JP2729893B2 - 建築構造材における木質接合部の構造 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、工場で前もってプレカ
ットした建築構造材における木質接合部の構造に関す
る。更に詳しくは、木材建築構造材の構造に用いられる
ほぞ及びほぞ穴の構造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】わが国において、木造住宅は独特の風合
いを持つため、その人気は根強いものがある。木材を住
宅として建築物にした場合、多数の構造材を使用してそ
の強度を担保しなければいけない。そのため伝統的には
下小屋で大工が、多数の構造材を一つ一つ板図をもとに
墨付けし加工しており、大変手間のかかるものであっ
た。これを高効率の木工機械で一挙に行おうとしたのが
いわゆる工場生産方法であるプレカット方式である。

【０００３】このプレカット方式は前もって工場で、構
造材の継ぎ手、仕口等を木材専用の仕口加工機等を使っ
て加工しておくものである。加工した後は現場へ運ん
で、作業員による地組み、組立て等が素早く行われ効率
良く建前が完了する。したがって、プレカット方式は、
人手と技能者不足の解消、加工精度の向上、品質の向
上、工期の短縮、コストダウン等の多くのメリットをも
たらした。

【０００４】一方、現場では組立作業に代表される建前
では、最近では従来のように熟練した大工が行うことは
少なくいわゆる現場作業員が行うのが普通となってい
る。したがって、各作業者がプレカットされた構造材を
次々に素早く組み立てて建築物とするため、構造物、す
なわち柱、土台、梁、桁等の接合方向を間違える、いわ
ゆる手もどりが往々にして生ずる。

【０００５】熟練した大工でもたまに間違うことがある
くらいだから、さほど技術的に高まっていない現場の作
業者は尚更間違えることが多い。具体的にいうと、例え
ば仕口の接合構造を取り上げて見ると、従来構造材のほ
ぞ、すなわち突起部が設けられているが、一番ポピュラ
ーなのがほぞが直方体で切り口断面が長方形の形状のも
の、又はほぞが立方体で切り口断面が正方形の形状をし
たもの、いわゆる平ほぞである。この切り口断面が正方
形の形状のものは、軸芯の回りの方向性が全く区別がつ
かず、柱として使った場合柱の四方向への方向性がつか
めない。

【０００６】図３（ａ）、図３（ｂ）は従来の柱Ｘと土
台Ｙとのほぞと、ほぞ穴と溝の立体的な接合構造を示し
ている。柱のほぞ１ａは土台のほぞ穴２ｂに嵌入され両
者は接合される。このように、切り口断面が長方形のも
のは、２方向の区別がつかない。このようなことから、
切り口を見てすぐ分かるように印をして方向性が分かる
ようにすることも行われていたが、端面であることから
摩擦接触など何らかの原因でその印が消えてしまい区別
がつかなくなってしまうことも少なくない。このため、
柱、土台、梁、桁等の表や裏の面出し方向を誤ることに
よる組み付け不能等のトラブルが建築現場で絶えなかっ
た。

【０００７】つまり、構造材の四方の面には他の構造材
を取り付けるべき仕口の加工、例えば、蟻溝、ほぞ穴等
が施されているが、その各々面をどの方向に向けるかは
施工図に規定されていて、そのとおりにしなければ組立
できない。しかるに、構造材の端面の形状が正方形や長
方形の場合は、見ただけではその方向性の区別がつか
ず、間違えてしまうのである。

【０００８】一方、ほぞの断面形状を台形型に形成した
扇ほぞも知られている。しかし、このタイプのものは、
機械加工の能率が悪く効率的ではない。とりわけ、ほぞ
穴の加工には、台形の角部分が鋭角に構成されているた
め、手作業か特殊な角のみ盤などの特殊な木工機械を使
う必要がある。また、この従来の扇ほぞは構造材の端面
に占める面積が大きいために、３方向又は４方向からの
継手・仕口の場合接続できないことになる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記のよう
な問題を解決するために意図したものであり、次の目的
を達成する。

【００１０】本発明の目的は、従来の柱、土台、梁、桁
等の構造材の軸芯回りの方向に区別がつかず、そのこと
に起因するトラブルが生じているのを解決するための建
築構造材における木質接合部の構造を提供するものであ
る。

