JPH0610418A - 建築構造材における木質接合方法及びその構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 ［目的］仕口が雨等によって湿潤してはめ込みが困難に
なるのを防止する。 ［構成］２つの構造材１，２を蟻継ぎ接合する木材接合
部の構造において、一方の構造材１の蟻ほぞ１５の側面
１６を一方の構造材１の縦軸線方向との角度αに形成す
る。他方の構造材２の蟻ほぞ穴２５の側面２６を角度α
と成す角度を約１〜５度小さく角度βとする。更に蟻ほ
ぞ１５の根元の幅である根元幅Ｌと、この根元幅Ｌより
微小間隔小さく形成した蟻ほぞ穴２５の口元幅Ｌ´とす
る。蟻ほぞ１５の根元で蟻ほぞ穴２５の口元を変形させ
て挿入する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、建築構造材における木
質接合方法及びその構造に関する。更に詳しくは、工場
で前もってプレカットする木質建築構造材の蟻継ぎ構造
における接合方法及びその構造に関する。

【０００２】

【従来技術】わが国において、木造住宅は独特の風合い
を持つため、その人気は根強いものがある。住宅として
建築物にした場合、多数の構造材を使用してその強度を
担保しなければならない。そのため伝統的には、下小屋
で大工が多数の構造材を一つ一つ板図をもとに墨付け
し、加工していたが、大変手間のかかるものであった。
これを高能率な木工機械で一挙に行おうとしたのがいわ
ゆる工場生産方法であるプレカット方式である。

【０００３】プレカット方式は前もって工場で、構造材
の継ぎ手、仕口等を木材専用の仕口加工盤等を使って加
工しておくものである。このための接合部の構造につい
ては、種々提案されている（例えば、実公昭５８−１５
２５号、実公昭６１−２３１３０号、実公昭６１−４０
９号など）。構造材を加工した後は建前現場へ運んで、
組立て、建前が行われる。したがって、プレカット方式
は、人手と技能者不足の解消、加工精度の向上、品質の
向上、工期の短縮、コストダウン等の多くのメリットを
もたらした。

【０００４】一方、日本の慣行上建築現場での建前は、
普通大安吉日に行うことが圧倒的に多い。そのため、こ
の建前は必ずしも常に天候的に恵まれた良い日とは限ら
ず、雨の日、風の日、雪の日等に行わなければならない
ときがある。このような場合、プレカットされた構造材
の仕口が雨等により水に触れると膨潤して微妙な変形を
起こすことがある。特に梅雨時には構造材が水分をたく
さん吸う時期に当たるので、変形によるトラブルが極め
て多い。

【０００５】木材の方向によるこの膨潤と収縮割合は、
接線方向が最大であり、半径方向がこれにつぎ、繊維方
向に最も小さく、その比は大体１０：５：１〜０．５と
されている。具体的にいうと、例えば仕口の接合構造を
取り上げて見ると、従来、２つの構造材の仕口を蟻継ぎ
接合する場合、各々構造材の蟻ほぞや蟻ほぞ穴の各部の
寸法、特に蟻ほぞの側面の傾斜と蟻ほぞ穴の側面の傾斜
の角度は一致されている（図５参照）。この組立は工場
にて両者が正確にはまり込むようにプレカットしてある
ものの、前述のような理由で狂い易かった。特に、蟻ほ
ぞ穴側の前記理由による膨潤と収縮が大きく、はまり込
みを困難にしている。

【０００６】特に蟻ほぞの側面と蟻ほぞ穴の側面と面合
わせ（図５参照）が上手く行かないことが多い。結果的
にははめ込みが正確にできなくなるのである。そのた
め、多くは現場でその場合わせの手直し加工を応急的に
行い対応している。例えば、蟻ほぞの側面１６か蟻ほぞ
穴の側面２６の何れか一方が大きくなっている方を削る
等の処理である。結局このようなことをすると、接合面
のはめ込みが甘くなり棟上げ後に各仕口の接合部にガタ
がきたりすることもあった。

【０００７】この木質接合部には、金具が使われている
ので、最大耐力は大きくなるが、初期、中期の変形まで
はカバーされない。このため可能な限り、木質接合部に
遊びがないように接合しなければならない。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記問題の
解決を意図したものであり、次の目的を達成するもので
ある。

