JP7085318B2 - 集成材及び集成材の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、棒状の集成材及び集成材の製造方法に関する。

特許文献１には、複数の積層ブロック（角棒状の集成材）を適宜に組み合わせることによって形成された階段用手すりが開示されている。各積層ブロックは、矩形状の断面を有する板状体を複数枚積層することによって形成されている。各板状体は、夫々が矩形状の断面を有する複数の短尺材の端部同士を接合することによって形成された長尺材である。

板状体における短尺材同士の接合部分は、板状体における非接合部分に比べて強度が低い。そこで、積層ブロックの形成時に、複数の板状体は、一の板状体における接合部分の位置が他の板状体における接合部分の位置から長手方向に適長ずれるように積層される。すると、一の板状体における接合部分が、他の板状体における非接合部分によって補強されるので、積層ブロックの強度を向上させることができる。

特開２００３－２９３５４２号公報

しかしながら、短尺材として例えばラミナを利用する場合、短尺材の長さは必ずしも均一ではないので、一の板状体における接合部分同士の間隔と他の板状体における接合部分同士の間隔とは往々にして互いに異なる。故に、一の板状体における第１の接合部分が他の板状体における第１の接合部分から適長離隔していたとしても、一の板状体における第２の接合部分が他の板状体における第２の接合部分に隣接するか又は接近配置される虞がある。すると、積層ブロックにおける第２の接合部分の強度が低下する、という問題が生じる。

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、その主たる目的は、強度を向上させることができる集成材及び集成材の製造方法を提供することにある。

本実施の形態に係る集成材は、棒状の集成材において、長手方向に延びる平坦面を夫々有する複数本の長尺棒材の前記平坦面同士が接合されており、各長尺棒材は、夫々の長さが不均一な３本以上の短尺棒材の長手方向の端部同士を接合することによって形成されており、一の長尺棒材における前記短尺棒材同士の接合部分の位置は、他の長尺棒材における前記接合部分の位置から長手方向に適長ずれており、前記一の長尺棒材における前記接合部分の位置から、前記他の長尺棒材における前記接合部分の内、前記一の長尺棒材における前記接合部分に最も近い接合部分の位置までのズレ量は均一であり、４本の前記長尺棒材を備え、各長尺棒材における前記接合部分の位置は、少なくとも２本の他の長尺棒材における前記接合部分の位置から長手方向にずれており、２本の前記長尺棒材夫々は、互いに平行な２つの前記平坦面を有し、２本の前記長尺棒材夫々の一方の前記平坦面同士は、２本の前記長尺棒材夫々における前記接合部分の長手方向の位置が互いに一致するようにして接合されており、２本の前記長尺棒材夫々の他方の前記平坦面に、残る２本の前記長尺棒材の前記平坦面が接合されていることを特徴とする。

本実施の形態に係る集成材の製造方法は、棒状の集成材を製造する方法において、３本以上の短尺角棒の長手方向の端部同士を互いに接合することによって、長尺角棒を形成し、形成された長尺角棒を、長手方向に沿って分割することによって、複数本の分割体を形成し、一の分割体における前記短尺角棒同士の接合部分の位置を、他の分割体における前記接合部分の位置から長手方向に適長ずらし、前記複数本の分割体の側面同士を接合し、複数本の角材の側面同士を接合することによって前記短尺角棒を形成することを特徴とする。

本実施の形態に係る集成材の製造方法は、３本以上の分割体を形成し、各分割体における前記接合部分の位置を、少なくとも２本の他の分割体における前記接合部分の位置から長手方向にずらすことを特徴とする。

本実施の形態にあっては、一の長尺棒材における短尺棒材同士の接合部分の位置が、他の長尺棒材における接合部分の位置から長手方向に適長ずれている。故に、一の長尺棒材及び他の長尺棒材の一方における接合部分が、一の長尺棒材及び他の長尺棒材の他方における非接合部分によって補強される。従って、集成材の強度を向上させることができる。

本実施の形態に係る集成材においては、一の長尺棒材における接合部分の位置から、他の長尺棒材における接合部分の内、一の長尺棒材における接合部分に最も近い接合部分の位置までのズレ量は、均一である（全て等しい）。

