(57)【要約】【課題】押出加工に適さない素材を使用する場合であっても、効率良く製造することができ、且つ寸法精度が高く、安価に製造することができるトラス用節点部材及びその製造方法を提供する。【解決手段】トラス構造体を構成するフレーム部材３の接続端部３１が挿入される連結溝４を備えたトラス用節点部材１であって、切り込み部２１を有する複数の板材２から成り、前記各板材２は、前記切り込み部２１が板厚方向に連通するように重なり合っていることを特徴とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
トラス構造体を構成するフレーム部材の端部が挿入される連結溝を備えたトラス用節点部材であって、
切り込み部を有する複数の板材から成り、
前記各板材は、前記切り込み部が板厚方向に連通するように重なり合っていることを特徴とするトラス用節点部材。
【請求項２】
前記板材間に接着剤を介在させることを特徴とする請求項１に記載のトラス用節点部材。
【請求項３】
前記板材の両面に凹凸が設けられていて、各板材の前記凹凸が係合されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のトラス用節点部材。
【請求項４】
前記板材は、ステンレス鋼から成ることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載のトラス用節点部材。
【請求項５】
外側に位置する前記板材の外径が内側に位置する前記板材の外径より大きいことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載のトラス用節点部材。
【請求項６】
トラス構造体を構成するフレーム部材の端部が挿入される連結溝を備えたトラス用節点部材の製造方法であって、
切り込み部を有する板材を複数作成し、前記切り込み部が板厚方向に連通するように前記板材を重ね合わせることを特徴とするトラス用節点部材の製造方法。
【請求項７】
前記板材を重ね合わせる際に、前記板材間に接着剤を介在させることを特徴とする請求項６に記載のトラス用節点部材の製造方法。
【請求項８】
前記板材の両面に凹凸を設け、前記板材を重ね合わせる際に各板材の前記凹凸を係合することを特徴とする請求項６又は請求項７に記載のトラス用節点部材の製造方法。
【請求項９】
前記板材は、ステンレス鋼から成ることを特徴とする請求項６乃至請求項８のいずれか一項に記載のトラス用節点部材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トラス構造体の節点を構成するトラス用節点部材及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
トラス構造体の節点を構成するトラス用節点部材（ハブ）を押出形材で作成する場合には、押出加工に適した素材（例えば６０００系合金等）を使用する必要がある。高強度の素材（例えば２０００系合金等）、高強度で且つ耐熱性に優れた素材（例えばステンレス鋼等）、木材は、押出加工に適さないため、これらを押出加工して節点部材を作成するのは困難であった。節点部材の素材としてステンレス鋼を用いる場合には、鋳造により作成されている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平１０−２１９８３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、特許文献１に記載のステンレス鋼製節点部材は、鋳造により製造されているため製造効率が悪かった。また、鋳造方法では、例えば、凝固時の収縮や鋳込み不足等により節点部材自体の寸法や形状の精度が低下するという問題があった。尚、鋳造方法により精度の高い節点部材を作成しようとすると、製造コストが嵩むとともにさらなる製造効率の低下を招く恐れがあった。
また、節点部材の素材として木材を使用する場合には、鋳造により製造することもできないため、効率良く製造することができなかった。
【０００４】
