JP2017193085A - 木材の接合構造 - Google Patents

Abstract

【課題】２つの部材の傾斜した端面同士を接着剤により接着する際に、２つの部材を治具により圧締する時間を短縮する、あるいは圧締の工程自体を省略することのできる木材の接合構造を提供する。【解決手段】木材の接合構造は、木材からなる第１板材１０の厚さ方向に対して傾斜した第１端面１１と、第２板材２０の厚さ方向に対して傾斜した第２端面２１とを互いに接合する。第１端面１１には凸部１２が形成され、第２端面２１には、第２端面２１の傾斜方向に沿って凸部１２が嵌入される溝部２２が形成されている。凸部１２及び溝部２２は、互いに圧接される一対の外側面１５及び一対の内側面２５をそれぞれ有しており、一対の外側面１５及び一対の内側面２５は、第１端面１１及び第２端面２１から離間するほど一対の外側面１５同士の幅及び一対の内側面２５同士の幅が大きくなるようにそれぞれ傾斜している。【選択図】図６

Description

本発明は、木材からなる２つの部材の傾斜した端面同士を接合する木材の接合構造に関する。

従来、２つの木材の傾斜した端面同士を接合する接合構造が周知である（非特許文献１参照）。
図７に示すように、第１板材１１０は、第１板材１１０の厚さ方向Ｄ１に対して４５度傾斜した第１端面１１１を有している。第２板材１２０は、第２板材１２０の厚さ方向Ｄ２に対して４５度傾斜した第２端面１２１を有している。第１端面１１１には、蟻ほぞと称される凸部１１２が形成されている。第２端面１２１には、第２板材１２０の厚さ方向Ｄ２に沿って上記凸部１１２が嵌入される溝部１２２、所謂ほぞ穴が形成されている。凸部１１２及び溝部１２２は、互いに圧接される一対の外側面１１５及び内側面１２５をそれぞれ有している。一対の外側面１１５及び一対の内側面１２５は逆ハの字状をなしている。第２板材１２０の厚さ方向Ｄ２に沿って溝部１２２に凸部１１２を嵌入することにより、第１板材１１０と第２板材１２０とが互いに接合される。こうした接合構造によれば、一対の外側面１１５が一対の内側面１２５に係止されることにより、第１板材１１０の厚さ方向Ｄ１における溝部１２２からの凸部１１２の抜け出しが阻止される。

大工道具研究会編「木組み・継手と組手の技法」誠文堂新光社、2011年1月27日、p.102-105

ところで、図７に示す接合構造では、第２板材１２０の厚さ方向Ｄ２における溝部１２２からの凸部１１２の抜け出しが生じ、第１端面１１１と第２端面１２１とが互いに離間するおそれがある。そのため、２つの板材１１０，１２０の端面１１１，１２１同士を接着剤により接着する際に、接着剤が硬化するまで２つの板材１１０，１２０を治具により圧締しておく必要があり、接合工程が煩雑になる。

本発明の目的は、２つの部材の傾斜した端面同士を接着剤により接着する際に、２つの部材を治具により圧締する時間を短縮する、あるいは圧締の工程自体を省略することのできる木材の接合構造を提供することにある。

上記目的を達成するための木材の接合構造は、木材からなる第１部材の傾斜した第１端面と第２部材の傾斜した第２端面とを互いに接合する。前記第１端面には凸部が形成され、前記第２端面には、同第２端面の傾斜方向に沿って前記凸部が嵌入される溝部が形成され、前記凸部及び前記溝部は、互いに圧接される一対の外側面及び一対の内側面をそれぞれ有しており、前記一対の外側面及び前記一対の内側面は、前記第１端面及び前記第２端面から離間するほど同一対の外側面同士の幅及び同一対の内側面同士の幅が大きくなるようにそれぞれ傾斜している。

同構成によれば、一対の外側面及び一対の内側面は、第１端面及び第２端面から離間するほど同一対の外側面同士の幅及び同一対の内側面同士の幅がそれぞれ大きくなるように傾斜している。このため、溝部に対して凸部が嵌入されて凸部の一対の外側面と溝部の一対の内側面とが互いに圧接されると、一対の外側面と一対の内側面とには互いに引きつけ合う力が作用し、第１端面と第２端面とが互いに離間しない。

