鋼材の接合構造および接合方法ならびに鉄骨造の建築物
【課題】ドリルねじによる接合施工する場合の施工効率を向上させることができる鋼材の接合構造および接合方法並びに鉄骨造の建築物を提供すること。
【解決手段】ドリルねじを用いて鋼材相互の重合部を接合する鋼材の接合構造において、ドリルねじ１の頭部側に位置して接合される鋼材１１に先孔１３が設けられ、先孔１３は、ドリルねじのねじ軸部よりも外径寸法が大きく、かつドリルねじ頭部５を嵌設する大径孔１３ａと、大径孔１３ａに接続する小径孔１３ｆとにより構成され、小径孔１３ｆは、ドリルねじ１のねじ部外径寸法よりも小さくされて、ドリルねじ１により雌ねじ孔が設けられて接合されている鋼材の接合構造。前記の接合構造とするにあたり、ドリルねじ１により削られた削りかすを、ドリルねじ１により大径孔１３ａから鋼材１１の外側に排出しながら鋼材１１，１２を接合する鋼材の接合方法。前記の接合構造を備えた構造鉄骨造の建築物。
【解決手段】ドリルねじを用いて鋼材相互の重合部を接合する鋼材の接合構造において、ドリルねじ１の頭部側に位置して接合される鋼材１１に先孔１３が設けられ、先孔１３は、ドリルねじのねじ軸部よりも外径寸法が大きく、かつドリルねじ頭部５を嵌設する大径孔１３ａと、大径孔１３ａに接続する小径孔１３ｆとにより構成され、小径孔１３ｆは、ドリルねじ１のねじ部外径寸法よりも小さくされて、ドリルねじ１により雌ねじ孔が設けられて接合されている鋼材の接合構造。前記の接合構造とするにあたり、ドリルねじ１により削られた削りかすを、ドリルねじ１により大径孔１３ａから鋼材１１の外側に排出しながら鋼材１１，１２を接合する鋼材の接合方法。前記の接合構造を備えた構造鉄骨造の建築物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋼材の接合部における板状の鋼板相互を重合させて、ドリルねじにより接合する鋼材の接合構造および接合方法ならびに鉄骨造の建築物に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ドリルねじを用いた鋼材の接合構造として、スチールハウス等では、接合すべき鋼材における薄鋼板相互を重合すると共にこれらに渡って貫通配置するようにドリルねじを用いて接合することが知られている。前記のうように薄鋼板相互の接合では、高剛性の接合構造を前提としていない接合構造である。
【０００３】
ドリルねじにより鋼材を接合する場合、鋼材の板厚が薄い場合には、（１）ドリルねじにより削られた削りかすは、確実にドリルねじにより排出されるため、削りかす排出についての問題が生じることはない。また、（２）、ドリルねじによって空けられる孔の位置が多少偏心しても、鋼材が薄いために、確実の接合される鋼材が、ドリルねじのドリル刃により孔が空けられた後、タッピングされて接合されるため、ドリルねじの偏心されて接合されても特に問題にはならなかった。さらに、（３）接合される裏面の鋼板にドリルねじにおけるドリル刃により孔があく前に、ドリルネジのねじ山が表側の鋼板に干渉することがないため、ドリルねじの打ち込みが困難になることもない。
【０００４】
また、従来、少なくとも一方の部材の板厚が2.3mm以上の鉄骨の柱と梁の接合、梁と梁の接合ならびに梁と小梁の接合（いずれも板状部相互の重合部の接合）においては、（１）溶接接合、（２）ボルト接合、リベット接合ならびに（３）高力ボルト接合が適用されていた（例えば、特許文献１〜３参照。）。ドリルねじによる接合は、板厚2.3mm厚以上の鉄骨の柱と梁の接合、梁と梁の接合ならびに梁と小梁の接合（いずれも板状部相互の重合部）においてはドリルねじによる接合は行われていなかった。
【０００５】
（１）前記の溶接接合では、接合される鋼材を溶接できる形状に加工し、さらに溶接時の熱により部材が変形しないように温度、溶接手順や拘束条件を管理して溶接を実施していた。また、めっきや塗装など予め防錆処理されていた鋼材を用いる場合にあっては、接合部のめっきや塗装などを剥離したうえ溶接接合し、溶接の後に損傷を受けた防錆処理部の補修も必要となっていた。
【０００６】
（２）前記のボルト接合またはリベット接合では、接合される部材のすべてにボルトまたはリベットの軸径以上の孔を穿設したうえ、ボルトおよびナットまたはリベットにより一体化する接合方法としていた。このとき、両被接合部材の双方から作業する必要があった。
【０００７】
（３）前記の高力ボルト接合では、前記（２）と同様の作業に加え、重合される部材の接触面を有効に摩擦力が生じるように表面処理する必要があった。
前記のように、（１）溶接接合では、開先加工等を含む溶接できる形状に加工、温度管理等、非常に煩雑で、接合コストも高くなると共に高度の熟練を要するという問題があった。
また、（２）前記のボルト接合またはリベット接合では、接合される部材のすべてにボルトまたはリベットの軸径以上の孔を穿設しなければならず、しかも接合部の表裏両側から作業する必要があり、接合作業効率が低いという問題がある。
また、前記（３）では、前記（２）に加えて摩擦接合面に有効に摩擦力が生じるように表面処理する必要があり、接合コストが増加する問題がある。
【０００８】
（比較的厚い板厚の鋼板相互の接合構造について）
前記従来の溶接接合のような作業時の管理や溶接後の防錆補修が不要となり、ボルトやリベットのように部材の両側から作業する必要が無くなり、高力ボルトのように摩擦力のための表面処理を必要としないため、作業効率が向上する接合構造であって、前記の（１）〜（３）課題を有利に解消することができる接合構造として、（４）鋼板板厚が２．３ｍｍを越える比較的厚い板厚の鋼板相互の接合構造にも、ドリルねじによる接合が利用されつつあり、特許出願が行われている。
【０００９】
前記の（４）の比較的厚い板厚の鋼板相互の接合構造の場合について、図１３を参照して説明すると、ドリルねじ１を鋼板１２に対して垂直にねじ込むようにして、鋼板１１、１２相互を接合する構造である。
【００１０】
ドリルねじ１による鋼材相互の接合、特に鋼材における比較的厚い板厚の鋼板部相互の接合は、図１３に示すように、（Ａ）ドリルねじ１先端のドリル刃１０により、接合される鋼板１２の板厚を貫通する孔１３ｇが先にあけられたのち、ドリルねじ１のドリルねじ部３により、鋼板１２がタッピングされて、他方の鋼板１１とドリルねじ１および鋼板１２が密着接合される接合方法である。
各鋼板１１，１２に先孔が設けられていない場合では、ドリルねじ１のドリル刃１０により各鋼板１１，１２に孔１３ｇが開設された後に、ドリルねじ１頭部側に位置する鋼板１１が、ドリルねじ１のドリルねじ部３によりタッピングされると、スムースに雌ねじをタッピングして設けることができるが、反対に、ドリルねじ１におけるドリル刃１０により貫通孔１３ｇが開設する前に、ドリルねじ１頭部側に位置する鋼板１１がタッピングされ始めると、ドリル刃１０による切削して進行する速度は、タッピングして進行する速度（ドリルねじ１回転でねじ１ピッチ分進行する速度）より格段に遅いため、タッピング不能になる特徴がある。
したがって、ドリルねじ１におけるドリル刃１０により、ドリルねじ１の先端側よりに位置する下側の鋼板１２に孔１３ｇが開けられた後、タッピングされることが必要条件になったり、ドリルねじ１の頭部５側に位置する鋼板１１に、ドリルねじ１のドリルねじ部３の外径寸法Ｄよりも十分内径の大きい大径孔１３を設けることが必要になり、ドリルねじ部３が鋼板１１の孔内面に干渉するのを防止するようにしている。
【００１１】
前記の必要条件を前提とした場合、または比較的厚い鋼板相互をドリルねじにより鋼材を接合する場合、鋼材の板厚が厚くなるにつれて、実際に施工した場合、次のような問題点が生じるようになった。先ず第１に、ドリルねじにより削られた削りかすの排出の問題（１）、第２に、ドリルねじによって空けられる孔の位置が偏心してしまうという問題（２）、その問題（２）に関連して第３に、裏面側の鋼板１２に孔１３ｇが開設される前に、ドリルネジのねじ山が表側の鋼板に干渉してしまい、ドリルねじの打ち込みが困難になるという問題（３）がある。
【００１２】
また、鋼材の板厚が厚くなると、伝達させる応力も大きくなることを設計上期待されるから、ドリルねじが接合されるとき、鋼板の孔（先孔部分とドリル刃により開けられる孔の両方）の側面とドリルねじが支圧により有効に伝達できるようにする必要が生じるようになった。
【特許文献１】実公昭５６−４０８２号公報
【特許文献２】実公昭５６−５５３６５号公報
【特許文献３】特開２００２−３８６０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
先ず、前記（１）のドリルねじによって削られた削りかすの問題について説明する。
【００１４】
ドリルねじ１を使用して鋼材（鋼板）相互を重合した状態で接合する場合、接合ドリルねじ１先端のドリル刃１０により鋼板１２に孔１３ｇがあけられるが、図１３に示すように、現在のドリルねじの接合工法では、削りかす１３ｈが有効に排除されずに接合孔１３ｇ部分に残ることがある。
【００１５】
前記のように、削りかす１３ｈが、ドリルねじ先端７と鋼板１２の間に入り込むと、削りかす（切り粉）１３ｈが、接合孔部分内において回転するドリルねじ部３を支承するベアリングのような効果を発生し、ドリルねじ先端７の刃１０による鋼材切削効率を極端に低下させ、場合によってはドリルねじ１自体が空回りさせることもあるという問題があった。
【００１６】
例えば、図１３に示すように、２枚の鋼板１１，１２を接合する場合には、ドリルねじ１の頭部側に位置して接合される表側の鋼板１１に、ドリルねじ部３の山径より大きい径の先孔１３を設けて、削りかす１３ｈを排出することも考えられるが、しかしこの場合には、ドリルねじ１と鋼板１２の先孔１３との筒状の隙間Gが小さく、削りかす１３ｈが有効に排除されないことがある。
【００１７】
これまで、ドリルねじ１の使用範囲は、鋼材１１，１２の板厚が2.3mm未満の板厚が主流であったため、削られる鋼材の削りかす（きりこ）１３ｈの量が少なく、削られる部分から排除される部分までの距離が短いため、削りかす１３ｈを確実に排出でき、削りかす１３ｈについて大きな問題とならなかったが、鋼材の板厚が、2.3mm以上の板厚の接合にドリルねじ１を用いることが可能となり、このようになると、削りかす（きりこ）排出の問題が生じた。
【００１８】
前記の削りかすの問題については、ドリルねじ自体に工夫をすることも考えられるが、本発明では、被接合材となる鋼材（例えば、鋼板）側に有効な加工を施すことで、問題を解決しようとするものであり、できるかぎりドリルねじ１は、公知のドリルねじまたはこれに近い形態を利用することを前提とした発明である。
【００１９】
次に、前記の（２）ドリルねじにより空けられる孔が偏心する問題点について説明する。
【００２０】
図１３に示すように、ドリルねじ１における頭部側に位置する鋼板１１に設けられる大径孔１３が、ドリルねじ１のドリル刃外径寸法Ｄ１およびドリルねじ部３の外径寸法Ｄよりも比較的大きいために、現行のドリルねじ１による鋼材の接合方法では、ドリルねじ１のドリル刃１０が横方向の移動を拘束するようにガイドされておらず、ドリル刃１０が横方向にずれて偏心し、ドリルねじ１先端により空けられる孔１３ｇの位置が、横方向に偏芯してしまい、また、偏心してしまうと、ドリルねじ１のねじ部３が先孔１３内周面をタッピングし始めてしまうという問題がある。このようになると、ドリルねじ１のねじ込みが困難になる。
【００２１】
また、ドリルねじ１が偏心した状態で接合されてしまうと、接合されたドリルねじ１の頭部５は、偏心した配置状態となるので、先孔１３内面とドリルねじ１の外周面とは、接触している部分と、非接触している部分とが生じ、接合部に支圧耐力にむらが生じるという問題がある。
【００２２】
したがって、課題（４）として、鋼材における鋼板とドリルねじが接合されるとき、鋼板の孔（先孔部分とドリル刃により開けられる孔の両方）の側面とドリルねじ外面が、支圧により有効に伝達できるようにする必要がある。
【００２３】
