JPH0791863B2 - 建築物の木造骨組構造 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、建築物の木造骨組構造およびこの木造骨組構
造に用いられる中空構造材に係り、特に通常のプレハブ
住宅よりも大型の農家、町屋風の建築物に適する木造の
骨組構造および中空構造材に関する。

〔従来の技術〕

従来の木質系プレハブ住宅における骨組構造は、所定太
さの１本ものの角材に、同じく１本ものの梁を柄結合あ
るいは鎹を用いて結合するのが一般的である。この際、
角柱等として用いられる角材は、太いものでも７寸角が
限度であり、昔の農家や町屋等のような民家型の住宅に
用いられる一尺角というような太い柱は用いられていな
い。これは、近年の森林の開発に伴い太い樹木そのもの
が少なくなってしまったことと、太い木材は乾燥しにく
く、乾燥させるとしても極めて長期間を必要とし、極め
て高価となってしまうからである。

一方、乾燥を十分に行わないと、建築後の柱等に割れが
生じたり、反りが生じたりして建物の機能上不都合をき
たす。

このような欠点を改良するため、２×４等といわれる所
定断面形状の乾燥材を複数枚積み重ねて固定して形成さ
れた集成材を用いる工法も開発されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、このような集成材にあっては、同じ断面形状の
板材を単に積み重ねて接着したものであるため、中実材
となってあまり大きな柱等は形成できず、仮に形成した
としても極めて重量が大きくなるばかりでなく、各柱等
を連結するにあたり柄孔の形成等が極めて困難であると
いう問題点がある。

ところで、集成中空材のものとしては、実開昭56-14960
9号に記載されたものがあるが、これは、原木をいわゆ
るみかん割して使用できるように断面五角形状の素材を
用い、五角形の一辺を形成する斜面を内側にして集成し
たものであり、これは中空部を材料の組み立てに有効利
用するものではなく、むしろ、端面を閉塞して用いるも
のである。

本発明の目的は、大断面の構造材をも含むことが可能
で、かつ、骨組を容易にできる建築物の木造骨組構造お
よびこの木造骨組構造に用いられる中空構造材を提供す
るにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の骨組構造は、断面が略方形断面であって断面寸
法が同一の乾燥された細長の木質単位素材を内部に木質
単位素材の少なくとも１本分の空間を設けて複数本接着
により集束して、中空の断面正方形状、長方形状、日字
状、目字状等の中空構造材を形成し、この中空構造材の
一部を、少なくとも中空部に連通するように木質単位素
材の幅および高さ寸法の整数倍の大きさで切欠き、この
切欠部分を利用して前記中空構造材と同様な構造の他の
中空構造材を順次連結固定して構成した建築物の木造骨
組構造である。

本発明において、中空構造材の連結は、中空構造材の中
空部あるいは切欠部分に挿入される木材、金属材、その
他の材料からなるやとい等といわれる連結部材を介して
行われるのが好ましい。

本発明の中空構造材は、間伐材の利用も可能な程度の太
さ、例えば6cm角、4.5cm角の太さを有する略方形断面の
細長の木質単位素材を複数本接着により集成して構成さ
れている。

〔作用〕

本発明において、所定の建築物を構成するには、所定太
さの中空構造材を用いて柱を構成し、この柱に同じく中
空構造材からなる梁を水平方向に連結する。また、建物
が２階あるいは３階建等のように高さ方向に高い場合
は、通し柱もしくは柱の上端にさらに中空構造材からな
る柱を連結して建築物の高さに見合う柱構造物を構成す
る。この柱同士の連結は、上下の柱の太さが等しい場合
には、これらの柱の中空部内に入る連結部材を介して連
結、固定してもよく、また、重量を受ける度合の少ない
上方の柱を細くする場合には、この細い柱が太い下側の
柱の中空部に入る太さとし、この上方部の柱を直接下方
の柱の中空部内に挿入固定してもよい。

