JP2024080518A - 固定具および部材の支持方法 - Google Patents

Abstract

【課題】重量物を木質部材から安定して強固に吊り下げ支持できる固定具を提供すること。【解決手段】固定具３は、天井部材２に吊りボルト５を固定する。固定具３は、吊りボルト５が取り付けられる固定具本体１０と、固定具本体１０を挟んで両側に設けられて天井部材２に対して傾斜した一対の傾斜部２０Ａ、２０Ｂと、を備える。一対の傾斜部２０Ａ、２０Ｂは、固定具本体１０に対して傾斜しており、一対の傾斜部２０Ａ、２０Ｂには、それぞれ、ビス４Ａ、４Ｂが挿通される貫通孔２１Ａ、２１Ｂが形成されている。【選択図】図１

Description

本発明は、木質部材にボルトを固定するための固定具、および、この固定具を用いた部材の支持方法に関する。

従来より、木質部材に他部材を取り付ける固定具が提案されている（特許文献１参照）。
特許文献１には、木造建物の上下階間の梁に固着された取付け板と、この取付け板に防振材を介して吊設されて野縁を支持する帯金と、を備える天井吊金具が示されている。取付け板には、長孔又は切込みより成り、しかも、受入部とこれに連通する嵌着部とから成る組付け部が設けられている。防振材には、組付け部の受入部を通じて嵌着部に選択的に嵌着する複数個の嵌入部が縦方向に並べて設けられている。

特許文献２には、一側を柱に、他の一側を横架材又は土台にそれぞれ釘やボルトなどの止着杆を用いて止着するようにした平板状のかすがいが示されている。このかすがいの主体板の中間部には、柱と横架材又は土台との間に挟挿する突片が設けられている。
特許文献３には、埋設プレート部とハンガー部とを備えた木質系材料用の吊り用固定具が示されている。埋設プレート部とハンガー部とは、直線ないしは屈曲している。

特開２０００－１７０３１１号公報 特開２００３－１６６５１２号公報 特開２０２２－０７７４５８号公報

重量物を木質部材から安定して強固に吊り下げ支持できる固定具および部材の支持方法を提供することを課題とする。

第１の発明の固定具（例えば、後述の固定具３）は、木質部材（例えば、後述の天井部材２）に吊り材（例えば、後述の吊りボルト５）を固定するための固定具であって、前記吊り材が取り付けられる固定具本体（例えば、後述の固定具本体１０）と、前記固定具本体を挟んで両側に設けられて前記木質部材に対して傾斜した一対の傾斜部（例えば、後述の傾斜部２０Ａ、２０Ｂ）と、を備え、前記一対の傾斜部は、前記固定具本体に対して傾斜しており、前記一対の傾斜部には、それぞれ、接合具が挿通される貫通孔（例えば、後述の貫通孔２１Ａ、２１Ｂ）が形成されていることを特徴とする。

この発明によれば、貫通孔が設けられた傾斜部を木質部材に対して傾斜させたので、この傾斜部の表面に対して略垂直に接合具を打ち込むことで、別途補助具を用いることなく、接合具を木質部材の表面に対して斜めに容易に打ち込むことができる。
よって、天井などの木質部材の下面に本発明の固定具を取り付けて、この固定具に吊り材を介して重量物を吊り下げた場合、固定具に鉛直方向の力が作用するが、この鉛直方向の力の分力として、接合具には、接合具の軸方向の引き抜き力と、接合具の軸方向に直交する方向に接合具を曲げようとする力と、が作用する。よって、接合具が曲げ抵抗するため、接合具の脆性的な破壊モードを防止でき、重量物を木質部材から安定して強固に吊り下げ支持できる。

第２の発明の固定具は、前記固定具本体は、平板状の平板部（例えば、後述の平板部１１）と、前記平板部に設けられて前記吊り材が接合される吊り材接合部（例えば、後述の雌ねじ部１３）と、を備え、前記一対の傾斜部に形成された貫通孔は、それぞれ、前記傾斜部から前記平板部まで延びる長孔、または、前記傾斜部に設けられる円形の孔であり、平面視で前記吊り材接合部を挟んで互いに反対側に配置されていることを特徴とする。

