JP2022011672A

JP2022011672A - 構造物用枠材の連結構造

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Publication number: JP2022011672A
Application number: JP2020112969A
Authority: JP
Inventors: 史日呼阿部; Fumihiko Abe
Original assignee: Pica Corp
Current assignee: Pica Corp
Priority date: 2020-06-30
Filing date: 2020-06-30
Publication date: 2022-01-17
Anticipated expiration: 2040-06-30
Also published as: JP7515161B2

Abstract

【課題】２つの長尺の枠材相互を容易且つ適切に連結可能な構造物用枠材の連結構造を提供する。【解決手段】２つの長尺の枠材１Ａ，１Ｂ相互を直角に連結固定する構造物用枠材の連結構造であって、枠材１Ａ，１Ｂ相互を連結する１組のボルト部材２およびナット部材３を備え、第１枠材１Ａは、周面部１０に沿って溝部１２が延設され、且つ溝部１２の内底部４２に、第１枠材１Ａの延長方向と直交する方向へ貫通するボルト挿通孔１７が設けられ、第２枠材１Ｂは、周面部に沿って溝部１２が延設され、且つ溝部１２の内底部４２に、第２枠材１Ｂの延長方向と直交する方向へ貫通するナット挿通孔１８が設けられ、ナット部材３をナット挿通孔１８に挿通掛合させるとともに、ボルト部材２をボルト挿通孔１７に挿通掛合させ、第２枠材１Ｂの中心部に設けられた中空部１３を通じてナット部材３のネジ孔３３に螺合接続させる。【選択図】図１

Description

本発明は、工場の仕切壁や架台、棚などの構造物を組立形成するのに用いられる構造物用枠材の連結構造に関するものである。

押出成形等により一方向に連続して形成される２つの長尺の枠材相互を直角に組み合わせて連結固定する構造として、一方の枠材にボルト部材を掛合させるとともに、他方の枠材の溝部にナット部材を挿通掛合させ、これらボルト部材およびナット部材を螺合接続させることによって、枠材相互を連結固定させるように構成されたものが知られている（例えば、特許文献１～３）。

特許文献１および２の構造物用枠材の連結構造は、周面部に溝部が設けられた第１枠材および第２枠材と、半円柱状のジョイント部材と、板状のナット部材と、ボルト部材とを備えており、ジョイント部材は、第１枠材の溝部に形成された孔部に嵌挿され、ナット部材は、第２枠材の溝部に挿通掛合される。ボルト部材は、ナット部材に螺合接続させるとともに、ヘッド部をジョイント部材の孔部又は切欠部に掛合させる。そしてこの状態でボルト部材を締め付けることによって、両枠材をジョイント部材とナット部材とで挟み付け、第１枠材の端面部を第２枠材の周面部に押接させるように構成されている。

特許文献３の構造物用枠材の連結構造は、周面部に溝部が設けられた第１枠材および第２枠材と、Ｃ字状のジョイント部材と、Ｔ字状のナット部材と、ボルト部材とを備えており、ジョイント部材は、第１枠材の溝部に形成された孔部に嵌挿され、ナット部材は、第２枠材の溝部に挿通掛合される。ボルト部材は、ナット部材に螺合接続させるとともに、ヘッド部をジョイント部材の孔部に掛合させる。そしてこの状態でボルト部材を締め付けることによって、両枠材をジョイント部材とナット部材とで挟み付け、第１枠材の端面部を第２枠材の周面部に押接させるように構成されている。

特開２００５－２９０７７１号特開２０００－６４４３７号特開平７－２６６３６号

しかしながら、特許文献１～３の構造物用枠材の連結構造は、第２枠材の溝部の内側に設けられたフランジ部にナット部材を掛合させて両枠材を挟持するように構成されているため、ナット部材とフランジ部との掛合部に応力が集中し易く、枠材連結部のガタツキの原因となるフランジ部の変形やナット部材のずれを生じさせる虞があった。しかも、このものでは、ボルト部材を締め付ける際、ボルト部材やナット部材が決められた位置で保持されないため、枠材の組み付け状態にばらつきが生じる問題もあった。またその際、ボルト部材を溝部の内側にてその延長方向から螺入させる必要があるため、両枠材の連結作業に手間もかかった。