前記柱と梁との連結にあたり、柱の太さが十分に大き
く、梁を柱に貫通させることができる場合には、梁その
ものを柱を貫いて挿入し、連結ボルト、その他適宜な手
段で固定してもよく、また、柱の太さに比べ梁の太さが
比較的太く、強度上から梁を柱に貫通させることができ
ない場合には、梁の中空部を利用して梁の中空部内に挿
入可能な連結部材を用い、この連結部材を柱に貫通さ
せ、この連結部材の柱から突出した両端部にそれぞれ隣
接する梁の中空部を挿入固定して連結するようにしても
よい。

さらに、柱に対し直交方向に４本の梁を連結するいわゆ
る４方差しの場合には、柱に連結部材を十字方向に貫通
させて連結を行うが、この連結部材は、柱の中空部内に
おいて互いに係合可能な切欠部を有し、この切欠部を介
して直交方向に連結部材を貫通させ、この貫通後連結部
材を互いに柱の軸方向にスライドさせて連結部材同士を
交差状態で係合し、この両連結部材の柱からの突出部に
それぞれ隣接した梁の中空部を挿入固定するようにすれ
ばよい。

その他、柱と梁との連結は、その連結部の形状に応じて
適宜行う。また、その連結部の固定も、ボルトや接着
剤、さらには楔等適宜な手段を用いて行う。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図（Ａ）〜（Ｆ）には、本発明に用いられる中空構
造材の例が示されている。（Ａ）には、最も小さい断面
形状を有する中空構造材10が示され、この中空構造材10
は、例えば6cm角の細長の木質単位素材１を８本集束し
て断面正方形状に構成し、その中央部に単位素材１と等
しい大きさの中空部10Aを有している。（Ｂ）には、
（Ａ）よりも大きく、一辺を構成する単位素材１がそれ
ぞれ５個となるような大きさの中空構造材11が示され、
この中空構造材11の内部には前記（Ａ）に示される中空
構造材10が丁度嵌合し得るような中空部11Aが形成され
ている。（Ｃ）には、短辺を構成する単位素材が４個、
長辺を構成する単位素材１が６個の断面長方形状の中空
構造材12が示され、この中空構造材12の中心部には、単
位素材１を短辺２個長辺４個並べたと同じ大きさの中空
部12Aが形成されている。（Ｄ）には、（Ｂ）に示され
る中空構造材11の中空部11A内の中央の単位素材１が配
置されて断面日の字状に形成された中空構造材13が示さ
れ、この中空構造材13の内部には２箇所に分かれた中空
部13Aが形成されている。（Ｅ）には、断面目字状の中
空構造材14が示され、この中空構造材14は、内部に３箇
所の中空部14Aを有している。（Ｆ）には、前記（Ｂ）
に示される中空構造材11の内方に（Ａ）に示される中空
構造材10と同等の中空構造材が嵌合されたと同様な構造
の中空構造材15が示され、この中空構造材15を構成する
複数の単位素材１の中央部には単位素材１と同じ大きさ
の中央部15Aが形成されている。この際、（Ｄ），
（Ｅ），（Ｆ）に示される構造材13,14,15は、その内部
にも単位素材１を有しているため、強度補強がなされた
構造とされている。

第２図には、第１図に示された各種の中空構造材および
さらに他の形状の中空構造材を用いた建築物の木造骨組
構造の一実施例が示されている。

第２図において、建築物の中心をなす、いわゆる大黒柱
の下部を構成する第１の柱21は、例えば第１図（Ｂ）に
示される中空構造材11と同様な構造材が用いられ、木質
単位素材１を6cm角とすると、この柱21は、30cm角いわ
ゆる一尺角の柱とされている。第１の柱21の軸方向中心
部には、その全長にわたり中空部21Aが形成されるとと
もに、その上部には、中空部21Aに連通するように、図
中前後方向に切欠かれた切欠孔21Bと図中左右方向に切
欠かれ前記切欠孔21Bより小さい形状の切欠孔21Cとがそ
れぞれ形成されている。

