JP6419321B2 - フレーム組立体および筐体 - Google Patents

Description

この発明は、例えば配電盤等の筺体の骨格などとして好ましく用いられるフレーム組立体およびそのフレーム組立体を用いた筐体に関するものである。

従来、六面体枠を有する構造物の組立はフレーム材の端部同士を溶接して接合する構造が多く採用されてきた。しかし溶接にて組立てる場合、組立作業者が資格保有者に限定されることや、組立後の溶接ひずみが大きく、その修正作業に時間がかかるなどの問題がある。その対策として、六面体枠の角部にフレーム材同士を連結する部材を追加してボルトやリベットで締結し、必要強度を得る構造が開示されている（例えば特許文献１、２参照）。またフレーム材同士を連結する部材を用いず、フレーム材同士をボルトやリベットで締結する構造が開示されている（例えば特許文献３参照）。

特開２００１−３０７６９７号公報 特開２００５−２２６６７７号公報 特開２０１１−６１９８１号公報

上記特許文献１のような技術では、溶接作業は廃止されているが、枠全体の強度を確保するために枠体の計８ヶ所の角部にフレーム同士を連結する部材が必要である。加えて角部１ヶ所につき３個の連結部材が必要であるため、部品がコスト高になると同時に、ボルトあるいはリベットを用いた締結作業も角部全体で４８ヶ所行わなければならず、組立工数が増加するという課題があった。

また、上記特許文献２のような技術では、特許文献１の技術同様に溶接作業は廃止されているが、やはり枠全体の強度を確保するために枠体の計８ヶ所の角部にフレーム同士を連結する複雑な立体形状の連結部材が必要である。また角部１ヶ所につき部材が１つであるため部材の使用数量は減っているが、角部１ヶ所につきボルトあるいはリベットを用いた締結作業を１２ヶ所行う必要がある。そのため角部全体で９６ヶ所となり特許文献１の技術同様、組立工数が増加する。

また、上記特許文献３のような締結による構造物においては、溶接作業が廃止され、かつ角部の強度を向上できるなどの効果が得られるものの、フレーム材を連結する部材の形状が複雑であり、また角部１ヶ所につきボルトあるいはリベットを用いた締結作業が２０ヶ所、角部全体では１６０ヶ所行う必要があり、特許文献２及び３の技術同様に組立工数が増加するという課題があった。

本発明は、上記のような問題点を解決するためになされたものであり、溶接作業や、フレーム材同士を連結するための複雑な立体形状の連結部材を不要にできると共に、ボルトやリベットなどの締結部が削減されて容易に組み立てることができ、しかも十分な強度を確保することができるフレーム組立体および筐体を提供することを目的としている。

本発明に係るフレーム組立体は、それぞれ板材が四角柱の周りに沿って曲げられた形状の、複数の曲げ部とその曲げ部に連なる複数の面を有する第１のフレーム材と第２のフレーム材とを備え、第１のフレーム材と第２のフレーム材が、それぞれの一端部で直角に結合された接続部を有するフレーム組立体であって、接続部は、第１のフレーム材の面に設けられた突片に、第２のフレーム材に形成されているスリット状の嵌合穴もしくは切れ込み部または凹部が嵌合された突片係止部と、第１のフレーム材を切り欠くように形成されている嵌合スリットに、第２のフレーム材に形成されているスリット状の切れ込み部が嵌合されたスリット嵌合部とを有し、第１のフレーム材と第２のフレーム材において、曲げ部と直交する両側の端面の内、接続部を有する一端部側の端面を長手方向端面と呼び、曲げ部に平行な端面を側端面と呼ぶとき、第１のフレーム材は、２つの曲げ部と３つの面を有し、突片は、互いに対向された２面の内の一方の面における長手方向端面から突出するように設けられ、嵌合スリットは、互いに対向された２面の内の他方の面の側端面に設けられ、嵌合スリットの開口側は長手方向端面の方向にテーパー状に広がるように形成されており、第２のフレーム材は、３つの曲げ部と４つの面を有し、３つの曲げ部の内、中央の曲げ部を挟んで直交する２つの面の一方を第１主面、他方を第２主面と呼ぶとき、嵌合穴は第１主面に設けられ、切れ込み部は第１主面に対向された対向面の第２主面との間の曲げ部に接した位置において長手方向端面を切り欠くように設けられているものである。

本発明によれば、２つのフレーム材がそれぞれの一端部で直角に結合されている接続部が、第１のフレーム材の面に設けられた突片に、第２のフレーム材に形成されているスリット状の嵌合穴もしくは切れ込み部または凹部が嵌合された突片係止部と、第１のフレーム材を切り欠くように形成されている嵌合スリットに、第２のフレーム材に形成されているスリット状の切れ込み部が嵌合されたスリット嵌合部とを有することにより、溶接作業や、フレーム材同士を連結するための複雑な形状の連結部材を不要にして容易に組み立てることができると共に、ボルトやリベットなどの締結具が削減されて、しかも十分な強度を確保したフレーム組立体および筐体を得ることができる。
この発明の上記以外の目的、特徴、観点及び効果は、図面を参照する以下のこの発明の詳細な説明から、さらに明らかになるであろう。

