(57)【要約】【課題】  特殊な工具や特別な操作を必要とせず、仮に台風などによってネジ穴が拡がってしまった場合であっても、屋根材等からの抜け落ちを防止することのできる締結部材を提供する。【解決手段】  外周面にネジ山２１が形成されているネジ軸部２と、このネジ軸部２の後端に設けられているネジ頭部３とからなる締結部材１であって、前記ネジ軸部２の長手方向の所定の位置から先端方向に向けて軸線に沿うようにして分割され、かつ弾性力を備えて半径方向に拡開されている拡開片４を有する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周面にネジ山が形成されているネジ軸部と、このネジ軸部の後端に設けられているネジ頭部とからなる締結部材であって、
前記ネジ軸部の長手方向の所定の位置から先端方向に向けて軸線に沿うようにして分割され、かつ弾性力を備えて半径方向に拡開されている拡開片を有する締結部材。
【請求項２】
前記拡開片が形成されている先端側のネジ軸部の外径が、前記拡開片が形成されていない後端側のネジ軸部の外径よりも小さく形成されている請求項１に記載の締結部材。
【請求項３】
前記拡開片の厚さが、当該拡開片を分割して残っているネジ軸部の厚さよりも小さく形成されている請求項１または請求項２に記載の締結部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、部材を締結後にネジ穴の拡大等による抜けを防止するものであって、特に建築物の屋根材を締結するのに好適な締結部材に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
以前より発明者は、建築物の壁や屋根材として断熱材を取り付ける場合に、より効果的に断熱を維持するための様々な工夫を提案している。例えば、特開２００８−２９８２８１号公報（特許４２０８０９５号）では、図１３に示すような金属部材からなる断熱用ワッシャーを開発して屋根材等を固定する断熱構造体に関する発明を提案している（特許文献１）。この特許によれば、断熱用ワッシャーを介して屋根材や壁材を建築物に締結することにより、建物内部と外部との高い断熱を維持し、ヒートブリッジ現象の発生を抑制することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−２９８２８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載された発明は、主として断熱用ワッシャーに関わる発明であるところ、これを締め付ける締結部材は一般的なネジを採用しているため、ネジの弛みを原因とする課題が残っている。例えば、近年、驚異的な台風により一般家屋のみならずビルや空港等の大型建築物でさえも屋根が飛ばされるという被害が生じている。その原因の一つとして台風や強風によって繰り返し屋根が持ち上げられることで屋根材と締結しているネジ穴が拡がってしまい、ネジが弛んで締め付け効果が低減し、屋根材が吹き飛ばされるといわれている。したがって、そのような大型台風にも耐えうる締結部材の改良が求められている。
【０００５】
本発明は、このような改善のニーズに応えるべくなされたものであって、特殊な工具や特別な操作を必要とせず、仮に台風などによってネジ穴が拡がってしまった場合であっても、屋根材等からの抜け落ちを防止することのできる締結部材を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る締結部材は、外周面にネジ山が形成されているネジ軸部と、このネジ軸部の後端に設けられているネジ頭部とからなる締結部材であって、前記ネジ軸部の長手方向の所定の位置から先端方向に向けて軸線に沿うようにして分割され、かつ弾性力を備えて半径方向に拡開されている拡開片を有する。
【０００７】
また、本発明の一様態として、前記拡開片が形成されている先端側のネジ軸部の外径が、前記拡開片が形成されていない後端側のネジ軸部の外径よりも小さく形成されていてもよい。
【０００８】
