JP2005016041A - 階段 - Google Patents

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Abstract

【課題】軽構造で、軽快な印象を与えることができる階段であって、強度が高く、かつ、生産・施工効率のよい階段を提供すること。
【解決手段】階段勾配で傾斜する左右一対の桁材たる平面トラス構造体10,10と、この平面トラス構造体10,10上に配設される複数の踏板40とで階段を構成し、平面トラス構造体10,10の側面(トラス面)を逆ハ字状に対向させる。また、左右の平面トラス構造体10,10を連結材で互いに連結するとともに、平面トラス構造体10の上弦材に沿って補強材を配置する。
【選択図】 図1

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、階段に関する。
【0002】
従来、様々な形式の階段が提案されているが、そのほとんどが重苦しく、暗い印象を与え、明るく洗練されたデザインを好む消費者のニーズに応えられるものは非常に少ない。
【0003】
このような背景の中、トラス状に形成した左右一対の側枠間の内方に踏板を設けて外観をすっきりとさせた階段が提案されている(例えば、特許文献1参照)。かかる階段は、トラス状に形成してある左右一対の側枠と、両側枠の下弦材間を連結しているつなぎ材と、側枠の上方に位置するとともに側枠に連結材により連結し、側枠の上弦材に沿って平行に配設してある手摺と、両側枠の内方間に設けてある踏板とから構成され、さらに、階段の横座屈を防止すべく、側枠の上弦材の各端部および手摺の各端部がそれぞれ外方に屈曲した屈曲部になっている。
【0004】
【特許文献1】
実公平4−21389号公報(第1−4頁、第1−4図)
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記の階段は、その側枠が手摺あるいは手摺支柱としての役割を果たすことになるが、その構造上、この側枠を省略することができないため、手摺や手摺支柱を不要とする階段には不向きである。例えば、前記の階段を壁面に沿って構築すると、その側枠が壁面のすぐ脇に重複することになるため、煩雑な印象を与えてしまう。また、前記の階段は、本来自由にデザインすることができる手摺部分が、構造体たる側枠で形成されているが故に、当該手摺部分の形態を自由にデザインすることができないといった問題もある。
【0006】
また、前記の階段では、上弦材および手摺に屈曲部を設けて強度向上を図っているが、左右の側枠の上弦材に沿って手摺を配置する構成であり、上弦材同士を連結することが不可能であるため、階段全体の強度向上には限界がある。また、屈曲部を形成するためには、曲げ加工を要するため当然に加工に手間を要する。
【0007】
さらに、階段の段数および階段勾配などの設置条件に合わせてその都度加工しなければならないため効率よく生産することが難しい。
【0008】
そこで、本発明は、軽構造で、軽快な印象を与えることができる階段を提供することを課題とし、さらに、強度が高く、かつ、生産・施工効率のよい階段を提供することを課題とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
このような課題を解決するために、請求項1の発明は、階段勾配で傾斜する左右一対の桁材と、当該両桁材上に配設される複数の踏板とを備える階段であって、前記両桁材の側面が逆ハ字状に対向していることを特徴とする。
【0010】
かかる階段は、踏板を支持する左右一対の桁材を逆ハ字状に対向させたものであり、両桁材の下辺同士の間隔が上辺同士の間隔よりも小さい。このように左右の桁材を逆ハ字状に対向させると、その外観がすっきりとしたものになり、看者に軽快な印象を与えることができる。また、左右の桁材の側面を鉛直にした場合と比べて、階段下の空間も広くなる。
【0011】
請求項2の発明は、請求項1に記載の階段であって、前記両桁材の上下部は、複数のフレーム状の連結材によりそれぞれ連結されていることを特徴とする。
【0012】
かかる階段によると、左右の桁材が連結材によって連結されて一体になると共に断面台形を形成するので、ねじり剛性および左右方向の曲げ剛性が向上し、階段昇降時に生じるねじれや横揺れを小さくすることができる。
【0013】
請求項3の発明は、請求項2に記載の階段であって、前記連結材の全部または一部が、前記両桁材に斜交していることを特徴とする。
【0014】
かかる階段によると、桁材間にトラスが形成されることになるので、ねじり剛性および左右方向の曲げ剛性がより一層向上し、階段昇降時に生じるねじれや横揺れを格段に小さくすることができる。
【0015】
請求項4の発明は、請求項1乃至請求項3のいずれか一項に記載の階段であって、前記各踏板は、前記両桁材に架設された受け材に支持されていることを特徴とする。
【0016】
かかる階段によると、左右の桁材が踏板を支持する受け材によって互いに連結されて一体になるので、その左右方向の変位・変形がより一層小さくなる。すなわち、階段全体の左右方向の曲げ剛性が向上するので、階段昇降時の横揺れを大幅に抑制することができる。また、踏板の中央部が受け材によって支持されることになるので、踏板の撓みも小さくなる。この場合、両桁材は、受け材により連結されることになる。これにより受け材が上部の連結材の機能を兼ねることも可能になる。
【0017】
請求項5の発明は、請求項1乃至請求項4のいずれか一項に記載の階段であって、前記各桁材が、平面トラス構造体で形成されていることを特徴とする。
【0018】
