JP4437736B2 - 木質材接合金具の位置決め治具 - Google Patents

Description

本願発明は、木造建築物における柱・梁等の木質材を他の部材と接合する際に、接合金具を木質材に正確に位置決めして取り付けるために用いる位置決め治具に係るものであり、特に断面が扁平な木部材の端部に、二つの接合金具を取り付けるために用いる位置決め治具に関する。

木造建築物においても、３階建ての構造物が多く構築されるようになり、高い耐震性がが求められている。このような要請から、柱と梁とをいわゆる剛結合、つまり曲げモーメントの伝達が生じる結合とし、軸組みをラーメン構造とする提案が、例えば特許文献１、特許文献２等になされている。

しかし、これらに開示されている柱と梁との接合部は、大きな構成の継ぎ手金具等を用いるものであり、部材端部の加工に多くの工程を要したり、現場での接合作業が複雑になる。このような事情から、本願の出願人は、曲げモーメントを確実に伝達することが可能に木製の柱と梁とを接合する構造であって、工場等において予め行う加工を簡単なものとし、接合を行う現場における作業も簡易化することができる柱梁接続構造を、別途出願において提案している。この柱梁接続構造の概要は次に述べるようなものである。

図５は、上記柱梁接続構造を示す概略斜視図である。
この柱梁接続構造は、断面が扁平な矩形となっている木製の柱１と梁２とを接合するものであり、木製の柱の上に木製の梁２を載置し、さらにその上に上層階の柱を立設する、いわゆる梁勝ち構造となっている。そして、上層階の柱１の下端面における長辺方向の両端部に切り欠き１２が設けられ、柱１の中央部は梁２の上面に当接されている。柱１の切り欠き１２内には、箱状の接合金具３が配置され、ボルト６によってこの接合金具３が柱１及び梁２の双方に接合される。これにより柱１の長辺方向の両端部で、柱１の軸線方向の圧縮力と引張力とが接合金具３を介して梁２に伝達され、柱１と梁２との接合部分に作用する曲げモーメントに対して抵抗するものとなっている。

なお、上記柱１の軸線方向には、切り欠き１２内から２本のスクリュー部材４ａ，４ｂがねじ込まれており、梁２の対応する位置にも鉛直方向に２本のスクリュー部材５ａ，５ｂがねじ込まれている。これらのスクリュー部材４，５は端面から軸線方向にねじ穴を有するものであり、これらのねじ穴に螺合されるボルト６によって接合金具３を柱１又は梁２に強固に接合することができるものとなっている。

特許公報第２７９８２３９号 特許公報第２６５３４１４号

しかしながら、上記のような接続構造によって木質材を接合しようとするときに、次のような解決が望まれる課題があることが判明した。
木質材は、水分を含むものであり乾燥状態によって多少の伸縮や断面のひずみが生じる。このため、建築物の構築現場において接合しようとする双方の木質材に上述にような接合金具をボルトで締め付けると、接合された二つの部材は正確な角度で接合されず、多少の誤差を生じることがある。例えば、梁の上に柱を立設すると柱が正確に鉛直とならず、多少傾斜した状態になることがある。このような誤差を現場において矯正するには多くの手間を要し、効率的ではない。また、柱を正確な位置に立設するためには位置の調整を行う必要があるが、柱と接合金具との双方の位置を正確に調整してボルトを締め付けるのは簡単ではない。このため、接合金具は予め工場等における加工段階で一方の木質材に正確に取り付けておき、現場における接合を簡略化することが望まれる。特に、二つの木質亜衣を接合するときに、一方の端面を他方の上面又は下面に突き当てて接合する場合には、一方の木質材の端部に接合金具を正確に取り付けて置くことが望まれる。

本願に係る発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、扁平な矩形断面を有する木質材の端部に２つの接合金具を正確に取り付けるための位置決め治具を提供することである。

上記課題を解決するために請求項１に係る発明は、 断面の対向する２辺の長さが他の２片の長さより長い扁平な矩形断面を有する木質材を他の部材に接合するための金具を、該木質材の正確な位置に取り付ける際に用いる位置決め治具であって、 前記木質材は、部材端面の長辺方向における両端部に矩形状の切り欠きが設けられ、該切り欠き内に接合金具が装着されるものであり、 前記切り欠き間における木質材の端面に当接される端面当接板部と、 前記木質材端部の切り欠き間における側面に当接される側面当接板部と、 二つの切り欠き内における木質材の軸線と平行な面（軸方向面）に当接される切り欠き内当接板部と、 前記端面当接板部から、木質材端面との当接面を延長するように前記切り欠きが設けられた範囲に張り出し、前記接合金具を前記切り欠き内の所定の位置に保持する金具保持部とを備え、 前記金具保持部は、前記切り欠き内で前記接合金具を前記木質材に固着する作業が可能な状態に該接合金具を保持するものである木質材接合金具の位置決め治具を提供する。

