JP2015096677A - コーナー金物 - Google Patents

Abstract

【課題】金物自体の厚さを増大させずに柱と横架材の接合箇所を効率良く補強できると共に、この金物が破断するまでの時間を延長でき、さらには柱と横架材取付け面部または横架材に対し金物を設置する際に矩（直角）を取る機能の低下も防止できるコーナー金物を提供すること。【解決手段】土台や梁等の横架材に対し柱を接合する際にその接合箇所を補強するコーナー金物１であって、柱に固定される柱取付け面部１１と、その柱取付け面部１１の基端部から斜めに延び傾斜面部１２と、その傾斜面部１２の基端部から横架材に沿って延び横架材に固定される横架材取付け面部１３とから構成され、傾斜面部１２には、柱取付け面部１１の基端に連続する舌片部１２ｂが残存するように少なくとも１つのスリット１２ａを形成し、その舌片部１２ｂと柱取付け面部１１とが面一になるように構成した。【選択図】図１

Description

本発明は、土台や梁等の横架材に対し柱を接合する際にその接合箇所を補強するコーナー金物に関する。

土台や梁等の横架材に対し柱を接合する際にその接合箇所を補強するコーナー金物として、例えば、特許文献１には、柱に固定される柱取付け面部（特許文献１では、第１取付け面部と呼んでいる、）と、その柱取付け面部の基端辺から９０度の角度で張り出して横架材に固定される横架材取付け面部（特許文献１では、第２取付け面部と呼んでいる。）を一体に設け、柱取付け面部及び横架材取付け面部にそれぞれ複数の固定部材挿通孔を設けたコーナー金物が記載されている。

特開２００１−１０７４５７号公報

しかし、上述の特許文献１のコーナー金物は、柱取付け面部の基端辺から９０度の角度で直接、横架材取付け面部が張り出して構成されており、柱取付け面部と横架材取付け面部との間に斜めの補強部材が連結されていないため、横架材に対し柱が引っ張られるような外力や傾くような外力が作用した場合、柱取付け面部と横架材取付け面部との境界部に応力が繰り返し集中して、破壊し易いという問題がある一方、破壊し難いように金具自体の厚さを増大させると重量が増えるので、コストアップや作業効率が悪化するという問題がある。

また、この特許文献１のコーナー金物では、横架材に固定される横架材取付け面部には、その先端部を折り返したり、あるいは別部材で補強片を重ね合わせて補強しているため、横架材取付け面部の強度が向上しており、過大な外力が横架材取付け面部と横架材に作用した場合、金具が変形する前に横架材の方が決裂や破損等して、建物に悪影響を及ぼすおそれがあるという問題がある。

そこで、本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、金物自体の厚さを増大させずに柱と横架材の接合箇所を効率良く補強できると共に、この金物が破断するまでの時間を延長でき、さらには柱と横架材取付け面部または横架材に対し金物を設置する際に矩（直角）を取る機能の低下も防止できるコーナー金物を提供することを目的とする。

前記課題を解決するため、本発明に係るコーナー金物は、土台や梁等の横架材に対し柱を接合する際にその接合箇所を補強するコーナー金物であって、柱に固定される柱取付け面部と、その柱取付け面部の基端部から斜めに延び傾斜面部と、その傾斜面部の基端部から横架材に沿って延び横架材に固定される横架材取付け面部とから構成され、傾斜面部には、柱取付け面部の基端に連続する舌片部が残存するように少なくとも１つのスリットを形成し、その舌片部と柱取付け面部とが面一になるように構成したことを特徴とする。
ここで、柱取付け面部には、柱に固定するための固定部材が通される複数の柱取付け孔が設けられており、柱取付け面部の下端部に近い段に設けられた柱取付け孔のうち最も外側の柱取付け孔は、その上段に設けられた柱取付け孔のうち最も外側の柱取付け孔よりも幅方向の中央に近いと良い。
また、傾斜面部には、その幅方向の中央に１つの舌片部が残存するように１つのスリットが形成されており、柱取付け面部の下端部に近い段に設けられた柱取付け孔のうち最も外側の柱取付け孔の中心とその上段に設けられた柱取付け孔のうち最も外側の柱取付け孔の中心とを結ぶ中心線は、そのスリットの幅方向の中央に設けられた舌片部の上部近傍で交差するようにするとさらに良い。
また、横架材取付け面部には、横架材に固定するための固定部材が通される複数の横架材取付け孔が設けられており、その複数の横架材取付け孔は、横架材の長手方向に対し複数列を構成しており、かつ、横架材取付け面部と傾斜面部との境界線に近い列の複数の横架材取付け孔の隣接間隔は、その境界線よりも離れた列の複数の横架材取付け孔の隣接間隔よりも小さいとさらに良い。
また、傾斜面部が柱の方向と横架材の方向に対し形成する三角形は、その底辺に対し高さがほぼ１：２の関係にあると良い。

