JP2004176360A - 木材接合方法と接合金物 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】梁の長手方向の端部となる木口面を、柱の側面に、柱の長手方向に直交するように当接させて接合するとき、柱に、繊維方向に直交し、且つ柱の長手方向中心線上で互いに交叉する金属製の芯材A,Bを埋め込み、この芯材A,Bに、前記梁を固着する接続金具5を固着する。
【選択図】 図1
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、建築物を構成する土台、柱、梁などの木材の接合方法と使用される接合金物に係り、特に、木材の繊維の方向が互いに直交するように部材を接合する場合の接合方法と接合金物に関する。
【0002】
【従来の技術】
先年、阪神、淡路地区を襲った大地震以来、木造建築では、部材の接合部に接合金物を用いて構造を強化する工法が多く採用されるようになった。しかし、それらの多くは、1方向ラーメンと呼ばれ、単なる継ぎ手及び仕口に関するものであった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
従来の接合金物では、耐力壁や筋交いが必要となり、また、木材使用方向が一定でなく、木材の収縮によって接合部分にガタを生じる原因になっている。その結果、集成材に頼ることが多く、構造計画をも明確にするに至っていないのが現状である。
【0004】
また、従来の接合金物の取り付け部分の加工も、仕口によってボルト穴をずらさなければならず、加工手間が多く掛かり、大型の加工機を導入しなければならないなどの欠点がある。
【0005】
本発明の課題は、従来の接合金物の、木材の収縮によって接合部分にガタを生じる欠点を除き、木の収縮の影響を受けずに、木材を2方向に剛接合することである。
【0006】
【課題を解決するための手段】
実験の結果、木材の収縮は木材の表面で大きく、中心部ではほとんどその影響を受けないことが判明した。また木材は、繊維方向に垂直方向、つまり年輪に直交する方向で収縮しやすく、繊維方向に平行方向では収縮量が小さいことは古くから知られている。
【0007】
これらのことをもとに、発明者は、第1の木材の長手方向の端部となる木口面を、繊維方向を長手方向とする第2の木材の側面に、第2の木材の長手方向に直交するように当接させて接合するとき、第2の木材に、繊維方向に直交し、且つその木材の長手方向中心線上で互いに交叉する金属製の芯材を埋め込み、この芯材に、前記第1の木材を固着する接続金具を固着する方法に想到した。
【0008】
すなわち、上記課題を達成する本願発明は、第1の木材の長手方向の端部となる木口面を、繊維方向を長手方向とする第2の木材の側面に、第2の木材の長手方向に直交するように当接させて接合する接合方法において、第2の木材に、繊維方向に直交し、且つその木材の長手方向中心線を通る開孔Aと、この開孔Aにその木材の長手方向中心線上で互いに交叉する開孔Bを形成し、開孔Aに、両端から互いに対向するように中心軸線に沿って形成された一対の雌ねじと、長手方向の中央部に前記中心軸線と直交して貫通するように形成された開孔と、を有してなる金属製円柱状の芯材Aを埋め込み、開孔Bに、長手方向中心軸線に沿って貫通孔を備えた一対の円筒状の芯材Bを芯材Aを挟んで互いに対向するように埋め込み、芯材Bの貫通孔と芯材Aの開孔にボルトを挿通して芯材Bを芯材Aの外周に固定し、前記芯材Aに、第1の木材を固定する接続金具を、前記雌ねじを利用して固定することを特徴とする。
【0009】
第2の木材に対して、2本の第1の木材を互いに直交する2方向から当接させて接合する場合、前記芯材Aに、第1の木材を固定する接続金具を、前記雌ねじを利用して固定することに加え、前記芯材Bに、前記接続金具を、芯材Bを芯材Aの外周に固定するボルトを用いて固定するようにしてもよい。
【0010】
上記課題はまた、両端から互いに対向するように中心軸線に沿って形成された一対の雌ねじと、長手方向の中央部に前記中心軸線と直交して貫通するように形成された開孔と、を有してなる金属製円柱状の芯材Aと、長手方向中心軸線に沿って貫通孔を備えた一対の円筒状の芯材Bと、芯材Aの前記雌ねじに螺合するボルトと、芯材Bの貫通孔と芯材Aの前記開孔に挿通され、芯材Bを芯材Aに締結するボルトナットと、を有してなる接合金物によっても達成される。
【0011】
前記芯材Aと芯材Bと前記雌ねじに螺合するボルトと芯材Bの貫通孔と芯材Aの前記開孔に挿通され、芯材Bを芯材Aに締結するボルトナットに加え、前記ボルトで芯材Aに締結されるか、もしくは前記ボルトナットで芯材Bに締結され、接合する木材が固着される接続金具を含んで接合金物を構成してもよい。
【0012】
また、前記一対の芯材Bの一方を、貫通孔内面に前記ボルトナットの雄ねじに螺合する雌ねじを備え、軸方向端部に六角穴を形成したものとしてもよい。
