(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
四隅に立設され且つアルミニウム合金製の押出形材からなり長手方向に沿った底広凹溝を有する第１の構造材と、こられの第１の構造材に直接又は接続材を介して配置される第２の構造材とを、この第２の構造材又は上記接続材を貫通するボルトであって、ボルト頭の長手寸法が上記第１の構造材における底広凹溝の開口部の幅寸法よりも大きい寸法を有し、且つボルト頭の長手方向の両端部寄りの底面に凸部を有するか、または係る凸部と共にボルト頭の長手両端面に底広凹溝の両側壁に喰込み可能な喰込部を有するボルトとナットとを用い、
上記ボルト頭を上記第１の構造材の底広凹溝内に嵌装し且つ回転して該ボルト頭の長手両端部を該底広凹溝の両側壁に当接させ、上記ボルトの雄ネジ部に上記ナットを螺着することにより、
上記ボルト頭の各凸部を第１の構造材の底広凹溝における開口部の両側片に喰込ませ、あるいは係る喰込みと共に上記ボルト頭の喰込部を上記底広凹溝の両側壁に喰込ませて、直方体ユニットを複数形成し、
左右に隣接する一対の直方体ユニットにおける第１の構造材同士の底広凹溝同士間に跨って断面略Ｈ形の結合片を嵌装して、上記一対の直方体ユニットを結合した、ことを特徴とする建物用構造体。
【請求項２】
上下に隣接する一対の前記直方体ユニットにおける第１の構造材同士の中空部間に跨って嵌合片を嵌合した、
ことを特徴とする請求項１に記載の建物用構造体。
【請求項３】
左右に隣接する一対の下方の直方体ユニットにおける第１の構造材同士の上端部を第２の構造材よりも上に突出させ、
上記一対の下方の直方体ユニットの上方に配置され且つ水平方向に隣接する一対の上方の直方体ユニットにおける第１の構造材同士の下端部を第２の構造材よりも上に偏移させると共に、
一対の下方の直方体ユニットにおける第１の構造材同士の上端部を、一対の上方の直方体ユニットにおける第１の構造材同士の下端部と第２の構造材との間に雄雌嵌合させて、上記上下一対ずつの直方体ユニットを結合した、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の建物用構造体。
【請求項４】
上下に隣接する一対の前記直方体ユニットにおける第１の構造材同士の底広凹溝同士間に跨って断面略Ｈ形の結合片を嵌装した、
ことを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の建物用構造体。
【請求項５】
前記第１の構造材が、断面略角形の中空押出形材であり、且つその何れかの表面に前記底広凹溝の開口部が形成されている、
ことを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の建物用構造体。
【請求項６】
前記第１の構造材が、その長手方向に沿って複数のネジ受け用貫通孔を併設している、
ことを特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載の建物用構造体。
【請求項７】
前記第２の構造材が、略Ｈ形又は略角形の断面を有するアルミニウム合金製の押出形材である、
ことを特徴とする請求項１乃至６の何れかに記載の建物用構造体。
【請求項８】
前記第１の構造材が、互いに並行な複数の柱であり、互いに平行な柱間に前記第２の構造材の梁又は桁が結合されて前記直方体ユニットを形成している、ことを特徴とする請求項１乃至７の何れかに記載の建物用構造体。
【請求項９】
前記第２の構造材又はその一部が土台であるか、又は土台を兼ねる、ことを特徴とする請求項１乃至８の何れかに記載の建物用構造体。
【請求項１０】
前記第２の構造材同士である互いに並行な梁又は桁の間に、更に間柱、及び／又は、筋交いを固定した、
ことを特徴とする請求項１乃至９の何れかに記載の建物用構造体。
【請求項１１】
前記第１の構造材である互いに並行な複数の柱、又は上記間柱の何れか間に、水平にまぐさ又は窓台を固定した、
ことを特徴とする請求項１乃至１０の何れかに記載の建物用構造体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、少なくとも垂直な柱等の構造材をアルミニウム合金製の押出形材から構成した柱等と、これに直交する梁等との構造材を含む建物用構造体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、住宅等の建物を形成する構造体は、木材、鉄骨、又は鉄筋コンクリートから形成されている。木材からなる構造体は、各種の専用木材同士を組立てる在来工法によるものと、規格化されたサイズの木材からなるユニットを用いる２×４(ツーバイフォー)工法によるものとがある。
また、鉄骨からなる構造体は、断面Ｈ形又はＩ形の形鋼同士をガゼットプレート等の接続板を介してボルト又はリベットで結合している。
更に、鉄筋コンクリートからなる構造体は、予め鉄筋で形成した柱、梁、及び桁等を型枠で囲み、その型枠内にコンクリートを充填して養生することにより、形成される。
【０００３】
しかしながら、木材を用いた前記在来工法や２×４工法による構造体は、構造材同士の結合構造が煩雑で組立工数を要する。しかも、無垢の木材を多用するため構造材自体がかなりの重量を有すると共に、白蟻等の虫食いにより劣化や腐食による強度低下を来すという問題がある。
