接合具及び建築構造体

【課題】容易かつ安価に製造することができ、構造材の太さや構造材同士の接合角度が異なる場合にも容易に対応可能な接合具及びそれを用いた建築構造体を提供する。
【解決手段】少なくとも二つの腕部材と、腕部材を連結する基部材とを備え、腕部材は、三角部材と、直線部材とからなり、三角部材は、押出形材からなるものであって、表側片と、基部側片と、先端側片の各交点に接続部を有しており、直線部材は、押出形材からなるものであって、両端に接続部を有しており、基部材は、三角形部又は台形部を有する押出形材からなるものであって、三角形部又は台形部の腕部材側片の幅方向の両端に接続部を有しており、腕部材側片の一端に、直線部材の一端を接続してあり、腕部材側片の他端に、三角部材の表側片と基部側片の交点部を接続してあり、直線部材の他端に、三角部材の基部側片と先端側片の交点部を接続してある。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、構造材を接合する接合具及びそれを用いた建築構造体に関する。
【背景技術】
【０００２】
カーポート、テラスやバルコニーなどの建築構造体においては、柱や梁に、押出形材からなる構造材を用いたものが一般的である。このような構造材は、長手方向に延びる中空部を有しており、この中空部に継手を差し込んで構造材同士を接合する。構造材同士の接合角度は継手の形状によって定まり、たとえば、図１０に示す例では、略Ｌ字形状の継手２００によって、下方向に延びる柱材（構造材）２０１と、右上方向に延びる梁材（構造材）２０２とを接合してある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、従来の継手は、鉄材を溶接して一体に形成したものであったから、構造材の太さや、構造材同士の接合角度が異なる場合には、対応するものを一から別に作らなければならず、手間と費用がかかることが問題であった。
【０００４】
本発明は、上記事情を鑑みたものであり、容易かつ安価に製造することができ、構造材の太さや構造材同士の接合角度が異なる場合にも容易に対応可能な接合具及びそれを用いた建築構造体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明のうち請求項１の発明は、少なくとも二つの腕部材と、腕部材を連結する基部材とを備え、腕部材は、三角部材と、直線部材とからなり、三角部材は、押出形材からなるものであって、表側片と、基部側片と、先端側片の各交点に接続部を有しており、直線部材は、押出形材からなるものであって、両端に接続部を有しており、基部材は、三角形部又は台形部を有する押出形材からなるものであって、三角形部又は台形部の腕部材側片の幅方向の両端に接続部を有しており、腕部材側片の一端に、直線部材の一端を接続してあり、腕部材側片の他端に、三角部材の表側片と基部側片の交点部を接続してあり、直線部材の他端に、三角部材の基部側片と先端側片の交点部を接続してあることを特徴とする。ただし、三角部材については、接合具として組み立てた際に表面に露出する片を表側片とし、基部材側に位置する片を基部側片、先端側に位置する片を先端側片とした。また、幅方向とは、腕部材の幅方向のことであり、すなわち腕部材が延びる方向及び形材の押出方向に直交する方向である。
【０００６】
本発明のうち請求項２の発明は、一の三角部材に隣接して他の三角部材と他の直線部材を配置してあり、一の三角部材の基部側片と先端側片の交点部に、他の直線部材の一端を接続してあり、一の三角部材の表側片と先端側片の交点部に、他の三角部材の表側片と基部側片の交点部を接続してあり、他の直線部材の他端に、他の三角部材の基部側片と先端側片の交点部を接続してあることを特徴とする。
【０００７】
