WO2001075316A1 - Rondelle utilisee a des fins de blocage - Google Patents

Description

o 明 細 緩み止め座金装置

5 技術分野

本発明は、 ポルトとナッ トによる接合部の緩み止めに関し、 特に木材 等を使用した被接合部材の経年変化による接合部の緩みを、 自動的に維 続して防止する技術に関する。 景技俯

木造建築物における接合部では、 ポルトとナツ トを用いる金物補強の 場合、 工事中にレつかり締め付けても完成後数年間は木材の乾燥収縮が 続く為、 接合部に緩みが生じて完成当初の耐震性能を持続して得られて いない。 そこで、 従来よりばねを使い、 木痩せに対し座金を自動的に追

1 5 従させる等の、 次のような緩み止め技術が考えられている。

特開平 1一 3 0 7 5 0 4号公報や実開平 5— 9 6 5 3 0号公報には、 ばねに蓄えた回転力でナツ トの増し締めをする技術。

特開平 5— 1 4 1 4 0 8号公報には、 ばねを付けた座金で締め付ける 技術。

2 0 特開平 9一 3 1 7 7 4 5号公報には、 一対の座金端縁部間の隙間にば ねの力で離隔部材を食い込ませる技術。

特開平 1 1— 1 6 6 5 2 1号公報には、 ボルトと座金の隙間にばねの 力で楔リングを食い込ませて締め付ける技術等が開示されている。

しかし、 上記の回転増し締め方式は、 木痩せに追従してばねを巻戻す

2 5 毎にトルクが落ちてしまい、 鑌び付きに対し益々弱くなるので、 効力の 長期間保持が困難であり、 また、 後付け式装置では、 共回り防止の為に 更にポルトの頭も固定する必要がある為、 取り付け手間が余計にかかる という問題もある。 . ' 次に、 ばねの圧縮力だけに頼る方式では、 地震に備えるには、 平時か ら常に座金をめり込ませるほど強力なばねが必要となり、 これでは返つ て被接合部材を変形させてしまい接合部を弱めてしまう問題がある。 次に、 一対の座金間に、 離隔部材をばねの力で食い込ませる方式にお いては、 被接合部材への圧縮力が弱く、 収縮等で歪曲した梁など重量材 間の隙間は残ってしまい、 がたつきを止める事はできない。 また、 その 実施例の、 離隔部材として E形楔付リングばねを使う方法は、 一般的に ばねの太さと弾性縮径率は反比例の関係にあるので、 太く強くすると食 い込み量が減り、 両座金の離隔距離が減つて木痩せに充分な追従ができ なくなるし、 楔形隙間を広角にすると今度は楔効果が低下し、 特にリン グばね開口部側の特定方向からの外力に対して最も弱くなってしまう等 の問題もある。

そして最後の、 ポルトと座金の隙間に、 楔リングをばねの力で食い込 ませて締め付ける方式は、 座金のテ一パ一孔に楔リングを押し付けるば ねの力と、 楔リングがボルトを締め付ける力とは比例関係にあるので、 木痩せが進むとその分ばねも伸び、 楔リングの締め付け力が低下するの で次第に摩擦力が衰え、 強い振動では楔リングが耐えきれず滑り出した り、 締め付け過ぎると、 楔リングがポルトのネジ山をつぶして座金には まり込み作動しなくなる等の問題がある。

本発明は、 上記課題を解決し、 コンパク トでありながら外力に対して 強力で、 耐久性があり、 取り付け手間のかからない緩み止め座金装置を、 安価にて提供することにある。 発明の開示 本発明では、 一対の丸座金の一方を、 中心に穴をあけた凸レンズ形に し、 その球面部と他の一方の面を合わせる事により、 周囲から中心に向 かって狭くなる断面 V形の隙間に、 摩擦挂抗面を巻き目間に備えたぜん まいばねを、 予め蓄えておいた復元力で蛇のように巻き込ませ、 常に座 金同士を離隔させ続ける楔の働きをさせて、 木痩せ分を補充させること を特徵とし、 更に被接合部材への圧力補強の為の圧縮用コイルばねと、 その内部にポルトの共回り防止用彈性パイプを加え、 これらを外周溝付 軟質透明パイブのカパーの中に組み込んで一体とした。

上記のように構成された本発明の緩み止め座金装置によると、 経年変 化による被接合部材の収縮に応じて、 その分、 一対の丸座金同士を離隔 させようと、 縮径するように付勢したぜんまいばねが内側から順に巻き 目を緩めながら自動的にその隙間に食い込む。 '