本発明に係るコーナー金物では、柱取付け面部と横架材取付け面部との間に傾斜面部を設けたため、柱や横架材に作用した外力が柱取付け面部と横架材取付け面部との境界部分に集中することなく、柱取付け面部と傾斜面部との間および横架材取付け面部と傾斜面部との間に分散されるため、金物自体の厚さを増大させずに柱と横架材の接合箇所を効率良く補強できる。
また、柱取付け面部と横架材取付け面部との間に傾斜面部を設けたことにより柱取付け面部の長さが短くなり、横架材取付け面部または横架材に対し金物を設置する際に矩（直角）を取る機能を低下するが、舌片部が柱取付け面部の基端に連続し、かつ、柱取付け面部と面一であるため、柱取付け面部の長さが短い分を補足して、横架材取付け面部または横架材に対し金物を設置する際に矩（直角）を取る機能の低下を防止する為、正確に取付け易くなり、金物本来の効果を発揮できる。
また、傾斜面部には舌片部が残存するように少なくとも１つのスリットを形成しているため、傾斜面部はそのスリットを設けた分だけ剛性が低下し変形し易く、柱や横架材の傾きやズレに追従し易くなるため、金物が破断するまでの時間を延ばすことができる。
なお、傾斜面部の幅方向の中央に１つのスリットを設けると共に、柱取付け面部に設ける複数の柱取付け孔は、両側に位置する柱取付け孔のうち最も外側の柱取付け孔よりも幅方向の中央に近い柱取付け孔の方を柱取付け面部の基端に近い位置に形成した場合には、傾斜面部中央のスリットとの相乗効果によって、複数の柱取付け孔に沿って金具が両端部側から斜めに捲り上がり易くなり、この点でも柱や横架材の傾きやズレに追従し易くなるため、金物が破断するまでの時間を延ばすことができる。
また、横架材に設ける複数の横架材取付け孔を、横架材取付け面部と傾斜面部との境界線に近い列の複数の横架材取付け孔の隣接間隔は、その境界線よりも離れた列の複数の横架材取付け孔の隣接間隔よりも小さくした場合には、この金物に過大な応力が作用した場合、横架材取付け面部と傾斜面部との境界線部分で切断し易いため、横架材の破損を防止できる。
また、傾斜面部が柱の方向と横架材の方向に対し形成する三角形をその底辺に対し高さがほぼ１：２の関係にした場合には、この金物自体の厚さを増大させなくても、金物自体の強度を向上させることができる。

本発明に係る実施形態のコーナー金物の斜視図である。 （ａ），（ｂ）それぞれ、本発明に係る実施形態のコーナー金物の平面図、正面図である。 本発明に係る実施形態のコーナー金物の左側面図である。 本発明に係る実施形態のコーナー金物を土台や梁等の横架材と柱との接合部分に取付けた状態を示す右側面図である。 横架材に対し柱を上方へ引き抜く外力が作用した場合における実施形態のコーナー金物の変形および破断状態など示す斜視図である。 本実施形態のコーナー金物と比較例（傾斜面部が横架材に対し４５度）との荷重試験の結果を示す図である。 本発明に係るコーナー金物の他の形態を示す斜視図である。 本発明に係るコーナー金物のさらに他の形態を示す斜視図である。

