KR100481786B1

KR100481786B1 - 구조체 및 구조체의 제작방법

Info

Publication number: KR100481786B1
Application number: KR10-2000-0028594A
Authority: KR
Inventors: 가와사키다케시; 에즈미마사쿠니; 요노마사키; 사가와도시아키
Original assignee: 가부시끼가이샤 히다치 세이사꾸쇼
Priority date: 1999-05-28
Filing date: 2000-05-26
Publication date: 2005-04-11
Also published as: CN1165402C; US6532712B2; AU3635900A; US6378264B1; EP1568434A1; TW464576B; EP1057574B1; EP1057574A2; DE60031036D1; CN1275453A; KR20010014973A; EP1057574A3; DE60031036T2; US20020095903A1; AU757971B2

Abstract

중공형재는 2개의 면판[11, 12 (21, 22)]간에 리브[13, 13A, 13B (23, 23A, 23B)]에 의해 트러스형으로 접합하여 구성된다. 한쪽 면판(11, 21)의 단부는 중공형재의 트러스 구조의 정점의 근방에 위치된다. 다른쪽 면판(12b, 22b)의 단부는 상기 면판(11, 21)의 단부로부터 돌출된다. 상기 면판(12b, 22b)은 상부로부터 마찰교반접합이 시행된다. 다음에, 접속재(30)는 면판(11, 21)간에 배치되고 상부로부터 마찰교반접합이 시행된다. 리브[13A, 13B (23A, 23B)]에 의해, 트러스 구조가 전체적으로 형성되기 때문에, 경량구조와 고강성이 얻어질 수 있다.

Description

구조체 및 구조체의 제작방법{A STRUCTURE BODY AND A MANUFACTURING METHOD OF A STRUCTURE BODY}

본 발명은 구조체 및 구조체의 제작방법에 관한것이다. 예를들어, 본 발명은 철도차량이나 빌딩구조등에서 사용되는 알루미늄 합금제의 압출형재(extruded frame member)에 따른 구조체 및 구조체의 제작방법에 적합하다.

마찰교반접합 방법은 접합부에 삽입한 환봉(round rod)(회전공구라고 함)을 회전시키면서 압출형재의 접합선을 따라 이동시켜, 마찰교반접합부를 발열, 연화시키고, 소성유동시켜, 고상(solid-stately)접합하는 방법이다.

회전공구는 접합부로 삽입되는 작은 직경부와, 회전공구의 작은 직경부의 외부에 위치하는 큰 직경부를 포함한다. 회전공구의 작은 직경부와 큰 직경부는 동축이다. 회전공구의 작은 직경부와 큰 직경부간의 경계는 접합부에 약간 삽입되어 있다. 상술된 기술은 일본출원 특개평 9-309164호 공보(EP 0797043 A2)에 나타나 있다.

이 문헌의 도 9에서는 중공압출형재의 두 면의 접합은 중공압출형재의 두 면중 한쪽으로부터 시행된다. 또한, 중공압출형재의 변형을 방지하는 커플링부재가 도시된다.

마찰교반접합과 아크용접간의 차이점은 회전공구의 삽입에 의한 마찰교반접합에서 피접합부재에 큰 하중이 작용하는 것이다. 이 하중은 주로 회전공구의 삽입방향(회전공구의 축중심 방향)에 작용한다. 즉, 회전공구의 삽입력이 피접합부재에 작용한다.

중공압출형재를 마찰교반접합하는 경우, 면판과 2개의 평행한 면판을 접속하는 리브에 대하여 상술된 삽입력이 회전공구에 의해 작용하여, 중공압출형재가 변형된다. 이들 이유때문에, 커플링부재의 변형을 방지할 수 있는 구조가 필요하다.

상술된 변형방지 수단이 상기 진술된 일본출원 특개평 9-309164호 공보 (EP 0797043 A2)에 나타나 있다. 이 문헌에서, 2개의 중공압출형재의 접합부에 2개의 중공압출형재를 접합하는 수직한 판["종 리브(lengthwise rib)"라고 함]이 제공된다. 이 종 리브는 회전공구의 축중심의 연장선상에 위치된다.

상기 종 리브는 중공압출형재의 2개의 면판을 접속하는 리브의 하나이다. 상기 종 리브에, 큰 하중이 집중적으로 작용하기 때문에, 중공압출형재의 판두께를 두껍게할 필요가 있다. 이 때문에, 커플링부재의 경량구조화에는 한계가 있다.

