特開 2024-101450 木製部材

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024101450

(43)【公開日】2024-07-29

(54)【発明の名称】木製部材

(51)【国際特許分類】

   E04B 1/94 20060101AFI20240722BHJP

   E04C 3/16 20060101ALI20240722BHJP

   A62C 3/16 20060101ALI20240722BHJP

【ＦＩ】

E04B1/94 R

E04B1/94 V

E04C3/16

A62C3/16 B

【審査請求】有

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023005435

(22)【出願日】2023-01-17

(11)【特許番号】

(45)【特許公報発行日】2023-03-03

(71)【出願人】

【識別番号】000001373

【氏名又は名称】鹿島建設株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100096091

【弁理士】

【氏名又は名称】井上 誠一

(72)【発明者】

【氏名】抱 憲誓

(72)【発明者】

【氏名】丸山 琢

(72)【発明者】

【氏名】堤 淳祥

【テーマコード（参考）】

2E001

2E163

【Ｆターム（参考）】

2E001DE04

2E001FA01

2E001FA31

2E001GA63

2E001HA01

2E001HA32

2E001HC01

2E001HF12

2E163FA12

2E163FC05

2E163FF41

(57)【要約】

【課題】内部の耐火処理を容易に行うことのできる木製部材等を提供する。
【解決手段】木梁１は、木製の荷重支持部１１の両側面および下面に木製の燃え止まり層１２を設けたものであり、木梁１の両側面の間を貫通する貫通孔１０を有する。貫通孔１０の延伸方向の両端部には耐火処理部Ｒが設けられ、木梁１の内部の荷重支持部１１が、貫通孔１０の内面に露出する。耐火処理部Ｒは、貫通孔１０の延伸方向の両端部の燃え止まり層１２に対応する位置で、環状の充填材１５、耐火層１４、および熱発泡材１３を貫通孔１０の内面から内側に順次設けたものである。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

貫通孔を有する木製部材であって、
少なくとも両側面に木製の燃え止まり層が設けられ、
前記貫通孔は、木製部材の両側面の間を貫通するように設けられ、
前記貫通孔の延伸方向の両端部に耐火処理部が設けられ、
前記木製部材の前記燃え止まり層の間の内部が、前記貫通孔の内面に露出することを特徴とする木製部材。

【請求項2】

前記貫通孔の延伸方向の両端部の前記燃え止まり層に対応する位置で、前記耐火処理部として、環状の充填材、耐火層、および熱発泡材が前記貫通孔の内面から内側に順次配置されたことを特徴とする請求項１記載の木製部材。

【請求項3】

前記熱発泡材が、前記貫通孔を貫通する貫通材の周囲に、前記貫通孔の全長に亘って設けられたことを特徴とする請求項２記載の木製部材。

【請求項4】

前記貫通孔の延伸方向の両端部が拡径し、当該拡径部の深さが前記燃え止まり層の厚さ未満であり、前記充填材、耐火層、および熱発泡材が前記拡径部に設けられたことを特徴とする請求項２記載の木製部材。

【請求項5】

環状の前記耐火層が、当該耐火層を半割した半割部を組み合わせて形成されることを特徴とする請求項２に記載の木製部材。

【請求項6】

前記貫通孔の延伸方向の両端部の前記燃え止まり層に対応する位置で、前記耐火処理部として、環状の充填材、耐火層が前記貫通孔の内面から内側に順次配置され、
前記耐火層が、前記貫通孔の全長に亘って設けられたことを特徴とする請求項１記載の木製部材。

【請求項7】

前記木製部材の両側面において、前記貫通孔を塞ぐように、前記耐火処理部として面状の熱発泡材が設けられたことを特徴とする請求項１記載の木製部材。

【請求項8】

前記木製部材の前記内部に位置する前記貫通孔の延伸方向の中間部が、拡径することを特徴とする請求項１記載の木製部材。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、配管等の貫通孔を有する木製部材に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、カーボンニュートラルやウェルネスなどといった観点から、梁や壁等に木製部材を使用する例が増加している。一般的に、これらの木製部材は所定の耐火性能を有している必要があり、木製部材の外側には、石膏ボードなどの不燃材や難燃薬剤等の注入による燃え止まり層が設けられることが多い。

【0003】

こうした木製部材の耐火性能において問題となるのが、配管等の貫通孔である。すなわち、木製部材の貫通孔は、燃え止まり層の無い木製部材の内部も貫通するため、当該内部の耐火性能も確保する必要が生じる。

