JP6228703B1 - Wood binding pin - Google Patents
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Abstract
【課題】木材の強度の相違、施工のばらつき、施工後の結合部への負荷等の影響を低減し、木材の有する強度を最大限に引き出すことにより、ほぞ及びほぞ穴による高耐力の結合部を安価且つ容易に、美観を損なうことなく、且つ、高い施工性で実現することができる、木材の結合構造を提供する。【解決手段】木材の結合構造は、ほぞ穴8にほぞ6を嵌合した状態で、ピン孔10a〜10cの一方開口側からピン12の頭部12bを打ち込むことにより、ほぞ穴8の少なくとも一部においてピン12がほぞ6の少なくとも一部を貫通し、ピン12の先端部12aをピン孔10a〜10cの他方開口側に至らしめることでピン結合14a〜14cを形成し、ピン12は、少なくとも先端部12a近傍から頭部12b近傍に亘って貫通した中空30aを有するパイプ30を含む。【選択図】図1[PROBLEMS] To reduce the influence of differences in strength of wood, variation in construction, load on joints after construction, etc., and to maximize the strength of wood, so that high strength joints by tenons and mortises It is possible to provide a wood bonded structure that can be realized inexpensively and easily without impairing the aesthetics and with high workability. In a wood coupling structure, at least one of the mortises 8 is driven by driving a head 12b of a pin 12 from one opening side of the pin holes 10a to 10c in a state where the mortise 6 is fitted in the mortise 8. The pin 12 penetrates at least a part of the tenon 6 at the portion, and the tip 12a of the pin 12 is brought to the other opening side of the pin holes 10a to 10c to form pin couplings 14a to 14c. A pipe 30 having a hollow 30a penetrating from the vicinity of the distal end portion 12a to the vicinity of the head portion 12b is included. [Selection] Figure 1
Description
本発明は、木材結合用のピンに関し、特に木造建築物の柱と土台、柱と梁等の木材の結合構造に用いる木材結合用のピンに関する。 The present invention relates to a wood coupling pin, and more particularly, to a wood coupling pin used for a wood coupling structure such as a pillar and a base of a wooden building or a pillar and a beam.
古来より、日本の木造建築物は、木造軸組工法(在来工法)で建築され、木材の力を巧みに利用して強度と共に美しさも追求してきている。一方、現代の木造建築は、合理化や工期短縮、職人の不足等の理由で結合部に金物を多用している。例えば、柱と土台との結合部には、柱の端面に設けられたほぞを土台に設けられたほぞ穴に嵌合させ、柱及び土台の結合部をコーナー金物等の組付プレートで補強するのが一般的になっている(例えば特許文献1参照)。 Since ancient times, Japanese wooden buildings have been built with the wooden frame construction method (conventional construction method), and have been pursuing both strength and beauty by skillfully utilizing the power of wood. On the other hand, modern wooden buildings use a lot of hardware for joints due to reasons such as rationalization, shortening the construction period, and shortage of craftsmen. For example, the tenon provided on the end surface of the pillar is fitted into the tenon provided in the base at the joint between the pillar and the base, and the joint between the pillar and the base is reinforced with an assembly plate such as a corner hardware. Has become common (see, for example, Patent Document 1).
しかしながら、従来の組付プレートを使用した木材の結合構造では、組付プレートを柱及び土台に取り付けるために、多数のビスや釘等を木材に打ち込む必要がある。このため、施工に時間がかかると共に、作業も容易ではなく、また、建築物の美観を損なうおそれがある。また、木材の欠損が大きくなり、その強度も低下するおそれがある。また、パネル工法等においては、パネルを取り付ける際に組付プレートが邪魔になることがある。 However, in the conventional wood coupling structure using the assembly plate, it is necessary to drive a large number of screws, nails, and the like into the wood in order to attach the assembly plate to the pillar and the base. For this reason, construction takes time, work is not easy, and there is a risk of deteriorating the beauty of the building. Moreover, the loss | deletion of wood becomes large and there exists a possibility that the intensity | strength may also fall. In addition, in the panel method or the like, the assembly plate may become an obstacle when the panel is attached.
更には、従来の組付プレートを使用した結合部では、多数のビスや釘等を木材に打ち込む必要があるため、作業員による打ち込み忘れを招くことが懸念される。この場合には、建築物の耐力が低下するおそれがある。また、施工時に、現場においてビスや釘等の打ち込み箇所に配慮しなければ、柱や土台に生じる剪断力により木材に割れが生じ、特に地震などで柱に引抜力が生じた場合、当該割れが促進され、建築物の耐力が著しく低下するおそれもある。 Furthermore, since it is necessary to drive a large number of screws, nails, and the like into the wood in the connecting portion using the conventional assembly plate, there is a concern that the operator may forget to drive it. In this case, the yield strength of the building may be reduced. In addition, if construction sites such as screws and nails are not considered at the construction site, cracks will occur in the wood due to the shearing force generated on the pillars and foundations. It is promoted and the strength of the building may be significantly reduced.
そこで、組付プレートを柱及び土台に取り付けるために、多数のビスや釘等を木材に打ち込むのではなく、多数のビスや釘等の代わりに、これらよりも大径の複数のピンを用い、木材の有する強度を利用して、ほぞ及びほぞ穴による結合部を形成することが考えられる。しかしながら、結合部の形成に際し木材自体の強度を利用する関係上、木材の強度の相違、施工のばらつき、施工後の結合部への負荷等により、ピンが木材の意図しない割れを促進し、結合部の耐力を損なうおそれがある。 Therefore, in order to attach the assembly plate to the pillar and base, instead of driving a large number of screws and nails into the wood, instead of using a large number of screws and nails, a plurality of pins having a diameter larger than these are used. It is conceivable to form a joint portion by a tenon and a mortise using the strength of wood. However, because the strength of the wood itself is used to form the joint, the pin promotes unintended cracking of the wood due to differences in the strength of the wood, variation in construction, load on the joint after construction, etc. There is a risk of damaging the proof stress of the part.
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、木材の強度の相違、施工のばらつき、施工後の結合部への負荷等の影響を低減し、木材の有する強度を最大限に引き出すことにより、ほぞ及びほぞ穴による高耐力の結合部を安価且つ容易に、美観を損なうことなく、且つ、高い施工性で実現することができる木材結合用のピンを提供することにある。 The present invention has been made in view of such problems, and the object of the present invention is to reduce the effects of differences in strength of wood, variation in construction, load on the joint after construction, etc. Providing a wood bonding pin that can realize high strength joints by mortises and mortises at low cost, easily, without losing aesthetics and with high workability by drawing out the strength that it has to the maximum There is to do.
上記目的を達成するため、本発明の木材結合用のピンは、第1の木材の端面に設けられたほぞを第2の木材に設けられたほぞ穴に互いの対向する嵌合領域で直接に嵌合させ、これら第1及び第2の木材を結合する木材の結合構造に用いる木材結合用のピンであって、第2の木材は、ほぞ穴の少なくとも一部を介して嵌合領域の延設方向に穿孔されたピン孔を有し、結合構造は、ほぞ穴にほぞを嵌合した状態で、ピン孔に打ち込まれるピンと、ピン孔の一方開口側からピンの頭部を打ち込み、前記ピンを前記ピン孔を介して前記ほぞに直接に食い込ませることにより、ほぞ穴の少なくとも一部においてピンがほぞの少なくとも一部を貫通し、ピンの先端部をピン孔の他方開口側に至らしめることでピン結合を形成し、ピンは、少なくとも先端部近傍から頭部近傍に亘って貫通した中空を有するパイプを含む。 In order to achieve the above object, the wood coupling pin of the present invention directly connects the tenon provided on the end face of the first wood to the tenon provided in the second wood in the mating regions facing each other. A wood coupling pin for use in a wood joining structure for fitting and joining the first and second woods, wherein the second wood extends through at least a part of the mortise. has been pin holes drilled in the arrangement direction, the coupling structure is in a state of fitting the tenon to the mortise, see write out a pin driven into the pin hole, the pin of the head from one opening side of the pin hole, By causing the pin to directly bite into the tenon through the pin hole , the pin penetrates at least a part of the tenon in at least a part of the tenon hole, and the tip of the pin reaches the other opening side of the pin hole. By forming the pin connection, the pin is at least the tip Comprising a pipe having a hollow penetrating across from near the head near.
