(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボルトおよびナットにより締結される被締結部材と前記ナットの締め付け面との間に装着されて、前記ボルトと前記ナットとの締結の緩みを防止する座金部材であって、
前記ボルトの軸部が挿通されるボルト挿通孔が設けられ、前記ナットの締め付け面から加えられる締め付け荷重により弾性変形する弾性変形座面部と、
前記弾性変形座面部の前記ボルト挿通孔の径方向の一方側に前記弾性変形座面部に対して前記被締結部材側に突出して設けられて前記弾性変形座面部の荷重を支持し、高さ寸法が大きく形成された第１荷重支持部と、
前記弾性変形座面部の前記ボルト挿通孔の径方向の他方側に前記弾性変形座面部に対して前記被締結部材側に突出して設けられて前記弾性変形座面部の荷重を支持し、高さ寸法が前記第１荷重支持部より小さく形成された第２荷重支持部とを有し、
前記ナットと前記ボルトとを締め付けたときに前記ナットの締め付け面に加わる弾性力が、前記第１荷重支持部側と前記第２荷重支持部側とで異なることを特徴とする座金部材。
【請求項２】
請求項１記載の座金部材において、前記弾性変形座面部と前記ナットの締め付け面との隙間が無いときには、締め付け荷重が所定の値となることを特徴とする座金部材。
【請求項３】
請求項１または２記載の座金部材において、前記ナットが前記弾性変形座面部に固定されていることを特徴とする座金部材。
【請求項４】
請求項１，２，３のいずれか一項に記載の座金部材において、前記弾性変形座面部と前記被締結部材との間にパッキン部材が設けられていることを特徴とする座金部材。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はナットとボルトの締結の緩みを防止する座金部材に関する。
【０００２】
【従来の技術】
木造建築物における柱部材や梁部材等を相互に連結するために、ボルトやナットが多く用いられている。木造建築では、このような柱部材や梁部材等の被締結部材は木材であるため、季節や経年変化により膨張、収縮を繰り返してその寸法が変化することになる。そのため、たとえば木材が収縮した場合には、ナットと被締結部材との間に生じていた軸方向荷重が低下して、ナットとボルトとの締結が緩むことになる。
【０００３】
これに対処するために、ボルトやナットと柱部材等の被締結部材との間に角座金に溶接固定されたスプリングワッシャを装着するようにしている。そして、このスプリングワッシャが軸方向に弾性変形することにより木材の膨張、収縮による寸法の変化を吸収し、また、ボルトやナットに軸方向の弾性力を負荷することにより振動や衝撃などによるボルトやナットの結合部の摩擦力の低下を抑制して、締結の緩みを防止するようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このようなスプリングワッシャによる緩み止めはナットとボルトとの間における軸方向荷重のみで効果を生じるものであるため、木材が収縮することによりスプリングワッシャの弾性力が減少したときには、緩み防止効果が低下して締結の緩みを完全に防止することは困難であった。
【０００５】
本発明の目的は、ボルトとナットとの締結の緩みを防止することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の座金部材は、ボルトおよびナットにより締結される被締結部材と前記ナットの締め付け面との間に装着されて、前記ボルトと前記ナットとの締結の緩みを防止する座金部材であって、前記ボルトの軸部が挿通されるボルト挿通孔が設けられ、前記ナットの締め付け面から加えられる締め付け荷重により弾性変形する弾性変形座面部と、前記弾性変形座面部の前記ボルト挿通孔の径方向の一方側に前記弾性変形座面部に対して前記被締結部材側に突出して設けられて前記弾性変形座面部の荷重を支持し、高さ寸法が大きく形成された第１荷重支持部と、前記弾性変形座面部の前記ボルト挿通孔の径方向の他方側に前記弾性変形座面部に対して前記被締結部材側に突出して設けられて前記弾性変形座面部の荷重を支持し、高さ寸法が前記第１荷重支持部より小さく形成された第２荷重支持部とを有し、前記ナットと前記ボルトとを締め付けたときに前記ナットの締め付け面に加わる弾性力が、前記第１荷重支持部側と前記第２荷重支持部側とで異なることを特徴とする。
