JP6101987B2

JP6101987B2 - 柱脚金物

Info

Publication number: JP6101987B2
Application number: JP2013095911A
Authority: JP
Inventors: 義邦大倉
Original assignee: 義邦大倉
Priority date: 2013-04-11
Filing date: 2013-04-11
Publication date: 2017-03-29
Anticipated expiration: 2033-04-11
Also published as: JP2014206033A

Description

本発明は、柱の下部を基礎にアンカーボルトを介して固定するための柱脚金物に関するものである。

従来、木造住宅等の建物において、木製柱下端を、柱脚金物を介して基礎に接合することにより、柱軸力を、柱脚金物を介して基礎に伝達される構造が知られている。

従来の柱脚金物は、基礎上に載置固定されるボックス部と、その上に立設したシャフト部とから構成され、ボックス部にアンカーボルトを挿通し、ナットを螺合して基礎に固定し、シャフト部を柱の下面に差し込み、柱の二方向の側面より固定ピンをシャフト部に打ち込み、柱と連結固定していた（特許文献１参照）。
このボックス部には、ナットを内部に挿入し、レンチで締付けるための開口部を備え、シャフト部に固定ピン用通孔を９０度ずつ反転させて上下に複数個ずつ穿設してある。

また、柱材への固定を容易とするため、アンカーボルトを挿通させる座金と、アンカーボルト用のナットと、柱材下部へ差込むシャフトと、二分割された連結体と、連結体外側に嵌める外筒と、から構成した柱脚金物もあった（特許文献２参照）。

特開平１１−１４８１８１号公報特許第４３６３９４５号公報

特許文献１の柱脚金物によれば、ナットを締め付ける際、レンチを動かせる範囲が開口部の大きさに限定されるため、ナットを徐々に締め付けざるを得ず、その結果、作業性が悪かった。
ナット締め付け作業性を向上させるために開口を大きく確保すると、強度が低下するばかりか、ボックス部も回転してしまい、確実に固定することができなかった。
更に、ボックス部を土台に埋込むため、土台に大きな穴を穿孔しなければならず、土台の強度低下の要因となっていた。
加えて、柱、建物の耐震性を向上させる配慮が何らなされていなかった。

特許文献２の柱脚金物によれば、設置作業性は向上するが、部品点数が増加し、高コストとなるばかりか、特許文献１と同様、柱、建物の耐震性を向上させる配慮が何らなされていなかった。

本発明はこのような欠点に鑑み、耐震性に優れ、容易に設置することのできる柱脚金物を提供することを目的としている。

上記目的を達成するために、本発明に係る柱脚金物は、請求項１として、柱下部に挿入固定される中空シャフトと、柱脚台座と中空シャフトの両者を所定距離を保って連結する長ボルトと、長ボルトより外側の柱脚台座と中空シャフトとの間に介在させる弾性部材とからなり、柱脚台座と長ボルトは、垂直方向または／および水平方向に遊動可能に取付けられ、弾性部材は任意方向に湾曲・撓み、ねじれ可能となり、そのことにより柱に地震台風、振動等による外力が作用した際、少なくとも柱脚台座に対する外力を抑止し得ることを特徴とする。

請求項２は、請求項１記載の柱脚金物において、中空シャフトと柱脚台座との間に介在する弾性部材を、長ボルトより外側の円周方向に等間隔で複数配したことを特徴とする。
請求項３は、請求項１または２記載の柱脚金物において、弾性部材は、地震等による外力が柱に作用した際、垂直方向の外力に対しては外側に湾曲して撓み、中空シャフトと長ボルトの昇降を可能とし、水平方向の外力に対しては、回動方向にねじれたり弓状に湾曲する等して外力を吸収緩和し、外力の減少に応じて弾性復旧することを特徴とする。

本発明の柱脚金物は上記構造のとおりであるから、次に記載する効果を奏する。
先ず中空シャフトに螺合した長ボルトと弾性部材を柱脚台座に取付けた後、これを基礎に設置し、アンカーボルトにて固定した後、柱脚台座より直立する中空シャフトと弾性部材に向けて柱の下部を嵌挿し、柱内に挿入した中空シャフトに、柱の側方より止ピンを差込むだけで、施工が完了するため、設置作業が極めて容易となる。

しかも、柱に地震台風、振動による外力が作用した際、柱脚台座に対する中空シャフト、長ボルトの昇降・回転、柱に作用する軸力、曲げモーメント等が１カ所に集中するのを、弾性部材の弾性作用により抑止することができる。
即ち、地震台風、振動発生時に、その外力を主に弾性部材が弾性変形して緩衝するため、柱に作用する軸力、曲げモーメントが１カ所に集中することがなくなる。その結果、柱における亀裂、破損の発生が著しく減少する。

