JP2005200859A - 接合ピン及びこの接合ピンを用いた接合構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 接合ピンの抜けを防止する。
【解決手段】
並設された複数の被接合材２、３の内部に、各被接合材２、３をまたがるように設けられた接合金具４の複数の被接合材２、３のうち両端に位置する被接合材２、３と相対する位置に設けられた貫通孔４１に連続するように被接合材２、３に形成された有底の孔部２２、３２に挿通させることで、被接合材２、３から接合金具４が外れることを防止し、略棒状をなし、貫通孔４１に挿通される本体部５１と、本体部５１の外周面に１つ以上設けられ、本体部５１が貫通孔４１に挿通される際に被接合材２、３に食い込み、本体部５１が接合金具４の貫通孔４１から抜けることを防止する抜出防止片５２とを有する
【選択図】図２

Description

本発明は、複数の被接合材を接合する際に用いる接合ピン及びこの接合ピンを用いた接合構造に関する。

木造建築物を建てる際の木造部材の接合構造１００おいて、例えば土台１０１と柱１０２との接合には、図１３及び図１４に示すように、土台１０１及び柱１０２をまたぎ、それぞれの内部に設けられる接合金具１０３と、この接合金具１０３の土台１０１及び柱１０２と対応する位置に挿通される接合ピン１０４とを用いる。これにより、土台１０１と柱１０２とは、接合具１０３と接合ピン１０４によって接合されることになる（例えば、特許文献１を参照）。

接合金具１０３は、略板状をなし、一部が土台１０１の内部に挿入され、残りの部分が柱１０２の内部に挿入される。接合金具１０３には、土台１０１に挿入される部分及び柱１０２に挿入される部分と対向する土台１０１及び柱１０２の一側面から挿入される接合ピン１０４が挿通され貫通孔１３１が形成されている。

接合ピン１０４は、略棒状をなし、図１４に示すように、土台１０１及び柱１０２の内部に設けられた接合金具１０３の主面と略平行方向の土台１０１及び柱１０２の一側面から挿入され、接合金具１０３の貫通孔１３１を挿通する。

このような接合構造１００を形成するには、図１４に示すように、土台１０１の接合面及び柱１０２の接合面のそれぞれに接合金具１０３が挿入される凹部１１１、１２１と、この凹部１１１、１２１に接合金具１０３が挿入された際に、土台１０１及び柱１０２の貫通孔１３１と対向する位置に接合ピン１０４を挿入するための挿入孔１１２、１２２とを予め形成しておく。凹部１１１、１２１は、挿入される接合金具１０３の形状に合わせて形成される。挿入孔１１２、１２２は、土台１０１及び柱１０２の内部に設けられた接合金具１０３の貫通孔１３１と連続し、接合ピン１０４が挿入される土台１０１及び柱１０２の一側面からこの側面と対向する他側面まで貫通するように形成される。

接合構造１００は、土台１０１及び柱１０２に予め形成した凹部１１１、１２１に接合金具１０３を挿入し、土台１０１と柱１０２の接合面が対向するように土台１０１と柱１０２を合わせ、接合金具１０３の両端に形成された貫通孔１３１と、土台１０１及び柱１０２に形成されている挿入孔１１２、１２２とが合致した状態で、接合ピン１０４を挿入孔１１２、１２２の一方の開口から挿入し、貫通孔１３１を貫通させることで、土台１０１及び柱１０２の内部に接合金具１０３を固定し、土台１０１と柱１０２とを接合する。

接合ピン１０４には、挿入側の端部に挿入方向に向かって細くなっている部分、いわゆるテーパ１４１が形成されている。これにより、接合ピン１０４は、接合金具１０３の貫通孔１３１や土台１０１及び柱１０２に形成された挿入孔１１２、１２２に挿入しやすくなっている。

