JP5219223B2

JP5219223B2 - 壁パネル

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Publication number: JP5219223B2
Application number: JP2009246330A
Authority: JP
Inventors: 陽一郎黒岩
Original assignee: 陽一郎黒岩
Priority date: 2009-10-27
Filing date: 2009-10-27
Publication date: 2013-06-26
Anticipated expiration: 2029-10-27
Also published as: US20110179731A1; US8327597B2; JP2011094309A; CA2691038A1; CA2691038C

Description

本発明は、軸組工法等により木造住宅を建築する際に用いられる壁パネルに関する。

木造住宅は、一般的に、土台上に立設された柱に、家屋の室外側の壁を形成する外壁材と室内側の壁を形成する内壁材とが固定され、これら外壁材と内壁材との間の空間に断熱材や防水シート等が配された壁構造となっている。そして外壁材の表面が、例えば、サイディングやモルタル等によって仕上げられ、内壁材の表面が、例えば、クロス張り等によって仕上げられている。

このような従来の木造住宅の建築方法では、外壁材や内壁材を柱に固定する作業、壁内部に断熱材を充填する作業などの壁を建築する全ての作業が、建築現場で大工や別々の工事業者の手によって行われる。このため、工期が長くなり、またそれに伴って施工費用も高くなるという問題がある。

また上記のような建築方法によって形成された住宅においては、結露によって、例えば、壁内部（外壁材と内壁材との間の空間）にカビが発生するという問題や、柱や壁材が腐食するといった問題等が生じる虞がある。

このような問題を解決するために、近年では、上述のような外壁材及び内壁材や断熱材等を一体化した壁パネル（建材）が用いられるようになってきている。壁パネルの構造は、様々提案されているが、例えば、桐製の第１の板材と第２の板材との間に機能材を一体的に設けたものがある（特許文献１参照）。

特開２００８−１４１１１号公報

このような壁パネルを用いて木造住宅を建築することで、工期の短縮や施工費用の削減を図ることができ、また結露によってカビが発生するといった問題を解決することができるかもしれない。しかしながら、例えば、特許文献１に記載されているような桐の板材を用いた建材は、外壁材としての十分な特性は得られず、内壁材（下地材を含む）としてしか用いることができなかった。また、例えば、板材内部の水分量の変化等に起因して板材に反りが生じてしまう虞もある。

ところで、近年、ＣＯ_２等の温室効果ガスによる地球温暖化が問題となっているが、例えば、桐等の木材の利用は、地球温暖化の抑制に有効である。例えば、桐は、成長段階において他の樹木よりもＣＯ_２を吸収し易いという特性を有するため、例えば、植林を行うことで、多くのＣＯ_２を吸収させることができる。ただし、桐の植林を行うにあたっては、桐の利用量を増やしていく必要がある。特に、間伐材等の比較的細い桐の利用量を増やしていく必要がある。しかしながら、現状では、桐の用途は限られており大きな需要増は見込めない。このため、地球温暖化等の環境問題の面から、桐等の木材を有効利用して需要の拡大を図ることが望まれている。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、施工が容易でありコストの削減を図ることができると共に、反りの発生を効果的に抑制することができる木造住宅用の壁パネルを提供することを目的とする。

上記課題を解決する本発明の第１の態様は、土台上に立設された柱に固定されて木造住宅の壁を形成する壁パネルであって、木目を交差させて３枚の桐板を張り合わせた３層クロス張り構造を有すると共に前記内側の桐板の木目方向が横目方向であると共に外側の桐板の木目方向が縦目方向である第１〜第４の桐合板が積層されてなり、外壁側を構成する前記第１及び第２の桐合板の厚さが、内壁側を構成する前記第３及び第４の桐合板の厚さよりも厚いことを特徴とする壁パネルにある。

