(57)【要約】【課題】ボルト孔とボルトとの隙間及びボルト孔間の偏心を確実に吸収することができ、且つ現場での施工性がよく、構造性能を安定して得ることが可能な支圧ボルト接合構造及び支圧接合部材を提供する。【解決手段】一対の被接合部材１、２のそれぞれのボルト孔１ａ、２ａに挿入設置される一対の孔内ワッシャ（支圧接合部材）３、４と、ボルト５と、ナット６とを備え、一対の孔内ワッシャ３、４をそれぞれ、内孔面３ｂ、４ｂが孔内ワッシャ３、４の軸線Ｏ１方向後端３ｃ、４ｃから先端３ｄ、４ｄに向かうに従い漸次軸線Ｏ１に近づくように形成する。また、ボルト５とナット６を、ボルト５の頭部５ｂの外面５ｃとナット６の外面６ａがそれぞれ、一方の孔内ワッシャ３の内孔面３ｂと他方の孔内ワッシャ４の内孔面４ｂにそれぞれ係合するように形成する。【選択図】図１
2010014233.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の被接合部材の間で応力が支圧伝達されるように前記被接合部材同士を接合する支圧ボルト接合構造であって、
前記一対の被接合部材のそれぞれに貫通形成したボルト孔に挿入設置される一対の孔内ワッシャと、前記一対の被接合部材を所定位置に配置した状態で互いに連通する前記一対の孔内ワッシャの内孔に軸部を挿通し、頭部の外面が一方の孔内ワッシャの内孔面に密着して配設されるボルトと、前記ボルトの軸部の先端側に螺合し、外面が他方の孔内ワッシャの内孔面に密着して配設されるナットとを備え、
前記一対の孔内ワッシャはそれぞれ、前記内孔面が前記孔内ワッシャの軸線方向後端から先端に向かうに従い漸次前記軸線に近づくように形成され、
前記ボルトと前記ナットは、前記ボルトの頭部の外面と前記ナットの外面がそれぞれ、前記一方の孔内ワッシャの内孔面と前記他方の孔内ワッシャの内孔面にそれぞれ係合するように形成されていることを特徴とする支圧ボルト接合構造。
【請求項２】
請求項１記載の支圧ボルト接合構造において、
前記孔内ワッシャが前記内孔面を球面として形成されていることを特徴とする支圧ボルト接合構造。
【請求項３】
請求項１記載の支圧ボルト接合構造において、
前記孔内ワッシャが前記内孔面をテーパー面として形成されていることを特徴とする支圧ボルト接合構造。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれかに記載の支圧ボルト接合構造において、
前記孔内ワッシャは、前記内孔面から外面まで延び、且つ前記先端から前記後端まで延びる切欠部を備えて断面Ｃ字状に形成されていることを特徴とする支圧ボルト接合構造。
【請求項５】
一対の被接合部材の間で応力が支圧伝達されるように前記被接合部材同士を接合するための支圧ボルト接合用の支圧接合部材であって、
前記一対の被接合部材のそれぞれに貫通形成したボルト孔に挿入設置されて、ボルトの頭部の外面あるいはナットの外面が内孔面に密着して配設される孔内ワッシャであり、
前記内孔面が軸線方向後端から先端に向かうに従い漸次前記軸線に近づくように形成されていることを特徴とする支圧接合部材。
【請求項６】
請求項５記載の支圧接合部材において、
前記内孔面が球面として形成されていることを特徴とする支圧接合部材。
【請求項７】
請求項５記載の支圧接合部材において、
前記内孔面がテーパー面として形成されていることを特徴とする支圧接合部材。
【請求項８】
請求項５から請求項７のいずれかに記載の支圧接合部材において、
前記内孔面から外面まで延び、且つ前記先端から前記後端まで延びる切欠部を備えて断面Ｃ字状に形成されていることを特徴とする支圧接合部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば鋼板や鉄骨などの被接合部材同士を、一対の被接合部材の間で応力が支圧伝達されるように接合する支圧ボルト接合構造及び支圧接合部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、鋼板や鉄骨などの被接合部材同士を接合する手法として、例えば、一対の被接合部材にそれぞれボルト孔を形成し、一対の被接合部材を所定位置に配置して互いのボルト孔を連通させた状態で、これらボルト孔にボルトの軸部を挿通しナットを締結することによって被接合部材同士を接合する支圧ボルト接合が多用されている。そして、この支圧ボルト接合では、ボルトをせん断抵抗体とし、ボルトと被接合部材のボルト孔の孔面とが接触（支圧）することによって応力を伝達する。
【０００３】
しかしながら、このような支圧ボルト接合においては、一般に、被接合部材のボルト孔が、ボルトを容易に挿通できるようにボルトの軸部の外径よりも２〜３ｍｍ程度大きく形成されている。これにより、支圧ボルト接合を完了した状態では、ボルトの軸部とボルト孔の間に隙間が生じ、この隙間に起因した一対の被接合部材間のずれや、初期すべり、ナットの緩みなどが生じやすく、被接合部材のボルト孔の孔面とボルトの軸部が安定的に接触するまで応力伝達が行えないという問題があった。
【０００４】
これに対し、例えば特許文献１では、ボルトに筒状充填材（支圧接合部材）を挿着し、ボルトとともに筒状充填材を被接合部材のボルト孔に挿通するようにしている。そして、筒状充填材をボルトとナット間の締付力で座屈変形またはボルトの押込力で拡径変形させることで、ボルトとボルト孔間の隙間（クリアランス）を埋め、ボルトをボルト孔内に強固に拘束して接合部性能を確保するようにしている。