かかる階段は、桁材が平面トラス構造体であるが故に、軽やかで開放感があり、居室内に階段を構築しても圧迫感が無い。また、平面トラス構造体は、溝形鋼やI形鋼のような重厚な部材を用いる従来の階段に比べて軽構造なので、施工時の取り扱いが容易になる。
【0019】
請求項6の発明は、請求項5に記載の階段であって、前記平面トラス構造体は、上弦材、下弦材およびこれらを互いに連結する複数のラチス材からなり、前記上弦材および下弦材は、長手方向に連設された複数のフレーム材と、隣り合う前記フレーム材の端部同士を連結する節点部材とから構成されており、前記ラチス材は、その一端が前記上弦材を構成する節点部材に接続され、他端が前記下弦材を構成する節点部材に接続されていることを特徴とする。
【0020】
かかる階段によると、連結するフレーム材の本数を増減させるだけで、上弦材および下弦材の長さを調節することが可能となる。
【0021】
請求項7の発明は、請求項6に記載の階段であって、前記節点部材の側面には、複数の連結溝が形成されており、前記フレーム材およびラチス材の両端には、前記連結溝に嵌合可能な接続端部が形成されていることを特徴とする。
【0022】
かかる階段によると、フレーム材の接続端部、あるいは、ラチス材の接続端部を節点部材の側面に形成された連結溝に嵌合するだけで平面トラス構造体を組み立てることができるので、施工性、生産性が向上する。
【0023】
請求項8の発明は、請求項7に記載の階段であって、前記平面トラス構造体を階段勾配で傾斜する平面に投影したときに、前記フレーム材と前記ラチス材とのなす角が45度であり、かつ、前記節点部材に形成された複数の連結溝のうち、前記フレーム材の接続端部が嵌合される連結溝と前記ラチス材の接続端部が嵌合される連結溝とのなす角が45度であることを特徴とする。
【0024】
かかる階段によると、上弦材を構成する節点部材の連結溝と下弦材を構成する節点部材の連結溝とを結ぶ直線上にラチス材の軸線が位置することになるので、接続端部の向きを調節する必要がなく、その製作が容易になる。すなわち、ラチス材の接続端部を当該ラチス材の軸線上に形成しておけば、上弦材を構成する節点部材の連結溝と下弦材を構成する節点部材の連結溝とに接続することができる。また、このような規則にしたがって組み立てられた平面トラス構造体は、視覚的にバランスがよく、かつ、力学的なバランスもよい。
【0025】
請求項9の発明は、請求項6乃至請求項8のいずれか一項に記載の階段であって、前記平面トラス構造体の上弦材または下弦材に沿って、左右方向の平板部分を有する補強材が配置されており、当該補強材が連続する三つ以上の前記節点部材に固定されていることを特徴とする。
【0026】
かかる階段によると、上弦材または下弦材を構成する複数の節点部材が補強材で一体化されるので、その左右方向の曲げ剛性が向上する。これにより、階段昇降時にその左右方向に発生する水平力による当該階段の揺れが格段に減少する。さらに、連結材や受け材などの軽構造化、あるいは、その本数の削減を図ることができるので、階段全体がすっきりとした外観になる。
【0027】
請求項10の発明は、請求項9に記載の階段であって、前記補強材は、前記上弦材または下弦材の全長に亘って配置されており、前記両トラス構造体が、少なくともその上下の端部において前記上弦材または下弦材に斜交する連結材で互いに連結されていることを特徴とする。
【0028】
かかる階段によると、少なくとも平面トラス構造体の端部においてその左右方向の曲げ剛性が向上するので、階段昇降時に立体トラス構造体に発生するねじれや横揺れを大幅に抑制することができる。
【0029】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、添付した図面を参照しつつ詳細に説明する。
【0030】
<第一の実施形態>
(全体構成)
本発明の第一の実施形態に係る階段は、図1に示すように、階段勾配で傾斜する左右一対の桁材たる平面トラス構造体(以下、「トラス構造体」という)10,10と、このトラス構造体10,10上に所定の間隔をあけて配設された複数の受け材30と、各受け材30に支持された踏板40とを備えて構成されている。また、本実施形態に係るトラス構造体10は、その上端に取り付けられた上支承体50を介して階上の階段取付部F2に固定されており、下端に取り付けられた下支承体60,60を介して階下の階段取付部F1に固定されている。
【0031】
(トラス構造体)
トラス構造体10は、図2に示すように、いわゆるワーレントラスであり、上弦材10A、下弦材10Bおよびこれらを互いに連結する複数のラチス材3と、上弦材10Aに沿って配置された補強材4とを備えて構成されている。
【0032】
また、図3および図4に示すように、トラス構造体10は、その側面(トラス面)が鉛直面に対して所定の角度で傾斜しており、上弦材10Aが下弦材10Bよりも外側に位置している。言い換えると、左右のトラス構造体10,10は、その側面が逆ハ字状に対向しており、その下辺(下弦材10B)同士の間隔が、上辺(上弦材10A)同士の間隔よりも小さくなっている。
【0033】
また、図3および図4に示すように、左右のトラス構造体10,10は、複数のフレーム状の連結材20により連結されて一体にされている。なお、以下では、複数の連結材20のうち、上弦材10A,10A(すなわち、両桁材の上部同士)を連結するものを「上弦連結材21」といい、下弦材10B,10B(すなわち、両桁材の下部同士)を連結するものを「下弦連結材22」ということがある。
【0034】
上弦材10Aは、図5に示すように、長手方向に連設された複数のフレーム材1と、長手方向に隣り合うフレーム材1,1の端部同士を連結する節点部材2A(以下、「ハブ2A」という)とから構成されている。すなわち、上弦材10Aは、ハブ2Aにより連結された複数のフレーム材1により構成されている。
