(57)【要約】【課題】基準柱を組み合わせて構築した集成柱の強度を向上させるための柱用金具及び同金具を使用した柱構造を提供すること。【解決手段】交差する長手方向に延びる第１及び第２の当接面を有する木製の基準柱１５であって、当該一の基準柱１５の第１の当接面を隣接する当該他の基準柱１５の第２の当接面と当接させることで４本の基準柱１５を径方向に放射状に組み合わせて連結する。更に、基準柱１５の放射中心位置に柱用金具２１を構成するモジュール金具２３の基部を中心部として配置し、その本体部２４を各隣接する前記当接面間に沿って延出させ、同本体部２４先端の第２の張り出し部２６を各基準柱の第１の当接面の挿入溝１４ａに食い込み状に侵入させるようにした。【選択図】  図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
交差する長手方向に延びる第１及び第２の当接面を有する木製の基準柱であって、当該一の基準柱の第１の当接面を隣接する当該他の基準柱の第２の当接面と直接的又は間接的に当接させることで３本以上の基準柱を径方向に放射状に組み合わせ、連結手段によって連結することで構築した集成柱の内部に配置される柱用金具において、
前記組み合わされた基準柱の放射中心位置に配置される中心部と、同中心部から隣接する前記２つの基準柱の当接する第１及び第２の当接面間に沿って延出される複数の腕部と、同各腕部から前記基準柱の第１の当接面に食い込み状に侵入可能な爪部とを備えていることを特徴とする柱用金具。
【請求項２】
前記中心部は別体で構成された前記複数の腕部の基部を連結手段によって連結して構築されていることを特徴とする請求項１に記載の柱用金具。
【請求項３】
前記腕部の基部には前記爪部と同方向に延出された補強部が形成され、当該一の補強部と隣接する当該他の基部とが前記連結手段によって連結されていることを特徴とする請求項２に記載の柱用金具。
【請求項４】
交差する長手方向に延びる第１及び第２の当接面を有する木製の基準柱であって、当該一の基準柱の第１の当接面を隣接する当該他の基準柱の第２の当接面と直接的又は間接的に当接させることで３本以上の基準柱を径方向に放射状に組み合わせて連結手段によって連結するとともに、柱用金具の中心部を同各基準柱の放射中心位置に配置し、同中心部から腕部を各隣接する第１及び第２の当接面間に沿って延出させ、同各腕部から側方に突出する爪部を同各基準柱の第１の当接面に食い込み状に侵入させることで集成柱の内部に柱用金具を配設するようにしたことを特徴とする柱構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は柱構造及びその構造に使用される柱用金具に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
建築架構において柱は梁とともに最も基本的な構造部材である。柱は建築構造物の総重量のほとんどを支えるため（一部壁面でも荷重を受けるが）十分な強度が要求される。もちろん架構全体としては柱の数や配置位置にも考慮されるべきではあるが、柱自体の強度は最も重視されるべき要素である。
ここに複数の基準柱としてのモジュール柱を径方向に組み合わせて大径の１本の集成柱を構築する技術（例えば特許文献１）が提案されている。このような柱では次のような従来にない各種メリットが得られる。
１）太い材を容易に入手することができなくなっていることから大径の柱の入手を容易にするとともに材料コストを抑えることができる。
３）大径の１本の柱よりも強度が安定するため柱の強度計算が行い易い。
４）安定した材質のモジュール柱を使用することで同径の１本の柱よりも平均すると強度が大きい傾向となる。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−３１７４９５号公報（例えば図３、図５及び図６）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
特にこの特許文献１に開示された技術による集成柱が好ましいのは、モジュール柱のサイズと組み合わせ数のパターンによって極めて大径の柱を得ることができることである。このような集成柱を使用することによって従来木造建築では困難であった高層建築も可能と考えられている。このように新たな用途の可能性が高まるにつれて集成柱により大きな強度が求められるようになってきている。
