紧固件的制作方法

专利名称：紧固件的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种在各种木结构中将支柱安装在底座上时或者将横木构件紧固在支柱上时等所使用的紧固件。
背景技术：
木结构建筑迄今为止是以住宅等小规模建筑物为中心而普及的，但近年来倾向于制造大剖面层积材，还导入至公共设施等规模更大的建筑物中。日本国内的木结构住宅的主流是以地基、支柱及横梁等为骨架的木制轴组施工方法，但在规模更大的建筑物中，多为将大剖面层积材搭建成门形等的骨架结构。该木制骨架结构中，必不可缺少的是确保底座与支柱、或者支柱与横梁等构件彼此的紧固部的刚性，提出有如下述专利文献I的技术。专利文献I中是将相当于支柱的纵材与相当于横梁的横材经由基础金属件与附 属金属件连结，且在基础金属件与附属金属件的上下两端设置着成对的锥形部与支承部。而且，在将一金属件安装在纵材的侧面，且将另一金属件安装在横材的端面之后，将两个金属件的锥形部插入对方的支承部，由此，横材与纵材连结。此技术是在锥形部设置倾斜面，两个金属件自然密接，因此理所可以自然地确保紧固部的刚性。此外，如果因木材常年变形而使金属件的安装变得松弛，则便会导致刚性降低而无法维持骨架结构。因此，两个金属件经由拉力螺钉固定在构件上。木材有如下脆性的性质，S卩，相对于外力缺乏柔韧性，一旦超出负荷极限，裂缝便会急剧扩大而一下子被破坏。另外，木材源自天然，因节的有无或含水量等各种原因而使强度存在差异。为了应对这种木材固有的特征而提出有如专利文献2的技术，其中公开一种使用金属制的弹塑性阻尼器来紧固支柱及横梁等两个构件的减振构造。该弹塑性阻尼器为以腹板连结两片凸缘而成的H形，且在腹板上设置着切口部，腹板在地震时产生弹塑性变形以此来吸收能量，从而可防止木材破损。作为专利文献2的相关技术，可以举出专利文献3或专利文献4。文献3是涉及一种将木制支柱安装在柱脚部的构造的技术，其特征在于使埋入底座而固定支柱的地锚构件具有减振功能。另外，文献4的特征在于，以能够迅速减弱木结构在地震时的晃动为目的而以板弹簧状的接合金属件来紧固支柱与横梁。现有技术文献专利文献专利文献I :日本专利特开2007-132168号公报专利文献2 :日本专利特开2005-61058号公报专利文献3 :日本专利特开2002-256628号公报专利文献4 :日本专利特开平4-261935号公报

发明内容
[发明所要解决的问题]
如上所述，木材存在脆性的性质及强度不均等固有问题。为了解决这些问题，有效的是如专利文献2等所示般使紧固件弹塑性变形而吸收能量的对策。然而，存在如下顾虑，即，如果对紧固件赋予柔韧性，则刚性便会不足，即便是日常的负荷变动，也会产生不可忽视的程度的变形，除此以外，还会对居住性产生影响。因此，骨架结构中使用的紧固件优选在具有刚性的同时能在地震时等发挥柔韧性以防止构件产生裂缝。另外，存在如下顾虑，S卩，当建筑物遭遇地震时，如果紧固件塑性变形，则紧固件自身、或紧固件与木材的接合部便会产生松动，从而在此后的余震中无法发挥当初的功能而使建筑物较大地破损。因此，紧固件中还须考虑过大的负荷反复起作用的情况。进而，当余震平息后修补建筑物时，应当抑制其费用及时间以减轻对居住者造成的负担。本发明是基于所述实际情况开发而成，其目的在于提供一种紧固件，可以确保紧固部的刚性，而且在过大的负荷起作用时，可以防止构件的破损。[解决问题的技术手段]·
为了解决所述问题，权利要求I所述的发明是一种紧固件，其特征在于用于底板与支柱、或支柱与横木构件等邻接的支撑构件与结合构件的紧固，且包括支承体，配置在支撑构件与结合构件相向的空间内；缓冲体，在该空间内的外缘附近配置有多个；卡止件，为了固定所述支承体及所述缓冲体而嵌入支撑构件及结合构件的一方或双方；以及螺栓，用以固定所述支承体及所述缓冲体；且所述支承体包括基底板，与支撑构件面接触；装载板，与结合构件面接触；以及连结部，在所述空间的大致中央连结基底板与装载板；所述缓冲体具有对应所述空间的移位而产生反作用力的弹性，其一端固定在基底板或支撑构件内的卡止件的任一者上，另一端固定在装载板或结合构件内的卡止件的任一者上。本发明的紧固件是用以在各种木结构中使底座与支柱、或者支柱与横木构件等邻接的两个构件一体化的构件，设想在必须牢固地紧固构件彼此的木骨架结构中使用。而且，所谓支撑构件是指被紧固的两个构件之中靠近地基的一方，另外，结合构件是指由支撑构件支撑在空中的一方。