JP6731282B2 - 立体構造物およびその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、立体構造物およびその製造方法に関する。

従来、トラス構造を有する塔型モニュメント等の立体構造物が知られている。この種の立体構造物は、通常、１点ものであることが多く、その用途に合わせ、各種の構造部材をボルトおよびナットで締結することによって組み立てられている。

なお、上記立体構造物に関する技術ではないが、先行する特許文献１、特許文献２には、折板屋根の屋根面に設置される安全設備として、一対二台の支柱と、支柱の上端部相互間に架設される親綱とを備える安全設備が開示されている。同文献には、同一形状かつ同一寸法の一組三本の脚体を備え、それら脚体の上端部同士を連結してなる支柱が開示されている。

特開２０１４−１９８９８９号公報 特開２０１５−１５１７１０号公報

しかしながら、従来の立体構造物は、長尺部材や短尺部材等、形状、寸法の異なる複数種の構造部材を、あらゆる方向から接続し、所定の立体構造に組み立てる必要がある。そのため、従来の立体構造物は、構造が複雑で組み立てに時間を要する。

また、従来の立体構造物は、一旦組み立てられた後、簡単に撤去することができず、移設を行うことも難しい。

本発明は、上記背景に鑑みてなされたものであり、比較的構造が単純で短時間で組み立て可能であり、簡単に撤去可能な立体構造物を提供しようとするものである。

本発明の一態様は、立体をなすよう積み重ねられた複数の支柱を有しており、
上記支柱は、
同一形状かつ同一寸法の三本または四本の脚体と、
上記支柱が有する全ての上記脚体の他端部同士が離間された状態で、上記支柱が有する全ての上記脚体の一端部同士を連結する連結部材と、を有しており、
上記連結部材は、上記連結部分から、上記支柱が三脚状または四脚状に開脚されたときの支柱軸方向外方に突出する突出部を備えており、
上記支柱における複数の上記脚体の各他端部が、他の複数の上記支柱における各突出部にそれぞれ固定された固定構造を含んでいる、立体構造物にある。

本発明の他の態様は、立体をなすよう複数の支柱を積み重ねる組み立て工程を有しており、
上記支柱は、
同一形状かつ同一寸法の三本または四本の脚体と、
上記支柱が有する全ての上記脚体の他端部同士が離間された状態で、上記支柱が有する全ての上記脚体の一端部同士を連結する連結部材と、を有しており、
上記連結部材は、上記連結部分から、上記支柱が三脚状または四脚状に開脚されたときの支柱軸方向外方に突出する突出部を備えており、
上記組み立て工程は、上記支柱における複数の上記脚体の各他端部を、他の複数の上記支柱における各突出部にそれぞれ固定する固定工程を含んでいる、立体構造物の製造方法にある。

上記立体構造物は、一種類の支柱が複数積み重ねられて構成されているので、比較的構造が単純である。また、上記立体構造物は、上記特定の固定構造により各支柱が接続されている。そのため、上記立体構造物は、組み立て時に、各支柱同士を支柱軸方向で固定するだけでよく、支柱軸方向に垂直な方向で固定する必要がない。また、上記立体構造物は、組み立て方もパターン化することができる。それ故、上記立体構造物は、短時間で組み立て可能である。また、上記立体構造物は、撤去時に、上記特定の固定構造における固定状態を解くことにより、複数の支柱に分解することができる。そのため、上記立体構造物は、簡単に撤去可能である。

上記立体構造物の製造方法によれば、上記立体構造物を短時間で組み立てることができる。

実施例１の立体構造物の平面図である。 図１におけるＡ矢視から見た実施例１の立体構造物の立面図である。 図１におけるＡ矢視から見た実施例１の立体構造物の立面図であって、奥行き方向の部材を省略して示した図である。 図１におけるＢ矢視から見た実施例１の立体構造物の立面図である。 実施例１の立体構造物の一部を拡大して示した拡大図である。 実施例１の立体構造物に用いられる支柱の平面図である。 図６におけるＡ矢視から見た支柱の立面図である。 実施例１の立体構造物に用いられる支柱を構成する脚体を側面から見た説明図である。 実施例１の立体構造物に用いられる支柱の固定状態を解いて各脚体を重ねて横置きした状態を示す説明図である。 実施例２の立体構造物の平面図である。 図９におけるＡ矢視から見た実施例２の立体構造物の立面図である。 図１０におけるＢ矢視から見た実施例２の立体構造物の立面図である。 実施例２の立体構造物に用いられる支柱の平面図である。 図１３におけるＡ矢視から見た支柱の立面図である。 実施例２の立体構造物に用いられる支柱の固定状態を解いて各脚体を重ねて横置きした状態を示す説明図である。