好ましくは、ピンは、パイプに着脱可能に挿入されると共に、先端部にて突出する鋭角円錐状の尖頭を有した釘部材を含む。
好ましくは、パイプは、その周壁の外径を先端部に向けて縮径した円錐台形部を一端側に有し、円錐台形部は、尖頭の周面と連続したテーパ面を有する。
好ましくは、釘部材は、頭部において、パイプの周壁よりも外径が大となる拡径部を有する。
Preferably, the pin includes a nail member that is removably inserted into the pipe and has an acute-cone-shaped pointed tip that protrudes at the tip.
Preferably, the pipe has a frustoconical portion whose outer diameter is reduced toward the tip portion on one end side, and the frustoconical portion has a tapered surface continuous with the peripheral surface of the peak.
Preferably, the nail member has an enlarged diameter portion having an outer diameter larger than that of the peripheral wall of the pipe at the head.
好ましくは、パイプは、パイプの一端側の周壁の一対向位置を先端部から頭部に向けてそれぞれ切り欠いた切欠と、各切欠の形成によってパイプの一端側の周壁の他対向位置にそれぞれ形成された鋭角円弧状の尖頭周壁とを有する。
好ましくは、ピンは、パイプの一端側から中空に嵌入されて先端部を形成し、鋭角円錐状の尖頭を有した先端部材と、パイプの他端側から中空に嵌入されて頭部を形成する頭部材とを更に含む。
Preferably, the pipe is formed at each other position of the peripheral wall on one end side of the pipe by forming a notch formed by notching one facing position of the peripheral wall on one end side of the pipe from the tip portion toward the head, and forming each notch. And an acute-arc-shaped pointed peripheral wall.
Preferably, the pin is hollowly inserted from one end side of the pipe to form a tip portion, and a tip member having an acute cone-shaped pointed tip and is hollowly inserted from the other end side of the pipe to form a head portion. And a head member.
好ましくは、パイプは、ピンの先端部として、中空を塞ぐ鋭角円錐状の尖頭を有する。
好ましくは、パイプは、その周壁に、先端部から頭部に亘って切り欠かれたスリットを有する。
Preferably, the pipe has, as a tip portion of the pin, a sharp conical point that closes the hollow.
Preferably, a pipe has the slit notched from the front-end | tip part to the head on the surrounding wall.
本発明の木材結合用のピンによれば、木材の強度の相違、施工のばらつき、施工後の結合部への負荷等の影響を低減し、木材の有する強度を最大限に引き出すことにより、ほぞ及びほぞ穴による高耐力の結合部を安価且つ容易に、美観を損なうことなく、且つ、高い施工性で実現することができる。 According to the wood bonding pin of the present invention, the tenon can be obtained by reducing the influence of the difference in the strength of the wood, the variation in the construction, the load on the joint after the construction, etc., and maximizing the strength of the wood. In addition, it is possible to realize a high yield strength joint portion by mortises at low cost and easily without impairing the aesthetics and with high workability.
以下、図面に基づき本発明の各実施形態について説明する。
<第1実施形態>
図1は、本発明の第1実施形態に係る木材結合用のピンが使用される木材の結合構造の斜視図を示す。この木材の結合構造における結合部1は、柱(第1の木材)2と土台(第2の木材)4とにより形成されている。詳しくは、この木材の結合構造は、建築物の例えば木造軸組工法(在来工法)で建築され、柱2の木口としての端面2aにほぞ6を設け、このほぞ6が土台4に設けられたほぞ穴8に嵌合されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
<First Embodiment>
FIG. 1 is a perspective view of a wood joining structure in which a wood joining pin according to a first embodiment of the present invention is used. The joining
柱2及び土台4は、木口寸法が例えば縦横105mmとなる角材である。土台4は、図1に示す長手方向(嵌合領域の対向方向)X、ほぞ穴8の延設方向となる高さ方向Y、幅方向(嵌合領域の延設方向)Zの姿勢を有して配置され、ほぞ穴8を介して土台4の幅方向Zに対向する側面4c、4dを有している。ほぞ6及びほぞ穴8は、製材所にて柱2及び土台4をプレカット加工することにより形成される。
The
図2は結合部1の分解斜視図を示す。ほぞ6は、柱2の端面2aの中央に直方体状の嵌合凸部として形成された、いわゆる平ほぞであって、下面6a、長手方向Xに対向する側面6b、6c、幅方向Zに対向する側面6d、6eを有している。一方、ほぞ穴8は、土台4の上面4aに開口されると共に土台4の下面4bに非貫通となる有底角穴である。ほぞ穴8は、底面8a、長手方向Xに対向する側壁8b、8c、幅方向Zに対向する側壁8d、8eを有している。
FIG. 2 shows an exploded perspective view of the connecting
ほぞ穴8は、これら各壁8a〜8eに、対向するほぞ6の各面6a〜6eが当接ひいては嵌合可能な嵌合凹部として形成されている。また、ほぞ6及びほぞ穴8の長手方向X、高さ方向Y、幅方向Zの寸法は、例えば、それぞれ70mm、80mm、30mm程度である。
The
土台4の幅方向Zに対向する両側面4c、4dには、3つのピン孔10a、10b、10cが開口されている。各ピン孔10a〜10cには、それぞれ後述するピン12が打ち込まれ、図1ではピン12を構成する後述のパイプ30のみが示されている。ピン12の詳細と、ピン12の打ち込み後に行う作業とについては後で説明する。各ピン孔10a〜10cは、土台4の幅方向Zにほぞ穴8を介して一貫されたピン12の挿通孔(孔長105mm)を形成している。
Three pin holes 10 a, 10 b, 10 c are opened on both
結合部1の形成に際しては、先ず、図2に一点鎖線矢印で示すように柱2を土台4に立設させ、ほぞ穴8にほぞ6を嵌合する。次に、ほぞ穴8にほぞ6が嵌合した状態で、図2に二点鎖線矢印で示すように、ピン12をピン孔10a、10bの一方が開口された土台4の側面4c側からハンマーなどで打撃して打ち込む。
In forming the
これらピン12の打ち込みにより、図1に示すように、各ピン12がほぞ穴8においてほぞ6を貫通し、ほぞ6及びほぞ穴8において3つのピン結合14a、14b、14cが形成される。各ピン孔10a〜10cは、各ピン12をほぞ6の適所に打ち込んで、ほぞ6の適所を貫通させるためのガイド孔として機能する。これにより、結合部1において各ピン結合14a〜14cを所望位置に形成することができる。
By driving these
