集成材強度測定方法
【課題】 集成材の強度を正確かつ容易に測定することのできる方法を提供する。
【解決手段】 複数のラミナー１１を積層して構成した集成材１０の強度をヤング率によって測定するもので、集成材１０の左右長手方向の中心から左右等距離の地点を支点７として下方から支持し、前記中心を打撃機で打撃して、その打撃によるたわみ振動の振動数を測定し、その振動数と、集成材１０の重量および寸法に基づいてヤング率を算出し、そのヤング率によって集成材１０の強度を測定する。
【解決手段】 複数のラミナー１１を積層して構成した集成材１０の強度をヤング率によって測定するもので、集成材１０の左右長手方向の中心から左右等距離の地点を支点７として下方から支持し、前記中心を打撃機で打撃して、その打撃によるたわみ振動の振動数を測定し、その振動数と、集成材１０の重量および寸法に基づいてヤング率を算出し、そのヤング率によって集成材１０の強度を測定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建築材料などとして使用される集成材の強度を測定する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図１乃至図３を参照して説明する。従来から、建築材料などとして使用される無垢材（木材）２０の強度を、その無垢材２０の木口２０ａをハンマー２１で叩き、その際に発生する音の周波数を測定し、その測定値と無垢材２０の重量や寸法などによってヤング率を算出して測定する方法がある（木口打音方式）。また、無垢材２０を実際に曲げて、その反力や撓み量を測定することによって、強度を測定する方法もある（曲げ方式）。
【０００３】
近年、こうした無垢材２０に代えて、経済性などの理由から、複数のラミナー（板材）１１を積層して形成した集成材１０が建物の柱や梁として多く使用されるようになっている。また、集成材１０を構成するラミナー１１には、短い板をフィンガージョイントして長い板（ラミナー）としたものも使用されている。
【０００４】
こうした複数のラミナー１１によって形成された集成材１０の強度は、これまで、各ラミナー１１の強度を上記した木口打音方式や曲げ方式で測定し、それに基づいて算出していた。すなわち、集成材１０の日本農林規格が規定する強度を得るために、各ラミナー１１の強度を測定し、その強度を確保するに必要なラミナー１１を組合わせていた。
【０００５】
なお、ラミナー１１の組合わせには、同一等級（同一強度）のものを組合わせた同一等級構成集成材（図２参照）と、異等級（異なる強度）のものを組合わせた異等級構成集成材（図３）の二通りがある。なお、図中のＬを頭とする数字（Ｌ−１０５等）は各ラミナー１１の強度を示す。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、こうした集成材１０の強度を、木口打音方式で測定し、その測定値に基づいて算出する従来の方法では、正確な強度を測定することができないとされてきた。
【０００７】
これは、木口打音方式が木口を打撃する方法であり、集成材１０ではその木口１０ｅが複数のラミナー１１の木口１１ｅで形成され、また、各ラミナー１１の木口１１ｅ間には接着剤１２が存在しているため、集成材１０の木口１０ｅがその接着剤１２によって分離した状態にある。従って、例えば、集成材１０の木口１０ｅの中間部分に位置するラミナー１１の木口１１ｅを打撃した場合（打撃は、集成材１０の木口１０ａの全体ではなく、その一部分に対して行われる）、その振動が接着材１２によって遮られ、集成材１０の全体に円滑に伝わらないからであると考えられる。
【０００８】
なお、従来の曲げ方式によって集成材１０の強度を測定するのは可能と思われるが、集成材１０を実際に曲げる必要があるために、手数が掛かり生産性が悪いので好ましくないと考える。
【０００９】
本発明はこうした問題に鑑み創案されたもので、集成材の強度を正確かつ容易に測定することのできる方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
図２乃至図５を参照して説明する。請求項１に記載の集成材強度測定方法は、複数のラミナー１１を積層して構成した集成材１０の強度をヤング率によって測定する方法である。
【００１１】
この測定方法は、前記集成材１０の左右長手方向の中心から左右等距離の地点を支点７として下方から支持し、前記中心を打撃機５で打撃して、その打撃によるたわみ振動の振動数を測定し、前記振動数と、前記集成材１０の重量および寸法に基づいてヤング率を算出し、そのヤング率によって前記集成材１０の強度を測定するものである。
【００１２】
