JP4307939B2

JP4307939B2 - 棒体とフレーム部材の接続構造

Info

Publication number: JP4307939B2
Application number: JP2003321747A
Authority: JP
Inventors: 佐野直光; 成田治; 岩崎正徳
Original assignee: 株式会社日本陶業
Priority date: 2003-09-12
Filing date: 2003-09-12
Publication date: 2009-08-05
Anticipated expiration: 2023-09-12
Also published as: JP2005090003A

Description

本発明は、棒体とフレーム部材の接続構造に関するものである。棒体としては建物の窓の外側に設けるブラインドとして使用するルーバーなどがある。

フレームを構成するフレーム部材に棒体を接続する接続構造としては両部材を溶接接合したりボルト接合するなど多様である。溶接接合は接続する部材双方が例えば鋼材にて製作されていることを要する。また溶接接合、ボルト結合ともに部材同士を緊結させることができる一方、フレーム部材が変形した場合には棒体には軸力や曲げモーメントが生じる。

ところで、上記する棒体を建物の窓の外側にブラインドとして設けるルーバーとして使用する場合に、かかるルーバーとフレーム部材との接続構造が特許文献１に開示されている。
すなわち、ルーバーａの幅方向の中央にルーバーａの長手方向に亘るように回転軸ｂを一体に装着し、回転軸ｂの長手方向の端部を軸受けフレームｃに回転自在に装着して構成したものである（図９参照）。
特開２００１−３２６４９号公報

本発明が解決しようとする問題点は、以下の点である。
＜１＞棒体とフレーム部材との接続構造を溶接接合やボルト接合等で緊結した場合、フレーム部材によって構成されるフレーム架構が変形した際に接合部には過度の応力が生じ得る。棒体が硬い部材として成形されている場合に、該棒体のうち棒体とフレーム部材との接合部近傍には過度の応力が生じ、棒体の破損につながり得る。
＜２＞ルーバー内においてルーバーの長手方向に貫通して回転軸を設け、かかる回転軸の端部をフレーム部材に接続して構成した場合、地震時水平力などの外的要因でフレーム架構が変形した場合、回転軸とフレーム架構の接続部および回転軸において変形および損傷が生じる可能性が極めて高い。
＜３＞ルーバー内においてルーバーの長手方向に貫通して回転軸を設け、かかる回転軸の端部をフレーム部材に接続して構成した場合、ルーバーとフレーム架構の取り付け作業に時間がかかるとともに、ルーバーのメンテナンス時に容易にルーバーのみをフレーム架構から取り外すことができない。

上記のような課題を解決するために、本発明の棒体とフレーム部材の接続構造は、棒体の両端を該棒体の延伸方向と略垂直方向に延びたフレーム部材に接続する棒体とフレーム部材の接続構造であって、前記棒体の両端面に設けた該棒体の延伸方向に所定長さ延びた挿入孔と、前記フレーム部材に着脱可能に設けた板材と、からなり、前記板材には該板材表面に前記挿入孔に挿入可能な棒状体を設けてなり、前記挿入孔に前記棒状体を挿入させた際に該挿入孔と該棒状体の間に空隙を形成するように構成してなり、前記空隙のうち、前記端面から所定長さ区間を弾性体で充たして棒状体の傾斜を吸収可能に構成し、前記棒体の両端面に前記板材を設置し前記板材を前記フレーム部材に設置して構成したことを特徴とするものである。

また、前記する棒体とフレーム部材の接続構造において、筒体からなる前記弾性体に前記棒状体を嵌装し、又は筒体からなる前記弾性体を前記挿入孔に嵌め込んだ状態で前記棒状体を前記筒体に嵌装して構成したことを特徴とする棒体とフレーム部材の接続構造を使用できる。

また、前記する棒体とフレーム部材の接続構造において、前記棒体は該棒体の両端面間を貫通する貫通孔を備え、並列する複数の前記フレーム部材の間に設けた前記棒体の前記貫通孔に、貫通部材を設置し又は該貫通部材を設置した状態で注入材を注入固化したことを特徴とする棒体とフレーム部材の接続構造を使用できる。

