JP2022080534A - パネルの製造方法及びパネル - Google Patents

Abstract

【課題】接着剤を用いずに、初期段階から接合耐力を高め、かつ、接合耐力を維持できるパネルの製造方法を提供する。【解決手段】パネル１００は、長手方向を揃えて隣り合う２本が接するように配列され、配列方向に貫通する複数の穴をそれぞれ備える複数の基材１１０と、穴のそれぞれに１本ずつ配列方向に圧入されて複数の基材を締結する複数の締結材１３０と、を備える。複数の基材のうち少なくとも２本以上である第１の木材はパネルを用いて建築物が建築された場合に形成される内部空間の平衡含水率より高い含水率である。締結材は、円柱状の本体部と、本体部から径方向に突出する複数の突出部を備え、第１の木材より気乾比重が大きい木材であり、平衡含水率より低い含水率である。突出部は、締結材の長手方向と平行して配置され、隣接する突出部における本体部の側の端部同士が接続し、突出部の先端部が穴の周面に沿って変形する変形部を備える。【選択図】図１

Description

特許法第３０条第２項適用申請有り （１）令和１年１１月２２日以降、４回に亘り株式会社平成建設静岡支店等に販売 （２）令和２年２月１０日に株式会社長谷萬のウェブサイトにて公開 （３）令和２年３月１９日に株式会社長谷萬の性能評価結果の報告書にて公開 （４）令和２年３月２０日に株式会社長谷萬のＢＳボード リーフレットにて公開 （５）令和２年６月４日に株式会社長谷萬のＢＳボード リーフレットにて公開 （６）令和２年１０月１日に株式会社長谷萬のウェブサイトにて公開 （７）令和２年１０月１日に公益財団法人日本デザイン振興会のウェブサイトにて公開 （８）令和２年１０月２０日に宮田雄二郎が「「木ダボ積層板の水平せん断試験と力学特性の検証」日本建築学会技術報告集（６４），ｐ．９４０－９４５，２０２０－１」にて公開

本発明は、パネルの製造方法及びパネルに関し、特に、木材を含む基材を配列したパネルの製造方法及びパネルに関する。

日本では、人工林の森林資源が充実しており、木材活用を進めることが求められている。その理由は、日本の森林の約４割を人工林が占めており、多くの人工林が植林からおよそ５０年が経過し、蓄積量が増加しており、本格的な伐採期を迎えているためである。また、持続可能な天然資源である森林資源の利活用は、ＳＤＧｓ（Sustainable Development Goals）の達成に貢献できるためでもある。

ここで、現状の積層木材は、接着剤が使用されているものが多い。そこで、ＶＯＣ（Volatile Organic Compounds）や環境負荷低減の点から、接着剤を用いない木質構造部材が求められている。

また、接着剤を用いる積層木材の量産には、大掛かりな設備が必要である。そのため、各地域の木材製品生産を担う中小の製材事業者が、各地域の森林資源を活用し、積層木材を生産するのは算入の障壁が高い。中小の製材事業者が積層木材を生産するためには、積層木材の製造方法として、大掛かりな設備が不要な方法が求められる。ここで、昨今、製材工場は大規模化が進みつつあるが、国内の森林資源活用には、中小製材事業者を含めた多様な木材製品生産が必要であり、中小製材事業者の特色を活かした、規模によらない木材製品が求められる。ここで、接着剤を用いる集成材や合板の工場は、集約型の産業による大量生産を前提としているために、大掛かりな設備が必要である。そのため、各地域の積層木材の生産設備を持たない、中小製材事業者の活性化には寄与しない。それ故、各地域の中小製材事業者を活性化するためには、大規模設備を必要とせず、比較的手工業的な手法で地域の木材を活用し、木材製品を生産する木材利用システムが求められている。

加えて、近年では、建設産業への若年層の入職が少ないため、建築施工を担う職人が高齢化し、職人不足が一層進んでいる。そこで、職人不足に対応するため、工場での加工度を高め、施工の簡略化を進める必要がある。

ここで、特許文献１には、接着剤を用いない積層木材に関する技術が開示されている。特許文献１にかかる技術は、接着剤を使うことなく角材又は板状材等の木材が３本以上平面状に重ねられ、木材からなる複数のダボにて結合され、且つ該ダボは適宜な傾斜角度を有して設けられてなる。そして、該ダボは、３本以上平面状に重ねられた木材の幅方向の両側からそれぞれ一部貫通されて中央で重なり箇所を有する。

特開２００７－２５８１号公報

しかしながら、特許文献１では、積層木材にダボを貫入する方向を、木材の積層方向に対して斜めにする必要がある。しかもダボの貫入方向は、２種類以上となる。そのため、積層木材に対して２種類以上の斜めの方向に複数の穴開けを行う必要がある。そして、積層木材の穴にダボを打ち込む際の加力方向も斜めの２方向以上となる。そのため、特許文献１にかかる技術には、製造方法が複雑化するという問題点がある。

