(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
金物中央部から交差する二方向両側に延びる四つの筒状部が設けられ、前記金物中央部及び前記四つの筒状部の内部に連続した空洞部が形成された接合金物と、
前記金物中央部を間に挟んで相対する二つの筒状部と前記金物中央部との内部に嵌め合わされて挿通された第一骨組部材と、
前記接合金物の残りの筒状部それぞれの内部にその先端開口部から嵌め合わせて差し込まれた第二骨組部材と、
前記第一骨組部材及び前記第二骨組部材がなす構面と略平行に配置され、前記筒状部の両側面とともに当該筒状部内に嵌め合わされた前記第一骨組部材又は前記第二骨組部材を貫通する貫通ボルトと、
前記貫通ボルトに螺合された雌ネジ部材と、
前記筒状部内に差し込まれた前記第二骨組部材の差込部内に設けられ、前記構面の面外方向の応力に抵抗するための補剛部材とを備えること
を特徴とする骨組部材の接合構造。
【請求項２】
金物中央部から一方向片側に延びる筒状部と、前記金物中央部から前記一方向と交差する他方向両側に延びる二つの筒状部とが設けられ、前記金物中央部及び前記三つの筒状部の内部に連続した空洞部が形成された接合金物と、
前記一方向片側の筒状部の先端開口部から前記金物中央部の内部まで嵌め合わせて差し込まれた第一骨組部材と、
前記接合金物の残りの筒状部それぞれの内部にその先端開口部から嵌め合わせて差し込まれた第二骨組部材と、
前記第一骨組部材及び前記第二骨組部材がなす構面と略平行に配置され、前記筒状部の両側面とともに当該筒状部内に嵌め合わされた前記第一骨組部材又は前記第二骨組部材を貫通する貫通ボルトと、
前記貫通ボルトに螺合された雌ネジ部材と、
前記筒状部内に差し込まれた前記第二骨組部材の差込部内に設けられ、前記構面の面外方向の応力に抵抗するための補剛部材とを備えること
を特徴とする骨組部材の接合構造。
【請求項３】
前記第二骨組部材は、互いのウエブ部の外面を接触させて逆向きに配置された一対の溝形鋼から構成され、
前記筒状部内に差し込まれた前記第二骨組部材の差込部内において、前記溝形鋼の側部に形成された側面開口部を塞ぐように当該溝形鋼内に設けられた前記補剛部材を備えること
を特徴とする請求項１又は２記載の骨組部材の接合構造。
【請求項４】
前記補剛部材は、前記側面開口部を塞ぐように設けられたウエブ部と、前記溝形鋼の長手方向端部に形成された端面開口部を塞ぐように設けられた第一フランジ部と、前記筒状部の先端開口部を塞ぐように設けられた第二フランジ部とを有すること
を特徴とする請求項３記載の骨組部材の接合構造。
【請求項５】
前記補剛部材は、前記ウエブ部が前記溝形鋼に接合されていること
を特徴とする請求項４記載の骨組部材の接合構造。
【請求項６】
金物中央部から交差する二方向両側に延びる四つの筒状部が設けられ、前記金物中央部及び前記四つの筒状部の内部に連続した空洞部が形成された接合金物と、
前記金物中央部を間に挟んで相対する二つの筒状部と前記金物中央部との内部に嵌め合わされて挿通された第一骨組部材と、
前記接合金物の残りの筒状部それぞれの内部にその先端開口部から嵌め合わせて差し込まれた第二骨組部材と、
前記第一骨組部材及び前記第二骨組部材がなす構面と略平行に配置され、前記筒状部の両側面とともに当該筒状部内に嵌め合わされた前記第一骨組部材又は前記第二骨組部材を貫通する貫通ボルトと、
前記貫通ボルトに螺合された雌ネジ部材とを備え、
前記接合金物は、前記金物中央部及び前記筒状部がハイドロフォーム加工により一体的に形成されていること
を特徴とする骨組部材の接合構造。
【請求項７】
金物中央部から一方向片側に延びる筒状部と、前記金物中央部から前記一方向と交差する他方向両側に延びる二つの筒状部とが設けられ、前記金物中央部及び前記三つの筒状部の内部に連続した空洞部が形成された接合金物と、
前記一方向片側の筒状部の先端開口部から前記金物中央部の内部まで嵌め合わせて差し込まれた第一骨組部材と、
前記接合金物の残りの筒状部それぞれの内部にその先端開口部から嵌め合わせて差し込まれた第二骨組部材と、
前記第一骨組部材及び前記第二骨組部材がなす構面と略平行に配置され、前記筒状部の両側面とともに当該筒状部内に嵌め合わされた前記第一骨組部材又は前記第二骨組部材を貫通する貫通ボルトと、
前記貫通ボルトに螺合された雌ネジ部材とを備え、
前記接合金物は、前記金物中央部及び前記筒状部がハイドロフォーム加工により一体的に形成されていること
を特徴とする骨組部材の接合構造。
【請求項８】
前記接合金物は、前記金物中央部及び前記筒状部が複数の部材を溶接により接合して一体的に形成されていること
を特徴とする請求項１〜５の何れか１項記載の骨組部材の接合構造。
【請求項９】
請求項１〜８の何れか１項に記載の骨組部材の接合構造に用いられること
を特徴とする接合金物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の骨組部材を接合するための骨組部材の接合構造及び接合金物に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、木製軸組、パイプ、形鋼等の骨組部材同士を接合部材により接合するための構造として様々なものが提案されている（例えば、特許文献１、２参照。）。
【０００３】
特許文献１においては、複数の骨材を挿入可能なコ字状の複数の接続片を有する接続金具を用いて複数の骨材を接合する点が開示されている。この構造では、この接続金具の複数の接続片に対して複数の骨材それぞれの端部を挿入したうえで、その接続片を通してビス等を骨材にねじ込むことにより、複数の骨材が接合される。