請求項２に記載の集成材強度測定方法は、強度の異なる複数のラミナー１１を積層して構成した異等級集成材１０ａの強度をヤング率によって測定する方法である。
【００１３】
この測定方法は、前記異等級集成材１０ａの左右長手方向の中心から左右等距離の地点を支点７として下方から支持し、前記中心を打撃機５で打撃して、その打撃によるたわみ振動の振動数を測定し、前記振動数と、前記異等級集成材１０ａの重量および寸法に基づいてヤング率を算出し、そのヤング率によって前記異等級集成材１０ａの強度を測定するものである。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１に記載の集成材強度測定方法は、集成材１０の左右長手方向の中心から左右等距離の地点を支点７として下方から支持した状態で、前記中心を打撃機５で打撃し、その打撃によるたわみ振動の振動数を測定するので、集成材１０の強度を正確に測定することができる。
【００１５】
これは、集成材１０の左右長手方向の中心を打撃するものであり、その打撃を受けるラミナー１１の下面や上面は、集成材１０の木口１０ｅとは異なり、接着材の存在によって分離した状態にはない。従って、打撃による衝撃が集成材１０の全体に円滑に達するからであると考えられる。
【００１６】
また、この測定方法は、集成材１０を構成する各ラミナー１１の強度を測定する必要がないので、手数が掛からず、容易にその強度を測定することができる。
【００１７】
請求項２に記載の集成材強度測定方法は、請求項１に記載の発明と同様の効果を発揮する。また、この測定方法では、強度の異なる複数のラミナー１１で構成される異等級集成材１０ａの強度を正確に測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】無垢材を示す斜視図である。
【図２】同一等級集成材を示す斜視図である。
【図３】異等級集成材を示し斜視図である。
【図４】本発明の実施形態に係る測定方法を示す側面図である。
【図５】本発明の実施形態に係る測定方法を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明に係る集成材強度測定方法の実施形態を、図２乃至図５に示す。これは、強度の異なる複数のラミナー１１を接着剤１２で接着して積層した異等級集成材（異等級構成集成材）１０ａの強度をヤング率によって測定する方法である。
【００２０】
この測定方法では、まず、異等級集成材１０ａの左右長手方向の中心から左右等距離の２地点を支点７とし、その支点７を支持台８によって下方から支持する。次に、左右長手方向の中心の下面を打撃機５で打撃して、その打撃によるたわみ振動の振動数を振動検出器（加速度センサー）６で測定する。なお、打撃機５による打撃は、異等級集成材１０ａの上面でも良い。また、振動検出器６は異等級集成材１０ａの下面に設置しても良い。
【００２１】
そして、測定した振動数と、異等級集成材１０ａの重量および寸法に基づいてヤング率を算出し、そのヤング率によって異等級集成材１０ａの強度を割り出す。
【００２２】
以下、この測定方法を、図５を参照して、より詳細に説明する。まず、上位コンピューター１から通信用プロセッサー２に、重量測定指令信号、打撃指令信号、および予め取得した異等級集成材１０ａの寸法を送信する。これにより、通信用プロセッサー２から計測用プロセッサー３に、重量測定、打撃開始、および振動検出の測定開始信号が送信される。
【００２３】
次に、この測定開始信号によって、異等級集成材１０ａの重量が計量器４によって測定された後、その下面が２点で支持された状態で、打撃機５によって打撃される。続いて、この打撃によって生じるたわみ振動の振動数を、加速度センサー（振動検出器）６によって測定する。
【００２４】
そして、計測用プロセッサー３によって、異等級集成材１０ａの重量、寸法およびたわみ振動数に基づいてヤング率を算出し、そのヤング率を上位コンピューター１に送信することで、この異等級集成材１０ａの強度を把握することができる。
【００２５】
なお、通信用プロセッサー２は操作・表示用表示器２ａを備え、計測用プロセッサー３も操作・表示用表示器３ａを備えている。また、計量器４は増幅器４ａを備え、打撃機５はインターフェイス５ａを備え、さらに、加速度センサー増幅器６ａを備えており、これらによって正確な測定を促進している。なお、各機器はランで接続している。
【００２６】
こうした本実施形態に係る集成材強度測定方法は、異等級集成材１０ａの左右長手方向の中心から左右等距離の地点を下方から支持した状態で、中心を打撃機５で打撃してたわみ振動数を測定するものであるため、異等級集成材１０ａの強度を正確に測定することができる。
【００２７】
