JP2010275771A

JP2010275771A - アルミ型材の接合構造

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Publication number: JP2010275771A
Application number: JP2009129381A
Authority: JP
Inventors: Yoji Moroi; 陽児諸井
Original assignee: Shimizu Construction Co Ltd; Shimizu Corp
Current assignee: Shimizu Construction Co Ltd; Shimizu Corp
Priority date: 2009-05-28
Filing date: 2009-05-28
Publication date: 2010-12-09
Anticipated expiration: 2029-05-28
Also published as: JP5429530B2

Abstract

【課題】コストダウンを図ることができるアルミ型材の接合構造を提供する。
【解決手段】中空断面のアルミ型材１２の接合構造１０において、アルミ型材１２の中空内面１８に鋸歯状の凹凸２０を軸方向に切り込むように設け、凹凸２０と噛み合う凹凸を外面に形成した継手部材を、アルミ型材１２の中空内部１４に挿入するようにした。また、アルミ型材１２の中空内面１８と継手部材の外面とを圧着する圧着手段２８，３０と、アルミ型材１２の開口端２２から軸方向に延びるスリット２４，３４を有するようにした。
【選択図】図１

Description

本発明は、建築構造物や仮設構造物の構成部材などに使用されるアルミ型材の接合構造に関するものである。

従来、建築構造物や仮設構造物の構成部材などに使用される中空断面のアルミ押し出し型材（以下、「アルミ型材」という。）が知られている。アルミ型材は、アルミニウムの軽量性と高剛性により、大幅に軽量化が図られた部材の製作が可能であることから、特に仮設材として用いると効果を発揮する。このアルミ型材からなる仮設材は、解体可能なように、高力ボルト（以下、ＨＴＢという。）を用いた構成とする場合が多い。

一方、建築用鋼材等を直列に接合する場合に、被接合鋼材を突き合わせて、その両側に跨がってスプライスプレートを添えてボルト締めして摩擦接合する構造が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００１−１６４６５７号公報

ところで、上記のアルミ型材を接合する場合には、一般にカバープレートなどの接合用の部材が別途必要であることから、アルミ型材の重量が増すとともに、接合や部材運搬に係る手間や作業コストが増してしまう。さらに、アルミ型材の外面に取り付けたカバープレートが出っ張るので、他の部材との干渉を緩和するための配置割り付けを別途考慮する手間やコストが生じてしまう。また、接合部分の強度を上げるためにアルミ型材の中空部内に詰め物を設ける必要があるので、これに係る手間や作業コストが生じる。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、コストダウンを図ることができるアルミ型材の接合構造を提供することを目的とする。

上記した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の請求項１に係るアルミ型材の接合構造は、中空断面のアルミ型材の接合構造において、前記アルミ型材の中空内面に鋸歯状の凹凸を軸方向に切り込むように設け、前記凹凸と噛み合う凹凸を外面に形成した継手部材を、前記アルミ型材の中空内部に挿入してなることを特徴とする。

また、本発明の請求項２に係るアルミ型材の接合構造は、上述した請求項１において、前記アルミ型材の中空内面と前記継手部材の外面とを圧着する圧着手段を備えることを特徴とする。

また、本発明の請求項３に係るアルミ型材の接合構造は、上述した請求項２において、前記圧着手段は、前記アルミ型材の外面に設けたボルト孔と、前記継手部材に設けたボルト孔とを貫通するボルトにより前記アルミ型材の中空内面と前記継手部材の外面とを締め付け圧着するものであることを特徴とする。

また、本発明の請求項４に係るアルミ型材の接合構造は、上述した請求項１〜３のいずれか一つにおいて、前記アルミ型材の開口端から軸方向に延びるスリットを有することを特徴とする。

また、本発明の請求項５に係るアルミ型材の接合構造は、上述した請求項４において、継手部材は、前記スリットに対応する位置に設けた連結部材で連結される複数の継手プレートからなることを特徴とする。

また、本発明の請求項６に係るアルミ型材の接合構造は、上述した請求項１〜５のいずれか一つにおいて、前記アルミ型材の中空内部に、軸方向に延びるリブを有することを特徴とする。

また、本発明の請求項７に係るアルミ型材の接合構造は、上述した請求項１〜６のいずれか一つにおいて、前記アルミ型材の中空内面の前記凹凸と、前記継手部材の外面の前記凹凸とを噛み合わせた状態では、前記凹凸の頂部は谷部に非接触であることを特徴とする。

本発明によれば、中空断面のアルミ型材の接合構造において、前記アルミ型材の中空内面に鋸歯状の凹凸を軸方向に切り込むように設け、前記凹凸と噛み合う凹凸を外面に形成した継手部材を、前記アルミ型材の中空内部に挿入してなるので、凹凸が噛み合うアルミ型材の中空内面全周と継手部材の外面全周との間に形成された摩擦面によって、アルミ型材と継手部材とは強固に摩擦接合される。このため、カバープレートなどの接合用の部材を要することなく、アルミ型材の軽量性を維持しつつアルミ型材を接合することができる。したがって、カバープレートの接合や運搬に係る手間が削減される。また、本発明の継手部材は、運搬時にアルミ型材の中空内部に収納可能であることから可搬性に富み、摩擦接合の際には接合部分の詰め物の役割も果たす。このため、部材の運搬手間や詰め物を設ける手間を軽減することができる。したがって、アルミ型材の接合作業を軽減することができ、作業費用のコストダウンを図ることができる。

