特開 2022-146743 構造体および構造体の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022146743

(43)【公開日】2022-10-05

(54)【発明の名称】構造体および構造体の製造方法

(51)【国際特許分類】

   E04H 6/02 20060101AFI20220928BHJP

【ＦＩ】

E04H6/02 A

E04H6/02 C

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021047868

(22)【出願日】2021-03-22

(71)【出願人】

【識別番号】390005267

【氏名又は名称】ＹＫＫ ＡＰ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】赤峯 弘城

(57)【要約】

【課題】補強部材を湾曲部の内側に後からでも追加できるような汎用性の高い構造体および構造体の製造方法を提供する。
【解決手段】屋外構造物１（構造体）は、湾曲部３ａを有し、少なくとも右端部３ｂ（一方の端部）が開放した中空状の梁材３（構造部材）と、湾曲部３ａの中空部３ｄに配置された補強部材１０と、を備え、補強部材１０は、複数の分割体１１を湾曲部３ａの延在方向に沿って並設することにより構成されていることを特徴とする。
【選択図】図６

【特許請求の範囲】

【請求項1】

湾曲部を有し、少なくとも一方の端部が開放した中空状の構造部材と、
前記湾曲部の中空部に配置された補強部材と、を備え、
前記補強部材は、複数の分割体を前記湾曲部の延在方向に沿って並設することにより構成されていることを特徴とする構造体。

【請求項2】

前記分割体は、前記湾曲部を構成する内周側の壁及び外周側の壁に対向する２つの補強壁と、これらの２つの補強壁の間を連結する縦壁とを有して構成されていることを特徴とする請求項１に記載の構造体。

【請求項3】

前記補強部材の端部に位置する分割体には、端面を構成する操作壁が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の構造体。

【請求項4】

前記複数の分割体は、可撓性を有した連結部材によって連結されていることを特徴とする請求項１に記載の構造体。

【請求項5】

前記構造部材は、屋外構造物の梁材であり、前記湾曲部が上方に向けて凸となるように配置されるものであることを特徴とする請求項１～４のうちいずれか一つに記載の構造体。

【請求項6】

湾曲部を有し、少なくとも一方の端部が開放した中空状の構造部材と、前記湾曲部の中空部に配置された補強部材と、を備える構造体の製造方法であって、
予め前記構造部材に前記湾曲部を構成した後、前記構造部材の開放端部から複数の分割体によって構成した前記補強部材を挿入して前記湾曲部に配置することを特徴とする構造体の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、構造体および構造体の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、凸状に曲がった湾曲部を有した構造部材としての梁材と、梁材の湾曲部を外側から補強する補強部材と、を備えた構造体としての屋外構造物が、知られている（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特許第２９３５９８１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上記従来の構造体では、補強部材が湾曲部の外側に設けられているため、例えば、外観が悪化したり、寸法やレイアウトに制約を受けてしまったりする虞がある。そこで、補強部材によって湾曲部の内側を補強する構造が考えられるが、この場合、例えば、湾曲部を有さない直線状の構造部材については、補強部材を中空状の構造部材の一端部側から内側に挿入して補強する方法が一般的であった。

【0005】

しかしながら、湾曲部のように既に曲がった部分を有した構造部材に対して、後から湾曲部に沿った曲がった形状の補強部材を構造部材の一端部側から挿入することはできなかった。また、例えば、予め補強部材を挿入した後に構造部材を曲げるには大きな荷重が必要となる等の問題もあった。

【0006】

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、補強部材を湾曲部の内側に後からでも追加できるような汎用性の高い構造体および構造体の製造方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる構造体は、湾曲部を有し、少なくとも一方の端部が開放した中空状の構造部材と、前記湾曲部の中空部に配置された補強部材と、を備え、前記補強部材は、複数の分割体を前記湾曲部の延在方向に沿って並設することにより構成されていることを特徴とする。

【0008】

また、本発明にかかる構造体の製造方法は、湾曲部を有し、少なくとも一方の端部が開放した中空状の構造部材と、前記湾曲部の中空部に配置された補強部材と、を備える構造体の製造方法であって、予め前記構造部材に前記湾曲部を構成した後、前記構造部材の開放端部から複数の分割体によって構成した前記補強部材を挿入して前記湾曲部に配置することを特徴とする。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、例えば、補強部材を複数の分割体に分割することで、当該補強部材を湾曲部の内側に挿入することができるようになり、ひいては予め湾曲部を有した構成の構造部材に対しても、後から補強部材を湾曲部の内側に追加できる汎用性の高い構造体および構造体の製造方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】実施形態の構造体の例示的な斜視図である。

