JP2018094783A - 構造用集成材 - Google Patents

Abstract

【課題】接着剤自体の耐久性や接着の良否等に依存することなく、耐力部材としての強度を恒久的に確保することができる構造用集成材を提供することを課題とする。【解決手段】構造芯材２と、構造芯材２の周囲を囲む中継材３と、中継材３を被覆する化粧材４とによって構成され、構造芯材２に長さ方向又は幅方向に伸びるほぞ６又は蟻溝が形成され、中継材３の内側面に構造芯材２のほぞ６又は蟻溝に対応する蟻溝７又はほぞが形成される。【選択図】図１

Description

本発明は、構造用集成材に関するものであり、より詳細には、主に、木質構造の耐力部材である柱、梁あるいは桁として利用される、大断面、中断面、小断面を含む構造用集成材に関するものである。

木造建築の軸組に使用される耐力部材である木材は、無垢材と集成材とに大別される。無垢材は、木材そのものから切り出したものであり、集成材は、厚み２ｃｍほどのひき板を多数枚積層接着して成るものであり、それぞれメリットとデメリットがある。

柱についてはコスト面から無垢材が使用されることが多いが、無垢材の場合は、建物完成後に収縮するとか、品質にばらつきがあるといったデメリットがあるところから、最近は集成材も広く用いられるようになってきている。しかし、構造用集成材の場合は、多数枚のひき板を積層接着して成るものであるため、その強度は接着剤自体の耐久性、接着の良否等に依存することになり、品質の安定性に欠けるという問題があり、更には、接着剤を多量に用いることに伴い、シックハウス症候群を招来するおそれもある。

特開２０１５−１５７３６１号公報 特開２０１０−２２１５１４号公報 特開２００９−０００９３２号公報

上述したように、従来用いられている構造用集成材の場合は、多数枚のひき板を積層接着して成るものであるため、その強度は接着剤自体の耐久性、接着の良否等に依存することになり、品質の安定性に欠けるという問題があった。そこで本発明は、そのような問題がない、即ち、接着剤自体の耐久性や接着の良否等に依存することなく耐力部材としての強度を恒久的に確保することができる構造用集成材を提供することを課題とする。

上記課題を解決するための請求項１に記載の発明は、構造芯材と、前記構造芯材の周囲を囲む中継材と、前記中継材を被覆する化粧材とによって構成され、前記構造芯材の外側面にほぞ又は蟻溝が形成され、前記中継材の内側面に前記構造芯材のほぞ又は蟻溝に対応する蟻溝又はほぞが形成されていることを特徴とする構造用集成材である。

一実施形態においては、前記構造芯材に形成されるほぞ又は蟻溝は、前記構造芯材の長さ方向に伸びるように形成され、あるいは、前記構造芯材の幅方向に伸びるように複数段形成される。前記構造芯材の幅方向に伸びるように形成されるほぞ又は蟻溝は、一側面に形成されるほぞ又は蟻溝とそれに隣接する面に形成されるほぞ又は蟻溝とで、上下方向にずらして形成されることがある。

一実施形態においては、前記中継材の外側面にほぞ又は蟻溝が形成され、前記化粧材の内側面に前記中継材の外側面のほぞ又は蟻溝に対応する蟻溝又はほぞが形成される。前記中継材の外側面に形成されるほぞ又は蟻溝は、前記中継材の長さ方向に伸びるように形成される場合と、前記中継材の幅方向に伸びるように複数段形成される場合とがある。

一実施形態においては、前記中継材の外側面及びこれに当接する前記化粧材の内側面は平坦面とされる。好ましい実施形態においては、前記中継板は不燃処理される。また、前記化粧材の外側面は曲面に加工されることがある。

