JP2008002241A - 連結具 - Google Patents

Abstract

【課題】木造建築において登り梁を始めとする部材の端面同士を突き合わせて締結する際、部材の強度低下を防止して高い信頼性を維持でき、しかも施工時の作業性にも優れた連結具を提供すること。
【解決手段】双方の端面を突き合わせて締結される第一部材Ｆと第二部材Ｓの上面に跨って配置される上金具１１と、両部材Ｆ，Ｓの底面に跨って配置される下金具１２と、両部材Ｆ，Ｓに埋め込まれるラグスクリュー２１と、両部材Ｆ，Ｓの接触面に形成された貫通孔３５に差し込まれるタイロッド２５と、ボルトなどの締付部材２７，２８と、から構成される連結具を用いて、上金具１１と下金具１２とを、ラグスクリュー２１とタイロッド２５によって一体する。これによって両部材Ｆ，Ｓにヒビ割れが発生することを防止できるほか、上金具１１と下金具１２とが、曲げモーメントによって引き離されることをによって防止でき、強度にも優れている。
【選択図】図１

Description

本発明は、木造建築において梁などの部材を締結する際に用いる連結具に関する。

木造建築において屋根の骨格を構成する登り梁は、建物の頂部から軒先に向けて傾斜するように配置されている。この際、頂部では対向する登り梁の端面同士が接触しており、その接触箇所では、強度を確保するため両部材を強固に締結する必要がある。そのため当該箇所では、釘やホゾといった伝統的な締結手段ではなく、より強度を確保しやすい各種金物を用いることが多く、その一例を図５に示す。図５（Ａ）は登り梁周辺の概要を示す斜視図で、登り梁は建物の縁部に敷設された梁に載せられており、この両側から立ち上がる登り梁は、建物の中央で一体化して三角形状の屋根が形成される。また図５（Ｂ）は、現在広く普及している登り梁の締結方法の一例を示す縦断面である。このように双方の登り梁の端面が接触しており、その境界付近の上面と底面には、Ｖ字状に屈曲した金具が取り付けられており、上面と底面の金具を結ぶようにボルトとナットが取り付けられている。

そのほか最近の木造建築では、広大な室内空間を確保するため、梁の強度を高めて柱の間隔を広げたいという要望がある。他にも天井のない吹き抜け構造にして、登り梁などを始めとする骨格構造を視認できる建物の需要もある。後者の場合、登り梁の中間を束などで支持できないため、一段と高い強度を確保する必要がある。

登り梁を始めとする梁同士の端面を突き合わせて締結する場合、経年によって梁の端面からヒビ割れが発生して、釘類の効きが弱くなり強度が低下する恐れがある。また図５のように金具とボルトなどを用いた場合、登り梁とボルトとの間にある程度のスキマが必要であり、登り梁と金具との一体性が不十分になり、剛性が低下しやすい。このような背景から長期間に亘って安定した剛性を維持できる連結具が要望されている。なお本願出願人は、登り梁の連結装置に関して下記特許出願を行っているが、当該出願は対向する登り梁の間に梁（棟木）が介在しており、図５に示す形態とは異なっている。そのため前記のような問題は発生しない。
特開２００４−５２４６４号公報

また登り梁の据え付けを行う際は、まず現地の空き空間に登り梁を仮置きして、次に図５（Ｂ）に示す方法などで左右の登り梁の締結を行った後、クレーンで吊り上げて所定の位置に固定するのが一般的である。しかし住宅密集地域などで空き空間が確保できない場合、このような手順で作業を行うことが困難で、何らかの対策が求められている。

本発明はこうした実情を基に開発されたもので、木造建築において登り梁を始めとする部材の端面同士を突き合わせて締結する際、部材の強度低下を防止して高い信頼性を維持でき、しかも施工時の作業性にも優れた連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左右の端面同士を突き合わせて結合するための連結具であって、両部材の上面に跨って配置され且つ適間隔で上位孔を有する上金具と、両部材の底面に跨って配置され且つ前記上位孔に対応する下位孔を有する下金具と、前記上位孔と前記下位孔とに対向するように第一部材および第二部材に埋め込まれる螺旋状羽根を備えたラグスクリューと、前記上位孔と前記下位孔とに対向するように第一部材と第二部材との突き合わせ端面の相互の縦溝により形成される貫通孔に差し込まれるタイロッドと、上位孔と下位孔とを介してラグスクリューおよびタイロッドによって上金具と下金具とを第一部材および第二部材に圧接するための締付部材と、を備えていることを特徴とする連結具である。

