JP2010106598A - 木質材用補強具 - Google Patents

Abstract

【課題】引っ張り耐力が大きく座金部分を小さく構成してもボルト状部材を固定することのできる木質材用補強具を提供すること。
【解決手段】アンカーボルト１５を挿通させるために土台１１に形成された貫通孔１３の開口部方向から同貫通孔１３の軸方向沿って挿入される埋め込み金具１であって、この金具１は上下に貫通する横断面円形形状の中空孔４を有する円筒形状の本体２と、本体２上部に一体的に形成され、同本体２周囲に平板状に張り出した座金部３とを備え、本体２の外周にはラグスクリューネジ部５が螺設され、座金部３の上面には埋め込み金具１に外部の電動工具からの回転力を受動して本体２を周方向に回転させる小透孔６が形成されている。
【選択図】図５

Description

本発明は建築構造材の組み立てにおいて木質材に埋め込んで使用される木質材用補強具に関するものである。

軸組工法において構造材に挿通したボルト状部材を固定する手段として最も一般的に座金とナットが使用されている。具体的には例えば特許文献１に従来技術としてその図１０に示されるように基礎２にボルト状部材としてのアンカーボルト２を埋め込み、土台３の挿通孔３ａにアンカーボルト２を挿通させ、座金（ワッシャ）５を介してナット６で締め付けて土台３を基礎２上に固定するようにしている。
また、柱と柱、柱と梁あるいは梁と梁を固定する場合においてしばしば接合金具が使用されている。そのような接合金具の一例として特許文献２の意匠公報を挙げる。この特許文献２の接合金具（意匠に係る物品名：建築用梁固定金具）でも例えばその使用状態を示す参考図１のようにボルト状部材としての片引きボルトと座金及びナットによって梁に固定するようにしている。
特開２００７−１３２０５３号公報（図１０） 意匠登録第８９９１４８号の類似意匠登録第１号公報

このような構成において建築物に例えば風や地震等による外力が作用した場合に構造材に対して大きな引き抜き力が生じる場合がある。例えば柱の引き抜きに伴って土台が上方に持ち上げられた場合には基礎側のアンカーボルトから座金に大きな引っ張り力がかかる可能性がある。同様に上記接合金具では上記梁のような横架材に横方向の力がかかるとやはり座金に大きな引っ張り力がかかる可能性がある。そのため従来では座金の面積を比較的大きくして単位面積あたりの耐荷重を軽減することで座金の変形や座金の木部へのめり込み等の不具合を防止している。
しかし座金部分は構造材の面（つら）を切削して面から外方に突出しないように収納しているため、座金の面積を大きくすることは構造材の切削量が多くなり強度の点から問題である。更にあまり大きな座金は特に見える箇所に配置された場合には見栄えのよいものではない。
そのため、それほど座金の面積を大きくしなくとも座金にかかる荷重を軽減でき、引っ張り応力に対向できるボルト状部材を固定するための補強具が求められていた。
本発明は上記課題を解決するためのものである。その目的は引っ張り耐力が大きく座金部分を小さく構成してもボルト状部材を固定することのできる木質材用補強具を提供することにある。

上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明では、ボルト部材を挿通させるために木質材に形成された貫通孔の開口部方向から同貫通孔の軸方向沿って挿入される木質材用補強具であって、上下に貫通する横断面円形形状の中空孔を有する円筒形状の本体と、同本体上部に一体的に形成され、同本体周囲に平板状に張り出した座金部とを備え、前記本体の外周にはラグスクリューネジ部が螺設されるとともに、前記座金部には前記本体の周方向に回転させる回転力を受動できる回転力受動部が形成されていることをその要旨とする。
このような構成では、木質材用補強具は木質材に形成された貫通孔の開口部にその本体先端を照合させ、回転力受動部によって回転力を受動してラグスクリューネジ部の作用によってラグスクリューネジ部を貫通孔の周囲の木質部に食い込ませながら本体を木質材内に進出させていく。座金部が貫通孔の開口部の周囲に配置された段階で同補強具の取付が完了する。
このような構成の補強具では例えば図１４（ａ）及び（ｂ）に示すように本体１００の中空孔１０１にボルト部材１０２を挿通させてその雄ネジ１０３を座金部１０４の外方に突出させナット１０５で固定することで補強具はボルト部材１０２にかかる図の矢印方向の引っ張り応力を座金部１０４とラグスクリューネジ部１０６の両方で受けることが可能となる。尚、図１４（ａ）及び（ｂ）は模式図であって、このような形状・構成に限定されるものではない。
ここに本発明における木質材とは無垢の木材に限らず、合板、ＭＤＦ (medium density fiberboard)やパーティクルボードのようなものも含む概念である。
また、ラグスクリューネジとは通常の各ネジ山が近接した雄ネジに対してピッチ幅が大きく各ネジ山が離間して内径が所定の幅をもって目視される螺旋状の三角ネジの一種である。各ネジ山が離間しているため強い引きつけ力を有するネジとなる。

