JP2020153149A - 木材連結用補強ロッド及び木材連結構造 - Google Patents
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Description
図1〜4は、本発明の実施の形態1による木材連結構造の一構成例を示す説明図である。図1には、一対の木材1A,1Bの連結前の外観の一例が示され、図2には、一対の木材1A,1Bの連結後の外観の一例が示されている。また、図3には、一対の木材1A,1Bの接合面10が示され、図4には、図2の連結木材1Cを軸方向に切断した切断面が示されている。
第1木材1Aは、円形の断面を有し、軸方向に直線的に延びる円柱状の柱材であり、軸方向に対し垂直な接合面10Aを有する。接合面10Aは、円形であり、凹部11A及びロッド埋設穴12Aが形成されている。例えば、1つの凹部11Aが接合面10Aの中央部に設けられ、2以上のロッド埋設穴12Aが接合面10Aの周辺部に設けられる。図中には、多数のロッド埋設穴12Aが1つの凹部11Aを取り囲むように配置されている様子が示されている。
第2木材1Bは、円形の断面を有し、軸方向に直線的に延びる円柱状の柱材であり、軸方向に対し垂直な接合面10Bを有する。接合面10Bは、円形であり、凸部11B及びロッド埋設穴12Bが形成されている。例えば、1つの凸部11Bが接合面10Bの中央部に設けられ、2以上のロッド埋設穴12Bが接合面10Bの周辺部に設けられる。図中には、多数のロッド埋設穴12Bが1つの凸部11Bを取り囲むように配置されている様子が示されている。
図2には、連結木材1Cが示されている。第1及び第2木材1A,1Bは、各接合面10A,10Bを対向させて互いに連結することにより、連結木材1Cになる。第1及び第2木材1A,1Bは、それぞれの軸が一致するように連結される。また、接合面10A,10Bの径は同一であり、連結状態において外縁が一致している。図中の接合面10は、密着して接合された木材1A,1Bの接合面10A,10Bに相当する。
図5は、補強ロッド2の一構成例を示した図である。補強ロッド2は、ロッド軸部20と複数のバランス材21により構成され、バランス材21は、第1バランス材21A及び第2バランス材21Bにより構成される。第1バランス材21Aは、接合面10よりも一端側に配置され、第1木材1Aのロッド埋設穴12A内に埋設される。第2バランス材21Bは、接合面10よりも他端側に配置され、第2木材1Bのロッド埋設穴12B内に埋設される。
ロッド軸部20は、略円形の断面を有し、軸方向に直線的に延びる形状からなる。ロッド軸部20として、アラミド繊維を棒状に加工したアラミド繊維ロッドを用いることができる。アラミド繊維は、防錆性を有し、引張強度が高く、軽量であることから、鉄筋よりも補強ロッド2の材料として適している。例えば、アラミド繊維を組紐状に加工し、エポキシ系樹脂で硬化させ棒状に成形したアラミド繊維ロッドがロッド軸部20として用いられる。
バランス材21は、ロッド軸部20をロッド埋設穴12A,12Bの略中央に配置するためのスペーサ部材である。バランス材21は、ロッド軸部20の外周面から外側に向かって突出する突出部として形成される。また、ロッド軸部20の中心軸からバランス材21の最外縁までの距離は、ロッド埋設穴12A,12Bの半径よりもやや小さくなっている。このため、ロッド軸部20の中心軸から見て、互いに異なる方向に3以上のバランス材21を配置することにより、ロッド軸部20をロッド埋設穴12A,12Bの断面の略中央に配置することができる。
図5のロッド軸部20には、接合面10よりも一端側に12枚の第1バランス材21Aが設けられている。各第1バランス材21Aは、ロッド軸部20の中心軸からみて、互いに直交する4つの方位に配置される板状体であり、互いに離間された軸方向の異なる3つの位置に4枚ずつ設けられている。軸方向の同じ位置に設けられる4枚の第1バランス材21Aは、バランス材モジュールM1として一体的に形成され、ロッド軸部20に取り付けられる。
図5のロッド軸部20には、接合面10よりも一端側に6枚の第2バランス材21Bが設けられている。各第2バランス材21Bは、ロッド軸部20の中心軸からみて、互いに直交する方位に配置された板状体であり、互いに離間された軸方向の異なる3つの位置に2枚ずつ設けられている。軸方向の同じ位置に設けられる2枚の第2バランス材21Bは、バランス材モジュールM2として一体的に形成され、ロッド軸部20に取り付けられる。
図11は、一対の木材1A,1Bを連結するときの様子を示した図である。まず、木材1A,1Bのうち任意の一方に対し、補強ロッド2の長さの半分が埋め込まれ、補強ロッド2の残り半分が接合面から突出した状態になる。この突出部分が、木材1A,1Bの他方に埋め込まれる。このとき、補強ロッド2は、第1バランス材21A側が先に埋め込まれ、第2バランス材21B側が後から埋め込まれる。
図12は、図4の断面図の一部を拡大して示した一部拡大断面図である。接合面10付近におけるロッド埋設穴12A,12Bの様子が示されている。ロッド埋設穴12A,12Bは、その開口に隣接してオーバーフロー収容部12sを有する。また、ロッド埋設穴12A,12Bの内壁面には、プライマー層4が形成されている。
ロッド埋設穴12A,12Bは、同一径からなる有底円筒中空部12hからなるが、その開口近傍には、より広径のオーバーフロー収容部12sが形成されている。オーバーフロー収容部12sは、有底円筒中空部12hよりも広く、開口と一致する径を有する中空円筒部である。ロッド埋設穴12A,12Bは、オーバーフロー収容部12sを備えることにより、補強ロッド2の挿入にともなって、ロッド埋設穴12A,12B内に充填された接着剤3が接合面10A上に溢れ出すのを防止している。