さらに、前記する棒体とフレーム部材の接続構造において、窯業建材にて製作した前記棒体をルーバーとして使用することもできる。

本発明の棒体とフレーム部材の接続構造は、上記した課題を解決するための手段により、次のような効果の少なくとも一つを得ることができる。
＜１＞フレーム部材から構成されるフレーム架構の変形に対して、フレーム部材に接続した棒体には過度の応力が生じない。また、棒体はその軸方向および上下方向および軸方向回りのフレーム架構の変形に追随することができる。
＜２＞ルーバーとフレーム架構の取り付けが容易であり、ルーバーのメンテナンス時に容易にルーバーのみをフレーム架構から取り外すことができる。したがって、フレーム架構およびルーバー設置時の施工性に優れ、工期の短縮を実現できるとともに、ルーバーメンテナンス時の作業時間も短縮できる。

＜１＞接続構造（図１）
本発明は、棒体２とフレーム部材４の接続構造１に関するものである。ここで、フレーム部材４とは鉛直部材および水平部材にて構成されたフレーム架構を構成する各部材のことをいう。かかるフレーム部材４、例えば鉛直部材間に鉛直部材に垂直方向に延びる棒体２を設置する際に構成される棒体２とフレーム部材４の接続部１１の接続構造１についてその分解斜視図を図１に示す。

棒体２はフレーム部材４と接続する両端面２１，２１に棒体２の延伸方向に所定長さを有する一つ又は複数の挿入孔２２を設けて製作する。ここで、所定長さとは、後述する棒状体３１の長さに応じた長さであり、棒状体３１の長さは棒体２とフレーム部材４の接合後の安定度及び接続部１１の所要の可撓性能等によって決定される。なお、挿入孔２２は棒体２の両端面２１，２１間を貫通させてもよい。

挿入孔２２に棒状体３１を挿入させた際に、挿入孔２２と棒状体３１の間には空隙６を形成するように挿入孔２２の内空及び棒状体３１の直径（または棒状体３１断面が矩形の場合は対角線長さ）を決定する。フレーム部材４が地震時外力等（水平力）によって層間変形する際に、棒状体３１は空隙６の範囲内で周囲の拘束を受けることなく動くことが可能となる（図２参照）。すなわち、ある層間変形によって鉛直方向のフレーム部材４が傾斜した場合、後述する板材３の表面に突設させた棒状体３１はその先端が挿入孔２２の内空面に衝突するまでは棒状体３１及び板材３には応力が生じ得ない。また、フレーム部材４に過度の層間変形が生じた場合でも、空隙６内の棒状体３１の動きによってそのほとんどを吸収することができれば、棒状体３１及び板材３に生じる応力を最小限に抑えることが可能となる。
なお、かかる空隙６（挿入孔２２の内空及び棒状体３１の直径との関係）は想定する層間変形に応じて適宜決定できる。例えば、フレーム架構の層間変形を１／５０と設定した場合、挿入孔２２内に挿入された棒状体３１の長さ（棒体２の延伸方向長さに補正した長さ）と空隙６の鉛直方向長さを１／５０以上となるように製作するのが好ましい。

棒体２とフレーム部材４の接続は後述する板材３を介しておこなう。板材３はその表面に挿入孔２２に挿入可能な棒状体３１を一つ又は複数設けて製作する。

また、棒状体３１と挿入孔２２の間に形成した空隙６のうち、端面２１から所定長さ区間は後述する弾性体５で充たして構成することもできる。空隙６は、棒状体３１の側面と挿入孔２２の内空面の間、及び棒状体３１の先端と挿入孔２２の底面との間に形成される。所定長さ区間とは、挿入孔２２のうち端面２１からの一定長さ区間をいう。上記するように、空隙６を設けておくことにより、フレーム部材４の層間変形に対して接続部１１を構成する棒状体３１及び板材３に過度の応力が生じることを防ぐことができる。しかし、かかる空隙６を設けることによって、例えば常時の交通振動などの影響で挿入孔２２と棒状体３１の衝突音が発生する可能性を否定できない。したがって、空隙６を弾性体５で充たした構成としておくことにより、地震時の層間変形に対して接続部１１が追随できるとともに上記衝突音の発生の可能性も極めて低くなる。

