JP2009024447A - 積層構造体に用いる構造部材及びそれを用いた積層構造体 - Google Patents

Abstract

【課題】簡素な構成で組み付け作業を迅速に行えるだけでなく、飛躍的に強度を上げることができる地下貯留用の積層構造体に用いる構造部材及びそれを用いた積層構造体を提供する。
【解決手段】直角に交差させながら上下方向に積み上げて構成される積層構造体に用いる構造部材であって、上面を形成する天板８Ａと該天板８Ａの外周縁から下方へ延びる側板８Ｂ〜８Ｅとを備えた箱状部８と、該箱状部８を間隔を空けながら少なくとも２個一列状に連結する連結部８Ｈとを備え、該箱状部８の該天板８Ａのうちの箱状部併設方向両端部８ａ，８ｂを中間部よりも低くした。
【選択図】図７

Description

本発明は、直角に交差させながら上下方向に積み上げて構成される積層構造体に用いる構造部材及びそれを用いた積層構造体に関する。

上記積層構造体は、地中又は道路下に配設することにより、水を貯留できる空間の形成や構造体を軽量化するためのものである。

そして、積層構造体に用いる構造部材としては、各種のものが提案されている。
第１の構造部材は、円筒状の脚部を基盤上に立ち上げて構成された本体の多数を水平方向に第１継手部材を介して連結するとともに下側に位置する本体の脚部の上端に上側に積み上げられる本体の脚部の下端を第２継手部材を介して連結することにより、積層構造体を構成している（特許文献１参照）。
又、第２の構造部材は、基板上に多数の錐形状の枠体が間隔を空けて立設されてなる錐体ブロックからなり、これら錐体ブロックを、錐形状の枠体が上下で異なる位置に配置するように積み重ねことにより、積層構造体を構成している（特許文献２参照）。
又、第３の構造部材は、下端が開放された箱状体の天板部に、上端部が開口するとともに下方へ延びる側壁部と、この側壁部の下端が嵌入可能な溝部を備えたものでなり、箱状体を上下方向において積み上げながら下側の箱状体の天板部の溝部に上側の箱状体の側壁部の下端を嵌入させて両者を固定することにより、積層構造体を構成している（特許文献３参照）。
又、第４の構造部材は、断面方向に延びる山形状に形成された複数の山形部を平行に並べて一体化された骨格部材からなり、その骨格部材を上下方向に直角に交差させながら積み上げることにより、積層構造体を構成している（特許文献４参照）。
特開２００３−２０６５８号公報（図１〜図３参照） 特開２００７−７７５７４号公報（図２〜図４参照） 特開２００７−１６５５５号公報（図２〜図９参照） 特開平１１−３６３８３号公報（図８参照）

特許文献１の構成では、２種類の継手部材を必要とすることから、部品点数の増大化を招くだけでなく、組付作業に手間がかかるものであった。又、上下の脚部同士で連結しているため、地面側から受ける荷重が脚部に全て加わる構成であるため、脚部と基盤との連結部分に荷重が集中してしまい、強度面において不利なものであった。
又、特許文献２の構成では、錐形状の枠体が上下で異なる位置に位置していることから、地面側から受ける荷重が、錐形状の枠体を介して強度面において最も弱い基板に作用してしまい、基板が破損し易い不都合があった。
又、特許文献３の構成では、下側の箱状体の天板部の溝部に上側の箱状体の側壁部の下端を嵌入させて両者を固定している構成であるため、その勘入作業が煩わしい作業になるだけでなく、箱状体が受ける荷重が薄い天板部に作用することから、大きな荷重には耐えられないものであった。
又、特許文献４の構成では、２枚の板が山形状になった骨格部材であることから、地面側から受ける荷重により山形部の下端が拡がり易い形状であり、リブなどで補強しても強度を上げることができず、改善の余地があった。

