JP4213126B2

JP4213126B2 - 建造物の支柱構造

Info

Publication number: JP4213126B2
Application number: JP2005008766A
Authority: JP
Inventors: 忠志芳賀
Original assignee: 吉野産業株式会社
Priority date: 2005-01-17
Filing date: 2005-01-17
Publication date: 2009-01-21
Anticipated expiration: 2025-01-17
Also published as: US7779603B2; DK1839830T3; RU2007126955A; CA2594984C; RU2355851C2; WO2006075412A1; US20080134621A1; EP1839830B1; CN101102870A; EP1839830A1; CN100491091C; CA2594984A1; EP1839830A4; JP2006194028A; ES2390862T3

Description

本発明は、建物に用いられる各支柱の軸心を確保しつつその外径を任意の大きさに設定できる建造物の支柱構造に関する。

周知のように、家屋や船舶などの大きな建物の木製の支柱は、通常、大木を切り出して成形されたいわゆる一本状の大径な丸太材によって形成されているものや、木材の多くの木っ端を柱状に圧縮成形して所定外径の一本状に形成することなどによって作られている。
特開２０００−２６５５５２号公報など

しかしながら、前記従来の建造物の支柱構造は、例えば丸太材によって形成されたものにあっては、その外径が自ずと制約されていることから、大きな建造物に用いる場合は強度を確保するために多くの支柱が必要になり、この結果、室内スペースが制約されてしまうおそれがある。

一方、前記木っ端を圧縮して形成されたものにあっては、支柱としての軸心が確保されないことから、つまり十分な強度が得られないことから大きな建造物には適用することかできない。

本発明は、前記従来の建造物の支柱構造の術的課題に鑑みて案出されたもので、支柱の軸心を確保して十分な強度を得つつ、外径の大きさをを自由に設定することのできる支柱構造を提供することを目的としている。

請求項１に記載の発明は、中心位置に横断面矩形状の中央支柱部を配置すると共に、該中央支柱部を中心として該中央支柱部の周りに、ほぼ長尺板状の複数の巻回支柱部を、順次外側へ渦巻き状に巻回しながら組み合わせ配置しつつ該各支柱部を接着剤によって内外重合状態に結合させ、
前記同じ円周上に巻回される最後の一つの巻回支柱部を、次に外周に巻回される巻回支柱部のうち、前記最後の一つの巻回支柱部の一端部側の内側面に当接する巻回支柱部の肉厚分だけ突出させて、複数の巻回支柱部を渦巻き状に連続して結合することにより、全体の外径を任意の大きさに設定したことを特徴としている。

請求項２に記載の発明は、前記中央支柱部を中心として複数の巻回用支持部を順次渦巻き状に巻回して組み合わせてなる複数の各支柱ユニットを、互いに集合状態に組み合わせ固定して１つの支柱を構成したことを特徴としている。

請求項３に記載の発明は、前記中央支柱部や巻回支柱部の軸方向の長さを任意に設定可能に形成したことを特徴としている。

請求項４に記載の発明は、前記中央支柱部から前記各巻回支柱部を渦巻き状に組み付けた際に、前記中央支柱部から前記巻回支柱部を外側に巻回するに連れて各支柱部の軸方向の長さを順次螺旋状に変化させて、該中央支柱部と巻回支柱部とからなる複数の支柱ユニットを軸方向から結合させたことを特徴としている。

請求項５に記載の発明は、前記中央の支柱ユニットに巻回される各巻回側の支柱ユニットを渦巻き状に組み付ける際に、前記中央の支柱ユニットから前記巻回側の支柱ユニットを外側に巻回するに連れて各支柱ユニットの軸方向の長さを順次螺旋状に変化させて、該中央の支柱ユニットと巻回側の支柱ユニットとからなる複数の支柱ユニット群を軸方向から結合させたことを特徴としている。

請求項１に記載の発明によれば、少なくとも１本の中央支柱部を中心として各巻回支柱部を、丸太のいわば年輪のように渦巻き状に配置固定して支柱を構成したため、前記中央支柱部が軸心となって、しかも各巻回支柱部もそれぞれ芯材として機能することから、全体の軸方向（縦方向）の圧縮強度を十分確保できると共に、各巻回支柱部が渦巻き状にそれぞれ有機的に結合されていることから、横方向の剛性も十分に確保することができる。