尚、鋳造する際の問題は、ステンレス鋼製の場合に限らず、高強度で且つ耐熱性に優れたチタン、セラミック等や高強度のアルミニウム合金を鋳造する際にも共通してあてはまる問題である。
【０００５】
そこで、本発明は、押出加工に適さない素材を使用する場合であっても、効率良く製造することができ、且つ寸法精度が高く、安価に製造することができるトラス用節点部材及びその製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記課題を解決するために、本発明は、トラス構造体を構成するフレーム部材の端部が挿入される連結溝を備えたトラス用節点部材であって、切り込み部を有する複数の板材から成り、前記各板材は、前記切り込み部が板厚方向に連通するように重なり合っていることを特徴とする。
【０００７】
本発明によれば、切り込み部を有する複数の板材を、当該切り込み部が連通するように重ね合わせるだけでトラス用節点部材を製造できるため、ステンレス等の押出加工に適さない素材であっても製造効率が高くなる。また、凝固時の収縮等により精度が低下するという問題が生じないため、ステンレス等の押出加工に適さない素材であっても、寸法精度に優れたトラス用節点部材を簡易且つ安価に製造できる。
【０００８】
前記板材間に接着剤を介在してもよい。このようにすると、各板材が一体化するため、取扱いが容易となり、ひいてはトラス組立時の作業効率が向上する。
【０００９】
前記板材の両面に凹凸が設けられていて、各板材の前記凹凸が係合されていてもよい。このようにすると、各板材の凹凸が互いに係合するため、板材同士のずれを防止でき、ひいては、トラス用節点部材の形状精度を向上させることが可能となる。
【００１０】
前記板材は、ステンレス鋼から成るものであってもよい。このようにすると、トラス用節点部材の耐熱性を向上させることが可能となる。
【００１１】
外側に位置する前記板材の外径を内側に位置する前記板材の外径より大きくしてもよい。このようにすると、トラス用節点部材とフレーム部材との接合強度が向上するとともに、フレーム部材端部のトラス用節点部材の周方向への折れ曲がりを防止することができる。
【００１２】
前記課題を解決するために、本発明は、トラス構造体を構成するフレーム部材の端部が挿入される連結溝を備えたトラス用節点部材の製造方法であって、切り込み部を有する板材を複数作成し、前記切り込み部が板厚方向に連通するように前記板材を重ね合わせることを特徴とする。
【００１３】
かかる製造方法によれば、切り込み部を有する板材を複数作成し、当該切り込み部が連通するように重ね合わせるだけでトラス用節点部材を製造できるため、ステンレス等の押出加工に適さない素材であっても、製造効率が高くなる。また、凝固時の収縮等により精度が低下するという問題が生じないため、ステンレス等の押出加工に適さない素材であっても、寸法精度に優れたトラス用節点部材を簡易且つ安価に製造できる。
【００１４】
前記板材を重ね合わせる際に、前記板材間に接着剤を介在してもよい。このようにすると、板材を重ね合わせる際に各板材が一体化するため、取扱いが容易となり、ひいてはトラス組立時の作業効率が向上する。
【００１５】
前記板材の両面に凹凸を設け、前記板材を重ね合わせる際に各板材の前記凹凸を係合してもよい。このようにすると、板材を重ね合わせる際に板材の凹凸が互いに係合するため、板材同士のずれが生じることなく一体化し、トラス用節点部材の製造効率がさらに向上する。
【００１６】
前記板材は、ステンレス鋼から成るものであってもよい。このようにすると、トラス用節点部材の耐熱性を向上させることが可能となる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明に係るトラス用節点部材及びその製造方法によれば、押出加工に適さない素材を使用する場合であっても、効率良く製造することができ、且つ寸法精度が高く、安価に製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