ロッド埋設穴12A,12Bの内壁面には、プライマー層4が形成され、十分に定着した後、その内側に接着剤が充填される。プライマー層4は、ロッド埋設穴12A,12Bの内壁面に形成される薄い下地層であり、木材からなるロッド埋設穴12A,12Bの内壁面と、接着剤3とを強固に結合させるために設けられる。例えば、接着剤3として、エポキシ系樹脂を用いる場合、アラミド繊維からなる補強ロッド2とは強固に結合するが、木材であるロッド埋設穴12A,12Bの内壁面に対しては十分な結合強度を確保できない。このため、木材及び接着剤間に介在させて両者を強固に結合するためのプライマー層4がロッド埋設穴12A,12Bの内壁面に形成される。なお、ロッド軸部20の中心軸からバランス材21A,21Bの最外縁までの距離は、プライマー層4の内表面の半径よりもやや小さくなっている。
a) 本実施の形態によれば、一対の木材1A,1Bのロッド埋設穴12A,12Bに対し、先に接着剤3が充填され、硬化前の接着剤3中に補強ロッド2が挿入される。このため、先に補強ロッド2を挿入し、その後に接着剤3を充填する従来技術に比べ、ロッド埋設穴12A,12B内の接着剤3中に空洞が生じにくくなる。このため、木材1A,1Bに対し補強ロッド2をより強固に結合させ、抜けにくくすることができ、引っ張り強度を増大させることができる。
実施の形態1では、第1バランス材21Aが、ロッド軸部20の中心軸からみて、互いに直交する4つの方位に配置される板状体である場合の例について説明した。これに対し、本実施の形態では、第1バランス材21Aが、ロッド軸部20の外周上に設けられた螺旋形の板状体である場合について説明する。
実施の形態2では、第1バランス材21Aが、ロッド軸部20の外周上に設けられた螺旋状の板状体である場合の例について説明した。これに対し、本実施の形態では、第1バランス材21Aが、ロッド軸部20の外周上に設けられた螺旋形の紐状体である場合について説明する。
1C 連結木材
2 補強ロッド
3 接着剤
4 プライマー層
10,10A,10B 接合面
11A 凹部
11B 凸部
12A、12B ロッド埋設穴
12h 有底円筒中空部
12s オーバーフロー収容部
20 ロッド軸部
21,21A,21B バランス材
22A,22B 支持部
M1,M2 バランス材モジュール
Claims (8)
- 一対の木材の接合面にそれぞれ穿設され、円形の断面をそれぞれ有し、互いに同軸に配置されて連通する一対のロッド埋設穴内に充填された接着剤中に埋設され、前記一対の木材を連結する木材連結用補強ロッドにおいて、
略円形の断面を有し、軸方向に直線的に延びるロッド軸部と、
前記接合面よりも一端側の前記ロッド軸部の外周面から突出し、前記外周面上において前記軸方向に対し傾斜する方向に延びる第1バランス材と、を備えたことを特徴とする木材連結用補強ロッド。 - 前記接合面よりも他端側の前記ロッド軸部の外周面上に設けられ、前記軸方向に対し平行に延びるバランス材であって、前記ロッド軸部の互いに異なる径方向にそれぞれ設けられた3以上の第2バランス材を備えたことを特徴とする請求項1に記載の木材連結用補強ロッド。
- 前記第2バランス材は、前記外周面から前記ロッド軸部の径方向に突き出し、前記軸方向に平行に伸びる板状体であることを特徴とする請求項2に記載の木材連結用補強ロッド。
- 前記第1バランス材は、前記外周面から前記ロッド軸部の径方向に突き出し、前記軸方向に対し傾斜する方向に延びる板状体であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の木材連結用補強ロッド。
- 前記第1バランス材は、前記外周面上に螺旋状に設けられた板状体又は紐状体であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の木材連結用補強ロッド。
- 2以上の前記第1バランス材が、軸方向において互いに離間して配置されることを特徴とする請求項5に記載の木材連結用補強ロッド。
- 一対の木材を接合面で連結する木材連結構造において、
一方の木材の接合面には、略中央に凹部又は凸部の一方が形成され、前記凹部又は凸部の前記一方を取り囲むように多数の第1ロッド埋設穴が穿設され、
他方の木材の接合面には、略中央に前記凹部又は凸部の前記一方と嵌合する他方が形成され、前記凹部又は凸部の他方を取り囲むように前記第1ロッド埋設穴と対向する多数の第2ロッド埋設穴が穿設され、
前記第1ロッド埋設穴に充填された硬化前の接着剤中に木材接合用補強ロッドの一端が挿入された後、前記第2ロッド埋設穴に充填された硬化前の接着剤中に前記木材接合用補強ロッドの他端が挿入され、
前記木材接合用補強ロッドが、略円形の断面を有し、軸方向に直線的に延びるロッド軸部と、前記接合面よりも一端側の前記ロッド軸部の外周面から突出し、前記外周面上において前記軸方向に対し傾斜する方向に延びる第1バランス材とを有し、第1ロッド埋設穴に対し相対的に自転しながら挿入されることを特徴とする木材連結構造。 - 前記木材接合用補強ロッドが、前記接合面よりも他端側の前記ロッド軸部の外周面上に設けられ、前記軸方向に対し平行に延びるバランス材であって、前記ロッド軸部の互いに異なる径方向にそれぞれ設けられた3以上の第2バランス材を有し、第1ロッド埋設穴に対し相対的に自転することなく挿入されることを特徴とする請求項7に記載の木材連結構造。
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