JP3275717B2

JP3275717B2 - 中空構造体

Info

Publication number: JP3275717B2
Application number: JP19443796A
Authority: JP
Inventors: 博光石川; 亘保萩澤
Original assignee: Nippon Light Metal Co Ltd
Current assignee: Nippon Light Metal Co Ltd
Priority date: 1996-07-24
Filing date: 1996-07-24
Publication date: 2002-04-22
Anticipated expiration: 2016-07-24
Also published as: JPH1037381A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、住宅等の建物の梁
や柱、或いは、カーポート、バス停留所・駅構内の建
屋、屋外塔等の梁や柱等に使用される中空構造体に関す
る。

【０００２】

【従来の技術とその問題点】梁等に用いる中空構造体と
しては、米国特許第４７１３９２４号公報に記載の構造
体が知られている。この構造体は、長手方向の上下に沿
って互いに対向する一対の形材と、これら形材の両側に
上下縁に沿った折曲部を挟み付けて固定される波板から
なる。この波板は、上記各形材に沿って長手方向に連続
するよう配設されるものである。しかし、長尺な梁等の
構造体を製作する場合、上記形材は、係る構造体の長さ
に対応することが可能であるが、波形や平坦な板材は、
対応できず、長手方向に複数の板材を配設する必要を生
じる場合がある。例えば、板材の厚さが４mm以上になる
場合、該板材に塗装等の表面処理を施すに際し、長尺な
コイル等の素材を用いることが困難になる場合である。

【０００３】しかし、複数の波板や平板を梁等の長手方
向において配設する場合、単に波板同士又は平板同士を
隣接させるだけでは、その接続部において梁等の強度が
低下するという問題が生じる。このため、隣接する波板
同士又は平板同士間に、両者の端縁に跨る接続板をボル
ト等で固定する手段も考えられるが、上下に隣接する形
材との間には何ら接続等されず、梁等の強度低下を十分
補えない欠点がある。しかも、係る接続板を固定する作
業は、予め波板同士又は平板同士を隣接させて行う必要
があり、スペースを要すると共に、上下の各形材への組
立・固定作業も大規模で煩雑になるという問題点もあっ
た。

【０００４】

【発明が解決すべき課題】本発明は、前記従来の技術が
抱える問題点を解決し、隣接する波板同士又は平板同士
を容易に接続し、且つ、上下の各形材との接続も強固に
行え、更に、梁等の構造体全体の強度の向上にも寄与で
きる構造を有する中空構造体を提供することを目的とす
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記課題を解
決するため、梁等の長手方向に沿って配設される複数の
平板や波板同士の各端縁間に、各板の端縁に面接触し、
且つ上下等に配置される一対の形材とも接続可能な接続
板を着想することで得られたものである。即ち、本発明
の中空構造体は、長手方向に沿って互いに離隔してほぼ
平行に配置される一対の形材と、これら形材の両側の長
手方向に沿って平行に配置される一対の板材と、各板材
の長手方向の端縁同士間に介在される接続板とからなる
中空構造体であって、一対の形材の対向し合う面の両側
に長手方向に沿う凹溝を設け、該凹溝内に上記各板材の
幅方向の両側縁を挿入し、上記接続板はその矩形状の本
体を有し、該本体の上下に突出して設けた挿入片を上記
形材の各凹溝内に挿入し、且つ該本体の各板材の長手方
向の端縁に沿う辺に設けた接触片を、少なくとも各板材
の端縁の一側面に面接触させることを特徴とする。

【０００６】上記一対の形材は、水平な長手方向に沿っ
て上下又は左右に互いに離隔して配置されたり、垂直な
長手方向に沿って左右に互いに離隔して配置される等、
任意の向きの長手方向に沿って配置される。また、上記
一対の形材は、アルミ合金の押出形材の一体物を用いる
他、アルミ板や鋼板等を折曲げて形成した形材や複数の
形材、或いはそれらを接合した組立材等を用いることも
できる。更に、上記接続板も、アルミ合金の形材や板材
を切削加工したり、複数のアルミ合金の板材や鋼板を貼
り合わせた組立材を用いたり、或いは、合成樹脂の射出
成形又は押出成形による一体成形材を用いることもでき
る。

