JPH0225301A - 構造用集成材およびその製作方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は、複数の木製ラミナを集成接着してなる構造用
集成材およびその製作方法に関するものである。

Ｕ従来の技術およびその課題ｊ 多数の木製ラミナを集成接着してなる集成材は、使われ
方によって構造用と造作用とに分けられるが、近年にお
いては、接着技術の進歩等によって集成材の耐力、強度
等か向上しているため、造作用としてだけでなく、構造
用としての集成材の需要も高まってきている。このよう
な構造用集成材は、建築、木造船、車両なとの軸組み材
料とじて耐力部材に使われるため、その強さや剛性が重
要視される一方、建築用のアーチ材や木造船のろっ骨材
などの任意の曲り部材等を容易に作れるような製作性に
対する配慮も必要である。

しかしながら、従来における集成材の構造特性、特に剪
断特性は必ずしも充分であるとは言えないものであり、
特に曲げ加工を施した集成材や、梁などに使用される集
成材などでは、曲がる部分（湾曲する部分）に曲げモー
メントか働いてその凸側に引張力が作用し、このような
集成材の内部に発生ずる応力に起因して集成材を構成す
る中間層の木製ラミナに割れ目が生じる等の問題点があ
るため、集成材の製作が難しくまた集成材を大規模建築
物の梁等として用いる場合には大断面とせざるを得ない
、といった問題点があった。

本発明は前記の事情に鑑みてなされたもので、その目的
とするところは、小断面であっても優れた剪断特性を有
して、集成材の内部応力に起因した木製ラミナの割れ目
の発生を確実に防止することかでき、また、その製作も
容易な構造用集成材およびその製作方法を提供すること
にある。

「課題を解決するための手段」 かかる目的を達成するために、本発明の構造用集成材は
、複数の木製ラミナか積層された状態で集成接着されて
なる構造用集成材であって、前記木製ラミナの内少なく
とも一枚の木製ラミナは、その板材に板厚方向に貫通す
る複数の挿入孔が形成され、しかも、前記挿入孔に剪断
補強用の棒材が接着固定されていることを特徴とするも
のである。

また同様の目的を達成するため、複数の木製ラミナか積
層された状態で集成接着されてなる構造用集成材てあっ
て、前記木製ラミナの内少なくとも２枚の木製ラミナご
とにこれら木製ラミナにわたって貫通ずる複数の挿入孔
か形成され、これら挿入孔に剪断補強用の棒材か接着固
定されている構成としても良い。

そして、前記構成の構造用集成材の製作方法は、１枚の
木製ラミナもしくは少なくとも２枚重ね合わせて接着し
てなる積層構造の木製ラミナに、これを貫通する複数の
挿入孔を形成するとともに、これら挿入孔に剪断補強用
の棒材を挿入し接着して剪断補強された木製ラミナを形
成しておき、前記剪断補強された木製ラミナを少なくと
も１枚重ね合わせて集成接着することを特徴とするもの
である。

「作用　」 本発明の構造用集成材では、木製ラミナの板材に貫通配
置された剪断補強用の棒材によって、集成材自身を曲げ
た際に生じる剪断ひび割れの発生およびその進展が阻止
され、また、棒材を配した部分の補強がなされるので、
剪断特性が向上したものとなる。

また、構造用集成材の製作は、予め棒材を貫通配置した
木製ラミナを形成しておき、これを単に積層しつつ接着
材により集成接着する操作であり、集成接着する作業に
際し特別の技術や設備を必要とせず、また棒材によって
中間層の木製ラミナが補強されて剪断特性が向上してい
るため、曲げによる剪断が生じることかなく、簡単な工
程で曲げ加工された強靭な集成材を製作することができ
る。

「実施例」 以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。

第１図ないし第４図は請求項１にかかる構造用集成材の
一実施例を示すもので、この実施例の集成０Ａは梁とし
て用いられるものであって、基本的には複数枚（図示例
では５枚）の木製ラミナ１ａ・・、ｌｂ・・、を積層し
た状態で一体に集成接着してなる構成とされている。

しかし、この実施例に示す構造用集成材Ａにおいては、
集成材Ａを構成する木製ラミナの内集成材Ａの内層を形
成する各木製ラミナ１ａ・・・、のそれぞれに、板材の
板厚方向に貫通する複数の挿入孔２が形成され、しかも
、前記挿入孔２に剪断補強用の棒材３が接着固定されて
いることを最大の特徴としている。

前記木製ラミナ１は、たとえばスギ、ヒノキ等の針葉樹
、ナラ、ブナ等の広葉樹等の原材料を平板状に製材加工
してなるものであり、また集成材への最外層に位置して
いる上下の木製ラミナ１ｂは、火災時において炭化して
しまう部分すなわち燃えしろとして確保されるようにな
っており、構造的な有効断面積はその内側の部分（第１
図破線の内側の部分）のみで確保されるようになってい
る。