しかしながら、接合構造１００を形成する際に、接合ピン１０４を挿入孔１１２、１２２に挿入した状態では、接合ピン１０４の挿入端にテーパ１４１が形成されていることにより、挿入孔１１２、１２２の内面と接合ピン１０４の先端との間に隙間が生じ、挿入孔１１２、１２２の内面と接合ピン１０４の先端の外周面とが接しなくなる。これにより、接合ピン１０４は、外部からの衝撃等によって挿入孔１１２、１２２の内部でずれやすくなってしまう。

また、この接合構造１００では、挿入孔１１２、１２２が接合ピン１０４が挿入される一側面からこの側面と対向する他側面まで貫通するように形成されているため、挿入孔１２２に接合ピン１０４を挿入する際に接合ピン１０４を挿入方向に向かって強く叩ぎ挿入し過ぎてしまうと、対向する側面に形成された開口から接合ピン１０４が飛び出てしまい、土台１０１と柱１０２との接合ができなくなってしまう。また、この接合構造１００では、挿入孔１１２、１２２から外れた接合ピン１０４を再び挿入しなければならず、作業効率が低下してしまう。

また、この接合構造１００では、挿入孔１１２、１２２の大きさが接合ピン１０４の外周の大きさより少しでも大きくなってしまうと、接合ピン１０４が挿入孔１２２の内部でずれやすくなり、接合ピン１０４が挿入孔１２２から抜けやすくなるため、挿入孔１２２を形成する際に挿入口１１２、１２２の内径と接合ピン１０４の外形とが略同じにさせるといった高い寸法精度が要求されるようになり、歩留まりが低下する。

特開平７−１５０６３８号公報

本発明は、抜けが防止された接合ピン及びこの接合ピンを用いて被接合材を接合させる接合構造を提供するものである。

上述した目的を達成する本発明に係る接合ピンは、並設された複数の被接合材の内部に、各被接合材をまたがるように設けられた接合金具の複数の被接合材のうち両端に位置する被接合材と相対する位置に設けられた貫通孔に連続するように被接合材に形成された孔部に挿入され、貫通孔に挿通させることで、被接合材から接合金具が外れることを防止し、略棒状をなし、貫通孔及び孔部に挿入される本体部と、本体部の外周面に１つ以上設けられ、本体部が貫通孔に挿通される際に被接合材に食い込み、本体部が上記接合金具の貫通孔から抜けることを防止する抜出防止片とを有する。

上述した構成からなる接合ピンは、本体部が貫通孔に挿入される際に、抜出防止片が被接合材に食い込むため、被接合材に抜出防止片が引っ掛かり、本体部が貫通孔から抜けてしまうことが防止されている。

また、上述した目的を達成する本発明にかかる接合構造は、並設された複数の被接合材と、複数の被接合材の内部に、各被接合材をまたがるように設けられ、複数の被接合材のうち両端に位置する被接合材と相対する位置に貫通孔が設けられた接合金具と、貫通孔と連続するように被接合材に形成された孔部に挿入され、貫通孔を挿通する略棒状の本体部と、本体部の外周面に１つ以上設けられ、本体部が貫通孔に挿通される際に被接合材に食い込み、本体部が接合金具の貫通孔から抜けることを防止する抜出防止片とを有する接合ピンとを備える。

上述した構成からなる接合構造では、並設された複数の被接合材の内部に各被接合材をまたがるように設けた接合金具の貫通孔に接合ピンの本体部を挿入する際に、接合ピンに設けられた抜出防止片を被接合材に食い込ませることによって、抜出防止片が被接合材に引っ掛かるため、本体部が貫通孔から抜けることが防止されている。

本発明では、複数並設された被接合材のうち両端に位置する被接合材と相対する接合金具の位置に形成された貫通孔に貫通させる接合ピンに抜出防止片を設け、この抜出防止片を被接合材に食い込ませることによって、接合ピンが接合金具の貫通孔から抜けないようになり、接合金具と被接合材との接合部分の接続信頼性を高くできる。

また、本発明では、抜出防止片によって接合ピンが貫通孔から抜けることが防止されることから、外部からの衝撃等で被接合材の接合状態が低下することが防止できる。したがって、本発明では、接合部分の接合信頼性が高められた接合構造を得ることができる。

