JP3677494B2 - 建築用構成材の接続構造 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、建築用構成材を長手方向に連続させて母屋として用いることができる建築用構成材の接続構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
建築物に用いられる構成材は、強度不足が生じないように極力、連続部材が用いられているが、当然、建築物の大きさ等から構成材同士を接続することは避けられないものである。また、一般家屋などの施工において、屋根等への持ち上げに際し、クレーン等の設備を必要とする連続部材を用いるよりも、容易に持ち上げ可能な構成材同士を接続することも、選択され得る態様である。
従来、母屋は、Ｉ型或いはＣ型鋼材からなり、天井材等の壁材を支持することができるものであるが、このうちＣ型鋼材を連結する構造も提案されている（例えば特許文献１など）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平８−４２００２号公報（段落番号００４０〜００４１，図１１〜１３）
【０００４】
特許文献１は、Ｃ型鋼材の内側に当て板を、外側に連結用板を臨ませ、これら当て板と連結用板によってＣ型鋼材の開口部の縁部を挟み付けて接続するものであって、Ｃ型鋼材自体にボルト挿通孔を設ける手間が無いため、接続作業がいくらか軽減される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記特許文献１は、Ｃ型鋼材の開口部の縁部のみを当て板と連結用板で挟み付けるので、強固な締め付けが必要となるが、容易には十分な接続強度が得られない。また、２枚の板材で挟み込んでいるだけなので、長期間の使用により、次第にＣ型鋼材と２枚の板材の位置関係がずれてしまう虞がある。さらに、Ｃ型鋼材の内側に当て板を配して連結用板でＣ形鋼材を挟み込んでボルト等で締着する作業は非常に煩雑である。
また、仮に強固に締め付けて固定しても、この接続部分では２枚の板材が曲げ等の強度を負担するので、主要部分に対してこの接続部分は強度的に弱点部分であった。そのため、梁等の直上にて接続する必要があるなど、構造上、施工上の制約があり、作業が面倒であった。
そこで、本発明では上記問題点に鑑み、接続強度を十分に確保でき且つ作業が容易な建築用構成材の接続構造を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記に鑑み提案されたもので、少なくとも立ち上がり部、その上端から左右方向の一方側へ延出する上フランジを備える建築用構成材を長手方向に接続する接続構造において、建築用構成材は、第１立ち上がり部と、該第１立ち上がり部の上端から左右方向の一方側へ延出する第１上フランジと、必要に応じて設けられる第１立ち上がり部の下端から左右方向の一方側へ延出する第１下フランジからなる第１構成材部と、第２立ち上がり部と、該第２立ち上がり部の上端から左右方向の一方側へ延出する第２上フランジと、必要に応じて設けられる第２立ち上がり部の下端から左右方向の他方側へ延出する第２下フランジとからなる第２構成材部とを一体的に形成すると共に、長手方向の一方には第１構成材部を延出した第１重合部を、他方には第２構成材部を延出した第２重合部を設けてなり、第１重合部の第１立ち上がり部に、隣り合う建築用構成材の第２重合部の第２立ち上がり部が並列するように、さらに第１重合部の第１上フランジに、第２重合部の第２上フランジが被覆するように重合して長手方向に接続することを特徴とする建築用構成材の接続構造に関するものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明における建築用構成材（以下、単に構成材という）４は、前述のように第１構成材部（１１又は２）と第２構成材部（１２又は３）とを一体的に形成した構成であって、第１構成材部（１１又は２）と第２構成材部（１２又は３）とは、図１（ａ）や図２（ａ）〜（ｃ），（ｇ）〜（ｉ）に示すように一枚の金属板を成形・加工した一部材からなる構成でも良いし、図１（ｂ）〜（ｈ）や図２（ｄ）〜（ｆ），（ｉ）〜（ｌ）に示すようにそれぞれ別々に成形・加工された別部材を、ボルト・ナット、ビス等による締着、溶接、かしめ等の各種一体化手段により一体化したものでも良い。前者の場合、第１構成材部を１１，第２構成材部を１２とし、後者の場合、第１構成材部を２，第２構成材部を３として区別する。