第一部材および第二部材とは、いずれも本発明によって締結される棒状の木材であり、登り梁を始めとする木造建築の骨格となるものである。ただし第一部材と第二部材という名称は便宜的に割り当てたもので、機能や形状などに違いがある訳ではない。本発明は、登り梁の頂部のように両部材が交角を有して接触している場合のほか、両部材が一直線に並ぶ場合にも適用できる。

上金具および下金具は棒状であり、第一部材と第二部材の両方に跨るように配置され、上金具は両部材の上面に接触しており、下金具は反対側の底面に接触している。ここで上面とは、部材の長手方向に延びる面のうち上向きの面を意味するが、必ずしも水平面に限定される訳ではない。もう一方の底面は、前記の上面に対向する面である。そのため登り梁のように両部材が交角を有している場合、上金具と下金具は、いずれも交角に合わせて屈曲した形状になる。なお上金具と下金具は、部材の表面に沿って配置してもよいが、部材の表面に溝を加工して埋め込んでもよい。また上位孔は、上金具の表裏を貫通する孔で、第一部材側と第二部材側のそれぞれに一個以上形成する必要があり、下位孔はこの上位孔と同芯になる位置に形成する必要がある。

ラグスクリューは円柱状の棒であり、その周囲に螺旋状羽根が取り巻かれており、この螺旋状羽根が部材中に食い込むことで双方が一体化される。また部材の軸線に直交するように打ち込まれて、上板と下板とによって挟み込まれる配置になる。本発明では、第一部材と第二部材のいずれにも、最低一本のラグスクリューを使用する必要があり、一箇所の締結部で最低二本使用されることになる。なお部材に埋め込まれたラグスクリューは、ボルトなどの締付部材によって上金具および下金具と一体化する。

タイロッドは、上金具と下金具の両方に接触してこれらを一体化するもので、両金具を引き離そうとする荷重に対抗する役割がある。このタイロッドは第一部材と第二部材との接触面に配置されるため、両部材の端面には上下に延びる半円形状の縦溝を形成する必要があり、両方の縦溝が一体化することで円断面の貫通孔が形成される。なおタイロッドはあくまでも上金具と下金具とを一体化するもので、第一部材および第二部材と接触する必要はない。このタイロッドは、ラグスクリューと同様、ボルトなどの締付部材によって上金具および下金具と一体化する。

このように構成することで、部材端面付近の木質繊維が引き裂かれることを防止でき、強度が維持される。また上金具と下金具とは、ラグスクリューとタイロッドで強固に一体化しており、様々な荷重に対抗できる。なおラグスクリューは、両部材とも最低一本は使用する必要があり、強度に応じて複数本使用する場合も多い。また上金具や下金具については、一箇所の締結部について一組だけ使用するが、部材の断面積が極端に大きい場合は複数組を並べて使用することも可能である。

請求項１記載の発明のように、両部材にラグスクリューを打ち込み、これらを上金具と下金具で一体化するほか、両部材の接触面において上金具と下金具とを一体化するタイロッドを使用することで、ラグスクリューの螺旋状羽根が両部材に突き刺さり木質繊維の移動が拘束され、ヒビ割れの発生を防止でき強度が長期間維持される。また従来のように上金具と下金具とをボルトで締結した場合、ボルトの周囲に生じる隙間によって剛性が低下していたが、本発明のようにラグスクリューを使用することで、この問題も解消される。しかもタイロッドによっても上金具と下金具とを一体化しているため、曲げモーメントによって両金具を引き離そうとする荷重が作用した場合にも、これに対抗して強度を維持できる。そのほかラグスクリューやタイロッドは、ボルトなどの締付部材によって両金具と一体化する構造であるため、第一部材の据え付けを完了してから第二部材の据え付けを行い、その後に締付部材で双方を一体化することが可能になり、部材同士の締結を地表面で実施する必要がなく、作業性にも優れている。

