JP4849966B2

JP4849966B2 - 木製交差構造体の緊締固定具および固定法

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Publication number: JP4849966B2
Application number: JP2006161683A
Authority: JP
Inventors: 修二米澤
Original assignee: 修二米澤
Priority date: 2006-06-09
Filing date: 2006-06-09
Publication date: 2012-01-11
Anticipated expiration: 2026-06-09
Also published as: JP2007327308A

Description

本発明は木製交差構造体の緊締固定具および固定法に係り、詳しくは、例えば柱とそれに載せられて水平に延びる桁とそれに交差して斜めに載せられた登り梁の三部材を一体的に固定するための建築用金具やそれを固定する方法に関するものである。

柱や梁で木造構造体を組みあげる場合、仕口にそれぞれほぞとほぞ孔を形成して嵌めあわせている。そして、適宜金具を使うなどしてその接合部位が補強される。また、金物を埋めこむことにより接合するとともにその強度の向上を図ることもしばしば行われる。例えば、図１８の上半部に示したように、柱４１を挟んで対向する二つの構造部材４２，４３に、その長手方向に延びる縦孔４２ａ，４３ａを形成するなどしてねじ棒４４を通し、ねじ端に対応する位置に角孔４２ｂ，４３ｂを彫ってナット４５，４６の収容空間を確保したり、例えば特開平１１−３１５６１０号公報にあるように、スリットを形成して両部材に跨がるブラケットの各プレート面を嵌め、これを介して両部材をボルト止めするなどされる。しかし、いずれにしても金物を収容する空間を必要とする結果、断面欠損が生じて部材の耐力低下は免れない。上記した角孔４２ｂ，４３ｂなどによる断面欠損を軽減しようとしてナット収容位置を浅くすると、固縛力に偏りが生じる。

断面欠損を可及的に少なくするとともに、接合用金物を部材中心に位置させて固縛力を高め、無用なモーメントの発生を避けられるようにした例として、実公昭５９−３０４４号公報や特開２０００−１７０２５１に記載された緊結金物がある。これは、図１８の下半部に示すように、Ｔ形に交差する部材４１，４７のうちの一方の部材４７に、その仕口から少し離れた箇所で部材を横断する孔４７ａがあけられ、中間にねじ孔４８ａを形成したシリンダナット４８が嵌めこまれる。他方の部材４１を幅方向に横断したねじロッド４９が一方の部材４７の中心部位を縦通し、その先端をねじ孔４８ａに螺合させて二つの部材を高い強度でもって接合している。

ところで、構造部材は直角に交差する場合ばかりでなく、傾斜した部材の腹面などに他の部材の木口を突き合わせなければならない場合もある。図１７の（ａ）は、「イ」形配置の場合に上記したシリンダナット４８とヘッド４９ａのついたねじロッド４９からなる締結具が、梁５１に桁５２を突き合わせた構造に適用された一例である。桁５２に設けられた孔５２ａにシリンダナット４８が挿入され、ねじロッド４９は桁の中心部を通る。一方、梁５１においては平面的に見たときねじロッド４９は幅方向の中央から差し込まれているとはいえ、梁に対しては図のごとく側面から見て斜めの状態におかれる。言うまでもなく、桁５２では長手方向に沿って軸力のみが作用するが、梁５１と桁５２との合わせ面５３に押しつける力は傾斜角の余弦成分となり、締結力の幾らかがそがれることになる。一方、正弦成分はねじロッド４９に無用の曲げ力を及ぼす。

加えて、ねじロッド４９の基端に形成されたヘッド４９ａを梁５１の着座部から出ないようにすると、ワッシャ５４のための彫り込み５１ａが必要となる。梁に対する桁の角度が大きくなるほど深くなることは言うまでもなく、結局は無視できない断面欠損がつきまとう。このようなことは、図１７の（ｂ）に示した構造においても起こる。この例は柱６１に載せられた桁６２に登り梁６３が固定される構造である。重ね合わせ面６４の面積は半減するから、そこに作用する面圧は倍加し、締結力を確保するためには、オーバサイズの部材の導入が余儀なくされる。
実公昭５９−３０４４号公報特開平１１−３１５６１０号公報特開２０００−１７０２５１

本発明は上記した問題に鑑みなされたもので、その目的は、部材が傾斜して接合される場合であっても、接合するためのねじロッドが各部材に対して常に平行もしくは直角に配置できるようにすること、それによってねじロッドには軸力のみが作用するようにして、締結の安定と高効率化を図ること、ねじロッドに無用の曲げをきたさなく適正強度の部材を導入できるようにすること、金具の存在に基因する断面欠損を可及的に小さくすることを実現した木製交差構造体の緊締固定具および固定法を提供することである。

