特許 6951480 組部材

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6951480

(24)【登録日】2021年9月28日

(45)【発行日】2021年10月20日

(54)【発明の名称】組部材

(51)【国際特許分類】

   F16B 7/20 20060101AFI20211011BHJP

   E04B 1/58 20060101ALI20211011BHJP

【ＦＩ】

   F16B7/20 C

   E04B1/58 550B

   E04B1/58 503L

【請求項の数】5

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2020-4819(P2020-4819)

(22)【出願日】2020年1月16日

(65)【公開番号】特開2021-110445(P2021-110445A)

(43)【公開日】2021年8月2日

【審査請求日】2020年2月12日

【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第２項適用 令和１年１０月５日東京学芸大学附属高等学校のポスターセッションで発表

【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第２項適用 令和１年１１月２８日ＶＵＩＬＤ株式会社で説明

【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第２項適用 令和１年１２月１８日木組み博物館で説明

【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第２項適用 令和１年１２月２７日東京学芸大学附属高等学校のポスター発表会の練習会で発表

(73)【特許権者】

【識別番号】520017720

【氏名又は名称】多田 彩乃

(74)【代理人】

【識別番号】100128451

【弁理士】

【氏名又は名称】安田 隆一

(72)【発明者】

【氏名】多田 彩乃

【審査官】 熊谷 健治

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１７−０２０２２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 中国実用新案第２０７４７０９５１（ＣＮ，Ｕ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ１６Ｂ ７／００−７／２２

Ｅ０４Ｂ １／３８−１／６１

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

互いに組み合わされる第１部材と第２部材とを備えた組部材であって、
前記第１部材が、前記第２部材側に延設された第１柱状部と、該第１柱状部の周囲に前記第２部材に向かって、回転角１８０°以下で螺旋状に形成された凸部とを有し、
前記第２部材が、前記第１部材側に延設された第２柱状部と、前記凸部が嵌合するよう前記第２柱状部に形成された回転角１８０°以下の螺旋状の凹部とを有し、
前記第１部材の凸部の端部と前記第２部材の凹部の端部とをかみ合わせた状態で、前記第１部材および前記第２部材の少なくとも一方を前記螺旋状の方向に回転させることによって、前記第１部材および前記第２部材とが近づいて組み合わされ、かつ前記凸部の延伸方向に直交する方向の断面が、前記第１柱状部に接する部分よりも前記第１柱状部から最も離れた部分の方が長い形状または前記第１柱状部に接する部分と前記第１柱状部から最も離れた部分との間において、前記第１柱状部に接する部分の長さよりも長い部分を有する形状である組部材。

【請求項2】

前記第１部材の凸部と前記第２部材の凹部とが、四分円状に形成されている請求項１記載の組部材。

【請求項3】

前記第１柱状部が、四分円柱状に形成され、
前記第２柱状部が、前記四分円柱状の切り欠きを有する請求項１または２記載の組部材。

【請求項4】

前記凸部の延伸方向に直交する方向の断面が、前記第１柱状部側の辺が該辺に対向する辺よりも短い台形である請求項１から３いずれか１項記載の組部材。

【請求項5】

前記第１部材と前記第２部材が、木材から形成されている請求項１から４いずれか１項記載の組部材。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、互いに組み合わされる第１部材と第２部材とを備えた組部材に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来、金具を使わずに木と木を強固に組み合わせる木組みの技術がある。具体的には、あり継ぎや腰掛けあり継ぎなどが基本的な木組みとして知られている。

【0003】

そして、たとえば非特許文献１においては、木組みの耐久性について、数値による分析が行われている。

【先行技術文献】

【非特許文献】

【0004】

【非特許文献1】「木造の継手と仕口」、住吉寅七、松井源吾、鹿島出版会、１９８９

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、木材は自然のものであり、木材の種類によって耐久性が異なり、また、同じ木材でもその部位によって耐久性が異なる。また、木組みの継手の加工を施す職人によっても、組み合わされる２つの木材の接触面積も異なり、その強度も異なる。