【００１１】本発明の他の目的は、加工が容易な建築構
造材における木質接合部の構造を提供するものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に次のような手段を採る。

【００１３】この発明は、２つの構造材のほぞ継ぎ接合
において、前記一方の構造材のほぞの切り口断面形状が
３点の角部を曲線とし、かつ前記３点を結ぶ線分を直線
又は曲線とした図形の形状とし、他方の構造材に前記ほ
ぞとほぼ同一形状の前記ほぞがはまり込むべきほぞ穴と
を設けたことを特徴とする建築構造材における木質接合
部の構造である。

【００１４】更に、前記ほぞ穴の断面形状が角部が曲線
の２等辺三角形の形状とし、前記ほぞに嵌合する同一形
状の前記ほぞであると良い。

【００１５】更に、前記構造材の１辺に他方の構造材が
接合され、前記ほぞ及びほぞ穴の幅が前記構造材の１辺
の幅の約３分の１であるとより効果的である。

【００１６】

【作用】今、一方の構造材のほぞを他方の構造材のほぞ
穴に横から押し込みスライドさせる。この場合ほぞ穴の
形（切り口断面形状）が略三角形なので方向性をよく確
認して接合することができる。略三角形の各角が曲面な
のでほぞ穴に合わせるのに非常に楽である。接合した後
も曲面にかかる荷重が均等に作用し分散されるため耐荷
重強度が大きい。

【００１７】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面にしたがって説
明する。図１は、本発明の実施例であるほぞ及びほぞ穴
を示す分解図である。男木である柱１０に女木である梁
２０を垂直に接続したときの仕口構造の場合の例であ
る。ほぞ１は、断面形状で外周の周面３が角が円弧の２
等辺三角形になるように形成されている。２等辺三角形
の底面５の両角部及び頂点には、底面５及び周面３に連
続して半径ｒの円弧面４が形成されている。ほぞ１の先
端と根元にかけて断面積が除々に大きく形成されてお
り、すなわちテーパに形成されている。このため、ほぞ
穴２にほぞ１を挿入するときは、スムーズである。この
テーパにして接合させることは従来と同様の方法であ
り、周知である。

【００１８】同様にほぞ穴２の断面形状は、その外周の
周面１３が２等辺三角形に形成されている。２等辺三角
形の底面１５の両角部及び頂点には、周面１３に連続し
て円弧面１４が形成されている。ほぞ穴２の入口と奥に
かけて除々に断面積が相似的に小さく形成されており、
すなわちテーパに形成されている。このため、ほぞ１を
挿入するときは、容易である。

【００１９】図２（ａ）、図２（ｂ）は本発明の実施例
のほぞ及びほぞ穴の概略の寸法を示すものであり、図２
（ａ）はほぞ穴の正面図であり、図２（ｂ）はほぞの等
測投影図である。図３（ａ）、図３（ｂ）は従来のほぞ
及びほぞ穴の概略の寸法を示すものであり、図３（ａ）
はほぞ穴の正面図であり、図３（ｂ）はほぞの等測投影
図である。ほぞ１ａの長方形の切り口断面の短辺の長さ
Ａは伝統的には、柱の１辺の幅をＬとすると、約Ａ＜１
／３・Ｌ程度の幅で使用されている。

【００２０】ほぞ１ａは、およその高さＨで区別され、
短ほぞでＨ＜１／２〜１／３Ｌ、長ほぞでＨ＞１／２Ｌ
と通常呼ばれている。図４は従来のほぞ１ａと、本発明
の実施例であるほぞ１との相互の切り口断面の関係を示
している。従来のほぞ１ａの切り口断面と、本発明の実
施例のほぞ１の切り口断面は各々面積がほぼ同じである
ことが強度の点から望ましい。したがって、以下に説明
する実施例は、切り口断面積において従来とほぼ同一で
ある。

