JP5065673B2

JP5065673B2 - 締結具

Info

Publication number: JP5065673B2
Application number: JP2006354919A
Authority: JP
Inventors: 義邦大倉
Original assignee: 有限会社グランドフォーム
Priority date: 2006-12-28
Filing date: 2006-12-28
Publication date: 2012-11-07
Anticipated expiration: 2026-12-28
Also published as: JP2008163662A

Description

本発明は、木造建築物の骨格を構成する土台や柱などの部材同士を接合する際に使用され、一般にホゾパイプと呼ばれている締結具に関する。

住宅などの木造建築物の施工方法として広く普及している軸組工法は、基礎コンクリートを打設した後、この上に土台を水平に敷設していき、さらに土台の上に柱を直立させて建物の骨格を構成している。軸組工法は建物の強度を確保するため、土台や柱や梁などの部材同士を強固に接合する必要があり、古くから部材の端面にホゾを加工するなどの対策が講じられているが、最近では費用や作業性などに優れている各種の金物を使用する場合が多い。

前記の金物は、用途に応じて様々な形態の物が使用されているが、その中の一つにホゾパイプがある。このホゾパイプは金属製の丸棒であり、接合される二つの部材の重合する面を連通するように差し込まれる。しかしホゾパイプを部材に差し込んだだけでは、引き抜き方向への荷重に対抗できないため、部材とホゾパイプとを貫通するドリフトピンを打ち込んでいる。そのためホゾパイプには、その側面を貫通する横孔が複数個形成されている。なお土台と柱とをホゾパイプで接合する状態例を図５に示す。またホゾパイプに関する技術開発の例としては、下記特許文献が挙げられる。
特開２０００−２０４６７６号公報

木造建築物に限らず通常の建物は、施工性や間取りなどを考慮して、部屋の区画は矩形状であり、また建物の縁部は、直交する二直線方向に沿っている。しかし都市部などで敷地に制約がある場合、やむを得ず、台形状などの変則的な建て方をすることがある。この場合、一部の部材だけを斜方向に配置することになるが、軸組工法は、柱などの各部材を平行または直角に配置することを原則としており、斜方向に配置された部材を他の部材に接合する際は、汎用の金物の使用が難しく、特別な作業や部品が必要になり、施工時の費用や時間が増加しやすい。

通常のホゾパイプは、土台や柱などが互いに平行または直角に配置されていることを前提としており、ドリフトピンを打ち込むための横孔も、同一方向または互いに直交する方向に形成されている。しかし敷地の都合などで一部の部材を斜方向に配置する場合、図５の中の二点鎖線で示すように、接合される二部材の側面が平行ではなく交角を有することがある。その際、ドリフトピンを打ち込むため部材に加工されるピン孔は、交角に応じて斜方向に形成する必要があり、作業性が悪く精度の確保も難しい。これを解消するには、両部材の交角に応じた方向に横孔が形成されているホゾパイプを使用すればよいが、汎用性がなく費用の増大は避けられない。

本発明はこうした実情を基に開発されたもので、接合される二部材の側面が平行に揃っていない場合でも、従来のホゾパイプと同様な要領で施工可能な締結具の提供を目的としている。

前記の課題を解決するための請求項１記載の発明は、第一部材と第二部材との重合部分を連通する軸穴に埋め込まれ、ドリフトピンを介して各部材と一体化する締結具であり、第一部材の軸穴に埋め込まれ且つドリフトピンを挿通するための横孔が形成されている円断面の第一シャフトと、第二部材の軸穴に埋め込まれ且つドリフトピンを挿通するための横孔が形成されている円断面の第二シャフトと、で構成され、前記第一シャフトと前記第二シャフトは、中空状の第二シャフトの一端面に位置して通し孔を有する底板と、第一シャフトの一端面に形成されている雌ネジと、第二シャフトの通し孔を経て雌ネジに螺合するボルトと、からなる結合手段によって周方向に回転可能に連結していることを特徴とする締結具である。

ここで第一部材および第二部材は、本発明による締結具で一体化される二つの部材を区別するため、便宜上付与した名称であり、いずれも土台や柱や梁など、軸組工法において骨格となる棒状の部材を指しており、使用箇所やその配置などは何らの限定もない。また第一部材と第二部材との重合形態についても、一方の部材の側面に他方の部材の端面を接触させるＴ字状を始めとして、実現可能であればどのような形態でもよい。