さらに、本発明の一様態として、前記拡開片の厚さが、当該拡開片を分割して残っているネジ軸部の厚さよりも小さく形成されていてもよい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、特殊な工具や特別な操作を必要とせず、仮に台風などによってネジ穴が拡大してしまった場合であっても、屋根材等からの抜け落ちを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明に係る締結部材の一実施形態を示す正面図である。
【図２】本実施形態の締結部材を示す側面図である。
【図３】本実施形態の締結部材を示すネジ頭部側からみた拡大平面図である。
【図４】本実施形態の締結部材を示すネジ軸部先端側からみた拡大底面図である。
【図５】本実施形態における拡開片が外力により縮径した状態を示す正面図である。
【図６】拡開片がネジ軸部の中央位置よりも先端側に形成された他の実施形態を示す使用状態図である。
【図７】拡開片がネジ軸部の中央位置よりも後端側に形成された他の実施形態を示す使用状態図である。
【図８】拡開片の厚さが当該拡開片を分割して残っているネジ軸部の厚さよりも小さく形成された他の実施形態を示す正面図である。
【図９】本実施形態の締結部材によって締結されるデッキプレート、屋根材およびワッシャーを示す正面図である。
【図１０】本実施形態におけるワッシャーを示す斜視図である。
【図１１】本実施形態の締結作業図であって、（ａ）本実施形態の締結部材をワッシャーの中空収容部に挿入された状態を示す図、（ｂ）本実施形態における剣先部により屋根材に下孔を穿孔するとともに拡開片が屋根材からの押圧により縮径しつつ屋根材にねじ込まれる作業を示す図、（ｃ）本実施形態におけるネジ軸部の先端を屋根材から貫通させてデッキプレートのネジ穴に螺合させる作業を示す図、および（ｄ）本実施形態における拡開片をデッキプレートのネジ穴から貫通させて締結作業を完了させた状態を示す図である。
【図１２】本実施形態の締結部材において拡開片により抜けが防止されている状態を示す使用状態図である。
【図１３】従来の締結部材によりデッキプレートと屋根材と固定した状態を示す使用状態図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明に係る締結部材の一実施形態について図面を用いて説明する。本実施形態の締結部材１は、図１および図２に示すように、ネジ山２１が形成されているネジ軸部２と、このネジ軸部２の後端に設けられているネジ頭部３と、前記ネジ軸部２を分割して半径方向に拡開されている拡開片４とを有する。以下、各構成について詳細に説明する。
【００１２】
ネジ軸部２は、ステンレス鋼やアルミ材等の金属材料によって形成されており、その外周面にネジ山２１が形成されている。また、本実施形態では、締結作業とともに屋根材等にネジ穴５１を形成するためのタッピングネジとして使用するため、図１および図２に示すように、先端に穿孔用の剣先部２２が形成されている。
【００１３】
ネジ山２１は、ネジ軸部２の外周面に沿って螺旋状に形成されており、国際標準化機構（International Organization for Standardization：ISO）や日本工業規格（Japanese Industrial Standards：JIS）等の規格に応じた所定のピッチや高さに形成されている。本実施形態では、図１および図２に示すように、タッピンネジとして使用するために、ネジ山２１の先端が鋭角に形成されている。
【００１４】
また、ネジ軸部２は、図２に示すように、拡開片４が形成されている先端側の外径ａが、前記拡開片が形成されていない後端側の外径ｂよりも小さく形成されている。本実施形態では、ネジ軸部２の先端側の外径ａは、後端側の外径ｂに対して約１割小さく形成されている。このように外径ａ，ｂを異ならしているのは、拡開片４を備えた先端側ネジ軸部２３を螺進させた場合、前記拡開片４の弾性力によって若干、下穴等が拡がるおそれがあるため、後端側ネジ軸部２４を大径に形成することにより、拡がった下穴等との隙間をなくして締結力を確保する意図である。また、後端側ネジ軸部２４を大径にすることによって螺合する部分の強度を保持ないし増加する意図もある。
【００１５】
