JP4874691B2 - 木質建築物における接合構造 - Google Patents

Description

この発明は、例えば、基礎上に設置される木質材からなる建物ユニットや木質材からなる上階と下階の建物ユニットなどの木質建築物における接合構造に関するものである。

従来、木質建築物における接合構造として、特許文献１に記載のものがある。

この従来のものは、図９に示すように、基礎２０に建物ユニット４０を接合する構造であり、基礎２０から突設したアンカーボルト３２を、建物ユニット４０の壁パネル３１が備える土台３３に設けたボルト挿通孔３３ａと、座金３４のボルト貫通孔３４ａとその突起３４ｂに通し、この土台３３のボルト３２が突出している部分（ボルト挿通孔３４ａの周囲）に座金３４を添設させた状態で、このボルト３２に皿ばねナット３５を螺着したものである。
特許第３７３９２４５号公報

しかしながら、上記した従来の木質建築物における接合構造では、ボルト３２にナット３５を螺着させただけなので、地震などの振動による外力が接合部分に加わると、ナット３５の螺着が緩み、接合が緩んでしまう恐れがある。

また、土台３３が木痩せすると、皿ばねナット３５の皿ばねによる反発力が弱まるので、経年的に接合が緩んでしまう恐れがある。

そこで本発明は、長期間に渡って接合の緩みを防止することのできる木質建築物における接合構造を提供することを目的とする。

前記目的を達成するために本発明は、第１構造体から突設したボルトを木質材からなる第２構造体に設けたボルト挿通孔と座金のボルト貫通孔とに挿通し、前記第２構造体の前記ボルトが突出した部分に前記座金を添設した状態で前記ボルトにナットを螺着する木質建築物における接合構造において、前記ナットと前記座金との間に緩み防止用座金が設けられ、前記緩み防止用座金には前記ボルトの軸方向に沿って添設される複数のバネ部材と該バネ部材のバネ受座部となるバネ受座金とが備えられ、前記ボルトを内包すると共に円周方向に分離して離間する端部が形成されたリング部材が前記バネ受座金に設けられたボルト貫通孔に内接するように設けられ、前記バネ受座金のボルト貫通孔は前記第１構造体側に向かうにつれて該貫通孔を狭めるようにテーパ状に形成されていると共に該貫通孔に内接する前記リング部材が前記バネ部材により前記第１構造体側に押圧され、前記ナットが螺着される前記ボルトのネジ山の軸方向の幅が他のネジ山よりも幅広く形成されていると共に前記ボルトのネジ山の頂部に網目状の溝が形成されていることを特徴とする。

また、前記座金のボルト貫通孔の周辺に前記第１構造体側に延出する突起が備えられていてもよい。

本発明によれば、ボルトの軸方向に沿って挿設された複数のバネ部材と該バネ部材のバネ受座部となるバネ受座金とが備えられた緩み防止用座金をナットと座金との間に設けることにより、木質材からなる第２構造体が木痩せしても、ナットとバネ受座金との間に介在するバネ部材がその木痩せに追従するように復元してナットと座金の間に延在するので、木痩せによる接合の緩みを防止することができる。

また、本発明によれば、バネ受座金に設けられたボルト貫通孔の内周面を第１構造体側に向かうにつれて該貫通孔を狭めるようにテーパ状に傾斜させると共に、ボルトを内包し、且つ円周方向に分離して離間する端部が形成されたリング部材をボルト貫通孔の内周面に内接させてバネ部材により第１構造体側に押圧することにより、リング部材はボルト貫通孔内で縮み、地震などの振動や外力によって第２構造体が引き離されないようにボルトを締め付けて接合を保持するので、接合の緩みを防止することができる。

さらに、本発明によれば、前記ナットが螺着される前記ボルトのネジ山の軸方向の幅を他のネジ山よりも幅広く形成すると共に前記ボルトのネジ山の頂部に溝を形成することにより、ボルトのネジ山とナットのネジ溝との接触摩擦が増して、ボルトとナットの螺着の緩みを防止することができる。

