JPS60501469A - 木製梁の製造における改良 - 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】 木製梁の製造における改良 発明の背景 本発明は木製梁の製造における改良、特に突き合わせ連結（　ｂｕｔｔ−ｊｏｉ ｎｔ）あるいは重ね継ぎされた（ｓｐｌｉｃｅｄ）木材からなる木製梁を製造す る改良された方法および装置に関する。

建設産業の多くの分野において、例えば構造梁、床梁、まぐさ梁、屋根梁、たる 木等に使用される厚さに対して相当な幅と長さを有する木材を提供することが必 要である。

現在の木材の不足や環境制御の規制のために、所望の広い断面と長さを有し、特 に欠陥のない品質の木材を得ることがますます困難になってきている。

従来より、２本以上の別々の木材の縁を接着結合することにより重ね継ぎされた 梁を作ることは知られている。また、連結されるべき木材の一側面に公知の釘板 を用いおよび／または突き合わせ連結されるべき木材の端に例えばあり継ぎ用凹 凸部を加工することにより木材を両端突き合わせて連結することも知られている 。経験によれば、これらの公知の方法によって製作した重ね継ぎされた梁や突き 合わせ連結された梁は満足できるものではなく不経済であり，この種の梁は一般 にほとんど荷重のかからない場合にのみ使用可能である。

背景技術 米国特許第２，８７７，５２０号、第３，Ｏｉｌ，２２８号および第３，０１８ ，５８８号並びにオーストラリア特許第２９１，８７８号はすべて金属板の表面 から打ち出され木材に埋め込まれる釘状の突起または歯を有する金属板のみによ って連結された木材からなる種々の形態の建築用木製継手を開示している。この 種の板は、異なる方向に延長し開示された釘板によって互いに連結された数本の 木材からなる組梁および類似の木材構造物を製作するのに適しているが、平坦な 接続部材に限定される。

米国特許第３，３０５，２５２号は構造物の互いに直角に交差する二つないし三 つの面に適用されるコーナー接続具として有効な釘板の他の形態を開示している 。

米国特許第３，３８５，２２２号は、Ｕ字型の小梁受け部材と壁等に固定される まち付き突起とを有する斜材（ｗａｌｌｂｒａｃｅ）を開示している。この小梁 受け部材は複数の内方向に突出する歯ないし固定手段を有し、これが梁に打ち込 まれてこの梁を壁等に固定する。

米国特許第３，４２７，０５５号はコーナージョイント用の他の形態の接続板を 開示しているが，これは木材中への保合を容易にするために高さの異なる歯を有 し、接続板を変形させることなくしてコーナージョイントを形成するものである 。

米国特許第４，３１８，８２８号は二つまたはそれ以上の構造部材を集合連結す るための装置を開示しているが、これは構造部材を所望の関係で受け留める座部 と、構造部材に刺し込まれるべき一つまたはそれ以上の係止突起とを備えている 。これらの突起は各座部の底壁から延長して各構造部材の端面に係合し刺し込ま れる。

英国特許第１５７９７９４号は互いに角度をつけられた木材を連結するために特 に有効な釘板固定具の改良型に関するものである。この固定具は各部分から打ち 出された歯を有する屈折板からなり、これら歯の少なくともいくつかが傾斜突出 す幹部とこの幹から板部分に向って突出する先端部とからなる。この種の突起に より各歯の先端部が連結されるべき木材に打ち込まれる前に固定具を正確に位置 付けることができ、この状態では幹部は各板部分の平面内にある。この種の歯は 普通「ナックルネイル（ｋｎｕｃｋｌｅ　ｎａｉｌ）」と呼ばれている。

従来の形態の固定具は木材を連結して角、トラス等を作るのに用いることができ るが、この種の固定具は木材を突き合わせて連結して構造的に堅固な梁を作るに は効果的でないことが判明した。何故ならこの種の梁の強度は木材に埋め込まれ た突起ないし歯の支持力によって制限されるからである． 従って、木材を突き合わせまたは重ね継ぎすることによって構造的に堅固な木材 の梁を作るのに効果的な改良された固定具を提供することが望ましい。

