JP4431806B2

JP4431806B2 - 正４面体または正６面体の接合装置及びそれを用いた構造物

Info

Publication number: JP4431806B2
Application number: JP2008312827A
Authority: JP
Inventors: 好隆服部
Original assignee: 株式会社小笠原設計
Priority date: 2007-07-17
Filing date: 2008-12-09
Publication date: 2010-03-17
Anticipated expiration: 2028-04-22
Also published as: JP2009041362A; JP4431805B2; JP2009052401A

Description

本発明は、構造物の構築等のために、軸材、接合基材（装置）、架構等をそれぞれ相互に接合する接合装置とそれを用いた構造物に関するものである。

立体トラス構造の接合装置として、球体でなる接合基材に、軸材をねじ接合して立体トラス構造物を造る技術があった。

上弦材と傾斜部材を相互に接合して４面体架構（３角錘状単位架構）を構成し、前記４面体架構を縦（斜め）横または上下に連接して立体トラスとし、これによってできる種々の構造物を提案した。（特許文献１参照）

前記４面体架構等の構造ユニットをつくる接合装置及びこの構造ユニットを相互に接合する接合装置を提案した。（特許文献２参照）
特許第４０３２０９３号公報特許第３８６７１２８号公報

特許文献２で提案した接合装置は、立体トラスの単位架構である４面体架構を相互に接合するために、４面体架構の接合基材を相互に接合する接合装置であって、大規模な立体トラス構造物には適しているが、小規模な立体トラス構造物に使用するには、コスト高である。小規模な立体トラス構造物の場合は、接合装置を用いて、軸材を相互に接合していくことによって、直接立体トラスを構築した方が安価になる場合がある。

球体でなる接合基材（ボールジョイント）は、他のジョイントに比較して、加工にコストがかかった。

特許文献１、２では、立体トラス構造について提案されているが、立体格子構造（ラーメン構造）についての提案が無い。

正４面体または正６面体の面にねじ孔を１本または複数本、正４面体または正６面体の中心に向けて、または、面に垂直に設け、正４面体または正６面体の接合基材を造り、前記正４面体または正６面体の接合基材に、軸材の端部をねじ接合またはボルトを介して接合することにより、軸材の各端部を相互に接合して立体トラス構造または立体格子状の構造物を構築することを特徴とする接合装置である。

前記正４面体または正６面体の面を円形加工しても良い。

請求項１記載の接合装置を用いて構築した立体トラス構造または立体格子状の構造物である。

請求項１記載の正６面体の接合装置、または、請求項２記載の前記正６面体の面を円形加工した接合装置と軸材を用いて、または、軸材を相互につなぎ材でつなぐことにより、６面体架構を造り、前記６面体架構を一直線状、格子状または立体格子状に連接してなることを特徴とする構造物である。

請求項１記載の正６面体の接合装置、または、請求項２記載の前記正６面体の面を円形加工した接合装置と軸材を用いて、柱、梁の交差部となる６面体を造り、前記６面体の接合基材に、軸材でなる柱部材または梁部材の端部を接合して、柱・梁架構を造り、前記柱・梁架構の端部を、前記接合装置等を用いてそれぞれ相互に、または、前記正６面体の接合基材に、接合することによって、前記柱・梁架構を立体格子状に連接して構築する構造物である。

前記接合装置の替りに通しボルトを用いて、前記通しボルトを、柱部材及び柱相互のつなぎ材を貫通して、梁部材端部より梁部材内へ挿入し、梁部材、柱部材及びつなぎ材を相互に前記通しボルトで接合することによって、前記柱・梁架構を造ることを特徴とする構造物である。

正４面体の接合基材は、球体の接合基材に比べて加工が容易で、コストが安く済む。

本発明により、軸材を相互に接合して６面体架構を造り、６面体架構を合成柱、合成梁として相互に６面体架構のコアを介して接合することにより、木材等の比較的細い軸材を用いて大規模なラーメン構造の木造建築も構築できる。６面体架構の中につなぎ材、板材または筋交いをいれることによって、構造物の剛性を保持することができる。

図１〜図６参照。正４面体（３）または正６面体（１７）の面にねじ孔（６）を１本または複数本、正４面体（３）または正６面体（１７）の中心に向けて、または、面に垂直に設け、正４面体または正６面体の接合基材（３a、１７）を造り、前記正４面体または正６面体の接合基材（３a、１７）に、軸材（４）の端部をねじ接合またはボルト（５，１７）を介して接合することにより、軸材の各端部を相互に接合して立体トラス構造（８a）または立体格子状（５０）の構造物を構築することを特徴とする接合装置である。

