JP2012077839A

JP2012077839A - 形材の接合構造

Info

Publication number: JP2012077839A
Application number: JP2010223428A
Authority: JP
Inventors: Kiyoshi Akitani; 清秋谷; Takayuki Takeuchi; 孝之竹内
Original assignee: Nikkeikin Aluminum Core Technology Co Ltd
Current assignee: Nikkeikin Aluminum Core Technology Co Ltd
Priority date: 2010-10-01
Filing date: 2010-10-01
Publication date: 2012-04-19

Abstract

【課題】少ない構成部材で長尺の形材同士の接合が可能であって、その接合作業を容易に行うことができ、しかもがたつきの発生を防止することができる形材の接合構造を提供すること。
【解決手段】形材１同士を継手材１０を介して互いに接合する形材の接合構造において、形材は、接合側端部に上部垂直片３と下部垂直片４によって狭隘開口状に形成される係合溝２が設けられる共に、上部垂直片と下部垂直片の内方側面に凹凸曲面からなる係合受け部７が形成され、継手材は、接合される形材同士の係合溝の開口部内に挿入可能な基部１１と、該基部の上端及び下端の両側にそれぞれ突設されると共に、係合受け部に形成される凹凸曲面に摺接可能な凹凸係合面を有する係合片１３と、を備え、形材同士の接合側端部を当接した状態で、係合溝の長手方向の一端側から継手材を挿入して、係合受け部に形成される凹凸曲面と係合片に形成される凹凸係合面を接触して係合する。
【選択図】図１

Description

この発明は形材の接合構造に関するもので、更に詳細には、例えば浄水場用覆蓋、壁や天井等に使用されるアルミニウム製の押出形材の接合構造に関するものである。

一般に、アルミニウム製押出形材は、装置や設備の制約上、幅寸法に制限があるため、形材同士を接合している。形材同士を接合する手法として、形材間に継手材を介して接合する構造が知られている。

従来、形材同士を継手材を介して互いに接合する形材の接合構造において、係止片部を有する鉤型に形成された一対の係止部が互いに対向して設けられた雌型継手金具を構造物（形材）に固定し、それぞれの構造物に固定された雌型継手金具同士を対向させて配置することにより断面Ｉ字形の係合空間を形成し、その係合空間に断面Ｉ字形に形成された雄型継手金具（継手材）を挿入するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１に記載の接合構造においては、対向する雌型継手金具により形成される断面Ｉ字形の係合空間に断面Ｉ字形に形成された雄型継手金具を挿入するためには、雌型継手金具と雄型継手金具の間にある程度のクリアランス（隙間）が必要となる。しかし、この隙間はがたつきや接合される構造物のズレの要因となるため、隙間に先細に形成されたクサビ材を打ち込んで、雌型継手金具と雄型継手金具を接合している。

特開平１０−２３１６９４号公報（特許請求の範囲、図１〜図３）

しかしながら、特許文献１に記載の技術を長尺の被接合材の接合に適用すると以下のような問題が生じる。すなわち、被接合材であるパネル等の形材及び接合材である継手材が長尺になると、寸法誤差が生じ易くなり、この状態で特許文献１のような断面Ｉ字形の継手材を用いると、クリアランスが過大になるか、あるいは、過小になる更には干渉するようになる虞がある。前者すなわちクリアランスが過大になる場合は、特許文献１に記載のようにクサビ材を用いることでがたつきを防止することができる。しかし、後者すなわちクリアランスが過小となり干渉する虞がある場合は、この事態を避けるためにクリアランスを大きく取らざるを得ず、そのため、がたつきが生じるという問題がある。

この発明は上記事情に鑑みてなされたもので、長尺方向で寸法誤差の生じ易い長尺材（形材）においても、少ない構成部材で形材同士の接合が可能であって、その接合作業を容易に行うことができ、しかもがたつきの発生を防止することができる形材の接合構造を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、請求項１記載の発明は、形材同士を継手材を介して互いに接合する形材の接合構造において、上記形材は、接合側端部に上部垂直片と下部垂直片によって狭隘開口状に形成される係合溝が設けられる共に、上記上部垂直片と上記下部垂直片の内方側面に凹凸曲面からなる係合受け部が形成され、上記継手材は、接合される上記形材同士の上記係合溝の開口部内に挿入可能な基部と、該基部の上端及び下端の両側にそれぞれ突設されると共に、上記係合受け部に形成される凹凸曲面に摺接可能な凹凸係合面を有する係合片と、を備え、上記形材同士の接合側端部を当接した状態で、上記係合溝の長手方向の一端側から上記継手材を挿入して、上記係合受け部に形成される凹凸曲面と上記係合片に形成される凹凸係合面を接触して係合してなる、ことを特徴とする。

