JP6319910B2 - 木造軸組構造 - Google Patents

Description

本発明は、木造建築物における木造軸組構造に関するものである。

従来の木造軸組構造として、断面形状が正方形の柱体の側面に形成されているホゾ溝に、梁材の先端部に形成されているホゾを挿入することで、柱体と梁材とを連結しているものがある。しかしながら、柱体では、同一高さで複数の側面に梁材を連結する場合、その高さの部位に複数のホゾ溝が形成されるため、その部位の断面積が小さくなり、強度が低下する問題があった。また、梁材では、先端部を細くしてホゾを形成しているため、ホゾの部位の強度が弱く、大きな荷重が作用した場合、両端のホゾ同士の間の太い部分よりもホゾの方が真っ先に破断してしまい、建物の剛性に対して、梁材の太い部分の強度を十分に生かすことができなかった。

このような問題があることから、木造建築物において耐震性や耐荷重性等を高める場合、柱体や梁材に、より太いものを用いるようにしている。しかしながら、柱体や梁材に、一本の無垢の木材を用いた場合、太くなるほど高価なものとなりコストが増加する問題があった。或いは、柱体や梁材に、複数の木材を接着して太く形成した集成材を用いた場合、接着剤の劣化による耐久性の低下や、接着剤の成分の蒸散によるシックハウス症候群等の問題がある。また、柱体や梁材を太くした場合、その一部が壁から室内へ突出して室内が狭くなる問題がある。

ところで、木造軸組構造として、断面形状がＬ字形、Ｔ字形、十字形などとなるように、複数の柱材の側面同士を接合して一つの柱に形成した柱体を備えた構造が提案されている（特許文献１）。この特許文献１の技術は、柱体の剛性を高めることにより、木造建築物の耐震性や耐風性を高めることを意図している。

特許文献１の具体的な技術としては、複数の柱材の側面に貫通孔を形成し、その貫通孔に挿通したボルトにナットを螺合することで複数の柱材の側面同士を接合して柱体を形成している。また、特許文献１の技術では、一対の平板部を有した断面コ字形の連結金具を柱体に取付け、それら平板部を、梁材の端部に予め形成されている上下に貫通した一対のスリット内に挿入させた状態で、梁材の側面から平板部を貫通するようにドリフトピンを挿入することにより、柱体と梁材とを連結している。

しかしながら、特許文献１の技術では、柱材同士を、ボルトとナットにより接合しているため、経年変化等によって柱材が収縮すると、ボルトとナットによる締付けが弱くなってしまい、柱体としての強度や機能が低下してしまう問題があった。また、柱体と梁材とをドリフトピンで連結しており、梁材にかかる荷重をドリフトピンでのみ支えているため、地震などにより大きな荷重が作用した場合、ドリフトピンが破断してしまう虞があると共に、ドリフトピンが破断すると梁材が落下してしまう問題があった。このように、特許文献１の技術では、剛性が不十分であり、建物の高層化に無理があった。

特開２００８−１５６９７１号公報

そこで、本発明は、上記の実情に鑑み、耐震性及び耐久性が高く、高層の建物にも対応可能な木造軸組構造の提供を課題とするものである。

上記の課題を解決するために、本発明に係る木造軸組構造は、「夫々が無垢の木材からなり土台に沿って配置されている複数の柱材、複数の該柱材の側面同士が接合されており上下方向へ間隔を開けて配置されている複数の接合部、及び少なくとも一つの前記柱材に形成されている梁連結部を有し、一つの柱に形成されている柱体と、該柱体の前記梁連結部に連結されている無垢の木材からなる梁材と、を具備しており、前記接合部は、接合されている前記柱材の夫々に形成されており、互いに離れる方向へ拡張している蟻溝と、夫々の該蟻溝に両端が密接した状態で挿入されている木材からなる蟻ダボと、該蟻ダボの両端の間において前記柱材同士の間に隙間を形成しているスペーサとを備えており、前記梁連結部は、前記梁材の長手方向に直交した断面と同じ大きさで前記柱材の側面から窪んでおり、前記梁材の端部が挿入されている梁用溝と、前記柱材における前記梁用溝が窪んでいる側面の幅方向の中途において前記梁用溝内へ突出している位置決突起とを備えており、前記梁材は、端部に前記位置決突起が嵌合されている位置決溝が形成されていることを特徴とする」ものである。

ここで、「無垢の木材」とは、長手方向に直交する断面に年輪の中心を有したものである。また、「柱材」としては、「断面形状が、正方形のもの」、「断面形状が、長辺が短辺の２倍の長さの長方形のもの」、を例示することができる。

また、「柱材」としては、複数の柱材を土台に沿って（土台上に）配置して接合したものであれば良く、断面形状としては、「Ｉ字形」、「Ｌ字形」、「Ｔ字形」、「十字形」、等を例示することができる。

