JP2005291242A - ジョイント部材 - Google Patents

Abstract

【課題】 容易に組み立てられると共に、強度面および精度面で優れ、かつコストを低減できるパイプ部材のジョイント部材を提供すること。
【解決手段】
複数の金属製のパイプ部材５０を接合するジョイント部材１０であり、このジョイント部材１０は、金属製のパイプ部材５０のうち隣り合う２つのパイプ部材５０の中空部５１に差し掛かる状態で充填される躯体２０を有する。また、ジョイント部材１０は、パイプ部材５０と躯体２０とを接合する接合部３０を有している。
【選択図】 図１

Description

本発明は、パイプ部材を接合するためのジョイント部材に関する。

例えばクリーンルーム等の構造体を組み立てる際の骨格材料として、ステンレス等の金属を材質とする中空角パイプが一般的に用いられている。中空角パイプは、板状の金属部材が折り曲げられると共に折り曲げの隙間部分が溶接にて接合されている。このような中空角パイプは、広く市販されている。かかる中空角パイプを用いて上述の構造体を組み立てる場合、現状では中空角パイプ同士を溶接により接合している。

また、中空角パイプ同士を接合するための手法が、種々考案されている。このうち、特許文献１には、中空角パイプの切り欠き角度を左右で異なる状態で裁断して切欠部を形成し、その後屈曲接合部が形成される状態に屈曲部を折り曲げた後に、レーザ光線を介して該屈曲接合部を接合する手法が開示されている。また、特許文献２には、中空角パイプに切欠部を形成し、２本の中空角パイプの切欠部同士が嵌合する状態で溶接すると共に、上述の特許文献１記載のような屈曲／溶接による中空角パイプの接合方法が開示されている。

特開平０８−３０９４３０号公報（要約、段落番号００１１、図４参照） 特開平０９−２５３７５７号公報（段落番号００１８、００２２、図４〜図８参照）

ところで、溶接を行う場合、溶接箇所の全周に亘って均等に溶接する必要がある。また、溶接を行うと、温度変化（冷却）に伴なって、溶接箇所に変形が生じることが多く、そのような変形が生じると、２つのパイプ部材の間で曲がりが生じたり、ねじれが生じて、接合精度が悪化する等の問題がある。かかる問題を少なくするためには、熟練した作業者が溶接作業を行う必要がある。しかしながら、溶接作業に熟練した作業者は、年々減少しており、確保し難くなっているという問題がある。

また、上述の溶接を行う場合、接合精度を出すために専用冶具が必要となる。しかしながら、かかる専用冶具は、組み立てられる構造体の形状等に合わせて製作する必要があり、１つのタイプの構造体が組み立てられた後には、他のタイプの構造体に対して該専用冶具を再利用することが難しい。すなわち、一つの構造体を組み立てた後に、専用冶具を破棄する等の無駄が生じている。また、上述のように、溶接により中空角パイプを精度良く接合する場合、作業時間が掛かるという問題がある。そのため、構造体の製作コストがかさむ、という問題も生じている。

また、溶接により２つの中空角パイプを接合した場合、その表面には溶加材等が盛り上がり隆起部分が形成されるのが通常である。そのため、該隆起部分を除去すべく、作業者が仕上げ加工を行う場合が多い。それにより、溶接により接合する場合には一層工数がかさむ、という問題がある。さらに、仕上げ加工に伴なう隆起部分の除去、および溶接ムラ等によって、溶接箇所の肉厚にバラツキが生じることが多い。すなわち、仕上げ加工および溶接ムラ等によって、溶接箇所の肉厚寸法が小さい（薄い）箇所が形成される場合もあり、その場合には、外部衝撃の負荷によって、溶接箇所に割れが生じる、という問題もある。

また、構造体を設置する場所（環境）の中には、溶接を行うことができない場所も多く、現状では構造体を組み立てた後に、搬送するケースも多い。しかしながら、構造体は、大きなサイズを有しているのが通常であり、該構造体の搬送にコストがかかる、という問題も生じている。さらに、溶接に先立って中空角パイプを切断する場合、例えば垂直等に中空角パイプを精度良く切断する必要がある。この場合、精度の良い切断のために、時間やコストが掛かる等の問題も生じる。

以上、まとめると、現状の溶接による接合では、（１）職人技術が必要である、（２）専用冶具が必要であるが、使用後廃棄する必要がある、（３）仕上げ工程が必要である、（４）組み立てが難しい、（５）精度を出すのが難しい、（６）搬送コストがかかる、（７）強度面でバラツキがある、という問題点がある。

なお、上述の特許文献１および２では、中空角パイプを所定の長さに切断し、または切欠部を形成し、その後に溶接により中空角パイプ同士を接合している。そのため、上述した各課題は、解決されていない。

本発明は上記の事情にもとづきなされたもので、その目的とするところは、容易に組み立てられると共に、強度面および精度面で優れ、かつコストを低減できるパイプ部材のジョイント部材を提供しよう、とするものである。

上記課題を解決するために、本発明は、複数の金属製のパイプ部材を接合するジョイント部材であって、金属製のパイプ部材のうち隣り合う２つのパイプ部材の中空部に差し掛かる状態で充填される躯体を有すると共に、パイプ部材と躯体とを接合する接合部が設けられているものである。

このように構成した場合、２つのパイプ部材の中空部に差し掛かる状態で、躯体が配置される。また、接合部の存在により、２つのパイプ部材のそれぞれと躯体とが接合される。このため、２つのパイプ部材は、ジョイント部材を介して接合される状態となる。このようにすれば、溶接を行わずに、２つのパイプ部材を接合することができる。

