(57)【要約】【課題】  踏み板の強度を向上させることのできる積み木型の螺旋階段及び螺旋階段の製造方法を提供する。【解決手段】  螺旋階段１０は、螺旋状に固定された複数の踏み板１００を有する。各踏み板１００は、複数のひき板１１０、１２０によって構成される。ひき板１１０、１２０はその繊維が直交する態様で張り合わされている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の踏み板が螺旋状に組み付けられてなる螺旋階段において、
隣接する前記複数の踏み板を互いに組み付ける組付部材と、
前記踏み板を構成する集成板とを備え、
前記集成板は、複数のひき板によって構成され、当該複数のひき板はその繊維が直交する態様で張り合わされてなることを特徴とする螺旋階段。
【請求項２】
前記直交する複数のひき板の繊維は、鉛直方向と水平方向とに直交するものであり、
前記踏み板の荷重のかかる面である踏み面の少なくとも一部は、前記鉛直方向に直交するひき板の輪状もしくは円弧状の年輪面によって構成されることを特徴とする請求項１に記載の螺旋階段。
【請求項３】
前記踏み板の踏み面において、隣接する前記鉛直方向に直交するひき板は、互いの年輪面の円弧が相反する方向に拡開する態様で配列されることを特徴とする請求項２に記載の螺旋階段。
【請求項４】
前記組付部材は、隣接する踏み板を固定及び接着するボルト及び２液性の接着剤からなることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の螺旋階段。
【請求項５】
複数の踏み板が螺旋状に組み付けられてなる螺旋階段の製造方法において、
隣接する前記複数の踏み板を互いに接着もしくは固定する第一の工程と、
複数のひき板の繊維が直交する態様で張り合わせた集成板によって前記踏み板を形成する第二の工程とを有し、
前記第一の工程において、前記隣接する前記複数の踏み板を固定部材で固定した後、当該固定部材を２液性の接着剤にて再固定することを特徴とする螺旋階段の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、積み木型の螺旋階段及び螺旋階段の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１にみられるように、従来の螺旋階段は、一直線上に延びる中心支柱の周囲に複数の踏み板が螺旋状に固定されて構成される。この種の螺旋階段は、鉛直方向の下方から上方にかけて、各踏み板の一端が例えば時計方向に順次並ぶ態様で中心支柱に固定される。これにより、複数の踏み板が中心支柱の周囲に螺旋状に固定された螺旋階段が構成される。
【０００３】
また、中心支柱以外の部材で各踏み板を支持する階段として、一本の板からなる力桁によって複数の踏み板を下方から支える構造を有する力桁階段も広く知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２２４７２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、最近では、上記中心支柱や上記力桁が割愛され、複数の踏み板が積み重ねられることにより構成される所謂積み木型の階段の開発も試みられている。しかしながら、中心支柱や力桁が用いられない構造では、使用時において特に踏み板の外側部分に荷重がかかると、踏み板の強度を十分に維持することが難しい。
【０００６】
そこで、本発明では、上記の課題に鑑みて、踏み板の強度を向上させることのできる積み木型の螺旋階段及び螺旋階段の製造方法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】
【０００７】
本発明では、以下のような解決手段を提供する。
【０００８】
第一の特徴に係る発明は、複数の踏み板が螺旋状に組み付けられてなる螺旋階段において、隣接する前記複数の踏み板を互いに組み付ける組付部材と、前記踏み板を構成する集成板とを備え、前記集成板は、複数のひき板によって構成され、当該複数のひき板はその繊維が直交する態様で張り合わされてなることを特徴とする。
【０００９】
上記構成によれば、各踏み板には、複数のひき板によって構成される集成板が用いられる。また、各ひき板は、その繊維が直交するように張り合わされる。つまり、所謂、直交集成板によって踏み板が構成される。そして、この直交集成板からなる踏み板が螺旋状に固定されることで、積み木型の螺旋階段が構成される。このため、踏み板の強度は、各ひき板の繊維が並行となる態様で集成された場合よりも、好適に高められる。これにより、踏み板の耐荷重性能が高められ、螺旋階段を支える支柱や力桁に支持されなくとも踏み板に必要な強度が維持されるようになる。