更に、「梁材」としては、長手方向に直交する断面における水平方向へ延びた辺の長さ（厚さ）が、柱材における梁用溝が窪んでいる側面の幅と同じ長さのものが望ましい。

また、「接合部」としては、接合されている柱材の夫々を、貫通していても良いし、貫通していなくても良い。接合部において柱材を貫通している場合の「蟻溝」としては、「接合されている夫々の柱材の互いに対向している側面から柱材の中心付近まで一定の断面形状で延びている挿通穴部と、挿通穴部の端部から柱材の反対側の側面まで断面形状が拡張するように延びている蟻部と、を備えているもの」、「接合されている夫々の柱材において、互いに対向している側面から反対側の側面まで断面形状が拡張するように延びているもの」、等を例示することができる。一方、接合部において柱材を貫通していない場合の「蟻溝」としては、「接合されている夫々の柱材において、互いに対向している側面から反対側の側面へ向かって拡張するように中途まで窪んでいるもの」、「接合されている夫々の柱材において、互いに対向している側面から反対側の側面へ向かって柱材の長手方向に拡張するように中途まで窪んでいると共に、柱材の側面の幅方向の一方へ開口しているもの」、等を例示することができる。

また、「蟻ダボ」としては、「蟻溝に挿入される両端の一方が、予め蟻溝と密接する形状に形成されており、反対側が端面から楔を打込むことで蟻溝と密接する形状に変形するもの」、「蟻溝に挿入される両端が、予め蟻溝と密接する形状に形成されているもの」、「蟻溝に挿入される両端の間の軸部が、接合されている柱材同士の間に隙間を形成しているスペーサを兼ねているもの」、等を例示することができる。また、「蟻ダボ」は、柱材と同じ種類の木材を用いても良いし、柱材と異なる種類の木材を用いても良い。

更に、「スペーサ」としては、接合されている柱材同士の間に隙間を形成することができるものであれば良く、「蟻ダボとは別体に形成されており、蟻ダボが挿通される貫通孔を備えているもの」、「蟻ダボと一体に形成されているもの」、等を例示することができる。

また、スペーサの厚さ、つまり、柱材同士の間の隙間の距離としては、接合されている柱材同士が互いに対向している側面の幅に対して、０．１倍〜２倍、望ましくは、０．１倍〜１倍の範囲とすることが望ましい。柱材同士の隙間の距離がこの範囲内であると、この範囲よりも狭い場合に比べて、一つの柱体に用いる柱材の数に対する、断面積、断面二次モーメント、及び断面係数等増加の割合が大きくなり柱体として十分な剛性を得られるためであり、この範囲よりも広い場合と比較して、柱体における土台が延びている方向の長さの増加を抑制させて柱体同士の間に位置する窓や扉等のための開口を相対的に広くすることができるためである。

また、「接合部」は、隣接している二つの柱材を接合させるものであっても良いし、三つ以上の柱材を接合させるものであっても良い。更に、「接合部」は、上下方向へ１００ｍｍ〜２０００ｍｍの範囲内の間隔を開けて配置することが望ましく、この範囲よりも間隔が短いと柱材に形成されている蟻溝が接近し過ぎることで柱材の強度が低下する虞があるためであり、この範囲よりも間隔が長いと柱体における接合部の数が少なくなることで柱体にした時に十分な強度を得られなくなる虞があるためである。

更に、梁連結部の「梁用溝」は、梁材の長手方向に直交した断面と同じ大きさ、つまり、梁材の太さと同じ大きさである。また、「梁用溝」としては、柱材の側面からの深さが、柱材の側面の幅の１／６〜１／３の範囲の深さとすることが望ましい。梁用溝の深さが、この範囲よりも浅いと地震等により横から荷重が作用した時に梁材が抜ける虞があるためであり、この範囲よりも深いと梁用溝の部位における柱材の断面積が小さくなりすぎて十分な強度を得られない虞があるためである。

本構成では、柱体の接合部において、側面同士が互いに対向している夫々の柱材の蟻溝に、蟻ダボの両端が夫々挿入されていることから、柱材同士が遠ざかる方向への移動が規制されている。また、接合部において、柱材同士の間にスペーサが挟まれていることから、柱材同士が接近する方向への移動が規制されている。これにより、柱体は、接合部において、柱材同士が接合されている。

そして、本構成の柱体は、複数の柱材の側面同士が接合されている複数の接合部を、上下方向へ間隔を開けて配置していると共に、各接合部において、柱材同士の間にスペーサが配置されているため、二つの柱材と複数のスペーサとによって梯子状に接合されたラーメン構造を形成することができる。これにより、複数の柱材の側面同士を接触させて柱体を形成した場合と比較して、断面積、断面二次モーメント、及び断面係数等が大きくなることから、柱体の上下方向及び横方向（水平方向）の強度や剛性をより高めることができる。

上記のことから、本構成では、複数の柱材を塊り状に接合して太い柱体を形成しなくても、複数の柱材を水平方向の一方向へ並べて複数の接合部により接合させることで、梯子状のラーメン構造を形成して十分な強度や剛性を得ることができるため、柱体において複数の柱材を土台に沿って配置することができる。これにより、平面視において柱体が土台と重なった状態とすることが可能となるため、柱体が室内へ突出することにより建物の室内が狭くなることを防止することができる。

また、本構成では、接合部において、蟻溝への蟻ダボの挿入により柱材同士を接合させているため、接着剤で接合させた場合と比較して、建築現場でも簡単に接合させることができる。また、本構成では、複合材からなる柱材や、柱材の接合に接着剤を用いていないため、経年変化による接着剤の劣化を懸念しなくても良い。

