JP7416389B1

JP7416389B1 - 構造材用ジョイント部材、ジョイント付き構造材、および組み立て構造材

Info

Publication number: JP7416389B1
Application number: JP2023124349A
Authority: JP
Inventors: 正人川瀬
Original assignee: 有限会社鉄骨屋; 株式会社リコネクト
Priority date: 2023-07-31
Filing date: 2023-07-31
Publication date: 2024-01-17
Anticipated expiration: 2043-07-31

Abstract

【課題】構造材同士を接続する際、作業性の向上を図ることが可能な構造材用ジョイント部材等を提供する。【解決手段】柱の端面および柱の端部開口を覆うベース体２と、ベース体２に形成されて柱の端面に接合される環状の端面対向面２０と、ベース体２に形成されて端面対向面２０の内側に配置されて柱の端部開口を覆うカバー面２１と、ベース体２に形成されてベース体２を貫通する貫通孔２３と、ベース体２に配置されて柱の構造材内部空間に位置する角ナット３と、ベース体２に設けられて柱の構造材内部空間に位置し、角ナット３の側面に隙間をあけて対向し、角ナット３の自転を規制する自転規制面４０と、ベース体２に設けられて柱の構造材内部空間に位置し、角ナット３をカバー面２１と自身とで挟み込み、角ナット３のベース体板厚方向Ｄ１への移動を規制する板厚方向規制面５０とを備える。【選択図】図３

Description

本発明は構造材同士を接続する構造材用ジョイント部材、ジョイント付き構造材、および組み立て構造材に関する。

従来、建築構造の一つとしてラーメン構造が知られている。ラーメン構造は鉛直方向に延びる構造材である柱と、水平方向に延びる構造材である梁とを接続して一体化した枠状の構造であり、非常に強固な構造であるためマンションやオフィスビル等に採用されている。このようなラーメン構造においては、梁と柱とはボルト・ナットによって接続されたり、梁と柱とが鋼製である場合には溶接によって接合されたりしている。

ここで例えば特許文献１には、梁と柱とをボルト・ナットによって接続する構造が開示されており、柱の内壁面にナットを保持するナット保持金具を溶接することでナットを柱の内側に配置し、梁に支持されたボルトを柱の側壁を貫通させてナットに螺合させることによって柱と梁とを接続している。

そして特許文献１に記載された接続構造を採用することで、ナットを柱の内側に配置することができ、ナットが外部に露出することが無くなる。この結果、ナットの腐食等を回避でき、長期にわたって柱と梁との強固な接続を維持することができるといったメリットを期待できる。

特開２０２１－１５５９０９号公報

しかしながら、特許文献１に記載された従来の接続構造では、ナットを柱の内側に設置する際にナット保持金具を柱の内壁面の所定位置に位置合わせした状態で保持金具を溶接しなければならず、作業効率が悪く製造コストがかさむといった問題がある。

そこで本発明は、構造材同士を接続する際、作業性の向上を図ることが可能な構造材用ジョイント部材、ジョイント付き構造材、および組み立て構造材を提供する。

本発明の一態様に係る構造材用ジョイント部材は、筒状をなして長手方向を向く端面に端部開口を形成する第一構造材に対して、第二構造材を接続する構造材用ジョイント部材であって、板状をなし、前記第一構造材の前記端面および前記端部開口を覆うベース体と、前記ベース体に形成され、自身の板厚方向（以下、ベース体板厚方向）の一方側を向いて前記第一構造材の前記端面に対向して該端面に接合される環状の端面対向面と、前記ベース体に形成され、該端面対向面の内側に配置されて該端面対向面が前記端面に対向した状態で前記端部開口を覆うカバー面と、前記ベース体に形成され、前記カバー面において前記ベース体を前記ベース体板厚方向に貫通する貫通孔と、前記ベース体において前記ベース体板厚方向の前記一方側に配置されて該ベース体と前記第一構造材とで囲まれる構造材内部空間に位置する角ナットと、前記ベース体において前記ベース体板厚方向の前記一方側に設けられ、前記構造材内部空間に位置し、前記角ナットの側面に対して前記カバー面の面方向（以下、ベース体面方向）に隙間をあけて対向し、該角ナットの自転時に係合して該自転を規制する自転規制面と、前記ベース体において前記ベース体板厚方向の前記一方側に設けられ、前記構造材内部空間に位置し、前記ベース体板厚方向に前記ベース体とは反対側から前記角ナットに対向して前記角ナットを前記カバー面と自身とで挟み込み、前記角ナットの前記ベース体板厚方向への移動を規制する板厚方向規制面と、を備え、前記第二構造材から延びるボルトが、前記ベース体の前記貫通孔を通じて前記角ナットと螺合することにより、前記第一構造材と前記第二構造材が接続される。

上記構造材用ジョイント部材では、前記ベース体は前記ベース体板厚方向から見た上面視において四角形状をなし、前記角ナットは、前記ベース体における四つの隅部の近傍に、それぞれ配置されていてもよい。

上記構造材用ジョイント部材では、前記自転規制面は前記角ナット毎に設けられ、各々の前記自転規制面は、前記ベース体を前記上面視した際の該ベース体の中心を基準とした仮想円の径方向外側を向いており、前記角ナットの側面と隙間をあけて対向可能な内側対向面と、前記仮想円の径方向内側を向いており、前記角ナットの側面と隙間をあけて対向可能な外側対向面と、を有してもよい。