本発明は、前記問題に鑑みてなされたもので、簡素な構成で組み付け作業を迅速に行えるだけでなく、飛躍的に強度を上げることができる積層構造体に用いる構造部材及びそれを用いた積層構造体を提供することを課題とする。

本発明は、直角に交差させながら上下方向に積み上げて構成される積層構造体に用いる構造部材であって、上面を形成する天板と該天板の外周縁から下方へ延びる側板とを備えた箱状部と、該箱状部を間隔を空けながら少なくとも２個一列状に連結する連結部とを備え、該箱状部の該天板のうちの箱状部併設方向両端部を中間部よりも低くしたことを特徴としている。
上記のように構造部材を、天板と該天板の外周縁から下方へ延びる側板とを備えた箱状部から構成することによって、２枚の板からなる構造部材に比べて保形強度を高めることができる。しかも、低くなった箱状部併設方向両端部に、前記上側に位置する構造部材の下端を載置して支持させることによって、上下に位置する構造部材の組付け時において載置部が位置決め部となる。さらに、上下方向に直角に交差させながら構造部材を積み上げていくことから、上側に位置する構造部材を支持する箇所とそれの真下に位置する下側に位置する構造部材を支持する箇所とが平面視において９０度異なる位置となるため、上下方向において同一箇所にて支持させる場合に比べて荷重を分散させて支持することができる。

前記箱状部の列が少なくとも２列平行に連結されて設けられていてもよい。

本願発明は、請求項１又は２の構造部材を用いて構成された積層構造体であってもよい。

構造部材を、天板と該天板の外周縁から下方へ延びる側板とを備えた箱状部から構成するだけの簡素な構成で、２枚の板からなる構造部材に比べて保形強度を高めることができるだけでなく、箱状部のうちの最も強度面において優れた箇所である角部を有する箱状部併設方向両端部の上面にて上側に位置する構造部材を支持することによって、飛躍的に強度を高めることができるから、変形や破損に対して優れた積層構造体を提供することができる。しかも、低くなった箱状部併設方向両端部に、前記上側に位置する構造部材の下端を載置して支持させることによって、上下に位置する構造部材の組付け時において両端部が位置決め部となり、組み付け作業を確実かつ迅速に行うことができる。さらに、上下方向に直角に交差させながら構造部材を積み上げていくだけで、組み付け作業を完了することができるだけでなく、上下方向において異なる位置にて荷重を分散支持することができるから、更に強度面において有利になる利点がある。

以下、本発明に係る実施の形態について図面を参照しながら説明する。図１〜図４は、構造部材を用いて積層構造体を完成する過程を示している。又、図５及び図６は、積み上げられた構造部材の正面図及び側面図を示している。積層構造体は、公園や駐車場の他、道路の下に埋設されるものであり、地面を掘削してから、保護シートや遮水シートを敷設し、構造部材を積み上げる。この後、図３で示すスペーサ１を上段に位置する構造部材に敷き詰めることにより、上面をフラットにしてから、保護シート２（図４参照）及び遮水シート（図示せず）にて構造部材を包み込む。この後、コンクリート床板３（図４参照）を敷設して作業を終了するようにしているが、この方法に限定されるものではない。そして、このように設置された積層構造体には、地中に流れ込んできた雨水等を一時的に貯留することで、激しい降雨時に河川への急激な流入を抑制（調整）するために使用する他、貯留された水を必要に応じてポンプ装置等を介して所望箇所まで移動させるようにしてもよい。