また、仮に傾斜方向に沿って凸部が溝部から抜け出す方向に変位しても、第１端面と第２端面との距離は変化しない。
よって、第１端面と第２端面とを接着剤により接着する際に、第１部材と第２部材とを治具により圧締する時間を短縮する、あるいは圧締の工程自体を省略することができる。

上記木材の接合構造において、前記一対の外側面と前記一対の内側面との間の間隔は、前記溝部に対して前記凸部が嵌入されるほど小さくされていることが好ましい。
同構成によれば、溝部に対する凸部の嵌入し始めの段階では一対の外側面と一対の内側面との間の間隔が大きいため、溝部に対して凸部を容易に嵌入することができる。また、溝部に対して凸部が嵌入されるほど一対の外側面と一対の内側面との間の間隔が小さくなるため、嵌入する際に一対の外側面あるいは一対の内側面に塗布される接着剤が削ぎ落とされにくくなり、広い範囲に接着剤が行き渡りやすくなる。また、一度嵌入された凸部は溝部から抜け出しにくくなる。したがって、第１部材の第１端面と第２部材の第２端面とを簡易な形状によって互いに強固に接合することができる。

上記木材の接合構造において、前記第１部材及び前記第２部材は共に板材であり、前記第１端面及び前記第２端面は、前記第１部材及び前記第２部材の厚さ方向に対してそれぞれ傾斜した面であることが好ましい。

同構成によれば、凸部及び溝部が共に簡単な形状であるため、端面が比較的小さい板材であっても凸部及び溝部を機械加工により形成することができる。したがって、板材の量産化を容易に行うことができる。

本発明によれば、２つの部材の傾斜した端面同士を接着剤により接着する際に、２つの部材を治具により圧締する時間を短縮する、あるいは圧締の工程自体を省略することができる。

木材の接合構造の一実施形態について、一対の第１板材と一対の第２板材とにより形成された角筒体の斜視図。 同実施形態における角筒体を構成する一対の第１板材と一対の第２板材とを互いに離間して示す斜視図。 （ａ）は、一方の第１端面を水平にした状態の第１板材の側面図、（ｂ）は内面側から視た第１板材の正面図、（ｃ）は突部を中心とした第１板材の斜視図。 （ａ）は、一方の第２端面を水平にした状態の第２板材の側面図、（ｂ）は内面側から視た第２板材の正面図、（ｃ）は溝部を中心とした第２板材の斜視図。 同実施形態における第１板材の凸部に対して第２部材の溝部を嵌合させる前後の断面構造を示す断面図。 図５の６−６線に沿った角筒体の断面構造を示す断面図。 従来の木材の接合構造の一例を示す斜視図。

以下、図１〜図６を参照して、一実施形態について説明する。
図１に示すように、角筒体は、平面視正方形状をなしている。図１及び図２に示すように、角筒体は、共に長方形板状の木材からなるとともに対向して配置された一対の第１板材１０と、共に長方形板状の木材からなるとともに対向して配置された一対の第２板材２０とを備えている。

なお、以降において、角筒体の幅方向（図１の上下方向）及び長さ方向を、幅方向及び長さ方向とそれぞれ略称するとともに、角筒体の内面側及び外面側を、内面側及び外面側とそれぞれ略称する。また、第１板材１０及び第２板材２０の各部の説明に際しても幅方向、長さ方向、内面側、及び外面側を用いる。

本実施形態の第１板材１０と第２板材２０とは、互いに同一の長さ、互いに同一の幅、及び互いに同一の厚さを有している。
＜第１板材１０＞
図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、第１板材１０の長さ方向の両端には、第１板材１０の厚さ方向に対して４５度傾斜した第１端面１１がそれぞれ形成されている。各第１端面１１は、外面側ほど、すなわち厚さ方向外側ほど長さ方向外側に位置している。なお、以降において、第１板材１０の厚さ方向に対して第１端面１１が傾斜する方向を、単に傾斜方向Ｇと略称する。

図３（ａ）〜図３（ｃ）に示すように、各第１端面１１には、いずれも同一の形状を有する複数（本実施形態では４つ）の凸部１２が幅方向に間隔をおいて形成されている。
凸部１２は、幅方向及び長さ方向の双方に平行な面である第１面１３、幅方向及び厚さ方向の双方に平行な面である第２面１４、及び一対の外側面１５を有している。なお、凸部１２における第１面１３と第２面１４との角部は、第１端面１１に沿って面取りされている。

