JP6280755B2 - 連結構造 - Google Patents

Description

本発明は、木造建築を始めとする各種木構造において、柱や横架材など、棒状の部材同士の連結構造に関する。

木造建築を始めとする各種木構造では、柱や横架材など、棒状の部材を組み合わせて骨格を構築することが多い。この部材同士を連結する箇所は、構造物の強度を維持する上で極めて重要で、古くから継ぎ手や仕口などの嵌め込み技術が導入されている。ただし継ぎ手や仕口などは、部材への加工が複雑化するなどの課題があり、近年は各種金物を用いて部材同士を連結することも多い。

部材同士の連結に関しては、今日まで様々な技術が提案されており、その例を後記特許文献に示す。特許文献１では、継ぎ手や仕口の代替として連結用金具を用いた軸組工法が開示されており、木材に穴を加工して、その中にボルトを埋め込み、コーキング材でボルトを木材に固定している。また、木材から突出するボルトを差し込むため、中空状の連結用金具を用いている。そして、突出するボルトを連結用金具に差し込み、その先端にナットを螺合させて締め付けると、連結用金具を介して複数の木材を連結することができる。

特許文献２では、木造軸組構造において、柱と梁などの接合箇所で用いるドリフトピンが開示されている。このドリフトピンは、筒状の本体と、その中に差し込む細い棒状の係合部材からなる二重構造としてある。そのため施工後も、拡張方向に反力を発生して、部材の経年劣化によるドリフトピンの緩みを防止できる。そしてこの文献の図１などには、接合される二部材の境界を跨ぐように接続金具を埋め込んでいる。接続金具は、薄型の箱状で、二部材の境界中央に加工された穴部や凹部に埋め込まれ、さらに柱や梁の側面から差し込まれるドリフトピンで固定される。

特開昭５２−５６７１４号公報 特開２００５−１８８７２２号公報

木造建築は、人々の癒し空間となるよう、樹木に由来する自然な雰囲気を醸し出すことが重要である。そのため、部材同士の連結に各種金物を使用する場合でも、室内からは金物が一切視認できないよう、設計や施工段階で配慮することが多い。また金物は、熱伝導性が木材とは大きく異なり、結露の発生原因となるほか、火災時の熱で脆弱化しやすいなどの課題がある。これらの点は、金物を木材の内部に埋め込み、外部への露出を極力避けることで解消可能だが、その実現には、施工性や強度やコストなど、様々な要因に配慮する必要がある。

前記特許文献１で開示されている連結用金具は、二部材の境界に挟み込まれており、その存在は外部から容易に視認できる。また特許文献２で開示されている接続金具は、部材に加工した穴部や凹部に埋め込まれており、その側面は完全に覆い隠されるが、上下面が外部に露出するほか、ドリフトピンの両端も外部に露出する。このように現在使用されている金物の大半は、何らかの部分が外部に露出する。

本発明はこうした実情を基に開発されたもので、木造建築を始めとする各種木構造において、金物類のほぼ全体を部材の中に埋め込むことができ、美観などに優れた部材同士の連結構造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、いずれも棒状の一方材と他方材との連結構造であって、該一方材と該他方材との接触面を跨ぐように配置し且つ中空状の連結管と、該連結管を前記一方材および前記他方材と一体化するボルト等の固定手段と、を用い、前記他方材の前記接触面は、当該部材の端面であり、また前記一方材と前記他方材は、前記連結管の側面を挟み込むように並び、前記固定手段は、前記一方材および前記他方材を前記連結管の側面に引き寄せる機能を有し、前記一方材と前記他方材には、前記連結管全体を収容するため、前記接触面を挟んで対向し且つ上下方向に伸びる直立溝を形成し、前記連結管の側面には、前記ボルト等の固定手段を差し込むための側孔を設け、前記直立溝は、いずれも前記一方材および前記他方材の下面に到達することなく途切れており、該直立溝の底は、前記連結管を載置するための上向面としてあることを特徴とする連結構造である。

本発明は、木造建築を始めとする各種木構造において、棒状の部材同士を連結するためのもので、便宜上、連結される複数のうち、より基礎に近い方を一方材と称し、この一方材で架空に支持される方を他方材と称するものとする。また一方材と他方材の連結部は、双方を直に面接触させることを前提とする。ただし部材の配置は自在で、一方材の側面と他方材の端面を接触させて、Ｌ字状やＴ字状の連結部を構築する場合のほか、双方の端面同士を接触させて、直線状につなぐ場合もある。さらに一方材の両側面に他方材の端面を接触させて、十字状の連結部を構築することもできる。

連結管は、一方材と他方材の連結を担うもので、所定の長さに切断した角鋼管などを直立させた姿勢で使用する。なお本発明では、連結管の中にボルトやナットを配置して、これらを締め付ける必要があり、連結管の中は、ある程度の広さが必要となる。また「該一方材と該他方材との接触面を跨ぐように配置し」とは、一方材側と他方材側のいずれも、連結管が両材の接触面を超えて内部に食い込んでいることを意味する。

直立溝は、連結管を収容するため、一方材と他方材の双方に加工する溝で、直線状に伸びることを前提とする。さらに直立溝は、収容された連結管の側面全体を覆い隠す役割を担う。そのため一方材と他方材が接触して、双方の直立溝が対向した状態において、その中に連結管を収容できるよう、直立溝の奥行き（接触面からの距離）を確保する。ただし直立溝の奥行きは、一方材側と他方材側で異なっていても構わない。また、一方材と他方材が接触し、直立溝の内部に連結管が収容された際は、他方材の端面が一方材の表面に接触するほか、一方材と他方材は、連結管の側面を挟み込むように並ぶことになる。