【０００４】
特許文献２においては、複数の棒状部材それぞれを嵌合可能な複数のパイプ部分を有するジョイント部材を用いて複数の棒状部材を接合する点が開示されている。このジョイント部材は、上下方向に対称に２分割された分割ジョイント部材をボルト、ナットにより結合して構成され、その複数のパイプ部分のそれぞれに棒状部材の端部を嵌合させることにより、複数の棒状部材が接合される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】実開昭６３−３４２０３号公報
【特許文献２】特開２０００−１２９８００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、複数の骨組部材を接合することにより格子状の骨組構造体を組み立て、その骨組構造体がなす構面上に太陽光パネル等の種々のパネル構造体を設置して、その骨組構造体をパネル構造体用架台として用いる場合がある。この場合、その骨組構造体に対しては、パネル構造体からの荷重等により面外方向の応力が作用することから、骨組部材同士の接合部においては、その面外方向の応力に対して優れた曲げ剛性、耐力を発揮することが要求される。
【０００７】
このような要求性能に対して、特許文献１の接合構造では、骨材が挿入される接続片がコ字状に形成されていることから、骨材に作用する面外方向の応力が接続金物に十分に伝達されず、優れた曲げ剛性、耐力を発揮することが困難であるという問題点がある。また、特許文献２の接合構造では、骨材から接続金物に伝達された面外方向の応力に対して、分割ジョイント部材を結合するボルト、ナットにより抵抗することになるため、優れた曲げ剛性、耐力を発揮することが困難であるという問題点がある。
【０００８】
また、上述の骨組構造体をパネル構造体用架台として用いる場合、設計自由度を高める観点から、骨組構造体そのものの厚みを薄くすることが要求される。このような要求性能に対して、特許文献１、特許文献２の開示技術は、何れもその骨材等がなす構面の面外方向にボルト、ビス等の頭部やナットが突出するように配置されるため、その分、骨組構造体の厚みが増大してしまい、設計自由度が低下してしまうという問題点があった。
【０００９】
そこで、本発明は、上述した問題点に鑑みて案出されたものであり、その目的とするところは、複数の骨組部材の接合部における曲げ剛性、耐力に優れているとともに、骨組構造体の設計自由度の向上を図ることを可能とする骨組部材の接合構造及び接合金物を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者は、上述した課題を解決するために、鋭意検討の末、下記の骨組部材の接合構造及び接合金物を発明した。
【００１１】
第１発明に係る骨組部材の接合構造は、金物中央部から交差する二方向両側に延びる四つの筒状部が設けられ、前記金物中央部及び前記四つの筒状部の内部に連続した空洞部が形成された接合金物と、前記金物中央部を間に挟んで相対する二つの筒状部と前記金物中央部との内部に嵌め合わされて挿通された第一骨組部材と、前記接合金物の残りの筒状部それぞれの内部にその先端開口部から嵌め合わせて差し込まれた第二骨組部材と、前記第一骨組部材及び前記第二骨組部材がなす構面と略平行に配置され、前記筒状部の両側面とともに当該筒状部内に嵌め合わされた前記第一骨組部材又は前記第二骨組部材を貫通する貫通ボルトと、前記貫通ボルトに螺合された雌ネジ部材と、前記筒状部内に差し込まれた前記第二骨組部材の差込部内に設けられ、前記構面の面外方向の応力に抵抗するための補剛部材とを備えることを特徴とする。
【００１２】
第２発明に係る骨組部材の接合構造は、金物中央部から一方向片側に延びる筒状部と、前記金物中央部から前記一方向と交差する他方向両側に延びる二つの筒状部とが設けられ、前記金物中央部及び前記三つの筒状部の内部に連続した空洞部が形成された接合金物と、前記一方向片側の筒状部の先端開口部から前記金物中央部の内部まで嵌め合わせて差し込まれた第一骨組部材と、前記接合金物の残りの筒状部それぞれの内部にその先端開口部から嵌め合わせて差し込まれた第二骨組部材と、前記第一骨組部材及び前記第二骨組部材がなす構面と略平行に配置され、前記筒状部の両側面とともに当該筒状部内に嵌め合わされた前記第一骨組部材又は前記第二骨組部材を貫通する貫通ボルトと、前記貫通ボルトに螺合された雌ネジ部材と、前記筒状部内に差し込まれた前記第二骨組部材の差込部内に設けられ、前記構面の面外方向の応力に抵抗するための補剛部材とを備えることを特徴とする。
【００１３】
第３発明に係る骨組部材の接合構造は、第１発明又は第２発明において、前記第二骨組部材は、互いのウエブ部の外面を接触させて逆向きに配置された一対の溝形鋼から構成され、前記筒状部内に差し込まれた前記第二骨組部材の差込部内において、前記溝形鋼の側部に形成された側面開口部を塞ぐように当該溝形鋼内に設けられた前記補剛部材を備えることを特徴とする。
【００１４】
第４発明に係る骨組部材の接合構造は、第３発明において、前記補剛部材は、前記側面開口部を塞ぐように設けられたウエブ部と、前記溝形鋼の長手方向端部に形成された端面開口部を塞ぐように設けられた第一フランジ部と、前記筒状部の先端開口部を塞ぐように設けられた第二フランジ部とを有することを特徴とする。
【００１５】
第５発明に係る骨組部材の接合構造は、第４発明において、前記補剛部材は、前記ウエブ部が前記溝形鋼に接合されていることを特徴とする。