また、請求項２に記載の発明では請求項１の発明の構成に加え、前記本体に形成された前記中空孔の内周面には雌ネジが螺設されていることをその要旨とする。
このような構成では、木質材用補強具は木質材に形成された貫通孔の開口部にその本体先端を照合させ、回転力受動部によって回転力を受動してラグスクリューネジ部の作用によってラグスクリューネジ部を貫通孔の周囲の木質部に食い込ませながら本体を木質材内に進出させていく。座金部が貫通孔の開口部の周囲に配置された段階で同補強具の取付が完了する。
このような構成の補強具では例えば図１５（ａ）及び（ｂ）に示すように本体１００の中空孔１０１にボルト部材１０２を挿通させてその雄ネジ１０３を中空孔１０１の内周面の雌ネジ１０７に螺合させて固定することで補強具はボルト部材１０２にかかる図の矢印方向の引っ張り応力を座金部１０４とラグスクリューネジ部１０６の両方で受けることが可能となる。尚、図１５は模式図であって、このような形状・構成に限定されるものではない。
また、請求項３に記載の発明では請求項１又は２の発明の構成に加え、前記回転力受動部は前記座金部の上面であって前記中空孔の開口部周囲に配置されていることをその要旨とする。
このような構成では上記請求項１又は２の作用に加え、インパクトレンチのような工具を回転力付与手段として座金部の上面であって中空孔の開口部の周囲に配置された回転力受動部を介して回転力が付与される。このように座金部の上面において回転力を付与できるため座金部の側方のスペースが狭くとも回転力を付与することができる。回転力受動部としては孔、凹部、突起等が考えられる。
また、請求項４に記載の発明では請求項１又は２の発明の構成に加え、前記回転力受動部は前記座金部の周縁に形成されていることをその要旨とする。
このような構成では上記請求項１又は２の作用に加え、インパクトレンチのような工具を回転力付与手段として座金部の上面であって座金部の周縁に配置された回転力受動部を介して回転力が付与される。このように座金部の周縁において回転力を付与できるためトルクが大きくなる。

以上のように構成することで上記各請求項の発明では、木質材に挿通されたボルト部材に引っ張り応力が作用する場合に木質材用補強具は座金とラグスクリューネジ部でその力を受けるため、従来のように座金のみで力を受ける場合に比べて力が分散されることとなり相対的に従来よりも座金のサイズを小さくすることが可能となる。

以下、本発明の木質材用補強具を具体化した実施例について図面に基づいて説明する。
(実施例１）
図１及び図２に示すように、本実施例１の木質材用補強具としての合金製の木質材用埋め込み金具（以下、埋め込み金具と省略する）１は本体２と本体上部に一体的に形成された座金部３を備えている。本体２は円筒形形状をなし、内部に上下に貫通する中空孔４を有している。中空孔４は横断面において円形形状とされている。本体２と中空孔４の中心は一致する。本体２の先端２ａは全周に渡って中心方向に向かって斜状に下がるようなテーパ形状とされている。本体２の外周にはラグスクリューネジ部５が螺設されている。
座金部３は本体２の上端において周囲に張り出すように形成された真円形状の円盤状板体とされている。座金部３の中心は本体２と一致する。座金部３には中空孔４を挟んで１８０度対向する位置に１対の断面円形の小透孔６が透設されている。

