JP2010101064A - フリーアクセスフロア用パネル - Google Patents

Abstract

【課題】パネル本体部のリブの先端部と補強板部材との接合に用いる摩擦撹拌接合手段による接合のための時間を短縮することができるとともに、接合不良が発生せず確実に接合することができるフリーアクセスフロア用パネルを提供する。
【解決手段】平板部４と、この平板部４の裏面側に一体的に形成される複数のリブ２６とを有するパネル本体部２２と、複数のリブ２６の先端部に接合される補強板部材２４とを備え、補強板部材２４と複数のリブ２６の先端部とが、補強板部材２４に形成されリブ２６の先端部が嵌合する嵌合部２９において摩擦撹拌接合手段により接合されるようにした。
【効果】フリーアクセスフロア用パネルにおける、パネル本体部のリブの先端部と補強板部材との接合に用いる摩擦撹拌接合手段による接合のための時間を短縮することができるとともに、接合不良が発生せず確実に接合することができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、クリーンルームや電算室等の部屋の床部に敷設されるフリーアクセスフロアの床面を形成するフリーアクセスフロア用パネルに関するものである。

図５は、従来のフリーアクセスフロア用パネル２（以下、パネル２と呼ぶこともある）をその使用時の裏側から見た底面図であって、図６は、図５に示すパネル２のＡ−Ａ線矢視断面図である（例えば、特許文献１参照）。

このパネル２は、図６に示す姿勢とは上下方向を逆にして（裏返して）使用され、不図示の支持脚により所定の高さで水平に支持された状態を保持し、クリーンルームや電算室等の部屋の床面を形成するように並べて敷設される。このことにより、このパネル２と、その下方のコンクリートの下地床面との間の空間に配管や配線を通すことができる、フリーアクセスフロアを形成するようになっている。

この従来のパネル２は、図５及び図６に示すように、パネル本体部１２と補強板部材１４とを備えて構成されている。この従来のパネル２のパネル本体部１２は、その材質がアルミニウム合金であるダイカスト製品であって、フリーアクセスフロアの床面を形成する平板部４と、この平板部４の裏面側（図５中においては紙面に垂直方向の手前側、図６中においては上側）に一体的に形成される複数のリブ６を備えて構成されている。複数のリブ６のそれぞれは、平板部４の平面と平行方向に伸びるように形成され、図５に示すように格子状に配置されている。

また、この従来のパネル２の補強板部材１４は、アルミニウム合金製の板状の素材から四辺形に切取って形成したものであって、そのパネル本体部１２側の面が、複数のリブ６それぞれの先端部に接触し、この複数のリブ６の先端部に接着又は溶接により接合されている。

また、この従来のパネル２は、そのパネル本体部１２の複数のリブ６と補強板部材１４との接合は、後述するような、摩擦撹拌接合手段（Ｆｒｉｃｔｉｏｎ Ｓｔｉｒ Ｗｅｌｄｉｎｇ）により行なわれるようになっていてもよい。

ここで、摩擦撹拌接合手段とは、例えば、特許文献２及び３に記載されているように、略円柱状の部分と、その先端面から軸線方向に突出するネジ棒状の突起部（以下、プローブと呼ぶ）とを有する形状の工具を、その軸線回りに回転させながら接合部材同士の接合部分又はその近傍部の面に、その軸線をほぼ垂直にして押し付けることにより、摩擦熱で接合部材を液状化手前まで軟化させる。

そして、この液状化手前まで軟化した接合部材内に前記工具のプローブが入り込んで撹拌作用による塑性流動を生じさせ、接合部材同士の接合部分の金属組織を互いに練り混ぜることにより一体化させた後、その温度が降下することによりその接合部分が固化するようにした接合手段をいう。

従来のパネル２について、その複数のリブ６の先端部と補強板部材１４とを摩擦撹拌接合手段により接合する場合には、その接合作業の際に、パネル２は、図６に示すように、その表裏面の上下方向の向きが使用時のときとは逆に裏返した状態（パネル本体部１２の上側に補強板部材１４が配置された状態）にされ、摩擦撹拌接合を行なう不図示の装置の加工用テーブル上に固定される。

そして、補強板部材１４におけるパネル本体部１２とは反対側の面における、その裏側（パネル本体部１２側）に存在するリブ６の先端部に対応する位置に、前記摩擦撹拌接合を行う装置の回転するプローブが上方から押し当てられて、このプローブが、補強板部材１４を摩擦熱により液状化手前まで軟化させて、リブ６に向かって軟化した補強板部材１４中に潜り込み、リブ６の先端部に迄到達して互いの境界部及びその周りを軟化させる。その後、このプローブがリブ６の水平に伸びる方向に沿って相対移動していくことにより、摩擦撹拌接合が行なわれる。
実開昭６３−９４２４１号公報 特許第２７１２８３８号公報 特許第２７９２２３３号公報

