(57)【要約】【課題】製造時の施工性及び製造後の仕上がりが良好であり、優れた外観及び高い強度を備えた複合強化集成木材及びこれを用いた住宅を提供する。【解決手段】複合強化集成木材（１）を、木質部材（２）（３）…と、その木質部材（２）（３）…よりも高強度の鋼その他の材質からなる強化部材（４）（４）とを積層して構成し、それぞれ複数の木質部材木質部材（２）（３）…と強化部材（４）（４）とを交互となるようにして互いに積層するとともに、少なくともその積層方向（矢印ａ方向）の両外側部を集成構造の木質部材（２）（２）で構成している。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
木質部材と、その木質部材よりも高強度の鋼その他の材質からなる強化部材とを積層して構成される強化複合木材であって、それぞれ複数の木質部材と強化部材とが交互となるようにして互いに積層されるとともに、少なくともその積層方向の両外側部は集成構造の木質部材で構成されていることを特徴とする複合強化集成木材。
【請求項２】
前記集成構造の木質部材は、集成時の合わせラインが前記積層方向の外側面に露出するようにして配置されている請求項１記載の複合強化集成木材。
【請求項３】
前記集成構造の木質部材は、集成時の合わせ面が、前記強化部材の前記積層面に対して垂直となるよう前記積層方向に貫通して形成されている請求項１又は２記載の複合強化集成木材。
【請求項４】
前記強化部材は、前記積層方向とは直角な方向の一端部より前記積層方向の一方又は両方に突出する突出片を備え、この突出片には前記木質部材の前記直交方向の側面が当接されている請求項１乃至３のいずれかに記載の複合強化集成木材。
【請求項５】
前記強化部材の前記積層方向とは直角な方向の他端部は、その端面の外側における前記木質部材間に所要深さの隙間を残すように短く形成されている請求項１乃至４のいずれかに記載の複合強化集成木材。
【請求項６】
前記強化部材は、比較的薄肉の板状であるとともに、複合強化集成木材全体の長さ方向において略全長に亘って配置されており、前記木質部材と前記強化部材とを前記積層方向に貫通するボルト挿通用若しくは配線用の貫通穴が設けられている請求項１乃至５のいずれかに記載の複合強化集成木材。
【請求項７】
複合強化集成木材を構造梁として用いた住宅であって、その複合強化集成木材は、それぞれ複数の木質部材とその木質部材よりも高強度の鋼その他の材質からなる強化部材とが交互となるようにして、且つ、それぞれの積層面が垂直となるようにして互いに積層されるとともに、少なくともその積層方向の両外側部は集成構造の木質部材で構成されており、その集成構造の木質部材は、集成時の合わせラインが前記積層方向の外側面に露出するようにして配置されていることを特徴とする住宅。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、梁等の建築材料として使用する複合強化集成木材及びこれを用いた住宅に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、強度を向上させるための集成木材として、木材と、鋼材や炭素繊維強化樹脂複合材等のような木材以外の材料とを組み合わせたものが多数開発されている。例えば特許文献１に開示された鋼補剛集成材は、図９で示すように、集成材（２１）の上下両面に形成した溝（２２）（２２）に、四角柱状の鋼材（２３）（２３）を嵌め込んで接着することで補強した構成となっている。
【０００３】
また、特許文献２に開示された炭素繊維強化集成材は、図１０で示すように、木材（３２）（３２）…を複数積層してなっており、少なくとも一層に炭素繊維強化樹脂複合材（３３）が介在した構成となっている。さらに、特許文献３に開示された炭素繊維強化集成材は、図１１で示すように、木材（４３）（４３）…を複数積層してなる集成材（４２）（４２）と、断面形状がＴ字型となるように配置された炭素繊維強化樹脂複合材層（４４）（４４）…とを組み合わせた構成となっている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１１−３３３８０９号公報