ネジ頭部３は、レンチ、スパナおよびドライバー等の回転工具に係合し、前記回転工具から受ける回転力をネジ軸部２に伝達するためのものであって、ISOやJIS等の規格に応じた形状に形成されている。本実施形態におけるネジ頭部３は、その一例として図３および図４に示すように、正六角に形成されている。
【００１６】
拡開片４は、図１に示すように、前記ネジ軸部２の長手方向の所定の位置から先端方向に向けて軸線に沿うように分割され、かつ弾性力を備えて半径方向に拡開されている。この拡開片４は、図５に示すように、半径方向の外力を受けることにより弾性変形して縮径するようになっている。
【００１７】
また、拡開片４の外側面には、ネジ軸部２と同様に、ネジ山４１が形成されている。このネジ山４１は、図５に示すように、拡開片４が外力により縮径した状態において、前記ネジ軸部２に形成されているネジ山２１と連続するように形成されている。
【００１８】
この拡開片４が形成されるネジ軸部２の所定の位置は、締結する屋根材等の厚さや重さ等によって適宜選択されるものである。例えば、図６に示すように、屋根材等が厚い場合、中央位置よりも先端側に形成してもよく、逆に屋根材が薄い場合は、図７に示すように、拡開片４を形成する割合を増やして中央位置よりもネジ頭部３側に形成してもよい。本実施形態では、図１に示すように、前記ネジ軸部２の長手方向略中央位置から先端方向に向けて分割させている。
【００１９】
また、拡開片４の厚さと、これを形成している先端側のネジ軸部２との厚さにも強度的な配慮がなされている。つまり、拡開片４を分割させて残っているネジ軸部２の厚さｃが、ネジ山４１を備えた前記拡開片４の厚さｄ以上に形成されていることが望ましい。図１に示すネジ軸部２の厚さｃはネジ山４１を備えた拡開片４の厚さｄとほぼ等しいが、これに限定されるものではなく、例えば、図８に示すように、ネジ軸部２が外力により折れるのを防止するため、ネジ山４１を備えた拡開片４の厚さｄよりもネジ軸部２の厚さｃを厚く形成してもよい。
【００２０】
さらに、ネジ山４１を備えた拡開片４の形成方法は、特に限定されるものではなく、鍛造や鋳造等によって拡開した状態に形成してもよいし、ネジ軸部２をカッター等により分割し、それを塑性変形や熱変形等によって半径方向に拡開させて形成してもよい。なお、拡開片４を軸線に沿って精度良く分割するには鋳造がより好ましい。
【００２１】
次に、本実施形態の締結部材１の各構成の作用について、図９ないし図１２に示すように、前記締結部材１により屋根材５をデッキプレート６に締結する作業手順に従って説明する。
【００２２】
まず、本実施形態の締結部材１により締結される、屋根材５、デッキプレート６およびワッシャー７について簡単に説明する。図９に示すように、デッキプレート６は、金属材料からなる板を折り曲げて形成されたものであり、建物の天井の梁（図示しない）等に固定されている。また、デッキプレート６には、締結部材１を螺合するためのネジ穴６１が形成されている。屋根材５は、断熱性や耐水性などを備えた硬質ウレタンフォームや亜鉛鉄板等であり、前記デッキプレート６上に設置されて固定される。本実施形態の屋根材５には、ワッシャー７を嵌入するための穴が設けられている。ワッシャー７は、金属材料あるいは樹脂材料等の使用現場に適した材料によって構成されており、図９および図１０に示すように、挿通孔７１を有する中空収容部７２とフランジ部７３とを有している。
【００２３】
次に、締結する作業手順について具体的に説明する。まず、図１１（ａ）に示すように、締結部材１の先端側の剣先部２２を屋根材５の方向に向け、ワッシャー７の中空収容部７２内の挿通孔７１に挿入し屋根材５に当接させる。このとき、拡開片４は、外力を受けておらず、拡開した状態である。
【００２４】
次に、ネジ頭部３に回転工具（図示しない）を係合させて回転力を与えると、図１１（ｂ）に示すように、剣先部２２が回転しながら屋根材５を切削し、前記屋根材５に下孔を形成する。また、ネジ軸部２のネジ山２１が、剣先部２２により形成された下孔に螺合され、ネジ穴５１を形成しながら先端側へと螺進する。
【００２５】
拡開片４は、屋根材に形成された下孔から中心方向の押圧を受けて縮径する。上述のとおり、拡開片４の外側面のネジ山４１は、縮径することによりネジ軸部２のネジ山２１と連続したネジ山を形成する。よって、屋根材５に形成されるネジ穴５１は連続したネジ穴となる。
