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特開2024-6260トラス構造のステージ

書誌要約請求の範囲詳細な説明課題実施例実施するための形態図面の説明

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(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】P2024006260

(43)【公開日】2024-01-17

(54)【発明の名称】トラス構造のステージ

(51)【国際特許分類】

E04B 1/342 20060101AFI20240110BHJP

E04B 1/35 20060101ALI20240110BHJP

E04H 3/24 20060101ALI20240110BHJP

【ＦＩ】

E04B1/342 Z

E04B1/35 L

E04H3/24

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022106983

(22)【出願日】2022-07-01

(71)【出願人】

【識別番号】521507774

【氏名又は名称】梶川泰司

(71)【出願人】

【識別番号】594128913

【氏名又は名称】株式会社長大

(74)【代理人】

【識別番号】100078695

【弁理士】

【氏名又は名称】久保司

(72)【発明者】

【氏名】梶川泰司

(72)【発明者】

【氏名】山本憲彦

(72)【発明者】

【氏名】中溪宏一

(57)【要約】

【課題】テトラモジュールを用いることで工場生産での部材調達が可能であり、モジュールだけの組み合わせで構築することが可能となり、プレハブ化が向上し、施工を簡易かつ迅速に行える。
【解決手段】正四面体の稜線部分を細長接合面を有するフレームで形成したテトラモジュール１の結合でステージ架台１０を構築し、ステージ架台１０の上面に床板１１を敷設した。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

正四面体の稜線部分を細長接合面を有するフレームで形成したテトラモジュールの結合でステージ架台を構築し、ステージ架台上面に床板を敷設したことを特徴とするトラス構造のステージ。

【請求項2】

テトラモジュールはトラス構造を形成するものとして、正四面体の稜線部分を細長接合面を有するフレームで形成し、４頂点を正三角形平面または正六角形平面とし、立方体キューブとして立方体の面にフレームが内接する請求項１記載のトラス構造のステージ。

【請求項3】

設置する傾斜面に合わせて、ステージ架台下側に傾斜をつけた請求項１記載のトラス構造のステージ。

【請求項4】

テトラモジュールはフレームを分解可能に組み立てる請求項１または請求項２記載のトラス構造のステージ。

【請求項5】

テトラモジュール同士をジョイント用ブロックを介して分離可能に組み立てる請求項１または請求項２記載のトラス構造のステージ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、簡易構造物として博覧会、グランピング用のプラットフォームや、工事用仮設足場など仮設用の作業用ステージ、仮設遊歩道、建物のウッドデッキその他各種ステージで、ステージ架台をトラス構造とするものに関する。

【背景技術】

【0002】

トラス構造は、部材同士を三角形につなぎ合わせた構造形式であり、部材の両端がピン接合で三角形のため、外力を加えても軸力しか発生しない。

【0003】

例えば四角形に力を作用させると、四角形は力を受けて曲がってしまうが、一方、三角形は力に対して「曲がる」ではなく、「縮む」又は「伸びる」ような変形をする。「曲がる」という変形が起きる部材には、曲げモーメントが作用しているが、「縮む、伸びる」変形には軸力しか作用していない。

【0004】

同じ大きさの部材でも、曲げモーメントが作用する部材と、軸力のみ作用する部材では、後者が圧倒的に有利である。つまり、軸力のみ作用する部材は効率的な断面が選定できる。

【0005】

このようにして、トラス構造のメリットを下記に示すと、
・部材間には軸力しか作用しない。
・よって、細い部材で構造物を構成することが可能。
・軽快で細い部材で建築物を創ることができ、意匠的にも魅力がある。
ということが挙げられる。

【0006】

一方、ステージに関してその架台は通常、柱もしくは柱・梁で形成され、これをトラス構造で形成するものは見当たらない。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

トラス構造のデメリットとしては、施工が面倒なことである。トラス構造は、上弦材、下弦材、束材、斜材という部材が必要で、部材が交錯する点は、どうしても接合部が複雑になりがちになる。

【0008】

また、トラス構造によるステージ架台を構築するのに、モジュールでの形成やキューブでの形成を行うという概念は従来なかった。

【0009】

本発明の目的前記従来例の不都合を解消し、柱もしくは梁がなく、トラス構造で形成するという斬新なステージ架台が得られ、また、モジュールを用いることで、工場生産での部材調達が可能であり、モジュール以外の部材を連結部材として用いることなく、モジュールだけの組み合わせで構築することが可能となり、プレハブ化が向上し、施工を簡易かつ迅速に行えるトラス構造のステージを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0010】

