JP2015218806A - ガセット部材および枠構造体 - Google Patents

Abstract

【課題】ガセット部材の挿嵌部と枠部材の被嵌部とを面接触するように嵌合させ、構造的に安定させて固定することを容易にしたガセット部材および枠構造体を提供する。
【解決手段】筐体の底側と天井側との間で延在する柱状枠２と、柱状枠２の横断面方向に延在して筐体の底側，天井側を形成し周縁側に柱状枠２の端部２１（２１ａ，２１ｂ）が連結する横断枠３（３ａ，３ｂ）と、柱状枠２と横断枠３とを連結するガセット部材４と、を目的とする被収容物を収容できるように架設して枠構造体１を構成する。ガセット部材４は、横断枠３に固設される基部５と、基部５から突出し端部２１に形成された被嵌部７に挿嵌する挿嵌部６と、を有する。挿嵌部６は、挿嵌部６の軸心に沿って延在する複数の板状部６１が挿嵌部６の軸心の周方向に連なって一体化した横断面Ｃ字状に形成され、各板状部６１のうち少なくとも一つにはスリット６３が形成される。
【選択図】図１

Description

本発明は、ガセット部材および当該ガセット部材を用いた枠構造体に係るものであって、例えば配電盤や制御盤等の被収容物を収容する筐体に適用されるものである。

例えば配電盤や制御盤等の被収容物を収容する筐体においては、複数個の枠部材（例えば後述の柱状枠や横断枠）が目的とする被収容物を包囲できるように架設された枠構造体が適用されている。また、複数の枠部材を互いに連結する継手部材として、一方の枠部材に固設される基部と、他方の枠部材の端部に形成された被嵌部に挿嵌する挿嵌部と、を有したガセット部材が知られている。

特許文献１に示す枠構造体の一例では、互いに距離を隔てて立設して並列した複数の柱状枠（文献では符号１）と、各柱状枠と交差する方向に延在して筐体の底側を形成する枠部材であって周縁側の各コーナー部に柱状枠の一端部が連結する底側横断枠（文献では符号３）と、各柱状枠と交差する方向に延在して筐体の天井側を形成する枠部材であって周縁側の各コーナー部に柱状枠の他端部が連結する天井側横断枠（文献では符号２）と、を有した構成が開示されている。また、横断枠のコーナー部に固設される基部と、その基部から突出（柱状枠側に突出）し被嵌部に挿嵌する挿嵌部と、を有したガセット部材（文献では符号４）を介して、柱状枠と横断枠とが連結した構成が開示されている。

前記挿嵌部は、挿嵌部の軸心に沿って延在する複数の板状部が当該挿嵌部の軸心の周方向に連なって一体化（屈曲しながら連なって一体化）した横断面Ｃ字状（例えば、いわゆるＣ字型鋼やコ字型鋼のような形状）に形成されている。前記の柱状枠の被嵌部は、前記挿嵌部の外周側面（各板状部の外側面）に沿って延在する複数の板状部が当該挿嵌部の外周側面の周方向に連なって一体化した横断面Ｃ字状に形成され、挿嵌部を内側に受容（例えば被嵌部の先端側開口から受容）できるように構成されている。挿嵌部と被嵌部とを構造的に安定させて固定するには、両者が面接触するように嵌合させることが望まれる。

実公昭６１−１４２４７号公報

しかしながら、挿嵌部と被嵌部とにおいて寸法誤差があったり両者の嵌合面に凹凸（例えばガセット部材を枠部材に固定するための締結手段や締結孔等による凹凸）が存在していると、両者の嵌合面においてクリアランスが形成され易くなり、面接触するように嵌合させることが困難になる虞がある。

本発明は、かかる技術的課題を鑑みてなされたものであって、ガセット部材の挿嵌部と枠部材の被嵌部とを面接触するように嵌合させ、構造的に安定させて固定することを容易にしたガセット部材および枠構造体を提供することにある。

