JP2018186769A - ジョイント部材及び骨組構造 - Google Patents

Abstract

【課題】円形管材の差込長さを調節可能なジョイント部材と、既製品の円形管材を切断加工することなく複数の間口サイズに組立可能な、農業用ビニールハウスの骨組構造を提供する。【解決手段】ジョイント部材は、山形に屈曲した管材からなるジョイント本体１０と、桁方向の円形管材を締結可能な締結具２０とを備える。ジョイント本体１０は、両端部に円形管材を内挿するための差込口１１と、周面を長手直角方向に連通する複数の調節孔１２とを有し、少なくとも一端において、調節孔１２は長手方向に沿って所定間隔で並列する。骨組構造は、複数の頂部ジョイントが、それぞれ２本の垂木パイプの上端部同士を連結し、複数の肩部ジョイントが、それぞれ垂木パイプの下端部と支柱パイプの上端部を連結し、複数の頂部ジョイントが１本の棟パイプに連結し、複数の肩部ジョイントが１本の桁パイプに連結している。【選択図】図１

Description

本発明は、ジョイント部材及び骨組構造に関し、特に円形管材の差込長さを調節可能なジョイント部材と、当該ジョイント部材を用いてなり、既製品の円形管材を切断加工することなく複数の間口サイズに組立可能な、農業用ビニールハウスの骨組構造に関する。

従来の地中差し込み式のビニールハウスは、肩部において円形パイプを曲げ加工するため、間口サイズが固定され、部材の再利用や設計変更が難しかった。
これに対し、特許文献１〜３には、複数の円形鋼管をジョイント部材で接続してなるビニールハウスが開示されている。

特開２００８−２１１９６９号公報 特開平１１−２１０７２０号公報 特開平１１−２８０２７号公報

しかし、従来技術には、次のような欠点があった。
＜１＞農業用ハウスの間口サイズに応じて垂木の長さを計算し、これに合わせて規制品の円柱鋼管を切断して使用していた。このため、施工効率が悪く、無駄な端材が発生する。
＜２＞円形鋼管を切断して使用するため、供用後の資材の再利用ができない。
＜３＞支柱を地盤に立設した後、支柱の上方で切妻構造を組み立てるため、高所作業が必要となる。従って、作業効率が悪く、作業の安全性に懸念がある。
＜４＞支柱の地中部の腐食によって、支柱全体が再利用できなくなる。このため、不経済で環境負荷が大きい。
＜５＞部材の歪みや腐食が生じた場合、構造の大部分を解体しないと、対象の部材を交換できない。

本発明の目的は、これらの欠点を改善したジョイント部材及び骨組構造を提供することにある。

上記のような課題を解決するための、本発明のジョイント部材は、複数の円形管材を連結して構成する骨組構造において、切妻部分の棟部または桁部において複数の円形管材を連結するためのジョイント部材であって、山形に屈曲した管材からなるジョイント本体と、ジョイント本体に付設し、桁方向の円形管材を締結可能な締結具と、を備え、ジョイント本体は、ジョイント本体の両端部に設けられ、円形管材を内挿するための差込口と、ジョイント本体の周面を長手直角方向に連通する複数の調節孔と、を有し、ジョイント本体の少なくとも一端において、調節孔はジョイント本体の長手方向に沿って所定間隔で並列し、所定間隔で並列した調節孔のうち任意の調節孔に調節具を連通することで、円形管材の差込口への差込長さを調整可能に構成したことを特徴とする。

本発明のジョイント部材は、ジョイント本体が、周面に設けられ差込口と連通する複数の固定孔を備え、固定孔の外側から差込口内へ固定具を螺入することで、差込口内に円形管材を固定可能に構成してもよい。

本発明のジョイント部材は、締結具が、ジョイント本体の屈曲部の内側に位置し、基部と、一端を基部に軸支され他端を基部に対して開閉可能な蓋部と、蓋部の他端を基部に対して締結可能な締結部と、を備え、桁方向の円形管材を基部と蓋部との間に挟持可能なクランプ構造であってもよい。