前記第１の柱21の切欠孔21B内には、この切欠孔21Bに丁
度嵌合するように第１の梁23が挿入され、この第１の梁
23は、例えば単位素材１が短辺３、長辺８となるような
偏平な中空構造材とされ、その内部に中空部23Aを有し
ている。また、第１の梁23の第１の柱21に挿入された部
分において、第１の柱21の切欠孔21Cに対応した位置に
は、中空部23Aに連通するように図中左右方向に貫通し
た切欠孔23Bが設けられている。この切欠孔23Bは、単位
素材１を縦方向に２本積層したと同じ大きさの孔とさ
れ、この切欠孔23B内には前記第１の梁23と直交する方
向に配置される第３、第４の梁24,25を連結するための
単位素材２本からなる梁連結部材26が挿入されるように
なっている。つまり、切欠孔21Bは、単位素材１の幅お
よび高さ寸法の整数倍（３×８）の大きさで切欠かれ、
切欠孔23Bは、単位素材１の幅および高さ寸法の整数倍
（１×２）の大きさで切欠かれていることになる。この
梁連結部材26の第１の梁23からの突出した両端には、そ
れぞれ前記第３、第４の梁24,25の中空部24A,25Aが挿入
され、ボルトあるいは接着剤等の適宜な手段で固定され
る。この際、第３、第４の梁24,25は短辺３個、長辺４
個の中空構造材とされ、その中空部24A,25Aはそれぞれ
梁連結部材26に丁度嵌合する形状とされている。また、
第１の柱21の図中左右方向に形成された切欠孔21Cは、
第３、第４の梁24,25の外周が丁度嵌合する嵌合する大
きさ、つまり、単位素材１の幅および高さ寸法の整数倍
（３×４）の大きさとされ、第３、第４の梁24,25の第
１の柱21への連結がより強固になされるようになってい
る。

前記第１の梁23の第１の柱21からの突出部の途中には前
記切欠孔23Bと同一形状の切欠孔23Cが設けられ、この切
欠孔23C内に貫通される前記梁連結部材26と同等形状の
梁連結部材27により第５、第６の梁28,29が連結される
ようになっている。これらの連結部の前述と同様に接着
剤あるいはボルト等により適宜固定され、以下の各連結
部も同様な手段により固定されるようになっている。

前記第１の柱21の中空部21Aの上端には、第１図（Ａ）
に示される中空構造材10と同様形状の連結部材31が挿入
固定され、この連結部材31には第１の柱21と同一形状の
第２の柱32がその中空部32Aを介して連結固定されてい
る。この第２の柱32の上端部には、図中その前後方向お
よび左右方向に貫通し中空部32Aに連通する切欠孔32Bお
よび32Cが設けられ、これらの切欠孔32B,32C内には、そ
の両端がそれぞれ第２の柱32から突出された連結部材33
および34がそれぞれ挿入されている。

連結部材33,34は、金属材、木材等適宜な材料により、
第３図に示される形状とされている。すなわち、連結部
材33,34は、それぞれ第２の柱32の中空部32A内に位置す
る位置に、互いに嵌合する切欠き33A,34Aを備え、これ
らの切欠き33A,34Aが互いに嵌合された際、両連結部材3
3,34が高さ位置が一致した十字状となるようにされてい
る。この際、第２の柱32の前後方向に形成される切欠孔
32Bは、連結部材33の高さ寸法と略等しい寸法とされ、
一方、左右方向に形成される切欠孔32Cは、予め切欠孔3
2Bに挿入されている連結部材33の切欠き33Aを通って他
方の連結部材34を挿入できるに十分なように、連結部材
34よりその高さ寸法が長く形成されている。これにより
連結部材34の切欠き34Aが連結部材33の切欠き33Aと対向
された位置にきたとき、他方の連結部材34を一方の連結
部材33側に押し下げたとき、両連結部材33,34が互いに
係合されるようになっている。この連結部材34の押し下
げにより、連結部材34の上方に形成される切欠孔32Cの
隙間には、左右方向からそれぞれ楔35が挿入されて連結
部材34の仮固定がなされ、完全な固定は前述のように接
着等によりなされる。この際、楔35は、第２の柱32の外
面から突出しないような形状に設定されている。