또한, 상기 중공압출형재의 이 종 리브를 다른 관점에서 시험한다. 중공압출형재에 면외부 굽힘력이 작용하는 경우, 전체의 강성에 지배적인 부위는 리브라는 것은 잘 알려져 있다. 면외부 굽힘력에 대하여 강성을 향상시키기 위하여, 전단력에 수직인 주응력이 있는 면판에 대하여 45도 방향을 향하여 리브가 일치하도록 배치하는 것이 바람직하다. 그러나, 2장의 면판에 수직한 상기 종 리브는 강도부재로서 거의 기여하지 못한다.

상술한 바와같이, 상기 종 리브는 구조체가 강도부재로서 사용될때 강성의 향상에 거의 기여하지 않음에고 불구하고, 이 종 리브가 마찰교반접합시 삽입력을 유지하기 위해서 중공압출형재의 판두께를 두껍게할 필요가 있기 때문에, 중공압출형재의 커플링부재의 경량구조화가 곤란하게 된다.

본 발명의 목적은 경량구조와 고강성을 가진 구조체와 구조체의 제작방법을 제공하는 것이다.

상술된 목적은 : 2장의 면판 사이를 복수의 리브에 의해 트러스형 구조로 접속되어, 한쪽의 상기 면판의 단부는 상기 트러스 구조의 정점의 근방에 위치되고, 다른쪽의 상기 면판의 단부는 상기 한쪽의 면판의 상기 단부로부터 돌출된 두개의 중공형재를 준비하는 단계; 상기 돌출된 면판을 상기 면판의 한쪽측으로부터 서로 접합하는 단계; 상기 두 중공형재의 상기 한쪽의 면판의 상기 단부와 상기 두 중공형재의 상기 다른쪽의 면판의 상기 단부간에 접속재를 배치하는 단계; 상기 접속재의 각각의 단부를 상기 한쪽의 면판에 각각 접합하는 단계를 포함하는 구조체의 접합방법에 의하여 달성된다.

상술된 목적은 : 두 중공형재의 2장의 면판이 복수의 리브에 의해 접속되어, 한쪽의 두 면판의 단부가 다른쪽의 두 면판의 단부로부터 돌출되는 두 중공형재를 준비하는 단계; 돌출부가 마찰교반접합에 따른 다른쪽의 두 평판의 측으로부터 서로 접합하는 단계; 한쪽의 단부와 한쪽의 상기 두 중공형재의 두 면판의 리브와의 접속부에, 한쪽의 단부와 다른쪽의 상기 두 중공형재의 두 면판의 리브와의 접속부에, 한쪽 접속재의 각각의 단부를 중첩하는 단계; 상기 한쪽의 두 중공형재와 상기 접속재와의 일단의 접합에서, 상기 중첩된 부분을 마찰교반접합에 의하여 상기 중공형재의 외측으로부터 시행하고 상기 마찰교반접합의 위치는 상기 접속재의 일단에 마찰교반접합하지 않는 부분이 있는 내측에 있는 단계; 상기 다른쪽의 두 중공형재와 상기 접속재의 다른쪽 단과의 접합에서, 상기 중첩된 부분을 마찰교반접합에 따라서 상기 중공형재의 외측으로 부터 시행하거나 상기 접속재의 상기 다른쪽 단과 상기 중공형재의 상기 다른쪽 두 면판을 아크용접에 따라 시행하고, 상기 마찰교반접합의 위치는 상기 접속재의 한쪽 단에 마찰교반접합하지 않는 부분이 있는 내측에 있는 단계를 포함하는 구조체의 제작방법에 의하여 달성된다.

상술된 목적은 : 제 1부재의 한쪽 단부와 제 2부재의 다른쪽 단부를 중첩하는 단계, 상기 중첩된 부분은 상기 제 1부재의 다른쪽 단부와 상기 제 2부재의 다른쪽 단부간에 위치되는 단계, 상기 중첩면(overlapped face)에 대하여 회전공구가 경사져 있는 상태에서, 상기 제 1부재와 상기 제 2부재에 삽입한 상태에서, 마찰교반접합을 시행하는 단계의 마찰교반접합 방법에 의하여 달성된다.

본 발명에 따른 구조체 및 구조체의 제작방법의 일실시예가 도 1에서 도 4에 설명될 것이다.

