(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一の木材と第二の木材を結合するための建材の結合システムであって、前記第一の木材と、複数の貫通孔を表面に備え前記第一の木材の表面と略同一平面を形成するように前記第一の木材に埋設される第一の金属板と、この第一の金属板の貫通孔に挿通され一の端部は第一の固定具で前記第一の金属板に固定され他の端部は前記第一の木材に押入されて前記第一の金属板を前記第一の木材に固定する第一の棒材と、端面に溝を設けた前記第二の木材と、複数の貫通孔を表面に備え前記第二の木材の表面と略同一平面を形成するように前記第二の木材に埋設される第二の金属板と、この第二の金属板の貫通孔に挿通され一の端部は第二の固定具で前記第二の金属板に固定され他の端部は前記第二の木材に押入されて前記第二の金属板を前記第二の木材に固定する第二の棒材と、前記第一の金属板と前記第二の金属板において前記溝の位置に符合して設けられた孔に挿通させて締結する締結具とを有することを特徴とする建材の結合システム。
【請求項２】
第一の木材と第二の木材を結合するための建材の結合システムであって、前記第一の木材と、複数の貫通孔を表面に備え前記第一の木材の表面と略同一平面を形成するように前記第一の木材に埋設される第一の金属板と、前記第一の木材の表面と対向する裏面において複数の貫通孔を表面に備え前記第一の木材の裏面と略同一平面を形成するように前記第一の木材に埋設される第三の金属板と、前記第一の金属板及び前記第三の金属板の貫通孔に挿通され一の端部は前記第一の固定具で前記第一の金属板に固定され他の端部は前記第一の木材を貫通して第三の固定具で前記第三の金属板に固定する第三の棒材と、端面に溝を設けた前記第二の木材と、複数の貫通孔を表面に備え前記第二の木材の表面と略同一平面を形成するように前記第二の木材に埋設される第二の金属板と、この第二の金属板の貫通孔に挿通され一の端部は第二の固定具で前記第二の金属板に固定され他の端部は前記第二の木材に押入されて前記第二の金属板を前記第二の木材に固定する第二の棒材と、前記第一の金属板と前記第二の金属板において前記溝の位置に符合して設けられた孔に挿通させて締結する締結具とを有することを特徴とする建材の結合システム。
【請求項３】
第一の木材と第二の木材を結合するために用いる建材の結合システムであって、前記第一の木材の表面と略同一平面を形成するように前記第一の木材に埋設され表面に複数の貫通孔と少なくとも１の第一の溝を設けた第四の金属板と、この第四の金属板の貫通孔に挿通され一の端部は前記第一の木材に押入されて前記第四の金属板を前記第一の木材に固定する第四の棒材と、前記第二の木材の表面と略同一平面を形成するように前記第二の木材に埋設され複数の貫通孔と前記第四の金属板に設けられた前記第一の溝と符合する少なくとも１の第二の溝を表面に設けた第五の金属板と、この第五の金属板の貫通孔に挿通され一の端部は前記第二の木材に押入されて前記第五の金属板を前記第二の木材に固定する第五の棒材と、前記第四の金属板に設けられた前記第一の溝と前記第五の金属板に設けられた前記第二の溝とに嵌合し前記第四の金属板と前記第五の金属板とを結合する連結具とを有し、前記連結具は、内側に雌ネジ部が設けられたボルト穴を備えることを特徴とする建材の結合システム。
【請求項４】
第一の木材と第二の木材を結合するために用いる建材の結合システムであって、前記第一の木材の表面と略同一平面を形成するように前記第一の木材に埋設され表面に複数の貫通孔と少なくとも１の第一の溝を設けた第四の金属板と、この第四の金属板の貫通孔に挿通され一の端部は第四の固定具で前記第四の金属板に固定され他の端部は前記第一の木材に押入されて前記第四の金属板を前記第一の木材に固定する第四の棒材と、前記第二の木材の表面と略同一平面を形成するように前記第二の木材に埋設され複数の貫通孔と前記第四の金属板に設けられた前記第一の溝と符合する少なくとも１の第二の溝を表面に設けた第五の金属板と、この第五の金属板の貫通孔に挿通され一の端部は第五の固定具で前記第五の金属板に固定され他の端部は前記第二の木材に押入されて前記第五の金属板を前記第二の木材に固定する第五の棒材と、前記第四の金属板に設けられた前記第一の溝と前記第五の金属板に設けられた前記第二の溝とに嵌合し前記第四の金属板と前記第五の金属板とを結合する連結具とを有し、前記連結具は、内側に雌ネジ部が設けられたボルト穴を備えることを特徴とする建材の結合システム。
【請求項５】
前記第四の金属板表面に前記第一の溝と垂直な方向に設けられる第三の溝と、この第三の溝と符合する第四の溝を前記第五の金属板表面に設け、前記第三の溝と前記第四の溝とに嵌合する位置固定具を有することを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の建材の結合システム。
【請求項６】
前記固定具のうち少なくとも１は、前記金属板に当接するテーパ部を有してなることを特徴とする請求項１、請求項２、請求項４又は請求項５のいずれか１項に記載の建材の結合システム。
