(57)【要約】      （修正有）【課題】集成材の間を繋ぐ鋼製のジョイントと、集成材とのボルト孔にボルトを挿入して結合する際に、ボルト孔とボルト外周との間に存する隙間に、樹脂を充填して初期すべりを低減させて集成材に生じるずれ変位を抑制する。【解決手段】ボルト孔とボルト３外周との間に存する隙間に、時間の経過と共にこの隙間が埋められるように膨張する機能を有する遅延型の膨張材を充填し、この膨張して隙間に充填された膨張材でなる充填部１１を介して集成材１とボルト３とが一体に結合されるようにする。また、ボルト孔にボルト３を挿入する前に、予めボルト３外周に充填材を担持するガーゼなどの担持部材を巻き付けておき、このガーゼに膨張材を塗布した後に、ボルト３をボルト孔に挿通する。【選択図】      図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
集成材の端部両側外面に金属製ジョイントをあてがい、このジョイントと前記集成材とに穿たれたボルト孔に挿通されたボルトをナットで締結することにより、前記集成材に前記ジョイントが結合されるようにした集成材ジョイント装置であって、前記集成材の各ボルト孔と、これらのボルト孔に挿通されたボルト外周との間に存する隙間に、時間の経過と共に前記隙間が埋められるように膨張する機能を有する遅延型の膨張材を充填し、この膨張して前記隙間に充填された前記膨張材を介して前記集成材とボルトとが一体に結合されるように構成されたことを特徴とする集成材ジョイント装置。
【請求項２】
前記ボルト外周に、前記膨張材の保持機能を有する担持部材を巻き付け、この担持部材に前記膨張材が塗布された状態の前記ボルトを、前記ボルト孔に挿通されるようにしたことを特徴とする請求項１記載の集成材ジョイント装置。
【請求項３】
前記膨張材は、膨脹量を決める疎水性発泡樹脂を主成分とする主剤と、硬化時間を決める硬化剤とを所望の混合比で混合してなる混合物で形成されていることを特徴とする請求項１または２記載の集成材ジョイント装置。
【請求項４】
前記膨張材は、前記集成材の設計強度と略同等以上の強度を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の集成材ジョイント装置。
【請求項５】
集成材の端部両側外面に金属製ジョイントをあてがい、このジョイントと前記集成材とに穿たれたボルト孔にボルトを挿通した後、ナットを前記ボルトに締め付けることにより、前記集成材に前記ジョイントが結合されるようにした集成材ジョイント装置の製造方法であって、前記ボルトの外周に時間の経過と共に膨張する機能を有する遅延型の膨張材を塗布した後、この膨張材を塗布されたボルトを、前記ジョイントおよび前記集成材の各ボルト孔に挿通して前記ナットにより締め付け、時間の経過と共に膨張する前記膨張材が、前記集成材のボルト孔と前記ボルト外周との間に存する隙間を埋めるように膨張し、この隙間に膨張して充填された前記膨張材を介して前記集成材と前記ボルトとが一体に結合されるようにされたことを特徴とする集成材ジョイント装置の製造方法。
【請求項６】
前記ボルト外周に、前記膨張材の保持機能を有する担持部材を巻き付け、この担持部材に前記膨張材が塗布された状態の前記ボルトを、前記ボルト孔に挿通されるようにしたことを特徴とする請求項５記載の集成材ジョイント装置の製造方法。
【請求項７】
前記膨張材は、膨脹量を決める疎水性発泡樹脂を主成分とする主剤と、硬化時間を決める硬化剤とを所望の混合比で混合してなる混合物で形成されていることを特徴とする請求項５または６記載の集成材ジョイント装置の製造方法。
【請求項８】
前記膨張材は、前記集成材の設計強度と略同等以上の強度を有することを特徴とする請求項５乃至７のいずれか一項に記載の集成材ジョイント装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、集成材の間を繋ぐ鋼製のジョイントと集成材とのボルト孔に、ボルトを挿入するとともに、集成材のボルト孔とボルト外周との間に存する隙間に、膨張材を充填するようにした集成材ジョイント装置と、その製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
【特許文献】特開平５−１７２１２９号公報
【０００３】