フレーム部材４が例えば水平方向に複数並列している場合には、外的要因で棒体２が破損して脱落する可能性がある。かかる棒体２の脱落を防止するために棒体２には両端面２１，２１間を貫通する貫通孔２３を設けておき、並列する複数のフレーム部材４，４，４間に複数の棒体２，２を直線状に設置した状態で貫通孔２３，２３及びフレーム部材４，４，４に設けた貫通孔４２，４２，４２に貫通部材７を貫通設置するのが好ましい。貫通部材７としては鋼製ワイヤーやプラスチック製の細長材など多様に選定できる。貫通部材７は破損後の棒体２の重量に耐え得る強度を備えていればよい。
そのほか、一つの棒体２ごとに貫通部材７を設置することもできる。すなわち、２本のフレーム部材４，４間に棒体２を設置後、一方のフレーム部材４の貫通孔４２から貫通部材７を他方の貫通孔４２まで通して貫通部材７を設置するものである。
さらに、貫通孔２３に例えば鉄筋などの貫通部材７を設置した状態で注入材７２を注入固化させることもできる。かかる場合、鉄筋長さを棒体２の両端面２１，２１間長さ以上とする必要は必ずしもない。挿入孔２２内に一定長さの貫通部材７（鉄筋など）を挿入した状態で、注入材７（例えばモルタルなど）を注入固化させておくことにより、棒体２がその途中で破断した場合でも鉄筋及び固化したモルタルにより破断片が落下する可能性は極めて低くなる。

＜２＞棒体の用途及びフレーム架構
棒体２は、例えばビルの窓の外側に設けるブラインドとなるルーバーとして使用することができる（図３参照）。
ルーバーは、窯業建材にて製作することができる。ここで、窯業建材とは、例えばセラミック製材料などをいう。また、さらにガラス製材料などにて製作することも可能である。

上下方向及び水平方向に延びる窓の外側にフレーム部材４からなるフレーム架構を設置するとともにフレーム部材４，４間に棒体２としてのルーバーを複数設置できる。水平方向に直線状に設置したルーバーは例えば１本の貫通部材７にて一体化できる。
なお、フレーム架構は、図４に示すように窓９１から所定の間隔を備えて設置するのが好ましい。例えば、窓９１の清掃やメンテナンスなどの作業ができる程度の間隔を設けておくことにより安全なメンテナンス作業等を実現できる。

フレーム部材４は図４に示すように３本のフレーム部材４，４，４を上下の水平材にて接合させて一つのフレーム架構（フレームユニット）を構成させることもできるし、２本のフレーム部材４，４と上下の水平材にてフレームユニットを構成させることもできる。かかるフレームユニットを上下方向及び水平方向に隣接設置させ、例えばフレーム部材４同士及び水平材同士をボルト接合することにより、図３に示すように広範囲に渡るルーバーの設置を実現できる。なお、ルーバーの設置は、予めフレーム架構をビル等に設置した後、現場にて設置していく方法のほか、工場にて予めフレーム架構およびルーバーを設置しておき、現場にてルーバー付きのフレーム架構を設置する方法などがある。
また、図５に示すように鉛直方向の２本のフレーム部材４，４を１フロアー高さ程度に製作し、ルーバーも予め工場にて設置して一ユニットを構成し現場にて設置することもできる。かかる縦長の一ユニットを使用する場合は、上記フレーム架構を構成する上下の水平材は設けない構成とするのが好ましい。層間変形に対する一ユニットの可撓性を向上させることができるからである。なお、水平方向に隣接設置した各ユニット間の接合は、隣接する鉛直方向のフレーム部材４，４同士をボルト接合するのがよい。

