JP2020037778A - 梁の接合構造 - Google Patents

Abstract

【課題】２つの梁の端面を対向させ、曲げモーメント及びせん断力が伝達されるように接合するとともに、梁の端部の割れを抑制する。【解決手段】第１の梁１の端面の上部及び下部から軸線方向に切削穴１３，１４を設け、上部スクリュー部材１１及び下部スクリュー部材１２をねじ込む。第２の梁にも軸線方向に上部及び下部のスクリュー部材２１，２２をねじ込み、連結部材３１，３２を介して連結して梁間で曲げモーメントの伝達を可能とする。第１の梁の端部には、軸線方向の切削穴と交叉して上下方向に縦方向切削孔１７を設け、縦方向スクリュー部材１５を、全長が軸線方向の切削穴を通過する位置までねじ込む。縦方向スクリュー部材に先端がねじ込まれるボルトで第１の梁の端面に梁受け金物３４を固定し、第２の梁とせん断力の伝達が可能に連結する。第１の梁にねじ込まれたスクリュー部材の近傍には、木質材の割れを抑える長ビス１８，１９をねじ込む。【選択図】図２

Description

本発明は、木質材からなる２つの梁を、端面を対向させて接合する接合構造に係り、特に接合部で曲げモーメントとせん断力とに抵抗が可能となる梁の接合構造に関するものである。

木質材からなる梁の端部を他の構造部材、例えば柱や他の梁に接合する構造には、金物を用いるものが広く採用されている。例えば、特許文献１に記載されている構造では、柱等に接合金物を固定しておき、梁の端部を上記接合金物によって支持するものである。この構造では、梁の自重及び梁の上に作用する鉛直方向の荷重によって梁の端部にせん断力が作用し、接合金物がせん断力に抵抗するものとなっている。

また、特許文献２に記載されている接合構造では、梁の端部及びこの梁が接合される他の梁にスクリュー部材を鉛直方向にねじ込み、接合金物をこれらのスクリュー部材を介して木質材からなる梁に固定するものとしている。
特許文献１に記載されているように、接合金物をボルト等で木質材に固定する構造では、梁の端部に作用するせん断力が大きくなるとボルトの周辺で木質材に応力が集中する。このため木質材に局部的な変形が生じやすく、接合する双方の部材間の相対的な変位が生じることがある。これに対し、特許文献２に記載の構造では、接合金物から伝達されるせん断力をスクリュー部材によって分散して木質材に伝達することができ、木質材に応力が集中して作用するのが緩和される。このため、特許文献２に記載の接合構造は梁の端部に作用するせん断力が大きいときに好適に採用することができる。

一方、梁の端部で曲げモーメントの伝達が可能となるように他の部材と接合する構造が、例えば特許文献３に記載されている。
集会所や集合住宅等のやや大きな木造建築物では、部材寸法が大きな木質材が用いられることが多く、特に梁は高さが大きな部材が用いられることが多い。また、梁と柱との間で曲げモーメントの伝達が可能となったラーメン構造が採用されることがある。特許文献３に記載の構造では、接合する二つの構造部材にわたって複数の位置に引張力又は圧縮力の伝達が可能な結合部材を埋め込むものとなっている。これらの結合部材に作用する引張力又は圧縮力により、部材間で曲げモーメントが伝達される。

特開２００１−２７１４２６号公報 特開２００４−０９２１４９号公報 特許第６２７５７９８号公報

しかし、従来の梁の接合構造では、次のような解決が望まれる課題がある。
大型の木造建築物では、木質材からなる梁の支間長が長くなることが多く、連続して曲げモーメント及びせん断力に抵抗が可能な長尺の梁を製作することが必要となる。集成材によって梁を製作するとしても、工場で製作した梁の長さが大きくなると、建築物の構築現場まで搬送することが難しくなる。このため、複数の部材に分割して製作し、建築物の構築現場で曲げモーメント及びせん断力の伝達が可能となるように接続することになる。

しかし、特許文献１及び特許文献２に記載の接合構造では、せん断力の伝達は可能となるが、大きな曲げモーメントは伝達されない。また、特許文献３に記載の接合構造では曲げモーメントは伝達されるがせん断力の伝達については考慮されていない。
特許文献１に記載されたせん断力の伝達機構は、特許文献３に記載の接合構造に併せて適用することは可能ではある。しかし、特許文献１の接合構造では接合金物をボルト等によって木質材からなる梁及び柱に取り付けており、接合する部材間で相対的なせん断変形が生じやすい。接合する双方の部材間でせん断変形が生じると、特許文献３に記載されているように曲げモーメントの伝達機構と併せて用いたときに、梁の軸線方向に埋め込んでいる結合部材に沿って、木質材からなる梁に割れが生じ易くなる。

一方、特許文献２に記載の接合構造では、接合金物からスクリュー部材を介してせん断力が木質材からなる梁に伝達され、接合する部材間の相対的なせん断変形は抑制される。しかし、鉛直方向に梁を貫通するスクリュー部材を用いた接合構造を特許文献３に記載されている接合構造に適用しようとすると、上記スクリュー部材が曲げモーメントを伝達するための結合部材と位置が干渉することになる。このため、双方の部材を梁の端部に組み込むことが難しくなる。また、梁の端部に多くの部材を組み込み、これらを介して曲げモーメント及びせん断力が伝達されると、梁の端部で木目に沿った方向の割れが生じ易くなる。

本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、２つの梁の端面を対向させ、曲げモーメント及びせん断力が伝達されるように接合するとともに、梁の端部に割れが生じにくい梁の接合構造を提供することである。