この位置決め治具は、扁平な矩形断面を有する木質材の端部に装着すると、端面と側面と切り欠き内の軸方向面とに、それぞれ端面当接板部と側面当接板部と切り欠き内当接板部とのそれぞれが密着され、木質材の先端部分に位置を固定して支持される。そして、この治具の金具保持部に木質材の接合金具を装着すると、接合金具は木質材に対して所定の位置に保持される。この位置でボルト等により接合金具を木質材に固定することにより、接合金具を正確に所定位置で固着することができる。したがって、この木質材を他の部材と接合するときには、この接合金具を他の部材にボルト等を用いて結合することにより双方の部材は正確に接合されることになる。

請求項２に係る発明は、請求項１に記載の位置決め治具において、 前記木質材は、前記切り欠き内から該木質材の軸線方向にスクリュー部材がねじ込まれたものであり、 前記接合金具は、該スクリュー部材の端面からその軸線方向に形成されたねじ穴に螺合されるボルトによって、前記木質材に固着されるものとする。

接合金具が、木質材にねじ込まれたスクリュー部材にボルトによって結合されることにより、これらは相対的に位置のズレを生じることなく強固に接続される。したがって、接合金具が木質材に予め正確に取り付けられていることにより、接合される双方の木質材は高い精度で接合することができ、接合金具を正確に取り付けておく意義が大きくなる。

請求項３に係る発明は、請求項１又は請求項２に記載の位置決め治具において、 前記金具保持部は、着脱が可能となったダボを有し、 前記接合金具に設けられたボルト孔の一つに前記ダボを嵌め合わせて前記接合金具を保持するものとする。

この位置決め治具では、金具保持部に設けられたダボに接合金具を嵌め合わせることによって、この接合金具はボルト孔を正確な位置に合わせて治具に保持される。そして、治部が木質材の端部に正確に装着されることによって接合金具は木質材に対して正確な位置に保持され、木質材の所定の位置に高い精度で接合金具を取り付けることが可能となる。

請求項４に係る発明は、請求項３に記載の位置決め治具において、 前記接合金具は、前記木質材の切り欠き内における軸線と直角となる面（軸直角面）に当接される第１の取り付け板部と、この第１の取り付け板部と平行となり、前記木質材の端面の延長上に外面が保持される第２の取り付け板部と、これらを連結する側板部とを有し、前記第１の取り付け板部と第２の取り付け板部とには、それぞれボルト孔が形成されており、 前記金具保持部に取り付けられたダボは、前記第２の取り付け板部のボルト孔に嵌合されるものであり、 前記第１の取り付け板部のボルト孔に挿通されたボルトによって前記接合金具を木質材に固着するものとする。

この位置決め治具によって接合された接合金具は、木質材の端面と同一平面上に他の木質材との接合面を有し、他の木質材の面に木質材の端面とともにぴったりと接触させて接合することができる。そして接合金具は、これが取り付けられた木質材の軸線方向にボルトを介して力の伝達が可能に結合される。

請求項５に係る発明は、請求項４に記載の位置決め治具において、 前記金具保持部は、前記接合金具の側面に当接されて前記ボルト孔に挿通されたボルト又は前記ダボを中心に該接合金具が回転するのを拘束する回り止め突出部を有するものとする。

この位置決め治具では、接合金具を木質材の切り欠き内に位置を合わせて支持し、この状態でボルトを締め付けて接合金具を木質材に固定するときに、回り止め突出部が接合金具の側面に当接し、接合金具の回転を拘束する。これにより、ボルトを工具等によって回転させて締め付けるときに、接合金具がボルトに連れて回転するのが抑止され、作業の効率が向上する。

以上説明したように、本願発明に係る木質材接合金具の位置決め治具では、接合金具を木質材の端部に対して正確に保持することができ、木質材に接合金具を取り付ける作業を効率よく行うことができる。そして、接合金具が木質材端部の正確な位置に取り付けられていることにより、これらの木質材を組み立てて構造躯体を形成する作業の効率も向上する。