この結果、乾燥による変形も防止できると共に、間伐材を利用して形成することが可能になる。

また、前記各巻回支柱部の組付量によって全体の外径を自由に設定することができるから、小さな建造物や大きな建造物を問わずいずれの建造物にも適用することが可能になる。特に、この発明では、通常の丸太では対応できない大きな建造物にも適用することができるため、前記軸方向などの高い強度と相俟って建造物への適用本数を少なくできるので、大きな室内スペースなどを確保することが可能になる。

特にこの発明は、同じ幅長さの各巻回支柱部を単純に外側から張り付けるのではなく、一つの巻回支柱部を次に巻回される巻回支柱部の厚さ幅と同じ長さに設定することにより、各巻回支柱部を渦巻き状に連続して結合することができるので、各巻回支柱部間の結合力が大きくなる。

この結果、支柱全体の剛性、強度が高くなって、大きな建造物にも十分に適用することが可能になる。

請求項２に記載の発明によれば、複数の支柱ユニット体を組み合わせることによって１本の支柱を形成するようにしたため、該支柱の大きさを任意に設定することができることは勿論のこと、１本の支柱に複数の中央支柱部を設けることができるので、軸方向の強度をさらに高めることが可能になる。

請求項３に記載の発明によれば、中央支柱部と各巻回支柱部を予め所定の長さに設定しておいて、これらを建造物に合わせて継ぎ足ししながら軸方向へ自由に延出することが可能になる。

請求項４及び５に記載の発明によれば、例えば中央支柱部（中央側の支柱ユニット）から巻回支柱部（巻回側の支柱ユニット）を、軸方向へ螺旋状の段差が付くように順次組み付けるようにしたため、これら各支柱ユニットあるいは各支柱ユニット群を軸方向から連結する場合に、前記上下に位置する各支柱部や各支柱ユニットをそれぞれ嵌合状態に組み付けることができるので、互いの接着面積が大きくなる。

この結果、上下の各支柱ユニットや各支柱ユニット群の接着強度が一段と向上すると共に、軸方向及び径方向の強度も向上する。

また、例えば、各支柱部の長さを予め同一に設定しておいて螺旋状に組み付け、さらに、これら支柱ユニットを上下方向から結合させた後に、上下の端末部を切断するだけで最終的に１本の支柱を形成することができるので、材料の歩留まりが良好になる。

以下、本発明に係る建造物の支柱構造の実施形態を図面に基づいて詳述する。

図１〜図４は本発明の第１の実施形態を示し、この支柱構造は、中心位置に配置された木製の１本の中央支柱部１と、該中央支柱部１の外周に渦巻き状に巻回配置された木製の複数の巻回支柱部２，３，４，５…から構成されている。

前記中央支柱部１は、横断面ほぼ正方形の角材によって形成され、その軸方向の長さが任意に設定されている
前記複数の巻回支柱部２，３，４、５…は、それぞれが横断面ほぼ長方形の角材によって形成されていると共に、軸方向の長さが前記中央支柱部１の長さと同一に設定されている。また、各巻回支柱部は、それぞれの肉厚Ｓが同一に設定されていると共に、それぞれの幅長さＷ１が中心側から外側に巻回されるにしたがって順次２倍、３倍…の大きさとなるように設定されている。

すなわち、まず、前記中央支柱部１の４辺の各外周面１ａに、４本の巻回支柱部２、３，４，５が渦巻き状に配置されつつ接着剤Ｂによって結合されており、このうちの３本の巻回支柱部２，３，４は、その幅長さＷ１が前記中央支柱部１の幅Ｗの２倍の大きさに設定されている。また、他の１本の巻回支柱部５は、端部５ａが次に外周に巻回配置される巻回支柱部６，７，８，９の肉厚Ｓ分だけ長く設定されている。

さらに、巻回支柱部５の端部５ａと一端面が結合される次の１本の巻回支柱部６は、その幅長さが前記巻回支柱部５の幅長さとほぼ同じ長さに形成されて、中央支柱部１の３倍の大きさに設定されているが、同じ円周上の巻回支柱部７、８の幅長さＷ２が中央支柱部１の４倍の大きさに設定されていると共に、他の一本の巻回支柱部９は、端部９ａが次の巻回支柱部の肉厚Ｓ分だけ長く設定されて中央支柱部１の約５倍の大きさになっている。