また、ネジ山の頂部に形成された溝によってネジ山の頂部は弾性変形するので、溝が形成されたネジ山が他のネジ山よりも幅広く形成されていてもボルトにナットを容易に螺合することができると共に、地震などの外力がナット若しくはボルトに作用しても、ネジ山の頂部の弾性変形により外力が吸収され、ボルトのネジ山とナットのネジ溝との接触摩擦が保持されるので、螺着の緩みを防止することができる。

また、本発明によれば、リング部材によりボルトを締め付けてボルトの振動や軸回りの回転を防止する第１の緩み防止作用と、頂部に溝が形成された幅広いネジ山部分にナットを螺着させる第２の緩み防止作用との２重の緩み防止作用を発揮するので、地震などの大きな振動やその他の大きな外力による接合の緩みを防止することができることのみならず、強固な接合を長期に渡り保持することができる。

また、座金のボルト貫通孔の周辺に第１構造体側に延出する突起を備えることにより、このボルト貫通孔に通される接合ボルトは、突起に支持されることとなり、これにより座金より下の曲げスパンが突起の突出長の分だけ短くなり、曲がり変形量を小さくすることができる。

以下、本発明に係る木質建築物における接合構造の実施の形態を図面に基づいて説明する。

図１は基礎２０に建物ユニット３０を接合する構造を示し、第１構造体としての基礎２０から突設したボルトとしてのアンカーボルト１３を、建物ユニット３０の壁パネル３１が備える第２構造体としての木質材の土台３３に設けたボルト挿通孔３３ａと、座金１１のボルト貫通孔１１ｂとその突起１１ｅに通すと共に、緩み防止用座金１２に挿通する。そして、この土台３３のボルト１３が突出している部分（ボルト挿通孔３３ａの周囲）に座金１１を添設させると共に、その座金１１上に緩み防止用座金１２を添設させた状態で、ボルト１３にナット１４を螺着したものである。

尚、土台３３のボルト挿通孔３３ａの大きさは、ボルト１３を挿入容易とするために大径のルーズホールとする一方、座金１１の突起１１ｄを土台３３に食い込ませ、ボルト１３による緊結度を高めることにて建物ユニット３０の水平方向への変位を防止している。

また、建物ユニット３０は、骨組みとして柱、梁、根太などから形成されると共に、この骨組みに天井パネルや床パネル、内外壁パネルなどが取付けられてなる。

尚、図１の建物ユニットでは、木質の床パネル３６に耐力壁となる木質の壁パネル３１が立設される構造となっている。

そして、この建物ユニットを上下左右方向に複数配置して建物ユニット同士を結合することによりユニット建物とする。

図２は本発明の木質建築物用金物の一態様として座金１１を示すものであり、座金１１は矩形平板状の鋼板製の板体１１ａからなり、板体１１ａの中央にボルト貫通孔１１ｂを備え、板体１１ａの一面でボルト貫通孔１１ｂの周辺に沿い且つ基礎２０側に延出する突起としての筒状突起１１ｅを備える（図１、図２（ｂ））。しかも、板体１１ａにおけるボルト貫通孔１１ｂの周囲の４箇所には孔１１ｃを備え、板体１１ａの一面で孔１１ｃの周辺に沿う筒状突起１１ｄを備える（図２（ｂ））。

また、この座金１１の突起１１ｅ、１１ｄは、しごき成形により加工され、板体１１を穿孔時に、しごき孔１１ｂ、１１ｃの縁に大きなバリを発生させることにより先端尖り状に形成される（図２（ｂ））。

このように形成された座金１１の突起１１ｄは、しごき孔１１ｃの部分を空洞部とし、肉厚を先端ほど薄肉とし、且つ先端の高さを周方向で不均等としている（図２（ｃ））。従って、座金１１の突起１１ｄは、小さな押付力で木質材に食い込み容易となっている。