【０００７】
本発明の座金部材は、前記弾性変形座面部と前記ナットの締め付け面との隙間が無いときには、締め付け荷重が所定の値となることを特徴とする。
【０００８】
本発明の座金部材は、前記ナットが前記弾性変形座面部に固定されていることを特徴とする。
【０００９】
本発明の座金部材は、前記弾性変形座面部と前記被締結部材との間にパッキン部材が設けられていることを特徴とする。
【００１０】
本発明にあっては、弾性変形座面部にそれぞれ高さ寸法の異なる荷重支持部を設けて、ボルトとナットとを締め付けたときに弾性変形座面部が弾性変形することによりナットの締め付け面に加わる弾性力を第１荷重支持部側と第２荷重支持部側とで異なるようにしたので、ボルトとナットとの噛み合い部分の隙間が減少してボルトとナットとの締結の緩みを防止することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１２】
図１は本発明の一実施の形態である座金部材を示す斜視図であり、この座金部材１は略長方形状に形成された弾性変形座面部２を有している。弾性変形座面部２は、ばね鋼鋼板で形成されており、折り曲げ方向の荷重に対して弾性変形自在となっている。また、この弾性変形座面部２の略中心部にはボルト挿通孔３が設けられている。
【００１３】
弾性変形座面部２のボルト挿通孔３の径方向の一方側つまり図中左側となる長手方向の一端には弾性変形座面部２と一体にばね鋼鋼板で形成された第１荷重支持部４が設けられており、また、弾性変形座面部２のボルト挿通孔３の径方向の他方側つまり図中右側となる長手方向の他端には弾性変形座面部２と一体にばね鋼鋼板で形成された第２荷重支持部５が設けられている。これらの荷重支持部４，５はそれぞれ断面Ｌ字形状に形成されており、弾性変形座面部２と被締結部材との間に位置して弾性変形座面部２に負荷される締め付け荷重を支持するようになっている。なお、本実施の形態においては、この座金部材１はばね鋼鋼板により形成されているが、これに限らず、ステンレスなど他の材質にて形成するようにしてもよい。
【００１４】
また、第１荷重支持部４の弾性変形座面部２と垂直方向となる高さ寸法Ｈは、第２荷重支持部５の弾性変形座面部２の高さ寸法ｈより大きく形成されており、これらの荷重支持部４，５により、弾性変形座面部２は水平面に対して傾斜するようになっている。なお、本実施の形態においては、木造建築において通常用いられる１２ｍｍのボルトとナットとを約４５０ｋｇｆ・ｃｍの締め付け荷重で締め付ける場合を想定して、座金部材１の板厚を約２．０ｍｍとし、弾性変形座面部２の傾斜角が約２度になるように設定されている。
【００１５】
図２は、図１に示す座金部材の使用過程（締め付け前）を示す断面図であり、図３は図１に示す座金部材の使用過程（締め付けた状態）を示す断面図である。
【００１６】
このように構成された座金部材１を木造建築物における被締結部材としての柱部材６と梁部材７とを締結するボルト８とナット９の緩み止めに使用する場合には、この座金部材１をナット９と柱部材６との間に装着し、両方の荷重支持部４，５を柱部材６に接した状態として、柱部材６、梁部材７のそれぞれに形成された貫通孔６ａ，７ａに挿通されたボルト８の軸部８ａを弾性変形座面部２のボルト貫通孔３に挿通させ、ボルト８にナット９を係合させて締め付けることになる。
【００１７】
図２に示すように、荷重支持部４，５の高さ寸法Ｈ，ｈが異なるため、ボルト８とナット９とを締め付ける前の弾性変形座面部２は、柱部材６に対して図中右下がりに約２度傾斜した状態となっている。そのため、ナット９の締め付け面９ａと弾性変形座面部２との間には、図２中に示すようにその一方側つまり図中右側に隙間Ｌが生じた状態となっている。
【００１８】
