JP7118491B1

JP7118491B1 - 角パイプの連結構造

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Publication number: JP7118491B1
Application number: JP2022527906A
Authority: JP
Inventors: 伸介松本
Original assignee: Braing
Current assignee: Braing
Priority date: 2022-03-31
Filing date: 2022-03-31
Publication date: 2022-08-16
Anticipated expiration: 2042-03-31
Also published as: JPWO2023188248A1; WO2023188248A1

Abstract

角パイプの連結構造において溶接による場合、その加熱による熱ひずみが発生し、その精度、外観を損なう。第１の角パイプの端部にて矩形開口を形成し、この矩形開口に断面形状がほぼ同一の第２の角パイプの先端部を挿入し、抜け止め手段により抜け止めを行う。開口形成縁に挿入された先端部外面が当接して平面内の動きは規制される。よって、パイプ同士の直交連結が溶接なして可能となり、その組立、分解がきわめて容易となる。また、１本の角パイプの木口端部においては４面のうちの複数面について矩形開口を形成し、これに異なる角パイプを挿入して連結することもできる。ＸＹＺ３方向のパイプ連結が可能となる。

Description

この発明は角パイプの連結構造、詳しくは直交する角パイプ同士を溶接することなく連結した角パイプの連結構造に関する。

従来より、直交する角パイプ同士の連結については例えば角パイプ同士の接合部（接続部）を溶接により固着することが行われていた。この溶接による接合は半永久的な結合（いわゆる剛接合）を意味していた。
これに対して、直交する角パイプ同士の連結については、例えば特許文献１に示すような連結プレートを使用した技術も知られていた。

特開２０１２－２４１８３５号公報

しかしながら、角パイプ同士を溶接接合する場合は、以下のような不具合乃至課題が発生していた。すなわち、溶接ひずみにより接合精度に問題が生じることがある。よって、ひずみや変形を除去する後作業が必要となる。パイプ素材表面に凹凸などが発生することもあり、これを除去する表面処理作業が追加されることもある。さらに、塗装後も錆が発生する。また、これらに高額の費用が発生する。

次に、上記特許公報記載の従来技術については、直交する角パイプと角パイプとを連結する三角形状の連結プレートは、それらパイプ同士の交差部に配置される筋交い状の接合金物である。よって、その接合金物が両角パイプに固定されるため、煩雑な作業が必要であり、かつ、その連結部は筋交い金物に占有されるため、外観に影響を与えるという問題を有していた。さらには、連結プレートはこれと垂直方向の外力に対しての接合強度についても不十分であった。

そこで、発明者は、角パイプ内部にその連結のためのブラケットなどを配置し、パイプ端部同士を直結させることにより、それらの接合強度を高めること、その作業の容易性を高めること、外観上の美観を高めることをその目的としている。

請求項１に記載の発明は、第１角パイプの一側面に矩形開口を形成し、この矩形開口を通って第1角パイプの内部に、矩形開口の形状と略同じ断面形状の第２角パイプの先端部を挿入し、第１角パイプの外部に位置する第２角パイプの基端側部とこの挿入された先端部とを連続する段差部に、ブラケットを当接させて、この段差部をこのブラケットと第1角パイプの一側面との間に挟み、このブラケットを締結ボルトにより第１角パイプに固定することにより、第１角パイプに対して第２角パイプを直交状態で接合した角パイプの連結構造である。

この連結構造にあっては、第１角パイプの長さ方向で所望位置の一側面に矩形開口を形成する。この矩形開口に、その断面形状が矩形開口の形状とほぼ同じ第２角パイプの先端部を挿入する。そして、抜け止め手段により、第２角パイプが第１角パイプから抜け出ることを防止する。この場合、上記第２角パイプの先端部はその基端側部よりもその断面サイズを小とし、第２角パイプの先端部とその基端側部との間に段差部を有する。そして、第２角パイプ内でその基端部側からこの段差部にブラケットを当接させる。このブラケットは締結ボルトにより第１角パイプに固定される。よって、ブラケットおよび締結部材が抜け止め手段を構成する。第２角パイプの第１角パイプの長さ方向、幅方向への移動は、矩形開口側縁に第２角パイプの先端部４外側面が当接してその動きは規制されている。
第２角パイプの先端部にはその基端側部との連続部に段差部を設け（挿入される部分の口径が、挿入されず外部となる部分のそれ小さく形成されて連続する部分に段差面が形成され）、第２角パイプの内部にての基端部側からブラケット（その一部）をこの段差部に当接させる。締結部材でこのパイプ内部に配置されたブラケットを第１角パイプに固定し、第２角パイプの抜け止めとする。例えば第１角パイプの矩形開口の対向面にブラケットを締結部材（ボルト、ナット）により固定する。段差面に当接させたブラケットを締結部材により対向面（第１角パイプ内面）に向かって引きつけることで、第２角パイプの先端部（第１角パイプ内に挿入された先端部）を、第１角パイプの対向する内面との間に挟持、固定する。なお、第１角パイプの対向内面およびこれに当接する第２角パイプの木口端面は、共に平坦面の一部で形成されており、これら角パイプ同士が直角に連結された状態を保持することとなる。

