(57)【要約】【課題】丸太を有効利用することで原料コストを削減して、綺麗な木目模様の集成柱を安価に多量生産する。【解決手段】集成柱の製造方法は、縦方向に伸びる４本の素木材１を接合して全体を四角柱状としてなる集成柱の製造方法であって、円柱状の丸太９を、ふたつの切断面２の中心角を直角とし、かつ、ふたつの切断面２の端縁に直交する接合面３を有し、なおかつ接合面３の端縁を傾斜面４で連結してなる、扇形の両端部に接合面３を設けてなる素木材１に加工する切断工程と、切断工程で得られる４本の素木材１を、切断面２を柱の四角形の外面とし、接合面３を接着して四角柱状とする接合工程とで集成柱を製造する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
縦方向に伸びる４本の素木材を接合して全体を四角柱状としてなる集成柱の製造方法であって、
円柱状の丸太を、ふたつの切断面の中心角を直角とし、かつ、
ふたつの前記切断面の端縁に直交する接合面を有し、なおかつ
前記接合面の端縁を傾斜面で連結してなる、扇形の両端部に前記接合面を設けてなる素木材に加工する切断工程と、
前記切断工程で得られる４本の前記素木材を、前記切断面を柱の四角形の外面とし、前記接合面を接着して四角柱状とする接合工程とを含む集成柱の製造方法。
【請求項２】
前記切断工程が、
前記丸太を直交する姿勢で縦方向に切断して前記素木材の切断面を設ける分割工程と、
前記切断面に直交する前記接合面を設ける成形工程とからなることを特徴とする請求項１に記載する集成柱の製造方法。
【請求項３】
前記分割工程が、
円柱状の丸太を、縦方向に切断して、ひとつの切断面と円弧状の外周面とからなる半円柱に分割する第１の分割工程と、
前記第１の分割工程で分割された半円柱を前記切断面に直交する姿勢で縦方向に切断して、直交する２つの切断面と円弧状の外周面とを備える４本の扇形木材に切断する第２の分割工程とからなる請求項２に記載される集成柱の製造方法。
【請求項４】
前記成形工程が、前記丸太の表面を直交する４面で切断して、４列の接合面と４列の円弧状の外周面を設けることを特徴とする請求項２または３に記載する集成柱の製造方法。
【請求項５】
前記成形工程が、前記第１の分割工程で製造方法された半円柱の両側と、円弧状の外周面の中間部を切断して前記接合面を設けることを特徴とする請求項３に記載する集成柱の製造方法。
【請求項６】
前記成形工程が、前記分割工程で丸太を４分割してなる扇形木材の前記切断面の両側を直交する姿勢で縦方向に切断して、前記切断面の両側に前記接合面を設けて素木材とすることを特徴とする請求項２または３に記載する集成柱の製造方法。
【請求項７】
前記切断工程において、樹皮を除去した丸太を使用することを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載される集成柱の製造方法。
【請求項８】
前記切断工程において、外周を切削して円柱状とした加工丸太を使用することを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載される集成柱の製造方法。
【請求項９】
前記接合面の横幅（ｄ）を前記切断面の横幅（Ｄ）の１０％以上であって８０％以下とする形状に裁断することを特徴とする請求項１ないし８のいずれかに記載する集成柱の製造方法。
【請求項１０】
前記傾斜面が円弧状であることを特徴とする請求項１ないし９のいずれかに記載する集成柱の製造方法。
【請求項１１】
４本の前記素木材を接合してできる中空部に芯材を配置することを特徴とする請求項１ないし１０のいずれかに記載する集成柱の製造方法。
【請求項１２】
縦方向に伸びる４本の素木材を接合して全体を四角柱状としてなる集成柱であって、
前記素木材が、横断面形状を扇形とし、かつ扇形の両端と中心とを含む両側の切断面のなす扇形の中心角を直角とし、なおかつ扇形の外周面の両端部が切除されて前記切断面と直交する接合面を有する形状であって、
４本の前記素木材が接合面が接着されて、外形を四角柱状としてなることを特徴とする集成柱。
【請求項１３】
前記集成柱の中央部に縦方向に伸びる中空部を設けるなることを特徴とする請求項１２に記載する集成柱。
【請求項１４】
前記中空部に芯材が配置されてなることを特徴とする請求項１３に記載する集成柱。
【請求項１５】
前記芯材が金属ロッドであることを特徴とする請求項１４に記載する集成柱。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は複数の細長い素木材を接着してなる集成柱とその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
細長い複数の素木材を接着している集成柱は開発されている。（特許文献１ないし３参照）