また、本構成では、夫々が無垢の木材からなる複数の柱材を、木材からなる蟻ダボで接合させて柱体を形成していることから、経年変化等によって柱材が収縮しても蟻ダボも同じように収縮するため、柱材同士の接合が緩むことはなく、柱体を長期に亘って良好な状態に維持できる。また、本構成では、複数の柱材を接合部の蟻溝と蟻ダボにより接合して柱体を形成しているため、互いに側面同士が対向している所定長さの二つの柱材において、一方の柱材の長手方向の途中に、他方の柱材の長手方向の端部を位置させ、夫々の柱材の長手方向端部に、次の柱材の長手方向の端部を夫々突き合わせるようにして、複数の柱材を長手方向へ交互に並べて夫々を複数の接合部で接合すると、柱材の所定長さよりも長い柱体を簡単に形成することができる。そして、上述したように、本構成の柱体は、剛性が高いことから、複数階に亘る長い柱体（通し柱）を形成しても十分な剛性を有しており、木造建築物の高層化も可能である。

また、本構成では、梁連結部において、柱体における梁材の太さと同じ大きさの梁用溝に梁材の端部を挿入させているため、梁材の太い部分で柱体と連結しており、建物の剛性に対して梁材の太い部分の強度を十分に生かすことができる。また、柱体の位置決突起に梁材の位置決溝を嵌合させているため、梁材に対して柱材における梁用溝が窪んでいる側面の幅方向への移動を規制することができる。これらのことから、特許文献１の技術や、ホゾとホゾ溝とを用いた従来の技術と比較して、柱体と梁材とを高い剛性で強固に連結することができる。

従って、本構成の木造軸組構造によれば、柱体が梯子状のラーメン構造により強度や剛性が高められている上に、柱体と梁材とが高い剛性で連結されているため、建物の軸組を剛性の高いラーメン構造とすることができ、４階建てや５階建て等のような高層の木造建築物であっても、十分な耐震性や耐久性を備えた建物とすることができる。

また、本発明に係る木造軸組構造は、上記の構成に加えて、「前記蟻ダボは、一方の端部へ向かって拡張しており前記蟻溝に密接する形状に形成されている第一係合部と、該第一係合部から反対側の端部の方向に一定の断面形状で延びている軸部と、該軸部から他方の端部まで延びており、前記軸部と続く一定の断面形状に延びていた外周形状が、端面から楔が打込まれることにより前記蟻溝と密接する形状に変形している第二係合部と、を備えており、前記スペーサは、前記軸部が挿通されている貫通孔を備えている」ものとすることができる。

本構成の木造軸組構造は、一方の柱材の蟻溝に、蟻ダボの第一係合部を挿入し、その蟻溝から突出している蟻ダボの軸部を、スペーサの貫通孔に挿通させる。そして、スペーサの貫通孔から蟻ダボの変形する前の第二係合部を、接合する相手側の柱材の蟻溝に挿入し、第二係合部の端面に楔を打込んで、蟻溝と密接する形状に変形させることにより、構築することができる。これにより、柱材同士を、間にスペーサを挟んだ状態で接合することができ、柱体を簡単に形成することができる。

以上のように、本発明の効果として、耐震性及び耐久性が高く、高層の建物にも対応可能な木造軸組構造を提供することができる。

本発明の木造軸組構造を適用した建物を概略で示す平面図である。 図１の木造軸組構造の一部を示す側面図である。 （ａ）は図１の木造軸組構造における接合部の拡大断面図であり、（ｂ）は（ａ）の分解図である。 （ａ）は図１の木造軸組構造における柱体と梁材との連結部位を示す斜視図であり、（ｂ）は（ａ）の分解図である。 複数の柱材により形成された柱体の例を示す説明図である。 本発明の木造軸組構造を５階建ての建物に適用した時の一部を示す側面図である。 図３とは異なる形態の接合部を接合手順と共に斜視図で示す説明図である。 （ａ）は図３及び図７とは異なる形態の接合部を示す斜視図であり、（ｂ）は（ａ）の分解図である。

本発明の一実施形態である木造軸組構造１について、図１乃至図４を参照して説明する。本実施形態の木造軸組構造１は、土台２に立設されている複数の柱体３と、柱体３同士を高さ方向の所定位置で連結している梁材４と、を備えている。

柱体３は、土台２に沿って配置されている複数の柱材１０と、複数の柱材１０の側面同士が接合されている複数の接合部２０と、少なくとも一つの柱材１０に形成されている梁連結部３０と、を有している。柱体３は、上下方向へ間隔を開けて配置されている複数の接合部２０において、複数の柱材１０が接合されることにより、一つの柱に形成されている（図２を参照）。

