(57)【要約】【課題】  木質材と被接合材とを強固に接合して，剪断力によりガタが生じないようにすることが可能な接合装置を提供すること。【解決手段】  本発明の接合装置は，被接合材に連結される継手具２０と；木質材１０内に固定され，継手具２０側の端部の軸芯にボルト孔が形成され，継手具２０に接面される端面３６を有する棒状連結具３０と；継手具２０に形成された貫通孔２４７を貫通して，棒状連結具３０のボルト孔３８に締結されることによって，棒状連結具３０と継手具２０とを摩擦接合させる高力ボルト４０と；を備えること特徴とする。かかる構成により，高力ボルト４０に高い張力を作用させて，棒状連結具３０と継手具２０とを強固に摩擦接合させることができる。従って，木質材１０と被接合材との接合部に剪断力が作用しても，ガタが生じないようにすることができる。【選択図】  図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
木質材と被接合材とを接合する接合装置であって：
前記被接合材に連結される継手具と；
前記木質材内に固定され，前記継手具側の端部の軸芯にボルト孔が形成され，前記継手具に接面される端面を有する１又は２以上の棒状連結具と；
前記継手具に形成された貫通孔を貫通して，前記棒状連結具の前記ボルト孔に締結されることによって，前記棒状連結具と前記継手具とを摩擦接合させる１又は２以上の高力ボルトと；
を備えること特徴とする，接合装置。
【請求項２】
前記棒状連結具の前記端面が拡張されていることを特徴とする，請求項１に記載の接合装置。
【請求項３】
前記棒状連結具の前記端面の幅は，前記高力ボルトのボルト径の少なくとも２．５倍以上であることを特徴とする，請求項１または２に記載の接合装置。
【請求項４】
前記棒状連結具の前記端面及び／又は前記継手具の接合面は，摩擦面処理されて粗面となっていることを特徴とする，請求項１〜３のいずれかに記載の接合装置。
【請求項５】
前記棒状連結具は，外周に複数の突起が形成されており，前記木質材に形成された孔内に充填剤によって固定されることを特徴とする，請求項１〜４のいずれかに記載の接合装置。
【請求項６】
木質材と被接合材とを接合する接合装置であって：
前記木質材内に固定され，前記被接合材側の端部の軸芯にボルト孔が形成され，前記被接合材に接面される端面を有する１又は２以上の棒状連結具と；
前記被接合材に形成された貫通孔を貫通して，前記棒状連結具の前記ボルト孔に締結されることによって，前記棒状連結具と前記被接合材とを摩擦接合させる１又は２以上の高力ボルトと；
を備えること特徴とする，接合装置。
【請求項７】
前記棒状連結具の前記端面が拡張されていることを特徴とする，請求項６に記載の接合装置。
【請求項８】
前記棒状連結具の前記端面の幅は，前記高力ボルトのボルト径の少なくとも２．５倍以上であることを特徴とする，請求項６または７に記載の接合装置。
【請求項９】
前記棒状連結具の前記端面及び／又は前記被接合材の接合面は，摩擦面処理されて粗面となっていることを特徴とする，請求項６〜８のいずれかに記載の接合装置。
【請求項１０】
前記棒状連結具は，外周に複数の突起が形成されており，前記木質材に形成された孔内に充填剤によって固定されることを特徴とする，請求項６〜９のいずれかに記載の接合装置。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれかに記載の接合装置を用いて，複数の木質材および被接合材を接合して構築された建築構造物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，木質材と被接合材（木質材，鋼材，コンクリート材等）とを接合する接合装置，およびこの接合装置を用いて構築された建築構造物に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年，建築構造物の建材として，軽量性，柔軟性，美感等の観点から，木質材（成木材，集成材等，木を材料とする建材）が再注目されている。この木質材は，従来における小型の建築構造物（木造住宅等）のみならず，最近では大型の建築構造物（ドーム球場，展示場，倉庫等）にも使用されている。このような木質材を建築構造物の柱や梁，土台等として利用するためには，複数の木質材を接合する接合装置が必要となる。
【０００３】
例えば，特許文献１には，木質材料の柱材に通した鋼棒に木質材料の梁材を固定することで，柱材と梁材とを結合する建材の結合具（接合装置）が記載されている。この接合装置では，木質材を継ぎ合わせる継手金具と，木質材内にネジ作用で固定される棒鋼とを，ボルトを用いて連結固定している。
【０００４】
【特許文献１】特開平８−１２０７９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら，上記特許文献１に記載された従来の接合装置では，ボルトと，このボルトを通すための継手金具の孔との間には，必ず隙間が存在する。このため，継手金具と棒鋼との接合部に剪断力が作用すると，ボルトが継手金具の孔内を移動して，当該接合部にガタが生じてしまうという問題があった。ところが，上記のような柱梁接合部は，地震等により構造物に対し水平力が加わったときなどに，大きな剪断力が作用する箇所である。従って，上記のようなガタが生じる構成のままでは，建築構造物の変形性能を確保できないという欠点があり，また，剪断変形防止のための接合具を別途設置しなければならないという欠点もあった。
【０００６】
