JP2007038231A

JP2007038231A - 直交関係で組み付ける角パイプ組付構造

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Publication number: JP2007038231A
Application number: JP2005222559A
Authority: JP
Inventors: Kan Nanba; 敢難波
Original assignee: KURASHIKI LASER KK
Current assignee: KURASHIKI LASER KK
Priority date: 2005-08-01
Filing date: 2005-08-01
Publication date: 2007-02-15
Anticipated expiration: 2025-08-01
Also published as: JP4942962B2

Abstract

【課題】高い精度の直交関係で角パイプを組み付ける角パイプ組付構造を提供する。
【解決手段】組み付けるＸ軸角パイプ10及びＹ軸角パイプ20の各上面板110,210に対となる上斜め端部150,250を、各内周面板120,220に内凸端部260及び内凹端部162を、各下面板130,230に対となる下斜め端部170,270を、そして各外周面板140,240に外凸端部180及び外凹端部282をそれぞれ割り当ててなり、Ｘ軸角パイプ10及びＹ軸角パイプ20は、対となる上斜め端部150,250同士又は下斜め端部170,270同士を接面させ、内凹端部162に内凸端部260を嵌合し、そして外凸端部180を外凹端部282に嵌合して、内周面板220に内凹端面163を外接させた内凹端部162を隅肉溶接する角パイプ組付構造である。
【選択図】図14

Description

本発明は、直交関係で組み付ける角パイプ組付構造に関する。

以下、２方向の直交関係では、「Ｘ軸角パイプ」及び「Ｙ軸角パイプ」を組み付ける場合を例に説明する。「Ｘ軸角パイプ」及び「Ｙ軸角パイプ」を組み付ける場合、組み付けたＸ軸角パイプ及びＹ軸角パイプは、Ｘ−Ｙ面を構成し、例えば直方体形状のベースフレームにおける天井面フレーム又は底面フレームとなる。そして、前記天井面フレーム又は底面フレームの内周面を構成するＸ軸角パイプ及びＹ軸角パイプの面板を「内周面板」、底面フレームの外周面を構成するＸ軸角パイプ及びＹ軸角パイプの面板を「外周面板」、そして底面フレームの上面及び下面を構成するＸ軸角パイプ及びＹ軸角パイプの面板をそれぞれ「上面板」及び「下面板」と呼ぶ。

同様に、３方向の直交関係では、「Ｘ軸角パイプ」、「Ｙ軸角パイプ」及び「Ｚ軸角パイプ」を組み付ける場合を例に説明する。この場合、組み付けたＸ軸角パイプ、Ｙ軸角パイプ及びＺ軸角パイプは、Ｘ−Ｙ面、Ｙ−Ｚ面及びＺ−Ｘ面を構成し、例えば直方体形状のベースフレームそのものを構成する。そして、前記ベーフレームの正面、平面及び側面に表れるＸ軸角パイプ、Ｙ軸角パイプ及びＺ軸角パイプの面板を「水平外面板（ベースフレームの平面となる外面板）」及び「垂直外面板（ベースフレームの正面又は側面となる外面板）」、前記外面板以外のＸ軸角パイプ、Ｙ軸角パイプ及びＺ軸角パイプの面板を「水平内面板（ベースフレームの平面に平行な内面板）」及び「垂直内面板（ベースフレームの正面又は側面に平行な内面板）」と呼ぶ。

機械又は装置のベースフレームは、前記機械又は装置部材の取付基部であり、また機械又は装置の設置基準となるため、ベースフレームの構成要素である金属製の角パイプ相互を高い精度の直交関係で組み付けることが望まれる。例えば特許文献１は、角パイプの途中に折り曲げ位置を設定し、この折り曲げ位置に切欠部を形成し、角パイプを折り曲げる組み立て構造を開示している。前記切欠部は、一方の周縁部に係合凸部を形成し、他方の周縁部に係合凹部を形成している。これから、前記係合凸部を係合凹部に挿入すれば、折り曲げ位置でスプリングバックを招くことなく、折り曲げた組付状態を安定して維持できる。これは、角パイプ相互を高い精度の直交関係で組み付ける効果をもたらす。

特許第3651422号公報

確かに、角パイプ相互を高い精度の直交関係で組み付けるため、組付状態を安定して維持できることが望ましい。しかしながら、高い精度の直交関係は、溶接前の組付状態よりも、むしろ溶接による変形により左右される。特許文献１が挙げるベースフレームは、基本的に溶接を要しない構成を挙げており、必要に応じて角パイプ相互を溶接するとしているが、多くの機械又は装置のベースフレームは、より強固な組み付けを実現するため、角パイプ相互は通常溶接される。このため、特許文献１の組み付け関係でも、溶接による変形が発生すると考えられるが、特許文献１ではこうした溶接による変形を抑制又は防止するための記載が見られない。

角パイプ相互を溶接する必要性が生ずるのは、特に角パイプが独立した別部材の場合である。なぜなら、溶接しなければ、角パイプ相互の組み付けを維持できないからである。例えば角パイプ相互を直交関係で接合する場合、従来は突き合わせる角パイプ全体それぞれを45度の角度で切削加工により切断し、突き合わせた切断端面に沿って溶接する。

ところが、角パイプは板厚が薄いため、特に切削加工により形成された角パイプの外周面板に形成される切断端面は断面鋭角になり、溶接に際して溶けてしまって、対となる切断端面の間に隙間を形成することも少なくなかった。これでは、このベースフレーム外面における溶接は、かえって角パイプ相互の接合を弱めかねない。そこで、直交関係に組み付ける角パイプからなるベースフレームにおいて、高い精度の直交関係で角パイプを組み付けるため、前記直交関係で組み付ける角パイプ組付構造について、検討した。