上記構造材用ジョイント部材では、各々の前記角ナットは前記上面視で六角形状をなし、該角ナットの周方向（以下、ナット周方向）に沿って順番に第一側面から第六側面を有しており、前記角ナットの前記第一側面と前記第四側面が、前記上面視において前記ベース体における前記隅部の頂点と前記中心とを結ぶ対角線上に位置し、前記内側対向面は、前記径方向の最も内側に位置する前記角ナットの前記第一側面に少なくとも対向し、前記外側対向面は、前記第三側面に対向する一方側外側対向面、および、前記第五側面に対向する他方側外側対向面を有してもよい。

上記構造材用ジョイント部材では、前記内側対向面は、前記第一側面に対向する最内側対向面と、前記最内側対向面と前記一方側外側対向面の間に配置されて、前記第二側面と対向する一方側内側対向面と、前記最内側対向面と前記他方側外側対向面の間に配置されて、前記第六側面と対向する他方側内側対向面と、を有してもよい。

上記構造材用ジョイント部材では、前記一方側外側対向面は、前記一方側内側対向面に接続されて前記第三側面に前記ナット周方向の一部の領域で対向し、前記他方側外側対向面は、前記他方側内側対向面に接続されて前記第五側面に前記ナット周方向の一部の領域で対向し、前記第三側面の残部の領域、前記第五側面の残部の領域、および前記第四側面は、前記径方向外側に露出していてもよい。

上記構造材用ジョイント部材は、板状をなして、前記カバー面に対して前記ベース体板厚方向の前記一方側に接合されたナット自転規制体をさらに備え、前記ナット自転規制体は、各々の前記角ナットが収容される部分環状をなす切り欠きを有し、前記切り欠きの内周面として、前記内側対向面、前記一方側外側対向面、および、前記他方側外側対向面が形成されていてもよい。

上記構造材用ジョイント部材では、前記ナット自転規制体の板厚寸法は、前記ベース体の板厚寸法よりも小さくなっていてもよい。

上記構造材用ジョイント部材では、前記自転規制面の前記ベース体板厚方向の高さ寸法は、前記ベース体における前記ベース体板厚方向の最大寸法よりも小さくなっていてもよい。

上記構造材用ジョイント部材は、前記板厚方向規制面を形成するとともに、全ての前記角ナットを前記ベース体板厚方向から覆う板状のナット保持体をさらに備え、前記ナット保持体は、前記ベース体を前記上面視した際の該ベース体の中心を基準とした仮想円の周方向に隣接する前記角ナット同士の間において、前記ベース体に固定されていてもよい。

上記構造材用ジョイント部材では、前記ベース体は金属製であり、前記端面対向面は、前記ベース体面方向に前記カバー面から離れる側に向かうにしたがって前記ベース体板厚方向の他方側に向かって傾斜するテーパ面となっていてもよい。

上記構造材用ジョイント部材では、前記端面対向面が前記カバー面に対して前記ベース体板厚方向の他方側に位置していることで、前記ベース体には、前記ベース体面方向を向くとともに前記端面対向面が前記端面に対向した状態で前記構造材内部空間に配置されて、前記第一構造材の内壁面に対向する環状の段差面が形成されていてもよい。

本発明の一態様に係るジョイント付き構造材は、筒状をなして長手方向を向く端面に端部開口を形成する第一構造材と、前記第一構造材の前記端面に前記端面対向面が固定された上記の構造材用ジョイント部材と、を備えている。

本発明の一態様に係る組み立て構造材は、筒状をなして長手方向を向く端面に端部開口を形成する鋼管柱である第一構造材と、鋼製であり、前記端面対向面が前記第一構造材における前記端面に溶接接合された上記の構造材用ジョイント部材と、一対のフランジおよびウェブを含むＨ型鋼梁であり、一方の前記フランジが前記ベース体における前記ベース体板厚方向の他方側を向くフランジ対向面に対向配置された第二構造材と、一方の前記フランジに挿通されて前記角ナットに螺合することで、前記第一構造材と第二構造材とを前記構造材用ジョイント部材を介して接続するボルトと、を備えている。

上記の構造材用ジョイント部材、ジョイント付き構造材、および組み立て構造材によれば、構造材同士を接続する際、作業性の向上を図ることが可能となる。

本発明の実施形態に係る組み立て構造材を示す斜視図である。上記組み立て構造材を水平方向から見た正面図であって、柱の一部を破断して示す図である。上記組み立て構造材における構造材用ジョイント部材を角ナットの側から見た斜視図である。上記組み立て構造材における構造材用ジョイント部材を角ナットの側から見た平面図である。上記組み立て構造材における構造材用ジョイント部材を角ナットが設けられていない側から見た平面図である上記組み立て構造材の断面図であって、図２のＡ－Ａ断面を示す。

（全体構成）
組み立て構造材１００は、例えば建築物のラーメン構造に採用される構造材であって、図１に示すように、鉛直方向に延びる第一構造材である柱１０１と、水平方向に延びる第二構造材である梁１０２と、柱１０１と梁１０２との間に介在された構造材用ジョイント部材１と、柱１０１と梁１０２とを構造材用ジョイント部材１を介して接続するボルト１０３とを備えている。

（柱）
柱１０１は筒状をなし、自身の長手方向を向く端面１０１ａに端部開口１０１ｘを形成している。また柱１０１は、自身の長手方向に直交する断面が四角形状（正方形状）をなす角型鋼管柱となっている。なお本実施形態では柱１０１の長手方向は鉛直方向に一致し、端部開口１０１ｘは柱１０１の上端面および下端面にそれぞれ形成されている。

