金屬緊固件的製作方法

2023-07-16 12:40:11

專利名稱：金屬緊固件的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種在各種木結構中將支柱與橫梁等兩個構件呈丁字狀緊固時所使用的金屬緊固件。
背景技術：
作為住宅等的建築方法而廣泛普及的木製軸組施工方法是組合地基、支柱、及橫梁等構件而構築建築物的骨架。該施工方法為了確保骨架的強度，必須牢固地緊固構件彼此，自古以來採取的是在構件的端面加工榫頭等的措施，但近年來伴隨著預切割技術等的導入，各種金屬緊固件的利用日益增加。圖12中表示將支柱與橫梁等兩個構件呈丁字狀緊固時所使用的金屬緊固件的形狀例。該金屬緊固件是將鋼板在兩處折彎而成的「〕」字狀，包括位於中央的前面板、及從其左右兩端突起的側面板，在前面板上，上下排列形成有呈圓柱狀突起的兩個凸部。此外，凸部的內部為了收容螺栓的頭部等而成為中空，另外在凸部的中心形成有用以插通螺栓的前孔。除此以外，側面板兩片均為同一形狀，且在上表面形成有呈V字狀切開的銷槽，在其下方則上下排列形成有兩組銷孔。為了安裝該金屬緊固件，事先在支柱的側面加工支承孔、鑽孔、及鍃孔。支承孔是用以嵌入金屬緊固件的凸部的部分，鑽孔是用以插通固定金屬緊固件的螺栓的部分，鍃孔是用以收容與螺栓螺合的螺母的部分。在施工時，將金屬緊固件的凸部嵌入支柱的支承孔，並將螺栓從兩片側面板之間向凸部插入，使其前端從鑽孔到達鍃孔。然後，將墊圈插入螺栓的前端之後，當將螺母螺合併擰緊時，金屬緊固件便密接於支柱的側面。在橫梁的端部，加工收容前面板的階差部、與供插入側面板的兩列狹縫，進而在橫梁的側面加工用以打入衝銷的橫孔。此外，事先將衝銷打入最上方的橫孔。在施工時，將金屬緊固件安裝在支柱的側面之後，吊起橫梁並將橫梁移動至金屬緊固件的正上方。然後，當使橫梁緩緩下降時，金屬緊固件的側面板逐漸插入狹縫，即將完成打入的衝銷被銷槽抵住，從而完成橫梁的暫時放置。其後，如果將衝銷打入剩餘的橫孔，則支柱與橫梁經由金屬緊固件而緊固。此外，有時也用螺栓來代替衝銷。作為與本申請的發明相關的技術，可以舉出下述專利文獻I等。該文獻中公開了一種金屬連結件，其可在實現小型化的同時具有一定的強度。另外，各非專利文獻(新式樣公報)中公開了一種以提升輕量化及美感等為目的而切下側面的一部分的建築構件固定金屬件。現有技術文獻專利文獻專利文獻I :日本專利特開2007-278027號公報非專利文獻I :新式樣登錄第1212158號公報非專利文獻2 :新式樣登錄第1218754號公報
發明內容
[發明要解決的問題]如果過大的負荷作用於如圖12所示的緊固部，則多數情況下首先是衝銷周圍的木材產生裂縫，該裂縫逐漸擴大而使橫梁遭到破壞。因此，若僅單獨提高金屬緊固件自身的強度，則有時並不會帶來緊固部的強度提高。而且，木材因節的有無或含水率等各種原因而使得強度存在個體差異，且至達到破壞為止的過程也是沒有規律的。因此，為了確保緊固部的安全性及穩定性，優選使金屬緊固件按照設計意願來變形以吸收能量，儘量延緩構件裂縫的產生及擴大。為了減輕需要者的經濟負擔，優選儘可能廉價地提供如圖12所示的金屬緊固件。另外，金屬緊固件已廣泛普及，用以安裝的螺栓及衝銷等的配置已定型。因此，對於新的金屬緊固件，也優選不變更銷孔及銷槽的位置，以便能夠確保與現有的物件的互換性。本發明是基於所述實際情況開發而成的，其目的在於提供一種金屬緊固件，其安 全性及穩定性優異，當過大的負荷作用於橫梁等構件時，可以儘量延緩構件的破壞。