前記第２の柱32の上端に直交方向にそれぞれ両端部が突
出された両連結部材33,34には、それぞれ同一形状の梁
部材36,37,38,39が各中空部36A,37A,38A,39Aを介して連
結固定されている。この際、各中空孔36A〜39Aは、丁度
連結部材33,34に嵌合する形状とされている。

前記第２の柱32の上端には中空部32Aを利用して第３の
柱41が嵌合固定されている。この第３の柱41は、前記第
１図の（Ａ）と同様な中空部構造材10から構成されてい
る。第３の柱41の上部には、中空部41Aに連通する上下
方向に単位素材１の２本分の切欠孔41Bが形成され、こ
の切欠孔41Bを貫通して連結部材42が挿入されている。
この連結部材42は、単位素材１を上下に２本重ねた形状
とされ、その両端部は第３の柱41から突出されている。
この連結部材42の柱41から突出された部分には、短辺３
個、長辺４個の梁43,44がそれぞれ中空部43A,44Aを利用
して嵌合固定されている。

このように構成された本実施例を組み立てるには、工場
にて予め単位素材を集束接着して製作されている所定断
面形状の中空構造材を用いて柱、梁あるいは連結部材の
単体を加工する。すなわち、第１の柱21を例にとると、
16本の単位素材１を正四角柱状に接着固定して中空構造
材11を構成し、この中空構造材11の長さを必要な長さに
するとともに、切欠孔21B,21Cの加工を行う。また、第
１の梁23、その他の各構成部材も同様に加工して施工現
場に運搬する。この際、必要に応じて部分組立を行って
もよい。

現場では、各部材を中空部21A,…，切欠孔21B,…等を利
用して順次連結して接着、ボルト締め、釘打ち、その他
の通常の固定手段で固定し、所望の骨組構造物を構築す
る。

以上のように構成された本実施例によれば、次にような
効果がある。

すなわち、第１の柱21、第１の梁23をはじめ、全ての柱
および梁は小断面を有する単位基礎素材１を複数集束し
て接着固定される中空構造材から形成されているから、
小径材の利用が可能となり、かつ集束前の単位素材１を
容易に防腐処理等を行うことができて耐久性を向上でき
る。また、単位素材１は小径であることから、間伐等小
径の原木を利用できて安価に提供できる。同様に小径で
あることから、十分な乾燥を容易に行うことができ、こ
の乾燥した単位素材１を用いることにより、大断面積を
有する中空構造材を構成しても寸法安定性が極めてよ
い。さらに、第１の柱21等は、それぞれ中空部21A等を
有しているため、材積を減少することができるととも
に、見掛けのボリュームを大きくでき、外観を立派にで
きるばかりでなく、この中空部21A等を利用して電気コ
ード類等の配線、配管を行うこともできる。また、柱21
等は、中空構造材を用いているから、従来工法における
柄や柄穴に相当する切欠孔21B、連結部材26等の形成が
極めて容易にでき、特に柱等を貫通する切欠孔を形成す
る場合には、途中に中空部が介在することからその芯合
せ等の問題も少ない。さらに、中空構造材は単位素材１
を所定本数だけ並べて接着すればよいから、容易に自社
工場で生産でき、工場生産による合理化を図ることも可
能である。また、建築現場においては、工場生産された
柱21、梁23等を用いて各仕口部の接着接合等をすればよ
く、容易に建築物の木造骨組構造を形成できる。この
際、各柱21、梁23等の接続は、伝統的な継手、仕口の手
法を応用することができ、接続構造の多様化を図ること
ができる。また、柱21、梁23等に形成される切欠孔21B,
21C,23B等により強度の低下が心配される場合には、当
該部分を含む中空孔21A,23A内に適宜な補強部材を挿入
することにより、容易に部分的な補強を行うことがで
き、柱21、梁23等の設計の自由度を大きくできる。さら
に、柱21、梁23等は、その断面形状を規格化しておけ
ば、複数種類の断面形状の柱あるいは梁を在庫すること
により、あらゆる構造の木造骨組構造に対応でき、中空
構造材の部品の在庫管理をシステマティックに行うこと
ができる。また、当然のことながら、各柱21等は、木質
の単位素材１から構成されているから、木のもつ加工性
のよさを活かすことができ、かつ外観上も木本来の感触
を与えることができる。さらに、中空構造は、柱21、梁
23として用いる場合もかなり断面積の大きいものを容易
に製造できることから、大黒柱的構造および大きなスパ
ンの梁とすることができ、従来通常のプレハブ木造住宅
では困難であった農家、町家風の大型民家を構成でき、
かつ、洋風リゾート型の大型家屋をも設計できて建築物
の高級感を創出することができる。また、中空構造材
は、建築規準による材料認定を受ければ、在来工法とし
ての運用も考えられ、その応用範囲を極めて広くでき
る。

