JP7195966B2

JP7195966B2 - 支柱と梁との連結構造

Info

Publication number: JP7195966B2
Application number: JP2019026241A
Authority: JP
Inventors: 雄一長谷川; 義生雪上
Original assignee: Sekisui Jushi Corp
Current assignee: Sekisui Jushi Corp
Priority date: 2019-02-18
Filing date: 2019-02-18
Publication date: 2022-12-26
Anticipated expiration: 2039-02-18
Also published as: JP2020133186A

Description

本発明は、自転車置場、カーポート、バス停留所、シェルターなどに用いられる組立式の簡易屋根構造物に用いられる支柱と梁との連結構造に関する。

従来、自転車置場、カーポート、バス停留所、シェルターなどの簡易屋根構造物については、一般的な構造として、支柱に梁を取付け、梁間に母屋を渡して、屋根材を設置するものが挙げられる。支柱については、梁の一端側のみを支える片持ちタイプと、梁の両端を支える両持ちタイプとがある。片持ちタイプには、主に、支柱と梁を一体に形成した形態と、連結部材を介して支柱の一端と梁の一端とを連結した形態とがある。

本出願人は、特許文献１において、図３に示すように、インナースリーブを介して上端部を前方に延設した逆Ｌ字状の支柱と梁とを連結した形態を開示している。インナースリーブは外観からは見えないため意匠性に優れたものとなる。

特開２０１３－２２７８５５号公報

ところで、前記のインナースリーブを用いて、支柱及び梁の連結強度をより高めるためには、インナースリーブの外径が梁や支柱の内径に近いほど好ましい。支柱及び梁に既製品の鋼管を用い、インナースリーブとして１サイズ小さい鋼管を用いることによって、製造・加工が容易でコストも安くなるが、インナースリーブと支柱及び鋼管との間にある程度の隙間が生じてしまう。一方、インナースリーブの外径を支柱及び梁の内径に合わせたものを製作した場合、取付作業をスムーズにするために両端部を縮径したり、テーパー加工したりする必要があるので、コストが高くなるものであった。

ところで、前記のインナースリーブを用いて、支柱及び梁の連結強度をより高めるためには、インナースリーブの外径が梁や支柱の内径に近いほど好ましい。支柱及び梁に既製品の鋼管を用い、インナースリーブとして１サイズ小さい鋼管を用いることによって、製造・加工が容易でコストも安くなるが、インナースリーブと支柱及び鋼管との間にある程度の隙間が生じてしまう。これにより、屋根上の積雪や台風等による強風により、梁に対して大きな荷重がかかると、前記の隙間に応じて梁の変形が生じやすくなるものであった。一方、インナースリーブの外径を支柱及び梁の内径に合わせたものを製作した場合、取付作業をスムーズにするために両端部を縮径したり、テーパー加工したりする必要があるので、コストが高くなるものであった。

本発明は、前記の如き問題点を解消し、支柱と梁との接続作業が容易で、しかも梁に荷重がかかった場合でも、梁の変形を少なく抑えることができる支柱と梁との連結構造を提供するものである。

上上記目的を達成するために、本発明は次のような構成としている。
すなわち本発明に係る支柱と梁との連結構造は、円筒状をなす中空の支柱と、円筒状をなす中空の梁と、前記支柱と前記梁とを連結するためのインナースリーブとを備え、前記インナースリーブは、前記梁及び支柱の内径よりも小径の円筒状であって、前記梁の中空内及び前記支柱の中空内に挿入されるとともに、その外周部に形成されて前記梁と締結するための締結具が螺着される第一のねじ孔と、前記第一のねじ孔と異なる位置に形成されて前記支柱と締結するための締結具が螺着される第二のねじ孔と、第一のスペーサと第二のスペーサとを備え、前記第一のスペーサは、前記梁とインナースリーブとの間に配置され、かつ、前記第二のスペーサは、前記支柱とインナースリーブとの間に配置され、前記第一のスペーサ及び第二のスペーサは、いずれも前記インナースリーブの外側に配置される頭部と、インナースリーブにおいて前記第一及び第二のねじ孔とは異なる位置に設けられたねじ孔に固定される雄ねじ部を有するボルトであることを特徴とするものである。

本発明によれば、インナースリーブは、前記梁及び支柱の内径よりも小径の円筒状であって、前記梁の中空内及び前記支柱の中空内に挿入されるとともに、その外周部に形成されて前記梁と締結するための締結具が螺着される第一のねじ孔と、前記外周部であって前記第一のねじ孔と異なる位置に形成された第二のねじ孔と、第一のスペーサと第二にスペーサとを備え、前記第一のスペーサは、前記梁とインナースリーブとの間に配置され、かつ、前記第二のスペーサは、前記支柱とインナースリーブとの間に配置されているので、屋根材に掛かる下方からの吹上荷重や屋根材上への積雪による積雪荷重によって、梁や支柱に大きな荷重がかかってもその変形を抑えることができる。