前記目的を達成するため本発明は、第１に、正四面体の稜線部分を細長接合面を有するフレームで形成したテトラモジュールの結合でステージ架台を構築し、ステージ架台上面に床板を敷設したこと、第２に、テトラモジュールはトラス構造を形成するものとして、正四面体の稜線部分を細長接合面を有するフレームで形成し、４頂点を正三角形平面または正六角形平面とし、立方体キューブとして立方体の面にフレームが内接すること、第３に、設置する傾斜面に合わせて、ステージ架台下側に傾斜をつけたこと、第４に、テトラモジュールはフレームを分解可能に組み立てること、第５にテトラモジュール同士をジョイント用ブロックを介して分離可能に組み立てることを要旨とするものである。

【0011】

請求項１記載の本発明によれば、ステージ架台の全部をトラス構造で形成するという今までにない斬新なステージを実現できる。

【0012】

そしてテトラモジュールはトラス構造を形成するものとして、正四面体の稜線部分を細長接合面を有するフレームで形成したので、フレームを細長接合面を接合させてテトラモジュール同士を組み合わせることができる。

【0013】

さらに、テトラモジュールを組み合わせるのに、正四面体の稜線部分となるフレームは相互に重なり、２重となるので強度が増し、これがトラス構造の斜材の部分であればトラス構造自体が堅牢なものとなる。

【0014】

また、テトラモジュールの４頂点は正三角形平面または正六角形平面なので、テトラモジュール同士を合わせた際にはこの頂点部分は衝合して立体空間を形成し、もしくは接合用のブロックが介在できる空間を形成し、トラス構造として安定した結合部が得られる。

【0015】

なお、４頂点が正三角形平面の場合はテトラモジュール自体の強度に期待でき、４頂点が正六角形平面の場合はフレームは正六角形の一辺を間にした残りの三辺を接続辺として組まれ、辺となるフレーム同士の接続が容易なものとなる。

【0016】

また、テトラモジュールによるものであり、モジュール以外の連結部材を用いることなく、モジュールだけの組み合わせでトラス構造を構築することが可能となり、組立を少ない工数で簡易かつ迅速に行うことができ、プレハブ化が向上する。

【0017】

さらに、モジュールを組み合わせるのに、正四面体の稜線部分となるフレームは相互に重なり、２重となるので強度が増し、これがトラス構造物の斜材の部分であればトラス構造自体が堅牢なものとなる。

【0018】

また、地形を改変せず保全したままに、地形に合わせた仮設ステージを構築できる。

【0019】

請求項２記載の本発明によれば、トラモジュールを立方体キューブとして扱うことで、いわゆるブロック積の組み方が可能となり、さらに、この立方体キューブを複数結合させて大きなキューブとして形成すれば、施工の工数の減少が実現できる。

【0020】

請求項３記載の本発明によれば、ステージ架台をテトラモジュールで組み立てる時に、架台下側はテトラモジュールの先端が段になるように並べれば、傾斜を有するものとなり、設置する傾斜面に合わせてステージ架台を構築できる。

【0021】

請求項４記載の本発明によれば、テトラモジュールはフレームを分解可能に組み立てることにより、部材の結合でテトラモジュール自体の組立を現場で簡単に行うことができ、また、また、移設等でのステージの解体も簡単に行うことができる。

【0022】

請求項５記載の本発明によれば、テトラモジュール同士をジョイント用ブロックを介して分離可能に組み立てるので、テトラモジュールを工場生産品とした場合でも、テトラモジュールによるトラス構造の現場での組立、解体を簡単に行うことができる。

【発明の効果】

【0023】

以上述べたように本発明のトラス構造のステージは、柱もしくは梁がなく、トラス構造で形成するという斬新なステージ架台が得られ、また、モジュールを用いることで、工場生産での部材調達が可能であり、モジュール以外の部材を連結部材として用いることなく、モジュールだけの組み合わせで構築することが可能となり、プレハブ化が向上し、施工を簡易かつ迅速に行えるものである。