このような集成材を製造するために、例えば本実施の形態に係る集成材の製造方法においては、３本以上の短尺角棒の長手方向の端部同士を互いに接合することによって形成された長尺角棒が用いられる。長尺角棒を長手方向に沿って分割することによって、複数本の分割体が形成される。集成材は、複数本の分割体の側面同士を接合することによって形成される。各分割体は、集成材を構成する１又は複数の長尺棒材に対応する。

一の分割体における接合部分同士の間隔と他の分割体における接合部分同士の間隔とは互いに等しい。従って、一の分割体における短尺角棒同士の接合部分の位置を、他の分割体における接合部分の位置から長手方向に適長ずらせば、長尺角棒を構成する短尺角棒の長手方向の長さが不均一であっても、一の分割体における接合部分が他の分割体における接合部分に隣接するか又は接近配置される虞はない。また、一の分割体における接合部分の位置から、他の分割体における接合部分の内、一の分割体における接合部分に最も近い接合部分の位置までのズレ量が均一になる。

本実施の形態にあっては、３本以上の長尺棒材の内の各長尺棒材における接合部分の位置が、３本以上の長尺棒材の内の少なくとも２本の他の長尺棒材における接合部分の位置から長手方向にずれている。故に、各長尺棒材における接合部分が、少なくとも２本の他の長尺棒材における非接合部分によって補強される。従って、集成材の強度を更に向上させることができる。

このような集成材を製造するために、例えば本実施の形態に係る集成材の製造方法においては、３本以上の分割体が形成される。３本以上の分割体の内の各分割体における接合部分の位置を、３本以上の分割体の内の少なくとも２本の他の分割体における接合部分の位置から長手方向にずらせば、各分割体における接合部分が少なくとも２本の他の分割体における接合部分に隣接するか又は接近配置される虞はない。

本実施の形態にあっては、４本の長尺棒材の内、２本の長尺棒材夫々における接合部分が互いに隣接している。しかしながら、２本の長尺棒材における接合部分の位置が、残りの２本の長尺棒材夫々における接合部分の位置から長手方向にずれている上に、２本の長尺棒材は残りの２本の長尺棒材の間に挟まれている。故に、互いに隣接している接合部分の強度の低さが集成材の強度に悪影響を及ぼすことを防止することができる。

本実施の形態にあっては、短尺角棒が複数本の角材を用いて形成されるので、短尺角棒を構成する角材として、例えば短尺角棒の断面積よりも断面積が小さいラミナを有効利用することができる。

本実施の形態の集成材及び集成材の製造方法による場合、集成材の強度を向上させることができる。

実施の形態に係る集成材を示す斜視図である。 集成材を示す分解斜視図である。 集成材を示す平面図である。 実施の形態に係る集成材の製造方法を説明するための角材及び短尺角棒を示す斜視図である。 短尺角棒を用いた長尺角棒の形成を説明するための側面図である。 短尺角棒を用いた長尺角棒の形成を説明するための平面図である。 長尺角棒の分割を説明するための平面図である。 分割体を用いた棒体の形成を説明するための平面図である。 棒体を用いた集成材の形成を説明するための平面図である。 棒体を用いた集成材の形成を説明するための斜視図である。

以下、本発明を、その実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。

図１は、実施の形態に係る集成材を示す斜視図である。
図２は、集成材を示す分解斜視図である。
図３は、集成材を示す平面図である。
図中１は丸棒状の集成材であり、集成材１は、４本の長尺棒材１１，１２，１３，１４を備える。長尺棒材１１，１４は互いに同じ形状をなし、長尺棒材１２，１３は互いに同じ形状をなす。

長尺棒材１１は、弓形状の断面を有する。長尺棒材１１の周面の一部は平坦面１１ａであり、平坦面１１ａは、長尺棒材１１の長手方向に延びる矩形状をなす。長尺棒材１１の周面の残部は曲面１１ｂである。

