(57)【要約】【課題】つなぎ合わせた部分での破損を抑制する、細長部材が求められる。【解決手段】細長部材１０は、連結部材２０を挿入可能な中空部１８を有する細長部材であって、細長部材の軸線方向に連結部材を介して別の細長部材を連結可能な細長部材において、軸線方向に沿って延びる第１の壁１１と、第１の壁の両側部から第１の壁に対して垂直方向に延びる第２の壁１２ａ及び第３の壁１２ｂとを備え、第１の壁は、両者間に溝を形成する一対の突部１４ａ、１４ｂを有し、一対の突部の一方は第２の壁に一体化され他方は第３の壁に一体化されていて、第２の壁と第３の壁との少なくとも一方の内面と、第２の壁と第３の壁との内面に隣接する各突部の面１５ａ、１５ｂとで、連結部材を支持する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
連結部材を挿入可能な中空部を有する細長部材であって、前記細長部材の軸線方向に前記連結部材を介して別の細長部材を連結可能な細長部材において、
前記軸線方向に沿って延びる第１の壁と、
前記第１の壁の両側部から前記第１の壁に対して垂直方向に延びる第２の壁及び第３の壁と、を備え、
前記第１の壁は、両者間に溝を形成する一対の突部を有し、前記一対の突部の一方は前記第２の壁に一体化され、他方は前記第３の壁に一体化されていて、
前記第２の壁と前記第３の壁との少なくとも一方の内面と、前記第２の壁と前記第３の壁との内面に隣接する各突部の面とで、前記連結部材を支持する、細長部材。
【請求項２】
前記中空部を介して第１の壁の反対側に第４の壁を有する、請求項１に記載の細長部材。
【請求項３】
前記第１の壁、前記第２の壁及び前記３の壁のうちの何れか１つに、前記細長部材の軸線方向に沿ったスリットが形成される、請求項１又は２に記載の細長部材。
【請求項４】
前記第４の壁に、前記細長部材の軸線方向に沿ったスリットが形成される、請求項２に記載の細長部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、連結部材を用いることにより連結可能な細長部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
細長部材を複数本、各々の軸線方向に互いに連結し、長い柱や桟材等を形成する場合がある。例えば図７（ａ）〜（ｃ）に示すように、所定の長さを有する２つの中空の細長部材７１０、７３０をつなぎ合わせる場合、連結部材７２０の一方の端部７２０ａを細長部材７１０の仕口７１０ａに挿入した後、連結部材７２０の他方の端部７２０ｂを、細長部材７３０の仕口７３０ａに挿入し、さらに長い部材７５０を組み立てる。
【０００３】
このような細長部材の具体例として、太陽電池モジュールを屋根に固定する固定装置で用いられる桟材が挙げられる。固定装置では、太陽電池モジュールを複数枚並べて固定するため、所定の長さを有する桟材を連結してさらに長い桟材を形成する。特許文献１には、太陽電池モジュールの取付け構造において、縦桟の長さが不足する場合に、その縦桟の中の空間に連結パイプを挿入し、もう１本の縦桟を連結パイプにはめ込んで、縦桟を連結することが示されている。
【０００４】
固定装置を用いて太陽電池モジュールを屋根に設置した場合、固定装置の桟材には、太陽電池モジュールによる重力方向の荷重（正荷重）だけでなく、太陽電池モジュールが風によって持ち上げられる揚力（以下、正荷重に対して負荷重とよぶ。また以下では、正荷重及び負荷重を単に荷重と呼ぶ場合がある）がかかる。太陽電池モジュールの固定に用いられる桟材には正荷重及び負荷重に対しても、規定の強度（例えば２４００Ｐａ／ｍ２以上）が要求される。しかしながら、桟材をつなぎ合わせた部分は、桟材よりも強度が低くなり、正荷重や負荷重により、桟材をつなぎ合わせた部分が塑性変形してしまう場合があった。
【０００５】
塑性変形の主な原因は以下の通りである。図８(ａ）は、図７（ｃ）のＡ−Ａ線に沿った断面図であり、細長部材７１０に連結部材７２０が挿入された状態を示す図である。連結部材７２０は、細長部材７１０の第１の壁７１１、第２の壁７１２ａ及び第３の壁７１２ｂに支持されていて、連結部材７２０の細長部材７１０への挿入を容易にするため、細長部材７１０の第４の壁７１３の内面と連結部材７２０の上面との間に隙間がある。図８（ｂ）は、図８（ａ）のＢ−Ｂ線に沿った断面図であり、細長部材７１０、７３０に対して負荷重が図の矢印Ｇ方向にかかりつなぎ合わせた部分が曲げられた状態を示す。