[解決問題的技術手段]為了解決所述問題，權利要求I所述的發明是一種金屬緊固件，用以將結合構件的端面呈丁字狀緊固在支撐構件的側面，其特徵在於包括前面部，與支撐構件的側面接觸且通過螺栓或釘等固定在支撐構件上；以及後緣部，插入在結合構件的端部上加工的狹縫中且通過衝銷等棒材固定在結合構件上；在所述前面部設置用以供螺栓或釘等插通的前孔，在所述後緣部設置用以供衝銷等插通的銷孔或抵住衝銷等的銷槽，所述前面部與所述後緣部經由多個枝狀部而一體化。本發明的金屬緊固件在各種木結構中用於將棒狀的木材呈丁字狀緊固，與所述的以往技術相同，包括與支柱等支撐構件的側面接觸的前面部、以及插入橫梁等結合構件的狹縫中的後緣部。前面部是與支撐構件的側面進行面接觸並經由螺栓、釘、或螺絲等固定在支撐構件上的部位，用以定位的凸部並非為必需的部件。但必須設置前孔，以便能夠供螺栓、釘、或螺絲等插通。金屬緊固件的形狀除了一對後緣部從前面部的兩側部突起的字狀以外，還存在一片後緣部從如面部的中央突起的丁子狀。「 2 」子狀的金屬緊固件中，後緣部存在於左右兩處，且左右均為同一形狀。因此，後緣部等的形狀以僅選取左右兩處之中的一處的狀態來記載。另外，丁字狀的金屬緊固件中，後緣部僅為一片，在結合構件的端部上加工的狹縫也必然成為一列。後緣部是經由衝銷或螺栓等棒材而固定在結合構件上的部位上，整體插入在結合構件上加工的狹縫之中。另外，在後緣部形成有用以供衝銷等插通的銷孔、與削成半圓形來抵住衝銷等的銷槽。但銷槽並非必需，有時也不形成銷槽，這要視用途而定。此外，銷孔或銷槽全部形成在後緣部，而不會形成在其他部位。而且，本發明並非前面部與後緣部簡單連接，其特徵在於前面部與後緣部在空間上分離，且雙方經由枝狀部而一體化。枝狀部是擔負著使前面部與後緣部一體化的功能，如文中所述般為以前面部為根部呈枝狀突起的部位。所謂枝狀是指具有有限的寬度(與延伸方向正交的方向)，且為從前面部的外緣局部性地突出的半島狀。另外，枝狀部以必須設置兩根以上為前提，但無需統一各個枝狀部的形狀，可以自由決定。此外，枝狀部無需設為固定寬度的簡單的帶狀，也可以在端部設置圓角以緩和應力集中。除此以外，枝狀部的最小寬度可根據金屬緊固件的形狀及負荷條件等適當決定。前面部也可以設為簡單的平面狀，但有時為兼顧到枝狀部而設為「 口 」字狀或丁字狀。在此情況下，前面部包括與支撐構件面接觸的板狀的前面板、以及從前面板呈直角突起而與枝狀部連接的前緣板。如此，通過多個枝狀部使前面部與後緣部一體化，從而當過大的負荷作用於衝銷等時，枝狀部呈以枝狀部的根部附近為支點被向下壓的方式塑性變形。藉此可以吸收能量，減輕作用於構件的負荷，儘量延緩構件的裂縫的產生及擴大。權利要求2所述的發明特定後緣部的形狀，其特徵在於，後緣部是設置在各個枝狀部的前端的島狀部，且在各個島狀部設置著銷孔或銷槽。所謂枝狀部的前端是指枝狀部中距離前面部最遠的位置。另外，島狀部是用以形成銷孔或銷槽的部位，通常為將枝狀部的前端部分呈圓盤狀展開而成的形狀。但為方便起見，有時也將僅簡單延長帶狀的枝狀部而 得的部位設為島狀部。如此，通過設置島狀部，可以自如調整枝狀部的寬度，使作用有過大的負荷時的塑性變形變得容易。此外，枝狀部與島狀部是以一對一的關係設置。權利要求3所述的發明特定島狀部的形狀，其特徵在於所有島狀部均通過連接板而一體化。上下鄰接的島狀部彼此分離，但也可以如本發明所述，設置連結鄰接的島狀部的連接板，使所有島狀部一體化。此外，連接板包括在後緣部內。進而，為了確保後緣部的強度，也可以設置直接連結連接板與前面部的枝狀部。如此，通過設置連接板，使作用於各個枝狀部的負荷均等化，枝狀部整體均衡性佳地不斷塑性變形。權利要求4所述的發明特定後緣部的形狀，其特徵在於，後緣部是上下延伸的帶狀的縱板，在該縱板上設置著銷孔與銷槽。