JP5460380B2 - 中空角材の接合構造 - Google Patents
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Description
組立構造体1は、中空角材2を屈曲・接合することによって組み立て、コーナ部に補強角材3を取り付けて構成されている。この組立構造体1の特徴は、1本の長尺な中空角材を複数箇所直角に折り曲げて枠状に形成した点と、折り曲げたコーナ部に補強用の角材を取り付けて補強した点にある。この構成により、加工や組み込みが容易でありながら高い強度が得られ、溶接をしなくとも頑強な構造体を構成することができる。よって、固定構造物(例えば、表示装置の架台)のフレームに採用できることはもちろんのこと、可動構造物(例えば、自動車を洗浄する洗車機)のフレームにも採用することができる。
このような組立構造体1における屈曲構造及び補強角材3の構造(図2のA部)、接合構造(図2のB部)、面接合構造(図2のC部)について、以下に説明をする。
中空角材2は、4つの面2A〜2Dで囲まれる四角柱形状をなし、折り曲げ位置の面2B,2C,2Dに切欠部4を形成するとともに、この切欠部4で折り曲げた時に対面してコーナ部の内面を形成する面2Cにおいて補強角材3を取り付ける取付部5,5を形成している。切欠部4は、NCレーザー加工機で所定形状に切削した後、治具等で切削部分を切除することで形成され、中空角材2を面2Aで繋がった第1基材6と第2基材7に分断する。屈曲構造は、中空角材2をこの切欠部4で第1基材6と第2基材7を突き合わせるように略L字型に折り曲げて構成されるものである。尚、NCレーザー加工機による切削と切削部分の切除については後述詳細に説明する。
補強角材3は、中空角材2と同じ素材で、4つの面3A〜面3Dで囲まれる四角柱形状をなし、両端に中空角材2への取付部30を形成している。取付部30は、面3Aの端縁に断片31を形成し、面3Cの端縁に係合凸片32を形成し、面3B及び面3Dの端縁に斜め45°の傾斜縁33,33と、中空角材2の案内溝25に取り付けるための案内体34を形成するように、NCレーザー加工機で切削加工される。
図6は中空角材2に補強角材3を取り付ける状態を示す説明図、図7は取付部を拡大した説明図である。
直角に折り曲げた中空角材2の内側コーナ部に対して、補強角材3を斜め45°の位置に合わせ、補強角材3の案内体34,34を中空角材2の案内溝25,25へ左右同時に挿入させていく。つまり、補強角材3の係合凸片32,32が中空角材2の係合穴26,26に、補強角材3の係合凸片36,36が中空角材2の係合穴27,27に、それぞれ嵌合していく。このとき、図7に示すように、係合凸片32と係合片36が係合穴26と係合穴27の開口部後縁から挿入され(図7a)、補強角材3の案内体34が中空角材2の案内溝25に完全に挿入されると(図7b)、係合凸片32と係合片36が係合穴26と係合穴27の開口部前縁に達し、補強角材3の取付片37が中空角材2の取付面に合致する。このように係合状態においては、案内溝25に案内体34が嵌合することにより前後方向の動きが規制され、係合穴26,27に係合片32,36が嵌合することにより左右方向の動きが規制される。最後に、中空角材2のねじ孔28と取付片37のねじ穴38同士をボルト39によって接合することで、中空角材2と補強角材3の接合状態が保持される。
中空角材40は、対面する面40A・40Cの先端に断片42,42を形成し、この断片42,42の基端部分に面40A・40Cへ凹陥させた凹陥溝43を形成するとともに、面40B・40Dの先端に係合突起44,44を形成している。これら断片42,42、凹陥溝43、係合突起44,44は、中空角材40の先端をNCレーザー加工機で所定形状に切削した後、その切削部分を切除することで形成される。