上記立体構造物は、支柱軸方向に垂直な方向で互いに隣り合う支柱間において、互いに隣り合う脚体が、いずれも同じ突出部に固定されている構成とすることができる。

この構成によれば、積み重ね方向に向かって支柱の数を少なく配置することができるので、三角錐、四角錐等の錐体形状を呈する立体構造物が得られる。また、この構成によれば、立体構造物の外表面に、複数の支柱の脚体を辺とする菱形（ダイヤモンド形）が表れるのを確実なものとすることができる。そのため、この構成によれば、美観に優れた立体構造物が得られる。

上記立体構造物において、支柱は、連結部材を緩めることにより、連結部材を軸として複数の脚体を相対回転可能に構成されているとともに、連結部材を締めることにより、複数の脚体を回転不能に連結可能に構成されているとよい。

この構成によれば、連結部材を締めることにより、各脚体の他端部同士を離間させた状態で、複数の脚体を回転不能に連結することができる。そのため、支柱を、各脚体が開いた開脚状態にすることができる。また、連結部材を緩めることにより、同一形状かつ同一寸法の各脚体を相対回転させ、各脚体同士を互いに重ね合わせることができる。そのため、支柱を、各脚体が閉じた閉脚状態に折り畳むことができる。したがって、この構成によれば、組み立てや解体撤去、支柱の運搬に適した立体構造物が得られる。

上記立体構造物において、脚体は、脚本体部と、脚本体部の一端部に設けられ、第一連結孔を備える第一連結片と、脚本体部の他端部に設けられ、第二連結孔を備える第二連結片とを有する構成とすることができる。そして、この場合において、各脚体の第一連結片は、第一連結孔の位置が合致するように互いに重ね合わされており、連結部材は、重ね合わされた各第一連通孔に挿通されている構成とすることできる。

この構成によれば、支柱を、上記開脚状態と上記閉脚状態とに変形させやすくなる。そのため、上記効果を確実なものとすることができる。

上記立体構造物において、脚体は、三本または四本より構成される。脚体が三本である場合には、支柱が三脚状となるので、三角錐状の立体構造物を得ることができる。また、脚体が四本である場合には、支柱が四脚状となるので、四角錐状の立体構造物を得ることができる。

上記立体構造物は、例えば、屋根、コンクリート面、地面などに設置したり、吊り下げたりして使用することができる。また、上記立体構造物は、設置面に固定することなく使用することもできる。上記立体構造物は、例えば、塔（記念塔、シンボルタワー、広告塔、アンテナ用塔、装飾用塔、避雷針設置用塔、クライミング用塔等）、おもちゃ、遊具（ジャングルジム等）、照明器具（シャンデリア等）、模型（設計確認用等）、建築材料などの各種の用途に用いることができる。なお、支柱の材質としては、例えば、各種の金属（合金含む）、プラスチック、これらの組み合わせなどを例示することができる。金属としては、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金、ステンレス、鋼などを例示することができる。

上記立体構造物の製造方法において、固定工程は、支柱軸方向に垂直な方向で互いに隣り合う支柱間において、互いに隣り合う脚体を、いずれも同じ突出部に固定する手順を含むことができる。

この構成によれば、積み重ね方向に向かって支柱の数を少なくすることができるので、三角錐、四角錐等の錐体形状を呈する立体構造物が得られる。

なお、上述した各構成は、上述した各作用効果等を得るなどのために必要に応じて任意に組み合わせることができる。

以下、実施例の立体構造物について、図面を用いて説明する。なお、同一部材については同一の符号を用いて説明する。

（実施例１）
実施例１の立体構造物について、図１〜図９を用いて説明する。図１〜図９に示されるように、本例の立体構造物１は、立体をなすよう積み重ねられた複数の支柱２を有している。