このように、中央支柱部１からその外側に順次巻回される巻回支柱部２〜５、６〜９…は、その幅長さがＷ１、Ｗ２が中央支柱部１の幅長さＷに対して２倍、３倍、４倍、５倍…と倍々に大きくなるように設定されていると共に、同一円周上の最後の１本の巻回支柱部５、９…がこの端部に結合される巻回支柱部の肉厚Ｓ分の長さだけ大きく設定されている。

また、前記各巻回支柱部２〜９…の軸方向の長さは、前記中心支柱部１の長さとほぼ同一の長さ、つまり任意の長さに設定されている。

また、各巻回支柱部２〜９…をそれぞれ組み付ける方法としては、前記１重目の巻回支柱部２〜４は、それぞれ前記中央支柱部１と同じ幅をもつ木材を２つ並べて横方向から接着剤によって結合することによってそれぞれ組み付けられ、さらに前記他の巻回支柱部５及び２重目の巻回支柱部６〜８は、中央支柱部１と同じ幅をもつ木材を３つ並べて並列させた状態で接着剤により結合させることによってそれぞれ組み付けられている。また、３重目以降の巻回支柱部も同じく中央支柱部１と同じ幅をもつ木材を倍々に増加させて並列状態に結合してそれぞれ組み付けられている。

そして、各巻回支柱部２〜５、６〜９…は、中央支柱部１を中心として最終的に５重に渦巻き状に巻回されており、各巻回支柱部は、それぞれ内外周面が接着剤Ｂによって互いに強固に結合されている。

また、この中心支柱部１から前記各巻回支柱部２〜９…を渦巻き状に組み付けた際に、図２に示すように、前記中央支柱部１から前記巻回支柱部２〜９…を外側に巻回するに連れて各支柱部１〜９…の軸方向の長さを順次螺旋状に変化させて、該中央支柱部１と巻回支柱部２〜９…とからなる複数の支柱ユニット体１５、１５…を上下方向から嵌合状態に接続する。この際、上下の各支柱ユニット体１５、１５の各支柱部１〜９…同士は接着剤Ｂによって接着される。

そして、図１に示すように、前記所定の大きさに巻回された各巻回支柱部２…は、最終的に巻回された４本の巻回支柱部１１〜１４のうち肉厚Ｓ分だけ長尺な１本の巻回支柱部１４の端部１４ａを切除する。

また、前記各支柱部１〜９…を前述のように螺旋状に段差を付けて組み付けると、各支柱ユニット体１５を上下方向から嵌合状態に接続して最終的に全体を所定の長さにした場合に、上下端部が各支柱部１〜９…の螺旋形状によって上端部が上方へ突出していると共に下端部が凹状になっていることから、これらの突出部１０ａと凹部１０ａをそれぞれ切除する。

これによって、図３に示すような、所望の長さでかつ横断面積の比較的大きな１本の角柱１６（支柱）が形成される。

その後、この角柱１６の表面１６ａ全体を切削加工して滑らかな表面に形成すると共に、場合によっては該表面１６ａに切削加工後に彫刻や塗装などを施して装飾柱とすることも可能である。また、前記角柱１６を、図１の二点鎖線で示すように角部を切除して横断面ほぼ円形状の円柱に形成することも可能である。なお、角柱１６の表面加工を行った後に、所定の建造物の柱として利用する。

以上のように、本実施形態の支柱構造によれば、少なくとも１本の中央支柱部１を中心として各巻回支柱部２〜１４…を、丸太のいわば年輪のように渦巻き状に配置して一本の角柱１６を構成したため、前記中央支柱部１が軸心となって、しかも各巻回支柱部２〜１４…もそれぞれ芯材として機能することから、全体の軸方向（縦方向）の圧縮強度を十分確保できると共に、各巻回支柱部が渦巻き状にそれぞれ有機的に結合されていることから、横方向の剛性も十分に確保することができる。

また、前記各巻回支柱部２〜１４…の組付量によって角柱１６（円柱）全体の外径を自由に設定することができるので、小さな建造物や大きな建造物を問わずいずれの建造物にも適用することが可能になる。特に、通常の丸太では対応できない大きな建造物にも適用することができるため、前記軸方向などの高い強度と相俟って建造物への適用本数を少なくできるので、大きな室内スペースなどを確保することが可能になる。

しかも、同じ幅長さの各巻回支柱部２…１４…を単純に外側から張り付けるのではなく、一つの巻回支柱部５、９…１４を次に巻回される巻回支柱部の肉厚Ｓと同じ長さに設定することにより、各巻回支柱部２〜１４…を渦巻き状に連続して結合することができるので、中央支柱部１と各巻回支柱部２〜１４…間の結合力が大きくなる。