柱材１０は、長手方向に直交した断面に、年輪の中心を有した一本の無垢の木材である。柱体３には、断面の形状が正方形の柱材１１と、断面の形状が長方形の柱材１２とを用いている。長方形の柱材１２は、長方形の断面の短辺が正方形の柱材１１の一辺と同じ長さであり、長方形の断面の長辺が正方形の柱材１１の一辺の２倍の長さである。断面が正方形の柱材１１は、一辺の長さが、土台の幅以下であり、９０ｍｍ〜１５０ｍｍ（望ましくは、１００ｍｍ〜１２０ｍｍ）の範囲内のものである。柱材の断面における短い方の一辺の長さを９０ｍｍ〜１５０ｍｍの範囲内であると、この範囲よりも短い場合に比べて、柱材として十分な強度を得られるためであり、この範囲よりも長い場合に比べて、壁が厚くなりすぎて室内が狭くなってしまう虞が低減される共に、柱材の単価の増加を抑えられるためである。本実施形態では、正方形の柱材１１が１２０ｍｍ×１２０ｍｍであり、長方形の柱材１２が１２０ｍｍ×２４０ｍｍである。

接合部２０は、接合されている柱材１０の夫々に形成されており、互いに離れる方向へ拡張している蟻溝２１と、夫々の蟻溝２１に両端が密接した状態で挿入されている木材からなる蟻ダボ２２と、蟻ダボ２２の両端の間において接合されている柱材１０同士の間に隙間を形成しているスペーサ２３と、を備えている。

蟻溝２１は、接合されている夫々の柱材１０の互いに対向している側面から柱材１０の中心付近まで一定の断面形状で延びている挿通穴部２１ａと、挿通穴部２１ａの端部から柱材１０の反対側の側面まで断面形状が拡張するようにテーパ状に延びている蟻部２１ｂと、を備えている（図３を参照）。蟻溝２１は、柱材１０を貫通している。

蟻ダボ２２は、図３に示すように、接合されている夫々の柱材１０において、側面同士が互いに対向している方向に延びている一方の柱材１０の辺の長さと、他方の柱材１０の辺の長さと、スペーサ２３の厚さとを足した長さで棒状に延びている。蟻ダボ２２は、長手方向の途中から一方の端部へ向かって拡張しており、柱材１０の蟻溝２１の蟻部２１ｂに密接する形状に形成されている第一係合部２２ａと、第一係合部２２ａから反対側の端部の方向に一定の断面形状で延びている軸部２２ｂと、軸部２２ｂから他方の端部まで軸部２２ｂと続く一定の断面形状に延びており、柱材１０の蟻溝２１の蟻部２１ｂと密接する形状に変形可能な第二係合部２２ｃと、を備えている。

蟻ダボ２２の第一係合部２２ａは、外形形状が、蟻溝２１の内形形状と一致する形状に形成されている。軸部２２ｂ及び第二係合部２２ｃは、断面形状が、柱材１０に形成されている蟻溝２１の挿通穴部２１ａの内周形状と一致する形状に形成されている。蟻ダボ２２は、柱材１０よりも硬い木材（例えば、ケヤキ、朴の木、等）により形成されている。

スペーサ２３は、接合されている夫々の柱材１０の互いに対向している側面の幅よりも外周が小さい平板状に形成されており、中央に蟻ダボ２２の軸部２２ｂが挿通される貫通孔２３ａが形成されている。スペーサ２３の厚さは、正方形の柱材１１の一辺の長さの０．１倍〜１倍である。スペーサ２３は、木材により形成されている。

梁連結部３０は、図４に示すように、梁材４の長手方向に直交した断面と同じ大きさで柱材１０の側面から窪んでいる梁用溝３１と、柱材１０における梁用溝３１が窪んでいる側面の幅方向の中途（ここでは、中央）において梁用溝３１内へ突出している位置決突起３２と、を備えている。梁用溝３１の深さは、垂直に延びた柱体３を、梁用溝３１の位置で水平方向に切断した断面において、正方形の柱材１１一つ分の断面と同じ大きさの領域が少なくとも残るように、断面正方形の柱材１１の一辺の長さの１／６〜１／３の範囲内の深さで形成されるものである。ここでは、梁用溝３１の深さを、柱材１０の側面から正方形の柱材１１の一辺の長さの１／４の深さの場合を図示により例示している。また、本実施形態では、柱材１０における梁用溝３１が窪んでいる側面の幅が、梁材４の幅と同じであるため、梁用溝３１が、柱材１０における梁用溝３１が窪んでいる側面の幅方向に開放されている。

位置決突起３２は、梁用溝３１の内面を構成している上面及び下面において、柱材１０の側面の幅方向中央から、夫々下方及び上方へ四角く突出している。位置決突起３２は、柱材１０の側面から梁用溝３１の底まで延びている。

ここで、柱体３は、梁用溝３１の底から窪んでいるホゾ溝３３と、ホゾ溝３３の部位において柱材１０における梁用溝３１が窪んでいる側面と直交している側面を貫通している込み栓穴３４と、を備えている。ホゾ溝３３は、上下二つの位置決突起３２の間の高さにおいて、上下に長い四角形の一定の断面形状で窪んでいる。ホゾ溝３３は、柱材１０の反対側の側面まで貫通していても良いし、貫通していなくても良い。

梁材４は、長手方向に直交した断面内に、年輪の中心を有した無垢の木材である。梁材４は、断面の形状が上下方向に長い四角形であり、その断面の短辺（幅）が正方形の柱材１１の一辺と同じ長さであり、断面の長辺（高さ）が正方形の柱材１１の一辺より長い。梁材４は、長手方向の両端部に、柱体３における梁連結部３０の上下二つの位置決突起３２が嵌合される二つの位置決溝４ａが形成されている。

