JP5620148B2 - 連結具 - Google Patents

Description

本発明は、間仕切りなどの比較的簡易な構造物を組み立てる際、棒材同士を連結するために用いる連結具に関する。

木造建築物の骨格を構成する柱や梁などの部材は、建物の強度を確保する上で極めて重要であり、部材同士の連結部についても、十分な剛性を確保する必要がある。そのため、連結部にホゾや仕口を加工するなどの対策が古くから講じられているが、最近では、現地での作業時間の短縮や、部材の断面欠損を抑制するなどの目的で、各種金物を使用することも多い。この場合、金物を差し込むための溝や穴などを部材に加工する必要があるが、この作業は通常、プレカット工場で実施される。そのため精度に優れており、連結部の剛性を確保しやすい。

本願発明に関連のある技術として、次の特許文献１などが挙げられる。この文献には、主幹部材と結合部材を丁字状に接合する金具が開示されており、木材の経年変形による金具のズレを防止するため、金具の正面に位置決めのための突起部を設けたことなどを特徴としている。

特開平１０−３３１２６０号公報

文献１で示される金具は、建物の強度を確保する上で極めて重要な箇所に使用される。そのため金具を取り付けるための溝や穴などは、精度良く加工する必要がある。ただし多くの建物は、柱や梁などの骨格だけで完成する訳ではなく、室内を区画する間仕切りなど、比較的簡易な構造物も多数必要になる。このような簡易な構造物は、骨格に比べて要求される強度は厳しくないものの、施工中でも突発的に設計変更される場合があるなど、特有の課題を有しており、プレカットを前提とすることなく、現地で柔軟に対応できることが好ましい。

また個人の住宅などは、室内空間を細かく仕切ることが多く、当然ながら簡易な構造物の施工量も増大する。そのため作業を効率よく進めて、時間や費用をできるでけ抑制する必要がある。また間仕切りなどは、居住者の生活環境などに応じて改修されることも多く、単に据え付けるだけではなく、後の解体作業にも考慮すべきである。

本発明はこうした実情を基に開発されたもので、間仕切りなどの比較的簡易な構造物を組み立てる際、棒材同士の連結に用い、柔軟性や作業性などに優れ、しかも後の解体にも考慮さ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、二本以上の棒材を一体化するための連結具であって、雌ネジを設けた平面を複数有する中心体と、前記雌ネジに螺合する取付ボルトを介して前記中心体と一体化する内方具と、該内方具と対になりネジ釘等を介して個々の棒材と一体化する外方具と、対になった前記内方具と前記外方具とを一体化する固定手段と、を備え、前記内方具と前記外方具が対になるため、内方具と外方具のいずれか一方には受け部を設けて、他方には該受け部に嵌め込まれる掛け部を設け、一対の前記内方具と前記外方具には、複数組の前記受け部と前記掛け部を備え、そのうちの一組の前記掛け部は棒状のピンで、且つ前記受け部は該ピンが嵌まり込む切り欠き状の差込溝で、前記固定手段は、該差込溝の中間部分を塞ぐことのできる可動式のフックで、該フックは、付勢具によって差込溝を塞ぐ方向に付勢され、差込溝に嵌まり込んだピンを離脱不能に保持でき、前記差込溝に入り込むピンに接触することでフックを差込溝から離れる方向に押し戻すため、フックには、ピンの差し込み方向に対して交角を有する誘導面を設けたことを特徴とする連結具である。

本発明は、二本またはそれ以上の棒材を連結するためのものだが、複数の棒材を直に接触させて一体化するものではなく、棒材同士の連結に中心体と内方具と外方具を介在させる構成である。中心体は、一箇所の連結部に対して一個だけが組み込まれ、また内方具と外方具は、一個ずつで一対を構成しており、この一対が一本の棒材と中心体との間に介在する。したがって内方具と外方具のいずれも、締結される棒材と同じ数量を使用する。

中心体は、立方体や直方体などのブロック状のもので、文字通り連結部の中心に位置しており、その表面には内方具を取り付けるための雌ネジを設けている。なお中心体の形状に制限はなく、例えば三角柱状とすると、その三箇所の側面から放射状に棒材が突出することになる。また中心体は、重量軽減などのため、鋼板などを組み合わせた箱状としても構わない。そのほか中心体の材質は限定されないが、雌ネジを設けることから金属製が最適である。