此外，本发明除了如支柱与横木构件般均紧固包含层积材的木材彼此的情况，还有如底座与支柱般将木材紧固在混凝土或钢材上的情况，针对混凝土或钢材，为方便起见称为支撑构件。而且，在被紧固的两个构件的边界处，各构件的侧面或端面隔着间隙相向，在此空间内夹着支承体与缓冲体。支承体包括与支撑构件面接触的基底板、与结合构件面接触的装载板、以及使基底板与装载板一体化的连结部，整体为金属制且大致H形的外观，在两个构件的边界的中心仅配置有一个，具有将作用于结合构件的轴力传递至支撑构件的功能。此外，基底板与装载板均是经由螺栓安装在支撑构件或结合构件上。因此，两板上形成有用以供螺栓插通的圆孑L。连结部是用以维持基底板与装载板的间隔的部分，以至少在压缩方向上具有充分的强度为前提，将作用于结合构件的轴力传递至支撑构件。此外，连结部还以可弯曲的构造为前提，以使得在弯曲力矩作用于结合构件的情况下，装载板可以随此而移位。因此，无法使用大剖面块等无弯曲余地的构件来作为连结部。作为连结部的具体构成例，可以是连结基底板与装载板的中央彼此的简单的板。而且，在该板的两侧面局部性地切开，以确保相对于过大的负荷的弯曲性。但设置切口的部位也需要在日常的轴力之下几乎不会移位的强度。另外，针对支柱的下部等通常仅作用有压缩负荷的部位，还可以将连结部设为可分割的构造。缓冲体是配置在支撑构件与结合构件相向的空间内的外缘附近的构成，以横跨支撑构件与结合构件的方式安装。此外，缓冲体在一处紧固部上最少需要两个，且以支承体的中心为基准呈对称形配置。因此，如果紧固部为细长的矩形状，便以夹着支承体的中心的方式配置缓冲体。缓冲体具有当受到外力时通过弹性或塑性变形而吸收能量或移位以缓和作用于构件的负荷的功能，进而还担负传递轴力或剪切力的任务。此外，缓冲体需要在日常的负荷之下实质上能视作骨架结构的程度的刚性，无法使用弹簧常数小的缓冲体。作为缓冲体的具体例，可以举出仅使钢板呈U字状弯曲的简单的板弹簧。如果将该板弹簧的一外侧面安装在支撑构件上，将另一外侧面安装在结合构件上，则中间的半圆状的部分便会作为弹簧而发挥功能。板弹簧可以通过改变其长度或厚度等来使弹簧常数变化，从而符合负荷条件的最佳设计变得较为容易。此外，板弹簧的形状除了 U字状以外，还可以自如选择Z字状或筒状等。除此以外，在钢板上设置多个剪切孔而制成地漏状的构件也可以用作缓冲体。
缓冲体除了直接安装在支撑构件或结合构件上的情况以外，还可以安装在支承体的底板或装载板上。因为基底板或装载板与支撑构件或结合构件一体化，所以即便以横跨基底板与装载板的方式安装缓冲体，其功能也无任何变化。但在此情况下，基底板或装载板是设为与结合构件的端面形状等同样的大小，以便能够适当地配置缓冲体。卡止件用于使支承体或缓冲体与构件牢固地一体化。因为较大的负荷作用于支承体或缓冲体，所以对与构件的安装也需要充分考虑，在强度面上不能使用简单的木螺钉等。因此，如果构件为木材，便在其中配置拉力螺钉等卡止件，并通过卡止件而安装支承体或缓冲体。在卡止件的端面形成着母螺纹，如果在使支承体或缓冲体与该端面接触之后插入螺栓并拧紧，则支承体或缓冲体经由卡止件与构件一体化。此外，作为卡止件的具体例，除了拉力螺钉以外，还可以举出异形钢条等。权利要求2所述的发明涉及支承体的连结部的构造，其特征在于连结部包括下支臂，从基底板突起；上支臂，从装载板突起；以及销，贯通所述下支臂及所述上支臂而摆动自如地轴支撑基底板与装载板。下支臂或上支臂中的任一方是空开特定间隔且最少两个平行排列，另一方则是以与对方啮合的方式配置。而且，如果使另一方的支臂进入一方的支臂之间之后，将圆剖面的销以贯通所有支臂的方式打入，则基底板与装载板便经由销而一体化。此外，下支臂与上支臂均设为能够以销为支点自如旋转的构造，以实现基底板与装载板的摆动。通过以所述方式构成，支承体虽可以传递轴力或剪切力，但却不能传递弯曲力矩。因此，支承体与缓冲体可以分离任务，分别根据负荷条件实现最佳设计。此外，在将支承体平放使用的情况下，也可以将装载板的上支臂设为挂钩状。所谓挂钩状是自下向上楔入卡止槽的形状，在卡止槽的深处抵住销。因此，底板与装载板的分离较为容易。权利要求3所述的发明涉及缓冲体的具体例，其特征在于缓冲体是在一端侧形成左螺纹且在另一端侧形成右螺纹的双头螺栓，且在基底板及装载板的外缘具备螺合于该双头螺栓的内螺纹。本发明是使用双头螺栓作为缓冲体。双头螺栓也称为连续螺纹螺栓，是在简单的圆棒上形成外螺纹而成，但在本发明中，是在一端侧形成左螺纹，且在另一端侧形成右螺纹。当然，双头螺栓是以连结基底板与装载板的方式配置，其两端固定在各个板上。此夕卜，双头螺栓必须使用低屈服点钢等容易引起弹塑性变形的原材料，使之发挥本来的功能。