特許文献１に記載する集成柱は、４本の素木材を接着して四角柱状とするもので、集成柱は表面が柾目となるように、丸太を切断して素木材に加工している。この集成柱は、表面の木目が柾目となる素木材を選択して使用して使用するので、柾目模様の集成柱を安価に製造できる特長がある。
また、特許文献２の集成柱は、丸太を多数の扇形の素木材に分割し、扇形両側の切断面の木目模様が柾目となる素木材を選択して角柱の表面に接着して、木目模様を柾目とする集成柱を製造するので、この集成柱も柾目模様の集成柱を安価に製造できる特長がある。
さらに、特許文献３の集成柱は、断面形状を直角三角形とする形状に木材を切断して素木材を製作し、素木材から規格に適合するものを選択し、選択された４本の素木材を接着することで、規格に適合する集成柱を製造するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】実開平６−５９０５号公報
【特許文献２】特開平９−７６２０９号公報
【特許文献３】特開昭５２−１２６９２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
４本の素木材を接着してなる従来の集成柱は、表面の木目模様を柾目とし、あるいは規格に適合する柱を製造することは可能であっても、集成柱を安価に多量生産できない欠点がある。本発明は集成柱を安価に多量生産することを目的として開発されたもので、本発明の大切な目的は、丸太を有効利用することで原料コストを削減して、綺麗な木目模様の集成柱を安価に多量生産できる製造方法と集成柱を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の集成柱の製造方法は、縦方向に伸びる４本の素木材１を接合して全体を四角柱状としてなる集成柱の製造方法であって、円柱状の丸太９を、ふたつの切断面２の中心角を直角とし、かつ、ふたつの切断面２の端縁に直交する接合面３を有し、なおかつ接合面３の端縁を傾斜面４で連結してなる、扇形の両端部に接合面３を設けてなる素木材１に加工する切断工程と、切断工程で得られる４本の素木材１を、切断面２を柱の四角形の外面とし、接合面３を接着して四角柱状とする接合工程とで集成柱を製造する。
【０００６】
本発明の集成柱は、縦方向に伸びる４本の素木材１を接合して全体を四角柱状としてなる集成柱であって、素木材１は、横断面形状を扇形とし、かつ扇形の両端と中心とを含む両側の切断面２のなす扇形の中心角を直角とし、なおかつ扇形である外周面６の両端部が切除されて切断面２と直交する接合面３を有する形状であって、４本の素木材１が接合面３で接着されて、外形を四角柱状としてなることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明は、丸太を有効利用して原料コストを削減し、綺麗な木目模様の四角柱状の集成柱を安価に多量生産できる特徴がある。それは、以上の集成柱の製造方法が、円柱状の丸太を縦方向に沿って切断して、両側の切断面の中心角を直角とし、かつ、ふたつの切断面の端縁に直交する接合面を有する、扇形の両端部に接合面を設けてなる横断面形状の素木材に切断し、４本の素木材を接合面で接着して切断面を柱の四角形の外面として集成柱とするからである。
【０００８】
とくに、集成柱を構成する素木材は、対向する切断面と接合面が互いに平行に形成されるので、接合工程において接合面同士を接着する際には、４本の素木材の切断面を外面として四方から押圧する状態で、接合面同士を確実に密着させて接着できる。このため、４本の素木材をより強固に接合しながら、集成柱の外形を正確な四角柱状に成形できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施形態にかかる集成柱の斜視図である。
【図２】図１に示す集成柱の製造方法を示す概略工程図である。
【図３】円柱状の丸太から素木材を加工する一例を示す概略工程図である。
【図４】円柱状の丸太から素木材を加工する他の一例を示す概略工程図である。
【図５】円柱状の丸太から素木材を加工する他の一例を示す概略工程図である。
【図６】丸太から素木材を加工する他の一例を示す概略工程図である。
【図７】背板から素木材を加工する一例を示す概略工程図である。
【図８】集成柱の他の一例を示す断面図である。
【図９】接合工程において４本の素木材を４面から加圧するプレス装置の一例を示す概略断面図である。
【図１０】集成柱の他の一例を示す断面図である。
