JP4273459B2 - 板状体の支持部材及び支持構造 - Google Patents

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本発明は板状体の支持部材及び支持構造に係り、特に建築物の壁面を構成するガラス板を構造体に支持させるに好適な板状体の支持部材及び支持構造に関する。
近年の建築物では、サッシを用いることなく多数枚のガラス板を支持し、これらのガラス板によって外壁を構築する例が増えている(例えば、非特許文献1)。非特許文献1の構法は、隣接する4枚のフェイスガラスの各隅部を支持部材によって挟持し、これらの支持部材を十字状に張られたケーブルに連結することによってガラス壁面の剛性を確保するものである。
この構法は外壁をガラス板によって構築する構法であるが、最近では建築物の骨組をドーム型に構築し、この骨組に多数枚のガラス板を支持させることにより、建築物全体に透明感を与えるようにしたドーム型の建築物が増えている(例えば、非特許文献2)。非特許文献2の骨組みは、トラス又はラーメン構造の構造体であり、また、ガラス板同士の連結構法は、DPG(Dot Point Glazing )構法と称される点支持構法が採用されている。
「建築と都市」、1995年 2月号No.293、p85、120、121、135〜137 「日経アーキテクチャー」、1999年11月29日号、p130
しかしながら、前記非特許文献2のDPG構法は、ガラス板の隅部同士を突き合わせ、その突き合わせ部近傍の4枚のガラス板に開口された4カ所の孔に、支持部材をそれぞれ取り付けて支持する構法なので、孔の数だけ支持部材が必要になり、構造物全体としてみると膨大な数の支持部材が必要になるという問題があった。
一方で、隣接するガラス板の端部を重ね合わせるとともに、これらのガラス板に形成された孔を合致させ、合致させた孔に一つの支持部材を取り付けることにより、支持部材の数を半数に減らすことが考えられる。しかしながら、ガラス板の孔は、構造体への組み付け時に位置合わせされて加工されるものではなく、構造体への組み付け時以前に加工されたものなので、組み付け時に生じる取付誤差により孔同士を合致させることは難しく、よって、単なる支持部材では対応できないという問題もあった。
本発明は、従来の板状体の支持部材が有する問題を解決しようとするものであり、板状体に予め開口された孔に取り付けられて板状体を支持する支持部材であって、板状体の枚数に対して支持部材の数を減らすことができ、板状体の取付誤差を吸収することもできる板状体の支持部材及び支持構造を提供することを目的とする。
本発明は、前記目的を達成するために、相互に離間しかつ対向して配置される2枚の板状体を一体的に支持する板状体の支持部材において、前記支持部材の固定端と該固定端から最遠の板状体との間に配置される板状体に孔が形成されるとともに、該孔に固定された軸受に第1の球状回動体が回動、揺動、及び首振り自在に嵌合されることにより第1の球状回動体が前記孔の内部に設けられ、第1の球状回動体の内部に第1の球状回動体と回転中心を略一致させて第2の球状回動体が回動自在に嵌合され前記第1の球状回動体に接続されたロッドが、前記支持部材の固定端に取り付けられ、前記第1の球状回動体に形成された球体開口を介して前記第2の球状回動体にロッドが接続され、該ロッドは、前記最遠の板状体に形成された孔に固定された軸受に球体を介して回動、揺動、及び首振り自在に連結されていることを特徴とする板状体の支持部材を提供する。
本発明の支持部材によれば、板状体に形成された孔に回転中心を略一致させた第1及び第2の球状回動体を設け、第1及び第2の球状回動体並びに第1及び第2の球状回動体にそれぞれ接続されたロッドを介して、支持部材の固定端から最遠の板状体まで連結している。これにより、板状体の取付誤差や孔あけ精度の誤差等によって各板状体に設けた孔(貫通孔)が合致しない場合でも、板状体同士を実質的に連結するロッドが、第1及び第2の球状回動体の三次元的揺動動作によって、その位置ズレを吸収する方向に向くので、板状体同士を問題無く連結することができる。