なお、本発明の実施にあたり、各柱、梁等の接続構造
は、前記実施例に限定されるものではなく、他の構造で
もよい。例えば、第４図に示されるように、柱51に形成
される切欠部51Bは、柱51の途中に設けられるものでは
なく、柱51の端部に設けられて上端が開放されているも
のであり、この切欠部51B内には、中空部52Aを有する梁
52が柱51の上端とその上面との高さを一致させて挿入固
定されるものでもよい。また、第５図に示されるよう
に、中空部53Aを有する柱53に形成される切欠部53Bは、
その上端を開放されるとともに、柱53を貫通するもので
はなく、一側面にのみ開放されたものであり、この切欠
部53Bに中空部54Aを有する梁54が挿入固定されるもので
もよい。

また、第６図に示されるように、中空部55Aを有する中
空構造体からなる柱55の切欠部55B内に挿入される連結
部材56は、中空部55A内に位置する部分に突部56Aを形成
され、この突部56Aにそれぞれ連結部材56の端部から挿
入される図示しない梁部材の端面を当接させて梁部材と
連結部材56との位置決めとするようにしてもよい。

さらに、第７図に示されるように、中空構造材からなる
一対の柱61,62の上端間に梁63をピン結合し、この梁63
の途中にパネル部材70を取り付け、前記ピンジョイント
部を接着固定するようにした門型ラーメン構造として本
発明の木造骨組構造を構成してもよい。この際、パネル
部材70の取り付けに当たり、両方の柱61,62に取り付け
られる梁63の床面からの高さに対し、パネル部材70の高
さが略等しい場合には、パネル部材70のラーメン構造へ
の取り付けが極めて困難になる。この場合、第８図に示
されるように、柱61および62に形成される切欠孔61A,62
Aを、梁63の連結に用いられる連結部材64の高さ寸法よ
りも寸法Ｈだけ大きい切欠部61B,62Bとして形成してお
けば、パネル部材70の挿入時に梁63を切欠部61B,62Bの
上方側に移動させて梁63とパネル部材70との間に前記寸
法Ｈに相当する隙間を形成し、この状態でパネル部材70
を配置し、この後梁63を寸法Ｈだけ押し下げて梁63とパ
ネル部材70の上端面とを固定すればよい。この固定に当
たり、梁63とパネル部材70との間は、第９図に示される
ように、平板状の連結金具71を用いて固定してもよく、
さらには第９図および第10図に示されるように、平板状
の部材の両側縁に立ち上がり部を有する連結金具72を利
用して取り付けてもよい。このように、柱61,62と梁63
との接合部に梁63の連結部材64よりも上下方向の寸法の
大きい切欠き61B,62Bを形成したいわゆる上下アジャス
ト機構を設ければ、パネル部材70の挿入を極めて容易に
できるという効果を付加できる。

さらに、単位素材１の断面形状における各辺の寸法は、
6cm角に限らず他の寸法でもよい。また、各連結部材の
端部には、端部側に面取り、あるいは端部側に至るに従
い先細りとなるテーパを設けて梁等の挿入を容易にして
もよい。さらに、連結部材の材質は、木材に限らず、金
属、プラスチック等でもよい。

