JP2013040521A - Joint structure and joint hardware for skeleton member - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複数の骨組部材を接合するための骨組部材の接合構造及び接合金物に関するものである。 The present invention relates to a structure for joining a frame member and a metal fitting for joining a plurality of frame members.
従来より、木製軸組、パイプ、形鋼等の骨組部材同士を接合部材により接合するための構造として様々なものが提案されている(例えば、特許文献1、2参照。)。
Conventionally, various structures have been proposed as a structure for joining frame members such as wooden shafts, pipes, and shaped steels using joining members (see, for example,
特許文献1においては、複数の骨材を挿入可能なコ字状の複数の接続片を有する接続金具を用いて複数の骨材を接合する点が開示されている。この構造では、この接続金具の複数の接続片に対して複数の骨材それぞれの端部を挿入したうえで、その接続片を通してビス等を骨材にねじ込むことにより、複数の骨材が接合される。
特許文献2においては、複数の棒状部材それぞれを嵌合可能な複数のパイプ部分を有するジョイント部材を用いて複数の棒状部材を接合する点が開示されている。このジョイント部材は、上下方向に対称に2分割された分割ジョイント部材をボルト、ナットにより結合して構成され、その複数のパイプ部分のそれぞれに棒状部材の端部を嵌合させることにより、複数の棒状部材が接合される。 In patent document 2, the point which joins a some rod-shaped member using the joint member which has the some pipe part which can each fit a some rod-shaped member is disclosed. This joint member is configured by connecting divided joint members that are divided into two symmetrically in the vertical direction with bolts and nuts, and by fitting the end portions of the rod-shaped members to each of the plurality of pipe portions, A rod-shaped member is joined.
ところで、複数の骨組部材を接合することにより格子状の骨組構造体を組み立て、その骨組構造体がなす構面上に太陽光パネル等の種々のパネル構造体を設置して、その骨組構造体をパネル構造体用架台として用いる場合がある。この場合、その骨組構造体に対しては、パネル構造体からの荷重等により面外方向の応力が作用することから、骨組部材同士の接合部においては、その面外方向の応力に対して優れた曲げ剛性、耐力を発揮することが要求される。 By the way, a lattice-like frame structure is assembled by joining a plurality of frame members, and various panel structures such as solar panels are installed on the surface formed by the frame structure. It may be used as a panel structure mount. In this case, since the stress in the out-of-plane direction acts on the frame structure due to the load from the panel structure, etc., the joint portion between the frame members is excellent with respect to the stress in the out-of-plane direction. It is required to exhibit high bending rigidity and yield strength.
このような要求性能に対して、特許文献1の接合構造では、骨材が挿入される接続片がコ字状に形成されていることから、骨材に作用する面外方向の応力が接続金物に十分に伝達されず、優れた曲げ剛性、耐力を発揮することが困難であるという問題点がある。また、特許文献2の接合構造では、骨材から接続金物に伝達された面外方向の応力に対して、分割ジョイント部材を結合するボルト、ナットにより抵抗することになるため、優れた曲げ剛性、耐力を発揮することが困難であるという問題点がある。
For such a required performance, in the joint structure of
また、上述の骨組構造体をパネル構造体用架台として用いる場合、設計自由度を高める観点から、骨組構造体そのものの厚みを薄くすることが要求される。このような要求性能に対して、特許文献1、特許文献2の開示技術は、何れもその骨材等がなす構面の面外方向にボルト、ビス等の頭部やナットが突出するように配置されるため、その分、骨組構造体の厚みが増大してしまい、設計自由度が低下してしまうという問題点があった。
Moreover, when using the above-mentioned frame structure as a panel structure frame, it is required to reduce the thickness of the frame structure itself from the viewpoint of increasing the degree of design freedom. With respect to such required performance, the disclosed techniques of
そこで、本発明は、上述した問題点に鑑みて案出されたものであり、その目的とするところは、複数の骨組部材の接合部における曲げ剛性、耐力に優れているとともに、骨組構造体の設計自由度の向上を図ることを可能とする骨組部材の接合構造及び接合金物を提供することにある。 Therefore, the present invention has been devised in view of the above-described problems, and the object of the present invention is excellent in bending rigidity and proof stress at a joint portion of a plurality of frame members, and the structure of the frame structure. An object of the present invention is to provide a joint structure for a frame member and a joint hardware that can improve the degree of freedom of design.
本発明者は、上述した課題を解決するために、鋭意検討の末、下記の骨組部材の接合構造及び接合金物を発明した。 In order to solve the above-described problems, the present inventor has invented the following frame member joining structure and metal fittings after extensive studies.
第1発明に係る骨組部材の接合構造は、金物中央部から交差する二方向両側に延びる四つの筒状部が設けられ、前記金物中央部及び前記四つの筒状部の内部に連続した空洞部が形成された接合金物と、前記金物中央部を間に挟んで相対する二つの筒状部と前記金物中央部との内部に嵌め合わされて挿通された第一骨組部材と、前記接合金物の残りの筒状部それぞれの内部にその先端開口部から嵌め合わせて差し込まれた第二骨組部材と、前記第一骨組部材及び前記第二骨組部材がなす構面と略平行に配置され、前記筒状部の両側面とともに当該筒状部内に嵌め合わされた前記第一骨組部材又は前記第二骨組部材を貫通する貫通ボルトと、前記貫通ボルトに螺合された雌ネジ部材とを備えることを特徴とする。 The frame member joining structure according to the first aspect of the present invention is provided with four cylindrical portions extending on both sides in two directions intersecting from a hardware central portion, and a hollow portion continuous inside the hardware central portion and the four cylindrical portions. A first metal frame member that is fitted into and inserted into the two metal parts that are opposed to each other with the metal part central part interposed therebetween, and the remainder of the metal part. A second frame member fitted and inserted into each of the cylindrical parts from the opening of the front end thereof, and arranged substantially parallel to the construction surface formed by the first frame member and the second frame member. A through bolt passing through the first frame member or the second frame member fitted into the cylindrical portion together with both side surfaces of the portion, and a female screw member screwed into the through bolt. .
