(57)【要約】【課題】被締結部材の経年変化や振動等による締結部のネジの緩みを、座金に備える弾性体の強化した反発力により防止し、強力で安定した締結力を長期間保持することができる緩み止め弾性座金装置を提供する。【解決手段】締結ネジ部材６、７を用いる締結部において、被締結部材８と座金１の間に介装させた環状弾性体２の外周に竹の子状ぜんまいばね３を巻き付けて、環状弾性体２の外周側への膨出を制御させる。【選択図】          図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被締結部材の収縮や振動等による締結ネジの緩みを、座金に備える弾性体の反発力により防止する装置において、被締結部材と座金の間に介装させた環状弾性体の外周に竹の子状ぜんまいばねを巻き付けて、環状弾性体の外周側への膨出を制御させていることを特徴とする緩み止め弾性座金装置。
【請求項２】
上記膨出制御部材を巻き付けた環状弾性体を、被締結部材と挿通孔を有するドーム状座金凸球面部の間に介装させたことを特徴とする請求項１記載の緩み止め弾性座金装置。
【請求項３】
上記膨出制御部材を巻き付けた環状弾性体を、一対の座金の間に介装させたことを特徴とする請求項１記載の緩み止め弾性座金装置。
【請求項４】
上記膨出制御部材に、ぜんまいばねを用いたことを特徴とする請求項１、２、又は３記載の緩み止め弾性座金装置。
【請求項５】
上記締結ネジ締め付け側の座金を、ナット付き座金にしたことを特徴とする請求項１、２、３、又は４記載の緩み止め弾性座金装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被締結部材の経年変化や振動等による締結部のネジの緩みを、座金に備える弾性体の強化した反発力により防止する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ボルトとナット等の締結ネジ部材を用いる締結部において、特に木造建築物における金物補強の場合、完成後数年間は乾燥収縮が続くため、締結部に緩みが生じて完成当初の耐震性能を保持することが困難であり、従来より座金に備える弾性ゴム等の反発力を使う木痩せや振動等に対する緩み止め技術や、また、類似したものに、耐震トンネルの結合部や機械据え付け部における、地震や沈下等による被締結部材の変位を、弾性ワッシャーにより補い許容するための技術として、次のようなものが考えられている。
【０００３】
特開平７−２０７７６５号や特開平１０−２０５５１８号公報等には弾性ゴムの反発力を使う技術。また、特開平９−２１００４１号公報にはゴム層の外周に膨出規制部材を配設し、強化した反発力を使う技術が開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記の、座金に備える弾性ゴムの反発力に頼る従来方法では、木痩せ等被締結部材の収縮量に比例して反発力の低下が著しく、変位後の締結力はあまり期待できない。また、弾性ゴムの経年劣化対策にも問題がある。次の、弾性ワッシャーのゴム層外周に、膨出規制部材として筒や、リングや、螺旋を配設したものは、ゴム層に膨出圧力を及ぼす変位とは逆に、木痩せの様な被締結部材の収縮による変位に対しては、膨出規制部材に囲まれていてもゴム層内部の圧力が低下し、膨出規制効果が無くなる恐れがある。また、膨出規制部材は膨出圧力を受けて強度劣化を起こし一度変形してしまうと元に戻らないので、地震等が繰り返し起きた時には膨出規制効果を継続して得ることが出来ない。
【０００５】
本発明は、上記課題を解決し、被締結部材の経年変化等による大きな変位にも追従して締結部の緩みを防ぎ、更に、地震等に対しても強力で安定した締結力を長期間保持できる、小型で信頼性の高い緩み止め弾性座金装置を安価に提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の請求項１では、被締結部材の収縮や振動等による締結ネジの緩みを、座金に備える弾性体の反発力により防止する装置において、被締結部材と座金の間に介装させた環状弾性体の外周に竹の子状ぜんまいばねを巻き付けて、環状弾性体の外周側への膨出を制御させていることを特徴とする。これにより、木痩せ等の変位に対しては、被締結部材と座金の間に介装する環状弾性体の反発力でその間を離隔させて収縮分を補い、更に、その弾性変形に追従して巻き付けられた竹の子状ぜんまいばねも、常時径や高さを合わせて環状弾性体の外周を隙間無く取り巻くことにより、変位後も地震等の外力に対しいつでも所定強度で膨出制御ができるので、強力で安定した締結力を保持することができる。
【０００７】
これは、本装置に地震等の過大な応力がかかると、環状弾性体の両側面が軸方向の圧力を受け、弾性変形して外周部への膨出を試みるが、取り囲む竹の子状ぜんまいばねが膨出を阻み、弾性体内部の圧力が高まるからであり、ばねの復元力により毎回地震の度にこの膨出制御機構は自動的にリセットされるように作用する。また、この膨出力は拡径の際に生じる巻き目間摩擦と対抗することになるので、ばね強度や巻数等を調整することにより任意の膨出制御力を得られ、所望する締結力を有する装置を容易に製作することができる。
【０００８】
