JP4113661B2 - 建造物を締付けるための収縮補整装置および方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、建造物の建設に関し、さらに詳細には、建造物の壁を建造物の基礎および下床に固定するための新規な装置および方法に関する。本発明は、固定システム(hold down system)において経時的な木の収縮によって生じた弛みや地震による木の破砕によって生じた弛みを除去するための自動調節機構を提供する。
【０００２】
【従来の技術】
木製品は、含水率が変化するにつれて寸法が変化する。中実の根太材(sawn joist)を用いた床システムは、一般に、その寸法が、木目を横切る方向に約５％収縮する。ある状態において、床システムは、１年間に６．５％収縮することが知られている。この収縮は、一般に、「沈下」と呼ばれる全プロセスおよび状態の一部である。実際、沈下は、基礎の沈下と、収縮による壁の沈下の両方を含む。
【０００３】
下方にある中実面（solid surface ）に取り付けられた剪断壁に関する試験および荷重評価が完成している。その中実面は、典型的には、スチール、コンクリート、またはそれらの両方を含む。建てている最中の壁の試験、そして建てた直後の壁の試験の結果は、長い期間にわたって存在する壁の試験の結果よりも実質的に良好である。一般的には、シルプレート（土台下枠）のアンカーまたは底部アンカーは、ねじ付きロッドまたは固定ストラップであり、これらのロッドまたはストラップは、壁の底板またはシルプレート（底部の水平部材であり、この部材の上をスタッド（間柱）が鉛直方向に延びる）を捕捉している。数ヶ月から数年という期間が経つうちに、木は水分を失い、収縮し、建築物は沈下する。ねじ付きロッドタイプのアンカーは弛められる。ストラップタイプのアンカーは、確実に係合されていれば歪み、また、圧縮荷重を加えられたりする。
【０００４】
現在用いられている、ロッド、ストラップなどを初めとする締付システム(tie down system) は、この問題に対する解決をもたらさない。建造物が「沈下」した後、締付システムに荷重がかけられて壁の移動に抵抗し始めるよりも先に、壁が固定構造と再び係合する前に持ち上がることがある。実際の建造物の損傷は、アンカー金具に荷重がかけられる（引張られる）前に生じることがある。固定された壁の基部と直ちに係合しない金具は、横方向の耐荷重能力の５０％〜７０％の損失をもたらすことがある。
【０００５】
一般に、問題は、強力な暴風または地震が発生した場合に生じる。かかる環境の下で、建築物は、強い荷重をかけられ、または壁の延在方向に対して横方向に前後に激しく揺すられる。剪断壁の基部が基礎に対して堅固に拘束されていれば、荷重は、水平方向から鉛直方向に滑らかに伝達され得る。荷重は、基礎において分解され、そこで張力および圧縮力として現れる。
【０００６】
建造物は、しばしば、長壁（建造物の高さより長い壁）および短壁（建造物の高さよりも短い壁）を含む。特定の壁部にかかる持ち上げ荷重は壁の長さに反比例する。長く幅狭の剪断壁（一般に、ほぼ全ての家庭において見られるような）は、レバーアームとして働き、入力荷重を増幅する傾向がある。また、ある例においておよび壁の構造配置に応じて、固定システムにかかる実際の荷重は、元の荷重の数倍に増幅され得る。木の収縮により生じるギャップはさらに、ギャップが閉鎖されかつ固定システムに最終的に荷重がかけられるときに、望ましくない衝撃荷重を固定システムに伝達する。
【０００７】
しかし、現在完成状態の建造物は、概して、地震または風により発生する荷重に耐える建造物ではない。床、シルプレート、トッププレートおよび間柱を初めとする建造物の木製構成要素は、収縮する性質を有する。収縮量はかなり変化するが、一般に、最良の状態での約０．６３５ｃｍ（約１／４インチ）から、約２．５４ｃｍ（１インチ）を十分に超えた範囲にわたっている。
【０００８】
さらに、荷重下では、木が、壁の荷重により圧縮されて破砕または倒壊する。現在利用可能なシステムでは、収縮も破砕も良好に処理されず、解決されない。これらの問題により、剪断壁の横方向の耐荷力をかなりの程度低減されてしまうことになる。一般に、試験によれば、耐荷力の低減の範囲は、約３０％〜７０％である。これは、用いられる等級が、不動産保存または人命安全のための建築基準に対応しているかどうかにより変化する。
【０００９】
改良された弛み締め（take-up ）装置を含む、より良好な固定システムまたは締付システムが、建築材料の収縮に対応するために必要である。このような改良された弛み締め装置を備えた改良型締付システムにより、構成材料が収縮をうけ易い剪断壁の強度が増大される。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
以上に確認された必要性によれば、本発明の目的は、剪断壁とそのアンカー（固定具）との間に生じる弛みを除去するための自己動力式の弛み締め装置および方法を提供することにある。また、本発明の目的は、最低３０年の平均寿命を有する高い信頼性を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、アンカーに沿って、ある面と、アンカーに固定された止め具との間を軸方向に伸張可能な装置、すなわちテイクアップユニットにおいて、スライドと係合するためのねじ付きのベースと、多条ねじによりベースとねじ係合して、ベースに対する複数回の相対回転の間に相対的な直線移動をもたらすスライドと、
相対回転を生じさせるための付勢要素とを備え、ベースおよびスライドが、アンカーから軸方向に独立するように構成されていることをその要旨とする。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、アンカーにより径方向の運動を抑制される。
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、止め具および面のみにより軸方向に拘束される。
【００１３】
請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、ベースおよびスライドのねじ部を防護するためのカバーをさらに備える。
