(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
木材に使用されるボルト、ナット等による締結部位の締結保持装置において、被締結部材を貫通したボルトに羅合するナット等の締結具と被締結部材間に配設した二つのカムであって、一方のカムは締結具に他方のカムは被締結部材に当接する面を側面にそれぞれ有し相対する側には同じ大きさのリードカム面が形成され互にリードカム面が当接するとともに、少なくとも一方は他方に対して回動自在である円筒状の二つの側面カムと、他方の側面カムに対して一方の側面カムをカム面が高くなる方向に回動付勢する回動バネ手段とを設けてなり、締結具により締付けられた被締結部材の収縮、摩擦等による寸法減少に従い締結具と被締結部材間の距離の漸増に伴なってリードカム面を有する側面カムが回動バネ手段により回動して、常に締結具と被締結部材間を剛体で構成することにより締結部材の締結状態を保持することを特徴とする木材の締結保持装置。
【発明の詳細な説明】
【００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は主には木材の締結に用いられるボルト、ナット等による締結部位の締結の状態を保持する装置に関する発明である。
【００２】
【従来技術】
我が国の建築物特には住居用の建築物においては木造が主流であるが、骨組みの結合部または接合部は複雑な仕口の加工を簡略化しながらも補強強化する必要から種々の金物を併用している例が多い。例えば短冊金物、箱金物、中でも特に多いのがボルト、ナットを使用した羽子板金物である。
【００３】
【発明が解決しようとする課題】
建築用材料としての木材は軽くて加工も容易である。しかしながら吸水性があって木材の含水率によっては膨張収縮が生ずる。構造材としては一般的には含水率１５％以下が望ましいとされる所以であるが、種々の事情により未乾燥の木材を使用することが多々あると言われている。その場合施行後木材は自然乾燥により含水率が低くなり収縮して例えば柱とはり、けたあるいは胴差しの接合面にスキマが生じて来る。所謂木材のヤセに伴ない例えば最近数多く使用されている羽子板金物にあってはボルトとナットは緩んだ状態になり、築後間もなくそれらの補強金具はその役目を果さなくなってしまう。
多少力学的な考察を加えるなら、木構造の家屋に何らかの外力が加わった時、骨組みの結合部の許容応力が問題となる。特にはせん断応力である。木材のそれは強いとされる栗、ならでも１０ｋｇ／ｃｍ２であり、通常使用に供される檜、杉で６〜７ｋｇ／ｃｍ２しかない。スキマが生じてしまった結合部への負荷は仕口のほぞ断面のせん断強さのみで支えることになる。
既に幾つかの提案がなされている。いずれも結局は締結具と披締結部材間に可撓性のある部材を配置する構造であり、この欠点は木ヤセと共に可撓性部材のタワミが減少することにより締付け強さが弱まり締結具が緩み易くなり、そのために軸方向の外力に対して容易にタワミが生じ例えば木構造の結合部にスキマが生じてしまい前述の通り補強の意味をなさなくなることである。単に可撓性部材を介するのみでは効果は得られないのである。更には家屋の骨組みに使用される木材の長さは長く１〜２ｍｍの収縮ではおさまらない場合もあることを考慮しておく必要がある。耐震構造の更なる強化が望まれる昨今の情況からしてもより補強効果の得られる装置の開発が待たれるところである。
更に加えて述べるなら、木ヤセによる締結部の緩みの問題は一般家屋に限らない。木構造物あるいは木工製品一般に言えることであって、使用中に所謂ガタが生じてしまうことはよくあることである。これは木ヤセもあるが締結部の締結具自体の緩みであるとか締結部材間の摩耗にも起因するところである。これらの課題も併せて解決したいところである。
【００４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明は、木材に使用されるボルト、ナット等による締結部位の締結を保持する装置において、被締結部材を貫通したボルトに羅合するナット等の締結具と被締結部材の間に配設した二つのカムであって、一方のカムは締結具に他方のカムは被締結部材に当接する面を側面にそれぞれ有し、相対する側には同じ大きさのリードカム面が形成され、互にリードカム面は当接するとともに少なくとも一方は他方に対して回動自在である円筒状の二つの側面カムと、他方の側面カムに対して一方の側面カムをカム面が高くなる方向に回動付勢する回動バネ手段とを設けてなり、締結具により締付けられた被締結部材の収縮、摩擦等による寸法減少に従い締結具と被締結部材の間の距離の漸増に伴なってリードカム面を有する側面カムが回動バネ手段により回動して、常に締結具と被締結具の間を剛体で構成することにより締結部位の締結状態を保持することを特徴とする発明である。
【００５】
【発明の実施形態】
以下本発明の実施形態について図面にて説明する。
【構成】
図１は本発明の締結保持装置の斜視図である。
図２は本発明の装置を木構造物に取付けた状態の断面図である。
図３は本発明の装置を木構造住宅の骨組みである柱、はり等の羽子板金物に使用した状態の側面図である。
図４は本発明の装置を一般的な木工製品の組立部位に使用した状態の断面図である。