【0035】
同様に、下弦材10Bは、長手方向に連設された複数のフレーム材1と、長手方向に隣り合うフレーム材1,1の端部同士を連結する節点部材2B(以下、「ハブ2B」という)とから構成されている。
【0036】
フレーム材1は、断面円形のアルミニウム合金製の中空押出形材を加工したものであり、図6(a)(b)(c)に示すように、その両端に偏平状の接続端部1aを有している。なお、図6(b)は(a)のX3矢視図(側面図)であり、図6(c)は(a)のX4矢視図(上面図)である。
【0037】
フレーム材1の接続端部1aは、中空押出形材の両端をプレス加工などにより押し潰すことにより形成される。また、図6(b)に示すように、接続端部1aの先端には、フレーム材1の軸線に直交する方向に凹凸1bが形成されており、後記するハブ2の連結溝2a(図7参照)に嵌合可能である。なお、接続端部1aは、ハブ2A,2Bの軸線方向に長い偏平状に形成されていることから(図7参照)、ハブ2A,2Bの軸線方向の外力に対しては、強度的に強いジョイント構造が形成される。
【0038】
また、図6(c)に示すように、接続端部1aの先端部分は、フレーム材1の軸線上に位置している。このようにすると、フレーム材1をハブ2に接続したときに、長手方向に隣り合うハブ2,2の中心を結ぶ直線とフレーム材1の軸線とが一致することになる。
【0039】
ハブ2A,2Bは、図5に示すように、どちらも円柱形状を呈しており、その外周面には複数の連結溝2a(図7参照)がその軸線方向に沿って形成されている。また、ハブ2A,2Bの中心には、ボルト挿通孔2b(図7参照)が形成されている。ハブ2A,2Bは、アルミニウム合金製の押出形材からなり、連結溝2aおよびボルト挿通孔2bは、アルミニウム合金を押出成形する際に形成される。なお、ハブ2A,2Bは、鋳造により製作してもよい。また、ハブ2A,2Bの形状も図示のものに限定されることはなく、角柱形状その他の形状にしても差し支えない。
【0040】
なお、本実施形態では、下弦材10Bを構成するハブ2Bについては、8つの連結溝2aが45度ピッチで放射状に形成されているが(図8参照)、上弦材10Aを構成するハブ2Aについては、フレーム材1、ラチス材3および上弦連結材21が接続される方向にのみ連結溝が形成されている(図10参照)。このようにすると、不必要な連結溝が露出することがないので、後記する溝埋部材2e(図7参照)が不要になり、すっきりとした外観になる。
【0041】
なお、本実施形態では、上弦材10Aを構成するハブ2Aと下弦材10Bを構成するハブ2Bとを区別しない場合には、「ハブ2」と称することとする。また、図7および図8は、ハブ2Bを示す図であるが、「ハブ2(2A)」を説明する場合にも適宜参照することとする。
【0042】
ハブ2の連結溝2aは、図8に示すように、フレーム材1の接続端部1aの先端部分と同一の断面形状を有しており、接続端部1aが嵌合可能である。また、連結溝2aの内壁面には、接続端部1aの凹凸1bと係合する凹凸が形成されている。複数の連結溝2aは、ボルト挿通孔2bを中心として放射状に形成されており、フレーム材1の接続端部1aが嵌合される連結溝2aとラチス材3の接続端部3aが嵌合される連結溝2aとのなす角(中心角)は、45度である。
【0043】
また、図7に示すように、複数の連結溝2aのうち、フレーム材1、ラチス材3または下弦連結材22のいずれも接続されないものには、連結溝2aと同一の寸法・形状を有する溝埋部材2eを挿入する。また、本実施形態では、ハブ2の連結溝2aの長さをラチス材3の接続端部3aの長さ(幅)に合わせてあるので、フレーム材1をハブ2の下端まで挿入すると、その上方には隙間が生じる。この場合には、フレーム材1の接続端部1aの上方に溝埋部材2fを挿入して、フレーム材1の接続位置がずれないようにする。
【0044】
フレーム材1をハブ2に接続する場合には、図7に示すように、フレーム材1の接続端部1aに形成された凹凸1bをハブ2の上面側(あるいは下面側)から連結溝2aに嵌合すればよい。このとき、溶接や特別な工具を必要としないので、施工性がよい。なお、連結溝2aと接続端部1aとの間に生じる微細な隙間を埋めるべく、連結溝2aに接着剤などを流し込んでもよい。
【0045】
フレーム材1の接続端部1aをハブ2の連結溝2aに嵌合させると、図8に示すように、連結溝2aと接続端部1aの各々に形成した凹凸が互いに係合するので、フレーム材1がその軸線方向へ抜け出すことはない。
【0046】
また、図7に示すように、下弦材10Bを構成するハブ2Bの上下面には、フレーム材1およびラチス材3の抜け出しを防止するためのワッシャ2dが取り付けられる。ワッシャ2dは、ハブ2Bのボルト挿通孔2bに挿通されるネジ棒B1とナットN1により固定される。さらに、ハブ2Bの上下面には、ネジ棒B1およびナットN1を覆い隠すためのキャップ2cが取り付けられる。
【0047】
一方、上弦材10Aを構成するハブ2Aには、図11に示すように、上面に補強材4が取り付けられるので、下面にのみワッシャ2dを取り付ける。
【0048】
なお、図2および図3に示すように、ハブ2は、その上下面が階段勾配で傾斜するように配置されている。すなわち、ハブ2の軸線は、階段勾配で傾斜する平面(左右の上弦材10A,10Aがなす平面)に直交する。
【0049】
ラチス材3は、アルミニウム合金製の中空押出形材を加工したものであり、図9(a)(b)(c)に示すように、その両端に偏平状の接続端部3aを有している。なお、図9(b)はラチス材の側面図であり、図9(c)は上面図である。