本発明は、上記の問題を鑑みてなされたものであり、２つの長尺の枠材相互を容易且つ適切に連結可能な構造物用枠材の連結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、本発明の構造物用枠材の連結構造は、以下の技術的手段を講じている。

本発明は、２つの長尺の枠材相互を直角に連結固定する構造物用枠材の連結構造であって、枠材相互を連結する１組のボルト部材およびナット部材を備え、第１枠材は、周面部に沿って溝部が延設され、且つ前記溝部の内底部に、前記第１枠材の延長方向と直交する方向へ貫通するボルト挿通孔が設けられ、第２枠材は、周面部に沿って溝部が延設され、且つ前記溝部の内底部に、前記第２枠材の延長方向と直交する方向へ貫通するナット挿通孔が設けられ、前記ナット部材を前記ナット挿通孔に挿通掛合させるとともに、前記ボルト部材を前記ボルト挿通孔に挿通掛合させ、前記第２枠材の中心部に設けられた中空部を通じて前記ナット部材のネジ孔に螺合接続させる構成としたことを特徴としている。

好ましくは、前記第２枠材は、前記溝部の内底部における少なくとも前記ナット挿通孔の周縁部に、前記第１枠材の延長方向に連続する被嵌合部が設けられ、前記ナット部材は、前記被嵌合部に嵌合可能な位置決め用の嵌合部が設けられる。

好ましくは、前記ナット部材は、周面より外周側へ突出し、前記ナット挿通孔の周縁部に掛合可能な引掛け部が設けられ、前記嵌合部は、前記引掛け部における前記周縁部との掛合面に設けられる。

本発明の構造物用枠材の連結構造によれば、ナット部材とナット挿通孔との掛合部に加わる応力は、第２枠材の延長方向に作用するから、ナット挿通孔の周縁部が変形したり、ナット部材がナット挿通孔からずれたりし難い。これにより、両枠材相互をガタツキなく適切に連結固定させることができる。また、このものでは、ボルト部材を第１枠材のボルト挿通孔に周面側から挿通させ、さらに第２枠材のナット挿通孔に挿通されたナット部材に螺合接続させれば、第２枠材の端面部が第１枠材の周面部に対して強固に押接固定されるから、両枠材の連結作業の手間も格段に軽減される。

実施形態の構造物用枠材の連結構造を示す分解斜視図である。実施形態の構造物用枠材の連結構造を示す一部断面分解図である。第１枠材の正面図および平面図である。第２枠材の正面図および平面図である。第１枠材および第２枠材の側面図である。ナット部材の正面図、側面図、平面図、および底面図である。

以下、本発明の実施形態に係る構造物用枠材の連結構造を、図面に基づき説明する。なお、以下に説明する実施形態は、本発明を具体化した一例であって、その具体例をもって本発明の構成を限定するものではない。

図１および図２に示すように、本実施形態の構造物用枠材の連結構造は、２つの長尺の第１枠材１Ａおよび第２枠材１Ｂを直角に組み合わせて連結固定するものであって、それら枠材１Ａ，１Ｂ相互を連結させるための１組のボルト部材２およびナット部材３を備えている。

図１～図４に示すように、枠材１Ａ，１Ｂは、アルミニウムやマグネシウム合金などの金属材料を押出成形により一方向に連続して形成される側面視略正方形状の部材であり、
その正面、背面、平面、および底面の４つの周面部（以下、「枠周面」という）１０にはそれぞれ、枠材１Ａ，１Ｂの端面部（以下、「枠端面」という）１１相互間に亘って、枠材１Ａ，１Ｂの延長方向に連続する断面略コ字状の溝部１２が形成されている。また、枠材１Ａ，１Ｂの中央部には、枠端面１１相互間に亘って、枠材１Ａ，１Ｂの延長方向に連続する断面略円形状の中空部１３が形成されている。

なお、以降の説明においては、図３および図４に示す正面図の上下方向、即ち、枠材１Ａ，１Ｂの中心軸線ＣＬと直交する方向を枠材１Ａ，１Ｂの上下方向、同正面図の左右方向、即ち、枠材１Ａ，１Ｂの中心軸線ＣＬの延長方向を枠材１Ａ，１Ｂの左右方向、図３および図４に示す平面図の上下方向、即ち、枠材１Ａ，１Ｂの中心軸線ＣＬと直交する方向を枠材１Ａ，１Ｂの前後方向とする。