また、特許文献１には、ダボの貫通穴が中央で接近し、重なる箇所を有することから、斜めの貫通穴の交差部分において、断面の欠損が大きくなる問題点がある。また積層木材を幅方向に配列して使用する場合、隣り合う積層材は２種類の斜め方向に飛び出すダボでは、押し込む方向が２種類あり同時に２方向を押すことができないため、結合することが出来ないことから、複数枚の使用では一体化できないという問題もある。

本開示は、このような問題点を解決するためになされたものであり、複数の木材を含む基材を積層した建築用部材（パネル）を製造する際に、接着剤を用いずに、初期段階から接合耐力を高め、かつ、接合耐力を維持できるように容易に製造するためのパネルの製造方法及びパネルを提供することを目的とする。

本開示の第１の態様にかかるパネルの製造方法は、一軸方向に長手方向を有する複数の基材と各基材を締結する複数の第１の締結材とを備えるパネルの製造方法であって、前記複数の基材の長手方向を揃えて隣り合う２本が接するように配列するステップと、前記基材の配列方向に各基材を貫通して形成された複数の穴のそれぞれに１本ずつ、前記配列方向と同一方向に前記第１の締結材を圧入して各基材を締結するステップと、を備える。ここで、前記複数の基材は、第１の樹種である第１の木材を少なくとも２本以上含み、前記第１の木材は、前記パネルを用いて建築物が建築された場合に形成される内部空間の平衡含水率より高い含水率となるように乾燥度が調整されている。前記複数の第１の締結材のそれぞれは、円柱状の本体部と、前記本体部から径方向に突出する複数の突出部を備え、前記第１の樹種より気乾比重が大きい第２の樹種の木材であり、前記平衡含水率より低い含水率となるように乾燥度が調整されており、断面形状の最外径が前記穴の直径よりも大きい。前記複数の突出部のそれぞれは、前記第１の締結材の長手方向と平行して配置され、隣接する突出部における前記本体部の側の端部同士が接続することを特徴とする。

本開示の第２の態様にかかるパネルは、一軸方向に長手方向を有し、当該長手方向を揃えて隣り合う２本が接するように配列された複数の基材であって、前記基材の配列方向に貫通する複数の穴をそれぞれ備える複数の基材と、前記穴のそれぞれに１本ずつ前記配列方向に圧入されて前記複数の基材を締結する複数の第１の締結材と、を備えるパネルである。前記複数の基材は、第１の樹種である第１の木材を少なくとも２本以上含み、前記第１の木材は、前記パネルを用いて建築物が建築された場合に形成される内部空間の平衡含水率より高い含水率となるように乾燥度が調整されている。前記複数の第１の締結材のそれぞれは、円柱状の本体部と、前記本体部から径方向に突出する複数の突出部を備え、前記第１の樹種より気乾比重が大きい第２の樹種の木材であり、前記平衡含水率より低い含水率となるように乾燥度が調整されている。前記複数の突出部のそれぞれは、前記第１の締結材の長手方向と平行して配置され、隣接する突出部における前記本体部の側の端部同士が接続し、前記突出部の先端部が前記穴の周面に沿って変形する変形部を備える。

本開示によれば、複数の木材を含む基材を積層した建築用部材（パネル）を製造する際に、接着剤を用いずに、初期段階から接合耐力を高め、かつ、接合耐力を維持できるように容易に製造するためのパネルの製造方法及びパネルを提供することができる。本開示により製造したパネルを連結して使用する場合に、パネル製造と同様に接合耐力を維持できるよう木ダボにより隣接するパネル同士を連結した建築用部材として提供することが出来る。

（ａ）は本実施形態１にかかるパネルの斜視図、（ｂ）は本実施形態１にかかるパネルの他の例の斜視図である。 （ａ）は本実施形態１にかかるパネルにおける配列された基材の正面図、（ｂ）は本実施形態１にかかるパネルにおける基材の穴の位置の一例を示す側面図、（ｃ）は本実施形態１にかかるパネルにおける基材の穴の位置の他の例を示す側面図である。 （ａ）は本実施形態１にかかる（基材の穴への圧入前の）木ダボの断面形状を示す図、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）及び（ｅ）は、（基材の穴への圧入前の）木ダボの突出部の先端部の形状の一例を示す図である。 本実施形態１にかかるパネルの製造方法の流れを示すフローチャートである。 （ａ）は、本実施形態１にかかる基材の穴と圧入される木ダボの関係を示す概念図、（ｂ）は本実施形態１にかかる木ダボが圧入されたことにより、突出部の先端部がめり込むことを概念的に示す図、（ｃ）は本実施形態１にかかる圧入後の木ダボの突出部の先端部に変形部が形成されたことを概念的に示す図である。 （ａ）から（ｇ）は本実施形態１にかかるパネルの配列方向の断面図であり、基材の断面形状の例を示す図である。 本実施形態２にかかる実施例２－１のパネルの配列方向の断面図である。 （ａ）及び（ｂ）は本実施形態２にかかる実施例２－２のパネルの側面図である。 （ａ）は本実施形態３にかかるパネルの正面図、（ｂ）は本実施形態３にかかるパネルの側面図である。 （ａ）は本実施形態４にかかるパネルの配列方向の断面図、（ｂ）は基材の間に設けられた吸音材を示す図、（ｃ）は基材の端部周辺について説明するための図である。 （ａ）は本実施形態５にかかる実施例５－１のパネルの正面図、（ｂ）は本実施形態５にかかる実施例５－２のパネルの正面図である。

