JP4319030B2 - 壁構造体 - Google Patents

Description

この発明は、ビルおよび家屋等のための壁構造体、好ましくは、複数の比較的短い垂直フレーム部材または壁の全高に匹敵する複数のセクションを使用する壁構造体に関する。

発明の背景
ビル壁用のレンガ作りの構造体(masonry construction)は、長らく用いられており、前記構造体は、垂直方向の圧縮力だけを考慮に入れるという単純な原理に基づいており特に強い。そのようなレンガ作りの壁は、木製のスタッドや柱のような垂直方向に長く比較的細い材料製の壁と関連する曲がりの問題を回避することができる。しかしながら、レンガ作りの壁は、一般に重く比較的厚い。

木製またはスチール製のスタッドを用いる壁構造体は、柱やフレーム部材等々のように、異なる構造概念に立脚しており、これらの構造概念は、レンガ作りの構造体の概念よりも一段と複雑である。これらの複雑性は、主として、(例えば、２ｘ４´ｓおよび２ｘ６´ｓ)の材木またはスチール製のスタッドのような寸法の長くて細い材料の使用に起因しており、それらの設計は、これらのフレーム部材の起こりうる曲がりを考慮しなければならない。

木製およびスチール製の壁構造体は、もちろんレンガ作りのそれに比較して軽い。木製の壁構造体もまた、長さ約８フィートの寸法の木材のような異なる、そして、恐らく(或るエリアにおいて)貴重な天然資源を使用する。

発明の概要
この発明は、複雑な構造的な細部を考慮する必要がない、木製または金属材料性であることが好ましい、ボックス状の部材またはセクションから作られる壁構造体を提供する。これは、木製またはスチール製のスタッド構造材料に比較的単純なレンガ構造対の原理を適用することによって成し遂げられる。この発明によれば、たとえ、主要材料がレンガ以外の木製、金属製その他の材料であっても、レンガのビルのそれのように、一般に、圧縮力のみを考慮すれば済む。

この発明は、垂直方向に配向された２ｘ４´´または２ｘ８´´の８フィート寸法の木材、または、８フィートのスチール製スタッドのような垂直方向に長く細い材料の使用を避けることによってそれを達成する。

この発明によって提供される他の利点は、従来の木製構造体よりも一層有功に木材資源を用いることができることである。その理由は、この発明が、比較的短いコンポーネント材料を使用するからである。例えば、長い材木の使用は必要でなく、その代わりに、１５または２０´´の長さのオーダーの２ｘ４の板材を用いて、これまでは大部分が使用することができなかった残材の使用を可能とし、貴重な天然資源を節約する。

この発明によれば、水平方向に並んで配置され、垂直方向に堆積されて垂直方向の壁の範囲を形成する複数のブロックセクションを含む壁構造体が提供されて、各ブロックセクションは、中央のブロック開口を規定し、前記並んで配列されたブロックセクションが、少なくとも２つの隣り合うブロックセクションを連結する固定プレートによって接合される。

この発明によれば、水平方向に並んで配列され、垂直方向に堆積されて壁の垂直方向の範囲を形成するブロック部材を含む壁構造体が提供され、各ブロック部材は、底部プレートと、上部プレートと、中央のブロック開口を規定する２つの側部スタッドを含み、前記の並んだブロック部材は互いに接しており、接しているブロック部材の上部プレートと底部プレートを重ねる固定プレートによって接合されている。

１具体例においては、底部プレート、上部プレート、各ブロック部材の固定プレートは、木製素材であることが好ましい。木製素材は、２ｘ４´´の大きさの材木であることが好ましい。各ブロック部材の側部スタッドは、それぞれ、長さが約１５‐２０´´、底部プレートと上部プレートは、それぞれ、長さが約３０‐４０´´であることが好ましい。１壁構造体中において垂直方向に堆積されたブロック部材の数は５が好ましく、１枚の壁は高さが約８フィートまたは９６´´、各ブロック部材は高さが約１９´´である。

重ねる固定プレートは、ファスナーによってブロック部材に接合されることが好ましい。ファスナーは、上部、底部プレートおよび固定プレートにアライメントされた孔内に挿入されるダボ(dowel)であることが好ましい。