本発明の骨組構造は、複数の円形管材が、支柱パイプと、垂木パイプと、棟パイプと、桁パイプと、を含み、ジョイント部材が、頂部ジョイントと、肩部ジョイントと、を含み、複数の頂部ジョイントが、それぞれ２本の垂木パイプの上端部同士を連結しており、複数の肩部ジョイントが、それぞれ垂木パイプの下端部と支柱パイプの上端部を連結しており、複数の頂部ジョイントが１本の棟パイプに連結しており、複数の肩部ジョイントが１本の桁パイプに連結していることを特徴とする。

本発明の骨組構造は、支柱パイプが、立設部と貫入部とを連結部で連結してなり、連結部は、立設部及び貫入部の内径より大径の係止部と、係止部の両面から突出し立設部と貫入部に内挿可能な内挿部と、を有することを特徴とする。

本発明の骨組構造は、立設部および貫入部が、端部周面を長手直角方向に連通する係止ピンをそれぞれ備え、連結部は、内挿部の端部周面に、立設部および貫入部への内挿時、係止ピンの侵入を許容し、立設部および貫入部への内挿後、立設部を第一方向に、貫入部を第一方向と反対の第二方向へ回転させた状態において、係止ピンの水平方向の移動を一部許容する形状の、一対の鉤状溝を備えることを特徴とする。

本発明のジョイント部材および骨組構造は以上説明した構成を有するため、次の効果の少なくともひとつを備える。
＜１＞ジョイント部材への差込長さを調整することで、円形鋼管を切断することなく複数の間口サイズの農業用ハウスを構築することができる。このため、設計が容易で施工効率が高い。
＜２＞安価で流通量の多い既製品の円形鋼管を切断せずに使用できる。このため、資材の汎用性が高く、供用後の資材の再利用が容易である。また、端材が生じないため資源の無駄がない。
＜３＞支柱パイプが分割構造であるため、地上構造を地盤上に寝かせた状態で組み立てることができる。このため、作業効率が非常に良く安全性が高い。
＜４＞支柱の地中部と地上部を連結構造としたため、供用後、腐食した地中部を取り外して、地上部を再利用することができる。
＜５＞調節孔から調節具を抜いてスライドさせることで、円形鋼管をジョイント部材から取り外すことができる（図６）。このため、円形鋼管を容易に修繕交換できる。

本発明に係るジョイント部材の説明図。 本発明に係るジョイント部材の差込長さ調節機能の説明図。 本発明に係るジョイント部材の説明図。 本発明に係る骨組構造の説明図。 実施例２の説明図。 本発明に係る骨組構造の部材交換の説明図。

以下、図面を参照しながら本発明のジョイント部材及び骨組構造について詳細に説明する。
なお、説明にあたり、骨組構造の「梁方向」とは妻面側から見た幅方向を、「桁方向」とは妻面側から見た奥行き方向を意味する。

［ジョイント部材］
＜１＞全体の構成（図１）。
本発明のジョイント部材１は、複数の円形管材を連結するための部材であり、複数の円形管材で構成される骨組構造Ａにおいて、切妻部分の棟部または桁部の連結に用いる。
本例では、まず棟部に配置する頂部ジョイント１Ａについて説明し、桁部に配置する肩部ジョイント１Ｂについては後述する。
頂部ジョイント１Ａは、ジョイント本体１０と、ジョイント本体１０に付設され、桁方向の円形管材を締結可能な締結具２０と、を備える。

＜２＞ジョイント本体。
ジョイント本体１０は、２本の円形管材を所定角度屈曲して接続するための部材である。
本例では、ジョイント本体１０は、山形に屈曲させた円形管材からなる。屈曲角度は、骨組構造Ａの設計に応じて設定する。
ジョイント本体１０は、両端部に、円形管材を内挿するための差込口１１を備える。また、周面に、差込口１１と連通する複数の調節孔１２、および複数の固定孔１３を備える。

＜２．１＞調節孔。
調節孔１２は、円形管材の差込口１１への差込長さを調整するための孔である。
本例では、ジョイント本体１０の両端において、ジョイント本体１０の周面を長手直角方向に連通する一対の調節孔１２を、ジョイント本体１０の長手方向に沿って所定間隔で並列する。
調節孔１２にボルトなどの調節具１２ａを連通することで、円形管材の差込口１１内への侵入を規制することができる。

