(57)【要約】  本開示は、所定の主曲げ方向Ｂを有する梁、間柱又は根太のような構造部材１０を提供する。構造部材は、一体に接着された複数の木製ラメラ２０ａ、２０ｂを備え、それぞれのラメラは、構造部材１０の断面と平行なラメラ断面と、構造部材の長手方向に平行であるとともに木製ラメラ２０ａ、２０ｂの主要な木目方向に平行な長手方向とを有する。構造部材は、ラメラ２０ａ、２０ｂが、丸太の半径方向の区域として形成され、三角形又は台形の断面を有し、丸太の半径方向外側の部分に形成されたそれぞれの底面ｂｓ１を有する。ラメラ２０ａ、２０ｂは、隣接する一対のラメラ２０ａ、２０ｂの底面ｂｓ１が反対方向を向くように配置された少なくとも１つの層として配置される。底面ｂｓ１は曲げ方向Ｂに垂直である。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の主曲げ方向（Ｂ）を有する、梁、間柱又は根太のような構造部材（１０）であって、
複数の一体に接着された木製のラメラ（２０ａ、２０ｂ）を備え、それぞれのラメラは、前記構造部材（１０）の断面と平行なラメラ断面、および前記構造部材の長手方向に平行であるとともに前記ラメラ（２０ａ、２０ｂ）の主要な木目方向に平行な長手方向を有し、
前記ラメラ（２０ａ、２０ｂ）は、三角形又は台形の断面を有し、丸太の半径方向外側の部分に形成された平らな底面（ｂｓ１）をそれぞれ有し、
前記ラメラ（２０ａ、２０ｂ）は、一対の隣接するラメラ（２０ａ、２０ｂ）どうしは底面（ｂｓ１）が反対方向を向いている、少なくとも１つの層として配置された、前記構造部材（１０）において、
前記底面（ｂｓ１）は前記主曲げ方向（Ｂ）に垂直であることと、
前記ラメラ（２０ａ、２０ｂ）は、前記丸太の半径方向の区域として形成されることと
を特徴とする構造部材。
【請求項２】
前記ラメラ（２０ａ、２０ｂ）は、二等辺三角形及び／又は二等辺台形の形状を有する、請求項１に記載された構造部材。
【請求項３】
前記ラメラ（２０ａ、２０ｂ）は、前記底面（ｂｓ１）からの距離が増加するに従い、年輪の曲率半径が減少している、請求項１又は請求項２に記載された構造部材。
【請求項４】
隣接する一対のラメラ（ｂｓ１）の底面（ｂｓ１）が反対方向に向いているように配置された、少なくとも２つの一体に接着されたラメラ（２０ａ、２０ｂ）の層（Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３）を備える、請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載された構造部材。
【請求項５】
前記層（Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３）は、前記底面（ｂｓ１）に垂直な方向から見ると、異なる厚さを有する、請求項４に記載された構造部材。
【請求項６】
前記主曲げ方向から見ると、前記構造部材の外面の近くに位置する層（Ｌ１）は、前記外面からさらに離れて位置する層（Ｌ２）よりも年輪の数が少ない、請求項４又は請求項５に記載された構造部材。
【請求項７】
年輪の数がより少ない前記層（Ｌ１）は、底面（ｂｓ１）が同じ方向に面するとともに前記層（Ｌ１）の大部分の体積を構成する前記ラメラ（２０ａ、２０ｂ）が、前記外面からさらに離れて位置する層（Ｌ２）のラメラよりも大きい平均年輪曲がり半径を有する、請求項６に記載された構造部材。
【請求項８】
前記ラメラ（２０ａ、２０ｂ）は、頂部及び円弧部のそれぞれが切り取られた丸太の半径方向の区域である木片から形成されている、請求項１から請求項７までのいずれか一項に記載された構造部材。
【請求項９】
前記ラメラ（２０ａ、２０ｂ）は台形の断面を有し、前記ラメラの大きい底面（ｂｓ１）は前記ラメラの小さい底面（ｂｓ２）よりも、単位面積あたりの切断された木繊維が少ない、請求項１から請求項８までのいずれか一項に記載された構造部材。
【請求項１０】
請求項１から請求項９までのいずれか一項に記載された構造部材の形態のグルーラム梁（１０）であって、
前記梁は、短辺が水平方向を向く細長い断面を有し、前記底面（ｂｓ１）は、前記短辺に平行である、グルーラム梁。
【請求項１１】
梁、根太、間柱、柱又は壁要素としての、請求項１から請求項９までのいずれか一項に記載された構造部材の使用。
【請求項１２】
所定の主曲げ方向（Ｂ）を有する、梁、間柱又は根太のような構造部材を形成する方法であって、
丸太（１００）の主要な木目方向に沿って前記丸太を、複数の木製のラメラ（２０、２０ａ、２０ｂ、２００）に切断するステップと、
一対の隣接するラメラ（２０ａ、２０ｂ）の平らな底面（ｂｓ１）が反対方向を向くように、少なくとも１つの層（Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３）として前記ラメラ（２０、２０ａ、２０ｂ、２００）を配置するステップと、
長い側面（ｓｓ１、ｓｓ２）に沿って前記ラメラ（２０ａ、２０ｂ）を一体に接着するステップと
を含む方法において、