【請求項７】
前記棒材のうち少なくとも１は棒材内部に雌ネジ部を有し、前記固定具は前記雌ネジ部に螺合する雄ネジ部を有することを特徴とする請求項１、請求項２又は請求項４乃至請求項６のいずれか１項に記載の建材の結合システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、木造建築における木材の接合に用いる建材結合システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、木造建築の工法には軸組構造（在来工法）と枠組壁工法（２×４工法）、大断面木造建築、丸太組構法の４種類があり、特に、大断面木造建築において柱や梁等で重さや地震の揺れ等を支える構造をラーメン構造という。
また、ラーメン構造では主に柱・梁部材にＬＶＬ（構造用単板積層材）を使用し柱・梁の接合部に穿孔して異形鉄筋を挿入したうえ接着剤（エポキシ樹脂）を孔の空隙に充填、硬化させることによって接合部を剛接合するＲＨ構法（鉄筋拘束接合による木質ラーメン構造）が用いられている。しかしながら、鉄と鉄とでは完全な接合が可能であるものの、大型木造において、木材と木材とでは接合金物を使用しても完全な剛接合を実現することが難しかった。
【０００３】
このような課題に対処するため、いくつかの発明及び考案が開示されている。特に、ＲＨ構法の解決方法としては柱と梁の接合部の間に継手金具を挟み、ハイテンションボルトを柱と継手金具、梁に貫通させることによって摩擦接合する工法を用いたものが大多数を占めている。
【０００４】
例えば、特許文献１には、「建材の結合具」という名称でボルトが貫通した柱材とボルトが押入した梁材を継手金具を用いて連結する発明が開示されている。
以下、図８を参照しながら、特許文献１に開示された技術について特許文献１における記載を引用しながら説明する。
図８において、符号３７は柱、符号３８は梁であり、継手金具６３と棒鋼３９，４５を用いてこれらを結合している。
【０００５】
まずはじめに結合要素について説明する。
結合要素には棒鋼３９，４５と継手金具６３があり、棒鋼３９，４５は丸鋼であり、全外周に雄ネジ４２，４８が形成されると同時に全内周に雌ネジ４１，４７が形成されている。梁３８、柱３７の棒鋼挿入部分の内表面全体には雌ネジ４３，４９が形成され、雄ネジ４２，４８と螺合している。さらに、棒鋼３９，４５の内部には全外周に雄ネジ４０，４６を形成したボルトが挿入されており、棒鋼３９，４５の内部に形成された雌ネジ４１，４７と螺合している。
また、もう一つの結合要素である継手金具６３は、ジョイント板６１と、継手６２とからなっている。ジョイント板６１は一方の端部に複数のボルト孔５２を設けた当て板５３を備え、他方の端部には複数のボルト孔が設けられており、ボルト５９、ナット６０と継手６２を用いてジョイント板６１，６１を連結できるようになっており、さらには上下部に補強板５８が溶接されている。
【０００６】
次に、各結合要素の結合関係について説明する。
棒鋼４５は柱３７を貫通しており、棒鋼４５の両端部４４は面５０及び面５１に設置されボルト孔５２を有する当て板５３を貫通してナット５４で固定されている。一方、棒鋼３９は梁３８に押入されており、棒鋼３９の端部４４は柱３７との接合面に設置されボルト孔５２を要する当て板５３を貫通してナット５４で固定されている。
さらに、柱３７に連結されたジョイント板６１と梁３８に連結されたジョイント板６１は、継手６２を介してボルト５９とナット６０を用いて結合されている。加えて、各々のジョイント板６１に垂直に溶接された上下二枚の補強板５８，５８はこれらを挟むように設置される取付用鉄板５７ａ，５７ｂとボルト５６とナット５５によって固定されている。
【０００７】
このように継手金具６３と棒鋼３９，４５を用いて柱３７と梁３８とを剛接合することによって、棒鋼３９，４５の雄ネジ４２，４８が梁３８，柱３７の雌ネジ４３，４９の木質繊維に食い込んで、梁３８側から棒鋼３９，４５に伝達されるモーメントによる押圧力が棒鋼３９，４５の雄ネジ４２，４８からその周囲の木部にほぼ均等に分散して伝達され、柱３７の応力負担により梁３８をしっかりと支えることが可能となる。
【０００８】
また、特許文献２には、「木構造における部材の接合方法」という名称で柱及び梁に挿入した鉄筋をボルトで螺着緊締し、さらに、鉄筋挿入部分に接着剤を注入することで柱と梁を連結する発明が開示されている。
以下、特許文献２に開示された技術について特許文献２における記載を引用しながら説明する。
【０００９】