【0006】

すなわち、木材の種類や部位および職人に関わらず、安定した強度を有する木組みの構造が望まれている。たとえば上述したあり継ぎや腰掛けあり継ぎは、あり穴に対して所定の一方向からありほぞを嵌め込むものであるため、その一方向に力が加わった場合には抜けやすい構造である。また、あり継ぎや腰掛けあり継ぎに限らず、多くの木組みが、所定方向に力が加わっただけで外れやすい構造である。

【0007】

本発明は、上記の問題に鑑み、組み合わされる部材同士が外れにくく、かつ強度も確保することができる組部材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】

【0008】

本発明の組部材は、互いに組み合わされる第１部材と第２部材とを備えた組部材であって、第１部材が、第２部材側に延設された第１柱状部と、その第１柱状部の周囲に第２部材に向かって、回転角１８０°以下で螺旋状に形成された凸部とを有し、第２部材が、第１部材側に延設された第２柱状部と、凸部が嵌合するよう第２柱状部に形成された回転角１８０°以下の螺旋状の凹部とを有し、第１部材の凸部の端部と第２部材の凹部の端部とをかみ合わせた状態で、第１部材および第２部材の少なくとも一方を螺旋状の方向に回転させることによって、第１部材および第２部材とが近づいて組み合わされる。

【0009】

また、上記本発明の組部材において、第１部材の凸部と第２部材の凹部とは、四分円状に形成することができる。

【0010】

また、上記本発明の組部材において、第１柱状部は、四分円柱状に形成することができ、第２柱状部は、四分円柱状の切り欠きを有することができる。

【0011】

また、本発明の組部材において、凸部の延伸方向に直交する方向の断面は、第１柱状部側の辺がその辺に対向する辺よりも短い台形とすることができる。

【0012】

また、本発明の組部材において、第１部材と第２部材は、木材から形成することができる。

【発明の効果】

【0013】

本発明の組部材によれば、第１部材が、第２部材側に延設された第１柱状部と、その第１柱状部の周囲に第２部材に向かって、回転角１８０°以下で螺旋状に形成された凸部とを有し、第２部材が、第１部材側に延設された第２柱状部と、凸部が嵌合するよう第２柱状部に形成された回転角１８０°以下の螺旋状の凹部とを有する。

【0014】

そして、第１部材の凸部の端部と第２部材の凹部の端部とをかみ合わせた状態で、第１部材および第２部材の少なくとも一方を螺旋状の方向に回転させることによって、第１部材および第２部材とが近づいて組み合わされるようにしたので、第１部材と第２部材とが外れにくく、かつ組部材の接合部分の強度も確保することができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本発明の組部材の一実施形態の第１部材の一例を示す図

【図2】本発明の組部材の一実施形態の第２部材の一例を示す図

【図3】第１部材と第２部材を組み合わせ始めた状態の一例を示す図

【図4】第１部材と第２部材を完全に組み合わせた状態の一例を示す図

【図5】図１に示す第１部材を矢印Ａ方向から見た図

【図6】図１に示す第１部材を矢印Ｂ方向から見た図

【図7】図１に示す第１部材を矢印Ｃ方向から見た図

【図8】図１に示す第１部材を矢印Ｄ方向から見た図

【図9】図１に示す第１部材を矢印Ｅ方向から見た図

【図10】図２に示す第２部材を矢印Ｇ方向から見た図

【図11】図２に示す第２部材を矢印Ｆ方向から見た図

【図12】図２に示す第２部材を矢印Ｈ方向から見た図

【図13】図３に示す第１部材および第２部材を矢印Ｉ方向から見た図

【図14】図４に示す第１部材および第２部材を矢印Ｊ方向から見た図

【図15】本発明の組部材とあり継ぎの強度の違いを説明するための図

【図16】本発明の組部材のその他の実施形態を示す図

【図17】複数の第１繋ぎ部材と複数の第２繋ぎ部材とを交互に繋げて構成された角材の一例を示す図

【図18】固定された２本の角材の間を繋ぐ部材としての用途を説明するための図

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、本発明の組部材の一実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。本実施形態は、本発明の組部材を木材から形成したものであり、以下、木組みという。ただし、本発明の組部材は、木材に限らず、樹脂や金属などから構成するようにしてもよい。