前記複数の木製のラメラ（２０、２０ａ、２０ｂ、２００）の断面が、三角形又は台形であり、それぞれのラメラの平らの底面（ｂｓ１）が前記丸太（１００）の半径方向外側の部分に形成されるように、前記丸太（１００）を切断すること、および
前記底面（ｂｓ１）が前記主曲げ方向（Ｂ）に垂直となるように前記ラメラ（２０ａ、２０ｂ）を配置することと
によって特徴付けられる方法。
【請求項１３】
前記ラメラ（２０ａ、２０ｂ）の断面が、二等辺三角形又は二等辺台形になるように形成する、請求項１２に記載された方法。
【請求項１４】
前記ラメラを台形の断面に形成することは、形成されるラメラのそれぞれの大きい底面（ｂｓ１）を前記丸太の最も外側の表面に対して整列させて、前記小さい底面（ｂｓ２）よりも前記大きい底面のほうが、単位面積あたりの木繊維の切断が少なくすることを含む、請求項１３に記載された方法。
【請求項１５】
前記底面（ｂｓ１）を含む前記層（Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３）の一部を切り取り、切り取った部分を、前記層（Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３）の反対側、又は、前記構成部材を形成するとともに前記切り取られた部分と平行である別の層（Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３）の一部に接着させるステップをさらに含む、請求項１１から請求項１４までのいずれか一項に記載された方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、梁、根太、間柱、柱等として使用できる構造部材に関するものである。本開示は、その構造部材を製造する方法にも係るものである。
【背景技術】
【０００２】
現在、欧州において集成梁（「グルーラム」）はほとんど、ＤＩＮ  １０５２：２００８（ドイツ規格）又はＤＩＮ  ＥＮ  １４０８０：２０１３−０９（欧州整合規格）に従って製造される。梁１（図１）は、視覚的に勾配が付けられるか、または機械加工により勾配が付けられた板２を組み立てるが、これは伝統的な方法で製材所において製造され炉中で乾燥される。
【０００３】
グルーラムの製造者は、原材料としてこれらの板を取得し、勾配を付け、欠陥（例えば節）を切り落とし各断片をフィンガージョイント３により一体に固定することによって、必要なラメラを製造する。フィンガージョイントにより固定されたラメラ２が平らにされた後、接着剤を塗布し、ラメラ２を一体に接着することによって梁１を形成する。最後のステップとして、梁を平らにすること、眼に見える欠陥を取り除くこと、および梱包して荷積みすることを行なうことができる。
【０００４】
このため、材木は伝統的に、米国特許第５８１６０１５号の図１に描かれた模式図に従ってのこぎり引きされて板材又はラメラにされ、米国特許第５８１６０１５号は、複数の板材又はラメラを一体に積層することによって木製の梁を形成する代替的な方法を開示する。
【０００５】
欧州特許第１２７７５５２号は、材木の丸い断片を台形の断面を有する複数の小板に切断することと、断片を一体に積層して梁に形成することとによって木製の梁を形成する同様の方法を開示する。
【０００６】
米国特許第４１２２８７８号は、比較的小さな直径のバルサ材をパネルに加工する方法を開示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】米国特許第５８１６０１５号明細書
【特許文献２】欧州特許第１２７７５５２号明細書
【特許文献３】米国特許第４１２２８７８号明細書
【特許文献４】米国特許第８４０８０８１号明細書
【特許文献５】欧州特許第１３５５１４８号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
材木の原材料の改善された使用を提供する要求、並びに、異なる梁間での改善された強度及び／又は強度の低減された変化を有する梁の要求が依然としてある。
【０００９】
梁、根太、間柱、柱等のような改善された構造部材を提供することが、本発明の全体的な目的である。特定の目的は、既存の原材料の使用をより良くし、より強化された構造部材を提供することを含む。さらに目的は、構造部材の製造工程の改善された制御を提供し、得られる部材の特性の変動がより小さくなるようにすることを含む。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、添付の独立請求項によって規定される。具体例は、従属請求項、以下の説明および添付の図面において説明される。
【００１１】
第１の観点によれば、所定の主曲げ方向を有する梁、間柱又は根太のような構造部材が提供される。構造部材は、複数の一体に接着された木製ラメラを備え、それぞれのラメラは、構造部材の断面と平行なラメラ断面、および構造部材の長手方向に平行であるとともに木製ラメラの主要な木目方向と平行な長手方向を有する。ラメラは、丸太の半径方向の断面として形成され、三角形又は台形の断面を呈し、丸太の半径方向外側の部分に形成された底面をそれぞれ有する。ラメラは、少なくとも１つの層として配置され、一対の隣接するラメラどうしは底面が反対方向を向いている。底面は、曲げ方向と垂直である。