特許文献２の発明である木材の接合方法は、二つの木材、例えば、柱と梁を接合するのに使用される。接合の方法としては、まず、あらかじめ柱と梁に挿入孔を設け、これに先端にスリーブを固定した鉄筋を挿入しておく。また、この鉄筋先端のスリーブの内周面には雌ねじが設けられているため、接合する場合には梁を吊った状態で柱と梁に設けられた相対するスリーブが符合するように設置し、これらのスリーブをボルトで螺着緊締して梁を柱に圧着し接合する。そして、このように接合した柱と梁の間に生じる隙間に止水シールを設置し、さらに、梁上面に設けられ梁の挿入孔に貫通する注入口から接着剤を挿入孔と鉄筋との間に注入する。これによって、接合部にがたを生じることなく柱と梁を強固に接合することができる。
【００１０】
【特許文献１】
特開平８−１２０７９１号公報
【特許文献２】
特開平６−２０７４３１号公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の従来の技術においては、例えば特許文献１に開示された発明においては、棒鋼の雄ネジを梁及び柱の雌ネジの木質繊維に食い込ませ、梁側から棒鋼に伝達されるモーメントによる押圧力が棒鋼の雄ネジからその周囲の木部にほぼ均等に分散して伝達されるようにし、柱の応力負担によって梁をしっかりと支え、柱と梁の剛接合を可能とするものの、柱と梁の間に継手金具分の隙間が生じ、継手金具部分に大きな負担がかかるという構造力学的な課題があった。
また、柱と梁との接合作業において、予め柱と梁にジョイント板を固定しておき、建設現場でこれらのジョイント板と継手を突き合わせ、二つの継手に跨ぐように取付用鉄板を重ね合わせてボルトとナットによって固定することによって接合強度を向上させることができるものの、数箇所をボルトとナットで固定する必要があり、接合部の咬み合わせが悪い場合には接合作業に手間が生じるという施工上の課題があった。
さらに、継手金具分の隙間を生じるため、柱と梁が露出するような場合には見栄えが悪く、このような工法を採用するには外観上の課題もあった。
【００１２】
また、特許文献２に開示された発明においては、隙間を生じることなく柱と梁を圧着して接合することができるものの、柱と梁を接合するボルトは両端をスリーブと螺合しなければならないため、梁を回転させながら螺合しなければならず接合作業に手間が生じるという課題があった。
【００１３】
本発明はかかる従来の事情に対処してなされたものであり、接合する二つの木材の表面と略同一平面を形成するように二つの木材に継手金具の代用となる金属板を埋設し、木造建築の美しさを損なうことなく、木材同士の強固な剛接合を可能とする建材の結合システムを提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明である建材の結合システムは、第一の木材と第二の木材を結合するために用いる建材の結合システムであって、第一の木材と、複数の貫通孔を表面に備え第一の木材の表面と略同一平面を形成するように第一の木材に埋設される第一の金属板と、この第一の金属板の貫通孔に挿通され一の端部は第一の固定具で第一の金属板に固定され他の端部は第一の木材に押入されて第一の金属板を第一の木材に固定する第一の棒材と、端面に溝を設けた第二の木材と、複数の貫通孔を表面に備え第二の木材の表面と略同一平面を形成するように第二の木材に埋設される第二の金属板と、この第二の金属板の貫通孔に挿通され一の端部は第二の固定具で第二の金属板に固定され他の端部は第二の木材に押入されて第二の金属板を第二の木材に固定する第二の棒材と、第一の金属板と第二の金属板において溝の位置に符合して設けられた孔に挿通させて締結する締結具とを有するものである。
上記構成の建材の結合システムは、接合する二つの木材、すなわち、第一の木材及び第二の木材に棒材を押入することによって、第一の木材及び第二の木材に棒材を固定し、接合にかかる力を均等に分散させるという作用を有する。また、第一の木材及び第二の木材にそれぞれ金属板を埋設させ各木材の表面と略同一平面を形成することによって、第一の木材と第二の木材との隙間をほぼなくすという作用を有する。第一の木材及び第二の木材に埋設された金属板を締結具で締結することによって、二つの木材を剛接合するという作用を有する。
【００１５】
また、請求項２に記載の発明である建材の結合システムは、第一の木材と第二の木材を結合するために用いる建材の結合システムであって、第一の木材と、複数の貫通孔を表面に備え第一の木材の表面と略同一平面を形成するように第一の木材に埋設される第一の金属板と、第一の木材の表面と対向する裏面において複数の貫通孔を表面に備え第一の木材の裏面と略同一平面を形成するように第一の木材に埋設される第三の金属板と、第一の金属板及び第三の金属板の貫通孔に挿通され一の端部は第一の固定具で第一の金属板に固定され他の端部は第一の木材を貫通して第三の固定具で第三の金属板に固定する第三の棒材と、端面に溝を設けた第二の木材と、複数の貫通孔を表面に備え第二の木材の表面と略同一平面を形成するように第二の木材に埋設される第二の金属板と、この第二の金属板の貫通孔に挿通され一の端部は第二の固定具で第二の金属板に固定され他の端部は第二の木材に押入されて第二の金属板を第二の木材に固定する第二の棒材と、第一の金属板と第二の金属板において前記溝の位置に符合して設けられた孔に挿通させて締結する締結具とを有するものである。
