JP2001090205A - Ｕ型埋込ボルト木骨材の背割金属板差込継足構造垂直穿孔具大引ペアー式床構造百足形床梁工法及び木鉄混用のローコスト１００年ハウス - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】木材を金属接合材を用いて結合した強度及び寸
法精度の高い長尺材を得る接合手段の提供と、木製構造
材と金属構造材とを組み合せて利用することにより、軽
量で強度的にも優れ、後日の更改築時の部材交換も容易
な、軸組構造を提供する。 【解決手段】本発明は柱と基礎及びミゾ鋼のペアーから
成る鉄梁とのボルト結合で耐震構造を強化しするととも
に内部の柱の交換を可能とし、大引をペアーで束の両側
に配して最後に束に固定し束の長さの厳密性を不要にす
るとともに束の数を半減して安定化させて作業能率を倍
増し、一乃至複数の金属板１１を木材の継ぎ目の背割１
２に差し込んでボルト１０結合し、基礎に正確に柱を固
定するためにＵ型埋込ボルトにした金属製の固定部材に
柱をボルト結合するとともに該柱を鋼鉄製のミゾ形部材
のペアでボルト締めしかつ、該ペアーを百足形に配して
ボルト結合し、内部の柱を交換自在に構成する百足形床
梁構造等から成る簡単な構造のコストの安い１００年耐
久性家屋。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】 本発明は木骨材と金属構造材を
金属部品で結合する建物に関し、より詳細にはボルトの
一対を同体に構成したＵ型埋込ボルトにより布基礎に柱
を正確な位置に直付けし、複数の角材の所定の位置に設
けた１乃至複数の背割に金属板を差込んでボルト締めし
て成る角材の継足と、大引のペアーによる束との一体床
構造、百足形床梁構造及び木骨鉄梁混用の１００年ハウ
スに関する。

【０００２】

【従来の技術】 従来の和風建築ではホゾ或いは支口・
継手等による軸組工法が主であり、ツーバイフォー部材
による壁組工法そしてログハウス等の工法等、何れも木
材の大量使用による建築で、金属加工技術の未発達な時
代の遺産的建築技術であり、鉄骨材その他金属加工技術
が進歩した現代でも省木材資源となる金属骨材と木骨材
の混用による断熱性に優れた住宅の技術革新が殆ど見ら
れない。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】 本発明の課題は、
木材資源節約の為に木材による大断面の桁や梁を使用し
ない構造を提供し、強度を大にし省力化するためにホ
ゾ・仕口・継手等の加工を省略して穿孔だけで可能なボ
ルト結合を採用し、少人数で組立て可能にするために
棟上げ作業を複数段階に分割可能とし、二階部分の作
業を二階床からの作業として安全性を確保して足場を省
略可能とし、省力化と強度向上のために母屋・軒桁等
の接足は複数の金属板を使用して接合し、角材のボル
ト結合の精度向上のために結合孔の位置精度向上用の定
規を提供し、布基礎の所定の正確な位置に埋め込むた
めの一対のボルトを提供し、大引と束との一体床構造
を提供し、床梁を鉄製にして耐震強度の大きい構造の
建物を提供し、内部の柱を取り替え自在として成るコス
トの安い簡単で手作りし安い耐久的１００年ハウスを提
供することが課題である。