図１は、本発明による連結具を用いて部材を締結した状態であり、図１（Ａ）は外観を示す斜視図で、図１（Ｂ）は図１（Ａ）の中央部縦断面図である。図１は対向するように配置された登り梁が接触する屋根の頂部付近を示しており、識別のため図の右側の登り梁を第一部材Ｆ、図の左側の登り梁を第二部材Ｓとしている。両部材Ｆ，Ｓには長手方向に延びる帯状の上溝３１が形成されており、この中に上金具１１が埋め込まれている。なお上金具１１と上溝３１の幅は等しくなっており、上金具１１が幅方向に移動することはできない。上金具１１は鋼鉄製の角棒を素材としており、両方の登り梁に接触するため中央部で屈曲しているＶ字状で、締付部材（ボルト）２７，２８を差し込むための座グリ穴１５が計五個形成されている。このうち上金具１１の中心に位置するボルト２８は、内部に埋め込まれているタイロッド２５を結合するために使用されており、他の四個のボルト２７は、ラグスクリュー２１を結合するために使用されている。そのほか図１（Ａ）に示される下金具１２は、本来両部材Ｆ，Ｓの底面に形成されている下溝３２に埋め込まれている。

図１（Ｂ）のように第一部材Ｆと第二部材Ｓには、いずれも二本のラグスクリュー２１が打ち込まれている。ラグスクリュー２１は円柱状の外観であり、側周面には螺旋状羽根２２が形成されており、これが部材に突き刺さることで木質繊維の移動が拘束され、変形やヒビ割れの発生を防止する。また上金具１１および下金具１２を埋め込むため、両部材Ｆ，Ｓの上面には上溝３１が、底面には下溝３２が、それぞれ傾斜方向に沿って形成されている。さらに両部材Ｆ，Ｓに埋め込まれているラグスクリュー２１の端面は、上溝３１および下溝３２の底に一致しており、両金具１１，１２と面接触している。なおラグスクリュー２１の両端面には、ボルト２７を螺合させるための雌ねじ２４が形成されており、また上金具１１および下金具１２には、ボルト２７，２８を挿通するための上位孔１３や下位孔１４や、ボルト２７，２８の頭部を収容する座グリ穴１５が形成されており、外方からボルト２７，２８を差し込んで締め上げることで、第一部材Ｆと第二部材Ｓとが一体化する。

タイロッド２５は単純な丸棒で、両部材Ｆ，Ｓの接触面に形成された半円形断面の縦溝３３が組み合わさって構成される円断面の貫通孔３５の中に差し込まれている。また上金具１１および下金具１２は、タイロッド２５と面接触できるよう中央付近には水平面も設けている。両部材Ｆ，Ｓの接触面は、ラグスクリュー２１からの距離が長くなるため、上金具１１または下金具１２の一方に過大な荷重が作用する恐れがあるが、タイロッド２５を使用することで剛性が向上する。

図２は、図１を補足するもので、図２（Ａ）は上金具１１の外形状を、図２（Ｂ）は第一部材Ｆおよび第二部材Ｓの端面付近の加工形状を、図２（Ｃ）はラグスクリュー２１の外形状を示している。上金具１１は棒状の鋼材を折り曲げて形成しており、しかもボルト２７，２８を差し込むため、上位孔１３と座グリ穴１５が加工されている。また図２（Ｂ）のように第一部材Ｆと第二部材Ｓのいずれも、上面と底面には、長手方向に延びる上溝３１と下溝３２を事前に加工する必要があるほか、双方の端面には、半円形断面の縦溝３３が形成されている。この縦溝３３は、両端面が接触した状態で上下を貫通する円断面の貫通孔３５になる。またラグスクリュー２１は一般に直径が３０ｍｍ程度であり、図のように事前に下孔３４を加工しておく。そのほか図２（Ｃ）のように、ラグスクリュー２１の側周面には螺旋状羽根２２が形成されているほか、両端面には工具類を掛けるため六角形状の頭部２３が形成され、この中心にはボルト２７を受け入れるための雌ネジ２４が形成されている。

図３は、第一部材Ｆおよび第二部材Ｓの端面付近の形状を示すもので、図３（Ａ）は平面図で、図３（Ｂ）は中央縦断面図である。このように両部材Ｆ，Ｓは上溝３１と下溝３２のほか、端面には半円形の縦溝３３を事前に加工する必要がある。このうち縦溝３３は、タイロッド２５が余裕で収納できる断面にすることが好ましい。なおラグスクリュー２１を下孔３４に埋め込む作業は、作業性の観点から製材段階で実施することが好ましい。

