(57)【要約】【課題】  木造建築などを構成する部材の据え付けに用い、強度を確保した上で、部材に埋め込む軸棒の長尺化や大径化を回避できるほか、ドリフトピンなどの差し込み位置に制約が少ない連結具を提供すること。【解決手段】  一方材５１と他方材６１を一体化する連結具は、一方材５１と他方材６１に設けた下穴５３、６３を跨ぐように埋め込む複数本の軸棒１１と、複数本の軸棒１１を一体化する接合手段と、で構成し、接合手段には接合片２１などを用い、軸棒１１には、ドリフトピンなどの固定具４４を差し込むための側孔１５、１６を設ける。さらに複数本の軸棒１１は、接合片２１によって平行且つ一列に並べる。このような連結具を用いることで、一本の軸棒１１に作用した荷重は、他の軸棒１１にも伝達するため荷重の集中を防ぎ、軸棒１１の長尺化や大径化を回避できる。また固定具４４は複数本の軸棒１１を貫くことがなく、その差し込み位置に制約が少ない。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方材（５１）と他方材（６１）を一体化するために用い、
前記一方材（５１）と前記他方材（６１）に設けた下穴（５３、６３）を跨ぐように埋め込む複数本の軸棒（１１または１２）と、複数本の該軸棒（１１または１２）を一体化する接合手段と、からなり、
前記接合手段の配置箇所から前記軸棒（１１または１２）の一端側には、前記一方材（５１）の表面から差し込む固定具（４４）を通すための側孔（１５）を設けてあり、該接合手段の配置箇所から該軸棒（１１または１２）の他端側には、前記他方材（６１）の表面から差し込む固定具（４４）を通すための側孔（１６）を設けてあり、
前記接合手段によって一体化された複数本の前記軸棒（１１または１２）は、平行に揃い且つ該軸棒（１１または１２）の半径方向に沿って一列に並んでいることを特徴とする連結具。
【請求項２】
前記接合手段は、隣接する前記軸棒（１１または１２）の間に嵌まり込む接合片（２１乃至２３）であり、隣接する該軸棒（１１または１２）は離れて配置してあることを特徴とする請求項１記載の連結具。
【請求項３】
隣接する二本の前記軸棒（１１または１２）は、その側周面同士が接触するように配置してあることを特徴とする請求項１記載の連結具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、木造建築などを構成する部材の据え付けに用い、部材に埋め込まれる軸棒からなる連結具に関する。
【背景技術】
【０００２】
木造建築は、住宅を中心に広く普及してきたが、近年は集成材の製造技術の向上により、大断面の木材が安定して供給されるようになり、集合住宅や公共施設など、より規模の大きい建物についても、木造化を無理なく実現できるようになった。集成材には様々な種類が存在するが、その一つとしてＣＬＴが挙げられる。ＣＬＴは、直交集成板とも呼ばれており、ラミナと称される板材を積層したもので、隣接するラミナの木目方向を直交させることで強度の方向性が打ち消されており、しかも相応の厚さを有することから、ＣＬＴ同士を連結するだけで建物の骨格を完成させることもできる。
【０００３】
ＣＬＴ同士の連結方法は様々だが、ホゾパイプなどの棒状の金物を用いることが多い。ホゾパイプは、ＣＬＴなどの部材同士の境界を跨ぐように埋め込み、その後、部材の表面からドリフトピンなどを差し込み、ホゾパイプを部材に固定する。ホゾパイプの使用に際しては、あらかじめ部材に穴加工を行う必要があるものの、施工作業が容易で、しかも施工後は、ドリフトピンの端面が露出するものの、それ以外は内部に埋め込まれ、美観や結露対策で優れている。
【０００４】
ホゾパイプに関連する技術の例として、後記の特許文献１が挙げられる。この文献では、接合強度に優れたダボ接合部を有する構造物（框立てドアなど）が開示されており、接合される複数の部材を跨ぐようにダボ穴を形成してあり、そこに棒状のダボを差し込み、さらに、ダボと交差するように係止ピンを差し込み、ダボを部材に固定する。そしてこの技術では、一本の係止ピンを複数本のダボと交差させており、複数本のダボと複数本の係止ピンが格子状に組み上がることで、これらの剛性が向上し、構造物の接合強度も向上する。なおここでのダボは、ホゾパイプと同様の機能を果たし、その素材については、硬質の木材のほか、プラスチックや金属が挙げられている。