【０００７】また、前記板材が、長手方向に沿って波形
凹凸形状を有する波板からなり、前記接続板の接触片に
は、少なくとも上記波板の波形凹又は凸形状、或いは、
これらの半分の形状に倣った接触面を有するようにした
中空構造体も含まれ、波板も容易に接続することができ
る。前記接続板の接触片が、各板材の両側面に面接触す
る一対のほぼ平行な接触片であるようにした中空構造体
も含まれ、平板や波板同士を長手方向に沿って強固に接
続することができる。更に、前記接続板の接触片と、こ
れに面接触する板材の端縁を、ボルト、ネジ、リベッ
ト、カシメ、又は溶接により固定したり、接着剤の塗布
によって接着し、或いは、該接着と前記ボルト、ネジ、
リベット、又は、カシメによる固定と併用することも含
まれる。これらによって、接続板は中空構造体全体の強
度の向上にも寄与できる。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施に好適な形
態を図面と共に説明する。図１，２は、本発明による梁
１に関し、図１(Ａ)に示すように、梁１は、水平な長手
方向に沿って互いに離隔し、平行に配置される上下一対
の形材２，２と、該形材２の両側において長手方向に沿
って平行に配置される左右一対の板材１０，１０を有す
る。図示で手前側の側面における複数(２枚)の板材１０
の端縁同士の間には、接続板２０が介在されている。上
記形材２は、幅広の水平片４と、該水平片４の両端に垂
直に設けた外側のカシメ受片５と内側のカシメ片６、及
びこれらの間の凹溝７を一体に有し、アルミ合金製の押
出形材から製作されている。更に、上記カシメ受片５の
凹溝７内の側面には、カシメ受溝８を有している(図２
参照)。また、左右一対の板材１０は、その上下の側縁
を上記形材２の各凹溝７内に挿入される。そして、上記
カシメ片６を外向きにポンチ等で長手方向に等間隔に押
圧して、カシメ片６に円錐又は角錐形状のカシメ凹部９
を設けるカシメにより、板材１０の上下縁にも図２(Ａ)
に示すように、円錐又は角錐状のカシメ凸部１１を上記
カシメ受溝８内に突出させて形成し、形材２と板材１０
は固定される。尚、上記カシメ凹部９やカシメ凸部１１
を形成するため、ポンチを使用する場合、該ポンチの先
端側の形状は、上記カシメ凹部９に一致する円錐又は角
錐形状を呈する。その頂部は、小半球形状とし上記形材
２のカシメ片６や板材１０を裂断しないようにしてい
る。

【０００９】更に、上記接続板２０は、図１(Ｃ)に示す
ように、矩形状の本体２２と、該本体２２の上下の各段
部２３より垂直に突出し、上下の形材２の各凹溝７内に
挿入される挿入片２４、及び、本体２２の両側から水平
に突出し、左右の各板材１０の端縁の内側面に面接触す
る接触片２８を有する。この接続板２０は、例えば両側
に接触片２８を一体に設けたアルミ合金製の押出形材を
用い、その上下辺を切削して上記挿入片２４を形成した
ものを使用する。そして、上記接続板２０を同じ側面の
板材１０，１０間に介在させ、各接触片２８を図１(Ｂ)
に示すように板材１０の端縁の内側面に面接触させる。
一方、上下の各挿入片２４を図２(Ｂ)に示すように上下
の形材２の各凹溝７内に挿入する。且つ、本体２２上下
の各段部２３を、形材２の各カシメ片６に当接させる。
係る接続板２０を隣接する板材１０，１０間に介在させ
た梁１は、長手方向に隣接する板材１０を容易に接続で
き、且つ上下の各形材とも接続するようにしたので、梁
１自体の強度を補強する効果も有する。

【００１０】尚、各挿入片２４にも図２(Ｂ)のようにカ
シメて、円錐又は角錐形状のカシメ凸部２６を設け前記
カシメ受溝８内に突出させ、接続板２０を形材２に固定
することもできる。また、各接触片２８とこれに面接触
する板材１０の端縁を、外側からタッピングスクリュー
を有するボルトやネジ、或いはブラインドリベットによ
って固定しても良い。或いは、接触片２８と板材１０の
端縁の何れかに接着剤を塗布して、両者を接着させるこ
ともできる。更に、接着と前記ボルト等を併用すると、
より強固な固定ができ、又は上記ボルト等の数を減らす
こともできる。上記接着剤には、例えば構造用接着剤(J
IS K 6800)に含まれるビニルフェノリック接着剤、ニト
リルフェノリック接着剤、ナイロンエポキシ接着剤、エ
ポキシフェノリック接着剤、及びゴムエポキシ接着剤等
を使用することができる。