【0004】

特許文献１には、荷重支持部の両側面に燃え止まり層と燃え代層を設けた木梁において、当該両側面の間を貫通する貫通孔を設ける場合に荷重支持部の耐火性能を確保する方法として、荷重支持部に位置する貫通孔の内面を、不燃性を有する筒状の燃え止まり部で被覆することが記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特許6014320号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

特許文献１は、木梁の内部の荷重支持部を筒状の燃え止まり部で直接被覆することで、当該荷重支持部の耐火性能を確保するという技術思想であるが、筒状の燃え止まり部は木梁の内部に位置し、且つ荷重支持部の内面に接するように配置しなければならないことから、施工に手間がかかるという問題がある。

【0007】

本発明は上記の問題に鑑みてなされたものであり、内部の耐火処理を容易に行うことのできる木製部材等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】

【0008】

前述した課題を解決するための本発明は、貫通孔を有する木製部材であって、少なくとも両側面に木製の燃え止まり層が設けられ、前記貫通孔は、木製部材の両側面の間を貫通するように設けられ、前記貫通孔の延伸方向の両端部に耐火処理部が設けられ、前記木製部材の前記燃え止まり層の間の内部が、前記貫通孔の内面に露出することを特徴とする木製部材である。

【0009】

本発明は、木製部材の貫通孔の両端部に耐火処理部を設けることにより、木製部材の内部の耐火性能を確保するという技術思想に基づくものである。係る構成によれば、木製部材の内部を直接被覆する必要が無く、耐火処理に係る構成が簡易になり、施工も容易になる。

【0010】

前記貫通孔の延伸方向の両端部の前記燃え止まり層に対応する位置で、前記耐火処理部として、環状の充填材、耐火層、および熱発泡材が前記貫通孔の内面から内側に順次配置されることが望ましい。
これにより、貫通孔の両端部の耐火処理を好適に行うことができる。

【0011】

前記熱発泡材が、前記貫通孔を貫通する貫通材の周囲に、前記貫通孔の全長に亘って設けられることが望ましい。
これにより、配管等の貫通材から木製部材の内部への熱放射の影響を低減できる。

【0012】

また、前記貫通孔の延伸方向の両端部が拡径し、当該拡径部の深さが前記燃え止まり層の厚さ未満であり、前記充填材、耐火層、および熱発泡材が前記拡径部に設けられることも望ましい。
これにより、充填材等を段状の拡径部に収めるようにして配置でき、耐火処理部の施工が容易になる。

【0013】

環状の前記耐火層が、当該耐火層を半割した半割部を組み合わせて形成されることも望ましい。
これにより、耐火層の取り付け、取り外しが容易になり、耐火層を取り付けた状態で木製部材の据え付けを行った後、一方の半割部を取り外して配管等の貫通材を配置するといった作業も可能になる。

【0014】

前記貫通孔の延伸方向の両端部の前記燃え止まり層に対応する位置で、前記耐火処理部として、環状の充填材、耐火層が前記貫通孔の内面から内側に順次配置され、前記耐火層が、前記貫通孔の全長に亘って設けられることが望ましい。
これによっても、配管等の貫通材から木製部材の内部への熱放射の影響を低減できる。また耐火処理に係る部材数も少なくて済み、施工が容易になる。

【0015】

前記木製部材の両側面において、前記貫通孔を塞ぐように、前記耐火処理部として面状の熱発泡材が設けられることも望ましい。
これによっても、貫通孔の両端部の耐火処理を好適に行うことができ、また施工も容易である。

【0016】

前記木製部材の前記内部に位置する前記貫通孔の延伸方向の中間部が、拡径することも望ましい。
これにより、配管等の貫通材から木製部材の内部までの距離を大きくし、貫通材からの放射熱を減じ、当該内部の炭化を防ぐことができる。

【発明の効果】

【0017】

本発明により、内部の耐火処理を容易に行うことのできる木製部材等を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】木梁１を示す図。

【図2】木梁１の変形例を示す図。

【図3】木梁１ａを示す図。

【図4】木梁１ｂを示す図。

【図5】木梁１ｃを示す図。

【図6】木梁１ｃの変形例を示す図。

【図7】木梁１ｄを示す図。

【図8】木梁１ｄの変形例を示す図。

【発明を実施するための形態】

【0019】

以下、図面に基づいて本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。

【0020】

[第１の実施形態]
図１（ａ）は、本発明の第１の実施形態に係る木梁１を示す図である。木梁１は、荷重支持部１１の両側面および下面に燃え止まり層１２を設けた木製部材であり、その上面が床スラブ２の下面に接する。なお、木梁１の上に床スラブ２が無い場合（飛び梁など）もあり、その場合は荷重支持部１１の上面にも燃え止まり層１２が設けられ、荷重支持部１１の全周を燃え止まり層１２が囲む構成となる。