차체(200)는 차체(200)의 측면을 구성하는 측면구조체(201), 차체(200)의 지붕을 구성하는 지붕구조체(202), 차체(200)의 마루를 구성하는 스탠드 프레임(203) , 차체(200)의 길이방향의 단부를 구성하는 측면구조체(204)로 이루어진다.

각각의 측면구조체(201), 지붕구조체(202),및 스탠드 프레임(203)은 각각 복수의 압출형재를 접합하여 구성된다. 상기 압출형재의 길이방향은 차체(200)의 길이방향으로 형성된다. 상기 압출형재는 알루미늄 합금제로 만든 중공형재이다.

측면 구조체(201)를 구성하는 중공압출형재(10, 20)의 구성 및 접합방법이 설명될 것이다. 다른 부분과 다른 구조체가 상기에서 동일하다.

상기 중공형재(10)와 상기 중공압출형재(20)는 2장의 면판(11, 12와 21,22)과 트러스형 배치된 복수의 리브(13, 23)을 포함한다. 상기 2장의 면판[11, 12(2장의 평판 21, 22)]은 실질적으로 평행하다. 리브(13, 23)에 의해 트러스 구조의 피치는 동일하다. 상기 트러스 구조는 리브(13, 23)와 면판(11, 12)과 면판(21, 22)의 판두께의 중심선에 의해 구성된다. 정점은 면판(11, 12)과 면판(21, 22)의 측에 존재한다. 상기 정점은 흑환으로 도시된다.

철도 차의 내측에 트러스 구조의 정점의 근방에 기기와 장치를 설치하기 위한 레일(19, 29)이 일체적으로 제공된다. 상기 레일(19, 29)은 L형 2개의 부재를 포함한다. 상기 레일(19, 29)은 내장판과 의자등의 기기와 장치를 설치하기위한 시트이다.

차체의 외면측에 위치한 면판(12, 22)의 단부는 차내측의 면판(11, 21)의 단부로부터 인접한 중공형재(20, 10)측에 돌출되어 있다. 이 돌출된 면판을 12b, 22b로 지칭한다. 상기 면판(12b, 22b)의 단부를 서로 인접하게함으로써, 상기 마찰교반접합이 시행된다. 각 상기 면판(12b, 22b)의 판두께는 다른 부분의 면판(12, 22)보다 두껍다.

차내측의 면판(11)의 단부와 면판(12)의 단부는 접속재(30)을 통하여 접합된다. 접속재(30)와 면판(11, 21)의 인접한 부분은 마찰교반접합이 시행된다. 접속재 (30)과 면판(11, 21)의 접합부는 리브(13, 23)와 면판(11, 12와 21, 22)에 의해 형성된 트러스 구조의 정점의 근방에 위치된다.

중공형재(10, 20)는 하부에서 면판(12, 22)을 형성하는 베드(240)상에 장착된다. 면판(11, 21)측은 상부에서 형성된다. 상부로부터 회전공구(250)가 접합부에 삽입되어 마찰교반접합이 시행된다. 상기 마찰교반접합은 차내측으로부터 시행된다.

면판(12b, 22b)의 단부에는 차내측[즉, 면판(11, 21)측]에서 융기부(16, 26)가 제공된다. 면판(11, 21)의 단부(즉, 단부의 트러스 구조의 정점)의 근방에는, 차내측(즉, 면판의 외면측)에서 융기부가 제공된다.

접속재(30)의 단부에는, 차내측[즉, 면판(11, 21)의 외면측, 중공형재의 외면측]에 융기부(35, 35)가 제공된다. 각 융기부(15, 25, 35, 16, 26)의 높이와 폭은 실질적으로 동일하다.

또한, 융기부(15)와 인접면(abutted face)(15b)은 도에서 도시되지 않지만, 융기부(25)과 인접면(25b)과 같이 면판(11)의 단부에서 제공된다.

융기부(15, 25, 35, 16, 26)의 인접면(15b, 25)은 수직이다. 상기 인접면(15b, 25)에 대응하여 접속재(30)의 단부의 인접면도 또한 수직이다. 접속재(30)의 단부는 트러스 구조의 정점의 근방에 돌출하게 하여 제공된 시트(17, 27)상에 장착된다. 상기 시트(17, 27)는 리브(13A, 23A)로부터 돌출한다. 수직면 (15b, 25b)과 시트(17, 27)의 상부면에 의해 함몰부가 구성된다. 이 함몰부는 면판 (11, 21)을 따라서 면측과 중공형재(10, 20)의 단부측에 개방된다.

