JP3212887B2 - 建築用ブラインドボルト - Google Patents
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Description
構造物の一方から挿入したボルトを、一方からナット締
めして建築構造物を緊締することができる建築用ブライ
ンドボルトに関する。
1にその一例を示すように、水平方向に配設したH型鋼
1の上側のフランジ1aに貫通孔2を設け、H型鋼1に
載置される床板材3に、貫通孔2に重なる貫通孔4を設
け、この貫通孔2,4に挿通した頭付きボルト5をナッ
ト6で締め付ける作業を行う。この作業では、H型鋼1
の下側から頭付きボルト5を挿通する作業者と、床板材
3からナット6を締め付ける作業者が必要である。
業者が必要であるために人件費が高くなる問題と、作業
者が相互に相手が見えない状態で共同作業を行うので不
便であり、作業が非能率になる問題がある。又、H型鋼
1の下側が作業者が入れない狭隘な空間である場合に
は、このような作業は不可能である。かかる理由から、
建築構造物の一方からボルトを挿通する作業と、ナット
締めの作業を行うことができるブラインドボルトがあ
る。
す一部破断正面図であり、筒状に形成され上端に六角頭
7aが設けられ、内面の下端部に雌ねじ8が設けられる
スリーブ7と、スリーブ7に挿入され雌ねじ8に螺合す
るボルト9により構成される。スリーブ7の中間部には
複数のスリット10が設けられ、スリット10の中央部
には、スリーブ7の中間部を屈曲し易くする幅広部分1
0aが設けられる。
通孔4及び2に挿入して建築構造物を緊締するのは、建
築構造物の一方(図12では上方)よりスリーブ7を貫
通孔4及び2に挿入し、スリーブ7内に挿入したボルト
9を雌ねじ8にねじ込んでいくと、圧縮荷重を受けたス
リーブ7が幅広部分10aの近傍から「く」の字形状に
屈曲し、スリーブ7が貫通孔4,2よりも拡大するの
で、ブラインドボルトBにより建築構造物1a,3が緊
締される。
Bは、スリーブ7の幅広部分10aの近傍のみが極端に
塑性変形するので、強度的なウイークポイントとなり、
ブラインドボルトBを上方に引張する大きな外力が作用
した場合には、このウイークポイントに破断が生じて破
断部の上方のスリーブ7の拡がりが、貫通孔2に沿って
縮小しながら抜けるので耐引張強度が不足する問題があ
った。かかる理由から、もっと耐引張強度に優れた信頼
性の高いブラインドボルトが望まれていた。本発明は、
かかる課題を解決することを目的としたものであり、も
っと耐引張強度に優れた信頼性の高いブラインドボルト
を提供するものである。
に、本発明は、雄ねじの一端に鍔部を設け、該鍔部に上
記雄ねじにつながる傾斜面を形成したボルトと、筒状に
形成され、円周方向の複数箇所に一端面に開口するスリ
ットにより形成される可撓片が設けられ、該可撓片が上
記傾斜面に押圧されて拡大するときに上記建築構造物の
貫通孔を拡大方向に塑性変形させる耐圧強度を有するス
ペーサと、上記雄ねじに螺合するナットとにより構成さ
れ、重ね合わせられたSS材よりなる建築構造物の貫通
孔に挿入され、該建築構造物を緊結する建築用ブライン
ドボルトにおいて、上記鍔部の外周面に、上記建築構造
物の貫通孔の内面と上記鍔部に挟圧された上記スペーサ
に生じた塑性変形部分が係入する環状凹部を周設したこ
とを特徴とするものである。
になだらかに接続する大きな曲率半径をもった曲面にな
す断面形状に成形される。また、上記鍔部の先端に上記
鍔部よりも小径の挿入案内用突起を設けた。また、上記
スペーサの他端側の外径を上記貫通孔の内径にほぼ等し
い寸法とし、上記一端面に向かって僅かに小径となるテ
ーパ面に形成した。しかも、上記ボルトの他端に、共回
り防止用の工具に係合する係合部を設けた。