以下では、本発明を適用した具体的な実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。各図面において、同一要素には同一の符号が付されており、説明の明確化のため、必要に応じて重複説明は省略する。

＜実施形態１＞
図１（ａ）は、本実施形態１にかかるパネル１００の斜視図である。パネル１００は、複数の基材１１０と、各基材を締結する複数の木ダボ１３０とを備える。基材１１０は、一軸方向に長手方向を有する部材である。尚、本実施形態１にかかるパネル１００の基材１１０は少なくとも２本以上であればよい。また、本実施形態１にかかるパネル１００の木ダボ１３０は少なくとも２本以上であればよい。また、図１では、基材１１０の側面から木ダボ１３０の長手方向の端部が突出しているが、突出していなくてもよい。

本実施形態１にかかる基材１１０は、第１の樹種である第１の木材である。第１の木材は、パネル１００を用いて建築物が建築された場合に形成される内部空間（室内等）の平衡含水率より高い含水率となるように乾燥度が調整されている。例えば、基材１１０である第１の木材は、含水率１５～２０％程度である。また、第１の樹種は、木ダボ１３０の気乾比重よりも小さな樹種である。例えば、第１の樹種は、気乾比重０．４程度の樹種が望ましい。

図１（ｂ）は、本実施形態１にかかるパネル１００ｇ（他の例）の斜視図である。パネル１００ｇは、パネル１００と異なり、基材１１０の側面に８つの穴を設け、各穴に１本ずつの木ダボを圧入し、計８本の木ダボを用いる例である。

図２（ａ）は、本実施形態１にかかるパネル１００における配列された基材１１０の正面図である。各基材１１０は、長手方向を揃えて隣り合う２本が接するように配列されている。また、各基材１１０は、基材の配列方向に各基材を貫通する複数の穴１２１から１２４を有する。尚、本実施形態１にかかる基材１１０の穴の数は、２以上であればよい。

図２（ｂ）は、本実施形態１にかかるパネル１００における基材１１０の穴の位置の一例を示す側面図である。ここでは、基材１１０の高さ方向の中心部に略等間隔の位置に４つの穴１２１から１２４が設けられていることを示す。尚、穴の直径は、穴ごとにことなっていてもよい。但し、その場合、各穴に対応する木ダボを用いるものとする。

図２（ｃ）及び図２（ｄ）は、本実施形態１にかかるパネル１００における基材１１０の穴の位置の他の例を示す側面図である。図２（ｃ）は、基材１１０の高さ方向の右寄りや左寄りの位置に２つずつ穴が設けられていることを示す。図２（ｄ）は、パネル１００ｇに対応する基材１１０の高さ方向に２つずつ穴１２１から１２８が設けられていることを示す。尚、基材１１０に設けられる複数の穴の位置はこれらに限定されない。

図１（ａ）に戻り説明を続ける。木ダボ１３０は、第１の締結材の一例である。木ダボ１３０は、基材１１０の複数の穴１２１から１２４のそれぞれに１本ずつ圧入されて複数の基材１１０を締結する。木ダボ１３０は、第１の樹種より気乾比重が大きい第２の樹種の木材である。第２の樹種は、例えば、気乾比重０．６程度の樹種が望ましい。また、木ダボ１３０は、上記平衡含水率より低い含水率となるように乾燥度が調整されている。そのため、木ダボ１３０は、基材１１０の含水率より低い。尚、図１（ｂ）では、木ダボ１３０は、基材１１０の複数の穴１２１から１２８のそれぞれに１本ずつ圧入されて複数の基材１１０を締結する。

図３（ａ）は、本実施形態１にかかる（基材の穴への圧入前の）木ダボ１３０の断面形状を示す図である。木ダボ１３０は、本体部１３０１と、複数の突出部１３０２とを備える。本体部１３０１は、断面形状が円形である。突出部１３０２は、本体部１３０１から径方向に突出する先端部を有する。よって、木ダボ１３０の断面形状は、略円形といえる。複数の突出部１３０２のそれぞれは、木ダボ１３０の長手方向と平行して配置され、隣接する突出部１３０２における本体部１３０１の側の端部同士が接続する。つまり、木ダボ１３０は、軸方向の表面に、軸方向と平行に隙間なく連続して複数の突出部を備えた形状である。