第１角パイプおよび第２角パイプは同等の（同じ素材、同じ縦横サイズ）角パイプとすることもできるが、異なる角パイプとすることもできる。素材としては鉄材、鋼材、アルミ材などを同等または異なる素材とする。断面形状としては正方形または長方形で、縦横サイズなどを、同等または異なるものとすることを含む。
例えば第１角パイプを断面正方形の角パイプとした場合、矩形開口は幅方向にてその両側の側壁厚みだけ縮小された横幅となり縦サイズが角パイプの１辺の長さとすると、矩形開口は長方形となる。この矩形開口（縦横サイズが異なる長方形の開口）に対して挿入される第２角パイプをその縦横サイズが開口長方形と同一の長方形断面とすることである。

第１角パイプに形成した矩形開口の形状と、第２角パイプの先端部の断面形状が同じであるとは、以下の通りである。すなわち、矩形開口の形状が各々異なる所定寸法の縦辺と横辺とにより画成された矩形とする。これに対して、第２角パイプは、その先端部が断面矩形であって、上記矩形開口の縦辺、横辺とその寸法がほぼ同じである矩形断面を有することとなり、その先端部は矩形開口より第1角パイプ内に挿入される。
この挿入においては第1角パイプの開口縁と第２角パイプの先端部４外側面との間にはわずかな隙間を有する場合を含むものとする。要は、矩形開口の縦辺および横辺に第２角パイプの側面がそれぞれ当接してその縦方向および横方向への動きが規制されることにある。
矩形開口が正方形の場合、第２角パイプ先端部も略同一サイズの正方形の断面形状とする。開口、角パイプはともに長方形でもよい。
また、第２角パイプはその先端（平担面の一部とする）が第1角パイプの内壁面に突き当てる場合、突き当てない場合を含む。
第１角パイプには、例えば断面が正方形の内部空間（長さ方向に延びる縦長空間）が一定厚みの金属材により画成されている。なお、上述のように角パイプの素材、その管厚などの寸法は任意とする。

ここで、矩形開口はパイプ側面に形成した開口が四角形、特にほぼ正方形であって、同等の縦横サイズの他の角パイプ(先端部)が挿入される大きさとされる。この開口は例えばプレス機での打ち抜きなどによる。矩形開口の縦横サイズとは縦横の寸法である。角パイプの断面サイズとはパイプ断面の縦横の寸法である。これらサイズがほぼ同じとは開口の縦とパイプ断面の縦の各寸法がほぼ同じ（挿入するパイプのそれが少し小さい）である。また、横についても同じ考え方である。要は、矩形開口に対して角パイプ先端部が挿入可能となることが必要であり、これを満たす寸法となる。
第１角パイプ（断面四角形の筒体）の一端部（長さ方向でその木口端の近傍部分）の一側面（角筒の４側面のうちの一つの外面）に形成した矩形開口（四角形の開口）に第２角パイプ（断面四角形の筒体）の先端部を挿入し、例えばその先端を対向するパイプ内壁面に直接にまたは間接に当接して突き当てる。
この場合、第１角パイプの断面形状、その辺の長さは、第２角パイプのそれと同じとする。よって、第１角パイプが断面正方形であるとき、その矩形開口は一側面に形成されるが、その開口形状は長方形とされるとともに、その横サイズはパイプの側面幅よりその肉厚の２倍の寸法を減じた値となり、縦サイズはパイプの側面幅と同じとされる。
したがって、この矩形開口に挿入される第２角パイプの先端部は、一対の対向面（４側面のうちの平行な２側面）が押圧されてその肉厚分だけ減サイズされている。なお、残りの対向面同士はパイプ基端側部分のそれと同じサイズ（寸法）で離れており、その先端から末端まで平坦な側面を維持している。
これにより、先端部がつぶし加工された２側面にあって、その２側面間の距離がそのパイプ肉厚の２倍の長さだけ減じられていることとなる。
よって、矩形開口に対して先端部がほぼ隙間なく挿入されることとなる。すなわち、パイプ先端部の４つの外側面は対向する２対の平行面で形成されるが、これら４面（第２角パイプ外面）と矩形開口を形成する開口縁（第１角パイプの開口内縁）との間にほぼ隙間なく、挿入されている。