本発明の第２の態様は、積層された複数枚の前記桐合板によって囲まれた空間である断熱部を有することを特徴とする第１の態様の壁パネルにある。

本発明の第３の態様は、前記断熱部内には、板状の断熱材が設けられていることを特徴とする第２の態様の壁パネルにある。

本発明の第４の態様は、各種ケーブルを収容するケーブル収容孔が、前記断熱部とは独立して設けられていることを特徴とする第２又は３の態様の壁パネルにある。

本発明によれば、木造住宅を建築する際に、建築現場における施工が容易になり工期の短縮や施工費用の削減を図ることができる。さらに、例えば、耐火性、耐力性、断熱性、水密性といった各種特性に優れた壁構造を比較的安価に実現することができる。また反りの発生を効果的に抑制した壁パネルを提供することができる。そしてさらに、このような桐板を用いた壁パネルによって桐等の木材の需要が増加し、結果として地球温暖化が抑制されるという効果もある。

本発明の実施形態１に係る壁パネルの斜視図である。本発明の実施形態１に係る壁パネルの分解斜視図である。本発明の実施形態１に係る木造住宅の建築方法を示す概略図である。本発明の実施形態１に係る木造住宅の建築方法を示す概略図である。本発明の実施形態１に係る壁パネルを用いた壁構造を示す平面図である。本発明の実施形態１に係る壁パネルを用いた壁構造を示す横断面図である。本発明の実施形態１に係る壁パネルを用いた壁構造を示す縦断面図である。本発明の実施形態２に係る壁パネルを用いた壁構造を示す縦断面図である。本発明の実施形態３に係る壁パネルを用いた壁構造を示す横断面図である。

以下、本発明を実施形態に基づいて詳細に説明する。

（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態１に係る壁パネルを示す斜視図であり、図２はその分解斜視図である。

図１及び図２に示すように、本発明に係る壁パネル１０は、複数枚の桐板を積層することによって形成されている。例えば、本実施形態では、壁パネル１０は、複数枚（例えば、３枚）の桐板が張り合わされた第１〜第４の桐合板１１〜１４を積層することによって形成されている。

そして詳しくは後述するが、このような壁パネル１０の一方側の面を構成する第１の桐合板１１が木造住宅の外壁となり、他方側の面を構成する第４の桐合板１４が木造住宅の内壁となる。

ここで、第１〜第４の桐合板１１〜１４は、各桐板が集成材からなり各桐板の木目を交差させて張り合わせた３層クロス張り構造を有するものであることが好ましい。特に、内側の桐板の木目方向を横目方向（壁パネル１０の短手方向）とし、外側の桐板の木目方向を縦目方向（壁パネル１０の長手方向）とすることが好ましい。なお桐板として一枚板を用いると十分な強度が得られない虞がある。

第１〜第４の桐合板１１〜１４の厚さは特に限定されないが、外壁側の桐合板の厚さを厚くするようにするのが好ましい。また第１〜第４の桐合板１１〜１４のそれぞれを構成する各桐板の厚さは、特に限定されないが、内側の桐板の厚さを、外側の桐板と同一又はそれよりも厚くすることが好ましい。例えば、外壁側の第１及び第２の桐合板１１，１２は、厚さ１０ｍｍの桐板が３枚張り合わせられ３０ｍｍの厚さを有する。一方、内壁側の第３及び第４の桐合板１３，１４は、厚さ９ｍｍの桐板の両側に厚さ８ｍｍの桐板が張り合わされて１５ｍｍの厚さを有する。つまり、壁パネル１０は全体の厚さが１１０ｍｍとなるように形成されている。壁パネル１０の高さは４５０ｍｍとしている。

なお本実施形態では、壁パネル１０が４枚の桐合板（第１〜第４の桐合板１１〜１４）で構成されているが、壁パネル１０を構成する桐合板の枚数は特に限定されず、３枚以下であってもよいし、５枚以上であってもよい。例えば、壁パネル１０は、第１〜第４の桐合板１１〜１４が積層された結果、１２枚の桐板で構成されているが、勿論、桐合板を複数枚積層するのではなく、木目を交差させて１２枚の桐板を積層した１枚の桐合板で構成されていてもよい。