【図面の簡単な説明】

【0024】

【図1】本発明のトラス構造のステージの１実施形態を示す斜視図である。

【図2】本発明のトラス構造のステージに用いるテトラモジュールの第１実施形態を示す説明図である。

【図3】本発明のトラス構造のステージに用いるテトラモジュールの第２実施形態を示す説明図である。

【図4】本発明のトラス構造のステージに用いるテトラモジュールの第２実施形態を示す斜視図である。

【図5】本発明の建築構造に用いるテトラモジュールの第２実施形態を示す正面図である。

【図6】本発明の建築構造に用いるテトラモジュールの第２実施形態を示す４５度側面図である。

【図7】本発明の建築構造に用いるテトラモジュールの第２実施形態を示す右側面図である。

【図8】本発明の建築構造に用いるテトラモジュールの第２実施形態を示す４５度俯瞰である。

【図9】本発明の建築構造に用いるテトラモジュールの第２実施形態を示す平面図である。

【図10】本発明の建築構造に用いるテトラモジュールの第２実施形態を示す展開図である。

【図11】テトラモジュールによるキューブの斜視図である。

【図12】テトラモジュールによるキューブを積層させた斜視図である。

【図13】テトラモジュールの組合せの説明図である。

【図14】分解可能としたテトラモジュールで、木製の場合の第１例を示す斜視図である。

【図15】分解可能としたテトラモジュールで、木製の場合の第２例を示す斜視図である。

【図16】分解可能としたテトラモジュールで、金属製の場合の第１例を示す斜視図である。

【図17】テトラモジュール同士の結合で、テトラモジュールが金属製の場合の第１例を示す斜視図である。

【図18】テトラモジュール同士の結合で、テトラモジュールが金属製の場合の第１例を示す斜視図である。

【図19】ステージ架台の斜視図である。

【図20】ステージ架台に梁を加える場合の説明図である。

【図21】ジョイント用ブロックの説明図である。

【図22】杭設置の斜視図である。

【図23】杭使用のステージ架台の斜視図である。

【図24】杭の斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0025】

以下、図面について本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は本発明のトラス構造のステージの１実施形態を示す斜視図で、ステージ架台１０とその上に敷設する床板１１とからなる。

【0026】

なお、図示の例は傾斜面に構築するステージとして示したが、本発明のステージとは架台の上に床板を有するものであれば、ウッドデッキのようなもの、簡易構造物として、モニュメントのようなもの、仮設舞台など種々の建造物が対象となり得る。

【0027】

本発明のトラス構造のステージのステージ架台１０は正四面体の稜線部分を細長接合面を有するフレーム３で形成したテトラモジュール１の結合で構築するが、先にテトラモジュール１に付いて説明する。図２，図３に示すように、テトラモジュール１は正四面体αの稜線部分を細長接合面２を有するフレーム３で形成し、４つの頂点４を正三角形または正六角形の平板とした。図２は頂点４を正三角形の場合、図３は正六角形の場合である。

【0028】

正四面体は４つの頂点と６つの辺を有し、正四面体の中心と正四面体の頂点を結ぶ線の相互の角度が１０９．５度である。

【0029】

フレーム３の細長接合面２は正四面体の辺（稜線）を平面的に削り取った面であり、その平面のなす角度は正四面体の中心に対して細長接合面２の幅方向では傾きのないものである。また、細長接合面２の幅寸は前記削り取った程度によるが、特に限定されるものではない。

【0030】

テトラモジュール１は、正四面体であるが、正確には正四面体を想定し、正四面体の稜線部分を細長接合面２を有するフレーム３で形成し、これら細長接合面２を有するフレーム３の端部を平板で連結して正四面体状架構に組み立てた。なお、フレーム３はすべて同一の長さである。

【0031】

前記テトラモジュール１は、フレーム３の相互を正三角形の平板５または正六角形の平板６で連結することで、４頂点を正三角形平面または正六角形平面とした。図１０に正六角形の平板６で連結する場合の展開を示す。

【0032】

テトラモジュール１の材質としては、鋼材、鋳鉄、ＳＵＳ、アルミ、木製、樹脂などが採用し得るが、ステージのステージ架台としては金属製または木製のものが好適である。

【0033】

また、テトラモジュール１の製作加工方法は溶接、ボルト接合、曲げ加工、鋳造などによる。前記正三角形の平板５または正六角形の平板６はこれをフレーム３の接合ジョイント部材として接合片を有するものとして形成してもよい。

【0034】

テトラモジュール１はフレーム３を分解可能に組み立てることができる。フレーム３は木材によりテトラモジュール１が木製の場合、図１４に示すようなダボ継ぎ、図１５に示すようなほぞ継ぎが採用できる。

【0035】

ダボ継ぎの場合、正六角形の平板６は厚みのあるブロック体として、フレーム３の端部にはダボ１２を突設して、これを正六角形の平板６に設けるダボ孔１３に差し入れるものする。

【0036】

ほぞ継ぎの場合、正六角形の平板６は厚みのあるブロック体として、フレーム３の端部にはほぞ１４を突設し、これを正六角形の平板６に設けるほぞ溝１５に差し入れるものする。

【0037】

テトラモジュール１のフレーム３が鋼材、鋳鉄、ＳＵＳ、アルミ等の金属製の場合は、図１６に示すように、正三角形の平板または正六角形の平板６は接合片６ａを有するジョイント部材として構成し、ボルト・ナット１６での締結でテトラモジュール１はフレーム３を分解可能に組み立てることができる。図示の例ではフレーム３は角管もしくはアングル材で形成し、接合片６ａをフレーム３の端部に差し入れて固定した。