そこで，本発明は，上記問題に鑑みてなされたものであり，本発明の目的とするところは，木質材と被接合材とを強固に接合して，剪断力によりガタが生じないようにすることが可能な，新規かつ改良された接合装置，およびこれを用いた建築構造物を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために，本発明のある観点によれば，木質材と被接合材とを接合する接合装置が提供される。この接合装置は，被接合材に連結される継手具と；木質材内に固定され，継手具側の端部の軸芯にボルト孔が形成され，継手具に接面される端面を有する１又は２以上の棒状連結具と；継手具に形成された貫通孔を貫通して，棒状連結具のボルト孔に締結されることによって，棒状連結具と継手具とを摩擦接合させる１又は２以上の高力ボルトと；を備えること特徴とする。なお，被接合材は，木質材，鋼材，またはコンクリート材などといった各種の建材である。
【０００８】
かかる構成により，継手具の一部を挟み込むようにして高力ボルトを棒状連結具の雌ねじ部に強く締結することで，棒状連結具の端面と継手具の接合面とを密着させて，棒状連結具と継手具とを摩擦接合させることができる。従って，棒状連結具と継手具を強固に接合して，接合部に剪断力が作用してもガタが生じないようにできる。
【０００９】
また，上記棒状連結具の端面が拡張されているようにしてもよい。具体的には，例えば，棒状連結具の端面の径を棒状連結具の胴部の径より大きくして拡張させる。このように棒状連結具の端面を拡張することにより，棒状連結具の端面と継手具の接合面とを大きな面積で接触させることができる。従って，棒状連結具と継手具との摩擦接合で必要な摩擦耐力を確保できるので，棒状連結具と継手具とをより強固に接合できる。また，棒状連結具の端部だけを拡張させ，棒状連結具の胴部の太さを細く維持することによって，棒状連結具を固定するために木質材に形成される孔が小さくて済む。従って，棒状連結具固定用の大きな孔を形成することにより木質材の強度を低下させてしまうことがない。
【００１０】
また，上記棒状連結具の端面の幅は，高力ボルトのボルト径の少なくとも２．５倍以上，より好ましくは４．０倍以上であるようにしてもよい。これにより，棒状連結具の端面と継手具の接合面とを，高力ボルトを用いた摩擦接合を実現しうる十分な面積で接触させることができる。従って，棒状連結具の端面と継手具との間に十分な摩擦耐力を発揮させて，棒状連結具と継手具とをより強固に摩擦接合させることができる。
【００１１】
また，上記棒状連結具の拡張された端面及び／又は継手具の接合面は，摩擦面処理されて粗面となっていてもよい。これにより，棒状連結具と継手具との間で必要な摩擦耐力を確保できるので，棒状連結具と継手具とをより強固に摩擦接合することができる。
【００１２】
なお，上記のように棒状連結具の端面及び／又は継手具の接合面を摩擦面処理することによって，上記棒状連結具と継手具との摩擦係数が少なくとも０．４以上となる状態で摩擦接合させることが好ましい。
【００１３】
また，上記棒状連結具は，外周に複数の突起が形成されており，木質材に形成された孔内に充填剤によって固定されるようにしてもよい。これにより，木質材の内部に棒状連結具を強固に固定して，高い引き抜き耐力と剛性が得られる。
【００１４】
なお，上記棒状連結具の外周に形成された雄ネジ部と，木質材に形成された雌ネジ孔とのネジ作用によって，棒状連結具が木質材に固定されるようにしてもよい。これによって，も，木質材の内部に棒状連結具を安定的に固定できる。この際，木質材の端部に予め雌ネジ孔を形成しておき，この雌ネジ孔に棒状連結具を螺合させてもよい。或いは，木質材の端部に予め雌ネジ孔を形成することなく，棒状連結具を木ネジのように木質材内に圧入して，棒状連結具を木質材に螺合させてもよい。
【００１５】
また，上記課題を解決するために，本発明の別の観点によれば，上記のように継手具を用いることなく，木質材と被接合材とを直接的に接合する接合装置が提供される。この接合装置は，木質材内に固定され，被接合材側の端部の軸芯にボルト孔が形成され，被接合材に接面される端面を有する１又は２以上の棒状連結具と；被接合材に形成された貫通孔を貫通して，棒状連結具のボルト孔に締結されることによって，棒状連結具と被接合材とを摩擦接合させる１又は２以上の高力ボルトと；を備えること特徴とする。
【００１６】
かかる構成により，被接合材の一部を挟み込むようにして高力ボルトを棒状連結具の雌ネジ部に強く締結することで，棒状連結具の端面と被接合材の接合面とを密着させて，棒状連結具と被接合材とを摩擦接合させることができる。従って，棒状連結具と被接合材を強固に接合して，接合部に剪断力が作用してもガタが生じないようにできる。
【００１７】
また，上記棒状連結具の端面が拡張されているようにしてもよい。これにより，棒状連結具の端面と被接合材の接合面とを大きな面積で接触させることができる。従って，棒状連結具と被接合材との摩擦接合で必要な摩擦耐力を確保できるので，棒状連結具と被接合材とをより強固に接合できる。また，棒状連結具の端部だけを拡張させ，棒状連結具の胴部の太さを細く維持することによって，棒状連結具を固定するために木質材に形成される孔が小さくて済む。従って，棒状連結具固定用の大きな孔を形成することにより木質材の強度を低下させてしまうことがない。
【００１８】
また，上記棒状連結具の端面の幅は，高力ボルトのボルト径の少なくとも２．５倍以上，より好ましくは４．０倍以上であるようにしてもよい。これにより，棒状連結具の端面と被接合材の接合面とを，高力ボルトを用いた摩擦接合を実現しうる十分な面積で接触させることができる。従って，棒状連結具の端面と被接合材との間に十分な摩擦耐力を発揮させて，棒状連結具と被接合材とをより強固に摩擦接合させることができる。
