JP4174713B2 - 接合金物およびその取付方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、建築物を構成する土台、柱、梁などの木材の接合方法と使用される接合金物に係り、特に、木材の繊維の方向が互いに直交するように部材を接合する場合の接合方法と接合金物に関する。
【0002】
【従来の技術】
先年、阪神、淡路地区を襲った大地震以来、木造建築では、部材の接合部に接合金物を用いて構造を強化する工法が多く採用されるようになった。しかし、それらの多くは、1方向ラーメンと呼ばれ、単なる継ぎ手及び仕口に関するものであった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
従来の接合金物では、耐力壁や筋交いが必要となり、また、木材使用方向が一定でなく、木材の収縮によって接合部分にガタを生じる原因になっている。その結果、集成材に頼ることが多く、構造計画をも明確にするに至っていないのが現状である。
【0004】
また、従来の接合金物の取り付け部分の加工も、仕口によってボルト穴をずらさなければならず、加工手間が多く掛かり、大型の加工機を導入しなければならないなどの欠点がある。
【0005】
本発明の課題は、従来の接合金物の、木材の収縮によって接合部分にガタを生じる欠点を除き、木の収縮の影響を受けずに、木材を2方向に剛接合することである。
【0006】
【課題を解決するための手段】
実験の結果、木材の収縮は木材の表面で大きく、中心部ではほとんどその影響を受けないことが判明した。また木材は、繊維方向に垂直方向、つまり年輪に直交する方向で収縮しやすく、繊維方向に平行方向では収縮量が小さいことは古くから知られている。
【0007】
これらのことをもとに、発明者は、繊維方向を長手方向とする角型木材の側面に、他の木材の長手方向の端部となる木口面を、角型木材の長手方向に直交するように当接させて接合するとき、角型木材に、繊維方向に直交し、且つその木材の長手方向中心線上で互いに交叉する金属製の芯材を埋め込み、この芯材に、他の木材を固着する接続金具を固着する方法に想到した。
【0008】
すなわち、上記課題を達成する本願発明は、角型木材の軸心を通り対向する一対の側面間を貫通して形成された断面円形の開孔 A に埋め込まれる金属製円柱状の芯材Aと、前記開孔 A に直交させて前記角型木材の他の対向する一対の側面間を貫通して形成された断面円形の開孔 B に埋め込まれ、前記芯材 A を挟んで対向配置される円筒状の一対の芯材Bとを備え、前記角型木材の側面に直交させて他の木材の木口面を当接して接合するのに用いる接合金物およびそれを用いた木材接合方法を対象とする。
【0009】
特に、接合金物において、前記芯材Aは、両端から互いに対向するように中心軸線に沿って形成された一対の雌ねじと、長手方向の中央部に前記中心軸線と直交して貫通するように形成された開孔とを有し、前記開孔Aが開口する前記角型木材の少なくとも1つの側面に他の木材が接合される場合に、該他の木材の固定用の接続金具のフランジ部に形成されたボルト穴に挿通したボルトを前記一対の雌ねじに螺合して前記接続金具を前記角型木材に固定可能に形成され、前記一対の芯材Bは、それぞれ前記芯材A側の端面が前記芯材Aの外周面に合わせて曲面に形成され、長手方向の中心軸線に沿って貫通孔が形成され、前記芯材Bの貫通孔と前記芯材Aに形成された開孔とに挿通される通しボルトと、該通しボルトに螺合して前記芯材Aを挟持するナットと、前記開孔Bが開口する前記角型木材の少なくとも1つの側面に他の木材を固定するための接続金具とを備え、該接続金具のフランジ部に形成されたボルト穴に前記通しボルトを挿通して前記ナットによって前記接続金具を前記角型木材に固定するとともに、前記一対の芯材Bにより前記芯材Aを挟持させるように構成されてなることを特徴とする。