【図１１】集成柱の使用例を示す垂直断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面に基づいて本発明を詳細に説明する。なお、以下の説明では、必要に応じて特定の方向や位置を示す用語（例えば、「上」、「下」、及びそれらの用語を含む別の用語）を用いるが、それらの用語の使用は図面を参照した発明の理解を容易にするためであって、それらの用語の意味によって本発明の技術的範囲が制限されるものではない。また、複数の図面に表れる同一符号の部分は同一もしくは同等の部分又は部材を示す。
さらに以下に示す実施形態は、本発明の技術思想を具体化するための集成柱の製造方法と集成柱を例示するものであって、本発明を以下に限定するものではない。また、以下に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、特定的な記載がない限り、本発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、例示することを意図したものである。また、一の実施の形態、実施例において説明する内容は、他の実施の形態、実施例にも適用可能である。また、図面が示す部材の大きさや位置関係等は、説明を明確にするため、誇張していることがある。
【００１１】
本発明のある態様にかかる集成柱は、縦方向に伸びる４本の素木材１を接合して全体を四角柱状としている。この集成柱は以下の方法で製造できる。
【００１２】
本発明の集成柱の製造方法は、円柱状の丸太９を、ふたつの切断面２の中心角を直角とし、かつ、ふたつの切断面２の端縁に直交する接合面３を有し、なおかつ接合面３の端縁を傾斜面４で連結してなる、扇形の両端部に接合面３を設けてなる素木材１に加工する切断工程と、切断工程で得られる４本の素木材１を、切断面２を柱の四角形の外面とし、接合面３を接着して四角柱状とする接合工程とで集成柱１０を製造する。
【００１３】
本発明の製造方法は、切断工程において、丸太９を直交する姿勢で縦方向に切断して素木材１の切断面２を設ける分割工程と、切断面２に直交する接合面３を設ける成形工程とで素木材１を加工することができる。
【００１４】
本発明の製造方法は、分割工程が、円柱状の丸太９を、縦方向に切断して、ひとつの切断面２と円弧状の外周面６とからなる半円柱９Ｘに分割する第１の分割工程と、第１の分割工程で分割された半円柱９Ｘを切断面２に直交する姿勢で縦方向に切断して、直交する２つの切断面２と円弧状の外周面６とを備える４本の扇形木材７に切断する第２の分割工程とを含むことができる。
【００１５】
本発明の製造方法は、成形工程において、丸太９の表面を直交する４面で切断して、４列の接合面３と４列の円弧状の外周面６を設けることができる。
【００１６】
本発明の製造方法は、成形工程において、第１の分割工程で製造方法された半円柱９Ｘの両側と、円弧状の外周面６の中間部を切断して接合面３を設けることができる。
【００１７】
本発明の製造方法は、成形工程において、分割工程で丸太９を４分割してなる扇形木材７の切断面２の両側を直交する姿勢で縦方向に切断して、切断面２の両側に接合面３を設けて素木材１とすることができる。
【００１８】
本発明の製造方法は、切断工程において、円柱状の丸太９として、樹皮を除去した丸太を使用することができる。樹皮を除去した丸太を使用する方法は、原木を円柱状に加工する工程を省略できるので、集成柱をさらに安価に多量生産できる特長がある。また、樹皮の除去された丸太は表面が高密度な形成層となって優れた防腐作用があるので、集成柱の中央部の腐蝕を有効に防止できる特長がある。
【００１９】
本発明の製造方法は、切断工程において、円柱状の丸太９として、外周を切削して円柱状とした加工丸太９Ａを使用することができる。この方法は、外形を切削して円柱状とした加工丸太を切断して素木材とするので、接着される４本の素木材を共通化して集成柱の強度を均一にできる。
【００２０】
本発明の製造方法は、接合面３の横幅（ｄ）を切断面２の横幅（Ｄ）の１０％以上であって８０％以下とする形状に裁断することができる。また、本発明の製造方法は、傾斜面４を円弧状とすることができる。さらにまた、本発明の製造方法は、４本の素木材１を接合してできる中空部５に芯材１５を配置することができる。
【００２１】
本発明の集成柱は、縦方向に伸びる４本の素木材１を接合して全体を四角柱状としてなる集成柱であって、素木材１が、横断面形状を扇形とし、かつ扇形の両端と中心とを含む両側の切断面２のなす扇形の中心角を直角とし、なおかつ扇形の外周面６の両端部が切除されて切断面２と直交する接合面３を有する形状であって、４本の素木材１が接合面３で接着されて外形を四角柱状としている。
【００２２】
本発明の集成柱は、集成柱１０の中央部に縦方向に伸びる中空部５を備えることができる。この中空部５は、芯材１５を配置することができる。芯材１５は、金属ロッド１５Ａとすることができる。
【００２３】