検討の結果開発したものが、２方向の直交関係でＸ軸角パイプ及びＹ軸角パイプを組み付ける角パイプ組付構造において、組み付けるＸ軸角パイプ及びＹ軸角パイプの各上面板に対となる上斜め端部を、各内周面板に内凸端部及び内凹端部を、各下面板に対となる下斜め端部を、そして各外周面板に外凸端部及び外凹端部をそれぞれ割り当て、上斜め端部及び下斜め端部は、各上面板及び下面板の幅で外周面板に対して45度に斜行する斜め端面を形成し、内凹端部は、内周面板の幅方向の両端からそれぞれ板厚だけ差し引いた幅でこの内周面板の幅方向に延びる内凹端面を上斜め端部及び下斜め端部の斜め端面より板厚だけ凹ませた位置に形成し、内凸端部は、内周面板の幅方向の両端からそれぞれ板厚だけ差し引いた幅でこの内周面板の幅方向に延びる内凸端面を上斜め端部及び下斜め端部の斜め端面より突出させた位置に形成し、外凹端部は、外周面板の幅でこの外周面板の幅方向に延びる外凹端面を上斜め端部及び下斜め端部の斜め端面より板厚だけ凹ませた位置に形成し、そして外凸端部は、外周面板の幅でこの外周面板の幅方向に延びる外凸端面を上斜め端部及び下斜め端部の斜め端面より板厚だけ突出させた位置に形成してなり、Ｘ軸角パイプ及びＹ軸角パイプは、対となる上斜め端部同士又は下斜め端部同士の各斜め端面を接面させ、内凹端部に内凸端部を嵌合し、前記内凸端部に連続する内周面板に内凹端部の内凹端面を外接させ、そして外凸端部を外凹端部に嵌合し、前記外凸端部に連続する外周面板に外凹端部の外凹端面を内接させて、内周面板に内凹端面を外接させた内凹端部を隅肉溶接し、外周面板に外凹端面を内接させた外凹端部を突き合わせ溶接又は開先溶接する角パイプ組付構造である。

上記角パイプ組付構造におけるＸ軸角パイプ及びＹ軸角パイプは、説明の便宜上、それぞれ３次元直交座標におけるＸ軸方向及びＹ軸方向に沿って延びる角パイプを想定している。例えば、Ｙ軸角パイプ及びＺ軸角パイプやＺ軸角パイプ及びＸ軸角パイプにより垂直面フレームを構成する場合も本発明に含まれる。また、「内凹端面を上斜め端部及び下斜め端部の斜め端面より板厚だけ凹ませた位置に形成」する、「内凸端面を上斜め端部及び下斜め端部の斜め端面より突出させた位置に形成」する、「外凹端面を上斜め端部及び下斜め端部の斜め端面より板厚だけ凹ませた位置に形成」する、又は「外凸端面を上斜め端部及び下斜め端部の斜め端面より板厚だけ突出させた位置に形成」するとは、上斜め端部及び下斜め端部の斜め端面又は前記斜め端面を含む仮想面より凹む又は突出すること、そして前記凹み量又は突出量の最大が板厚であることを、それぞれ意味する。ここで、内凸端面の突出量のみは、板厚以上であってもよい。

また、内凸端部及び内凹端部と、外凸端部及び外凹端部とは、組み付けるＸ軸角パイプ及びＹ軸角パイプにおいてそれぞれ一対の関係で形成されていればよい。例えば、Ｘ軸角パイプに内凸端部及び外凸端部を形成すれば、Ｙ軸角パイプに内凹端部及び外凹端部を形成する。また、Ｘ軸角パイプに内凸端部及び外凸端部を形成すれば、Ｙ軸角パイプに内凹端部及び外凹端部を形成する。ここで、本発明の角パイプ取付構造により構成される底面フレーム又は天井面フレームでは、Ｘ軸角パイプ及びＹ軸角パイプがそれぞれ２本ずつ用いられ、各Ｘ軸角パイプ及び各Ｙ軸角パイプの両端それぞれに、内凸端部、内凹端部、外凸端部、そして外凹端部を割り当てる。

上記組付構造は、別体である２本のＸ軸角パイプ及びＹ軸角パイプを直交関係で組み付ける構成を基本とする。しかし、例えばＸ軸角パイプ及びＹ軸角パイプが直線状に連続する１本からなり、外周面板を残し、この外周面板に90度の頂点を向けた直角二等辺三角形で上面板及び下面板を切除して上斜め端部及び下斜め端部の各斜め端面を形成し、前記直角二等辺三角形の底辺に等しい幅で内周面板を切除して内凸端部の内凸端面や内凹端部の内凹端面を形成して、外周面板を屈曲させ、対となる上斜め端部同士又は下斜め端部同士の各斜め端面を接面させ、内凹端部に内凸端部を嵌合し、前記内凸端部に連続する内周面板に内凹端部の内凹端面を外接させて、内周面板に内凹端面を外接させた内凹端部を隅肉溶接する角パイプ組付構造とすることもできる。小型のベースフレームの場合、１本の角パイプの３ヶ所で前記切除を施すと、残る外周面板を順に折り曲げることで、本発明による直交関係で組み付ける角パイプ組付構造により、底面フレームや天井面フレームを構成できる。

本発明の角パイプ組付構造は、組み付けるＸ軸角パイプ及びＹ軸角パイプの各面板に形成する各端部を内周面板に外接させて隅肉溶接し、また外周面板に内接させて突き合わせ溶接又は開先溶接することにより、Ｘ軸角パイプ及びＹ軸角パイプ相互を接合する。従来の機械加工によるＸ軸角パイプ及びＹ軸角パイプは、既述したように、特に外周面板の切断端面が断面鋭角になっていた。これに対し、本発明のＸ軸角パイプ及びＹ軸角パイプの外凹端部は、外周面板に直交する外凹端面を形成している。これにより、前記外凹端面を対となる外凸端面に連続する外周面板に内接させて、隙間を作ることなく、確実な突き合わせ溶接又は開先溶接による接合を実現する。