【特許文献１】特開２００７−２８５４２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記の特許文献１に開示された支圧ボルト接合構造においては、被接合部材同士の設置時に互いのボルト孔の軸線がずれ、偏心が生じた場合に、筒状充填材をボルト孔に挿入できなくなったり、筒状充填材を挿入できたとしても筒状充填材とボルトの軸部との間に隙間が生じて安定的に応力伝達ができなくなるおそれがあった。
【０００６】
本発明は、上記事情に鑑み、ボルト孔とボルトとの隙間及びボルト孔間の偏心を確実に吸収することができ、且つ現場での施工性がよく、構造性能を安定して得ることが可能な支圧ボルト接合構造及び支圧接合部材を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達するために、この発明は以下の手段を提供している。
【０００８】
本発明の支圧ボルト接合構造は、一対の被接合部材の間で応力が支圧伝達されるように前記被接合部材同士を接合する支圧ボルト接合構造であって、前記一対の被接合部材のそれぞれに貫通形成したボルト孔に挿入設置される一対の孔内ワッシャと、前記一対の被接合部材を所定位置に配置した状態で互いに連通する前記一対の孔内ワッシャの内孔に軸部を挿通し、頭部の外面が一方の孔内ワッシャの内孔面に密着して配設されるボルトと、前記ボルトの軸部の先端側に螺合し、外面が他方の孔内ワッシャの内孔面に密着して配設されるナットとを備え、前記一対の孔内ワッシャはそれぞれ、前記内孔面が前記孔内ワッシャの軸線方向後端から先端に向かうに従い漸次前記軸線に近づくように形成され、前記ボルトと前記ナットは、前記ボルトの頭部の外面と前記ナットの外面がそれぞれ、前記一方の孔内ワッシャの内孔面と前記他方の孔内ワッシャの内孔面にそれぞれ係合するように形成されていることを特徴とする。
【０００９】
この発明においては、被接合部材のボルト孔に挿入設置される孔内ワッシャの内孔面が軸線方向後端から先端に向かうに従い漸次軸線に近づくように形成され、ボルトの頭部とナットの外面が孔内ワッシャの内孔面に係合するように形成されているため、ボルトとナットの締結とともに、ボルトの頭部とナットのそれぞれの外面が、孔内ワッシャを拡径させるように孔内ワッシャの内孔面を押圧して密着する。また、これとともに孔内ワッシャの外面が被接合部材のボルト孔の孔面を押圧して密着する。これにより、被接合部材のボルト孔に孔内ワッシャを挿入設置することで、被接合部材のボルト孔とボルトの軸部の間の隙間を吸収することができる。
【００１０】
また、孔内ワッシャの内孔面が軸線方向後端から先端に向かうに従い漸次軸線に近づくように形成されているため、一対の被接合部材のボルト孔に偏心が生じている場合においても、ボルトとナットの締結とともに、これらボルトの頭部の外面とナットの外面をそれぞれ、孔内ワッシャの内孔面に密着させることが可能になる。これにより、被接合部材のボルト孔に孔内ワッシャを挿入設置することで、被接合部材のボルト孔間の偏心を吸収することが可能になる。
【００１１】
また、本発明の支圧ボルト接合構造においては、前記孔内ワッシャが前記内孔面を球面として形成されていることが望ましい。
【００１２】
この発明においては、被接合部材のボルト孔に挿入設置される孔内ワッシャの内孔面が球面で形成されていることにより、ボルトとナットの締結とともに、ボルトの頭部とナットのそれぞれの外面を孔内ワッシャの内孔面に確実に密着させることが可能になる。また、一対の被接合部材のボルト孔に偏心が生じている場合においても、ボルトの頭部とナットのそれぞれの外面を孔内ワッシャの内孔面に確実に密着させることが可能になる。これにより、被接合部材のボルト孔に孔内ワッシャを挿入設置することで、より確実に被接合部材のボルト孔とボルトの軸部の間の隙間を吸収することができ、且つ被接合部材のボルト孔間の偏心を吸収することが可能になる。
【００１３】
さらに、本発明の支圧ボルト接合構造においては、前記孔内ワッシャが前記内孔面をテーパー面として形成されていてもよい。
【００１４】
この発明においては、被接合部材のボルト孔に挿入設置される孔内ワッシャの内孔面がテーパー面で形成されていることにより、ボルトとナットの締結とともに、ボルトの頭部とナットのそれぞれの外面を孔内ワッシャの内孔面に密着させることが可能になる。これにより、被接合部材のボルト孔とボルトの軸部の間の隙間を吸収することができる。
【００１５】
一方、一対の被接合部材のボルト孔に偏心が生じている場合には、ボルトの頭部とナットのそれぞれの外面と孔内ワッシャのテーパー状の内孔面との一部の間に若干の隙間が生じることになるが、この場合においても、ボルトやナットの外面と孔内ワッシャの内孔面の多くが密着することになるため、被接合部材のボルト孔間の偏心を吸収することが可能である。また、ボルトを十分に締め付けて孔内ワッシャを変形させることでその隙間を吸収することが可能である。そして、このように孔内ワッシャの内孔面をテーパー面で形成した場合には、球面で形成する場合と比較し、孔内ワッシャひいては被接合部材のボルト孔の大きさを小さくすることが可能であり、ボルト孔を形成することによる被接合部材の断面欠損を抑えることも可能になる。
【００１６】
また、本発明の支圧ボルト接合構造において、前記孔内ワッシャは、前記内孔面から外面まで延び、且つ前記先端から前記後端まで延びる切欠部を備えて断面Ｃ字状に形成されていることがより望ましい。
【００１７】