図3は、ピン12の(a)側面図、(b)先端部12aから見た図、(c)頭部12bから見た図を示す。本実施形態のピン12は、パイプ30と、パイプ30に挿入する釘部材32とから構成されている。ピン12は、ピン径d1、全長L1、先端部長L2、頭部径(後述の拡径部径と同じ)d2を有している。d1、L1、L2、d2の寸法は、例えば、それぞれ、10mm、128mm、35mm、14mmである。
FIG. 3 shows (a) a side view of the
図4は、パイプ30の(a)横断面図、(b)先端部12a側から見た図、(c)頭部12b側から見た図を示す。パイプ30は、ピン12の先端部12aから頭部12bに亘って中空30aが貫通されている。パイプ30の一端側には、その周壁30bの外径を先端部12aに向けて縮径した円錐台形部34が形成されている。円錐台形部34にはテーパ面34aが形成されている。
FIG. 4 shows (a) a cross-sectional view of the
パイプ30は、外径(上述したピン径と同じ)d1、孔径d3、全長L3、円錐台形部長L4を有している。d1、d3、L3、L4の寸法は、例えば、それぞれ、10mm、6mm、105mm、15mmである。
The
図5は、釘部材32の(a)側面図、(b)先端部12a側から見た図、(c)頭部12b側から見た図を示す。釘部材32は、パイプ30に着脱可能に挿入されると共に、先端部12aにて突出する鋭角円錐状の尖頭32aを有している。パイプ30の円錐台形部34のテーパ面34aは、尖頭32aの周面32a1と連続している。
5A is a side view of the
釘部材32には、ピン12の頭部12bにおいて、パイプ30の周壁30bよりも外径が大となる拡径部32bが形成されている。拡径部32bは平坦面をなしている。拡径部32bは、釘部材32の本体と一体成形しても良いし、或いは、加締めやねじによる接合方法で釘部材32の本体に結合しても良い。
The
釘部材32は、外径d4、全長L5、尖頭長L6、拡径部長L7、拡径部径d2を有している。d4、L5、L6、L7、d2の寸法は、例えば、それぞれ、6mm、128mm、20mm、3mm、14mmである。また、尖頭32aは、45°以下、好ましくは30°〜45°、更に好ましくは40°程度に尖っている。
The
このように形成された釘部材32を、パイプ30の円錐台形部34と反対側の端面30cに拡径部32bが当接するまで、パイプ30に挿入する。これにより、円錐台形部34と尖頭32aとが面一となり、パイプ30と釘部材32とが一体となった、一見して1つのドリフトピン態様のピン12が形成される。
The
釘部材32のこれらの寸法と、上述したパイプ30の寸法とは適宜変更可能であり、例えば、釘部材32の拡径部32bとパイプ30の端面30cとが当接したときに円錐台形部34と尖頭32aとが厳密に面一とならなくても良い。また、ピン径(パイプ径)d1を例えばピン孔10a〜10cの孔径dの10mmよりも若干小さい9.9mmとしても良い。
These dimensions of the
これにより、上述したパイプ30と釘部材32とから一体に構成されたピン12とピン孔10a〜10cとは、これらの間に微小隙間を確保した中間嵌めの嵌め合いとなる。このような寸法でピン12を形成することにより、ほぞ6に対するピン12の拘束力を高めることができるため、強固な結合部1を実現することができるのは勿論のこと、ほぞ6にピン12を打ち込む際の土台4の割れを効果的に抑制することができる。
As a result, the
また、ピン12を構成するパイプ30及び釘部材32は、好ましくは鉄等の金属製であるが、ほぞ6への打ち込みが可能であれば、ポリカーボネート等の高強度の樹脂から形成しても良い。また、パイプ30は、結合部1の耐力を損なわない範囲の可撓性を有することから、結合部1の形成後、柱2及び土台4となる木材の強度の相違、施工のばらつき、施工後の結合部1への負荷等をパイプ30のしなりによって吸収可能である。
Further, the
このように、パイプ30と釘部材32とから一体に構成されたピン12の先端部12aをピン孔10a〜10cに挿入し、ハンマーなどでピン12の頭部12bをピン孔10a〜10cの一方開口側から打撃してほぞ6に打ち込むことで、ピン12をほぞ6に食い込ませ、ほぞ6を貫通させることができる。
In this way, the
図6は、図1に示した結合部1の形成に際し、ピン12を打ち込んだ後の作業を説明する図である。パイプ30と釘部材32とから一体に構成されたピン12を打ち込んでほぞ6に食い込ませ、ほぞ6を貫通させた後は、図6に示すように、ピン12においてパイプ30から釘部材32を引き抜くことにより、3つのピン結合14a、14b、14cにそれぞれパイプ30のみを残留させる。即ち、釘部材32は、ピン12をほぞ6に食い込ませて貫通させる機能を有するのみであり、各ピン結合14a、14b、14cの結合力を発揮させるのはパイプ30である。
FIG. 6 is a diagram for explaining the operation after driving the
また、パイプ30の全長L3を土台4の幅方向Zの長さである105mmよりも小さい、例えば103mm程度とすることにより、ピン12を打ち込んだ後、パイプ30の両端をピン孔10a〜10cから土台4の両側面4c、4dから外方に非突出とすることが可能である。これにより、土台4の側面4dから視認されるのは、パイプ30の両端だけであるため、結合部1の形成により柱2及び土台4の結合構造の美観が損われることはない。なお、以下、パイプ30から釘部材32を引き抜いた状態について、パイプ30ではなく単にピン12と称することもある。
Further, by setting the total length L3 of the
図7は結合部1の側面図を示し、図8は結合部1の図7におけるA−A断面矢視図を示す。ピン孔10a〜10cは、それぞれ等しい孔径d(例えばd=10mm)を有する円形状断面を有し、ほぞ6及びほぞ穴8の場合と同様に、製材所にて土台4をプレカット加工することにより形成される。本実施形態の場合、ピン孔10a、10bは、ほぞ6の両側面6b、6c近傍に位置付けられ、長手方向Xに並設されている。
FIG. 7 shows a side view of the connecting
ピン孔10a〜10cを含む木材のプレカット加工は、製材所にて、木材加工の工程をコンピュータ制御で自動実行可能なプレカット加工機により行われる。プレカット加工機は、加工寸法や加工態様等のプログラムを予め登録可能であり、当該登録されたプログラムに基づいて木材を自動加工する。具体的には、プレカット加工機はドリルを備えており、土台4を加工する際には、先ずドリルにより土台4の上面4aにほぞ穴8を形成する。
The precut processing of the wood including the pin holes 10a to 10c is performed at a lumber mill by a precut processing machine that can automatically execute the wood processing step by computer control. The precut processing machine can register programs such as processing dimensions and processing modes in advance, and automatically processes wood based on the registered programs. Specifically, the pre-cut processing machine includes a drill, and when the
次に、ドリルを土台4の側面4cからほぞ穴8の側壁8dを貫通するまで幅方向Zに進行させ、土台4の側面4c側にピン孔10a〜10cの一端部を穿孔する。次に、ドリルを土台4の側面4dからほぞ穴8の側壁8eを貫通するまで幅方向Zに進行させ、土台4の側面4d側にピン孔10a〜10cの他端部を穿孔する。これにより、ほぞ穴8を介して幅方向Zに一貫され、土台4の両側面4c、4dに円形状に開口したピン孔10a〜10cが形成される。
Next, the drill is advanced in the width direction Z from the
ピン孔10a、10bの中心は、土台4の上面4aから距離L(例えばL=35mm)を有して位置付けられている。一方、ピン孔10cは、土台4の長手方向Xにおいて、ピン孔10a、10bの間に位置付けられている。また、ピン孔10cは、土台4におけるほぞ穴8の延設方向、つまり高さ方向Yにてピン孔10a、10bとずれた位置、本実施形態の場合は高さ方向Yにてピン孔10a、10bの下側に設けられている。
The centers of the pin holes 10 a and 10 b are positioned with a distance L (for example, L = 35 mm) from the
