JP4387156B2 - 木造建築部材の連結金具 - Google Patents

Description

本発明は、木造建築において横架部材（梁、桁、土台等）を主幹部材（柱、及び梁や桁、胴差し等の横架部材）に対して任意の角度で斜めに連結できる連結金具に関する。

道路の関係などで部屋の形を平面視四角形以外の形、例えば平面視台形状等とする場合には、梁等の横架部材を柱等の主幹部材に対して斜めに連結する必要がある。そのための連結金具としては、横架部材の端部に形成したスリットに差し込まれる接続片と、接続片から突出する形で形成され、主幹部材の接合面に形成した嵌合穴に嵌まり込む突起体とで構成したものが知られている（例えば特許文献１参照。）。
特開平１１−１７２７８８号公報

上記連結金具は、接続片を横架部材の長手方向に平行に埋め込むため、横架部材の連結角度が変われば接続片の角度も変わってくるので、横架部材の連結角度に合わせて一つ一つ特注で生産しなければならず、納期やコストが大となっている。また上記連結金具は、建築現場において主幹部材に一つ一つ取り付けるのは煩雑であるため、木材のプレカット工場で主幹部材に予め取り付けておくのが普通である。そうすると、工場から建築現場まで主幹部材を運搬する際、金具の接続片が主幹部材から飛び出すために荷嵩が増え、輸送コストが増大する不都合があった。

さらに上記連結金具は、横架部材に固定する部分である接続片と、主幹部材に固定する部分である突起体とが一体になっていることで、以下のような不都合があった。
連結金具は、先に述べたように工場で主幹部材に予め取り付ける関係上、連結金具を上下に分離する主幹部材に跨って設置することができない。例えば柱と胴差しとが連結する箇所に、側方から背の高い梁の端面を当接して接合するような場合に、連結金具を柱と胴差しとに跨って設置することができず、また、連結金具を上下に分割する形で設置するのは連結強度の面から好ましくなく、そのため胴差しの背丈を梁の背丈と同じにして一体の連結金具を用いるようにしている。しかし、胴差しは途中を柱で受けているので、梁よりも背丈の低い木材を用いても強度上は問題がない。すなわち、従来の金具では背丈の低い横架部材の側面に背丈の高い横架部材の端面を当接して連結することができないため、互いに接合される横架部材の背丈を高い方の背丈に共通させており、金具の利用をしやすくするために経済性を多少犠牲にしていた。

また、最新の木造建築用ＣＡＤ・ＣＡＭシステムでは、連結金具に関する情報がインプットされていて、躯体の組立図面を作図すると、各部材のどこにどの連結金具を用いて、各部材にどのような取付け用の穴加工をしなければならないかを認識し、各部材に画一的な穴加工が自動的になされるようにしている。しかし個々の木造建築によっては、床上に置く畳の厚みが違っていたり、あるいはフローリングの床であったりするために、梁が柱等に取付く高さを上下に変更したい場合があるが、そのような設計変更に対応して穴位置が逐一自動的に変えられるようにソフトウエアを整備するのは容易ではなく、手作業で穴加工を行うのも煩雑であった。

本発明は以上に述べた実情に鑑みてなされたものであって、主幹部材に横架部材を任意の角度で連結することができ、予め主幹部材に取付けておいても金具が邪魔にならず、さらに木造躯体の施工性と経済性の向上にも寄与する木造建築部材の連結金具の提供を目的とする。

上記の課題を達成するために、請求項１記載の発明による木造建築部材の連結金具は、主幹部材に取付けるベース金具と、横架部材の端部に形成したスリットに差し込む板状の接続金具と、ベース金具と接続金具とを連結する連結ピンとを備え、接続金具は、主幹部材側の端部を連結ピンによりベース金具に連結してあり、連結ピンを支点として回動可能であり、且つ接続金具は、別々の主幹部材に取付けた複数のベース金具に跨って連結自在であることを特徴とする。

請求項２記載の発明による連結金具は、接続金具は主幹部材側の端部に凹凸状の取付部を有し、ベース金具は該取付部と嵌合する凹凸状の被取付部を有し、連結ピンは嵌合した取付部と被取付部を貫通していることを特徴とする。

さらに、請求項３記載の発明は、接続金具の取付部とベース金具の被取付部は上下方向に所定のピッチで形成してあり、接続金具の取付部をベース金具の被取付部に高さを異ならせて嵌合することにより、接続金具の高さを変更可能としたことを特徴とする。

請求項４記載の発明は、連結ピンを抜差し自在としたことを特徴とする。

請求項５記載の発明は、一つのベース金具に、多種類の接続金具の内の一つを選択して連結することを特徴とする。

請求項１記載の発明による連結金具は、横架部材端部のスリットに差し込む接続金具が、連結ピンを支点として回動可能となっているので、横架部材を任意の角度で主幹部材に斜めに連結できる。また、本連結金具を予め工場で主幹部材に取付けても、接続金具が主幹部材の側面に沿うように倒れるので、主幹部材を工場から建築現場に運ぶ際に金具が邪魔にならない。