【００１０】
第二の特徴に係る発明は、前記直交する複数のひき板の繊維は、鉛直方向と水平方向とに直交するものであり、前記踏み板の荷重のかかる面である踏み面の少なくとも一部は、前記鉛直方向に直交するひき板の輪状もしくは円弧状の年輪面によって構成されることを特徴とする。
【００１１】
ここで、発明者等によれば、荷重方向に対するひき板の繊維方向が、荷重に対する耐久強度に大幅に寄与することが確認されている。詳述すると、荷重方向と繊維方向とが一致する場合には、荷重方向と繊維方向とが直交する場合に比べ、荷重に対する耐久強度が約三倍ほど向上することが確認されている。これに対し、通常、複数のひき板が張り合わされる際には、ひき板の繊維方向が鉛直方向に直交する態様でひき板が配置される。つまり、ひき板の輪状もしくは円弧状の年輪が鉛直方向に露出しない態様で利用される。
【００１２】
そこで、上記構成では、踏み板の荷重のかかる面である踏み面の少なくとも一部が、前記鉛直方向に直交するひき板の輪状もしくは円弧状の年輪面によって構成される。換言すれば、鉛直方向に直交するひき板においては、踏み面と年輪面とが同一の面となるように構成される。このため、一定の領域において、複数のひき板の繊維方向と上記螺旋階段の使用時における鉛直方向の荷重とが一致する構成となる。よって、螺旋階段の使用時において、年輪面に荷重がかかる構成となり、鉛直方向における踏み板の強度が好適に高められる。
【００１３】
第三の特徴に係る発明は、前記踏み板の踏み面において、隣接する前記鉛直方向に直交するひき板は、互いの年輪面の円弧が相反する方向に拡開する態様で配列されることを特徴とする。
【００１４】
上記構成によれば、踏み板の踏み面において、鉛直方向に直交し、互いに隣接している各ひき板は、その年輪面の円弧が相反する方向に拡開（発散）する態様で配列される。換言すれば、隣接する年輪面の中心軸が同一軸上に並ばず、かつ、年次の新しい側の年輪（年輪の外周側）が相反する方向に配列される態様で、鉛直方向に直交するひき板が組み付けられる。このため、ひき板に荷重が発生した際には、荷重が年輪の拡開方向に倣って発散される。これにより、ひき板の一部に荷重が集中することもなく、荷重が的確に分散される。よって、ひき板、つまり、踏み板の強度がさらに高められる。
【００１５】
第四の特徴に係る発明は、記組付部材は、隣接する踏み板を固定及び接着するボルト及び２液性の接着剤からなることを特徴とする。
【００１６】
上記構成によれば、隣接する踏み板同士は、ボルト及び２液性の接着剤及びボルトによって固定される。このため、隣接する踏み板が二重に固定され、その強度がさらに高められる。
【００１７】
第五の特徴に係る発明は、複数の踏み板が螺旋状に組み付けられてなる螺旋階段の製造方法において、隣接する前記複数の踏み板を互いに接着もしくは固定する第一の工程と、複数のひき板の繊維が直交する態様で張り合わせた集成板によって前記踏み板を形成する第二の工程とを有し、前記第一の工程において、前記隣接する前記複数の踏み板を固定部材で固定した後、当該固定部材を２液性の接着剤にて再固定することを特徴とする。
【００１８】
上記製造方法によれば、隣接する踏み板同士が、ボルト及び２液性の接着剤及びボルトによって二重に固定される。さらに、２液性の接着剤は、非液性の接着剤よりも粘性が低いことから、踏み板におけるボルトの形成箇所に２液性の接着剤が入り込み、ボルトの形成箇所の間隙が２液性の接着剤により充填される。これにより、ボルトと踏み板とがより強固に固定される。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、踏み板の強度を向上させることのできる積み木型の螺旋階段及び螺旋階段の製造方法を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】図１は、本発明の好適な実施形態の全体図である。
【図２】図２は、踏み板の踏み面を示す図である。
【図３】図３は、踏み板の積層構造を示す斜視図である。
【図４】図４は、下側の踏み板を示す平面図である。
【図５】図５は、上側の踏み板を示す平面図である。
【図６】図６は、上側及び上側の踏み板の組み付け態様の一例を示す平面図である。
【図７】図７は、上側及び上側の踏み板の組み付け態様の一例を示す側面図である。
【図８】図８は、踏み板に設けられた溝構造の一例を示す側面方向における断面図である。
【図９】図９は、引き抜き試験に用いられる試験体の一例を示す平面図である。