縱板是沿上下方向延伸的矩形狀的一片板，在其內部形成有銷孔，此外可視需要而在上下表面的一方或雙方形成有銷槽。如此，通過使用縱板，可以無需依賴於枝狀部的配置而形成銷孔或銷槽，而提高金屬緊固件形狀的靈活性。權利要求5所述的發明特定枝狀部的形狀，其特徵在於枝狀部是從前面部朝向後緣部向上傾斜。枝狀部也可以從前面部沿水平方向突起，但通過使其向上傾斜，當水平負荷作用於後緣部時，在枝狀部產生彎曲力矩，從而使枝狀部容易產生塑性變形。而且，當向下的負荷作用於後緣部時，枝狀部呈以枝狀部的根部(與前面部的邊界)附近為支點旋轉的方式塑性變形。因此，能夠輕鬆地確保較長的可塑性變形的區間，從而容易發揮柔韌性。此外，所謂向上傾斜是指枝狀部的上下兩面朝向上方。權利要求6所述的發明特定枝狀部的形狀，其特徵在於枝狀部是中央部向上下任一方突出而呈「〈」字狀或圓弧狀。枝狀部也可以從前面部沿水平方向突起，但通過如此變形，當水平負荷作用於後緣部時，在枝狀部產生彎曲力矩，而使枝狀部容易產生塑性變形。此外，此形態適合於設想上下反轉地使用的金屬緊固件。[發明的效果]如權利要求I所述的發明，關於將兩個構件呈丁字狀緊固的金屬緊固件，是使固定在支撐構件的側面的前面部、與插入結合構件的狹縫中並由衝銷等固定的後緣部在空間上分離，並僅通過多個枝狀部使前面部與後緣部一體化，由此，當過大的負荷作用於支撐構件與結合構件之間時，枝狀部的應力增大。其結果，可以使枝狀部在構件的裂縫擴大之前塑性變形而吸收能量，從而儘量延緩構件的破壞。進而，通過調整枝狀部的形狀或根數，可以在所有條件下實現理想的塑性變形，也容易確保通用性。此外，本發明除了改變鋼板的切斷形狀以外，可用與以往相同的製造步驟來應對，還能抑制產品價格。如權利要求2所述的發明，通過在各個枝狀部的前端設置島狀部，進而在各個島狀部設置銷孔或銷槽，可以自如調整枝狀部的寬度，從而在作用有過大的負荷時塑性變形變得容易。另外，如權利要求3所述的發明，通過由連接板使所有島狀部一體化，即便是連接板的塑性變形，也可以吸收能量，有助於儘量延緩構件的破壞。除此以外，在金屬緊固件的製造過程中對鋼板進行彎曲加工時，所有枝狀部無階差地排列在同一平面，因此品質也優異。 如權利要求4所述的發明，通過將後緣部設為帶狀的縱板，可以不依賴於枝狀部的配置而自如地形成銷孔或銷槽，從而通用性提高。因此，除了可以抑制製造成本以外，還可以容易地確保與以往的金屬緊固件的互換性，便利性也優異。如權利要求5所述的發明，通過使枝狀部向上傾斜，當水平負荷作用於後緣部時，枝狀部會產生彎曲力矩，從而使枝狀部容易產生塑性變形。因此，可以有效吸收能量，從而儘量延緩構件的破壞。另外，當作用有過大的負荷時，枝狀部會以枝狀部的根部附近為支點旋轉的方式不斷塑性變形。在此過程中，直至枝狀部略微朝向下方，前面部與後緣部的距離不會大幅度變化，因此可容易地進行塑性變形而發揮柔韌性。如權利要求6所述的發明，通過將枝狀部設為「 < 」字狀或圓弧狀且向上下任一方突出，當水平負荷作用於後緣部時，在枝狀部產生彎曲力矩，枝狀部以展開的方式不斷塑性變形。因此，可以有效吸收能量，從而儘量延緩接合部的破壞。另外，直至枝狀部因塑性變形而略微朝向下方，前面部與後緣部的距離不會大幅度變化，因此可容易地塑性變形而發揮柔韌性。