本発明は、前記の問題について、種々検討した結果、ドリルねじの頭部側に位置して接合される表面鋼材に設ける先孔の形状を工夫することにより、ドリルねじ接合時の削りかすを容易に排出することができ、ドリルねじの中心軸線と先孔の中心軸線を合致させるようにすることができ、また、前記の先孔の形状に面接触状態で密着するようにドリルねじの頭部形状を設定することにより、ドリルねじを用いた接合構造でも強固な接合構造を構成することができることを知見して本発明を完成させた。
本発明は、前記の課題を有利に解消することができ、ドリルねじ接合時の削りかすを容易に排出することができ、ドリルねじによる接合施工する場合の施工効率を向上させることができる鋼材の接合構造および接合方法並びに鉄骨造の建築物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】
【００２４】
前記の課題を有利に解決するために、第１発明の鋼材の接合構造においては、ドリルねじを用いて鋼材相互の重合部を接合する鋼材の接合構造において、ドリルねじの頭部側に位置して接合される鋼材に先孔が設けられ、前記先孔は、ドリルねじのねじ軸部よりも外径寸法が大きく、かつドリルねじ頭部を嵌設する大径孔と、その大径孔に接続する小径孔とにより構成され、かつ前記小径孔は、ドリルねじのねじ部外径寸法よりも小さくされて、前記ドリルねじにより雌ねじ孔が設けられて接合されていることを特徴とする。
また、第２発明では、第１発明の鋼材の接合構造において、小径孔は、ドリルねじ先端のドリル刃の外径寸法よりも大きく、かつドリルねじにおけるねじ部の外径寸法よりも小さい内径とされていることを特徴とする。
また、第３発明では、第１発明の鋼材の接合構造において、小径孔は、ドリルねじ先端のドリル刃の外径寸法より小さい内径とされ、ドリルねじにおけるドリル刃により切削されると共にドリルねじ部により雌ねじ孔がタッピングされていることを特徴とする。
また、第４発明では、第１発明〜第３発明のいずれかの鋼材の接合構造において、小径孔における大径孔よりの端部に截頭円錐状の傾斜面が設けられていることを特徴とする。
また、第５発明では、第１発明〜第４発明のいずれかの鋼材の接合構造において、大径孔は、小径孔に向って漸次径が小さくなる傾斜面を有する大径孔とされ、これにドリルねじの頭部が嵌設されていることを特徴とする。
また、第６発明では、第１発明〜第５発明のいずれかの鋼材の接合構造において、大径孔における小径孔側の端部に、ドリルねじのねじ部外径寸法よりも大きく、かつ大径孔内面に接続する環状の平坦面部が設けられ、その平坦面部を介して、小径孔の内面と大径孔の内面とが接続されていることを特徴とする。
また、第７発明では、第１発明〜第６発明のいずれかの鋼材の接合構造において、
大径孔にドリルねじの頭部側が収容されていることを特徴とする。
また、第８発明の鋼材の接合方法においては、第１発明〜第７発明の鋼材の接合構造とするにあたり、ドリルねじにより削られた削りかすを、前記大径孔から鋼材の外側に排出しながら、鋼材を接合することを特徴とする。
また、第９発明の鋼材の接合方法においては、第１発明、第２発明，第４発明〜第７発明のいずれかの鋼材の接合構造とするにあたり、最初に前記小径孔の内面によりドリルねじのドリル刃外側面をガイドして、小径孔の中心軸線と先孔の中心軸線を合致させるようにすると共に、鋼材とドリルねじの偏心を防止しながらドリルねじにより鋼材を接合することを特徴とする。
また、第１０発明の鋼材の接合方法においては、第１発明、第３発明，第４発明〜第７発明のいずれかの鋼材の接合構造とするにあたり、最初に小径孔の軸方向端面に、ドリルねじのドリル刃先端傾斜面を当接して、小径孔の中心軸線にドリルねじの軸線を合わせるようにガイドして、ドリルねじの偏心を防止しながらドリルねじをねじ込むことを特徴とする。
また、第１１発明の鉄骨造の建築物においては、第１発明〜第７発明のいずれかの鋼材の接合構造が、鉄骨部材の柱と梁の接合部、柱と柱または梁と梁の接合部あるいは梁と小梁の接合部等の鉄骨部材の接合部に用いられていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２５】
第１発明によると、ドリルねじの頭部側に位置して接合される鋼材に設けられる先孔が、ドリルねじのねじ軸部よりも外径寸法が大きく、かつドリルねじ頭部を嵌設する大径孔と、前記大径孔に接続する小径孔とにより構成したので、ドリルねじのドリル刃またはねじ部により切削した削りかすを、前記の大径孔から積極的に鋼材の外側に排出することができるため、削りかすを排出された大径孔の内周面にドリルねじの頭部側外周面を確実に密着した状態で嵌設することができ、ドリルねじ頭部と大径孔の支圧面積を大きくして支圧耐力を向上させて、ドリルねじにより鋼材相互を接合できる。
また、先孔に小径孔が設けられているので、小径孔によりドリルねじにおけるドリル刃をガイドすることができ、先孔の中心軸線とドリルねじの中心軸線とを合致させた、正確な接合構造とすることができる。
また、先孔における小径孔のみに、ドリルねじのねじ軸部により雌ねじがタッピングされて設けられた接合構造とされているので、鋼材相互の接合を確実にすることができる。
第２発明によると、前記第１発明の効果に加えて、先孔における小径孔をドリルねじ先端のドリル刃の外径寸法よりも大きくしたので、ドリル刃の側面を小径孔によりガイドしながらドリルねじをガイドすることができると共に、前記のドリルねじにおけるねじ部により小径孔内周面側をタッピングすることができ、接合される鋼材の両方にねじを刻設して強固な接合構造とすることができる。
第３発明によると、前記第１発明の効果に加えて、小径孔が、ドリルねじ先端のドリル刃の外径寸法より小さくされているので、ドリル刃の先端側の傾斜面を小径孔の内周縁部に当接させながら押し付けることで、ドリルねじの中心軸線を小径孔の中心線に合わせるようにガイドすることができ、またその状態で、小径孔をドリル刃により切削すると共にドリルねじ部によりタッピングして接合されている接合構造となるので、ドリルねじの中心軸線と小径孔の中心軸線との合致精度の高い接合構造となっている。
第４発明によると、小径孔の先端部の傾斜面によって、ドリルねじの先端部をガイドして、ドリルねじの中心軸線を小径孔の中心軸線に合致するようにガイドさせることができ、ドリルねじを正確な位置に配置した接合構造とすることができる。
第５発明によると、大径孔内側の傾斜面によって、ドリルねじの先端部をガイドして、小径孔側にガイドすることができ、また、ドリルねじの中心軸線を大径孔の中心軸線に合致するようにガイドさせることができ、ドリルねじを正確な位置に配置して接合することができる。さらに、ドリルねじの頭部を嵌設した状態では、ドリルねじのねじ軸部の場合のみに比べて、ドリルねじ頭部と大径孔の支圧面積を大きくすることができ、支圧耐力を向上させることができる。
第６発明によると、大径孔内面と小径孔とが環状の平坦面部を介して接続されているので、ドリルねじにおけるねじ軸部が、大径孔側の内周面に干渉するのを防止することができる。
第７発明によると、大径孔にドリルねじの頭部側が収容されているので、鋼材の表面側にドリルねじの頭部による凸部が生じないので、表面仕上げ材を設ける場合に、ドリルねじ頭部を収容する凹部を設ける必要がなく、表面仕上げ材の形状を単純な形状とすることができ、表面仕上げ材の内側面を鋼材に確実に当接させて配置することができる。
第８発明によると、ドリルねじにより削られた削りかすを、ドリルねじにより大径孔から鋼材の外側に排出しながら鋼材を接合するので、大径孔内に削りかすが残留するのを防止することができ、そのため確実にドリルねじ頭部を大径孔に密着状態で嵌設することができる。
第９発明によると、小径孔の内面によりドリルねじのドリル刃外側面をガイドして、小径孔の中心軸線と先孔の中心軸線を合致させるようにすると共に、鋼材とドリルねじの偏心を防止しながらドリルねじにより鋼材を接合するので、ドリルねじを鋼材に対して所定の正確な位置で正確な姿勢で接合することができる。
第１０発明によると、小径孔の軸方向端面に、ドリルねじのドリル刃先端傾斜面を当接して、小径孔の中心軸線とドリルねじの軸線を合致させるようにガイドしてドリルねじの偏心を防止するようにしたので、ドリルねじを正確な位置で接合することができると共に鋼材に対して正確な姿勢でドリルねじによりタッピングして接合することができる。そのため、ドリルねじの頭部を、先孔における大径孔に確実に嵌設して、大径孔内周面に頭部外周面を面接触状態で嵌合することができ、ドリルねじと鋼材の支圧となる投影面積を大きくして、支圧耐力を向上させることができる。
第１１発明によると、鉄骨部材における鋼材相互のドリルねじによる接合部の剛性が高く、削りかすが排出され、しかも正確な位置にドリルねじが接合されている接合部支圧耐力の高い接合構造の構造物とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
次に、本発明を図示の実施形態に基づいて詳細に説明する。
【００２７】
図１（ａ）および図２は本発明の第１実施形態の鋼材の接合構造を示すものであって、ドリルねじ１の頭部側に位置して接合される鋼材における鋼板１１に先孔１３が設けられ、その先孔１３は、深さ寸法を大きくした截頭円錐状の大径孔１３ａと小径孔１３ｆとから形成されている。
【００２８】
前記の各鋼材の板厚寸法は、少なくとも板厚2.3ｍｍを下回らない板厚寸法の鋼材とされ、通常は、2.3ｍｍ以上〜６ｍｍ程度の鋼板相互の重合部、またはドリルねじ１の頭部側またはドリルねじ１の先端側に位置して接合される鋼材の板厚寸法が、例えば、16ｍｍ〜18ｍｍ程度またはこれを越える板厚寸法の場合にも可能な、ドリルねじを用いた接合構造および接合構造に適用することができる。
【００２９】
前記の截頭円錐状の大径孔１３ａの形状は、小径孔１３ｆに向って漸次内径が小さくなるように傾斜した内面とされ、前記大径孔１３ａにおける小径部１３ｊは、ドリルねじ１におけるねじ部２の外径寸法Ｄよりも僅かに大きな寸法とされ、その小径部に接続する円環状底部３７が設けられている。円環状底部３７の外径寸法は、ドリルねじ１におけるドリルねじ部３の外径寸法Ｄと同じ寸法か、僅かに大きい寸法とされ、円環状底部３７にドリルねじ１におけるドリルねじ部３によりタッピング可能にされ、また、截頭円錐状の大径孔１３ａ内周面にドリルねじ１のドリルねじ部３が干渉しないようにされている。
【００３０】
前記の截頭円錐状の大径孔１３ａの内面形状は、ドリルねじ１の頭部５を嵌設して収容可能な大きさにされ、したがって、截頭円錐状の大径孔１３ａの深さ寸法は、ドリルねじ１における頭部５の高さ寸法と同じ寸法か、僅かに大きい寸法とされている。また、ドリルねじ１の頭部５には、六角溝（図示の場合）あるいは十字状等の回動工具係合用溝からなる回動工具係合部６が設けられている。
【００３１】
前記の円環状底部３７に接続する小径孔１３ｆの内径寸法Ｄ３は、ドリルねじ１におけるドリル刃１０の外径寸法Ｄ１と同じ寸法か、若しくは僅かに大きい内径寸法とされている。
【００３２】
前記のように先孔１３の形状は、截頭円錐状の形状を基本形態とするのが好ましい。このように截頭円錐状とすることにより、ドリルねじ１の接合後の状態では、鋼材（鋼板）１１における大径孔１３の内周面に、ドリルねじ１における頭部５外周面が全周に渡って面接触状態で密着できるようになるためである。そのため、大径孔１３ａにおけるドリルねじ１頭部側の内径を奥側の内径よりも大きい内径とするのが好ましが、後記の実施形態のように、大径孔１３におけるドリルねじ１の頭部側の内径と奥側の内径を同じ径としてもよい。また、ドリルねじ１の頭部５の形状は、先孔１３における大径孔１３ａ内周面の形状と一致させるのが好ましい。
【００３３】
図１（ｂ）に示す形態は、ドリルねじ１の先端側に位置して接合される鋼材１１に小径先孔３８を設けてもよいことを示すための説明図であって、図示の形態では、ドリルねじ１におけるドリル刃１０の外径寸法Ｄ１よりも僅かに小さい寸法で、鋼材１２を貫通した小径先孔３８が設けられている。前記の小径先孔３８は必要に応じ設ければよい。
【００３４】
ここで、前記の鋼材の接合構造において使用するドリルねじ１の一形態について、図１を参照しながら説明する。