この発明においては、孔内ワッシャが切欠部を備えて断面Ｃ字状に形成されていることで、ボルトとナットの締結とともに、拡径するように孔内ワッシャを変形させることが可能になる。このため、ボルトの頭部とナットのそれぞれの外面を孔内ワッシャの内孔面に、より確実に密着させることが可能になる。また、一対の被接合部材のボルト孔に偏心が生じている場合においても、ボルトの頭部とナットのそれぞれの外面を孔内ワッシャの内孔面に、より確実に密着させることが可能になる。これにより、さらに確実に被接合部材のボルト孔とボルトの軸部の間の隙間を吸収することができ、且つ被接合部材のボルト孔間の偏心を吸収することが可能になる。特に、孔内ワッシャの内孔面をテーパー面で形成した場合には、切欠部を設け、ボルトとナットを締結するとともに孔内ワッシャを変形させることにより、一対の被接合部材のボルト孔の偏心によって生じるボルトの頭部とナットのそれぞれの外面と孔内ワッシャのテーパー面の隙間を確実に吸収することが可能になる。
【００１８】
本発明の支圧接合部材は、一対の被接合部材の間で応力が支圧伝達されるように前記被接合部材同士を接合するための支圧ボルト接合用の支圧接合部材であって、前記一対の被接合部材のそれぞれに貫通形成したボルト孔に挿入設置されて、ボルトの頭部の外面あるいはナットの外面が内孔面に密着して配設される孔内ワッシャであり、前記内孔面が軸線方向後端から先端に向かうに従い漸次前記軸線に近づくように形成されていることを特徴とする。
【００１９】
この発明においては、被接合部材のボルト孔に挿入設置される孔内ワッシャ（支圧接合部材）の内孔面が軸線方向後端から先端に向かうに従い漸次軸線に近づくように形成されているため、ボルトの頭部とナットの外面を孔内ワッシャの内孔面に係合するように形成しておくことで、ボルトとナットの締結とともに、ボルトの頭部とナットのそれぞれの外面が、孔内ワッシャを拡径させるように孔内ワッシャの内孔面を押圧して密着する。また、これとともに孔内ワッシャの外面が被接合部材のボルト孔の孔面を押圧して密着する。これにより、被接合部材のボルト孔に孔内ワッシャを挿入設置することで、被接合部材のボルト孔とボルトの軸部の間の隙間を吸収することができる。
【００２０】
また、孔内ワッシャの内孔面が軸線方向後端から先端に向かうに従い漸次軸線に近づくように形成されているため、一対の被接合部材のボルト孔に偏心が生じている場合においても、ボルトとナットの締結とともに、これらボルトの頭部の外面とナットの外面をそれぞれ、孔内ワッシャの内孔面に密着させることが可能になる。これにより、被接合部材のボルト孔に孔内ワッシャを挿入設置することで、被接合部材のボルト孔間の偏心を吸収することが可能になる。
【００２１】
また、本発明の支圧接合部材においては、前記内孔面が球面として形成されていることが望ましい。
【００２２】
この発明においては、孔内ワッシャ（支圧接合部材）の内孔面が球面で形成されていることにより、ボルトとナットの締結とともに、ボルトの頭部とナットのそれぞれの外面を孔内ワッシャの内孔面に確実に密着させることが可能になる。また、一対の被接合部材のボルト孔に偏心が生じている場合においても、ボルトの頭部とナットのそれぞれの外面を孔内ワッシャの内孔面に確実に密着させることが可能になる。これにより、被接合部材のボルト孔に孔内ワッシャを挿入設置することで、より確実に被接合部材のボルト孔とボルトの軸部の間の隙間を吸収することができ、且つ被接合部材のボルト孔間の偏心を吸収することが可能になる。
【００２３】
さらに、本発明の支圧接合部材においては、前記内孔面がテーパー面として形成されていてもよい。
【００２４】
この発明においては、孔内ワッシャ（支圧接合部材）の内孔面がテーパー面で形成されていることにより、ボルトとナットの締結とともに、ボルトの頭部とナットのそれぞれの外面を孔内ワッシャの内孔面に密着させることが可能になる。これにより、被接合部材のボルト孔とボルトの軸部の間の隙間を吸収することができる。
【００２５】
また、一対の被接合部材のボルト孔に偏心が生じている場合には、ボルトの頭部とナットのそれぞれの外面と孔内ワッシャのテーパー状の内孔面との一部の間に若干の隙間が生じることになるが、この場合においても、ボルトやナットの外面と孔内ワッシャの内孔面の多くが密着することになるため、被接合部材のボルト孔間の偏心を吸収することが可能である。さらに、ボルトを十分に締め付けて孔内ワッシャを変形させることでその隙間を吸収することが可能である。そして、このように孔内ワッシャの内孔面をテーパー面で形成した場合には、球面で形成する場合と比較し、孔内ワッシャひいては被接合部材のボルト孔の大きさを小さくすることが可能であり、ボルト孔を形成することによる被接合部材の断面欠損を抑えることも可能になる。
【００２６】
また、本発明の支圧接合部材においては、前記内孔面から外面まで延び、且つ前記先端から前記後端まで延びる切欠部を備えて断面Ｃ字状に形成されていることがより望ましい。
【００２７】