また、鉄骨からなる構造体は、形鋼同士の結合部分に専用のガゼットプレート等を要すると共に、多数のボルト孔を穿設しておき、ボルトの貫通やナットをセットし締結するという現場作業を必要としている。且つ、かなりの重量となると共に、各形鋼やガゼットプレート等の表面やボルト孔内には、予め塗装等の防錆処理を必須とするため、加工コスト等も嵩むという問題がある。
【０００４】
更に、鉄筋コンクリートからなる構造体は、各構造材やスラブに沿って多数の主筋や肋筋等からなる鉄筋を組立て、且つこれらをそれぞれ囲む型枠を形成するという事前の工数を要する。しかも、コンクリートの打設やその養生に時間を要すると共に、著しく重量が大きくなるという問題がある。
一方、軽量で耐食性に優れたアルミニウム合金(以下、単にアルミと言う)は加工も容易で、例えばサッシやカーテンウォールのような建具や外壁材等に広く活用されている。特に、アルミの押出形材は、断面の形状やサイズの設計が自在であるため、当該押出形材同士の結合は基より、パネル等の板材の端縁を呑み込んだ納まりや、或いは結合金具を嵌装してネジ止めが容易な納まり等に利用されている。しかし、係る押出形材の機能を構造材用として有効に生かす工夫は、これまで充分になされておらず、利用されにくかった。
【０００５】
ところで、アルミの押出形材を建物用の構造材に用いる場合、主に構造材同士間に接続板を介してボルト止めすることが行われる。この場合、ボルトの頭を一方のアルミの押出形材に形成した蟻溝等の底広凹溝内に嵌装すると、ボルト・ナットの締結作業も容易化することできる。
しかし、上記蟻溝等の底広凹溝は、上記押出形材の長手方向の全長に渉って形成されているため、この押出形材を柱等の垂直に立設される構造材に用いると、ボルト頭の底面と押出形材の底広凹溝における開口部の両側片との面接触による摩擦力のみでは、上記柱等と直交する梁や桁等の構造材を支持できなくなるおそれがある。この結果、係るボルトと共に梁や桁等の構造材が下方にずれたりすることもあり得る。
【０００６】
【発明が解決すべき課題】
本発明は、以上の問題点を解決し、アルミの押出形材を用いて組立てが容易で軽量且つ強固な構造材を含む建物用構造体を提供することを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するため、アルミの押出形材に底広凹溝を設けておき、これに他の構造材をボルトで直接固定する場合、又は他の構造材を接続材を介して間接的に固定するに際し当該接続材を押出形材にボルトで固定する場合に、係るボルトのボルト頭における底面の一部を、上記底広凹溝の開口部の両側片に喰込ませることに着想して成されたものである。
即ち、本発明における建物用構造体(請求項１)は、四隅に立設され且つアルミニウム合金製の押出形材からなり長手方向に沿った底広凹溝を有する第１の構造材と、これらの第１の構造材に直接又は接続材を介して固定される第２の構造材とを、この第２の構造材又は上記接続材を貫通するボルトであって、ボルト頭の長手寸法が上記第１の構造材における底広凹溝の開口部の幅寸法よりも大きい寸法を有し、且つボルト頭の長手方向の両端部寄りの底面に凸部を有するか、または係る凸部と共にボルト頭の長手両端面に底広凹溝の両側壁に喰込み可能な喰込部を有するボルトとナットとを用い、
上記ボルト頭を上記第１の構造材の底広凹溝内に嵌装し且つ回転して該ボルト頭の長手両端部を該底広凹溝の両側壁に当接させ、上記ボルトの雄ネジ部に上記ナットを螺着することにより、
上記ボルト頭の各凸部を第１の構造材の底広凹溝における開口部の両側片に喰込ませ、あるいは係る喰込みと共に上記ボルト頭の喰込部を上記底広凹溝の両側壁に喰込ませて、直方体ユニットを複数形成し、
左右に隣接する一対の直方体ユニットにおける第１の構造材同士の底広凹溝同士間に跨って断面略Ｈ形の結合片を嵌装して、上記一対の直方体ユニットを結合した、ことを特徴とする。
【０００８】
これによれば、上記ボルトにナットを螺合することにより、第１と第２の構造材同士を所望の位置において強固且つ確実に結合した直方体ユニットを形成することができると共に、左右方向に隣接する一対の直方体ユニットを、それらの隣接する第１の構造材同士の底広凹溝同士間に跨って断面略Ｈの結合片を嵌装するため、左右方向に隣接する各ユニットの離間を防いで、建物の施工性が向上させることができる。しかも、ボルト頭を第１の構造材における任意の位置からその底広凹溝内に自在に嵌装できると共に、上記ボルト頭を略直角に回すことによって、その底面を底広凹溝の開口部付近に確実に係止させ、且つ凸部または係る凸部と喰込み部とを底広凹溝の両側片などに強固に喰込ませることができる。
尚、上記構造材には間柱等の準構造材も含まれ、上記接続材には各種形状の平板の他に、アングル等の立体部材も含まれる。
【０００９】
また、本発明には、上下に隣接する一対の前記直方体ユニットにおける第１の構造材同士の中空部間に跨って嵌合片を嵌合した、建物用構造体(請求項２)も含まれる。これによれば、上下方向に隣接する一対の直方体ユニットを、それらの隣接する第１の構造材同士の中空部間に跨って嵌合片を嵌合したため、上下方向に隣接する各ユニットの位置決めが正確に行え、建物の施工性を向上させることができる。