そのため、職人技術が不要となり、しかも職人技術によらずとも接合精度を出すことができる。また専用冶具も必要とせず、該専用冶具を使用後に廃棄する必要もない。また、仕上げ工程も不要であり、しかも中空部への躯体を挿入するだけのため、組み立ても簡単である。さらに、構造体を現地で組み立てることができるため、搬送コストも安価となる。また、強度面でのバラツキが生じるのを抑えることができる。

また、他の発明は、上述の発明に加えて更に、躯体は、樹脂を材質とし、該躯体の外周面は中空部の内壁面と接触すると共に、接合部は、躯体から延伸しかつ該躯体と一体的なフック部から構成されると共に、このフック部は、パイプ部材に形成されている係止孔に係止される、こととしたものである。

このように構成した場合には、フック部が係止孔に係止されることにより、パイプ部材と躯体とが接合される。このため、フック部と係止孔との係止により、２つのパイプ部材は、ジョイント部材を介して接合される状態となる。このようにすれば、溶接を行わずに、２つのパイプ部材を接合することができる。また、フック部と係止孔との間の係止を解くことにより、ジョイント部材を中空部から抜くことができ、他のパイプ部材の接合のために、該ジョイント部材を再度利用することが可能となる。

かかる構成の場合も、職人技術が不要となり、しかも職人技術によらずとも接合精度を出すことができる。また専用冶具も必要とせず、該専用冶具を使用後に廃棄する必要もない。また、仕上げ工程も不要であり、しかも中空部への躯体を挿入するだけのため、組み立ても簡単である。さらに、構造体を現地で組み立てることができるため、搬送コストも安価となる。また、強度面でのバラツキが生じるのを抑えることができる。

さらに、他の発明は、上述の発明に加えて更に、躯体の外周面は中空部の内壁面と接触し、かつ躯体はパイプ部材に設けられているピン孔と位置合わせが為される挿通孔を備えると共に、接合部は、挿通孔と、この挿通孔に挿通されるピン部材により構成され、該ピン部材が挿通状態においてピン孔に差し掛かった状態となることにより、パイプ部材と躯体とが接合される、こととしたものである。

このように構成した場合には、ピン孔と挿通孔とを位置合わせした状態で、ピン部材を両者に差し掛かる状態で挿通させる。すると、ピン部材がピン孔に差し掛かることによって抜け止めとなり、躯体はパイプ部材から抜けずにピン部材により接合された状態となる。すなわち、２つのパイプ部材はジョイント部材を介して接合された状態となる。このようにすれば、溶接を行わずに、２つのパイプ部材を接合することができる。また、ピン部材をピン孔および挿通孔から抜くことにより、ジョイント部材を中空部から抜くことができ、他のパイプ部材の接合のために、該ジョイント部材を再度利用することが可能となる。

かかる構成の場合も、職人技術が不要となり、しかも職人技術によらずとも接合精度を出すことができる。また専用冶具も必要とせず、該専用冶具を使用後に廃棄する必要もない。また、仕上げ工程も不要であり、しかも中空部への躯体を挿入するだけのため、組み立ても簡単である。さらに、構造体を現地で組み立てることができるため、搬送コストも安価となる。また、強度面でのバラツキが生じるのを抑えることができる。

また、他の発明は、上述の発明に加えて更に、躯体は、中空部の内壁面と接触すると共に、該内壁面との接触部分に凹部を有していて、接合部は、凹部と、この凹部に貯留される接着剤とによって構成され、該接着剤が硬化することにより、躯体と中空部の内壁面との間で接着力を及ぼす、こととしたものである。

このように構成した場合には、凹部に接着剤が貯留された状態で、中空部に躯体を差し込む。すると、接着剤が硬化すれば、接合部が形成され、この接合部が躯体と中空部の内壁面との間で接着力を及ぼす状態となる。すなわち、２つのパイプ部材はジョイント部材を介して接合された状態となる。このようにすれば、溶接を行わずに、２つのパイプ部材を接合することができる。

かかる構成の場合も、職人技術が不要となり、しかも職人技術によらずとも接合精度を出すことができる。また専用冶具も必要とせず、該専用冶具を使用後に廃棄する必要もない。また、仕上げ工程も不要であり、しかも中空部への躯体を挿入するだけのため、組み立ても簡単である。さらに、構造体を現地で組み立てることができるため、搬送コストも安価となる。また、強度面でのバラツキが生じるのを抑えることができる。

さらに、他の発明は、上述の発明に加えて更に、躯体は、ポリウレタンフォームが硬化した発泡生成物から構成されると共に、躯体の外周面が中空部の内壁面と接合する接合部となっている、こととしたものである。

このように構成した場合には、硬化した発泡生成物が中空部の内部で形成されることにより、該発泡生成物の外周面が接合部となって、中空部の内壁面と接合する。それにより、２つのパイプ部材は、この発泡生成物を介して接合された状態となる。このようにすれば、溶接を行わずに、２つのパイプ部材を接合することができる。

かかる構成の場合も、職人技術が不要となり、しかも職人技術によらずとも接合精度を出すことができる。また専用冶具も必要とせず、該専用冶具を使用後に廃棄する必要もない。また、仕上げ工程も不要であり、しかも中空部への躯体を挿入するだけのため、組み立ても簡単である。さらに、構造体を現地で組み立てることができるため、搬送コストも安価となる。また、発泡生成物の充填により、パイプ部材の強度も向上すると共に、接合部位における強度面でのバラツキが生じるのを抑えることができる。

本発明によると、ジョイント部材を用いることで、パイプ部材を容易に接合することができる。また、強度面および精度面で優れた接合を実現でき、かつコストを低減することができる。

（第１の実施の形態）
以下、本発明の第１の実施の形態に係るジョイント部材について、図１および図２に基づいて説明する。図１は、ジョイント部材１０の構成を示す斜視図である。また、図２は、ジョイント部材１０を用いてパイプ部材５０を接合するイメージを示す分解斜視図である。

