特開 2024-135924 座金

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024135924

(43)【公開日】2024-10-04

(54)【発明の名称】座金

(51)【国際特許分類】

   F16B 43/00 20060101AFI20240927BHJP

   F16B 5/10 20060101ALI20240927BHJP

【ＦＩ】

F16B43/00 Z

F16B5/10 J

【審査請求】未請求

【請求項の数】3

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023046832

(22)【出願日】2023-03-23

(71)【出願人】

【識別番号】000000941

【氏名又は名称】株式会社カネカ

(74)【代理人】

【識別番号】110002734

【氏名又は名称】弁理士法人藤本パートナーズ

(72)【発明者】

【氏名】辻野 真次

(72)【発明者】

【氏名】波内 俊文

(72)【発明者】

【氏名】後藤 直樹

【テーマコード（参考）】

3J001

3J034

【Ｆターム（参考）】

3J001FA02

3J001GA01

3J001GB01

3J001HA02

3J001HA07

3J001JA03

3J001KA19

3J001KB04

3J034AA02

3J034BA20

(57)【要約】

【課題】締結対象物に対して浮き上がることを抑制できる座金を提供する。
【解決手段】座金は、被締結対象物２の被締結面２２に締結対象物３を配置して、締付力を生じる締結具４で締結する際に用いられる座金１であって、締結対象物は、被締結面２２と対向する側と反対側の面であって、挿通孔３ａが形成された締結面３１を備え、締結具は、柱状であって、被締結対象物に挿入される軸部４１と、軸部の径外方に延出するように設けられる締付部４２と、を備え、座金には、軸部を挿通可能な貫通孔１ａが形成され、座金は、貫通孔を挿通孔に重ねた状態において締結面に当接する当接部１１と、当接部に段差を介して隣り合い、貫通孔を挿通孔に重ねた状態において挿通孔に嵌入する嵌入部１２と、を備え、嵌入部は、貫通孔を囲み、締付部に押圧される周囲部分１２０を有するとともに、周囲部分が被締結面に当接可能となるように構成されている。
【選択図】図５

【特許請求の範囲】

【請求項1】

被締結対象物の被締結面に締結対象物を配置して、締付力を生じる締結具で締結する際に用いられる座金であって、
前記締結対象物は、前記被締結面と対向する側と反対側の面であって、挿通孔が形成された締結面を備え、
前記締結具は、柱状であって、前記被締結対象物に挿入される軸部と、前記軸部の径外方に延出するように設けられる締付部と、を備え、
前記座金には、前記軸部を挿通可能な貫通孔が形成され、
前記座金は、前記貫通孔を前記挿通孔に重ねた状態において前記締結面に当接する当接部と、前記当接部に段差を介して隣り合い、前記貫通孔を前記挿通孔に重ねた状態において前記挿通孔に嵌入する嵌入部と、を備え、
前記嵌入部は、前記貫通孔を囲み、前記締付部に押圧される周囲部分を有するとともに、該周囲部分が前記被締結面に当接可能となるように構成されている座金。

【請求項2】

前記貫通孔から前記当接部の外縁に延びる切目を有し、
前記切目の一方側が他方側に対して前記貫通孔の貫通方向でずれている、請求項１に記載の座金。

【請求項3】

前記挿通孔は、長孔であり、
前記嵌入部は、前記長孔の長手方向に沿って配置される、請求項１又は２に記載の座金。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、被締結対象物に締結対象物を締結する際に用いられる座金に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、座金として、特許文献１に記載のようなスプリングワッシャ付き座金が知られている。スプリングワッシャ付き座金は、平板状で厚み方向に貫通するボルト挿通孔が形成された座板と、ボルト挿通孔と連通するように座板に突設された筒状部と、を備え、内周面に凹部が形成されたスプリングワッシャを筒状部に嵌合させることができるように構成されている。

【0003】

特許文献１によると、このような座金は、ボルトナットやねじなどの締結具で締め付ける締結対象物に形成された孔とボルト挿通孔を重ねて、重なった孔に締結具を挿入して締め付ける際に、座板によって、締結対象物への接触面積を確保できるので、締結具で確実に締結物を締め付けることができるとされている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】登録実用新案第３０１２７４４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

締結対象物に形成された締結具を挿通するための挿通孔が座金に形成された貫通孔よりも大きい場合には、挿通孔と貫通孔を重ねて締結具で締め付けた際に、締付力によって挿通孔に重なった部分が挿通孔に沈み込み、座金の外縁部分が締結対象物の表面に対して浮き上がるように変形することがあった。