인접면(15b, 25b)은 면판(11, 12와 21, 22)에 직교하고 있다. 즉, 상기 면판의 법선(normal line)에 따라 있다. 상기 인접면(15b, 25b)은 중공형재(10, 20)의 두께방향에 따라 있다.

인접면(15b, 25b)의 위치는 트러스 구조의 정점을 통하는 법선으로부터 중공형재(10, 20)의 다른쪽 단측에 위치하고 있다. 인접면(15b, 25b)이 트러스 구조의 정점을 통하는 법선상에 있는 경우에, 접속재(30)의 폭이 짧은 경우(허용오차내에 있다), 회전공구(250)의 삽입위치는 접속재(30)측에 접근한다. 이 경우에, 2개의 융기부(15(25), 35)의 폭이 검출되어, 이 중심에 회전공구(250)의 축중심이 일치하게 된다.

상기 접속재(30)의 단부의 하부면[즉, 면판(12b, 22b)의 면]은 하부면측에서 점차적으로 돌출된다. 단부가 하부면에 돌출되는 이유는 접합베드가 두껍게 형성되기 때문이다. 접속재(30)의 판(31)(단부의 상하부분의 융기부를 제외)은 중공형재 (10, 20)의 면판(11, 21)의 연장선상에 있다.

판(31)의 판두께는 면판(11, 21)의 판두께와 동일하거나 두껍다. 접속재(30)는 중공형재(10, 20)와 동일한 재질의 압출형재로 되어 있다. 접속재(30)의 길이는 중공형재(10, 20)의 길이와 동일하다.

상기 면판(11)의 단부로부터 상기 면판(21)의 단부까지의 거리 P[중공형재 (10)의 단부의 트러스 구조의 정점부터 중공형재(20)의 단부의 트러스 구조의 정점까지의 거리]는 다른쪽 위치의 트러스 구조의 피치 P와 동일하다.

중공형재의 트러스는 면판(11, 12와 21, 22)측이 정점일때, 중공형재의 트러스 구조는 2등변 3각형이다. 그러나, 중공형재(10, 20)의 단부의 트러스 구조는 2등변 3각형이 아니다. 상기 중공형재(10, 20)의 단부의 트러스 구조를 구성하는 리브(13A)의 수직선에 대한 각도는 θ₁이다. 상기 중공형재(10, 20)의 단부의 트러스 구조를 구성하는 리브(13B)의 수직선에 대한 각도는 θ₂이다. 여기서 θ₁＜θ₂이다.

상술한 이유로, 리브(13A)는 면판(12)의 중간(midway)에 접속되고 리브(23B)는 면판(22)의 중간에 접속된다. 리브(13A)와 면판(12)간의 접속부와 리브(13B)와 면판(22)간의 접속부사이에는 마찰교반접합 장치를 삽입하는 공간이 발생된다.

리브(13A, 23A)는 리브(13B, 23B)와 비교하여 세워져 있으므로(θ₁이θ₂보다 더 작다), 리브(13A, 23A)의 판두께는 리브(13B, 23B)의 판두께보다 더 두껍다. 리브(13B, 23B)의 판두께는 다른쪽 리브(13)의 판두께보다 더 두껍다. 리브(13A, 23A와 13)와 상기 면판(11, 12와 21, 22)간의 접속부는 원호상(arc shape)을 가진다. 또한, 접속재(30)의 두께는 강도의 관점에 따라 결정된다.

상기 접속재(30)에 접합되는 면판(11, 21)의 단부[융기부(15, 25)의 단부]는 리브(13A, 23A)에 의해 트러스 구조의 정점을 통하여 수직한 연장선상에 있다. 도 1과 도 2에서, 상기 면판(11, 12와 21, 22, 35)은 수평이다.

이 구조체의 제작방법을 설명한다. 중공형재(10, 20)는 베드(240)에 장착되고, 고정되어 있다. 면판(12b, 22b)의 단부의 인접부는 접촉되거나 근접된다. 상기 면판(12, 22)의 인접부의 융기부(16, 26)를 상부로부터 아크용접에 의해 임시적으로 고정된다. 임시적 용접은 간헐적으로 시행된다.