第2発明に係る骨組部材の接合構造は、金物中央部から一方向片側に延びる筒状部と、前記金物中央部から前記一方向と交差する他方向両側に延びる二つの筒状部とが設けられ、前記金物中央部及び前記三つの筒状部の内部に連続した空洞部が形成された接合金物と、前記一方向片側の筒状部の先端開口部から前記金物中央部の内部まで嵌め合わせて差し込まれた第一骨組部材と、前記接合金物の残りの筒状部それぞれの内部にその先端開口部から嵌め合わせて差し込まれた第二骨組部材と、前記第一骨組部材及び前記第二骨組部材がなす構面と略平行に配置され、前記筒状部の両側面とともに当該筒状部内に嵌め合わされた前記第一骨組部材又は前記第二骨組部材を貫通する貫通ボルトと、前記貫通ボルトに螺合された雌ネジ部材とを備えることを特徴とする。 The joining structure of the frame member according to the second invention is provided with a cylindrical portion extending from the hardware central portion to one side in one direction and two cylindrical portions extending from the hardware central portion to both sides in the other direction intersecting the one direction. And the fitting metal part in which a continuous hollow part is formed inside the metal center part and the three cylindrical parts, and the fitting from the tip opening part of the cylindrical part on one side in one direction to the inside of the metal part central part. The first frame member inserted into the second cylindrical member, the second frame member fitted into each of the remaining cylindrical portions of the metal fitting from the tip opening, and the first frame member and the second frame A through bolt passing through the first frame member or the second frame member, which is disposed substantially parallel to the structural surface formed by the member and fitted into the cylindrical portion together with both side surfaces of the cylindrical portion, and the through bolt Screwed female screw member It is characterized in.
第3発明に係る骨組部材の接合構造は、第1発明又は第2発明において、前記筒状部内に差し込まれた前記第二骨組部材の差込部内に設けられ、前記構面の面外方向の応力に抵抗するための補剛部材を更に備えることを特徴とする。 The joining structure of the frame member according to the third invention is provided in the insertion part of the second frame member inserted into the cylindrical part in the first invention or the second invention, and is in the out-of-plane direction of the construction surface. A stiffening member for resisting stress is further provided.
第4発明に係る骨組部材の接合構造は、第1発明〜第3発明の何れかにおいて、前記第二骨組部材は、互いのウエブ部の外面を接触させて逆向きに配置された一対の溝形鋼から構成され、前記筒状部内に差し込まれた前記第二骨組部材の差込部内に設けられ、前記溝形鋼の側部に形成された側面開口部を塞ぐように当該溝形鋼内に補剛部材を更に備えることを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the frame member joining structure according to any one of the first to third aspects, wherein the second frame member is a pair of grooves arranged in opposite directions with the outer surfaces of the web portions in contact with each other. It is made of a section steel, and is provided in the insertion part of the second frame member inserted into the cylindrical part, and in the channel steel so as to close a side opening formed in a side part of the channel steel. Further comprising a stiffening member.
第5発明に係る骨組部材の接合構造は、第4発明において、前記補剛部材は、前記側面開口部を塞ぐように設けられたウエブ部と、前記溝形鋼の長手方向端部に形成された端面開口部を塞ぐように設けられた第一フランジ部と、前記筒状部の先端開口部を塞ぐように設けられた第二フランジ部とを有することを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a frame member joining structure according to the fourth aspect, wherein the stiffening member is formed at a web portion provided so as to close the side opening and a longitudinal end portion of the channel steel. It has the 1st flange part provided so that the end surface opening part which closed may be closed, and the 2nd flange part provided so that the front-end | tip opening part of the said cylindrical part may be closed.
第6発明に係る骨組部材の接合構造は、第5発明において、前記補剛部材は、前記ウエブ部が前記溝形鋼に接合されていることを特徴とする。 According to a sixth aspect of the present invention, there is provided the frame member joining structure according to the fifth aspect, wherein the stiffening member has the web portion joined to the channel steel.
第7発明に係る骨組部材の接合構造は、第1発明〜第6発明の何れかにおいて、前記接合金物は、前記金物中央部及び前記筒状部がハイドロフォーム加工により一体的に形成されていることを特徴とする。 In any one of the first to sixth inventions, the frame member joining structure according to a seventh aspect of the present invention is such that the hardware center portion and the cylindrical portion are integrally formed by hydroforming. It is characterized by that.
第8発明に係る骨組部材の接合構造は、第1発明〜第7発明の何れかにおいて、前記接合金物は、前記金物中央部及び前記筒状部が複数の部材を溶接により接合して一体的に形成されていることを特徴とする。 In any one of the first to seventh inventions, the joint structure of the frame member according to the eighth aspect of the present invention is such that the central part of the hardware and the cylindrical part are joined together by welding a plurality of members. It is characterized by being formed.
第9発明に係る接合金物は、第1発明〜第8発明の何れかの骨組部材の接合構造に用いられることを特徴とする。 The metal joint according to the ninth invention is used in the joint structure for a frame member according to any one of the first to eighth inventions.
第1発明によれば、接合金物内において第一骨組部材が第二骨組部材のように分断されていないので、その分断による応力伝達のロスがなくなり、各骨組部材がなす構面の面外方向の応力に対して優れた曲げ剛性、耐力を発揮することが可能となる。また、各骨組部材が接合金物の筒状部内に嵌め合わせられているので、各骨組部材それぞれと筒状部との面接触により応力を伝達することができ、その分、骨組部材と接合金物との間での応力伝達のロスが少なくなり、各骨組部材がなす構面の面外方向の応力に対して優れた曲げ耐力、耐力を発揮することが可能となる。また、各骨組部材と接合金物を接合するうえで、これらに貫通ボルトを貫通させるのみで足り、貫通ボルトによる摩擦接合が不要であるので、その分、ボルト本数を抑えることができ、複数の骨組部材の接合部全体の大きさをコンパクト化することが可能となる。また、第一骨組部材及び第二骨組部材が略同一平面上に配置されることになるうえ、各骨組部材がなす構面の面外方向に貫通ボルトのボルト頭部や雌ねじ部材が突出しないので、各骨組部材により形成される骨組構造体の厚みを薄くすることができ、その分、骨組構造体の厚さ方向での設計自由度の向上を図ることが可能となる。 According to the first invention, since the first frame member is not divided like the second frame member in the joint hardware, there is no loss of stress transmission due to the division, and the out-of-plane direction of the structural surface formed by each frame member It is possible to exhibit an excellent bending rigidity and proof stress against the stress of. Moreover, since each frame member is fitted in the cylindrical part of the joint metal, stress can be transmitted by surface contact between each of the frame members and the cylindrical part. The loss of stress transmission between the frame members is reduced, and it is possible to exhibit excellent bending proof strength and proof strength against the stress in the out-of-plane direction of the structural surface formed by each frame member. In addition, when joining each frame member and the joint hardware, it is only necessary to pass through the through bolts, and friction joining with the through bolts is unnecessary, and accordingly, the number of bolts can be suppressed, and a plurality of frames can be suppressed. It becomes possible to reduce the size of the entire joint portion of the member. In addition, since the first frame member and the second frame member are arranged on substantially the same plane, the bolt head portion of the through bolt and the female screw member do not protrude in the out-of-plane direction of the construction surface formed by each frame member. The thickness of the frame structure formed by each frame member can be reduced, and the degree of design freedom in the thickness direction of the frame structure can be improved accordingly.
