特許 6813979 構造部材

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6813979

(24)【登録日】2020年12月22日

(45)【発行日】2021年1月13日

(54)【発明の名称】構造部材

(51)【国際特許分類】

   E04B 1/26 20060101AFI20201228BHJP

【ＦＩ】

   E04B1/26 Z

【請求項の数】4

【全頁数】8

(21)【出願番号】特願2016-146455(P2016-146455)

(22)【出願日】2016年7月26日

(65)【公開番号】特開2018-16978(P2018-16978A)

(43)【公開日】2018年2月1日

【審査請求日】2019年6月25日

(73)【特許権者】

【識別番号】000003621

【氏名又は名称】株式会社竹中工務店

(74)【代理人】

【識別番号】100079049

【弁理士】

【氏名又は名称】中島 淳

(74)【代理人】

【識別番号】100084995

【弁理士】

【氏名又は名称】加藤 和詳

(74)【代理人】

【識別番号】100099025

【弁理士】

【氏名又は名称】福田 浩志

(72)【発明者】

【氏名】福本 晃治

(72)【発明者】

【氏名】須賀 順子

(72)【発明者】

【氏名】興津 俊宏

(72)【発明者】

【氏名】大野 正人

(72)【発明者】

【氏名】本弓 省吾

(72)【発明者】

【氏名】▲高▼山 直行

(72)【発明者】

【氏名】江原 勇介

(72)【発明者】

【氏名】熊谷 考文

(72)【発明者】

【氏名】諫山 開

【審査官】 新井 夕起子

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１１−１４３６９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−３２２１６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−０４６４０３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｅ０４Ｂ １／２６

Ｅ０４Ｂ １／５８

Ｅ０４Ｃ ２／４０ − ２／４２

Ｅ０４Ｇ ２３／０２

Ｂ２７Ｍ ３／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

Ｘ字形状の板材を積層して形成され、端部に形成された継手部同士が接合された複数の交差部材を備え、
前記板材は、
通しラミナ材と、
前記通しラミナ材と交差するように、該通しラミナ材の幅方向の両側に配置された一対の分割ラミナ材と、
を有し、
前記交差部材は、前記通しラミナ材が互い違いになるように前記板材を積層して形成される、
構造部材。

【請求項2】

複数の前記交差部材によって格子状の面材が形成されている、請求項１に記載の構造部材。

【請求項3】

前記面材の格子内に嵌込まれた補強部材を備える、請求項２に記載の構造部材。

【請求項4】

前記補強部材は、前記交差部材に沿わずに前記格子内に嵌め込まれ、端部が前記交差部材の交差部に当接される、請求項３に記載の構造部材。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、構造部材に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、交差する部材同士を接合して柱や梁等の構造部材を形成する際には、例えばプレートを介して交差する部材同士をボルトによって接合している。このため、構造部材の交差部（仕口部）の構造が複雑となっていた。

【0003】

この問題を解決するため、例えば特許文献１には、互いに直交する複数のラミナ材を積層することによって交差部を有する端部材を形成し、端部材に集成柱を接合することにより構造部材を形成する構成が開示されている。しかし、特許文献１では、集成柱が端部材の交差部にボルトで接合されているため、構造部材の交差部の構造が複雑となっていた。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開平６−１８５１１５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本発明は上記事実に鑑み、交差部の強度を高めつつ交差部の構造を単純化することができる構造部材を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

第１態様に係る構造部材は、互いに交差するように積層された複数のラミナ材によって構成され、前記ラミナ材が交差する交差部と、前記ラミナ材の端部に形成された継手部と、を有する交差部材を備え、複数の前記交差部材の前記継手部同士が互いに接合されている。

【0007】

上記構成によれば、互いに交差するように積層されたラミナ材によって交差部材が構成されている。このため、ラミナ材の交差部分である交差部を剛接合とすることができ、交差部の強度を高めることができる。