この発明に係るガセット部材および枠構造体は、前記の課題を解決できる創作であり、ガセット部材の一態様は、複数の枠部材を連結する部材であって、各枠部材のうちの一方の枠部材に固設される基部と、前記基部から突出し、他方の枠部材の端部に形成された被嵌部に挿嵌する挿嵌部と、を有し、前記挿嵌部は、挿嵌部の軸心に沿って延在する複数の板状部が当該挿嵌部の軸心の周方向に連なって一体化した横断面Ｃ字状に形成され、前記被嵌部は、前記挿嵌部の外周側面に沿って延在する複数の板状部が当該挿嵌部の外周側面の周方向に連なって一体化した横断面Ｃ字状に形成され、前記挿嵌部の各板状部のうち少なくとも一つが、当該挿嵌部の先端から基部側に延在したスリットが形成されていることを特徴とする。前記スリット幅は、挿嵌部の先端側よりも基部側が狭いものであっても良い。また、挿嵌部の各板状部の少なくとも一つには、当該挿嵌部の板状部の厚さ方向に貫通した孔であって外側開口縁が陥没し内側開口縁が突出した形状の挿嵌部締結孔が形成され、前記被嵌部の板状部における挿嵌部締結孔が対向する位置に、当該被嵌部の板状部の厚さ方向に貫通した孔であって外側開口縁が陥没し内側開口縁が突出した被嵌部締結孔が形成され、挿嵌部と被嵌部とが、前記の挿嵌部締結孔および被嵌部締結孔に貫装する締結手段を介して締結固定されるものでも良い。

枠構造体の一態様は、筐体の底側と天井側との間で互いに距離を隔てて立設して並列した複数の柱状枠と、筐体の底側または天井側を形成する枠部材であって柱状枠の端部が連結する横断枠と、前記のガセット部材と、を有し、ガセット部材の基部が、横断枠に固設され、当該ガセット部材の挿嵌部が、当該挿嵌部に対向する柱状枠の端部に形成された被嵌部に挿嵌して嵌合したことを特徴とする。ガセット部材の基部は、横断枠の周縁側に形成されたコーナー部に固設されたものあっても良い。

以上示したように本発明によれば、ガセット部材の挿嵌部と枠部材の被嵌部とが面接触するように嵌合し、両者を構造的に安定させて固定することが可能となる。

本実施形態によるガセット部材を用いた枠構造体の一例を示す概略説明図（分解図）。 図１のガセット部材および当該ガセット部材の周辺を説明するための部分概略図（分解図）。 図２の嵌合状態を示す部分概略図。 図３の概略横断面図（Ｄ−Ｄ線断面図）。 ガセット部材の一例を示す概略図（展開図）。 検証例におけるモーダル解析方法を示す概略説明図。

本発明の実施形態のガセット部材および枠構造体は、ガセット部材の挿嵌部において、単に複数個の板状部が連なって横断面Ｃ字状に形成されたものを適用するのではなく、挿嵌部を構成する各板状部のうち少なくとも一つにおいて、当該挿嵌部の先端から基部側に延在したスリットが形成されたものを適用したものである。

前述のようにスリットが形成された板状部においては、その板状部におけるスリットの周縁側が当該スリット幅方向（スリット幅が変化する方向）や厚さ方向に弾性変形し易くなる。このため、被嵌部と挿嵌部とにおいて、両者に寸法誤差があったり嵌合面に凹凸が存在する場合であっても、板状部のスリットの周縁側が弾性変形しながら互いに嵌合、すなわちガセット部材の挿嵌部と枠部材の被嵌部とにおいて、嵌合面におけるクリアランスを狭め、より面接触するように嵌合して、両者を構造的に安定させて固定することが可能となる。

例えばガセット部材や枠部材を溶着固定すれば、リベット等の締付手段やエンボス孔等の締結孔を要する締結固定（リベッティング固定等）構造と比較して嵌合面の凹凸を抑え易いものの、ガセット部材や枠部材が酸化防止や塗装等の表面処理を要する場合には、溶着固定後の枠構造体に当該表面処理を行うことになるため（溶着固定前に表面処理すると当該固定が妨げられるため）、表面処理ムラ等が生じ易くなることが考えられる。また、例えば保管（在庫品として保管）や搬送（各製造工程間，設置先等への搬送）等においては枠構造体の大きさに合わせ、保管スペースや搬送スペース等を大きく確保する必要がある。