図１に示すジョイント部材１０は、躯体２０と、フック部３０と、フランジ部４０と、を有している。ジョイント部材１０は、例えばＡＢＳ樹脂（アクリロニトリル、ブタジエン、スチレンからなる熱可塑性樹脂）を材質として形成されている。しかしながら、強度に優れる樹脂であれば、かかるＡＢＳ樹脂には限定されない。他の材質の樹脂の例としては、ＲＥＮＹ（ガラス繊維５０％強化ポリアミドＭＸＤ６）、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）、ＰＣ（ポリカーボネード）等がある。

躯体２０は、その外観が略直方体形状を為している。また、躯体２０の平面形状は、略正方形となっている。この躯体２０の側面２１ａ〜２１ｄのうち、平行を為す２つの側面２１ａ，２１ｃには、溝部２２が設けられている。溝部２２は、躯体２０の長手に沿うように設けられていると共に、側面２１ａ，２１ｃを突っ切って、開放した状態となっている。

溝部２２は、本実施の形態では、それぞれの側面２１ａ，２１ｃに２つずつ、合計４つ設けられている。溝部２２は、中空角パイプ（以下、パイプ部材５０とする。）の中空部５１に存在する、溶接による肉盛り部分を逃がすための部分である。すなわち、パイプ部材５０は、金属の板状部材の折り曲げ、溶接等により形成されるが、通常、中空部５１には隆起している肉盛り部分が残存した状態となっている。そのため、溝部２２の存在により、躯体２０は肉盛り部分を逃がすことが可能となっている。

また、躯体２０の上端面２３ａおよび下端面２３ｂには、それぞれフック部３０が設けられている。フック部３０は、接合部に対応するものであり、ロッド部３１と、鍵部３２とを有している。このうちロッド部３１は、断面が矩形状となっている長尺部材である。ロッド部３１のうち一側面３１ａは、躯体２０の側面２１ｂ，２１ｄと面一となるように設けられている。

また、鍵部３２は、ロッド部３１の先端側に設けられている。鍵部３２は、ロッド部３１の一側面３１ａから隆起する突出部３３を有している。突出部３３のうち躯体２０側の部位には、上述の一側面３１ａに対して略垂直となる係止面３３ａが設けられている。この係止面３３ａは、後述するパイプ部材５０の係止孔５２の側縁５２ａに係止される。また、突出部３３のうち突出の頂部３３ｂよりも躯体２０から離間する側には、ガイド面３３ｃが設けられている。ガイド面３３ｃは、躯体２０から離間するにつれて、突出高さが低くなるテーパ形状を為している。このガイド面３３ｃは、後述するパイプ部材５０の中空部５１に対するロッド部３１の挿入を、ガイドする部分である。

本実施の形態では、このようなフック部３０が、溝部２２が設けられていない、互いに平行を為す側面２１ｂ，２１ｄに沿うように設けられている。また、フック部３０は、上端面２３ａおよび下端面２３ｂのそれぞれから、２つずつ突出している。それにより、ジョイント部材１０は、パイプ部材５０に対して略均等な状態で係止される。

また、躯体２０のうち、上端面２３ａと下端面２３ｂの中間に位置する部位には、該上端面２３ａおよび下端面２３ｂに対して略平行となる状態で、フランジ部４０が設けられている。フランジ部４０は、４つの側面２１ａ〜２１ｄから突出して設けられている。それにより、フランジ部４０の平面形状は、躯体２０よりも縦横の寸法の大きな矩形状に設けられている。また、フランジ部４０の突出の程度は、パイプ部材５０の表面と同程度か、僅かに凹む程度に設けられている。しかしながら、外観上および機能上問題とならない場合には、フランジ部４０がパイプ部材５０の表面より突出する状態であっても良い。なお、フランジ部４０を省略する構成を採用しても良い。なお、同一面に形成されている溝部２２は、フランジ部４０によって長さ方向で２つに区切られている。

また、フランジ部４０を設ける代わりに、例えばピン形状の突起を設けることも可能である。この場合、後述するパイプ部材５０には、ピン形状の突起に対応した、図５の挿通孔２４ａと同様の挿通孔を形成する必要がある。この場合、ピン形状の突起は、フランジ部４０よりも、外観上、ユーザ等の目に触れる機会を少なくする（目立たなくする）ことができる。なお、挿通孔にピン形状の突起が位置する場合、該突起を挿通孔から外方に突出させないようにするのが好ましい。

次に、パイプ部材５０の構造について説明する。図２に示すパイプ部材５０は、中空角パイプであり、冷間圧延ステンレス鋼帯を素材とし、該鋼帯を折り曲げると共に、例えばＴＩＧ（イナートガスタングステンアーク）溶接または高周波誘導溶接により、断面が中空角形状となるように造管した管部材である。

このパイプ部材５０には、その長手方向に沿って内部を貫く空間部分である、中空部５１が設けられている。また、パイプ部材５０には、係止孔５２が設けられている。係止孔５２は、上述した鍵部３２を位置させる（嵌め込む）ための部分である。そのため、係止孔５２は、上述の鍵部３２の寸法に対応した寸法を有している。それによって、鍵部３２をこの係止孔５２に嵌め込んだ場合、当該鍵部３２がガタ付かない状態で嵌合状態を維持可能となっている。

なお、係止孔５２は、上述の鍵部３２を該鍵部３２の上方から見た形状（略矩形状）に対応して、矩形状の孔となっている。この係止孔５２は、例えば３次元レーザ加工装置を用いた孔開け加工により形成されている。また、係止孔５２の個数は、上述の鍵部３２の個数に対応して、パイプ部材５０のうち平行を為す２つの側面５０ａ，５０ｃのそれぞれに１つずつ、合計２つ設けられている。