前記構造部材は、図１に示すように、４種類のものから構成されているが、何種類であってもよいし、各構成部材の箱状部の個数や箱状部群の連結列数は自由に変更することができる。
第１構造部材４は、下端が開放された箱状部８を間隔を空けながら一列状に２個並べて後述する連結部８Ｈを介して連結された第１箱状部群に対して、該第１箱状部８の併設方向と平行となる状態で別の２個の箱状部８を間隔を空けながら一列状に後述する連結部８Ｈを介して連結された第２箱状部群をそれら箱状部連結方向と直交する方向で連結して形成されたクォーターサイズ（箱状部８が合計４個であり、主にコーナー部に配置する）に構成されている。
第２構造部材５は、下端が開放された箱状部８を間隔を空けながら一列状に４個並べて後述する連結部８Ｈを介して連結された第１箱状部群に対して、該第１箱状部群の箱状部８の併設方向と平行となる状態で別の４個の箱状部８を間隔を空けながら一列状に後述する連結部８Ｈを介して連結された第２箱状部群をそれら箱状部連結方向と直交する方向で連結して形成されたハーフサイズ（箱状部８が合計８個であり、主にコーナー部を除いた外周縁に配置する）に構成されている。
第３構造部材６は、第２構造部材５と同数の８個であるが、下端が開放された箱状部８を間隔を空けながら一列状に２個並べて後述する連結部８Ｈを介して連結された第１箱状部群に対して、該第１箱状部群の箱状部８の併設方向と平行となる状態で別の２個の箱状部８を間隔を空けながら一列状に後述する連結部８Ｈを介して連結された第２箱状部群の他、第２箱状部群に平行となる第３箱状部群及び第４箱状部群をそれら箱状部連結方向と直交する方向で連結して形成された逆ハーフサイズ（箱状部８が合計８個であり、主にコーナー部を除いた外周縁に配置する）に構成されている。
第４構造部材７は、下端が開放された箱状部８を間隔を空けながら一列状に４個並べて後述する連結部８Ｈを介して連結された第１箱状部群に対して、該第１箱状部群の箱状部８の併設方向と平行となる状態で別の４個の箱状部８を間隔を空けながら一列状に後述する連結部８Ｈを介して連結された第２箱状部群の他、第２箱状部群に平行となる第３箱状部群及び第４箱状部群をそれら箱状部連結方向と直交する方向で連結して形成された逆ハーフサイズ（箱状部８が合計１６個であり、主に中心部に配置する）に構成されている。

前記のように構成された第１構造部材４の１個、第２構造部材５の２個、第３構造部材６の２個、第４構造部材７の４個を、図２（ａ）に示すように、隙間無く敷き詰めて最下段の構造部材の施工を完了した後、下から第２番目の構造部材、つまり最下段の構造部材と同一の構造部材を最下段に対して交差させながら（９０度方向を変更して）積み重ねるようにしている。具体的には、図２（ｂ）に概略平面図にて示しているように、第３構造部材６（右端下と右端の上下中央に位置している）の全域と第３構造部材６に隣り合う第４構造部材７（左右中央の下部と左右中央で上下中央部に位置している）の半分の領域とを第４構造部材７にて連結した状態で積み重ね、残りの第４構造部材７の半分の領域と第４構造部材７に隣り合う第４構造部材７（左端下と左端の上下中央に位置している）の半分の領域を第４構造部材７にて連結した状態で積み重ねている。又、前記左端の下部と左端の上下中央部に位置している残りの第４構造部材７，７の半分の領域のそれぞれは、第２構造部材５にて積み重ねている。又、第１構造部材４（右端の上部に位置している）の全域と第１構造部材４に隣り合う第２構造部材５（左右中央の上部に位置している）の半分の領域とを第３構造部材６にて連結した状態で積み重ね、残りの第２構造部材５の半分の領域と第２構造部材５に隣り合う第２構造部材５（左端の上部に位置している）の半分の領域を第３構造部材６にて連結した状態で積み重ね、残る第２構造部材５の半分の領域を第１構造部材４にて積み重ねている。このように図２（ｂ）に示すように、構造部材を積み重ねることによって、図の左右方向において隣り合う構造部材同士を連結することができるようになっているが、左右方向と直交する上下（前後）方向において隣り合う構造部材同士を連結することができるように構成することもできる。尚、下から３段目は、最下段と同じ配置で構造部材を積み重ねることになり、下から４段目は、下から２段目と同じ配置にて構造部材を積み重ねることになり、これを繰り返しながら図５及び図６に示すように、合計８段になるように構造部材を積み重ねることになるが、設置スペース等に応じて積み上げる段数は自由に変更することができる。