【００１６】
第６発明に係る骨組部材の接合構造は、金物中央部から交差する二方向両側に延びる四つの筒状部が設けられ、前記金物中央部及び前記四つの筒状部の内部に連続した空洞部が形成された接合金物と、前記金物中央部を間に挟んで相対する二つの筒状部と前記金物中央部との内部に嵌め合わされて挿通された第一骨組部材と、前記接合金物の残りの筒状部それぞれの内部にその先端開口部から嵌め合わせて差し込まれた第二骨組部材と、前記第一骨組部材及び前記第二骨組部材がなす構面と略平行に配置され、前記筒状部の両側面とともに当該筒状部内に嵌め合わされた前記第一骨組部材又は前記第二骨組部材を貫通する貫通ボルトと、前記貫通ボルトに螺合された雌ネジ部材とを備え、前記接合金物は、前記金物中央部及び前記筒状部がハイドロフォーム加工により一体的に形成されていることを特徴とする。
【００１７】
第７発明に係る骨組部材の接合構造は、金物中央部から一方向片側に延びる筒状部と、前記金物中央部から前記一方向と交差する他方向両側に延びる二つの筒状部とが設けられ、前記金物中央部及び前記三つの筒状部の内部に連続した空洞部が形成された接合金物と、前記一方向片側の筒状部の先端開口部から前記金物中央部の内部まで嵌め合わせて差し込まれた第一骨組部材と、前記接合金物の残りの筒状部それぞれの内部にその先端開口部から嵌め合わせて差し込まれた第二骨組部材と、前記第一骨組部材及び前記第二骨組部材がなす構面と略平行に配置され、前記筒状部の両側面とともに当該筒状部内に嵌め合わされた前記第一骨組部材又は前記第二骨組部材を貫通する貫通ボルトと、前記貫通ボルトに螺合された雌ネジ部材とを備え、前記接合金物は、前記金物中央部及び前記筒状部がハイドロフォーム加工により一体的に形成されていることを特徴とする。
【００１８】
第８発明に係る骨組部材の接合構造は、第１発明〜第５発明の何れかにおいて、前記接合金物は、前記金物中央部及び前記筒状部が複数の部材を溶接により接合して一体的に形成されていることを特徴とする。
【００１９】
第９発明に係る接合金物は、第１発明〜第８発明の何れかの骨組部材の接合構造に用いられることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
第１発明によれば、接合金物内において第一骨組部材が第二骨組部材のように分断されていないので、その分断による応力伝達のロスがなくなり、各骨組部材がなす構面の面外方向の応力に対して優れた曲げ剛性、耐力を発揮することが可能となる。また、各骨組部材が接合金物の筒状部内に嵌め合わせられているので、各骨組部材それぞれと筒状部との面接触により応力を伝達することができ、その分、骨組部材と接合金物との間での応力伝達のロスが少なくなり、各骨組部材がなす構面の面外方向の応力に対して優れた曲げ耐力、耐力を発揮することが可能となる。また、各骨組部材と接合金物を接合するうえで、これらに貫通ボルトを貫通させるのみで足り、貫通ボルトによる摩擦接合が不要であるので、その分、ボルト本数を抑えることができ、複数の骨組部材の接合部全体の大きさをコンパクト化することが可能となる。また、第一骨組部材及び第二骨組部材が略同一平面上に配置されることになるうえ、各骨組部材がなす構面の面外方向に貫通ボルトのボルト頭部や雌ねじ部材が突出しないので、各骨組部材により形成される骨組構造体の厚みを薄くすることができ、その分、骨組構造体の厚さ方向での設計自由度の向上を図ることが可能となる。
【００２１】
第２発明によれば、各骨組部材が接合金物の筒状部内に嵌め合わせられているので、各骨組部材それぞれと筒状部との面接触により応力を伝達することができ、その分、骨組部材と接合金物との間での応力伝達のロスが少なくなり、各骨組部材がなす構面の面外方向の応力に対して優れた曲げ耐力、耐力を発揮することが可能となる。また、各骨組部材と接合金物を接合するうえで、これらに貫通ボルトを貫通させるのみで足り、貫通ボルトによる摩擦接合が不要であるので、その分、ボルト本数を抑えることができ、複数の骨組部材の接合部全体の大きさをコンパクト化することが可能となる。また、第一骨組部材及び第二骨組部材が略同一平面上に配置されることになるうえ、各骨組部材がなす構面の面外方向に貫通ボルトのボルト頭部や雌ねじ部材が突出しないので、各骨組部材により形成される骨組構造体の厚みを薄くすることができ、その分、骨組構造体の厚さ方向での設計自由度の向上を図ることが可能となる。
【００２２】
第１発明、第２発明によれば、筒状部内に差し込まれた第二骨組部材の差込部内に補剛部材が設けられているので、各骨組部材がなす構面の面外方向の応力が第二骨組部材の差込部に作用した場合でも優れた曲げ剛性、耐力を発揮することが可能となる。
【００２３】
第３発明によれば、一対の溝形鋼それぞれのフランジ部と補剛部材のウエブ部とにより第二骨組部材の軸直交断面がボックス形鋼状をなすように設けられることになる。これにより、各骨組部材がなす構面の面外方向の応力が第二骨組部材に作用したときにおいて、溝形鋼の側面開口部が狭まるような変形が抑制され、筒状部内への第二骨組部材の差込部の曲げ剛性の向上を図ることが可能となる。
【００２４】
第４発明によれば、二つの補剛部材それぞれの第一フランジ部と、それぞれの第二フランジ部とにより、一対の溝形鋼内にダイアフラムが設けられた状態になる。この補剛部材がなすダイアフラムと、一対の溝形鋼それぞれのフランジ部と補剛部材のウエブ部とにより、筒状部内への第二骨組部材の差込部が立方体状をなすように設けられることになる。このダイアフラムは、筒状部内への第二骨組部材の差込部のうち、面外方向の応力が強く作用し易い位置である、一対の溝形鋼の端面開口部と、筒状部の先端開口部とがある位置に設けられている。これにより、筒状部内への第二骨組部材の差込部の曲げ剛性の更なる向上を図ることが可能となる。
