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発明の名称 木造建築の軸組み構造
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開平9−78695
公開日 平成9年(1997)3月25日
出願番号 特願平7−264821
出願日 平成7年(1995)9月19日
代理人 【弁理士】
【氏名又は名称】保科 敏夫
発明者 細野 雅信
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】 木造建築の軸組みに用いる柱状の第1の部材に対して固定した固定部分と、その第1の部材と接合する第2の部材の差し込み溝に挿入した継ぎ手部分とを備える連結金具を用い、前記継ぎ手部分と前記第2の部材とを、それらの側面に対して直交する方向に貫通するボルトおよびそのボルトにねじ込んだナットによって固定した、木造建築の軸組構造であって、前記ボルトを通すための前記第2の部材のボルト孔が、前記継ぎ手部分のボルト孔よりも大径であり、その大径のボルト孔内に、前記ボルトの頭部よりも大きな内径の筒部と、その筒部の先端部に前記ボルトの軸部分を通すための挿通孔を備えた保持金具が挿入され、その保持金具内に前記ボルトの頭部またはナットが位置する構成とした木造建築の軸組み構造。
【請求項2】 前記保持金具は、前記第2の部材のボルト孔内に位置する大きさである、請求項1の木造建築の軸組み構造。
【請求項3】 前記第2の部材のボルト孔のうち、その第2の部材が表に露出する部分に開口したボルト孔に対して埋め木を施してある、請求項1あるいは2の木造建築の軸組み構造。
【請求項4】 前記第1および第2の部材の接合形態が、前記第1の部材の側面に対して前記第2の部材の木口を当てて接合する形態であり、前記第2の部材のボルト孔は、その第2の部材の側面に開口している、請求項1〜3の木造建築の軸組み構造。
【請求項5】 前記第2の部材内に差し込んだプレート状の継ぎ手部分は、その第2の部材の厚さ方向のほぼ中間に位置し、前記保持金具は、前記継ぎ手部分をその両面側から挟むように対構成で配置され、それら両保持金具および前記継ぎ手部分が前記ボルト・ナットにより一体に締結されている、請求項1〜4の木造建築の軸組み構造。
【請求項6】 前記固定部分プレート状であって、前記第1の部材の内部に差し込まれ、その固定部分と前記第1の部材とを、それらの側面に対して直交する方向に貫通するボルトおよびそのボルトにねじ込んだナットによって固定され、前記ボルトを通すための前記第1の部材のボルト孔が、前記固定部分のボルト孔よりも大径であり、その大径のボルト孔内に、前記ボルトの頭部よりも大きな内径の筒部と、その筒部の先端部に前記ボルトの軸部分を通すための挿通孔を備えた保持金具が挿入され、その保持金具内に前記ボルトの頭部またはナットが位置する構成とした、請求項1の木造建築の軸組み構造。
【請求項7】 前記固定部分は、前記継ぎ手部分と直交するフランジ部分を備え、そのフランジ部分を利用して前記第1の部材に対し、ボルト・ナットにより固定されている請求項1の木造建築の軸組み構造。
【請求項8】 前記第1の部材が柱材であり、前記第2の部材が梁材である、請求項1〜7の木造建築の軸組み構造。
【請求項9】 木造建築の軸組みに用いる角柱状の第1の部材に対し、その周囲の側面に互いに交差状態でそれぞれ接合すべき2以上の第2の部材の木口を当てて接合する構造であって、前記第1の部材と各第2の部材とをそれぞれ連結するための第1の連結金具と第2の連結金具を用い、第1の連結金具は、全体がプレート状であり、前記第1の部材の側面に開口する差し込み溝内に挿入して固定するための固定部分と、第2の部材の木口に開口する差し込み溝に挿入してボルトにより固定するための継ぎ手部分とを備え、前記第2の連結金具は、前記第1の部材の側面に当てて固定するためのフランジ部分と、第2の部材の木口に開口する差し込み溝に挿入してボルトにより固定するためのプレート状の継ぎ手部分とを備え、それら第1および第2の連結金具は、第2の連結金具のフランジ部分、前記第1の部材および前記固定部分を貫通するボルトと、そのボルトにねじ込んだナットによって第1の部材に固定されている、木造建築の軸組み構造。