【０００５】
そのほか、集成材に関連する技術の例として、後記の特許文献２が挙げられる。この文献では、耐力などの向上を目的とした柱の接合構造が開示されており、柱の軸線方向にスクリュー部材をねじ込んでいる。スクリュー部材は、棒状の鋼部材の側面に螺旋状の張り出し部を設けたもので、また柱は、複数の木材を貼り合わせた集成材で、この柱を構成する木材の一部は、高温下で圧縮した圧縮材を用いている。そしてスクリュー部材は、その周面が圧縮材と接触するようにねじ込む。その結果、スクリュー部材の張り出し部の先端付近でのせん断破壊を防ぎ、スクリュー部材の引き抜き抵抗力が増大し、接合部の耐力も向上する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−１１９５０号公報
【特許文献２】特開２００９−２７０３６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ＣＬＴをホゾパイプで連結する場合、一本のホゾパイプに作用する荷重は、これまでの建築構法と比べて大きくなる傾向があり、必然的にその長尺化や大径化が避けられない。ただしホゾパイプの長尺化は、これを埋め込むための下穴の加工が難しくなるほか、施工時の作業性も悪化する。また大径化により、下穴の直径がＣＬＴを構成するラミナの厚さよりも大きくなると、局地的ではあるが一枚のラミナが完全に削り取られる。そのため、三層のラミナで構成されるＣＬＴに下穴を加工した場合、ホゾパイプと交差するドリフトピンは、左右二枚のラミナだけで保持され、このラミナの木目方向によっては、ドリフトピンの差し込み位置からヒビ割れが発生し、強度を確保できない恐れがある。
【０００８】
このように、ホゾパイプを始めとする棒状の金物の長尺化や大径化は、様々な問題を招く恐れがあり、長尺化や大径化を避けながら、ＣＬＴの連結にも使用可能な技術が待ち望まれている。また、棒状の金物を部材に固定するために差し込むドリフトピンなどは、施工時の利便性を考慮し、その差し込み位置に制約が少ないことが望ましい。
【０００９】
本発明はこうした実情を基に開発されたもので、強度を確保した上で、部材に埋め込む軸棒の長尺化や大径化を回避できるほか、ドリフトピンなどの差し込み位置に制約が少ない連結具の提供を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記の課題を解決するための請求項１記載の発明は、一方材と他方材を一体化するために用い、前記一方材と前記他方材に設けた下穴を跨ぐように埋め込む複数本の軸棒と、複数本の該軸棒を一体化する接合手段と、からなり、前記接合手段の配置箇所から前記軸棒の一端側には、前記一方材の表面から差し込む固定具を通すための側孔を設けてあり、該接合手段の配置箇所から該軸棒の他端側には、前記他方材の表面から差し込む固定具を通すための側孔を設けてあり、前記接合手段によって一体化された複数本の前記軸棒は、平行に揃い且つ該軸棒の半径方向に沿って一列に並んでいることを特徴とする連結具である。
【００１１】
本発明による連結具は、木造建築を始めとする各種木構造において、一方材および他方材と称する部材を一体化するために用いる。ここで一方材および他方材は、連結される二部材を区別するため、便宜上付した名称で、これらは各種木材であればよく、ＣＬＴなどの集成材に限定されるものではない。また、一方材や他方材の具体的な用途に制限はなく、これらが柱になることもあれば、梁になることもある。そのほか一方材と他方材は、単純に面接触する場合もあるが、一方材と他方材との間に他の部材が入り込み、これを一方材と他方材で挟み込む場合もある。
【００１２】