圖I是表示本發明的金屬緊固件的形狀例及其使用狀態的立體圖。圖2是表示圖I所示的金屬緊固件的詳情的圖，Ca)是立體圖，(b)是側視圖，(C)是側面上部的放大圖，Cd)是側面中間部的放大圖。圖3是表示未設置連接板的金屬緊固件的詳情的圖，(a)是立體圖，(b)是側視圖，(C)是側面上部的放大圖，Cd)是側面中間部的放大圖。圖4是表示增加枝狀部根數的金屬緊固件的詳情的圖，Ca)是立體圖，(b)是側視圖，(C)是側面上部的放大圖，Cd)是側面中間部的放大圖。圖5是表示使用有縱板作為後緣部的金屬緊固件的圖，Ca)是立體圖，(b)是側視圖。圖6是表示金屬緊固件的其他形狀例的立體圖，Ca)表示將前面部設為板狀的其他形狀例1，(b)表示將後緣部僅設為一片的其他形狀例2。圖7是表示金屬緊固件的其他形狀例的側視圖，均以圖5的形態為基礎。(a)表示其他形狀例3，(b)表示其他形狀例4，(c)表示其他形狀例5。圖8是表示評價金屬緊固件的強度時的試驗方法的側視圖。圖9是表示圖8的試驗結果的評價方法的圖，Ca)表示移位與負荷的關係，(b)表示短期容許耐力的計算方法。
圖10是表示利用圖8中的方法獲得的試驗結果的圖，(a)表示本發明的金屬緊固件的試驗結果，(b)表示以往的金屬緊固件的試驗結果。圖11是表示過大的負荷作用於圖2所示的金屬緊固件而使其塑性變形的狀態的側視圖。(a)表示變形前的金屬緊固件，(b)表示變形後的金屬緊固件，(c)表示變形前的金屬緊固件的枝狀部，Cd)表示變形後的金屬緊固件的枝狀部。圖12是表示普通金屬緊固件的形狀例的圖，(a)是表示金屬緊固件的形狀例及其使用狀態的立體圖，(b)是表示從背面側所見的金屬緊固件的形狀例的立體圖，(c)是表示金屬緊固件的形狀例的剖面圖。[符號的說明]
11前面部12前面板13前緣板14側面板18凸部19前孔23枝狀部25枝狀部(直接連結前緣板與連接板的構件)27枝狀部(連結前緣板與形成有銷槽的島狀部的構件)31後緣部33島狀部(形成有銷孔的構件)34銷槽35連接板36銷孔37島狀部(形成有銷槽的構件)38縱板41螺栓43螺母45釘47衝銷51支撐構件(支柱等)52支承孔53鑽孔54鍃孔61結合構件(橫梁等)62狹縫63橫孔64階差部71加壓板
具體實施例方式圖I表示本發明的金屬緊固件的形狀例及其使用狀態。金屬緊固件用於將橫梁的端面固定在垂直地設置的支柱的側面以構築丁字狀的緊固部。此外，被緊固的兩個構件並不限定於支柱與橫梁，為保持通用性，將支柱稱為支撐構件51，將橫梁稱為結合構件61。而且，金屬緊固件的特徵在於包括大致區分為前面部11、後緣部31、以及枝狀部23、25、27的三個因素，且前面部11與後緣部31在空間上分離。前面部11是用以將金屬緊固件固定在支撐構件51上的部位，從上方觀察呈「 口 」字狀，包括中心的前面板12及其兩側部的前緣板13、以及從前面板12突起的凸部18。其中，前面板12為縱長的平面狀，與支撐構件51的側面進行 面接觸。另外，凸部18是從前面板12呈圓柱狀突起的部位，其功能與以往相同，在中心形成有用以供螺栓41插通的前孔19。而且，前緣板13是使前面板12的左右兩側直角彎折而得的部位，與枝狀部23、25、27連接。此外，在支撐構件51上，加工有用以供凸部18嵌入的支承孔52、用以供螺栓41插通的鑽孔53、以及用以收容螺母43的鍃孔54。後緣部31是用以將金屬緊固件固定在結合構件61上的部位，包括形成在枝狀部23,27的前端的島狀部33、37、以及連結島狀部33、37彼此的連接板35。設置島狀部33、37是為了形成用以供衝銷47插通的銷孔36或抵住衝銷47的銷槽34，另外，設置連接板35是為了使所有島狀部33、37 —體化。此外，在結合構件61的端部上加工用以供後緣部31插入的兩列狹縫62、及收容前面板12的階差部64，進而在結合構件61的側面，在與銷孔36或銷槽34同心的位置上加工有橫孔63。枝狀部23、25、27是從前緣板13突出的部位，為寬度有限的枝狀，使前面部11與後緣部31 —體化。