図６〜図９に示されるように、支柱２は、複数の脚体３と、連結部材４とを有している。各脚体３は、いずれも同一形状かつ同一寸法とされている。

本実施形態では、支柱２は、三本の脚体３を有している。脚体３は、脚本体部３０と、脚本体部３０の一端部に設けられ、第一連結孔３１０を備える第一連結片３１と、脚本体部３０の他端部に設けられ、第二連結孔３２０を備える第二連結片３２とを有している。脚体３は、具体的には、金属製の板材を素材として形成されたものである。板材としては、例えば、厚み１ｍｍ〜３ｍｍ程度の鋼板などを用いることができる。

なお、図８に示されるように、第１連結片３１および第２連結片３２は、それぞれ、脚本体部３０に対して互いに逆方向に同一角度θ_１で傾斜した状態とされている。傾斜角度θ_１は、立体構造物１を設置する設置面と第１連結片３１および第２連結片３２とが平行となるように適宜設定することができる。傾斜角度θ_１は、例えば、１２０°程度とすることができる。また、脚本体部３０の両側縁には、脚体３の剛性を高めるため、補強リブ３３を設けることができる。補強リブ３３は、脚本体部３０の両側縁がそれぞれ裏面側に折り起こされることによって形成されている。なお、補強リブ３３は、脚本体部３０の両側縁がそれぞれ表面側に折り起こされることによって形成されていてもよい。補強リブ３３を折り起こす角度は、例えば、１２０°程度とすることができる。

連結部材４は、支柱２が有する全ての脚体３の他端部同士が離間された状態で、支柱２が有する全ての脚体３の一端部同士を連結している。

本実施形態では、連結部材４は、支柱２が有する全ての脚体３の他端部同士が等間隔に離間された状態で、支柱２が有する全ての脚体３の一端部同士を連結している。また、支柱２において、各脚体３の第一連結片３１は、第一連結孔３１０の位置が合致するように互いに重ね合わされている。連結部材４は、重ね合わされた各第一連通孔３１０を貫通するように挿通されている。支柱２は、連結部材４を緩めることにより、連結部材４を軸として複数の脚体３を相対回転させることが可能である。また、支柱２は、連結部材４を締めることにより、複数の脚体３を回転不能に連結することが可能である。

連結部材４は、支柱２が有する全ての脚体３の一端部同士が連結された連結部分から、支柱２が三脚状に開脚されたときの支柱軸Ｌ方向外方（後述する実施例２では、支柱２が四脚状に開脚されたときの支柱軸Ｌ方向外方）に突出する突出部４０を備えている。なお、各図では、支柱軸Ｌ方向は、上下方向として描かれている。

本実施形態では、連結部材４としては、具体的には、ボルトおよびナットより構成される締結部材を用いることができる。なお、各図では、ボルトとして、アイボルトが例示されているが、他にも、六角ボルトなどを用いることもできる。そして、本実施形態では、ボルトの軸部が突出部４０とされている。

立体構造物１は、支柱２における複数の脚体３の各他端部が、他の複数の支柱２における各突出部４０にそれぞれ固定された固定構造５を含んでいる。つまり、立体構造物１は、この立体構造物１を構成するある一つの支柱２に着目したとき、ある一つの支柱２における複数の脚体３の各他端部が、上記ある一つの支柱２とは異なる他の複数の支柱２における各突出部４０にそれぞれ固定された固定構造５を含んでいる。なお、各図において、最下段に配置された複数の支柱２が有する各脚体３の他端部は、その下方に支柱２がないため、突出部４０には固定されていない。これら各脚体３の他端部は、例えば、設置面等にアンカー等で固定したり、フレーム部材などに固定したりすることができる。

本実施形態では、具体的には、図５に示されるように、脚体３の第二連通孔３２０に突出部４０が挿通された状態で、突出部４０にナットが螺合されている。なお、図では、ナットを２つ使用した例が示されており、脚体３の第二連結片３２は、一対のナットに挟持された状態で突出部４０に固定されている。