【０００４】

【課題を解決するための手段】 本発明では上記課題を
解決するために金属製の梁はコ型（ミゾ形）鋼鉄製部材
のペアでなり、建屋の一階のほぼ中央に位置する中心柱
を通る主線にある柱列を二階床下において主梁のペアー
で挟んで上下二段でボルト締めして固定される。該ペア
ーの主梁の所定の位置には枝梁固定用の耳がペアーで設
けてあり、該耳にペアーの枝梁が固定され、該ペアーの
枝梁のライン上に位置する一階の柱も二階床下で該ペア
ーの枝梁に挟まれてボルト締めされる。ただし、外壁に
位置する柱は内側の枝梁のみでボルト締めするのが外壁
の仕上げの点で好ましい。上記各鋼鉄製の梁の設定によ
り、強度を大とし、大断面の木材による桁や梁を省略し
て木材資源を節約し、ホゾ・継手仕口等の加工手間も省
略できる。より好ましくは主梁のミゾ内に差し込める幅
に構成してある幅の狭いミゾ形の枝梁を使用して梁部材
の加工を穿孔だけの作業に止めることである。 更に、
二階床は、該枝梁の立ち上り片に所定間隔でビス孔を穿
孔しておけば、二階の根太と床板を一面的に省力的に固
定することができて障子構造となり、火打ちが不要にも
なる。棟上げ作業を一階の柱と床梁の組立て作業及び軒
桁取付けの第一段階とし、二階床張り作業の直後の二階
の柱のライン上のペアーの梁間への差し込固定の第二段
階、母屋垂木の取り付け工事を含む屋根工事の第三段階
にいたる迄を二階の床から安全にかつ、移動距離を僅か
にして能率的に進めることができる。

【０００５】床工事は太めの束を使用し、大引はペアー
を一体に固定するので横揺れに強いからその断面が竪方
向により長い角材例えばツーバイフオー材をペアーで固
定しても充分な強度がえられるし、百年ハウス的耐久性
を目的にするなら国産の腐食に強い木で縦長の断面の大
引をペアーで束の両側に配してボルト固定すれば横揺れ
に強くて垂直荷重に対する強度も大である。 根太はペ
アーの大引の双方に載置して長めのビスで留めるのが望
ましいが、特に耐久性を目的とするならステンレス鋼製
のビスを使用すると根太の腐食の際には取り替えが容易
である。ペアーの大引の強度は大きいので、若干太めの
根太を使用すれば、束石と束の数を半減しても在来工法
の床より強度を得られるのに加えて束の長さは現場合わ
せの厳密さが不要なので作業手間を半減でき、かつ根太
が太い分だけ腐食にも耐久性が増大する。

【０００６】百年ハウスは上述の工法と構造で施工して
作業の手間費用を削減し、金属部材は可能なかぎり鉄鋼
製品よりアルミ合金又はステンレス鋼製部材を採用して
使用し、高価な大断面の木製の桁や梁に替えて使用する
安価な鉄鋼部材は従来の安価なサビ留め塗料に替えて近
年に製品化された優秀な防錆塗料例えば、ハンマーライ
トで塗装することにより、耐久性の大きい百年ハウスを
ローコストで提供できる。実施例により詳述する。

【０００７】

【実施例１】 図１において、Ｕ型埋込ボルト１は上端
部のネジ溝部が固定アングル９（図13参照）を一対、所
定間隔（柱の太さ）だけあけて基礎に固定できる寸法で
開いている。捨てコン７に下部が埋まる竪の鉄筋５は該
ボルト１の支持棒２に結束線６で結束してある。横の鉄
筋４は支持棒２の先端部と結束してあるので、該ボルト
は鉄筋により位置を定められ、安定して生コンの打ち込
み耐えられその正確な位置を保持できる。図２のＵ型埋
め込みボルトは市販のＬ型の埋め込みボルトを下方で一
本の接続パイプ３の両端に各１個差し込んで溶着してあ
り、その機能は図１の例とほぼ同様で同一の発明とな
る。

【０００８】

【実施例２】 図３と図４に於いて、３枚の金属長板１
１はアルミ合金製で該金属長板には４箇所のボルト用の
孔が全て同一箇所に穿孔してあり、左右の角材１３の背
割１２の双方に一枚の金属長板が填まり他の２枚は角材
の両側に密着してボルト１０で４箇所角材を中に挟んで
締め付けてある。図５と図６に於いては，左右２本の角
材の両側が板の厚みだけ、削りこんであり、片側は皿っ
た孔に平頭で４箇所で前例のように角材をはさんでボル
ト締めしてある。この場合片側は平らで、内装材を取り
付けて邪魔にならないように加工してありホゾや仕口継
手等の加工経験の熟練度や手数が不要で、長年月経過し
ても切削除去部分が僅かなので、強度及び腐食にたいし
ての耐久性が大となる発明である。