この発明においては、切欠部を備えて断面Ｃ字状に形成されていることで、ボルトとナットの締結とともに、拡径するように孔内ワッシャ（支圧接合部材）を変形させることが可能になる。これにより、ボルトの頭部とナットのそれぞれの外面を孔内ワッシャの内孔面に、より確実に密着させることが可能になる。また、一対の被接合部材のボルト孔に偏心が生じている場合においても、ボルトの頭部とナットのそれぞれの外面を孔内ワッシャの内孔面に、より確実に密着させることが可能になる。これにより、さらに確実に被接合部材のボルト孔とボルトの軸部の間の隙間を吸収することができ、且つ被接合部材のボルト孔間の偏心を吸収することが可能になる。特に、孔内ワッシャの内孔面をテーパー面で形成した場合には、切欠部を設け、ボルトとナットを締結するとともに孔内ワッシャを変形させることにより、一対の被接合部材のボルト孔の偏心によって生じるボルトの頭部とナットのそれぞれの外面と孔内ワッシャのテーパー面の隙間を確実に吸収することが可能になる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明の支圧ボルト接合構造及び支圧接合部材によれば、被接合部材のボルト孔に挿入設置される孔内ワッシャ（支圧接合部材）の内孔面を軸線方向後端から先端に向かうに従い漸次軸線に近づくように形成し、ボルトの頭部とナットの外面が孔内ワッシャの内孔面に係合するように形成することにより、ボルトとナットの締結とともに、ボルトの頭部とナットのそれぞれの外面を、孔内ワッシャを拡径させるように孔内ワッシャの内孔面に押圧して密着させることができる。また、これとともに孔内ワッシャの外面を被接合部材のボルト孔の孔面に押圧して密着させることが可能になる。これにより、被接合部材のボルト孔に孔内ワッシャを挿入設置することで、被接合部材のボルト孔とボルトの軸部の間の隙間を吸収することが可能になる。
【００２９】
また、一対の被接合部材のボルト孔に偏心が生じている場合においても、ボルトとナットの締結とともに、これらボルトの頭部の外面とナットの外面をそれぞれ、孔内ワッシャの内孔面に密着させることが可能になる。これにより、被接合部材のボルト孔に孔内ワッシャを挿入設置することで、被接合部材のボルト孔間の偏心を吸収することが可能になる。
【００３０】
そして、このように、被接合部材のボルト孔とボルトの軸部の間の隙間や被接合部材のボルト孔間の偏心を吸収することが可能になることで、例えば従来の摩擦接合よりも大きな許容耐力を見込むことができ、ボルト本数及びスプライスプレートなどの鋼材量を削減することが可能になる。また、被接合部材に対し摩擦面処理（ブラスト処理や赤錆処理）を不要にすることが可能になり、加工費を削減することも可能になる。
【００３１】
さらに、従来の支圧接合や摩擦接合と比較し、２つの孔内ワッシャ（支圧接合部材）が増えるだけであるため、施工性を損なうことがなく、部材構成及び施工作業がシンプルであるため、施工品質を安定的に確保することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下、図１から図７を参照し、本発明の第１実施形態に係る支圧ボルト接合構造及び支圧接合部材について説明する。本実施形態は、一対の接合鋼板（被接合部材）を重ね合わせ、ボルトとナットを締結することにより接合鋼板同士を支圧伝達可能に接合する支圧ボルト接合構造及び支圧接合部材に関するものである。
【００３３】
本実施形態の支圧ボルト接合構造Ａは、図１に示すように、接合する一対の接合鋼板１、２と、孔内ワッシャ（支圧接合部材）３、４と、ボルト５と、ナット６とを備えて構成されている。
【００３４】
一対の接合鋼板１、２にはそれぞれ、所定位置にキリ孔のボルト孔１ａ、２ａが一面１ｂ、２ｂから他面１ｃ、２ｃに貫通形成されている。また、各接合鋼板１、２のボルト孔１ａ、２ａは同径で形成されている。
【００３５】
孔内ワッシャ３、４は、図１から図３に示すように、略円筒状に形成されるとともに軸線Ｏ１方向の厚さＴ１が接合鋼板１、２の厚さＴ２と略同等の寸法で形成され、一対の接合鋼板１、２のそれぞれのボルト孔１ａ、２ａに挿入して設置されている。また、孔内ワッシャ３、４は、内孔３ａ、４ａを形成する内孔面３ｂ、４ｂが、軸線Ｏ１方向後端３ｃ、４ｃから先端３ｄ、４ｄに向かうに従い漸次軸線Ｏ１に近づくように形成されており、本実施形態においては、この内孔面３ｂ、４ｂが球面として形成されている。
【００３６】
また、本実施形態の孔内ワッシャ３、４は、先端３ｄ、４ｄに開口する部分の内孔３ａ、４ａの径ｄ１がボルト５の軸部５ａの外径ｄ２よりも僅かに大きく形成されている。さらに、内孔面３ｂ、４ｂから外面３ｅ、４ｅまで延び、且つ先端３ｄ、４ｄから後端３ｃ、４ｃまで延びる切欠部３ｆ、４ｆが設けられて、断面Ｃ字状に形成されている。また、この孔内ワッシャ３、４には、後端３ｃ、４ｃに、外面３ｅ、４ｅから軸線Ｏ１直交方向外側に延びて周方向に繋がるフランジ部３ｇ、４ｇが設けられている。そして、孔内ワッシャ３、４を接合鋼板１、２のボルト孔１ａ、２ａに挿入設置していない状態で、孔内ワッシャ３、４は、フランジ部３ｇ、４ｇよりも先端３ｄ、４ｄ側の外径ｄ３が接合鋼板１、２のボルト孔１ａ、２ａの径ｄ４よりも僅かに大径で形成され、フランジ部３ｇ、４ｇの外径ｄ５がボルト孔１ａ、２ａの径ｄ４よりも大径で形成されている。
【００３７】
ボルト５は、球面付きボルトであり、図１及び図４に示すように、その頭部５ｂが軸部５ａ側の外面５ｃを球面にして形成されている。また、ボルト５の頭部５ｂは、孔内ワッシャ３ひいては接合鋼板１の厚さＴ１、Ｔ２と略同等の厚さで形成されている。さらに、頭部５ｂの軸部５ａ側の外面（球面）５ｃは、接合鋼板１のボルト孔１ａに挿入設置した状態の孔内ワッシャ３の内孔面（球面）３ｄと同等の曲率半径をもって形成され、互いの球面５ｃ、３ｄが密着して係合するように形成されている。
【００３８】