【００３５】
図示のドリルねじ１は、ドリル部２とドリルねじ部３とを有する脚部４と、截頭円錐状の頭部５と、その截頭円錐状の頭部５に、横断面六角形状の凹溝からなる回動工具係合部６を備えている。
【００３６】
また、前記ドリル部２の先端には、対称に傾斜したドリル刃先端部７が設けられ、ドリル刃先端部７からドリルねじ部３のねじ山８に渡り、重合されて接合される各鋼材の合計厚さ寸法以上の長さの傾斜ガイド溝９が、脚部４の外周上を軸方向に傾斜して設けられて、切り粉を案内排出するようにされている。前記の傾斜ガイド溝９は必要に応じ設ければよい。
【００３７】
また、ドリルねじの製造加工時に、脱水素処理させたドリルねじ１は、水素除去不充分によるドリルねじ１のねじ頭部のねじ込み作業後に破断される所謂、首飛び現象が発生しないドリルねじ１であるので、接合金具として信頼性の高いドリルねじ１により鉄骨部材を接合した接合構造の鉄骨造建築物を構築することができる。
【００３８】
ドリル部２の外径寸法Ｄ１は、ドリルねじ部３の谷の径ｄよりも大きく、かつドリルねじ部３の山の外径Ｄよりも小さくされ、ドリル部２の長さ寸法Ｌ１およびねじ部３の長さ寸法Ｌは、重合されて接合される鋼材相互の合計の板厚寸法Ｔ（ｔ１+ｔ２）以上とされ、頭部に回動工具係合部６が形成され、電動式レンチ等により回動可能に構成されている。
【００３９】
ドリルねじ１の先端には、当該ドリルねじ１のねじ部３の谷の径ｄと同じ寸法か、または僅かに大きい外径で、かつ、当該ドリルねじ１のねじ部３の山の径Ｄより小さい外径Ｄ１のドリル刃１０を有している。
【００４０】
ドリルねじ１の呼び径は、例えば、６ｍｍ〜８ｍｍあるいは８ｍｍを越える寸法とされ、少なくとも接合される一方の部材の板厚が2.3mm以上の鋼材を一方に含む鋼材１１，１２同士が重合された鋼材重合部に適用可能にされている。
【００４１】
また、ドリルねじ１の表面硬さおよび心部硬さは、ＪＩＳＢ１０５５またはＪＩＳＢ１０５９の規定に従うものとする。例えば、ＪＩＳＢ１０５９の３．２．１（表面硬さ）項の規定および３．２．２（心部硬さ）項の規定に準じて、ＪＩＳＢ１０５９の１１．１．１の試験を行った時に、５３０ＨＶ０．３以上の表面硬さとされ、３２０ＨＶ１０〜４００ＨＶ１０の心部硬さとされている。前記のドリルねじ１を使用して接合される部材（鋼材）の材質として軟鋼（４００ＭＰａ鋼程度以下）の部材であると望ましい。
【００４２】
前記の接合構造についてさらに説明すると、、前記のような截頭円錐状の大径孔１３ａおよび小径孔１３ｆを備えた先孔１３を有する鋼材１１を接合する場合には、図２（ａ）に示すように、ドリルねじ１におけるドリル刃１０の外側面部分が、小径孔１３ｆの内周面にガイドされて、ドリルねじ１の中心軸線Ｃと小径孔１３ｆの中心軸線Ｃ１がほぼ合致し、この状態でドリルねじ１の刃先側に位置して接合される鋼材１２に、ドリルねじ１におけるドリル刃１０により、貫通孔１３ｇが空けられた後、ドリルねじ１の頭部５側に位置して接合される鋼板１１およびドリルねじ１の刃先側に位置して接合される鋼板１２に、ドリルねじ１におけるドリルねじ部３により雌ねじがタッピングされて接合され、截頭円錐状の大径孔１３ａ内周面にドリルねじ１の頭部５の截頭円錐状外周面が面接触状態で接合されるため、強固に鋼板１１，１２相互を接合することができる。
【００４３】
また、この場合に、前記の大径孔１３ａが、ドリル刃１０の外径寸法よりも大きいので、ドリルねじ１を回動工具により回転させながらドリル刃１０により他方の鋼板１２に貫通孔を設けるべく切削する時に、ドリルねじ１の回転により大径孔１３ａ側から鋼板１２の削りかすを積極的に排出することができる。
【００４４】
また、前記のように削りかすを積極的に鋼板１１，１２の外側に排出する点を考慮すると、大径孔１３ａの形状は、截頭円錐状の内周面であるほうが、円筒状の内周面である場合に比べて、傾斜した内周面により、削りかすが内周面に衝突した場合に、積極的に削りかすを拡径側の傾斜面側にガイドして鋼板１１，１２の外側に排出することができる。
【００４５】
図３（ａ）（ｂ）には、ドリルねじ１におけるドリル刃１０先端部と、前記小径孔１３ｆとの関係を示す説明図であって、小径孔１３ｆの内径寸法Ｄ３をドリル刃１０の外径寸法Ｄ１よりも僅かに大きい寸法とし、ドリル刃先端の傾斜部の高さ寸法ａよりも、小径孔１３ｆの軸方向の深さ寸法ｂを長くすることにより、ドリルねじ先端が鋼板１２に接触する時に、小径孔１３ｆ内にドリルねじ１におけるドリル刃１０本体部分の一部を確実に位置させて、ドリルねじ１の軸心（中心軸線）Ｃと小径孔１３ｆの中心軸線Ｃ１とを確実に一致させることができる。
【００４６】
また、図３（ｂ）に示すように、前記高さ寸法ａが小径孔１３ｆの深さ寸法よりも長い場合には、ドリルねじ先端が鋼板１２に接触する時に、小径孔１３ｆの内径寸法ｄ１をドリルねじ１におけるドリル刃１０の外径寸法Ｄ１よりも小さくすることにより、ドリル刃１０の先端傾斜部７ａを小径孔１３ｆの縁部１３ｉに係合させることにより、ドリル刃１０先端部をガイドさせて、小径孔１３ｆの中心軸線Ｃ１とドリルねじ１の中心軸線Ｃとを合致させることができる。
【００４７】
図４には、大径孔１３ｆの各種形態と、ドリルねじ１の頭部形状の各種形態との組み合わせ形態を示すものであって、図４（ａ）の場合は、前記実施形態における円環状底部３７を設けないで、直接截頭円錐状の大径孔１３ｂに小径孔１３ｆを接続させるように先孔１３を設けた形態で、ドリルねじ１の頭部５を、前記ほぼ截頭円錐状の大径孔１３ｂと同じ大きさのほぼ截頭円錐状の頭部５ｂとするか、僅かに前記截頭円錐状の大径孔１３ｂの深さ寸法よりも短い寸法の截頭円錐状の頭部５ｂとした形態のドリルねじ１との組み合わせが示されているが、その他の構成は前記実施形態の場合と同様である。
【００４８】
図４（ｂ）に示す形態では、大径孔１３をほぼ截頭半球状の大径孔１３ｃとし、ドリルねじ１の頭部５を、前記截頭半球状の大径孔１３ｃと同じ大きさのほぼ截頭半球状の頭部５ｂとするか、僅かに前記截頭半球状の大径孔１３ｃの深さ寸法よりも短い寸法の截頭半球状の頭部５ｃとした形態のドリルねじ１との組み合わせ形態が示されている。
【００４９】
図４（ｃ）に示す形態では、大径孔１３をほぼ短円柱状の大径孔１３ｄとし、ドリルねじ１の頭部５を、前記ほぼ短円柱状の大径孔１３ｄと同じ大きさの短円柱状の頭部５ｄとするか、僅かに前記短円柱状の大径孔１３ｄの深さ寸法よりも短い寸法の短円柱状の頭部５ｄとした形態のドリルねじ１との組み合わせ形態が示されている。
【００５０】
図４（ｄ）に示す形態では、図４（ａ）に示す形態のさらに変形形態で、この場合は、截頭円錐状の大径孔１３ａの内周面を内側に向って凸の断面円弧状に湾曲させた傾斜面とした截頭円錐状湾曲傾斜面を備えた大径孔１３ｅとした形態で、また、ドリルねじ１の頭部５形状を、前記の截頭円錐状湾曲傾斜面を備えた大径孔１３ｆに合せて、截頭円錐状で、頭部側周面が中心側に向って凹状に湾曲させた傾斜面を有する頭部側周面とした截頭円錐状湾曲傾斜側周面を備えた頭部５ｅとした形態のドリルねじ１との組み合わせ形態を示したものである。いずれの形態の場合も、先孔１３（１３ａ〜１３ｆ）にドリルねじ１の頭部５（５ａ〜５ｆ）の側周面が、嵌合して密着することにより、鋼板側とドリルねじ１頭部５とが面接触して係合する投影面積（支圧面積）を大きくしている。また、鋼板とドリルねじが接合されるとき、鋼板の孔（、すなわち、先孔部分とドリル刃１０により開けられる孔の両方）の内側面とドリルねじが支圧により応力が有効に伝達できるようにされており、また、ドリルねじ１によりタッピングされる、鋼材１１における円環状底部３７の部分および鋼材１２側の雌ねじ孔内面とドリルねじ１の（雄）ねじ部３の外側面が、支圧により応力が有効に伝達できるようにされている。
また、本発明を実施する場合、図１４に示すように、小径孔１３ｆにおける大径孔１３よりの端部に、大径孔１３に向って漸次拡径するように広がる截頭円錐状の傾斜面１３ｋが設けられていると、ドリルねじ１の先端部が前記截頭円錐状の傾斜面１３ｋに係合した場合に、前記截頭円錐状の傾斜面１３ｋによって、ドリルねじ１の先端部を、スムーズに傾斜面１３ｋに沿ってガイドでき、また、ドリルねじ１の中心軸線Cを小径孔１３ｆの中心軸線C1に合致するようにガイドさせることができ、ドリルねじ１を正確な位置に配置した接合構造とすることができる。
【００５１】
前記のように、本発明においては、先孔１３の内側形状に密着して嵌合する形態のドリルねじ１の頭部形状とし、そのようなドリルねじ１の頭部５を大径孔１３に合致させるためにも、先孔１３の中心軸線とドリルねじ１の中心軸線が合致していることが必要になる。
【００５２】
次に、ドリルねじ１による接合構造の場合についての支圧耐力について説明する。図５にハッチングを付して示すように、ドリルねじ１の頭部側に位置して接合される鋼材における鋼板１１とドリルねじ１との支圧面積に着目してみると、図５（ａ）に示す従来のドリルねじ部３のみを鋼板１１に配置する形態に比べて、図５（ｂ）（ｃ）に示すように、ドリルねじ１の頭部５を鋼板１１内に位置するように嵌合する形態では、ドリルねじ１と鋼板１１の支圧となる投影面積を大きくして、支圧耐力を向上させることができる。
また、前記のように支圧耐力を向上させる技術観点からして、図１および図４（ａ）〜（ｄ）に示す形態では、大径孔１３（１３ａ〜１３ｆ）における大径側の半径を同じ寸法とした場合、（ａ）（ｂ）（ｃ）または（ｄ）の順に、鋼板（鋼材）１１とドリルねじ１頭部の支圧面積が大きくなることから、ドリルねじ１の接合部の支圧耐力を高めることできる。
【００５３】
次に、ドリルねじ１の頭部５と表面仕上げの関係について説明すると、図６（ｂ）に示すように、ドリルねじ１の頭部５を鋼材における鋼板１１の大径孔１３内に嵌設するようにすると、鋼材の表面側にドリルねじ１の頭部が収納されるために、接合すべき鋼板１１の表面側に突出する部材（表面凸部）がないために仕上げ面を平滑化することができ、また、接合すべき鋼板１１の表面側に、床材や壁材を配置して、これらを取り付ける場合に、ドリルねじ１頭部５による突出した凸部がある形態（図６ａ参照）では、凸部に合せての内側面に凸部収容用凹部３６を設ける必要があったが、そのような凸部収容用凹部３６を設ける必要ながいために、作業性が向上するとともに、床材または壁材３５あるいは表面仕上げ材の断面欠損することを防止することができ、頭部５用の凹部３６を設ける必要もなくすことができる。また、ドリルねじ１による接合部の仕上げ面を平滑化することができる。
【００５４】
なお、図５（ｄ）に示すように、鋼材における鋼板１１表面側に仕上げ板等を配置する必要がない場合では、ドリルねじ１における頭部５の外側に、さらに回動工具係合部６を設けるようにしてもよい。
【００５５】
図７〜図１２は、図２（ｂ）に示す形態の鋼材の接合構造を、鉄骨部材の柱と梁の接合部、柱と柱または梁と梁の接合部あるいは梁と小梁の接合部等の鉄骨部材における板状部（鋼材）を重合させて、ドリルねじ１により接合する場合の形態を示したものである。
【００５６】
図７および図８に示す形態は、直列に隣り合うＨ形断面の梁１４，１４の上フランジ１７，１７相互の上面に渡って上添板１５が配設され、また下フランジ１８，１８相互の下面に渡って下添板１６が配設され、さらにウェッブ１９，１９相互の片面に渡って、縦添板２０が配設され、前記各上添板１５、下添板１６、および縦添板２０は、梁１４に対して所定の位置が保持されるように、図示を省略するが、板状部相互を圧着仮固定する把持クランプ金具（図示省略）、あるいは梁１４のフランジあるいはウェッブに対して各添板１５，１６，１７を固定する接着テープ（図示省略）などが設けられて位置固定される。
【００５７】
前記の上添板１５および下添板１６には、左右方向および前後方向に間隔をおいて多数の大径孔１３ａおよび小径孔１３ｆからなる先孔１３が設けられ、また、縦添板２０には、左右方向および上下方向に間隔をおいて、大径孔１３ａおおよび小径孔１３ｆからなる先孔１３が設けられ、上添板１５または下添板１６あるいは縦添板２０側からドリルねじ１が、上添板１５または下添板１６（あるいは縦添板２０）と、Ｈ形断面の梁１４におけるフランジ１７（またはウェッブ１９）とにねじ込まれている。
