説明

建築物構成要素の連結構造及び連結方法

【課題】 本発明の目的は、第一角材の側面に第二角材の端面を突き合わせて第一角材と第二角材とを接合する場合に、螺子ボルトの角材に対する損傷もなく、しかも構造が簡単で組み付け容易な建築物構成要素の連結構造及び連結方法を提供すること。
【解決手段】 第一角材の側面に第二角材の端面を突き合わせて第一角材と第二角材とを接合する建築物構成要素の連結構造であって、第二角材の一面には、螺子ボルト(3,3A)が一定長突出するように、螺子ボルト(3,3A)が挿入固定され、第一角材には、螺子ボルトに対応するように、中空鋼管(4,4A)が圧入固定され、第二角材の螺子ボルトが第一角材の中空鋼管(4,4A)内に挿入されて、反対側面でその螺子ボルトの先端部にナット6が螺合されて連結されたことを特徴とする連結構造。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、第一角材の側面に第二角材の端面を突き合わせて第一角材と第二角材とを接合する建築物構成要素の連結構造及びその連結方法に関する。
特に、第一角材の側面に第二角材の端面を突き合わせて第一角材と第二角材とを螺子ボルトを用いて接合する場合に、螺子ボルト(の螺子)が角材に損傷を与えることのない、しかも構造の簡単な建築物構成要素の連結構造及び連結方法に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、柱材と横架材(梁材)とを金具、螺子ボルト及びナットを用いて連結する構造が知られている(例えば、特許文献1参照)。
この文献の連結構造は、柱材の側面に梁材の取付け端を取付け固定する構造である。
この連結構造では、柱材の被取付け部分に梁材を押し当て両者を直角に連結するもので、具体的には、梁材の端面に挿入固定された螺子ボルトを柱材に形成された貫通穴に挿入し、螺子ボルト先端にナットを螺合し、柱材と梁材とを締結する。
【0003】
【特許文献1】特開平10−140658号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかし上述した従来の連結構造は、柱材や梁材に、ほぞ穴やほぞを形成する必要があり、また、使用する部品、すなわちナット、座金、引張ボルト等が多くなり構造も複雑となり、組み付け工数も増える。
当然、組み付け施工時に部品を紛失し易い。
一方では梁材に荷重が加わり接合部まわりのモーメント力が加わると、柱材や梁材に取り付けられた引張ボルトが柱材の貫通穴壁にめり込み、柱材や梁材に損傷を与える。
更に地震等による振動を幾度も受けると、引張ボルトがそれらの貫通穴壁を広げて行き、柱材と梁材とがガタ付いてしまうという問題があった。
【0005】
本発明は、かかる背景技術をもとになされたもので、上記の背景技術の問題点を克服するためになされたものである。
すなわち、本発明は、第一角材の側面に第二角材の端面を突き合わせて第一角材と第二角材とを接合する場合に、螺子ボルトの角材に対する損傷もなく、しかも構造が簡単で組み付け容易な建築物構成要素の連結構造及び連結方法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】
【0006】
かくして、本発明者は、このような課題背景に対して鋭意研究を重ねた結果、一方の第二角材の一面に螺子ボルトを挿入固定し、他方の第1部材に螺子ボルトに対応するように中空鋼管を圧入固定する構造を採用することで、上記の問題点を解決することができることを見出し、この知見に基づいて本発明を完成させたものである。
【0007】
すなわち、本発明は、(1)、第一角材の側面に第二角材の端面を突き合わせて第一角材と第二角材とを接合する建築物構成要素の連結構造であって、第二角材の一面には、螺子ボルトが一定長突出するように、螺子ボルトが挿入固定され、第一角材には、螺子ボルトに対応するように、中空鋼管が圧入固定され、第二角材の螺子ボルトが第一角材の中空鋼管内に挿入されて、反対側面でその螺子ボルトの先端部にナットが螺合されて連結された連結構造に存する。
【0008】
また、本発明は、(2)、螺子ボルトは第二角材に形成された中空穴に接着剤を介して挿入固定された上記(1)に記載の連結構造に存する。
【0009】