〔発明の効果〕

前述のように発明によれば、中空構造材は、木質単位素
材を一単位として形成されているので、この木質単位素
材の並べ方を変えるだけで簡単に、柱、梁、およびそれ
らの継ぎ手、仕口等を形成することができる。すなわ
ち、中空構造材の切欠部は、木質単位素材の幅および高
さ寸法の整数倍の大きさとなっているので、この切欠部
に嵌め込まれる連結部材も、木質単位素材を組み合わせ
て接着により集束して形成することができる。また、連
結部材が切欠部に合わせた大きさ、つまり、木質単位素
材の幅および高さ寸法の整数倍の大きさに形成されてい
るので、この連結部材を介して連結される他の中空構造
材の先端の中空部の容易に形成でき、これにより、接続
構造を極めて多様にできるばかりでなく、断面積の大き
い構造材をも容易に形成でき、建築物としての付加価値
を向上することができるという効果がある。

また、中空構造材の切欠部は、木質単位素材の幅および
高さ寸法の整数倍の大きさとなっているので、切欠部に
挿入される連結部材は、木質単位素材だけを組み合わせ
て形成でき、特に、連結部材を後加工する必要がないと
いう効果がある。

なお、本発明について、IPCを「E04C 3/12,E04C 3/4
2」、キーワードを「集成材」などとしていわゆるパト
リス検索を行なったところ、本発明のような「建築物の
木造骨組構造および中空構造材」は見当たらず、該当分
野における本発明の斬新性が明らかになった。

【図面の簡単な説明】

第１図（Ａ）〜（Ｆ）は本発明に用いられるそれぞれ異
なる形状の中空構造材を示す断面図、第２図は本発明に
係る建築物の木造骨組構造の一実施例を示す一部を切欠
いた斜視図、第３図は第２図の要部の一部を断面した分
解斜視図、第４図は本発明の前記実施例とは異なる連結
構造を示す斜視図、第５図は本発明のさらに異なる連結
構造を示す斜視図、第６図は本発明に用いられる接続構
造のさらに他の実施例を示す要部の断面斜視図、第７図
は本発明を門型ラーメン構造に適用した概略構成図、第
８図は第７図の接続構造の一例を示す分解斜視図、第９
図は第７図の梁とパネルとの連結金具を示す正面図、第
10図は第９図の連結金具の一例を示す斜視図である。 １……木質単位素材、10〜15……中空構造材、10A〜15A
……中空部、21,32,41,51,53,55,61,62……柱、21A,32
A,41A、51A,53A,55A,61A,62A……中空部、21B,21C,23B,
23C,32B,32C,55B……切欠孔、23〜25,28,29,36〜39,43,
44,52,54,63……梁、23A〜25A,28A,29A,36A〜39A,43A,4
4A,52A,53A,63A……中空部、51B,53B……切欠部、26,2
7,31,32,33,42,56……連結部材。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】断面が略方形であって幅および高さ寸法が
   同一となった複数本の細長の木質単位素材を、自身の長
   さ方向に添わせた状態で組み合わせ接着により集束して
   柱、梁等の構造材とし、これら構造材同士を連結固定す
   る建築物の木造骨組構造において、前記構造材は、自身
   の内部に少なくとも１本分の前記木質単位素材の大きさ
   の空間を自身の長さ方向に添って形成した中空構造材と
   され、かつ、互いに連結固定される一方の中空構造材に
   は、その内部の中空部に連通しかつ前記木質単位素材の
   幅および高さ寸法の整数倍の大きさとなった切欠部が形
   成され、この切欠部には、この切欠部分に収まる大きさ
   の連結部材が嵌め込まれ、この連結部材には、前記一方
   の中空構造材に連結される他方の中空構造材が、その先
   端を前記連結部材に挿入した状態で嵌め込まれるととも
   に、当該中空構造材の中空部は前記連結部材が嵌め込ま
   れる大きさに形成されていることを特徴とする建築物の
   木造骨組構造。