【００５８】
前記添板１５，１６，２０側からドリルねじ１が、電動ドライバーあるいは電動式トルクレンチ（図示を省略した）により、フランジ１７，１８またはウェッブ１９にねじ込まれ、ドリルねじ１および各添板１５，１６，２０が、それぞれフランジ１７，１８またはウェッブ１９に圧着されて一体に接合されている。
【００５９】
図９および図１０に示す形態では、Ｈ形断面の柱２１におけるフランジ２２と、梁１４端部の縦端板２３とが、梁１４側の縦端板２３側からドリルねじ１により、縦端板２３および柱２１のフランジ２２にねじ込まれて、前記縦端板２３と柱２１のフランジ２２とが、多数のドリルねじ１により接合されている。この形態では、縦端板２３は、梁１４における上下のフランジ１７，１８より外側に突出して、上下のフランジ１７，１８と縦端板２３に固定された補強リブ３２により補強され、同様にドリルねじ１により接合されている。
【００６０】
図１１に示す形態では、予め先孔１３が設けられたガセットプレート２５が柱２１側に固定され、そのガセットプレート２５と、梁１４のウェッブ１９とが重合されて、ガセットプレート２５側から梁１４のウェッブ１９にドリルねじ１がねじ込まれて、ガセットプレート２５と、梁１４のウェッブ１９とが複数（４つ）のドリルねじ１により接合され、同様に、ガセットプレート２５と、予め先孔１３が設けられたＬ形鋼からなるブレース２６の縦部分２６ａとが、ブレース２６側からガセットプレート２５に複数（４つ）のドリルねじ１がねじ込まれて接合されている。
【００６１】
図１２には、屋根骨組に用いる山形トラス２８を構成する傾斜上弦材２９と水平な下弦材３０との接合またはこれらの間に介在されて接合される斜材３１との接合部に適用した形態が示されている。前記の斜材３１または傾斜上弦材２９の端部に大径孔および小径孔を有する複数の先孔１３が設けられている。
【００６２】
さらに説明すると、Ｌ形鋼からなる傾斜上弦材２９の下端部の縦部分２９ａと、Ｌ形鋼からなる水平な下弦材３０の端部縦部分３０ａとが、重合されて、傾斜上弦材２９側の縦部分２９ａ側から水平な下弦材３０の縦部分３０ａにドリルねじ１がねじ込まれて、傾斜上弦材２９の縦部分２９ａと水平な下弦材３０の縦部分３０ａとが複数（４つ）のドリルねじ１により接合されている。
【００６３】
また、傾斜上弦材２９における縦部分２９ａまたは水平な下弦材３０における縦部分３０ａと、Ｌ形鋼からなる斜材３１における縦部分３１ａの端部が重合されて、斜材３１側から傾斜上弦材２９の縦部分２９ａまたは水平な下弦材３０における縦部分３０ａにドリルねじ１がねじ込まれて、傾斜上弦材２９の縦部分２９ａに斜材３１の上端部とドリルねじ１が圧着されるように接合され、また、水平な下弦材３０における縦部分３０ａに斜材３１の下端部とドリルねじ１が圧着されるように接合されている。また、母屋材３３とこれを支持する支持材３４の接合部も、支持材３４側に設けられた大径孔および小径孔を有する先孔１３側からドリルねじ１がねじ込まれて、ドリルねじ１により接合された形態が示されている。
【００６４】
前記各実施形態のように、先孔を設けてドリルねじ１を使用して部材同士を接合すると、（１）ドリルねじが偏心することなく、ドリルねじを用いて部材同士を接合することができ、特別な技能を有さずとも、確実で強度の高い鉄骨造の接合構造を、簡便でかつ作業性よく容易に施工して、鋼製部材相互を接合することができる。
（２）先端にドリル刃１０を加工したドリルねじ１により、重合される鋼板１２に孔（貫通孔）をあけ、ねじ部３によって被接合鋼板１２（または１１を含む）をタッピングして接合し、一体化することで、従来のように溶接のような作業時の管理や溶接後の防錆補修が不要となり、ボルトやリベットのように部材の両側から作業する必要が無くなり、高力ボルトのように摩擦力のための表面処理を必要としないため、作業効率が向上するとともに、ガタ等を誘発するすき間が生ぜず、剛性の高い接合を構築できる。
【００６５】
また、前記のような先孔を有する鋼材を使用して鋼材相互を接合すると、接合コストが安価で工期を短縮することができるため、建築施工コストの安価な建築物を構築することができる。
【００６６】
本発明を実施する場合、ドリルねじ１の頭部形状としては、六角溝以外の回動工具係合部を有する形状、例えば、横断面矩形状凹溝あるいは横断面十字状溝などの回動工具係合部としてもよいが、ドリルねじ１をねじ込む時に、回転トルクが大きくなるので、ドリルねじ１体に設ける回動工具係合部６としては、六角溝または矩形状溝として電動ドライバーにより回動する場合よりも、電動式レンチにより接合するとよい。
【００６７】
本発明を実施する場合、接合する鋼材は、板状部相互である必要があるが、円形あるいは矩形の閉鎖断面部材（鋼管柱、梁）の板状部と、これに重合される断面円弧状あるいは平板状の鋼板部材とをドリルねじ１を用いて、鋼板部材の外側（ワンサイド側）から接合する接合構造および接合方法にも適用することができる。
【００６８】
また、ドリルねじ１による接合は、工場においては、各種の設備がある場合が多いので接合作業が容易であるが、現場においては、柱等の建て込まれて位置固定された部材に、他の接合すべき部材を重合してドリルねじ１により接合させるようにするのが好ましい。
【００６９】
ドリルねじ１の頭部形状としては、表面仕上げ材３５に予め凹部３６等が設けられている形態においては、回動工具係合溝を有する頭部形状以外にも、大径孔に嵌設される部分から離れた位置に、六角頭部等の回動工具係合用外面を有するドリルねじ１としてもよい。
【００７０】
本発明を実施する場合、図示を省略するが、柱と胴縁支持金具との接合、胴縁と胴縁支持金具との接合、または、屋根トラスと壁上縁材とを連結金物を介して接合する場合の屋根トラスと連結金物あるいは連結金物と壁上縁材との接合その他の鋼材相互の接合にドリルねじ１を使用した接合構造としてもよい。
【００７１】
前記実施形態によると、鉄骨部材における鋼材相互の接合部におけるドリルねじの設置位置が正確な位置に配置されていると共に、ドリルねじによる接合部の剛性が高く、さらにドリルねじによる接合の作業性がよく、ドリルねじの接合施工コストの安価な鉄骨造の建築物とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】（ａ）は本発明の第１実施形態の鋼材の接合構造または接合方法の形態を説明するための説明図であり、（ｂ）は本発明の他の実施形態の鋼材の接合構造または接合方法の形態を説明するための説明図である。
【図２】（ａ）は本発明の第１実施形態の鋼材の接合構造または接合方法の形態を説明するための説明図であり、（ｂ）は本発明の第１実施形態の鋼材の接合構造を説明するための説明図である。
【図３】（ａ）（ｂ）（ｃ）はドリルねじが先孔にガイドされて、ドリルねじの中心軸線が先孔の中心軸線に一致するようにガイドされることを説明するための説明図である。
【図４】（ａ）〜（ｄ）は先孔の形状とドリルねじ頭部付近の形状の組み合わせを説明するための説明図である。
【図５】（ａ）〜（ｄ）は先孔にドリルねじが嵌合された状態において、支圧面積が従来の場合よりも拡大されていることを説明するための説明図である。
【図６】（ａ）（ｂ）（ｃ）は、ドリルねじの頭部形状と表面仕上げ材との関係を示す説明図である。
【図７】本発明を利用して、梁フランジおよび梁ウェッブと添設板とを接合して梁を直列に接合する場合の形態を示す一部縦断側面図である。
【図８】図７の縦断正面図である。
【図９】本発明を利用して、柱フランジと添設板とを接合して梁を直列に接合する場合の形態を示す一部縦断側面図である。
【図１０】図９の一部縦断正面図である。
【図１１】本発明を利用して、鉄骨ブレースとガセットプレートとを接合する形態を示す側面図である。
【図１２】本発明を利用して、トラスの弦材と斜材とを接合する形態を示す側面図である。
【図１３】従来の鋼材の接合構造を示す説明図である。
【図１４】小径孔における大径孔よりの端部に截頭円錐状の傾斜面を設けた形態の説明図である。
【符号の説明】
【００７３】
１ ドリルねじ
２ ドリル部
３ ドリルねじ部
４ 脚部
５ 頭部
５ａ 截頭円錐状の頭部
５ｂ 截頭円錐状の頭部
５ｃ 截頭半球状の頭部
５ｄ 短円柱状の頭部
５ｅ 截頭円錐状湾曲傾斜側周面を備えた頭部
５ｆ 小径孔
６ 回動工具係合部
７ ドリル刃先端部
８ ねじ山
９ 傾斜ガイド溝
１０ ドリル刃
１１ 被接合部材
１２ 被接合部材
１３ 大径孔
１３ａ 截頭円錐状の大径孔
１３ｃ 截頭円錐状の大径孔
１３ｄ 短円柱状の大径孔
１３ｅ 截頭円錐状湾曲傾斜面を備えた大径孔
１３ｆ 小径孔
１３ｇ 貫通孔
１３ｉ 縁部
１３ｊ 小径部
１３ｋ 截頭円錐状の傾斜面
１４ 梁
１５ 上添板
１６ 下添板
１７ 上フランジ
１８ 下フランジ
１９ ウェッブ
２０ 縦添板
２１ 柱
２２ フランジ
２３ 縦端板
２５ ガセットプレート
２６ ブレース
２６ａ 縦部分
２８ 山形トラス
２９ 上弦材
２９ａ 縦部分
３０ 下弦材
３０ａ 縦部分
３１ 斜材
３１ａ 縦部分
３２ 補強リブ
３３ 母屋材
３４ 母屋支持材
３５ 床材または壁材
３６ 凸部収容用凹部
３７ 円環状底部
３８ 小径先孔
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋼材の接合部における板状の鋼板相互を重合させて、ドリルねじにより接合する鋼材の接合構造および接合方法ならびに鉄骨造の建築物に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ドリルねじを用いた鋼材の接合構造として、スチールハウス等では、接合すべき鋼材における薄鋼板相互を重合すると共にこれらに渡って貫通配置するようにドリルねじを用いて接合することが知られている。前記のうように薄鋼板相互の接合では、高剛性の接合構造を前提としていない接合構造である。
【０００３】
ドリルねじにより鋼材を接合する場合、鋼材の板厚が薄い場合には、（１）ドリルねじにより削られた削りかすは、確実にドリルねじにより排出されるため、削りかす排出についての問題が生じることはない。また、（２）、ドリルねじによって空けられる孔の位置が多少偏心しても、鋼材が薄いために、確実の接合される鋼材が、ドリルねじのドリル刃により孔が空けられた後、タッピングされて接合されるため、ドリルねじの偏心されて接合されても特に問題にはならなかった。さらに、（３）接合される裏面の鋼板にドリルねじにおけるドリル刃により孔があく前に、ドリルネジのねじ山が表側の鋼板に干渉することがないため、ドリルねじの打ち込みが困難になることもない。
【０００４】
また、従来、少なくとも一方の部材の板厚が2.3mm以上の鉄骨の柱と梁の接合、梁と梁の接合ならびに梁と小梁の接合（いずれも板状部相互の重合部の接合）においては、（１）溶接接合、（２）ボルト接合、リベット接合ならびに（３）高力ボルト接合が適用されていた（例えば、特許文献１〜３参照。）。ドリルねじによる接合は、板厚2.3mm厚以上の鉄骨の柱と梁の接合、梁と梁の接合ならびに梁と小梁の接合（いずれも板状部相互の重合部）においてはドリルねじによる接合は行われていなかった。
【０００５】
（１）前記の溶接接合では、接合される鋼材を溶接できる形状に加工し、さらに溶接時の熱により部材が変形しないように温度、溶接手順や拘束条件を管理して溶接を実施していた。また、めっきや塗装など予め防錆処理されていた鋼材を用いる場合にあっては、接合部のめっきや塗装などを剥離したうえ溶接接合し、溶接の後に損傷を受けた防錆処理部の補修も必要となっていた。
【０００６】
（２）前記のボルト接合またはリベット接合では、接合される部材のすべてにボルトまたはリベットの軸径以上の孔を穿設したうえ、ボルトおよびナットまたはリベットにより一体化する接合方法としていた。このとき、両被接合部材の双方から作業する必要があった。
【０００７】
（３）前記の高力ボルト接合では、前記（２）と同様の作業に加え、重合される部材の接触面を有効に摩擦力が生じるように表面処理する必要があった。