請求項２では、上記膨出制御部材を巻き付けた環状弾性体を、被締結部材と挿通孔を有するドーム状座金凸球面部の間に介装させたことを特徴とする。これにより、座金裏面の凹部側にナットを収めることができるので狭い空間への装着に適する。
【０００９】
請求項３では、上記膨出制御部材を巻き付けた環状弾性体を、一対の座金の間に介装させたことを特徴とする。これにより、経年劣化しても一対の座金とその間の膨出制御部材が一体となり、一つの頑丈な座金となって存続するので継続して締結力を保持できる。
【００１０】
請求項４では、上記膨出制御部材にぜんまいばねを用いたことを特徴とする。これにより、変位が少ない場所では略同等の膨出制御作用が安価に得られる。
【００１１】
請求項５では、上記締結ネジ締め付け側の座金をナット付き座金にしたことを特徴とする。これにより、一体化したことで装着時の作業効率が良くなる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
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１は、本発明の第１の実施の形態を示す分解斜視図であり、本装置は、座金１、環状弾性体２、竹の子状ぜんまいばね３により構成され、これらに被締結部材８を貫通させたボルト６を挿通し、ナット７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。
【００１３】
更に、膨出制御部材となる竹の子状ぜんまいばね３は、耐久性を考慮してステンレス製ばねを採用し、平常時での最小内径は平常時の環状弾性体２の外径以下で高さは環状弾性体２以上にしてあり、任意の必要回数巻かれている。また、環状弾性体２はゴム弾性体であり、天然ゴムや合成ゴム素材から成る汎用又は特殊ゴムで、所定の厚みと高さのある環状に形成された低い円柱型の弾性体であり、所定硬度と劣化耐久性を有する。尚、弾性体形状は他に竹の子状ぜんまいばね３に合わせた円錐台形型としても良く、また、座金１及び座金４は丸座金の他に用途に合わせて多角形座金としても良い。
【００１４】
図２は、本発明の第１の実施の形態の本装置を締め付ける前の断面図であり、環状弾性体２の外周に竹の子状ぜんまいばね３を密着させるように若干拡径させて巻き付け、座金１にその環状弾性体２の片側面を接着又は焼付した本装置を、被締結部材８を貫通させたボルト６に弾性体側から通している。これらは別個でも良いが通常は一体化している方が作業性が良い。
【００１５】
図３は、本発明の第１の実施の形態の本装置の装着を完了した時の断面図であり、環状弾性体２がナット７の回転による軸力を受けて被締結部材８と座金１の間で圧縮され、逃げ場を外周方向に求めて膨出し、竹の子状ぜんまいばね３が拡径されて座金１と略同径になった所で装着が完了する。この時、環状弾性体２が所定の内圧になった所で竹の子状ぜんまいばね３が輪型に巻き揃うように、予め膨出量を設定しておくことにより、この輪型が被締結部材８と座金１の間のストッパーの役目を果し、締め過ぎによる弾性体の損傷を防止することができる。
【００１６】
尚、被締結部材８が硬質で経年変化があまり予想されない場合には、締結ネジを最後まで締め付けない方が、あらゆる変位に対応できて良い場合もある。また、本装置の膨出制御力は、ばね強度や巻き数や巻き目間の摩擦等により任意に設定できるので、ばねの交換だけでも多種多様な用途に応じることができる。
【００１７】
図４は、本発明の第１の実施の形態の本装置が変位に追従した時の断面図であり、経年変化等により被締結部材８が被締結部材９へ変位した分を環状弾性体２は反発力で補い、その変位幅に相当する高さを奪回して縮径し、それに追従して竹の子状ぜんまいばね３も縮径し高さを取り戻して巻き付くので、継続して膨出制御の働きを続けることができる。
【００１８】
図５は、本発明の第２の実施の形態を示す断面図であり、座掘り内における本装置の締め付け前を示し、タイヤ型の環状弾性体１２の外周に、竹の子状ぜんまいばね３を密着するように少し拡径させながら巻き付け、挿通孔を有するドーム状座金１０の凸球面部側にその環状弾性体１２の片側面を接着又は焼付した本装置を、被締結部材８を貫通させたボルト６に弾性体側から通している。このドーム状座金１０裏面の凹部側をナット７で締め付けることにより、本装置からのナットの出っ張りを抑えられる。尚、球面を持つドーム状座金１０の代わりに円錐面を持つすり鉢状座金としても略同様の効果が得られる
【００１９】
図６は、本発明の第３の実施の形態を示す断面図であり、本装置の締め付け前を示し、円錐台形型の環状弾性体２２の外周に巻き付けた、高さが少し高い竹の子状ぜんまいばね３を、一対の座金１と座金４で両側から押さえ込むようにして環状弾性体２２の両側面にそれぞれ接着又は焼付した本装置を、被締結部材８を貫通させたボルト６に通している。通常はこのように接合されているが別個でも良く、また、弾性体に円柱型の環状弾性体２を用いても膨出制御された時の弾性変形は略同じなので同様の効果を有する。
【００２０】
図７は、本発明の第４の実施の形態を示す断面図であり、変位の少ない場所における本装置の締め付け前を示し、ぜんまいばね５を巻き付けた、高さの低い小変位用の環状弾性体２の両側面に座金１と座金４をそれぞれ接着又は焼付した本装置を、被締結部材８を貫通させたボルト６に通している。尚、装着場所等によっては座金４を使用しない場合もある。