上記課題を解決するために、請求項１に係る発明は、 木質材からなる第１の梁の端面と木質材からなる第２の梁の端面とを対向させて接合する梁の接合構造であって、 前記第１の梁の端面の上部及び下部から該第１の梁の軸線方向に設けられた第１の上部切削穴及び第１の下部切削穴にねじ込まれた第１の上部スクリュー部材及び第１の下部スクリュー部材と、 前記第２の梁の端面の上部及び下部から該第２の梁の軸線方向に設けられた第２の上部切削穴及び第２の下部切削穴にねじ込まれた第２の上部スクリュー部材及び第２の下部スクリュー部材と、 前記第１の梁の端部に上下方向に設けられた第１の縦方向切削穴にねじ込まれた第１の縦方向スクリュー部材と、 第１の梁の端面から前記第１の縦方向スクリュー部材に向かって設けられた穴に挿通され、前記第１の縦方向スクリュー部材の側面に設けられたボルト孔にねじ込まれたボルトによって第１の梁の端面に固定された梁受け部材と、 前記第１の上部スクリュー部材と前記第２の上部スクリュー部材とを結合する上部連結部材と、 前記第１の下部スクリュー部材と前記第２の下部スクリュー部材とを結合する下部連結部材と、 前記梁受け部材と前記第２の梁の端部とを連結する梁受け連結部材と、を有し、 前記第１の縦方向切削穴は、前記第１の上部切削穴又は第１の下部切削穴の少なくとも一方と交叉して連通するように設けられ、 前記第１の縦方向スクリュー部材は、第１の梁の上面又は下面から前記第１の縦方向切削穴にねじ込まれ、該第１の縦方向スクリュー部材の全長が交叉する前記第１の上部切削穴又は第１の下部切削穴を通過する位置までねじ込まれている梁の接合構造を提供する。

この梁の接合構造では、第２の梁と接合する第１の梁の端部に、上面及び下面に沿った位置並びに端面に沿った位置の３方向にスクリュー部材をねじ込むことができる。これにより、上面及び下面に沿ってねじ込んだ第１の上部スクリュー部材及び第１の下部スクリュー部材が、曲げモーメントによって上面付近及び下面付近に発生する圧縮力及び引張力を第２の梁との間で伝達するものとなる。そして、せん断力は第１の縦方向スクリュー部材及び梁受け部材を介して双方の梁間で伝達される。
また、曲げモーメントを伝達するための第１の上部スクリュー部材及び第１の下部スクリュー部材と、せん断力を伝達するための第１の縦方向スクリュー部材とは、互いに干渉することなく、ねじ込むことが可能となり、曲げモーメントとせん断力との双方が梁間で伝達される接合構造を梁の架設現場で実現することが可能となる。

請求項２に係る発明は、請求項１に記載の梁の接合構造において、 前記第１の上部スクリュー部材の上側又は前記第１の下部スクリュー部材の下側には、前記第１の梁の一方の側面から他方の側面に向かって、前記第１の上部スクリュー部材の上側又は前記第１の下部スクリュー部材の下側を先端が通過する位置まで横方向長ビスがねじ込まれ、 前記第１の梁の上面又は下面からは、前記第１の上部スクリュー部材又は前記第１の下部スクリュー部材の両側方を先端が上下方向に通過する位置まで縦方向長ビスがねじ込まれ、 前記第１の上部スクリュー部材又は前記第１の下部スクリュー部材の周囲の三方を囲うように前記横方向長ビス及び前記縦方向長ビスがねじ込まれているものとする。

この接合構造では、第１の上部スクリュー部材又は第１の下部スクリュー部材の周辺の三方を囲うようにねじ込まれた長ビスが引張力に抵抗する。これにより、第１の梁を構成する木質材に割れが生じるのを抑制するとともに割れが生じても大きく拡大するのを抑えることが可能となる。

請求項３に係る発明は、請求項１又は請求項２に記載の梁の接合構造において、 前記第１の縦方向スクリュー部材と前記第１の梁の端面との間に、前記第１の梁の一方の側面から他方の側面に向かって、前記第１の縦方向スクリュー部材の側方を先端が通過する位置まで第２の横方向長ビスがねじ込まれているものとする。

第１の梁と第２の梁との接合部に曲げモーメントが作用したときに、梁受け部材を介して第１の縦方向スクリュー部材を端面に向かって引き出そうとする力が作用することがある。この接合構造では、第１の縦方向スクリュー部材と端面との間にねじ込まれた長ビスが木質材の割れを抑え、第１の梁の端部が破壊するのを抑制することが可能となる。

請求項４に係る発明は、請求項１から請求項３までのいずれかに記載の梁の接合構造において、 前記第１の縦方向スクリュー部材は、側面から軸線と直角方向に貫通孔が形成されており、 前記第１の梁の一方の側面から他方の側面に向かって少なくとも一ヶ所に形成されたピン孔にピンが挿入され、該ピンが前記第１の縦方向スクリュー部材に形成された前記貫通孔に挿通されているものとする。

この接合構造では、第１の梁と第２の梁との接合部に曲げモーメントが作用し、梁受け部材を介して第１の縦方向スクリュー部材を端面に向かって引き出そうとする力が作用したときに、第１の縦方向スクリュー部材を貫通するピンが第１の梁の木質材に圧接され、第１の縦方向スクリュー部材が端面側に変位するのが抑制される。これにより、第１の縦方向スクリュー部材と端面との間に割れが生じるのが抑制される。

請求項５に係る発明は、請求項１から請求項４までのいずれかに記載の梁の接合構造において、 前記第２の梁には、前記第１の梁と接合する端面と上面との隅角部及び該端面と下面との隅角部に切り欠きが設けられ、 前記上部連結部材及び前記下部連結部材は、前記切り欠き内に配置されており、 該第２の梁の上部の前記切り欠き内から下部に設けられた前記切り欠きに向かって形成された第２の縦方向切削穴に第２の縦方向スクリュー部材がねじ込まれ、 前記梁受け連結部材は、前記第２の梁の一方の側面から他方の側面に向かって少なくとも一ヶ所に形成されたピン孔に挿入され、前記梁受け部材に形成された孔及び前記第２の縦方向スクリュー部材に設けられた貫通孔に挿通されたピンであるものとする。