前記構成の構造部材を積み上げたときに、箱状部８の上面のうちの箱状部併設方向両端部で上側に位置する構造部材を支持するように構成されており、その構成について説明する。
図７〜図１０に示すように、前記箱状部８が、上面を形成する天板８Ａと該天板８Ａの外周縁から下方へ延びる４つの側板８Ｂ，８Ｃ，８Ｄ，８Ｅ（５つ以上の側板であってもよい）とを備え、前記天板８Ａのうちの箱状部併設方向両端部８ｄ，８ｅを中間部８ｃよりも低くし、該低くなった両端部８ａ，８ｂを、前記上側に位置する構造部材の下端、つまり箱状部８の併設方向と直交する方向の両端の下端８ｄ，８ｅを載置して支持させるための載置部としている。前記下端８ｄ，８ｅは、箱状部８の下端８ｆよりも上方に位置し、箱状部８，８間に位置する下端８ｅの箱状部８の併設方向と直交する方向の寸法が、端に位置する下端８ｄよりもほぼ２倍の寸法になっており、図７に示すように、隣り合う箱状部８，８の両端部の載置部８ｂ，８ａに下端８ｅが載置できるようになっている。

図７及び図８に示すように、前記構造部材を積み上げたときに、前記上側に位置する構造部材の箱状部８に、前記下側に位置する構造部材の箱状部８の中間部８ｃが入り込んで該上側に位置する構造部材が箱状部併設方向と直交する方向（矢印Ｘ方向）への移動を阻止するべく、該箱状部８の下端部の箱状部併設方向と直交する開口寸法Ｌ２を、該箱状部８の中間部８ｃの箱状部併設方向の外形寸法Ｌ１よりも大きく設定して、構造部材を積み上げた状態においては、上側に位置する構造部材が箱状部併設方向と直交する方向Ｘへの移動を阻止することができるだけでなく、部品点数の削減化を図ることができるとともに組付け作業面において有利にすることができるようにしている。

又、前記構造部材を積み上げたときに、前記載置部８ａ，８ｂの箱状部併設方向と直交する両端に当接して、前記上側に載置された構造部材の箱状部８の併設方向への移動を阻止する当接部８ｇ，８ｈ、８ｉ，８ｊ（図７の断面図では８ｉ，８ｇの向かい側に位置する当接部８ｊ，８ｈが見えていない状態を示している）を該構造部材の箱状部８の載置部８ｄ，８ｅの両端に備えさせることによって、別部材などを用いて両者を固定しなくても、上側に載置された構造部材が箱状部の併設方向へ移動することを阻止することができ、部品点数の削減化を図ることができるとともに組付け作業面において有利にすることができる。尚、図８では、側板８Ｂ，８Ｃの表面と当接部８ｇ，８ｈの当接面との間に隙間があるように描いているが、隙間がないように両者が互いに接触している状態であってもよい。

前記４つの側板８Ｂ，８Ｃ，８Ｄ，８Ｅが、箱状部併設方向に対向位置する一対の第１側板８Ｄ，８Ｅと箱状部併設方向と直交する方向に対向位置する一対の第２側板８Ｂ，８Ｃとからなり、該一対の第１側板８Ｄ，８Ｅ及び該一対の第２側板８Ｂ，８Ｃのそれぞれを、上端側ほど互いに接近する側に位置する傾斜姿勢にすることによって、図８に示す箱状部８の下端に位置するスカート部８Ｓの上端から上側全てを上側に位置する箱状部８の内部に入り込ませることができ（入り込ませている状態は図示していないが）、運搬時や保管時において嵩張ることを抑制することができ、運搬面及び保管面において有利になる。