このように形成されたピン孔10a〜10cに、それぞれピン12を打ち込んだ後、パイプ30のみを残留させることにより、ほぞ6を土台4に結合するためのピン結合14a〜14cがそれぞれ形成される。結合部1は、ほぞ穴8へのほぞ6を嵌合と、ピン結合14a〜14cとから構成される。ピン結合14a、14bは、ほぞ6の両側面6b、6c近傍に位置付けられ、長手方向Xに並設された主ピン結合16Aとして機能する。
After the
これら主ピン結合16Aは、後で詳述するが、結合部1の主たる結合機能を発揮する。本実施形態の場合、各主ピン結合16Aは、土台4の長手方向Xおいて、ほぞ6の両側面6b、6cからそれぞれ離間した位置に設けられている。これら離間距離D1は、好ましくは、ピン孔10a〜10cの孔径dの2倍値以下、更に好ましくは孔径d以下(例えばD1=5mm)にそれぞれ規定されている。
Although these
一方、ピン結合14cは、土台4の長手方向Xにおいて、ピン結合14a、14bの間に位置付けられる補助ピン結合18として機能する。この補助ピン結合18は、高さ方向Yにてピン結合14a、14bとずれた位置、本実施形態の場合には高さ方向Yにて各主ピン結合16Aの下側に設けられ、後で詳述するが、結合部1の補助的な結合機能を発揮する。
On the other hand, the
補助ピン結合18と各主ピン結合16Aとは、等しい離間距離D2で離間している。即ち、補助ピン結合18は各主ピン結合16Aの中間に位置付けられている。また、主ピン結合16Aと補助ピン結合18との高さ方向Yにおける離間距離D3は、例えばピン孔10a〜10cの孔径dの2倍値以下(例えばD3=15mm)である。
The
このように、各主ピン結合16A及び補助ピン結合18は、ほぞ穴8にほぞ6を嵌合した状態で、ピン孔10a〜10cの一方開口側からそれぞれピン12を打ち込んだ後にパイプ30のみを残留させることにより、ほぞ穴8においてパイプ30がほぞ6を貫通し、パイプ30をピン孔10a〜10cの他方開口側に至らしめることで形成される。
In this way, each of the
図9は、図7に示した結合部1に作用する力を概略的に示した図である。主ピン結合16A及び補助ピン結合18では、各ピン12がほぞ6に打ち込まれることにより、各ピン12はほぞ6を部分的に割りながら貫通する。この際、ほぞ6を構成する木材には、各ピン12から、図6に矢印で示すように、長手方向X及び高さ方向Yを含む四方に当該木材を押し退ける力が生じる。
FIG. 9 is a diagram schematically showing the force acting on the
このため、ほぞ6は、ほぞ6を貫通したピン12の容積分だけ長手方向X及び高さ方向Yを含む四方に拡張しようとする。しかし、各主ピン結合16Aにおけるほぞ6の長手方向X以外の四方への拡張変位は、ほぞ6の木材の内部に伝達される過程にて、木材自体が有する空隙の潰れにより、ほぼ全て吸収される。一方、長手方向Xにおけるほぞ6の拡張は図6に実線矢印で示した押圧力F0に変換される。
For this reason, the
詳しくは、押圧力F0は、ほぞ6の両側面6b、6cがそれぞれほぞ穴8の両側壁8b、8cを押圧する力であり、各主ピン結合16Aの形成によってほぞ6が長手方向Xに拡張することにより発生する。各主ピン結合16Aは、ほぞ6の両側面6b、6c近傍、好ましくはピン孔10a〜10cの孔径d以下となる離間距離D1に位置付けられ、また、ほぞ6がほぞ穴8に嵌合されて長手方向Xにて拘束されている。このため、各主ピン結合16Aによるほぞ6の長手方向Xにおける拡張が、ほぞ穴8の両側壁8b、8cに押圧力F0として効率的に伝達される。
Specifically, the pressing force F0 is a force by which the both
換言すると、ピン12の打ち込みに伴うほぞ6の両側面6b、6c近傍の木材の圧縮力増大により、ほぞ6の両側面6b、6c近傍には、ほぞ穴8に対するほぞ6の締め代(嵌合代)が幅方向Zの全域に亘って形成されることとなる。また、ほぞ6はほぞ穴8に拘束されているため、押圧力F0が生じてもほぞ6の拡張は実質的に行われない。
In other words, the tightening margin (fitting) of the
このため、ほぞ6の両側面6b、6c、ひいては、ほぞ穴8の両側壁8b、8cの長手方向Xにおける変位は微小となり、各主ピン結合16Aの形成に伴うほぞ6ひいては土台4の割れが効果的に抑制される。このように、各主ピン結合16Aの形成に伴い発生した押圧力F0によって、結合部1において、ほぞ穴8に対するほぞ6の嵌合力(拘束力)が増大し、各主ピン結合16Aが結合部1の主たる結合機能を発揮する。
For this reason, the displacement in the longitudinal direction X of the both
一方、補助ピン結合18におけるほぞ6の四方への拡張変位は、ほぞ6の木材の内部に伝達される過程にて、木材自体が有する空隙の潰れにより、ほぼ全て吸収される。しかし、補助ピン結合18においては、ピン12のほぞ6への打ち込みに伴い、ほぞ6にはピン12の剪断力が作用する。この剪断力の作用により、補助ピン結合18は結合部1の補助的な結合機能を発揮する。
On the other hand, the expansion displacement of the
図10は、図9の状態から、柱2に引抜力fが作用したときの結合部1に作用する力を概略的に示した図である。柱2に上向きの引抜力fが作用すると、図9に示した各主ピン結合16Aの押圧力F0は、図10で見て、力のベクトルがほぞ6から斜め下方外側に向けて変化し、押圧力F1となる。
FIG. 10 is a diagram schematically showing the force acting on the
図11は、図10の主ピン結合16Aに作用する押圧力F1の分力を拡大して示した図である。主ピン結合16Aでは、柱2への引抜力fの作用に伴い、ほぞ6の割れが若干促進され、長手方向Xにおけるほぞ6の拡張変位が図9の初期状態から更に増大する。しかし、ほぞ6はほぞ穴8に嵌合されて長手方向Xにて依然として拘束されている。このため、ほぞ6の拡張変位の増大は、ピン12とほぞ6の側面6bとの間に網目状に示した木材自体の圧縮領域20の圧縮率を図9の初期状態よりも更に増大する。
FIG. 11 is an enlarged view showing the component force of the pressing force F1 acting on the
この結果、ほぞ6の側面6bかからほぞ穴8の側壁8bに長手方向Xの押圧力f1が作用する。この押圧力f1は、圧縮領域20の圧縮率が高まったことにより、図6の初期状態における押圧力F0よりも大きな力である。また、柱2に引抜力fが作用することにより、ほぞ6はほぞ穴8に対して破線矢印で示す上方向に移動しようとする。しかし、引抜力fの発生により、上述したようにほぞ6の割れが若干進行することで、ほぞ6が長手方向Xに更に拡張する。
As a result, the pressing force f1 in the longitudinal direction X acts on the
このため、ほぞ8の側壁8bに対するほぞ6の側面6bが図9の場合に比してより一層緊密に当接する。この結果、引抜力fの反対方向である下方に向けてほぞ6の側面6bに動的な摩擦力f2が発生する。このように、引抜力fの発生時に主ピン結合16Aに作用する押圧力F1は押圧力f1と摩擦力f2との合力から形成され、この押圧力F1によってほぞ6がほぞ穴8を斜め下方外側に押圧する。
For this reason, the
土台4は、長手方向Xに割れを生じ易いが、摩擦力f2の発生に伴い主ピン結合16Aが発生する押圧力F1のベクトルが斜め下方外側に偏向されたことにより、土台4の長手方向Xの割れを効果的に抑制することができる。また、上述したように、ピン孔10a、10bの中心から土台4の上面4aまでの距離Lを35mm程度に長めに確保したことで、柱2自体の重量によりほぞ6が拘束されていることも相俟って、各主ピン結合16Aの形成に伴うほぞ6の高さ方向Yにおける割れの伝搬は、木材自体の変位吸収により効果的に抑制される。
The
また、主ピン結合16Aと補助ピン結合18との土台4の高さ方向Yにおける離間距離D3をピン孔10a〜10cの孔径dの2倍値以下である15mm程度を確保したことにより、主ピン結合16A及び補助ピン結合18の形成に伴うほぞ6の割れの伝搬を互いに相殺しながら効果的に抑制可能である。
Further, the
以上のように本実施形態では、ピン12をパイプ30とパイプ30に挿入する釘部材32とから構成し、ピン12をほぞ6に打ち込んだ後は釘部材32をパイプ30から引き抜き、パイプ30のみを結合部1に残留させ、中空30aを有するピン12により結合部1を形成する。これにより、ピン12に、結合部1の耐力を損なわない範囲の可撓性を持たせることができる。
As described above, in the present embodiment, the