以下、本発明を適用した接合ピン及びこの接合ピンを用いた接合構造について図面を参照して詳細に説明する。この接合構造は、例えば木造建築物を建築する際に、柱や土台等の木製部材を接合して木造建築物の骨組みを形成する際に用いられる。ここでは、木製部材として、土台と柱との接合を例に挙げて説明する。なお、木製部材としては、土台や柱の他に、木造建築物の骨組みを形成する梁、桁、胴差等が挙げられる。

接合構造１は、図１及び図２に示すように、土台２と、柱３と、土台２と柱３との内部に設けられる接合金具４と、接合金具４の土台２及び柱３と相対する位置に挿通させる接合ピン５とから構成される。

土台２及び柱３は、例えば角柱状に形成されている。土台２及び柱３には、図３及び図４に示すように、後述する接合金具４が接合部分の内部に設けられるため、接合金具４を内部に挿入するための凹部２１、３１が形成されている。

土台２及び柱３のそれぞれに形成されている凹部２１、３１は、接合面に開口が設けられるように形成され、それぞれの凹部２１、３１に挿入される接合具４の形状に合わせた大きさで形成される。

また、土台２及び柱３のそれぞれには、内部に設けられる接合金具４に接合ピン５を挿通させるための孔部２２、３２が形成されている。この孔部２２、３３は、内部に設けられた接合金具４の貫通孔４１と相対する位置に貫通孔４１と連続するように形成される。

孔部２２、３３は、土台２及び柱３の一側面に開口を有した有底の孔、若しくは一側面に開口を有し、対向する他側面まで貫通した孔である。孔部２２、３３は、その外形が後述する接合ピン５の本体部５１の外形とほぼ同じに形成されている。孔部２２、３３が有底の孔の場合では、孔の奥行きを接合ピン５が貫通孔４１を貫通できる位置まで差し込める程度に形成している。

なお、土台２及び柱３では、接合金具４を内部に設けるための凹部２１、３１を形成することに限定されず、貫通孔４１が形成されない側面から、接合金具４とほぼ同じ厚みを有し、接合金具４が設けられる内部までスリット状に切り欠いて、この切り欠いた部分に接合金具４を挿入して、接合金具４を内部に設けるようにしてもよい。

接合金具４は、図２及び図４に示すように、接合される土台２及び柱３の接合面に形成された凹部２１、３１に挿入され、土台２及び柱３の内部に土台２及び柱３にまたがるように設けられ、土台２及び柱３を接合する。接合金具４は、略板状からなり、厚み方向に接合ピン５が貫通する貫通孔４１が形成されている。接合金具４は、この貫通孔４１に接合ピン５が挿通されることによって、土台２及び柱３の凹部２１、３１から抜けないようになっている。なお、この貫通孔４１は、土台２及び柱３の大きさや接合金具４の大きさによって、各土台２及び柱３と対向する主面に複数形成し、接合金具４に複数の接合ピン５を挿通させるようにしてもよい。

接合ピン５は、図５に示すように、略棒状に形成された本体部５１と、この本体部５１の外周面に設けられた抜出防止片５２とを有し、この本体部５１と抜出防止片５２とが一体に形成されている。接合ピン５の材料には、ステンレスや鉄を亜鉛めっきしたもの等であり、ボルトやネジ等に用いられる一般的な材料を用いる。

本体部５１は、土台２及び柱３に形成された孔部２２、３３に挿入され、土台２及び柱３の凹部２１、３１に挿入された接合金具４の貫通孔４１を貫通することによって、接合金具４を土台２及び柱３の内部で固定する。この本体部５１には、孔部２２、３３に挿入される先端が挿入方向に向かって細くなっている、いわゆるテーパ５１ａが形成されている。本体部５１の先端にテーパ５１ａが形成されていることによって、接合ピン５を孔部２２、３３に挿入しやすく、且つ孔部２２、３３と接合金具４の貫通孔４１が少しずれている場合であっても、接合ピン５を貫通孔４１に挿入することができる。