以下、本願発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
図５は、本願発明の位置決め治具を用いて効率よく接続作業を行うことができる柱梁接続構造の概略斜視図である。
この柱梁接合構造は、先にも述べたように、木質材からなる扁平な矩形断面の柱１と梁２とを接合するものであり、接続部分は曲げモーメントに抵抗できる構造としてラーメン架構体を形成している。このラーメン架構体は、その軸線を含む平面と平行な方向に作用する水平力及び曲げモーメントに対して抵抗するものとなっており、このようなラーメン架構体を互いに直角となる方向に複数を組み合わせて建築物の構造躯体とするものである。

上記柱梁接続構造では、柱１の端面１１における長辺方向の両端部に矩形の切り欠き１２が設けられる。そして、柱１の端面１１の中央部は梁２の上面に当接され、切り欠き１２内には、接合金具３が配置される。また、この切り欠き１２内の軸直角面１３から柱１の軸線方向に２本のスクリュー部材４ａ，４ｂがねじ込まれている。一方、梁２の対応する位置にも鉛直方向に２本のスクリュー部材５ａ，５ｂがねじ込まれており、柱１にねじ込まれたスクリュー部材４ａ，４ｂと梁にねじ込まれたスクリュー部材５ａ，５ｂとの互いに対向するものが接合金具３を介してボルト６により結合される。これにより、柱１と梁２とはスクリュー部材４，５及び接合金具３を介して連結される。

上記スクリュー部材４，５は、図６に平面図及び正面図を示すように、棒状の鋼部材の側面に螺旋状の張り出し部４１を設けたものであり、両端部には端面から軸線方向にねじ穴４２が設けられている。それぞれのスクリュー部材４，５は、図５に示すように、柱１及び梁２に鉛直方向の孔２ａを設け、さらに螺旋状の溝を切削した後にねじ込まれたものである。

上記接合金具３は、図７に示すように、互いに対向する二つの取り付け板部３１，３２と、これらの取り付け板部３１，３２の縁部を互いに結合する側板部３３とを備え、取り付け板部３１，３２にはそれぞれボルト孔３４，３５が設けられている。二つの取り付け板部３１，３２は、柱１にねじ込まれたスクリュー部材４の下端面及び梁２にねじ込まれたスクリュー部材５の上端面にそれぞれ当接され、ボルト孔３４，３５に挿通されたボルト６がスクリュー部材４，５の端面に設けられたねじ穴に螺合されることによって、スクリュー部材４，５とこの接合金具３とが結合されるものとなっている。

上記柱梁接続構造によって柱１と梁２とを接合するときには、まず柱１に切り欠き１２を設け、この切り欠き１２内から軸線方向にスクリュー部材４をねじ込んでおく。そして、この柱１の端部における正確な位置に接合金具３を取り付ける。この柱１を現場に搬入し、予めスクリュー部材５がねじ込まれた梁２の所定位置に立設するものである。
本願発明の実施形態である位置決め治具７は、柱１及び梁２を組み立てる前の加工段階で、上記接合金具３を柱１の切り欠き１２内に固定する時に用いられるものである。

図１は、切り欠きが設けられた柱の端部に上記位置決め治具を装着した状態を示す概略斜視図である。また、図２は、この位置決め治具の平面図及び正面図である。
この位置決め治具７は、柱１の端部における切り欠き間で木質材が突き出した部分の端面１１に当接される端面当接板部７１と、木質材端部の突き出した部分の側面１４に当接される側面当接板部７２と、二つの切り欠き１２ａ，１２ｂ内における木質材の軸線と平行な面１５（軸方向面）に当接される切り欠き内当接板部７３とを有しており、これらはいずれも鋼板材からなるもので、溶接により一体に結合されている。上記端面当接板部７１を形成する鋼板材は、柱１の端面の長辺方向に連続して切り欠き１２ａ，１２ｂが設けられた範囲に張り出し、切り欠き内の軸直角面１３と対向するようになっている。この張り出し部分が接合金具３を前記切り欠き内の所定の位置に保持する金具保持部７４となっており、柱１及び梁２にねじ込まれたスクリュー部材４，５と中心軸が一致する位置に貫通する円孔７５が設けられている。この円孔７５は、ダボ８が着脱可能に嵌合されるものであり、このダボ８を、接合金具３の第２の取り付け板部３２に形成されたボルト孔３５に嵌め入れて接合金具３を保持するものとなっている。