ここで、結合部1の形成に際し、木材自体の強度を利用する関係上、木材の強度の相違、施工のばらつき、施工後の結合部1への負荷等が少なからず存在する。しかし、結合部1にパイプ30のみを残留させたことにより、結合部1の形成後、柱2及び土台4となる木材の強度の相違、施工のばらつき、施工後の結合部1への負荷等をパイプ30のしなりによって吸収し、これらの影響を低減することができる。従って、木材の意図しない割れにより結合部1の耐力が低下することを効果的に抑制することができる。
Here, when forming the
また、各主ピン結合16Aをほぞ6の両側面6b、6c近傍、即ちほぞ6の両側面6b、6cとほぞ穴8の両側壁8b、8cとの各嵌合領域の近傍に設ける。これにより、木材の有する強度を最大限に引き出すことができ、ほぞ6及びほぞ穴8による高耐力の結合部1を安価且つ容易に、美観を損なうことなく、且つ、高い施工性で実現することができる。具体的には、木材の圧縮力を利用した押圧力F1によって、ほぞ穴8に対するほぞ6の全体的な嵌合力を高めた結合部1を形成することができる。
Further, each
また、ほぞ6をプレカット加工した柱2と、ほぞ穴8及びピン孔10a〜10cをプレカット加工した土台4とを用意し、予め加工されたピン孔10a〜10cにそれぞれピン12を施工現場にて打ち込むだけの簡単な作業により結合部1を形成可能である。このため、組付プレート等の金物を柱及び土台に取り付けるために、多数のビスや釘等を木材に打ち込む必要はなく、施工時間を短縮することができ、組付プレートが邪魔になることもない。また、建築物の美観を損なうことなく、木材の欠損も極力抑制することができ、木材の強度低下の抑制も可能である。
Moreover, the
更には、従来の組付プレートを使用した結合部では、多数のビスや釘等を木材に打ち込む必要があるため、作業員によるビスの打ち込み忘れを招くことが懸念される。しかし、本実施形態では、このような懸念は払拭され、作業員の熟練度に左右されることなく結合部1の強度品質を均一に確保しながら、建築物の耐力を向上することができる。また、施工時に、現場においてビスや釘等の打ち込み箇所に配慮しなくても良いため、柱2や土台4に生じる剪断力による木材に割れを防止することができる。また、地震などで柱2に引抜力fが生じた場合であっても、木材の圧縮力及び摩擦力を利用した押圧力F1によって、木材の割れを抑制しながら、引抜力fに十分に耐え得る結合部1を形成することができる。
Furthermore, since it is necessary to drive a large number of screws, nails, and the like into the wood in the connecting portion using the conventional assembly plate, there is a concern that the operator may forget to drive the screws. However, in this embodiment, such a concern is wiped out, and the strength of the building can be improved while ensuring the strength and quality of the joint 1 uniformly without depending on the skill level of the worker. Moreover, since it is not necessary to consider the places where screws or nails are driven at the site during construction, it is possible to prevent the wood from being cracked by the shearing force generated in the
<第2実施形態>
図12は、本発明の第2実施形態に係る木材結合用のピン40を一方向から見た側面図を示し、図13は図12のピン40を他方向から見た側面図を示す。なお、既に説明した実施形態と同様の構成については同符号を付す等して説明を省略することがある。ピン40は、第1実施形態のピン12と異なり、釘部材32を有しておらず、中空42aを有するパイプ42のみから構成されている。
Second Embodiment
12 shows a side view of the
詳しくは、図12に示すように、本実施形態のパイプ42には、第1実施形態の円錐台形部34は形成されていないが、パイプ42の一端側の周壁42bの一対向位置をピン40の先端部40aから頭部40bに向けてそれぞれ切り欠いた切欠44が形成されている。また、図13に示すように、これら各切欠44の形成によってパイプ42の一端側の周壁42bの他対向位置に鋭角円弧状の尖頭周壁46がそれぞれ形成されている。
Specifically, as shown in FIG. 12, the
本実施形態では、ピン40をほぞ6に打ち込む際には、尖頭周壁46をほぞ6に食い込ませてパイプ42をほぞ6に貫通させる。この場合であっても、第1実施形態の場合と同様に、結合部1の形成後、柱2及び土台4となる木材の強度の相違、施工のばらつき、施工後の結合部1への負荷等の影響をパイプ42のしなりによって吸収することができる。従って、木材の意図しない割れによる結合部1の耐力低下を効果的に抑制することができる。
In this embodiment, when the
しかも、ピン40をパイプ42のみの単一部材から形成することができるため、ピン40の材料コスト、ひいては生産コストを低減可能であり、また、ピン40、結合部1、ひいては木材の結合構造の重量を低減可能である。
In addition, since the
<第3実施形態>
図14は、本発明の第3実施形態に係る木材結合用のピン50の(a)横断面図、(b)先端部から見た図、(c)頭部から見た図を示す。なお、既に説明した実施形態と同様の構成については同符号を付す等して説明を省略することがある。ピン50は、パイプ52、先端部材54、頭部材56の3つの部材から構成されている。パイプ52は、第2実施形態のパイプ42のような切欠44及び尖頭周壁46を有していない。先端部材52は、鋭角円錐状をなし、パイプ52の一端側からパイプ52の中空52aに嵌入されてピン50の先端部50aを形成している。
<Third Embodiment>
FIG. 14: shows (a) cross-sectional view of the
頭部材56は、パイプ52よりも拡径された部材であって、パイプ52の他端側からパイプ52の中空52aに嵌入されてピン50の頭部50bを形成している。本実施形態では、ピン50をほぞ6に打ち込む際には、頭部材56を打撃し、先端部材54をほぞ6に食い込ませてパイプ52をほぞ6に貫通させる。先端部材54及び頭部材56は、ほぞ6への打ち込みが可能な、例えばポリカーボネート等の高強度の樹脂から形成される。なお、先端部材54及び頭部材56は鉄等の金属製であっても良い。
The
本実施形態の場合にも、第1及び第2実施形態の場合と同様に、結合部1の形成後、柱2及び土台4となる木材の強度の相違、施工のばらつき、施工後の結合部1への負荷等をパイプ52のしなりによって吸収し、木材の意図しない割れによる結合部1の耐力低下を効果的に抑制することができる。
しかも、先端部材54及び頭部材56をポリカーボネート等の樹脂から形成した場合には、ピン50の材料コスト、ひいては生産コストを低減可能であり、また、ピン50、結合部1、ひいては木材の結合構造の重量を低減可能である。
Also in the case of this embodiment, as in the case of the first and second embodiments, after the formation of the
In addition, when the
<第4実施形態>
図15は、本発明の第4実施形態に係る木材結合用のピン12に用いるパイプ60の(a)側面図、(b)先端部側から見た図、(c)頭部側から見た図を示す。なお、本実施形態は第1実施形態を前提と説明しており、第1実施形態と同様の構成については同符号を付す等して説明を省略することがある。中空60aを有するパイプ60の周壁60bには、ピン12の先端部12aから頭部12bに亘ってスリット62が切り欠かれている。スリット62の幅Wは、例えば1〜5mm程度である。
<Fourth embodiment>
FIG. 15: (a) side view of the
本実施形態の場合には、パイプ60にスリット62を形成することにより、パイプ60のしなりがより一層促進される。これにより、結合部1の形成後、柱2及び土台4となる木材の強度の相違、施工のばらつき、施工後の結合部1への負荷等をパイプ52のしなりによって更に効果的に吸収し、木材の意図しない割れによる結合部1の耐力低下をより一層効果的に抑制することができる。
In the case of this embodiment, by forming the
しかも、パイプ60にスリット62を形成することにより、ピン12の材料コスト、ひいては生産コストを低減可能であり、また、ピン50、結合部1、ひいては木材の結合構造の重量を低減可能である。なお、スリット62を第2実施形態のパイプ42、第3実施形態のパイプ52に形成しても同様の効果が得られる。