【０００６】
細長部材７１０、７３０を連結部材７２０でつなぎ合わせ、負荷重が図の矢印Ｇ方向にかかった場合、連結部材７２０の上面と、細長部材７１０、７３０との間に隙間があるので、連結部材７２０の端部７２０ａ、７２０ｂと細長部材７１０、７３０とは接点７１０ｃ、７３０ｃで接触し、接点７１０ｃ、７３０ｃに図中上向きの荷重がかかるようになる。一方、細長部材７１０、７３０の仕口が、連結部材７２０の中央部と接触し、接点７１０ｂ、７３０ｂでは、図中下向きの荷重がかかる。通常、接点７１０ｃと接点７１０ｂとでは、互いに逆向きの方向で同じ大きさの荷重がかかり、また、接点７３０ｃと接点７３０ｂとでは、互いに逆向きの方向で同じ大きさの荷重がかかる。しかしながら、図８（ｂ）に示すように何らかの原因で、接点７１０ｂにおいて細長部材７１０と連結部材７２０とは接触するが、接点７３０ｂにおいて細長部材７３０と連結部材７２０とが接触しない場合、接点７１０ｃ、７３０ｃから受ける連結部材７２０への荷重を、細長部材７１０が接点７１０ｂにおいて集中して受ける場合がある。この場合、想定している荷重より大きい荷重が、接点７１０ｂにかかるため塑性変形がおこる。塑性変形の状態を図８（ｂ）のＣ−Ｃ線に沿った断面図である図８（ｃ）に示す。図に示すように、接点７１０ｂでは、図のＥ方向に荷重がかかり、接点７１０ｂが図のＦ方向に伸びるよう変形して破損する可能性がある。このような接点７１０ｂの破損を防止するために、単に細長部材７１０、７３０の第１の壁分の厚みを増やすと強度は高くなるが、材料の使用量が増加し、細長部材７１０、７３０の重量が増加すると共に、コストも上昇する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００３−３４３０５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
連結部材を用いて連結する細長部材において、つなぎ合わせた部分の破損を抑制する細長部材が求められる。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、連結部材を挿入可能な中空部を有する細長部材であって、前記細長部材の軸線方向に前記連結部材を介して別の細長部材を連結可能な細長部材において、前記軸線方向に沿って延びる第１の壁と、前記第１の壁の両側部から前記第１の壁に対して垂直方向に延びる第２の壁及び第３の壁と、を備え、前記第１の壁は、両者間に溝を形成する一対の突部を有し、前記一対の突部の一方は前記第２の壁に一体化され他方は前記第３の壁に一体化されていて、前記第２の壁と前記第３の壁との少なくとも一方の内面と、前記第２の壁と前記第３の壁との内面に隣接する各突部の面とで、前記連結部材を支持する、細長部材を提供する。
【００１０】
本発明は、前記中空部を介して第１の壁の反対側に第４の壁を有する、前記細長部材を提供する。
【００１１】
本発明は、前記第１の壁、前記第２の壁及び前記３の壁のうちの何れか１つに、前記細長部材の軸線方向に沿ったスリットが形成される、前記細長部材を提供する。
【００１２】
本発明は、前記第４の壁に、前記細長部材の軸線方向に沿ったスリットが形成される、前記細長部材を提供する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の、細長部材によれば、第１の壁は、一方が第２の壁に一体化され他方が第３の壁に一体化された一対の突部を有し、第２の壁と第３の壁との少なくとも一方の内面と、第２の壁と第３の壁との内面に隣接する各突部の面とにより連結部分を支持する。一対の突部が形成された第１の壁は、突部が形成された部分において厚さが増し、突部は第２の壁と第３の壁と一体化しているので、連結部材からうける荷重に対して強度が高くなり、荷重に抗することができる。そのため、細長部材をつなぎ合わせた部分における破損を抑制することができる。また、一対の突部の間に、連結部材と接触しない溝が形成されるので、第１の壁の全体の厚さを増加させた場合と比較して、材料の使用量を抑え軽量化を図ることができ、コストを下げることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態による細長部材と挿入された連結部材とを示す斜視図である。