しかしながら、上述したような従来のフリーアクセスフロア用パネル２においては、そのパネル本体部１２のリブ６と補強板部材１４とを摩擦撹拌接合手段により接合しようとする場合には、補強板部材１４の厚さが大きい場合には、この補強板部材１４における摩擦撹拌接合を行なう前記プローブが押し当てられた位置から、摩擦熱による軟化が徐々に拡大していくのに時間を要するので、補強板部材１４のプローブと反対側のリブ６の先端部が軟化し始めるまでの時間が長くなる。このため、摩擦撹拌接合手段による接合のための時間が長くなるという問題があり、また、その際に接合不良が発生し易くなるという問題があった。

そこで本発明は、上記問題点に鑑みて、パネル本体部のリブの先端部と補強板部材との接合に用いる摩擦撹拌接合手段による接合のための時間を短縮することができるとともに、接合不良が発生せず確実に接合することができるフリーアクセスフロア用パネルを提供することを課題とするものである。

上記課題を解決するために、本発明によるフリーアクセスフロア用パネルは、
平板部と、この平板部の裏面側に一体的に形成される複数のリブとを有するパネル本体部と、
前記複数のリブの先端部に接合される補強板部材とを備え、
前記補強板部材と前記複数のリブの先端部とが、前記補強板部材に形成され前記リブの先端部が嵌合する嵌合部において摩擦撹拌接合手段により接合されるようにしたことを特徴とするものである。

また、本発明によるフリーアクセスフロア用パネルは、
前記嵌合部が、凹状に形成されたことを特徴とするものである。

また、本発明によるフリーアクセスフロア用パネルは、
前記嵌合部が、前記補強板部材の厚さ方向に貫通して形成されたことを特徴とするものである。

このような本発明に係るフリーアクセスフロア用パネルによれば、
平板部と、この平板部の裏面側に一体的に形成される複数のリブとを有するパネル本体部と、
前記複数のリブの先端部に接合される補強板部材とを備え、
前記補強板部材と前記複数のリブの先端部とが、前記補強板部材に形成され前記リブの先端部が嵌合する嵌合部において摩擦撹拌接合手段により接合されるようにしたことにより、
パネル本体部のリブの先端部と補強板部材との接合に用いる摩擦撹拌接合手段による接合のための時間を短縮することができるとともに、接合不良が発生せず確実に接合することができる。

また、本発明に係るフリーアクセスフロア用パネルによれば、
前記嵌合部が、凹状に形成されたことにより、
パネル本体部のリブの先端部と補強板部材との接合に用いる摩擦撹拌接合手段による接合のための時間を確実に短縮することができると共に、接合不良が発生するのを防止することができる。

また、本発明に係るフリーアクセスフロア用パネルによれば、
前記嵌合部が、前記補強板部材の厚さ方向に貫通して形成されたことにより、
パネル本体部のリブの先端部と補強板部材との接合に用いる摩擦撹拌接合手段による接合のための時間をさらに短縮することができると共に、接合不良が発生するのを確実に防止することができる。

以下、本発明に係るフリーアクセスフロア用パネルを実施するための最良の形態について、図面に基づいて具体的に説明する。
図１及び図２は、本発明の第１の実施の形態に係るフリーアクセスフロア用パネル２０について説明するために参照する図である。

本実施の形態に係るフリーアクセスフロア用パネル２０（以下、パネル２０と呼ぶこともある）は、アルミニウム合金製で、図１及び図２に示すように、パネル本体部２２と補強板部材２４とを備えている。

このパネル２０のパネル本体部２２は、フリーアクセスフロアの床面を形成する平板部４と、この平板部４の裏面側（図１中においては紙面に垂直方向の手前側、図２中においては上側）に高さを有して一体的に形成される、複数の第１リブ２６を備えて構成されている。第１リブ２６は、図１に示すように、縦横２方向に伸び、互いに交差して格子状に形成されている。

このような、パネル２０におけるパネル本体部２２の複数の第１リブ２６の先端部と補強板部材２４とは、前記摩擦撹拌接合手段により互いに接合されている。このように複数の第１リブ２６の先端部と補強板部材２４とは、前記摩擦撹拌接合手段により互いに接合された後においては、そのような接合箇所において互いの金属組織が混ざり合うようになるため、実際には、互いの境界線を定めることができなくなるのかもしれない。