【００１２】
用語「台形（ｔｒａｐｅｚｏｉｄ）」は、イギリス英語の用語「台形（ｔｒａｐｅｚｉｕｍ）」と同等なアメリカ英語である。用語「台形」は、「底辺」と呼ばれる一対の平行な辺と一対の平行でない脚とを有する凸状の四角形として定義される。
【００１３】
用語「曲げ方向」は、「横向きの荷重方向」と置き換えることができ、これはおそらく、構造部材が全体的に又は部分的に横方向の荷重を受ける梁の形態である場合により重要である。
【００１４】
したがって、本発明は、強度特性（引張強度並びに曲げ強度）は髄から樹皮に向かって半径方向に増加するという理解に基づく。このため、最も若い（すなわち、最も外側に位置する）木材は、強度特性の観点から最も価値がある。今日の製材技術では、外側に位置する木材の大部分はチップに加工されるが挽き立て材には加工されないところ、本発明の概念は、丸太の最も外側の部分を常に含む木材片を形成するので、本発明によれば、最も価値のある木材の使用が向上する。
【００１５】
本開示に従って形成された梁は、使用される原材料が同量であれば、強度特性の約１０％の増加を達成できると推定される。
【００１６】
ラメラは、二等辺三角形及び／又は二等辺台形の形状を有することができる。
【００１７】
断面を変形すること又は交換することを含む、他の断面も可能であるが、全てのラメラが二等辺台形形状であることは、製造の視点から最も実際的と思われるであろう。
【００１８】
ラメラは、年輪の曲率半径が、底面からの距離が増加するにつれて減少するようにできる。
【００１９】
このため、木材の最も若い部分は、大きい底面に存在するであろうし、木材の歳をとった部分は、場合によっては、小さい底面又は三角形の頂点に向かって徐々に増えるであろう。
【００２０】
構造部材は、隣接する一対のラメラの底面が反対方向に向いているように配置された少なくとも２つの一体に接着されたラメラ層を含む。
【００２１】
このため、本開示は、規格化された建築用ブロックを使用して、異なる特性を有する様々な構造部材を形成できるという点で、構造部材の設計に対するモジュラーアプローチを提供する。
【００２２】
底面に垂直な方向から見て、異なる厚さの複数の層が存在できる。
【００２３】
曲げ方向から見て、構造部材の外面に接近した位置にある層は、外面からさらに離れた位置にある層よりも年輪の数が少ない。
【００２４】
年輪の数がより少ない層では、底面が同じ方向に面するとともにその層の大部分の体積を構成するラメラは、外面からさらに離れて位置する層のラメラよりも大きい平均年輪曲率半径を有することができる。
【００２５】
このため、外側の層は大きい強度を有するであろう。
【００２６】
ラメラは、それぞれの頂点及び円弧部分が切り取られた丸太の半径方向の区域である木片から形成できる。
【００２７】
ラメラは台形の断面を有することができ、ラメラの大きい底面は、ラメラの小さい底面よりも、単位面積当たりの切断された木繊維をより少なくできる。
【００２８】
このため、大きい底面における木繊維は、小さい底面における木繊維よりも高い程度で無傷であろう。これは、最大の強度を有する木繊維の品質が保存され、原材料の固有の強度が最大限に利用されることを意味する。
【００２９】
ラメラの少なくとも１つは、好ましくはフィンガージョイントによって短辺どうしを一体に接合した少なくとも２つの木片で形成できる。
【００３０】
第２の観点によれば、上述したような構造部材を備えるグルーラム梁が提供される。その梁は、水平に向く短辺を有する細長い断面を有し、底面は短辺に平行である。
【００３１】
第３の観点によれば、梁、根太、間柱、柱又は壁要素のような上述の構造部材の使用が提供される。
【００３２】
この点について梁は、真っすぐな水平の梁又は傾斜した梁、すなわち、水平方向に関して０°〜９０°の角度を有する梁にできる。
【００３３】
梁は湾曲していてもよい。
【００３４】
壁要素は、壁の全て又は一部を提供するために使用できる。通常の壁要素は、所望の部屋の高さに相当する高さ、通常は約２．１〜４ｍ、おそらく最も好ましくは２．２〜３ｍの範囲の高さを有することができる。そのような壁要素の幅は、例えば０．６ｍ〜２５ｍ、おそらく最も好ましくは０．６〜１５ｍ又は０．６〜６ｍにできる。
【００３５】
第４の観点によれば、所定の主曲げ方向を有する梁、間柱又は根太のような構造部材を形成する方法が提供される。その方法は、丸太の主要な木目方向に沿って丸太を、断面が三角形又は台形であるとともに丸太の半径方向外側の部分に形成されたそれぞれの底面を有する複数の木製ラメラに切断するステップを備える。その方法はさらに、一対の隣接するラメラの底面が反対方向を向くように、少なくとも１つの層としてラメラを配置するステップと、その長い側面に沿ってラメラを一体に接着するステップとを含む。その方法は、底面が曲げ方向に垂直となるようにラメラを配置するステップも含む。
【００３６】