一方、ナット６は、球面付きナットであり、図１及び図５に示すように、ボルト５の軸部５ａに螺合させた状態でボルト５の頭部５ｂ側の外面６ａを球面にして形成されている。また、このナット６は、外面６ａを球面にした部分の厚さが、孔内ワッシャ４ひいては接合鋼板２の厚さＴ１、Ｔ２と略同等の厚さで形成されている。さらに、球面の外面６ａは、接合鋼板２のボルト孔２ａに挿入設置した状態の孔内ワッシャ４の内孔面（球面）４ｄと同等の曲率半径をもって形成され、互いの球面６ａ、４ｄが密着して係合するように形成されている。
【００３９】
なお、本実施形態においては、図１に１箇所の支圧ボルト接合構造Ａを図示しているが、このような支圧ボルト接合構造Ａを複数設けて接合鋼板１、２同士を接合することになる。
【００４０】
ついで、上記構成からなる支圧ボルト接合構造Ａによって接合鋼板１、２同士を接合する方法について説明するとともに、本実施形態の支圧ボルト接合構造Ａ及び孔内ワッシャ３、４（支圧接合部材）の作用及び効果について説明する。
【００４１】
接合鋼板１、２同士を接合する際には、図６（ａ）に示すように、互いの一面１ｂ、２ｂ同士が接触するように、且つ貫通形成した互いのボルト孔１ａ、２ａを、軸線Ｏ２、Ｏ３を同軸上に配して連通させるように、一対の接合鋼板１、２を所定位置に配置する。そして、図６（ｂ）に示すように、各接合鋼板１、２のボルト孔１ａ、２ａに孔内ワッシャ３、４をそれぞれ挿入して設置する。このとき、一方の接合鋼板１の外側（他面１ｃ側）からこの一方の接合鋼板１のボルト孔１ａに一方の孔内ワッシャ３を、他方の接合鋼板２の外側（他面２ｃ側）からこの他方の接合鋼板２のボルト孔２ａに他方の孔内ワッシャ４をそれぞれ、フランジ部３ｇ、４ｇが各接合鋼板１、２の他面１ｃ、２ｃに当接するまで先端３ｄ、４ｄから挿入する。そして、各孔内ワッシャ３、４は、接合鋼板１、２の厚さＴ２と略同等の厚さＴ１で形成されているため、一対の接合鋼板１、２の連通したボルト孔１ａ、２ａ内で互いの先端３ｄ、４ｄ同士を突き合わせた状態で設置され、これら一対の孔内ワッシャ３、４の互いの内孔３ａ、４ａが連通する。
【００４２】
一方、孔内ワッシャ３、４が切欠部３ｆ、４ｆを備えてＣ字状に形成され、且つフランジ部３ｇ、４ｇよりも先端３ｄ、４ｄ側の部分（ボルト孔１ａ、２ａに挿入する部分）の外径ｄ３がボルト孔１ａ、２ａの径ｄ４よりも僅かに大径で形成されている。そして、外径ｄ３を縮径ｄ３’させるように（すなわち切欠部３ｄ、４ｄの隙間をなくすように）弾性変形させながら、孔内ワッシャ３、４をボルト孔１ａ、２ａに挿入することによって、ボルト孔１ａ、２ａに挿入設置した状態で、外面３ｅ、４ｅが弾性によりボルト孔１ａ、２ａの孔面１ｄ、２ｄを押圧し密着して設置される。
【００４３】
ついで、このように孔内ワッシャ３、４を接合鋼板１、２のボルト孔１ａ、２ａに挿入設置した段階で、一対の孔内ワッシャ３、４の連通する内孔３ａ、４ａに、一方の接合鋼板１の外側から軸部５ａを挿通させてボルト５を設置する。また、これとともに他方の接合鋼板２の外側に突出したボルト５の軸部５ａの先端からナット６を螺合する。そして、ボルト５とナット６を締結することにより、一対の接合鋼板１、２が互いの一面１ｂ、２ｂ同士を強固に密着させて接合される。また、図６（ｃ）に示すように、ボルト５とナット６を締結するとともに、ボルト５の頭部５ｂの球面５ｃが一方の孔内ワッシャ３の内孔面３ｂに密着して係合し、ナット６の球面６ａが他方の孔内ワッシャ４の内孔面４ｂに密着して係合する。さらに、このとき、ボルト５の軸部５ａに所定の締付力を導入するとともに孔内ワッシャ３、４が拡径するように押し広げられ、ボルト５の頭部５ｂと一方の孔内ワッシャ３、ナット６と他方の孔内ワッシャ４がそれぞれ互いの球面同士（５ｃと３ｂ、６ａと４ｂ）が押圧し合って強固に密着する。このため、ボルト５とナット６からの押圧力によってそれぞれの孔内ワッシャ３、４がその外面３ｅ、４ｅを接合鋼板１、２のボルト孔１ａ、２ａの孔面１ｄ、２ｄにさらに大きな押圧力をもって密着することになる。
【００４４】
これにより、接合鋼板１、２と孔内ワッシャ３、４とボルト５の頭部５ｂ及びナット６とが隙間なく一体に繋がり、ボルト孔１ａ、２ａとボルト５の間のクリアランス（隙間）が吸収されることになる。このため、支圧ボルト接合を完了した状態で、一対の接合鋼板１、２間のずれや、初期すべり、ナット６の緩みなどが生じることはなく、確実に一対の接合鋼板１、２間で応力が支圧伝達され、接合部性能（構造性能）が安定確保される。
【００４５】
また、従来の支圧ボルト接合と比較し、部材数の増加が２つの孔内ワッシャ３、４であり、上記のように、接合鋼板１、２のボルト孔１ａ、２ａに孔内ワッシャ３、４を挿入設置し、球面付きのボルト５とナット６を締結するという簡便な施工作業で接合鋼板１、２同士が接合されるため、従来の施工性を行うことがない。さらに、部材構成及び施工作業がシンプルであるため、施工品質も安定する。
【００４６】
一方、一対の接合鋼板１、２を設置した段階で、互いのボルト孔１ａ、２ａの軸線Ｏ２、Ｏ３がずれ、偏心が生じている場合には、図７に示すようにボルト５とナット６が軸線Ｏ４を斜めに傾けて締結される。そして、本実施形態の支圧ボルト接合構造Ａにおいては、このようにボルト５とナット６が締結された場合においても、孔内ワッシャ３、４の内孔面３ｂ、４ｂと、ボルト５の頭部５ｂ及びナット６の外面５ｃ、６ａとが球面で形成されているため、ボルト５とナット６の締結とともに、確実に互いの球面同士（５ｃと３ｂ、６ａと４ｂ）が押圧し合って強固に密着する。このため、ボルト５の軸部５ａに所定の締付力を導入するとともに、ボルト５とナット６からの押圧力によってそれぞれの孔内ワッシャ３、４がその外面３ｅ、４ｅを接合鋼板１、２のボルト孔１ａ、２ａの孔面１ｄ、２ｄにさらに大きな押圧力をもって密着することになる。
