JP7468183B2 - 建築用パネル - Google Patents

Description

本発明は、建築用パネルに関する。

特許文献１は、壁材や床材、天井の板材として使用される建築用パネルを開示する。この建築パネルは、複数本、横一列に並べられた芯持ち材と、芯持ち材を貫通して連結する連結具と、を備える。

特開２００４－２６３３９８号公報

戦後、日本では、広葉樹からなる天然林を、杉や檜、唐松、赤松等の針葉樹の人工林に置き換える拡大造林政策が採用された。この政策によって植えられた針葉樹の多くは、現在収穫期を迎えている。しかし、針葉樹を利用した国産の木材よりも安価で大量に供給される外国産の木材が出回ったことにより、針葉樹は余剰資源となっている。

針葉樹は、芯去り材として製材できない太さで伐採されることがある。このような場合は、芯持ち材として製材される。また、芯持ち材は、集成材の材料として利用されない。そこで、木造住宅においても針葉樹の芯持ち材の利用を増やすことが求められている。

特許文献１の建築用パネルでは、芯持ち材を複数本用いている。しかしながら、表面硬度が足りず仕上材が必要である。また、水平荷重に対する抵抗力や曲げ強度を高めるためには、芯持ち材を太くし、厚さを増す必要があった。

本発明は、前述された事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、厚さが抑えられつつ水平荷重に対する抵抗力や曲げ強度を高めることができ、仕上材が必要のない建築用パネルを提供することを目的とする。

(1) 本発明に係る建築用パネルは、一方向に並んで配置された芯持ちの角材と、上記角材を挟んで平板形状の圧密材と、を備える。

本発明に係る建築用パネルは、杉や檜、唐松、赤松等の国産針葉樹からなる芯持ちの角材の用途を広げるものである。また、芯持ちの角材が用いられることで断熱性及び遮音性を備える。また、角材を挟む圧密材を備えており、圧密材は弾性率及び表面硬度が高められているため、水平荷重に対する抵抗力、或いは曲げ強度が高められており、かつ仕上材が不要なものとすることができる。

(2) 好ましくは、上記圧密材は、第１圧密材、及び当該第１圧密材の外側に位置する第２圧密材である。上記第２圧密材は、上記第１圧密材より弾性率が高い。

圧密材は、第１圧密材、及び第１圧密材の外側に位置する第２圧密材であり、第２圧密材は、第１圧密材より弾性率が高い。この弾性率の高さの違いは、建築用パネルが床パネルとして用いられ、荷重がかけられた際に生じる曲げ応力の大きさの違いに対応する。このように圧密材を配置することで、第１圧密材のみで構成するより剛性を高めることができ、第２圧密材のみで構成するよりコストを抑えることができる。

(3) 好ましくは、複数の上記角材には、上記一方向と交差する方向に沿って延びる溝が形成されている。上記圧密材は、上記溝と嵌合する。

溝が延びる方向と交差する方向の外力によって、角材と圧密材との間でずれが生じることを抑制することができる。

(4) 好ましくは、上記角材は、接着剤により接合されている。

(5) 好ましくは、上記角材のうち上記一方向の両端に位置する角材は、さね加工されている。

本発明によれば、厚さが抑えられつつ水平荷重に対する抵抗力や曲げ強度を高めることができ、仕上材が必要のない建築用パネルが提供される。

図１は、実施形態に係る建築用パネル１０の斜視図である。 図２は、建築用パネル１０の分解斜視図である。 図３は、建築用パネル１０の分解断面図である。 図４は、相互に隣り合う建築用パネル１０が接合された部分の拡大図である。

以下、本発明の実施形態について説明する。なお、以下に説明される実施形態は本発明の一例にすぎず、本発明の要旨を変更しない範囲で、本発明の実施形態を適宜変更できることは言うまでもない。また、以下の説明においては、建築用パネル１０が床パネルとして使用された状態（図１の状態）を基準として上下方向７が定義され、建築用パネル１０の長さ方向であって、上下方向７と直行する方向として長手方向１１が定義され、上下方向７及び長手方向１１のいずれとも直交する方向として幅方向１２が定義される。