＜２．２＞調節孔の差込長さ調整機能（図２）。
本発明のジョイント部材１は、任意の位置の調節孔１２に調節具１２ａを連通することで、円形管材の差込口１１への差込長さを調整可能な点に特徴がある。
本例では、ジョイント本体１０の両端に、長手方向に沿って三対の調節孔１２を設けた例について説明する。
ジョイント本体１０の最も外側の調節孔１２に調節具１２ａを連通すると、差込口１１内に侵入した円形管材は、管内の調節具１２ａに突き当たる。従って、円形管材は第一差込長Ｄ_１で止まり、差込口１１から外部への突出長は第一突出長Ｐ_１となる（図２（ａ））。
中央の調節孔１２に調節具１２ａを連通すると、円形管材の差込長さは第二差込長Ｄ_２となり、突出長は第二突出長Ｐ_２となる（図２（ｂ））。
最も内側の調節孔１２に調節具１２ａを連通すると、円形管材の差込長さは第三差込長Ｄ_３となり、突出長は第三突出長Ｐ_３となる（図２（ｃ））。
同一長の円形管材を使用する場合、差込長さと突出長の関係は、Ｄ_１＜Ｄ_２＜Ｄ_３かつ、Ｐ_３＜Ｐ_２＜Ｐ_１である。
以上のように、調節孔１２で円形管材の差込長さを調節することで、既製品の円形管材を切断や加工することなく設計上必要な突出長さを確保することができる。

＜２．３＞固定孔。
固定孔１３は、差込口１１に内挿した円形管材を差込口１１内に固定するための孔である。
本例では、ジョイント本体１０の両端に、ジョイント本体１０の長手方向に沿ってそれぞれ２つの固定孔１３を設ける。
本例では、固定孔１３に螺入する固定具１３ａにボルトを採用し、固定孔１３の外側には固定具１３ａ螺入用のナットを溶着する。
固定孔１３の外側から差込口１１内へ固定具１３ａを螺入し、固定具１３ａの先端で円形管材の外周面を押圧することで、差込口１１内に円形管材を固定し、引き抜きを防止することができる。

＜３＞締結具。
締結具２０は、桁方向の円形管材を連結するための部材である。
本例では、締結具２０として、ジョイント本体１０の屈曲部の内側に接続する基部２１と、一端を基部２１に軸支され他端を基部２１に対して開閉可能な蓋部２２と、基部２１に設けられ、蓋部２２の他端を基部２１に対して締結可能なボルトナット式の締結部２３と、を備えたクランプ構造を採用する。
蓋部２２を基部２１に対して開放した状態で、両者の間に円形管材を差し入れて蓋部２２を閉じ、基部２１と蓋部２２とを締結部２３で締結することで、桁方向の円形管材を基部２１と蓋部２２の間に挟持して連結することができる。
なお、締結具２０の構造はこれに限られず、その他の公知の締結構造を採用してもよい。

＜４＞肩部ジョイント（図３）。
以上、頂部ジョイント１Ａについて説明したが、骨組構造Ａの桁部に用いられる肩部ジョイント１Ｂも、頂部ジョイント１Ａとほぼ同様の構造である。
本例の肩部ジョイント１Ｂにおける、頂部ジョイント１Ａとの相違点の一つは、複数の調節孔１２がジョイント本体１０の一端にのみ設けられ、他端には一対の規制孔１４が設けられる点である。
一対の規制孔１４内には規制具１４ａが連通され、差込口１１内における円形管材の奥行きを規制する。
なお、ジョイント本体１０の一端を一対の規制孔１４にした理由は、本例では支柱となる円形管材の差込長さを調節する必要がないからにすぎず、これに限定されるものではない。すなわち、肩部ジョイント１Ｂにおいても、ジョイント本体１０の両端に複数の調節孔１２を設けてもよい。
また、頂部ジョイント１Ａと肩部ジョイント１Ｂとは、骨組構造Ａの構造に応じて接続角度や締結具２０の接続位置などを互いに異ならせてもよい。反対に、同一規格のジョイント部材を、頂部ジョイント１Ａおよび肩部ジョイント１Ｂとして共用してもよい。