【００１９】
また，上記棒状連結具の拡張された端面及び／又は被接合材の接合面は，摩擦面処理されて粗面となっていてもよい。これにより，棒状連結具と被接合材との間で必要な摩擦耐力を確保できるので，棒状連結具と被接合材とをより強固に摩擦接合することができる。
【００２０】
なお，上記のように棒状連結具の端面及び／又は被接合材の接合面を摩擦面処理することによって，上記棒状連結具と被接合材との摩擦係数が少なくとも０．４以上となる状態で摩擦接合させることが好ましい。
【００２１】
また，上記棒状連結具は，外周に複数の突起が形成されており，木質材に形成された孔内に充填剤によって固定されるようにしてもよい。これにより，木質材の内部に棒状連結具を強固に固定して，高い引き抜き耐力と剛性が得られる。
【００２２】
また，上記課題を解決するために，本発明の別の観点によれば，上述したような接合装置を用いて，複数の木質材と被接合材とを接合して構築された建築構造物が提供される。かかる構成により，地震等によって，木質材相互の接合部，或いは木質材と被接合材との接合部に剪断力が作用したとしても，当該接合部にガタが生じない。従って，建築構造物の変形性能を向上することができ，また，剪断変形防止のための接合具を別途設置する必要もない。
【発明の効果】
【００２３】
以上説明したように本発明によれば，木質材に固定された棒状連結具に対し高力ボルトを締結することによって，高力ボルトに高い張力を作用させて，棒状連結具と，継手具若しくは被接合材とを強固に摩擦接合させることができる。従って，木質材と被接合材との接合部に剪断力が作用しても，ガタが生じないようにすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下に添付図面を参照しながら，本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお，本明細書及び図面において，実質的に同一の機能構成を有する構成要素については，同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００２５】
（第１の実施形態）
最初に，本発明の第１の実施形態にかかる接合装置について説明する。第１の実施形態では，木質材に対して他の木質材（被接合材の一例）を，継手金具を用いて間接的に接合する接合装置の例について説明する。
【００２６】
まず，図１に基づいて，本実施形態にかかる接合装置が適用される建築構造物の例について説明する。図１は，本実施形態にかかる接合装置が適用されるドーム型建築構造物を概略的に示す分解斜視図である。
【００２７】
図１に示すように，ドーム型建築構造物は，例えば，野球場やサッカー場等の競技場，展示場やコンサート会場等に用いられるホールなどといった，柱のない大空間を提供するための大型の建築構造物である。このドーム型建築構造物は，概略的には，土台部１と，ドーム構造部２と，屋根部３とから構成される。
【００２８】
土台部１は，鉄筋コンクリート等で形成された土台であり，敷地上に構築される。ドーム構造部２は，この土台部１の上に設けられ，屋根部３を支持する梁として機能する。このドーム構造部２は，後述する接合装置を用いて複数の木質材１０を縦横に接合して，全体としてドーム状に構築される。屋根部３は，金属材，木質材または膜材等で形成され，ドーム構造部２を覆うようにして設けられる。
【００２９】
このようなドーム型建築構造物では，複数の木質材１０を組み合わせてドーム構造部２の梁を構築しているため，ドーム構造部２を軽量化できるとともに，構造物内で木質の梁を露出させることで美感に優れるという利点がある。なお，上記ドーム構造部２は，建材として複数の木質材１０のみを組み合わせた木造構造とされているが，かかる例に限定されず，例えば，木質材１０と鋼材等の他の建材とを組み合わせて接合し，木造＋鉄骨造の構造とすることもできる。
【００３０】
次に，図２に基づいて，上記ドーム型建築構造物のドーム構造部２において，複数の木質材１０を相互に接合する接合装置５の概略構成例について説明する。なお，図２は，本実施形態にかかる接合装置５の外観構成を示す斜視図である。
【００３１】
図２に示すように，２本の木質材１０が，接合装置５によって相互に接合されている。この木質材１０は，例えば，厚み方向の両側に配される一対の梁材１０ａと，この２つの梁材１０ａの間に部分的に介在するつなぎ材１０ｂとから構成されている。この梁材１０ａおよびつなぎ材１０ｂは，例えば集成材からなる角材で構成されており，ドーム構造部２の梁材として大荷重に耐えられる強度を有する。梁材１０ａの寸法は，軸方向の長さが例えば数ｍ〜十数ｍ，幅が例えば１．８ｍ，厚みが例えば０．２ｍである。一方，つなぎ材１０ｂの寸法は，軸方向の長さが例えば０．６ｍ，幅が例えば１．８ｍ，厚みが例えば０．２ｍである。かかる梁材１０ａおよびつなぎ材１０ｂは，図示しない連結部材等によって厚み方向に相互連結されている。なお，木質材１０の端面，即ち，上記２つの梁材１０ａの端面は，面一となるように成形されており，接合装置５との接合面をなす。
【００３２】
このような木質材１０を相互に接合する接合装置５は，図２に示すように，継手具の一例である継手金具２０を備えている。この継手金具２０は，例えば，高強度を有する金属製製の連結具であり，複数の鋼板または鉄板等を溶接加工するなどして形成される。かかる継手金具２０は，例えば，接合箇所の中央に配される継手本体２２と，継手本体２２の両側に配される複数の継手部２４と，継手本体２２と継手部２４とを連結する複数の連結板２６とからなる。