本発明は、第一部材の端で傾斜して接する第二部材を、円柱の長手方向の中間部位で横断するように延びるねじ孔を有したシリンダナットとそれに螺合するねじロッドとを用いて、第一部材に固定するようにした緊締金具に適用される。その特徴とするところは、図１を参照して、第一シリンダナット７に螺着される第一ねじロッド８とナットホルダ９と第二シリンダナット１０と第二ねじロッド１１とを備える。第一ねじロッド８は、第一シリンダナット７の締結用ねじ孔７ａに先端側を螺合させるべく、第一部材３と第二部材５の接合部位１４から第一部材の中心部位で長手方向に設けた縦孔３ａ内を延び、基端側には回転操作部１５が形成されたヘッド８ａ（図２を参照）を持つ。ナットホルダ９は、第一部材３と第二部材５との接合部位１４に臨んで対向する凹み２ｈ，４ｈ（図５の（ａ）を参照）に配置される。第二シリンダナット１０は、第二ねじロッド１１の先端部位が螺合される固定用ねじ孔１７（図３の（ａ）を参照）を中間部位に備える。第二ねじロッド１１には、第二部材５を直角に横切る横断孔４ａ（図５の（ａ）を参照）に配置され、先端側を接合部位１４に位置させ、基端側には回転操作部１６が形成されたヘッド１１ａを持つ（図１１の（ｂ）も参照）。上記したナットホルダ９には、図４に示すように、中心部を貫通し第二シリンダナット１０（図３の（ａ）を参照）を回動自在に嵌挿して支持するナット受け孔１９と、このナット受け孔１９に直交するロッド挿通孔２０と、このロッド挿通孔２０の開口縁の一部に形成され、第二ねじロッド１１の第二シリンダナット１０（図１０の（ｂ）を参照）を中心にした傾動を許容する傾斜溝２１と、ロッド挿通孔２０の底部に到達した第一ねじロッド８のヘッド８ａ（図７の（ａ）を参照）を止着させる嵌着座２２とが形成される。上記のロッド挿通孔２０の開口２０ａは、第二ねじロッド１１の先端部位を固定ねじ孔１７に到達させかつ第一ねじロッド８のヘッド８ａが通過する大きさとなっている。

ナットホルダ９は略球形であり、第一部材３と第二部材５との接合部位１４に設けられたそれぞれの凹み２ｈ，４ｈは、図５の（ａ）のようにナットホルダ９を収容することができる半球状としている。

ナットホルダ９Ｍは図１６に示すように円筒形としておいてもよく、第一部材３と第二部材５との接合部位１４に設けられたそれぞれの凹みは、ナットホルダ９Ｍを収容することができる半円柱状を含む空間としておけばよい。

図２に示すように、第一ねじロッド８は、スクリューバー８Ａとその基端側に被さるスクリューキャップ８Ｂとを備え、そのスクリューキャップ８Ｂの頂部に回転操作部１５が形成される。スクリューバー８Ａとスクリューキャップ８Ｂとの螺合は、キャップもしくはバーのねじ端までなされるように少なくともいずれか一方のねじ山数が制限されることにより、スクリューキャップ８Ｂとスクリューバー８Ａとのそれ以上の螺合量増加が阻止されるようになっている（図６の（ｂ）を参照）。

第二ねじロッド１１はスクリューバー１１Ａとその基端側に被さるスクリューキャップ１１Ｂとを備え、そのスクリューキャップ１１Ｂの頂部に回転操作部１６が形成される。スクリューバー１１Ａと固定用ねじ孔１７との螺合は、スクリューバーもしくはねじ孔のねじ端までなされるように少なくともいずれか一方のねじ山数が制限されることにより、スクリューキャップ１１Ｂを回してもスクリューバー１１Ａと第二シリンダナット１０の固定用ねじ孔１７とのそれ以上の螺合量増加が阻止されるようになっている（図１０の（ｂ）を参照）。

木製交差構造体の緊締固定法にあっては、緊締固定具６における第一ねじロッド８の螺進を行うにあたり、図７の（ａ）に示すように、ナットホルダ９の嵌着座２２に第一ねじロッド８のヘッド８ａを止着させ、図７の（ｂ）に示すようにナット受け孔１９に第二シリンダナット１０を嵌挿した後、図８の（ｂ）に示すように、固定用ねじ孔１７を経て回転操作部１５に差し込んだ回転操作具２４によって回転するようにしている。

本発明によれば、金属製緊締固定具は第一シリンダナット、第一ねじロッド、第二シリンダナット、ナットホルダ、第二ねじロッドを備え、第一ねじロッドが第一シリンダナットに螺合してナットホルダを第一部材の仕口に強く固定し、第二ねじロッドはナットホルダ内で回動可能とした第二シリンダナットに螺合して第二部材を挟みつける力を伝達する結果、第二部材が第一部材に確実かつ剛強に固定される。

第一ねじロッドも第二ねじロッドも第一部材および第二部材の中心部位に配置されるから各ねじロッドによって生じた力は第一部材、第二部材それぞれに最も効果的に伝達される。力の伝達に偏りが無くなり、第一部材、第二部材ともに過大な耐力を持たせる必要がなくなる。各ねじロッドには曲げが作用することがなくなるから、ねじロッドにも過大強度が要求されないで済む。総じて、構造体における力の高効率伝達や低廉化が図られる。ナットホルダのために形成される凹みの表面積はその投影面積より大きくなるから、断面欠損部における面圧負荷が低減され、またくり抜き量の割りには断面欠損の影響を少なくすることができる。

