JP7342341B2 - 壁体、壁構造及び木製ブロック - Google Patents

Description

特許法第３０条第２項適用 令和１年７月２０日 一般社団法人 日本建築学会発行 「２０１９年度大会（北陸）学術講演梗概集・建築デザイン発表梗概集（ＤＶＤ版）」にて公開 令和１年９月３日 一般社団法人 日本建築学会主催 「２０１９年度 日本建築学会大会（北陸）」にて公開

本発明は、壁体、壁構造及び木製ブロックに関する。

ブロックを上下左右に積み重ねて壁体を構築する技術が知られている。

例えば、特許文献１には、コンクリートブロック積みによる既存建物の耐震補強方法に関する技術が開示されている。

また、例えば、特許文献２には、柱と水平部材とで構成された架構と、この架構内に木製ブロックを積み重ねて形成された壁体と、を備えた壁構造に関する技術が開示されている。この先行技術では、木製ブロックの積み重ね面は、中央から左右に傾斜している。

特公昭５７－１２８３２号公報 特開２０１８－３５５９２号公報

特許文献１は、コンクリートブロックを積み重ねた壁体に関する技術である。コンクリートブロックは、重量が重いので、積み重ね作業に手間がかかる。

特許文献２には、木製ブロックを積み重ねて接着剤で接合する壁体が開示されている。木製ブロックは、コンクリートブロックよりも軽量であるので、積み重ね作業の手間が低減される。しかし、接着剤の目地からのはみ出しによる美観が損なわれないようにする対策が必要である。

本発明は、上記事実に鑑み、木製ブロックを上下左右に積み重ねて接着剤で接合する際の接着剤のはみ出しを防止又は抑制することが目的である。

第一態様は、木製ブロックを上下左右に積み重ねて、前記木製ブロック同士を接着剤で接合して構築された壁体であって、前記木製ブロックの接着面における前記壁体の面外方向の外側に前記接着剤が溜る凹部が形成された壁体である。

第一態様の壁体では、木製ブロックを上下左右に積み重ねて、木製ブロック同士を接着剤で接合する際に、余分な接着剤が接着面における壁体の面外方向の外側に形成された凹部に入り溜まる。よって、壁体の目地からの接着剤のはみ出しが防止又は抑制される。また、凹部に余分な接着剤が入り溜まることで、接着剤の厚みが薄く均一になり、接着強度が向上する。

第二態様は、前記接着面に形成された前記凹部は、正面視において、左右方向又は上下方向に沿って形成された溝である、第一態様に記載の壁体である。

第二態様の壁体では、接着面に形成された凹部を左右方向又は上下方向に沿って形成された溝とすることで、凹部が穴である場合と比較し、接着剤のはみ出しがより効果的に防止又は抑制される。

第三態様は、正面視において、前記木製ブロックは、対向する一方の面及び他方の面に、左右方向又は上下方向の両側から中央に向かうに従って厚さが小さくなるように傾斜する傾斜部が形成されている、第一態様又は第二態様に記載の壁体である。

第三態様の壁体では、上下左右に積み重ねられた木製ブロックの傾斜部同士が係合し合うことで、木製ブロックを適正な位置に配置することができるので、施工性が向上する。

第四態様は、柱と水平部材とで構成された架構内に、第三態様に記載の壁体が設けられた壁構造である。

第四態様の壁構造では、壁体の上側角部に入力された水平力は、木製ブロックの傾斜部に作用する圧縮力によって下側角部に伝達され、壁体の対角方向に圧縮ストラット（圧縮束）が形成される。そして、この圧縮ストラットによって、架構の変形が効果的に抑制される。

第五態様は、上下左右に積み重ねて接着剤で接合して壁体を構築する木製ブロックであって、接着面における前記壁体の面外方向の外側に前記接着剤が溜る凹部が形成された木製ブロックである。

第五態様の木製ブロックでは、上下左右に積み重ねて、木製ブロック同士を接着剤で接合する際に、余分な接着剤が接着面における壁体の面外方向の外側に形成された凹部に入り溜まる。よって、目地からの接着剤のはみ出しが防止又は抑制される。また、凹部に余分な接着剤が入り溜まることで、接着剤の厚みが薄く均一になり、接着強度が向上する。