内螺纹是与双头螺栓螺合的母螺纹，同心形成在基底板与装载板双方。因为双头螺栓形成有左螺纹与右螺纹，所以基底板与装载板中一方的内螺纹设为左螺纹，另一方的内螺纹设为右螺纹。此外，内螺纹还可以设为简单的母螺纹，为了组装或拆卸双头螺栓，可以设为能够以内螺纹的直径线分割的构造。除此以外，双头螺栓的配置方法或使用数量等可以自由决定。权利要求4所述的发明也是涉及缓冲体的具体例，其特征在于缓冲体是在两端附近的侧周面具有环状或槽状的阶差部的轴，且在基底板及装载板的外缘具备保持该阶差部的约束部。本发明使用轴(棒材)作为缓冲体，并以连结基底板与装载板的方式配置。另外，阶差部是用以将轴安装在基底板或装载板上的部分，且是从轴的侧周面凸出的环状、或钻入侧周面的槽状的部位，形成在端部附近。而且，约束部是设置在基底板与装载板上且供阶差部嵌入而不可脱离地加以保持的部位。作为阶差部与约束部的具体例，可以举出如下构成，S卩，在轴的两端设置凸缘状的阶差部，在基底板与装载板上设置供阶差部嵌入的槽状的约束部。此构成中，必须使约束部可以分割，以便能够顺利实施轴的组装或拆卸。除此以外，对于轴，也必须使用低屈服点钢等容易引起弹塑性变形的原材料，使之发挥本来的功能。[发明的效果]如权利要求I所述的发明，通过由支承体与缓冲体等构成紧固件，作用于支撑构件与结合构件之间的压缩负荷直接由支承体传递，从而可以确保紧固部的刚性。另外，作用于结合构件的弯曲力矩是经由缓冲体而传递至支撑构件，缓冲体因为使用板弹簧等而容易增大弹簧常数，而且最少也要配置两个。因此，由日常的负荷变动所致的变形微小，被紧固的支撑构件与结合构件可被视作骨架结构，进而在地震等中作用有异于日常的冲击负荷时，通过缓冲体的变形而吸收能量，因此作用于主干构件或结合构件的负荷减轻，从而能防止裂缝等破损，将对建筑物的损害抑制于最小限度。另外，在作用有冲击负荷时，如果支承体或缓冲体不产生塑性变形，则其后性能也不会劣化。即便在假设产生塑性变形的情况下，作用于构件或螺栓等的负荷也会因该变形而减轻，可以防止构件的裂纹或螺栓的松动等，紧固件周围的强度不会降低。而且在余震平息后修复建筑物时，可以仅更换支承体或缓冲体，直接沿用支柱等，从而可以抑制费用及时间，减轻对居住者造成的负担。如权利要求2所述的发明，针对支承体的连结部，设为使基底板及装载板夹着支臂及销而可摆动的构造，由此，支承体无法再担负传递弯曲力矩的任务。因此，支承体与缓冲体的功能分担变得明确，可以根据负荷条件而使双方实现最佳设计，确保充分的刚性，在此基础上，在地震等时可以确实地发挥柔韧性。另外，因为装载板摆动自如，所以在受到冲击负荷时连结部也不会塑性变形，其后的修补仅更换缓冲体即可。 如权利要求3所述的发明，可以提供一种紧固件，其最适合应对使用部位的情况，使用双头螺栓作为缓冲体，可以通过使其原材料或剖面积发生变化而自如地调整在负荷下的行为。另外，如权利要求4所述的发明，即便在使用轴作为缓冲体的情况下，也可以通过使其原材料或剖面积发生变化而期待相同的效果。


图I是表示本发明的紧固件的形状例及其使用状态的立体图。图2是表示图I的支承体的详细形状的立体图。图3是表示使用图I的紧固件紧固底板与支柱的状态的纵剖面图，图3 Ca)表示通常的状态，图3 (b)表示紧固件变形 的状态。图4是表示使用图I的紧固件安装支柱与横木构件的状态的纵剖面图。图5中(a)是表示支承体的形状例I的立体图，以中板连结着基底板与装载板之间。(b)是表示支承体的形状例I的侧视图，(c)是表示支承体的形状例I的前视图。图6中(a)是表示支承体的形状例2的立体图，以中板连结着基底板与装载板之间。(b)是表示支承体的形状例2的侧视图，(C)是表示支承体的形状例2的前视图。图7是表示支承体的形状例3的立体图，在基底板与装载板之间夹着凹面与轴棒。图8中(a)是表示紧固件整体的形状例I的立体图，(b)是表示紧固件整体的形状例2的立体图。图9是表示用于安装大剖面的支柱的紧固件的形状例的立体图。图10中(a)是表示用于安装大剖面的支柱的支承体的形状例4的立体图，(b)是表示图(a)中A-A剖面的剖面图。图11中(a)是表示用于安装大剖面的支柱的支承体的形状例5的立体图，(b)是表示图(a)中B-B剖面的剖面图。图12中(a)是表示使用本发明的紧固件将横木构件安装在支柱侧面的形态的立体图，作为缓冲体使用的是U字状的板弹簧。(b)是表示装载板与挂钩的形状的立体图。图13是表示图12的最终形态的立体图。