【請求項10】 前記第1の連結金具は、全体がプレート状であり、前記第1の部材に固定するための固定部分が中央に位置し、その両端側に前記継ぎ手部分がある、請求項9の木造建築の軸組み構造。
【請求項11】 前記第2の連結金具によって接合する前記第2の部材の木口に、その第2の連結金具を前記第1の部材に固定するボルトの頭部またはナットとの干渉を無くすための凹所がある、請求項9あるいは10の木造建築の軸組み構造。
【請求項12】 前記第1の部材が柱材であり、前記第2の部材が梁材である、請求項9〜11の木造建築の軸組み構造。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、木造建築の軸組み構造に関し、特に、軸組みする部材間にプレート状の連結金具を差し渡し、ボルト・ナットを用いて双方の部材を固定する技術に関するものである。
【0002】
【背景の技術】近年における木造建築の中でも、たとえば一般住宅の軸組み構造においては、プレート状の連結金具とボルト・ナットを用いて軸組みする方法が多く採用されている。その理由としては、在来の軸組み工法における複雑な凹凸結合を無くして仕口の加工を容易にするため、および現場での軸組み作業を簡単にして作業性の向上を図るため、さらに軸組みした部材どうしの接合強度の向上を図るため、などの点を挙げることができる。
【0003】従来、こうした連結金具を用いる軸組み構造として、特開平5ー295799号公報に示す技術が知られている。この技術は、軸組みに用いる柱材1の側面に、梁材の木口を当てて、両部材を交差状態で接合する際に、プレート状の連結金具の一端を柱材内に挿入して固定し、他端を柱材の側面から突出させ、その突出させた他端を、梁材の木口面に形成した差し込み溝内に差し込み、そして、それら連結金具と梁材あるいは柱材とをボルト・ナットにより固定するものである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このような軸組み構造には、いくつかの問題点がある。まず第1に、連結金具を柱材や梁材に固定するためのボルト・ナットが、それら柱材や梁材の側面から突き出るような形態で露出することである。この点は、その柱材や梁材を内装材で被覆する構造の場合には問題ないが、たとえば一般住宅のように、柱材や梁材の側面を室内側に露呈させる構造とする場合には、外観上の問題が生じる。勿論、ボルトの頭部やナット部分が収まるような、いわゆる座彫り加工を施す方法もあるが、これでは、ボルト孔の加工に加えて座彫り加工も必要となる。しかも、座彫りした分だけボルト孔が短くなるので、座彫り加工を深くするわけにはゆかず、したがって、ボルト・ナットの露出の問題については、程度の差はあるものの依然として残る。
【0005】第2に、このように柱材と梁材との間に連結金具を差し渡し、ボルトによって接合する構造とする場合、それらの間に応力が集中する部分が発生しやすいことである。特に、この応力集中部分は、連結金具とボルトとの間や、ボルトと柱材あるいは梁材との間に発生しやすい。その理由として、ボルトが貫通する連結金具の部分がプレート状であるために双方の接触面積が小さく、したがって、その部分への応力集中が大きくなることである。また、ボルトについては、それ自体必要充分な強度を考慮して、通常、比較的小径のものを用いている。そのため、たとえば柱材のボルト孔と、これを貫通するボルトとの間にも大きな応力が集中することになる。したがって、これらの応力集中をできるだけ小さくするのが望ましい。特に、地震による大きな荷重が作用する場合にも、その荷重を分散させて充分な強度を発揮する構造とする必要がある。
【0006】一方、別の課題として、例えば柱材に対し、その周囲の側面に、これと交差する複数の梁材を接合することにより軸組みする場合も多々ある。そのような場合には、一つの柱材にかかる荷重も大となるので、柱材自体の強度を可能な限り弱めないようにして接合する必要がある。また、可能ならば、柱材に対する連結金具の固定作業や、それら複数の梁材の接合作業に関してもより簡単に行え、しかも強固な構造となるようにするのが望ましい。