【００２１】
図８は、本発明の第５の実施の形態を示す断面図であり、本装置の締め付け前を示し、環状弾性体２の外周に竹の子状ぜんまいばね３を密着するように若干拡径させながら巻き付け、ナット付き座金１１にその環状弾性体２の片側面を接着又は焼付した本装置を、被締結部材８を貫通させたボルト６に弾性体側から通している。図のナット付座金１１は、フランジ部１１ｄと挿通孔１１ｅとが噛み合い回転できるように嵌着されたものであるが、他に円筒部１１ｃを延長し環状弾性体２の挿通孔に圧入して留める方法もある。尚、ナット部１１ａと座金部１１ｂを一体成型した場合には、環状弾性体２との間に環状の滑りシートを介在させて回転力を伝えないようにし、弾性体の捻り損傷を防止する必要がある。
【００２２】
図９は、本発明を他の用途で使用した時の他の実施の形態を示す断面図であり、振動を受けた時の状態を示し、本装置を被締結部材の間等に装備して、座金１と座金４の間に介装させた円錐台形型の環状弾性体２２及び竹の子状ぜんまいばね３の高さを、半分ほど詰まった反発浮上状態にしておくことにより、あらゆる変位に対応させることができるので緩衝装置としてや、それを大型にして強化し建物の基礎部分等に使用して横揺れや縦揺れに効果を有する免震装置として働かせることも可能である。尚、この時の弾性体は円柱型の環状弾性体２としても良い、また、装着場所や用途により座金１、４が不要の場合もある。
【００２３】
【発明の効果】
本発明の緩み止め弾性座金装置は、上記の通り構成されており、以下に記載されるような効果を有する。
【００２４】
請求項１の発明では、本装置は、木痩せ等被締結部材の経年変化による大きな変位にも追従して締結部の緩みを防ぎ、更に、地震等の大きな外力を受けても、常時竹の子状ぜんまいばねが環状弾性体の外周に取り巻いて膨出を制御し続け、強力で安定した締結力を長期間保持することができる。また、本装置の弾性体は常に被覆されているので、外部に使用してもその遮断効果により劣化要因の内の酸素、オゾン、光に対する耐候性が増して老化現象の硬化やひび割れに強くなり、更に経年劣化しても膨出制御部材が環状弾性体の脱落防止カバーとなるので、耐久性や安全性が向上し信頼性が高い。
【００２５】
請求項２の発明では、本装置にナットのスペースを組み込み装着の高さを抑えたので、その分座掘りを浅くして締結部の断面欠損を低減することができ、構造的にも安全性が高まる。
【００２６】
請求項３の発明では、本装置の環状弾性体が経年劣化して実用強度を失っても、その外周に巻き付けた膨出制御部材が、一対の座金の間に介在し続けて継続して締結力を保持するので、弾性体が劣化して崩壊し、その厚みの総てが締結部の隙間となり、余計にがたつきを引き起こす危険がなく安全である。更に、本装置の規模や強度及び装着方法を変更し、緩衝装置や免震装置として働かせることも可能である。
【００２７】
請求項４の発明では、被締結部材の収縮や振動による変位が少ない場合には、環状弾性体の変形もわずかで済むので、ぜんまいばねでもその外周部をほとんど覆うことができ、略同程度の膨出制御効果を低コストで得ることができる。
【００２８】
請求項５の発明では、ナットを含めた本装置が一体に組まれているので、装着の手間が削減され作業効率が上がる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態を示す分解斜視図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態の装置を締め付ける前の断面図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態の装置の装着を完了した時の断面図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態の装置が変位に追従した時の断面図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態を示す断面図である。
【図６】本発明の第３の実施の形態を示す断面図である。
【図７】本発明の第４の実施の形態を示す断面図である。
【図８】本発明の第５の実施の形態を示す断面図である。
【図９】本発明を他の用途で使用した時の他の実施の形態を示す断面図である。
【符号の説明】
１  座金（ナット側）
２  環状弾性体（円柱型）
３  竹の子状ぜんまいばね
４  座金（被締結部材側）
５  ぜんまいばね
６  ボルト（締結ネジ部材）
７  ナット（締結ネジ部材）
８  被締結部材（収縮前）
９  被締結部材（収縮後）
１０  ドーム状座金
１１  ナット付き座金
１１ａ  ナット部
１１ｂ  座金部
１１ｃ  円筒部
１１ｄ  フランジ部
１１ｅ  挿通孔
１２  環状弾性体（タイヤ型）
２２  環状弾性体（円錐台形型）
【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】
2004293773.tif 000009
【図８】
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【図９】
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