【０００９】本発明の目的は、構造材の仕口が雨水等に
よって膨潤、収縮などから各々構造材の蟻ほぞや蟻ほぞ
穴の各部の寸法に狂いが生じ、結果的にはめ込みが困難
になるのを防止するための建築構造材における木質接合
方法及びその構造を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に次のような手段を採る。

【００１１】この発明は、２つの構造材（１，２）を蟻
継ぎ接合する木質接合部の構造において、前記一方の構
造材（１）の蟻ほぞ（１５）の第１側面（１６）と前記
一方の構造材（１）の縦軸線方向とが第１角度（α）を
成し、前記他方の構造材（２）の蟻ほぞ穴（２５）の第
２側面（２６）を前記第１角度（α）と約１〜５度の角
度差を設け第２角度（β）を形成し、かつ前記蟻ほぞ
（１５）の根元幅（Ｌ）と前記蟻ほぞ穴（２５）の口元
幅（Ｌ´）の寸法とを相違させて互いに干渉するように
ラップ量を設け、前記蟻ほぞ（１５）の前記第１側面
（１６）の根元部（１８）で前記蟻ほぞ穴（２５）の口
元部（２８）を圧接させて挿入し、前記両構造材（１，
２）を接合することを特徴とする建築構造材における木
質接合方法である。

【００１２】更に、前記ラップ量が前記構造材（１，
２）の幅の長さの約１．５％以下とすると良い。

【００１３】また、２つの構造材（１，２）を蟻継ぎ接
合する木質接合部の構造において、前記一方の構造材
（１）の蟻ほぞ（１５）の第１側面（１６）と前記一方
の構造材（１）の縦軸線方向とを第１角度（α）に形成
した蟻ほぞ（１５）と、前記他方の構造材（２）の前記
蟻ほぞ（１５）が挿入される蟻ほぞ穴（２５）であっ
て、前記第１側面（１６）と接触する第２側面（２６）
が、前記第１角度（α）と成す角度から約１〜５度の角
度差に形成された第２角度（β）を有する前記蟻ほぞ穴
（２５）と、前記蟻ほぞ（１５）の根元の幅である第１
根元幅（Ｌ）と、前記第１根元幅（Ｌ）と互いに干渉す
るようにラップ量が形成された前記蟻ほぞ穴（２５）の
口元の幅である第２根元幅（Ｌ´）とからなることを特
徴とする建築構造材における木質接合構造である。

【００１４】更に、前記ラップ量が前記構造材（１，
２）の幅の長さの約１．５％以下としたことを特徴とす
る建築構造材における木質接合構造である。

【００１５】

【作用】一方の構造材の蟻ほぞを、他方の構造材の蟻ほ
ぞ穴に押し込みスライドさせる。一方の構造材の蟻ほぞ
の側面の角度が他方の構造材の蟻ほぞ穴の側面の角度と
１〜５度異なっており、また蟻ほぞの根元幅が蟻ほぞ穴
の口元幅より微小距離大きくなっているので両者はラッ
プする。この形状で、蟻ほぞを蟻ほぞ穴に押し込むと、
蟻ほぞの側面の根元部が蟻ほぞ穴の側部の口元部を圧接
しながらはまり込んでいく。

【００１６】蟻ほぞの側面の全部が蟻ほぞ穴の側面の全
部と相互に平に圧接してはまり込むものではないので、
比較的スムーズにはめ込みが行われる。また、両構造材
の接合強度もかなり強い。

【００１７】

【実施例】図１は仕口の腰掛け蟻継ぎ接合の場合の標準
の蟻ほぞ及び蟻ほぞ穴の形を示す分解組立図である。構
造材１は、例えば梁桁、胴差し、土台、通し柱、化粧
柱、小屋束等である。この構造材１の端面を切削して、
図に示すように下部を切削して上部寄りに腰掛け部１１
を突き出すように設ける。腰掛け部１１は、Ｕ字状の側
面１２と、この側面１２の前面に直角方向に形成された
頂面１３とを有している。

【００１８】腰掛け部１１の頂面１３には、頂面１３の
下部を切削して上部寄りに蟻ほぞ１５が突き出るように
設けられている。蟻ほぞ１５は、Ｕ字型の側面１６とこ
の前面の頂面１７とよりなる。蟻ほぞ１５の側面１６
は、頂面１７の幅より根元幅Ｌが狭く先太にテーパに形
成されている。