この状態からボルト８とナット９とを締め付けると、弾性変形座面部２はナット９の締め付け面９ａから締め付け荷重を負荷されることになる。このとき、弾性変形座面部２はその両端部においてそれぞれの荷重支持部４，５に支持されていることから、この締め付け荷重により、図３に示すように、第１荷重支持部４側において大きく、ナット９の締め付け面９ａと弾性変形座面部２との間の隙間Ｌを減少させるように弾性変形することになる。また、座金本体１の板厚や幅、長さ等の寸法は、ボルト８とナット９とを隙間Ｌが０となるまで締め付けたときに、このボルト８とナット９との締め付け荷重が所定の値である４５０ｋｇｆ・ｃｍとなるように設定されている。したがって、作業者が目視でこの隙間Ｌが０であることを確認することにより、ボルト８とナット９との締め付け荷重が所定の値となったことを確認できるため、トルクレンチ等を用いることなく締め付け荷重不足によって締結の緩みが発生することを防止することができる。
【００１９】
締め付けが完了し、所定の締め付け荷重を負荷するナット９の締め付け面９ａには弾性変形座面部２からの弾性力が加えられることになるが、この弾性力はナット９の締め付け面９ａの第１荷重支持部４側の方が第２荷重支持部５側より大きくなる。これは、第１荷重支持部４の高さ寸法Ｈが第２荷重支持部５の高さ寸法ｈより大きいため、弾性変形座面部２の弾性変形量が第２荷重支持部５側より第１荷重支持部４側で大きくなるためである。このように弾性変形座面部２の弾性力が第１荷重支持部４側の方が第２荷重支持部５側より大きくなることにより、ナット９はボルト８に対して傾斜姿勢に強制されることになる。
【００２０】
このように、弾性変形座面部２の両端部にそれぞれ高さ寸法Ｈ，ｈの異なる荷重支持部４，５を設けて、ボルト８とナット９とを締め付けたときにナット９の締め付け面９ａに加わる弾性力を第１荷重支持部４側と第２荷重支持部５側とで異なるようにしたので、ナット９がボルト８に対して傾斜姿勢に強制されてボルト８とナット９との噛み合い部分の隙間が減少し、ボルト８とナット９との締結の緩みを防止することができる。
【００２１】
また、柱部材６や梁部材７は季節や経年変化によりその寸法が変化することになるが、弾性変形座面部２が弾性変形することによりその寸法変化を吸収することができるので、ボルト８とナット９との締結の緩みを防止することができる。
【００２２】
さらに、柱部材６や梁部材７が収縮して座金部材１の弾性変形量が減少すると、ボルト８とナット９とに加わる弾性力が減少することになるが、その際にも、ナット９はボルト８に対して傾斜姿勢に強制されているので、ボルト８とナット９との締結の緩みを防止することができる。
【００２３】
図４は図１に示す座金部材の変形例を示す斜視図であり、図５は図４に示す座金部材の使用過程（締め付けた状態）を示す断面図である。図４、図５においては前述した部材に対応する部材には同一の符号が付されている。
【００２４】
この座金部材１１の弾性変形座面部１２にはナット９が溶接固定されている。また、第１荷重支持部１４は弾性変形座面部１２の一部を切り欠き、その部分を折り曲げることにより形成されており、第２荷重支持部１５はそのまま柱部材６に接することになる弾性変形座面部２の一端部となっている。
【００２５】
この座金部材１１を、図１に示す場合と同様にボルト８と締結すると、図５に示すように、弾性変形座面部１２の弾性変形量は第２荷重支持部１５側より第１荷重支持部１４側で大きくなり、ナット９の締め付け面９ａに加わる弾性力は第２荷重支持部１５側より第１荷重支持部１４側の方が大きくなる。したがって、図１に示す場合と同様に、ナット９は弾性変形座面部１２とともにボルト８に対して傾斜姿勢に強制されることになり、ボルト８とナット９との噛み合い部分の隙間が減少してボルト８とナット９との締結の緩みを防止することができる。
【００２６】
また、ナット９を座金部材１１の弾性変形座面部１２に固定したことにより、座金部材１１とナット９とが一体となるので、締結作業時の手間が省略されて作業能率を向上することができる。
【００２７】
図６は図１に示す座金部材の変形例を示す斜視図である。また、図７は図６に示す座金部材の使用過程（締め付け前）を示す断面図であり、図８は図６に示す座金部材の使用過程（締め付けた状態）を示す断面図である。
【００２８】
図６、図７に示すように、この座金部材２１における弾性変形座面部２２は略円形に形成されており、その略中央部にはボルト挿通孔２３が設けられている。また、弾性変形座面部２２の外周には円筒状に形成された荷重支持体２４が一体に設けられている。図７から解るようにこの荷重支持体２４は、ボルト挿通孔２３の径方向の一方側つまり図中左側においてその幅寸法Ｔが大きく形成された第１荷重支持部２５と、ボルト挿通穴２３の径方向の他方側つまり図中右側においてその幅寸法ｔが小さく形成された第２荷重支持部２６とを有している。