次に、本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら説明する。本実施形態では、本発明を円柱状のトラス用節点部材に適用した場合を例にして説明する。
【００１９】
図１及び図２に示すように、本実施形態に係るトラス用節点部材（以下、「ハブ」という。）１は、トラス構造体を構成するフレーム部材３の端部が挿入される連結溝４を備えている。また、ハブ１は、複数の板材２，２・・・から構成されている。尚、本実施形態では、８枚の板材２でハブ１を構成しているがこれに限定する趣旨ではなく、少なくとも２枚以上の板材２で構成すればよい。
【００２０】
図１に示すように、板材２は、円板形状を呈しており、複数の切り込み部２１が形成されている。また、板材２の中心には、ボルト挿通孔２２が形成されている。板材２は、ステンレス鋼から成り、後記するステンレス鋼製の圧延材（板材）５から打ち抜き加工等の方法によって作成されている。尚、板材２は、例えば、チタン、セラミック等の高強度で且つ耐熱性に優れた素材で形成されても構わない。また、例えば、２０００系合金等の高強度のアルミニウム鋼で形成されても構わないし、その他の高強度の素材で形成されても構わない。さらに、例えば、木材で形成されても構わない。木材で形成すると、従来の金属性のハブでは、成しえなかった質感を出すことができる。また、板材２の平面形状も図示のものに限定されることはなく、多角形その他の形状にしても構わない。
【００２１】
図１及び図２に示すように、切り込み部２１は、板材２の外周から中心部に向かって形成されており、複数の板材２を板厚方向に重ね合わせたときに連結溝４を形成する。図１に示すように、切り込み部２１の内面には、フレーム部材３の接続端部３１の先端部分に形成された凹凸３２と係合する凹凸２３が板厚方向の全長にわたって形成されている。また、複数の切り込み部２１は、ボルト挿通孔２２を中心として放射状に６０度ピッチで６つ形成されている。尚、切り込み部２１の数や配置は、図示のものに限定されることはなくハブ１に接続されるフレーム部材３の本数や方向に合わせて適宜変更して構わない。
【００２２】
図１及び図２に示すように、ボルト挿通孔２２は、ボルト（図示省略）が挿通できるように板材２の板厚方向に貫通して形成されている。
【００２３】
次に、本実施形態に係るハブ１の製造方法について、図１乃至図３を使用して説明する。
【００２４】
図３に示すように、まずステンレス鋼製の圧延材５を用意する。そして、圧延材５を板材２の形状（点線の形状）に打ち抜くことにより、板材２が作成される（図１参照）。以後、同様の方法で複数の板材２を作成する。最後に、これらの板材２をその切り込み部２１が板厚方向に連通するように重ね合わせるとハブ１が完成する（図２参照）。尚、板材２を作成する方法は、これに限定することなく、例えば、レーザー加工や機械加工具等により切り出して作成してもよい。
【００２５】
以上の製造方法により作成されたハブ１は、図２に示すように、複数の板材２がその切り込み部２１が連通するように板厚方向に重なり合って構成されている。そして、各板材２の切り込み部２１が連通して、連結溝４が形成されている。連結溝４は、接続端部３１の先端部分と同一の断面形状を有しており、接続端部３１が嵌合可能である。この連結溝４にフレーム部材３の接続端部３１に形成された凹凸３２（図１参照）を軸線方向から嵌合するとともに、ボルト挿通孔２２にボルト（図示省略）を挿通し、ナットや保持板等と共に（図示省略）締結することにより、板材２同士及びハブ１とフレーム部材３とが一体的に結合し、１つのトラス構造体が構築される。
【００２６】
以上説明した本実施形態に係るハブ１によれば、打ち抜き加工等の方法によって作成された切り込み部２１を有する複数の板材２を、当該切り込み部２１が連通するように重ね合わせるだけでハブ１を製造できるため、ステンレス鋼等の押出加工に適さない素材であっても製造効率が高くなる。また、凝固時の収縮等により精度が低下するという問題が生じないため、ステンレス鋼等の押出加工に適さない素材であっても、寸法精度に優れたハブ１を簡易且つ安価に製造できる。