また、梁材４は、両端部における上下二つの位置決溝４ａの間から長手方向外方へ突出しているホゾ部４ｂと、ホゾ部４ｂを貫通している込み栓穴４ｃと、を備えている。ホゾ部４ｂは、柱材１０のホゾ溝３３に挿入可能な大きさに形成されている。また、込み栓穴４ｃは、梁材４のホゾ部４ｂを、柱体３（柱材１０）のホゾ溝３３に挿入し、梁材４の端部を梁用溝３１の底に当接させた時に、柱材１０の込み栓穴３４と一致する位置に形成されている。

次に、木造軸組構造１の構築について説明する。まず、柱体３の組立てについて説明する。複数の柱材１０を接合させる場合、夫々の柱材１０に、側面を貫通する蟻溝２１を、柱材１０の長手方向（上下方向）へ間隔を開けて複数形成する。また、蟻溝２１は、接合される柱材１０同士に対して、上下方向の同じ位置に形成する。この蟻溝２１を形成する際に、接合される二つの柱材１０が反っている場合、夫々の柱材１０の反っている方向が、互いに相反する方向を向いて接合されるようにする。これにより、柱材１０同士が接合されることで、夫々の柱材１０の反りによる応力を相殺することができ、経年変化による柱体３の歪みを低減させることができる。

複数の柱材１０に蟻溝２１を形成したら、柱材１０における蟻溝２１の蟻部２１ｂ側の側面から、蟻ダボ２２の楔２４の打込により変形する前の第二係合部２２ｃを、蟻溝２１に挿入し、軸部２２ｂの一部と第二係合部２２ｃを反対側の側面から外方へ突出させる。続いて、柱材１０の側面から突出している第二係合部２２ｃを、スペーサ２３の貫通孔２３ａに挿通した上で、接合される柱材１０の蟻溝２１の挿通穴部２１ａ側の側面から第二係合部２２ｃを蟻溝２１に挿入する。

そして、蟻ダボ２２の第一係合部２２ａを、蟻溝２１に密接させると共に、互いに対向している柱材１０の側面をスペーサ２３に夫々当接させた状態で、蟻ダボ２２の第二係合部２２ｃ側の端面に楔２４を打込み、第二係合部２２ｃが蟻溝２１と密接するように変形させる。

この状態では、接合されている夫々の柱材１０の互いに対向している夫々の側面にスペーサ２３が当接していると共に、夫々の柱材１０の蟻溝２１の蟻部２１ｂに、蟻ダボ２２の第一係合部２２ａと第二係合部２２ｃが夫々密接しているため、夫々の柱材１０は、柱材１０同士が対向している方向への移動が規制されている。また、接合されている夫々の柱材１０における蟻溝２１の内周面と、蟻ダボ２２における蟻溝２１に挿入されている部位の外周面とが密着しているため、夫々の柱材１０は、柱材１０同士が対向している方向に対して直交する方向への移動が規制されている。従って、柱材１０同士を、接合部２０においてスペーサ２３を挟んだ状態で接合させることができると共に、柱材１０同士の間にスペーサ２３の厚さと同じ距離の隙間を形成させることができる。

このように、複数の柱材１０を、複数の接合部２０において接合させることで、一つの柱体３が形成される。そして、各接合部２０では、柱材１０同士の間にスペーサ２３が配置されているため、二つの柱材１０と複数のスペーサ２３とによって梯子状に接合されたラーメン構造となり、上下方向及び横方向（水平方向）の強度や剛性の高い柱体３を形成させることができる。柱体３の形成（組立て）は、柱材１０等を加工する工場で予め組立てて、建築現場へ搬入しても良いし、建築現場において組立てても良い。

ここで、複数の柱材１０により形成される柱体３の断面形状、つまり、複数の柱材１０の組合せとしては、土台２における柱体３を立設する位置に応じた断面形状の組合せとすれば良い。具体的には、例えば、断面形状がＩ字形の柱体３としては、図５（ａ１）に示すように、二つの断面正方形の柱材１１を接合させたり、図５（ａ２）に示すように、二つの断面長方形の柱材１２を、夫々の短辺の側面同士を接合させたりすることができる。また、断面形状がＬ字形の柱体３としては、図５（ｂ１）に示すように、断面正方形の柱材１１の或る側面と、断面長方形の柱材１２の短辺の或る側面とが同一面となるように接合させたり、図５（ｂ２）に示すように、断面長方形の柱材１２の短辺の或る側面と、断面長方形の柱材１２の長辺の或る側面とが同一面となるように接合させたりすることができる。

また、断面形状がＴ字形の柱体３としては、図５（ｃ１）に示すように、断面長方形の柱材１２の長辺の或る側面の中央に、断面正方形の柱材１１を接合させたり、図５（ｃ２）に示すように、断面長方形の柱材１２の短辺の或る側面と断面正方形の柱材１１の或る側面とが同一面となるように、断面長方形の柱材１２の長辺の両側面に断面正方形の柱材１１を夫々接合させたりすることができる。更に、断面形状が十字形の柱体３としては、図５（ｄ１）に示すように、断面長方形の柱材１２の二つの長辺の側面の夫々中央に、夫々断面正方形の柱材１１を接合させたり、断面正方形の柱材１１の四つの側面に、夫々断面正方形の柱材１１を接合させたりすることができる。