したがって、本発明の支持部材によれば、相互に離間しかつ対向して配置された複数枚の板状体を一つの支持部材によって一体的に支持させる構法を採用したので、板状体の枚数に対して支持部材の数を減らすことができ、また、前述の如く板状体の取付誤差や製造誤差(例えば、孔あけ位置の誤差)等を吸収することもできる。
また、本発明によれば、支持部材のロッドを、それぞれ雄ねじ部が形成された第1のロッドと、この雄ねじ部が螺入される雌ねじ部が形成された第2のロッドとから構成したので、ねじの作用によりロッドを伸縮することができる。これにより、板状体同士の間隔にズレが生じた場合でも、ロッドを伸縮させることによってそのズレを吸収できるので、間隔のズレた板状体同士を問題無く連結することができる。
本発明に係る板状体の支持部材及び支持構造によれば、相互に離間しかつ対向して配置された複数枚の板状体を一つの支持部材によって一体的に支持させる構法を採用したので、板状体の枚数に対して支持部材の数を減らすことができ、また、板状体の取付誤差や製造誤差等を吸収することもできる。
以下添付図面に従って、本発明に係る板状体の支持部材及び支持構造の好ましい実施の形態について詳説する。
図1は、構造体10に多数枚のガラス板12、12…を配列支持させたドーム型建築物14の縦断面図であり、図2はドーム型建築物14の内観図、図3は構造体10の模式図である。
図3の如く構造体10は、楕円形状に形成された複数のリング状箍部材16、16…が上下方向に所定の間隔をもって配置されるとともに、隣接するリング状箍部材16、16…が、多数本のケーブル18、18…によって筒状に組まれたネット部材20により連結されて構成されている。ネット部材20の上端部は各ケーブル18、18…の端部を結ぶ軌跡が略円形状となるように配置されて、図1、図2に示す構造体10の中心部に立設された支柱22の上部に固定され、ネット部材20の下端部は各ケーブル18、18…の端部を結ぶ軌跡が略円形状となるように配置されて、図1に示す構造体基礎部24に埋設されたアンカ部に不図示の張力調整部材を介して固定されている。張力調整部材または、後述する連結部材30(図6)でのケーブル18の引き込みによって、ネット部材20の各ケーブル18、18…には所定の張力が付与・調整され、これらのケーブル18、18…の交差部に図4〜図6に示す連結部材30を介して図2のリング状箍部材16、16…が固定されている。
リング状箍部材16をケーブル18、18の交差部に連結する連結部材30は、図6の如く4本のねじ棒32、32…が平行に突設された受部材34、第1のクランプ部材36、第2のクランプ部材38、及び第3のクランプ部材40等から構成される。
受部材34は、リング状箍部材16の周部に形成された切欠部17にねじ棒32、32…が水平となるようにねじ止めや溶接等の固定手段によって固定されている。
第1のクランプ部材36は、図5の如くその片面に一方のケーブル18Aが嵌入される溝42が形成されるとともに、ねじ棒32、32…が挿入される4つの孔44、44…が形成されている。また、第2のクランプ部材38は、その片面に他方のケーブル18Bが嵌入される溝46が形成されるとともに、ねじ棒32、32…が挿入される4つの孔48、48…が形成されている。更に、第3のクランプ部材40は、第1のクランプ部材36と第2のクランプ部材38との間に配置され、その片面には第1のクランプ部材36の溝42とによって一方のケーブル18Aをクランプする溝50が形成され、もう一方の片面には第2のクランプ部材38の溝46とによって他方のケーブル18Bをクランプする溝52が形成される。また、第3のクランプ部材40には、ねじ棒32、32…が挿入される4つの孔54、54…が形成されている。
連結部材30によるリング状箍部材16とケーブル18との連結手順について説明する。まず、第1のクランプ部材36の孔44、44…にねじ棒32、32…を通し、第1のクランプ部材36を受部材34側に取り付ける。次に、第1のクランプ部材36の溝42に一方のケーブル18Aを嵌合させる。次いで、第3のクランプ部材40の孔54、54…にねじ棒32、32…を通し、第3のクランプ部材40を受部材34側に取り付けるとともに第3のクランプ部材40の溝50を一方のケーブル18Aに嵌合させ、この後、第3のクランプ部材40の溝52に他方のケーブル18Bを嵌合させる。