ブロック部材は、中央ブロック開口内の支持部材に関しては実質的に自由であるか、中央ブロック開口内に垂直または水平な補強部材(brace)を備えることができる。

この垂直補強部材は、垂直な木製素材を、水平補強部材は水平な木製素材を含むことができる。

この補強部材は、中央開口全体を実質的に貫通して延出するパネルを含むことができる。

この発明の別の様相によれば、水平方向に並んで配列され、約５つのブロック部材を垂直に高く堆積したブロック部材を含む壁構造体が提供される。各ブロック部材は、底部プレートと、上部プレートと、中央開口を規定する２つの側部スタッドとを含み、前記の並んで配列されたブロック部材は、互いに接しており、接しているブロック部材の上部プレートと底部プレートとを重ね合わせる固定プレートによって接合されており、前記底部プレート、上部プレート、側部スタッドおよび固定プレートは、２ｘ４´´の寸法の材木の素材から製造されており、前記固定プレートは、ファスナーによって固定プレートに取り付けられている。

ファスナーは、上部、底部プレートおよび固定プレートにアライメントされた孔内に挿入されるダボ(dowel)であることができる。

補強部材は、上部プレートと底部プレートの間に延出する垂直補強部材であることができ、側部スタッド間に延出する水平補強部材を含むことができる。

好ましい具体例の詳細な説明
この発明によれば、水平方向に並んで配置され、垂直方向に堆積されて垂直方向の壁の範囲を形成する複数のブロックセクションを含む壁構造体が提供されて、各ブロックセクションは、中央のブロック開口を規定し、前記並んで配列されたブロックセクションが、少なくとも２つの隣り合うブロックセクションを連結する固定プレートによって接合される。

この発明の別の様相によれば、水平方向に並んで配列され、垂直方向に堆積されて壁の垂直方向の範囲を形成するブロック部材を含む壁構造体が提供され、各ブロック部材は、底部プレートと、上部プレートと、中央のブロック開口を規定する２つの側部スタッドを含み、前記の並んだブロック部材は互いに接しており、接しているブロック部材の上部プレートと底部プレートを重ねる固定プレートによって接合されている。

各ブロック部材の底部プレート、上部プレート、側部スタッド、および、固定プレートは、木の素材で製造されることが好ましい。木の素材は、２ｘ４´´の寸法の木板であることが好ましい。各ブロック部材の底部プレート、上部プレート、および、側部スタッドは、それぞれ、長さが約１５-２０´´である。１つの壁構造体中において垂直方向に堆積されるブロック部材の数は、約５であることが好ましい。

重ね合わせ用固定プレートは、ファスナーによってブロック部材に接合されることが好ましい。ファスナーは、ファスナーは、上部、底部プレートおよび固定プレートにアライメントされた孔内に挿入されるダボ(dowel)であることが好ましく、上部および底部プレートと固定プレート内にアライメントされた孔内に挿入される。

ブロック部材は、中央ブロック開口内の支持部材に関しては実質的に自由であるか、中央ブロック開口内に垂直または水平な補強部材を備えることができる。

垂直補強部材は、垂直な木の素材を、水平補強部材は水平な木の素材を含むことができる。

補強部材は、中央開口全体を実質的に貫通して延出するパネルを含むことができる。

この発明の他の様相によれば、水平方向に並んで配列され、約５つのブロック部材を垂直に高く堆積したブロック部材を含む壁構造体が提供される。各ブロック部材は、底部プレートと、上部プレートと、中央開口を規定する２つの側部スタッドとを含み、前記の並んで配列されたブロック部材は、互いに接しており、接しているブロック部材の上部プレートと底部プレートとを重ね合わせる固定プレートによって接合されており、前記底部プレート、上部プレート、側部スタッドおよび固定プレートは、２ｘ４´´の寸法の木の素材から製造されており、前記固定プレートは、ファスナーによって固定プレートに取り付けられている。

ファスナーは、ファスナーは、上部、底部プレートおよび固定プレートにアライメントされた孔内に挿入されるダボ(dowel)であることができる。

ブロック部材のそれぞれは、中央ブロック開口内の支持部材に関しては実質的に自由であるか、中央ブロック開口内に垂直または水平な補強部材を備えることができる。補強部材は、中央開口全体を実質的に貫通して延出するパネルであることができる。

補強部材はまた、上部プレートと底部プレートの間に延出する垂直補強部材であることができ、側部スタッド間に延出する水平補強部材を含むことができる。

図１は、この発明の壁構造体１０を示し、１つの壁構造体は、ウインドー開口用を除いて、水平方向および垂直方向に配列された複数のボックスまたはブロック１２を備えている。各ブロックは、それぞれが、１つの壁のほぼ1/５の高さになるように大きさが決められる。約８フィートまたは９６´´の高さの壁のためには、各ボックスは、約１５-２０´´またはそのようなオーダーのように、前記大きさの約1/５になるであろう。もちろん、壁は、例えば、３、４、６、７のように５以外の数のボックス数で構築されることが可能である。