また、係止孔５２は、パイプ部材５０の一端部の側縁５３から、所定の寸法だけ離間した部位に設けられている。ここで、パイプ部材５０の側縁５３には、上述のフランジ部４０が当接する。このため、フランジ部４０が側縁５３に当接した状態で、係止面３３ａが一端部寄りに位置する係止孔５２の側縁５２ａに当接する位置となるように、係止孔５２が位置決めされている。

なお、パイプ部材５０の一端側および他端側に存在する側縁５３は、例えばデフォルトで、長手方向に垂直に切断された状態となっている。

以上のような構成を有するジョイント部材１０を用いて、パイプ部材５０を接合する方法について、以下に説明する。

まず、不図示の構造体を組み立てる設置場所において、作業者は、パイプ部材５０の中空部５１にフック部３０を差し込む。この場合、まずガイド面３３ｃが側縁５３の内周側角部に衝突し、その状態でさらにジョイント部材１０を中空部５１に押し込むと、ロッド部３１が内壁面によって押圧され、ロッド部３１同士が互いに近接する方向に向かって曲がる撓み変形が生じる。ガイド面３３ｃに続いて、頂部３３ｂが中空部５１の内壁面に衝突する状態とし、その状態でジョイント部材１０を押し込むと、該頂部３３ｂが内壁面を擦り動きつつ、係止孔５２に向かって進行する。

そして、頂部３３ｂが係止孔５２に差し掛かり、該頂部３３ｂが係止孔５２を通過し終えると、頂部３３ｂと内壁面との押圧状態が解除され、ロッド部３１の撓み変形が取り除かれて、ロッド部３１は元の状態に戻る。このとき、係止孔５２の側縁５２ａには、係止面３３ａが係止する状態となる。すなわち、係止孔５２には、鍵部３２が嵌まり込む状態となる。また、このとき、フランジ部４０には、パイプ部材５０の側縁５３が当接する状態となる。以上のような嵌まり込みが、全ての係止孔５２と鍵部３２との間で、ほぼ同時に生じる。それにより、パイプ部材５０とジョイント部材１０とが接合される。

なお、係止面３３ａは、パイプ部材５０の長手方向に対して略垂直な状態で係止孔５２の側縁５３と係合している。このため、かかる係止面３３ａによって、ジョイント部材１０の抜け防止が図られる。また、フランジ部４０から躯体２０の一端までの長さをL1とし、躯体２０の幅をW1とし、フック部３０の長さをL2とした場合、W1／３≦L1≦W1とするのが、取付強度がコスト等の面から好ましく、L1／２≦L2≦L1とするのが、組み立て易さやフック部３０の弾性力等の面から好ましい。

また、フランジ部４０を挟んで、パイプ部材５０が上述のようにして取り付けられた側と反対側においても、同様の手順で、ジョイント部材１０を中空部５１に押し込むことにより、パイプ部材５０とジョイント部材１０とが接合される。なお、パイプ部材５０の他端側にも同様のジョイント部材１０を差し込むことにより、複数のパイプ部材５０を連結することが可能となる。また、ジョイント部材１０を中央にして、２つのパイプ部材５０，５０を両側から押し込んでいく方法を採用することもできる。

次に、上述のジョイント部材１０の変形例について説明する。なお、かかる変形例においては、上述のジョイント部材１０と同様の部分に対しては、同一の符号を用いて説明する。

図３に示すジョイント部材１１は、その全体がＬ字形状を為す状態に設けられていて、躯体２０が一方向（図３におけるＸ方向）に沿って設けられているのみならず、該一方向と直交する方向（図３におけるＹ方向）にも沿うように躯体２０が設けられている。すなわち、躯体２０がＬ字形状を為している。なお、図３に示す構成では、フランジ部４０は設けられていないが、フランジ部４０を、躯体２０の折れ曲がりの境界部分において、上述のＸ方向およびＹ方向に対してそれぞれ略４５度を為すように設けても良い。

このような構成のジョイント部材１１を用いる場合、パイプ部材５０の一端部も、該パイプ部材５０の長手方向およびパイプ部材５０の幅方向に対して、略４５度を為す平面で切断されるようにしても良い（図３は、このような場合を想定）。この場合、２つのパイプ部材５０の中空部５１にジョイント部材１１が挿入され、側縁５３が当接する状態となると、パイプ部材５０も互いに垂直を為す状態となる。

また、図４に示すジョイント部材１２は、Ｘ方向およびＹ方向に加えて、さらにＺ方向に延伸している。すなわち、３方向に延伸している。そのため、ジョイント部材１２においては、上述のようにして中空部５１にジョイント部材１２を挿入すれば、３本のパイプ部材５０を接合することが可能となる。なお、この場合も、フランジ部４０を設けるようにしても良く、該フランジ部４０を省略する構成を採用しても良い。

その他、躯体２０を適宜の方向に向けて延伸させることにより、４本のパイプ部材５０を接合可能なジョイント部材、５本のパイプ部材５０を接合可能なジョイント部材、および６本のパイプ部材５０を接合可能なジョイント部材を、適宜用いることが可能である。また、躯体２０を適宜の傾斜角度に折り曲げることにより、２つのパイプ部材５０が傾斜する状態で、接合させることもできる。

このような構成のジョイント部材１０およびジョイント部材１０を用いた接合方法によれば、ジョイント部材１０が中空部５１に差し込まれると、２つのパイプ部材５０の中空部５１に躯体２０が差し掛かる状態となる。このとき、係止孔５２に鍵部３２が嵌め込まれ、係止面３３ａと側縁５３とが係合するため、複数のパイプ部材５０を、溶接せずに接合することができる。