上記の請求項２に記載されるような構成の建材の結合システムにおいても、請求項１に記載の発明と同様の作用を有する。
【００１６】
請求項３に記載の発明である建材の結合システムは、第一の木材と第二の木材を結合するために用いる建材の結合システムであって、第一の木材の表面と略同一平面を形成するように第一の木材に埋設され表面に複数の貫通孔と少なくとも１の第一の溝を設けた第四の金属板と、この第四の金属板の貫通孔に挿通され一の端部は第一の木材に押入されて第四の金属板を前記第一の木材に固定する第四の棒材と、第二の木材の表面と略同一平面を形成するように第二の木材に埋設され複数の貫通孔と第四の金属板に設けられた第一の溝と符合する少なくとも１の第二の溝を表面に設けた第五の金属板と、この第五の金属板の貫通孔に挿通され一の端部は第二の木材に押入されて第五の金属板を第二の木材に固定する第五の棒材と、第四の金属板に設けられた第一の溝と第五の金属板に設けられた第二の溝とに嵌合し第四の金属板と第五の金属板とを結合する連結具とを有し、連結具は、内側に雌ネジ部が設けられたボルト穴を備えるものである。
上記構成の建材の結合システムの作用も請求項１及び請求項２に記載の発明と同様である。
【００１７】
また、請求項４に記載の発明である建材の結合システムは、第一の木材と第二の木材を結合するために用いる建材の結合システムであって、第一の木材の表面と略同一平面を形成するように第一の木材に埋設され表面に複数の貫通孔と少なくとも１の第一の溝を設けた第四の金属板と、この第四の金属板の貫通孔に挿通され一の端部は第四の固定具で第四の金属板に固定され他の端部は第一の木材に押入されて第四の金属板を第一の木材に固定する第四の棒材と、第二の木材の表面と略同一平面を形成するように第二の木材に埋設され複数の貫通孔と第四の金属板に設けられた第一の溝と符合する少なくとも１の第二の溝を表面に設けた第五の金属板と、この第五の金属板の貫通孔に挿通され一の端部は第五の固定具で第五の金属板に固定され他の端部は第二の木材に押入されて第五の金属板を第二の木材に固定する第五の棒材と、第四の金属板に設けられた第一の溝と第五の金属板に設けられた第二の溝とに嵌合し第四の金属板と第五の金属板とを結合する連結具とを有し、連結具は、内側に雌ネジ部が設けられたボルト穴を備えるものである。
上記構成の建材の結合システムにおいても、請求項１乃至請求項３に記載の発明の作用と同様である。
【００１８】
請求項５に記載の発明である建材の結合システムは、請求項３又は請求項４に記載の建材の結合システムにおいて、第四の金属板表面に第一の溝と垂直な方向に設けられる第三の溝と第四の溝とに嵌合する位置固定具を有するものである。
上記構成の建材の結合システムにおいては、第三の溝と第四の溝を第一の溝と第二の溝と垂直方向に設けつつ位置固定具で嵌合させることによって、第四の金属板と第五の金属板とをしっかりと固定し、接合時に生じる可能性のある金属板の第一と第二の溝方向へのずれを防止するという作用を有する。
【００１９】
また、請求項６に記載の発明である建材の結合システムは、請求項１、請求項２、請求項４又は請求項５のいずれか１項に記載の建材の結合システムにおいて、固定具のうち少なくとも１は金属板に当接するテーパ部を有してなるものである。
上記構成の建材の結合システムにおいては、請求項１、請求項２、請求項４又は請求項５に記載の発明の作用に加えて、金属板に当接するテーパ部を固定具に設けることによって、固定具が金属板に当接する表面積が大きくなり、接合面にかかる力がより分散されるという作用を有する。
【００２０】
最後に、請求項７に記載の発明である建材の結合システムは、請求項１、請求項２又は請求項４乃至請求項６のいずれか１項に記載の建材の結合システムにおいて、棒材のうち少なくとも１は棒材内部に雌ネジ部を有し、固定具は雌ネジ部に螺合する雄ネジ部を有するものである。
上記構成の建材の結合システムにおいては、請求項１、請求項２又は請求項４乃至請求項６に記載の発明の作用に加えて、棒材内部に雌ネジ部を設け、この雌ネジ部に螺合する雄ネジ部を固定具に設けることによって、固定具と棒材の接触面積を増加させて固定を増強させる作用を有する。
【００２１】
【発明の実施の形態】
はじめに、本発明の第一の実施の形態に係る建材の結合システムについて、図１乃至図３に基づき説明する。（請求項１、請求項２及び請求項６に対応）
図１は本発明の第一の実施の形態に係る実施例における柱材と梁材の結合部分の概念図である。図１において、符号１は柱、符号２は梁であり、本実施の形態に係る建材の結合システムは、柱１と梁２を接合するものである。
【００２２】
建材の結合システムは、柱１あるいは梁２に埋設された金属板３ａ，３ｂと、金属板３ａ，３ｂを固定し柱１あるいは梁２に貫通または押入する組込みスクリュー４ａ，４ｂと、柱１と梁２を接合するボルト９とを備えている。また、金属板３ａ，３ｂには組込みスクリュー４ａ，４ｂが貫通するための複数の孔７ｃとボルト９が貫通するための孔７ａ，７ｂとが設けられ、金属板３ａの孔７ｂ部分の裏側にはナット８が溶接されている。
