JP7075147B1

JP7075147B1 - 結合部材

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Publication number: JP7075147B1
Application number: JP2021085996A
Authority: JP
Inventors: 慎一田中
Original assignee: 田中工業株式会社
Priority date: 2021-05-21
Filing date: 2021-05-21
Publication date: 2022-05-25
Anticipated expiration: 2041-05-21
Also published as: JP2022178889A

Abstract

【課題】簡素な構造で二つの部材を結合させることができる結合部材を提供する。【解決手段】第一部材２の第一面に沿う取付面２ｂに、第二部材３の第一面に直交する第二面に沿う被取付面３ｄを結合するための結合部材１である。取付面２ｂを挟み込む一対の挟持部１１を有する断面略コ字状の少なくとも一の第一部材支持部１０と、一対の挟持部１１の一方から第二面に沿って伸びる少なくとも一の第二部材支持部２０と、第二部材支持部２０と被取付面３ｄとを固定する固定部３０、３１と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、鋼材などの二つの部材を結合するための結合部材に関する。

従来、特許文献１には、二つの構造体を接合するための構造体接合金具が開示されている。この接合金具は、Ｈ形鋼９に吊り下げ部材など各種部材を連結するために、Ｈ形鋼９のフランジ部９ｃと平行な面である接合部１１、および吊り下げ部材が連結される、フランジ部９ｃに直交する面である連結部１４を有する第１プレート部材１０を有する金具である。

特開２０１８－０４８７１４号公報

特許文献１の接合金具は、Ｈ形鋼９に連結部１４を形成するために、接合部１１をフランジ部９ｃに取り付ける。接合部１１をフランジ部９ｃに取り付けるためには、フランジ部９ｃの上方で接合部１１とともにフランジ部９ｃを挟み込む第２プレート部材３０と、接合部１１と第２プレート部材３０との間のスペーサ２０と、を必要とし、これらをボルト４１およびナット４２で締め付ける必要があった。このため、特許文献１の接合金具は、部品点数が多く、連結部１４をＨ形鋼９に設けるためには、複雑な接合金具が必要であり、またこれを取り付けるための作業を煩雑化させている。

本発明はこのような事情を考慮してなされたもので、簡素な構造で二つの部材を結合させることができる結合部材を提供することを目的とする。

本発明に係る結合部材は、上述した課題を解決するために、第一部材の第一面に沿う取付面に、第二部材の前記第一面に直交する第二面に沿う被取付面を結合するための結合部材であって、前記取付面を挟み込む一対の挟持部を有する断面略コ字状の少なくとも一の第一部材支持部と、前記一対の挟持部の一方から前記第二面に沿って伸びる少なくとも一の第二部材支持部と、前記第二部材支持部と前記被取付面とを固定する固定部と、前記第一部材支持部の外表面に設けられ、前記第一部材支持部の前記取付面の挟み込みを補強する補強構造と、を備える。

本発明に係る結合部材においては、簡素な構造で二つの部材を結合させることができる。

Ｈ形鋼を結合する一対の結合部材を説明する、Ｈ形鋼の長さ方向視で示す図。Ｈ形鋼を結合する一対の結合部材を説明する、図１をＨ形鋼の長さ方向に直交する方向から示す図。変形例としての結合部材を説明する図。他の変形例としての結合部材を説明する図。図４を左方から示す図。図４を右方から示す図。

本発明に係る結合部材の一実施形態を添付図面に基づいて説明する。本実施形態においては、第一部材および第二部材が、Ｈ形鋼、山形鋼、溝形鋼、角パイプなどの鋼材（形鋼）であり、結合部材はこれらを連結するために用いられる例を適用して説明する。

図１は、Ｈ形鋼２、３を結合する一対の結合部材１を説明する、Ｈ形鋼２の長さ方向（前後方向）視で示す図である。
図２は、Ｈ形鋼２、３を結合する一対の結合部材１を説明する、図１をＨ形鋼２の長さ方向に直交する方向（左方）から示す図である。

以下の説明においては、「上」、「下」、「右」、「左」、「前」、「後」は、図１から図６における定義に従う。上下方向は鉛直面に含まれ、左右方向および前後方向は水平面に含まれる方向である。また、上下および左右方向に直交する方向を、前後方向という。

一対の結合部材１は、天井に取り付けられた既設のＨ形鋼２（第一部材、「既設Ｈ形鋼２」という）に新たなＨ形鋼３（第二部材、「連結Ｈ形鋼３」という）を、例えば天井部分の耐震増強を行うために結合するための部材である。既設Ｈ形鋼２は、水平方向（前後方向）に伸びて配置され、連結Ｈ形鋼３はこの既設Ｈ形鋼２に直交するように鉛直方向に伸びて配置される。