【００４７】
これにより、接合鋼板１、２と孔内ワッシャ３、４とボルト５の頭部５ｂ及びナット６とが隙間なく一体に繋がり、従来の支圧ボルト接合に対し、接合鋼板１、２のボルト孔１ａ、２ａ間、ひいては孔内ワッシャ３、４の内孔３ａ、４ａ間に偏心が生じた場合においても、この偏心が吸収され、ボルト孔１ａ、２ａとボルト５の間のクリアランス（隙間）が吸収されることになる。このため、やはり、支圧ボルト接合を完了した状態で、一対の接合鋼板１、２間のずれや、初期すべり、ナット６の緩みなどが生じることはなく、確実に一対の接合鋼板１、２間で応力が支圧伝達され、接合部性能（構造性能）が安定確保される。
【００４８】
したがって、本実施形態の支圧ボルト接合構造Ａ及び孔内ワッシャ（支圧接合部材）３、４においては、接合鋼板１、２のボルト孔１ａ、２ａに挿入設置される孔内ワッシャ３、４の内孔面３ｂ、４ｂが球面として形成され（軸線Ｏ１方向後端３ｃ、４ｃから先端３ｄ、４ｄに向かうに従い漸次軸線Ｏ１に近づくように形成され）、ボルト５の頭部５ｂとナット６の外面５ｃ、６ａが孔内ワッシャ３、４の内孔面３ｂ、４ｂに係合するように球面で形成されているため、ボルト５とナット６の締結とともに、ボルト５の頭部５ｂとナット６のそれぞれの外面５ｃ、６ａを、孔内ワッシャ３、４の内孔面３ｂ、４ｂに押圧させて密着させることが可能になる。また、これとともに孔内ワッシャ３、４の外面３ｅ、４ｅを接合鋼板１、２のボルト孔１ａ、２ａの孔面１ｄ、２ｄに押圧させて密着させることが可能になる。これにより、接合鋼板１、２のボルト孔１ａ、２ａに孔内ワッシャ３、４を挿入設置することで、接合鋼板１、２のボルト孔１ａ、２ａとボルト５の軸部５ａの間の隙間を吸収することが可能になる。
【００４９】
また、孔内ワッシャ３、４の内孔面３ｂ、４ｂが球面で形成されているため、一対の接合鋼板１、２のボルト孔１ａ、２ａに偏心が生じている場合においても、ボルト５とナット６の締結とともに、これらボルト５の頭部５ｂの外面５ｃとナット６の外面６ａをそれぞれ、孔内ワッシャ３、４の内孔面３ｂ、４ｂに密着させることが可能になる。これにより、接合鋼板１、２のボルト孔１ａ、２ａに孔内ワッシャ３、４を挿入設置することで、接合鋼板１、２のボルト孔１ａ、２ａ間の偏心を吸収することが可能になる。
【００５０】
そして、このように、接合鋼板１、２のボルト孔１ａ、２ａとボルト５の軸部５ａの間の隙間や接合鋼板１、２のボルト孔１ａ、２ａ間の偏心を吸収することが可能になることで、例えば、従来の摩擦接合に対し約２．７倍の大きな許容耐力を見込むことができる。このため、従来のボルト接合の２面せん断と同等以上の構造性能が確保でき、ボルト本数及びスプライスプレートなどの鋼材量を削減することが可能になる。また、接合鋼板１、２に対し摩擦面処理（ブラスト処理や赤錆処理）を不要にすることが可能になり、加工費を削減することも可能になる。
【００５１】
さらに、従来の支圧接合や摩擦接合と比較し、２つの孔内ワッシャ３、４（支圧接合部材）が増えるだけであるため、施工性を損なうことがなく、部材構成及び施工作業がシンプルであるため、施工品質を安定的に確保することが可能である。
【００５２】
また、本実施形態の支圧ボルト接合構造Ａ及び孔内ワッシャ（支圧接合部材）３、４においては、孔内ワッシャ３、４が切欠部３ｆ、４ｆを備えて断面Ｃ字状に形成されていることで、ボルト５とナット６の締結とともに、拡径するように孔内ワッシャ３、４を変形させることが可能になる。このため、ボルト５の頭部５ｂとナット６のそれぞれの外面５ｃ、６ａを孔内ワッシャ３、４の内孔面３ｂ、４ｂに、より確実に密着させることが可能になる。また、一対の接合鋼板１、２のボルト孔１ａ、２ａに偏心が生じている場合においても、ボルト５の頭部５ｂとナット６のそれぞれの外面５ｃ、６ａを孔内ワッシャの内孔面に、より確実に密着させることが可能になる。これにより、さらに確実に接合鋼板１、２のボルト孔１ａ、２ａとボルト５の軸部５ａの間の隙間を吸収することができ、且つ接合鋼板１、２のボルト孔１ａ、２ａ間の偏心を吸収することが可能になる。
【００５３】
ついで、図８から図１２を参照し、本発明の第２実施形態に係る支圧ボルト接合構造及び支圧接合部材について説明する。本実施形態は、第１実施形態と同様、一対の接合鋼板１、２（被接合部材）を重ね合わせ、ボルトとナットを締結することにより接合鋼板１、２同士を支圧伝達可能に接合する支圧ボルト接合構造及び支圧接合部材に関するものである。よって、ここでは、第１実施形態に共通する構成に対して同一符号を付し、その詳細についての説明を省略する。
【００５４】
本実施形態の支圧ボルト接合構造Ｂは、図８に示すように、接合する一対の接合鋼板１、２と、孔内ワッシャ（支圧接合部材）１０、１１と、ボルト１２と、ナット１３とを備えて構成されている。
【００５５】
本実施形態の孔内ワッシャ１０、１１は、図８及び図９に示すように、略円筒状に形成されるとともに軸線Ｏ１方向の厚さＴ１が接合鋼板１、２の厚さＴ２と略同等の寸法で形成され、一対の接合鋼板１、２のそれぞれのボルト孔１ａ、２ａに挿入して設置されている。また、孔内ワッシャ１０、１１は、内孔１０ａ、１１ａを形成する内孔面１０ｂ、１１ｂが、軸線Ｏ１方向後端１０ｃ、１１ｃから先端１０ｄ、１１ｄに向かうに従い漸次軸線Ｏ１に近づくように形成されており、本実施形態においては、この内孔面１０ｂ、１１ｂがテーパー面として形成されている。
【００５６】