【００２３】
このように構成された建材の結合システムを用いて、柱１に対して梁２を接合する手順について説明する。図１においては、柱１の両側に梁２を接合させる状態を示すものであるが、このような場合、はじめに柱１に貫通孔を設けてこの孔に組込みスクリュー４ａを押入する。そして、リング５を組込みスクリュー４ａの端部に挿通させてその上に金属板３ａを埋設し、金属板３ａを介して組込みスクリュー４ａに特殊ナット６を螺合させて固定する。
一方、梁２は挿入孔を設けてこの孔に組込みスクリュー４ｂを押入した後、リング５を組込みスクリュー４ｂの端部に挿通させ、さらに、その上に金属板３ｂを埋設し、金属板３ｂを介して組込みスクリュー４ｂに特殊ナット６を螺合させて固定する。これによって、柱１の両面及び梁２の接合面に金属板３ａ，３ｂが埋設した構造が形成される。また、梁２の上下部には溝１０を設け、接合終了後に溝１０を埋めるために適合する埋木を準備しておく。この段階までは工場などの作業場で行うとよい。
その後、建設現場にこれらの加工が施された柱１と梁２を搬入し、柱１に埋設された金属板３ａ上の孔７ｂと梁２に埋設された金属板３ｂ上の孔７ａを重ね合わせ、溝１０からボルト９を挿入してナット８とボルト９で柱１と梁２を剛接合する。これによって、柱１と梁２にかかる荷重や押圧力が組込みスクリュー４ａ，４ｂによってその周囲の木部にほぼ均等に分散して伝達され、柱１の応力負担によって梁２をしっかりと支え、柱１と梁２の剛接合を可能とするとともに、金属板３ａ，３ｂを柱１及び梁２に埋設することによって柱１と梁２との間の隙間を最小限に留め、金属板３同士の密着によって継手金具部分への負担を減少させ、接合強度の高い剛接合を行うことが可能となる。また、柱１と梁２との剛接合後、溝１０に埋木を施すことによって金属部分が外部に露出することがなく、美観の向上も可能となる。
【００２４】
また、図２（ａ）は図１中符号Ａで示される方向への矢視図であり、図２（ｂ）は図１中符号Ｂで示される方向への矢視図である。図２（ａ）及び（ｂ）において、図１に示された部分と同一部分については同一符号を付し、その構成についての説明は省略する。図２（ａ）及び（ｂ）において、組込みスクリュー４ａ，４ｂ及びボルト９を金属板３ａ，３ｂに均等に配列することによって、柱１と梁２にかかる押圧力をほぼ均等に分散し、柱１と梁２とのより強固な剛接合を可能としている。また、金属板３ａ，３ｂを柱１及び梁２に埋設することによって、柱１と梁の金属板３ａ，３ｂ同士が密着し、柱１と梁２との間の隙間を小さくするため、金属部分が外部に露出することがなく、美観をより向上させることができる。
【００２５】
さらに、図３（ａ）は組込みスクリューの外形図であり、（ｂ）は特殊ナットの側面図及び平面図を示したものである。図３（ａ）は柱１に押入する組込みスクリュー４ａを示したものであり、表面に雄ネジが形成されており、柱にねじ込めるようになっている。また、図面には示していないが、梁に押入する組込みスクリューは、組込みスクリュー４ａの両端に備えられた小径の雄ネジ部４ｃのうち、一方の小径の雄ネジ部４ｃを備えていないものである。
図３（ｂ）において、特殊ナット６の中央には孔１１があり、頭部には四方に均等に切り欠き１２が設けられている。特殊ナット６はこの切り欠き１２に工具を係合させることによって組込みスクリュー４ａの雄ネジ部４ｃに螺着される。前述のとおり梁に押入される組込みスクリューには雄ネジ部４ｃが一の端部にのみ設けられているが、これは、金属板側で特殊ナット６を用いて固定させるためである。したがって、柱の場合でも柱が大きく表裏両面の金属板間を挿通させるような組込みスクリューを使用しない場合には、梁に押入されるスクリューと同様に、雄ネジ４ｃを金属板を設置する側の端部にのみ設けてもよい。さらに、特殊ナット６は金属板３ａ，３ｂに当接するテーパ部を有しているため、市販のナットよりも表面積が大きい。このため、接合面の表面積が増加し、特殊ナット６にかかる押圧力が分散され、柱１と梁２にかかる力をより均等に分散させることができ、より強固な剛接合を可能にする。
【００２６】
なお、図１及び図２においては柱の両側から梁を接合する場合の実施例を取り上げたが、単に柱と梁の片面同士を剛接合することも可能である。この場合には、図１及び図２に示すように金属板３ｂを梁２に埋設固定し、かつ、柱１の片面のみに組込みスクリューと特殊ナット６を用いて金属板３ａを埋設固定し、ボルト９とナット８で柱１と梁２を剛接合する。また、このとき柱１及び梁２に押入する組込みスクリューは組込みスクリュー４ａの形状のものではなく組込みスクリュー４ｂと同様の形状のものを用いる。
【００２７】
次に、本発明の第二の実施の形態に係る建材の結合システムについて、図４乃至図６に基づき説明する。（請求項３乃至請求項７に対応）