図３（ｂ）に示すように、一対の外側面１５は、第１端面１１に直交する方向（同図の上部の凸部１２については同図の上下方向）において第１端面１１から離間するほど同一対の外側面１５同士の幅が大きくなるように傾斜している。本実施形態では、一対の外側面１５同士のなす角度αが３０度に設定されている。

また、一対の外側面１５は、傾斜方向Ｇ（同図の下部の凸部１２については同図の上下方向）において第１板材１０の内面側ほど同一対の外側面１５同士の幅が小さくなるように傾斜している。本実施形態では、一対の外側面１５同士のなす角度βが１．２度に設定されている。

＜第２板材２０＞
図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すように、第２板材２０の長さ方向の両端には、第２板材２０の厚さ方向に対して４５度傾斜した第２端面２１がそれぞれ形成されている。各第２端面２１は、内面側ほど、すなわち厚さ方向外側ほど長さ方向外側に位置している。なお、以降において、第２板材２０の厚さ方向に対して第２端面２１が傾斜する方向を、単に傾斜方向Ｇと略称する。

図４（ａ）〜図４（ｃ）に示すように、各第２端面２１には、いずれも同一の形状を有する複数（本実施形態では４つ）の溝部２２が幅方向に間隔をおいて形成されている。
溝部２２は、第２板材２０の外面にも開口している。溝部２２は、傾斜方向Ｇに平行な底面２３と、底面２３と第２端面２１との間に位置する一対の内側面２５と、底面２３と第２端面２１との間に位置する湾曲面凹面状の内奥面２４とを有している。

図４（ｂ）に示すように、一対の内側面２５は、第２端面２１に直交する方向（同図の上部の溝部２２については同図の上下方向）において第２端面２１から離間するほど同一対の内側面２５同士の幅が大きくなるように傾斜している。本実施形態では、一対の内側面２５同士のなす角度αが３０度に設定されている。

また、一対の内側面２５は、傾斜方向Ｇ（同図の下部の溝部２２については同図の上下方向）において第２板材２０の内面側ほど同一対の内側面２５同士の幅が小さくなるように傾斜している。本実施形態では、一対の内側面２５同士のなす角度βが１．２度に設定されている。

図５に示すように、第１板材１０に対して第２板材２０を接合する際には、傾斜方向Ｇに沿って第１板材１０の内面側から外面側に向けて第２板材２０をスライドさせて第２板材２０の各溝部２２を第１板材１０の各凸部１２に外嵌させる。このとき、図１及び図２に示すように、一対の第１板材１０の各第１端面１１が長さ方向に隣り合う第２板材２０の各第２端面２１に接合されることにより角筒体が形成される。なお、第１端面１１及び凸部１２あるいは第２端面２１及び溝部２２には、接着剤が塗布されている。

図６に示すように、各凸部１２が各溝部２２に嵌入された状態において、凸部１２の一対の外側面１５が溝部２２の一対の内側面２５にそれぞれ圧接される。
次に、本実施形態の作用について説明する。

一対の外側面１５及び一対の内側面２５は、第１端面１１及び第２端面２１から離間するほど同一対の外側面１５同士の幅及び同一対の内側面２５同士の幅がそれぞれ大きくなるように傾斜している。このため、溝部２２に対して凸部１２が嵌入されて凸部１２の外側面１５と溝部２２の内側面２５とが互いに圧接されると、一対の外側面１５と内側面２５とには互いに引きつけ合う力が作用し、第１端面１１と第２端面２１とが互いに離間しない。

また、溝部２２に対する凸部１２の嵌入し始めの段階では一対の外側面１５と一対の内側面２５との間の間隔が大きいため、溝部２２に対して凸部１２を容易に嵌入することができる。また、溝部２２に対して凸部１２が嵌入されるほど一対の外側面１５と一対の内側面２５との間の間隔が小さくなるため、嵌入する際に、一対の外側面１５あるいは一対の内側面２５に塗布される接着剤が削ぎ落とされにくくなり、広い範囲に接着剤が行き渡りやすくなる。また、一度嵌入された凸部１２は溝部２２から抜け出しにくくなる。したがって、第１板材１０の第１端面１１と第２板材２０の第２端面２１とを簡易な形状によって互いに強固に接合することができる。