抜出防止片５２は、本体部５１の外周面に一つ以上設けられ、外側に向かって突出する板片である。抜出防止片５２は、孔部２２、３３が本体部５１を挿入できる大きさに形成されているため、本体部５１が孔部２２、３３に挿入されると、孔部２２、３３の開口の周囲から除々に土台２及び柱３に食い込むようになる。抜出防止片５２は、この土台２及び柱３が木材であることから、土台２及び柱３に食い込むことによって凹んだ土台２及び柱３が木材の復元力によって元に戻るため、土台２及び柱３の内部に引っ掛かるようになる。

具体的に、抜出防止片５２は、図５及び図６に示すように、例えば三角形状であり、接合ピン５の本体部５１から外側に向かって突出している角部５３と、この角部５３を基準に接合ピン５の先端側に位置する前壁面５４と、この角部５３を基準に接合ピン５の後端側に位置する後壁面５５とを有する。

角部５３は、前壁面５４と後壁面５５のなす角によって形成され、抜出防止片５２が土台２及び柱３の内部に食い込んだ際に、土台２及び柱３の抜出防止片５２によって凹んだ凹み部分２３、３３が木材の復元力によって元に戻るため、凹み部分２３、３３の内部に引っ掛かり、固定される。例えば、図６に示すように、接合ピン５を柱３の孔部３３に差し込み、抜出防止片５２が孔部３３の開口の周囲から食い込み凹むが、この凹み部分２３、３３は木材の復元力によって元に戻ろうとするため、角部５３がこの凹み部分２３、３３に引っ掛かり、固定される。

前壁面５４は、接合ピン５が孔部２２、３２に挿入される際に土台２及び柱３と対向する面であり、本体部５１の外面とのなす角が９０度以下となるように、角部５３から傾斜して形成されている。前壁面５４は、傾斜していることによって、抜出防止片５２が土台２及び柱３の内部に食い込む際に、土台２及び柱３に食い込みやすくなる。後壁面５５は、接合ピン５の本体部５１の外面とのなす角が略垂直にとなるように形成されている。

このような構成からなる抜出防止片５２は、後壁面５５と接合ピン５の本体部５１とのなす角が９０度よりも大きいと、角部５３の鋭くなるので土台２及び柱３の凹み部分２３、３３の内部に引っ掛かる強さが大きくなる。したがって、抜出防止片５２は、鋭角に形成された角部５３や側面が土台２及び柱３の凹み部分２３、３３に密接することによって、接合ピン５を孔部２２、３３から外れにくくする。

上述した構成からなる接合ピン５は、土台２及び柱３の孔部２２、３３に本体部５１が挿入され、本体部５１が接合金具４の貫通孔４１を貫通する際に、抜出防止片５２が土台２及び柱３に食い込み、抜出防止片５２の角部５６が土台２及び柱３の凹み部分２３、３３の内部に引っ掛り、且つ抜出防止片５２が土台２及び柱３の凹み部分２３、３３に密接することによって、外部からの衝撃等によって接合金具４の貫通孔４１や孔部２２、３３から外れてしまうことが防止されている。

これにより、接合ピン５は、接合金具４を土台２及び柱３の内部で固定することができ、接合金具４が土台２及び柱３から外れてしまうことを防止する。また、接合ピン５を挿入する孔部２２、３３を形成する際に穴径が接合ピン５の本体部５１の外形よりも大きくなってしまった場合でも、抜出防止片５２を土台２及び柱３に食い込ませることによって、接合ピン５が土台２及び柱３の内部に固定され、接合ピン５が孔部２２、３３の内部でずれることがなくなるため、接合金具４を土台２及び柱３の内部で固定することができる。

上述した接合ピン５を用いて複数の土台２及び柱３を接合する際は、先ず、接合する土台２及び柱３に接合金具４が挿入される凹部２１、３１と、内部に設けられた接合金具４に形成された貫通孔４１と相対する位置に、この貫通孔４１と連続するように接合ピン５が挿入される孔部２２、３３を形成する。