また壁パネル１０の内部には、壁パネル１０を構成する桐合板（桐板）によって囲まれた断熱部１５が設けられている。具体的には、第３の桐合板１３には、図２に示すように、２つの開口部１６が設けられており、断熱部１５は、第３の桐合板１３と、その両側に接合された第２の桐合板１２及び第４の桐合板１４とで囲まれた密封空間によって構成されている。

なお本実施形態では、断熱部１５が第２〜第４の桐合板１２〜１４で囲まれた密封空間によって構成されているが、この断熱部１５（開口部１６）内に断熱材が設けられていてもよい。断熱材を設ける場合には、具体的には、板状の断熱材を用い、この断熱材が開口部１６に嵌め込まれた構成とするのが好ましい。これにより、経年変化による断熱材の偏りといった問題の発生が抑えられ、壁パネル１０の断熱性が長期に亘って良好に維持される。断熱材としては、例えば、ネオマフォーム（旭化成製）が好適に用いられるが、断熱材の種類は特に限定されず、例えば、ロックウール等を用いてもよい。

このように第１〜第４の桐合板１１〜１４、つまり積層された複数枚の桐板で構成される壁パネル１０は、例えば、断熱性、耐火性、耐力等の各種特性に優れる。例えば、全世界の寒冷地、猛暑地に対応可能な断熱性を確保することができる。また一般的に、桐材はやわらかく建材にすることが難しいと考えられているが、桐の集成材によって形成された桐合板からなる本願発明の壁パネル１０は、建材としても十分な強度を有するものである。さらに、このような構造の壁パネル１０は、反りの発生が効果的に抑えられるため、上記の各種特性を長期に亘って良好に維持することができる。ちなみに、ここで言う「桐板」には、桐材からなる板材だけでなく、ファルカタ材からなる板材も含むものとする。これら桐材又はファルカタ材は、何れも、木材の比重が０．３以下であって他の木材と比べて反り難く、しかも軽量であるという特徴を有する。

なお壁パネル１０の一部の材料として、例えば、鉄等を用いることで特性の向上を図ることが考えられるが、桐板以外の材料を採用するのは好ましくない。桐板以外の材料が桐板とは水分や熱による膨張率等が異なる場合、壁パネル１０が変形するといった問題が生じる虞があるためである。

また壁パネル１０には、電線や電話線等のケーブル類が配されるケーブル挿通孔１７が断熱部１５とは独立して設けられている。このため、断熱部１５の機能を阻害することなくケーブル類を整理することができる。また断熱部１５内に断熱材が設けられている場合でも、断熱材を壊すことなくケーブル類を整理することができる。また、例えば、鼠等によるケーブル類の破損を防止することができるという効果もある。

また、壁パネル１０の上下端面のそれぞれには、その長手方向に沿って凹部１８が形成されており、以下に説明するように、複数枚積み重ねられた各壁パネル１０が、この凹部１８に係合する係合部材によってそれぞれ連結されるようになっている。そして、積み重ねられた壁パネル１０をそれぞれ土台上に立設された柱に固定することで、各種性能に優れた木造住宅の壁を比較的容易に形成することができる。

具体的には、まず図３（ａ）に示すように、土台１００上に所定間隔で柱１１０を立設し、その他、例えば、桁、梁等で建物の骨組み（軸組）を形成する。次いで、図３（ｂ）に示すように、これらの柱１１０間に１枚の壁パネル１０を配し、各柱１１０に釘等によって固定する。