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の発明において、カバーが、さらに、ベースおよびスライドの上のねじを保護するために、ベースおよびスライドの一方の少なくとも一部を含む。
【００１４】
請求項６に記載の発明は、請求項４に記載の発明において、カバーが付勢要素を保護するように構成されている。
請求項７に記載の発明は、請求項４に記載の発明において、カバーがスライドおよびベースの一方と一体形成されている。
【００１５】
請求項８に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、設置された装置が、完全に伸張された長さに達した後、長さを実質的に維持する。
請求項９に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、装置の相対的収縮に対応する方向における相対回転を防止するためのロックをさらに備える。
【００１６】
請求項１０に記載の発明は、請求項９に記載の発明において、ロックが逆方向の回転に対して選択的に抵抗するように構成されている。
請求項１１に記載の発明は、請求項１０に記載の発明において、ロックがスライドとベースとの間の摩擦面を有する。
【００１７】
請求項１２に記載の発明は、請求項１０に記載の発明において、装置の分解を防止する安全機構をさらに備え、安全機構がスライドとベースとの構造的干渉を有する。
請求項１３に記載の発明は、請求項１２に記載の発明において、安全機構が、さらに、ベースとスライドとの相互干渉のための、ベースおよびスライドの一方から延在する第１部材と、ベースおよびスライドの他方から延在する第２部材とを含む。
【００１８】
請求項１４に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、装置の分解を防止するための安全機構をさらに備える。
請求項１５に記載の発明は、請求項１４に記載の発明において、分解が、さらにベースとスライドとの分離を含む。
【００１９】
請求項１６に記載の発明は、請求項１４に記載の発明において、安全機構が、組立中に、付勢要素に予め荷重をかけた後で、製造者によって係合されるように構成されている。
【００２０】
請求項１７に記載の発明は、請求項１６に記載の発明において、さらに、トリガを含み、トリガが、装置の第１の高さに対応する予め荷重された状態を維持するのに効果的であり、かつ、ベースとスライドとの相対回転のためにベースおよびスライドを解放するように操作可能である。
【００２１】
請求項１８に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、高さの動作範囲を有し、さらに、複数個積み重ね可能であるように構成された装置であって、積み重ねられた装置の各々が、動作範囲のすべての値にわたって動作可能であることを維持する。
【００２２】
請求項１９に記載の発明は、テイクアップユニットを壁固定システムに設置するための方法であって、ベース部材とスライド部材との偶然の分離を防止するための安全機構と、自動高さ調節を作動させるトリガとを各々が備えた第１および第２のテイクアップユニットを設ける工程と、第１のテイクアップユニットをアンカーボルト周囲の適切な位置に、拘束されるべき面上に第１のテイクアップユニットのベース部材の面が支持されるように配置する工程と、第２のテイクアップユニットを第１のテイクアップユニットに対し端部と端部とを接触させ、かつ第１のテイクアップユニットと軸方向に位置合わせして、アンカーボルトの周りに配置する工程と、止めナットをアンカーボルト上に、第２のテイクアップユニットに近接して設置する工程と、第１および第２のテイクアップユニットの自動高さ調節を作動させるために第１および第２のテイクアップユニットのトリガ機構を解放する工程とから成る。
【００２４】
本発明の装置は、伸ばす用意がされるかまたは予め荷重がかけられた位置で、高さ方向に動作または展開する準備をされた状態出荷され得る、逆戻りしない（伸張した位置で固定される）設計であると共に、装置の動作を発動させるためのトリガ機構を有することが望ましい。最小のスキルおよび工具の範囲でも作動させ得る簡単な機構を提供することが望ましい。ある一定の実施形態では、弛み締め工程について、段状の作用を含まない滑らかで連続した運動をもたらすことが望ましい。しかしながら、段状の作用が望ましい実施形態もある。バックラッシュを約０．００２５４ｃｍ（１／１０００インチ）以内に最小化することが望まれる。
【００２５】
同心的に荷重され得る装置であって、それにより、偏心的な荷重に耐えかつ偏心的な荷重をより良好に中心に集束することができる装置を提供することが望ましい。実際、十分に適合された部材が設けられていることはほとんどなく、本発明の弛み締め装置すなわちテイクアップユニットは、完全な締付設計の荷重と同等の荷重で、テイクアップユニットを取り付ける任意のアンカーに対して機能することができる。究極的には、締付設計は、対応する締付装置の最大荷重に、実質的につぶれおよび歪み（例えば約０．１５８７５ｃｍ（１／１６インチ）よりも大きい）を生じずに耐えるものとする。
【００２６】
ある一定の実施形態において、より多くの木が積層されることによってさらに多くの収縮が生じる場合に、テイクアップユニットを積み重ねて、さらなる弛み締め能力を提供し得る。一般に用いられているアンカーに嵌合され、かつ締付機構のための現在利用可能な空間内に嵌まるように適合された、標準的な寸法を提供することが望ましい。したがって、本発明のテイクアップユニットは、締付システムの一般的な寸法のほぼすべてに使用可能であるか、または特別な寸法を有するシステムにおいても使用可能である寸法を有し得る。
【００２７】
上記の目的に一致し、また本明細書中に具体化され広く記載された本発明に従って、装置および方法が、当業者が本発明を製造および使用することを可能にするように、適切に詳細に開示される。ある一定の実施形態において、本発明の装置および方法は、木の収縮または破砕により生じた空間を塞ぐためにアンカーと木製建造物との間に嵌め込まれた、長さ（または高さ）が単調に増大する伸張装置を含み得る。