【図１０】図１０は、引き抜き試験の試験結果の一例を試料毎に示す図である。
【図１１】図１１は、引き抜き試験の試験条件の一例を示す表である。
【図１２】図１２は、引き抜き試験の試験条件の一例を示すグラフである。
【図１３】図１３は、引き抜き試験の試験条件の一例を示す表である。
【図１４】図１４は、引き抜き試験の試験条件の一例を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
（最良の実施の形態）
以下、本発明を実施するための最良の形態について図を参照しながら説明する。なお、これはあくまでも一例であって、本発明の技術的範囲はこれに限られるものではない。
【００２２】
［螺旋階段の構成］
図１に示されるように、本実施の形態の螺旋階段１０は、螺旋状に固定された複数の踏み板１００を備えて構成される。なお、本実施の形態の螺旋階段１０では、各複数の踏み板１００に手すり２０が取り付けられているが、手すり２０は割愛されてもよい。
【００２３】
各踏み板１００は、例えば、長さの異なる三種類の集成板１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃによって構成されている。ここでの例では、各集成板１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃの長手方向における長さが、上層の集成板１００Ａ＞中層の集成板１００Ｂ＞下層の集成板１００Ｃとなるように設定されている。
【００２４】
本実施の形態では、各集成板１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃは、それらの基端（螺旋階段１０の中心側）が略同一軸線上となるように配置されているものの、集成板１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃの長さが相違する。このため、各踏み板１００の先端、つまり、螺旋階段１０の外周側においては、集成板１００Ａのみが使用者等の荷重を支持する構成となる。
【００２５】
図２に示されるように、使用者に踏みつけられる面である踏み面１０１を有する各踏み板１００は、例えば、螺旋階段１０の中心軸に対し、３６０度を各踏み板１００の総数で割った角度θで漸次ずれる態様で、反時計回りに螺旋するように配置されている。
【００２６】
また、図３に踏み板１００の拡大斜視構造が示されるように、本実施の形態の踏み板１００は、ＣＬＴ法がさらに応用されたひき板の積層構造となっている。つまり、複数の第一のひき板１１０の繊維と複数の第二のひき板１２０の繊維とが互いに直交するように、各ひき板１１０、１２０が積層構造をなしている。このため、例えば、踏み面１０１においては、水平方向（図３：Ｘ方向）に略一直線上に延びる複数の第一のひき板１１０の繊維と、鉛直方向（図３：Ｙ方向）に延びる第二のひき板１２０の繊維とが互いに直交している。これにより、第一のひき板１１０及び第二のひき板１２０による集成板として踏み板１００が構成される。
【００２７】
さらに本実施の形態では、同図３に示されるように、踏み面１０１の一部は、鉛直方向Ｙに直交する第二のひき板１２０の輪状もしくは円弧状の年輪面によって構成されている。つまり、鉛直方向Ｙに直交するひき板においては、踏み面１０１と年輪面とが同一の面となるように構成される。これにより、螺旋階段１０の使用時において、年輪面に荷重がかかる構成となり、鉛直方向Ｙにおける踏み板の強度が好適に高められる。
【００２８】
また、本実施の形態では、踏み板１００の基端側の鉛直方向Ｙに対して三層構造となるように、複数の第一のひき板１１１、１１２、１１３が第二のひき板１２０と直交する態様で積層されている。そして、各層で複数の第一のひき板１１０と第二のひき板１２０とが直交するように積層され、接着等により固定されることで、踏み板１００を構成する集成板が形成されている。
【００２９】
さらに、本実施の形態では、同図３に示されるように、踏み面１０１において、隣接する各第二のひき板１２０の端面１２１、１２２、１２３は、互いの年輪面の円弧が相反する方向に拡開（発散）する態様で配列される。換言すれば、連続して配列された第二のひき板１２０の端面１２１、１２２，１２３の各年輪は、隣接する年輪面の中心軸１２１ｃ、１２２ｃ、１２３ｃが同一軸上に並ばず、かつ、年次の新しい側の年輪（年輪の外周側）が相反する方向に配列される。よって、各端面１２１、１２２、１２３の各年輪は、交互に異なる方向に向かって拡開する。このため、使用時において踏み板１００に荷重が発生した際には、荷重が年輪の拡開方向に発散される。これにより、踏み板１００の一部に荷重が集中することもなく、荷重が的確に分散される。よって、ひき板、つまり、踏み板の強度がさらに高められる。
