JP2526394B2

JP2526394B2 - 木材の接合構造

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Publication number: JP2526394B2
Application number: JP3270421A
Authority: JP
Inventors: 井毅藤; 武敦宮
Original assignee: 農林水産省森林総合研究所長
Priority date: 1991-09-24
Filing date: 1991-09-24
Publication date: 1996-08-21
Anticipated expiration: 2011-08-21
Also published as: JPH0577209A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、木材の接着による接
合技術に関し、長尺物の長手方向あるいは多方向への接
合において、あるいは直角方向への接合において特に効
果を発揮する接着法による接合技術に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術とその課題】木材は、質感の優しさ、加工
の容易さ、あるいは入手のし易さ、資源としてのリサイ
クルが可能であること等の多くの利点から、建築、家具
等に最適な材料として古来から幅広く利用されてきてい
る。そして、木材を上記のように利用しようとする場
合、古来から今日に至るまで常に問題となってきたの
は、部材間における接合部分を如何に処理するか、換言
すれば接合部分に作用する応力に耐え得る処理の問題で
ある。

【０００３】建築を例にとれば、従来の日本建築では、
継手、仕口と呼ばれる接合部分において、接合時に相対
向する部分に凹部、凸部を切り欠き形成してこれらの部
分をはめ合わせるようにしている。しかしながら、この
ような加工には熟練した技術と手間を要するにもかかわ
らず、木材の欠き込み部分が大きくなるためあまり強い
接合強度を得ることができない。例えば、蟻継の接合強
度は欠き込みのない木材の５〜１０％となってしまい、
また鎌継では１０〜２０％に、そして追掛継では３０〜
４０％に低下してしまうのが実情である。

【０００４】これに対して、西洋式建築の場合には、接
合部分にボルトを始めとする金物が用いられ強度は上記
の和式接合より優れている。しかしながら、この場合も
ボルトやピンの穴による強度低下は避けられず、強度は
非接合部分の５０％程度に低下してしまうばかりか、ボ
ルト、ピン等による接合部分にズレによる大きな量の変
形が生じ易い。そして、このような不都合を防止するに
は大寸法の金物を多数必要とし、コストの増大のみでな
く美観の追求が重要な建築物において、これが本質的に
損なわれてしまうという問題が生じている。このため、
従来、木材は比較的小規模の建造物に使用されていた。
ところが、近年、木材の有する上述のような資質に着目
して多種多様な大型木造建築が各地で計画・実施される
ようになり、その美しさ、風合いの豊かさ等が改めて評
価される反面、構造安全性、施工性の不備が指摘されて
いる。そして、その不備の多くは、接合部における上記
従来の問題点に起因するものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明は、一方の木材
と他方の木材の接合構造を、一方の木材から他方の木材
にかけて同一面をなすように両木材の端部に形成された
複数のスリットと、これらのスリットに挿入されて前記
両木材を連結するために強化プラスチック材からなる連
結板と、スリットに充填されて連結板とスリット内面と
を固着する接着剤と、から構成することにより、あるい
はまた、一方の木材と他方の木材とを接合するに際し、
接合しようとする木材の端部に、それぞれ複数のスリッ
トを、前記両端部の突き合わせ時に双方の各対応スリッ
トが同一面をなすように形成し、前記スリットが形成さ
れた木材端部相互を所望の接合状態に仮止め手段で固定
して、スリット内面に接着剤を塗布し、一方の木材端部
のスリットとこれに対応する他方の木材端部のスリット
とで同一平面に形成された空隙部に、表面に接着剤を塗
布した強化プラスチック材からなる連結板を前記両スリ
ットに跨るように挿入して接着剤を硬化させ木材端部相
互を接合固定するようにして、例えば大型木造建築にお
いて、簡易な構成により強度、美観、施工性に優れた木
製部材の接合技術を提供し、上記従来の課題を解決しよ
うとするものである。なお、上記において強化プラスチ
ック材には、ガラス繊維または炭素繊維で強化したエポ
キシ樹脂、接着剤にはエポキシ系接着剤、仮止め手段と
しては透明な粘着テープが使用されている。