更に、本発明には、左右に隣接する一対の下方の直方体ユニットにおける第１の構造材同士の上端部を第２の構造材よりも上に突出させ、且つ上記第１の構造材同士の底広凹溝同士間に跨って断面略Ｈの結合片を嵌装し、上記一対の下方の直方体ユニットの上方に配置され且つ水平方向に隣接する一対の上方の直方体ユニットにおける第１の構造材同士の下端部を第２の構造材よりも上に偏移させると共に、一対の下方の直方体ユニットにおける第１の構造材同士の上端部を、一対の上方の直方体ユニットにおける第１の構造材同士の下端部と第２の構造材との間に雄雌嵌合させて、上記上下一対ずつの直方体ユニットを結合した、建物用構造体(請求項３)も含まれる。
これによれば、左右に隣接する上下一対ずつの直方体ユニット間の上下方向の位置決めが正確迅速且つに行え、建物の施工性を一層向上させることができる。
【００１０】
また、本発明には、上下に隣接する一対の前記直方体ユニットにおける第１の構造材同士の底広凹溝同士間に跨って断面略Ｈ形の結合片を嵌装した、建物用構造体(請求項４)も含まれる。これによれば、上下に隣接する直方体ユニットを容易に位置決めでき、且つ左右方向のずれを防止できる。
更に、本発明には、前記第１の構造材が、断面略角形の中空押出形材であり、且つその何れかの表面に前記底広凹溝の開口部が形成されている、建物用構造体(請求項５)も含まれる。これによれば、第１の構造材が例えば柱に使用されても、捻り応力等に対し十分耐えられると共に、水平方向から直角に配置される梁や桁と直接に、又は接続材を介してそれぞれ結合することが可能となる。
【００１１】
また、本発明には、前記第１の構造材が、その長手方向に沿って複数のネジ受け用貫通孔を併設している、建物用構造体(請求項６)も含まれる。
これにより、第１の構造材が例えば柱や間柱に用いられた場合、断面略Ｈ形の土台や梁等からそのフランジを貫通するボルトの雄ネジを上記貫通孔内に螺入させて結合することにも活用でき、一層組立て作業を容易化することができる。
尚、上記貫通孔の端部には予め雌ネジを刻設しても良いが、ボルトの雄ネジ自体によるセルフタッピングにより雌ネジを形成させることも可能である。
更に、本発明には、前記第２の構造材が、略Ｈ形又は略角形の断面を有するアルミニウム合金製の押出形材である、建物用構造体(請求項７)も含まれる。
これによれば、第１及び第２の構造材共にアルミにより一層軽量化できるので、それらを含む直方体ユニットが有する支持強度の範囲内で壁材等を有効に支持することができる。
【００１２】
また、本発明には、前記第１の構造材が、互いに並行な複数の柱であり、互いに平行な柱間に前記第２の構造材の梁又は桁が結合されて前記直方体ユニットを形成している、建物用構造体(請求項８)も含まれる。
これによれば、四隅の柱およびこれらの柱間を連結する梁又は桁からなる直方体ユニットが堅牢且つ迅速に形成できると共に、係る直方体ユニット同士を強固に結合した建物用構造体を含む建物を容易に構築することが可能となる。
尚、上記梁には、敷き梁、小屋梁、妻梁、小梁等が含まれ、上記桁には、敷き桁、軒桁、飛び梁、胴差し等が含まれる。
【００１３】
更に、本発明には、前記第２の構造材又はその一部が土台であるか、又は土台を兼ねる、建物用構造体(請求項９)も含まれる。これによれば、１部屋を構成する直方体ユニットを、布基礎の上に専用の土台を固定することなく、直に第２の構造材をアンカーボルトに固定して迅速に組立てられると共に、生活者の都合に応じて随時複数の直方体ユニットを結合することにより、コストに見合った住宅等を形成することにも寄与できる。
また、本発明には、前記第２の構造材同士である互いに並行な梁又は桁の間に、更に間柱、及び／又は、筋交いを固定した、建物用構造体(請求項１０)も含まれる。これによれば、直方体ユニットを一層堅牢にして構築できる。
更に、本発明には、前記第１の構造材である互いに並行な複数の柱、又は前記間柱の何れか間に、水平にまぐさ又は窓台を固定した、建物用構造体(請求項１１)も含まれる。これによれば、壁部分の細部についても外装材や内装材を除いて予めユニット化できるので、現場での工数をより一層低減できる。
【００１４】
尚、本発明の建物用構造体に用いるボルトは、ボルト頭の長手両端面に前記底広凹溝の両側壁に喰込み可能な喰込部を有するものが望ましい。
これによる場合、ボルトと一体のボルト頭を、例えば第１の構造材の底広凹溝に挿入して回転することにより、両端部の喰込部が係る底広凹溝の両側壁に喰込むため、当該結合用ボルト自体が緩まなくなり、例えば前記第２の構造材を確実に支えることが可能となる。
また、本発明の建物用構造体に用いるボルトは、前記ボルト頭の長手方向の両端部寄りにおける底面に凸部をそれぞれ有するものが望ましい。これによる場合、ナットと締結することにより、凸部が底広凹溝の開口部付近に喰込むため、例えば前記第２の構造材を一層確実に支えることが可能となる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下において本発明の実施に好適な形態を図面と共に説明する。
図１は、参考形態の住宅(建物)用構造体１を示す。
