JP2007105764A - 摩擦接合用の中空形材対 - Google Patents

Abstract

【課題】中空形材の突き合わせと同時の簡単な仮止めと、摩擦接合時の負荷の支持とで首尾よく容易かつ安価に摩擦接合することができるようにする。
【解決手段】一対の中空形材１１、１２の接合端部１１ａ、１２ａに、表板１どうしの突き合わせ部１３と、裏板２どうしの突き合わせ部１４とで、少なくとも表板１どうしの一方と裏板２どうしの一方とに自由端片２１を有して突き合わさり、突き合わせ方向に弾性嵌合して前記突き合わせ状態に仮止めする仮止め嵌合部１８、１９と、突き合わせ部１３、１４間で突っ張る突っ張り部１５、または、突き合わせ部１３と裏板途中部１３ｂ間での突っ張りと突き合わせ部１４と表板途中１４ｂ間で突っ張る突っ張り部とを設けて、上記の目的を達成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、広域な壁面構造体、例えば、鉄道車両の各部構体をダブルスキン構造にて形成するのに好適な摩擦接合用の中空形材対に関するものである。

鉄道車両では、一層の高速化のための軽量化と、安全などに対応するための高剛性化とが要求され、併せ低コスト化も望まれている。これに応えるのに、表板と裏板との間が複数の連結板によって連結されたアルミニウム製の中空形材が採用され、これを摩擦接合によって接合し所定の広さの構体がダブルスキン構造にて形成されている（例えば、特許文献１〜４参照。）。摩擦接合は主としてＦｒｉｃｔｉｏｎ Ｓｔｉｒ Ｗｅｌｄｉｎｇと称されるもので、摩擦攪拌接合ないしは摩擦攪拌溶接と和訳されている。その具体的な方法は先端にプローブといわれる突起物のあるツールを回転させながら突き合わせた接合部に押し込み、摩擦熱によって軟化した材料を攪拌（塑性流動化）し接合する。つまり、溶解溶接でなく固相接合なので金属組織は強加工された微細化した組織となり機械的性質に優れている。例えば、材料を溶かさない低歪み接合ができ、作業環境も改善され、省エネが図れる。また、熟練が不要である。

しかし、このような接合方法を採用して中空形材の表板どうし、裏板どうしを突き合わせて摩擦接合するには、表板どうし、裏板どうしを突き合わせて、その突き合わせ部に外面側からプローブを持ったツールを回転させて押し付けながら、突き合わせ部に沿って互いを相対移動させることになるが、表板どうし、裏板どうしの突き合わせ部に逃げがあると十分な摩擦効果、攪拌効果が得られない。そこで、特許文献１〜４はいずれも、中空形材の表板どうし、裏板どうしを突き合わせて摩擦接合するのに、それら突き合わせ部を中空形材の表板および裏板間を連結する連結板の突っ張り、つまり座屈強度によって支えるようにした摩擦接合用の中空形材を提供している。
特許第３２２８４６８号公報 特許第３２２８４６７号公報 特許第３２８２７２５号公報 特許第３４５９１９７号公報

しかし、上記いずれの先行技術も、摩擦接合負荷を連結板の突っ張り作用によって受け止め、突き合わせた一対の中空形材どうしが摩擦接合負荷の方向に逃げ合うのを防止することはできても、摩擦接合初期においては回転しているツールの押し付けは突き合わせている一対の中空形材どうしをしばしば押し離すように働くことには効果がなく、摩擦接合する一対の中空形材の突き合わせ状態に狂いやずれが生じやすい。

このため、従来、摩擦接合し合う一対の形材を突き合わせ状態にクランプしておいたり、突き合わせ部の複数箇所を前もって溶接するなどし仮止めしたりすることを余儀なくされ、付帯設備や付帯作業に経費が嵩んでいる。

また、これらに代えて一対の中空形材どうしに突き合わせ状態を保つ嵌め合わせ部を押出し成形時に設けるようにしてもよいが、長手方向での嵌め合いであると長尺な中空形材をその長さ分動かさないと嵌め合わせができず実用的ではない。そこで、簡単な仮止め構造の実現が望まれるが、表板どうしの突き合わせ部、裏板どうしの突き合わせ部において前記間擦接合負荷を支持する構造と強度が必要なことから、そのような技術はまだ提供されていない。