図４は本発明の第二の実施の形態に係る実施例における二つの木材の接合部分の概念図である。図４において、符号１３及び符号２０は木材であり、本実施の形態に係る建材の結合システムは、この二つの木材１３，２０を接合するものである。
【００２８】
建材の結合システムは、木材１３，２０に埋設された金属板１４，２１と、金属板１４，２１を木材１３，２０に固定し木材１３，２０に押入する組込みスクリュー１８，２５と、金属板１４，２１を接合するクサビ２８と、接合時に金属板１４，２１を固定する金属棒３０とから構成されている。
金属板１４，２１は長方形状をしており、横幅が木材１３，２０の横幅よりも短く、縦幅が木材１３，２０の縦幅と略同一長さとなっている。したがって、木材１３，２０の上面及び下面と金属板１４，２１が同一表面を形成するように木材１３，２０に埋設することができる。
これらの金属板１４，２１表面にはその上下端部にクサビ２８を嵌め込むための溝１５，２２が符合するように設けられており、また、表面中央部にはこれらの溝１５，２２に対して略垂直方向となるように、金属棒３０を嵌め込むための溝１７，２４が同様に符合するように設けられている。
さらに、溝１５，２２の両側には組込みスクリュー１８，２５が貫通するための複数の孔１６，２３が設けられている。
【００２９】
このように構成された建材の結合システムを用いて、木材１３と木材２０を接合する手順について説明する。図４は、同じ大きさの木材を接合させる状態を示すものであるが、このような場合、木材１３，２０にはあらかじめ組込みスクリューを押入するための複数の貫通孔と金属板を埋設するための溝を施しておく。そして、木材１３，２０に設けられた複数の貫通孔に組込みスクリュー１８，２５をねじ込み、さらに、その上に金属板１４，２１を埋設する。組込みスクリュー１８，２５は金属板１４，２１を介してボルト１９，２６と螺合させ、金属板１４，２１を木材１３，２０に固定する。これにより、木材１３，２０の接合面に金属板１４，２１が埋設された構造が形成される。この段階までは工場などの作業場で行うとよい。
【００３０】
次に、建設現場にこれらの加工が施された木材１３，２０を搬入し、木材１３と木材２０の接合作業を行う。まず、木材１３に埋設された金属板１４上の溝１７と木材２０に埋設された金属板２１上の溝２４の両方に金属棒３０が嵌合するように金属板１４と金属板２１を重ねあわせる。そして、接合部分の上面及び下面側から溝１５と溝２２によって形成される溝に、断面が台形の上底（短辺）を併せたような形状であるクサビ２８を嵌設して木材１３と木材２０を剛接合する。クサビ２８の断面を台形の上底（短辺）を併せたような形状とすることで、金属板１４，２１の接合を確実にし、容易に外れないように作用させている。
このように剛接合することで、木材１３，２０にかかる荷重や押圧力が組込みスクリュー１８，２５によってその周囲の木部にほぼ均等に分散して伝達され、木材１３，２０の剛接合を可能とする。しかも、金属板１４，２１を木材１３，２０に埋設することによって木材１３，２０との間の隙間を最小限に留め、クサビ２８を溝１５，２２に挿入するという簡単な作業によって接合強度の高い剛接合を行うことが可能となる。
【００３１】
また、クサビ２８の金属板１４，２１との接触面とクサビ２８が嵌設される溝１５，２２の形状を長方形形状ではなく、端部側で広く内部側で狭い台形形状にすることで、より高い応力がかかる金属板１４，２１の端部においてより強固に接合させることが可能である。
さらに、金属板１４，２１の横幅を木材１３，２０の横幅よりも短くすることで金属棒３０を嵌合する溝１７，２４が木材１３，２０を貫通しない形状となるため、接合された状態では金属棒３０が外部から見えず外観を向上させることができる。
【００３２】
なお、図４では金属板１４，２１を長方形状としたが、正方形状となるようにしてもよい。加えて、金属板１４，２１の横幅が木材１３，２０の横幅より短くなるように図示したが、金属板１４，２１の横幅が木材１３，２０の横幅と同じ長さになるようにしてもよい。このようにすれば、金属棒３０をクサビ２８の嵌設後に接合部分の側面から溝１７，２４によって形成される溝に挿入することもできる。ただし、金属板１４，２１の側面が木材１３，２０の接合後に見えるため美観の点からすれば好ましくないとも言える。
また、接合後にはクサビ２８を容易に抜き取ることができないため、接合を解除する場合には内側に雌ネジ部が設けられたボルト穴２９にこの雌ネジと螺合する雄ネジを有したボルト２７を挿入して螺合させクサビ２８を引き抜いて行うことができる。なお、溝１５，２２の形状が台形形状である場合には、嵌合するクサビ２８の挿脱作業においても好都合である。
【００３３】