【図2】実施形態の補強部材の例示的な斜視図である。

【図3】実施形態の補強部材の分割体の例示的な斜視図である。

【図4】実施形態の補強部材の連結部材の例示的な斜視図である。

【図5】実施形態の補強部材のエンド部材の例示的か斜視図である。

【図6】実施形態の構造体の製造方法を説明する例示的な断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、本発明の例示的な実施形態が開示される。以下に示される実施形態の構成、ならびに当該構成によってもたらされる作用および効果は、一例である。本発明は、以下の実施形態に開示される構成以外によっても実現可能である。また、本発明によれば、構成によって得られる種々の効果（派生的な効果も含む）のうち少なくとも一つを得ることが可能である。

【0012】

［実施形態］
図１は、実施形態の屋外構造物１の斜視図である。なお、以下の説明では、便宜上、屋外構造物１を正面から見た場合に、手前側を前、奥側を後、上側を上、下側を下、左側を左、右側を右、と称することとする。前後方向は、屋外構造物１の奥行方向に沿い、上下方向は、屋外構造物１の高さ方向に沿い、左右方向は、屋外構造物１の横幅方向に沿う。

【0013】

図１に示されるように、屋外構造物１は、例えば、車両のカーポートとして構成されており、外殻を構成する支柱２、梁材３、母屋４、垂木５等の複数のフレーム材や、フレーム材に支持される屋根パネル６等を備えている。屋外構造物１は、構造体の一例である。

【0014】

なお、本実施形態では、屋外構造物１は、ワイドタイプのカーポートとして構成されているが、この例には限定されず、例えば、片持ちタイプや、Ｍ合掌タイプ、Ｙ合掌タイプ、奥行連結タイプ、開口連結タイプ等であってもよい。

【0015】

支柱２や、梁材３、母屋４、垂木５等のフレーム材は、例えば、アルミニウム合金等の金属によって成形された押し出し形材であり、それぞれの長手に沿った全長がほぼ一様の断面を有するように構成されている。

【0016】

ここで、本実施形態では、上述した複数のフレーム材のうち少なくとも梁材３の内側に、後述する補強部材１０（図２参照）が設けられている。梁材３は、構造部材の一例である。

【0017】

図１に示されるように、梁材３は、例えば、長手となる左右方向に延び、左右一対の支柱２の間に亘っている。梁材３は、例えば、湾曲部３ａと、右端部３ｂと、左端部３ｃと、を有している。

【0018】

湾曲部３ａは、右端部３ｂと左端部３ｃとの間に位置され、例えば、上方に凸の状態で曲がっている。この湾曲部３ａを含む梁材３の内側には、右端部３ｂと左端部３ｃとの間に亘って延びる中空部３ｄが設けられている。中空部３ｄは、例えば、梁材３の外壁３ｆを構成する上壁３ｆ１、下壁３ｆ２および２つの側壁３ｆ３によって囲まれている。

【0019】

右端部３ｂには、右方に開放される中空部３ｄの開放端部３ｄ１が設けられている。ここで、本実施形態では、この開放端部３ｄ１から後述する補強部材１０が中空部３ｄ内に挿入可能に構成されている。右端部３ｂは、一方の端部の一例である。

【0020】

また、左端部３ｃには、左方に開放される中空部３ｄの開放端部３ｄ２が設けられている。なお、梁材３の開放端部３ｄ１，３ｄ２は、屋外構造物１の組み立て状態（図１の状態）では支柱２によって塞がれているが、組み立てる前の状態では開放されている。本実施形態では、少なくともこの組み立てる前の状態において、例えば、耐風圧や積雪による強度不足の問題を解決するために、補強部材１０を湾曲部３ａの内側に選択的に追加できるようにしている。

【0021】

次に、補強部材１０についてより詳しく説明する。図２は、補強部材１０の斜視図である。図２に示されるように、補強部材１０は、例えば、複数の分割体１１と、連結部材１２と、一対のエンド部材１３と、を有している。補強部材１０の大きさは、中空部３ｄの大きさよりもやや小さめに設定されている。

【0022】

複数の分割体１１は、梁材３の延在方向、すなわち左右方向に沿って並んでいる。本実施形態では、補強部材１０には、例えば、８つの分割体１１が設けられている。なお、分割体１１の数は、この例には限定されず、例えば、湾曲部３ａの長さや曲率に応じて種々に変更可能である。