【0038】

テトラモジュール１は図４に示すように、立方体キューブ１２としてとらえることができ、正四面体の稜線部分を細長接合面を有するフレーム３で形成し、４頂点を正三角形平面５または正六角形の平面６としたものが、立方体の面にフレーム３が内接する。

【0039】

このように単位架構となるモジュールで立方体キューブを造り、キューブを相互に接合していくこととした。モジュールは結晶構造を形成する「構造単位」の１個に例えることができ、増殖させることで、トラス構造の形成ができる。

【0040】

キューブとして用いることができるモジュールを構築し、このモジュールを立体トラス構造物を構築するように組みあわせるのに、多面体の稜線部分となるフレーム３を細長接合面２を有する部材の細長接合面２を接合させて行う。

【0041】

その結果、特に、モジュール以外の部材を連結部材として用いることなく、モジュールだけの組み合わせで立体トラス構造物を構築することが可能となり、プレハブ化が向上し、組立を少ない工数で簡易かつ迅速に行える。

【0042】

モジュール同士を相互に連結していくことでモジュールを増殖させるのに、面と面との接合であり、方向が定まり、安定して組み立てることができる。

【0043】

さらに、モジュールを組み合わせるのに、多面体の稜線部分となるフレーム３は相互に重なり、２重となるので強度が増し、これが立体トラス構造物の斜材の部分であれば立体トラス構造物自体が堅牢なものとなる。

【0044】

また、各モジュールは稜線部分となるフレームを細長接合面を接合させて行うことにより、側面方向だけでなく上下方向にもモジュールを積み重ねて多層の安定トラス構造を組み立てることができる。

【0045】

さらに、モジュールを単純に繋ぎ合わせることで形状可変の安定トラス構造を構築できるので、構築後の仕様変更やスペース変化の要求に容易に対処することができる。

【0046】

図１１，図１２はテトラモジュール１の立方体キューブ１３を４個結合させてさらにおおきな立方体キューブ１２を構成したものであり、テトラモジュール１は細長接合面２を有するフレーム３が並び、細長接合面２が外側に向くことにより、平坦な、上面Ｘ、下面Ｙ、側面Ｚからなるブロック体としてキューブ１２を構成する。

【0047】

次にかかるテトラモジュール１によりトラス構造のステージのステージ架台１０を形成することについて説明する。

【0048】

テトラモジュール１は単位モジュールとして相互に接合して組立てられトラス構造を形成するが、図１３に示すように細長接合面２を有するフレーム３の相互を細長接合面２で重ね合せて接合する。

【0049】

なお、、細長接合面２を有するフレーム３を重ね合わせての相互をこのフレーム３の部分で固定するには、図１７，図１８に示すようにボルト・ナット１６による締結で結合することが可能である。

【0050】

また、テトラモジュール１同士もこれを分離可能に組み立てることが可能である。図１７,図１８はその一例を示すもので、テトラモジュール１の正六角形の平面６を集合させた空間に正六角形の平面６に合う正六角形の平面を有するジョイント用ブロック１７を介在させ、正六角形の平面６をこれにボルト１８止めした。図１７はジョイント用ブロック１７が球体状の場合、図１８は半球体状の場合である。

【0051】

前記テトラモジュール１によりトラス構造のステージのステージ架台１０を形成するに際して、かかるキューブ１２を横並びにし、もしくは積上げることで構築できる。

【0052】

図１は傾斜面にステージを設置した場合であり、テトラモジュール１は下側から段差を設けて組立てることができ、それにより設置する傾斜面に合わせて、ステージ架台１０の下側に傾斜をつけた。なお、このような傾斜をつけないものでもよい。

【0053】

ステージ架台１０の上面に床板１１を敷設することでステージは完成するが、床板１１には敷き鉄板を敷設し、市販の連結金具で固定する。その他、覆工板、木製パレット等等種々のものが採用できる。床板１１はステージ架台１０を構成するテトラモジュール１上に並べ、ボルト・ナットもしくはその他の手段で固定する。

【0054】

本発明のステージはステージ架台１０を構成するテトラモジュール１がフレームを分解可能に組み立てるもの、もしくは、テトラモジュール同士をジョイント用ブロックを介して分離可能に組み立てるものとすれば、設置および解体が容易で、移設にも適する。

【0055】

前記ジョイント用ブロック１７には六角形８面と正方形６面から成る切頂面体の球状部品を半割にしたものを使用するが、図２１に示すように正四角錘のジョイント、正四角錘台のものでよい。

【0056】

半割タイプとすることで、図１９に示すように、床面（床板設置面）を平滑化することができ、さらにステージ端部はジョイント用ブロック１７を介して梁１９を架け渡して整形することができる。