JP4616870B2 - 板材の組み立て構造 - Google Patents

Description

本発明は、屋根や床等を形成するにあたり、少ない部品で簡便に組み立て作業を行うことができるとともに、接合強度に優れ、雨樋の機能を充分に発揮することが可能な板材の組み立て構造と、これに使用される板材であって、大量生産が可能であり、多様な用途に対応して様々な形状を容易に形成することが可能な板材に関する。

板材は、屋根や床等を形成する際に必ず使用されるものであることから、板材自体の強度が保証されることに加えて、板材を組み立てる際の作業性の良さや、組み立て後の強度や形状の経年変化が少ないことが求められる。
屋根を一例にとると、フラット屋根を形成するにあたって、部品点数の削減や、雨水の排水性を向上するための技術が開発されており、その一例が特許文献１に記載されている。

特開平１０―１１５０５４号公報

しかし、特許文献１に記載されたものは、複数の板材を組み合わせて屋根を形成するにあたり、板材とは別個の嵌合部材を用いており、部品点数の削減と、組み立て工程の簡素化が充分であるとは言えない。また、板材を固定するために、嵌合部材のばねの作用を利用した点接触や線接触によるものであり、面接触による固定に比べると固定が不安定になりやすく、強固な固定がなされているとはいえない。さらに、使用される板材を鋭角的に折り曲げることが必要であるため、折り曲げによる損傷や腐食が発生しやすい。特に、雨水に濡れる屋根では、腐食は大きな問題となる。
また、折り曲げられた板材には、折り曲げによって発生する残留応力がそのまま残ることとなり、経年変化の点で問題が生じやすい。この問題は、折り曲げ箇所が多くなるほど顕著となるため、信頼性を確保する観点からは、折り曲げ箇所を少なくせざるを得ず、そうすると、板材の形状の多様性が損なわれ、広い用途に適合した板材を作製することができない。

本発明は、このような問題点を解決するためになされたもので、部品点数を少なくして、組み立て工程の簡素化を可能にするとともに、組み立ての際の接合強度に優れた板材の組み立て構造と、これに使用される板材であって、大量生産が可能であり、経年変化が少なく、広い用途に適合した板材を提供することを目的とする。

以上の課題を解決するために、本発明の板材は、金型を用いて射出成形または押出成形により形成され、凸部と凹部とが平面状の本体部を挟んで形成された板材であって、前記凸部と前記凹部とが同一の形状を有することを特徴とする。

本発明の板材は、金型を用いて射出成形または押出成形により形成された一体型の部品であり、この一体型の部品を複数組み合わせるだけで屋根や床を構成することができ、他の部材を必要としないため、大量生産が可能であり、製造が簡単であるとともに、組み立て工程も極めて簡便である。

また、複数の板材の接合は、一方の板材の凹部と他方の板材の凸部とを嵌合することによって行われ、一方の板材の凹部と他方の板材の凸部とを構成するそれぞれの面同士の接触によってなされているため、点接触あるいは線接触による接合と比べて接合部位を広くとることができ、接合が強固となる。
また、折り曲げによって板材を形成する場合のように、残留効力が発生しないため、経年変化が少なく、信頼性が高い。さらに、板材の形状は金型によって決定されるため、所望の形状を精度良く作製することができる。

本発明の板材においては、前記凹部に連接して、突起状に形成された補強部が設けられていることが好ましい。
複数の板材が接合されることによって、一方の板材の補強部の上に、他方の板材の本体部の一部が配置されることになり、補強部によって板材の本体部が支持されることとなって、板材の接合が安定化する。

本発明の板材においては、前記補強部に連接して平面部が設けられ、この平面部の終端に、突起状に形成された補強部が設けられていることが好ましい。
平面部の終端に補強部を設けることによって、接合部位での接合強度が向上する。

本発明の板材においては、前記平面部上の任意の位置に、突起状に形成された補強部を設けることもできる。
凹部に連接する位置や平面部の終端以外にも、平面部上の任意の位置に補強部を設けることにより、板材が適度な間隔で補強部によって支持されるようになり、特に寸法の長い板材の場合には、接合後の強度が向上する。