以下、本発明に係るコーナー金物の実施の形態を、添付図面を参照しながら詳細に説明する。なお、下記に説明する実施形態は、あくまで本発明の一例であり、本発明は下記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術思想の範囲内で適宜変更可能である。

このコーナー金物１は、後述する図４に示すように土台や梁等の横架材２に対し柱３を接合する際にその接合箇所を補強等するためのもので、図１〜図３に示すように、１枚の鋼板をカットすると共に折り曲げ加工して製作され、柱取付け面部１１と、傾斜面部１２と、横架材取付け面部１３とを備えている。

柱取付け面部１１は、柱３に当接させてビスや釘、ボルト・ナット等の固定部材４（図４参照。）によって固定されるもので、複数（ここでは、説明の便宜上、例えば６個とするが、あくまで一例である。）の柱取付け孔１１ａ１〜１１ａ６が設けられている。

柱取付け孔１１ａ１〜１１ａ６の配列は、図１や図２（ｂ）に示すように上下３段（列）で、最上段に柱取付け孔１１ａ１，１１ａ２、中段に柱取付け孔１１ａ３，１１ａ４、最下段に柱取付け孔１１ａ５，１１ａ６を設けている。ここで、上下３段（列）の柱取付け孔１１ａ１〜１１ａ６のうち、中段の柱取付け孔１１ａ３，１１ａ４が柱取付け面部１１の幅方向の両側に離れてその間隔が最大で最も外側であるのに対し、最下段の柱取付け孔１１ａ５，１１ａ６が柱取付け面部１１の幅方向の中央近くに位置しその間隔が最小で最も外側であり、後述する傾斜面部１２のスリット１２ａの両側の上方に位置する。

そのため、図２（ｂ）における中段において最も左外側の柱取付け孔１１ａ３の中心と、下段において最も左外側の柱取付け孔１１ａ５の中心とを結ぶ中心線Ｍ１と、中段において最も右外側の柱取付け孔１１ａ４の中心と、下段において最も右外側の柱取付け孔１１ａ６の中心とを結ぶ中心線Ｍ２とは、柱取付け面部１１の下方である舌片部１２ｂの上部近傍、すなわち舌片部１２ｂの付け根近傍で交差する。なお、中段の柱取付け孔１１ａ３，１１ａ４は２つでなく３つ以上でも良いし、下段の柱取付け孔１１ａ５，１１ａ６は２つでなく３つ以上でも、さらには、１つでも良く、要は、最下段の直ぐ上である中段の最も外側の柱取付け孔の中心と最下段の最も外側の柱取付け孔の中心を通る中心線Ｍ１と中心線Ｍ２とが舌片部１２ｂの付け根近傍で交差すれば良い。

傾斜面部１２は、柱取付け面部１１と横架材取付け面部１３との間を連結するもので、図３等に示すように柱取付け面部１１の基端部（下端部）から横架材取付け面部１３の図３上、左側端部まで傾斜した状態で延びている。

傾斜面部１２には、柱取付け面部１１の基端に連続する舌片部１２ｂが残存するように１つのスリット１２ａを形成している。

ここで、舌片部１２ｂおよびスリット１２aの下端部は、それぞれ、舌片部１２ｂおよびスリット１２ａの形成し易さ等を考慮して、図２（ｂ）に示すように半円形等の湾曲形状に形成している。

舌片部１２ｂは、例えば、柱取付け面部１１に対し傾斜面部１２を折り曲げる際、柱取付け面部１１に対し舌片部１２ｂのみ折り曲げずに、傾斜面部１２のみを曲げ起こすように加工したため、柱取付け面部１１と連続でかつ面一に構成している。

また、傾斜面部１２が柱３の方向（図３上、鉛直方向）と横架材２の方向（図３上、水平方向）に対し形成する三角形は、図３に示すように底辺Ｂに対し高さＨがほぼ１：２の関係、つまり傾斜面部１２が横架材２の上側面または横架材取付け面部１３に対し、約６４．５度の角度をなしている。

