JP6821225B1 - 補強木質建材 - Google Patents

Abstract

【課題】 単位木材に補強筋埋設用溝を刻設する等の加工を施す必要がなく、プレス機による作業だけで補強筋を効果的に内在させることができる補強構造を備えた補強木質建材の提供。【解決手段】 本発明に係る補強木質建材１は、単位木材２を幅接ぎした木材層３を積層して成り、該積層方向の上端と下端にそれぞれ存し、同積層方向の全厚の１／８以内の厚さの外層部３Ａと、該各外層部３Ａの間に存する内層部３Ｂとを備え、上記外層部３Ａ及び／又は上記内層部３Ｂを構成する木材層３の一部又は全部を補強層４とし、該補強層４は、単位木材２の幅接ぎ方向を当該木質建材１の長手方向に直交する方向とすると共に幅接ぎ目地内に補強筋５を配設した構造を備える。【選択図】 図１

Description

本発明は、内在する補強筋によって補強を施した木質建材に関する。

近年、木質建材は構造材としても利用されることが増え、それに伴い、どのように補強するかが重要な課題となっている。

合板、ＬＶＬ（Laminated Veneer Lumber、単板積層材）、ＣＬＴ（Cross Laminated Timber）、集成材、接着重ね梁等に代表される木質建材は、ラミナ等の板状単位木材やエレメント等の角柱状単位木材を幅接ぎした単位木材層の単層構造又は積層構造を有しており、組み合わせた複数の単位木材をプレス機で加圧しながら接着し一体化して構成される。

よって、木質建材においては、プレス機を利用して複数の単位木材を一体化する際に、同時に補強筋を内在させるのが最も効率が良く且つ確実な補強方法兼製造方法である。

たとえば、木質建材に補強筋を内在させる補強構造として、下記特許文献１，２の補強木質建材の構造が既知である。

下記特許文献１，２の補強木質建材は、何れも、単位木材たるラミナに補強筋配設用溝を刻設し、該補強筋埋設用溝内に接着剤を介して補強筋を埋設する補強構造を有しており、プレス機を利用して複数の単位木材を接着する際に、同時に補強筋を埋設することができ、容易且つ確実に補強筋を内在させた補強構造を実現することができる。

特開２０１８−１４３１号公報 特開２００９−３０２９９号公報

しかしながら、上記特許文献１，２の補強木質建材にあっては、プレス機によって製造できるとしても、当然に単位木材に補強筋埋設用溝を刻設する工程が必須であり、結局、プレス機による作業以外に単位木材を加工する作業が必要となる。

構造材としても多用されることになった木質建材において、単位木材に加工を施すことなく、単位木材と補強筋をそれぞれセットし、プレス機によって圧縮接着するだけで補強筋を内在させた補強構造が実現できる補強木質建材は強く要望されている。

本発明は、単位木材に補強筋埋設用溝を刻設する等の加工を施す必要がなく、プレス機による作業だけで補強筋を効果的に内在させることができる補強構造を備えた補強木質建材を提供する。

要述すると、本発明に係る補強木質建材は、単位木材を幅接ぎした木材層を積層して成り、該積層方向の上端と下端にそれぞれ存し、同積層方向の全厚の１／８以内の厚さの外層部と、該各最外層部の間に存する内層部とを備え、上記外層部及び／又は上記内層部を構成する木材層の一部又は全部を補強層とし、該補強層は、単位木材の幅接ぎ方向を当該木質建材の長手方向に直交する方向とすると共に幅接ぎ目地内に補強筋を配設した構造を備えたことにより、プレス機による作業だけで製造することができると共に、容易且つ確実に補強筋を内在させて補強を図ることができる。

好ましくは、上記補強筋は鋼製又は合成樹脂製とし、重量等を調整しつつ確実な補強を図る。

また、上記補強層は一部又は全ての幅接ぎ目地内に上記補強筋を配設した構造を備えることにより、補強強度や補強箇所等に基づいて、適宜、上記補強筋を配設する上記幅接ぎ目地を選択することができる。

また、上記補強筋は、上記幅接ぎ目地に嵌合して配設されることにより、接着剤等を介すことのない簡便な配設が可能となる。

又は、上記補強筋は、上記幅接ぎ目地内に接着剤を介して埋設されることにより、強固に固定された状態での配設が可能となる。好ましくは、上記補強筋は、該補強筋の長手方向に沿う凹部を備える構成とし、該凹部に接着剤を受け入れることによって、より強固に固定されることができる。

本発明に係る補強木質建材は、単位木材の幅接ぎ目地内に補強筋を配設することにより、プレス機による加圧接着のみで製造することができる。

また、本発明に係る補強木質建材は、外層部及び内層部の双方に補強筋を配設すれば、全体的な補強ができ、引張力や圧縮力が加わる外層部に限定して補強筋を配設すれば、曲げ強度やヤング係数を高める補強ができ、外層部で挟まれた内層部に限定して補強筋を配設すれば、中心軸部分において有効に補強効果を発揮することができる。いずれにしても、必要な補強の強度や補強箇所等によって、適宜、外層部及び／又は内層部を構成する木材層の全部又は一部を補強層とすることができる。

