JP2008267458A - 中空角材の組立固定構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明の課題は、中空角材を屈曲・接合して得られる組立構造体において、組立部の固定作業を省力化・簡素化して、生産性・経済性の向上を図るとともに、組立強度・剛性の高い堅牢な構造体を形成することができる中空角材の組立固定構造を提供することにある。
【解決手段】 中空角材２からなる第１基材４と第２基材５とを組み合わせて構成する組立構造体において、第１基材４と第２基材５の組立を位置決めする手段（凸片１３、長孔１５）と、組立状態を固定するボルト１８が締着される断片９，１０とを、第１基材４及び第２基材５に一体形成したものである。
【選択図】図４

Description

本発明は、中空角材を屈曲・接合することで得られる構造体を組み立てた状態に固定する組立固定構造に関する。

中空角材の組立構造体として、１つの中空角材を所定角度に折り曲げた屈曲構造体や２つの中空角材をＴ型に接合した接合構造体等がある。

このうち屈曲構造体として、特許文献１が知られている。この特許文献１には、中空金属パイプの折り曲げ位置に切欠部を形成し、この切欠部で中空金属パイプを折り曲げることで、切欠部に形成した係合凸部と係合凹部が係合して折り曲げ状態が保持される組立構造が開示されている。また、接合構造体として、特許文献２が知られている。特許文献２には、第１中空形材の端部に板状突起を形成し、第２中空形材の側面に挿入孔を形成し、に第１中空形材の板状突起を第２中空形材の挿入孔に挿入する組立構造が開示されている。

これら従来の技術は、中空角材の組立性を向上させるため、組立位置への位置決めや仮止めを行うものであり、組立により堅牢な構造体が構成されるものではない。すなわち、パイプの折り曲げ・接合を行った後、組立強度を高めるために固定作業を行うことを前提に、その固定作業を容易に行えるよう、各部材の組立状態を一時的に保持するための構成にすぎないのである。組み立てた後の固定作業は、溶接やネジ締めなどで行うのが一般的であるが、溶接の場合、熟練した作業者のもと、多大の労力と時間及びそれに伴うコストが掛かり、生産性や経済性を悪化させる要因となっていた。また、ネジ締めの場合、作業の熟練性は必要としないものの、角材形状として締着部の確保に苦慮するという問題があった。
特開２０００−３４５６２３号 特開平１０−３７９２２号

本発明が解決しようとする課題は、中空角材を屈曲・接合して得られる組立構造体において、組立部の固定作業を省力化・簡素化して、生産性・経済性の向上を図るとともに、組立強度・剛性の高い堅牢な構造体を形成することができる中空角材の組立固定構造を提供することにある。

本発明は上記課題を解決するため、中空角材からなる第１基材と第２基材とを組み合わせて構成する組立構造体において、第１基材と第２基材の組立を位置決めする手段と、組立状態を固定する締結体が締着される断片とを、前記第１基材及び第２基材に一体形成したものである。

また、中空角材を構成する面のうち少なくとも１つの連結面を除いた面に切欠部を形成し、該切欠部によって分割される角材の第１基材と第２基材を前記連結面で折り曲げることで所定角度に屈曲した屈曲構造体を形成する組立構造において、切欠部は、第１基材と第２基材のいずれか一方に突起もしくは嵌合穴を形成するとともに、略鉛直内側に折り曲げられる折曲片と、角材を折り曲げた状態で前記折曲片と対面する断片とを形成し、前記折曲片と断片は対面した状態で正対する位置にそれぞれ係合穴を開口し、前記連結面に前記係合穴同士を締結体で締着するための作業穴を開口し、前記折曲片と断片を締結体で結合することにより屈曲構造体の折り曲げ状態を固定するようにしたものである。

更に、第１基材の先端を第２基材の側面に接合して構成する接合構造体において、第１基材の先端に、第２基材の側面に嵌合する突起と、第１基材の内側に折り曲げられる折曲片とを形成するとともに、ナットを嵌めたナット保持体を取り付け可能とし、折曲片を折り曲げることでナット保持体が第１基材の先端に挟持され、折曲片に開口した係合穴とナット保持体に嵌めたナットが合致し、第２基材の側面に、第１基材の突起が嵌合する嵌合穴と、第１基材の折曲片に開口した係合穴と締結体によって締着される係合穴とを形成するとともに、第１基材が接合される面以外の面に前記締結体で締着するための作業穴を形成し、第１基材と第２基材を締結体で結合することにより接合構造体の接合状態を固定するようにしたものである。

本発明によれば、第１基材と第２基材を屈曲・接合する組立構造で、組立の位置決めを行った上で、締結体（ねじ・ボルト等）で両者を固定することが可能になり、組み立て作業の省力化・簡素化が図られるとともに、組立強度・剛性の高い堅牢な構造体を形成することができる。

以下、図面を用いて本発明の実施例１について説明する。図１は本発明の組立固定構造によって組立された構造体を示す外観図である。
構造体１は、中空角材を屈曲・接合することによって組み立てられている。このうち、Ａ部及びＣ部は、中空角材を折り曲げた屈曲構造体で構成されている。この屈曲構造体の構成について、図２〜４を用いて、以下に説明する。