そのため、溶接に際して必要である、精度の良い位置決め状態を維持しながら、溶接箇所に生じる変形を考慮した溶接作業が不要となる。すなわち、職人技術によらずとも、２つのパイプ部材５０の間における接合精度を出すことができる。また、溶接の際の精度出しのために、専用冶具も必要としないため、溶接に際して組み立てられる構造体毎に必要となる専用冶具を使用後に廃棄する必要もない。

さらに、溶接を行わずにジョイント部材１０を挿入するだけのため、パイプ部材５０の接合に必要な時間の短縮を図ることができる。そのため、単位時間当たりに、より多くの接合を実現でき、製作コストを削減することができる。さらに、溶接を行う場合に生じる、溶加材の盛り上がり（肉盛り部分）も生じない。そのため、肉盛り部分を除去する仕上げ加工も不要となり、一層接合のための時間を短縮することができる。また、仕上げ加工および溶接ムラ等により、溶接箇所の肉厚寸法が小さい（薄い）箇所が形成されることもなく、耐衝撃性が接合箇所の周方向において均等となる。

また、仕上げ加工の際には、通常バフ磨きが行われ、それに伴なってバフ粉が発生する。ここで、バフ粉を除去するのは工数が非常にかかり、その完全な除去は困難であるが、上述のように仕上げ加工が不要となるため、バフ粉を除去作業が不要となり、工数を大幅に削減することができる。また、バフ粉が発生しないため、パイプ部材３０により組み立てられる構造体を、例えばクリーンルームに用いても、クリーン度に悪影響を及ぼすことがない。

さらに、ジョイント部材１０を中空部５１に挿入するだけのため、構造体が設置される現地で接合作業を行うことが可能となる。そのため、構造体が組み立てられた状態で搬送する必要がなく、パイプ部材５０およびジョイント部材１０を搬送するだけで済む。そのため、搬送に要するコストも低減することができる。

また、３次元レーザ加工装置を用いて、係止孔５２を形成（切断）した場合には、その切断により形成される切断面は、垂直度が高い状態となる。この場合、係止面３３ａが一端部寄りに位置する係止孔５２の側縁５２ａに対して、精度の良い状態で係止される。

また、ジョイント部材１０には、フランジ部４０が設けられていて、このフランジ部４０は躯体２０の長手方向における中途部分に位置している。そのため、２つのパイプ部材５０がジョイント部材１０を介して接合された場合、最も応力が集中する、長手方向の中途部分が、フランジ部４０の存在によって強化される。それにより、ジョイント部材１０は、一層外部衝撃に対して破損し難い構成となっている。

さらに、ジョイント部材１０は、フック部３０を具備している。そのため、フック部３０を中空部５１に挿入する場合、このフック部３０に撓み変形が生じ、容易に挿入することができる。また、鍵部３２が係止孔５２に係止している状態においては、該鍵部３２と係止孔５２との係合状態を外すことにより、中空部５１からジョイント部材１０を容易に抜くことができる。そのため、抜き取ったジョイント部材１０を、他のパイプ部材５０との接合において再利用することが可能となる。

（第２の実施の形態）
以下、本発明の第２の実施の形態について説明する。図５は、本発明の第２の実施の形態に係るジョイント部材１００の構成を示す側面図である。この図５に示すジョイント部材１００は、躯体２０と、ピン部材１１０との２部材から構成されている。なお、本実施の形態における躯体２０には、上述のフック部３０が突出して設けられていない。

また、躯体２０には、その側面２１ａ，２１ｃから接合部の一部となる３つの挿通孔２４ａ〜２４ｃが形成されている。挿通孔２４ａ〜２４ｃは、躯体２０を貫通するように形成されている。しかしながら、挿通孔２４ａ〜２４ｃは、躯体２０を必ずしも貫通する必要はなく、例えば中途部まで存在する状態であっても良い。なお、挿通孔２４が躯体２０を貫通しない場合、例えば挿通孔２４をネジ孔に形成するようにしても良い。

また、挿通孔２４ａ〜２４ｃは、図５においては、躯体２０の短手方向のうち略中央部分に設けられていると共に、躯体２０の長手方向に沿って３つ設けられている。挿通孔２４ａ〜２４ｃには、後述するピン部材１１０が挿入される。本実施の形態では、略中央に位置する挿通孔２４ａから長手方向の一端側に向かい、所定の間隔を経て挿通孔２４ｂが１つ設けられていると共に、略中央に位置する挿通孔２４ａから長手方向の他端側に向かい、該一端側の挿通孔２４とｂ同じ間隔を経て挿通孔２４ｃが１つ設けられている。

また、パイプ部材５０には、上述した係止孔５２が設けられていない。その代わり、パイプ部材５０には、上述の挿通孔２４ａ〜２４ｃに対応するピン孔５４ａ，５４ｂが設けられている。ピン孔５４ａ，５４ｂは、上述の挿通孔２４ａ〜２４ｃと同程度の直径を有している。また、ピン孔５４ａ，５４ｂには、後述するピン部材１１０が挿入される。また、図５に示すように、長手方向の略中央に位置するピン孔５４ａは、２つのパイプ部材５０に跨るように、分割されている。すなわち、長手方向の略中央に位置するピン孔５４は、それぞれのパイプ部材５０の縁部５３を半円状に切り欠いて構成されている（以下、半円状の切り欠きを半円部５５とする）。そして、２つの半円部５５が合わされることで、円形のピン孔５４ａが構成される。

また、ピン孔５４ａ，５４ｂおよび挿通孔２４ａ〜２４ｃには、接合部の一部となるピン部材１１０が挿入される。ピン部材１１０は、パイプ部材５０の縦横の寸法と同程度の長さを有しているが、該パイプ部材５０の縦横の寸法よりも若干短くても良い。しかしながら、若干短い場合でも、ピン孔５４ａ，５４ｂにパイプ部材５０が差し掛かる必要がある。

