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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023011443
(43)【公開日】2023-01-24
(54)【発明の名称】固定具および天井構造
(51)【国際特許分類】
E04B 9/18 20060101AFI20230117BHJP
F16B 9/02 20060101ALI20230117BHJP
F16B 1/00 20060101ALI20230117BHJP
【ＦＩ】
E04B9/18 B
F16B9/02 A
F16B1/00 A
【審査請求】未請求
【請求項の数】5
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021115293
(22)【出願日】2021-07-12
(71)【出願人】
【識別番号】000206211
【氏名又は名称】大成建設株式会社
(71)【出願人】
【識別番号】315007581
【氏名又は名称】ＢＸカネシン株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100124084
【弁理士】
【氏名又は名称】黒岩 久人
(72)【発明者】
【氏名】相馬 智明
(72)【発明者】
【氏名】安田 聡
(72)【発明者】
【氏名】氏家 大介
(72)【発明者】
【氏名】石川 真吾
(72)【発明者】
【氏名】梅森 浩
(72)【発明者】
【氏名】松尾 浩樹
(72)【発明者】
【氏名】槙田 剛
【テーマコード（参考）】
3J023
【Ｆターム（参考）】
3J023AA01
3J023BA01
3J023BB01
3J023CA02
3J023DA01
(57)【要約】
【課題】重量物を木質系部材から安定して吊り下げ支持できる固定具を提供すること。
【解決手段】固定具３は、天井部材２の下面に吊りボルト５を固定するためのものである。この固定具３は、天井部材２の下面に接して配置されて一対の第１貫通孔１１Ａ、１１Ｂが形成された平板部１０と、平板部１０に設けられて吊りボルト５が取り付け可能なナット２０と、平板部１０に設けられて第２貫通孔３１Ａ、３１Ｂが形成された一対の壁部３０Ａ、３０Ｂと、を備える。第１貫通孔１１Ａ、１１Ｂと第２貫通孔３１Ａ、３１Ｂとを結ぶ直線ＬＡ、ＬＢは、平板部１０に対して所定角度θで傾斜している。第１貫通孔１１Ａ、１１Ｂおよび第２貫通孔３１Ａ、３１Ｂには、ビス４Ａ、４Ｂが挿通可能である。
【選択図】図２
【解決手段】固定具３は、天井部材２の下面に吊りボルト５を固定するためのものである。この固定具３は、天井部材２の下面に接して配置されて一対の第１貫通孔１１Ａ、１１Ｂが形成された平板部１０と、平板部１０に設けられて吊りボルト５が取り付け可能なナット２０と、平板部１０に設けられて第２貫通孔３１Ａ、３１Ｂが形成された一対の壁部３０Ａ、３０Ｂと、を備える。第１貫通孔１１Ａ、１１Ｂと第２貫通孔３１Ａ、３１Ｂとを結ぶ直線ＬＡ、ＬＢは、平板部１０に対して所定角度θで傾斜している。第１貫通孔１１Ａ、１１Ｂおよび第２貫通孔３１Ａ、３１Ｂには、ビス４Ａ、４Ｂが挿通可能である。
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
木質系部材の下面に吊り材を固定するための固定具であって、
前記木質系部材の下面に接して配置されて一対の第１貫通孔が形成された板状の固定具本体と、
前記固定具本体に設けられて第２貫通孔が形成された一対のガイド部と、
前記固定具本体または前記ガイド部に設けられて前記吊り材が取り付け可能な支持部と、を備え、
前記第１貫通孔と前記第２貫通孔とを結ぶ直線は、前記固定具本体に対して所定角度で傾斜しており、
前記第１貫通孔および前記第２貫通孔には、ビスが挿通可能であることを特徴とする固定具。
前記木質系部材の下面に接して配置されて一対の第１貫通孔が形成された板状の固定具本体と、
前記固定具本体に設けられて第２貫通孔が形成された一対のガイド部と、
前記固定具本体または前記ガイド部に設けられて前記吊り材が取り付け可能な支持部と、を備え、
前記第１貫通孔と前記第２貫通孔とを結ぶ直線は、前記固定具本体に対して所定角度で傾斜しており、
前記第１貫通孔および前記第２貫通孔には、ビスが挿通可能であることを特徴とする固定具。
【請求項2】
木質系部材の下面に吊り材を固定するための固定具であって、
前記木質系部材の下面に接して配置されて一対の第１貫通孔が形成された固定具本体と、
前記固定具本体に設けられて前記吊り材が取り付け可能な支持部と、
前記固定具本体上に着脱可能に配置されて第２貫通孔が形成された一対のガイド部と、を備え、
前記第１貫通孔と前記第２貫通孔とを結ぶ直線は、前記固定具本体に対して所定角度で傾斜しており、
前記第１貫通孔および前記第２貫通孔には、ビスが挿通可能であることを特徴とする固定具。
前記木質系部材の下面に接して配置されて一対の第１貫通孔が形成された固定具本体と、