【図２】本発明の実施形態による細長部材と挿入された連結部材とを示す、図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図である。
【図３】本発明の実施形態による細長部材の別例を示す断面図である。
【図４】連結部材の別例を示す断面図である。
【図５】本発明の実施形態による細長部材の他の例を示す断面図である。
【図６】図６は連結部材を示す図であり、図６（ａ）は正面図、図６（ｂ）は平面図、図６（ｃ）は側面図である。
【図７】連結部材を用いて連結する２本の中空の細長部材を示す斜視図である。
【図８】図８（ａ）は、連結部材を挿入した、従来の細長部材の断面図であり、図８（ｂ）は、図８（ａ）のＢ−Ｂ線に沿った断面図であり、細長部材に負荷重がかかった状態を示す図、図８（ｃ）は、図８（ｂ）のＣ−Ｃ線に沿った細長部材の断面図であり、細長部材が破損した状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態について説明する。以下の実施形態において同一又は類似の構成要素には共通の参照符号を付して示し、理解を容易にするために、これら図面は縮尺を適宜変更している。また、本発明の技術範囲はそれらの実施形態に限定されず、特許請求の範囲に記載した発明とその均等物におよぶ点に留意されたい。
【００１６】
本実施形態の細長部材について説明する。本実施形態の細長部材１０は、その軸線方向（図１の矢印Ａ方向）に複数本、各々の軸線方向に互いに連結することで、長い柱、梁、桟材等を形成することが可能な部材である。細長部材１０はその両端部又は一方の端部に仕口１０ａを有し、仕口１０ａから連結部材２０を挿入可能な中空部１８を有する部材である。細長部材１０は中空部１８に連結部材２０の一方の端部２０ａを挿入し、連結部材２０の他方の端部２０ｂを、連結する別の細長部材の中空部（図示しない）に挿入することで、細長部材同士を各々の軸線方向に連結することができる。
【００１７】
細長部材１０を横に向けて、細長部材１０上に太陽電池モジュール等の構造物を設置した場合、重力方向（図の矢印Ｂ１方向）の荷重（正荷重）が細長部材１０にかかる。一方、例えば風の影響により、構造物が浮き上がり重力とは反対の方向（図の矢印Ｂ２方向）の荷重（負荷重）がかかる場合がある。そのため、本実施形態の細長部材１０は、正荷重だけではなく負荷重にも抗することを想定している。
【００１８】
細長部材１０は、図１及び２に示すように、負荷重の方向（Ｂ２）に対し、軸線方向Ａに沿って延びる第１の壁１１と、第１の壁１１の両側部から、図中上方向、第１の壁１１に対して垂直方向に延びる第２の壁１２ａと、第３の壁１２ｂとを備える。また、中空部１８を介して第１の壁１１の反対側に第４の壁１３を備える。細長部材１０は、第１の壁１１に、一対の突部（第１の突部１４ａ、第２の突部１４ｂ）を備え、一対の突部の間には溝が形成される。そして、第１の突部１４ａは第２の壁１２ａと一体化されていて、第２の突部１４ｂは第３の壁１２ｂと一体化されている。細長部材１０は、第１の突部１４ａの、第２の壁１２ａの内面に隣接する面１５ａと挿入された連結部材２０の底面の一部（第１の接触部２１ａ）とが直接接触して、第２の突部１４ｂの、第３の壁１２ｂの内面に隣接する面１５ｂと連結部材２０の底面の一部（第２の接触部２１ｂ）とが、直接接触する。第１の突部１４ａと第２の突部１４ｂとの間に、第１の壁１１、第１の突部１４ａ及び第２の突部１４ｂにより、連結部材２０と接触しない溝１６が形成される。第１の突部１４ａ及び第２の突部１４ｂがある部分は、実質的に、第１の壁１１の厚さが増加している。また、第１の突部１４ａは第２の壁１２ａと一体化し、第２の突部１４ｂは第３の壁１２ｂと一体化して強度が高くなる。また、図示する実施形態では、連結部材２０は、第２の壁及び第３の壁の内面に接触して支持されている。そのため、細長部材１０は連結部材２０から受ける荷重に対して抗することができ、破損を防止することができる。