ナットホルダは第二シリンダナットを回動自在に支持し、ロッド挿通孔の開口縁の一部に傾斜溝が設けられるので、第二ねじロッドの角度を第二部材の設置角度に随時簡単に合わせることができる。したがって、第二部材の第一部材に対する傾斜角が異なる構造体にも適用でき、汎用性ある緊締固定具となる。いずれにしても、金具を構造部材内に納めて装着でき、木製交差構造体の見栄えを損ねたり、他の部材の取りつけを邪魔することもなくなる。

ナットホルダが略球形となっていれば、極めてコンパクトな容積を占めるにとどまり、第一部材、第二部材に形成される半球状の凹みで生ずる断面欠損を最も少なくすることができる。その凹みの表面積は投影面積の２倍にもなるため、締結によるその部分に生じる応力度は半減されかつ分散されることになり、内隅部のない形状の凹みは応力集中を排除し、構造材の受ける負担が軽減される。なお、ナットホルダが円筒形であるときも、球形の場合ほどではないが占める容積は少なく、凹みの表面は投影面積の１．６倍程度確保でき、その部分に発生する面圧はやはり軽減されることになる。

第一ねじロッドをスクリューバーとその基端側に被さるスクリューキャップで構成しておけば、スクリューバーとしては市販品を使用することができ、低廉化が図られる。緊締固定具が適用される部位や木製交差構造体のサイズが違っても、市販品の部分だけ他品に置き替えることで対応させ、本緊締固定具の特有部分の変更を要しなく、汎用性の高いものとなる。スクリューキャップの頂部に回転操作孔を形成しておくから、市販品のスクリューバーにいちいち回転操作部を形成する手間も省かれる。

スクリューバーとスクリューキャップとの螺合がキャップもしくはバーのねじ端までなされるように少なくともいずれか一方のねじ山数を制限しておけば、スクリューキャップとスクリューバーとのそれ以上の螺合量増加が阻止され、その後のスクリューキャップの回転はスクリューバーを共回りさせて、スクリューバーの第一シリンダナットとの螺合を円滑なものにする。

第二ねじロッドもスクリューバーとその基端側に被さるスクリューキャップで構成しておくと、第一ねじロッドの場合と同様に、スクリューバーとしては市販品を使用することができる。また、スクリューキャップの頂部に回転操作部が形成されるから、市販品のスクリューバーにその都度加工を施す必要もなくなる。

スクリューバーと固定用ねじ孔との螺合がバーもしくはねじ孔のねじ端までなされるように少なくともいずれか一方のねじ山数を制限しておけば、スクリューバーを固定用ねじ孔にロックさせておくことができ、その後にスクリューキャップを回してスクリューバーとの螺合を図り、それによって第二部材５を強く締めつけることができるようになる。

木製交差構造体の緊締固定法においては、ナットホルダの嵌着座に第一ねじロッドのヘッドを止着させ、ナット受け孔に第二シリンダナットを嵌挿した後に固定用ねじ孔を通して回転操作部に回転操作具を差し込んで回転させるようにしているので、第一ねじロッドの第一シリンダナットに対する螺進が実現され、第二シリンダナットをナットホルダに装着したままナットホルダを第一部材に固縛することができる。第二シリンダナットをナットホルダが第一部材に固縛される前に装着しておくことになるから、重ね合わせ面に第二部材を固定する第二シリンダナットの配備が可能となる。

以下に、本発明に係る木製交差構造体の緊締固定具を、その固定する方法とともに、実施の形態を表した図面をもとにして、詳細に説明する。図１は、木製柱１とそれに載せられて水平に延びる木製桁２からなる第一部材３に対し、傾斜して重ね合わされる木製の登り梁４や隅木などの第二部材５を固定するための緊締金具６の装着状態を表している。この金具によれば、図のごとく第二部材５が第一部材３に傾斜して接合された場合に適用しても、接合するための次に述べるねじロッド８，１１が各部材３，５に対して常に平行もしくは直角に配置されることになる。したがって、締結用の各ねじロッドには軸力のみが作用して、無用の曲げを受けなくまた構造材の断面欠損を可及的に小さくすることができる。

その金具６の概略は、図の下から、第一シリンダナット７、第一ねじロッド８、ナットホルダ９、このナットホルダ内にある第二シリンダナット１０、および第二ねじロッド１１からなっている。本例において特に注目すべきは、第二シリンダナット１０とそれを内包するナットホルダ９の構造とその組合せ機構である。

ここで、金具による第一部材３と第二部材５からなる木製交差構造体の緊締固定を簡単に述べ、詳細はその後に説明する。まず、第一シリンダナット７が第一部材３の柱１に埋め込まれる一方、ナットホルダ９の上方から第一ねじロッド８が挿入された後に、第二シリンダナット１０がナットホルダ９に横から挿入される。第一ねじロッド８が第一シリンダナット７まで第一部材３を縦通して螺着されると、ナットホルダ９が第一部材３の頂部である桁２の上面（後述する重ね合わせ面１４）に固定される。ナットホルダ９を覆うように登り梁４が載せられ、ナットホルダ９内の第二シリンダナット１０に螺合された第二ねじロッド１１によって登り梁４がナットホルダ９に固定され、このナットホルダを介して第二部材５が第一部材３に強力に固定されるようになっている。