図２は、３つのボックスまたはブロック１２が並んで配列された垂直層の一部を示す。もちろん垂直層内のボックスまたはブロックの数は、壁の全長と、選択された各ボックスの幅によって決まる。

図３は、２つのボックスまたはブロック１２がどのようにして並んで一体に接合されるかを示す。各ボックスまたはブロックは、上部プレート１４、底部プレート１６、２つの側部スタッド１８を含んでおり、釘または類似のファスナーによって連結されることができる。２つのボックス１２は、並んで互いに接するように配列されており、それらの上部と底部に沿って固定プレート２０によって接合されている。２つのボックスまたはブロック１２は、固定プレート２０、上部および底部プレート１４、１６内に形成された孔２４を貫通するダボ２２によって固定プレート２０に接続されることができる。それに代えて、ねじのような釘その他のファスナーを用いることができる。固定プレート２０は、２つの隣り合うブロックの接合部を重ね合わせる。固定プレート２０は、長さにおいて１つのボックスの幅に等しいか、或いは、それが(２つの隣接ボックスの)少なくとも１つのボックス接合部を重ね合わせる限り、もっと長くとも差し支えない。

固定プレート２０は、ウインドー、ドア等の開口を除いてビルや家屋の周囲を取り巻くであろう。

図４は、上部プレート１４、底部プレート１６、および、２つの側部スタッド１８を含むこの発明の１つの標準ユニットのブロックまたはボックス１２の斜視図を示す。上部および底部プレート１４、１６は、固定用ダボ２２を収容するために内部に形成された孔２４を備えている。このブロックにおいては、内部補強部材または支持部材は設けられない。

図５Ａ、５Ｂは、水平支持部材３０と垂直支持部材３２の形態をなす内部補強部材を有するユニットブロックまたはボックス１２を示す。これらの両支持部材は、両支持部材がボックス１２の内側フィットすることができるとともに、ボックス１２の前面または後面を越えて突出することがないように変換された２ｘ２の寸法の木板または２ｘ４の寸法の木板の形態をなすことができる。

図６Ａ、６Ｂは、ボックスまたはブロックの内部の水平方向および垂直方向全体に亘って延出する内側パネル３４の形態をとる内側補強部材を有するユニットブロックまたはボックス１２を示す。この補強部材は、ボックスまたはブロック１２のどちらかの面と同一面になるか、両面の中間のような面の内側に位置することができる。

図７は、２つの水平方向の８フィートのスタッドによって形成される金属スタッドを用いて製造されるユニットの変形の斜視図であり、垂直スタッドはそれぞれ、約１５-２０´´の高さを持ち、６つの水平方向ブロックセクションを形成する。これらのブロックセクションは、９０度に４回曲げられてボックスまたはブロックセクションを形成する１つの金属スタッドで形成されるか、図８に示すように、２つの側部と上部プレートと、底部プレートとで形成され、次に、２つのボックスが並んで、垂直方向に一体に接合される。上部および底部プレートは、図２に示す具体例のための配列に類似した隣接ボックスを接続する。図７に示されるユニットが５つ垂直方向に堆積されて壁を形成する。

この発明の壁構造体の１つの具体例が示され説明されている。当業者には、変形を加えることが可能であり、この発明は、開示された具体例に限定されるのではなく、添付のクレームを介してのみ規定される。

この発明の壁構造体の正面図。 図１の壁構造体の１層の水平方向断面の正面図。 図２の水平方向層の一部の斜視図。 この発明の壁構造体のコンポーネントボックスまたはブロックの１具体例の斜視図。 図４のコンポーネントボックスの変形を示す斜視図。 図４のコンポーネントボックスの変形を示す斜視図であって、上部プレート、底部プレート、および、側部スタッドが説明のために破断されている。 図４のコンポーネントボックスの別の変形を示す斜視図。 図４のコンポーネントボックスの別の変形を示す斜視図であって、上部プレート、底部プレート、および、側部スタッドが説明のために破断されている。 金属製スタッドを用いた変形例の斜視図。 金属製スタッドの変形を用いたコンポーネントブロックまたはボックスの斜視図。

Claims (26)