図３（ｂ）から（ｅ）は、（基材の穴への圧入前の）木ダボ１３０の突出部１３０２の先端部の形状の一例を示す図である。図３（ｂ)は、突出部が円弧である例である。図３（ｃ）は、突出部が半円である例である。図３（ｄ）は、突出部が放物線である例である。図３（ｅ）は、突出部がＶ字である例である。その他、基材の穴への圧入前の）木ダボ１３０の突出部１３０２の先端部の形状は、楕円形、懸垂線系、Ｕ字形又はこれらに近似する形状であってもよい。つまり、突出部１３０２は、本体部１３０１の断面外周部に近付くほど先端が細くなる形状である。そのため、木ダボ１３０の突出部１３０２の先端部は、基材の穴への圧入前においては、表面に平滑面が少ないといえる。このように、基材の穴の周面と接触する木ダボの突出部の先端部の面積を小さくすることで、先端部の弾塑性変形が生じ易くなる。

図４は、本実施形態１にかかるパネルの製造方法の流れを示すフローチャートである。前提として、複数の基材１１０は、略矩形断面で所定の長さで加工済みとする。尚、各基材の長手方向の断面形状や長さは、後述するように異なっていても良い。ここで、まず、各基材について上記平衡含水率より高い含水率となるように乾燥させる（Ｓ１１）。尚、ステップ１１の乾燥は、基材の加工前に行っても良い。

次に、各基材を、長手方向に揃えて、隣り合う２本が接するように配列する（Ｓ１２）。例えば、上述した図２（ａ）のように配列し、周囲から固定する。そして、配列後の各基材を配列方向に貫通する穴を複数個所に穿孔する（Ｓ１３）。例えば、上述した図２（ｂ）又は（ｃ）のように複数の穴が形成される。このように、配列した複数の基材を固定した状態でまとめて穴を開けることで、基材ごとの穴のズレを防止し、後述する木ダボの圧入を容易にできる。

ステップＳ１１からＳ１３とは独立して、板状の所定の長さの木ダボの基材について、上記平衡含水率より低い含水率となるように乾燥させる（Ｓ１４）。尚、木ダボの基材の長さは、基材１１０の配列方向の長さ以上であればよい。

次に、各木ダボの基材を切削し、上記の断面形状と突出部を形成する（Ｓ１５）。また、木ダボの直径は、ステップＳ１３で穿孔する基材の穴の直径よりも大きいものとする。つまり、木ダボの軸方向の断面形状の最外径が基材穴の直径よりも大きいものとする。そして、各木ダボは、断面形状において、円形である本体部１３０１の外周上に連続して複数の突出部１３０２が形成される。尚、木ダボの本体部１３０１の直径は、基材の穴の直径より小さいことが望ましい。

ステップＳ１３及びＳ１５の後、配列後の基材の穴のそれぞれに、突出部を備える木ダボを配列方向と同一方向に１本ずつ圧入する（Ｓ１６）。これにより、複数の基材１１０が木ダボ１３０により締結され、図１に示したようなパネル１００が製造される。そのため、特許文献１と比べて容易にパネルを製造することができる。

図５（ａ）は、本実施形態１にかかる基材１１０の穴１２１と圧入される木ダボ１３０の関係を示す概念図である。実際には、複数の基材が配列されており、基材間で穴の位置が概ね一致していることから、木ダボ１３０が複数の基材の穴を貫通する。このとき、基材より木ダボの比重が大きいため、木ダボ１３０の突出部１３０２の先端部が、穴の周面に沿ってめり込む。図５（ｂ）は、本実施形態１にかかる木ダボ１３０が圧入されたことにより、突出部１３０２の先端部がめり込むことを概念的に示す図である。そして、図５（ｃ）は、本実施形態１にかかる圧入後の木ダボ１３０の突出部１３０２の先端部１３０３に変形部１３０４が形成されたことを概念的に示す図である。つまり、突出部１３０２の接触部と基材の穴表面の接触部が穴の周面に沿って塑性変形し、変形部１３０４を形成する。

このように、基材の穴にステップＳ１５で突出部が形成された木ダボを圧入することで、基材の穴表面と木ダボの突出部の先端部が基材の穴の径方向に押し付け合う結果、微小な弾塑性変形が生じる。そのため、木ダボの突出部と穴表面との間で嵌め合いが生じる。よって、接着剤や木ダボへのくさびなど、木ダボの接合効果を高める部材を用いずとも、初期から接合耐力が生じさせることができる。

また、パネル１００の製造後（つまり、複数の基材が複数の木ダボの圧入により接合された後）、所定の場所における建築物の施工部材として用いられる。例えば、パネル１００は、木造軸組工法や枠組壁工法の躯体に接合することで、構造パネル兼意匠パネルとして、屋根、壁、床、天井などに利用することできる。つまり、パネル１００は、建築物の部屋等の内部空間を形成するための部材の一部として用いることができる。また、パネル１００を隣り合うよう配列して、隣り合うパネル１００で共通の木ダボを圧入することにより、隣り合うパネル１００を相互に連結することで、１枚のパネルでは製造できない大型の版面を構成することが可能となる。

この場合、時間の経過と共に、木ダボは当初（ステップＳ１４）の含水率から、建築物の室内（内部空間）の平衡含水率に近づくように上昇する。一方、基材は当初（ステップＳ１１）の含水率から、室内の平衡含水率に近づくように低下する。これらによって、木ダボは含水率の増大により、微小な膨張が生じ、一方、基材は基材の含水率の低下、すなわち乾燥の進行によって、微小な縮小が生じる。そのため、基材の穴は広がる方向となるが、木ダボの微小な膨張が生じる。結果として、嵌合力の低下を抑制でき、長期にわたって、接合耐力を維持できる。