前記固定具本体に設けられて前記吊り材が取り付け可能な支持部と、
前記固定具本体上に着脱可能に配置されて第２貫通孔が形成された一対のガイド部と、を備え、
前記第１貫通孔と前記第２貫通孔とを結ぶ直線は、前記固定具本体に対して所定角度で傾斜しており、
前記第１貫通孔および前記第２貫通孔には、ビスが挿通可能であることを特徴とする固定具。
【請求項3】
前記固定具本体の前記木質系部材に接する面には、前記木質系部材に食い込む突起が複数設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の固定具。
【請求項4】
前記突起は、前記固定具本体を貫通するビスまたは釘であることを特徴とする請求項３に記載の固定具。
【請求項5】
木質系の天井部材の下面に、請求項１から４のいずれかに記載の固定具を介して吊り材が固定された天井構造であって、
前記天井部材の下面に配置された前記固定具と、
前記固定具の第１貫通孔および第２貫通孔に挿通されて前記固定具を前記天井部材に固定する一対のビスと、
前記固定具の支持部に取り付けられた吊り材と、を備えることを特徴とする天井構造。
前記天井部材の下面に配置された前記固定具と、
前記固定具の第１貫通孔および第２貫通孔に挿通されて前記固定具を前記天井部材に固定する一対のビスと、
前記固定具の支持部に取り付けられた吊り材と、を備えることを特徴とする天井構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、木質系部材の下面に吊り材を固定するための固定具、および、この固定具を用いた天井構造に関する。
【背景技術】
【0002】
従来より、固定具を介して天井部材の下面に吊りボルト等の吊り材を取り付ける構造が知られている（特許文献１、２参照）。
特許文献１には、略Ｌ字形状の取付け板を介して、帯金を木造建物の上下階間の梁に固着する構造が示されている。取り付け板は、水平板部と、水平板部の一端側から上方に延びる垂直板部と、を備えており、垂直板部は梁の側面に釘で固定されている。
特許文献２には、天井スラブにアンカーで垂下される吊りボルトが示されている。
特許文献１には、略Ｌ字形状の取付け板を介して、帯金を木造建物の上下階間の梁に固着する構造が示されている。取り付け板は、水平板部と、水平板部の一端側から上方に延びる垂直板部と、を備えており、垂直板部は梁の側面に釘で固定されている。
特許文献２には、天井スラブにアンカーで垂下される吊りボルトが示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０００－１７０３１１号公報
【特許文献2】特開平６－９３６７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
本発明は、重量物を木質系部材から安定して吊り下げ支持できる固定具および天井構造を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本発明者らは、木質系部材の下面に吊り材を固定するための固定具について、木質系部材の下面に接して設けられた平板部と、平板部上に設けられたガイド部と、を備えるとともに、木質系部材の下面に対して、平板部およびガイド部にビスが斜め方向に挿通するように貫通孔を設けることで、このビスに、材軸方向への引き抜き力と、材軸方向に直交する方向にビスを曲げようとする力とが作用して、引き抜き抵抗機構が形成される点に着眼して、本発明に至った。これにより、ビスには、鉛直方向のみに力が加わるのではなく、ビスの材軸方向への引抜き力とビスを曲げようとする力が作用するため、ビスの脆性的な破壊モードを防止でき、木質系部材から安定して吊り材を吊り下げ可能となる。
第１の発明の固定具（例えば、後述の固定具３、６、７）は、木質系部材（例えば、後述の天井部材２）の下面に吊り材（例えば、後述の吊りボルト５）を固定するための固定具であって、前記木質系部材の下面に接して配置されて一対の第１貫通孔（例えば、後述の第１貫通孔１１Ａ、１１Ｂ）が形成された固定具本体（例えば、後述の平板部１０）と、前記固定具本体に設けられて第２貫通孔（例えば、後述の第２貫通孔３１Ａ、３１Ｂ）が形成された一対のガイド部（例えば、後述の壁部３０Ａ、３０Ｂ、ガイド板４０Ａ、４０Ｂ、ハット部５０）と、前記固定具本体または前記ガイド部に設けられて前記吊り材が取り付け可能な支持部（例えば、後述のナット２０）と、を備え、前記第１貫通孔と前記第２貫通孔とを結ぶ直線（例えば、後述の直線ＬＡ、ＬＢ）は、前記固定具本体に対して所定角度（例えば、後述の所定角度θ）で傾斜しており、前記第１貫通孔および前記第２貫通孔には、ビス（例えば、後述のビス４Ａ、４Ｂ）が挿通可能であることを特徴とする。