その方法では、二等辺三角形又は二等辺台形の断面を有するようにラメラを形成できる。
【００３７】
ラメラを台形の断面に形成することは、形成されるラメラのそれぞれの大きい底面を丸太の最も外側の表面に対して整列させて、ラメラの大きい底面がラメラの小さい底面よりも、単位面積当たりの木繊維の切断が少なくすることを含むことができる。
【００３８】
方法は、乾燥するステップを含むことができる。ラメラは、積層に適切な水分含量まで乾燥でき、好ましくは炉中で乾燥される。
【００３９】
方法はさらに平らにするステップを含むことができる。ラメラ及び／又は層は平らにされて、積層に十分平らな表面を提供する。
【００４０】
方法は、底面を含む層の一部を切り取り、切り取った部分を、層の反対側に、又は、構造部材の一部を形成するとともに切り取られた部分に平行な別の層の一部に接着させるステップを含むことができる。
【００４１】
さらに別の本発明の概念によれば、一体に接着された複数の木製ラメラを備える梁、間柱、根太又はシートのような建築用構成要素が提供される。木製ラメラのそれぞれは、構造部材の断面に平行なラメラ断面と、構造部材の長手方向と木製ラメラの主要な木目方向とに平行な長手方向とを有する。ラメラは、丸太の半径方向の区域として形成され、台形であるとともに丸太の半径方向外側の部分に形成されたそれぞれの底面を有する。ラメラは、隣接する一対のラメラの底面が反対方向を向く少なくとも１つの層として配置される。ラメラの大きい底面は、ラメラの小さい底面よりも、単位面積当たりの切断された木繊維が少ない。
【００４２】
このため、大きい底面における木繊維は、小さい底面における木繊維よりも高い程度まで無傷であろう。これは、最大の強度を有する木繊維の品質が保存され、原材料の固有の強度が最大限に利用されるであろうことを意味する。
【００４３】
この第２の本発明の概念は、曲げ方向又は建築用構成要素の横向きの荷重方向に垂直である底面と共に、或いは底面なしに使用することができる。
【００４４】
ラメラは、年輪の曲率半径が、底面からの距離が増加するにつれて減少するようにできる。
【００４５】
このため、木材の最も若い部分は、大きい底面に存在するであろうし、木材の歳をとった部分は、場合によっては、小さい底面又は三角形の頂点に向かって徐々に増えるであろう。
【００４６】
建築用構成要素は、隣接する一対のラメラの底面が反対方向に向くように配置された少なくとも２つの一体に接着されたラメラ層を備えることができる。
【００４７】
このため、本開示は、規格化された建築用ブロックを使用して、異なる特性を有する様々な建築用構成要素を形成できるという点で、建築用構成要素の設計に対するモジュラーアプローチを提供する。
【００４８】
底面に垂直な方向から見て、異なる厚さの複数の層が存在できる。
【００４９】
曲げ方向又は横向きの荷重方向から見て建築用構成要素の外面に接近した位置にある層は、外面からさらに離れた位置にある層よりも少ない数の年輪を有する。
【００５０】
より少ない数の年輪を有する層では、底面が同じ方向に面するとともに、その層の大部分の体積を構成するラメラは、外面からさらに離れた位置にある層のラメラよりも大きい平均年輪曲率半径を有することができる。
【００５１】
このため、外側の層は大きい強度を有するであろう。
【００５２】
ラメラは、それぞれの頂点及び円弧部分が切り取られた丸太の半径方向の区域である木片から形成できる。第２の本発明の概念の第２の観点によれば、梁、根太、間柱、柱又は壁要素のような上述したような建築用構成要素の使用が提供される。
【００５３】
第２の本発明の概念の第３の観点によれば、所定の主曲げ方向を有する梁、間柱、根太又はシートのような建築用構成要素を形成する方法が提供される。その方法は、丸太の主要な木目方向に沿って丸太、断面が台形であるとともに丸太の半径方向外側の部分に形成されたそれぞれの底面を有する複数の木製ラメラに切断するステップを含む。その方法はさらに、隣接する一対のラメラの底面が反対方向に向く少なくとも１つの層としてラメラを配置するステップと、ラメラをその長辺に沿って一体に接着するステップとを含む。ラメラを台形の断面に形成することは、形成されるラメラの大きい底面のそれぞれを丸太の最も外側の表面に対して整列させて、大きい底面が小さい底面よりも、単位面積当たりの切断された木繊維が少なくなるようにするステップを含むことができる。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】従来技術のグルーラム梁を模式的に図示する図。
【図２】本発明の概念に係るグルーラム梁を模式的に図示する図。
【図３ａ】本発明の概念に係るグルーラム梁の具体例を模式的に図示する図。
【図３ｂ】本発明の概念に係るグルーラム梁の具体例を模式的に図示する図。
【図３ｃ】本発明の概念に係るグルーラム梁の具体例を模式的に図示する図。
【図４】本発明の概念に係るグルーラム梁の層の一部を模式的に図示する図。
【図５ａ】本発明の概念に係るグルーラム梁の具体例を模式的に図示する図。
【図５ｂ】本発明の概念に係るグルーラム梁の具体例を模式的に図示する図。
