JP5043135B2 - 木造建築物の接合構造及び接合金具 - Google Patents

Description

本発明は、接合強度に優れた木造建築物の接合構造に関し、また、このような接合構造を実現する簡易な接合金具に関する。

木造建築物の軸組工法で使用される各種の接合金具が提案されている。例えば、意匠登録１２４４８１１号に示される接合金具は、図６（ａ）に示す通り、柱の側面に固定される当接部と、当接部から延びる突出部とで、平面視が略Ｌ字状に構成されている。

そして、柱の両側面に、２つの梁を一直線上に連結する場合には、２つの接合金具ＭＴ１，ＭＴ２を柱の両側面に配置し、各々、柱にボルトＢＴを貫通させてナットＮＴで固定すると共に、梁にピンＰＮを貫通させることで接合構造を完成させている（図６（ｂ）参照）。なお、このような基本構成は、他の特許文献１や特許文献２においても同様である。

特許第２７１７４９９号公報 特許第３６６８２０７号公報

しかし、図６に示すような接合構造では、ボルトとナットが必須部材となり、その締め付け作業が煩雑であるという問題がある。ここで、接合金具の構造を変更することが考えられるが、接合金具の製法が複雑化すると、その分だけ製造コストが増加して、建築コストを抑制することができないという問題がある。例えば、特許文献２に記載の発明のように、熱間鍛造工程を要するのでは、製造コストの増加が避けられない。また、円柱を軸方向に二分した形状が必要となり製造が容易でない上に、この部分を貫通するピンの太さに事実上の限界があり十分な接合強度を得られない。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであって、平板材料の機械的加工だけで製造できる接合金具を使用して、簡単な組付け作業によって強化な接合強度を実現できる木造建築物の接合構造を提供することを目的とする。また、強化な接合強度を実現できる低コストの接合金具を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するため、本発明は、第一方向に延びる基準材の２つの側面に２つの接合金具を配置して、第一方向に直交して、２つの連結材を一直線上に連結する木造建築物の接合構造であって、基準材の２つの側面は、第一方向に直交する貫通穴によって互いに連絡され、２つの連結材には、貫通穴に連続してスリット状の受入溝が形成されており、何れの接合金具も、単一の平板材を機械加工して、平板状の本体部と本体部から延設される延長部とに区分され、本体部と延長部には、各々、１個以上と２個以上の取付穴が形成され、延長部は、本体部の板表面と平行な板表面を、偏移した平面上に形成するか、或いは、本体部の板表面と略直交する板表面を形成する先端部を有して構成され、２つの接合金物の先端部は、各々の取付穴が全て重合された状態で、基準材の貫通穴に収容される一方、２つの接合金物の本体部は、２つの連結部材の受入溝に各々収容され、基準材に挿入される軸部材が、２つの接合金具の先端部の全ての取付穴を貫通すると共に、各連結材に挿入される軸部材が、各接合金具の本体部の取付穴を各々貫通するよう構成されたことを特徴とする。

本発明で使用される接合金具は、先端部の板表面を、本体部の板表面から平行状態に偏移させるか、或いは、本体部の板表面と略直交するよう変形させれば良いので、一枚の板材について、プレス加工や曲げ加工などの屈曲変形加工を施すだけで製造することができ、製造コストが上昇することがない。また、２つの接合金具の先端部の取付穴に軸部材を貫通させると共に、各接合金具の本体部の取付穴に軸部材を貫通させるだけで足り、ボルトとナットなどの締め付け作業が不要となる。

また、延長部に設けられた複数の取付穴に各々軸部材が貫通するので、２つの接合金具が強固に一体化される。ここで、延長部は、板材で構成されているので大きな取付穴を形成するべく板幅を大きく設定しても製造コストが上昇せず、太い軸部材を使用することで所望の接合強度を得ることができる。

本発明では、接合金具の連絡部には、鍔状の補助金具が外嵌されているのが好ましい。このような構成を採ると、接合金具が受ける荷重を適度に分散することができ、木材に与えるストレスを軽減できる。また、接合金具は、その本体部から単一の延長部が延設されるか、２個の延長部が延設されるのが典型的である。