本発明の目的は基準柱を組み合わせて構築した集成柱の強度を向上させるための柱用金具及び同金具を使用した柱構造を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、請求項１の発明では、交差する長手方向に延びる第１及び第２の当接面を有する木製の基準柱であって、当該一の基準柱の第１の当接面を隣接する当該他の基準柱の第２の当接面と直接的又は間接的に当接させることで３本以上の基準柱を径方向に放射状に組み合わせ、連結手段によって連結することで構築した集成柱の内部に配置される柱用金具において、前記組み合わされた基準柱の放射中心位置に配置される中心部と、同中心部から隣接する前記２つの基準柱の当接する第１及び第２の当接面間に沿って延出される複数の腕部と、同各腕部から前記基準柱の第１の当接面に食い込み状に侵入可能な爪部とを備えるようにしたことを要旨とする。
請求項２の発明では請求項１の発明の構成に加え、前記中心部は別体で構成された前記複数の腕部の基部を連結手段によって連結して構築されていることを要旨とする。
また、請求項３の発明では請求項２の発明の構成に加え、前記腕部の基部には前記爪部と同方向に延出された補強部が形成され、当該一の補強部と隣接する当該他の基部とが前記連結手段によって連結されていることを要旨とする。
また、請求項４の発明では交差する長手方向に延びる第１及び第２の当接面を有する木製の基準柱であって、当該一の基準柱の第１の当接面を隣接する当該他の基準柱の第２の当接面と直接的又は間接的に当接させることで３本以上の基準柱を径方向に放射状に組み合わせて連結手段によって連結するとともに、柱用金具の中心部を同各基準柱の放射中心位置に配置し、同中心部から腕部を各隣接する第１及び第２の当接面間に沿って延出させ、同各腕部から側方に突出する爪部を同各基準柱の第１の当接面に食い込み状に侵入させることで集成柱の内部に柱用金具を配設するようにしたことを要旨とする。
【０００６】
このような構成では柱用金具は集成柱内部に配設された状態で径方向に放射状に組み合わせて連結された基準柱の放射中心に中心部が配置される。そして、中心部から隣接する２つの基準柱の間、つまり第１及び第２の当接面間に沿って腕部が延出させられる。腕部から側方に突出した爪部は第１の当接面に食い込み状に侵入させられる。
ここに「食い込み状に侵入」とは溝等を形成して同溝に侵入した状態が食い込み状であっても、前もって溝等を形成させずに実際に爪部を押圧して面に食い込ませるように侵入させることもいずれをも含む概念である。
この時、柱用金具の腕部の基部を連結手段によって連結されて中心部が構成されていうることが好ましい。また、腕部の基部には爪部と同方向に延出された補強部が形成され、当該一の補強部と隣接する当該他の基部とが前記連結手段によって連結されていることが好ましい。また、各基準柱の第１及び第２の当接面にはこれらを組み合わせた場合に内部に柱用金具を配設させるための空隙が形成されるように金具の形状、厚みに応じた加工が施されることが好ましい。
【０００７】
【発明の効果】以上のように構成することで請求項１〜４の発明では、柱用金具が集成柱内部に配設された状態で隣接する基準柱の第１及び第２の当接面に沿って腕部は延出し、腕部から側方に突出した爪部が第１の当接面に挿入されることとなるため、集成柱の強度が極めて向上する。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の柱用金具及び同金具を使用した柱構造の具体化した実施形態について図面に基づいて説明する。
図１に示すような柱１１と梁部材としての梁１３との組み合わせによって基本的な建築架構が構成されている。
図２に示すように、柱１１は柱構成部材としての４本のモジュール柱１５を組み合わせて構成されている。本実施の形態では各モジュール柱１５にはいずれも図３に示すように断面正方形の長尺柱の長手方向に沿って所定の形状にプレカット加工が施されたプレカット部１４が形成されている。プレカット部１４はモジュール柱１５の４つの面のうち交差する（隣接する）２面にかけて施されている。これらプレカット部１４が形成された２つの面をそれぞれ第１及び第２の当接面１６，１７とする。図２及び図６のようにモジュール柱１５が組み合わせられた状態で当該一のモジュール柱１５の第１の当接面１６は当該他のモジュール柱１５の第２の当接面１７と当接することとなる。すべてのモジュール柱１５の第１の当接面１６と第２の当接面１７とが互いに当接した状態で断面正方形の柱１１が構築される。
