JP3738022B2 - 木造建築物における木材同士の結合構造 - Google Patents

Description

本発明は、木材同士、すなわち木造建築物における縦材である柱と、横材である土台等の下部横架材、或いは梁または桁等の上部横架材とを緊結固定する木造建築物における木材同士の結合構造に関するものである。

木造建築物において、土台や梁などの横架材と柱とを緊結する手段として、柱側面に接合金物を設置し、横架材と接合金物をボルトによって接合し、接合金物と柱脚柱頭を各種接合具によって接合する方法、例えば下記特許文献１に示されるような接合具、所謂ホールダウン金物等による接合方法がある。

しかし、接合金物を柱側面に設置する方法は、接合金物及び接合具の露出を免れず、筋交い金物等の他の金物との干渉や、窓枠部での施工不具合等の問題がある。

そこで、下記特許文献２に示すほぞパイプ型の接合金物や、下記特許文献３に示す鋼板挿入型の接合金物によって、柱脚柱頭を接合固定する方法がある。

これらの接合金物によれば、柱内に挿通されるため、施工後に柱側面に金物類が突出せず、柱側面を面一となすことができるので、美観に優れ、化粧仕上げを施すにも都合がよい。
特開平１０−２０４９８６号公報（図６） 特開平１０−３３８９６８号公報 特開平８−６８１２０号公報

しかし、これら先行技術の構造は、金属製であることから壁体内の熱橋となり、壁体内結露を引き起こす可能性を有するという問題がある。また、金物類の原材料及び加工コストが高いという問題もある。

そこで、ほぞパイプ型の接合金物と同様に、柱木口及び横架材面に木ダボを挿通することで柱脚柱頭を接合する方法がある。

しかし、これらを施工する際は、あらかじめ柱木口や土台に対する加工を要し、施工途中または施工後の追加変更が困難であるという問題があり、特に既存建物に対しての補強工事などは、大がかりな工事を伴い、非常に煩雑である。

そこで本発明は、上記問題点を解消するために、新築建物に加えて既存建物の補強が大がかりな工事をすることなく容易に縦材と横材など木材同士の接合部における補強構造を得ることを可能とするとともに、接合金具などが表出せず美観に優れ、環境に優しい木材を用いた木造建築物における木材同士の結合構造及びその方法を提供することを目的としている。

次に、上記の課題を解決するための手段を、実施の形態に対応する図面を参照して説明する。
この発明の請求項１記載の木造建築物における木材同士の結合構造は、柱ｂに設けたほぞ３を横材ａに設けたほぞ孔２に挿入して、柱ｂと横材ａとを結合する木造建築物における木材同士の結合構造において、
前記柱ｂと横材ａの接合部における前記ほぞ３とほぞ孔２の両側部において、互いの接合面に対し前記柱と横材にわたって側方から見て略Ｘ状に交差するように斜め方向に連通する２つのダボ孔１が穿設され、該２つのダボ孔１のそれぞれに側方から見て略Ｘ状に交差するように２本の木ダボｄを接着剤とともに挿入してなることを特徴としている。

また、請求項２記載の木造建築物における木材同士の結合構造は、前記２つのダボ孔１は、前記ほぞ３とほぞ孔２の両側部において、ほぞ３とほぞ孔２の位置を避けた外側部に形成されていることを特徴とする。

請求項３記載の木造建築物における木材同士の結合構造は、前記２つのダボ孔１は、前記ほぞ３とほぞ孔２の両側部において、ほぞ３とほぞ孔２の接合面に跨がって形成されていることを特徴とする。

このような木造建築物における木材同士の結合構造によれば、木造建築物の木材としての縦材である柱ｂと、木材としての横材である土台ａや梁または桁等の下部横架材、或いは梁または桁等の上部横架材ａ’との接合部、すなわち柱脚部や柱頭部をＸ状に交差するように連通されるダボ孔１に挿入される木ダボｄにて補強を行うことが可能であり、このことから、新築建物に加えて、既存建物の柱脚部及び柱頭部の補強が大がかりな工事をすることなく容易に行えるようになる。