【0050】
ラチス材3の接続端部3aには、その先端に凹凸3bが形成されているが、図9(b)に示すように、その方向は、ラチス材3の軸線に対して角度α(以下、コイン角αとする)をなす方向である。これにより、ラチス材3は、その軸線がハブ2の軸線に対してコイン角αだけ傾斜した状態でハブ2A,2Bに接続される。なお、図8に示すように、接続端部3aの断面形状は、フレーム材1の接続端部1aの断面形状と同一であり、ハブ2の連結溝2aに嵌合可能である。
【0051】
また、図9(c)に示すように、ラチス材3の接続端部3aの先端部分は、ラチス材3の軸線上に位置している。このようにすると、ラチス材3をハブ2A,2Bに接続したときに、ハブ2Aの中心とハブ2Bの中心とを結ぶ直線がラチス材3の軸線と一致することになる。
【0052】
また、図10に示すように、ラチス材3は、その一端が上弦材10Aを構成するハブ2Aに接続され、他端がハブ2Bに接続される。このとき、ラチス材3の接続端部3aの凹凸3bは、フレーム材1の接続端部1aが嵌合される連結溝2aの隣りに位置する連結溝2aに嵌合される(図8参照)。なお、図10は、トラス構造体10を階段勾配で傾斜する平面に投影した図である(図2のX2−X2矢視図)。
【0053】
このようにすると、トラス構造体10を階段勾配で傾斜する平面に投影したときに、フレーム材1とラチス材3とのなす角が45度になる。また、このような規則にしたがって組み立てられた平面トラス構造体は、視覚的にバランスがよく、かつ、力学的なバランスもよい。
【0054】
補強材4は、フレーム材1とハブ2Aとの接合部の弱軸方向(左右方向)の強度を補強するものであり、図3に示すように、上弦材10Aの全長と同じ長さを有するアルミニウム合金製の押出形材からなり、上弦材10Aを構成している総てのハブ2Aに対して固定されている。また、図4に示すように、本実施形態に係る補強材4は、ハブ2Aの上面に当接する平板部4aと、平板部4aの側縁から垂下する側板部4bとを備えて構成されており、断面L字形状を呈している。すなわち、補強材4は、左右方向の平板部分(平板部4a)を有している。なお、補強材4の平板部4aには、ハブ2Aの設置間隔に合わせて複数のボルト挿通孔が穿設されており、ネジ棒B1(図11参照)が挿通される。
【0055】
このような形状の補強材4は、その上下方向(板厚方向)の剛性は必ずしも高くないが、左右方向(幅方向)の剛性が大きいので、上弦材10Aの弱軸方向(左右方向)の剛性を十分に向上させることができる。なお、側板部4bにより、フレーム材1と平板部4aとの間に生じる隙間が覆い隠される。
【0056】
補強材4をハブ2Aの上面に固定するには、図4に示すように、ハブ2Aの上面に補強材4を載置し、さらに、図11に示すように、補強材4の上面に受け材30を載置したうえで、ネジ棒B1をハブ2Aの下面から補強材4を貫通して受け材30の内部にまで挿通し、ネジ棒B1の両端をナットN1,N1で締結すればよい。このようにすると、補強材4は、ハブ2Aの上面と受け材30の取付面30bとに挟持された状態で固定されることになる。
【0057】
このようにして上弦材10Aを構成する複数のハブ2Aを補強材4で一体化すると、その左右方向の曲げ剛性が向上するので、階段昇降時の横揺れが格段に小さくなる。
【0058】
なお、本実施形態では、総てのハブ2Aを補強材4で一体にしたが、少なくとも連続する三つのハブ2Aを補強材4で一体にすれば、少なくともその中間のハブ2Aについては、その軸線周りに回転する方向に対して補強されるので、上弦材10Aの左右方向の曲げ剛性が向上し、左右方向の変形が抑制されることになる。
【0059】
また、補強材4は、上弦材10Aの全長にわたって配設することが好ましいが、複数の短尺材を連設して補強材4を構成してもよい。この場合、各短尺材を連続する三つ以上のハブ2に固定するとともに、長手方向に隣り合う短尺材の端部同士をハブ2上で重複させることが好ましく、さらには連続する二つのハブ2上で重複させることがより好ましい。例えば、上弦材10Aが13個のハブ2Aと12本のフレーム材1で構成されている場合(図2参照)であって、補強材4を二本の短尺材で構成するときは、一方の短尺材を連続する7個のハブ2Aに固定可能な長さに形成し、下から7個のハブ2Aに固定するとともに、他方の短尺材を連続する8個のハブ2Aに固定可能な長さに形成し、上から8個のハブ2Aに固定すると、短尺材の端部同士が連続する二つのハブ2A上で重複することになる。このようにすると、複数の短尺材で補強材4を構成しても、一本の長尺材で補強材4を構成したのと同等の補強効果を得ることができる。
【0060】
なお、補強材4の形状は、図4に示すものに限定されることはない。例えば、図示は省略するが、下面が開口する断面溝形の形材で補強材4を構成してもよい。
【0061】
また、本実施形態に係る補強材4は、上弦材10Aの左右方向の剛性を向上させることを主目的としたものであるが、例えば、図示は省略するが、中空部を備える形材や肉厚の厚い形材を補強材4とすれば、上弦材10Aの上下方向の剛性を向上させることもできる。
【0062】
なお、図示は省略するが、下弦材10Bに沿って前記した補強材4と同様の補強材を配置し、当該補強材を連続する三つ以上のハブ2Bに固定してもよい。このようにすると、下弦材10Bの弱軸方向(左右方向)の曲げ剛性を向上させることができる。
【0063】
また、本実施形態のごとく上弦材10Aの全長におよぶ長さを有する補強材4を用いれば、トラス構造体10がその全長にわたって補強されるので、例えば、連結材20および受け材30を軽構造にすることが可能であり、さらには、上弦連結材21を省略することも可能である。なお、上弦連結材21を省略した場合には、左右のトラス構造体10は、受け材30によって互いに連結されることになる。