さらに、複数のベース金具を別々の主幹部材に設置し、接続金具をそのベース金具に跨って連結することで、従来のように互いに接合される横架部材の背丈を共通化する必要がなくなり、これにより各部材の寸法を強度と経済性を考慮して最適な状態とすることができる。また、分離したベース金具が接続金具で連結されることで、上下の主幹部材と梁とを強固に一体化できる。

請求項２記載の発明による連結金具は、接続金具の凹凸状の取付部をベース金具の被取付部に嵌合していること、及びこれらを貫通する連結ピンの相乗作用により、接続金具に加わる荷重や曲げ力に対して高い強度を発揮する。

請求項３記載の発明によれば、主幹部材にベース金具が取付く高さを一定にして、接続金具のみを上下に移動させることができ、これにより梁等の横架部材に明けるドリフトピン挿通穴の穴位置を一定にしたままで、横架部材の高さを変更することができる。

請求項４記載の発明のように、連結ピンを抜き差し自在とした場合には、ベース金具のみを工場で主幹部材に取付けておき、建築現場に搬入した後でベース金具に接続金具を簡単に連結できる。

請求項５記載の発明によれば、ベース金具に様々な大きさや形の接続金具を組み合わせることにより、横架部材の用途やサイズに合った多種類の連結金具を容易に製作できる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。本発明による木造建築部材の連結金具は、図１に示すように、ベース金具１と、接続金具２と、連結ピン３とを備えてなり、接続金具２は連結ピン３を支点として左右に回動するようになっている。連結ピン３は、ベース金具１及び接続金具２に抜き差し自在にしてある。ベース金具１は、図４などに示すように、柱４等の主幹部材の側面にボルト５で固定され、接続金具２は梁６ａ等の横架部材の端部に上下方向に形成したスリット７に差し込み、ドリフトピン８ａ，８ｂにより横架部材に固定される。なお本連結金具の通常の使い方は、ベース金具１と接続金具２とに分離して、ベース金具１のみを工場で主幹部材に予め取付けておき、接続金具２は建築現場に搬入してから連結ピン３によりベース金具１に連結する。

ベース金具１は、金属の角棒を切削加工するなどして形成されるもので、前面部９を平面視半円状に面取りするとともに、前面部の上下方向に一定のピッチで凹凸状となった被取付部１０を形成してある。被取付部１０には、連結ピン３の挿通穴を上下方向に貫通して設けてある。さらに、被取付部１０の凹部には、前方より取付ボルトの挿通穴１１と、ボルトの頭部ないしナットが収まる座ぐり穴１２を設けてある。

接続金具２は、厚さ数ミリの鉄板をレーザー加工機などで所定の形状に切断し、その板体１３のベース金具１側の端面に、所定の長さに切断した丸棒１４を間隔をおいて上下方向に並べて溶接し、凹凸状の取付部１５を形成してある。取付部１５には、連結ピン３の挿通穴を上下方向に貫通して設けてある。板体１３の上縁部と下縁部には、横架部材に貫通させたドリフトピン８ａの引っ掛け部１６を形成してあり、板体１３の先側の縁部には、固定用のドリフトピン８ｂの挿通穴１７を上下方向に間隔をおいて複数形成してある。この接続金具２は、取付部１５をベース金具１の被取付部１０に嵌合させ、上方より連結ピン３を差し込むことによりベース金具１に連結される。接続金具２の大きさや形は、横架部材のサイズ等に応じて適宜選択するもので、例えば図３に示すように、主幹部材としての梁２４の側面に登り梁１８を連結する場合には、登り梁１８に適した略平行四辺形状のものに取り替えることができるし、接続金具２の取付部１５をベース金具１の被取付部１０に高さを異ならせて嵌合することにより、ベース金具１の高さを同じにして、接続金具２の高さを変更することもできる。

図４と図５は、本発明の連結金具の使用状態の一例で、柱４の左右の側面に梁６ａ，６ｂを上から見て斜めに連結し、柱４の後ろ側の側面には梁６ｃをまっすぐに連結しており、これらの連結箇所に本発明の連結金具をそれぞれ用いている。柱４の左右の側面には上下方向の四角い穴１９を形成してベース金具１を埋め込み、ボルト５とナット２０を用いてベース金具１を柱４に固定している。ベース金具１は、図５に示すように、ちょうど連結ピン３の中心の深さまで柱４に埋め込んである。ベース金具１は、いずれの連結金具も同じ大きさのものを用いているが、接続金具２は梁の背丈に応じて大きさの異なるものを用いている。柱４には、接続金具２をベース金具１に連結する際に、連結ピン３を上方から差し込めるように溝２１を形成してある。梁６ａ，６ｂには、幅方向の中央部に、接続金具２が嵌合するスリット７を形成してある。ベース金具１を連結ピン３の中心の深さまで柱４に埋め込むことで、梁をいかなる角度で柱４に連結する場合でも、スリット７の位置が梁の幅方向の中央に位置することになる。なお、ベース金具１の埋め込み深さを浅くしても梁を斜めに連結することは可能であるが、そうするとスリット７の位置が幅方向の中央から一方側にずれることになる。梁６ｃを柱４にまっすぐに連結する連結金具では、ベース金具１を柱４に埋め込まずに、柱４の側面に直接当接させてボルト５とナット２０で固定している。