一方、本実施形態のようなガセット部材や枠構造体を適用すれば、たとえガセット部材と枠部材との両者に寸法誤差があったり、当該両者を締結固定する構成により嵌合面に凹凸が存在する場合であっても、前述のように板状部のスリットの周縁側が弾性変形するため、挿嵌部と被嵌部とをより面接触するように嵌合させて固定することが可能である。

また、本実施形態において締結固定する構造の場合には、複雑なスキル（溶接固定のような複雑なスキル）が不用であり、安定した製品供給に貢献することも可能となる。さらに、締結固定前にガセット部材や枠部材を表面処理することができ（当該固定が妨げられることがなく）、表面処理ムラ等を少なくすることもできる。そして、ガセット部材や枠部材を締結固定する前の状態で保管や搬送等を行うことができるため、例えばガセット部材や枠部材を纏めてコンパクト化すれば、保管スペースや搬送スペース等を小さくすることも可能となる。

また、締結固定において、枠構造体の外周側に位置する締結孔が枠構造体の外周側から内周側方向に貫通したものであって、その締結孔における枠構造体外周側に位置する外側開口縁が当該締結孔内方向に陥没したエンボス形状であれば、枠構造体の外周側において締結手段による凹凸を抑えることができる。これにより、枠構造体の外観性に貢献でき、複数個の枠構造体を並べて設置する場合には、それぞれ互いに近接あるいは密接させることができるため、設置スペースの効率化を図ることも可能となる。

本実施形態のガセット部材や枠構造体は、前述したように挿嵌部を構成する各板状部のうち少なくとも一つにおいてスリットが形成され、その挿嵌部と被嵌部とが互いに面接触するように嵌合できるものであれば、例えば各種分野の技術常識を適宜適用する等により、多彩な変更が可能なものであって、その一例として以下に示すものが挙げられる。

＜実施例＞
図１の符号１は本実施形態によるガセット部材を用いて複数個の枠部材を連結した枠構造体の一例を示すものであって、例えば配電盤等の被収容物を収容する筐体に適用可能なものである。この枠構造体１は、図１に示すように、主に、それぞれ筐体の底側と天井側との間で延在する枠部材であって互いに距離を隔てて立設して並列した複数（本実施例では４本）の長尺な柱状枠２と、柱状枠２の横断面方向（各柱状枠２と交差する方向）に延在して筐体の底側を形成する枠部材であって周縁側に柱状枠２の一端部２１ａが連結する底側横断枠３ａと、柱状枠２の横断面方向に延在して筐体の天井側を形成する枠部材であって周縁側に柱状枠２の他端部２１ｂが連結する天井側横断枠３ｂと、を有し、柱状枠２の各端部２１ａ，２１ｂ（以下、それぞれを適宜略して端部２１）と各横断枠３ａ，３ｂ（以下、それぞれを適宜略して横断枠３）とを連結するガセット部材４を用い目的とする被収容物を収容できるように架設して構成されている。

柱状枠２，横断枠３，ガセット部材４においては、例えば図２〜図５に示すような形状のものをそれぞれ適用することが挙げられる。図２，図３に示す横断枠３においては、筐体の底側または天井側の周縁側に沿った延板状の枠部材（図１では中央部に貫通した孔が形成された矩形平板状の枠部材）であって柱状枠２の横断面方向に延在する矩形状の横断部３１と、横断部３１の四方の各々の辺において当該横断部３１の４角の所望の角度（本実施例では直角あるいは略直角）のコーナー部３０から隔てて立設するように突出（横断部３１の四方を囲むように突出）した周壁部３２と、を有している。各周壁部３２は、横断部３１の辺から立設するように突出しコーナー部３０を除き当該辺に沿って延在する平板状の側壁部３２ａと、側壁部３２ａの先端縁から横断部３１中央部側に突出し当該側壁部３２ａに沿って延在する平板状の庇状部３２ｂと、を有した横断面Ｌ字状に形成されている。

また、横断枠３においては、締結手段８（リベット等；詳細を後述する）によりガセット部材４と締結するために、締結孔３３が所望の位置に穿設されている。この締結孔３３は、例えば枠構造体１の外周側方向に位置する外側開口縁が当該締結孔３３内方向に陥没し、枠構造体１の内周側方向に位置する内側開口縁が当該締結孔３３から突出したエンボス形状（後述の締結孔２４，４１と同様のエンボス形状）に形成されている。