この接合構造では、第２の梁の端部における上部と下部とに形成された切り欠きの間に第２の縦方向スクリュー部材をねじ込むことができる。したがって、第２の上部スクリュー部材及び第２の下部スクリュー部材並びに上部連結部材及び下部連結部材と干渉することなく、第２の梁の端部に第２の縦方向スクリュー部材をねじ込むことができる。そして、第２の梁の側面から挿入されるピンによって梁受け部材と第２の縦方向スクリュー部材とが連結され、梁受け部材を介して第１の梁と第２の梁との間でせん断力が有効に伝達される。

請求項６に係る発明は、請求項１から請求項４までのいずれかに記載の梁の接合構造において、 前記第１の梁と前記第２の梁とには、互いに接合する端面と上面との隅角部及び該端面と下面との隅角部に切り欠きが設けられ、 前記第１の上部スクリュー部材及び前記第１の下部スクリュー部材と、前記第２の上部スクリュー部材及び前記第２の下部スクリュー部材とは、前記切り欠き内から前記第１の梁又は前記第２の梁の軸線方向にねじ込まれており、 前記第１の縦方向スクリュー部材は、前記第１の梁の前記切り欠きが設けられた範囲よりも端面から離れた位置にねじ込まれ、 前記第２の梁には、該第２の梁の前記切り欠きが設けられた範囲よりも端面から離れた位置に上下方向の第２の縦方向切削穴が形成され、 前記第２の縦方向切削穴は、前記第２の上部切削穴又は第２の下部切削穴の少なくとも一方と交叉して連通するように設けられ、 前記第２の縦方向切削穴には、第２の梁の上面又は下面から第２の縦方向スクリュー部材がねじ込まれ、該第２の縦方向スクリュー部材は、その全長が交叉する前記第２の上部切削穴又は第２の下部切削穴を通過する位置までねじ込まれており、 前記梁受け連結部材は、前記第２の梁の一方の側面から他方の側面に向かって形成されたピン孔に挿入され、前記梁受け部材に形成された孔及び前記第２の縦方向スクリュー部材に設けられた貫通孔に挿通されたピンであるものとする。

この接合構造では、第１の梁と第２の梁とに接合端面に関して対称に切り欠きを設け、対称となる位置にそれぞれ３つのスクリュー部材をねじ込むことができる。したがって、接合部分に作用する曲げモーメント及びせん断力に対して第１の梁と第２の梁とがほぼ同等の耐力を有する構造とすることができる。

以上説明したように、本発明の梁の接合構造では、接合された２つの梁の間で、曲げモーメント及びせん断力が伝達されるとともに、梁の端部に割れが生じにくい接合構造とすることができる。

本発明に係る梁の接合構造を適用して接合された梁の接合部を示す概略斜視図である。 図１に示す梁の接合部の構造であって本発明の一実施形態である接合構造の側面図である。 図２に示す梁の接合構造の断面図である。 図２に示す梁の接合構造によって接合される第１の梁の接合端部を示す分解斜視図である。 図２に示す梁の接合構造によって接合される第２の梁の接合端部を示す分解斜視図である。 図２に示す梁の接合構造で用いられるスクリュー部材の側面図及び端面図である。 図２に示す梁の接合構造で用いられる連結部材の上面図、正面図、底面図及び側面図である。 図２に示す梁の接合構造で用いられる連結部材の他の例を示す正面図、底面図並びに該連結部材の一部を構成する偏心座金の上面図、正面図及び底面図である。 図２に示す梁の接合構造で用いられる梁受け部材の上面図、正面図及び側面図である。 図２に示す梁の接合構造で接合された第１の梁の上部の端面図である。 図２に示す梁の接合構造の平断面図である。 図２に示す梁の接合構造で第１の梁と第２の梁とを接合するときの状態を示す概略斜視図である。 本発明の他の実施形態である梁の接合構造を示す側面図である。

以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
図１は、本発明に係る梁の接合構造を適用して接合された梁の接合部を示す概略斜視図である。図２は本発明の一実施形態である接合構造の側面図であり、図３は断面図である。また、図４及び図５は、図２に示す梁の接合構造によって接合されるそれぞれの梁の接合端部を示す分解斜視図である。
この接合構造は、第１の梁１と第２の梁２とを双方の端面を対向させて接合するものであり、双方の梁間で曲げモーメントを伝達するための曲げ伝達機構と、せん断力を伝達するためのせん断力伝達機構とを有するものである。

上記曲げ伝達機構は、双方の梁の接合部における上縁付近と下縁付近とにそれぞれ設けられており、上側の曲げ伝達機構は、第１の梁１の端面の上部から軸線方向にねじ込まれる第１の上部スクリュー部材１１と、第２の梁２の端部に、軸線方向にねじ込まれた第２の上部スクリュー部材２１と、これらを連結する上部連結部材３１とを有するものである。また、下側の曲げ伝達機構も同じ構成を有するものであり、第１の梁１にねじ込まれた第１の下部スクリュー部材１２と、第２の梁２の端部にねじ込まれた第２の下部スクリュー部材２２と、これらを連結する下部連結部材３２とを備えるものである。

第２の梁２には、端面と上面との隅角部及び端面と下面との隅角部に矩形の切り欠き２ａ，２ｂが形成されており、上記第２の上部スクリュー部材２１及び第２の下部スクリュー部材２２は上記切り欠き２ａ，２ｂ内から第２の梁２の軸線方向にねじ込まれている。
また、第１の梁１にねじ込まれた第１の上部スクリュー部材１１及び第１の下部スクリュー部材１２は、上記第２の上部スクリュー部材２１及び第２の下部スクリュー部材２２と対向するように位置が設定されている。
２つの連結部材３１，３２は、２つの切り欠き２ａ，２ｂ内にそれぞれ配置され、上部連結部材３１は、第１の上部スクリュー部材１１と第２の上部スクリュー部材２１とに、下部連結部材３２は、第１の下部スクリュー部材１２と第２の下部スクリュー部材２２とにボルト３３で結合されている。