この構造体１は、地表ＧＬ上に設けた複数の換気口３を有する布基礎２の上面に固定した土台４と、この土台４の上に立設した複数の通し柱６及び柱７と、これらの間に水平に結合された梁８、陸屋根用桁１０，１１とを含む。
また、土台４と梁８及び梁８と陸屋根用桁１０等の間には間柱１２が垂設され、この間柱１２と通し柱６との間、又は間柱１２同士の間には、窓台１４及び／又はまぐさ１６が水平に架設されている。
【００１６】
更に、通し柱６と間柱１２の間にはＸ字形に平筋交い１８が固定されている。尚、上記土台４、梁８、及び陸屋根用桁１０，１１には、断面略Ｈ形のアルミの押出形材が、通し柱６、柱７、及び間柱１２には、断面略角形のアルミの中空押出形材が、窓台１４とまぐさ１６にはアルミの中空押出形材が、筋交い１８にはアルミの平板がそれぞれ用いられている。
以上の各アルミには、ＪＩＳ；Ａ６０６３−Ｔ５、同６０６１−Ｔ５又はＴ６、同６Ｎ０１−Ｔ５又はＴ６等の展伸用アルミニウム合金が使用される。
【００１７】
次に、本発明の前提的形態の結合構造について図２，３に基づいて説明する。
図２(Ａ)及び(Ｂ)に示すように、通し柱(第１の構造材)６に対して、左右から梁(第２の構造材)８，８が接続材２０を介して直角に結合される。また、図示で左側の梁８の上・下面にボルト・ナット４２で固定した金具４０を介して筋交い１８の上・下端部が固定される。即ち、アルミの押出形材からなる断面略山字形の金具４０の中央片４４に各筋交い１８の上・下端部を面接触させ、ボルト・ナット４６により締結される。尚、図２(Ｂ)中において、符号８′は桁を、符号９は小梁、符号９ａは火打ち梁を示す。
【００１８】
図３(Ａ)に示すように、通し柱(第１の構造材)６は、断面略角形の本体２１とその内部に中空部２２を有し、本体２１の各側面(表面)には互いに平行な一対の底広凹溝２４を有する。この底広凹溝２４は、幅狭の開口部２５と、その両側の両側片２６と、内部の幅広の底壁２７、及びその両側壁２８とからなる。
尚、本体２１の四隅には、ネジ受け用貫通孔２９が設けられている。この貫通孔２９は、係る通し柱６を前記土台４上に垂直に固定する図示しないボルトの雄ネジを受け入れる。
【００１９】
通し柱６と梁８との間に介在する接続材２０は全体がアングル形を呈し、各片２０ａ，２０ｂには複数の通し孔が穿設されている。この接続材２０は、予めその基片２０ａを梁８におけるウェブ８ａの一端にボルト３８及びナット３９により固定される。係る接続材２０の梁８の上下のフランジ８ｂ間に延びる一対の先片２０ｂにおける各通し孔には、ボルト３１が貫通し、座金３５を介してナット３６と緩く螺合している。
【００２０】
上記ボルト３１は、図３(Ｂ)に示すように、雄ネジ部分３１ａと細長い略平行四辺形のボルト頭３２とからなる。このボルト頭３２の幅寸法は、上記通し柱６の底広凹溝２４の開口部２５の幅寸法よりも僅かに小さい。また、ボルト頭３２の長手方向の寸法は底広凹溝２４における底壁２７の幅よりも僅かに大きく、該長手両端の対角位置には緩くカーブした面取り部３３が形成されている。更に、ボルト頭３２の底面３２ａには、図示で左右対称に円錐形の先尖状凸部３４が突設されている。尚、先尖状凸部３４を含めたボルト頭３２の厚さは、上記底広凹溝２４内における側壁２８の奥行き寸法よりもやや小さくなるように予め設定されている。
【００２１】
そして、接続材２０に支持された各ボルト３１を適宜回し、そのボルト頭３２を通し柱６の対向する底広凹溝２４の開口部２５に通過させると共に、ボルト頭３２を図３(Ｂ)で時計回り方向に約９０度回転させてその長手両端部を、底広凹溝２４の両側壁２８に当接させる。この状態でボルト３１は回転不能となる。
次いで、予め緩く螺合していた各ナット３６を更に締め込むと、ボルト３１は通し柱６の外側に向けて引き寄せられる。この結果、そのボルト頭３２の各先尖状凸部３４は、図３(Ｃ)に示すように、底広凹溝２４の開口部２５における両側の両側片２６内に喰込む。この先尖状凸部３４の喰込みにより、梁８と通し柱６を強固に結合した結合構造３０が得られ、何らかの外力が加わっても下側にずれることがなくなる。また、ボルト３１自体も緩みにくいことも相まって、長期間に渉って堅牢な住宅用構造体１を構成することができる。
【００２２】
上記接続材２０とボルト３１，ナット３６を用いる結合構造３０は、通し柱６と陸屋根用桁１１との間にも適用することができる。
尚、前記図２(Ａ)，(Ｂ)において、間柱１２はその角形断面の四隅に設けたネジ受け用貫通孔１２ａ内に、梁８のフランジ８ｂを貫通するボルト１３の雄ネジ部を螺入することで固定される。更に、通し柱６の上端において、各底広凹溝２４を活用し図示しない接続材を介して、屋根用桁１０との結合も容易に行える。
以上において説明した通し柱６と梁８との結合構造３０と、これを用いた住宅用構造体１によれば、アルミの押出形材からなる構造材６，８等と喰込み可能なボルト３１を併用することによって、軽量で支持荷重を効率的に利用できると共に、ズレなどの変位を来すことがない。しかも、耐食性にも優れるため、長期的にメンテナンスを皆無にし得る堅牢な構造材同士の結合構造と建物用構造体を提供することが可能となる。
【００２３】
図４は、本発明を含む住宅(建物)用構造体５０を示す。尚、以下前記形態と同じか同様の要素や部分には同じか同様の符号を用いる。