尚、基材１１０に用いる木材の第１の樹種は、例えば、杉（気乾比重０．３８、曲げヤング係数８０）、桧（気乾比重０．４１、曲げヤング係数９０）、ＳＰＦ（Spruce Pine Fir）（気乾比重０．４１、曲げヤング係数９５）としてもよい。また、木ダボ１３０に用いる木材の第２の樹種は、例えば、ブナ（気乾比重０．６３、曲げヤング係数１２０）であるとよい。但し、樹種はこれらに限定されない。

図６は、本実施形態１にかかるパネル１００の配列方向の断面図であり、基材の断面形状の例を示す図である。図６（ａ）は、各基材１１０が同一形状であり、矩形又は略矩形である例を示す。図６（ｂ）は、各基材１１０が同一形状であり、隣接する一方の基材の凹部に、他方の基材の凸部が嵌り合う例を示す。図６（ｃ）は、各基材１１０が同一形状であり、端部の一方を斜めに切り欠いた（切り欠き形状を有する）例を示す。尚、切り欠き形状は、内部空間側であるとよい。つまり、パネル１００の見え掛かりとなる面に予め加工を行うことや、溝を設けることを行っても良い。これにより、意匠性を高めることができる。図６（ｄ）は、各基材１１０が異なる長さ及び幅である例を示す。但し、この場合でも、各基材１１０は、配列方向に貫通する共通の穴を有するものとする。図６（ｅ）は、各基材１１０のそれぞれは、隣接する基材との接触面に複数の凹部及び凸部を備える例を示す。そして、隣接する一方の基材の凹部に、他方の基材の凸部が嵌り合う例を示す。図６（ｆ）は、各基材１１０が同一形状であり、両端部が丸みを帯びた例を示す。図６（ｇ）は、図６（ｅ）とは凹部及び凸部の形状のパターンが異なる例を示す。上記のことから、本実施形態１にかかるパネル１００に用いられる各基材１１０は、隣り合う基材との接触面を有し、接触面は、長手方向と平行な略平滑面を有するといえる。

また、例えば、図６（ｂ）（ｅ）及び（ｇ）は、次のような特徴を有するといえる。すなわち、複数の基材のうち隣接する第１の基材と第２の基材において、第１の基材は、凸部を有し、記第２の基材は、凸部と篏合される凹部状を有する。言い換えると、例えば、第１の基材における第２の基材との第１の接触面は、凸形状を有し、第２の基材における第１の基材との第２の接触面は、凸形状と対応する凹形状を有する。これにより、隣接する基材同士で凸部と凸部が嵌り合うことにより、基材の配列時に固定される（容易に固定できる）。そのため、穿孔が容易となり、精度よく複数の基材を貫通させる（穴を形成する）ことができる。

尚、本実施形態１では、パネル１００を構成する複数の基材１１０の全てが第１の木材である場合について説明した。このように、基材の全てが木材であるため、木ダボとの嵌合度が高くパネル全体の嵌合度が向上する。但し、パネル１００を構成する基材は、少なくとも２本以上が木材であればよい。また、図６に示したように、複数の基材は、同一寸法に限定されず、さらに、同一樹種に限定せずに、複数の寸法及び樹種を基材として複合的に使用することも可能である。また、基材は、正確な矩形断面ではない入り皮つきや丸身つきの木材も含めて使用してもよい。これにより、意匠性が高まり、従来では使用が限定された木質部材を有効活用できる。また、基材の接触面の一部に予め加工を施しても良い。

尚、図４のステップＳ１３において、各穴は、基材の配列方向、つまり、長手方向（軸方向）とは鉛直方向に、各基材を貫通するように穿孔される。そして、ステップＳ１６において、木ダボは、基材に対して鉛直方向に挿入する。但し、穿孔時には、基材内部の節など組織が硬い部分によって、ドリルの経路が微小に曲がり、結果として貫通穴が微小に曲がることがある。しかし、微小に曲がった穴であっても、木ダボが弾性変形の範囲で変形することで、問題無く圧入ができる。

また、本実施形態１にかかるパネル１００の基材１１０は、パネル面を押す方向の外力に対して、断面性能が高い向きに並べて接合することで、断面性能が低い向きにも並べて用いる既存のパネルと比べて、基材が持つ断面性能を有効に発揮させることができる。

また、本実施形態１にかかるパネル１００の木ダボ１３０は、基材１１０の長手方向と直交する側面から打つため、パネルを構成する６面体のうち、打ち込み面の面積が少ない方向から打つこととなる。そのため、パネル正面の面外方向から打つ方式のパネルと比べ、木ダボの打ち込み箇所が少なくて済む。

また、本実施形態１にかかる木ダボ１３０は、軸方向の断面形状の全周に渡って、突出部を隙間なく配置することにより、（圧入前において）木ダボの表面に平滑面を設けていない。そのため、圧入時に穴の周面と接触する面積が小さく、木ダボの挿入が容易である。また、突出部の先端部が弾塑性変形し易く、製造直後から嵌合度を高めることができる。