固定手段は、連結管を一方材や他方材に固定するためのもので、直立溝の奥面に埋め込むラグスクリューなどと、これに螺合するボルトやナットで構成される。なお、一方材の側面を二本の他方材が挟み込む十字状の連結部を構築する場合、固定手段として、一方材の両側面を貫通するスタッドボルトと、この両端に螺合するナットを用いることもできる。そして側孔は、このボルト類を差し込むため、連結管の側面に設けるもので、直立溝の奥面と向かい合う面に配置する。このように何らかの固定手段を用いることで、一方材および他方材は、連結管の側面に引き寄せられ、連結管を介して一方材と他方材が連結される。

直立溝は上下方向に伸びるが、一方材と他方材のいずれも、部材の下面まで到達してはならず、その手前で途切れているものとする。これによって連結管は、下方から全く視認できなくなる。そして直立溝の底は、上向面と称するものとする。この上向面に連結管を載せることで、連結管と部材の間で垂直荷重の伝達を担うことができる。なお、上向面に作用する圧力を軽減するため、連結管の下面を塞ぐこともある。そのほか、連結部の剛性を確保する観点から、直立溝と連結管の横幅は、同一に揃えることが好ましい。

このように、連結管を直立溝に嵌め込み、さらに固定手段を用いて、連結管を一方材および他方材と一体化することで、連結管を介して部材同士を連結可能で、しかも直立溝は、部材の下面まで到達していないため、連結部の側方や下方からは、金属製の部品が一切視認できず、木材による自然な雰囲気が醸し出される。なお直立溝の上部については、覆い隠すことができない。ただしこの面には床板を敷設するため、最終的には全体が覆い隠される。

また連結管は、その形状からねじりや曲げに対する剛性に優れ、必然的に一方材と他方材との連結部の剛性も向上する。特に連結管が直立溝に隙間なく嵌まり込むことで、その効果が最大限に発揮される。そのほか、施工後の一方材や他方材の姿勢は自在で、施工箇所によっては、直立溝が垂直方向に伸びていない場合もある。

請求項２記載の発明は、固定手段の具体例を示すもので、固定手段は、直立溝の奥面に形成した下穴に埋め込む埋設軸と、側孔に差し込むボルトと、からなり、該埋設軸の端面には、該ボルトを螺合するための雌ネジを設けてあることを特徴とする。

埋設軸は、ラグスクリューや異形棒鋼など、部材の中に埋め込む金属製の棒状のもので、直立溝の奥面に加工した下穴に差し込む。なお直立溝の奥面とは、直立溝の奥に位置し、接触面とほぼ平行に展開する面である。また異形棒鋼は、接着剤を介して部材と一体化する。さらに埋設軸の端面（外部に露出する方）には、ボルトを螺合できるよう、雌ネジを設ける。

施工時は、まず直立溝と下穴を加工して、下穴に埋設軸を埋め込み固定する。次に、他方材の直立溝に連結管を嵌め込み、その後、連結管の中にボルトを入れ、その先端を側孔に差し込み、雌ネジに螺合させて締め付ける。このように埋設軸の端面に雌ネジを設け、これにボルトを螺合させることで、埋設軸の全体を下穴に埋め込むことができる。そのため施工中、一方材と他方材を接触させる際の制約が少なく、一方材を据え付けた後、吊り上げた他方材を徐々に下降させるだけで、両材を正規の位置に揃えることができる。

請求項３記載の発明は、直立溝の形状を限定するもので、直立溝は、一方材や他方材の表面をくり抜くように形成され、該直立溝の上部には、連結管の上面と対向する下向面を設けたことを特徴とする。直立溝はこれまでに記載したように上下方向に伸びており、加工時や施工時を考慮して、その最上部は、部材の上面に到達させることが多い。しかし本発明のように部材の上面に到達することなく途切れ、下向面を設けることもできる。

下向面は、必然的に上向面と対向して、下向面と上向面との間に連結管が挟み込まれる。なお下向面と連結管上面は、接触させることもできるが、作業性などを考慮して、ある程度の隙間を設けてもよい。また直立溝の上部は、ボルトなどの固定手段を組み込む際の作業スペースとなる。そのため、一方材と他方材に跨る直立溝の上部全域を塞ぐことはできず、下向面を設ける範囲は、直立溝の一部に限定される。ただし下向面の具体的な形成方法は自在である。

下向面の形成方法の例としては、部材の表面をくり抜くように直立溝を削り込み、その内面の一つを下向面とするものが挙げられる。他にも、直立溝上部の切削深さに差を設け、部材の表面近傍では直立溝を部材上面に到達させるが、その奥は、直立溝を部材上面に到達させないことで、直立溝の奥方に下向面を設けることもできる。また下向面は、一方材と他方材のいずれかに限定される訳ではなく、両方に設けても構わない。なお連結管上面を下向面に接触させることで、一方材と他方材との間に作用する垂直荷重の一部は、この接触面で伝達され、ボルトなどの負担を軽減でき、強度や信頼性の面で一段と有利になる。

請求項１記載の発明のように、連結管を直立溝に嵌め込み、さらに固定手段を用いて、連結管を一方材および他方材と一体化することで、連結管を介して部材同士を連結することができる。しかも直立溝は、部材の下面まで到達することなく途切れており、また固定手段の全体は、部材や連結管の中に埋め込まれる。そのため連結部の側方や下方からは、金属製の部品が一切視認できず、室内は、木材による自然な雰囲気が醸し出される。

加えて、直立溝の上部を床板などで塞ぐことで、連結管と固定手段の全体が部材の中に埋め込まれ、外気から完全に隔離することができる。そのため熱伝達性の違いによる結露を防止できるほか、火災時の温度上昇も緩和され、連結部の信頼性も向上する。また連結管は、直立溝の底の上向面に載置されるため、この部位を介して垂直荷重を伝達可能で、固定手段に及ぶ負荷が軽減され、連結部の強度向上にも寄与する。