荷重のかかる用途に使用できる重ね継ぎおよび／または突き合わせ連結された梁 を製造するための改良された方法および装置を提供することも望ましい。

木材の近接端間に経済的で荷重を担う梁となる突き合わせ連結を形成する改良さ れた方法を提供することも望ましい。

より高い品質を看しより容易に入手可能な構成部材を用いて等しい強度を有する 堅固な木材の梁の代用物となる重ね継ぎおよび／または突き合わせ連結された梁 を製造する方法および装置を提供することも望ましい。

発明の概要 本発明の一つの態様によれば、基部と対向側部とを有するＵ字形の板からなり木 材の近接端を突き合わせ連結するための連結板が提供される。少なくともその側 部はそれぞれそこから打ち出された多数の突起を有し、これらの突起は使用状態 にあっては基部と側部によって規定された空間内に延長する。また前記基部はこ れから打ち出されかつ前記規足された空間内に延長する突起および／または打ち 込まれる固定部材を受け入れる穴を有するか、Ｕ字形板の角の直近の基部と側部 の部分には突起も穴もない。

好ましくは、基部はそこから打ち出され使用状態においては規定された空間内に 突出する突起を有する。側部と基部の突起は「ナックルネイル」型、または釘板 型固定其の他の公知の形態のものに普通使用されている歯状のものであってもよ い。

本発明の連結板は基部と側部が実質上同一平面に形成されるのが好ましいが、変 形形態では、側部が基部に対して傾斜廷長していてもよい。基部は結合されるべ き木材に接合され、突起または打ち込まれた固定部材が木材に埋め込まれ、これ らの木材は端が突き合わされた状態に保持される。それから側部が木材の側面に 折り曲げられ、側部から打ち出されている突起が木材の両側面に埋め込まれる。

このようにして突き合わせ連結された木材はその三面に連結板が接合され、基部 の突起または打ち込まれた固定部材と対向両側部の突起とは互いに垂直に延長し て連結板と木材を互いに連結する。

Ｕ字状板の角の直近の基部と両側部の突起も穴もなし１部分か、角に沿って穴や 打ち出された突起によって弱められていない個所を提供することによって連結の 構造的完全性と剛性を与えている。従って、連結板の強度は強固な角部分によっ て高められ、突起および／または打ち込まれた固定部材によって連結板に伝えら れる引張力やせん断力に抵抗する。

突起は連結板の側部から打ち出され各側部の平面に対して約９０度で延長するの が好ましい。尤も、この突起の角度は好ましくは９０度から５度以内で変えても よい。好ましい形態においては、各側部の突起の数は１平方インチ当り５個以下 である。

本発明の他の態様によれば、上述の型の連結板を用いて木材の近接端の間に突き 合わせ連結を形成する方法が提供される，この方法は木材を端を突き合わせた状 態で支持する工程と、連結板をその基部が前記木材の同一平面にある表面と接合 するように支持する工程と、基部から延長する突起または基部の穴に挿通された 固定部材を突き合わされた木材に埋め込む工程と、前記連結板の側部を木材の縁 のまわりに折り曲げて前記連結板を実質上Ｕ字状に形成し前記側部から延長する 突起を木材の対向両側面に埋め込む工程とからなる。

一実施例において、前記折り曲げは側部の突起が突出する表面とは反対側の表面 に接する成形ローラーを用いて転圧作用によって行なわれる。すなわち、成形ロ ーラーが基部の平面に対して垂直な方向に動かされて、側部を木材の表面に接合 させるように転圧する。好ましくは、一対の成形ローラーを用いて、連結板の両 側部を同時に折り曲げて木材の対向両側面に接合させる。

連結板が基部に対してある一定の角度で延長する側部を有している場合に特に使 用される他の構成においては、側部はこれに作用する対向するプレスによって折 り曲げられ木材の側面に接合されるが、プレスは側部と木材を間に挟んで押圧し 突起を木材の中に押し込む。

