JP5718650B2 - 木製骨組材の接合方法 - Google Patents

Description

本発明は、木製骨組材の接合方法に関するものであり、より詳細には、一旦接合した木製骨組材の接合状態が強固に維持され、後に木製骨組材がずれ動いたり外れたりするおそれがない、木製骨組材の接合方法に関するものである。

木造建築における木材の接合構造としては、従来、蟻継、鎌継、竿継等の「継手」といわれる接合方法が採用されていたが、これらの実施には時間と手間がかかり、また、作業者には熟練した技術が求められる等の諸問題が存していたことから、近年では、ボルトやナット等の接合金具を用いての接合方法が一般的になってきている。

ところで最近は、木のぬくもりが感じられ、癒し効果もあるところから、一般住宅のみならず、体育館、各種公共施設、市場等の大規模建築物の天井等においても、従来の鉄骨に代えて木製骨組材を剥き出し状態にして用いることが多くなってきている。しかるに、このように大規模建築物の天井等を木製骨組材で構成するに当たり、ボルトやナット等の接合金具を用いるとすると、該接合金具が露出するため、木造建築において重要視される美的外観が損なわれ、癒し効果も半減するおそれがある。

そこで、接合する木製骨組材の各接合端面に穿孔してそれぞれ挿入孔を形成し、両挿入孔に跨るように１本の芯杆を挿入し、各挿入孔に固着用樹脂を注入する方法が提案されている（特開平３−５５４３号公報）。しかし、この方法の場合は、挿入孔がストレートなものであるために、芯杆の軸方向への引張り力に対する抵抗力に欠け、挿入孔内において芯杆がずれ動くおそれがある。

このような問題を解決する方法として、挿入孔の途中に孔拡張部を設け、その部分において固化した樹脂を以て、ストッパー（抜け止め）機能を持たせる方法が提案されている（特許第３６２６７４７号公報）。しかし、この方法の場合は、その孔拡張部を、芯杆の抜け方向側が抜け方向に対して直角又は鋭角に形成すると共に、芯杆の差し入れ方向にすぼまるように形成する必要があるために加工に手間がかかり、また、ストッパーとして機能するのは固化した樹脂であるため、ストッパーと芯杆との一体性は必ずしも十分とはいえない面がある（図７参照）。

特開平３−５５４３号公報 特許第３６２６７４７号公報

上述したように、木製骨組材を芯杆を介して接合する従来の方法においては、芯杆の軸方向への引張り力に対して十分な抵抗力を持たせる上で問題があり、また、施工上の問題もあった。そこで本発明は、木製骨組材を芯杆を介して接合する方法であって、比較的簡易な方法にて芯杆の軸方向への引張り力に対して十分な抵抗力を持たせることが可能な、木製骨組材の接合方法を提供することを課題とする。

上記課題を解決するための請求項１に記載の発明は、互いに接合し合う複数の木製骨組材の各接合面に穿孔して挿入孔を１又は複数設け、前記挿入孔内に１又は複数の拡径部を設け、前記複数の木製骨組材の外側面から前記挿入孔の内奥部に開口するようにそれぞれ注入孔を穿設し、前記挿入孔の内径よりも僅かに小径の抜止環を適宜間隔置きに配した芯杆を設け、前記芯杆の一部を前記複数の木製骨組材のうちの第一の木製骨組材の前記挿入孔に、前記抜止環が前記拡径部内に位置するようにして挿入し、前記芯杆の他部を前記複数の木製骨組材のうちの第二の木製骨組材の前記挿入孔に、前記抜止環が前記拡径部内に位置するようにして挿入して、前記第一及び第二の木製骨組材の接合面同士を当接させ、固着用樹脂を、一方の前記木製骨組材の前記注入孔から他方の前記木製骨組材の前記注入孔から抜けるまで注入することを特徴とする木製骨組材の接合方法
である。

一実施形態においては、前記第一の木製骨組材の挿入孔をその一側面から他側面に抜けるように形成し、前記芯杆の挿入時にその両端部が前記第一の木製骨組材の側面から突出するように挿入し、前記第一の木製骨組材を挟んで第二及び第三の前記木製骨組材を接合する。