【０００６】

【作用】この発明において、木材相互は、それぞれに形
成され相対向する複数のスリット部分に、強化プラスチ
ック板を挿入架設しこれを接着剤によって固着するよう
にしているため、すなわち、接合箇所において、スリッ
ト部分には強化プラスチック板が接着剤とともに充填さ
れるので、木材が元来有する強度、剛性をはるかに凌駕
するものが得られるため、従来の和式接合とほぼ同様の
接合部寸法を維持しながら、洋式接合をはるかに凌駕
し、木材そのものの強度に近い強度を実現し、しかも接
合部のズレ変形も生じない接合が可能である。また、和
式による継手、仕口構造では、木材を切り欠くため、通
直または直角の２方向の接合に制限され、洋式接合でも
３方向以上の接合には特殊な金物を要するのに対して、
この発明によれば、単に木材端部を所定の傾斜角度に切
断するこどにより、自由な角度に接合することができ、
また連結板の形状を変更することにより３方向以上の接
合が容易になし得る。そして、連結板は、木材内部に埋
め込まれるので、美観に優れた意匠・構造が得られ、し
かも木材が小面積で剛節接合されているので構造計算も
極めて簡明である。

【０００７】

【発明の実施例】図面に基ずいて、この発明の実施例を
説明する。図１ないし図４は、２方向通直継手における
構造と接合方法に係る１実施例を示す図である。まず、
接合しようとする木材１、２の端面に直角方向に丸鋸Ｓ
ＭでそれぞれスリットＳ１、Ｓ２を形成する（図１参
照）。ここで使用した木材は、本願発明者等が先に特許
願平成１年第１３４２８６号（特開平３−２０５号）で
開示した技術によるスギ集成材（５層、１００×７５）
であり、各スリットの寸法形状は、Ｓ１、Ｓ２とも約
２．６ｍｍ（厚さ）×横２５ｍｍ×縦７５ｍｍ（木材
厚）、２．６ｍｍ（厚さ）×横５０ｍｍ×７５ｍｍ（木
材厚）、２．６ｍｍ（厚さ）×横７５ｍｍ×７５ｍｍ
（木材厚）の３種類で実施した。（後述の表１参照）な
お、スリットは、間隔２０ｍｍで５列形成したが、スリ
ットの列数は木材の形状、寸法等に応じて適宜決定す
る。

【０００８】次いで、図２に示すように、２つの木材
（集成材）１、２を長手方向に突き合わせ、それぞれの
スリットＳ１（５列）、Ｓ２（５列）が各々対向連続し
て同一面を形成するようにし、透明の粘着テープＴ（仮
止め手段）を木材１、２の突き合わせ部（接合部分）の
上面を除き両側面、下面に固着し木材１、２を接合状態
に固定する。この状態で、図３に示すように前記各５列
のスリット１、２で構成される５列のスリット部Ｓ０内
にエポキシ樹脂接着剤（アクリル、ポリウレタン系でも
よい）を塗布するとともに、同様の接着剤を両面に塗布
した連結板ＣＰを前記スリット部Ｓ０に挿入し接着剤が
硬化するまで、図４に示すように透明粘着テープＴで固
着したうえで静置する。

【０００９】粘着テープＴ（仮止め手段）の使用により
接着剤の漏洩を防止することができ、また透明材の使用
により接着状態を観察することが可能となる。ここで、
連結板ＣＰは、２ｍｍ厚のガラス繊維強化エポキシ樹脂
で形成され、その寸法形状はスリット部Ｓ０に見合うも
のになっている。なお、連結板ＣＰへの接着剤の塗布に
あたってはメチルエチルケトン等で表面を洗浄してお
き、また、連結板ＣＰをスリット部Ｓ０に挿入した際に
接着剤が不足するようであれば、さらに注入しておく。
この実施例では連結板ＣＰをガラス繊維強化エポキシ樹
脂材で形成したが、炭素繊維強化エポキシ樹脂材を使用
することができ、また樹脂材としてはポリエステルを使
用することもできる。

