(57)【要約】【課題】トラス構造を有する従来の構造材では、斜材のピッチ単位でしか長さ調整をすることができないという問題点があった。【解決手段】互いに平行に配置する一方及び他方の弦材２１，２２と、両弦材２１，２２の間に介装する腹材２３を備え、両弦材２１，２２及び腹材２３は、所定の断面形状を長手方向にわたって有すると共に、その断面上で互いに嵌合する嵌め合い構造を有し、腹材２３は、両弦材２１，２２の端部から長手方向に嵌合されて固着具２４，２５により固定してある構造材２とし、両弦材２１，２２及び腹材２３といった各部品を夫々単一種のものにしても、自由に長さ調整をすることを可能にした。【選択図】図２
2015031131.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに平行に配置する一方及び他方の弦材と、両弦材の間に介装する腹材を備え、
両弦材及び腹材は、所定の断面形状を長手方向にわたって有すると共に、その断面上で互いに嵌合する嵌め合い構造を有し、
腹材は、両弦材の端部から長手方向に嵌合されて固着具により固定してあることを特徴とする構造材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建築物の梁、桁及び支柱などに用いられる組み立て式の構造材に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の構造材には、代表的なものとしてトラス構造を有するものがあり、例えば、トラス梁構造の名称で特許文献１に記載されているものがある。特許文献１のトラス梁構造は、一定の間隔で平行に配置する上下の弦材と、上下の弦材間に介装する複数のラチス（斜材）と、上下の弦材にラチスの上下端部を夫々固定するためのくさび型締結具を備えたものである。このトラス構造は、周知のように軽量で高い強度を得ることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平９−２７９７６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、上記したような従来の構造材にあっては、複数種の部品を使用しない限り、ラチスのピッチ単位でしか長さ調整をすることができないという問題点があり、このような問題点を解決することが課題であった。
【０００５】
本発明は、上記従来の課題に着目してなされたものであって、単一種の部品を使用しても自由に長さ調整をすることが可能な構造材を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係わる構造材は、互いに平行に配置する一方及び他方の弦材と、両弦材の間に介装する腹材を備え、両弦材及び腹材は、所定の断面形状を長手方向にわたって有すると共に、その断面上で互いに嵌合する嵌め合い構造を有し、腹材は、両弦材の端部から長手方向に嵌合されて固着具により固定してある構成としており、上記構成をもって従来の課題を解決するための手段としている。
【０００７】
上記構成において、両弦材及び腹材は、当該構造材の長手方向に沿って所定の断面形状を有しており、例えば嵌め合い構造を構成する嵌合凸部と嵌合凹部を相対的に有し、その嵌合凸部や嵌合凹部を含む断面形状を連続的に有するものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係わる構造材は、上記構成を採用したことにより、一方及び他方の弦材、並びに腹材といった各部品を夫々単一種のものにしても、所定の断面形状を長手方向にわたって有すると共に、その断面上で互いに嵌合する嵌め合い構造を有するので、これらの部品の長手方向の寸法を任意に選択しても常に同様の嵌め合い構造が得られ、これにより、自由に長さ調整をすることが可能になり、ひいては設計の自由度を向上させることができる。なお、トラス構造では、隣接する斜材を当接させるように構造材を組み立てる必要があり、組み立てに手間がかかるが、本発明に係わる構造材は、単に両弦材の間に腹材を介装させるだけのものであるため、組み立てが容易である。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明に係わる構造材の一実施形態を説明する屋根体の正面図である。