本実施形態では、支柱軸Ｌ方向に垂直な方向で互いに隣り合う支柱２間において、互いに隣り合う脚体３は、いずれも同じ突出部４０に固定されている。

本実施形態において、各図に示される立体構造物１における最も下方の段を一段目とする。一段目は、支柱軸Ｌ方向に垂直な面内に配置された複数の支柱２（具体的には、１０個の支柱２）から構成されている。一段目に積み重ねられた二段目は、支柱軸Ｌ方向に垂直な面内に配置された複数の支柱２（一段目よりも少なく、具体的には、６個の支柱２）から構成されている。二段目に積み重ねられた三段目は、支柱軸Ｌ方向に垂直な面内に配置された複数の支柱２（二段目よりも少なく、具体的には、３個の支柱２）から構成されている。三段目に積み重ねられた四段目は、１個の支柱２から構成されている。そして、立体構造物１は、全体として、三角錐状を呈している。

立体構造物１は、一種類の支柱２が複数積み重ねられて構成されているので、比較的構造が単純である。また、立体構造物１は、特定の固定構造５により各支柱２が接続されている。そのため、立体構造物１は、組み立て時に、各支柱２同士を支柱軸Ｌ方向で固定するだけでよく、支柱軸Ｌ方向に垂直な方向で固定する必要がない。また、立体構造物１は組み立て方もパターン化することができる。それ故、立体構造物１は、短時間で組み立て可能である。また、立体構造物１は、撤去時に、特定の固定構造５における固定状態を解くことにより、複数の支柱２に分解することができる。そのため、立体構造物１は、簡単に撤去可能である。

（実施例２）
実施例２の立体構造物について、図１０〜図１５を用いて説明する。

本例の立体構造物１は、支柱２が、四本の脚体３を有している点で、実施例１の立体構造物１と相違している。したがって、本例の立体構造物１は、全体として、四角錐状（ピラミッド状）を呈している。また、本例の立体構造物１は、三段より構成されており、具体的には、一段目は９個の支柱、二段目は４個の支柱、三段目は１個の支柱からそれぞれ構成されている。なお、支柱２における第１連結片３１および第２連結片３２の傾斜角度θ_１は、例えば、１３５°程度とすることができる。その他の構成は、実施例１と同様である。

実施例２の立体構造物１も、実施例１の立体構造物１と同様の作用効果を奏することができる。

（実施例３）
実施例３の立体構造物の製造方法について説明する。

本例の立体構造物の製造方法は、立体をなすよう複数の支柱を積み重ねる組み立て工程を有している。支柱としては、同一形状かつ同一寸法の三本または四本の脚体と、支柱が有する全ての脚体の他端部同士が離間された状態で、支柱が有する全ての脚体の一端部同士を連結する連結部材とを有しているものが用いられる。連結部材は、上記連結部分から、支柱が三脚状または四脚状に開脚されたときの支柱軸方向外方に突出する突出部を備えている。なお、本例では、上述した実施例１の三脚状の支柱２が用いられる。実施例１の支柱に代えて、実施例２の支柱を用いることもできる。以下、実施例１の支柱２を用いる場合について、図１〜図５を参照して説明する。

組み立て工程は、支柱２における複数の脚体３の各他端部を、他の複数の支柱２における各突出部４０にそれぞれ固定する固定工程を含んでいる。

本実施形態では、固定工程は、支柱軸Ｌ方向に垂直な方向で互いに隣り合う支柱２間において、互いに隣り合う脚体３を、いずれも同じ突出部４０に固定する手順を含むことができる。

より具体的には、例えば、支柱軸Ｌ方向に垂直な面内に複数の支柱２（具体的には、１０個の支柱２）を、設置面等に配置し、一段目を構成する。なお、一段目において、支柱軸Ｌ方向に垂直な方向で互いに隣り合う支柱２間における、互いに隣り合う脚体３は、いずれも設置面等に同じアンカー等で固定することができる。次いで、一段目の複数の支柱２における各突出部４０に、二段目を構成する支柱２の複数の脚体３の各他端部を固定する。これを繰り返し、複数の支柱２（一段目よりも少なく、具体的には、６個の支柱２）から構成される二段目を一段目に積み重ねる。次いで、二段目の複数の支柱２における各突出部４０に、三段目を構成する支柱２の複数の脚体３の各他端部を固定する。これを繰り返し、複数の支柱２（二段目よりも少なく、具体的には、３個の支柱２）から構成される三段目を二段目に積み重ねる。次いで、三段目の複数の支柱２における各突出部４０に、四段目を構成する支柱２の複数の脚体３の各他端部を固定する。このように、１個の支柱２から構成される四段目を三段目に積み重ねる。これにより、実施例１の立体構造物１を得ることができる。