【０００９】

【実施例３】 図７に於いて、一定断面幅αの角材の中
心線ＰーＰに’開口する垂直孔が垂直体１５に設けてあ
り、該孔は所要穿孔径より僅かに大で、かつドリルを揺
動させずに回転を自在に許容する大きさで約０、１ミリ
大きめである。該垂直穿孔具１４は下方の両側に垂れ下
がる規制部１７を有し、該規制部の間隔はαより僅かに
大で幅αの角材はキッチリと嵌まる程度である。又、前
後の覗き孔１６には該規制部と直角に直線の目盛りが記
してあり、角材の上面中心線部分や穿孔中心より２分の
１の位置が目視できる。図８は取替式垂直体１８を脱着
できる垂直穿孔具１４の一例で、取付用の規制孔１９の
４個に取替式垂直体１８の規制ピン２０ががたつかずに
填まったり、容易に抜きとれる。従って目視により、角
材の所定の中心線に垂直に穿孔することが簡単であり、
角材の垂直端面の中心に垂直孔をも容易に正確に穿孔可
能とする発明である。

【００１０】

【実施例４】 図９と図１０に於いて、竪に長い断面の
大引２３の一対を通常の束よりも断面を適宜に大とし、
適宜に大断面とした束２２の両側に同一の高さに設ける
とともに、該束の上面は大引２３の上面と水平若しくは
若干低くて、該束の下面は適宜に大なる束石２１に支持
せしめてあり、該大引上に根太２３を載置してビス留め
２５し、該根太上に床板を取り付けて成る大引ペアー式
床構造で、根太２４の突き合わせ部分の横にはペアーの
大引の両方に載置した補強材３５と根太とが一体にビス
或いは又、ボルト締めして成る発明でホゾや仕口は一切
不要にする発明である。束の数を半減しても横揺に強
く、かつ竪方向には大引きの竪方向の幅が大きいのでそ
の分垂直荷重に対しての強度が大である。更に束は通常
の床構造の束より断面が大なので、腐食にもより耐久性
があり、大引のペアーと束とをボルト結合にすれば、随
時ボルトの脱着と根太のビスの除去で大引交換が可能と
成る発明である。その束は寸法誤差が大引の２割程度の
短さまでは許容されるので厳密な現場合わせが不必要と
なり、束の数が少ないのとホゾ仕口加工の手間が全て省
略できるので人件費のコストを大きく下げるとともに、
納期をも早くする発明である。更に、図１１のボルト溝
付き束石２６を用いれば、束材を省略して大引を直接該
束石２６にボルト締めできて耐久性を大にできる。

【００１１】

【実施例５】 図１２、１３、１４に於いて、鋼鉄製の
各梁２９、３０はコ型（ミゾ形）材のペアーで成る。一
般の２階家屋では軽ミゾ鋼と云われる素材を使用でき
る。

【００１２】建物のほぼ中央に位置する中心の柱を通る
主線上に位置する一階の柱と通し柱を含めた主線の柱２
８の列を二階床下において主梁２９のペアーで挟んで上
下二段でボルト孔３６と対応する柱の孔とを貫通させ一
体に締付けてある。 該ペアーの主梁２９の所定の位置
には枝梁固定用の耳３７が端部以外はペアーでボルト固
定してあり、該耳３７にペアーの枝梁３０の一端部が固
定してあり、該ペアーの枝梁の線上に位置する一階の柱
と通し柱を含めた柱列も二階床下の位置で枝梁のペアー
で挟まれてボルトを貫通して一体に固定してある。ただ
し、外壁に位置する柱は内側のコ型材のみで、外装材の
取り付けの邪魔になるからペアーの外側は省略される。