【００２８】
本発明の装置の１実施形態は、内部を通る孔を有するテイクアップユニットを含む。この孔は、固定システムのアンカーボルトを収容する。テイクアップユニットは概して、押えられる面と、アンカーボルトによってねじ係合する状態に支持された止めナットとの間に、圧縮された状態で差し挟まれるように構成されている。
【００２９】
テイクアップユニットの重要な機能は、自動的に高さが増大する能力である。かかる高さの増大は、不連続な段において、または連続した滑らかな作用として遂行され得る。
【００３０】
テイクアップユニットは、典型的には、ベース部材およびスライド部材を備える。ベース部材とスライド部材は、これらの部材の相対的な滑り運動がテイクアップユニットの高さの変化を生じさせるように、概して協働的に構成されている。また、ベース部材とスライド部材は、典型的には、それら２つの部材間に、部材が互いに密着して摺動する関係を維持するように適合されたインタフェースを有する。このような第１のインタフェースは、ベース部材とスライド部材の間の相互に係合したねじインタフェースであろう。ベース部材とスライド部材の間のこのような第２のインタフェースは、あり継ぎ(dovetail joint)である。
【００３１】
また、例示的なテイクアップユニットは、典型的には、伸張を生じさせる要素として構成された付勢部材を備える。実際的でかつ非常に好ましい伸張要素の１つは、コイルばねとして具体化される。このコイルばねは、ベース部材とスライド部材の間に挿入され、かつ、これら２つの部材をユニット高さ増大位置の方向に押し出すように、予め荷重がかけられている。また、テイクアップユニットは、好ましくは、ユニットを第１の高さを有する設置配置に維持するように操作可能であるトリガ機構も備える。トリガ機構は、概して、ユニットを固定システムに設置した後にユニットの高さが第２の高さへと自動的に増大するようにユニットを展開させるよう、解放可能である。
【００３２】
本発明のテイクアップユニットは、スライド部材およびベース部材が有する構造間の干渉により提供可能な安全機構も備え得る。この安全機構は、テイクアップユニットの製造中に、１以上のばねに予め荷重を加えた後に係合されるかまたは機能を与えられる。安全機構の機能の１つは、ユニットの偶然の分解を防止することである。安全機構は、ベース部材とスライド部材との相対運動の最大範囲を決定し得る。例示的な安全機構は、スライド部材が有するフランジにより形成される。フランジは、ユニットの組立後、ベース部材が有する構造と干渉する位置において変形される。フランジとベース部材の同構造との間に生じた干渉により、ユニットが組立後に偶然分解をすることが防止される。フランジと同一の機能を達成するために、スナップリングを用いてもよい。
【００３３】
スライド部材はまた、スライド部材およびベース部材の部材間の前進するインタフェース上に、屑に対する遮蔽（シールド）を形成するためのカバーも備え得る。この前進するインタフェースは、設置配置にあるときにスライド部材およびベース部材の部材間で接触する任意の面であることに加えて、ユニット高さをさらに増大させる面の少なくとも一部を含むものとして定義され得る。テイクアップユニットは、固定システムにおいて複数のユニットを直列に積み重ねて、全体の伸張高さの範囲を増大させるように構成および配置され得る。
【００３４】
テイクアップユニットは、市販のアンカーボルトと係合する右ねじ孔を有するスライド部材を備えるように形成され得る。スライド部材は、典型的には、ジャムナットを受承するための支持面を有する。ジャムナットもまたアンカーボルトと係合する。予め荷重がかけられたばねの作用によりスライド部材がアンカーボルトの周りで偶然に回転することをさらに防止するために、アンカーボルトのねじ方向と異なる方向のねじが、ベース部材とスライド部材の間に設けられることが好ましい。市販の右ねじアンカーボルトに適応するために、好ましくは、左ねじ係合が、スライド要素とベース要素の間の摺動可能な捕捉インタフェースとして設けられ得る。
【００３５】
【発明の実施の形態】
本発明の上記および他の目的および特徴は、添付図面と関連づけて、以下の説明および特許請求の範囲から、さらに十分に明確になるであろう。これらの図面は単に本発明の典型的な実施形態を示し、それゆえ本発明の範囲を限定するものではないとの理解の下で、本発明を、添付の図面を用いてさらに明確かつ詳細に記載する。
【００３６】
添付の図面に概ね記載されかつ示されたような本発明の構成要素は、多様に異なる構造に配置および設計し得ることが容易に理解されるであろう。したがって、図１〜８Ｂに示したような本発明のシステムおよび方法の実施形態についての以下のさらに詳細な説明は、本発明の範囲を限定するためのものではない。本発明の範囲は特許請求の範囲と同じ範囲である。例示されたものは、本発明の現時点で好ましい一定の実施形態の典型にすぎない。これらの本発明の現時点で好ましい実施形態は、図面を参照することにより最良に理解されるであろう。図面全体を通して、同様な部分は同様な数字番号により表示している。
【００３７】
当業者は、もちろん、本発明の本質的な特性から逸脱せずに、図面の詳細に対して、種々の変更を容易になし得ることを理解するであろう。したがって、以下の図面の説明は、単に例として意図されるものであり、特許請求の範囲に記載されたように本発明と矛盾しない現時点で好ましいある一定の実施形態を例示するに過ぎない。
【００３８】
図１を参照する。木製の剪断壁８は、挽き材（ランバー）、合板（またはＯＳＢ）、釘および取付金具から成る強化アセンブリである。剪断壁は、平面内のうねりまたは地震による力に抵抗する。荷重は、建造物から、荷重のかかる平面内に剪断壁へと移動する。荷重が壁内に移動されると、壁は荷重から離れる方向に移動する傾向がある。それゆえ、荷重は壁に回転またはモーメントを誘起する。壁が回転すると、壁の一つの角部が圧縮され、他の角部が基礎または支持体から離れて持ち上がろうとする。従来は、壁８の下側の複数の角部はストラップまたは金具により固定されていた。しかし、図示されているように、壁８は、構造的収縮に適応する本発明の弛み締め機構である１以上のテイクアップユニット１０により押え付けることが可能である。