連結具は、複数本の軸棒を接合手段で一体化した構造である。ここで軸棒は、従来のホゾパイプと同じもので、その実体は円断面の金属棒だが、中空に限定されるものではない。また軸棒の長さや直径は、全数をほぼ同等とするが、諸事情があれば個別に長さや直径を変えても構わない。さらに複数本の軸棒は、その軸線方向に沿って直列状に配置する訳ではなく、軸棒の半径方向に所定の距離を空けて並列状に配置することを前提としており、全ての軸棒は平行に揃い、しかも個々の軸棒の両端部は、極端な段差が生じないように揃えるものとする。そのほか軸棒が三本以上であれば、全ての軸棒は、同じ方向に一列で並ぶものとする。
【００１３】
接合手段は、複数本の軸棒を一体化するためのもので、その具体例は、隣接する軸棒の間に嵌まり込む金属の塊や、隣接する軸棒を貫くピンなど様々である。ただし接合手段は、軸棒の一端側から他端側に跨るような広範囲に及ぶものではなく、中央付近だけに存在し、埋め込み後は、一方材と他方材との境界付近に位置するものとする。なお接合手段は、必然的に軸棒の側周面よりも外側に突出する箇所を有する。
【００１４】
側孔は、固定具を差し込むために設けてあり、軸棒の側周面を貫く孔である。なお固定具は、一方材や他方材の表面から差し込む棒状のもので、通常はドリフトピンやボルトを用いる。そして本発明では、接合手段の配置箇所を基準として、そこから軸棒の一端側に設けた側孔は、一方材の中に入り込み、その逆で軸棒の他端側に設けた側孔は、他方材の中に入り込むものとする。
【００１５】
軸棒を埋め込むため、一方材や他方材などには、あらかじめ下穴を加工する。下穴は、一本の軸棒を無理なく収容可能な円断面で、一方材と他方材で同心に揃うように配置する。その結果、個々の軸棒は、一方材と他方材を跨ぐように埋め込まれる。そして本発明では軸棒が複数本になるため、下穴も必然的に複数列になる。また固定具を差し込むため、部材には下穴と交差するピン孔を加工する。そのほか一方材と他方材との境界付近には、下穴のほか、接合手段を収容する空間を確保する場合がある。
【００１６】
このように、複数本の軸棒を接合手段で一体化した連結具を用いることで、一本の軸棒の一端側に作用した荷重は、その軸棒の他端側のほか、接合手段を介して他の軸棒にも伝達していき、特定の軸棒に荷重が集中することを防ぎ、連結具全体で大きな荷重を受け止めることができる。そのため軸棒の長尺化や大径化を回避でき、ＣＬＴに軸棒を埋め込むための下穴を加工する場合、その直径をラミナの厚さより小さくすることも容易で、ラミナが下穴で分断されることを防ぎ、強度の低下を防ぐ。
【００１７】
請求項２記載の発明は、接合手段を特定するもので、接合手段は、隣接する軸棒の間に嵌まり込む接合片であり、隣接する軸棒は離れて配置してあることを特徴とする。接合片は、隣接する軸棒の間に嵌まり込むように配置され、その形状例については、矩形状の金属の塊である場合もあれば、軸棒を差し込むための切り抜きを設けた金属板の場合もあり、いずれとも溶接や接着で軸棒と一体化する。接合片を用いることで、隣接する軸棒の距離が増大し、部材の断面欠損による影響を軽減できる。
【００１８】
請求項３記載の発明は、軸棒の配置を特定するもので、隣接する二本の軸棒は、その側周面同士が接触するように配置してあることを特徴とする。ここでは、軸棒が隙間なく並ぶことを想定しており、その接合手段については、単純に軸棒同士の境界の谷間を埋めるような溶接で構わない。接合手段の別の例としては、ピンが挙げられ、軸棒の中央付近を串刺しするように打ち込む。このピンは、摩擦や溶接で軸棒と強固に一体化させる。
【発明の効果】
【００１９】
請求項１記載の発明のように、複数本の軸棒を接合手段で一体化した連結具を用いることで、一本の軸棒の一端側に作用した荷重は、その軸棒の他端側のほか、接合手段を介して他の軸棒にも伝達していく。そのため、特定の軸棒に荷重が集中することを防ぎ、軸棒の長尺化や大径化を回避しながら、連結具全体で大きな荷重を受け止めることができる。
【００２０】