本発明の目的は、このような現状に鑑み、一対の中空形材の突き合わせと同時に簡単に仮止めして、しかも、表板どうしおよび裏板どうしの各突き合わせ部での摩擦接合負荷を従分に受け止め、首尾よく容易かつ安価に摩擦接合することができる摩擦接合用の中空形材対を提供することにある。

上記のような課題を達成するために、本発明の摩擦接合用の中空形材対は、表裏の板間が複数の連結板によって連結されて中空とされた中空形材を一対組合せ備え、それらの表裏の板どうしを互いに突き合わせて面直角方向からの回転子の押し当てにより摩擦接合される接合端部を有し、これら接合端部に、前記表板どうしの突き合わせ部と、裏板どうしの突き合わせ部とで、それらの少なくとも表板どうしの一方と裏板どうしの一方とに連結板から延びた自由端片を有して突き合わさり、互いが突き合わせ方向に弾性嵌合して反突き合わせ方向に引っ掛かり合い一対の中空形材を突き合わせ状態に仮止めする仮止め嵌合部と、表板どうしの突き合わせ部と裏板どうしの突き合わせ部との間での突っ張り、または、表板どうしの突き合わせ部と裏板間での突っ張りと裏板どうしの突き合わせ部と表板間での突っ張り、にて、前記各自由端片の自由を阻害しないように位置して対応する表板どうしまたはおよび裏板どうしの突き合わせ部に働く摩擦接合負荷を受け止める突っ張り部と、を設けたことを１つの特徴としている。

このような構成では、一対の中空形材の接合端部を、それらの少なくとも表板どうしの一方と裏板どうしの一方とに連結板から延びた自由端片を有して、突き合わせるのと同時に、表板どうしの突き合わせ部と裏板どうしの突き合わせ部との仮止め嵌合部が、それらの自由端片の突っ張り部による邪魔のない表裏でバランスのとれた弾性変形を伴い突き合わせ方向に表裏で偏りなく嵌まり合って反突き合わせ方向に引っ掛かり合うことで、一対の中空形材を突き合わせ状態に簡単に仮止めし、摩擦接合時に一対の中空形材どうしの突き合わせ状態に狂いやずれが生じるのを防止することができる。また、一対の中空形材の接合端部における表板どうしの突き合わせ部および裏板どうしの突き合わせ部間、または、表板どうしの突き合わせ部と裏板間および裏板どうしの突き合わせ部と表板間での突っ張り部の突っ張りによって、それら突き合わせ部に働く摩擦接合負荷を受け止め、どの突き合わせ部においても逃げのない適正な摩擦接合が行われるようにする。

本発明の摩擦接合用の中空形材対は、また、表裏の板間が複数の連結板によって連結されて中空とされた中空形材を一対組合せ備え、それらの表裏の板どうしを互いに突き合わせて面直角方向からの回転子の押し当てにより摩擦接合される接合端部を有し、これら接合端部における表板どうしの突合せ部と、裏板どうしの突合せ部とに、一対の中空形材の一方における表板および裏板の連結板から延びる自由端片と、他方における表板および裏板の連結板が突っ張り部として位置する端部との間で、前記自由端片の弾性変形を利用して突き合わせ方向に嵌まり合い反突き合わせ方向に引っ掛かり合って、一対の中空形材を突き合わせ状態に仮止めする仮止め嵌合部を設け、表板どうしの突き合わせ部と裏板どうしの突き合わせ部とに働く摩擦接合負荷をそれら突き合わせ部間の連結板が突っ張り部となって受け止めるようにしたことを別の特徴としている。