第2発明によれば、各骨組部材が接合金物の筒状部内に嵌め合わせられているので、各骨組部材それぞれと筒状部との面接触により応力を伝達することができ、その分、骨組部材と接合金物との間での応力伝達のロスが少なくなり、各骨組部材がなす構面の面外方向の応力に対して優れた曲げ耐力、耐力を発揮することが可能となる。また、各骨組部材と接合金物を接合するうえで、これらに貫通ボルトを貫通させるのみで足り、貫通ボルトによる摩擦接合が不要であるので、その分、ボルト本数を抑えることができ、複数の骨組部材の接合部全体の大きさをコンパクト化することが可能となる。また、第一骨組部材及び第二骨組部材が略同一平面上に配置されることになるうえ、各骨組部材がなす構面の面外方向に貫通ボルトのボルト頭部や雌ねじ部材が突出しないので、各骨組部材により形成される骨組構造体の厚みを薄くすることができ、その分、骨組構造体の厚さ方向での設計自由度の向上を図ることが可能となる。 According to the second invention, since each frame member is fitted in the cylindrical part of the joint metal, stress can be transmitted by surface contact between each frame member and the cylindrical part. Loss of stress transmission between the member and the joint metal is reduced, and it is possible to exhibit excellent bending proof strength and proof strength against the stress in the out-of-plane direction of the structural surface formed by each frame member. In addition, when joining each frame member and the joint hardware, it is only necessary to pass through the through bolts, and friction joining with the through bolts is unnecessary, and accordingly, the number of bolts can be suppressed, and a plurality of frames can be suppressed. It becomes possible to reduce the size of the entire joint portion of the member. In addition, since the first frame member and the second frame member are arranged on substantially the same plane, the bolt head portion of the through bolt and the female screw member do not protrude in the out-of-plane direction of the construction surface formed by each frame member. The thickness of the frame structure formed by each frame member can be reduced, and the degree of design freedom in the thickness direction of the frame structure can be improved accordingly.
第3発明によれば、筒状部内に差し込まれた第二骨組部材の差込部内に補剛部材が設けられているので、各骨組部材がなす構面の面外方向の応力が第二骨組部材の差込部に作用した場合でも優れた曲げ剛性、耐力を発揮することが可能となる。 According to the third aspect of the invention, since the stiffening member is provided in the insertion portion of the second frame member inserted into the cylindrical portion, the stress in the out-of-plane direction of the structural surface formed by each frame member is the second frame. Even when acting on the insertion part of the member, it is possible to exhibit excellent bending rigidity and proof stress.
第4発明によれば、一対の溝形鋼それぞれのフランジ部と補剛部材のウエブ部とにより第二骨組部材の軸直交断面がボックス形鋼状をなすように設けられることになる。これにより、各骨組部材がなす構面の面外方向の応力が第二骨組部材に作用したときにおいて、溝形鋼の側面開口部が狭まるような変形が抑制され、筒状部内への第二骨組部材の差込部の曲げ剛性の向上を図ることが可能となる。 According to the fourth aspect of the present invention, the axially orthogonal cross section of the second frame member is provided by the flange portion of each of the pair of channel steels and the web portion of the stiffening member so as to form a box-shaped steel shape. As a result, when the stress in the out-of-plane direction of the structural surface formed by each frame member acts on the second frame member, the deformation that narrows the side surface opening of the channel steel is suppressed, and the second portion into the cylindrical portion is suppressed. It becomes possible to improve the bending rigidity of the insertion part of the frame member.
第5発明によれば、二つの補剛部材それぞれの第一フランジ部と、それぞれの第二フランジ部とにより、一対の溝形鋼内にダイアフラムが設けられた状態になる。この補剛部材がなすダイアフラムと、一対の溝形鋼それぞれのフランジ部と補剛部材のウエブ部とにより、筒状部内への第二骨組部材の差込部が立方体状をなすように設けられることになる。このダイアフラムは、筒状部内への第二骨組部材の差込部のうち、面外方向の応力が強く作用し易い位置である、一対の溝形鋼の端面開口部と、筒状部の先端開口部とがある位置に設けられている。これにより、筒状部内への第二骨組部材の差込部の曲げ剛性の更なる向上を図ることが可能となる。 According to 5th invention, it will be in the state by which the diaphragm was provided in a pair of channel steel by the 1st flange part of each of two stiffening members, and each 2nd flange part. The diaphragm formed by the stiffening member, the flange portions of the pair of channel steels, and the web portion of the stiffening member are provided so that the insertion portion of the second frame member into the cylindrical portion forms a cube shape. It will be. This diaphragm has a pair of grooved steel end face openings and a tip of the cylindrical part, which are positions where stress in the out-of-plane direction is likely to act strongly, in the insertion part of the second frame member into the cylindrical part. An opening is provided at a certain position. Thereby, it becomes possible to aim at the further improvement of the bending rigidity of the insertion part of the 2nd frame member in a cylindrical part.