1. 水平方向に並んで配列され、垂直方向に堆積されて壁の範囲を形成するブロック部材を含む壁構造体であって、
   各ブロック部材は、底部プレートと、上部プレートと、中央のブロック開口を規定する２つの側部スタッドとを含み、前記の並んだブロック部材は、互いに接しており、全ての前記水平方向に隣接し垂直方向に堆積された複数のブロック部材の、隣接する両者の上部プレートと底部プレートに重なる複数の固定プレートによって接合される壁構造体。
2. 各ブロック部材の底部プレートと、上部プレートと、側部スタッドと、固定プレートが木の素材で製造される請求項１記載の壁構造体。
3. 木の素材が２ｘ４´´の寸法の材木である請求項２記載の壁構造体。
4. 各ブロック部材の側部スタッドは、それぞれ、長さ約１５-２０´´であり、底部プレートと上部プレートは、それぞれ、長さ約３０-４０´´である請求項１記載の壁構造体。
5. １つの壁構造体中に垂直方向に堆積されるブロック部材の数は、約５である請求項１記載の壁構造体。
6. 重ね合わせ用固定プレートは、ファスナーによってブロック部材に接合される請求項１記載の壁構造体。
7. ファスナーが釘である請求項６記載の壁構造体。
8. ファスナーがねじである請求項６記載の壁構造体。
9. ファスナーがダボであり、ダボは、上部および底部プレートにアライメントされた孔内に挿入され、そして、上部および底部プレートおよび固定プレート内にアライメントされた孔内に挿入される請求項６記載の壁構造体。
10. ブロック部材は、中央のブロック開口に関しては実質的に自由である請求項１記載の壁構造体。
11. ブロック部材は、中央のブロック開口内に垂直方向の補強部材を有する請求項１記載の壁構造体。
12. ブロック部材は、中央のブロック開口内に水平方向の補強部材を有する請求項１記載の壁構造体。
13. 垂直方向の補強部材は、垂直な木の素材である請求項１１記載の壁構造体。
14. 垂直方向の補強部材は、実質的に中央開口全体を貫通して延出するパネルを含む請求項１１記載の壁構造体。
15. 水平方向の補強部材は、水平方向の木の素材を含む請求項１１記載の壁構造体。
16. 水平方向に並んで配列され、垂直方向に約５ブロック部材分が高く堆積されて壁の垂直方向の範囲を形成するブロック部材を含む壁構造体であって、
    各ブロック部材は、底部プレートと、上部プレートと、中央のブロック開口を規定する２つの側部スタッドとを含み、前記の並んだブロック部材は、互いに接しており、全ての前記水平方向に隣接し垂直方向に堆積された複数のブロック部材の、隣接する両者の上部プレートと底部プレートに重なる複数の固定プレートによって接合され、前記底部プレート、上部プレート、側部スタッド、および、固定用プレートは、２ｘ４´´の寸法の材木の素材で製造されており、前記固定用プレートは、ファスナーによって固定用プレートに取り付けられている壁構造体。
17. ファスナーは、上部および底部プレートおよび固定用プレート内にアライメントされた孔に挿入されるダボである請求項１６記載の壁構造体。
18. 各ブロック部材は、中央開口内の支持部材に関しては実質的に自由である請求項１６記載の壁構造体。
19. 各ブロック部材は、中央ブロック開口内に１つの補強部材を有する請求項１６記載の壁構造体。
20. 補強部材は、実質的に中央ブロック開口全体を貫通して延出するパネルである請求項１９記載の壁構造体。
21. 補強部材は、上部プレートと底部プレートの間に延出する垂直方向の補強部材である請求項１９記載の壁構造体。
22. 側部スタッド間に延出する水平方向補強部材を更に含む請求項２１記載の壁構造体。
23. 水平方向に並んで配列され、垂直方向に堆積されて壁の垂直方向の範囲を形成するブロック部材を含む壁構造体であって、各ブロック部材は、中央ブロック開口を規定しており、前記並んだブロック部材は、少なくとも２つの隣り合って接するブロック部材の上部プレートと底部プレートの両者に重なり結合する複数の固定プレートによって接合される壁構造体。
24. 固定用プレートは、水平方向に配向された金属製スタッドである請求項２３記載の壁構造体。
25. 水平方向に並んで配列されたブロック部材は、それぞれ高さ約１５-２０´´の垂直方向スタッド部材によって規定される請求項２３記載の壁構造体。
26. ブロック部材は、それらの端部において水平方向に配向された金属性スタッドに接続された垂直方向の金属製スタッドによって形成される請求項２３記載の壁構造体。

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