この発明によれば、固定具の傾斜部に形成する貫通孔を長孔とした場合には、接合具を貫通孔に挿通して打ち込む際に、打込み位置を適宜調整できる。具体的には、貫通孔の形状を長孔とすることで、貫通孔に接合具を挿通した後、この接合具を比較的容易に傾けることが可能で、接合具を容易に木質部材に対して斜めに打ち込むことができる。
また、一対の貫通孔を平面視で吊り材接合部を挟んで互いに反対側に配置し、貫通孔に挿通した複数の接合具を木質部材に打ち込むことで、固定具の移動を防止できる。

第３の発明の部材の支持方法は、木質部材から部材（例えば、後述の部材６）を吊り下げ支持する部材の支持方法であって、前記木質部材上に上述の固定具を配置する工程（例えば、後述のステップＳ１、Ｓ２）と、前記固定具の一対の傾斜部の貫通孔に接合具を挿通して、前記接合具を前記木質部材に対して傾斜させて打ち込むことで、前記固定具を前記木質部材に取り付ける工程（例えば、後述のステップＳ３）と、前記吊り材を前記固定具に取り付けて、前記吊り材に前記部材を連結する工程（例えば、後述のステップＳ４）と、を備えることを特徴とする。

ここで、部材としては、天井仕上材、ブレース、ＣＬＴ板、設備機器などが挙げられる。
この発明によれば、貫通孔が設けられた傾斜部を木質部材に対して傾斜させたので、この傾斜部の表面に対して略垂直に接合具を打ち込むことで、別途補助具を用いることなく、接合具を木質部材の表面に対して斜めに容易に打ち込むことができる。
また、固定具に取り付けられた吊り材に部材を取り付けることで、天井構造やブレース構造を実現できる。

本発明によれば、重量物を木質部材から安定して強固に吊り下げ支持できる固定具および部材の支持方法を提供できる。

本発明の第１実施形態に係る天井構造の縦断面図である。 天井構造を構成する固定具の平面図である。 図２の固定具のＡ－Ａ矢視図である。 図２の固定具の斜視図である。 固定具に作用する力を説明するための模式図である。 天井部材から部材を吊り下げる手順のフローチャートである。 固定具の引張り試験に用いる試験体および試験結果の一覧を示す図である。 固定具の引張り試験の試験結果を示す図である。 本発明の第２実施形態に係る固定具の縦断面図である。 本発明の第３実施形態に係る固定具の平面図である。 第３実施形態に係る固定具を天井部材に取り付ける手順のフロ－チャートである。 第３実施形態に係る固定具を天井部材に取り付ける手順の説明図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の実施形態の説明にあたって、同一構成要件については同一符号を付し、その説明を省略もしくは簡略化する。
〔第１実施形態〕
本発明は、木質部材（例えば、天井部材、ＣＬＴ板）に吊り材を固定するための固定具、および、その固定具を用いた部材（例えば、天井部材、ブレース、ＣＬＴ板、設備機器）の支持方法である。固定具は、吊り材が取り付けられる固定具本体と、固定具本体を挟んで両側に設けられて木質部材に対して傾斜した一対の傾斜部と、を備える。
図１は、本発明の第１実施形態に係る天井構造１の縦断面図である。
天井構造１は、木質部材としての天井部材２の下面に配置された固定具３と、固定具３を天井部材２に固定する接合具としての一対のビス４Ａ、４Ｂと、固定具３に取り付けられた吊り材としての吊りボルト５と、吊りボルト５の下端に取り付けられた部材６と、を備える。部材６は、例えば、天井仕上材、ブレース、ＣＬＴ板、設備機器である。

図２は、固定具３の平面図である。図３は、図２の固定具３のＡ－Ａ矢視図である。図４は、図２の固定具３の斜視図である。
固定具３は、木製の天井部材２の下面に吊りボルト５を固定するためのものである。この固定具３は、吊りボルト５が螺合される固定具本体１０と、固定具本体１０を挟んで両側に設けられて天井部材２にビス４Ａ、４Ｂで固定された一対の傾斜部２０Ａ、２０Ｂと、を備える。