このような構成では、１つの特徴における、表板どうしの突き合わせ部と裏板どうしの突き合わせ部との仮止め嵌合部で、突き合わせ方向に嵌まり合って反突き合わせ方向に引っ掛かり合うことが、これら接合端部における表板どうしの突合せ部と、裏板どうしの突合せ部とで、一対の中空形材の一方における表板および裏板の連結板から延びる自由端片の表裏でバランスのとれた弾性変形にて偏りなくなされ、一対の中空形材を突き合わせ状態に簡単に仮止めし、摩擦接合時に一対の中空形材どうしの突き合わせ状態に狂いやずれが生じるのを防止することができる。また、前記連結板が、表板どうしの突き合わせ部と裏板どうしの突き合わせ部との間に位置して、これら突き合わせ部に働く摩擦接合負荷を突っ張り部となって受け止め、どの突き合わせ部においても逃げのない適正な摩擦接合が行われるようにする。

本発明の摩擦接合用の中空形材対は、また、表裏の板間が複数の連結板によって連結されて中空とされた中空形材を一対組合せ備え、それらの表裏の板どうしを互いに突き合わせて面直角方向からの回転子の押し当てにより摩擦接合される接合端部を有し、これら接合端部における表板どうしの突き合せ部と、裏板どうしの突き合せ部とに、一対の中空形材の一方における表板の連結板から延びる自由端片と他方における裏板の連結板が位置する端部との間、および一対の中空形材の他方における裏板の連結板から延びる自由端片と他方における表板の連結板が位置する端部との間に、前記自由端片の弾性変形を利用して突き合わせ方向に嵌まり合い反突き合わせ方向に引っ掛かり合って一対の中空形材を突き合わせ状態に仮止めする嵌合部を設け、表板どうしの突き合わせ部と裏板どうしの突き合わせ部とに働く摩擦接合負荷を、それら突き合わせ部に位置する各連結板が突っ張り部となって個々に受け止めるようにしたことを他の特徴としている。

このような構成では、１つの特徴における、表板どうしの突き合わせ部と裏板どうしの突き合わせ部との仮止め嵌合部で、突き合わせ方向に嵌まり合って反突き合わせ方向に引っ掛かり合うことが、これら接合端部における表板どうしの突合せ部と、裏板どうしの突合せ部とで、一対の中空形材の一方における表板の連結板から延びる自由端片と一対の中空形材の他方における裏板の連結板から延びる自由端片の表裏でバランスのとれた弾性変形にて偏りなくなされ、一対の中空形材を突き合わせ状態に簡単に仮止めし、摩擦接合時に一対の中空形材どうしの突き合わせ状態に狂いやずれが生じるのを防止することができる。また、前記連結板が、一対の中空形材の一方における表板の途中と裏板どうしの突き合わせ部との間と、他方における裏板の途中と表板どうしの突き合わせ部との間と、に位置して、これら突き合わせ部に働く摩擦接合負荷を突っ張り部となって受け止め、どの突き合わせ部においても逃げのない適正な摩擦接合が行われるようにする。

突っ張り部が、中空である、さらなる構成では、
突っ張り部が中空であると、摩擦接合熱を奪う蓄熱容量を大きくしたり、あまり重量化しないで摩擦接合負荷に対する支持強度を高められる。

突っ張り部が、一対の中空形材の接合端部における表板どうし、裏板どうしの仮止め嵌合を伴なう突き合わせに際して、突っ張り位置に組合わさるよう一方の中空形材に設けられた一方側突っ張り部と、他方の中空形材に設けられた他方側突っ張り部とがなす、さらなる構成では、
突っ張り部は、表板どうしの仮止め嵌合部を持った突き合わせ部と裏板どうしの仮止め嵌合部を持った突合せ部との間に位置するが、それらの一方側に設けられた一方側突っ張り部と他方側に設けられた他方側突っ張り部とに互いに分かれた非連結部として、それらを接合端部に持つ表板および裏板の自由を拘束せずに自由端片であることを可能にして、自由端片を表裏バランスよく増設できるようにしながら、互いの突っ張り位置への組み合わせにて、各突き合わせ部に働く摩擦接合負荷を受け止めることができる。また、表板どうしの突き合わせ部および裏板どうしの突き合わせ部とが摩擦接合負荷が働く方向に対向し合う構成と、側方へずれ合う構成とが採用でき、側方へずれ合う構成では一方側突っ張り部と他方側突っ張り部との突っ張り位置が斜め配置となるのを利用して、一方側突っ張り部を有する一方の中空形材における表板の突き合わせ部と裏板の途中部とを連結した斜め配置の連結板と、他方側突っ張り部を有する他方の中空形材における裏板の端部と表板の途中とを連結した斜め配置の連結板とが、組み合わせ構造の突っ張り部と分担し合って摩擦接合負荷を受け止める支持構造、および正立三角形部と倒立三角形部とが交互に並ぶトラス構造が実現する。