本発明はさらにこの方法を実施する装置をも含み、この装置は木材を端を突き合 わせた状態で支持する手段と、連結板の基部を前記突き合わせられた木材の同一 面にある表面に押圧して前記基部から延長する突起または固定部材を木材にしっ かり埋め込む手段と、前記連結板の側部に接合してこの側部を前記木材の対向側 面に押圧接合させて前記側部から延長する突起を前記木材の対向側面に埋め込む 可動ローラー手段とからなる。

本発明の最も好ましい構成において、突き合わせられた木材は一対の連結板によ って連結され、これら連結板の基部が木材の互いに反対側の側面に接合する。突 き合わせ連結された木材はどんんな向きにでもまたどんな荷重状況下においても 使用できる。

本発明は上述のように縁と縁を接合させて形成した梁を重ね継ぎする手段をも含 み、この手段は隣接する木材にほぼ等しい程度に埋め込まれる波形の固定片から なり、これらの固定片は木材の接合表面の平面に対して８０度以下または１００ 度以上の角度で延長している。

固定片は一つおきに、または一組おきに異なる角度で延長している。

好ましくは、固定片は金属片からなり、少なくともその端部が波形に形成される 。固定片の中央部分は平らであるのが好ましい。

本発明とその作用がより完全に理解されるために添付図面を参照して本発明の実 施例について述べる。

図面の説明 第１図は本発明の一対の連結板を用いて突き合わせ連結された木材の側面図であ る． 第２図は第１図の線２−２から見た図である。

第３図は突き合わされた木材に結合された一対の連結板の変形形態の端面図であ る。

第４図は突き合わされた木材に保合固定される前の連結板の変形形態の斜視図で ある． 第５図は連結板を木材の突き合わされた端部に当接させるための方法および装置 を示す図である。

第６図は装置の第２の形態を示す図である。

第７図は装置の第３の形態を示す図である。

第８図は梁を重ね継ぎする手段を示す側面図である。

第９図は固定片の−形態を示す端面図である。

第１０図は第９図の固定片の平面図である。

好ましい実施例の説明 第１図および第２図を参照すると、本実施例の連結板１２はその使用形態におい て基部１４と両側部１６とからなる。基部ｌ４と側部１６のそれぞれはこれら各 部のそれぞれの面から延長する多数の突起１７を有する。これらの突起はスタン ピング加工によって板の材料から形成するのが好ましい。突起１７の形成によっ て第１図に示されるように多数にスロット１８が生しる。図示のように、突起１ ７はそれぞれ基部１４と側部１６の平面に対して実質上直角に延長しているが、 ５度までのずれは生じてもよい。

２本の木材１９の突き合わせた端部に連結板１２を作用保合状態に配置すると、 側部ｌ６から延長する突起１７が基部１４から延長する突起１７と互いに組み合 いこれによって連結板１２を木材１９にしっかりと固定する。本発明によって突 き合わせ連結された木材部分で形成された梁に加わる荷重は引張力およびせん断 力を発生するが、これらの力は連結板１２に均一に分布され、このとき連結され た木材部分はあたかも単一の梁のように作用する。もちろん、連結板１２、突起 １７、木材１９の寸法は連結板１２と木材１９の間の適切な保合を保証し必要な 強度を与えるように選定すべきである。

第１図、第２図では連結板１２は突き合わされた木材１９に作用結合している状 態で示されている。しかし連結板１２は通常打ち出された所望の突起を有する平 板として作られる。一つの形態において、この平板はコイル状に巻かれた鋼板か ら突起を形成する不タンビング機械を通して連続的に形成される。この板は再び 巻いてもよいしあるいは所望の長さに切断してもよい。突起１７は当該技術にお いて公知のどんな適当な形状に形成してもよい。突起１７には木材１９に一層確 固に係合するさかとげまたは歯を形成してもよい。各突起１７は木材１９の長軸 を横切る平面内にあるのが好ましい。所望ならばこれとは異なる向きの突起およ びこれによって形成される対応するスロット１８を採用してもよい。突起１７は すべて単一の長さでもよいし、特定の目的のために異なる長さでもよい。