次いで、第2のクランプ部材38の孔48、48…にねじ棒32、32…を通し、第2のクランプ部材38の溝46に他方のケーブル18Bを嵌合させる。次いで、第2のクランプ部材38から外方に突出している4本のねじ棒32、32…にワッシャ56を介してナット58を螺入し、ナット58を締め付ける。これにより、一方のケーブル18A及び他方のケーブル18Bの交差部において、リング状箍部材16が固定される。
ところで、実施の形態の構造体10はドーム型に形成されているため、ケーブル18、18を鉛直方向に対し、ドーム形状に沿った傾斜角度をもって斜設する必要がある。そこで、ケーブル18、18の傾斜角度や張力を調整するため、前記連結部材30では図6の如く、受部材34と第1のクランプ部材36との間に半円形状のスペーサ60、60…を介在させている。このスペーサ60には、ねじ棒32を逃がすための溝62、62、62が形成されている。ねじ棒32、32…を上下方向から挟むようにスペーサ60、60…を所定枚数介在させることによって、第1のクランプ部材36が受部材34から離れる。これにより、ケーブル18A、18Bの実質的な連結位置が水平方向にずれるので、このケーブル連結位置を、上下に位置するリング状箍部材16、16…において適宜調節することにより、ケーブル18A、18Bの傾斜角度や張力を調整することができる。
また、連結部材30は図7の如く、クランプ部材36、40の溝42と溝50を突き合わせることによって形成されるケーブル嵌合筒状部の両端部64が、ケーブル18Aの配設方向に対する角度に対し余裕をもった寸法の円錐形状に形成されている。これにより、ケーブル18Aが両端部64によって傾斜角度が規制されたり、接触により磨耗したりする不具合を防止できる。クランプ部材38、40の溝46と溝52を突き合わせることによって形成されるケーブル嵌合筒状部の両端部も同様に円錐形状に形成されている。
なお、実施の形態のケーブル18とリング状箍部材16との連結構造では図8の如く、ケーブル18A、18Bの交差位置においてケーブル18A、18Bにリング状箍部材16を連結したが、これに限定されるものではない。例えば、図9の如くケーブル18A、18Bの交差位置以外の位置にリング状箍部材16を固定してもよく、また、図10の如く縦横にケーブル18、18…を配置し、縦横のケーブル18、18…同士を連結するとともに縦方向に配設したケーブル18、18…にリング状箍部材16を連結してもよい。図8〜図10の連結構造によれば、風圧等の外力が構造体に加わっても変形し難いという形状効果を得ることができる。
構造体10に支持されるガラス板12、12は、図11に示す点支持構造の支持部材70によって、その4隅部が構造体10のリング状箍部材16に一体的に支持されている。すなわち、リング状箍部材16、16…の上下方向の間隔は、ガラス板12の高さ寸法に略等しく、上下に隣接するリング状箍部材16、16の間に位置するガラス板12の上辺の隅部が、そのリング状箍部材16、16のうち上側に位置するリング状箍部材16の下面に取り付けられた支持部材70、70によって支持され、また、ガラス板12の下辺の隅部が、下側に位置するリング状箍部材16の上面に取り付けられた支持部材70、70によって支持されている。
また、実施の形態のガラス板支持構造は、水平方向に隣接するガラス板12、12…の左右の両辺部の一部が重なりをもつ(オーバーラップする)ようにガラス板12表面の前後方向に所定寸法離間して対向して配置され、その重なり合う2枚のガラス板12、12の各隅部が一つの支持部材70によって各々支持されている。
支持部材70は図11、図12に示すように、4本のロッド状部材(ロッド)72、74、76、78、及び軸受80、82等から構成される。図12において、ロッド状部材72の右端部が、リング状箍部材16に突設された軸受部84にピン86を介して上下方向に揺動自在に取り付けられている。また、ロッド状部材72の左端部には、ロッド状部材72と同軸上にねじ孔88が形成され、このねじ孔88にロッド状部材74の右端部に形成された雄ねじ部90が螺入されている。これにより、ロッド状部材74は、ロッド状部材72に対し伸縮自在に連結される。なお、軸受部84は、リング状箍部材16にピン(支持部材の固定端)83を介して水平方向に回動自在に突設されている。