（梁）
梁１０２は、一対のフランジ１０２ａおよびウェブ１０２ｂを含むＨ型鋼梁である。梁１０２のフランジ１０２ａの表面１０２ｃは、柱１０１の長手方向を向くように配置されている。なお本実施形態では、一つの梁１０２を挟んで上下両側に柱１０１が接続されているが、この構造に限定されるものではなく、少なくとも梁１０２の一方側に柱１０１が接続されていればよい。

（構造材用ジョイント部材）
次に構造材用ジョイント部材１について詳しく説明する。
構造材用ジョイント部材１は、本実施形態では鋼製であり、柱１０１に対して当該柱１０１の長手方向に、突き合わせ溶接によって接合されるようになっている。

具体的には図２に示すように構造材用ジョイント部材１は、柱１０１における端面１０１ａおよび端部開口１０１ｘを覆うベース体２と、ベース体２上に設けられた角ナット３と、ベース体２上で角ナット３の自転を規制するナット自転規制体４と、角ナット３をベース体２上に保持するナット保持体５とを備えている。

（ベース体）
ベース体２は板状をなしている。図３および図４に示すように本実施形態ではベース体２は自身の板厚方向（以下、ベース体板厚方向）Ｄ１から見た上面視において四角形状（正方形状）をなしている。そしてベース体２を上面視した際の外形寸法は、柱１０１を長手方向から見た際の外形寸法に略一致（もしくは完全一致）している（図１参照）。ベース体２には、自身の板厚方向の一方側を向く環状の端面対向面２０、および端面対向面２０の内側に配置されてベース体板厚方向Ｄ１の一方側を向くカバー面２１が形成されている。

（端面対向面およびカバー面）
図２に戻って端面対向面２０は柱１０１の端面１０１ａに対向し、端面１０１ａにつき合わせ溶接によって接合される。カバー面２１は、端面対向面２０が端面１０１ａに対向した状態で端部開口１０１ｘを覆う面である。これによりベース体２は柱１０１の端部開口１０１ｘを閉塞する蓋として機能する。

そして端面対向面２０は、カバー面２１の面方向（以下、ベース体面方向）Ｄ２にカバー面２１から離れる側に向かうにしたがってベース体板厚方向Ｄ１の他方側に向かって傾斜するテーパ面となっている。一方で端面対向面２０が溶接接合される柱１０１の端面１０１ａには開先加工がされず、柱１０１の長手方向に直交する水平面上に広がる平面となっている。よって端面対向面２０と端面１０１ａとの突き合わせ溶接の開先形状は、いわゆる「レ形」となる。

また端面対向面２０がカバー面２１に対してベース体板厚方向Ｄ１の他方側に位置していることで、ベース体２には環状の段差面２２が形成されている。段差面２２は、ベース体面方向Ｄ２を向くとともに端面対向面２０が端面１０１ａに対向した状態（以下、設置状態）で、ベース体２と柱１０１とによって囲まれる空間である構造材内部空間Ｓに配置されており、柱１０１の内壁面１０１ｂに対向するようになっている。

（貫通孔）
また図５に示すようにベース体２には、カバー面２１においてベース体２自身をベース体板厚方向Ｄ１に貫通する貫通孔２３が形成されている。すなわち貫通孔２３は、ベース体板厚方向Ｄ１の他方側を向いて梁１０２のフランジ１０２ａの表面１０２ｃが対向配置されるフランジ対向面２４と、カバー面２１との間にわたって形成されている（図２参照）。

本実施形態では貫通孔２３は詳しく後述する角ナット３の配置位置に対応して、ベース体２における四つの隅部２ａの近傍にそれぞれ配置されている。よって貫通孔２３はベース体２において四つ設けられている。

（角ナット）
図３および図４に戻って角ナット３は、ベース体２においてベース体板厚方向Ｄ１の一方側に、すなわちカバー面２１上に配置されており、上記の設置状態で柱１０１における上記の構造材内部空間Ｓ（図２参照）に位置するようになっている。

また角ナット３は、ベース体２における四つの隅部２ａの近傍に、ベース体２の貫通孔２３（図５参照）に対応する位置にそれぞれ配置されている。各々の角ナット３の雌ネジ孔３ａはベース体２の貫通孔２３よりも内径が小さくなっており、各々の角ナット３において雌ネジ孔３ａの全体が貫通孔２３の内側に配置されるように、角ナット３が設けられている。
なお詳しく後述する自転規制面４０と角ナット３との間には隙間が設けられており、角ナット３はベース体面方向Ｄ２に若干の移動（遊び）が許容された状態となっているが、いずれの位置に角ナット３が移動した場合であっても雌ネジ孔３ａの全体が貫通孔２３の内側に配置されるような大きさに雌ネジ孔３ａの内径を設定するとよい。すなわち、角ナット３と自転規制面４０との最大隙間以上、貫通孔２３の内径を雌ネジ孔３ａの内径よりも大きくするとよい。また角ナット３が自転規制面４０と非接触の状態では、雌ネジ孔３ａが貫通孔２３と同軸上に配置されるとよい。

