JP4385017B2 - 木質継手構造及び木質継手工法 - Google Patents

Description

本発明は、木質継手材、該木質継手材を用いた木質継手構造及び該木質継手構造を施工するための木質継手工法に関する。

木質軸組住宅における土台と柱の接合構造にあっては、伝統的手法であるほぞとほぞ穴による接合が行われている。すなわち、土台の柱取付位置に予めほぞ穴を刻設するとともに、柱の土台側接合端にほぞ加工を施しておき、ほぞをほぞ穴に嵌合することにより、柱を土台上に差込んで固定している。またこれに加え、現在ではかすがい、短冊金物、その他の補助金物による耐震補強を行う場合もある。

しかしながら、柱を構成する木材単材が軟材から構成されている場合には、地震などで柱−土台間に縦方向の引き抜き力が作用した場合に、ほぞが容易に引き抜け、又は、座屈し易く、また補助金物を介在させた場合には、柱と補助金物との接合部なども容易に破壊されやすい。

該種座屈を防止するには、柱材を合材、集成材などの高強度木材に変更したり、部材断面を大きなものに変更すればよいが、材料がそのものが高価となる上に、特に部材断面を大きくした場合には柱材だけでなくこれに関連して土台や梁、桁、胴さしなどの各部の断面変更も余儀なくされ、さらに建設コストが高くなる。

そこで本出願人は先に下記特許文献に示す接合構造を開発した。このものは、土台と柱との接合構造を例に取ると、柱のほぞ部分に相当する箇所に凹溝を形成し、これに一対の補強鋼板にサンドイッチされた木片を柱端部から突出させた状態で嵌合し、この突出部をほぞ穴にはめ込んだ状態で土台および柱の基部に側面から複数の釘、タッピングネジなどの線状連結材よりなる固定具を打込んで両者間を固定するものである。

また、下記特許文献の図５に示すように、柱先端に突出するほぞの両側において柱側にスリットを形成し、このスリットに前記補強鋼板を差込む構造としたものもある。

いずれの構造においてもほぞ部分の両側に設けた鋼板の補強効果により接合部の剛性を確保し、座屈強度を高めることが出来る。
特開２００４−２４５０３４号公報

しかしながら、以上の接合構造においては、柱と、この柱内に埋設された補強鋼板との接合が必要であるため、この部分にも固定具を打込む結果、柱の下部には固定具の頭部が露出し、木質構造材としてのテクスチャを損う課題があった。

すなわち軸組構造の住宅において、大壁造の場合には構造材は隠蔽されるから問題はないが、真壁造の場合には、柱、桁などの主要構造材はそのまま外部に露出されるため、仕上げ材としての加工や養生が必要である。したがって接合部分が露出していると仕上げのための被覆加工が別途必要になり、工数増加の原因となっていた。

そこで本発明は以上の課題を解決するものであって、木材に特有なテクスチャを損うことなく、ほぞの剛性を向上し、ほぞ穴との接合をより強固に行えるようにした木質継手材、継手構造及び継手工法を提供するものである。

前記目的を達成するため、本発明に係る木質継手構造は、図の実施の形態にも示すように、端面にほぞ６ａを突出させた柱材としての木質構造材と上面にほぞ穴５を形成した土台としての木質構造材とを、ほぞ６ａとほぞ穴５を介して接合するようにした木質継手構造において、前記柱材としての木質継手材を、端部をほぞ６ａとして突出させた芯材６と、該芯材６の端部をほぞ６ａとして突出させた状態で芯材６ａの両外側に接合された接合材７，７とが、柱材の全長にわたり一体に積層接着された構造とするとともに、前記両外側の接合材７，７を天然木材により形成し、前記芯材６を前記接合材７よりも強度の高い、合材、薄板集成材、チップ集成材などの木質強化複合材料により形成させ、前記ほぞ６ａを前記ほぞ穴５に嵌合した状態で、前記土台としての木質構造材の側面及び前記ほぞ６ａを、貫通する複数の固定具１０で連結したことを特徴とする。
上記木質継手材は、図の実施の形態では、断面角形の長手の木質材であり、幅方向に三層構造とし、中心部の芯材６の両側部に接合材７、７が、一体に積層して形成されている。木造建築物の柱材、梁材などに用いられる。

本発明では、前記芯材６と接合材７とが、前記ほぞ６ａを端部に突出させた状態で、製材工場において、予め一体に積層接着されていることを特徴とする。

また、本発明では、前記芯材６を前記接合材７よりも強度の高い材料により形成させたことを特徴としている。

また、本発明では、前記接合材７を天然木材又は厚板状の天然木材を複数枚貼り合わせた複合材により形成し、前記芯材６を前記接合材７よりも強度の高い、合材、薄板集成材、チップ集成材などの強化複合材料により形成させたことを特徴としている。