請求項２記載の発明のように、固定手段は、端面に雌ネジを設けた埋設軸と、この雌ネジに螺合するボルトと、で構成することで、埋設軸の全体を部材の中に埋め込むことができる。そのため施工時、一方材と他方材を接触させる際の制約が少ない。具体例を示すと、一方材を据え付け、また他方材に連結管を取り付けた後、吊り上げた他方材を徐々に下降させるだけで、両材を正規の位置に揃えることができ、一方材と他方材を引き寄せて密着させる作業を省略できる。

請求項３記載の発明のように、直立溝の上部に下向面を設けることで、連結管の上部も部材で覆い隠すことができ、美観や耐火性などが一段と有利になる。また連結管上面と下向面を接触させることで、双方の間で垂直荷重が伝達されるため、ボルトなどに及ぶ負荷が軽減され、強度や信頼性も一段と有利になる。

本発明の連結構造の具体例を示す斜視図で、一方材の側面と他方材の端面を接触させて、Ｌ字状の連結部を構築する。 図１の一方材と他方材を連結する途中段階を示す斜視図である。 図１の一方材と他方材が連結した状態を示す斜視図と断面図である。 一方材の側面を二本の他方材で挟み込み、上から見て十字状の連結構造を示す斜視図である。 図４の一方材と他方材が連結した状態を示す斜視図と断面図である。 一方材の側面から他方材が斜方向に伸びる連結構造を示す斜視図である。 図６と同様、一方材の側面から他方材が斜方向に伸びる連結構造を示す斜視図だが、連結管は円筒形である。 屋根部分などで他方材が下向きに傾斜している連結構造を示す斜視図と断面図である。 連結管を両材の上向面に載せることに加えて、他方材の端部を一方材に載せる連結構造を示す斜視図である。 図９の一方材と他方材を連結する過程を示す斜視図である。 一方材と他方材の端面同士を接触させて直線状につなぐ連結構造を示す斜視図である。 一方材の側面に二本の他方材を放射状に配置した連結構造を示す斜視図である。 図１２の一方材と他方材を連結した状態を示す斜視図である。 直立する一方材の側面を二本の他方材で挟み込み、さらに一方材の上に垂直材をつなぐ十字状の連結構造を示す斜視図である。 図１４の一方材と他方材と垂直材を連結した状態を示す斜視図である。 直立する一方材の各側面から他方材が水平に突出して、上から見て十字状の連結構造を示す斜視図である。 図１６の一方材の各側面に他方材を連結した状態を示す斜視図である。 一方材の四側面のうち隣接する二面に他方材を取り付け、さらに一方材の上に垂直材をつなぐ連結構造を示す斜視図である。 図１８の一方材と他方材を連結した後、垂直材を連結する過程を示す斜視図である。 一方材側と他方材側で直立溝の上向面に段差がある連結構造を示す斜視図である。 図１と同様、一方材の側面と他方材の端面を接触させたＬ字状の連結構造を示す斜視図だが、他方材の直立溝に下向面を設けてある。 図２１の一方材と他方材を連結する途中段階を示す斜視図である。 図２１の一方材と他方材が連結した状態を示す斜視図と断面図である。 直立する一方材の側面に他方材の端面を接触させたＴ字状の連結構造を示す斜視図で、一方材の直立溝に下向面を設けてある。 図２４の一方材と他方材を連結する途中段階を示す斜視図である。 図２４の一方材と他方材が連結した状態を示す斜視図と断面図である。

図１は、本発明による連結構造の具体例を示しており、一方材４１の側面と他方材５１の端面を接触させて、Ｌ字状の連結部を構築する。一方材４１と他方材５１は、いずれも集成材を含む棒状の木材で、高さを揃えてあり、一方材４１で他方材５１を架空に支持する。また、一方材４１と他方材５１が実際に接触する部分は、接触面４３、５３と称するものとする。他方材５１の接触面５３は、その端面となり、対する一方材４１の接触面４３は、その側面のうち他方材５１と接触する範囲となる。そして一方材４１と他方材５１の連結は、連結管１１と固定手段が担っている。

連結管１１は、汎用の鋼管を切り出したもので、その横幅は、他方材５１よりも狭い。そして連結管１１を収容するため、一方材４１と他方材５１の双方に直立溝４４、５４を加工してある。直立溝４４、５４は、それぞれの接触面４３、５３を基点として、所定の深さまで矩形状に削り込んだもので、その上部は外部に開放しているが、下部は、一方材４１や他方材５１の下面まで到達することなく、途切れている。そのため直立溝４４、５４の底には、水平方向に広がる上向面４５、５５が形成される。

直立溝４４、５４の高さ（上下方向）は、直立する連結管１１全体を収容できるものとする。また直立溝４４、５４の奥行き（接触面４３、５３を基点とする深さ）や幅は、一方材４１と他方材５１を接触させた際、連結管１１を隙間なく収容できるよう調整してある。

固定手段は、連結管１１を一方材４１および他方材５１と一体化するためのもので、ラグスクリューを用いた埋設軸２１と、埋設軸２１に螺合するボルト３１で構成される。埋設軸２１は円柱状で、その側周面には螺旋状に伸びる凸条２６を形成してあるほか、一端面には工具を掛けるための頭部２５と、ボルト３１を螺合するための雌ネジ２７を形成してある。この図では、一方材４１と他方材５１のいずれも、上下二本の埋設軸２１を埋め込み、これに対応して、一方材４１および他方材５１には、事前に下穴４６、５６を加工してある。埋設軸２１を下穴４６、５６に埋め込むと、その凸条２６が下穴４６、５６の周面に食い込み、埋設軸２１が固定される。