さらに本実施形態では各々の角ナット３はベース体板厚方向Ｄ１の一方側から見た上面視で六角形状をなす六角ナットであり、図４に示すように角ナット３自身の周方向（以下、ナット周方向）に沿って、上記上面視で反時計回りに順番に第一側面３１、第二側面３２、第三側面３３、第四側面３４、第五側面３５、および第六側面３６を有している。そして角ナット３の第一側面３１と第四側面３４とは、上記上面視においてベース体２における隅部２ａの頂点２ｐとベース体２の中心２ｏとを結ぶ対角線２ｘ上に位置している。また第一側面３１は、ベース体２を上面視した際のベース体２の中心２ｏを基準とした仮想円Ｃの径方向の最も内側に配置され、第四側面３４は、仮想円Ｃの径方向の最も外側に配置されている。

（ナット自転規制体）
ナット自転規制体４は、板状をなしてベース体２のカバー面２１に対してベース体板厚方向Ｄ１の一方側に接合されている。ナット自転規制体４には、各々の角ナット３毎に、当該角ナット３の自転を規制する自転規制面４０が設けられている。よって各々の自転規制面４０は、ベース体２においてベース体板厚方向Ｄ１の一方側に設けられ、柱１０１における構造材内部空間Ｓに位置し（図２参照）、角ナット３の第一側面３１、第二側面３２、第三側面３３、第五側面３５、および第六側面３６に対してベース体面方向Ｄ２に隙間をあけて対向し、角ナット３の自転時に係合して角ナット３の自転を規制するようになっている。この隙間は、角ナット３の各側面と自転規制面４０との対向方向に、例えば最大で０．３ｍｍ以上１．２ｍｍ以下、好ましくは０．７ｍｍ以下となっており、角ナット３のベース体面方向Ｄ２への最大移動量は０．３ｍｍ以上１．２ｍｍ以下、好ましくは０．７ｍｍ以下となっているとよい。なお本実施形態において自転規制面４０は、ナット自転規制体４において各々の角ナット３が収容される部分環状をなす切り欠き４ｘの内周面となっている。

またナット自転規制体４にはナット間切り欠き４ｙが形成されている。ナット間切り欠き４ｙは、ベース体２をベース体板厚方向Ｄ１から上面視した際のベース体２の中心２ｏを基準とした仮想円Ｃの周方向に隣接する角ナット３同士の間の中央位置においてナット自転規制体４の外周面からベース体２の中心２ｏに向かって仮想円Ｃの径方向内側に延びている。このナット間切り欠き４ｙには、詳しく後述するナット保持体５の突起５ｘが配置されるようになっている。なおナット間切り欠き４ｙに代えて、ナット保持体５の突起５ｘが配置可能な貫通孔をナット自転規制体４に形成してもよい。

（自転規制面）
より具体的に、各々の自転規制面４０は、上記仮想円Ｃの径方向外側を向いており角ナット３の第一側面３１、第二側面３２、および第六側面３６と隙間をあけて対向可能な内側対向面４１と、上記仮想円Ｃの径方向内側を向いており角ナット３の第三側面３３および第五側面３５と隙間をあけて対向可能な外側対向面４２とを有している。

内側対向面４１は、角ナット３の第一側面３１に対向する最内側対向面４５と、第二側面３２と対向する一方側内側対向面４６と、第六側面３６と対向する他方側内側対向面４７とを有している。最内側対向面４５、一方側内側対向面４６、および他方側内側対向面４７のそれぞれは平面状をなしている。最内側対向面４５におけるナット周方向の一端縁に一方側内側対向面４６が接続され、最内側対向面４５におけるナット周方向の他端縁に他方側内側対向面４７が接続されている。

外側対向面４２は、角ナット３の第三側面３３に対向する平面状の一方側外側対向面４８、および、第五側面３５に対向する平面状の他方側外側対向面４９を有している。一方側外側対向面４８におけるナット周方向の一端縁は一方側内側対向面４６に接続されている。他方側外側対向面４９におけるナット周方向の一端縁は他方側内側対向面４７に接続されている。
よって、一方側外側対向面４８と最内側対向面４５との間には一方側内側対向面４６が配置され、他方側外側対向面４９と最内側対向面４５との間には他方側内側対向面４７が配置されていることになる。

また一方側外側対向面４８は、一方側内側対向面４６に接続される一端縁からナット周方向に第三側面３３の中途位置まで延びており、第三側面３３の一部の領域に対向している。同様に他方側外側対向面４９は、他方側内側対向面４７に接続される一端縁からナット周方向に第五側面３５の中途位置まで延びており、第五側面３５の一部の領域に対向している。そして本実施形態においては、一方側外側対向面４８は、第三側面３３におけるナット周方向の半分以下の領域に対向し、他方側外側対向面４９は、第五側面３５におけるナット周方向の半分以下の領域に対向している。

このように一方側外側対向面４８が第三側面３３の一部の領域に対向し、および他方側外側対向面４９が第五側面３５の一部の領域に対向することで、第三側面３３の残部の領域、第五側面３５の残部の領域、および第四側面３４は、ベース体面方向Ｄ２にベース体２の外側、すなわち仮想円Ｃの径方向外側に露出している。よってナット自転規制体４における切り欠き４ｘは、上記仮想円Ｃの径方向外側に向かって開口している。

ここで図２に戻って、ナット自転規制体４の板厚寸法ｔ４は、ベース体２の板厚寸法ｔ２よりも小さくなっており、この結果、自転規制面４０のベース体板厚方向Ｄ１の高さ寸法（ｔ４に一致）は、ベース体２におけるベース体板厚方向Ｄ１の最大寸法（ｔ２に一致）よりも小さくなっている。またナット自転規制体４の板厚寸法ｔ４（自転規制面４０の高さ寸法）は、角ナット３の高さ寸法の半分以下となっている。