また、一実施形態においては、前記木製骨組材の一方又は双方の接合面を斜めにカットして接合し、あるいは、前記木製骨組材を一対直交又は斜交状態に配置して、折曲形状にした前記芯杆によって接合する。

また、一実施形態においては、前記固着用樹脂の注入終了後に、前記注入孔に栓をする。

更に、一実施形態においては、前記抜止環は、周縁部に切欠きを適宜数形成したものとされ、あるいは、前記抜止環は、透孔を適宜数形成したものとされる。また、前記芯杆はネジ杆とされ、前記抜止環は前記ネジ杆にねじ付けて配置されるナットとされる。

本発明は上述したとおりであって、本発明に係る木製骨組材の接合方法は、比較的簡易で容易に実施でき、挿入孔の全体に固着用樹脂が充填されて樹脂が硬化すると、抜止環間において硬化した樹脂が抜止環の動きを抑止し、殊に、抜止環の径は挿入孔の内径と余り変わらないために挿入孔の内壁との間に隙間ができにくく、拡径部に硬化樹脂の瘤ができるために、芯杆の挿入孔内におけるずれ動きが一層確実に阻止され、以て、芯杆は抜止環を介して挿入孔内に確固と保持され、挿入孔内においてずれ動くことが確実に阻止されるので、木製骨組材の接合状態が緩むことはなく、堅固な接合状態が恒久的に維持される効果がある。

また、請求項６、７に記載の発明においては、注入された樹脂が切欠き又は透孔を通り抜けるために、挿入孔内への樹脂の充填が迅速且つスムーズに行われる効果がある。

本発明に係る木製骨組材の接合方法を工程順に示す概略断面図である。 本発明に係る木製骨組材の接合方法における抜止環の形状例を２例示す斜視図である。 本発明に係る木製骨組材の他の接合例を示す概略斜視図である。 本発明に係る木製骨組材の更に他の接合例を示す概略斜視図である。 本発明に係る木製骨組材の更に他の接合例を示す概略斜視図である。 本発明に係る木製骨組材の更に他の接合例を示す概略斜視図である。 従来の木製骨組材の接合方法を示す概略断面図である。

以下に、本発明を実施するための形態について、添付図面に依拠して説明する。図１は、本発明に係る木製骨組材の接合方法を工程順に示すもので、そこに示されるように本発明に係る方法は、以下の工程から成る。

資材準備工程
この工程は、接合する複数の木製骨組材１、２を用意する工程である。図１に示す例は、一対の木製骨組材１、２の端面同士を接合する場合であり、その場合は、それぞれ接合する端面から穿孔して、１又は複数の挿入孔３、４が形成される。図示した例では、挿入孔３、４はそれぞれ１つ設けてあるが、木製骨組材１、２のサイズや用途等に応じて複数設ける。挿入孔３、４は、各接合端面の中心部から適宜深さ穿孔して形成されるが、単なる円孔の場合（図１（ａ）参照）と、その途中に、適宜間隔置きに拡径部５、６が形成される場合（図１（ｂ）参照）とがある。

拡径部５、６を設ける場合は、先に挿入孔３、４を形成し、次いで拡径部５、６を形成することになるが、その作業は、ラジアル方向に刃が出る市販の特殊穿孔器具を用いて行うことができる。拡径部５、６は、例えば、木製骨組材１、２の長さ方向に断面円形、楕円形、紡錘形等となるように形成される。なお、図１（ｂ）乃至図１（ｅ）には、拡径部５、６を設ける場合のみが示されている。

このようにして挿入孔３、４を形成した後、木製骨組材１、２の外側面からそれぞれ挿入孔３、４の内奥部に向けて注入孔７、８が穿設される（図１（ｂ）参照）。

芯杆準備工程
この工程は、挿入孔３、４の内径よりも僅かに小径の抜止環１０を適宜数配した芯杆９を１又は複数用意する工程である。挿入孔３、４に拡径部５、６を設ける場合には、抜止環１０は拡径部５、６に対応する間隔置きに配する。通例、芯杆９としては金属製の棒材又はパイプ材が用いられるが、図示したようなネジ杆であってもよい。棒材又はパイプ材の場合の抜止環１０は金属環で、溶接等により芯杆９に一体化され、ネジ杆の場合の抜止環１０はナットで、所定位置までねじ込むことによって芯杆９に配備される。