そのほかこの図では、一方材４１と他方材５１のいずれも、上下の埋設軸２１の間にシャフト２８を埋め込んでいる。シャフト２８は単純な円柱状で、上下方向の荷重の伝達を担い、埋設軸２１と同様、事前に加工した下穴４６、５６に埋め込む。当然ながら下穴４６、５６は、シャフト２８を隙間なく収容できる内径としてある。なおシャフト２８についても、一端面に頭部２５と雌ネジ２７を形成してある。

埋設軸２１やシャフト２８を一方材４１や他方材５１に埋め込んだ後、連結管１１を直立溝４４、５４に嵌め込み、連結管１１の中から雌ネジ２７に向けてボルト３１を差し込むと、連結管１１を介して一方材４１と他方材５１が連結される。なお連結管１１の側面には、ボルト３１を差し込むため、側孔３８を設けてある。側孔３８は、埋設軸２１やシャフト２８と同心に揃うよう、位置を調整してある。ただし下側の埋設軸２１に螺合するボルト３１については、施工作業を考慮して、側孔３８の代替となる側溝３７に嵌まり込む。

図２は、図１の一方材４１と他方材５１を連結する途中段階を示している。この図の左上に描くように、他方材５１の直立溝５４の奥面から伸びる下穴５６には、上下二本の埋設軸２１と一本のシャフト２８を埋め込む。埋設軸２１とシャフト２８のいずれも、その端面を直立溝５４の奥面と段差なく揃える。対する一方材４１についても、この図の下方に描くように、上下二本の埋設軸２１と一本のシャフト２８を下穴４６に埋め込む。

他方材５１に埋設軸２１やシャフト２８を埋め込んだ後、連結管１１を直立溝５４に嵌め込み、その下部を上向面５５に載せると、側孔３８は、埋め込まれた埋設軸２１やシャフト２８の雌ネジ２７と同心に揃う。次に、連結管１１の中にボルト３１を配置して、その先端を側孔３８や側溝３７に差し込み、雌ネジ２７に螺合させて締め付けると、連結管１１と他方材５１が一体化する。なおボルト３１の締め付けには、図のように連結管１１の中に六角レンチＢを差し込み、少しずつ回転を与えていく場合もある。

連結管１１と他方材５１を一体化するほか、一方材４１の下側の埋設軸２１にボルト３１を螺合させる。ただしこの段階では、締め付けを行わず、ボルト３１の頭部を意図的に浮かせて、側溝３７を嵌め込むための隙間を確保しておく。そして他方材５１を吊り上げ、一方材４１の直立溝４４の真上に連結管１１が揃うよう、他方材５１の位置を調整する。その後、他方材５１を徐々に下降させると、連結管１１が直立溝４４に入り込み、やがて側溝３７の中にボルト３１の軸部が入り込み、一方材４１と他方材５１が分離できなくなる。さらに連結管１１が一方材４１の上向面４５に接触した後、全てのボルト３１を締め付けると、一方材４１と他方材５１の連結が完了する。

連結管１１と他方材５１を一体化する作業は、製材段階でも実施でき、現地での作業量を削減できる。また連結管１１は、他方材５１の端面から突出して、側面方向には一切突出しない。そのため、製材段階で連結管１１と他方材５１を一体化した場合でも、保管や輸送の際、他方材５１は通常の角材と同様に積層可能で、コスト面や安全面でも優れている。

図３は、図１の一方材４１と他方材５１が連結した状態である。このように一方材４１の側面と他方材５１の端面を接触させると、Ｌ字状の連結部が構築され、連結管１１の全体が直立溝４４、５４の中に埋め込まれている。なお連結管１１の各側面は、連結部の剛性を向上できるよう、一方材４１や他方材５１と全面的に接触している。ただし連結管１１の上面は、一方材４１や他方材５１の上面よりもわずかに低くしてある。そのため床板Ｆは、隙間なく一方材４１や他方材５１の上面に接触する。床板Ｆを載せることで、連結管１１は完全に覆い隠され、結露や火災の面でも優れている。そのほか連結管１１は、上向面４５、５５に接触しており、他方材５１に作用する下向きの荷重は、一方材４１の上向面４５でも受け止められ、埋設軸２１やシャフト２８に及ぶ負荷を軽減している。

図４は、一方材４１の側面を二本の他方材５１で挟み込み、上から見て十字状の連結構造を示している。ここで使用している連結管１１は、先の図１と全く同じ物で、さらに二本の他方材５１のいずれも、端面に直立溝５４を加工して、その奥面に埋設軸２１とシャフト２８を埋め込んでいる点も、全く同じである。ただし一方材４１については、側面に背中合わせで直立溝４４を加工してあり、しかも上下三本の下穴４６は、両側を貫通している。そして一方材４１に埋め込む埋設軸２２とシャフト２９は、いずれも両端面に雌ネジ２７を形成してあるほか、全長を下穴４６と一致させている。

図５は、図４の一方材４１と他方材５１が連結した状態である。このように、一方材４１の両側面に他方材５１を引き寄せることで、十字状の連結部が構築されるが、連結管１１や埋設軸２１、２２やボルト３１などは、全て内部に埋め込まれ、側方や下方からは金属類が一切視認できない。またＢ−Ｂ断面に描くように、一方材４１に埋め込まれた埋設軸２２やシャフト２９は、その両端面にボルト３１が螺合しており、左右の他方材５１を引き寄せている。

図６は、一方材４１の側面から他方材５１が斜方向に伸びる連結構造を示している。この場合においても、先と同様、一方材４１と他方材５１のいずれも、直立溝４４、５４と下穴４６、５６を加工して、下穴４６、５６に埋設軸２１を埋め込んでいる点は何ら変わりない。ただし他方材５１の直立溝５４は、他方材５１の長手方向に伸びており、他方材５１の端面と直立溝５４の奥面は、平行に揃わない。そのため連結管１２は、双方の直立溝４４、５４との隙間を生じないよう、中間で屈曲した多角形としてある。仮に、一方材４１と他方材５１の交角が異なるならば、この連結管１２は使用できない。