【０００５】
【特許文献２】
特開平６−１２２１７８号公報
【０００６】
【特許文献３】
特開平６−１２２１７９号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、特許文献１に記載された鋼補剛集成材は、鋼材（２３）（２３）を嵌め込むための溝（２２）（２２）加工が、集成材（２１）の製造工程上の手間となってしまう欠点があった。
【０００８】
また、特許文献２に記載された炭素繊維強化集成材では、製造時又は製造後の段階で、異種材料である木材の積層（３２）（３２）…と炭素繊維強化樹脂複合材の積層（３３）との接着面（３４）（３４）において、層のずれが発生する恐れがあった。
【０００９】
さらに、特許文献３に記載された炭素繊維強化集成材は、集成材（４２）（４２）及び炭素繊維強化樹脂複合材層（４４）（４４）…を接着する工程において、それら集成材（４２）（４２）及び炭素繊維強化樹脂複合材層（４４）（４４）…をそれぞれ複雑に配置する必要があり、施工性が悪くなってしまう欠点があった。
【００１０】
そして、一般的に、従来の木材以外の材料を組み合わせた集成木材は、木材の積層面が表れる外側面において、木材以外の材料も層として表れてしまうことが多く、その場合の外観上の印象は好ましいものではなかった。加えて、それら木材以外の材料が２面以上に露出することが多く、その場合はそれらの面にプレーナー掛けを施すことができないため、きれいに仕上げるのが困難となっていた。
【００１１】
またさらに、ボルト挿通用の貫通穴を柱等との接合部に設けた場合、又は、配線用の貫通穴を設けた場合、それら貫通穴周辺に応力が集中し、強度が低下してしまう可能性が高いため、強度的な対策として改良の余地があった。
【００１２】
このように、従来の集成木材には様々な不具合があり、そのような不具合を解消するような新たな複合強化集成木材の開発が求められていた。そこで、この発明は、製造時の施工性及び製造後の仕上がりが良好であり、優れた外観及び高い強度を備えた複合強化集成木材及びこれを用いた住宅を提供する。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、この発明における複合強化集成木材は、木質部材と、その木質部材よりも高強度の鋼その他の材質からなる強化部材とを積層して構成される強化複合木材であって、それぞれ複数の木質部材と強化部材とが交互となるようにして互いに積層されるとともに、少なくともその積層方向の両外側部は集成構造の木質部材で構成されていることを特徴とする。
【００１４】
また、前記集成構造の木質部材は、集成時の合わせラインが前記積層方向の外側面に露出するようにして配置されている。
【００１５】
さらに、前記集成構造の木質部材は、集成時の合わせ面が、前記強化部材の前記積層面に対して垂直となるよう前記積層方向に貫通して形成されている。
【００１６】
またさらに、前記強化部材は、前記積層方向とは直角な方向の一端部より前記積層方向の一方又は両方に突出する突出片を備え、この突出片には前記木質部材の前記直交方向の側面が当接されている。
【００１７】
そして、  前記強化部材の前記積層方向とは直角な方向の他端部は、その端面の外側における前記木質部材間に所要深さの隙間を残すように短く形成されている。
【００１８】
加えて、前記強化部材は、比較的薄肉の板状であるとともに、複合強化集成木材全体の長さ方向において略全長に亘って配置されており、前記木質部材と前記強化部材とを前記積層方向に貫通するボルト挿通用若しくは配線用の貫通穴が設けられている。
【００１９】
また、この発明における住宅は、複合強化集成木材を構造梁として用いるものであって、その複合強化集成木材は、それぞれ複数の木質部材とその木質部材よりも高強度の鋼その他の材質からなる強化部材とが交互となるようにして、且つ、それぞれの積層面が垂直となるようにして互いに積層されるとともに、少なくともその積層方向の両外側部は集成構造の木質部材で構成されており、その集成構造の木質部材は、集成時の合わせラインが前記積層方向の外側面に露出するようにして配置されていることを特徴とする。