溝部１２は、枠周面１０の端縁相互間の中央部に沿って設けられている。溝部１２の内側上縁部には、内向きに突出するフランジ部（以下、「内フランジ」という）１４が形成されており、溝部１２の内側に、内フランジ１４相互の間隙より広幅の空間を画成している。なお、溝部１２は、例えば、他の部材を連結させるためのナットやフックなどの連結具を掛合保持させるのに用いることができる。

内フランジ１４相互の間隙の幅寸法、即ち、溝部１２の開口幅は、ボルト部材２のヘッド部（以下、「ボルトヘッド」という）２２の外径やナット部材３の本体部（以下、「ナット本体」という）３１の外径よりも小さい寸法に設定されている。従って、ボルト挿通孔１７が設けられた枠材（以下、適宜「第１枠材」という）１Ａでは、正面側の内フランジ１４におけるボルト挿通孔１７との対向位置に、ボルトヘッド２２を溝部１２内まで挿通可能とするための円弧状の切欠部４１が形成されている。一方、ナット挿通孔１８が設けられた枠材（以下、適宜「第２枠材」という）１Ｂでは、正面側および背面側の内フランジ１４におけるナット挿通孔１８との対向位置にそれぞれ、ナット本体３１を溝部１２内に挿通可能とするための円弧状の切欠部４１が形成されている。なお、溝部１２の開口幅がボルトヘッド２２やナット本体３１の外径よりも大きく、ボルトヘッド２２やナット本体３１を溝部１２内に適切に挿通可能であれば、内フランジ１４に切欠部４１が設けられていなくてもよい。

溝部１２の内底部（以下、「溝底部」という）４２は、枠周面１０と平行な略平面状に形成されている。また、溝底部４２は、中空部１３を挟んで前後および上下にそれぞれ対向して設けられており、これら４つの溝底部４２によって中空部１３の周壁（以下、「内筒部」という）１５が構成されている。

溝底部４２には、被嵌合部として、枠端面１１相互間に亘って枠材１Ａ，１Ｂの延長方向に連続する２つの断面略Ｖ字状の凹部（以下、「嵌合溝」という）１６が平行に形成されている。嵌合溝１６はそれぞれ、溝部１２を開口側から見て、内フランジ１４の端面内側に沿って配される位置に設けられている。

第１枠材１Ａの枠端面１１寄りの位置には、ボルト部材２を挿通するための略円形のボルト挿通孔１７が形成されている。ボルト挿通孔１７は、正面側の溝底部４２から中空部１３を通ってその反対側（背面側）の溝底部４２まで貫設されている。即ち、ボルト挿通孔１７は、第１枠材１Ａの内筒部１５に中心軸線ＣＬと直交する方向から貫通するように設けられており、ボルト部材２の軸部（以下、「ボルト軸」という）２１を内筒部１５に対して直交する向きで保持させる。従って、第２枠材１Ｂに対して曲げモーメントが作用したときに、ボルト軸２１とボルト挿通孔１７との掛合部に加わる応力の方向は、第１枠材１Ａの内筒部１５に対してその延長方向に作用する。

ボルト挿通孔１７の内径は、ボルト軸２１の外径と略同一の寸法に形成されている。従って、ボルト軸２１は、ボルト挿通孔１７にガタツキなく保持される。

第２枠材１Ｂの枠端面１１寄りの位置には、ナット部材３を挿通するための略円形のナット挿通孔１８が形成されている。ナット挿通孔１８は、正面側または背面側の溝底部４２から中空部１３を通ってその反対側の溝底部４２まで貫設されている。即ち、ナット挿通孔１８は、内筒部１５に中心軸線ＣＬと直交する方向から貫通するように設けられており、ナット本体３１を内筒部１５に対して直交する向きで保持させる。従って、第２枠材１Ｂに対して曲げモーメントが作用したときに、ナット本体３１とナット挿通孔１８との掛合部に加わる応力の方向は、第２枠材１Ｂの内筒部１５に対してその延長方向に作用する。