【００３３】
継手本体２２は，例えば，その左右両側，前後両側，上下両側などに１又は２以上の継手部２４を連結可能である。図２の例では，継手本体２２の左右両側に２つの継手部２４が連結された状態が示されている。また，各継手部２４は，一側で連結板２６によって継手本体２２に連結され，他側で上記木質材１０の端部に接合される。また，連結板２６は，例えば矩形状の鋼板等であり，継手本体２２と継手部２４との間を跨ぐように配設され，継手本体２２と継手部２４にそれぞれボルト２８で固定される。
【００３４】
かかる構成の継手金具２０は，上記複数の木質材１０を相互に接合することができる。図２の例の継手金具２０は，梁材である２本の木質材１０を，その軸方向に略平行な略直線状となるよう接合している。
【００３５】
なお，図示はしないが，上記継手金具２０は，継手部２４の設置数および配置を変えることによって，例えば，２本の木質材１０を略Ｌ字型に接合したり，３本の木質材１０を略Ｔ字型に接合したり，４本の木質材１０を略十文字型に接合したり，或いは，６本の木質材１０を３軸方向（上下・前後・左右方向）にそれぞれ対を成すように接合することが可能である。また，上記例の継手金具２０は，継手本体２２と継手部２４という複数部材に分離構成されていたが，かかる例に限定されず，継手金具２０は一体構成された一部材で構成されてもよい。
【００３６】
次に，図３および図４に基づいて，本実施形態にかかる接合装置５の構成例について詳細に説明する。なお，図３は，本実施形態にかかる接合装置５によって接合された木質材１０と継手金具２０を示す平面図（ａ）および正面図（ｂ）であり，図４は，本実施形態にかかる接合装置５の構成を示す分解側面図である。
【００３７】
図３および図４に示すように，接合装置５は，上述した継手金具２０と，棒状連結具の一例である棒状連結金具３０と，高力ボルト４０と，ワッシャー４６とを備える。
【００３８】
継手金具２０の継手部２４は，例えば図３に示すように，継手板２６２と，接合板２６４と，複数の補強板２６６とを組み合わせて構成される。継手板２６２は，接合板２６４の一側面に略垂直に溶接されて，木質材１０の端面に対して略垂直となるよう配置される。この継手板２６２の両側に複数の連結板２６をボルト２８で固定することによって，継手板２６２と上記継手本体２２とが連結される。また，接合板２６４は，木質材１０の端部に接合される略平坦な鋼板である。この接合板２６４の一側面には，上記継手板２６２が略垂直に溶接されており，一方，接合板２６４の他側面（接合面２４５）は，木質材１０の端面に接面される。かかる接合板２６４には，図４に示すように，高力ボルト４０を通すための複数の貫通孔２４７が，木質材１０の軸方向に貫通形成されている。また，補強板２６６は，上記継手板２６２および接合板２６４の双方に対して垂直となるようにして溶接される例えば略三角形状の鋼板であり，上記継手板２６２と接合板２６４との連結を補強する。
【００３９】
棒状連結金具３０は，図４に示すように，断面が略円形の棒状の部材であり，例えば，外周に環状の突起３２が形成された鉄筋，鋼棒や，木ネジ等などで構成される。この棒状連結金具３０は，その継手金具２０側の端部の軸芯にボルト孔３８が形成され，さらに，継手金具２０側の端面３６（即ち，継手金具２０の接合板２４４の接合面２４５に接面される端面３６）が拡張されている点が特徴的であるが，詳細は後述する。この棒状連結金具３０は，図３に示すように，木質材１０の端部（継手金具２０と接合される側の端部）から，木質材１０の軸方向に沿って，木質材１０内に埋設・固定される。この棒状連結金具３０は，木質材１０の各梁材１０ａの厚み方向中央部に，それぞれ均等な複数本ずつ（図３の例では１０本ずつ）配設される。
【００４０】
高力ボルト４０は，上記複数の棒状連結金具３０に対応してそれぞれ設置される。この高力ボルト４０は，図４に示すように，継手金具２０の接合板２４４の貫通孔２４７を貫通して，当該接合板２４４を挟み込むようにして上記棒状連結金具３０のボルト孔３８に連結される。かかる高力ボルト４０を強固に締結することによって，継手金具２０の接合板２４４と棒状連結金具３０とが摩擦接合される。
【００４１】
以上のような構成の接合装置５は，木質材１０内に固定された棒状連結金具３０に対して高力ボルト４０を連結することによって，継手金具２０の接合板２４４と木質材１０の端部とを安定的に接合できる。
【００４２】
ここで，図５および図６に基づいて，本実施形態にかかる接合装置５を用いた継手金具２０と木質材１０との接合構造について，より詳細に説明する。なお，図５および図６は，本実施形態にかかる接合装置５による継手金具２０と木質材１０との接合構造の例を示す部分拡大断面図である。
【００４３】
図５に示すように，棒状連結金具３０は，細長い円柱棒状の部材であり，その外周面には，複数の環状の突起３２が所定間隔で設けられている。この棒状連結金具３０は，木質材１０内に形成された孔１２内に，例えば充填剤５０とともに挿入されて固定される。この木質材１０の孔１２は，例えば，棒状連結金具３０の外径よりも大径の断面円形状を有する棒状連結金具固定用孔である。上記棒状連結金具の固定時には，棒状連結金具３０は，ダボ接合具として機能し，上記木質材１０の孔１２内に充填剤５０によって安定的に固定される。上記充填剤５０は，例えば，エポキシ樹脂等の合成樹脂，モルタルなどからなり，接着剤として機能する。かかる充填剤５０を図３（ａ）に示す充填孔１１から孔１２内に充填して乾燥させることにより，木質材１０と充填剤５０とは，充填剤５０の接着力によって相互に強固に接着される。また，充填剤５０と棒状連結金具３０とは，固化した充填剤５０によって棒状連結金具３０外周の突起３２が係止されるため，相互に強固に固定される。このようなダボ接合を利用した固定方式により，軸方向の高い引き抜き耐力と高い剛性が得られ，棒状連結金具３０が木質材１０の孔１２から離脱しないようにできる。