この構造体５０は、複数の直方体ユニット６０を左右と上下それぞれに結合したものである。各直方体ユニット６０は、四隅に立設したアルミの柱(第１の構造材)６と、この各柱６同士間を上下において水平に結合したアルミの梁(第２の構造材)８とからなる。尚、上記ユニット６０は立方体も包含する。
上記ユニット６０において、少なくとも屋外側の側面における上下の各梁８，８間には、間柱１２が固定されると共に、前記同様に間柱１２と柱６との間には筋交い１８又はまぐさ１６が固定され、間柱１２同士間にも窓台１４及びまぐさ１６が架設されている。
【００２４】
図５(Ａ)及び(Ｂ)に示すように、各直方体ユニット６０における柱６と梁８との結合は、前記同様に梁８の両端にボルト・ナット５８で固定されたアングル形の接続材５６を介して、各柱６の底広凹溝２４にボルト頭３２を嵌装した複数のボルト３１とナット３６とを螺合し、各ボルト頭３２の先尖状凸部３４を底広凹溝２４の前記両側片２６内に喰込ませることにより結合構造３０が形成される。
また、上下方向に隣接するユニット６０同士の結合には、予め垂直方向に連続する柱６，６の間に嵌合片６２が位置決めのために介在する。図５(Ａ)に示すように、下方の柱６の図示で正面に位置する底広凹溝２４の底壁２７から螺入するネジ６４が、中空部２２内に嵌装した嵌合片６２の下部に進入してこれを固定する。この嵌合片６２の台形形の上部６３を上方の柱６における中空部２２内に嵌合して、上下の各ユニット６０を位置決めする(本発明の建物用構造体)。
尚、上方の各ユニット６０はクレーン等で吊り上げられ、所定位置にて設置されるが、軽量なために負荷は少なく安全である。
【００２５】
更に、左右に隣接するユニット６０は、互いに面接触する柱６，６の対向する一対の底広凹溝２４同士間に跨る断面略Ｈ形の結合片６６によって、結合される(本発明の建物用構造体)。
この結合片６６は、図５(Ａ)に示すように、下方の柱６，６の図示で中央に位置する底広凹溝２４の底壁２７から左右方向に螺入するネジ６８により下端を支持され、図５(Ｂ)に示すように、その上部を上方の柱６，６における同じ位置の各底広凹溝２４内に左右の半体ずつを嵌装することによって、上下各一対ずつ合計４個の直方体ユニット６０同士の左右方向への離間を防止する(本発明の建物用構造体)。
最後に、上下に隣接するユニット６０の互いに面接触する梁８，８のフランジ８ｂ同士を貫通するボルト５２とこれに螺着するナット５４により結合される。
即ち、上記嵌合片６２と結合片６６とを上下の各直方体ユニット６０の間に介在させて位置決めした後、上下に面接触する上記梁８，８のボルト５２、ナット５４による結合が行われ、住宅用構造体５０を構成することができる。
【００２６】
図６(Ａ)及び(Ｂ)は、上記結合片６６に替えてユニット接続材(接続材)６６Ａ，６６Ｂを用いた形態を示す。ユニット接続材６６Ａは４つのユニット６０の各隅に跨る平板材で、図６(ｂ)のように、ボルト３１，ナット３６を用いる前記と同じ接合構造３０により、４つのユニット６０の各柱６同士を同時に結合する。
また、図６(Ｂ)のように、ユニット接続材６６Ｂはアングル状の板材で、左右に隣接する各ユニット６０同士を接合構造３０で結合する。即ち、ユニット接続材６６Ｂは上方の各ユニット６０における柱６,６の下部同士と桁８′,８′の上面同士を同時に結合する。尚、図示しないユニット接続材６６Ｂにより下方の各ユニット６０の柱６,６の上部同士と桁８′,８′の下面同士も同様に結合する。
【００２７】
図７(Ａ)及び(Ｂ)は、本発明の異なる形態の建物用構造体に関する。図示のように、下方の直方体ユニット６０における柱６を当該コーナからその上端部６ａを梁８よりもやや上に突出させ、且つ上方の直方体ユニット６０における柱６を当該コーナからその下端部６ｂを梁８よりもやや上に偏移し、上下に連続する左右一対の柱６,６同士を雄雌嵌合させても良い(本発明の建物用構造体)。
この場合、図７(Ａ)に示すように、上方のユニット６０における柱６とその下辺の梁８とを結合する接続材５６における最下段のボルト３１のボルト頭３２を、下方のユニット６０における柱６の上端部６ａにおける底広凹溝２４内に嵌装し、約９０度回して前記同様にナット３６を更に締付ける。
【００２８】
すると、この最下段のボルト３１は、そのボルト頭３２の先尖状凸部３４を下方の柱６の底広凹溝２４に喰込むと共に、該柱６をナット３６との締付けにより上方のユニット６０における下辺の梁８にも結合する結合構造３０′を形成することができる。
係る結合構造３０′により、上下のユニット６０における各柱６の上端部６ａと下端部６ｂの関係が、それぞれ梁８との関係において位置決め及び嵌め合いの関係を構成するので、前記嵌合片６２を省略することができる。尚、左右方向に隣接する直方体ユニット６０同士の離間を防ぐため、前記と同様に結合片６６を使用するか、或いは前記ユニット結合板６６Ａ，６６Ｂが使用される。また、図７(Ｂ)に示す桁８′も各柱６との間で上記と同じ結合構造３０′を形成する。
【００２９】
以上の直方体ユニット６０における各結合構造３０，３０′と、このユニット６０同士を結合した構造体５０によれば、予め工場内で上記ユニット６０を正確に組立て、現場では必要な数の上記ユニット６０を左右及び上下に隣接して結合することにより、構造材６，８の結合構造３０等を含む迅速で堅牢な住宅(建物)用構造体５０を形成することができる。しかも、直方体ユニット６０は全体が軽量なため、２階以上への吊り上げや位置決め作業も容易に行え、且つ構造材６，８の間は基より、上記ユニット６０同士の間においても、ボルト３１の先尖状凸部３４の喰込みが働くため、長期的に強固且つ堅牢な建物を形成可能とする。