前記構造部材が各種のプラスチック材料により成形された成形品でなり、前記構造部材を積み上げたときに、下側の構造部材の載置部に載置される上側の構造部材の箱状部８の底部とこれに対応する前記第２側板８Ｂ，８Ｃとを上下方向で連結する縦向きの複数（ここでは４本であるが、何本であってもよい）の補強用のリブ８Ｒを備えさせることによって、特に荷重の加わる箇所での補強を行うことができ、軽量化を図りながらも変形や破損に対して有利になるが、底部の厚みを厚くすることによりリブ８Ｒを省略して実施することもできる。

前記箱状部８には、水が通過することができる孔が至る所に形成され、図１０及び図１１に示す８Ｘは、前記中間部８ｃに形成された３つの孔であり、８Ｙは、箱状部併設方向と直交する箱状部群同士を連結する部分に形成された一対の孔であり、８Ｚは、箱状部併設方向と直交する両端部に形成された３つの孔であり、８Ｗは、前記載置部８ａ，８ｂに形成された孔である。又、図１０に示す８ｒは、第２側板８Ｂ，８Ｃそれぞれの裏面に設けられた補強用の５本の縦リブであるが、無くてもよい。

図７、図９及び図１０に示すように、前記箱状部併設方向で隣り合う箱状部８同士は、それらの下端同士を連結する連結部を構成する複数の板片８Ｈ（板厚方向が箱状部併設方向と直交する方向である）にて連結されており、それら板片８Ｈを例えばジグソーや丸のこなどを用いて容易に分断（切断）することができ、箱状部８の個数を容易に調整することができるようになっているが、容易に分断できない構成であってもよい。

最下段に敷設する構造部材の分解斜視図である。 （ａ）は最下段に敷設した構造部材に対して下から第２番目の構造部材を積み上げる前の状態を示す正面図、（ｂ）は下から第２番目の構造部材を積み上げた状態を示す概略平面図である。 構造部材を８段積み上げてからスペーサを順次配置している状態を示す斜視図である。 構造部材を８段積み上げてからスペーサ、保護シート、コンクリート床板を載置した状態を示す斜視図である。 構造部材を８段積み上げた状態を示す正面図である。 構造部材を８段積み上げた状態を示す側面図である。 側面から見た下側の構造部材に対して上側に積み上げた構造部材を箱状体併設方向と直交する方向で切断した縦断面図である。 正面から見た下側の構造部材に対して上側に積み上げた構造部材を箱状体併設方向で切断した縦断面図である。 構造部材の平面図である。 構造部材の底面図である。

符号の説明

１…スペーサ、２…保護シート、３…コンクリート床板、４〜７…第１〜第４構造部材、８…箱状部、８Ａ…天板、８Ｂ，８Ｃ，８Ｄ，８Ｅ…側板、８Ｈ…板片、８Ｒ，８ｒ…リブ、８Ｓ…スカート部、８ｄ，８ｅ…箱状部併設方向両端部（載置部）８ｃ…中間部、８ｆ…下端、８ｇ，８ｈ…当接部、８Ｘ，８Ｙ，８Ｚ，８Ｗ…孔、８Ｈ…板片（連結部）

Claims (3)

1. 直角に交差させながら上下方向に積み上げて構成される積層構造体に用いる構造部材であって、
   上面を形成する天板と該天板の外周縁から下方へ延びる側板とを備えた箱状部と、該箱状部を間隔を空けながら少なくとも２個一列状に連結する連結部とを備え、該箱状部の該天板のうちの箱状部併設方向両端部を中間部よりも低くしたことを特徴とする積層構造体に用いる構造部材。
2. 前記箱状部の列が少なくとも２列平行に連結されて設けられてなる請求項１記載の積層構造体に用いる構造部材。
3. 請求項１又は２の構造部材を用いて構成された積層構造体。

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