【００２１】本実施例のほぞ１の幅は、従来のほぞ１ａ
の切り口断面の短辺の長さＡよりやや広い幅Ｅの底面５
を有し、その長辺の高さＢよりやや高い高さＦを持つ２
等辺三角形状であり、各角は半径（ｒ）の円弧面を有し
ている。その面積（約１／２×Ｅ×Ｆ）は、ほぼ長方形
の切り口断面の面積（Ａ×Ｂ）に等しい面積にになるよ
うに設定する。ただし、幅Ｅは、Ｅ＜１／３・Ｌの範囲
内である。幅ＥをＥ＜１／３・Ｌの範囲に限定するの
は、図２（ａ）の想像線に示すように両サイドに仕口又
は継手構造を有するときがあるためである。ほぞの高さ
Ｆについては特に制限を設けなくても良い。

【００２２】このように２等辺三角形の各角は、半径ｒ
の円弧面４を有しているが、この円弧面４にしたのは円
弧面４に荷重がかかっても円周上に分散されるので許容
耐力強度が増加するためである。また組み付ける時、従
来のように狭い角度を合わせる必要がなく、簡単に組み
付けられるからである。更に後ほど説明するように製造
上の利点があるからである。このような断面が角を円弧
にした２等辺三角形を有するほぞの方向性の区別は視覚
的に非常に楽である。強度的にも後述するように低下す
ることもない。

【００２３】使用方法 ところで、切り口断面が角を円弧にした２等辺三角形を
有するほぞを使えば、従来の長方形の切り口と異なって
その方向性を間違えることはなく、強度も十分に保証さ
れるものの注意しなくてはならないのは、切り口断面形
状が角を円弧にした２等辺三角形を有するほぞを使うと
きは、底面５で相手の柱のほぞ穴の底面１５を押さえる
方向に応力が掛かるように使用しなければならないこと
である。

【００２４】これを誤ると、例えばほぞの角を円弧にし
た２等辺三角形の頂点を相手の柱のほぞ穴の頂点部を押
さえる方向に応力が掛かるように使用すると、楔効果で
ほぞの頂点がほぞ穴の頂点を割る方向に作用しヒビ割れ
現象等を生ずることもある。もちろん、強度的に問題な
いところでは、必ずしも上述のような使い方をしなくて
もいいことはいうまでもない。

【００２５】比較実験データ 図５は、ほぞの断面形状が３角形のほぞ、Ｏ字状のほ
ぞ、従来の平ほぞの場合の仕口の変位とせん断方向の荷
重の関係を示すデータである。この実験では、従来から
用いられている断面が矩形の平ほぞ、Ｏほぞ（本明細書
では便宜的に略称する。）及び本実施例の△ほぞ（本明
細書では便宜的に略称する。）の３種類のほぞについ
て、材厚に対し２／３及び１／２の短ほぞを中心に実験
を行った。各試験片の仕口の形状と寸法を図６に示す。
この試験片は、現実に使用されているサイズの１／２を
想定したものである。図５から断面が三角形状のものが
最も強いことがわかる。なお、この実験結果は、試験体
をＨ形に構成した場合のデータであることから、実際は
ほぞ２個分の荷重に相当する。

【００２６】図７は、断面三角形状の中で更に最適な形
状を探るために行った実験結果である。横軸は図９に示
すほぞ１のＸ／Ｙの値を示す。縦軸は破断荷重である。
Ｘ／Ｙが０．３の付近、すなわちほぼ正三角形が最大を
示している。しかし、前記したように正三角形は、強度
的に理想であるが、ほぞの幅が板厚の約１／３以内とい
う寸法上の制約があるので前記したように、断面形状が
角を円弧にした２等辺三角形を用いた。図８は、角を円
弧にした正三角形、角を円弧にした２等辺三角形の各形
状についての仕口の荷重と変位との関係を示したデータ
である。Ｘ／Ｙが大きいものほど荷重に対して強いこと
を示している。

【００２７】加工法 次に構造材にほぞやほぞ溝を加工する方法を述べる。図
１０はルータービット２１によりほぞ１を削り加工する
図であり、図１０の上部は同じくほぞ穴２を削り加工す
る模式図である。ほぞ１やほぞ穴２の加工は普通チェー
ンのみとルーター等により切削加工で行われる。ほぞ１
を加工するには、ルータービット２１をほぞ１の外周を
ルータービット２１の半径だけオフセットさせて移動さ
せていくことによって構造材の端面を周りから削る。