【００２５】
第５発明によれば、溝形鋼に対して補剛部材を一体化することが可能となり、第二骨組部材の差込部の曲げ剛性の更なる向上とともに、その差込部のねじれに対する剛性の向上を図ることが可能となる。また、第二骨組部材に対して接合金物の筒状部内から抜け出そうとする抜け出し力が作用したときに、その抜け出し力を溝形鋼のウエブ部からではなく補剛部材のウエブ部から貫通ボルトを介して筒状部の側面に伝達させることが可能となる。このとき、溝形鋼のウエブ部から筒状部の側面までの距離より、補剛部材のウエブ部から筒状部の側面までの距離の方が短いことから、抜け出し力の作用により貫通ボルトに作用するモーメントが小さくなり、その結果、抜け出し力による貫通ボルトの変形量を抑えることが可能となるので、筒状部内からの第二骨組部材の抜け出しをより効果的に防止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】格子状に配置された複数の骨組部材を接合して構成された骨組構造体を示す平面図である。
【図２】格子状の骨組構造体をパネル構造体用架台として用いている状態を模式的に示す側面図である。
【図３】第１実施形態に係る骨組部材の接合構造の構成を示す斜視図である。
【図４】第１実施形態に係る骨組部材の接合構造の構成を示す分解斜視図である。
【図５】第１実施形態に係る骨組部材の接合構造の構成を示す平面断面図である。
【図６】図５のＡＡ線断面図である。
【図７】図５のＢＢ線断面図である。
【図８】第１実施形態に係る骨組部材の接合構造で用いられる接合金物の構成を示す平面断面図である。
【図９】第１実施形態に係る骨組部材の接合構造で用いられる接合金物の構成を示す側面図である。
【図１０】第１実施形態に係る骨組部材の接合構造で用いられる接合金物の構成を示す正面図である。
【図１１】第１実施形態に係る骨組部材の接合構造で用いられる第二骨組部材の構成を示す側面図である。
【図１２】第１実施形態に係る骨組部材の接合構造で用いられる第二骨組部材の構成を示す平面断面図である。
【図１３】第１実施形態に係る骨組部材の接合構造で用いられる第二骨組部材の構成を示す正面図である。
【図１４】第２実施形態に係る骨組部材の接合構造の構成を示す平面断面図である。
【図１５】第２実施形態に係る骨組部材の接合構造で用いられる接合金物の構成を示す平面断面図である。
【図１６】第１実施形態に係る接合金物を得るために用いられるハイドロフォーム加工方法について説明するための図である。
【図１７】（ａ）はハイドロフォーム加工品の一例を示す斜視図であり、（ｂ）はそのハイドロフォーム加工品から得られた接合金物を示す斜視図である。
【図１８】（ａ）は複数の部材を接合して得られる接合金物の分解斜視図であり、（ｂ）はその接合金物の構成を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明を適用した骨組部材の接合構造を実施するための形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２８】
まず、第１実施形態に係る骨組部材の接合構造について説明する。
【００２９】
骨組部材の接合構造１は、図１〜図７に示すように、複数の骨組部材２０、３０を接合するために用いられ、第１実施形態においては、格子状に配置された複数の骨組部材２０、３０を接合するものとして用いられる場合を例示している。このように格子状に配置された複数の骨組部材２０、３０を接合して構成された骨組構造体３は、例えば、図２に示すように支持面４上に支柱６等を介して設置され、その骨組構造体３上に太陽光パネル等のパネル構造体５が設置されることによりパネル構造体用架台として用いられる。
【００３０】
第１実施形態に係る骨組部材の接合構造１は、図３〜図５に示すように、第一骨組部材２０と、第一骨組部材２０の中間部を間に挟んで直列に配置された二つの第二骨組部材３０と、その第一骨組部材２０と第二骨組部材３０との交差部３ａにおいて配置され、これら第一骨組部材２０及び第二骨組部材３０を接合する接合金物１０とを備えている。第１実施形態に係る骨組部材の接合構造１は、図１におけるＡ部のような十字状の交差部３ａに用いられる。
【００３１】
接合金物１０は、図８〜図１０に示すように、金物中央部１１から交差する二方向両側に延びる四つの筒状部１２が設けられ、その金物中央部１１及び四つの筒状部１２の内部に連続した空洞部１３が形成されている。第１実施形態に係る接合金物１０は、金物中央部１１及び四つの筒状部１２により平面視において十字状に形成されており、それらの内部に設けられた空洞部１３も平面視において十字状に形成されていることになる。
【００３２】
接合金物１０は、金物中央部１１及び四つの筒状部１２が一体的に形成されており、第１実施形態においては、これらがハイドロフォーム加工により一体的に形成されている場合を例示している。この詳細は後述する。この他にも、接合金物１０は、金物中央部１１及び四つの筒状部１２が複数の部材を溶接により接合して一体的に形成されていてもよい。また、接合金物１０は、鋼材のような金属材料から構成される。
【００３３】
筒状部１２は、その先端部が開口して形成されている。筒状部１２は、第１実施形態において、その軸直交断面が矩形筒状に形成されている。
【００３４】