また、本実施形態の孔内ワッシャ１０、１１は、第１実施形態と同様、内孔面１０ｂ、１１ｂから外面１０ｅ、１１ｅまで延び、且つ先端１０ｄ、１１ｄから後端１０ｃ、１１ｃまで延びる切欠部が設けられて、断面Ｃ字状に形成されている。さらに、この孔内ワッシャ１０、１１においても、後端１０ｃ、１１ｃに、外面１０ｅ、１１ｅから軸線Ｏ１直交方向外側に延びて周方向に繋がるフランジ部１０ｇ、１１ｇが設けられている。そして、孔内ワッシャ１０、１１を接合鋼板１、２のボルト孔１ａ、２ａに挿入設置していない状態で、孔内ワッシャ１０、１１は、フランジ部１０ｇ、１１ｇよりも先端１０ｄ、１１ｄ側の外径ｄ３が接合鋼板１、２のボルト孔１ａ、２ａの径ｄ４よりも僅かに大径で形成され、フランジ部１０ｇ、１１ｇの外径ｄ５がボルト孔１ａ、２ａの径ｄ４よりも大径で形成されている。
【００５７】
ボルト１２は、テーパー付きボルトであり、図８及び図１０に示すように、その頭部１２ｂが軸部１２ａ側の外面１２ｃをテーパー面にして形成されている。また、頭部１２ｂの軸部１２ａ側の外面（テーパー面）１２ｃは、接合鋼板１のボルト孔１ａに挿入設置した状態の孔内ワッシャ１０の内孔面（テーパー面）１０ｄと同等の傾斜角をもって形成され、互いのテーパー面１２ｃ、１０ｄが密着して係合するように形成されている。
【００５８】
一方、ナット１３は、テーパー付きナットであり、図８及び図１１に示すように、ボルト１２の軸部１２ａに螺合させた状態でボルト１２の頭部１２ｂ側の外面１３ａをテーパー面にして形成されている。また、テーパー面の外面１２ａは、接合鋼板２のボルト孔２ａに挿入設置した状態の孔内ワッシャ１１の内孔面（テーパー面）１１ｄと同等の傾斜角をもって形成され、互いのテーパー面１３ａ、１１ｄが密着して係合するように形成されている。
【００５９】
そして、この支圧ボルト接合構造Ｂにおいては、互いのボルト孔１ａ、２ａを連通させるように一対の接合鋼板１、２を配置した段階で、各接合鋼板１、２のボルト孔１ａ、２ａに孔内ワッシャ１０、１１をそれぞれ挿入する。このとき、第１実施形態と同様、孔内ワッシャ１０、１１が切欠部を備えてＣ字状に形成され、且つフランジ部１０ｇ、１１ｇよりも先端１０ｄ、１１ｄ側の部分（ボルト孔１ａ、２ａに挿入する部分）の外径ｄ３がボルト孔１ａ、２ａの径ｄ４よりも僅かに大径で形成されているため、外径ｄ３を縮径ｄ３’させるように弾性変形させながら、孔内ワッシャ１０、１１をボルト孔１ａ、２ａに挿入する。これにより、ボルト孔１ａ、２ａに挿入設置した状態で、外面１０ｅ、１１ｅが弾性によりボルト孔１ａ、２ａの孔面１ｄ、２ｄを押圧し密着して孔内ワッシャ１０、１１が設置される。
【００６０】
ついで、このように孔内ワッシャ１０、１１を接合鋼板１、２のボルト孔１ａ、２ａに挿入設置した段階で、一対の孔内ワッシャ１０、１１の連通する内孔１０ａ、１１ａに、軸部１２ａを挿通させてボルト１２を設置する。また、他方の接合鋼板２の外側に突出したボルト１２の軸部１２ａにナット１３を螺合する。そして、ボルト１２とナット１３を締結するとともに、ボルト１２の頭部１２ｂのテーパー面１２ｃが一方の孔内ワッシャ１０の内孔面１０ｂに密着して係合し、ナット１３のテーパー面１３ａが他方の孔内ワッシャ１１の内孔面１１ｂに密着して係合する。さらに、このとき、孔内ワッシャ１０、１１が拡径するように押し広げられ、ボルト１２の頭部１２ｂと一方の孔内ワッシャ１０、ナット１３と他方の孔内ワッシャ１１がそれぞれ互いのテーパー面同士（１２ｃと１０ｂ、１３ａと１１ｂ）が押圧し合って強固に密着する。このため、ボルト１２とナット１３からの押圧力によってそれぞれの孔内ワッシャ１０、１１がその外面１０ｅ、１１ｅを接合鋼板１、２のボルト孔１ａ、２ａの孔面１ｄ、２ｄにさらに大きな押圧力をもって密着することになる。
【００６１】
これにより、接合鋼板１、２と孔内ワッシャ１０、１１とボルト１２の頭部１２ｂ及びナット１３とが隙間なく一体に繋がり、従来の支圧ボルト接合に対し、ボルト孔１ａ、２ａとボルト１２の間のクリアランス（隙間）を吸収することが可能になる。このため、支圧ボルト接合を完了した状態で、一対の接合鋼板１、２間のずれや、初期すべり、ナット１３の緩みなどが生じることはなく、確実に一対の接合鋼板１、２間で応力が支圧伝達され、接合部性能（構造性能）を安定確保することが可能になる。
【００６２】
また、従来の支圧接合や摩擦接合と比較し、部材数の増加が２つの孔内ワッシャ１０、１１であり、第１実施形態と同様、接合鋼板１、２のボルト孔１ａ、２ａに孔内ワッシャ１０、１１を挿入設置し、テーパー面付きのボルト１２とナット１３を締結するという簡便な施工作業で接合鋼板１、２同士が接合されるため、従来の施工性を行うことがない。さらに、部材構成及び施工作業がシンプルであるため、施工品質を安定的に確保することが可能である。
【００６３】
一方、一対の接合鋼板１、２を設置した段階で、互いのボルト孔１ａ、２ａの軸線Ｏ２、Ｏ３がずれ、偏心が生じている場合には、図１２に示すようにボルト１２とナット１３が軸線Ｏ４を斜めに傾けて締結される。そして、本実施形態の支圧ボルト接合構造Ｂにおいては、このようにボルト１２とナット１３が締結された場合に、孔内ワッシャ１０、１１の内孔面１０ｂ、１１ｂと、ボルト１２の頭部１２ｂ及びナット１３の外面１２ｃ、１３ａとがテーパー面で形成されているため、ボルト１２の頭部１２ｂとナット１３のそれぞれの外面１２ｃ、１３ａと孔内ワッシャ１０、１１の内孔面１０ｂ、１１ｂとの一部の間に若干の隙間が生じることになる。しかしながら、この場合においても、ボルト１２やナット１３の外面１２ｃ、１３ａと孔内ワッシャ１０、１１の内孔面１０ｂ、１１ｂの多くが密着することになるため、やはり、接合鋼板１、２のボルト孔１ａ、２ａ間の偏心を吸収することが可能になる。また、ボルト１２を十分に締め付けて孔内ワッシャ１０、１１を変形させることでその隙間を吸収することが可能である。