従来、構造用の集成材をボルトにより締結する技術として、例えば特開平５−１７２１２９号公報が公知である。この公報に記載された技術（以下「第１従来装置」という）は、図１３に示すように、集成材１００に穿たれたボルト孔にボルト１０１を挿通し、ボルト頭部１０３に取り付けたキャップ１０４内部に予め注入したエポキシ樹脂１０５が、ナット１０２をボルト１０１にねじ込むことにより、ボルト頭部１０３で圧縮され、ナット１０２側の座金１０６に設けられた空気抜き孔１０７から空気を放出させ、集成材側のボルト孔とボルト外周との間の隙間１０８にエポキシ樹脂１０５が充填されていき、集成材１００の締結が行われるようにしている。こうして、ナット１０２の回転によりボルト孔とボルト外周との間の隙間１０８に接着剤であるエポキシ樹脂が注入充填されることで、ボルト孔のガタを無くし、ボルト１０１から集成材１００への力の伝達を等分布させるようにしている。
【０００４】
また、集成材からなる木橋等に用いられる構造用集成材を結合するものとして、例えば、図１４、図１５に示されるようなジョイント装置（以下「第２従来装置」という）が知られている。すなわち、この集成材ジョイント装置は、集成材１００と集成材２００との互いに隣り合う端部接合面を結合する場合に、両集成材１００，２００を挟むようにして側面に金属製のジョイント１１０をゴムパッキン１１１を介在させてあてがい、ジョイント１１０と集成材１００，２００との間に数ｍｍ程度の空間（隙間）Ｓ１を作る。このジョイント１１０と集成材１００とに穿たれたボルト孔にボルト１１２を挿通し、ナット１１３をねじ込んでジョイント１１０が集成材１００、２００に締結される。このとき、集成材側のボルト孔は、ボルト径よりも２ｍｍ程度大き目の隙間Ｓ２が隙間Ｓ１に連通するようにして形成されている。そして、ジョイント１１０の充填口１１４から樹脂材でなる充填材を圧入し、充填確認口１１５から樹脂が出てくるまで充填を行うことにより、隙間Ｓ１，Ｓ２への樹脂材充填を施していた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記第１従来装置にあっては、１本のボルト１０１ごとにエポキシ樹脂１０５をナット１０２の締め付けにより圧入していく場合には適しているが、木橋などのような大型構造物に使用される集成材同士をジョイント１１０を用いて結合するような場合には、ジョイント１１０に１００本を超えるボルトが使用して締結されるため、エポキシ樹脂の圧入作業に手間取り、また、ボルト頭部１０３にキャップ１０４をボルトごとに配置していかなければならないため、コスト高となるといった種々の問題がある。
【０００６】
また、第２従来装置にあっては、１００本もの各ボルト１１２の各隙間Ｓ２ごとに樹脂を一回の充填作業で同時に充填できるので充填作業はそれだけ能率的となるが、充填確認口１１５から樹脂があふれ出してくるのを目視し、あふれ出してくるのを確認することで充填の完了を判断していた。このため、隙間Ｓ１，Ｓ２に不純物混入による目詰まりを生じたりしたような場合には、目詰まりを生じている隙間Ｓ２に樹脂が充填されにくくなり、したがって、すべての隙間Ｓ２を樹脂充填が満遍なく施されるようにするのが困難になる問題があった。
【０００７】
そこで、このような問題点を解決するために、ボルト孔とボルト外周との間に存する隙間に、時間の経過と共にこの隙間が埋められるように膨張する機能を有する遅延型の膨張材を充填し、隙間に充填された膨張材を介して集成材とボルトとが一体に結合されるようにし、また、予めボルト外周に充填材を担持するガーゼなどの担持部材を巻き付けておき、このガーゼに膨張材を塗布されたボルトをボルト孔に挿通するようにした集成材ジョイント装置とその製造方法を提供するのが、本発明の目的・課題である。
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明においては次のような手段を講ずることとした。すなわち、請求項１記載の発明においては、集成材の端部両側外面に金属製ジョイントをあてがい、このジョイントと前記集成材とに穿たれたボルト孔に挿通されたボルトをナットで締結することにより、前記集成材に前記ジョイントが結合されるようにした集成材ジョイント装置であって、前記集成材の各ボルト孔と、これらのボルト孔に挿通されたボルト外周との間に存する隙間に、時間の経過と共に前記隙間が埋められるように膨張する機能を有する遅延型の膨張材を充填し、この膨張して前記隙間に充填された前記膨張材を介して前記集成材とボルトとが一体に結合される構成を採ったことである。
【０００９】