軸受部84を水平方向に回動自在とする構成はこれに限られず、軸受部84端部に凸状部を設け、この凸状部を覆って軸受部84を回動自在に支持するカバー部材を設けてもよい。
ロッド状部材74の左端部には第1の球状回動体である球体92が形成され、この球体92が、軸受80に回動、揺動、及び首振り自在に嵌合されている。軸受80は、室内側のガラス板12に予め形成されている孔13に固定されるとともに、孔13への取り付け易さを考慮して2分割に構成されている。よって、第1の球状回動体である球体92がガラス板12に貫通して形成された孔13の内部に設けられる。
ロッド状部材74の球体92の内部には、球状の空洞部94が形成され、この空洞部94に、第2の球状回動体である球体96が回動自在に嵌合されている。よって、室内側のガラス板12の孔13において、第1の球状回動体である球体92と第2の球状回動体である球体96とからなる、回転中心を略一致させた二重の球状回動体が構成されている。また、球体96にはねじ孔98が形成され、このねじ孔98に、ロッド状部材76の右端部に形成された雄ねじ部100が球体開口102を介して螺入されている。これにより、ロッド状部材76がロッド状部材74に対し伸縮自在、かつ回動、揺動、及び首振り自在に、すなわち三次元的揺動動作可能に連結される。
ロッド状部材76の左端部にはねじ孔104が形成され、このねじ孔104にロッド状部材78の右端部に形成された雄ねじ部106が螺入されている。これにより、ロッド状部材78は、ロッド状部材76に対し伸縮自在に連結される。また、ロッド状部材78の左端部には、球体108が形成され、この球体108は軸受82に回動、揺動、及び首振り自在に連結されている。軸受82は、室外側のガラス板(最遠の板状体)12に予め形成されている孔13に固定されている。
このように構成された支持部材70によれば、予め加工されたガラス板12の孔13に対し、室内側のガラス板12の場合では、ロッド状部材72がピン83、86の作用によって水平及び上下に揺動自在であること、及びロッド状部材74がロッド状部材72に対して伸縮自在であることによって、ロッド状部材74の球体92の位置を三次元方向に調節できるので、室内側のガラス板12の孔13が規定の位置からズレていても、すなわち、取付誤差が生じた場合でも、ロッド状部材74の球体92を孔13の軸受80に連結することができる。
また、室外側のガラス板12の場合では、ロッド状部材76が球体96の作用によって首振り自在であり、かつロッド状部材74に対して伸縮自在であること、及びロッド状部材78がロッド状部材76に対して伸縮自在であることによって、ロッド状部材78の球体108の位置を三次元方向に調節できるので、室外側のガラス板12の孔13が規定の位置からズレていても、すなわち、取付誤差が生じた場合でも、ロッド状部材78の球体108を孔13の軸受82に連結することができる。
これにより、室内側のガラス板12と室外側のガラス板12とが平行でない場合や取付誤差が生じている場合でも、双方のガラス板12、12を一つの支持部材70によって容易に接合できるので、多様なガラス配置に対応可能である。また、接合時において、取付誤差は吸収されるので局部的な応力の発生も防止でき、強度的な性能を向上させることができる。また、位置ズレが後発的に生じた場合においても、位置ズレに自在に追従しそのズレを吸収できる。更に、吸収時にロッド状部材72、74、76、78に曲げが生じないため、ロッド状部材72、74、76、78に過大な強度を持たせる必要はなく比較的細い形状とすることができる。