このように構成することにより、係合受け部に形成される凹凸曲面と係合片に形成される凹凸係合面の少なくとも一部が接触して係合することができる。特に、形材同士を接合し、その厚さ方向に負荷が掛かって接合部に変形が生じる場合であっても、係合受け片に形成される凹凸曲面と係合片に形成される凹凸係合面の少なくとも一部が接触して係合することができる。

ここで、接触とは面接触と線接触であって、面接触とは係合受け片に形成される凹凸曲面と係合片に形成される凹凸係合面の少なくとも一部が面同士で接触することをいい、線接触とは上記凹凸曲面と上記凹凸係合面の少なくとも一部が線状に接触することをいう。

また、上記係合受け部に形成される凹凸曲面及び上記係合片に形成される凹凸係合面が、複数の連続する円弧面にて形成されている方がよい（請求項２）。

このように構成することにより、係合受け部に形成される凹凸曲面と係合片に形成される凹凸係合面の接触面積を増やすことができると共に、厚さ方向に加わる力に対する接合強度を増すことができる。

また、上記係合受け部もしくは上記係合片のうち少なくとも一方が弾性変形可能に形成されている方がよい（請求項３）。

このように構成することにより、形材に形成される係合溝への継手材を挿入が容易になる。また、係合受け部もしくは上記係合片の弾性変形を復帰させようとする力によって、係合受け部に形成される凹凸曲面と係合片に形成される凹凸係合面を、確実に接触して係合することができる。

また、上記継手材は、断面矩形状の基部と、該基部の上端及び下端の両側にそれぞれ突設される上下及び左右に一対となる同一形状の係合片と、からなるアルミニウム製押出形材にて形成されていてもよい（請求項４）。

このように構成することにより、継手材は基部を中心にして対称に形成されるため、製造が容易になると共に、形材の上下などを考慮せずに係合溝に挿入することができるため、接合作業が容易になる。

また、上記形材に形成される係合溝が、上記形材の厚さ方向の一端又は両端に形成されていてもよい（請求項５）。

このように構成することにより、形材同士を、形材の厚さと比較してコンパクトな継手材を介して互いに接合することができる。また、形材の厚さ方向の両端に係合溝を形成し、両端に継手材を挿入することにより接合強度を増すことができる。

この発明に係る形材の接合構造によれば、上記のように構成されているので、少ない構成部材で形材同士の接合が可能であって、その接合作業を容易に行うことができる。また、係合受け部に形成される凸曲面と係合片に形成される凹凸係合面は、接触して係合することができるため、がたつきの発生を防止することができる。

この発明に係る接合構造の第１実施形態の形材の接合状態を示す断面図である。図１の要部拡大断面図（ａ）、（ａ）のＩ部拡大断面図（ｂ）及び（ａ）の矢印の方向から負荷を掛けた場合におけるＩ部拡大断面図（ｃ）である。第１実施形態における形材の要部斜視図である。第１実施形態における継手材の斜視図である。第１実施形態における継手材の挿入状態を示す斜視図である。この発明に係る接合構造の第２実施形態の形材の接合状態を示す断面図である。この発明に係る接合構造の第３実施形態の形材の接合状態を示す断面図である。

以下に、この発明に係る形材の接合構造の実施形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。ここでは、この発明に係る形材の接合構造を浄水場用覆蓋の接合構造に用いた場合について説明する。

＜第１実施形態＞
第１実施形態における形材１の接合構造は、図１に示すように、形材１同士を継手材１０を介して互いに接合するものである。

この形材１は、例えばアルミニウム合金製の中空状押出形材にて形成されており、図１〜図３に示すように、接合側端部に上部垂直片３と下部垂直片４によって狭隘開口状の係合溝２が形成されると共に、上部垂直片３と下部垂直片４の内方側面に凹凸曲面６からなる係合受け部７が形成されている。