第一シャフトおよび第二シャフトは、従来のホゾパイプ本体に相当するもので、本発明ではこれを二分割しており、その一方を第一シャフト、他方を第二シャフトとしており、それぞれの長さは異なっていてもよいが、直径は同一であることが好ましい。また従来と同様、各シャフトには、ドリフトピンを打ち込むための横孔が形成されている。なお各シャフトとも、必ずしも中実である必要はなく、強度などの問題がなければ中空でもよい。

軸穴は、シャフトを埋め込むため、双方の部材の重合部分を連通するように同心で加工されるもので、このうち第一部材側の軸穴には、第一シャフトが埋め込まれて、第二部材側の軸穴には、第二シャフトが埋め込まれる。しかし両シャフトの境界は、必ずしも両部材の境界に一致している必要はない。また当然ながら、軸穴とシャフト側面に隙間があることは好ましくなく、軸穴は精度良く加工する必要がある。

第一シャフトと第二シャフトは、中心軸を揃えてあり、さらに結合手段によって両シャフトを回動自在に一体化する。このように構成することで、第一シャフトおよび第二シャフトは、横孔の位相をシャフト毎に調整可能であり、第一部材と第二部材の側面が揃わず交角がある場合でも、これに応じてシャフトの位相を調整して、ドリフトピンを打ち込むことができる。

両シャフトを回動自在に一体化する結合手段は、中空状の第二シャフトの一端面に位置して通し孔を有する底板と、第一シャフトの一端面に形成されている雌ネジと、第二シャフトの通し孔を経て雌ネジに螺合するボルトと、で構成されている。

本発明では、結合手段の一要素としてボルトを使用しているが、このボルトは、第二シャフトから第一シャフトに向けて差し込まれる。そのため第二シャフトは、内部にボルトを差し込めるよう中空になっており、さらに第一シャフト側の端面は、ボルトのネジ部だけを通過させて頭部を係止できるよう、中心に通し孔が開いている底板で塞がれている。また対向する第一シャフトの端面には、このボルトのネジ部と螺合する雌ネジが中心軸上に加工されている。そのため第一シャフトと第二シャフトの端面同士を接触させた後、第二シャフトの中にボルトを差し込んでいき、第一シャフトに螺合させることで、両シャフトは一体化する。この際、ボルトの締め付け力を調整することで、各シャフトは単独で周方向に回転できる。

請求項２記載の発明は、第一部材と第二部材との重合部分を連通する軸穴に埋め込まれ、ドリフトピンを介して各部材と一体化する締結具であり、第一部材の軸穴に埋め込まれ且つドリフトピンを挿通するための横孔が形成されている円断面の第一シャフトと、第二部材の軸穴に埋め込まれ且つドリフトピンを挿通するための横孔が形成されている円断面の第二シャフトと、で構成され、前記第一シャフトと前記第二シャフトは、中空状の第二シャフトの一端面に位置して通し孔を有する底板と、第一シャフトの一端面に形成されている雌ネジと、第二シャフトの通し孔を経て雌ネジに螺合するボルトと、該ボルトと螺合し且つ第一シャフトに圧接して配置されるナットと、からなる結合手段によって周方向に回転可能に連結していることを特徴とする締結具である。

本発明は、請求項１記載の発明と類似しているが、第一シャフトと第二シャフトとの間にナットを介在させている点が相違している。第一シャフトと第二シャフトとがボルトによって一体化した後、このナットを第一シャフトの端面に圧接するように締め上げることで、ボルトは、雌ネジから遠ざかる方向に反力を受けるため、ボルトと雌ネジとの間の摩擦が増加してボルトが不動状態になる。そのためボルトは、第二シャフトを押し付けることなく固定でき、各シャフトは円滑に回転できる。

請求項３記載の発明は、第一部材と第二部材との重合部分を連通する軸穴に埋め込まれ、ドリフトピンを介して各部材と一体化する締結具であり、第一部材の軸穴に埋め込まれ且つドリフトピンを挿通するための横孔が形成されている円断面の第一シャフトと、第二部材の軸穴に埋め込まれ且つドリフトピンを挿通するための横孔が形成されている円断面の第二シャフトと、で構成され、前記第一シャフトと前記第二シャフトは、第一シャフトの一端面に形成され側周面に環溝を備える凸部と、第二シャフトの一端面に形成され前記凸部に嵌まり込む凹部と、第二シャフトの側面から前記環溝に差し込まれる係止ピンと、からなる結合手段によって周方向に回転可能に連結していることを特徴とする締結具である。