しかしながら、便宜上、図１及び図２に示すように、これら複数の第１リブ２６の先端部と補強板部材２４との境界線が存在するものとして、このような境界線についても、他の通常の輪郭線と同様に、実線又は破線で示すこととする。

補強板部材２４には、第１リブ２６側の面から凹むように形成され、複数の第１リブ２６それぞれの先端部が嵌合する、溝形状（凹状）の第１嵌合部２９が複数形成されている。この複数の第１嵌合部２９は、パネル本体部２２における複数の第１リブ２６が格子状に配置されて形成されていることに対応して、やはり、格子状に配置されて形成されている。

この複数の第１嵌合部２９のうち、補強板部材２４の四辺に沿って形成された４本の第１嵌合部２９が囲む領域の内側に配置された、この４本以外の他の第１嵌合部２９は、図２に示すように、その幅方向（図２中左右方向）に第１リブ２６の先端部を挟み込むように対向する一対の側面を有する典型的な溝形状に形成されているのに対し、補強板部材２４の外周四辺のそれぞれに沿って形成された４本の第１嵌合部２９は、このような第１リブ２６の先端部を挟みこむ一対の側面のうちの、外周側の側面が存在しないが、溝形状が外周側に開放されるように形成されているものと見ることができる。

このため、補強板部材２４の四辺に沿って形成された４本の第１嵌合部２９と、この４本以外の他の第１嵌合部２９については、これらを区別することなく、両者とも第１嵌合部２９と呼ぶこととする。

この複数の第１嵌合部２９のそれぞれは、補強板部材２４の厚さ方向に一定深さを有し、第１リブ２６の厚さ（図２中、寸法ｔ０）とほぼ同じ寸法の幅を有するように形成されている。

補強板部材２４と第１リブ２６の先端部との間の摩擦撹拌接合手段による接合は、図２に示すように、補強板部材２４における第１リブ２６とは反対側の面２４ｃの、第１リブ２６の先端部に対応する位置に、図２中の上方から、前記摩擦撹拌接合を行なう装置の回転するプローブが、図中、下方に向かって押し当てられることにより行なわれる。

このような第１の実施の形態に係るフリーアクセスフロア用パネル２０によれば、図２に示すように、そのパネル本体部２２の第１リブ２６の先端部と補強板部材２４とを、摩擦撹拌接合手段により接合する際には、第１リブ２６の先端部が、これに対応する補強板部材２４の、溝形状の、その周部より肉厚が薄くなっている、第１嵌合部２９に嵌合している。

このことにより、第１リブ２６の先端部が、前記摩擦撹拌接合を行なう装置のプローブが押し当てられる補強板部材２４の面２４ｃに接近しているので、第１リブ２６の先端部が早期に軟化を開始するようになる。

このため、パネル本体部２２の第１リブ２６の先端部と補強板部材２４との接合に用いる摩擦撹拌接合手段による接合のための時間を短縮することができるとともに、接合不良が発生せず確実に接合することができる。

また、このような第１の実施の形態に係るフロア用パネル２０によれば、第１リブ２６の先端部と補強板部材２４とを摩擦撹拌接合手段により接合する際には、第１リブ２６の先端部が、これに対応する補強板部材２４の第１嵌合部２９に嵌合していることにより、接合中に第１リブ２６の先端部の位置が、補強板部材２４に対してその面２４ｃと平行方向にずれることを防止して、第１リブ２６の先端部と補強板部材２４とが安定した状態で接合することができる。

また、このような第１の実施の形態に係るフロア用パネル２０によれば、パネル本体部２２の第１リブ２６の先端部と補強板部材２４との接合に用いる摩擦撹拌接合手段による接合のための時間を短縮できることにより、前記摩擦撹拌接合を行なう装置のプローブが下方の第１リブ２６に向かって押し当てられる荷重に耐えられなくなって第１リブ２６が座屈変形する可能性を、低減することができる。

次に、図３及び図４は、本発明の第２の実施の形態に係るフリーアクセスフロア用パネル３０（以下、パネル３０と呼ぶこともある）について説明するために参照する図である。前記第１の実施の形態に係るフリーアクセスフロア用パネル２０と同様の部分には同じ符号を用いて説明し、同様の構成についての重複する説明はできるだけ省略するものとする。

