JPH0587110A - 接合具 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 接合具の締め付け力の全てが接合対象部材９
の締め付けに作用するようにする。 【構成】 一端に楔状頭部１４ａを備えたボルト１４に
螺合するナット１５に、ボルト１４に外嵌して一端側を
ナット１５に支持させた状態でのそのナット１５の螺進
に伴う楔状頭部１４ａの進入により拡径可能な拡開部１
２を有するスリーブ１１を支持させるための支持具１６
を設け、その支持具１６の少なくとも一部に、楔状頭部
１４ａを介しての拡開部１２拡径用の軸方向力よりも大
なる圧縮力を受けて破壊することによって支持力を失う
破壊部１９を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、鋼構造物等における形
鋼部材の継手部で、接合する形鋼部材どうし或いはそれ
らの側面に当てた添え板と形鋼部材（接合対象とする形
鋼部材及び添え板を合わせて接合対象部材と称する）を
連結接合するのに使用する接合具に関し、詳しくは、一
端に楔状頭部を備えたボルトと、このボルトに螺合する
ナットと、前記ボルトに外嵌して一端側を前記ナットに
支持させた状態でのそのナットの螺進に伴う前記楔状頭
部の進入により拡径可能な拡開部を有するスリーブとか
らなり、例えば鋼管どうしを継ぐ場合のように裏側に手
が入らないような継手部において表側からの操作で前記
接合対象部材どうしを連結することができる接合具に関
する。

【０００２】

【従来の技術】この種の接合具を用いた形鋼部材継手部
での接合対象部材の締め付け手順は、重ねた接合対象部
材のボルト穴に、ボルトの楔状頭部が挿入方向前端にな
る向きにした接合具を、楔状頭部が接合対象部材を貫通
してボルト穴を抜ける深さまで挿入した後、ナットを締
め付けることで行う。即ち、上述のように接合具を挿入
した後、ボルトの共回りを防止しつつナットを締め込む
と、ボルトは挿入方向とは逆方向の手前側に動き、それ
に連れてボルトの楔状頭部がスリーブの挿入方向前端に
設けた拡開可能な拡開部に当接してスリーブも手前側に
移動する。スリーブの挿入方向後端部が座金を介して前
記ナットに当接すると、そのナットに支持されることで
動きを拘束され、その後のナットの締め付けによるボル
ト楔状頭部の進入に伴ってスリーブの拡開部が拡径す
る。拡径されたスリーブの拡開部は前記接合対象部材の
ボルト穴周端部に当接し、その後のナットの締め付けに
よって作用するボルトの締め付け力は拡開部を介して接
合対象部材に伝えられることとなる。このように、接合
対象部材は、ボルト穴の一端に座金を介して当接するナ
ットと、他端にスリーブ拡開部を介して当接するボルト
の楔状頭部とによる締め付けで生じる圧縮力を受け、接
合対象部材間に生じる摩擦抵抗で応力伝達が可能な状態
に接合される。

【０００３】しかし、このとき、前記スリーブは、一端
ではナットに、他端ではボルトの楔状頭部に当接してい
ることで、接合対象部材と同様に締め付けに伴って圧縮
力を受けるから、その分前記接合対象部材に作用する有
効な締め付け力が減じていることになる。従って、スリ
ーブは、その拡開部の拡開を終えて締め付け力がボルト
から直接接合対象部材に伝わる状態になった後は、締め
付け力をできるだけ負担しないことが好ましい。

【０００４】そこで、本出願人は、先にスリーブの前記
ナット側となる端部に凹周溝による薄肉部を設け、スリ
ーブの拡開部が拡開した後の締め付け力によってその薄
肉部を座屈させて、スリーブによる締付力の負担量を少
なくするように構成したものを提案した。（例えば特公
昭４６−２１１２８号公報参照）

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述の接合具
を用いた場合であっても、前記スリーブの拡開部が拡開
した後の締め付け力によってスリーブは座屈により変形
し、軸方向の応力は激減するものの、締め付け力に対す
る応力が依然として残存している欠点がある。即ち、接
合対象部材の接合用の初張力となる力は、未だ締め付け
力の全てではないことになる。

