JP2015101834A - 構造部材の接合金物 - Google Patents

Abstract

【課題】座金の脱落防止と、ボルトまたはナットの供回り防止を図りながら、構造部材同士の接合作業の作業効率を向上させるとともに、接合金物の強度および剛性を確保しながら、接合金物の重量を軽減することができる、構造部材の接合金物を提供する。
【解決手段】ボルト（４２，４８）が挿通される貫通孔（４６，５２）を穿設し、対向して配される上部壁（３６）および下部壁（３８）を形成するとともに、上部壁および下部壁間に亘って延びる側壁（４０）を形成し、側壁の内面（５６ｃ）には、上部壁および下部壁の近傍にそれぞれ、座金（４４，５０）を保持する座金保持部（６２，６６）と、ボルトまたはナット（８２，８８）の回動を阻止する回動阻止部（７８，８４）とを備えている。
【選択図】図５

Description

本発明は、構造部材の接合金物に関し、特に、薄板軽量形鋼によって形成される構造枠材に、構造用合板、石膏ボード、セラミック系面材などの構造面材を貼り付けた構造部材（壁パネル、床パネル、屋根パネル等）を使用したスチールハウス（枠組壁工法住宅）等の建築物における、上下階の構造部材（壁パネル、床パネル）同士を接合する際に使用する接合金物に関する。

複数階建の家屋などに採用される薄板軽量形鋼によって形成される構造枠材と、構造用合板、石膏ボード、セラミック系面材などの構造面材を貼り付けた構造部材を使用した枠組壁工法住宅等の建築物において、上下階の構造部材を接合する際に使用する接合金物としては、例えば特許文献１の図６に開示されるように、上階の上壁パネルの縦枠に複数のビスで接続されたホールダウン金物と、その階下である下階の下壁パネルの縦枠に複数のビスで接続されたホールダウン金物とを、突き通しのボルトおよびナットにて接続する円筒体状の接合金物が知られている。

特開平１０−３１１１１０号公報

しかしながら、上記の接合金物は、円筒体状に形成したボルト挿通部の上下端部にそれぞれフランジを水平に固着し、かつ上下フランジにボルト挿通孔を穿設し、突き通しのボルトをボルト挿通孔に挿通して、下階と上階の構造部材を緊結固定するものである。したがって、下階において１人の作業員が、座金および突き通しのボルトが下方に脱落しないように、また、突き通しのボルトおよびナットが供回りしないように、スパナ等でボルトおよびナットを押える一方、上階において別の作業員がナットを締結する必要がある。

このように、上下階の構造部材同士の接合作業では、複数の作業員がボルトおよびナットの固定作業と締結作業とを同時に行わなければならないため、作業効率の悪化を招いていた。
また、上記の接合金物は、円筒体状に形成したボルト挿通部の上下端部にそれぞれフランジを水平に固着し、かつ上下フランジにボルト挿通孔を穿設しただけのものであり、接合金物の強度および剛性を確保しながら、接合金物の重量を軽減することについては、依然として課題が残されている。

本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、座金の脱落防止と、ボルトまたはナットの供回り防止を図りながら、構造部材同士の接合作業の作業効率を向上させるとともに、接合金物の強度および剛性を確保しながら、接合金物の重量を軽減することができる、構造部材の接合金物を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明の構造部材の接合金物は、ボルトが挿通される貫通孔を穿設し、対向して配される上部壁および下部壁を形成するとともに、上部壁および下部壁間に亘って延びる側壁を形成し、側壁の内面には、上部壁および下部壁の近傍にそれぞれ、座金を保持する座金保持部と、ボルトまたはナットの回動を阻止する回動阻止部と
を備えていることを特徴とする。

好ましくは、側壁は、断面溝形形状をなしている。
好ましくは、上部壁、下部壁、側壁、座金保持部および回動阻止部は、一体に鋳造成形されている。
好ましくは、座金保持部および回動阻止部は、側壁の内面に形成された凸部である。
好ましくは、側壁は、上部壁および下部壁間の方向の中央において最も肉薄であり、上部壁および下部壁に近づくにつれて次第に肉厚となる。

本発明の構造部材の接合金物によれば、座金の脱落防止と、ボルトまたはナットの供回り防止を図りながら、構造部材同士の接合作業の作業効率を向上させるとともに、接合金物の強度および剛性を確保しながら、接合金物の重量を軽減することができる。

上下壁パネルを床パネルの内方に配置された本発明の一実施形態に係る接合金物に接合した建築物の一部を示す斜視図である。 図１の接合金物を図１中のＡ方向から見た斜視図である。 図１の接合金物を図１中のＢ方向から見た図である。 図１の接合金物を上方向から見た透視上面図である。 図１の建築物の一部を図１中のＢ方向から拡大して示した図である。 図１の建築物の一部を図１中のＣ方向から拡大して示した図である。