枝狀部23、25、27在上下排列著五個，最上方的枝狀部27向斜上方突出，與形成有銷槽34的島狀部37連接。另外，最下方的枝狀部25水平突出，與連接板35連接，不存在島狀部33、37。除此以外，中間的三根枝狀部23向斜上方突出，與大致圓盤狀的島狀部33連接。枝狀部23、25、27擔負將作用於後緣部31的負荷傳遞至前面部11的功能，枝狀部23、25、27的剖面積有限，強度必然不佳。因此，如果過大的負荷作用於結合構件61，則枝狀部23、25、27會以彎曲的方式不斷塑性變形。此時，可以吸收由負荷所帶來的能量，儘量延緩構件的破壞。圖2表示圖I所示的金屬緊固件的詳情。位於最上方的島狀部37與成對的枝狀部27 —體形成，雙方不存在嚴密的邊界，如圖2 (c)所示，將比銷槽34靠近前面部11的部位設為枝狀部27，將其前端設為島狀部37。另外，所有島狀部33、37經由連接板35而一體化，該連接板35的最下部經由水平延伸的枝狀部25與前緣板13 —體化。僅限該最下部的枝狀部25不存在島狀部33、37。此外，枝狀部23、25、27的兩端為防止極端的應力集中而設置圓角而與其他部位平滑地連接。圖3表示未設置連接板35的金屬緊固件。連接板35有使作用於各個島狀部33、37的負荷均等化的效果，但在欲於較早階段產生塑性變形的情況等時，也可以如此圖所示般省略連接板35。此形態是在各個枝狀部23、27的前端設置著一處島狀部33、37，在各個島狀部33、37上形成有一個銷孔36或一個銷槽34。此外，此圖的枝狀部23、27的寬度是設為銷孔36直徑的兩倍左右。
圖4表示增加枝狀部23、25、27的根數的金屬緊固件。枝狀部23、25、27是決定金屬緊固件的容許耐力的重要因素，在欲抑制過大負荷下的塑性變形的情況下，也可以如該圖所示般增加枝狀部23、25、27。在上下鄰接的島狀部33、37之間設置直接連接前緣板13與連接板35的枝狀部25，以提高後緣部31的剛性。然而，無變的是前面部11與後緣部31經由枝狀部23、25、27 —體化，如果超出限度，則枝狀部23、25、27會塑性變形。圖5表示使用縱板38作為後緣部31的金屬緊固件。縱板38是上下延伸的矩形狀的板，在其內部形成有銷孔36，進而在上下兩面形成有銷槽34。因為在上下兩面形成有銷槽34，所以還可以將金屬緊固件上下反轉地使用。另外，枝狀部23使前緣板13與縱板38 一體化，三根均為中央部向上方突出的「 < 」字狀。通過將枝狀部23設為這種形狀，當水平負荷作用於後緣部31時，枝狀部23會產生彎曲力矩，而容易產生塑性變形。圖6表示金屬緊固件的其他形狀例。圖6 (a)所示的其他形狀例I是以圖3所示的形狀為基礎，在枝狀部23、27的前端設置島狀部33、37，卻並未設置使各個島狀部33、37一體化的連接板35。另外，前面部11僅由前面板12構成，省略凸部18及前緣板13。此外， 無法省略前孔19，該前孔19設置在前面板12的中央。而且，枝狀部23、27從前面板12的左右兩側部突起，在中途呈直角彎折並與後緣部31連接。如此，前面部11與枝狀部23、27的連接構造也可以視需要自如變更。圖6 (b)所示的其他形狀例2是以圖2所示的形狀為基礎,後緣部31為一列，從上方觀察呈丁字狀。因此，在結合構件61上加工的狹縫62僅為一列。另外，前面部11包括矩形狀的前面板12、及從其中央突起的前緣板13，在前面板12的表面設置著前孔19。在施工時，使前面板12與支撐構件51的側面接觸之後，將釘45從前孔19打入。此外，還可以使用螺絲等來代替釘45。圖7也表示金屬緊固件的其他形狀例。