上記立体構造物の製造方法によれば、立体構造物１を短時間で組み立てることができる。なお、立体構造物１の解体撤去は、例えば、最上段から下段方向へ順に固定を解いていけばよい。

以上、本発明の実施例について詳細に説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨を損なわない範囲内で種々の変更が可能である。

例えば、上記実施例では、脚体３が板材より構成される例を示したが、脚体３はパイプ材などより構成されていてもよい。この場合には、支柱２のバリ取り作業等が不要となる。また、立体構造物１は、実施例とは異なる複数段より構成することもできる。また、立体構造物１の外面を設置面とし、別の立体構造物１を取り付けることもできる。

１ 立体構造物
２ 支柱
３ 脚体
４ 連結部材
５ 固定構造
Ｌ 支柱軸

Claims (7)

1. 立体をなすよう積み重ねられた複数の支柱を有しており、
   上記支柱は、
   同一形状かつ同一寸法の三本または四本の脚体と、
   上記支柱が有する全ての上記脚体の他端部同士が離間された状態で、上記支柱が有する全ての上記脚体の一端部同士を連結する連結部材と、を有しており、
   上記連結部材は、上記連結部分から、上記支柱が三脚状または四脚状に開脚されたときの支柱軸方向外方に突出する突出部を備えており、
   上記支柱における複数の上記脚体の各他端部が、他の複数の上記支柱における各突出部にそれぞれ固定された固定構造を含んでいる、立体構造物。
2. 上記支柱軸方向に垂直な方向で互いに隣り合う上記支柱間において、互いに隣り合う上記脚体が、いずれも同じ上記突出部に固定されている、請求項１に記載の立体構造物。
3. 上記支柱は、上記連結部材を緩めることにより、上記連結部材を軸として複数の上記脚体を相対回転可能に構成されているとともに、上記連結部材を締めることにより、複数の上記脚体を回転不能に連結可能に構成されている、請求項１または２に記載の立体構造物。
4. 上記脚体は、脚本体部と、上記脚本体部の一端部に設けられ、第一連結孔を備える第一連結片と、上記脚本体部の他端部に設けられ、第二連結孔を備える第二連結片とを有しており、
   各上記脚体の上記第一連結片は、上記第一連結孔の位置が合致するように互いに重ね合わされており、
   上記連結部材は、重ね合わされた各上記第一連通孔に挿通されている、請求項１〜３のいずれか１項に記載の立体構造物。
5. 上記脚体は、脚本体部と、上記脚本体部の一端部に設けられ、第一連結孔を備える第一連結片と、上記脚本体部の他端部に設けられ、第二連結孔を備える第二連結片とを有しており、
   上記支柱における上記脚体の上記第二連結孔に、他の上記支柱における上記突出部が挿通されている、請求項１〜４のいずれか１項に記載の立体構造物。
6. 立体をなすよう複数の支柱を積み重ねる組み立て工程を有しており、
   上記支柱は、
   同一形状かつ同一寸法の三本または四本の脚体と、
   上記支柱が有する全ての上記脚体の他端部同士が離間された状態で、上記支柱が有する全ての上記脚体の一端部同士を連結する連結部材と、を有しており、
   上記連結部材は、上記連結部分から、上記支柱が三脚状または四脚状に開脚されたときの支柱軸方向外方に突出する突出部を備えており、
   上記組み立て工程は、上記支柱における複数の上記脚体の各他端部を、他の複数の上記支柱における各突出部にそれぞれ固定する固定工程を含んでいる、立体構造物の製造方法。
7. 上記固定工程は、上記支柱軸方向に垂直な方向で互いに隣り合う上記支柱間において、互いに隣り合う上記脚体を、いずれも同じ上記突出部に固定する手順を含んでいる、請求項６に記載の立体構造物の製造方法。

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