【0023】

連結部材１２は、例えば、左右方向に沿って延びるとともに、複数の分割体１１およびエンド部材１３の下方に重ねられている。連結部材１２は、例えば、ネジやボルトナット等の結合具１５（図６参照）によって複数の分割体１１の補強壁１１ｂおよびエンド部材１３の補強壁１３ｂと一体化される。

【0024】

一対のエンド部材１３は、複数の分割体１１の左右方向の両端部に設けられている。エンド部材１３は、分割体１１とともに補強部材１０の複数の分割体１１の一部を構成している。補強部材１０は、例えば、鉄等によって作られている。

【0025】

なお、本実施形態では、エンド部材１３が複数の分割体１１の左右方向の両端部に設けられているが、この例には限定されず、例えば、左右方向の一方に設けられていればよい。具体的には、エンド部材１３は、後述する補強部材１０を中空部３ｄ内に挿入する際に操作具３０（図６参照）によって押し込む側、すなわち操作具３０と対向する側の端部に設けられていればよい。

【0026】

図３は、分割体１１の斜視図である。図３に示されるように、分割体１１は、例えば、左右方向から見た場合に、前方に向けて開放された略Ｕ字状に構成されている。分割体１１は、二つの補強壁１１ａ，１１ｂと、縦壁１１ｃと、を有している。

【0027】

二つの補強壁１１ａ，１１ｂは、上下方向に間隔をあけて互いに平行に設けられている。補強壁１１ａは、湾曲部３ａを構成する外周側の上壁３ｆ１（図６参照）と対向し、補強壁１１ｂは、湾曲部３ａを構成する内周側の下壁３ｆ２と対向する。

【0028】

また、補強壁１１ｂには、上述した結合具１５が上下方向に貫通する複数の貫通孔１１ｄが設けられている。複数の貫通孔１１ｄは、左右方向に互いに間隔をあけて並んでいる。

【0029】

縦壁１１ｃは、補強壁１１ａの後端部と補強壁１１ｂの後端部との間に亘って上下方向に延びている。縦壁１１ｃは、湾曲部３ａを構成する後側の側壁３ｆ３（図６参照）と対向する。縦壁１１ｃと補強壁１１ａ，１１ｂとは、湾曲部３ａの内面３ｅ側を補強する。

【0030】

なお、本実施形態では、縦壁１１ｃは、分割体１１の前後方向の片側のみに設けられているが、この例には限定されず、例えば、前後方向の両側に設けられてもよいし、前後方向の端部位置ではなく中央位置に設けられてもよい。

【0031】

図４は、連結部材１２の斜視図である。図４に示されるように、連結部材１２は、例えば、帯板状（ベルト状）の下部プレート１２ａを有している。下部プレート１２ａは、湾曲部３ａを構成する内周側の下壁３ｆ２と分割体１１およびエンド部材１３の補強壁１１ｂ，１３ｂとの間に介在される。

【0032】

下部プレート１２ａには、結合具１５が上下方向に貫通する複数の貫通孔１２ｂが設けられている。複数の貫通孔１２ｂは、分割体１１の貫通孔１１ｄおよびエンド部材１３の貫通孔１３ｄと対応して設けられている。

【0033】

また、下部プレート１２ａは、可撓性を有している。すなわち、下部プレート１２ａは、湾曲部３ａの下壁３ｆ２（図６参照）に沿った曲がった形に変形（湾曲）可能に構成されている。

【0034】

本実施形態では、このような下部プレート１２ａに分割体１１のそれぞれを結合具１５によって個別に結合することで、複数の分割体１１を互いに相対移動可能に連結している。下部プレート１２ａは、ベースや、連結帯等とも称される。

【0035】

なお、連結部材１２は、この例には限定されず、例えば、ワイヤー等によって構成されてもよい。この場合、例えば、ワイヤーを引っ張ることで補強部材１０を湾曲部３ａ内に挿入することができる。

【0036】

また、連結部材１２は、すべての分割体１１およびエンド部材１３を連結する必要はなく、例えば、隣接した二つ（複数）の分割体１１どうしを連結する下部プレート１２ａが複数個設けられるような構成であってもよい。また、補強部材１０は、例えば、下部プレート１２ａを介さずに隣接した二つの分割体１１どうしが直接的に互いに相対移動可能に連結されるような構成であってもよい。

【0037】

さらに、本実施形態では、分割体１１およびエンド部材１３の下方で下部プレート１２ａが連結されているが、この例には限定されず、例えば、梁材３の湾曲部３ａが下方に凸の状態で曲がっている場合には、下部プレート１２ａは分割体１１およびエンド部材１３の上方で連結される構成になる。