このような構成を採ることにより、本発明においては、集成材のボルト孔とボルトの外周との間に存する隙間に遅延型の膨張材を設け、膨張材が時間の経過と共に膨脹してこの隙間を埋め尽くすように膨脹して充填される。このため、例えば、木橋のような大型構造物の対称異等級構成集成材（非対称異等級構成でもよい）同士を金属製のジョイントを用いて結合するような場合には、例えば、疎水性ウレタン等を含有する発泡性樹脂材でなる膨張材を、両ジョイントで両側を挟まれた隙間に充填するように介在させ、この膨張材を介して集成材とボルトとが一体に結合されるようになり、その結果、死活荷重時での初期すべりを低減して、２次応力の発生、耐力低下、集成材（構造物）への過度なずれ変位による有害な変形などを効果的に抑制できるようになる。
【００１０】
また、請求項２記載の発明について説明する。本発明の構成も、その基本的な点は、上記請求項１記載のものと同じである。その特徴とするところは、上記構成に加えて、前記ボルト外周に、前記膨張材の保持機能を有する担持部材を巻き付け、この担持部材に前記膨張材が塗布された状態の前記ボルトを、前記ボルト孔に挿通されるようにしたことを特徴とする。
【００１１】
このような構成を採ることにより、本発明のものにおいては、上記請求項１記載のものに加えて、更に、次のような作用を呈することとなる。すなわち、ボルトの外周に、例えば、ボルト外周にガーゼ等でなる担持部材を巻き付けておき、これに液状態の膨張材を塗り付ける。ボルトに巻き付けられた担持部材に膨張材が保持された状態で、ジョイントと集成材とにこのボルトを挿入してナットで締め付ける。これにより、時間の経過に応じて膨張材が隙間で膨脹し、隙間を埋め尽くし、隙間内での膨張材の充填が十分に施されるようになる。
【００１２】
また、請求項３記載の発明について説明する。すなわち、本発明の構成も、その基本的な点は、請求項１または２記載の発明のものと同じものである。その特徴とするところは、前記膨張材は、膨脹量を決める疎水性発泡樹脂を主成分とする主剤と、硬化時間を決める硬化剤とを所望の混合比で混合してなる混合物で形成されている構成を採用したことである。
【００１３】
このような構成を採ることで、本発明のものにおいては、上記請求項１または２記載の発明に加えて、更に、次のような作用を有することとなる。すなわち、膨張材が、膨脹量を決める因子となる、例えば疎水性ウレタン等でなる発泡樹脂を主成分とする主剤と、硬化時間を決める因子となる硬化剤とを、所望の混合比となるように形成された混合型材料であり、主剤と硬化剤との混合比を変化させることで、発泡時間（膨脹時間）と硬化時間との調整が可能となり、構造物の施工環境、条件に応じて最適な膨脹時間と硬化時間とを適宜調整できるようになる。
【００１４】
また、請求項４記載の発明は、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の集成材ジョイント装置に係り、前記膨張材は、前記集成材の設計強度と略同等以上の強度を有することを特徴とする。
【００１５】
この請求項４記載の発明によれば、膨張材の設計強度の方が、集成材のそれと略同等か、またはそれ以上に大きくなるように設定されているので、ボルト・ナットにより集成材がジョイントで結合された場合において、ボルトにすべり荷重による剪断力が作用するとき、集成材が破壊する前に膨張材が破砕されるようなことがなく、その結果、ボルトからの力が集成材に有効に伝達され、これらの部位に作用する応力を効率良く分散でき、集成材とジョイントとの結合強度をそれだけ向上することができる集成材ジョイント装置を得ることができるようになる。
【００１６】
また、請求項５記載の発明について説明する。本発明は、集成材ジョイント装置の製造方法であって、集成材の端部両側外面に金属製ジョイントをあてがい、このジョイントと前記集成材とに穿たれたボルト孔にボルトを挿通した後、ナットを前記ボルトに締め付けることにより、前記集成材に前記ジョイントが結合されるようにした集成材ジョイント装置の製造方法であって、前記ボルトの外周に時間の経過と共に膨張する機能を有する遅延型の膨張材を塗布した後、この膨張材を塗布されたボルトを、前記ジョイントおよび前記集成材の各ボルト孔に挿通して前記ナットにより締め付け、時間の経過と共に膨張する前記膨張材が、前記集成材のボルト孔と前記ボルト外周との間に存する隙間を埋めるように膨張し、この隙間に膨張して充填された前記膨張材を介して前記集成材と前記ボルトとが一体に結合されるようにしたことである。
【００１７】