図１、図２に示すようにキャップ４の中心に穴５があって締結具のボルト３が貫通する。キャップ４の内径７に側面カム８の外径９が緩く嵌合し面１０がキャップの内面６に当接している。１１はリードカム面であって図では同一形状のカム面が等分に３ヶ所設けてある。切欠き穴１２は回動バネ１３の係合する部位である。もう一つの側面カム１４の外径１５も同様にキャップ４の内径７に緩く嵌合し面１６は被締結部材２２に当接している。前記側面カム８のリードカム面１１と相対してリードカム面１７が同様に３ヶ所等分に設けてある。両リードカムはリードの大きさは同じ値である。リードカム面１１、１７は３ヶ所に限定するものではない。多くても少なくてもよいが、対となるカムは等分割でありリードの大きさは同寸である必要がある。切欠き穴１８は回動バネ１３の係合する部位である。
回動バネ１３は二つの側面カム８、１４をそれぞれ相手に対してカム面が高くなる方向に付勢している。即ち面１０と面１６の間の寸法が大きくなる方向に付勢している。
主バネ１９は側面カム８の中心穴２０を貫通してキャップ４の内面６に圧接し他方は側面カム１４の底面２１に圧接している。図２では回動バネ１３は主バネ１９の外側に配置されている。
ボルト３はこれらを貫通してキャップ４から突出し締結具のナット２が羅合している。
【００６】
【作用】
図２は被締結部材２２、２３を締結具であるボルト３とナット２により締結した状態であるが、この状態での作用を説明すると、キャップ４と側面カム１４との間に配置された主バネ１９は殆ど密着状態であり従って主バネ１９に押圧されている側面カム１４は回動し得ない。側面カム８と１４のリードカム面１１と１７は深く噛合った状態であり面１０と面１６の間の寸法は最小に近い。側面カム８は主バネ１９の押圧は受けないので回動自在である。従って回動バネ１３によって図１では側面カム８は右方向に回動するように付勢されている。この状態で被締結部材２２、２３が自然乾燥によりヤセたりあるいは摩耗したりして厚さ寸法が減少し、従って主バネ１９室の寸法が増大すると、その増加に倣って回動バネ１３が側面カム８を側面カム１４に対して回動しカム面のリードによって側面カム８は軸方向に移動し面１０がキャップ４の内面６に圧接することになる。
側面カム８と１４は剛性のある鋼材等により製作されており、またリードカム面は緩やかな楔面として形成されているので、図２のボルト３の軸方向に上下どちらからの外力が加わっても強固に被締結部材を締結し続けることになる。主バネ１９は弾性体であるが側面カム８と１４が剛体であるので軸方向の外力に対して常に剛体であり続けるという特徴がある。軸方向の外力に対して僅かなスキマの発生も起こり得ない装置である。更に具体的な寸法をもって説明すると、図２に示す締結保持装置の場合、キャップ４外径は５０ｍｍ厚さ１５ｍｍとするとリードは約７〜８ｍｍの高さの設定が可能である。即ち被締結部材が７ｍｍヤセてもガタなく強固に固定保持されていることになる。
図３は木構造の住宅の骨組みである柱、はり等に採用されている羽子板金物２６に本発明装置１を使用した例である。一般的に採用されている羽子板金物２６のボルト２７ナット２８は築後時を経ずして緩んでしまうことがあるが本発明の締結保持装置１により前述の通り緩むことはない。図４は木工製品の組立部材の接合部位に見られる構造であるが使ううちによく緩んでしまう。その締結具２９に使用した例であってこれも緩むことはない。図２では一般的な木構造物として示したが例えば木造の廊下等の大引きと根太の結合部に、本発明の装置１を使用した図２のような構造を用いればいつまでもキシミ音のしない廊下を作ることが出来る。
主バネ１９の作用について説明すると、図３の木部２４に対して長尺の木部２５が収縮して接合部にスキマが生じようとする時、主バネ１９はその接合面の離間を阻止するものである。主バネ１９の強さの設定は設計上の問題であり、図１、図２ではコイルバネで示しているが複数の皿バネ、波座金の組合せ等の適当する可撓性部材であればよい。また図２の木構造の場合、木ヤセによる寸法減少もあるが木部の変形による寸法の増大も起り得るのでその防止のためである。
【００７】
【効果】
前述の通り本発明の締結保持装置は被締結部材の厚さ寸法が減少しても締結具の軸方向の外力に対して強固に被締結部材を締結し続けることが出来る。外力に対して常に剛体であり続けるという特徴がある。被締結部材の厚さ寸法の減少巾も大きく設定出来る上、僅かなスキマの発生も起り得ないものである。
要素部品の製作も量産が容易である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例である締結保持装置の斜視図である。
【図２】本発明の上記装置を一般的な木構造物に使用した例の断面図。
【図３】本発明の上記装置を木構造の骨組みである柱、はり等に採用されている羽子板金物に使用した例の断面図である。
【図４】本発明の上記装置を一般的な木工製品の接合部位に使用した例の断面図である。
【符号の説明】
１、締結保持装置  １０、面
２、ナット        １１、リードカム面      ２２、２３、被締結部材
３、ボルト        １３、回動バネ          ２６、羽子板金物
４、キャップ      １４、側面カム
６、内面          １６、面
７、内径          １７、リードカム面
８、側面カム      １９、主バネ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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