（ナット保持体）
図３および図４に示すようにナット保持体５は、全ての角ナット３をベース体板厚方向Ｄ１から覆う板状の部材である。ナット保持体５は、ベース体板厚方向Ｄ１の他方側を向いて当該他方側から角ナット３に対向する板厚方向規制面５０を形成しており、この板厚方向規制面５０は、ベース体２においてベース体板厚方向Ｄ１の一方側に設けられて柱１０１の構造材内部空間Ｓに位置している（図２参照）。そして板厚方向規制面５０とベース体２のカバー面２１とによって角ナット３を挟み込むことで、角ナット３のベース体板厚方向Ｄ１への移動を規制している。なお板厚方向規制面５０と角ナット３との間には、例えば最大で０．１ｍｍ以上１ｍｍ以下、好ましくは０．５ｍｍ以下の隙間が形成されるようになっており、この場合、角ナット３のベース体板厚方向Ｄ１への最大移動量も０．１ｍｍ以上１ｍｍ以下、好ましくは０．５ｍｍ以下となっている。

また本実施形態においてナット保持体５は、ベース体板厚方向Ｄ１から見た上面視で略四角形状（略正方形状）をなしている。そしてナット保持体５の四か所の隅部にはそれぞれ、角ナット３の雌ネジ孔の端縁の一部に沿って自身の内周面が延びる円弧状の切り欠き５ｙが形成されている。本実施形態において各々の切り欠き５ｙは、上記仮想円Ｃの径方向内側の位置で角ナット３の雌ネジ孔３ａの端縁の約１／４の領域に沿っている。よってベース体板厚方向Ｄ１の一方側から見た上面視で、角ナット３の雌ネジ孔３ａはベース体板厚方向Ｄ１の一方側に露出している。なお角ナット３がベース体面方向Ｄ２にいずれの位置に移動した際であっても、切り欠き５ｙの内面が雌ネジ孔３ａの外側に位置するように切り欠き５ｙを形成するとよい。

さらにナット保持体５は、上記仮想円Ｃの周方向に隣接する角ナット３同士の間においてベース体２に接合されている。具体的にナット保持体５には、仮想円Ｃの周方向に隣接する角ナット３同士の間において、細板状の突起５ｘがナット自転規制体４に向かってベース体板厚方向Ｄ１に延びるように形成されており、この突起５ｘがナット自転規制体４におけるナット間切り欠き４ｙに嵌入されていることでナット保持体５がベース体２に固定されている。

（ボルト）
図２に戻ってボルト１０３は、梁１０２のフランジ１０２ａに挿通されて梁１０２から柱１０１に向かって延び、柱１０１に溶接接合された構造材用ジョイント部材１の角ナット３に螺合している。これによりボルト１０３が柱１０１と梁１０２とを接続している。

また図１、図２、および図６に示すように本実施形態では、ブラケット１５０を介して柱１０１と梁１０２とがボルト１０３によって接続される。具体的にブラケット１５０は、ボルト１０３とフランジ１０２ａとの間に配置される上下一対の板状の座金部２００と、梁１０２の長手方向に隣接するボルト１０３同士の間の位置において一対の座金部２００同士を接続する仕切り板部２０１と、ウェブ１０２ｂの表面上に配置されて一対の座金部２００および仕切り板部２０１をウェブ１０２ｂから離れる方向に立設させるウェブ上板部２０２とを有している。

ブラケット１５０はウェブ１０２ｂを挟んでウェブ１０２ｂの両側にそれぞれ配置され、例えば不図示のボルトによってウェブ１０２ｂに固定されるか、もしくはウェブ１０２ｂやフランジ１０２ａに対して溶接接合される。なおブラケット１５０の形状は本実施形態のものには限定されない。

（作用効果）
以上説明した本実施形態の組み立て構造材１００によれば、構造材用ジョイント部材１のベース体２を柱１０１の端面１０１ａおよび端部開口１０１ｘに対向配置し、端面１０１ａにベース体２を接合することによって構造材用ジョイント部材１を柱１０１に容易に設け、柱１０１と構造材用ジョイント部材１とが一体となったジョイント付き構造材を容易に構成することができる。すなわち、構造材用ジョイント部材１を柱１０１に対して柱１０１の長手方向に当接させて溶接を行うことができ、接合時の構造材用ジョイント部材１の位置決めが非常に容易となる。よって構造材用ジョイント部材１を介して柱１０１と梁１０２とを接続する際に作業性の向上が可能となる。さらには柱１０１と構造材用ジョイント部材１におけるベース体２とが一体となることで、ベース体２によって柱１０１の強度を向上することもできる。

またベース体２の端面対向面２０はテーパ面となっているので、柱１０１の端面１０１ａの側に開先加工を施すことなく、端面１０１ａへ端面対向面２０を強固に溶接接合することができる。すなわち、端面対向面２０を予めテーパ面にしておくことで、柱１０１に構造材用ジョイント部材１を突き合わせ溶接する際の柱１０１への開先加工の手間を省くことができ、建設現場での作業工程を短縮することができる。

またベース体２には、柱１０１の内壁面１０１ｂに対向する環状の段差面２２が形成されている。このためベース体２の一部を構造材内部空間Ｓに挿入するようにしてベース体２における端面対向面２０を柱１０１の端面１０１ａに対向配置することができ、構造材用ジョイント部材１の位置決めがさらに容易となる。