図２〜図４に示すガセット部材４においては、横断枠３のコーナー部３０における内側面に固設する基部５と、その基部５内側面から突出し柱状枠２の端部２１の被嵌部７（詳細を後述する）に挿嵌する挿嵌部６と、を有している。基部５は、コーナー部３０と同様の角度（本実施例では直角あるいは略直角）をなすコーナー部（本実施例では直角三角形状の頂点部）５１と、そのコーナー部５１から横断部３１の隣接する一対の辺（コーナー部３０にて交差する横断部３１の一対の辺）の内側に沿って延在する平板状の横断部５２と、その横断部５２の周縁端（横断部３１の一対の辺側の周縁端）から突出しコーナー部５１を除き側壁部３２ａに沿って延在する側壁部５３と、を有している。側壁部５３の形状は、基部５のコーナー部５１がコーナー部３０の内側面に重なり合った状態で、当該側壁部５３が周壁部３２の内側に係合するように適宜設定される。

ガセット部材４の挿嵌部６は、基部５のコーナー部５１から突出するように形成されたものであって、挿嵌部６の軸心（コーナー部５１から突出方向に延在する軸心）に沿って延在する複数の板状部６１ａ〜６１ｄ（以下、適宜省略して板状部６１）が当該挿嵌部６の軸心の周方向に連なって一体化した横断面Ｃ字状に形成（本実施例ではＣ字の開口が横断部５２側に向くように形成）され、挿嵌部６の外周側（横断面Ｃ字の外周側）に柱状枠２の端部２１の被嵌部７を被嵌できるように構成されている。

各板状部６１のうち少なくとも何れか一つに（本実施例では板状部６１ｃ）には、挿嵌部６の先端側開口６２から基部５側に延在し当該板状部６１の厚さ方向に貫通したスリット６３が形成されている。このスリット６３の形状は、そのスリット６３を有した板状部６１における当該スリット６３の周縁側が、当該スリット６３の幅方向（スリット幅が変化する方向）や当該周縁側の厚さ方向に対して弾性変形するように適宜設定される。例えば、スリット６３のスリット幅において、先端側開口６２側を大きくし基部５側を狭くした場合には、スリット６３の周縁側における先端側開口６２側を弾性変形し易くし、当該周縁側の基部５側の強度を大きくすることが可能となる。

また、ガセット部材４においては、締結手段８（詳細を後述する）により柱状枠２や横断枠３と締結するために、締結孔４１が所望の位置（柱状枠２や横断枠３に形成される各締結孔と対向する位置）に穿設されている。この締結孔４１は、例えば枠構造体１の外周側方向に位置する外側開口縁４１ａが当該締結孔４１内方向に陥没し、枠構造体１の内周側方向に位置する内側開口縁４１ｂが当該締結孔４１から突出したエンボス形状に形成する。

図２〜図４に示す柱状枠２においては、柱状枠２の軸心に沿って延在する複数の板状部２２ａ〜２２ｅ（以下、適宜略して板状部２２）が当該柱状枠２の軸心の周方向に連なって一体化し挿嵌部６の横断面形状よりも大きい相似形状（挿嵌部６の外周側に被嵌できるように、例えば、ひと回り大きい相似形状）の横断面Ｃ字状に形成（本実施例ではＣ字の開口が筐体の内側（挿嵌部６と同様の方向）に向くように形成）されている。これにより、柱状枠２の端部２１には、挿嵌部６の外周側面に沿って延在する複数の板状部２２による横断面Ｃ字状の被嵌部７が形成され、挿嵌部６を被嵌部７の先端側開口（挿嵌部６側の開口）２３から内側に受容して嵌合できるように構成されている。

また、柱状枠２においては、締結手段８（詳細を後述する）によりガセット部材４と締結するために、締結孔２４が所望の位置に穿設されている。この締結孔２４は、例えば枠構造体１の外周側方向に位置する外側開口縁２４ａが当該締結孔２４内方向に陥没し、枠構造体１の内周側方向に位置する内側開口縁２４ｂが当該締結孔２４から突出したエンボス形状に形成する。