ンドボルトB1 を図面を参照しながら説明する。ブライ
ンドボルトB1 は、図2に示すように、ボルト11とス
ペーサ12と平座金付きナット13とにより構成され
る。ボルト11は、クロムモリブデンを含む合金鋼が使
用され、耐腐食性を保持するために表面に亜鉛めっきが
施される。
他端には断面形状が四角形の軸形状に形成された係合部
15が設けられ、鍔部14と係合部15の間の外周面に
は雄ねじ16が設けられる。本実施例では 係合部15
の断面形状を四角形としたが、四角形以外の非円形形状
であってもよい。
通可能な直径を有し、鍔部14には、外周面の端部から
雄ねじ16につながる傾斜面17が設けられ、鍔部14
の外周面に環状凹部18が設けられる。環状凹部18の
断面形状は、鍔部14の外周面になだらかに接続する大
きな曲率半径をもった曲面に形成される。この環状凹部
18は、後述するように、ブラインドボルトB1 の耐引
張強度を増加させる大きな効果を生じるものである。係
合部15は、平座金付きナット13を締めるときにボル
ト11が共回りしないように把持するために設けられた
ものである。
性変形させるに必要な耐圧強度を保持するためにステン
レス鋼より構成された筒状体であり、建築構造物の貫通
孔2,4に挿通可能な外径と、内部にボルト11が挿通
可能な内径を有し、円周方向の複数箇所(本実施例では
4箇所)に、一端面(図2において下端面)に開口する
スリット19が設けられ、相隣るスリット19の間に形
成されるスペーサ12には可撓片20に形成される。平
座金付きナット13にはボルト11に螺合する雌ねじが
設けられる。
1実施例のブラインドボルトB1 の作用を図1,図3
(A)〜(D)及び図4に基づいて説明する。ボルト1
1をスペーサ12に挿入した後に、ボルト11に平座金
付きナット13を螺合する。このとき、スペーサ12の
可撓片20はボルト11の傾斜面17に接触する(図3
(A)及び図1参照)。
に挿入し(図3(B)参照)、係合部15を把持して回
転防止しながら、平座金付きナット13を締め付ける
と、可撓片20の先端が傾斜面17を滑り接触しながら
拡大する(図3(C)参照)。平座金付きナット13を
更に締め付けていくと、屈曲した可撓片20が建築構造
物と傾斜面17によって挟圧され(図3(D)参照)、
建築構造物がブラインドボルトB1 に緊締される。
面17が形成されていないとすると、建築構造物と鍔部
14により可撓片20に大きな剪断力が作用し、可撓片
20が切断され易くなるが、図6(B)に示すように、
可撓片20が建築構造物とテーパー形状部17に挟圧さ
れた場合には、剪断力が小さくなると共に、可撓片20
に圧縮力と曲げモーメントが作用し、可撓片20が切断
されないで、傾斜面17に沿って屈曲する。
の締め付け力よりも大きな力で締め付けていくと、建築
構造物の貫通孔4,2と可撓片20との接触圧が高まる
と共に、接触面に滑りを生じる。建築構造物の材質はS
S材であるので貫通孔2(特に孔2の下部)が塑性変形
により図6(C)に示す鎖線位置から実線位置まで拡大
すると共に、ステンレス鋼の可撓片20も塑性変形によ
り肉厚が少し薄くなる(図6(C)参照)。
面側(下側)から見た斜視図であり、板材Sの下面で
は、鎖線のように円形であった貫通孔2が実線で示す貫
通孔2′に拡大しているが、板材Sの上面では、実線で
示す貫通孔2′がもとの円形の貫通孔2に近い形になっ
ている。貫通孔2′の形状は、4つの可撓片20の押圧
力により塑性変形を伴って拡大された形状である。
ても平坦であるが、板材Sの下面では貫通孔2′の周辺
が盛り上がっている。この盛り上がりは、貫通孔2の塑
性変形によるものと推察する。
には、可撓片20の塑性変形により、環状凹部18に係
入する膨出部20aが形成される(図6(D)参照)。