【００２８】またほぞ穴２の加工は同じく同ルータービ
ット２１により端面の中心部から外部にかけて削って２
等辺三角形状に仕上げるのである。２等辺三角形の各角
部とルータービット２１の直径と同一形状であるから、
各辺と連続してその加工が行えるため加工効率が極めて
高い。２等辺三角形の各角部が円弧面でなく鋭角である
と、ルータービット２１が使えなくて、いわゆる角ノミ
による加工を必要として工数が増える。円弧面にした理
由は、強度のみならずこの加工工程数を減少させる点に
もある。

【００２９】このように、ルータービット２１を使った
切削加工によりほぞ１及びほぞ穴２が一工程のみで容易
に加工されるので、製造効率が抜群に良くなり、その結
果コストも極めて安くなる。

【００３０】［その他の実施例］以上述べてきたが、本
発明は実施例にのみ限定されるのではなく、その本質か
ら逸脱しない範囲で種々の変形、変更をなし得ることは
いうまでもない。例えば、前記実施例では角部が円弧の
２等辺三角形であったが角部が円弧の正三角形でも良
い。

【００３１】また、辺は直線であったが、２次曲線など
で接続しても良い。また、辺と辺を接続する角部も円弧
でもなく他の曲線で接続しても良い。また、かま継ぎ、
目違いほぞ等にも当然使用でき、その利用範囲は広い。

【００３２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は次のよう
な効果がある。

【００３３】（１）従来と比べてほぞの形を見れば方向
性が分かるので柱、土台、梁、桁等の表や裏の面出し方
向を誤ることによるトラブルが全くなくなった。

【００３４】（２）ほぞの切り口断面である２等辺三角
形の各々角部を円弧面にしたので、その部分に荷重が掛
かっても円周方向に力が平均に分散されるので、耐久強
度が増大した。

【００３５】（３）ほぞやほぞ穴を切削加工するのに、
従来のように角ノミを使って角出しを行う必要がなく、
エンドレス工具を使用することにより極めて簡単に各々
角部も各辺も連続して加工が行える。したがって加工速
度が速くコストも極めて安くなった。取り分け、女木の
加工速度が従来の角部を有するものより早い。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の実施例のほぞと穴の立体的な
接合構造を示す図である。

【図２】図２（ａ），（ｂ）は、ほぞ及びほぞ穴の寸法
関係を示す図である。

【図３】図３（ａ），（ｂ）は、従来のほぞ及びほぞ穴
の寸法関係を示す図である。

【図４】図４は、本発明の実施例と従来のほぞを比較し
た拡大図である。

【図５】図５は、従来のほぞと３角ほぞとを比べた強度
（耐久力）を示す荷重一変位曲線である。

【図６】図６は、図５の荷重一変位曲線の試験に用いた
試験の形及び寸法を示す図である。

【図７】図７は、三角形ほぞの荷重一勾配曲線を示すデ
ータである。

【図８】図８は、各３角ほぞの荷重一変位曲線を示すデ
ータである。

【図９】図９は、３角ほぞの側面の傾斜を示す。

【図１０】図１０は、ルータービットによりほぞ及びほ
ぞ穴を切削加工するときの略図である。

【符号の説明】

１…ほぞ ２…ほぞ穴 ３…周面 ４…円弧面 ５…底面 ２１…ルータービット

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】２つの構造材のほぞ継ぎ接合において、 前記一方の構造材のほぞの切り口断面形状が３点の角部
   を曲線とし、かつ前記３点を結ぶ線分を直線又は曲線と
   した図形の形状とし、 他方の構造材に前記ほぞとほぼ同一形状の前記ほぞがは
   まり込むべきほぞ穴とを設けたことを特徴とする建築構
   造材における木質接合部の構造。
2. 【請求項２】請求項１において、 前記ほぞ穴の断面形状が角部が曲線の２等辺三角形の形
   状とし、前記ほぞに嵌合する同一形状の前記ほぞである
   ことを特徴とする建築構造材における木質接合部の構
   造。
3. 【請求項３】請求項１又は２おいて、 前記構造材の１辺に他方の構造材が接合され、前記ほぞ
   及びほぞ穴の幅が前記構造材の１辺の幅の約３分の１で
   あることを特徴とする建築構造材における木質接合部の
   構造。