【0021】

荷重支持部１１は、木梁１の構造部材としての性能を確保するための木製部分であり、木梁１の燃え止まり層１２の間の内部に位置する。燃え止まり層１２は、荷重支持部１１の燃焼、炭化を防止するための層であり、難燃性を有する木製部分である。荷重支持部１１は集成材等により形成され、燃え止まり層１２は難燃薬剤を含浸した集成材等により形成される。ただし、荷重支持部１１や燃え止まり層１２がこれに限ることはない。

【0022】

木梁１には、両側面の間を梁幅方向に貫通する貫通孔１０が設けられる。梁幅方向は、図１（ａ）の左右方向に対応する。貫通孔１０は、配管３等の貫通材を通すための孔であり、燃え止まり層１２とその内部の荷重支持部１１を貫通するように設けられる。配管３は、貫通孔１０を貫通する金属製や樹脂製の管体である。

【0023】

貫通孔１０の延伸方向の両端部の燃え止まり層１２に対応する位置には、充填材１５、耐火層１４、熱発泡材１３が、貫通孔１０の内面から内側に順次設けられる。熱発泡材１３、耐火層１４、充填材１５は、本発明における耐火処理部Ｒを構成する。図１（ｂ）は、木梁１の側面を見た図である。

【0024】

熱発泡材１３は、火災時等の高温下で発泡して断熱効果を発揮する耐火材である。熱発泡材１３としては、例えば熱発泡性耐火塗料、熱発泡性耐火シート、フィブロック（登録商標）等を用いることができる。熱発泡材１３は、貫通孔１０の内側で、配管３を取り囲むように環状に配置される。熱発泡材１３と配管３の間には、若干の隙間が設けられる。

【0025】

耐火層１４は、耐火性を有する層であり、熱発泡材１３を取り囲むように環状に配置される。耐火層１４としては、例えば石膏、モルタル、ロックウール等の耐火材を用いることができ、前記の燃え止まり層１２と同様、難燃薬剤を含侵した木材を用いることも可能である。

【0026】

充填材１５は、貫通孔１０の内面と耐火層１４の隙間を埋めるように環状に配置される部材であり、耐火性を有する。充填材１５としては、例えばタイガーロックフェルト（登録商標）などのロックウールによる耐火材を用いることができる。

【0027】

熱発泡材１３、耐火層１４、充填材１５は、貫通孔１０の延伸方向の両端部のみで設けられる。一方、荷重支持部１１（木梁１の内部）に位置する貫通孔１０の延伸方向の中間部では、熱発泡材１３、耐火層１４、充填材１５は設けられない。そのため、木梁１の内部の荷重支持部１１は、貫通孔１０の内面にそのまま露出し、貫通孔１０の内空に直に接している状態である。

【0028】

木梁１の施工時には、予め工場で木梁１に貫通孔１０を形成しておく一方、環状の耐火層１４の内周に熱発泡材１３を塗布または貼り付けることによって取り付け、この耐火層１４および熱発泡材１３を木梁１の貫通孔１０の延伸方向の両端部に配置する。そして、貫通孔１０の内面と耐火層１４の隙間に充填材１５を詰め込んで配置する。

【0029】

その後、木梁１を現場に搬入して施工箇所に据え付け、配管３を貫通孔１０に通して配置する。ただし、施工手順は上記に限らず、木梁１を現場に搬入した後、熱発泡材１３、耐火層１４、充填材１５の取り付けを現場で行うことも可能である。

【0030】

なお、前記した特許文献１の燃え止まり層は、モルタルによる板部材と一般木材による板部材とを交互に配置した層であるため、貫通孔はモルタルを避けた一般木材の位置に形成する必要がある。また燃え止まり層の外側に燃え代層を形成した後で、一般木材の位置に貫通孔を形成することも難しい。これに比べ、本実施形態では燃え止まり層１２の全面が木製部分であるため、貫通孔１０の形成位置の限定が無く、木梁１の製作工程が容易になり、木梁１全体を形成した後で、最後に貫通孔１０を形成することも可能である。また、配管３等のレイアウト変更に伴う貫通孔１０の位置変更にも容易に対応できる。

【0031】

以上説明したように、本実施形態によれば、木梁１の貫通孔１０の両端部に耐火処理部Ｒを設けることにより、木梁１の内部の荷重支持部１１の耐火性能を確保できる。係る構成によれば、荷重支持部１１を直接被覆する必要が無く、耐火処理に係る構成が簡易になり、施工も容易になる。