そして、 地震等の外力を受た時は、 凸レンズ形座金の球面部との圧接 点である巻き目の内側から拡径させるようとする圧力が生じ、 これは、 巻き目同士を滑らそうとする回転力とに分解され、 縮径時とは逆に巻き 目間の滑り止め摩擦面への圧迫が起こる。

この摩擦力は摩擦面への圧力に比例するので、 縮径はたやすくても拡 径は困難と言う特殊劫果を持ち、 鱗を持つ蛇のように巻き込んだら最後、 強固に巻き目がほどけ無くなる為、 小型でも従来に無い強力な耐カを得 ることができる。 さらに、 座金との圧接点であるぜんまいばね内側の巻 き目を、 その外側の巻き目同士が団結して下支えとなるので、 巻き目の 座屈に関しても強力に作用する。

そして、 このぜんまいばねに内接する丸座金を、 凸レンズ形の球面状 としたのは、 地震の揺れや接合部の歪みによる一対の丸座金同士の傾き にも、 ぜんまいばねとの接点は常に円形を保ち、 巻目間への外力を均等 に分散してかけられるからであり、 もしも、 この部分をテーパー面とし た場合は、 圧接点となるぜんまいばねが円形から疑似楕円形の間で揺れ 動き、 外力が均等にかからず摩擦面同士が離れてしまうことがあり、 耐 震力を低下させてしまう欠点がある。

また、 圧縮用コイルばねは、 梁等の重量材を羽子板ポルトで水平に接 合するような場合において、 被接合部材間に隙間を残さず、 それぞれの 収縮分を本発明取り付け側にまとめて引き寄せる為の補強に必要であり、 一対の丸座金間隔を常時適度に押し広げる役目をする。

そして、 共回り防止用弾性パイプは、 本発明の装着時にコイルばねと 共に縮まり、 やがて間隔の詰まったコイルばねに逃げ場を阻まれて体積 を外に逃がせず内側のボルトのねじ山に絡み付き、 これと凸レンズ形座 金裏面の係止爪とによりポルトの共回りを防止する事ができる。

そして更に、 利便性を高める為に本発明の一対の丸座金の外周部に、 外周溝付軟質透明パイプのカバーを取り付け、 本発明の装置全体を組み 込みワンセッ トとした。 また、 このパイプ外周の L形溝は、 本装置を締 め付けて装着が完了し、 起動すると、 ぜんまいばね外側の巻端部先に付 けたマークが、 巻端部下に巻き込まれ見え無くなるようにしたサインを、 この透明パイプの切断面に写し出す反射鏡の役目をする。

また、 本発明の装置内部は、 弾性パイプとこの外周溝付軟質透明パイ プで密閉されるので、 取り扱いが安全であるし、 あえて高価なステンレ ス等鐯びにくい金属を使わなくても長期間鑌から守ることができる。 図面の簡単な説明

図 1は、 本発明の実施例を示す分解斜視図である。

図 2は、 本発明の締め付け前の断面図である。

図 3は、 本発明を締め付けて装着を完了した時の断面図である。

図 4は、 本発明が被接合部材の収縮に追従した時の断面図である。 図 5は、 本発明の装着時に揺れや歪みを受けた時の断面図である。 図 6は、 ぜんまいばね巻き目間の滑り止め加工面を示す斜視図である。 図 7は、 ぜんまいばね巻き目間の滑り止めシ一トを示す斜視図である。 図 8は、 本発明が被接合部材の収縮に追従した時の他の実施例断面図 である。

図 9は、 本発明を他の用途で使用して揺れを受けた時の他の実施例断 面図である。

符号の説明 1 凸レンズ形丸座金

1 a 球面部

l b 穴部

1 c 係止爪

I d 小 7ランジ部 '

2 丸座金

2 a 平面部

3 ぜんまいばね

3 a 止金 （係止部）

3 b 先端肩部

3 c 小孔 （被係止部）

3 d マーク （着色部）

3 e 滑り止め加工面 （摩擦加工面）

3 f 滑り止めシート

4 弾性パイプ （共回り防止用）

5 コイルばね （圧縮用）

6 軟質透明パイプ （外周溝付）

6 a 溝部 （反射面） 7 ポルト

8 ナッ ト > 9 被接合部材 （収縮前）

1 0 被接合部材 （収縮後） 発明を実施するための最良の形態

以下、 発明の実施の形態を実施例に基づき図面を参照して説明する。 図 iは本発明に係る緩み止め座金装置の分解斜視図であり、 凸レンズ形 丸座金 1、 丸座金 2、 ぜんまいばね 3、 弾性パイプ 4、 コイルばね 5、 軟質透明パイプ 6により構成されており、 これらを被接合部材 9を貫通 させたボルト 7に挿通させ、 ナツ ト 8により締め付けるようすを、 分解 して図示したものである。