上記第１の上部スクリュー部材１１及び第１の下部スクリュー部材１２は、第１の梁１の端面の上部及び下部から軸線方向に第１の上部切削穴１３及び第１の下部切削穴１４を形成しておき、これらの切削穴１３，１４にねじ込まれたものである。また、第２の上部スクリュー部材２１及び第２の下部スクリュー部材２２は、第２の梁２に設けられた切り欠き２ａ，２ｂ内の鉛直面から軸線方向に切削された第２の上部切削穴２３及び第２の下部切削穴２４にねじ込まれたものである。

上記第１の上部スクリュー部材１１、第２の上部スクリュー部材２１、第１の下部スクリュー部材１２及び第２の下部スクリュー部材２２は、同じものが使用されており、図６（ａ）及び図６（ｂ）に示すように、金属の棒状の部材４１の周面にらせん状の張り出し部４２を備えるものである。一方の端面からは軸線方向にボルト穴４３が形成されており、連結部材を結合するためのボルト３３をねじ込むことができるものとなっている。また、上記ボルト穴４３が形成された端面には、木質材からなる梁にねじ込むときに、回転力を付与するための工具を係止することができる溝４４が形成されている。

上記連結部材３１，３２は、図７に示すように金属からなる箱状の部材であり、梁の端面と対向させる２つの端板部５１，５２とこれらを連結する側板部５３とを有するものである。側板部５３は、２つの端板部５１，５２の間の空間を一方向に開放するように設けられており、その背面部は湾曲した円筒曲面で閉じた形状となっている。２つの端板部５１，５２には、それぞれ貫通孔５１ａ，５２ａが形成されており、図４及び図５に示すように、上記貫通孔に挿通したボルト３３をスクリュー部材に設けられたボルト穴４３にねじ込むことによって第１の上部スクリュー部材１１と第２の上部スクリュー部材２１と、及び第１の下部スクリュー部材１２と第２の下部スクリュー部材２２とが結合されるものである。

連結部材は、図７に示すものに代えて図８に示すものを用いることもできる。この連結金物３６は、一方の端板部５４に設けられた貫通孔５４ａの径が図７に示す連結部材３３より大きくなっている。この貫通孔５４ａには、箱状となった連結部材３６の内側から円形のプレート状の偏心座金５５が嵌め合わされ、端板部５４に対して周方向に回転が可能に係止されている。この偏心座金５５にはボルト３３を挿通することができる長孔５５ａが形成されており、この長孔５５ａは、円形の偏心座金５５の中心から半径方向に長軸を有するものである。したがって、長孔５５ａに挿通されたボルト３３は、偏心座金５５の回転と長孔５５ａ内の長軸方向の移動によって位置を調整することが可能となっている。

上記せん断伝達機構は、第１の梁１の端部に鉛直方向にねじ込まれた第１の縦方向スクリュー部材１５と、第２の梁２の端部に鉛直方向にねじ込まれた第２の縦方向スクリュー部材２５と、第１の梁１の端面に固定される梁受け部材である梁受け金物３４とを備えている。

上記第１の縦方向スクリュー部材１５と第２の縦方向スクリュー部材２５とは、同じものが使用されており、図６（ｃ）及び図６（ｄ）に示すように金属の棒状の部材４５の周面にらせん状の張り出し部４６を備えるものである。これらの縦方向スクリュー部材１５，２５には、周面に軸線方向と直角となる方向のボルト孔４７が所定間隔で複数形成されている。これらのボルト孔４７は、内周面に雌ねじが形成され、梁受け金物３４を第１の梁１に固定するためのボルト３５をねじ込むことができるものである。また、上記ボルト孔４７の他に、該縦方向スクリュー部材の軸線と直角方向であって上記ボルト孔４７とも直角となる方向の貫通孔４８が所定の間隔で複数形成されている。これらの貫通孔４８は、第１の梁１又は第２の梁２に第１の縦方向スクリュー部材１５又は第２の縦方向スクリュー部材２５がねじ込まれたときに、これらの梁１，２の軸線と直角方向となるものである。そして、第１の梁１又は第２の梁２の一方の側面から他方の側面に貫通するピン１６，２６を挿通することができるものとなっている。
なお、第２の縦方向スクリュー部材２５は、上記ボルト孔４７が形成されていないものを使用することもできる。

第１の縦方向スクリュー部材１５は、図４に示すように、第１の梁１の端部にあらかじめ第１の縦方向切削孔１７を形成しておき、この第１の縦方向切削孔１７にねじ込まれたものである。第１の縦方向切削孔１７は鉛直方向に貫通するものであり、第１の梁１の断面の幅方向におけるほぼ中央に形成されている。そして、第１の梁１の幅方向のほぼ中央に設けられた第１の上部切削穴１３及び第１の下部切削穴１４と交叉し、互いに連通するものである。

第１の縦方向スクリュー部材１５は、第１の梁１の上面又は下面から第１の縦方向切削穴１７にねじ込まれ、全長が第１の上部切削穴１３又は第１の下部切削穴１４を通過する位置までねじ込まれている。したがって、第１の縦方向スクリュー部材１５をねじ込んだ後には交叉する第１の上部切削穴１３又は第１の下部切削穴１４は第１の縦方向スクリュー部材１５によって閉塞されることなく開放された状態となっている。したがって、その後に第１の上部スクリュー部材１１及び第１の下部スクリュー部材１２をねじ込むことができる。
第１の梁１にねじ込まれた第１の縦方向スクリュー部材１１は、周面に形成されたボルト孔４７の軸線が第１の梁１の端面と直角となり、周面に形成された貫通孔４８の軸線は第１の梁１の側面と直角となる位置に設定されている。

一方、第２の梁２の端部には、図５に示すように上部の切り欠き２ａ内の水平な面から下側の切り欠き２ｂ内に貫通する第２の縦方向切削孔２７が形成され、第２の縦方向スクリュー部材２７がこの第２の縦方向切削孔２７にねじ込まれている。この第２の縦方向スクリュー部材２７は、周面に形成された貫通孔４８の軸線が第２の梁２の側面と直角となるようにねじ込まれる。