本発明に係る支柱と梁との連結構造を用いた自転車置場の実施の一形態を示す正面図である。本発明に係る支柱と梁との連結構造を用いた自転車置場の実施の一形態を示す側面図である。本発明に係る支柱と梁との連結構造を用いた自転車置場の実施の一形態を示す平面図である。図２において梁と支柱との連結箇所付近の拡大図である。図４において梁側の分解説明図である。図４において支柱側の分解説明図である。図４の部分拡大図である

次に、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照し、具体的に説明する。

図１及び図２は、本発明に係る柱と梁との連結構造を含む自転車置場の説明図であって、図１は正面図、図２は側面図、図３は平面図である。図１～図３に示された自転車置場１００は、屋根材１０と、屋根材１０を支える母屋２０と、母屋２０を支える梁３０と、梁３０に連結されて設置面に立設される支柱４０とを備え、梁３０はインナースリーブ５０を介して支柱４０に連結されたものである。

屋根材１０は、前後方向に長い平面視略長方形状であって、左右方向に対して、側端部同士が重合された状態で多数配置されており、後方へ下がる水切り勾配が設けられて母屋２０上に固定されている。

母屋２０は、屋根材１０の幅方向に対して長い長尺体であって、前後方向に間隔をあけて複数配置されている。本形態では、略四角状であって、上面側に締結具２１を介して屋根材１０が固定されている。下面側は、その前後方向中央部が長手方向に沿って形成された開口２２を有しており、ボルト２３を介して梁３０又は支柱４０上に固定されている。更に具体的には、ボルト２３は、開口２２の開口幅より幅広の頭部２４が母屋２０の内部に配置され、開口２２からボルト２３のねじ部２５が通されて、梁３０を上下方向に貫通されて、ねじ部２５の先端部にナット２６が螺着されている。これにより母屋２０が梁３０上に固定されている。

梁３０は、円筒状をなす中空の長尺体であって、前後方向に配置されており、後端部３１に支柱４０が連結されている。梁３０としては、強度的に安定しておりコストの安い規格品の鋼管が好適に用いられる。

支柱４０は、梁３０と同様に円筒状をなす中空であって、下端部が設置面に埋設されており、上端部は前方に曲げられて、逆Ｌ字状となされたものであって、曲げられた上端部の前端部４１に梁３０が連結されている。本形態では、支柱４０は、左右方向に間隔をあけて二個立設されており、それぞれに梁３０が連結されている。支柱４０は、強度的に安定しておりコストの安い規格品の鋼管が好適に用いられる。本形態では、梁３０と支柱４０とは同一の規格品を用いて作成されている。

次に、梁３０と支柱４０との連結構造について、更に詳しく説明する。図４は図２において梁２０と支柱４０との連結箇所付近の拡大図、図５を図４において梁３０側の分解説明図、図６は図４において支柱４０側の分解説明図、図７は図４の部分拡大図である。梁３０と支柱４０とは、インナースリーブ５０を介して連結されている。インナースリーブ５０は、円筒状となされ、梁３０及び支柱４０の内径よりも小径である。

インナースリーブ５０は、その外周部に第一のねじ孔５０ａを有しており、外周部から外方に開口して形成されている。そして、図５に示すように、インナースリーブ５０を梁３０の後端部３１側から中空内に向けて矢印Ｘ１方向に所定の位置まで挿入すると、第一のねじ孔５０ａに対応する位置において、梁３０には内外に貫通する貫通孔３０ａが形成されている。この貫通孔３０ａの外側からボルト３２を挿入し、第一のねじ孔５０ａに螺着させることにより、梁３０にインナースリーブ５０が固定される。本形態では、第一のねじ孔５０ａ及び貫通孔３０ａはそれぞれ２個形成されているが、必要とされる固定強度に応じて適宜設定することができる。

またインナースリーブ５０は、第一のねじ孔５０ａと異なる位置に第二のねじ孔５０ｂを有しており、外周部から外方に開口して形成されている。そして、図６に示すように、インナースリーブ５０を支柱４０の前端部４１から中空内に向けて矢印Ｘ２方向に所定の位置まで挿入すると、第二のねじ孔５０ｂに対応する位置において、支柱４０には内外に貫通する貫通孔４０ａが形成されている。この貫通孔４０ａ側からボルト４２を挿入し、第二のねじ孔５０ｂに螺着させることにより、支柱４０にインナースリーブ５０が固定される。