既設Ｈ形鋼２は、水平方向に沿う水平面（第一面）に沿う（左右および前後方向に沿う）一対のフランジ２ａ、２ｂと、フランジ２ａ、２ｂに直交する鉛直方向に沿う鉛直面（第二面）に沿う（上下および前後方向に沿う）ウェブ２ｃと、を有する。ウェブ２ｃの下端からウェブ２ｃに関して対称に水平方向に伸びる下側のフランジ２ｂは、結合部材１を介して連結Ｈ形鋼３が取り付けられる取付面となる。

連結Ｈ形鋼３は、鉛直方向に伸びて配置される。連結Ｈ形鋼３は、ウェブ３ｃと、一対のフランジ３ａ、３ｂと、を有する。ウェブ３ｃは、ウェブ２ｃが沿う面とほぼ同一の鉛直面に沿う（上下および前後方向に沿う）。一対のフランジ３ａ、３ｂは、フランジ２ａ、２ｂが沿う水平面およびウェブ２ｃが沿う鉛直面に直交する鉛直面（第三面）に沿う（上下および左右方向に沿う）。連結Ｈ形鋼３の上端においては、上端から一定領域のフランジ３ａ、３ｂが切り欠かれており、ウェブ３ｄのみが形成される。この上端部分のウェブ３ｄは、結合部材１を介して既設Ｈ形鋼２が取り付けられる被取付面となる。ウェブ３ｄは、後述するボルト３０を貫通させるボルト孔３ｅを有する。

一対の結合部材１は、ウェブ２ｃに関して対称に配置される、二つの結合部材１である。一対の結合部材１は、同一形状を有するため、以下の説明においては図１の右方の結合部材１について説明する。

結合部材１は、フランジ支持部１０（第一部材支持部）と、ウェブ支持部２０（第二部材支持部）と、ボルト３０およびナット３１（固定部）と、を有する。

フランジ支持部１０は、図１に示すように縦断面略コ字状を有し、一対の挟持部１１と、接続部１５と、を有する。一対の挟持部１１は、フランジ２ｂを挟み込む、鉛直方向に対面する二枚の板状部分である。下側の挟持部１１の左端は、上側の挟持部１１の左端よりも左方であって、ウェブ２ｃの略下方まで伸びている。接続部１５は、一対の挟持部１１の右端を鉛直方向において接続する。

接続部１５は、フランジ２ｂと対面する内表面に、凸部１６を有する。凸部１６は、フランジ２ｂに接触して摩擦を生じ、フランジ２ｂに対する結合部材１の滑り止め（既設Ｈ形鋼２の伸びる方向に関する横滑り防止）として作用する。

挟持部１１および接続部１５は、ボルト孔１８を有する。ボルト孔１８は、滑り止めボルト１９を貫通させる。滑り止めボルト１９は、フランジ支持部１０をフランジ２ｂに対して締め付けることで、凸部１６同様に結合部材１の滑り止めとして作用する。

なお、凸部１６は、説明の都合上図１の右側の結合部材１にのみ図示されている。また、ボルト孔１８および滑り止めボルト１９は、説明の都合上左側の結合部材１にのみ図示されている。しかしながら、凸部１６、ボルト孔１８および滑り止めボルト１９は、右側および左側の結合部材１の両者に、それぞれ設けられる。

ウェブ支持部２０は、下側の挟持部１１（一対の挟持部１１の一方）の左端から鉛直面に沿って伸びる板状部分である。フランジ支持部１０およびウェブ支持部２０は、縦断面視において略Ｌ字状をなす。ウェブ支持部２０は、ボルト孔２１を有する。一対のフランジ支持部１０がフランジ２ｂを挟み込むようにフランジ２ｂに取り付けられると、一対のウェブ支持部２０は少なくともウェブ３ｄの厚さの空間を隔てて対面する。

ボルト３０およびナット３１は、一対のウェブ支持部２０が形成する空間にウェブ３ｄが挿入された状態で、ウェブ支持部２０のボルト孔２１およびウェブ３ｄのボルト孔３ｅを貫通して締め付けられる。これにより、ボルト３０およびナット３１は、ウェブ支持部２０とウェブ３ｄとを固定する。

このような結合部材１は、次のように既設Ｈ形鋼２および連結Ｈ形鋼３を結合する。

一対の結合部材１は、フランジ支持部１０で既設Ｈ形鋼２の下側のフランジ２ｂをウェブ２ｃに関して左右対称に挟み込むように、それぞれフランジ２ｂに取り付けられる。このとき、凸部１６がフランジ２ｂに接触するので、結合部材１は既設Ｈ形鋼２の伸びる方向に対して横滑りすることを低減できる。また、ボルト孔１８を介して滑り止めボルト１９がフランジ支持部１０およびフランジ２ｂを締め付けるため、同様に結合部材１は横滑りを低減できる。