本発明の実施の形態１に係るフレーム組立体の角部における、２本のフレーム材の接続部に設けられた突片と嵌合穴、及び切れ込み部と嵌合スリットを示す斜視図である。 本発明の実施の形態１に係るフレーム組立体の２本のフレーム材を接続するときの、互いの嵌合位置を説明する斜視図である。 本発明の実施の形態１に係るフレーム組立体の２本のフレーム材を接続するときの動作を説明する側面図である。 本発明の実施の形態１に係るフレーム組立体の２本のフレーム材を接続したときの、接続部における結合状態を説明する斜視図である。 本発明の実施の形態１に係るフレーム組立体の２本のフレーム材の接続部をネジによって締結した固定状態を示す斜視図である。 本発明の実施の形態２に係るフレーム組立体の角部における、３本のフレーム材の接続部に設けられた突片係止部と、スリット嵌合部を示す斜視図である。 本発明の実施の形態２に係るフレーム組立体の３本のフレーム材を接続するときの動作を説明する斜視図である。 本発明の実施の形態２に係るフレーム組立体の３本のフレーム材を接続した三方接続部をネジによって締結した固定状態を示す斜視図である。 本発明の実施の形態３に係るフレーム組立体を示す斜視図である。 本発明の実施の形態３に係るフレーム組立体の組立手順を示す分解斜視図である。 本発明の実施の形態４に係るフレーム組立体を示す斜視図である。 本発明の実施の形態４に係るフレーム組立体における上下方向のフレーム材に設けられた中間フレームとの嵌合部の形状を示す斜視図である。 本発明の実施の形態４に係るフレーム組立体における中間フレームの先端部に設けられた、上下方向のフレーム材との嵌合部の形状を示す斜視図である。 本発明の実施の形態４に係るフレーム組立体における上下方向のフレーム材に中間フレームを嵌合させるときの動作を説明する斜視図である。 本発明の実施の形態４に係るフレーム組立体における上下方向のフレーム材と中間フレームを嵌合させたときの結合状態を説明する斜視図である。 本発明の実施の形態４に係るフレーム組立体の変形例を示す斜視図である。

実施の形態１．
図１は本発明の実施の形態１に係るフレーム組立体の角部における、２本のフレーム材の接続部に設けられた突片と嵌合穴、及び切れ込み部と嵌合スリットを示す斜視図、図２は図１に示す２本のフレーム材を接続するときの、互いの嵌合位置を説明する斜視図、図３は図１に示す２本のフレーム材を接続するときの動作を説明する側面図である。なお、この実施の形態１では、４本のフレーム材の端部相互を直角に結合した長方形状の枠（骨組）からなるフレーム組立体における長方形の角部に構成された接続部の構造を中心に説明する。なお、各図において同一または相当する部材や部分には同一符号を付して説明する。

フレーム組立体に用いる第１のフレーム材としての横方向（水平方向）のフレーム材１、及び第２のフレーム材としての縦方向（上下方向）のフレーム材２は、何れも板材を四角柱の周りに沿って順次直角に曲げる如く形成された曲げ部とその曲げ部に連なる複数の面を有する棒状ないしは柱状の構造材であり、具体的には材料の鋼板をプレスブレーキによって２回ないし３回曲げて形成される。フレーム材１は２つの曲げ部Ａ１、Ａ２とその曲げ部Ａ１、Ａ２に連なる３つの面を有するように形成されている。なお、説明の便宜上、前記３つの面における、中央の面を「主面１ａ」と呼び、互いに対向された２面の一方を「対向面１ｂ」、他方を「対向面１ｃ」と呼ぶ。

また、フレーム材２は３つの曲げ部Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３とその曲げ部Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３に連なる４つの面を有するように形成されている。説明の便宜上、特に、その４つの面における中央の曲げ部Ｂ２を挟んで連なり互いに直交する２つの面の一方を「第１主面２ａ」、他方を「第２主面２ｂ」と呼び、第１主面２ａに対向された面を「対向面２ｃ」、第２主面２ｂに対向された面を「対向面２ｄ」と呼ぶ。

また、本書において、各フレーム材の曲げ部と直交する両側の端面の内、接続部を有する一端部側の端面を、符号を付さずに「長手方向端面」と呼ぶ。ただし、上下方向に配置されたフレーム材２の長手方向端面のことを、符号を付さずに「上端面」と呼ぶ。また、各フレーム材の曲げ部に平行な端面を、符号を付さずに「側端面」と呼ぶ。さらに、本書において、単に「面」と呼び、あるいは、「主面」や「対向面」と呼ぶ部分は、フレーム材を構成する板材における当該面だけではなく、その面を有する表面から背面までの部分全体を指すものである。なお、フレーム材２の４つの面において、互いに対向された側を背面と呼ぶ。

なお、この実施の形態１におけるフレーム材１の主面１ａの幅（より正確には、前述の対向面１ｂ、１ｃ相互の外寸）は、フレーム材２の第１主面２ａにおける背面側に形成された第２主面２ｂと対向面２ｄとの内寸よりも所定寸法狭く形成されており、フレーム材１の長手方向の一端部はフレーム材２の一端部の第１主面２ａの背面側に挿入され、さらに、フレーム材１の対向面１ｂ、１ｃの図における手前側の対向面１ｂは、フレーム材２の第２主面２ｂの背面側に当接して固定されるように構成されている。

フレーム材１には、図における奥側の対向面１ｃの長手方向端面の側端面側（図の下側）に、突片１１Ａがフレーム材２の第１主面２ａに対向するように突出され、主面１ａの長手方向端面に第２の突片１２Ａが同方向に突出されている。そして、手前側の対向面１ｂには、長手方向端面から少し中ほどに入った所定位置に、側端面を直角方向にスリット状に切り欠いて形成された嵌合スリット２１Ａが設けられており、その嵌合スリット２１Ａの開口側は長手方向端面の方向にテーパー状に広げられている。なお、突片１１Ａは図における奥側の対向面１ｃと一様に設けられ、その突片１１Ａの図における下側の角部Ｈは、嵌合穴１１Ｂに対する斜め上方向からの挿入を可能とするために先端部側が斜めに切除されている。突片１２Ａは主面１ａと一様に設けられている。