個々の構成要素について、詳細に述べる。この例においては柱１の上に水平に延びる桁２がわたされているが、柱の頂部に形成したほぞ１２が桁２に設けたほぞ孔１３に嵌められている。なお、第一ねじロッド８はほぞ１２をも縦通した状態で、柱１と桁２とを強固に緊締する。上記した第一シリンダナット７は、柱１の中央部位を長手方向に縦通する長孔１ａの底部近傍で柱を水平に横切る横断孔１ｂに埋設される。これには、その中間部位で半径方向へ延びる締結用ねじ孔７ａが備えられる。

上記した第一ねじロッド８は、先端側を締結用ねじ孔７ａに螺合させるべく、桁２と登り梁４の重ね合わせ面すなわち接合部位１４から桁２の横孔２ａと柱１の長孔１ａとからなる第一部材３の縦孔３ａ内を下に向かって延びる。その基端側に形成されたヘッド８ａ（図２を参照）には回転操作部１５であるレンチ孔が形成されている。この例では、第一ねじロッド８が、スクリューバー８Ａとその基端側に被さり頂部にレンチ孔１５を備えたスクリューキャップ８Ｂからなる。

スクリューバーとスクリューキャップとの螺合は、図６の（ｂ）に示すように、キャップもしくはバーのねじ端までなされ、スクリューキャップ８Ｂとスクリューバー８Ａとのそれ以上の螺合量増加が阻止されるように配慮されている。すなわち、図示の例では、スクリューバー８Ａのねじ８Ａ_a がキャップ８Ｂのねじ孔８Ｂ_a のねじ深さより短くすべくねじ山数が制限されているが、このように、少なくともいずれか一方のねじ山数に限りをもたせておくと、スクリューキャップ８Ｂの順方向の回転はスクリューバー８Ａを常に共回りさせ、スクリューバーの第一シリンダナット７（図８の（ｂ）を参照）との螺合を円滑なものにする。

図１に戻って、第二ねじロッド１１は第二部材５を直角に横切ってすなわち登り梁４の延びる方向に対して直交するように配置され、先端側を接合部位１４に位置させている。そして、基端側は、回転操作部としてのレンチ孔１６を頂部に持つヘッド１１ａとなっている。このねじロッドも、図２から分かるように、スクリューバー１１Ａとその基端側に被さり頂部にレンチ孔１６を備えるスクリューキャップ１１Ｂとからなる。なお、スクリューキャップを使用する関係上、スクリューバー１１Ａは登り梁４の厚みより短く与えられる（後述する図１１の（ｂ）を参照）。

第二シリンダナット１０は、第二ねじロッドの先端が螺合される固定用ねじ孔１７を、中間部位で半径方向へ延びるように備える（図３の（ａ）ないし（ｄ）を参照）。その固定用ねじ孔１７とスクリューバー１１Ａとの螺合は、後述する図１０の（ｂ）に示すように固定用ねじ孔１７もしくはスクリューバー１１Ａのねじ端までなされ、両者のそれ以上の螺合量増加が阻止されるようになっている。すなわち、図示の例では、固定用ねじ孔１７の有効ねじがスクリューバー１１Ａのねじ１１Ａ_a の長さより少なくなるようにねじ山数が制限されているが、このように、少なくともいずれか一方のねじ山数に限りをもたせておくと、スクリューバー１１Ａを固定用ねじ孔１７にロックしておくことができ、その後にスクリューキャップ１１Ｂを掛けて回してもスクリューバー１１Ａが共回りしなく、キャップとバーとの螺合だけが進んで第二部材５を第一部材３に対して強く固定することができるようになる。

ナットホルダ９は、後で説明する図１１の（ｂ）に示すように、第一部材３である桁２と第二部材５としての登り梁４との重ね合わせ面１４に配置される。すなわち、接合部位１４に臨んで対向するよう第一部材と第二部材のそれぞれに凹み２ｈ，４ｈが設けられ、これらが図５の（ａ）に示すように半球状であって、略球形をしたナットホルダ９の全体を嵌着させることができるようになっている。

このように略球形としておくと極めてコンパクトな容積を占めるにとどまり、桁２と登り梁４に形成される凹みで生ずる断面欠損を最も少なくしてことができる。その凹みの表面積は投影面積の２倍にもなるため（４πＲ² ／２／πＲ² ＝２．０：Ｒは球の半径）、締結によるその部分に生じる応力度は半減されかつ分散されることになる。内隅部のない形の凹みは応力集中を排除し、構造材の受ける負担をおおいに軽減する。

このようなナットホルダ９には、図４に示すように、ナット受け孔１９と、ロッド挿通孔２０と、傾斜溝２１と、嵌着座２２とが形成される。ナット受け孔１９は水平な桁２に平行となる軸芯１９ａ（図１を参照）を持ってナットホルダ９の中心部を貫通し、第二シリンダナット１０を回動自在に嵌挿して支持する（図３の（ａ）を参照）。ロッド挿通孔２０は図４の（ｃ）に示すようにナット受け孔１９に直交し、第二ねじロッド１１の先端のねじ１１Ａ_a を固定用ねじ孔１７に到達させ（図９の（ｂ）を参照）、かつ第一ねじロッド８のヘッド８ａを通過させる開口２０ａを持っている（図７の（ａ）を参照）。

