(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
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。
【0005】
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。
【課題を解決するための手段】
【0006】
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。
【0007】
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。
【0008】
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。
【0009】
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。
【0010】
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。
【0011】
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。
【0012】
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。
【0013】
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。
【0014】
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。
【発明の効果】
【0015】
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。
【図面の簡単な説明】
【0016】
【
図1】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2】
図1におけるII−II線に沿った断面図である。
【
図3】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。
【
図4】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。
【
図5】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。
【
図6】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。
【
図7】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。
【
図8】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。
【
図9】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。
【
図10】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。
【
図11】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。
【
図12】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。
【
図13】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。
【発明を実施するための形態】
【0017】
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。
【0018】
(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。
【0019】
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。
【0020】
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。
【0021】
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。
【0022】
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。
【0023】
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。
【0024】
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。
【0025】
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。
【0026】
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。
【0027】
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。
【0028】
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。
【0029】
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。
【0030】
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。
【0031】
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。
【0032】
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。
【0033】
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。
【0034】
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。
【0035】
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。
【0036】
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。
【0037】
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。
【0038】
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。
【0039】
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。
【0040】
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。
【0041】
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。
【0042】
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。
【0043】
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。
【0044】
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。
【0045】
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。
【0046】
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。
【0047】
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。
【0048】
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。
【0049】
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。
【0050】
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。
【0051】
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。
【0052】
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。
【0053】
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。
【0054】
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。
【0055】
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。
【0056】
(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。
【0057】
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。
【0058】
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。
【0059】
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。
【0060】
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。
【0061】
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。
【0062】
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。
【0063】
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。
【0064】
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。
【0065】
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。