【００２６】
ただし、拡開片４は、弾性力により半径方向に拡開しようとする。そのため、拡開片４が弾性力によって少し開いた状態となり、拡開片４のネジ山４１により形成されるネジ穴５１が、先端側ネジ軸部２３のネジ山２１よりも大きく形成されてしまうおそれがある。しかし、本実施形態における拡開片４が形成されている先端側ネジ軸部２３の外径が、拡開片４が形成されていない後端側ネジ軸部２４の外径よりも小さく形成されているため、仮に拡開片４が弾性力によって少し開いた状態でネジ穴５１を形成しても、後端側ネジ軸部２４と同等のネジ山２１が形成される。そのため、後端側ネジ軸部２４と屋根材５との締結力を低下させることがない。また、外径が小さいことにより拡開片４が下孔から受ける押圧力も小さくなるため、ねじ込み易い。
【００２７】
次に、図１１（ｃ）に示すように、ネジ軸部２の先端が屋根材５を貫通し、ネジ軸部２のネジ山２１とデッキプレート６のネジ穴６１とが螺合する。このとき、拡開片４は、屋根材５に形成されたネジ穴５１から、押圧されるとともにデッキプレート６のネジ穴６１からも押圧されている。よって、拡開片４は、縮径したままである。
【００２８】
図１１（ｄ）に示すように、拡開片４が、デッキプレート６のネジ穴６１を貫通すると、屋根材５に形成されたネジ穴５１やデッキプレート６のネジ穴６１から受ける押圧から解放されて拡開する。このように、拡開片４は、拡開片４の弾性力によって自動的に拡開するため、回転工具以外の工具等による特別な拡開操作は必要ない。
【００２９】
そして、締結部材１を必要な深さまで回転させ、デッキプレート６のネジ山６１と後端側ネジ軸部２４のネジ山２１とを螺合させることにより、屋根材５とデッキプレート６とは締結され、締結作業が完了する。
【００３０】
図１２に示すように、締結作業が完了した状態で建物の振動や台風・強風等によりデッキプレート６のネジ穴６１が大きくなった場合、ネジ穴６１とネジ軸部２のネジ山２１との螺合が解除される。しかし、上述のとおり拡開片４は弾性力により拡開しているため、当該拡開片４がデッキプレート６に係止する。従って、締結部材１がデッキプレート６や屋根材５から抜け落ちることがない。
【００３１】
以上のような本実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。
１．建物の振動や台風・強風等によりネジ穴５１，６１が拡大したり、あるいは螺合状態が緩んだ場合であっても、拡開片４が屋根材５等を係止するため、締結部材１の抜けを防止し、屋根材５等の落下を防ぐことができる。
２．拡開片４は屋根材５等の被締結物を貫通した後、その弾性力により自動的に拡開するため、別途、拡開する操作が必要ない。
３．拡開片４が形成されている先端側ネジ軸部２３の外径ａが後端側ネジ軸部２４の外径ｂよりも小さく形成されていることにより、締結時に拡開片４が下孔を通過する際に必要以上に下穴を削ってしまうのを防ぎ、大径に形成された後端側ネジ軸部２４によって強固に螺合し、締結力を確保することができる。
４．拡開片４を分割させたネジ軸部２の厚さを大きくすることで、軸の曲げ強度を保ち、ネジ軸部２が折れたり曲がったりするのを防ぐことができる。
【００３２】
なお、本発明に係る締結部材は、前述した一実施形態に限定されるものではなく、適宜変更することができる。
【００３３】
例えば、本実施形態におけるネジ山４１を備えた拡開片４の数は１片であるが、複数片であってもよい（図示しない）。
【符号の説明】
【００３４】
１  締結部材
２  ネジ軸部
３  ネジ頭部
４  拡開片
５  屋根材
６  デッキプレート
７  ワッシャー
２１  ネジ山
２２  剣先部
２３  先端側ネジ軸部
２４  後端側ネジ軸部
４１  ネジ山
５１  ネジ穴
６１  ネジ穴
７１  挿通孔
７２  中空収容部
７３  フランジ部  
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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