【００１１】図３は、別の接続板３０に関する。尚、形
材と板材は前記と同じ物とする。同図(Ａ)に示すよう
に、接続板３０は、矩形状の本体３２と、該本体３２の
上下の各段部３３より垂直に突出し、上下の形材２の各
凹溝７内に挿入される挿入片３４と、本体３２の両側に
水平に突出し、左右の板材１０の各端縁の両側面に面接
触する一対の平行な接触片３６を有する。該一対の接触
片３６間には、各板材１０の端縁を挟み付けるように細
溝３８が設けられ、この細溝３８の外側の接触片３６の
内側面には、カシメ受溝３９を有している。前記と同様
に、接続板３０の挿入片３４を上下の形材２の各凹溝７
内に挿入し、上下の各段部３３を形材２のカシメ受片５
とカシメ片６に当接させる。一方、左右に隣接する板材
１０の各端縁を、図３(Ｂ)のように、接続板３０の各接
触片３６の細溝３８内に挿入する。そして、内側の接触
片３６の内側面を前記同様、ポンチ等で押圧すると同図
(Ｃ)に示すように、内側の接触片３６に外向きの円錐又
は角錐形状のカシメ凹部３７を形成する。同時に、隣接
する板材１０の端縁には、外側の接触片３６のカシメ受
溝３９内に突出する同様のカシメ凸部１１を形成し、接
続板３０と隣接する板材１０をカシメによって固定する
ことができる。勿論、接続板３０と上下の形材２も、前
記同様カシメで固定することもできる。係る接続板３０
を用いると、隣接する板材や上下の形材との接続も容易
にでき、且つ強固に固定することもできると共に、梁全
体の補強も確実に行える。尚、接続板３０を固定するカ
シメに替えて、前記ボルト等や接着剤を用いることもで
きる。尚、接続板３０も押出形材を用い、切削加工して
製作される。

【００１２】図４は、異なる接続板４０に関し、同図
(Ａ)のように、矩形状の本体４２と、この本体４２の上
下の各段部４３の内側から垂直に突出する挿入片４４
と、本体４２の両側に突出する接触片４６と、該接触片
４６の外側面に垂直に設けた浅い凹溝４８を有する。そ
して、上記挿入片４４を上下の形材２の各凹溝７内に挿
入し、各段部４３を形材２のカシメ受片５に当接させる
と共に、上記接触片４６を隣接する板材１０の各端縁の
外側面に面接触させる。更に、外側からタッピングボル
トＴＢを上記凹溝４８内に等間隔にネジ込むと、接触片
４６と板材１０の端縁を貫通して、同図(Ｂ)に示す状態
になる。尚、接触片４６と板材１０の当該部分には、予
め上記ボルトＴＢ用の透孔が穿設されている。また、上
記挿入片４４を前記同様カシメにて各形材２に固定する
他、上記ボルトＴＢをによって固定しても良い。係る接
続板４０によれば、隣接する板材１０や上下の形材２と
の接続、固定も容易で、且つ強固に固定できると共に、
梁全体の補強も確実に行える。

【００１３】図５は、長手方向に隣接する波板１２同士
間に介在される接続板５０に関する。同図(Ａ)に示すよ
うに、接続板５０は矩形状の本体５２と、該本体５２の
上下の各段部５３の中央から垂直に突出する挿入片５
４、及び、本体５２の両側に突出する接触片５６を有す
る。該接触片５６は、左右の端面が広い外接触片５７
と、左右の端面が狭い内接触片５８を有し、これらの間
には平面視で斜め向きの細溝５９が設けられている。そ
して、上記挿入片５４を上下の形材２の各凹溝７内に挿
入し、各段部５３を形材２のカシメ受片５とカシメ片６
に当接させる。一方、同図(Ｂ)に示すように、上記接触
片５６の細溝５９内に波板１２の各端縁、即ち波形凹凸
形状の半分を挿入する。この場合、接続板５０と各波板
１２とは固定しなくても、波板１２の各端縁は、上記接
触片５６の細溝５９内から外れにくくなっている。係る
接続板５０によれば、上下の各形材２と接続し、左右の
各波板１２間に介在させるだけで、波板１２同士を強固
に接続でき、且つ梁１全体の補強も行える。勿論、接続
板５０と形材２及び波板１２を前記カシメ等で固定して
も良い。

【００１４】図６は、隣接する波板１２同士間に介在さ
れる他の接続板に関する。同図(Ａ)に示す断面の接続板
６０は、本体６２の両側に凸形の接触面を外向きに有す
る接触片６６を有し、上下の各挿入片６４を上下の形材
２の各凹溝７内に挿入し、内側の段部６３を形材２のカ
シメ片６に当接させる。更に、上記接触片６６の凸形の
接触面に、波板１２の内側面の凹形部１４を面接触さ
せ、外側からタッピングボルトＴＢをネジ込んで、固定
したものである。同図(Ｂ)は、上記と同じ接続板６０の
両側に波板１２を面接触させると共に、各波板１２の端
縁と接続板６０の本体６２の側面間を上下に溶接Ｗし
て、接続板６０に波板１２を固定したものである。