图14是表示使用本发明的紧固件将横木构件安装在支柱侧面的形态的立体图，作为缓冲体使用的是地漏状的构件。图15是表示图14的最终形态的立体图。图16中(a)是表示紧固件整体的形状例3的立体图，作为缓冲体使用的是双头螺栓。(b)是表示紧固件整体的形状例3的使用状态的立体图。图17是表示使用图16的紧固件来紧固底座与支柱的状态的纵剖面图，Ca)表示通常的状态，(b)表示紧固件变形的状态，(C)表示紧固件修补中的状态。图18中(a)是表示紧固件整体的形状例4的立体图，作为缓冲体使用的是轴。(b)是表示紧固件整体的形状例4的使用状态的立体图。图19是表示用于安装大剖面的支柱的紧固件的形状例的立体图，作为缓冲体使用的是板状的构件。图20是表示图19的最终形态的立体图。图21是表示用于安装大剖面的支柱的紧固件的形状例的立体图，作为缓冲体使用的是地漏状的构件。[符号的说明]11支承体12基底板13圆孔
14装载板16螺孔17挡板21下支臂(连结部)22销(连结部)23上支臂(连结部)
24销孔25卡件26中板(连结部)27加强肋(连结部)28切口30凹面(连结部)31轴棒(连结部)32中部收缩轴(连结部)33万向接头(连结部)34挂钩(连结部)35卡止槽36底槽37阶差部38缓冲体39圆孔41底座42底板(支撑构件)45锚栓46螺母47母螺纹51支柱53下孔54螺栓55拉力螺钉(卡止件)56凸条57母螺纹58异形钢条(卡止件)59横木构件(结合构件)61保持架(下侧)62内螺纹(左螺纹)63导孔64保持架(上侧)65内螺纹(右螺纹)
66按压件(下侧)67按压件(上侧)68螺栓71保持架72约束部73导孔76按压件81左螺纹
82右螺纹S空间(支撑构件与结合构件之间)
具体实施例方式图I表示本发明的紧固件的形状例及其使用状态。此图中，为了将支柱51安装在底座41上而使用紧固件，并不是将支柱51直接连接在混凝土制造的底座41上，而是在其间夹着金属制造的底板42。因此，底板42相当于用以安装支柱51的支撑构件，将螺母46螺合于埋入底座41的锚栓45，而使底板42固定在底座41的上表面。此外，在底板42的表面，为了安装紧固件而在特定位置形成有多个母螺纹47。被紧固在底板42上的支柱51相当于结合构件，在直立状态下固定。支柱51是将层积材加工成细长剖面而成，在其下端面旋入有四个卡止件以安装紧固件。卡止件通常被称为拉力螺钉55，由圆柱状的金属在侧周面形成螺旋状的凸条56，进而在下端面形成有母螺纹57。此外，在支柱51的下表面加工有用以供拉力螺钉55旋入的下孔53。紧固件为对应于支柱51的横剖面形状的细长构成，支承体Ila位于中央，且由缓冲体38a包围其两侧。支承体Ila为通过连结部使与底板42接触的基底板12、与支柱51接触的装载板14 一体化的构造，且整体为金属制，将作用于支柱51的轴力或剪切力传递至底座41。此外，在基底板12及装载板14的表面形成有圆孔13，如果从此处向底板42及拉力螺钉55的母螺纹47、57插入螺栓54，则底板42与支柱51便经由支承体Ila而一体化。支承体Ila的连结部包括下支臂21、上支臂23、及销22。从基底板12的上表面延伸的下支臂21空开间隔而平行排列有两个。另外，从装载板14的下表面延伸的上支臂23进入两个下支臂21之间。进而，将销22以贯通下支臂21与上支臂23各自的前端附近的方式插入，各支臂21、23能够以销22为支点而摆动自如地连结。因此，仅通过支承体Ila使底板42与支柱51 —体化，在看到支柱51的宽幅的侧面的情况下，支柱51可以向左右方向自如地倾倒。缓冲体38a是将钢板弯曲成U字状而成的板弹簧，且在平放的状态下夹在底板42与支柱51之间。因此，缓冲体38a下方的外侧面与底板42接触，上方的外侧面与支柱51接触。如此，通过将缓冲体38a组装在支承体Ila的左右两侧，可以稳定支撑支柱51。此外，缓冲体38a为了将由日常的负荷变动所致的移位抑制为微小量，而调整厚度以确保必要的弹簧常数。除此以外，在缓冲体38a的两端附近形成有用以供螺栓54插入的圆孔39。在支柱51的下表面旋入有四个拉力螺钉55，支承体Ila及缓冲体38a的上表面与拉力螺钉55的端面进行面接触。因此，作用于紧固件与支柱51之间的负荷经由拉力螺钉55整体而分散地传递至支柱51中，而不会使负荷集中作用于支柱51的狭窄区域,从而能防止构件的裂缝。图2表示图I的支承体Ila的详细形状。支承体Ila是以销22等连结部使基底板12与装载板14 一体化的构件，在基底板12上设置空开间隔平行排列的两个下支臂21，另外在装载板14中央设置着一个上支臂23。