まず、取付補強プレート48を中空角材40の凹陥溝43に取り付け、断片42,42を内方に折り曲げる。これにより、断片42のねじ穴46と取付補強プレート48のねじ穴49が合致する。その後、中空角材41の係合穴51,51に中空角材40の係止突起44,44を大きさを合わせて挿入すると中空角材40の先端が中空角材41の面41Aに仮止めされる。この状態では、中空角材41のねじ穴52,52と中空角材40のねじ穴46,46が合致するので、通孔54,54よりボルト53,53を挿入して固定するのである。中空角材40のねじ穴46,46は、取付補強プレート48のねじ穴49と合致しているため、ボルト53,53の締着により、中空角材40と中空角材41は強固に接合した接合構造体を形成することができる。このとき、ボルト53,53の締め付けにより、取付補強プレート48がスリット50で変形し、断片42との密着性が高まる。
中空角材60は、中空角材61との接触面となる面60Aにボルト貫通孔62が開口されている。面60Aと連接する面60Bもしくは面60Dのいずれか一方(ここでは面60B)には、ボルト貫通孔62が開口された面60Aの内面60A’に向かって折り曲げ加工される断片63が切り抜き成型されている。この断片63は、面60Bにおける面60Aとの稜縁部64を除いた三方をNCレーザ加工機によって略コ字状に切り込んだ切込溝65によって矩形状に成型される。
まず、ナット取付溝66を打ち抜き、稜縁部64を折り曲げ基準として、断片63をボルト貫通孔62が開口された面Aの内面A’に向けて略90°折り曲げる。このとき、面Aの内面A’と断片63との間にフランジ付きナット70のフランジ部70aが遊嵌されるだけの隙間Sを生じるように折り曲げる。
切欠部4は、面2Aから面2Cにかけて、切込溝8,接合縁9,切込溝13,凹陥溝18,断片11,断片12,接合縁10の輪郭を繋ぐ切断線S1(点線)に沿って切断される切出片B1(薄塗り部)と、切込溝8’,接合縁9’,切込溝13’,凹陥溝18,断片11,断片12,接合縁10’の輪郭を繋ぐ切断線S2(一点鎖線)に沿って切断される切出片B2(厚塗り部)とを切り出すことで加工される。
まず、切出片B1における断片11と断片12とを繋ぐ仮想接続線Lの近傍に加工ヘッド(図示しない)を合わせ、その位置に切断開始点となるピアッシング孔Pを穿設する。次に、ピアッシング孔Pから仮想接続線Lに向けて直線的に切断ポイントを移動させた後、切断線S1に沿って切断ポイントを移動させていく。ここでは、ピアッシング孔83−仮想接続線82−断片11−切込溝13−凹陥溝18−接合縁9−浮上防止部F−接合縁9−切込溝8−接合縁10−浮上防止部F−接合縁10−断片12−仮想接続線Lの順に移動させていく。切断の終点となる仮想接続線Lには、僅かに切断されないミクロジョイント部Mを形成し、このミクロジョイント部Mを残して切断は終了となる。
2 中空角材
3 補強角材
4 切欠部
5 取付部
6 第1基材
7 第2基材
11 断片
12 断片
25 案内溝
26 係合穴
26’ 係合溝
27 係合穴
30 取付部
31 断片
32 係合凸片
32’ 係合片
34 案内体
36 係合片
37 取付片
40 中空角材
41 中空角材
42 断片
48 ナット保持プレート
60 中空角材
61 中空角材
63 断片
68 抜止片
70 フランジ付きナット
71 ボルト
Claims (2)
- 中空角材からなる屈曲構造体もしくは接合構造体のコーナ部に、中空角材からなる補強角材を取り付ける接合構造であって、
補強角材の両端を構造体のコーナ部の角度に合わせて斜めに切断し、該切断面の上縁および下縁に係合部を形成するとともに、該切断面の左右傾斜縁に所定幅をもって左右傾斜縁の間にアーチ状に架設される接合案内部を形成し、前記構造体の取付面に前記補強角材の係合部が嵌合する係合受部と、接合案内部が案内される傾斜した案内溝部を形成し、
前記補強角材を構造体のコーナ部に対して斜め45°の位置から、補強角材の接合案内部を前記構造体の案内溝部へ両端同時に挿入させていき、補強角材の係合部を構造体の係合受部に嵌め込むことにより接合するようにしたことを特徴とする中空角材の接合構造。
- 前記補強角材の係合部のうち、下縁側に位置する係合部を係合凸片とし、上縁側に位置する係合部を前記接合案内部と繋がった係合片とするとともに、前記構造体の係合受部のうち、係合凸片が嵌る側の係合受部を係合穴とし、係合片が嵌る側の係合受部を係合溝としたことを特徴とする上記請求項1記載の中空角材の接合構造。
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