本発明のうち請求項３の発明は、相互に接続される接続部の一方を嵌合部、他方を被嵌合部としてあり、嵌合部が、凸形状であって、突出方向に略直交して延出する複数の爪部を有していて、先端側の爪部は根元側の爪部よりも延出幅が小さくなっており、被嵌合部が、凹形状であって、嵌合部の爪部が嵌まる受部を有しており、嵌合部の先端と被嵌合部との間に、固定部材を挿入してあることを特徴とする。
【０００８】
本発明のうち請求項４の発明は、請求項１、２又は３記載の接合具と、複数本の構造材とを備え、構造材は、端部に挿入孔を有しており、各構造材の挿入孔に接合具の各腕部を挿入して、構造材同士を接合してあることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のうち請求項１の発明によれば、腕部材が三角部材を有しており、また基部材が三角形部又は台形部を有しており、さらに三角部材と直線部材と基部材とで三角形を構成していて、いわゆるトラス構造となっているので、接合具として十分な強度を有する。また、腕部材及び基部材が押出形材からなるので、容易かつ安価に製造することができ、その切断長さを変えることで接合具の幅を容易に変更できる。さらに、直線部材を、太さの異なるものや、突起を有するものなどに交換することで、腕部材の押出方向に直交する方向の幅を変えることができる。よって、太さの異なるあらゆる構造材に容易に対応できる。また、構造材同士の接合角度を変える際には、基部材のみを形状の異なるものに交換すればよく、腕部材は共通して使用することができる。よって、構造材の太さや接合角度が異なる複数の場合に対応するものを作る場合にも、従来品と比べて手間や費用が抑えられる。
【００１０】
本発明のうち請求項２の発明によれば、三角部材と直線部材によって構成した腕部材に、さらに他の三角部材と他の直線部材を接続して、腕部材を延長できる。延長した腕部材もトラス構造となっているので、接合具として十分な強度を有する。
【００１１】
本発明のうち請求項３の発明によれば、嵌合部に二つの爪部を設けて先端側の爪部を根元側の爪部よりも小さくすることで、被嵌合部の根元側を厚くすることができるので、嵌合部と被嵌合部の嵌合部分に引張り荷重が作用して凹形状の被嵌合部が開く向きに力が加わっても、被嵌合部の開きを抑えることができる。また、固定部材を挿入することによって、連結した部材間のクリアランスをなくし、嵌め合い方向（押出方向）のずれを防止してより強固なものとすることができる。
【００１２】
本発明のうち請求項４の発明によれば、構造材の接合に上記のような特徴を有する接合具を用いることで、様々なバリエーションの建築構造体を安価かつ容易に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の接合具の第一実施形態を示し、（ａ）は前面図、（ｂ）はＡ−Ａ線断面図である。
【図２】第一実施形態の腕部材（三角部材及び直線部材）の前面図である。
【図３】第一実施形態の基部材の前面図である。
【図４】接続部分の拡大図であり、（ａ）は嵌合前、（ｂ）は嵌合後を示す。
【図５】第一実施形態の接合具を備える建築構造体の前面図である。
【図６】接合具の第二実施形態の前面図である。
【図７】接合具の第三実施形態の前面図である。
【図８】接合具の第四実施形態の前面図である。
【図９】接合具の第五実施形態の斜視図である。
【図１０】従来の構造材同士の接合方法を示し、（ａ）は前面図、（ｂ）はＢ−Ｂ線断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。この接合具の第一実施形態は、図１に示すように、下方向に延びる柱材（構造材）１０１と、右上方向に延びる梁材（構造材）１０２とを接合するものであり、二本の腕部材１と、基部材２とを備え、腕部材１は、基部材２から下方向と右上方向に延びている。柱材１０１及び梁材１０２は、何れも押出形材からなるものであって、長手方向に延びる中空部を有しており、この中空部の端部を挿入孔１０３として、柱材１０１と梁材１０２のそれぞれの挿入孔１０３に、腕部材１を挿入して両者を接合する。以下、図２〜図４に基づき、接合具の各部材について説明する。なお、上下左右とは、特に断らない限り図１（ａ）における上下左右を示し、図１（ａ）の手前側が前側、奥側が後側である。