本発明のそれ以上の目的および特徴は、以下の詳細な説明および図面の記載によって明らかになる。本発明の各特徴は、それ単独で、あるいは可能な限りにおいて種々な組合せで複合して用いることができる。

本発明の摩擦接合用の中空形材対によれば、一対の中空形材の接合端部間の表板どうしの突き合わせ部と裏板どうしの突き合わせ部とを摩擦接合するのに、各突き合わせ部の仮止め嵌合部が表裏板の自由端片による表裏でのバランスのとれた弾性変形を伴い嵌合し合って突き合わせ状態に簡単に仮止めして互いの位置に狂いやずれが生じるのを防止するのに併せ、各突き合わせ部ではそこに働く摩擦接合負荷を突っ張り部の突っ張りによって受け止めて、逃げのない適正な摩擦接合が行える。

本発明の摩擦接合用の中空形材対に係る実施の形態につき、図１〜図６を参照しながら具体的に説明し、本発明の理解に供する。

本実施の形態の摩擦接合用の中空形材対は、図１に示す例、図２に示す例、図３に示す例、図４に示す例、図５に示す例、図６に示す例のように、表裏の板１、２間が複数の連結板３によって連結されて１つ以上の中空部４を有する各種の中空形態とされた一対の中空形材１１、１２を備えている。一対の中空形材１１、１２は、互いの接合端部１１ａ、１２ａどうしを摩擦接合、つまり摩擦攪拌接合ないしは摩擦攪拌溶接されるものどうしをいい、順次に摩擦接合して多数継ぎ足されていくときの摩擦接合される一対ずつを指している。従って、互いに同じものである必要もない。主としてそれら中空形材１１、１２はアルミニウム系金属、つまりアルミニウムまたはアルミニウム合金よりなる押出し形材であるが、特に、これに限られることはない。中空形材１１、１２は概ね表裏の板１、２が３〜５ｍｍ程度、連結板３が１．８〜２ｍｍ程度とするのが通常であるが、これに限られることはない。

図１に示す例、図２に示す例、図３に示す例、図４に示す例、図５に示す例、図６に示す例のいずれも、一方の中空形材１１および他方の中空形材１２はそれらにおける表裏の板１、２どうしを互いに突き合わせてそれらの矢印で示す面直角方向Ａからの図示しない回転子の押し当てにより摩擦接合される前記接合端部１１ａ、１２ａを有している。これら接合端部１１ａ、１２ａに、表板１、１どうしの突き合わせ部１３と、裏板２、２どうしの突き合わせ部１４とで、それらの少なくとも表板１、１どうしの一方と裏板２、２どうしの一方とに連結板３から延びた自由端片２１を有して突き合わさり、互いが突き合わせ方向に弾性嵌合して反突き合わせ方向に引っ掛かり合い一対の中空形材１１、１２を突き合わせ状態に仮止めする仮止め嵌合部１８、１９と、表板１、１どうしの突き合わせ部１３と裏板２、２どうしの突き合わせ部１４との間での、図１に示す例、図２に示す例、図４に示す例、図５に示す例、図６に示す例のような突っ張り部１５による突っ張り、または、図３に示す例のような表板１、１どうしの突き合わせ部１３と裏板２の途中部１３ｂ間での突っ張り部１６と裏板２、２どうしの突き合わせ部１４と表板１の途中部１４ｂ間での突っ張り部１７による突っ張りによって、前記各自由端片２１の自由を阻害しないように位置して対応する表板１、１どうしまたはおよび裏板２、２どうしの突き合わせ部１３、１４に働く矢印Ａで示す方向からの摩擦接合負荷を受け止めるようにしている。

