(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
中空のトラス部材の結合端部の内部に、このトラス部材の長さ方向に所定間隔を設けて取り付けられた一対の支持部材と、
これら一対の支持部材を相対移動自在に貫通する連結部材と、
この連結部材に設けられ、前記一対の支持部材の夫々の外側面に係止される一対の荷重伝達部と、を備えたことを特徴とするトラス部材の結合部構造。
【請求項２】
トラス部材の結合端部に、このトラス部材の長さ方向に所定間隔を設けて取り付けられた一対の支持部材と、
これら一対の支持部材を相対移動自在に貫通する連結部材と、
この連結部材に設けられ、前記一対の支持部材の夫々の内側面に係止される一対の荷重伝達部と、を備えたことを特徴とするトラス部材の結合部構造。
【請求項３】
請求項１に記載のトラス部材の結合部構造において、
前記一対の支持部材の間に、前記連結部材を囲繞して配置される筒状部材を介在させたことを特徴とするトラス部材の結合部構造。
【請求項４】
請求項１または３に記載のトラス部材の結合部構造において、
前記一対の支持部材の夫々の外周縁部間を連結する外筒部材を設け、この外筒部材を介して前記支持部材を前記トラス部材に取り付けたことを特徴とするトラス部材の結合部構造。
【請求項５】
請求項１または３に記載のトラス部材の結合部構造において、
前記トラス部材に、前記荷重伝達部が係止される前記支持部材の側面とは反対側の側面に係合する支持突起を設け、この支持突起を介して前記支持部材を前記トラス部材に取り付けたことを特徴とするトラス部材の結合部構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、トラス構造体を構成するトラス部材の結合部構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のトラス部材の結合部構造としては、例えば特開平７−１６６６４８号公報に開示されるものがあり、これは図９に示すように中空のトラス部材１の端部内側にカップ状の接合部材２を嵌挿して接着し、この接合部材２の底壁２ａに設けた挿通穴２ｂに、相手側部材に締結するボルト３を挿通して、このボルト３が挿通穴２ｂから突出する部分をピン結合される六角スリーブ４で固定するようになっている。つまり、前記ボルト３は、頭部３ａと六角スリーブ４とによって前記底壁２ａを挟持するように固定されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、かかる従来のトラス部材の結合部構造では、トラス部材１と相手側部材に締結したボルト３との間に圧縮荷重と引張荷重が作用した場合、これら圧縮および引張の双方の荷重がボルト３を固定した接合部材２の底壁２ａに入力されることになる。このため、底壁２ａは圧縮方向の変形および引張方向の変形が繰り返されることになり、この底壁２ａの耐久性、ひいてはトラス部材１の結合部分の耐久性が低下してしまう。
【０００４】
そこで、本発明はかかる従来の課題に鑑みて成されたもので、トラス部材に作用する圧縮荷重と引張荷重を分離して個別に受け持つ部材を設けることにより、結合部分の耐久性を高めるようにしたトラス部材の結合部構造を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するために請求項１の発明に係るトラス部材の結合部構造は、中空のトラス部材の結合端部の内部に、このトラス部材の長さ方向に所定間隔を設けて取り付けられた一対の支持部材と、これら一対の支持部材を相対移動自在に貫通する連結部材と、この連結部材に設けられ、前記一対の支持部材の夫々の外側面に係止される一対の荷重伝達部と、を備えたことを特徴としている。
また、請求項２の発明に係るトラス部材の結合部構造は、トラス部材の結合端部に、このトラス部材の長さ方向に所定間隔を設けて取り付けられた一対の支持部材と、
これら一対の支持部材を相対移動自在に貫通する連結部材と、
この連結部材に設けられ、前記一対の支持部材の夫々の内側面に係止される一対の荷重伝達部と、を備えたことを特徴としている。
【０００６】
この場合、トラス部材と連結部材との間に作用する圧縮荷重および引張荷重は、この連結部材に設けた荷重伝達部を介して圧縮荷重が一方の支持部材に、また、引張荷重が他方の支持部材によって受け止められる。つまり、前記荷重伝達部が一対の支持部材の外側面に係止される場合は、圧縮荷重は端部側の支持部材によって受け止められ、引張荷重は奥側の支持部材によって受け止められる。一方、前記荷重伝達部が一対の支持部材の内側面に係止される場合は、圧縮荷重は奥側の支持部材によって受け止められ、引張荷重は端部側の支持部材によって受け止められる。