一方、フレーム材２には、その第１主面２ａにおける所定位置に、突片１１Ａを嵌合させる長方形の角穴からなるスリット状の嵌合穴１１Ｂが設けられ、第１主面２ａにおける曲げ部Ｂ２に接している上端面を１段落とし込んで形成された段差からなる、前記突片１２Ａを係合させる凹部１２Ｂが設けられている。

更に、第１主面２ａに対向された対向面２ｃにおける第２主面２ｂとの間の曲げ部Ｂ３に近接した位置には、前記嵌合スリット２１Ａと互いに係合するように該対向面２ｃの上端面から図の下方向にスリット状に切り込まれた切れ込み部２１Ｂが設けられている。なお、対向面２ｃの上端面は第２主面２ｂの上端面よりもフレーム材１の板厚分だけ短く形成されている。

次に、フレーム材１とフレーム材２との接続手法について図２及び図３を参照して説明する。なお、図２における曲線の矢印は、フレーム材１の突片１１Ａをフレーム材２の嵌合穴１１Ｂに嵌合させ、また、フレーム材１の突片１２Ａをフレーム材２の凹部１２Ｂに係合させ、さらにフレーム材１の嵌合スリット２１Ａをフレーム材２の切れ込み部２１Ｂに嵌合させることを示している。

まず、図３に示すようにフレーム材１の一端部側（左側）を下に、他端部側を上にした斜めの状態にして、フレーム材１の突片１１Ａをフレーム材２の第１主面２ａに設けられた嵌合穴１１Ｂに斜め上から挿入して引っ掛け、その後、フレーム材１の嵌合スリット２１Ａを、テーパー部分からフレーム材２の切れ込み部２１Ｂにスライドさせるように、突片１１Ａと嵌合穴１１Ｂの嵌合部を中心に図の時計方向に回転させることで嵌合スリット２１Ａと切れ込み部２１Ｂを嵌合させる。この際、フレーム材１をハンマーなどで軽く叩いて嵌合させればよい。

図４は図１に示す２本のフレーム材を接続したときの、接続部における結合状態を説明する斜視図、図５は図４に示す２本のフレーム材の接続部をネジによって締結した固定状態を示す斜視図である。前述のようにして接続されたフレーム材１とフレーム材２の接続部は図４に示すように、突片係止部Ｅ１におけるフレーム材１の突片１１Ａとフレーム材２の嵌合穴１１Ｂとの嵌合による係止状態が、また、突片係止部Ｅ２におけるフレーム材１の突片１２Ａとフレーム材２の凹部１２Ｂとの嵌合による係止状態がそれぞれ構成され、スリット嵌合部Ｆ１ではフレーム材１の嵌合スリット２１Ａとフレーム材２の切れ込み部２１Ｂとの嵌合による係止状態が構成されている。

このように、突片係止部Ｅ１及びスリット嵌合部Ｆ１の嵌合により、フレーム材１がフレーム材２から垂直方向に抜けるのを防いでおり、また突片係止部Ｅ２及びスリット嵌合部Ｆ１の係合により、フレーム材２に対してフレーム材１が主面１ａの面内で両端矢印の方向に回転して、フレーム材２からフレーム材１が抜けることを防いでいる。

また、前述のような嵌合構造によって構成した接続部において、お互いのフレーム材が嵌合する穴あるいはスリットの幅寸法においては、加工される当該材料の板厚よりも周囲０．１ｍｍ程度の隙間を持たせた寸法とすることで、特殊な加工機を用いることなく例えばタレットパンチプレス等の汎用機械で加工することができる。また同時に、前記隙間を設けないとフレーム材同士を嵌合させることが不可能であることは言うまでもないが、上記程度の隙間とすることで組立性を阻害することなく、且つ嵌合した際のフレーム同士のガタつきを最小限に抑えることができる。

図５はフレーム材１とフレーム材２の一端部相互を図４に示すように嵌合させた接続部を、最終的に締結具としてのネジ５にてお互いを締結した後の固定状態を示している。なお、フレーム材１に設けるネジ穴や、フレーム材２に設けるネジ５の軸部の挿通穴は、後から加工することもできるが、予め所定の位置に設けておくことが好ましい。なお、他の実施の形態を含め、フレーム材の所定部には前述のネジ穴と挿通穴を最初から設けているが、簡素化のため図示を省略している。

なお、上記接続部を長方形状のフレーム組立体に適用する場合、４か所の角部の内、１か所に用いるだけでも相応の効果が得られるものであって、他の３か所の接続部の構造は特に限定されるものではないが、本発明を適用したときの効果を最大とするためには、長方形状の４つの角部の全てに適用することが望ましい。

その場合には、フレーム材１とフレーム材２を２本ずつ用いて、４つの角部を順次嵌合させて長方形の枠に組立てていくが、最後の４番目に嵌合する角部については、３番目の角部までが既に嵌合によって結合されているため、例えば図３に示すフレーム材１の図の右側は、逆に下方向に傾斜されている状態となるため、フレーム材１とフレーム材２の角度関係を図３に示す状態にすることができない。