図１は、本発明に係るアルミ型材の接合構造の実施例を示すアルミ型材の斜視図である。図２は、本発明に係るアルミ型材の接合構造の実施例を示す継手部材の斜視図である。図３は、本発明に係るアルミ型材の接合構造の摩擦面の断面図である。図４は、図３のＡ部分の拡大図である。図５は、摩擦面の圧着原理を説明する図である。図６は、摩擦面の溝の斜面の傾斜角度が６０度の場合の圧着力の作用状態を示す図である。

以下に、本発明に係るアルミ型材の接合構造の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。

図１および図２に示すように、本発明に係るアルミ型材の接合構造１０は、略Ｈ字状の中空断面のアルミ型材１２と、このアルミ型材１２の中空内部１４に挿入可能なジョイントプレート（継手部材）１６とから構成される。

アルミ型材１２の中空内部内面１８の対向する２面には、図１に示すように、連続山形状（鋸歯状）の凹凸２０が軸方向（縦方向）に切り込むように設けてある。また、アルミ型材１２の開口端２２には、軸方向に切り欠いたスリット２４が複数設けてあり、アルミ型材１２の外側面２６には、外側から圧着手段としてのＨＴＢ（高力ボルト）２８を挿通可能なボルト孔３０が空けられている。

アルミ型材１２の中空内部１４には、軸方向に延びるリブ３２が複数設けてあり、このリブ３２にも軸方向に切り欠いたスリット３４が設けてある。リブ３２は、アルミ型材１２の断面を薄くした場合の断面補強のために設けられるものである。

ジョイントプレート１６は、図２に示すように、略Ｈ字状に連結した複数の長板状の継手プレート３６と、継手プレート３６同士を連結し、アルミ型材１２のスリット２４，３４に対応する位置に設けた棒状の連結部材３８とで構成される。ここで、一部の連結部材３８は、継手プレート３６の外面から外側に若干突き出る態様で構成される。

ジョイントプレート１６の外面の背向する２面には、アルミ型材１２の中空内面１６の凹凸２０と噛み合う連続山形状（鋸歯状）の凹凸４０が形成してある。また、継手プレート３６の外面には、アルミ型材１２のボルト孔３０に対応した位置にボルト孔４２が設けてある。

図３に示すように、連続山形状（鋸歯状）の凹凸２０，４０の頂部４４は、ジョイントプレート１６をアルミ型材１２内に挿入して凹凸２０，４０を噛み合わせた状態では、谷部４６に非接触となるように平坦状または丸い形状にしてある。図４に示すように、凹凸２０，４０を圧着力Ｐで互いに押し付けると、凹凸２０，４０の溝の斜面の傾斜角度θに応じた圧縮力Ｆｖが発生する。この圧縮力ＦｖによりＨＴＢの同一ボルト軸力から増強した摩擦力を得ることができる。

図５は、摩擦面の圧着原理を説明する図である。図６は、摩擦面の溝の傾斜角度が６０度の場合の圧着力の作用状態を示す図である。

図５に示すように、頂部４４に向けて直進方向に作用する圧着力Ｐは、溝の斜面の傾斜角度θに応じ、斜め下方向に作用する２つの分力Ｆｖ（圧縮力）に分けられる。この場合、圧着力Ｐとその分力Ｆｖとの間には、Ｐ／２＝Ｆｖ×ｃｏｓθの関係が成り立つ。このように、直進方向に作用する圧着力Ｐを溝の斜面の傾斜角度θに応じた斜めの方向の２つの圧縮力Ｆｖに変換することで、連続山形状の凹凸２０，４０による摩擦面での摩擦力を増大させることができる。

特に、図６に示すように、溝の斜面の傾斜角度θを６０度とすると、Ｐ＝Ｆｖとなるので、ＨＴＢ２８の締め付けによって直進方向の圧着力Ｐを付与すれば、この圧着力Ｐと同じ大きさの２つの圧縮力Ｆｖが斜め方向に作用することになる。こうすることで、摩擦面において２倍の摩擦力を得ることができる。

上記構成の動作および作用について説明する。
ジョイントプレート１６をアルミ型材１２の中空内部１４に挿入する。この場合、スリット２４，３４上端に連結部材３８が位置するようにジョイントプレート１６を配置して挿入すると、継手プレート３６表面から突き出た連結部材３８がスリット２４内に通される一方で、継手プレート３６同士を繋ぐ連結部材３８がスリット３４内に通される。突き出た連結部材３８を上下に操作することによって、ジョイントプレート１６を中空内部１４で下方にスライド移動することができる。