横架材取付け面部１３は、傾斜面部１２の基端部から横架材２に沿って水平方向に延びる取付け面であって、後述する図４に示すように横架材２に当接させてビスや釘、ボルト・ナット等の固定部材４（図４参照。）によって固定されるもので、固定部材４が通される複数（ここでは、説明の便宜上、例えば６個とするが、あくまで一例である。）の横架材取付け孔１３ａ１〜１３ａ６が設けられている。

横架材取付け孔１３ａ１〜１３ａ６は、図１に示すように横架材２の長手方向に対し２列で配置されており、図２（ａ）に示すように傾斜面部１２と横架材取付け面部１３との境界に近い列の複数の横架材取付け孔１３ａ１〜１３ａ４の隣接間隔Ｌ１は、その境界線よりも離れた列の複数の横架材取付け孔１３ａ５，１３ａ６の隣接間隔Ｌ２よりも狭くしている。これにより、横架材取付け面部１３では、横架材取付け孔１３ａ１〜１３ａ４間の強度が、横架材取付け孔１３ａ５，１３ａ６間の強度よりも弱くなる。また、固定部材４によって柱３に固定される柱取付け面部１１の柱取付け孔１１ａ１〜１１ａ６も含め、柱取付け孔１１ａ１〜１１ａ６と横架材取付け孔１３ａ１〜１３ａ６の内、金具１の幅方向で最も強度が弱い箇所は、取付け孔が狭い間隔で４つ並んだ横架材取付け孔１３ａ１〜１３ａ４の場所となり、この横架材取付け孔１３ａ１〜１３ａ４のところで破断し易いことになる。

図４は、以上のように構成されたコーナー金物１を土台や梁等の横架材２と柱３との接合部分に取付けた状態を示している。

図４に示すように、このコーナー金物１は、柱取付け面部１１はビスや釘、ボルト・ナット等の固定部材４を柱取付け孔１１ａ１〜１１ａ６から柱３に貫通させて固定する一方、横架材取付け面部１３はビスや釘、ボルト・ナット等の固定部材４（図４参照。）を横架材取付け孔１３ａ１〜１３ａ６から横架材２に貫通させて固定する。

従って、本実施形態のコーナー金物１によれば、柱取付け面部１１と横架材取付け面部１３との間に傾斜面部１２を設けたため、柱３や横架材２に作用した外力が柱取付け面部１１と横架材取付け面部１３との境界部分に集中することなく、柱取付け面部１１と傾斜面部１２との間および傾斜面部１２と、横架材取付け面部１３との間に分散される。そのため、金物の厚さを増大させずに柱３と横架材２の接合箇所を効率良く補強できる。

特に、本実施形態のコーナー金物１は、柱取付け面部１１と横架材取付け面部１３との間に傾斜面部１２を設けたことにより柱取付け面部１１の長さが短くなり、横架材取付け面部１３または横架材２に対し金物を設置する際に矩（直角）を取る機能を低下するが、図１等に示すように舌片部１２ｂが柱取付け面部１１の基端に連続し、かつ、柱取付け面部１１と面一でその先端部（下端部）が横架材取付け面部１３の方向に延びている。そのため、図４に示すように、コーナー金物１を土台や梁等の横架材２と柱３との接合部分に取付ける際、図４に示すように、その舌片部１２ｂが傾斜面部１２を設けたことによる柱取付け面部１１の長さの短い分を補足できるので、横架材取付け面部１３または横架材２に対しこの金物１を設置する際に矩（直角）を取る機能の低下を防止する為、正確に取付け易くなり、金物本来の効果を発揮できる。

また、本実施形態のコーナー金物１は、図１等に示すように傾斜面部１２には舌片部１２ｂが残存するように少なくとも１つのスリット１２ａを形成しているため、傾斜面部１２はそのスリット１２ａを設けた分だけ剛性が低下し変形し易くなる。そのため、地震などによって柱３や横架材２が傾いたり、さらには柱３が横架材２から上方に抜けるような外力が作用した場合、本実施形態のコーナー金物１では傾斜面部１２が変形して柱３や横架材２の傾きやズレに追従し易くなるので、この金物１が破断するまでの時間を延ばすことができる。