ここで、上述のように壁パネル１０の上下端面のそれぞれには、その長手方向に沿って凹部１８が形成されている。そして、図４（ａ）に示すように、柱１１０間に固定された壁パネル１０の上端面に形成された凹部１８に、係合部材３０を嵌め込んで固定する。その後、図４（ｂ）に示すように、１枚目の壁パネル１０に固定された係合部材３０を挟んで２枚目の壁パネル１０を積み重ねて柱１１０に固定する。つまり、一枚目の壁パネル１０に固定された係合部材３０を２枚目の壁パネル１０の下端面に設けられている凹部１８に嵌め込み、２枚目の壁パネル１０をこの状態で柱１１０に固定する。その後、同様にして複数枚の壁パネル１０を積み重ねてそれぞれ柱１１０に固定する。

その後、柱１１０に固定された壁パネル１０の一方の面を外壁とし他方の面を内壁として木造住宅の壁を形成する。例えば、本実施形態では、各壁パネル１０を柱１１０に固定した後、壁パネル１０を構成する第１の桐合板１１の表面に赤外線反射塗料を塗布することで、壁パネル１０の第１の桐合板１１側を外壁とする。一方、第４の桐合板１４の表面に壁紙を貼り付ける、或いは内装材を塗布する等の作業を行うことで、壁パネル１０の第４の桐合板１４側を内壁とする。これにより木造住宅の壁が形成される。

このように本発明の建築方法では、壁パネル１０の一方面を外壁とし他方面を内壁とすることで木造住宅の壁を形成しているため、従来のように外壁材と内壁材とを別々に用意する必要がなく、安価に木造住宅の壁を形成することができる。

また、各壁パネル１０が高い強度を有するため、この壁パネル１０によって形成される壁が耐力壁として機能するため、間柱や筋交いの数を減らすことができ、施工が容易となると共にコストの削減を図ることもできる。

さらに、複数枚の壁パネル１０を積み重ねることで木造住宅の壁を形成することで、一枚の壁パネル１０の重量を比較的軽く抑えている。例えば、本実施形態に係る壁パネル１０の重量は２０ｋｇ程度に抑えられている。したがって、施工に必要な人員を少なく抑えることができ、また運搬や建築現場において比較的容易に取扱うことができる。

なお本実施形態では、壁パネル１０の外壁となる表面に赤外線反射塗料を塗布するようにし、壁パネル１０の内壁となる表面に壁紙等を設けるようにしたが、これら赤外線反射塗料や、壁紙等は必ずしも設けなくてもよい。

以下、本実施形態に係る壁パネルを用いた壁構造について説明する。図５は、実施形態１に係る壁パネルを用いた壁構造を示す平面図であり、図６は、その横断面図である。また図７は、この壁構造における壁パネルの連結部分を示す縦断面図である。

図５及び図６に示すように、本実施形態に係る壁構造では、上述のように壁パネル１０が複数枚積み重ねられた状態で各柱１１０に釘等によって固定されて木造住宅の壁が形成されている。このため壁パネル１０を構成する第１〜第４の桐合板１１〜１４は、柱１１０の間隔に合わせた大きさで形成されている。具体的には、第１及び第２の桐合板１１，１２は、隣接する柱１１０の中心間距離と一致する幅で形成されており、第３及び第４の桐合板１３，１４は、隣接する柱１１０の間に嵌め込まれる幅で形成されている。そして、壁パネル１０は、第１の桐合板１１側から釘やネジ等の固定部材（図示なし）によって柱１１０に固定されている。例えば、本実施形態では、柱１１０の中心間距離は１８２０ｍｍであり、柱１１０の間隔は１６７０ｍｍであり、第１〜第４の桐合板１１〜１４は、それに合わせた大きさに形成されている。