このような構成を採ることで、次のような作用を呈する。すなわち、ボルト外周に、遅延型の膨張材を塗布した後に、このボルトを、ジョイントと集成材とのボルト孔に挿通してナットで締め付けると、時間の経過と共に膨張材が膨脹し、集成材のボルト孔とボルト外周との間にある隙間が、この膨脹する膨張材により埋め尽くされて充填される。これにより、例えば、木橋のような大型構造物の対称異等級構成集成材（非対称異等級構成でもよい）同士を金属製のジョイントを用いて結合するような場合には、例えば、疎水性ウレタン等を含有する発泡性樹脂材でなる膨張材が、隙間に充填され、この発泡充填された膨張材を介して集成材とボルトとが一体に結合されるようになる。このため、ボルトに時間の経過と共に膨脹する機能を有する遅延型の膨張材を、ボルトに塗布して、ボルト孔に挿入してナットで締め付けるだけの簡単な工務作業で、隙間に膨張材を充填することができるようになり、ひいては、死活荷重時での初期すべりを低減して、２次応力の発生、耐力低下、集成材（構造物）への過度なずれ変位による有害な変形などを効果的に抑制できるようになる。
【００１８】
次に、請求項６記載の発明を説明する。本発明の構成も、その基本的な点は、上記請求項５記載のものと同じである。その特徴とするところは、前記ボルト外周に、前記膨張材の保持機能を有する担持部材を巻き付け、この担持部材に前記膨張材が塗布された状態の前記ボルトを、前記ボルト孔に挿通されるようにした構成にしたことである。
【００１９】
このような構成にすることで、本発明のものにおいては、上記請求項５記載のものに加えて、更に、次のような作用を呈することとなる。すなわち、例えば、ボルトの頭部下からナットがねじ込まれるねじ部までの間を、ガーゼなどの担持部材を巻き付けておき、その状態で膨張材を刷毛等により塗り付ける。このとき、担持部材に膨張材を略均等に塗りつけることができ、しかも、膨張材は一定の粘度を有することとあいまって担持部材から滴り落ちたりすることがないので、ジョイントと集成材との形成されたボルト孔に挿通するとき、担持部材に塗られた膨張材をそのまま保持された状態でボルト孔に収納され、ナットを締め付けられる。これにより、時間の経過につれて、膨張材が隙間内で膨張しはじめ、所定時間経過後に両ジョイントで挟まれた隙間が充填され、埋め尽くされることとなる。このため、端部部材に膨張材を塗るという簡単な作業で、隙間を過不足なく膨張材で充填することが可能となり、作業効率化を図れるようになる。
【００２０】
次に、請求項７記載の発明を説明する。本発明の構成も、その基本的な点は、上記請求項５または６記載のものと同じである。その特徴とするところは、前記膨張材は、膨脹量を決める疎水性発泡樹脂を主成分とする主剤と、硬化時間を決める硬化剤とを所望の混合比で混合してなる混合物で形成されように構成したことである。
【００２１】
この請求項７記載の発明によれば、膨張材を、膨脹量を決める因子となる、例えば疎水性ウレタン等でなる発泡樹脂を主成分とする主剤と、硬化時間を決める因子となる硬化剤とで形成し、且つ、この混合比を所望の混合比となるようにした混合型材料を使用するようにしているので、主剤と硬化剤との混合比を変化させることで、発泡時間（膨脹時間）と硬化時間との調整が可能となり、したがって、構造物の施工環境、条件に応じて最適な膨脹時間と硬化時間とを適宜調整できるようになる。
【００２２】
また、請求項８記載の発明は、請求項５乃至７のいずれか一項に記載の集成材ジョイント装置の製造方法に係り、前記膨張材は、前記集成材の設計強度と略同等以上の強度を有することを特徴とする。
【００２３】
この請求項８記載の発明によれば、膨張材の設計強度の方が、集成材のそれと略同等か、またはそれ以上に大きいように設定されているので、ボルト・ナットにより集成材がジョイントで結合された場合において、ボルトにすべり荷重による剪断力が作用するとき、集成材が破壊する前に膨張材が破砕されるようなことがなく、その結果、ボルトからの力が集成材に有効に伝達され、これらの部位に作用する応力を効率良く分散でき、集成材とジョイントとの結合強度を向上することができる集成材ジョイント装置の製造方法を実現することができるようになる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下において、本発明の実施の形態を、図１乃至図  に基づいて詳述する。