尚、上記の例では、木ダボが複数の基材の配列方向の全長に渡って貫通した例を示したが、これに限定されない。例えば、木ダボは、少なくとも２以上の基材を配列方向に貫通する長さであればよい。

木材は、繊維飽和点以下の範囲で含水率の変化によって膨張又は収縮し、その変化量は繊維方向ではほぼ同じで横方向（接線方向、放射方向）では木材の比重に比例する。接合後の木材がその使用状態において、木材中の含水率が平衡状態になろうとすることで木材の含水率が変化し、基材の変化量に比べ木ダボの変化量が大きい。そのため、基材の穿孔径より木ダボ径が大きいことで木ダボに設けた突出部の先端部が木材の穴の外周にめり込み、嵌合の度合いが強化される。

また、本実施形態１にかかるパネル１００は 接着剤やボルト類、木ダボへのくさび等を用いなくても、木ダボのみで接合初期から接合耐力を有する積層が可能となり、かつ、部材点数が削減され、組み立て（製造）が効率化される。また、接着剤を用いなくても、基材と木ダボの嵌め合いと、木ダボの微小な膨張効果により、長期にわたり木ダボの接合耐力が保持される。さらに、ボルトを用いないため、時間の経過による乾燥の進行に対して、ボルトの締め直し等の手間が無い。

また、木ダボの嵌め合い効果のために、予め木ダボを圧縮しておき、後から膨張させるなどの手間が無く、木ダボの製造が複雑にならない。また、木ダボの膨張のために、平衡含水率との差異を利用するため、組み立て時に水を含ませるなどの必要が無い。

さらに、木ダボを基材に垂直方向に打ち込めばよいので、特許文献１のような斜め方向の打ち込みと異なり、穴あけや木ダボを圧入する場合、最も容易にできる。

また、ダボが木材で、適度な靭性があるため、穴が若干曲がっても、ダボも曲がるため圧入できる。

また、基材が隙間なく積層されているので、パネル面を押す方向に外力を受ける場合、木材の横倒れによる横座屈を防ぐことができるので、木材がもつ断面性能を有効に活用できる。木ダボを打ち込む穴を交差させることもないため、断面の欠損により強度が低下するおそれが少ないだけでなく、パネルを構成する最外部分の基材に力が作用しても木ダボにより他の基材に荷重が分散される効果も確認されている。

さらに、パネル１００を建築物の床部に天井現しで用いれば、天井仕上げ工事を省略でき、天井施工を簡略化できる。

＜実施形態２＞
本実施形態２は、上述した実施形態１の変形例である。図７は、本実施形態２にかかる実施例２－１のパネル１００ａの配列方向の断面図である。パネル１００ａは、上述したパネル１００のパネル面に合板１４０ａを備え、合板１４０ａを複数の基材１１０に対して釘１５０により固定したものである。つまり、複数の基材を接合するために木ダボに加えて、応力伝達部材として構造用合板をパネル面に打ち付けて、基材と一体化させている。尚、釘１５０の先端は、各基材１１０内の穴１２０に圧入された木ダボ１３０とは重ならないものとする。これにより、パネルの外観のバリエーションが増え、構造性能も向上できる。

図８（ａ）は、本実施形態２にかかる実施例２－２のパネル１００ｂの側面図である。パネル１００ｂは、上述したパネル１００のパネル面にコンクリート１４０ｂを打設したものである。つまり、複数の基材を接合するために木ダボに加えて、応力伝達部材としてコンクリートを用いて、基材と一体化させている。また、図８の例では、各基材１１０のパネル面に凹部を設けることで、コンクリート１４０ｂとの嵌合度を向上させている。また、例えば、図８（ｂ）のパネル１００ｈのようにしてもよい。パネル１００ｈは、異なる断面高さの基材の組み合わせなどにより、パネルの幅方向のコンクリート１４０ｃの打設面に凹凸を構成しコンクリートの付着力により応力伝達することで基材と一体化させることもできる。

このように、本実施形態２にかかる実施例２－１及び２－２によっても上述した実施形態１と同様の効果を奏することができる。さらに、本実施形態２では、複数の基材を接合するために木ダボに加えて、応力伝達部材を用いることで、せん断力要素とともにパネルを一体化して、パネル全体の構造性能を向上させることができる。

＜実施形態３＞
本実施形態３は、上述した実施形態１の変形例である。本実施形態３にかかるパネルは、配列された複数の基材のうち少なくとも２本以上を締結する第２の締結材をさらに備えるものである。そして、第２の締結材は、金属であるものとする。

図９(a)は、本実施形態３にかかるパネル１００ｃの正面図である。図９(b)は、本実施形態３にかかるパネル１００ｃの側面図である。パネル１００ｃは、複数の基材１１１等と、第１の締結材である複数の木ダボ１３１等と、第２の締結材であるビス１６１及び１６２を備える。例えば、パネル１００ｃを構成する複数の基材のうち一部である基材１１１から１１４には、木ダボ１３１から１３４とは別の位置に、ビス１６１及び１６２が打ち込まれていることを示す。第２の締結材は、釘等の金属部材であってもよい。尚、第２の締結材は、複数の基材の全てを貫通しなくて良い。