【００１９】これと接合するのが図１に示す仕口の腰掛
け蟻継ぎ接合の場合の標準の蟻ほぞ穴の形である。構造
材２の側面には、前記の腰掛け部１１をはめ込む腰掛け
受け部２１が構造材２を切削して上寄りに設けられてい
る。この腰掛け受け部２１は、Ｕ字型の側面２２と、こ
れと直角方向の底面２３とよりなる。腰掛け受け部２１
の底面２３には、この底面２３の下部を残して上寄りに
蟻ほぞ穴２５を設ける。蟻ほぞ穴２５は、Ｕ字型の側面
２６と底面２７とよりなる。蟻ほぞ穴２５の側面２６
は、底面２７の位置の幅より口元部の幅Ｌ´が狭く先太
状に形成されている。

【００２０】図２，３は、一方の構造材１の端面に設け
た蟻ほぞ１５を他方の構造材の側面に設けた蟻ほぞ穴２
５にはめ込んだ状態の模式図である。図２の２点鎖線の
想像線は、はめ込む前の蟻ほぞ１５の形状を示してい
る。蟻ほぞ１５の側面１６の角度αは、構造材１の縦軸
線と側面１６との交差角である。この角度αは、伝統的
には１４度〜１８度が用いられている。尺貫法を用いる
場合は、約１４度、メートル法では約１８度が地域性は
あるが賞用されている。

【００２１】しかし、この角度の大きさは、後述する実
験結果から理論的、強度的には、あまり根拠がない。蟻
ほぞ穴２５の側面２６の角度βは、同じく構造材２の縦
軸線と側面１６との交差角である。仕口構造の場合、通
常構造材１の縦軸線と構造材２の縦軸線とは直角をなし
ている。従来この角度αと角度βは同一角度で工場でプ
レカット加工されており、蟻ほぞ１５と蟻ほぞ穴２５の
側面１６と側面２６同士が正確にぴったりと合った寸法
及び同一角度、すなわちα＝βになっている（図５参
照）。

【００２２】前記したように、工場ではそのように加工
されているが、水分を吸うと膨潤又は収縮して寸法が狂
っていろいろ弊害が生ずることは前述したとおりであ
る。蟻ほぞ１５の高さｈと蟻ほぞ穴２５の深さＨは普通
Ｈ＝ｈの関係に設計されているが胴付面が基準になるた
めにその結果として、その先端にその差δｈのクリアラ
ンスが生じる（図２参照）。

【００２３】はめ込み方法 次に、一方の構造材１の端面に設けた蟻ほぞ１５を、他
方の構造材２の側面に設けた蟻ほぞ穴２５にはめ込む方
法を示す。蟻ほぞ１５の側面１６の角度αと、蟻ほぞ穴
２５の側面２６の角度βとはα＞βの関係があり、かつ
蟻ほぞ１５の根元幅Ｌと蟻ほぞ穴２５の口元幅Ｌ´とは
Ｌ＜Ｌ´の関係にあり幅の長さが異なる。このため、根
元幅Ｌと根元幅Ｌ´同士がラップし互いに干渉すること
になる。

【００２４】しかし、蟻ほぞ１５を蟻ほぞ穴２５内に加
圧して挿入すると、蟻ほぞ穴２５の口元部分２８は、突
き出ているので先端の木材の繊維が変形しやすい状態と
なっているので、蟻ほぞ１５の根元部１８によって変形
されて最終的に図３のように挿入される。すなわち構造
材１と構造材２とを挿入する時は、蟻ほぞ１５の根元部
１８で前記蟻ほぞ穴２５の口元部２８を圧接しながら圧
入する。

【００２５】言い換えると、蟻ほぞ穴２５の口元部２８
の部分は表面の木材繊維が押しつぶされることになり、
このことが逆に接合部の最大荷重を増大させているので
ある。このラップ量は、この理由から必要であるが大き
すぎてはいけない。大きすぎると蟻ほぞ穴２５の側面２
６の口元部２８の木材繊維を破壊することになり、接合
構造の強度を低下させる。したがって、このラップ量は
構造材１の幅又は厚さの約１．５％以下が望ましい。