【0032】

また本実施形態では、耐火処理部Ｒとして、環状の充填材１５、耐火層１４、および熱発泡材１３が貫通孔１０の内面から内側に順次配置され、これにより貫通孔１０の両端部の耐火処理を好適に行うことができる。

【0033】

しかしながら、本発明は上記の実施形態に限定されない。例えば図２（ａ）に示すように、木梁１の両側面において、貫通孔１０に木材等による化粧蓋１６を被せ、貫通孔１０の両端部の熱発泡材１３、耐火層１４、充填材１５を隠しても良い。これにより、木梁１の意匠性が向上する。その他、上面を除く木梁１全体（飛び梁の場合は上面も含む）を、木材等による化粧材で覆うことも可能である。

【0034】

また図２（ｂ）に示すように、環状の耐火層を、当該耐火層を上下に半割した半割部１４ａ、１４ａを組み合わせて形成してもよい。これにより、耐火層の取り付け、取り外しが容易になり、耐火層を取り付けた状態で木梁１の据え付けを行った後、一方の半割部１４ａを取り外して配管３を配置するといった作業も可能になる。

【0035】

さらに、図２（ｃ）に示すように、貫通孔１０を、荷重支持部１１に位置する貫通孔１０の延伸方向の中間部において拡径させ、貫通孔１０の延伸方向の両端部の径よりも大きくしてもよい。これにより、配管３から荷重支持部１１までの距離を大きくし、火災時に熱せられ高温となる配管３からの放射熱を減じ、荷重支持部１１の炭化を防ぐことができる。一方、図１（ａ）のように貫通孔１０の径を貫通孔１０の延伸方向で一定とする場合、荷重支持部１１の断面欠損を抑制できる。

【0036】

また本実施形態では木梁１の貫通孔１０における耐火処理について説明したが、同様の構成は、木壁等の他の木製部材の貫通孔１０においても適用可能である。また燃え止まり層１２は、少なくとも、貫通孔１０の延伸方向の両端部に対応する、木製部材の両側面に設けられていればよい。さらに、貫通孔１０を貫通する貫通材も、前記の配管３に限ることはない。

【0037】

次に、本発明の別の例を、第２～第５の実施形態として説明する。各実施形態はそれまでに説明した実施形態と異なる点について主に説明し、同様の構成については図等で同じ符号を付して説明を省略する。また、第１の実施形態も含め、各実施形態で説明する構成は必要に応じて組み合わせることができる。

【0038】

［第２の実施形態］
図３（ａ）は、本発明の第２の実施形態に係る木梁１ａを示す図であり、図３（ｂ）は木梁１ａの側面を見た図である。

【0039】

図３（ａ）に示すように、本実施形態の木梁１ａは、熱発泡材１３が、貫通孔１０の全長に亘って、配管３の周囲に設けられる点で第１の実施形態と主に異なる。熱発泡材１３はシート状であり、配管３側に取り付けられる。貫通孔１０の延伸方向の両端部では、熱発泡材１３と耐火層１４との間に隙間が設けられる。

【0040】

木梁１ａの施工時には、予め工場で、環状の耐火層１４を木梁１ａの貫通孔１０の延伸方向の両端部に配置する。そして、貫通孔１０の内面と耐火層１４の隙間に充填材１５を詰め込んで配置する。その後、木梁１ａを現場に搬入して施工箇所に据え付け、熱発泡材１３を巻き付けた配管３を、貫通孔１０に通して配置する。なお、耐火層１４と充填材１５の取り付けは、木梁１ａを現場に搬入した後、現場で行うことも可能である。

【0041】

この第２の実施形態でも、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。また第２の実施形態では、配管３から荷重支持部１１への熱放射の影響を熱発泡材１３により低減できる。なお、図２（ａ）と同様、木梁１ａの両側面において、貫通孔１０に化粧蓋１６を被せることも可能であり、図２（ｂ）と同様、耐火層１４を半割化することも可能である。

【0042】

［第３の実施形態］
図４（ａ）は、本発明の第３の実施形態に係る木梁１ｂを示す図であり、図４（ｂ）は木梁１ｂの側面を見た図である。

【0043】

図４（ａ）に示すように、本実施形態の木梁１ｂは、熱発泡材１３が省略され、耐火層１４が、貫通孔１０の全長に亘って設けられる点で第１の実施形態と主に異なる。充填材１５は貫通孔１０の延伸方向の両端部のみで設けられ、本実施形態では、この充填材１５と耐火層１４とが耐火処理部Ｒを構成する。また荷重支持部１１と耐火層１４の間には数mmから数十mm程度の隙間が設けられ、荷重支持部１１は貫通孔１０の内面に露出する。