また、ダボ孔１に木ダボｄを挿入させる際に接着剤とともに挿入する構造とすることで、木材ａ，ｂ同士は互いの結合強度を高めることとなる。

なお、ダボ孔１の穿設は、Ｘ字状に側方視で交差するように２カ所としている。また、木材ａ，ｂ同士の接合部としては、ほぞ３とほぞ孔２とで構成されるほぞつぎ構造としている。このほぞつぎ構造の場合には、ほぞ３とほぞ孔２との対向当接面に沿って連通するダボ孔１として穿設されることとする構造が好ましく、このような構造によれば、ダボ孔１内に接着剤を注入する際に、ほぞ３とほぞ孔２との対向当接面間にも接着剤ｆ２３が浸入し、結合構造として、その結合強度がさらに向上することとなる。

本発明の木造建築物における木材同士の結合構造によれば、木ダボは木材同士を相互に連通するダボ孔にＸ状に挿通され、外部に突出することがないことから、美観に優れ、化粧仕上げを施すにも都合が良い効果を得られる。また、木ダボは、各木材と同等の素材とされることから、従来のような熱橋となって起こる結露などが発生するおそれがない。さらに、木ダボの配置される方向が、木材同士の結合方向に対してＸ状に斜め方向とされることで、木材同士の接合部分における曲げ方向及び引抜き方向にこの木ダボが抵抗力を発揮することができる。そしてこの木ダボによれば、木材同士、例えば土台と柱となじみやすく、この接合部における従来のような金属製ボルトや鋼棒など剛性の高い部材を用いることによる割裂破壊を起こしにくくなるという効果を得ることができる。

特に、本発明の木造建築物における木材同士の結合構造によれば、木材としての柱などの縦材及び横架材などの横材の設置後の加工が可能であるため、新築建物の施工途中での柱脚部及び柱頭部の緊結はもちろん、施工後の緊結、さらには、既存建物の柱脚部及び柱頭部の補強、伝統建物の下屋部での柱脚部及び柱頭部の補強を、大がかりな工事をすることなく容易に行えるという利点がある。

また、ダボ孔と木ダボとに接着剤を用いることで、木材同士の互いの結合状態が、より強固なものとなり、斜めに挿入される木ダボとともに、十分な強度を得ることのできる結合構造となる。

図１は本発明による木造建築物における木材としての縦材と横材との結合構造の一実施の形態を示す斜視図を（ａ）、透過斜視図を（ｂ）に示した説明図である。
なお、以下に説明する実施の形態において、木造建築物における木材としては、一方が横材、他方が縦材として説明し、横材としては基礎上に設置される土台ａ、縦材としては柱ｂとし、これら土台ａと柱ｂから成る柱脚接合部における結合構造として説明する。

土台ａと柱ｂとは、ほぞ３及びほぞ孔２が形成され、これらほぞ３及びほぞ孔２にて互いが接合される。これら土台ａと柱ｂとにわたり、ほぞ３及びほぞ孔２に干渉しない位置にダボ孔１が穿設される（図２参照）。
このダボ孔１は、柱ｂの側面から斜め方向に、土台ａに達しており、すなわち柱ｂと土台ａとにわたってダボ孔１が連通して形成される。

本実施の形態では、図１（ｂ）及び図５，６に示すように、側方視で、略Ｘ字状となって交差するように、平面視で互い違いとなるように、ほぞ３を挟んでそれぞれ位置し、２カ所のダボ孔１が形成される。
そして、このダボ孔１には、接着剤が注入され、木ダボｄが挿入される。

すなわち、柱ｂを貫通して、図１（ｂ）に示すように、木ダボｄの先端側略半部が土台ａに挿入され、互いを結合状態としている。この結合状態では、図１（ａ）に示すように、柱ｂの側面に木ダボｄの端部のみが表出する。
なお、この木ダボｄの端部は、柱ｂ側面より突出状態で挿入を終えて柱ｂの側面に沿って削り落とすか、柱ｂの側面よりもさらに挿入を行い、側面に対して凹状となるダボ孔１の開口部分に木栓やパテ埋めなどの処理を施して側面を平滑に形成することとしても良い。