図１〜図３では、正４面体（３）の面を円形加工した実施例を示す。前記正４面体（３）の所定の面にねじ孔（６）を３本、正４面体（３）の中心（１０）に向けて、平面視正４面体の中心と正４面体の面の３角形の交点を結ぶ線上にあって、相互の角度を６０度にして設け、前記ねじ孔（６）と軸材をねじ接合またはボルト（５）を介して接合することにより、正４面体架構（２３）を連接し、それぞれの軸材（４）が、一直線上につながった立体トラス構造物（８a）を構築できる。

図１〜３は、前記ねじ孔（６）に先端にボルト孔を設け軸材と角度調整可能なヒンジ接合できるように加工されたヒンジ付ボルト（５）を装着した接合装置の実施例である。ヒンジ付ボルト（５）によって、軸材（４）が必ずしも中心（１０）に向かわなくとも軸材（４）と接合基材（３，３a）を接合できる。

図１〜３は、前記ヒンジ付ボルト（６）に弛み止めナット（１１）を装着した接合装置の実施例である。弛み止めナット（１１）によってヒンジ付ボルト（６）の弛みを無くすることができる。

図４の（１）は、請求項２記載の接合装置を用いて構築した構造物（８a）実施例の平面図である。図４の（２）は、図１の正面図である。４面体架構連接（２３）よって立体トラスを構成している。人工地盤として利用できる。傾斜部材交点を下弦材（２６）でつなぐことによって上屋として利用できる。図４の（３）は、８面体の接合基材（１３）を用いた構造物（８b）実施例の平面図である。

図５は、正６面体接合装置実施例の断面図である。正６面体（１７）の面にねじ孔（１７ｂ）を１本または複数本、正６面体の中心に向けて、または、面に垂直に設け、正６面体の接合基材（１７）の接合基材を造り、前記正６面体の接合基材（１７）に、軸材（４）の端部をねじ接合またはボルト（４５）を介して接合することにより、軸材（４）の各端部を相互に接合して立体格子状の構造物を構築する。軸材に非金属部材（４９）を使用した場合の軸材の先端部の詳細の実施例は、先に提案した特許第３８６７１２８号にも示されている。

図６は、前記正６面体（１７）の接合装置と軸材（４２）を用いて、または、軸材（４、４１）を相互につなぎ材（４２a、４２b）でつなぐことにより、６面体架構（４３、４４、４７）を造り、前記６面体架構（４３、４４、４７）を一直線状、格子状または立体格子状に連接してなる構造物（５０）実施例の断面図である。上半分は、接合基材（１７）及び軸材または６面体架構（４４）を長辺方向に切った断面図、下半分は、６面体架構（４３）を短辺方向に切った断面図である。この立体格子状構造物（５０）を建造物として利用する場合、６面体架構（４４）を合成梁、６面体架構（４３）を合成柱、６面体架構（４７）を合成梁と合成柱の交差部（コア）として考えることができる。６面体架構（４４）は、軸材（４）とつなぎ材（４２a、４２b）で構成される。

正６面体の接合装置（１７）を用いて、立体格子状構造物（ラ〜メン構造物）を構築する別な実施例を挙げる。図７（平面図）、図８（正面図）参照。請求項１記載の正６面体の接合装置、または、請求項２記載の前記正６面体の面を円形加工した接合装置と軸材（４１、４４a）を用いて、柱、梁の交差部となる６面体（４７）を造り、前記６面体（４７）の接合基材（１７）に、軸材（４）でなる柱部材（４１）または梁部材（４４）を接合して、柱・梁架構を造り、前記柱・梁架構の端部を、前記接合装置等を用いてそれぞれ相互に、または、前記正６面体の接合基材に、接合することによって、柱・梁架構を立体格子状に連接して構築する構造物（ラーメン構造物）である。