筒状部１２は、第一骨組部材２０及び第二骨組部材３０がなす構面Ｓの面内方向の両側面１２ａに一対のボルト挿通孔１４が形成されている。この一対のボルト挿通孔１４には、後述のように、一本の貫通ボルト５１、５２が挿通される。
【００３５】
第一骨組部材２０及び第二骨組部材３０は、それぞれの軸直交断面が接合金物１０の筒状部１２に嵌合可能な形状に形成されている。このとき、第一骨組部材２０及び第二骨組部材３０は、接合金物１０の筒状部１２の内周面にその外周面が接触するようにして嵌め合わされる。第１実施形態においては、第一骨組部材２０及び第二骨組部材３０のそれぞれが互いのウエブ部４１の外面を接触させて逆向きに配置された一対のリップ溝形鋼４０から構成されている。この他にも、第一骨組部材２０及び第二骨組部材３０は、例えば、矩形筒状のボックス形鋼や、リップ部４３のない一対の溝形鋼から構成されていてもよい。一対のリップ溝形鋼４０や一対の溝形鋼から構成される場合、上下のフランジ部４２間の側面開口部４４からリップ溝形鋼４０等の内部にビス等の締結具を作業員が差し込むことが可能となり、そのリップ溝形鋼４０等の内部から各骨組部材２０、３０上に配置されたパネル構造体５に締結具をねじ込むことが可能となり、パネル構造体５の取り付け作業時の作業性の向上を図ることが可能となる。なお、一対のリップ溝形鋼４０や一対の溝形鋼は、互いのウエブ部４１にねじ込まれた図示しないビス等の締結具により固定される。
【００３６】
第一骨組部材２０及び第二骨組部材３０は、第１実施形態において、薄板軽量形鋼から構成されている。ここでいう薄板軽量形鋼とは、板厚２．３ｍｍ以下の薄鋼板をロールフォーミング等により折り曲げ加工することによって成形されるものであり、その種類としては、上述のリップ溝形鋼４０の他、溝形鋼、ボックス形鋼等が挙げられる。
【００３７】
第一骨組部材２０は、接合金物１０の金物中央部１１を間に挟んで相対する二つの筒状部１２とその金物中央部１１との内部に嵌め合わせて挿通される。第一骨組部材２０は、図５の例では、図中上側の筒状部１２、金物中央部１１、図中下側の筒状部１２の順で嵌め合わせて挿通されている。
【００３８】
第一骨組部材２０は、接合金物１０の筒状部１２内に挿通される挿通部２１において、その筒状部１２に形成された一対のボルト挿通孔１４と同軸上に並ぶようにボルト挿通孔２２が形成されている。第１実施形態においては、第一骨組部材２０を構成する一対のリップ溝形鋼４０それぞれのウエブ部４１にこのボルト挿通孔２２が形成されている。
【００３９】
この第一骨組部材２０のボルト挿通孔２２と、その第一骨組部材２０が嵌め合わされた筒状部１２の一対のボルト挿通孔１４とに対しては、第一貫通ボルト５１が挿通される。これにより、第一貫通ボルト５１は、図７等に示すように、筒状部１２の両側面１２ａとともに第一骨組部材２０を貫通して、第一骨組部材２０及び第二骨組部材３０がなす構面Ｓと略平行に配置されることになる。この第一貫通ボルト５１は、ナット等の雌ねじ部材５３が螺合されることによって、接合金物１０に固定される。雌ねじ部材５３は、第１実施形態において、第一貫通ボルト５１の筒状部１２から突出した先端部５１ａに螺合されたナットから構成されている場合を例示しているが、この他にも、第一貫通ボルト５１のボルト頭部５１ｂ側において筒状部１２に溶接されたナットや、筒状部１２のボルト挿通孔１４に形成された雌ねじ孔から構成されていてもよい。
【００４０】
この第一貫通ボルト５１は、接合金物１０に対する第一骨組部材２０のずれを防止することを目的として用いられ、そのような目的を達成できる程度の本数、径のものが用いられていればよい。図示の例では、一つの筒状部１２につき一つの第一貫通ボルト５１が用いられている。
【００４１】
第二骨組部材３０は、接合金物１０の第一骨組部材２０が挿通された筒状部１２の残りの筒状部１２それぞれの内部にその先端開口部１２ｂから嵌め合わせて差し込まれている。第二骨組部材３０は、図５の例では、図中右側の筒状部１２にその先端開口部１２ｂから一つ差し込まれ、図中左側の筒状部１２にその先端開口部１２ｂからもう一つ差し込まれている。この第二骨組部材３０は、図示の例では、第一骨組部材２０の側面に接触するまで差し込まれているが、接触していなくともよい。
【００４２】
第二骨組部材３０は、図６等に示すように、接合金物１０の筒状部１２内に差し込まれる差込部３１において、その筒状部１２に形成された一対のボルト挿通孔１４と同軸上に並ぶようにボルト挿通孔３２が形成されている。第１実施形態においては、第二骨組部材３０を構成する一対のリップ溝形鋼４０それぞれのウエブ部４１にこのボルト挿通孔３２が形成されている。
【００４３】
この第二骨組部材３０のボルト挿通孔３２と、その第二骨組部材３０が嵌め合わされた筒状部１２の一対のボルト挿通孔１４とに対しては、第二貫通ボルト５２が挿通される。これにより、第二貫通ボルト５２は、筒状部１２の両側面１２ａとともに第二貫通ボルト５２を貫通して、第一骨組部材２０及び第二骨組部材３０がなす構面Ｓと略平行に配置されることになる。この第二貫通ボルト５２は、ナット等の雌ねじ部材５３が螺合されることによって、接合金物１０に固定される。
【００４４】
この第二貫通ボルト５２は、接合金物１０の筒状部１２からの第二骨組部材３０の抜け出しを防止することを目的として用いられ、そのような目的を達成できる程度の本数、径のものが用いられていればよい。図示の例では、一つの筒状部１２につき四つの第二貫通ボルト５２が用いられている。
【００４５】