続いて、柱体３と梁材４との組立てについて説明する。柱体３の高さ方向に形成されている梁連結部３０において、梁用溝３１が窪んでいる柱材１０の側面に対して略直角方向から、梁材４の一方の端部を挿入する。この際に、柱体３のホゾ溝３３に梁材４のホゾ部４ｂを挿入させると共に、柱体３の上下二つの位置決突起３２を梁材４の上下二つの位置決溝４ａに嵌合させる。

柱体３の梁用溝３１に、梁材４の端部を挿入して、梁用溝３１の底に梁材４の端部を当接させると、柱材１０の込み栓穴３４と、梁材４におけるホゾ部４ｂの込み栓穴４ｃとが、略一致している状態となる。この状態で、柱材１０の側面の込み栓穴３４に、ホゾ部４ｂの込み栓穴４ｃを貫通するように込み栓５を挿入する。込み栓５を挿入することにより、ホゾ部４ｂを介して梁材４が柱体３側へ引っ張られ、梁用溝３１の内面に梁材４の端部を密着させることができる。

この状態では、柱体３における梁用溝３１に梁材４の端部が挿入されていると共に、柱体３の位置決突起３２が梁材４の位置決溝４ａ内に嵌合していることで、柱体３に対して梁材４の上下方向及び幅方向（梁材４の長手方向に対して直交する方向）への相対的な移動が規制されている。また、柱体３の梁用溝３１の内面に梁材４の端部が密着するように挿入されていると共に、柱材１０の込み栓穴３４と梁材４のホゾ部４ｂの込み栓穴４ｃに込み栓５が挿入されていることで、柱体３に対して梁材４の長手方向への相対的な移動が規制されている。従って、柱体３と梁材４とが、強固に連結されている。

上記のように土台２に立設されている複数の柱体３同士を、梁連結部３０を介して梁材４により連結することで、建物の骨組みをラーメン構造とすることができ、上下方向や横方向（水平方向）からの耐荷重性に優れた剛性の高い木造建物を構築することができる。また、図示は省略するが、本実施形態の木造軸組構造１では、従来の軸組構造と同様に、柱体３や間柱の間に筋交いを入れて、更に剛性を高めでも良い。

従って、例えば、図６に示すような高層（ここでは五階建て）の木造建築物を構築できる。詳述すると、図６に示す木造軸組構造１の柱体３は、複数の柱材１０が土台２の延びている方向へ四列に並ぶように接合されており、左から二列目の柱材１０に梁連結部３０が形成されている。この柱体３は、図６において、左側の二列には、二階分に亘る長さの柱材１０を主に使用しており、三列目と四列目には、土台２と梁材４との間の長さ、或いは、上下方向の梁材４同士の間の長さ、の柱材１０を使用している。

図６の例では、左側の二列において、二階分に亘る長さの柱材１０を、一方の列の柱材１０の長手方向の途中に、他方の列の柱材１０の長手方向の端部を位置させ、夫々の列の夫々の柱材１０の長手方向端部に、次の柱材１０の端部を突き合わせるようにして、複数の柱材１０を夫々の列において交互に並べて、夫々の列の柱材１０同士が複数の接合部２０により接合されている。そして、左から二列目の柱材１０に、梁材４を上下から挟むように三列目となる複数の柱材１０が接合されており、更に、三列目の柱材１０に、梁材４を上下から挟むように四列目となる複数の柱材１０が接合されている。このように、各列の柱材１０同士が複数の接合部２０のスペーサ２３によって梯子状に接合されてラーメン構造を形成しており、十分な剛性を有した複数階に亘る長い柱体３を形成することができ、高層の木造建築にも対応することができる。

ところで、図６に示すように、一つの柱体３において、土台２の延びている方向へ三つ以上の柱材１０を接合する場合、一つの柱材１０において異なる柱材１０を接合するための接合部２０を、上下方向へ少なくとも１００ｍｍ以上離すようにすると好適である。これにより、接合部２０の蟻溝２１が接近することによる柱材１０の強度の低下を抑制させることができる。

このように、本実施形態の木造軸組構造１によれば、複数の柱材１０の側面同士が接合されている複数の接合部２０を、上下方向へ間隔を開けて配置していると共に、各接合部２０において、柱材１０同士の間にスペーサ２３が配置されているため、二つの柱材１０と複数のスペーサ２３とによって梯子状に接合されたラーメン構造を形成することができる。これにより、複数の柱材１０の側面同士を接触させて柱体３を形成した場合と比較して、断面積、断面二次モーメント、及び断面係数等が大きくなることから、柱体３の上下方向及び横方向（水平方向）の強度や剛性をより高めることができる。

上記のことから、複数の柱材を塊り状に接合して太い柱体を形成しなくても、複数の柱材１０を水平方向の一方向へ並べて複数の接合部２０により接合させることで、梯子状のラーメン構造を形成して十分な強度や剛性を得ることができるため、柱体３において複数の柱材１０を土台２に沿って配置することができる。これにより、平面視において柱体３が土台２と重なった状態とすることが可能となるため、柱体３が室内へ突出することにより建物の室内が狭くなることを防止することができる。