【００６４】
そして、このように、接合鋼板１、２のボルト孔１ａ、２ａとボルト１２の軸部１２ａの間の隙間や接合鋼板１、２のボルト孔１ａ、２ａ間の偏心を吸収することが可能になることで、従来のボルト接合の２面せん断と同等以上の構造性能が確保でき、ボルト本数及びスプライスプレートなどの鋼材量を削減することが可能になる。また、接合鋼板１、２に対し摩擦面処理（ブラスト処理や赤錆処理）を不要にすることが可能になり、加工費を削減することも可能になる。
【００６５】
さらに、孔内ワッシャ１０、１１の内孔面１０ｂ、１１ｂをテーパー面で形成した場合には、第１実施形態のように球面３ｂ、４ｂで形成する場合と比較し、孔内ワッシャ１０、１１ひいては接合鋼板１、２のボルト孔１ａ、２ａの大きさ（径ｄ３、ｄ４の大きさ）を小さくすることが可能であり、ボルト孔１ａ、２ａを形成することによる接合鋼板１、２の断面欠損を抑えることも可能になる。
【００６６】
以上、本発明に係る支圧接合構造の第１及び第２実施形態について説明したが、本発明は上記の第１及び第２実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。例えば、第１及び第２実施形態では、被接合部材が接合鋼板１、２であるものとして説明を行ったが、本発明は、例えば鉄骨など他の被接合部材を接合するために適用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明の第１実施形態に係る支圧ボルト接合構造及び支圧接合部材（孔内ワッシャ）を示す図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る支圧接合部材（孔内ワッシャ）を示す図である。
【図３】図２のＸ１−Ｘ１線矢視図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係る支圧ボルト接合構造のボルトを示す図である。
【図５】本発明の第１実施形態に係る支圧ボルト接合構造のナットを示す図である。
【図６】本発明の第１実施形態に係る支圧ボルト接合構造によって一対の被接合部材（接合鋼板）を接合する方法を示す図である。
【図７】本発明の第１実施形態に係る支圧ボルト接合構造及び支圧接合部材（孔内ワッシャ）により偏心を吸収して一対の被接合部材（接合鋼板）を接合した状態を示す図である。
【図８】本発明の第２実施形態に係る支圧ボルト接合構造及び支圧接合部材（孔内ワッシャ）を示す図である。
【図９】本発明の第２実施形態に係る支圧接合部材（孔内ワッシャ）を示す図である。
【図１０】本発明の第２実施形態に係る支圧ボルト接合構造のボルトを示す図である。
【図１１】本発明の第２実施形態に係る支圧ボルト接合構造のナットを示す図である。
【図１２】本発明の第２実施形態に係る支圧ボルト接合構造及び支圧接合部材（孔内ワッシャ）により偏心を吸収して一対の被接合部材（接合鋼板）を接合した状態を示す図である。
【符号の説明】
【００６８】
１      接合鋼板（被接合部材）
１ａ    ボルト孔
１ｂ    一面
１ｃ    他面
１ｄ    孔面
２      接合鋼板（被接合部材）
２ａ    ボルト孔
２ｂ    一面
２ｃ    他面
２ｄ    孔面
３      孔内ワッシャ（支圧接合部材）
３ａ    内孔
３ｂ    内孔面
３ｃ    後端
３ｄ    先端
３ｅ    外面
３ｆ    切欠部
３ｇ    フランジ部
４      孔内ワッシャ（支圧接合部材）
４ａ    内孔
４ｂ    内孔面
４ｃ    後端
４ｄ    先端
４ｅ    外面
４ｆ    切欠部
４ｇ    フランジ部
５      ボルト
５ａ    軸部
５ｂ    頭部
５ｃ    外面（球面）
６      ナット
６ａ    外面（球面）
１０    孔内ワッシャ（支圧接合部材）
１０ａ  内孔
１０ｂ  内孔面
１０ｃ  後端
１０ｄ  先端
１０ｅ  外面
１０ｇ  フランジ部
１１    孔内ワッシャ（支圧接合部材）
１１ａ  内孔
１１ｂ  内孔面
１１ｃ  後端
１１ｄ  先端
１１ｅ  外面
１１ｇ  フランジ部
１２    ボルト
１２ａ  軸部
１２ｂ  頭部
１２ｃ  外面（テーパー面）
１３    ナット
１３ａ  外面（テーパー面）
Ａ      支圧ボルト接合構造
Ｏ１    孔内ワッシャの軸線
Ｏ２    一方の接合鋼板のボルト孔の軸線
Ｏ３    他方の接合鋼板のボルト孔の軸線
【図１】
2010014233.tif 000003
【図２】
2010014233.tif 000004
【図３】
2010014233.tif 000005
【図４】
2010014233.tif 000006
【図５】
2010014233.tif 000007
【図６】
2010014233.tif 000008
【図７】
2010014233.tif 000009
【図８】
2010014233.tif 000010
【図９】
2010014233.tif 000011
【図１０】
2010014233.tif 000012
【図１１】
2010014233.tif 000013
【図１２】
2010014233.tif 000014