JPH11293767A - 構造材の結合構造とこれを用いた建物用構造体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】アルミニウム合金の押出形材を用い、組立易く
軽量且つ強固で耐久性のある構造材の結合構造を提供す
る。 【解決手段】断面略角形でアルミ合金製押出形材の通し
柱(第１の構造材)６は、その各表面に一対ずつの底広凹
溝２４を有し、該通し柱６と直交して配置される梁(第
２の構造材)８の一端には、アングル形で一対の接続材
２０が固定され、予めその先片２０ｂにボルト３１が貫
通し、ナット３６と緩く螺合している。ボルト３１の細
長いボルト頭３２を通し柱６の底広凹溝２４内にその開
口部２５を通じて嵌装し、ボルト頭３２を略９０度回転
してその長手両端部を底広凹溝２４内の両側壁２８に当
接した状態で、上記ナット３６を更に締付けると、ボル
ト３１全体が外側に移動し、その頭３２の底面３２ａ両
端寄りに突設した一対の先尖状凸部３４が、底広凹溝２
４の開口部２５の両側片２６内に喰込むことにより、通
し柱６と梁８を強固に結合する結合構造３０を形成す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、少なくとも垂直な
柱等の構造材をアルミニウム合金製の押出形材から構成
した柱等と、これに直交する梁等の構造材との結合構造
と、この結合構造を用いた建物用構造体に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、住宅等の建物を形成する構造体
は、木材、鉄骨、又は鉄筋コンクリートから形成されて
いる。木材からなる構造体は、各種の専用木材同士を組
立てる在来工法によるものと、規格化されたサイズの木
材からなるユニットを用いる２×４(ツーバイフォー)工
法によるものとがある。また、鉄骨からなる構造体は、
断面Ｈ形又はＩ形の形鋼同士をガゼットプレート等の接
続板を介してボルト又はリベットで結合している。更
に、鉄筋コンクリートからなる構造体は、予め鉄筋で形
成した柱、梁、及び桁等を型枠で囲み、その型枠内にコ
ンクリートを充填して養生することにより、形成され
る。

【０００３】しかしながら、木材を用いた前記在来工法
や２×４工法による構造体は、構造材同士の結合構造が
煩雑で組立工数を要する。しかも、無垢の木材を多用す
るため構造材自体がかなりの重量を有すると共に、白蟻
等の虫食いにより劣化や腐食による強度低下を来すとい
う問題がある。また、鉄骨からなる構造体は、形鋼同士
の結合部分に専用のガゼットプレート等を要すると共
に、多数のボルト孔を穿設しておき、ボルトの貫通やナ
ットをセットし締結するという現場作業を必要としてい
る。且つ、かなりの重量となると共に、各形鋼やガゼッ
トプレート等の表面やボルト孔内には、予め塗装等の防
錆処理を必須とするため、加工コスト等も嵩むという問
題がある。

【０００４】更に、鉄筋コンクリートからなる構造体
は、各構造材やスラブに沿って多数の主筋や肋筋等から
なる鉄筋を組立て、且つこれらをそれぞれ囲む型枠を形
成するという事前の工数を要する。しかも、コンクリー
トの打設やその養生に時間を要すると共に、著しく重量
が大きくなるという問題がある。一方、軽量で耐食性に
優れたアルミニウム合金(以下、単にアルミと言う)は加
工も容易で、例えばサッシやカーテンウォールのような
建具や外壁材等に広く活用されている。特に、アルミの
押出形材は、断面の形状やサイズの設計が自在であるた
め、当該押出形材同士の結合は基より、パネル等の板材
の端縁を呑み込んだ納まりや、或いは結合金具を嵌装し
てネジ止めが容易な納まり等に利用されている。しか
し、係る押出形材の機能を構造材用として有効に生かす
工夫は、これまで充分になされておらず、利用されにく
かった。

【０００５】ところで、アルミの押出形材を建物用の構
造材に用いる場合、主に構造材同士間に接続板を介して
ボルト止めすることが行われる。この場合、ボルトの頭
を一方のアルミの押出形材に形成した蟻溝等の底広凹溝
内に嵌装すると、ボルト・ナットの締結作業も容易化す
ることできる。しかし、上記蟻溝等の底広凹溝は、上記
押出形材の長手方向の全長に渉って形成されているた
め、この押出形材を柱等の垂直に立設される構造材に用
いると、ボルト頭の底面と押出形材の底広凹溝における
開口部の両側片との面接触による摩擦力のみでは、上記
柱等と直交する梁や桁等の構造材を支持できなくなるお
それがある。この結果、係るボルトと共に梁や桁等の構
造材が下方にずれたりすることもあり得る。

【０００６】

【発明が解決すべき課題】本発明は、以上の問題点を解
決し、アルミの押出形材を用いて組立てが容易で軽量且
つ強固な構造材の結合構造と、これを用いた施工性、及
び耐食性等の耐久性等に優れた建物用構造体を提供する
ことを課題とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するため、アルミの押出形材に底広凹溝を設けてお
き、これに他の構造材をボルトで直接固定する場合、又
は他の構造材を接続材を介して間接的に固定するに際し
当該接続材を押出形材にボルトで固定する場合に、係る
ボルトのボルト頭における底面の一部を、上記底広凹溝
の開口部の両側片に喰込ませることに着想して成された
ものである。即ち、本発明における構造材の結合構造
は、アルミニウム合金製の押出形材からなり長手方向に
沿った底広凹溝を有する第１の構造材と、この第１の構
造材に直接又は接続材を介して固定される第２の構造材
を含み、この第２の構造材又は上記接続材を貫通するボ
ルトであって、そのボルト頭が上記第１の構造材におけ
る底広凹溝の開口部の幅寸法よりも小さい幅寸法を有
し、且つ該ボルト頭の長手方向の両端部寄りにおける底
面に凸部を有すると共に、上記ボルト頭を上記第１の構
造材の底広凹溝内に嵌装し且つ回転して該ボルト頭の長
手両端部を該底広凹溝の両側壁に当接させ、上記ボルト
の雄ネジ部にナットを螺着することにより、上記ボルト
頭の各凸部を上記底広凹溝における開口部の両側片内に
それぞれ喰込ませるようにした、ことを特徴とする。