次に、上記構成の施工手順について説明する。
まず、木造建築物の基礎上に設置された土台ａ及び柱ｂより成る柱脚接合部において、本実施の形態では、図２に示すような、穿孔装置ｃを用いて、柱ｂ側面より、柱ｂに対して所定の角度、例えば柱の略垂直な側面から約３０°の角度で、土台ａ及び柱ｂを相互に連通するダボ孔１を設ける。なお、このダボ孔１は、土台ａを貫通しない程度の長さが好ましい。すなわちダボ孔１が貫通しないことで、後述する接着剤注入時に、接着剤が土台ａ内に留まることとなる。

穿孔装置ｃは、被穿孔体基準面、本実施の形態では柱ｂの側面に対して所定の角度で被穿孔体に対し穿孔を行う装置で、図３に示すように、ドリルなどよりなる穿孔用工具ｃ１に、角度固定用の治具ｃ２を取り付けたものであり、治具ｃ２は所望の角度に応じて角度調整が可能な角度調整部ｃ２１及び穿孔に伴って穿孔用工具ｃ１の移動を可能とする可動部ｃ２２から成る。

次に、図４に示すように、ダボ孔１内に挿入可能な先細吸引口ｅを備えた吸引式の掃除機Ｅにてダボ孔１内の木粉をできるだけ完全に除去する。

次に、接着剤をダボ孔１内に注入する。この注入には図５に示すようにダボ孔１内に挿入可能なノズルを備えた注入器Ｆが用いられる。

次に、上記したダボ孔１内に注入される接着剤と同等の接着剤を木ダボｄに塗布する。
なお、接着剤としては、例えば、木材同士を強固に接着し、硬化後に弾性を有する接着剤、例えばポリウレタン樹脂系接着剤などが用いられる。

次に、上記木ダボｄを、図６に示すように、柱ｂの側面に穿設したダボ孔１より斜めに打設する。これにより、土台ａ及び柱ｂが緊結固定される（図１参照）。なお、好ましくは、接着剤固化のために、２〜３日の養生を行う。

本発明の結合構造によると、木ダボｄが、土台ａ及び柱ｂによって構成された柱脚接合部内部に相互に連通可能なダボ孔１にわたって挿通され、かつ、接合部において斜め方向に木ダボｄが設けられることから、この接合部において十分な強度を発揮することが可能となる。

また、この木ダボｄによる結合構造によれば、木ダボが外部に突出することがないことから、土台と柱、柱と梁など、それぞれの外側面のみの外観となり、このことから、美観に優れ、化粧仕上げを施すにも都合の良い接合部となるとともに、さらに筋交いなどを構成させる際や、壁体を構成させる際の妨げにならない。

また、この結合構造では、土台ａ及び柱ｂと同等の素材である木ダボｄにて接合されることから、従来のような熱橋となって起こる結露などが発生するおそれがない。

さらに、土台ａ及び柱ｂに対して、木ダボｄが斜めＸ方向の接合であることで、この木ダボｄが曲げ方向及び引抜き方向の抵抗力を発揮することができる。そして、母材である土台ａと柱ｂとなじみやすく、従来のような金属製ボルトや鋼棒など剛性の高い部材に比べ、この接合部での割裂破壊を起こしにくくなるという効果を得ることができる。

特に、本発明の結合構造によると、新築建物はもちろん、既存建物の補強も、ジャッキアップなど大がかりな工事をすることなく容易に行えるという利点がある。

なお、上述した実施の形態では、土台ａ及び柱ｂから成る柱脚接合部について説明したが、横架材ａ’及び柱ｂから成る柱脚接合部及び柱頭接合部についても同様に実施することができる。