傾斜溝２１は、図４の（ａ）に示すように、ロッド挿通孔２０の開口縁の一部に形成され、図１０の（ｂ）に示すように、第二ねじロッド１１の第二シリンダナット１０を中心にした傾動を許容するために設けられたものである。なお、この傾斜溝２１の角度αは例えば４５度程度まで与えられており、スクリューバー１１Ａが登り梁４の傾斜に直交するように調整できる余裕が与えられる。このようにして傾斜溝が設けられ、第二シリンダナット１０は回動自在であるので、第二ねじロッドの角度を第二部材の設置角度に随時簡単に合わせやすくなるだけでなく、第二部材の第一部材に対する傾斜角が異なる構造体にも適用でき、汎用性ある緊締固定具となる。

図４の（ｂ）および（ｃ）に示された嵌着座２２は、図７の（ａ）に示すように第一ねじロッド８の基端側に形成されたヘッド８ａを止着させるもので、ロッド挿通孔２０の底部に形成される。すなわち、スクリューバー８Ａの通過後スクリューキャップ８Ｂのヘッド８ａが到達した時点でそれ以上の通過を阻止する大きさの孔とされており、孔の周りがヘッド下の形状に合わせた座面を形成している。

このような構成の木製交差構造体の緊締固定具は、次のようにして第二部材５を第一部材３に固定することができる。図５の（ａ）に示すように、各部材には、予め横断孔１ｂや凹み２ｈ，４ｈを与えておくが、その凹みの加工については後述する。図５の（ｂ）に示すように、柱１の長孔１ａの底部近傍に設けた横断孔１ｂに第一シリンダナット７を挿入する。それに設けられた締結用ねじ孔７ａが長孔１ａの方向に一致するように、図５の（ｃ）に示すごとく端面に形成した孔の方向を教える指標スリット２３がある場合は、それを垂直にしておく。

その間に、図６の（ａ）および（ｂ）に示すようにスクリューバー８Ａにスクリューキャップ８Ｂが被せられる。いずれか一方のねじが短く形成されているから、短いねじの端まで螺着されると、スクリューキャップはスクリューバーと一体となり、図６の（ｂ）のように第一ねじロッド８としての長さＬ8 が規定される。なお、柱１には、図６の（ｃ）のように、ほぞ１２をほぞ孔１３に嵌め込むようにして桁２が一体化される。

上記の第一ねじロッド８を、ナットホルダ９のロッド挿通孔２０に通す（図６の（ｂ）を参照）。スクリューバー８Ａは嵌着座２２にあいた孔を通るが、スクリューキャップ８Ｂのヘッド８ａは嵌着座２２に到達した時点で止まる（図７の（ａ）を参照）。その状態で、図７の（ｂ）の要領によって第二シリンダナット１０をナットホルダ９のナット受け孔１９に嵌挿する。このときシリンダナット１０の固定用ねじ孔１７が垂直となるようにしておく。図７の（ｃ）のようにナットホルダ９と組み合わされた第一ねじロッド８は、第二シリンダナット１０により上方への抜けが阻止されたヘッド８ａによってほぼ不動の状態におかれる。

このようにして第一ねじロッド８とナットホルダ９と第二シリンダナット１０との一体組ができると、これが図８の（ａ）のように第一部材３である桁２と柱１に挿入される。その操作は、第二シリンダナット１０がナットホルダ９から抜け出ないように指などで左右から軽く押さえておけば、極めて簡単に行うことができる。一体組の形が保たれて縦孔３ａに嵌められると、ねじ８Ａ_b は第一シリンダナット７の締結用ねじ孔７ａの開口に臨む。この時点では、ナットホルダ９は凹み２ｈから離れているから、上記の操作の間に第二シリンダナット１０が少し回動しても、容易に正すことができる。図８の（ｂ）のように六角レンチ２４といった回転操作具を第二シリンダナット１０の固定用ねじ孔１７を経てレンチ孔１５に差し込み、それを矢印２５の方向に回転させて第一ねじロッド８の先端に形成したねじ８Ａ_b を、第一シリンダナット７の締結用ねじ孔７ａに螺合させる。

ねじ８Ａ_b の螺進で、ナットホルダ９が凹み２ｈに着座する。増し締めすればナットホルダ９が第一部材３の頂部にしっかりと固定されるとともに、桁２も柱１に対して不動状態に置かれる。このような操作は、第二シリンダナットをナットホルダに装着したままナットホルダを第一部材に固縛することになる。第二シリンダナットはナットホルダが第一部材に固縛される前に装着されているから、重ね合わせ面に第二部材５を固定する第二シリンダナット１０の配備が可能となる。