なお、挿通孔２４ａを設けずに、この部分に突出ピンを設けるようにしても良い。この場合、突出ピンに対して半円部５５が当接することで、パイプ部材５０の挿入の位置決めが為される。また、ピン部材１１０としては、時計のバンド用バネ棒のように、先端ピン部分が棒状部分に出入可能な部材（以下、バネ棒とする。）を用いても良い。かかるバネ棒を用いる場合、先端ピン部分の直径は、棒状部分よりも小径となる。そのため、ピン孔５４ａ，５４ｂの直径は、挿通孔２４ａ〜２４ｃの直径よりも小径にする必要がある。

以上のような構成を有するジョイント部材１００を用いて、パイプ部材５０を接合する方法について、以下に説明する。

まず、長手方向の略中央に位置する挿通孔２４ａに、ピン部材１１０を挿通させる。この場合、ピン部材１１０は、挿通孔２４ａが設けられている躯体２０の表面よりも、突出した状態とする。この状態で、パイプ部材５０の中空部５１に、ジョイント部材１００を差し込む。それにより、半円部５５に、ピン部材１１０のうち挿通孔２４ａから突出している部分が当接し、ジョイント部材１００の中空部５１の内部へ向かう進行が規制される。

以上のような差し込みを、ジョイント部材１００の一端側および他端側において同時かまたは前後して行う。それにより、半円部５５の内周縁には、ピン部材１１０が当接すると共に、２つのパイプ部材５０の縁部５３が互いに当接する状態となる。なお、半円部５５とピン部材１１０または２つのパイプ部材５０の縁部５３は、互いに当接する状態ではなく、僅かな隙間を有して近接する状態としても良い。

略中央のピン孔５４（以下、ピン孔５４ａとする）および挿通孔２４ａにピン部材１１０が差し込まれている状態では、一端側および他端側に位置するピン孔５４（以下、ピン孔５４ｂとする）と挿通孔２４ｂ，２４ｃとが位置合わせされる。すなわち、略中央のピン孔５４ａおよび挿通孔２４ａに、ピン部材１１０を差し込むことにより、一端側および他端側に位置するピン孔５４ｂと挿通孔２４ｂ，２４ｃとの位置決めが、簡単に為される。かかる位置合わせが為された状態で、パイプ部材５０のうち一方の表面に存在するピン孔５４ｂ，５４ｂから、ピン部材１１０，１００を差し込む。すると、各ピン部材１１０は挿通孔２４ｂ，２４ｃの内部にも位置すると共に、該挿通孔２４ｂ，２４ｃを貫通して、パイプ部材５０のうち他方の表面に存在するピン孔５４ｂ，５４ｂから突出する。

ここで、この後に、ピン部材１１０が挿通孔２４ａ〜２４ｃおよびピン孔５４ａ，５４ｂから抜けないように、接着剤等でピン部材１１０を接着固定するようにしても良い。以上のようにして、ジョイント部材１００およびピン部材１１０を介して、２つのパイプ部材５０が接合される。また、例えば、ピン部材１１０が挿通孔２４ａ〜２４ｃに対して、嵌め合いがきつくなる状態で打ち込むようにしても良い。この場合、ピン部材１１０の打ち込みのために、専用の冶具を用いるのが好ましい。

なお、挿通孔２４ａの代わりに、突出ピンを設ける場合、該突出ピンに半円部５５が当接するまで、パイプ部材５０の中空部５１に、ジョイント部材１００を差し込むようにする。それ以外のピン部材１１０の差し込み等は、上述したのと同様である。

このような構成のジョイント部材１００およびジョイント部材１００を用いた接合方法によれば、かかるジョイント部材１００およびピン部材１１０を用いた場合でも、上述の第１の実施の形態における場合と同様に、溶接せずにパイプ部材５０を接合することができる。そのため、職人技術が不要となり、しかも職人技術によらずとも接合精度を出すことができる。また専用冶具も必要とせず、該専用冶具を使用後に廃棄する必要もない。また、仕上げ工程も不要であり、しかも中空部５１への躯体２０を挿入するだけのため、組み立ても簡単である。さらに、構造体を現地で組み立てることができるため、搬送コストも安価となる。また、強度面でのバラツキが生じるのを抑えることができる。

また、本実施の形態では、躯体２０の挿通孔２４ａ〜２４ｃに、ピン部材１１０を差し込むだけで、２つのパイプ部材５０を接合することができる。そのため、簡易に接合することができる。また、一度挿入されたピン部材１１０を挿通孔２４ａ〜２４ｃおよびピン孔５４ｂから抜くことにより、中空部５１から躯体２０を容易に抜くことができる。そのため、抜き取った躯体２０を、他のパイプ部材５０との接合において再利用することが可能となる。

（第３の実施の形態）
以下、本発明の第３の実施の形態について説明する。なお、上述の第１の実施の形態で述べたのと同一の部材については、同一の符号を付して説明する。以下、このジョイント部材について説明する。

本実施の形態では、図６に示すようなジョイント部材２００を用いている。ジョイント部材２００は、躯体２０と、接着剤（不図示）とによって構成されている。このジョイント部材２００は、上述の第１の実施の形態のようなジョイント部材１０とは異なり、フック部３０が設けられていない。しかしながら、このジョイント部材２００を構成する躯体２０には、複数の凹部２５（図６においては、１つの側面に２つ）が設けられている。凹部２５は、躯体２０の表面から所定深さのだけ窪んだ窪み形状を有していて、躯体２０を貫通していない。この凹部２５には、硬化することにより接合部を構成する接着剤が貯留される。そのため、躯体２０の表面において凹部２５が占める面積は、躯体２０とパイプ部材５０との間の接合に適した面積に設定される。