【0017】

本実施形態の木組みは、互いに組み合わされる第１部材と第２部材とを備える。図１は、第１部材１０の一例を示す図であり、図２は、図１に示す第１部材１０に組み合わされる第２部材２０の一例を示す図であり、図３は、第１部材１０と第２部材２０とを組み合わせ始めた状態を示す図であり、図４は、第１部材１０と第２部材２０とを完全に組み合わせた状態を示す図である。図４に示すように、本実施形態の木組みは、第１部材１０と第２部材とを組み合わせることによって１本の角材を構成する。

【0018】

まず、第１部材１０についてより詳細に説明する。図５は、図１に示す第１部材１０の正面図（矢印Ａ方向から見た図）であり、図６は、図１に示す第１部材１０の背面図（矢印Ｂ方向から見た図）であり、図７は、図１に示す第１部材１０の上面図（矢印Ｃ方向から見た図）であり、図８は、図１に示す第１部材１０の底面図（矢印Ｄ方向から見た図）であり、図９は、図１に示す第１部材１０の側面図（矢印Ｅ方向から見た図）である。なお、矢印Ｅ方向とは反対側から見た側面図については、図９に示す矩形のみと同様であるので図示省略する。

【0019】

図１および図５〜図９に示すように、本実施形態の第１部材１０は、第１部材本体１１と、第１部材本体１１から第２部材２０側に延設された第１柱状部１２と、第１柱状部１２の周囲に第２部材に向かって、回転角１８０°以下で螺旋状に形成された凸部１３とを有する。

【0020】

本実施形態では、第１柱状部１２は、第１部材本体１１の接合面１１ａの４隅のうちの１つの角に四分円柱状に形成されている。また、凸部１３が、その四分円柱状の第１柱状部１２の周囲に四分円状に形成されている。

【0021】

また、螺旋状の凸部１３は、その延伸方向に直交する方向の断面が台形となるように形成されている。具体的には、凸部１３は、その断面の第１柱状部１２側の辺がその辺に対向する辺よりも短い台形となるように形成されている。これにより、第１部材１０の第２部材２０からの抜けをより確実に防止することができる。

【0022】

次に、図２に示す第２部材２０について、より詳細に説明する。図１０は、図２に示す第２部材２０の正面図（矢印Ｇ方向から見た図）であり、図１１は、図２に示す第２部材２０の上面図（矢印Ｆ方向から見た図）であり、図１２は、図２に示す第２部材２０の側面図（矢印Ｈ方向から見た図）である。なお、図２に示す矢印Ｇ方向とは反対側から見た背面図については、図１０に示す最も外側の矩形のみと同様であるので図示省略し、図２に示す矢印Ｆ方向とは反対側から見た底面図については、図１１に示す最も外側の矩形のみと同様であるので図示省略する。また、図２に示す矢印Ｈ方向とは反対側から見た側面図については、図１２に示す矩形のみと同様であるので図示省略する。

【0023】

図２および図１０〜図１２に示すように、本実施形態の第２部材２０は、第２部材本体２１と、第２部材本体２１から第１部材１０側に延設された第２柱状部２２と、第１部材１０の凸部１３が嵌合するよう第２柱状部２２に形成された回転角１８０°以下の螺旋状の凹部２３とを有する。

【0024】

本実施形態の第２柱状部２２は、四分円柱状の切り欠き２４を有する。この切り欠き２４は、上述した第１部材１０の四分円柱状の第１柱状部１２と同じ形状で形成されており、第１柱状部１２の表面と切り欠き２４の表面とが接触した状態で、第１柱状部１２が切り欠き２４内に収まるように形成されている。

【0025】

また、螺旋状の凹部２３は、その延伸方向に直交する方向の断面が台形となるように形成されている。具体的には、凹部２３は、その断面の切り欠き２４側の辺がその辺に対向する辺よりも短い台形となるように形成されている。これにより、第１部材１０の第２部材２０からの抜けをより確実に防止することができる。

