JP6266586B2 - 段板、階段構造、及び段板の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、段板、階段構造、及び段板の製造方法に関する。

側板と、この側板に取り付けられる段板とを備える階段構造として、例えば、特許第５７２５５９６号公報（特許文献１）が挙げられる。特許文献１には、段板を鉄骨構造の建物躯体に取り付けた階段が開示されている。特許文献１の段板は、ＡＬＣパネルと、このＡＬＣパネル表面に設けられたモルタルなどの保護層と、ＡＬＣパネルの長手方向に沿って通っている上側配筋と下側配筋とで構成される主筋と、上側配筋と下側配筋とを連結する副筋とを備えていることが開示されている。

特許第５７２５５９６号公報

本発明者は、上記特許文献１の階段よりもさらに耐火性能を高めるために、軸組を鉄骨造とすることを考えた。しかし、段板が鉄板であれば、意匠性が低くなる。また、段板を備える階段構造には、強度の向上及び施工の容易性が要望されている。

そこで、本発明は、上記問題点に鑑み、耐火性能、意匠性及び強度を向上し、容易に施工できる、段板、階段構造及び段板の製造方法を提供することを課題とする。

本発明の段板は、階段構造の側板に取り付けられる段板であって、底部と、この底部から立設されるとともに、側板に締結される締結部とを含む鉄製の底板と、底部上に配置され、樹脂、ゴム、ポリマー、コンクリート、及びモルタルからなる群より選択される少なくとも１つの材料で形成された本体板とを備え、底板と本体板とは一体成形されている。

本発明の階段構造は、間隔を隔てて配置される鉄製の側板と、この側板に取り付けられる複数の段板とを備え、段板の締結部と側板とが締結されている。段板は、底部と、この底部から立設されるとともに、側板に締結される締結部とを含む鉄製の底板と、底部上に配置され、樹脂、ゴム、ポリマー、コンクリート、及びモルタルからなる群より選択される少なくとも１つの材料で形成された本体板とを含み、段板と本体板とは一体成形されている。

本発明の段板の製造方法は、階段構造の側板に取り付けられる段板の製造方法であって、底部と、この底部から立設されるとともに、側板に締結される締結部とを含む鉄製の底板を準備する工程と、樹脂、ゴム、ポリマー、コンクリート、及びモルタルからなる群より選択される少なくとも１つの原料を型枠に配置する工程と、原料の硬化前に、原料の上面に底部が位置するように底板を配置する工程と、原料を硬化させることにより形成される本体板と、段板とを一体成形する工程とを備えている。

本発明の段板、階段構造、及び段板の製造方法によれば、鉄製の底板を備えていることにより、耐火性能を向上できる。その底板上に、樹脂、ゴム、ポリマー、コンクリート、及びモルタルからなる群より選択される少なくとも１つの材料で形成された本体板が設けられているので、鉄製の底板が露出することを抑制できるため、意匠性を向上できる。さらに、階段構造の側板に取り付けられる段板の締結部は、底部から立設されているので、階段構造の側板と側方固定となり、強度を向上できる。さらには、底板と本体板とは一体成形されているので、締結部を側板に取り付ける工程により、段板が側板に取り付けられた階段構造を容易に施工できる。したがって、本発明は、耐火性能、意匠性及び強度を向上し、容易に施工できる、段板、階段構造及び段板の製造方法を提供することができる。

本発明の段板、階段構造、及び段板の製造方法において好ましくは、締結部は、底部の側端から立設された側部と、この側部の表面に取り付けられたナットとを有している。

側部により、段板の強度をより向上できる。また、側部の表面に取り付けられたナットと、階段構造の側板の外側表面から側板を貫通させたボルトとを締め付けることにより、階段構造の側板と段板とを容易に取り付けることができる。

本発明の段板及び階段構造において好ましくは、本体板は、骨材と、アルミノ珪酸塩と、アルカリシリカ溶液との混合物の成形体であるシリケートポリマーで形成されている。

本発明の段板の製造方法において好ましくは、上記型枠に配置する工程は、骨材と、アルミノ珪酸塩と、アルカリシリカ溶液とを混合して、混合物を生成する工程と、混合物を型枠に配置する工程とを含んでいる。

