JP4751624B2

JP4751624B2 - 締結具

Info

Publication number: JP4751624B2
Application number: JP2005056341A
Authority: JP
Inventors: 義邦大倉
Original assignee: 有限会社グランドフォーム
Priority date: 2005-03-01
Filing date: 2005-03-01
Publication date: 2011-08-17
Anticipated expiration: 2025-03-01
Also published as: JP2006241753A

Description

本発明は、木造建築物の屋根を支持するため、棟から軒先に向けて傾斜するように配置される登り梁を固定するために用いる締結具に関する。

木造建築物の屋根は、建物中心付近の棟を中心として、ここから軒先に向けて下り勾配になっている様式が一般的であり、瓦や積雪など様々な荷重を受け止める必要があるため、屋根裏には柱などの部材が複雑に交錯している。屋根とその周辺の構造は様々だが、一般的には図８のような構造が普及している。この図のように建物の周縁には柱が直立しており、この柱を結ぶように梁が水平に配置され、また建物の頂上には棟木が水平に配置されている。タルキは棟木から梁に向けて斜めに配置されており、タルキの上には野地板が全面に敷かれており、野地板の上に瓦などの外装材が並べられる。タルキは梁よりも断面が小さく、タルキの両端を支持している棟木と梁だけでは屋根の荷重に耐えられないため、束と母屋によって中間部も支持されている。

図８のような伝統的な構造のほか、タルキの代用として登り梁を使用する場合がある。登り梁はタルキと同様に斜めに配置されるが、その断面は他の梁と同様な寸法になっており、単に野地板を支持するだけではなく、建物の骨格としての機能も備えている。その結果、束や母屋のような中間を支持する部材が不要になり、屋根裏の構造が簡素化されるため、屋根裏部屋を設ける場合には大きな空間が確保でき、また天井をなくして吹き抜け構造にする場合、屋根裏には梁や登り梁などの太い部材だけが整然と配置された構成になり、重厚感を感じさせる特有の雰囲気を醸し出す。

登り梁は前記のように、屋根裏部屋を設けたり天井のない吹き抜け構造にする場合、空間の確保や美感などの面で優れているものの、登り梁の長さや太さ、そのほか施工時の傾斜角度は建物ごとに異なるため、登り梁の両端を支持する棟木や梁などとの締結方法が確立されておらず、専用の金具を都度製造して組み付けたり、ホゾや釘といった原始的な方法を用いたりする場合が多い。このような問題を解決するため、登り梁の様々な断面形状や傾斜角度に応じて、事前に多種類の金具を製造保管しておくことも可能だが、この方法は多種類の金具をまとめて製造する必要があり手間が増加しやすく、しかも大量の在庫を抱えることになる。したがって登り梁を用いた建物は従来よりも費用が増加する傾向があり、そのため登り梁を用いた建物を望んでもこれを断念して、従来工法に変更される場合がある。

登り梁の下端側を固定するため、現状で使用されている金具の構造例を図９に示す。ここに示される登り梁は、傾斜角度や断面形状がそれぞれ異なっており、その固定方法もそれぞれ異なっている。図９（Ａ）から（Ｄ）のいずれも、登り梁の端面から金具が差し込まれており、登り梁と金具を貫通するように固定ピンが打ち込まれている。さらに金具は、ボルトによって梁に引き寄せられて固定されている。なお（Ｃ）と（Ｄ）のように傾斜角度が大きい場合、ボルトをバランス良く配置できないため、Ｌ字形の補強具も使用して強度を確保している。このように登り梁の傾斜角度や断面形状によって金具の形状が異なり、ボルトや固定ピンの配置も変わり、しかも補強具などの付属品が必要な場合もある。

登り梁は単に屋根の荷重を支持するだけではなく、建物の強度を維持する重要な骨格構造の一部であり、他の梁などとの締結部には十分な剛性を確保する必要がある。さらに登り梁は建設時、重機を用いて高所での架設作業になるため、できるだけ速やかに且つ簡単確実に締結を行える必要がある。

本発明はこうした実情を基に開発されたもので、登り梁の断面形状や傾斜角度に依存せず、汎用的に使用可能で費用の増加を抑制でき、作業性にも優れた登り梁の締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、登り梁の底面に形成された丸穴と、支持部材の上面に形成された丸穴とを挿通するシャフトと、該シャフトの側面に形成された横孔と支持部材とを挿通するドリフトピンと、該シャフトの側面に形成された横孔と登り梁とを挿通する固定ピンと、を備え、支持部材と登り梁とはシャフトを介して結合され、前記シャフトの外周面と登り梁に形成された丸穴の内周面との間には、双方が接触しないように空間部が確保されていることを特徴とする締結具である。