また、本発明は、(3)、第一角材と第二角材とは、柱体と梁体とである上記(1)に記載の連結構造に存する。
【0010】
また、本発明は、(4)、第二角材には複数の螺子ボルトが、第一角材には該複数の螺子ボルトに対応するように、複数の中空鋼管が固定されている上記(1)に記載の連結構造に存する。
【0011】
また、本発明は、(5)、第一角材に固定された中空鋼管にはフランジ部が形成されている上記(1)に記載の連結構造に存する。
【0012】
また、本発明は、(6)、第二角材に固定された螺子ボルトは全螺子ボルトである上記(1)に記載の連結構造に存する。
【0013】
また、本発明は、(7)、連結構造の剪断力に抵抗させるためにスプリットリングを設けた上記(1)に記載の連結構造に存する。
【0014】
また、本発明は、(8)、第一角材の側面に第二角材の端面を突き合わせて第一角材と第二角材とを接合する建築物構成要素の連結方法であって、第一角材の側面に螺子ボルトに対応するように中空鋼管を圧入固定し、第二角材の側面に螺子ボルトを一定長突出するように挿入固定し、第二角材の螺子ボルトを第一角材の中空鋼管内に挿入し、第一角材の反対側面からその螺子ボルトの先端部にナットを螺合して第一角材の側面と第二角材の端面とを当接させた状態で連結する建築物構成要素の連結方法に存する。
【0015】
なお、本発明の目的に添ったものであれば、上記(1)から(8)を適宜組み合わせた構成も採用可能である。
【発明の効果】
【0016】
本発明によれば、第二角材の一面に螺子ボルトが一定長突出するように、螺子ボルトを挿入固定し、第一角材に、螺子ボルトに対応するように中空鋼管を圧入固定し、第二角材の螺子ボルトを第一角材の中空鋼管内に挿入して、反対側面でその螺子ボルトの先端部にナットを螺合して連結するようにしたので、従来のように複雑な連結構造ではなく部品点数が少なくなり、連結手順も簡単である。
第二角材に荷重が加わり接合部まわりにモーメント力が加わっても螺子部が中空鋼管に保持されるため、角材にめり込むことがなく、角材に損傷を与えない。
【発明を実施するための最良の形態】
【0017】
以下、本発明を実施するための最良の形態を図面を用いて説明する。
〔第1の実施の形態〕
図1は本発明における建築物構成要素の連結構造の第1の実施形態を示し、図2は、図1の建築物構成要素の連結構造の詳細を示す説明図である。
この実施形態の建築物構成要素の連結構造は、例えば、図1に示すように、第一角材である柱材1の側面に第二角材である梁材2の端面を突き合わせて柱材1と梁材2とを接合するものである。
ここで柱材1や梁材2の材質として、例えば木材が用いられる。
【0018】
梁材2の一面には一定長突出するようにして、螺子ボルト3が複数箇所に挿入固定されている。
この場合の固定は、梁材2の端部から所定の長さの中空穴2aを形成し、その中空穴2aに螺子ボルト3を圧入固定する方法がある。
また中空穴2aに接着剤5を介して挿入固定することも可能である。
接着剤5の種類としては、梁材2が木材の場合、ホルムアルデヒド等の揮発性化学物質によるシックハウス症候群の防止に配慮した接着剤、例えば、エポキシ樹脂系接着剤を用いることができる。
図1に示すように、螺子ボルト3は角材の断面に合わせて矩形状の四箇所の位置にて配置しているが、螺子ボルト3はこのように必ずしも四本を使用しなくても良い。
【0019】
図2の螺子ボルト3は全長に渡って螺子山3aが形成されているが、このような全螺子のボルトでも良いし、先端部にのみナット螺合用の螺子部を形成したものであってもよい。
【0020】
後者の場合、螺子ボルト3に図3に示すようなローレット加工を施すことが大きな固定力を得ることから好ましい。
螺子ボルト3の材質としては、柱材1と梁材2とを連結する観点から、高強度のものが好ましく、例えば、鉄、炭素鋼、ステンレス鋼、クロム合金鋼、アルミニウム合金又はチタン合金等の金属を用いることができる。
セラミック製の螺子ボルトや樹脂製の螺子ボルトを用いることも可能であるが、セラミックは振動に弱いことと、樹脂は熱に弱く火災時に建造物が崩壊し易いこと等を考慮すると、金属製が好ましい。
【0021】
一方、柱材1には貫通穴1aが貫通されており、この貫通穴1aには中空鋼管4が圧入固定されている。
中空鋼管4が柱材1より脱落しないように、貫通穴1aに接着剤を介して圧入固定してもよい。