【０００８】
第１構成材部１１と第２構成材部１２とが一部材からなる構成の場合、第１構成材部１１は、第１立ち上がり部１１１と、該第１立ち上がり部１１１の上端から左右方向の一方側へ延出する第１上フランジ１１２と、必要に応じて設けられる第１立ち上がり部１１１の下端から左右方向の一方側へ延出する第１下フランジ１１３からなる。尚、第１下フランジ１１３が設けられる場合には、図１（ａ）や図２（ｂ），（ｈ）に示すように第１構成材部１１は断面略コ字状となり、第１下フランジ１１３が設けられない場合には、図２（ａ），（ｃ），（ｇ），（ｉ）に示すように第１構成材部１１は断面逆Ｌ字状となる。
第２構成材部１２は、第２立ち上がり部１２１と、該第２立ち上がり部１２１の上端から左右方向の一方側へ延出する第２上フランジ１２２と、必要に応じて設けられる第２立ち上がり部の下端から左右方向の他方側へ延出する第２下フランジ１２３からなる。尚、第２下フランジ１２３が設けられる場合には、図１（ａ）や図２（ａ），（ｇ）に示すように第２構成材部２１は断面略Ｚ字状となり、第２下フランジ１２３が設けられない場合には、図２（ｂ），（ｃ），（ｈ），（ｉ）に示すように第２構成材部２１は断面逆Ｌ字状となる。
そして、構成材４としての立ち上がり部４１は、第１構成材部１１の第１立ち上がり部１１１と第２構成材部１２の第２立ち上がり部１２１とが接面状或いは隙間を介して対向状に重合（左右に並列）して形成され、構成材４としての上フランジ４２は、第１上フランジ１１２に第２上フランジ１２２が被覆するように重合（上下に積層）して形成される。また、本発明の構成材において下フランジ４３は必須の構成ではないが、第１下フランジ１１３と第２下フランジ１２３とが同一平面上に並列して形成されるか、或いは第１下フランジ１１３のみ又は第２下フランジ１２３のみにて形成される場合がある。
【０００９】
第１構成材部２と第２構成材部３が別部材からなる構成の場合、第１構成材部２は、第１立ち上がり部２１と、該第１立ち上がり部２１の上端から左右方向の一方側へ延出する第１上フランジ２２と、必要に応じて設けられる第１立ち上がり部２１の下端から左右方向の一方側へ延出する第１下フランジ２３からなる。尚、第１下フランジ２３が設けられる場合には、図１（ｂ）〜（ｈ）や図２（ｅ），（ｋ）に示すように第１構成材部２は断面略コ字状となり、第１下フランジ２３が設けられない場合には、図２（ｄ），（ｆ），（ｊ），（ｌ）に示すように第１構成材部２は断面略Ｌ字状となる。
第２構成材部３は、第２立ち上がり部３１と、該第２立ち上がり部３１の上端から左右方向の一方側へ延出する第２上フランジ３２と、必要に応じて設けられる第２立ち上がり部３１の下端から左右方向の他方側へ延出する第２下フランジ３３からなる。尚、第２下フランジ３３が設けられる場合には、図１（ｂ）〜（ｈ）や図２（ｄ），（ｊ）に示すように第２構成材部３は断面略Ｚ字状となり、第２下フランジ３３が設けられない場合には、図２（ｅ），（ｆ），（ｋ），（ｌ）に示すように第２構成材部３は断面略Ｌ字状となる。
