JPH0571424U - 可撓性木材接合用ボルト - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 本考案は、一面乃至多面せん断を受ける木材
の接合部に使用されるボルトを木材の塑性変形に追従し
て変形させ、木材がせん断破壊するのを防止すると共
に、該ボルトの木材側へのめり込みを防止する可撓性木
材接合用ボルトを提供する。 【構成】 ボルト１の軸部の全体又は一部が可撓性に形
成され、具体的一例として軸部が多数本の鋼棒５を硬質
ゴム等の硬質部材６で被包して一体成形したものからな
る。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、木材同士を接合する接合用ボルトに係り、特に、可撓性に形成され て木材の架構体の塑性変形に寄与して架構体の剛性及び靱性を向上するに好適な 可撓性木材接合用ボルトに関する。

【０００２】

【従来の技術】

一般の構造体に使用されるボルトの場合には、その引張り強度やせん断強度が 必要である。しかしながら、木材の接合部に使用されてせん断力を受ける接合用 の曲げボルトの場合には、前記ボルトの場合と性質が異なり、適度に塑性変形す ることが必要である。すなわち、図７に示すように、例えば、主材１７とこれを 挾む２つの側材１８とからなる木材の接合部に使用される接合用ボルト１９は、 主材１７および側材１８を貫通しナット２０により締め付けられて配置される。 なお、図示のように木材側へのめり込みを防止するためボルト１９およびナット ２０と木材側との間には平坦な座金２１，２２が介設される。引張力Ｐを主材１ ７および側材１８に作用させると、ボルト１９にせん断力が生じ、その結果主材 １７と側材１８との接合部にすべりが生じ図８に示すようにボルト１９を変形さ せる。すなわち、ボルト１９の軸部は主材１７等の内部にめり込んで変形する。 主材１７および側材１８等により組付けられた木材の架構体は接合部の塑性変形 により該架構体の変形を吸収して全体剛性及び靱性を保持する。そのため、ボル ト１９が適度に塑性変形することが必要になる。しかしながら、ボルト１９の直 径の比率が小さい場合には、前記架構体の塑性変形が吸収されず、図９に示すよ うに側材１８がボルト１９の境目の部分や座金の近くでぜい性的な破壊をする場 合がある。

【０００３】

【本考案の目的：解決すべき課題】

前記したように、木材の架構体の接合部に使用されるボルトは適度な塑性変形 することが必要である。また、ボルトおよびナットと木材との接触面におけるせ ん断力の移行が円滑に行われることが必要である。ボルトに適度な塑性変形を発 生させるための目安として木材の材厚をｍとした場合にボルトの直径ｄがｍ／ｄ ＞８の関係を保つことが必要とされる。しかしながら、ｍ／ｄ＞８の関係を保持 すると、木材の板厚に対してボルトのサイズが極端に小さくなり、それに伴って ボルトのボルト頭部およびナットと木材との接触面積が小になり、接合用ボルト 等が木材側にめり込み易くなる問題点が生ずる。また、ｍ／ｄ＞８の関係を保持 するために、木材の板厚が変るたびにそれに見合うがサイズのボルトを選定する 必要が生じ、ボルト管理が煩雑となり、作業効率も低下する問題点が生ずるなど の問題点が生ずる。

【０００４】 本考案は、前記従来技術の問題点等を解決するもので、木材の変形に追従して 適度に塑性変形し、木材の板厚の変るたびにボルトのサイズを変える必要がなく 、組付け作業効率を向上し得ると共に、木材の架構体の剛性及び靱性の向上が図 れる可撓性木材接合用ボルトを提供することを目的とする。

【０００５】

【本考案の構成；課題解決の手段】

本考案は、以上の目的を達成するために、木材の接合部に使用されるボルトで あって、その軸部の全体又は一部が可撓性に形成されると共に、該軸部にナット に螺合するねじ部が形成してなる可撓性木材接合用ボルトを構成し、更に、具体 的には、該ボルトの軸部を可撓な芯材で形成し、又はボルト頭部とねじを形成す るねじ軸部間に可撓性軸部を形成してなる可撓性木材接合用ボルトを構成するも のである。

【０００６】

【作用】

ボルトの軸部の全体又は一部が可撓性に形成されるため、木材の変形に追従し てボルトは変形可能になる。また、従来技術のように、特に小径のボルトを用い る必要がないため、ボルト頭部およびナットと木材との接触面積が広く、ボルト 等のめり込みが防止される。