更に、仮に傾斜方向Ｇに沿って凸部１２が溝部２２から抜け出す方向に変位したとしても、第１端面１１と第２端面２１との距離は変化しない。
よって、第１端面１１と第２端面２１とを接着剤により接着する際に、第１板材１０と第２板材２０とを治具（図示略）により圧締する時間を短縮する、あるいは圧締の工程自体を省略することができる。

以上説明した本実施形態に係る木材の接合構造によれば、以下に示す効果が得られるようになる。
（１）第１板材１０の第１端面１１には凸部１２が形成され、第２板材２０の第２端面２１には、傾斜方向Ｇに沿って凸部１２が嵌入される溝部２２が形成されている。凸部１２及び溝部２２は、互いに圧接される一対の外側面１５及び一対の内側面２５をそれぞれ有しており、一対の外側面１５及び一対の内側面２５は、第１端面１１及び第２端面２１から離間するほど一対の外側面１５同士の幅及び一対の内側面２５同士の幅が大きくなるようにそれぞれ傾斜している。

こうした構成によれば、第１板材１０及び第２板材２０の傾斜した端面１１，２１同士を接着剤により接着する際に、第１板材１０及び第２板材２０を治具により圧締する時間を短縮する、あるいは圧締の工程自体を省略することができる。

また、凸部１２及び溝部２２が共に簡単な形状であるため、端面１１，２１が比較的小さい板材１０，２０であっても凸部１２及び溝部２２を機械加工により形成することができる。したがって、第１板材１０及び第２板材２０の量産化を容易に行うことができる。

（２）一対の外側面１５と一対の内側面２５との間の間隔は、溝部２２に対して凸部１２が嵌入されるほど小さくされている。
こうした構成によれば、第１板材１０の第１端面１１と第２板材２０の第２端面２１とを簡易な形状によって互いに強固に接合することができる。

＜変形例＞
なお、上記実施形態は、例えば以下のように変更することもできる。
・一対の外側面１５同士のなす角度α（一対の内側面２５同士のなす角度α）を２５度や３５度などに適宜変更することもできる。

・一対の外側面１５同士のなす角度β（一対の内側面２５同士のなす角度β）を１度や５度などに適宜変更することもできる。
・上記実施形態の角筒体に対して底板などの別部材を適宜追加することもできる。

・厚さ方向に対する第１端面１１及び第２端面２１の傾斜角度を例えば６０度などに適宜変更することもできる。
・本発明は、２つの板材の傾斜した端面同士を接合するための接合構造に限られるものではない。他に例えば、角材同士の傾斜した端面同士を接合するための接合構造として具体化することもできる。

１０…第１板材（第１部材）、１１…第１端面、１２…凸部、１３…第１面、１４…第２面、１５…外側面、２０…第２板材（第２部材）、２１…第２端面、２２…溝部、２３…底面、２４…内奥面、２５…内側面。

Claims (3)

1. 木材からなる第１部材の傾斜した第１端面と第２部材の傾斜した第２端面とを互いに接合する木材の接合構造において、
   前記第１端面には凸部が形成され、
   前記第２端面には、同第２端面の傾斜方向に沿って前記凸部が嵌入される溝部が形成され、
   前記凸部及び前記溝部は、互いに圧接される一対の外側面及び一対の内側面をそれぞれ有しており、
   前記一対の外側面及び前記一対の内側面は、前記第１端面及び前記第２端面から離間するほど同一対の外側面同士の幅及び同一対の内側面同士の幅が大きくなるようにそれぞれ傾斜している、
   木材の接合構造。
2. 前記一対の外側面と前記一対の内側面との間の間隔は、前記溝部に対して前記凸部が嵌入されるほど小さくされている、
   請求項１に記載の木材の接合構造。
3. 前記第１部材及び前記第２部材は共に板材であり、
   前記第１端面及び前記第２端面は、前記第１部材及び前記第２部材の厚さ方向に対してそれぞれ傾斜した面である、
   請求項１または請求項２に記載の木材の接合構造。

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