次に、各土台２及び柱３の凹部２１、３１に接合金具４を挿入し、接合金具４が各土台２及び柱３にまたがるように各土台２及び柱３の内部に設ける。次に、各土台２及び柱３の内部に設けられた接合金具４の貫通孔４１が、予め形成した孔部２２、３３と一致していることを確認し、接合ピン５を先端から孔部２２、３３に挿入し、接合ピン５を更に孔部２２、３３の内部に差し込むと共に、図６に示すように、抜出防止片５２を土台２及び柱３に食い込ませ、接合ピン５の後端が孔部２２、３３に完全に入るまで接合ピン５を孔部２２、３３に差し込む。

このとき、接合ピン５の本体部５１を接合金具４の貫通孔４１に貫通させ、抜出防止片５２を土台２及び柱３に食い込ませることによって、接合金具４が土台２及び柱３の内部で固定され、接合金具４が土台２及び柱３から外れることを防止される。したがって、接合金具４は、土台２と相対する端部が接合ピン５によって土台２に固定され、柱３と相対する端部が接合ピン５によって柱３に固定されることによって、土台２と柱３とを適切に接合する。

この接合構造１では、接合ピン５の外周面に設けられている抜出防止片５２を接合金具４の貫通孔４１に貫通させる際に土台２及び柱３に食い込ませることによって、抜出防止片５２の角部５６が土台２及び柱３の凹み部分２３、３３の内部に引っ掛かり、且つ抜出防止片５２が土台２及び柱３と密接し、土台２及び柱３の内部で抜出防止片５２が固定されるため、接合ピン５が接合金具４の貫通孔４１や土台２及び柱３の孔部２２、３３から抜けることが防止される。これにより、この接合構造１では、土台２と柱３との接合信頼性が向上する。また、この接合構造１では、例えば地震等で外部からの衝撃を受けた場合でも、抜出防止片５２によって接合ピン５が挿入される孔部５２から、接合ピン５が抜けてしまうことが防止され、接合ピン５を再び挿入する等の煩わしい作業が不要になり、作業効率が向上する。

また、この接合構造１では、接合ピン５を挿入する孔部２２、３３の穴径を接合ピン５の本体部５１の外形よりも大きくなってしまった場合でも、抜出防止片５２が土台２及び柱３に食い込むことによって、接合ピン５が土台２及び柱３の内部で固定されるため、接合ピン５が孔部２２、３３の内部でずれることがなく、接合金具４を土台２及び柱３の内部で固定することができ、複数の土台２及び柱３を接合することができる。

なお、抜出防止片５２は、上述した形状に限定されず、外部からの衝撃等によって接合ピン５が接合金具４の貫通孔４１から抜けることのないように、接合ピン５を土台２及び柱３内に固定することができればよい。

また、この接合構造１では、連続して２つ以上の木製部材を接合する場合、例えば、図７に示すように、２本の柱３と胴差６を接合する場合には、少なくとも並設された柱３及び胴差６のうち両端に位置する柱３と相対する接合金具４の主面に貫通孔４１を形成する。接合金具４の両端に接合ピン５を貫通させることによって、接合金具４が両端の柱３の内部に固定され、２本の柱３の間に挟まれる胴差６も両端の柱３によって接合金具４が内部に固定されて、柱３及び胴差６を連続して接合することができる。なお、柱３と胴差６の接合信頼性を上げるために、更に中央に位置する胴差６と相対する位置に貫通孔４１を形成し、中央に位置する胴差６に対しても接合ピン５を挿入するようにしてもよい。

また、接合ピン５は、上述した形状に限定されず、図８に示すような接合ピン７を用いてもよい。接合ピン７は、本体部７１の先端から抜出防止片７２が設けられているあたりまで、ローレット溝７３が形成されている。このローレット溝７３は、本体部７１の外周面に設けられた無数の溝であり、孔部２２、３３の内周面に対する外周面の摩擦を大きくさせ、本体部７１が孔部２２、３３から更に抜けにくくさせるように機能する。なお、ここでは、ローレット溝７３を例に挙げたが、このようなものに限定されることなく、例えば無数のヘアライン状の傷やエンボス痕等であっても同様の作用効果が得られる。