【図５ｃ】本発明の概念に係るグルーラム梁の具体例を模式的に図示する図。
【図６ａ】本発明の概念に係るグルーラム梁の製造に使用できるステップを模式的に図示する図。
【図６ｂ】本発明の概念に係るグルーラム梁の製造に使用できるステップを模式的に図示する図。
【図６ｃ】本発明の概念に係るグルーラム梁の製造に使用できるステップを模式的に図示する図。
【図６ｄ】本発明の概念に係るグルーラム梁の製造に使用できるステップを模式的に図示する図。
【図６ｅ】本発明の概念に係るグルーラム梁の製造に使用できるステップを模式的に図示する図。
【図６ｆ】本発明の概念に係るグルーラム梁の製造に使用できるステップを模式的に図示する図。
【図６ｇ】本発明の概念に係るグルーラム梁の製造に使用できるステップを模式的に図示する図。
【図６ｈ】本発明の概念に係るグルーラム梁の製造に使用できるステップを模式的に図示する図。
【図６ｉ】本発明の概念に係るグルーラム梁の製造に使用できるステップを模式的に図示する図。
【図６ｊ】本発明の概念に係るグルーラム梁の製造に使用できるステップを模式的に図示する図。
【発明を実施するための形態】
【００５５】
本開示では、梁１０を参照して本発明の概念を図示する。梁１０は、断面及び長手方向Ｌを表されている。通常は、１つ又は複数の荷重を受けて支持するように意図されており、荷重は、梁１０の長手方向の全体若しくは一部におおよそ均一に分布することができる。最も実際的な状況では、力は鉛直方向に作用するであろうから、梁１０の鉛直方向野の曲げが最も問題となろう。
【００５６】
図２に図示されるように、断面は、短辺が実質的に水平方向の実質的に長方形である。簡略化のために、短辺によって規定される表面を「上面」及び「下面」と称する。長方形の長辺は、梁の側面を形成する。この梁は、例えば階段や屋根等を支持するために、実質的に水平に配置でき、又は、おおむね水平方向に対してある角度で延びることができる。別の具体例のように、例えば湾曲した屋根を支持するために、梁は湾曲してもよい。
【００５７】
したがって、図２は梁１０を模式的に図示し、梁１０は、ラメラ２０ａ、２０ｂの３つの層Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３で形成される。曲げ方向Ｂは、通常の横方向の荷重が梁１０に作用する方向として図示される。このため、横方向の荷重（例えば、垂直方向の荷重）に曝される梁にとって、曲げ方向Ｂは横方向の荷重の方向と一致するであろう。
【００５８】
ラメラ２０ａ、２０ｂのそれぞれの断面を示すが、図示された例において、各断面は、実質的に二等辺台形の形状を有し、その形状は、丸太若しくは材木片を半径方向に切断することによってラメラを形成する結果である。
【００５９】
したがって、各ラメラ断面は、ラメラ２０ａ、２０ｂの各底面ｂｓ１、ｂｓ２を形成する一対の底辺ｂ１、ｂ２と、ラメラ２０ａ、２０ｂの各側面ｓｓ１、ｓｓ２を形成する一対の脚ｌ１、ｌ２とを示すであろう。底面ｂｓ１、ｂｓ２は、大きい底面ｂｓ１と、小さい底面ｂｓ２とを有する。各ラメラでは、大きい底面ｂｓ１は、髄よりも樹皮に近接した、丸太の外側部分で形成され、小さい底面ｂｓ２は、髄に近接した、丸太の内側部分で形成される。丸太の有用な部分の側面（すなわち、樹皮を切り取ったときに丸太の最も外側の部分）と一致するように大きい底面ｂｓ１の長手方向の面を設けることが好ましい。
【００６０】
各層Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３のラメラ２０ａ、２０ｂは、側面ｓｓ１から側面ｓｓ２に配置され、隣接するラメラ２０ａ、２０ｂの大きい底面ｂｓ１は、反対方向を向いている。
【００６１】
このため、例えば図２の最も上の層Ｌ１では、梁１０の上方に面する表面は、大きい底面ｂｓ１及び小さい底面ｂｓ２から形成され、これらは梁１０の幅方向に見ると交互に存在する。したがって、梁の上方に面する表面及び／又は下方に面する表面は、本質的に少なくとも５０％、好ましくは少なくとも６０％、少なくとも７０％、少なくとも８０％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、又は少なくとも９８％までが大きい底面ｂｓ１から構成できる。
【００６２】
図３ａは、本発明の概念に従って形成できる梁又は根太の最も簡単な形状を模式的に図示する。ラメラ２０ａ、２０ｂの単一の層が、大きい底面ｂｓ１がそれぞれ上方及び下方に交互に面するように並んで積層される。
【００６３】
図３ｂは、本発明の概念に従って形成できる２層の梁又は根太を模式的に図示する。この梁は、ラメラの２つの層Ｌ１、Ｌ２によって形成され、各層は、図２及び図３ａを参照して上記での記載に従って形成される。層Ｌ１、Ｌ２は、従来の接着技術を用いて接着することによって一体に積層できる。より長い構造部材を提供するために、例えばフィンガージョイントによって、層Ｌ１、Ｌ２を接合して構造部材を形成する前にラメラの層Ｌ１、Ｌ２を一体に接合することが可能である。
【００６４】