【００３０】
［螺旋階段の製造方法］
以下、図４〜図８を参照して本実施の形態の螺旋階段の製造方法を説明する。
まず、螺旋階段１０の製造に際しては、ひき板１１０、１２０が集成して構成された集成板が用意される。
【００３１】
そして、図４に示されるように、例えば、螺旋階段１０の最下ステップとなる踏み板１００ｌの踏み面の基端側に三つのボルト用穴ｂ１、ｂ２、ｂ３が形成される。なお、ここでの例では、各ボルト用穴ｂ１、ｂ２、ｂ３が正三角形の頂点を構成する位置に設けられる。また、各ボルト用穴ｂ１、ｂ２、ｂ３は、例えば、踏み板１００ｌの踏み面１０１のうち、踏み面１０１の全体の領域を「１１３０」とするとき、螺旋階段１０の螺旋中心から「５２０」の割合の領域内に配置される。つまり、ここでの例では、各ボルト用穴ｂ１、ｂ２、ｂ３が、踏み板１００ｌの外端から６１０ｍｍ以上離間された領域に配置される。
【００３２】
また、本実施の形態では、踏み板１００ｌの上面には、各ボルト用穴ｂ１、ｂ２、ｂ３が正三角形の辺ｌ１、ｌ２、ｌ３に沿って、液性の樹脂接着剤であって組付部材を構成するエポキシ樹脂２液接着剤を流し込むための溝が形成される。
【００３３】
次いで、図５に示されるように、最下ステップとなる踏み板１００ｌよりも一段高いステップを構成する踏み板１００ｕが用意される。この踏み板１００ｕには、上記各ボルト用穴ｂ１、ｂ２、ｂ３に対応する三つの貫通孔ｂ４、ｂ５、ｂ６が形成される。なお、各孔ｂ４、ｂ５、ｂ６は、図６に示されるように、踏み板１００ｕが最下ステップとなる踏み板１００ｌに対して螺旋階段１０の中心軸を基点に規定角θだけ回転した状態において、上記各ボルト用穴ｂ１、ｂ２、ｂ３と一致する位置に形成される。同様に、踏み板１００ｕの下面には、踏み板１００ｌの溝に対応する正三角形の溝が形成される。なお、踏み板１００ｕ及び、踏み板１００ｌの溝の深さ及び幅は、エポキシ樹脂２液接着剤を流し込むために十分な寸法であればよい。
【００３４】
そして、図７に踏み板１００ｌ、１００ｕの側面構造が示されるように、最下ステップとなる踏み板１００ｌの上面（踏み面１０１）に踏み板１００ｕが位置決めされ、載置される。次いで、組付部材の一部を構成するボルトによって下方の踏み板１００ｌと上方の踏み板１００ｕとが固定される。
【００３５】
図８に示されるように、さらに本実施の形態では、上記正三角形の溝を介して、エポキシ樹脂２液接着剤が流し込まれる。これにより、エポキシ樹脂２液接着剤がボルトの位置及びその周囲に案内される。このため、下方の踏み板１００ｌと上方の踏み板１００ｕとがボルト及びエポキシ樹脂２液接着剤によって、二重に固定される。さらに、ボルトとその周囲の間隙とが、エポキシ樹脂２液接着剤によって充填される。これにより、下方の踏み板１００ｌと上方の踏み板１００ｕとが強固に固定される。
【００３６】
こうして、同様の工程を通じて、上方の踏み板１００ｕがさらに一つ上方の踏み板と固定される。この工程が随時繰り返されることにより、螺旋階段１０を構成する全ての踏み板１００が組み付けられる。これにより、支柱や力桁を用いずとも、荷重に耐え得る強度を有した積み木型の螺旋階段が完成する。
【００３７】
［引張試験］
以下、図９〜図１４に、本実施の形態の螺旋階段に適用可能なひき板に関する接着試験について試験結果を示す。
【００３８】
なお、本試験は、「株式会社  島津製作所  オートグラフＡＧ−１０ＴＤ」を用いて、引張強度５ｍｍ／ｍｉｎの条件のもと行われたアンカーの引き抜き試験に関する。また、本試験は、以下の資料を用いて行われたものである。
試料１、２、３：接着剤で鉄筋をひき板に固定した試験体
試料４、５、６：細粒を混入させた接着剤で鉄筋をひき板に固定した試験体
試料の材質及び寸法：
・杉集成材の寸法：９０ｍｍ×９０ｍｍ×２００ｍｍ
・鉄筋の規格寸法：異形鉄筋Ｄ１３×２２０ｍｍ、埋め込み部７５ｍｍ
・鉄筋を挿入する孔：φ１８ｍｍ×７５ｍｍの深さ
・接着材：エポキシ樹脂２液接着剤
【００３９】
図９は、上記試験体の概要を示したものである。結果、図１０〜図１４に示す試験結果が得られた。本実施の形態では、同試験結果を踏まえ、踏み台１００に用いられる組付部材が各試料１〜６等から選定されることが可能である。
【００４０】
（他の実施の形態）
・上記実施の形態では、各ボルト用穴ｂ１、ｂ２、ｂ３は、踏み面１０１の全体の領域を「１１３０」とするとき、螺旋階段１０の螺旋中心から「５２０」の割合の領域内に配置された。これに限らず、各ボルト用穴ｂ１、ｂ２、ｂ３は、隣接する２つの踏み台１００同士を固定可能な位置であれば形成可能である。
