JP6038833B2 - 締結構造体及び締結方法 - Google Patents
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Description
詳述すると、前記タッピングネジの径以下の厚みの前記主部材の所定箇所に形成された非貫通穴に対して、前記副部材を貫通したタッピングネジを、前記タッピングネジの径に対して1/3以上の深さで螺入することで、下穴が主部材を貫通することに起因する主部材の強度低下が生じることなく、構造的に一体化すると評価できる締結構造体を実現することができる。
この発明により、主部材の底面から下向きに突出するように、タッピングネジを螺入するだけで締結構造体を構成できるため、例えば、供用中の高架道路の下面において、補強版を取り付けて補強する場合であっても、底面側からの施工のみで補強構造を構成できるため、通行止め等の交通規制や舗装面を除去する必要がなく、低コストかつ効率的に施工することができる。
本実施形態のタッピング締結構造体1について、図1及び図5とともに説明する。
なお、図1はタップネジ10を用いたタッピング締結構造体1の断面図を示し、図2はタッピング締結構造体1の分解斜視図を示し、図3はタッピング締結構造体1の施工順序についての説明図を示している。
また、図4はタッピング締結構造体1に対する疲労試験についての説明図を示し、図5は、複数本のタップネジ10を配置したタッピング締結構造体1についての説明図を示している。
タッピング締結構造体1を構成するタップネジ10は、ネジ頭部11と、ネジ軸部20と、ネジ軸部20の外周に形成したタップネジ部21とで構成している。
なお、下穴3は、主部材2の厚みに比べて3/4程度の深さで形成した非貫通の穴であり、例えば、12mm厚の主部材2の場合、下穴3は9mmの深さで形成し、3mmの厚みが残るように下穴3を形成している。詳しくは、下穴3が貫通することによる主部材2の強度低下を考慮して、下穴3は非貫通とし、さらには、螺合状態において主部材2の強度低下に影響しないように所定の厚みを残して下穴3を形成している。
なお、上述の説明では、ワッシャ40とタップネジ10とを別体で構成しているが、ワッシャ40をタップネジ10と一体化していてもよい。
図4(a)に示すように、タップネジ10を螺合した試験体に対して、所定の負荷を繰り返し作用させる引張疲労試験を実施した。試験体は12mm厚のSM490YBである主部材の中央部分にφ11.5mmの未貫通の下穴を設け、9mm厚のSS400である副部材に設けた同径の貫通孔を介してφ12mmのタップネジを主部材及び副部材にトルクレンチ等を用いて締め込み、下穴とタップネジとが嵌合するようにしている。引張疲労試験における繰り返し数の上限は1,000万回とし、周波数は5Hzとした。
このことから、未貫通の下穴3にタップネジ10を螺入した主部材2は、十分な強度を有しており、主部材2及び副部材4をタップネジ10で締結したタッピング締結構造体1は、強固に締結されているため、構造的に一体化されていると評価できることを確認できた。
図6はタッピングボルト110を用いたタッピング締結構造体100の断面図を示し、図7はタッピング締結構造体100の分解斜視図を示し、図8はタッピング締結構造体100の施工順序についての説明図を示している。なお、前述の実施例と共通するものについては、説明を省略する。
タッピング締結構造体100を構成するタッピングボルト110は、ボルト軸部120と、主部材2にボルト軸部120を植設するために、ボルト軸部120の端部に形成したタッピングネジ部130とで構成している。
固定ナット150は、ボルト軸部120のネジ部121と螺合するナットである。
この発明の締結構造体は、タッピング締結構造体1,100に対応し、
以下同様に、
非貫通穴は、下穴3に対応し、
タッピングネジは、タップネジ10,タッピングボルト110に対応し、
設定荷重は、設計荷重に対応するも
この発明は、上述の実施形態の構成のみに限定されるものではなく、多くの実施の形態を得ることができる。
2…主部材
3…下穴
4…副部材
10…タップネジ
110…タッピングボルト
Claims (3)
- 平板状の主部材に対して、副部材を固定するとともに、前記主部材と前記副部材とを一体化する締結構造体であって、
前記主部材の所定箇所に形成した非貫通穴に対して、前記副部材を貫通したタッピングネジを螺入して接合され、
前記主部材が前記タッピングネジの径以下の厚みで形成され、
前記非貫通穴に対する前記タッピングネジの螺入量に応じた螺合強度に対して、一体化した前記主部材及び前記副部材に対して作用する設定荷重が作用した際に、前記タッピングネジが破断するように前記タッピングネジが配置され、
前記タッピングネジの径に対して1/3以上の深さで前記非貫通穴に前記タッピングネジが螺入された
締結構造体。 - 前記主部材の底面に前記非貫通穴を設けるとともに、
前記タッピングネジを、前記非貫通穴に対して上向きに螺入した
請求項1に記載の締結構造体。 - 平板状の主部材に対して、タッピングネジによって副部材を固定するとともに、前記主部材と前記副部材とを一体化する締結方法であって、
前記主部材を前記タッピングネジの径以下の厚みで形成するとともに、
前記主部材の所定箇所に形成した非貫通穴に対して、前記副部材を貫通した前記タッピングネジを、前記タッピングネジの径に対して1/3以上の深さで螺入して接合し、
前記非貫通穴に対する前記タッピングネジの螺入量に応じた螺合強度に対して、一体化した前記主部材及び前記副部材に対して作用する設定荷重が作用した際に、前記タッピングネジが破断するように前記タッピングネジを配置する
締結方法。
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