そして、構成材４としての立ち上がり部４１は、第１構成材部２の第１立ち上がり部２１と第２構成材部３の第２立ち上がり部３１とが接面状或いは隙間を介して対向状に重合（左右に並列）して形成され、構成材４としての上フランジ４２は、第１上フランジ２２に第２上フランジ３２が被覆するように重合（上下に積層）して形成される。また、本発明の構成材において下フランジ４３は必須の構成ではないが、第１下フランジ２３と第２下フランジ３３とが同一平面上に並列して形成されるか、或いは第１下フランジ２３のみ又は第２下フランジ３３のみにて形成される場合がある。
【００１０】
図１（ａ）に示す構成材４Ａは、上述のように一枚の金属板を成形・加工した構成である。
図１（ｂ）に示す構成材４Ｂは、上記図１（ａ）の構成材４Ａと同一の断面形状を有するが、第２構成材部３の第２上フランジ３２の先端で第１構成材部２と線接合して一体化されている。
図１（ｃ）に示す構成材４Ｃは、第１上フランジ２２と第２上フランジ３２とが面接合して一体化されている。尚、面接合は、スポット溶接等による部分的な接合も含む。
図１（ｄ）〜（ｇ）に示す構成材４Ｄ〜４Ｇは、第１上フランジ２２の先端に第２上フランジ３２の先端（折返し部）が係合し、図示しないビスやボルト・ナット、或いは溶接等により一体化される。このように第１構成材部２と第２構成材部３の上フランジ２２，３２は、重合するだけであっても、係止するものでも良く、この場合、別部材２，３の組み合わせ（位置決め）を容易に実施できる。立ち上がり部４１を構成する第１立ち上がり部２１と第２立ち上がり部３１は、図１（ｄ）の構成材４Ｄのように接面状に重合していても良いし、図１（ｅ）〜（ｇ）の構成材４Ｅのように隙間を介して対向していても良い。或いは隙間を介して対向させつつ部分的に接するようにしても良い。接しない部分は平行でも非平行でも良い。
また、立ち上がり部４１の隙間には、補強部材４６としてプレート状（図１（ｆ））、Ｌ型（図示せず）、Ｔ型（図１（ｇ））のアングル材を配しても良い。この補強部材４６により、ボルト締めを行う場合に、第１立ち上がり部２１や第２立ち上がり部３１の変形を防止できる。また、立ち上がり部４１の隙間ばかりでなく、上フランジ４２及び下フランジ４３の上下面にも表面補強部材４７を取り付けるようにしても良い。
さらに、上フランジ４２を、第１上フランジ（１１２又は２２）と第２上フランジ（１２２又は３２）により形成する場合も同様であり、接面状に重合しても良いし、隙間を介して対向しても良い。隙間には上述のような補強部材を配しても良い。或いは隙間を介して対向させつつ部分的に接するようにしても良い。
【００１１】
図２（ａ）〜（ｃ）に示す構成材４Ｇ〜４Ｉは、一枚の金属板を成形・加工した構成であって、第１立ち上がり部１１１と第２立ち上がり部１２１が前記図１（ｅ）〜（ｇ）の構成材４Ｅのように隙間を介して対向しており、図２（ａ）の構成材４Ｇは下フランジ４３が第２下フランジ１２３のみで構成され、図２（ｂ）の構成材４Ｈは下フランジ４３が第１下フランジ１１３のみで構成され、図２（ｃ）の構成材４Ｉは下フランジ４３が存在しない。
図２（ｄ）〜（ｆ）に示す構成材４Ｊ〜４Ｌは、上記図２（ａ）〜（ｃ）の構成材４Ｇ〜４Ｉと同一の断面形状を有するものであって、第１立ち上がり部２１と第２立ち上がり部３１が隙間を介して対向しており、第２構成材部３の第２上フランジ３２の先端で第１構成材部２と線接合して一体化されている。そして、図２（ｄ）の構成材４Ｊは下フランジ４３が第２下フランジ３３のみで構成され、図２（ｅ）の構成材４Ｋは下フランジ４３が第１下フランジ２３のみで構成され、図２（ｆ）の構成材４Ｌは下フランジ４３が存在しない。
上フランジ４２は、第１上フランジ（１１２又は２２）と第２上フランジ（１２２又は３２）により形成する。
図２（ｇ）〜（ｌ）に示す構成材４Ｑ〜４Ｖは、立ち上がり部４２に隙間が形成されない以外は、前記図２（ａ）〜（ｆ）の構成材４Ｇ〜４Ｌと全く同様である。
【００１２】
また、本発明の構成材４は、図３（ａ）に示すように長手方向の一方には第１構成材部（１１又は２）を延出した第１重合部４４を、他方には第２構成材部（１２又は３）を延出した第２重合部４５を設けている。尚、図１に対し、図３，４は縮尺３／５で記載してある。