【０００８】これによれば、上記ボルトにナットを螺合
することにより、そのボルト頭の底面に設けた凸部を第
１の構造材に喰込ませて、該塑性変形を面摩擦力と共に
併有して締結することができ、第１と第２の構造材同士
を所望の位置において強固且つ確実に結合することがで
きる。また、ボルト頭を第１の構造材における任意の位
置からその底広凹溝内に自在に嵌装できると共に、上記
ボルト頭を略直角に回すことによってその底面に設けた
凸部の前記喰込みを確実に実行させることができる。
尚、上記構造材には間柱等の準構造材も含まれ、上記接
続材には各種形状の平板の他に、アングル等の立体部材
も含まれる。

【０００９】更に、前記ボルトのボルト頭の底面に設け
た凸部が、互いに略対称な位置に立設する複数の円錐、
多角錐、又は凸条である構造材の結合構造も含まれる。
これによれば、凸部を前記第１の構造材における底広凹
溝の開口部の両側片に強力に喰込ませることができ、堅
固な構造材の結合構造とすることができる。また、前記
ボルトが、そのボルト頭の長手両端面に前記第１の構造
材における底広凹溝の両側壁に喰込み可能な喰込部を更
に併設している構造材の結合構造も含む。これにより、
一層強固な結合ができ、或いは、締結後に何らかの外力
等でボルトが緩む方向に回転しても、上記喰込部により
ボルトの緩みを防止できる。

【００１０】更に、前記第１の構造材が断面略角形の中
空押出形材であり、且つその何れかの表面に前記底広凹
溝の開口部が形成されている構造材の結合構造も含まれ
る。これによれば、第１の構造材が例えば通し柱に使用
されても、捻り応力等に対し十分耐えられると共に、水
平方向から直角に配置される梁や桁と直接に、又は接続
材を介してそれぞれ結合することが可能となる。また、
前記第１の構造材が、その長手方向に沿って複数のネジ
受け用貫通孔を併設している構造材の結合構造も含まれ
る。

【００１１】これにより、第１の構造材が例えば柱や間
柱に用いられた場合、断面略Ｈ形の土台や梁等からその
フランジを貫通するボルトの雄ネジを上記貫通孔内に螺
入させて結合することにも活用でき、一層組立て作業を
容易化することができる。尚、上記貫通孔の端部には予
め雌ネジを刻設しても良いが、ボルトの雄ネジ自体によ
るセルフタッピングにより雌ネジを形成させることも可
能である。更にまた、前記第２の構造材が、略Ｈ形又は
略角形の断面を有するアルミニウム合金製の押出形材で
ある構造材の結合構造も含まれる。これによれば、第１
及び第２の構造材共にアルミにより一層軽量化できるの
で、それらが有する支持強度の範囲内で壁材等を有効に
支持することができる。

【００１２】一方、本発明の建物用構造体は、前記結合
構造における第１の構造材が通し柱又は柱であり、且つ
前記第２の構造材が梁又は桁である、ことを特徴とす
る。これによれば、第１の構造材の前記底広凹溝は垂直
方向に沿うが、前記第２の構造材又は接続材を貫通する
ボルトのボルト頭の凸部が第１の構造材に強固に喰込ん
でいるため、第２の構造材である梁又は桁が下がる等の
変位を生じない堅牢な構造体となる。また、前記第１の
構造材が互いに並行な複数の通し柱又は柱であり、互い
に平行な通し柱又は柱間に前記第２の構造材たる梁又は
桁が結合されている建物用構造体も含まれる。これに
て、第１及び第２の構造材同士により、四角形枠を呈す
る面状の、或いは立体や直方体の建物用構造体を容易に
形成することができる。尚、上記梁には、敷き梁、小屋
梁、妻梁、小梁等が含まれ、上記桁には、敷き桁、軒桁、飛
び梁、胴差し等が含まれる。

【００１３】更に、前記第１の構造材が四隅に立設した
柱であり、且つ各柱間の上下に前記第２の構造材をそれ
ぞれ並行に結合し全体が直方体ユニットとなる建物用構
造体も含まれる。これにより、例えば１部屋を構成する
直方体ユニットを容易且つ堅牢に構成できると共に、生
活者の都合に応じて随時複数の直方体ユニットを結合す
ることにより、コストに見合った住宅等を形成すること
にも寄与できる。また、前記第２の構造材又はその一部
が土台であるか、又は土台を兼ねる建物用構造体も含
む。これにより、布基礎の上に専用の土台を固定するこ
となく、直に第２の構造材をアンカーボルトに固定して
構造体を迅速に組立てられる。

【００１４】更に、前記第２の構造材同士である互いに
並行な梁又は桁の間に、更に間柱、及び／又は、筋交い
を固定した建物用構造体も含まれる。これにより、壁部
分の骨組みをも併せて予めユニット化できるので、現場
での工数を一層低減できる。また、前記第１の構造材で
ある互いに並行な複数の通し柱、柱、又は前記間柱の何
れか間に、水平にまぐさ又は窓台を固定した建物用構造
体も含まれる。これによれば、壁部分の細部についても
外装材や内装材を除いて予めユニット化できるので、現
場での工数をより一層低減できる。加えて、前記間柱、
筋交い、まぐさ、又は窓台が、アルミニウム合金製の押
出形材又は板材である建物用構造体も含まれる。これに
より、完成度が高くて軽量なユニットの構造体を予め組
立てられ、現場での吊上げ作業も省力化できる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下において本発明の実施に好適
な形態を図面と共に説明する。図１は、本発明の結合構
造が適用された住宅(建物)用構造体１を示す。この構造
体１は、地表ＧＬ上に設けた複数の換気口３を有する布
基礎２の上面に固定した土台４と、この土台４の上に立
設した複数の通し柱６及び柱７と、これらの間に水平に
結合された梁８、陸屋根用桁１０，１１とを含む。ま
た、土台４と梁８及び梁８と陸屋根用桁１０等の間には
間柱１２が垂設され、この間柱１２と通し柱６との間、
又は間柱１２同士の間には、窓台１４及び／又はまぐさ
１６が水平に架設されている。