しかし、既に嵌合によって結合された３か所の接続部にはネジ５で締結する前の状態で若干のガタツキが存在するため、図３によって説明すると例えば、フレーム材１の嵌合スリット２１Ａの幅を、その嵌合スリット２１Ａの左端部から突片１１Ａの先端までの寸法がフレーム材２の第１主面２ａと対向面２ｃとの内側寸法よりも小さくなるまで一端部方向（図３の左方向）に広げることで、フレーム材２に対してフレーム材１をほぼ直角方向から図の下方向に挿入し、嵌合スリット２１Ａを切れ込み部２１Ｂに嵌め込むことができる。なお、テーパー加工は不要にできる。その後、フレーム材１を図の左方向に移動させて突片１１Ａを第１主面２ａに設けられた嵌合穴１１Ｂに水平方向から嵌合させると共に、突片１２Ａをフレーム材２の凹部１２Ｂに係合させる。

このとき、嵌合スリット２１Ａの図３の左端部と対向面２ｃの背面側との間には突片１１Ａの突出寸法と略同一寸法の隙間ができるので、例えば厚みがその隙間を埋める寸法で、長さが嵌合スリット２１Ａよりも長く形成された楔状の板材（図示省略）を対向面２ｃの背面側に、下から上方向に挿入し、その板材を対向面２ｃまたは第２主面２ｂの表側からネジ止めすることで、図１〜図５に示す接続部と同様の機能を有する嵌合による結合を行うことができる。

なお、必ずしもこれに限定されるものではないが該手法では、別途用意する部材は隙間を埋める楔状の板材と固定ネジだけであるので、費用や組立に要する時間も小さく抑えることができる。上記のようにして組立てられた長方形の枠状のフレーム組立体は、例えば屋内や屋外などに設置される掲示板、看板、標識などの骨組として利用することができるが、用途などは特に限定されるものではない。また、ネジの代わりにリベットなどを用いてもよい。

上記のように、実施の形態１は、フレーム組立体の少なくとも１つの角部を構成している２つのフレーム材１、２それぞれの長手方向の一端部において、突片１１Ａとスリット状の嵌合穴１１Ｂまたは突片１２Ａと凹部１２Ｂによる突片係止部Ｅ１、Ｅ２と、嵌合スリット２１Ａとスリット状の切れ込み部２１Ｂによるスリット嵌合部Ｆ１との組合せによって、フレーム材１、２相互を直角に結合したものである。

双方のフレーム材１、２が相互に嵌合されている前記接続部においては、その接続部の角部Ｇ（図４に図示）を構成する互いに直交する３つの稜の内、２つの稜の部分には、一方のフレーム材１の曲げ部Ａ２と他方のフレーム材２の曲げ部Ｂ２が存在していると共に、曲げ部Ａ２に連なる主面１ａと対向面１ｂの２つの面、及び曲げ部Ｂ２に連なる第１主面２ａと第２主面２ｂが前記接続部の構成に寄与していて、対向面１ｂと第２主面２ｂとは重合された状態となっている。

上記実施の形態１によれば、溶接作業や、フレーム材同士を連結するための複雑な立体形状の連結部材を不要にできると共に、ボルトやリベットなどの締結部が削減されるので、組立作業が容易となり、しかも十分な強度を確保したフレーム組立体を得ることができる。また、嵌め込み構造によりフレーム材同士の仮組みを完了し、しかも接続部に必要十分な強度を嵌合構造によって確保できるので、ネジなどの締結具は抜け止めと最終的なガタつきを抑制するための最小限の本数にすることができる。

また、締結箇所を少なくできるので、組立に要する作業時間を短縮できる。また、全てのフレーム材を嵌め込みのみで組み立てることができるため、仮組み作業とボルトあるいはリベットによる締結作業を完全に別工程で行うことができ、作業の効率化を図ることができる。また、フレーム材以外に別途必要とする部材は、４本のフレーム材を用いる長方形のフレーム組立体につき、１つの楔状の板材のみであるので、費用や組立に要する時間は問題にならない程度に小さい。また、溶接の必要がないので、作業者を選ばずに簡単に組み立てることができる。また、フレーム材は特殊な加工機を用いることなく例えばタレットパンチプレス等の汎用機械で加工することができる。

実施の形態２．
図６は本発明の実施の形態２に係るフレーム組立体の角部における、３本のフレーム材の接続部に設けられた突片係止部と、スリット嵌合部を示す斜視図、図７は図６に示す３本のフレーム材を接続するときの動作を説明する斜視図、図８は図７に示す３本のフレーム材を接続した三方接続部をネジによって締結した固定状態を示す斜視図である。なお、本実施の形態２の実施の形態１と異なる点は、直方体状のフレーム組立体を得るために、そのフレーム組立体の角部の接続部を３本のフレーム材を互いに嵌合していることである。

なお、図における横方向のフレーム材１及び縦方向のフレーム材２相互を嵌合させて接続部を構成し、長方形の枠状に形成する基本的な構造は実施の形態１と略同様であるが、一部追加・変更した部分があるので、フレーム材１、２についてはその追加、変更部分についてのみ説明する。なお、横方向、縦方向、前後方向などの方向は、説明の便宜上用いているもので、実際の使用状態を示すものとは限らない。

図において、横方向のフレーム材１及び縦方向のフレーム材２の接続部分には両者の成す平面に直交する方向から、前後方向の第３のフレーム材としてのフレーム材３が新たに追加されている。フレーム材３はフレーム材１と同様に鋼板をプレスブレーキで２回曲げた形状であり、曲げ部Ｃ１、Ｃ２、及び主面３ａ、対向面３ｂ、対向面３ｃを有している。さらに、フレーム材３は、対向面３ｂの側端面に形成されている２か所の嵌合スリット２２Ａ、３１Ａと、対向面３ｃの側端面に形成されている嵌合スリット２３Ａと、主面３ａの長手方向端面から突出するように設けられた突片１３Ａとを有している。