第六態様は、前記壁体の正面視において、対向する一方の面及び他方の面に、左右方向又は上下方向の両側から中央に向かうに従って厚みさが小さくなるように傾斜する傾斜部が形成されている、第五態様に記載の木製ブロックである。

第六態様の木製ブロックでは、上下左右に積み重ねられる木製ブロックの傾斜部同士が係合し合うことで、木製ブロックを適正な位置に配置することができるので、施工性が向上する。

本発明によれば、木製ブロックを上下左右に積み重ねて接着剤で接合する際の接着剤のはみ出しを防止又は抑制することができる。

本実施形態の壁構造が適用された架構及び壁体の正面図である。 図１の拡大正面図である。 本実施形態の木製ブロックの斜視図である。 構築過程の壁体の斜視図である。

＜実施形態＞
本発明の一実施形態について説明する。なお、水平方向の直交する二方向をＸ方向及びＹ方向とし、それぞれ矢印Ｘ及び矢印Ｙで示す。Ｘ方向及びＹ方向に直交する鉛直方向をＺ方向とし、矢印Ｚで示す。また、後述する壁体の面外方向がＹ方向であり、面外方向から見ることを正面視とし、正面視における左右方向がＸ方向である。木製ブロックを単体で説明する際の方向は、積み重ねて壁体となった状態での方向で説明する。壁体の面外方向（Ｙ方向）を木製ブロックの「幅方向」とする。

［壁体及び壁構造］
先ず壁体及び壁構造について説明する。

図１に示すように、壁構造１０は、架構２０と、架構２０内に木製ブロック１００を上下左右に積み重ねて接着剤Ｓ（図４参照）で接合した壁体５０と、を備えている。

架構２０は、正面視における左右の柱２２と、水平部材の一例としての上下の梁２４と、で構成されている。なお、架構２０を構成する水平部材は梁２４以外、例えばスラブであってもよい。また、本実施形態の架構２０は、鉄筋コンクリート製であるが、これに限定されない。架構２０は、鉄筋コンクリート製以外、例えば、鉄骨鉄筋コンクリート製、鉄骨製及び木製であってもよい。

本実施形態の壁体５０は、木製ブロック１００を鉛直方向に対して千鳥状に上下左右に積み重ねて接着剤Ｓ（図４参照）で接合されて構築されている。

本実施形態では、架構２０における下側の梁２４と壁体５０とは接着剤Ｓ（図４参照）で接合されている。また、架構２０における上側の梁２４及び左右の柱２２と壁体５０との隙間は、モルタル等の充填材Ｊが充填され、接合されている。なお、木製ブロック１００及び壁体５０の具体的な構築方法については、後述する。

［木製ブロック］
次に木製ブロック１００について説明する。

図３に示す木製ブロック１００は、ひき板を繊維方向が直交するように積層接着した直交集成板で構成されている。なお、木製ブロック１００は、直交集成板以外の木質材、例えば、単板を繊維方向を揃えて積層接着した単板積層材や無垢材等を用いてもよい。

木製ブロック１００は、上面１１２、下面１１４、正面１２２、背面１２４、第一側面１３２及び第二側面１３４で構成されている。

木製ブロック１００のＹ方向に対向する正面１２２及び背面１２４は、互いに平行である。また、木製ブロック１００のＸ方向に対向する左右の第一側面１３２及び第二側面１３４は、互いに平行である。

木製ブロック１００における上面１１２及び下面１１４は、壁体５０（図１、図２及び図４参照）を構築する際の積み重ね面である。また、木製ブロック１００の上面１１２及び下面１１４には、正面視において左右方向の両端部から中央部に向かうに従って上下方向厚さが小さくなる上側傾斜部１５０Ｕ及び下側傾斜部１５０Ｌがそれぞれ形成され、これにより木製ブロック１００は正面視において蝶々形になっている。

上面１１２の上側傾斜部１５０Ｕは、左右方向の両端部から中央部に向かって下り勾配となった第一上側傾斜面１５２ＵＡ及び第二上側傾斜面１５２ＵＢで構成され、Ｖ字状となっている。下面１１４の下側傾斜部１５０Ｌは、左右方向の両端部から中央部に向かって上り勾配となった第一下側傾斜面１５２ＬＡ及び第二下側傾斜面１５２ＬＢで構成され、逆Ｖ字状となっている。