【0038】

図５は、エンド部材１３の斜視図である。図５に示されるように、エンド部材１３は、例えば、前後方向から見た場合に、分割体１１に向けて開放された略Ｕ字状に構成されている。エンド部材１３は、二つの補強壁１３ａ，１３ｂと、操作壁１３ｃと、を有している。

【0039】

二つの補強壁１３ａ，１３ｂは、上下方向に間隔をあけて互いに平行に設けられている。補強壁１３ａは、湾曲部３ａを構成する外周側の上壁３ｆ１（図６参照）と対向し、補強壁１３ｂは、湾曲部３ａを構成する内周側の下壁３ｆ２と対向する。

【0040】

また、補強壁１３ｂには、上述した結合具１５が上下方向に貫通する複数の貫通孔１３ｄが設けられている。なお、本実施形態では、補強壁１３ａにも結合具１５用の貫通孔１３ｄが設けられており、上下で反転した姿勢でも使用可能に構成されている。

【0041】

操作壁１３ｃは、補強壁１３ａと補強壁１３ｂとの間に亘って上下方向に延びている。操作壁１３ｃは、補強部材１０の左右方向の端面を構成する壁であり、補強部材１０を湾曲部３ａの内側に挿入する際に補強部材１０を左端部３ｃ側に押し込む操作具３０（図６参照）と対向する壁として機能する。操作具３０は、例えば、パイプ等である。

【0042】

図６（ａ）～（ｃ）は、屋外構造物１の製造方法を説明する断面図であり、図６（ｂ）は、図６（ａ）よりも後の状態を示した図であり、図６（ｃ）は、図６（ｂ）よりも後の状態を示した図である。

【0043】

図６（ａ）～（ｃ）に示されるように、補強部材１０の左方には、突起２０が設けられている。突起２０は、例えば、湾曲部３ａの下壁３ｆ２から中空部３ｄ内に突出した状態に設けられている。

【0044】

すなわち、突起２０は、少なくとも一部が補強部材１０と湾曲部３ａの延在方向に沿って重なっている。突起２０は、例えば、ネジ等の結合具によって構成されている。突起２０は、位置決め部の一例である。

【0045】

なお、本実施形態では、突起２０は、湾曲部３ａの下壁３ｆ２から中空部３ｄ内に突出した状態に設けられているが、この例には限定されず、例えば、上壁３ｆ１もしくは側壁３ｆ３から中空部３ｄ内に突出した状態に突起２０を設けてもよい。

【0046】

また、補強部材１０は、例えば、複数の分割体１１と湾曲部３ａを構成する外周側の上壁３ｆ１とを結合するネジ１６を有している。本実施形態では、例えば、複数のネジ１６によって、すべての分割体１１およびエンド部材１３と湾曲部３ａの上壁３ｆ１とが結合されている。

【0047】

ネジ１６は、結合部の一例である。なお、結合部は、この例には限定されず、例えば、接着剤や溶接部等であってもよい。

【0048】

次に、図６（ａ）～（ｃ）を参照して、屋外構造物１の製造方法の一例について説明する。まず、図６（ａ）に示されるように、中空状の梁材３に予め湾曲部３ａを構成する（ステップＳ１）。次に、梁材３の一方の開放端部３ｄ１から複数の分割体１１と連結部材１２とエンド部材１３とを一体化した補強部材１０を挿入する（ステップＳ２）。

【0049】

次に、図６（ｂ）に示されるように、操作具３０によって補強部材１０を湾曲部３ａ側に押し込む（ステップＳ３）。このとき、図６（ｂ）に示されるように、湾曲部３ａ内に進入した補強部材１０の一部は、複数の分割体１１どうしの間の隙間が上方に向かうにつれて徐々に広がるように変形する。

【0050】

次に、図６（ｃ）に示されるように、操作具３０によって補強部材１０を湾曲部３ａ内に設けられた突起２０と当接する位置まで押し込む（ステップＳ４）。このとき、図６（ｃ）に示されるように、連結部材１２が湾曲部３ａの下壁３ｆ２に沿って変形（湾曲）することで、複数の分割体１１どうしの間の隙間が上述したように広がり、ひいては補強部材１０を湾曲部３ａに沿った曲がった形状に並設することができる。

【0051】

そして、補強部材１０と突起２０とが位置決めされた状態で、複数の分割体１１と湾曲部３ａの上壁３ｆ１とをネジ１６によって結合する（ステップＳ５）。このような構成によって、屋外構造物１の梁材３を製造（補強）することができる。

