JP4424342B2 - 木製ブロックより形成される建築パーツ - Google Patents

Description

本発明は、間伐材等からなる３つの木製ブロックの組合せを用いて形成される建築パーツに関するものである。

従来の技術については、間伐材等の利用促進を図るための木材を加工し組立てる建築構造物はすでに幾つか考案されている。たとえば、四個のブロック材をクロス状に結合する装置、あるいは、小径木からなる壁面部材とそれを用いた壁面構造物などである。
特開２００４−１９０４６５ 特開２００６−１０４７３７

従来の技術が解決しようとしている課題はいずれも間伐材等の利用促進を目的としたものである。本発明も利用価値の低い、林内にそのまま放置されている間伐材や自然災害にさらされた倒木、また、製材工程や建設現場で数多く出てくる端材や短材を積極的に利用して建築構造物を造る。しかし、従来の建築構造物は工業製品化するという点では問題があり改良の余地があった。

そこで、本発明は、工業製品化に見合う種類と量、品質、強度、木目の美しさを持つ3つの木製ブロックより形成される建築パーツを提供すること及びその建築パーツを用いて出来る家具材、建築内装材、木造建築の構造材を提供することを課題とした。

まずは、利用価値の低い間伐材等を利用し、与えられた一定の長さの底面が正方形の縦長の直方体において、前記直方体を複数の縦長の垂直な面で切り分けてできる３つの木製ブロックを製造する。この３つの木製ブロックそれぞれ形状は異なるが、いずれも底面が直角三角形の縦長の三角柱を内包する。すなわち、一つ目のブロックは同直角三角柱であり、二つ目のブロックは同直角三角柱を２個内包するものであり、三つ目のブロックは同直角三角柱と前記直方体の５分の１の体積の縦長の直方体を内包するものであり、体積比が１：２：２となる３つの木製ブロック。

つぎに、縦長の直方体の４つの長方形側面の等しい位置にそれぞれ、２箇所ずつ長辺に沿って全長にわたり半円状の溝を加工する。その溝の大きさは、長方形側面の短辺の長さの２０分の１を半径とする。この溝加工及び溝加工面を含む直方体６面は極めて加工精度が要求されるが、外殻面であるため機械化すれば比較的簡単に加工できる。３つの木製ブロックは、この半円状の溝を２以上もつことを特徴とする。

さて、３つの木製ブロックを重複して組合せ建築パーツを造る、そのとき溝加工のある面どうしを接着することを原則とする。このとき半円状の溝部分には接着剤を塗布してはならない。なぜならば、２つの半円溝が重なり合ったときできる円状の貫通孔が、短材同士を結びつける役目を担うからである。このとき、３つの木製ブロックのなかで、接着面が２面あり４つの半円状の溝をもつ木製ブロックが組合せの中心ブロックとなる。ｎ個の木製ブロックの接着で必ず２（ｎ−１）個の円状の貫通孔をもつことを特徴とする、３つの木製ブロックより形成される建築パーツ。

つぎに、縦長方向の縦接ぎ接合についての方法を記す。
最初に、貫通孔を利用した堅木栓打ち込み接合について述べる。使用する堅木栓は素材より堅硬で弾力性、反曲性に富んだタモ集成材を使用する。堅木栓の形状は丸棒とし、寸法は貫通孔より５％程度割増しとする。この接合方法の強度は期待できないが、誰でも簡単に加工でき、いつでも堅木栓の周辺を湿らせて引き抜けば、元の形に戻り再利用できる。

さらに、縦長方向の縦接ぎ接着接合について、３通りの方法を記す。
まず、縦長底面を直角切断し接着接合する。利点は加工が簡単である事であるが、強度は期待できないので堅木栓打ち込み接合と併用する。つぎに、縦長底面を互いに斜め切断し接着接合する。強度は素材程度期待できるが、材料損失があるので考慮する必要がある。さいごに、縦長底面を互いに手の指状に切断し接着接合する。この方法は機械化に適しており、強度は素材以上期待できる。

また本発明は、製作過程で木材の欠点を解決できる。使用する底面が正方形の縦長の直方体は当然無垢材であり、３つの木製ブロックに切断加工することで、死節を除去し、早期に自然乾燥ができる。また、３つの木製ブロックを組合せ接着することで、互いに割れ、反り、捩れ等を防ぎ、工業製品に見合う品質を確保できる。さらに、３つの木製ブロックがもつ杢目、柾目等、木目の美しさをより特徴づけることができる。

本発明に使用する底面が正方形の縦長の直方体の基本寸法について記す。利用価値の低い間伐材や倒木、また製材工程や建築現場で廃棄されてしまう端材等を無駄なく利用するためにはひとつに纏めるには無理がある。そこで５種類の底面が正方形の縦長の直方体とした。5種類としたのは、あまり多くしても利用形態が煩雑となるので、市場性を考慮して一般の木材流通規格寸法に合せた。使用用途を家具材、建築内装材、木造建築の構造材等、広範囲と捉えると、底面が１２０ｍｍ正方形、１０５ｍｍ正方形、９０ｍｍ正方形、７５ｍｍ正方形、６０ｍｍ正方形とする５段階の縦長の直方体が必要である。