第１実施形態に係る第二骨組部材３０は、一対のリップ溝形鋼４０から構成されているため、第一骨組部材２０及び第二骨組部材３０がなす構面Ｓの面外方向Ｑの応力が作用したときに、図１１に示すように、その側面開口部４４が狭まるような方向Ｐに全体的に変形し易い構造となっている。この傾向は、第二骨組部材３０の端部となる筒状部１２内に差し込まれた差込部３１において特に強くなるため、その差込部３１においては、面外方向Ｑの応力に対する曲げ剛性、耐力を確保し難い。これを解決するため、第１実施形態に係る第二骨組部材３０は、筒状部１２内に差し込まれた差込部３１内において、その構面Ｓの面外方向Ｑの応力に抵抗するための補剛部材６０が設けられている。
【００４６】
第１実施形態に係る補剛部材６０は、図５、図１１〜図１３に示すように、リップ溝形鋼４０内に挿入されており、リップ溝形鋼４０の側面開口部４４を塞ぐように設けられたウエブ部６１と、リップ溝形鋼４０の長手方向端部に形成された端面開口部４５を塞ぐように設けられた第一フランジ部６２と、筒状部１２の先端開口部１２ｂを塞ぐように設けられた第二フランジ部６３とを有している。第１実施形態に係る補剛部材６０は、ウエブ部６１の両端側にそれぞれ第一フランジ部６２と第二フランジ部６３とを有している。補剛部材６０のウエブ部６１には、図６等に示すように、筒状部１２に形成された一対のボルト挿通孔１４と同軸上に並ぶようにボルト挿通孔６４が形成されている。第１実施形態に係る補剛部材６０は、ウエブ部６１、第一フランジ部６２及び第二フランジ部６３によりコ字状に形成されており、これらが一体的に設けられている。補剛部材６０は、鋼材のような金属材料等から構成される。
【００４７】
第１実施形態において、補剛部材６０のウエブ部６１、第一フランジ部６２及び第二フランジ部６３のそれぞれは、図１１に示すように、リップ溝形鋼４０の上下一対のフランジ部４２間の間隔と略同一の長さとなるようにその高さ寸法が形成されている。これにより、補剛部材６０のウエブ部６１、第一フランジ部６２及び第二フランジ部６３は、リップ溝形鋼４０の上下一対のフランジ部４２の内面に接触して設けられていることになる。また、第１実施形態において、補剛部材６０の第一フランジ部６２及び第二フランジ部６３のそれぞれは、リップ溝形鋼４０のリップ部４３とウエブ部４１との間の間隔と略同一の長さとなるようにその幅寸法が形成されている。これにより、補剛部材６０の第一フランジ部６２及び第二フランジ部６３にリップ溝形鋼４０のウエブ部４１内面とリップ部４３内面とが接触して設けられることになる。
【００４８】
第二骨組部材３０を構成する一対のリップ溝形鋼４０は、それぞれの側面開口部４４が補剛部材６０のウエブ部６１により塞がれることによって、図１１に示すように、一対のリップ溝形鋼４０それぞれのフランジ部４２と補剛部材６０のウエブ部６１とによりその軸直交断面がボックス形鋼状をなすように設けられることになる。これにより、構面Ｓの面外方向Ｑの応力が第二骨組部材３０に作用したときにおいて、リップ溝形鋼４０の側面開口部４４が狭まるような変形が抑制され、筒状部１２内への第二骨組部材３０の差込部３１の曲げ剛性の向上を図ることが可能となる。
【００４９】
また、一対のリップ溝形鋼４０それぞれに設けられた補剛部材６０は、図５等に示すように、第一フランジ部６２及び第二フランジ部６３のそれぞれが略同一平面上に位置するように設けられる。第二骨組部材３０を構成する一対のリップ溝形鋼４０は、それぞれの端面開口部４５が補剛部材６０の第一フランジ部６２により塞がれるとともに、筒状部１２の先端開口部１２ｂが補剛部材６０の第二フランジ部６３により塞がれることによって、二つの補剛部材６０それぞれの第一フランジ部６２と、それぞれの第二フランジ部６３とにより、一対のリップ溝形鋼４０内に二つのダイアフラムが設けられた状態になる。この補剛部材６０がなす二つのダイアフラムと、一対のリップ溝形鋼４０それぞれのフランジ部４２と補剛部材６０のウエブ部６１とにより、筒状部１２内への第二骨組部材３０の差込部３１が立方体状をなすように設けられることになる。このダイアフラムは、筒状部１２内への第二骨組部材３０の差込部３１のうち、面外方向Ｑの応力が強く作用し易い位置である、一対のリップ溝形鋼４０の端面開口部４５と、筒状部１２の先端開口部１２ｂとがある位置に設けられている。これにより、筒状部１２内への第二骨組部材３０の差込部３１の曲げ剛性の更なる向上を図ることが可能となる。
【００５０】
なお、二つの補剛部材６０それぞれの第一フランジ部６２は、一対のリップ溝形鋼４０の端面開口部４５より軸方向内側寄りの箇所に設けられ、二つの補剛部材６０それぞれの第二フランジ部６３は、筒状部１２の先端開口部１２ｂより軸方向内側寄りの箇所に設けられている。これにより、骨組構造体３全体が大変形したときに、補剛部材６０の第一フランジ部６２が一対のリップ溝形鋼４０内から抜け出て外れてしまうのを防止することが可能となる。
【００５１】