前記のように、（１）溶接接合では、開先加工等を含む溶接できる形状に加工、温度管理等、非常に煩雑で、接合コストも高くなると共に高度の熟練を要するという問題があった。
また、（２）前記のボルト接合またはリベット接合では、接合される部材のすべてにボルトまたはリベットの軸径以上の孔を穿設しなければならず、しかも接合部の表裏両側から作業する必要があり、接合作業効率が低いという問題がある。
また、前記（３）では、前記（２）に加えて摩擦接合面に有効に摩擦力が生じるように表面処理する必要があり、接合コストが増加する問題がある。
【０００８】
（比較的厚い板厚の鋼板相互の接合構造について）
前記従来の溶接接合のような作業時の管理や溶接後の防錆補修が不要となり、ボルトやリベットのように部材の両側から作業する必要が無くなり、高力ボルトのように摩擦力のための表面処理を必要としないため、作業効率が向上する接合構造であって、前記の（１）〜（３）課題を有利に解消することができる接合構造として、（４）鋼板板厚が２．３ｍｍを越える比較的厚い板厚の鋼板相互の接合構造にも、ドリルねじによる接合が利用されつつあり、特許出願が行われている。
【０００９】
前記の（４）の比較的厚い板厚の鋼板相互の接合構造の場合について、図１３を参照して説明すると、ドリルねじ１を鋼板１２に対して垂直にねじ込むようにして、鋼板１１、１２相互を接合する構造である。
【００１０】
ドリルねじ１による鋼材相互の接合、特に鋼材における比較的厚い板厚の鋼板部相互の接合は、図１３に示すように、（Ａ）ドリルねじ１先端のドリル刃１０により、接合される鋼板１２の板厚を貫通する孔１３ｇが先にあけられたのち、ドリルねじ１のドリルねじ部３により、鋼板１２がタッピングされて、他方の鋼板１１とドリルねじ１および鋼板１２が密着接合される接合方法である。
各鋼板１１，１２に先孔が設けられていない場合では、ドリルねじ１のドリル刃１０により各鋼板１１，１２に孔１３ｇが開設された後に、ドリルねじ１頭部側に位置する鋼板１１が、ドリルねじ１のドリルねじ部３によりタッピングされると、スムースに雌ねじをタッピングして設けることができるが、反対に、ドリルねじ１におけるドリル刃１０により貫通孔１３ｇが開設する前に、ドリルねじ１頭部側に位置する鋼板１１がタッピングされ始めると、ドリル刃１０による切削して進行する速度は、タッピングして進行する速度（ドリルねじ１回転でねじ１ピッチ分進行する速度）より格段に遅いため、タッピング不能になる特徴がある。
したがって、ドリルねじ１におけるドリル刃１０により、ドリルねじ１の先端側よりに位置する下側の鋼板１２に孔１３ｇが開けられた後、タッピングされることが必要条件になったり、ドリルねじ１の頭部５側に位置する鋼板１１に、ドリルねじ１のドリルねじ部３の外径寸法Ｄよりも十分内径の大きい大径孔１３を設けることが必要になり、ドリルねじ部３が鋼板１１の孔内面に干渉するのを防止するようにしている。
【００１１】
前記の必要条件を前提とした場合、または比較的厚い鋼板相互をドリルねじにより鋼材を接合する場合、鋼材の板厚が厚くなるにつれて、実際に施工した場合、次のような問題点が生じるようになった。先ず第１に、ドリルねじにより削られた削りかすの排出の問題（１）、第２に、ドリルねじによって空けられる孔の位置が偏心してしまうという問題（２）、その問題（２）に関連して第３に、裏面側の鋼板１２に孔１３ｇが開設される前に、ドリルネジのねじ山が表側の鋼板に干渉してしまい、ドリルねじの打ち込みが困難になるという問題（３）がある。
【００１２】
また、鋼材の板厚が厚くなると、伝達させる応力も大きくなることを設計上期待されるから、ドリルねじが接合されるとき、鋼板の孔（先孔部分とドリル刃により開けられる孔の両方）の側面とドリルねじが支圧により有効に伝達できるようにする必要が生じるようになった。
【特許文献１】実公昭５６−４０８２号公報
【特許文献２】実公昭５６−５５３６５号公報
【特許文献３】特開２００２−３８６０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
先ず、前記（１）のドリルねじによって削られた削りかすの問題について説明する。
【００１４】
ドリルねじ１を使用して鋼材（鋼板）相互を重合した状態で接合する場合、接合ドリルねじ１先端のドリル刃１０により鋼板１２に孔１３ｇがあけられるが、図１３に示すように、現在のドリルねじの接合工法では、削りかす１３ｈが有効に排除されずに接合孔１３ｇ部分に残ることがある。
【００１５】
前記のように、削りかす１３ｈが、ドリルねじ先端７と鋼板１２の間に入り込むと、削りかす（切り粉）１３ｈが、接合孔部分内において回転するドリルねじ部３を支承するベアリングのような効果を発生し、ドリルねじ先端７の刃１０による鋼材切削効率を極端に低下させ、場合によってはドリルねじ１自体が空回りさせることもあるという問題があった。
【００１６】
例えば、図１３に示すように、２枚の鋼板１１，１２を接合する場合には、ドリルねじ１の頭部側に位置して接合される表側の鋼板１１に、ドリルねじ部３の山径より大きい径の先孔１３を設けて、削りかす１３ｈを排出することも考えられるが、しかしこの場合には、ドリルねじ１と鋼板１２の先孔１３との筒状の隙間Gが小さく、削りかす１３ｈが有効に排除されないことがある。
【００１７】
これまで、ドリルねじ１の使用範囲は、鋼材１１，１２の板厚が2.3mm未満の板厚が主流であったため、削られる鋼材の削りかす（きりこ）１３ｈの量が少なく、削られる部分から排除される部分までの距離が短いため、削りかす１３ｈを確実に排出でき、削りかす１３ｈについて大きな問題とならなかったが、鋼材の板厚が、2.3mm以上の板厚の接合にドリルねじ１を用いることが可能となり、このようになると、削りかす（きりこ）排出の問題が生じた。
【００１８】
前記の削りかすの問題については、ドリルねじ自体に工夫をすることも考えられるが、本発明では、被接合材となる鋼材（例えば、鋼板）側に有効な加工を施すことで、問題を解決しようとするものであり、できるかぎりドリルねじ１は、公知のドリルねじまたはこれに近い形態を利用することを前提とした発明である。
【００１９】
次に、前記の（２）ドリルねじにより空けられる孔が偏心する問題点について説明する。
【００２０】
図１３に示すように、ドリルねじ１における頭部側に位置する鋼板１１に設けられる大径孔１３が、ドリルねじ１のドリル刃外径寸法Ｄ１およびドリルねじ部３の外径寸法Ｄよりも比較的大きいために、現行のドリルねじ１による鋼材の接合方法では、ドリルねじ１のドリル刃１０が横方向の移動を拘束するようにガイドされておらず、ドリル刃１０が横方向にずれて偏心し、ドリルねじ１先端により空けられる孔１３ｇの位置が、横方向に偏芯してしまい、また、偏心してしまうと、ドリルねじ１のねじ部３が先孔１３内周面をタッピングし始めてしまうという問題がある。このようになると、ドリルねじ１のねじ込みが困難になる。
【００２１】
また、ドリルねじ１が偏心した状態で接合されてしまうと、接合されたドリルねじ１の頭部５は、偏心した配置状態となるので、先孔１３内面とドリルねじ１の外周面とは、接触している部分と、非接触している部分とが生じ、接合部に支圧耐力にむらが生じるという問題がある。
【００２２】
したがって、課題（４）として、鋼材における鋼板とドリルねじが接合されるとき、鋼板の孔（先孔部分とドリル刃により開けられる孔の両方）の側面とドリルねじ外面が、支圧により有効に伝達できるようにする必要がある。
【００２３】
本発明は、前記の問題について、種々検討した結果、ドリルねじの頭部側に位置して接合される表面鋼材に設ける先孔の形状を工夫することにより、ドリルねじ接合時の削りかすを容易に排出することができ、ドリルねじの中心軸線と先孔の中心軸線を合致させるようにすることができ、また、前記の先孔の形状に面接触状態で密着するようにドリルねじの頭部形状を設定することにより、ドリルねじを用いた接合構造でも強固な接合構造を構成することができることを知見して本発明を完成させた。
本発明は、前記の課題を有利に解消することができ、ドリルねじ接合時の削りかすを容易に排出することができ、ドリルねじによる接合施工する場合の施工効率を向上させることができる鋼材の接合構造および接合方法並びに鉄骨造の建築物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】
【００２４】
前記の課題を有利に解決するために、第１発明の鋼材の接合構造においては、ドリルねじを用いて鋼材相互の重合部を接合する鋼材の接合構造において、ドリルねじの頭部側に位置して接合される鋼材に先孔が設けられ、前記先孔は、ドリルねじのねじ軸部よりも外径寸法が大きく、かつドリルねじ頭部を嵌設する大径孔と、その大径孔に接続する小径孔とにより構成され、かつ前記小径孔は、ドリルねじのねじ部外径寸法よりも小さくされて、前記ドリルねじにより雌ねじ孔が設けられて接合されていることを特徴とする。
また、第２発明では、第１発明の鋼材の接合構造において、小径孔は、ドリルねじ先端のドリル刃の外径寸法よりも大きく、かつドリルねじにおけるねじ部の外径寸法よりも小さい内径とされていることを特徴とする。
また、第３発明では、第１発明の鋼材の接合構造において、小径孔は、ドリルねじ先端のドリル刃の外径寸法より小さい内径とされ、ドリルねじにおけるドリル刃により切削されると共にドリルねじ部により雌ねじ孔がタッピングされていることを特徴とする。
また、第４発明では、第１発明〜第３発明のいずれかの鋼材の接合構造において、小径孔における大径孔よりの端部に截頭円錐状の傾斜面が設けられていることを特徴とする。
また、第５発明では、第１発明〜第４発明のいずれかの鋼材の接合構造において、大径孔は、小径孔に向って漸次径が小さくなる傾斜面を有する大径孔とされ、これにドリルねじの頭部が嵌設されていることを特徴とする。
また、第６発明では、第１発明〜第５発明のいずれかの鋼材の接合構造において、大径孔における小径孔側の端部に、ドリルねじのねじ部外径寸法よりも大きく、かつ大径孔内面に接続する環状の平坦面部が設けられ、その平坦面部を介して、小径孔の内面と大径孔の内面とが接続されていることを特徴とする。
また、第７発明では、第１発明〜第６発明のいずれかの鋼材の接合構造において、
大径孔にドリルねじの頭部側が収容されていることを特徴とする。
また、第８発明の鋼材の接合方法においては、第１発明〜第７発明の鋼材の接合構造とするにあたり、ドリルねじにより削られた削りかすを、前記大径孔から鋼材の外側に排出しながら、鋼材を接合することを特徴とする。
また、第９発明の鋼材の接合方法においては、第１発明、第２発明，第４発明〜第７発明のいずれかの鋼材の接合構造とするにあたり、最初に前記小径孔の内面によりドリルねじのドリル刃外側面をガイドして、小径孔の中心軸線と先孔の中心軸線を合致させるようにすると共に、鋼材とドリルねじの偏心を防止しながらドリルねじにより鋼材を接合することを特徴とする。
また、第１０発明の鋼材の接合方法においては、第１発明、第３発明，第４発明〜第７発明のいずれかの鋼材の接合構造とするにあたり、最初に小径孔の軸方向端面に、ドリルねじのドリル刃先端傾斜面を当接して、小径孔の中心軸線にドリルねじの軸線を合わせるようにガイドして、ドリルねじの偏心を防止しながらドリルねじをねじ込むことを特徴とする。
また、第１１発明の鉄骨造の建築物においては、第１発明〜第７発明のいずれかの鋼材の接合構造が、鉄骨部材の柱と梁の接合部、柱と柱または梁と梁の接合部あるいは梁と小梁の接合部等の鉄骨部材の接合部に用いられていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２５】
第１発明によると、ドリルねじの頭部側に位置して接合される鋼材に設けられる先孔が、ドリルねじのねじ軸部よりも外径寸法が大きく、かつドリルねじ頭部を嵌設する大径孔と、前記大径孔に接続する小径孔とにより構成したので、ドリルねじのドリル刃またはねじ部により切削した削りかすを、前記の大径孔から積極的に鋼材の外側に排出することができるため、削りかすを排出された大径孔の内周面にドリルねじの頭部側外周面を確実に密着した状態で嵌設することができ、ドリルねじ頭部と大径孔の支圧面積を大きくして支圧耐力を向上させて、ドリルねじにより鋼材相互を接合できる。