【0010】
上記の場合において、前記一対の芯材Bのうち、前記開孔Bが開口する前記角型木材の側面に他の木材が固定されない側の芯材Bは、前記貫通孔の内面に前記通しボルトの雄ねじに螺合する雌ねじが形成され、該芯材Bの前記芯材Aの反対側の軸方向端部に六角穴が形成されたものとすることができる。
【0011】
本発明の接合金物を用いて、繊維方向を長手方向とする角型木材の側面に直交させて他の木材の木口面を当接して接合する木材接合方法は、角型木材の対向する一対の側面間を貫通して前記角型木材の軸心を通る断面円形の開孔Aを形成し、この開孔Aの軸方向に直交し、かつ前記角型木材の対向する一対の側面間を貫通して断面円形の開孔Bを形成し、前記開孔Aに前記芯材Aを挿入した後、前記開孔Bの両端から前記一対の芯材Bを挿入して先端の曲面を前記芯材Aの外周面に合わせて当接し、この一対の芯材Bに前記通しボルトを挿通し、この通しボルトの少なくとも一端に、前記接続金具のフランジ部のボルト穴を通してナットにより締結して前記一対の芯材Bを前記芯材Aに固定することを含んで構成することができる。
【0012】
また、本発明の木材接合方法において、前記芯材 A の少なくとも一端に、前記接続金具のフランジ部に形成されたボルト穴に前記雌ねじに螺合されるボルトを挿通して前記接続金具を固定するようにすることができる。
【0013】
前記接続金具は、木口面を他方の木材の側面に、該他方の木材の長手方向に直交するように当接させて接合される木材に固定される金具である。
【0014】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図1に示す実施の形態は、繊維方向を長手方向に第2の部材である柱の側面に、木口面を当接させて第1の部材である梁が結合された状態を、柱の横断面で示している。
【0015】
柱には、柱の長手方向中心線を通り、繊維方向に直交する断面円形の開孔A(図上左右方向の開孔)と、柱の長手方向中心線を通り、繊維方向に直交するとともに開孔Aに直交する開孔Bが形成される。開孔Aと開孔Bは、結合される梁の高さ方向の厚みHの範囲内で、上下に2個所形成される。本実施の形態では、開孔Aの内径と開孔Bの内径は同じにしてあるが、異なっていてもよい。そして開孔Aに、図3に示された金属製の芯材A1が挿入される。
【0016】
芯材A1は図3に示すように、断面円形の円柱状で、両端から、中心線に沿って互いに対向するように雌ねじハが形成されている。芯材A1の長さは、柱の図上横方向の幅に合わせてあり、芯材A1の長手方向中央部には、芯材A1の長手方向中心線に直交する貫通孔ロが形成されている。開孔Aの内径は芯材A1の外径に合わせてあり、芯材A1は開孔Aに圧入される。圧入後、芯材A1の貫通孔ロが開孔Bと同心になるよう、芯材A1が回転される。
【0017】
次に、開孔Bに、図4に示す金属製の芯材B2が挿入される。開孔Bの内径は芯材B2の外径に合わせてあり、芯材B2は開孔Bに圧入され、先端は芯材A1の外周面に当接する。芯材B2は、図4に示すように円筒形で内部に中心線に沿う貫通孔ホを備えている。芯材B2の芯材A1に当接する側の先端は、芯材A1の外周面の曲面に合わせた形状としておくのが望ましい。
【0018】
次に、芯材A1に、図6に示す接続金具5を固定する。接続金具5は、図6に示すように、ウェブ部と、ウェブ部と直交するフランジ部を備えている。ウェブ部にはドリフトピン穴5a,5b及びドリフトピン用フック5cが形成され、フランジ部には、間隔を前記柱に上下2段に形成された開孔Aの上下方向間隔と一致させた一対のボルト用穴5dが形成されている。まず、柱に取り付けられた芯材A1の雌ねじハに接続金具5のボルト用穴5dが合致するように位置決めし、ボルト3を雌ねじハに螺合させて両者を結合する。