上記のとおり本発明に係る構造用集成材は、構造芯材と、前記構造芯材の周囲を囲む中継材と、前記中継材を被覆する化粧材とによって構成され、前記構造芯材に長さ方向又は幅方向に伸びるほぞ又は蟻溝が形成され、前記中継材の内側面に前記構造芯材のほぞ又は蟻溝に対応する蟻溝又はほぞが形成された構成であるので、各構成材のサイズを変えることにより、任意のサイズ（太さ）の構造用集成材を低コストにて供給でき、運搬中や施工時において表面が損傷したとしても、単に、最外層の化粧材のみ交換すれば足りるので、無駄がなく経済的という効果がある。

また、構造芯材、中継材及び化粧材の接合は主に蟻・ほぞ接合によって行われるので、接着剤自体の耐久性や接着の良否等に依存することなく耐力部材としての強度を恒久的に確保することができ、更に、接着剤の使用量は少量であるので、多量の接着剤使用に伴うシックハウス症候群招来の問題が起こらないという効果がある。

本発明に係る構造用集成材の第１の実施形態を示す斜視図である。 図１に示す実施形態の分解斜視図である。 本発明に係る構造用集成材の第１の実施形態の変形例を示す斜視図である。 図３に示す実施形態の分解斜視図である。 本発明に係る構造用集成材の第２の実施形態を示す斜視図である。 図５に示す実施形態の分解斜視図である。 本発明に係る構造用集成材の第２の実施形態の変形例を示す斜視図である。 図７に示す実施形態の分解斜視図である。 本発明に係る構造用集成材の第３の実施形態を示す斜視図である。 本発明に係る構造用集成材の第４の実施形態を示す斜視図である。

本発明を実施するための形態について、添付図面を参照しつつ詳細に説明する。本発明に係る構造用集成材１は、構造芯材２と、構造芯材２の周囲を囲む中継材３と、中継材３を被覆する化粧材４によって構成される。構造芯材２は無垢材又は集成材（図３，４に示す実施形態では集成材として表現してあるが、他の実施形態の場合も集成材となし得る。）であり、中継材３と化粧材４も無垢材又は集成材である。

構造芯材２は、通例、断面が正方形状（図１，２，５，６，９，１０参照）又は長方形状（図３，４，７，８参照）の角材であって、その四側面に、長さ方向に伸びるほぞ６又は蟻溝が形成される。図１〜図９に示される例ではほぞ６が形成され、図１０に示される例では蟻溝７が形成されている。

中継材３は、構造芯材２が断面正方形状又は長方形状の角材であることに伴い、４枚用意される。各中継材３の内側面には、構造芯材２のほぞ６又は蟻溝に対応する蟻溝７又はほぞが形成される。図１〜図９に示される例では、構造芯材２の側にほぞ６が形成されているので、中継材３の側にはそのほぞ６に対応する蟻溝７が形成され、図１０に示される例では、構造芯材２の側に蟻溝７が形成されているので、中継材３の側にはその蟻溝７に対応するほぞ６が形成されている。中継材３は、構造用集成材１の不燃性を確保するために、不燃処理されることが好ましい。

中継材３とそれを被覆する化粧材４は、接着又はビス止め等により一体化される場合（図１，３，９，１０参照）と、上記構造芯材２と中継材３の場合と同様に蟻・ほぞ接合により一体化される場合（図５，７参照）とがある。なお、後述するように、蟻・ほぞ接合の場合に部材間に接着剤を注入することがあり、また、ビス止めを併用することもある。

前者の場合は、対向する中継材３の外側面と化粧材４の内側面が接着面又はビス止め面となるので、共に平坦面にされる（図２，４，９，１０参照）。また、後者の場合は、中継材３の外側面に長さ方向に伸びるほぞ６ａ又は蟻溝が形成され、化粧材４の内側面に、中継材３の外側面のほぞ６ａ又は蟻溝に対応する蟻溝７ａ又はほぞが形成される（図６，８参照）。図示した例では、中継材３の外側面にほぞ６ａが形成され、化粧材４の内側面に、中継材３の外側面のほぞ６ａに対応する蟻溝７ａが形成されている。