상기 면판(12b, 22b)의 인접부가 장착된 베드(240)의 상부면은 편평하다. 상기 면판(12b, 22b)의 인접부의 근방, 리브(13A, 23A)와 면판(12b, 22b)과의 교점 근방, 리브(12B, 22B)와 면판(12, 22)과의 교점 근방의 세부분은 동일한 높이를 갖는 베드(240)상에 장착된다.

이 상태에서, 마찰교반접합 장치의 회전공구(250)를 상부로부터 융기부(16, 26)의 인접부에 삽입하고 접합선을 따라 이동하여 마찰교반접합을 시행한다. 상기 회전공구(250)의 축중심은 수직방향(접합부의 법선에 따른 방향)이다. 그러나, 회전공구(250)의 추진방향에 대하여 축중심은 이미 알려진대로 경사져 있다. 2개의 융기부(16, 26)의 폭을 검출하고 회전공구(250)의 축중심은 축중심에 위치하게 된다.

상기 회전공구(250)는 큰 직경부(252)와 큰 직경부(252)의 선단에서 작은 직경부(251)를 포함한다. 상기 회전공구(250)의 작은 직경부(251)의 선단은 면판 (12b, 22b)의 상부면으로부터 하부면에 위치하고 있다. 상기 회전공구(250)의 큰 직경부(252)의 하단은 융기부(16, 26)의 정점간과 면판(12b, 22b)의 차내측의 면판(12a, 22a)[면판(11, 21)의 면측]간에 위치하고 있다.

상기 회전공구(250)의 큰 직경부(252)의 직경은 2개의 융기부(16, 26)가 포함되는 폭보다 더 작다. 상기 회전공구(250)의 작은 직경부(251)는 나사부(screw member)를 형성한다.

이 마찰교반접합에 의하여, 면판(12a, 22b)의 인접부간에 형성된 틈새가 메워지고 접합된다. 상기 인접부의 외면측(차외측)은 편평하게 접합된다. 상기 면판 (12b, 22b)의 외면측에는 접합선의 함몰부는 없다.

다음에, 면판(11)의 시트(17)과 면판(21)의 시트(27)에 접속재(30)를 장착한다. 접속재(30)의 단부는 면판(11, 21)의 단부에 접촉되거나 근접된다.

다음에, 상기 융기부(35, 35)와 면판(11, 21)의 융기부(15, 25)는 각각 아크용접에 의해 임시적으로 고정된다. 상기 임시적 용접은 간헐적으로 시행된다.

다음에, 마찰교반접합 장치의 회전공구(250)를 상부로부터 접속재(30)와 면판(11)의 인접부에 삽입한 상태에서, 회전공구가 접합선을 따라 이동되고 마찰교반접합이 시행된다. 2개의 융기부(15, 35)의 폭을 검출하고 그 중심에 회전공구 (250)의 축중심이 위치된다. 회전공구의 축중심은 수직방향이다. 그러나, 회전공구 (250)의 추진방향에 대한 축중심은 이미 알려진대로 경사져 있다.

이 때문에, 회전공구(250)의 축중심은 2개의 리브(13A, 23B)에 의하여 트러스 구조의 정점상이나 정점 근방을 통하는 수직선상에 있다. 이 편심에 대하여, 리브(13A, 13B)의 판두께의 확대, 리브와 면판을 접속하는 원호의 형상, 접속부의 두께등에 대응한다.

상기 회전공구(250)의 작은 직경부(251)의 선단은 시트(17)의 상부면으로부터 깊이 삽입된다. 상기 회전공구(250)의 큰 직경부(252)의 하단은 융기부(15, 35)의 정점과 면판(11, 31)의 차내측의 면[중공형재(10)의 외면측의 면]간에 위치하고 있다. 상기 회전공구(250)의 큰 직경부(242)의 직경은 2개의 융기부(15, 35)의 폭보다 더 작다. 상기 회전공구(250)의 작은 직경부(351)는 나사부이다.

다음에, 상기 면판(21)과 접속재(30)의 인접부의 마찰교반접합이 상기에서 기술된대로 시행된다.

상기 면판(12b, 22b)의 인접부의 접합에 사용된 회전공구(250)를 이용하여 면판(11, 21)과 접속재(30)의 접합을 시행한다. 이에 따라, 면판(11)의 접합을 시행하고 다음에 면판(21)의 접합이 시행된다. 2개의 회전공구가 사용될때, 접속재 (30)의 양단의 접합이 동시에 시행될 수 있다.