【００２０】
なお、上記において、集成構造の木質部材における集成時の合わせラインとは、複数の木材を集成する際におけるそれら木材間の合わせ面の端部が、木質部材の外側面に露出して直線として表れる部分を意味する。また、上記における「積層方向とは直角な方向」には、「複合強化集成木材全体の長さ方向」は含まれないものとする。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１乃至図５に示すように、（１）は、この発明の一実施形態に係る複合強化集成木材であり、主に住宅の構造梁として用いられるものである。
【００２２】
複合強化集成木材（１）は、３つの木質部材（２）（３）…と２つの強化部材（４）（４）とからなり、これら木質部材（２）（３）…と強化部材（４）（４）とが交互となるようにして互いに積層されるとともに、その積層方向（矢印ａ方向）の両外側部が木質部材（２）（２）となるように構成されている。そして、これら木質部材（２）（３）…と強化部材（４）（４）とは、例えば接着剤によって互いに固着されている。
なお、木質部材（２）（３）…の個数は４つ以上でも良く、その個数に応じて強化部材（４）（４）の個数が定められるものとする。
【００２３】
積層方向（矢印ａ方向）の両外側部に配置される木質部材（２）（２）は、集成構造をなしている。これら集成構造の木質部材（２）（２）は、複数の集成用木材（６）（６）…が、前記積層方向（矢印ａ方向）とは直角な方向（矢印ｂ方向）に積層されて、それぞれの合わせ面（７）（７）…において互いに接着されることで構成されている。
【００２４】
すなわち、集成時の合わせ面（７）（７）が、強化部材（４）との積層面（１０）に対して垂直となるとともに、積層方向（矢印ａ方向）に貫通して形成されている。また、場合によっては、前記直角方向（矢印ｂ方向）の一端において、強化部材（４）が接着される側の角部分が面取り（５０）されるようになっている。
【００２５】
その他の木質部材（３）は、単一の木材よりなる無垢材となっているが、集成構造を備えたものであっても良いものとする。そして、積層方向（矢印ａ方向）の両外側部の木質部材（２）（２）と同様に、前記直角方向（矢印ｂ方向）の一端において、両側の角部分が面取り（５１）（５１）される場合がある。
【００２６】
強化部材（４）（４）は、比較的薄肉の板状の例えば鋼材からなっており、前記長さ方向（矢印ｃ方向）において略全長に亘って配置されるように長尺状に形成されている。ただし、強化部材（４）の材質については、木質部材（２）（３）よりも高強度であれば他の材質であっても良く、例えば炭素繊維強化樹脂複合材を用いることが考えられる。
【００２７】
また、強化部材（４）（４）は、図２又は図４に示すように、前記直角方向（矢印ｂ方向）の一端部より前記積層方向（矢印ａ方向）の一方又は両方に突出する突出片（１１）を一体的に備えており、その断面形状は例えばＴ字状又はＬ字状となっている。そして、突出片（１１）は、長さ方向（矢印ｃ方向）に沿って延出するようにして設けられており、取付け状態において、木質部材（２）（３）…の前記直角方向（矢印ｂ方向）の一方の側面（１２）（１２）…が当接されるようになっている。
【００２８】
ここで、強化部材（４）を、突出片（１１）を構成する部分と木質部材（２）（３）間に介装される部分とを隅肉溶接により一体に接合した場合は、その接合部分のコーナーに溶接肉盛り部（１９）が生じてしまうことがある。しかし、木質部材（２）（３）…の角部分に上述したような面取り（５０）（５１）…加工を施しておけば、木質部材（２）（３）…と強化部材（４）（４）とを、がたつきが生じることなく積層できるとともに、隙間なく接着することができるようになっている。
【００２９】
また、強化部材（４）の前記直角方向（矢印ｂ方向）の他端部は、その端面（１４）の外側における木質部材（２）（３）間に所要深さの隙間（１５）を残すように短く形成されている。このように、強化部材（４）の端面（１４）が、木質部材（２）（３）における前記直角方向（矢印ｂ方向）の他方の側面（１６）（１６）に対して所要深さ分だけ奥に入り込んだ状態となっているため、前記他方の側面（１６）をプレーナー掛けしても、強化部材（４）の他端部が干渉しないようになっている。