図３は本発明の木質建築物用金物の一態様として緩み防止用座金１２を示すものであり、緩み防止用座金１２はバネ受座金としての鋼板製の板体１２ａと、ボルト１３の軸方向に沿って重なるように介在するバネ部材としての板バネ１２ｅ、１２ｂ、・・・と、リング部材としての締付リング１２ｃと、板バネ１２ｅ、１２ｂ、・・・を囲うように保持する保持ケース１２ｄとからなる（図３（ａ））。

尚、図３（ｂ）は緩み防止用座金１２を添設した後、ボルト１３にナット１４を螺着した接合状態を示すものであり、ナット１４を螺着することにより各板バネ１２ｂ、・・・はボルト１３の軸方向に縮む（弾性変形）と共に板体１２ａ側に押し付けられ、板体１２ａ上の板バネ１２ｅを圧接する。また、この板バネ１２ｅが圧接されることにより締付リング１２ｃは板体１２ａのボルト貫通孔１２０内に押し込まれる。

図４に示すように、バネ受座金としての板体１２ａは略円盤状に形成されると共に、その中央にボルト貫通孔１２０を備え、しかも、ボルト貫通孔１２０の周囲の３位置には孔１２１を備える（図４（ａ））。

また、図４（ｂ）に示すように、ボルト貫通孔１２０の内周面は下方（基礎２０側）に向かうにつれてボルト貫通孔１２０を狭めるようにテーパ状に傾斜し、この傾斜する内周面に内接するように締付リング１２ｃを備える（図３を参照）。

図５に示すように、締付リング１２ｃは、ボルト１３を内包して円周方向に伸縮可能となるように円周方向に分離して離間する端部が形成され（図５（ａ））、その両端部は互いに係合する三角形状の係合切欠１２３と係合凸部１２２とを備える（図５（ｂ））。

また、緩み防止用座金１２を添設した後、ボルト１３にナット１４を螺着した接合状態では（図３（ｂ）を参照）、ボルト貫通孔１２０の内周面に内接する締付リング１２ｃが板バネ１２ｅにより下方（基礎２０側）に押圧される。そして、その押圧により締付リング１２ｃはボルト貫通孔１２０の傾斜する内周面に押し付けられ、ボルト１３を内包して圧着するまで縮まるようになっている。その際、締付リング１２ｃの離間する両端部は互いに密着係合、若しくは近接しており（図５（ｃ））、その結果、締付リング１２ｃの円周長さが縮み、ボルト１３を締め付けることとなる。

図６に示すように、板バネ１２ｅ、１２ｂは平面視筒状に形成されていると共に（図６（ａ）、（ｃ））、ボルト１３が挿通される各ボルト貫通孔１２６、１２７の中心方向に向けて板バネ部１２８、１２９が傾斜している（図６（ｂ）、（ｄ））。尚、ボルト１３にナット１４を螺着した接合状態（図３（ｂ）を参照）では、板バネ１２ｅ、１２ｂの板バネ部１２８、１２９の内周縁部が、外周縁部の位置に一致若しくは近接するまで弾性変形し、全体が軸方向に縮むこととなる。

また、図７に示すように、保持ケース１２ｄは平面視筒状に形成され、その筒状底面の円周方向の３箇所には下方に突出する筒状の突起部１２５を一体に備える。尚、突起部１２５が、緩み防止用座金１２の板体１２ａに設けられた孔に嵌め込まれることにより（図３を参照）、保持ケース１２ｄと板体１２ａとが一体化される。

図８は本発明の実施の形態に係るアンカーボルト１３の形状を示すものであり、アンカーボルト１３は丸棒状に形成され、その外周面に沿って断面視台形状のネジ山１３１が複数形成され、ナット１４が螺着されるボルト１３の外周面には断面視台形状のネジ山１３２が複数形成される（図８（ａ）、（ｂ））。

このナット１４が螺着されるネジ山１３２は、その軸方向の幅が他のネジ山１３１よりも幅広く形成されている。

また、ナット１４が螺着されるボルト１３のネジ山１３２の頂部１３２ａには網目状の溝１３２ｂが転造形成される（図８（ｂ））。

この溝１３２ｂが形成されることにより、ネジ山１３２の頂部１３２ａは、溝１３２ｂの隙間を塞ぐような変形、例えば、ネジ山１３２の断面視台形状の頂部１３２ａがさらに先細るように変形する。