また、図５（ａ）は図４中符号Ｃで示される方向への矢視図であり、図５（ｂ）は図４中符号Ｄで示される方向への矢視図である。図５（ａ）及び（ｂ）において、図４に示された部分と同一部分については同一符号を付し、その構成についての説明は省略する。図５（ａ）及び（ｂ）において、組込みスクリュー１８，２５を均等に配列し、かつ、接合面の中心軸上に溝１５，１７，２２，２４を配列することによって、木材１３，２０にかかる押圧力をほぼ均等に分散し、木材１３，２０のより強固な剛接合を可能としている。また、金属板１４，２１を木材１３，２０に埋設し、これらをクサビ２８で接合することによって、木材１３，２０の金属板１４，２１同士が密着し、木材１３，２０の間の隙間を小さくするため、接合部分が外部に露出することがなく、美観をより向上させることができる。
【００３４】
さらに、図６（ａ）は組込みスクリューの外形図であり、（ｂ）はボルトの側面図であり、（ｃ）は組込みスクリューの外形図であり、（ｄ）は特殊ナットの側面図及び平面図である。
図６（ａ）は木材１３に挿入する組込みスクリュー１８を示したものであり、表面に雄ネジが形成されており、木材にねじ込めるようになっている。また、組込みスクリュー１８の一端の内部に形成されたボルト穴３１の内側には雌ネジが形成されており、図６（ｂ）に示すボルト１９表面に形成された雄ネジと螺合可能となっている。このため、木材１３にねじ込まれた組込みスクリュー１８のボルト穴３１を金属板１４の孔１６と重ね合わせた状態で孔１６及びボルト穴３１からボルト１９を螺合させることで金属板１４を木材１３に埋設及び固定することができる。さらに、ボルト穴３１内側の雌ネジをＪＩＳ規格ボルトの雄ネジと螺合可能な形状に加工すれば、特殊なボルトを用いなくても市販のボルトで金属板１４を木材１３に埋設及び固定することが可能となる。図面には図示していないが、組込みスクリュー２５及びボルト２６も同様の構造である。
【００３５】
また、図４及び図５に図示した本発明の第二の実施の形態の実施例においては図６（ａ）及び（ｂ）に示すような組込みスクリューとボルトを使用したが、孔１６，２３をテーパー形状に形成し、組込みスクリュー１８，２５とボルト１９，２６の代わりに図６（ｃ）及び（ｄ）に示すような組込みスクリュー３２と特殊ナット３４を使用して金属板１４，２１を木材１３，２０に埋設固定してもよい。図６（ｄ）に示すように、特殊ナット３４の中央には孔３５があり、頭部には四方に均等に切り欠き３６が設けられているため、この切り欠き３６に工具を係合させることによって孔１６から突出した組込みスクリュー３２の雄ネジ部３３に特殊ナット３４を螺着し、金属板１４，２１を木材１３，２０に埋設固定することができる。特殊ナット３４と組込みスクリュー３２を使用する接合においては、特殊ナット３４が金属板に当接するテーパ部を有しているため、市販のナットよりも表面積が大きく、これによって接合面の表面積が増加して特殊ナット３４にかかる押圧力が分散される。このため、接合する二つの木材１３，２０にかかる力をより均等に分散させることができ、より強固な剛接合を可能にする。
【００３６】
図７（ａ）は図４及び図５において金属板を木材に固定した部分の詳細図（実施例１）であり、（ｂ）は金属板固定方法の実施例２の概念図であり、（ｃ）は金属板固定方法の実施例３の概念図である。
図７（ａ）では、ボルト１９と組込みスクリュー１８を用いて金属板１４を木材１３に固定している。したがって、組込みスクリュー１８の上側の端面は、金属板１４の下面と当接するため、木材１３内においてぐらつくことがなく、また、金属板１４も木材１３に食い込むことがないという効果がある。また、ボルト１９は組込みスクリュー１８内に形成された雌ネジに螺合するため、接触面積が増え、より堅固に金属板１４を木材１３に固定することができる。
図７（ｂ）は（ａ）のボルト１９を設けることなく、組込みスクリュー１８ａによって木材１３と金属板１４が当接するように固定したものであるが、上述のとおり木材１３内で組込みスクリュー１８ａがぐらついたり、金属板１４が木材１３に食い込むといった可能性があるものの、組込みスクリュー１８ａのみで金属板１４を木材１３に容易に固定することができるという利点がある。また、（ｃ）は図６の（ｃ）に示す組込みスクリュー３２にナット３２ａを溶接したものと図６（ｄ）に示す特殊ナット３４とを用いて金属板１４を木材１３に固定するものである。このような固定方法においては、金属板１４と接触する金属の接触面が（ａ）よりも大きく、組込みスクリュー３２のぐらつきや金属板１４が木材１３に食い込むのをさらに抑制するという効果に加えて、特殊ナット３４が金属板に当接するテーパ部を備えていることで市販のナットよりも表面積が大きくなり、これによって接合面の表面積が増加して特殊ナット３４にかかる押圧力が分散され、接合する二つの木材１３，２０にかかる力をより均等に分散させることができ、より強固な剛接合を可能にする。