上記梁受け金物３４は、鋼板を加工した部材であり、図９に示すように第１の梁１の端面に当接される基板部６１と、ほぼ矩形となった基板部６１の両側縁から直角方向に張り出した２つの張出板部６２とを有するものである。
基板部６１には梁受け金物３４を固定するためのボルト３５を挿通する複数の孔６１ｂが形成され、その周囲がプレス加工によって第１の梁に当接される側に突き出した凸部６１ａとなっている。この凸部６１ａは、第１の梁１の端面に形成された凹部１ａに嵌め入れられるものであり、凸部６１ａが突き出した部分の裏側の凹状となって部分には、梁受け金物３４を固定するためのボルト３５の頭部が収容される。
張出板部６２には、梁受け金物３４と第２の梁２とを結合するためのピン２６を挿通する複数の孔６３が設けられている。

この梁受け金物３４は、図４に示すように第１の縦方向スクリュー部材１５に形成されたボルト孔４７に先端部がねじ込まれるボルト３５によって第１の梁１に固定されている。このボルト３５は、基板部６１に形成された孔６１ｂに挿通され、第１の梁１に形成された穴１ｂから第１の縦方向スクリュー部材のボルト孔４７にねじ込まれ、梁受け金物３４を第１の梁の端面に締め付けるものである。
なお、本実施の形態では、図９に示す梁受け金物３４を上下に２つを並べて使用している。

一方、第２の梁２には、図５に示すように端部の上側の切り欠きから下側の切り欠きまでの範囲で、ねじ込まれた第２の縦方向スクリュー部材２５と両側面との間に、２つのスリット２ｃが形成されている。これらのスリット２ｃは、第２の梁２の側面と平行に形成され、双方の位置は上記梁受け金物３４の２つの張出板部６２の間隔と対応するものとなっている。また、第２の梁２の端部には、一方の側面から他方の側面に至る複数のピン孔２ｄが形成されている。これらのピン孔２ｄは、第２の梁２にねじ込まれた第２の縦方向スクリュー部材２５の貫通孔４８の位置に対応している。

上記梁受け金物３４の張出板部６２は、第２の梁２に形成されたスリット２ｃ内に挿入され、第２の梁２の一方の側面から挿入された複数のピン２６が、梁受け金物３４の張出板部６２に設けられた孔６３及び第２の縦方向スクリュー部材２５の貫通孔４８に挿通される。これにより、第２の梁２は梁受け金物３４を介して第１の梁１と接合される。
なお、上記ピン２６は、本発明の梁受け連結部材に相当するものである。これらのピンの数は、接合部に作用するせん断力の大きさ等を考慮して適宜に定めることができるものであり、少なくとも一箇所に設けられる。また、これらのピンは第２の梁２の上面又は下面に近い位置に使用するのが望ましい。

上記曲げ伝達機構及びせん断伝達機構を接合する２つの梁の接合部に設けることにより、接合する２つの梁の端部には割れが生じやすくなるが、これを抑えるために長ビスが用いられる。図１０及び図１１は、第１の梁１にねじ込まれた長ビスの位置を示す図であって、図１０は図２中に示すＡ−Ａ線における矢視図であり、図１１は図２中に示すＢ−Ｂ線における断面図である。
曲げ伝達機構を構成する第１及び第２の上部スクリュー部材並びに第１及び第２の下部スクリュー部材は、それぞれ梁の上面または下面付近で軸線方向に配置されるので、これらのスクリュー部材の周辺部に、梁の木目に沿った方向の割れが生じ易くなる。これを抑えるために第１の梁１には、図１０に示すように、上面から下方に向けて第１の上部スクリュー部材１１と両側面との間に縦方向長ビス１８がねじ込まれている。これらの縦方向長ビス１８は、先端が第１の上部スクリュー部材１１の側方を通過し、第１の上部スクリュー部材１１より下側となる位置まで到達するものである。また、第１の下部スクリュー部材１２の両側方にも同様に第１の梁１の下面から上方に向けて縦方向長ビス１８がねじ込まれ、先端が第１の下部スクリュー部材１２より上方となる位置まで到達している。
さらに、図２及び図３に示すように、第２の梁２にも第２の上部スクリュー部材２１の両側に第２の梁２の上面から下方に向けて縦方向長ビス２８がねじ込まれている。また、第２の下部スクリュー部材２２の両側にも第２の梁２の下面から上方に向けて縦方向長ビス１８が第２の下部スクリュー部材２２より上方に先端が到達するまでねじ込まれている。

一方、第１の梁１には、図１０に示すように、該第１の梁１の上面付近に一方の側面から他方の側面に向かって第１の横方向長ビス１９ａがねじ込まれている。この第１の横方向長ビス１９ａは、図２に示すように第１の縦方向切削孔１７と端面との間にねじ込まれ、先端が第１の縦方向スクリュー部材１５の側方を通過して他方の側面近くにまで達している。第１の縦方向切削孔１７が第１の上部切削穴１３と交叉するように形成されていることにより、上面付近で縦方向の割れが生じ易くなるのを抑えるものである。

また、第１の横方向長ビス１９ａの下方には、図２及び図１０に示すように第２の横方向長ビス１９ｂがねじ込まれている。この第２の横方向長ビス１９ｂは、図１１に示すように第１の梁１にねじ込まれた第１の縦方向スクリュー部材１５と第１の梁１の端面との間にねじ込まれている。そして、第１の横方向長ビス１９ａと同様に、一方の側面から他方の側面に向かってねじ込まれ、先端が第１の縦方向スクリュー部材１５の側方を通過する位置にまで達している。この第２の横方向長ビス１９ｂは、第１の梁１の端部に曲げモーメントによる縦方向の割れが生じるのを抑制するものである。つまり、２つの梁１，２の接合部に曲げモーメントが作用することにともない、梁受け金物３４から第１の縦方向スクリュー部材１５を端面側に引き出そうとする力が作用し、この力による割れを防ごうとするものである。