以下、図面に基づき本発明の一実施形態について説明する。
図１は、複数階建のスチールハウスである建築物１の構造部材同士の接合箇所の一部を示している。建築物１では、溝形、リップ溝形、或いは角パイプ形等の薄板軽量形鋼を縦枠８および横枠９として組み合わせ、溶接等で接合した構造枠材が形成されている。これら構造枠材の表面には、図示を省略した合板、石膏ボード、或いはセラミック系面材等の構造面材が貼り付けられ、例えば図１中に一部を示す、床パネル２、上階の上壁パネル４、下階の下壁パネル６や、図示しない屋根パネル等の建築物１の構造部材が形成され、これら構造部材同士をボルト締結等で接合することにより建築物１が形成される。

上壁パネル４は、その壁下地として縦枠８および横枠９を有し、縦枠８の下端側にはホールダウン金物１０が複数のビス１２で締結固定されている。下壁パネル６は、その壁下地として縦枠１４および横枠１５を有し、縦枠１４の上端側にはホールダウン金物１０と同様のホールダウン金物１６が複数のビス１２でホールダウン金物１０とは上下逆の向きに締結固定されている。

各ホールダウン金物１０，１６は、構造部材を引き寄せて接合するための、いわゆる引き寄せ金物であり、長板形状の縦枠取付部１８と、縦枠取付部１８の長手方向一端から突設された横枠取付部２０とを有する縦断面Ｌ字形状に形成されている。縦枠取付部１８および横枠取付部２０の両側面の間に亘っては、それぞれ三角板形状の補強部２２が形成されている。

各ホールダウン金物１０，１６の縦枠取付部１８には、ビス１２が挿通されるビス孔が穿設され、ビス孔にビス１２を挿通して縦枠取付部１８を縦枠８，１４にそれぞれ締結することにより、上下壁パネル４，６にそれぞれホールダウン金物１０，１６が固定される。このとき、上壁パネル４の横枠９にはホールダウン金物１０の横枠取付部２０が当接され、また、下壁パネル６の横枠１５にはホールダウン金物１６の横枠取付部２０が当接されている。

上壁パネル４と下壁パネル６とは、上壁パネル４に締結固定されているホールダウン金物１０と下壁パネル６に締結固定されているホールダウン金物１６とを、床パネル２の内方に配置された接合金物３４に座金を挿通させたボルトおよびナットにて締結することにより接合される。
接合金物３４は、球状黒鉛鋳鉄（ＦＣＤ）材で一体に鋳造成形され、対向して配される上部壁３６および下部壁３８、ならびに上部壁３６および下部壁３８間に亘って延びる側壁４０を備えている。

詳しくは図２および図３に示すように、上部壁３６は、上面視長方形状をなして形成され、ボルト４２（図５参照）を挿通するための貫通孔４６が穿設されている。一方、下部壁３８は、上部壁３６と上下方向に対向して配置され、上部壁２６と同様に上面視長方形状をなして形成され、ボルト４８（図５参照）を挿通するための貫通孔５２が穿設されている。これら上部壁３６および下部壁３８において、上壁パネル４のホールダウン金物１０と下壁パネル６のホールダウン金物１６とがボルト４２，４８で接続され、上壁パネル４と下壁パネル６とが床パネル２の内方に配置された接合金物３４に接合される。

接合金物３４の側壁４０は、上部壁３６と下部壁３８との間に亘って、これら上部壁３６および下部壁３８に連なって上下方向に延設されている。
図４に示すように、側壁４０は、一対の平坦部５６ａと、平坦部５６ａに連なる湾曲部５６ｂとを備え、一方を開口したＵ字形状の横断面溝形形状をなして形成されている。
また、図３に示すように、側壁４０は、高さ方向、換言すると上部壁３６と下部壁３８との間の方向の中央において、最も肉薄となる肉薄部６８を有して形成されており、肉薄部６８から上部壁３６および下部壁３８に近づくにつれ次第に肉厚に形成されている。

接続金物３４を使用する条件下でのＦＥＭ解析を行った結果、上部壁３６および下部壁３８近傍の応力が最もが大きいことが判明しており、このような接続金物３４に発生する応力集中を考慮することにより、接続金物３４の強度および剛性を確保しながら、その重量を大幅に軽減することができる。
側壁４０の内面５６ｃには、上部壁３６近傍に、直方体形状をなす一対の凸部６０，６０が形成されている。凸部６０，６０は、貫通孔４６を間に挟むようにして形成されている。また、凸部６０，６０には、凸部６０，６０間を拡幅する段差部（座金保持部）６２，６２を凹設している。