なお、かかる凹部２５は、パイプ部材５０の４つの内壁面と接触する全ての表面に設けられていても良く、互いに平行を為す２つの表面のみに設けるようにしても良い。また、凹部２５は、躯体２０の表面の１つにつき、１つ設けられていても良く、複数設けられていても良い。また、凹部２５の平面形状は、円形状、楕円形状、三角形状等、種々の形状に形成することが可能である。

凹部２５には、接着剤が貯留される。接着剤として適当なものには、エポキシ系接着剤、ポリウレタン系接着剤、シアノアクリレート系接着剤等があるが、これ以外にも種々の接着剤を用いることが可能である。

以上のような構成を有するジョイント部材２００を用いて、パイプ部材５０を接合する方法について、以下に説明する。

本実施の形態では、躯体２０を中空部５１に差し込む場合において、凹部２５に予め接着剤を貯留させる。そして、該凹部２５に接着剤が貯留されている状態で、この躯体２０が２つのパイプ部材５０の中空部５１の両方に差し掛かる状態とする。すると、凹部２５に貯留されている接着剤は、時間の経過と共に硬化を開始し、該硬化が為されると躯体２０と中空部５１の内壁面とは、接合される。

なお、上述の凹部２５は、躯体２０の長手方向において、少なくとも２つ以上設けられるのが好ましい。すなわち、一方のパイプ部材５０の中空部５１に、長手方向の一端側の凹部２５が位置する状態とすると共に、他方のパイプ部材５０の中空部５１に、長手方向の他端側の凹部２５が位置する状態とする。このようにすれば、最初に長手方向の一端側の凹部２５に接着剤が貯留された状態で、一方のパイプ部材５０の中空部５１に、躯体２０の半分を差し込む。次に、他方のパイプ部材５０の中空部５１に、躯体２０の残り半分を差し込み、一方のパイプ部材５０の側縁５３と、他方のパイプ部材５０の側縁５３とが当接する状態とする。この状態で、所定時間経過すると、２つのパイプ部材５０のそれぞれは、共にジョイント部材２００に対して接合された状態となる。

なお、パイプ部材５０に対する躯体２０の位置決めを行うために、躯体２０に位置決め孔を形成すると共に、上述のピン部材１１０と同様なピン部材を、位置決め孔に差し込む構成としても良い。また、躯体２０の差し込み深さを規定するために、上述の第１の実施の形態のような、フランジ部４０を設けるようにしても良い。

このような構成のジョイント部材２００およびジョイント部材２００を用いた接合方法によれば、躯体２０および接着剤を用いて接合した場合でも、上述の第１の実施の形態における場合と同様に、溶接せずにパイプ部材５０を接合することができる。そのため、職人技術が不要となり、しかも職人技術によらずとも接合精度を出すことができる。また専用冶具も必要とせず、該専用冶具を使用後に廃棄する必要もない。また、仕上げ工程も不要であり、しかも中空部５１への躯体２０を挿入するだけのため、組み立ても簡単である。さらに、構造体を現地で組み立てることができるため、搬送コストも安価となる。また、強度面でのバラツキが生じるのを抑えることができる。

さらに、接着剤を用いて接合するため、該接着剤が躯体２０との間に存在する隙間に入り込むことにより、強固な接合状態を実現できる。このため、２つのパイプ部材５０の間においてガタつきが生じずに、強度の高い構造体を製作することが可能となる。

（第４の実施の形態）
以下、本発明の第４の実施の形態について、図７に基づいて説明する。本実施の形態では、中空部５１の内部においてウレタン発泡を行うことにより、２つのパイプ部材５０を接合している。以下、その詳細について説明する。

本実施の形態では、２つのパイプ部材５０の側縁５３が、互いに接合した状態とすると共に、２つのパイプ部材５０の内部に、混合溶液を注入する。混合溶液は、ポリオールを主成分とする一方の溶液と、イソシアネートを主成分とする他方の溶液とを混合し、それを混ぜ合わせることにより作成される。かかる混合溶液が発泡し後に硬化すると、発泡生成物３００（硬質ポリウレタンフォーム）を構成する。なお、この発泡生成物３００が、ジョイント部材および躯体に対応する。

かかる接合を行う場合、パイプ部材５０の側面に形成されている孔部等（不図示）に漏斗等の注入ガイドを差し込み、該注入ガイドから、混合溶液を適量だけ注入する。すると、中空部５１において混合溶液が発泡し、発泡生成物３００が形成される。発泡生成物３００は、時間が経過すると、中空部５１の内部において硬化する。以上のようにして、発泡生成物３００が硬化すると、該発泡生成物３００が２つのパイプ部材５０の中空部５１に跨る状態で存在すると共に、この発泡生成物３００と２つのパイプ部材５０の中空部５１の内壁面とが接合される。なお、この場合、発泡生成物３００の外面が、接合部となる。

なお、かかる構成においては、発泡生成物３００の中空部５１における係止を良好にするために、パイプ部材５０に複数の孔部を形成したり、中空部５１の内壁面に凹凸を形成するようにしても良い。この場合、孔部や凹凸に入り込む状態で発泡生成物３００が硬化することにより、該発泡生成物３００が中空部５１から抜け難くなる。