詳細には、図３に示すように、形材１は、上面板と下面板と一対の側壁１Ｓとから形成される矩形中空状の基部を有し、基部の接合側端部すなわち側壁１Ｓには、側壁１Ｓを底面とする狭隘開口状の係合溝２が形成されている。係合溝２は、側壁１Ｓを底面とし、側壁１Ｓの上下端から外方に向かって面板と水平に延設される水平片１ｂ，１ｃと、水平片１ｂ，１ｃの端部から対向する面板に向かって直交状に折曲される上部垂直片３と下部垂直片４と、により形成されている。なお、図３においては、一方の接合側端部のみを図示してあるが、対向する接合端部側も同様に形成されている。

なお、上述したように形材１はアルミニウム合金で形成され、各構成部位の厚さは限定されるものではないが、上，下部垂直片３，４の厚さは、後述する継手材１０を係合溝２に挿入する際に弾性変形が可能な程度の厚さで形成されることが好ましい。

上部垂直片３，下部垂直片４は、図３に示すように、その内方側面の長手方向に複数例えば２つの連続する円弧状の凸曲面５を有する凹凸曲面６が形成されている。上部垂直片３と下部垂直片４の内方側面に形成される凹凸曲面６によって、後述する継手材１０の係合片１３を係合する係合受け部７を形成する。また、上，下部垂直片３，４の外方側面の長手方向には、上下端部側より内方側に凹んだ段部１ｄ，１ｅが形成されている。段部１ｄ，１ｅを設けることにより、接合される形材１の上，下部垂直片３，４同士の間に隙間を形成することができるため、上，下部垂直片３，４が外方側に弾性変形が可能なスペース２０を与えることができる（図２（ａ）参照）。

継手材１０は、図１，図２及び図４に示すように、例えばアルミニウム合金製の中空状押出形材にて形成されており、接合される形材１同士の係合溝２の開口部内に挿入可能な基部１１と、基部１１の上端及び下端の両側にそれぞれ突設されると共に、凹凸係合面１６を有する係合片１３が形成されている。

詳細には、図４に示すように、継手材１０は、一対の垂直片と一対の水平片とから形成される矩形中空状の基部１１を有し、基部１１の上端及び下端の両側、すなわち、一対の垂直片の上下端部から上下及び左右に一対となる同一形状の係合片１３が突設されている。係合片１３は、その内方側面に例えば２つの連続する円弧状の凹曲面１５を有する凹凸係合面１６が形成されている。

なお、上述したように継手材１０はアルミニウム合金で形成され、各構成部位の厚さは限定されるものではないが、係合片１３の厚さは、後述する継手材１０を係合溝２に挿入する際に弾性変形が可能な程度の厚さで形成してある。

次に、第１実施形態における形材１の接合方法について説明する。形材１同士を接合するには、形材１同士の接合側端部に形成される上，下部垂直片３，４同士を当接し、それぞれの接合側端部に形成された係合溝２を対面させる。

次に、図５に示すように、係合溝２の長手方向の一端側から継手材１０を挿入する。この際、継手材１０の基部１１を接合される形材１０同士の係合溝２の開口部内に挿入すると共に、形材１の係合受け部７に形成される凹凸曲面６と、継手材１０の係合片１３に形成される凹凸係合面１６を摺接しながら挿入する。上述したように係合受け部７と係合片１３は弾性変形可能に形成されているため、継手材１０の挿入は容易である。

なお、継手材１０の係合溝２への挿入が完了した後、図２（ｂ）において想像線で示すように、形材１の係合受け部７に形成される凹凸曲面６と継手材１０の係合片１３に形成される凹凸係合面１６のクリアランスが大きく、凹凸曲面６と凹凸係合面１６の接触が十分でない場合は、継手材１０の長手方向の端部側の上下端部を矢印の方向からペンチ等でかしめて塑性変形（矯正）させて、凹凸曲面６と凹凸係合面１６との接触を確実にする。

次に、第１実施形態における形材１の接合構造について説明する。図２（ａ），（ｂ）に示すように、係合受け部７に形成される凹凸曲面６と係合片１３に形成される凹凸係合面１６は接触して係合する。この場合、係合受け部７に形成される凹凸曲面６と、係合片１３に形成される凹凸係合面１６の少なくとも一部が長手方向に沿って面接触するか、線接触して係合する。