本発明に係る木質継手構造は、一方の木質構造材として上記の木質継手材を用い、ほぞ６ａとほぞ穴５を介して木質構造材同士を接合するようにした木質継手構造において、前記ほぞ６ａ側の木質構造材を形成する木質継手材の芯部が、相手側の木質構造材に形成された前記ほぞ穴５に等しい断面形状の一本の高強度材で構成され、該高強度材を芯材６としてその周囲に表面仕上げ用の接合材７を積層一体化したことを特徴とする。

また、本発明では、前記芯材６より突出するほぞ６ａを相手側の木質構造材のほぞ穴５に嵌合した状態で、前記相手側の木質構造材の側面及び前記ほぞを、貫通する複数の固定具１０で連結したことを特徴とする。

本発明に係る木質継手工法では、上記の木質継手構造を施工させる時に、前記芯材６と接合材７とを分離した状態で施工現場に運び、芯材６を相手側の木質構造材のほぞ穴５に嵌合した後、前記芯材６の外側に複数の前記接合材７を接着などにより積層一体化したことを特徴とする。

本発明の木質継手構造では、ほぞ部分となる芯材を高強度材で構成させることができ、引っ張り強度が高く、かつ全体が木質材料で囲われているため、金属材の露出による見栄え低下がなく、木質系に特有のテクスチャを得ることが出来る。

また、本発明では、ほぞ加工の手数を省略できる。

本発明の木質継手構造では、ほぞとほぞ穴との連結を強固に出来る。この際固定具の頭部は相手部材の側面に突出するだけであり、継手材自体は木質材料で囲われており、木質系に特有のテクスチャを得ることが出来る。

さらに、本発明では、現場での材料の寸法調整の自由度が高く、現場施工に合わせた融通性を得られる。

以下本発明の最良の形態につき、添付図面を参照して説明する。図１（ａ）〜（ｄ）は本発明を土台−柱の接合に適用した本発明の第１実施形態による現場での施工手順を示すカットモデルである。

図１（ａ）において、１はコンクリート製の布基礎、２は基礎１上に設置され、基礎１より突出するアンカーボルト３を挿通するとともに、その突出端にナット４を介して連結固定された土台であり、断面略正四角形状の木質材により形成されている。

土台２の適宜位置にはほぞ穴５が形成されている。このほぞ穴５は土台２の中央においてその長さ方向が土台２の断面長さと同一であり、幅方向が断面長さの１／３に形成され、かつ前記基礎１上まで貫通している。

このほぞ穴５には後述する柱９の芯部を構成する一本の高強度材（以下芯材と称する）が挿通される。この芯材６はほぞ穴５と同じく、長さ方向が土台２の断面長さと同一で幅が断面長さの１／３であり、図１（ｂ）に示すように、差込まれた部分がほぞ６ａとなる。

次いでこの芯材６の両側面に、柱９の外面を構成する表面仕上げ用の木材により形成される接合材７が一体に貼着される。接合材７は一般に柱材料として用いられる杉材、檜材など、またはこれらの合材からなるもので、縦横寸法は芯材６と同一であって、予め表面仕上げ加工が施されたものであり、その下面を土台２の上面に突き当てた状態で芯材６の両面に一体に貼着される。

各接合材７の芯材６に対する貼着面７ａには、予め接着剤が塗布され、それぞれを重ね合わせた状態で、図１（ｃ）に示すように、高さ方向適宜間隔をおいてはたがねなどのクランプ具８を締付けて三者を強固に保持する。なお、接着剤は芯材６側に塗布しておいても良いし、双方に塗布しておくことも出来る。また、木片などからなるスペーサをクランプ具８と各接合材７の接触位置に介在しておけば、クランプ跡がつくことを防止できる。接合材７の芯材６とを釘や木螺子などの固定具で接合固定させることも可能である。

接着剤としては、エポキシ系などの熱硬化性接着剤などが好ましく、この接着剤の養生硬化により芯材６とその両側の接合材７は一体化され、前記土台２と同一断面寸法の前述の柱９に形成される。

その後は、土台２の一側面及びほぞ６ａを貫通して、複数のタッピングネジなどの線状連結材よりなる固定具１０をねじ込むことにより、土台２に対して柱９は一体的に接合され、図１（ｄ）に示すように柱９の完成と同時に継手も完成する。

完成状態においては、固定具１０の頭部は土台２一の側面に露出するだけで、通常と土台２は床下に隠れているため、真壁造の場合でも問題は生ずることがなく、外観上は土台２の上部に柱９のみが立てられた状態となる。

以上の芯材６となる高強度材は、両側の接合材７よりも引っ張り強度が高い木質材料で形成される。例えば、芯材６を薄板集成材、あるいは、チップ集成材により形成し、接合材７を、天然木材、あるいは、天然木材の厚板を貼り合わせた合板により形成させることができる。

このように、必要強度に応じて芯材６の材質を選ぶことにより、必要箇所に応じた所要強度、剛性を得られることになるのである。この場合、芯材６の強度は、接合材７よりも高強度の材料を選択する。