【0019】
本実施の形態では、芯材A1の両端に接続金具5が結合されている。接続金具5を芯材A1に結合した状態では、接続金具5の柱側端面は芯材A1の端面に当接している。図7の下の図は、接続金具5が1枚だけ柱に取り付けられた状態を示している。
【0020】
次に、芯材B2に、図6に示す接続金具5を、芯材B2の貫通孔ホに接続金具5のボルト用穴5dが合致するように位置決めし、ボルト4をボルト用穴5d、貫通孔ホ、貫通孔ロに挿通させ、ナット6を用いて接続金具5を芯材B2に結合する。結合した状態では、接続金具5の柱側端面は芯材B2の端面に当接している。本実施の形態では、一対の芯材B2それぞれに接続金具5が結合されている。
【0021】
図2は、図1をY−方向からみた状態を示している。この状態で、柱は梁を結合する準備が完了している。
【0022】
結合される梁には、予め、図7に示すように、柱に当接する木口面に、接続金具5をウェブ部に沿って上方から投影した時の形状のスリットが形成され、さらに、梁を接続金具5に結合したときに前記ドリフトピン穴5a,5bの位置及びドリフトピン用フック5cの位置に対応するドリフトピン穴13,11,12が梁の据付状態で水平方向になる方向に開口されている。そしてドリフトピン用フック5cに対応するドリフトピン穴12にはドリフトピンが打ち込まれる。この状態で、梁は、柱に結合される準備が完了している。
【0023】
上記準備が完了した梁は、図7に示すように、柱に取り付けられた接続金具5に、上方から下降させながら嵌め込まれる。ドリフトピン穴12に挿通されたドリフトピンが接続金具5のドリフトピン用フック5cに嵌り込むことで位置決めされ、この状態で、ドリフトピン穴13,11にドリフトピンが打ち込まれる。ドリフトピンの打ち込みにより、梁は接続金具5に結合され、梁は接続金具5を介して柱に結合される。
【0024】
本実施の形態によれば、柱が繊維方向に直交する方向、すなわち芯材Aの長手方向あるいは芯材Bの長手方向に収縮しても、芯材Aの接続金具5との結合位置、あるいは芯材Bの接続金具5との結合位置は変動しない。したがって、柱の中心位置と、接続金具5に固定された梁の長手方向端面位置の相対関係は変化せず、柱の収縮によるガタは生じない。
【0025】
上記実施の形態では、柱に対して前後左右に十字形に梁が結合されているが、図1において、X−方向とX+方向のいずれかもしくは双方には梁を接続しない場合は、単に、梁を接続しない方向の接続金具5とボルト3を取り付けないでおけばよい。芯材Aは、ボルト4によって固定されており、抜け出る恐れはない。
【0026】
さらに、Y−方向に梁を接続しない場合は、Y−方向側の芯材B2に代えて、図5に示す金属製の芯材CをY−方向側の開孔Bに挿入し、ボルト4の長さを、図1に示す場合よりも短いものとすればよい。図5に示す芯材Cは、外径、長さ及び芯材A1に当接する端部の形状は芯材B2と同じであるが、貫通孔内面にボルト4の雄ねじと螺合する雌ねじトを備え、かつ、芯材A1に当接しない側の端部に六角穴チが形成されている。
【0027】
Y−方向に梁を接続しない場合は、Y−方向側の芯材B2に代えて、図5に示す芯材CをY−方向側の開孔Bに挿入し、図1に示す場合よりも短いボルト4を、Y+方向側の接続金具5のボルト用穴5d、芯材B2の貫通孔ホ、芯材A1の貫通孔ロを通して芯材Cの雌ねじトに螺合させる。その際、芯材Cの共回りを、六角穴チに嵌め込んだ六角レンチで抑える。
【0028】
【発明の効果】
本発明によれば、木の収縮の影響を受けずに、木材を2方向に剛接合することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態を示す平面断面図である。