下部壁３８近傍にも、貫通孔５２を間に挟むようにして、一対の凸部６４，６４が形成され、凸部６４，６４にも凸部６４，６４間を拡幅する段差部（座金保持部）６６，６６を凹設している。
図２に示すように、側壁４０の外面５６ｄには、高さ方向中央において周方向に亘って周方向リブ７０が形成されるとともに、高さ方向全域に亘って縦リブ７２が形成されている。縦リブ７２は周方向リブ７０と直交するようにして上部壁３６および下壁部３８に至るまで形成されている。

また、周方向リブ７０および縦リブ７２の外縁は、上部壁３６および下部壁３８の対向する外縁同士を結んだ仮想線上に位置付けられている。
これにより、図５に示すように、周方向リブ７０の側面７０ａは、床パネル２の根太９０に当接され、根太９０とビス９２で締結固定されている。また、図６に示すように、縦リブ７２は根太２４の縦枠部３０に当接している。すなわち、周方向リブ７０および縦リブ７２は、接続金物３４を根太２４，９０に接合する際の接合位置に合致する位置に形成される。

このような周方向リブ７０および縦リブ７２は、上述した肉薄部６８の形成による減肉によって、接続金物３４の重量を軽減しながら、接続金物３４の上下方向および水平方向における剛性をより一層向上させることができ、さらには周方向リブ７０をビス締結部として利用することもできる。
次に上壁パネル４、下壁パネル６および床パネル２の接合について説明する。
図５および図６に示すように、上部壁３６は床パネル２の横開口溝形状（コ字形状）をなす根太２４の上枠部２６に当接され、下部壁３８は床パネル２の根太２４の下枠部２８に当接されている。

根太２４の上枠部２６、前記上枠部２６に貼り付けられる合板等の床構造面材３２、上壁パネル４の横枠９およびホールダウン金物１０の横枠取付部２０には、接合金物３４の上部壁３６の貫通孔４６と連通するボルト４２の挿通孔７４が穿設されている。また、根太２４の下枠部２８、下壁パネル６の横枠１５およびホールダウン金物１６の横枠取付部２０にも、接合金物３４の下部壁３８の貫通孔５２と連通するボルト４８の挿通孔７６が穿設されている。

上部壁３６側において、凸部６０，６０の段差部（座金保持部）６２，６２の間には座金４４が配置されている。段差部（座金保持部）６２，６２間の距離は座金４４の外径よりも若干大きく形成されており、座金４４が脱落しないように段差部（座金保持部）６２，６２で保持されている。作業員は、座金４４を側壁４０の開口から段差部（座金保持部）６２，６２間に水平方向に挿入して容易に配置することができる。

また、凸部６０，６０の段差部（座金保持部）６２，６２以外の部位である回動阻止部７８，７８の間には、ボルト４２の頭部４２ａが配置されている。回動阻止部７８，７８間の距離はボルト４２の頭部４２ａの二面幅寸法よりも若干大きく形成されており、回動阻止部７８，７８によって頭部４２ａの回動が阻止されている。作業員はボルト４２を側壁４０の開口から回動阻止部７８，７８間に下方向から挿入して配置することができる。

上部壁３６の貫通孔４６および前記挿通孔７４を通過してホールダウン金物１０の横枠取付部２０から突出したボルト４２のねじ部４２ｂには、座金８０が挿通され、座金８０の上からナット８２が螺合されている。
一方、下部壁３８側において、凸部６４，６４の段差部（座金保持部）６６，６６の間には座金５０が配置されている。段差部（座金保持部）６６，６６間の距離は座金５０の外径よりも若干大きく形成されており、座金５０が移動しないように段差部（座金保持部）６６，６６で保持されている。作業員は、座金５０を側壁４０の開口から段差部（座金保持部）６６，６６間に水平方向に挿入して容易に配置することができる。

また、凸部６４，６４の段差部（座金保持部）６６，６６以外の部位である回動阻止部８４，８４の間には、ボルト４８の頭部４８ａが配置されている。回動阻止部８４，８４間の距離はボルト４８の頭部４８ａの二面幅寸法よりも若干大きく形成されており、回動阻止部８４，８４によって頭部４８ａの回動が阻止されている。作業員はボルト４８を側壁４０の開口から回動阻止部８４，８４間に上方向から挿入して配置することができる。

下部壁３８の貫通孔５２および前記挿通孔７６を通過してホールダウン金物１６の横枠取付部２０から突出したボルト４８のねじ部４８ｂには、座金８６が挿通され、ナット８８が螺合されている。
このように、一対の対向する凸部６０，６０および凸部６４，６４は、それぞれ段差部（座金保持部）６２，６２および段差部（座金保持部）６６，６６によって、高さ方向、換言すると上部壁３６および下部壁３８間の方向における座金４４，５０の移動を規制して保持するとともに、回動阻止部７８，７８および回動阻止部８４，８４によって、ボルト４２，４８の回動を阻止する機能を有している。