本発明の登り梁は、屋根の傾斜に沿って配置され、この上端は棟木に締結されており、一方の下端は支持部材に締結されている。支持部材は登り梁の下端を受け止める部材全般を指しており、梁や柱などが該当する。本発明では、登り梁の下端側が支持部材の上面に載っている構造であり、そのため登り梁の下端付近には、据え付け時に下向きの水平な面となる底面が加工されており、この底面が支持部材の上面に面接触している。さらに登り梁の底面と支持部材の上面とを結合するため、双方の間に締結具を介在させている。

登り梁の底面と支持部材の上面は、シャフトを介して締結されている。シャフトは円柱状の丸棒で双方の部材を挿通しており、このシャフトを差し込むため、支持部材と登り梁の所定の位置に、同心となる丸穴を加工しておく必要がある。またシャフトの側面には複数の横孔が貫通しており、この横孔と支持部材とを貫通するようにドリフトピンを打ち込み、且つ横孔と登り梁とを貫通するように固定ピンを打ち込むと、シャフトを介して双方の部材が締結される。なおシャフトの外径と双方の丸穴の内径は同一として、緩みが生じないようにする。

このように構成することで、登り梁の締結に際しては、登り梁の底面に丸棒を差し込むための丸穴を加工するだけで良いため、登り梁の断面形状や傾斜角度がどのように変化しても十分に対応可能で、極めて汎用性が高い。

シャフトは、支持部材と登り梁の双方を挿通しているが、この内で登り梁の中を挿通している区間において、シャフトの外周面と丸穴の内周面とを全面的に接触させる必要はなく、所定の強度が確保できることを前提として、接触を部分的なものとするため、空間部を設けている。空間部の具体的な構成としては、シャフトの断面を一部だけ細くしたり、丸穴の直径を部分的に大きくしたりといった方法がある。このように構成することで、シャフトを登り梁に差し込む際、摩擦が軽減するほか、空間部によってシャフトや丸穴の弾性変形を許容できるようになる。

請求項１記載の発明のように、双方の部材を貫通するシャフトによって登り梁を締結することで、登り梁には単にシャフトを挿通するための丸穴を加工するだけであり、登り梁の断面形状や傾斜角度が変わることの影響を受けないため、多様な登り梁において同一形状のシャフトを使用可能であり、費用の軽減が可能になる。しかも施工に先立ちシャフトを支持部材に埋め込んでおくことで、従来のホゾや釘を用いた作業に比べて施工時間が短縮できる。これらの結果、登り梁を用いた建物を極力低い費用で提供することが可能になり、より多くの施工主の要望に応えることができる。

また、シャフト外周面と登り梁の内周面との接触を部分的なものとするために空間部を設けることで、摩擦の軽減により登り梁を据え付ける際の作業性が改善する。さらにシャフトと登り梁との接触面積が少なくなるため、登り梁やシャフトの弾性変形をある程度許容でき、微少な誤差を吸収できる。

図１は、本発明による締結具が使用される箇所を示す斜視図であり、木造建築物の屋根付近の骨格構造を抽出して描いている。柱３２は地盤から直立しており、その上に梁３１が載せられている。梁３１は建物の周囲を取り巻くように矩形状に配置されており、建物の中心付近には梁３１の上方に棟木３４が水平に配置されている。棟木３４は建物の最も高い位置に据え付けられており、屋根を支持する登り梁３３の上端は棟木３４の側面に固定されており、下端は梁３１の上に載っており、両端だけが支持された状態である。なお登り梁３３の上には、野地板３５を全面に敷設してこの上に瓦３６などを載せていく。登り梁３３の下端は梁３１によって支持されているが、この締結部は、梁３１の上面Ｐに登り梁３３が載っている構造である。ただし登り梁３３は傾斜して配置されているため、そのままでは梁３１の上面Ｐと接触できないため、末端付近を切り欠いて水平に仕上げられた底面Ｂが形成されている。