第１の発明の固定具（例えば、後述の固定具３、６、７）は、木質系部材（例えば、後述の天井部材２）の下面に吊り材（例えば、後述の吊りボルト５）を固定するための固定具であって、前記木質系部材の下面に接して配置されて一対の第１貫通孔（例えば、後述の第１貫通孔１１Ａ、１１Ｂ）が形成された固定具本体（例えば、後述の平板部１０）と、前記固定具本体に設けられて第２貫通孔（例えば、後述の第２貫通孔３１Ａ、３１Ｂ）が形成された一対のガイド部（例えば、後述の壁部３０Ａ、３０Ｂ、ガイド板４０Ａ、４０Ｂ、ハット部５０）と、前記固定具本体または前記ガイド部に設けられて前記吊り材が取り付け可能な支持部（例えば、後述のナット２０）と、を備え、前記第１貫通孔と前記第２貫通孔とを結ぶ直線（例えば、後述の直線ＬＡ、ＬＢ）は、前記固定具本体に対して所定角度（例えば、後述の所定角度θ）で傾斜しており、前記第１貫通孔および前記第２貫通孔には、ビス（例えば、後述のビス４Ａ、４Ｂ）が挿通可能であることを特徴とする。
【0006】
この発明によれば、ビスを第１貫通孔および第２貫通孔に挿通して、木質系部材にねじ込む。これにより、このビスは、木質系部材の下面に対して傾斜した角度で、木質系部材に取り付けられる。よって、吊り材に重量物を吊り下げると、固定具に鉛直方向の力が作用するが、この鉛直方向の力の分力として、ビスには、ビスの軸方向の引き抜き力と、ビスの軸方向に直交する方向にビスを曲げようとする力と、が作用する。よって、ビスが曲げ抵抗するため、ビスの脆性的な破壊モードを防止でき、重量物を木質系部材から安定して吊り下げ支持できる。
【0007】
第２の発明の固定具（例えば、後述の固定具８、９）は、木質系部材（例えば、後述の天井部材２）の下面に吊り材（例えば、後述の吊りボルト５）を固定するための固定具であって、前記木質系部材の下面に接して配置されて一対の第１貫通孔が形成された固定具本体（例えば、後述の平板部１０、ハット部６０）と、前記固定具本体に設けられて前記吊り材が取り付け可能な支持部（例えば、後述のナット２０）と、前記固定具本体上に着脱可能に配置されて第２貫通孔（例えば、後述の第２貫通孔３１Ａ、３１Ｂ）が形成された一対のガイド部（例えば、後述のガイド板４０Ａ、４０Ｂ）と、を備え、前記第１貫通孔と前記第２貫通孔とを結ぶ直線（例えば、後述の直線ＬＡ、ＬＢ）は、前記固定具本体に対して所定角度（例えば、後述の所定角度θ）で傾斜しており、前記第１貫通孔および前記第２貫通孔には、ビス（例えば、後述のビス４Ａ、４Ｂ）が挿通可能であることを特徴とする。
【0008】
この発明によれば、ビスを第１貫通孔および第２貫通孔に挿通して、木質系部材にねじ込む。これにより、このビスは、木質系部材の下面に対して傾斜した角度で、木質系部材に取り付けられる。よって、吊り材に重量物を吊り下げると、固定具に鉛直方向の力が作用するが、この鉛直方向の力の分力として、ビスには、ビスの軸方向の引き抜き力と、ビスの軸方向に直交する方向にビスを曲げようとする力と、が作用する。よって、ビスが曲げ抵抗するため、ビスの脆性的な破壊モードを防止でき、重量物を木質系部材から安定して吊り下げ支持できる。
【0009】
第３の発明の固定具は、前記平板部の前記木質系部材に接する面には、前記木質系部材に食い込む突起（例えば、後述の爪１２）が複数設けられていることを特徴とする。
【0010】
ビスが木質系部材の下面に対して傾斜した角度でねじ込まれているので、ビスに軸方向の引抜き力が作用すると、固定具の平板部には、木質系部材の下面に対して摺動する方向に力が加わる。
そこで、この発明によれば、平板部の木質系部材に接する面に、木質系部材に食い込む突起を複数設けたので、これらの突起がビスの引き抜き力に抵抗して、平板部が木質系部材に対して摺動するのを防止できる。
そこで、この発明によれば、平板部の木質系部材に接する面に、木質系部材に食い込む突起を複数設けたので、これらの突起がビスの引き抜き力に抵抗して、平板部が木質系部材に対して摺動するのを防止できる。
【0011】
第４の発明の固定具は、前記突起は、前記平板部を貫通するビス（例えば、後述のビス７０）であることを特徴とする。
【0012】
この発明によれば、平板部を加工することなく、平板部にビスをねじ込むだけで、平板部に容易に突起を設けることができる。
【0013】
第５の発明の天井構造は、木質系の天井部材の下面に、上述の固定具を介して吊り材が固定された天井構造であって、前記天井部材の下面に配置された前記固定具と、前記固定具の第１貫通孔および第２貫通孔に挿通されて前記固定具を前記天井部材に固定する一対のビスと、前記固定具の支持部に取り付けられた吊り材と、を備えることを特徴とする。
【0014】
この発明によれば、ビスを第１貫通孔および第２貫通孔に挿通して、天井部材にねじ込む。これにより、吊り材に重量物を吊り下げると、固定具に鉛直方向の力が作用するが、この鉛直方向の力の分力として、ビスには、ビスの軸方向の引き抜き力と、ビスの軸方向に直交する方向にビスを曲げようとする力と、が作用する。よって、本発明の天井構造では、ビスが曲げ抵抗するため、ビスの脆性的な破壊モードを防止でき、重量物を天井部材から安定して吊り下げ支持できる。
【発明の効果】
【0015】
本発明によれば、重量物を木質系部材から安定して吊り下げ支持できる固定具および天井構造を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【0016】