建築用パネル１０は、木造住宅等の建築物において、例えば、床パネルとして用いられる。図１から図３に示されるように、建築用パネル１０は、長手方向１１に沿って延びる芯持ちの角材１３と、角材１３を挟む上下の各圧密材３１、３２と、を備える。なお、建築用パネル１０は、壁パネル、天井用のパネル及び屋根パネルとして用いられてもよい。

［角材１３］
角材１３は、例えば、杉が製材されたものであって、芯持ち材である。角材１３は、例えば、６本が幅方向１２に並んで配置されている。６本の角材１３は、上下方向７、長手方向１１及び幅方向１２の寸法それぞれが同じである。角材１３の各寸法は、適宜選択さればよく、例えば、９０ｍｍ角、長さ２０００ｍｍである。なお、角材１３の本数は、５本以下であっても、７本以上であってもよい。幅方向１２は、一方向の一例である。角材１３の長さは、２０００ｍｍ未満又はそれ以上であってもよく、例えば、３０００ｍｍである。

各角材１３は、相互に隣り合う角材１３と、対向する側面同士が接着剤（不図示）によって接合されている。接着剤は、例えば、水性高分子イソシアネート系接着剤が用いられる。角材１３は、複数本が接着されることにより、平面視矩形の平板形状とされる。なお、接着剤は、ユリア樹脂系、メラミン樹脂系、フェノール樹脂系、レゾルシノール樹脂系、エポキシ樹脂系等の接着剤であってもよい。以下、接着剤は、各所において用いられるが、これと同様である。

図２及び図３に示されるように、接着されて一体となった６本の角材１３には、上下両面に複数の溝２４が形成されている。溝２４は、長手方向１１及び幅方向１２と交差する方向、例えば、長手方向１１に対して４５度で交差する方向に沿って延びる。溝２４は、長手方向１１において所定間隔で複数が形成されている。本実施形態において、溝２４と溝２４の間は、凸部２５と称する。

溝２４の幅方向１２に沿った断面形状は、矩形である。溝２４の上下方向７に沿った寸法（深さ）は、第１圧密材３１の上下方向７に沿った寸法より短く、例えば、３ｍｍである。溝２４の幅方向１２に沿った寸法は、溝２４が延びる方向において一定であり、例えば、凸部２５の幅方向１２に沿った寸法と同じか若干大きい程度である。

角材１３は、幅方向１２の両端に位置する２本がさね加工されている。図３における最も右側の角材１３は、上端が右方に突出する凸部２１を有する。図３における最も左側の角材１３は、上端が凹んでいる凹部２２を有する。凸部２１及び凹部２２は、長手方向１１に沿って延びている。

図４に示されるように、建築用パネル１０の凸部２１が、隣接する建築用パネル１０の凹部２２に嵌め込まれることによって、複数の建築用パネル１０が幅方向１２において嵌合できる。相互に隣り合う建築用パネル１０の接合には、例えばさね加工においては接着剤が用いられ、さらに、長手方向１１に沿った所定の間隔で打ち込まれる木ネジ２３によって結合される。

［第１圧密材３１及び第２圧密材３２］
第１圧密材３１及び第２圧密材３２は、６本の角材１３の上方と下方にそれぞれ１枚ずつ設けられる。第１圧密材３１及び第２圧密材３２は、それぞれ平面視矩形の平板形状である。第１圧密材３１及び第２圧密材３２は、例えば、角材１３と同じ樹種である杉が採用される。第１圧密材３１及び第２圧密材３２は、長手方向１１に沿った寸法が角材１３の長手方向１１に沿った寸法と同じであり、幅方向１２に沿った寸法が、６本の角材１３から凸部２１を除いた幅方向１２に沿った寸法と同じである。

第１圧密材３１及び第２圧密材３２は、公知の方法、例えば、特開２００１－２５２９０９で開示されているように、木材を圧縮する圧縮処理と、高周波誘電加熱処理と、を含む方法によって製造されることができる。