【０００７】

【実施例】

以下、本考案の実施例を図面に基づき説明する。 （１）実施例１ 図１は本考案の第１の実施例の可撓性木材接合用ボルト１（以下、ボルト１と いう）を示す。また、図２は図１のＡ−Ａ線拡大断面図である。ボルト１は、ボ ルト頭部３と、その一端側ボルト頭部３を嵌着すると共に他端側にねじ部４を螺 刻する芯材２から形成される。本実施例では、芯材２は細径の鋼棒（ＰＣ鋼棒） やカーボンファイバ等からなる硬質棒５とそれを被包する硬質ゴム又はセラミッ ク等の硬質部材６とを一体成形したものから形成される。すなわち、柔軟状態の 硬質ゴム又は粉体状のセラミック内に多数本の硬質棒５を入れ、ボルト直径ｄに 等しい型枠内にそれ等を挿入して加硫又は焼結して芯材２を形成し、その一端側 にボルト頭部３を嵌着し、他端側にねじ部４を螺刻して形成される。以上の構造 により、ボルト１はせん断方向に外し適度の可撓性を有すると共に、引張り方向 に対して十分な引張り強度を有するものから形成される。また、本実施例のボル ト１は芯材２の直径ｄおよび木材の板厚をｍとした場合、ｍ／ｄ＞８を満足する 必要がなく、比較的太いものが採用される。そのため、ボルト頭部３と木材との 接触面積を広くすることが出来る。 （２）実施例２ 図３は本考案の第２の実施例を示すものである。このボルト１ａは、ボルト頭 部３ａと、その一端側にボルト頭部３ａを嵌着し他端側にねじ部４ａを螺刻する 芯材２ａから形成される。芯材２ａは細径のＰＣ鋼線やカーボンファイバ線等の 硬質線材７をより線状に巻回したものを硬質ゴムやセラミック等の硬質部材８で 被包したものからなる。直径ｄにより線状に巻回した硬質線材７を柔軟状態の硬 質ゴム又は粉体状のセラミック内に入れ、加硫又は焼結した後、一端側にボルト 頭部３ａを嵌着し、他端側にねじ部４ａを螺刻して形成される。以上の構造のボ ルト１ａは、前記第１の実施例と同じく、ｍ／ｄ＞８を満足しないものであって も木材の接合部に使用出来、適度に変形をして木材の塑性変形を吸収することが 出来る。 （３）実施例３ 図５の本考案の第３の実施例を示すものである。このボルト１ｂは、六角状の ボルト頭３ｂと、ねじ４ｂを螺刻するねじ軸部９と、ボルト頭３ｂとねじ軸部９ 間に介設される可撓性軸部１０から構成される。可撓性軸部１０はねじ軸部９の 直径ｄとほぼ等しい直径の鋼板１１と硬質ゴムややや軟質のプラスチック等から なる硬質可撓板１２を交互に積層接着したものから形成される。なお、可撓性軸 部１０の両端の鋼板１１（又は硬質可撓板１２）はボルト頭部３ｂおよびねじ軸 部９に積層接着される。以上の構造により、ボルト１ｂは可撓性軸部１０を変形 させて木材の接合部の塑性変形に追従することが出来る。

【０００８】 次に、以上の実施例の作用について説明する。なお、図１乃至図３の実施例の 作用はほぼ同一であり、代表として図６に示すように第３の実施例のボルト１ｂ を用いた場合の作用を説明する。図６は一面せん断を受ける一対の木材１３，１ ３の接合部にボルト１ｂを使用したものである。ボルト１ｂは木材１３，１３を 貫通して配置され、ねじ４ｂにはナット１６が螺着される。ボルト頭部１ｂおよ びナット１６と木材１３，１３間には座金１４，１５が介設される。図示のよう に互いに逆方向（矢印Ｐ）の引張力が作用すると、まず、木材１３，１３内に部 分的なせん断破壊が進行し、木材１３，１３間に相対ずれが生ずる。それにより 、ボルト１ｂにせん断力（一面せん断）が作用する。前記したように、ボルト１ ｂには鋼板１１と硬質可撓板１２とを交互に積層接着した可撓性軸部１０が形成 されているため、図６に示すように鋼板１１と硬質可撓板１２間で階段状にずれ 、大きく変形する。すなわち、無垢の直径ｄのボルトに較べて大きく塑性変形し 得るため、木材１３，１３の接合部の相対ずれに追従することが出来る。一方、 ボルト１ｂのボルト頭部３ｂとナット１６とはそれぞれ座金１４，１５を介して 木材１３，１３に接触し、比較的大きな接触面積で当接するため、ボルト頭部３ ｂおよびナット１６の木材１３，１３側へのめり込みが防止され、ボルト１ｂと 木材１３との接触面に無理な力が作用しない。以上により、木材１３，１３の接 合部は引張力が作用しても無理なく相対ずれすることが出来、木材１３，１３の せん断破壊を防止することが出来る。また、ボルト１ｂに軸線方向の引張り力が 作用しても直径ｄの可撓性軸部で抵抗するため、従来のｍ／ｄ＞８を満足する小 径のボルトの場合に較べて十分な引張り強度を保持することが出来る。