図３ｃは、本発明の概念に従って形成できるとともに図３ｂと同様の３層の梁又は根太を模式的に図示する。この具体例では、梁は、ラメラ２０ａ、２０ｂの３つの層Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３によって形成され、各層は、図２、図３ａ及び図３ｂを参照して上記に開示されるように形成される。
【００６５】
各層は、通常は、約５〜２０ｃｍ、好ましくは約１０〜１５ｃｍの厚さを有することができる。梁は、必要と思われる数の層で形成できる。現在の規格の梁は、１．２ｍまでの高さで入手可能であり、これは、６〜２４層を有する梁と言い換えられるであろう。最も好ましくは、その高さの梁は１０〜１２層を有するであろう。
【００６６】
図４は、図３ａで図示された製品の拡大図を模式的に図示する。最も上の部分及び最も下の部分が主に、最も外側の木材、すなわち最も若い木材によって形成されるので、最も上の部分及び最も下の部分に高強度領域ＨＳが設けられる一方、それらの間に中間強度領域ＭＳが設けられるであろう。
【００６７】
図４に見られるように、高強度領域ＨＳは主に、丸太の最も外側の部分からの木材から構成されるであろう。これは、梁の曲げ強度に決定的な最も上の部分及び最も下の部分の強度となるため、その後、最適な梁を提供するであろう。
【００６８】
視覚的に、領域ＨＳ、ＭＳは、年輪の曲率半径によって区別することができ、高強度領域ＨＳは、中間強度領域ＭＳよりも大きな曲率半径を有する年輪の割合がより大きいであろう。
【００６９】
高強度領域と中間強度領域との明確な境界を提供することは現在では不可能である。それらの領域をどのように画定するかについての決定は、実験の強度データと、「動かす」動作を実行する当然払うべきコストとに基づくことができる。
【００７０】
図５ａでは、図３ａの場合が図示されている。上面及び下面に高強度領域が存在し、それらの間に中間強度領域が存在するであろう。図５ａに図示されるように、高強度領域ＨＳは、以下で検討されるように、線Ｃ１をのこぎり引きにより切り取り、移動することができる。
【００７１】
図５ｂでは、４つの層Ｌ１’、Ｌ２’、Ｌ３’、Ｌ４’、すなわち、一対の中央の層Ｌ２’、Ｌ３’および、一対の最も外側の層Ｌ１’、Ｌ４’から形成される梁又は根太の具体例が図示される。中央の層Ｌ２’、Ｌ３’の最も中央に位置する高強度領域ＨＳが取り除かれ最も外側の層Ｌ１’、Ｌ４’として積層されたことを留意されたい。このため、高強度領域ＨＳは、あまり使用されない中央の位置から、それらの強度をよりよく利用する最も外側の位置に効率的に移動される。
【００７２】
これらの移動された高強度領域は、中央の層Ｌ２’、Ｌ３’よりも鉛直方向の厚さの小さい外側層のように見えるであろう。例えば、外側の層Ｌ１’、Ｌ４’のラメラの年輪の平均曲率半径は、中央の層Ｌ２’、Ｌ３’の平均曲率半径よりも大きくできる。
【００７３】
図５ｃでは、図５ｂの概念と同様の概念が図示されるが、梁又は根太は、３つの中央の中間強度領域ＭＳ及び６つの外側の高強度領域ＨＳを有し、外側の層のそれぞれは、中央に位置する高強度領域ＨＳを「移動する」ことによって形成される。
【００７４】
以下では、上述した梁の製造方法について記載する。上述したように、梁に含まれる層の数は選択的事項である。
【００７５】
図６ａでは、丸太１００が図示される。丸太１００は、長手方向に半分に切られ、その後、半径方向に区画されて６つの扇形部分２００、すなわち、１つの丸太に対して１２の扇形部分にされている。このため、各扇形部分は３０°の頂角を有するであろう。各丸太が区画される扇形部分の数は、適切に選択できるように区画されるであろうということを留意されたい。経験則として、丸太の直径が大きくなると、扇形部分の数が増える。他の例として、代替的に１６の扇形部分が適切である場合があり、そのときの頂角は２２．５°である。
【００７６】
例として、開始材料１００が、完全な丸太又は（図６ａに図示されるような）長手方向に切られた丸太であることができる。その丸太は、円筒状（又は半円筒状）又は円錐台と見なされる場合がある。いずれの場合でも、開始材料は半径方向に区画され、これにより、複数のラメラ半加工品２００が提供され、その断面は円の扇形部分の形状である。
【００７７】
丸太を切断する際、上記で記載したように、二等辺台形として扇形部分を形成することが可能及びおそらくは最も実際的である。しかし、扇形部分を三角形又は台形のような他の形状に形成することも可能であり、そのような形状体を一体に積層して層Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３の最終形状を提供するであろう平らにするステップを確保することも可能である。
【００７８】
図６ｂでは、先のステップで準備されたラメラ半加工品２００を乾燥用に積み上げるステップが図示される。乾燥処理は任意の公知のタイプの乾燥処理、例えば炉中での乾燥処理であってもよく、扇形部分２００は、使用されるべき積層処理に適切な水分含量まで乾燥できる。ラメラを積み重ねる多くの異なる技術があり、多くの異なる乾燥技術があり、この観点で限定は意図されていない。