図２は、図１の登り梁３３の下端付近の詳細を示す斜視図である。登り梁３３の下端には、下向きの面を水平に仕上げた底面Ｂが形成されている。また底面Ｂを横切るように登り梁３３を貫く一対の溝１７が加工されており、この溝１７は底面Ｂの反対面まで貫通している。また登り梁３３の側面には溝１７を貫通して反対面に到達するキリ孔１４が加工されており、この中に鋼鉄製の固定ピン１１を打ち込むことができる。そして金具１は、鉄板を二カ所で折り曲げたコの字のような形状であり、中央に位置する前板５と、この前板５の両側から垂直に延びている二枚の羽板６と、から構成されており、羽板６には、前記の固定ピン１１を挿通するための係止孔９が加工されている。当然ながら係止孔９は二枚の羽板６に同心で形成されている。また前板５には、図では見えていないが中央に孔７が加工されている。

円柱状のシャフト３は梁３１の中に埋め込まれるもので、これに対応して梁３１の上面Ｐの所定位置には、丸穴１３が加工されている。シャフト３の外周面と丸穴１３の内周面との間にガタが生じないよう、それぞれの直径は等しくなっている。また梁３１の側面には丸穴１３を貫いて反対面まで到達するキリ孔１５が加工されており、シャフト３にもこれに対応する横孔１０が加工されている。したがってシャフト３を丸穴１３に差し込んだ後、キリ孔１５と横孔１０の位置を合わせてからドリフトピン１２を打ち込むと、シャフト３が梁３１と一体化する。なおシャフト３の上端面中央には雌ねじ８が加工されており、金具１の前板５を梁３１の上面Ｐの所定位置に接触させた後、前板５に形成された孔７にボルト４のネジ部を挿通して、これを雌ねじ８に螺合させて締め上げると、金具１とシャフト３はボルト４を介して一体化する。さらに登り梁３３の溝１７に羽板６を差し込み、係止孔９とキリ孔１４を一致させてから固定ピン１１を打ち込むと、梁３１と登り梁３３とが一体化する。

図３は、図２とは反対の下から見た構成を示す斜視図である。梁３１と登り梁３３との間に金具１の前板５が挟み込まれるが、前板５を埋め込むため、登り梁３３の底面Ｂには、溝１７の間に段差が設けられ、前板５はここに収納される。またボルト４の頭部を収納するため、座グリ穴１６が底面Ｂの中央付近に形成され、前板５の中央付近には、ボルト４を差し込むための孔７が設けられている。

図４は、図２の断面形状を示す図で、図４（Ａ）は登り梁の中央縦断面図であり、図４（Ｂ）は梁の中央縦断面図である。ただし各要素は据付後の一体化した状態で描いている。これらの図のように、梁３１の丸穴１３に埋め込まれたシャフト３は、ドリフトピン１２によって固定されており、登り梁３３の溝１７に差し込まれた金具１は、固定ピン１１によって固定されている。なおボルト４の頭部は、登り梁３３の内部に位置するため、この周囲を切り欠いた座グリ穴１６を設けている。また溝１７は、単に羽板６を差し込むだけの範囲に加工されている訳ではなく、図４（Ａ）の点線で示される位置まで加工されており、この点線と金具１との間に若干の余裕があるため、ある程度の寸法誤差は許されており、また金具１の弾性変形によっても誤差の吸収が可能である。

図５は、請求項１記載の発明のようにシャフト２１を用いて梁３１と登り梁３３とを結合する方法を示しており、図５（Ａ）は斜視図で、図５（Ｂ）は登り梁の中央縦断面図である。梁３１には図１と同様に丸穴２３を設けて、ここにシャフト２１を差し込んでドリフトピン２７で固定する点は図２などと同様であり、ここでは登り梁３３の底面Ｂにもシャフト２１を差し込むための丸穴２２を設けている。したがってシャフト２１は梁３１と登り梁３３の双方を挿通しており、シャフト２１と登り梁３３は固定ピン２６によって締結され、シャフト２１と梁３１はドリフトピン２７によって締結される。そのためシャフト２１には、固定ピン２６を通すための横孔２４とドリフトピン２７を通すための横孔２５が加工されている。このような構成によって、登り梁３３に丸穴２２を加工できるならば、その大きさや傾斜角度の影響を受けないため極めて汎用性が高い。また固定ピン２６とドリフトピン２７を挿通するため、登り梁３３と梁３１には、その側面を貫通するキリ孔２９が加工されている。このキリ孔２９は、シャフト２１の横孔２４，２５に位置を合わせている。