次に図２は本発明の第２実施形態を示す。なお、本実施形態以下の説明からは前記第１実施形態と同一部分には同一符号を用い、異なる部分または新たに付加した箇所にのみ異なる符号を用いて説明する。

本実施形態では、図２（ａ）に示すように、芯材６の両面に接合材７を重合した後、クランプ具８により三者を保持した状態で固定具１０を接合材７の一方から芯材６を貫通して他方の接合材７に食込ませるものである。

固定具１０の下孔の開口部には大径穴１１が形成され、固定具１０をねじ込んだ後、接合材７と同材質からなる木栓１２を通常材の木理方向と同一方向に木理を揃えて埋設し、その表面を平滑化仕上げすることによって、図２（ｂ）に示すように、そのねじ込み跡はほとんど目立つことなく、木質材料としての美観を損ねることはなく、かつ錆なども防止できる。

なお現在の木造軸組の建物では、そのほとんどが室内側を真壁造としても、外壁側が大壁造とした併用構造が多いことから、前記固定具１０のねじ込み方向を建物の外側から内側に向けることで、木栓１２も不要となる。

また、ねじ込みによる一体化だけでなく、前記第１実施形態と同様に接着材も併用することで、いわゆる糊−釘併用効果により、確実な一体化が可能となる。

次に図３は本発明の第３実施形態を示す。本実施形態では、予め木工工場などでプレス接着加工などによりほぞ６ａを下端に突出した状態で芯材６の両側に接合材７を一体に積層接着して柱９に形成し、現場で（ａ）に示すようにほぞ６ａを土台２のほぞ穴５に嵌合した後、前記と同一要領で（ｂ）に示すように複数の固定具１０をねじ込むことで、（ｃ）に示すように土台２上に柱９を接合したものである。

本実施形態では、現場での施工の自由度が小さいが、設計に応じて精度の良く土台−柱の接合構造を得ることが出来る。

次に図４は、本発明の第４実施形態を示すものである。本実施形態では、芯材６と接合材７との積層面の両側に化粧用薄板２０を貼付けた以外は、前記各実施形態と同じである。

本実施形態では芯材６と接合材７との材色が極端に異なっている場合に好適である。またこの薄板２０の貼着作業は、図１，２に示す現場組立作業時に行っても良いし、工場での施工時に予め貼着しておくことも可能である。

以上の各実施形態では、各部材をそれぞれカットモデルとして示し、土台と柱のおさまりのうちＴ形仕口に適用した場合について説明したが、土台の角部とすみ柱（通し柱）であるＬ形仕口にも適用可能である。

また、土台２上に立てられる各柱９間には、いわゆる「ぬき」と称される横架材が複数段貫通して設けられるものであるが、芯材６の長さをそのぬきの貫通位置に合わせた配置間隔とすることも可能であり、この場合も現場で下から順に行っても良いし、工場でぬきの間隔及び断面に合わせて予め間隔をおいて成形しておくことも可能である。

さらに各実施形態では土台−柱間の接合に適用した場合を示したが、梁−柱間、胴抜き−柱間などの木質構造材同士のほぞとほぞ穴による接合一般に適用できることは勿論である。

（ａ）〜（ｄ）は本発明の第１実施形態による土台−柱間の接合手順を示すカットモデルの斜視図である。 （ａ）、（ｂ）は本発明の第２実施形態による土台−柱間の接合手順を示すカットモデルの斜視図である。 （ａ）〜（ｃ）は本発明の第３実施形態による土台−柱間の接合手順を示すカットモデルの斜視図である。 本発明の第３実施形態による土台−柱間の接合状態を示すカットモデルの斜視図である。

２ 土台（相手側の木質構造材）
５ ほぞ穴
６ 芯材、６ａ ほぞ
７ 接合材
９ 柱（木質継手材）
１０ 固定具

Claims (2)

1. 端面にほぞを突出させた柱材としての木質構造材と上面にほぞ穴を形成した土台としての木質構造材とを、ほぞとほぞ穴を介して接合するようにした木質継手構造において、
   前記柱材としての木質継手材を、端部をほぞとして突出させた芯材と、該芯材の端部をほぞとして突出させた状態で芯材の両外側に接合された接合材とが、柱材の全長にわたり一体に積層接着された構造とするとともに、前記両外側の接合材を天然木材により形成し、前記芯材を前記接合材よりも強度の高い、合材、薄板集成材、チップ集成材などの木質強化複合材料により形成させ、
   前記ほぞを前記ほぞ穴に嵌合した状態で、前記土台としての木質構造材の側面及び前記ほぞを、貫通する複数の固定具で連結したことを特徴とする木質継手構造。
2. 請求項１に記載の木質継手構造を施工する木質継手工法において、前記芯材を前記相手側の木質構造材のほぞ穴に嵌合した後、前記芯材の外側に複数の前記接合材を積層一体化したことを特徴とする木質継手工法。

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