【００４４】
また，棒状連結金具３０と木質材１０との固定方式は，上記図５の例に限定されない。
【００４５】
例えば，図６に示すように，棒状連結金具３０を木ネジとして構成し，棒状連結金具３０の外周に形成された雄ネジ部３３と，木質材１０に形成された雌ネジ孔１３とのネジ作用によって，棒状連結金具３０を木質材１０内に固定してもよい。
【００４６】
この場合には，例えば，まず，木質材１０の軸方向に雌ネジ孔１３を予め形成し，次いで，この雌ネジ孔１３に棒状連結金具３０を回転させながら挿入して，雄ネジ部３３と雌ネジ部１３とを螺合させることで，棒状連結金具３０を木質材１０内にネジ作用で固定する。また，棒状連結金具３０がある程度細い場合には，上記のように雌ネジ孔１３を予め形成しなくても，棒状連結金具３０を木ネジのように木質材１０に圧入して，その圧入力により雌ネジ孔１３を形成することで，棒状連結金具３０を木質材１０内にネジ作用で固定することが可能である。
【００４７】
このようにネジ作用を利用した固定方式であっても，棒状連結金具３０を木質材１０内に強固に固定して，離脱しないようにできる。さらに，この固定方式であっても，接着剤等の充填剤を併用すれば，棒状連結金具３０と木質材１０とをより強固に固定できる。
【００４８】
また，棒状連結金具３０の外周に上述したような突起３２や雄ネジ部３３を形成しなくても，例えば，図７に示すように，係止ピン６０等の係止部材を用いて棒状連結金具３０を係止することによって，棒状連結金具３０を木質材１０に固定することが可能である。
【００４９】
具体的には，図７（ａ）に示すように，棒状連結部材３０の胴部３１の所定箇所（図７の例では先端部）には，例えば略円筒形の係止ピン６０を挿通させるためのピン用貫通孔３９が形成されている。このピン用貫通孔３９は，棒状連結部材３０軸方向（ｙ軸方向）に対して直交する方向（ｘ軸方向）に貫通形成されており，係止ピン６０よりも若干大径である。一方，木質材１０には，棒状連結部材３０を埋設するために，端面１４側からｙ軸方向に向かって，上記棒状連結部材３０の形状に対応した孔１５が予め形成されている。さらに，この孔１５を横切るようにして，ピン挿入孔１６がｘ軸方向に貫通形成されている。このピン挿入孔１６のｙ軸方向の形成位置は，上記孔１５内に嵌合したときの棒状連結部材３０のピン用貫通孔３９に対応する位置に調整されている。
【００５０】
かかる構成によって棒状連結部材３０を木質材１０に固定する場合には，図７（ａ）に示すように，まず，棒状連結部材３０を木質材１０の孔１５内にｙ軸方向に挿入する。次いで，係止ピン６０を木質材１０のピン挿入孔１６内にｘ軸方向に挿入して，棒状連結部材３０のピン用貫通孔３９に挿通させる。さらに，必要に応じて，例えば，接着剤等を用いて，係止ピン６０をピン挿入孔１６及びピン用貫通孔３９内に固定して，係止ピン６０が脱離しないようにする。
【００５１】
この結果，図７（ｂ）に示すように，係止ピン６０により棒状連結部材３０が係止されるので，棒状連結部材３０が木質材１０の孔１５に固定され，脱離しないようになる。なお，この場合でも，棒状連結部材３０と孔１５との間に上記充填剤を充填することで，より強固に棒状連結部材３０を固定できる。しかし，棒状連結部材３０と密接するように木質材１０の孔１５を形成すれば，必ずしも充填剤を使用する必要はない。
【００５２】
以上，例えば図５，図６，図７を参照しながら，木質材１０の孔１２，１３，１５内に，棒状連結金具３０を固定する例について説明した。このようにして木質材１０に固定された棒状連結金具３０は，その継手金具２０側の端面３６が，例えば，木質材１０の端面１４と面一な略平坦面となっており，外部に露出されている。これにより，継手金具２０の接合板２４４を木質材１０の端面１４に接合したときに，棒状連結金具３０の端面３６は，接合板２４４の接合面２４５と接面する。
【００５３】
なお，棒状連結金具３０の端面３６が木質材１０の端面１４と面一であれば，木質材１０の端面１４もが接合板２４４の接合面２４５と接面するので好ましい。しかし，かかる例に限定されず，棒状連結金具３０の端面３６が木質材１０の端面１４から突出するよう配設され，棒状連結金具３０の端面３６のみで接合板２４４と接合するようにしてもよい。
【００５４】
さらに，上記棒状連結金具３０は，その継手金具２０側の端面３６が拡張（例えば拡径）されている点が特徴的である。従来では，木質材に固定される棒状材は，上記特許文献１に記載されているように，その長手方向に沿って所定の径を維持する円筒棒状であることが一般的であった。これに対し，本実施形態にかかる棒状連結金具３０は，継手金具２０と接合される側の端部３４以外の部分は，例えば略同一径の円筒棒状であるが，継手金具２０と接合される側の端部３４が，その他の部分よりも拡径されるように成形されている。この結果，棒状連結金具３０の継手金具２０側の端面３６は拡張され，継手金具２０の接合板２４４に対して，大きな面積で接面できるようになる。
【００５５】