なお、本実施形態の木製ブロック１００は、正面視において左右対称且つ上下対称になっている。

木製ブロック１００における上面１１２及び下面１１４と、第一側面１３２及び第二側面１３４と、は、それぞれ隣接する木製ブロック１００同士が接着剤Ｓで接着接合される接着面である。

木製ブロック１００の上面１１２の幅方向（Ｙ方向、壁体５０の面外方向）の外側（図４も参照）には、接着剤Ｓ（図４を参照）が溜る溝部１８０Ａ、１８０Ｂが形成されている。

接着剤Ｓ（図４を参照）が溜まる凹部の一例としての溝部１８０Ａ、１８０Ｂは、上面１１２における幅方向外側のそれぞれの辺部１１３Ａ及び辺部１１３Ｂに沿って、平行に形成されている。また、溝部１８０Ａ、１８０Ｂの深さは一定であり、溝底面１８２Ａ、１８２Ｂは第一上側傾斜面１５２ＵＡ及び第二上側傾斜面１５２ＵＢと平行であり、Ｖ字状になっている。

また、木製ブロック１００は、積み上げる際に位置決めする位置決め機構２００を有している。位置決め機構２００は、第一長溝２１０、第二長溝２１２Ａ、２１２Ｂ及び木片部材２２０を有している。

第一長溝２１０は、木製ブロック１００の上面１１２の幅方向（Ｙ方向）の中央部且つ左右方向（Ｘ方向）の中央部に、左右方向に延在するように形成されている。第二長溝２１２Ａ、２１２Ｂは、木製ブロック１００の下面１１４の幅方向（Ｙ方向）の中央部且つ左右方向の両端部に左右方向に延在するように形成されている。第一長溝２１０の底面２１１及び第二長溝２１２Ａ、２１２Ｂの底面２１３Ａ、２１３Ｂは、水平方向に沿っている。そして、これら第一長溝２１０及び第二長溝２１２Ａ、２１２Ｂには、位置決め部材の一例としての木製で直方体状の木片部材２２０が挿入される。

また、木製ブロック１００の第一側面１３２における面外方向両端部には、上下方向に沿ってテープ３００Ａ、３００Ｂが貼られている。本実施形態のテープ３００Ａ、３００Ｂは、厚み０．８ｍｍ～１．０ｍｍであるが、これに限定されるものではない。

［壁体の構築方法］
次に、壁体５０の構築方法の一例について説明する。

図１、図２及び図４に示すように、架構２０内に木製ブロック１００を鉛直方向に対して千鳥状に上下左右に積み重ねて、木製ブロック１００同士を接着剤Ｓ（図４参照）で接着接合して、壁体５０を構築する。下側の木製ブロック１００の上側傾斜部１５０Ｕに上側の木製ブロック１００の下側傾斜部１５０Ｌが係合する。

図４に示すように、接着剤Ｓは、木製ブロック１００の上面１１２の溝部１８０Ａと溝部１８０Ｂとの間に塗布する。また、木製ブロック１００の第一側面１３２に貼られたテープ３００Ａとテープ３００Ｂとの間に接着剤Ｓを塗布する。

木製ブロック１００の上面１１２の第一長溝２１０に木片部材２２０を挿入し、この木製ブロック１００の上に積み重ねる上側の木製ブロック１００の下面１１４の第二長溝２１２Ａ及び第二長溝２１２Ｂ（図３参照）に木片部材２２０を挿入することで、木製ブロック１００が位置決めされ、積み重ねられる。

そして、上面１１２に塗布された接着剤Ｓによって、上下に隣接する木製ブロック１００の上面１１２と下面１１４とが接合される（図２も参照）。

より具体例には、図２に示すように、下側左の木製ブロック１００の上面１１２の上側傾斜部１５０Ｕの第一上側傾斜面１５２ＵＡに、上側の木製ブロック１００の下面１１４の下側傾斜部１５０Ｌの第二下側傾斜面１５２ＬＢが接合される。同様に下側右の木製ブロック１００の上面１１２の上側傾斜部１５０Ｕの第二上側傾斜面１５２ＵＢに、上側の木製ブロック１００の下面１１４の下側傾斜部１５０Ｌの第一下側傾斜面１５２ＬＡが接合される。