方、集成１’Ａの内層を構成する木製ラミナ１ａに形成
された挿入孔２は、図示例では、木製ラミナ１ｇの長手
方向に沿って一定の間隔をあけて千鳥状に２列に形成さ
れており、また、上下に隣合う木製ラミナ１ａの挿入孔
２は互いにピッチを変えて形成されて上下の挿入孔２が
重ならないように配慮されている（第３図および第４図
参照）。

この挿入孔２に固定される剪断補強用の棒材３としては
、引っ張り特性に優れる高強度繊維もしくは高剛性繊維
（たとえば炭素繊維、ガラス繊維、スヂール繊維、アラ
ミド繊維等）が長さ方向に揃えられた繊維強化樹脂によ
り断面円形の棒状に成形されたものや、鉄等の金属製の
もの等が適用される。そして、この棒材３は、木製ラミ
ナ１ａの板材に形成された挿入孔２に差し込まれて接着
材により一体化されたものとなっている。

しかして、このように構成された構造用集成材Ａは、集
成材Ａの内層を形成する各木製ラミナ１ａか、それぞれ
自身の板材に貫通配置された複数の剪断補強用の棒材３
によって、剪断補強されており、また、これら棒材３が
集成材自身を曲げた際に木製ラミナｌａ、に生しる剪断
ひび割れの発生およびその進展を阻止するため、単なる
木製ラミナのみからなる従来の集成材に比して、小断面
であっても曲げ特性および剪断特性に優れたものとなる
。

なお、棒材３としてＦＲＰ製のものを適用した場合には
、棒材３が錆びるおそれがないため、したがって、この
ような集成材Ａはたとえばプール施設、木造船等におい
て使用されて常に高湿度にさらされても経年変化を生じ
ることがなく、また、木製ラミナｌａ、ｌｂや棒材３は
電気や磁気を帯びることもないので、それらを嫌う特殊
用途の建築物に使用することも可能になる。

また、図示例では、集成材Ａの内層を形成する各木製ラ
ミナ１ａにそれぞれ剪断補強用の棒材３を貫通配置する
ようにしたが、１枚の木製ラミナ】ａにのみ棒材３を貫
通配置するようにしても良く、また必要に応じてさらに
棒材３を配置した木製ラミナ１ａを増やして剪断特性を
より高めるようにしても良い。

第５図は請求項２にかかる構造用集成材の一実施例を示
すものである。ここに示す構造用集成材Ｂも、基本的に
は複数の木製ラミナ１ａが積層された状態で集成接着さ
れてなるものであるが、この実施例では、前記木製ラミ
ナＬａの内集成材Ｂの内層を形成する２枚の木製ラミナ
１ａごとにこれら木製ラミナ１ａにわたって貫通する複
数の挿入孔２を形成し、これら挿入孔２にラミナ２枚分
の高さ寸法をもった剪断補強用の棒材３Ａを接着固定し
てなる構成となっている。

そして、このような構成の構造用集成材Ｂによれば、２
枚の木製ラミナ１ａに、これらの板材を貫通する棒材３
Ａを配設したので、棒材３Ａを介して上下２枚のラミナ
１ａどうしの剪断強度が向上し、剪断特性をより高める
ことができる。

なお、この実施例では、２枚の木製ラミナ１ａに棒材３
Ａを貫通配置するようにしたが、木製ラミナ１ａの数を
さらに増やして、これら木製ラミナ１ａにこれらの板材
を貫通する大きさの棒材を配置し、これら棒材をもった
複数枚の木製ラミナ１ａを組み合わせて積層し、大断面
の集成材を成形するようにしても良い。

次ぎに、前記構成の集成材を製作する方法について工程
順に説明する。

（１）剪断補強用ラミナ材の形成 まず、第１図ないし第４図などに示すような集成材Ａを
製作する場合には、予めドリルを用いて１枚ごと木製ラ
ミナ１ａに、剪断補強用の棒材３よりもやや大きな内径
寸法の挿入孔２を形成する。

そし５て、剪断補強用の棒材３の外表面に接着材を塗布
してそれを挿入孔２内に挿入して接着すれば良い。なお
、挿入孔２を形成する際に、その挿入孔２の内面が粗面
となるようにすれば、接着材による接着力が高められて
剪断補強用の棒拐３と木製ラミナｌａとを強固に一体化
することができるので、好ましい。

（ｉｉ）・木製ラミナ材の集成接着 前記（ｉ）の工程により、剪断補強されたラミナ材１ａ
を形成したならば、集成材Ａの表層部に位置する木製ラ
ミナ材１ｂとそれらの間の前記木製ラミナ材１ａとを積
層しつつ接着材により集成接着すれば、第１図に示すよ
うな内層部分の剪断強度が高められた構造用集成材Ａが
完成する。

この構造用集成材Ａの製作は、予め棒材３を貫通配置し
た木製ラミナ１を形成しておき、これを単に積層しつつ
接着材により集成接着する単純作業であり、集成接着す
る作業に際し特別の技術や設備を必要とせず、また、棒
材３を貫通配置した木製ラミナ１ａも大量に成形するこ
とが可能であるため、そのコストを低減することができ
る。