【００１６】更に、通し柱６と間柱１２の間にはＸ字形
に平筋交い１８が固定されている。尚、上記土台４、梁
８、及び陸屋根用桁１０,１１には、断面略Ｈ形のアル
ミの押出形材が、通し柱６、柱７、及び間柱１２には、
断面略角形のアルミの中空押出形材が、窓台１４とまぐ
さ１６にはアルミの中空押出形材が、筋交い１８にはア
ルミの平板がそれぞれ用いられている。以上の各アルミ
には、JIS;Ａ６０６３−Ｔ５、同６０６１−Ｔ５又はＴ
６、同６Ｎ０１−Ｔ５又はＴ６等の展伸用アルミニウム
合金が使用される。

【００１７】次に、本発明の構造材の結合構造につい
て、図２,３に基づいて説明する。図２(Ａ)及び(Ｂ)に
示すように、通し柱(第１の構造材)６に対して、左右か
ら梁(第２の構造材)８，８が接続材２０を介して直角に
結合される。また、図示で左側の梁８の上・下面にボル
ト・ナット４２で固定した金具４０を介して筋交い１８
の上・下端部が固定される。即ち、アルミの押出形材か
らなる断面略山字形の金具４０の中央片４４に各筋交い
１８の上・下端部を面接触させ、ボルト・ナット４６に
より締結される。尚、図２(Ｂ)中において、符号８′は
桁を、符号９は小梁、符号９ａは火打ち梁を示す。

【００１８】図３(Ａ)に示すように、通し柱(第１の構
造材)６は、断面略角形の本体２１とその内部に中空部
２２を有し、本体２１の各側面(表面)には互いに平行な
一対の底広凹溝２４を有する。この底広凹溝２４は、幅
狭の開口部２５と、その両側の両側片２６と、内部の幅
広の底壁２７、及びその両側壁２８とからなる。尚、本
体２１の四隅には、ネジ受け用貫通孔２９が設けられて
いる。この貫通孔２９は、係る通し柱６を前記土台４上
に垂直に固定する図示しないボルトの雄ネジを受け入れ
る。

【００１９】通し柱６と梁８との間に介在する接続材２
０は全体がアングル形を呈し、各片２０ａ，２０ｂには
複数の通し孔が穿設されている。この接続材２０は、予
めその基片２０ａを梁８におけるウェブ８ａの一端にボ
ルト３８及びナット３９により固定される。係る接続材
２０の梁８の上下のフランジ８ｂ間に延びる一対の先片
２０ｂにおける各通し孔には、ボルト３１が貫通し、座
金３５を介してナット３６と緩く螺合している。

【００２０】上記ボルト３１は、図３(Ｂ)に示すよう
に、雄ネジ部分３１ａと細長い略平行四辺形のボルト頭
３２とからなる。このボルト頭３２の幅寸法は、上記通
し柱６の底広凹溝２４の開口部２５の幅寸法よりも僅か
に小さい。また、ボルト頭３２の長手方向の寸法は底広
凹溝２４における底壁２７の幅よりも僅かに大きく、該
長手両端の対角位置には緩くカーブした面取り部３３が
形成されている。更に、ボルト頭３２の底面３２ａに
は、図示で左右対称に円錐形の先尖状凸部３４が突設さ
れている。尚、先尖状凸部３４を含めたボルト頭３２の
厚さは、上記底広凹溝２４内における側壁２８の奥行き
寸法よりもやや小さくなるように予め設定されている。

【００２１】そして、接続材２０に支持された各ボルト
３１を適宜回し、そのボルト頭３２を通し柱６の対向す
る底広凹溝２４の開口部２５に通過させると共に、ボル
ト頭３２を図３(Ｂ)で時計回り方向に約９０度回転させ
てその長手両端部を、底広凹溝２４の両側壁２８に当接
させる。この状態でボルト３１は回転不能となる。次い
で、予め緩く螺合していた各ナット３６を更に締め込む
と、ボルト３１は通し柱６の外側に向けて引き寄せられ
る。この結果、そのボルト頭３２の各先尖状凸部３４
は、図３(Ｃ)に示すように、底広凹溝２４の開口部２５
における両側の両側片２６内に喰込む。この先尖状凸部
３４の喰込みにより、梁８と通し柱６を強固に結合した
結合構造３０が得られ、何らかの外力が加わっても下側
にずれることがなくなる。また、ボルト３１自体も緩み
にくいことも相まって、長期間に渉って堅牢な住宅用構
造体１を構成することができる。

【００２２】上記接続材２０とボルト３１，ナット３６
を用いる結合構造３０は、通し柱６と陸屋根用桁１１と
の間にも適用することができる。尚、前記図２(Ａ),(Ｂ)
において、間柱１２はその角形断面の四隅に設けたネジ
受け用貫通孔１２ａ内に、梁８のフランジ８ｂを貫通す
るボルト１３の雄ネジ部を螺入することで固定される。
更に、通し柱６の上端において、各底広凹溝２４を活用
し図示しない接続材を介して、屋根用桁１０との結合も
容易に行える。以上において説明した通し柱６と梁８と
の結合構造３０と、これを用いた住宅用構造体１によれ
ば、アルミの押出形材からなる構造材６，８等と喰込み
可能なボルト３１を併用することによって、軽量で支持
荷重を効率的に利用できると共に、ズレなどの変位を来
すことがない。しかも、耐食性にも優れるため、長期的
にメンテナンスを皆無にし得る堅牢な構造材同士の結合
構造と建物用構造体を提供することが可能となる。