【００１９】
溝１６は、第２の壁１２ａ及び第３の壁１２ｂから離れた部分であり、荷重に対して弱い部分である。図示実施形態の細長部材１０では、連結部材２０から直接荷重を受けない非接触部である溝１６を設けることにより、溝１６が連結部材２０から荷重を受けることによる破損を防止している。また、溝１６を設けることで、第１の壁１１を全体的に厚くした場合と比較して、材料の使用量を抑制することができ、細長部材１０の軽量化を図ることができる。
【００２０】
第１の突部１４ａが連結部材２０と接触する面１５ａ、１５ｂの幅Ｄ３、Ｄ４の大きさは任意であるが、連結部材２０を構成する壁の厚さと同等以上、２倍以下であるのが好ましい。
【００２１】
図示実施形態の中空部１８に挿入される連結部材２０は、細長い四角筒の形状を有する部材である。連結部材２０は、細長部材１０の中空部１８の幅Ｄ１と略同一の大きさの幅Ｄ２を有する。連結部材２０は第１の突部１４ａ及び第２の突部１４ｂの面から第４の壁１３の内面までの高さＨ１より若干小さい高さＨ２を有し、連結部材２０を細長部材１０に挿入したとき、図２に示すように、連結部材２０の上面と第４の壁１３との間に隙間１７が形成される。隙間１７の大きさ（隙間量）Ｈ３は任意であり、連結部材２０の高さＨ２を、中空部１８の高さＨ１と略同じ大きさに形成して、隙間１７の大きさＨ３をゼロにしてもよい。連結部材２０の長さは任意であるが、重量やコストの観点から、連結部材２０の幅Ｄ２の大きさの２倍以上、５倍以下で形成するのが好ましい。
【００２２】
図３（ａ）〜図３（ｄ）に、細長部材１０の別例の断面を示す。図１及び図２に示す細長部材１０は筒状の部材であるが、図３（ａ）の示す細長部材２１０ａのように、第４の壁２１３ａに、軸線方向Ａに沿ったスリット２１７ａを形成してもよい。この場合、細長部材２１０ａはＵ字状の断面形状を有する。また、図３（ｂ）に示す細長部材２１０ｂのように、第１の壁２１１ｂに、軸線方向Ａに沿ったスリット２１７ｂを形成してもよい。この場合、細長部材２１０ｂは、逆Ｕ字状の断面形状を有する。図３（ｃ）に示す細長部材２１０ｃのように、第２の壁２１２ａ及び第３の壁２１２ｂのうち何れか一方に、軸線方向Ａに沿ったスリット２１７ｃを形成してもよい。この場合、細長部材２１０ｃは、Ｃ字状の断面形状を有する。各面にスリットを形成することで、材料の使用量を削減し、細長部材の軽量化を図ることができ、コストを削減することができる。
【００２３】
図１及び図２に示す細長部材１０は、細長部材１０が受ける負荷重に抗するよう、第１の壁１１に一対の突部（第１の突部１４ａ、第２の突部１４ｂ）を備えていたが、正荷重にも抗することができるよう、図３（ｄ）に示すように、第４の壁２１３ｄと、第２の壁２１２ａ及び第３の壁２１２ｂとの接続部に、さらに、連結部材２２０と接触する一対の突部（第３の突部２１４ｃ、第４の突部２１４ｄ）を備えてもよい。
【００２４】
連結部材２０の別例を図４（ａ）〜図４（ｇ）に示す。連結部材２０は、第１の突部１４ａの面１５ａに接触する第１の接触部２１ａと、第２の突部１４ｂの面１５ａと接触する第２の接触部２１ｂとを備えていればよく、図４（ａ）に示す連結部材１２０ａのように、Ｕ字形状の断面形状を有してもよい。図４（ｂ）に示す連結部材１２０ｂのように、Ｃ字形の断面形状を有してもよい。図４（ｃ）に示す連結部材１２０ｃのように、Ｌ字状の断面形状を有してもよい。図４（ｄ）に示す連結部材１２０ｄのように、一部にスリットが形成されていてもよい。図４（ｅ）に示す連結部材１２０ｅのように、逆Ｔ字形の断面形状を有してもよい。図４（ｆ）に示す連結部材１２０ｆのように、断面が三角筒であってもよい。図４（ｇ）に示す連結部材１２０ｇのように、Ｈ字形の断面形状を有してもよい。
【００２５】