【0008】

また、交差部材（ラミナ材）の端部に継手部が形成され、継手部同士が接合された交差部材によって構造部材が形成される。つまり、交差部以外の部分で交差部材同士が連結されるため、交差部の構造を単純化することができる。

【0009】

第２態様に係る構造部材は、第１態様に係る構造部材であって、複数の前記交差部材によって格子状の面材が形成されている。

【0010】

上記構成によれば、複数の交差部材を接合することによってラーメン構造やトラス構造等の面材を形成することができるため、面材の強度を高めることができる。また、交差部材をユニットとして共通化させることで、加工や施工の効率化を図ることができる。

【0011】

なお、本発明において「格子状」とは、交差部材によって区切られた複数の空間を有する形状を指し、交差部材のラミナ材が互いに直交している十字格子形状の他、交差部材のラミナ材が互いに斜めに交差している斜め格子形状等も含まれる。

【0012】

第３態様に係る構造部材は、第２態様に係る構造部材であって、前記面材の格子内に嵌込まれた補強部材を備える。

【0013】

上記構成によれば、面材の格子内に補強部材を嵌込むことにより、面材を補強するとともに周囲の交差部材にプレストレスを与えることができる。このため、面材の強度をより高めることができる。

【発明の効果】

【0014】

本発明によれば、交差部の強度を高めつつ交差部の構造を単純化することができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本発明の実施形態の一例における構造部材を構成する交差部材を示す分解斜視図である。

【図2】本発明の実施形態の一例における構造部材である面材を示す平面図である。

【図3】交差部材の継手部を示す拡大斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、本発明の実施形態に係る構造部材の一例として、複数の交差部材によって形成される面材について、図１〜図３に従って説明する。

【0017】

（交差部材）
図１に示すように、交差部材としてのプレストラクチャユニット１０は、複数のラミナ材１２、１４が積層された集成材であり、平面視でラミナ材１２、１４のなす角（鋭角）が約６０°とされた略Ｘ字形状とされている。

【0018】

具体的には、一方向に延びる分割された一対のラミナ材１２を他方向に延びる通しのラミナ材１４の側面に交差するように突合せた板材１６と、他方向に延びる分割された一対のラミナ材１４を一方向に延びる通しのラミナ材１２の側面に交差するように突合せた板材１８と、を形成する。そして、板材１６と板材１８とを交互に積層して複数枚貼合わせていくことにより、プレストラクチャユニット１０を形成する。

【0019】

なお、ラミナ材１２、１４は、繊維方向が交差するように積層されている。また、ラミナ材１２、１４同士が突合わされた交差部分が、プレストラクチャユニット１０の交差部２０とされる。

【0020】

さらに、後に詳述するが、ラミナ材１２、１４の長手方向両端部には、溝部２２及び溝部２２に設けられた拡幅部２２Ａが形成されており、溝部２２及び拡幅部２２Ａが形成されたプレストラクチャユニット１０の端部が継手部２４とされている。なお、ラミナ材１２、１４を積層してプレストラクチャユニット１０を形成した後、プレストラクチャユニット１０の端部に溝部２２及び拡幅部２２Ａを形成してもよい。

【0021】

（面材）
図２に示すように、複数のプレストラクチャユニット１０の端部同士を平面上で連結することにより、格子状の面材２６が形成されている。なお、面材２６とは、例えば建物の床材や壁材である。

【0022】

本実施形態では、複数のプレストラクチャユニット１０によって構成された格子によって、三角形状の空間２８と六角形状の空間３０Ａ、３０Ｂとが形成されており、面材２６はトラス構造とハニカム構造とが組み合わされた構造とされている。

【0023】

また、空間３０Ａを形成する格子内には、補強部材の一例として複数（本実施形態では３つ）の組手３２Ａによって構成された組手ユニット３２が嵌込まれている。組手３２Ａは、両端部が尖形（先端角度が平面視で約１２０°）とされた木片であり、一端部がプレストラクチャユニット１０の交差部２０にそれぞれ当接し、他端部が空間３０Ａの中央部で互いに当接している。