この結果、角柱１６（支柱）全体の剛性、強度が高くなって、大きな建造物にも十分に適用することが可能になる。

また、この実施形態によれば、中央支柱部１に対して各巻回支柱部２…を順次渦巻き状に組み付け固定するだけであるため、かかる組立作業が容易にである。

さらに、この実施形態によれば、前述のように、中央支柱部１から巻回支柱部２〜１４を巻回しながら組み付ける際に、該各支柱部１〜１４が軸方向へ螺旋状の段差が付くように順次組み付けるようにしたため、これら各支柱ユニット体を軸方向から連結する場合に、前記上下に位置する各支柱部１〜１４をそれぞれ上下方向から嵌合状態に組み付けることができるので、互いの接着面積が大きくなる。

この結果、上下の各支柱ユニット体１５の接着強度が一段と向上すると共に、軸方向及び径方向の強度も向上する。

また、各支柱部１〜１４の長さを予め同一に設定しておいて螺旋状に組み付け、さらに、これら支柱ユニット体１５を上下方向から結合させた後に、上下の端末部１０ａ、１０ｂを切断するだけで最終的に１本の角柱１６を形成することができるので、材料の歩留まりが良好になる。

さらに、この実施形態では、各巻回支柱部２〜９…を形成するには、前述のように、中央支柱部１と同じ長さの角材を用いて、これらを順次増加させながら並列に結合させてそれぞれ形成したため、材料の歩留まりがさらに良好になり、コストの低減化が図れる。

図４は本発明の第２の実施形態を示し、中央支柱部２１は第１の実施形態と同じく横断面ほぼ正方形状に形成されているが、各巻回支柱部２２…の肉厚Ｓ１…を外周側にいくにしたがって順次大きく設定したものである。

すなわち、まず中央支柱部２１の外周面２１ａに巻回配置された各巻回支柱部２２〜２５は、その幅長さＷ１が中央支柱部２１の約２倍に設定されていると共に、その肉厚Ｓ１が中央支柱部２１の幅Ｓとほぼ同一に設定されているが、該１重目の各巻回支柱部２２〜２５の各外周面に巻回配置される２重目の各巻回支柱部２６〜２９は、その肉厚Ｓ２が前記巻回支柱部２２〜２５の１．５倍の厚さに設定されている。したがって、１重目の最後の１本の巻回支柱部２５は、その端部２５ａが前記２重目の肉厚Ｓ２分だけ突出した長さに設定されている。

また、次の３重目の巻回支柱部３０〜３３は、その肉厚Ｓ３が前記２重目のよりも１．７５倍の大きさに設定され、したがって、２重目の最後の１本の巻回支柱部２９の端部２９ａの長さも次の３重目の肉厚Ｓ３分だけ突出した長さに設定されている。

さらに、次の４重目の巻回支柱部３４〜３７は、その肉厚Ｓ４が前記３重目のよりも１．８倍の厚さに設定されている。したがって、３重目の最後の１本の巻回支柱部３７の端部３７ａの長さが次の４重目の肉厚Ｓ４分だけ突出した長さに設定されている。

このように、巻回支柱部２２〜３７…は、外周側にいくにしたがってその肉厚Ｓｎが順次大きく設定されていると共に、各重の最後の巻回支柱部の端部がそれより外周側の肉厚分だけ突出形成されている。

なお、前記中央支柱部２１の外周面２１ａや各巻回支柱部２２…の各内外周面が、接着剤Ｂによって強固に結合されていると共に、その軸方向の長さが建造物の大きさなどによって任意に設定されていることなどは第１の実施形態と同様である。

したがって、この実施形態によれば、前記各支柱部２１、２２…によって形成された角柱３８の外径が同じであるならば、第１の実施形態の場合に比較して各巻回支柱部２２…の数を減少させることが可能になる。

また、１本の角柱３８に形成した後は、第１の実施形態と同じく、表面加工した後に適宜彫刻や塗装などを施して装飾柱としたり、図４の二点鎖線に示すように円柱状に形成することも可能である。

図５は本発明の第３の実施形態を示し、例えば前記第１の実施形態によって形成された角柱１６をそれぞれ１つの支柱ユニット体４０として、これら９つの支柱ユニット体４０…を互いに組み合わせ結合させて１本の角柱４２を形成したものである。