【００７９】
図６ｃでは、節のような欠陥を確認し取り除く（切り取る）ステップが図示される。木材の欠陥を確認し管理する処理は、例えば米国特許第８４０８０８１号及び欧州特許第１３５５１４８号から公知である。したがって、不十分な強度を有すると思われるラメラ半加工品２００の一部は、確認されて、例えば、欠陥に影響されるラメラ半加工品２００の全部分を切り取ることによって取り除かれることができる。
【００８０】
図６ｄでは、ラメラを最適化するステップが図示される。このステップでは、ラメラ半加工品２００は、検査され、各ラメラ半加工品にとって最適なラメラ断面が決定される。図６ｄに図示されるように、同じ元々の断面を有するラメラ半加工品を、例えば異なるサイズの底面及び／又は異なる高さを有する台形のラメラに形成することができる。断面の選択は、木材のタイプ及び質、欠陥の発生等のような要因に依存する場合がある。
【００８１】
図６ｅでは、ラメラ半加工品２００からラメラ２０を整形するステップが図示される。このステップでは、扇形部分の頂部（すなわち髄）及び扇形部分の円弧（すなわち、樹皮又は樹皮に近接した部分）が切り取られて、望ましい三角形、台形、又は、二等辺三角形又は台形の形状を提供することができる。整形することは、側縁及び／又は底面を平らにすること及び／又は輪郭付けることも含んでもよい。整形するステップは、通常は、最適化のステップにおいて決定された形状を達成するために実施される。
【００８２】
伝統的な製材の実施において丸太は円筒として扱われ、丸太の最小の断面（通常は、丸太の最も上の部分）が円筒の直径を規定するであろうことを留意されたい。
【００８３】
しかし、丸太は実際には、中部ヨーロッパのノルウェースプルースにとっては、概して約５〜７ｍｍ／ｍの木の高さのテーパーを有する円錐台である。異なる樹木種及び／又は異なる位置には他のテーパーを付することができる。よって、ラメラを整形する伝統的なアプローチでは、髄に近いあまり望ましくない木材を維持しながら、樹皮に近い最も望ましい木材のいくつかは切り取られるであろう。
【００８４】
本発明の概念は、伝統的なアプローチを用いて非常にうまく実施することができるが、別のアプローチについて説明する。
【００８５】
成形するステップでは、台形の大きい底面ｂｓ１は、図６ｅの右端部分に図示されるように、ラメラ半加工品の最も外側の表面に沿ってできる限り近づけられるであろう。したがって、丸太の最も外側の部分から切り取られる材料はより少なく、髄に近接した部分からはより多くの材料が切り取られるであろう。
【００８６】
その結果、望ましい木材がより多く維持されるであろう。
【００８７】
木繊維は実際には、丸太（丸太は円筒であると前提する）の長さ方向に沿ってよりも樹皮に平行に（すなわち、円錐台の包絡線）走るので、伝統的な方法は、大きい底面ｂｓ１で多くの木質繊維が切断されることにつながるであろう。したがって、底面の各単位面積当たり、大きい底面では、小さい底面ｂｓ２よりも多くの木材繊維を切断するように見えるであろう。
【００８８】
しかしながら、本明細書に記載された方法では、大きい底面での単位面積当たりの木材繊維の切断が、小さい底面よりも少なくなり、したがって、貴重な木材が必要な場所により多く保持される結果となる。換言すれば、木材の最も貴重な部分の切断は、伝統的な方法よりも繊維の方向に平行となるであろう。
【００８９】
整形するステップの間、実際にはわずかに円錐台形状の開始材料から形成される結果として、ラメラ半加工品はその長さにわたって断面が変化する可能性があることを考慮に入れながら、三角形又は台形を、ラメラ半加工品２００の使用を最適化する髄からの半径方向の距離で取ることができる。整形が終了すると、台形の断面、およびラメラが形成された丸太の最も外側の部分の繊維と平行な長手方向を有する角柱状の木片の形態のラメラとが得られた。
【００９０】
図６ｆでは、フィンガージョイントを有する扇形部分の端部を提供するステップが図示される。木製ラメラの接合自体は公知であり、フィンガーは、二等辺台形の底面と平行に、台形の側面に平行又はラメラが形成されるラメラ半加工品２００の中央半径と平行に延びることができる。
【００９１】
図６ｇでは、フィンガージョイントを提供する代替的な方法が図示される。このステップでは、フィンガーは台形の側面に沿って延び、これは、フィンガーが切られる際に支持上に安定してラメラが載るので、比較的高く細い断面を有するラメラにとって有利であり得る。
【００９２】
他のタイプの接合、好ましくは木材及び接着剤の使用のみを伴う接合を使用してもよい。
【００９３】
図６ｈでは、複数の一体に接合された扇形部分で形成された仕上げられたラメラが図示される。側縁が予め平らにされていないか若しくは整形されていなければ、又は、追加的に平らにすること又は整形することが求められていれば、側縁を平らにするステップをこの時点で行なうことができる。
【００９４】