本形態では、外観上ボルトが見えにくい位置となるように、貫通孔３０ａ、４０ａは、梁３０及び支柱４０の上部に形成されている。そして、ボルト３２、４２により、梁３０及び支柱４０の上部の内周部にインナースリーブ５０の上部の外周部が当接されている。更にインナースリーブ５０は、梁３０及び支柱４０より小径であるので、図７に示すように、インナースリーブ５０の下部の外周部と、梁３０及び支柱４０の下部の内周部との間には隙間Ｓ１、Ｓ２が形成される。

インナースリーブ５０は、図７に示すように、隙間Ｓ１、Ｓ２内に配置可能な第一のスペーサ６０、第二のスペーサ７０を備えている。第一のスペーサ６０は、インナースリーブ５０の外側に配置される頭部６１とインナースリーブ５０に固定するための固定部６２とを有している。第二のスペーサ７０は、インナースリーブ５０の外側に配置される頭部７１とインナースリーブ５０に固定するための固定部７２とを有している。本形態では、第一のスペーサ６０及び第二のスペーサ７０は、いずれも六角ボルトを用いており、雄ねじ部が固定部６２、７２となされている。

第一のスペーサ６０は、図５に示すように、梁３０側の隙間Ｓ１内に配置され、かつ、第一のねじ孔５０ａよりも後端部３１側に配置されている。また、第二のスペーサ７０は、支柱４０側の隙間Ｓ２内であって、かつ、第二のねじ孔５０ｂよりも支柱４０の前端部４１側に配置される。

これにより、第一のスペーサ６０及び第二のスペーサ７０は、第一のねじ孔５０ａと第二のねじ孔５０ｂとの間であって、本形態では、該インナースリーブ５０の中央部付近に固定されているので、インナースリーブ５０を梁３０及び支柱４０の中空内に挿入する際、第一のスペーサ６０、第二のスペーサ７０との干渉を抑えることが可能となる。インナースリーブ５０を梁３０及び支柱４０の中空の奥側まで挿入する際は、インナースリーブ５０を梁３０及び支柱４０の上方側に移動させることによって隙間Ｓ１及び隙間Ｓ２を確保し、その隙間Ｓ１、Ｓ２に第一のスペーサ６０、第二のスペーサ７０を容易に配置することができる。

自転車置場１００の設置状態において、屋根材１０の下方から風荷重等が掛かった場合に、支柱４０側が支点となり、梁３０の前端部側が自由端として挙動するので、梁３０には上方に向けて変形するように荷重が作用する。この荷重に伴い、梁３０には、更に、上下方向に潰される変形と、梁３０の後端部３１の下部が支柱４０の前端部４１から離れる前方向への変形とが合わせて生じる。これらの変形は相互に関連しているので、いずれかの変形を抑えることによって、他の変形も抑えられるので、梁３０の変形を抑えることができる。

ここで、上記の変形のうち、上下方向に潰されるような変形が生じた場合、梁３０の下部の内周部は、相対的に上方に移動することで第一のスペーサ６０に当接する。すなわち、第一のスペーサ６０に当接するまでは、他に当接しうる部材がないので上記の荷重に応じて変形するが、当接した後はそれ以上の変形が生じにくくなる。従って、梁３０の変形量を抑えることができる。加えて、上記の当接後、梁３０は当接した第一のスペーサ６０を支点にして変形することになるので、当接箇所よりも後側に位置する箇所、すなわち支柱側の箇所においては、梁３０の後端部３１の下部が支柱４０の前端部４１から離れる前方向への変形が抑えられる。従って、梁３０と支柱４０との間に生じる隙間の拡がりを抑えることができる。

インナースリーブ５０に対する第一のスペーサ６０の取付位置は、梁３０の後端部３１に近いほど、梁３０の中空内にインナースリーブ５０を挿入しやすくなるので好ましい。一方、後端部３１側に近づき過ぎると、変形に伴い梁３０の内周部が第一のスペーサ６０に当接して、更に荷重がかかると、後端部３１の先端部付近が外方に押し広げられるように作用する。そのため、荷重が解除されても変形が僅かに残ると、後端部３１と支柱４０の前端部４１との間で上下方向に段差が生じるおそれがあり、また、荷重が繰り返されると変形が蓄積されて段差が大きくなるおそれがある。従って、第一のスペーサ６０の取付位置は、少なくとも後端部３１の先端から梁３０の肉厚の寸法より離れた奥よりの位置が好ましい。