図１は、本実施の形態に係り、例えば、木橋のような大型構造物に適用した場合の集成材ジョイント装置の一例を示す外観斜視図で、左右に一対の同じ構造の集成材ジョイント装置が配置された構造を有し、これら集成材ジョイント装置は、横架部材４を介して平面コ字形状をなすように結合されているものである（図３参照）。すなわち、集成材１は複数枚の挽き板１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄを接着剤により層状に積み重ねて一個の部材に形成された形態の対称異等級構成集成材であり、集成材１の端部側面を覆うように鋼板製のプレート形状をなすジョイント２が配置され、２列に縦列配置された多数のボルト３により集成材１とジョイント２とが締結される。図１，２におけるジョイント２の右端部には、フランジ５が設けられ、このフランジ５に図示されない別の集成材を取り付けるためのボルト孔６が多数設けられている。
【００２５】
上記集成材ジョイント装置のうち、一方の集成材ジョイント装置について、具体的に説明していく。すなわち、集成材１の左右両側面には、ジョイント２が沿うようにあてがわれ、集成材１および各ジョイント２に、ボルト３を挿通するためのボルト孔７、８が穿たれている。これらの集成材１に穿たれたボルト孔７の内径は、ボルト孔７に挿通されるボルト３の外径寸法よりも若干大きくなるように設定され、後述する膨張材を充填するための隙間Ｓ３が形成されることとなる（図６参照）。
【００２６】
他方、ボルト３は、図５に示されるように、その頭部３ａ下部であって、隙間Ｓ３を貫通する本体部３ｂの外周に、ボルト孔７、８を通すのに支障を来さないような巻き数で巻き付けられた、好ましくはガーゼ等でなる担持部材１０を有する。ボルト３に巻き付けられた担持部材１０としてのガーゼには、後述する膨張材が塗布して染み込まされたときに、膨張材が流れ落ちにくくする保持機能を有するものである。
【００２７】
次に、上記膨張材を具体的に説明する。この膨張材は、時間の経過に応じて発泡膨脹する機能を備えた遅延型の膨張材であって、例えば、疎水性ウレタンの発泡性樹脂材である。これは、主剤と硬化剤とからなる混合型材料であり、混合した後、時間の経過とともに、発泡しながら膨脹するもので、こられ主剤と硬化剤との混合比により発泡（膨脹）時間と硬化時間とを調整することができるようになっている。
【００２８】
主剤の成分と性状としては、次のようである。すなわち、主剤はウレタン樹脂を主成分とし、外観は褐色液を呈し、粘度が８０ｃｐｓ、比重が１．１４、配合比が１００、硬化時間が１００＋３〜２０（湿度８０％）のものである。
【００２９】
硬化剤については、主成分が３級アミン、外観が透明液を呈し、粘度が５０ｃｐｓ、比重が１．０８、配合比が３〜２０，硬化時間が４０分〜１分となるものである。
【００３０】
また、上記疎水性ウレタンの強度は、引っ張り強度が３．５（Ｎ／ｍｍ２）、圧縮強度が４．５（Ｎ／ｍｍ２），曲げ強度が３．５（Ｎ／ｍｍ２）のものが好ましい。
【００３１】
次に、集成材１にボルト３を介してジョイント２を結合して集成材ジョイント装置を製造する方法を説明する。すなわち、図５に示すように、ボルト３に担持部材１０を巻き付け、この担持部材１０に上記したように主剤と硬化剤とを所定の混合比に混合して形成された膨張材を刷毛等を使用して塗布して染み込ませる。そうして膨張材を担持部材１０に染み込ませたボルト３を図４に示す二点鎖線のようにしてジョイント２および集成材１のボルト孔８，７に挿通し、ナット９をボルト３にねじ込み、ジョイント２を集成材１の両側面を挟み込むようにして締結する。時間の経過とともに、隙間Ｓ３内で膨張材が発泡して膨脹しはじめ、一定時間経過すると、図６に示されるように、膨張材が左右のジョイント２間で挟まれた隙間Ｓ３内の空間を埋め尽くすようにして充填され、その状態で固化し安定状態となった充填部１１が形成されることとなる。こうして形成された膨張材、つまり充填部１１の機械的強度は、集成材１の強度と略同等か、それ以上の強度を有するような強度に設定されるようになっている。
【００３２】
次に、本実施の形態に係る集成材ジョイント装置の製造方法について、本出願人が実施した静的圧縮試験および静的引張試験を説明する。
【静的圧縮試験】
この静的圧縮試験における試験条件は、図７，図８に示されるような外観構造を有する供試体１２について行うもので、断面形状が矩形型の構造用対称異等級構成集成材１を用いた。これは、厚さが３ｃｍの挽き板（ラミナ）を接着剤により積層化して、１つの部材として形成したもので、ラミナは、図７，図８に示すように配置されていて、ラミナのうち、両側の最外側に配置されるラミナ１ｍ、１ｍは、例えばＬ５０と表記されるヤング係数が５（Ｎ／ｍｍ２）のラミナが使用される。