第6発明によれば、溝形鋼に対して補剛部材を一体化することが可能となり、第二骨組部材の差込部の曲げ剛性の更なる向上とともに、その差込部のねじれに対する剛性の向上を図ることが可能となる。また、第二骨組部材に対して接合金物の筒状部内から抜け出そうとする抜け出し力が作用したときに、その抜け出し力を溝形鋼のウエブ部からではなく補剛部材のウエブ部から貫通ボルトを介して筒状部の側面に伝達させることが可能となる。このとき、溝形鋼のウエブ部から筒状部の側面までの距離より、補剛部材のウエブ部から筒状部の側面までの距離の方が短いことから、抜け出し力の作用により貫通ボルトに作用するモーメントが小さくなり、その結果、抜け出し力による貫通ボルトの変形量を抑えることが可能となるので、筒状部内からの第二骨組部材の抜け出しをより効果的に防止することが可能となる。 According to the sixth invention, the stiffening member can be integrated with the channel steel, and the bending rigidity of the insertion portion of the second frame member can be further improved, and the rigidity of the insertion portion against torsion can be increased. Can be improved. In addition, when a pulling-out force that tries to slip out from the inside of the cylindrical portion of the joint hardware acts on the second frame member, the pull-out force is not transmitted from the web portion of the channel steel but from the web portion of the stiffening member. It becomes possible to transmit to the side surface of the cylindrical portion via the. At this time, since the distance from the web portion of the stiffening member to the side surface of the tubular portion is shorter than the distance from the web portion of the channel steel to the side surface of the tubular portion, The acting moment is reduced, and as a result, the deformation amount of the through bolt due to the pull-out force can be suppressed, so that the second frame member can be more effectively prevented from slipping out from the cylindrical portion. .
以下、本発明を適用した骨組部材の接合構造を実施するための形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, an embodiment for carrying out a joining structure of frame members to which the present invention is applied will be described in detail with reference to the drawings.
まず、第1実施形態に係る骨組部材の接合構造について説明する。 First, the joining structure of the frame member according to the first embodiment will be described.
骨組部材の接合構造1は、図1〜図7に示すように、複数の骨組部材20、30を接合するために用いられ、第1実施形態においては、格子状に配置された複数の骨組部材20、30を接合するものとして用いられる場合を例示している。このように格子状に配置された複数の骨組部材20、30を接合して構成された骨組構造体3は、例えば、図2に示すように支持面4上に支柱6等を介して設置され、その骨組構造体3上に太陽光パネル等のパネル構造体5が設置されることによりパネル構造体用架台として用いられる。
As shown in FIGS. 1 to 7, the frame
第1実施形態に係る骨組部材の接合構造1は、図3〜図5に示すように、第一骨組部材20と、第一骨組部材20の中間部を間に挟んで直列に配置された二つの第二骨組部材30と、その第一骨組部材20と第二骨組部材30との交差部3aにおいて配置され、これら第一骨組部材20及び第二骨組部材30を接合する接合金物10とを備えている。第1実施形態に係る骨組部材の接合構造1は、図1におけるA部のような十字状の交差部3aに用いられる。
As shown in FIGS. 3 to 5, the frame
接合金物10は、図8〜図10に示すように、金物中央部11から交差する二方向両側に延びる四つの筒状部12が設けられ、その金物中央部11及び四つの筒状部12の内部に連続した空洞部13が形成されている。第1実施形態に係る接合金物10は、金物中央部11及び四つの筒状部12により平面視において十字状に形成されており、それらの内部に設けられた空洞部13も平面視において十字状に形成されていることになる。
As shown in FIGS. 8 to 10, the
接合金物10は、金物中央部11及び四つの筒状部12が一体的に形成されており、第1実施形態においては、これらがハイドロフォーム加工により一体的に形成されている場合を例示している。この詳細は後述する。この他にも、接合金物10は、金物中央部11及び四つの筒状部12が複数の部材を溶接により接合して一体的に形成されていてもよい。また、接合金物10は、鋼材のような金属材料から構成される。
In the metal joint 10, the metal
筒状部12は、その先端部が開口して形成されている。筒状部12は、第1実施形態において、その軸直交断面が矩形筒状に形成されている。
The
筒状部12は、第一骨組部材20及び第二骨組部材30がなす構面Sの面内方向の両側面12aに一対のボルト挿通孔14が形成されている。この一対のボルト挿通孔14には、後述のように、一本の貫通ボルト51、52が挿通される。
In the
