３の耐久力が向上するとともに、ボルト７が緩むことを一層確実に防止することができる。特に、円弧状の羽根部３は柱９の木痩に有効である。

また、羽子板ボルト１によれば、ボルト部５の第１の延伸部３７が円弧状の羽根部３の一端部から斜め方向であって羽根部３から離れ羽根部３の凸側に延伸する方向に延びており、第２の延伸部３９が第１の延伸部３７の端から第１の延伸部３７から離れる方向に延びているので、ボルト部５を挿入する梁１３の貫通孔１９が柱９からある程度離れている。これにより、梁１３への後からの穴あけ作業（ボルト部５を挿入するための貫通孔１９を、柱９に梁１３が設置されている状態で設ける作業）がしやすくなる。

また、羽根部３が鍛造によって形成されているので、羽根部３とボルト部５との接合強度が、溶接で羽根部３をボルト部５に設けた場合に比べて大きくなり、羽根部３とボルト部５との接合部で羽子板ボルト１が破断するおそれを極力回避することができる。

また、羽子板ボルト１によれば、工具（たとえばボックスレンチやスパナ）に設けられている１つの口部を用いて、ボルト７の頭部２７と、ボルト７に螺合しているナット２９と、ボルト部５に螺号しているナット３５とを締めたり緩めたりすることができるようになっているので、１つの工具によって羽子板ボルト１の取り付けを行うことができる。また、複数の工具を用いることなく１つの工具で、羽子板ボルト１を設置することができ、特に高所作業での作業性が向上する。

また、羽子板ボルト１によれば、円弧状の羽根部３の両端部に平坦部４１が形成されているので、ボルト７を設置したときに羽根部３から柱９にかかる面圧が小さくなり羽根部３の柱９へのめり込みを回避することができるとともに、羽子板ボルト１を柱９に設置したときにボルト部５の姿勢が変化すること（延伸方向が変化すること）を極力防止することができる。

なお、上記説明では、羽根部３が円弧状に形成されている場合を例に掲げて説明したが、ボルト７によって羽根部３が弾性変形しボルト７の緩み止めがされるのであれば、羽根部３の形態を適宜変更してもよい。

図５は、２つ目の変形例に係る羽子板ボルトの羽根部３ｂを示している。羽根部３ｂは、全体的には平板状に形成されており、貫通孔１５の外側に、円弧状（たとえば、１／４円弧状）の切り欠き溝（羽根部３ｂをこの厚さ方向に貫通している切り欠き溝）５１と、直線状の切り欠き溝（貫通孔１５の径方向に延びており一端が貫通孔１５の外周に到達し他端が切り欠き溝５１の延伸方向の一端に到達している切り欠き溝）５３を設けることで、円弧状の片持ち梁状の弾性部５５を形成している。

そして、弾性部５５を基端（切り欠き溝５１の延伸方向の他端）５７で僅かに折り曲げることで、弾性部５５が斜めに突出している。すなわち、図５（ａ）の紙面に直交する手前方向への弾性部５５の突出量が、基端５７から切り欠き溝５３へ向かうにしたがって、次第に大きくなるように、弾性部５５が斜め（図５（ａ）の紙面に対して斜め）に突出している。

なお、弾性部５５は、複数設けられている。たとえば、弾性部５５は、貫通孔１５の中心に対して点対称に一対で設けられている。

そして、ボルト７を用いて、羽子板ボルト１が柱９に設置されたときには、斜めに延出している弾性部５５がボルト７の頭部２７で押圧されて弾性変形して、上記斜めの突出がなくなるようになっている。

図６は、３つ目の変形例に係る羽子板ボルトの羽根部３ｃを示している。羽根部３ｃも、全体的には平板状に形成されており、貫通孔１５の外周からお互いが平行な切り欠き溝（羽根部３ｃをこの厚さ方向に貫通している切り欠き溝）５９を設けることで、直線状片持ち梁状の弾性部６１を形成している。

弾性部６１を基端（貫通孔１５から離れている側の端）６３で僅かに折り曲げることで、弾性部６１が斜めに突出している。すなわち、図６（ａ）の紙面に直交する手前方向への弾性部６１の突出量が、基端６３から貫通孔１５へ向かうにしたがって次第に大きくなるように、弾性部６１が斜め（図６（ａ）の紙面に対して斜め）に突出している。