そして、第２角パイプの挿入された先端部（第１角パイプ内に挿入された部分）にブラケットを固定し、このブラケットを第１角パイプの矩形開口の開口縁内面（矩形開口形成面である一面の裏面）に当接させる。この結果、第２角パイプの第１角パイプからの抜け止めがなされて、第１角パイプと第２角パイプとは直交した状態で連結される。
なお、矩形開口に挿入された第２角パイプの先端は、第１角パイプの開口と対向する内面に突き当てられるか、上記ストッパであるブラケットの一部に当接させる構成とすることもできる。突き当てによって第２角パイプの先端部の動きが規制され、その接合での剛性が高められる。
また、ブラケットはＳＵＳなどの金属製とすることが好ましく、その形状については板材を屈曲させて当接面（開口縁に位置する第１角パイプ内面に対するブラケット当接面）を形成することもできる。または、ブラケットは個別部品を溶接などで接合し、組み立てる構成としてもよい。
また、この発明に関して、また、以下の説明において、角パイプの連結構造ではその連結部（すなわち、パイプ端部）のみが角形のパイプであれば良く、所定長さの長尺材（中実材を含む）でその両端部の間の中間部の断面形状は任意とする場合の角パイプを含むこととする。

請求項２に記載の発明は、第１角パイプの一側面に第１の矩形開口を、この一側面の隣接側面に第２の矩形開口を、その第１角パイプの木口端からの距離を異ならせてそれぞれ形成し、第１角パイプの木口端からの距離が第１の矩形開口と等しい隣接側面には開口を形成しておらず、第１角パイプの木口端からの距離が第２の矩形開口と等しい隣接側面には開口を形成しておらず、第１の矩形開口には、この第１の矩形開口の形状と略同じ断面形状の第２角パイプの先端部を挿入し、第２の矩形開口には、この第２の矩形開口の形状と略同じ断面形状の第３角パイプの先端部を挿入し、上記挿入された第２角パイプの先端部と上記挿入された第３角パイプの先端部とは、第１角パイプの内部にて締結ボルトにより結合されることにより、第１角パイプに対して第２角パイプ、第３角パイプはそれぞれ直交状態で接合した角パイプの連結構造であって、これらの第１の矩形開口に挿入された第２角パイプの先端部と第２の矩形開口に挿入された第３角パイプの先端部との間にスペーサを介在させて上記締結ボルトによりこれらの第２角パイプの先端部、第３角パイプの先端部同士を連結した角パイプの連結構造である。

まず、第１角パイプの一端部においてその一側面に第１の矩形開口を、この一側面の隣接側面に第２の矩形開口を、その第１角パイプの木口端からの距離を異ならせてそれぞれ形成する。そして、第１の矩形開口にはその断面サイズが第１の矩形開口のサイズとほぼ同じ第２角パイプの先端部を挿入する。また、第２の矩形開口にはその断面サイズが第２の矩形開口のサイズとほぼ同じ第３角パイプの先端部を挿入する。この状態で、第１角パイプの内部にあって第２角パイプの先端部および第３角パイプの先端部は、１本の締結ボルトにより締結されて固定される。この結果、上記第１角パイプに対して第２角パイプ、第３角パイプはそれぞれ直交状態で連結されることとなる。例えば第１角パイプを上下に延びる支柱パイプとしたとき、第２角パイプは水平に延び、第３角パイプは第２角パイプと９０°で交差した状態として水平に延びることとなる。
換言すると、第１角パイプの一端部の４面のうちの一面に第１の矩形開口を、その隣接面（一面とは直交する面）に第２の矩形開口を、その第１角パイプの木口端からの距離を異ならせて形成する（開口同士がオーバラップしない位置とする）。第１の矩形開口には第２角パイプの先端部を、第２の矩形開口には第３角パイプの先端部をそれぞれ挿入する。すなわち、第１角パイプを中心にした場合、第２角パイプと第３角パイプとは直交した配置とされる。この第１角パイプの内部にて、上記第２角パイプの挿入端部と上記第３角パイプの挿入端部とはスペーサを介して１本の締結ボルトにより結合する。例えば直方体形状の外枠（格子状ケースなど）を構成する角パイプの隅部での連結を容易にする。

この発明に係る角パイプの連結構造よれば、溶接を用いない接合とされるため、その組立、分解、再組立が容易である。パイプ同士の連結に際して溶接を行わないため、金属ひずみ、変形などをなくすことができる。また、プレス加工後のパイプを用いての組み付けによるため、その組み付け精度は高精度とすることができる。さらに、パイプ内部に接合金物（締結ボルト、ブラケットなど）が隠れるため、外観上の美観優位性を保持することができる。
特に、ＸＹＺの３方向に伸びる角材の結合については、高精度、高強度、高度の美観性を得ることができる。この場合も、溶接をなくすことにより、その分解、組立をきわめて容易に行うことができる。例えばラック、パレット、コンテナなどに好適な構造とすることができる。
さらに、これら角パイプ同士の接合、連結にあっては異種素材のパイプを用いた連結構造とすることもできる。