第一骨組部材20及び第二骨組部材30は、それぞれの軸直交断面が接合金物10の筒状部12に嵌合可能な形状に形成されている。このとき、第一骨組部材20及び第二骨組部材30は、接合金物10の筒状部12の内周面にその外周面が接触するようにして嵌め合わされる。第1実施形態においては、第一骨組部材20及び第二骨組部材30のそれぞれが互いのウエブ部41の外面を接触させて逆向きに配置された一対のリップ溝形鋼40から構成されている。この他にも、第一骨組部材20及び第二骨組部材30は、例えば、矩形筒状のボックス形鋼や、リップ部43のない一対の溝形鋼から構成されていてもよい。一対のリップ溝形鋼40や一対の溝形鋼から構成される場合、上下のフランジ部42間の側面開口部44からリップ溝形鋼40等の内部にビス等の締結具を作業員が差し込むことが可能となり、そのリップ溝形鋼40等の内部から各骨組部材20、30上に配置されたパネル構造体5に締結具をねじ込むことが可能となり、パネル構造体5の取り付け作業時の作業性の向上を図ることが可能となる。なお、一対のリップ溝形鋼40や一対の溝形鋼は、互いのウエブ部41にねじ込まれた図示しないビス等の締結具により固定される。
Each of the
第一骨組部材20及び第二骨組部材30は、第1実施形態において、薄板軽量形鋼から構成されている。ここでいう薄板軽量形鋼とは、板厚2.3mm以下の薄鋼板をロールフォーミング等により折り曲げ加工することによって成形されるものであり、その種類としては、上述のリップ溝形鋼40の他、溝形鋼、ボックス形鋼等が挙げられる。
The
第一骨組部材20は、接合金物10の金物中央部11を間に挟んで相対する二つの筒状部12とその金物中央部11との内部に嵌め合わせて挿通される。第一骨組部材20は、図5の例では、図中上側の筒状部12、金物中央部11、図中下側の筒状部12の順で嵌め合わせて挿通されている。
The
第一骨組部材20は、接合金物10の筒状部12内に挿通される挿通部21において、その筒状部12に形成された一対のボルト挿通孔14と同軸上に並ぶようにボルト挿通孔22が形成されている。第1実施形態においては、第一骨組部材20を構成する一対のリップ溝形鋼40それぞれのウエブ部41にこのボルト挿通孔22が形成されている。
The
この第一骨組部材20のボルト挿通孔22と、その第一骨組部材20が嵌め合わされた筒状部12の一対のボルト挿通孔14とに対しては、第一貫通ボルト51が挿通される。これにより、第一貫通ボルト51は、図7等に示すように、筒状部12の両側面12aとともに第一骨組部材20を貫通して、第一骨組部材20及び第二骨組部材30がなす構面Sと略平行に配置されることになる。この第一貫通ボルト51は、ナット等の雌ねじ部材53が螺合されることによって、接合金物10に固定される。雌ねじ部材53は、第1実施形態において、第一貫通ボルト51の筒状部12から突出した先端部51aに螺合されたナットから構成されている場合を例示しているが、この他にも、第一貫通ボルト51のボルト頭部51b側において筒状部12に溶接されたナットや、筒状部12のボルト挿通孔14に形成された雌ねじ孔から構成されていてもよい。
A first through
この第一貫通ボルト51は、接合金物10に対する第一骨組部材20のずれを防止することを目的として用いられ、そのような目的を達成できる程度の本数、径のものが用いられていればよい。図示の例では、一つの筒状部12につき一つの第一貫通ボルト51が用いられている。
The first through
第二骨組部材30は、接合金物10の第一骨組部材20が挿通された筒状部12の残りの筒状部12それぞれの内部にその先端開口部12bから嵌め合わせて差し込まれている。第二骨組部材30は、図5の例では、図中右側の筒状部12にその先端開口部12bから一つ差し込まれ、図中左側の筒状部12にその先端開口部12bからもう一つ差し込まれている。この第二骨組部材30は、図示の例では、第一骨組部材20の側面に接触するまで差し込まれているが、接触していなくともよい。
The
第二骨組部材30は、図6等に示すように、接合金物10の筒状部12内に差し込まれる差込部31において、その筒状部12に形成された一対のボルト挿通孔14と同軸上に並ぶようにボルト挿通孔32が形成されている。第1実施形態においては、第二骨組部材30を構成する一対のリップ溝形鋼40それぞれのウエブ部41にこのボルト挿通孔32が形成されている。
As shown in FIG. 6 and the like, the
この第二骨組部材30のボルト挿通孔32と、その第二骨組部材30が嵌め合わされた筒状部12の一対のボルト挿通孔14とに対しては、第二貫通ボルト52が挿通される。これにより、第二貫通ボルト52は、筒状部12の両側面12aとともに第二貫通ボルト52を貫通して、第一骨組部材20及び第二骨組部材30がなす構面Sと略平行に配置されることになる。この第二貫通ボルト52は、ナット等の雌ねじ部材53が螺合されることによって、接合金物10に固定される。
A second through
この第二貫通ボルト52は、接合金物10の筒状部12からの第二骨組部材30の抜け出しを防止することを目的として用いられ、そのような目的を達成できる程度の本数、径のものが用いられていればよい。図示の例では、一つの筒状部12につき四つの第二貫通ボルト52が用いられている。
The second through
第1実施形態に係る第二骨組部材30は、一対のリップ溝形鋼40から構成されているため、第一骨組部材20及び第二骨組部材30がなす構面Sの面外方向Qの応力が作用したときに、図11に示すように、その側面開口部44が狭まるような方向Pに全体的に変形し易い構造となっている。この傾向は、第二骨組部材30の端部となる筒状部12内に差し込まれた差込部31において特に強くなるため、その差込部31においては、面外方向Qの応力に対する曲げ剛性、耐力を確保し難い。これを解決するため、第1実施形態に係る第二骨組部材30は、筒状部12内に差し込まれた差込部31内において、その構面Sの面外方向Qの応力に抵抗するための補剛部材60が設けられている。
Since the
第1実施形態に係る補剛部材60は、図5、図11〜図13に示すように、リップ溝形鋼40内に挿入されており、リップ溝形鋼40の側面開口部44を塞ぐように設けられたウエブ部61と、リップ溝形鋼40の長手方向端部に形成された端面開口部45を塞ぐように設けられた第一フランジ部62と、筒状部12の先端開口部12bを塞ぐように設けられた第二フランジ部63とを有している。第1実施形態に係る補剛部材60は、ウエブ部61の両端側にそれぞれ第一フランジ部62と第二フランジ部63とを有している。補剛部材60のウエブ部61には、図6等に示すように、筒状部12に形成された一対のボルト挿通孔14と同軸上に並ぶようにボルト挿通孔64が形成されている。第1実施形態に係る補剛部材60は、ウエブ部61、第一フランジ部62及び第二フランジ部63によりコ字状に形成されており、これらが一体的に設けられている。補剛部材60は、鋼材のような金属材料等から構成される。
As shown in FIGS. 5 and 11 to 13, the stiffening
第1実施形態において、補剛部材60のウエブ部61、第一フランジ部62及び第二フランジ部63のそれぞれは、図11に示すように、リップ溝形鋼40の上下一対のフランジ部42間の間隔と略同一の長さとなるようにその高さ寸法が形成されている。これにより、補剛部材60のウエブ部61、第一フランジ部62及び第二フランジ部63は、リップ溝形鋼40の上下一対のフランジ部42の内面に接触して設けられていることになる。また、第1実施形態において、補剛部材60の第一フランジ部62及び第二フランジ部63のそれぞれは、リップ溝形鋼40のリップ部43とウエブ部41との間の間隔と略同一の長さとなるようにその幅寸法が形成されている。これにより、補剛部材60の第一フランジ部62及び第二フランジ部63にリップ溝形鋼40のウエブ部41内面とリップ部43内面とが接触して設けられることになる。