次に、このスライド移動によってボルト孔３０，４２の位置合わせを行い、アルミ型材１２の外側からボルト孔３０，４２にＨＴＢ２８を通してＨＴＢ２８を締め付け、アルミ型材１２とジョイントプレート１６とを圧着する。このように、中空断面の内部１４を利用することにより１枚の継手プレート３６で２面の摩擦面が得られ、さらに上記の凹凸圧着の効果によりＨＴＢ１本当たりで得られる摩擦力を増大することができる。この結果、所定の摩擦力を得るのに必要なＨＴＢ２８およびジョイントプレート１６の数は共に摩擦面が１面の場合の半分で済み、大幅なコストダウンが図れる。

また、アルミ型材１２の中空内部１４にジョイントプレート１６が嵌め込まれることにより、アルミ型材１２のような薄い部材の座屈を防ぐこともできる。

さらに、カバープレートなどの接合用の部材をアルミ型材１２の外面に取り付ける必要がないので、出っ張りは生じず、他の部材との取り合いが容易となり、干渉を緩和するための配置割り付けを考慮する手間が軽減される。

また、上記のスライド移動の機構により接合作業を容易にすることができる。さらに、スリット２４，３４によって応力伝達が断たれるので、ＨＴＢ２８の軸力をリブ３２が伝達することによる圧着力の逸散を防ぐことができる。

また、ジョイントプレート１６はアルミ型材１２の中空内部１４に収納可能であることから、ジョイントプレート１６をアルミ型材１２の内部１４に収容した１ピースの態様で運搬することができる。このため、カバープレートのような接合用の部材を別途運搬する必要がある従来の場合に比べると、運搬手間を軽減することができる。また、接合構造の外面に出っ張り部分がないので、部材の組み合わせの自由度が増えるとともに、作業中等に出っ張りに引っ掛かるおそれがないことから作業安全性の向上など安全面における効果も期待することができる。

以上説明したように、本発明によれば、中空断面のアルミ型材の接合構造において、前記アルミ型材の中空内面に鋸歯状の凹凸を軸方向に切り込むように設け、前記凹凸と噛み合う凹凸を外面に形成した継手部材を、前記アルミ型材の中空内部に挿入してなるので、凹凸が噛み合うアルミ型材の中空内面全周と継手部材の外面全周との間に形成された摩擦面によって、アルミ型材と継手部材とは強固に摩擦接合される。このため、カバープレートなどの接合用の部材を要することなく、アルミ型材の軽量性を維持しつつアルミ型材を接合することができる。したがって、カバープレートの接合や運搬に係る手間が削減される。また、本発明の継手部材は、運搬時にアルミ型材の中空内部に収納可能であることから可搬性に富み、摩擦接合の際には接合部分の詰め物の役割も果たす。このため、部材の運搬手間や詰め物を設ける手間を軽減することができる。したがって、アルミ型材の接合作業を軽減することができ、作業費用のコストダウンを図ることができる。

以上のように、本発明に係るアルミ型材の接合構造は、建築構造物や仮設構造物の構成部材などに使用されるアルミ型材の接合に有用であり、特に、作業費用のコストダウンを図りたい場合のアルミ型材の接合に適している。

１０アルミ型材の接合構造
１２アルミ型材
１４中空内部
１６ジョイントプレート（継手部材）
１８中空内部内面
２０，４０凹凸
２２開口端
２４，３４スリット
２６外側面
２８ＨＴＢ（高力ボルト）（圧着手段）
３０，４２ボルト孔
３２リブ
３６継手プレート
３８連結部材
４４頂部
４６谷部
θ 傾斜角度

Claims

中空断面のアルミ型材の接合構造において、
前記アルミ型材の中空内面に鋸歯状の凹凸を軸方向に切り込むように設け、
前記凹凸と噛み合う凹凸を外面に形成した継手部材を、前記アルミ型材の中空内部に挿入してなることを特徴とするアルミ型材の接合構造。
前記アルミ型材の中空内面と前記継手部材の外面とを圧着する圧着手段を備えることを特徴とする請求項１に記載のアルミ型材の接合構造。
前記圧着手段は、前記アルミ型材の外面に設けたボルト孔と、前記継手部材に設けたボルト孔とを貫通するボルトにより前記アルミ型材の中空内面と前記継手部材の外面とを締め付け圧着するものであることを特徴とする請求項２に記載のアルミ型材の接合構造。
前記アルミ型材の開口端から軸方向に延びるスリットを有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載のアルミ型材の接合構造。
継手部材は、前記スリットに対応する位置に設けた連結部材で連結される複数の継手プレートからなることを特徴とする請求項４に記載のアルミ型材の接合構造。
前記アルミ型材の中空内部に、軸方向に延びるリブを有することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載のアルミ型材の接合構造。
前記アルミ型材の中空内面の前記凹凸と、前記継手部材の外面の前記凹凸とを噛み合わせた状態では、前記凹凸の頂部は谷部に非接触であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載のアルミ型材の接合構造。