【００１５】
腕部材１は、図２に示すように、三角部材３と、直線部材４からなる。三角部材３及び直線部材４は、何れもアルミの押出形材からなるものであって、押出方向が前後方向に一致している。なお、本段落における上下左右とは、図２における上下左右を示す。三角部材３は、表側片３１、基部側片３２及び先端側片３３が前面視して直角三角形をなすように一体に形成したものであり、表側片３１が左右方向に、先端側片３３が上下方向に延びている。そして、各片の交点には接続部（嵌合部５又は被嵌合部６）を設けてある。ここで、嵌合部５は凸形状であり、被嵌合部６は凹形状であって、両者は前後方向から互いに嵌合するものであるが、詳細は後述する。基部側片３２と先端側片３３の交点には、左方向に突出する嵌合部５と、右方向に開口する被嵌合部６を設けてある。また、表側片３１と基部側片３２の交点には、左方向に開口する被嵌合部６を設けてある。さらに、表側片３１と先端側片３３の交点には、右方向に突出する嵌合部５を設けてある。一方、直線部材４は、前面視して左右に延びる直線状のものであって、左端に左方向に突出する嵌合部５を設けてあり、右端に右方向に開口する被嵌合部６を設けてある。この右端の被嵌合部６に、三角部材３の基部側片３２と先端側片３３の交点の嵌合部５が嵌合し、三角部材３と直線部材４とが一体となる。なお、腕部材１の前後方向長さは、押出形材の切断長さを変えることで自在に調整可能であり、この接合具によって接合する構造材の前後方向幅によって決められる。
【００１６】
基部材２は、アルミの押出形材からなるものであって、押出方向が前後方向に一致しており、図３に示すように、二つの三角形部２１を有している。何れの三角形部２１も直角三角形であって、斜辺を共有する形状となっている。そして、三角形部２１の構成片のうち、下端部と右端部の構成片に腕部材１が接続されるので、これらが腕部材側片２２となる。下側の腕部材側片２２は、左右方向に延び、右側の腕部材側片２２は、上下方向から左側に傾斜した向きに延びていて、以下においては右側の腕部材側片２２に直交する方向を、右上方向又は左下方向という。腕部材１は、腕部材側片２２に直交する方向、すなわち下方向及び右上方向に延びる。なお、下側の腕部材側片２２の左端から上方向に延びる構成片を左辺材２３、右側の腕部材側片２２の上端から左下方向に延びる構成片を上辺材２４、二つの三角形部２１で共有していて左上端から右下端に向けて延びる構成片を補強材２５とする。さらに、腕部材側片２２には、腕部材１を連結するための接続部（嵌合部５又は被嵌合部６）を二つずつ設けてある。接続部は、腕部材側片２２の幅方向の両端に設けてあり、すなわち、下側の腕部材側片２２には、右端に下方向に突出する嵌合部５を設けてあり、左端に下方向に開口する被嵌合部６を設けてある。また、右側の腕部材側片２２には、下端に右上方向に突出する嵌合部５を設けてあり、上端に右上方向に開口する被嵌合部６を設けてある。なお、基部材２の前後方向長さは、押出形材の切断長さを変えることで自在に調整可能であり、この接合具によって接合する構造材の前後方向幅によって決められる。
【００１７】