この棒状連結金具３０の端面３６の幅（例えば，当該端面３６が円形である場合には，当該端面３６の直径）は，高力ボルト４０のボルト径ｄの２．５倍以上であることが好ましく，さらに，ボルト径ｄの４．０倍以上であることがより好ましい。これにより，棒状連結金具３０の端面３６と継手金具２０の接合板２４４の接合面２５５との間で十分な摩擦耐力を発揮させることができる。従って，継手金具２０の接合板２４４と棒状連結金具３０とを強固に接合して，剪断力によりガタが生じないようにできる。なお，上記棒状連結金具３０の端面３６の幅は，相隣接する棒状連結金具３０が相互に干渉しない大きさであれば，極力大きくした方が，大きな摩擦耐力を得ることができる。
【００５６】
加えて，棒状連結金具３０の端面３６および接合板２４４の接合面２４５は，予め摩擦面処理されて粗面（例えば，表面粗度３５μｍＲｙ以上）となっている。この摩擦面処理の例としては，例えば，処理面を故意的に錆びさせる処理，塗装処理（例えば，無機ステンレス粉末入塗装処理，ジンクリッチペイント塗装処理など），プラズマ溶射処理（例えばステンレス粉末プラズマ溶射処理など），ディスクサンダー掛け処理，ブラスト処理などが挙げられる。このような摩擦面処理を施すことにより，棒状連結金具３０の端面３６と接合板２４４の接合面２５５との摩擦係数μを増大させることができるので，棒状連結金具３０の端面３６と接合板２４４の接合面２５５とを，より強固に摩擦接合させることができる。なお，必ずしも，上記端面３６と接合面２４５の双方を摩擦面処理しなくてもよく，いずれか一方の面のみを摩擦面処理してもよい。
【００５７】
また，上記のような棒状連結金具３０の端面３６の形状は，棒状連結金具３０の軸芯を中心とした円形を有している。これにより，棒状連結金具３０の端面３６は，継手金具２０の接合板２４に対して，棒状連結金具３０の軸芯を中心としてバランスよく均等に接合でき，ずれにくくなる。しかし，かかる例に限定されず，棒状連結金具３０の端面３６の形状は，例えば，楕円状，三角形状，正方形状，矩形状等の多角形状など，任意の形状であってよい。
【００５８】
さらに，上記のように棒状連結金具３０は，端部３４のみを拡張し，それ以外の部分を拡張しない（太くしない）構成である。これにより，棒状連結金具３０を配設するために木質材１０に形成される孔１２，１３，１５の径が小さくて済むので，木質材１０の強度を維持することができる。即ち，全体を拡張させた太い棒状連結金具を配設するため木質材１０に大きな孔を形成した場合のように，木質材１０の強度を低下させてしまうことがないという利点がある。
【００５９】
また，かかる棒状連結金具３０の継手金具２０側の端部３４の軸芯には，高力ボルト４０と螺合する雌ネジ孔であるボルト孔３８が，棒状連結金具３０の軸方向に所定深さまで穿孔されている。
【００６０】
高力ボルト４０は，通常よりも強い力で締め付けることのできる摩擦接合用高力ボルト（例えばＪＩＳ規格で「Ｆ１０Ｔ」）である。ここで，摩擦接合とは，高力ボルトによって相互連結された部材同士の摩擦力を利用して，当該部材を接合することである。高力ボルト４０は，人力ではなく，ボルト締結機によって強い締結力で締め付けられるため，この締結力に耐えることのできる高耐力を有している。高力ボルト４０としては，例えば，高力六角ボルト，トルシア型高力ボルトなどを使用できる。この高力ボルト４０は，図５および図６に示すように，ワッシャー４６を介して継手金具２０の接合板２４４を係止する頭部４２と，棒状連結金具３０のボルト孔３８に螺合する雄ネジ部４４とを有する。
【００６１】
かかる高力ボルト４０は，継手金具２０の接合板２４４に形成された貫通孔２４７に挿入されて，上記棒状連結金具３０のボルト孔３８に強い締結力で締結される。これにより，高力ボルト４０の頭部４２と棒状連結金具３０の端面３６との間に，継手金具２０の接合板２４４を挟み込んで固定して，高力ボルト４０に軸方向の高い張力（軸力）を作用させることができる。この結果，継手金具２０の接合板２４４の接合面２４５と，棒状連結金具３０の端面３６とを，強固に摩擦接合させることができる。かかる摩擦接合によって，継手金具２０の接合板２４４と棒状連結金具３０との接合部に剪断力が作用したとしても，双方の部材がずれてガタが生じることがない。
【００６２】
このガタが生じないメカニズムについて，より詳細に説明する。上記接合板２４４の貫通孔２４７の径は，高力ボルト４０の雄ネジ部４４を挿入可能とするため，高力ボルト４０のボルト径ｄよりも大きくしなければならない。このため，当該貫通孔２４７と高力ボルト４０の雄ネジ部４４との間には，必然的に，多少の隙間２４９が生じる。
【００６３】
従来の接合装置では，本実施形態のような高力ボルト４０ではなく，一般なボルト等を連結具として使用していたので，ボルトに大きな張力Ｔを作用させることができなかった。このため，棒状連結金具の端面と継手金具とが接触していたとしても，本実施形態のように摩擦接合されていなかった。さらに，従来では，棒状連結金具の端面が，本実施形態のように十分な面積で密着しておらず，摩擦面処理されてもいないため，棒状連結金具の端面と継手金具の接合面との摩擦係数μが小さかった。
【００６４】
一般的に，ボルトを用いて相互に連結された２つの部材間に働く摩擦耐力Ｆは，ボルトに作用する張力（軸力）Ｔと，２つの部材間の摩擦係数μを用いて，次の数式１で表される。
（摩擦耐力Ｆ）＝（張力Ｔ）×（摩擦係数μ）  ・・・数式１
【００６５】