【００１３】上記構成の取付け作業工程は図１３に示す
が、第一に主線上の一階柱と通し柱を布基礎８のペアー
のアングル９間に入れてボルト締めして全てを立てる。
第二にペアーの主梁２９を主線の柱の両側に配置してペ
アーの間に柱の幅より若干長い角材を切断した間隔ブロ
ック３１を複数個固定する。第三に該ブロックで隔離結
合したペアー主梁の重心の位置でユニックのクレーンで
吊り上げ、該柱列のボルト孔３６と主梁のボルト孔３６
とにボルトを貫通させて固定する。第四に中央部分の枝
線上の柱列を布基礎のアングルのペアーにボルト固定し
て直立させ、ペアーの枝梁３０の片側の一本を所定の耳
３７に一端をボルト固定するとともに該枝線の柱の全て
にボルトを通しておく。第五は該ペアーの残した一本を
引き上げて突き出させたボルトの端に対応するボルト孔
を合わせて貫通させナットで固定する。上記第四と第五
の作業を繰り返し、外壁部分だけは外側の梁は省略す
る。最後の段階で軒桁３８を外壁の通し柱２７の上に載
置し、真上からコーチボルトで軒桁を各通し柱に固定し
て成る。枝梁から更に梁を分岐する場合は大きい耳を使
用して同一サイズの梁部材を結合しても充分な強度にな
る。

【００１４】かかる構成であるから、予めミゾ型部材の
上面の立上片に適宜にビス孔を穿孔しておけば、枝梁の
上面は水平で、同じ太さの根太を全面に固定して、床板
を張ると全面が障子構造となり、火打ちを省略できる。

【００１５】

【効果】 Ｕ型埋込ボルトは一対のボルトの間隔が正確
な間隔で布基礎に埋め込まれるので、ボルトに固定され
る同一の固定用アングルも当然間隔の精度が高くなり正
確な位置に柱を固定できる。又、下方をＵ型にすれば基
礎内でのひっぱり強度も高く支持棒により配筋と結束が
できるので生コンを入れることによる誤差の発生を防ぐ
ことができる。木骨材の背割金属板継足構造は鋼板でも
よいがアルミ合金板、ステンレス鋼板等であれば殆ど腐
食しないので、百年ハウスとしての素材として望まし
く、加工作業は背割りと穿孔でよいので素人が手作りし
易く省力効果が大きい。該加工での木材の切削は１０５
ミリ角材の例で縦方向約４ミリ幅、深さ６０ミリである
からその強度は殆ど損なわれず、ホゾや仕口による継手
加工より手数がかからず耐食性、強度ともに本発明の継
ぎ足し構造が優れている。

【００１６】垂直穿孔具は一定幅の角材に対してのみ有
効であるが、一般の建築では１０５ミリ角材又は１２０
ミリ角材で構成されるから、他のサイズに適用できなく
ても実用上で不便はなく、安価で丈夫で操作が簡単な定
規が好ましく本発明の垂直穿孔具はこの３点において優
れていて最も実用的である。支持体交換式は孔径を選択
できるので便利性を向上させる。

【００１７】大引ペアー式床構造では束石が半減するの
で、丁寧な工事を可能ならしめる。例えば、所定の位置
にモルタルを予め盛って置き、その上に束石を置いてモ
ルタルで固定するので堅固になり、シロアリ対策にも効
果がある。束の長さは従来一本づつ現場合わせで切断す
る手間を掛けていたが、本発明では大引の竪幅の約３割
以内の短さが許容されるので現場合わせも迅速でボルト
結合も簡単に可能で、予め見込み切断も可能である。
又、大引の上に固定する根太もペアー大引の双方に載置
して長い釘又はビスで固定するので、ホゾや仕口それに
埋め込みとか乗せ掛けの加工は不要になり、作業の省力
化の効果が極めて高くなる。更に大引はペアーで固定す
るので横振れ強度が向上するので、その断面を竪方向に
長く横幅を小にして、垂直荷重に対しての強度を大にで
きる。従って、手間の節約・強度・耐久性・シロアリ対
策等の点において本発明の効果が大きい。