【0013】
前記接続金具は、木口面を他方の木材の側面に、該他方の木材の長手方向に直交するように当接させて接合される木材に固定される金具である。
【0014】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図1に示す実施の形態は、繊維方向を長手方向に第2の部材である柱の側面に、木口面を当接させて第1の部材である梁が結合された状態を、柱の横断面で示している。
【0015】
柱には、柱の長手方向中心線を通り、繊維方向に直交する断面円形の開孔A(図上左右方向の開孔)と、柱の長手方向中心線を通り、繊維方向に直交するとともに開孔Aに直交する開孔Bが形成される。開孔Aと開孔Bは、結合される梁の高さ方向の厚みHの範囲内で、上下に2個所形成される。本実施の形態では、開孔Aの内径と開孔Bの内径は同じにしてあるが、異なっていてもよい。そして開孔Aに、図3に示された金属製の芯材A1が挿入される。
【0016】
芯材A1は図3に示すように、断面円形の円柱状で、両端から、中心線に沿って互いに対向するように雌ねじハが形成されている。芯材A1の長さは、柱の図上横方向の幅に合わせてあり、芯材A1の長手方向中央部には、芯材A1の長手方向中心線に直交する貫通孔ロが形成されている。開孔Aの内径は芯材A1の外径に合わせてあり、芯材A1は開孔Aに圧入される。圧入後、芯材A1の貫通孔ロが開孔Bと同心になるよう、芯材A1が回転される。
【0017】
次に、開孔Bに、図4に示す金属製の芯材B2が挿入される。開孔Bの内径は芯材B2の外径に合わせてあり、芯材B2は開孔Bに圧入され、先端は芯材A1の外周面に当接する。芯材B2は、図4に示すように円筒形で内部に中心線に沿う貫通孔ホを備えている。芯材B2の芯材A1に当接する側の先端は、芯材A1の外周面の曲面に合わせた形状としておくのが望ましい。
【0018】
次に、芯材A1に、図6に示す接続金具5を固定する。接続金具5は、図6に示すように、ウェブ部と、ウェブ部と直交するフランジ部を備えている。ウェブ部にはドリフトピン穴5a,5b及びドリフトピン用フック5cが形成され、フランジ部には、間隔を前記柱に上下2段に形成された開孔Aの上下方向間隔と一致させた一対のボルト用穴5dが形成されている。まず、柱に取り付けられた芯材A1の雌ねじハに接続金具5のボルト用穴5dが合致するように位置決めし、ボルト3を雌ねじハに螺合させて両者を結合する。
【0019】
本実施の形態では、芯材A1の両端に接続金具5が結合されている。接続金具5を芯材A1に結合した状態では、接続金具5の柱側端面は芯材A1の端面に当接している。図7の下の図は、接続金具5が1枚だけ柱に取り付けられた状態を示している。
【0020】
次に、芯材B2に、図6に示す接続金具5を、芯材B2の貫通孔ホに接続金具5のボルト用穴5dが合致するように位置決めし、ボルト4をボルト用穴5d、貫通孔ホ、貫通孔ロに挿通させ、ナット6を用いて接続金具5を芯材B2に結合する。結合した状態では、接続金具5の柱側端面は芯材B2の端面に当接している。本実施の形態では、一対の芯材B2それぞれに接続金具5が結合されている。
【0021】
図2は、図1をY−方向からみた状態を示している。この状態で、柱は梁を結合する準備が完了している。
【0022】
結合される梁には、予め、図7に示すように、柱に当接する木口面に、接続金具5をウェブ部に沿って上方から投影した時の形状のスリットが形成され、さらに、梁を接続金具5に結合したときに前記ドリフトピン穴5a,5bの位置及びドリフトピン用フック5cの位置に対応するドリフトピン穴13,11,12が梁の据付状態で水平方向になる方向に開口されている。そしてドリフトピン用フック5cに対応するドリフトピン穴12にはドリフトピンが打ち込まれる。この状態で、梁は、柱に結合される準備が完了している。
【0023】
上記準備が完了した梁は、図7に示すように、柱に取り付けられた接続金具5に、上方から下降させながら嵌め込まれる。ドリフトピン穴12に挿通されたドリフトピンが接続金具5のドリフトピン用フック5cに嵌り込むことで位置決めされ、この状態で、ドリフトピン穴13,11にドリフトピンが打ち込まれる。ドリフトピンの打ち込みにより、梁は接続金具5に結合され、梁は接続金具5を介して柱に結合される。
【0024】
本実施の形態によれば、柱が繊維方向に直交する方向、すなわち芯材Aの長手方向あるいは芯材Bの長手方向に収縮しても、芯材Aの接続金具5との結合位置、あるいは芯材Bの接続金具5との結合位置は変動しない。したがって、柱の中心位置と、接続金具5に固定された梁の長手方向端面位置の相対関係は変化せず、柱の収縮によるガタは生じない。
【0025】