本発明の板材においては、前記補強部の長手方向に垂直な断面で見たときに、前記補強部を形成する各面に対して対角線状に補助面が形成されていることが好ましい。
このような補助面を形成することにより、横方向からの力が加わったときの横ずれを防止することができ、強度が向上する。

本発明の板材の組み立て構造は、上記のいずれかに記載の板材を複数組み合わせて形成される板材の組み立て構造であって、一方の板材の凹部に対して他方の板材の凸部が嵌め込まれて形成されていることを特徴とする。

この板材の組み立て構造は、射出成形または押出成形により形成された一体型の板材を、面同士の接触によって組み合わせるものであるため、組み立てが簡単であるとともに、組み立ての強度も優れている。
また、板材が複数組み合わせられたときに、一方の板材の凹部に対して他方の板材の凸部が嵌め込まれて形成される空隙部が雨樋として機能するため、屋根あるいは排水性が要求される床を構成する際に有効である。

前記板材の組み合わせは、同一の材料からなる板材の組み合わせとすることもでき、あるいは異なる材料からなる板材の組み合わせとすることもできる。
必要に応じて異なる材料で形成された板材を適宜組み合わせることによって、多様な用途に用いることができる。

前記板材の組み合わせにより、上側、下側のいずれの側から見ても平面状であることが好ましい。
上側、下側のいずれの側から見ても平面状とすることにより、表面に凹凸が現れることによる強度の低下を生じない。

本発明によると、少ない部品点数で屋根や床を形成することができ、組み立てが簡単であるとともに、複数の板材の接合は、一方の板材の凹部と他方の板材の凸部とを構成するそれぞれの面同士の接触によってなされているため、接合が強固である。また、板材は金型を用いた射出成形または押出成形によって形成されているため、大量生産が可能であるとともに、多様な形状を容易に作製することが可能であり、広い用途に適合した板材を提供することができる。また、折り曲げによって板材を形成する場合のように、折り曲げによって発生する残留応力が板材に残ることがないため、経年変化が少なく、信頼性が高い。

以下に、本発明をその実施形態に基づいて説明する。
図１に、本発明の実施形態に係る板材の構造を示す。図１（ａ）は、板材１の斜視図であり、図１（ｂ）はそのＡ−Ａ断面図である。
板材１は、金属や樹脂を原料として、金型を用いて射出成形または押出成形によって形成されており、板材１にはその一端側から順に、凸部２、本体部３、凹部４、補強部５、平面部６が設けられている。また、平面部６に続いて補強部５をさらに設けることができる。

凸部２は、本体部３に対して略直角である第１面２ａの下方側に、第２面２ｂ、第３面２ｃ、第４面２ｄが形成された、断面が矩形状の突起によって構成されるものである。本体部３に対して、第２面２ｂは略平行、第３面２ｃは略直角、第４面２ｄは略平行である。
この凸部２に連なって本体部３が形成され、この本体部３は平面が広く確保されている。

本体部３に連なって凹部４が設けられており、この凹部４は、本体部３に対して略直角である第１面４ａ、略平行である第２面４ｂ、略直角である第３面４ｃ、略平行である第４面４ｄ、略直角である第５面４ｅによって形成された窪みによって構成されるものである。

以上説明した凸部２と、凹部４の一部とは、同一の形状を有するように形成されている。具体的には、凸部２の第１面２ａ、第２面２ｂ、第３面２ｃによって形成される形状は、凹部４の第１面４ａ、第２面４ｂ、第３面４ｃによって形成される形状と同一である。

凹部４に連なって突起状の補強部５が設けられており、この補強部５は少なくとも、凹部４を構成する第５面４ｅに対して略直角である第１面５ａと、略平行である第２面５ｂとを有しており、凹部４を構成する第４面４ｄに連なる第３面５ｃを設けることもできる。第１面５ａは、後述するように、複数の板材を組み合わせたときに、板材を支持する部位として機能する。

補強部５に連なって平面部６が設けられており、この平面部６は、補強部５を構成する第３面５ｃに連なる平面６ａからなるものである。この板材を例えば屋根材として使用する場合には、この平面部６は、座金７を介して固定用ビス８によって下地材に固定される。平面部６の固定は、板材１の厚さに応じてボルトによって行うこともできる。平面部６の面積は、状況に応じて適宜定められる。