この図では、両材とも下穴４６、５６を上下二列としてあり、図１などのようなシャフト２８を使用していないほか、連結管１２に側溝３７は設けていない。このように本発明は、一方材４１と他方材５１のいずれも、下面まで到達しない直立溝４４、５４を加工して、その中に連結管１２を収容することを特徴としており、埋設軸２１やシャフト２８の使用の有無や、その本数などは自在に決めて構わない。

図７は、図６と同様、一方材４１の側面から他方材５１が斜方向に伸びる連結構造を示しているが、連結管１３を円筒形として、交角の変化に追従することができる。この連結管１３の側孔３９は、横に伸びた長穴としてある。そのため、一方材４１と他方材５１の交角が異なる場合でも、ボルト３１を支障なく差し込むことができ、交角に依存することなく使用可能である。

さらに、ボルト３１の頭部を安定させるため、専用の座金３５を使用している。この座金３５の一面は、連結管１３の内周面に密着できるよう湾曲している。そのほか、この連結管１３と直立溝４４、５４は、これまでのように面接触することができない。しかし、連結管１３を直立溝４４、５４で挟み込むよう各部の寸法を調整することで、一定の剛性を確保できる。

図８は、屋根部分などで他方材５１が下向きに傾斜している連結構造を示している。ここでは、一方材４１が水平方向に敷設され、その側面から斜め下に向けて他方材５１が突出している。この場合においても、一方材４１の側面に直立溝４４を加工する点は、これまでと同じだが、他方材５１の直立溝５４や下穴５６は、他方材５１の長手方向を基準として加工してある。そのため、他方材５１の端面と直立溝５４の奥面は、平行に揃わない。

ここで使用している連結管１４は、横から見て下すぼみ形状となっており、一方材４１側と他方材５１側のいずれも、直立溝４４、５４の奥面と密着することができる。さらに連結管１４の上端は、直立溝４４、５４の上に突出しないよう、斜面としてある。なおこの図とは逆に、他方材５１が上向きに傾斜している場合でも、連結管などの形状を調整することで、無理なく本発明を導入することができる。

図９は、連結管１５を両材の上向面４５、５５に載せることに加えて、他方材５１の端部を一方材４１に載せる連結構造を示している。施工後に各部の経年変形が進むと、一方材４１と他方材５１にわずかな隙間が生じることがある。その場合でも強度上の問題は生じないが、このわずかな隙間が外観上、問題になることがある。そこでこの図のように、他方材５１の高さを一方材４１よりも抑制して、さらに、一方材４１の側面に外溝４７を加工して、その内部に直立溝４４を加工する二重構造として、上向面４５の一段下に積載面４８を設けることもできる。

外溝４７は、他方材５１の端部が隙間なく嵌まり込む大きさで、実際に双方を嵌め込むと、それぞれの上向面４５、５５は、段差なく並ぶ。そのほか、一方材４１と他方材５１のそれぞれに二本の埋設軸２１を埋め込んであり、連結管１５はこれに対応して、上下に側孔３８を設けてある。

図１０は、図９の一方材４１と他方材５１を連結する過程を示している。一方材４１と他方材５１のそれぞれに埋設軸２１を埋め込み、さらに他方材５１の直立溝５４に連結管１５を固定する。次に他方材５１から突出する連結管１５を一方材４１の直立溝４４に嵌め込み、ボルト３１を締め付けると連結が完了する。なお、他方材５１の端部は一方材４１の外溝４７に嵌り込み、他方材５１の下面は積載面４８で受け止められる。そのため、他方材５１に作用する下向きの荷重は、確実に一方材４１に伝達される。また施工後、仮に一方材４１と他方材５１がわずかに離反した場合でも、他方材５１が外溝４７に嵌まり込んでいる段階であれば、外観上の変化は生じない。

図１１は、一方材４１と他方材５１の端面同士を接触させて直線状につなぐ連結構造を示している。ここでは、一方材４１と他方材５１の双方の端面に直立溝４４、５４を加工してある。また連結管１６と他方材５１との固定手段として、木ネジ３２を用いている。木ネジ３２は、上下に二本使用され、これに応じて、連結管１６の側孔３８のうち、片側は内径を大きくしてある。そのほか、連結管１６と一方材４１との固定手段には、異形棒鋼を切り出した埋設軸２３を用いている。この埋設軸２３は、側周面にリブ２４を形成してあるほか、一端面に雌ネジ２７を形成してあり、接着剤Ａを塗布した後、直立溝４４の奥面に加工した下穴４６に埋め込む。

連結管１６の下面は、側溝３７付近を除いて底板３６で塞がれている。これにより、上向面４５、５５との接触面積が増え、荷重の分散に貢献する。なお、この図の一方材４１と他方材５１を連結する際は、まず他方材５１の直立溝５４に連結管１６を嵌め込み、木ネジ３２で双方を一体化する。次に、一方材４１の下穴４６には、接着剤Ａで埋設軸２３を固定して、引き続き下方の埋設軸２３には、側溝３７に嵌まり込むボルト３１を螺合させる。最後に、吊り上げた他方材５１から突出する連結管１６を一方材４１に載せて、一方材４１側のボルト３１を締め付けると、作業が完了する。このように、固定手段については、ボルト３１やラグスクリューや木ネジ３２や異形棒鋼など、様々な物を使用できる。

図１２は、一方材４１の側面に二本の他方材５１を放射状に配置した連結構造を示している。一般の筋交やトラスでは、複数の部材を一箇所で連結することも多いが、本発明は、そのような状況にも対応できる。この図では、一方材４１の側面に二本の他方材５１を連結しており、他方材５１の交角に応じて台形状とした連結管１７ａ、１７ｂを二個使用している。また他方材５１に加工する直立溝５４は、一側面側（隣接する他方材５１と接触する側）だけが開放している。ただし、直立溝５４の奥面の下穴５６に埋設軸２１を埋め込む点は、これまでと同じである。