【００１０】上述の工程で長手方向に接着接合し１週間
経過した試験体を、図５に示すように、スパン１１０ｍ
ｍの中央部に接合部を配置し、この部分を挟んだ２点荷
重方式で曲げ試験を行なったところ、接合強度は、次の
表１に示す通り、スリットの長さを７５ｍｍとした場合
に、その曲げ強度は３４２ｋｇ／ｃｍ^２〜３７５ｋｇ／
ｃｍ^２に達し、スギ集成材（１級）の曲げ強度３４５ｋ
ｇ／ｃｍ^２と同等又はそれ以上の数値を示した。また、
破損状況は、木材の破断と接着剤の剥離、連結板（強化
プラスチック材）の切断がほぼ同時に生じた。以上の結
果から、上記の工程によって適切な寸法の強化プラスチ
ック材連結板をスリット間に介装して木材を長手方向に
接着接合すれば、強度を低下させることなく一体化でき
ることが実証された。

【００１１】

【表１】

【００１２】次に、図６ないし図８によって直角方向へ
の接合構造の１実施例例を説明する。前述と同様のスギ
集成材（５層、１００ｍｍ×７５ｍｍ）１、２の端面に
直角方向に丸鋸で２．６ｍｍ厚のスリットＳ１、Ｓ２を
切り込む。各スリットの長さは７５ｍｍ、幅は集成材
１、２のせいと同じく７５ｍｍ、間隔は２０ｍｍ、列数
は５である。このようにスリットＳ１、Ｓ２を形成した
集成材１、２を、図６に示すように直角方向に胴付きし
て、端面の５列の各スリットＳ１、Ｓ２を合わせてスリ
ット部Ｓ０を形成し、この状態で接着剤の漏洩防止目的
も兼ねて透明粘着テープＴを接合箇所の両側面、下側面
に張着して固定する。

【００１３】次いで、２ｍｍ厚で７５ｍｍ×１５０ｍｍ
の寸法の連結板（ガラス繊維強化エポキシ樹脂）ＣＰの
両面をメチルエチルケトン等で洗浄してエポキシ接着剤
を塗布したのち、これを５列のスリット部Ｓ０に挿入す
る（図７）。この際スリット部の内面にも接着剤を塗布
しておく。そして、図８にしめすように接合部分を粘着
テープＴで巻回して固定し接着剤硬化まで静置する。上
述の工程で直角方向に接着接合した試験体を、１週間後
に、図９に示すように接着接合部を中央に配置し、そこ
から直角２方向に４２４ｍｍ離れた位置にボルトを介し
て引張荷重をかけたところ、その接合強度は次の表２に
示す通り、スギ集成材の曲げ強度と同等の数値を示し
た。また、破損状況は、木材の破断、接着剤の剥離がほ
ぼ同時に生じた。以上の結果から、上記の工程によって
適切な寸法の強化プラスチック連結板をスリット間に介
装して木材を直角方向に接着接合すれば、強度を低下さ
せることなく一体化することが可能であることが判明し
た。

【００１４】

【表２】

【００１５】なお、上述の両実施例において連結板、ス
リットの寸法を増せば、接合強度はさらに向上するもの
と思われる。図１０および図１１は、木材１、２を通直
方向に接合する場合の他の実施例を示す図で、図１０は
接合前の斜視図、図１１は接合後の正面図である。ここ
では、木材１、２の各端面は４５度の斜面に形成されて
いる以外は前述の実施例と変わらない。図１２、１３
は、この発明に係る３方向直角仕口構造の１実施例を示
す図で、図１２は、集成材１、２、３の各端面にスリッ
トＳ１、Ｓ２、Ｓ３をそれぞれ形成した状態を示し、図
１３は、これらの集成材１、２、３の各端面を突き合わ
せてスリット部Ｓ０を形成し、ここに上述のような連結
板ＣＰを挿入して３集成材を接合した状態を示す平面図
である。工程の詳細は上述と同様なので省略する。図１
４は、この発明に係る４方向直角仕口構造の１実施例を
示す平面図である。