【００４１】
・上記実施の形態では、各踏み板１００は、３６０度を各踏み板１００の総数で割った角度で漸次ずれる態様で、反時計回りに螺旋するように配置された。これに限らず、各踏み板１００は、３６０度以上、もしくは、３６０度以下を各踏み板１００の総数で割った角度間隔で配置されてもよい。また、各踏み板１００の螺旋は、時計回りであってもよい。すなわち、各踏み板１００のステップ数や角度間隔は、螺旋階段１０の使用形態に応じて随時変更されることが可能である。
【００４２】
・上記実施の形態では、各踏み板１００は、長さの異なる三種類の集成板１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃによって構成された。これに限らず、各踏み板１００は、同一の長さの三種類の集成板１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃによって構成されてもよい。また、各踏み板１００は、１種類のみもしくは２種類の集成板によって構成されてもよく、４種類以上の集成板によって構成されてもよい。
【００４３】
・上記実施の形態では、図３に示されたように、踏み板１００が鉛直方向において三層構造の第一のひき板１１１、１１２、１１３を備えて構成された。これに限らず、踏み板１００が鉛直方向において二層以下もしくは四層以上の第一のひき板によって構成されてもよい。
【００４４】
・上記実施の形態では、図４〜図６に示されたように、正三角形の辺ｌ１、ｌ２、ｌ３に沿った溝が形成されたが、当該溝は、二つのボルトの各形成位置を繋ぐ直線であっても、多角形であってもよい。また、当該溝が割愛される構成であってもよく、ボルト用穴ｂ１、ｂ２、ｂ３、貫通孔ｂ４、ｂ５、ｂ６に直接、エポキシ樹脂２液接着剤が充填されてもよい。
【００４５】
・上記実施の形態では、組付部材として、エポキシ樹脂２液接着剤及びボルトが用いられた。接着剤としては、エポキシ樹脂２液接着剤の他、各種液性の接着剤、酢酸ビニルエマルジョン、ゴム系接着剤、アクリル変成シリコーン樹脂等が用いられてもよい。また、組付部材としては、踏み台１００の強度を担保可能であればよく、接着材及びボルトの一方のみが用いられてもよい。さらに、ボルト以外の固定用具が用いられることも可能であり、各踏み板１００を互いに固定可能な部材であれば適用可能である。
【００４６】
・上記実施の形態では、図３に示されたように、踏み面１０１において、隣接する各第二のひき板１２０の端面１２１、１２２、１２３は、互いの年輪面の円弧が相反する方向に拡開する態様で配列された。これに限らず、互いの年輪面の円弧が同一方向に拡開する態様で配列されることも可能である。
【００４７】
・上記実施の形態では、図３に示されたように、踏み面１０１の一部は、鉛直方向Ｙに直交する第二のひき板１２０の輪状もしくは円弧状の年輪面によって構成された。これに限らず、踏み面１０１の一部が第二のひき板１２０の輪状もしくは円弧状の年輪面によって構成されることも可能である。また、踏み面１０１は、第一のひき板１１０、第二のひき板１２０の年輪面以外の面のみによって構成されることも可能である。
【００４８】
・上記実施の形態では、複数の第一のひき板１１０の繊維と複数の第二のひき板１２０の繊維とが互いに直交するように、各ひき板１１０、１２０の積層構造が構成された。これに限らず、各ひき板１１０、１２０の繊維がそれぞれ同一となるように集成材が構成されてもよい。つまり、従来のＣＬＴ法に準じた積層構造が構成されてもよい。
【００４９】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述したこれらの実施形態に限るものではない。また、本発明の実施形態に記載された効果は、本発明から生じる最も好適な効果を列挙したに過ぎず、本発明による効果は、本発明の実施形態に記載されたものに限定されるものではない。
【符号の説明】
【００５０】
１０  螺旋階段、  ２０  手すり、１００  踏み板、１０１  踏み面、１００Ａ〜１００Ｃ  集成板、１１０  第一のひき板、１２０  第二のひき板
【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】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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