【０００９】 以上の第１乃至第３の実施例により、各種形状の芯材および可撓性軸部等から なるボルトを説明したが、芯材および可撓性軸部の形状は以上の実施例に限定す るものでない。また、硬質棒，硬質線材をＰＣ鋼棒，ＰＣ鋼線等としたがそれに 限定するものでない。また、硬質部材も硬質ゴム，セラミックに限定するもので ない。

【００１０】

【考案の効果】

本考案のボルトによれば、次のような効果が上げられる。 （１）一面および多面接合される木材接合部における変形に伴ってボルトが塑性 変形し、木材側に無理なせん断力を作用させないため、木材のせん断破壊が防止 される。 （２）ボルトはｍ／ｄ＞８を満足しない太目のボルトを採用することが出来るた め、ボルト頭部およびナットと木材との接触面積が広くとれ、木材側へのめり込 みが防止される。 （３）軸部の可撓性の設定の自由度が広く、所望の機能を有するボルトを製作す ることが出来る。 （４）軸部が可撓性に形成されていても従来のボルト接合に較べて大きな引張り 強度を有することが出来る。 （５）木材の板厚に依存しないでボルトが設定され、ボルト管理の手間が低減し 作業効率の向上が図れる。 （６）ｍ／ｄの値が同一の従来のボルトに較べて曲げボルトとしての耐力が向上 するためボルトの使用本数の低減が図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の第１の実施例のボルトの軸断面図であ
る。

【図２】図１のＡ−Ａ線拡大横断面図である。

【図３】本考案の第２の実施例のボルトの軸断面図であ
る。

【図４】図３のＢ−Ｂ線拡大断面図である。

【図５】本考案の第３の実施例のボルトの軸断面図であ
る。

【図６】図５に示したボルトの取り付け状態とその変形
状態を示す軸断面図である。

【図７】従来の二面せん断における木材とボルト等との
係合状態を示す断面図である。

【図８】木材およびボルトの変形状態を示す断面図であ
る。

【図９】ボルトの塑性変形不足により木材がせん断破壊
された状態を示す断面図である。

【符号の説明】

１ 可撓性木材接合用ボルト（ボルト） １ａ 可撓性木材接合用ボルト（ボルト） １ｂ 可撓性木材接合用ボルト（ボルト） ２ 芯材 ２ａ 芯材 ３ ボルト頭部 ３ａ ボルト頭部 ３ｂ ボルト頭部 ４ ねじ部 ４ａ ねじ部 ４ｂ ねじ ５ 硬質棒 ６ 硬質部材 ７ 硬質線材 ８ 硬質部材 ９ ねじ軸部 １０ 可撓性軸部 １１ 鋼板 １２ 硬質可撓板 １３ 木材 １４ 座金 １５ 座金 １６ ナット

Claims (4)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 木材の接合部に使用される接合用ボルト
   であって、その軸部の全体又は一部が可撓性に形成され
   ると共に、該軸部にナットに螺合するねじ部が形成され
   ることを特徴とする可撓性木材接合用ボルト。
2. 【請求項２】 前記軸部を細径の硬質棒とそれを被包す
   る硬質部材とで一体成形してなる可撓の芯材で形成し、
   その一端側にボルト頭部を嵌着すると共に、他端側に前
   記ねじ部を形成してなる請求項１に記載の可撓性木材接
   合用ボルト。
3. 【請求項３】 前記軸部を硬質線材をより線状にしたも
   のを硬質部材で被包して一体成形してなる可撓の芯材で
   形成し、その一端側にボルト頭部を嵌着すると共に、他
   端側に前記ねじ部を形成してなる請求項１に記載の可撓
   性木材接合用ボルト。
4. 【請求項４】 ねじを形成するねじ軸部とボルト頭部と
   の間に鋼板と硬質可撓板とを交互に積層接着した可撓性
   軸部を形成してな請求項１に記載の可撓性木材接合用ボ
   ルト。