このような埋め込み金具１を土台に使用した場合の使用方法について説明する。
図３に示すように、コンクリート製の基礎１０上に木質材としての土台１１が設置されている。土台１１には上部に切り欠き部１２が形成され、切り欠き部１２内に上下に貫通する貫通孔１３が形成されている。本実施例では貫通孔１３の内径は埋め込み金具１の中空孔４の径とほぼ一致するが、若干の大きさの差異は許容される。基礎１０に埋設されたアンカーボルト１５の突出部分１５ａが貫通孔１３に挿通され、上端部分が土台１１上部の切り欠き部１２内に露出されている。アンカーボルト１５の突出部分１５ａの上部寄り外周には雄ネジ部１４が螺設されている。雄ネジ部１４は上部寄りが切り欠き部１２内に突出させられている。雄ネジ部１４先端は切り欠き部１２から土台１１上面に突出することはない。
埋め込み金具１の土台１１への装着は例えば図１３に示すようなインパクトレンチ１６を使用する。インパクトレンチ１６のソケット１６ａに上記座金部３に形成された一対の小透孔６に挿入可能な特殊工具１７を装着する。
まず埋め込み金具１を本体２の先端２ａを図４のようにアンカーボルト１５上端に被せながら貫通孔１３の上部開口部１３ａ付近に置く。本実施例では貫通孔１３よりも本体２の外径の方が大径とされている。そして、この状態でインパクトレンチ１６の特殊工具１７先端１７ａを座金部３の小透孔６に挿入し、インパクトレンチ１６に荷重をかけながら駆動させる。これによって埋め込み金具１は回転し、ラグスクリューネジ部５の作用によって貫通孔１３を案内孔として本体２を貫通孔１３周囲の木部に食い込ませながら下降（進出）していく。ラグスクリューネジ部５は土台１１に対して食い込みながら螺合されていく。図５に示すように、座金部３の裏面が切り欠き部１２上面に当接した状態で埋め込み金具１の土台１１への取付は完了する。そして、最後に座金部３よりも上方に突出しているアンカーボルト１５の雄ネジ部１４に対してナット１８を螺合させ土台１１を基礎１０に対して固定する。

実施例１のように構成することにより、次のような効果が奏されることとなる。
（１）土台１１に対して上方に強い引き抜き力（引っ張り力）が作用した場合に従来ではアンカーボルトに生じた引っ張り応力を座金のみで持ちこたえるようになっていた。しかし、本実施例１の埋め込み金具１を使用することによってアンカーボルト１５の引っ張り応力を座金部３とラグスクリューネジ部５の両方で持ちこたえるようにしたため、従来に較べて座金部３を小さく構成することができる。
（２）経年経過することによって構造材が痩せる、つまり当初に比べて収縮してしまう現象が生じる。その場合において従来では座金が土台から浮いてしまいしっかりと土台を圧縮できていない場合がある。その場合に上方に強い引き抜き力が作用すると加速度が加わるため座金部に加わる荷重はより大きくなる可能性がある。本実施例１の埋め込み金具１ではラグスクリューネジ部５が土台１１内部に螺合されているため、座金部３が土台１１から浮きにくく、また座金部３がたとえ浮いていてもラグスクリューネジ部５が土台１１に螺合されているため経年経過した場合であっても引き抜き力によってアンカーボルト１５に生じる引っ張り応力に対抗することが可能である。
（３）本体２は土台１１内部においてアンカーボルト１５の周囲を包囲するように配置されるため、アンカーボルト１５に対して剪断応力が作用する場合にアンカーボルト１５と一体的にその剪断応力に対抗できることとなりアンカーボルト１５にかかる剪断応力の耐力の向上に寄与する。
（４）本体２の先端２ａはテーパ状になっているため、埋め込み金具１の進出の際に本体２を貫通孔１３の軸方向に沿って案内しやすくなっている。

（実施例２）
図６〜図９に示すように、本実施例２の合金製の埋め込み金具２１は本体２２と本体上部に一体的に形成された座金部２３を備えている。本体２２は円筒形形状をなし、内部に上下に貫通する中空孔２４を有している。中空孔２４は横断面円形形状とされている。本体２２と中空孔２４の中心は一致する。本体２２の先端２２ａは全周に渡って中心方向に向かって斜状に下がるようなテーパ形状とされている。本体２２の外周にはラグスクリューネジ部２５が螺設されている。中空孔２４の内周面には雌ネジ部２６が螺設されている。
座金部２３は本体２２の上端において周囲に張り出すように形成された真円形状の円盤状板体とされている。座金部２３の中心は本体２２と一致する。座金部２３には中空孔２４を挟んで１８０度対向する位置に１対の断面円形の小透孔２７が透設されている。実施例２の埋め込み金具２１は雌ネジ部２６が中空孔２４内周面に形成されていること以外は実施例１の埋め込み金具１と同じ外観とされている。