また、先孔に小径孔が設けられているので、小径孔によりドリルねじにおけるドリル刃をガイドすることができ、先孔の中心軸線とドリルねじの中心軸線とを合致させた、正確な接合構造とすることができる。
また、先孔における小径孔のみに、ドリルねじのねじ軸部により雌ねじがタッピングされて設けられた接合構造とされているので、鋼材相互の接合を確実にすることができる。
第２発明によると、前記第１発明の効果に加えて、先孔における小径孔をドリルねじ先端のドリル刃の外径寸法よりも大きくしたので、ドリル刃の側面を小径孔によりガイドしながらドリルねじをガイドすることができると共に、前記のドリルねじにおけるねじ部により小径孔内周面側をタッピングすることができ、接合される鋼材の両方にねじを刻設して強固な接合構造とすることができる。
第３発明によると、前記第１発明の効果に加えて、小径孔が、ドリルねじ先端のドリル刃の外径寸法より小さくされているので、ドリル刃の先端側の傾斜面を小径孔の内周縁部に当接させながら押し付けることで、ドリルねじの中心軸線を小径孔の中心線に合わせるようにガイドすることができ、またその状態で、小径孔をドリル刃により切削すると共にドリルねじ部によりタッピングして接合されている接合構造となるので、ドリルねじの中心軸線と小径孔の中心軸線との合致精度の高い接合構造となっている。
第４発明によると、小径孔の先端部の傾斜面によって、ドリルねじの先端部をガイドして、ドリルねじの中心軸線を小径孔の中心軸線に合致するようにガイドさせることができ、ドリルねじを正確な位置に配置した接合構造とすることができる。
第５発明によると、大径孔内側の傾斜面によって、ドリルねじの先端部をガイドして、小径孔側にガイドすることができ、また、ドリルねじの中心軸線を大径孔の中心軸線に合致するようにガイドさせることができ、ドリルねじを正確な位置に配置して接合することができる。さらに、ドリルねじの頭部を嵌設した状態では、ドリルねじのねじ軸部の場合のみに比べて、ドリルねじ頭部と大径孔の支圧面積を大きくすることができ、支圧耐力を向上させることができる。
第６発明によると、大径孔内面と小径孔とが環状の平坦面部を介して接続されているので、ドリルねじにおけるねじ軸部が、大径孔側の内周面に干渉するのを防止することができる。
第７発明によると、大径孔にドリルねじの頭部側が収容されているので、鋼材の表面側にドリルねじの頭部による凸部が生じないので、表面仕上げ材を設ける場合に、ドリルねじ頭部を収容する凹部を設ける必要がなく、表面仕上げ材の形状を単純な形状とすることができ、表面仕上げ材の内側面を鋼材に確実に当接させて配置することができる。
第８発明によると、ドリルねじにより削られた削りかすを、ドリルねじにより大径孔から鋼材の外側に排出しながら鋼材を接合するので、大径孔内に削りかすが残留するのを防止することができ、そのため確実にドリルねじ頭部を大径孔に密着状態で嵌設することができる。
第９発明によると、小径孔の内面によりドリルねじのドリル刃外側面をガイドして、小径孔の中心軸線と先孔の中心軸線を合致させるようにすると共に、鋼材とドリルねじの偏心を防止しながらドリルねじにより鋼材を接合するので、ドリルねじを鋼材に対して所定の正確な位置で正確な姿勢で接合することができる。
第１０発明によると、小径孔の軸方向端面に、ドリルねじのドリル刃先端傾斜面を当接して、小径孔の中心軸線とドリルねじの軸線を合致させるようにガイドしてドリルねじの偏心を防止するようにしたので、ドリルねじを正確な位置で接合することができると共に鋼材に対して正確な姿勢でドリルねじによりタッピングして接合することができる。そのため、ドリルねじの頭部を、先孔における大径孔に確実に嵌設して、大径孔内周面に頭部外周面を面接触状態で嵌合することができ、ドリルねじと鋼材の支圧となる投影面積を大きくして、支圧耐力を向上させることができる。
第１１発明によると、鉄骨部材における鋼材相互のドリルねじによる接合部の剛性が高く、削りかすが排出され、しかも正確な位置にドリルねじが接合されている接合部支圧耐力の高い接合構造の構造物とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
次に、本発明を図示の実施形態に基づいて詳細に説明する。
【００２７】
図１（ａ）および図２は本発明の第１実施形態の鋼材の接合構造を示すものであって、ドリルねじ１の頭部側に位置して接合される鋼材における鋼板１１に先孔１３が設けられ、その先孔１３は、深さ寸法を大きくした截頭円錐状の大径孔１３ａと小径孔１３ｆとから形成されている。
【００２８】
前記の各鋼材の板厚寸法は、少なくとも板厚2.3ｍｍを下回らない板厚寸法の鋼材とされ、通常は、2.3ｍｍ以上〜６ｍｍ程度の鋼板相互の重合部、またはドリルねじ１の頭部側またはドリルねじ１の先端側に位置して接合される鋼材の板厚寸法が、例えば、16ｍｍ〜18ｍｍ程度またはこれを越える板厚寸法の場合にも可能な、ドリルねじを用いた接合構造および接合構造に適用することができる。
【００２９】
前記の截頭円錐状の大径孔１３ａの形状は、小径孔１３ｆに向って漸次内径が小さくなるように傾斜した内面とされ、前記大径孔１３ａにおける小径部１３ｊは、ドリルねじ１におけるねじ部２の外径寸法Ｄよりも僅かに大きな寸法とされ、その小径部に接続する円環状底部３７が設けられている。円環状底部３７の外径寸法は、ドリルねじ１におけるドリルねじ部３の外径寸法Ｄと同じ寸法か、僅かに大きい寸法とされ、円環状底部３７にドリルねじ１におけるドリルねじ部３によりタッピング可能にされ、また、截頭円錐状の大径孔１３ａ内周面にドリルねじ１のドリルねじ部３が干渉しないようにされている。
【００３０】
前記の截頭円錐状の大径孔１３ａの内面形状は、ドリルねじ１の頭部５を嵌設して収容可能な大きさにされ、したがって、截頭円錐状の大径孔１３ａの深さ寸法は、ドリルねじ１における頭部５の高さ寸法と同じ寸法か、僅かに大きい寸法とされている。また、ドリルねじ１の頭部５には、六角溝（図示の場合）あるいは十字状等の回動工具係合用溝からなる回動工具係合部６が設けられている。
【００３１】
前記の円環状底部３７に接続する小径孔１３ｆの内径寸法Ｄ３は、ドリルねじ１におけるドリル刃１０の外径寸法Ｄ１と同じ寸法か、若しくは僅かに大きい内径寸法とされている。
【００３２】
前記のように先孔１３の形状は、截頭円錐状の形状を基本形態とするのが好ましい。このように截頭円錐状とすることにより、ドリルねじ１の接合後の状態では、鋼材（鋼板）１１における大径孔１３の内周面に、ドリルねじ１における頭部５外周面が全周に渡って面接触状態で密着できるようになるためである。そのため、大径孔１３ａにおけるドリルねじ１頭部側の内径を奥側の内径よりも大きい内径とするのが好ましが、後記の実施形態のように、大径孔１３におけるドリルねじ１の頭部側の内径と奥側の内径を同じ径としてもよい。また、ドリルねじ１の頭部５の形状は、先孔１３における大径孔１３ａ内周面の形状と一致させるのが好ましい。
【００３３】
図１（ｂ）に示す形態は、ドリルねじ１の先端側に位置して接合される鋼材１１に小径先孔３８を設けてもよいことを示すための説明図であって、図示の形態では、ドリルねじ１におけるドリル刃１０の外径寸法Ｄ１よりも僅かに小さい寸法で、鋼材１２を貫通した小径先孔３８が設けられている。前記の小径先孔３８は必要に応じ設ければよい。
【００３４】
ここで、前記の鋼材の接合構造において使用するドリルねじ１の一形態について、図１を参照しながら説明する。
【００３５】
図示のドリルねじ１は、ドリル部２とドリルねじ部３とを有する脚部４と、截頭円錐状の頭部５と、その截頭円錐状の頭部５に、横断面六角形状の凹溝からなる回動工具係合部６を備えている。
【００３６】
また、前記ドリル部２の先端には、対称に傾斜したドリル刃先端部７が設けられ、ドリル刃先端部７からドリルねじ部３のねじ山８に渡り、重合されて接合される各鋼材の合計厚さ寸法以上の長さの傾斜ガイド溝９が、脚部４の外周上を軸方向に傾斜して設けられて、切り粉を案内排出するようにされている。前記の傾斜ガイド溝９は必要に応じ設ければよい。
【００３７】
また、ドリルねじの製造加工時に、脱水素処理させたドリルねじ１は、水素除去不充分によるドリルねじ１のねじ頭部のねじ込み作業後に破断される所謂、首飛び現象が発生しないドリルねじ１であるので、接合金具として信頼性の高いドリルねじ１により鉄骨部材を接合した接合構造の鉄骨造建築物を構築することができる。
【００３８】
ドリル部２の外径寸法Ｄ１は、ドリルねじ部３の谷の径ｄよりも大きく、かつドリルねじ部３の山の外径Ｄよりも小さくされ、ドリル部２の長さ寸法Ｌ１およびねじ部３の長さ寸法Ｌは、重合されて接合される鋼材相互の合計の板厚寸法Ｔ（ｔ１+ｔ２）以上とされ、頭部に回動工具係合部６が形成され、電動式レンチ等により回動可能に構成されている。
【００３９】
ドリルねじ１の先端には、当該ドリルねじ１のねじ部３の谷の径ｄと同じ寸法か、または僅かに大きい外径で、かつ、当該ドリルねじ１のねじ部３の山の径Ｄより小さい外径Ｄ１のドリル刃１０を有している。
【００４０】
ドリルねじ１の呼び径は、例えば、６ｍｍ〜８ｍｍあるいは８ｍｍを越える寸法とされ、少なくとも接合される一方の部材の板厚が2.3mm以上の鋼材を一方に含む鋼材１１，１２同士が重合された鋼材重合部に適用可能にされている。
【００４１】
また、ドリルねじ１の表面硬さおよび心部硬さは、ＪＩＳＢ１０５５またはＪＩＳＢ１０５９の規定に従うものとする。例えば、ＪＩＳＢ１０５９の３．２．１（表面硬さ）項の規定および３．２．２（心部硬さ）項の規定に準じて、ＪＩＳＢ１０５９の１１．１．１の試験を行った時に、５３０ＨＶ０．３以上の表面硬さとされ、３２０ＨＶ１０〜４００ＨＶ１０の心部硬さとされている。前記のドリルねじ１を使用して接合される部材（鋼材）の材質として軟鋼（４００ＭＰａ鋼程度以下）の部材であると望ましい。
【００４２】
前記の接合構造についてさらに説明すると、、前記のような截頭円錐状の大径孔１３ａおよび小径孔１３ｆを備えた先孔１３を有する鋼材１１を接合する場合には、図２（ａ）に示すように、ドリルねじ１におけるドリル刃１０の外側面部分が、小径孔１３ｆの内周面にガイドされて、ドリルねじ１の中心軸線Ｃと小径孔１３ｆの中心軸線Ｃ１がほぼ合致し、この状態でドリルねじ１の刃先側に位置して接合される鋼材１２に、ドリルねじ１におけるドリル刃１０により、貫通孔１３ｇが空けられた後、ドリルねじ１の頭部５側に位置して接合される鋼板１１およびドリルねじ１の刃先側に位置して接合される鋼板１２に、ドリルねじ１におけるドリルねじ部３により雌ねじがタッピングされて接合され、截頭円錐状の大径孔１３ａ内周面にドリルねじ１の頭部５の截頭円錐状外周面が面接触状態で接合されるため、強固に鋼板１１，１２相互を接合することができる。
【００４３】
また、この場合に、前記の大径孔１３ａが、ドリル刃１０の外径寸法よりも大きいので、ドリルねじ１を回動工具により回転させながらドリル刃１０により他方の鋼板１２に貫通孔を設けるべく切削する時に、ドリルねじ１の回転により大径孔１３ａ側から鋼板１２の削りかすを積極的に排出することができる。
【００４４】
また、前記のように削りかすを積極的に鋼板１１，１２の外側に排出する点を考慮すると、大径孔１３ａの形状は、截頭円錐状の内周面であるほうが、円筒状の内周面である場合に比べて、傾斜した内周面により、削りかすが内周面に衝突した場合に、積極的に削りかすを拡径側の傾斜面側にガイドして鋼板１１，１２の外側に排出することができる。
【００４５】
図３（ａ）（ｂ）には、ドリルねじ１におけるドリル刃１０先端部と、前記小径孔１３ｆとの関係を示す説明図であって、小径孔１３ｆの内径寸法Ｄ３をドリル刃１０の外径寸法Ｄ１よりも僅かに大きい寸法とし、ドリル刃先端の傾斜部の高さ寸法ａよりも、小径孔１３ｆの軸方向の深さ寸法ｂを長くすることにより、ドリルねじ先端が鋼板１２に接触する時に、小径孔１３ｆ内にドリルねじ１におけるドリル刃１０本体部分の一部を確実に位置させて、ドリルねじ１の軸心（中心軸線）Ｃと小径孔１３ｆの中心軸線Ｃ１とを確実に一致させることができる。
【００４６】