このような構成のジョイント部材（発泡生成物３００）および発泡生成物３００を用いた接合方法によれば、かかる発泡生成物３００を用いて接合した場合でも、上述の第１の実施の形態における場合と同様に、溶接せずにパイプ部材５０を接合することができる。そのため、職人技術が不要となり、しかも職人技術によらずとも接合精度を出すことができる。また専用冶具も必要とせず、該専用冶具を使用後に廃棄する必要もない。また、仕上げ工程も不要であり、しかも中空部５１へ混合溶液を注入するだけのため、組み立ても簡単である。さらに、構造体を現地で組み立てることができるため、搬送コストも安価となる。また、強度面でのバラツキが生じるのを抑えることができる。

さらに、硬質ポリウレタンフォームからなる発泡生成物３００は、例えば合成枕木、車の補強材としても使用される等、強度的にも優れるものであるため、２つのパイプ部材５０の接合状態が強固なものとなる。また、発泡生成物３００が中空部５１に充填されることにより、パイプ部材５０で構成される構造体の強度も向上する。

以上、本発明の一実施の形態について説明したが、本発明はこれ以外にも種々変形可能となっている。以下、それについて述べる。

上述の第１の実施の形態では、フック部３０は躯体２０と一体的に設けられている。しかしながら、フック部３０は躯体２０と一体的とはせずに、別体的に設けるようにしても良い。また、上述の第１〜第３の実施の形態においては、樹脂を材質とするジョイント部材１０，１００，２００について説明している。しかしながら、ジョイント部材１０，１００，２００は、必ずしも樹脂を材質とする構成には限られず、例えば金属を材質とする構成であっても良い。なお、金属材質の一例としては、各種のＳＵＳ（ステンレス）がある。

また、上述の第１の実施の形態においては、フック部３０の上端面２３ａおよび下端面２３ｂにおける付け根部分に、なだらかに幅の広がる補強部を設けるようにしても良い。また、上述の第１の実施の形態では、溝部２２を凹状となる形状としていたが、各側面２１ａ〜２１ｄの短手方向の端部を削り取る切削部を設けることにより、溝部２２の代わりに溶接による肉盛り部分を逃がすようにしても良い。

また、上述の各実施の形態では、パイプ部材５０として中空角パイプを用いた場合について説明している。しかしながら、パイプ部材は、中空角パイプには限られず、例えば平面形状が円形である中空パイプを接合する場合にも、本発明を適用することができる。

さらに、上述の各実施の形態における、ジョイント部材を用いた接合を行った後に、他の接合方法を組み合わせて、強度を向上させても良い。例えば、上述の各実施の形態におけるジョイント部材を用いた接合を行った後、補強のために、２つまたはそれ以上のパイプ部材５０の突合せ部分を溶接するようにしても良い。

本発明のジョイント部材は、パイプ部材を接合する加工／組み立ての分野において利用することができる。

本発明の第１の実施の形態に係るジョイント部材の構成を示す斜視図である。 図１のジョイント部材を用いてパイプ部材を接合するイメージを示す分解斜視図である。 図１のジョイント部材の変形例を示す図であり、互いに垂直を為す２つの方向に向かって躯体が延伸するジョイント部材の構成を示す斜視図である。 図１のジョイント部材の変形例を示す図であり、互いに垂直を為す３つの方向に向かって躯体が延伸するジョイント部材の構成を示す斜視図である。 本発明の第２の実施の形態に係るジョイント部材の構成を示す側面図である。 本発明の第３の実施の形態に係るジョイント部材の構成を示す斜視図である。 本発明の第４の実施の形態に係るジョイント部材（発泡生成物）が内挿された状態を示す斜視図である。

符号の説明

１０，１１，１２，１００，２００…ジョイント部材
２０…躯体
２１ａ〜２１ｄ…側面
２２…溝部
２４ａ〜２４ｃ…挿通孔（接合部の一部）
２５…凹部
３０…フック部（接合部に対応）
３１…ロッド部
３２…鍵部
３３…突出部
３３ａ…係止面
４０…フランジ部
５０…パイプ部材
５１…中空部
５２…係止孔
５４ａ〜５４ｃ…ピン孔
１１０…ピン部材（ジョイント部材の一部、接合部の一部）
３００…発泡生成物（ジョイント部材に対応）

Claims (5)

1. 複数の金属製のパイプ部材を接合するジョイント部材であって、
   上記金属製のパイプ部材のうち隣り合う２つの上記パイプ部材の中空部に差し掛かる状態で充填される躯体を有すると共に、上記パイプ部材と上記躯体とを接合する接合部が設けられていることを特徴とするジョイント部材。
2. 前記躯体は、樹脂を材質とし、該躯体の外周面は前記中空部の内壁面と接触すると共に、
   前記接合部は、前記躯体から延伸しかつ該躯体と一体的なフック部から構成されると共に、このフック部は、前記パイプ部材に形成されている係止孔に係止される、
   ことを特徴とするジョイント部材。
3. 前記躯体の外周面は前記中空部の内壁面と接触し、かつ前記躯体は前記パイプ部材に設けられているピン孔と位置合わせが為される挿通孔を備えると共に、
   前記接合部は、上記挿通孔と、この挿通孔に挿通されるピン部材により構成され、該ピン部材が挿通状態において上記ピン孔に差し掛かった状態となることにより、前記パイプ部材と前記躯体とが接合される、
   ことを具備することを特徴とする請求項１記載のジョイント部材。
4. 前記躯体は、前記中空部の内壁面と接触すると共に、該内壁面との接触部分に凹部を有していて、
   前記接合部は、上記凹部と、この凹部に貯留される接着剤とによって構成され、該接着剤が硬化することにより、前記躯体と前記中空部の内壁面との間で接着力を及ぼす、
   ことを特徴とする請求項１記載のジョイント部材。
5. 前記躯体は、ポリウレタンフォームが硬化した発泡生成物から構成されると共に、
   前記躯体の外周面が前記中空部の内壁面と接合する接合部となっている、
   ことを特徴とする請求項１記載のジョイント部材。
   

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