【００１６】この実施例では、４個の集成材１、２、
３、４の突き合わせ端面は相互にはまり合って、対向す
る各集成材は通直となり、隣接する集成材は直交するよ
うに２等辺３角形状に突出形成されている。（図１４
（ａ））各端部に形成されるスリットによりスリット部
Ｓ０が構成され、ここに図１４の（ｂ）に示すような形
状の連結板が挿入固着され４個の集成材が図１４（ａ）
に示すように接合される。工程の詳細は上述と同様なの
で省略する。図１５は、この発明に係る４方向直角仕口
構造の他の実施例を示す平面図である。この例では、各
集成材１、２、３、４の端面は直角に形成されている。
他は上述と同様である。

【００１７】図１６ないし図１８は、この発明に係る６
方向直角仕口構造の１実施例を示す図で、図１６は各集
成材１、２、３、４、５、６端部の接合部における係合
関係を示す斜視図であり、図１７（ａ）は図１６におい
て、矢符Ａ方向から見た集成材１、２、３の接合状態を
示す正面図、同（ｂ）はこれに使用する連結板をしめす
平面図である。図に示すように、集成材１、２の端面は
切り欠きになっていて両者を突き合わせることにより合
溝７が形成されるようになっている。集成材３の端面は
直角に形成され、これらの各端面にはスリットが切り込
まれており、このスリットによってスリット部Ｓ０が構
成され、ここに（ｂ）に示すような形状の連結板ＣＰが
挿入固着される。

【００１８】また、図１８（ａ）は、図１６において、
矢符Ｂ方向から見た集成材４、５、６の接合状態を示す
正面図、同（ｂ）はこれに使用する連結板を示す平面図
である。図に示すように、集成材４、５の端面は切り欠
きになっていて両者を突き合わせることにより前記合溝
７にはまり合う合溝７ａが形成されるようになってい
る。そして、スリットが各端面に形成され連結板ＣＰが
挿入されるのは前述と同様である。図１９は、この発明
に係る６方向直角仕口構造の他の実施例を示す図であ
り、図１９（ａ）は、集成材１、２、３、４、５、６の
各端部の接合部における係合関係を示す斜視図、同
（ｂ）はこれに使用する連結板ＣＰを示す斜視図であ
る。この実施例においては、各集成材の端面は直角で、
ここに各スリットが形成されて、図１９（ａ）に示すよ
うに突き合わされる。各スリット間には（ｂ）に示す形
状の連結板が挿入介装されて、各集成材を固着する。詳
細は上述と同様なので省略する。

【００１９】

【発明の効果】この発明は、以上述べた構成・作用によ
り、木材相互を強度、剛度の低下なしに接着接合できる
ので、特に大型木造建造物の構造信頼性を高めるととも
に、その構造計算を極めて明解なものとなし得る。すな
わち、接合箇所において、スリット部分には強化プラス
チック板が接着剤とともに充填されるので、木材が元来
有する強度、剛性をはるかに凌駕するものが得られる。
さらに、接合端面、連結板の寸法形状の適切な選択によ
り、任意の角度での接合、多方向接合が可能となるの
で、木造建築等の意匠・構造面の自由度が増すという効
果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】２方向通直継手における構造と接合方法に係る
１実施例においてスリット形成を示す斜視図である。