棒体２をルーバーとして使用する場合、棒体２は図１に示すように棒体２の延伸方向に垂直に切断した断面を扁平でかつ緩やかな曲率を備えた形状に製作するのがよい。図１の実施例では、断面の左右に直線部分を備えて成形している。上下面の交点が鋭角に交わると交点部が破損し易くなるためである。
もっとも、断面形状は長方形や正方形、丸型、楕円形など多様に選定できる。

ルーバーは、窓の外側に設けることによって直射日光を遮断しながら光を室内に取り込むことができるため、室内への光量及び熱量の供給に寄与する。なお、光量の供給に際しては、ルーバーの取り付け角度及びルーバーの扁平形状を調整することで自在にその供給量を調整できる。
また、ビルが高層化した場合でも窓の外側に防護柵としてルーバーが設置されていることから高層ビルにおいても開閉式の窓を設置でき、直接外気を室内に供給することが可能となる。かかる外気の供給は冷房負荷の低減につながり、上記する熱量供給効果とともに一年を通して省エネを実現できる。
ルーバーは上記する省エネ性能に加えて、そのデザイン性から優れた景観への効果を実現できる。すなわち、セラミック製のルーバーはその外観がレンガ風のイメージを想起させ得る。したがって、往々にして硬く、冷たいイメージを与えるビルの表面を淡い土色で飾ることによって、ビルのイメージを和らげることができ、ひいてはビル群によって構成される街のイメージを一新することができる。

また、ルーバーの設置作業に関しては、フレーム架構を設置後、ルーバーに板材３を設置した状態で板材３をフレーム部材４に設置していくだけの極めて簡単な作業となるため、作業性に優れ、構造物建設にかかる全体工期に影響を与えることもない。
さらに、棒体２（ルーバー）をフレーム部材４から容易に取り外して迅速なメンテナンスが可能である。

＜３＞板材及び棒状体
板材３は例えば鋼材にて製作し、その表面にボルト孔３３及び貫通部材７が貫通する貫通孔３２を備えて成形する。図１においては、板材３の実施例を示しているが、その形状は棒体２（ルーバー）を所定の角度でフレーム部材４に設置した際に棒体２の断面形状が板材３の表面形状に収まる程度に所要の切欠きを施すのが好ましい。図１の実施例では、ルーバーの傾きに応じて一つの隅角部を斜めに切り欠いて成形している。
板材３の表面には、例えば鋼材にて製作した複数の棒状体３１，３１を板材３表面に垂直に溶着することのほか、ネジ込み式に接合することも可能である。

＜４＞弾性体
弾性体５は、棒状体３１と挿入孔２２の間に形成した空隙６に充たして構成することにより、地震時水平力などの外的要因で生じ得るフレーム架構の層間変形に対して接続部１１を追随可能とするとともに棒状体３１と挿入孔２２の内空面との衝突音の発生を防止するために設けることができる。ここで、接続部１１を追随可能とするとは、弾性体５の材質が備えた弾性性能によって、フレーム部材４の上下移動及び横方向への傾斜に応じた棒状体３１の上下移動及び横方向への傾斜によって生じる局部的な支圧応力を弾性筒体５によって吸収可能とすることをいう。
弾性体５としては、例えば、内空を棒状体３１の外径程度とし、外径を挿入孔２２の内径程度とし、所定の長さを備えて成形した筒体５１を一実施例とすることができる（図６参照）。

かかる筒体５１に棒状体３１を嵌装させた状態で筒体５１及び棒状体３１を挿入孔２２に嵌装させることにより板材３と棒体２を取り付けることができる。かかる状態でフレーム部材４に板材３（板材３及び棒体２）を例えばボルト接合するのがよい。すなわち、図１に示すように予めフレーム部材４及び板材３に刻設しておいたボルト孔４１，３３にボルト９３を貫通させ、フレーム部材４及び板材３側からナット９２，９２にて締め付けて接合する。