상술된 구조에 관하여, 중공형재의 양면의 접합이 편면측부터 시행된다. 이에 따라, 한쪽의 면이 접합된 구조체를 반전시킬 필요가 없다. 이 결과로서, 상기 구조체는 낮은 비용과 고정밀도로 제작될 수 있다.

또한, 면판(12b, 22b)의 접합부의 외면은 편평하게 접합될 수 있다. 상기 융기부(16, 26, 15, 25, 35)는 구조체내 또는 차내측에서 제공되지만, 평탄한 면이 요구되는 부분(외면측, 차외측)에는 제공되지 않는다. 더우기, 외면측에는 회전공구에 의해 절삭되어 발생된 함몰부가 없다. 이에 따라, 함몰부의 절삭등이 불필요하게 되고 차체는 낮은 비용으로 제작될 수 있다.

또한, 접속재(30)과 면판[11(21)]의 접합시 삽입력은 회전공구(250)의 축중심을 향하여 배치된 2개의 리브[13A, 13B (23A, 23B)]에 의해 지지된다. 이 때문에, 상기 리브[13A, 13B (23A, 23B)]의 굽힘은 억제될 수 있다. 리브[13A, 13B (23A, 23B)]의 판두께는 얇게 만들 수 있고, 경량 구조가 얻어질 수 있다. 게다가, 면판(11, 21, 31)의 굽힘도 억제될 수 있다.

상기 리브[13A, 13B (23A, 23B)]를 지지하는 베드(240)가 동일한 높이이므로, 면판(12, 22)의 굽힘은 방지될 수 있다.

또한, 마찰교반접합후, 상기 구조체로서 사용될때, 모든 상기 구조체는 실질적으로 트러스 구조에 의해 구성된다. 이 때문에, 중공형재(10, 20)의 접합부는 트러스 구조이고, 면외부 굽힘강성이 향상될 수 있고 경량구조가 얻어질 수 있다.

게다가, 상기 결합후, 상기 구조체로서 사용되는 경우에, 상기 구조체는 실질적으로 트러스 구조에 의해 구성된다. 중공형재(10, 20)의 접합부는 트러스 구조이다. 이에 따라, 면외부 굽힘강성이 향상될 수 있고 경량구조가 얻어질 수 있다.

또한, 접속재(30)와 리브(13A, 23A)간의 면판(12b, 22b)과 리브(13A, 23A)가 실질적으로 트러스 구조로 구성되기 때문에, 이 부분은 특히 약하지 않다. 그러나, 판두께에 대하여 검사될 것이다.

게다가, 리브(13A, 23A)의 경사각 θ₁은 리브(13B, 23B)의 경사각θ₂보다 더 크게 형성될수 있다. 이에 따라, 접속재(30)의 폭은 더 크게되고 판두께는 두꺼워질 필요가 생기고, 중량은 커진다. 이것은 마찰교반접합 장치의 삽입을 위해 큰 개구가 필요한 경우에 이용될 수 있다.

상기 경사각( θ₁,θ₂)을 동일하게 만들때, 2등변 3각형이 형성될 수 있다. 이에 따라, 상기 리브[13A, 13B (23A, 23B)]의 판두께는 동일하게 형성될 수 있다. 게다가, 리브(13A, 23A)의 판두께는 도 1에서 도시된 것보다 더 얇게 만들 수 있다. 그러나, 이 2등변 3각형의 트러스 구조의 크기가 다른쪽 부분의 트러스 구조와 동일하게 형성되면 접속재(30)의 폭은 커질 수 있다.

상기 리브[13A, 13B (23A, 23B)]의 경사각( θ₁,θ₂)이 경사각 θ₁과 동일하게 형성될때, 단부의 상기 트러스 구조는 작은 2등변 3각형이 형성될 수 있다. 이 단부의 트러스 구조의 저측의 크기가 다른쪽 부분의 저측의 크기보다 더 작다.

이에 따라, 리브[13B (23B)]와 면판[12 (22)]의 교점부터 중공형재[10 (20)]의 단부까지의 거리가 작게 형성될 수 있다. 이 결과로서, 접속재(30)의 폭은 도 1에서 도시된 접속재(30)의 폭과 동일하게 형성될 수 있다.

상기 접속재(30)의 부분을 포함하는 모든 트러스 구조의 피치는 동일하다. 단부의 트러스 구조를 제외한, 트러스 구조의 크기는 동일하다. 이에 따라, 중공형재의 설계는 표준화될 수 있다.