【０００６】本発明の目的は、上述した欠点を解消し、
接合具による締め付け力の全てを接合対象部材の接合に
有効に作用させることのできる接合具を提供することに
ある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本発明の接合具の第１の特徴構成は、一端に、楔状
頭部を備えたボルトに螺合するナットに、前記ボルトに
外嵌して一端側を前記ナットに支持させた状態でのその
ナットの螺進に伴う前記楔状頭部の侵入により拡径可能
な拡開部を有するスリーブを支持させるための支持具を
設け、その支持具の少なくとも一部に、前記楔状頭部を
介しての前記拡開部拡径用の軸方向力よりも大なる圧縮
力を受けて破壊することによって支持力を失う破壊部を
設けてあるところにある。

【０００８】又、第２の特徴構成は、前記破壊部がセラ
ミックスであるところにある。

【０００９】そして、第３の特徴構成は、前記支持具を
前記ボルトに外嵌状態で互いに嵌合可能な大筒と小筒
と、それらの両筒をほぼ同芯状に配置した状態で、それ
らの軸芯方向で互いに反対側の端部どうしを連結する前
記破壊部とで形成してあるところにある。

【００１０】

【作用】つまり、本発明の第１の特徴構成によれば、ま
ず、スリーブをナットに支持させるための支持具を設け
てあるので、その支持具によってスリーブの一端をナッ
トとの間で支持して、スリーブのナット側への移動に対
して、その動きを拘束し、スリーブの他端における拡開
部の拡径を可能とするものである。さらに、前記支持具
の少なくとも一部に、楔状頭部を介しての拡開部拡径用
の軸方向力より大なる圧縮力を受けて破壊することによ
って支持力を失う破壊部を設けてあるので、ナットの螺
進に伴うボルトの楔状頭部のナット側への進入によっ
て、スリーブ拡開部が拡径した後の締め付けによって発
生するそれまでより大きな圧縮力によって、支持具の破
壊部が破壊し、ナットに対するスリーブの支持を行わな
くなって、ナットの締め付け力を接合対象部材相互の接
合に効果的に作用させることが出来るようになる。

【００１１】また、本発明の第２の特徴構成によれば、
前記破壊部がセラミックスで形成してあるから、脆性が
高いというセラミックスの材質上の利点を生かすことが
でき、支持具が、スリーブ拡開時の軸方向力より大なる
圧縮力を受けた場合、破壊部が脆性破壊し、スリーブと
ナット間での応力伝播をしなくなり、上述の場合と同様
に、ナットの締め付け力を効果的に接合対象部材相互の
接合に作用させることが出来るようになる。

【００１２】第３の特徴構成によれば、前記支持具を、
前記ボルトに外嵌状態で互いに嵌合可能な大筒と小筒
と、それらの両筒をほぼ同心状に配置した状態で、それ
らの軸心方向で互いに反対側の端部どうしを連結する破
壊部とを設けてあるから、軸方向の力が作用すると、構
造上その力は、両筒を連結する破壊部に集中して破壊し
易くなり、拡径時の軸方向力より大なる圧縮力を受ける
と破壊部は、せん断破壊し、小筒と大筒は互いに嵌合す
る状態になり、スリーブとナット間での応力伝播をしな
くなって、ナットの締め付け力を効果的に接合対象部材
の締め付けに作用させることが、出来るようになる。

【００１３】

【発明の効果】よって、接合具による締め付け力を接合
対象部材の締め付けに有効に生かした接合ができるよう
になって、鋼構造物での接合部に対する安全性を増加さ
せることができるようになった。

【００１４】

【実施例】以下に本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。

【００１５】図３に本発明の接合具を用いた形鋼部材の
継手部１での接合状況を示してある。この使用例は角型
鋼管２の柱での継手部１を表してあり、接合の対象とな
る上下に位置する角型鋼管２ａ，２ｂと、その継手部１
で上下各角型鋼管２ａ，２ｂの内面・外面で各々を挟み
込んで摩擦接合するための添え板３ａ，３ｂと、前記角
型鋼管２と前記添え板３ａ，３ｂを合わせた状態で各々
を貫通するように設けられた複数のボルト穴４に、接合
具の一例である高力ボルト５を挿入して接合してある。
当発明の高力ボルト５はここに表す継手部１のように継
手部１の内側６に手を入れて高力ボルト５の締め付けが
できない場合であっても外側７からの高力ボルト５の操
作だけで締め付けができるよう構成してある。