上記第１の横方向長ビス１９ａ及び第２の横方向長ビス１９ｂは、図２に示すように第１の梁１の下部にも同様にねじ込まれており、第１の横方向長ビス１９ａが第１の梁１の下面と第１の下部スクリュー部材１２との間、第２の横方向長ビス１９ｂが第１の縦方向スクリュー部材１５の下部と端面との間にねじ込まれている。
なお、本実施の形態では、第２の梁２には横方向の長ビスは設けられていない。これは、第２の梁では第２の上部切削穴２３又は第２の下部切削穴２４が第２の縦方向切削孔２７と交叉しない点、及び第２の縦方向スクリュー部材２５には、第２の梁２の側面から挿入された複数のピン２６が貫通している点によって、縦方向の割れに対して第１の梁１より大きな抵抗力を備えていることを考慮したものである。ただし、必要に応じて第２の梁２にも横方向長ビスを使用することもできる。
また、第１の梁１及び第２の梁にねじ込まれる縦方向長ビス、横方向長ビスの本数及びねじ込む位置は、上記の実施形態に限定されるものではなく適宜に設定することができる。

さらに第１の梁１には、図４に示すように側面の上部及び下部に、一方の側面から他方の側面に向かって形成されたピン孔１ｄにピン１６が挿入され、第１の縦方向スクリュー部材１５に設けられた貫通孔４８に挿通されている。このピン１６は、２つの梁の接合部に作用する曲げモーメントによって第１の縦方向スクリュー部材１５を端面側に引き出そうとする力が作用したときに、第１の縦方向スクリュー部材１５の両側に張り出した部分が第１の梁１の木質材に当接され、第１の縦方向スクリュー部材１５に作用する上記力に抵抗する。これにより、第１の梁の端部に縦方向の割れが生じるのを抑制する効果を有するものである。なお、上記ピン１６を設ける本数、位置等は、２つの梁の接合部に作用する断面力等を考慮して任意に定めることができるものであるが、第１の梁１の上面に近い位置又は下面に近い位置に設けるのが望ましい。

上記梁の接合構造による２つの梁の接合は、次のように行うことができる。
まず、接合する第１の梁１及び第２の梁２の端部に加工を行う。第１の梁１には第１の上部切削穴１３、第１の下部切削穴１４及び第１の縦方向切削孔１７を形成し、スクリュー部材のらせん状の張り出し部が嵌め入れられるらせん状の溝を切削する。そして、端面の凹部１ａ、凹部内から第１の縦方向切削孔１７に通じる穴１ｂ及び側面からピンを挿入するピン孔１ｄを形成する。
第１の縦方向スクリュー部材１５は、上面からねじ込むときには第１の上部スクリュー部材１１よりも先にねじ込むものとし、上面から全長が第１の上部切削穴１３を通過する位置にまでねじ込む。第１の下部スクリュー部材１２は、第１の縦方向スクリュー部材１５をねじ込む前、又はねじ込んだ後にねじ込むことができる。また、下面から第１の縦方向スクリュー部材１５をねじ込むときには、第１の下部スクリュー部材１２をねじ込む前にねじ込むものとする。

その後、図４に示すように第１の梁１の端面には、先端が第１の縦方向スクリュー部材１１のボルト孔４７にねじ込まれるボルトによって梁受け金物３４を固定する。また、第１の下部スクリュー部材１２の端面に形成されたボルト穴４３にねじ込まれるボルト３３によって下部連結部材３２を第１の梁１の端面の下部に固定する。

一方、第２の梁２は、図５に示すように端部の上部及び下部に切り欠き２ａ，２ｂを設けるとともに、２つのスリット２ｃを形成する。また、側面からピン２６を挿入するピン孔２ｄを形成する。そして、第２の上部切削穴２３、第２の下部切削穴２４及び第２の縦方向切削穴２７を形成し、第２の上部スクリュー部材２１、第２の下部スクリュー部材２２及び第２の縦方向スクリュー部材２５をねじ込む。第２の上部スクリュー部材２１には、端面に形成されたボルト穴４３にねじ込まれるボルト３３によって上部連結部材３１を固定する。一方の側面から他方の側面に向けて穿孔されたピン孔２ｄには、最上部のピン孔のみにピンを挿入しておく。

上部連結部材３１が固定された第２の梁２は、図１１に示すように梁受け金物３４及び下部連結部材３２が固定された第１の梁１の上方に支持し、第１の梁１の端面の直上に第２の梁２の端面の位置を合わせて、第２の梁２を下降させる。第１の梁１に固定された梁受け金物３４の張出板部６２は第２の梁２に形成されたスリット２ｃ内に収容され、第２の梁２の側面から最上部のピン孔２ｄに挿入されたピン２６が張出板部の上部に設けられたピン受け部６４に係止される。このピン２６によって第２の梁２は第１の梁１と軸線を一致させた状態で仮支持される。その後、第２の梁２の側面から複数のピン２６を挿入し、梁受け金物３４と第２の梁２を連結するとともに、第２の上部スクリュー部材２１に固定された上部連結部材３１をボルト３３によって第１の上部スクリュー部材１１と結合する。また、第１の下部スクリュー部材１２に固定された下部連結部材３２はボルトによって第２の下部スクリュー部材２２に結合して、２つの梁の接合を完了する。

このような梁の接合構造では、第１の梁１にねじ込まれた第１の上部スクリュー部材１１から上部連結部材３１を介して第２の梁２にねじ込まれた第２の上部スクリュー部材２１に、双方の梁の軸線方向の引張力または圧縮力が伝達される。また、同様に第１の梁１にねじ込まれた第１の下部スクリュー部材１２から下部連結部材３２を介して第２の梁２にねじ込まれた第２の下部スクリュー部材２２に、引張力または圧縮力が伝達される。これにより双方の梁間で曲げモーメントが伝達される。そして、第１の梁１にねじ込まれた第１の縦方向スクリュー部材１５から梁受け金物３４を介して第２の梁２にねじ込まれた第２の縦方向スクリュー部材２５にせん断力が伝達される。
また、第１の梁１の上面及び下面からねじ込まれた縦方向長ビス１８，２８及び第１の梁の側面からねじ込まれた横方向長ビス１９ａ，１９ｂによって第１の梁１及び第２の第２の梁の端部に割れが生じるのが抑制される。