상기 2개의 리브[13A, 13B (23A, 23B)]에 의한 정점은 면판(11, 21)으로부터 외면측에 위치될 것이다.

상기 2개의 리브[13A, 13B (23A, 23B)]에 의한 정점으로부터 접속재(30)에 인접면(15b, 25b)이 설치될 수 있다. 그러나, 이 경우는 리브[13A (23A)]의 각도 θ, 판두께, 하중등에 대하여 적정한 경우이다.

또한, 상기 2개의 리브[13A, 13B (23A, 23B)]가 이루는 각도의 중간을 향하여 회전공구(250)를 삽입할 수 있다. 이 경우의 축중심은 트러스 구조의 정점을 향하게 된다.

상기 실시예에 따른 접속재(30)의 접합은 마찰교반접합에 의하여 시행되지만, 상기 접합은 아크용접에 의해 시행될 것이다. 아크용접의 경우에, 접합시 하중이 없기때문에, 상기 리브[13A, 13B (23A, 23B)]는 얇게 만들 수 있다. 또한, 접속재(30)의 접합은 간헐적으로 시행된다.

게다가, 면판(12b, 22b)의 접합은 아크용접을 사용하여 시행될 수 있다. 면판(12b, 22b)이 아크용접을 사용하여 시행될때, 상기 용접은 배면에서 용접 비드 (bead)를 형성하도록 시행하고, 용접후의 비드의 절삭을 실시할 필요가 있다.

상술된 구조체 및 구조체의 제작방법의 실시예에서, 상기 면판(11, 12)과 상기 면판(21, 22)은 평행하지만, 한쪽의 면판이 다른쪽의 면판에 경사져 있는 경우에도 대응할 수 있다.

상기 리브[13A, 13B (23A, 23B)]의 판두께에서, 면판(11, 12)측의 판두께는 면판(12, 22)측의 판두께보다 두껍게 형성된다. 면판(11, 21)측을 형성함으로써, 접합시에 고온이 쉽게 된다.

도 5는 구조체 및 구조체의 제작방법의 다른 실시예와 접합부의 면판의 법선이 경사져 있는 경우를 도시한다. 중공형재(20)의 한쪽 단은 수평이다. 중공형재 (10, 20)는 베드(240)상에 장착된다.

이것은 측구조체(201)의 단부의 접합선에 쉽게 발생한다. 회전체의 축중심은 면판의 법선을 따라서 존재한다. 이 법선은 트러스의 정점의 근방을 통과한다. 화살 표시는 회전공구(250)의 위치와 방향을 도시한다.

도 6은 구조체 및 구조체의 제작방법의 또 다른실시예를 도시하고 설명한다. 도 6에서, 상기 접속재(30)를 장착한 시트(27)의 면이 경사면(27b)에 형성된다. 경사면은 면판(22b)의 단부를 향하여 경사진다. 접속재(30)의 단부는 유사하게 경사진다. 면판(12b, 22b)이 접합될때, 높여진 부분(15, 25)의 간격은 작게 형성된다. 경사면(27b)이 있음으로 해서, 상기 접속재(30)가 쉽게 배치될 수 있다.

도 7과 도 8에서 도시된 실시예가 설명된다. 면판(12b, 22b)의 길이는 짧다. 면판(12b, 22b)의 두께는 두껍다. 면판(12b, 22b)이 상부로부터 마찰교반접합을 시행한후, 이들 판(12b, 22b)을 원호 형태로 상부로부터 절삭된다. 이 원호는 리브(13A, 23A)에 접하도록 절삭된다. 이에따라, 응력집중으로 인한 강도저하를 방지할 수 있다.

도 9에서 도시된 실시예를 설명한다. 중공형재(10c)의 단부의 리브(13c)는 면판(11c, 12c)에 직교(면판의 법선을 따라서)하고 있다. 면판(11c)과 리브(13c)의 접속부에는 상술된 구조와 유사하게 제공된 함몰부와 시트(17c)가 있다. 시트(17c)에 접속된 돌출칩(17d)으로서, 이 돌출칩(17d)상에 접속재(30)의 단부가 장착된다.