なお、形材１同士が接合された状態で、形材１に負荷が掛かって接合部に変形が生じる場合であっても、係合受け部７に形成される凹凸曲面６と係合片１３に形成される凹凸係合面１６は、接触して係合することができる。図２（ａ）に示す接合された形材1のうち、右側の形材１にのみ矢印の方向から負荷が掛かり、接合部に変形が生じたとしても、図２（ｃ）に示すように、係合受け部７に形成される凹凸曲面６と、係合片１３に形成される凹凸係合面１６の少なくとも一部が長手方向に沿って面接触するか、線接触して係合することができる。

上記のように構成される形材１の接合構造によれば、係合受け部７に形成される凹凸曲面６と係合片１３に形成される凹凸係合面１５は、接触して係合することができるため、がたつきの発生を防止することができる。

また、係合受け部７に形成される凹凸曲面６及び係合片１３に形成される凹凸係合面１６が、複数の連続する円弧面にて形成されているため、係合受け部７に形成される凹凸曲面６と係合片１３に形成される凹凸係合面１６の接触面積を増やすことができると共に、厚さ方向に加わる力に対する接合強度を増すことができる。

更に、係合受け部７及び係合片１３が弾性変形可能に形成されているため、形材１に形成される係合溝２への継手材１０の挿入が容易になる。また、係合受け部７と係合片１３の弾性変形を復帰させようとする力によって、係合受け部７に形成される凹凸曲面６と係合片１３に形成される凹凸係合面１６を、確実に接触して係合することができる。

更に、継手材１０は基部１１を中心にして対称に形成されるため、製造が容易になると共に、形材１の上下などを考慮せずに係合溝２に挿入することができるため、接合作業が容易になる。

＜第２実施形態＞
第１実施形態は、形材１の側壁１Ｓの外方側に狭隘開口状の係合溝２を形成したが、図６に示すように、形材８に形成される係合溝２Ａは、形材８の厚さ方向の一端に形成してもよい。

第２実施形態における形材８の接合構造は、図６に示すように、形材８同士を、これら形材８の厚さ方向の一端部に継手材１０を介して互いに接合するものである。

この形材８は、例えばアルミニウム合金製の中空状押出形材にて形成されており、図６に示すように、接合側端部であって形材の厚さ方向の一端に狭隘開口状の係合溝２Ａが形成されると共に、係合溝２Ａの上部垂直片３と下部垂直片４の内方側面に凹凸曲面６からなる係合受け部７が形成されている。

詳細には、形材８は、上面板と下面板と上部が内方に位置し、下部が外方に位置する断面略クランク状の側壁８Ｓとから形成される基部を有し、基部の接合側端部であって形材８の厚さ方向の一端、すなわち、側壁８Ｓの上端部に形成される段部８ａに長手方向に沿って狭隘開口状の係合溝２Ａが形成されている。係合溝２Ａは、側壁８Ｓに形成される段部８ａの垂直片８ｂを底面とし、段部８ａの垂直片８ｂの上端から面板と水平に折曲される水平片８ｃと、水平片８ｃの端部から対向する面板に向かって直交状に折曲される上部垂直片３と、段部８ａの水平片８ｄの外方端部から対向する面板に向かって直交状に折曲される下部垂直片４と、により形成される。なお、図６においては、一方の接合側端部のみを図示してあるが、対向する端部側も同様に形成されている。

なお、第２実施形態において、その他の部分は上述した第１実施形態と同じであるので、同一部分には同一符号を付して説明を省略する。

上記のように構成される形材８の接合構造によれば、形材８に形成される係合溝２Ａが、形材８の厚さ方向の一端に形成されているので、形材８同士を、形材８の厚さと比較してコンパクトな継手材１０を介して互いに接合することができる。

＜第３実施形態＞
第２実施形態は、形材８に形成される係合溝２Ａを形材８の厚さ方向の一端に形成したが、図７に示すように、厚味のある形材９の場合には、形材９に形成される係合溝２Ｂを形材９の厚さ方向の両端に形成してもよい。

第３実施形態における形材９の接合構造は、図７に示すように、形材９同士を、これら形材９の厚さ方向の両端部に継手材１０を介して互いに接合するものである。

この形材９は、例えばアルミニウム合金製の中空状押出形材にて形成されており、図７に示すように、接合側端部であって形材の厚さ方向の両端に狭隘開口状の係合溝２Ｂが形成されると共に、係合溝２Ｂの上部垂直片３と下部垂直片４の内方側面に凹凸曲面６からなる係合受け部７が形成されている。