【0064】
(連結材)
連結材20(上弦連結材21および下弦連結材22)は、図3に示すように、左右のトラス構造体10,10を連結してこれらを一体にするためのものであり、その一端が一方のトラス構造体10のハブ2に接続され、他端が他方のトラス構造体10のハブ2に接続されている。なお、連結材20が接続される左右のハブ2,2は、同じ高さに位置している。
【0065】
連結材20は、図6(a)(b)(c)に示すフレーム材1と同様に、アルミニウム合金製の中空押出形材を加工したものであり、その両端に偏平状の接続端部を有している。また、この接続端部の先端には、フレーム材1の接続端部1aと同一断面形状の凹凸が形成されており、ハブ2の連結溝2aに嵌合可能である。
【0066】
このように、左右のトラス構造体10,10のハブ2,2を連結材20で連結すると、左右のトラス構造体10,10と上弦連結材21および下弦連結材22とで階段の傾斜方向にみて台形状の構造体が形成される為ねじり方向の強度、左右方向の強度、曲げ方向の強度が向上する。
【0067】
なお、図3に示すように、左右のトラス構造体10,10が逆ハ字状に対向することから、上弦連結材21の方が、下弦連結材22よりも長さ寸法が大きくなる。また、上弦連結材21は、上弦材10Aに直交しており、下弦連結材22は、下弦材10Bに直交している。
【0068】
(受け材)
受け材30は、アルミニウム合金製の中空押出形材からなり、図11に示すように、階段勾配で傾斜して補強材4の上面に当接する取付面30bと、踏板40が載置される踏板支持面30aとを有し、ハブ2Aの下側から挿入したネジ棒B1をナットN1で締結することにより補強材4の上面に固定される。また、取付面30bが踏板支持面30aに対して階段勾配で傾斜している。つまり、受け材30を補強材4の上面に取り付けると、その踏板支持面30aが水平になる。
【0069】
受け材30の内側には、受け材30を固定するためのナットN1を収容するナットポケット30c、踏板40を固定するためのナットN2を収容するナットポケット30d、図示しない手摺支柱を固定するためのナットを収容するナットポケット30eおよび受け材30の端面の開口部を塞ぐ蓋材31(図14参照)を取り付けるためのビスが螺入されるビスホール30fが押出方向に連続して形成されている。また、踏板支持面30aの中央に形成された凹部30gは、図示しない手摺支柱を固定するために利用される。
【0070】
また、本実施形態では、図4に示すように、左右のトラス構造体10,10が受け材30によっても互いに連結されることになる。なお、受け材30を構造材とみなす場合には、上弦連結材21を省略あるいは軽構造化することができる。
【0071】
さらに、受け材30により踏板40の中央部分が幅広く支持されるので、踏板40に生じる撓みが小さくなる。
【0072】
(踏板)
踏板40は、木製や金属製などの板材からなり、図11に示すように、受け材30の踏板支持面30a上に支持固定される。踏板40には、受け材30のナットポケット30d,30dに対応する位置にボルト挿通孔が形成されており、踏板40の上側から挿入したボルトB2をナットポケット30dに装填したナットN2で締結することにより固定される。
【0073】
なお、踏板40の側端を壁面W(図1参照)に固定すれば、踏板40の安定性がより一層向上する。
【0074】
(上支承体、下支承体)
上支承体50は、図12(a)に示すように、上階側の階段取付部F2に固定されるベース部材50Aと、トラス構造体10の上端に位置するハブ2Aに固定されるジョイント部材50Bとを備えて構成されている。また、ジョイント部材50Bは、水平軸50Cを介してベース部材50Aと連結されており、この水平軸50Cを中心に回動可能である。なお、本実施形態に係る水平軸50Cは、ボルトB3とナットN3とで構成されている。
【0075】
ベース部材50Aは、アルミニウム合金製の押出形材を加工して形成され、図12(a)に示すように、階段取付部F2に当接する板材からなる固定部51と、この固定部51の中央に垂設された一対の板材からなる支持部52とを備えている。また、固定部51には、合計四つの取付孔51aが穿設されており、支持部52には、その略中央に挿通孔52aが穿設されている。なお、ベース部材50Aは、鋳造により製作してもよい。
【0076】
ジョイント部材50Bは、アルミニウム合金製の板材からなり、ベース部材50Aの支持部52に連結される揺動部55と、ハブ2の連結溝2aに嵌合される偏平状の接続端部55aとを有する。揺動部55は、ベース部材50Aの支持部52を構成する一対の板材間に挿入可能な厚さに形成されており、その略中央部分には、水平軸50Cを構成するボルトB3の軸部が挿通される挿通孔55bが穿設されている。また、接続端部55aは、ハブ2の連結溝2a(図8参照)の内壁に形成された凹凸に係合する凹凸が形成されている。すなわち、接続端部55aは、連結溝2aと等しい断面形状に形成されている。
【0077】
ベース部材50Aとジョイント部材50Bとを連結するには、ベース部材50Aの支持部52にジョイント部材50Bの揺動部55を挿入し、ベース部材50Aの支持部52に形成された挿通孔52aとジョイント部材50Bの揺動部55に形成された挿通孔55bの位置を合わせたうえで、支持部52の挿通孔52aおよび揺動部55の挿通孔55bにボルトB3を挿通し、このボルトB3をナットN3で締結すればよい。ジョイント部材50Bは水平軸50Cを中心に回動自在である。
【0078】