【図2】図1に示す実施の形態の側面図である。
【図3】図1に示す実施の形態の部分の詳細を示す断面図である。
【図4】図1に示す実施の形態の部分の詳細を示す断面図である。
【図5】図4に示す実施の形態の部分の他の例の詳細を示す断面図である。
【図6】図1に示す実施の形態の部分の詳細を示す正面図及び側面図である。
【図7】本発明の実施の形態を示す斜視図である。
【符号の説明】
1 芯材A
2 芯材B
3 ボルト
4 ボルト
5 接続金具
5a ドリフトピン穴
5b ドリフトピン穴
5c ドリフトピン用フック
5d ボルト用穴
6 ナット
10 スリット
11 ドリフトピン穴
12 ドリフトピン穴
13 ドリフトピン穴
Claims (4)
- 角型木材の軸心を通り対向する一対の側面間を貫通して形成された断面円形の開孔Aに埋め込まれる金属製円柱状の芯材Aと、前記開孔Aの軸方向に直交させて前記角型木材の他の対向する一対の側面間を貫通して形成された断面円形の開孔Bに埋め込まれ、前記芯材Aを挟んで対向配置される円筒状の一対の芯材Bとを備え、前記角型木材の少なくとも1つの側面に直交させて他の木材の木口面を当接して接合するのに用いる接合金物において、
前記芯材Aは、両端から互いに対向するように中心軸線に沿って形成された一対の雌ねじと、長手方向の中央部に前記中心軸線と直交して貫通するように形成された開孔とを有し、前記開孔Aが開口する前記角型木材の少なくとも1つの側面に他の木材が接合される場合に、該他の木材の固定用の接続金具のフランジ部に形成されたボルト穴に挿通したボルトを前記一対の雌ねじに螺合して前記接続金具を前記角型木材に固定可能に形成され、
前記一対の芯材Bは、それぞれ前記芯材A側の端面が前記芯材Aの外周面に合わせて曲面に形成され、長手方向の中心軸線に沿って貫通孔が形成され、
前記芯材Bの貫通孔と前記芯材Aに形成された開孔とに挿通される通しボルトと、該通しボルトに螺合して前記芯材Aを挟持するナットと、前記開孔Bが開口する前記角型木材の少なくとも1つの側面に他の木材を固定するための接続金具とを備え、該接続金具のフランジ部に形成されたボルト穴に前記通しボルトを挿通して前記ナットによって前記接続金具を前記角型木材に固定するとともに、前記一対の芯材Bにより前記芯材Aを挟持させることを特徴とする接合金物。 - 請求項1に記載の接合金物において、
前記一対の芯材Bのうち、前記開孔Bが開口する前記角型木材の側面に他の木材が固定されない側の芯材Bを、芯材 B に代えて芯材 C とし、芯材 C は、芯材 B の前記貫通孔に代えて前記通しボルトの雄ねじに螺合する雌ねじが形成されるとともに前記芯材Aの反対側の軸方向端部に六角穴が形成されたものであることを特徴とする接合金物。 - 請求項1に記載の接合金物を繊維方向を長手方向とする角型木材に取り付ける方法において、
角型木材の軸心を通り対向する一対の側面間を貫通して形成された断面円形の開孔Aを形成し、この開孔Aの軸方向に直交し、かつ前記角型木材の他の対向する一対の側面間を貫通して断面円形の開孔Bを形成し、前記開孔Aに前記芯材Aを挿入した後、前記開孔Bの両端から前記一対の芯材Bを挿入して先端の曲面を前記芯材Aの外周面に合わせて当接し、この一対の芯材Bに前記通しボルトを挿通し、この通しボルトの各端に、前記接続金具のフランジ部のボルト穴を通してナットにより締結して前記一対の芯材Bを前記芯材Aに固定することを含んでなる接合金物の取付方法。 - 請求項3に記載の接合金物の取付方法において、
前記芯材Aの少なくとも一端に、前記接続金具のフランジ部に形成されたボルト穴に前記雌ねじに螺合されるボルトを挿通して前記接続金具を固定することを特徴とする接合金物の取付方法。
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