図３（ａ）では、第１構成材部２と第２構成材部３が別部材である図３（ｃ）の構成材４Ｅ（前記図１（ｅ）と同一）を例としたので、この場合、略同一の長さの各構成材部２，３を位相させることにより、延出した第１重合部４４及び第２重合部４５を形成することができる。
図示しないが、第１構成材部１１と第２構成材部１２が一枚の金属板より成形機等で成形された一部材からなる場合、長手方向一方の端部の第１構成材部１１を切り欠いた状態にして第２重合部４５を形成し、他端部の第２構成材部１２を切り欠いた状態にして第１重合部４４を形成すれば良い。或いは切り欠く部分を、屈曲加工前の金属板の状態で予め切り欠いておいた後、屈曲成形しても良い。
【００１３】
そして、図３（ｂ）に示すように、第１重合部４４の第１立ち上がり部２１に、隣り合う構成材４の第２重合部４５の第２立ち上がり部３１が並列するように、さらに第１重合部の第１上フランジに、第２重合部の第２上フランジが被覆するように重合して長手方向に接続する。
図示実施例では、図３（ｄ）（前記図１（ｆ）と同一）に示すように重合部分における立ち上がり部４１の隙間、即ち第１重合部４４の第１立ち上がり部２１と第２重合部４５の第２立ち上がり部３１との間に補強部材４６を介在させ、該立ち上がり部４１及び上フランジ４２に固定手段（ビス４８）を施して重合接続した。固定手段はボルト・ナット等による締着、ビス止め、溶接、かしめ等が挙げられるが、所要の強度が得られれば公知の何れの方法でも良い。
尚、重合部分の幅は所要の接続強度が得られるように適宜決定すれば良いが、このように補強部材４６（或いは前記図１（ｇ）のような表面補強部材４７）を配して重合部分の強度を向上することにより、重合部分の幅を短くすることもできる。
【００１４】
このように本発明の構成材４の接続構造は、隣り合う構成材４，４の第１重合部４４の立ち上がり部（第１立ち上がり部２１）と第２重合部４５の立ち上がり部（第２立ち上がり部３１）が並列するように、さらに第１重合部４４の第１上フランジに、第２重合部４５の第２上フランジが被覆するように重合して接続するので、基本的に主要部分も接続部分も同様に第１構成材部２と第２構成材部３とからなり、接続部分が強度的な弱点部分とならず、長尺の連続部材と同様の強度を有するものとなる。また、基本的には接続時に接続箇所をプレートを用いてサンドイッチしてからボルト締めするような煩雑な作業を必要としない。
そのため、長手方向に接続することで、建築物に応じた適宜長さの構成材４を得ることができる。
【００１５】
特に本発明では、第２重合部４５及び第１重合部４４の立ち上がり部４１（２１及び３１）及び上フランジ４２（２２及び３２）に固定手段（ビス４８）を施して固定したので、隣接する構成材４，４を強固に接続することができ、前述の従来例のように接続部分を梁などの直上に位置させるなどの面倒な作業を必要とすることがない。尚、予め固定手段としてボルト・ナットやビス等を使用する場合は、予め孔を形成しておくようにしても良い。
また、図示実施例では、接続部分の立ち上がり部４１及び上フランジ４２に固定手段を施して固定したが、屋根構造に組み入れる際には、隣り合う構成材４，４の第２重合部４５及び第１重合部４４を並列状に重合して各構成材４をそれぞれ梁等に固定することにより接続すれば、必ずしも重合部分を固定しなくても良い場合もある。
【００１６】
また、構成材４の各部位の構成は、図示実施例に特に限定するものではない。
例えば図示実施例では、支持特性及び強度特性を考慮して、立ち上がり部４１（第１立ち上がり部（１１１又は２１）及び第２立ち上がり部（１２１又は３１））を鉛直状とし、上フランジ４２（第１上フランジ（１１２又は２２）及び第２上フランジ（１２２又は３２））、並びに下フランジ４３（第１下フランジ（１１３又は２３）及び第２下フランジ（１２３又は３３））を水平状としたが、所定の支持強度を有するものであれば、例えば図１（ｈ）に示す構成材４Ｆのように途中に溝部４９などの形状を付加するようにしても良い。このように溝部４９を設けることにより、第１構成材部（１１又は２）と第２構成材部（１２又は３）の一体化及び隣り合う構成材４，４同士の接続の際の位置決めを容易に行うことができる。