【００２６】それでは両側面１６，２６同士の摩擦力が
大きく圧入しにくいのではと考えるところであるが、し
かし、蟻ほぞ１５の側面１６の角度α、蟻ほぞ穴２５の
側面２６の角度βとがα＞βの関係になっているため、
蟻ほぞ１５の側面１６の先部、すなわち頂面１７に近い
所は蟻ほぞ穴２５の側面２６に当接せず、蟻ほぞ１５と
蟻ほぞ穴２５の両側面１６，２６同士の圧接による摩擦
力は従来の全表面にわたる摩擦に比べて比較的少ない。
側面１６の角度αと側面２６の角度βの角度差は、約１
〜５度の範囲で使用可能であるが、望ましくは約２〜３
度が良い。

【００２７】実験データ 図７は、側面１６の角度αと側面２６の角度βの各組み
合わせによるせん断による最大荷重の大きさを計測した
ものである。この試験に用いた試験体の形状及び概略の
寸法は図８に示す。このテストでは、前記角度α及び前
記角度βが１１．５，１３．５，１５．５，１８．０，
２１．０度の各角度でテストした。α＝βである等角
度、角度差２，３，及び４度のともに最大せん断荷重の
大きさが実質的に変わりはないことがわかる。

【００２８】前記したように蟻ほぞ１５の根元幅（Ｌ）
は、蟻ほぞ穴２５の口元幅（Ｌ´）によりラップするよ
うにＬ＞Ｌ´に形成されている。図９及び１０は角度α
と角度βとを固定した場合の（Ｌ−Ｌ´）／２（ラップ
量）の幅をパラメータで振ってみたものであり、縦軸は
引張荷重の大きさを示す。図９の角度α＝１５．５、角
度β＝１３．５の場合、ラップ量０，０．３，０．５ｍ
ｍともあまり変化がない。しかし、角度α＝２１．０、
角度β＝１８．０の場合、ラップ量０．５ｍｍでは強度
の低下がある。この例から約ラップ量０．３ｍｍ以下が
望ましいことがこのデータから読み取れる。これらの実
験から両側のラップ量で約０．６（片側で０．３）ｍｍ
（厚さの約１．５％以下）が最大荷重のピークを示して
いることが分かった。

【００２９】

【その他の実施例】以上述べてきたが、この発明は実施
例に限定されるものではなく、その発明の本質を逸脱し
ない範囲で他の種々の変形例が可能なことは言うまでも
ない。例えば、本発明では蟻ほぞと蟻ほぞ穴の接合構造
により述べた。しかし、図４に示すように、腰掛け部３
１の側面３２と、腰掛け受け部４１の側面４２との間の
接合等いわゆる、テーパ溝および凸部を有する嵌合面同
士の接合にも同様に適用できる。また、図６に示すよう
に、大入れ蟻掛け仕口の場合であり、断面が蟻ほぞと蟻
ほぞ穴、及び腰掛けの周面がストレートのほぞとほぞ溝
の場合の嵌合溝を有するものにも適用できる。

【００３０】図４に示す総形カッター３５は、腰掛け部
３１、蟻ほぞ３３を同時に加工するためののフライスカ
ッターである。総形カッター３５を腰掛け部３１、蟻ほ
ぞ３３の外周を想像線で示すように、総形カッター３５
の半径だけカッターオフセットして加工するだけで良
い。同様に、総形カッター４５は、腰掛け受け部４１、
蟻ほぞ穴４３を同時に加工するためのフライスカッター
である。総形カッター４５を往復動させるだけで良い。
前記したように、蟻ほぞ１５の角度βは異なる。

【００３１】

【発明の効果】以上詳記したように、従来構造材の仕口
が雨等により水に触れると膨潤して多少の変形をして各
々構造材の蟻ほぞや蟻ほぞ穴のはめ込みの寸法に狂いが
生じ、結果的にはめ込みが正確にできなくなっていた
が、一方の構造材の蟻ほぞの側面の角度を他方の構造材
の蟻ほぞ穴の側面の角度より１〜５度、望ましくは約２
〜３度小さくし、蟻ほぞの根元幅と蟻ほぞ穴の口元幅と
をラップさせるため微小距離異ならせたことにより、蟻
ほぞの側面の根元部が蟻ほぞ穴の側部の口元部を変形し
てはまり込んでいくため、その接合強度（耐久力）も増
大ないし従来と変わりがない。