長尺棒材１２は、２本の脚が円弧状をなす等脚台形状の断面を有する。長尺棒材１２の周面の一部は平坦面１２ａ，１２ｂであり、平坦面１２ａ，１２ｂ夫々は、長尺棒材１２の長手方向に延びる矩形状をなす。平坦面１２ａ，１２ｂは互いに平行である。平坦面１２ａの幅（図２中の縦方向の長さ）は平坦面１２ｂの幅より短い。平坦面１２ａと長尺棒材１１の平坦面１１ａとは合同であり、互いに対向している。長尺棒材１２の周面の残部は曲面１２ｃ，１２ｄである。
同様に、長尺棒材１３は、２本の脚が円弧状をなす等脚台形状の断面を有し、長尺棒材１３の周面の一部は平坦面１３ａ，１３ｂである。平坦面１３ｂと長尺棒材１２の平坦面１２ｂとは合同であり、互いに対向している。長尺棒材１３の周面の残部は曲面１３ｃ，１３ｄである。

長尺棒材１１と同様に、長尺棒材１４は弓形状の断面を有し、長尺棒材１４の周面の一部は平坦面１４ａである。平坦面１４ａと長尺棒材１３の平坦面１３ａとは合同であり、互いに対向している。長尺棒材１４の周面の残部は曲面１４ｂである。

長尺棒材１１，１２，１３，１４は、長尺棒材１１，１２の平坦面１１ａ，１２ａが互いに接合され、長尺棒材１２，１３の平坦面１２ｂ，１３ｂが互いに接合され、長尺棒材１３，１４の平坦面１３ａ，１４ａが互いに接合されている。長尺棒材１１，１２，１３，１４の接合は、例えば接着材を用いて行なわれる。集成材１の周面には、曲面１１ｂ、曲面１２ｃ、曲面１３ｄ、曲面１４ｂ、曲面１３ｃ、及び曲面１２ｄが周方向にこの順に並ぶ。

長尺棒材１１は、３本以上の短尺棒材１１１，１１１，…の長手方向の端部同士を接合することによって形成されている。隣接する短尺棒材１１１，１１１同士は、フィンガージョイントによって接合されている。故に、長尺棒材１１は、短尺棒材１１１，１１１，…同士の接合部分１１２，１１２，…を有する。
短尺棒材１１１，１１１，…夫々の長手方向の長さは不均一である。故に、長尺棒材１１における接合部分１１２，１１２，…同士の間隔は不均一である。
同様に、長尺棒材１４は、３本以上の短尺棒材１４１，１４１，…同士を接合することによって形成されており、短尺棒材１４１，１４１，…同士の接合部分１４２，１４２，…を有する。長尺棒材１４における接合部分１４２，１４２，…同士の間隔は不均一である。

長尺棒材１２は、３本以上の短尺棒材１２１，１２１，…の長手方向の端部同士を接合することによって形成されている。故に、長尺棒材１２は、短尺棒材１２１，１２１，…同士の接合部分１２２，１２２，…を有する。隣接する短尺棒材１２１，１２１同士は、互いにフィンガージョイントによって接合されている。
短尺棒材１２１，１２１，…夫々の長手方向の長さは不均一である。故に、長尺棒材１２における接合部分１２２，１２２，…同士の間隔は不均一である。
同様に、長尺棒材１３は、３本以上の短尺棒材１３１，１３１，…同士を接合することによって形成されており、短尺棒材１３１，１３１，…同士の接合部分１３２，１３２，…を有する。長尺棒材１３における接合部分１３２，１３２，…同士の間隔は不均一である。

長尺棒材１２における接合部分１２２，１２２，…の長手方向の位置と長尺棒材１３における接合部分１３２，１３２，…の長手方向の位置とは互いに一致している。

一方、長尺棒材１２における接合部分１２２，１２２，…の位置は、長尺棒材１１における接合部分１１２，１１２，…の位置から長手方向に適長ずれている。また、長尺棒材１３における接合部分１３２，１３２，…の位置は、長尺棒材１４における接合部分１４２，１４２，…の位置から長手方向に適長ずれている。