而且，在各支臂21、23的前端附近形成有用以供销22插通的销孔24。该销孔24的内径比销22的外径略大，销22可以自如旋转。如果在使基底板12与装载板14相向之后，使所有销孔24同心对准并将销22插入，将卡件25安装在销22的两端，则基底板12与装载板14 一体化，且双方能够以销22为支点而摆动自如。图3以纵剖面表示使用图I的紧固件来紧固底板42与 支柱 51的状态。如果准确地紧固底板42与支柱51，则如图3 (a)所示，左右缓冲体38a的高度相等地对齐，垂直地安装支柱51。因此，作用于支柱51的垂直负荷或剪切力通过支承体I Ia与缓冲体38a双方传递。但使支柱51向图的左右方向旋转的弯曲力矩却仅通过左右的缓冲体38a传递。此外，因为缓冲体38a在日常的负荷变动之下仅产生微小的移位，所以底板42与支柱51实质上是刚性接合，且作为骨架结构而发挥功能。在因地震等作用有冲击负荷时，水平负荷作用于支柱51而产生弯曲力矩。如果该弯曲力矩变得过大，则缓冲体38a会大幅度弹性变形，进而如果超出极限，则如图3 (b)所示，左侧被压塌，右侧则被拉伸。通过该缓冲体38a的变形而吸收能量，使作用于支柱51或螺栓54等的负荷得以缓和。因此，支柱51上不会产生裂缝，支柱51会倾斜，但不会倒下，在余震时也可以确保安全性。而且在修补建筑物时仅更换缓冲体38a即可，可以抑制重建所需要的费用及时间。图4以纵剖面表示使用图I的紧固件来安装支柱51与横木构件59的状态。在底座41的上表面固定底板42，并在其上经由紧固件安装着支柱51。另外，也在支柱51的上部组装紧固件并安装横木构件59。该上侧的紧固件与下侧的紧固件为完全相同的构成，此处，支柱51相当于支撑构件,横木构件59相当于结合构件。而且,因为支柱51与横木构件59均为木材，所以双方旋入有拉力螺钉55。如此，紧固件除了用于安装支柱51以外，还可以用于紧固各种构件彼此。图5及图6表示支承体11的形状例。支承体11除了可以如图2所示般以销22为支点而摇头自如的形态以外，还可以如所述图5及图6中所示的支承体llb、llc，将中板26用于基底板12与装载板14的连结部。中板26是垂直地连结基底板12与装载板14的中央彼此的金属制的简单的平板，通过焊接与基底板12等一体化。此外，为了使缓冲体38有效地发挥功能，本发明的紧固件必须调整强度，以便在作用有过大的负荷时连结部适度弯曲。但不得在日常的垂直负荷之下产生屈曲。图5所示的支承体11的形状例I中，为了使中板26保持适度的强度，而在上下左右组装有两个等边三角形的加强肋27。但加强肋27并未到达中板26的中央，当作用有过大的负荷时，此部位产生变形。另外，图6所示的支承体11的形状例2是在中板26的两侧面设置切口 28以确保变形性。在此构成中，为了确保中板26的强度，使其宽度与基底板12及装载板14相同，且使支承体Ilc从正面呈简单的H形。图7表示支承体11的形状例3。此图的支承体Ild并非是通过连结部使基底板12与装载板14 一体化的构件，而是在基底板12的上表面设置呈圆弧状凹陷的凹面30，在相对的装载板14的下表面设置前端形成为半球状的轴棒31,使轴棒31与凹面30接触而传递垂直负荷。因为支承体Ild仅可传递基底板12与装载板14互相挤压的方向的负荷，所以限定使用于支柱51的下部等。此外，有时也会因地震等导致相反方向的负荷作用于这种部位，在此情况下，通过缓冲体38来防止结合构件的脱离。除此以外，如果使轴棒31的前端与凹面30的曲率半径一致，双方便会面接触，因此使稳定性提高。图8表示紧固件整体的形状例。图8 (a)所示的紧固件整体的形状例I的支承体Ile不同于图I等，除了装载板14变得宽幅且与支柱51的下表面整体接触以外，基底板12也与装载板14为相同大小。另外，基底板12与装载板14经由配置在中心的下支臂21及销22而一体化，装载板14可以摆动自如。除此以外，缓冲体38b使用的是将钢板制成筒状而成的构件，而且夹在基底板12与装载板14之间。如此，缓冲体38b除了与支撑构件及结合构件接触以外，也可以与基底板12及装载板14接触。关于图8 (b)所示的紧固件整体的形状例2的支承体llf，也是基底板12与装载板14变宽。但缓冲体38c的形状迥异，使用的是板状且内部被切出孔洞的地漏状的构件。 为了安装该缓冲体38c，而在基底板12的装载板14的侧面形成有螺孔16，另外在缓冲体38c上形成有圆孔39，可以经由螺栓54而将缓冲体38c安装在支承体Ilf的侧面。该缓冲体38c的装卸容易，操作性优异。