左上に描いた連結管１７ａは、左側の他方材５１の直立溝５４に固定され、また右上に描いた連結管１７ｂは、右側の他方材５１の直立溝５４に固定され、それぞれの連結管１７ａ、１７ｂを一方材４１の直立溝４４に嵌め込むと、二個の連結管１７ａ、１７ｂの側面同士が密着する。この密着する側面には、寄せ孔６３を設けてあり、二個の連結管１７ａ、１７ｂを一体化することができる。なお二本の他方材５１のいずれも、その下穴５６は部材の長手方向に伸びており、さらに直立溝５４の奥面は、部材の長手方向に対して直交している。

図１３は、図１２の一方材４１と他方材５１を連結した状態である。このように二本の他方材５１の端部近傍は接触するため、二個の連結管１７ａ、１７ｂの下面や側面は、完全に覆い隠される。なお施工時は、個々の他方材５１に連結管１７ａ、１７ｂを取り付け、その後、他方材５１を一本ずつ一方材４１に連結する。その際、二個の連結管１７ａ、１７ｂは密着する。そして他方材５１の連結後、寄せ孔６３に寄せボルト６１を差し込み、その先端にナット６２を螺合させて締め付けると、連結管１７ａ、１７ｂが一体化して、連結部の強度が向上する。

図１４は、直立する一方材４１の側面を二本の他方材５１で挟み込み、さらに一方材４１の上に垂直材７１をつなぐ十字状の連結構造を示している。二本の他方材５１は、一方材４１を中心として対向するように配置され、また垂直材７１は、ホゾパイプ６４を介して一方材４１に連結される。施工時はまず、個々の他方材５１に二本の埋設軸２１と一本のシャフト２８を埋め込み、連結管１１を直立溝５４に固定する。次に、スタッドボルト３４と、その両端に螺合させるナット３３で構成される固定手段を用いて、対向する二本の他方材５１を一方材４１に引き寄せる。

一方材４１には、連結管１１を収容するための直立溝４４と、スタッドボルト３４を差し込むための下穴４６を加工してある。この直立溝４４は左右両側に設けられ、また下穴４６は両側を貫通している。そのほか垂直材７１は、ホゾパイプ６４を介して一方材４１に連結する。そのため一方材４１の上面中心には、これを差し込む芯穴４９を加工してある。芯穴４９は下穴４６と交差しており、ホゾパイプ６４にスタッドボルト３４を差し込むことで、ホゾパイプ６４と一方材４１を一体化する。同様に、垂直材７１の下面中心には芯穴７４を加工してあり、これにホゾパイプ６４を差し込んだ後、固定ピン６６で双方を一体化する。なお固定ピン６６を差し込むため、垂直材７１の側面にはピン孔７２を加工してあるほか、ホゾパイプ６４の側周面には、スタッドボルト３４や固定ピン６６を差し込むため、丸孔６５を設けてある。

図１５は、図１４の一方材４１と他方材５１と垂直材７１を連結した状態である。このように、スタッドボルト３４とその両端のナット３３によって、二本の他方材５１は、一方材４１の側面に引き寄せられている。当然ながら連結管１１の下面や側面は、完全に覆い隠されている。また一方材４１と垂直材７１は、ホゾパイプ６４とスタッドボルト３４と固定ピン６６で一体化されている。一方材４１と垂直材７１は、同一断面形状で段差なく並び、実質的に一本の柱として機能する。

図１６は、直立する一方材４１の各側面から他方材５１が水平に突出して、上から見て十字状の連結構造を示している。この図では、個々の他方材５１に二本の埋設軸２１を埋め込み、その直立溝５４に連結管１８を固定してある。また、一方材４１を挟んで対向する二本の他方材５１は、スタッドボルト３４と、その両端に螺合させるナット３３で引き寄せる。そのため一方材４１の直立溝４４の奥面には、両側を貫通する下穴４６を加工してある。なおスタッドボルト３４は、直交する二方向に差し込むが、これらが内部で立体交差できるよう、方向に応じて下穴４６の高さを変えてある。そのほか連結管１８は、汎用性を確保するため、各側面に側孔３８を設け、しかも隣り合う側面でその高さを変えてあり、この図では四個とも同一形状である。

図１７は、図１６の一方材４１の各側面に他方材５１を連結した状態である。このように連結管１８の下面や側面は、完全に覆い隠されるが、上面は外部に露出している。なお連結管１８の上面も覆い隠したい場合、直立溝４４、５４の中に嵌まり込む塞ぎ板Ｐを用いる。塞ぎ板Ｐの素材を一方材４１や他方材５１と揃えることで、施工後は、連結管１８や直立溝４４、５４の存在を覆い隠すことができる。

図１８は、一方材４１の四側面のうち隣接する二面に他方材５１を取り付け、さらに一方材４１の上に垂直材７１をつなぐ連結構造である。一方材４１の左右二側面には、直立溝４４と下穴４６を加工してあるが、下穴４６は有底でしかも左右で高さを変えてある。また連結管１９は左右とも同一形状で、その各側面のうち、一方材４１と向かい合う面には、上下に四個の側孔３８を設けてある。そのほか直立溝４４の高さは、他方材５１の高さを上回っており、一方材４１だけが上方に突出する。

一方材４１と垂直材７１は、スタッドボルト７７で連結する。そして一方材４１の上面中心には、下側ラグスクリュー７６をねじ込むため、芯穴４９を加工してある。さらに下側ラグスクリュー７６の上端面には、雌ネジを形成してあり、スタッドボルト７７の下部を螺合することができる。また垂直材７１の下面中心にも、芯穴７４を加工してあるほか、垂直材７１の側面には、この芯穴７４につながる矩形状の側窓７３を加工してある。