また、図３（ｂ）に示すように、前記高さ寸法ａが小径孔１３ｆの深さ寸法よりも長い場合には、ドリルねじ先端が鋼板１２に接触する時に、小径孔１３ｆの内径寸法ｄ１をドリルねじ１におけるドリル刃１０の外径寸法Ｄ１よりも小さくすることにより、ドリル刃１０の先端傾斜部７ａを小径孔１３ｆの縁部１３ｉに係合させることにより、ドリル刃１０先端部をガイドさせて、小径孔１３ｆの中心軸線Ｃ１とドリルねじ１の中心軸線Ｃとを合致させることができる。
【００４７】
図４には、大径孔１３ｆの各種形態と、ドリルねじ１の頭部形状の各種形態との組み合わせ形態を示すものであって、図４（ａ）の場合は、前記実施形態における円環状底部３７を設けないで、直接截頭円錐状の大径孔１３ｂに小径孔１３ｆを接続させるように先孔１３を設けた形態で、ドリルねじ１の頭部５を、前記ほぼ截頭円錐状の大径孔１３ｂと同じ大きさのほぼ截頭円錐状の頭部５ｂとするか、僅かに前記截頭円錐状の大径孔１３ｂの深さ寸法よりも短い寸法の截頭円錐状の頭部５ｂとした形態のドリルねじ１との組み合わせが示されているが、その他の構成は前記実施形態の場合と同様である。
【００４８】
図４（ｂ）に示す形態では、大径孔１３をほぼ截頭半球状の大径孔１３ｃとし、ドリルねじ１の頭部５を、前記截頭半球状の大径孔１３ｃと同じ大きさのほぼ截頭半球状の頭部５ｂとするか、僅かに前記截頭半球状の大径孔１３ｃの深さ寸法よりも短い寸法の截頭半球状の頭部５ｃとした形態のドリルねじ１との組み合わせ形態が示されている。
【００４９】
図４（ｃ）に示す形態では、大径孔１３をほぼ短円柱状の大径孔１３ｄとし、ドリルねじ１の頭部５を、前記ほぼ短円柱状の大径孔１３ｄと同じ大きさの短円柱状の頭部５ｄとするか、僅かに前記短円柱状の大径孔１３ｄの深さ寸法よりも短い寸法の短円柱状の頭部５ｄとした形態のドリルねじ１との組み合わせ形態が示されている。
【００５０】
図４（ｄ）に示す形態では、図４（ａ）に示す形態のさらに変形形態で、この場合は、截頭円錐状の大径孔１３ａの内周面を内側に向って凸の断面円弧状に湾曲させた傾斜面とした截頭円錐状湾曲傾斜面を備えた大径孔１３ｅとした形態で、また、ドリルねじ１の頭部５形状を、前記の截頭円錐状湾曲傾斜面を備えた大径孔１３ｆに合せて、截頭円錐状で、頭部側周面が中心側に向って凹状に湾曲させた傾斜面を有する頭部側周面とした截頭円錐状湾曲傾斜側周面を備えた頭部５ｅとした形態のドリルねじ１との組み合わせ形態を示したものである。いずれの形態の場合も、先孔１３（１３ａ〜１３ｆ）にドリルねじ１の頭部５（５ａ〜５ｆ）の側周面が、嵌合して密着することにより、鋼板側とドリルねじ１頭部５とが面接触して係合する投影面積（支圧面積）を大きくしている。また、鋼板とドリルねじが接合されるとき、鋼板の孔（、すなわち、先孔部分とドリル刃１０により開けられる孔の両方）の内側面とドリルねじが支圧により応力が有効に伝達できるようにされており、また、ドリルねじ１によりタッピングされる、鋼材１１における円環状底部３７の部分および鋼材１２側の雌ねじ孔内面とドリルねじ１の（雄）ねじ部３の外側面が、支圧により応力が有効に伝達できるようにされている。
また、本発明を実施する場合、図１４に示すように、小径孔１３ｆにおける大径孔１３よりの端部に、大径孔１３に向って漸次拡径するように広がる截頭円錐状の傾斜面１３ｋが設けられていると、ドリルねじ１の先端部が前記截頭円錐状の傾斜面１３ｋに係合した場合に、前記截頭円錐状の傾斜面１３ｋによって、ドリルねじ１の先端部を、スムーズに傾斜面１３ｋに沿ってガイドでき、また、ドリルねじ１の中心軸線Cを小径孔１３ｆの中心軸線C1に合致するようにガイドさせることができ、ドリルねじ１を正確な位置に配置した接合構造とすることができる。
【００５１】
前記のように、本発明においては、先孔１３の内側形状に密着して嵌合する形態のドリルねじ１の頭部形状とし、そのようなドリルねじ１の頭部５を大径孔１３に合致させるためにも、先孔１３の中心軸線とドリルねじ１の中心軸線が合致していることが必要になる。
【００５２】
次に、ドリルねじ１による接合構造の場合についての支圧耐力について説明する。図５にハッチングを付して示すように、ドリルねじ１の頭部側に位置して接合される鋼材における鋼板１１とドリルねじ１との支圧面積に着目してみると、図５（ａ）に示す従来のドリルねじ部３のみを鋼板１１に配置する形態に比べて、図５（ｂ）（ｃ）に示すように、ドリルねじ１の頭部５を鋼板１１内に位置するように嵌合する形態では、ドリルねじ１と鋼板１１の支圧となる投影面積を大きくして、支圧耐力を向上させることができる。
また、前記のように支圧耐力を向上させる技術観点からして、図１および図４（ａ）〜（ｄ）に示す形態では、大径孔１３（１３ａ〜１３ｆ）における大径側の半径を同じ寸法とした場合、（ａ）（ｂ）（ｃ）または（ｄ）の順に、鋼板（鋼材）１１とドリルねじ１頭部の支圧面積が大きくなることから、ドリルねじ１の接合部の支圧耐力を高めることできる。
【００５３】
次に、ドリルねじ１の頭部５と表面仕上げの関係について説明すると、図６（ｂ）に示すように、ドリルねじ１の頭部５を鋼材における鋼板１１の大径孔１３内に嵌設するようにすると、鋼材の表面側にドリルねじ１の頭部が収納されるために、接合すべき鋼板１１の表面側に突出する部材（表面凸部）がないために仕上げ面を平滑化することができ、また、接合すべき鋼板１１の表面側に、床材や壁材を配置して、これらを取り付ける場合に、ドリルねじ１頭部５による突出した凸部がある形態（図６ａ参照）では、凸部に合せての内側面に凸部収容用凹部３６を設ける必要があったが、そのような凸部収容用凹部３６を設ける必要ながいために、作業性が向上するとともに、床材または壁材３５あるいは表面仕上げ材の断面欠損することを防止することができ、頭部５用の凹部３６を設ける必要もなくすことができる。また、ドリルねじ１による接合部の仕上げ面を平滑化することができる。
【００５４】
なお、図５（ｄ）に示すように、鋼材における鋼板１１表面側に仕上げ板等を配置する必要がない場合では、ドリルねじ１における頭部５の外側に、さらに回動工具係合部６を設けるようにしてもよい。
【００５５】
図７〜図１２は、図２（ｂ）に示す形態の鋼材の接合構造を、鉄骨部材の柱と梁の接合部、柱と柱または梁と梁の接合部あるいは梁と小梁の接合部等の鉄骨部材における板状部（鋼材）を重合させて、ドリルねじ１により接合する場合の形態を示したものである。
【００５６】
図７および図８に示す形態は、直列に隣り合うＨ形断面の梁１４，１４の上フランジ１７，１７相互の上面に渡って上添板１５が配設され、また下フランジ１８，１８相互の下面に渡って下添板１６が配設され、さらにウェッブ１９，１９相互の片面に渡って、縦添板２０が配設され、前記各上添板１５、下添板１６、および縦添板２０は、梁１４に対して所定の位置が保持されるように、図示を省略するが、板状部相互を圧着仮固定する把持クランプ金具（図示省略）、あるいは梁１４のフランジあるいはウェッブに対して各添板１５，１６，１７を固定する接着テープ（図示省略）などが設けられて位置固定される。
【００５７】
前記の上添板１５および下添板１６には、左右方向および前後方向に間隔をおいて多数の大径孔１３ａおよび小径孔１３ｆからなる先孔１３が設けられ、また、縦添板２０には、左右方向および上下方向に間隔をおいて、大径孔１３ａおおよび小径孔１３ｆからなる先孔１３が設けられ、上添板１５または下添板１６あるいは縦添板２０側からドリルねじ１が、上添板１５または下添板１６（あるいは縦添板２０）と、Ｈ形断面の梁１４におけるフランジ１７（またはウェッブ１９）とにねじ込まれている。
【００５８】
前記添板１５，１６，２０側からドリルねじ１が、電動ドライバーあるいは電動式トルクレンチ（図示を省略した）により、フランジ１７，１８またはウェッブ１９にねじ込まれ、ドリルねじ１および各添板１５，１６，２０が、それぞれフランジ１７，１８またはウェッブ１９に圧着されて一体に接合されている。
【００５９】
図９および図１０に示す形態では、Ｈ形断面の柱２１におけるフランジ２２と、梁１４端部の縦端板２３とが、梁１４側の縦端板２３側からドリルねじ１により、縦端板２３および柱２１のフランジ２２にねじ込まれて、前記縦端板２３と柱２１のフランジ２２とが、多数のドリルねじ１により接合されている。この形態では、縦端板２３は、梁１４における上下のフランジ１７，１８より外側に突出して、上下のフランジ１７，１８と縦端板２３に固定された補強リブ３２により補強され、同様にドリルねじ１により接合されている。
【００６０】
図１１に示す形態では、予め先孔１３が設けられたガセットプレート２５が柱２１側に固定され、そのガセットプレート２５と、梁１４のウェッブ１９とが重合されて、ガセットプレート２５側から梁１４のウェッブ１９にドリルねじ１がねじ込まれて、ガセットプレート２５と、梁１４のウェッブ１９とが複数（４つ）のドリルねじ１により接合され、同様に、ガセットプレート２５と、予め先孔１３が設けられたＬ形鋼からなるブレース２６の縦部分２６ａとが、ブレース２６側からガセットプレート２５に複数（４つ）のドリルねじ１がねじ込まれて接合されている。
【００６１】
図１２には、屋根骨組に用いる山形トラス２８を構成する傾斜上弦材２９と水平な下弦材３０との接合またはこれらの間に介在されて接合される斜材３１との接合部に適用した形態が示されている。前記の斜材３１または傾斜上弦材２９の端部に大径孔および小径孔を有する複数の先孔１３が設けられている。
【００６２】
さらに説明すると、Ｌ形鋼からなる傾斜上弦材２９の下端部の縦部分２９ａと、Ｌ形鋼からなる水平な下弦材３０の端部縦部分３０ａとが、重合されて、傾斜上弦材２９側の縦部分２９ａ側から水平な下弦材３０の縦部分３０ａにドリルねじ１がねじ込まれて、傾斜上弦材２９の縦部分２９ａと水平な下弦材３０の縦部分３０ａとが複数（４つ）のドリルねじ１により接合されている。
【００６３】
また、傾斜上弦材２９における縦部分２９ａまたは水平な下弦材３０における縦部分３０ａと、Ｌ形鋼からなる斜材３１における縦部分３１ａの端部が重合されて、斜材３１側から傾斜上弦材２９の縦部分２９ａまたは水平な下弦材３０における縦部分３０ａにドリルねじ１がねじ込まれて、傾斜上弦材２９の縦部分２９ａに斜材３１の上端部とドリルねじ１が圧着されるように接合され、また、水平な下弦材３０における縦部分３０ａに斜材３１の下端部とドリルねじ１が圧着されるように接合されている。また、母屋材３３とこれを支持する支持材３４の接合部も、支持材３４側に設けられた大径孔および小径孔を有する先孔１３側からドリルねじ１がねじ込まれて、ドリルねじ１により接合された形態が示されている。
【００６４】
前記各実施形態のように、先孔を設けてドリルねじ１を使用して部材同士を接合すると、（１）ドリルねじが偏心することなく、ドリルねじを用いて部材同士を接合することができ、特別な技能を有さずとも、確実で強度の高い鉄骨造の接合構造を、簡便でかつ作業性よく容易に施工して、鋼製部材相互を接合することができる。
（２）先端にドリル刃１０を加工したドリルねじ１により、重合される鋼板１２に孔（貫通孔）をあけ、ねじ部３によって被接合鋼板１２（または１１を含む）をタッピングして接合し、一体化することで、従来のように溶接のような作業時の管理や溶接後の防錆補修が不要となり、ボルトやリベットのように部材の両側から作業する必要が無くなり、高力ボルトのように摩擦力のための表面処理を必要としないため、作業効率が向上するとともに、ガタ等を誘発するすき間が生ぜず、剛性の高い接合を構築できる。
【００６５】
また、前記のような先孔を有する鋼材を使用して鋼材相互を接合すると、接合コストが安価で工期を短縮することができるため、建築施工コストの安価な建築物を構築することができる。
【００６６】
本発明を実施する場合、ドリルねじ１の頭部形状としては、六角溝以外の回動工具係合部を有する形状、例えば、横断面矩形状凹溝あるいは横断面十字状溝などの回動工具係合部としてもよいが、ドリルねじ１をねじ込む時に、回転トルクが大きくなるので、ドリルねじ１体に設ける回動工具係合部６としては、六角溝または矩形状溝として電動ドライバーにより回動する場合よりも、電動式レンチにより接合するとよい。