このような埋め込み金具２１をＴ字金具３０を柱に固定するために使用する際の使用方法について説明する。
図７及び図８に示すように、圧延鋼材よりなるＴ字金具３０は略長方形のベース板３１と挿入板片３２から構成されている。挿入板片３２はベース板３１に対して直交するようにその中央から後方に延出されており、Ｔ字金具３０全体として略Ｔ字状の平面形状とされている。ベース板３１の前面には円筒状の２つのジベル３３が設けられ、同ジベル３３の中心に対応する位置にはボルト用透孔３４が形成されている。挿入板片３２には、ジベル３３と対応する位置に半円形状のボルトスペース３５が形成されている。また、挿入板片３２には、切り欠き３６と２つのピン用透孔３７が形成されている。切り欠き３６及びピン用透孔３７は後述する図示しないドリフトピンが係合される箇所となる。
一方、Ｔ字金具３０が装着される柱３８の対向する２面にはそれぞれ２つのジベル３３に対応するジベル用溝３９と埋め込み金具２１用の凹部４０が前もって形成されている。各ジベル用溝３９の中央から対応する凹部４０の中央に向かって貫通孔４１が形成されている。

埋め込み金具２１の土台１１への装着は実施例１と同じ図１３に示すようなインパクトレンチ１６と特殊工具１７を使用する。特殊工具１７はコ字状に二股に分かれた形状をなす一種のレンチである。
まず埋め込み金具２１の本体２２の先端２２ａを凹部４０側に開口した貫通孔４１位置に配置する。そして、この状態でインパクトレンチ１６の特殊工具１７先端を座金部２３の小透孔２７に挿入し、インパクトレンチ１６に荷重をかけながら駆動させる。これによって埋め込み金具２１は回転し、貫通孔４１を案内孔としてラグスクリューネジ部２５の作用によって本体２２を貫通孔４１周囲の木部に食い込ませながら進出していく。ラグスクリューネジ部２５は柱３８に対して食い込みながら螺合されていく。図９に示すように、座金部２３の裏面が凹部４０底面に当接した状態で埋め込み金具２１の柱３８への取付は完了する。次いで、ジベル用溝３９側から貫通孔４１内に両引きボルト４３を挿通し、その雄ネジ部４４を図８に示すように埋め込み金具２１の本体２２の内周面に螺設された雌ネジ部２６に対して螺合させる。この状態で両引きボルト４３の後端側はジベル用溝３９側に突出されている。次いで、ジベル用溝３９に対してＴ字金具３０のジベル３３を挿入する。そして最後にボルトスペース３５内に突出する両引きボルト４３の後端側の雄ネジ部４４に対してナット４５を螺合させＴ字金具３０を柱３８に対して固定する。
このようにしてＴ字金具３０が取り付けられた柱３８に対して図７の矢印に示すように梁４６をセットし、側面からドリフトピン（図示せず）によって固定することで剛接合が完了する。

実施例２のように構成することにより、次のような効果が奏されることとなる。
（１）梁４５に対して強い引っ張り力が作用した場合に従来では両引きボルトに生じた引っ張り応力を座金のみで持ちこたえるようになっていた。しかし、本実施例２の埋め込み金具２１を使用することによって両引きボルトの引っ張り応力を座金部２３とラグスクリューネジ部２５の両方で持ちこたえるようにしたため、従来に較べて座金部２３を小さく構成することができる。
（２）経年経過することによって構造材が痩せる、つまり当初に比べて収縮してしまう現象が生じる。その場合において従来では座金が柱面から浮いてしまいＴ字金具３０がしっかり引っ張られていない場合がある。その場合に強い引っ張り力が作用すると加速度が加わるため座金部に加わる荷重はより大きくなる可能性がある。本実施例２の埋め込み金具２１ではラグスクリューネジ部２５が柱３８内部に螺合されているため、座金部２３が柱３８から浮きにくく、また座金部２３がたとえ浮いていてもラグスクリューネジ部２５が柱３８内部に螺合されているため経年経過した場合であっても引っ張り力によって両引きボルト４３に生じる引っ張り応力に対抗することが可能である。
（３）本体２２の先端２２ａはテーパ状になっているため、埋め込み金具２１の進出の際に本体２を貫通孔４１の軸方向に沿って案内しやすくなっている。