【0024】

ここで、組手ユニット３２は寸法が僅かに大きく形成されているため、格子内（空間３０Ａ）に嵌込まれた際に、当接するプレストラクチャユニット１０に反力が作用する。このため、組手ユニット３２を嵌込むだけで格子内に固定することができる。

【0025】

また、空間３０Ｂを形成する格子内には、補強部材のその他の例として、プレストラクチャユニット３４と、プレストラクチャユニット３４の継手部３６にそれぞれ接合された組手３８と、によって構成された補強ユニット４０が嵌込まれている。

【0026】

なお、プレストラクチャユニット３４は、面材２６を構成するプレストラクチャユニット１０と同一の構成とされている。また、プレストラクチャユニット１０の交差部２０とプレストラクチャユニット３４の交差部４２との間にも組手４４が嵌込まれている。

【0027】

（継手部）
プレストラクチャユニット１０の継手部２４は、別部材である雇い材４６を介して互いに接合されている。具体的には、図３に示すように、プレストラクチャユニット１０（継手部２４）の端面には、プレストラクチャユニット１０の厚さ（高さ）方向に沿って溝部２２が形成されている。

【0028】

溝部２２の両端は、プレストラクチャユニット１０の継手部２４の上面及び下面にそれぞれ開放されており、溝部２２の底部には、溝部２２の幅より幅の大きい拡幅部２２Ａが設けられている。

【0029】

また、プレストラクチャユニット１０（継手部２４）の端面には、溝部２２を挟んだ幅方向両端部に一対の嵌合溝４８が形成されている。さらに、プレストラクチャユニット１０の継手部２４の側面（溝部２２の側面）には、ピン５０が挿入される２つの挿入孔５２が貫通形成されている。

【0030】

一方、雇い材４６は、複数のラミナ材５４が積層された集成材であり、溝部２２の拡幅部２２Ａに嵌込まれる厚肉部４６Ａが長手方向両端部に設けられている。また、雇い材４６の側面には、ピン５０が挿入される４つの挿入孔５６が貫通形成されている。

【0031】

（作用及び効果）
面材２６を形成する場合、まず、図１に示すように、複数のラミナ材１２、１４を積層することにより、プレストラクチャユニット１０を形成する。

【0032】

その後、図３に示すように、一方のプレストラクチャユニット１０の継手部２４の嵌合溝４８と他方のプレストラクチャユニット１０の継手部２４の嵌合溝４８との間にダボ材５８を嵌合させて、継手部２４同士の位置を合わせる。

【0033】

そして、一方及び他方のプレストラクチャユニット１０の継手部２４の溝部２２に、上面側から雇い材４６を嵌込み、継手部２４の挿入孔５２及び雇い材４６の挿入孔５６を貫通するようにピン５０を挿入する。以上の工程により、複数のプレストラクチャユニット１０の継手部２４同士をそれぞれ固定していくことによって、図２に示す面材２６を形成する。

【0034】

その後、面材２６の両面に図示しない木製のプレートをそれぞれ接合することにより、トラス構造やハニカム構造を有する建物の壁面や床面を形成することができる。なお、プレートの材質は、鉄やアルミ等の金属とされていてもよい。また、プレートの面材２６への接合方法も、接着剤で接着する方法やビスや釘で固定する方法等、様々な方法を用いることができる。

【0035】

本実施形態によれば、複数のラミナ材１２、１４を積層することによってプレストラクチャユニット１０が構成されている。このため、プレストラクチャユニット１０の交差部２０を剛接合とすることができ、強度を高めることができる。

【0036】

さらに、複数のプレストラクチャユニット１０を、端部に設けられた継手部２４同士で連結するため、プレストラクチャユニット１０の交差部２０の構造を単純化することができる。

【0037】

また、本実施形態によれば、同一形状の複数のプレストラクチャユニット１０を平面上で連結することにより、面材２６が形成されている。このため、面材２６をトラス構造やハニカム構造とすることができ、強度を高めることができる。さらに、プレストラクチャユニット１０を共通化させることで、加工や施工の効率化を図ることができる。