また実施例によれば、棒材３を貫通配置した木製ラミナ
１ａを積層しであるので、集成材Ａの中間層を形成する
木製ラミナ１ａが補強されて剪断特性か向上し、この結
果、曲げ加工を行っても曲げによる剪断か木製ラミナ１
ａに生じることがなく、簡単な工程で曲げ加工された強
靭な集成材を製作することができるといった利点がある
。

なお、第５図に示すような構造用集成材Ｂを製作する場
合には、（１）の工程において、木製ラミナｌａを２枚
重ね合わせて接着し、これらにドリルを用いて挿入孔２
を形成し、この挿入孔２に棒材３Ａを挿入して接着する
ことにより、２枚重ねの剪断補強された木製ラミナのユ
ニットを形成しておき、これを集成接着するようにすれ
ば良い。

なお、前記実施例では、いずれも構造用集成材を、複数
枚の木製ラミナｌａの積層体により構成したが、集成材
の曲げ強度を向上させるために、木製ラミナ１ａ、１ｂ
の他に繊維強化樹脂等からなる補強板を組み合わせて集
成接着するようにしても良い。

また、前記実施例では、剪断補強用の棒材３を集成材の
幅方向に沿って２列の千鳥状になるようにしたか、たと
えば第６図に示すように互いに等ピッチの２列をなすよ
うにしたり、あるいは、第７図に示すように中央位置に
おいて１列をなすようにしても良いことは勿論である。

「発明の効果」 以上説明したように本発明によれば、次のような優れた
効果を奏する。

■　請求項１にかかる構造用集成材は、複数の木製ラミ
ナが積層された状態で集成接着されてなる構造用集成材
であって、前記木製ラミナの内少なくとも一枚の木製ラ
ミナは、その板材に板厚方向に貫通する複数の挿入孔が
形成され、しかも、前記挿入孔に剪断補強用の棒材が接
着固定されてなることを特徴とするものであるから、棒
材によって、集成材を形成する木製ラミナの剪断特性が
向上し、小断面であっても優れた剪断特性を有するとい
った効果を有し、また集成材の内部応力に起因した木製
ラミナの割れ目等を未然に防止できるので、大規模建築
物の梁として用いても好適である。

■　また、請求項２にかかる構造用集成材は、複数の木
製ラミナが積層された状態で集成接着されてなる構造用
集成材であって、前記木製ラミナの内少なくとも２枚の
木製ラミナごとにこれら木製ラミナにわたって貫通する
複数の挿入孔が形成され、これら挿入孔に剪断補強用の
棒材が接着固定されている構成としたから、剪断強度を
より高めることができ、大断面の集成材に対する適用性
を向上することができる。

■　また請求項３にかかる構造用集成材の製作方法は、
１枚の木製ラミナもしくは少なくとも２枚重ね合わせて
接着してなる積層構造の木製ラミナに、板材を貫通する
複数の挿入孔を形成するとともに、これら挿入孔に剪断
補強用の棒材を挿入し接着して剪断補強された木製ラミ
ナを形成しておき、前記剪断補強された木製ラミナを少
なくとも１枚重ね合わせて集成接着することを特徴とす
るものであるから、集成接着する作業に際し特別の技術
や設備を必要上せず、また棒材によって中間層の木製ラ
ミナが補強されて剪断特性が向上しているため、曲げに
よる剪断が生しることがなく、簡単な工程で曲げ加工さ
れた強靭な集成材を製作することができるといった利点
がある。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第４図は請求項１にかかる構造用集成材の
一実施例を示すもので、第１図は正面図、第２図は斜視
図、第３図は棒材と木製ラミナを示す分解斜視図、第４
図は断面図、第５図は請求項２にかかる構造用集成材の
一実施例を示す断面図、第６図および第７図は棒材の配
列を変えた変形例を示すもので、それぞれ平面図である
。 ｌａ、ｌｂ・・・・・・木製ラミナ、２・・・・・・挿
入孔、３．３Ａ・・・・・・剪断補強用の棒材。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）複数の木製ラミナが積層された状態で集成接着され
   てなる構造用集成材であって、前記木製ラミナの内少な
   くとも一枚の木製ラミナは、その板材に板厚方向に貫通
   する複数の挿入孔が形成され、しかも、前記挿入孔に剪
   断補強用の棒材が接着固定されていることを特徴とする
   構造用集成材。 ２）複数の木製ラミナが積層された状態で集成接着され
   てなる構造用集成材であって、前記木製ラミナの内少な
   くとも２枚の木製ラミナごとにこれら木製ラミナにわた
   って貫通する複数の挿入孔が形成され、これら挿入孔に
   剪断補強用の棒材が接着固定されていることを特徴とす
   る構造用集成材。 ３）１枚の木製ラミナもしくは少なくとも２枚重ね合わ
   せて接着してなる積層構造の木製ラミナに、これを貫通
   する複数の挿入孔を形成するとともに、これら挿入孔に
   剪断補強用の棒材を挿入し接着して剪断補強された木製
   ラミナを形成しておき、前記剪断補強された木製ラミナ
   を少なくとも１枚重ね合わせて集成接着することを特徴
   とする構造用集成材の製作方法。