内方具と外方具は、中心体と棒材の間に介在しており、一個ずつで一対を構成しており、内方具は、連結部の中心寄りに位置しているものを指しており、中心体と接触する。対する外方具は、連結部の外縁寄りに位置しているものを指しており、棒材と接触する。内方具は、中心体と面接触できる形状になっており、この接触面に孔を設けている。この孔から中心体の雌ネジに向けて取付ボルトを差し込んで締め上げると、中心体と内方具が一体化する。また外方具は、棒材の端面や側面と面接触できる形状になっており、この面にネジ釘などを挿通するための孔を設けている。なお棒材の材質は限定されないが、仮に木材であれば、外方具の固定にネジ釘を使用すればよい。ただし棒材が鋼鉄やアルミニウム合金などの場合、これらに雌ネジを形成して、外方具の固定にボルトを使用する。

一対の内方具と外方具は、必要に応じて一体化できる必要があり、これを実現するため、内方具と外方具のいずれか一方に受け部を設けて、他方に掛け部を設けている。受け部は、何らかの凹状の部分で、掛け部は、この凹状の部分に嵌まり込む凸条の部分だが、これらの具体的な形状は自在である。掛け部が受け部に嵌まり込むことで、内方具と外方具が対になる。ただし、内方具と外方具が対になっただけでは、双方は容易に分割できる。そこで内方具と外方具を完全に一体化するため、別途に固定手段を使用する。

固定手段は、対になった内方具と外方具を一体化するためのものだが、単に内方具と外方具を一体化できればよいのではなく、その後、固定手段を取り外して、内方具と外方具を分割できるものとする。

一対の内方具と外方具について、受け部と掛け部は二組以上設ける必要がある。仮に受け部と掛け部が一組だけでは、受け部と掛け部の中心を支点として、内方具と外方具が自在に揺動する恐れがあるためである。また二組以上設けることで、垂直荷重や曲げモーメントなどに対する強度が向上する。さらに一組の受け部と掛け部が嵌合している際は、他の全ての受け部と掛け部も嵌合しているものとする。

前記のように、一対の内方具と外方具には、複数組の受け部と掛け部を設けるが、そのうち一組は、固定手段を機能させるために利用され、この掛け部には、細長い棒状のピンを用いている。また受け部は、このピンが嵌まり込む差込溝であり、差込溝の奥にピンが収容されることで、内方具と外方具が対になる。さらに固定手段としてフックを用いている。フックは、差込溝に嵌まり込んだピンを離脱不能に保持するもので、これによって内方具と外方具が完全に一体化する。

フックは可動式として、必要に応じて差込溝の中間部分を塞ぐことができるものである。具体例なフックの構成については、支点を中心とする揺動式や、直線的に移動するスライド式など自在に選択できる。ただし差込溝を塞いだ際、その下にピンが収容できる空間を確保して、ピンを離脱不能に保持できるものとする。また付勢具は、フックに何らかの反力を作用させて、差込溝を常時塞ぐためのものである。付勢具は、単純な板バネやコイルバネなどを使用でき、その組み込み方法についても自在である。

傾斜面は、フックの外縁のうち、差込溝に入り込む途中のピンに接触する位置に形成してあり、ピンの進入方向に対して直角ではなく、概ね４５度以下の交角となっている面である。傾斜面にピンが接触することで、ピンの進行方向に対して直交する方向に分力が発生して、差込溝を開く方向にフックを移動させることができる。なお差込溝の奥に嵌まり込んだピンがフックに接触した場合、フックが差込溝を開く方向に移動しないよう、周辺の形状に配慮を要する。

このように中心体と内方具と外方具を介して棒材同士を連結することで、施工の際、内方具と外方具を対にして、固定手段を機能させるだけで棒材同士を連結できる。しかも外方具を棒材に固定する作業は、事前に足場のよい場所で実施でき、作業性に優れている。また連結部を解体する際は、フックを後退させればよい。なおフックは、内方具と外方具のいずれに設けても構わない。