また、図３中のパネル３０をＤ−Ｄ線で切断した断面の形状は、前記第１の実施の形態に係るパネル２０の断面図を示す図２の断面形状と全く同じ形状として表されるので、パネル３０のＤ−Ｄ線矢視断面図は省略して、必要なときは図２を参照して説明するものとする。

本実施の形態に係るパネル３０は、図３及び図４に示すように、パネル本体部３２と補強板部材３４とを備えている。パネル本体部３２には、前記第１の実施の形態に係るパネル２０のパネル本体部２２における複数の第１リブ２６のうちの一部のものの代わりに、第２リブ３６が形成されている。

すなわち、本実施の形態に係るパネル３０のパネル本体部３２においては、図１及び図２に示す前記第１の実施の形態に係るパネル２０の、パネル本体部２２における格子状の複数の第１リブ２６のうち、図１中において上下方向に伸びるように形成されたものであって、そのうちの左右方向に間隔を置いて並ぶ複数の第１リブ２６のうち最も左右外側の１本ずつを除いた複数の第１リブ２６の代わりに、図３及び図４に示すような、複数の第２リブ３６が形成されている。この複数の第２リブ３６のそれぞれは、第１リブ２６よりも高い高さを有するように形成されている。

また、パネル３０の補強板部材３４には、前記第１の実施の形態に係るパネル２０の補強板部材２４における、複数の第１嵌合部２９のうちの一部のものの代わりに、第２嵌合部３９が形成されている。

すなわち、本実施の形態に係るパネル３０の補強板部材３４においては、図１及び図２に示す前記第１の実施の形態に係るパネル２０の補強板部材２４における複数の第１嵌合部２９のうち、図１中において上下方向に伸びるように形成されたものであって、そのうちの左右方向に間隔を置いて並ぶ複数の第１嵌合部２９のうち最も左右外側の１本ずつを除いた複数の第１嵌合部２９の代わりに、図３及び図４に示すように、複数の第２嵌合部３９が形成されている。この複数の第２嵌合部３９のそれぞれは、第２リブ３６の先端部の厚さと同じ寸法の溝幅で、補強板部材３４の厚さ方向に貫通するように形成されている。

このことにより、パネル本体部３２における第２リブ３６それぞれの先端部は、補強板部材３４の第２嵌合部３９内に嵌合している。第２リブ３６の先端面と、補強板部材３４における、パネル本体部３２の平板部４と反対側の面３４ｃとは、相互間に段差を生じない同一平面状になっている。

補強板部材３４と、第２リブ３６の先端部との間の摩擦撹拌接合による接合は、図４に示すように、補強板部材３４の面３４ｃにおける第２嵌合部３９の周縁部と、この第２嵌合部３９内に嵌合した第２リブ３６の先端面の両方に対して、摩擦撹拌接合を行なう不図示の装置の回転するプローブが同時に押し当てられることにより行なわれる。

このような第２の実施の形態に係るフリーアクセスフロア用パネル３０によれば、そのパネル本体部３２の第２リブ３６の先端部と補強板部材３４とを、摩擦撹拌接合手段により接合する際には、第２リブ３６の先端部が、これに対応する補強板部材３４を貫通する第２嵌合部３９に嵌合していることにより、第２リブ３６の先端面が、前記装置のプローブが押し当てられる補強板部材３４の面３４ｃと同一平面状に配置されている。

このことにより、補強板部材３４だけでなく、第２リブ３６の先端部に対しても、前記装置のプローブを同時に押し当てることができるようになるので、第２リブ３６の先端部が、前記第１の実施の形態の第１リブ２６の先端部よりもさらに早期に軟化を開始するようになる。

このため、パネル本体部３２の第２リブ３６の先端部と補強板部材３４との接合に用いる摩擦撹拌接合手段による接合のための時間を、前記第１の実施の形態よりもさらに短縮することができるとともに、接合不良が発生せず確実に接合することができる。

また、このような第２の実施の形態に係るフロア用パネル３０によれば、第２リブ３６の先端部と補強板部材３４とを摩擦撹拌接合手段により接合する際には、第２リブ３６の先端部が、これに対応する補強板部材３４の第２嵌合部３９に嵌合していることにより、接合中に第２リブ３６の先端部の位置が、補強板部材３４に対してその面３４ｃと平行方向にずれることを防止して、第２リブ３６の先端部と補強板部材３４とがさらに安定した状態で接合することができる。

また、このような第２の実施の形態に係るフロア用パネル３０によれば、パネル本体部３２の第２リブ３６の先端部と補強板部材３４との接合に用いる摩擦撹拌接合手段による接合のための時間を、前記第１の実施の形態よりも短縮できることにより、前記装置のプローブが下方の第２リブ３６に向かって押し当てられる荷重に耐えられなくなって第２リブ３６が座屈変形する可能性を、前記第１の実施の形態よりもさらに低減することができる。