【００３９】
図１は、アンカーボルト１６の端部を固定するための２つの実行可能な配置を示す。１つの配置は、単にシルプレート（土台下枠）１２を基礎１４に直接ボルトで締めており、また、止めナット１８とシルプレート１２との間に１以上のワッシャを含み得る。図示されているように、テイクアップユニット１０もまた、木の収縮を補整するために設けられる。テイクアップユニット１０の荷重に応じて、スチールプレート（図示せず）を、テイクアップユニット１０の下に挿入して、シルプレートレート１２に対するテイクアップユニット１０の圧縮力を分散するようにしてもよい。代わりの配置は、アンカーボルト１６の一端を固定すると共に、ブラケット２２を組み込んでいる。この配置において、ブラケット２２は、間隔をあけて配置された複数の留め具２６により、スタッド（間柱）２４に固定される。ここでも、テイクアップユニット１０が、木の収縮を補整するために適切な位置に設けられる。テイクアップユニット１０は、止めナット１８と、図示された一般的な市販の保持装置の金属スペーサプラットフォームベース２８との間に配置され得る。木製スタッド２４は、荷重をスタッド２４の端部の全体でシルプレート１２に分配することにより、シルプレート１２への荷重伝達を容易にする。
【００４０】
図１に示したテイクアップユニット１０は、アンカーボルト１６の軸方向の弛みを締めて解消するように、アンカーボルト１６の周囲に設置されかつ方向付けられている。テイクアップユニット１０は、アンカーボルト１６により径方向の運動を防止されると考えられ得る。好ましいテイクアップユニット１０は、固定システムが過度に弛んだ場合でも十分な高さまで延在し、かつその十分な高さを維持することが可能である。
【００４１】
図１は、シルプレート１２が基礎１４の上部に直接設置されている様子を示す。この構造によれば、固定システムにおいて収縮される木の厚みが最小となる。建造物の別の標準的な建設方法は、プラットフォームフレーミングと称されている。この方法は、２枚プレートの壁の頂部に床プラットフォームを構築し、次いでその床の上部に壁を追加する工程を含む。このとき、アンカーボルト１６は、木よりも厚い厚みにわたって延在しなければならないため、かかる構造の床板に壁を固定するための固定具は、かなりの木の収縮をうける。別の構造配置において、ねじ付きロッド１６またはアンカーボルト１６が、その一端にて基礎１４に取り付けられ、シルプレート１２を通過し、根太(joist )の厚みを通って延び、下張床および床、ならびに間柱壁８の底部部材を貫通する。上記の木製部材は、収縮の最大量をアンカーボルト１６にもたらすように概して方向付けられている。約１．９０５ｃｍ（約４分の３インチ）の複合収縮も、このような多層構造においては例外ではない。約３．１７５ｃｍ（１．２５インチ）という大きな収縮も生じ得る。
【００４２】
図２に、テイクアップユニット１０を、完全に押し入れられた最小の設置高さ配置で示す。ボルト孔３２が市販の固定システムのアンカーボルト１６を受け入れる。支持面３４は、典型的には、必要であれば止めナットおよびワッシャを受けるように構成される（図示せず）。好ましい止めナットは、ナイロンカラー等の自己ロック機構を有する。あるいは、アンカーボルト１６と止めナット１８との間にねじロック要素を用いてもよい。締め付けるために対向位置にある１組の止めナットをジャムナットとして用いてもよい。
【００４３】
図示されたスライド部材３６は中空の形状を有し、ばね留め具３８および展開トリガ４０を有している。スライド部材３６は一体的に形成されてもよく、または別々の要素、例えば独立したキャップおよびシェル状部（図示せず）として製造されてもよい。スライド部材３６は、ベース部材４２に対して摺動しかつ延出する関係でベース部材４２と連動するための、内部構造を有する。トリガ４０は、ピンもしくはねじ付き留め具、または適切なトリガとして機能する他の任意の機構として形成され得る。例示的なトリガ機構は、ユニット１０が固定システムに設置されるまで、ユニット１０を、展開前の設置用高さに保持する。かかる設置の後、トリガは、ユニット１０の自動的な高さ方向への伸張を可能にするために取り外される。この取り外しは、簡単でかつ最小の工具を用いる範囲で達成され得ることが好ましい。
【００４４】
図３に、テイクアップユニット１０を、十分に伸張された伸張高さ配置で示す。最大伸張高さは、スライド部材３６およびベース部材４２を形成している材料の強度と、これらの部材３６，４２間のインタフェース構造の断面積とにより一部決定される。インタフェースがねじとして形成されるときには、十分な量のねじ材を、加えられた軸方向の荷重を支持するための十分な断面積を有する係合状態に維持しなければならない。また、テイクアップユニット１０により支持される荷重は、アンカーボルト１６の取付構造または位置合わせが不完全であるために偏心的に加えられる場合もある。
【００４５】
また、図３では、展開トリガ機構４０が作動位置で示されていることに留意されたい。図示されているように、トリガ４０はねじ留め具である。留め具４０は、また、ユニット１０の完全な分解を防止するための運動制限用ストップ部材としても働く。運動制限ストップを行うために、留め具４０は、留め具４０の移動範囲を制限するような方法でスライド部材３６を貫通して組み立てられ得る。そして、留め具４０の一部が、ベース部材４２が有するねじ４６に機械加工されたギャップ４４と係合した状態に維持されることになる。スライド部材３６は、ベース部材４２に対して、ギャップ４４と組み合わされた留め具４０により許容される程度にのみスライド可能となる。図３には、また、ソケット４８が見える。ソケット４８は、ユニット１０が設置高さに配置されるときに、トリガ機構４０を受け入れる。トリガ４０をソケット４８と組み合わされるように挿入および着座させて、ユニット１０が固定システムへの設置前に展開することを防止する。
【００４６】