図９の（ａ）のようにレンチ２４を垂直にして抜けば、固定用ねじ孔１７は垂直のままとなる。図９の（ｂ）のごとく、第二ねじロッド１１のスクリューバー１１Ａを上下方向となっている固定用ねじ孔１７に臨ませ、これを手などで回して先端のねじ１１Ａ_a をねじ部１７ａに深く噛みあわせる。固定用ねじ孔１７には第二シリンダナット１０の内部の途中までしかねじが形成されておらず、したがって、ねじ端まで螺合させると、スクリューバー１１Ａのそれ以上の螺進が阻止される。

登り梁４をクレーンで吊るなどして所定位置まで運搬する間に、図１０の（ａ）に示したスクリューキャップ１１Ｂにワッシャ２６を嵌めておく。登り梁４を降ろす際に、スクリューバー１１Ａを（ｂ）に示す角度αの範囲内で適宜に傾け、登り梁４に形成した横断孔４ａに下方からその上端部を入れる。その後に登り梁４が左右に振れたり傾斜角が少々変えるように揺れても、スクリューバー１１Ａは第二シリンダナット１０を中心にして傾動するから、ナットホルダ９に無理な力が生じることもない。

登り梁４が降ろされ、ナットホルダ９を凹み４ｈに納め、腹面を重ね合わせ面１４に載せて角度を正す。ワッシャ２６を伴ったスクリューキャップ１１Ｂを登り梁４の上から横断孔４ａに挿入して回すと、図１１の（ａ）のようにスクリューキャップ１１Ｂのねじ孔１１Ｂ_a がスクリューバー１１Ａのねじ１１Ａ_b に噛みあう。ヘッド１１ａのレンチ孔１６にレンチ２４を掛けて締めれば、ねじ１１Ａ_b とねじ孔１１Ｂ_a の螺合が進み、登り梁４に形成した座面４ｂに嵌まるワッシャ２６とナットホルダ９によって、図１１の（ｂ）のように登り梁４は強く挟みつけられる。

これによって力の伝達に偏りが無くなり、第一部材、第二部材ともに過大な耐力を持たせる必要がなくなる。各ねじロッドには曲げモーメントが作用することがなく、ねじロッドにも過大強度品を充てる必要もなくなる。総じて、構造体における力の高効率伝達や低廉化が図られる。ナットホルダのために形成される凹みの表面積はその投影面積より大きくなるから、断面欠損部における面圧負荷が低減され、またくり抜き量の割りには断面欠損の影響を少なくしておくことができる。

以上の説明から分かるように、第一ねじロッドが第一シリンダナットに螺合してナットホルダを第一部材の仕口である重ね合わせ面に強く固定し、第二ねじロッドはナットホルダ内で回動可能とした第二シリンダナットに螺合して第二部材を挟みつける結果、第二部材が第一部材に確実かつ剛強に固定される。第一ねじロッドも第二ねじロッドも第一部材および第二部材の中心部位に配置されるから各ねじロッドによって生じた力は第一部材、第二部材それぞれに最も効果的に伝達される。金具が構造部材内に納めて装着され、木製交差構造体の見栄えを損ねたり、他の部材の取りつけを邪魔したりすることもない。

ここで、図５（ａ）に示した各部材の重ね合わせ面１４における凹み２ｈ，４ｈの加工について、簡単に述べる。登り梁４に対しては、図１２の（ａ）に示すように、横断する方向に下孔４ｃを設ける。ドリル２７は特製品であって半球状のやすり面２７ａを備え、その頂部には下孔に嵌まるリード２７ｂが形成されている。図示しない駆動機で矢印２８の方向に回転させ、（ｂ）のように全没するまで研削する。ドリルを除くと（ｃ）のような凹み４ｈが形成され、下孔４ｃをセンタにして通常のドリル（図示せず）で横断孔４ａをあける。最後に、（ｄ）に示すように、その上端開口を座ぐりして座面４ｂが形成される。

第一部材３を構成する桁２に対しては、図１３の（ａ）に示すように、横断する方向に下孔２ｃを設ける。ドリル２７は図１２の場合と同じものでよく、図１３の（ｂ）のように全没するまで研削する。ドリルを除くと（ｃ）のような凹み２ｈが形成され、下孔２ｃをセンタにして横孔２ａをあける。最後に、（ｄ）に示すように、その上面の一部２ｄを落として重ね合わせ面１４が形成される。側面から見た（ｅ）から分かるように、重ね合わせ面の幅はＷ14であり、これが登り梁４の腹面の一部が嵌まる部分となる。

今まで述べた緊締固定具においては、第一ねじロッド８をスクリューバー８Ａとその基端側に被さるスクリューキャップ８Ｂとで構成した。スクリューバーとして市販品を使用することができ、その部分の低廉化が図られる。緊締固定具が適用される部位や木製交差構造体のサイズが違っても、市販品の部分だけ他の規格品に置き替えることで対応させ、本緊締固定具の特有部分の変更を要しなく、それゆえ汎用性の高い金具とすることができる。スクリューキャップの頂部にレンチ孔を形成しているから、市販品のスクリューバーにいちいちレンチ孔を施す手間も省かれる。これは第二ねじロッド１１をスクリューバー１１Ａとスクリューキャップ１１Ｂで構成しておく場合も同じである。なお、レンチ孔に代わる公知の他の工具による回転操作が可能となる孔や溝をヘッドに形成してもよいことは言うまでもない。