このようにしていると、一対の中空形材１１、１２の接合端部１１ａ、１２ａを、それらの少なくとも表板１、１どうしの一方と裏板２、２どうしの一方とに連結板３から延びた自由端片２１を有して、突き合わせるのと同時に、表板１、１どうしの突き合わせ部１３と裏板２、２どうしの突き合わせ部１４との仮止め嵌合部１８、１９が、それらの自由端片２１の突っ張り部１５、１６、１７による邪魔のない表裏でバランスのとれた弾性変形を伴い、突き合わせ方向に表裏で偏りなく嵌まり合って反突き合わせ方向に引っ掛かり合うことで、一対の中空形材１１、１２を図示する突き合わせ状態に簡単に仮止めし、摩擦接合時に一対の中空形材１１、１２どうしの突き合わせ状態に狂いやずれが生じるのを防止することができる。同時に、一対の中空形材１１、１２の接合端部１１ａ、１２ａにおける図１に示す例、図２に示す例、図４に示す例、図５に示す例、図６に示す例のような表板１、１どうしの突き合わせ部１３および裏板２、２どうしの突き合わせ部１４間、または、図３に示す例のような表板１、１どうしの突き合わせ部１３と裏板２の途中部１３ｂ間での突っ張り部１６および裏板２、２どうしの突き合わせ部１４と表板１の途中部１４ｂ間での突っ張り部１７の突っ張りによって、それら突き合わせ部１３、１４に働く摩擦接合負荷を受け止め、どの突き合わせ部においても逃げのない適正な摩擦接合が行われるようにする。

これらの結果、一対の中空形材１１、１２の接合端部１１ａ、１２ａ間の表板１、１どうしの突き合わせ部１３と裏板２、２どうしの突き合わせ部１４とを摩擦接合するのに、各突き合わせ部１３、１４の仮止め嵌合部１８、１９が表裏板１、２の自由端片２１による表裏でのバランスのとれた弾性変形を伴い嵌合し合って突き合わせ状態に簡単に仮止めして互いの位置に狂いやずれが生じるのを防止するのに併せ、各突き合わせ部１３、１４ではそこに働く摩擦接合負荷を突っ張り部１５、１６、１７の突っ張りによって受け止めて、逃げのない適正な摩擦接合が行える。なお、自由端片２１の連結板３からの延び長さは、前記仮止め嵌合部１８、１９の嵌合が無理無く行えて、しかも、不用意には嵌合が外れない程度の弾性変形が得られる範囲が好適であり、例えば、表裏板１、２の厚みの５倍程度以上が１つの目安になるが、これに限られることはない。

図１に示す例、図２に示す例では、特に、中空形材１１、１２の接合端部１１ａ、１２ａにおける表板１、１どうしの突合せ部１３と、裏板２、２どうしの突合せ部１４とに、一方の中空形材１２における表板１および裏板１の連結板３から延びる自由端片２１、２１と、他方の中空形材１１における表板１および裏板２の連結板３が突っ張り部１５として位置する端部との間で、表裏の自由端片２１、２１の弾性変形を利用して突き合わせ方向に嵌まり合い反突き合わせ方向に引っ掛かり合って、一対の中空形材１１、１２を突き合わせ状態に仮止めする仮止め嵌合部１８、１９を有したものとし、表板１、１どうしの突き合わせ部１３と裏板２、２どうしの突き合わせ部１４とに働く摩擦接合負荷をそれら突き合わせ部１３、１４間の連結板３が突っ張り部１５となって受け止めるようにしている。

これにより、表板１、１どうしの突き合わせ部１３と裏板２、２どうしの突き合わせ部１４での仮止め嵌合部１８、１９が、突き合わせ方向に嵌まり合って反突き合わせ方向に引っ掛かり合うことが、一方の中空形材１２における表板１および裏板２の連結板３から延びる自由端片２１、２１の表裏でバランスのとれた弾性変形にて偏りなくなされる。併せ、他方の中空形材１１の連結板３が突っ張り部１５をなして、表板１、１どうしの突き合わせ部１３と裏板２、２どうしの突き合わせ部１４との間に同心関係で位置して、これら突き合わせ部１３、１４に働く摩擦接合負荷に対して偏りなく突っ張って十分に受け止め、どの突き合わせ部１３、１４においても表裏同じ位置にて逃げのない適正な摩擦接合が行われるようになる。