【図２】図１に示す屋根体の端部を拡大した正面図である。
【図３】構造材を分解状態で説明する断面図である。
【図４】図１に示す屋根体を構成する梁の断面図である。
【図５】図１に示す屋根体を構成する支柱の断面図である。
【図６】本発明に係わる構造材の他の実施形態を説明する断面図（Ａ）及び正面図（Ｂ）である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面に基づいて、本発明に係わる構造材の一実施形態を説明する。
図１に示す屋根体Ｒは、屋外の通路、駐車場、及び交通機関の停留所などに設置されるものである。この屋根体Ｒは、平面視において図１の左右方向を長辺方向とし且つ紙面垂直方向を短辺方向として、四隅に立設した支柱１と、長辺方向に相対向する支柱１間に架設した桁２と、両側の桁２間に架設した複数の梁（図示せず）と、桁２及び梁により支持される屋根ユニット５０を備えている。そして、屋根体Ｒは、支柱１及び桁２を後述する組み立て式の構造材で構成している。
【００１１】
屋根ユニット５０は、桁２に対して平行な二本の長辺枠材５１と、上方に湾曲した二本の短辺枠材５２とで枠体を構成し、長辺枠材５１間に、上方に湾曲した多数の支持部材５３を所定間隔で配置すると共に、各支持部材５３に屋根パネル５４を装着した構造になっている。また、屋根ユニット５０は、両側の長辺枠材５１間のほぼ全域に、多数の斜材５５Ａを組み合わせて成るトラス構造体５５を備え、このトラス構造体５５を桁２及び梁に固定することで、各支柱１により支持される。
【００１２】
次に、本発明に係わる構造材の実施形態である支柱１及び桁２のうちの桁２について説明する。桁２は、図２及び図３に示すように、互いに平行に配置する一方及び他方の弦材２１，２２と、両弦材２１，２２の間に介装する腹材２３を備え、両弦材２１，２２及び腹材２３が、所定の断面形状を長手方向にわたって有すると共に、その断面上で互いに嵌合する嵌め合い構造を有している。
【００１３】
一方及び他方の弦材２１，２２は、一定の間隔をおいて上下に配置する。一方の弦材２１は、図３に示すように、中空で断面矩形状を成す本体部２１Ａと、本体部２１Ａの上部両側から水平方向に張り出した取付片２１Ｂ，２１Ｂと、本体部２１Ａの下部中央に設けた嵌合凸部２１Ｃを有している。
【００１４】
取付片２１Ｂ，２１Ｂは、先述した屋根ユニット５１のトラス構造体５５を固定する部分である。嵌合凸部２１Ｃは、腹材２３との間において、断面上で互いに嵌合する嵌め合い構造を構成するものであり、全体として先細り形状を成し、基端部寄りの両側には、上側に屈曲した鈎状凸部２１Ｄ，２１Ｄを有すると共に、先端部の両側に細かい凹凸から成る凹凸面２１Ｅ，２１Ｅが形成してある。
【００１５】
他方の弦材２２は、同じく図３に示すように、中空で断面矩形状を成す本体部２２Ａと、本体部２２Ａの両側から水平方向に突出した下向きの鈎片２２Ｂ，２２Ｂと、本体部２２Ａの上部中央に設けた嵌合凸部２２Ｃを有している。この嵌合凸部２２Ｃは、一方の弦材２１のものと同様に、先細り形状を成すと共に、鈎状凸部２２Ｄ，２２Ｄ及び凹凸面２２Ｅ，２２Ｅを有して、腹材２３との嵌め合い構造を構成する。
【００１６】
腹材２３は、中空で扁平な断面形状を有する本体部２３Ａを有し、この本体部２３Ａの上端部及び下端部に、一方及び他方の弦材２１，２２との間で嵌め合い構造を構成する嵌合凹部２３Ｂ，２３Ｂが形成してある。各嵌合凹部２３Ｂは、嵌合凸部２１Ｃ，２２Ｃに対応した溝空間を有し、嵌合凸部２１Ｃ，２２Ｃの鈎状凸部２１Ｄ，２２Ｄ及び凹凸面２１Ｅ，２２Ｅに対応して、同じ断面形状の鈎状凹部２３Ｃ，２３Ｃ及び凹凸面２３Ｄ，２３Ｄを有している。
【００１７】