【図1】本発明の第１実施形態に係る天井構造の縦断面図である。
【図2】第１実施形態に係る固定具の平面図である。
【図4】第１実施形態に係る固定具にビスをねじ込む状況を示す模式図である。
【図5】第１実施形態に係る固定具に作用する力を説明するための模式図である。
【図6】第１実施形態に係る固定具に作用するモーメントを説明するための模式図である。
【図7】固定具の引張り試験に用いる試験体一覧を示す図である。
【図8】固定具の引張り試験の試験結果を示す図である。
【図9】本発明の第２実施形態に係る固定具の平面図である。
【図10】第２実施形態に係る固定具にビスをねじ込む状況を示す模式図である。
【図11】本発明の第３実施形態に係る固定具の平面図である。
【図13】本発明の第４実施形態に係る固定具の平面図である。
【図14】本発明の第５実施形態に係る固定具の平面図である。
【図16】本発明の変形例に係る固定具の縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0017】
本発明は、木質系部材の下面に吊り材を固定するための固定具、および、この固定具を用いた天井構造である。
第１実施形態の固定具は、木質系部材の下面に接するように設置される平板部と、平板部から延びてこの平板部に対して所定角度で傾斜した壁部と、を備えており、平板部および壁部には、ビスが斜め方向に挿通可能なように貫通孔が形成されている。第２実施形態の固定具は、木質系部材の下面に接するように設置される平板部と、平板部上に積層された板状のガイド板と、を備えており、平板部およびガイド板には、ビスが斜め方向に挿通可能なように貫通孔が形成されている。第３実施形態の固定具は、平板部上に凸部が形成されたハット部を積層し、ハット部の凸部内に吊り材の一部が固定可能である点が、第２実施形態の固定具と異なる。
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の実施形態の説明にあたって、同一構成要件については同一符号を付し、その説明を省略もしくは簡略化する。
〔第１実施形態〕
図１は、本発明の第１実施形態に係る天井構造１の縦断面図である。
天井構造１は、木質系部材としての天井部材２の下面に配置された固定具３と、固定具３を天井部材２に固定する一対のビス４Ａ、４Ｂと、固定具３に取り付けられた吊り材としての吊りボルト５と、を備える。
第１実施形態の固定具は、木質系部材の下面に接するように設置される平板部と、平板部から延びてこの平板部に対して所定角度で傾斜した壁部と、を備えており、平板部および壁部には、ビスが斜め方向に挿通可能なように貫通孔が形成されている。第２実施形態の固定具は、木質系部材の下面に接するように設置される平板部と、平板部上に積層された板状のガイド板と、を備えており、平板部およびガイド板には、ビスが斜め方向に挿通可能なように貫通孔が形成されている。第３実施形態の固定具は、平板部上に凸部が形成されたハット部を積層し、ハット部の凸部内に吊り材の一部が固定可能である点が、第２実施形態の固定具と異なる。
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の実施形態の説明にあたって、同一構成要件については同一符号を付し、その説明を省略もしくは簡略化する。
〔第１実施形態〕
図１は、本発明の第１実施形態に係る天井構造１の縦断面図である。
天井構造１は、木質系部材としての天井部材２の下面に配置された固定具３と、固定具３を天井部材２に固定する一対のビス４Ａ、４Ｂと、固定具３に取り付けられた吊り材としての吊りボルト５と、を備える。
【0018】
図２は、固定具３の平面図である。図３（ａ）は、図２の固定具３のＡ－Ａ矢視図であり、図３（ｂ）は、図２の固定具３のＢ－Ｂ矢視図である。
固定具３は、天井部材２の下面に吊りボルト５を固定するためのものである。この固定具３は、天井部材２の下面に接して配置されて一対の長孔である第１貫通孔１１Ａ、１１Ｂが形成された固定具本体としての平板部１０と、平板部１０に設けられて吊りボルト５が取り付け可能な支持部としてのナット２０と、平板部１０に立設されて第２貫通孔３１Ａ、３１Ｂが形成された一対のガイド部としての壁部３０Ａ、３０Ｂと、を備える。
固定具３は、天井部材２の下面に吊りボルト５を固定するためのものである。この固定具３は、天井部材２の下面に接して配置されて一対の長孔である第１貫通孔１１Ａ、１１Ｂが形成された固定具本体としての平板部１０と、平板部１０に設けられて吊りボルト５が取り付け可能な支持部としてのナット２０と、平板部１０に立設されて第２貫通孔３１Ａ、３１Ｂが形成された一対のガイド部としての壁部３０Ａ、３０Ｂと、を備える。
【0019】
平板部１０の天井部材２側には、４つの突起としての爪１２が設けられており、これら爪１２は、天井部材２に食い込んでいる。これらの爪１２は、板材である平板部１０の一部を切断して折り曲げることで形成されている。