すなわち、ナット１４のネジ溝に螺着される際などにネジ山１３２に加わる様々な外力に対して弾性変形するようになっている。

以上説明したように、上記実施の形態によれば、アンカーボルト１３の軸方向に沿って設けられた複数の板バネ１２ｅ、１２ｂ、・・・とこの板バネ１２ｅ、１２ｂ、・・・のバネ受座部としての板体１２ａとが備えられた緩み防止用座金１２をナット１４と座金１１との間に設けることにより、木質材からなる土台３３が木痩せしても、ナット１４と板体１２ａとの間に介在する複数の板バネ１２ｅ、１２ｂ、・・・がその木痩せに追従するように復元してナットと座金の間に延在するので、木痩せによる接合の緩みを防止することができる。

また、上記実施の形態によれば、板体１２ａに設けられたボルト貫通孔１２０の内周面を下方に向かうにつれて貫通孔１２０を狭めるように傾斜させると共に、ボルトを内包して円周方向に伸縮する締付リング１２ｃをボルト貫通孔１２０の内周面に内接させて、板バネ１２ｅにより下方に押圧することにより、締付リング１２ｃはボルト貫通孔１２０内で縮み、地震などの振動や外力によって土台３３が基礎２０から引き離されないようにボルト１３を締め付けて、接合を保持するので、接合の緩みを防止することができる。

しかも、地震などの振動や外力によってボルト１３の軸方向に外力が加わると、板バネ１２ｂ、・・・、１２ｅが縮み、その反発力によって締付リング１２ｃがさらに下方に押圧され、ボルト１３を締め付けるので、振動による外力を締付リング１２ｃの締付力に変えることができる。

また、上記実施の形態によれば、ナット１４が螺着されるボルト１３のネジ山１３２の軸方向の幅を他のネジ山１３１よりも幅広く形成することにより、ボルト１３のネジ山１３２とナット１４のネジ溝との接触摩擦が増して、ボルト１３とナット１４の螺着の緩みを防止することができる。

さらに、ネジ山１３２の頂部１３２ａに形成された溝１３２ｂによってネジ山１３２の頂部１３２ａは弾性変形するので、溝１３２ａが形成されたネジ山１３２が他のネジ山１３１よりも幅広く形成されていてもボルト１３にナット１４を容易に螺合することができると共に、地震などの外力がナット１４若しくはボルト１３に作用しても、ネジ山１３２の頂部１３２ａの弾性変形により外力が吸収され、ボルト１３のネジ山１３２とナット１４のネジ溝との接触摩擦が保持されるので、螺着の緩みを防止することができる。

また、本発明によれば、締付リング１２ｃによりボルト１３を締め付けてボルト１３の振動や軸回りの回転を防止する第１の緩み防止作用と、頂部１３２ａに溝が形成された幅広いネジ山１３２部分にナット１４を螺着させる第２の緩み防止作用との２重の緩み防止作用を発揮するので、地震などの大きな振動やその他の大きな外力による接合の緩みを防止することができることのみならず、強固な接合を長期に渡り保持することができる。

また、座金１１のボルト貫通孔１１ｂの周辺に中心が空洞の筒状突起１１ｅを備えることにより、このボルト貫通孔１１ｂに通されるボルト１３は、筒状突起１１ｅの内径部に支持されることとなり、これにより座金１１より下の曲げスパンＬが筒状突起１１ｅの突出長ΔＬの分だけ短くなり（図１を参照）、曲がり変形量を小さくすることができる。

以上、図面を参照して、本発明の実施の形態を詳述してきたが、具体的な構成は、この実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱しない程度の設計的変更は、本発明に含まれる。

例えば、上記実施の形態に係る木質建築物における接合構造１０は、基礎１と建物ユニット３０とを接合するものであるが、これに限定されるものではなく、上階建物ユニットと下階建物ユニット、若しくは上階建物ユニットと屋根との接合に本発明に係る木質建築物における接合構造を適用してもよい。