フレーム材１の主面１ａと、その主面１ａから曲げ部Ａ１を介して連なる奥側の対向面１ｃには、フレーム材３の対向面３ｃの端部で形成された係合片４１Ａを嵌合させると共に、その係合片４１Ａの他端部側に隣接するように形成された切欠きからなる嵌合スリット２３Ａを嵌合させる切れ込み部２３Ｂを兼ねている、２つの面に跨るＬ字状のスリット４１Ｂが追加されている。なお、嵌合スリット２３Ａと切れ込み部２３Ｂによってスリット嵌合部Ｆ３が構成されている。

また、フレーム材２は、対向面２ｄにおける第１主面２ａに連なる曲げ部Ｂ１に接する位置に、フレーム材３の対向面３ｂの側端面に設けられた２か所の嵌合スリット２２Ａ、３１Ａの内、長手方向端面から遠い側の嵌合スリット２２Ａに嵌合された切れ込み部２２Ｂを有すると共に、第２主面２ｂの上端面における曲げ部Ｂ２の側に、フレーム材３の突片１３Ａに嵌合された凹部１３Ｂを有している。突片１３Ａの下面はフレーム材１の主面１ａの上面に当接される。

なお、嵌合スリット２２Ａと切れ込み部２２Ｂによってスリット嵌合部Ｆ２が構成され、突片１３Ａと凹部１３Ｂによって突片係止部Ｅ３（図８に図示）が構成されている。嵌合スリット３１Ａは、フレーム材１に設けられた突片１１Ａの基部側である後述する突片基部３１Ｂに嵌合するように設けられている。

そして、フレーム材１の長手方向端面の突片１１Ａと突片１２Ａとの間の部分であるＬ字状の端面Ｉは、フレーム材３の対向面３ｂの嵌合スリット２２Ａよりも一端部側の部分を、該Ｌ字状の端面Ｉとフレーム材２の第１主面２ａとの間に挿入させるために板厚相当分、対向面１ｂ部分の端面Ｊよりも凹ませている。これに伴い、フレーム材１の突片１１Ａの長さは見かけ上、実施の形態１よりも長く形成されていて、突片１１Ａは、突片係止部Ｅ１を構成すると共に、その基部である突片基部３１Ｂが前述の嵌合スリット３１Ａを嵌合していることで、突片係止部Ｅ４（図７に図示）を兼ねている。

次に、組立について図７、図８を参照して説明する。先ず、フレーム材１とフレーム材２を実施の形態１に示したように嵌合させる。その後、図７に示すようにフレーム材３を上から下方向にスライドさせ、フレーム材３の嵌合スリット３１Ａをフレーム材１の突片１１Ａの基部側でなる突片基部３１Ｂに、フレーム材３の嵌合スリット２３Ａをフレーム材１のスリット４１Ｂの下端部で成る切れ込み部２３Ｂ（図７では図示省略されている）に、フレーム材３の嵌合スリット２２Ａをフレーム材２の切れ込み部２２Ｂに、フレーム材３の突片１３Ａをフレーム材２の凹部１３Ｂにそれぞれ嵌合させる。

このとき、フレーム材３の対向面３ｂの嵌合スリット２２Ａよりも一端部側の部分は、フレーム材１の端面Ｉとフレーム材２の第１主面２ａとの間に挿入される。これによりフレーム材１、フレーム材２、フレーム材３の３本のフレーム材の端部同士が相互に嵌め込まれることにより、互いに直交する三方接続部を組み立てることができる。なお、同様にして直方体状のフレーム組立体を得ることができる。

次に、図８に示すように、ネジ５ａ、５ｂ、５ｃにて３本のフレーム材を相互に締結する。なお、ネジ５ａの締結部分は実施の形態１のネジ５と同様の構造であり、ネジ５ｂはフレーム材２の第１主面２ａに設けられた挿通穴と、フレーム材３の対向面３ｂに設けられたネジ穴によって締結され、ネジ５ｃはフレーム材３の主面３ａに設けられた挿通穴と、フレーム材１の主面１ａに設けられたネジ穴に締結される。このように実施の形態１同様嵌め込み構造によりフレーム材同士の仮組みを完了し、必要な嵌合強度を確保し、最小本数のネジで最終的なガタつきを抑制することができる。ネジの代わりにリベットを用いてもよい。

以上のように、実施の形態２によれば、フレーム組立体の角部を構成する接続部において、溶接作業や、フレーム材同士を連結するための複雑な立体形状の連結部材を不要にできると共に、３本のフレーム材を特別な締結部品を用いることなく、またフレーム組立体を構成しているフレーム材同士を必要最小限のネジあるいはリベットで締結することで、機械的に強固なフレーム組立体を得ることができる。また、ボルトやリベットなどの締結具が削減されるので、組立作業が容易となり、しかも必要十分な強度を確保したフレーム組立体を得ることができる。

実施の形態３．
図９は本発明の実施の形態３に係るフレーム組立体を示す斜視図、図１０は図９に示すフレーム組立体の組立手順を示す分解斜視図である。図９は本発明の実施の形態３に係る枠構造２６を斜め上方から見た斜視図である。なお、この実施の形態３は、フレーム材１、フレーム材２、及びフレーム材３をそれぞれ４本ずつ用い、実施の形態２に示す突片、嵌合穴、凹部、嵌合スリット、切れ込み部など複数の係止手段を用いた三方接続部によって製作した直方体状の骨組からなるフレーム組立体に関するものである。図９において、矢印の方向が前方から見る方向としたときに、直方体状のフレーム組立体を構成するフレーム材１は前後方向、フレーム材２は上下方向、フレーム材３は左右方向となる。