請求項１記載の発明のように、中心体と内方具と外方具などからなる連結具を用いて棒材同士を一体化することで、施工の際、内方具を中心体に固定して、外方具を棒材に固定した後、内方具と外方具を対にして、可動式のフックを用いた固定手段を機能させるだけで棒材同士の連結が完了する。本発明は、外方具をネジ釘などで棒材に固定するため、棒材にあらかじめ溝や穴などを加工する必要がなく、突発的な設計変更にも柔軟に対応できる。また内方具を中心体に固定する作業や、外方具を棒材に固定する作業は、取付ボルトやネジ釘などを締め上げるだけであり、時間短縮や手間の削減を実現する。しかも内方具や外方具の固定は、棒材同士を連結する前に、安定性のよい場所で実施できる。

また中心体を用いることで、Ｌ字状や丁字状や十字状など、様々な連結部を自在に構成でき、この点でも柔軟性に優れている。さらに水平に延びる棒材を高所に架設する際、内方具と外方具を対にするだけで棒材の固定作業が完了する。そのほか連結部を解体する際は、フックを後退させるだけで内方具と外方具を分割でき、棒材や中心体を素早く撤去できる。

本発明による連結具の形状例とその使用状態を示す斜視図である。 図１に示す各構成要素を一体化する過程を示す斜視図である。 中心体の形状例を示す斜視図である。 固定手段として可動式のフックを用いた形態の斜視図と、その連結の過程を示す断面図である。 内方具と外方具の他の形状例を示す斜視図である。

図１は、本発明による連結具の形状例とその使用状態を示している。この連結具は、中心体１０を介して二本の棒材５１、５２を直角に連結しており、中心体１０と個々の棒材５１、５２との間には、内方具２１と外方具４１が介在している。中心体１０は、鋼材を立方体に切り出したもので、各平面１１に雌ネジ１５を形成している。また内方具２１と外方具４１は、いずれも鋼板をコの字状に折り曲げたもので、一個の内方具２１と一個の外方具４１で対をなし、中心体１０と棒材５１、５２を一体化している。なおこの図では、二本の棒材５１、５２を連結するため、内方具２１と外方具４１を計二組使用しているが、いずれの組とも同じ形状で、その姿勢だけが異なっている。

内方具２１は、中心体１０に接触する前板２２と、この前板２２の両側面から直角に突出する側板２３と、からなり、取付ボルト２９で中心体１０に固定する。そのため前板２２には、中心体１０の雌ネジ１５に対応した位置に取付孔２８を設けている。また側板２３は左右とも同一形状で、端面に切り欠き状の差込溝２５を設けてあり、この反対側に二枚の側板２３を貫通するピン２７を設けている。なお内方具２１のピン２７は、側板２３からある程度突出させている。さらに側板２３のほぼ中央には、雌ネジ状のネジ孔２６を設けている。

外方具４１は、内方具２１とほぼ同じ形状で、棒材５１、５２の端面に接触する前板４２と、この前板４２の両側面から突出する側板４３と、からなり、内方具２１と同様に差込溝４５とピン４７を設けている。ただし外方具４１は、内方具２１よりも幅広になっており、内方具２１と外方具４１を対にした際は、外方具４１の中に内方具２１が収容される。また外方具４１の側板４３のほぼ中心には、単純な丸孔４６を設けている。そのほか外方具４１は、ネジ釘４９で棒材５１、５２に固定する。そのため前板４２には、ネジ釘４９を挿通するための取付孔４８を設けている。

内方具２１と外方具４１を接近させて、内方具２１を外方具４１で挟み込んでいくと、やがて外方具４１のピン４７が内方具２１の差込溝２５に嵌まり込み、同時に内方具２１のピン２７が外方具４１の差込溝４５に嵌まり込み、外方具４１が内方具２１で載置された状態になる。この際、丸孔４６とネジ孔２６が同心になり、これに向けて固定ボルト３０（固定手段）を差し込んで締め上げると、内方具２１と外方具４１が分割不能に一体化する。

中心体１０に各棒材５１、５２を連結する際は、まず中心体１０の平面１１に内方具２１の前板２２を接触させて、その取付孔２８と雌ネジ１５を同心に揃える。次に二枚の側板２３の間から取付ボルト２９を差し込んで雌ネジ１５に螺合して締め上げると、内方具２１と中心体１０が一体化する。また棒材５１、５２の端面に外方具４１の前板４２を接触させて、さらに二枚の側板４３の間からネジ釘４９を差し込んで棒材５１、５２に打ち込むと、外方具４１と棒材５１、５２が一体化する。ここまでの作業は、事前に足場のよい場所で実施可能で作業性に優れており、精度の向上や時間短縮などの効果が得られる。