また、接合部２０において、蟻溝２１への蟻ダボ２２の挿入により柱材１０同士を接合させているため、接着剤で接合させた場合と比較して、建築現場でも簡単に接合させることができる。また、複合材からなる柱材や、柱材１０の接合に接着剤を用いていないため、経年変化による接着剤の劣化を懸念しなくても良い。

更に、夫々が無垢の木材からなる複数の柱材１０を、木材からなる蟻ダボ２２で接合させて柱体３を形成していることから、経年変化等によって柱材１０が収縮しても蟻ダボ２２も同じように収縮するため、柱材１０同士の接合が緩むことはなく、柱体３を長期に亘って良好な状態に維持できる。

また、柱体３において、梁用溝３１の深さを、断面正方形の柱材１１の一辺の１／４の深さとしていることから、垂直に延びた柱体３を、梁用溝３１の位置で水平方向に切断した断面において、正方形の柱材１１一つ分の断面と同じ大きさの領域が少なくとも残るため、梁用溝３１の形成による柱体３の強度の低下を低減させることができ、十分な強度や剛性を有した柱体３とすることができる。

また、梁連結部３０において、柱体３における梁材４の太さと同じ大きさの梁用溝３１に梁材４の端部を挿入させていると共に、柱体３の位置決突起３２に梁材４の位置決溝４ａを嵌合させて、柱体３と梁材４とを連結しているため、ホゾとホゾ溝とを用いた従来の技術と比較して、柱体３と梁材４とを高い剛性で強固に連結することができる。

本実施形態の木造軸組構造１によれば、ラーメン構造により柱体３の強度や剛性が高められている上に、柱体３と梁材４とが高い剛性で連結されていることにより、建物の軸組も剛性の高いラーメン構造とすることができるため、４階建てや５階建て等のような高層の木造建築物であっても、十分な耐震性や耐久性を備えた建物とすることができる。

以上、本発明について好適な実施形態を挙げて説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の改良及び設計の変更が可能である。

例えば、上記の実施形態では、蟻溝２１が柱材１０を貫通している接合部２０を示したが、これに限定するものではなく、図７に示すような接合部４０としても良い。接合部４０は、接合されている夫々の柱材１０において、互いに対向している側面から反対側の側面へ向かって拡張するように中途まで窪んでいる蟻溝４１と、互いに対向している柱材１０の側面に形成されている蟻溝４１に夫々挿入されており、柱材１０の互いに対向している側面同士の間に隙間を形成した状態で柱材１０を接合している蟻ダボ４２と、を備えている。蟻溝４１は、一定の断面形状で上下方向（柱材１０の長手方向）に延びている。また、接合部４０は、夫々の蟻溝４１の上下方向の一方側（ここでは上側）において、柱材１０の側面から蟻溝４１の上下方向の長さと同じ高さ且つ蟻溝２１と同じ深さで窪んでおり蟻溝４１と上下に連通している連通溝４３と、一方の柱材１０の連通溝４３内に嵌合されている埋め木４４と、を備えている。蟻溝４１と連通溝４３は、柱材１０を貫通していない止り孔であり、接合されている夫々の柱材１０の互いに対向している側面のみに開口している。

蟻ダボ４２は、一方の端部へ向かって拡張しており蟻溝４１に密接する形状に形成されている第一係合部４２ａと、第一係合部４２ａから反対側の端部の方向へ延びている軸部４２ｂと、軸部４２ｂの先端から第一係合部４２ａとは反対側の端部へ向かって拡張しており蟻溝４１に密接する形状に形成されている第二係合部４２ｃと、を備えている。この蟻ダボ４２は、第一係合部４２ａと第二係合部４２ｃが、軸部４２ｂを間にして対称形状に形成されている。蟻ダボ４２の軸部４２ｂは、本発明のスペーサに相当している。

続いて、接合部４０における柱材１０同士の接合手順について説明する。まず、接合される柱材１０の一方の連通溝４３に、蟻ダボ４２の第一係合部４２ａを挿入する（図７（ａ）及び（ｂ）を参照）。連通溝４３に蟻ダボ４２の第一係合部４２ａを挿入したら、蟻ダボ４２を蟻溝４１側へ移動させて、第一係合部４２ａを蟻溝４１に挿入し、蟻溝４１の上側の連通溝４３内に埋め木４４を嵌合させる（図７（ｃ）及び（ｄ）を参照）。この状態では、柱材１０の側面から、蟻ダボ４２の軸部４２ｂと第二係合部４２ｃが突出しており、埋め木４４の外側面が柱材１０の側面と同一面になっている。

一方の柱材１０の蟻ダボ４２を取付けたら、接合される反対側の柱材１０の連通溝４３に、突出している蟻ダボ４２の第二係合部４２ｃを挿入させる（図７（ｅ）を参照）。そして、反対側の柱材１０をその長手方向へ移動させて、第二係合部４２ｃを反対側の柱材１０の蟻溝４１内に挿入する（図７（ｆ）を参照）。

これにより、柱材１０同士が、互いに対向している側面同士を結んだ方向への移動、当該側面の幅方向へ移動、及び、柱材１０の長手方向（上下方向）のうちの埋め木４４が嵌合されていない連通溝４３の有る方向とは反対方向への移動、が夫々規制された状態となる。従って、接合部４０によって、柱材１０同士を接合させることができ、上記と同様の作用効果を奏することができる。