この数式１から分かるとおり，従来の接合装置では，張力Ｔおよび摩擦係数μの双方が不十分であるため，棒状連結金具と継手金具との間に十分な摩擦耐力Ｆを発揮させることができなかった。従って，棒状連結金具と継手金具との接合部に剪断力が作用すると，上記隙間２４９をボルトが移動できる分だけ，棒状連結金具と継手金具とがずれてガタが生じるという問題があった。
【００６６】
これに対し，本実施形態にかかる接合装置５では，一般的なボルトではなく高力ボルト４０を用いて強固に締結して，高力ボルト４０に高い張力Ｔを作用させ，継手金具２０の接合板２４４と棒状連結金具３０とを摩擦接合させることができる。
【００６７】
さらに，上述したように，棒状連結金具３０の端面３６が拡張されているため（例えば，端面３６の幅が，高力ボルト４０のボルト径ｄの４倍以上），継手金具２０の接合板２４４に対して大きな面積で接面できる。このため，棒状連結金具３０の端面３６が拡張されていない場合と比べて，棒状連結金具３０と接合板２４４との摩擦耐力Ｆを増大させることができる。加えて，棒状連結金具３０の端面３６および接合板２４４の接合面２４５は，上記のように摩擦面処理されて粗面となっているので，棒状連結金具３０と接合板２４４との摩擦係数μをさらに増大させることができる。
【００６８】
このような端面３６の拡張と摩擦面処理によって，棒状連結金具３０と接合板２４４との摩擦係数μは，例えば，高力ボルト４０を用いて部材を摩擦接合する際の一般的な指標である０．４以上となるように調整されている。
【００６９】
以上のように本実施形態にかかる接合装置５では，高力ボルト４０に高い張力Ｔが作用し，かつ，棒状連結金具３０と接合板２４４との摩擦係数μが大きくなる構成である。このため，棒状連結金具３０と継手金具２０の接合板２４４との摩擦耐力Ｆを増大させて，棒状連結金具３０と継手金具２０の接合板２４４とを強固に摩擦接合することができる。従って，上記のように接合板２４４の貫通孔２４７と高力ボルト４０との間に隙間２４９が存在しており，地震等により木質材１０と継手金具２０の接合部に剪断力が作用した場合であっても，棒状連結金具３０と継手金具２０とがずれてガタが生じることがない。
【００７０】
（第２の実施形態）
次に，本発明の第２の実施形態にかかる接合装置について説明する。第２の実施形態では，木質材と，被接合材である金属製建材（例えばＨ型鋼）とを，継手金具を用いずに直接的に接合する接合装置の例について説明する。
【００７１】
なお，第２の実施形態にかかる接合装置は，上記第１の実施形態にかかる接合装置５と比べて，継手金具２０を用いない点と，被接合材が金属製建材である点で相違するのみであり，その他の機能構成は，上記第１の実施形態の場合と略同一であるので，その詳細説明は省略する。
【００７２】
以下に，図８に基づいて，第２の実施形態にかかる接合装置６の構成について説明する。なお，図８は，第２の実施形態にかかる接合装置６によって接合された木質材１０とＨ型鋼７０を示す平面図（ａ）および正面図（ｂ）である。
【００７３】
図８に示すように，被接合材であるＨ型鋼７０は，建築構造物の梁材や柱材などとして使用される断面がＨ字型状の鋼材である。このＨ型鋼７０は，一対の側板７２と，これら側板７２を連結する連結板７４とからなる。図８の例では，このＨ型鋼７０を建築構造物の柱材として使用し，かかるＨ型鋼７０の一側の側板７２に，梁材である木質材１０を直接的に接合する例を示してある。
【００７４】
本実施形態にかかる接合装置６は，上記棒状連結金具３０と，上記高力ボルト４０と，上記ワッシャー４６とを備える。これらの各部材の構成は，上記第１実施形態の場合と略同一である。
【００７５】
棒状連結金具３０は，木質材１０の内部に，木質材１０の軸方向に延びるようにして埋設・固定される。この棒状連結金具３０の固定方式は，例えば，上記図５に示したようなダボ接合を利用した固定方式であってもよいし，或いは，上記図６に示したようなネジ作用を利用した固定方式であってもよいし，さらには，上記図７に示したような係止ピン６０を利用した固定方式であってもよい。本実施形態では，例えば，上下，左右に各２本ずつ配置された計４本の棒状連結金具３０が，木質材１０に固定されている。
【００７６】
高力ボルト４０は，上記４本の棒状連結金具３０に対応してそれぞれ設置される。この高力ボルト４０は，Ｈ型鋼７０の一側の側板７２に形成された貫通孔７３を貫通して，当該側板７２を挟み込むようにして上記棒状連結金具３０のボルト孔３８に連結される。かかる高力ボルト４０を締結することによって，Ｈ型鋼７０の側板７２と棒状連結金具３０とを強固に摩擦接合させることができる。
【００７７】
この摩擦接合のメカニズムは，上記第１の実施形態における継手金具２０の接合板２４４と棒状連結金具３０とを接合する場合と同様である。このようにＨ型鋼７０の側板７２と棒状連結金具３０とを強固に摩擦接合させることによって，Ｈ型鋼７０の側板７２の貫通孔７３と高力ボルト４０との間に隙間２４９が存在し，木質材１０とＨ型鋼７０との接合部に剪断力が作用した場合であっても，棒状連結金具３０とＨ型鋼７０の側板７２とがずれてガタが生じることがない。
【００７８】
以上，第１および第２の実施形態にかかる接合装置５，６について詳細に説明した。かかる接合装置５，６によれば，高力ボルト４０を用いて棒状連結金具３０と接合対象（継手金具２０または被接合材等）とを摩擦接合させることにより，木質材１０と被接合材（上記木質材１０やＨ型鋼７０等）とを強固に接合できる。従って，接合部に剪断力作用してもガタが生じない，回転剛性の高い建材接合（柱−梁接合等）を実現できる。このことは，特に，建材の接合部に大きな荷重が作用する大型の建築構造物（上記ドーム型建築構造物など）に有利である。