【００２３】図４は、異なる形態の結合構造が適用され
た住宅(建物)用構造体５０を示す。尚、以下前記形態と
同じか同様の要素や部分には同じか同様の符号を用い
る。この構造体５０は、複数の直方体ユニット６０を左
右と上下それぞれに結合したものである。各直方体ユニ
ット６０は、四隅に立設したアルミの柱(第１の構造材)
６と、この各柱６同士間を上下において水平に結合した
アルミの梁(第２の構造材)８とからなる。尚、上記ユニ
ット６０は立方体も包含する。上記ユニット６０におい
て、少なくとも屋外側の側面における上下の各梁８，８
間には、間柱１２が固定されると共に、前記同様に間柱
１２と柱６との間には筋交い１８又はまぐさ１６が固定
され、間柱１２同士間にも窓台１４及びまぐさ１６が架
設されている。

【００２４】図５(Ａ)及び(Ｂ)に示すように、各直方体
ユニット６０における柱６と梁８との結合は、前記同様
に梁８の両端にボルト・ナット５８で固定されたアング
ル形の接続材５６を介して、各柱６の底広凹溝２４にボ
ルト頭３２を嵌装した複数のボルト３１とナット３６と
を螺合し、各ボルト頭３２の先尖状凸部３４を底広凹溝
２４の前記両側片２６内に喰込ませることにより結合構
造３０が形成される。また、上下方向に隣接するユニッ
ト６０同士の結合には、予め垂直方向に連続する柱６，
６の間に嵌合片６２が位置決めのために介在する。図５
(Ａ)に示すように、下方の柱６の図示で正面に位置する
底広凹溝２４の底壁２７から螺入するネジ６４が、中空
部２２内に嵌装した嵌合片６２の下部に進入してこれを
固定する。この嵌合片６２の台形形の上部６３を上方の
柱６における中空部２２内に嵌合して、上下の各ユニッ
ト６０を位置決めする。尚、上方の各ユニット６０はク
レーン等で吊り上げられ、所定位置にて設置されるが、
軽量なために負荷は少なく安全である。

【００２５】更に、左右に隣接するユニット６０は、互
いに面接触する柱６，６の対向する一対の底広凹溝２４
同士間に跨る断面略Ｈ形の結合片６６により結合され
る。この結合片６６は、図５(Ａ)に示すように、下方の
柱６，６の図示で中央に位置する底広凹溝２４の底壁２
７から左右方向に螺入するネジ６８により下端を支持さ
れ、その上部を上方の柱６，６における同じ位置の各底
広凹溝２４内に左右の半体ずつを嵌装することにより、
上下各一対ずつ合計４個の直方体ユニット６０同士の左
右方向への離間を防止する。最後に、上下に隣接するユ
ニット６０の互いに面接触する梁８，８のフランジ８ｂ
同士を貫通するボルト５２とこれに螺着するナット５４
により結合される。即ち、上記嵌合片６２と結合片６６
とを上下の各直方体ユニット６０の間に介在させて位置
決めした後、上下に面接触する上記梁８，８のボルト５
２、ナット５４による結合が行われ、住宅用構造体５０
を構成することができる。

【００２６】図６(Ａ)及び(Ｂ)は、上記結合片６６に替
えてユニット接続材(接続材)６６Ａ，６６Ｂを用いた形
態を示す。ユニット接続材６６Ａは４つのユニット６０
の各隅に跨る平板材で、図６(ｂ)のように、ボルト３
１，ナット３６を用いる前記と同じ接合構造３０によ
り、４つのユニット６０の各柱６同士を同時に結合す
る。また、図６(Ｂ)のように、ユニット接続材６６Ｂは
アングル状の板材で、左右に隣接する各ユニット６０同
士を接合構造３０で結合する。即ち、ユニット接続材６
６Ｂは上方の各ユニット６０における柱６,６の下部同
士と桁８′,８′の上面同士を同時に結合する。尚、図
示しないユニット接続材６６Ｂにより下方の各ユニット
６０の柱６,６の上部同士と桁８′,８′の下面同士も同
様に結合する。

【００２７】尚、図７(Ａ)及び(Ｂ)に示すように、下方
の直方体ユニット６０における柱６を当該コーナからそ
の上端部６ａを梁８よりもやや上に突出させ、且つ上方
の直方体ユニット６０における柱６を当該コーナからそ
の下端部６ｂを梁８よりもやや上に偏移し、上下に連続
する左右一対の柱６,６同士を雄雌嵌合させても良い。
この場合、図７(Ａ)に示すように、上方のユニット６０
における柱６とその下辺の梁８とを結合する接続材５６
における最下段のボルト３１のボルト頭３２を、下方の
ユニット６０における柱６の上端部６ａにおける底広凹
溝２４内に嵌装し、約９０度回して前記同様にナット３
６を更に締付ける。

【００２８】すると、この最下段のボルト３１は、その
ボルト頭３２の先尖状凸部３４を下方の柱６の底広凹溝
２４に喰込むと共に、該柱６をナット３６との締付けに
より上方のユニット６０における下辺の梁８にも結合す
る結合構造３０′を形成することができる。係る結合構
造３０′により、上下のユニット６０における各柱６の
上端部６ａと下端部６ｂの関係が、それぞれ梁８との関
係において位置決め及び嵌め合いの関係を構成するの
で、前記嵌合片６２を省略することができる。尚、左右
方向に隣接する直方体ユニット６０同士の離間を防ぐた
め、前記と同様に結合片６６を使用するか、或いは前記
ユニット結合板６６Ａ，６６Ｂが使用される。また、図
７(Ｂ)に示す桁８′も各柱６との間で上記と同じ結合構
造３０′を形成する。