【0006】

そこで、本発明は、締結対象物に対して浮き上がることを抑制できる座金を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の座金は、被締結対象物の被締結面に締結対象物を配置して、締付力を生じる締結具で締結する際に用いられる座金であって、前記締結対象物は、前記被締結面と対向する側と反対側の面であって、挿通孔が形成された締結面を備え、前記締結具は、柱状であって、前記被締結対象物に挿入される軸部と、前記軸部の径外方に延出するように設けられる締付部と、を備え、前記座金には、前記軸部を挿通可能な貫通孔が形成され、前記座金は、前記貫通孔を前記挿通孔に重ねた状態において前記締結面に当接する当接部と、前記当接部に段差を介して隣り合い、前記貫通孔を前記挿通孔に重ねた状態において前記挿通孔に嵌入する嵌入部と、を備え、前記嵌入部は、前記貫通孔を囲み、前記締付部に押圧される周囲部分を有するとともに、該周囲部分が前記被締結面に当接可能となるように構成されている。

【0008】

かかる構成によれば、貫通孔の周囲部分が被締結面に当接するので、被締結対象物の被締結面に締結対象物を配置し、締結対象物の挿通孔に座金の貫通孔を重ねて締結具で締結する際に、締結具の締付力で貫通孔の周囲部分が貫通孔に沈み込むことを抑制できる。よって、座金が締結対象物に対して浮き上がることを抑制できる。

【0009】

また、前記貫通孔から前記当接部の外縁に延びる切目を有し、前記切目の一方側が他方側に対して前記貫通孔の貫通方向でずれているように構成することもできる。

【0010】

かかる構成によれば、締結具で締め付けた際に、座金が切れ目を挟む部分で弾性変形し、偏平な形状となる。よって、締結具が緩んだとしても座金が復元し、締付部に座金が当接することができるため、締結具の脱落を抑制できる。

【0011】

また、前記挿通孔は、長孔であり、前記嵌入部は、前記長孔の長手方向に沿って配置される構成することもできる。

【0012】

かかる構成によれば、嵌入部が長孔の長手方向に沿って配置されるので、被締結面に対する嵌入部の接触面積を確保することができる。よって、締付力を被締結面に分散して伝達することができるので、嵌入部によって被締結面が損傷することを抑制できる。

【発明の効果】

【0013】

本発明によれば、締結対象物に対して浮き上がることを抑制できる座金を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本発明の一実施形態にかかる座金を用いて締結対象物を被締結対象物に締結した状態を示す斜視図である。

【図2】同座金を用いて締結対象物を被締結対象物に締結した状態を示す平面図である。

【図3】同座金の斜視図である。

【図4】同座金の平面図である。

【図5】図２に示すＶ－Ｖ断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

本発明の一実施形態にかかる座金１について図１乃至図５を参照して説明する。説明の便宜上、幅方向、長手方向、及び、上下方向は、図１に記載の方向を基準に説明するが、使用時における方向を限定するものではない。

【0016】

図１及び図２に示すように、座金１は、太陽光発電をする太陽電池モジュール（図示しない）を屋根材に固定されるベース金具２に設置するための設置部材としてのレール３（締結対象物）を締結具４でベース金具２（被締結対象物）に固定するために用いられる。なお、太陽電池モジュールとレール３は図示しない金具で連結される。

【0017】

屋根材は、建築物の屋根を構成する部材であり、例えば金属製である。屋根材は、複数を組み合わせられて屋根を構成する。このような屋根材には、ベース金具２が取付けられる。具体的に、ベース金具２は、ベース金具２の被締結面２２（表面）を構成する表面部２１と、表面部２１に連結されるとともに、屋根材に固定される固定部２３（図示しない）と、を備える。表面部２１には、厚み方向に貫通する表面孔２ａが複数個所に形成されている。

【0018】

レール３は、ベース金具２に対向するように配置される下面と、下面と反対側の面である締結面３１（上面）と、を備える長尺体である。このようなレール３の締結面３１には、上面から下面に（厚み方向に）貫通する挿通孔３ａが形成されている。挿通孔３ａは、幅方向長さに比べて長手方向長さが長い長孔であり、幅方向長さは略一定である。レール３が長孔の挿通孔３ａを有することにより、ベース金具２に対するレールの固定位置を調整できるため、屋根に太陽電池モジュールを取付ける際の取り付け位置を柔軟に変更できる。