本発明は、先の請求項に記載した発明と同様、第一シャフトと第二シャフトを用いているが、両シャフトを一体化する結合手段は、凸部と凹部と係止ピンで構成されている。凸部は第一シャフトの端面を同心円柱状に突出させたものであり、対する第二シャフトの端面には、これを受け入れる凹部が形成されている。また係止ピンは、第二シャフトの側面から第一シャフトの凸部の側面に向けて差し込まれるもので、軸線方向に作用する荷重を伝達する機能がある。そのため凸部の側面には環溝が形成されており、この中に係止ピンの先端が差し込まれる。このように構成することで、凸部と凹部との嵌合によって両シャフトが同心に揃い、しかも係止ピンによって軸線方向への移動も拘束されるが、旋回は自在である。

請求項１記載の発明のように、ホゾパイプを第一シャフトと第二シャフトとの二分割構造として、さらに双方のシャフトは、結合手段によって周方向に対して自在に回転できるように一体化することで、ドリフトピンを差し込むための横孔の位相をシャフト毎に調整できる。そのため第一部材と第二部材との側面が平行に揃っていない場合でも、一方のシャフトを旋回させて、部材の側面に対して横孔を垂直に向けることが可能であり、従来のように交角に応じてピン孔を斜方向に加工する必要がなく、作業性や精度に優れている。しかも第一シャフトと第二シャフトは、それぞれが自在に旋回できるため、どのような交角でも問題なく対応でき、汎用性が高く量産が可能であり、費用の増加も抑制できる。

加えて、ボルトを用いて第一シャフトと第二シャフトとを結合することで、簡単な構造で所定の機能を発揮することが可能で、しかも製造費用を抑制しやすい。また請求項２記載の発明のように、結合部材としてボルトとナットを用いて第一シャフトと第二シャフトとを結合することで、ナットをボルトに螺合させた後、ボルトを雌ネジに螺合させてから、ナットを第一シャフトの端面に押し付けるように締め上げることで、ボルトが不動状態で固定される。そのため第二シャフトは、ボルトによって締め付けられることがなく、各シャフトは自在に回転可能であり、ドリフトピンを打ち込むための角度調整が容易に実現する。また請求項３記載の発明のように、第一部材に形成された凸部と第二部材に形成された凹部とを嵌め合わせて、係止ピンによって軸方向への移動を拘束することで、シャフトの角度調整が容易であり、しかも軸方向への引張荷重も確実に伝達できる。

図１は、本発明による締結具３０の使用例を示す斜視図である。直線状に延びる基礎コンクリートＦの上に第一部材１１（土台）が敷設されており、この第一部材１１の上面に第二部材２１（柱）を直立させる場合、通常であれば第一部材１１と第二部材２１の側面が平行に揃うように据え付けるのが一般的だが、この図では第一部材１１の側面に対して第二部材２１の側面が平行ではなく、交角を有するように据え付けている。また締結具３０は、下側の第一シャフト３１と上側の第二シャフト３２とで構成されており、双方は結合手段によって一体化されており、第一シャフト３１と第二シャフト３２とが分離することはない。ただし第一シャフト３１および第二シャフト３２のいずれも、中心軸を原点として個別に回転可能である。なお結合手段の詳細は図３に示している。また第一シャフト３１および第二シャフト３２の側面には、ドリフトピン４１，４２を挿通するための横孔３３，３４が形成されている。この横孔３３，３４は、各シャフト３１，３２について、計三箇所形成されているが、そのうち上下の二個は向きが同一であり、中間の一個はそれらに対して直交している。

締結具３０を差し込むため、第一部材１１の上面には、垂直に延びる軸穴１２が加工されており、さらにドリフトピン４１を打ち込むためのピン孔１３が、所定の位置に二箇所加工されている。第二部材２１についても同様に、底面から垂直方向に延びる軸穴２２が加工されており、さらに軸穴２２に交差するピン孔２３が、直交する二方向に計三箇所加工されている。ここで第一部材１１および第二部材２１に加工するピン孔１３，２３は、各部材１１，２１が交角を有して接合するにも係わらず、各部材１１，２１の側面に対して垂直に加工すればよく、汎用のドリルで容易に作業が可能である。なお第一シャフト３１は、第一部材１１の軸穴１２に埋め込まれて、また第二シャフト３２は、第二部材２１の軸穴２２に埋め込まれるが、第一シャフト３１と第二シャフト３２との境界は、必ずしも第一部材１１と第二部材２１の境界に一致する必要はない。