なお、第２枠材１Ｂの正面側および背面側の嵌合溝１６は、溝底部４２における少なくともナット挿通孔１８の周縁部上を通って枠端面１１相互間に延設されている。

ナット挿通孔１８の内径は、ナット本体３１の外径と略同一の寸法に形成されている。従って、ナット本体３１は、ナット挿通孔１８にガタツキなく保持される。

図１および図２に示すように、ボルト部材２は、外周面の所定範囲にネジ山が形成された円柱状のボルト軸２１と、ボルト軸２１の一端に形成され、ボルト軸２１より大径円柱状のボルトヘッド２２とを備えており、ボルト軸２１を第１枠材１Ａのボルト挿通孔１７に挿入させた際、ボルトヘッド２２の基端側の面が溝底部４２に当接掛合するように構成されている。

本実施形態では、ボルト部材２は、ＪＩＳ／Ｂ１１７６に規定されるＭ８の六角穴付きボルトが用いられるが、ナット部材３のネジ孔３３に対応し、且つ第１枠材１Ａに適切に取り付け可能であれば、他の形態のボルトが用いられてもよい。また、ボルト部材２は、ステンレスやアルミニウムなどの金属材料により形成されるが、枠材１Ａ，１Ｂ相互を所望の強度で連結固定可能であれば、高強度高弾性率を有する合成樹脂やセラミックなど、その形成材料に何ら限定されない。

図６に示すように、ナット部材３は、略円柱状のナット本体３１と、ナット本体３１の周面部（以下、「ナット周面」という）３０の一端寄りの位置から外周方向に突出する引掛け部３２とを備えている。また、ナット本体３１の周面部には、ナット本体３１の軸線と直交する方向へ貫通するネジ孔３３が形成されている。

本実施形態では、ナット部材３は、ボルト部材２と同様、ステンレスやアルミニウムなどの金属材料により形成されるが、枠材１Ａ，１Ｂ相互を所望の強度で連結固定可能であれば、高強度高弾性率を有する合成樹脂やセラミックなど、その形成材料に何ら限定されない。

引掛け部３２は、ナット周面３０から対角方向に一対突出形成されており、ナット本体３１をナット挿通孔１８に挿入させたとき、引掛け部３２のナット本体３１側の面がそれぞれ、ナット挿通孔１８の周縁部（溝底部４２）に当接掛合する。

引掛け部３２の幅は、溝部１２の開口幅と略同一の寸法に設定されている。従って、ナット部材２をナット挿通孔１８に挿入させる際、引掛け部３２は、その両側縁部を内フランジ１４の端面内側に沿わせた状態で溝部１２内に挿通され、そのままの向きで溝底部４２に当接される。即ち、内フランジ１４相互の間隙によって、ナット部材２をナット挿通孔１８に挿入させるときのナット部材２の向きが規制される。

引掛け部３２の高さは、溝部１２の内側の空間高さより小さい寸法に設定されている。従って、上記のように溝部１２に連結具などの部材を保持させて使用する場合に、それら部材が引掛け部３２に干渉し難い。よって、溝部１２を枠端面１１まで有効に利用することができる。

引掛け部３２のナット本体３１側の面、即ち、ナット挿通孔１８の周縁部との掛合面には、位置決め用の嵌合部として、基端から先端に亘って引掛け部３２の延出方向に連続する２つの断面略Ｖ字状の凸部（以下、「嵌合爪」という）３６が平行に形成されている。嵌合爪３６は、引掛け部３２の側縁に沿って延設されており、上記のように引掛け部３２を溝底部４２に当接させたとき、溝底部４２に設けられた２つの嵌合溝１６にそれぞれ嵌合される。これにより、ナット部材３の周方向への回動が阻止される。よって、両枠材１Ａ，１Ｂの連結部に回転モーメントが作用しても、ナット部材３とナット挿通孔１８との掛合部にずれが生じ難い。

ネジ孔３３は、ナット本体３１の両端相互間の略中央位置に設けられており、上記のように引掛け部３２の嵌合爪３６が溝底部４２の嵌合溝１６に嵌合する位置までナット部材２をナット挿通孔１８に挿入させたとき、第２枠材１Ｂの中空部１３と連通し、且つ中空部１３と同軸線（中心軸線ＣＬ）上に配される。