なお、弾性部６１も、複数設けられている。たとえば、弾性部６１は、貫通孔１５の中心に対して点対称に一対で設けられている。

そして、ボルト７を用いて、羽子板ボルト１が柱９に設置されたときには、斜めに延出している弾性部６１がボルト７の頭部２７で押圧されて弾性変形して、上記斜めの突出がなくなるようになっている。

図７は、４つ目の変形例に係る羽子板ボルトの羽根部３ｄを示している。羽根部３ｄも全体的には平板状に形成されており、貫通孔１５の外側に、１本の直線状の切り欠き溝（羽根部３ｄをこの厚さ方向に貫通している切り欠き溝）６５を設けている。切り欠き溝６５は、貫通孔１５と羽根部３ｄの幅方向の一端とをつないでいる。そして、切り欠き溝６５とこれにつながっている部位を所定の範囲にわたって、図７（ａ）の紙面に直交する手前方向に、斜めに突出させている。

すなわち、切り欠き溝６５から最も離れている箇所から切り欠き溝６５へ向かうにしたがって、突出量が次第に大きくなるように、切り欠き溝６５につながっている所定の範囲の部位（たとえば、貫通孔１５の１／８円周から１／２円周の範囲で貫通孔１５の外側の部位；図７（ａ）では１／８円周に相当する部位）を、斜め（図７（ａ）の紙面に対して斜め）に突出させている。

そして、ボルト７を用いて、羽子板ボルト１が柱９に設置されたときには、斜めに延出している部位がボルト７の頭部２７で押圧されて弾性変形して、上記斜めの突出がなくなるようになっている。

図８は、５つ目の変形例に係る羽子板ボルトの羽根部３ｅを示している。羽根部３ｅは、全体的には平板状に形成されており、貫通孔１５の外側に、円錐台側面状の突出部（皿バネ状の突出部）６７を形成してある。

そして、ボルト７を用いて、羽子板ボルト１が柱９に設置されたときには、突出部６７がボルト７の頭部２７で押圧されて弾性変形して、上記突出がなくなるか、突出量が少なくなるように構成されている。

図９は、６つ目の変形例に係る羽子板ボルトの羽根部３ｆを示している。羽根部３ｆは、図８で示す羽根部３ｅに複数の切り欠き溝６９を放射状に設けたことで、ボルト７の頭部２７で押圧されて、皿バネ状の突出部６７が弾性変形をしやすくなっている。

１ 羽子板ボルト
３ 羽根部
５ ボルト部
７ ボルト
９ 第１の建築部材（柱）
１３ 第２の建築部材（梁）
１５ 貫通孔
３５ ナット
３７ 第１の延伸部
３９ 第２の延伸部

Claims (3)

1. ボルトによって第１の建築部材に固定されたときに弾性変形する羽根部と、
   前記第１の建築部材に接合されている第２の建築部材を貫通するボルト部と、
   を有し、前記羽根部は、平板状のものを円弧状に変形させた形状に形成されており、この羽根部の円弧は、前記羽根部の幅方向では形状が変化していない一定の曲率半径の円弧になっており、
   前記羽根部の中央部には、貫通孔が形成されており、
   前記ボルトによる固定がされたときに前記貫通孔を前記ボルトが貫通して前記円弧状の羽根部が前記弾性変形をすることで、前記羽根部の曲率半径が、前記ボルトによる固定がされていない場合に比べて大きくなるように構成されており、
   前記羽根部の幅寸法は、前記貫通孔のところで最も広く、前記羽根部の長手方向で前記貫通孔から離れるにしたがって次第に狭くなっており、
   前記羽根部の長手方向の両端部には、平坦部が形成されていることを特徴とする羽子板ボルト。
2. 請求項１に記載の羽子板ボルトにおいて、
   前記ボルト部は、第１の延伸部と、第２の延伸部とを備えて構成されており、
   前記第１の延伸部は、前記円弧状の羽根部の一端部から、前記円弧状の羽根部の一端と他端とをお互いに結ぶ方向に対して斜めに交差する方向であって前記円弧状の羽根部から離れ前記円弧状の羽根部の凸側に延伸する方向に延びており、
   前記第２の延伸部は、前記羽根部とは反対側における前記第１の延伸部の端から、前記円弧状の羽根部の一端と他端とをお互いに結ぶ方向であって前記第１の延伸部から離れる方向に延びていることを特徴とする羽子板ボルト。
3. 請求項１または請求項２に記載の羽子板ボルトにおいて、
   前記ボルトを締める工具の口部を用いて、前記ボルト部に螺合するナットを締めることができるように構成されていることを特徴とする羽子板ボルト。

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