In addition, by forming the
<第5実施形態>
図16は、本発明の第5実施形態に係る木材結合用のピン12としてのパイプ70の(a)側面図、(b)先端部から見た図、(c)頭部から見た図を示す。なお、既に説明した実施形態と同様の構成については同符号を付す等して説明を省略することがある。本実施形態のピン12はパイプ70のみから構成されている。パイプ70には、ピン12の先端部12aとして、パイプ70の中空70aを塞ぐ鋭角円錐状の尖頭70bが形成されている。
<Fifth Embodiment>
16A is a side view of a
本実施形態の場合には、結合部1の形成後、柱2及び土台4となる木材の強度の相違、施工のばらつき、施工後の結合部1への負荷等の影響をパイプ42のしなりによって吸収することができる。従って、木材の意図しない割れによる結合部1の耐力低下を効果的に抑制することができる。しかも、第2実施形態の場合と同様に、ピン12をパイプ70のみの単一部材から形成することができるため、ピン12の材料コスト、ひいては生産コストを低減可能であり、また、ピン12、結合部1、ひいては木材の結合構造の重量を低減可能である。
In the case of this embodiment, after the formation of the connecting
上述した第1〜第5実施形態のピン12、40、50(パイプ60、70であるものを含む、以下同様)は、第1実施形態で説明した木材の結合構造と異なる木材の結合構造にも適用可能である。従って、以下、代表として第1実施形態のピン12を異なる結合構造に適用した場合について説明する。なお、ピン12、40、50の作用効果については上述した通りであるため、改めての言及は省略することがある。
The above-described
<第6実施形態>
図17及び図18は、本発明の第6実施形態において、柱2に引抜力fが作用したときの主ピン結合16Aから生じる力を概略的に示した図である。なお、既に説明した実施形態と同様の構成については同符号を付す等して説明を省略することがある。図17の場合には、補助ピン結合18は、高さ方向Yにて各主ピン結合16Aの上側に設けられている。この場合であっても、結合部1の耐力を確保することが可能である。また、この場合には、図10の場合と同様に、補助ピン結合18を形成するピン孔10cの中心は、土台4の上面4aから距離L(例えばL=35mm)を確保して位置付けられる。
<Sixth Embodiment>
17 and 18 are diagrams schematically showing a force generated from the
また、主ピン結合16Aと補助ピン結合18との土台4の高さ方向Yにおける離間距離D3は、ピン孔10a〜10cの孔径dの2倍値以下(例えばD3=15mm)である。従って、各主ピン結合16Aの形成に伴うほぞ6の高さ方向Yにおける割れの伝搬は、木材自体の変位吸収により効果的に抑制され、また、主ピン結合16A及び補助ピン結合18の形成に伴うほぞ6の割れの伝搬を互いに相殺可能である。
Further, the distance D3 between the
一方、図18に示したように、結合部1が各主ピン結合16Aの形成だけで引抜力fに十分に耐え得るのであれば、補助ピン結合18は必ずしも要しない。この場合であっても、図10の場合と同様のベクトル及び大きさとなる押圧力F1を発生させることが可能だからである。
On the other hand, as shown in FIG. 18, the
<第7実施形態>
図19は、本発明の第7実施形態に係る木材の結合構造を適用した柱2と土台4との結合部1の側面図を示す。また、図20は、結合部1の図19におけるB−B断面矢視図を示す。本実施形態では、結合部1における各主ピン結合16Bの長手方向Xにおける位置を変更した以外は第1実施形態と同様の構成をなしている。このため、当該相違点を主として説明し、その他は第1実施形態と同符号を付す等して説明を省略することがある。
<Seventh embodiment>
FIG. 19: shows the side view of the coupling |
本実施形態の各主ピン結合16Bは、長手方向Xにおける、ほぞ6の両側面6b、6cとほぞ穴8の両側壁8b、8cとの嵌合領域22を含む位置にそれぞれ設けられている。その他の各主ピン結合16B及び補助ピン結合18の結合部1における位置関係は、第1実施形態の場合と同様である。
Each main pin coupling 16 </ b> B of the present embodiment is provided in a position in the longitudinal direction X including a
本実施形態の場合、ピン孔10a〜10cをプレカット加工機にて形成する際には、第1実施形態の場合と基本的には同様の加工工程となる。しかし、本実施形態の場合には、各主ピン結合16Bを形成するためのピン孔10a、10bの形成に際し、先ず、土台4の側面4cから嵌合領域22に沿ってドリルを進行させることにより、ほぞ穴8の側壁8dに半円形状に開口されたピン孔10a、10bの一端部を穿孔する。次に、土台4の側面4dから嵌合領域22に沿ってドリルを進行させることにより、ほぞ穴8の側壁8eに半円形状に開口されたピン孔10a、10bの他端部を穿孔する。
In the case of this embodiment, when the pin holes 10a to 10c are formed by the precut processing machine, the processing steps are basically the same as those in the case of the first embodiment. However, in the case of this embodiment, when forming the
即ち、本実施形態の場合、第1実施形態の場合の様に、ピン孔10a、10bの形成する際に、ほぞ穴8を完全に貫通させるまでドリルを進行させる必要がない。このため、第1実施形態の場合と同様の工程ながら、第1実施形態の場合に比して短時間でピン孔10a、10bを形成することが可能である。こうして、ほぞ穴8の一部を介して一貫されたピン孔10a〜10c、ひいては各主ピン結合16B及び補助ピン結合18が形成される。
That is, in the case of the present embodiment, unlike the case of the first embodiment, when forming the pin holes 10a and 10b, it is not necessary to advance the drill until the
また、特に本実施形態の各主ピン結合16Bでは、ほぞ穴8にほぞ6を嵌合した状態で、ピン孔10a、10bの一方が開口された土台4の側面4c側からピン12を打ち込むことにより、ピン12はほぞ6の両側面6d、6eの一部とほぞ穴8の両側壁8d、8eの一部との双方を半円形状断面に割り砕きながら、ピン孔10a、10bの他方まで打ち込まれる。
Particularly, in each
即ち、各主ピン結合16Bは、ピン孔10a、10bの一方からのピン12の打ち込みにより、ほぞ穴8の一部においてピン12がほぞ6の一部のみならず、ほぞ穴8の一部をも貫通してピン12をピン孔10a、10bの他方に至らしめることで、上述した嵌合領域22を含む位置に形成される。この際、ピン12の打ち込みに伴う嵌合領域22近傍の木材の圧縮力増大により、嵌合領域22近傍には、ほぞ6に対するほぞ穴8、ほぞ穴8に対するほぞ6の双方にとっての互いの締め代(嵌合代)が幅方向Zの全域に亘って形成されることとなる。
That is, in each
図21は、図19に示した結合部1に作用する力を概略的に示した図である。上述したように、各主ピン結合16Bの嵌合領域22に、ほぞ6及びほぞ穴8の双方にとっての締め代が形成されることにより、ほぞ6の両側面6d、6eとほぞ穴8の両側壁8b、8cとの双方でピン12を絞り合う形で強固に拘束され、結合部1の嵌合力が増大する。
FIG. 21 is a diagram schematically showing the force acting on the
この結合部1の嵌合力を構成する一部の力として、矢印で示すように、ピン12から長手方向Xに直接にほぞ穴8の両側壁8b、8cを押圧する押圧力F2が生じる。しかし、ほぞ6はほぞ穴8に拘束されているため、長手方向Xにおけるほぞ穴8の両側壁8b、8cの過度な拡張は抑制され、各主ピン結合16Bの形成に伴うほぞ6ひいては土台4の割れは効果的に抑制される。
As a partial force constituting the fitting force of the