【００７９】
また，上記のように接合部にガタが生じないため，建築構造物の変形性能を確保することができる。従って，上記実施形態にかかる接合装置５，６は，高い変形性能が要求される大型ドーム構造物等に好適に適用できる。
【００８０】
さらに，剪断力によりガタが生じないので，剪断変形防止のための接合具を別途設置する必要がない。従って，建造物構築の作業効率を向上させるとともに，原材料コストおよび作業コストを低減することができる。
【００８１】
以上，添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが，本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば，特許請求の範囲に記載された範疇内において，各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり，それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００８２】
例えば，上記実施形態では，接合装置５，６をドーム型建築構造物に適用する例について主に説明したが，本発明はかかる例に限定されない。本発明の接合装置は，木造構造を少なくとも一部に含む建築構造物であれば，例えば，小型の建築構造物（例えば，木造軸組工法の住宅，軽量鉄骨と木質材とを組み合わせた住宅等），展示場等のホール，倉庫，ビルディング，橋梁，タワー，遊園地のジェットコースター，地下構造物など，あらゆる建築構造物に適用することができる。
【００８３】
また，上記実施形態では，木質材１０に接合される被接合材として，他の木質材１０やＨ型鋼７０の例を挙げて説明したが，かかる例に限定されない。例えば，被接合材は，他のタイプの鋼材，各種の金属製建材，コンクリート材などであってもよい。
【００８４】
また，接合装置５，６が提供される接合部は，柱−梁接合部，梁同士の接合部，柱と土台の接合部など，建材同士の接合部分であれば，如何なる接合部に適用してもよい。
【００８５】
また，木質材１０と被接合材とを連結する継手具の構成は，上記第１の実施形態の継手金具２０の例に限定されず，建築構造物の構造に応じて多様に設計変更可能である。例えば，継手具の一側に本発明の接合装置５を用いて木質材１０を接合し，継手具の他側に鋼材等の金属製建材を接合してもよい。
【００８６】
また，上記実施形態にかかる接合装置５，６では，複数本の棒状連結金具３０と複数の高力ボルト４０を用いて摩擦接合を実現していたが，１本の棒状連結金具３０と１つの高力ボルト４０のみでも摩擦接合を実現させることは可能である。
【００８７】
また，上記実施形態にかかる棒状連結金具３０では，端面３６を胴部３１より拡張することで，摩擦接合を実現するために必要な端面３６の面積を確保していたが，本発明はかかる例に限定されない。例えば，棒状連結金具３０の端面３６の面積が，摩擦接合する上で十分な面積であれば，必ずしも棒状連結金具３０の端面３６が拡張されていなくてもよい。この場合，棒状連結金具３０は，軸方向に略均等な径を有する棒形状とすることができる。
【産業上の利用可能性】
【００８８】
本発明は，木質材と被接合材とを接合して構築される建築構造物に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８９】
【図１】本発明の第１の実施形態にかかる接合装置が適用されるドーム型建築構造物を概略的に示す分解斜視図である。
【図２】同実施形態にかかる接合装置の外観構成を示す斜視図である。
【図３】同実施形態にかかる接合装置によって接合された木質材と継手金具を示す平面図（ａ）および正面図（ｂ）である。
【図４】同実施形態にかかる接合装置の構成を示す分解側面図である。
【図５】同実施形態にかかる接合装置による継手金具と木質材との接合構造の例を示す部分拡大断面図である。
【図６】同実施形態にかかる接合装置による継手金具と木質材との接合構造の別の例を示す部分拡大断面図である。
【図７】同実施形態にかかる接合装置における棒状連結金具と木質材との接合構造の別の例を示す横断面図（ａ）と，（ａ）のＡ−Ａ線での縦断面図（ｂ）である。
【図８】本発明の第２の実施形態にかかる接合装置によって接合された木質材とＨ型鋼を示す平面図（ａ）および正面図（ｂ）である。
【符号の説明】
【００９０】
１      土台部
２      ドーム構造部
３      屋根部
５，６  接合装置
１０    木質材
１２    木質材の孔
１３    木質材の雌ネジ孔
１５    木質材の孔
１６    ピン挿入孔
２０    継手金具
２２    継手本体
２４    継手部
２６    連結板
３０    棒状連結金具
３２    突起
３３    雌ネジ孔
３４    棒状連結金具の端部
３６    棒状連結金具の端面
３８    ボルト孔
３９    ピン用貫通孔
４０    高力ボルト
４２    高力ボルトの頭部
４４    高力ボルトの雄ネジ部
４６    ワッシャー
６０    係止ピン
７０    Ｈ型鋼
７２    側板
７３    貫通孔
７４    連結板
２４４  接合板
２４５  接合面
２４７  貫通孔
２４９  隙間
【図１】
2006299678.tif 000003
【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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