また、筒体５１を挿入孔２２に予め嵌め込んでおき、その後に棒状体３１を筒体５１及び挿入孔２２に挿入させることもできる。かかる場合、筒体５１のその他の実施例として、筒体５１に棒状体３１を嵌装する際に筒体５１が挿入孔２２内に押込まれないように筒体５１の一端において、筒体５１の外径よりも大きな外径を備えたストッパー部５２を備えた筒体５１を使用するのが好ましい（図７参照）。また、ストッパー部５２を備えた筒体５１は上記する実施例のように成形することのほか、その内空は挿入孔２２の延伸方向に切断した断面視が内空中心側に曲率を備えた曲率断面を内空周りに連続して備えた構成とすることもできる(図７参照)。

弾性筒体５は、例えばシリコン性材料にて製作できる。

上記するように弾性体５（筒体５１）を使用する場合及び使用しない場合ともに、板材３と棒体２の端面２１の間には伸縮性の隙間防止材８を設けることができる。フレーム部材４，４間に棒体２（ルーバー）を容易に設置するためには、ルーバー長さをフレーム部材４，４間長さ以下となるように製作するのが一般的である。かかる場合、フレーム部材４（または板材３）とルーバーの端面２１との間には隙間が生じ（棒状体３１の一部が端面２１と板材３の間から見える状態となる）、外観上好ましいものとは言い難い。そこで、例えば筒状に成形したスポンジ性あるいはゴム性の隙間防止材８に棒状体３１を挿入した状態で棒体２（ルーバー）と板材３を接合させる（図８参照）。ルーバーと同色程度の隙間防止材８を使用することにより、端面２１と板材３の間の棒状体３１も視認できず外観上も良好となる。

隙間防止材８としては、例えばシリコン性材料、特に発泡シリコンなどを使用することができる。

本発明の接続構造の分解斜視図。本発明の接続構造によってフレームの変形にルーバーが追随している状況を説明した説明図。ビルにルーバーを設置した状況を示した斜視図。フレーム架構（ルーバー設置状態）が窓の外側に設置されている状況を説明した斜視図。縦長フレーム架構（ルーバー設置状態）の一ユニットの実施例を示した斜視図。弾性体の一実施例を棒状体に設置した状態を説明した斜視図。弾性体のその他の実施例を説明した分解側面図。隙間防止材を棒状体に設置した状態を示した斜視図。従来のルーバーとフレーム部材の接続構造を説明した説明図。

符号の説明

１・・・接続構造
１１・・接合部
２・・・棒体
２１・・端面
２２・・挿入孔
２３・・貫通孔
３・・・板材
３１・・棒状体
４・・・フレーム部材
５・・・弾性体
６・・・隙間
７１・・貫通部材
７２・・注入材

Claims

棒体の両端を該棒体の延伸方向と略垂直方向に延びたフレーム部材に接続する棒体とフレーム部材の接続構造であって、
前記棒体の両端面に設けた該棒体の延伸方向に所定長さ延びた挿入孔と、
前記フレーム部材に着脱可能に設けた板材と、からなり、
前記板材には該板材表面に前記挿入孔に挿入可能な棒状体を設けてなり、
前記挿入孔に前記棒状体を挿入させた際に該挿入孔と該棒状体の間に空隙を形成するように構成してなり、
前記空隙のうち、前記端面から所定長さ区間を弾性体で充たして棒状体の傾斜を吸収可能に構成し
前記棒体の両端面に前記板材を設置し前記板材を前記フレーム部材に設置して構成したことを特徴とする、
棒体とフレーム部材の接続構造。
筒体からなる前記弾性体に前記棒状体を嵌装し、
又は筒体からなる前記弾性体を前記挿入孔に嵌め込んだ状態で前記棒状体を前記筒体に嵌装して構成したことを特徴とする、
請求項１記載の棒体とフレーム部材の接続構造。
前記棒体は該棒体の両端面間を貫通する貫通孔を備え、
並列する複数の前記フレーム部材の間に設けた前記棒体の前記貫通孔に、
貫通部材を設置し又は該貫通部材を設置した状態で注入材を注入固化したことを特徴とする、
請求項１又は２に記載の棒体とフレーム部材の接続構造。
窯業建材にて製作した前記棒体をルーバーとして使用することを特徴とする、
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の棒体とフレーム部材の接続構造。