また、上述のように各壁パネル１０の上下端面には、凹部１８が形成されている。本実施形態では、図７に示すように、凹部１８が第１及び第２の桐合板１１，１２に形成されており、この凹部１８に係合された係合部材３０によって、各壁パネル１０がそれぞれ連結されている。係合部材３０は、例えば、桐製の角材からなり、下側に位置する壁パネル１０に対しては接着剤４０で接着されると共に釘やネジ等の固定部材５０によって固定されており、上側の壁パネル１０に対しては接着剤４０によって固定されている。つまり、各壁パネル１０の上面の凹部１８に対して係合部材３０を固定しておき、係合部材３０が固定された壁パネル１０を積み重ねて柱１１０に固定することによって木造住宅の壁が形成されている。そして、各壁パネル１０の間は、接着剤４０によって密封されて良好な水密性が確保されている。

ここで、凹部１８の外壁側の内面と係合部材３０との間には、接着剤４０が塗布されておらず、積み重ねられた壁パネル１０間の隙間から連続する微小な隙間である空間部１９が形成されている。さらに、第１の桐合板１１には、この空間部１９に連通する連通孔２０が形成されており、空間部１９はこの連通孔２０を介して外部に繋がっている。

このように壁パネル１０に空間部１９及び連通孔２０が設けられていることにより、つまり等圧の排水路が設けられていることで、水密性をさらに高めることができる。すなわち、外部から壁パネル１０間の隙間に侵入した水分（湿気）は、空間部１９に流れ込み連通孔２０から外部に排出される。したがって、接着剤４０が塗布された部分の微小な隙間を水分が室内側に向かって侵入するのを効果的に抑制することができる。

以上説明したように、本実施形態では、複数枚の桐板を積層した第１〜第４の桐合板１１〜１４によって形成された壁パネル１０を複数積み重ねることによって木造住宅の壁を形成するようにしている。したがって、例えば、断熱性、耐火性、耐力等の各種特性に優れた壁構造を実現することができる。上述した構造の壁パネル１０は、例えば、熱抵抗値が２．０ｍ^２ｋ／ｗであり、全世界の寒冷地、猛暑地に対応可能な断熱性が確保されている。なお壁パネル１０に断熱材が用いられている場合には、断熱材の厚みを調整することで、熱抵抗値は極めて容易に調整することができる。さらに壁パネル１０は、反りの発生が抑えられるため、上記のような特性を長期に亘って良好に維持することができる。また壁パネル１０の厚みを例えば１３０ｍｍ程度まで厚くすることで、柱が不要となるまでの耐力を得ることもできる。

また本実施形態では、複数枚の壁パネル１０を金属類で連結するのではなく、桐製の角材からなる係合部材３０によって連結するようにしているため、長期に亘って錆や腐食の問題が生じることもない。

ところで、近年、地球温暖化が急激に進んでおり、ＣＯ_２等の温室効果ガスの抑制・削減が求められている。本発明に係る壁パネル１０を用いた木造住宅は、保温性に優れるため冷暖房などの効果が長時間持続する。つまり省エネ効果が高く、温室効果ガスの排出抑制に役立つ。

さらに壁パネル１０の材料となる桐は、成長期におけるＣＯ_２の吸収率が極めて高い。このため、植林等によって多くの桐を栽培することで、温室効果ガスの削減に有効である。ただし、桐はある程度成長が進むと、ＣＯ_２の吸収率は徐々に減少してしまう。このため、伐採・再植林を比較的早いサイクルで繰り返すことが望ましい。これにより、極めて多くのＣＯ_２が桐によって吸収されることになる。しかしながら、現状では、例えば、間伐材等の比較的細い桐材の用途は極めて少なく、今後も需要増が見込めないこともあり、上記のような桐の早い植林サイクルは実現されていない。

本発明に係る壁パネル１０は、上述のように、その材料として桐の集成材が好適に用いられる。このため、本発明の壁パネル１０を木造住宅に採用することで、桐の大幅な需要増が見込まれる。桐の需要の問題が解決されることで、上記のような早い植林サイクルが実現されればＣＯ_２が大幅に削減されることになる。このように本発明は、結果として地球環境の改善にも役立つ極めて有用なものである。