この発明の参考例１に係る角パイプの連結構造を示す分解斜視図である。この発明の参考例１に係る角パイプの連結構造を示す断面図である。この発明の参考例２に係る角パイプの連結構造を示す断面図である。この発明の参考例２に係る角パイプの連結構造を示す側面図である。この発明の実施例３に係る角パイプの連結構造を示す分解斜視図である。この発明の実施例３に係る角パイプの連結構造をコンテナに適用した場合を示す斜視図である。この発明の実施例４に係る角パイプの連結構造における第２角パイプを示す斜視図である。この発明の実施例４に係る角パイプの連結構造に用いる第1角パイプを示す斜視図である。この発明の実施例４に係る角パイプの連結構造における第３角パイプの挿入過程を示す分解斜視図である。この発明の実施例４に係る角パイプの連結構造におけるスペーサの挿入過程を示すその分解斜視図である。この発明の実施例４に係る角パイプの連結構造における第２角パイプの挿入過程を示す分解斜視図である。この発明の実施例４に係る角パイプの連結構造における締結ボルトねじ込み過程を示す分解斜視図である。この発明の実施例４に係る角パイプの連結構造を示す断面図である。

以下、図１～図２を参照してこの発明の参考例１に係る角パイプの連結構造について説明する。この参考例では、２本の角パイプの一端部同士を直交する状態で連結したものである。
図１～図２において、１１は第１角パイプであり、断面が矩形（正方形）の所定長さの角筒材（中空材）である。その素材は金属（鉄または鋼）とする。その板厚は、角パイプの用途や、口径（縦横の寸法）との関係による。また、この第１角パイプ１１の木口端部（長さ方向での一端部）には、その一面（４面のうちの任意の１面）において、矩形の（正方形の）開口１２が形成されている。矩形開口１２の横幅（開口幅）は角パイプ１１の側面部の肉厚分を除いた寸法とし、この横幅は第１角パイプ１１の対向内側面間の距離と同じとする。また矩形開口１２の縦サイズ（長さ方向の開口幅：開口長）はその第１角パイプ１１の矩形断面の一辺の長さとする。つまり、矩形開口１２では横幅が縦幅（開口長）よりもわずかに（２枚の板厚分だけ）小さいこととなる。
これらの図において、２１は断面形状が矩形の第２角パイプを示す。この第２角パイプ２１は、第１角パイプ１１と同じ断面形状、すなわち、同一の断面口径（縦横幅）、同一の板厚とする。
ここに、第２角パイプ２１の長さ方向の一端部２２は、その４面のうち２面（平行な２面）がその板厚方向にプレス（押圧加工）されて、図１に示すように、その平行面（押圧された面Ａ）と本来の（基端側の）外側面Ｂとの連続部分には段差が生じている。すなわち、これら２面Ａは押圧され、その一部が凹み加工されて平行面同士の間隔が短くなっている（接近している）。さらに、この縮径化された先端部２２においては、これらの凹み形成面Ａとは異なる（隣接する）平行な２面Ｃにはその中央部に一対の透孔２３，２３が同軸的に形成されている。
そして、この第１角パイプ１１の矩形開口１２に、この第２角パイプ２１の先端部２２がほぼ密着した状態において挿入（嵌合）されることとなる。このとき、第２角パイプ２１の段差が矩形開口１２の縁部（外面）に当接することとなる。