［骨組構造］
引き続き、図面を参照しながら本発明の骨組構造について詳細に説明する。
＜１＞全体の構成（図４）。
本発明の骨組構造Ａは、農業用のビニールハウスなどの構築物の躯体構造であって、複数の円形管材を複数のジョイント部材１で接続してなる。骨組構造Ａの全面に樹脂フィルム等のフィルム材を展張することで、ビニールハウスを構成することができる。
骨組構造Ａにおいて、円形管材は、支柱パイプ２、垂木パイプ３、棟パイプ４、および桁パイプ５を含む。
本発明の骨組構造Ａは、それぞれ、２本の支柱パイプ２、２本の垂木パイプ３、１つの頂部ジョイント１Ａ、および２つの肩部ジョイント１Ｂで構成した複数のユニット体を、１本の棟パイプ４、および２本の桁パイプ５で桁方向に連結してなる。
具体的構成は以下の通りである。
（１）２本の垂木パイプ３の上部が、頂部ジョイント１Ａのジョイント本体１０で屈曲接続されている。
（２）地盤から立設した支柱パイプ２の上部と垂木パイプ３の下部が、肩部ジョイント１Ｂのジョイント本体１０で屈曲接続されている。
（３）桁方向に延在する棟パイプ４が、桁方向に連続する複数の頂部ジョイント１Ａの締結具２０に締結されている。
（４）桁方向に延在する桁パイプ５が、桁方向に連続する複数の肩部ジョイント１Ｂの締結具２０に締結されている。
以上のほか、補強を目的として平行する２本の桁パイプ５間をタイバー６で連結してもよい。なお、タイバー６は本願発明の必須の構成要素ではない。

＜２＞支柱パイプの分割構造。
本発明の骨組構造Ａは、支柱パイプ２が、地盤付近から上方に立設した立設部２ａと、一部が地盤に貫入した貫入部２ｂと、両者を連結可能な連結部２ｃ、からなる分割構造を採用する。
連結部２ｃは、立設部２ａ及び貫入部２ｂの内径より大径の係止部２ｄと、係止部２ｄの両面から突出し立設部２ａと貫入部２ｂに内挿可能な内挿部２ｅと、を備える。
支柱パイプ２は、地盤に貫入した貫入部２ｂの内部に、上方から連結部２ｃの一方の内挿部２ｅを内挿し、他方の内挿部２ｅに上方から立設部２ａを外挿して連結することで組み立てることができる。
立設部２ａ、貫入部２ｂ、および連結部２ｃは、ボルト締結等の方法で相互に連結する。

＜２．１＞分割構造の効果。
従来の骨組構造は、一本物の支柱パイプを直接地盤に建て込んでいたため、地中部が腐食した場合、支柱パイプ全体を引き抜いて交換する必要があった。
また、地中部の腐食により、支柱パイプ全体が再利用できなくなり、廃棄する必要があった。
これに対し、本発明の骨組構造Ａは、支柱パイプ２の立設部２ａを土中に貫入する貫入部２ｂと別部材とすることで、立設部２ａを腐食させず、供用後、立設部２ａを再利用することができる。
また、支柱パイプ２の全長を土中から引き抜くことなく、立設部２ａや貫入部２ｂの交換を行うことができる。

＜３＞骨組構造の組立方法。
本発明の骨組構造Ａの組立方法は次の通りである。
（１）頂部ジョイント１Ａおよび肩部ジョイント１Ｂの所定位置の調節孔１２に調節具１２ａを挿通してボルト締結する。
（２）肩部ジョイント１Ｂの規制孔１４に規制具１４ａを挿通してボルト締結する。
（３）地盤に所定の間口とピッチで支柱パイプ２の貫入部２ｂを打ち込み、貫入部２ｂの上から連結部２ｃを内挿して固定する。
（４）頂部ジョイント１Ａの両差込口１１に垂木パイプ３を挿入し、固定具１３ａで固定する。なお、（４）（５）の作業は支柱パイプ２および垂木パイプ３を地盤に寝かせた状態で行うことができる。
（５）肩部ジョイント１Ｂの調節孔１２側の差込口１１に垂木パイプ３の下部を挿入し、規制孔１４側の差込口１１に支柱パイプ２の立設部２ａの上部を挿入し、それぞれ固定具１３ａで固定する。
（６）複数の作業員で両支柱パイプ２を持ってユニット体を立ち上げ、地盤から突出している連結部２ｃ上に下ろして、支柱パイプ２の下部を連結部２ｃに外挿して固定する。
（７）（４）〜（６）を繰り返して複数のユニット体を立設する。
（８）各ユニット体の対応する頂部ジョイント１Ａの締結具２０に棟パイプ４を締結し、棟部同士を連結する。
（９）各ユニット体の対応する肩部ジョイント１Ｂの締結具２０に桁パイプ５を締結し、桁部同士を連結する。なお、（８）と（９）の前後は問わない。