【００１８】百足形床梁工法では一対の太い主梁と複数
のペアーの細い枝梁に分別して直角結合するので鋼材の
部分的な切込みとか曲げ加工等が不要であり、全てボル
ト結合であるので加工の手数が少なく強度が大きいし、
主線上のペアーの主梁のみを主線上の固定した柱列をゆ
るく挟んだ状態で柱列に沿ってスライド上昇させるの
で、作業の安全性が高く足場も不要で、作業員２人は両
側の脚立上で所定の高さに上昇したとき該柱列とペアー
主梁の孔を通してのボルト締めだけの仕事で危険性が少
なく簡単である。主線上の柱列の全ての柱にペアーの主
梁を固定して暫定的に筋かいを主柱列の要所に取り付け
てから、枝線上の柱列を直立固定し、枝梁のペアーの一
本を主梁の耳にボルト結合するとともに該柱列の所定の
孔にボルトを通しておき（このときナットは嵌めな
い）、ペアーの他方の一本を引き上げて前記ボルトに孔
を合わせて貫通させてナット締めする。そして主梁と同
様に暫定的な筋かいを該柱列に固定すれば、平面的に丁
字形の全方向に対して倒れにくい安定した形態となる。
このようにして残余の枝梁を取り付けるので、簡単で素
人でも作業は早い。更に、該主梁と各枝梁の全体的な形
は上から見ると百足の身体と多数の脚に例えられる。該
枝梁の取り付け完了後にはその末端に固定してある外壁
の通し柱の上に軒桁を載置して予め穿孔して半分通して
あるコーチボルトを下方の通し柱の中心の下孔に捩じ込
めば強力に結合できて耐震強度を高くする効果が大き
い。

【００１９】該全ての枝梁のミゾ形の両立上片に予めビ
ス孔を穿孔することで、上面側の立上片のビス孔は二階
床の根太の固定用に使えるし、下面側のビス孔は吊木を
立ち上げ片の上に置き下から前記ビス孔を通してビス留
めが可能であるから、従来の和風建築での吊り天井の作
業が不要となり、省力化の効果が絶大である。 二階床
は枝梁に固定した平行な根太に全体の床を一面的に床張
り可能となり、障子構造であるから水平面の歪みを生じ
ないので火打ちが不要となる効果がある。更に、二階の
一面床上に脚立を立てて二階の柱も床の所定位置を刳り
貫いてペアーの梁間に差し込んで下方を梁のボルト孔で
二段に固定できるので、強度が大きい。屋根組の作業も
二階床に脚立を立てて安全に作業できるので作業が早ま
り安全面の効果は絶大である。

【００２０】百年ハウスでは、上記構造において、アル
ミ合金板、ステンレス鋼部材を要所に使用し、半減可能
の束に耐蝕性素材例えば桧、コンクリートブロックの上
部ミゾ付き形の束を用いて耐久性を高めるとか、軽ミゾ
鋼の場合はハンマーライトのような超長期的防錆効果の
ある塗料を塗布し、布基礎の生コンの打ち込みを完全に
して、剥出し配線をして構成すれば、部材の腐食が殆ど
なくて一階の内部の柱もボルトの脱着で交換できて耐久
性が大きい。更に上記の構成で簡単な構造で作業の手数
が大きく削減できるので該構造の百年ハウスはコストを
安く提供できるし、素人の手作りも可能となる効果があ
る。