詳細には、形材９は、上面板と下面板と上部と下部が内方に位置し、中部が外方に位置する断面略ハット状の側壁９Ｓとから形成される基部を有し、基部の接合側端部であって形材９の厚さ方向の両端、すなわち、側壁９Ｓの上端及び下端部に形成される段部９ａに長手方向に沿って狭隘開口状の係合溝２Ｂが形成されている。係合溝２Ｂは、側壁９Ｓに形成される段部９ａの垂直片９ｂを底面とし、段部９ａの垂直片８ｂの面板側端部から面板と水平に折曲される水平片９ｃと、水平片９ｃの端部から対向する面板に向かって直交状に折曲される上部垂直片３と、段部９ａの水平片９ｄの外方端部から面板に向かって直交状に折曲される下部垂直片４と、により形成される。なお、図７においては、一方の接合側端部のみを図示してあるが、対向する端部側も同様に形成されている。このように、形材９は基部を中心にして上下対称に形成されるため、製造が容易になると共に、形材９の上下などを考慮せずに形材９同士を接合することができるため、接合作業が容易になる。

なお、第３実施形態において、その他の部分は上述した第１実施形態と同じであるので、同一部分には同一符号を付して説明を省略する。

上記のように構成される形材９の接合構造によれば、形材９に形成される係合溝２Ｂが、形材９の厚さ方向の両端に形成されているので、厚味のある形材９同士を、形材の厚さと比較してコンパクトな２本の継手材１０を介して互いに接合することができるため、接合強度を増すことができる。

＜その他の実施形態＞
上述した実施形態では、係合受け部７に形成される凹凸曲面６及び係合片１３に形成される凹凸係合面１６が、２つの連続する円弧面（凸曲面５，凹曲面１５）にて形成されているが、凹凸曲面６及び凹凸係合面１６は、複数例えば３つの連続する円弧面であってもよい。

また、上記実施形態では、この発明に係る形材の接合構造を浄水場用覆蓋の接合構造に用いた場合について説明したが、この発明に係る形材の接合構造は、壁、天井等の長尺面材の接合構造に用いることができる。

１，８，９形材
２，２Ａ，２Ｂ係合溝
３上部垂直片
４下部垂直片
６凹凸曲面
７係合受け部
１０継手材
１１基部
１３係合片
１６凹凸係合面

Claims

形材同士を継手材を介して互いに接合する形材の接合構造において、
上記形材は、接合側端部に上部垂直片と下部垂直片によって狭隘開口状に形成される係合溝が設けられる共に、上記上部垂直片と上記下部垂直片の内方側面に凹凸曲面からなる係合受け部が形成され、
上記継手材は、接合される上記形材同士の上記係合溝の開口部内に挿入可能な基部と、該基部の上端及び下端の両側にそれぞれ突設されると共に、上記係合受け部に形成される凹凸曲面に摺接可能な凹凸係合面を有する係合片と、を備え、
上記形材同士の接合側端部を当接した状態で、上記係合溝の長手方向の一端側から上記継手材を挿入して、上記係合受け部に形成される凹凸曲面と上記係合片に形成される凹凸係合面を接触して係合してなる、ことを特徴とする形材の接合構造。
請求項１記載の形材の接合構造において、
上記係合受け部に形成される凹凸曲面及び上記係合片に形成される凹凸係合面が、複数の連続する円弧面にて形成されている、ことを特徴とする形材の接合構造。
請求項１又は２記載の形材の接合構造において、
上記係合受け部もしくは上記係合片のうち少なくとも一方が弾性変形可能に形成されている、ことを特徴とする形材の接合構造。
請求項１ないし３のいずれかに記載の形材の接合構造において、
上記継手材は、断面矩形状の基部と、該基部の上端及び下端の両側にそれぞれ突設される上下及び左右に一対となる同一形状の係合片と、からなるアルミニウム製押出形材にて形成されている、ことを特徴とする形材の接合構造。
請求項１ないし４のいずれかに記載の形材の接合構造において、
上記形材に形成される係合溝が、上記形材の厚さ方向の一端又は両端に形成されている、ことを特徴とする形材の接合構造。