図示しないステップでは、仕上げられたラメラは、隣接するラメラ２０ａ、２０ｂの底面ｂｓ１、ｂｓ２が反対方向を向くように配置される。ラメラ２０ａ、２０ｂは、側面ｓｓ１を側面ｓｓ２に一体に接着して、ラメラ２０ａ、２０ｂの底面ｂｓ１、ｂｓ２によって形成される一対の対向する大きい表面を有するシート２０１を形成する。このステップでは、図６ｉに図示されたシートが提供される。そのシート２０１は、以下で記載するように使用され、又はさらに加工できる。
【００９５】
図６ｉでは、先のステップで形成されたシート２０１をのこぎり引きして、形成される梁１０のおおよその幅を有する複数の板２０２にするステップが図示される。
【００９６】
１つの具体例（例えば図３ａ、図５ａ）によれば、梁又は根太はこの時点で準備ができており、平らにすること及び／又は研削の追加的なステップが残っている。
【００９７】
図示しないステップでは、こうして製造される板２０２は、大きい表面同士を積み重ね、一体に接着されて、梁半加工品２０３を形成することができる。
【００９８】
本発明の１つの具体例（例えば図３ｂ、図３ｃ）では、所定の数の板によって各梁１０を形成することができる。このため、この時点で、梁は準備ができており、平らにすること又は研削の追加的なステップが残っている。
【００９９】
図６ｊでは、梁の板２０３をのこぎり引きして、適切な高さの梁１０にするステップが図示される。
【０１００】
本開示は、梁の長さの全部又は一部に分布する垂直荷重を受けることを意図した梁を参照して与えられたが、本発明の主題は、例えば床の根太、壁の間柱、柱等にも適用可能であることが理解される。
【０１０１】
通常は、構造部材の最も外側の表面に平行な底面を有する層は、多角形の断面（例えば、長方形、正方形、五角形、六角形等）又は、円形又はその他の湾曲のような任意の他の断面を有する、例えば柱、根太、間柱等の各長手方向の側面に適用することができる。
【０１０２】
例えば、柱の場合、複数の曲げ方向が規定でき（通常は、正方形又は長方形の断面の柱の場合は４つ）、柱の各側面に層Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３を設けることができる。
【０１０３】
図６ｉ及び図６ｊに図示されたシートは、それぞれの図に示されるように、例えば構造ボード又は壁要素のような建築構成要素が所望される場所で使用できることにも留意されたい。ボード材料は、例えば、１０〜２０ｃｍ、好ましくは１０〜１４ｃｍの厚さを有する約３×１５ｍに製造することができる。そのようなボードは、壁又は壁部分、床又は床部分、及び／又は、天井／屋根又は天井部分／屋根部分を構成するために使用できる。
【図１】
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【図２】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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【図３ｃ】
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【図４】
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【図５ａ】
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【図５ｂ】
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【図５ｃ】
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【図６ａ】
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【図６ｂ】
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【図６ｃ】
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【図６ｄ】
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【図６ｅ】
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【図６ｆ】
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【図６ｇ】
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【図６ｈ】
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【図６ｉ】
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【図６ｊ】
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【国際調査報告】
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