図２は、図１に示す各構成要素を一体化する過程を示している。中心体１０には二個の内方具２１が固定されており、さらに二本の棒材５１、５２のそれぞれには、外方具４１が固定されている。この状態で、内方具２１と外方具４１を接近させていき、外方具４１のピン４７を内方具２１の差込溝２５に嵌め込み、同時に内方具２１のピン２７を外方具４１の差込溝４５に嵌め込むと、ピン２７、４７は、差込溝４５、２５から抜け出す方向以外には移動できず、内方具２１と外方具４１が対になる。この際、内方具２１のネジ孔２６と外方具４１の丸孔４６が同心になり、ここに固定ボルト３０を差し込んで締め上げると、内方具２１と外方具４１が一体化して、中心体１０と二本の棒材５１、５２も一体化する。

なお、中心体１０の各平面１１に雌ネジ１５が形成してあり、中心体１０の六面全てに棒材を取り付けることもできる。さらに中心体が正三角形断面の柱状であれば、１２０度間隔で三本の棒材を放射状に突出させることもできる。

図３は、中心体１０の形状例を示している。中心体１０は強度を確保するため、鋼製とすることが多く、重量の増加によって取り扱いが難しくなる場合がある。そこでこの図のように、中心体１０を中空状とすることもある。この中心体１０は、十字体１２とこれを囲む側壁板１６やフタ板１９を組み合わせた構成である。十字体１２は、中心から外側に延びる胴部１３が９０度間隔で並んでおり、文字通りの十字状断面であり、個々の胴部１３の先端には、左右両側に突出する爪１４を設けている。また胴部１３の先端面には雌ネジ１５を形成している。

対する側壁板１６は、十字体１２の側部を取り囲むように計四個使用され、十字体１２の爪１４を差し込むため、内面中央にアリ溝１７を形成している。また隣接する側壁板１６同士が干渉しないよう、左右両側を斜めに切り落としている。さらに中央には、取付ボルト２９を差し込むため、雌ネジ１５と同心となる位置にキリ孔１８を設けている。そのほか十字体１２の上下を塞ぐため、フタ板１９も使用している。フタ板１９は単純な鋼板であり、十字体１２の上下面の雌ネジ１５と同心となる位置に、キリ孔１８を設けている。

このような中心体１０を使用する際は、まず十字体１２に側壁板１６を差し込んで、さらに側壁板１６の移動を拘束するため、上下にフタ板１９を取り付ける。フタ板１９は、原則として、内方具２１を固定する取付ボルト２９で十字体１２と一体化するが、内方具２１を取り付けない場合、フタ板１９から雌ネジ１５に向けてボルトを差し込む。このように中心体１０を中空状とすることで、軽量化が実現するほか、内部に電気配線などを収容することもできる。そのほか、この図に示す十字体１２は、側壁板１６やフタ板１９を組み込むことなく、単独で中心体１０として使用することもできる。

図４は、固定手段として可動式のフック３２を用いた形態を示している。フック３２は、鋼板をコの字状に折り曲げた形状で、支点軸３４を介して内方具２１に取り付けられ、さらに支点軸３４を中心として自在に揺動可能である。またフック３２の上部は三角形状であり、その上面は斜めに延びる誘導面３５として、その下面はほぼ水平に延びる拘束面３６としている。さらにフック３２が組み込まれる本体３１はコの字状で、フック３２を内部に収容可能な幅を有しており、上下に二組の差込溝２５、３８を設けている。対する外方具４１は、内方具２１を内部に収容できるよう幅広のコの字状で、左右の側板４３を貫通するピン３７、４７を上下に設けている。

内方具２１の組み立てを終えると、支点軸３４は、側板２３に打ち込まれて本体３１と一体化しており、左右の側板２３の間にフック３２が収容されている。フック３２は、支点軸３４を中心として自在に揺動可能で、しかも支点軸３４の中央部分にコイルバネ状の付勢具３３を組み込んでおり、フック３２が起き上がる方向に弾性力を発生している。この状態において、内方具２１を側面から見た場合、フック３２が差込溝３８の中間部分を塞いでおり、さらに拘束面３６の下には、ピン３７を収容できる隙間が確保されている。また差込溝３８に隣接して誘導面３５が並んでいる。誘導面３５を上方から押圧すると、その分力によってフック３２が後退して、差込溝３８の中間部分が開放される。