下支承体60は、図13(a)に示すように、下階側の階段取付部F1に固定されるベース部材60Aと、トラス構造体10の下端に位置するハブ2(ハブ2A,2B)に固定されるジョイント部材60Bとを備えて構成されている。また、ジョイント部材60Bは、水平軸60Cを介してベース部材60Aに連結され、この水平軸60Cを中心に回動可能である。なお、本実施形態に係る水平軸60Cは、ボルトB4およびナットN4で構成されている。
【0079】
ベース部材60Aは、アルミニウム合金製の押出形材を加工して形成され、図13(a)に示すように、階段取付部F1に当接する板材からなる固定部61と、この固定部61の中央に垂設された一対の板材からなる支持部62とを備えている。また、固定部61には、支持部62を挟んで一対の取付孔61a,61aが穿設されており、支持部62には、その略中央に挿通孔62aが穿設されている。なお、ベース部材60Aは、鋳造により製作してもよい。
【0080】
ジョイント部材60Bは、アルミニウム合金製の押出形材からなり、図13(a)に示すように、ハブ2の下面に当接する当接部65と、この当接部65の端縁に垂設された一対の板材からなる揺動部66とを有する。揺動部66は、ベース部材60Aの支持部62に外挿可能であり、その先端部分には、水平軸60Cを構成するボルトB4の軸部が挿通される挿通孔66aが穿設されている。
【0081】
ベース部材60Aとジョイント部材60Bとを連結するには、図13(a)に示すように、ベース部材60Aの支持部62を構成する一対の板材間にスペーサ67を挿入したうえで、ベース部材60Aの支持部62にジョイント部材60Bの揺動部66を外挿し、ベース部材60Aの支持部62に形成された挿通孔62aとジョイント部材60Bの揺動部66に形成された挿通孔66aの位置を合わせた後に、支持部62の挿通孔62aおよび揺動部66の挿通孔66aにボルトB4を挿通し、このボルトB4をナットN4で締結すればよい。
【0082】
(階段の構築手順)
次に、第一の実施形態に係る階段の構築手順を説明する。
【0083】
図5に示すように、まず、複数のフレーム材1およびラチス材3をハブ2A,2Bで連結して左右一対のトラス構造体10,10を形成し、これらを逆ハ字状に対向させたうえで、左右の上弦材10A,10A同士を上弦連結材21で連結し、左右の下弦材10B,10B同士を下弦連結材22で互いに連結する。
【0084】
続いて、図7に示すように、ハブ2Bの連結溝2aに必要に応じて溝埋部材2e,2fを挿入するとともに、ハブ2Bのボルト挿通孔2bにネジ棒B1を挿通し、ハブ2Bの上下面に抜止め用のワッシャ2dを配置したうえで、ネジ棒B1の両端をナットN1,N1で締結する。これにより、フレーム材1等のハブ2Bの軸線方向(図7の上下方向)への抜け出しが阻止されることになる。また、ハブ2の上面および下面に化粧用のキャップ2cを取り付け、ネジ棒B1およびナットN1を覆い隠す。
【0085】
なお、図13(a)(b)に示すように、下弦材10Bの下端に位置するハブ2Bには、その下面に下支承体60のジョイント部材60Bを取り付ける。
【0086】
次に、図3に示すように、上弦材10Aに沿って補強材4を配置するとともに、ハブ2Aの位置において補強材4の上面に受け材30(図11参照)を載置する。なお、図12(a)に示すように、上弦材10Aの上端に位置するハブ2Aには、その連結溝2aに上支承体50のジョイント部材50Bの接続端部55aを嵌合させておく。
【0087】
そして、図11に示すように、ハブ2Aの下面にワッシャ2dを配置したうえで、ハブ2Aのボルト挿通孔2bにその下面側からネジ棒B1を挿通し、ネジ棒B1の両端をナットN1,N1で締結する。これにより、補強材4および受け材30がハブ2Aに固定され、フレーム材1等のハブ2Bの軸線方向(図7の上下方向)への抜け出しが阻止される。また、ハブ2の上面および下面に化粧用のキャップ2cを取り付け、ネジ棒B1およびナットN1を覆い隠す。
【0088】
なお、上弦材10Aの下端に位置するハブ2Aには、その下面にジョイント部材60B(図13(a)(b)参照)を取り付ける。
【0089】
次に、図14に示すように、階段取付部F1,F2の所定の位置に上支承体50のベース部材50Aおよび下支承体60のベース部材60Aを固定したうえで、上弦連結材21および下弦連結材22で一体にされた左右のトラス構造体10,10を階段取付部F1,F2間に架設する。このとき、上支承体50のベース部材50Aとジョイント部材50Bとを先に連結し、水平軸50C(図12(a)(b)参照)を中心として、一体にされたトラス構造体10,10を上下に旋回させつつ下支承体60のベース部材60Aとジョイント部材60Bとの位置決めを行うと架設作業が容易になる。
【0090】
最後に、図14に示すように、受け材30の踏板支持面30aの上面に踏板40を固定し、さらに、必要に応じて手摺70(図1および図2参照)を取り付けて階段の構築が完了する。
【0091】
なお、左右のトラス構造体10,10を別々に形成した後に、これらを互いに連結した組立手順を例示したが、このような組立手順に限定されることはなく、適宜変更しても差し支えない。図10を参照して例示すると、例えば、二条の下弦材10Bを複数本の下弦連結材22で互いに連結して梯子状のユニットを形成し、一のハブ2Bに二本のラチス材3,3を接続し、その後、隣接するラチス材3,3の上端同士をハブ2Aで連結するとともに、軸方向に隣接するハブ2A,2Aにフレーム材1を接続し、軸直角方向に隣接するハブ2A,2Aを上弦連結材21で連結すると、左右のトラス構造体10,10が同時に組み立てられることになる。
【0092】