第３図，第４図を参照すると、変形構造の連結板ｌ２ａが示されている。この構 成は、基部１４ａに突起の代りに穴２５が設けられていることを除いて、前述の 実施例の構成と同一である。穴２５を設けてあるので釘２ｏのような固定部材を 用いて基部１４ａを突き合わされた木材１９の一面に固定することができる。

さらに板１２ａは、側部１６が第３図に示すように開口係合位置に折り曲げられ る前に、木材１９との保合を容易にするために第４図に示すように予め折り曲げ てある。、 図から分るように、両実施例の連結板１２、１２ａは基部と側部の角の近くに穴 １８、２５のない金属部分を有し、これにより各角に沿って使用時に連結板の剛 性と強度を高める構造的一体性を与えている。

さらにこのように穴のない部分を設けたために、突起または釘が木材の縁にあま りにも近く打ち込まれることにより連結された木材の縁が割れて弱化することが ないように保証される。

第５図〜第７図を参照すると、本発明の連結板を突き合わされた木材に適合させ るための装置の三つの形態が示されている。

第５図はプレス板２１とローラー２２を用いて連結板１２を木材１９に適合させ る装置を示す。連結板１２は最初は平板として作られ、その表面から延長する多 数の突起１７を有する。木材１９の互いに突き合わされた端部を一緒に保持し、 連結板１２の基部１４を両木材１９の側面に接合させる。液圧または空気圧で作 動されるプレス板２１が基部１４を木材１９の表面に対して強制的に押し付ける と、これから延長している突起１７が木材に埋め込まれる。

そこで成形ローラー２２が板１２の側部１６と係合するように動かされ、ローラ ー２２が第５図に矢印で示す方向にさらに移動すると、側部１６が木材１９の縁 ２３に沿って折り曲げられる。側部１６は最終的に木材１９の両側面２４に接合 され、両側部１６から延長する突起１７は木材に埋め込まれる。

本発明のこの実施例の特徴は、成形ローラー２２の連動が、基部１４の木材１９ への係合前において突起の端と縁２３との間の距離に実質上対応する距離におい て縁２３に最も近い突起の端が側面２４に係合するように、両側部１６を最初に 折り曲げることである。換言すれば、縁２３に最も近い突起１７が木材に押し込 まれていくとき、これらの突起は側部１６に対し実質上直角に維持され、転圧作 用がきちっとした刺し込みを実現し、その結果突起は木材に確固に埋め込まれる 。

側部１６を端部１９へ転圧する動作の２段階を第５図に鎖線で示す。

第６図は、予め折り曲げられた側部１６と基部１４および側部１６から延長する 突起１７とを有する連結板１２を使用するように設計された他の構成の装置を示 す。連結されるべき端を突き合わせられた木材１９は、プレス板３２が基部１６ を木材１９の側面に押圧して、突起１７が木材に刺通されることを可能にする手 段（図示しない）によって支持される。

そして、対向配備されたプレス板３３、３４が一緒に動かされて側部１６を木材 の表面に押圧し、突起１７が木材に刺通固定される。木材の密度によるが、側部 ｌ６は角２３に最も近い突起１７の係合点のまわりに、これらの突起が木材に打 ち込まれる前に、折れ曲がる傾向にあることが判明している。このことは突起が 実質上垂直な方向に動かされることを保証する。

第７図は、側部１６を折り曲げて固定するための成形ローラーの代りに、プレス 板３６、３７が中央プレス板３８の両側縁に回動可能に連結されていることを除 いて第５図の装置と類似の装置を示す６回動連結部３９はプレス板３６．３７が 必要な円弧に沿って動いて連結板１２の側部１４を折り曲げて所定位置に保持す ることを保証する。液圧または空気圧シリンダ−４１、ピストンロッド４２、レ パー４３が必要な運動と保持力をプレス板３６、３７に伝達する。