また、図中、３１は、この第２角パイプ２１の先端部２２を第１角パイプ１１内で保持するブラケット（所定厚さの板金製）である。このブラケット３１は、コの字形状に折り曲げられた中央片３２と、中央片３２の左右にそれぞれ固着（溶着）されたコの字形状の一対の左片３３および右片３４とで形成されている。すなわち、中央片３２は、底板と、この底板の両端から立ち上がる一対の立ち上げ板とで形成されている。底板はその長さ方向の両端から一対の垂直板（立ち上げ板）が立ち上げられ（これらは底板と直角をなしている）、一対の平行な垂直板の間隔である底板の長さは上記矩形開口１２の縦幅（開口長）とほぼ同じとされる。また、底板の幅は第１角パイプ１１の内部空間に挿入可能なサイズとされている。
底板および一対の垂直板で構成される中央片３２に対して、上記一対の左片３３および右片３４は、それぞれ、上記一対の垂直板に対してその背面に溶着されている。これらのコの字型の板材で構成された左片３３および右片３４の各底板部分が上記一対の垂直板の背中（背面）に溶着されている。これらの結果、ブラケット３１は、第１角パイプ１１内部の矩形開口１２形成部分にて、その中央片３２が上記第２角パイプ２１の先端部２２を挟みこむ状態とされる。そして、ブラケット３１と先端部２２とは締結ボルト４１およびナット４２により固定されることとなる。もちろん上記一対の垂直板およびこの背面に固着される左片３３，右片３４には貫通孔３５、３５がそれぞれ形成されており、これらの貫通孔３５，３５を貫通して締結ボルト４１がナット４２にねじ込まれることで、ブラケット３１は先端部２２に矩形開口１２形成部分の内側空間で固定されることとなる。なお、ナット４２は右片３４の貫通孔３５と同軸的に右片３４の奥側面に溶着されている。すなわち、第１角パイプ１１の木口端からブラケット３１が、その矩形開口１２形成部分に挿入されてその中央片３２の一対の垂直板（これらの間隔は開口長と同じ）が矩形開口１２の縁（長さ方向の２辺）に垂下された状態とされる。ここにおいて、第２角パイプ２１の先端部２２がこの矩形開口１２に対して挿入されて、上述した締結ボルト４１が木口端から挿入されてブラケット３１の貫通孔３５，３５および先端部２２の一対の透孔２３，２３を貫いてナット４２にねじ込まれることとなる。この結果、第２角パイプ２１は第１角パイプ１１に直交状態で連結される。この場合、ブラケット３１の一部を構成する左片３３，右片３４の各上板部分３３Ａ，３４Ａが第２角パイプ２１の抜け止めとして作用する。すなわち、各上板部分３３Ａ，３４Ａは第１角パイプ１１の内面（矩形開口１２の縁部内面）に当接しており、ブラケット３１が抜け止めのストッパとして機能することとなる。併せて、矩形開口１２に対してほぼ同一断面形状の先端部２２が嵌合されているため、その第１角パイプ１１の長さ方向および幅方向での動きは規制されることとなる。第２角パイプ２１の先端部２２の４面が矩形開口１２の４つの縁形成垂直面（角パイプの上側面の一部を矩形に切り取った後の切断面：板厚分の面）に当接するからである。

さらに、ブラケット３１が第１角パイプ１１内で木口端から所定距離の矩形開口１２形成位置まで挿入されて、一対の立ち上がり片である垂直板が矩形開口１２の縁の下方に配置されると、これら立ち上がり片の間には略立方体形状となる空間が画成されていることとなる。この空間に対して矩形開口１２より第２角パイプ２１の先端部２２が挿入されてその先端がブラケット３１のベース（中央片の底板）に突き当てられる。このとき、ブラケット３１の立ち上がり片の透孔３５，３５と、第２角パイプ２１の先端部２２の透孔２３，２３と、さらにナット４２とは、同一軸線上に配置される結果となる。そして、これら透孔を通して締結ボルト４１がナット４２にねじ込まれる。この結果、第２角パイプ２１の先端部２２は第１角パイプ１１の一端部で上記空間内に突き立てられ、連結・接合されることとなる。第１，第２の角パイプ同士は直交状態で連結されることとなる。その際、ブラケット３１のストッパ片３３Ａ，３４Ａが矩形開口１２の縁での内面に当接して抜け止めとして作用する。なお、締結ボルト４１の締結、解除は第１角パイプ１１の木口端から工具を使用して行う。締結ボルト４１の長さはナット４２にねじ込みが可能とするため、矩形開口の開口長よりも長いものとする。なお、締結ボルトを複数本使用する場合は、これら透孔、ナットも対応する数だけ必要となる。
なお、上記ブラケット３１については断面コの字形状の３つのパーツ（中央片，左片，右片）を溶接することで、角パイプ底面に当接するベース部分と、挿入されたパイプ先端部に固定される一対の垂直板部分と、角パイプ内面でベース部分に対向した天井部分に当接して上方への抜け止めとされるストッパ部分とを有する構成としたが、この構成に限られることはない。要は、先端部に固着されて、先端部の開口挿入後、挿入されたパイプの開口形成部分の内面に当接して先端部の抜け止めとされる構成であればよい。

以上のように、第１角パイプ１１の矩形開口１２に対して、第２角パイプ２１の先端部２２が挿入されて固定される連結構造は、以下の手順で接合、連結される。
すなわち、第１角パイプ１１の木口端からブラケット３１を挿入して位置決めする。このとき、ナット４２は右片３４の所定位置に固着してある。位置決めは、一対の立ち上がり片（垂直板部分）が矩形開口１２と立方体様の空間を形成するように、ブラケット挿入位置を決定する。
この状態で、第２角パイプ２１はその先端部２２を立方体様空間に挿入して、その先端を中央片３２の底板に突き当てる。
そして、締結ボルト４１を木口端（開口）からパイプ内に突っ込み、透孔２３，３５を通してナット４２にねじ込むこととする。この結果、第１角パイプ１１に対して直角に第２角パイプ２１が結合、連結されることとなる。この場合、ブラケット３１は所定面積の矩形板であるストッパ片３３Ａ、３４Ａが抜け止めとして作用することとなる。パイプ同士の連結を解除するには、締結ボルト４１を締結とは逆方向に回転させてナット４２との結合を解除し、第２角パイプ２１を抜き取る。