図９（平面図）、図１０（断面図）参照。前記正６面体の接合装置の替りに通しボルト（４５a）を用いて、前記通しボルト（４５a）で柱部材（４１a）及び柱相互のつなぎ材（４２a）を貫通して、前記通しボルト（４５a）を梁部材（４４a）端部より梁部材（４４a）内へ挿入し、梁部材（４４a）、柱部材（４１a）及びつなぎ材（４２a）を相互に前記通しボルト（４５a）で接合することによって、柱・梁架構を造り、柱・梁架構の柱、梁の各端部を相互に接合、または、梁端部と柱を相互に接合することによって、柱・梁架構を立体格子状に連接して構造物（ラーメン構造物）を構築することもできる。図１０では、軸材（４４a）に高さのある梁材（４４a）を使用した例を示している。

本発明の接合装置実施例の平面図。図１の正面図。図１のＡ−Ａ断面図。（１）は、立体トラス構造物実施例の平面図、（２）は（１）の正面図、（３）は別な立体トラス構造物実施例の平面図。本発明の別な接合装置実施例の平面図。立体格子状構造物実施例の断面図。別な立体格子状構造物実施例の平面図。図７の正面図別な立体格子状構造物実施例の平面図。図９のＢ−Ｂ断面図。

３正４面体
３a 正４面体接合基材
４軸材
５ヒンジ付ボルト
６、４６ねじ孔
８、８a、８b 構造物
９、ボルト
１０４面体３の中心
１１弛み止めナット
１３８面体接合基材
１６ねじ接合
１７正６面体（接合基材）
１７b ねじ孔
１８トラス梁
１９ボルト
２０円盤
２１、上弦材
２２傾斜部材
２３４面体架構
２６下弦材
２８内径管
２９６面体架構
４１、４１a 軸材（柱部材）
４２、４２a、４２b 軸材（つなぎ材）
４３６面体架構（合成柱）
４４６面体架構（合成梁）
４４a 軸材（梁部材）
４５a 通しボルト
４５b 締め付けナット
４７６面体構造物（架構）
４９非金属部材
５０立体格子状構造物

Claims

正４面体または正６面体の所定の面にねじ孔を１本または複数本、正４面体または正６面体の中心に向けて、または、面に垂直に設け、正４面体または正６面体の接合基材を造り、前記正４面体または正６面体の接合基材に、軸材の端部をねじ接合またはボルトを介して接合することにより、軸材の各端部を相互に接合して立体トラス構造または立体格子状の構造物を構築することを特徴とする接合装置。
前記正４面体または正６面体の面を円形加工したことを特徴とする請求項１記載の接合装置。
前記正４面体の接合基材のねじ孔を３本、前記正４面体の中心に向けて、平面視正４面体の中心と正４面体の面の３角形の交点を結ぶ線上にあって、相互の角度を６０度にして設け、前記ねじ孔と軸材を、ねじ接合またはボルトを介して接合することにより、正４面体架構を連接し、軸材が接合基材の個所で折れずに一直線上につながった立体トラス構造物を構築することを特徴とする請求項１記載の接合装置。
前記ねじ孔に先端にボルト孔を設け軸材と角度調整可能なヒンジ接合できるように加工されたヒンジ付ボルトを装着したことを特徴とする請求項１〜３までのいずれか一つに記載の接合装置。
前記ヒンジ付ボルトに弛み止めナットを装着したことを特徴とする請求項４記載の接合装置。
請求項１〜５までのいずれか一つに記載の４面体接合装置を用いて構築した立体トラス構造の構造物。
請求項１記載の正６面体の接合装置、または、請求項２記載の前記正６面体の面を円形加工した接合装置と軸材を用いて、または、軸材を相互につなぎ材でつなぐことにより、６面体架構を造り、前記６面体架構を一直線状、格子状または立体格子状に連接してなることを特徴とする構造物。
請求項１記載の正６面体の接合装置、または、請求項２記載の前記正６面体の面を円形加工した接合装置と軸材を用いて、柱、梁の交差部となる６面体を造り、前記６面体の接合基材に、軸材でなる柱部材または梁部材の端部を接合して、柱・梁架構を造り、前記柱・梁架構の端部を、前記接合装置等を用いてそれぞれ相互に、または、前記正６面体の接合基材に、接合することによって、前記柱・梁架構を立体格子状に連接して構築する構造物。
前記接合装置の替りに通しボルトを用いて、前記通しボルトを、柱部材及び柱相互のつなぎ材を貫通して、梁部材端部より梁部材内へ挿入し、梁部材、柱部材及びつなぎ材を相互に前記通しボルトで接合することによって、前記柱・梁架構を造ることを特徴とする請求項８記載の構造物。