説明

集合材による柱・梁・土台・外構用角材

【課題】一本の丸太から製材された従来の芯持ち角材はヒビ割れ防止のため、外側からの背割りをしているので意匠性にも欠け、年月とともに、背割りが大きくなる欠点を有しているため、芯持ち特有の強度を活かしながら小径木角材を変容させ、組み合わせ方によって多様性と強度を兼ね備えた住宅用の柱・梁・土台・外構その他の用途の角材を提供する。
【解決手段】丸太一本から製造した芯持ち角材A,B,C,Dの一角を切取り、背割りを入れそれを乾燥させた後、四側面総てに対して整形を施し、これと同体的な別の角材を造り内部に正方形、円形の鼓状空間を生みだすように組み、各設置面同士の整形をし、背割りが外部から見えないようにして、プレス装置を用い、接着剤又はボルト止めを介して接着し、各構成部材を一体化させる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、建築用の柱、梁、土台・外構用の自在な芯持ち角材に関する。
【背景技術】
【0002】
従来の集合材には、鼓状空間に鼓状接合材を長手方向に嵌挿し構成部材同士を接合してなる集合材がある。(例えば特許文献1参照)
【0003】
以下、従来の集合材について説明する。木質の構成部材を複数積層し、接合面となる側にある溝を長手方向に設け、隣接した構成部材のある溝同士がひとつの鼓状空間を形成するように構成し、この鼓状空間に別の鼓状接合材を構成部材の長手方向に打ち込んで構成部材同士を接合してなる集合材である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開2005−35262
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
従来住宅用の柱・梁・土台に用いられる角材としては自然乾燥させたものが広く用いられてきた。しかし自然乾燥だけでは限度があり、そのうえこのような角材に背割りを入れており、この背割りは年月とともに大きく開くものであり、背割りの最大の欠点である。
【0006】
一本の芯持ち角材に背割りを放置すれば、表面、内部に多数の割れが生じ、意匠性、及び強度が悪化する課題を有している。
【0007】
また、現在ある小幅で短尺材での接着した集成材の柱・梁・土台・外構用の角材はコスト高となる課題が生じている。
【0008】
従って、本発明の目的は、小さな一本丸太の芯持ち角材になる芯持ち特有の強度を活かしながら背割りの難点を克服する形で小径木角材を変容させ、組み合わせ方によって正方形、長方形、直角型、T字型、L字型、十字型等に形を変化させてより強度を増し、鼓状空間を活用しての電線の引き込みや鉄棒・ピアノ線を通して強度を増加させる多様性と強度を兼ね備えた住宅用の柱・梁・土台・外構その他の用途の角材を提供することにある。
また、間伐材を木目や節目を活かしたより高級なものとして、あるいは製品にムクの一枚板を張り付けることで従来品と外観の違わない高級内装品としても活用できる。
【課題を解決するための手段】
【0009】
丸太一本から芯持ち角材を造りその隅一角を切り取ったものを芯持ち角材Aとし、そこから年輪の中心に向かって背割りを入れた後に乾燥させ、四側面全体に整形を施しこれと同体的な別の角材B・C・D本を造り内部に鼓状空間を生みだすように組み、プレス装置を用いて接着剤を介して接着し、又はボルト止めなどで、各構成部材を一体化させることを特徴とするので、接着時のプレス圧力による残留接着剤の背割り進入防止となり大きな接着強度を持つ断面積の大きな柱・梁・土台・外構用角材を得ることができる。
【発明の効果】
【0010】
資源が枯渇しつつある天然の大径木に替えて、大径の集合材による柱、梁が生産でき、木造の大規模住宅、神社、仏閣、学校、体育館、役所庁舎等、各方面の大規模木造建築が可能となる。
【0011】
間伐材を木目や節を生かした、より高級なものとして、材料に天然ムクの一枚板を張ることで従来品と全く違わない高級内装材としても活用できる。
【0012】
間伐材の使用倍増を促進されることにより、CO2の問題や地球環境の改善に寄与します。
【0013】
材の中心に正方形鼓状空間と背割りを入れることにより、応力をそこに逃し、曲がり、ヒズミ、くるいのない角材にすることができます。
【0014】