第一シャフト３１と第二シャフト３２は、結合手段によって回転可能な状態で一体化しており、それぞれの横孔３３，３４は、個別に方向を変えることができる。そこで締結具３０を各部材１１，２１に埋め込む際、その交角に応じて横孔３３，３４の角度を調整して、ピン孔１３，２３と同心に一致させることで、従来と同様な要領で施工が実現する。

図２は、図１を組み立てた後の状態を示しており、第二部材２１は、第一部材１１の上に載せられており、第一部材１１の側面と第二部材２１の側面とは交角を有している。なお第一部材１１と第一シャフト３１とを一体化するドリフトピン４１は、一方向のみ計二個使用されているが、第二部材２１と第二シャフト３２とを一体化するドリフトピン４２は、直交する二方向に計三個使用されている。

図３は、第一シャフト３１と第二シャフト３２とを一体化する結合手段の具体例を示しており、図３（Ａ）は請求項１記載の発明に、図３（Ｂ）は請求項２記載の発明に、図３（Ｃ）は請求項３記載の発明に基づいている。図３（Ａ）は、ボルト４３によって第一シャフト３１と第二シャフト３２とを一体化したもので、左側の図は各構成要素を分離した状態で、右側の図は各構成要素を組み上げた状態である。第一シャフト３１は円断面の中実棒であり、その側面には、直交する二方向に横孔３３が形成されているほか、その上端面の中心には雌ネジ３５が形成されている。一方の第二シャフト３２は、第一シャフト３１と同径の円断面だが中空であり、下端面は中心に通し孔４８がある底板３６によって塞がれており、ボルト４３のネジ部だけを余裕を持って通過させることができる。また第二シャフト３２にも、第一シャフト３１と同様、側面を貫く横孔３４が形成されている。ボルト４３を第二シャフト３２の中に差し込んで、そのネジ部を底板３６から下方に突出させて、さらに雌ネジ３５に螺合させることで、第一シャフト３１と第二シャフト３２は一体化する。ただしボルト４３の締め付け力を調整することで、各シャフト３１，３２は自在に回転可能である。

図３（Ｂ）は、各シャフト３１，３２の回転が容易にできることを特徴としており、各シャフト３１，３２の形状は図３（Ａ）と全く同じだが、その境界にナット４４を挟み込んでいる。そのため図３（Ｂ）右側に示すように、ナット４４をボルト４５に螺合させた後、ボルト４５を雌ネジ３５に螺合させてから、ナット４４だけを締め上げて第一シャフト３１の上面に圧接させる。そうするとボルト４５のネジ部が反力で引き上げられ、ボルト４５と雌ネジ３５が強力に押し付け合う状態になり、この摩擦でボルト４５は不動状態になる。したがって図３（Ｂ）中央に示すように、ボルト４５の頭部とナット４４との間で底板３６を挟み込んだ場合でも、底板３６を締め付けない状態でボルト４５を固定できるため、各シャフト３１，３２は自在に回転できる。

図３（Ｃ）は、第一シャフト３１の上端中央部を同心円状に突出させた凸部３７を形成して、第二シャフト３２の底面に環状の凹部３９を形成して、凸部３７と凹部３９を嵌め合わせる形態である。凸部３７の側周面には、リング状に掘り込まれた環溝３８が形成されており、この環溝３８に向けて第二シャフト３２の側面から係止ピン４６を差し込む。この係止ピン４６を差し込むため、第二シャフト３２には止め孔４７が複数形成されており、双方はネジなどによって固定されている。図３（Ｃ）右側に示すように、凸部３７と凹部３９を嵌め合わせることで、各シャフト３１，３２は自在に回転可能であり、しかも環溝３８に差し込まれた係止ピン４６によって軸方向に作用する荷重を伝達している。

図４は本発明による締結具３０で部材を接合する状態例を示している。この図のように土台５１と梁５２は、他の土台や梁に対して交角を有するように配置されており、この両部材５１，５２を結ぶように柱５３が配置されている。柱５３は、その中間で横架材５４を支持しており、柱５３と横架材５４はＴ状に一体化している。そのため図中の一点鎖線円で示される柱５３両端の接合箇所は、柱５３の側面に対して、土台５１および梁５２の側面が交角を有した状態になる。本発明による締結具３０は、このような箇所に使用するのが最適であり、土台５１、梁５２、柱５３とも、部材に特別な孔加工などが不要で、従来のホゾパイプと同様な要領で施工が可能である。