【００３７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の請求項１に記載の建材の結合システムにおいては、複数の貫通孔を表面に備え第一の木材の表面と略同一平面を形成するように第一の木材に埋設され、一の端部が第一の木材に押入された第一の棒材の他端部と第一の固定具を用いて固定された第一の金属板と、複数の貫通孔を表面に備え第二の木材の表面と略同一平面を形成するように第二の木材に埋設され、一の端部が第二の木材に押入された第二の棒材の他端部と第二の固定具を用いて固定された第二の金属板とを締結することによって、第一の木材及び第二の木材にかかる押圧力が第一の木材及び第二の木材に押入された第一の棒材及び第二の棒材によってその周囲の木部にほぼ均等に分散して伝達され、第一の木材と第二の木材の剛接合を可能とすることができるとともに、金属板を第一の木材及び第二の木材に埋設することによって第一の木材及び第二の木材との間の隙間を最小限に留め、しかも、金属板同士が密着することによって結合システムへの負担を減少させ、接合強度の高い剛接合を行うことが可能となる。さらに、接合部分が木材から見えることがなく美観の点で優れた効果を有する。
【００３８】
特に、本発明の請求項２に建材の結合システムにおいては、第一の木材の両側で第一の木材へ係る応力を負担することで片面で応力を負担するよりもより均等に応力を分散させることができる。
また、請求項１に記載の発明と同様に金属板を第一の木材及び第二の木材に埋設することによって第一の木材と第二の木材の間の隙間を最小限に留めて、結合システムへの負担を減少させ、接合強度の高い剛接合を行うことが可能となる。また、美観の点でも請求項１に記載の発明と同様に優れた効果を奏する。
【００３９】
請求項３及び請求項４に記載された発明においても請求項１の発明と同様の効果を有する。
【００４０】
また、特に、本発明の請求項５に記載の建材の結合システムにおいては、第一の溝及び第二の溝に垂直に設けられた第三の溝と第四の溝とを位置固定具で嵌合させることによって、第四の金属板と第五の金属板とをしっかりと固定し接合時に生じる第一の溝と第二の溝と平行な方向へのずれを防ぐことができ、より強固な接合を実現することができる。
【００４１】
特に、本発明の請求項６に記載の建材の結合システムにおいては、固定具に金属板に当接するテーパ部を設けることによって、固定具の接合面の表面積を増加させ、固定具にかかる押圧力を分散し、結合システムにかかる力を均等に分散することができ、より強固な接合を可能とすることができる。
【００４２】
最後に、本発明の請求項７に記載の建材の結合システムにおいては、固定具と棒材の接触面積を増加させて金属板の固定を増強させ、建材をより強固に結合させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一の実施の形態に係る建材の結合システムの実施例における柱材と梁材の結合部分の概念図である。
【図２】（ａ）は図１中符号Ａで示される方向への矢視図であり、（ｂ）は図１中符号Ｂで示される方向への矢視図である。
【図３】（ａ）は組込みスクリューの外形図であり、（ｂ）は特殊ナットの側面図及び平面図である。
【図４】本発明の第二の実施の形態に係る建材の結合システムの実施例における木材と木材の結合部分の概念図である。
【図５】（ａ）は図４中符号Ｃで示される方向への矢視図であり、（ｂ）は図４中符号Ｄで示される方向への矢視図である。
【図６】（ａ）は組込みスクリューの外形図であり、（ｂ）はボルトの側面図であり、（ｃ）は組込みスクリューの外形図であり、（ｄ）は特殊ナットの側面図及び平面図である。
【図７】（ａ）は図４及び図５において金属板を木材に固定した部分の詳細図（実施例１）であり、（ｂ）は金属板固定方法の実施例２の概念図であり、（ｃ）は金属板固定方法の実施例３の概念図である。
【図８】従来技術に係る建材の結合システムの概念図である。
【符号の説明】
１…柱  ２…梁  ３，３ａ，３ｂ…金属板  ４ａ，４ｂ…組込みスクリュー  ４ｃ…雄ネジ部  ５…リング  ６…特殊ナット  ７ａ，７ｂ，７ｃ…孔  ８…ナット  ９…ボルト  １０…溝  １１…孔  １２…切り欠き  １３…木材  １４…金属板  １５…溝  １６…孔  １７…溝  １８…組込みスクリュー  １８ａ…組込みスクリュー  １９…ボルト  ２０…木材  ２１…金属板  ２２…溝  ２３…孔  ２４…溝  ２５…組込みスクリュー  ２６…ボルト  ２７…ボルト  ２８…クサビ  ２９…ボルト穴  ３０…金属棒  ３１…ボルト穴  ３２…組込みスクリュー  ３２ａ…ナット  ３３…雄ネジ部  ３４…特殊ナット  ３５…孔  ３６…切り欠き  ３７…柱  ３８…梁  ３９…棒鋼  ４０…雄ネジ  ４１…雌ネジ  ４２…雄ネジ  ４３…雌ネジ  ４４…端部  ４５…棒鋼  ４６…雄ネジ  ４７…雌ネジ  ４８…雄ネジ  ４９…雌ネジ  ５０…面  ５１…面  ５２…ボルト孔  ５３…当て板  ５４…ナット  ５５…ナット  ５６…ボルト  ５７ａ，５７ｂ…取付用鉄板  ５８…補強版  ５９…ボルト  ６０…ナット  ６１…ジョイント板  ６２…継手  ６３…継手金具
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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