In the first embodiment, each of the
第二骨組部材30を構成する一対のリップ溝形鋼40は、それぞれの側面開口部44が補剛部材60のウエブ部61により塞がれることによって、図11に示すように、一対のリップ溝形鋼40それぞれのフランジ部42と補剛部材60のウエブ部61とによりその軸直交断面がボックス形鋼状をなすように設けられることになる。これにより、構面Sの面外方向Qの応力が第二骨組部材30に作用したときにおいて、リップ溝形鋼40の側面開口部44が狭まるような変形が抑制され、筒状部12内への第二骨組部材30の差込部31の曲げ剛性の向上を図ることが可能となる。
As shown in FIG. 11, the pair of
また、一対のリップ溝形鋼40それぞれに設けられた補剛部材60は、図5等に示すように、第一フランジ部62及び第二フランジ部63のそれぞれが略同一平面上に位置するように設けられる。第二骨組部材30を構成する一対のリップ溝形鋼40は、それぞれの端面開口部45が補剛部材60の第一フランジ部62により塞がれるとともに、筒状部12の先端開口部12bが補剛部材60の第二フランジ部63により塞がれることによって、二つの補剛部材60それぞれの第一フランジ部62と、それぞれの第二フランジ部63とにより、一対のリップ溝形鋼40内に二つのダイアフラムが設けられた状態になる。この補剛部材60がなす二つのダイアフラムと、一対のリップ溝形鋼40それぞれのフランジ部42と補剛部材60のウエブ部61とにより、筒状部12内への第二骨組部材30の差込部31が立方体状をなすように設けられることになる。このダイアフラムは、筒状部12内への第二骨組部材30の差込部31のうち、面外方向Qの応力が強く作用し易い位置である、一対のリップ溝形鋼40の端面開口部45と、筒状部12の先端開口部12bとがある位置に設けられている。これにより、筒状部12内への第二骨組部材30の差込部31の曲げ剛性の更なる向上を図ることが可能となる。
Further, as shown in FIG. 5 and the like, the stiffening
なお、二つの補剛部材60それぞれの第一フランジ部62は、一対のリップ溝形鋼40の端面開口部45より軸方向内側寄りの箇所に設けられ、二つの補剛部材60それぞれの第二フランジ部63は、筒状部12の先端開口部12bより軸方向内側寄りの箇所に設けられている。これにより、骨組構造体3全体が大変形したときに、補剛部材60の第一フランジ部62が一対のリップ溝形鋼40内から抜け出て外れてしまうのを防止することが可能となる。
The
また、補剛部材60は、図13に示すように、そのウエブ部61がリップ溝形鋼40に溶接等により接合されている。第1実施形態に係る補剛部材60は、そのウエブ部61がリップ溝形鋼40のリップ部43に隅肉溶接Wにより接合されている。これにより、リップ溝形鋼40に対して補剛部材60を一体化することが可能となり、第二骨組部材30の差込部31の曲げ剛性の更なる向上とともに、その差込部31のねじれに対する剛性の向上を図ることが可能となる。また、第二骨組部材30に対して接合金物10の筒状部12内から抜け出そうとする抜け出し力が作用したときに、その抜け出し力をリップ溝形鋼40のウエブ部41からではなく補剛部材60のウエブ部61から第二貫通ボルト52を介して筒状部12の側面12aに伝達させることが可能となる。このとき、図6に示すような、リップ溝形鋼40のウエブ部41から筒状部12の側面12aまでの距離L1より、補剛部材60のウエブ部61から筒状部12の側面12aまでの距離L2の方が短いことから、抜け出し力の作用により第二貫通ボルト52に作用するモーメントが小さくなり、その結果、抜け出し力による第二貫通ボルト52の変形量を抑えることが可能となるので、筒状部12内からの第二骨組部材30の抜け出しをより効果的に防止することが可能となる。このとき、抜け出し力の作用によりリップ溝形鋼40のウエブ部41から第二貫通ボルト52に応力が伝達されないように、リップ溝形鋼40のウエブ部41のボルト挿通孔32は、補剛部材60のウエブ部61のボルト挿通孔64より大きくすることが望ましい。
Further, as shown in FIG. 13, the
なお、上述の補剛部材60による第二骨組部材30の曲げ剛性の向上効果は、第二骨組部材60を構成する一対のリップ溝形鋼40がリップ部43のない一対の溝形鋼から構成されている場合も同様に得られる。
In addition, the improvement effect of the bending rigidity of the
以上の第1実施形態によれば、接合金物10内において第一骨組部材20が第二骨組部材30のように分断されていないので、その分断による応力伝達のロスがなくなり、各骨組部材20、30がなす構面Sの面外方向Qの応力に対して優れた曲げ剛性、耐力を発揮することが可能となる。また、各骨組部材20、30が接合金物10の筒状部12内に嵌め合わせられているので、各骨組部材20、30それぞれと筒状部12との面接触により応力を伝達することができ、その分、骨組部材20、30と接合金物10との間での応力伝達のロスが少なくなり、上述の構面Sの面外方向Qの応力に対して優れた曲げ耐力、耐力を発揮することが可能となる。また、各骨組部材20、30と接合金物10を接合するうえで、これらに貫通ボルト51、52を貫通させるのみで足り、貫通ボルト51、52による摩擦接合が不要であるので、その分、ボルト本数を抑えることができ、接合構造1全体の大きさをコンパクト化することが可能となる。また、第一骨組部材20及び第二骨組部材30が略同一平面上に配置されることになるうえ、各骨組部材20、30がなす構面Sの面外方向Qに貫通ボルト51、52のボルト頭部51b、52bや雌ねじ部材53が突出しないので、各骨組部材20、30により形成される骨組構造体3の厚みを薄くすることができ、その分、骨組構造体3の厚さ方向での設計自由度の向上を図ることが可能となる。
According to the above 1st Embodiment, since the
また、筒状部10内に差し込まれた第二骨組部材30の差込部31内に補剛部材60が設けられているので、構面Sの面外方向Qの応力が第二骨組部材30の差込部31に作用した場合でも優れた曲げ剛性、耐力を発揮することが可能となる。
Further, since the stiffening
次に、第2実施形態に係る骨組部材の接合構造について説明する。なお、上述した構成要素と同一の構成要素については、同一の符号を付すことにより以下での説明を省略する。 Next, the joining structure of the frame member according to the second embodiment will be described. In addition, about the component same as the component mentioned above, the description below is abbreviate | omitted by attaching | subjecting the same code | symbol.