一方、屋根材１０上に積雪等が生じて屋根材１０から下方に向けて荷重が生じる場合、梁３０側の方により大きな荷重が生じることから、梁３０と支柱４０との連結部付近においては、梁３０の方が相対的に下方に移動するように変形が生じる。具体的には、梁３０の下方への移動に伴い固定されたインナースリーブ５０も一体的に移動するが、支柱４０側に固定されたインナースリーブ５０は移動量が相対的に少ないので、インナースリーブ５０は梁３０側が下方に位置する変形した状態となり、インナースリーブ５０と支柱４０の下部の内周部との隙間Ｓ２が狭くなる。

第二のスペーサ７０は隙間Ｓ２に配置されているので、第二のスペーサ７０が支柱４０の内周部に当接すると、それ以上は下方には移動しなくなる。これにより、屋根材１０上への積雪等による荷重が梁３０及び支柱４０にかかっても、荷重により生じうる変形を抑えることができる。

支柱４０側の第二のスペーサ７０の取付位置は、支柱４０の内周部との距離が短いほど、前記の変形を抑えられ、加えて、インナースリーブ５０の支柱４０の前端部４１に近いほど、支柱４０の中空内にインナースリーブ５０を挿入しやすくなるので好ましい。一方、第二のスペーサ７０の取付位置が後端部３１側に近づき過ぎると、変形に伴い支柱４０の内周部が第二のスペーサ７０に当接して、更に荷重がかかると、前端部４１の先端部付近が外方に押し広げられるように作用する。そのため、荷重が解除されても変形が僅かに残ると、前端部４１と梁３０の後端部３１との間で上下方向に段差が生じるおそれがあり、また、荷重が繰り返されると変形が蓄積されて段差が大きくなるおそれがある。従って、第二のスペーサ７０の取付位置は、少なくとも前端部４１から支柱４０の肉厚の寸法より離れた奥よりの位置が好ましい。

第一のスペーサ６０及び第二のスペーサ７０は、本形態ではいずれも六角ボルトと用いている。六角ボルトは、頭部の高さが１～２ｍｍ程度の差でＪＩＳ規格品があり、隙間Ｓ１、Ｓ２の寸法に応じて適宜選択して用いることができる上に、インナースリーブ５０の対応する場所にねじ孔を設けておけば、施工も容易で強固に締結することができるので好適である。ただし、六角ボルトに限定されるものではなく、他の形態として、例えば、梁３０や支柱４０の内周部に合わせて頭部を作成し、これに雄ねじ部としての固定部を有するものや、頭部をインナースリーブに一体的に形成したもの等を挙げることができる。

以上、本発明の支柱と梁との連結構造について、実施形態に基づいて説明したが、本発明は、これらの実施形態に限定されるものではない。本発明の要旨を逸脱しない範囲内で当業者が思いつく各種変形を施したものも本発明の範囲内に含まれる。

本発明は、自転車置場、カーポート、バス停留所、シェルターなどに用いられる組立式の簡易屋根構造物に用いられる支柱と梁との連結構造として広く利用することができる。

１０屋根材
２０母屋
３０梁
３０ａ貫通孔
３１後端部
３２ボルト
４０支柱
４０ａ貫通孔
４１前端部
４２ボルト
５０インナースリーブ
５０ａ第一のねじ孔
５０ｂ第二のねじ孔
６０第一のスペーサ
６１頭部
６２固定部
７０第二のスペーサ
７１頭部
７２固定部
１００自転車置場
Ｓ１、Ｓ２隙間

Claims

円筒状をなす中空の支柱と、円筒状をなす中空の梁と、前記支柱と前記梁とを連結するためのインナースリーブとを備え、
前記インナースリーブは、前記梁及び支柱の内径よりも小径の円筒状であって、前記梁の中空内及び前記支柱の中空内に挿入されるとともに、その外周部に形成されて前記梁と締結するための締結具が螺着される第一のねじ孔と、前記第一のねじ孔と異なる位置に形成されて前記支柱と締結するための締結具が螺着される第二のねじ孔と、第一のスペーサと第二のスペーサとを備え、
前記第一のスペーサは、前記梁とインナースリーブとの間に配置され、かつ、前記第二のスペーサは、前記支柱とインナースリーブとの間に配置され、
前記第一のスペーサ及び第二のスペーサは、いずれも前記インナースリーブの外側に配置される頭部と、インナースリーブにおいて前記第一及び第二のねじ孔とは異なる位置に設けられたねじ孔に固定される雄ねじ部を有するボルトである
ことを特徴とする支柱と梁との連結構造。