以上、本実施形態に係る階段によると、左右のトラス構造体10,10の側面(トラス面)を逆ハ字状に対向させたので、その外観がすっきりとしたものになり、看者に軽快な印象を与えることができる。さらに、トラスであるが故に、軽やかで開放感があり、かつ、必要以上に光を妨げることもないので、圧迫感のない明るく清潔な居室内空間を創出することができる。また、左右のトラス構造体の側面を鉛直にした場合と比べて、階段下の空間も広くなる。
【0093】
しかも、トラス構造体10を強度の割に軽量なアルミニウム合金製としたので、溝形鋼やI形鋼のような重厚な部材を用いる従来の階段に比べて軽構造である。このため、既往の木造住宅の床面構造にそのまま適用することができる。また、軽量であるが故に施工時の取り扱いが容易になるという利点もある。
【0094】
また、トラス構造体10,10上に複数の踏板40が配設される構成であるため(図1および図2参照)、トラス構造体10が踏板40の上方に位置することがない。すなわち、手摺部分のデザインがトラス構造体10の存在によって制限されることがない。
【0095】
さらに、異なる長さのトラス構造体10を製造するには、フレーム材1やラチス材3の本数を増減させるだけでよい。すなわち、階段の長さが異なる場合であっても、トラス構造体10を構成する各部材を共通して使用することができるので、大量生産に適している。
【0096】
加えて、トラス構造体10を組み立てる場合は、所定の寸法・形状に形成された各部材を適宜嵌合あるいはボルト接合するだけでよく、特別な工具や溶接も必要としないので、生産効率も高い。
【0097】
また、左右のトラス構造体10,10、上弦連結材21、下弦連結材22および受け材30を工場等で予め一体にしておくことで、現場での作業時間を短縮することができる。また、これらを一体化しても従来の溝形鋼やI形鋼などを側桁とする階段と比較して、非常に軽量なので、設置作業は容易である。なお、必要に応じて、踏板40や手摺70を予め一体化しておいてもよい。
【0098】
また、トラス構造体10は、その上弦材10Aを構成する複数のハブ2Aが補強材4で一体にされているので、その左右方向(弱軸方向)の曲げ剛性が非常に高く、階段昇降時の横揺れが格段に小さい。
【0099】
また、左右のトラス構造体10,10が連結材20(上弦連結材21および下弦連結材22)により断面台形の構造として一体化されているので(図3および図4参照)、各トラス構造体10の左右方向の曲げ剛性やねじり剛性が向上し、その結果、階段昇降時に階段に発生するねじれや横揺れが大幅に抑制されることになる。
【0100】
(第二の実施形態)
第二の実施形態に係る階段は、図15に示すように、左右のトラス構造体10,10を連結する複数の連結材20の一部を上弦材10Aに斜交させたものである。なお、以下では、複数の連結材20のうち、上弦材10Aに斜交するものを「上弦連結斜材23」という。また、第一の実施形態に係る階段の構成要素と同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【0101】
本実施形態では、上弦連結斜材23は、左右のトラス構造体10,10の上端部および下端部にのみ配置されており、その一端が一方のトラス構造体10のハブ2Aに接続され、他端が他方のトラス構造体10の一段上(異なる高さの)のハブ2Aに接続されている。すなわち、上弦連結斜材23は、左右の上弦材10A,10A(フレーム材1,1)と上弦連結材21,21とにより形成される四角形状の枠体の対角線上に配置されており、上弦材10A,10Aおよび上弦連結材21,21とともに両トラス構造体10,10間にトラスを形成している。
【0102】
上弦連結斜材23は、アルミニウム合金製の中空押出形材を加工したものであり、その両端に偏平状の接続端部を有している。また、接続端部の先端には、フレーム材1の接続端部1aと同一断面形状の凹凸が形成されており、ハブ2Aの連結溝2a(図8参照)に嵌合可能である。
【0103】
なお、ハブ2Aの連結溝2aが45度ピッチで形成されているのに対し、上弦連結斜材23と上弦材10Aとのなす角が45度ではないので、接続端部の先端を軸線に対してβ度だけ折り曲げてある(図17参照)。
【0104】
なお、上弦連結斜材23とラチス材3とは、同一の連結溝2aに接続されるため、上弦連結斜材23が接続されるハブ2A’は、その他のハブ2Aに比べて長尺である。
【0105】
このように、上弦材10Aに斜交する上弦連結斜材23を配置すると、トラス構造体10の上端部および下端部において、その左右方向の曲げ剛性が向上するので、階段昇降時に立体トラス構造体に発生する横揺れを大幅に抑制することができる。
【0106】
なお、図示は省略するが、下弦材10Bに斜交する連結材で左右の下弦材10B,10Bを互いに連結してもよい。
【0107】
<第三の実施形態>
第三の実施形態に係る階段は、図16および図17に示すように、左右のトラス構造体10,10の上弦材10A,10A間に複数の上弦連結斜材23を連続して配置したものである。なお、第一および第二の実施形態に係る階段の構成要素と同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【0108】
本実施形態では、上弦連結斜材23は、左右のトラス構造体10,10の全面にわたって配置されている。すなわち、左右の上弦材10A,10A(フレーム材1,1)と上弦連結材21,21とにより形成される複数の枠体の総てに上弦連結斜材23が配置されている。
【0109】
このように、上弦材10A,10Aを上弦連結斜材23で連結すると、上弦材10Aの全長にわたってトラスが形成されることになるので、ねじり剛性および左右方向の曲げ剛性がより一層向上し、階段昇降時に生じるねじれや横揺れを格段に小さくすることができる。