なお、前記第１及び第２の実施の形態に係るフリーアクセスフロア用パネル２０，３０においては、そのパネル本体部２２，３２のリブ２６，３６の先端部と、補強板部材２４，３４とが、リブ２６，３６の長さ方向に沿って、摩擦撹拌接合手段により連続的に接合されるようになっていたが、断続的に接合されるようになっていてもよい。また、このように断続的に接合する場合には、接合箇所におけるリブ２６，３６の先端部と、嵌合部２９，３９のそれぞれがスポット状になっていてもよい。

また、前記第１及び第２の実施の形態に係るパネル２０，３０においては、そのパネル本体部２２，３２のリブ２６，３６が格子状に配置されるように形成されていたが、格子状の配置とは異なる配置状態となるように形成されていてもよい。

また、前記第１及び第２の実施の形態に係るパネル２０，３０は、従来のパネル２と同様に、そのパネル本体部２２，３２がアルミニウム製のダイカスト製品であって、補強板部材２４，３４がアルミニウム製の板状の素材から切り取って形成したものであるため、パネル本体部２２，３２と補強板部材２４，３４とは厳密には互いに材質（金属組成）が異なっているが、例えば、補強板部材２４，３４をもダイカスト製品とすることにより、厳密に互いの材質を共通化するようにしてもよい。

逆に、パネル本体部２２，３２と補強板部材２４，３４は、これらが摩擦撹拌接合手段により互いに接合可能なものである限り、互いに異なる材質で形成されるようになっていてもよい。

また、前記第１及び第２の実施の形態においては、本発明をそれらの実施の形態に係るフリーアクセスフロア用パネル２０，３０のそれぞれに適用した場合について説明したが、本発明は、上記実施の形態に係るパネル２０，３０以外のフリーアクセスフロア用パネルについても、そのパネル本体部と補強板部材とを摩擦撹拌接合手段により接合することができるものである場合においては、本発明を適用することができることはいうまでもない。

また、前記第２の実施の形態に係るパネル３０においては、そのパネル本体部３２の第２リブ３６の先端面が、補強板部材３４の面３４ｃとの間に段差を生じないように設定されていたが、実害が生じない程度であれば、若干の段差が生じていてもよい。

また、前記第２の実施の形態に係るパネル３０においては、第２リブ３６の先端部と補強板部材３４とを摩擦撹拌接合手段により接合する場合について説明したが、それだけでなく、図２に示すように、第１リブ２６の先端部と補強板部材３４との間も、摩擦撹拌接合手段により接合するようにしてもよい。

本発明の第１の実施の形態に係るフリーアクセスフロア用パネル２０を示す底面図である。 図１に示すフリーアクセスフロア用パネル２０のＢ−Ｂ線矢視断面図である。 本発明の第２の実施の形態に係るフリーアクセスフロア用パネル３０を示す底面図である。 図３に示すフリーアクセスフロア用パネル３０のＣ−Ｃ線矢視断面図である。 従来のフリーアクセスフロア用パネル２を示す底面図である。 図５に示す従来のフリーアクセスフロア用パネル２のＡ−Ａ線矢視断面図である。

符号の説明

２ フリーアクセスフロア用パネル
４ 平板部
６ リブ
１２ パネル本体部
１４ 補強板部材
２０ フリーアクセスフロア用パネル
２２ パネル本体部
２４ 補強板部材
２４ｃ 面
２６ 第１リブ
２９ 第１嵌合部
３０ フリーアクセスフロア用パネル
３２ パネル本体部
３４ 補強板部材
３４ｃ 面
３６ 第２リブ
３９ 第２嵌合部

Claims (3)

1. 平板部と、この平板部の裏面側に一体的に形成される複数のリブとを有するパネル本体部と、
   前記複数のリブの先端部に接合される補強板部材とを備え、
   前記補強板部材と前記複数のリブの先端部とが、前記補強板部材に形成され前記リブの先端部が嵌合する嵌合部において摩擦撹拌接合手段により接合されるようにした
   ことを特徴とするフリーアクセスフロア用パネル。
2. 前記嵌合部が、凹状に形成されたことを特徴とする請求項１に記載のフリーアクセスフロア用パネル。
3. 前記嵌合部が、前記補強板部材の厚さ方向に貫通して形成されたことを特徴とする請求項１に記載のフリーアクセスフロア用パネル。

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