実施例１に係る補強木質建材の斜視図である。 実施例２に係る補強木質建材の斜視図である。 実施例３に係る補強木質建材の斜視図である。 補強層を拡大して示す説明図であり、（Ａ）は板状の補強筋を配設した例を示す説明図、（Ｂ）は棒状の補強筋を配設した例を示す説明図である。 板状の補強筋の他例を示す斜視図であり、（Ａ）は幅狭の凹部を複数設けた例を示す斜視図、（Ｂ）は幅広の凹部を設けた例を示す斜視図である。 実施例４に係る補強木質建材の斜視図である。 単位木質建材を二次接着して本発明に係る補強木質建材を製造する例を示す分解斜視図である。

以下、本発明に係る補強木質建材の最適な実施例について、図１乃至図７に基づき、説明する。

〈基本構成〉
図１乃至図３，図６に示すように、本発明に係る補強木質建材１は、梁や柱等の構造材として利用することを前提としたものであり、複数の単位木材２を幅接ぎした木材層３を積層接着して成り、積層方向の上端と下端にそれぞれ存し、同積層方向の全厚（補強木質建材の高さ）Ｈの１／８以内の厚さｈの外層部３Ａと、該各外層部３Ａの間に存する内層部３Ｂとを備える基本構造を有している。

本発明における単位木材２は、カラマツ、ベイマツ、スギ、ヒノキ、ヒバ等の木質建材の単位部材として既に利用されている木材を加工したものを用いることができる。なお、後述する各実施例においては、単位木材２を板状として示しているが、これに限らず、角柱状とすることも、実施に応じ任意である。

また、本発明において、単位木材２の幅接ぎ接着、後述する補強筋５の埋設及び単位木質建材６の積層接着に用いる接着剤は、レゾルシノール系接着剤、フェノール系接着材やレゾルシノール・フェノール系接着材に代表される既知の木質建材用の接着剤である。

〈実施例１〉
実施例１に係る補強木質建材１にあっては、図１に示すように、外層部３Ａを構成する木材層３の全部と、内層部３Ｂを構成する木材層３の全部を補強層４とし、該補強層４は、単位木材２の幅接ぎ方向を当該木質建材１の長手方向に直交する方向とすると共に幅接ぎ目地３ａ内に補強筋５を配設した構造を備える。このように、外層部３Ａにも内層部３Ｂにも補強層４を設けることにより、補強木質建材１の外側部分も中心軸部分も補強することができる。

また、補強筋５としては、図４（Ａ）に示すように、金属製又は炭素繊維強化プラスチック、アラミド繊維強化プラスチック等の合成樹脂製の細板状体を使用することができる。又は、図４（Ｂ）に示すように、補強筋５として、金属製又は合成樹脂製の小径棒状体を使用することができる。小径棒状体の補強筋５を用いる時には、図４（Ｂ）に示すように、複数本の補強筋５を配設しても良い。

本発明にあっては、補強筋５は幅接ぎ目地３ａ内に配設するために、１０ｍｍ以内の幅とすることが望ましく、また、小径棒状体よりも細板状体の補強筋５の方が幅接ぎ目地３ａ内を効率的に埋めることができるため、好ましい。

補強層４において、補強筋５は幅接ぎ目地３ａに嵌合して配設される。すなわち、隣接する一対の単位木材２で補強筋５を挾持することにより配設することができる。これにより、接着剤等を介すことのない簡便な配設が可能となる。特に、補強層４が内層部３Ｂにある場合には、内層部３Ｂは外層部３Ａ間において強固に積層接着されている部分であるから、補強筋５の幅接ぎ目地３ａへの配設に接着剤を用いないとしても、当該補強筋５の固定が解除されてしまうおそれはない。

又は、補強筋５は幅接ぎ目地３ａ内に接着剤を介して埋設される。これにより、強固に固定された状態での配設が可能となる。このように、接着剤を介して補強筋５を配設する場合、図５（Ａ）・（Ｂ）に示すように、補強筋５を当該補強筋５の長手方向に沿う凹部５ａを備える構成とし、該凹部５ａに接着剤を受け入れることによって、より強固に固定されることができる。該凹部５ａは、図５（Ａ）に示すように、幅狭の凹部５ａとして複数設けても良いし、図５（Ｂ）に示すように、幅広の凹部５ａとして設けても良い。また、該凹部５ａは補強筋５の長手方向に沿っていれば、連続しているか又は不連続であるかは問わない。

なお、本発明においては、補強筋５は補強層４における全ての幅接ぎ目地３ａに配設する必要はなく、一部の幅接ぎ目地３ａにのみ配設することもできる。

〈実施例２〉
実施例２に係る補強木質建材１にあっては、図２に示すように、内層部３Ｂを構成する木材層３の一部を補強層４とし、該補強層４は、単位木材２の幅接ぎ方向を当該木質建材１の長手方向に直交する方向とすると共に幅接ぎ目地３ａ内に補強筋５を配設した構造を備える。すなわち、本実施例の補強木質建材１が実施例１とは異なるのは、内層部３Ｂに限定して補強層４を設けた点と、内層部３Ｂの一部の木材層３のみを補強層４とした点にある。