以上の集成柱は、中央部に縦方向に形成される中空部によって表面を割れを防止できる特長がある。天然の木材は、乾燥による収縮が原因で表面に木目に沿って縦方向に伸びる割れが発生する。天然柱は表面から乾燥するので、表面の乾燥が内部よりも速く進行し、表面が収縮して表面に割れが発生する。この集成柱は、中央部に縦方向に沿って伸びる中空部ができるので、中央部に露出する内部からも木材は乾燥する。中央部と表面の両方から乾燥する集成柱は、表面のみでなく中央部も乾燥して収縮するので、表面の割れを効果的に防止できる特徴がある。
【００２４】
天然柱においては、表面の割れを防止するために、柱の中央部に縦方向に伸びる貫通穴を穿孔する方法も開発されているが、細長い天然木の柱に、中心からずれることなく貫通穴を設けるには、特殊なドリルと専用の穿孔装置を使用し、極めて高い精度で穿孔する必要があるので、製造コストが極めて高くなる欠点がある。通常のドリルで穿孔すると、貫通穴が中心からずれて表面に露出するからである。
【００２５】
本発明の方法で製造する集成柱は、天然木材を有効に利用することで原料コストを安価にして、しかも多量生産できるにもかかわらず、製造された状態で中央部に縦方向に伸びる中空部を設けることができるので、柱の中空部から乾燥して表面の割れを有効に阻止できる特徴がある。表面に割れが発生する集成柱は、用途が制限されて商品価値が著しく低下する。したがって、本発明は、表面に割れの発生しない高品質な集成柱を安価に多量生産できる特長が実現できる。
【００２６】
以下、図面に基づいて本発明の好ましい実施例について詳述する。
図１に示す集成柱１０は、縦方向に伸びる４本の素木材１を接合して全体を四角柱状としている。素木材１は、接合面３を接着して四角柱状としている。各々の素木材１は、横断面形状を、中心角が直角の扇形としている。扇形の素木材１は、円弧状の傾斜面４Ａの両端縁に接合面３を設けている。素木材１は、中心角を直角とする２面の切断面２と、互いに直交する２面の接合面３と、２面の接合面３の間に設けている傾斜面４とからなり、２面の切断面２と２面の接合面３を互いに直角に配置して、横断面視が正方形である各辺に配置している。したがって、素木材１は、扇形である円弧状の外周面の両端部を切除して接合面３を設けて、接合面３を切断面２と直角に配置している。
【００２７】
集成柱１０は、４本の素木材１を接合面３で接着して四角柱状として、中央部には中空部５を設けている。図１の集成柱１０は、中空部５に芯材１５を配置している。芯材１５は好ましくは金属ロッド１５Ａである。ただ、芯材１５には金属ロッドに代わって木製やプラスチック製の棒材も使用できる。中空部５に芯材１５を配置する集成柱１０は、たとえば、建物の駆体に使用される状態で、芯材１５を梁や土台に連結して、柱の連結強度を強くできる。また、芯材１５によって集成柱１０の引張強度を強くできる特徴もある。
【００２８】
以上の集成柱１０は、図２に示すように、円柱状の丸太９を切断して４本の素木材１に加工する切断工程と、切断工程で得られる４本の素木材１を、切断面２を柱の四角形の外面とし、接合面３を接着して四角柱状とする接合工程とで製造される。４本の素木材１を四角柱状に接合して製造される集成柱１００は、四角形の１辺が７〜１６ｃｍ、好ましくは９〜１２ｃｍとなるように製造される。したがって、素木材１は、切断面２の横幅（Ｄ）が３．５〜８ｃｍ、好ましくは４．５〜６ｃｍとなるように加工される。集成柱１０の材料となる原木には、好ましくは、スギ、ヒノキ、アカマツ、ベイマツ、ナラ、ヒバ、クリ、ケヤキ、ブナ等が使用される。とくに、これらの樹木の間伐材が好適に使用される。通常、間伐材は、十分な太さが確保されないため、その使用用途が制限されて、建物躯体等の構造材としては不向きであったが、本発明ではこのような間伐材であっても材料として有効利用できるので、安価に多量生産できる特長が実現できる。
【００２９】
（表面加工工程）
切断工程は、円柱状の丸太９を縦方向に切断して素木材１に加工する。切断工程で使用する円柱状の丸太９には、原木をそのまま使用することもできるが、好ましくは、原木の外周面に所定の加工を施した丸太を使用する。したがって、切断工程の前工程として、原木を加工する表面加工工程を設けることができる。
【００３０】
表面加工工程では、原木の樹皮を除去して円柱状の丸太とすることができる。樹皮を除去した丸太を使用する方法は、原木を円柱状に加工する工程を省略できる。また、樹皮の除去された丸太は表面が高密度な形成層となって優れた防腐作用を実現できる。さらに、表面加工工程では、原木の外周を切削して円柱状とした加工丸太を使用することができる。この方法は、外周を切削して円柱状とした加工丸太を切断して素木材とするので、４本の素木材１を共通化して集成柱１０の強度を均一にできる。
【００３１】
（切断工程）