ナット２０は、平板部１０の略中央に配置されており、吊りボルト５が螺合される。
壁部３０Ａ、３０Ｂは、平板部１０に対して所定角度で延びている。よって、図４にも示すように、平板部１０の第１貫通孔１１Ａと壁部３０Ａの第２貫通孔３１Ａとを結ぶ直線ＬＡは、平板部１０に対して所定角度θで傾斜している。ビス４Ａは、これら第１貫通孔１１Ａおよび第２貫通孔３１Ａに挿通されており、ビス４Ａのねじ込み角度がθとなっている。
また、平板部１０の第１貫通孔１１Ｂと壁部３０Ｂの第２貫通孔３１Ｂとを結ぶ直線ＬＢは、平板部１０に対して所定角度θで傾斜している。ビス４Ｂは、第１貫通孔１１Ｂおよび第２貫通孔３１Ｂに挿通されており、ビス４Ｂのねじ込み角度がθとなっている。
ビス４Ａとビス４Ｂとは、平面視で、ナット２０を挟んで互いに反対側に配置されて、互いに相反する向きとなっている。
ナット２０は、平板部１０の略中央に配置されており、吊りボルト５が螺合される。
壁部３０Ａ、３０Ｂは、平板部１０に対して所定角度で延びている。よって、図４にも示すように、平板部１０の第１貫通孔１１Ａと壁部３０Ａの第２貫通孔３１Ａとを結ぶ直線ＬＡは、平板部１０に対して所定角度θで傾斜している。ビス４Ａは、これら第１貫通孔１１Ａおよび第２貫通孔３１Ａに挿通されており、ビス４Ａのねじ込み角度がθとなっている。
また、平板部１０の第１貫通孔１１Ｂと壁部３０Ｂの第２貫通孔３１Ｂとを結ぶ直線ＬＢは、平板部１０に対して所定角度θで傾斜している。ビス４Ｂは、第１貫通孔１１Ｂおよび第２貫通孔３１Ｂに挿通されており、ビス４Ｂのねじ込み角度がθとなっている。
ビス４Ａとビス４Ｂとは、平面視で、ナット２０を挟んで互いに反対側に配置されて、互いに相反する向きとなっている。
【0020】
吊りボルト５に設備機器との重量物を吊り下げると、固定具３の略中心に位置するナット２０には、鉛直荷重が作用する。すると、図５（ａ）に示すように、２本のビス４Ａ、４Ｂのそれぞれには、引抜き力と曲げ力の２つの分力が作用する。よって、ビス４Ａ、４Ｂによる引張力により、図５（ｂ）に示すように、回転モーメントが生じ、固定具３に回転力が作用する。この固定具３の回転に対して、爪１２が天井部材２の下面に引っ掛かって抵抗（支圧抵抗）するので、ビスの軸方向の引抜き剛性が向上する。
この固定具３を天井部材２に取り付ける手順は、以下のようになる。まず、天井部材２の下面に固定具３を配置する。次に、平板部１０の第１貫通孔１１Ａおよび壁部３０Ａの第２貫通孔３１Ａを通して、ビス４Ａを天井部材２にねじ込む。また、平板部１０の第１貫通孔１１Ｂおよび壁部３０Ｂの第２貫通孔３１Ｂを通して、ビス４Ｂを天井部材２にねじ込む。
この固定具３を天井部材２に取り付ける手順は、以下のようになる。まず、天井部材２の下面に固定具３を配置する。次に、平板部１０の第１貫通孔１１Ａおよび壁部３０Ａの第２貫通孔３１Ａを通して、ビス４Ａを天井部材２にねじ込む。また、平板部１０の第１貫通孔１１Ｂおよび壁部３０Ｂの第２貫通孔３１Ｂを通して、ビス４Ｂを天井部材２にねじ込む。
【0021】
〔爪の支圧抵抗による固定具の引き抜き剛性の向上分の計算〕
以下、爪の支圧抵抗による引抜き剛性の向上分を求める。図６に示すように、設備等の重量物による鉛直荷重をＰとする。ビスの天井部材下面に対する傾斜角をθとし、ビスの軸方向に働く引抜き力およびその変位をＰｔ、δｔとし、ビスの軸方向に直交する方向に働く力およびその変位をＰｂ、δｂとし、回転中心からビスまでの距離をＬとする。すると、回転角γは、以下の式で表わされる。
以下、爪の支圧抵抗による引抜き剛性の向上分を求める。図６に示すように、設備等の重量物による鉛直荷重をＰとする。ビスの天井部材下面に対する傾斜角をθとし、ビスの軸方向に働く引抜き力およびその変位をＰｔ、δｔとし、ビスの軸方向に直交する方向に働く力およびその変位をＰｂ、δｂとし、回転中心からビスまでの距離をＬとする。すると、回転角γは、以下の式で表わされる。
【0022】
【数1】
【0023】
爪の側面の支圧力をＰｎａｉｌ、支圧剛性をｋｏ、支圧面積をＡ、回転中心から爪までの距離をｈとすると、爪の側面の支圧力をＰｎａｉｌは、以下の式（２）で表わされる。
【0024】
【数2】
【0025】
以上の式（１）と（２）から、爪の側面の支圧力をＰｎａｉｌは、以下の式（３）で表わされる。
【0026】
【数3】
【0027】
一方、ビスの引き抜けによるモーメントと支圧抵抗によるモーメントとが等しいので、以下の式（４）が成立する。
【0028】
【数4】
【0029】
式（３）および式（４）より、爪の支圧抵抗による引き抜き剛性の向上分をｋｖ＝（Ｐｔ／δｔ）すると、この引き抜き剛性の向上分ｋｖは、以下の式（５）で表わされる。
【0030】
【数5】
【0031】
式（５）より、爪によって加えられる引き抜き剛性ｋｖは、回転中心から爪までの距離ｈと回転中心からビスまでの距離Ｌとの比の二乗に比例することが判る。
【0032】
〔固定具の引張り試験〕