上記した一方及び他方の弦材２１，２２、並びに腹材２３は、図３に示す各構成部位を含む断面形状を桁２の長手方向にわたって有している。すなわち、これらの弦材２１，２２及び腹材２３には、例えば、押し出し成形した形材が用いられ、より具体的には、アルミニウム合金製の押し出し形材を用いることができる。
【００１８】
そして、この実施形態では、押し出し形材から成る腹材２３を適当な長さに切断し、この腹材２３を両弦材２１，２２の端部から長手方向に嵌合させる。より具体的には、腹材２３は、上下の弦材２１，２２の嵌合凸部２１Ｃ，２２Ｃに、上下の嵌合凹部２３Ｂ，２３Ｂを夫々スライド嵌合させる。
【００１９】
その後、腹材２３は、上下の弦材２１，２２の長手方向において、選択した位置で固着具により固定される。この実施形態における固着具は、互いに嵌合した嵌合凸部２１Ｃ，２２Ｃと嵌合凹部２３Ｂ，２３Ｂとを貫通するボルト２４と、これに螺着するナット２５である。このようにして、この実施形態における桁２は、長手方向において、複数の腹材２３を所定間隔で固定したものとなっている。なお、腹材２３同士の間には、図２に示すように開口部Ｈが形成される。
【００２０】
また、本発明に係わる構造材の実施形態である支柱１は、図５に示すように、互いに平行に配置する一方及び他方の弦材１１，１２と、両弦材１１，１２の間に介装する腹材１３を備えている。両弦材１１，１２及び腹材１３は、いずれも押し出し形材から成るもので、所定の断面形状を支柱１の長手方向にわたって有している。また、両弦材１１，１２及び腹材１３は、支柱１の長手方向に直交する断面上で、互いに嵌合する嵌め合い構造として、桁２のものと同様の嵌合凸部１１Ｃ，１２Ｃ及び嵌合凹部１３Ｂを有している。
【００２１】
そして、上記の支柱１にあっても、腹材１３を適当な長さに切断し、この腹材１３を両弦材１１，１２の端部から長手方向に嵌合させる。すなわち、腹材１３は、両弦材１１，１２の嵌合凸部１１Ｃ，１２Ｃに、嵌合凹部１３Ｂ，１３Ｂを夫々スライド嵌合させる。その後、腹材１３は、両弦材１１，１２の長手方向の選択した位置において、固着具（ボルト２４及びナット２５）により固定される。このようにして、この実施形態における支柱１は、長手方向において、複数の腹材１３を所定間隔で固定した構成である。
【００２２】
また、上記の支柱１及び桁２は、図２及び図５に示すように、支柱１を構成する一方の弦材１１の上端部側面に、上下のブラケット３０，３０を介して桁２の端部を連結する。各ブラケット３０は、一対の突片３１，３１を有し、裏板３２、ボルト３３及びナット３４により、一方の弦材１１に固定してある。そして、図２、図４及び図５に示すように、上下のブラケット３０．３０の突片３１，３１間に、桁２を構成する両弦材２１，２２の端部を夫々嵌合し、突片３１，３１及び各弦材２１，２２を貫通するボルト３６及びこれに螺合するナット３７を設けて、支柱１と桁２を連結する。
【００２３】
上記構成を備えた構造材としての支柱１及び桁２は、トラス構造体と同じように、軽量で且つ高強度を有するものであるうえに、両弦材１１，１２，２１，２２及び腹材１３，２３といった各部品を夫々単一種のものにしたうえで、自由に長さ調整をすることが可能である。
【００２４】
つまり、上記の支柱１及び桁２は、両弦材１１，１２，２１，２２及び腹材１３，２３が、所定の断面形状を長手方向にわたって有すると共に、その断面上で互いに嵌合する嵌め合い構造（嵌合凸部と嵌合凹部）を有するので、これらの部品の長手方向の寸法を任意に選択しても常に同様の嵌め合い構造が得られ、これにより、自由に長さ調整をすることができるのであり、ひいては設計の自由度を著しく向上させることができる。なお、トラス構造では、隣接する斜材を当接させるように構造材を組み立てる必要があり、組み立てに手間がかかるが、本発明に係わる構造材は、単に両弦材の間に腹材を介装させるだけのものであるため、組み立てが容易である。また、本発明に係わる構造材は、部品点数の削減や製造コストの低減なども図ることもできる。
【００２５】