補強部５は図示するように、平面部６の終端に設けることもできる。ここで、平面部６の終端とは、板材１において凸部２とは反対側の端を意味する。このように平面部６の終端に補強部５を設けることによって、接合部位での接合強度が向上するが、これについては後に詳述する。

図２に、本発明の他の実施形態に係る板材の構造を示す。
図２に示すものの基本構造は、図１に示すものと同様であるが、この実施形態においては、補強部５を形成する各面に対して、補強部５の長手方向に垂直な断面で見たときに、対角線状に補助面９が形成されている。この補助面９は、補強部５に限らず、凸部２を形成する各面に対しても対角線状に形成することができ、凹部４の上方に形成される各面に対しても対角線状に形成することができる。この補助面９を形成することにより、板材を接合したときに、横方向からの力が加わったときの横ずれを防止することができ、接合後の強度が向上する。特に、補強部５は、複数の板材を組み合わせたときに、板材を支持する部位として機能するものであるため、補助面９の形成による横ずれ防止の効果が顕著である。

図３に、平面部６の中央部にも補強部５を設けた板材を示す。接合方向に長い板材を用いる場合には、このように平面部６の中央部にも補強部５を設けると、板材１が適度な間隔で支持されるようになり、接合後の強度が向上する。また、板材１の長さや使用目的に応じて、補強部５をさらに多く設けることもできる。

このように、本発明の板材は、金型を用いて射出成形または押出成形により形成されるものであるため、図１、図２、図３に示す構造を形成する各面を、用途に応じて容易に形成することができる。板材を折り曲げによって形成すると、折り曲げによって発生する残留応力が残ったままとなり、多くの面を形成する程、残留応力の影響による経年変化が顕著となる。これに対し、本発明のように射出成形または押出成形で形成すると、このような残留応力の問題を生じることがなく、多くの面を形成しても信頼性の高い板材を形成することができる。

図４に、図１に示す板材を組み合わせたものを示す。図４（ａ）は２枚の板材の組み合わせ位置を示しており、図４（ｂ）は板材を複数枚組み合わせたものの平面図、図４（ｃ）はそのＢ―Ｂ断面図である。
板材１の凹部４に対して、板材１１の凸部２が嵌め込まれることによって、板材１と板材１１とが組み合わせられている。具体的には、板材１の凹部４の第１面４ａ、第２面４ｂ、第３面４ｃに対して、板材１１の凸部２の第１面２ａ、第２面２ｂ、第３面２ｃが各々当接し、凸部２の第１面２ａ、第２面２ｂ、第３面２ｃによって形成される形状が、凹部４の第１面４ａ、第２面４ｂ、第３面４ｃによって形成される形状と同一であるため、板材１１の凸部２は板材１の凹部４と面同士で接合される。このような接合は、板材１の凹部４と板材１１の凸部２とを構成するそれぞれの面同士の接触によってなされているため、点接触あるいは線接触による接合と比べて接合が強固である。

上述した方法で、必要な枚数の板材を適宜組み合わせることによって、屋根や床等を形成することができる。２つの板材の接合部において、凸部２を凹部４に嵌め込む際に、凸部２を構成する第１面２ａ、第２面２ｂ、第３面２ｃ、第４面２ｄと、凹部４を構成する第１面４ａ、第２面４ｂ、第３面４ｃ、第４面４ｄとの間に多少の隙間を生じる。そのため、雨水は第１面２ａと４ａとの隙間、第２面２ｂと４ｂとの隙間、第３面２ｃと４ｃとの隙間、第４面２ｄと４ｄとの隙間の順に通って、空隙部１０に流れ込んで排出される。従って、この空隙部１０は雨樋として機能し、屋根あるいは排水性が要求される床や、屋外で雨に濡れる構造物を構成する際に有効に機能する。

板材１と板材１１とが接合されることによって、板材１の補強部５の上に、板材１１の本体部３の一部が配置されることになり、補強部５によって板材１１の本体部３が支持されることとなって、板材１と板材１１との接合が安定化する。補強部５を設けない場合には、板材１に接合された板材１１を、２つの板材の接合部である凸部２と凹部４の近傍で支持するものがないため、板材１１が傾くなどして接合状態が不安定になりやすいが、接合部の近傍に補強部５を設けることによって、接合状態が安定化する。