【0038】

また、本実施形態によれば、面材２６の空間３０Ａ、３０Ｂに組手ユニット３２及び補強ユニット４０が嵌込まれている。このため、面材２６の剛性を高めることができるとともに、組手ユニット３２及び補強ユニット４０を面材２６に加わる応力の伝達経路とすることができる。

【0039】

なお、組手ユニット３２及び補強ユニット４０を空間３０Ａ、３０Ｂに嵌込んだ際、反力によって組手ユニット３２及び補強ユニット４０に当接するプレストラクチャユニット１０にプレストレスが加わる。このため、面材２６の強度をより高めることができる。

【0040】

さらに、本実施形態によれば、空間３０Ａ、３０Ｂに組手ユニット３２及び補強ユニット４０を嵌込むだけで固定することができ、また、溝部２２に雇い材４６を嵌込んで挿入孔５２、５６にピン５０を挿入するだけで、継手部２４同士を固定することができる。つまり、ボルト等の接合部材を用いることなく面材２６を形成することができるため、面材２６の接合構造を単純化することができる。

【0041】

（その他の実施形態）
以上、本発明について実施形態の一例を説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施形態が可能である。

【0042】

上記実施形態では、略Ｘ字形状のプレストラクチャユニット１０によって面材２６を形成していたが、プレストラクチャユニット１０の形状や大きさは形成する構造部材によって適宜定めることができ、上記実施形態には限られない。

【0043】

例えば、柱を構成するラミナ材と、梁を構成するラミナ材とを直角に交差させて積層することで、プレストラクチャユニットによって柱と梁を形成することができる。この場合、柱と梁を構成する複数のプレストラクチャユニットを連結することにより、構造部材のその他の例として、ラーメン構造の構面を形成することができる。

【0044】

また、上記実施形態では、補強部材としての組手ユニット３２及び補強ユニット４０が面材２６の格子内に嵌込まれて固定されていたが、補強部材の構成は上記実施形態には限られない。例えば、プレストレス（圧縮力）が導入された木製の補強部材を格子内に挿入した後、補強部材のプレストレス（圧縮力）を開放することにより、自己圧着力によって補強部材を格子内に固定する構成としてもよい。

【0045】

また、六角形形状の補強部材が、空間３０Ａ、３０Ｂの全面を覆うように格子内に嵌込まれる構成とされていてもよい。さらに、面材２６において補強部材を設ける位置も適宜定められる。このため、例えば加わる応力が大きい位置に補強部材を設けることで、面材２６の強度を部分的に高めることができる。なお、補強部材は、後から移動させたり追加したりすることも可能である。

【0046】

また、上記実施形態では、プレストラクチャユニット１０（継手部２４）の端面に形成された溝部２２の両端が、継手部２４の上面及び下面にそれぞれ開放されていた。しかし、溝部２２の端部のうち一方を開放端とし、他方を閉鎖端としてもよい。この場合、溝部２２の閉鎖端は、溝部２２の開放端から挿入された雇い材４６を受けるガイドとなる。

【0047】

さらに、例えば、継手部２４の一方に凸部、他方に凹部を形成し、凸部と凹部とを嵌合させることにより、雇い材４６等の別部材を介さずに継手部２４同士を直接接合させる構成としてもよい。

【0048】

また、プレストラクチャユニット１０同士を直交させて連結することにより、壁材と床材等の２つの構面を構成することが可能であり、さらに、プレストラクチャユニット１０同士の連結角度を調整することにより、アーチ状の構面を構成することも可能である。

【符号の説明】

【0049】

１０、３４ プレストラクチャユニット（交差部材）
１２、１４ ラミナ材
２０、４２ 交差部
２４、３６ 継手部
２６ 面材
３２ 組手ユニット（補強部材）
４０ 補強ユニット（補強部材）

【図1】

【図2】

【図3】