本発明の木製ブロックの組合せを用いて形成される建築パーツの種類と量は、３つの木製ブロックを２個組合せることで、６通りの建築パーツが形成される。３つの木製ブロックを３個組合せることで１６通り、４個では実に７４通りの建築パーツがそれぞれ形成される。３個の組合せ、４個の組合せでは、いずれも接着面を２面もつ木製ブロックを中心ブロックとすることが原則である。同様に５個の組合せでは７８通り、６個の組合せでは７９通りと、豊富な建築パーツを形成できる。

上述したように、木製ブロックの組合せで形成される建築パーツは、その形状も多岐にわたり、その豊富な建築パーツ群を手にすれば創造性を膨らませ、積木のように実際に組立てて見たくなる。たとえば、子どもたちの学校教材として、また、退職を迎える団塊の世代の人たちの身近な木工家具の材料として提供できる。さらに、建築内装材、木造建築の柱・梁材等見せる構造材としても提供できる。市場での需要が高まれば、戦後、全国で一斉に植林された人工林の荒廃を止め、林業再生の有効な改善策となり得る。

以下、本発明の実施の形態を図１〜図４に基づいて説明する。

図１より、底面が正方形の縦長の直方体１において、頂点ＡＢＣＤと各辺の中心点ａｂｃｄをそれぞれ結ぶ。線Ａｃ、線Ｂｄ、線Ｃａ、線Ｄｂを用い、線Ａｃと線Ｂｄの交点ｅ、線Ｃａと線Ｄｂの交点ｆ、線Ａｃと線Ｄｂの交点ｇをそれぞれ求める。以上より、線Ｃｆ、線ｆＤ、線ｇｅ、線ｅＢを切断線とする縦長の４つの垂直な面で切り分けてできる３つの木製ブロックを図２のごとく製造する。すなわち、点ＣＤｆを結んだ直角三角形を底面とする縦長の三角柱より成るものを木製ブロック２とする。つぎに、点ＡＢｅｇＤ結んだ図形を底面とし、同直角三角柱を２個内包するものを木製ブロック３とする。さらに、点ＢＣｆｇｅを結んだ図形を底面とし、同直角三角柱と直方体１の５分の１体積の縦長の直方体を内包するものを木製ブロック４とする。木製ブロック２、木製ブロック３、木製ブロック４の体積比は１：２：２となり、それぞれの形状は特徴的であり組合せに最適である。

つぎに、底面が正方形の縦長の直方体１において、縦接ぎのための溝加工をする。図１より、一つの長方形側面の短辺ＡＢの３等分の１の位置に２箇所ずつ、短辺ＡＢの長さの２０分の１を半径とする半円状の溝５を、長方形側面の長辺に沿って端から端まで加工する。残りの３つの長方形側面にも同様に溝加工をする。そして前述したとおり、縦長の直方体１を３つの木製ブロックに切り分けると、木製ブロック２と木製ブロック４は、接着面が１面で半円状の溝５を２箇所もち、木製ブロック３は接着面が２面で半円状の溝５を４箇所もつ事となる。

図３のごとく、５種類の底面が正方形の縦長の直方体について記す。５種類の縦長の直方体は同様の手順で、３つの木製ブロックに切り分けられ、その３つの木製ブロックは半円状の溝を２箇所または４箇所もつことを特徴する。そして、同種類ごとに３つの木製ブロックを重複して組合せ建築パーツを造る事を原則とする。しかし、形成された建築パーツは同種類の枠を超え利用される。

図４のごとく、短材の建築パーツどうしの堅木栓を使用した縦接ぎ接合について記す。まず、一方の建築パーツのすべての貫通孔に準備したタモ集成材丸棒の長さの２分の１を慎重に中程まで打ち込む。突起した残りの２分の１の長さのタモ集成材丸棒に対して、他方の建築パーツを丁寧に建築パーツどうしが接合するまで打ち込む。このとき、建築パーツどうしの損傷防止のために貫通孔とタモ集成材丸棒を湿らす事が大切である。

以下、本発明の実施例を図に基づいて説明する。

まず、学校教材として、また家庭で使用する身近な家具材としての利用方法の実施例を説明する。図１０のように、椅子の脚と背凭れにそれぞれ２種類の建築パーツを組合せ３つのタイプの椅子を作る。つぎに、図１１のように、３種類の建築パーツの凹凸の噛合せを利用し、左右対称となるよう組合せ、建築パーツごとに高さも変えると、柔らかな木質感豊な衝立ができる。同様に、図１２のように、２種類の建築パーツの組合せで一対のテーブルの脚を造る。さらに、図13のように、ベッドの枠材、床根太に4種類の建築パーツを加工組立て、畳を組入れれば健康的な畳ベッドができる。図14のように、4種類の建築パーツの凹凸の噛合せを利用し、建築パーツごとに高さを変え左右非対称のハンモック支柱壁を作り、支柱壁頭繋ぎ材も建築パーツを加工組入れると、立派なハンモックができる。家具は比較的簡単にできるので、子供たちやこれから退職を迎える団塊の世代の人々の手軽な建築パーツとして提供できる。身近な山の木にふれてみる貴重な機会になる筈である。