以上示したような柱状枠２，横断枠３，ガセット部材４を適宜用い、ガセット部材４の挿嵌部６と柱状枠２の被嵌部７とを嵌合させることにより、例えば図３,図４に示すようにガセット部材４を介して柱状枠２と横断枠３とを連結することができる。

本実施例では、例えば図４に示すように、ガセット部材４の挿嵌部６と柱状枠２の被嵌部７との両者の嵌合面において、締結孔２４の内側開口縁２４ｂにより凹凸が形成されているため、挿嵌部６を被嵌部７の先端側開口２３から内側に挿嵌していくと、挿嵌部６の先端側開口６２側が締結孔２４の内側開口縁２４ｂに当接することになるが、さらに挿嵌していくと、板状部６１（本実施例では６１ｃ）におけるスリット６３の周縁側が弾性変形し、挿嵌部６の先端側開口６２側が内側開口縁２４ｂ表面を摺接しながら突き進んでいき、挿嵌部６を所望の位置まで挿嵌させることが可能となる。

挿嵌部６を所望の位置まで挿嵌した場合、前記の内側開口縁２４ｂは、その内側開口縁２４ｂが対向する位置における挿嵌部６の締結孔４１の外側開口縁４１ａの内側に嵌合し、板状部６１におけるスリット６３の周縁側が嵌合前の形状となるように弾性復帰することになり、挿嵌部６と被嵌部７とが面接触するように嵌合し易くなる。

なお、本実施例のガセット部材４の締結孔４１の外側開口縁４１ａに対し、柱状枠２の締結孔２４の内側開口縁２４ｂや横断枠３の締結孔３３の内側開口縁が節度感を持って嵌合する場合には、ガセット部材４が柱状枠２や横断枠３に対して所望の位置で連結しているかどうかを確認し易くなる。

前記のようにガセット部材４を介して柱状枠２と横断枠３とを連結した後、それぞれの締結孔２４，３３，４１にリベット等の締結手段８を貫装して締結することにより各々固定することが可能となる。なお、柱状枠２，横断枠３，ガセット部材４においては、例えば枠構造体１の外観や各枠部材の連結を妨げるものでなければ、非エンボス形状の孔（エンボス形状ではない；例えば図４中の孔８１，８２）に締結手段８を貫装させて締結したり導通タッピングビス等の各種部材を設けたりしても良い。

また、柱状枠２，横断枠３，ガセット部材４においては、例えば平板状の金属部材を所望の形状となるように剪断加工や折曲加工等を施して形成することが挙げられるが、特に限定されるものではなく、種々の製法を適用して形成しても良い。ガセット部材４の具体例としては、図５に示すように所望の形状に剪断加工やエンボス加工された平板状部材を、適宜折曲加工（例えば図５の二点鎖線部を谷折して折曲加工）することが挙げられ、図２〜図４に示したような形状のものを得ることが可能となる。

＜検証例＞
ここで、前述の実施例のようにスリット６３を有したガセット部材４を用いて、柱状枠２，横断枠３を連結，締結固定して図１に示すような構成の枠構造体１の試料Ｓを作製し、モーダル解析により構造的特性（固有振動数（１次）、図６のＸ軸方向およびＹ軸方向の剛性）を調べた。なお、試料Ｓの比較例として、一般的なガセット部材（すなわち、ガセット部材４において締結孔４１やスリット６３を持たない形状のもの）を用い、柱状枠２，横断枠３を連結，溶着固定して図１に示すような構成の枠構造体１の試料Ｐ（試料Ｓと同等の質量のもの）を作製し、試料Ｓと同様の方法のモーダル解析により構造的特性を調べた。

モーダル解析においては、例えば固有振動数ｆ、質量ｍ、剛性ｋとした場合の関係式ｆ＝（１／２π）×（ｋ／ｍ）^1/2などを適用しながら解析することが可能であり、本検証例では図６に示すような方法によって行った。まず、図６に示すように、計測装置９１に接続された加速度ピックアップ９２を測定対象９３（試料Ｓ，Ｐ）の所定箇所に設置した。次に、測定対象９３に対し、当該計測装置９１に接続されたインパクトハンマー９４により所定条件で加振（試験作業員によって加振）して、その加振による振動データを計測装置９１で計測した。そして、その計測データについてコンピュータ９５でモーダル解析することにより、下記表１に示す固有振動数（１次），Ｘ軸方向剛性，Ｙ軸方向剛性を算出した。

