JP5725453B2 - 木造建材のねじ留め式接合金物 - Google Patents

Description

本発明は、木造建材に対して強固に留めつけることができる木造建材のねじ留め式接合金物に関する。

従来ＪＩＳで定められた建築用金物は、建材に対して固定用ボルトを挿通させるための大径孔を穿孔する必要があり、現場で施工するにあたっては大量の木屑が発生するという問題があった。

その為、建材を出荷する前に加工することが一般的になされるが、その為に大掛かりな設備の導入が必要であり、建材業者に大きな負担を強いることになっていた。

そこで、当業界において、大径となる前記ボルトを用いることなく、自穿孔ねじを用いて固定を行う、木造建材のねじ留め式接合金物が提案されている。

しかしながら、前記自穿孔ねじの線径は前記ボルトに比べ非常に小径となっており、建材の接続部が前記自穿孔ねじのせん断方向に歪んだ場合、前記自穿孔ねじと前記接合金物の接点に発生する集中荷重は、前記ボルトと前記建築用金物の接点に発生する集中荷重に比べて非常に大きく生じてしまい、従来の前記ボルトを用いて固定する前記建築用金物と同じ鋼板厚の前記接合金物では前記自穿孔ねじの胴部が前記接合金物を引き裂いてしまうため、前記接合金物は前記ボルトを用いた前記建築用金物に対して非常に厚く形成しなければならないという問題があった。

そこで、特許文献１に記載の発明は、前記接合金物の前記自穿孔ねじ挿通孔周辺部を前記自穿孔ねじの頭部傾斜面に合わせて面外方向に押し出し、前記自穿孔ねじと前記接合金物の接する面を増大させ、前記自穿孔ねじから前記接合金物に加えられる集中荷重を分散させることによって、前記接合金物が前記自穿孔ねじの胴部によって引き裂かれることを軽減する方法を提案している。

しかしながら、特許文献１に記載の発明は、前記自穿孔ねじが前記接合金物を引き裂いてしまう部分である前記自穿孔ねじの軸部を全く保護していない構成のため、建材の接合部における歪みに対する保持力を十分に発揮することができないという問題がある。

特開２０００−１６０６８４号公報

本発明における解決しようとする課題は、建材の接合部が前記自穿孔ねじのせん断方向に歪んだ場合にも、前記自穿孔ねじの軸部によって前記接合金物が引き裂かれることを防止することである。

請求項１の発明は、金属製の薄板からなる接合金物に設けたねじ挿通孔周辺部を、前記接合金物が建材と接する側の面外方向に突出させた突出部とし、この接合金物で建材を接続するために前記ねじ挿通孔から建材にねじ込む自穿孔ねじに、テーパ状頭部に連続して大径軸部が設けられた自穿孔ねじを用いる木造建材のねじ留め式接合金物において、前記突出部を、前記接合金物の建材と接する面を始端とし、前記始端から離れるにつれて縮径して前記自穿孔ねじのテーパ状頭部が嵌るテーパ状に設けた第１突出部と、前記第１突出部の終端から連続して前記接合金物の面外方向へ向けて前記大径軸部の軸方向長さに略等しい高さに突出し、かつ、前記大径軸部が接触状態で納まる円筒状に設けた第２突出部で形成したものである。

請求項２の発明は、前記第１突出部のテーパ角を、前記自穿孔ねじのテーパ状頭部の頭部テーパー角よりも小さい条件で、４０°乃至５０°の範囲内に設けたものである。

本発明の接合金物は、挿通孔周辺部に突出部を設け、この接合金物で建材を接続するために前記ねじ挿通孔から建材にねじ込む自穿孔ねじに、テーパ状頭部に連続して大径軸部が設けられた自穿孔ねじを用いる木造建材のねじ留め式接合金物において、前記突出部が、前記自穿孔ねじのテーパ状頭部が嵌るテーパ状に設けた第１突出部と、前記第１突出部の終端から連続して前記接合金物の面外方向へ向けて前記大径軸部の軸方向長さに略等しい高さに突出して設けられ、かつ、前記大径軸部が接触状態で納まる円筒状に設けた第２突出部で形成されているので、建材の接合部が前記自穿孔ねじのせん断方向に歪んだ場合、前記接合金物と前記自穿孔ねじの接点に発生する集中荷重を前記接合金物の第２突出部が分散して受け止めることができるため、前記接合金物が前記自穿孔ねじの軸部によって引き裂かれることを防止することができるという利点がある。