【０００７】
請求項３の発明は、請求項１に記載のトラス部材の結合部構造において、前記一対の支持部材の間に、前記連結部材を囲繞して配置される筒状部材を介在したことを特徴としている。
【０００８】
この場合、請求項１の発明の作用に加えて、筒状部材の長さを一対の支持部材の間の間隔に予め設定しておくことにより、筒状部材を介在した状態で端部側支持部材と奥側支持部材とを所定間隔に保持させて予備組付けしておくことができる。また、筒状部材によって一対の支持部材の強度が相互に補填されることになる。
【０００９】
請求項４の発明は、請求項１または３に記載のトラス部材の結合部構造において、前記一対の支持部材の夫々の外周縁部間を連結する外筒部材を設け、この外筒部材を介して前記支持部材を前記トラス部材に固定することを特徴としている。
【００１０】
この場合、請求項１，３の発明の作用に加えて、支持部材を、外筒部材を介して予備組付けすることができるため、この予備組付けした結合構成体をトラス部材に簡単に本組付けすることができる。
【００１１】
請求項５の発明は、請求項１または３に記載のトラス部材の結合部構造において、前記トラス部材に、前記荷重伝達部が係止される前記支持部材の側面とは反対側の側面に係合する支持突起を設け、この支持突起を介して前記支持部材を前記トラス部材に取り付けたことを特徴としている。
【００１２】
この場合、請求項１，３の発明の作用に加えて、各支持部材に入力される圧縮荷重または引張荷重を、トラス部材に設けた支持突起によって支持することができるので、各支持部材は、単に支持突起に係合するように組み付けるのみで固定することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を添付図面を参照して詳細に説明する。
【００１４】
（第１実施形態）
図１，図２は本発明に係るトラス部材の結合部構造の一実施形態を示し、図１はトラス部材を接合した状態の要部を示す斜視図、図２はトラス部材の接合部分の要部拡大断面図である。
この第１実施形態のトラス部材の結合部構造は、図１に示すように複数本のトラス部材１０の一端部を相手側部材としての接合部材１１に集中させて接合するようになっており、かつ、各トラス部材１０の図外の他端部は夫々別の接合部材に接合することにより、全体として立体トラス構造が組み立てられるようになっている。
【００１５】
前記トラス部材１０は、例えばＦＲＰ（繊維強化プラスチック）によって中空パイプ状に形成される一方、前記接合部材１１は球状に形成され、この球状の接合部材１１の外側に前記複数のトラス部材１０が図２に示す結合構成体２０を介して放射状に結合される。
【００１６】
結合構成体２０は、図２に示すようにトラス部材１０の結合端部に、このトラス部材１０の長さ方向に所定間隔Ｐを設けて固定される端部側支持部材２１および奥側支持部材２２と、これら端部側支持部材２１および奥側支持部材２２の両者を相対移動自在に貫通し、前記トラス部材１０を前記接合部材１１に締結する連結部材としての連結ボルト２３と、この連結ボルト２３に設けられ、対向する前記端部側支持部材２１および前記奥側支持部材２２の夫々の外側面２１ａ，２２ａの位置に係止される荷重伝達部としてのボルト頭部２３ａおよびナット２４とを備えて構成される。
【００１７】
端部側支持部材２１および奥側支持部材２２は、トラス部材１０の内側に略密接して嵌挿される所定厚みｔ１，ｔ２（この場合、ｔ１＝ｔ２に限ることはない。）をもった円板状に形成され、これら端部側支持部材２１および奥側支持部材２２の中心部には前記連結ボルト２３を挿通するための挿通孔２１ｂ，２２ｂが形成されている。
【００１８】
連結ボルト２３は、先端部に形成されたねじ部２３ｂを、奥側支持部材２２の挿通孔２２ｂから端部側支持部材２１の挿通孔２１ｂへと挿通し、前記ボルト頭部２３ａが奥側支持部材２２の外側面２２ａに当接した状態で、ねじ部２３ｂが端部側支持部材２１の外側面２１ａから所定量Ｓだけ突出するようになっている。
【００１９】
そして、端部側支持部材２１から突出した前記ねじ部２３ｂに前記ナット２４を螺合して仮止めし、端部側支持部材２１、奥側支持部材２２、連結ボルト２３およびナット２４からなる結合構成体２０を仮組みしておき、この仮組みした結合構成体２０をトラス部材１０の端部開口１０ａから挿入して、端部側支持部材２１および奥側支持部材２２をトラス部材１０の予め設定された所定位置に固定ボルト２５を介して固定する。その後、前記ナット２４を端部側支持部材２１の外側面２１ａに締め付ける。