図面の第８図を参照すると、上方弦材２７、下方弦材２８および中央木材部２９ を有する重ね継ぎされた梁２６が示されている。この図示実施例において、上力 弦材２７は単一の木材からなるが．下方弦材２８は第１図〜第７図を参照して説 明された実施例のいずれかに従って形成された突き合わせ連結された梁によって 形成されている。連結板１２は下方弦材２８を形成する一つの木材部分を互いに 確固に連結している。

中間木材部２９は固定片３１を用いて上方弦材２７と下方弦材２８に重ね継ぎさ れている。好ましい固定片が第９図第１０図に示されており、公知の波形固定片 の変形からなる。第９図第１０図に示されているように、この実施例の固定片は 波形の中央部を有し、両端部の波形は平行ではなく互いに対して約２度の角度で 延長している。固定片のこの構造は、それが第８図に示すように木材の間に適用 されたとき、接合された木材の表面に沿う繊維はいかなる荷重も直接担うことが なく、荷重は波形によって木材の表面から離れた点において与えられることを意 味する。さらに波形を互いに対して偏位させてあるので、固定片が木材に打込ま れたときに木材を互いに引き寄せる。

第８図に示すように、固定片３１は木材部２９および弦材２７、２８にその接合 表面に対して約４５度の角度で延長するように打ち込まれている。さらに、固定 片は交互に反対方向に延長しており、これにより梁に加えられる荷重を弦材２７ および２８並びに中間木材の間に分配して固定片３１に純然たるせん断力が加え られないようにしている。固定片３１の角度付けによって、固定片が引張りまた は圧縮状態に置かれ、従って梁に沿って荷重を一層均一に分散させると同時に種 々の梁部分の間の相対的な動きを阻止することができる。固定片の最適角度は図 示のように４５度であると考えられるが、４５度よりも大きいまたは小さい角度 を使用することもでき、これでも接合表面の平面に対して固定片を角度をつけて 配置することによる利点を維持できる。

多数の固定片を同じに方向に延長してもよいし、また数群の固定片を各群交互に 反対方向に延長してもよい。

しかし、固定片を一つずつ交互に反対方向に延長させることが望ましく、このよ うにすれば任意の長さに形成してから固定片３１の方向に無頓着に木材を所望の 長さに切断することができる。

本発明の固定片と連結板を上述のように使用すれば比較的小さい断面積の比較的 短い木材から比較的大きい断面積の木材を作ることができる．特に中央木材部２ ９を本来なら廃棄される切れ端その他の短い木材で形成できる。