【００２９】以上の直方体ユニット６０における各結合
構造３０，３０′と、このユニット６０同士を結合した
構造体５０によれば、予め工場内で上記ユニット６０を
正確に組立て、現場では必要な数の上記ユニット６０を
左右及び上下に隣接して結合することにより、構造材
６，８の結合構造３０等を含む迅速で堅牢な住宅(建物)
用構造体５０を形成することができる。しかも、直方体
ユニット６０は全体が軽量なため、２階以上への吊り上
げや位置決め作業も容易に行え、且つ構造材６，８の間
は基より、上記ユニット６０同士の間においても、ボル
ト３１の先尖状凸部３４の喰込みが働くため、長期的に
強固且つ堅牢な建物を形成可能とする。尚、以上の住宅
用構造体１，５０において、少なくとも第１の構造材で
ある通し柱、柱６がアルミの中空押出形材であれば、第
２の構造材である梁８等の他の構造材や準構造材には、
形鋼や鋼板の曲げ加工材を用いることも可能である。

【００３０】図８は異なる形態のボルトを用いた結合構
造に関する。図８(ａ)に示すボルト７１は、雄ネジ部分
７１ａと細長い略平行四辺形のボルト頭７２とからな
る。このボルト頭７２の幅寸法も、前記通し柱６の底広
凹溝２４の開口部２５の幅寸法よりも僅かに小さく、且
つ雄ネジ部分７１ａの直径と略同じである。また、ボル
ト頭７２の長手方向の寸法は前記底広凹溝２４の底壁２
７の幅よりも僅かに大きく、該長手両端の対角位置には
緩くカーブした面取り部７３が形成されている。更に、
ボルト頭７２の底面７２ａにおける対角の隅には、図示
で左右点対称に変形三錐形の先尖状凸部７４が突設され
ている。

【００３１】図８(Ａ)に示すように、このボルト７１
は、予め前記前記梁８の一端に固定された接続材２０の
通し孔に貫通し、その雄ネジ部分７１ａに座金７６を介
してナット７８を緩く螺合しておく。次に、ボルト頭７
２を適宜回し、前記通し柱６の開口部２５を通じて底広
凹溝２４内に嵌装して約９０度回した後、ナット７８を
更に締付けると、ボルト７０全体が図示で左側に引き寄
せられる。この結果、上記先尖状凸部７４は開口部２５
の両側片２６内に喰込んだ状態で、通し柱６と接続材２
０(梁８)とを強固に締結する結合構造７０を形成でき
る。

【００３２】また、図８(ｂ)に示すボルト８１も雄ネジ
部分８１ａと細長い略平行四辺形のボルト頭８２とから
なり、このボルト頭８２の幅寸法も前記底広凹溝２４の
開口部２５の幅寸法よりも僅かに小さい。また、ボルト
頭８２の長手方向の寸法は前記底広凹溝２４の底壁２７
の幅よりも僅かに大きく、該長手両端の対角位置に緩く
カーブした面取り部８３が形成されている。更に、ボル
ト頭８２の底面８２ａにおける長手両端の中央には、図
示で左右対称に変形四錐形の先尖状凸部８４が突設され
ている。

【００３３】図８(Ｂ)に示すように、このボルト８１も
予め前記梁８の一端に固定された接続材２０に貫通さ
れ、その雄ネジ部分８１ａには座金８６を介しナット８
８が緩く螺合している。先ずボルト頭８２を適宜回し
て、前記通し柱６の開口部２５を通じて底広凹溝２４内
に嵌装する。次に、ボルト頭８２を約９０度回転し、更
にナット８８を締付けると、ボルト８１全体が図示で左
側に引き寄せられる。この結果、上記先尖状凸部８４
は、上記凹溝２４の開口部２５の両側片２６内に喰込ん
だ状態となり、通し柱６と接続材２０(梁８)を強固に締
結する結合構造８０を形成することができる。

【００３４】図９は、更に異なる形態のボルトを用いた
結合構造に関する。図９(ａ)と(ａ′)に示すボルト９１
も雄ネジ部分９１ａと細長い略平行四辺形のボルト頭９
２とからなり、このボルト頭９２の幅寸法も前記同様に
幅狭である。また、ボルト頭９２の長手方向の寸法も前
記同様に大きく、その長手両端の対角位置には緩くカー
ブした面取り部９３が形成されている。更に、ボルト頭
９２の底面９２ａにおける図示で左右点対称の各隅部に
変形三錐形の先尖状凸部９４と、湾曲し且つ偏平状の凸
部９５がそれぞれ一対ずつ突設されている。

【００３５】このボルト９１も予め、図９(Ａ)に示すよ
うに、前記前記梁８の一端に固定された接続板２０に貫
通され、その雄ネジ部分９１ａに座金９６を介しナット
９８が緩く螺合する。ボルト頭９２を適宜回して、前記
通し柱６の開口部２５を通じて底広凹溝２４内に嵌装す
る。上記ボルト頭８２を約９０度回転し、更にナット９
８を締付けると、ボルト９１全体が図示で左側に引き寄
せられる。この結果、上記先尖状凸部９４及び凸部９５
は、上記凹溝２４の開口部２５の両側片２６内に喰込ん
だ状態となり、通し柱６と接続材２０(梁８)を強固に締
結する結合構造９０を形成することができる。

【００３６】図９(ｂ)と(ｂ′)に示すボルト１０１も、
雄ネジ部分１０１ａと細長い略平行四辺形のボルト頭１
０２とからなり、該ボルト頭１０２の幅寸法も前記と同
様幅狭である。また、ボルト頭１０２の長手方向の寸法
も前記同様に大きく、その長手両端の対角位置には緩く
カーブした面取り部１０３が形成されている。更に、ボ
ルト頭１０２の底面１０２ａにおける長手両端面には、
図示で点対称の各隅部に変形三角錐状で先端に斜め外向
きに突出する喰込部１０４ａを有する先尖状凸部１０４
と、湾曲し且つ偏平な凸部１０５が一対ずつそれぞれ突
設されている。図９(Ｂ)に示すように、このボルト１０
１も予め前記前記梁８の一端に固定された接続材２０に
貫通され、その雄ネジ部分１０１ａには座金１０６を介
しナット１０８が緩く螺合する。