この結果、各突き合わせ部１３、１４間の連結板３は、突っ張り部１５として働くものの、他の連結板３との配置や補強のバランスが採れやすく、構造が簡単で安価に実現する。また、突っ張り部１５としての連結板３は場合により、図１に示す例のように他の位置の連結板３よりも厚くして支持強度を高められるし、図２に示す例のように中空の突っ張り部１５とすると、摩擦接合熱を奪う蓄熱容量を大きくしたり、あまり重量化しないで摩擦接合負荷に対する支持強度を高められる。

図３に示す例、図６に示す例では、特に、一対の中空形材１１、１２の接合端部１１ａ、１２ａにおける表板１、１どうしの突き合せ部１３と、裏板２、２どうしの突き合せ部１４とに、一方の中空形材１２の表板１の連結板３から延びる自由端片２１と他方の中空形材１１における裏板２の連結板３が突っ張り部１５をなして位置する端部との間、および他方の中空形材１１における裏板２の連結板３から延びる自由端片２１と一方の中空形材１２における表板１の連結板３が突っ張り部１５をなして位置する端部との間に、仮止め嵌合部１８、１９を有して、自由端片２１、２１の弾性変形を利用して突き合わせ方向に嵌まり合い反突き合わせ方向に引っ掛かり合って一対の中空形材１１、１２を突き合わせ状態に仮止めすることができ、併せ、表板１、１どうしの突き合わせ部１３に働く摩擦接合負荷は、一方の中空形材１１における表板１の突き合わせ部１３と裏板２の途中部１３ｂとの間に位置する連結板３がなす突っ張り部１６の突っ張りによって、裏板２、２どうしの突き合わせ部１４とに働く摩擦接合負荷は、他方の中空形材１２の裏板２の突き合わせ部１４と表板１の途中部１４ｂとの間に位置する連結板３がなす突っ張り部１７の突っ張りによって、それぞれ個々に受け止めることができる。

この結果、表板１、１どうしの突き合わせ部１３と裏板２、２どうしの突き合わせ部１４とを、図示するように摩擦接合負荷が働く方向に対して自由端片２１を設けた長さに対応して左右に位置ずれした構成として、各突き合わせ部１３、１４での摩擦接合負荷を支持する突っ張り部１５の配置が突き合わせ部１３、１４の位置ずれによって分散し、他の連結板３との配列バランスが取りやすいものとなる。

図４に示す例、図５に示す例、図６に示す例では、さらに、突っ張り部１５が、一対の中空形材１１、１２の接合端部１１ａ、１２ａにおける表板１、１どうし、裏板２、２どうしの仮止め嵌合部１８、１９での嵌合を伴なう突き合わせに際して、突っ張り位置に組合わさるよう一方の中空形材１１に設けられた一方側突っ張り部１５ａと、他方の中空形材１２に設けられた他方側突っ張り部１５ｂとがなしている。これにより、突っ張り部１５は、表板１、１どうしの仮止め嵌合部１８を持った突き合わせ部１３と裏板２、２どうしの仮止め嵌合部１９を持った突合せ部１４との間に位置するが、それらの一方側に設けられた一方側突っ張り部１５ａと他方側に設けられた他方側突っ張り部１５ｂとに互いに分かれた非連結支持板３ａとして機能し、それらを接合端部１１ａ、１２ａに持つ表板１および裏板２の自由を拘束せずに自由端片２１であることを可能にして、図４に示す例、図５に示す例のように自由端片２１を表裏バランスよく増設、具体的には倍加できるようにしながら、互いの突っ張り位置への組み合わせにて、各突き合わせ部１３、１４に働く摩擦接合負荷を受け止めることができる。