【0007】よって、この発明では、連結金具やボルト・ナット等の金具類が、軸組みした部材の表面に露出しない構造として、その外観向上を図ることができ、また、接合部における応力集中を少なくして、強固な構造とすることができる技術を提供することを目的とする。さらに、この発明では、柱材に対する連結金具の固定作業や、柱材に対する複数の梁材の接合作業も簡単に行え、しかも強固な構造とすることができる技術を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】この発明では、木造建築の軸組みに用いる柱状の第1の部材10に対して固定した固定部分k1と、その第1の部材10と交差状態で接合する柱状の第2の部材20内に差し込んだプレート状の継ぎ手部分k2とを備える連結金具Kを用い、継ぎ手部分k2と第2の部材20とを、それらを貫通するボルトBおよびそのボルトBにねじ込んだナットNによって固定した軸組構造に採用する。すなわち、ボルトBを通すための第2の部材20のボルト孔21を、継ぎ手部分k2のボルト孔bよりも大径とし、その大径のボルト孔21内に、ボルトBの頭部b1よりも大きな内径の筒部51と、その筒部の先端部にボルトBの軸部分b2を通すための挿通孔52を備えた保持金具50を挿入する。そして、その保持金具50内にボルトBの頭部b1またはナットNが位置する構成とする。その場合、保持金具50は、第2の部材20のボルト孔21内に位置する大きさとする。
【0009】こうすることにより、第2の部材20のボルト孔21内に保持金具50が位置し、その保持金具50内にボルトBまたはナットNが位置するので、ボルトB、ナットNは、第2の部材20の側面22から突出することなく、内部に収まる構造となる。ここで、第2の部材20のボルト孔21のうち、その第2の部材20が表に露出する部分に開口したボルト孔21に対しては、そのボルト孔21を隠す目的で埋め木25を施すのが好ましい。そうすれば、第2の部材20の表面がボルト孔の存在しない奇麗な表面に仕上がるので、その第2の部材20を室内等に直接露出させることができる。そして、そのような場合における、第1および第2の部材10、20の好ましい接合形態としては、第1の部材10が例えば柱材であって、その側面12に対し、例えば梁材となる第2の部材20の木口面23を当てて接合する形態である。その際、第2の部材20のボルト孔21は、その第2の部材20の側面に開口している構造となることが多い。
【0010】前記第2の部材20内に差し込んだプレート状の継ぎ手部分k2は、その第2の部材20の厚さ方向のほぼ中間に位置させ、前記保持金具50は、継ぎ手部分k2をその両面側から挟むように対構成で配置し、そしてそれら両保持金具50および継ぎ手部分k2を、高張力のボルト・ナットにより一体に締結する構造とするのが特に好ましい。なぜなら、2つの保持金具50で継ぎ手部分k2をその両側から挟み付ける構造とすることによって、金具どうしの強固な接合形態とすることができるからである。しかも、2つの保持金具50はボルトBよりも大径であるので、継ぎ手部分k2および第2の部材20との間に生じる応力を充分に分散させる作用を発揮する。
【0011】一方、前記第1の部材10に対する前記固定部分k1の取り付け形態については、継ぎ手部分k2と直交するフランジ部分fを備え、そのフランジ部分fを利用して第1の部材10に対し、ボルトB、ナットNにより固定する構造を採用する場合もある。また、他の形態として、第2の部材20の場合と同様に、第1の部材10に差し込み溝15を設けてそこへ固定部分k1を差し込み、その固定部分k1と第1の部材10とを、それらの側面に対して直交する方向に貫通するボルトBおよびそのボルトBにねじ込んだナットNによって固定する構造を採用する場合もある。ここで、後者の構造を採用する場合には、第2の部材20のときとと同様の目的から、ボルトBを通すための第1の部材10のボルト孔11を、固定部分k1のボルト孔よりも大径とする。そして、その大径のボルト孔内に、ボルトの頭部b1よりも大きな内径の筒部51と、その筒部51の先端部にボルトBの軸部分b2を通すための挿通孔52を備えた保持金具50を挿入し、その保持金具50内にボルトBの頭部b1またはナットNが位置する構成とする場合もある。