材の補強や、美化のため、鉄棒及びピアノ線、電線を配することで、より強度があり、より美観に優れた角材にすることができます。
【図面の簡単な説明】
【0015】
【図1】図1は本発明の一実施形態により得られる各構成部材の組立てにより内部に鼓状空間を生みだすように組む各設置面同士の組み方斜視図である。
【図2】図2は原木芯持ち丸太からの角材の取り方である。
【図3】図3は図2からの取り出した芯持ち角材である。
【図4】図4は図3からの加工図である。
【図5】図5は図3からの加工仕上げ図である。
【図6】図6は図5から仕上げた角材に対して反りや歪み取り面を現す図である。
【発明を実施するための形態】
【0016】
以下、本発明をその好ましい実施形態に基づいて説明する。
【0017】
図1は図2〜図6に示す本実施形態の方法により得られる柱・梁・土台・外構用角材の例を示す斜視図である。
【0018】
本実施形態においては図2及び図3に示すように丸太一本から製造された芯持ち角材Aを原材料として用いる。芯持ち角材Aを丸太1から製造する方法としては各種公知の方法を用い、図2の丸太1をその中心線に平行な四つの面S1〜S4において切断し、得られた横断面方形の芯持ち角材Aを原材料として用いている。本発明で使用する芯持ち角材は横断面形状が正方形のものでも長方形のものでも良く、その断面寸法は目的とする柱・梁・土台用の角材の寸法等に応じて適宜に決定することができるが、上記芯持ち角材の断面寸法120mm×120mm 長さ3000mmの角材を一例として挙げることができる。
【0019】
次いで、図2から製材された芯持ち角材Aを図3及び図4に示すように芯Eを含む切取面2を長手方向aに沿って切断する。
【0020】
次いで角材Aを図5に示すように切取面2の切取り線中央から芯持ち角材Aの芯Eに向かって背割り3を入れる。
【0021】
次いで、図5に示す角材Aについては従来知られている、自然乾燥と人工乾燥を組み合わせる方法を併用する。初めに自然乾燥として、伐採段階において、本切りで少しでも長く枝付きで放置し、枝の水分補給により自然乾燥させ、次に人工乾燥により角材Aの乾燥含水率の調整をすることで、各構成部材同士の接着性を向上させることができ、優れた柱、梁、土台用の角材を得ることができる。
【0022】
ここで、分割材の含水率は、以下のようにして測定する。乾燥後の各分割材の長手方向の中央部を30mm幅にカットしてサンプルとし、そのサンプルの重量W1を測定する。次いで、サンプルをJIS Z2101木材の試験方法 含水率の測定方法に準じて、乾燥機中で105℃に放置し、核サンプルが恒量に適した後の重量W2を測定する。そして、下記式により含水率を求める。
含水率(%)=(W1−W2)/W2×100
【0023】
本発明においては、図4と図5のように隅の一角を切取り背割りをしてから乾燥するようにしたため材の表面や内部に割れが発生することに顕著な抑制を得る。
【0024】
次いで、乾燥をさせたS1〜S4に対して生じた反りや歪みを除去する加工を施す。即ち乾燥後の角材は例えば図6の仮想線4〜7で示すように反りや歪みが生じていることが多く、そのままでは各構成部材を接着しても充分な強度が得られない恐れがある。4つの仮想線4〜7総てに対して反りや歪みを除去する加工をプレーナー、モルダー等の各種公知の装置を用いて施す。(以下、反りや歪みを除去することを整形という。)
【0025】
次いで、整形を施した図6と同体的な別の角材B・C・Dを造り内部に鼓状空間を生みだすように組み角材A・B・C・Dの各構成部材を各種公知の接着剤で接着する。特に水性ビニルウレタン樹脂接着剤を用いると接着強度が大きく硬化後においても鉄より柔らかいので図1の切断やほぞ加工などの際に工具等の損傷を防止できる。
【0026】
また、図1の各構成部材角材AとCの上下面間を均等に圧締しながら接着を行い、次に角材BとDの上下面間を行う。また各構成部材図1のA〜Dの上下面間を均等に圧締しながら接着させることが好ましい。
【0027】
プレス装置としては各種公知のものを用いることができるが、平盤プレスを用いることが好ましい。平盤プレスにより各種構成部材の設置面の全体に亘って均一な圧力を加えながら接着することができる。尚、接着剤は全体に亘って均一に塗布することが好ましい。
【0028】