また、外周面に雄螺子を形成した中空鋼管4を貫通穴1aに強制的に螺入固定するようにしても良い。
【0022】
中空鋼管4は、前述した梁材2の螺子ボルト3に対応する位置に、複数設けられている。
中空鋼管4の材質としては、螺子ボルト3と同様に柱材1と梁材2とを連結する観点から、高強度のものが好ましく、例えば、鉄、炭素鋼、ステンレス鋼、鉛合金、クロム合金鋼、アルミニウム合金又はチタン合金等の金属を選択して用いることができる。
【0023】
また柱材1には梁材2が突き合わされる面とは反対側面に貫通穴1aの細径部1a2より大径の座繰り穴1a1が形成されている。
この座繰り穴1a1は後述するように、柱材1と梁材2とを連結した際、螺子ボルト3に螺合されるナットを収納するための空間となる。
柱材1と梁材2とは、上述のように梁材2に螺子ボルト3が挿入固定された状態と柱材1に中空鋼管4が圧入固定された状態で互いに突き合わされて連結されるのである。
【0024】
図4は本発明の建築物構成要素(図2)の連結方法を示す図である。
本発明の建築物構成要素の連結手順は、先ず、柱材1の側面に螺子ボルト3に対応するように中空鋼管4を圧入固定し、梁材2の側面に螺子ボルト3を一定長突出するように挿入固定し、図4(a)に示すような状態にする。
【0025】
次いで、図4(b)に示すように、梁材2の螺子ボルト3を柱材1の中空鋼管内に挿入する。
そして柱材1の側面に梁材2の端面が当接するまで挿入する。
最後に図4(c)に示すように柱材1の反対側面からその螺子ボルト3の先端部にナット6を螺合することで、柱材1と梁材2とは連結される。
もっとも、ナット6は、座繰り穴1a1に収納された状態となり柱材1の表面から突出しない。
【0026】
〔第2の実施の形態〕
図5は、建築物構成要素の連結構造の第2の実施の形態を示す図である。
この例では、中空鋼管4にフランジ部4aが形成されており、フランジ部4aは座繰り穴1a1の底面に当接した状態となっている。
この場合、螺子ボルト3にナット6を強く螺合させても、その下面がフランジ部4aに当接するために、ナット6が柱材1にめり込んで柱材1が損傷するようなことが避けられる。
構造物の揺れ等により、柱材1や梁材2にモーメント力が加わってもフランジ部4aがそれを阻止するように作用する。
【0027】
〔第3の実施の形態〕
図6は、建築物構成要素の連結構造の第3の実施の形態を示す図である。
これは、第1の実施の形態において、スプリットリング7を使用した場合の例である。
図に示すように、螺子ボルト3の周囲に連結構造の剪断力に抵抗させるためにスプリットリング7を設けており、螺子ボルト3の許容剪断応力を補完している。
もっとも、柱材1や梁材2にスプリットリング7が嵌合されるための環状溝1b,2bを形成しておくことが必要である。
このような構成にすると、柱材1に対して梁材2が図でいう上下方向に作用を受け接合面に剪断力が働いてもスプリットリング7がその力を受け螺子ボルト3への負担が少なくなる。
【0028】
図7は、第2の実施の形態における建築物構成要素の連結方法を示している。 第1の実施の形態(図4)とほぼ同様な手順で連結されるが、柱材1の貫通穴1aに梁材2の螺子ボルト3を挿入する前の段階で、柱材1の環状溝1bにスプリットリング7を嵌め込んでおくことが必要である〔図7(a)参照〕。
その後、貫通穴1aに螺子ボルト3を挿入すると、スプリットリング7は柱材1と梁材2とに挟み込まれるようにセットされる〔図7(b)参照〕。
後は、螺子ボルト3にナット6を螺合するだけでよい〔図7(c)参照〕。
【0029】
上述した実施形態によれば、梁材2の一面には螺子ボルト3が一定長突出するように、螺子ボルト3を挿入固定し、柱材1には、螺子ボルト3に対応するように、中空鋼管4を圧入固定し、梁材2の螺子ボルト3を柱材1の中空鋼管4内に挿入して、反対側面でその螺子ボルト3の先端部にナット6を螺合して連結するようにしたので、従来のように複雑な連結構造ではなく部品点数を少なくなり、連結手順も簡単である。
また梁材2等にモーメント力が加わっても螺子ボルト3は中空鋼管4を介して柱材1の貫通穴1aに挿入されているので、螺子部が角材にめり込むことがなく、角材に損傷を与えることがない。
また各実施の形態において螺子ボルト3の先端部にナット6を螺合して連結する場合、図8に示すようにバネ座金を使うことも当然可能である。