【0012】この発明の木造建築の軸組み構造では、角柱状の第1の部材10に対し、その周囲の側面12に互いに交差状態で接合すべき2以上の第2の部材20の木口23を当てて接合する構造に対しても好適に採用することができる。その場合、第1の部材10と各第2の部材20とをそれぞれ連結するための第1の連結金具Kと第2の連結金具Tを用い、第1の連結金具Kは、全体がプレート状であり、前記第1の部材10の側面12に開口する差し込み溝15内に挿入して固定するための固定部分k1と、第2の部材20の木口23に開口する差し込み溝25に挿入してボルトにより固定するための継ぎ手部分k2とを備える。さらに、前記第2の連結金具は、前記第1の部材10の側面12に当てて固定するためのフランジ部分fと、第2部材20の木口23に開口する差し込み溝25に挿入してボルトBにより固定するためのプレート状の継ぎ手部分t1とを備える。そして、それら第1および第2の連結金具K、Tは、第2の連結金具Tのフランジ部分f、前記第1の部材10および前記固定部分k1を貫通するボルトBと、そのボルトBにねじ込んだナットNによって、第1の部材10に固定する。
【0013】このような軸組構造とした場合、第1の部材10に対して、第2の金具Tを固定するためのボルトBによって、第1の金具Kも同時に固定することができる。さらに、第1の部材10にはスリット状の差し込み溝15とボルト孔11を設けるだけの簡単な加工で済ますことができる。ここで、前記第1の部材10が柱材であり、第の部材20が梁材であるときに、特に、好適な軸組み構造となる。なぜなら、木造建築の軸組み構造では一つの柱材に対して複数の梁材を接合する形態となることが多いからである。その場合において、前記第2の連結金具Tによって接合する第2の部材20の木口に、その第2の連結金具Tを前記第1の部材10に固定するボルトBの頭部b1またはナットNとの干渉を無くすための凹所16を設けておくのが好ましい。
【0014】軸組み構造においては、例えば柱材となる第1の部材10の相対向する左右の側面に、梁材となる第2の部材20、20をそれぞれ接合する場合もある。そのようなときには、前記第1の連結金具Kとしては、全体がプレート状であり、前記第1の部材10に固定するための固定部分k1が中央に位置し、その両端側に前記継ぎ手部分k2、k3がある構成のものを用いるのも好適である。こうすることにより、一つの連結金具で二つの部材を接合することができる。
【0015】
【発明の実施の形態】以下、この発明の好適な実施例を、添付の図1〜図7を参照して説明する。これらの図に示す実施例は、この発明を、木質系住宅の柱梁の軸組み構造に適用した例を示すものであり、図1は柱梁の接合を示す斜視図、図2はその側面図、図3は平断面図である。
【0016】これらの図から理解できるように、四角柱状の柱材(第1の部材)10と、同じく四角柱状の梁材(第2の部材)20とを、連結金具K、複数本のボルトBおよびナットNを用いて接合する構造である。連結金具Kは、ここでは全体がプレート状であり、柱材10に固定するための固定部分k1と、梁材20に差し渡すための継ぎ手部分k2を備え、それら固定部分k1、継ぎ手部分k2には複数のボルト孔bを設けている(図6参照)。そして、柱材10の側面12に設けたスリット状の差し込み溝15内に固定部分k1を差し込み、ボルトB、ナットNによって固定している。
【0017】一方、梁材20の木口23には、前記継ぎ手部分k2を挿入する差し込み溝25があり、梁材20を柱材10に接合するときに、その差し込み溝25内に前記継ぎ手部分k2を挿入するようにして接合する。このとき、柱材10に対する梁材20の位置決めを簡単にしかも確実に行うために、梁材20の木口23に近い上部に、梁材20の側面に直交する方向に差し込む位置決めピン60を設け、継ぎ手部分k2の上辺部分に、位置決めピン60を案内して嵌まり込ませる切り欠き溝cを設けている。
【0018】継ぎ手部分k2と梁材20とを固定するボルトBを通すためのボルト孔21は、梁材20の側面22に対して直交する方向に貫通しているが、継ぎ手部分k2のボルト孔bよりも大径としている。そしてこの大径のボルト孔21内に、その両側から筒状の保持金具50を挿入した状態で、高張力のボルトB、ナットNによって締結する構成としている。すなわち、保持金具50は、円筒状の筒部51と、その先端部にボルトBの軸部分b2を通すための挿通孔52を備え、しかも、筒部51の部分は、ボルトBの頭部b1よりも大径としている。これによって、両側の保持金具50内にボルトBの頭部b1、およびナットNをそれぞれ位置させることができるように配慮している。したがって、ボルトBは、図3に示すように、梁材20の幅方向の寸法よりも充分に短いものを用いている。