また、上記実施の形態に係る緩み防止用座金１２の複数の板バネ１２ｂ、１２ｅの代わりに、バネ部材としてつるまきバネなどのような一本のバネを用いてもよい。

さらに、本発明の木質建築物用金物は、ユニット建物に限らず、広く一般の木質建築物に適用することができる。

また、図１の建物ユニットは、床パネル３６を張り付け後に壁パネル３１が立設される床勝ち仕様であり、床パネル３６の下に土台３３が設けられるようになっているが、これに限定されるものではなく、壁パネル３１を立設してから床パネル３６を張り付ける壁勝ち仕様の建物ユニットにおいて、壁パネル３１の下端に土台３３が設けられた構造に上記実施の形態に係る接合構造を適用してもよい。

本発明の実施の形態に係る木質建築物における木質建築物用金物を用いた接合構造の構成を示す説明図である。 本発明の実施の形態の木質建築物用金物に係る座金を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図、（ｃ）は座金に設けられた突起の斜視図である。 （ａ）は本発明の実施の形態の木質建築物用金物に係る緩み防止用座金の断面図であり、（ｂ）は接合時における断面図である。 本発明の実施の形態の木質建築物用金物に係る緩み防止用座金の板体を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図である。 本発明の実施の形態の木質建築物用金物に係る緩み防止用座金の締付リングを示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は接合時の側面図である。 本発明の実施の形態の木質建築物用金物に係る緩み防止用座金の板バネを示し、（ａ）、（ｃ）は平面図、（ｂ）、（ｄ）は断面図である。 本発明の実施の形態の木質建築物用金物に係る緩み防止用座金の保持ケースを示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。 本発明の実施の形態の木質建築物用金物に係るボルトを示し、（ａ）は斜視図、（ｂ）はナットを螺着した際の断面図である。 従来技術に係る木質建築物における接合構造の構成を示す説明図である。

符号の説明

１０ 接合構造
１１ 座金
１１ｂ ボルト貫通孔
１１ｅ 筒状突起（突起）
１２ 緩み防止用座金
１２ａ 板体（バネ受座金）
１２ｂ、１２ｅ 板バネ（バネ部材）
１２ｃ 締付リング（リング部材）
１３ アンカーボルト（ボルト）
１４ ナット
２０ 基礎（第１構造体）
３３ 土台（第２構造体）
３３ａ ボルト挿通孔
１２６、１２７ ボルト貫通孔
１３１、１３２ ネジ山
１３２ａ 頂部
１３２ｂ 溝

Claims (2)

1. 第１構造体から突設したボルトを木質材からなる第２構造体に設けたボルト挿通孔と
   座金のボルト貫通孔とに挿通し、前記第２構造体の前記ボルトが突出した部分に前記座金を添設した状態で前記ボルトにナットを螺着する木質建築物における接合構造において、
   前記ナットと前記座金との間に緩み防止用座金が設けられ、
   前記緩み防止用座金には前記ボルトの軸方向に沿って添設されるバネ部材と該バネ部材のバネ受座部となるバネ受座金とが備えられ、
   前記ボルトを内包すると共に円周方向に分離して離間する端部が形成されたリング部材が前記バネ受座金に設けられたボルト貫通孔に内接するように設けられ、
   前記バネ受座金のボルト貫通孔は前記第１構造体側に向かうにつれて該貫通孔を狭めるようにテーパ状に形成されていると共に該貫通孔に内接する前記リング部材が前記バネ部材により前記第１構造体側に押圧され、
   前記ナットが螺着される前記ボルトのネジ山の軸方向の幅が他のネジ山よりも幅広く形成されていると共に前記ボルトのネジ山の頂部に網目状の溝が形成されていることを特徴とする木質建築物における接合構造。
2. 前記座金のボルト貫通孔の周辺に前記第１構造体側に延出する突起が備えられていることを特徴とする請求項１に記載の木質建築物における接合構造。

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