また、上記の支柱１及び桁２は、腹材１３，２３の幅寸法（支柱１や桁２の長手方向の寸法）や配置を適宜選択することが可能である。例えば、桁２は、図６に他の実施形態として示すように、幅寸法の異なる複数の腹材２３を所定間隔で配置することができる。
【００２６】
具体的には、屋根体Ｒのような建築物において、桁２の長手方向に剪断力が作用した場合、大きな負荷が生じる端部（図６中で左側の端部）に、幅寸法の大きい腹材２３を配置すると共に、比較的負荷が小さい中央部に、幅寸法の小さい腹材２３を配置することができるので、構造材としての最適な設計を図ることができる。しかも、いずれの腹材２３も、単一種の押し出し形材を切断するだけで得ることができる。
【００２７】
さらに、上記実施形態における支柱１及び桁２は、とくに、桁材２の構成で説明したように、各弦材２１，２２の嵌合凸部２１Ｃ，２２Ｃが先細り形状であると共に、鈎状凸部２１Ｄ，２２Ｄ及び凹凸面２１Ｅ，２２Ｅを有し、これに対して、腹材２３に、嵌合凸部２１Ｃ，２２Ｃと嵌め合い構造を構成する嵌合凹部２３Ｂ，２３Ｂを設けている。
【００２８】
これにより、両弦材２１，２２及び腹材２３は、嵌合凸部２１Ｃ，２２Ｃを嵌合凹部２３Ｂ，２３Ｂに嵌合すると、嵌合凹部２３Ｂにはこれを押し開く方向に力が加わるが、鈎状凸部２１Ｄ，２２Ｄと鈎状凹部２３Ｃ，２３Ｃとの係合により、嵌合凹部２３Ｂを押し開く方向の力を抑制する。また、嵌合凸部２１Ｃ，２２Ｃが先細り形状であるのに対し、これに嵌合する嵌合凹部２３Ｂ，２３Ｂの基端部分（底部両側部分）が厚肉に形成されていることによっても、嵌合凹部２３Ｂを押し開く方向の力を抑制する。これに加えて、両弦材２１，２２及び腹材２３は、鈎状凸部２１Ｄ，２２Ｄと鈎状凹部２３Ｃ，２３Ｃとが係合し、さらに、嵌合凸部２１Ｃ，２２Ｃの凹凸面２１Ｅ，２２Ｅと、嵌合凹部２３Ｂの凹凸面２３Ｄ，２３Ｄとが互いに係合しているので、引張方向の荷重が作用しても外れることがない。
【００２９】
また、両弦材２１，２２及び腹材２３は、嵌合凸部２１Ｃ，２２Ｃ及び嵌合凹部２３Ｂ，２３Ｂから成る嵌め合い構造において、これらを貫通するボルト２４及びナット２５で固定しているので、各部材同士が密着し、嵌め合い方向（構造材の長手方向）のずれを防止して、より強固な連結状態を得ることができる。このような嵌合凸部２１Ｃ，２２Ｃ及び嵌合凹部２３Ｂによる効果は、支柱１の各部材１１，１２，１３においても同様に得ることができる。
【００３０】
本発明の構造材は、その構成が上記実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、一方及び他方の弦材や腹材の形状などの細部を適宜変更することが可能である。例えば、弦材に嵌合凹部を設けるとともに腹材に嵌合凸部を設けたり、腹材に対して、一方の弦材と他方の弦材とで異なる嵌め合い構造にしたりすることもできる。また、両弦材の全長にわたって腹材を設けた構成にすることも可能である。
【００３１】
さらに、本発明の構造材は、上記実施形態で説明した支柱や桁以外の各種の建築用構造材にも適用することができる。なお、本発明の構造材は、各弦材及び腹材を夫々単一種の部品にして自由な長さ調整を可能にするものであるが、建築物や構造材のバリエーション等に応じて複数種の部品を用意し、これらを選択的に用いることも当然可能である。
【符号の説明】
【００３２】
１支柱（構造材）
２桁（構造材）
１１，２１  一方の弦材
１２，２２  他方の弦材
１３，２３  腹材
１１Ｃ，１２Ｃ  嵌合凸部
１３Ｂ  嵌合凹部
２１Ｃ，２２Ｃ  嵌合凸部
２３Ｂ  嵌合凹部
２４  ボルト（固着具）
２５  ナット（固着具）
【図１】
2015031131.tif 000003
【図２】
2015031131.tif 000004
【図３】
2015031131.tif 000005
【図４】
2015031131.tif 000006
【図５】
2015031131.tif 000007
【図６】
2015031131.tif 000008