【0044】

木梁１ｂの施工時には、予め工場で、耐火層１４を木梁１ｂの貫通孔１０の延伸方向の全長に配置し、貫通孔１０の両端部において、貫通孔１０の内面と耐火層１４の隙間に充填材１５を詰め込んで配置する。その後、木梁１ｂを現場に搬入して施工箇所に据え付け、配管３を貫通孔１０に通して配置する。

【0045】

この第３の実施形態でも、第１の実施形態と同様の効果を得ることができ、また配管３から荷重支持部１１への熱放射の影響を耐火層１４により低減できる。加えて、第３の実施形態では耐火処理に係る部材数が少なく施工がさらに容易になり、配管３以外の全部材を工場で予め設置することも容易である。なお、図２（ａ）と同様、木梁１ｂの両側面において貫通孔１０に化粧蓋１６を被せることも可能であり、図２（ｂ）と同様、耐火層１４を半割化することも可能である。

【0046】

［第４の実施形態］
図５（ａ）は、本発明の第４の実施形態に係る木梁１ｃを示す図であり、図５（ｂ）は木梁１ｃの側面を見た図である。

【0047】

図５（ａ）に示すように、本実施形態の木梁１ｃは、燃え止まり層１２の厚さ方向の途中で貫通孔１０の延伸方向の両端部が拡径し、この拡径部１０１に、熱発泡材１３、耐火層１４、充填材１５が設けられる点で第１の実施形態と主に異なる。拡径部１０１の深さは、荷重支持部１１に不要な断面欠損が生じないように燃え止まり層１２の厚さ未満とし、且つ20mm以上とすることが望ましい。拡径部１０１の深さが20mmより小さいと、熱発泡材１３が薄くなり、発泡しても断熱効果を発揮できない恐れがあるためである。

【0048】

木梁１ｃの施工手順は、基本的には第１の実施形態と同様である。貫通孔１０の形成時には、木梁１ｃの梁幅方向の全長にわたって小径の孔をまず穿孔し、その後、燃え止まり層１２内で止まるように、当該孔の径よりも大きな径で拡径部１０１の穿孔を行えばよい。第１の実施形態と同様、荷重支持部１１と配管３の間には隙間が設けられ、荷重支持部１１は貫通孔１０の内面に露出する。

【0049】

この第４の実施形態でも、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。また第４の実施形態では充填材１５等を段状の拡径部１０１に収めるようにして配置できるので、耐火処理部Ｒの施工が容易になる。

【0050】

なお、図６（ａ）に示すように、配管３と荷重支持部１１の距離は大きくすることも可能である。また図６（ｂ）に示すように、木梁１ｃの両側面において、貫通孔１０に化粧蓋１６を被せることも可能である。さらに、図６（ｃ）に示すように、シート状の熱発泡材１３を、貫通孔１０の全長に亘って配管３に巻き付けることも可能であり、図６（ｄ）に示すように、半割部１４ａ、１４ａを組み合わせて耐火層を形成することも可能である。

【0051】

［第５の実施形態］
図７（ａ）は、本発明の第５の実施形態に係る木梁１ｄを示す図であり、図７（ｂ）は木梁１ｄの側面を見た図である。

【0052】

図７（ａ）に示すように、本実施形態の木梁１ｄは、耐火処理部Ｒとして、木梁１ｄの両側面において、面状の熱発泡材１７が貫通孔１０の両端部に設けられる点で第１の実施形態と主に異なる。熱発泡材１７としては、フィブロック（登録商標）や耐火シートなどの耐火材が用いられる。熱発泡材１７は貫通孔１０を塞ぐように配置され、その中央部を配管３が貫通する。熱発泡材１７は、施工箇所に据え付けた木梁１ｄの貫通孔１０に配管３を通した後で設置することができる。

【0053】

この第５の実施形態でも、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。また部材数が少なくなるので、耐火処理部Ｒの施工がさらに容易になる。なお、図８に示すように、前記と同様、貫通孔１０の径を、荷重支持部１１に位置する貫通孔１０の延伸方向の中間部において両端部よりも大きくし、配管３と荷重支持部１１の距離を大きくすることも可能である。これにより、火災時等に熱せられて高温になる配管３からの放射熱を減じ、荷重支持部１１の炭化を防ぐことができる。

【0054】

以上、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されない。当業者であれば、本願で開示した技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

【符号の説明】

【0055】

１、１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ：木梁
３：配管
１０：貫通孔
１１：荷重支持部
１２：燃え止まり層
１３、１７：熱発泡材
１４：耐火層
１４ａ：半割部
１５：充填材
１６：化粧蓋
１０１：拡径部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】