さらに、 本発明の一対の丸座金の一方である凸レンズ形丸座金 1は、 ぜんまいばね 3との接点である球面部 1 aと、 弾性パイブ 4内蔵のコィ ルばね 5がちようど入る大きさの穴部 1 bと、 装置の回転防止用係止爪 1 じ と、 軟質透明パイ プ 6の連結カバ一抜け落ち防止用小フランジ部か ら成る。

また、 一対の丸座金の他の一方である丸座金 2は、 ぜんまいばね 3と の接点である平面部 2 aを持つ、 しかし、 この面は図 8に示す他の実施 例のように、 凸レンズ形丸座金 1同様の球面部としてもよい。 また、 更 に他の実施例として凸レンズ形とは逆の凹レンズ形丸座金と、 ぜんまい ばね 3とは逆の拡径しょうとする力を利用する方法もある。

本発明の要となるぜんまいばね 3は、 通常の巻戻し状態の内径は穴部 1 b以下であるが、 これを拡径したときは丸座金と同じ外径で、 そのと きの内径は球面部 1 aより少し大きい寸法とし、 ぜんまいばねの先端が V形の隙間に内接しながらスムースに入り込むように、 内側の約一巻き 分を先細に幅をカッ トした。 また、 その先端の片側には止金 3 a (係止 部） を付け、 これをぜんまいばね内側の小孔 （被係止部） に、 先端肩部 3 bを少し巻き目からはみ出させる状態で引っ掛けて拡径状態を保たせ るようにした。 尚、 この係止方法は他に仮止め的なスポッ ト溶接 （低温） に置き換えることもできる。

装着時には平面部 2 aが先端肩部 3 bを強く圧迫するので、 連動して この止金 3 aが外れ、 起動スィッチの役目をする。 また、 これが外れる と同時にぜんまいばね 3が球面部 1 aと接蝕するまで縮径するので、 外 側の巻端部先に付けたマーク 3 dは巻端部下に巻き込まれ見え無くなる。 また、 このぜんまいばねの巻き目間には摩擦を生じさせる必要があり、 図 6に示すように、 両面に凹凸を付けたり滑り止めの塗装等をして滑り 止め加工面 3 eを形成する、 また、 滑り止めシ一ト 3 f は図 7のように 巻き目間に巻き込んで使用する、 そして、 それぞれの摩擦係数や長さを 調整することにより用途に合わせた最適なものを作ることができる。 次に、 弾性パイプ 4は、 外径がコイルばね 5の内径と同じ大きさであ り、 この圧縮用コイルばね 5に内蔵される形を取り、 装着時には共に縮 まり、 ポルトに絡み付いて自動的に共回りを止める働きをする。 ただし これは、 基礎と土台をアンカ一ポルトで垂直に接合する時のように、 ボ ルトが固定されていて、 しかも重力が手伝って、 収縮が必ず本装置側だ けに自然に起こるような場所等には、 強力な圧縮力も共回り防止も必要 としないので、 場所によってはこれらが不要な所もある。

そして、 上記の 1、 2、 3、 4、 5の個々の部品を軟質透明パイプ 6 を通して連結し、 扱いやすく した。 また、 このパイプにはぜんまいばね 3が収まる所の外周に溝部 6 aがあり、 ここが、 ぜんまいばね 3の外側 の巻端部先に付けたマーク 3 dを切断面 6 bに映しだす鏡となり、 本発 明の装着時にこのマーク 3 dが消えることで起動開始のサインとなる。 これは、 取り付け場所によっては横から確認しずらい場合もあるので、 正面からも目視できるようにしたものである。 ' 図 2は本癸明？)締め付け前の断面図であり、 ぜんまいばね 3の先端肩

i

部 3 bが巻き目から少しはみ出している。 通常はこの形に組み立てられ ており、 この状態から図 3のようにナッ ト 8を締め付けていくだけで、 自動的に、 先端肩部 3 bが丸座金の平面部 2 aに押されて、 止金 3 aが 小孔 3 cからはずれ起動を開始し、 サインをだす。