【００１７】
さらに、立ち上がり部４１は、長手方向に沿って図示しない開口部を設けても良く、該開口部を建築物としての電気配線、その他の配線・配管などを通すための貫通孔としても良いし、第１構成材部２及び第２構成材部３を一体化させるためのボルト孔、或いは梁等に固定したＬ型、Ｔ型のアングル材を固定するためのボルト孔として用いても良い。このような開口部の形状は目的に併せて円形、長方形、楕円形など適宜決定すれば良い。例えばボルト孔としての開口部を長手方向に細長く設ければ、ボルト止めの際に位置決めの微調整が可能となる。
また、開口部は、特に立ち上がり部４１を流れ方向に交わる方向に配した場合には、この開口部が空気等の連通路（空気層）となる。
【００１８】
そして、本発明により長さ方向に接続された構成材４は、長尺な連続部材と同様に母屋として屋根構造などに利用することができ、下フランジ４３上には天井材等の壁材５を支持させ、上フランジ４２上には外装材やそれを支持するための部材などを固定することができる。
【００１９】
図４に示す屋根構造は、下フランジ４３上にグラスウール、発泡樹脂等の断熱材、各種素材から構成される化粧材（壁材）５を支持させ、上フランジ４２上には断熱材からなる下地材６を載置し、その上に断面略Ｈ型状の外装材用保持部材７を固定部材７０にて固定した。そして、隣接する外装材用保持部材７，７間には、平坦部８１の左右側縁に折下げ成形部８２，８２を備える外装材８（８０：バックアップ材）を取り付け（弾性保持させ）、カバー材９を取り付けて略平坦状の屋根面が形成されるように施工した。
尚、上フランジ４２上には直接外装材８を取り付けても、図示するように下地材６を介して外装材８を取り付けても良い。また、外装材８は屋根（屋根板）でも壁（外壁板）でも良く、縦葺き、横葺き、折板などが挙げられ、特に限定するものではない。
【００２０】
このような構成材４を用いて施工された壁体構造は、壁材５の上面レベルと構成材４の上フランジ４２レベル（外装構造の下面レベル）の間に空気層Ａが形成されているので、断熱性が高いものとなる。例えば従来の母屋上に外装構造を施工したものでは、垂木等の厚みを超えない範囲の断熱材を配することができるが、本発明では建築用構成材４の高さの範囲で調整することができるので、より高い断熱性を容易に得ることができる。
【００２１】
以上本発明を図面の実施の形態に基づいて説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載の構成を変更しない限りどのようにでも実施することができる。例えば本発明における壁材としては天井材（板）ばかりでなく、その他の内壁材などにも適用することができる。
【００２２】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の建築用構成材は、隣り合う建築用構成材の第１重合部及び第２重合部を重合して接続するので、基本的に主要部分も接続部分も同様に第１構成材部と第２構成材部とからなる構造となり、接続部分が強度的な弱点部分とならず、長尺の連続部材と同様の強度を有するものとなる。
そのため、長手方向に接続することで、建築物に応じた適宜長さの建築用構成材を得ることができる。
本発明と前記従来の構造とを比較すると、本発明では位相状の第１重合部及び第２重合部を設けて接続するので、従来のＣ型鋼材を突き合わせて２枚の板材にて挟み込んで接続する構造に比べて接続強度が高く、その作業も極めて容易である。
そして、下フランジ上には天井材等の壁材を支持させ、上フランジ上には外装材やそれを支持するための部材などを固定することができ、母屋として屋根構造などに好適に利用することができる。