本発明による連結具は、軸棒の大径化を回避でき、比較的薄い部材でも無理なく使用可能である。そのためＣＬＴに下穴を加工する際、その直径をラミナの厚さより小さくすることも容易で、ラミナが下穴で分断されることを防ぎ、三層のラミナで構成される比較的薄いＣＬＴについても、本発明による連結具は、問題なく使用可能である。
【００２１】
ドリフトピンなどの固定具は、部材の表面から個々の軸棒に向けて差し込めばよく、一本の固定具が複数本の軸棒を貫くことはない。そのため固定具の差し込み方法は、従来と変わりがなく、作業が複雑化することはない。そのほか接合手段は、軸棒の中央付近だけに存在するため、接合手段を埋め込むための空間の確保も容易である。
【００２２】
請求項２記載の発明のように、接合手段として、隣接する軸棒の間に嵌まり込む接合片を用いることで、隣接する軸棒の距離が増大し、固定具を差し込む範囲も拡大する。そのため荷重が広範囲に分散され、部材の破損を防ぐ。また部材の断面欠損による強度の低下を抑制できる。
【００２３】
請求項３記載の発明のように、隣接する二本の軸棒は、その側周面同士が接触するように配置することで、連結具の構造が簡素化し、その製造価格を抑制できる。また連結具の大きさを抑制できるため、部材の横断面が小さい場合や、下穴の加工範囲に制限がある場合の使用に適している。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明による連結具の形状例と使用状態例を示す斜視図で、この連結具は、二本の軸棒を接合片で束ねたものである。
【図２】図１の後の状態を示す斜視図で、連結具の下半分を一方材に埋め込み、一方材の上面に中間材を載せてある。
【図３】図２の後の状態を示す斜視図で、連結具を介して一方材と他方材が一体化し、その間に中間材が挟み込まれている。
【図４】図１とは異なる連結具の具体例を示す斜視図で、この連結具は、二本の軸棒を隙間なく接触させた構造である。
【図５】図４の後の状態を示す斜視図で、連結具を介して一方材と他方材が一体化し、その間に中間材が挟み込まれている。
【図６】帯状の接合片を用いて三本の軸棒を一体化した連結具を示す斜視図である。
【図７】図６の後の状態を示す斜視図で、連結具を介して一方材と他方材が一体化し、一枚の壁状になっている。
【図８】これまでの各図とは異なる二種類の連結具を示す斜視図で、図の左側は、円盤状の接合片を用いたもので、図の右側は、二本の軸棒を溶接だけで一体化したものである。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
図１は、本発明による連結具の形状例と使用状態例を示し、この連結具は、二本の軸棒１１を接合片２１で束ねたもので、一方材５１と他方材６１を一体化するために用いる。ただし図１では、一方材５１と他方材６１との間に板状の中間材７１が挟み込まれ、一方材５１と他方材６１が直に接触することはない。また一方材５１と他方材６１については、三枚のラミナが積層したＣＬＴを用いることを想定しており、一方材５１については、ラミナと木目を描いてあり、左右の側ラミナ５８で中央の中ラミナ５９を挟み込んでおり、側ラミナ５８と中ラミナ５９は、木目方向がほぼ直交している。なお他方材６１については、ラミナと木目を描いていないが、一方材５１と同様の構造である。
【００２６】
軸棒１１は、中空ではない円断面の金属棒で、二本とも同一形状で、軸棒１１同士の隙間を確保するため、軸棒１１同士の境界の中央付近に塊状の接合片２１を挟み込んであり、軸棒１１と接合片２１を溶接で一体化している。そのため軸棒１１と接合片２１との境界には、溶接によるビード１８が盛られており、軸棒１１と接合片２１が分離することはない。また一体化した二本の軸棒１１は、平行に揃っている。なお図１では、接合片２１が接合手段となる。
【００２７】
軸棒１１を埋め込むため、一方材５１の上面には、下方に伸びる下穴５３を加工してあり、他方材６１の下面には、上方に伸びる下穴６３を加工してある。当然ながら、上下で対になる下穴５３、６３は、同心に揃うように加工してある。また下穴５３、６３は、軸棒１１を無理なく収容可能な直径で、軸棒１１の本数に応じて二列が並んでいるが、その間隔は、軸棒１１の間隔に合わせてある。