また、接合部２０では、接合されている柱材１０同士の互いに背向している側面に蟻溝２１や蟻ダボ２２の端面が露出しているのに対して、接合部４０では、柱材１０同士の互いに背向している側面に蟻溝４１や連通溝４３等が露出することはなく、接合されている柱材１０同士の互いに対向している側面以外の側面では、柱材１０の木肌を良好に見せることができる。従って、接合部４０により接合させることで、柱材１０の一部の側面が室内に露出する化粧柱に、柱体３を好適に用いることができる。

また、柱材１０同士の接合として、上記の接合部２０や接合部４０の他に、図８に示すような接合部５０としても良い。この接合部５０は、接合されている夫々の柱材１０において、互いに対向している側面から反対側の側面へ向かって柱材１０の長手方向（上下方向）に拡張するように中途まで窪んでいると共に、柱材の側面の幅方向の一方へ開口している蟻溝５１と、互いに対向している柱材１０の蟻溝５１に夫々挿入されており、柱材１０の互いに対向している側面同士の間に隙間を形成した状態で柱材１０を接合している蟻ダボ５２と、を備えている。

蟻ダボ５２は、一方の端部へ向かって拡張しており蟻溝５１に密接する形状に形成されている第一係合部５２ａと、第一係合部５２ａから反対側の端部の方向へ延びている軸部５２ｂと、軸部５２ｂの先端から第一係合部５２ａとは反対側の端部へ向かって拡張しており蟻溝５１に密接する形状に形成されている第二係合部５２ｃと、を備えている。この蟻ダボ５２は、第一係合部５２ａと第二係合部５２ｃが、軸部５２ｂを間にして対称形状に形成されている。蟻ダボ５２の軸部５２ｂは、本発明のスペーサに相当している。

この接合部５０は、接合される柱材１０同士における互いに対向している側面と直交し蟻溝５１が開口している側面側から、夫々の蟻溝５１内に蟻ダボ５２の第一係合部５２ａと第二係合部５２ｃを挿入させることで、柱材１０同士を、互いに対向している側面同士の間に隙間を形成した状態で接合させることができる。接合部５０を適用した柱体３では、柱体３の側面に取付けられる壁材等によって、蟻溝５１からの蟻ダボ５２の抜けを防止することができる。従って、接合部５０を用いても、上記と同様の作用効果を奏することができる。

また、上記の実施形態では、全ての柱体３において、柱材１０同士の間に隙間が形成されているものを示したが、建物の階数や間取り等により作用する荷重が小さい部位に用いられる柱体では、スペーサの無い接合部を用いて、接合している柱材同士の間に隙間が形成されていない互いの柱材の側面同士が接している柱体を用いても良い。

１ 木造軸組構造
２ 土台
３ 柱体
４ 梁材
４ａ 位置決溝
１０ 柱材
１１ 正方形の柱材
１２ 長方形の柱材
２０ 接合部
２１ 蟻溝
２１ａ 挿通穴部
２１ｂ 蟻部
２２ 蟻ダボ
２２ａ 第一係合部
２２ｂ 軸部
２２ｃ 第二係合部
２３ スペーサ
２３ａ 貫通孔
２４ 楔
３０ 梁連結部
３１ 梁用溝
３２ 位置決突起
４０ 接合部
５０ 接合部

Claims (2)

1. 夫々が無垢の木材からなり土台に沿って配置されている複数の柱材、複数の該柱材の側面同士を接合しており上下方向へ間隔を開けて配置されている複数の接合部、及び少なくとも一つの前記柱材に形成されている梁連結部を有し、一つの柱に形成されている柱体と、
   該柱体の前記梁連結部に連結されている無垢の木材からなる梁材と、
   を具備しており、
   前記接合部は、
   接合されている前記柱材の夫々に形成されており、互いに離れる方向へ拡張している蟻溝と、
   夫々の該蟻溝に両端が密接した状態で挿入されており、前記柱材同士を接合している木材からなる蟻ダボと、
   該蟻ダボの両端の間において前記柱材同士の間に隙間を形成しているスペーサと
   を備えており、
   前記梁連結部は、
   前記梁材の長手方向に直交した断面と同じ大きさで前記柱材の側面から窪んでおり、前記梁材の端部が挿入されている梁用溝と、
   前記柱材における前記梁用溝が窪んでいる側面の幅方向の中途において前記梁用溝内へ突出している位置決突起と
   を備えており、
   前記梁材は、
   端部に前記位置決突起が嵌合されている位置決溝が形成されている
   ことを特徴とする木造軸組構造。
2. 前記蟻ダボは、
   一方の端部へ向かって拡張しており前記蟻溝に密接する形状に形成されている第一係合部と、
   該第一係合部から反対側の端部の方向に一定の断面形状で延びている軸部と、
   該軸部から他方の端部まで延びており、前記軸部と続く一定の断面形状に延びていた外周形状が、端面から楔が打込まれることにより前記蟻溝と密接する形状に変形している第二係合部と、を備えており、
   前記スペーサは、
   前記軸部が挿通されている貫通孔を備えている
   ことを特徴とする請求項１に記載の木造軸組構造。
   

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