また、本実施形態のコーナー金物１は、傾斜面部１２の幅方向の中央に１つのスリット１２ａを設けると共に、柱取付け面部１１に設ける複数の柱取付け孔１１ａ１〜１１ａ６は、中段の柱取付け孔１１ａ３，１１ａ４が柱取付け面部１１の幅方向の両側に離れてその間隔が最大で最も外側であるのに対し、下段の柱取付け孔１１ａ５，１１ａ６が柱取付け面部１１の幅方向の中央近くに位置しその間隔が最小で傾斜面部１２のスリット１２ａ側の上方に位置する。

これにより、図２（ｂ）で上述したように左側の中段における外側の柱取付け孔１１ａ３の中心と最下段における外側の柱取付け孔１１ａ５の中心とを結ぶ中心線Ｍ１と、右側の中段における外側の柱取付け孔１１ａ４の中心と最下段における外側の柱取付け孔１１ａ６の中心とを結ぶ中心線Ｍ２とが柱取付け面部１１の下方である舌片部１２ｂの上部であるその付け根近傍で交差する。

そのため、横架材２に対し柱３が抜けようとしたり、柱３が金具１とは反対側に曲がったりズレるような方向の外力が作用した場合、中心線Ｍ１，Ｍ２に沿って柱取付け面部１１の両端部が傾斜面部１２と共に両側から捲り上がるように変形する。その結果、傾斜面部１２中央のスリット１２ａと、柱取付け面部１１における中段の柱取付け孔１１ａ３，１１ａ４および下段の柱取付け孔１１ａ５，１１ａ６の配置の相乗効果によって中心線Ｍ１，Ｍ２に沿って柱取付け面部１１の端部の捲り上がり易くなり、柱３や横架材２の傾きやズレにさらに追従し易くなるため、金物１が破断するまでの時間を延ばすことができる。

また、横架材取付け面部１３に設ける複数の横架材取付け孔１３ａ１〜１３ａ６の間隔は、図２（ａ）に示すように傾斜面部１２と横架材取付け面部１３との境界線に近い列の４つの横架材取付け孔１３ａ１〜１３ａ４の隣接間隔Ｌ１をその境界線よりも離れた列の２つの横架材取付け孔１３ａ５，１３ａ６の隣接間隔Ｌ２よりも小さくしている。

そのため、横架材２に対し柱３が抜けようとしたり、柱３が金具１とは反対側に曲がったりズレるような方向の過大な外力が作用して、この金物１に過大な応力が作用し、中心線Ｍ１，Ｍ２に沿って柱取付け面部１１の両端部の捲り上がってその追従しても足りない場合、幅方向で最も強度が弱い４つの横架材取付け孔１３ａ１〜１３ａ４で破断して、柱３や横架材２の破損を防止する。

図５は、図4に示すようにコーナー金物１を横架材２と柱３との接合部分に釘やビス、ボルト・ナット等の固定部材４によって固定して取り付けた状態で、横架材２から柱３が引き抜かれるような外力を作用させる試験を行った状態を示している。

図５に示すように、この試験では、まず、柱取付け面部１１で上述したように中心線Ｍ１，Ｍ２に沿って柱取付け面部１１の両端部の三角形部分が、それと連続する傾斜面部１２と共に両側からで、かつ、柱３の表面から離れる方向に捲り上がるように変形する。

次いで、その中心線Ｍ１，Ｍ２に沿って取付け面部１１の両端部が捲り上がる変形でも十分でない場合は、２段階目の変形として、図５に示すようにこの金具１の幅方向で最も強度が弱い横架材取付け面部１３の４つの横架材取付け孔１３ａ１〜１３ａ４で破断して、柱３や横架材２の破損を防止する。

図６は、本実施形態のコーナー金物１と傾斜面部１２が横架材２に対し４５度にした比較例の荷重試験の結果を示す図である。

図６は、横軸に変位δ（ｍｍ）、縦軸に荷重Ｐ（ｋＮ）を取っている。本実施形態のコーナー金物１は、傾斜面部１２が形成する三角形が図３に示すように底辺Ｂに対し高さＨがほぼ１：２の関係、つまり傾斜面部１２が横架材２の上側面または横架材取付け面部１３に対し約６４．５度の角度をなしている。そのため、荷重試験の結果、曲線Ｓ１のような結果が得られたのに対し、傾斜面部１２が横架材２に対し４５度の比較例では、曲線Ｓ２のような結果が得られた。