以下、上述の固定具と同じ形状の試験体を製作し、引張力を加える引張り試験を行った。図７に示すように、各試験体は、ビスのねじ込み角度θを３０°または４５°とし、爪（突起）有りまたは爪無しとした。爪有りの試験体は、木質系材料であるＣＬＴ材に爪４本を打ち込んで位置決めし、その後、ビス２本でＣＬＴ材に留め付けた。爪無しの試験体は、ビス２本のみでＣＬＴ材に留め付けた。これらの試験体の中心部に引張り荷重を加えて、その鉛直変位を記録した。
その結果、図８に示すようになった。図８の縦軸は、試験体に加えた鉛直荷重であり、横軸は、試験体の鉛直変位である。図８（ａ）より、ビスのねじ込み角度を３０とした場合、ビスのねじ込み角度を４５°とした場合と比べて、剛性は下がるが、最大変形が大きくなることが確認できた。また、図８（ｂ）より、爪が無い場合では、剛性が１．０６ｋＮ／ｍｍであったが、爪が有る場合には、剛性が１．８６ｋＮ／ｍｍとなり、爪を設けることで剛性がおよそ１．７５倍となることが確認できた。
以下、上述の固定具と同じ形状の試験体を製作し、引張力を加える引張り試験を行った。図７に示すように、各試験体は、ビスのねじ込み角度θを３０°または４５°とし、爪（突起）有りまたは爪無しとした。爪有りの試験体は、木質系材料であるＣＬＴ材に爪４本を打ち込んで位置決めし、その後、ビス２本でＣＬＴ材に留め付けた。爪無しの試験体は、ビス２本のみでＣＬＴ材に留め付けた。これらの試験体の中心部に引張り荷重を加えて、その鉛直変位を記録した。
その結果、図８に示すようになった。図８の縦軸は、試験体に加えた鉛直荷重であり、横軸は、試験体の鉛直変位である。図８（ａ）より、ビスのねじ込み角度を３０とした場合、ビスのねじ込み角度を４５°とした場合と比べて、剛性は下がるが、最大変形が大きくなることが確認できた。また、図８（ｂ）より、爪が無い場合では、剛性が１．０６ｋＮ／ｍｍであったが、爪が有る場合には、剛性が１．８６ｋＮ／ｍｍとなり、爪を設けることで剛性がおよそ１．７５倍となることが確認できた。
【0033】
本実施形態によれば、以下のような効果がある。
（１）ビス４Ａ、４Ｂを第１貫通孔１１Ａ、１１Ｂおよび第２貫通孔３１Ａ、３１Ｂに挿通して、天井部材２にねじ込む。これにより、このビス４Ａ、４Ｂは、天井部材２の下面に対して所定角度θで、天井部材２に取り付けられる。よって、吊りボルト５に重量物を吊り下げると、固定具３に鉛直方向の力が作用するが、この鉛直方向の力の分力として、ビス４Ａ、４Ｂには、ビス４Ａ、４Ｂの軸方向の引き抜き力と、ビス４Ａ、４Ｂを曲げようとする力と、が作用する。よって、ビス４Ａ、４Ｂが曲げ抵抗するため、ビスの脆性的な破壊モードを防止でき、重量物を天井部材２から安定して吊り下げ支持できる。
また、平板部１０に壁部３０Ａ、３０Ｂを立設したので、平板部１０の曲げ変形を防止することが可能となる。
（２）平板部１０の天井部材２に接する面に、天井部材２に食い込む爪１２を複数設けたので、これらの爪１２がビス４Ａ、４Ｂの引き抜き力に支圧抵抗するため、平板部１０が天井部材２に対して回転するのを防止できる。
（１）ビス４Ａ、４Ｂを第１貫通孔１１Ａ、１１Ｂおよび第２貫通孔３１Ａ、３１Ｂに挿通して、天井部材２にねじ込む。これにより、このビス４Ａ、４Ｂは、天井部材２の下面に対して所定角度θで、天井部材２に取り付けられる。よって、吊りボルト５に重量物を吊り下げると、固定具３に鉛直方向の力が作用するが、この鉛直方向の力の分力として、ビス４Ａ、４Ｂには、ビス４Ａ、４Ｂの軸方向の引き抜き力と、ビス４Ａ、４Ｂを曲げようとする力と、が作用する。よって、ビス４Ａ、４Ｂが曲げ抵抗するため、ビスの脆性的な破壊モードを防止でき、重量物を天井部材２から安定して吊り下げ支持できる。
また、平板部１０に壁部３０Ａ、３０Ｂを立設したので、平板部１０の曲げ変形を防止することが可能となる。
（２）平板部１０の天井部材２に接する面に、天井部材２に食い込む爪１２を複数設けたので、これらの爪１２がビス４Ａ、４Ｂの引き抜き力に支圧抵抗するため、平板部１０が天井部材２に対して回転するのを防止できる。
【0034】
〔第２実施形態〕
図９は、本発明の第２実施形態に係る固定具６の平面図である。図１０は、図９の固定具６にビス４Ａ、４Ｂをねじ込む状況を示す模式図である。
本実施形態では、平板部１０に壁部３０Ａ、３０Ｂが設けられておらず、ガイド部としての板状の一対のガイド板４０Ａ、４０Ｂが平板部１０上に積層されて固定されている点が、第１実施形態と異なる。
すなわち、ガイド板４０Ａ、４０Ｂには、第２貫通孔３１Ａ、３１Ｂが形成されている。ガイド板４０Ａ、４０Ｂは、ガイド板４０Ａ、４０Ｂの第２貫通孔３１Ａ、３１Ｂが平板部１０の第１貫通孔１１Ａ、１１Ｂからずれた状態で、平板部１０に積層されて固定されている。これにより、第１貫通孔１１Ａ、１１Ｂと第２貫通孔３１Ａ、３１Ｂとを結ぶ直線ＬＡ、ＬＢは、平板部１０に対して所定角度θで傾斜している。よって、ビス４Ａ、４Ｂの平板部１０に対するねじ込み角度は、θとなっている。
本実施形態によれば、上述の（１）、（２）と同様の効果がある。
図９は、本発明の第２実施形態に係る固定具６の平面図である。図１０は、図９の固定具６にビス４Ａ、４Ｂをねじ込む状況を示す模式図である。