【００１５】また、図６(Ｃ)に示す断面の接続板７０
は、本体７２の内外に段部７３を有し、且つ本体７２の
両側に凸形の接触面を外向きに有する接触片７６を有す
る。そして、該接触片７６に波板１２の内側面の凹形部
１４を面接触させ、且つ、外側から凹形の接触面を内側
に有する別体の接触片７８を、波板１２の外側面の凸形
部１６を面接触させて、波板１２の波形１ピッチ分の端
縁を内外から挟持する。この状態で、外側からタッピン
グボルトＴＢをネジ込んで、固定したものである。尚、
上記別体の接触片７８も内側の接触片７６と共に、本発
明のほぼ並行な一対の接触片を構成する。同図(Ｄ)も、
上記と同じく接続板７０の両側に波板１２を面接触さ
せ、接触片７８と共に挟持する。そして、各波板１２の
端縁、接続板７０の接触片７６、及び別体の接触片７８
の３者を接着剤の塗布によって接着し固定したものであ
る。

【００１６】図７は本発明の中空構造体の他の形態に関
し、同図(Ａ)の梁８０は、水平片４の両側に水平なフラ
ンジ３を延在させた形材２ａを上下に用い、両形材２ａ
間の両側に各板材１０を前記接続板２０を介在させて配
設したものである。全体として、断面Ｉ型形状を呈し、
垂直方向の曲げ応力の他、捻れにも抵抗力を有する。同
図(Ｂ)の梁９０は、角形状の中空部４を有する形材２ｂ
を上方に用い、下方の前記の形材２との間の両側に、板
材１０を前記接続板２０を介在させて配設したものであ
る。上方に中空部４を有する形材２ｂを用いることで、
垂直方向の曲げ応力に対し十分な抵抗力を有する構造体
となる。同図(Ｃ)の梁１００は、上下に角形状の中空部
４を有する形材２ｂを用い、両者間の両側に板材１０を
前記接続板２０を介在させて配設したものである。上下
に中空部４を有する形材２ｂを用いることで、垂直方向
の曲げ応力に対し更に高い抵抗力を有する構造体とな
る。同図(Ｄ)の梁１１０は、上下に前記フランジ３と角
形状の中空部４を併有する形材２ｃを用い、両者間の両
側に板材１０を前記接続板２０を介在させて配設したも
のである。係る形材２ｃを上下に用いることで、垂直方
向の曲げ応力と捻りによる応力の双方に対して、高い抵
抗力を有する構造体となる。何れの梁も上下の形材を変
更するだけの為、組立も前記の形態と同様に行える。
尚、接続板２０に替えて、前記接続板３０乃至７０の何
れかを用いても良い。

【００１７】図８は、直線型以外の梁に関し、同図(Ａ)
の梁１２０は、前記一対の形材２のうち、下方の形材２
を傾斜させもので、長手方向における同じ側面の板材１
０間に介在される接続板２０の下辺の挿入片２４等を同
様に傾斜させたものである。同図(Ｂ)の梁１３０は、下
方にアーチ形に曲げた形材２′を用い、各波板１２間に
介在される接続板２０の下辺を形材２′に倣うようにし
たものである。同図(Ｃ)の梁１４０は、上下にアーチ形
に曲げた一対の形材２′を用い、各波板１２間に介在さ
れる接続板２０の上下辺を形材２′に倣わしめたもので
ある。同図(Ｄ)の梁１５０は、上下に互いに曲率の異な
る一対の形材２″を用いて先細状に配置し、各波板１２
間に介在される接続板２０を上下辺を上下の各形材２″
の円弧形状に倣わしめたものである。勿論、接続板２０
に替えて、前記の接続板３０乃至７０の何れかを用いて
も良い。

【００１８】本発明は、以上の各形態に限定されるもの
ではない。前記した各形態の中空構造体は、梁の他、建
物の桁、土台等の水平な構造材や、まぐさ、窓台、敷
居、又は鴨居等の水平な準構造材に使用することもでき
る。また、本発明の中空構造体は、柱や間柱等の垂直な
構造材、準構造材にも使用できる。但し、柱等に用いる
場合、形材間の平板は板厚をある程度厚くすることを要
する。また、波板は、長手方向に軸力が作用する場合、
中空構造体の長手方向の強度を考慮する必要がある。更
に、異なる接触片を併用した接続板を用い、平板と波板
を接続しても良い。尚、接続板をアルミ合金の押出形材
や合成樹脂の成形材にて製作する場合、接続板の本体の
内側に補強リブを垂直又は水平一体に付設させることも
できる。