なお、実施の形態では、支持部材70の固定端であるピン83と最遠の板状体である室外側のガラス板12との間に一枚のガラス板12のみ介在させた例、すなわち、2枚のガラス板12、12を重ね合わせた例について説明したが、3枚以上のガラス板12、12…を重ね合わせ、これらのガラス板12、12…を支持する場合には、最遠のガラス板12を除く2枚以上のガラス板12、12の各孔に回転中心を略一致させた第1の球状回動体及び第2の球状回動体からなる二重の球状回動体を設け、各ガラス板をロッド状部材によって連結すればよい。
また、本例では、ガラス板12の上辺の隅部及び下辺の隅部のどちらにも、同じ仕様の支持部材70を用いたが、例えば、上辺の隅部を支持する支持部材につては、自由度を一部制約したものを用い、ガラス板12の位置決めが容易となるようにすることもできる。
一方、リング状箍部材16、16…は、図1に示すようにケーブル18、18…の他、上下方向に配設されたロッド110、110…(図11参照)を有する連結部材を介して連結されて各々が補助的に支持され、変形の防止や姿勢の安定化が図られている。
この連結部材は、ロッド110と、上下2本のロッド110、110をリング状箍部材16に開口された孔17において連結するジョイント112とから構成される。
ジョイント112は図13、図14に示すように、球面軸受114、ロッド下部支持体118、及びロッド上部支持体124等から構成される。球面軸受114は、リング状箍部材16の孔17に取り付けられる。また、ロッド下部支持体118には、球面軸受114に支持される球体116とロッド110の下部球体部110Aが支持される球面孔117とが形成されている。これによってリング状箍部材16の孔17には、球面軸受114及び球体116、下部球体部110A及び球面孔117からなる回転中心を略一致させた二重の球状回動体が設けられる。
更に、ロッド上部支持体124には、ロッド下部支持体118の雌ねじ部120に螺入される雄ねじ部122とロッド110の上部係合部110Bが係合される貫通孔123とが形成されている。かかる構成により、ロッド110の上部が、球面軸受114と球体116とからなる一方の球状回動体に支持され、ロッド110の下部が球面孔117と下部球体部110Aとからなる、他方の球状回動体に支持される。
球面軸受114は、孔17に対する取り付け易さを考慮して上軸受126及び下軸受128から構成されている。また、上軸受126及び下軸受128は、孔17に装着された上軸受126に、ロッド下部支持体118の球体116を押し付けた後、上軸受126に形成された雌ねじ部127に、下軸受128に形成された雄ねじ部129を螺合させることにより、孔17に取り付けられる。また、このときに球体116が上軸受126と下軸受128とに挟持されるので、ロッド下部支持体118は球面軸受114に首振り自在に支持され、そして、ロッド下部支持体118の球面孔117に対し、ロッド110の下部球体部110Aが首振り自在に支持される。
また、このロッド下部支持体118の雌ねじ部120に、図14の如くロッド上部支持体124の雄ねじ部122が螺入される。これにより、ロッド110、110がリング状箍部材16に取り付けられたジョイント112を介して連結され、雌ねじ部120に対する雄ねじ122の螺入量を調節することにより、ロッド110に与えられる張力を調節することができる。
このように構成されたリング状箍部材16の連結部材によれば、上下に配設されるロッド110、110を一直線に配設できない場合や、リング状箍部材16の取付誤差等に起因して、上下に位置するリング状箍部材16、16の各孔17、17の位置がズレた場合にも、そのズレは二重の球状回動体の追従動作によって吸収されるので、上下に位置するリング状箍部材16、16を問題なく連結できる。
また、二重の球状回動体の追従動作によって、ロッド110をドーム形状に沿った傾斜角度に容易に斜設することができる。また、ロッド110に曲げが生じないため、ロッド110を比較的細い形状とすることもできる。更に、リング状箍部材16に変位が後発的に生じても、二重の球状回動体の追従動作によって、その変位を吸収できる。