また、補剛部材６０は、図１３に示すように、そのウエブ部６１がリップ溝形鋼４０に溶接等により接合されている。第１実施形態に係る補剛部材６０は、そのウエブ部６１がリップ溝形鋼４０のリップ部４３に隅肉溶接Ｗにより接合されている。これにより、リップ溝形鋼４０に対して補剛部材６０を一体化することが可能となり、第二骨組部材３０の差込部３１の曲げ剛性の更なる向上とともに、その差込部３１のねじれに対する剛性の向上を図ることが可能となる。また、第二骨組部材３０に対して接合金物１０の筒状部１２内から抜け出そうとする抜け出し力が作用したときに、その抜け出し力をリップ溝形鋼４０のウエブ部４１からではなく補剛部材６０のウエブ部６１から第二貫通ボルト５２を介して筒状部１２の側面１２ａに伝達させることが可能となる。このとき、図６に示すような、リップ溝形鋼４０のウエブ部４１から筒状部１２の側面１２ａまでの距離Ｌ１より、補剛部材６０のウエブ部６１から筒状部１２の側面１２ａまでの距離Ｌ２の方が短いことから、抜け出し力の作用により第二貫通ボルト５２に作用するモーメントが小さくなり、その結果、抜け出し力による第二貫通ボルト５２の変形量を抑えることが可能となるので、筒状部１２内からの第二骨組部材３０の抜け出しをより効果的に防止することが可能となる。このとき、抜け出し力の作用によりリップ溝形鋼４０のウエブ部４１から第二貫通ボルト５２に応力が伝達されないように、リップ溝形鋼４０のウエブ部４１のボルト挿通孔３２は、補剛部材６０のウエブ部６１のボルト挿通孔６４より大きくすることが望ましい。
【００５２】
なお、上述の補剛部材６０による第二骨組部材３０の曲げ剛性の向上効果は、第二骨組部材６０を構成する一対のリップ溝形鋼４０がリップ部４３のない一対の溝形鋼から構成されている場合も同様に得られる。
【００５３】
以上の第１実施形態によれば、接合金物１０内において第一骨組部材２０が第二骨組部材３０のように分断されていないので、その分断による応力伝達のロスがなくなり、各骨組部材２０、３０がなす構面Ｓの面外方向Ｑの応力に対して優れた曲げ剛性、耐力を発揮することが可能となる。また、各骨組部材２０、３０が接合金物１０の筒状部１２内に嵌め合わせられているので、各骨組部材２０、３０それぞれと筒状部１２との面接触により応力を伝達することができ、その分、骨組部材２０、３０と接合金物１０との間での応力伝達のロスが少なくなり、上述の構面Ｓの面外方向Ｑの応力に対して優れた曲げ耐力、耐力を発揮することが可能となる。また、各骨組部材２０、３０と接合金物１０を接合するうえで、これらに貫通ボルト５１、５２を貫通させるのみで足り、貫通ボルト５１、５２による摩擦接合が不要であるので、その分、ボルト本数を抑えることができ、接合構造１全体の大きさをコンパクト化することが可能となる。また、第一骨組部材２０及び第二骨組部材３０が略同一平面上に配置されることになるうえ、各骨組部材２０、３０がなす構面Ｓの面外方向Ｑに貫通ボルト５１、５２のボルト頭部５１ｂ、５２ｂや雌ねじ部材５３が突出しないので、各骨組部材２０、３０により形成される骨組構造体３の厚みを薄くすることができ、その分、骨組構造体３の厚さ方向での設計自由度の向上を図ることが可能となる。
【００５４】
また、筒状部１０内に差し込まれた第二骨組部材３０の差込部３１内に補剛部材６０が設けられているので、構面Ｓの面外方向Ｑの応力が第二骨組部材３０の差込部３１に作用した場合でも優れた曲げ剛性、耐力を発揮することが可能となる。
【００５５】
次に、第２実施形態に係る骨組部材の接合構造について説明する。なお、上述した構成要素と同一の構成要素については、同一の符号を付すことにより以下での説明を省略する。
【００５６】
第２実施形態に係る骨組部材の接合構造１は、図１４に示すように、第一骨組部材２０と、第一骨組部材２０の端部を間に挟んで直列に配置された二つの第二骨組部材３０と、その第一骨組部材２０と第二骨組部材３０との交差部３ａにおいて配置され、これら第一骨組部材２０及び第二骨組部材３０を接合する接合金物１０とを備えている。第２実施形態に係る骨組部材の接合構造１は、図１におけるＢ部のようなＴ字状の交差部３ａに用いられる。
【００５７】
接合金物１０は、図１５に示すように、金物中央部１１から方向Ａの片側に延びる筒状部１２と、その方向Ａと交差する方向Ｂの両側に延びる二つの筒状部１２が設けられ、その金物中央部１１及び三つの筒状部１２の内部に連続した空洞部１３が設けられている。第２実施形態に係る接合金物１０は、金物中央部１１及び三つの筒状部１２により平面視においてＴ字状に形成されており、それらの内部に形成された空洞部１３も平面視においてＴ字状に形成されていることになる。
【００５８】
第一骨組部材２０は、方向Ａの筒状部の先端開口部１２ｂから金物中央部１１の内部まで嵌め合わせて差し込まれ、第１実施形態においては、金物中央部１１の内面に接触するまで差し込まれている。
【００５９】
以上の第２実施形態によれば、各骨組部材２０、３０が接合金物１０の筒状部１２内に嵌め合わせられているので、各骨組部材２０、３０それぞれと筒状部１２との面接触により応力を伝達することができ、その分、各骨組部材２０、３０と接合金物１０との間での応力伝達のロスが少なくなり、上述の構面Ｓの面外方向Ｑの応力に対して優れた曲げ耐力、耐力を発揮することが可能となる。また、各骨組部材２０、３０と接合金物１０を接合するうえで、これらに貫通ボルト５１、５２を貫通させるのみで足り、貫通ボルト５１、５２による摩擦接合が不要であるので、その分、ボルト本数を抑えることができ、接合構造１全体の大きさをコンパクト化することが可能となる。また、第一骨組部材２０及び第二骨組部材３０が略同一平面上に配置されることになるうえ、各骨組部材２０、３０がなす構面Ｓの面外方向Ｑに貫通ボルト５１、５２のボルト頭部５１ｂ、５２ｂや雌ねじ部材５３が突出しないので、各骨組部材２０、３０により形成される骨組構造体３の厚みを薄くすることができ、その分、骨組構造体３の厚さ方向での設計自由度の向上を図ることが可能となる。
【００６０】
次に、各実施形態に係る接合金物１０の製造方法の一例について説明する。
【００６１】