【００１９】

【発明の効果】以上に於いて説明した本発明によれば、
長尺な梁等を一対の形材と板材とによって組み立てる場
合、厚めの平板や波板を長手方向に複数枚使用しても、
これらの各板材同士の間を前記接続板によって容易に接
続でき、且つ一対の形材とも強固に接続でき、更に梁等
の構造材全体の強度を向上させることも可能となる。ま
た、接続板を隣接する各板材に固定し、或いは一対の形
材とも固定すると、中空構造材全体の強度を一層向上さ
せることができる。更に、長手方向における板材間を隙
間なく接続できるので、中空構造体の内部に雨水や塵埃
等も進入し難くなり、腐食等の劣化やメンテナンスを低
減することも可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】(Ａ)は本発明による梁の斜視図、(Ｂ)は(Ａ)中
のＢ−Ｂ断面図、(Ｃ)は前記梁に用いる接続板の斜視図
である。

【図２】(Ａ)は図１(Ａ)中における接続板を含む位置で
の梁の縦断面図、(Ｂ)は(Ａ)中の円形の一点鎖線Ｂ部分
の拡大断面図である。

【図３】(Ａ)は本発明に用いる接続板の別の形態を示す
斜視図、(Ｂ)はこの接続板の使用状態を示す前記図１
(Ｂ)と同様の断面図、(Ｃ)は(Ｂ)の部分拡大図である。

【図４】(Ａ)は本発明に用いる接続板の異なる形態を示
す斜視図、(Ｂ)はこの接続板の使用状態を示す前記同様
の断面図である。

【図５】(Ａ)は本発明に用いる接続板の更に異なる形態
を示す斜視図、(Ｂ)はこの接続板の使用状態を示す前記
同様の断面図である。

【図６】(Ａ)乃至(Ｄ)共に別異の接続板の使用状態を示
す前記同様の断面図である。

【図７】(Ａ)乃至(Ｄ)共に異なる梁の形態を示す縦断面
図である。

【図８】(Ａ)乃至(Ｄ)共に更に異なる梁の形態を示す側
面図である。

【符号の説明】

１,８０,９０,１００,１１０…………梁(中空構造体) ２,２ａ,２ｂ,２ｃ………………………形材７…………………………………………凹溝１０………………………………………平板(板材) １２………………………………………波板(板材) ２０,３０,４０,５０,６０,７０………接続板２２,３２,４２,５２,６２,７２………本体２４,３４,４４,５４,６４,７４………挿入片２８,３６,４６,５６,６６,７６,７８……接触片

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開平６−270306（ＪＰ，Ａ) 特開平９−268700（ＪＰ，Ａ) 特公昭54−20777（ＪＰ，Ｂ２) 実公昭57−44015（ＪＰ，Ｙ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) E04C 3/00 - 3/46

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】長手方向に沿って互いに離隔してほぼ平
行に配置される一対の形材と、これら形材の両側の長手
方向に沿って平行に配置される一対の板材と、各板材の
長手方向の端縁同士間に介在される接続板とからなる中
空構造体であって、一対の形材の対向し合う面の両側に
長手方向に沿う凹溝を設け、該凹溝内に上記各板材の幅
方向の両側縁を挿入し、上記接続板は矩形状の本体を有
し、該本体の上下に突出して設けた挿入片を上記形材の
各凹溝内に挿入し、且つ該本体の各板材の長手方向の端
縁に沿う辺に設けた接触片を、少なくとも各板材の端縁
の一側面に面接触させることを特徴とする中空構造体。
【請求項２】前記板材が、長手方向に沿って波形凹凸
形状を有する波板からなり、前記接続板の接触片には、
少なくとも上記波板の波形凹又は凸形状、或いは、これ
らの半分の形状に倣った接触面を有することを特徴とす
る請求項１に記載の中空構造体。
【請求項３】前記接続板の接触片が、各板材の両側面
に面接触する一対のほぼ平行な接触片である請求項１又
は２に記載の中空構造体。
【請求項４】前記接続板の接触片と、これに面接触す
る板材の端縁を、ボルト、ネジ、リベット、カシメ、又
は溶接によって固定することを特徴とする請求項１乃至
３のいずれかに記載の中空構造体。
【請求項５】前記接続板の接触片と、これに面接触す
る板材の端縁を、接着剤の塗布によって接着し、或い
は、該接着と前記ボルト、ネジ、リベット、又は、カシ
メによる固定と併用することを特徴とする請求項１乃至
３のいずれかに記載の中空構造体。