そして、図４に示す木製ブロック１００の上面１１２及び下面１１４に付着した接着剤Ｓは、木製ブロック１００に圧をかけた際に、上面１１２に形成された溝部１８０Ａ、１８０Ｂに溜まる。よって、接着剤Ｓの壁体５０の面外方向（Ｙ方向）へのはみ出し、つまり壁体５０の目地からのはみ出しが防止又は抑制される。

また、図４に示すように、木製ブロック１００の第一側面１３２に上下方向に沿って貼られたテープ３００Ａとテープ３００Ｂと間に塗布された接着剤Ｓによって、左右に隣接する一方の木製ブロック１００の第一側面１３２と他方の木製ブロック１００の第二側面１３４（図２参照）とが接合される。

なお、木製ブロック１００の第一側面１３２に貼られたテープ３００Ａ、３００Ｂによって、接着剤Ｓの壁体５０の面外方向（Ｙ方向）へのはみ出し、つまり壁体５０の目地からのはみ出しが防止又は抑制される。また、接着剤Ｓが上方にはみ出すことで、接着剤Ｓの充填確認を行う。

図１及び図４に示すように、壁体５０の下端部を構成する木製ブロック１００は下面が平面であり、接着剤Ｓで下側の梁２４に接着接合する。

図１に示すように、壁体５０の上端部を構成する木製ブロック１００は上面が平面である。また、壁体５０の左右の端部を構成する一部の木製ブロック１００は、正面視で横向きの台形状となっている。そして、前述したように、木製ブロック１００を上下左右に積み上げて接着剤Ｓで接合した壁体５０と、架構２０を構成する柱２２及び上側の梁２４と、の隙間に、モルタル等の充填剤Ｊを充填し、接合する。

＜作用及び効果＞
次に、本実施形態の作用及び効果について説明する。

木製ブロック１００を上下左右に積み重ねて、木製ブロック１００同士を接着剤Ｓで接合する際に、上面１１２の幅方向外側に形成された溝部１８０Ａ、１８０Ｂに余分な接着剤Ｓが入り溜まる。よって、壁体５０の目地からの接着剤Ｓのはみ出しが防止又は抑制される。また、溝部１８０Ａ、１８０Ｂに余分な接着剤Ｓが入り溜まることで、接着剤Ｓの厚みが薄く均一になり、接着強度が向上する。

また、接着剤Ｓが溜まる凹部を溝部１８０Ａ、１８０Ｂとすることで、凹部が穴である場合と比較し、接着剤Ｓのはみ出しがより効果的に防止又は抑制される。

更に、木製ブロック１００の第一側面１３２の幅方向外側に、上下方向に沿って貼られたテープ３００Ａ、３００Ｂによって、壁体５０の目地から接着剤Ｓのはみ出しが防止又は抑制される。また、接着剤Ｓが上方にはみ出すことで、左右に隣り合う木製ブロック１００間の隙間に接着剤Ｓが十分に充填されていることの充填確認を容易に行うことができる。

また、木製ブロック１００の上面１１２に形成された第一長溝２１０に木片部材２２０を挿入して、その上に積み重ねる木製ブロック１００の下面に形成された第二長溝２１２Ａ、２１２Ｂを木片部材２２０にはめ込むことで、木製ブロック１００が位置決めされる。よって、木製ブロック１００を積み重ねる際の木製ブロック１００の位置ずれ、特に壁体５０の面外方向（Ｙ方向）に対する位置ずれが防止又は抑制される。

本実施形態では、第一長溝２１０及び第二長溝２１２Ａ、２１２Ｂは長溝であり、木片部材２２０は直方体形状の長状部材であるので、木片部材２２０一つで、木製ブロック１００の回転を防止することができる。

また、下側の木製ブロック１００の第一長溝２１０と、上側の左右の木製ブロック１００第二長溝２１２Ａ、２１２Ｂと、を同じ位置に形成することで、一つの木片部材２２０によって、隣接する三つの木製ブロック１００を位置決めすることができる

本実施形態の木製ブロック１００は、上面１１２及び下面１１４には、左右方向の両側から中央に向かうに従って厚さが小さくなるように傾斜する上側傾斜部１５０Ｕ及び下側傾斜部１５０Ｌが形成され、蝶々形となっている。よって、木製ブロック１００の積み重ね向きが容易に判る。また、木製ブロック１００間に形成される隙間を埋める別部材が不要である。したがって、木製ブロックを積み重ねる際の施工性が向上する。