【0030】
以上、本発明を説明してきたが、本発明は上述した実施形態にのみ限定されるものではなく、その本質を逸脱しない範囲で、他の種々の変形が可能であることはいうまでもない。
例えば、上述した実施形態では、第一角材を柱材1とし、第二角材を梁材2とした例について説明したが、本発明はこれに限定されることはなく、第一角材を梁材とし、第二角材を柱材としてもよい。
また角材とは必ずしも矩形のものとは限らず、例えば第一角材を矩形の柱材、第二角材を円形の梁材としてもよく、また第一角材を断面半円形の柱材、第二角材を5角形の梁材としてもよい。
螺子ボルト3に螺合するナット6の形状は、連結できるもものであれば種々のものが採用可能である。
【図面の簡単な説明】
【0031】
【図1】図1は、本発明の建築物構成要素の連結構造の第1の実施の形態を示す説明図である。
【図2】図2は、図1の建築物構成要素の連結構造の詳細を示す説明図である。
【図3】図3は、螺子ボルトの変形例を示す説明図である。
【図4】図4は、本発明の建築物構成要素(図2)の連結方法を示す図である。
【図5】図5は、建築物構成要素の連結構造の第2の実施の形態を示す図である。
【図6】図6は、建築物構成要素の連結構造の第3の実施の形態を示す図である。
【図7】図7は、第3の実施の形態における建築物構成要素の連結方法を示す図である。
【図8】図8は、第1の実施の形態における座金を使った場合の連結構造を示す説明図である。
【符号の説明】
【0032】
1 柱材
1a 貫通穴
1a1 座繰り穴
1a2 細径部
1b 環状溝
2 梁材
2a 中空穴
2b 環状溝
3,3A 螺子ボルト
3a 螺子山
4,4A 中空鋼管
4a フランジ部
5 接着剤
6 ナット
7 スプリットリング
8 バネ座金

【特許請求の範囲】
【請求項1】
第一角材の側面に第二角材の端面を突き合わせて第一角材と第二角材とを接合する建築物構成要素の連結構造であって、
第二角材の一面には、螺子ボルトが一定長突出するように、螺子ボルトが挿入固定され、
第一角材には、螺子ボルトに対応するように、中空鋼管が圧入固定され、
第二角材の螺子ボルトが第一角材の中空鋼管内に挿入されて、反対側面でその螺子ボルトの先端部にナットが螺合されて連結されたことを特徴とする連結構造。
【請求項2】
螺子ボルトは第二角材に形成された中空穴に接着剤を介して挿入固定されたことを特徴とする請求項1に記載の連結構造。
【請求項3】
第一角材と第二角材とは、柱体と梁体とであることを特徴とする請求項1に記載の連結構造。
【請求項4】
第二角材には複数の螺子ボルトが、第一角材には該複数の螺子ボルトに対応するように、複数の中空鋼管が固定されていることを特徴とする請求項1に記載の連結構造。
【請求項5】
第一角材に固定された中空鋼管にはフランジ部が形成されていることを特徴とする請求項1に記載の連結構造。
【請求項6】
第二角材に固定された螺子ボルトは全螺子ボルトであることを特徴とする請求項1に記載の連結構造。
【請求項7】
連結構造の剪断力に抵抗させるためにスプリットリングを設けたことを特徴とする請求項1に記載の連結構造。
【請求項8】
第一角材の側面に第二角材の端面を突き合わせて第一角材と第二角材とを接合する建築物構成要素の連結方法であって、
第一角材の側面に螺子ボルトに対応するように中空鋼管を圧入固定し、
第二角材の側面に螺子ボルトを一定長突出するように挿入固定し、
第二角材の螺子ボルトを第一角材の中空鋼管内に挿入し、第一角材の反対側面からその螺子ボルトの先端部にナットを螺合して第一角材の側面と第二角材の端面とを当接させた状態で連結することを特徴とする建築物構成要素の連結方法。


【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【公開番号】特開2007−2624(P2007−2624A)
【公開日】平成19年1月11日(2007.1.11)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2005−187136(P2005−187136)
【出願日】平成17年6月27日(2005.6.27)
【出願人】(502385078)株式会社国際木質文化研究所 (2)
【Fターム(参考)】