【００２０】
このようにして結合構成体２０を組み付けたトラス部材１０は、端部から突出する連結ボルト２３のねじ部２３ｂを介して接合部材１１に締結される。尚、このとき、図２中に２点鎖線で示したように、トラス部材１０の端部を接合部材１１の表面近傍まで延設しておくことにより、略隙間無く接続できるため外観性を向上することができる。
【００２１】
以上の構成になる第１実施形態のトラス部材の結合部構造では、トラス部材１０の端部に組み付けられた結合構成体２０の端部側支持部材２１および奥側支持部材２２は、固定ボルト２５を介してトラス部材１０に固定されており、これら端部側支持部材２１と奥側支持部材２２とに跨って連結ボルト２３がナット２４を介して固定されている。従って、端部側支持部材２１から突出する連結ボルト２３のねじ部２３ｂを球状の接合部材１１に締結することにより、トラス部材１０が確実に結合されることになる。
【００２２】
このように接合部材１１に結合されたトラス部材１０に圧縮方向の荷重や引張方向の荷重が作用すると、これら圧縮荷重および引張荷重はトラス部材１０と連結ボルト２４との間に作用し、ひいては、この連結ボルト２３と端部側支持部材２１および奥側支持部材２２との間に入力される。
【００２３】
このとき、連結ボルト２３は端部側支持部材２１および奥側支持部材２２の挿通孔２１ｂ，２２ｂに相対移動自在に貫通されているため、圧縮荷重は連結ボルト２３をトラス部材１０内に押し込む方向に作用し、引張荷重は連結ボルト２３をトラス部材１０から引き出す方向に作用する。
【００２４】
一方、連結ボルト２３はボルト頭部２３ａが奥側支持部材２２の外側面２２ａに係止されるとともに、ナット２４が端部側支持部材２１の外側面２１ａに係止されているため、圧縮荷重はナット２４を介して端部側支持部材２１によって受け止められ、引張荷重はボルト頭部２３ａを介して奥側支持部材２２によって受け止められる。このように、各支持部材２１，２２には一方向の荷重のみが作用することとなり、結果的に夫々の疲労度を減少して耐久性を向上させることができる。
【００２５】
ところで、この第１実施形態では、端部側支持部材２１および奥側支持部材２２を固定ボルト２５を介してトラス部材１０に固定した場合を開示したが、この固定手段としては固定ボルト２５に限ることは無く、各支持部材２１，２２を確実にトラス部材１０に固定できれば良く、例えば、リベットや接着剤であっても良い。
【００２６】
（第２実施形態）
図３は本発明の第２実施形態を示し、前記第１実施形態と同一構成部分に同一符号を付して重複する説明を省略して述べる。尚、図３はトラス部材の接合部分の要部拡大断面図である。
この第２実施形態のトラス部材の結合部構造は、図３に示すように前記第１実施形態に加えて前記端部側支持部材２１と前記奥側支持部材２２との間に、前記連結ボルト２３を囲繞して配置される筒状部材３０を介在するようになっている。
前記筒状部材３０は、その長さＬが端部側支持部材２１と奥側支持部材２２との間の間隔Ｐに略等しくなるように予め設定されている。
【００２７】
従って、この第２実施形態のトラス部材の結合部構造では、結合構成体２０を予備組付けする際に、端部側支持部材２１と奥側支持部材２２との間に筒状部材３０を介在しておくことにより、ナット２４を強く締め込むことができ、このナット２４の締め込みにより端部側支持部材２１と奥側支持部材２２との間を、予め設定した一定の間隔Ｐに保持させることができる。
【００２８】
このため、前記結合構成体２０をトラス部材１０に本組付けする際には、固定ボルト２５などを介して端部側支持部材２１および奥側支持部材２２をトラス部材１１に固定するのみで良く、本組付け作業の簡略化を図ることができる。
【００２９】
また、端部側支持部材２１と奥側支持部材２２との間に筒状部材３０が介在することにより、圧縮荷重および引張荷重の入力時に、この筒状部材３０によって端部側支持部材２１と奥側支持部材２２の強度を相互に補填することができる。
【００３０】
（第３実施形態）
図４は本発明の第３実施形態を示し、前記第１実施形態と同一構成部分に同一符号を付して重複する説明を省略して述べる。尚、図４はトラス部材の接合部分の要部拡大断面図である。
【００３１】
この第３実施形態のトラス部材の結合部構造は、図４に示すように前記第１実施形態に加えて端部側支持部材２１と奥側支持部材２２の夫々の外周縁部間を連結する外筒部材３１を設け、この外筒部材３１を介して前記端部側支持部材２１および前記奥側支持部材２２をトラス部材１０に固定するようになっている。
【００３２】