固定具本体１０は、天井部材２の表面に対して略平行に配置されて中央部に貫通孔１２が形成された平板部１１と、平板部１１の貫通孔１２に取り付けられた吊り材接合部としての雌ねじ部１３と、を備える。雌ねじ部１３には、吊りボルト５が螺合可能となっている。
図４および図５に示すように、一対の傾斜部２０Ａ、２０Ｂは、固定具本体１０の平板部１１に対して所定角度θ_１で傾斜して延びている。よって、一対の傾斜部２０Ａ、２０Ｂは、天井部材２の表面に対して所定角度θ_１で傾斜している。この一対の傾斜部２０Ａ、２０Ｂには、それぞれ、ビス４Ａ、４Ｂが挿通される貫通孔２１Ａ、２１Ｂが形成されている。一対の貫通孔２１Ａ、２１Ｂは、長孔であり、傾斜部２０Ａ、２０Ｂから固定具本体１０の平板部１１まで延びている。これら一対の貫通孔２１Ａ、２１Ｂは、平面視で、固定具本体１０の雌ねじ部１３に対して対称に配置されている。
固定具本体１０の平板部１１および一対の傾斜部２０Ａ、２０Ｂは、一枚の鋼製またはステンレス製の板材を折り曲げて形成されており、側面視で、中央部が突出した凸形状となっている。

ビス４Ａ、４Ｂは、貫通孔２１Ａ、２１Ｂに挿通されて、傾斜部２０Ａ、２０Ｂの表面に略垂直に打ち込まれている。これにより、ビス４Ａ、４Ｂのねじ込み角度はθ_２となっている。このねじ込み角度θ_２と、傾斜部２０Ａ、２０Ｂの固定具本体１０の平板部１１に対する角度θ_１と、の和は、９０°となっている。
ビス４Ａとビス４Ｂとは、平面視で、雌ねじ部１３に対して対称に配置されて、互いに対向する向きとなっている。

吊りボルト５に部材６を吊り下げると、固定具３には、鉛直荷重が作用する。すると、図５に示すように、２本のビス４Ａ、４Ｂのそれぞれには、引抜き力と曲げ力の２つの分力が作用する。

以下、天井部材２から天井仕上材、ブレース、設備機器などの部材６を支持する手順について、図６のフローチャートを参照しながら説明する。
ステップＳ１では、天井部材２の下面にビス４Ａ、４Ｂを打ち込むために先孔を形成する。この先孔をガイドとすることでビス４Ａ、４Ｂを容易に天井部材２の下面に対して傾けて、ビス４Ａ、４Ｂを打ち込み易くする。
ステップＳ２では、天井部材２の下面に固定具３を配置する。
ステップＳ３では、固定具３の一対の傾斜部２０Ａ、２０Ｂの貫通孔２１Ａ、２１Ｂにビス４Ａ、４Ｂを挿通して、既に形成した先孔をガイドとして、ビス４Ａ、４Ｂを天井部材２に対して傾斜させて打ち込むことで、固定具３を天井部材２に取り付ける
ステップＳ４では、固定具３の雌ねじ部１３に吊りボルト５を取り付けて、吊りボルト５に部材６を連結して、部材６を天井部材２から吊り下げ支持する。

〔固定具の引張り試験〕
以下、上述の固定具と同じ形状の試験体を製作し、引張力を加える引張り試験を行った。試験体としては、図７に示すように、固定具本体の平板部および一対の傾斜部を１．６ｍｍの鋼板で形成したものを２体と、２．３ｍｍの鋼板で形成したものを２体製作した。
これらの試験体をビスで固定するとともに、雌ねじ部に吊りボルトを取り付けて、この吊りボルトに引張り荷重を加えて、その鉛直変位を記録した。

その結果、図７および図８に示すようになった。図７には、各試験体の実験値が示されている。実験値とは、具体的には、降伏強度Ｐｙ、降伏強度時の鉛直変位量δｙ、最大耐力Ｐｍａｘ、最大耐力時の鉛直変位量δ（Ｐｍａｘ）である。図８の縦軸は、試験体に取り付けた吊りボルトを引っ張ることで試験体に加えた引張荷重であり、横軸は、試験体の鉛直変位である。図８より、本体を１．６ｍｍの鋼板で製作した場合、本体を２．３ｍｍの鋼板で製作した場合に比べて、剛性は下がるが、最大変位が大きくなることが確認できた。

各固定具に必要な強度は１.２ｋＮであるが、図７および図８より、１.６ｍｍの鋼板からなるＮｏ．１、Ｎｏ．２試験体では、最大耐力Ｐｍａｘはこの必要強度に対して、３.３倍程度高い強度を示した。また、２.３ｍｍの鋼板からなるＮｏ．３、Ｎｏ．４試験体は、１.６ｍｍの鋼板からなるＮｏ．１、Ｎｏ．２試験体に比べて、最大耐力が高くなった。したがって、今回の試験結果により、本発明の固定具によれば重量物を木質部材から安定して吊り下げ支持できることが判った。