また、補強部５が平面部６の終端にも設けられていると、平面部６の接合方向の長さを考慮することにより、板材１と接合される他の板材１１との接合部位の近傍に補強部５が存在することが可能となり、接合部位の近傍で板材１１の本体部３を補強部５の第１面５ａが支持し、また、板材１１の凹部４の第３面４ｃに対して、補強部５の第２面５ｂが接するようになるため、接合部位での接合強度が向上する。

また、図４（ｃ）からもわかるように、本発明の板材の組み合わせ構造は、上側、下側のいずれの側から見ても平面状であり、表面に凹凸を生じない。そのため、美観として優れているばかりでなく、表面に凹凸が現れることによる強度の低下を生じない。

本発明の板材は、金型を用いて射出成形または押出成形により形成された一体型の部品であり、この一体型の部品を複数組み合わせるだけで屋根や床を構成することができ、他の部材を必要としない。従って、製造が簡単であるとともに、組み立て工程も極めて簡便であり、利便性が高い。

また、板材を構成する材料も特に限定されないため、組み合わせる板材を使用目的に応じて使い分けることができる。例えば、屋根材として用いる場合に、太陽光を透過させたい領域には樹脂からなる透明材料によって形成された板材を使用し、遮光が必要な領域には金属からなる板材を使用して、両者を上記の方法で組み合わせると、用途に適合する屋根材とすることができる。樹脂によって板材を形成したときに強度を確保する必要がある場合には、網目状の金属を板材に敷き詰めることによって強度を確保することができる。

本発明は、組み立てが簡単であり、接合が強固な屋根材や床材として利用することができる。また、橋梁などを構成するための構造材としても利用することができる。

本発明の実施形態に係る板材の構造を示す図である。 本発明の他の実施形態に係る板材の構造を示す図である。 平面部の中央部にも補強部を設けた板材を示す図である。 図１に示す板材を組み合わせたものを示す図である。

符号の説明

１ 板材
２ 凸部
２ａ 第１面
２ｂ 第２面
２ｃ 第３面
２ｄ 第４面
３ 本体部
４ 凹部
４ａ 第１面
４ｂ 第２面
４ｃ 第３面
４ｄ 第４面
４ｅ 第５面
５ 補強部
５ａ 第１面
５ｂ 第２面
５ｃ 第３面
６ 平面部
６ａ 平面
７ 座金
８ 固定用ビス
９ 補助面
１０ 空隙部
１１ 板材

Claims (2)

1. 金型を用いて射出成形または押出成形により形成され、凸部と凹部とが平面状の本体部を挟んで形成された板材であって、前記凸部は、前記本体部に対して略直角である面の下方側に形成された、断面が矩形状の突起によって構成されたものであり、前記凹部に連接して、突起状に形成された第一の補強部が設けられ、前記第一の補強部に連接して下地材に固定するための平面部が設けられ、この平面部の終端に、突起状に形成された第二の補強部が設けられた板材を複数組み合わせて形成され、一方の板材の凹部に対して他方の板材の凸部が嵌め込まれて形成される板材の組み立て構造であって、
   前記一方の板材の前記第一の補強部と前記第二の補強部とは、前記他方の板材の本体部の一部に接して前記他方の板材の本体部の一部を支持する部位として機能し、
   前記他方の板材の凸部の３つの面は、前記一方の板材の凹部の３つの面に各々当接して、前記他方の板材の凸部は、前記一方の板材の凹部と面同士で接合され、
   前記他方の板材の凹部の一面に対して、前記一方の板材の第二の補強部の一面が接しており、
   一方の板材の凹部に対して他方の板材の凸部が嵌め込まれて形成される空隙部が雨樋として機能し、上側、下側のいずれの側から見ても平面状であることを特徴とする板材の組み立て構造。
2. 前記板材の組み合わせは、同一の材料からなる板材の組み合わせ、または異なる材料からなる板材の組み合わせによるものであることを特徴とする請求項１記載の板材の組み立て構造。

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