図４は本発明の実施形態例で、図４（Ａ）は第一部材Ｆと第二部材Ｓとを施工時に一体化する工法を示す斜視図で、図４（Ｂ）は登り梁ではない一般の梁を締結した場合の断面図である。図４（Ａ）は、屋根を構成する登り梁周辺の骨格構造を示しており、柱の上端面は傾斜面になっており、ここに第一部材Ｆおよび第二部材Ｓの下端面が接触する形態である。そのため水平に延びる梁は、隣接する柱の間を結ぶように配置されている。また図のように右側後方にある第一部材Ｆは、下端だけが柱で固定されている片持ちの状態であり、この部材の上端面の下方には下金具１２が事前に固定されている。そして宙に浮いている第二部材Ｓは、据え付け位置に移動する途中であり、この部材の上端面の上方には上金具１１が固定されている。この状態で第二部材Ｓを次第に降下させていくと、やがて下端面が柱に接触すると共に、第二部材Ｓの上金具１１は、第一部材Ｆの上部にある上溝３１の中に入り込む。その後、ボルト２７，２８を締結すると第一部材Ｆと第二部材Ｓとが一体化する。なお連結具は、第一部材Ｆと第二部材Ｓとの締結だけではなく、柱と第一部材Ｆ、柱と第二部材Ｓとの締結にも使用されている。次に図４（Ｂ）は一般の梁を直線に締結する場合であり、上金具１１や下金具１２が直線の棒状であることを除けば、図１（Ｂ）と構成は同じである。

本発明による連結具を用いて部材を締結した状態であり、（Ａ）は外観を示す斜視図で、（Ｂ）は（Ａ）の中央部縦断面図である。 図１を補足する斜視図であり、（Ａ）は上金具の外形状を、（Ｂ）は第一部材および第二部材の端面付近の加工形状を、（Ｃ）はラグスクリューの外形状を示している。 第一部材および第二部材の端面付近の形状を示しており、（Ａ）は平面図で、（Ｂ）は中央縦断面図である。 本発明の実施形態例で、（Ａ）は第一部材と第二部材とを施工時に一体化する工法を示す斜視図で、（Ｂ）は登り梁ではない一般の梁を締結した場合の断面図である。 従来から使用されている登り梁の締結具を示しており、（Ａ）は登り梁周辺の概要を示す斜視図で、（Ｂ）は現在広く普及している登り梁の締結方法の一例を示す縦断面である。

符号の説明

１１ 上金具
１２ 下金具
１３ 上位孔
１４ 下位孔
１５ 座グリ穴
２１ ラグスクリュー
２２ 螺旋状羽根
２３ 頭部
２４ 雌ネジ
２５ タイロッド
２６ 雌ネジ
２７ 締付部材（ボルト）
２８ 締付部材（ボルト）
３１ 上溝
３２ 下溝
３３ 縦溝
３４ 下孔
３５ 貫通孔
Ｆ 第一部材
Ｓ 第二部材

Claims (1)

1. 第一部材（Ｆ）と第二部材（Ｓ）との左右の端面同士を突き合わせて結合するための連結具であって、
   両部材（Ｆ，Ｓ）の上面に跨って配置され且つ適間隔で上位孔（１３）を有する上金具（１１）と、
   両部材（Ｆ，Ｓ）の底面に跨って配置され且つ前記上位孔（１３）に対応する下位孔（１４）を有する下金具（１２）と、
   前記上位孔（１３）と前記下位孔（１４）とに対向するように第一部材（Ｆ）および第二部材（Ｓ）に埋め込まれる螺旋状羽根（２２）を備えたラグスクリュー（２１）と、
   前記上位孔（１３）と前記下位孔（１４）とに対向するように第一部材（Ｆ）と第二部材（Ｓ）との突き合わせ端面の相互の縦溝（３３）により形成される貫通孔（３５）に差し込まれるタイロッド（２５）と、
   上位孔（１３）と下位孔（１４）とを介してラグスクリュー（２１）およびタイロッド（２５）によって上金具（１１）と下金具（１２）とを第一部材（Ｆ）および第二部材（Ｓ）に圧接するための締付部材（２７，２８）と、を備えていることを特徴とする連結具。
   
   
   
   

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