ここで、内凹端部の内凹端面又は外凹端部の外凹端面の各凹み量は、各面板（具体的には内周面板又は外周面板）の厚みに等しい。これに対し、内凸端部は、Ｘ軸角パイプ又はＹ軸角パイプ内に前記内凸端面が隠れてしまうため、内凸端面の突出量は板厚と無関係に設定でき、しかも直線状に形成される必要もない。しかし、外凸端部は、Ｘ軸角パイプ又はＹ軸角パイプ外に露出するため、外凸端面の突出量は凹ませた外凹端部の外凹端面の凹み量、すなわち板厚に等しく、また外凹端面は外周面板の幅方向の直線状に形成されていることが必要である。

本発明は、３方向の直交関係で組み付ける角パイプ組付構造、すなわち３方向の直交関係でＸ軸角パイプ、Ｙ軸角パイプ及びＺ軸角パイプを組み付ける角パイプ組付構造において、組み付けるＸ軸角パイプ、Ｙ軸角パイプ及びＺ軸角パイプの各水平内面板に水平凸端部及び水平凹端部を、各垂直内面板に垂直凸端部及び垂直凹端部を、各水平外面板に対となる水平斜め端部を、そして各垂直外面板に対となる垂直斜め端部をそれぞれ割り当て、水平斜め端部及び垂直斜め端部は、各垂直外面板及び水平外面板の幅でこの水平外面板又は垂直外面板に対して45度に斜行する斜め端面を形成し、水平凹端部は、水平内面板の幅方向の両端からそれぞれ板厚だけ差し引いた幅でこの水平内面板の幅方向に延びる水平凹端面を垂直斜め端部の斜め端面より板厚だけ凹ませた位置に形成し、水平凸端部は、水平内面板の幅方向の両端からそれぞれ板厚だけ差し引いた幅でこの水平内面板の幅方向に延びる水平凸端面を垂直斜め端部の斜め端面より突出させた位置に形成し、垂直凹端部は、垂直内面板の幅方向の両端からそれぞれ板厚だけ差し引いた幅でこの垂直内面板の幅方向に延びる垂直凹端面を水平斜め端部の斜め端面より板厚だけ凹ませた位置に形成し、そして垂直凸端部は、垂直内面板の幅方向の両端からそれぞれ板厚だけ差し引いた幅でこの垂直内面板の幅方向に延びる垂直凸端面を水平斜め端部の斜め端面より突出させた位置に形成してなり、Ｘ軸角パイプ、Ｙ軸角パイプ及びＺ軸角パイプは、対となる水平斜め端部同士又は垂直斜め端部の各斜め端面を接面させ、水平凹端部に水平凸端部を嵌合し、前記水平凸端部に連続する水平内面板に水平凹端部の水平凹端面を外接させ、そして垂直凹端部に垂直凸端部を嵌合し、前記垂直凸端部に連続する垂直内面板に垂直凹端部の垂直凹端面を外接させて、水平内面板に水平凹端面を外接させた水平凹端部と、垂直内面板に垂直凹端面を外接させた垂直凹端部とをそれぞれ隅肉溶接する角パイプ組付構造にも適用できる。

ここで、上記角パイプ組付構造におけるＸ軸角パイプ、Ｙ軸角パイプ及びＺ軸角パイプは、説明の便宜上、それぞれ３次元直交座標におけるＸ軸方向及びＹ軸方向に沿って延びる角パイプを想定している。また、「水平凹端面を垂直斜め端部の斜め端面より板厚だけ凹ませた位置に形成」する、「水平凸端面を垂直斜め端部の斜め端面より突出させた位置に形成」する、「垂直凹端面を水平斜め端部の斜め端面より板厚だけ凹ませた位置に形成」する、又は「垂直凸端面を水平斜め端部の斜め端面より突出させた位置に形成」するとは、垂直斜め端部及び水平斜め端部の斜め端面又は前記斜め端面を含む仮想面より凹む又は突出すること、そして前記凹み量の最大が板厚であることを、それぞれ意味する。ここで、水平凸端面及び垂直凸端面の突出量のみは、板厚以上であってもよい。水平凸端部及び垂直凸端部は、Ｘ軸角パイプ、Ｙ軸角パイプ又はＺ軸角パイプ内に隠れてしまうため、水平凸端面及び垂直凸端面の突出量は問わず、必ずしも直線状に形成される必要もない。

本発明により、Ｘ軸角パイプ及びＹ軸角パイプや、Ｘ軸角パイプ、Ｙ軸角パイプ又はＺ軸角パイプを直交関係に組み付けて構成されるベースフレームにおいて、高い精度の直交関係を実現する。とりわけ、本発明は溶接により完全に結合した組付構造を実現しているから、本発明を利用することにより、高い精度の直交関係を持ち、かつ強固な結合による構造強度に優れたベースフレームを得ることができる。こうした高い精度の直交関係や優れた構造強度は、直交関係で組み付ける各面板に形成する各端部の各端面を、対となる各端部に連続する各面板に内接又は外接させることによる効果、そして前記各端面に沿った隅肉溶接、突き合わせ溶接又は開先溶接ができるようにしたことによる効果である。