【００３３】
さらに、静的圧縮試験の条件としては、図７に示すように、ボルト本数が２本で、ジョイント２を集成材に結合した供試体１２と、図８に示されるように、ボルト本数が６本を使用した供試体１３とについて、矢印Ｆ方向に圧縮力を加えて行った。ボルト３の外径は１８ｍｍで、集成材１側のボルト孔７の内径は２０ｍｍであり、内外径の差が２ｍｍとなる隙間Ｓ３が形成されるようにしている。
【００３４】
ボルト本数２本の場合の圧縮試験による試験結果は、図９に示される［荷重−ずれ曲線］となる。膨張材を塗布しない充填部１１無しの場合には、図９（ａ）に示すように、１０ｋＮで大きなすべりを呈しているのに対して、充填部１１有りの場合には、図９（ｂ）に示されるように、顕著なすべりはほとんど観られない。しかし、およそ３０ｋＮ付近でわずかなすべりが発生していることが判る。すべり後の荷重に対するずれは、両者ともにほぼ同じであることから、すべり荷重が作用した後は、ボルト３の変形によるずれであることが確認できることとなる。  このことから、膨張材を膨脹させて充填部１１を形成した場合には、充填部を形成しない場合と比べて、すべり荷重は約３倍に向上しており、本実施の形態による製造方法、すなわち膨張材の充填方法が有効であることが解る。
【００３５】
また、ボルト本数６本の場合の圧縮試験による試験結果は、図１０に示される［荷重−ずれ曲線］となる。この場合も上記したボルト本数２本の場合と同様に、充填部１１有りのには、充填部無しの場合と比べて、すべり荷重は約３倍に向上していることがわかる。
【００３６】
【静的引張試験】
この静的引張試験の条件も、上記静的圧縮試験の場合と同様に、断面形状が矩形型の構造用対称異等級構成集成材１を用い、厚さが３ｃｍの挽き板（ラミナ）を接着剤により積層化して、１つの部材として形成した供試体１３で、図１１に示されるような構造を有するものについて引張試験を行った。図１１に示すように、供試体１３は、その下部に２本のボルト３を、上部に６本のボルト３を用いてジョイント２を集成材１に締結したもので、供試体１３の軸方向に引張力Ｔを作用させ、下部のボルト３におけるデータを採った。
【００３７】
その結果、図１２に示すような引張試験による［荷重−ずれ曲線］が得られた。これによれば、引張試験では、圧縮試験に比較して、低い荷重ですべりが生じていることが解る。これらのすべり荷重は、充填部１１無しの場合にはおよそ５ｋＮ、充填部１１有りの場合には２０ｋＮとなった。したがって、すべり荷重を比較すると、膨張材による充填部１１を施すことにより、強度が４倍近くも向上することが認められた。
【００３８】
以上より、本実施の形態によれば、ボルト３に巻き付けた担持部材１０に膨張材を塗布し、そのボルト３をボルト孔７，８に挿入するという簡単な作業により、上記第２従来装置のように、充填残しによる隙間を生じるようなことはなく、膨張材は、左右両ジョイント２の間に閉じこめられた隙間Ｓ３内で、隙間Ｓ３が完全に埋め尽くされるように膨脹して固化するため、充填部１１の機械的強度が高められる。その結果、ボルト３は充填部１１を介在して集成材１に一体に結合され、死活荷重時での初期すべりを低減して、２次応力の発生、耐力の低下、集成材への過度のずれによる有害な変形が発生することを効果的に抑制ないしは回避することができるようになるものである。
【００３９】
また、ボルト３にすべり荷重による剪断力が作用するとき、集成材１が破壊する前に膨張材、つまり充填部１１が破砕するようなことがないので、ボルト３に作用する力を集成材１に円滑に伝達するため、応力分散が効率よく行え、そのため、集成材ジョイント装置の結合強度を維持向上できるようになる。
【００４０】
また、本実施の形態によれば、上記第１従来装置のようにボルト頭部１０３にキャップ１０４を取り付けて、ナット１０２と締め付けることで樹脂を注入するものとは異なり、ボルト３に担持部材１０を巻き付け、これに膨張材を塗布した後に、ボルト孔７，８に挿入するだけで、隙間Ｓ３に膨張材が膨脹して充填部１１が形成されるため、コスト安価な集成材ジョイント装置を実現することができるようになる。
【００４１】
以上、本発明の実施の形態を図面により詳述してきたが、具体的な構成はこの実施の形態に限られるものでなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても本発明の範囲に含まれるものである。