図５に細長部材の他の実施例を示す。図に示す細長部材３１０は、太陽電池モジュールを屋根の設置面に固定する固定装置に用いられる桟材である。図１及び２に示す細長部材１０と同様に、連結部材３２０を挿入可能な中空部３１８を有し、連結部材３２０を中空部３１８に挿入して取付けることで、複数本、各々の軸線方向に互いに連結できるよう構成される。また、細長部材３１０は上端部に、互いに隣接する太陽電池モジュールの端部（図示しない）を保持する、保持部３６１、３６２を備える。細長部材３１０には、風により太陽電池モジュールが持ち上がり図中上方向（矢印Ｇ方向）の負荷重がかかる可能性がある。
【００２６】
細長部材３１０は、その軸線方向に沿って延びる第１の壁３１１と、第１の壁３１１の両側部から垂直方向に延びる第２の壁３１２ａ及び第３の壁３１２ｂとを備える。第１の壁３１１は、一対の突部（第１の突部３１４ａ、第２の突部３１４ｂ）を有し、一対の突部の間には溝３１６が形成される。また、細長部材３１０は、中空部３１８を介して第１の壁３１１の反対側に第４の壁３１３を備える。第１の突部３１４ａは、第２の壁３１２ａと一体化されていて、第２の突部３１４ｂは第３の壁３１２ｂと一体化されている。そして、第２の壁３１２ａの内面と隣接する第１の突部３１４ａの面３１５ａと、第３の壁３１２ｂの内面と隣接する第２の突部３１４ｂの面３１５ｂと、第２の壁３１２ａの内面とにより、連結部材３２０を支持する。
【００２７】
細長部材３１０は、構造物の設置面や別の桟材に固定できるよう、第１の壁３１１と第２の壁３１２ａの接合部から外方に延びるフランジ部３６４ａ及び、第１の壁３１１と第３の壁３１２ｂの接合部から外方に延びるフランジ部３６４ｂを備える。フランジ部３６４ａ、３６４ｂにボルトを通すか金具を引っ掛けることにより、細長部材３１０を設置面や別の桟材（図示しない）に固定する。
【００２８】
図示実施形態の細長部材３１０は、連結部材３２０により、隣接する細長部材に連結される。連結部材３２０は、図５及び図６（ｂ）に示すように、断面がＣ字形状を有し、細長部材３１０の第１の突部３１４ａと第２の突部３１４ｂとに接触する底面部３２１と、細長部材３１０の第４の壁３１３と接触する上面部３２２と、底面部３２１の一方の側部から略垂直方向に延びて上面部３２２と連結する側壁部３２３とを備える。側壁部３２３には、２つのボルト穴３２４ａ、３２４ｂが形成される。図５に示すように、連結部材３２０を細長部材３１０に挿入した場合、細長部材３１０の第２の壁３１２ａに形成されたボルト穴３１９と、ボルト穴３２４ａとを位置合わせし、ボルト３６０を用いて連結部材３２０を細長部材３１０に固定する。連結部材３２０のボルト穴３２４ｂは、細長部材３１０に連結した細長部材と連結部材３２０とを固定するのに用いられる。
【００２９】
以上、本実施形態による細長部材について、図を参照することにより説明した。本発明による細長部材は、第１の面に、一方が第２の壁と一体化し他方が第３の壁と一体化した一対の突部を有し、第２の壁と第３の壁との少なくとも一方の内面と、第２の壁と第３の壁との内面に隣接する各突部の面とにより、連結部分を支持する。一対の突部が形成された第１の壁は、突部の厚さが増加し、さらに突部は第２の壁と第３の壁と一体化されているので、連結部材から受ける荷重に対して強度が高くなり、荷重に抗することができる。また一対の突部の間には溝が形成されるので、第１の壁の全体の厚さを増加させた場合と比較して、材料の使用量を抑え軽量化を図ることができ、コストを下げることができる。
【符号の説明】
【００３０】
１０、２１０ａ〜２１０ｄ、３１０    細長部材
１１、３１１    第１の壁
１２ａ、３１２ａ    第２の壁
１２ｂ、３１２ｂ    第３の壁
１３、３１３    第４の壁
１４ａ、３１４ａ    第１の突部
１４ｂ、３１４ｂ    第２の突部
１６、３１６    溝
１８、３１８    中空部
２０、３２０    連結部材
【図１】
2015021315.tif 000003
【図２】
2015021315.tif 000004
【図３】
2015021315.tif 000005
【図４】
2015021315.tif 000006
【図５】
2015021315.tif 000007
【図６】
2015021315.tif 000008
【図７】
2015021315.tif 000009
【図８】
2015021315.tif 000010