また、表板１、１どうしの突き合わせ部１３および裏板２、２どうしの突き合わせ部１４とが、図４に示す例、図５に示す例のように摩擦接合負荷が働く方向に対向し合う構成と、図６に示す例の側方へずれ合う構成とが採用でき、図６に示す例の側方へずれ合う構成では一方側突っ張り部１５ａと他方側突っ張り部１５ｂとの突っ張り位置が斜め配置となるのを利用して、一方側突っ張り部１５ａを有する一方の中空形材１１における表板１の突き合わせ部１３と裏板２の途中部１３ｂとを連結した斜め配置の連結板３と、他方側突っ張り部１５ｂを有する他方の中空形材１２における裏板２の突き合わせ部１４と表板１の途中部１４ｂとを連結した斜め配置の連結板３とが、組み合わせ構造の突っ張り部１５と分担し合って摩擦接合負荷を受け止める支持構造が実現するし、図７に示すような正立三角形部と倒立三角形部とが交互に並ぶトラス構造が実現する。

このような組み合わせ突っ張り部１５によっては、また、この嵌め合いでの一方側突っ張り部１５ａおよび他方側突っ張り部１５ｂが突っ張り合う位置に進入する際に組み合わせ突っ張り部１５に表板１および裏板２間の拡張作用を得て前記仮止め嵌合部１８、１９の嵌め合わせでの隙間をなくして摩擦接合時の逃げになるのを回避し摩擦接合が首尾よく達成されるようにすることができる。このような拡張をもたらしやすくするために図４に示す例、図５に示す例、図６に示す例では一方側突っ張り部１５ａと他方側突っ張り部１５ｂとの突っ張り合い位置への進入境界部に、表板１および裏板２の面に平行な進入方向に対して傾斜した傾斜部１５ｃを設けて、突っ張り合う位置への進入にさいして楔作用を営み組み合わせ突っ張り部１５を拡張させるようにしている。また、この楔作用は一方側突っ張り部１５ａおよび他方側突っ張り部１５ｂの突っ張り合い位置への進入初期の引っ掛かりや干渉無しに容易に突っ張り合い位置に進入できるようにして、しかも、その後の一層の進入によって前記組み合わせ突っ張り部１５の拡張を生んで仮止め嵌合部１８、１９の隙間をなくす圧入状態が得られるようにする。特に、図６に示す例では、一方側突っ張り部１５ａおよび他方側突っ張り部１５ｂは突っ張り位置への進入し合って後、突っ張り位置ではその進入方向に対して斜めの方向に突っ張り合う関係から、鉤型の突っ張り端部１５ｄ、１５ｅを設けて、突っ張り合い位置から外れるのを防止している。

一方、図５に示す例での、他方の中空形材１２に設けた他方側突っ張り部１５ｂは、表板１、裏板２の一方、具体例では表板１の裏面から断面鉤型に突出した部分として形成することで、他方の中空形材１２の接合端部１２ａの表板１および裏板２の双方に自由端片２１が得られるようにしているが、仮想線や破線で示すように表板１および裏板２間の連結板３の途中から突出したものとしても、一方の中空形材１１の接合端部１１ａの表板１および裏板２に自由端片２１が得られているので、嵌合部１８、１９での嵌合を困難にすることはない。また、仮想線で示すような位置の連結板３を組み合わせ突っ張り部１５と併せても、２つの連結板３が隣接場合よりは局部的な高剛性化は軽減されるし、例え、それが有益でなく、問題になる程度の局部的な高剛性部をなす場合はそのような問題にならない位置にある破線や実線で示すような摩擦接合位置から適度に離れた連結板３から他方側突っ張り部１５ｂを延ばすなどすれば対応できる。

本発明は鉄道車両の構体などを形成するのに有効な摩擦接合用の中空形材対を提供し、その設計および摩擦接合作業に便宜を与えられる。

本発明の実施の形態における摩擦接合用の中空形材対の１つの接合構造例を示す断面図である。 本発明の実施の形態における摩擦接合用の中空形材対の別の接合構造例を示す断面図である。 本発明の実施の形態における摩擦接合用の中空形材対の今１つの接合構造例を示す断面図である。 本発明の実施の形態における摩擦接合用の中空形材対のさらに別の接合構造例を示す断面図である。 本発明の実施の形態における摩擦接合用の中空形材対のさらに他の接合構造例を示す断面図である。 本発明の実施の形態における摩擦接合用の中空形材対のさらに今１つの接合構造例を示す断面図である。