第１の当接面１６にはプレカット部１４の一部として挿入溝１４ａが形成されている。各モジュール柱１５には所定位置にボルト孔１８が穿設されている。
図２及び図６に示すように、モジュール柱１５が組み合わせられた状態でプレカット部１６によって柱１１の内部に空隙２０が形成されることとなる。同空隙２０には柱用金具２１が配設されている。
【０００９】
図４及び図６に示すように、柱用金具２１は４本のモジュール金具２３を組み合わせて構成されている。モジュール金具２３は断面直線形状の腕部としての本体部２４と、その両端から同本体部２４と略直交する方向に延出された第１及び第２の２本の張り出し部２５，２６とを備えた断面かすがい状に構成された合金製長尺体とされている。尚、本説明では柱用金具２１の長手方向の一部を取り出して説明するが、本実施の形態の柱用金具２１は実際には封入された柱１１の上下に渡って長く延出されている。
図４及び図６に示すようにモジュール金具２３は当該一のモジュール金具２３の補強部としての第１の張り出し部２５の側面を隣接する当該他のモジュール金具２３の本体部２４側面とがぴったりと当接させられた状態でボルト２８及びナット２９によって締結されている。
柱用金具２１は４本のモジュール柱１５が連結された状態で平面形状としてまんじ状に構成される。すなわち、柱用金具２１は放射状に延出された４本のモジュール金具２３の先端に本体部２４と直交する第２の張り出し部２６が同方向を向いて配設されることとなる。本実施の形態ではボルト２８及びナット２９によって連結されたモジュール金具２３の基部寄りが４本のモジュール柱１５の放射中心に配置される中心部とされ、第２の張り出し部２６が爪部とされている。本体部２４側面の所定位置にはボルト孔３０が穿設されている。
【００１０】
本実施の形態では柱用金具２１は柱脚金具３３に連結されている。図４及び図５に示すように、柱脚金具３３は上下に配置された底板３４と天板３５、及び底板３４と天板３５との間に配置される井桁に組まれた壁板３６から構成されている。柱用金具２１は基礎Ｂに埋設された所定位置のアンカーボルト３７に対してナット３８によって固定されるようになっている。
柱脚金具３３は天板３５に載置された状態で図５に示すように同天板３５に立設された固定片３９によって連結固定されている。
【００１１】
柱用金具２１が前記柱１１の内部の空隙２０内に封入された状態で、各モジュール金具２３の本体部２４は第１及び第２の当接面１６，１７の間に挟持されることとなり（つまりこの両面１６，１７間に形成された空隙２０に配置される）、先端の第２の張り出し部２６は前記第１の当接面１６に形成された挿入溝１４ａ内に食い込み状に挿入されることとなる。柱用金具２１の中心、つまり各モジュール金具２３の基部が突き合わされた交差点（つまり中心部）と、柱１１の中心、つまり４本のモジュール柱１５の第１及び第２の当接面１６，１７の交差部が突き合わされた交差点とは略一致する。
図６に示すように、４本のモジュール柱１５は内部に上記のように柱用金具２１が封入された状態で所定位置のボルト孔１８は同じく所定位置のボルト孔３０と照合されて配置されている。連結手段としてのボルト４１は前後左右からボルト孔１８，３０に挿通されナット４２によって締結されている。モジュール柱１５の連結と同時に柱用金具２１は上下方向に移動不能にボルト４１によって支持されることとなる。
【００１２】
以上、本実施形態のように構成することにより、次のような効果が奏されることとなる。
（１）柱１１の強度が柱用金具２１を配設しない場合に比べて、極めて剛性が向上し、同じ材質のモジュール柱を同じ条件で使用した場合に比べて格段に強度が増すこととなる。そのため、特に従来木造建築では困難であった高層建築に応用することも可能となる。
（２）特に柱脚金具３３と一体的になっているため、柱１１に対する地震等の際に発生する引っ張り荷重に柱用金具２１を介して柱脚金具３３が即応できるため、一般に引っ張り荷重に弱いとされる木製の柱の強度向上に極めて寄与することができる。
（３）放射状に配置されたモジュール柱１５は先端の第２の張り出し部２６が挿入溝１４ａに食い込み状に侵入しているため、モジュール柱１５の拡がる（膨らむ）方向への変形を抑制できることから、柱の強度向上に極めて寄与することができる。