露出される本体板にシリケートポリマーを用いることにより、意匠性をより向上できる。また、シリケートポリマー成形体は、多孔質であり、表面にもナノレベルの細孔を多数有しているので、耐滑性を向上できる。

本発明の段板、階段構造、及び段板の製造方法によれば、耐火性能、意匠性及び強度を向上でき、容易に施工できる。

本発明の実施の形態１における階段構造を概略的に示す斜視図である。 図１におけるＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図である。 本発明の実施の形態１における段板を概略的に示す斜視図である。 本発明の実施の形態１における段板を概略的に示す側面図である。 本発明の実施の形態１における段板を構成する底板を概略的に示す斜視図である。 本発明の実施の形態１における段板を製造するための型枠を概略的に示す分解斜視図である。 本発明の実施の形態１において型枠に本体板となる原料を流し込む状態を概略的に示す斜視図である。 本発明の実施の形態１において型枠に本体板となる原料を配置した状態を概略的に示す斜視図である。 本発明の実施の形態１において本体板となる原料の上面に底板を配置する前の状態を概略的に示す斜視図である。 本発明の実施の形態１において本体板となる原料の上面に底板を配置した状態を概略的に示す斜視図である。 本発明の実施の形態２における段板を概略的に示す斜視図である。 本発明の実施の形態２における段板を概略的に示す側面図である。 本発明の実施の形態２における段板を構成する底板を概略的に示す斜視図である。

以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。なお、以下の図面において同一または相当する部分には同一の参照符号を付しその説明は繰り返さない。

（実施の形態１）
図１〜図１１を参照して、本発明の一実施形態の階段構造及び段板について説明する。図１及び図２に示すように、本発明の実施の形態１の階段構造１は、間隔を隔てて配置される鉄製の側板２と、この側板２に取り付けられる複数の段板１０とを備えている。

側板２は、鉛直方向に延在するように配置されている。側板２は、例えば、ささら桁、側桁、または力桁である。この側板２に、鉛直方向に間隔を隔てて複数の段板１０が取り付けられている。段板１０は、水平方向に延在するように配置されている。

なお、階段構造１は、締結部１４と側板２との間に配置されたシーリング材（図示せず）をさらに備えていてもよい。

段板１０は、図３及び図４に示すように、鉄製の底板１１と、本体板１２とを含んでおり、底板１１と本体板１２とは一体成形されている。

底板１１は、底部１３と、締結部１４とを含んでいる。底部１３は、段板１０の最下面に位置する平板である。この底部１３の外周端から締結部１４が立設されている。底板１１は上方が開口した形状である。

底部１３は、段板１０の底面に位置する平板である。なお、底部１３には、後述する本体板１２の原料の空気抜き用の孔である開口部（図示せず）が形成されていてもよい。開口部が形成されていると、容易に段板１０を製造できる。

この底部１３の側端から、締結部１４が立設されている。締結部１４は、側板２に締結される。締結部１４は、底部の側端から立設された側部１４ａと、この側部１４ａの表面に取り付けられたナット１４ｂとを有している。側部１４ａは、板状である。この側部１４ａの表面に間隔を隔てて複数のナット１４ｂが設けられている。本実施の形態では、ナット１４ｂは水平方向に複数設けられているが、ナット１４ｂの数、配置等は特に限定されず、単数であってもよく、鉛直方向に複数設けられていてもよい。

また、本実施の形態では、ナット１４ｂは側部１４ａの内側表面に取り付けられているが、本発明の「側部の表面」とは、側部１４ａの内側表面であってもよく、外側表面であってもよい。本実施の形態のように、ナット１４ｂが側部１４ａの内側表面に取り付けられている場合、ナット１４ｂにおいてボルトと螺合するネジ穴は、外側表面と連なり、外側表面に露出している。

本実施の形態では、図２に示すように、締結部１４のナット１４ｂに、側板２の外側からボルト３が締められることにより、段板１０と側板２とが締結されている。

なお、本実施の形態の側部１４ａは、後述する本体板１２と同一平面上に位置するような形状を有している。

図３及び図４に示すように、底部１３上には、本体板１２が配置されている。本実施の形態では、本体板１２は、底部１３と側部１４ａとで区画される空間に設けられており、段板１０の前面、後面及び上面には本体板１２が露出している。このように、本体板１２は、外観上視認されやすい位置に配置されている。