【0052】

以上のように、本実施形態では、屋外構造物１（構造体）は、湾曲部３ａを有し、少なくとも右端部３ｂ（一方の端部）が開放した中空状の梁材３（構造部材）と、湾曲部３ａの中空部３ｄに配置された補強部材１０と、を備え、補強部材１０は、複数の分割体１１を湾曲部３ａの延在方向に沿って並設することにより構成されていることを特徴とする。

【0053】

このような構成によれば、例えば、補強部材１０を複数の分割体１１に分割することで、当該補強部材１０を右端部３ｂから湾曲部３ａの内側に挿入することができるようになり、ひいては予め湾曲部３ａを有した構成の梁材３に対しても、後から補強部材１０を湾曲部３ａの内側に追加できる汎用性の高い屋外構造物１を提供することができる。

【0054】

また、本実施形態では、分割体１１は、湾曲部３ａを構成する内周側の下壁３ｆ２及び外周側の上壁３ｆ１に対向する２つの補強壁１１ａ，１１ｂと、これらの２つの補強壁１１ａ，１１ｂの間を連結する縦壁１１ｃと、を有して構成されていることを特徴とする。

【0055】

このような構成によれば、例えば、２つの補強壁１１ａ，１１ｂと縦壁１１ｃとによって、補強部材１０ひいては湾曲部３ａの剛性や強度を確保することができる。

【0056】

また、本実施形態では、補強部材１０の端部に位置する分割体１１としてのエンド部材１３には、端面を構成する操作壁１３ｃが設けられていることを特徴とする。

【0057】

このような構成によれば、例えば、補強部材１０に操作壁１３ｃが設けられずに分割体１１の右端部３ｂ側のＵ字状のエッジを押すような場合と比べて、補強部材１０をより容易に操作具３０によって湾曲部３ａ側に移動させることができる。また、例えば、操作壁１３ｃによって補強部材１０の断面係数が増大するため、補強部材１０ひいては湾曲部３ａの剛性や強度をより高めることができる場合がある。

【0058】

また、本実施形態では、複数の分割体１１は、可撓性を有した連結部材１２によって連結されていることを特徴とする。

【0059】

このような構成によれば、例えば、連結部材１２によって複数の分割体１１を一体化することができるため、補強部材１０の全体の剛性や強度を高めたり、湾曲部３ａ内への挿入性を高めたりすることができつつ、補強部材１０を湾曲部３ａに沿った形状に追従させ易くすることができる。

【0060】

また、本実施形態では、構造部材は、屋外構造物１の梁材３であり、湾曲部３ａが上方に向けて凸となるように配置されるものであることを特徴とする。

【0061】

このような構成によれば、例えば、複数の分割体１１を有した補強部材１０によって、湾曲部３ａの内側に後からでも補強部材１０を追加することのできる梁材３を提供することができる。

【0062】

また、本実施形態では、屋外構造物１の製造方法は、湾曲部３ａを有し、少なくとも右端部３ｂ（一方の端部）が開放した中空状の梁材３（構造部材）と、湾曲部３ａの中空部３ｄに配置された補強部材１０と、を備える屋外構造物１の製造方法であって、予め梁材３に湾曲部３ａを構成した後、梁材３の開放端部３ｄ１から複数の分割体１１によって構成した補強部材１０を挿入して湾曲部３ａに配置することを特徴とする。

【0063】

このような構成によれば、例えば、補強部材１０を複数の分割体１１に分割することで、当該補強部材１０を湾曲部３ａの内側に挿入することができるようになり、ひいては予め湾曲部３ａを有した構成の梁材３に対しても、後から補強部材１０を湾曲部３ａの内側に追加できる汎用性の高い屋外構造物１の製造方法を提供することができる。

【0064】

以上、本発明の実施形態が例示されたが、上記実施形態は一例であって、発明の範囲を限定することは意図していない。上記実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、組み合わせ、変更を行うことができる。また、各構成や、形状、等のスペック（構造や、種類、方向、形式、大きさ、長さ、幅、厚さ、高さ、数、配置、位置、材質等）は、適宜に変更して実施することができる。

【符号の説明】

【0065】

１…屋外構造物（構造体）、３…梁材（構造部材）、３ａ…湾曲部、３ｂ…右端部（一方の端部）、３ｄ１…開放端部、３ｆ１…上壁（外周側の壁）、３ｆ２…下壁（内周側の壁）、１０…補強部材、１１…分割体、１１ａ，１１ｂ…補強壁、１１ｃ…縦壁、１２…連結部材、１３…エンド部材（分割体）、１３ａ，１３ｂ…補強壁、１３ｃ…操作壁。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】