表面加工工程で円柱状に加工された丸太９は、切断工程において縦方向に切断されて、所定の断面形状の素木材１に加工される。切断工程では、ふたつの切断面２の中心角を直角とし、かつ、ふたつの切断面２の端縁に直交する接合面３を有し、なおかつ接合面３の端縁を傾斜面４で連結してなる断面形状であって、扇形の両端部に接合面３を設けてなる形状の素木材１に加工する。切断工程は、丸太９を直交する姿勢で縦方向に切断して素木材１の切断面２を設ける分割工程と、切断面２に直交する接合面３を設ける成形工程により素木材１を所定の断面形状に加工する。本発明の製造方法では、切断工程において、以下に示す３つの方法で１本の丸太９から４本の素木材１を加工することができる。
【００３２】
［第１の方法］
第１の方法は、図３に示すように、分割工程において、円柱状の丸太９を、円形端面の中央部で縦方向に２分割して半円柱９Ｘとした後、さらに、半円柱９Ｘを中央部で縦方向に２分割して、４分割された扇形木材７を製造する。図３は、外周を切削して円柱状とした加工丸太９Ａを、分割工程で縦方向に切断して、４本の扇形木材７に分割する状態を示している。分割工程において、丸太９は２工程で十字状に切断されて４本の扇形木材７に分割される。
【００３３】
図３に示す分割工程は、円柱状の丸太９を、縦方向に切断して、ひとつの切断面２と円弧状の外周面６とからなる半円柱９Ｘに分割する第１の分割工程と、第１の分割工程で分割された半円柱９Ｘを切断面２に直交する姿勢で縦方向に切断して、直交する２つの切断面２と円弧状の外周面６とを備える４本の扇形木材７に切断する第２の分割工程とからなる。この分割工程では、第１の分割工程で１本の丸太９を２分割して半円柱９Ｘとし、第２の分割工程で半円柱９Ｘをさらに２分することで４本の扇形木材７に分割する。分割工程は、最初の第１の分割工程で、鋸でもって丸太９を中心から半分に切断して断面形状を半円状とする半円柱９Ｘに切断し、その後、第２の分割工程で、半円柱９Ｘを半分に切断して、中心角を直角とする扇形に切断して扇形木材７とする。分割工程は、丸太９を、直交する２つの切断面２と円弧状の外周面６とからなる扇形木材７に分離する。
【００３４】
分割工程で４分割された扇形木材７は、次の成形工程で扇形木材７の円弧状の外周面６の両側部を長手方向に切断して、円弧状の外周面６の両側に接合面３を設ける。この工程において、扇形木材７は、接合面３が切断面２に対して直交するように縦方向に切断されて、円弧状の外周面６の両側に互いに直交する接合面３のある素木材１に加工される。加工された素木材１は、切断面２と接合面３とを四角形の４面に配置し、互いに直交する位置に配置している２面の接合面３の間に、円弧状の傾斜面４Ａを設けてなる形状である。成形工程は、好ましくは接合面３の横幅（ｄ）が、切断面２の横幅（Ｄ）の１０％以上であって８０％以下、さらに好ましくは１５％以上であって６０％以下とする。素木材１は、接合面３の横幅（ｄ）を狭くして丸太９の使用効率を高くできるが、接合面３が狭すぎると、４本の素木材１の接合面積が低下するので、接合面３の横幅（ｄ）は、集成柱１０の用途や要求される強度などを考慮して以上の範囲で最適に設定される。
【００３５】
［第２の方法］
第２の方法は、図４に示すように、成形工程で丸太９の表面に接合面３を設けた後、分割工程で４本に分割して素木材１とする。この方法は、分割工程の前工程として、成形工程において、丸太９の表面を直交する４面で切断して、４列の接合面３と４列の円弧状の外周面６を設けて整形丸太９Ｓとする。このとき、円柱状の丸太９は、長手方向に伸びる４つの円弧状の外周面６を残して、切断された４面が四角形の各辺に沿う形状となるように、４つの円弧状の外周面６の間に切断された接合面３を設けて整形丸太９Ｓに加工される。
【００３６】
成形工程で加工された整形丸太９Ｓを、分割工程において素木材１に分割する。この分割工程では、１本の整形丸太９Ｓから４分割された素木材１が加工される。分割工程では、まず、整形丸太９Ｓを、接合面３に直交するように接合面３の中央部で縦方向に２分割して分割整形丸太９Ｙとする。次に、この分割整形丸太９Ｙを長辺側の接合面３に直交するように、この接合面３の中央部で縦方向に２分割して素木材１を製造する。この状態で、切断面２と接合面３とが四角形の４面に配置されて、直交する接合面３の間に円弧状の傾斜面４Ａを設けてなる素木材１が加工される。
【００３７】
［第３の方法］
第３の方法は、図５に示すように、まず第１の分割工程において、円柱状の丸太９を、円形端面の中央部で２分割して半円柱９Ｘとする。この第１の分割工程では、円柱状の丸太９を、縦方向に切断して、ひとつの切断面２と円弧状の外周面６とからなる半円柱９Ｘに分割する。
【００３８】
第１の分割工程で２分割された半円柱９Ｘに、成形工程において、接合面３を設ける。この成形工程では、半円柱９Ｘの両側と、円弧状の外周面６の中間部を切断して接合面３を設けて分割整形丸太９Ｙとする。