本体板１２は、樹脂、ゴム、ポリマー、コンクリート、及びモルタルからなる群より選択される少なくとも１つの材料で形成されている。このような材料は、底板１１を構成する鉄の軟化温度よりも低い硬化温度を有している。底板１１は、１種の材料で形成されていてもよく、複数種の材料が積層されていてもよい。

ここで、上記ポリマーとは、複数のモノマーが重合することによってできた化合物を意味し、有機化合物と無機化合物とを含む。

本体板１２は、ポリマーとして、骨材と、アルミノ珪酸塩と、アルカリシリカ溶液との混合物の成形体であるシリケートポリマーで形成されていることが好ましい。このシリケートポリマー成形体は、Ｓｉ（ケイ素）元素を含み、アルミノ珪酸塩とアルカリシリカ溶液とをアルカリ条件下で重合反応させて生成されるケイ素高分子体が成形された成形体である。シリケートポリマー成形体は、Ａｌ（アルミニウム）元素と、Ｓｉ元素と、Ｏ（酸素）元素とを含み、各元素が化学的に結合している。

骨材は、嵩を増す役割であり、例えば、窯業系サイディング廃材、陶器、瓦、珪酸カルシウム製品、コンクリート製品、木材、砂、砂利、粘土などを用いることができる。

アルミノ珪酸塩及びアルカリシリカ溶液は、ポリマーの構成物質であり、結合材の役割を果たす。アルミノ珪酸塩は、例えば、カオリナイト、ベントナイトなどを用いることができ、陶土（カオリン）を半焼成したメタカオリンなど、反応性の高い半焼成状態であることが好ましい。アルカリシリカ溶液は、珪酸アルカリ溶液であり、例えば、珪酸ナトリウム、珪酸酸カリウム、珪酸リチウムなどを用いることができる。

なお、本体板１２における底部１３と反対側の表面側には、ノンスリップ溝（図示せず）が形成されていてもよい。ノンスリップ溝が形成されている場合には、ノンスリップ溝は前方に形成されている。ノンスリップ溝が形成されていると、耐滑性を向上できる。

また、本体板１２における底部１３と反対側の表面側（上面）には、立上り部（図示せず）が形成されていてもよい。立上り部が形成されている場合には、立上り部は後方に形成されている。

また、段板１０の底面部分には、水を落とすための水切部（図示せず）が設けられていてもよい。水切部は、下段の段板１０に水を落として、段板１０に水が溜まることを防止する。水切部が形成されている場合には、水切部は、本体板１２に形成されていてもよく、底板１１に形成されていてもよい。また、水切部が形成されている場合には、水切部は、本体板１２の前方及び後方のそれぞれに形成されていてもよく、前方のみに形成されていてもよい。

続いて、図１〜図１０を参照して、本実施の形態の階段構造１及び段板１０の製造方法について説明する。まず、階段構造１の側板２に取り付けられる段板１０の製造方法について説明する。

図５に示すように、底部１３と、この底部１３から立設されるとともに、側板２に締結される締結部１４とを含む鉄製の底板１１を準備する。この工程では、底部１３の側端から立設された側部１４ａと、この側部１４ａの表面（本実施の形態では内側表面）に取り付けられたナット１４ｂとを有する締結部１４を含む底板１１を準備することが好ましい。この場合、底部１３と側部１４ａとを有する鉄板を準備し、側部１４ａにナット１４ｂを溶接により固定することで、図５に示す底板１１を形成できる。

また、樹脂、ゴム、ポリマー、コンクリート、及びモルタルからなる群より選択される少なくとも１つの原料を型枠に配置する。この工程では、例えば、以下のように実施する。

具体的には、図６に示すように、型枠２０を準備する。型枠２０は、外型枠２１と、この外型枠２１の内側に着脱可能に取り付けられる内型枠２２とを含んでいる。外型枠２１は、底壁部２１ａと、この底壁部２１ａと連なる側壁部２１ｂとを有している。この外型枠２１に、内型枠２２は嵌合されるように構成されている。内型枠２２は、底部２２ａと、この底部２２ａと連なる側部２２ｂと、この側部２２ｂと連なり、外側に延出するフランジ部２２ｃとを含んでいる。内型枠２２の内周面は、本体板１２の外形を形成する。このため、内型枠２２は、真空成型されたシートであることが好ましい。