つぎに、建築内装材としての利用方法の実施例を説明する。図１５のように、１種類の建築パーツを連続して室内壁面や天井面に張り込む。また、２種類の建築パーツを交互に反転させながら組合せて同様に室内壁面や天井面に張り込む。いずれも、音響効果をあげるコペンハーゲンリブへの応用であり、木の質感を生かした温もりのある空間作りには最適である。図１６のように、３通りの建築パーツをそれぞれ、室内壁面の必要とされる設定の高さに取り付ければ、それぞれ、暮しに安全な個性ある手摺ができる。図１７のように、２通りの建築パーツを床と壁の接合部に取り付ければ、いずれも、壁の損傷を防ぐ木質感豊な幅木材ができる。図１８のように、アルミサッシの室内側の窓枠材として建築パーツを取り付ける。上枠材と残り３方枠にそれぞれ２つの建築パーツを組合せ、３通りの豪華な額縁枠を提供できる。上枠は少し大きめの建築パーツを採用する事で、カーテンやブラインドも取り付け可能とした。室内装材への建築パーツの利用方法は、無尽蔵である。

さらに、木造建築の柱材・梁材等、見せる構造材としての利用方法の実施例を説明する。図１９のように、柱材の断面図を基にその実施例を説明する。まず、建築パーツ２個の組合せ加工、建築パーツ３個の組合せ加工、建築パーツ５個の組合せ加工をそれぞれすると、正方形断面をもつ柱材ができる。つぎに、図２０のように、３通りの柱断面の大きさにあわせて梁材をつくる。建築パーツ２個の組合せ加工、建築パーツ４個の組合せ加工、建築パーツ６個の組合せ加工をそれぞれすると、長方形断面をもつ梁材ができる。以上より、ぞれぞれ、断面幅が等しい柱材、梁材どうしを用いて木造建築の構造体の一部とし、見せる木組み空間づくりをすれば、木のもつやさしい暖かさを提供できる。木造建築の構造材としての建築パーツの利用方法も無尽蔵である。

本発明の実施形態を示す底面が正方形の縦長の直方体の斜視図 前記直方体を切り分けた３つの木製ブロックの斜視図 ５種類の底面が正方形の縦長の直方体の斜視図 堅木栓を用いた短材建築パーツどうしの縦接ぎ接合の斜視図 ２個の木製ブロックを組合せた建築パーツ６例の断面図 ３個の木製ブロックを組合せた建築パーツ１６例の断面図 ４個の木製ブロックを組合せた建築パーツの代表１０例の断面図 ５個の木製ブロックを組合せた建築パーツの代表１０例の断面図 ６個の木製ブロックを組合せた建築パーツの代表１０例の断面図 実施例：３つのタイプの椅子の正面図及び水平断面図 実施例：衝立の正面図及び水平断面図 実施例：テーブルの脚の正面図及び水平断面図 実施例：畳ベッドの縦断面図及び横断面図 実施例：ハンモックの正面図及び水平断面図 実施例：コペンハーゲンリブの水平断面図及び垂直断面図 実施例：３つのタイプの壁手摺材の垂直断面図 実施例：２つのタイプの幅木材の垂直断面図 実施例：３つのタイプの窓上下枠材の垂直断面図 実施例：３つのタイプの柱材の水平断面図 実施例：３つのタイプの梁材の垂直断面図

符号の説明

１ 底面が正方形の縦長の直方体
２ 直方体１を切り分けてできる、縦長の直角三角柱よりなる木製ブロック
３ 直方体１を切り分けてできる、縦長の直角三角柱を２個内包する木製ブロック
４ 直方体１を切り分けてできる、縦長の直角三角柱と直方体１の５分の１の体積
よりなる木製ブロック
５ 直方体１の４つの長方形側面に加工した、縦接ぎ接合のための半円状の溝

Claims (3)

1. 利用価値の低い間伐材等を利用し、与えられた一定の長さの底面が正方形の縦長の直方体において、前記直方体を複数の縦長の垂直な面で切り分けてできる、それぞれ形状は異なるが、底面が直角三角形の縦長の三角柱を一つ内包するもの、同直角三角柱を二つ内包するもの、同直角三角柱と前記直方体の５分の１の体積の縦長の直方体を内包するもので、体積比が１：２：２となる３つの木製ブロック。
2. 請求項１に記載の縦長の直方体において、４つの長方形側面の等しい位置に、それぞれ２箇所ずつ長辺に沿って全長にわたり、短辺の長さの２０分の１を半径とする半円状の溝を設けたことを特徴とする木製ブロック。
3. 請求項１に記載の3つの木製ブロックを重複して組合せ、そのとき請求項２に記載の溝加工のある面どうし接着することを原則とし、溝部分だけには接着剤を塗布せず、ｎ個の木製ブロックの接着で必ず２(ｎ−１）個の円状の貫通孔をもつことを特徴とする木製ブロックより形成される建築パーツ。

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