すなわち、上記実施の形態では、フランジ５を供えたジョイント２について説明したが、図１４のごとく双方の集成材端末を互いに直接に突き合わせて接合する場合にも適用できるのは言うまでもない。
また、集成材１は対称異等級構成集成材について説明したが、非対称異等級構成集成材についても応用でき、さらには、同一等級の構成集成材についても適用できるものである。
また、担持部材としてガーゼ１０を使用した場合について説明したが、合成樹脂製の化学繊維、綿、絹、羊毛といった天然繊維等の織布、あるいは多孔質系のスポンジ材、海綿体等であってもよい。
また、上記実施の形態では、木材でなる集成材に適用した場合であったが、合成樹脂材でなる集成材でもよく、また、集成材でなく単一の木材、合成樹脂製の梁部材等にも適宜適用できることは勿論である。
また、上記実施の形態では、木橋に適用される集成材ジョイント装置とその製造方法について説明したが、木橋以外の構造物にも応用できるものである。
【００４２】
【発明の効果】
以上により、請求項１記載の発明によれば、ボルト孔とボルトの外周との間に存する隙間に遅延型の膨張材を設け、膨張材が時間の経過と共に膨脹してこの隙間を埋め尽くすように膨脹して充填される。このため、例えば、木橋のような大型構造物の対称異等級構成集成材（非対称異等級構成でもよい）同士を金属製のジョイントを用いて結合するような場合には、例えば、疎水性ウレタン等を含有する発泡性樹脂材でなる膨張材を、隙間に充填するように介在させ、この膨張材を介して集成材とボルトとが一体に結合されるようになり、その結果、死活荷重時での初期すべりを低減して、２次応力の発生、耐力低下、集成材（構造物）への過度なずれ変位による有害な変形などを効果的に抑制できる効果を奏する。
【００４３】
また、請求項２記載の発明によれば、上記請求項１記載の発明のものに加えて更に、次のような効果を奏することとなる。すなわち、ボルトの外周に、例えば、ボルト外周にガーゼ等でなる担持部材を巻き付けておき、これに液状態の膨張材を塗り付ける。ボルトに巻き付けられた担持部材に膨張材が保持された状態で、ジョイントと集成材とにこのボルトを挿入してナットで締め付ける。これにより、時間の経過に応じて膨張材が隙間で膨脹し、隙間を埋め尽くし、隙間内での膨張材の充填が十分に施される効果を奏する。
【００４４】
また、請求項３記載の発明によれば、膨張材が、膨脹量を決める因子となる、例えば疎水性ウレタン等でなる発泡樹脂を主成分とする主剤と、硬化時間を決める因子となる硬化剤とを、所望の混合比となるように形成された混合型材料であり、主剤と硬化剤との混合比を変化させることで、発泡時間（膨脹時間）と硬化時間との調整が可能となり、構造物の施工環境、条件に応じて最適な膨脹時間と硬化時間とを適宜調整できる効果を奏する。
【００４５】
また、請求項４記載の発明によれば、膨張材の設計強度の方が、集成材のそれと略同等か、またはそれ以上に大きいように設定されているので、ボルト・ナットにより集成材がジョイントで結合された場合において、ボルトにすべり荷重による剪断力が作用するとき、集成材が破壊する前に膨張材が破砕されるようなことがなく、その結果、ボルトからの力が集成材に有効に伝達され、これらの部位に作用する応力を効率良く分散でき、集成材とジョイントとの結合強度を向上することができる集成材ジョイント装置を得ることができるといった効果を奏する。
【００４６】
また、請求項５記載の発明に係る集成材ジョイント装置の製造方法によれば、ボルト外周に、遅延型の膨張材を塗布した後に、このボルトを、ジョイントと集成材とのボルト孔に挿通してナットで締め付けると、時間の経過と共に膨張材が膨脹し、ボルト孔とボルト外周との間にある隙間が、この膨脹する膨張材により埋め尽くされて充填される。これにより、例えば、木橋のような大型構造物の対称異等級構成集成材（非対称異等級構成でもよい）同士を金属製のジョイントを用いて結合するような場合には、例えば、疎水性ウレタン等を含有する発泡性樹脂材でなる膨張材が、隙間に充填され、この発泡充填された膨張材を介して集成材とボルトとが一体に結合されるようになる。このため、ボルトに時間の経過と共に膨脹する機能を有する遅延型の膨張材を、ボルトに塗布して、ボルト孔に挿入してナットで締め付けるだけの簡単な工務で、隙間に膨張材を充填することができるようになり、ひいては、死活荷重時での初期すべりを低減して、２次応力の発生、耐力低下、集成材（構造物）への過度なずれ変位による有害な変形などを効果的に抑制できるという効果を奏する。