柱４に各梁６ａ，６ｂ，６ｃを連結する際の手順を述べると、柱４に予め取付けておいたベース金具１に接続金具２を連結ピン３で連結し、梁６ａ，６ｂ，６ｃは上側のドリフトピン８ａを予め打ち込んでおいて、接続金具２の上方より梁を下に下ろしながら接続金具２を梁のスリット７に差し込み、ドリフトピン８ａを接続金具の引っかけ部１６に引っ掛けて、最後に固定用のドリフトピン８ｂを梁６ａ，６ｂ，６ｃと接続金具２に貫通させる。

図６は、本発明の連結金具の使用状態の別の例であって、胴差し２２を挟んで１階部分の柱４ａと２階部分の柱４ｂを連結している箇所の側面に、梁６ｄ，６ｅを連結する場合を示している。胴差し２２は、梁６ｄ，６ｅよりも背丈の低い部材を用いており、胴差し２２の側面と１階部分の柱４ａの側面とにベース金具１をそれぞれ設置し、二つのベース金具１，１に跨がる形で接続金具２を連結ピン３により連結してある。１階部分の柱４ａと胴差し２２、２階部分の柱４ｂと胴差し２２とは、ホゾパイプ２３ａ，２３ｂによりそれぞれ連結してある。このような構造にすれば、ベース金具１は柱４ａと胴差し２２に予め取付けておくことができるし、各梁６ｄ，６ｅに埋め込まれる接続金具２はそれぞれ一体のものなので、梁６ｄ，６ｅに加わる曲げやねじりの力に対して高い強度で連結できる。また接続金具２が、分離したベース金具１，１を連結していることで、胴差し２２と、１階部分の柱４ａと、左右の梁６ｄ，６ｅとが一体化され、耐震性に優れた連結構造となる。

本発明の連結金具は、以上に述べた実施形態に限定されない。例えば、ベース金具の横幅を大きくし、取付ボルトの挿通孔と座ぐり穴をそのベース金具の両側部であって接続金具の両側に外れた位置に設けて、ベース金具に接続金具を連結した状態で主幹部材に取付けできるようにしてもよい。本連結金具の使用方法については、ベース金具の主幹部材への取付けを建築現場で行ってもよいし、ベース金具に接続金具を連結する作業を工場で行ってもよい。また、一体化した状態の連結金具を工場ないし建築現場で主幹部材に取付けてもよい。

（ａ）図は、本発明による木造建築部材の連結金具の一例を示す平面図であり、（ｂ）図は、同側面図である。 図１におけるＡ−Ａ断面図である。 本発明による木造建築部材の連結金具の他の例を示す側面図である。 本発明による木造建築部材の連結金具の使用状態の一例を示す縦断面図である。 図４の使用状態における横断面図である。 本発明による木造建築部材の連結金具の使用状態の他の例を示す縦断面図である。

１ ベース金具
２ 接続金具
３ 連結ピン
４，４ａ，４ｂ 柱（主幹部材）
５ ボルト
６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ，６ｅ 梁（横架部材）
７ スリット
１０ 被取付部
１５ 取付部
１８ 登り梁（横架部材）
２２ 胴差し（主幹部材）

Claims (5)

1. 主幹部材（４，４ａ，４ｂ，２２）に取付けるベース金具（１）と、横架部材（６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ，６ｅ）の端部に形成したスリット（７）に差し込む板状の接続金具（２）と、ベース金具と接続金具とを連結する連結ピン（３）とを備え、接続金具（２）は、主幹部材側の端部を連結ピン（３）によりベース金具（１）に連結してあり、連結ピン（３）を支点として回動可能であり、且つ接続金具（２）は、別々の主幹部材（４ａ，４ｂ，２２）に取付けた複数のベース金具（１）に跨って連結自在であることを特徴とする木造建築部材の連結金具。
2. 接続金具（２）は主幹部材側の端部に凹凸状の取付部（１５）を有し、ベース金具（１）は該取付部と嵌合する凹凸状の被取付部（１０）を有し、連結ピン（３）は嵌合した取付部と被取付部を貫通していることを特徴とする請求項１記載の木造建築部材の連結金具。
3. 接続金具の取付部（１５）とベース金具の被取付部（１０）は上下方向に所定のピッチで形成してあり、接続金具の取付部（１５）をベース金具の被取付部（１０）に高さを異ならせて嵌合することにより、接続金具（２）の高さを変更可能としたことを特徴とする請求項２記載の木造建築部材の連結金具。
4. 連結ピン（３）が抜き差し自在であることを特徴とする請求項１，２又は３記載の木造建築部材の連結金具。
5. 一つのベース金具（１）に、多種類の接続金具（２）の内の一つを選択して連結することを特徴とする請求項１，２，３又は４記載の木造建築部材の連結金具。

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