（４）柱用金具２１の中心部においては当該一のモジュール金具２３の第１の張り出し部２５を当該他ののモジュール金具２３の本体部２４と連結するようにしている。従って、連結が容易となるとともに、特に重要な柱１１の中心部の強度の向上が期待できる。
（５）柱用金具２１は柱１１内部に封入されて外部から目視されないため、一本の大きな柱というイメージが損なわれることがない。
【００１３】
また、上記実施形態は次のように変更して実施することも可能である。
・上記では４本のモジュール柱１５を組み合わせた断面正方形の柱１１であったが、外周面を曲面にして断面円形形状（つまり円柱状）にすることも自由である。また、断面凸状や凹状のような断面異形となるように組み合わせても構わない。
・上記実施の形態では４本の同サイズのモジュール柱１５によって柱１１を構築するようにしていたが、例えば３本、５本、６本、７本、８本あるいはそれ以上のモジュール柱１５を組み合わせるようにしてもよい。
・更に、上記モジュール柱１５のような水平方向の四辺の長さの同じ外形形状（プレカットする前の形状が断面正方形のもの）以外の基本モジュール柱を用意することも自由である。要は放射状にモジュール柱１５が配置されればよいからである。
・上記では柱用金具２１はモジュール金具２３をボルト及びナット２８，２９という連結手段によって連結したが溶接等によって一体的に構成することも可能である。
【００１４】
・第２の張り出し部２６は上記では挿入溝１４ａに挿入するようにしていたが、第２の張り出し部２６先端を先細りにしたり、ノコギリ状に形成することで挿入溝１４ａを形成せずに押圧して前記第１の当接面１６に食い込ませるようにしてもよい。
・第２の張り出し部２６の本体部２４に対する角度は上記では直角とされていたが、モジュール柱１５の数や形状に応じて角度を変更するようにしてもよい。
・第２の張り出し部２６は本体部２４の先端以外の位置から突出するようにしてもよい。また、複数設けるようにしてもよい。
・上記実施の形態では柱用金具２１は柱脚金具３３に固定させていたが、単独で使用するようにしても構わない。また、上記では柱１１の上下全域に配設するようにしていたが、柱１１の一部（例えば基礎付近とか、梁付近）にのみ配設するようにしても構わない。
・柱用金具２１は上記では封入されて外から目視できなかったが、一部外部に露出させたりモジュール柱１５の隙間から内部の柱用金具２１が目視できるような状態であっても構わない。
【００１５】
・上記実施の形態のモジュール柱１５を薄板（ラミナ）を張り合わせて構成した集成材としてもよい。また、モジュール柱１５は集成材でなくともよい。柱構成部材は木材を主材料とする木質系材料であれば例えば木屑を樹脂で固めて形成するようなものでもよい。
・隣接するモジュール柱１５間にスペーサを介在させて間接的に当接面が当接するようにしても構わない。このようにすると隣接するモジュール柱１５間に隙間が形成され通気性を確保することができることとなる。
・モジュール柱１５は集成材でなくともよい。柱構成部材は木材を主材料とする木質系材料であれば例えば木屑を樹脂で固めて形成するようなものでもよい。集成材を含めこのような「ムク」材以外のものであればモジュール柱１５を途中継手を形成せず一本ものとして形成することができ、非常に長いモジュール柱１５を得ることができる。その結果、四階建て以上の背の高い木造建築に応用することができるためより好ましい。
その他本発明はその趣旨を逸脱しない態様で変更して実施することは自由である。
【００１６】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を応用した基本的建築架構の概略を説明する一部破断部分正面図。
【図２】本発明の実施形態の柱の部分斜視図。
【図３】同じ実施形態におけるモジュール柱の部分斜視図。
【図４】同じ実施形態における柱用金具の柱内への配設状態を説明する斜視説明図。
【図５】同じ実施形態における柱用金具の部分側面図。
【図６】同じ実施形態における柱の横断面図。
【符号の説明】
１１…柱、１５…柱構成部材としてのモジュール柱、１６…第１の当接面、１７…第２の当接面、２４…腕部としての本体部、２５…補強部としての第２の張り出し部、２６…爪部としての第２の張り出し部、４１…連結手段としてのボルト、４２…連結手段としてのナット。
【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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