（実施形態２）
図８は、実施形態２に係る壁パネルを用いた壁構造を示す図である。

本実施形態は、２つの係合部材によって各壁パネルを連結するようにした例であり、その他の構成は、実施形態１と同様である。具体的には、本実施形態に係る壁パネル１０Ａの上下端面には、図８に示すように第１の凹部１８Ａと第２の凹部１８Ｂとが設けられている。第１の凹部１８Ａは第１及び第２の桐合板１１，１２に形成されており、第２の凹部１８Ｂは第３及び第４の桐合板１３，１４に形成されている。本実施形態では、第１及び第２の桐合板１１，１２の厚さが第３及び第４の桐合板１３，１４の厚さよりも厚いため、それに合わせて、第１の凹部１８Ａの幅は第２の凹部１８Ｂの幅よりも広く形成されている。勿論、これら第１の凹部１８Ａ及び第２の凹部１８Ｂの幅は特に限定されるものではない。そして、各壁パネル１０Ａは、第１の凹部１８Ａに係合され接着剤４０によって接合された第１の係合部材３１と、第２の凹部１８Ｂに係合され接着剤４０によって接合された第２の係合部材３２によってそれぞれ連結されている。

このような構成では、各壁パネル１０Ａ同士がより強固に連結される。したがって、壁として強度がさらに向上する。また各壁パネル１０Ａに対する第１及び第２の係合部材３１，３２の接着面積が増加するため、室外から室内側への水分の侵入もより確実に抑えられる。

（実施形態３）
図９は、実施形態３に係る壁パネルを用いた壁構造を示す図である。

本実施形態は、壁パネルの柱１１０への固定構造の他の例である。すなわち、実施形態１では第３及び第４の桐合板１３，１４を柱１１０間に嵌め込み、柱１１０の外側の面に第１及び第２の桐合板１１，１２を固定するようにしたが、本実施形態では、図９に示すように、各柱１１０には、隣接する柱１１０と対向する面にガイド溝１１１が形成されており、このガイド溝１１１に壁パネル１０Ｂを嵌め込むことで、壁パネル１０Ｂが柱１１０に固定されている。なお、本実施形態に係る壁パネル１０Ｂを構成する第１及び第２の桐合板１１，１２と、第３及び第４の桐合板１３，１４とは、相対向するガイド溝１１１間の長さに合わせて、同一幅で形成されている。

このような構成としても、上述したように各種特性に優れた壁構造を比較的安価に実現することができる。

以上本発明の実施形態について説明したが、勿論、本発明は、発明の主旨を逸脱しない範囲であれば、これらの実施形態に限定されるものではない。

１０壁パネル
１１第１の桐合板
１２第２の桐合板
１３第３の桐合板
１４第４の桐合板
１５断熱部
１６開口部
１７ケーブル挿通孔
１８凹部
１９空間部
２０連通孔
３０係合部材
３１第１の係合部材
３２第２の係合部材
４０接着剤
５０固定部材

Claims

土台上に立設された柱に固定されて木造住宅の壁を形成する壁パネルであって、
木目を交差させて３枚の桐板を張り合わせた３層クロス張り構造を有すると共に前記内側の桐板の木目方向が横目方向であると共に外側の桐板の木目方向が縦目方向である第１〜第４の桐合板が積層されてなり、外壁側を構成する前記第１及び第２の桐合板の厚さが、内壁側を構成する前記第３及び第４の桐合板の厚さよりも厚いことを特徴とする壁パネル。
積層された複数枚の前記桐合板によって囲まれた空間である断熱部を有することを特徴とする請求項１に記載の壁パネル。
前記断熱部内には、板状の断熱材が設けられていることを特徴とする請求項２に記載の壁パネル。
各種ケーブルを収容するケーブル収容孔が、前記断熱部とは独立して設けられていることを特徴とする請求項２又は３に記載の壁パネル。