この第３実施形態では、端部側支持部材２１および奥側支持部材２２が円板状に形成される関係上、前記外筒部材３１はトラス部材１０の内径に略等しい円筒状に形成されるとともに、剛性を確保するために厚肉形成される。
【００３３】
そして、このように外筒部材３１を介して連結された端部側支持部材２１と奥側支持部材２２は、それらの間に連結ボルト２３を挿通してナット２４締めすることにより結合構成体２０を予備組付けすることができ、この結合構成体２０をトラス部材１０に挿入するとともに、外筒部材３１を接着剤Ｂを介してトラス部材１０の内側に固定するようになっている。勿論、外筒部材３１とトラス部材１０との固定手段は、接着剤Ｂに限ることなくボルトやリベットなどの確実に固定できる手段であればよい。
【００３４】
従って、この第３実施形態のトラス部材の結合部構造では、外筒部材３１を介して連結した端部側支持部材２１および奥側支持部材２２に連結ボルト２３およびナット２４を取付けて結合構成体２０を予備組付けできる。このため、この予備組付けした結合構成体２０をトラス部材１０の端部に嵌挿した後、前記外筒部材３１をトラス部材１０に固定するのみで簡単に本組付けを行うことができる。さらに、外筒部材３１の外周面のほぼ全面がトラス部材１０の内周面へ接合することとなるので、結合部構造における剛性を高めることもできる。
また、この第３実施形態にあっても、前記第２実施形態と同様に外筒部材３１によって端部側支持部材２１と奥側支持部材２２の周縁部の強度を相互に補填することができる。
【００３５】
なお、上記のように、外筒部材３１と、端部側支持部材２１および奥側支持部材２２とは、連結ボルト２３およびナット２４で締め付けられることで互いに固定されるが、外筒部材３１の両端周縁部を端部側支持部材２１と奥側支持部材２２の外周縁部に一致させた状態で溶接して一体化することとしてもよい。
【００３６】
（第４実施形態）
図５，図６は本発明の第４実施形態を示し、第１，第２，第３実施形態と同一構成部分に同一符号を付して重複する説明を省略して説明する。尚、図５はトラス部材の接合部分の要部拡大断面図、図６は図５中Ａ−Ａ線に沿った断面図である。
【００３７】
この第４実施形態のトラス部材の結合部構造は、図５に示すように前記第３実施形態に前記第２実施形態の筒状部材３０を追加して、この筒状部材３０と外筒部材３１とを図６に示すように同心状に配置してある。
【００３８】
従って、この第４実施形態のトラス部材の結合部構造では、第２，第３実施形態の作用に加えて、筒状部材３０と外筒部材３１との２部材が同心状に配置されたことにより、端部側支持部材２１と奥側支持部材２２の断面性能を更に向上させることができる。
【００３９】
なお、上記第３実施形態の場合と同様に、筒状部材３０および外筒部材３１と、端部側支持部材２１および奥側支持部材２２とは、連結ボルト２３およびナット２４で締め付けられることで互いに固定されるが、筒状部材３０および外筒部材３１の夫々の両端部を、端部側支持部材２１と奥側支持部材２２に夫々溶接して一体化することとしてもよい。
【００４０】
（第５実施形態）
図７は本発明の第５実施形態を示し、第１実施形態と同一構成部分に同一符号を付して重複する説明を省略して述べる。尚、図７はトラス部材の接合部分の要部拡大断面図である。
【００４１】
この第５実施形態のトラス部材の結合部構造は、図７に示すように前記トラス部材１０の内側に、対向する端部側支持部材２１および奥側支持部材２２の夫々の内側面２１ｃ，２２ｃに係合する支持突起３２，３２ａを設け、これら支持突起３２，３２ａを介して端部側支持部材２１および奥側支持部材２２をトラス部材１０に固定するようになっている。
前記支持突起３２，３２ａは、トラス部材１０の内周に沿って所定間隔を設けて少なくとも３箇所以上設けても良く、また、周方向に連続して環状に設けても良い。
【００４２】
従って、この第５実施形態のトラス部材の結合部構造では、端部側支持部材２１および奥側支持部材２２に入力される圧縮荷重または引張荷重を、トラス部材１０に設けた支持突起３２，３２ａによって支持することができるので、端部側支持部材２１および前記奥側支持部材２２は、単に支持突起３２，３２ａに係合するように組み付けるのみで固定することができ、組付け作業性を向上することができる。
【００４３】
尚、前記奥側支持部材２２は連結ボルト２３を挿通した状態で、トラス部材１０の反対側端部から挿入することにより支持突起３２ａに係合させることができる。
【００４４】
（第６実施形態）
図８は本発明の第６実施形態を示し、第１実施形態と同一構成部分に同一符号を付して重複する説明を省略して述べる。尚、図８はトラス部材の接合部分の要部拡大断面図である。