また、金具保持部７４の先端縁からは、接合金具３が当接される側に直角に突き出した回り止め突出部７６が設けられている。この回り止め突出部７６は、鋼板材を金具保持部７４の先端縁に固着したものであり、接合金具３を装着したときに、この接合金具３の側面に当接又は近接して対向するようになっている。したがって、ダボ８によって支持された接合金具３が、このダボ８を中心として回転しようとしたときに、これを拘束する。

上記ダボ８は、図２示すように、金具保持部７４に設けられた円孔７５に嵌め入れられる嵌合部８１と、この嵌合部より径が拡大された保持部８２とを備えており、保持部の先端は、接合金具３の着脱を容易とするために径が縮小されている。なお、このダボ８は、適宜に位置決め治具７から取り外して交換することができ、上記保持部８２の径が異なるダボを用いることによって、ボルト孔の径が異なる接合金具に対応することができる。

このような位置決め金具７を用いて柱１の端部に接合金具３を取り付けるときには、図 １に示すように、この位置決め治具７の、端面当接板部７１、側面当接板部７２及び切り欠き内当接板部７３がそれぞれ柱の端面１１、柱端部の側面１４及び切り欠き内の軸方向面１５にぴったりと当接した状態に装着する。これにより柱１の端部に対して正確に位置を決めて位置決め治具７を保持することができる。そして、図３に示すように、この位置決め治具７の金具保持部７４に接合金具３を装着し、第２の取り付け板部３２の外面を位置決め治具７に密接させると、接合金具３は柱１に対して正確な所定位置に保持されており、第１の取り付け板部３１は切り欠き１２内の軸直角面１３及びスクリュー部材４の端面と対向する。この位置を保持して、第１の取り付け板部３１に設けられたボルト孔３４にボルト６を挿通し、スクリュー部材４の端面に設けられたねじ穴に螺合して、図４に示すようにレンチ９でボルト６を締めつける。このとき、回り止め突出部７６は接合金具３の開口が設けられた側面に当接され、ボルト６を中心とした回転を拘束する。したがって、ボルト６を締め付ける作業を効率よく確実に行うことができる。

このようにして接合金具３が柱１の端部に高精度で取り付けられることにより、梁２の上に立設したときに正確に鉛直方向に保持され、位置の調整も簡単に行うことができる。そして、柱１を梁２とを、曲げモーメントに抵抗できるように接合することによって、これらがラーメン架構体を形成し、地震時の水平力に対して大きな体力を有するものとなる。

なお、接合金具３の固定には、上記ボルト６に代えて、全長にわたって雄ねじが形成された頭なしボルト（長ねじボルト）とナットとを用いることができる。このような頭なしボルトとナットとを用いる場合には、頭なしボルトをスクリュー部材のねじ穴に所定長をねじ込んでおき、接合金具３をこれに装着する。そして、接合金具３１の側部の開放部分からナットを頭なしボルトに螺合し、締め付けることができる。

図８は、図７に示す接合金具３に代えて用いることができる接合金具の他の例を示す平面図、底面図及び断面図である。
この接合金具１０は、図７に示すものと同様に二つの取り付け板部１０１、１０２とこれらを連結する側板部１０３とを有し、側板部１０３の一部が開放されているものであるが、取り付け板部の一方１０２には、他方に設けられたボルト孔１０４より径が大きい円孔１０５が設けられている。この円孔１０５には内側から円形プレート１０６が係止され、一部がこの円孔１０５内に嵌め合わされて周方向に回転が可能となっている。そして、この円形プレート１０６には中心から半径方向に軸線を有する長孔１０７が設けられており、接合金具１０の内側からこの長孔１０７にボルト６を挿通して、接合金具１０を梁２にねじ込まれたスクリュー部材５と結合するものとなっている。

上記接合金具１０を用いた場合には長孔１０７内でボルト６の位置を円孔１０５の半径方向に調整が可能であるとともに、円形プレート１０６を回転することによっていずれの方向にもボルト６の位置を調整することができる。したがって、梁２にねじ込まれたスクリュー部材５の位置に多少の誤差があっても、現場において柱１と梁２とを組み立てるときにボルト６の位置を調整して容易に施工することができる。

以上に説明した実施形態は、下層部分の梁２と、その上に支持される上層部分の柱１との接続構造であるが、下層部分の柱とその上に支持される梁との接合部にも、上下を反転して同様の構成を採用することができる。そして、本願発明に係る位置決め治具を用いて柱の上端部に接合金具を正確に取り付けておき、この上に載置された梁を同様に結合することができる。