本発明に係る柱脚金物の実施形態を示す正面図である。柱脚金物を構成する柱脚台座を示すものであり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は底面図である。柱脚金物を構成する中空シャフトと弾性部材を示すものであり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は底面図である。柱脚金物を構成する長ボルトを示すものであり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。柱脚金物を構成する中空シャフトと弾性部材との作用状態を示すもので、（ａ）は垂直方向の外力が作用した場合の正面図、（ｂ）は水平方向の外力が作用した場合の正面図である。柱脚金物を構成する中空シャフトと弾性部材とが傾斜方向の外力を受けた時の作用状態を示す正面図である。

本発明に係る柱脚金物は、耐震性を向上させ、設置を容易とすることを目的とし、基礎にアンカーボルトにて固定する柱脚台座と、柱下部に挿入する中空シャフトと、柱脚台座と中空シャフトとの間に所定距離を保持して両者を連結する長ボルトと、柱脚台座と中空シャフト間の長ボルト外方に介在させた弾性部材と、により実現した。

本発明に係る柱脚金物について図１〜図６を参照して以下に説明すると、本発明の柱脚金物は、柱脚台座１１と、中空シャフト１３と、長ボルト１５と、弾性部材１７と、から構成するものである。

柱脚台座１１は、基礎ＧにアンカーボルトＡにて固定するためのものであり、図２の如く、平面視矩形状であり、中央に長ボルト１５の貫通孔１９が穿孔され、この貫通孔１９に対応する柱脚台座１１の底面側に、長ボルト１５の先端部に螺合させるナットＮを埋設する凹部２１が形成されている。
また、柱脚台座１１の貫通孔１９の外側には、弾性部材１７の先端を支持する下支持孔２３が２個、貫通孔１９の円周方向に等間隔で、所定深さまで穿孔されている。
更に、貫通孔１９を中心にしてその両側に、アンカーボルトＡの挿入を可能にする挿入孔２５が穿孔されている。

中空シャフト１３は、長ボルト１５及び弾性部材１７と共に、柱Ｐの中央下部内に設けた空間部（図示略）に挿入され、後述のピン挿通孔３１に柱Ｐの外側より止ピンＢを挿入し、柱Ｐに固定されるものである。
本例における中空シャフト１３は、図３の如く中空シャフト１３を貫通するピン挿通孔３１を、９０度ずつ反転させて上下に複数個ずつ設ける一方、中心下部に長ボルト１５を螺合するための雌ねじ２７を形成している。
この雌ねじ２７より外周の中空シャフト１３の底面には、弾性部材１７の基端を支持する上支持孔２９が２個、中空シャフト１３の円周方向に等間隔で、所定深さまで穿孔されている。

弾性部材１７は、一端部を柱脚台座１１の下支持孔２３に、他端部を中空シャフト１３の上支持孔２９に挿入され、その弾性変形作用により、柱脚台座１１に対する中空シャフト１３、長ボルト１５の回転を抑止すると共に、柱Ｐに作用する軸力、曲げモーメント等を緩衝し、柱Ｐに対する外力が１カ所に集中するのを抑止し、外力による柱Ｐの亀裂、破損を抑止するためのものである。
本例における弾性部材１７は、丸棒形状のものであるが、図５と図６の如く、通常の板ばねと同様、弾性変形作用、効果を奏するものである。

本発明に係る柱脚金物の設置方法を以下に詳述する。
本発明により施工する建物は、木造軸組在来工法にて構築する家屋である。
まず、中空シャフト１３の下部に長ボルト１５を螺合して、取付ける。
この際、中空シャフト１３の下部に形成された雌ねじ２７に、長ボルト１５の基端を螺合することにより、両者を連結する。

次に、柱脚台座１１に、弾性部材１７と中空シャフト１３に取付けた長ボルト１５とを取付ける。
この際、弾性部材１７を中空シャフト１３の下部に形成された上支持孔２９に支持させると共に、長ボルト１５の先端を、柱脚台座１１に穿孔された貫通孔１９に挿通させる一方、弾性部材１７の先端を、柱脚台座１１に穿孔された下支持孔２３に支持させ、次いで柱脚台座１１の貫通孔１９に挿通させた長ボルト１５の先端にナットＮを螺合し、弾性部材１７と空シャフト１３と一体を成す長ボルト１５を柱脚台座１１に取付ける。
長ボルト１５にナットＮを螺合する場合、垂直方向に遊動可能となるように緩めに螺合し、即ち、長ボルト１５を垂直方向に遊動可能に取付けることにより、基礎Ｇと長ボルト１５の先端間に空隙ｄが形成される。

次に、この中空シャフト１３、長ボルト１５、弾性部材１７を備えた柱脚台座１１を基礎Ｇに設置した後、アンカーボルトＡを柱脚台座１１の挿入孔２５に挿通させて、基礎Ｇに柱脚台座１１を固定する。
柱Ｐの中心下部に、予め、ボルト１５を取付けた中空シャフト１３の挿入用空間部を穿設しておく。