【００３０】
さらに、複合強化集成木材（１）の長さ方向（矢印ｃ方向）における一端部又は両端部には、木質部材（２）（３）…と強化部材（４）（４）とを前記積層方向（矢印ａ方向）に貫通するボルト挿通用の貫通穴（１７）（１７）…が設けられている。これら貫通穴（１７）（１７）…は、前記直角方向（矢印ｂ方向）に沿って一定間隔を空けて形成されており、柱その他の部材との接合に用いられるボルト等が貫通されるようになっている。
【００３１】
そして、場合によっては、配線用の貫通穴（１８）が、木質部材（２）（３）…と強化部材（４）（４）とを前記積層方向（矢印ａ方向）に貫通して設けられるようになっている。従って、この複合強化集成木材（１）を構造梁として用いた場合、例えば電気配線が構造梁を貫通して通ることができるため、構造梁を避けるようにして配線工事を行う必要がなく、施工の自由度を高めている。
【００３２】
また、この配線用貫通穴（１８）には、例えば金属製のパイプが通されるようになっており、このパイプ内を配線が通るようになっている。そして、このパイプと強化部材（４）（４）とを接合することで、複合強化集成木材（１）の剛性を高めている。
【００３３】
以下において、上記の構成よりなる複合強化集成木材（１）の製造方法について説明する。集成構造の木質部材（２）（２）は、前記積層方向（矢印ａ方向）の幅が一般的な集成木材に比べて短く形成されており、図６又は図７のいずれかの方法によって製造される。
【００３４】
図６に示す製造方法では、矢印ｄ方向において一般的な幅寸法を有する集成木材（６０）を、図に示す積層方向と同方向の二点鎖線（６１）（６１）に沿うようにして割り返すだけで、所要の幅寸法を有する前記集成構造の木質部材（２）（２）を容易に生産できるようになっている。なお、この割返し前の集成木材（６０）は、複数の集成用木材（６３）（６３）…を積層して構成されており、それぞれの積層内においても複数の木材（６３）（６３）…を繋ぎ合わせる場合において、それら木材（６３）（６３）間はフィンガージョイント（６２）（６２）によって接合されるようになっている。
図７に示す製造方法では、天板を作るようにして複数の木材（７３）（７３）…を、フラット状に板面に沿う方向に積層したもの（７０）を、図に示す積層面方向の二点鎖線（７１）（７１）に沿うようにして切り出すことで、所要の高さ寸法を有する前記集成構造の木質部材（２）（２）を容易に生産できるようになっている。
【００３５】
そして、図８では、木質部材（２）（３）…と強化部材（４）（４）とを積層して貼り合わせる方法が示されている。先ず、それぞれの木質部材（２）（３）…における強化部材（４）（４）との積層面（１０）（１０）に接着剤（５５）（５５）…を例えばロールで塗布しておく。次に、木質部材（２）（３）…を、強化部材（４）（４）の突出片（１１）（１１）に対して隙間ができないように幅寄せしながら、長さ方向における両端面（５）（５）が同一面上に揃うようにして位置決めを行い、木質部材（２）（３）…と強化部材（４）（４）とを上下方向に交互に積層する。
【００３６】
このように木質部材（２）（３）…と強化部材（４）（４）とを積層した後、上下方向にプレスを施して接着を完了させる。そして、プレス終了後、複合強化集成木材（１）の側面に対して、強化部材（４）（４）の突出片（１１）（１１）が露出する面（１２）を除く３面（９）（１６）…をプレーナー掛けして、はみ出した接着剤（５５）（５５）…を除去するとともに、最終断面寸法を出すようにする。
【００３７】
以上のように製造された複合強化集成木材（１）は、木質部材（２）（３）…よりも高強度の強化部材（４）（４）を、それぞれの木質部材（２）（３）間に挟み込むようにして構成されているため、極めて高い強度を有している。しかも、製造段階において、木質部材（２）（３）…と強化部材（４）（４）とを複雑に配置する必要がなく、強化部材（４）（４）を取り付けるために木質部材（２）（３）…に予め溝加工を施しておくなどの特別な工程を必要としないため、通常の集成材の製造とあまり変わることなく容易に製造することができ、生産性に優れている。