以下、本発明の実施形態について図を参照しながら説明する。図１は本発明に基づくベースフレーム60におけるＸ軸角パイプ10、Ｙ軸角パイプ20及び連結角パイプ630の組付関係を表した斜視図、図２は本例のＸ軸角パイプ10の左斜め上方から見た斜視図、図３は本例のＸ軸角パイプ10の右斜め上方から見た斜視図、図４は本例のＸ軸角パイプ10の平面図、図５は図４中Ａ矢視部拡大図、図６は図４中Ｂ矢視部拡大図、図７は図４中Ｃ矢視部拡大図、図８は図４中Ｄ矢視部拡大図、図９は本例のＸ軸角パイプ10の正面図、図10は本例のＸ軸角パイプ10の右側面図、図11はＸ軸角パイプ10の左側面図であり、図12はＸ軸角パイプ10及びＹ軸角パイプ20が連続する別例の斜視図である。図２〜図９に見られるＸ軸角パイプ10は、説明の便宜上、長手方向に短縮して図示している。

本例のベースフレーム60は、図１に見られるように、長さの異なるＸ軸角パイプ10及びＹ軸角パイプ20を組み付けて底面フレーム610及び天井面フレーム620を構成し、前記底面フレーム610及び天井面フレーム620をＺ軸方向の連結角パイプ630で連結し、構成される。ここで、図示を省略するが、例えばＹ軸角パイプ及びＺ軸角パイプを組み付けて正面側及び背面側の垂直面フレームを構成し、前記垂直面フレームをＸ軸方向の連結角パイプで連結して、ベースフレームを構成する場合も本発明に含まれる。また、同様に、Ｚ軸角パイプ及びＸ軸角パイプを組み付けて左側面側及び右側面側の垂直面フレームを構成し、前記垂直面フレームをＹ軸方向の連結角パイプで連結して、ベースフレームを構成する場合も本発明に含まれる。

Ｘ軸角パイプ10及びＹ軸角パイプ20は、長手方向の長さが異なるのみで、それぞれの左端及び右端は同一形状で、例えばＸ軸角パイプ10の左端とＹ軸角パイプ20の右端とを組み付ける。以下では、Ｘ軸角パイプ10を例にとり、説明する。Ｘ軸角パイプ10は、図２〜図11に見られるように、上面板110の左端及び右端に上斜め端部150を、内周面板120の左端に内凸端部160を、同じく内周面板120の右端に内凹端部162を、下面板130に下斜め端部170を、そして外周面板140の左端に外凹端部182を、同じく外周面板140の右端に外凸端部180を、それぞれ形成している。

上記上斜め端部150、内凸端部160、内凹端部162、下斜め端部170、外凸端部180及び外凹端部182は、パイプ加工用レーザ加工機により形成する。レーザ加工は、複雑な形状を容易に形成でき、また切削幅が非常に狭く、設計値通りに正確な形状を得ることのできる利点がある。このパイプ加工用レーザ加工機は、Ｘ軸角パイプ10の各面板110,120,130,140に直交してレーザを照射できるようにパイプを保持し、前記パイプを自転させながら、各面板を加工する。よって、Ｘ軸角パイプ10は、90度間隔で４回自転方向に自転させることにより、各面板110,120,130,140の各端部150,160,162,170,180,182を順に形成できる。

Ｘ軸角パイプ10の左端又は右端における上斜め端部150及び下斜め端部170は鏡面対称の関係で、いずれも外周面板140に対して45度傾けて斜め端面151,171を形成している。Ｘ軸角パイプ10及びＹ軸角パイプ20を組み付けた場合、対応する上斜め端部150,250同士及び下斜め端部170,270同士の斜め端面151,171を接面させる。

また、本例では、図１〜図４に見られるように、連結角パイプ630の上端部及び下端部それぞれから突出する嵌合片631を嵌め込む嵌合孔632を、底面フレーム610を構成するＸ軸角パイプ10及びＹ軸角パイプ20の上面板110,210や、天井面フレーム620を構成するＸ軸角パイプ10及びＹ軸角パイプ20の下面板130,230に設けている。図１中、下面板に設けた嵌合孔は図示していないが、底面フレーム610を構成するＸ軸角パイプ10及びＹ軸角パイプ20の上面板110,210に設けた嵌合孔632と同位置に設けられており、各嵌合孔632に嵌合片631（後掲図16参照）を嵌め込んだ連結角パイプ630により、底面フレーム610及び天井面フレーム620が連結される（図１参照）。

Ｘ軸角パイプ10の左端の内凸端部160は、図５、図６、図９及び図10に見られるように、内周面板120の幅方向の両端からそれぞれ板厚ｔだけ差し引いた幅の内凸端面161を、上斜め端部150及び下斜め端部170の各斜め端面151,171を含む仮想面ＬからこのＸ軸角パイプ10の板厚ｔの２倍だけ突出させた位置に、このＸ軸角パイプ10の幅方向かつ直線状に形成している。また、Ｘ軸角パイプ10の左端の外凹端部182は、外周面板140の幅でこの外周面板140の幅方向に延びる外凹端面183を上斜め端部150及び下斜め端部170の各斜め端面151,171を含む仮想面ＬからこのＸ軸角パイプ10の板厚ｔだけ凹ませた位置に、このＸ軸角パイプ10の幅方向かつ直線状に形成している（図５及び図６参照）。

Ｘ軸角パイプ10の右端の内凹端部162は、図７、図８、図９及び図10に見られるように、内周面板120の幅方向の両端からそれぞれ板厚ｔだけ差し引いた幅の内凹端面163を、上斜め端部150及び下斜め端部170の各斜め端面151,171を含む仮想面ＬからこのＸ軸角パイプ10の板厚ｔだけ凹ませた位置に、このＸ軸角パイプ10の幅方向かつ直線状に形成している。また、Ｘ軸角パイプ10の右端の外凸端部180は、外周面板140の幅でこの外周面板140の幅方向に延びる外凸端面181を、上斜め端部150及び下斜め端部170の各斜め端面151,171を含む仮想面ＬからこのＸ軸角パイプ10の板厚ｔだけ突出させた位置に、このＸ軸角パイプ10の幅方向かつ直線状に形成している（図７及び図８参照）。