好ましい実施形態においては、抜止環１０の周縁部に切欠き１１が形成され（図２（ａ））、あるいは、透孔（通例、円孔）１２が形成される（図２（ｂ）参照）。この切欠き１１又は透孔１２は、後述するように、接着用樹脂の通り抜け道となるものである。

芯杆挿入工程
この工程は、抜止環１０を備えた状態の芯杆９を挿入孔３、４内に挿入して配置する工程である。その場合、先ず、芯杆９の一半部を一方の木製骨組材１の挿入孔３に挿入し（図１（ｃ））、次いで、芯杆９の露出している他半部を他方の木製骨組材２の挿入孔４に挿入することにより（図１（ｄ））、一対の木製骨組材１、２の接合面同士を当接させる工程である（図１（ｅ））。

挿入孔３に拡径部５を設ける場合は、各抜止環１０をそれぞれ対応する挿入孔３の拡径部５内に位置させる。その位置合わせは、拡径部５の形成位置と抜止環１０の配置位置とを対応させておくことで、容易に行うことができる。抜止環１０の径は挿入孔３、４の内径よりも僅かに小径であるため、芯杆９の挿入に際して抜止環１０は、挿入孔３、４の内壁に摺接させつつ進行させることができる。

樹脂注入工程
この工程は、挿入孔３、４内を固着用樹脂で充填して、木製骨組材１、２を確固と接合する工程である。固着用樹脂の注入は、一方の木製骨組材１の注入孔７から注入した樹脂が、木製骨組材１、２の挿入孔３、４を充填した後、他方の木製骨組材２の注入孔８から排出されるまで行う（図１（ｅ））。即ち、一方の木製骨組材１の注入孔７から注入された固着用樹脂は、当該木製骨組材１の挿入孔３内に流入し、芯杆２及び抜止環１０と挿入孔３の内壁との間の隙間を通り、挿入孔３からそれに連通する挿入孔４内へと流入し、やがて注入孔８から溢れ出るが、この段階において挿入孔３、４内全体が充填されたことになる。

その際、抜止環１０の径は挿入孔３、４の内径よりも僅かに小径であるに過ぎず、抜止環１０と挿入孔３、４の内壁との間の隙間は僅かであるため、固着用樹脂のその部分の通り抜けはスムーズにいかない。そこで本発明においては、抜止環１０に切欠き１１又は透孔１２を設け、固着用樹脂がそこを通り抜けできるようにしている。このようにした場合は、固着用樹脂は、挿入孔３、４内を滞ることなくスムーズに流れる。拡径部５を設ける場合は、抜止環１０と拡径部５の内壁との間に余裕ができるため、必ずしも、切欠き１１又は透孔１２を設ける必要はない。なお、必要に応じ、樹脂の充填後、注入孔７、８に栓をする。

このようにして挿入孔３、４の全体に固着用樹脂が充填されて樹脂が硬化すると、抜止環１０は完全に硬化樹脂に包囲され、しかも、その径は挿入孔３、４の内径と余り変わらず、挿入孔３、４の内壁との間に隙間ができにくいために、芯杆９は抜止環１０を介して挿入孔３、４内に確固と保持されることになり、以て、芯杆９が挿入孔３、４内においてずれ動くことが確実に阻止される。従って、木製骨組材１、２の接合状態が緩むことはなく、堅固な接合状態が恒久的に維持される。

また、本発明に係る方法によって施工した建築物においては、その木製骨組材が剥き出し状態であっても、それらを接合する金物が全く露出しないために、木のぬくもり感を感取できる良好な外観を呈し、癒し効果も得られるものとなる。

上述した第一の実施形態は２本の木製骨組材１、２の端面同士を接合するものであるが、本発明に係る方法はこれに限られる訳ではなく、他にも種々の実施形態が考えられる。例えば、図３に示す第二の実施形態は、２本の木製骨組材１、２の一方又は双方の端面を斜面にカットし、そのカット面同士を接合するようにしたものであり、その場合の挿入孔３、４は、その斜面から穿孔する。この場合、カット角度を選定することにより、木製骨組材１、２のなす角度を任意のものとすることができる。