中空角材２は、４つの面２Ａ〜２Ｄで囲まれる四角柱形状をなし、折り曲げ位置に切欠部３を形成している。切欠部３は、面２Ａを除く三面２Ｂ，２Ｃ，２ＤをＮＣレーザー加工等で所定形状に切削した後、治具等で切削部分を切除することで形成され、中空角材２を面２Ａで繋がった第１基材４と第２基材５に分断するものである。屈曲構造体は、中空角材２をこの切欠部３で第１基材４と第２基材５を突き合わせるように折り曲げて構成されるものである。

切欠部３には、図２に示すように、面２Ａに、第１基材４と第２基材５の折り曲げ基準となる切込溝６，６が形成され、面２Ｂ及び２Ｄに、切込溝６から面２Ｃにかけて略４５°に切断された接合縁７・７’，８・８’が形成され、面２Ｃに、第１基材４と第２基材５の折り曲げを支持する断片９・１０が形成されている。切込溝６は、第１基材４と第２基材５の境界位置における面２Ａから面２Ｂにかけてのコーナ部及び面２Ａから面２Ｄにかけてのコーナ部に設けられ、中空角材２の折曲基準線Ｌ１を仮想形成している。接合縁７・７’及び８・８’は、第１基材４と第２基材５を折り曲げたときに当接し、屈曲構造体の外形を形成する。

断片９は、第１基材４側の面２Ｃ内縁部に形成され、面２Ｃとの境界位置に切込溝１１が形成されるとともに、この切込溝１１によって与えられる折曲基準線Ｌ２の中心位置に、略コ字状の切抜穴１２が穿設されている。この断片９を折曲基準線Ｌ２に沿って第１基材４の内方に略直角に折り曲げると、切抜穴１２に囲まれた部分が凸片１３となり、この凸片１３を除く部分が第２基材５との接合片１４となる。断片１０は、第２基材５側の面２Ｃに形成され、面２Ｃとの境界位置に断片９の凸片１３が嵌合する長孔１５が開口されている。

このような形状により、図３に示すように、断片９を折曲基準線Ｌ２で第１基材４の内方に折り曲げた後、中空角材２を折曲基準線Ｌ１で第１基材４と第２基材５を突き合わせるように折り曲げていくと、断片９の凸片１３が断片１０の長孔１５に位置決めされながら嵌合していき、第１基材４の接合縁７，８と第２基材５の接合縁７’，８’が当接して直角の屈曲構造体が形成されることになる。尚、接合縁の切断角度を変えることにより、図１におけるＣ部のような直角以外の屈曲構造体を構成することが可能である。

こうして屈曲構造体が形成されると、図４に示すように、第１基材４の断片９の接合片１４と第２基材１０の断片１０は、対面した状態で当接する。接合片９及び断片１０には、当接した状態で互いに連通する位置にねじ穴１６，１７を開口しており、このねじ穴１６，１７同士をボルト１８によって接合することで、第１基材４と第２基材５の折り曲げ状態が保持される。ボルト１８を取り付けるための通穴１９は、第２基材５の面２Ａにおけるねじ穴１６，１７の軸線上に開口しており、この通穴１９からねじ止め作業が図られる。これにより屈曲構造体は、接合片９及び断片１０をねじ止めすることで、第１基材４と第２基材５の折り曲げ状態が堅牢に強化され、スプリングバックを起こさず屈曲構造体を構成することができる。尚、ここでは断片に対して１つのねじ穴を開口した例を示しているが、ねじ穴を複数設けて複数のねじで固定できるようにしても良いことはいうまでもない。

図１におけるＢ部は、中空角材２０の先端を中空角材２１の側面に接合した接合構造体で構成されている。この接合構造体の構成について、図５〜７を用いて説明する。
中空角材２０は、対面する面２０Ａ・２０Ｃの先端に断片２２，２２を形成し、この断片２２，２２の基端部分に面２０Ａ・２０Ｃへ凹陥させた凹陥溝２３を形成するとともに、面２０Ｂ・２０Ｄの先端に係合突起２４，２４を形成している。これら断片２２，２２、凹陥溝２３、係合突起２４，２４は、中空角材２０の先端をＮＣレーザー加工等で所定形状に切削した後、その切削部分を切除することで形成される。

断片２２，２２は、それぞれ面２０Ａ・２０Ｃとの境界位置に切込溝２５を形成し、この切込溝２５によって与えられる折曲基準線Ｌ３で内方に折り畳み可能になっており、略中心部にはねじ穴２６を開口している。凹陥溝２３は、断片２２，２２の基端部分において切込溝２５と一体的に切削され、コーナ部に凸部２７を形成したナット保持体２８が取り付けられる。係合突起２４，２４は、面２０Ｂ・２０Ｄの先端に突出形成され、両者の大きさを異ならせて取付時の方向性を与えている。