＜３．１＞組立方法における効果。
本発明の骨組構造Ａは、支柱パイプ２を立設部２ａと貫入部２ｂの分割構造としているため、地上部を地盤に寝かせた状態で組み立てることができる。このため、高所での接続作業が少ないので、施工効率がよく安全性が高い。
また、締結具２０が蓋部２２を下方へ開放可能なクランプ構造であるため、ユニット体の組立後に、棟パイプ４や桁パイプ５を下方から後付けすることができる。このため、施工効率がよく安全性が高い。

＜４＞骨組構造の間口調整機能。
通常、農業用ハウスの設計にあたっては、農作業の作業性と栽培数の確保を両立させるため、栽培地と通路との割り付けを考慮して適切な間口のサイズを設定する。
従来の骨組構造は、所望の間口サイズに応じて垂木の長さを計算し、これに合わせて既製品の円柱管材を切断して使用していた。このため、施工効率が悪く、端材が無駄になっていた。
これに対し、本発明の骨組構造Ａは、ジョイント部材１に複数の間口サイズに対応した調節孔１２を設けることで、既製品の円形管材を切断加工することなく、複数の間口サイズに対応することができる。
このため、設計が容易で、施工効率が非常に高い。また、安価で流通量の多い既製品の円形管材を加工せず使用できるため、資材の汎用性が高く、供用後の再利用が可能である。さらに、切断による端材が生じないため、資源の無駄がなく、材料コストも安い。

[支柱パイプを回転係合構造とした例]
引き続き、支柱パイプを回転係合構造とした他の実施例について説明する（図５）。
本例では、内挿部２ｅの端部周面に一対の鉤状溝２ｆを形成し、立設部２ａおよび貫入部２ｂに鉤状溝２ｆに対応する係止ピン２ｇを連通した構造を採用する。
鉤状溝２ｆは、立設部２ａおよび貫入部２ｂへの内挿時、係止ピン２ｇの侵入を許容する縦溝と、立設部２ａおよび貫入部２ｂへの内挿後、立設部２ａを第一方向に、貫入部貫入部２ｂを第一方向と逆の第二方向へ回転させた状態において、係止ピン係止ピン２ｇの水平方向の移動を一部許容する横溝を備える。
立設部２ａおよび貫入部２ｂに、連結部２ｃの内挿部２ｅを内挿し、連結部２ｃの鉤状溝２ｆに係止ピン２ｇを通過させた後、立設部２ａを一方向に回転させる。すると、立設部２ａの係止ピン２ｇが鉤状溝２ｆの水平方向の側壁に当接し、係止部２ｄが立設部２ａと共回りし、続いて貫入部２ｂ側の鉤状溝２ｆの側壁に貫入部２ｂの係止ピン２ｇが当接する。
これによって、鉤状溝２ｆが係止ピン２ｇ垂直方向の移動を拘束するため、立設部２ａの貫入部２ｂからの引き抜きを防ぐことができる。
また、支柱パイプ２に腐食や破損が生じて交換が必要となった場合、まず支柱パイプ２上部の肩部ジョイント１Ｂの規制具１４ａと固定具１３ａを外して支柱パイプ２の上下方向の固定を解き、支柱パイプ２の立設部２ａを鉤状溝２ｆの開放方向に回転させることで、他の構造の連結を解くことなく、立設部２ａのみを取り除くことができる。
さらに、貫入部２ｂを交換する場合には、立設部２ａを取り外した後に、貫入部２ｂを地盤から引き抜けばよい。