尚、以上の住宅用構造体５０において、少なくとも第１の構造材である柱６がアルミの中空押出形材であれば、第２の構造材である梁８等の他の構造材や準構造材には、形鋼や鋼板の曲げ加工材を用いることも可能である。
【００３０】
図８は、本発明の建物用構造体に適用可能な結合構造に関する。図８(ａ)に示すボルト７１は、雄ネジ部分７１ａと細長い略平行四辺形のボルト頭７２とからなる。このボルト頭７２の幅寸法も、前記通し柱６の底広凹溝２４の開口部２５の幅寸法よりも僅かに小さく、且つ雄ネジ部分７１ａの直径と略同じである。また、ボルト頭７２の長手方向の寸法は前記底広凹溝２４の底壁２７の幅よりも僅かに大きく、当該長手両端の対角位置には緩くカーブした面取り部７３が形成されている。更に、ボルト頭７２の底面７２ａにおける対角の隅には、図示で左右点対称に変形三錐形の先尖状凸部７４が突設されている。
【００３１】
図８(Ａ)に示すように、このボルト７１は、予め前記前記梁８の一端に固定された接続材２０の通し孔に貫通し、その雄ネジ部分７１ａに座金７６を介してナット７８を緩く螺合しておく。次に、ボルト頭７２を適宜回し、前記通し柱６の開口部２５を通じて底広凹溝２４内に嵌装して約９０度回した後、ナット７８を更に締付けると、ボルト７０全体が図示で左側に引き寄せられる。この結果、上記先尖状凸部７４は開口部２５の両側片２６内に喰込んだ状態で、通し柱６と接続材２０(梁８)とを強固に締結する結合構造７０を形成できる。
【００３２】
また、図８(ｂ)に示すボルト８１も雄ネジ部分８１ａと細長い略平行四辺形のボルト頭８２とからなり、このボルト頭８２の幅寸法も前記底広凹溝２４の開口部２５の幅寸法よりも僅かに小さい。また、ボルト頭８２の長手方向の寸法は前記底広凹溝２４の底壁２７の幅よりも僅かに大きく、該長手両端の対角位置に緩くカーブした面取り部８３が形成されている。更に、ボルト頭８２の底面８２ａにおける長手両端の中央には、図示で左右対称に変形四錐形の先尖状凸部８４が突設されている。
【００３３】
図８(Ｂ)に示すように、このボルト８１も予め前記梁８の一端に固定された接続材２０に貫通され、その雄ネジ部分８１ａには座金８６を介しナット８８が緩く螺合している。先ずボルト頭８２を適宜回して、前記通し柱６の開口部２５を通じて底広凹溝２４内に嵌装する。次に、ボルト頭８２を約９０度回転し、更にナット８８を締付けると、ボルト８１全体が図示で左側に引き寄せられる。この結果、上記先尖状凸部８４は、上記凹溝２４の開口部２５の両側片２６内に喰込んだ状態となり、通し柱６と接続材２０(梁８)を強固に締結する結合構造８０を形成することができる。
【００３４】
図９(ａ)と(ａ′)は、更に異なる形態のボルト９１及びこれをを用いた本発明に適用可能な結合構造に関する。図９(ａ)と(ａ′)に示すボルト９１も、雄ネジ部分９１ａと細長い略平行四辺形のボルト頭９２とからなり、このボルト頭９２の幅寸法も前記同様に幅狭である。また、ボルト頭９２の長手方向の寸法も前記同様に大きく、その長手両端の対角位置には緩くカーブした面取り部９３が形成されている。更に、ボルト頭９２の底面９２ａにおける図示で左右点対称の各隅部に変形三錐形の先尖状凸部９４と、湾曲し且つ偏平状の凸部９５がそれぞれ一対ずつ突設されている。
【００３５】
このボルト９１も予め、図９(Ａ)に示すように、前記前記梁８の一端に固定された接続板２０に貫通され、その雄ネジ部分９１ａに座金９６を介しナット９８が緩く螺合する。ボルト頭９２を適宜回して、前記通し柱６の開口部２５を通じて底広凹溝２４内に嵌装する。上記ボルト頭８２を約９０度回転し、更にナット９８を締付けると、ボルト９１全体が図示で左側に引き寄せられる。この結果、上記先尖状凸部９４及び凸部９５は、上記凹溝２４の開口部２５の両側片２６内に喰込んだ状態となり、通し柱６と接続材２０(梁８)を強固に締結する結合構造９０を形成することができる。
【００３６】
図９(ｂ)，(ｂ′)は、更に別のボルト１０１を示す。
図９(ｂ)と(ｂ′)に示すボルト１０１も、雄ネジ部分１０１ａと細長い略平行四辺形のボルト頭１０２とからなり、該ボルト頭１０２の幅寸法も前記と同様幅狭である。また、ボルト頭１０２の長手方向の寸法も前記同様に大きく、その長手両端の対角位置には緩くカーブした面取り部１０３が形成されている。更に、ボルト頭１０２の底面１０２ａにおける長手両端面には、図示で点対称の各隅部に変形三角錐状で先端に斜め外向きに突出する喰込部１０４ａを有する先尖状凸部１０４と、湾曲し且つ偏平な凸部１０５が一対ずつそれぞれ突設されている。
図９(Ｂ)に示すように、このボルト１０１も予め前記前記梁８の一端に固定された接続材２０に貫通され、その雄ネジ部分１０１ａには座金１０６を介しナット１０８が緩く螺合する。
【００３７】
先ず、ボルト頭１０２を前記通し柱６の開口部２５を通じて底広凹溝２４内に嵌装し、約９０度回転する。次にナット１０８を更に締付けると、ボルト１０１全体が図示で左側に引き寄せられ、上記先尖状凸部１０４及び凸部１０５は上記凹溝２４の開口部２５の両側片２６内に喰込んで、通し柱６と接続材２０(梁８)を強固に締結する結合構造１００を形成できる。