【００２９】
また、この荷重支持体２４内にゴムで形成されたゴムパッキン２７が嵌め込むことにより、この座金部材２１のシール性を向上することもできる。その際には、ボルト８とナット９の締め付け前では、この座金部材２１はこのゴムパッキン２７のおいて柱部材６と接することになる。
【００３０】
図６に示す状態からボルト８とナット９とを締め付けると、ゴムパッキン２７が変形して荷重支持体２４の第１荷重支持部２５側が柱部材６と接して、弾性変形座面部２２の第１荷重支持部２５側が大きく弾性変形することになる。そして、その弾性変形による弾性力は、ナット９の締め付け面９ａの第２荷重支持部２６側より第１荷重支持部２５側の方が大きくなる。したがって、図１に示す場合と同様に、ナット９はボルト８に対して傾斜姿勢に強制されて、ボルト８とナット９との噛み合い部分の隙間が減少してボルト８とナット９との締結の緩みを防止することができる。また、荷重支持体２４内に嵌めこまれたゴムパッキン２７によりこの座金部材２１によるシール性を向上することができる。
【００３１】
本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。たとえば、前記実施の形態においては、この座金部材は木造建築物における木材で形成された柱部材６や梁部材７に対して用いられているが、これに限らず、軽量鉄骨を用いた建築物など、金属製の部材等の締結の際に用いるようにしてもよい。
【００３２】
【発明の効果】
本発明によれば、弾性変形座面部にそれぞれ高さ寸法の異なる荷重支持部を設けて、ボルトとナットとを締め付けたときに弾性変形座面部が弾性変形することによりナットの締め付け面に加わる弾性力を第１荷重支持部側と第２荷重支持部側とで異なるようにしたので、ボルトとナットとの噛み合い部分の隙間が減少してボルトとナットとの締結の緩みを防止することができる。
【００３３】
また、弾性変形座面部が弾性変形することにより、柱部材や梁部材の季節や経年変化による寸法の変化を吸収することができるので、ボルトとナットとの締結の緩みを防止することができる。
【００３４】
さらに、ナットと弾性変形座面部との間の隙間が０であることを確認することにより、ボルトとナットとの締め付け荷重が所定の値となったことを確認できるため、トルクレンチ等を用いることなく締め付け荷重不足によって締結の緩みが発生することを防止することができる。
【００３５】
さらに、ナットを弾性変形座面部に固定したことにより、座金部材とナットとが一体となるので、締結作業時の手間が省略されて作業能率を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態である座金部材を示す斜視図である。
【図２】図１に示す座金部材の使用過程（締め付け前）を示す断面図である。
【図３】図１に示す座金部材の使用過程（締め付けた状態）を示す断面図である。
【図４】図１に示す座金部材の変形例を示す斜視図である。
【図５】図４に示す座金部材の使用過程（締め付けた状態）を示す断面図である。
【図６】図１に示す座金部材の変形例を示す斜視図である。
【図７】図６に示す座金部材の使用過程（締め付け前）を示す断面図である。
【図８】図６に示す座金部材の使用過程（締め付けた状態）を示す断面図である。
【符号の説明】
１  座金部材
２  弾性変形座面部
３  ボルト挿通孔
４  第１荷重支持部
５  第２荷重支持部
６  柱部材
７  梁部材
６ａ，７ａ  貫通孔
８  ボルト
８ａ  軸部
９  ナット
９ａ  締め付け面
１１  座金部材
１２  弾性変形座面部
１４  第１荷重支持部
１５  第２荷重支持部
２１  座金部材
２２  弾性変形座面部
２３  ボルト挿通孔
２４  荷重支持体
２５  第１荷重支持部
２６  第２荷重支持部
２７  ゴムパッキン
Ｈ，ｈ  高さ寸法
Ｌ  隙間
【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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