本発明による締結具の使用例を示す斜視図である。図１に示す第一部材と第二部材とを組み立てた後の状態を示す斜視図である。第一シャフトと第二シャフトとを一体化する結合手段の具体例を示しており、（Ａ）は請求項１記載の発明に、（Ｂ）は請求項２記載の発明に、（Ｃ）は請求項３記載の発明に基づいている。本発明による締結具で部材を接合する状態例を示す斜視図である。従来から使用されているホゾパイプを用いて柱と土台とを接合する際の斜視図である。

１１第一部材
１２軸穴（第一部材側）
１３ピン孔（第一部材側）
２１第二部材
２２軸穴（第二部材側）
２３ピン孔（第二部材側）
３０締結具
３１第一シャフト
３２第二シャフト
３３横孔（第一シャフト側）
３４横孔（第二シャフト側）
３５雌ネジ
３６底板
３７凸部
３８環溝
３９凹部
４１ドリフトピン（第一シャフト側）
４２ドリフトピン（第二シャフト側）
４３ボルト
４４ナット
４５ボルト
４６係止ピン
４７止め孔
４８通し孔
５１土台
５２梁
５３柱
５４横架材
Ｆ基礎コンクリート

Claims

第一部材（１１）と第二部材（２１）との重合部分を連通する軸穴（１２，２２）に埋め込まれ、ドリフトピン（４１，４２）を介して各部材（１１，１２）と一体化する締結具であり、
第一部材（１１）の軸穴（１２）に埋め込まれ且つドリフトピン（４１）を挿通するための横孔（３３）が形成されている円断面の第一シャフト（３１）と、第二部材（２１）の軸穴（２２）に埋め込まれ且つドリフトピン（４２）を挿通するための横孔（３４）が形成されている円断面の第二シャフト（３２）と、で構成され、
前記第一シャフト（３１）と前記第二シャフト（３２）は、中空状の第二シャフト（３２）の一端面に位置して通し孔（４８）を有する底板（３６）と、第一シャフト（３１）の一端面に形成されている雌ネジ（３５）と、第二シャフト（３２）の通し孔（４８）を経て雌ネジ（３５）に螺合するボルト（４３）と、からなる結合手段によって周方向に回転可能に連結していることを特徴とする締結具。
第一部材（１１）と第二部材（２１）との重合部分を連通する軸穴（１２，２２）に埋め込まれ、ドリフトピン（４１，４２）を介して各部材（１１，１２）と一体化する締結具であり、
第一部材（１１）の軸穴（１２）に埋め込まれ且つドリフトピン（４１）を挿通するための横孔（３３）が形成されている円断面の第一シャフト（３１）と、第二部材（２１）の軸穴（２２）に埋め込まれ且つドリフトピン（４２）を挿通するための横孔（３４）が形成されている円断面の第二シャフト（３２）と、で構成され、
前記第一シャフト（３１）と前記第二シャフト（３２）は、中空状の第二シャフト（３２）の一端面に位置して通し孔（４８）を有する底板（３６）と、第一シャフト（３１）の一端面に形成されている雌ネジ（３５）と、第二シャフト（３２）の通し孔（４８）を経て雌ネジ（３５）に螺合するボルト（４５）と、該ボルト（４５）と螺合し且つ第一シャフト（３１）に圧接して配置されるナット（４４）と、からなる結合手段によって周方向に回転可能に連結していることを特徴とする締結具。
第一部材（１１）と第二部材（２１）との重合部分を連通する軸穴（１２，２２）に埋め込まれ、ドリフトピン（４１，４２）を介して各部材（１１，１２）と一体化する締結具であり、
第一部材（１１）の軸穴（１２）に埋め込まれ且つドリフトピン（４１）を挿通するための横孔（３３）が形成されている円断面の第一シャフト（３１）と、第二部材（２１）の軸穴（２２）に埋め込まれ且つドリフトピン（４２）を挿通するための横孔（３４）が形成されている円断面の第二シャフト（３２）と、で構成され、
前記第一シャフト（３１）と前記第二シャフト（３２）は、第一シャフト（３１）の一端面に形成され側周面に環溝（３８）を備える凸部（３７）と、第二シャフト（３２）の一端面に形成され前記凸部（３７）に嵌まり込む凹部（３９）と、第二シャフト（３２）の側面から前記環溝（３８）に差し込まれる係止ピン（４６）と、からなる結合手段によって周方向に回転可能に連結していることを特徴とする締結具。