ところで、第一ねじロッドも第二ねじロッドもスクリューバーとスクリューキャップで構成させ、適宜ワッシャを使用するなどした例を述べてきたが、図１４に示すように両ねじロッドを単一品としたり、混成品とすることもできる。図１４の（ａ）は、ねじ８Ａ_b を先端に持ちレンチ孔１５を形成したヘッド８ａを基端に備える一本のねじ棒８Ｍと、ねじ１１Ａ_a を先端に持ちレンチ孔１６を形成したヘッド１１ａを基端に備える一本のねじ棒１１Ｍとで、前記した第一ねじロッドおよび第二ねじロッドを構成させた例である。

図１４の（ｂ）は第二ねじロッドだけを一本のねじ棒１１Ｍとし、第一ねじロッドはスクリューバー８Ａとスクリューキャップ８Ｂで構成した例であり、（ｃ）は第一ねじロッドだけを一本のねじ棒８Ｍとし、第二ねじロッドはスクリューバー１１Ａとスクリューキャップ１１Ｂで構成した例である。図１４の（ｃ）の場合は図９の（ｂ）、図１０の（ａ）および（ｂ）、図１１の（ａ）および（ｂ）の手順によって登り梁が固定されるが、図１４の（ａ）と（ｂ）の場合は、それと異なる。ねじ棒１１Ｍのヘッド１１ａには大きい鍔２９があるかワッシャ２６があるために、図１０の（ｂ）のように登り梁４を載せる前にねじ棒を第二シリンダナット１０に螺着しておくことが不可能であるからである。

この場合には、図１５の（ａ）および（ｂ）に示すように、登り梁４でナットホルダ９を覆ってからねじ棒１１Ｍを横断孔４ａに挿入することになる。登り梁４の固定はねじ１１Ａ_a が第二シリンダナット１０の固定用ねじ孔１７のねじ部１７ａを螺進することによって達成されるから、図１０の（ｂ）のときのようなねじ止まりは許されなく、登り梁の厚みから螺合ねじ山数に過不足がないように計画するか、図１４の（ａ）中の第二シリンダナット１０Ｋのように、固定用ねじ孔１７の全部をねじにしておく。

いずれにしても、登り梁４が被さってしまうから、第二シリンダナット１０，１０Ｋの固定用ねじ孔１７の向きが所望角度に保たれているかを目視できない。そこで、細いバーを挿入するなどして孔の向きを確認したり修正するか、登り梁の厚みを越える長い仮のスクリューバー（図示せず）を図１０の（ｂ）の段階で螺着するなどする。後者の場合、登り梁を降ろし終えるまで固定用ねじ孔１７の向きを保っておき、仮のバーを抜いてねじ棒１１Ｍと入れ替えるといった操作をすればよい。

ナットホルダは第二シリンダナットを保持するもので接合部位に配置されること、第二シリンダナットは回動自在でありナットホルダには傾斜溝が形成されて、第二ねじロッドが第二シリンダナットを中心に傾動可能であることから、登り梁は常に直交した姿勢のねじロッドによって固定される。そのナットホルダは球形が最も良いが、これが図１６に示したような円筒形のナットホルダ９Ｍとすることもできる。球形の場合ほどではないが占有容積も大きくならず、凹みでの接触面は投影面積の１．６倍程度で（πＲＬ／２ＲＬ＝π／２≒１．５７：Ｒは円筒の半径、Ｌは円筒の長さ）、その部分に発生する面圧はやはり軽減される。このナットホルダ９Ｍを収容する凹みの全形は切削の都合上半円柱とはいかないが、半円柱状を含む略舟底状とした空間は大きな断面欠損をきたすことがない。

本発明に係る緊締固定具やその固定法は、図１５の（ｂ）に示した構造体に対しても適用することができる。これは柱１の上に重ね合わせ面１４Ａが形成され、そこに登り梁４を載せたものである。その部材は柱と登り梁に限らないことは言うまでもなく、このように二部材からなる場合でも、そして、それがＴ形に接合される場合でも使用可能であることは、上記した説明からも把握できるところである。

本発明に係る緊締固定具の一例を、木製の交差構造体に適用した状態の斜視図。緊締固定具の分解構成図。第二シリンダナットの構造を示し、（ａ）は斜視図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は側面図、（ｄ）は（ｂ）中の III−III 線断面図。ナットホルダの構造を示し、（ａ）は斜視図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は正面図。（ａ）は緊締固定具が適用される木製交差構造体の組合せ図、（ｂ）は第一シリンダナットを柱に装着する動作説明図、（ｃ）はそのＶ−Ｖ線矢視図。（ａ）および（ｂ）は第一ねじロッドの組立て説明図、（ｃ）は柱に桁を載せる様子の説明図。（ａ）ないし（ｃ）は第一ねじロッドの組立てと構造体への取付け手順説明図。図７に続く取付け手順図。図８に続く取付け手順図。図９に続く取付け手順図。図１０に続く取付け手順図。登り梁に凹みを形成する手順図。水平な桁に凹みを形成する手順図。異なる形態の緊締固定具の構成説明図。異なる形態の場合の取付け説明図。ナットホルダを円筒形とした場合の構成説明図。ねじロッド一本により二部材または三部材を締結した先行技術例。ねじロッド一本により交差部位を締結する先行例の説明図。