次に、嵌合部５及び被嵌合部６について詳述する。図４（ａ）に示すように、嵌合部５は凸形状であって、突出方向に略直交して延出する二つの爪部（先端側爪部５１及び根元側爪部５２）を有する。先端側爪部５１は、根元側爪部５２よりも延出幅が小さくなっていて、両爪部５１，５２には根元側に突出する返し部５３を設けてある。さらに、嵌合部５の先端には、半円形の凹部５４を形成してある。一方、被嵌合部６は凹形状であって、嵌合部５が丁度嵌るように形成してあり、先端側爪部５１及び根元側爪部５２が嵌る部分が、それぞれ根元側受部６１及び先端側受部６２となる。ここで、嵌合部５の先端側爪部５１の延出幅が根元側爪部５２の延出幅よりも小さくなっているので、被嵌合部６は根元側が厚く形成される。さらに、被嵌合部６の根元には、半円形の凹部６３を形成してある。このように形成した嵌合部５を前後方向から被嵌合部６に嵌合させると、図４（ｂ）に示すように、両爪部５１，５２が両受部６１，６２に係合する。よって、嵌合部５と被嵌合部６の嵌合部分に引張り荷重が作用しても抜けることがない。そして、その際凹形状の被嵌合部６が開く向きに力が加わるが、被嵌合部６は根元側が厚く形成されているので、被嵌合部６の開きを抑えることができる。さらに、嵌合部５を被嵌合部６に嵌合させると、嵌合部５の凹部５４と、被嵌合部６の凹部６３とが合わさって、円形の孔が形成される。この孔にタッピンネジからなる固定部材７をねじ込むことで、嵌合部５と被嵌合部６を引き離す方向に力が働くが、両爪部５１，５２の返し部５３が両受部６１，６２に密着してクリアランスがなくなり、嵌め合い方向（前後方向）のずれを防止してより強固なものとすることができる。
【００１８】
そして、このように構成した腕部材１及び基部材２を連結して、接合具を組み立てる。まず、基部材２に対して一の三角部材３及び直線部材４を連結する。図１に示すように、腕部材１は、基部材２の下側の腕部材側片２２と右側の腕部材側片２２とに連結するものであるが、ここでは右側の腕部材側片２２について説明すると、直線部材４の左端の嵌合部５が腕部材側片２２の上端の被嵌合部６に嵌合し、三角部材３の表側片３１と基部側片３２の交点の被嵌合部６が腕部材側片２２の下端の嵌合部５に嵌合する。このように連結することで、表側片３１が接合具の表面側に位置し、基部側片３２が腕部材１の基部材２側に、先端側片３３が腕部材１の先端側に位置する。そして、腕部材側片２２と、直線部材４と、基部側片３２とが三角形を形成する。続いて、このように基部材２に連結した一の三角部材３及び直線部材４に、他の三角部材３及び直線部材４を連結して、腕部材１を延長する。この場合、右側の直線部材４の左端の嵌合部５が、左側の三角部材３の先端側片３３と基部側片３２の交点の被嵌合部６に嵌合し、右側の三角部材３の表側片３１と基部側片３２の交点の被嵌合部６が、左側の三角部材３の表側片３１と先端側片３３の交点の嵌合部５に嵌合する。このように連結することで、左側の三角部材３の先端側片３３と、右側の三角部材３の基部側片３２及び直線部材４とが三角形を形成する。そして、各連結部分に固定部材７を挿入して、各部材のずれを防止する。基部材２の下側の腕部材側片２２についても、同様に腕部材１を連結する。このように腕部材１及び基部材２を連結して構成した接合具は、右側の腕部材１及び基部材２において、上辺材２４及び直線部材４と、表側片３１が平行して右上方向に延びており、これらを上弦材及び下弦材とし、さらに腕部材側片２２、先端側片３３及び基部側片３２を束材とするトラス構造となるので、複数の部材を組み合わせた構成でありながら、溶接により一体に形成した従来品と同等以上の強度を有する。下側の腕部材１及び基部材２においても同様である。
【００１９】
なお、この接合具を用いて構造材を接合する際には、図１に示すように、柱材１０１や梁材１０２の外側から、表側片３１及び直線部材４に対してボルト８をねじ込んで固定する。この際、下側の腕部材１のように、腕部材１の左右方向幅に対して柱材１０１の左右方向幅が広い場合には、スペーサ９を挟めばよい。
【００２０】