本実施形態では、平板部１０に壁部３０Ａ、３０Ｂが設けられておらず、ガイド部としての板状の一対のガイド板４０Ａ、４０Ｂが平板部１０上に積層されて固定されている点が、第１実施形態と異なる。
すなわち、ガイド板４０Ａ、４０Ｂには、第２貫通孔３１Ａ、３１Ｂが形成されている。ガイド板４０Ａ、４０Ｂは、ガイド板４０Ａ、４０Ｂの第２貫通孔３１Ａ、３１Ｂが平板部１０の第１貫通孔１１Ａ、１１Ｂからずれた状態で、平板部１０に積層されて固定されている。これにより、第１貫通孔１１Ａ、１１Ｂと第２貫通孔３１Ａ、３１Ｂとを結ぶ直線ＬＡ、ＬＢは、平板部１０に対して所定角度θで傾斜している。よって、ビス４Ａ、４Ｂの平板部１０に対するねじ込み角度は、θとなっている。
本実施形態によれば、上述の（１）、（２）と同様の効果がある。
【0035】
〔第３実施形態〕
図１１は、本発明の第３実施形態に係る固定具７の平面図である。図１２は、図１１の固定具７のＣ－Ｃ矢視図である。なお、図１２の矢視図では固定具７を上下逆の状態で示している。すなわち、実際は、天井部材２の下面に平板部１０が取り付けられ、この平板部１０の下方に吊りボルト５が延びている。
本実施形態では、板状のガイド板４０Ａ、４０Ｂではなく、中央部に凸部５２が形成されたハット形状のハット部５０を用いた点が、第２実施形態と異なる。
図１１は、本発明の第３実施形態に係る固定具７の平面図である。図１２は、図１１の固定具７のＣ－Ｃ矢視図である。なお、図１２の矢視図では固定具７を上下逆の状態で示している。すなわち、実際は、天井部材２の下面に平板部１０が取り付けられ、この平板部１０の下方に吊りボルト５が延びている。
本実施形態では、板状のガイド板４０Ａ、４０Ｂではなく、中央部に凸部５２が形成されたハット形状のハット部５０を用いた点が、第２実施形態と異なる。
【0036】
すなわち、ハット部５０は、平板部１０上に積層された板状の一対の鍔部５１Ａ、５１Ｂと、この一対の鍔部５１Ａ、５１Ｂから突出した凸部５２と、を備える。鍔部５１Ａ、５１Ｂには、第２貫通孔３１Ａ、３１Ｂが形成されている。ハット部５０は、第２貫通孔３１Ａ、３１Ｂが平板部１０の第１貫通孔１１Ａ、１１Ｂからずれた状態で、平板部１０に積層されている。これにより、第１貫通孔１１Ａ、１１Ｂと第２貫通孔３１Ａ、３１Ｂとを結ぶ直線ＬＡ、ＬＢは、平板部１０に対して所定角度θで傾斜している。よって、ビス４Ａ、４Ｂの平板部１０に対するねじ込み角度は、θとなっている。
また、ハット部５０の凸部５２は、天井部材２とは反対側に向かって突出しており、この凸部５２には、貫通孔５３が設けられている。ナット２０は、凸部５２上に設けられている。吊りボルト５は、このナット２０に螺合されて、貫通孔５３に挿通されて、凸部５２の内側まで延びている。
本実施形態によれば、上述の（１）、（２）と同様の効果がある。
また、ハット部５０の凸部５２は、天井部材２とは反対側に向かって突出しており、この凸部５２には、貫通孔５３が設けられている。ナット２０は、凸部５２上に設けられている。吊りボルト５は、このナット２０に螺合されて、貫通孔５３に挿通されて、凸部５２の内側まで延びている。
本実施形態によれば、上述の（１）、（２）と同様の効果がある。
【0037】
〔第４実施形態〕
図１３は、本発明の第４実施形態に係る固定具８の平面図である。
本実施形態では、ガイド板４０Ａ、４０Ｂが着脱可能である点が、第２実施形態と異なる。
この固定具８を天井部材２に取り付ける手順は、以下のようになる。まず、天井部材２の下面に固定具８の平板部１０を配置し、平板部１０の下面にガイド板４０Ａ、４０Ｂを配置する。次に、平板部１０の第１貫通孔１１Ａおよびガイド板４０Ａの第２貫通孔３１Ａを通して、ビス４Ａを天井部材２にねじ込む。また、平板部１０の第１貫通孔１１Ｂおよびガイド板４０Ｂの第２貫通孔３１Ｂを通して、ビス４Ｂを天井部材２にねじ込む。その後、ガイド板４０Ａ、４０Ｂをスライドさせて取り外す。
本実施形態によれば、上述の（１）、（２）と同様の効果がある。
図１３は、本発明の第４実施形態に係る固定具８の平面図である。
本実施形態では、ガイド板４０Ａ、４０Ｂが着脱可能である点が、第２実施形態と異なる。
この固定具８を天井部材２に取り付ける手順は、以下のようになる。まず、天井部材２の下面に固定具８の平板部１０を配置し、平板部１０の下面にガイド板４０Ａ、４０Ｂを配置する。次に、平板部１０の第１貫通孔１１Ａおよびガイド板４０Ａの第２貫通孔３１Ａを通して、ビス４Ａを天井部材２にねじ込む。また、平板部１０の第１貫通孔１１Ｂおよびガイド板４０Ｂの第２貫通孔３１Ｂを通して、ビス４Ｂを天井部材２にねじ込む。その後、ガイド板４０Ａ、４０Ｂをスライドさせて取り外す。
本実施形態によれば、上述の（１）、（２）と同様の効果がある。
【0038】
〔第５実施形態〕
図１４は、本発明の第５実施形態に係る固定具９の平面図である。図１５は、図１４の固定具９のＤ－Ｄ矢視図である。