图9表示用于安装大剖面的支柱51的紧固件的形状例。成为支撑构件的底板42对应支柱51的剖面形状而成为正方形,且在其中心配置着支承体Hg。该支承体Iig中，基底板12与装载板14由圆棒状的连结部连结着。另外，缓冲体38a使用的是U字状的板弹簧，以90度间隔配置有四个。如此，在安装大剖面的支柱51时，必须最少也要使用三个缓冲体38a，以使得不论支柱51向哪个方向倾斜，均可以产生反作用力。图10及图11表示如图9所示般用于安装大剖面的支柱51的支承体11的形状例。图10所示的支承体11的形状例4是如图9所示，将基底板12与装载板14的连结部设为中部收缩轴32。中部收缩轴32整体为圆剖面，剖面直径随着朝向中央而内缩。因此，在弯曲力矩起作用的情况下，中央部分以摇头的方式弯曲。另外，图11所示的支承体11的形状例5中，连结部使用万向接头33。因此，基底板12或装载板14能够以内部的球体为中心向所有方向摆动自如，仅传递轴力或剪切力。图12表示使用本发明的紧固件将横木构件59安装在支柱51的侧面的形态。此处使用的支承体Ilj为如下构造，即，通过将从装载板14的表面突起的挂钩34钩挂于对方的销22上，而使基底板12与装载板14 一体化。另外，缓冲体38a使用的是U字状的板弹簧。而且，在紧固支柱51与横木构件59时,事先在支柱51的侧面安装基底板12,进而在基底板12的正下方安装一缓冲体38a。在相对的横木构件59的端面中央安装装载板14，进而在装载板14的正上方安装另一缓冲体38a。其后，如果将横木构件59吊起来移动至支柱51上方，一边调整位置，一边使横木构件59缓缓下降，则销22便会进入卡止槽35的深处，横木构件59经由支承体Ilj暂时置于支柱51上。其后，如果将螺栓54插入缓冲体38a并拧紧，则横木构件59的安装完成。此夕卜，关于嵌入支柱51的侧面的卡止件，使用的并不是拉力螺钉55，而是异形钢条58。异形钢条58通过粘合剂与支柱51 —体化。
图13是图12的最终形态，支柱51与横木构件59经由支承体Ilj与缓冲体38a而紧固，作用于横木构件59的垂直负荷或轴力经由销22及挂钩34而传递，弯曲力矩经由缓冲体38a而传递。如此，在安装横木构件59的部位，优选为采取在装载板14上设置挂钩34等对策，从而可以通过紧固件暂时放置横木构件59。图14也表示使用本发明的紧固件将横木构件59安装在支柱51的侧面的形态。此支承体Ilk的基底板12及装载板14与横木构件59的端面为大致相同大小，另外，缓冲体38c使用的是地漏状的构件。进而，在基底板12与装载板14的侧面形成有抵住缓冲体38c的下表面的挡板17。除此以外，在暂时放置横木构件59之后，销22插入销孔24。在紧固支柱51与横木构件59时，事先在支柱51的侧面安装基底板12，进而在基底板12下方的两侧面安装缓冲体38c。在相对的横木构件59的端面安装装载板14，进而在装载板14上方的两侧面安装缓冲体38c。其后，如果将横木构件59吊起来移动至支柱51上方，一边调整位置，一边使横木构件59缓缓下降，则各缓冲体38c的下表面便会与对方的挡板17接触，从而经由缓冲体38c与挡板17将横木构件59暂时置于支柱51上。此时，如果费心使下支臂21与上支臂23的销孔24同心对准，将销22以贯通各支臂21、23的方 式插入后安装卡件25,则横木构件59的安装完成。图15是图14的最终形态，支柱51与横木构件59经由支承体Ilk与缓冲体38c而紧固，作用于横木构件59的垂直负荷或轴力经由下支臂21、销22及上支臂23而传递，弯曲力矩经由缓冲体38c而传递。此图的形态是可以利用缓冲体38c与挡板17暂时放置横木构件59，施工性优异。图16表示紧固件整体的形状例3。该形状例3的支承体Ilm除了装载板14变宽且与支柱51的下表面整体接触，基底板12也与装载板14为相同大小。另外，基底板12与装载板14经由配置在其中心的下支臂21、上支臂23及销22而一体化，装载板14可以摆动自如。而且，除了使用双头螺栓38d作为缓冲体以外，还通过焊接将保持架61、64安装在基底板12与装载板14的两端。可以经由螺栓68将按压件66、67安装在保持架61、64的侧面，且可以在保持架