このように構成した本発明の接合具は、上述のとおり、トラス構造を構成することで接合具として十分な強度を有する。また、腕部材及び基部材が押出形材からなるので、容易かつ安価に製造することができ、その切断長さを変えることで接合具の前後方向長さを変更できるから、前後方向幅が異なる構造材にも容易に対応できる。さらに、構造材同士の接合角度を変える際には、基部材のみを形状の異なるものに交換すればよく、腕部材は共通して使用することができる。よって、構造材の太さや接合角度が異なる複数の場合に対応するものを作る場合にも、従来品と比べて手間や費用が抑えられる。また、嵌合部と被嵌合部は、前後方向から互いに嵌合するものであるから、組み立てが容易であり、さらに嵌合部の先端側爪部の延出幅を根元側爪部の延出幅より小さくすることで、被嵌合部の根元側を厚くして被嵌合部の開きを抑えている。また、各連結部分に固定部材を挿入して、連結した部材間のクリアランスをなくし、嵌め合い方向（前後方向）のずれを防止してより強固なものとしている。
【００２１】
本発明の接合具は、カーポート、テラスやバルコニーなどの種々の建築構造体に用いることができる。図５に示すのはその一例であり、カーポートに使用した場合である。このカーポートは、設置面に立設した柱材１０１と、右上方向に延びる梁材１０２とを備えている。柱材１０１及び梁材１０２は何れも押出形材からなるものであって、長手方向に延びる中空部を有しており、この中空部の端部が挿入孔１０３となる。柱材１０１の上端と、梁材１０２の左端のそれぞれの挿入孔１０３に、接合具１００の腕部材１を挿入して、柱材１０１と梁材１０２とを接合してある。本発明の接合具１００を用いることにより、柱材１０１や梁材１０２の太さが異なるもの、また梁材１０２の長さや傾斜角度が異なるものなど、様々なバリエーションのカーポートを安価かつ容易に製造することができる。もちろん、その他の建築構造体に用いた場合も同様である。
【００２２】
次に、図６に基づき、本発明の第二実施形態について説明する。第二実施形態を第一実施形態と比較すると、下側の腕部材１の、一部の直線部材４が、突起４１を有するものに置き換えられている。突起４１は、直線部材４の中央部から直線部材４に直交して突出するものであり、突起４１の先端が柱材１０１の挿入孔１０３の内周面に当接している。図１に示す第一実施形態においては、腕部材１の幅が狭い場合にスペーサ９を挟んで対応していたが、本実施形態のように、突起４１を有する直線部材４を用いることで、スペーサを用いることなく、腕部材１の幅を調整することができる。このようにして用いる直線部材４としては、突起を有するもののほか、直線部材４自体の太さが異なるものでもよく、あらかじめ種々のものを用意しておけば、左右方向幅が異なる構造材に対応できる。そして、前後方向幅については、上述のとおり、押出形材の切断長さを変えることで自在に調整可能であるから、本実施形態によれば、太さの異なるあらゆる構造材に容易に対応できる。
【００２３】
次に、図７に基づき、本発明の第三実施形態について説明する。第三実施形態は、腕部材１の構成が第一実施形態と同じであり、基部材２の構成が異なっている。本実施形態の基部材２は、一つの三角形部２１を有しており、下側と右側の構成片が腕部材側片２２となる。そして残りの構成片を覆うようにして、略円弧状の湾曲片２６を設けてある。各腕部材側片２２には、それぞれ幅方向の一端に嵌合部５を、他端に被嵌合部６を設けてあって、腕部材１を連結してある。このように、基部材２は、少なくとも一部に三角形部２１を有していて、その構成片が腕部材側片２２となっていればよく、他に三角形以外の形状の部分を有していてもよい。
【００２４】
次に、図８に基づき、本発明の第四実施形態について説明する。第四実施形態は、三本の腕部材１を有するもので、腕部材１の構成は第一実施形態と同じであり、基部材２の構成が異なっている。本実施形態の基部材２は、一つの台形部２１ａからなり、下側及び左右側の構成片が腕部材側片２２となる。各腕部材側片２２には、それぞれ幅方向の一端に嵌合部５を、他端に被嵌合部６を設けてあって、腕部材１を連結してある。このように、基部材２に設ける腕部材側片２２を増やすことで、三本以上の腕部材１を設けることも可能であり、さらに多くのバリエーションの建築構造体に使用することができる。