【００３７】先ず、ボルト頭１０２を前記通し柱６の開
口部２５を通じて底広凹溝２４内に嵌装し、約９０度回
転する。次にナット１０８を更に締付けると、ボルト１
０１全体が図示で左側に引き寄せられ、上記先尖状凸部
１０４及び凸部１０５は上記凹溝２４の開口部２５の両
側片２６内に喰込んで、通し柱６と接続材２０(梁８)を
強固に締結する結合構造１００を形成できる。尚、上記
凸部１０４(１０４ａ)を図９(ｂ′)でボルト１０１の中
心に対しそれぞれ点対称に形成すると、一層強固な結合
とすることができる。また、締結後に外力でボルト１０
１が単独に又はナット１０８と共に緩む方向(図９
(ｂ′)で時計回り)の回転力を受けた場合、その当初に
て先尖状凸部１０４の喰込部１０４ａが底広凹溝２４の
両側壁２８に喰込んでいる。従って、ボルト１０１はそ
れ以上緩まず接続材２０(梁８)を確実に支えることがで
きる。

【００３８】図１０は、更に別形態のボルトを用いた結
合構造に関する。図１０(ａ)及び(ａ′)に示すボルト１
１１も、雄ネジ部分１１１ａと細長い略平行四辺形のボ
ルト頭１１２からなり、該ボルト頭１１２の幅寸法も前
記同様に幅狭である。また、ボルト頭１１２の長手方向
の寸法も前記同様に大きく、その長手両端の対角位置に
は鋭角の角部１１３が形成されている。更に、上記ボル
ト頭１１２の底面１１２ａにおける長手両端寄りには、
図示で上下対称の位置に断面三角形で湾曲した先尖状凸
条１１４が一対突設されている。

【００３９】図１０(Ａ)に示すように、このボルト１１
１も予め前記前記梁８の一端に固定された接続材２０に
貫通し、その雄ネジ部分１１１ａには座金１１６を介し
てナット１１８が緩く螺合する。先ず、ボルト頭１１２
を適宜回して、前記通し柱６の開口部２５を通じて底広
凹溝２４内に嵌装し、且つ約９０度回転する。次に、ナ
ット１１８を更に締付けると、ボルト１１１全体が図示
で左側に引き寄せられる。このため、上記先尖状凸条１
１４は上記凹溝２４の開口部２５の両側片２６内に曲線
状に喰込んだ状態となって、通し柱６と接続材２０(梁
８)を強固に締結する結合構造１１０を形成することが
できる。

【００４０】図１０(ｂ)及び(ｂ′)に示すボルト１２１
も、雄ネジ部分１２１ａと細長いボルト頭１２２とから
なり、略小判形を呈するボルト頭１２２の幅寸法も前記
同様に幅狭で、その長手方向の寸法も前記同様に大き
く、その長手両端面の対角位置には斜め外側に鋭角に突
出する略三角柱形の喰込部１２３が形成されている。更
に、ボルト頭１２２の底面１２２ａにおける長手両端に
は、図示で上下対称の位置に断面三角形で湾曲した先尖
状凸条１２４が一対突設されている。図１０(Ｂ)に示す
ように、このボルト１２１も予め前記前記梁８の一端に
固定された接続材２０を貫通し、その雄ネジ部分１２１
ａには座金１２６を介しナット１２８が緩く螺合する。
先ず、ボルト頭１２２を前記通し柱６の開口部２５を通
じて底広凹溝２４内に嵌装し、その両端部(１２４)が当
接するまで回転する。

【００４１】次に、ナット１２８を更に締付けると、ボ
ルト１２１全体が図示で左側に引き寄せられ、上記先尖
状凸条１２４は上記凹溝２４の開口部２５の両側片２６
内に曲線状に喰込んだ状態となり、通し柱６と接続材２
０(梁８)を強固に締結する結合構造１２０を形成するこ
とができる。また、何かの外力によりボルト１２１が単
独に又はナット１２８と共に緩む方向(図１０(ｂ′)で
時計回り)の回転力を受けた場合、その当初にて喰込部
１２３の尖った先端が底広凹溝２４の両側壁２８内に喰
込んでいる。従って、このボルト１２１はそれ以上緩ま
ず、接続材２０(梁８)を確実に支えることができる。
尚、図８〜１０に示した結合構造７０〜１２０は、前記
住宅用構造体１、又は同５０の各直方体ユニット６０や
該ユニット６０同士の結合にも適用できる。

【００４２】本発明は以上において説明した各形態に限
定されるものではない。例えば図１１(Ａ)と(Ｂ)に示す
ように、通し柱１３１(第２の構造材)の中間に対し、左
右から直交する梁(第１の構造材)１４０を接続材１３４
を介して結合する結合構造１３０とすることもできる。
上記通し柱１３１は断面略Ｈ形のアルミ製の押出形材か
らなり、ウェブ１３２と、その両端に直交する一対のフ
ランジ１３３とを有する。また、上記梁１４０は、前記
通し柱６と同様の断面を有する断面略角形のアルミ製の
中空押出形材からなり、各側面(表面)には一対ずつの底
広凹溝１４２を有すると共に、その四隅付近にはネジ受
け用貫通孔１４４をそれぞれ形成している。

【００４３】先ず、通し柱１３１を図示しない土台の上
に適宜立設する。通し柱１３１の各フランジ１３３の外
側面に、アングル形の接続材１３４の垂直片１３５を、
複数のボルト・ナット１３７により固定する。尚、上記
接続材１３４の水平片１３６には、予め前記ボルト３１
と同様な先尖状凸部(図示せず)をボルト頭１３８ａに有
するボルト１３８が複数本貫通し、且つナット１３９と
緩く螺合している。次に、各接続材１３４の水平片１３
６の上方に、上記梁１４０の一端を近接させる。この状
態で、各ボルト１３８を適宜回しその頭１３８ａを梁１
４０の下面の底広凹溝１４２内に嵌装し、且つ約９０度
回転する。そして、各ナット１３９を更に締付けると、
ボルト１３８全体は図１１(Ａ)で下側に引き寄せられ、
その先尖状凸条が上記凹溝１４２の開口部の両側片内に
喰込んだ状態となる。