また、この測定方法は、異等級集成材１０ａを構成する各ラミナー１１の強度を測定する必要がないので、手数が掛からず、容易にその強度を測定することができる。
【００２８】
なお、本実施形態に係る集成材強度測定方法では、強度の異なる複数のラミナー１１で構成される異等級集成材１０ａの強度を正確に測定することができるが、同一強度を備える複数のラミナー１１を積層して構成した同一等級集成材（同一等級構成集成材）の強度も、同様に正確に測定することができる。
【符号の説明】
【００２９】
１ 上位コンピューター
２ 通信用プロセッサー
２ａ 通信用プロセッサーの操作・表示用表示器
３ 計測用プロセッサー
３ａ 計測用プロセッサーの操作・表示用表示器
４ 計量器
４ａ 計量器用増幅器
５ 打撃機
５ａ 打撃機用インターフェイス
６ 加速度センサー
６ａ 加速度センサー用増幅器
７ 支点
８ 支持台
１０ 集成材
１０ａ 異等級集成材
１０ｅ 集成材の木口
１１ ラミナー
１１ｅ ラミナーの木口
１２ 接着剤
２０ 無垢材
２０ａ 無垢材の木口
２１ ハンマー
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建築材料などとして使用される集成材の強度を測定する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図１乃至図３を参照して説明する。従来から、建築材料などとして使用される無垢材（木材）２０の強度を、その無垢材２０の木口２０ａをハンマー２１で叩き、その際に発生する音の周波数を測定し、その測定値と無垢材２０の重量や寸法などによってヤング率を算出して測定する方法がある（木口打音方式）。また、無垢材２０を実際に曲げて、その反力や撓み量を測定することによって、強度を測定する方法もある（曲げ方式）。
【０００３】
近年、こうした無垢材２０に代えて、経済性などの理由から、複数のラミナー（板材）１１を積層して形成した集成材１０が建物の柱や梁として多く使用されるようになっている。また、集成材１０を構成するラミナー１１には、短い板をフィンガージョイントして長い板（ラミナー）としたものも使用されている。
【０００４】
こうした複数のラミナー１１によって形成された集成材１０の強度は、これまで、各ラミナー１１の強度を上記した木口打音方式や曲げ方式で測定し、それに基づいて算出していた。すなわち、集成材１０の日本農林規格が規定する強度を得るために、各ラミナー１１の強度を測定し、その強度を確保するに必要なラミナー１１を組合わせていた。
【０００５】
なお、ラミナー１１の組合わせには、同一等級（同一強度）のものを組合わせた同一等級構成集成材（図２参照）と、異等級（異なる強度）のものを組合わせた異等級構成集成材（図３）の二通りがある。なお、図中のＬを頭とする数字（Ｌ−１０５等）は各ラミナー１１の強度を示す。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、こうした集成材１０の強度を、木口打音方式で測定し、その測定値に基づいて算出する従来の方法では、正確な強度を測定することができないとされてきた。
【０００７】
これは、木口打音方式が木口を打撃する方法であり、集成材１０ではその木口１０ｅが複数のラミナー１１の木口１１ｅで形成され、また、各ラミナー１１の木口１１ｅ間には接着剤１２が存在しているため、集成材１０の木口１０ｅがその接着剤１２によって分離した状態にある。従って、例えば、集成材１０の木口１０ｅの中間部分に位置するラミナー１１の木口１１ｅを打撃した場合（打撃は、集成材１０の木口１０ａの全体ではなく、その一部分に対して行われる）、その振動が接着材１２によって遮られ、集成材１０の全体に円滑に伝わらないからであると考えられる。
【０００８】
なお、従来の曲げ方式によって集成材１０の強度を測定するのは可能と思われるが、集成材１０を実際に曲げる必要があるために、手数が掛かり生産性が悪いので好ましくないと考える。
【０００９】
本発明はこうした問題に鑑み創案されたもので、集成材の強度を正確かつ容易に測定することのできる方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
図２乃至図５を参照して説明する。請求項１に記載の集成材強度測定方法は、複数のラミナー１１を積層して構成した集成材１０の強度をヤング率によって測定する方法である。
【００１１】
この測定方法は、前記集成材１０の左右長手方向の中心から左右等距離の地点を支点７として下方から支持し、前記中心を打撃機５で打撃して、その打撃によるたわみ振動の振動数を測定し、前記振動数と、前記集成材１０の重量および寸法に基づいてヤング率を算出し、そのヤング率によって前記集成材１０の強度を測定するものである。