また、この実施形態も、第１、第２実施形態と同じく、図６に示すように、中央の支柱ユニット体４０から各支柱ユニット体４０を外側に巻回して組み付けるに際して、外側に巻回するに連れて各支柱ユニット体４０の軸方向の長さを順次螺旋状に段差を付けて変化させて、該中央の支柱ユニット体４０と巻回側の支柱ユニット体４０とからなる複数の支柱ユニット群４１を軸方向から接続した。なお、前記各支柱ユニット体４０…の軸方向の長さは、ほぼ同一に設定されている。

したがって、この実施形態によれば、複数の支柱ユニット体４０…を組み合わせることによって１本の角柱４２を形成するようにしたため、該角柱４２の大きさを任意に設定することができることは勿論のこと、１本の角柱４２に複数の中央支柱部１…を設けることができるので、軸方向の圧縮強度をさらに高めることが可能になる。

しかも、前述のように、各支柱ユニット体４０を螺旋状に巻回させて、複数の支柱ユニット群４１を上下方向から接続して１本状の角柱４２に形成したため、第１、第２実施形態の場合と同様に、それぞれ上下方向の結合強度が高くなると共に、材料の歩留まりが良好になる。

本発明は、前記各実施形態の構成に限定されるものではなく、例えば中央支柱部を外径の比較的大きなものに設定して、各巻回支柱部の数を少なくすることも可能であり、また各巻回支柱部の幅や肉厚を支柱の外径などの大きさに応じて任意に設定することも可能である。

また、例えば、第１の実施形態における各巻回支柱部２〜１４を、中央支柱部１のものを並列に接続するのではなく、予めそれぞれの幅をもった大きさのものに加工しておくことも当然可能である。

また、各実施形態では木材を用いたが、中央支柱部を木材として巻回支柱部を他の材料、例えば硬度の高い合成樹脂材などで形成することも可能である。

本発明に係る支柱構造の第１の実施形態を示す平面図である。本実施形態の各支柱ユニット体を上下方向から接続する状態を示す斜視図である。本実施形態の最終的に形成された角柱を示す斜視図である。本発明の第２の実施形態を示す平面図である。本発明の第３の実施形態を示す平面図である。第３の実施形態における各支柱ユニット群を上下方向から接続する状態を示す斜視図である。

符号の説明

１・２１…中央支柱部
２〜１４・２２〜３７…巻回支柱部
１６・３８・４２…角柱
４０…支柱ユニット体
４１…支柱ユニット群

Claims

中心位置に横断面矩形状の中央支柱部を配置すると共に、該中央支柱部を中心として該中央支柱部の周りに、ほぼ長尺板状の複数の巻回支柱部を、順次外側へ渦巻き状に巻回しながら組み合わせ配置しつつ該各支柱部を接着剤によって内外重合状態に結合させ、
前記同じ円周上に巻回される最後の一つの巻回支柱部を、次に外周に巻回される巻回支柱部のうち、前記最後の一つの巻回支柱部の一端部側の内側面に当接する巻回支柱部の肉厚分だけ突出させて、複数の巻回支柱部を渦巻き状に連続して結合することにより、全体の外径を任意の大きさに設定したことを特徴する建造物の支柱構造。
前記中央支柱部を中心として複数の巻回支持部を順次渦巻き状に巻回して組み合わせてなる複数の各支柱ユニットを、互いに集合状態に組み合わせ固定して１つの支柱を構成したことを特徴とする請求項１に記載の建造物の支柱構造。
前記中央支柱部や巻回支柱部の軸方向の長さを任意に設定可能に形成したことを特徴とするとする請求項１または２に記載の建造物の支柱構造。
前記中央支柱部から前記各巻回支柱部を渦巻き状に組み付けた際に、前記中央支柱部から前記巻回支柱部を外側に巻回するに連れて各支柱部の軸方向の長さを順次螺旋状に変化させて、該中央支柱部と巻回支柱部とからなる複数の支柱ユニット体を軸方向から結合させたことを特徴とする請求項１または２に記載の建造物の支柱構造。
前記中央の支柱ユニット体に巻回される各巻回側の支柱ユニット体を渦巻き状に組み付ける際に、前記中央の支柱ユニット体から前記巻回側の支柱ユニット体を外側に巻回するに連れて各支柱ユニット体の軸方向の長さを順次螺旋状に変化させて、該中央の支柱ユニット体と巻回側の支柱ユニット体とからなる複数の支柱ユニット群を軸方向から結合させたことを特徴とする請求項４に記載の建造物の支柱構造。