長尺棒材１２における接合部分１２２，１２２，…の位置から、長尺棒材１１における接合部分１１２，１１２，…の内、長尺棒材１２における接合部分１２２，１２２，…に最も近い接合部分１１２，１１２，…の位置までのズレ量は、図３に示すズレ量ａ（ａはａ＞０の実数）で均一である。また、長尺棒材１３における接合部分１３２，１３２，…の位置から、長尺棒材１４における接合部分１４２，１４２，…の内、長尺棒材１３における接合部分１３２，１３２，…に最も近い接合部分１４２，１４２，…の位置までのズレ量は、ズレ量ｂ（ｂはｂ＞０の実数）で均一である。なお、ズレ量ａ，ｂはａ＝ｂでもａ≠ｂでもよい。

長尺棒材１１における接合部分１１２，１１２，…の位置は、長尺棒材１４における接合部分１４２，１４２，…の位置から長手方向に適長ずれている。
長尺棒材１１における接合部分１１２，１１２，…の位置から、長尺棒材１４における接合部分１４２，１４２，…の内、長尺棒材１１における接合部分１１２，１１２，…に最も近い接合部分１４２，１４２，…の位置までのズレ量は、ズレ量｛ａ＋ｂ｝で均一である。

つまり、長尺棒材１１における接合部分１１２，１１２，…の位置は、３本の他の長尺棒材１２，１３，１４夫々における接合部分の位置から長手方向にずれており、長尺棒材１４における接合部分１４２，１４２，…の位置は、３本の他の長尺棒材１１，１２，１３夫々における接合部分の位置から長手方向にずれている。また、長尺棒材１２における接合部分１２２，１２２，…（及び長尺棒材１３における接合部分１３２，１３２，…）における接合部分の位置は、２本の他の長尺棒材１１，１４夫々における接合部分の位置から長手方向にずれている。そして、長尺棒材１１，１２，１４（又は長尺棒材１１，１３，１４）の内の一の長尺棒材における接合部分の位置から、長尺棒材１１，１２，１４（又は長尺棒材１１，１３，１４）の内の他の長尺棒材における接合部分の内、一の長尺棒材における接合部分に最も近い接合部分の位置までのズレ量は、均一である。

以上のような集成材１の場合、長尺棒材１１における接合部分１１２，１１２，…が、長尺棒材１２，１３，１４夫々における非接合部分によって補強され、長尺棒材１４における接合部分１４２，１４２，…が、長尺棒材１１，１２，１３夫々における非接合部分によって補強される。また、長尺棒材１２，１３は、長尺棒材１１，１４の間に挟まれている上に、長尺棒材１２，１３における接合部分１２２，１２２，…及び接合部分１３２，１３２，…が、長尺棒材１１，１４夫々における非接合部分によって補強される。
従って、集成材１の強度を向上させることができる。
集成材１は、例えば階段の手すり、手すりの支柱、又は手すり子、或いは柵又は格子等を構成する棒材として用いられる。

図４は、実施の形態に係る集成材１の製造方法を説明するための角材及び短尺角棒を示す斜視図である。
図中２１，２２夫々は角材であり、図中２３は短尺角棒である。
製造者は、２本の角材２１，２２を準備する。本実施の形態では、角材２１，２２夫々の長手方向の長さ、及び断面の縦横の長さは、互いに同じである。
角材２１，２２夫々は木材製である。ここで、木材とは無垢材又は木質材である。角材２１，２２として、例えばラミナを利用してもよい。

製造者は、角材２１，２２の側面同士を接合することによって、短尺角棒２３を形成する。本実施の形態では、角材２１，２２夫々の断面形状は長方形であり、短尺角棒２３の断面形状は正方形である。

なお、角材２１，２２夫々の断面形状は正方形でもよく、短尺角棒２３の断面形状は長方形でもよい。
また、準備した角材２１，２２夫々の長手方向の長さ又は断面の縦横の長さが互いに異なる場合、製造者は、角材２１，２２の側面同士を接合することによって１本の棒材を形成し、形成した棒材を適宜に加工（例えば端部を切断、又は側面を切削）することによって、短尺角棒２３を形成してもよい。