この第６実施形態のトラス部材の結合部構造は、図８に示すように前記実施形態の連結ボルトに代えて、連結部材としてボルト頭部の無い棒状ボルト２６を用い、この棒状ボルト２６に螺合した荷重伝達部としての第１，第２ナット２７，２７ａを、対向する端部側支持部材２１および奥側支持部材２２の内側面２１ｃ，２２ｃに当接させてある。
【００４５】
従って、この第６実施形態のトラス部材の結後部構造では、第１〜第５実施形態の場合とは異なり、圧縮荷重は奥側支持部材２２によって受け止められ、引張荷重は端部側支持部材２１によって受け止められるが、この場合にあっても各支持部材２１，２２で受け止める荷重方向は一方向のみであるため、前記各実施形態と同様に耐久性を向上することができる。
尚、前記第１，第２ナット２７，２７ａの一方または両方は、棒状ボルト２６に一体に形成される鍔部とすることもできる。
【００４６】
ところで、本発明のトラス部材の結合部構造は、第１〜第６実施形態に例をとって示したが、本発明の主旨を逸脱しない範囲内で、それ以外の各種実施形態を採ることができ、例えば、トラス部材１０の素材はＦＲＰとしたが、これに限ることなくアルミニウム若しくはその他の材料を素材として形成したものでも良く、また、パイプ状のトラス部材１０に限ることなく、断面Ｌ字状のアングル材や断面Ｃ字状のチャンネル材でトラス部材を形成した場合にあっても本発明を適用することができる。
【００４７】
【発明の効果】
請求項１および２に記載の発明によれば、一対の支持部材を相対移動自在に貫通する連結部材に、これら一対の支持部材の夫々の外側面、または、夫々の内側面に係止される荷重伝達部を設けたので、トラス部材と連結部材との間に作用する圧縮荷重を一方の支持部材で受け止め、圧縮荷重を他方の支持部材で受け止めることができる。すなわち、各支持部材に一方向のみの荷重が作用することとなるため、各支持部材の耐久性、ひいては、トラス部材の結合部分の耐久性を向上することができる。
【００４８】
請求項３に記載の発明によれば、請求項１の発明の効果に加えて、一対の支持部材の間に、連結部材を囲繞して配置される筒状部材を介在したので、この筒状部材を介在した状態で一対の支持部材を所定間隔に保持させて予備組付けしておくことができるため、本組付けが簡単になる。また、筒状部材によって一対の支持部材の強度を相互に補填することができる。
【００４９】
請求項４に記載の発明によれば、請求項１，３の発明の効果に加えて、一対の支持部材の夫々の外周縁部間を連結する外筒部材を介して、端部側支持部材および奥側支持部材をトラス部材に固定したので、これら支持部材を、外筒部材を介して予備組付けすることができ、ひいては、この予備組付けした結合構成体をトラス部材に簡単に本組付けできる。
【００５０】
請求項５に記載の発明によれば、請求項１，３の発明の効果に加えて、トラス部材に支持突起を設けて、この突起を荷重伝達部が係止される一対の支持部材の側面とは反対側の側面に係合するようにしたので、各支持部材を単に支持突起に係合するように組み付けるのみで固定することができるため、組付け作業性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態におけるトラス部材を接合した状態の要部を示す斜視図。
【図２】本発明の第１実施形態におけるトラス部材の接合部分の要部拡大断面図。
【図３】本発明の第２実施形態におけるトラス部材の接合部分の要部拡大断面図。
【図４】本発明の第３実施形態におけるトラス部材の接合部分の要部拡大断面図。
【図５】本発明の第４実施形態におけるトラス部材の接合部分の要部拡大断面図。
【図６】図５中Ａ−Ａ線に沿った断面図。
【図７】本発明の第５実施形態におけるトラス部材の接合部分の要部拡大断面図。
【図８】本発明の第６実施形態におけるトラス部材の接合部分の要部拡大断面図。
【図９】従来のトラス部材の接合部分の要部断面図。
【符号の説明】
１０  トラス部材
１１  接合部材（相手側部材）
２０  結合構成体
２１  端部側支持部材
２１ａ  外側面
２１ｃ  内側面
２２  奥側支持部材
２２ａ  外側面
２２ｃ  内側面
２３  連結ボルト（連結部材）
２３ａ  ボルト頭部（荷重伝達部）
２４  ナット（荷重伝達部）
２６  棒状ボルト（連結部材）
２７，２７ａ  ナット（荷重伝達部）
３０  筒状部材
３１  外筒部材
３２，３２ａ  支持突起
【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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