組立てる際には、図１０に示すように、まず、２本の前後方向のフレーム材１と２本の上下方向のフレーム材２とを実施の形態１に示した手順にて長方形状に組み立てたものを２セット用意して互いの内側部同士を対向させる。なお、ここでは図８におけるフレーム材を左右方向に配設している。その後、実施の形態２に示した手順にて、床面に断面Ｕ字状の対向面３ｂ、３ｃ（図６に図示）が上を向くように置いた２本の左右方向のフレーム材３を、先に組み立てた長方形状のフレーム材の下端部の角部に嵌合させることにより組み付ける。

さらにその後、同様に２本の左右方向のフレーム材３をその上端部の角部に嵌合させることにより直方体状の骨組からなるフレーム組立体が完成する。なお、必要に応じてフレーム組立体の８か所の角部全てを例えば、図８に示すように必要最小本数のネジ５（５ａ〜５ｃ）あるいはリベットで締結することで、嵌合部のガタつきを抑えフレーム組立体を堅牢な構造とすることができる。

上記のように、実施の形態３に係るフレーム組立体は、筺体の６面体を構成する骨組となる上下方向、前後方向、左右方向の計１２本の全てのフレーム材が、筺体の計８ヶ所の角部において互いに嵌め込むだけで相互に係止され、その接続部がほぼ完成時の強度を有して自立状態を保持できる構造であること、嵌合による接続部のガタツキを無くすための締結手段は、三方接続部１か所につきネジ３本で良いので、最小にすることができることを特徴としている。

以上のように構成された実施の形態３によれば、溶接作業や、フレーム材同士を連結するための複雑な立体形状の連結部材などの特別な締結部品を用いることなく、しかもフレーム組立体を構成しているフレーム材同士を必要最小限のネジあるいはリベットで締結することで、機械的に強固なフレーム組立体を得ることができる。また、ボルトやリベットなどの締結具が削減されるので、組立作業が容易となり、しかも必要十分な強度を確保したフレーム組立体を得ることができる。

実施の形態４．
図１１から図１６は本発明の実施の形態４に係るフレーム組立体を説明する図であり、図１１は本発明の実施の形態４に係るフレーム組立体を示す斜視図、図１２は図１１に示すフレーム組立体における上下方向のフレーム材に設けられた中間フレームとの嵌合部の形状を示す内側斜め下から見た斜視図、図１３は図１１に示す中間フレームの先端部に設けられた、図１２に示す上下方向のフレーム材との嵌合部の形状を示す内側斜め下から見た斜視図である。

また、図１４は図１１に示す上下方向のフレーム材に中間フレームを嵌合させるときの動作を説明する、フレーム組立体の内側斜め下から見た斜視図、図１５は図１４に示す上下方向のフレーム材と中間フレームを嵌合させたときの結合状態を説明するフレーム組立体の内側斜め下から見た斜視図、図１６は本発明の実施の形態４に係るフレーム組立体の変形例を示す斜視図である。

図１１において、矢印は前方側を示しており、実施の形態３と同様、フレーム材１を前後方向に配設し、フレーム材３を左右方向に配設している。フレーム組立体は図９に示す実施の形態３と同様の直方体状の骨組におけるフレーム材２の上下方向の中央部に、前後部に並ぶ２つのフレーム材２相互に嵌合によって係止された、中間フレーム４が設けられている。

なお、本実施の形態４では、フレーム材２を上下方向に配置して中間フレーム４で接続しているが、これに限定されるものではなく、中間フレーム４は、フレーム材１、フレーム材２、及びフレーム材３のいずれかのフレーム材の内、上下方向に配設された互いに隣り合う２つのフレーム材を水平方向に接続するものである。

中間フレーム４は鋼材をプレスブレーキで３回曲げて形成され、図１３に示すように３つの曲げ部Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３と、上面４ａ、外側面４ｂ、下面４ｃ、内側面４ｄからなる４つの面を有している。図１１の円Ｋで囲む部分のフレーム材２には、図１２に示すように、対向面２ｄの側端面に上下に離間された水平方向の２つの切欠きスリット５１Ａが設けられ、対向面２ｃの側端面における前記２つの切欠きスリット５１Ａの内の上方の切欠きスリット５１Ａと同じ高さに切欠きスリット５２Ａが設けられている。

一方、中間フレーム４の図１１の円Ｋで囲む部分には、図１３に示すように、上面４ａ、外側面４ｂ、及び下面４ｃの３つの面に跨って上下方向に形成され、フレーム材２に設けられた２つの切欠きスリット５１Ａ相互の間に残された対向面２ｄの側端面部分を挿通させて、中間フレーム４をフレーム材２に係止させる切れ込みスリット５１Ｂが設けられると共に、中間フレーム４の長手方向端面に、装着時にフレーム材２の対向面２ｃを逃がすための凹所５２Ｘと、その凹所５２Ｘの内側面４ｄの側に隣接するように形成された、前記フレーム材２の切欠きスリット５２Ａに嵌合される嵌合片５２Ｂが設けられている。なお、フレーム材２に対する中間フレーム４の他の嵌合部も同様に構成されている。

中間フレーム４をフレーム材２に嵌合させるには、図１４に示すように、中間フレーム４の一端部をフレーム材２の第１主面２ａと第２主面２ｂの背面側に挿入した後、中間フレーム４の切れ込みスリット５１Ｂがフレーム材２の切欠きスリット５１Ａに、中間フレーム４の嵌合片５２Ｂが上下方向のフレーム材２の切欠きスリット５２Ａと、それぞれ嵌合するように中間フレーム４を矢印の方向にスライドさせる。他端部側も同様にして嵌合させることで、中間フレーム４をフレーム組立体のフレーム材２に固定することができる。