此圖的各金屬緊固件中的任一種均是以圖5的形態為基礎，將在上下延伸的縱板38作為後緣部31的方面相同，但枝狀部23的形狀等不同。圖7 (a)所示的其他形狀例3是將枝狀部23的形狀設為向上方或下方突起的圓弧狀。通過設為這種圓弧狀，當水平負荷作用於後緣部31時，枝狀部23會產生彎曲力矩，而容易產生塑性變形。此外，銷槽34設置在縱板38的上下兩面，還可以將金屬緊固件上下反轉地使用。因此，枝狀部23是配置成以水平線為基準的線對稱形，即便在上下反轉地使用的情況下，也不會使枝狀部23的變形性等產生差異。圖7 (b)所示的其他形狀例4僅在縱板38的上表面設置銷槽34，未設想上下反轉地使用。因此，所有枝狀部23是從前面部11朝向後緣部31向上傾斜。另外，圖7 (c)所示的其他形狀例5是在縱板38的上下兩面設置著銷槽34，也可以上下反轉地使用。進而，枝狀部23是設為中央部向上方或下方突起的「 < 」字狀。因此，當負荷作用於後緣部31時，除了枝狀部23的兩端以外，應力還集中在中央部，從而變得容易產生塑性變形。圖8表示評價金屬緊固件的強度時的試驗方法的側視圖。如此前所述，本發明的金屬緊固件的特徵在於，當作用有過大的負荷時，通過枝狀部23、25、27塑性變形而吸收能量，儘量延緩構件的破壞。為了確認此事，利用圖8所示的方法進行了剪切試驗。該試驗基於財團法人日本住宅木材技術中心所決定的方法。試驗如圖8所示，使用的是由兩根支柱51、51支撐一根橫梁61的門形的試驗體，將相同的金屬緊固件組裝至支柱51與橫梁61呈丁字狀連接的兩處緊固部。而且，在橫梁61的上表面鋪設鋼製的加壓板71，使集中負荷作用於其中心。另外，為了測定橫梁61的移位，在橫梁61的端部附近的下表面安裝著移位計。為了抑制木材的裂縫等的影響，移位計安裝在橫梁61的近前側與內側兩處，將共四處的測定值的平均值作為移位量。如果利用圖8所示的方法進行試驗，則可以作成如圖9 Ca)所示的移位-負荷的曲線圖，據此而可以計算出金屬緊固件的短期容許耐力(相對於剪切負荷)。所謂短期容許耐力，是可不產生任何破壞地承受的負荷的上限值，稱之為短期是因為並未考慮腐蝕等長期的原因。此外，曲線圖的橫軸表示移位，此值為四處的平均值。另外，縱軸為作用於橫梁61的中央的負荷，最大負荷(Pmax)為曲線圖中最高的位置。進而，屈服耐力(Py)是根據曲線圖的線形並利用幾何學計算出來的值，相當於金屬材料的屈服點。木材源自天然，且含有層積材，不可避免的是因各種原因使強度存在個體差異。因此，在試驗時，最少也要使用六個試驗體，單獨作成曲線圖，隨時讀取最大負荷與屈服耐力。短期容許耐力是利用圖9 (b)所示的方法來計算。具體而言，計算出對Pmax乘上 2/3所得的值的平均值及其差異係數。進而，計算出Py的平均值及其差異係數。然後，兩者(PmaxX2/3、與Py)均計算出對平均值乘上其差異係數所得的值，將其中值較小一方設為短期容許耐力。此外，差異係數是利用圖9的最下方所示的式子計算出來，成為I以下的值。因此，為了提高短期容許耐力，必須減小Pmax或Py的標準偏差，使差異係數接近1，以提高穩定性。圖10是利用圖8中的方法所獲得的試驗結果。關於試驗，除了對圖2所示的金屬緊固件進行試驗以外，為了進行比較，還對以往的金屬緊固件進行了試驗。任一個金屬緊固件的凸部或銷孔等的配置或形狀均相同。較之以往，本發明的金屬緊固件的屈服耐力(Py)的平均值有所變差。這表示通過設置枝狀部，在較早階段便已產生塑性變形，有延緩構件破壞的效果。包含枝狀部的金屬緊固件是將鋼板精加工成特定形狀，塑性變形等特性幾乎不存在個體差異。因此，本發明的金屬緊固件，除最終階段以外，每張曲線圖的差均小，屈服耐力與最大負荷都是差異係數接近I。