このように、本実施形態においても、各主ピン結合16Bの形成に伴い発生したピン12からの押圧力F2によって、結合部1におけるほぞ穴8に対するほぞ6の嵌合力が増大し、各主ピン結合16Bが結合部1の主たる結合機能を発揮する。一方、補助ピン結合18におけるほぞ6の四方への拡張変位は木材自体によりほぼ全て吸収される。しかし、補助ピン結合18においては、ピン12のほぞ6への打ち込みに伴い、ほぞ6にはピン12の剪断力が作用する。これにより、補助ピン結合18は結合部1の補助的な結合機能を発揮する。
Thus, also in the present embodiment, the fitting force of the
図22は、図21の状態から、柱2に引抜力fが作用したときの結合部1に生じる力を概略的に示した図である。柱2に上向きの引抜力fが作用すると、図21に示した各主ピン結合16Bで発生する押圧力F2は、図22で見て、力のベクトルがほぞ6から斜め下方外側に向けて変化した押圧力F3となる。
FIG. 22 is a diagram schematically showing the force generated in the
図23は、図22の主ピン結合16Bで生じる押圧力F3の分力を拡大して示した図である。主ピン結合16Bでは、柱2への引抜力fの作用に伴い、ほぞ6及びピン12はほぞ穴8に対して破線矢印で示す上方向に移動しようとするため、ピン12がほぞ穴8の両側壁8b、8cに更に押し付けられる。これにより、ほぞ穴8に対するピン12ひいてはほぞ6の嵌合力が更に増大する。
FIG. 23 is an enlarged view showing the component force of the pressing force F3 generated at the
しかし、ほぞ6がほぞ穴8に嵌合されて長手方向Xにて拘束されているため、ほぞ6の嵌合力の増大は、ピン12とほぞ6の側面6bとの間の網目状に示した圧縮領域20の木材自体の圧縮率を図21の初期状態よりも更に増大させる。なお、本実施形態では、ピン12がほぞ6の両側面6d、6eとほぞ穴8の両側壁8b、8cとの双方に強固に拘束された結果、主としてピン12のほぞ穴8側の上方とピン12のほぞ6側とに圧縮領域20が形成されている。
However, since the
この結果、ピン12からほぞ穴8の側壁8bに長手方向Xの押圧力f3が作用する。この押圧力f3は、圧縮領域20の圧縮率の増大により、図21の初期状態における押圧力F2よりも大きくなる。また、圧縮領域20の圧縮率の増大により、ほぞ8の側壁8bに対してほぞ6の側面6bが図21の場合に比してより一層緊密に当接する。
As a result, a pressing force f3 in the longitudinal direction X acts on the
この結果、引抜力fの反対方向である下方に向けてほぞ6の側面6bに動的な摩擦力f4が発生する。このように、引抜力fの発生時に主ピン結合16Bに作用する押圧力F3は、押圧力f3と摩擦力f4との合力から形成され、その結果、ピン12自体がほぞ穴8を斜め下方外側に押圧することとなる。
As a result, a dynamic frictional force f4 is generated on the
また、第1実施形態の場合と同様に、摩擦力f4の発生によって、主ピン結合16Bに作用する押圧力F3が斜め下方外側に偏向されるため、土台4の長手方向Xの割れを効果的に抑制することができる。また、ピン孔10a、10bの中心から土台4の上面4aまでの距離Lを確保したことで、柱2自体の重量によりほぞ6が拘束されていることも相俟って、各主ピン結合16Bの形成に伴うほぞ6の高さ方向Yにおける割れの伝搬は、木材自体の変位吸収により効果的に抑制される。
Further, as in the case of the first embodiment, the pressing force F3 acting on the
また、主ピン結合16Bと補助ピン結合18との土台4の高さ方向Yにおける離間距離D3をピン孔10a〜10cの孔径dの2倍値以下である15mm程度を確保したことにより、主ピン結合16B及び補助ピン結合18の形成に伴うほぞ6の割れの伝搬を互いに相殺しながら効果的に抑制可能である。
Further, the
以上のように本実施形態では、第1実施形態の場合と同様に、木材の有する強度を最大限に引き出すことにより、ほぞ6及びほぞ穴8による高耐力の結合部1を安価且つ容易に、美観を損なうことなく、且つ、高い施工性で実現することができる。具体的には、予めプレカット加工した柱2及び土台4を用意し、施工現場にてピン孔10a〜10cにそれぞれピン12を打ち込むだけの簡単な施工により、木材の圧縮力を利用した押圧力F2によって、ほぞ穴8に対するほぞ6の全体的な嵌合力を高めることができる。更に、柱2に引抜力fが生じたとしても、木材の圧縮力及び摩擦力を利用した押圧力F3によって、木材の割れを抑制しながら、引抜力fに十分に耐え得る結合部1を形成することができる。
As described above, in the present embodiment, as in the case of the first embodiment, by extracting the strength of the wood to the maximum, the high-
<第8実施形態>
図24は、本発明の第7実施形態において、柱2に引抜力fが作用したときの主ピン結合16Bから生じる力を概略的に示した図である。なお、既に説明した実施形態と同様の構成については同符号を付す等して説明を省略することがある。図24に示したように、各主ピン結合16Bの形成だけで引抜力fに十分に耐え得るのであれば、補助ピン結合18は必ずしも要しない。また、図示しないが、補助ピン結合18を高さ方向Yにて各主ピン結合16Bの上側に設けても良い。
<Eighth Embodiment>
FIG. 24 is a diagram schematically showing the force generated from the
<第9実施形態>
図25は、本発明の第8実施形態に係る木材の結合構造を適用した柱2と土台4との結合部1において、柱2に引抜力fが作用したときの結合部1に作用する力を概略的に示した図を示す。本実施形態は、第1及び第6実施形態を組み合わせた構成をなしているため、同内容は同符号を付す等して説明を省略することがある。
<Ninth Embodiment>
FIG. 25 shows the force acting on the joint 1 when the pulling force f acts on the
本実施形態の結合部1は、ほぞ6の両側面6b、6c近傍に設けた主ピン結合16Aと、各嵌合領域22に設けた主ピン結合16Bとから構成されている。主ピン結合16Bは、上述したように、ほぞ6及びほぞ穴8の双方の木材圧縮によりピン12を絞り合う形で結合部1の耐力を増大させる。従って、主ピン結合16Bは、主ピン結合16Aのように、ほぞ6を完全に貫通して形成するものではなく、主ピン結合16Bのピン孔10a、10bの中心は、土台4の上面4aからの距離Lは25mm程度でも良い。これにより、ほぞ6及びほぞ穴8がの高さ方向Yに短い場合にも、ほぞ6の割れを抑制しながら主ピン結合16Bを形成可能である。
The
以上のように本実施形態では、第1及び第7実施形態の場合と同様に、木材の有する強度を最大限に引き出すことにより、ほぞ6及びほぞ穴8による高耐力の結合部1を安価且つ容易に、美観を損なうことなく、且つ、高い施工性で実現することができる。具体的には、予めプレカット加工したピン孔10a〜10cにそれぞれピン12を打ち込むだけの簡単な施工により、木材の圧縮力を利用した押圧力F0、F2によって、ほぞ穴8に対するほぞ6の全体的な嵌合力を高めることができる。
As described above, in the present embodiment, as in the first and seventh embodiments, the strength of the wood is extracted to the maximum, so that the high strength
更に、柱2に引抜力fが生じたとしても、木材の圧縮力及び摩擦力を利用した押圧力F1、F3によって、木材の割れを抑制しながら、引抜力fに十分に耐え得る結合部1を形成することができる。なお、図示しないが、補助ピン結合18を高さ方向Yにて各主ピン結合16Bの上側、又は各主ピン結合16Aの下側に設けても良い。
Furthermore, even if the pulling force f is generated in the
本発明は上記各実施形態に制約されるものではなく、種々の変形が可能である。
例えば、上記各実施形態で示したピン12、40、50、及び木材の結合構造の適用は、柱2及び土台4で形成される結合部1の形成に限定されるものではなく、梁や根太を含む2本の木材の結合構造に広く適用可能である。また、2本の木材の少なくとも一方は、角材に限らず丸太等であっても良く、また、棒材に限らず継手材等の木部材であっても良い。
The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made.