【００１２】
請求項２に記載の集成材強度測定方法は、強度の異なる複数のラミナー１１を積層して構成した異等級集成材１０ａの強度をヤング率によって測定する方法である。
【００１３】
この測定方法は、前記異等級集成材１０ａの左右長手方向の中心から左右等距離の地点を支点７として下方から支持し、前記中心を打撃機５で打撃して、その打撃によるたわみ振動の振動数を測定し、前記振動数と、前記異等級集成材１０ａの重量および寸法に基づいてヤング率を算出し、そのヤング率によって前記異等級集成材１０ａの強度を測定するものである。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１に記載の集成材強度測定方法は、集成材１０の左右長手方向の中心から左右等距離の地点を支点７として下方から支持した状態で、前記中心を打撃機５で打撃し、その打撃によるたわみ振動の振動数を測定するので、集成材１０の強度を正確に測定することができる。
【００１５】
これは、集成材１０の左右長手方向の中心を打撃するものであり、その打撃を受けるラミナー１１の下面や上面は、集成材１０の木口１０ｅとは異なり、接着材の存在によって分離した状態にはない。従って、打撃による衝撃が集成材１０の全体に円滑に達するからであると考えられる。
【００１６】
また、この測定方法は、集成材１０を構成する各ラミナー１１の強度を測定する必要がないので、手数が掛からず、容易にその強度を測定することができる。
【００１７】
請求項２に記載の集成材強度測定方法は、請求項１に記載の発明と同様の効果を発揮する。また、この測定方法では、強度の異なる複数のラミナー１１で構成される異等級集成材１０ａの強度を正確に測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】無垢材を示す斜視図である。
【図２】同一等級集成材を示す斜視図である。
【図３】異等級集成材を示し斜視図である。
【図４】本発明の実施形態に係る測定方法を示す側面図である。
【図５】本発明の実施形態に係る測定方法を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明に係る集成材強度測定方法の実施形態を、図２乃至図５に示す。これは、強度の異なる複数のラミナー１１を接着剤１２で接着して積層した異等級集成材（異等級構成集成材）１０ａの強度をヤング率によって測定する方法である。
【００２０】
この測定方法では、まず、異等級集成材１０ａの左右長手方向の中心から左右等距離の２地点を支点７とし、その支点７を支持台８によって下方から支持する。次に、左右長手方向の中心の下面を打撃機５で打撃して、その打撃によるたわみ振動の振動数を振動検出器（加速度センサー）６で測定する。なお、打撃機５による打撃は、異等級集成材１０ａの上面でも良い。また、振動検出器６は異等級集成材１０ａの下面に設置しても良い。
【００２１】
そして、測定した振動数と、異等級集成材１０ａの重量および寸法に基づいてヤング率を算出し、そのヤング率によって異等級集成材１０ａの強度を割り出す。
【００２２】
以下、この測定方法を、図５を参照して、より詳細に説明する。まず、上位コンピューター１から通信用プロセッサー２に、重量測定指令信号、打撃指令信号、および予め取得した異等級集成材１０ａの寸法を送信する。これにより、通信用プロセッサー２から計測用プロセッサー３に、重量測定、打撃開始、および振動検出の測定開始信号が送信される。
【００２３】
次に、この測定開始信号によって、異等級集成材１０ａの重量が計量器４によって測定された後、その下面が２点で支持された状態で、打撃機５によって打撃される。続いて、この打撃によって生じるたわみ振動の振動数を、加速度センサー（振動検出器）６によって測定する。
【００２４】
そして、計測用プロセッサー３によって、異等級集成材１０ａの重量、寸法およびたわみ振動数に基づいてヤング率を算出し、そのヤング率を上位コンピューター１に送信することで、この異等級集成材１０ａの強度を把握することができる。
【００２５】
なお、通信用プロセッサー２は操作・表示用表示器２ａを備え、計測用プロセッサー３も操作・表示用表示器３ａを備えている。また、計量器４は増幅器４ａを備え、打撃機５はインターフェイス５ａを備え、さらに、加速度センサー増幅器６ａを備えており、これらによって正確な測定を促進している。なお、各機器はランで接続している。
【００２６】
こうした本実施形態に係る集成材強度測定方法は、異等級集成材１０ａの左右長手方向の中心から左右等距離の地点を下方から支持した状態で、中心を打撃機５で打撃してたわみ振動数を測定するものであるため、異等級集成材１０ａの強度を正確に測定することができる。