このように抜け止めとなるブラケットについては長方形の板材であるベース部にゲタの歯のように一対の立ち上がり片である垂直板がベース底板の長手方向に離間して配設される。これらの立ち上がり片同士の離間距離は、矩形開口の開口長よりも長いことが要請される。なお、矩形開口のサイズ、これに挿入される第２角パイプ先端部の断面形状は任意とすることができる。要するに、第１の角パイプに開口を介して第２の角パイプが挿入され、その挿入後の抜け止めがブラケットと締結ボルトとを用いてなされている。よって、連結部（先端部）のみが矩形開口に合致する角パイプとすることも可能である。また、一対の角パイプの断面の縦横サイズについても同一とせず、異なるサイズの角パイプ同士を連結することもできる。

図３，図４はこの発明に係る角パイプの連結構造の参考例２を示す。
この参考例２に係る角パイプの連結構造では、第１角パイプ１１１の木口端から所定距離の位置、すなわち第１角パイプ１１１の一側面で木口端の近接位置には矩形開口１１２が形成されており、この矩形開口１１２に第２角パイプ１２１の先端部１２２が直交する状態で挿入されている。この挿入部分１２２についての抜け止め手段として、断面コの字形状のブラケット（ストッパ金具）１３１と、このブラケット１３１を外側から先端部外面に対して固定する締結ボルト１４１およびナット１４２とが構成されている。ナット１４２はあらかじめ先端部１２２に形成された透孔と同軸に固定（溶着）されている。
よって、ブラケット１３１は第２角パイプ１２１の先端部１２２が矩形開口１１２から第１角パイプ１１１内に挿入されたとき、その挿入端（角筒）の上記木口端側の面（外面）にボルト結合されることとなる。コの字形状のブラケット（金物）１３１は、パイプ１１１の内径と同じサイズの密着片１３２と、密着片１３１の上下端から水平に（図４）折り曲げられて平行な上下片１３３，１３３とを有している。その素材、板厚などは角パイプ１１１，１２１のそれと同等とする。

以上の構成に係る連結構造では、ナット１４２についてはあらかじめ第２角パイプ１２１の先端部１２２内面に固着しておくが、パイプ素材、その板厚によっては、ナットに替えてパイプ端部そのものにネジ孔を形成することも可能とされる。また、ボルトおよびナットによる固着手段によらず、パイプ挿入端に対して抜け止めブラケットを固着する他の手段によってもこの発明の趣旨は達成可能である。
その他の構成、作用は上記参考例１のそれとほぼ同じとする。

図５、図６は、この発明の実施例３に係る角パイプの連結構造について示す。
例えば図６に示す直方体形状の枠体（コンテナ、パレット）について、全ての枠（支柱、縦横の梁ないしフレーム）を角パイプで形成した場合である。このとき、底部枠を構成する中間材、外枠材である角パイプ同士の連結については、図５に示すように、縦梁（第１角パイプ）２１１の長さ方向で任意の位置に矩形開口２１２を形成し、この開口２１２に横梁（第２角パイプ）２２１の先端部２２２を挿入することになる。
この場合の角パイプ同士の連結では、抜け止めブラケット（取付金具）２３１は第２角パイプ２２１の段差部（段差面）２２３に固定してある。すなわち、第２角パイプ２２１の先端部２２２を絞り加工またはプレス成形することでこれを縮径化することにより、先端部２２２との境（連続部分）に段差部２２３を形成しておき、この段差部２２３にその内側から当接するコの字ブラケット２３１を固着（配設）してある。ブラケット２３１の先端側板の中央には透孔２２４が形成され、この透孔２２４と同軸的にナット２４２がこのブラケット内面に固着されている。第２角パイプ２２１では基端側が同一矩形の断面を有するがその先端部２２２に絞り加工などを施す際、この段差部２２３は例えば対向する２面のみまたは４面全てにおいて縮径化することも可能である。縮径化により基端側と先端側とではサイズが異なり、これら境界部分（連続部分）に段差面（傾斜面）が形成されることとなる。
また、第１角パイプ２１１の矩形開口２１２の対向壁面には透孔２１３が形成され、この透孔２１３、ブラケット底板透孔２２４を介して、締結ボルト２４１が第１角パイプ２１１の外面から挿入されてナット２４２にねじ込まれることにより、角パイプ同士の直交連結がなされる構成である。