61、64与按压件66、67成为一体的状态下保持双头螺栓38d。因此，在保持架61、64与按压件66、67的边界形成有母螺纹状的内螺纹62、65，以便可供双头螺栓38d螺合，进而与内螺纹62、65邻接地设置着供双头螺栓38d插入的导孔63。双头螺栓38d的下端侧为左螺纹81，且上端侧为右螺纹82。因此，下侧(基底板12一方)的保持架61与按压件66的内螺纹62为左螺纹，相对的上侧(装载板14 一方)的保持架64与按压件67的内螺纹65为右螺纹。此外，在组装双头螺栓38d时，是在拆卸按压件66、67的状态下使双头螺栓38d与保持架61、64接触，然后通过螺栓68安装按压件66、67。其后，视需要使双头螺栓38d旋转，以调整基底板12与装载板14的间隔。图17是使用图16的紧固件来紧固底座41与支柱51的状态的纵剖面。在通常的状态下，如图17 (a)所示，调整左右的双头螺栓38d的旋入量，装载板14变得水平，支柱51直立。然而，如果过大的水平负荷作用于支柱51，则如图17 (b)所示，一双头螺栓38d被压塌，另一双头螺栓38d则被拉长。通过此变形而使能量被吸收，从而可以减轻对支柱51造成的损失。另外，导孔63是用以在压缩负荷作用于双头螺栓38d时防止其屈曲的。图的左侧的双头螺栓38d的中间部分通过导孔63而使屈曲受到限制，以被压塌的方式变形。此夕卜，即便在双头螺栓38d已塑性变形的状态下，双头螺栓38d也是与基底板12及装载板14一体化的，而使紧固件的刚性得以维持。在双头螺栓38d塑性变形之后，为了修补而如图17 (C)所示，拆卸螺栓68与按压件66、67，进而拆卸当初的双头螺栓38d，修正支柱51的倾斜度。其后，组装新的双头螺栓38d，进而安装按压件66、67。如此，通过使用保持架61、64与按压件66、67且将内螺纹
62、65设为可分割的构造，即便在由底座41与支柱51夹着的空间内，也可以更换双头螺栓38d。图18表示紧固件整体的形状例4。该形状例4的支承体Iln除了装载板14变得宽幅且与支柱51的下表面整体接触以外，基底板12也与装载板14为相同大小。另外，基底板12与装载板14经由配置在其中心的下支臂21、上支臂23、及销22而一体化，装载板14可以摆动自如。而且，除了使用圆棒状的轴38e作为缓冲体以外，还通过焊接将保持架71安装在基底板12与装载板14的两端。此外，保持架71上下均为同一形状，各自的导孔73以相向的方式配置。进而，在轴38e的两端形成着凸缘状的阶差部37。 可以经由螺栓68将按压件76安装在保持架71的侧面，且可以在保持架71与按压件76成为一体的状态下保持轴38e。因此，在保持架71与按压件76的边界形成着约束部72与导孔73，以便可以容纳轴38e。约束部72为用以供阶差部37嵌入的部位，且担负着固定轴38e的功能。另外，导孔73担负着限制轴38e的屈曲的功能。即便在因外力而使轴38e塑性变形的情况下，阶差部37仍嵌入约束部72。因此，轴38e不会相对于基底板12或装载板14产生松动，而使紧固件的刚性得以维持。另外，在更换已塑性变形的轴38e时，拆卸按压件76后沿水平方向抽出轴38e即可，即便在狭窄的空间内也可以操作。图19表示用于安装大剖面的支柱51的紧固件的形状例。此图的紧固件是用以将支柱51 (结合构件)安装在底座41 (支撑构件)上的，配置在支柱51的下表面与底座41的上表面相向的空间S之中。而且，主要担负传递向下的负荷的功能的支承体Ilp包括基底板12、装载板14、及连结部,其中装载板14与支柱51的横剖面为相同大小,且与支柱51的下表面接触。另外，基底板12载置于底座41的上表面，与装载板14为相同大小。此外,基底板12经由从底座41的上表面突起的锚栓45、与旋入其前端的螺母46而固定在底座41上。进而，在基底板12的中央，通过焊接安装有圆盘状的钢板，并在其上表面形成有研钵状的凹面30。装载板14的整体与支柱51的下表面接触。另外，在支柱51的下表面旋入有拉力螺钉55，且拉力螺钉55的下端面还与装载板14接触，装载板14与支柱51牢固地一体化。进而，在装载板14的中央,通过焊接而安装有轴棒31。轴棒31的前端为半球状,通过其与凹面30接触而构成可以传递向下的负荷的连结部。当然，轴棒31可以相对于凹面30自如摆动。此外，此图的连结部与图7所示的连结部相同。基底板12与装载板14是以完全重合的方式配置，而在两板的外缘全周安装板状的缓冲体38f。缓冲体38f 是将钢板加工成特定形状而成，为了确保对垂直负荷的变形性而将内部切出“〈”字状等，当冲击负荷起作用时，会产生弹塑性变形而吸收能量。此外，四片缓冲体38f均为相同形状，通过螺栓54而安装在基底板12及装载板14上。因此，在缓冲体38f上形成有圆孔39及底槽36，另外，在基底板12及装载板14的侧面形成有螺孔16。