本実施形態によれば、以下のような効果がある。
（１）貫通孔２１Ａ、２１Ｂが設けられた傾斜部２０Ａ、２０Ｂを天井部材２に対して傾斜させたので、この傾斜部２０Ａ、２０Ｂの表面に対して略垂直にビス４Ａ、４Ｂを打ち込むことで、別途補助具を用いることなく、ビス４Ａ、４Ｂを天井部材２の表面に対して斜めに容易に打ち込むことができる。
よって、天井部材２の下面に固定具３を取り付けて、この固定具３に吊りボルト５を介して重量物を吊り下げた場合、固定具３に鉛直方向の力が作用するが、この鉛直方向の力の分力として、ビス４Ａ、４Ｂには、ビス４Ａ、４Ｂの軸方向の引き抜き力と、ビス４Ａ、４Ｂの軸方向に直交する方向にビス４Ａ、４Ｂを曲げようとする力と、が作用する。よって、ビス４Ａ、４Ｂが曲げ抵抗するため、ビス４Ａ、４Ｂの脆性的な破壊モードを防止でき、重量物を天井部材２から安定して強固に吊り下げ支持できる。
具体的には、固定具３の傾斜部２０Ａ，２０Ｂに設けた貫通孔２１Ａ、２１Ｂを通してビス４Ａ、４Ｂを天井部材２に打ち込むことで、ビス４Ａ、４Ｂに長期応力として引張軸力を負担させず、ビス４Ａ、４Ｂが曲げ変形して曲げ抵抗するため、固定具３の脆性的な破壊を防止することができる。

（２）傾斜部２０Ａ、２０Ｂを鋼製またはステンレス製としたので、傾斜部２０Ａ、２０Ｂは木質系の天井部材２よりも高剛性となり、傾斜部２０Ａ、２０Ｂの先端部分が天井部材２に食い込むことで、傾斜部２０Ａ、２０Ｂの移動を抑制することができる。
（３）固定具３の傾斜部２０Ａ、２０Ｂに形成する貫通孔２１Ａ、２１Ｂを長孔としたので、ビス４Ａ、４Ｂを貫通孔２１Ａ、２１Ｂに挿通して打ち込む際に、打込み位置を適宜調整できる。具体的には、貫通孔２１Ａ、２１Ｂの形状を長孔とすることで、貫通孔２１Ａ、２１Ｂにビス４Ａ、４Ｂを挿通した後、このビス４Ａ、４Ｂを比較的容易に傾けることが可能で、ビス４Ａ、４Ｂを容易に天井部材２に対して斜めに打ち込むことができる。
また、一対の貫通孔２１Ａ、２１Ｂを平面視で雌ねじ部１３を挟んで互いに反対側に配置したので、貫通孔２１Ａ、２１Ｂに挿通したビス４Ａ、４Ｂを天井部材２に打ち込むことで、吊りボルト５に重量物が吊り下げられて固定具３にねじり力が作用しても、このねじり力に抵抗できる。また、天井部材２に打ち込んだ複数のビス４Ａ、４Ｂにより、固定具３の移動を防止できる。

〔第２実施形態〕
図９は、本発明の第２実施形態に係る固定具３Ａの縦断面図である。
本実施形態では、傾斜部２０Ａ、２０Ｂに折り返し部２２Ａ、２２Ｂを設けた点が、第１実施形態と異なる。具体的には、一枚の鋼板を折り曲げることで、固定具本体１０の平板部１１および一対の傾斜部２０Ａ、２０Ｂに加えて、さらに、折り返し部２２Ａ、２２Ｂを形成する。
本実施形態によれば、上述の（１）～（３）と同様の効果がある。

〔第３実施形態〕
図１０は、本発明の第３実施形態に係る固定具３Ｂの平面図である。
本実施形態では、傾斜部２０Ａ、２０Ｂに設けた貫通孔２１Ａ、２１Ｂを円形とするとともに、固定具本体１０の平板部１１に一対の仮固定用の貫通孔２３Ａ、２３Ｂを設けた点が、第１実施形態と異なる。貫通孔２３Ａは、貫通孔２１Ａの近傍に設けられ、貫通孔２３Ｂは、貫通孔２１Ｂの近傍に設けられている。また、これら仮固定用の貫通孔２３Ａ、２３Ｂは、平面視で、固定具本体１０の雌ねじ部１３に対して対称に配置されている。