なお、真空成型とは、雌型または雄型のいずれか一方だけを用いてシートを金型に合わせた形状に成形する方法である。シートは、本体板１２の原料が打設及び硬化された成形体を支持する程度の強度を有しており、例えば樹脂シートである。具体的には、シートを加熱軟化させたのち、金型とシートとの隙間を減圧し、シートを金型に密着させて、冷却後空気を吹き込むことにより、内型枠２２が得られる。外周面を金型に合わせることで、内型枠２２の内周面の平滑性は高くなる。

型枠２０において本体板１２の原料と接する面は、樹脂で形成されており、本実施の形態での内型枠２２は、樹脂製である。樹脂は、特に限定されないが、本体板１２の原料との離型性が良好なものを用いることが好ましく、また、本体板１２の原料に、強アルカリ性かつ反応熱を生じるシリケートポリマーやコンクリートなどを用いて長時間養生する場合は耐アルカリ性及び耐熱性を持つ樹脂がより好ましく、例えば、ポリプロピレン、ＡＢＳ樹脂などである。内型枠２２が樹脂製の場合には、軽量であるので、作業性を向上できる。また、外型枠２１は、特に限定されないが、内型枠２２を支持できる材料で形成されていることが好ましく、例えば、鋼などの金属製である。

なお、型枠２０は、１つの型枠のみであってもよいが、本体板１２の表面の意匠性を高めるための内型枠２２と、本体板１２の原料が充填されたときに形状を保持するための外型枠２１とを含んでいることが好ましい。

また、樹脂、ゴム、ポリマー、コンクリート、及びモルタルからなる群より選択される少なくとも１つの原料を準備する。この原料は、硬化されると本体板１２となる材料であり、高い流動性を有している。

次いで、図７に示すように、その原料２３を型枠２０に流し込み、図８に示すように、原料２３を型枠２０に配置する。複数種の原料を型枠２０に配置する場合には、本体板１２の上面に位置する原料をまず型枠２０に流し込み、その下層となる原料を型枠２０に順次流し込む。本体板１２の上面を含む層となる原料は、意匠性を向上するために顔料をさらに含んでいてもよい。

この工程では、ポリマーとしてシリケートポリマーを用いることが好ましい。具体的には、骨材と、アルミノ珪酸塩と、アルカリシリカ溶液とを混合して、混合物を生成する。次いで、この混合物を型枠２０に配置する。具体的には、混合物を型枠２０に投入し、振動台を用いて加振する。これにより、混合物中の塊が振動によりゲル状に軟化し、型枠の隅々まで混合物を充填することができる。

原料２３の硬化前に、図９に示すように、型枠２０に配置された原料２３の上方に（本体板１２の底面となる方向から）、底板１１の底部１３が上になるように位置させて、図１０に示すように、原料２３の上面に底部１３が位置するように底板１１を配置する。具体的には、図１０に示すように、内型枠２２に充填された原料２３上に底部１３を配置し、締結部１４を内型枠２２の内側側面に接するように配置する。このとき、底部１３に開口部が設けられている場合には、この開口部から余分な空気を抜くことができる。

なお、図５に示す側部１４ａとこの側部１４ａの内側表面に取り付けられたナット１４ｂとを有する締結部１４を含む底板１１を用いる場合には、ネジ穴が貫通していないナット（例えば袋ナット）を用いてもよく、ネジ穴が貫通しているナットを用いてもよい。ネジ穴が貫通していないナットを有する側部１４ａの場合には、ネジ穴側が外側に位置する側部１４ａを用いることにより、ネジ穴が形成されていない側が原料に接するので、ナット１４ｂの開口部に原料が入り込まない。また、ネジ穴が貫通しているナットを有する側部１４ａを用いる場合には、ネジ穴に原料２３が入りこまないようにネジ穴をシールする工程を実施してもよい。