ドーム型構造体の縦断面図 図1に示したドーム型構造体の内観図 図1に示したドーム型構造体の骨組を模式的に示した斜視図 ケーブルにリング状箍部材を連結する連結部材の正面図 図4に示した連結部材を5−5から見た矢視図 図4に示した連結部材の組立斜視図 図4に示した連結部材のクランプ部材端部を示した要部拡大図 ケーブルに対するリング状箍部材の第1連結例を示した模式図 ケーブルに対するリング状箍部材の第2連結例を示した模式図 ケーブルに対するリング状箍部材の第3連結例を示した模式図 ガラス板をリング状箍部材に支持させる支持部材の斜視図 図11に示した支持部材の断面図 上下に位置するリング状箍部材の支持用ロッドの組立断面図 図13に示したロッドの組立断面図
符号の説明
10…構造体、12…ガラス板、13、17、44、58、54…孔、14…ドーム型建築物、16…リング状箍部材、18、18A、18B…ケーブル、20…ネット部材、22…支柱、24…構造体基礎部、30…連結部材、32…ねじ棒、34…受部材、36…第1のクランプ部材、38…第2のクランプ部材、40…第3のクランプ部材、42、46、50、52、62…溝、56…ワッシャ、58…ナット、60…スペーサ、64…両端部、70…支持部材、72、74、76、78…ロッド状部材、80、82…軸受、83、86…ピン、84…軸受部、88、98、104…ねじ孔、90、100、106、120、122、127、129…雄ねじ部、92、96、108、116…球体、94…空洞部、102…球体開口、110…ロッド、110A…下部球体部、110B…上部係合部、112…ジョイント、114…球面軸受、117…球面孔、118…ロッド下部支持体、123…貫通孔、124…ロッド上部支持体、126…上軸受、128…下軸受

Claims (5)

  1. 相互に離間しかつ対向して配置される2枚の板状体を一体的に支持する板状体の支持部材において、
    前記支持部材の固定端と該固定端から最遠の板状体との間に配置される板状体に孔が形成されるとともに、該孔に固定された軸受に第1の球状回動体が回動、揺動、及び首振り自在に嵌合されることにより第1の球状回動体が前記孔の内部に設けられ、第1の球状回動体の内部に第1の球状回動体と回転中心を略一致させて第2の球状回動体が回動自在に嵌合され前記第1の球状回動体に接続されたロッドが、前記支持部材の固定端に取り付けられ、前記第1の球状回動体に形成された球体開口を介して前記第2の球状回動体にロッドが接続され、該ロッドは、前記最遠の板状体に形成された孔に固定された軸受に球体を介して回動、揺動、及び首振り自在に連結されていることを特徴とする板状体の支持部材。
  2. 前記支持部材の前記ロッドは、それぞれ雄ねじ部が形成された第1のロッドと、前記雄ねじ部が螺入される雌ねじ部が形成された第2のロッドとから構成されていることを特徴とする請求項1に記載の板状体の支持部材。
  3. 前記第1の球状回動体に接続された前記ロッドは、前記支持部材の固定端に軸受部を介して上下方向に揺動自在及び水平方向に回動自在に取り付けられる請求項1又は2に記載の板状体の支持部材。
  4. 相互に離間しかつ対向して配置される2枚の板状体が、支持部材によって一体的に支持されてなる板状体の支持構造において、
    前記支持部材の固定端と該固定端から最遠の板状体との間に配置される板状体に孔が形成され、該孔に固定された軸受に第1の球状回動体が回動、揺動、及び首振り自在に嵌合されることにより第1の球状回動体が前記孔の内部に設けられ、第1の球状回動体の内部に第1の球状回動体と回転中心を略一致させて第2の球状回動体が回動自在に嵌合され、前記第1の球状回動体に接続されたロッドが、前記支持部材の固定端に取り付けられ、前記第1の球状回動体に形成された球体開口を介して前記第2の球状回動体にロッドが接続され、該ロッドは、前記最遠の板状体に形成された孔に固定された軸受に球体を介して回動、揺動、及び首振り自在に連結されることにより、前記固定端から最遠の板状体までの板状体が連結されて支持されることを特徴とする板状体の支持構造。
  5. 前記第1の球状回動体に接続された前記ロッドは、前記支持部材の固定端に軸受部を介して上下方向に揺動自在及び水平方向に回動自在に取り付けられる請求項4に記載の板状体の支持構造。
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