製造者は、３本以上の短尺角棒２３，２３，…を形成する。短尺角棒２３，２３，…夫々の長手方向の長さは不均一である。

図５は、短尺角棒２３，２３，…を用いた長尺角棒の形成を説明するための側面図である。
図６は、短尺角棒２３，２３，…を用いた長尺角棒の形成を説明するための平面図である。
図中２４は長尺角棒である。製造者は、短尺角棒２３，２３，…の長手方向の端部同士を接合することによって、長尺角棒２４を形成する。形成された長尺角棒２４は、短尺角棒２３，２３，…同士の接合部分２４１，２４１，…を有する。隣接する短尺角棒２３，２３同士は、互いにフィンガージョイントによって接合される。
本実施の形態では、各短尺角棒２３における角材２１，２２の接合面が互いに面一になるように短尺角棒２３，２３，…同士が接合される。この結果、長尺角棒２４の側面に表れる角材２１，２１，…と角材２２，２２，…との境界線が一直線になる。

図７は、長尺角棒２４の分割を説明するための平面図である。
製造者は、長尺角棒２４を長尺角棒２４の長手方向に沿って切断し、３分割する。図７においては、長尺角棒２４の切断位置を太線で示している。
本実施の形態では、長尺角棒２４の切断面は角材２１，２２の接合面に平行であり、長尺角棒２４は図７中の上下方向に３等分される。

製造者は、長尺角棒２４の３分割によって、長手方向の長さが均一な３本の分割体２５１，２５２，２５３を形成する。
分割体２５１，２５２，２５３夫々は角棒である。また、分割体２５１における接合部分２４１，２４１，…同士の間隔と、分割体２５２における接合部分２４１，２４１，…同士の間隔と、分割体２５３における接合部分２４１，２４１，…同士の間隔とは互いに等しい。
分割体２５１には角材２１，２１，…夫々の一部が含まれており、分割体２５３には角材２２，２２，…夫々の一部が含まれている。一方、分割体２５２には、角材２１，２１，…夫々の残部と角材２２，２２，…夫々の残部とが含まれている。

図８は、分割体２５１，２５２，２５３を用いた棒体の形成を説明するための平面図である。
図中２６は棒体であり、棒体２６は、両端面夫々が段差を有する角棒状をなす。
分割体２５１，２５２，２５３の形成後、製造者は、分割体２５１における接合部分２４１，２４１，…の位置を、分割体２５２における接合部分２４１，２４１，…の位置から長手方向にズレ量ａだけずらし、分割体２５３における接合部分２４１，２４１，…の位置を、分割体２５２における接合部分２４１，２４１，…の位置から長手方向にズレ量ｂだけずらす。分割体２５１をずらす方向と分割体２５３をずらす方向とは互いに逆である。以上の結果、棒体２６が形成される。

ここで、ズレ量ａ，ｂ夫々は、長手方向の長さが最も短い短尺角棒２３の長手方向の長さの半分以下である。故に、分割体２５１における接合部分２４１，２４１，…が他の分割体２５２，２５３夫々における接合部分２４１，２４１，…に隣接するか又は接近配置される虞はない。同様に、分割体２５２における接合部分２４１，２４１，…が他の分割体２５３における接合部分２４１，２４１，…に隣接するか又は接近配置される虞はない。

本実施の形態では分割体２５２に対して相対的に分割体２５１，２５３を互いに逆方向にずらしているが、これに限定されず、例えば分割体２５１に対して相対的に分割体２５２，２５３を互いに逆方向にずらしてもよい。

図９は、棒体２６を用いた集成材１の形成を説明するための平面図である。
図１０は、棒体２６を用いた集成材１の形成を説明するための斜視図である。
図中２７は集成材であり、集成材２７は角棒状をなす。集成材２７の両端面夫々は、正方形の平坦面である。
作業者は、棒体２６の両端部を適宜の位置で切断することによって、角棒状の集成材２７を形成する。

集成材２７においては、分割体２５１，２５２，２５３の内の各分割体における接合部分２４１，２４１，…夫々が、分割体２５１，２５２，２５３の内の２本の他の分割体夫々における非接合部分によって補強されるので、集成材２７の強度を向上させることができる。