２方向の直交関係でＸ軸角パイプ10及びＹ軸角パイプ20を組み付ける角パイプ組付構造では、例えば図12に見られるように、Ｘ軸角パイプ10及びＹ軸角パイプ20を直線状に連続した１本から構成することができる。この場合、Ｘ軸角パイプ10及びＹ軸角パイプ20の外周面板140,240は接続したままとし、この外周面板140,240に90度の頂点を向けた直角二等辺三角形で上面板110,210及び下面板130,230を切除し、前記直角二等辺三角形の底辺に等しい幅で内周面板120,220を切除して、外周面板140,240を屈曲させる組付構造により、底面フレーム610又は天井面フレーム620（図１参照）を構成する。この例では、外周面板140,240が連続するために不要な外凸端部及び外凹端部を除く各端部150,162,170, 250,270は、上記例示のＸ軸角パイプ10の左端及び右端同様に形成している。

次に、本例のＸ軸角パイプ10及びＹ軸角パイプ20の組付関係を説明する。図13は組付前におけるＸ軸角パイプ10及びＹ軸角パイプ20を底面フレーム外側から見た斜視図、図14は組付前におけるＸ軸角パイプ10及びＹ軸角パイプ20を底面フレーム内側から見た斜視図、図15は組付後におけるＸ軸角パイプ10及びＹ軸角パイプ20を底面フレーム外側から見た斜視図、図16は組付後におけるＸ軸角パイプ10及びＹ軸角パイプ20を底面フレーム内側から見た斜視図、図17は組付後におけるＸ軸角パイプ10及びＹ軸角パイプ20の内凹端部162及び内凸端部260の嵌合関係を表した図５又は図７相当拡大図であり、図18は組付後におけるＸ軸角パイプ10及びＹ軸角パイプ20の外凸端部180及び外凹端部282の嵌合関係を表した図６又は図８相当拡大図である。図12〜図19では、説明の便宜上、対応関係にあるＸ軸角パイプ10の右端とＹ軸角パイプ20の左端付近のみを図示している。

Ｘ軸角パイプ10及びＹ軸角パイプ20は、例えば図13及び図14に見られるように、Ｘ軸角パイプ10の右端に形成した上斜め端部150及び下斜め端部170と、Ｙ軸角パイプ20の左端に形成した上斜め端部250及び下斜め端部270とを突き合わせ、またＸ軸角パイプ10の右端に形成した内凹端部162及び外凸端部180と、Ｙ軸角パイプ20の左端に形成した内凸端部260及び外凹端部282とを嵌合させて、組み付ける。

具体的には、図15及び図16に見られるように、Ｘ軸角パイプ10の右端に形成した上斜め端部150及び下斜め端部170と、Ｙ軸角パイプ20の左端に形成した上斜め端部150及び下斜め端部170とは、それぞれの各斜め端面151,171及び各斜め端面251,271を接面させる。この斜め端面151,251（又は171,271）相互の接面は従来同様であり、本例では図示していないが、例えば突き合わせ溶接により接合してもよい。この場合、例えばＸ軸角パイプ10側の斜め端面151,171又はＹ軸角パイプ20側の斜め端面251,271のいずれか一方又は双方を面取し、開先溶接にすると、より強固な接合が実現できる。

これに対し、Ｘ軸角パイプ10及びＹ軸角パイプ20の内周面板120,220側では、図17に見られるように、Ｘ軸角パイプ10の右端に形成した内凹端部162に、Ｙ軸角パイプ20の左端に形成した内凸端部260を嵌合し、前記内凸端部260に連続する内周面板220に内凹端部162の内凹端面163を外接させて、隅肉溶接する（図16及び図18中、溶接痕640参照）。

また、Ｘ軸角パイプ10及びＹ軸角パイプ20の外周面板140,240側では、図18に見られるように、Ｘ軸角パイプ10の右端に形成した外凸端部180を、Ｙ軸角パイプ20の左端に形成した外凹端部282に嵌合し、前記外凸端部180に連続する外周面板140に外凹端部282の外凹端面283を内接させて、突き合わせ溶接する（図15及び図17中、溶接痕641参照）。ここで、例えば外凹端部282の外凹端面283を面取し、開先溶接にすると、より強固な接合が実現できる。

こうして計４本のＸ軸角パイプ10及びＹ軸角パイプ20を相互に組み付けて接合すれば、底面フレーム610及び天井面フレーム620が完成し、この底面フレーム610及び天井面フレーム620を連結角パイプ630により連結すれば、ベースフレーム60が完成する。ここで、連結角パイプ630は上面板110,210又は下面板130,230に直交する端面を形成しており、前記各端面を底面フレーム610のＸ軸角パイプ10の上面板110及びＹ軸角パイプ20の上面板210に接面させ、そして天井面フレーム620のＸ軸角パイプ10の下面板及びＹ軸角パイプ20の下面板に接面させて、隅肉溶接できる。このように、本発明に基づくベースフレーム60は、構成要素となるＸ軸角パイプ10、Ｙ軸角パイプ20、そして連結角パイプ630を精度よく直交関係に組み付け、しかも相互に隅肉溶接、突き合わせ溶接又は開先溶接ができるため、高い精度の直交関係で強固に接合できる。

図19は本発明に基づくベースフレーム60におけるＸ軸角パイプ30、Ｙ軸角パイプ40及びＺ軸角パイプ50の組付関係を表した斜視図、図20は本例のＸ軸角パイプ30の左斜め上方から見た斜視図、図21は本例のＸ軸角パイプ30の右斜め上方から見た斜視図、図22は本例のＸ軸角パイプ30の平面図、図23は本例のＸ軸角パイプ30の正面図、図24は本例のＸ軸角パイプ30の右側面図、図25は本例のＸ軸角パイプ30の左側面図である。図20〜図25に見られるＸ軸角パイプ30は、説明の便宜上、長手方向に短縮して図示している。