図１９は、図１８の一方材４１と他方材５１を連結した後、垂直材７１を連結する過程を示している。二本の他方材５１は直角に配置され、いずれも一方材４１の側面に連結されている。また一方材４１の芯穴４９には、下側ラグスクリュー７６がねじ込まれ、これにスタッドボルト７７が螺合されている。

垂直材７１の芯穴７４には、上側ラグスクリュー７８をねじ込む。上側ラグスクリュー７８は中空状で、一方材４１から突出するスタッドボルト７７を挿通することができる。そして一方材４１の真上に垂直材７１を載せると、スタッドボルト７７の上端は、上側ラグスクリュー７８を突き抜け、側窓７３の中に到達する。その後、側窓７３からナット７９とワッシャ７５を差し込み、ナット７９をスタッドボルト７７に螺合させて締め付けると、垂直材７１が一方材４１に引き寄せられ、全ての連結が完了する。

図２０は、一方材４１側と他方材５１側で直立溝４４、５４の上向面４５、５５に段差がある連結構造を示す斜視図である。この図のように、一方材４１と他方材５１の高さが異なり、双方の上向面４５、５５に段差がある場合、連結管２０の下部にも同様の段差を設けて、一方材４１側と他方材５１側のいずれとも接触できるよう、対策を講じる。なおこの連結構造では、他方材５１側の直立溝５４の下部が外部に露出する。しかし、二点鎖線で示す柱を組み込むことで、これを覆い隠すことができる。そのほか図８などのように、一方材４１や他方材５１が上下方向に傾斜する連結構造においても、形状上の制約から、双方の上向面４５、５５に段差が生じることがある。その際はこの図のように、連結管２０の下部に段差を設ける。

図２１は、図１と同様、一方材４１の側面と他方材５１の端面を接触させたＬ字状の連結構造を示しているが、他方材５１の直立溝５４に下向面５２を設けてある。なお一方材４１と他方材５１は、下穴４６、５６の中心線で切断して描いてある。また一方材４１と他方材５１のいずれも、直立溝４４、５４の奥面には、上下三箇所に下穴４６、５６を加工してあり、その上下二箇所には埋設軸２１を埋め込み、中央一箇所にはシャフト２８を埋め込む。そのほか直立溝４４、５４は、一方材４１の側面と他方材５１の端面に加工してある。一方材４１の直立溝４４は、これまでの各図と同じ形態だが、他方材５１の直立溝５４は、これまでの上向面５５のほか、上部約半分を塞ぐ上アゴ８０が形成されている。

上アゴ８０は、直立溝５４を加工する際の切削範囲を調整して形成され、その下面は、下向面５２と規定する。下向面５２は、上向面５５と対向し、その間に連結管１０を挟み込むことができるよう、寸法を調整してある。また連結管１０は、汎用の鋼管を流用しており、その側面には側孔３８と側溝３７を設けてある。さらに連結管１０の上面の一部は、天板６７で塞がれている。天板６７は、他方材５１の下向面５２に接触するためのものだが、ボルト３１の締め付けなどには支障がない大きさとしてある。

図２２は、図２１の一方材４１と他方材５１を連結する途中段階を示している。この図の上方に描くように、他方材５１の下穴５６には、上下二本の埋設軸２１と一本のシャフト２８を埋め込む。対する一方材４１の下穴４６についても、この図の下方に描くように、上下二本の埋設軸２１と一本のシャフト２８を埋め込む。

他方材５１に埋設軸２１やシャフト２８を埋め込んだ後、直立溝５４に連結管１０を嵌め込むと、連結管１０の下面は上向面５５と接触し、さらに連結管１０の上面（天板６７を含む）は下向面５２と接触する。次に、連結管１０の中にボルト３１を配置して、その先端を側孔３８や側溝３７に差し込み、雌ネジ２７に螺合させて締め付けると、連結管１０と他方材５１が一体化する。なお、連結管１０の天板６７のほか、他方材５１の上アゴ８０の形状や大きさは、ボルト３１の締め付けなどに支障がないよう、配慮してある。

その後、一方材４１の下側の埋設軸２１には、ボルト３１の先端部だけを螺合させ、さらに吊り上げた他方材５１を徐々に下降させると、連結管１０が一方材４１の直立溝４４に嵌まり込んでいき、やがて前記のボルト３１の軸部が側溝３７に入り込み、最終的に連結管１０が一方材４１の上向面４５に接触する。引き続き、連結管１０の中から全てのボルト３１を締め付けると、一方材４１と他方材５１の連結が完了する。

図２３は、図２１の一方材４１と他方材５１が連結した状態である。このように一方材４１の側面と他方材５１の端面を接触させると、Ｌ字状の連結部が構築され、連結管１０の全体が直立溝４４、５４の中に埋め込まれる。さらに天板６７を含む連結管１０の上面は、他方材５１の下向面５２に接触している。そのため他方材５１に作用する下向きの荷重は、この接触面を介して連結管１０に伝達され、埋設軸２１やシャフト２８に及ぶ負荷が軽減され、信頼性が一段と向上する。ただし施工性などを考慮して、連結管１０と下向面５２は、意図的に隙間を設けることもある。なおこの図では、作業スペースを確保するため、上アゴ８０は、他方材５１の端面よりも奥に位置している。しかし一方材４１の直立溝４４をより深く加工できるならば、上アゴ８０を他方材５１の端面まで延長して、直立溝５４の上部全体を塞ぐこともできる。

図２４は、直立する一方材４１の側面に他方材５１の端面を接触させたＴ字状の連結構造を示している。なお一方材４１と他方材５１は、下穴４６、５６の中心線で切断して描いてある。また一方材４１と他方材５１のいずれとも、直立溝４４、５４の奥面には、上下三箇所に下穴４６、５６を加工してあり、その上下二箇所には埋設軸２１を埋め込み、中央一箇所にはシャフト２８を埋め込む。そのほか一方材４１の直立溝４４は、その側面を部分的にくり抜くように加工され、対向する下向面４２と上向面４５が形成され、この間に連結管１１が嵌め込まれる。この連結管１１は、図１などと同じ形状である。