本実施形態においては各構成組立の図1に更に四側面総てに対してモルダーにて仕上げ加工を施しており、一層意匠性に優れた表面に自然感のある木材模様を有した美しい角材を得ることができる。
【0029】
本実施形態の柱・梁・土台用角材及びその製造方法によれば図1に示すように芯持ち角材特有の木材模様の自然観を有し、しかも表面に背割りの見えない意匠性と強度に優れた柱・梁・土台用角材を経済的に製造することができる。
【0030】
本実施形態における芯持ち角材は、その横断面の中心に核角材Aの長手方向に沿って芯(丸太の樹芯)Eを有しており、芯持ち角材の背割りをする際には、芯持ち角材Aの2切取面からその横断面の中心点まで角材Aを長手方向に沿って背割り切断をしている。
【実施例】
【0031】
以下、実施例に基づき本発明を更に説明する。
【実施例1】
丸太から断面寸法120mm×120mmの芯持ち角材Aを製造し、その芯持ち角材の一角の2を切取り、そこからヒビ割れ防止の背割りの3を入れた同体的な芯持ち角材を四個造り、それぞれを乾燥させ含水率を10〜15%に調整し、各構成部材総ての四側面に対してモルダーを用いて整形を施し、各構成部材を一体化させ長手方向に鼓状空間を造るように接面同士を、水性ビニルウレタン樹脂接着剤を用いて接着し、最後にモルダーを用いて最終仕上げを行い115mmの柱用の角材を得る。
【産業上の利用可能性】
【0032】
近年建築件数が減少していますが、地震、CO2、建築強度など、安全への意識が高くなっており、自分の持ち家での耐震強度を高めていき、「命を守る」ことが重要な建築の判断基準となってきております。
大阪市の建築士らによる「J Pod工法協会」では、早くも間伐材による耐震シェルターが開発されています。昨年10月に4畳半の部屋で実験したところ、瓦屋根の12畳間(約10t)が落下しても壊れないことを確認したとのことです。このことからも木材で強度が保てることが証明されております。
したがって、本製品の目的は、現在の建築に、より大きな木材を使ってもらい、家全体を少しでも耐震シェルターのように強度のある建築物にするとともに、間伐材の使用を何倍にも増やせることにあります。
また現在、学校、体育館などの大型建築では9寸物の柱を使用しているところがありますし、現在の5寸柱を縦横に2列並べれば10寸になり、木材使用の波及効果は、何倍にもなると思われます。強度や敷地の問題などで鉄筋コンクリートや鉄骨での建築の場合がありますが、せめて最上階は木造建築にとお願いしたいものです。
また、国、県において特に、各種角材の大小の集合材柱、梁などの強度実験のデータ蓄積をお願いし、本製品をモデル的に使用することで間伐材製品の波及に絶大な効果を発揮できることと思われます。
【符号の説明】
【0033】
1 丸太
A 芯持ち角材
E 芯
2 切取面
3 背割り
4〜7 仮想線
S1〜S4 切断線
a 鼓状空間切断線

【特許請求の範囲】
【請求項1】
1本の丸太の芯持ち角材の構成部材を、複数積層している角材であって、構成部材の各角材の四面の1角を切り取り、これに一箇所の背割りを入れ、乾燥後、背割りが外部に見えないように構成し、角材同士が内部に正方形の鼓状空間を形成し、用途別に大きさ、形を正方形、長方形、直角、T字型、L字型、十字型に変化させ、市販による各種の接着剤によりプレス圧力で構成部材を一体化し、必要に応じた所にボルト止めのできる柱・梁・土台・外構用角材。
【請求項2】
前記、構成部材での背割り、正方形鼓状空間が、長手方向端末に必要がない場合は、形成しないことを特徴とする請求項1に記載の柱・梁・土台・外構用角材。
【請求項3】
前記、鼓状空間を円形にすることを特徴とする請求項1〜2に記載の柱・梁・土台・外構用角材。
【請求項4】
高級内装用として、表面全体に、天然ムクの一枚板を張ることを特徴とする請求項1〜3に記載の柱・梁・土台・外構用角材。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【公開番号】特開2011−140219(P2011−140219A)
【公開日】平成23年7月21日(2011.7.21)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−270869(P2010−270869)
【出願日】平成22年11月16日(2010.11.16)
【出願人】(510005410)株式会社岩崎組 (2)
【Fターム(参考)】