其結果如試驗結果的粗框內所示，較之以往，本案發明的金屬緊固件的短期容許耐力正在提高。如果根據本發明的金屬緊固件的試驗結果而作成移位-負荷的曲線圖，則從試驗開始至結束的期間，由曲線圖與X軸包圍的面積(試驗結果的積分值)較之以往變大。也就是說了解到，通過金屬緊固件的塑性變形而吸收更多的能量。圖11表示過大的負荷作用於圖2所示的金屬緊固件而使其塑性變形的狀態。變形前的枝狀部23、27如圖11 (a)及(c)所示，從前面部11朝向後緣部31向上傾斜。然而，如果過大的垂直負荷作用於後緣部31，則枝狀部23、25、27呈以前緣板13與枝狀部23、25、27的連接部分為中心旋轉的方式變形，如圖11 (b)及(d)所示，枝狀部23、25、27朝向下方。進而，銷孔36或銷槽34以被向下側按壓的方式變形，銷孔36成為橢圓形而大徑化。如此，通過使枝狀部23、27朝向上方地形成，枝狀部23、27在朝向水平的狀態的前後塑性變形。因此，前面部11與後緣部31的距離變長，必然也使作用於枝狀部23、27的彎曲力矩變大，而容易產生塑性變形。另外，當枝狀部23、27從向上至向下地塑性變形時，前面部11與後緣部31的距離不會大幅度變化。因此，後緣部31大致垂直地下降，固定在後緣部31上的橫梁61也輕鬆地下降。若枝狀部23、27最初便朝向下方，則後緣部31會隨著變形而接近前面部11，而使橫梁61的順利下降變得困難。
權利要求
1.一種金屬緊固件，用以將結合構件(61)的端面呈丁字狀緊固在支撐構件(51)的側面，其特徵在於包括 前面部(11)，與支撐構件(51)的側面接觸且通過螺栓(41)或釘(45)等固定在支撐構件(51)上；以及後緣部(31)，插入在結合構件(61)的端部上加工的狹縫(62)中且通過衝銷(47)等棒材固定在結合構件(61)上；且 在所述前面部(11)設置用以供螺栓(41)或釘(45)等插通的前孔(19)，在所述後緣部(31)設置用以供衝銷(47)等插通的銷孔(36)或抵住衝銷(47)等的銷槽(34)， 所述前面部(11)與所述後緣部(31)經由多個枝狀部(23、25、27)而一體化。
2.根據權利要求I所述的金屬緊固件，其特徵在於 所述後緣部(31)是設置在各個枝狀部(23、27)前端的島狀部(33、37)，且在各個島狀部(33、37)上設置著銷孔(36)或銷槽(34)。
3.根據權利要求2所述的金屬緊固件，其特徵在於 所有的所述島狀部(33、37)通過連接板(35)而一體化。
4.根據權利要求I所述的金屬緊固件，其特徵在於 所述後緣部(31)是在上下延伸的帶狀的縱板(38)，在該縱板(38)上設置著銷孔(36)與銷槽(34)。
5.根據權利要求I至4中任一項所述的金屬緊固件，其特徵在於 所述枝狀部(23、27 )是從所述前面部(11)朝向所述後緣部(31)向上傾斜。
6.根據權利要求I至4中任一項所述的金屬緊固件，其特徵在於 所述枝狀部(23)是中央部向上下任一方突出而呈「〈」字狀或圓弧狀。
全文摘要
本發明提供一種金屬緊固件，其將支柱等支撐構件(51)與橫梁等結合構件(61)呈丁字狀接合，使固定在支撐構件(51)的側面上的前面部(11)、與插入結合構件(61)的狹縫(62)中並由衝銷(47)等固定的後緣部(31)在空間上分離，並且使前面部(11)與後緣部(31)僅通過多個枝狀部(23、25、27)而一體化。
文檔編號E04B1/58GK102753765SQ20118000699
公開日2012年10月24日 申請日期2011年3月30日 優先權日2010年4月1日
發明者大倉憲峰 申請人:大倉憲峰