【００３９】
成形工程で接合面３が設けられた分割整形丸太９Ｙを長辺側の接合面３に直交するように、この接合面３の中央部で縦方向に２分割して素木材１を製造する。この状態で、切断面２と接合面３とが四角形の４面に配置されて、直交する接合面３の間に円弧状の傾斜面４Ａを設けてなる素木材１が形成される。
【００４０】
以上の切断工程では、円柱状に加工された１本の丸太９から４本の素木材１を加工する例を示している。以上のように、円柱状の丸太９を中央部分で４分割して加工される素木材１は、切断面２となる面が木材の柾目となるので、これらの切断面２を外面とするように接着することで、４面を柾目とする集成柱１０を簡単かつ容易に製造できる特長が実現できる。ただ、本発明は、必ずしもを１本の丸太から４本の素木材を加工する方法には限定しない。すなわち、素木材１を加工する材料として必ずしも円柱状の丸太を使用する必要はなく、材料となる原木の形状や太さ、状態に応じて加工される素木材の本数を変更し、あるいは、原木から角材を加工した際に発生する背板等を使用して素木材を加工することもできる。
【００４１】
図６は、横断面形状が円形状ではなく、窪んだ部分を有する形状の変形丸太９Ｈを加工して素木材１を加工する例を示している。さらに、図６は、内部に柱として使用できない部分、例えば、腐って傷んだ部分や、虫や動物により穴が開けられた部分である不良部位（図において×印で表示）がある丸太９を示している。このような丸太９においては、全体を使用することなく、変形した部分や傷んだ部分を切断して取り除き、残った部分を切断して加工することで素木材１として使用することができる。
【００４２】
また、図７は、材料となる原木として直径の大きな太い原木を使用し、この原木を切断して角材１１を製材した際に発生する背板１２を使用して素木材１を加工する例を示している。この図に示すように、太い丸太９から角材１１を製材した際には、角材１１の４面に沿って背板１２が発生するが、この例では、この背板１２を所定の形状に切断することで、切断面２と接合面３とを設ける状態を示している。このように、素木材１の原料として丸太９の背板１２を使用する方法は、従来では廃棄されていた部分を有効に利用して集成柱を製造するので、さらに製造コストを低減して、集成柱を安価に多量生産できる。
【００４３】
また、図７に示すように、丸太９の背板１２から加工される素木材１は、背板１２の形状や加工する素木材１の大きさによって、接合面３の横幅（ｄ）や円弧状の傾斜面４Ａの形状が不均一になることがある。このような場合、図の鎖線で示すように、円弧状の傾斜面４Ａを含む領域を所定の傾斜角で切断して直線状の傾斜面４Ｂを設けることで、素木材１を共通化することができる。例えば、この直線状の傾斜面４Ｂが接合面３に対して所定の角度となり、かつ接合面３の横幅（ｄ）が等しくなるようにカットすることで４本の素木材１を共通化できる。また、この場合、４本の素木材１を組み合わせて接合面３で接合して集成柱１０を製造する際には、中空部５の形状を共通化できる特長もある。
【００４４】
とくに、直線状の傾斜面４Ｂを接合面３に対して４５度の傾斜角となるようにカットして、全ての接合面３の横幅（ｄ）が等しくなるよう加工することで、各素木材１の横断面形状を線対称な五角形状として共通化できる。また、図８に示すように、この素木材１を４本組み合わせて接合面３で接合して集成柱１０を製造すると、中央部には横断面形状を正方形とする中空部５を形成することができる。このように、内部に特定の形状の中空部５を形成できる集成柱１０は、集成柱１０の内部に形成される中空部５を共通化することができ、この中空部５に対して簡単かつ容易に芯材１５を挿入できる。また、中空部５に挿入する芯材１５として、この中空部１０の内面に接する外形の芯材１５を使用することで、さらに、集成柱１０の強度を高めることができる。このような芯材１５として、断面形状を正方形とする金属製の角パイプ１５Ｂや円筒パイプ等が使用できる。
【００４５】
（接合工程）
以上の切断工程で得られた素木材１は、接合工程で互いに接着されて集成柱１０となる。接合工程は、４本の素木材１を、切断面２を柱の四角形の外面とし、接合面３を接着して四角柱状とする。４本の素木材１は、接合面３に接着剤を塗布する状態で四角柱状に配列されると共に、図９に示すプレス装置２０で周囲の４面から加圧して、対向する接合面３が接着されて四角柱状の集成柱１０となる。
【００４６】
プレス装置２０は、対向する接合面３に接着剤が塗布されて、切断面２を柱の四角形の外面とする四角柱状に連結された４本の素木材１が載置されるプレス台２１と、４本の素木材１の左右に配置された切断面２を左右の両側から押圧する一対の挟着プレート２２と、これらの挟着プレート２２を水平方向に加圧する水平シリンダー２４と、４本の素木材１の上面に配置された切断面２を上方から押圧する加圧プレート２３と、この加圧プレート２３を下方に加圧する垂直シリンダー２５とを備えている。