接合ピン５の他の例としては、図９に示すような接合ピン８を用いてもよい。接合ピン８の本体部８１は、先端から抜出防止片８２が設けられている辺りまで、ネジのようならせん状の溝８３が形成されおり、先端とは反対側の後端には螺合治工具が係合される係合凹部８４が形成されている。係合凹部８４は、後端の略中央部に六角形状、又は「−」形状や「＋」形状に形成されており、螺合治工具として六角レンチ、マイナスドライバーやプラスドライバーが係合される。

また、接合ピン５の他の例としては、図１０及び図１１に示すような接合ピン９を用いてもよい。接合ピン９には、本体部９１の外周に接合ピン５と同様に抜出防止片９２が設けられており、後端には半球状に形成された頭部９３が設けられている。この頭部９３は、図１１に示すように、接合ピン９を土台２及び柱３に打ち込んだ際に、土台２及び柱３の孔部２２、３３の開口を塞ぐように土台２及び柱３の側面と接し、孔部２２、２３の開口が隠れるため、接合ピン９の挿入部分の見栄えをよくする。また、接合ピン９では、図１２に示すように、土台２及び柱３に形成された孔部２２、２３が貫通した貫通孔であっても、抜出防止片９２が土台２及び柱３に食い込むことによって、先端側から抜け落ちてしまうことが防止されている。

本発明を適用した接合構造を示す斜視図である。 同接合構造を示す分解斜視図である。 同接合構造を示す側面図である。 同接合構造を示す断面図である。 同接合構造に用いる接合ピンの斜視図である。 接合ピンの挿入状態を示す断面図である。 ３つの木製部材を接合した状態を示す断面図である。 同接合構造に用いる接合ピンの他の例を示す斜視図である。 同接合構造に用いる接合ピンの他の例を示す斜視図である。 同接合構造に用いる接合ピンの他の例を示す斜視図である。 他の例の接合ピンを用いて木製部材を接合した接合構造を示す断面図である。 土台及び柱の孔が貫通孔で形成された接合構造を示す断面図である。 従来の接合構造を示す側面図である。 同接合構造を示す断面図である。

符号の説明

１ 接合構造、２ 土台、３ 柱、４ 接合金具、５ 接合ピン、２１ 凹部、２２ 孔部、３１ 凹部、３２ 孔部、４１ 貫通孔、５１ 本体部、５１ａ テーパ、５２ 抜出防止片、

Claims (2)

1. 並設された複数の被接合材の内部に、上記各被接合材をまたがるように設けられた接合金具の上記複数の被接合材のうち両端に位置する上記被接合材と相対する位置に設けられた貫通孔に連続するように上記被接合材に形成された孔部に挿入され、上記貫通孔に挿通させることで、上記被接合材から上記接合金具が外れることを防止する接合ピンにおいて、
   略棒状をなし、上記貫通孔及び上記孔部に挿入される本体部と、上記本体部の外周面に１つ以上設けられ、上記本体部が貫通孔に挿通される際に被接合材に食い込み、上記本体部が上記接合金具の貫通孔から抜けることを防止する抜出防止片とを有する接合ピン。
2. 並設された複数の被接合材と、
   上記複数の被接合材の内部に、上記各被接合材をまたがるように設けられ、上記複数の被接合材のうち両端に位置する上記被接合材と相対する位置に貫通孔が設けられた接合金具と、
   上記貫通孔と連続するように上記被接合材に形成された孔部に挿入され、上記貫通孔を挿通する略棒状の本体部と、上記本体部の外周面に１つ以上設けられ、上記本体部が上記貫通孔に挿通される際に上記被接合材に食い込み、上記本体部が上記接合金具の貫通孔から抜けることを防止する抜出防止片とを有する接合ピンとを備える接合構造。
   

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