また、上下左右に積み重ねられた下側の木製ブロック１００の上側傾斜部１５０Ｕに上側の木製ブロック１００の下側傾斜部１５０Ｌが係合することで、木製ブロック１００を適正な位置に配置することができるので、施工性が向上する。

更に、木製ブロック１００は、コンクリートブロックよりも軽量であるので、積み重ね作業の手間が低減される。

また、上下左右に積み重ねられた下側の木製ブロック１００の上側傾斜部１５０Ｕに上側の木製ブロック１００の下側傾斜部１５０Ｌが係合することで、横ずれが防止されるので、効率的に地震力が伝達される。

また、壁体５０の上側角部に入力された水平力は、木製ブロック１００の上側傾斜部１５０Ｕ及び下側傾斜部１５０Ｌに作用する圧縮力によって下側角部に伝達され、壁体５０の対角方向に圧縮ストラット（圧縮束）が形成される。そして、この圧縮ストラットによって、架構２０の変形が効果的に抑制される。

なお、木製ブロック１００の上側傾斜部１５０Ｕ及び下側傾斜部１５０Ｌによって左右方向に力が伝達する際に、テープ３００Ａ、３００Ｂを介して伝達されるので、接着剤Ｓで伝達するよりも効果的に伝達することができる。

＜その他＞
尚、本発明は上記実施形態に限定されない。

例えば、上記実施形態では、接着剤Ｓが溜まる溝部１８０Ａ、１８０Ｂは、木製ブロック１００の上面１１２に形成されていたが、これに限定されない。溝部１８０Ａ、１８０Ｂは、木製ブロック１００の下面１１４に形成されていてもよいし、上面１１２と下面１１４の両面に形成されていてもよい。

また、例えば、上記実施形態では、接着剤Ｓが溜まる溝部１８０Ａ、１８０Ｂは、木製ブロック１００の上面１１２の幅方向外側の両辺部１１３Ａ、１１３Ｂに沿って二本形成されていたが、これに限定されない。溝部１８０Ａ及び溝部１８０Ｂのいずれか
一本のみ形成されていてもよいし、三本以上溝部が形成されていてもよい。

また、例えば、上記実施形態では、接着剤Ｓが溜まる凹部の一例は、溝部１８０Ａ、１８０Ｂであったが、これに限定されない。接着剤Ｓが溜まる凹部は、例えば、辺部１１３Ａ、１１３Ｂに沿って間隔をあけて並んで形成された複数の穴であってもよい。

また、上記実施形態では木製ブロック１００の上面１１２に接着剤Ｓが溜まる溝部１８０Ａ、１８０Ｂが形成されていたが、これに限定されない。木製ブロック１００の第一側面１３２又は第二側面１３４に、接着剤Ｓが溜まる凹部が形成されていてもよい。

また、例えば、上記実施形態では、第一長溝２１０、第二長溝２１２Ａ、２１２Ｂ及びと木片部材２２０で位置決め機構２００を構成していたが、これに限定されない。木製ブロック１００の上面１１２及び下面１１４に位置決め用の凹部が形成され、この凹部に位置部材が挿入される構成であればよい。

また、例えば、位置決め用の凹部の位置は、上面１１２及び下面１１４のどこに形成してもよい。また、位置決め用の凹部は、どのような形状であってもよい。例えば、位置決め用の凹部は、一又は複数の穴であってもよい。また、位置決め部材は、どのような形状であってもよい、例えば軸方向を上下方向に沿って設置される棒状部材であってもよい。また、位置決め部材は、木質以外の材質、例えば金属製であってもよい。

要は、位置決め機構は、木製ブロックの対向する一方の面及び他方の面に、位置決め部材が挿入される位置決め用の凹部が形成されていればよい。

また、位置決め機構は、隣接する一方の木製ブロックの隣接面に位置決め用の凹部が形成され、隣接する他方の木製ブロックの隣接面に位置決め用の凹部に挿入される凸部が形成された構成であってもよい。

また、接着剤Ｓが溜まる凹部と位置決め用の凹部とが共用されていてもよい。例えば、上記実施形態の木製ブロック１００における上面１１２の一方の溝部１８０Ａの中央部分に、位置決め用の第一長溝２１０が重なって形成されていてもよい。