化粧材４の外表面には、適宜化粧加工が施される。通例、構造芯材２は断面正方形状又は長方形状の角材であり、その周囲に係着される４枚の中継材３及び化粧材４は平板状である。このような部材によって構成される構造用集成材１は、断面が正方形又は長方形の四角柱であるが、化粧材４の外表面を曲面とすることにより、丸柱とすることもできる。

本発明に係る構造用集成材１は、各部材の準備工程、構造芯材２に対する中継材３の組み付け工程、中継材３に対する化粧材４の積層工程を経て製造される。

各部材の準備工程
先ず、本発明に係る構造用集成材１を構成する構造芯材２、中継材３及び化粧材４を用意する。１本の構造用集成材１を構成するために、構造芯材２が１本と、中継材３及び化粧材４がそれぞれ４枚必要となる。例えば、構造用集成材１が柱の場合には、構造芯材２として断面が正方形状の無垢材又は集成材が用いられ、梁の場合には、構造芯材２として断面が長方形状の無垢材又は集成材が用いられ、その四側面に、長さ方向又は幅方向に伸びるほぞ６が形成される。ほぞ６は各側面の中心位置に設けてもよいし、図１に示す実施形態におけるように、片側にずらして設けることとしてもよい。

図１乃至図４に示される実施形態においては、４枚の中継材３（中継材３ａ，３ｂ）の内側面に構造芯材２のほぞ６に対応する形状の蟻溝７が、ほぞ６に対応する位置に形成され、その外側面は平坦面にされる。そして、当該面に対向する化粧材４の内側面も平坦面とされる。図１及び図２に示される実施形態の場合の４枚の中継材３は同一形状に加工されるが、構造芯材２の断面が長方形状となる図３及び図４に示される実施形態の場合は、幅の異なる２種の中継材３ａ，３ｂが用意される。

また、図５乃至図８に示される実施形態においては、中継材１３の外側面に長さ方向に伸びるほぞ６ａが形成され、これに対向する化粧材１４の内側面に、ほぞ６ａに対応する形状の蟻溝７ａが、ほぞ６ａに対応する位置に形成される。そして、上記実施形態と同様に、構造芯材２の断面が長方形状となる図７及び図８に示される実施形態の場合は、幅の異なる２種の中継材１３ａ，１３ｂ、並びに、化粧材１４ａ，１４ｂが用意される。

更に、図９に示される実施形態においては、四側面に幅方向に伸びるほぞ６を複数段設けた構造芯材２と、そのほぞ６に対応する蟻溝７を設けた４枚の中継材３と、その中継材３に対応する化粧材が用意される。その場合、構造芯材の幅方向に伸びるように形成されるほぞ６は、一側面に形成されるほぞ６とそれに隣接する面に形成されるほぞ６とで、上下方向にずらして形成される場合もある（図９（Ｂ）参照）。また、図１０に示される実施形態においては、四側面に長さ方向に伸びる蟻溝７を設けた構造芯材２と、その蟻溝７に対応するほぞ６を設けた４枚の中継材３と、その中継材３に対応する化粧材が用意される。

構造芯材２に対する中継材３の組み付け工程
構造用集成材１を形成するに当たっては、先ず、構造芯材２の各周面に中継材３（１３ａ，１３ｂ）を組み付ける。その組み付けは、中継材３（１３ａ，１３ｂ）の蟻溝７（７ａ）内に構造芯材２のほぞ６を嵌入し、そのまま中継材３（１３ａ，１３ｂ）を構造芯材２に沿って端部までずらし動かしていくことによって行う。その際、必要に応じてほぞ６と蟻溝７間に接着剤を注入する。

化粧材４被装工程
次いで、化粧材４（１４ａ，１４ｂ）で中継材３（１３ａ，１３ｂ）を被覆する。図１乃至図４に示される実施形態においては、化粧材４を中継材３に重ねて接着又はビス止めし、あるいは、両者を併用して固定する。ビス止めする場合は、木栓１５を嵌め付けて隠蔽する（図１参照）。また、図５乃至図８に示される実施形態においては、化粧材１４ａ，１４ｂの蟻溝７ａに中継材１３ａ，１３ｂのほぞ６ａを嵌入することにより、化粧材１４ａ，１４ｂを中継材１３ａ，１３ｂに固定する。