何れにしても、２つの接合金具は、同一形状に構成されるのがコスト抑制の上に効果的であり、また、使用時における本体部の鉛直方向中心位置から、鉛直方向に偏移させて先端部を延設するのが好ましい。このような構成を採ると、基準材の４側面を使用して、同一平面上に４つ連結材を固定することも可能となる。

接合金具の先端部は、接合金具の先端部は、板材を板厚方向に屈曲させる屈曲変形によって形成するか、或いは、板材を略９０°捻る屈曲変形によって形成するのが好ましい。後者の場合、屈曲変形前の先端部には、使用時における本体部の鉛直方向中心線上か、或いは、使用時における本体部の鉛直方向中心線に対して、上下対称の位置に取付穴が形成され、且つ、各取付穴の中心から先端部の上下端面までの最短距離が一致しないよう構成されており、その後の屈曲変形は、各取付穴の中心を捻り加工の中心にして実行されるのが好適である。また、本発明は、上記した何れかの接合構造で使用される接合金具である。

上記した本発明によれば、平板材料の機械的加工だけで製造できる接合金具を使用して、簡単な組付け作業によって強化な接合強度を実現できる。また、強化な接合強度を実現できる低コストの接合金具を実現できる。

第一実施例の接合金具と補助金具を説明する図面である。 第一実施例の接合金具の使用状態を説明する図面である。 第二実施例の接合金具を説明する図面である。 第三実施例の接合金具を説明する図面である。 第四実施例の接合金具を説明する図面である。 従来技術を説明する図面である。

以下、実施例に基づいて本発明を詳細に説明する。図１は、第一実施例に係る接合金具１と補助金具２とを説明する図面である。

接合金具１は、例えば、図２（ａ）に示す通り、鉛直方向に延びる柱３の左右側面３ａ，３ｂに配置されて、２つの梁４，４を同一水平面上に連結するために使用される。なお、図２の実施例に限らず、通常の使用状態では、接合金具１の本体板面が鉛直方向に立設されるので、本明細書では、この使用状態を基準にして、水平方向や鉛直方向の用語を使用する。

第一実施例の接合金具１は、板厚Ｔが均一な平板状の板材を、図１（ｂ）の形状に切り抜くと共に、板厚方向に僅かに屈曲させて製造される（図１（ｃ））。すなわち、この接合金具１は、略正方形に切り抜かれた本体部１０と、本体部１０の鉛直方向中央位置から下方に偏移した位置から水平方向に突出形成される延長部ＥＸとに区分されている。

そして、延長部ＥＸは、本体部１０の板表面１０ａから平行に偏移した板表面２０ａを形成する長板状の先端部２０と、先端部２０を本体部１０に連絡する連絡部３０とに区分される。

本体部１０の一方側には、その鉛直方向中央に、板厚方向に貫通する取付穴１１が形成され、その上下位置にガイド溝１２，１３が上下対称に形成されている。このガイド溝１２，１３は、例えば、柱３に梁４を固定する場合に、予め梁４に装着されている連結ピン４０を誘導して受け入れるために設けられている。

先端部２０には、２つの取付穴２１，２１が板厚方向に貫通して形成されている。本実施例では、先端部２０が板材で構成されているので、その板幅を適宜に設定することで、十分に大きい取付穴２１を形成することができる。また、先端部２０には、最先端に向けて板厚が減少するテーパ面２２が形成されている。このテーパ面２２は、２つの接合金具の先端部２０，２０を、柱３の左右側面３ａ，３ｂから挿入して、２つの板表面２０ａ，２０ａを対面させるためのガイド面として機能する。

連絡部３０は、図１（ｂ）や図１（ｃ）に示す通り、本体部１０と同一平面に位置する基端部３１と、先端部２０に向けて傾斜する傾斜部３２とに区分される。図１（ｂ）に示す通り、基端部３１は、傾斜部３２より、板幅Ｖがやや広く形成されている。また、図１（ｃ）に示す通り、傾斜部３２の傾斜は、先端部２０の板表面２０ａが、本体部１０の板厚方向の中心ラインＬＮより僅かに遠ざかる程度の深さに設定されている。本実施例では、中心ラインＬＮと板表面２０ａとの間に、適宜な余裕（１〜２ｍｍ程度）が設けられているので、２つの接合金具の板表面２０ａ，２０ａを対面させる取付作業が容易である。