この膨出部20aによりスペーサ12がボルト11に確
実にかつ強固に係止されるので、座金付き平座金付きナ
ット13の締め付け量だけボルト11が上昇しても、ス
ペーサ12もボルト11と一体となって上昇する。従っ
て、ブラインドボルトB1 を必要以上の力で締め付けて
も、スペーサ12が脱落することはない。
B1 の寸法と、試験結果を第1表に示す(第1表の寸法
欄に示す符号については、図1に示す符号を参照)。第
1表に示すように、寸法の小さいブラインドボルトB1
であるにもかかわらず、実際に必要とされる機械的強度
を大きく越えた極めて大きな機械的強度に耐える信頼性
の高いブラインドボルトであることが確認された。
トB1 のスペーサ12の断面形状と各部の硬度(ロック
ウエル硬度Cスケール)を示す図面であり、スペーサ1
2の向きは、下側面が平座金付きナット13との当接
面、右側が内面、左側が外面である。耐引張力試験前の
スペーサ12の寸法は、外径が10mm,内径が8mm,長
さが20mm,スリット19の幅aが0.5 mm,スリット1
9の長さbが16mmである。
め、膨出部20aに近いP1 点及びP2 点における外径
が12.18mm及び11.98mmになった。可撓片20の肉
厚は、膨出部20aの両側で薄くなっている。又、建築
構造物と鍔部14に挟圧される領域が、加工硬化により
硬度が上昇していることが判る。
ドボルトB2 の正面図であり、鍔部14の下端にドリル
21を設けたものであるが、その他の構成はブラインド
ボルトB1 と同じである。このブラインドボルトB2 で
は、貫通孔2,4を加工した後に引き続いて建築構造物
の緊締作業を行うことができる。
ドボルトB3 の正面図であり、図10はブラインドボル
トB3 の構成部品であるボルト22の正面図である。ブ
ラインドボルトB3 は ボルト22とスペーサ23とナ
ット13とにより構成され、ボルト22には、第1実施
例と同様に、鍔部14及び傾斜面17が設けられる。
4よりも小径の挿入案内用突起24を設け、挿入案内用
突起24と鍔部14とを案内用傾斜面25でつないだの
で、貫通孔2と4との軸心がずれている場合でも鍔部1
4を貫通孔2,4に挿入することができる。又、鍔部1
4の外周面に環状凹部18を設けてないこと、及び、非
円形の軸形状の係合部15に代えてスクリュウドライバ
の先端が挿入される溝と同形状の係合部26を設けたこ
とが相違する。環状凹部18を設けなかった理由は、環
状凹部18を設けなくてもブラインドボルトの耐引き抜
き強度が充分であることによる。非円形の軸形状の係合
部15を溝形状の係合部26としたのは、ボルトを締め
付ける特殊インパクトレンチの型式の相違によるもので
ある。
2と同様に、筒状に形成され、一端面に開口する複数の
スリット19′により可撓片20′が形成されている
が、スペーサ12の他端(図9において右端)の外径を
貫通孔2,4の内径にほぼ等しい寸法とし、一端面に向
かって僅かに小径となるテーパ面23aに形成した。テ
ーパ面23aは、貫通孔2と4との軸心がずれている場
合でも、スペーサ23を貫通孔2,4に挿通し易くする
と共に、スペーサ23の挿通により貫通孔2,4の軸心
不一致を自動調心する。
されるため、内径寸法のばらつきが少なく、スペーサ1
2の他端の外径を貫通孔2,4の内径にほぼ等しい寸法
としたので、ナット13の締め付けによりスペーサ12
の他端が貫通孔4に密接してがたが吸収されると共に、
可撓片20′が鍔部14に内面を押されて拡大するので
スペーサ12が貫通孔2,4に密接して自動的に調心さ
れる。
おいても、第2及び第3実施例と同様に、ナット13を
締め付けると傾斜面17が可撓片20′の内面を押圧
し、拡大した可撓片20′が貫通孔2を塑性変形により