また、上記実施形態では、木製ブロック１００の第一側面１３２における幅方向（Ｙ方向）の両端部に、上下方向に沿ってテープ３００Ａ、３００Ｂを貼ったが、これに限定されない。木製ブロック１００の第二側面１３４にテープ３００Ａ、３００Ｂを貼ってもよい。木製ブロック１００の上面１１２又は下面１１４にテープ３００Ａ、３００Ｂを貼ってもよい。また、テープ３００Ａ及びテープ３００Ｂの一方のみを貼ってもよい。

また、上記実施形態では、木製ブロック１００は、上面１１２及び下面１１４に正面視において、左右方向の両端部から中央部に向かうに従って上下方向厚さが狭くなる上側傾斜部１５０Ｕ及び下側傾斜部１５０Ｌが形成された蝶々形であったが、これに限定されない。

例えば、蝶々形の木製ブロックの角部及び入隅部にフラット面を設けることで、積みやすさ及び積み精度を向上させてもよい。また、上記実施形態の蝶々形の木製ブロックを、左右方向が狭くなるように、９０°回転させて設置してもよい。

また、例えば、木製ブロックは、蝶々形以外の形状、例えば、正面視で、Ｖ字形状、逆Ｖ字形状、Ｎ字形状、六角形状、菱形形状、八角形状、平行四辺形状、台形状、正方形状及び長方形状等であってもよい。また、木製ブロックは、左右非対称又は上下非対称であってもよい。

また、木製ブロックが、上記実施形態の上側傾斜部１５０Ｕ及び下側傾斜部１５０Ｌ等の傾斜部を有する形状である場合、傾斜部は湾曲面で形成されていてもよい。

また、例えば、通行、窓、配管及び配線等のために、壁体５０の一部に開口部を設けてもよい。

更に、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々なる態様で実施し得る。

１０ 壁構造
２０ 架構
５０ 壁体
１００ 木製ブロック
１１２ 上面（接着面の一例、隣接面の一例）
１１４ 下面（接着面の一例、隣接面の一例）
１３２ 第一側面（接着面の一例）
１３４ 第二側面（接着面の一例）
１５０Ｌ 下側傾斜部（傾斜部の一例）
１５０Ｕ 上側傾斜部（傾斜部の一例）
１８０Ａ 溝部（接着剤が溜る凹部の一例）
１８０Ｂ 溝部（接着剤が溜る凹部の一例）
２００ 位置決め機構
２１０ 第一長溝（位置決め用の凹部の一例）
２１２Ａ 第二長溝（位置決め用の凹部の一例）
２１２Ｂ 第二長溝（位置決め用の凹部の一例）
２２０ 木片部材（位置決め部材の一例）
３００Ａ テープ
３００Ｂ テープ
Ｓ 接着剤

Claims (3)

1. 木製ブロックを上下左右に積み重ねて、前記木製ブロックの上面、下面及び側面を接着剤で接合して構築された壁体であって、
   前記木製ブロックの前記上面における前記壁体の面外方向の外側に前記接着剤が溜る溝部が左右方向に沿って形成され、
   前記木製ブロックの前記側面に前記接着剤が溜る凹部が形成され、
   前記木製ブロックは、正面視において、鉛直方向に対して千鳥状に上下左右に積み重ねられ、
   正面視において、前記木製ブロックは、前記上面及び前記下面に、左右方向の両側から中央に向かうに従って上下方向の厚さが小さくなるように傾斜する傾斜部が形成され、
   前記木製ブロックは、前記傾斜部同士が上下に重なるよう積まれた、
   壁体。
2. 柱と水平部材とで構成された架構内に、請求項１に記載の壁体が設けられた壁構造。
3. 上下左右に積み重ねて上面、下面及び側面を接着剤で接合して壁体を構築する木製ブロックであって、
   前記上面における前記壁体の面外方向の外側に前記接着剤が溜る溝部が左右方向に沿って形成され、
   前記側面に前記接着剤が溜る凹部が形成され、
   前記壁体の正面視において、前記上面及び前記下面に、左右方向の両側から中央に向かうに従って上下方向の厚さが小さくなるように傾斜する傾斜部が形成されている、
   木製ブロック。