この実施例にあっても、まず第１角パイプの所定位置の一面に矩形開口を形成し、次にこの矩形開口に第２角パイプの先端部を挿入し、その先端を矩形開口に対向する内壁面に突き当てる。このとき、上記第２角パイプの挿入端部はその基端側部よりもその口径を小とし、その基端側部との間に段差を有する構成としてある。そして、ブラケットが第２角パイプの基端部側からこの段差に当接させてある。最後に、ボルト・ナットの締結によりこのブラケットを第１角パイプに固定する。その結果として、各パイプ同士は直交する状態で連結されるのである。
この場合、第２角パイプ２２１の左右の動きは開口形成壁により規制され、その抜け止めはボルト・ナットによりなされる。接合手順などについては省略する。

図７乃至図１３は、この発明の実施例４に係る角パイプの連結構造を示す。
この実施例においては、例えば図６に示す筐体の枠フレームを構成する４本の支柱のうちの１本の支柱に対して梁様の２本の水平パイプが直交した状態で連結された場合である。図１２には、第１角パイプ４１１の木口端部に２個の矩形開口を形成し、各矩形開口に横梁様の第２、第３の角パイプ４２１，４３１を各挿入し、各挿入部を１本の締結ボルト４４１にて同時に一体として締結、固定したものである。この構造は、上記実施例３に係る直方体形状のパレット体の製作において適用することが有効である。なお、角パイプの素材、長さなどの寸法は任意とする。

以下図面を参照して説明する。
図７は第１角パイプ４１１に対して直交して連結される第２角パイプ（第３角パイプも同じ形状である）の一端部の斜視図である。
この図において示すように、角パイプ４２１（４３１も同様構造）の一端部４２２は図中の矢印Ｘ１，Ｘ２で示す方向にプレス加工での外力が付加されて一定の上下一対の凹み形状（４２３，４２３）に変形されている。縮径化された一端部４２２において４面のうち平行な２面のそれぞれに対称となって長溝様の凹み４２３．４２３が形成されている。
一方で、残りの２面においてはその面中央部には同軸的に透孔４２５，４２５が形成されている（ｄ）。打ち抜き加工などによる。

次に、図８は第１角パイプ４１１の斜視図であり、その一端部には切り欠き加工（打ち抜き加工）により矩形開口４１２，４１３が形成されている。第１角パイプ４１１の一端部の一側面にはその木口端に近接して矩形開口４１２が形成されている。さらにその隣接面には矩形開口４１３が形成されている。これらの矩形開口４１２，４１３は同じ形状・サイズであるが、一端部の木口端からの形成位置が異なる。すなわち、矩形開口４１２の開口部分と、矩形開口４１３のそれとが連続していないが、なるべく接近して形成されている。
図９は矩形開口の形成後における第３角パイプ４３１の挿入を示す。矩形開口４１３（第１角パイプ４１１にあってその下側の矩形開口）に第３角パイプ４３１の一端部を挿入する状態を示している。矩形開口４１３の開口形状（ほぼ正方形で開口幅が開口長さよりもわずかに小さい）に対してその断面形状がほぼ同一であるよう先端部４３２が押圧加工された第３角パイプ４３１を挿入する。その結果、矩形開口４１３の４縁に対してパイプ先端部４３２の４面がほぼ密着した状態とされる。

図１０は第１角パイプ４１１の上側の矩形開口４１２に対して第２角パイプ４２１の一端部を挿入、固定する手順を示す。同図では第３角パイプ４３１の挿入後、その挿入された一端部の上面に円板形状のスペーサ４５１を搭載している。このスペーサ４５１には中央部に透孔４５２が形成されている。その素材は金属（または所定硬度の樹脂）とする。この厚みは矩形開口４１２と４１３との高さ位置の差異に基づいている（その差異と同じ厚みとする）。上記第２角パイプ４２１の一端部の形成した２つの透孔４２５と第３角パイプ４３１の２つの透孔４３５とはいずれも同一軸（垂直軸）上に配置され、それらの間に上記スペーサ４５１がその透孔４５２の軸線を一致させて介在・配置される。なお、スペーサ４５１の形状は四角形に限られない。円形スペーサも可能である。
また、この場合において、図１３に示すように、第３角パイプ４３１の一端部においてその内面（上面の内側面）にナット４４２が固着されている。このナット４４２のナット孔（ネジ孔）は上記各透孔と同軸上に配置される。