ねじ４６は多条ねじとして図示されている。このような多条ねじの構造は、スライド部材３６のベース部材４２に対する回転によるユニット１０の高さ変化を、１条ねじの構造が生じるよりも大きく生じさせる。一般に、１条ねじと４条ねじの間の構造を有するスライド部材３６およびベース部材４２を設けることが望ましい。しかし、ねじの条数は用途の必要条件に応じて９以上に増やし得る。
【００４７】
多条ねじと１条ねじのどちらを選択するかの基準は、スライド部材３６が荷重下で逆方向に摺動する傾向にある。この場合、「逆方向」とはユニット１０の高さを低減させる方向である。多条ねじは、逆方向の摺動に対する抵抗が、同一寸法の１条ねじと比較して、より少ない。なぜなら、かみ合っているねじ間に発生する摩擦力は、多条ねじが所有する増大された接触角によって少なくされるからである。多条ねじは、増大されたリード長さまたは１回転当たりの移動量を有する。これは、傾斜がより険しいことと同等である。ねじにより形成される「傾斜」の勾配の増大は、ねじの条数に直接関係している。
【００４８】
もちろん、スライド部材３６とベース部材４２との摩擦力は、より高い摩擦係数を有するインタフェースを設けることにより増大させることができる。かかる増大を達成するための１つの方法は、係合するねじの表面間のインタフェースを粗くすることであろう。別の方法は、ねじ上に互いに噛み合う歯を形成するか、または係合し合う波状ねじを形成することであろう。かかる噛み合い歯は、荷重下でのテイクアップユニット１０の高さを不連続に増大させるであろう。
【００４９】
別の方法として、スライド部材３６内の簡単なばね荷重ラチェット装置を、ベース部材４２にわたって機械加工された鉛直方向に続く一連の段と組み合わせてもよい。かかる配置において、ラチェットは鉛直方向の段と係合し、「逆方向」移動を防止するであろう。図示された約５．５度のねじピッチ角を有する装置を試験したところ、逆方向移動防止装置も、粗面増大処理も不要であった。図示されたねじインタフェースは、ユニット１０の高さを滑らかに増大させ、かかる高さの増大は、スライド移動の連続関数として示され得る。
【００５０】
図４は、代表的なテイクアップユニット１０の分解組立斜視図である。付勢要素としてのコイルばね５０が、ボア５２の内部に収容される。ばね５０は、スライド部材３６をベース部材４２に対して摺動させることによりテイクアップユニット１０の高さを伸張させるための、実質的な自励(self -energizing)源を提供する。他の付勢部材も考えられる。ベース部材４２およびスライド部材３６をユニット１０の高さ増大方向に押し出すのに必要な機能を果たすことができる他の任意の付勢部材も利用可能である。
【００５１】
ばね５０のタブ５４は、ユニット１０の組立を補助するための止め構造として働くように構成され得る。組立中に、ばね５０はスライド部材３６に挿入され、そこでタブ５４が留め具３８を受け入れて保持係合する。次いで、タブ５６が、ベース部材４２内の、タブ５６をベース部材４２に対して固定するスロット構造により受け入れられる。ばね５０は実質的に対称の形状を有し、その両端に均等の構造を有し得る。かかる対称性により製造が簡単になり得る。スライド部材３６をねじ４６と係合させる前にばね５０に予め荷重が加えられ得る。タブ５４および５６は、ばね５０をスライド部材３６およびベース部材４２に回転可能に固定させ、スライド部材３６とベース部材４２とをねじり離すように作用するねじり力を与える。
【００５２】
さらに図４を参照して組立手順について続けて述べる。スライド部材３６はベース部材４２に対して（一方の部材を他方に対して回転させることにより）、トリガ４０がソケット４８内に嵌め込まれるようになるまで摺動される。これらの組立段階に続いて、締付ユニット１０が、壁固定システムに設置されるよう、着装れ、予め荷重をかけられて準備される。
【００５３】
ユニット１０をアンカーボルト１６上に設置し（図１）かつユニット１０を止めナット１８により固定した後、トリガ４０はソケット４８との係合から解放される。そしてユニット１０は、木製要素が収縮したときに長さを伸ばしかつ弛みを自動的に解消するように準備される。たとえユニット１０が止めナット１８により固定されずに偶然に作動されたとしても、部分的に引き出されたトリガ４０とスロット４４の端部との構造的係合により、ユニット１０の偶然の分解が防止される。かかる偶然の分解を防止する理由は、ばね５０において適切な予備荷重が維持されることを保証することにある。
【００５４】
正確なばね予備荷重が達成された後に安全機構を係合することにより分解を防止することは、本発明の実施に含まれ得る特徴である。図４は、また、スライド部材３６がどのようにして、ベース部材４２が有するねじの非露出部および内部ばね５０のための保護シールドを形成し得るかを示している。ねじの非露出部は前進するインタフェースと見なされ得る。このインタフェースが前進するに従い、テイクアップユニット１０の高さはさらに増大される。
【００５５】
図５は、本発明の別の装置を示す。別のテイクアップユニット６０の一部を正面断面図で示す。ばね端部のタブ５６は平行ピンの端部として具体化され得る。ピン端部は、孔６２として具体化されたスロット構造内に収容される。ここでもまた、ばね５０（図５にはその一部のみを示す）は製造を容易にするために対称な形状にされ得る。アンカーボルト１６は、ユニット６０を固定システムにおいて組み立てるときに、ベース部材４２内に形成された図示された孔６４を滑って通過する。ねじ６６は、トリムねじ（先端が除去されたねじ）６８の部分を有し得る。トリムねじ６８の先端は、より小さい直径を有するねじ部分６８を形成するために除去されている。
【００５６】
ブラケット７０により示されたスライド部材３６の一部は、テイクアップユニット６０として組み立てられる前のスライド部材３６を示す。組立前には、端部フランジ７２はある一定の角度で突出し、それにより、ユニット６０の組立中に、ベース部材４２が有するすべてのねじと接触せずにすべてのねじを完全に通過する（図５の左側のフランジ７２）。スライド部材３６のブラケット７６により示されている部分は、ユニット６０が完全に組み立てられ、次いで高さ方向に実質的に伸張された後のスライド部材３６の形状を示す。フランジ７２が、組立工程中に、水平でかつねじ先端７８と干渉する位置（図５の右側のフランジ７２）にあるように変形されたことに留意されたい。