拡大し、可撓片20′がブラインドボルトB3 の引き抜
きを阻止する楔効果の役目を果たすので、孔2を事前に
テーパ孔に加工しておく面倒な作業が不要である。
で、以下に記載されるような効果を奏する。 (1) 本発明のブラインドボルトは、雄ねじの一端に設け
た鍔部の外周面に、SS材よりなる建築構造物の貫通孔
の内面と鍔部に挟圧されたスペーサに生じた塑性変形部
分が係入する環状凹部を周設したので、建築構造物と鍔
部との挟圧されるスペーサに生じた塑性変形部分が加工
硬化して鍔部の外周に設けた環状凹部に係入し、耐引張
強度が大きくなり、機械的強度は増大する。 そして、建
築構造物の一方から行う作業で建築構造物を締結するこ
とができるので、従来困難を伴っていた締め付け作業が
容易になった。 (2) また、スペーサの可撓片は、ナットの締め付けによ
り建築構造物の貫通孔を拡大する強度を有するので、貫
通孔の拡大した部分に圧接して楔効果を果たす効果があ
り、建築構造物の孔を事前にテーパ加工する面倒な作業
は一切不要であり、工事全体の作業が極めて簡単にな
る。 (3) スペーサの他端の外径を貫通孔の内径にほぼ等しい
寸法とし、一端面に向かって僅かに小径となるテーパ面
を形成した場合には、2つの貫通孔の心がずれていても
ブラインドボルトを挿通することができ、2つの貫通孔
の心ずれが修正されると共に、ブラインドボルトが貫通
孔に自動調心される。 (4) 本発明のブラインドボルトは、ボルトの回転を防止
しながらナットを締める特殊インパクトレンチを使用す
ると、作業が容易になり作業能率が向上する。 (5) 本発明のブラインドボルトは小型にすることがで
き、且つ、構造が簡単なので、安価に提供できる。
ドボルトの縦断面図である。
図である。
建築構造物の緊締操作を説明する縦断面図である。
を説明する縦断面図である。
正面図である。
ーサの作用の説明図である。
変化を説明する図面である。
図である。
正面図である。
ボルトの正面図である。
図である。
る。
緊締状態を説明する正面図である。
Claims (5)
- 【請求項1】 雄ねじの一端に鍔部を設け、該鍔部に上
記雄ねじにつながる傾斜面を形成したボルトと、筒状に
形成され、円周方向の複数箇所に一端面に開口するスリ
ットにより形成される可撓片が設けられ、該可撓片が上
記傾斜面に押圧されて拡大するときに上記建築構造物の
貫通孔を拡大方向に塑性変形させる耐圧強度を有するス
ペーサと、上記雄ねじに螺合するナットとにより構成さ
れ、重ね合わせられたSS材よりなる建築構造物の貫通
孔に挿入され、該建築構造物を緊結する建築用ブライン
ドボルトにおいて、上記鍔部の外周面に、上記建築構造
物の貫通孔の内面と上記鍔部に挟圧された上記スペーサ
に生じた塑性変形部分が係入する環状凹部を周設したこ
とを特徴とする建築用ブラインドボルト。 - 【請求項2】 環状凹部は、鍔部の外周面になだらかに
接続する大きな曲率半径をもった曲面になす断面形状に
成形されることを特徴とする請求項1に記載の建築用ブ
ラインドボルト。 - 【請求項3】 上記鍔部の先端に上記鍔部よりも小径の
挿入案内用突起を設けたことを特徴とする請求項1又は
請求項2の何れかに記載の建築用ブラインドボルト。 - 【請求項4】 上記スペーサの他端側の外径を上記貫通
孔の内径にほぼ等しい寸法とし、上記一端面に向かって
僅かに小径となるテーパ面に形成したことを特徴とする
請求項1、請求項2、又は3記載の建築用ブラインドボ
ルト。 - 【請求項5】 上記ボルトの他端に、共回り防止用の工
具に係合する係合部を設けたことを特徴とする請求項
1,請求項2,請求項3又は請求項4記載の建築用ブラ
インドボルト。
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