【0019】

このようなレール３は、複数のベース金具２の上に跨るように配置される。また、レール３は、挿通孔３ａがベース金具２の表面部２１に形成された表面孔２ａと重なるように配置される。ベース金具２の表面部２１に形成される表面孔２ａの位置や表面孔２ａ同士の間隔は、ベース金具２の種類（例えば表面部２１の大きさや材質）や配置状態によって異なり、表面部２１の様々な位置に表面孔２ａが形成されている。ここで、レール３に形成された挿通孔３ａが長孔であるので、挿通孔３ａを表面部２１の様々な位置の表面孔２ａに合わせることができる。

【0020】

ベース金具２に対して配置されたレール３は、締結具４でベース金具２に対して固定される。図５に示すように、締結具４は、柱状で挿通孔３ａに挿通される軸部４１と、軸部４１から径外方に延出する締付部４２と、を備える。本実施形態の締結具４は、締付部４２としてのボルト頭を備える頭付きボルトである。締結具４は、締付部４２の下面が締結面３１と対向するように、ベース金具２に対して配置されたレール３の挿通孔３ａに挿通され、反対側からナット（図示しない）を螺合されることで、レール３をベース金具２に対して締め付けて固定する。

【0021】

図１及び図２に示すように、座金１は、締結具４でレール３をベース金具２に対して締め付ける際に、締付部４２と締結面３１の間に配置される板状部材である。図３及び図４に示すように、座金１は、上面及び下面が締付部４２の下面よりも広くなるように構成されており、軸部４１を挿通可能な貫通孔１ａが厚み方向で貫通するように形成されている。また、座金１は、下面がレール３の締結面３１に当接する当接部１１と、貫通孔１ａを挿通孔３ａに重ねた状態で挿通孔３ａに嵌入する嵌入部１２と、を備える。本実施形態の座金１は、上面及び下面が四角形状である。このような座金１は、例えば、平坦な板材（具体的には金属板）をプレス加工して製造される。なお、図面において、プレス加工によって形成される角を尖った状態で図示しているが、実際にはプレスによって角の部分にアールが形成される。

【0022】

嵌入部１２は、幅方向に対して長手方向に長い板状体である。本実施形態の嵌入部１２は、幅方向の中途部分が下方に凹となるように形成されており、締付部４２が当接可能に構成されている。具体的に、嵌入部１２は、下方に位置して、締結面３１と当接する嵌入本体部１２１と、嵌入本体部１２１の幅方向両端部から上方に延伸する延伸部１２２と、を備える。なお、図３において、嵌入本体部１２１と延伸部１２２の概念的な境界を一点鎖線で示している。嵌入本体部１２１の下面は、長手方向長さが幅方向長さよりも長く、また、貫通孔１ａの径の２倍以上の長さである、長手方向に連続して延びる平坦な面である。延伸部１２２の上面には、締付部４２が当接可能である。本実施形態では、図１に示すように、嵌入本体部１２１の上面が延伸部１２２の上面よりも下方に位置しているため、嵌入本体部１２１には締付部４２が当接しない。嵌入本体部１２１の厚み（上下方向長さ）は、長孔の厚み（上下方向長さ）とほぼ同じであり、嵌入本体部１２１の幅は、挿通孔３ａの幅と略同じである（図５参照）。

【0023】

嵌入部１２の長手方向における中央部分には貫通孔１ａが形成されている。貫通孔１ａは丸孔であり、径が、嵌入部１２の幅よりも小さく、また、挿通孔３ａの幅方向長さよりも小さい。また、貫通孔１ａは、挿通孔３ａよりも小さい孔であり、具体的に、貫通孔１ａは、幅方向長さが挿通孔３ａの幅方向長さよりも小さく、長手方向長さが挿通孔３ａの長手方向長さよりも小さい。また、貫通孔１ａを囲む周囲部分１２０は、嵌入本体部１２１及び延伸部１２２の両方によって構成されている。

【0024】

当接部１１は、嵌入部１２に対して隣り合う、平坦な板状体である。具体的に、当接部１１は、嵌入部１２から連続して幅方向で外側に延び、下面が嵌入部１２の下面（嵌入本体部１２１の下面）よりも上方に位置するように配置されている。本実施形態の当接部１１は、嵌入部１２の幅方向一方側及び他方側に配置されている。また、当接部１１は、嵌入部１２が挿通孔３ａに嵌入した状態において、下面が締結面３１に当接可能である。当接部１１の幅方向長さは、貫通孔１ａの径の半分以上の長さであり、長手方向長さは貫通孔１ａの径の２倍以上である。