図５のようにシャフト２１を用いて登り梁３３を固定する場合、実際の施工においては、作業性を考慮して図６のような方法を用いることが望ましい。図６は登り梁の中央断面図で、図６（Ａ）はシャフト２１上部の断面直径を部分的に縮小しており、その結果として双方の間に空間部２８が生じている。これによって施工時に作用する摩擦が軽減され、さらに空間部２８においてシャフト２１はわずかに傾くことができ、また丸穴２２は変形しやすくなり、寸法誤差に対して柔軟性が高い。ただし所定の剛性を確保するため、シャフト２１の末端部付近および丸穴２２の入口付近では、空間部２８を設けずに双方を密着させている。また図６（Ｂ）のように、シャフト２１の断面は一定として、丸穴２２の直径を一部拡大することでも、双方の間に空間部２８を設けることが可能である。

本発明は、登り梁３３の太さや傾斜が変わっても同一の構成で対応できることが特徴である。図７はこれを示す斜視図であり、図中の二本の登り梁３３は、傾斜や太さが異なっている。しかし登り梁３３の底面Ｂに、羽板６を差し込むための溝１７や丸穴２２を加工できるならば、登り梁３３の角度が水平に近くても垂直に近くても問題はなく、またその太さについても、羽板６やシャフト２１がはみ出すことがなければ同一のものを使用できるため、費用の軽減に大きく寄与できる。なお支持部材については、図１などに示される梁３１以外にも、図の左側のように柱３２の上面が使用される場合もある。

本発明による締結具が使用される箇所を示す斜視図であり、木造建築物の屋根付近の骨格構造を抽出して描いたものである。図１に描かれた登り梁の下端付近の詳細を示す斜視図である。図２とは反対の下から見た構成を示す斜視図である。図２の断面形状を示す図で、（Ａ）は登り梁の中央縦断面図であり、（Ｂ）は梁の中央縦断面図である。ただし各要素は据付後の一体化した状態で描いている。請求項１記載の発明のように、シャフトを用いて梁と登り梁とを結合する方法を示す図で、（Ａ）は斜視図であり、（Ｂ）は登り梁の中央縦断面図である。シャフトと丸穴（登り梁側）との間に空間部を設けた場合を示す縦断面図で、（Ａ）はシャフトの断面を部分的に縮小しており、（Ｂ）は丸穴の断面を部分的に拡大している。登り梁の太さや傾斜が変わっても本発明は柔軟に対応できることを示す斜視図である。従来の木造建築物において、屋根とその周辺の構造例を示す斜視図である。登り梁の下端側を固定するため、現状で使用されている金具などの構造例を示す側面図であり、（Ａ）から（Ｄ）の各図は、登り梁の傾斜角度や断面形状がそれぞれ異なっており、それに伴って金具の形状およびボルトや固定ピンなどの配置が異なることを示している。

１金具
２連結部材
３シャフト
４ボルト
５前板
６羽板
７孔
８雌ねじ
９係止孔
１０横孔
１１固定ピン
１２ドリフトピン
１３丸穴
１４キリ孔（登り梁側）
１５キリ孔（支持部材側）
１６座グリ穴
１７溝
２１シャフト
２２丸穴（登り梁側）
２３丸穴（支持部材側）
２４横孔（登り梁側）
２５横孔（支持部材側）
２６固定ピン
２７ドリフトピン
２８空間部
２９キリ孔
３１梁（支持部材）
３２柱（支持部材）
３３登り梁
３４棟木
３５野地板
３６瓦
Ｂ登り梁の底面
Ｐ支持部材の上面

Claims

登り梁（３３）の底面（Ｂ）に形成された丸穴（２２）と、支持部材（３１，３２）の上面（Ｐ）に形成された丸穴（２３）とを挿通するシャフト（２１）と、
該シャフト（２１）の側面に形成された横孔（２５）と支持部材（３１，３２）とを挿通するドリフトピン（２７）と、
該シャフト（２１）の側面に形成された横孔（２４）と登り梁（３３）とを挿通する固定ピン（２６）と、
を備え、
支持部材（３１，３２）と登り梁（３３）とはシャフト（２１）を介して結合され、
前記シャフト（２１）の外周面と登り梁（３３）に形成された丸穴（２２）の内周面との間には、双方が接触しないように空間部（２８）が確保されていることを特徴とする締結具。