（ａ）は本発明における木造建材のねじ留め式接合金物の正面図、（ｂ）は同側面図 図１（ａ）の矢印Ａ−Ａ´の縦断面図 図２の部分拡大図 接合金物の使用の状態を縦断面で示す部分拡大図 （ａ）は接合金物と組み合わせて用いられる自穿孔ねじの全体形状を示す正面図、（ｂ）は同自穿孔ねじの頭部形状を示す側面図 （ａ）は接合金物によって固定される建材の接合状態を示す正面図、（ｂ）は建材の接合部が自穿孔ねじのせん断方向に歪んだ様子を示す正面図

本発明は、前記接合金物のねじ挿通孔周辺部を、前記接合金物が建材と接する側の面外方向に突出させて突出部とした構成において、前記突出部を、前記接合金物の建材と接する面を始端とし、前記始端から離れるにつれて縮径するテーパ状に設けた第１突出部と、前記第１突出部が前記金物の表面からある一定距離離れた段階で、前記第１突出部の終端から連続して、前記接合金物の面外方向へ向けて前記大径軸部の軸方向長さに略等しい高さに突出し、かつ、前記大径軸部が接触状態で納まる円筒状に設けた第２突出部とで形成することによって、前記建材が前記自穿孔ねじのせん断方向に歪んだ場合でも前記接合金物が前記自穿孔ねじの軸部によって引き裂かれることを防止することを実現した。

図１乃至図３に示すように、本発明の木造建材のねじ留め式接合金物１（以下単に接合金物という）は、金属製の薄板に複数のねじ挿通孔２を設け、この薄板におけるねじ挿通孔２の周辺部に、前記接合金物１が建材３と接する側の面外方向に突出する突出部４を設けたものにおいて、前記突出部４を、前記接合金物１の建材３と接する面５を始端とし、前記始端から離れるにつれて縮径するテーパ状に設けた第１突出部６と、前記第１突出部６が前記接合金物１の表面からある一定距離離れた段階で、前記第１突出部の終端７から連続して、前記接合金物１の面外方向へ向けて円筒状に設けた第２突出部８で形成したものである。

次に図５は、本発明の接合金物１と組み合わせて使用する自穿孔ねじ９を示し、一般的に木材同士や鉄板同士を留めつけるために用いられるものと異なり、テーパ状頭部１０の下に大径軸部１１を有する構造になっており、一般的な自穿孔ねじに比べてせん断力に対する強度を大きくすることができるという利点がある。

図６（ａ）は、建材３に対して接合金物１の面５を重ね、接合金物１の各ねじ挿通孔２の部分から建材３に自穿孔ねじ９をねじ込み、前記建材３を接合した状態を示し、この接合状態において、前記接合金物１に設けた突出部４の自穿孔ねじ９に対する関係は、図３乃至図５のように、第１突出部６はテーパ状頭部１０のテーパ状下面部分が嵌ると共に、第２突出部８は大径軸部１１が全面において接触状態で納まる円筒状に形成され、この第２突出部８の高さが、自穿孔ねじ９の大径軸部１１の軸方向長さ１２に略等しくなっている。

このように、前記第２突出部８の高さを、前記大径軸部１１の軸方向長さ１２と略等しく設定することによって、前記自穿孔ねじ９は、前記大径軸部１１の全域にわたって前記接合金物１とせん断方向に接触することになり、このため、前記建材３が前記自穿孔ねじ９のせん断方向に歪んだ際にも、前記自穿孔ねじ９と前記金物１の接点で集中荷重が発生するのを防ぎ、前記接合金物１が自穿孔ねじ９の軸部によって引き裂かれてしまうことのないようにしている。

前記のように、本発明における接合金物１の構成において、前記自穿孔ねじ９のテーパ状頭部１０におけるテーパ状下面部分が、前記第１突出部６の内部に納まることによって、前記接合金物１の表面部付近において、前記自穿孔ねじ９が前記接合金物１へ加える荷重を弾性的に吸収、分散させることによって、前記接合金物１が前記自穿孔ねじ９によって引き裂かれることを、より防止することができる。

その際、本発明者が実験を行った結果、最も良好な結果を得られた条件は、前記自穿孔ねじ９に、テーパ状頭部１０におけるテーパ状下面部分のテーパ角を５５°乃至６５°の範囲に形成した自穿孔ねじ９を用いるのに対して、前記接合金物１における第１突出部６のテーパ角は、前記５５°乃至６５°よりも小さい条件の、４０°乃至５０°の範囲とし、特に第１突出部６のテーパ角は略４５°に形成することが好ましい。

さらに、前記建材３の深奥部側に配される筒状の前記第２突出部８は、前記自穿孔ねじ９の大径軸部１１と全周に渡って接触させることによって集中荷重を分散させ、しかも、その周囲は前記建材３にて十分に覆われている構成となるため、図６（ｂ）で示すように、前記建材３の接合部が前記自穿孔ねじ９のせん断方向に歪んだ際に、前記自穿孔ねじ９の軸部によって前記接合金物１が引き裂かれることを防止することができる。