尚、上記凸部１０４(１０４ａ)を図９(ｂ′)でボルト１０１の中心に対しそれぞれ点対称に形成すると、一層強固な結合とすることができる。
また、締結後に外力でボルト１０１が単独に又はナット１０８と共に緩む方向(図９(ｂ′)で時計回り)の回転力を受けた場合、その当初にて先尖状凸部１０４の喰込部１０４ａが底広凹溝２４の両側壁２８に喰込んでいる。従って、ボルト１０１はそれ以上緩まず接続材２０(梁８)を確実に支えることができる。
【００３８】
図１０(ａ)及び(ａ′)は、異なる形態のボルト１１１およびこれを用いた結合構造に関する。図示のボルト１１１も、雄ネジ部分１１１ａと細長い略平行四辺形のボルト頭１１２からなり、該ボルト頭１１２の幅寸法も前記同様に幅狭である。また、ボルト頭１１２の長手方向の寸法も前記同様に大きく、その長手両端の対角位置には鋭角の角部１１３が形成されている。更に、上記ボルト頭１１２の底面１１２ａにおける長手両端寄りには、図示で上下対称の位置に断面三角形で湾曲した先尖状凸条１１４が一対突設されている。
【００３９】
図１０(Ａ)に示すように、このボルト１１１も予め前記前記梁８の一端に固定された接続材２０に貫通し、その雄ネジ部分１１１ａには座金１１６を介してナット１１８が緩く螺合する。先ず、ボルト頭１１２を適宜回して、前記通し柱６の開口部２５を通じて底広凹溝２４内に嵌装し、且つ約９０度回転する。次に、ナット１１８を更に締付けると、ボルト１１１全体が図示で左側に引き寄せられる。このため、上記先尖状凸条１１４は上記凹溝２４の開口部２５の両側片２６内に曲線状に喰込んだ状態となって、通し柱６と接続材２０(梁８)を強固に締結する結合構造１１０を形成することができる。
【００４０】
図１０(ｂ)及び(ｂ′)は、更に別なる形態のボルト１２１を示す。図示のように、ボルト１２１も、雄ネジ部分１２１ａと、細長いボルト頭１２２とからなり、略小判形を呈するボルト頭１２２の幅寸法も前記同様に幅狭で、その長手方向の寸法も前記同様に大きく、その長手両端面の対角位置には斜め外側に鋭角に突出する略三角柱形の喰込部１２３が形成されている。更に、ボルト頭１２２の底面１２２ａにおける長手両端には、図示で上下対称の位置に断面三角形で湾曲した先尖状凸条１２４が一対突設されている。
図１０(Ｂ)に示すように、このボルト１２１も予め前記前記梁８の一端に固定された接続材２０を貫通し、その雄ネジ部分１２１ａには座金１２６を介しナット１２８が緩く螺合する。先ず、ボルト頭１２２を前記通し柱６の開口部２５を通じて底広凹溝２４内に嵌装し、その両端部(１２４)が当接するまで回転する。
【００４１】
次に、ナット１２８を更に締付けると、ボルト１２１全体が図示で左側に引き寄せられ、上記先尖状凸条１２４は上記凹溝２４の開口部２５の両側片２６内に曲線状に喰込んだ状態となり、通し柱６と接続材２０(梁８)を強固に締結する結合構造１２０を形成することができる。
また、何かの外力によりボルト１２１が単独に又はナット１２８と共に緩む方向(図１０(ｂ′)で時計回り)の回転力を受けた場合、その当初にて喰込部１２３の尖った先端が底広凹溝２４の両側壁２８内に喰込んでいる。従って、このボルト１２１はそれ以上緩まず、接続材２０(梁８)を確実に支えることができる。
尚、図８〜１０に示した結合構造７０〜１２０は、前記住宅用構造体１、又は同５０の各直方体ユニット６０や該ユニット６０同士の結合にも適用できる。
【００４２】
図１１(Ａ)および(Ｂ)は、通し柱１３１(第２の構造材)の中間に対し、左右から直交する梁(第１の構造材)１４０を接続材１３４を介して結合する参考形態の結合構造１３０を示す。通し柱１３１は断面略Ｈ形のアルミ製の押出形材からなり、ウェブ１３２と、その両端に直交する一対のフランジ１３３とを有する。また、上記梁１４０は、前記通し柱６と同様の断面を有する断面略角形のアルミ製の中空押出形材からなり、各側面(表面)には一対ずつの底広凹溝１４２を有すると共に、その四隅付近にはネジ受け用貫通孔１４４をそれぞれ形成している。
【００４３】
先ず、通し柱１３１を図示しない土台の上に適宜立設する。通し柱１３１の各フランジ１３３の外側面に、アングル形の接続材１３４の垂直片１３５を、複数のボルト・ナット１３７により固定する。尚、上記接続材１３４の水平片１３６には、予め前記ボルト３１と同様な先尖状凸部(図示せず)をボルト頭１３８ａに有するボルト１３８が複数本貫通し、且つナット１３９と緩く螺合している。
次に、各接続材１３４の水平片１３６の上方に、上記梁１４０の一端を近接させる。この状態で、各ボルト１３８を適宜回しその頭１３８ａを梁１４０の下面の底広凹溝１４２内に嵌装し、且つ約９０度回転する。そして、各ナット１３９を更に締付けると、ボルト１３８全体は図１１(Ａ)で下側に引き寄せられ、その先尖状凸条が上記凹溝１４２の開口部の両側片内に喰込んだ状態となる。
【００４４】
この結果、梁１４０と接続材１３４(通し柱１３１)を強固に締結する結合構造１３０が形成できる。更に、各梁１４０のネジ受け用貫通孔１４４内に、通し柱１３１の各フランジ１３３を貫通するネジ１４６を螺入させると、一層強固な結合となる。上記結合構造１３０によれば、各ボルト１３８は梁１４０の底広凹溝１４２内で食込んでいるため、梁１４０に対し水平方向の外力が加わっても、当該梁１４０が通し柱１３１から外れるのを確実に防止できる。