【００２８】
軸棒１１を一方材５１や他方材６１に固定するため、棒状の固定具４４が必要になるが、図１では固定具４４としてドリフトピンを用いている。そして固定具４４を差し込むため、一方材５１と他方材６１の側面には、下穴５３、６３と交差するピン孔５４、６４を加工してある。ピン孔５４、６４は、固定具４４を摩擦で保持できる内径にしてある。また軸棒１１の側周面には、固定具４４を通すための側孔１５、１６を設けてある。なお、接合片２１よりも下に位置する側孔１５は、一方材５１の下穴５３に入り込み、接合片２１よりも上に位置する側孔１６は、他方材６１の下穴６３に入り込む。
【００２９】
図１において、一方材５１の下穴５３の直径は、中ラミナ５９の厚さよりも小さく、下穴５３で中ラミナ５９が完全に削り取られる箇所はなく、中ラミナの分断を防ぎ、強度の低下を防ぐ。またピン孔５４に差し込まれた固定具４４は、側ラミナ５８と中ラミナ５９の両方で受け止められ、ピン孔５４から木目に沿ってヒビ割れが伸びることを防ぐ。そのほか二本の軸棒１１は同一形状だが、図１の右側に描く側面図のように、片方を上下反転させ、左右の軸棒１１で側孔１５、１６に段差を設けてある。その結果、一列のヒビ割れが複数のピン孔５４、６４に跨ることを抑制できる。このように本発明では、側孔１５、１６を柔軟に配置可能で、ヒビ割れ対策が容易である。
【００３０】
連結具の接合片２１は、一方材５１や他方材６１の内部に入り込む訳ではなく、中間材７１の内部に収容される。そのため中間材７１には、下穴５３、６３よりも大径の通し穴７５を加工してある。通し穴７５は、軸棒１１と接合片２１だけを収容可能な空間を確保すればよいが、ここでは加工作業を簡素化するため、単純な円断面としている。なお通し穴７５は、二本の軸棒１１と内接する円であり、通し穴７５の内周面に軸棒１１が接触する。この「内接する円」については、図１の右下の横断面図にも描いてある。
【００３１】
図２は、図１の後の状態を示し、連結具の下半分を一方材５１に埋め込み、一方材５１の上面に中間材７１を載せてある。図１の後、一方材５１の下穴５３に軸棒１１を差し込み、さらに一方材５１のピン孔５４に固定具４４を差し込み、連結具を一方材５１に固定する。次に、一方材５１の上面に中間材７１を載せると、図２に描いた状態になり、接合片２１は通し穴７５の中に収容される。その後、他方材６１を下降させ、軸棒１１の上部を下穴６３に差し込み、他方材６１の下面を中間材７１に載せる。
【００３２】
図３は、図２の後の状態を示し、連結具を介して一方材５１と他方材６１が一体化し、その間に中間材７１が挟み込まれている。図２の後、他方材６１の下面を中間材７１の上面に載せると、軸棒１１の側孔１６と他方材６１のピン孔６４が同心に揃い、そこに固定具４４を差し込み、連結具を他方材６１に固定すると、この図のように一連の作業が完了する。その際、連結具は完全に埋め込まれ、外部には固定具４４の端面だけが露出する。
【００３３】
図４は、図１とは異なる連結具の具体例を示し、この連結具は、二本の軸棒１１を隙間なく接触させた構造であり、また一方材５１と他方材６１との間には、板状の中間材７１が挟み込まれる。この連結具の軸棒１１は、中空ではない円断面の金属棒に側孔１５、１６を設けたもので、二本とも同一形状だが、片方を上下反転させている。そして軸棒１１を一体化する接合手段については、接合ピン２４を用いている。そのため軸棒１１の中央付近には、接合ピン２４を通すための結合孔１７を設けてあり、ここに接合ピン２４を圧入して軸棒１１を一体化する。なお二本の軸棒１１を強固に一体化するため、上下に二本の接合ピン２４を用いており、図の右側には、この連結具の製造工程を描いてある。
【００３４】
一方材５１と他方材６１には、軸棒１１を埋め込むための下穴５３、６３を加工するが、必然的に下穴５３、６３は、二つの円が接触する「８」の字のような配置となり、個々の下穴５３、６３と交差するようにピン孔５４、６４を加工してある。そのほか、中間材７１に加工する通し穴７５については、軸棒１１を収容する二つの円を「８」の字状に切り抜いた後、接合ピン２４を収容できるよう、その中央を削り落としている。