表１に示すように、試料Ｓは、試料Ｐと比較して、固有振動数（１次），Ｘ軸方向剛性，Ｙ軸方向剛性において高い数値が得られ、良好な剛性を有することが判った。このように、スリット６３を有したガセット部材４を用いた試料Ｓが当該スリット６３の無い試料Ｐよりも良好な剛性が得られた理由の一つとしては、試料Ｓの場合、ガセット部材４の挿嵌部６と枠部材（この場合柱状枠２）の被嵌部７とにおける両者の嵌合面において締結固定に係る凹凸が存在していても、スリットの弾性変形によって両者は十分に面接触するように嵌合し、また、当該両者は締結固定によって互いに締め付けられているため、試料Ｐと比較して、嵌合面での接触面積が大きくなり構造的に安定して固定されたものと考えられる。

したがって、本実施形態のようにスリットを有したガセット部材を用いた枠構造体によれば、当該ガセット部材の挿嵌部と枠部材の被嵌部とがより面接触するように嵌合し、優れた構造的特性が得られることが判明した。

以上、本発明において、記載された具体例に対してのみ詳細に説明したが、本発明の技術思想の範囲で多彩な変更等が可能であることは、当業者にとって明白なことであり、このような変更等が特許請求の範囲に属することは当然のことである。

例えば、ガセット部材の挿嵌部の板状部に対してスリットを形成するのではなく、柱状枠の被嵌部の板状部にもスリットを形成する構成が考えられ、実施例と同様の作用効果を奏する可能性がある。

１…枠構造体
２…柱状枠
２４，４１，３３…締結孔
３（３ａ，３ｂ）…横断枠（底側横断枠，天井側横断枠）
４…ガセット部材
５…基部
６…挿嵌部
６３…スリット
７…被嵌部
８…締結手段

Claims (5)

1. 複数の枠部材を連結する部材であって、
   各枠部材のうちの一方の枠部材に固設される基部と、
   前記基部から突出し、他方の枠部材の端部に形成された被嵌部に挿嵌する挿嵌部と、を有し、
   前記挿嵌部は、挿嵌部の軸心に沿って延在する複数の板状部が当該挿嵌部の軸心の周方向に連なって一体化した横断面Ｃ字状に形成され、
   前記被嵌部は、前記挿嵌部の外周側面に沿って延在する複数の板状部が当該挿嵌部の外周側面の周方向に連なって一体化した横断面Ｃ字状に形成され、
   前記挿嵌部の各板状部のうち少なくとも一つが、当該挿嵌部の先端から基部側に延在したスリットが形成されていることを特徴とするガセット部材。
2. 前記スリット幅は、挿嵌部の先端側よりも基部側が狭いことを特徴とする請求項１記載のガセット部材。
3. 挿嵌部の各板状部の少なくとも一つには、当該挿嵌部の板状部の厚さ方向に貫通した孔であって外側開口縁が陥没し内側開口縁が突出した形状の挿嵌部締結孔が形成され、
   前記被嵌部の板状部における挿嵌部締結孔が対向する位置に、当該被嵌部の板状部の厚さ方向に貫通した孔であって外側開口縁が陥没し内側開口縁が突出した被嵌部締結孔が形成され、
   挿嵌部と被嵌部とが、前記の挿嵌部締結孔および被嵌部締結孔に貫装する締結手段を介して締結固定されることを特徴とする請求項１または２記載のガセット部材。
4. 筐体の底側と天井側との間で互いに距離を隔てて立設して並列した複数の柱状枠と、
   筐体の底側または天井側を形成する枠部材であって柱状枠の端部が連結する横断枠と、
   請求項１〜３の何れかに記載のガセット部材と、を有し、
   ガセット部材の基部が、横断枠に固設され、当該ガセット部材の挿嵌部が、当該挿嵌部に対向する柱状枠の端部に形成された被嵌部に挿嵌して嵌合したことを特徴とする枠構造体。
5. ガセット部材の基部は、横断枠の周縁側に形成されたコーナー部に固設されたことを特徴とする請求項４記載の枠構造体。

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