２方向の直交関係でＸ軸角パイプ10及びＹ軸角パイプ20を組み付ける上記例では、別途連結角パイプ630が必要になるほか、Ｘ軸角パイプ10及びＹ軸角パイプ20に嵌合孔632を設けなければならなかった。しかし、３方向の直交関係でＸ軸角パイプ30、Ｙ軸角パイプ40及びＺ軸角パイプ50を組み付ける構成では、Ｘ軸角パイプ30、Ｙ軸角パイプ40及びＺ軸角パイプ50は長さが異なるほかは各左端及び各右端を同仕様で構成でき、別部材が必要なくなる。すなわち、ベースフレーム60を底面フレームや天井面フレームに分けて構成する必要がなく、図19に見られるように、Ｘ軸角パイプ30、Ｙ軸角パイプ40及びＺ軸角パイプ50を組み付けるだけで、直接ベースフレーム60を構成できる利点がある。

以下では、Ｘ軸角パイプ30を例にとり、説明する。Ｘ軸角パイプ30の左端及び右端は、図20〜図25に見られるように、垂直外面板310の左端及び右端に垂直斜め端部350を、水平外面板320の左端及び右端に水平斜め端部360を、垂直内面板330の左端に垂直凸端部370を、同じ垂直内面板330の右端に垂直凹端部372を、水平内面板340の左端に水平凹端部382を、同じく水平内面板340の右端に水平凸端部380を、それぞれ形成している。これら各端部350,360,370,372,380,382は、既述したところと同様、パイプ加工用レーザ加工機を用いて、容易かつ正確に形成できる。

Ｘ軸角パイプ30の左端及び右端の各垂直斜め端部350及び下斜め端部360は鏡面対称の関係にあり、いずれも垂直外面板310及び水平外面板320の幅で、これら水平外面板320又は垂直外面板310に対して45度に斜行する斜め端面351,361を形成している。

Ｘ軸角パイプ30の左端の水平凹端部382は、水平内面板340の幅方向の両端からそれぞれ板厚だけ差し引いた幅で、この水平内面板340の幅方向に延びる水平凹端面383を垂直斜め端部350の斜め端面351より板厚だけ凹ませた位置に形成している。

Ｘ軸角パイプ30の右端の水平凸端部380は、水平内面板340の幅方向の両端からそれぞれ板厚だけ差し引いた幅の水平凸端面381を垂直斜め端部350の斜め端面351より突出させた位置に形成している。

Ｘ軸角パイプ30の左端の垂直凹端部372は、垂直内面板330の幅方向の両端からそれぞれ板厚だけ差し引いた幅で、この垂直内面板330の幅方向に延びる垂直凹端面373を水平斜め端部360の斜め端面361より板厚だけ凹ませた位置に形成している。

そして、Ｘ軸角パイプ30の右端の垂直凸端部370は、垂直内面板330の幅方向の両端からそれぞれ板厚だけ差し引いた幅の垂直凸端面371を水平斜め端部360の斜め端面361より突出させた位置に形成している。

このように、Ｘ軸角パイプ30の左端及び右端それぞれに形成した水平斜め端部360及び垂直斜め端部350は、Ｘ軸角パイプ30の長手方向に線対称の関係にある。また、Ｘ軸角パイプ30の左端に形成した水平凹端部382及び垂直凸端部370と、同じく右端に形成した水平凸端部380及び垂直凹端部372とは、Ｘ軸角パイプ30の短手方向に点対称の関係（入れ替えた関係）にある。すなわち、本例のＸ軸角パイプ30は、長手方向を入れ替えても同じようにＹ軸角パイプ40及びＺ軸角パイプ50と組み付けることができる。

次に、本例のＸ軸角パイプ30、Ｙ軸角パイプ40及びＺ軸角パイプ50の組付関係を説明する。図26は組付前における本例のＸ軸角パイプ30、Ｙ軸角パイプ40及びＺ軸角パイプ50の対応関係をベースフレーム外側から見た斜視図、図27は組付前における本例のＸ軸角パイプ30、Ｙ軸角パイプ40及びＺ軸角パイプ50の対応関係をベースフレーム内側から見た斜視図、図28は別例のＸ軸角パイプ30、Ｙ軸角パイプ40及びＺ軸角パイプ50の対応関係をベースフレーム外側から見た図26相当斜視図、図29は別例のＸ軸角パイプ30、Ｙ軸角パイプ40及びＺ軸角パイプ50の対応関係をベースフレーム内側から見た図27相当斜視図、図30は組付後における本例のＸ軸角パイプ30、Ｙ軸角パイプ40及びＺ軸角パイプ50をベースフレーム外側から見た斜視図であり、図31は組付後における本例のＸ軸角パイプ30、Ｙ軸角パイプ40及びＺ軸角パイプ50をベースフレーム内側から見た斜視図である。図26〜図31に見られるＸ軸角パイプ30、Ｙ軸角パイプ40及びＺ軸角パイプ50は、説明の便宜上、対応関係にある左端及び右端付近のみを図示している。

まず、Ｘ軸角パイプ30及びＹ軸角パイプ40は、図26及び図27に見られるように、Ｘ軸角パイプ30の右端の水平斜め端部360とＹ軸角パイプ40の左端の水平斜め端部460とを各斜め端面361,461で接面させ、またＸ軸角パイプ30の右端の垂直凹端部372に、Ｙ軸角パイプ40の左端の垂直凸端部470を嵌合させ、前記垂直凹端部372の垂直凹端面371を前記垂直凸端部470に連続する垂直内面板430に外接させて、組み付ける。