【００３５】
図５は、図４の後の状態を示し、連結具を介して一方材５１と他方材６１が一体化し、その間に中間材７１が挟み込まれている。一方材５１と他方材６１については、その下穴５３、６３に軸棒１１が隙間なく収容され、緩みを生じることはない。また中間材７１についても、通し穴７５の内周面に軸棒１１を接触させることで、中間材７１の移動を規制している。そのため連結具を介し、一方材５１と他方材６１と中間材７１の全てが緩みなく一体化されている。
【００３６】
図６は、帯状の接合片２２を用いて三本の軸棒１２を一体化した連結具を示している。この図の連結具の軸棒１２は、中空の金属管を用いているほか、接合片２２は帯状で、その表面には、軸棒１２を差し込むための丸穴２７を三箇所に設けてあり、軸棒１２と接合片２２は溶接で一体化してあり、双方の境界にはビード１８が盛られている。また図６では、一方材５１と他方材６１が直に接触しており、一方材５１の上面には、接合片２２が入り込む収容溝５７を加工してある。そのほかビード１８に対応し、下穴５３、６３の入口は直径を拡大してある（図示は省略）。
【００３７】
図７は、図６の後の状態を示し、連結具を介して一方材５１と他方材６１が一体化し、一枚の壁状になっている。このように、複数本の軸棒１２を接合片２２で一体化することで、一方材５１と他方材６１との境界に作用する荷重は、複数本の軸棒１２に分散して伝達され、応力の集中を防ぎ、ヒビ割れの発生を防ぐ。また複数本の軸棒１２を介在させることで、個々の軸棒１２の長尺化や大径化を回避できる。
【００３８】
図８は、これまでの各図とは異なる二種類の連結具を示しており、図の左側は、円盤状の接合片２３を用いたもので、図の右側は、二本の軸棒１１を溶接だけで一体化したものである。本発明による連結具は、複数本の軸棒１１を接合手段で一体化することを要件としているが、軸棒や接合手段の詳細は自在で、この図はその具体例を示す。
【００３９】
図８の左側に描く連結具の接合片２３は、単純な円盤状で、その表面には軸棒１１を差し込むため、二箇所に丸穴２７を設けてあり、差し込まれた軸棒１１は、溶接で一体化される。また接合片２３の側周面は、二箇所の丸穴２７と内接する円に相当しており、接合片２３の直径を必要最小限に抑制してある。このように、接合片２３を円盤状にすることで、接合片２３を部材に隙間なく埋め込み、位置決めや、せん断荷重の伝達といった機能を担うことができる。
【００４０】
図８の右側に描く連結具は、二本の軸棒１１を溶接で一体化したもので、二本の軸棒１１の境界の中央付近には、溶接によるビード２５が盛られており、これが接合手段として機能する。このように、溶接によるビード２５を接合手段とすることで、汎用のホゾパイプなどを複数本用意し、これらを平行に揃えて密着させた後、境界の谷間を埋めるように溶接を行うだけで連結具が完成し、その製造に要する費用を最小限に抑制できる。なお本発明による連結具は、これまでの各図に描いた形態に限定されるものではなく、実現可能な範囲で軸棒と接合手段を自在に選択可能である。
【符号の説明】
【００４１】
１１  軸棒（中空ではないもの）
１２  軸棒（中空のもの）
１５  側孔（一方材の中に入り込む方）
１６  側孔（他方材の中に入り込む方）
１７  結合孔
１８  ビード
２１  接合片（接合手段：塊状）
２２  接合片（接合手段：帯状）
２３  接合片（接合手段：円盤状）
２４  接合ピン（接合手段）
２５  ビード（接合手段）
２７  丸穴
４４  固定具（ドリフトピン）
５１  一方材
５３  下穴
５４  ピン孔
５７  収容溝
５８  側ラミナ
５９  中ラミナ
６１  他方材
６３  下穴
６４  ピン孔
７１  中間材
７５  通し穴
【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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