【００４４】この結果、梁１４０と接続材１３４(通し
柱１３１)を強固に締結する結合構造１３０が形成でき
る。更に、各梁１４０のネジ受け用貫通孔１４４内に、
通し柱１３１の各フランジ１３３を貫通するネジ１４６
を螺入させると、一層強固な結合となる。上記結合構造
１３０によれば、各ボルト１３８は梁１４０の底広凹溝
１４２内で食込んでいるため、梁１４０に対し水平方向
の外力が加わっても、当該梁１４０が通し柱１３１から
外れるのを確実に防止できる。尚、結合構造１３０を形
成する際、先に各梁１４０の一端にボルト１３８、ナッ
ト１３９により接続材１３４を固定し、その後これらを
通し柱１３１にボルト等１３７によって図１１(Ａ)，
(Ｂ)のように固定する順序にしても良い。

【００４５】また、上記のボルト１３８に替えて前記ボ
ルト７１〜１２１を用いても良い。更に、上記通し柱１
３１のウェブ１３２を平行に接近する２枚とし、該通し
柱１３１を中空形材とすることで、捻り応力に対して充
分抵抗することもできる。尚、上記結合構造１３０を用
いて、前記住宅用構造体１を構成することもできる。ま
た、上記通し柱１３１を四隅に立設する柱とし、結合構
造１３０を用いて前記同様の直方体ユニットを形成する
こともでき、且つ前記住宅用構造体５０を構成すること
も可能である。

【００４６】また、図１２(Ａ)及び(Ｂ)は接続材を用い
ず、断面がＨ形の第２の構造材である柱１５０と第１の
構造材たる梁１６０を直接結合する結合構造３０″を示
す。上記柱１５０はウェブ１５２を挟んで１対のフラン
ジ１５４を有する形鋼又は押出形材からなる。また、梁
１６０は断面略矩形の中空部１６６とその上面の長手方
向に沿って一対の底広凹溝１６４を有する押出形材であ
る。梁１６０の底広凹溝１６４内には、図１２(Ｂ)のよ
うに、予めボルト３１の頭３２を嵌装し、その開口部１
６２からボルト３１を柱１５０のフランジ１５４に貫通
させ、ナット３６と螺着して締付けることにより、梁１
６０と柱１５０を直接に結合する結合構造３０″とな
る。この場合、接続材は不要となるが、第１,２の構造材
１６０,１５０の結合形態には制限が生じる。尚、前記
各ボルト３１，７１〜１２１の材質には、炭素鋼、構造
用鋼、各種のステンレス鋼、又はチタン合金等が適用さ
れる。更に、前記接続材２０等やユニット接続材６６Ａ
等の材質には、上記に加え各種のアルミ合金も適用され
得る。

【００４７】

【発明の効果】以上において説明した本発明の構造材の
結合構造によれば、ボルト・ナットの締付けによる摩擦
力に加えて、ボルト頭の凸部による喰込みが柱等の第１
の構造材に更に働くので、第１の構造材に第２の構造材
を直接、又は接続材を介して第１の構造材に第２の構造
材を所望の位置で強固に結合できる。しかも、少なくと
も第１の構造材をアルミの押出形材としたので、組立も
容易となり、且つ耐久性にも優れたものにできる。ま
た、請求項３の結合構造によれば、ボルトが緩む方向に
回転してもそのボルト頭の喰込部が第１の構造材におけ
る底広凹溝内に食込むため、不用意にボルトが緩んだり
外れず、堅牢で安定した構造材の結合構造にできる。更
に、請求項７又は請求項８の建物用構造体によれば、全
体が軽量で施工し易いと共に、耐食性にも優れるため、
メンテナンスも皆無にすることができる。また、請求項
９の建物用構造体によれば、上記に加えて予め直方体ユ
ニットを工場内で組立てられるので、一層現場作業を迅
速且つ正確に行える。更に、請求項１１又は請求項１２
の建物用構造体によれば、上記に加えて更に一層完成度
を高めた構造体を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の建物用構造体の１形態を示す正面図。