【図２】同上において、２部材がスリット部分を対向さ
せて仮止めされた状態を示す斜視図である。

【図３】同上において、接合箇所のスリット部分に連結
板を挿入する工程を示す斜視図である。

【図４】同上において、スリット部分に連結板を挿入
後、固定と接着剤の漏洩防止に粘着テープを巻回する工
程を示す斜視図である。

【図５】通直方向へ接合した木材の荷重試験を示す斜視
図である。

【図６】木材の直角２方向への接合における仮止め状態
を示す斜視図である。

【図７】同上においてスリット部分に連結板を挿入する
工程を示す斜視図である。

【図８】同上において、連結板挿入後、固定と接着剤の
漏洩防止のため粘着テープを巻回する工程を示す斜視図
である。

【図９】直角２方向へ接合した木材の荷重試験を示す斜
視図である。

【図１０】木材の直角２方向への接合に係る他の実施例
における木材端部の形状およびスリットの切り込み状態
を示す斜視図である。

【図１１】同上において、接合部分を示す正面図であ
る。

【図１２】木材の直角３方向への接合に係る実施例にお
いて、各木材端部とスリットの切り込み状態を示す斜視
図である。

【図１３】同上において、接合部分を示す正面図であ
る。

【図１４】木材の直角４方向への接合に係る実施例にお
いて、各木材端部の接合状態と連結板の形状を示す斜視
図である。

【図１５】木材の直角４方向への接合に係る他の実施例
において、各木材端部の接合状態と連結板の相関関係を
示す斜視図である。

【図１６】木材の直角６方向への接合に係る実施例にお
いて、各木材端部の接合状態を示す斜視図である。

【図１７】同上において、矢符Ａ方向からみた木材１、
２、３の接合状態と連結板の形状を示す正面図である。

【図１８】図１６において、矢符Ｂ方向からみた木材
４、５、６の接合状態と連結板の形状を示す正面図であ
る。

【図１９】木材の直角６方向への接合に係る他の実施例
において、各木材端部の接合状態と連結板の形状を示す
斜視図である。

【符号の説明】

１、２、３、４、５、６木材Ｓ１、Ｓ２スリットＳ０スリット部ＳＭ丸鋸Ｔ粘着テープＣＰ連結板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開昭55−55808（ＪＰ，Ａ) 特開昭58−183204（ＪＰ，Ａ) 特開昭59−1206（ＪＰ，Ａ) 特開昭60−52307（ＪＰ，Ａ) 実開昭63−178104（ＪＰ，Ｕ) 実開平１−159020（ＪＰ，Ｕ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】２片の各木材を直角方向に接合する構造
であって、互いに直角をなす両木材のそれぞれの接合箇
所において、一方の木材から他方の木材にかけて同一面
をなすように形成された複数のスリットと、これらのス
リットに挿入に充填されて連結板とスリット内面とを固
着する接着剤とからなる木材の接合構造。
【請求項２】３片の各木材を互いに直角方向に接合す
る構造であって、互いに直角をなす３片の各木材のそれ
ぞれの端部において、一方の木材から他の２木材にかけ
て同一面をなすように形成された複数のスリットと、こ
れらのスリットに挿入されて前記各木材を連結する強化
プラスチック材で構成した連結板と、スリットに充填さ
れて連結板とスリット内面とを固着する接着剤とからな
る木材の接合構造。
【請求項３】４片の各木材を接合箇所において互いに
直角４方向に接合する構造であって、互いに直角をなす
各木材のそれぞれの端部において、一方の木材から他の
３片の各木材にかけて同一面をなすように形成された複
数のスリットと、これらのスリットに挿入されて前記各
木材を連結する強化プラスチック材で構成した連結板
と、スリットに充填されて連結板とスリット内面とを固
着する接着剤とからなる木材の接合構造。
【請求項４】４片の各木材を接合箇所において互いに
直角４方向に接合する構造であって、接合時に各木材が
直角４方向に向くべく各木材の端部に形成された直角の
尖頭形状部と、木材の尖頭形状部を含む各端部において
一方の木材から他の３片の木材にかけて同一面をなすよ
うに形成された複数のスリットと、これらのスリットに
挿入されて前記各木材を連結する強化プラスチック材で
構成した連結板と、スリットに充填されて連結板とスリ
ット内面とを固着する接着剤とで構成し、前記連結板は
前記４片の木材のスリットが形成するほぼ十字形状にな
したことを特徴とする木材の接合構造。
【請求項５】６片の各木材を接合箇所において互いに
直角６方向に接合する構造であって、互いに直角をなす
各木材のそれぞれの端部において、一方の木材から他の
３片の各木材にかけて同一面をなすように形成された複
数のスリットと、これらのスリットに挿入されて前記各
木材を連結する強化プラスチック材で構成した連結板
と、スリットに充填されて連結板とスリット内面とを固
着する接着剤とからなる木材の接合構造。
【請求項６】前記強化プラスチック材は、ガラス繊維
で強化したエポキシ樹脂であることを特徴とする請求項
１ないし５記載の木材の接合構造。
【請求項７】前記強化プラスチック材は、炭素繊維で
強化したエポキシ樹脂であることを特徴とする請求項１
ないし５記載の木材の接合構造。
【請求項８】接着剤はエポキシ樹脂、ポリエステル、
アクリルであることを特徴とする請求項１ないし５いず
れか記載の木材の接合構造。