上記実施の形態では、柱に対して前後左右に十字形に梁が結合されているが、図1において、X−方向とX+方向のいずれかもしくは双方には梁を接続しない場合は、単に、梁を接続しない方向の接続金具5とボルト3を取り付けないでおけばよい。芯材Aは、ボルト4によって固定されており、抜け出る恐れはない。
【0026】
さらに、Y−方向に梁を接続しない場合は、Y−方向側の芯材B2に代えて、図5に示す金属製の芯材CをY−方向側の開孔Bに挿入し、ボルト4の長さを、図1に示す場合よりも短いものとすればよい。図5に示す芯材Cは、外径、長さ及び芯材A1に当接する端部の形状は芯材B2と同じであるが、貫通孔内面にボルト4の雄ねじと螺合する雌ねじトを備え、かつ、芯材A1に当接しない側の端部に六角穴チが形成されている。
【0027】
Y−方向に梁を接続しない場合は、Y−方向側の芯材B2に代えて、図5に示す芯材CをY−方向側の開孔Bに挿入し、図1に示す場合よりも短いボルト4を、Y+方向側の接続金具5のボルト用穴5d、芯材B2の貫通孔ホ、芯材A1の貫通孔ロを通して芯材Cの雌ねじトに螺合させる。その際、芯材Cの共回りを、六角穴チに嵌め込んだ六角レンチで抑える。
【0028】
【発明の効果】
本発明によれば、木の収縮の影響を受けずに、木材を2方向に剛接合することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態を示す平面断面図である。
【図2】図1に示す実施の形態の側面図である。
【図3】図1に示す実施の形態の部分の詳細を示す断面図である。
【図4】図1に示す実施の形態の部分の詳細を示す断面図である。
【図5】図4に示す実施の形態の部分の他の例の詳細を示す断面図である。
【図6】図1に示す実施の形態の部分の詳細を示す正面図及び側面図である。
【図7】本発明の実施の形態を示す斜視図である。
【符号の説明】
1 芯材A
2 芯材B
3 ボルト
4 ボルト
5 接続金具
5a ドリフトピン穴
5b ドリフトピン穴
5c ドリフトピン用フック
5d ボルト用穴
6 ナット
10 スリット
11 ドリフトピン穴
12 ドリフトピン穴
13 ドリフトピン穴
Claims (6)
- 第1の木材の長手方向の端部となる木口面を、繊維の方向を長手方向とする第2の木材の側面に、第2の木材の長手方向に直交するように当接させて接合する木材接合方法であって、第2の木材に、繊維方向に直交し、且つ柱の長手方向中心線上で互いに交叉する金属製の芯材A,Bを埋め込み、この芯材A,Bに、前記梁を固着する接続金具5を固着し、前記梁を接続金具5を介して前記芯材AまたはBに固着することを特徴とする木材接合方法。
- 第1の木材の長手方向の端部となる木口面を、繊維方向を長手方向とする第2の木材の側面に、第2の木材の長手方向に直交するように当接させて接合する接合方法において、第2の木材に、繊維方向に直交し、且つその木材の長手方向中心線を通る開孔Aと、この開孔Aにその木材の長手方向中心線上で互いに交叉する開孔Bを形成し、開孔Aに、両端から互いに対向するように中心軸線に沿って形成された一対の雌ねじと、長手方向の中央部に前記中心軸線と直交して貫通するように形成された開孔と、を有してなる金属製円柱状の芯材Aを埋め込み、開孔Bに、長手方向中心軸線に沿って貫通孔を備えた一対の円筒状の芯材Bを芯材Aを挟んで互いに対向するように埋め込み、芯材Bの貫通孔と芯材Aの開孔にボルトを挿通して芯材Bを芯材Aの外周に固定し、
前記芯材Aに、第1の木材を固定する接続金具を、前記雌ねじを利用して固定することを特徴とする木材接合方法。 - 請求項2に記載の木材接合方法において、前記芯材Aに、第1の木材を固定する接続金具を、前記雌ねじを利用して固定することに加え、前記芯材Bに、第2の木材を固定する接続金具を、芯材Bを芯材Aの外周に固定するボルトを用いて固定することを特徴とする木材接合方法。
- 両端から互いに対向するように中心軸線に沿って形成された一対の雌ねじと、長手方向の中央部に前記中心軸線と直交して貫通するように形成された開孔と、を有してなる金属製円柱状の芯材Aと、長手方向中心軸線に沿って貫通孔を備えた一対の円筒状の芯材Bと、芯材Aの前記雌ねじに螺合するボルトと、芯材Bの貫通孔と芯材Aの前記開孔に挿通され、芯材Bを芯材Aに締結するボルトナットと、を有してなる接合金物。
- 請求項4記載の接合金物において、前記芯材Aと芯材Bと前記雌ねじに螺合するボルトと芯材Bの貫通孔と芯材Aの前記開孔に挿通され、芯材Bを芯材Aに締結するボルトナットに加え、前記ボルトで芯材Aに締結されるか、もしくは前記ボルトナットで芯材Bに締結され、接合する木材が固着される接続金具を含んでなる接合金物。
- 請求項4または5に記載の接合金物において、前記一対の芯材Bのうちの一つが、貫通孔内面に前記ボルトナットの雄ねじに螺合する雌ねじを備え、軸方向端部に六角穴を形成したものであることを特徴とする接合金物。
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