【００４７】
プレス台２１は、上面を水平とする台で、四角柱状に連結された４本の素木材１を載置できる十分な大きさを有している。一対の挟着プレート２２は、四角柱状に連結された４本の素木材１の両側面に沿って、素木材１の軸方向に延長された金属プレートで、プレス台２１の上面に対して垂直姿勢で配置されると共に、互いに平行に向かい合う姿勢で配置されている。各挟着プレート２２は水平シリンダー２４に連結されており、水平シリンダー２４がロッドを伸縮させる状態で、一対の挟着プレート２２を互いに接近し、あるいは離れる方向に平行移動できるようにしている。図に示す挟着プレート２２の上下幅は、製造される集成柱１０の１辺の長さとほぼ等しく、あるいはやや小さい幅であって、四角柱状に連結された４本の素木材１の両側面を広い面積で均等に加圧できるようにしている。一対の挟着プレート２２は、水平シリンダー２４がロッドを伸長させる状態で、四角柱状に連結された４本の素木材１の両側面を両側から挟着して、左右に配置された素木材１同士を対向する接合面３で接着して密着状態に接合する。
【００４８】
加圧プレート２３は、四角柱状に連結された４本の素木材１の上面に沿って、素木材１の軸方向に延長された金属プレートで、プレス台２１の上面に対して平行な姿勢で配置されている。加圧プレート２３は、垂直シリンダー２５に連結されており、垂直シリンダー２５がロッドを伸縮させる状態で、加圧プレート２３をプレス台２１に接近し、あるいは離れる方向に平行移動できるようにしている。図に示す加圧プレート２２の左右幅は、製造される集成柱１０の１辺の長さよりも大きくしており、四角柱状に連結された４本の素木材１の上面全体を均等に加圧できるようにしている。加圧プレート２３は、垂直シリンダー２５がロッドを伸長させる状態で、四角柱状に連結された４本の素木材１の上面を上方から加圧して、上下に配置された素木材１同士を対向する接合面３で接着して密着状態に接合する。
【００４９】
以上のプレス装置２０は、四角柱状に連結されてプレス台２１に載置された４本の素木材１を、一対の挟着プレート２２で両側から挟着して加圧すると共に、加圧プレート２３とプレス台２１とで上下の両面から挟着して加圧して横断面形状を正方形とする所定の形状に形成する。
【００５０】
以上の製造方法は、共通化された同じ大きさの４本の素木材１を連結して四角柱状とする状態を示している。ただ、本発明の集成柱は、図１０に示すように、切断面２の横幅（Ｄ）が異なる素木材１同士を組み合わせて製造することできる。図１０に示す集成柱１０は、切断面２の横幅（Ｄ）が異なる２本ずつの素木材１Ｘ、１Ｙを組み合わせることで、部分的に太さの異なる集成柱１０を製造している。この図の集成柱１０は、切断面２の横幅（Ｄ）が大きい２本の素木材１Ｘと、切断面２の横幅（Ｄ）が小さい２本の素木材１Ｙとを、それぞれの対向面である接合面３で接着して、隣合う切断面２同士が同一平面状となるように並べて連結すると共に、横幅（Ｄ）が異なる素木材１Ｘと素木材１Ｙの境界部分においては、それぞれの対向面である接合面３で接着しつつ、隣合う切断面２同士を同一平面状に配置することなく、段差部１３が形成されるように接合している。
【００５１】
この形状の集成柱１０は、切断面２の横幅（Ｄ）が異なる素木材１Ｘ、１Ｙ同士を接合することで、断面視において四角形の対向する面に、軸方向に伸びる段差部１３を有する形状としている。この集成柱１０は、例えば、建物の柱として使用しながら、柱に形成された段差部１３を、壁材１４の連結スペースとして使用することで、柱の表面に直接に壁材１４を固定することができる。また、段差部１３の深さを壁材１４の厚さと等しくすることで、柱の表面と壁材１４の表面とを同一平面状に配置して面を合わせることもできる。
【００５２】
以上のようにして製造される集成柱１０は、図９に示すように、４本の素木材１を、切断面２を外面として対向する接合面３で接着して接合する状態で、内部に配置される４面の傾斜面４により中空部５が形成される。この中空部５には、図１または図８に示すように、芯材１５を挿入して集成柱１０を補強することができる。図１に示す集成柱１０は、各素木材１が接合面３の間に円弧状の傾斜面４Ａを有しているので、中央部には、４面の円弧状の傾斜面４Ａからなる内サイクロイド状の中空部５が形成される。この中空部５には、金属ロッド１５Ａからなる芯材１５を挿入している。図８に示す集成柱１０は、各素木材１が接合面３の間に直線状の傾斜面４Ｂを有しているので、中央部には、４面の直線状の傾斜面４Ａからなる四角形状の中空部５が形成される。この中空部５には、金属製の角パイプ１５Ｂである芯材１５を挿入している。