本願発明に係る位置決め治具を、切り欠きが形成された柱の端部に装着した状態を示す概略斜視図である。 本願発明に係る位置決め治具の平面図及び正面図である。 本願発明に係る位置決め治具を用いて接合金具を柱に取り付ける状態を示す側面図である。 本願発明に係る位置決め治具を用いて接合金具を柱に取り付ける状態を示す概略斜視図である。 図１及び図２に示す位置決め治具を用いて接続作業を行うことができる柱梁接続構造の分解斜視図である。 図５に示す柱梁接続構造で用いられるスクリュー部材の平面図及び正面図である。 図５に示す柱梁接続構造で用いられる接合金具の概略斜視図である。 図７に示す接合金具に代えて用いることができる他の接合金具の平面図、底面図及び断面図である。

符号の説明

１：柱、 ２：梁、 ３：接合金具、 ４：柱にねじ込まれたスクリュー部材、 ５：梁にねじ込まれたスクリュー部材、 ６：ボルト、 ７：位置決め治具、 ８：ダボ、 ９：レンチ、 １０：接合金具
１１：柱の端面、 １２：柱の端部の切り欠き、 １３：切り欠き内の軸直角面、 １４：柱端部の側面、 １５：切り欠き内の軸方向面、
３１：第１の取り付け板部、 ３２：第２の取り付け板部、 ３３：側板部、 ３４：ボルト孔、 ３５：ボルト孔、
４１：螺旋状の張り出し部、 ４２：ねじ穴、
７１：端面当接板部、 ７２：側面当接板部、 ７３：切り欠き内当接板部、 ７４：金具保持部、 ７５：円孔、 ７６回り止め突出部、
８１：嵌合部、 ８２：保持部、
１０１：第１の取り付け板部、 １０２：第２の取り付け板部、 １０３：側板部、 １０４：ボルト孔、 １０５：円孔、 １０６：円形プレート、 １０７：長孔、

Claims (5)

1. 断面の対向する２辺の長さが他の２片の長さより長い扁平な矩形断面を有する木質材を他の部材に接合するための金具を、該木質材の正確な位置に取り付ける際に用いる位置決め治具であって、
   前記木質材は、部材端面の長辺方向における両端部に矩形状の切り欠きが設けられ、該切り欠き内に接合金具が装着されるものであり、
   前記切り欠き間における木質材の端面に当接される端面当接板部と、
   前記木質材端部の切り欠き間における側面に当接される側面当接板部と、
   二つの切り欠き内における木質材の軸線と平行な面（軸方向面）に当接される切り欠き内当接板部と、
   前記端面当接板部から、木質材端面との当接面を延長するように前記切り欠きが設けられた範囲に張り出し、前記接合金具を前記切り欠き内の所定の位置に保持する金具保持部とを備え、
   前記金具保持部は、前記切り欠き内で前記接合金具を前記木質材に固着する作業が可能な状態に該接合金具を保持するものであることを特徴とする木質材接合金具の位置決め治具。
2. 前記木質材は、前記切り欠き内から該木質材の軸線方向にスクリュー部材がねじ込まれたものであり、
   前記接合金具は、該スクリュー部材の端面からその軸線方向に形成されたねじ穴に螺合されるボルトによって、前記木質材に固着されるものであることを特徴とする請求項１に記載の木質材接合金具の位置決め治具。
3. 前記金具保持部は、着脱が可能となったダボを有し、
   前記接合金具に設けられたボルト孔の一つに前記ダボを嵌め合わせて前記接合金具を保持するものであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の木質材接合金具の位置決め治具。
4. 前記接合金具は、前記木質材の切り欠き内における軸線と直角となる面（軸直角面）に当接される第１の取り付け板部と、この第１の取り付け板部と平行となり、前記木質材の端面の延長上に外面が保持される第２の取り付け板部と、これらを連結する側板部とを有し、前記第１の取り付け板部と第２の取り付け板部とには、それぞれボルト孔が形成されており、
   前記金具保持部に取り付けられたダボは、前記第２の取り付け板部のボルト孔に嵌合されるものであり、
   前記第１の取り付け板部のボルト孔に挿通されたボルトによって前記接合金具を木質材に固着するものであることを特徴とする請求項３に記載の木質材接合金具の位置決め治具。
5. 前記金具保持部は、前記接合金具の側面に当接されて前記ボルト孔に挿通されたボルト又は前記ダボを中心に該接合金具が回転するのを拘束する回り止め突出部を有することを特徴とする請求項４に記載の木質材接合金具の位置決め治具。
   

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