尚、結合構造１３０を形成する際、先に各梁１４０の一端にボルト１３８、ナット１３９により接続材１３４を固定し、その後これらを通し柱１３１にボルト等１３７によって図１１(Ａ)，(Ｂ)のように固定する順序にしても良い。
【００４５】
また、上記のボルト１３８に替えて前記ボルト７１〜１２１を用いても良い。  更に、上記通し柱１３１のウェブ１３２を平行に接近する２枚とし、該通し柱１３１を中空形材とすることで、捻り応力に対して充分抵抗することもできる。
尚、上記結合構造１３０を用いて、前記住宅用構造体１を構成することもできる。
【００４６】
また、図１２(Ａ)及び(Ｂ)は、接続材を用いず、断面がＨ形の第２の構造材である柱１５０と第１の構造材である梁１６０を直接結合する参考形態の結合構造３０″を示す。上記柱１５０はウェブ１５２を挟んで１対のフランジ１５４を有する形鋼又は押出形材からなる。また、梁１６０は断面略矩形の中空部１６６とその上面の長手方向に沿って一対の底広凹溝１６４を有する押出形材である。
梁１６０の底広凹溝１６４内には、図１２(Ｂ)のように、予めボルト３１の頭３２を嵌装し、その開口部１６２からボルト３１を柱１５０のフランジ１５４に貫通させ、ナット３６と螺着して締付けることにより、梁１６０と柱１５０を直接に結合する結合構造３０″となる。この場合、接続材は不要となるが、第１，２の構造材１６０，１５０の結合形態には制限が生じる。
尚、前記各ボルト３１，７１〜１２１の材質には、炭素鋼、構造用鋼、各種のステンレス鋼、又はチタン合金等が適用される。更に、前記接続材２０等やユニット接続材６６Ａ等の材質には、上記に加え各種のアルミ合金も適用され得る。
【００４７】
【発明の効果】
以上において説明した本発明の建物用構造体によれば、前記凸部または係る凸部および喰込み部を有するボルトとナットとの締付けにより、柱等の第１の構造材と梁等の第２の構造材とを強固に結合した直方体ユニットを確実に形成することができる。しかも、左右方向に隣接する一対の直方体ユニットを、それらの隣接する第１の構造材同士の底広凹溝同士間に跨って断面略Ｈの結合片を嵌装するため、左右方向に隣接する各ユニットの離間を防いで、建物の施工性が向上させることができる。
また、請求項２，４の建物用構造体によれば、上下方向に隣接する各ユニットの位置決めが正確に行え、建物の施工性を向上させることができる。
更に、請求項３の建物用構造体によれば、左右に隣接する上下一対ずつの直方体ユニット間の上下方向の位置決めが正確迅速且つに行え、建物の施工性を一層向上させることができる。
【００４８】
また、請求項６の建物用構造体によれば、組立作業を一層容易化できる。
更に、請求項７の建物用構造体によれば、全体が軽量で施工し易いと共に、耐食性にも優れるため、メンテナンスも皆無にすることができる。
また、請求項９〜１１の建物用構造体によれば、上記に加えて予め直方体ユニットを工場内で組立てられるので、一層現場作業を迅速且つ正確に行える。
【図面の簡単な説明】
【図１】参考形態の建物用構造体を示す正面図。
【図２】(Ａ)は図１中の一点鎖線部分Ａの拡大図、(Ｂ)は(Ａ)中のＢ−Ｂ線に沿った矢視の断面図。
【図３】(Ａ)は図２(Ｂ)中における構造材の結合構造を示す部分断面図、(Ｂ)は参考形態のボルトの斜視図、(Ｃ)は(Ａ)中の一点鎖線部分Ｃの拡大図。
【図４】本発明の構造体を含む建物用構造体を示す正面図。
【図５】(Ａ)は本発明の構造体の１形態を示す図５中の一点鎖線部分Ａの拡大図、(Ｂ)は(Ａ)中のＢ−Ｂ線に沿った矢視の断面図。
【図６】(Ａ)は本発明の応用形態を示す図５(Ａ)と同様な拡大図、(Ｂ)は(Ａ)中のＢ−Ｂ線に沿った矢視の断面図、(ｂ)は(Ｂ)中の一点鎖線部分ｂの拡大図。
【図７】(Ａ)は本発明の建物用構造体の異なる形態を示す図５(Ａ)と同様な拡大図、(Ｂ)は(Ａ)中のＢ−Ｂ線に沿った矢視の断面図。
【図８】(ａ)，(ｂ)は異なる参考形態のボルトの斜視図、(Ａ)，(Ｂ)はこれらを用いた構造材の結合構造を示す部分断面図。
【図９】(ａ)，(ａ′)及び(Ａ)は更に異なる形態のボルトの斜視図、底面図、又はこれを用いた構造材の結合構造を示す部分断面図、(ｂ)，(ｂ′)，(Ｂ)は別の形態のボルトを示す斜視図、底面図、又はこれを用いた構造材の結合構造を示す部分断面図。
【図１０】(ａ)，(ａ′)及び(Ａ)は別個の形態のボルトの斜視図、底面図、又はこれを用いた構造材の結合構造を示す部分断面図、(ｂ)，(ｂ′)及び(Ｂ)は更に別なる形態のボルトの斜視図又は底面図、又はこれを用いた構造材の結合構造を示す部分断面図。
【図１１】(Ａ)は参考形態の結合構造を示す部分正面図、(Ｂ)は(Ａ)中のＢ−Ｂ線に沿った矢視の断面図。
【図１２】(Ａ)は異なる参考形態の結合構造を示す部分平面図、(Ｂ)は(Ａ)中のＢ−Ｂ線に沿った矢視の断面図。
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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