さらには、構造材用ジョイント部材１のベース体２を柱１０１に接合すると、角ナット３は柱１０１の内側の構造材内部空間Ｓに配置され、かつ、ベース体２によって柱１０１の端部開口１０１ｘを閉塞することができる、よって構造材用ジョイント部材１を柱１０１に接合した後には、角ナット３が外部に露出せず、外気に晒されることがなくなり、角ナット３の腐食を抑制することができる。

また、構造材用ジョイント部材１のベース体２が上面視で四角形状をなしており、ベース体２の隅部２ａに角ナット３をそれぞれ配置しているので、角ナット３同士の距離を最大限確保することができ、柱１０１と梁１０２との間に生じる曲げモーメント等に対する強度を十分に確保することができる。

また角ナット３の自転を規制する自転規制面４０を形成したことで、角ナット３が構造材内部空間Ｓに配置されることで作業者が角ナット３にアクセスすることができなくなっても、ボルト１０３を確実に角ナット３に螺合させることができる。

また自転規制面４０が角ナット３の側面と隙間をあけて対向していることで、角ナット３のベース体面方向Ｄ２への移動を若干許容することができる。よって柱１０１や梁１０２の寸法公差等を吸収することができ、角ナット３が構造材内部空間Ｓに配置されることで作業者が角ナット３にアクセスすることができなくなっても、ボルト１０３を確実に角ナット３に螺合させることができる。

また本実施形態では、自転規制面４０をナット自転規制体４に形成したことで、ベース体２に対して容易に自転規制面４０を設けることができる。

さらに自転規制面４０は内側対向面４１と外側対向面４２とを有しているため、上記仮想円Ｃの径方向への角ナット３の移動を規制することができ、角ナット３のベース体２からの径方向への脱落を防止することができる。特に本実施形態では、内側対向面４１が最内側対向面４５と、一方側内側対向面４６と、他方側内側対向面４７とを有しているため径方向内側だけでなく、仮想円Ｃの周方向への角ナット３の移動も規制することができる。

また外側対向面４２が、一方側外側対向面４８および他方側外側対向面４９を有しており、かつ一方側外側対向面４８が角ナット３の第三側面３３の一部の領域で対向し、他方側外側対向面４９が角ナット３の第五側面３５の一部の領域で対向していることで、第三側面３３の残部の領域、第五側面３５の残部の領域、および第四側面３４は、仮想円Ｃの径方向外側に露出している。したがって、角ナット３を最大限、ベース体２の隅部２ａに寄せて配置することができ、角ナット３間の距離を取ることができ、上記曲げモーメント等に対する強度を十分に確保することができる。

またナット自転規制体４の板厚寸法ｔ４がベース体２の板厚寸法ｔ２よりも小さくなっているため、ナット自転規制体４の重量、コストを抑えることができる。なお、このようにベース体２の板厚寸法ｔ２を小さくしても、ボルト１０３の締結後にはナット自転規制体４へは大きな負荷が作用することはないため、強度の問題は生じない。

また板厚方向規制面５０を設けたことで角ナット３がベース体２の下側に配置されたとしても角ナット３が脱落することがない。また本実施形態では板厚方向規制面５０をナット保持体５に形成したことで、容易に板厚方向規制面５０をベース体２に設けることができる。

またナット保持体５が、仮想円Ｃの周方向に隣接する角ナット３同士の間においてナット自転規制体４に嵌入されてベース体２に固定されているため、ボルト１０３が角ナット３に螺合する際にベース体板厚方向Ｄ１の一方側へ角ナット３が押圧されたとしても、ナット保持体５が角ナット３に押されてナット保持体５がベース体板厚方向Ｄ１に撓み変形してしまうことを抑制できる。よって角ナット３の脱落を回避でき、角ナット３を確実にベース体２上に保持することができる。

以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、上記実施形態おける各構成及びそれらの組み合わせ等は一例であり、本発明の趣旨から逸脱しない範囲内で、構成の付加、省略、置換、およびその他の変更が可能である。また、本発明は実施形態によって限定されることはなく、特許請求の範囲によってのみ限定される。

例えば、柱１０１、梁１０２、構造材用ジョイント部材１の材質や形状は上記の場合に限定されない。例えば木製の柱に対して構造材用ジョイント部材１を適用してもよい。この場合、溶接ではなくボルト等によって構造材用ジョイント部材１のベース体２を柱１０１に固定してもよい。また構造材用ジョイント部材１のすべてが鋼製でなくともよく、鋼製の柱１０１を採用する場合には、少なくともベース体２が鋼製（または金属製）となっていればよいし、柱１０１に構造材用ジョイント部材１を溶接しない場合には、ベース体２や構造材用ジョイント部材１の全体が非金属であってもよい。

また自転規制面４０や板厚方向規制面５０はベース体２に直接形成してもよい。またナット保持体５は角ナット３毎に設けられてもよいし、ナット保持体５のベース体２への固定位置は特に限定されない。

また角ナット３の側面３１～３６のベース体２上の位置や自転規制面４０の形状は特に限定されないが、少なくとも角ナット３が上記仮想円Ｃの径方向および周方向に移動してしまうことが規制されるように、角ナット３の側面３１～３６の位置や自転規制面４０を設定するとよい。