本実施形態では、固定具本体がハット部６０である点が、第４実施形態と異なる。すなわち、ハット部６０は、板状の一対の鍔部６１Ａ、６１Ｂと、これら一対の鍔部６１Ａ、６１Ｂから突出した凸部６２と、を備える。鍔部６１Ａ、６１Ｂには、第１貫通孔１１Ａ、１１Ｂが形成されている。また、ガイド板４０Ａ、４０Ｂには、第２貫通孔３１Ａ、３１Ｂが形成されている。
また、ハット部６０の凸部６２は、天井部材２とは反対側に向かって突出しており、この凸部６２には、貫通孔６３が設けられている。ナット２０は、凸部６２上に設けられている。吊りボルト５は、このナット２０に螺合されて、貫通孔６３に挿通されて、凸部６２の内側まで延びている。
図１４は、本発明の第５実施形態に係る固定具９の平面図である。図１５は、図１４の固定具９のＤ－Ｄ矢視図である。
本実施形態では、固定具本体がハット部６０である点が、第４実施形態と異なる。すなわち、ハット部６０は、板状の一対の鍔部６１Ａ、６１Ｂと、これら一対の鍔部６１Ａ、６１Ｂから突出した凸部６２と、を備える。鍔部６１Ａ、６１Ｂには、第１貫通孔１１Ａ、１１Ｂが形成されている。また、ガイド板４０Ａ、４０Ｂには、第２貫通孔３１Ａ、３１Ｂが形成されている。
また、ハット部６０の凸部６２は、天井部材２とは反対側に向かって突出しており、この凸部６２には、貫通孔６３が設けられている。ナット２０は、凸部６２上に設けられている。吊りボルト５は、このナット２０に螺合されて、貫通孔６３に挿通されて、凸部６２の内側まで延びている。
【0039】
この固定具８を天井部材２に取り付ける手順は、以下のようになる。まず、天井部材２の下面に固定具８のハット部６０を配置し、さらにハット部６０の下面にガイド板４０Ａ、４０Ｂを配置する。次に、ハット部６０の第１貫通孔１１Ａおよびガイド板４０Ａの第２貫通孔３１Ａを通して、ビス４Ａを天井部材２にねじ込む。また、平板部１０の第１貫通孔１１Ｂおよびガイド板４０Ｂの第２貫通孔３１Ｂを通して、ビス４Ｂを天井部材２にねじ込む。その後、ガイド板４０Ａ、４０Ｂをスライドさせて取り外す。
本実施形態によれば、上述の（１）、（２）と同様の効果がある。
本実施形態によれば、上述の（１）、（２）と同様の効果がある。
【0040】
なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
例えば、上述の各実施形態では、固定具３、６、７の平板部１０に爪１２を設けたが、これに限らず、平板部に爪を設けなくてもよい。
また、上述の各実施形態では、平板部１０に設ける爪１２の個数を４つとしたが、これに限らず、爪の個数を２つや６つとしてもよい。
また、第３実施形態では、ハット部５０の板状の鍔部５１Ａ、５１Ｂを平板部１０上に積層したが、これに限らず、第１実施形態と同様に、ハット部に壁部を設け、ハット部を平板部１０上に配置することで、この壁部が平板部１０に対して傾斜して配置されるようにしてもよい。
例えば、上述の各実施形態では、固定具３、６、７の平板部１０に爪１２を設けたが、これに限らず、平板部に爪を設けなくてもよい。
また、上述の各実施形態では、平板部１０に設ける爪１２の個数を４つとしたが、これに限らず、爪の個数を２つや６つとしてもよい。
また、第３実施形態では、ハット部５０の板状の鍔部５１Ａ、５１Ｂを平板部１０上に積層したが、これに限らず、第１実施形態と同様に、ハット部に壁部を設け、ハット部を平板部１０上に配置することで、この壁部が平板部１０に対して傾斜して配置されるようにしてもよい。
【0041】
また、上述の各実施形態では、板材である平板部１０やハット部６０の一部を切断して折り曲げることで、突起としての爪１２を形成したが、これに限らず、図１６に示すように、平板部１０にビス７０をねじ込んで貫通させることで、このビス７０を突起として機能させてもよい。このようにすれば、平板部を加工することなく、平板部１０にビス７０をねじ込むだけで、平板部１０に容易に突起を設けることができる。なお、ビス７０の代わりに釘を打ち込んでもよい。
【符号の説明】
【0042】
１…天井構造 ２…天井部材（木質系部材） ３、６、７、８、９…固定具
４Ａ、４Ｂ…ビス ５…吊りボルト（吊り材）
１０…平板部（固定具本体） １１Ａ、１１Ｂ…第１貫通孔 １２…爪（突起）
２０…ナット（支持部）
３０Ａ、３０Ｂ…壁部（ガイド部） ３１Ａ、３１Ｂ…第２貫通孔
４０Ａ、４０Ｂ…ガイド板（ガイド部）
５０…ハット部（ガイド部） ５１Ａ、５１Ｂ…鍔部
５２…凸部 ５３…貫通孔
６０…ハット部（固定具本体） ６１Ａ、６１Ｂ…鍔部
６２…凸部 ６３…貫通孔
７０…ビス（突起）
４Ａ、４Ｂ…ビス ５…吊りボルト（吊り材）
１０…平板部（固定具本体） １１Ａ、１１Ｂ…第１貫通孔 １２…爪（突起）
２０…ナット（支持部）
３０Ａ、３０Ｂ…壁部（ガイド部） ３１Ａ、３１Ｂ…第２貫通孔
４０Ａ、４０Ｂ…ガイド板（ガイド部）
５０…ハット部（ガイド部） ５１Ａ、５１Ｂ…鍔部
５２…凸部 ５３…貫通孔
６０…ハット部（固定具本体） ６１Ａ、６１Ｂ…鍔部
６２…凸部 ６３…貫通孔
７０…ビス（突起）
【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】