その際に、本発明における第１突出部６は、前記建材３を前記自穿孔ねじ９の進入方向に押し固める作用を有し、前記第２突出部８の周辺にある建材３は強固に押し固められた状態となるため、前記建材３が前記自穿孔ねじ９のせん断方向に歪まないようにより強固に保持固定ができることとなる。

また、前記接合金物１の面外方向に対する前記第２突出部８の高さを、前記自穿孔ねじ９のテーパ状頭部１０に連続して設けられる大径軸部１１の軸方向長さ１２に略等しい高さとすることによって、集中荷重をより効率的に分散させて加えることが可能となり、さらに前記接合金物１が前記自穿孔ねじ９の軸部によって引き裂かれることを防止することができる。

ここで、特許文献１に記載された従来の接合金物において、本発明と同じ自穿孔ねじ９を用いて建材の固定を行った場合、接合金物は前記自穿孔ねじ９の大径軸部１１と接する面が無く、前記自穿孔ねじ９のテーパ状頭部１０におけるテーパ状下面部分でのみ接触するため、建材に前記自穿孔ねじ９のせん断方向に歪みが生じた際、木材同士や鉄板同士を留めつけるために用いられるものであれば、ねじの軸自体が変形し、接合金物が変形、破損することは無いが、前記自穿孔ねじ９はテーパ状頭部１０の下に大径軸部１１を形成しているがために、ねじ自体は変形を起こさず、接合金物を引き裂いてしまうこととなる。

ところが、本発明のように、前記自穿孔ねじ９の大径軸部１１を包み込むように前記接合金物１の前記ねじ挿通孔２の周辺部に第１突出部６に連ねて筒状第２突出部８を設けることによって、前記自穿孔ねじ９のせん断方向に対する荷重を前記接合金物１に分散させつつ完全に伝えることができるため、前記接合金物１を前記自穿孔ねじ９の軸部によって引き裂くことが無いばかりか、前記建材３の接合部を前記接合金物１によって保持する力をより高めることができる。

金属製の薄板からなる接合金物に設けたねじ挿通孔周辺部に、前記接合金物が建材と接する側の面外方向に突出する突出部を設けた木造建材のねじ留め式接合金物において、前記突出部を、前記接合金物の建材と接する面を始端とし、前記始端から離れるにつれて縮径し、自穿孔ねじのテーパ状頭部が嵌るテーパ状に形成した第１突出部と、前記第１突出部が前記金物の表面からある一定距離離れた段階で、前記第１突出部の終端から連続して、前記接合金物の面外方向へ向けて前記大径軸部の軸方向長さに略等しい高さに突出し、かつ、前記大径軸部が接触状態で納まる円筒状に設けた第２突出部で形成したことにより、前記建材が前記自穿孔ねじのせん断方向に歪んだ際に前記自穿孔ねじの軸部によって、前記接合金物が引き裂かれることを防止するとともに、前記接合金物の前記建材の接合部に対する保持強度を高めることができる。

１ 木造建材のねじ留め式接合金物
２ ねじ挿通孔
３ 建材
４ 突出部
５ 建材と接する面
６ 第１突出部
７ 第１突出部の終端
８ 第２突出部
９ 自穿孔ねじ
１０ 自穿孔ねじの頭部
１１ 大径軸部
１２ 軸方向長さ

Claims (2)

1. 金属製の薄板からなる接合金物に設けたねじ挿通孔周辺部を、前記接合金物が建材と接する側の面外方向に突出させた突出部とし、この接合金物で建材を接続するために前記ねじ挿通孔から建材にねじ込む自穿孔ねじに、テーパ状頭部に連続して大径軸部が設けられた自穿孔ねじを用いる木造建材のねじ留め式接合金物において、前記突出部を、前記接合金物の建材と接する面を始端とし、前記始端から離れるにつれて縮径して前記自穿孔ねじのテーパ状頭部が嵌るテーパ状に設けた第１突出部と、前記第１突出部の終端から連続して前記接合金物の面外方向へ向けて前記大径軸部の軸方向長さに略等しい高さに突出し、かつ、前記大径軸部が接触状態で納まる円筒状に設けた第２突出部で形成したことを特徴とする木造建材のねじ留め式接合金物。
2. 前記第１突出部のテーパ角を、前記自穿孔ねじのテーパ状頭部の頭部テーパー角よりも小さい条件で、４０°乃至５０°の範囲内に設けたことを特徴とする請求項１に記載の木造建材のねじ留め式接合金物。