図４に示す第三の実施形態は、複数（図示した例では３本）の木製骨組材の側面同士を接合するもので、この場合は、第一の（内側の）木製骨組材２１の挿入孔２１ａをその一側面から他側面に抜けるように形成し、芯杆９を挿入した際にその両端部が第一の木製骨組材２１の両側面から突出するようにする。そして、第一の木製骨組材２１を挟んで、第二及び第三の木製骨組材２２、２３を接合する。この場合は、第一の木製骨組材２１に樹脂注入孔を設けなくてもよい。

図５に示す第四の実施形態は、上記第二の実施形態の変形例で、やはり複数の木製骨組材の側面同士を接合するものである。この例では、第二及び第三木製骨組材２２、２３は、第一の木製骨組材２１に対して互い違いにずらされて接合されている。

図６に示される第五の実施形態は、木製骨組材３１、３２を直交状態に接合するものである。この場合の芯杆９は直角形状のものとされるため、一方の木製骨組材３１の端面に、芯杆９の一半部をずらし入れるための溝３３が形成され、挿入孔３１ａは、その溝３３の奥に形成される。この溝３３は、芯杆９を装入した後に閉塞される。なお、この場合も、木製骨組材３２の接合面を斜めにカットすることにより、木製骨組材３１、３２のなす角度を任意のものとすることができることは言うまでもない。

この発明をある程度詳細にその最も好ましい実施形態について説明してきたが、この発明の精神と範囲に反することなしに更に異なる実施形態を構成することができることは明白なので、この発明は添付請求の範囲において限定した以外はその特定の実施形態に制約されるものではない。

１、２ 木製骨組材
３、４ 挿入孔
５、６ 拡径部
７、８ 注入孔
９ 芯杆
10 抜止環
11 切欠き
21、22、23 木製骨組材
21ａ 挿入孔
31、32 木製骨組材
31ａ 挿入孔
33 溝

Claims (8)

1. 互いに接合し合う複数の木製骨組材の各接合面に穿孔して挿入孔を１又は複数設け、前記挿入孔内に１又は複数の拡径部を設け、前記複数の木製骨組材の外側面から前記挿入孔の内奥部に開口するようにそれぞれ注入孔を穿設し、
   前記挿入孔の内径よりも僅かに小径の抜止環を適宜間隔置きに配した芯杆を設け、
   前記芯杆の一部を前記複数の木製骨組材のうちの第一の木製骨組材の前記挿入孔に、前記抜止環が前記拡径部内に位置するようにして挿入し、
   前記芯杆の他部を前記複数の木製骨組材のうちの第二の木製骨組材の前記挿入孔に、前記抜止環が前記拡径部内に位置するようにして挿入して、前記第一及び第二の木製骨組材の接合面同士を当接させ、
   固着用樹脂を、一方の前記木製骨組材の前記注入孔から他方の前記木製骨組材の前記注入孔から抜けるまで注入することを特徴とする木製骨組材の接合方法。
2. 前記第一の木製骨組材の挿入孔をその一側面から他側面に抜けるように形成し、前記芯杆の挿入時にその両端部が前記第一の木製骨組材の側面から突出するように挿入し、前記第一の木製骨組材を挟んで第二及び第三の前記木製骨組材を接合する、請求項１に記載の木製骨組材の接合方法。
3. 前記木製骨組材の一方又は双方の接合面を斜めにカットして接合する、請求項１に記載の木製骨組材の接合方法。
4. 前記木製骨組材を一対直交又は斜交状態に配置して、折曲形状にした前記芯杆によって接合する、請求項１に記載の木製骨組材の接合方法。
5. 前記固着用樹脂の注入終了後に、前記注入孔に栓をする、請求項１乃至４のいずれかに記載の木製骨組材の接合方法。
6. 前記抜止環は、周縁部に切欠きを適宜数形成したものである、請求項１乃至５のいずれかに記載の木製骨組材の接合方法。
7. 前記抜止環は、透孔を適宜数形成したものである、請求項１乃至５のいずれかに記載の木製骨組材の接合方法。
8. 前記芯杆はネジ杆であり、前記抜止環は前記ネジ杆にねじ付けて配置されるナットである、請求項１乃至７のいずれかに記載の木製骨組材の接合方法。

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