【００３８】
また、集成構造の木質部材（２）を構成する各集成用木材（６）（６）…が、強化部材（４）の積層面（１０）に対して直交した状態で配置されているため、複合強化集成木材（１）の強度のさらなる向上に貢献している。
【００３９】
さらに、複合強化集成木材（１）は、その積層面（１０）（１０）…が垂直となるように配置した状態で構造梁として用いられるようになっている。そして、集成構造の木質部材（２）（２）は、集成時の合わせライン（８）（８）…が前記積層方向（矢印ａ方向）の外側面（９）（９）に露出するようになっている。
【００４０】
従って、構造梁として設置された複合強化集成木材（１）を前記積層方向（矢印ａ方向）から見たときに、木材のみによって構成される一般的な集成木材と同様に、集成構造を形成する木材（６）（６）…の外側面とそれら木材（６）（６）同士の合わせライン（８）（８）…とからなる外観となり、意匠的に好印象を与えることが可能となっている。
【００４１】
またさらに、複合強化集成木材（１）は、強化部材（４）（４）の突出片（１１）（１１）が木質部材（２）（３）…の側面（１２）（１２）…に当接するようになっている。従って、製造時において、木質部材（２）（３）…と強化部材（４）（４）とを積層して貼り合わせる際の強化部材（４）に対する木質部材（２）（３）…の位置決めが容易となり、製造段階における施工性を向上させている。加えて、製造時及び製造後において、木質部材（２）（３）と強化部材（４）との前記直角方向（矢印ｂ方向）における層のずれを防止することができるようになっている。
【００４２】
さらに、複合強化集成木材（１）を構造梁として設置した際に、強化部材（４）の突出片（１１）が木質部材（２）（３）を下側より支持する状態となるので、複合強化集成木材（１）全体の曲げに対する強度を向上させている。
【００４３】
加えて、上述したように、木質部材（２）（３）…の前記他方の側面（１６）をプレーナー掛けしても、強化部材（４）（４）が干渉することがないため、この複合強化集成木材（１）は、前記他方の側面（１６）と前記積層方向（矢印ａ方向）の両側面（９）（９）との３面に亘ってプレーナー掛けを施すことが可能であり、仕上がりを向上させている。
【００４４】
また、複合強化集成木材（１）は、上述したように形成される貫通穴（１７）（１８）…周辺に応力が集中することとなるが、ボルトやパイプ等が直交するように貫通されることとなる強化部材（４）（４）が、その長さ方向（矢印ｃ方向）において略全長に亘って配置されているため、複合強化集成木材（１）全体で支持することができ、貫通穴（１７）（１８）…付近の強度低下を防止できるようになっている。
【００４５】
なお、この発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、この発明の範囲内で上記実施形態に多くの修正及び変更を加え得ることは勿論である。
【００４６】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、この発明の複合強化集成木材は、木質部材よりも高強度の強化部材を、それぞれの木質部材間に挟み込むようにして構成されているため、極めて高い強度を有している。しかも、製造段階において、木質部材と強化部材とを複雑に配置する必要がなく、強化部材を取り付けるために木質部材に予め溝加工を施しておくなどの特別な工程を必要としないため、通常の集成材の製造とあまり変わることなく容易に製造することができ、生産性に優れている。
【００４７】
また、集成構造の木質部材は、集成時の合わせラインが木質部材と強化部材との積層方向の外側面に露出するようになっているため、前記積層方向から見たときに、木材のみによって構成される一般的な集成木材と同様に、集成構造を形成する木材の外側面とそれら木材同士の合わせラインとからなる外観となり、意匠的に好印象を与えることが可能となっている。