【００４７】
また、請求項６記載の発明によれば、請求項５記載の発明の効果に加えて、例えばボルトの頭部下からナットがねじ込まれるねじ部までの間を、ガーゼなどの担持部材を巻き付けておき、その状態で膨張材を刷毛等により塗り付ける。このとき、担持部材の全長に亘って膨張材を略均等に塗りつけることができ、しかも、膨張材は担持部材で流れ落ちたり、滴下したりすることがないので、ジョイントと集成材との形成されたボルト孔に挿通するとき、担持部材に塗られた膨張材をそのまま保持された状態でボルト孔に収納され、ナットを締め付けられる。これにより、時間の経過につれて、膨張材が隙間内で膨張しはじめ、所定時間経過後に隙間が埋まるように充填されることとなる。このため、端部部材に膨張材を塗るという簡単な作業で、隙間を過不足なく膨張材で充填することが可能となり、作業効率化を図れる効果を奏する。
【００４８】
また、請求項７記載の発明によれば、膨張材を、膨脹量を決める因子となる、例えば疎水性ウレタン等でなる発泡樹脂を主成分とする主剤と、硬化時間を決める因子となる硬化剤とで形成し、且つ、この混合比を所望の混合比となるようにした混合型材料を使用するようにしているので、主剤と硬化剤との混合比を変化させることで、発泡時間（膨脹時間）と硬化時間との調整が可能となり、したがって、構造物の施工環境、条件に応じて最適な膨脹時間と硬化時間とを適宜調整できる効果を奏する。
【００４９】
また、請求項８記載の発明によれば、膨張材の設計強度の方が、集成材のそれと略同等か、またはそれ以上に大きいように設定されているので、ボルト・ナットにより集成材がジョイントで結合された場合において、ボルトにすべり荷重による剪断力が作用するとき、集成材が破壊する前に膨張材が破砕されるようなことがなく、その結果、ボルトからの力が集成材に有効に伝達され、これらの部位に作用する応力を効率良く分散でき、集成材とジョイントとの結合強度を向上することができる集成材ジョイント装置の製造方法を実現することができる効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態における集成材ジョイント装置の概要構成を示す外観斜視図である。
【図２】図１の矢印Ａ−Ａ線における集成材ジョイント装置の矢視縦断面図である。
【図３】図２の矢印Ｂ−Ｂ線における矢視拡大平断面図である。
【図４】図２の矢印Ｃ−Ｃ線における、ボルトを挿通する前の状態を示す矢視部分拡大縦断面図である。
【図５】本実施の形態におけるボルトに担持部材を巻き付けた状態を示すボルトの拡大側面図である。
【図６】図４と同様にボルトを挿通して膨張材を充填した状態を示す部分拡大縦断面図である。
【図７】ボルト２本で締結された供試体の静的圧縮試験を説明する図で、（ａ）は正面図、（ｂ）はその側面図である。
【図８】ボルト６本で締結された供試体の静的圧縮試験を説明する供試体の外観正面図である。
【図９】ボルト２本の場合における静的圧縮試験のテスト結果を示す荷重−ずれ曲線を示すグラフで、（ａ）は充填部を有しない場合、（ｂ）は充填部を有する場合におけるグラフである。
【図１０】ボルト６本の場合における静的圧縮試験のテスト結果を示す荷重−ずれ曲線を示すグラフで、（ａ）は充填部を有しない場合、（ｂ）は充填部を有する場合におけるグラフである。
【図１１】ボルト２本の場合における供試体の静的引張試験を説明する供試体の外観正面図である。
【図１２】図１１の供試体を用いた静的引張試験のテスト結果を示す荷重−ずれ曲線を示すグラフで、（ａ）は充填部を有しない場合、（ｂ）は充填部を有する場合のグラフである。
【図１３】第１従来装置における縦断面図である。
【図１４】第２従来装置の接合面における結合状態を示す部分側面図である。
【図１５】図１４のＤ−Ｄ線における拡大縦断面図である。
【符号の説明】
１  集成材
１ａ〜１ｄ  挽き板
２  ジョイント
３  ボルト
３ａ  ボルト頭部
３ｂ  ボルトの本体部
７  集成材側のボルト孔
８  ジョイント側のボルト孔
９  ナット
１０  担持部材
１１  充填部
１２  供試体
１３  供試体
Ｓ３  隙間
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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