第2実施形態に係る骨組部材の接合構造1は、図14に示すように、第一骨組部材20と、第一骨組部材20の端部を間に挟んで直列に配置された二つの第二骨組部材30と、その第一骨組部材20と第二骨組部材30との交差部3aにおいて配置され、これら第一骨組部材20及び第二骨組部材30を接合する接合金物10とを備えている。第2実施形態に係る骨組部材の接合構造1は、図1におけるB部のようなT字状の交差部3aに用いられる。
As shown in FIG. 14, the frame
接合金物10は、図15に示すように、金物中央部11から方向Aの片側に延びる筒状部12と、その方向Aと交差する方向Bの両側に延びる二つの筒状部12が設けられ、その金物中央部11及び三つの筒状部12の内部に連続した空洞部13が設けられている。第2実施形態に係る接合金物10は、金物中央部11及び三つの筒状部12により平面視においてT字状に形成されており、それらの内部に形成された空洞部13も平面視においてT字状に形成されていることになる。
As shown in FIG. 15, the metal joint 10 is provided with a
第一骨組部材20は、方向Aの筒状部の先端開口部12bから金物中央部11の内部まで嵌め合わせて差し込まれ、第1実施形態においては、金物中央部11の内面に接触するまで差し込まれている。
The
以上の第2実施形態によれば、各骨組部材20、30が接合金物10の筒状部12内に嵌め合わせられているので、各骨組部材20、30それぞれと筒状部12との面接触により応力を伝達することができ、その分、各骨組部材20、30と接合金物10との間での応力伝達のロスが少なくなり、上述の構面Sの面外方向Qの応力に対して優れた曲げ耐力、耐力を発揮することが可能となる。また、各骨組部材20、30と接合金物10を接合するうえで、これらに貫通ボルト51、52を貫通させるのみで足り、貫通ボルト51、52による摩擦接合が不要であるので、その分、ボルト本数を抑えることができ、接合構造1全体の大きさをコンパクト化することが可能となる。また、第一骨組部材20及び第二骨組部材30が略同一平面上に配置されることになるうえ、各骨組部材20、30がなす構面Sの面外方向Qに貫通ボルト51、52のボルト頭部51b、52bや雌ねじ部材53が突出しないので、各骨組部材20、30により形成される骨組構造体3の厚みを薄くすることができ、その分、骨組構造体3の厚さ方向での設計自由度の向上を図ることが可能となる。
According to the second embodiment described above, each
次に、各実施形態に係る接合金物10の製造方法の一例について説明する。 Next, an example of the manufacturing method of the metal joint 10 according to each embodiment will be described.
上述の接合金物10は、例えば、金物中央部11及び複数の筒状部12がハイドロフォーム加工により一体的に形成される。このハイドロフォーム加工では、図16(a)に示すように、管状のハイドロフォーム加工品を管軸直交方向に分割した外形と略同一の内形からなるキャビティ72を有する上下の金型71を用いて行う。
In the above-described joining
ハイドロフォーム加工を行ううえでは、まず、これら金型71のキャビティ72内にハイドロフォーム加工品の素材となる素材管81を配置する。次に、図16(b)に示すように、上下の金型71の型閉めを行う。次に、図16(c)に示すように、素材管81に対して内部に液体Wを供給して内圧を負荷するとともに、軸押しパンチ73により素材管81に対して管軸方向に圧縮荷重を負荷する。これにより、図16(d)に示すように、上下の金型71のキャビティ72内に沿って素材管81が拡径されつつ管軸方向に圧縮されて、金型71のキャビティ72の内形に沿った外形からなるハイドロフォーム加工品が得られる。
In performing hydroforming, first, a
このとき、上述の第1実施形態に係る十字状の接合金物10を得るうえでは、図17(a)に示すように、第二骨組部材30が嵌め合わされる筒状部12が加工後の素材管81の管軸方向の両端部81aとなるようにし、第一骨組部材20が嵌め合わされる筒状部12が加工後の素材管81の径方向両側に形成された拡径部81bとなるように、上下の金型71のキャビティ72の形状を調整する。これにより、ハイドロフォーム加工後に素材管81の拡径部81bの先端部81cが閉塞して形成されることになるので、その拡径部81bの先端部81cを切断加工することにより、図17(b)に示すように、上述の第1実施形態に係る接合金物10が得られる。第2実施形態に係るT字状の接合金物10を得るときは、素材管81の径方向片側に拡径部81bが一つのみ形成されるようにする点以外、上述と同様である。
At this time, in order to obtain the cross-shaped joint metal fitting 10 according to the first embodiment described above, as shown in FIG. 17 (a), the
なお、一般的なハイドロフォーム加工では、素材管81の拡径部81bの最大幅が素材管81そのものの直径に応じて定まる特性がある。具体的には、素材管81の拡径部81bの最大幅は、素材管81の径方向両側に二つの拡径部81bが形成されるようにする場合、素材管81の直径の1/2程度となり、径方向片側に一つの拡径部81bが形成されるようにする場合、素材管81の直径と同程度となる。この最大幅を超えるような幅となるようにハイドロフォーム加工すると、素材管81のバーストが生じ得る。このため、一般的なハイドロフォーム加工により接合金物10を得るうえでは、このことを考慮のうえ、素材管81のバーストが生じないような寸法の接合金物10を製造することになる。
In general hydroforming, there is a characteristic that the maximum width of the
なお、ハイドロフォーム加工により接合金物10を得る場合、寸法精度に優れた接合金物10を生産性よく得ることが可能となるという利点がある。 In addition, when obtaining the metal joint 10 by hydroforming, there is an advantage that the metal joint 10 having excellent dimensional accuracy can be obtained with high productivity.
この他に、上述の接合金物10は、図18に示すように、例えば、金物中央部11及び複数の筒状部12が複数の部材を溶接により接合して一体的に形成されていてもよい。この場合の接合金物10は、例えば、金物中央部11及び二つの筒状部12を上下方向に二分割した形状からなる一対の第一分割部材91と、残りの筒状部12それぞれを上下方向に対称に二分割した形状からなる一対の第二分割部材92のそれぞれを隅肉溶接W等の溶接により接合することにより構成される。
In addition, as shown in FIG. 18, for example, the metal joint 10 described above may be integrally formed by joining a metal
以上、本発明の実施形態の例について詳細に説明したが、前述した実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。 As mentioned above, although the example of embodiment of this invention was demonstrated in detail, all the embodiment mentioned above showed only the example of actualization in implementing this invention, and these are the technical aspects of this invention. The range should not be construed as limiting.