【００４８】
さらに、集成構造の木質部材は、集成時の合わせ面が、強化部材の積層面に対して垂直となるとともに、積層方向に貫通して形成されている。すなわち、集成構造の木質部材を構成する各木材を、強化部材の積層面に対して直交するように配置することで、複合強化集成木材の強度のさらなる向上を図っている。
【００４９】
またさらに、強化部材の前記積層方向とは直角な方向の一端部には突出片が備えられているため、製造段階において、木質部材と強化部材とを積層して貼り合わせる際の強化部材に対する木質部材の位置決めが容易となり、施工性を向上させている。加えて、製造時及び製造後において、木質部材と強化部材との前記直角方向における層のずれを防止することができるようになっている。
【００５０】
また、強化部材の突出片が下側に配置されるように複合強化集成木材を設置すれば、この突出片が木質部材を下側より支持する状態となるので、複合強化集成木材全体の曲げに対する強度を向上させることができる。
【００５１】
さらに、強化部材の前記直角方向の他端部が、その端面の外側における木質部材間に所要深さの隙間を残すように短く形成されているため、木質部材の側面をプレーナー掛けしても、強化部材の他端部が干渉しないようになっている。従って、複合強化集成木材の側面に対して、強化部材の突出片が当接する面を除く３面に亘ってプレーナー掛けを施すことが可能であり、仕上がりを向上させている。
【００５２】
またさらに、複合強化集成木材には、木質部材と強化部材とを前記積層方向に貫通するボルト挿通用若しくは配線用の貫通穴が設けられているが、ボルトやパイプ等が直交するように貫通される強化部材が、前記長さ方向において略全長に亘って配置されているため、貫通穴周辺に応力が集中しても、複合強化集成木材全体で支持することとなり、貫通穴付近の強度低下を防止できるようになっている。
【００５３】
加えて、この複合強化集成木材を構造梁として用いた場合、例えば電気配線が構造梁を貫通して通ることができるため、構造梁を避けるようにして配線工事を行う必要がなく、施工の自由度を高めている。
【００５４】
加えて、この発明の住宅では、構造梁として用いる複合強化集成木材が、木質部材と強化部材との積層面が垂直となるように配置されており、その積層方向の両外側部に配置される集成構造の木質部材は、集成時の合わせラインが前記積層方向の外側面に露出するようになっているため、施工後において一般的な集成木材と同様の外観となり、意匠性に優れている。
【図面の簡単な説明】
【図１】強化部材の断面形状がＴ字状である複合強化集成材を示す斜視図である。
【図２】同じくその端面を示す側面図である。
【図３】強化部材の断面形状がＬ字状である複合強化集成材を示す斜視図である。
【図４】同じくその端面を示す側面図である。
【図５】積層方向から見た複合強化集成材を示す側面図である。
【図６】集成構造の木質部材の製造方法を示す斜視図である。
【図７】集成構造の木質部材の他の製造方法を示す斜視図である。
【図８】複合強化集成木材の製造方法を示す側面図である。
【図９】従来の集成木材の端面を示す側面図である。
【図１０】他の従来の集成木材の端面を示す側面図である。
【図１１】他の従来の集成木材の端面を示す側面図である。
【符号の説明】
（１）  複合強化集成木材
（２）（３）  木質部材
（４）  強化部材
（７）  集成時の合わせ面
（８）  集成時の合わせライン
（９）  積層方向の外側面
（１０）  積層面
（１１）  突出片
（１２）  積層方向とは直角な方向の側面
（１５）  所要深さの隙間
（１７）  ボルト挿通用の貫通穴
（１８）  配線用の貫通穴
【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】
2004230621.tif 000008
【図７】
2004230621.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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