【００１６】接合部８の詳細を図１に示す。図１Ａは当
発明の高力ボルト５を組んだ状態で接合の対象となる前
記角型鋼管２の一面をなす平面部とその平面部を内外か
ら挟む一対の添え板３ａ，３ｂで構成する接合対象部材
９（以下接合対象部材という）に設けられたボルト穴４
に継手部１外側７から１０の挿入方向で挿入した状況を
示してある。一対の前記添え板３ａ，３ｂの内、接合部
８内側６の添え板３ｂに設けられたボルト穴４には後述
するスリーブ拡開部１２が拡径の後馴染みやすくするた
めにボルト穴４の端部を大径に広げた座ぐり部１３を設
けてある。

【００１７】高力ボルト５は、一端に楔状頭部１４ａを
備えたボルト本体１４と前記ボルト本体１４に楔状頭部
１４ａとは逆の他端で螺合するナット１５と、ボルト本
体１４に楔状頭部１４ａから前記ナット１５が螺合する
位置までの間に外嵌するスリーブ１１・スリーブ支持具
１６・座金１７によって構成してある。

【００１８】ボルト本体１４は円柱状で上述のようにボ
ルト穴４への挿入方向１０での前端となる一端側に端部
に近いほど大径に加工した楔状頭部１４ａを備え前記挿
入方向１０での後端となる他端側には前記ナット１５が
螺合できるネジ部１４ｂとそのネジ部の径より小径の掛
合部１４ｃを設けてある。

【００１９】又、前記スリーブ１１は、一般的にシース
と称されるものも含んだ総称であって、筒状に形成して
あり、前記ボルト本体１４に外嵌した状態で楔状頭部１
４ａ側の端部側が楔状頭部１４ａの軸方向に傾斜した楔
状面１４ａａに当接して軸方向に押圧されることで拡径
するようにその端部側に拡開部１２を設けてある。この
拡開部１２は前記スリーブ１１の端部から軸方向にスリ
ット状の切込みを複数箇所で間隔をもって設けることで
周部が複数に分割され拡開できる構造としてある。

【００２０】又、前記スリーブ１１を前記ナット１５及
び前記ナット１５に接して力を伝達する座金１７との間
にあって支持する支持具を１６として表してある。この
支持具１６は、その支持力を前記スリーブ１１の拡開部
１２の拡径時に作用する軸方向力程度とし、その軸方向
力をこえると破壊する破壊部１９を、全体をセラミック
スで形成することで設けてある。又、ボルト穴４内面と
ボルト本体１４外面との間隙１８での径方向幅の概ね半
分程度の肉厚をもつ円筒形でボルト本体１４周面にほぼ
接するように形成してある。

【００２１】次に図１Ｂによって当発明の高力ボルト５
での締め付け状況を説明する。まずボルト本体１４に前
記スリーブ１１及びスリーブ支持具１６と座金１７の順
でそれらを外嵌させ、ネジ部１４ｂにナット１５を螺合
して高力ボルト５を組んで、楔状頭部１４ａを挿入方向
１０前端にして、前記接合対象部材９に設けたボルト穴
４に楔状頭部１４ａが抜ける深さまで挿入する。次にボ
ルト本体１４の掛合部１４ｃにスパナを掛合させボルト
本体１４を保持しつつナット１５に別のスパナを掛合さ
せて締めて螺進させる。ナット１５の螺進に伴ってボル
ト本体１４は手前に引き戻され楔状頭部１４ａの楔状面
１４ａａに前記スリーブ１１の拡開部１２が当接し前記
スリーブ１１もボルト本体１４ともども手前に引き戻さ
れる。