この状態で、一対のウェブ支持部２０は、空間を隔てて対面した状態となる。この空間に、連結Ｈ形鋼３のウェブ３ｄが挿入される。すなわち、一対のウェブ支持部２０は、ウェブ２ｃに関して左右対称に、ウェブ３ｄを挟み込む。その後、一対のウェブ支持部２０のボルト孔２１およびウェブ３ｄのボルト孔３ｅに、ボルト３０が挿入され、ナット３１とともに締められることにより、固定部としてのボルト３０およびナット３１が一対のウェブ支持部２０およびウェブ３ｄを固定する。これにより、既設Ｈ形鋼２および連結Ｈ形鋼３は、強固に結合される。

このような結合部材１は、既設Ｈ形鋼２および連結Ｈ形鋼３の結合を、簡素な構成で実現できる。すなわち、連結Ｈ形鋼３を結合するために、ガセットプレートに相当する（例えば特許文献１の第２プレート部材３０のような）部材を用意する必要がなく、結合部材１により直接連結Ｈ形鋼３を結合できる。特に、結合部材１は、既設Ｈ形鋼２にフランジ支持部１０を挟み込み、その後ウェブ支持部２０に連結Ｈ形鋼３（ウェブ３ｄ）を挟み込み、最後にボルト３０およびナット３１で締め付けるという少ない工程、および簡素な作業内容で、二つの鋼材を連結できる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

例えば、設計上、フランジ支持部１０にさらなる強度が要求される場合には、フランジ支持部１０の外表面を覆うような、リブ状などの補強構造を設けてもよい。この補強構造は、例えば溶接などによりフランジ支持部１０の外表面に取り付けられる。

また、フランジ支持部１０およびウェブ支持部２０の境界部分（角部分）の強度を増すために、フランジ支持部１０およびウェブ支持部２０に渡るリブ状などの補強構造を設けてもよい。この補強構造は、例えば溶接などによりフランジ支持部１０およびウェブ支持部２０の外表面に取り付けられる。

さらに、第一部材および第二部材がＨ形鋼である例を説明したが、これに限らずフランジを有する山形鋼や溝形鋼、角パイプなどの鋼材であってもよい。例えば、図３は、変形例としての結合部材１０１を説明する図である。第一部材が山形鋼または溝形鋼などの既設形鋼１０２である場合には、フランジ１０２ｂがウェブ１０２ｃの下端から一方向（図２においては右方向）にのみ伸びており、フランジ支持部１１０が挟み込む対象は一つであるため、結合部材１０１は１つのみ用いられる。この場合には、ウェブ支持部１２０とともにウェブ１０３ｄを挟み、ボルト１３０およびナット１３１を締め付けるための、支持部材１４０が用いられるのが好ましい。支持部材１４０は、例えばウェブ１０２ｃおよび連結形鋼１０３のウェブ１０３ｃの面に沿って接触する、鉛直面に沿う板状部材である。支持部材１４０は、ウェブ支持部１２０のボルト孔１２１に対応する位置に、ボルト孔１４１を有する。

さらにまた、連結Ｈ形鋼３に上端部分のフランジ３ａ、３ｂが切り欠かれ、被取付面としてのウェブ３ｄが形成される例を説明したが、フランジ３ａ、３ｂが切り欠かれていない、本来の形状のＨ形鋼を第二部材として用いてもよい。

ここで、図４は、他の変形例としての結合部材２０１を説明する図である。図５は、図４を左方から示す図である。図６は、図４を右方から示す図である。

連結Ｈ形鋼３のようにフランジ３ａ、３ｂを切り欠くと、少なからず強度が低下するおそれがある。これに対し、結合部材２０１は、フランジ２０３ａ、２０３ｂが切り欠かれていない連結Ｈ形鋼２０３であっても、図４から図６のように連結Ｈ形鋼２０３を既設Ｈ形鋼２０２に結合できる。一対の結合部材２０１においては、フランジ２０２ｂを支持するフランジ支持部２１０は、一対の結合部材１と同様の構成を有する。一方、ウェブ支持部２２０は、ウェブ２０２ｃの下方で一対のウェブ支持部２２０同士が空間を隔てることなく対面し、かつ右方のウェブ支持部２２０が左方のウェブ支持部２２０よりも下方に長く伸びている。