第１圧密材３１と第２圧密材３２とは圧縮率が異なる。圧縮前の上下方向７に沿った寸法が同じとすると、第１圧密材３１は、例えば、上下方向７に沿った寸法が２／３に圧縮されており、他方、第２圧密材３２は、例えば、上下方向７に沿った寸法が１／３に圧縮されている。樹種が同じであれば、圧密材の密度と弾性率は比例する。すなわち、第１圧密材３１は、角材１３より弾性率が高い。第２圧密材３２は、角材１３及び第１圧密材３１より弾性率が高い。なお、弾性率は、例えば、ヤング率や剛性率である。

第１圧密材３１は、上下方向７に沿った寸法が、例えば、１５ｍｍである。第１圧密材３１は、複数の角材１３からなる平板の各面と対向する面４１を有する。面４１は、角材１３と接着する面である。面４１は、複数の溝４２が形成されている。溝４２は、溝２４と同じ方向に沿って延びる。溝４２は、長手方向１１において所定間隔で複数が形成されている。本実施形態において、溝４２と溝４２の間は、凸部４３と称される。

溝４２の幅方向１２に沿った断面形状は、矩形である。溝４２の上下方向７に沿った寸法（深さ）は、角材１３の凸部２５の上下方向７に沿った寸法と同じである。溝４２の幅方向１２に沿った寸法は、溝４２が延びる方向において一定であり、凸部２５の幅方向１２に沿った寸法と同じか若干大きい程度である。凸部４３の幅方向１２に沿った寸法は、溝４２の幅方向１２に沿った寸法と同じか若干小さい程度である。

溝４２には凸部２５が嵌められ、凸部４３には溝２４に嵌められる。これにより、角材１３と第１圧密材３１が嵌合する。角材１３と第１圧密材３１は、接着剤により接着される。

第１圧密材３１は、各第２圧密材３２の片面と対向する面４４（図３参照）を有する。面４４は、第２圧密材３２と接着する面である。面４４は、５つの溝４５が形成されている。溝４５は、長手方向１１に沿って延びる。溝４５は、幅方向１２において所定間隔で複数が形成されている。

溝４５の幅方向１２に沿った断面形状は、円弧状である。溝４５上下方向７に沿った寸法（深さ）は、例えば、溝２４及び溝４２の上下方向７に沿った寸法よりも短い。溝４５の幅方向１２に沿った寸法は一定であり、溝２４及び溝４２の幅方向１２に沿った寸法より短い。第１圧密材３１は、第２圧密材３２と接着剤により接着される。溝４５に接着剤が充填されることにより、接着強度が高められている。

第２圧密材３２は、上下方向７に沿った寸法が、例えば１５ｍｍである。第２圧密材３２は、第１圧密材３１の外側に位置するように第１圧密材３１に重ね合わされる。第２圧密材３２は、建築用パネル１０の上面及び下面として露出される。第２圧密材３２は、角材１３及び第１圧密材３１より弾性率が高い。第２圧密材３２は、第１圧密材３１の面４１に内面が合わされて、接着剤により第１圧密材３１と接着される。

［実施形態の作用効果］
本実施形態に係る建築用パネル１０では、複数の角材１３が用いられるため、杉や檜、唐松、赤松等の国産針葉樹からなる芯持ちの角材の用途を広げる。また、芯持ちの角材が用いられることにより、建築用パネル１０の断熱性及び遮音性が向上する。また、角材１３を挟む圧密材３１、３２を備えているので、建築用パネル１０の厚さを抑えつつ水平荷重に対する抵抗力、或いは曲げ強度を高めることができ、かつ仕上材が不要にできる。

第２圧密材３２の弾性率が第１圧密材３１より弾性率が高いことにより、建築用パネル１０が床パネルとして用いられて荷重が加わった際に、第１圧密材３１及び第２圧密材３２への曲げ応力の違いに対応してそれぞれが変形する。これにより、１枚の圧密材のみで建築用パネルを構成するよりも剛性が高められる。また、弾性率の高い第２圧密材３２のみで建築用パネルを構成するよりもコストを抑えることができる。

溝２４が幅方向１２と交差する方向へ延びているので、長手方向１１や幅方向１２の外力によって、角材１３と第１圧密材３１との間でずれが生じることを抑制することができる。