【００６７】
本発明を実施する場合、接合する鋼材は、板状部相互である必要があるが、円形あるいは矩形の閉鎖断面部材（鋼管柱、梁）の板状部と、これに重合される断面円弧状あるいは平板状の鋼板部材とをドリルねじ１を用いて、鋼板部材の外側（ワンサイド側）から接合する接合構造および接合方法にも適用することができる。
【００６８】
また、ドリルねじ１による接合は、工場においては、各種の設備がある場合が多いので接合作業が容易であるが、現場においては、柱等の建て込まれて位置固定された部材に、他の接合すべき部材を重合してドリルねじ１により接合させるようにするのが好ましい。
【００６９】
ドリルねじ１の頭部形状としては、表面仕上げ材３５に予め凹部３６等が設けられている形態においては、回動工具係合溝を有する頭部形状以外にも、大径孔に嵌設される部分から離れた位置に、六角頭部等の回動工具係合用外面を有するドリルねじ１としてもよい。
【００７０】
本発明を実施する場合、図示を省略するが、柱と胴縁支持金具との接合、胴縁と胴縁支持金具との接合、または、屋根トラスと壁上縁材とを連結金物を介して接合する場合の屋根トラスと連結金物あるいは連結金物と壁上縁材との接合その他の鋼材相互の接合にドリルねじ１を使用した接合構造としてもよい。
【００７１】
前記実施形態によると、鉄骨部材における鋼材相互の接合部におけるドリルねじの設置位置が正確な位置に配置されていると共に、ドリルねじによる接合部の剛性が高く、さらにドリルねじによる接合の作業性がよく、ドリルねじの接合施工コストの安価な鉄骨造の建築物とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】（ａ）は本発明の第１実施形態の鋼材の接合構造または接合方法の形態を説明するための説明図であり、（ｂ）は本発明の他の実施形態の鋼材の接合構造または接合方法の形態を説明するための説明図である。
【図２】（ａ）は本発明の第１実施形態の鋼材の接合構造または接合方法の形態を説明するための説明図であり、（ｂ）は本発明の第１実施形態の鋼材の接合構造を説明するための説明図である。
【図３】（ａ）（ｂ）（ｃ）はドリルねじが先孔にガイドされて、ドリルねじの中心軸線が先孔の中心軸線に一致するようにガイドされることを説明するための説明図である。
【図４】（ａ）〜（ｄ）は先孔の形状とドリルねじ頭部付近の形状の組み合わせを説明するための説明図である。
【図５】（ａ）〜（ｄ）は先孔にドリルねじが嵌合された状態において、支圧面積が従来の場合よりも拡大されていることを説明するための説明図である。
【図６】（ａ）（ｂ）（ｃ）は、ドリルねじの頭部形状と表面仕上げ材との関係を示す説明図である。
【図７】本発明を利用して、梁フランジおよび梁ウェッブと添設板とを接合して梁を直列に接合する場合の形態を示す一部縦断側面図である。
【図８】図７の縦断正面図である。
【図９】本発明を利用して、柱フランジと添設板とを接合して梁を直列に接合する場合の形態を示す一部縦断側面図である。
【図１０】図９の一部縦断正面図である。
【図１１】本発明を利用して、鉄骨ブレースとガセットプレートとを接合する形態を示す側面図である。
【図１２】本発明を利用して、トラスの弦材と斜材とを接合する形態を示す側面図である。
【図１３】従来の鋼材の接合構造を示す説明図である。
【図１４】小径孔における大径孔よりの端部に截頭円錐状の傾斜面を設けた形態の説明図である。
【符号の説明】
【００７３】
１ ドリルねじ
２ ドリル部
３ ドリルねじ部
４ 脚部
５ 頭部
５ａ 截頭円錐状の頭部
５ｂ 截頭円錐状の頭部
５ｃ 截頭半球状の頭部
５ｄ 短円柱状の頭部
５ｅ 截頭円錐状湾曲傾斜側周面を備えた頭部
５ｆ 小径孔
６ 回動工具係合部
７ ドリル刃先端部
８ ねじ山
９ 傾斜ガイド溝
１０ ドリル刃
１１ 被接合部材
１２ 被接合部材
１３ 大径孔
１３ａ 截頭円錐状の大径孔
１３ｃ 截頭円錐状の大径孔
１３ｄ 短円柱状の大径孔
１３ｅ 截頭円錐状湾曲傾斜面を備えた大径孔
１３ｆ 小径孔
１３ｇ 貫通孔
１３ｉ 縁部
１３ｊ 小径部
１３ｋ 截頭円錐状の傾斜面
１４ 梁
１５ 上添板
１６ 下添板
１７ 上フランジ
１８ 下フランジ
１９ ウェッブ
２０ 縦添板
２１ 柱
２２ フランジ
２３ 縦端板
２５ ガセットプレート
２６ ブレース
２６ａ 縦部分
２８ 山形トラス
２９ 上弦材
２９ａ 縦部分
３０ 下弦材
３０ａ 縦部分
３１ 斜材
３１ａ 縦部分
３２ 補強リブ
３３ 母屋材
３４ 母屋支持材
３５ 床材または壁材
３６ 凸部収容用凹部
３７ 円環状底部
３８ 小径先孔
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ドリルねじを用いて鋼材相互の重合部を接合する鋼材の接合構造において、ドリルねじの頭部側に位置して接合される鋼材に先孔が設けられ、前記先孔は、ドリルねじのねじ軸部よりも外径寸法が大きく、かつドリルねじ頭部を嵌設する大径孔と、その大径孔に接続する小径孔とにより構成され、かつ前記小径孔は、ドリルねじのねじ部外径寸法よりも小さくされて、前記ドリルねじにより雌ねじ孔が設けられて接合されていることを特徴とする鋼材の接合構造。
【請求項２】
小径孔は、ドリルねじ先端のドリル刃の外径寸法よりも大きく、かつドリルねじにおけるねじ部の外径寸法よりも小さい内径とされていることを特徴とする請求項１に記載の鋼材の接合構造。
【請求項３】
小径孔は、ドリルねじ先端のドリル刃の外径寸法より小さい内径とされ、ドリルねじにおけるドリル刃により切削されると共にドリルねじ部により雌ねじ孔がタッピングされていることを特徴とする請求項１に記載の鋼材の接合構造。
【請求項４】
小径孔における大径孔よりの端部に截頭円錐状の傾斜面が設けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の鋼材の接合構造。
【請求項５】
大径孔は、小径孔に向って漸次径が小さくなる傾斜面を有する大径孔とされ、これにドリルねじの頭部が嵌設されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の鋼材の接合構造。
【請求項６】
大径孔における小径孔側の端部に、ドリルねじのねじ部外径寸法よりも大きく、かつ大径孔内面に接続する環状の平坦面部が設けられ、その平坦面部を介して、小径孔の内面と大径孔の内面とが接続されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の鋼材の接合構造。
【請求項７】
大径孔にドリルねじの頭部側が収容されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の鋼材の接合構造。
【請求項８】
請求項１〜７の鋼材の接合構造とするにあたり、ドリルねじにより削られた削りかすを、ドリルねじにより大径孔から鋼材の外側に排出しながら鋼材を接合することを特徴とする鋼材の接合方法。
【請求項９】
請求項１、２，４〜７のいずれかの鋼材の接合構造とするにあたり、最初に前記小径孔の内面によりドリルねじのドリル刃外側面をガイドして、小径孔の中心軸線と先孔の中心軸線を合致させるようにすると共に、鋼材とドリルねじの偏心を防止しながらドリルねじにより鋼材を接合することを特徴とする鋼材の接合方法。
【請求項１０】
請求項１、３，４〜７のいずれかの鋼材の接合構造とするにあたり、最初に小径孔の軸方向端面に、ドリルねじのドリル刃先端傾斜面を当接して、小径孔の中心軸線にドリルねじの軸線を合わせるようにガイドして、ドリルねじの偏心を防止しながらドリルねじをねじ込むことを特徴とする鋼材の接合方法。
【請求項１１】
請求項１〜７のいずれか１項記載の鋼材の接合構造が、鉄骨部材の柱と梁の接合部、柱と柱または梁と梁の接合部あるいは梁と小梁の接合部等の鉄骨部材の接合部に用いられていることを特徴とする鉄骨造の構造物。
【請求項１】
ドリルねじを用いて鋼材相互の重合部を接合する鋼材の接合構造において、ドリルねじの頭部側に位置して接合される鋼材に先孔が設けられ、前記先孔は、ドリルねじのねじ軸部よりも外径寸法が大きく、かつドリルねじ頭部を嵌設する大径孔と、その大径孔に接続する小径孔とにより構成され、かつ前記小径孔は、ドリルねじのねじ部外径寸法よりも小さくされて、前記ドリルねじにより雌ねじ孔が設けられて接合されていることを特徴とする鋼材の接合構造。
【請求項２】
小径孔は、ドリルねじ先端のドリル刃の外径寸法よりも大きく、かつドリルねじにおけるねじ部の外径寸法よりも小さい内径とされていることを特徴とする請求項１に記載の鋼材の接合構造。
【請求項３】
小径孔は、ドリルねじ先端のドリル刃の外径寸法より小さい内径とされ、ドリルねじにおけるドリル刃により切削されると共にドリルねじ部により雌ねじ孔がタッピングされていることを特徴とする請求項１に記載の鋼材の接合構造。
【請求項４】
小径孔における大径孔よりの端部に截頭円錐状の傾斜面が設けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の鋼材の接合構造。
【請求項５】
大径孔は、小径孔に向って漸次径が小さくなる傾斜面を有する大径孔とされ、これにドリルねじの頭部が嵌設されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の鋼材の接合構造。
【請求項６】
大径孔における小径孔側の端部に、ドリルねじのねじ部外径寸法よりも大きく、かつ大径孔内面に接続する環状の平坦面部が設けられ、その平坦面部を介して、小径孔の内面と大径孔の内面とが接続されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の鋼材の接合構造。
【請求項７】
大径孔にドリルねじの頭部側が収容されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の鋼材の接合構造。
【請求項８】
請求項１〜７の鋼材の接合構造とするにあたり、ドリルねじにより削られた削りかすを、ドリルねじにより大径孔から鋼材の外側に排出しながら鋼材を接合することを特徴とする鋼材の接合方法。
【請求項９】
請求項１、２，４〜７のいずれかの鋼材の接合構造とするにあたり、最初に前記小径孔の内面によりドリルねじのドリル刃外側面をガイドして、小径孔の中心軸線と先孔の中心軸線を合致させるようにすると共に、鋼材とドリルねじの偏心を防止しながらドリルねじにより鋼材を接合することを特徴とする鋼材の接合方法。
【請求項１０】
請求項１、３，４〜７のいずれかの鋼材の接合構造とするにあたり、最初に小径孔の軸方向端面に、ドリルねじのドリル刃先端傾斜面を当接して、小径孔の中心軸線にドリルねじの軸線を合わせるようにガイドして、ドリルねじの偏心を防止しながらドリルねじをねじ込むことを特徴とする鋼材の接合方法。
【請求項１１】
請求項１〜７のいずれか１項記載の鋼材の接合構造が、鉄骨部材の柱と梁の接合部、柱と柱または梁と梁の接合部あるいは梁と小梁の接合部等の鉄骨部材の接合部に用いられていることを特徴とする鉄骨造の構造物。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２００７−２３９９６０（Ｐ２００７−２３９９６０Ａ）
【公開日】平成１９年９月２０日（２００７．９．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−６６６１１（Ｐ２００６−６６６１１）
【出願日】平成１８年３月１０日（２００６．３．１０）
【出願人】（０００００６６５５）新日本製鐵株式会社 (6,474)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年９月２０日（２００７．９．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年３月１０日（２００６．３．１０）
【出願人】（０００００６６５５）新日本製鐵株式会社 (6,474)
【Ｆターム（参考）】
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