空間を隔てることなく対面した上方の一対のウェブ支持部２２０は、ボルト２３０およびナット２３１で締め付けられ、互いに固定される。このとき、スプリングワッシャーを用いてもよい。また、左方のウェブ支持部２２０よりも下方に伸びた、第二部材支持部としての右方のウェブ支持部２２０は、被取付面としてのウェブ２０３ｃの右方に面する面と対面して接触した状態で、固定部としてのボルト２３０ａおよびナット２３１ａで締め付けられ、固定される。

被取付面はウェブ２０３ｃの上端部分が担うが、ウェブ支持部２２０と連結Ｈ形鋼２０３のフランジ２０３ａ、２０３ｂが干渉しないように、ウェブ支持部２２０の前後方向長さよりも大きい前後方向長さを有するウェブ２０３ｃを有する連結Ｈ形鋼３が、第二部材として用いられる。

また、図４および図５に示すように、結合部材２０１には、フランジ支持部２１０とフランジ２０２ｂとの結合（挟み込み）の補強を目的として、リブ２５０を設けてもよい。リブ２５０は、他の構造物と連結された筋交い連結部２５１の先端に配置されており、この状態でフランジ支持部２１０に所要の方法で固定されることで、フランジ支持部２１０を補強する。

１、１０１結合部材
２、２０２既設Ｈ形鋼
２ａ、２ｂ、１０２ｂ、２０２ｂフランジ
２ｃ、１０２ｃ、２０２ｃウェブ
３、２０３連結Ｈ形鋼
３ａ、３ｂ、２０３ａ、２０３ｂフランジ
３ｃ、１０３ｃ、２０３ｃウェブ
３ｄ、１０３ｄ、ウェブ
３ｅボルト孔
１０、１１０、２１０フランジ支持部
１１挟持部
１５接続部
１６凸部
１８ボルト孔
１９滑り止めボルト
２０、１２０、２２０ウェブ支持部
２１、１２１ボルト孔
３０、１３０、２３０、２３０ａボルト
３１、１３１、２３１、２３１ａナット
１０２既設形鋼
１０３連結形鋼
１４０支持部材
１４１ボルト孔
２５０リブ
２５１筋交い連結部

Claims

第一部材の第一面に沿う取付面に、第二部材の前記第一面に直交する第二面に沿う被取付面を結合するための結合部材であって、
前記取付面を挟み込む一対の挟持部を有する断面略コ字状の少なくとも一の第一部材支持部と、
前記一対の挟持部の一方から前記第二面に沿って伸びる少なくとも一の第二部材支持部と、
前記第二部材支持部と前記被取付面とを固定する固定部と、
前記第一部材支持部の外表面に設けられ、前記第一部材支持部の前記取付面の挟み込みを補強する補強構造と、を備える、結合部材。
前記補強構造は、他の構造物と連結された筋交い連結部の先端に固定される、請求項１記載の結合部材。
前記第一部材は、前記第二面に沿うウェブと、前記第一面に沿うフランジと、を有する鋼材であり、
前記取付面は、前記フランジである、請求項１または２記載の結合部材。
前記第二部材は、前記第二面に沿うウェブと、前記第一面および前記第二面に直交する第三面に沿うフランジと、を有する鋼材であり、
前記被取付面は、前記ウェブである、請求項３記載の結合部材。
前記第一部材は、Ｈ形鋼であり、
前記第一面は、水平方向に沿う水平面であり、
前記第二面は、鉛直方向に沿う鉛直面であり、
前記取付面は、前記ウェブの下端から前記第一面に沿って伸びる下側の前記フランジであり、
前記第一部材支持部は、前記下側のフランジを前記ウェブに関して対称に挟み込む一対の前記第一部材支持部であり、
前記第二部材支持部は、前記ウェブに関して対称に前記被取付面を挟み込む一対の前記第二部材支持部であり、
前記固定部は、前記一対の第二部材支持部で前記被取付面を挟み込んだ状態で前記一対の第二部材支持部および前記被取付面を固定し、
前記一対の第一部材支持部が前記下側のフランジを挟み込むように前記下側のフランジに取り付けられた場合、前記一対の第二部材支持部は、少なくとも前記被取付面の厚さの間隔を隔てて対面する、請求項４記載の結合部材。
前記固定部は、前記第二部材支持部および前記被取付面を締め付けるボルトおよびナットである、請求項１から５のいずれか一項記載の結合部材。
前記第一部材支持部は、前記取付面に接触し前記取付面に対する滑り止めとなる凸部を有する、請求項１から６のいずれか一項記載の結合部材。
前記第一部材支持部を前記取付面に対して締め付け前記取付面に対する滑り止めとなるボルトをさらに有する、請求項１から７のいずれか一項記載の結合部材。