【００５７】
ユニット６０を組み立てる間、スライド部材３６は、フランジ７２がねじ部６８に接触せずにねじ部６８を通過するまでベース部材４２上にねじ込まれる。次いで、フランジ７２は、テイクアップユニット６０の軸に対して垂直な面に実質的に存在するように「キャニング（封鎖）」または変形される。フランジ７２は、キャニング操作の後には低減された内径を有する。この低減された内径は、トリム処理されていないねじ先端７８等のねじ先端との干渉が生じるような内径である。フランジ７２とねじ先端７８との間に生じる干渉は、テイクアップユニット６０の偶然の分解を防止する安全機構を設けるための別の方法である。あるいは、安全機構として、フランジ７２の代わりに、組立中に締り嵌めされるか、またはスライド部材３６に取り付けられることができる、独立したスナップリング（図示せず）を用いてもよい。このとき、このスナップリングは、フランジ７２と同様に、トリム処理されていないねじ先端と、係合するであろう。
【００５８】
図６は、テイクアップユニット６０を下方から見た斜視図である。図示されたユニット６０は、自動高さ調節を行うように作動可能にされており、部分的に伸張されている。底部支持面８８は、内側ばね５０から延びるタブ５６を収容する通り孔６２を有する（図５参照）。図６に示された装置には、別の安全トリガ機構が設けられている。大型の孔９０が、受容孔９２と係合するため、留め具または作動トリガ（図示せず）を滑り受ける。あるいは、大型孔９０が作動トリガと係合するねじを有し、受容孔９２は同作動トリガを滑り受けるように滑らかに形成されてもよい。留め具が大型孔９０を通して挿入されかつ受容孔９２に固定されて、ユニット６０は、壁固定システムへの設置が準備された構造となる。かかる設置の後、留め具または作動トリガは、ユニット６０の自動高さ調節能力を作動するために取り外される。このテイクアップユニット６０の実施形態において、留め具またはトリガがユニット６０の設置前にもしも偶然に外れたとしても、フランジ７２（図６に面９４として示される）が、スライド部材３６とベース部材４２との望ましくない分離を防止するであろう。
【００５９】
フランジ７２を、安全機構と同一の目的を達成する別の構造を有するようにすることも考えられる。代替構造の１つは、図６に示すような連続した円形部分を形成するフランジではなく、スライド部材３６の周囲の複数の不連続のフランジ部を含み得る。別の代替構造は、最終組立後にキャニングされてベース部材４２内の不連続の螺旋状溝内に位置合わせされ得る部分としての別のフランジを含み得る。かかる構造は、図５のフランジ７２の性質と、図３および図４の溝４４を有するトリガ機構インタフェースの性質とを兼備している。
【００６０】
予期される木の収縮または破砕が１つのテイクアップユニットの能力を超えるような状況は、図７に示すように、２つ以上のユニットを組合せて積み重ねることができる。かかる直列の配置により、さらなる高さ方向の伸張能力が提供される。このようなユニット１０および６０の能力の増大が望まれる環境の１つは、ログキャビンの建設においてである。そのような状況は、また、特に深い根太を有するプラットフォームフレーミングを用いた慣用的な建設において、または、上階の壁を「離れた」基礎に取り付けることにおいても生じ得る。
【００６１】
テイクアップユニット１０および６０の特定の実施形態は、同ユニット１０，６０の内部構造に保護手段を設ける。図示されたスライド部材３６は、ねじの上にカバーを設け、それにより、ユニット高さを増大させるのに用いられ得るインタフェースを保護する。止めナット１８を孔３２上に組み合わせると、スライド部材３６は、破片屑または腐食要素からの実質的な遮蔽（シールド）を形成する。テイクアップユニットは、典型的には、長い寿命の間にわたって滑らかな動作をさらに促進するために、組立前に乾燥潤滑剤を用いて予め潤滑処理されている。完成した壁内に閉じこめられ得るテイクアップユニットの適当な寿命は、およそ３０年である。
【００６２】
図８Ａおよび８Ｂは、本発明の装置の別の第３の実施形態を示す。この実施形態は、回転運動の代わりに直線運動を利用して互いに押し出されるくさび形部材間の並進移動を用いている。これらの図は、装置の中央平面を通って切断した正面断面図であり、正しい位置関係把握のために、アンカーボルト１６を含む。図８Ａは、展開前の最低設置高さに配置された装置を示す。傾斜部材１０２はベースとして働き、かつ、相補的関係の傾斜部材１０４と滑り接触して傾斜部材１０４を受けている。スロット１０６およびスロット１０８は、アンカーボルト１６を収容する寸法につくられており、傾斜部材１０２および１０４が互いに対して滑ることを可能にしている。この実施形態において、ワッシャ１１０が、典型的には、止めナット１８の下に備えられる。
【００６３】
また、図８Ａは、クレビスピンとして形成されたトリガ１１２を含む展開解放トリガ機構も示されている。解放トリガ１１２は、抑えピン１１４の一端により受けられている。ピン１１４の他端はスライド部材１０４に固定されている。トリガ１１２はピン１１４を通り、スラストベース１１６に近接した位置に傾斜部材１０２を維持し、それにより、テイクアップユニット１００の高さの早まった伸張を防止する。ピン１１４およびトリガ１１２の代わりに、スラストベース１１６を通過しかつスライド部材１０４にねじ込まれるねじ付き留め具を用いることも考えられる。かかる留め具のヘッド部は、スラストベース１１６を通過しない大きい寸法を有し得る。かかる代替のトリガ機構は、テイクアップユニット１００を展開させるために簡単にスライド部材１０４からねじって外されるであろう。
【００６４】
スラストベース１１６は、１以上の留め具１１８によりベース部材１０２に構造的固定をされているように示されている。スラストベース１１６は、ベース部材１０２に、溶接、締り嵌め、および接着を初めとする他の任意の適切な留め付け方法により固定され得るが、これらに限定されるわけではない。さらに、同等のスラストベース１１６をベース部材１０２を形成する材料から直接機械加工することも考えられる。