【００２７】
また、この測定方法は、異等級集成材１０ａを構成する各ラミナー１１の強度を測定する必要がないので、手数が掛からず、容易にその強度を測定することができる。
【００２８】
なお、本実施形態に係る集成材強度測定方法では、強度の異なる複数のラミナー１１で構成される異等級集成材１０ａの強度を正確に測定することができるが、同一強度を備える複数のラミナー１１を積層して構成した同一等級集成材（同一等級構成集成材）の強度も、同様に正確に測定することができる。
【符号の説明】
【００２９】
１ 上位コンピューター
２ 通信用プロセッサー
２ａ 通信用プロセッサーの操作・表示用表示器
３ 計測用プロセッサー
３ａ 計測用プロセッサーの操作・表示用表示器
４ 計量器
４ａ 計量器用増幅器
５ 打撃機
５ａ 打撃機用インターフェイス
６ 加速度センサー
６ａ 加速度センサー用増幅器
７ 支点
８ 支持台
１０ 集成材
１０ａ 異等級集成材
１０ｅ 集成材の木口
１１ ラミナー
１１ｅ ラミナーの木口
１２ 接着剤
２０ 無垢材
２０ａ 無垢材の木口
２１ ハンマー
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のラミナー（１１）を積層して構成した集成材（１０）の強度をヤング率によって測定する方法であって、前記集成材の左右長手方向の中心から左右等距離の地点を支点（７）として下方から支持し、前記中心を打撃機（５）で打撃して，その打撃によるたわみ振動の振動数を測定し、前記振動数と，前記集成材の重量および寸法に基づいてヤング率を算出し，そのヤング率によって前記集成材の強度を測定することを特徴とする集成材強度測定方法。
【請求項２】
強度の異なる複数のラミナー（１１）を積層して構成した異等級集成材（１０ａ）の強度をヤング率によって測定する方法であって、前記異等級集成材の左右長手方向の中心から左右等距離の地点を支点（７）として下方から支持し、前記中心を打撃機（５）で打撃して，その打撃によるたわみ振動の振動数を測定し、前記振動数と，前記異等級集成材の重量および寸法に基づいてヤング率を算出し，そのヤング率によって前記異等級集成材の強度を測定することを特徴とする集成材強度測定方法。
【請求項１】
複数のラミナー（１１）を積層して構成した集成材（１０）の強度をヤング率によって測定する方法であって、前記集成材の左右長手方向の中心から左右等距離の地点を支点（７）として下方から支持し、前記中心を打撃機（５）で打撃して，その打撃によるたわみ振動の振動数を測定し、前記振動数と，前記集成材の重量および寸法に基づいてヤング率を算出し，そのヤング率によって前記集成材の強度を測定することを特徴とする集成材強度測定方法。
【請求項２】
強度の異なる複数のラミナー（１１）を積層して構成した異等級集成材（１０ａ）の強度をヤング率によって測定する方法であって、前記異等級集成材の左右長手方向の中心から左右等距離の地点を支点（７）として下方から支持し、前記中心を打撃機（５）で打撃して，その打撃によるたわみ振動の振動数を測定し、前記振動数と，前記異等級集成材の重量および寸法に基づいてヤング率を算出し，そのヤング率によって前記異等級集成材の強度を測定することを特徴とする集成材強度測定方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１１−２４２３２０（Ｐ２０１１−２４２３２０Ａ）
【公開日】平成２３年１２月１日（２０１１．１２．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１１６０５１（Ｐ２０１０−１１６０５１）
【出願日】平成２２年５月２０日（２０１０．５．２０）
【出願人】（５９２０７０５６８）内外工業株式会社 (6)
【出願人】（５１０１４０１５７）株式会社トータル・ビルダーズ・システム (1)
【出願人】（５０５１７１３３３）株式会社エーティーエー (2)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１２月１日（２０１１．１２．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年５月２０日（２０１０．５．２０）
【出願人】（５９２０７０５６８）内外工業株式会社 (6)
【出願人】（５１０１４０１５７）株式会社トータル・ビルダーズ・システム (1)
【出願人】（５０５１７１３３３）株式会社エーティーエー (2)
【Ｆターム（参考）】
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