補助金具２は、全体として、略円板状に形成され、その中央に矩形開口ＨＯが形成されている。矩形開口ＨＯの長手方向の幅は、基端部３１の垂直幅Ｖよりやや広く形成され、一方、短手方向の幅は、接合金具１の板厚Ｔより十分広く形成されている。そのため、補助金具２を、接合金具１の先端部２０から挿入して基端部３１に保持させる作業が容易である。なお、補助金具２の外周面は、矩形開口ＨＯの長手方向と平行な平坦面２ａ，２ａと、２つの平坦面２ａ，２ａを連絡する円弧面２ｂ，２ｂとで構成されている。なお、円弧面２ｂ、２ｂは、直径Φの円弧を形成する。

続いて、図１に示す接合金具１と補助金具２とを使用して、柱３に、２本の梁４，４を接合する方法を、図２に基づいて説明する。

この場合、２本の梁４，４には、接合金具１の本体部１０を収容可能な切込み溝４ａが予め形成されている（図２（ｂ）参照）。また、本体部１０のガイド溝１２の底部に対応する位置と、取付穴１１に対応する位置には、ピン穴４ｂ，４ｃが形成されている。そして、ピン穴４ｂには、適宜な連結ピン４０が打ち込まれている（図２（ａ）参照）。

一方、柱３には、水平方向の貫通穴が、図２（ａ）の左右方向に形成されており、この貫通穴によって両側面３ａ，３ｂが連絡されている。図２（ｂ）に示す通り、貫通穴は、小径穴３ｃと大径穴３ｄに区分された二段の円柱穴である。小径穴３ｃは、接合金具１の延長部ＥＸの最大幅Ｖよりやや大きく、補助金具２の最大径Φより十分に小さい直径を有している。また、大径穴３ｄは、補助金具２の最大径Φと同一又は僅かに小さい直径を有し、補助金具２の板厚（＝Ｔ）程度の深さに形成されている。また、先端部２０の取付穴２１に対応する位置には、ピン穴３ｅ，３ｆが形成されている。

上記した柱３や梁４についての準備が完了すると、接合金具１に補助金具２を装着して、２つの接合金具１，１の板面を直立させた状態で、各接合金具１の先端部２０を、柱３の両端面３ａ，３ｂから貫通穴３ｃ，３ｄに挿入して、先端部２０の板表面２０ａを対面させる。大径穴３ｄの直径は、補助金具２の最大径Φと同一か又は僅かに小さいので、接合金具１を叩き込むことで、補助金具２に保持された接合金具１が、直立状態で保持される。

このようにして、２つの接合金具１，１を直立させた状態で、ピン穴３ｅ，３ｆに連結ピンＰＮ，ＰＮを打ち込んで、接合金具１，１を柱３に固定する。なお、本実施例では、連結ピンＰＮの外径より十分大きい取付穴２１が形成されているので、上記の固定作業に困難はない。

このようにして接合金具１を柱３に固定した状態で、梁４を、接合金具１に向けて降下させ、梁４に形成された切込み溝４ａの中に、接合金具１の本体部１０を収容する。すると、梁４に装着されている連結ピン４０が、接合金具１のガイド溝１２に滑り落ちることで、梁４が柱３に対して正しく位置決めされる。そこで、最後に、ピン穴４ｃに連結ピンＰＮを打ち込むことで、連結作業が完了する。なお、本体部１０の鉛直方向中央位置から偏移した位置に延長部ＥＸが形成されているので、接合金具１を上下反転させて使用することで、柱１の４側面に４本の梁を固定することもできる。

ところで、以上説明した第一実施例では、接合金具の本体部１０から単一の延長部ＥＸが延設されていたが、２つ又はそれ以上の延長部ＥＸを設けても良い。図３は、本体部１０から２つの延長部ＥＸを延設して、取付強度を更に高めた第二実施例を示している。