【0110】
なお、図示は省略するが、下弦材10Bに斜交する連結材で左右の下弦材10B,10Bを互いに連結してもよい。
【0111】
また、図示は省略するが、上弦材10Aに直交する上弦連結材21を省き、上弦材10Aに斜交する上弦連結斜材23のみで左右の上弦材10A,10Aを連結してもよい。
【0112】
なお、前記した各実施形態では、トラス構造体10,10を逆ハ字状に対向させたが、これに限定されることはなく、例えば、板材からなる桁材を逆ハ字状に対向させてもよい。また、板材を台形に組み合わせたもの等、逆台形断面を有する他の構成の構造を利用することもできる。この場合、左右の側板が逆ハ字状に対向する桁材に相当することになる。
【0113】
【発明の効果】
本発明の階段によると、左右の桁材を逆ハ字状に対向させたので、その外観がすっきりとしたものになり、看者に軽快な印象を与えることができる。また、桁材を平面トラス構造体とすると、より一層軽快な印象を与えることができ、さらに階段全体が軽構造になるため施工時の取り扱いが容易になり、施工効率が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第一の実施形態に係る階段の全体を示す斜視図である。
【図2】同じく側面図である。
【図3】受け材と踏板を省略した図である。
【図4】平面トラス構造体を階段傾斜方向から、受け材および踏板を階段正面方向から見た図であって、図2のX1−X1矢視図ある。
【図5】平面トラス構造体の斜視図である。
【図6】(a)はフレーム材を示す斜視図、(b)は(a)のX3矢視図、(c)は(a)のX4矢視図である。
【図7】節点部材(ハブ)を説明する斜視図である。
【図8】同じく断面図である。
【図9】(a)はラチス材を示す斜視図、(b)はラチス材の側面図、(c)は上面図である。
【図10】平面トラス構造体を階段勾配で傾斜する平面に投影した図であって、図2のX2−X2矢視図である。
【図11】受け材および踏板の断面図である。
【図12】(a)は上支承体の分解斜視図、(b)は同じく側面図である。
【図13】(a)は下支承体の分解斜視図、(b)は同じく側面図である。
【図14】階段の構築手順を説明するための斜視図である。
【図15】本発明の第二の実施形態に係る階段を示す斜視図である。
【図16】本発明の第三の実施形態に係る階段を示す斜視図である。
【図17】平面トラス構造体を階段勾配で傾斜する平面に投影した図である。
【符号の説明】
10 平面トラス構造体(桁材)
10A 上弦材
10B 下弦材
1 フレーム材
1a 接続端部
2(2A,2B) ハブ(節点部材)
2a 連結溝
3 ラチス材
3a 接続端部
4 補強材
20 連結材
21 上弦連結材
22 下弦連結材
23 上弦連結斜材
30 受け材
40 踏板
50 上支承体
60 下支承体
F1,F2 階段取付部

Claims (10)

  1. 階段勾配で傾斜する左右一対の桁材と、
    当該両桁材上に配設される複数の踏板とを備える階段であって、
    前記両桁材の側面が逆ハ字状に対向していることを特徴とする階段。
  2. 前記両桁材の上下部は、複数のフレーム状の連結材によりそれぞれ連結されていることを特徴とする請求項1に記載の階段。
  3. 前記連結材の全部または一部が、前記両桁材に斜交していることを特徴とする請求項2に記載の階段。
  4. 前記各踏板は、前記両桁材に架設された受け材に支持されてい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階段。
  5. 前記各桁材が、平面トラス構造体で形成されている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階段。
  6. 前記平面トラス構造体は、上弦材、下弦材およびこれらを互いに連結する複数のラチス材からなり、
    前記上弦材および下弦材は、長手方向に連設された複数のフレーム材と、隣り合う前記フレーム材の端部同士を連結する節点部材とから構成されており、
    前記ラチス材は、その一端が前記上弦材を構成する節点部材に接続され、他端が前記下弦材を構成する節点部材に接続されていることを特徴とする請求項5に記載の階段。
  7. 前記節点部材の側面には、複数の連結溝が形成されており、
    前記フレーム材およびラチス材の両端には、前記連結溝に嵌合可能な接続端部が形成されていることを特徴とする請求項6に記載の階段。
  8. 前記平面トラス構造体を階段勾配で傾斜する平面に投影したときに、前記フレーム材と前記ラチス材とのなす角が45度であり、かつ、前記節点部材に形成された複数の連結溝のうち、前記フレーム材の接続端部が嵌合される連結溝と前記ラチス材の接続端部が嵌合される連結溝とのなす角が45度であることを特徴とする請求項7に記載の階段。
  9. 前記平面トラス構造体の上弦材または下弦材に沿って、左右方向の平板部分を有する補強材が配置されており、当該補強材が連続する三つ以上の前記節点部材に固定されてい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階段。
  10. 前記補強材は、前記上弦材または下弦材の全長に亘って配置されており、
    前記両トラス構造体が、少なくともその上下の端部において前記上弦材または下弦材に斜交する連結材で互いに連結されていることを特徴とする請求項9に記載の階段。
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