【００２３】
また、第１構成材部と第２構成材部の縦方向の各立ち上がり部を、隙間を介して対向させた場合、補強部材を介在させて外観意匠を損なうことなく強度アップを図ることができる。
【００２４】
さらに、第１構成材部と第２構成材部を別部材とした場合、重合の際にずらして（位相させて）接合するだけで第１重合部及び第２重合部を形成することができるので、一体的に成形するのに比べて成形が容易である。
また、別部材からなるので、現場の状況に合わせてその場で重合部分の幅を調整することができる。
【００２５】
さらに、このような建築用構成材を用いて施工された壁体構造は、壁材の上面レベルと構成材の上フランジレベル（外装構造の下面レベル）の間に空気層が形成されているので、断熱性が高いものとなる。例えば従来の母屋上に外装構造を施工したものでは、垂木等の厚みを超えない範囲の断熱材を配することができるが、本発明では建築用構成材の高さの範囲で調整することができるので、より高い断熱性を容易に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）〜（ｈ）本発明の建築用構成材のバリエーションを示す接続部分を除く主要部分の断面図である。
【図２】 （ａ）〜（ｌ）本発明の建築用構成材の別のバリエーションを示す接続部分を除く主要部分の断面図である。
【図３】（ａ）本発明の建築用構成材の端部構造の一例を示す斜視図、（ｂ）重合接続した状態を示す斜視図、（ｃ）その主要部分（Ｃ部における）の断面図、（ｄ）その接続部分（Ｄ部における）の断面図である。
【図４】（ａ）本発明により接続された建築用構成材を用いた屋根構造の一例を示す側断面図、（ｂ）正面図である。
【符号の説明】
１１ 第１構成材部
１１１ 第１立ち上がり部
１１２ 第１上フランジ
１１３ 第１下フランジ
１２ 第２構成材部
１２１ 第２立ち上がり部
１２２ 第２上フランジ
１２３ 第２下フランジ
２ 第１構成材部
２１ 第１立ち上がり部
２２ 第１上フランジ
２３ 第１下フランジ
３ 第２構成材部
３１ 第２立ち上がり部
３２ 第２上フランジ
３３ 第２下フランジ
４ （建築用）構成材
４１ 立ち上がり部
４２ 上フランジ
４３ 下フランジ
４４ 第１重合部
４５ 第２重合部
５ 壁材
６ 下地材
７ 外装材用保持部材
８ 外装材
９ カバー材

Claims (3)

1. 少なくとも立ち上がり部、その上端から左右方向の一方側へ延出する上フランジを備える建築用構成材を長手方向に接続する接続構造において、
   建築用構成材は、第１立ち上がり部と、該第１立ち上がり部の上端から左右方向の一方側へ延出する第１上フランジと、必要に応じて設けられる第１立ち上がり部の下端から左右方向の一方側へ延出する第１下フランジからなる第１構成材部と、第２立ち上がり部と、該第２立ち上がり部の上端から左右方向の一方側へ延出する第２上フランジと、必要に応じて設けられる第２立ち上がり部の下端から左右方向の他方側へ延出する第２下フランジとからなる第２構成材部とを一体的に形成すると共に、長手方向の一方には第１構成材部を延出した第１重合部を、他方には第２構成材部を延出した第２重合部を設けてなり、
   第１重合部の第１立ち上がり部に、隣り合う建築用構成材の第２重合部の第２立ち上がり部が並列するように、さらに第１重合部の第１上フランジに、第２重合部の第２上フランジが被覆するように重合して長手方向に接続することを特徴とする建築用構成材の接続構造。
2. 第１構成材部と第２構成材部の各立ち上がり部は、隙間を介して対向していることを特徴とする請求項１記載の建築用構成材の接続構造。
3. 第１構成材部と第２構成材部は、一部材からなる構成であるか、別部材からなることを特徴とする請求項１又は２に記載の建築用構成材の接続構造。

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