また、ハブ１がステンレス鋼から成るため、ハブ１の耐熱性を向上させることが可能となる。
【００２７】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更して実施できるのはいうまでもない。本実施形態では、本発明を円柱状のハブに適用したが、例えば、角柱状のハブ等に適用しても構わない。
【００２８】
また、図４に示すように、ハブ１の各板材２，２間に接着剤６を介在しても構わない。尚、図４は、第１の変形例に係るハブ１の一部の構成（２つの板材間の構成）だけを示した図であり、その他の板材間においても同様の構成となる。
【００２９】
第１の変形例に係るハブ１の製造方法について図４を使用して説明する。まず、前記の製造方法により作成した板材２Ａ，２Ｂを用意し、図４（ａ）に示すように、下側に位置する板材２Ｂの上面に接着剤６を塗布する。そして、図４（ｂ）に示すように、上側に位置する板材２Ａの下面と板材２Ｂの上面とを重ね合わせることにより、板材２Ａの下面と板材２Ｂの上面とを接着させる。尚、板材２Ａの下面に接着剤６を塗布して、板材２Ｂの上面と重ね合わせて接着しても構わない。すなわち、接着剤６は、板材２Ａ，２Ｂ間の少なくとも一方の板材２Ａ（若しくは２Ｂ）の一面に塗布すればよい。その他の板材間も同様に接着剤を用いて、各板材間を接着する（図示省略）。以上の製造工程を経て、各板材２間に接着剤６が介在したハブ１が完成する。
【００３０】
以上、説明した第１の変形例に係るハブ１によれば、本実施形態に係るハブ１と同等の効果を得ることができる。
また、各板材２が一体化するため、取扱いが容易となり、ひいてはトラス組立時の作業効率が向上する。
【００３１】
また、板材２の形状を変更しても構わない。例えば、図５に示すように、板材２Ｃ，２Ｄの両面に凹凸を設けても構わない。尚、図５は、第２の変形例に係るハブ１の一部の構成（２つの板材の構成）だけを示した図であり、その他の板材においても同様の構成となる。
【００３２】
第２の変形例に係るハブ１の製造方法について図５を使用して説明する。まず、図５（ａ）及び（ｂ）に示すように、板材２Ｃ，２Ｄの下面（裏面）に凹部２４，２４を設け、その上面（表面）に凸部２５，２５を設ける。凹部２４及び凸部２５は、例えば、プレス加工等によって形成することができる。そして、図５（ｃ）に示すように、板材２Ｃと板材２Ｄとを重ね合わせることにより、板材２Ｃの下面の凹部２４，２４と板材２Ｄの上面の凸部２５，２５とが係合する。尚、板材２Ｃ，２Ｄの上面（表面）に凹部２４，２４を設け、その下面（裏面）に凸部２５，２５を設けても構わない。また、凹部２４及び凸部２５の数は、少なくとも１つ以上設ければよいが、望ましくは２つ以上設けるのがよい。さらに、凹凸を設けるのは、板材２Ｃ，２Ｄの打ち抜き加工の前でもよいし、その後でも構わない。すなわち、圧延材５から板材２Ｃ，２Ｄを打ち抜く前にプレス加工等により凹凸を設けてもよいし、圧延材５から板材２Ｃ，２Ｄを打ち抜いた後にプレス加工等により凹凸を設けてもよい。その他の板材も同様に前記の方法で凹凸を設けて、互いの凹凸を係合する（図示省略）。以上の製造工程を経て、各板材２の凹凸が互いに係合するハブ１が完成する。
【００３３】
以上、説明した第２の変形例に係るハブ１によれば、本実施形態に係るハブ１と同等の効果を得ることができる。
また、各板材２の凹凸が互いに係合するため、板材２同士のずれを防止でき、ひいては、ハブ１の形状精度を向上させることが可能となる。
【００３４】
また、ボルト挿通孔２２の形状を変更しても構わない。図６のように、例えば、連結溝４のピッチが異なる場合（α，δ＝７０度、γ，ε＝６０度、β，ζ＝５０度）には、各板材２の方向が一見して分かりにくいため、板材２同士を重ね合わせる作業が手間取るおそれがある。かかる場合には、図６に示すように、例えば、ボルト挿通孔２２Ａを鍵状等に形成するとよい。このようにすると、各板材２の方向が一見して分かるため、板材２同士を重ね合わせる作業が手間取らなくて済む。