なお、図１乃至図４に示される実施形態の場合は、予め化粧材４を中継材３に固定しておいてもよいし、施工時に現場において設置することとしてもよい。また、図９及び図１０に示される実施形態においても、上述した方法に準じて組み立てていく。

以上いずれの実施形態においても、構造用集成材1は、構造芯材２と、構造芯材２の周囲を囲む中継材３（１３ａ，１３ｂ）と、中継材３（１３ａ，１３ｂ）を被覆する化粧材４（１４ａ，１４ｂ）とによって構成され、構造芯材２に長さ方向又は幅方向に伸びるほぞ６又は蟻溝が形成され、中継材３（１３ａ，１３ｂ）の内側面に構造芯材２のほぞ６又は蟻溝に対応する蟻溝７又はほぞが形成された構成であるので、各構成材のサイズ並びに種類を変えることにより、任意のサイズ（太さ、形状）の、安定的品質の構造用集成材１を低コストにて供給することができる。

また、構造芯材２、中継材３（１３ａ，１３ｂ）及び化粧材４（１４ａ，１４ｂ）の接合は主に蟻・ほぞ接合によって行われるので、接着剤自体の耐久性や接着の良否等に依存することなく耐力部材としての強度を恒久的に確保することができ、更に、接着剤の使用量は少量であるので、多量の接着剤使用に伴うシックハウス症候群招来のおそれがない。そして更に、運搬中や施工時において表面が損傷したとしても、単に、最外層の化粧材のみ交換すれば足りるので、無駄がなく経済的であって、産業上の利用性は大である。

１ 構造用集成材
２ 構造芯材
３，１３ａ，１３ｂ 中継材
４，１４ａ，１４ｂ 化粧材
６，６ａ ほぞ
７，７ａ 蟻溝
１５ 木栓

Claims (10)

1. 構造芯材と、前記構造芯材の周囲を囲む中継材と、前記中継材を被覆する化粧材とによって構成され、前記構造芯材の外側面にほぞ又は蟻溝が形成され、前記中継材の内側面に前記構造芯材のほぞ又は蟻溝に対応する蟻溝又はほぞが形成されていることを特徴とする構造用集成材。
2. 前記構造芯材に形成されるほぞ又は蟻溝は、前記構造芯材の長さ方向に伸びるように形成される、請求項１に記載の構造用集成材。
3. 前記構造芯材に形成されるほぞ又は蟻溝は、前記構造芯材の幅方向に伸びるように複数段形成される、請求項１に記載の構造用集成材。
4. 前記構造芯材の幅方向に伸びるように形成されるほぞ又は蟻溝は、一側面に形成されるほぞ又は蟻溝とそれに隣接する面に形成されるほぞ又は蟻溝とで、上下方向にずらして形成される、請求項３に記載の構造用集成材。
5. 前記中継材の外側面にほぞ又は蟻溝が形成され、前記化粧材の内側面に前記中継材の外側面のほぞ又は蟻溝に対応する蟻溝又はほぞが形成されている、請求項１乃至４のいずれかに記載の構造用集成材。
6. 前記中継材の外側面に形成されるほぞ又は蟻溝は、前記中継材の長さ方向に伸びるように形成される、請求項５に記載の構造用集成材。
7. 前記中継材に形成されるほぞ又は蟻溝は、前記中継材の幅方向に伸びるように複数段形成される、請求項５に記載の構造用集成材。
8. 前記中継材の外側面及びこれに当接する前記化粧材の内側面は平坦である、請求項１乃至７のいずれかに記載の構造用集成材。
9. 前記中継板は不燃処理されている、請求項１乃至８のいずれかに記載の構造用集成材。
10. 前記化粧材の外側面は曲面を呈している、請求項１乃至９のいずれかに記載の構造用集成材。

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