このように、本実施形態３では、上述した実施形態１と同様の効果の加えて、さらにパネルの必要部分の嵌合度を向上させることができる。尚、実施形態３は、実施形態２に適用してもよい。

＜実施形態４＞
本実施形態４は、上述した実施形態１の変形例である。本実施形態４にかかるパネルは、複数の基材のうち隣接する第３の基材と第４の基材の間に吸音材を備えるものである。

図１０（ａ）は、本実施形態４にかかるパネル１００ｄの配列方向の断面図である。パネル１００ｄは、各基材の穴１２０及び木ダボ１３０の位置よりパネル面側に吸音材１７０が埋め込まれたことを示す。ここで、吸音材１７０は、例えば、グラスウール、ロックウール、ウレタンフォーム、不織布などの多孔質材、又は、これらの吸音材の表面にフェルト、不織布、その他の薄い板を貼ったものを含む。但し、吸音材１７０は、これらに限定されない。

図１０（ｂ）は、（第３の）基材１１３ｄと（第４の）基材１１４ｄの間に設けられた吸音材１７０を示す図である。図１０（ｃ）は、基材１１３ｄの端部周辺について説明するための図である。基材１１３ｄと基材１１４ｄとは互いに隣接するため、隣接面（接触面１８３）を有する。そして、基材１１３ｄ及び基材１１４ｄのパネル面側（例えば、内部空間側）には、開口部１８０が存在する。基材１１３ｄは、軸方向の内部空間側の端部に、第１の切り欠き部１８１と、切り欠き部１８１と隣接し、接触面１８３側に第２の切り欠き部１８２とを備える。切り欠き部１８１は、接触面１８３の延長線上から基材１１３ｄの内側に長さｄ１で切り欠きされている。また、切り欠き部１８２は、接触面１８３の延長線上から基材１１３ｄの内側に長さｄ２で切り欠きされている。ここで、長さｄ２は、長さｄ１より長い。つまり、切り欠き部１８２は、切り欠き部１８１よりも深く切り欠きされている。また、基材１１４ｄの基材１１３ｄ側も同様の構成である。そのため、基材１１３ｄと基材１１４ｄとを接触面１８３で接触させると、対応する切り欠き部１８１の間に開口部１８０が形成される。また、対応する切り欠き部１８２の間に形成される空間には、吸音材１７０が設置される（埋め込む）。ここで、吸音材１７０は、長さｄ１の２倍以上、かつ、長さｄ２の２倍以下の幅を有すればよい。

このように、本実施形態４では、上述した実施形態１の効果に加えて、次の効果を奏する。すなわち、部屋の壁材、床材、天井材としてパネルを用いることで、部屋内（内部空間）で発生した音が、開口部１８０を通過して吸音材１７０により吸音できる。そのため、パネル１００ｄを用いて防音効果のある部屋を提供できる。言い換えると、防音効果のある部屋を建築する際に、パネル１００ｄを用いることができる。尚、実施形態４は、実施形態２又は３に適用してもよい。

＜実施形態５＞
本実施形態５は、上述した実施形態１の変形例である。上述した実施形態１では、パネル１００を構成する複数の基材１１０の全てを第１の木材としていたが、本実施形態５では、複数の基材のうち一部に木質材料以外の素材を用いるものである。尚、本実施形態５であっても、複数の基材のうち少なくとも２本以上は第１の木材であるものとする。

図１１（ａ）は、本実施形態５にかかる実施例５－１のパネル１００ｅの正面図である。パネル１００ｅは、基材１１１ｅから１１９ｅと、木ダボ１３１から１３４とを備える。木ダボ１３１から１３４は、実施形態１と同様である。ここで、基材１１１ｅ、１１２ｅ、１１４ｅ、１１５ｅ、１１８ｅ及び１１９ｅは、第１の木材であるものとする。一方、基材１１３ｅ、１１６ｅ及び１１７ｅは、木質材料以外の素材、例えば、アクリル素材等であるものとする。つまり、複数の第１の木材である基材の配列の中に、木質材料以外の素材を基材として挿入していることを示す。その際、木質材料以外の素材を連続して（隣接して）配列してもよい。

図１１（ｂ）は、本実施形態５にかかる実施例５－２のパネル１００ｆの正面図である。パネル１００ｆは、基材１１１ｆから１１９ｆと、木ダボ１３１から１３４とを備える。木ダボ１３１から１３４は、実施形態１と同様である。ここで、基材１１１ｆ、１１３ｆ、１１６ｆ及び１１８ｆは、第１の木材であるものとする。一方、基材１１２ｆ、１１４ｆ、１１５ｆ、１１７ｆ及び１１９ｆは、木質材料以外の素材、例えば、アクリル素材等であるものとする。つまり、複数の第１の木材である基材のうち少なくとも２本以上が第１の木材であればよく、第１の木材同士が必ずしも隣接していなくてもよい。さらに、パネル１００ｆの端の基材１１９ｆが第１の木材でなくてもよい。