図２５は、図２４の一方材４１と他方材５１を連結する途中段階を示している。この図の左上方に描くように、他方材５１の下穴５６には、上下二本の埋設軸２１と一本のシャフト２８を埋め込む。対する一方材４１の下穴４６についても、この図の右下方に描くように、上下二本の埋設軸２１と一本のシャフト２８を埋め込む。また他方材５１の直立溝５４に連結管１１を嵌め込み、これをボルト３１で固定する。そして連結管１１を一体化した他方材５１を吊り上げ、これを水平方向に移動させ、連結管１１を一方材４１の直立溝４４に嵌め込み、さらに連結管１１の中からボルト３１を締め付けると、一方材４１と他方材５１の連結が完了する。

図２６は、図２４の一方材４１と他方材５１が連結した状態である。このように、一方材４１の側面に他方材５１の端面を接触させると、Ｔ字状の連結部が構築され、連結管１１の全体が直立溝４４、５４の中に埋め込まれる。なおここで描かれた他方材５１についても、図２１と同様、上アゴ８０と下向面５２を設けることもできる。ただしその場合、上アゴ８０の大きさは、ボルトの締め付けなどに支障がないよう配慮する。そのほか施工手順は、これまでの各図に示すものに限定される訳ではなく、状況に応じて最適な手法を選択して構わない。

１０ 連結管（天板のあるもの）
１１ 連結管
１２ 連結管（多角形のもの）
１３ 連結管（円筒形のもの）
１４ 連結管（斜材の連結に使用するもの）
１５ 連結管（側溝のないもの）
１６ 連結管（底板のあるもの）
１７ａ、１７ｂ 連結管（二個で一組のもの）
１８ 連結管（各側面に側孔を設けたもの）
１９ 連結管（対面で側孔の配置が異なるもの）
２０ 連結管（下部に段差があるもの）
２１ 埋設軸（固定手段、一端面に雌ネジがあるもの）
２２ 埋設軸（固定手段、両端面に雌ネジがあるもの）
２３ 埋設軸（固定手段、異形棒鋼）
２４ リブ
２５ 頭部
２６ 凸条
２７ 雌ネジ
２８ シャフト（一端面に雌ネジがあるもの）
２９ シャフト（両端面に雌ネジがあるもの）
３１ ボルト（固定手段）
３２ 木ネジ（固定手段）
３３ ナット（固定手段）
３４ スタッドボルト（固定手段）
３５ 座金
３６ 底板
３７ 側溝
３８ 側孔
３９ 側孔（長円形のもの）
４１ 一方材
４２ 下向面
４３ 接触面
４４ 直立溝
４５ 上向面
４６ 下穴
４７ 外溝
４８ 積載面
４９ 芯穴
５１ 他方材
５２ 下向面
５３ 接触面
５４ 直立溝
５５ 上向面
５６ 下穴
６１ 寄せボルト
６２ ナット
６３ 寄せ孔
６４ ホゾパイプ
６５ 丸孔
６６ 固定ピン
６７ 天板
７１ 垂直材
７２ ピン孔
７３ 側窓
７４ 芯穴
７５ ワッシャ
７６ 下側ラグスクリュー（一方材側）
７７ スタッドボルト
７８ 上側ラグスクリュー（垂直材側）
７９ ナット
８０ 上アゴ
Ａ 接着剤
Ｂ 六角レンチ
Ｆ 床板
Ｐ 塞ぎ板

Claims (3)

1. いずれも棒状の一方材（４１）と他方材（５１）との連結構造であって、
   該一方材（４１）と該他方材（５１）との接触面（４３、５３）を跨ぐように配置し且つ中空状の連結管（１０乃至２０）と、
   該連結管（１０乃至２０）を前記一方材（４１）および前記他方材（５１）と一体化するボルト（３１）等からなる固定手段と、
   を用い、
   前記他方材（５１）の前記接触面（５３）は、当該部材の端面であり、また前記一方材（４１）と前記他方材（５１）は、前記連結管（１０乃至２０）の側面を挟み込むように並び、
   前記固定手段は、前記一方材（４１）および前記他方材（５１）を前記連結管（１０乃至２０）の側面に引き寄せる機能を有し、
   前記一方材（４１）と前記他方材（５１）には、前記連結管（１０乃至２０）全体を収容するため、前記接触面（４３、５３）を挟んで対向し且つ上下方向に伸びる直立溝（４４、５４）を形成し、
   前記連結管（１０乃至２０）の側面には、前記ボルト（３１）等の固定手段を差し込むための側孔（３８）を設け、
   前記直立溝（４４、５４）は、いずれも前記一方材（４１）および前記他方材（５１）の下面に到達することなく途切れており、該直立溝（４４、５４）の底は、前記連結管（１０乃至２０）を載置するための上向面（４５、５５）としてあることを特徴とする連結構造。
2. 前記固定手段は、前記直立溝（４４、５４）の奥面に形成した下穴（４６、５６）に埋め込む埋設軸（２１又は２２又は２３）と、前記側孔（３８）に差し込むボルト（３１）と、からなり、該埋設軸（２１又は２２又は２３）の端面には、該ボルト（３１）を螺合するための雌ネジ（２７）を設けてあることを特徴とする請求項１記載の連結構造。
3. 前記直立溝（４４、５４）は、前記一方材（４１）や前記他方材（５１）の表面をくり抜くように形成され、該直立溝（４４、５４）の上部には、前記連結管（１０乃至２０）の上面と対向する下向面（４２、５２）を設けたことを特徴とする請求項１または２記載の連結構造。

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