【0025】

当接部１１と嵌入部１２の間には、下面側に段差Ｄが形成されている。具体的に、当接部１１の下面よりも嵌入本体部１２１の下面が下方に位置し、かつ、当接部１１の下面と嵌入本体部１２１の下面と嵌入本体部１２１の側面が連結されることで段差Ｄが形成されている。つまり、段差Ｄは、当接部１１の下面と嵌入本体部１２１の側面によって形成されている。段差Ｄの高さは、挿通孔３ａの貫通方向における長さ（即ち、レール３において挿通孔３ａを有する部分の板厚）に略等しい。なお、段差Ｄの高さが挿通孔３ａの貫通方向における長さよりも小さい構成とすることもできる。このような構成であっても当接部１１と締結面３１が当接する。

【0026】

座金１には、貫通孔１ａから当接部１１の外縁まで連続して延びる切目１３が形成される。切目１３は、幅方向に沿って貫通孔１ａから当接部１１の外縁まで延びるように形成されている。また、切目１３の幅（長手方向における長さ）は、貫通孔１ａの径よりも小さく、具体的には、貫通孔１ａの径の半分以下である。

【0027】

長手方向（切目１３の幅方向）における切目１３の一方側は、他方側に対して上方に位置している。本実施形態では、座金１の切れ目を挟んだ部分にねじられることで、切目１３の一方側が他方側に対する上下方向におけるずれが形成されている。また、座金１は、上下方向で圧縮する力を受けた際に、切目１３の一方側と他方側の上下方向高さがそろうように弾性変形し、上下方向で圧縮する力を受けなくなった場合には、切目１３の一方側が他方側に対して上下方向でずれるように復元する。この復元の際、座金１の切目１３を挟む部分にて上下方向に弾性力が生じることになる。

【0028】

以上のような構成の座金１を用いてレール３をベース金具２に固定する方法について図５を参照して説明する。

【0029】

ベース金具２をレール３に固定する際には、準備段階として、表面孔２ａとレール３の挿通孔３ａが重なるように、ベース金具２に対してレール３を配置する。なお、ベース金具２に予め表面孔２ａが形成されていない場合には、表面部２１に孔をあけて表面孔２ａを形成する。

【0030】

次に、ベース金具２の表面孔２ａ及びレール３の挿通孔３ａに貫通孔１ａが重なるように座金１を配置する。このとき、座金１を嵌入部１２が挿通孔３ａの長手方向に沿うように挿通孔３ａに嵌入させる。本実施形態で、座金１は、嵌入部１２が挿通孔３ａに嵌入した状態で挿通孔３ａの長手方向に沿って移動可能である。なお、座金１は、ベース金具２の表面孔２ａに対応した数量が配置される。座金１が配置された状態で、ベース金具２の表面孔２ａ、レール３の挿通孔３ａ、及び、座金１の貫通孔１ａが上下方向で重なった状態となる。

【0031】

そして、重なったベース金具２の表面孔２ａ、レール３の挿通孔３ａ、及び、座金１の貫通孔１ａに対して締結具４を挿通する。具体的には、締付部４２が座金１の上面（延伸部１２２の上面）に当接するまで軸部４１を挿通し、挿通が完了後に、裏側（下側）から軸部４１にナット（図示しない）を螺合して、ベース金具２、レール３及び座金１を締め付ける。なお、座金１と締付部４２の間にワッシャ（平ワッシャ）を介在させたうえで締め付けを行ってもよい。本実施形態では、締結具４の締付部４２（ワッシャを設けた場合はワッシャ）は、座金１の貫通孔１ａの周囲部分１２０のうち、延伸部１２２によって構成される部分にのみ当接する。

【0032】

ここで、締付部４２によって座金１に対して上下方向に圧縮する力がかかるので、座金１が弾性変形して、切目１３を挟んだ一方側と他方側の高さがそろう。切目１３を挟んだ一方側と他方側の高さがそろうと、当接部１１の下面が平坦な状態となり、当接部１１の下面が全体的に締結面３１に当接する状態となる。座金１が締結面３１に全体的に当接することで、締付部４２による締付力を分散してレール３に伝達することができるので、締付力に起因した座面陥没などを抑制することができる。本実施形態で、当接部１１は、幅方向長さが貫通孔１ａの径の２倍以上あるので、締付部４２による締付力を確実に分散してレール３に伝達することができる。また、当接部１１は、幅方向で嵌入部１２の一方側及び他方側に配置されるので、締付部４２による締付力を確実に分散してレール３に伝達することができる。