またベース体２やナット自転規制体４は鋳造によって製造してもよい。この際、ベース体２およびナット自転規制体４を一体の部材として製造してもよい。

本発明の構造材用ジョイント部材等によれば、構造材同士を接続する際、作業性の向上を図ることが可能となる。

１…構造材用ジョイント部材
２…ベース体
２ａ…隅部
２ｏ…中心
２ｐ…頂点
２ｘ…対角線
３…角ナット
４…ナット自転規制体
４ｘ…切り欠き
５…ナット保持体
２０…端面対向面
２１…カバー面
２２…段差面
２３…貫通孔
２４…フランジ対向面
３１…第一側面
３２…第二側面
３３…第三側面
３４…第四側面
３４…第五側面
３５…第五側面
３６…第六側面
４０…自転規制面
４１…内側対向面
４２…外側対向面
４５…最内側対向面
４６…一方側内側対向面
４７…他方側内側対向面
４８…一方側外側対向面
４９…他方側外側対向面
５０…板厚方向規制面
１００…組み立て構造材
１０１…柱（第一構造材）
１０１ａ…端面
１０１ｂ…内壁面
１０１ｘ…端部開口
１０２…梁（第二構造材）
１０２ａ…フランジ
１０２ｂ…ウェブ
１０３…ボルト
Ｓ…構造材内部空間
Ｃ…仮想円
Ｄ１…ベース体板厚方向
Ｄ２…ベース体面方向