図１１は、本発明の他の実施形態である梁の接合構造を示す側面図である。
この接合構造では、図２及び図３に示す接合構造で用いられているものと同じ第１の上部スクリュー部材７１、第１の下部スクリュー部材７２、第２の上部スクリュー部材８１、第２の下部スクリュー部材８２、上部連結部材９１及び下部連結部材９２が用いられている。そして、第１の梁３にねじ込まれた第１の上部スクリュー部材７１及び第１の下部スクリュー部材７２から上部連結部材９１及び下部連結部材９２を介して第２の梁４にねじ込まれた第２の上部スクリュー部材８１及び第２の下部スクリュー部材８２に引張力又は圧縮力が伝達されるものとなっている。また、第１の梁３にねじ込まれた第１の縦方向スクリュー部材７３及び第２の梁４にねじ込まれた第２の縦方向スクリュー部材８３も図２及び図３に示す接合構造と同じものが用いられており、梁受け金物９３を介してせん断力を第１の梁３と第２の梁４との間で伝達するものとなっている。

一方、この接合構造では、第１の梁３と第２の梁４との双方に、上面と端面との隅角部及び下面と端面との隅角部に切り欠きが設けられている。第１の上部スクリュー部材７１、第１の下部スクリュー部材７２、第２の上部スクリュー部材８１及び第２の下部スクリュー部材８２は、いずれも切り欠き内の鉛直面から第１の梁３又は第２の梁４の軸線方向にねじ込まれている。したがって、第１の梁３と第２の梁４とが端面を突き合わせるように接合されたときに、上部連結部材９１及び下部連結部材９２は双方に設けられた切り欠き内にわたって配置されるものとなっている。

第１の梁３は、端部に上記切り欠きが設けられるのにともない、第１の縦方向切削孔７６は、切り欠きの軸線方向の寸法より端面から離れた位置に形成される。この第１の縦方向切削孔７６は、第１の上部切削穴７４及び第１の下部切削穴７５と交叉するものであり、第１の縦方向スクリュー部材７３は第１の上部スクリュー部材７１又は第１の下部スクリュー部材７２に先行してねじ込まれるものとなっている。
また、第２の梁４も同様に第２の縦方向切削孔８６は、切り欠きの軸線方向の寸法より端面から離れた位置に形成され、第２の上部切削穴８４及び第２の下部切削穴８５と交叉する。したがって、第２の縦方向スクリュー部材８３は第２の上部スクリュー部材８１又は第２の下部スクリュー部材８２に先行してねじ込まれるものである。

梁受け金物９３は、図２及び図３に示す接合構造と同様に第１の梁３に固定され、第２の梁４に結合されるものである。ただし、第１の縦方向スクリュー部材７３及び第２の縦方向スクリュー部材８３が端面より離れた位置にねじ込まれているのに対応して、梁受け金物９３を固定するボルト９４は図２に示す接合構造で用いられるものより長くなっており、梁受け金物９３の張出板部の張り出し長も大きくなっている。
また、縦方向長ビス７７，８７は、図２及び図３に示す接合構造と同様に用いられ、横方向長ビス７８，８８は第１の梁３のみではなく第２の梁４でも用いられ、梁を構成する木質材の割れを抑制するものとなっている。

このような梁の接合構造でも、接合する双方の梁間で曲げモーメント及びせん断力が伝達されるとともに、双方の梁を構成する木質材の割れが有効に抑制される。

以上に説明した梁の接合構造は本発明の実施の形態であり、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で部材の寸法、形状、数等を適宜に変更して実施することができるものである。

１：第１の梁， １ａ：凹部， １ｂ：梁受け金物を固定するボルトが挿入される穴， １ｄ：ピン孔， ２：第２の梁， ２ａ：上部の切り欠き， ２ｂ：下部の切り欠き， ２ｃ：スリット， ２ｄ：ピン孔，３：第１の梁， ４：第２の梁，
１１：第１の上部スクリュー部材， １２：第１の下部スクリュー部材， １３：第１の上部切削穴， １４：第１の下部切削穴， １５：第１の縦方向スクリュー部材， １６：ピン， １７：第１の縦方向切削孔， １８：縦方向長ビス， １９ａ：第１の横方向長ビス， １９ｂ：第２の横方向長ビス，
２１：第２の上部スクリュー部材， ２２：第２の下部スクリュー部材， ２３：第２の上部切削穴， ２４：第２の下部切削穴， ２５：第２の縦方向スクリュー部材， ２６：ピン， ２７：第２の縦方向切削孔， ２８：縦方向長ビス，
３１：上部連結部材， ３２：下部連結部材， ３３：ボルト， ３４：梁受け金物， ３５：ボルト， ，３６：連結部材，
４１：金属の棒状の部材， ４２：らせん状の張り出し部， ４３：ボルト穴， ４４：溝， ４５：金属の棒状の部材， ４６：らせん状の張り出し部， ４７：ボルト孔， ４８：貫通孔， ４９：溝，
５１，５２：連結部材の端板部， ５１ａ，５２ａ：端板部に設けられた貫通孔， ５３：連結部材の側板部， ５４：端板部， ５４ａ：偏心座金が嵌め入れられる貫通孔, ５５：偏心座金， ５５ａ：長孔，
６１：基板部， ６１ａ：基板部に設けられた凸部， ６１ｂ：ボルトを挿通する孔， ６２：張出板部， ６３：ピンを挿通する孔， ６４：ピン受け部，
７１：第１の上部スクリュー部材， ７２：第１の下部スクリュー部材， ７３：第１の縦方向スクリュー部材， ７４：第１の上部切削穴， ７５：第１の下部切削穴， ７６：，第１の縦方向切削穴 ７７：縦方向長ビス， ７８：横方向長ビス，
８１：第２の上部スクリュー部材， ８２：第２の下部スクリュー部材， ８３：第２の縦方向スクリュー部材， ８４：第２の上部切削穴， ８５：第２の下部切削穴， ８６：，第２の縦方向切削穴， ８７：縦方向長ビス， ８８：横方向長ビス，
９１：上部連結部材， ９２：下部連結部材， ９３：梁受け金物， ９４：ボルト