【００５３】
さらに、集成柱１０は、中央部に形成される中空部５を配線スペースとして使用することもできる。すなわち、建物の構造材として使用される集成柱１０の中空部５にケーブル等の電気用線材を挿通して配線することで、この中空部５をケーブル等の配線スペースに利用できる。通常の建物において、床下から天井裏にわたって配線を施す場合、一般的には壁面の内部にケーブル等を配線するが、この集成柱１０を使用することで、壁面内に配線することなく、内部に形成された中空部５を利用して配線できる。
【００５４】
また、柱を使用する建物では、和室等において、壁を設けることなく、障子や襖等の引き戸と柱とで部屋を区切ることがある。このような場合、柱にコンセントやスイッチ等の電気用部品を配置できると便利である。ただ、通常の柱では、内部にケーブ等の電気配線を行うためには、柱の中央部に軸方向に延びる貫通穴を穿孔する必要があり、この作業には特殊なドリルと専用の穿孔装置を使用して極めて高い精度で穿孔する必要があって、製造コストが極めて高くなる問題点があった。
【００５５】
これに対して、本発明の集成柱では、内部に形成される中空部５を配線スペースとして利用することで簡単かつ容易にコンセント等の電気用部品を柱に配置できる。図１１に示す集成柱１０は、柱の表面１０Ａに電気用部品３０としてコンセント３０Ａを配置する構造を示している。この集成柱１０は、コンセント３０Ａに接続されるケーブル１６を中空部５に配線すると共に、柱の一面である表面１０Ａには、コンセント３０Ａの収納スペース１７を設けて、この収納スペース１７にコンセント３０Ａを配置している。
【００５６】
図１１に示すコンセント３０Ａは、ケーシング３１の内部に弾性金属片からなる一対の接続端子３２を備えており、これらの接続端子３２を集成柱１０の内部において、中空部５に配線されたケーブル１６に接続している。図のコンセント３０Ａは、プラグ３５から突出する一対のプラグ刃３６が挿入される一対のプラグ孔３３を互いに平行な姿勢で上下に離して設けると共に、このプラグ孔３３と対向する位置に一対の接続端子３２を配置している。図に示すコンセント３０Ａは、一対のプラグ孔３３が柱の軸方向（図においては上下方向）に離れた姿勢となるように配置することで、集成柱１０の表面１０Ａに対して効率よくコンセント３０Ａを配置できる構造としている。ただ、コンセントは、一対のプラグ孔を柱の幅方向に離れた姿勢となるように配置することもできる。
【００５７】
図１１の集成柱１０は、コンセント３０Ａのケーシング３１を収納するための収納スペース１７として、柱の表面１０Ａに対して垂直方向に延長された挿入開口１７Ａを設けており、この挿入開口１７Ａを中央部に設けた中空部５に連通している。挿入開口１７Ａはコンセント３０Ａのケーシング３１を収納できる開口面積として中空部５まで延長して開口している。さらに、収納スペース１７は、コンセント３０Ａの前面に配置される固定プレート３４を柱表面１０Ａに対して同一平面状に配置するために、固定プレート３４の厚みに相当する深さを有する段差凹部１７Ｂを設けている。図の収納スペース１７は、この段差凹部１７Ｂに固定プレート３４を配置すると共に、固定プレート３４を皿ネジである止ネジ１８を使用して固定することで、コンセント３０Ａの表面を柱表面１０Ａと同一平面としてすっきりとした外観を実現している。ただ、コンセントやスイッチ等の電気用部品は、柱表面から突出する状態で配置することもできる。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
本発明は、丸太を有効利用することで原料コストを削減しながら製造できる集成柱として、とくに、建物躯体に使用する柱に、好適に使用できる。
【符号の説明】
【００５９】
１、１Ｘ、１Ｙ…素木材
２…切断面
３…接合面
４…傾斜面
４Ａ…円弧状の傾斜面
４Ｂ…直線状の傾斜面
５…中空部
６…外周面
７…扇形木材
９…丸太
９Ａ…加工丸太
９Ｈ…変形丸太
９Ｓ…整形丸太
９Ｘ…半円柱
９Ｙ…分割整形丸太
１０…集成柱
１０Ａ…表面
１１…角材
１２…背板
１３…段差部
１４…壁材
１５…芯材
１５Ａ…金属ロッド
１５Ｂ…角パイプ
１６…ケーブル
１７…収納スペース
１７Ａ…挿入開口
１７Ｂ…段差凹部
１８…止ネジ
２０…プレス装置
２１…プレス台
２２…挟着プレート
２３…加圧プレート
２４…水平シリンダー
２５…垂直シリンダー
３０…電気用部品
３０Ａ…コンセント
３１…ケーシング
３２…接続端子
３３…プラグ孔
３４…固定プレート
３５…プラグ
３６…プラグ刃
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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