本実施形態の構造物用枠材の連結構造において、枠材１Ａ，１Ｂ相互を連結固定させる手順について説明する。まず、ナット部材３を、第２枠材１Ｂのナット挿通孔１８に正面側または背面側から、引掛け部３２がナット挿通孔１８の周縁部（溝底部４２）に当接掛合する位置まで挿入させる。これにより、引掛け部３２に設けられた嵌合爪３６がそれぞれ、溝底部４２の対応する嵌合溝１６に嵌合され、ナット部材３がナット挿通孔１８に対して回り止め状態で保持される。またこのとき、ナット部材３のネジ孔３３は、第２枠材１Ｂの中空部１３と同軸線上にて連通する。

次に、第２枠材１Ｂの中空部１３の中心が第１枠材１Ａのボルト挿通孔１７の中心と一致するように、第２枠材１Ｂの枠端面１１を第１枠材１Ａの背面側の枠周面１０に当接させ、この状態で、ボルト部材２を、第１枠材１Ａのボルト挿通孔１７に正面側から、ボルトヘッド２２がボルト挿通孔１７の周縁部（溝底部４２）に当接掛合する位置まで挿入させる。

或いは、先にボルト部材２を第１枠材１Ａのボルト挿通孔１７に正面側から挿入させ、この状態で、第２枠材１Ｂの中空部１３の中心が第１枠材１Ａのボルト挿通孔１７の中心と一致するように、第２枠材１Ｂの枠端面１１を第１枠材１Ａの背面側の枠周面１０に当接させる。

このとき、ナット部材３のネジ孔３３は、ボルト挿通孔１７と同様、第２枠材１Ｂの中空部１３に中心を一致させた状態で連通しているため、ボルト部材２のボルト軸２１は、上記中空部１３を通じて円滑にネジ孔３３に挿入される。

そしてこの状態でボルト部材２を締め付ければ、ナット部材３は、ボルト軸２１の基端側へ引き寄せられてナット挿通孔１８の周縁部に押接し、第２枠材１Ｂを第１枠材１Ａ側へ押圧する。一方、ボルト部材２は、ボルトヘッド２２がボルト挿通孔１７の周縁部に押接し、第１枠材１Ａを第２枠材１Ｂ側へ押圧する。その結果、第１枠材１Ａの背面側の枠周面１０と第２枠材１Ｂの枠端面１１とが互いに押接され、これにより、両枠材１Ａ，１Ｂ相互が強固に連結固定される。

このように、本実施形態の構造物用枠材の連結構造によれば、ナット本体３１とナット挿通孔１８との掛合部に加わる応力が第２枠材１Ｂの延長方向に作用するから、ナット挿通孔１８の周縁部が変形したり、ナット部材３がナット挿通孔１８からずれたりし難い。よって、両枠材１Ａ，１Ｂ相互をガタツキなく適切に連結固定させることができる。

しかも、このものでは、ナット周面３０に設けられた引掛け部３２がナット挿通孔１８の周縁部に当接掛合する位置までナット部材３をナット挿通孔１８に挿入させ、この状態でボルト部材２をボルト挿通孔１７に枠周面１０側から挿入させ、ナット部材３に螺合接続させれば、第２枠材１Ｂの枠端面１１が第１枠材１Ａの周面部に押接固定されるから、両枠材１Ａ，１Ｂ相互を手間なく適切に連結固定させることができる。

また、このものでは、ナット挿通孔１８にナット部材３を挿通させる際、溝部１２の内フランジ１４相互の間隙によってナット部材２の向きが規制され、さらに引掛け部３２の嵌合爪３６と溝底部４２の嵌合溝１６とが嵌合することで、ナット部材３の周方向への回動が阻止され、且つネジ孔３３と第２枠材１Ｂの中空部１３とが同軸線上に配されるから、ネジ孔３３と第２枠材１Ｂの中空部１３との中心合わせをする作業の手間もかからない。さらにこの状態で、ボルト部材２をナット挿通孔１８に挿通させれば、ボルト軸２１がそのまま円滑にネジ孔３３に挿入されるから、ボルト軸２１とネジ孔３３との中心合わせをする作業の手間もかからない。よって、両枠材１Ａ，１Ｂの連結作業の手間が一層低減される。