符号の説明

１…木製柱、２…木製桁、２ｈ…凹み、３…第一部材、３ａ…縦孔、４…登り梁、４ａ…横断孔、４ｈ…凹み、５…第二部材、６…緊締金具、７…第一シリンダナット、７ａ…締結用ねじ孔、８…第一ねじロッド、８ａ…ヘッド、８Ａ…スクリューバー、８Ｂ…スクリューキャップ、８Ｍ…ねじ棒、９，９Ｍ…ナットホルダ、１０，１０Ｋ…第二シリンダナット、１１…第二ねじロッド、１１ａ…ヘッド、１１Ａ…スクリューバー、１１Ｂ…スクリューキャップ、１１Ｍ…ねじ棒、１４，１４Ａ…重ね合わせ面（接合部位）、１５，１６…回転操作部（レンチ孔）、１７…固定用ねじ孔、１７ａ…ねじ部、１９…ナット受け孔、２０…ロッド挿通孔、２０ａ…開口、２１…傾斜溝、２２…嵌着座、２４…六角レンチ（回転操作具）。

Claims

第一部材の端で傾斜して接する第二部材を、円柱の長手方向の中間部位で横断するように延びるねじ孔を有したシリンダナットとそれに螺合するねじロッドとを用いて、前記第一部材に固定するようにした緊締金具において、
第一部材の中心部位で長手方向に延びる縦孔の底部近傍に形成した横断孔に埋設され、中間部位に締結用ねじ孔を備える第一シリンダナットと、
前記締結用ねじ孔に先端側を螺合させるべく第一部材と第二部材の接合部位から前記縦孔内を延び、基端側には回転操作部が形成されたヘッドを持つ第一ねじロッドと、
第二部材を直角に横切る横断孔に配置され、先端側を前記接合部位に位置させ、基端側には回転操作部が形成されたヘッドを持つ第二ねじロッドと、
該第二ねじロッドの先端部位が螺合される固定用ねじ孔を中間部位に備えた第二シリンダナットと、
前記接合部位に臨んで対向するよう第一部材と第二部材のそれぞれに設けた凹みに配置されるナットホルダとを備え
該ナットホルダには、中心部を貫通し前記第二シリンダナットを回動自在に嵌挿して支持するナット受け孔と、該ナット受け孔に直交し前記第二ねじロッドの先端部位を前記固定ねじ孔に到達させまた前記第一ねじロッドのヘッドを通過させる開口を持ったロッド挿通孔と、該ロッド挿通孔の開口縁の一部に形成され第二ねじロッドの第二シリンダナットを中心にした傾動を許容する傾斜溝と、前記ロッド挿通孔の底部に到達した第一ねじロッドのヘッドを止着させる嵌着座とが形成されていることを特徴とする木製交差構造体の緊締固定具。
前記ナットホルダは略球形であり、前記第一部材と第二部材との接合部位に設けられたそれぞれの凹みは、ナットホルダを収容することができる半球状となっていることを特徴とする請求項１に記載された木製交差構造体の緊締固定具。
前記ナットホルダは円筒形であり、前記第一部材と第二部材との接合部位に設けられたそれぞれの凹みは、ナットホルダを収容することができる半円柱状を含む空間となっていることを特徴とする請求項１に記載された木製交差構造体の緊締固定具。
前記第一ねじロッドは、スクリューバーとその基端側に被さるスクリューキャップとを備え、該スクリューキャップの頂部に前記回転操作部が形成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載された木製交差構造体の緊締固定具。
前記スクリューバーとスクリューキャップとの螺合がキャップもしくはバーのねじ端までなされるように少なくともいずれか一方のねじ山数は制限され、スクリューキャップとスクリューバーとのそれ以上の螺合量増加が阻止されていることを特徴とする請求項４に記載された木製交差構造体の緊締固定具。
前記第二ねじロッドは、スクリューバーとその基端側に被さるスクリューキャップとを備え、該スクリューキャップの頂部に前記回転操作部が形成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか一項に記載された木製交差構造体の緊締固定具。
前記スクリューバーと固定用ねじ孔との螺合が該バーもしくはねじ孔のねじ端までなされるように少なくともいずれか一方のねじ山数は制限され、スクリューキャップを回してもスクリューバーと固定用ねじ孔とのそれ以上の螺合量増加が阻止されるようになっていることを特徴とする請求項６に記載された木製交差構造体の緊締固定具。
請求項１に記載された木製交差構造体の緊締固定具における前記第一ねじロッドの螺進は、前記ナットホルダの嵌着座に第一ねじロッドのヘッドを止着させ、ナット受け孔に第二シリンダナットを嵌挿した後、前記固定用ねじ孔を経て回転操作部に差し込んだ回転操作具の回転によることを特徴とする木製交差構造体の緊締固定法。