【００３２】また挿入する際、従来のように蟻ほぞの側
面と蟻ほぞ穴の側面とが全面で変形するやり方ではない
ため、摩擦力が少なく挿入が非常に簡単である。当然以
前行っていたような挿入前の手直し加工は、ほとんど必
要かなくなり、施工効率が抜群によい。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、構造材の蟻ほぞ及び蟻ほぞ穴の立体分
解図である。

【図２】図２は、２つの構造材を蟻継ぎ接合する場合の
接合部の模式図である。

【図３】図３は、接合後の状態を示す断面図である。

【図４】図４は、他の実施例を示す図である。

【図５】図５は、従来の２つの構造材を蟻継ぎ接合する
場合の接合部の断面図である。

【図６】図６は、更に他の実施例を示す断面図である。

【図７】図７は、角度αと角度βとの各組み合わせた時
の蟻継ぎ接合のせん断最大荷重の関係を示す図である。

【図８】図８は、試験体の形状と寸法を示す図である。

【図９】図９は、角度αと角度βの差が２度の場合のラ
ップ量の変化による引張最大荷重の大きさを示す図であ
る。

【図１０】図１０は、角度αと角度βの差が３度の場合
のラップ量による引張最大荷重の大きさを示す図であ
る。

【符号の説明】

１…構造材 １１…腰掛け部 １２…腰掛け部の側面 １３…腰掛け部の頂面 １５…蟻ほぞ １６…蟻ほぞの側面 １７…蟻ほぞの頂面 ２５…蟻ほぞ穴 Ｌ…蟻ほぞの根元幅 Ｌ´…蟻ほぞ穴の口元幅

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】２つの構造材（１，２）を蟻継ぎ接合する
   木質接合部の構造において、 前記一方の構造材（１）の蟻ほぞ（１５）の第１側面
   （１６）と前記一方の構造材（１）の縦軸線方向とが第
   １角度（α）を成し、 前記他方の構造材（２）の蟻ほぞ穴（２５）の第２側面
   （２６）を前記第１角度（α）と約１〜５度の角度差を
   設け第２角度（β）を形成し、かつ前記蟻ほぞ（１５）
   の根元幅（Ｌ）と前記蟻ほぞ穴（２５）の口元幅（Ｌ
   ´）の寸法とを相違させて互いに干渉するようにラップ
   量を設け、 前記蟻ほぞ（１５）の前記第１側面（１６）の根元部
   （１８）で前記蟻ほぞ穴（２５）の口元部（２８）を圧
   接させて挿入し、前記両構造材（１，２）を接合するこ
   とを特徴とする建築構造材における木質接合方法。
2. 【請求項２】請求項１において、 前記ラップ量が前記構造材（１，２）の幅の長さの約
   １．５％以下としたことを特徴とする建築構造材におけ
   る木質接合方法。
3. 【請求項３】２つの構造材（１，２）を蟻継ぎ接合する
   木質接合部の構造において、 前記一方の構造材（１）の蟻ほぞ（１５）の第１側面
   （１６）と前記一方の構造材（１）の縦軸線方向とを第
   １角度（α）に形成した蟻ほぞ（１５）と、 前記他方の構造材（２）の前記蟻ほぞ（１５）が挿入さ
   れる蟻ほぞ穴（２５）であって、前記第１側面（１６）
   と接触する第２側面（２６）が、前記第１角度（α）と
   成す角度から約１〜５度の角度差に形成された第２角度
   （β）を有する前記蟻ほぞ穴（２５）と、 前記蟻ほぞ（１５）の根元の幅である第１根元幅（Ｌ）
   と、 前記第１根元幅（Ｌ）と互いに干渉するようにラップ量
   が形成された前記蟻ほぞ穴（２５）の口元の幅である第
   ２根元幅（Ｌ´）とからなることを特徴とする建築構造
   材における木質接合構造。
4. 【請求項４】請求項３において、 前記ラップ量が前記構造材（１，２）の幅の長さの約
   １．５％以下としたことを特徴とする建築構造材におけ
   る木質接合構造。