【００２５】
次に、図９に基づき、本発明の第五実施形態について説明する。第五実施形態も、腕部材１の構成は第一実施形態と同じであり、基部材２の構成が異なっている。本実施形態の基部材２は、二つの三角形部２１を組み合わせて略正方形としたものであって、この基部材２に連結した二本の腕部材１は直交する方向に延びている。そして、基部材２の、嵌合部５及び被嵌合部６を除いた部分が、前側に延びて延出部２７を形成しており、この延出部２７を構造材の挿入孔に挿入することができる。腕部材１は押出方向（前後方向）に直交する方向にしか延ばすことができないが、本実施形態によれば、前後方向にも構造材を接合することができるので、さらに多くのバリエーションの建築構造体に使用することができる。
【００２６】
本発明は、上記の実施形態に限定されない。たとえば、図１に示す第一実施形態において、直線部材は接合具の外周側（上側及び左側）に並んでいるが、直線部材が内周側に位置していてもよい。また、三角部材は、直角三角形のものに限られず、正三角形など、どのような三角形であってもよい。さらに、嵌合部には三つ以上の爪部を設けてもよく、その場合、被嵌合部には同数の受部を設ける。
【符号の説明】
【００２７】
１腕部材
２基部材
３三角部材
４直線部材
５嵌合部（接続部）
６被嵌合部（接続部）
７固定部材
２１三角形部
２１ａ台形部
２２腕部材側片
３１表側片
３２基部側片
３３先端側片
５１先端側爪部（爪部）
５２根元側爪部（爪部）
６１根元側受部（受部）
６２先端側受部（受部）
１００接合具
１０１柱材（構造材）
１０２梁材（構造材）
１０３挿入孔

【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも二つの腕部材と、腕部材を連結する基部材とを備え、腕部材は、三角部材と、直線部材とからなり、三角部材は、押出形材からなるものであって、表側片と、基部側片と、先端側片の各交点に接続部を有しており、直線部材は、押出形材からなるものであって、両端に接続部を有しており、基部材は、三角形部又は台形部を有する押出形材からなるものであって、三角形部又は台形部の腕部材側片の幅方向の両端に接続部を有しており、腕部材側片の一端に、直線部材の一端を接続してあり、腕部材側片の他端に、三角部材の表側片と基部側片の交点部を接続してあり、直線部材の他端に、三角部材の基部側片と先端側片の交点部を接続してあることを特徴とする接合具。
【請求項２】
一の三角部材に隣接して他の三角部材と他の直線部材を配置してあり、一の三角部材の基部側片と先端側片の交点部に、他の直線部材の一端を接続してあり、一の三角部材の表側片と先端側片の交点部に、他の三角部材の表側片と基部側片の交点部を接続してあり、他の直線部材の他端に、他の三角部材の基部側片と先端側片の交点部を接続してあることを特徴とする請求項１記載の接合具。
【請求項３】
相互に接続される接続部の一方を嵌合部、他方を被嵌合部としてあり、嵌合部が、凸形状であって、突出方向に略直交して延出する複数の爪部を有していて、先端側の爪部は根元側の爪部よりも延出幅が小さくなっており、被嵌合部が、凹形状であって、嵌合部の爪部が嵌まる受部を有しており、嵌合部の先端と被嵌合部との間に、固定部材を挿入してあることを特徴とする請求項１又は２記載の接合具。
【請求項４】
請求項１、２又は３記載の接合具と、複数本の構造材とを備え、構造材は、端部に挿入孔を有しており、各構造材の挿入孔に接合具の各腕部を挿入して、構造材同士を接合してあることを特徴とする建築構造体。

【図１】