必須要件ではないが、中央木材部分２９は前述したように突き合わせ連結されて よいことも理解されるであろう。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　使用時にＵ字形の板を形成する基部と対向側部とからなり、少なくとも側部 はそれぞれそこから打ち出されかつ使用時に基部と側部によって規定された空間 内に延長する多数の突起を有し、前記基部はそこから打ち出され前記空間内に延 長する突起および／または打ち込まれる別個の固定部材を受け入れる多数の穴を 有し、Ｕ字形板の角の直近の基部と側部の部分は突起も穴も有しないようにした 木材の近接端を突き合わせ連結するための連結板。 ２．前記基部がそこから打出され前記規定された空間内に延長する多数の突起を 有する請求の範囲１による連結板。 ３．前記突起がそれぞれ基部および／または側部から直角に延長している請求の 範囲１または２による連結板。 ４．各側部の突起の数が各側部の面積の１平方インチ当り５個以下である請求の 範囲１から３のいずれかによる連結板。 ５、．前記各突起がＵ字形板の長さ方向を実質上横切って延長する向きの平面を 有する先行する請求の範囲のいずれかによる連結板。 ６．前記基部および側部が実質上同一平面にあり、前記突起が各基部および／ま たは側部に沿って列をなして延長し、前記列が基部と各側部との間の交叉線から 離れている先行する請求の範囲のいずれかによる連結板。 ７．基部とこの基部の両側縁に沿う側部とを有し、少なくとも側部がそこから延 長する多数の突起を有する連結板を用いて突き合わせた木材の近接端間に突き合 わせ連結を形成する方法であって、木材を端を突き合わせた状態に保持する工程 と、突き合わせた木材の同一平面にある側面に基部を接合させて連結板を保持す る工程と、基部から延長する突起または基部を挿通する固定部材を突き合わされ た木材に埋め込む工程と、木材の前記同−平面にある側部の表面の両級のまわり に前記側部を折り曲げて実質上Ｕ字形板を形成し、前記側部から延長する突起を 突き合わされた木材の対向両側部に埋め込む工程とからなる方法。 ８，さらに，プレス部材を前記基部に接合させる下程と、この基部を突き合わさ れた木材の前記同一平面にある側面に押圧する工程とからなる請求の範囲７によ る方法。 ９．さらに、一対の成形ローラーを前記側部に係合させる工程と、前記突き合わ された木材の前記対向両側面の間の距離と各側部の厚さとの和に実質上等しい予 め定められた間隔を前記成形ローラー間に維持する工程と、前記成形ローラーを 前記基部の面に垂直に動かし前記側部を前記木材に動作接合するように転圧する 工程とからなる請求の範囲８による方法。 １０，側部を基部に対して部分的に折り曲げる工程と、−対の対向プレス部材を 部分的に折り曲げられた側部に当接させる工程と、プレス部材をお互いの方へ動 かして側部を押圧して前記木材に作用接合させる工程とからなる請求の範囲８に よる方法。 １ｌ．基部とこの基部の両側縁に沿う側部とを有し、少なくとも側部がそれぞれ そこから延長する多数の木材係合突起を有する連結板と、前記木材を端を突き合 わせた状態に保持するクランブ手段と、前記連結板の前記基部を押圧して前記木 材の同一平面にある側面に接合させるプレス手段と、前記連結板の前記側部に係 合して前記側部を動かして前記木材の対向側面に作用接合させ前記突起を前記木 材に埋め込む手段とからなる突き合わせた木材の隣接端の間に突き合わせ連結を 形成する装置。 １　２　．　付加的な突起が前記基部から延長しており、前記プレス手段が前記 木材に対して移動してこれに前記伺加的な突起を埋め込むことができる請求の範 囲１１による装置。 １３．前記側部に係合する前記手段が前記基部の平面に垂直に移動可能な一対の 成形ローラーを含む請求の範囲１１または１２による装置。 １４．前記側部に係合する手段がお互いの方へ移動可能な一対のプレス部材を含 む請求の範囲１１または１２による装置。 １５．前記プレス部材がそれぞれ前記プレス手段に回動可能に装備され、その回 動軸のまわりに回動して前記側部を前記同一平面にある表面の縁のまわりに折り 曲げて前記木材の対向側面に接合させる請求の範囲１４による装置。 １６，突き合わせ連結された木材と請求の範囲１から６のいずれか一つに請求さ れた一つまたはそれ以上の連結板とで形成された木材の梁。 １７．請求の範囲７から１０のいずれか一つの方法により突き合わせ連結された 木材部分で形成された木材の梁。 １８．縁と縁が接合関係にある少なくとも２本の木材梁と、近接する木材に埋め 込まれた多数の固定片とからなり、これらの固定片が波形片からなり、かつ、係 合された木材の表面に対してほぼ８０度以下または１００度以上の角度で延長し 、固定片が一つずつまたは一群ずつ交互に異なる角度で延長している重ね継ぎさ れた木材の梁。 １９．前記固定片の中央部には波形がない請求の範囲ｌ８による重ね継ぎされた 木材の梁。 ２０．各固定片の一端の波形が他端の波形に対してある角度で延長している請求 の範囲１８または１９による重ね継ぎされた木材の梁。 ２１．前記木材の梁の少なくともーつが請求の範囲１６またはｌ７による端と端 を突き合わせ連結された梁からなる請求の範囲１８から２０のいずれか一つによ る重ね継ぎされた木材の梁。 ２２．添付図面の第８図から第１０図を参照して上に実質的に記述された波形固 定片。