上述のように中間フレーム４をフレーム材２に嵌合によって固定した状態では、図１５に示すように、フレーム材２と中間フレーム４は、上下方向のフレーム材２の２つの切欠きスリット５１Ａにて中間フレーム４の切れ込みスリット５１Ｂと、上下に離間された２ヶ所で嵌合しており、これにより中間フレーム４の他端部側が図中の矢印の方向に回転しようとするのを抑制している。

加えて、上下方向のフレーム材２と中間フレーム４は、図１５の破線の円Ｌで囲む部分で、切欠きスリット５２Ａと嵌合片５２Ｂにて互いに嵌合している。これにより、例えば中間フレーム４上に重量のある機器等を配置したい場合においても、機器等の荷重を、機器等に近い切欠きスリット５２Ａと嵌合片５２Ｂの嵌合部で受けることができるため、中間フレーム４に作用する曲げモーメントを軽減することができる。なお、中間フレーム４の固定を確実にするために、例えば中間フレーム４の外側面４ｂとフレーム材２の第１主面２ａの背面側との当接部分をネジやリベットあるいは接着材など他の固定手段で固定しても良い。

なお、図１１に示すフレーム組立体は、中間フレーム４を増やすことにより、図１６に示す実施の形態４の変形例のように構成することもできる。また、何れの場合もフレーム組立体の側面や前後面、天面、底面に、パネルや天板、開閉扉などを組付けることで、配電盤などの各種電気機器、電子機器などを収容する筐体を得ることができる。また、左右の中間フレーム４を利用して筐体内部を仕切ることや、棚を設けることもできる。

フレーム組立体及び筐体は、複数のフレーム材の端部相互を互いに嵌め込んで組立てられていることで、図１６の矢印で示すようなフレーム構造全体の変形を抑制することができると同時に、重量のある機器等を枠構造の内部に実装することが可能となる。なお、中間フレーム４は内部に実装する必要のある機器類の寸法や設置個数などに応じて設置位置や数を適宜決定すれば良いのは言うまでもない。また、嵌合部のガタつきを抑えフレーム構造全体を更に堅牢な構造とするために、必要に応じて嵌合部を締結するネジやリベットなどの締結具の数を増やしても良い。

以上のように、実施の形態４によれば、実施の形態１〜３と同様、溶接作業や、フレーム材同士を連結するためのガセットプレートのような複雑な形状の連結部材を不要にできると共に、ボルトやリベットなどの締結具が削減されて容易に組み立てることができ、しかも十分な強度を確保したフレーム組立体および筐体を得ることができる。

そして、筐体内部に棚などを設けるための中間フレーム４の設置を、２つの切欠きスリット５１Ａと切れ込みスリット５１Ｂとの嵌合、及び切欠きスリット５２Ａと嵌合片５２Ｂとの嵌合によって行うようにしたので、組立が簡単でしかも強固な接続を行うことができる。フレーム構造全体の変形を抑制することができると同時に、重量のある機器等を枠構造の内部に実装することが可能となる。なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略したりすることが可能である。

１ フレーム材、１ａ 主面、１ｂ 対向面、１ｃ 対向面、２ フレーム材、２ａ 第１主面、２ｂ 第２主面、２ｃ 対向面、２ｄ 対向面、３ フレーム材、３ａ 主面、３ｂ 対向面、３ｃ 対向面、４ 中間フレーム、４ａ 上面、４ｂ 外側面、４ｃ 下面、４ｄ 内側面、５、５ａ、５ｂ、５ｃ ネジ、１１Ａ 突片、１１Ｂ 嵌合穴、１２Ａ 突片、１２Ｂ 凹部、１３Ａ 突片、１３Ｂ 凹部、２１Ａ 嵌合スリット、２１Ｂ 切れ込み部、２２Ａ 嵌合スリット、２２Ｂ 切れ込み部、２３Ａ 嵌合スリット、２３Ｂ 切れ込み部、３１Ａ 嵌合スリット、３１Ｂ 突片基部、４１Ａ 係合片、４１Ｂ スリット、５１Ａ 切欠きスリット、５１Ｂ 切れ込みスリット、５２Ａ 切欠きスリット、５２Ｂ 嵌合片、５２Ｘ 凹所、Ａ１、Ａ２ 曲げ部、Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３ 曲げ部、Ｃ１、Ｃ２ 曲げ部、Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３ 曲げ部、Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３、Ｅ４ 突片係止部、Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３ スリット嵌合部、Ｇ 角部、Ｈ 角部、Ｉ 端面、Ｊ 端面。

Claims (8)