For example, the application of the coupling structure of the
また、ほぞ6及びほぞ穴8の形状は上記各実施形態に限定されない。具体的には、ほぞ6及びほぞ穴8の嵌合領域22の近傍に主ピン結合16Aが形成されれば良く、また、ほぞ6及びほぞ穴8の嵌合領域22を含む位置に主ピン結合16Bが形成されれば良い。
また、ピン12の頭部12bとピン孔10a〜10cとの嵌め合いは締まり嵌めに限定されるものではない。
Further, the shape of the
Further, the fitting between the head 12b of the
また、ピン12、40、50とピン孔10a〜10cとの嵌め合いは中間嵌めに限定されるものではない。具体的には、中間嵌めは、ピン孔10a〜10cの最大許容寸法よりピン12の最小許容寸法が小さく、ピン孔10a〜10cの最大許容寸法よりピン12の最小許容寸法が大きいという状態を意味する。しかし、実際には、ピン12とピン孔10a〜10cとの間に隙間が生じたり、締め代が生じたりしても良い。
Further, the fitting between the
また、主ピン結合16A、16Bや補助ピン結合18の数は、或いは、補助ピン結合18の位置は、上記各実施形態に限定されず、結合部1に要求される耐力に応じて適宜変更可能である。
また、1つの結合部1に、対向する2組の嵌合領域22が存在する場合、一方の対向する嵌合領域22の延設方向にピン12を打ち込んで主ピン結合16A又は16Bを形成し、他方の対向する嵌合領域22の延設方向にピン12、40、50を打ち込んで別の主ピン結合16A又は16Bを形成しても良い。
Further, the number of the
In addition, when there are two sets of opposing
また、上記各実施形態で示したピン12、40、50、及び木材の結合構造の適用は、木造軸組工法に厳密に限定されるものではなく、ドリフトピン工法等を含む他の工法に適用することも可能である。
また、上記各実施形態で示したピン12、40、50は、ピンの先端部から頭部に亘って貫通した中空を有するパイプのしなりにより木材の強度の相違、施工のばらつき、施工後の結合部1への負荷等の影響を低減できるのであれば、これらの形態に厳密に限定されるものではない。
In addition, the application of the
In addition, the
2 柱(第1の木材)
2a 端面
4 土台(第2の木材)
6 ほぞ
8 ほぞ穴
10a、10b、10c ピン孔
12、40、50 ピン
12a 先端部
12b 頭部
14a、14b、14c ピン結合
22 嵌合領域
30、42、52、60、70 パイプ
30a、42a、52a、60a、70a 中空
30b、42b、60b 周壁
32 釘部材
32a 尖頭
32a1 周面
32b 拡径部
34 円錐台形部
34a テーパ面
44 切欠
46 尖頭周壁
54 先端部材
56 頭部材
62 スリット
2 pillars (first wood)
6
Claims (8)
前記第2の木材は、前記ほぞ穴の少なくとも一部を介して前記嵌合領域の延設方向に穿孔されたピン孔を有し、
前記結合構造は、前記ほぞ穴に前記ほぞを嵌合した状態で、前記ピン孔の一方開口側から前記ピンの頭部を打ち込み、前記ピンを前記ピン孔を介して前記ほぞに直接に食い込ませることにより、前記ほぞ穴の少なくとも一部において前記ピンが前記ほぞの少なくとも一部を貫通し、前記ピンの先端部を前記ピン孔の他方開口側に至らしめることでピン結合を形成し、
前記ピンは、少なくとも前記先端部近傍から前記頭部近傍に亘って貫通した中空を有するパイプを含む、木材結合用のピン。 The tenon provided on the end face of the first wood is directly fitted into the tenon provided in the second wood in the fitting regions facing each other, and the first and second woods are joined together. It is a pin for wood connection used for a connection structure,
The second wood has a pin hole drilled in the extending direction of the fitting region through at least a part of the mortise,
The coupling structure is, in a state fitted to the tenon in the mortise, see write out one from the opening side of the pin head of the pin hole, said pin directly to the tenon through the pin hole by bite, said pin through at least a portion of the tenon, the tip of the pin to form a pin connection by allowed to reach the other opening side of the pin holes in at least a portion of the mortise,
The pin includes a pipe having a hollow that penetrates at least from the vicinity of the tip portion to the vicinity of the head portion.
前記円錐台形部は、前記尖頭の周面と連続したテーパ面を有する、請求項2に記載の木材結合用のピン。 The pipe has a frustoconical part on one end side, the diameter of which is reduced toward the tip part of the outer diameter of the peripheral wall,
The pin for wood connection according to claim 2, wherein the frustoconical portion has a tapered surface continuous with the peripheral surface of the peak.
前記パイプの一端側の周壁の一対向位置を前記先端部から前記頭部に向けてそれぞれ切り欠いた切欠と、
前記各切欠の形成によって前記パイプの一端側の周壁の他対向位置にそれぞれ形成された鋭角円弧状の尖頭周壁と
を有する、請求項1に記載の木材結合用のピン。 The pipe is
A notch in which one opposing position of the peripheral wall on one end side of the pipe is cut out from the tip toward the head;
The pin for wood coupling | bonding of Claim 1 which has an acute-angled arc-shaped peak peripheral wall each formed in the other opposing position of the peripheral wall of the one end side of the said pipe by formation of each said notch.
前記パイプの一端側から前記中空に嵌入されて前記先端部を形成し、鋭角円錐状の尖頭を有した先端部材と、
前記パイプの他端側から前記中空に嵌入されて前記頭部を形成する頭部材と
を更に含む、請求項1に記載の木材結合用のピン。 The pin is
A tip member that is fitted into the hollow from one end side of the pipe to form the tip, and has a sharp conical point,
The wood coupling pin according to claim 1, further comprising a head member that is fitted into the hollow from the other end side of the pipe to form the head.
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