【0026】

そして、上述したように構成された第１部材１０と第２部材２０とを組み合わせる場合には、まず、図３に示したように第１部材１０の凸部１３の端部（第１柱状部１２の先端側の端部）と、第２部材２０の凹部２３の端部（第２柱状部２２の先端側の端部）とが噛み合わされる。図１３は、図３に示す第１部材１０および第２部材２０を矢印Ｉ方向から見た図である。

【0027】

次いで、第１部材１０および第２部材２０の少なくとも一方を、凸部１３および凹部２３の螺旋状の方向に回転させることによって、第１部材１０および第２部材２０とが近づいて、図４に示したように組み合わされる。図１４は、図４に示す第１部材１０および第２部材２０を矢印Ｊ方向から見た図である。

【0028】

図４および図１４に示すように第１部材１０と第２部材２０とが完全に組み合わされた状態においては、図１に示す第１部材本体１１の接合面１１ａと図２に示す第２柱状部２２の接合面２１ｂとが接触し、図１に示す第１柱状部１２の接合面１１ｂと図２に示す第２部材本体２１の接合面２１ａとが接触した状態となる。

【0029】

上記実施形態の木組みによれば、第１部材１０が、第２部材２０側に延設された第１柱状部１２と、その第１柱状部１２の周囲に第２部材２０に向かって、四分円の螺旋状に形成された凸部１３とを有し、第２部材２０が、第１部材１０側に延設された第２柱状部２２と、凸部１３が嵌合するよう第２柱状部２２に形成された四分円の螺旋状の凹部２３とを有する。

【0030】

そして、第１部材１０の凸部１３の端部と第２部材２０の凹部２３の端部とをかみ合わせた状態で、第１部材１０および第２部材２０の少なくとも一方を螺旋状の方向に回転させることによって、第１部材１０および第２部材２０とが近づいて組み合わされるようにしたので、第１部材１０と第２部材２０とが外れにくく、かつ木組みの接合部分の強度も確保することができる。

【0031】

具体的には、たとえばあり継ぎの場合、図１５Ａに示すように所定方向に延びる中央部分（斜線部）で２つの部材が接合されているので、実線楕円で示す部分については、接合強度が非常に強いが、破線楕円で示す部分については、接合強度が弱い。

【0032】

これに対し、上記実施形態の木組みは、図１５Ｂに示すように四円分の範囲（斜線部分）で２つの部材が接合されているので、４辺の実線楕円で示す部分について、強い接合強度を確保することができる。

【0033】

また、上述したようにあり継ぎや腰掛けあり継ぎについては、所定の一方向に対して力が加わった場合に抜けやすいが、上記実施形態の木組みは、回転とその回転にともなう部材の移動距離が確保されない限り２つの部材は外れないため、非常に外れにくい構造であるといえる。

【0034】

また、上記実施形態の木組みにおいては、第１部材１０に対して四分円柱状の第１柱状部１２と四円分状の凸部１３を設けるとともに、第２部材２０の第２柱状部２２に対して四分円状の凹部２３を形成するようにしたが、本発明の組部材は、必ずしも四円分に限定されるものではない。

【0035】

たとえば図１６Ａに示すように、第１部材１０に対して半円柱状の第１柱状部１２と半円かつ螺旋状の凸部１３を設けるとともに、図１６Ｂに示すように、第２部材２０の第２柱状部２２に対して半円状の凹部２３を形成するようにしてもよい。すなわち第１部材１０に形成される凸部１３と第２部材２０に形成される凹部２３は、回転角１８０°以下で螺旋状に形成されたものであれば如何なる回転角度でもよい。

【0036】

また、上記実施形態の木組みにおいては、凸部１３および凹部２３の断面を台形としたが、これに限らず、凸部１３および凹部２３を鎌継ぎの形状としてもよい。

【0037】

また、上記実施形態の木組みにおいては、第１部材１０の第１部材本体１１と、第２部材２０の第２部材本体２１とを四角柱から形成するようにしたが、これに限らず、たとえば円柱で形成するようにしてもよいし、三角柱や五角以上の多角柱から形成するようにしてもよい。