第二実施例では、第一実施例に比較して、本体部１０が鉛直方向に長くなっている。そして、２個の延長部ＥＸは、本体部１０の鉛直方向中央位置から上方に偏移した位置から突出形成されており、上下反転させた使用を可能にしている。なお、取付穴１１ａ，１１ｂ，１１ｃの個数が増加しているが、その他の基本的構成は、第一実施例と同じである。

図４（ａ）〜図４（ｄ）は、第三実施例の接合金具１Ａを説明する図面である。この接合金具１Ａは、例えば、図４（ａ）に示すように、水平方向に延びる横架材５の左右側面５ａ，５ｂに配置されて、２つの梁４，４を同一水平面上に連結するために使用される。

この接合金具１Ａを製造するには、板厚Ｔが均一な平板状の板材を、先ず、図１（ｄ）の形状に切り抜く。この未完成状態では、接合金具１Ａ’は、略正方形に切り抜かれた本体部１０と、本体部１０の鉛直方向中央から水平方向に突出形成される延長部ＥＸとに区分されている。但し、延長部ＥＸの構成は、鉛直方向に非対称であり、幅広の基端部３０と、幅狭の先端部２０との間に単一の段差ＳＴＥＰが形成されている。

図４（ｄ）に示す通り、未完成状態の接合金具１Ａ’は、第一実施例と同様に、本体部１０の鉛直方向中央に取付穴１１が形成され、その上下位置にガイド溝１２，１３が上下対称に形成されている。また、先端部２０にも、２つの取付穴２１，２１が形成されており、これら３つの取付穴１１，２１，２１は、本体部１０を二分する本体中心ラインＣＴ上に整列して配置されている。

図４（ｄ）に示す通り、延長部ＥＸの基端部３０は、本体中心ラインＣＴに対して上下対称形に形成されているが、先端部２０は、上下非対称に形成されている。すなわち、先端部２０は、本体中心ラインＣＴに対して、上側２０Ａと下側２０Ｂが非対称であり、段差ＳＴＥＰの高さ分だけ上側２０Ａが幅狭に形成されている。

このように構成された未完成状態の接合金具１Ａ’は、次に、基端部３０と本体部１０とが保持された状態で、先端部２０だけが９０°捻り加工される。そのため、捻り中心ラインＬＮは、本体中心ラインＣＴと一致せず、本体中心ラインＣＴからやや降下した位置に先端部２０が位置する（図４（ｂ）参照）。また、取付穴２１，２１についても、本体部１０の板厚中心ＭＤから偏移した位置に形成される（図４（ｃ）参照）。なお、捻り加工に先行して、補助金具２を基端部３０に配置しても良い。

何れにしても、完成状態の接合金具１Ａは、先端部２０が本体部１０の鉛直中心よりやや降下して位置し、取付穴２１，２１も、本体部１０の板厚中心ＭＤから偏移して位置する。そのため、２つの接合金具１Ａ，１Ａを使用する組付け時には、一方の接合金具１Ａを上下反転させることで、４つの取付穴２１の位置を一致させることができる。

図４（ａ）は、この整列状態を図示しており、横架材５に対して、鉛直方向に２本の連結ピンＰＮ，ＰＮを打ち込むことで、２つの接合金具１Ａ，１Ａを横架材５に固定することができる。そして、その後、接合金具１Ａの本体部１０の位置に、梁４に形成されている切込み溝４ａを落しこみ、連結ピンＰＮを打ち込むことで、横架材５に、２本の梁４，４を固定することができる。

なお、この第三実施例の具体的形状は、特に、図４（ｂ）の形状に限定されず、本体部１０を固定して先端部２０を捻ることに代えて、例えば、図４（ｅ）のように、先端部２０を固定して本体部１０を捻り加工しても良い。

また、接合金具の本体部１０から２つ又はそれ以上の延長部ＥＸを設けても良い。図５は、本体部１０から２つの延長部ＥＸを延設して、取付強度を更に高めた第四実施例を示している。