符号の説明

１ 表板
２ 裏板
３ 連結板
３ａ 非連結支持板
１１ 一方の中空形材
１２ 他方の中空形材
１１ａ、１２ａ 接合端部
１３、１４ 突き合わせ部
１３ｂ、１４ｂ 途中部
１５、１６、１７突っ張り部
１５ａ 一方側突っ張り部
１５ｂ 他方側突っ張り部
１８、１９ 仮止め嵌合部
２１ 自由端片
Ａ 面直角方向

Claims (5)

1. 表裏の板間が複数の連結板によって連結されて中空とされた中空形材を一対組合せ備え、それらの表裏の板どうしを互いに突き合わせて面直角方向からの回転子の押し当てにより摩擦接合される接合端部を有し、これら接合端部に、前記表板どうしの突き合わせ部と、裏板どうしの突き合わせ部とで、それらの少なくとも表板どうしの一方と裏板どうしの一方とに連結板から延びた自由端片を有して突き合わさり、互いが突き合わせ方向に弾性嵌合して反突き合わせ方向に引っ掛かり合い一対の中空形材を突き合わせ状態に仮止めする仮止め嵌合部と、表板どうしの突き合わせ部と裏板どうしの突き合わせ部との間での突っ張り、または、表板どうしの突き合わせ部と裏板間での突っ張りと裏板どうしの突き合わせ部と表板間での突っ張り、にて、前記各自由端片の自由を阻害しないように位置して対応する表板どうしまたはおよび裏板どうしの突き合わせ部に働く摩擦接合負荷を受け止める突っ張り部と、を設けたことを特徴とする摩擦接合用の中空形材対。
2. 表裏の板間が複数の連結板によって連結されて中空とされた中空形材を一対組合せ備え、それらの表裏の板どうしを互いに突き合わせて面直角方向からの回転子の押し当てにより摩擦接合される接合端部を有し、これら接合端部における表板どうしの突合せ部と、裏板どうしの突合せ部とに、一対の中空形材の一方における表板および裏板の連結板から延びる自由端片と、他方における表板および裏板の連結板が突っ張り部をなして位置する端部との間で、前記自由端片の弾性変形を利用して突き合わせ方向に嵌まり合い反突き合わせ方向に引っ掛かり合って、一対の中空形材を突き合わせ状態に仮止めする仮止め嵌合部を設け、表板どうしの突き合わせ部と裏板どうしの突き合わせ部とに働く摩擦接合負荷をそれら突き合わせ部間の連結板が突っ張り部となって受け止めるようにしたことを特徴とする摩擦接合用の中空形材対。
3. 表裏の板間が複数の連結板によって連結されて中空とされた中空形材を一対組合せ備え、それらの表裏の板どうしを互いに突き合わせて面直角方向からの回転子の押し当てにより摩擦接合される接合端部を有し、これら接合端部における表板どうしの突き合せ部と、裏板どうしの突き合せ部とに、一対の中空形材の一方における表板の連結板から延びる自由端片と他方における裏板の連結板が位置する端部との間、および一対の中空形材の他方における裏板の連結板から延びる自由端片と他方における表板の連結板が位置する端部との間に、前記自由端片の弾性変形を利用して突き合わせ方向に嵌まり合い反突き合わせ方向に引っ掛かり合って一対の中空形材を突き合わせ状態に仮止めする嵌合部を設け、表板どうしの突き合わせ部と裏板どうしの突き合わせ部とに働く摩擦接合負荷を、それら突き合わせ部に位置する各連結板が突っ張り部となって個々に受け止めるようにしたことを特徴とする摩擦接合用の中空形材対。
4. 突っ張り部は、中空である請求項１〜３のいずれか１項に記載の摩擦接合用の中空形材対。
5. 突っ張り部は、一対の中空形材の接合端部における表板どうし、裏板どうしの仮止め嵌合を伴う突き合わせに際して、突っ張り位置に組合わさるよう一方の中空形材に設けられた一方側突っ張り部と、他方の中空形材に設けられた他方側突っ張り部とがなす請求項１〜３のいずれか１項に記載の摩擦接合用の中空形材対。

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