【図２】(Ａ)は図１中の一点鎖線部分Ａの拡大図、(Ｂ)
は(Ａ)中のＢ−Ｂ断面図。

【図３】(Ａ)は図２(Ｂ)中における構造材の結合構造を
示す部分断面図、(Ｂ)はこれに用いるボルトの斜視図、
(Ｃ)は(Ａ)中の一点鎖線部分Ｃの拡大図。

【図４】本発明の異なる形態の建物用構造体を示す正面
図。

【図５】(Ａ)は図５中の一点鎖線部分Ａの拡大図、(Ｂ)
は(Ａ)中のＢ−Ｂ断面図。

【図６】(Ａ)は図５(Ａ)と同様な拡大図、(Ｂ)は(Ａ)中
のＢ−Ｂ断面図、(ｂ)は(Ｂ)中の一点鎖線部分ｂの拡大
図。

【図７】(Ａ)は図５(Ａ)と同様な拡大図、(Ｂ)は(Ａ)中
のＢ−Ｂ断面図。

【図８】(ａ),(ｂ)は異なる形態のボルトの斜視図、
(Ａ),(Ｂ)はこれらを用いた構造材の結合構造を示す部
分断面図。

【図９】(ａ),(ａ′)及び(ｂ),(ｂ′)は異なる形態のボ
ルトの斜視図又は底面図、(Ａ),(Ｂ)はこれらを用いた
構造材の結合構造を示す部分断面図。

【図１０】(ａ),(ａ′)及び(ｂ),(ｂ′)は更に異なる形
態のボルトの斜視図又は底面図、(Ａ),(Ｂ)はこれらを
用いた構造材の結合構造を示す部分断面図。

【図１１】(Ａ)は更に異なる形態の結合構造を示す部分
正面図、(Ｂ)は(Ａ)中のＢ−Ｂ断面図。

【図１２】(Ａ)は更に別なる形態の結合構造を示す部分
平面図、(Ｂ)は(Ａ)中のＢ−Ｂ断面図。

【符号の説明】

１，５０………………………………………………住宅用
構造体(建物用構造体) ４………………………………………………………………
…土台 ６…………………………………………………………通し
柱,柱(第１の構造材) ８………………………………………………………………
…梁(第２の構造材) ８′……………………………………………………………
…桁(第２の構造材) ９………………………………………………………………
…小梁(梁) １２……………………………………………………………
…間柱 １４……………………………………………………………
…窓台 １６……………………………………………………………
…まぐさ １８……………………………………………………………
…筋交い ２０,５６,１３４……………………………………………
…接続材 ２４，１６４…………………………………………………
…底広凹溝 ２５，１６２…………………………………………………
…開口部 ２６……………………………………………………………
…両側片 ２８……………………………………………………………
…側壁 ２９，１４４…………………………………………………
…ネジ受け貫通孔 ３０,３０′,３０″,７０,８０,９０,100,110,120,130
…結合構造 ３１,７１,８１,９１,101,111,121,138…………………
…ボルト ３１ａ,７１ａ,８１ａ,９１a,101a,111a,121a…………
…雄ネジ部 ３２,７２,８２,９２,102,112,122,138a…………………
…ボルト頭 ３２ａ,７２ａ,８２ａ,９２a,102a,112a,122a…………
…底面 ３４,７４,８４,９４,104…………………………………
…先尖状凸部(凸部) ３６,７８,８８,９８,108,118,128,139…………………
…ナット ６０……………………………………………………………
直方体ユニット ６６Ａ，６６Ｂ……………………………………………ユ
ニット接続材(接続材) ９５，１０５…………………………………………………
凸部 １０４ａ，１２３……………………………………………
喰込部 １１４，１２４………………………………………………
先尖状凸条(凸部) １３１…………………………………………………………
通し柱(第２の構造材) １４０…………………………………………………………
梁(第１の構造材) １５０…………………………………………………………
柱(第２の構造材) １６０…………………………………………………………
梁(第１の構造材)

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１０年４月１０日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】図３

【補正方法】変更

【補正内容】

【図３】(Ａ)は本発明による構造材の結合構造を示す図
２(Ａ)中におけるα−α線の部分断面図、(Ｂ)はこれに
用いるボルトの斜視図、(Ｃ)は(Ａ)中の一点鎖線部分Ｃ
の拡大図。

【手続補正２】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図２

【補正方法】変更

【補正内容】

【図２】

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】アルミニウム合金製の押出形材からなり長
   手方向に沿った底広凹溝を有する第１の構造材と、この
   第１の構造材に直接又は接続材を介して配置される第２
   の構造材と、この第２の構造材又は上記接続材を貫通す
   るボルトであって、そのボルト頭が上記第１の構造材に
   おける底広凹溝の開口部の幅寸法よりも小さい幅寸法を
   有し、且つ該ボルト頭の長手方向の両端部寄りにおける
   底面に凸部を有すると共に、 上記ボルト頭を上記第１の構造材の底広凹溝内に嵌装し
   且つ回転して該ボルト頭の長手両端部を該底広凹溝の両
   側壁に当接させ、上記ボルトの雄ネジ部にナットを螺着
   することにより、上記ボルト頭の各凸部を上記底広凹溝
   における開口部の両側片内にそれぞれ喰込ませるように
   した、 ことを特徴とする構造材の結合構造。
2. 【請求項２】前記ボルトのボルト頭の底面に設けた凸部
   が、互いに略対称な位置に立設する複数の円錐、多角
   錐、又は凸条である、 ことを特徴とする請求項１に記載の構造材の結合構造。
3. 【請求項３】前記ボルトが、そのボルト頭の長手両端面
   に前記第１の構造材における底広凹溝の両側壁に喰込み
   可能な喰込部を更に併設している、 ことを特徴とする請求項１又は２に記載の構造材の結合
   構造。
4. 【請求項４】前記第１の構造材が断面略角形の中空押出
   形材であり、且つその何れかの表面に前記底広凹溝の開
   口部が形成されている、 ことを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の構造
   材の結合構造。
5. 【請求項５】前記第１の構造材が、その長手方向に沿っ
   て複数のネジ受け用貫通孔を併設している、 ことを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の構造
   材の結合構造。
6. 【請求項６】前記第２の構造材が、略Ｈ形又は略角形の
   断面を有するアルミニウム合金製の押出形材である、 ことを特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載の構造
   材の結合構造。
7. 【請求項７】前記請求項１乃至６に記載の第１の構造材
   が通し柱又は柱であり、且つ前記第２の構造材が梁又は
   桁である、ことを特徴とする建物用構造体。
8. 【請求項８】前記第１の構造材が互いに並行な複数の通
   し柱又は柱であり、互いに平行な通し柱又は柱間に前記
   第２の構造材たる梁又は桁が結合されている、ことを特
   徴とする請求項７に記載の建物用構造体。
9. 【請求項９】前記請求項１乃至６に記載の第１の構造材
   が四隅に立設した柱であり、且つ各柱間の上下に前記請
   求項１乃至７に記載の第２の構造材をそれぞれ並行に結
   合し全体が直方体ユニットとなる、ことを特徴とする建
   物用構造体。
10. 【請求項１０】前記第２の構造材又はその一部が土台で
    あるか、又は土台を兼ねる、ことを特徴とする請求項７
    乃至９の何れかに記載の建物用構造体。
11. 【請求項１１】前記第２の構造材同士である互いに並行
    な梁又は桁の間に、更に間柱、及び／又は、筋交いを固
    定した、 ことを特徴とする請求項７乃至１０の何れかに記載の建
    物用構造体。
12. 【請求項１２】前記第１の構造材である互いに並行な複
    数の通し柱、柱、又は前記間柱の何れか間に、水平にま
    ぐさ又は窓台を固定した、 ことを特徴とする請求項７乃至１１の何れかに記載の建
    物用構造体。
13. 【請求項１３】前記間柱、筋交い、まぐさ、又は窓台
    が、アルミニウム合金製の押出形材又は板材である、 ことを特徴とする請求項７乃至１２の何れかに記載の建
    物用構造体。