【００２１】

【図面の簡単な説明】

各図は何れも縮小概略図で、

【図１】 Ｕ型埋め込みボルトの一例を布基礎の配筋に
支持棒を結束した状態の斜視図、

【図２】 Ｕ型埋め込みボルトの他の一例の斜視図、

【図３】 木骨材の背割金属板差込継足構造の一例の部
分平面図、

【図４】 図３の側面図、

【図５】 木骨材の背割金属板差込継足構造の他の一例
の部分平面図、

【図６】 図５の側面図、

【図７】 垂直穿孔具の一例の斜視図、

【図８】 脱着可能の支持体を設けた垂直穿孔具の一例
の斜視図、

【図９】 大引ペアー式床構造の一例の部分斜視図、

【図１０】 図９中の束部分の拡大斜視図、

【図１１】 溝付束石と大引の固定部分斜視図、

【図１２】 百足形床梁と一階の柱の平面図、

【図１３】 主梁のペアーを少し吊り上げた状態の斜視
図、

【図１４】 主梁と枝梁との結合関連部分断面図であ
る。

【符号の説明】

１ Ｕ型埋込ボルト、２ 支持棒、３ 接続パイプ、４
横鉄筋、５ 竪鉄筋、６ 結束線、７ 捨てコン、８
布基礎、９ 固定アングル、10 ボルト、11 金属
板、12 背割、13 桁、14 垂直穿孔具、15 垂直体、
16 見透孔、17 規制部、18 取替式垂直体、19 規制
孔、20 規制ピン、21 束石、22 束23 大引、24 根
太、25 ビス、26 ミゾ付束石、27 通し柱、28 主線
の柱、29 主梁、30 枝梁、31 間隔ブロック、32 針
金、33 吊具、34 枝線柱、35 補強棒、36 ボルト
孔、37 耳、38 軒桁。35 補強棒、 36

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１１年９月２９日（１９９９．９．２
９）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】請求項１

【補正方法】変更

【補正内容】

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一階の角柱をペアーのアングルに挟んで
   固定する埋め込みボルトにおいて、固定する所定間隔に
   離してＵ型に形成し、かつ該ペアーの上端にネジ溝を設
   けるとともに該ネジ溝より所定距離下方の位置に支持棒
   を固着し、かつ該固定棒は両端部において基礎の鉄筋と
   の結束或いは又固定部分を具有するＵ型埋込ボルト。
2. 【請求項２】 少なくとも２枚の金属長板に少なくとも
   ４箇所の同一位置の孔を設け、該金属長板の少なくとも
   一枚を継ぎ足す二本の角材の背割りの双方に填め込み、
   かつ前記全ての金属長板を該孔を貫通せしめたボルトで
   角材とともにボルト結合せしめて成る背割金属板差込継
   足構造。
3. 【請求項３】 一定断面幅の角材の中心線上に一定の直
   径の孔を垂直に穿孔するための定規で、穿孔径より大に
   してかつ、穿孔ドリルの揺動を制御可能の径の垂直孔を
   具備する垂直体を上部に設けるとともに前記角材の幅が
   嵌まる立下がりの規制部を下方に設けて成る垂直穿孔
   具。
4. 【請求項４】 竪に長い断面の大引の一対を束の両側に
   同一の高さに固定するとともに該束の上面は大引の上面
   より高くなくてその下方を束石に固定し、該大引上に根
   太を載置して固定し、該根太上に床板を取り付けて成る
   大引ペアー式床構造。
5. 【請求項５】 上部にボルトを横に通せる竪ミゾを設け
   た束石。
6. 【請求項６】 金属性の各梁はコ型（ミゾ型）材のペア
   ーで構成され、建物のほぼ中央を通る主線上に位置する
   一階の柱と通し柱を含む主線上の柱列を二階床下におい
   て、主梁のペアーで挟んで上下二段でボルト孔を柱の対
   応するボルト孔に合わせてボルトを貫通させて固定し、
   該ペアーの主梁の所定の位置には枝梁固定用の耳が端部
   以外ではペアーで固定してあり、該耳にペアーの枝梁の
   一端部が固定してあり、該ペアーの枝梁の線上に位置す
   る一階の柱と通し柱を含む柱列も二階床下の位置で枝梁
   のペアーで挟まれてボルトを貫通させて一体に固定して
   成る百足形床梁構造。
7. 【請求項７】 百足形床梁工法を第一段階では主線上の
   通し柱を含む一階柱を布基礎に固定して立てる。第二段
   階ではペアーの主梁を主線の柱列の両側に配置し、柱の
   幅より適宜に長い間隔ブロックを複数個該ペアー間に固
   定する。第三段階では該ブロックで隔離結合した主梁の
   重心の位置で柱列に沿って吊り上げ、柱の孔と主梁の対
   応する孔相互にボルトを貫通させて締め付ける。上記段
   階を経過して建前を実施することを特徴とする百足形床
   梁工法。