在实际将支柱51安装在底座41上时，是将基底板12固定在底座41的上表面，将装载板14安装在支柱51的下表面之后，通过螺栓54将四片缓冲体38f固定在装载板14的侧面。然后，事先将螺栓54插入设置在基底板12的侧面的螺孔16之中的与缓冲体38f的底槽36成对的部位。然而，该螺栓54不得完全拧紧，而要在基底板12与螺栓54的头部之间确保供底槽36插入的空间。由此，在将支柱51安装在底座41上时，可以利用底槽36暂时放置支柱51，之后一旦将螺栓54插入剩余的圆孔39中，支柱51的安装便完成。此外，在暂时放置支柱51时，轴棒31与凹面30接触，不会存在支柱51的所有负荷作用于底槽36的情况。图20表示图19的最终形态。基底板12与装载板14隔着一定的距离而相向，在其中心，凹面30与轴棒31接触，传递向下的负荷。另外，在两板的外缘全周经由螺栓54而安装有缓冲体38f，如果过大的水平负荷作用于支柱51，则可以通过缓冲体38f弹塑性变形而吸收能量。此外，在因地震等作用有向上顶的负荷的情况下，凹面30与轴棒31会对抗于此，而不会产生所有缓冲体38f被压塌的情况。而且，在缓冲体38f 实际发生塑性变形之后，利用重型设备等使支柱51直立，然后拆卸螺栓54，更换缓冲体38f。该更换操作中，通过凹面30与轴棒31承受向下的负荷。图21与图19同样表示用于安装大剖面的支柱51的紧固件的形状例。支承体Ilp为与图19相同的构成，基底板12与装载板14的大小与支柱51的下表面相同，在两板的中心设置着凹面30与轴棒31接触的连结部。相对于此，缓冲体38c使用的是与图8等相同的地漏状的构件，进而在支柱51的每一侧面均以相向的方式配置着两片。此形态也与其他形态同样，如果过大的水平负荷作用于支柱51，则可以通过缓冲体38c弹塑性变形而吸收能量，而且可以容易地更换已塑性变形的缓冲体38c。此外，图19、图20、图21的连结部均包括凹面30及轴棒31，当然并非限定于此，也可以置换成如图10及图11所示的支承体llg、Ilh般使用中部收缩轴32的构件、或者使用万向接头33的构件等。权利要求
1.一种紧固件，其特征在于用于底板(42)与支柱(51)、或者支柱(51)与横木构件(59)等邻接的支撑构件与结合构件的紧固，且包括 支承体(11)，配置在支撑构件与结合构件相向的空间(S);缓冲体(38)，在该空间(S)内的外缘附近配置有多个；卡止件(55、58)，为了固定所述支承体(11)及所述缓冲体(38)而嵌入支撑构件及结合构件的一方或双方；以及螺栓(54)，用以固定所述支承体(11)及所述缓冲体(38);且 所述支承体(11)包括基底板(12)，与支撑构件面接触；装载板(14)，与结合构件面接触；以及连结部，在所述空间(S)的大致中央连结基底板(12)与装载板(14);所述缓冲体(38)具有对应所述空间(S)的移位而产生反作用力的弹性，其一端固定在基底板(12)或支撑构件内的卡止件(55、58)的任一者上,另一端则固定在装载板(14)或结合构件内的卡止件(55、58)的任一者上。
2.根据权利要求I所述的紧固件，其特征在于， 所述连结部包括下支臂(21)，从所述基底板(12)突起；上支臂(23)，从所述装载板(14)突起；以及销(22 )，贯通所述下支臂(21)及所述上支臂(23 )而摆动自如地轴支撑所述基底板(12)与所述装载板(14)。
3.根据权利要求I或2所述的紧固件，其特征在于 所述缓冲体是在一端侧形成左螺纹且在另一端侧形成右螺纹的双头螺栓(38d)，且在所述基底板(12)及所述装载板(14)的外缘具备螺合于该双头螺栓(38d)的内螺纹(62、65)。
4.根据权利要求I或2所述的紧固件，其特征在于 所述缓冲体是在两端附近的侧周面具有环状或槽状的阶差部(37)的轴(38e)，且在所述基底板(12)及所述装载板(14)的外缘具备保持该阶差部(37)的约束部(72)。
全文摘要
本发明是一种紧固底板(42)等支撑构件、与支柱(51)等结合构件的紧固件，其由支承体(11)、缓冲体(38)、及卡止件(55)等构成。支承体(11)配置在支撑构件与结合构件相向的空间(S)内的中央，且包括基底板(12)，与支撑构件面接触；装载板(14)，与结合构件面接触；以及连结部，连结两板。缓冲体(38)使用U字状的板弹簧等，配置在支撑构件与结合构件相向的空间(S)内的外缘，对应于结合构件等的移位而产生反作用力。
文档编号F16F15/04GK102753773SQ20118000699
公开日2012年10月24日 申请日期2011年2月15日 优先权日2010年2月16日
发明者大仓宪峰 申请人:大仓宪峰