このように、内層部３Ｂのみに補強層４を設けることにより、補強木質建材１の中心軸部分を補強することができる。また、内層部３Ｂは外層部３Ａ間において強固に積層接着されている部分であるから、補強筋５を介在させることによる積層接着強度の低下を考慮する必要がない

また、本実施例における補強筋５の形態及び配設方法は実施例１と同様であるので、ここでは説明を割愛する。

〈実施例３〉
実施例３に係る補強木質建材１にあっては、図３に示すように、外層部３Ａを構成する木材層３の全部を補強層４とし、該補強層４は、単位木材２の幅接ぎ方向を当該木質建材１の長手方向に直交する方向とすると共に幅接ぎ目地３ａ内に補強筋５を配設した構造を備える。すなわち、本実施例の補強木質建材１が実施例１とは異なるのは、外層部３Ａに限定して補強層４を設けた点にある。

このように、外層部３Ａのみに補強層４を設けることにより、引張力や圧縮力が加わる部分に限定して補強することができる。

また、本実施例においても、補強筋５の形態及び配設方法は実施例１と同様である。

〈実施例４〉
実施例４に係る補強木質建材１は、図６に示すように、単位木材２の幅接ぎ方向が木材層３ごとに互いに直交する構成となっており、外層部３Ａと内層部３Ｂを構成する木材層３の一部を補強層４とする構成となっている。

また、補強層４とする木材層３は、その幅接ぎ目地３ａが、補強木質建材１の長手方向に沿うものであれば、いずれの幅接ぎ目地３ａであっても補強筋５を配設することができる。本実施例においては、外層部３Ａ及び内層部３Ｂを構成する木材層３の内、幅接ぎ方向が補強木質建材１の長手方向に直交する方向である木材層３の全てを補強層４とし、当該補強層４の全ての幅接ぎ目地３ａに補強筋を配設した点が特筆すべき点である。

また、本実施例においても、補強筋５の形態及び配設方法は実施例１と同様である。

〈二次接着例〉
図７は単位木材２を一次接着して単位木質建材６を製造し、複数の単位木質建材６を二次接着して大断面の補強木質建材１を製造する例を示している。この場合も、予め製品となった際に内層部３Ｂとなる部分の木材層３の幅接ぎ目地３ａに限定して補強筋５を配設し、補強層４とすることができる。また、本実施例においても、補強筋５の形態及び配設方法は実施例１と同様である。

以上のとおり、本発明に係る補強木質建材１には、単位木材２の幅接ぎ目地３ａ内に補強筋５を配設することにより、プレス機による加圧接着のみで製造することができる。

また、本発明に係る補強木質建材１は、外層部３Ａ及び内層部３Ｂの双方に補強筋５を配設すれば、全体的な補強ができ、引張力や圧縮力が加わる外層部３Ａに限定して補強筋５を配設すれば、曲げ強度やヤング係数を高める補強ができ、外層部３Ａで挟まれた内層部３Ｂに限定して補強筋５を配設すれば、中心軸部分において有効に補強効果を発揮することができる。

加えて、補強層４における幅接ぎ目地３ａの一部に補強筋５を配することも、全部に補強筋５を配することもできる。

いずれにしても、必要な補強の強度や補強箇所等によって、適宜、外層部３Ａ及び／又は内層部３Ｂを構成する木材層３の全部又は一部を補強層４とすることができ、補強層４における幅接ぎ目地３ａであれば、どの幅接ぎ目地３ａ内にも補強筋を配設することができる。

１…補強木質建材、２…単位木材、３…木材層、３Ａ…外層部、３Ｂ…内層部、３ａ…幅接ぎ目地、４…補強層、５…補強筋、５ａ…凹部、６…単位木質建材、Ｈ…木質建材の厚さ、ｈ…外層部の厚さ。

Claims (6)

1. 単位木材を幅接ぎした木材層を積層して成り、該積層方向の上端と下端にそれぞれ存し、同積層方向の全厚の１／８以内の厚さの外層部と、該各外層部の間に存する内層部とを備え、上記外層部及び／又は上記内層部を構成する木材層の一部又は全部を補強層とし、該補強層は、単位木材の幅接ぎ方向を当該木質建材の長手方向に直交する方向とすると共に幅接ぎ目地内に補強筋を配設した構造を備えることを特徴とする補強木質建材。
2. 上記補強筋は鋼製又は合成樹脂製であることを特徴とする請求項１記載の補強木質建材。
3. 上記補強層は一部又は全ての幅接ぎ目地内に上記補強筋を配設した構造を備えることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の補強木質建材。
4. 上記補強筋は、上記幅接ぎ目地に嵌合して配設されたことを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れかに記載の補強木質建材。
5. 上記補強筋は、上記幅接ぎ目地内に接着剤を介して埋設されることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れかに記載の補強木質建材。
6. 上記補強筋は、該補強筋の長手方向に沿う凹部を備えることを特徴とする請求項５記載の補強木質建材。