Claims

筒状をなして長手方向を向く端面に端部開口を形成する第一構造材に対して、第二構造材を接続する構造材用ジョイント部材であって、
板状をなし、前記第一構造材の前記端面および前記端部開口を覆うベース体と、
前記ベース体に形成され、自身の板厚方向（以下、ベース体板厚方向）の一方側を向いて前記第一構造材の前記端面に対向して該端面に接合される環状の端面対向面と、
前記ベース体に形成され、該端面対向面の内側に配置されて該端面対向面が前記端面に対向した状態で前記端部開口を覆うカバー面と、
前記ベース体に形成され、前記カバー面において前記ベース体を前記ベース体板厚方向に貫通する貫通孔と、
前記ベース体において前記ベース体板厚方向の前記一方側に配置されて該ベース体と前記第一構造材とで囲まれる構造材内部空間に位置する角ナットと、
前記ベース体において前記ベース体板厚方向の前記一方側に設けられ、前記構造材内部空間に位置し、前記角ナットの側面に対して前記カバー面の面方向（以下、ベース体面方向）に隙間をあけて対向し、該角ナットの自転時に係合して該自転を規制する自転規制面と、
前記ベース体において前記ベース体板厚方向の前記一方側に設けられ、前記構造材内部空間に位置し、前記ベース体板厚方向に前記ベース体とは反対側から前記角ナットに対向して前記角ナットを前記カバー面と自身とで挟み込み、前記角ナットの前記ベース体板厚方向への移動を規制する板厚方向規制面と、
を備え、
前記第二構造材から延びるボルトが、前記ベース体の前記貫通孔を通じて前記角ナットと螺合することにより、前記第一構造材と前記第二構造材が接続され、
前記ベース体は前記ベース体板厚方向から見た上面視において四角形状をなし、
前記角ナットは、前記ベース体における四つの隅部の近傍に、それぞれ配置され、
前記自転規制面は前記角ナット毎に設けられ、
各々の前記自転規制面は、
前記ベース体を前記上面視した際の該ベース体の中心を基準とした仮想円の径方向外側を向いており、前記角ナットの側面と隙間をあけて対向可能な内側対向面と、
前記仮想円の径方向内側を向いており、前記角ナットの側面と隙間をあけて対向可能な外側対向面と、
を有する構造材用ジョイント部材。
各々の前記角ナットは前記上面視で六角形状をなし、該角ナットの周方向（以下、ナット周方向）に沿って順番に第一側面から第六側面を有しており、
前記角ナットの前記第一側面と前記第四側面が、前記上面視において前記ベース体における前記隅部の頂点と前記中心とを結ぶ対角線上に位置し、
前記内側対向面は、前記径方向の最も内側に位置する前記角ナットの前記第一側面に少なくとも対向し、
前記外側対向面は、前記第三側面に対向する一方側外側対向面、および、前記第五側面に対向する他方側外側対向面を有する請求項１に記載の構造材用ジョイント部材。
前記内側対向面は、
前記第一側面に対向する最内側対向面と、
前記最内側対向面と前記一方側外側対向面の間に配置されて、前記第二側面と対向する一方側内側対向面と、
前記最内側対向面と前記他方側外側対向面の間に配置されて、前記第六側面と対向する他方側内側対向面と、
を有する請求項２に記載の構造材用ジョイント部材。
前記一方側外側対向面は、前記一方側内側対向面に接続されて前記第三側面に前記ナット周方向の一部の領域で対向し、
前記他方側外側対向面は、前記他方側内側対向面に接続されて前記第五側面に前記ナット周方向の一部の領域で対向し、
前記第三側面の残部の領域、前記第五側面の残部の領域、および前記第四側面は、前記径方向外側に露出している請求項２に記載の構造材用ジョイント部材。
板状をなして、前記カバー面に対して前記ベース体板厚方向の前記一方側に接合されたナット自転規制体をさらに備え、
前記ナット自転規制体は、各々の前記角ナットが収容される部分環状をなす切り欠きを有し、
前記切り欠きの内周面として、前記内側対向面、前記一方側外側対向面、および、前記他方側外側対向面が形成されている請求項２に記載の構造材用ジョイント部材。
前記ナット自転規制体の板厚寸法は、前記ベース体の板厚寸法よりも小さくなっている請求項５に記載の構造材用ジョイント部材。
筒状をなして長手方向を向く端面に端部開口を形成する第一構造材に対して、第二構造材を接続する構造材用ジョイント部材であって、
板状をなし、前記第一構造材の前記端面および前記端部開口を覆うベース体と、
前記ベース体に形成され、自身の板厚方向（以下、ベース体板厚方向）の一方側を向いて前記第一構造材の前記端面に対向して該端面に接合される環状の端面対向面と、
前記ベース体に形成され、該端面対向面の内側に配置されて該端面対向面が前記端面に対向した状態で前記端部開口を覆うカバー面と、
前記ベース体に形成され、前記カバー面において前記ベース体を前記ベース体板厚方向に貫通する貫通孔と、
前記ベース体において前記ベース体板厚方向の前記一方側に配置されて該ベース体と前記第一構造材とで囲まれる構造材内部空間に位置する角ナットと、
前記ベース体において前記ベース体板厚方向の前記一方側に設けられ、前記構造材内部空間に位置し、前記角ナットの側面に対して前記カバー面の面方向（以下、ベース体面方向）に隙間をあけて対向し、該角ナットの自転時に係合して該自転を規制する自転規制面と、
前記ベース体において前記ベース体板厚方向の前記一方側に設けられ、前記構造材内部空間に位置し、前記ベース体板厚方向に前記ベース体とは反対側から前記角ナットに対向して前記角ナットを前記カバー面と自身とで挟み込み、前記角ナットの前記ベース体板厚方向への移動を規制する板厚方向規制面と、
を備え、
前記第二構造材から延びるボルトが、前記ベース体の前記貫通孔を通じて前記角ナットと螺合することにより、前記第一構造材と前記第二構造材が接続され、
前記自転規制面の前記ベース体板厚方向の高さ寸法は、前記ベース体における前記ベース体板厚方向の最大寸法よりも小さくなっている構造材用ジョイント部材。
筒状をなして長手方向を向く端面に端部開口を形成する第一構造材に対して、第二構造材を接続する構造材用ジョイント部材であって、
板状をなし、前記第一構造材の前記端面および前記端部開口を覆うベース体と、
前記ベース体に形成され、自身の板厚方向（以下、ベース体板厚方向）の一方側を向いて前記第一構造材の前記端面に対向して該端面に接合される環状の端面対向面と、
前記ベース体に形成され、該端面対向面の内側に配置されて該端面対向面が前記端面に対向した状態で前記端部開口を覆うカバー面と、
前記ベース体に形成され、前記カバー面において前記ベース体を前記ベース体板厚方向に貫通する貫通孔と、
前記ベース体において前記ベース体板厚方向の前記一方側に配置されて該ベース体と前記第一構造材とで囲まれる構造材内部空間に位置する角ナットと、
前記ベース体において前記ベース体板厚方向の前記一方側に設けられ、前記構造材内部空間に位置し、前記角ナットの側面に対して前記カバー面の面方向（以下、ベース体面方向）に隙間をあけて対向し、該角ナットの自転時に係合して該自転を規制する自転規制面と、
前記ベース体において前記ベース体板厚方向の前記一方側に設けられ、前記構造材内部空間に位置し、前記ベース体板厚方向に前記ベース体とは反対側から前記角ナットに対向して前記角ナットを前記カバー面と自身とで挟み込み、前記角ナットの前記ベース体板厚方向への移動を規制する板厚方向規制面と、
を備え、
前記第二構造材から延びるボルトが、前記ベース体の前記貫通孔を通じて前記角ナットと螺合することにより、前記第一構造材と前記第二構造材が接続され、
前記ベース体は前記ベース体板厚方向から見た上面視において四角形状をなし、
前記角ナットは、前記ベース体における四つの隅部の近傍に、それぞれ配置され、
前記板厚方向規制面を形成するとともに、全ての前記角ナットを前記ベース体板厚方向から覆う板状のナット保持体をさらに備え、
前記ナット保持体は、前記ベース体を前記上面視した際の該ベース体の中心を基準とした仮想円の周方向に隣接する前記角ナット同士の間において、前記ベース体に固定されている構造材用ジョイント部材。
前記ベース体は金属製であり、
前記端面対向面は、前記ベース体面方向に前記カバー面から離れる側に向かうにしたがって前記ベース体板厚方向の他方側に向かって傾斜するテーパ面となっている請求項１に記載の構造材用ジョイント部材。
前記端面対向面が前記カバー面に対して前記ベース体板厚方向の他方側に位置していることで、前記ベース体には、前記ベース体面方向を向くとともに前記端面対向面が前記端面に対向した状態で前記構造材内部空間に配置されて、前記第一構造材の内壁面に対向する環状の段差面が形成されている請求項１に記載の構造材用ジョイント部材。
筒状をなして長手方向を向く端面に端部開口を形成する第一構造材と、
前記第一構造材の前記端面に前記端面対向面が固定された請求項１から１０のいずれか一項に記載の構造材用ジョイント部材と、
を備えるジョイント付き構造材。
筒状をなして長手方向を向く端面に端部開口を形成する鋼管柱である第一構造材と、
鋼製であり、前記端面対向面が前記第一構造材における前記端面に溶接接合された請求項１から１０のいずれか一項に記載の構造材用ジョイント部材と、
一対のフランジおよびウェブを含むＨ型鋼梁であり、一方の前記フランジが前記ベース体における前記ベース体板厚方向の他方側を向くフランジ対向面に対向配置された第二構造材と、
一方の前記フランジに挿通されて前記角ナットに螺合することで、前記第一構造材と第二構造材とを前記構造材用ジョイント部材を介して接続するボルトと、
を備える組み立て構造材。