【0019】前記保持金具50の長さについても、ボルト孔21内に収まる大きさとし、そして、そのボルト孔21には、そのボルト孔21を隠すための埋め木26を設けている。こうすることにより、保持金具50、ボルトBおよびナットNは、梁材20の側面(表面)22に全く露出しない構造となる。しかも、梁材20には、単なるスリット状の差し込み溝25と大きめのボルト孔21を複数設けるだけで済むので、仕口の加工も極めて簡単である。
【0020】さらに、接合作業についても、金具と金具の接合となるので、作業性がよく、接合強度も向上する。特に、継ぎ手部分k2を高張力のボルトを含む保持金具50で両側から挟み付ける構造となるので、継ぎ手部分k2と保持金具50が一体となって強くしかも安定した接合強度が得られるだけでなく、保持金具50がボルトBよりも充分に大径となっているので、接合部への応力集中を少なくすることができ、したがって、地震等による大荷重の作用に対しても優れた構造強度を発揮する。
【0021】ところで、図1に示すように、柱材10の側面12に一つの梁材20を接合する構造では、連結金具Kの固定部分k1を固定するためのボルトBが、他の側面12部分に露出するので、その場合には、梁材20の場合と同様に、保持金具50を用いる構成を積極的に採用するのが好ましい。しかし、柱材10の4つの側面12のうち、少なくとも2つ、多いときには4つの側面に対してそれぞれ梁材20を接合する場合が多々ある。
【0022】図4および図5は、1つの柱材10に対して3つの梁材20、30、40をそれぞれ接合した例を示すものである。この例では、連結金具として、先の例で示した連結金具K(第1の連結金具)に加えて、プレート状のフランジ部分fと、その面に対して直交する、プレート状の継ぎ手部分t1とを備えるT字状の連結金具(第2の連結金具)Tを2つ使用して接合している。すなわち、フランジ部分fを、柱材10の相対向する側面12にそれぞれ当てた状態で、それらフランジ部分f、fどうしを、柱材10の両側面間を貫通する複数本のボルトB、ナットNにより締結している。そして、その場合において、各ボルトBを、連結金具Kの固定部分k1にあるボルト孔bを貫通させることによって、その連結金具Kも同時に固定する構造としている。
【0023】第2の連結金具Tを用いて梁材30、40を固定するための構造としては、先の例で示した梁材20の場合と同様である。しかし、それら梁材30、40の木口側には、フランジ部分fを固定するボルトBの頭部b1、あるいはナットNが存在する形態となるので、それらボルトB、ナットNとの干渉を無くすための凹所31、41を設けている。
【0024】図7は、図1で示した連結金具Kの他の実施例を示している。この連結金具Kも全体がプレート状であるが、柱材10に固定する固定部分k1を中央にしてその左右の両側に継ぎ手部分k2、k2をもつ構成としたものである。この連結金具Kを使用する接合構造としては、柱材10の側面の相対向する側面に対して、梁材20を接合する場合に好適である。その場合切り欠き溝cも両側に設けることになる。なお、図において70は内装材を示している。
【0025】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、保持金具50を用いて、その保持金具50の内部にボルトBやナットNを収める構造としているので、連結金具やボルト・ナット等の金具類が軸組みした部材の表面に露出しない構造として、その外観向上を図ることができ、また、接合部における応力集中を少なくして、強固な構造とすることができる。さらに、この発明では、複数の連結金具を、ボルト、ナットによって一体に固定するようにしているので、柱材に対する連結金具の固定作業や、柱材に対する複数の梁材の接合作業も簡単に行え、しかも強固な軸組み構造とすることができる。




 

 


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