ここで、ズレ量ａ，ｂ夫々が大きいほど（即ち接合部分２４１が他の接合部分２４１から離れているほど）、集成材２７の強度は向上する、と考えられる。しかしながら、ズレ量ａ，ｂ夫々が大きすぎる場合、図８に示す棒体２６の両端部を切断することによって生じる端材が無用に大きくなる、という問題が生じる。故に、ズレ量ａ，ｂ夫々を適切に決定する必要がある。

集成材２７の形成後、作業者は、集成材２７の４つの側面を切削することによって、図１に示す集成材１を形成する。図１０には、集成材１の端面の輪郭が二点鎖線で示されている。

なお、集成材２７が最終製品として用いられてもよい。また、集成材２７から非円形断面（例えば楕円形断面）を有する集成材１が形成されてもよい。
短尺角棒２３を形成する場合に、３本以上の角材が接合されてもよい。又は、１本の角材が短尺角棒２３として用いられてもよい。例えば３本の角材を用いる場合、２本の角材が残る１本の角材を挟むようにして、３本の角材の側面同士が接合されてもよい。又は、２本の角材が図４に示すように接合され、残る１本の角材が２本の角材の境界部分を覆うようにして、３本の角材の側面同士が接合されてもよい。

図４に示す短尺角棒２３を用いて長尺角棒２４を形成する場合、一の短尺角棒２３における角材２１，２２の接合面と他の短尺角棒２３における角材２１，２２の接合面とが直交するように短尺角棒２３，２３，…が接合されてもよい。
長尺角棒２４は３等分される構成に限定されない。長尺角棒２４は不均一に分割されてもよく、２分割、又は４分割以上に分割されてもよい。

今回開示された実施の形態は、全ての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上述した意味ではなく、特許請求の範囲と均等の意味及び特許請求の範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。

１，２７ 集成材
１１，１２，１３，１４ 長尺棒材
１１１，１２１，１３１，１４１ 短尺棒材
１１２，１２２，１３２，１４２，２４１ 接合部分
１１ａ，１２ａ，１３ａ，１３ｂ，１４ａ 平坦面
２１，２２ 角材
２３ 短尺角棒
２４ 長尺角棒
２５１，２５２，２５３ 分割体

Claims (3)

1. 棒状の集成材において、
   長手方向に延びる平坦面を夫々有する複数本の長尺棒材の前記平坦面同士が接合されており、
   各長尺棒材は、夫々の長さが不均一な３本以上の短尺棒材の長手方向の端部同士を接合することによって形成されており、
   一の長尺棒材における前記短尺棒材同士の接合部分の位置は、他の長尺棒材における前記接合部分の位置から長手方向に適長ずれており、
   前記一の長尺棒材における前記接合部分の位置から、前記他の長尺棒材における前記接合部分の内、前記一の長尺棒材における前記接合部分に最も近い接合部分の位置までのズレ量は均一であり、
   ４本の前記長尺棒材を備え、
   各長尺棒材における前記接合部分の位置は、少なくとも２本の他の長尺棒材における前記接合部分の位置から長手方向にずれており、
   ２本の前記長尺棒材夫々は、互いに平行な２つの前記平坦面を有し、
   ２本の前記長尺棒材夫々の一方の前記平坦面同士は、２本の前記長尺棒材夫々における前記接合部分の長手方向の位置が互いに一致するようにして接合されており、
   ２本の前記長尺棒材夫々の他方の前記平坦面に、残る２本の前記長尺棒材の前記平坦面が接合されていることを特徴とする集成材。
2. 棒状の集成材を製造する方法において、
   ３本以上の短尺角棒の長手方向の端部同士を互いに接合することによって、長尺角棒を形成し、
   形成された長尺角棒を、長手方向に沿って分割することによって、複数本の分割体を形成し、
   一の分割体における前記短尺角棒同士の接合部分の位置を、他の分割体における前記接合部分の位置から長手方向に適長ずらし、
   前記複数本の分割体の側面同士を接合し、
   複数本の角材の側面同士を接合することによって前記短尺角棒を形成することを特徴とする集成材の製造方法。
3. ３本以上の分割体を形成し、
   各分割体における前記接合部分の位置を、少なくとも２本の他の分割体における前記接合部分の位置から長手方向にずらすことを特徴とする請求項２に記載の集成材の製造方法。

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