第２圧密材３２が建築用パネル１０の外側に用いられ、上面及び下面にそれぞれ現れるため、木の質感や風合いが現れるようにすることができる。

［変形例］
上記実施形態では、角材１３は杉が製材されたものであったが、檜、唐松、赤松等の他の針葉樹が製材されたものであってもよい。

上記実施形態では、角材１３が相互に隣り合う角材１３と接着されたが、接着されずともよく、角材１３と角材１３とが隙間を有していてもよい。

圧密材３１、３２の樹種は、杉でなくともよく、例えば、檜、唐松、赤松等であってもよい。また、圧密材３１、３２の樹種は、角材１３と同じでなくともよい。また、第１圧密材３１の樹種は、第２圧密材３２の樹種と異なってもよい。

また、本実施形態では、第１圧密材３１の上下方向７に沿った寸法が２／３に圧縮され、第２圧密材３２の上下方向７に沿った寸法が１／３に圧縮されているが、第２圧密材３２の弾性率が第１圧密材３１の弾性率より高ければ圧縮率は限定されない。したがって、例えば、第１圧密材３１の上下方向７に沿った寸法が１／２に圧縮され、第２圧密材３２の上下方向７に沿った寸法が１／４に圧縮されてもよい。また、第１圧密材３１及び第２圧密材３２は、角材１３の上側と下側とで圧縮率及び上下方向７に沿った寸法が異なってもよい。

また、本実施形態では、第１圧密材３１と第２圧密材３２の２枚が用いられたが、角材１３の上方又は下方の一方或いは両方が１枚の圧密材で構成されてもよい。また、第１圧密材３１と第２圧密材３２との間に１枚の圧密材が挟まれていてもよい。追加される圧密材の圧縮率は、第１圧密材３１の圧縮率と第２圧密材３２の圧縮率との範囲内であることが好ましい。

溝２４及び溝４２は、長手方向１１又は幅方向１２に沿って延びてもよく、長手方向１１及び幅方向１２と交差するいずれの方向であってもよい。また、溝２４及び溝４２は、形成されずともよい。また、溝２４及び溝４２の幅方向１２に沿った寸法は、凸部２５及び凸部４３と異なっていてもよい。また、溝４５は、形成されずともよく、第２圧密材３２の第１圧密材３１と対向する面に形成されてもよい。

上記実施形態では、建築用パネル１０が床パネルとして用いられる例について主に説明されたが、建築用パネル１０は、梁として用いられてもよい。このとき、図１に示される建築用パネル１０は、幅方向１２が上下方向（鉛直方向）となる姿勢で用いられる。その場合、幅方向１２の両端に位置する角材１３には、さね加工は施されなくてもよい。また、例えば、４本の角材１３が用いられて、幅方向１２において２本ずつの角材１３が隣接されて、隣接する２本の角材１３の群同士の間に隙間が空けられてもよく、また、３本の角材１３がそれぞれ隙間を空けられて幅方向１２に配置されてもよい。また、角材１３の小口面（長手方向１１の両端面）には意匠性が発揮されるので、例えば、檜や杉などが角材１３として用いられてもよいし、１個の建築用パネル１０に２以上の樹種の角材１３が配置されてもよい。その場合、例えば、下端に位置する角材１３の樹種を檜とし、その上方に位置する角材１３の樹種を杉とすることで、下方から見えやすい角材１３によって梁として用いられた建築用パネル１０による意匠性を高めつつコストを抑えることができる。

１０・・・建築用パネル
１２・・・幅方向
１３・・・角材
２４・・・溝
３１・・・第１圧密材
３２・・・第２圧密材

Claims (4)

1. 一方向に並んで配置された芯持ちの角材と、
   上記角材を挟んで平板形状の圧密材と、を備え、
   上記圧密材は、第１圧密材、及び当該第１圧密材の外側に位置する第２圧密材であり、
   上記第２圧密材は、上記第１圧密材より弾性率が高い建築用パネル。
2. 複数の上記角材には、上記一方向と交差する方向に沿って延びる溝が形成されており、
   上記圧密材は、上記溝と嵌合する請求項１に記載の建築用パネル。
3. 上記角材は、接着剤により接合されている請求項１又は２に記載の建築用パネル。
4. 上記角材のうち上記一方向の両端に位置する角材は、さね加工されている請求項１から３のいずれかに記載の建築用パネル。

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