以上の固定具３Ｂを天井部材２に取り付ける手順について、図１１のフローチャートを参照しながら説明する。
ステップＳ１１では、図１２に示すように、固定具３Ｂの平板部１１に設けた仮固定用の貫通孔２３Ａに仮固定用のビス２４を挿通して、この仮固定用のビス２４を天井部材２の下面に垂直に打ち込む。これにより、固定具３Ｂは、天井部材２の下面に仮固定される。
ステップＳ１２では、図１２に示すように、固定具３Ｂの傾斜部２０Ｂに設けた貫通孔２１Ｂに本固定用のビス４Ｂを挿通して、ビス４Ｂを天井部材２の下面に対して斜めに打ち込む。このとき、固定具３Ｂは、仮固定用のビス２４により天井部材２の下面に仮固定されているので、ビス４Ｂの角度や位置がずれるのを防止できる。
ステップＳ１３では、仮固定用のビス２４を取り外す。
ステップＳ１４では、固定具３Ｂの傾斜部２０Ａに設けた貫通孔２１Ａに本固定用のビス４Ａを挿通して、ビス４Ａを天井部材２の下面に対して斜めに打ち込む。このとき、固定具３Ｂは、ビス４Ｂにより既に天井部材２の下面に固定されているので、ビス４Ａの角度や位置がずれるのを防止できる。
本実施形態によれば、上述の（１）～（３）と同様の効果がある。

なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。

また、上述の実施形態では、木質部材としての天井部材２に、直接、固定具３を取り付けたが、これに限らず、天井部材２の下面に天井仕上材（例えば、石膏ボード、天井用パネル）を取り付けて、この状態で、天井仕上材の下面に固定具３を配置し、この固定具３を天井部材２に固定してもよい。
また、上述の実施形態では、木質部材としての天井部材２に固定具３を取り付けたが、これに限らず、木質部材としてのＣＬＴ板に固定具を取り付けてもよい。また、固定具３を用いて、部材６としてブレースやＣＬＴ板を支持してもよい。
また、上述の実施形態では、傾斜部２０Ａ、２０Ｂのそれぞれに、固定具本体１０の雌ねじ部１３に対して対称に、単一の貫通孔２１Ａ、２１Ｂを設けたが、これに限らず、傾斜部のそれぞれに、複数の貫通孔を設けてもよい。

１…天井構造 ２…天井部材（木質部材） ３、３Ａ、３Ｂ…固定具
４Ａ、４Ｂ…ビス（接合具） ５…吊りボルト（吊り材） ６…部材
１０…固定具本体 １１…平板部 １２…貫通孔 １３…雌ねじ部（吊り材接合部）
２０Ａ、２０Ｂ…傾斜部 ２１Ａ、２１Ｂ…貫通孔 ２２Ａ、２２Ｂ…折り返し部
２３Ａ、２３Ｂ…貫通孔 ２４…仮固定用のビス

Claims (3)

1. 木質部材に吊り材を固定するための固定具であって、
   前記吊り材が取り付けられる固定具本体と、
   前記固定具本体を挟んで両側に設けられて前記木質部材に対して傾斜した一対の傾斜部と、を備え、
   前記一対の傾斜部は、前記固定具本体に対して傾斜しており、
   前記一対の傾斜部には、それぞれ、接合具が挿通される貫通孔が形成されていることを特徴とする固定具。
2. 前記固定具本体は、平板状の平板部と、前記平板部に設けられて前記吊り材が接合される吊り材接合部と、を備え、
   前記一対の傾斜部に形成された貫通孔は、それぞれ、前記傾斜部から前記平板部まで延びる長孔、または、前記傾斜部に設けられる円形孔であり、平面視で前記吊り材接合部を挟んで互いに反対側に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の固定具。
3. 木質部材から部材を吊り下げ支持する部材の支持方法であって、
   前記木質部材上に請求項１または２に記載の固定具を配置する工程と、
   前記固定具の一対の傾斜部の貫通孔に接合具を挿通して、前記接合具を前記木質部材に対して傾斜させて打ち込むことで、前記固定具を前記木質部材に取り付ける工程と、
   前記吊り材を前記固定具に取り付けて、前記吊り材に前記部材を連結する工程と、を備えることを特徴とする部材の支持方法。
   
   

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