１ ジョイント部材
１Ａ 頂部ジョイント
１Ｂ 肩部ジョイント
１０ ジョイント本体
１１ 差込口
１２ 調節孔
１２ａ 調節具
１３ 固定孔
１３ａ 固定具
１４ 規制孔
１４ａ 規制具
２０ 締結具
２１ 基部
２２ 蓋部
２３ 締結部
２ 支柱パイプ
２ａ 立設部
２ｂ 貫入部
２ｃ 連結部
２ｄ 係止部
２ｅ 内挿部
２ｆ 鉤状溝
２ｇ 係止ピン
３ 垂木パイプ
４ 棟パイプ
５ 桁パイプ
６ タイバー
Ａ 骨組構造
Ｄ_１ 第一差込長
Ｄ_２ 第二差込長
Ｄ_３ 第三差込長
Ｐ_１ 第一突出長
Ｐ_２ 第二突出長
Ｐ_３ 第三突出長

Claims (6)

1. 複数の円形管材を連結して構成する骨組構造において、切妻部分の棟部または桁部において複数の円形管材を連結するためのジョイント部材であって、
   山形に屈曲した管材からなるジョイント本体と、前記ジョイント本体に付設し、桁方向の円形管材を締結可能な締結具と、を備え、
   前記ジョイント本体は、前記ジョイント本体の両端部に設けられ、円形管材を内挿するための差込口と、前記ジョイント本体の周面を長手直角方向に連通する複数の調節孔と、を有し、
   前記ジョイント本体の少なくとも一端において、前記調節孔は前記ジョイント本体の長手方向に沿って所定間隔で並列し、
   所定間隔で並列した前記調節孔のうち任意の前記調節孔に調節具を連通することで、円形管材の前記差込口への差込長さを調整可能に構成したことを特徴とする、
   ジョイント部材。
2. 前記ジョイント本体は、周面に設けられ前記差込口と連通する複数の固定孔を備え、前記固定孔の外側から前記差込口内へ固定具を螺入することで、前記差込口内に円形管材を固定可能に構成したことを特徴とする、請求項１に記載のジョイント部材。
3. 前記締結具は、前記ジョイント本体の屈曲部の内側に位置し、基部と、一端を前記基部に軸支され他端を前記基部に対して開閉可能な蓋部と、前記蓋部の他端を前記基部に対して締結可能な締結部と、を備え、桁方向の円形管材を前記基部と前記蓋部との間に挟持可能なクランプ構造であることを特徴とする、請求項１又は２に記載のジョイント部材。
4. 請求項１乃至３のいずれか一項に記載のジョイント部材を用いてなり、前記複数の円形管材が、支柱パイプと、垂木パイプと、棟パイプと、桁パイプと、を含み、前記ジョイント部材が、頂部ジョイントと、肩部ジョイントと、を含む骨組構造であって、
   複数の前記頂部ジョイントが、それぞれ２本の前記垂木パイプの上端部同士を連結しており、
   複数の前記肩部ジョイントが、それぞれ前記垂木パイプの下端部と前記支柱パイプの上端部を連結しており、
   複数の前記頂部ジョイントが１本の前記棟パイプに連結しており、
   複数の前記肩部ジョイントが１本の前記桁パイプに連結していることを特徴とする、
   骨組構造。
5. 前記支柱パイプは、立設部と貫入部とを連結部で連結してなり、前記連結部は、前記立設部及び前記貫入部の内径より大径の係止部と、前記係止部の両面から突出し前記立設部と前記貫入部に内挿可能な内挿部と、を有することを特徴とする、請求項４に記載の骨組構造。
6. 前記立設部および前記貫入部は、端部周面を長手直角方向に連通する係止ピンをそれぞれ備え、前記連結部は、前記内挿部の端部周面に、前記立設部および前記貫入部への内挿時、前記係止ピンの侵入を許容し、前記立設部および前記貫入部への内挿後、前記立設部を第一方向に、前記貫入部を第一方向と反対の第二方向へ回転させた状態において、前記係止ピンの水平方向の移動を一部許容する形状の、一対の鉤状溝を備えることを特徴とする、請求項５に記載の骨組構造。

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