Ｚ軸角パイプ50は、Ｚ軸方向に沿って起立させ、かつＺ軸上方から見て反時計回りに90度自転させて、Ｘ軸角パイプ30及びＹ軸角パイプ40に組み付ける。すなわち、Ｘ軸角パイプ30及びＺ軸角パイプ50は、Ｘ軸角パイプ30の右端の垂直斜め端部350とＺ軸角パイプ50の左端の垂直斜め端部550とを各斜め端面351,551で接面させ、またＸ軸角パイプ30の右端の水平凸端部380を、Ｚ軸角パイプ50の左端の水平凹端部582に嵌合させ、前記水平凹端部582の水平凹端面583を前記水平凸端部380に連続する水平内面板340に外接させて、組み付ける。

また、Ｙ軸角パイプ40及びＺ軸角パイプ50は、Ｙ軸角パイプ40の左端の垂直斜め端部450とＺ軸角パイプ50の左端の水平斜め端部560とを各斜め端面451,561で接面させ、またＹ軸角パイプ40の左端の水平凹端部482に、Ｚ軸角パイプ50の左端の垂直凸端部570を嵌合させ、前記水平凹端部482の水平凹端面483を前記垂直凸端部570に連続する垂直内面板530に外接させて、組み付ける。

ここで、３方向の直交関係でＸ軸角パイプ30、Ｙ軸角パイプ40及びＺ軸角パイプ50を組み付ける角パイプ組付構造であれば、図28及び図29に見られるように、右端に垂直凸端部370及び水平凸端部380を形成したＸ軸角パイプ30と、左端に垂直凹端部472及び水平凹端部382を形成したＹ軸角パイプ40と、そして左端に垂直凹端部472及び水平凹端部382を形成したＹ軸角パイプ40とを組み付けることもできる。本例（図26及び図27参照）との相違は、Ｘ軸角パイプ30及びＹ軸角パイプ40に対する垂直凸端部370、水平凸端部380、垂直凹端部472及び水平凹端部382の割当のみで、組み付けた状態は本例と変わりない。

組み付けたＸ軸角パイプ30、Ｙ軸角パイプ40及びＺ軸角パイプ50は、図30及び図31に見られるように、Ｘ軸角パイプ30水平内面板340に水平凹端面583を外接させたＺ軸角パイプ50の水平凹端部582とを隅肉溶接し、Ｙ軸角パイプ40の垂直内面板430に垂直凹端面373を外接させたＸ軸角パイプ30の垂直凹端部372とを隅肉溶接し、そしてＺ軸角パイプ50の垂直内面板530に水平凹端面483を外接させたＹ軸角パイプ40の水平凹端部482とを隅肉溶接して、強固な接合関係を実現する。各図中、隅肉溶接を太線による溶接痕640で図示している。

ここで、既述した２方向の直交関係でＸ軸角パイプ10及びＹ軸角パイプ20を組み付ける角パイプ組付構造（図15及び図16参照）同様に、各斜め端面351,361, 451,461, 551,561相互の接面は従来同様であり、例えば突き合わせ溶接により接合することができる。この場合、例えば各斜め端面351,361, 451,461, 551,561のいずれか一方又は双方を面取し、開先溶接にすると、より強固な接合が実現できる。

こうして、計12本のＸ軸角パイプ30、Ｙ軸角パイプ40及びＺ軸角パイプ50を相互に組み付けて接合すれば、ベースフレーム60が完成する。このように、本発明に基づくベースフレーム60は、構成要素となるＸ軸角パイプ30、Ｙ軸角パイプ40、そしてＺ軸角パイプ50を精度よく直交関係に組み付け、しかも相互に隅肉溶接ができるため、高い精度の直交関係で強固に接合できる。

本発明に基づくベースフレームにおけるＸ軸角パイプ、Ｙ軸角パイプ及び連結角パイプの組付関係を表した斜視図である。本例のＸ軸角パイプの左斜め上方から見た斜視図である。本例のＸ軸角パイプの右斜め上方から見た斜視図である。本例のＸ軸角パイプの平面図である。図４中Ａ矢視部拡大図である。図４中Ｂ矢視部拡大図である。図４中Ｃ矢視部拡大図である。図４中Ｄ矢視部拡大図である。本例のＸ軸角パイプの正面図である。本例のＸ軸角パイプの右側面図である。本例のＸ軸角パイプの左側面図である。Ｘ軸角パイプ及びＹ軸角パイプが連続する別例の斜視図である。組付前におけるＸ軸角パイプ及びＹ軸角パイプを底面フレーム外側から見た斜視図である。組付前におけるＸ軸角パイプ及びＹ軸角パイプを底面フレーム内側から見た斜視図である。組付後におけるＸ軸角パイプ及びＹ軸角パイプを底面フレーム外側から見た斜視図である。組付後におけるＸ軸角パイプ及びＹ軸角パイプを底面フレーム内側から見た斜視図である。組付後におけるＸ軸角パイプ及びＹ軸角パイプの内凹端部及び内凸端部の嵌合関係を表した図５又は図７相当拡大図である。組付後におけるＸ軸角パイプ及びＹ軸角パイプの外凸端部及び外凹端部の嵌合関係を表した図６又は図８相当拡大図である。本発明に基づくベースフレームにおけるＸ軸角パイプ、Ｙ軸角パイプ及びＺ軸角パイプの組付関係を表した斜視図である。本例のＸ軸角パイプの左斜め上方から見た斜視図である。本例のＸ軸角パイプの右斜め上方から見た斜視図である。本例のＸ軸角パイプの平面図である。本例のＸ軸角パイプの正面図である。本例のＸ軸角パイプの右側面図である。本例のＸ軸角パイプの左側面図である。組付前における本例のＸ軸角パイプ、Ｙ軸角パイプ及びＺ軸角パイプの対応関係をベースフレーム外側から見た斜視図である。組付前における本例のＸ軸角パイプ、Ｙ軸角パイプ及びＺ軸角パイプの対応関係をベースフレーム内側から見た斜視図である。別例のＸ軸角パイプ、Ｙ軸角パイプ及びＺ軸角パイプの対応関係をベースフレーム外側から見た図26相当斜視図である。別例のＸ軸角パイプ、Ｙ軸角パイプ及びＺ軸角パイプの対応関係をベースフレーム内側から見た図27相当斜視図である。組付後における本例のＸ軸角パイプ、Ｙ軸角パイプ及びＺ軸角パイプをベースフレーム外側から見た斜視図である。組付後における本例のＸ軸角パイプ、Ｙ軸角パイプ及びＺ軸角パイプをベースフレーム内側から見た斜視図である。