図の下方は、フック３２を組み込んだ内方具２１の連結の過程を断面で示している。内方具２１の上に外方具４１を配置して、外方具４１を徐々に下降していくと、やがて外方具４１のピン３７がフック３２の誘導面３５に接触する。これによってフック３２が後退していき、その後、ピン３７が誘導面３５の下に到達する。この際、ピン３７はフック３２から離れるため、フック３２は付勢具３３によって元の状態に復元する。そのためピン３７は、差込溝３８の奥に嵌まり込み、しかも上方を拘束面３６で塞がれるため、完全に移動ができなくなり、内方具２１と外方具４１が分割不能に一体化する。なおこの際、外方具４１の下方のピン４７も、差込溝２５に嵌まり込んでいる。そのほか、この図では内方具２１にフック３２を組み込んでいるが、外方具４１に組み込むこともできる。

図５は、内方具２１と外方具４１の他の形状例を示している。他の形状例１のように、内方具２１をブロック状として、外方具４１は、内方具２１を取り囲むコの字状としてもよい。また形状例２のように、内方具２１と外方具４１のいずれも棒状として、その一端にクサビ面５４を設けて、他端に帯板５５を設けて、帯板５５の中にクサビ面５４を嵌め込むことで、内方具２１と外方具４１を対にする構成も可能である。この図のように、内方具２１と外方具４１は、形状を自在に決めることができる。

１０ 中心体
１１ 平面
１２ 十字体
１３ 胴部
１４ 爪
１５ 雌ネジ
１６ 側壁板
１７ アリ溝
１８ キリ孔
１９ フタ板
２１ 内方具
２２ 前板
２３ 側板
２５ 差込溝（受け部）
２６ ネジ孔
２７ ピン（掛け部）
２８ 取付孔
２９ 取付ボルト
３０ 固定ボルト（固定手段）
３１ 本体
３２ フック（固定手段）
３３ 付勢具
３４ 支点軸
３５ 誘導面
３６ 拘束面
３７ ピン
３８ 差込溝
３９ 軸孔
４１ 外方具
４２ 前板
４３ 側板
４５ 差込溝（受け部）
４６ 丸孔
４７ ピン（掛け部）
４８ 取付孔
４９ ネジ釘
５１ 棒材
５２ 棒材
５４ クサビ面
５５ 帯板

Claims (1)

1. 二本以上の棒材（５１、５２）を一体化するための連結具であって、
   雌ネジ（１５）を設けた平面（１１）を複数有する中心体（１０）と、前記雌ネジ（１５）に螺合する取付ボルト（２９）を介して前記中心体（１０）と一体化する内方具（２１）と、該内方具（２１）と対になりネジ釘（４９）等を介して個々の棒材（５１、５２）と一体化する外方具（４１）と、対になった前記内方具（２１）と前記外方具（４１）とを一体化する固定手段（３２）と、を備え、
   前記内方具（２１）と前記外方具（４１）が対になるため、内方具（２１）と外方具（４１）のいずれか一方には受け部（２５、４５）を設けて、他方には該受け部（２５、４５）に嵌め込まれる掛け部（４７、２７）を設け、
   一対の前記内方具（２１）と前記外方具（４１）には、複数組の前記受け部と前記掛け部を備え、そのうちの一組の前記掛け部は棒状のピン（３７）で、且つ前記受け部は該ピン（３７）が嵌まり込む切り欠き状の差込溝（３８）で、
   前記固定手段は、該差込溝（３８）の中間部分を塞ぐことのできる可動式のフック（３２）で、該フック（３２）は、付勢具（３３）によって差込溝（３８）を塞ぐ方向に付勢され、差込溝（３８）に嵌まり込んだピン（３７）を離脱不能に保持でき、
   前記差込溝（３８）に入り込むピン（３７）に接触することでフック（３２）を差込溝（３８）から離れる方向に押し戻すため、フック（３２）には、ピン（３７）の差し込み方向に対して交角を有する誘導面（３５）を設けたことを特徴とする連結具。

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