【0038】

また、上記実施形態の木組みにおいては、第１部材１０に螺旋状の凸部１３が設けられるが、この凸部１３の長さが長いほど凸部１３と第２部材２０の凹部２３との接触面積が大きくなるため強度としては好ましい。ただし、凸部１３を長くした場合、第２部材２０における図２に示す距離ｄ１および距離ｄ２が確保できなくなる。特に、第２柱状部２２の先端側の距離ｄ１が短くなった場合、第２柱状部２２の先端部分に薄い部分ができ、脆くなる可能性がある。したがって、距離ｄ１と距離ｄ２の関係については、ｄ１＞ｄ２であることが好ましい。なお、図２に示す距離ｄ１は、図８に示す第１部材１０の距離ｄ１に等しく、図２に示す距離ｄ２は、図６に示す第１部材１０の距離ｄ２に等しい。

【0039】

次に、上記実施形態の木組みの具体的な用途例について説明する。

【0040】

上記実施形態の木組みの１つの用途例として、たとえば比較的短い多数の第１部材１０および第２部材２０を繋げ、これにより長い角材を構成する。なお、このように長い角材を形成する場合、両端に第１部材１０の第１柱状部１２および凸部１３を有する第１繋ぎ部材３０と、両端に第２部材２０の第２柱状部２２および凹部２３が形成された第２繋ぎ部材３１が形成される。図１７は、複数の第１繋ぎ部材３０と複数の第２繋ぎ部材３１とを交互に繋げて構成された角材の一例を示す図である。図１７に示す角材を構成する場合には、第１繋ぎ部材３０と第２繋ぎ部材３１とが端から順次交互に接続される。従来のあり継が形成された部材を同様に順次繋げていった場合、所定のあり継を繋げる際、先に繋げたあり継の部分が外れる可能性がある。

【0041】

これに対し、本実施例の第１繋ぎ部材３０と第２繋ぎ部材３１は、一旦接続された後は、回転動作が加わらない限りは外れないため、先に繋げた部分が外れることはない。したがって、加工作業が容易で、接続部分が強固な繋がりを有する長い角材を構成することが可能である。また、比較的短い木材から長い角材を形成することができるので、比較的短い木材を有効利用することができ、環境にも優しい。

【0042】

次に、たとえば固定された２本の角材の間を繋ぐ部材としての用途がある。図１８は、その一例を示す図である。図１８では、第１角材４０と第２角材４１とが固定された角材である。そして、第１角材４０と第２角材４１には、それぞれ上述した第１柱状部１２および凸部１３（もしくは第２柱状部２２および凹部２３）が形成されている。そして、第１角材４０と第２角材４１との間を繋ぐ繋ぎ部材４２の両端には、上述した第２柱状部１２２および凹部２３（もしくは第１柱状部１２および凸部１３）が形成されている。

【0043】

そして、第１角材４０と第２角材４１との間を繋ぐ場合には、まず、第１角材４０の第１柱状部１２および凸部１３に対して、繋ぎ部材４２の一端の第２柱状部２２および凹部２３が嵌め込まれる。これにより、繋ぎ部材４２の他端と第２角材４１との間に隙間が形成されることになるが、この隙間に、栓部材４３を嵌め込むことによって、第１角材４０と第２角材４１との間を繋ぎ部材４２で完全に繋ぐことができる。たとえば第１角材４０と第２角材４１が、２本の固定された柱とすると、繋ぎ部材４２によって２本の柱の間に梁を形成することができる。

【0044】

また、本発明の組部材は、たとえば建材などに利用することができるが、これに限らず、たとえば木の玩具などその他の用途にも利用することができる。

【符号の説明】

【0045】

１０ 第１部材
１１ 第１部材本体
１１ａ 接合面
１１ｂ 接合面
１２ 第１柱状部
１３ 凸部
２０ 第２部材
２１ 第２部材本体
２１ａ 接合面
２１ｂ 接合面
２２ 第２柱状部
２３ 凹部
２４ 切り欠き
３０ 第１繋ぎ部材
３１ 第２繋ぎ部材
４０ 第１角材
４１ 第２角材
４２ 繋ぎ部材
４３ 栓部材

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】