最後に、中空シャフト１３、長ボルト１５、弾性部材１７に対し、柱Ｐを上方から嵌挿させ、柱Ｐを基礎Ｇ上に設置し、柱Ｐの内部に挿入した中空シャフト１３のピン挿通孔３１に、柱Ｐの外側より止ピンＢを挿入して固定する。

その結果、柱Ｐは、中空シャフト１３、長ボルト１５、弾性部材１７により支持されるため、地震台風、振動による垂直方向の外力が柱に作用すると、図５（ａ）の如く長ボルト１５は垂直方向に遊動可能となっているため、基礎Ｇと凹部２１間の空隙高さ内において下方に移動し、弾性部材１７は外側に湾曲して撓み、このため、柱脚台座１１に対する中空シャフト１３、長ボルト１５の下降を抑止すると共に、水平方向の外力が柱Ｐに作用すると、軸力、曲げモーメント等を緩衝させ、外力が柱Ｐの１カ所に集中するのを抑止する。

また、水平方向の外力が柱に作用すると、図５（ｂ）の如く、弾性部材１７はねじれ、水平回動方向の軸力、曲げモーメント等を吸収緩和し、同外力の減少に応じて弾性復旧し、このため、柱脚台座１１に対する中空シャフト１３、長ボルト１５の回転を抑止すると共に、柱Ｐに作用する軸力、曲げモーメントを緩衝させ、外力が柱Ｐの１カ所に集中するのを抑止する。
よって、柱Ｐに亀裂、破損が生ずることがなくなり、耐震性が極めて向上する。

更に、柱脚台座１１の貫通孔１９と長ボルト１５との挿通度合、長ボルト１５とナットＮとの締め付け度合、即ち、長ボルト１５が微動できるあそび（自由度）を設けることにより、水平方向の外力による柱Ｐに作用する軸力、曲げモーメントを更に緩衝させることができるばかりか、あそび分だけ上下方向に、或いは図６の如く傾斜方向にも対応し、より耐震性が向上する。
更に、前期工程により、柱Ｐの設置作業が極めて容易となる。

なお、本例において、弾性部材１７の設置個数は２個であるが、必ずしも２個に限定されることはなく、３個以上とすることは自由である。
また、柱脚台座１１、中空シャフト１３、長ボルト１５、弾性部材１７の材質は鋼素材とすることが望ましが、特にその材質は限定されることはない。
また、柱脚台座１１は平面視矩形状であるとしてあるが、平面視正方形、平面視円形、その他の形状とすることは自由である。
また、弾性部材１７は丸棒形状としてあるが、角棒、板状、その他の形状とすることは自由である。

また、柱Ｐの太さは、図面上中空シャフト１３の約５倍であるが、耐震効果が得られる太さに適宜変更することは自明である。
また、本例の柱脚金物は垂直方向に設置される柱Ｐに使用しているが、斜め上方に向けて傾斜させて設置される柱、筋交い、水平方向に設置される梁、にも使用できることは自明である。

以上本発明の実施例について説明したが、本発明は前記実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々なる態様で実施し得ることはもちろんである。

本発明に係る柱脚金物は、木造家屋のみならず、他の材質からなる構築物の柱、梁、筋交い、壁、その他各種構造にも適用できる。

１１柱脚台座
１３中空シャフト
１５長ボルト
１７弾性部材
１９貫通孔
２１凹部
２３下支持孔
２５挿入孔
２７雌ねじ
２９上支持孔
３１ピン挿通孔
Ｇ基礎
Ａアンカーボルト
Ｎナット
Ｐ柱
Ｂ止ピン

Claims

アンカーボルトを用いて基礎に固定する柱脚台座と、
柱下部に挿入固定される中空シャフトと、
柱脚台座と中空シャフトの両者を所定距離を保って連結する長ボルトと、
長ボルトより外側の柱脚台座と中空シャフトとの間に介在させる弾性部材とからなり、
柱脚台座と長ボルトは、垂直方向または／および水平方向に遊動可能に取付けられ、
弾性部材は任意方向に湾曲・撓み、ねじれ可能となり、
そのことにより柱に地震、振動等による外力が作用した際、少なくとも柱脚台座に対する外力を抑止し得ることを特徴とする柱脚金物。
中空シャフトと柱脚台座との間に介在する弾性部材を、長ボルトより外側の円周方向に等間隔で複数配したことを特徴とする請求項１記載の柱脚金物。
弾性部材は、地震、振動等による外力が柱に作用した際、垂直方向の外力に対しては外側に湾曲して撓み、中空シャフトと長ボルトの昇降を可能とし、水平方向の外力に対しては、回動方向にねじれたり弓状に湾曲する等して外力を吸収緩和し、外力の減少に応じて弾性復旧することを特徴とする請求項１または２記載の柱脚金物。