柱頭接合部においては、図７（ａ）に示すように、横架材ａ’の上面より、横架材ａ’に対して所定の角度で、横架材ａ’及び柱ｂを相互に連通可能なダボ孔１’を設け、以下、上述した柱脚接合部と同様の手順により、図７（ｂ）に示すように、横架材ａ’及び柱ｂを斜めに打設した木ダボｄにより緊結固定する。

また、上述した実施の形態では、ダボ孔１を、ほぞ及びほぞ孔を避けて穿設する例として説明したが、図８に示すように、このダボ孔１を土台ａが有するほぞ孔２及び柱ｂが有するほぞ３を連通するよう穿孔する構成としてもよい。このよなダボ孔１とすると、図９及び図１０に示すように、ダボ孔１より注入される接着剤をほぞ孔２及びほぞ３間の隙間に充填させることが可能となり、接着剤層ｆ２３を設けることも可能である。このような構成とすることで、土台ａと柱ｂとの結合強度を増加させることができ、上記本発明の斜めに挿入される木ダボとともに、十分な強度を得ることのできる結合構造となる。

ダボ孔１の穿設角度については、上記した約３０°に限らず、その他の角度、或いは、複数種の角度を組み合わせて構成してもよい。

また、上述した実施の形態では、木材として、柱などの縦材と、土台や梁，横架材などの横材との結合について説明した。

さらに、上述した実施の形態では、接着剤をダボ孔１内に注入し、木ダボｄに接着剤を塗布する構成として述べた。

また、上述した実施の形態では、図２に示すような穿孔装置ｃを用いてダボ孔１を穿設し形成する例について述べたが、上述した構造の装置に限定されることはなく、被穿孔体基準面に対して所定の角度で穿孔を行うことの可能な機能を有する装置であれば、何れの構造であってもよく、さらには、このような構成装置を用いることなく穿設を行うこととしても、上記効果は得られるものである。

本発明による木造建築物における縦材と横材との結合構造の一実施の形態を示す斜視図を（ａ）、透過斜視図を（ｂ）に示した説明図である。 同実施の形態における結合方法の施行手順を示す正面図である。 同実施の形態における結合方法に用いられる穿孔装置の分解正面図である。 同実施の形態における結合方法の施行手順を示す正面図である。 同実施の形態における結合方法の施行手順を示す正面図である。 同実施の形態における結合方法の施行手順を示す正面図である。 他の実施の形態における結合方法の施行手順を示す正面図である。 他の実施の形態における分解斜視図である。 他の実施の形態におけるほぞと木ダボが一体化した接着層の透過斜視図である。 他の実施の形態における接合部の平断面図である。

符号の説明

ａ…横材（土台）
ａ’…横材（横架材）
ｂ…縦材（柱）
ｃ…穿孔装置
ｃ１…穿孔用工具
ｃ２…治具
ｃ２１…角度調整部
ｃ２２…可動部
ｄ…木ダボ
ｅ…先細吸引口
ｆ２３…接着剤層
１，１’…ダボ孔
２…ほぞ孔
３…ほぞ

Claims (3)

1. 柱に設けたほぞを横材に設けたほぞ孔に挿入して、柱と横材とを結合する木造建築物における木材同士の結合構造において、
   前記柱と横材の接合部における前記ほぞとほぞ孔の両側部において、互いの接合面に対し前記柱と横材にわたって側方から見て略Ｘ状に交差するように斜め方向に連通する２つのダボ孔が穿設され、該２つのダボ孔のそれぞれに側方から見て略Ｘ状に交差するように２本の木ダボを接着剤とともに挿入してなることを特徴とする木造建築物における木材同士の結合構造。
2. 前記２つのダボ孔は、前記ほぞとほぞ孔の両側部において、ほぞとほぞ孔の位置を避けた外側部に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の木造建築物における木材同士の結合構造。
3. 前記２つのダボ孔は、前記ほぞとほぞ孔の両側部において、ほぞとほぞ孔の接合面に跨がって形成されていることを特徴とする請求項１に記載の木造建築物における木材同士の結合構造。

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