第四実施例では、第三実施例に比較して、本体部１０の鉛直方向の長さが長くなっている。そして、２個の延長部ＥＸは、本体部１０の鉛直方向中央位置から突出形成されており、上下反転させた使用（図５（ａ））を可能にしている。なお、取付穴１１ａ，１１ｂ，１１ｃの個数が増加しているが、その他の基本的構成は、第三実施例と同じである。また、２つの先端部２０の捻り方向は同じである。

以上、本発明の実施例について詳細に説明したが、具体的な記載内容は特に本発明を限定するものではない。例えば、柱３に形成する大径穴３ｄの形状を、補助金具２の外周面の形状に一致させておくと、接合金具１の位置決めが更に容易となる。

また、各実施例では、接合金具を上下反転させて使用することを前提に、２つのガイド溝１２，１３を上下対称に設けたが、必ずしも限定されない。例えば、実施例１〜実施例２において、柱の二側面しかを使用しないのであれば、上側のガイド溝だけを設けたので足りる。その他の実施例でも、上側のガイド溝だけを設けたものと、下側のガイド溝だけを設けたものの二種類の接合金具を用意しても良いのは言うまでもない。

１ 接合金具
３ 基準材
３ａ，３ｂ 側面
３ｃ，３ｄ 貫通穴
４ 連結材
４ａ 受入溝
１０ 本体部
１０ａ 本体部の板表面
１１ 取付穴
２１ 取付穴
２０ 先端部
２０ａ 先端部の板表面
３０ 連絡部
ＰＩＮ 軸部材
ＥＸ 延長部

Claims (8)

1. 第一方向に延びる基準材の２つの側面に２つの接合金具を配置して、第一方向に直交して、２つの連結材を一直線上に連結する木造建築物の接合構造であって、
   基準材の２つの側面は、第一方向に直交する貫通穴によって互いに連絡され、２つの連結材には、貫通穴に連続してスリット状の受入溝が形成されており、
   何れの接合金具も、単一の平板材を機械加工して、平板状の本体部と本体部から延設される延長部とに区分され、本体部と延長部には、各々、１個以上と２個以上の取付穴が形成され、
   延長部は、本体部の板表面と平行な板表面を、偏移した平面上に形成するか、或いは、本体部の板表面と略直交する板表面を形成する先端部を有して構成され、
   ２つの接合金物の先端部は、各々の取付穴が全て重合された状態で、基準材の貫通穴に収容される一方、２つの接合金物の本体部は、２つの連結部材の受入溝に各々収容され、
   基準材に挿入される軸部材が、２つの接合金具の先端部の全ての取付穴を貫通すると共に、各連結材に挿入される軸部材が、各接合金具の本体部の取付穴を各々貫通するよう構成されたことを特徴とする木造建築物の接合構造。
2. 本体部と先端部とを連絡する連絡部には、鍔状の補助金具が外嵌されている請求項１に記載の接合構造。
3. 各接合金具は、その本体部から単一の延長部が延設されて構成されている請求項１又は２に記載の接合構造。
4. 各接合金具は、その本体部から２個の延長部が延設されて構成されている請求項１〜３の何れかに記載の接合構造。
5. ２つの接合金具は、同一形状に構成されており、
   接合金具の先端部は、使用時における本体部の鉛直方向中心線に対して、上下非対称の位置に配置されている請求項１〜４の何れかに記載の接合構造。
6. 接合金具の先端部は、板材を板厚方向に屈曲させる屈曲変形によって形成されている請求項１〜５の何れかに記載の接合構造。
7. 接合金具の先端部は、板材を略９０°捻る屈曲変形によって形成されており、
   屈曲変形前の先端部には、使用時における本体部の鉛直方向中心線上か、或いは、使用時における本体部の鉛直方向中心線に対して、上下対称の位置に取付穴が形成され、且つ、各取付穴の中心から先端部の上下端面までの最短距離が一致しないよう構成されており、
   その後の屈曲変形は、各取付穴の中心を捻り加工の中心にして実行される請求項１〜５の何れかに記載の接合構造。
8. 請求項１〜７の何れかの接合構造で使用される接合金具。

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