次に、原料２３を硬化させることにより形成される本体板１２と、底板１１とを一体成形する。具体的には、型枠２０に充填された原料２３を養生し、充分硬化させる。原料２３の硬化により、樹脂、ゴム、ポリマー、コンクリート、及びモルタルからなる群より選択される少なくとも１つの材料で形成された本体板１２が得られる。これにより、底板１１と本体板１２とが一体化された段板１０を製造することができる。

次に、型枠２０から段板１０を取り出す。なお、原料２３がシリケートポリマーであり、シリケートポリマーと接する型枠２０（本実施の形態では内型枠２２）が樹脂製である場合、シリケートポリマーと樹脂とは離反しやすいので、離型剤を用いずに、脱型できる。このため、本体板１２をシリケートポリマー成形体とすることにより、施工性を向上できる。

次に、図１及び図２に示す階段構造１を構成する鉄製の側板２を準備する。そして、間隔を隔てて側板２を配置する。側板２間に段板１０を位置させて、側板２の外部から締結部材（本実施の形態ではボルト３）を挿通させ、段板１０の締結部１４と締結部材とを締結する。これにより、図１及び図２に示すように、段板１０の締結部１４と、側板２とを締結できる。側板２の所定位置に、複数の段板１０のそれぞれを取り付けることにより、図１及び図２に示す階段構造１を製造できる。

なお、各段に位置する段板の形状は同じであってもよく、異なっていてもよい。

また、締結部１４と側板２との間にシーリング材を配置する工程をさらに実施してもよい。

以上説明したように、本実施の形態の段板１０、階段構造１、及び段板１０の製造方法によれば、鉄製の底板１１を備えているので、耐火性能を向上できる。その底板１１上に、樹脂、ゴム、ポリマー、コンクリート、及びモルタルからなる群より選択される少なくとも１つの材料で形成された本体板１２が設けられているので、鉄製の底板１１が露出することを抑制できるため、意匠性を向上できる。また、本体板１２により重量が増えるため、遮音性を高めることもできる。さらに、階段構造１の側板２に取り付けられる段板１０の締結部１４は、底部１３から立設されているので、階段構造１の側板２と側方固定となり、強度を向上できる。さらには、底板１１と本体板１２とは一体成形されているので、締結部１４を側板２に締結するだけで、段板１０が側板２に取り付けられた階段構造１を容易に施工できる。

このように、本実施の形態によれば、耐火性能、意匠性、強度及び遮音性を向上し、容易に施工できる、段板１０及び階段構造１を実現できるので、例えば、屋外の階段構造に好適に用いられる。

（実施の形態２）
図１１〜図１３を参照して、本発明の実施の形態２における段板３０について説明する。実施の形態２における段板３０は、基本的には実施の形態１における段板１０と同様であるが、底板１１が前部１５及び後部１６をさらに含んでいる点において異なる。

具体的には、図１１〜図１３に示すように、底部１３の外周端部から締結部１４、前部１５及び後部１６が立設されている。実施の形態２の底板１１は、上方が開口した箱状である。

前部１５は、底部１３の前端部から立設されている。また、後部１６は、底部１３の後端部から立設されている。前部１５及び後部１６は、板状である。前部１５及び後部１６のそれぞれは、側部１４ａの前端及び後端と連なっていてもよい（図示せず）が、本実施の形態ではその手前から延出している。つまり、底部１３の側端から立設されている側部１４ａは、前部１５の前方及び後部１６の後方に延出している。

図１１及び図１２に示すように、底部１３上には、本体板１２が配置されている。本実施の形態では、本体板１２は、底部１３と側部１４ａと前部１５と後部１６とで区画される空間に設けられるとともに、前部１５及び後部１６を被覆するように設けられている。つまり、前部１５及び後部１６は、本体板１２に埋め込まれているので、段板１０の前面、後面及び上面には本体板１２が露出している。本実施の形態においても、本体板１２は、外観上視認されやすい位置に配置されている。