例えば、補剛部材60は、筒状部12内に挿通された第一骨組部材20の挿通部21内において設けられていてもよい。また、第一骨組部材20及び第二骨組部材30は、矩形筒状のボックス形鋼や、上述の補剛部材60が用いられた一対の溝形鋼等から構成される場合、貫通ボルト51、52の代替として、接合金物10の筒状部12の両側面それぞれに対してねじにより接合されていてもよい。
For example, the stiffening
1 接合構造
3 骨組構造体
3a 交差部
10 接合金物
11 金物中央部
12 筒状部
13 空洞部
20 第一骨組部材
30 第二骨組部材
31 差込部
40 リップ溝形鋼
44 側面開口部
45 端面開口部
51 第一貫通ボルト
52 第二貫通ボルト
53 雌ねじ部材
60 補剛部材
61 ウエブ部
62 第一フランジ部
63 第二フランジ部
S 構面
DESCRIPTION OF
Claims (9)
前記金物中央部を間に挟んで相対する二つの筒状部と前記金物中央部との内部に嵌め合わされて挿通された第一骨組部材と、
前記接合金物の残りの筒状部それぞれの内部にその先端開口部から嵌め合わせて差し込まれた第二骨組部材と、
前記第一骨組部材及び前記第二骨組部材がなす構面と略平行に配置され、前記筒状部の両側面とともに当該筒状部内に嵌め合わされた前記第一骨組部材又は前記第二骨組部材を貫通する貫通ボルトと、
前記貫通ボルトに螺合された雌ネジ部材とを備えること
を特徴とする骨組部材の接合構造。 Four cylindrical portions extending on both sides intersecting from the central portion of the hardware are provided, and a joint hardware in which a continuous cavity is formed inside the central portion of the hardware and the four cylindrical portions, and
A first skeleton member fitted into and inserted into two metal parts opposed to each other with the metal part central part in between, and the metal part central part,
A second framework member inserted into each of the remaining cylindrical portions of the joint metal fitting from the tip opening,
The first skeleton member or the second skeleton member, which is disposed substantially parallel to a construction surface formed by the first skeleton member and the second skeleton member, and is fitted into the cylindrical portion together with both side surfaces of the cylindrical portion. A through bolt that penetrates,
A frame member joining structure comprising: a female screw member screwed into the through bolt.
前記一方向片側の筒状部の先端開口部から前記金物中央部の内部まで嵌め合わせて差し込まれた第一骨組部材と、
前記接合金物の残りの筒状部それぞれの内部にその先端開口部から嵌め合わせて差し込まれた第二骨組部材と、
前記第一骨組部材及び前記第二骨組部材がなす構面と略平行に配置され、前記筒状部の両側面とともに当該筒状部内に嵌め合わされた前記第一骨組部材又は前記第二骨組部材を貫通する貫通ボルトと、
前記貫通ボルトに螺合された雌ネジ部材とを備えること
を特徴とする骨組部材の接合構造。 A cylindrical portion extending from the hardware central portion to one side in one direction and two cylindrical portions extending from the hardware central portion to both sides in the other direction intersecting the one direction are provided, the hardware central portion and the three cylindrical shapes A metal joint in which a continuous cavity is formed inside the part;
A first skeleton member fitted and inserted from the tip opening of the cylindrical portion on one side of the one direction to the inside of the hardware central portion;
A second framework member inserted into each of the remaining cylindrical portions of the joint metal fitting from the tip opening,
The first skeleton member or the second skeleton member, which is disposed substantially parallel to a construction surface formed by the first skeleton member and the second skeleton member, and is fitted into the cylindrical portion together with both side surfaces of the cylindrical portion. A through bolt that penetrates,
A frame member joining structure comprising: a female screw member screwed into the through bolt.
を特徴とする請求項1又は2記載の骨組部材の接合構造。 The stiffening member provided in the insertion part of the said 2nd frame member inserted in the said cylindrical part, and resisting the stress of the out-of-plane direction of the said construction surface is further provided. 2. A joining structure of frame members according to 2.
前記筒状部内に差し込まれた前記第二骨組部材の差込部内において、前記溝形鋼の側部に形成された側面開口部を塞ぐように当該溝形鋼内に設けられた補剛部材を更に備えること
を特徴とする請求項1〜3の何れか1項記載の骨組部材の接合構造。 The second frame member is composed of a pair of channel steels arranged in opposite directions in contact with the outer surfaces of each other's web parts,
In the insertion part of the second frame member inserted into the cylindrical part, a stiffening member provided in the channel steel so as to close a side opening formed in a side part of the channel steel. The frame member joining structure according to any one of claims 1 to 3, further comprising:
を特徴とする請求項4記載の骨組部材の接合構造。 The stiffening member includes a web portion provided so as to close the side opening, a first flange portion provided so as to close an end face opening formed in a longitudinal end portion of the channel steel, The frame member joining structure according to claim 4, further comprising: a second flange portion provided so as to close a distal end opening of the cylindrical portion.
を特徴とする請求項5記載の骨組部材の接合構造。 The said stiffening member has the said web part joined to the said channel steel, The joining structure of the frame member of Claim 5 characterized by the above-mentioned.
を特徴とする請求項1〜6の何れか1項記載の骨組部材の接合構造。 The said joining metal object WHEREIN: The said metal | metal | money center part and the said cylindrical part are integrally formed by the hydroforming process. The joining structure of the frame member in any one of Claims 1-6 characterized by the above-mentioned.
を特徴とする請求項1〜6の何れか1項記載の骨組部材の接合構造。 The frame member according to any one of claims 1 to 6, wherein the metal joint is formed integrally by joining the metal central portion and the cylindrical portion by welding a plurality of members. Bonding structure.
を特徴とする接合金物。 It is used for the joining structure of the frame member of any one of Claims 1-8.
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