なお、上記実施形態では、第１枠材１Ａの枠端面１１寄りの位置にボルト挿通孔１７が設けられ、第１枠材１Ａの一端側の枠端面１１に沿って第２枠材１Ｂを直角に連結固定させるように構成されたものを説明したが、第１枠材１Ａの両端間の中間位置にボルト挿通孔１７が設けられ、第１枠材１Ａの中間位置に第２枠材１Ｂを直角に連結固定させるように構成されたものとしてもよい。

また、上記実施形態では、溝底部４２に並設された２つの嵌合溝１６と、引掛け部３２に並設された２つの嵌合爪３６とを嵌合させることによって、ナット部材３の周方向への回動が阻止されるように構成されたものを説明したが、嵌合溝１６および嵌合爪３６はそれぞれ、単数のみ設けられてもよいし、３つ以上設けられてもよい。また、嵌合溝１６および嵌合爪３６は、ナット部材３の周方向への回動を適切に阻止可能であれば、円形状や矩形状、曲線状など、その凹凸形状に何ら限定されない。

また、上記実施形態では、枠材１Ａ，１Ｂの溝部１２に嵌合溝１６が設けられる一方、ナット部材３の引掛け部３２に嵌合爪３６が設けられ、それら嵌合溝１６および嵌合爪３６相互を嵌合させることで、ナット部材３の周方向への回動が阻止されるように構成されたものを説明したが、枠材１Ａ，１Ｂの溝部１２に、枠材１Ａ，１Ｂの延長方向に連続する被嵌合部としての凸部が設けられる一方、ナット部材３の引掛け部３２に、上記凹部に嵌合可能な位置決め用の嵌合部としての凹部が設けられ、それら凸部および凹部相互を嵌合させることで、ナット部材３の周方向への回動が阻止されるように構成されたものとしてもよい。

１Ａ第１枠材（枠材）
１Ｂ第２枠材（枠材）
２ボルト部材
３ナット部材
１０枠周面（枠材の周面部）
１１枠端面（枠材の端面部）
１２溝部
１３中空部
１４内フランジ
１５内筒部
１６嵌合溝（被嵌合部）
１７ボルト挿通孔
１８ナット挿通孔
２１ボルト軸（軸部）
２２ボルトヘッド（ヘッド部）
３０ナット周面
３１ナット本体（本体部）
３２引掛け部
３３ネジ孔
３６嵌合爪（嵌合部）
４１切欠部
４２溝底部
ＣＬ中心軸線

Claims

２つの長尺の枠材相互を直角に連結固定する構造物用枠材の連結構造であって、枠材相互を連結する１組のボルト部材およびナット部材を備え、
第１枠材は、周面部に沿って溝部が延設され、且つ前記溝部の内底部に、前記第１枠材の延長方向と直交する方向へ貫通するボルト挿通孔が設けられ、
第２枠材は、周面部に沿って溝部が延設され、且つ前記溝部の内底部に、前記第２枠材の延長方向と直交する方向へ貫通するナット挿通孔が設けられ、
前記ナット部材を前記ナット挿通孔に挿通掛合させるとともに、前記ボルト部材を前記ボルト挿通孔に挿通掛合させ、前記第２枠材の中心部に設けられた中空部を通じて前記ナット部材のネジ孔に螺合接続させる構成とした、構造物用枠材の連結構造。
前記第２枠材は、前記溝部の内底部における少なくとも前記ナット挿通孔の周縁部に、前記第１枠材の延長方向に連続する被嵌合部が設けられ、
前記ナット部材は、前記被嵌合部に嵌合可能な位置決め用の嵌合部が設けられた、請求項１に記載の構造物用枠材の連結構造。
前記ナット部材は、周面より外周側へ突出し、前記ナット挿通孔の周縁部に掛合可能な引掛け部が設けられ、
前記嵌合部は、前記引掛け部における前記周縁部との掛合面に設けられた、請求項２に記載の構造物用枠材の連結構造。