そのため、図６に示す本実施形態のコーナー金物１の曲線Ｓ１と、４５度の比較例の曲線Ｓ２とを比較すると明らかであるが、本実施形態のコーナー金物１の方が最高荷重が高いと共に、破断するまでの単位変位量当たりの耐荷重も大きく、剛性が高いことがわかる。

その結果、本実施形態のコーナー金物１によれば、傾斜面部１２が柱３と横架材２に対し形成する三角形をその底辺に対し高さがほぼ１：２の関係にしたことにより、この金物の厚さを増大させなくても、金物自体の強度（剛性）を向上させることができると共に、コストアップや作業効率の悪化を防止できる。

なお、上記実施形態の説明では、図１〜図５に示すようにスリット１２ａの下端部および舌片部１２ｂの下端部は、湾曲形状にして説明したが、本発明では、これに限らず、例えば、図７に示すように双方の下端部とも水平なスリット１２ａ’および舌片部１２ｂ’を設けたコーナー金物１’にしても良いし、さらには図８に示すように双方の下端部ともＶ字形状のスリット１２ａ”および舌片部１２ｂ”を設けたコーナー金物１”にしても勿論良い。また、図示はしないが、傾斜面部１２の幅方向にスリットおよび舌片部を１列ではなく、複数列並ぶようにしても勿論良い。

１ コーナー金物
１１ 柱取付け面部
１１ａ１〜１１ａ６ 柱取付け孔
１２ 傾斜面部
１２ａ スリット
１２ｂ 舌片部
１３ 横架材取付け面部
１３ａ１〜１３ａ６ 横架材取付け孔
２ 横架材
３ 柱

Claims (5)

1. 土台や梁等の横架材に対し柱を接合する際にその接合箇所を補強するコーナー金物であって、
   柱に固定される柱取付け面部と、
   その柱取付け面部の基端部から斜めに延び傾斜面部と、
   その傾斜面部の基端部から横架材に沿って延び横架材に固定される横架材取付け面部とから構成され、
   傾斜面部には、柱取付け面部の基端に連続する舌片部が残存するように少なくとも１つのスリットを形成し、
   その舌片部と柱取付け面部とが面一になるように構成したことを特徴とするコーナー金物。
2. 請求項１記載のコーナー金物において、
   柱取付け面部には、
   柱に固定するための固定部材が通される複数の柱取付け孔が設けられており、
   柱取付け面部の下端部に近い段に設けられた柱取付け孔のうち最も外側の柱取付け孔は、その上段に設けられた柱取付け孔のうち最も外側の柱取付け孔よりも幅方向の中央に近いことを特徴とするコーナー金物。
3. 請求項２に記載のコーナー金物において、
   傾斜面部には、その幅方向の中央に１つの舌片部が残存するように１つのスリットが形成されており、
   柱取付け面部の下端部に近い段に設けられた柱取付け孔のうち最も外側の柱取付け孔の中心とその上段に設けられた柱取付け孔のうち最も外側の柱取付け孔の中心とを結ぶ中心線は、そのスリットの幅方向の中央に設けられた舌片部の上部近傍で交差することを特徴とするコーナー金物。
4. 請求項１〜請求項３のいずれか一の請求項に記載のコーナー金物において、
   横架材取付け面部には、
   横架材に固定するための固定部材が通される複数の横架材取付け孔が設けられており、
   その複数の横架材取付け孔は、横架材の長手方向に対し複数列を構成しており、かつ、横架材取付け面部と傾斜面部との境界線に近い列の複数の横架材取付け孔の隣接間隔は、その境界線よりも離れた列の複数の横架材取付け孔の隣接間隔よりも小さいことを特徴とするコーナー金物。
5. 請求項１〜請求項４のいずれか一の請求項に記載のコーナー金物において、
   傾斜面部が柱の方向と横架材の方向に対し形成する三角形は、その底辺に対し高さがほぼ１：２の関係にあることを特徴とするコーナー金物。

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