【００２２】ナット１５の螺進が更に進めば、前記スリ
ーブ１１はスリーブ支持具１６に当接し、更にスリーブ
支持具１６は座金１７に当接することでそれらは軸方向
の動きを拘束され、その後のナット１５螺進によるボル
ト楔状頭部１４ａのボルト穴４への進入によって楔状面
１４ａａでスリーブ１１の拡開部１２端部は滑りつつ拡
径する。この状態で前記スリーブ支持具１６は、作用す
る軸方向圧縮力（以下拡開時圧縮力という）によって破
壊しない強度を有しているので破壊せず、更にナット１
５の螺進を続け楔状頭部１４ａを進入させると、前記ス
リーブ１１の拡開部１２は最大限拡径し、添え板３ｂの
前記座ぐり部１３とボルト１４の楔状面１４ａａに挟ま
れてボルト楔状頭部１４ａの進入を抑止すると共に、そ
の後のナット１５螺進に伴ってボルト本体１４に発生す
る引張軸力を前記接合対象部材９に締め付け力として伝
える。但し、この時点ではボルトの締め付け力は前記ス
リーブ１１及びスリーブ支持具１６・座金１７にも作用
しており、その力が前記拡開時圧縮力を越えるとスリー
ブ支持具１６の破壊部１９は圧縮破壊を起こし粉砕化し
前記間隙１８の中で連続性がなくなり、スリーブ１１と
座金１７との間で力を伝達しなくなる。

【００２３】この様にスリーブ支持具１６が破壊するこ
とでボルトの締め付け力の全てを前記接合対象部材９は
その一端では座金１７を介してナット１５から、多端で
はスリーブ拡開部１２を介してボルト楔状頭部１４ａか
ら受けて最大の接合力が得られる。

【００２４】〔別実施例〕先の実施例においては、スリ
ーブ１１の支持具１６について、その全体が破壊部１９
となるようにセラミックスによって一体成形したものを
説明したが、この例に限定するものではない。例えば、
支持具１６の一部に破壊部１９を設けたものであっても
よく、さらに、その破壊部１９をセラミックス以外の脆
性材料で形成したものであってもよい。また、形状に関
しては、単一の円筒に限るものではなく、例えば図４に
示すように、ボルト穴４内でボルト本体１４に外嵌可能
な大筒１６ａと小筒１６ｂを、夫々１つ、若しくは複数
個組合わせて形成したものであってもよく、その場合
は、大筒１６ａ・小筒１６ｂの一部又は前部を破壊部１
９として形成するか、若しくは、各筒を連結する部分を
破壊部１９として形成したものであってもよい。また、
破壊部１９は、支持具１６内に複数箇所設けてあっても
よい。要するに、支持具１６に加わる軸方向力が前記拡
開時圧縮力を超えれば、破壊して応力の伝達をしなくな
るものであればよい。

【００２５】尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を
便利にするために符号を記すが、該記入により本発明は
添付図面の構成に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

【図１】接合具の作用図

【図２】接合具の詳細図

【図３】接合具の取付け状況図

【図４】接合具の別実施例を示す図

【符号の説明】

１１ スリーブ １２ 拡開部 １４ ボルト １４ａ 楔状頭部 １５ ナット １６ 支持具 １９ 破壊部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一端に楔状頭部（１４ａ）を備えたボル
   ト（１４）と、このボルト（１４）に螺合するナット
   （１５）と、前記ボルト（１４）に外嵌して一端側を前
   記ナット（１５）に支持させた状態でのそのナット（１
   ５）の螺進に伴う前記楔状頭部（１４ａ）の進入により
   拡径可能な拡開部（１２）を有するスリーブ（１１）と
   からなる接合具であって、前記スリーブ（１１）を前記
   ナット（１５）に支持させるための支持具（１６）を設
   け、その支持具（１６）の少なくとも一部に、前記楔状
   頭部（１４ａ）を介しての前記拡開部（１２）拡径用の
   軸方向力よりも大なる圧縮力を受けて破壊することによ
   って支持力を失う破壊部（１９）を設けてある接合具。
2. 【請求項２】 前記破壊部（１９）がセラミックスであ
   る請求項１に記載の接合具。
3. 【請求項３】 前記支持具（１６）を、前記ボルト（１
   ４）に外嵌状態で互いに嵌合可能な大筒と小筒と、それ
   らの両筒をほぼ同心状に配置した状態で、それらの軸心
   方向で互いに反対側の端部どうしを連結する前記破壊部
   （１９）とで形成してある請求項１に記載の接合具。