上述の接合金物１０は、例えば、金物中央部１１及び複数の筒状部１２がハイドロフォーム加工により一体的に形成される。このハイドロフォーム加工では、図１６（ａ）に示すように、管状のハイドロフォーム加工品を管軸直交方向に分割した外形と略同一の内形からなるキャビティ７２を有する上下の金型７１を用いて行う。
【００６２】
ハイドロフォーム加工を行ううえでは、まず、これら金型７１のキャビティ７２内にハイドロフォーム加工品の素材となる素材管８１を配置する。次に、図１６（ｂ）に示すように、上下の金型７１の型閉めを行う。次に、図１６（ｃ）に示すように、素材管８１に対して内部に液体Ｗを供給して内圧を負荷するとともに、軸押しパンチ７３により素材管８１に対して管軸方向に圧縮荷重を負荷する。これにより、図１６（ｄ）に示すように、上下の金型７１のキャビティ７２内に沿って素材管８１が拡径されつつ管軸方向に圧縮されて、金型７１のキャビティ７２の内形に沿った外形からなるハイドロフォーム加工品が得られる。
【００６３】
このとき、上述の第１実施形態に係る十字状の接合金物１０を得るうえでは、図１７（ａ）に示すように、第二骨組部材３０が嵌め合わされる筒状部１２が加工後の素材管８１の管軸方向の両端部８１ａとなるようにし、第一骨組部材２０が嵌め合わされる筒状部１２が加工後の素材管８１の径方向両側に形成された拡径部８１ｂとなるように、上下の金型７１のキャビティ７２の形状を調整する。これにより、ハイドロフォーム加工後に素材管８１の拡径部８１ｂの先端部８１ｃが閉塞して形成されることになるので、その拡径部８１ｂの先端部８１ｃを切断加工することにより、図１７（ｂ）に示すように、上述の第１実施形態に係る接合金物１０が得られる。第２実施形態に係るＴ字状の接合金物１０を得るときは、素材管８１の径方向片側に拡径部８１ｂが一つのみ形成されるようにする点以外、上述と同様である。
【００６４】
なお、一般的なハイドロフォーム加工では、素材管８１の拡径部８１ｂの最大幅が素材管８１そのものの直径に応じて定まる特性がある。具体的には、素材管８１の拡径部８１ｂの最大幅は、素材管８１の径方向両側に二つの拡径部８１ｂが形成されるようにする場合、素材管８１の直径の１／２程度となり、径方向片側に一つの拡径部８１ｂが形成されるようにする場合、素材管８１の直径と同程度となる。この最大幅を超えるような幅となるようにハイドロフォーム加工すると、素材管８１のバーストが生じ得る。このため、一般的なハイドロフォーム加工により接合金物１０を得るうえでは、このことを考慮のうえ、素材管８１のバーストが生じないような寸法の接合金物１０を製造することになる。
【００６５】
なお、ハイドロフォーム加工により接合金物１０を得る場合、寸法精度に優れた接合金物１０を生産性よく得ることが可能となるという利点がある。
【００６６】
この他に、上述の接合金物１０は、図１８に示すように、例えば、金物中央部１１及び複数の筒状部１２が複数の部材を溶接により接合して一体的に形成されていてもよい。この場合の接合金物１０は、例えば、金物中央部１１及び二つの筒状部１２を上下方向に二分割した形状からなる一対の第一分割部材９１と、残りの筒状部１２それぞれを上下方向に対称に二分割した形状からなる一対の第二分割部材９２のそれぞれを隅肉溶接Ｗ等の溶接により接合することにより構成される。
【００６７】
以上、本発明の実施形態の例について詳細に説明したが、前述した実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。
【００６８】
例えば、補剛部材６０は、筒状部１２内に挿通された第一骨組部材２０の挿通部２１内において設けられていてもよい。また、第一骨組部材２０及び第二骨組部材３０は、矩形筒状のボックス形鋼や、上述の補剛部材６０が用いられた一対の溝形鋼等から構成される場合、貫通ボルト５１、５２の代替として、接合金物１０の筒状部１２の両側面それぞれに対してねじにより接合されていてもよい。
【符号の説明】
【００６９】
１      接合構造
３      骨組構造体
３ａ    交差部
１０    接合金物
１１    金物中央部
１２    筒状部
１３    空洞部
２０    第一骨組部材
３０    第二骨組部材
３１    差込部
４０    リップ溝形鋼
４４    側面開口部
４５    端面開口部
５１    第一貫通ボルト
５２    第二貫通ボルト
５３    雌ねじ部材
６０    補剛部材
６１    ウエブ部
６２    第一フランジ部
６３    第二フランジ部
Ｓ      構面
【図１】
0005640921.tif 000002
【図２】
0005640921.tif 000003
【図３】
0005640921.tif 000004
【図４】
0005640921.tif 000005
【図５】
0005640921.tif 000006
【図６】
0005640921.tif 000007
【図７】
0005640921.tif 000008
【図８】
0005640921.tif 000009
【図９】
0005640921.tif 000010
【図１０】
0005640921.tif 000011
【図１１】
0005640921.tif 000012
【図１２】
0005640921.tif 000013
【図１３】
0005640921.tif 000014
【図１４】
0005640921.tif 000015
【図１５】
0005640921.tif 000016
【図１６】
0005640921.tif 000017
【図１７】
0005640921.tif 000018
【図１８】
0005640921.tif 000019