図 4は被接合部材の収縮に追従した時の断面図であり、 被接合部材 9 が経年変化による収縮により被接合部材 1 0の所まで進んだ様子を示し、 ぜんまいばね 3が縮径して凸レンズ形丸座金 1 と丸座金 2の隙間に食い 込み、 木痩せ分を離隔して補っている。 また、 図 5はこれに揺れや歪み を受けた時の断面図であり、 凸レンズ形丸座金 1が傾斜しても、 球面部 1 aとぜんまいばね 3との接点位置が変わるだけであり円形である接点 の形もその外径も変わらない。

図 8は一対の丸座金の両方に凸レンズ形丸座金 1を使ったものであり、 被接合部材の収縮に追従した時の他の実施例断面図である。 ぜんまいば ね 3との接点は常に球面部 1 a同士なのでポルト 7に弾力性を持たせれ ば関節のようなスムースな動きも可能となる。

図 9は本発明を他の用途で使用して揺れを受けた時の、 他の実施例断 面図である。 ここでは、 基礎等に装備した場合の、 免震装置としての揺 れ方を図示したものであり、 建造物用に装置全体を拡大して、 凸レンズ 形丸座金 1を上下に 2枚使い、 その上側のポルト挿通孔の径を大きく し て揺れ幅を大きく取れるようにし、 ぜんまいばね 3を強力なものに換え、 更に、 コイルばね 5は荷重を受けるために強力なものが必要なので外付 けにした。 産業上の利用の可能性

本発明の緩み止め緩衝座金装置は、 上記の通り構成されているので、' 以下に記載されるような効果を奏する。

本発明は、 木痩せ等に追従させて一対の丸座金間を離隔させるのに、 滑り止め付きぜんまいばねを食い込ませる方法を取ることにより、 地震 等の大きな外力に対しても、 巻き目間摩擦の働きにより両座金間に鋼鉄 の輪をはめた状態となり、 比類のない耐カを得ることができる。 そして、 その摩擦力は、 静止時に最大となるので、 地震のような反復運動に対し ては粘り強い耐力が期待できる。

また、 その耐カは木痩せが進んでも衰えることがなくほぼ一定であり、 さらに、 ぜんまいばねと一方の丸座金との圧接点は球面上にあり、 常に 円形を保つのであらゆる方向の外力に対し均一に作用し、 信頼性が高い。 また、 その耐カ強度は、 要のぜんまいばねの厚みや巻数、 または重な る面の摩擦係数やその長さを変えることにより調整でき、 ぜんまいばね を取り替えるだけで多種多様な物がコス トをかけず箇単に作れる。

本発明は、 コンパク トなワンセッ トに組まれているので場所を選ばず、 装着は通常の座金同様ただナッ トを締め付けるだけであり簡単である。 また、 同時に共回り防止機能が働くので楽に確実に作業でき、 最後には 装置起動のサイ ンを目視確認できるので安心である。

また、 本発明を経年変化のない硬質部材の接合等に使用する場合、 ぜ んまいばねの耐カ強度を上記の方法により調整し、 一対の丸座金間を少 し離隔した状態、 つまりポルドを少し緩めた状態で使用することにより、 緩衝装置として働かせることができる。

さらに、 本発明の一対の丸座金の両方を凸レンズ形にすれば、 関節の ようなスムースな動きを持たせることができ、 この装置を大型にすれば 免震装置としても働かせることが可能である。

Claims

請 求 の 範 囲

1 . 被接合部材の収縮等によるボルトの緩みを、 一対の座金間を離隔さ せてその収縮分を補充することにより防止する装置において、 一対の丸 座金 （ 1、 2) の一方を、 中心に穴をあけた凸レンズ形 （ 1 ) にして、 その球面部 （ l a) と他の一方の面 （2 a) を合わせる事により、 周囲 から中心に向かって狭くなる断面 V形の隙間に、 巻き目面に滑り止め加 ェ （3 e) をしたぜんまいばね （3 ) を、 予め蓄えておいた復元 で巻 き込ませる事を特徵とする緩み止め座金装置。

2. ぜんまいばね （3) の巻き目間に、 滑り止めシー ト （ 3 f ) を巻き 込ませた請求の範囲第 1項記載の緩み止め座金装置。

3. 一対の丸座金 （ 1、 2) 間を離隔する方向に付勢し、 共回り防止用 弾性パイプ （4) を内蔵する、 圧縮用コイルばね （5) を取り付けた請 求の範囲第 1項又は第 2項記載の緩み止め座金装置。

4. —対の丸座金 （1、 2) それぞれの外周部に外接させて、 外周溝付 軟質透明パイブ （6) の連結力パーを取り付けた請求の範囲第 1項、 第 2項又は第 3項記載の緩み止め座金装置。