実施の形態２の段板３０の製造方法は、基本的に実施の形態１と同様であるが、図１３に示す底板１１を準備する点において異なる。

実施の形態２のように、底板１１が前部１５及び後部１６を含んでいる場合には、段板３０の強度をさらに向上することができる。

ここで、実施の形態１の段板１０及び実施の形態２の段板３０では、底板１１の締結部１４の側部１４ａは、底部１３の側端の全体から立設されているが、底部１３の側端の一部から立設されていてもよい。つまり、側部１４ａは、図３、図４、図１１及び図１２に示す形状よりも小さくてもよい。

また、実施の形態１の段板１０及び実施の形態２の段板３０では、底板１１の側部１４ａは、本体板１２の側部と同一形状としているが、本体板１２の側部と異なる形状であってもよい。例えば、本体板１２の側部の上端が底板１１の側部１４ａの上端よりも上方に位置してもよい。

また、実施の形態１の段板１０及び実施の形態２の段板３０では、側部１４ａとナット１４ｂとを含む締結部１４を例に挙げて説明したが、締結部１４は、階段構造１の側板２と側方固定できる形状であれば特に限定されず、例えば、底部１３から立設されたナットであってもよい。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した実施の形態ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１ 階段構造、２ 側板、３ ボルト、１０，３０ 段板、１１ 底板、１２ 本体板、１３，２２ａ 底部、１４ 締結部、１４ａ，２２ｂ 側部、１４ｂ ナット、１５ 前部、１６ 後部、１７ 水切部、２０ 型枠、２１ 外型枠、２１ａ 底壁部、２１ｂ 側壁部、２２ 内型枠、２２ｃ フランジ部、２３ 原料。

Claims (6)

1. 階段構造の側板に取り付けられる段板であって、
   底部と、前記底部の側端から立設された一対の側部を有し、前記側板に締結される締結部とを含む鉄製の底板と、
   前記底部上に配置され、樹脂、ゴム、ポリマー、コンクリート、及びモルタルからなる群より選択される少なくとも１つの材料で形成された本体板とを備え、
   前記底板と前記本体板とは一体成形されており、
   前記本体板は、前記底部と前記一対の側部とで区画される空間に設けられており、当該段板の前面、後面および上面には、前記本体板が露出している、段板。
2. 前記底板は、前記底部の前端部から立設された前部と、前記底部の後端部から立設された後部とをさらに含んでいる、請求項１に記載の段板。
3. 前記本体板は、骨材と、アルミノ珪酸塩と、アルカリシリカ溶液との混合物の成形体であるシリケートポリマーで形成されている、請求項１または２に記載の段板。
4. 間隔を隔てて配置される鉄製の側板と、
   前記側板に取り付けられる複数の段板とを備え、
   前記段板は、
   底部と、前記底部の側端から立設された一対の側部を有し、前記側板に締結される締結部とを含む鉄製の底板と、
   前記底部上に配置され、樹脂、ゴム、ポリマー、コンクリート、及びモルタルからなる群より選択される少なくとも１つの材料で形成された本体板で形成された本体板とを含み、
   前記底板と前記本体板とは一体成形されており、
   前記本体板は、前記底部と前記一対の側部とで区画される空間に設けられており、前記段板の前面、後面および上面には、前記本体板が露出しており、
   前記段板の前記締結部と前記側板とが締結されている、階段構造。
5. 階段構造の側板に取り付けられる段板の製造方法であって、
   底部と、前記底部の側端から立設された一対の側部を有し、前記側板に締結される締結部とを含む鉄製の底板を準備する工程と、
   樹脂、ゴム、ポリマー、コンクリート、及びモルタルからなる群より選択される少なくとも１つの材料を型枠に配置する工程と、
   前記原料の硬化前に、前記原料の上面に前記底部が位置するように前記底板を配置する工程と、
   前記原料を前記底部と前記一対の側部とで区画される空間に設け、当該段板の前面、後面および上面が露出した状態で前記原料を硬化させることにより形成される本体板と、前記底板とを一体成形する工程とを備える、段板の製造方法。
6. 前記型枠に配置する工程は、
   骨材と、アルミノ珪酸塩と、アルカリシリカ溶液とを混合して、混合物を生成する工程と、
   前記混合物を前記型枠に配置する工程とを含む、請求項５に記載の段板の製造方法。

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