【００６５】
スライド部材１０４とベース部材１０２とは、一般に、摺動可能な捕捉配置において結合される。この配置は、ベース部材１０２とスライド部材１０４とが対応する並進移動をせずに部材の高さが増大する方向に分離することを防止する。かかる結果を得るための１つの配置が、部材１０２と１０４との間にあり継ぎを形成するあり継ぎ構造１２０として示されている。このようなあり継ぎは、部材１０２，１０４が高さ方向に伸張をするように互いに摺動することは可能にするが、部材の鉛直方向の分離は防止する。実施形態１００の場合には、トリガが偶然に外れた場合に部材１０４が部材１０２との係合から滑り外れることを防止するための安全機構をもたらす盲あり継ぎ(blind dovetail)も用いることが可能である。
【００６６】
摺動可能な捕捉特性を達成するための他の多くの構造も考えられる。例えば、トリガ１１２を含む図示された要素は、展開解放トリガ機構としてだけでなく、捕捉特性として働き得る。スラストベース１１６は、ピン１１４およびトリガ１１２と組み合わされて、ユニット１００を壁固定システムに設置する前に部材が分離しないように十分な拘束をもたらす。第１実施形態１０（図４）のスライド部材３６とベース部材４２との間のねじもまた、かかる摺動可能な捕捉インタフェースとして作用する。係合されたねじにより、独立した部材が、対応する滑り移動をせずに軸方向に移動することが防止される。
【００６７】
図８Ａの参照を続ける。ベース部材１０２とスライド部材１０４とが互いによじれ合うことを防止するためのある種類のガイド構造が設けられることが好ましい。図示されたあり継ぎ構造１２０もまた、このようなガイド拘束をもたらす。簡単なボックスジョイント（組継ぎ）もまた十分な拘束物として働く。ボックスジョイント構造においては、部材１０４は、ベース部材１０２がその中に滑り入るスロットを有するキャップとして構成され得る。ベース部材１０２がスロットを有し、そのスロットにスライド部材１０４が滑り入る逆の構造を用いることもできる。
【００６８】
図８Ｂを参照すると、テイクアップユニット１００の自励の高さ伸張能力を含むさらなる詳細が見られる。図８Ｂに示した配置は、最大設置高さに配置されたユニット１００を示す。アンカーボルト１６は、ベース部材１０２とスライド部材１０４とが滑り離れて分離することを防止する。図８Ａと８Ｂとが示す配置は、設置された１つのユニット１００により可能な最大の弛み締め高さを示す。もちろん、より大きい弛み締め高さを得るために、このようなユニット１００を２つ以上、それらの端部同士を連結して積み重ね得る。
【００６９】
テイクアップユニット１００の一定の実施形態は、スライド部材１０４のベース部材１０２に対する逆向きの移動を防止するための構造を有する。回転方向に作動されるテイクアップユニット１０および６０の場合と同様に、「逆向き」とは、スライド部材１０４とベース部材１０２とが、ユニット全体の高さを低減するように動くことを意味する。ユニット１００に示されたような相補型の傾斜構造の場合には、傾斜の勾配は、傾斜部材１０２と１０４の間で発生する摩擦力が、かかる望ましくない逆向き移動を防止するのに十分であるような角度で形成され得る。ある一定の状況においては、部材１０２，１０４間のインタフェースは、段またはラチェットギア歯と類似の位置合わせ歯を有するように形成され得る。あるいは、ばね荷重されたつめ機構を一方の部材が有し、同つめ機構を他方の部材が有する歯、または刻み目を含む他の構造と構造的に干渉させて連動するようにしてもよい。
【００７０】
概して、テイクアップユニット１００は、少なくとも１つの、または組み合わされた一対の圧縮ばね１２４を備える。この圧縮ばね１２４は、壁固定システムにおいて展開されるときに、テイクアップユニット１００に自動高さ伸張力をもたらす。ばね１２４は、各々、スライド部材１０４のソケット（図示せず）内に収容され、ユニット１００の組立中は圧縮荷重をかけられる。位置合わせピン１２６が、スライド部材１０４が組立後の展開配置に配置されるときに、各ばね１２４の自由端の固定を補助し得る。ばね１２４によりもたらされる予備荷重は、ユニットの展開前には、ピン１１４およびスラストベース１１６と組み合わされたトリガ１１２を含むトリガ機構により反力をうける。
【００７１】
図示および記載されたテイクアップユニットは、鉄および鉄以外の金属を含む任意の適切な材料から製造され得る。時には、ある一定の用途、特に腐食または多湿環境における用途にはステンレス鋼が好適であろう。ある一定の例において、軟炭素鋼の使用によりコストが低減され得る。テイクアップユニットの強度は、概して、固定システムの他の構成要素、例えばアンカーボルト１６の強度を超えるように設計される。
【００７２】
図示された実施形態のようなテイクアップユニット１０，６０は、典型的には、固定システムのねじ止め要素とは独立した別の要素として設置され得る。しかし、標準的な右ねじ孔３２（図２）を設けてアンカーボルト１６と連結させることも考えられる。かかる構造において、止めナット１８はジャムナットとして働き、スライド部材３６がアンカーボルト１６に対して回転しないように固定する。このような構造は現在あまり望ましくないと考えられている。なぜなら、これは、テイクアップユニットから、回転する自由をかなりの程度奪うからである。
【００７３】
ジャムナットがスライド部材３６を拘束している状態では、ユニットの高さを伸張させるためにベース部材４２のみが回転する必要がある。かかる構造は実行可能ではあるが、単純にスライド部材３６とベース部材４２とを固定システムと独立に回転させるよりも信頼性が低いであろう。ねじ孔３２を有する構造においては、しばしば、スライド部材３６とベース部材４２との間に左ねじを設けて、スライド部材３６が自励ばね５０の作用下でアンカーボルト１６に対して回転しないようにすることが望ましい。孔３２内とスライドする部材間の両方に同じ方向のねじを有する装置は、それ自体がアンカーボルト１６から弛む方向に回る可能性があり、それは望ましくない。
【００７４】