【0033】

また、座金１は、嵌入部１２が挿通孔３ａに嵌入しており、貫通孔１ａの周囲部分１２０がベース金具２の表面部２１（被締結面２２）に当接しているので、締付によって座金１（周囲部分）を上方から下方に押圧力がかかったとしても、座金１が挿通孔３ａに沈み込むように変形し、当接部１１が締結面３１に対して浮き上がるように変形（座金１全体でＵ字状やＶ字状に変形）することを抑制できる。よって、当接部１１が浮き上がることで、当接部１１が締結面３１に対して面で接触できなくなり、上述の座金１としての機能が低下することを抑制できる。さらに、嵌入部１２の下面（嵌入本体部１２１の下面）は長手方向に連続して延びる平面であるので、締付力を分散してベース金具２に伝達することができるため、締付力に起因してベース金具２の表面を傷つけることを抑制することができる。

【0034】

以上の工程で、レール３のベース金具２に対する固定が完了する。固定完了後に締結具４の締め付けが緩んだとしても、座金１が復元して、切目１３の一方側は、他方側に対して上方に位置しているようになるので、緩んで生じた空間が復元した座金１によって埋められるため、締付部４２が座金１に当接する状態を維持できる。よって、締結具４の脱落を抑制できる。

【0035】

上記実施形態の座金１によれば、貫通孔１ａの周囲部分１２０が被締結面２２に当接するので、被締結対象物（ベース金具２）の被締結面２２に締結対象物（レール３）を配置し、締結対象物（レール３）の挿通孔３ａに座金１の貫通孔１ａを重ねて締結具４で締結する際に、締結具４の締付力で貫通孔１ａの周囲部分１２０が貫通孔１ａに沈み込むことを抑制できる。よって、座金１が締結対象物（レール３）に対して浮き上がることを抑制できる。

【0036】

以上、本発明の実施形態について一例を挙げて説明したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変更を加えることができる。

【0037】

例えば、被締結対象物がベース金具２であり、締結対象物が太陽電池モジュールを設置するためのレール３である場合について説明したが、このような構成に限らず、種々の締結対象物を被締結対象物に締結する場合に本発明を適用できる。例えば、レール３を屋根材（瓦など）に直接取り付ける構成とすることもできる。

【0038】

また、挿通孔３ａが長孔である場合について説明したが、貫通孔１ａよりも大きな孔であれば、長孔に限らず丸孔や四角形状の孔などとして構成できる。

【0039】

さらに、座金１には切目１３が形成される場合について説明したが、このような構成に限らず、切目１３が形成されない構成を採用することもできる。この場合、座金１に弾性力が生じないため、一般的なばね座金と併用することが好ましい。

【0040】

また、締結具４は、頭付きボルトである場合について説明したが、このような構成に限らず、例えば、軸部４１のみのボルトとボルトに螺合される当接部１１としてのナットとを備える構成であってもよいし、表面孔２ａがねじ穴である場合には、軸部４１及び締付部４２を備えるねじであってもよい。さらに、ねじを有さない締結具４（例えばリベット）であってもよい。

【0041】

さらに、周囲部分１２０の下面の全部が被締結対象物に当接する場合について説明したが、このような構成に限らず、一部のみが当接可能であってもよい。このような場合であっても、座金１が挿通孔３ａに沈み込むことを抑制できる。

【0042】

また、当接部１１及び嵌入部１２の下面は平坦である場合について説明したが、このような構成に限らず、例えば、当接部１１や嵌入部１２から下方に突出する複数の（多数の）突起部を備える構成とすることもできる。このような構成の場合には、突起部が締結対象物や被締結対象物に噛み込んで座金１がずれることを抑制できる。

【0043】

さらに、嵌入部１２は、下方に凹となるように構成される場合について説明したが、このような構成に限らず、上面が平坦であり、下面が当接部１１に対して突出するように構成することもできる。このような構成の場合、貫通孔１ａの周囲部分１２０の全体に締付部４２が当接する。このような構成の座金は、例えば鋳造により形成できる。

【符号の説明】

【0044】

１…座金、１ａ…貫通孔、１１…当接部、１２…嵌入部、１２０…周囲部分、１２１…嵌入本体部、１２２…延伸部、１３…切目、２…ベース金具（被締結対象物）、２ａ…表面孔、２１…表面部、２２…被締結面、２３…固定部、３…レール（締結対象物）、３ａ…挿通孔、３１…締結面、４…締結具、４１…軸部、４２…締付部、

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】