1. それぞれ板材が四角柱の周りに沿って曲げられた形状の、複数の曲げ部とその曲げ部に連なる複数の面を有する第１のフレーム材と第２のフレーム材とを備え、前記第１のフレーム材と前記第２のフレーム材が、それぞれの一端部で直角に結合された接続部を有するフレーム組立体であって、
   前記接続部は、前記第１のフレーム材の前記面に設けられた突片に、前記第２のフレーム材に形成されているスリット状の嵌合穴もしくは切れ込み部または凹部が嵌合された突片係止部と、
   前記第１のフレーム材を切り欠くように形成されている嵌合スリットに、前記第２のフレーム材に形成されているスリット状の切れ込み部が嵌合されたスリット嵌合部とを有し、
   前記第１のフレーム材と前記第２のフレーム材において、曲げ部と直交する両側の端面の内、前記接続部を有する一端部側の端面を長手方向端面と呼び、曲げ部に平行な端面を側端面と呼ぶとき、
   前記第１のフレーム材は、２つの曲げ部と３つの面を有し、前記突片は、互いに対向された２面の内の一方の面における長手方向端面から突出するように設けられ、前記嵌合スリットは、前記互いに対向された２面の内の他方の面の側端面に設けられ、前記嵌合スリットの開口側は前記長手方向端面の方向にテーパー状に広がるように形成されており、
   前記第２のフレーム材は、３つの曲げ部と４つの面を有し、前記３つの曲げ部の内、中央の曲げ部を挟んで直交する２つの面の一方を第１主面、他方を第２主面と呼ぶとき、前記嵌合穴は前記第１主面に設けられ、前記切れ込み部は前記第１主面に対向された対向面の前記第２主面との間の曲げ部に接した位置において長手方向端面を切り欠くように設けられていることを特徴とするフレーム組立体。
2. 前記第１のフレーム材は、前記互いに対向された２面を接続している中央部の面の前記長手方向端面から突出するように設けられた第２の突片を有し、前記第２のフレーム材は、前記第１主面の前記長手方向端面に、前記第２の突片に嵌合された前記凹部を有することを特徴とする請求項１記載のフレーム組立体。
3. 前記第２のフレーム材の前記４つの面において、互いに対向された内側の面を背面と呼ぶとき、前記第１のフレーム材の前記互いに対向された２面の内の前記他方の面は、前記第２のフレーム材の前記第２主面の背面に当接されており、その当接された部分において前記他方の面と前記第２主面とが締結具で固定されていることを特徴とする請求項１または請求項２記載のフレーム組立体。
4. 板材が四角柱の周りに沿って曲げられた形状の、２つの曲げ部と３つの面を有する第３のフレーム材を備え、前記第１のフレーム材、前記第２のフレーム材、及び前記第３のフレーム材がそれぞれの一端部で互いに直交するように結合された三方接続部を有し、
   前記三方接続部は、前記第３のフレーム材と前記第１のフレーム材、及び前記第３のフレーム材と前記第２のフレーム材をそれぞれ結合させるスリット嵌合部を有すると共に、前記第３のフレーム材と前記第１のフレーム材を結合させる突片係止部を有することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のフレーム組立体。
5. 前記第１のフレーム材は、前記互いに対向された２面を接続している中央部の面の前記長手方向端面から突出するように設けられた第２の突片を有し、前記第２のフレーム材は、前記第１主面の前記長手方向端面に、前記第２の突片と嵌合された前記凹部を有するものであり、
   前記第３のフレーム材において、互いに対向された２面を対向面、前記対向面を接続している中央部の面を主面と呼び、曲げ部と直交する両側の端面の内、前記三方接続部を有する一端部側の端面を長手方向端面と呼び、曲げ部に平行な端面を側端面と呼ぶとき、
   前記三方接続部において、
   前記第３のフレーム材は、一方の前記対向面の側端面に形成されている２か所の嵌合スリットと、他方の前記対向面の側端面に形成されている嵌合スリットと、前記主面の長手方向端面から突出するように設けられた突片とを有し、
   前記第２のフレーム材は、前記第２主面と対向された面に、前記第３のフレーム材の前記一方の対向面の側端面に形成されている前記２か所の嵌合スリットの内、前記長手方向端面から遠い側の嵌合スリットに嵌合された切れ込み部を有すると共に、前記第２主面の長手方向端面に、前記第３のフレーム材の前記突片に嵌合された凹部を有し、
   前記第１のフレーム材は、前記互いに対向された２面の内、前記突片が設けられた面と前記中央部の面とに跨って形成され、前記第３のフレーム材の前記他方の対向面に形成されている前記嵌合スリットに嵌合されると共に、前記他方の対向面の前記嵌合スリットよりも一端部側の面が挿通されているＬ字状のスリットを有し、
   前記第３のフレーム材の前記一方の対向面の前記長手方向端面から遠い側の嵌合スリットよりも一端部側の面は、前記第１のフレーム材の前記長手方向端面の前記突片と前記第２の突片の間の部分であるＬ字状の端面と、前記第２のフレーム材の前記第１主面との間に挿入された状態で結合されていることを特徴とする請求項４記載のフレーム組立体。
6. 前記第１のフレーム材、前記第２のフレーム材、及び前記第３のフレーム材をそれぞれ４本と、前記三方接続部を備えたことを特徴とする請求項４または請求項５記載のフレーム組立体。
7. 前記第１のフレーム材、前記第２のフレーム材、及び前記第３のフレーム材のいずれかのフレーム材の内、上下方向に配設された互いに隣り合う２つの前記フレーム材を水平方向に接続している中間フレームを備え、
   前記フレーム材は、一方の側端面に設けられた水平方向の２つの切欠きスリットと、他方の側端面に設けられ前記一方の側端面の前記２つの切欠きスリットの内の上方の切欠きスリットと同じ高さの水平方向の切欠きスリットとを有し、
   前記中間フレームは、板材を四角柱の周りに沿って順次直角に曲げる如く形成された３つの曲げ部と４つの面を有し、前記中間フレームの前記４つの面の内の３つの面に跨って形成され前記フレーム材の前記２つの切欠きスリット間の側端面部分が挿通された切れ込みスリットと、前記フレーム材の前記他方の側端面に設けられた前記切欠きスリットと嵌合された嵌合片とを有することを特徴とする請求項６記載のフレーム組立体。
8. 請求項４から請求項７のいずれか一項に記載のフレーム組立体を骨組として用いたことを特徴とする筐体。

Images