本発明は、本明細書において広く記載すると共に特許請求の範囲において請求したような本発明の構造、方法または本質的な特性から逸脱せずに、他の特定の形態において具体化され得る。記載された実施形態は、全ての点で例示的であり限定的なものではないと見なされるべきである。したがって、本発明の範囲は、以上の記載によってではなく、特許請求の範囲により示される。特許請求の範囲と均等の意味および範囲内で生じる全ての変更は、特許請求の範囲内に包含されるものとする。
【００７５】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、木の収縮により生じた弛みを、自励式の高さ調節装置により解消することにより、壁等を強度が増大し、建造物の寿命を長くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 収縮に適応するための弛み締めシステムを例示する２つの典型的な展開配置において示した、本発明の、自動的な弛み締めをもたらす装置の立面斜視図。
【図２】 高さが収縮された配置にありかつ安全トリガが係合されている状態の、図１に示した装置を上方から見た斜視図。
【図３】 高さが伸張された配置にありかつ安全トリガが外されている状態の、図１に示した装置の立面斜視図。
【図４】 図１に示した装置の分解組立斜視図。
【図５】 分解防止の確実な拘束を提供する１つの方法の製造上の詳細を示す、図１に示した装置の断面図。
【図６】 図５の装置を下方から見た斜視図である。
【図７】 図２の装置を２つ積み重ね、調節の範囲が増大されるように配置した様子を示す立面斜視図。
【図８Ａ】 設置状態の最小高さおよび安全トリガ機構を示す本発明の第３実施形態の弛み締め機構の正面断面図。
【図８Ｂ】 最大の弛み締め高さを示す図８Ａの装置の正面断面図。
【符号の説明】
１０，６０，１００…装置としてのテイクアップユニット、１６…アンカーボルト、１８…止め具としての止めナット、３６，１０４…スライド部材、４０…トリガ、４２，１０２…ベース部材、５０…付勢要素としてのばね、７２…安全機構としてのフランジ。７８…安全機構としてのねじ先端。

Claims (19)

1. アンカーに沿って、ある面と、アンカーに固定された止め具との間を軸方向に伸張可能な装置、すなわちテイクアップユニットであって、
   スライドと係合するためのねじ付きのベースと、
   多条ねじにより前記ベースとねじ係合して、ベースに対する複数回の相対回転の間に相対的な直線移動をもたらすスライドと、
   前記相対回転を生じさせるための付勢要素とを備え、
   前記ベースおよびスライドが、アンカーから軸方向に独立するように構成されている装置。
2. 前記アンカーにより径方向の運動を抑制される請求項１に記載の装置。
3. 前記止め具および前記面のみにより軸方向に拘束される請求項１に記載の装置。
4. 前記ベースおよび前記スライドのねじ部を防護するためのカバーをさらに備える請求項１に記載の装置。
5. 前記カバーが、さらに、前記ベースおよび前記スライドの上のねじを保護するために、ベースおよびスライドの一方の少なくとも一部を含む請求項４に記載の装置。
6. 前記カバーが前記付勢要素を保護するように構成されている請求項４に記載の装置。
7. 前記カバーがスライドおよびベースの一方と一体形成されている請求項４に記載の装置。
8. 設置された装置が、完全に伸張された長さに達した後、前記長さを実質的に維持する請求項１に記載の装置。
9. 装置の相対的収縮に対応する方向における相対回転を防止するためのロックをさらに備える請求項１に記載の装置。
10. 前記ロックが逆方向の回転に対して選択的に抵抗するように構成されている請求項９に記載の装置。
11. 前記ロックが前記スライドと前記ベースとの間の摩擦面を有する請求項１０に記載の装置。
12. 前記装置の分解を防止する安全機構をさらに備え、同安全機構が前記スライドと前記ベースとの構造的干渉を有する請求項１０に記載の装置。
13. 前記安全機構が、さらに、前記ベースと前記スライドとの相互干渉のための、前記ベースおよび前記スライドの一方から延在する第１部材と、前記ベースおよび前記スライドの他方から延在する第２部材とを含む請求項１２に記載の装置。
14. 装置の分解を防止するための安全機構をさらに備える請求項１に記載の装置。
15. 前記分解が、さらにベースとスライドとの分離を含む請求項１４に記載の装置。
16. 前記安全機構が、組立中に、前記付勢要素に予め荷重をかけた後で、製造者によって係合されるように構成されている請求項１４に記載の装置。
17. さらに、トリガを含み、前記トリガが、装置の第１の高さに対応する予め荷重された状態を維持するのに効果的であり、かつ、前記ベースと前記スライドとの相対回転のために前記ベースおよび前記スライドを解放するように操作可能である請求項１６に記載の装置。
18. 高さの動作範囲を有し、さらに、複数個積み重ね可能であるように構成された装置であって、積み重ねられた装置の各々が、前記動作範囲のすべての値にわたって動作可能であることを維持する請求項１に記載の装置。
19. テイクアップユニットを壁固定システムに設置するための方法であって、
    ベース部材とスライド部材との偶然の分離を防止するための安全機構と、自動高さ調節を作動させるトリガとを各々が備えた第１および第２のテイクアップユニットを設ける工程と、
    前記第１のテイクアップユニットをアンカーボルト周囲の適切な位置に、拘束されるべき面上に前記第１のテイクアップユニットのベース部材の面が支持されるように配置する工程と、
    前記第２のテイクアップユニットを前記第１のテイクアップユニットに対し端部と端部とを接触させ、かつ第１のテイクアップユニットと軸方向に位置合わせして、前記アンカーボルトの周りに配置する工程と、
    止めナットを前記アンカーボルト上に、前記第２のテイクアップユニットに近接して設置する工程と、
    前記第１および第２のテイクアップユニットの自動高さ調節を作動させるために前記第１および第２のテイクアップユニットの前記トリガ機構を解放する工程と
    から成る方法。

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