【００３５】
また、板材２の切り込み部２１及びボルト挿通孔２２以外の箇所に、板材２の位置決め用の貫通孔を設けてもよい。図７に示すように、例えば、ボルト挿通孔２２より小径の貫通孔２６を設けてもよい。この場合には、当該貫通孔２６と略同径の芯棒７を用意し、板材２を重ね合わせるときに貫通孔２６に芯棒７を通すと、板材２同士がずれることなく、円滑に重ね合わせることができる。尚、貫通孔２６を２つ設けて、芯棒７を２つ使用するのが望ましい。このようにすると、きっちりと板材２の位置決めを行うことができる。また、貫通孔２６の数、形状、大きさ、位置等は、これに限定されることなく適宜変更しても構わない。また、芯棒７の数、形状、大きさは、貫通孔２６の数、形状、大きさに合わせて適宜変更する。
【００３６】
また、本発明によれば、ハブ１の断面形状を自由に変更することができる。例えば、図８（ｂ）に示すように、ハブ１の板厚方向（上下方向）の上下端側から中央に向かうほど外径が小さくなる断面形状を有するハブ１を作成できる。すなわち、外側（中央から遠い側）に位置する板材２の外径が内側（中央に近い側）に位置する板材２の外径より大きい。この構成を有するハブ１の製造方法について図８を使用して説明する。まず、ステンレス鋼製の圧延材５を用意して、図８（ａ）に示すように、径が異なる４種類の板材２Ｅ（２Ｅ´），２Ｆ（２Ｆ´），２Ｇ（２Ｇ´），２Ｈ（２Ｈ´）をそれぞれ２つずつ打ち抜き加工により作成する。そして、下側から上側に向かうにつれて外径が小さくなるように板材２Ｅ、板材２Ｆ，板材２Ｇ，板材２Ｈの順に重ね合わせていく。次に、下側から上側に向かうにつれて外径が大きくなるように板材２Ｈ´、板材２Ｇ´、板材２Ｆ´、板材２Ｅ´の順に板材２Ｅ〜２Ｈの上に重ね合わせていく。以上の製造過程を経て、図８（ｂ）に示す断面形状を有するハブ１が完成する。
【００３７】
以上説明したハブ１によれば、フレーム部材３（図１参照）に曲げモーメントが作用し、上側の縁部（２Ｅ）又は下側の縁部（２Ｅ´）のどちらかに大きな引張りが作用したとしても、上下端に位置する板材２Ｅ（２Ｅ´）の切り込み部２１に多数の凹凸が形成されているので、引き抜き強度が高まり、より強い引抜き抵抗力が発揮される。また、フレーム部材３の端部がハブ１の周方向に曲がり難くなる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本実施形態に係る節点部材（ハブ）の構成を示す分解斜視図である。
【図２】本実施形態に係る節点部材（ハブ）の構成を示す全体斜視図である。
【図３】本実施形態に係る節点部材（ハブ）の製造工程を示す斜視図である。
【図４】第１の変形例に係る節点部材（ハブ）の一部の構成を示す正面図である。
【図５】（ａ）は、第２の変形例に係る節点部材（ハブ）の一部の構成を示す斜視図であり、（ｂ）は、（ａ）のＸ−Ｘ線断面図であり、（ｃ）は、（ｂ）の２つの板材が係合した状態を表した断面図である。
【図６】ボルト挿通孔の変形例を示す斜視図である。
【図７】貫通孔が設置された節点部材（ハブ）の構成を示す斜視図である。
【図８】（ａ）は、断面形状が異なる節点部材（ハブ）の構成を示す分解斜視図であり、（ｂ）は、（ａ）のＹ−Ｙ線断面図である。
【符号の説明】
【００３９】
１      トラス用節点部材（ハブ）
２      板材
３      フレーム部材
４      連結溝
５      圧延材
６      接着剤
７      芯棒
２１    切り込み部
２２    ボルト挿通孔
２３    凹凸
２４    凹部
２５    凸部
２６    貫通孔
３１    接続端部
３２    凹凸
【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】
2009185443.tif 000007
【図６】
2009185443.tif 000008
【図７】
2009185443.tif 000009
【図８】
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