このように、本実施形態５においても複数の木材を含む基材を積層しているため、本実施形態１にかかる木ダボにより一定の嵌合度を生じさせることができる。また、基材の素材が異なっていたとしても、図４のステップＳ１２以降は同様である。そのため、本実施形態５によっても、複数の木材を含む基材を積層した建築用部材（パネル）を製造する際に、接着剤を用いずに、初期段階から接合耐力を高め、かつ、接合耐力を維持できるように製造することができる。尚、本実施形態５は、実施形態２、３又は４に適用してもよい。

＜その他の実施の形態＞
尚、本開示では、図４のステップＳ１２及びＳ１６を必須とし、他のステップは、別途行われても構わないものとする。例えば、基材はステップＳ１１による乾燥済みで、各基材で個別に穿孔を行ったものを用いてパネルを製造してもよい。

なお、本開示は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。また、本開示は、それぞれの実施の形態を適宜組み合わせて実施されてもよい。

１００ パネル
１１０～１１４ 基材
１２０～１２８ 穴
１３０～１３４ 木ダボ
１３０１ 本体部
１３０２ 突出部
１３０３ 先端部
１３０４ 変形部
１４０ａ 合板
１４０ｂ、１４０ｃ コンクリート
１５０ 釘
１６１ ビス
１６２ ビス
１７０ 吸音材
１８０ 開口部
１８１ 切り欠き部
１８２ 切り欠き部
１８３ 接触面
ｄ１ 長さ
ｄ２ 長さ
１００ａ～１００ｈ パネル
１１３ｄ、１１４ｄ 基材
１１１ｅ～１１９ｅ 基材
１１１ｆ～１１９ｆ 基材

Claims (6)

1. 一軸方向に長手方向を有する複数の基材と各基材を締結する複数の第１の締結材とを備えるパネルの製造方法であって、
   前記複数の基材の長手方向を揃えて隣り合う２本が接するように配列するステップと、
   前記基材の配列方向に各基材を貫通して形成された複数の穴のそれぞれに１本ずつ、前記配列方向と同一方向に前記第１の締結材を圧入して各基材を締結するステップと、
   を備え、
   前記複数の基材は、第１の樹種である第１の木材を少なくとも２本以上含み、
   前記第１の木材は、前記パネルを用いて建築物が建築された場合に形成される内部空間の平衡含水率より高い含水率となるように乾燥度が調整されており、
   前記複数の第１の締結材のそれぞれは、
   円柱状の本体部と、前記本体部から径方向に突出する複数の突出部を備え、
   前記第１の樹種より気乾比重が大きい第２の樹種の木材であり、
   前記平衡含水率より低い含水率となるように乾燥度が調整されており、
   断面形状の最外径が前記穴の直径よりも大きく、
   前記複数の突出部のそれぞれは、
   前記第１の締結材の長手方向と平行して配置され、
   隣接する突出部における前記本体部の側の端部同士が接続する、
   ことを特徴とするパネルの製造方法。
2. 一軸方向に長手方向を有し、当該長手方向を揃えて隣り合う２本が接するように配列された複数の基材であって、前記基材の配列方向に貫通する複数の穴をそれぞれ備える複数の基材と、
   前記穴のそれぞれに１本ずつ前記配列方向に圧入されて前記複数の基材を締結する複数の第１の締結材と、
   を備えるパネルであって、
   前記複数の基材は、第１の樹種である第１の木材を少なくとも２本以上含み、
   前記第１の木材は、前記パネルを用いて建築物が建築された場合に形成される内部空間の平衡含水率より高い含水率となるように乾燥度が調整されており、
   前記複数の第１の締結材のそれぞれは、
   円柱状の本体部と、前記本体部から径方向に突出する複数の突出部を備え、
   前記第１の樹種より気乾比重が大きい第２の樹種の木材であり、
   前記平衡含水率より低い含水率となるように乾燥度が調整されており、
   前記複数の突出部のそれぞれは、
   前記第１の締結材の長手方向と平行して配置され、
   隣接する突出部における前記本体部の側の端部同士が接続し、
   前記突出部の先端部が前記穴の周面に沿って変形する変形部を備える
   ことを特徴とするパネル。
3. 前記複数の基材の全てが前記第１の木材である、
   請求項２に記載のパネル。
4. 前記複数の基材のうち隣接する第１の基材と第２の基材において、
   前記第１の基材は、凸部を有し、
   前記第２の基材は、前記凸部と篏合される凹部状を有する
   請求項２又は３に記載のパネル。
5. 前記配列された複数の基材のうち少なくとも２本以上を締結する第２の締結材をさらに備え、
   前記第２の締結材は、金属である
   請求項２乃至４のいずれか１項に記載のパネル。
6. 前記複数の基材のうち隣接する第３の基材と第４の基材の間に吸音材を備える
   請求項２乃至５のいずれか１項に記載のパネル。

Images