前記ナット保持体２８は、ナットが嵌合する六角穴２９，２９を開口しており、この六角穴２９，２９にフランジ付きナット３０，３０のナット部を嵌め込んだ状態で、中空角材２０の凹陥溝２３に取り付けられる。このナット保持体２８を取り付けた状態で、断片２２，２２を内方に折り曲げることで、フランジ付きナット３０，３０のフランジ部が断片２２とナット保持体２８とに挟持されて、断片２２のねじ穴２６とナットのねじ穴が合致するようになる。

中空角材２１は、中空角材２０が接合される面２１Ａに、中空角材２０の係合突起２３，２３が挿入される係合穴３１，３１と、中空角材２０を接合状態に固定するねじ穴３２，３２を開口し、この面２０Ａと対面する面２０Ｃに、ねじ穴３２，３２にボルト３４，３４を取り付けるための通孔３３，３３を開口している。係合穴３０，３０は、中空角材２０の係合突起２４，２４の形状に合わせて両者の大きさを異ならせている。

このように構成する中空角材２０と中空角材２１で接合構造体を形成する手順について説明する。
図６に示すように、ナット保持体２８にフランジ付きナット３０，３０を嵌め込んで中空角材２０の凹陥溝２３に取り付け、断片２２，２２を内方に折り曲げる。これにより、フランジ付きナット３０，３０のフランジ部が断片２２とナット保持体２８とに挟持され、断片２２のねじ穴２６とナット３０，３０のねじ穴が合致する。その後、中空角材２１の係合穴３１，３１に中空角材２０の係止突起２４，２４を大きさを合わせて挿入すると中空角材２０の先端が中空角材２１の面２０Ａに仮止めされる。この状態では、中空角材２１のねじ穴３２，３２と中空角材２０のねじ穴２６，２６が合致するので、通孔３３，３３よりボルト３４，３４を挿入して固定するのである。中空角材２０のねじ穴２６，２６は、ナット３０，３０のねじ穴と合致しているため、ボルト３４，３４とナット３０，３０の連結により、中空角材２０と中空角材２１は強固に接合した接合構造体を形成することができる。

本発明の組立固定構造によって組み立てられるフレームを示す説明図である。 屈曲構造体の組立固定構造を示す説明図である。 屈曲構造体の組立手順を示す説明図である。 屈曲構造体の組立状態を示す説明図である。 接合構造体の組立固定構造を示す説明図である。 接合構造体の組立状態を示す説明図である。 接合構造体の接合部を示す説明図である。

符号の説明

１ 構造体
２ 中空角材
３ 切欠部
４ 第１基材
５ 第２基材
９ 断片
１０ 断片
１３ 凸片
１５ 長孔
１６ ねじ穴
１７ ねじ穴
１８ ボルト（締結体）
１９ 通穴
２０ 中空角材
２１ 中空角材
２２ 断片
２４ 係合突起
２６ ねじ穴
２８ ナット保持体
３０ フランジ付きナット
３１ 係合穴
３２ ねじ穴
３３ 通孔
３４ ボルト（締結体）

Claims (3)

1. 中空角材からなる第１基材と第２基材とを組み合わせて構成する組立構造体において、
   第１基材と第２基材の組立を位置決めする手段と、組立状態を固定する締結体が締着される断片とを、前記第１基材及び第２基材の少なくとも一方に一体形成したことを特徴とする中空角材の組立固定構造。
   
2. 中空角材を構成する面のうち少なくとも１つの連結面を除いた面に切欠部を形成し、該切欠部によって分割される角材の第１基材と第２基材を前記連結面で折り曲げることで所定角度に屈曲した屈曲構造体を形成する組立構造において、
   前記切欠部は、第１基材と第２基材のいずれか一方に突起もしくは嵌合穴を形成するとともに、略鉛直内側に折り曲げられる折曲片と、角材を折り曲げた状態で前記折曲片と対面する断片とを形成し、前記折曲片と断片は対面した状態で正対する位置にそれぞれ係合穴を開口し、前記連結面に前記係合穴同士を締結体で締着するための作業穴を開口し、前記折曲片と断片を締結体で結合することにより屈曲構造体の折り曲げ状態を固定するようにしたことを特徴とする中空角材の組立固定構造。
   
3. 第１基材の先端を第２基材の側面に接合して構成する接合構造体において、
   前記第１基材の先端に、前記第２基材の側面に嵌合する突起と、第１基材の内側に折り曲げられる折曲片とを形成するとともに、ナットを嵌めたナット保持体を取り付け可能とし、前記折曲片を折り曲げることで前記ナット保持体が第１基材の先端に挟持され、前記折曲片に開口した係合穴とナット保持体に嵌めたナットが合致し、
   前記第２基材の側面に、第１基材の突起が嵌合する嵌合穴と、第１基材の折曲片に開口した係合穴と締結体によって締着される係合穴とを形成するとともに、前記第１基材が接合される面以外の面に前記締結体で締着するための作業穴を形成し、第１基材と第２基材を締結体で結合することにより接合構造体の接合状態を固定するようにしたことを特徴とする中空角材の組立固定構造。

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