上記実施の形態は、以下のように具体化されてもよい。
・上記埋め込み金具１，２１の形状は一例であって、例えば本体２，２２の長さやラグスクリューネジ部５，２５の巻き数やピッチ等は適宜変更可能である。また、座金部３，２３の大きさや厚さも適宜変更可能である。
・上記埋め込み金具１，２１では回転力受動部としては小透孔６，２７を使用したが、他の形状で実施することも可能である。例えば図１０〜図１２のような例が考えられる。図１０の例では小透孔６，２７の変わりに中空孔４の最も上部寄りに中空孔４を内接円とする多角形（ここでは６角形）の係合孔４５を設けたものである。例えば一般的な六角レンチのような工具によって回転力を与えることができる。小透孔６，２７の数も２つ以上複数に適宜変更可能である。
また、図１１及び図１２は座金部３，２３を円形ではなく異形部分を形成することで回転力を受動させるようにしたものである。図１１の例では座金部４６を多角形（ここでは６角形）にしている。図１２では座金部４７の対向する端部分を中心から等距離の平行線でカットした形状とされている。これらは例えばスパナのような工具によって回転力を与えることができる。
・上記実施例では土台１１と柱３８にそれぞれ埋め込み金具１，２１を取り付けるようにしたが、他の構造材に使用することももちろん可能である。
・上記実施例では木質材用補強具として金属製の埋め込み金具１，２１を例に挙げたが、金属以外の材質として例えば硬質プラスチックやセラミックス等を素材として使用しても構わない。
・その他、本発明の趣旨を逸脱しない態様で実施することは自由である。

本発明の実施例１の埋め込み金具を縦中央線で右方を破断して示す一部破断正面図。 同じ埋め込み金具の斜視図。 同じ埋め込み金具について土台に取り付ける前の状態を説明する説明図。 同じ埋め込み金具に工具を装着して取付開始位置に配置した状態を説明する説明図。 同じ埋め込み金具を土台に取付けナットで上から締め付けた状態を説明する説明図。 本発明の実施例２の埋め込み金具を縦中央線で右方を破断して示す一部破断正面図。 同じ埋め込み金具によってＴ字金具を柱に固定し、更に梁をＴ字金具位置に配置しようとする状態を説明する説明図。 同じ埋め込み金具によってＴ字金具を柱に固定する際の各部材の位置関係を説明する分解斜視図。 同じ埋め込み金具を柱に取付け、両引きボルトを埋め込み金具側の雌ネジ部に螺合させた状態の部分拡大断面図。 他の実施例の埋め込み金具の斜視図。 他の実施例の埋め込み金具の斜視図。 他の実施例の埋め込み金具の斜視図。 本実施例に回転力を付与するインパクトレンチに工具を取り付けた状態の側面図。 （ａ）及び（ｂ）は本発明の埋め込み金具を使用した場合に埋め込み金具にかかる引っ張り応力を説明する説明図。 （ａ）及び（ｂ）は本発明の埋め込み金具を使用した場合に埋め込み金具にかかる引っ張り応力を説明する説明図。

符号の説明

１，２１…木質材用補強具、２，２２…本体、３，２３…座金部、４，２４…中空孔、５，２５…ラグスクリューネジ部、６，２７…回転力受動部としての小透孔、２４…雌ネジ。

Claims (4)

1. ボルト部材を挿通させるために木質材に形成された貫通孔の開口部方向から同貫通孔の軸方向沿って挿入される木質材に埋め込んで使用する木質材用補強具であって、
   上下に貫通する横断面円形形状の中空孔を有する円筒形状の本体と、同本体上部に一体的に形成され、同本体周囲に平板状に張り出した座金部とを備え、
   前記本体の外周にはラグスクリューネジ部が螺設されるとともに、前記座金部には前記本体の周方向に回転させる回転力を受動できる回転力受動部が形成されていることを特徴とする木質材用補強具。
2. 前記本体に形成された前記中空孔の内周面には雌ネジが螺設されていることを特徴とする請求項１に記載の木質材用補強具。
3. 前記回転力受動部は前記座金部の上面であって前記中空孔の開口部周囲に配置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の木質材用埋め込み補強具。
4. 前記回転力受動部は前記座金部の周縁に形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の木質材用補強具。

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