図１１は、次の組み付け手順を示すものであり、スペーサ４５１の装着後、矩形開口４１２に第２角パイプ４２１の一端部４２２が挿入されることとなる。
図１２は、次の手順を示すためのもので、第１角パイプ４１１に第２角パイプ４２１および第３角パイプ４３１をそれぞれが直交した状態で組み付けた後、１本の締結ボルト４４１により、それらの一端部４２２，４３２同士を結合するものである。
すなわち、一本の締結ボルト４４１を第１角パイプ４１１の木口端（開口）から挿入し、その軸部が上記透孔４２５，４５２，４２５を貫通して上記ナット４４２により締め付けることを示している。
以上の結果、柱としての第１角パイプ４１１の一端部に第２角パイプ４１２，第３角パイプ４１３をそれぞれ直交して連結し、取り付けることができる。これにより、例えば図６で示すコンテナの隅部のフレーム構造を容易に作製（組立、分解）することができる。その場合の作業手順、精度についても問題なく実施することができる。
すなわち、第１角パイプ４１１の一端部においてその一側面に第１の矩形開口４１２を、これの隣接面に第２の矩形開口４１３を、その角パイプ４１１の木口端からの距離を異ならせてそれぞれ形成し、第１の矩形開口４１２には第２角パイプ４２１の先端部４２２を、第２の矩形開口４１３には第３角パイプ４３１の先端部４３２をそれぞれ挿入し、上記第１角パイプ４１１に対して第２角パイプ４２１、第３角パイプ４３１をそれぞれ直交状態で堅固に連結することができる。そして、この場合、第１角パイプ４１１の内部にて、上記第２角パイプ４２１の挿入端部４２２と上記第３角パイプ４３１の挿入端部４３２とは単一の締結ボルト４４１により結合される。この場合、第２，第３の角パイプ同士の固定構造は締結ボルトによりなされ、２つの角パイプの抜け止めはボルト締結により相互に規制される。さらに、第２，第３の角パイプはそれぞれ矩形開口の縁にその外側面が当接してその動きが規制されている。
以上の場合において、第１角パイプの内部にて、第２角パイプ、第３角パイプが交差してこの交差部を上下に延びる１本のボルトで締結することにより、これら３本の角パイプが互いに直交した状態で堅く固定されることとなる。このとき、第２，第３の角パイプと挿入開口との間には一定の隙間が形成されてもよい（矩形開口に対して断面矩形の先端部がその上下左右について所定の隙間を許容する）。
なお、例えば柱としての角パイプ材の４面を利用してそれぞれに矩形開口を形成し、それぞれの開口に横梁となる角パイプを複数本連結した構造体を構築することもできる。
さらに、これらの角パイプについても上記実施例の場合と同じく、角パイプの端部においては断面矩形とし、その他の中間部の断面については例えば他の形状とすることを妨げることはない。

この発明に係る角パイプの連結構造はパイプ接合技術としてきわめて有用である。

１１第１角パイプ、
１２矩形開口、
２１第２角パイプ、
３１ブラケット、
４１、４２締結部材
１１１第１角パイプ、
１１２矩形開口、
１２１第２角パイプ、
１３１ブラケット、
１４１，１４２ボルトおよびナット、
２２１第１角パイプ、
２１２矩形開口、
２２１第２角パイプ、
２２３段差、
２３１ブラケット、
２４１，２４２ボルトおよびナット、
４１１第１角パイプ、
４１２第１の矩形開口、
４１３第２の矩形開口、
４２１第２角パイプ、
４３１第３角パイプ、
４４１締結ボルト。

Claims

第１角パイプの一側面に矩形開口を形成し、
この矩形開口を通って第1角パイプの内部に、矩形開口の形状と略同じ断面形状の第２角パイプの先端部を挿入し、
第１角パイプの外部に位置する第２角パイプの基端側部とこの挿入された先端部とを連続する段差部に、ブラケットを当接させて、この段差部をこのブラケットと第1角パイプの一側面との間に挟み、
このブラケットを締結ボルトにより第１角パイプに固定することにより、第１角パイプに対して第２角パイプを直交状態で接合した角パイプの連結構造。
第１角パイプの一側面に第１の矩形開口を、この一側面の隣接側面に第２の矩形開口を、その第１角パイプの木口端からの距離を異ならせてそれぞれ形成し、
第１角パイプの木口端からの距離が第１の矩形開口と等しい隣接側面には開口を形成しておらず、
第１角パイプの木口端からの距離が第２の矩形開口と等しい隣接側面には開口を形成しておらず、
第１の矩形開口には、この第１の矩形開口の形状と略同じ断面形状の第２角パイプの先端部を挿入し、第２の矩形開口には、この第２の矩形開口の形状と略同じ断面形状の第３角パイプの先端部を挿入し、
上記挿入された第２角パイプの先端部と上記挿入された第３角パイプの先端部とは、第１角パイプの内部にて締結ボルトにより結合されることにより、第１角パイプに対して第２角パイプ、第３角パイプはそれぞれ直交状態で接合した角パイプの連結構造であって、
これらの第１の矩形開口に挿入された第２角パイプの先端部と第２の矩形開口に挿入された第３角パイプの先端部との間にスペーサを介在させて上記締結ボルトによりこれらの第２角パイプの先端部、第３角パイプの先端部同士を連結した角パイプの連結構造。