符号の説明

10 ２方向に組み付けるＸ軸角パイプ
150 上斜め端部
151 斜め端面
160 内凸端部
161 内凸端面
162 内凹端部
163 内凹端面
170 下斜め端部
171 斜め端面
180 外凸端部
181 外凸端面
182 外凹端部
183 外凹端面
20 ２方向に組み付けるＹ軸角パイプ
250 上斜め端部
251 斜め端面
260 内凸端部
261 内凸端面
270 下斜め端部
271 斜め端面
282 外凹端部
283 外凹端面
60 ベースフレーム
610 底面フレーム
620 天井面フレーム
630 連結角パイプ
640 隅肉溶接の溶接痕
641 突き合わせ溶接の溶接痕

Claims

２方向の直交関係でＸ軸角パイプ及びＹ軸角パイプを組み付ける角パイプ組付構造において、
組み付けるＸ軸角パイプ及びＹ軸角パイプの各上面板に対となる上斜め端部を、各内周面板に内凸端部及び内凹端部を、各下面板に対となる下斜め端部を、そして各外周面板に外凸端部及び外凹端部をそれぞれ割り当て、
上斜め端部及び下斜め端部は、各上面板及び下面板の幅で外周面板に対して45度に斜行する斜め端面を形成し、
内凹端部は、内周面板の幅方向の両端からそれぞれ板厚だけ差し引いた幅で該内周面板の幅方向に延びる内凹端面を上斜め端部及び下斜め端部の斜め端面より板厚だけ凹ませた位置に形成し、
内凸端部は、内周面板の幅方向の両端からそれぞれ板厚だけ差し引いた幅の内凸端面を上斜め端部及び下斜め端部の斜め端面より突出させた位置に形成し、
外凹端部は、外周面板の幅で該外周面板の幅方向に延びる外凹端面を上斜め端部及び下斜め端部の斜め端面より板厚だけ凹ませた位置に形成し、そして
外凸端部は、外周面板の幅で該外周面板の幅方向に延びる外凸端面を上斜め端部及び下斜め端部の斜め端面より板厚だけ突出させた位置に形成してなり、
Ｘ軸角パイプ及びＹ軸角パイプは、
対となる上斜め端部同士又は下斜め端部同士の各斜め端面を接面させ、
内凹端部に内凸端部を嵌合し、前記内凸端部に連続する内周面板に内凹端部の内凹端面を外接させ、そして
外凸端部を外凹端部に嵌合し、前記外凸端部に連続する外周面板に外凹端部の外凹端面を内接させて、
内周面板に内凹端面を外接させた内凹端部を隅肉溶接し、外周面板に外凹端面を内接させた外凹端部を突き合わせ溶接又は開先溶接することを特徴とする角パイプ組付構造。
３方向の直交関係でＸ軸角パイプ、Ｙ軸角パイプ及びＺ軸角パイプを組み付ける角パイプ組付構造において、
組み付けるＸ軸角パイプ、Ｙ軸角パイプ及びＺ軸角パイプの各水平内面板に水平凸端部及び水平凹端部を、各垂直内面板に垂直凸端部及び垂直凹端部を、各水平外面板に対となる水平斜め端部を、そして各垂直外面板に対となる垂直斜め端部をそれぞれ割り当て、
水平斜め端部及び垂直斜め端部は、各垂直外面板及び水平外面板の幅で該水平外面板又は垂直外面板に対して45度に斜行する斜め端面を形成し、
水平凹端部は、水平内面板の幅方向の両端からそれぞれ板厚だけ差し引いた幅で該水平内面板の幅方向に延びる水平凹端面を垂直斜め端部の斜め端面より板厚だけ凹ませた位置に形成し、
水平凸端部は、水平内面板の幅方向の両端からそれぞれ板厚だけ差し引いた幅の水平凸端面を垂直斜め端部の斜め端面より突出させた位置に形成し、
垂直凹端部は、垂直内面板の幅方向の両端からそれぞれ板厚だけ差し引いた幅で該垂直内面板の幅方向に延びる垂直凹端面を水平斜め端部の斜め端面より板厚だけ凹ませた位置に形成し、そして
垂直凸端部は、垂直内面板の幅方向の両端からそれぞれ板厚だけ差し引いた幅の垂直凸端面を水平斜め端部の斜め端面より突出させた位置に形成してなり、
Ｘ軸角パイプ、Ｙ軸角パイプ及びＺ軸角パイプは、
対となる水平斜め端部同士又は垂直斜め端部の各斜め端面を接面させ、
水平凹端部に水平凸端部を嵌合し、前記水平凸端部に連続する水平内面板に水平凹端部の水平凹端面を外接させ、そして
垂直凹端部に垂直凸端部を嵌合し、前記垂直凸端部に連続する垂直内面板に垂直凹端部の垂直凹端面を外接させて、
水平内面板に水平凹端面を外接させた水平凹端部と、垂直内面板に垂直凹端面を外接させた垂直凹端部とをそれぞれ隅肉溶接することを特徴とする角パイプ組付構造。