以上のように本実施形態では、座金４４，５０がそれぞれ段差部（座金保持部）６２，６２間および段差部（座金保持部）６６，６６間に保持される。また、ナット８２，８８を螺合する際のボルト４２，４８の供回りがそれぞれ回動阻止部７８，７８間および回動阻止部８４，８４間により阻止される。したがって、上壁パネル４、下壁パネル６の接合作業において、別の作業員がボルト４２，４８および座金４４，５０を押えておく必要がなくなり、上壁パネル４、下壁パネル６の接合作業を容易に行うことができる。

また、上部壁３６、下部壁３８、側壁４０、凸部６０，６０および凸部６４，６４などの複雑な形状を有する接合金物３４を鋳物として一体に鋳造成形することにより、溶接などで形成した場合に比して、接合金物３４の製作に係る作業負荷を大幅に軽減することができるとともに、接合金物３４をより安価に製造することができる。

さらに、側壁４０は溝形の横断面を有し、上部壁３６および下部壁３８との間の方向の中央において最も肉薄となる肉薄部６８を形成し、肉薄部６８から上部壁３６および下部壁３８に近づくにつれ次第に肉厚とするなど、側壁４０を接合金物３４に作用する応力に応じた肉厚とすることが容易に可能であり、周方向リブ７０および縦リブ７２による接合金物３４の剛性向上も相俟って、接合金物３４の強度および剛性を確保しながら、従来に比して大幅な重量軽減を図ることができ、作業員の作業負荷を低減することもできる。

なお、本発明は上記実施形態に制約されるものではなく、種々の変形が可能である。
例えば、上記実施形態において接合金物３４は球状黒鉛鋳鉄（ＦＣＤ）材で一体に鋳造成形されるが、他種の鋳鉄や鋳鋼にて製造しても良いし、鋳造以外の方法で製造しても良い。
また、上記実施形態において接合金物３４は、側壁４０を断面Ｕ字形状としたが、断面略コ字形状や断面略Ｖ字形状等の一側面が開口する断面溝形形状としても良く、また、一対の平坦部５６aを備えた２つの側面が開口する形状としても良い。

また、上述した座金保持部および回動阻止部は、一対の部位である凸部６０，６０および凸部６４，６４に形成されるが、座金保持部および回動阻止部をそれぞれ別個の部位として形成しても良いし、一対ではなく１つの連なる部位として形成しても良い。
また、ボルト４２，４８の頭部４２ａ，４８ａの位置にナット８２，８８を配置するとともに、ナット８２，８８の位置にボルト４２，４８の頭部４２ａ，４８ａを配置する締結構造としても良い。この場合、凸部６０，６０および凸部６４，６４には、ナット８２，８８を保持するナット保持部（図示省略）を形成することが望ましい。これにより、ナット８２，８８が保持されて押えておく必要がないとともに回動阻止部によりナット８２，８８の供回りが阻止されるため、接合作業を容易に行うことができる。

２ 床パネル（構造部材）
４ 上壁パネル（構造部材）
６ 下壁パネル（構造部材）
３４ 接合金物
３６ 上部壁
３８ 下部壁
４０ 側壁
４２ ボルト
４４ 座金
４６ 貫通孔
４８ ボルト
５０ 座金
５２ 貫通孔
５６ｃ 内面
６０ 凸部
６２ 段差部（座金保持部）
６４ 凸部
６６ 段差部（座金保持部）
７８ 回動阻止部
８２ ナット
８４ 回動阻止部
８８ ナット

Claims (5)

1. ボルトが挿通される貫通孔を穿設し、対向して配される上部壁および下部壁を形成するとともに、
   前記上部壁および下部壁間に亘って延びる側壁を形成し、
   前記側壁の内面には、前記上部壁および下部壁の近傍にそれぞれ、座金を保持する座金保持部と、前記ボルトまたはナットの回動を阻止する回動阻止部と
   を備えている、構造部材の接合金物。
2. 前記側壁は、断面溝形形状をなしている、請求項１に記載の構造部材の接合金物。
3. 前記上部壁、前記下部壁、前記側壁、前記座金保持部および前記回動阻止部は、一体に鋳造成形されている、請求項１または２の何れかに記載の構造部材の接合金物。
4. 前記座金保持部および前記回動阻止部は、前記側壁の内面に形成された凸部である、請求項１乃至３の何れかに記載の構造部材の接合金物。
5. 前記側壁は、前記上部壁および下部壁間の方向の中央において最も肉薄であり、前記上部壁および下部壁に近づくにつれ次第に肉厚となる、請求項１乃至４の何れかに記載の構造部材の接合金物。

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