Claims (6)

1. 木質材からなる第１の梁の端面と木質材からなる第２の梁の端面とを対向させて接合する梁の接合構造であって、
   前記第１の梁の端面の上部及び下部から該第１の梁の軸線方向に設けられた第１の上部切削穴及び第１の下部切削穴にねじ込まれた第１の上部スクリュー部材及び第１の下部スクリュー部材と、
   前記第２の梁の端面の上部及び下部から該第２の梁の軸線方向に設けられた第２の上部切削穴及び第２の下部切削穴にねじ込まれた第２の上部スクリュー部材及び第２の下部スクリュー部材と、
   前記第１の梁の端部に上下方向に設けられた第１の縦方向切削穴にねじ込まれた第１の縦方向スクリュー部材と、
   第１の梁の端面から前記第１の縦方向スクリュー部材に向かって設けられた穴に挿通され、前記第１の縦方向スクリュー部材の側面に設けられたボルト孔にねじ込まれたボルトによって第１の梁の端面に固定された梁受け部材と、
   前記第１の上部スクリュー部材と前記第２の上部スクリュー部材とを結合する上部連結部材と、
   前記第１の下部スクリュー部材と前記第２の下部スクリュー部材とを結合する下部連結部材と、
   前記梁受け部材と前記第２の梁の端部とを連結する梁受け連結部材と、を有し、
   前記第１の縦方向切削穴は、前記第１の上部切削穴又は第１の下部切削穴の少なくとも一方と交叉して連通するように設けられ、
   前記第１の縦方向スクリュー部材は、第１の梁の上面又は下面から前記第１の縦方向切削穴にねじ込まれ、該第１の縦方向スクリュー部材の全長が交叉する前記第１の上部切削穴又は第１の下部切削穴を通過する位置までねじ込まれていることを特徴とする梁の接合構造。
2. 前記第１の上部スクリュー部材の上側又は前記第１の下部スクリュー部材の下側には、前記第１の梁の一方の側面から他方の側面に向かって、前記第１の上部スクリュー部材の上側又は前記第１の下部スクリュー部材の下側を先端が通過する位置まで横方向長ビスがねじ込まれ、
   前記第１の梁の上面又は下面からは、前記第１の上部スクリュー部材又は前記第１の下部スクリュー部材の両側方を先端が上下方向に通過する位置まで縦方向長ビスがねじ込まれ、
   前記第１の上部スクリュー部材又は前記第１の下部スクリュー部材の周囲の三方を囲うように前記横方向長ビス及び前記縦方向長ビスがねじ込まれていることを特徴とする請求項１に記載の梁の接合構造。
3. 前記第１の縦方向スクリュー部材と前記第１の梁の端面との間に、前記第１の梁の一方の側面から他方の側面に向かって、前記第１の縦方向スクリュー部材の側方を先端が通過する位置まで第２の横方向長ビスがねじ込まれていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の梁の接合構造。
4. 前記第１の縦方向スクリュー部材は、側面から軸線と直角方向に貫通孔が形成されており、
   前記第１の梁の一方の側面から他方の側面に向かって少なくとも一ヶ所に形成されたピン孔にピンが挿入され、該ピンが前記第１の縦方向スクリュー部材に形成された前記貫通孔に挿通されていることを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれかに記載の梁の接合構造。
5. 前記第２の梁には、前記第１の梁と接合する端面と上面との隅角部及び該端面と下面との隅角部に切り欠きが設けられ、
   前記上部連結部材及び前記下部連結部材は、前記切り欠き内に配置されており、
   該第２の梁の上部の前記切り欠き内から下部に設けられた前記切り欠きに向かって形成された第２の縦方向切削穴に第２の縦方向スクリュー部材がねじ込まれ、
   前記梁受け連結部材は、前記第２の梁の一方の側面から他方の側面に向かって少なくとも一ヶ所に形成されたピン孔に挿入され、前記梁受け部材に形成された孔及び前記第２の縦方向スクリュー部材に設けられた貫通孔に挿通されたピンであることを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれかに記載の梁の接合構造。
6. 前記第１の梁と前記第２の梁とには、互いに接合する端面と上面との隅角部及び該端面と下面との隅角部に切り欠きが設けられ、
   前記第１の上部スクリュー部材及び前記第１の下部スクリュー部材と、前記第２の上部スクリュー部材及び前記第２の下部スクリュー部材とは、前記切り欠き内から前記第１の梁又は前記第２の梁の軸線方向にねじ込まれており、
   前記第１の縦方向スクリュー部材は、前記第１の梁の前記切り欠きが設けられた範囲よりも端面から離れた位置にねじ込まれ、
   前記第２の梁には、該第２の梁の前記切り欠きが設けられた範囲よりも端面から離れた位置に上下方向の第２の縦方向切削穴が形成され、
   前記第２の縦方向切削穴は、前記第２の上部切削穴又は第２の下部切削穴の少なくとも一方と交叉して連通するように設けられ、
   前記第２の縦方向切削穴には、第２の梁の上面又は下面から第２の縦方向スクリュー部材がねじ込まれ、該第２の縦方向スクリュー部材は、その全長が交叉する前記第２の上部切削穴又は第２の下部切削穴を通過する位置までねじ込まれており、
   前記梁受け連結部材は、前記第２の梁の一方の側面から他方の側面に向かって形成されたピン孔に挿入され、前記梁受け部材に形成された孔及び前記第２の縦方向スクリュー部材に設けられた貫通孔に挿通されたピンであることを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれかに記載の梁の接合構造。

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