이 접합부의 인접면은 리브(13c)의 판두께의 범위내에 위치하고 있다. 상기 인접면(16c)은 면판의 법선을 따르고 있다. 융기부(15c)가 면판(11c)의 단부에 제공된다. 이 구조에서는, 상기 마찰교반접합시간 동안 삽입력은 리브(13c)에 의해 지지된다. 이 경우는 중공형재의 단부에 트러스 구조를 설치할 수 없는 경우에 실시된다.

본 발명에 따라서, 2장의 면판이 접속되는 두 리브에 의하여 정점의 근방이 접합부로서 접합되기 때문에, 경량구조와 고강성 구조체가 제공될 수 있다.

본 발명에 따른 구조체 및 구조체의 제작방법의 다른 실시예가 도 10을 참조하여 설명한다.

도 10에서, 융기부(35)의 폭은 회전공구(250)의 큰 직경부(252)의 직경보다 크다. 융기부(35)의 폭의 중심에서 홈(groove)(36)이 제공된다. 회전공구(250)의 회전중심은 홈(36)과 일치한다.

마찰교반접합 장치의 센서는 상술된 홈(36)를 검출하고 홈(36)을 따라 회전공구(250)가 이동된다. 이 때문에, 상기 면판(12b, 22b)의 접합의 경우에, 상기 회전공구(250)와 상기 센서간의 위치관계가 현재 상태로 이용될 수 있다.

본 발명에 따른 구조체와 구조체의 제작방법의 또 다른 실시예가 도 11을 참조하여 설명한다.

도 11에서, 중공형재(10c)의 단부의 리브(13c)는 면판(11c, 12c)에 직교하고 있다(면판의 법선을 따라). 면판(11c)와 리브(13c)의 접속부에는 상술된 구조와 유사한 상기 함몰부와 시트(17c)가 제공된다.

시트(17c)에 접속된 돌출칩(17d)으로서, 이 돌출칩(17d)상에 접속재(130)의 단부가 장착된다. 리브(13c)의 판두께의 범위내에 회전공구(250)의 회전중심과 홈(36)이 위치된다. 이 구조에서, 마찰교반접합시간 동안 삽입력은 리브(13c)에 의해 지지된다.

본 발명에 따른 마찰교반접합 방법과 구조체의 또 다른 실시예가 도 12에서 도 13까지 설명된다. 이 실시예에서, 부재는 접합부에 인장하중이 작용하는 강도부재로서 사용된다. 2개의 부재(310, 320)에서는, 각각의 단부가 중첩된다. 상기 부재(310)의 한쪽의 단부는 상기 부재(320)의 다른쪽의 단부에 중첩되고, 중첩된 부분은 부재(310)의 다른쪽의 단부와 부재(320)의 다른쪽 단부의 사이에 위치한다.

중첩면(310b, 320b)은 경사져 있다. 중첩면(310b, 320b)의 경사각도는, 예를 들어, 4도 내지 10도이다. 다른 상하부 면[310c, 320d (320c, 320d)]은 평행하고 수평이다. 부재(320)의 하부면(320d)은 베드 스탠딩(bed standing)상에 장착된다. 상기 부재(310, 320)는 압출형재이다.

접합선은 도 1의 지면에 대하여 수직방향에 있다. 중첩면(310b, 320b)은 접합선(접합방향)에 대하여 직각방향에 있다. 중첩면(310b, 320b)은 2개의 부재 (310, 320)의 단부간에 위치된다. 회전공구(250)는 부재(310, 320)에 대하여 상대적으로 이동된다.

회전공구(250)는 큰 직경부(252)와 큰 직경부(252)의 선단의 작은 직경부 (251)를 포함한다. 회전공구(250)의 작은 직경부(251)는 중첩면(310b, 320b)으로부터 깊게 삽입되어 있다. 회전공구(250)의 작은 직경부(251)의 선단은 하부면(320d) 근처까지 깊게 삽입되어 있다. 회전공구(250)의 큰 직경부(252)의 하단은 부재 (310)의 상부면(310c)으로부터 약간 삽입되어 있다.

도 13은 접합후의 상태를 도시한다. 해칭부(hatching portion)는 접합비드(열영향부)를 도시한다. 접합비드의 크기는 회전공구(250)의 외형보다 약간 더 크다.

상기 구조에 따라서, 회전공구(250)의 회전축은 수직이나, 중첩면(310b, 320b)은 수평면에 대하여 경사져 있다. 이 때문에, 중첩면(310b, 320b)은 회전공구 (250)의 축중심에 대하여 경사져 있다. 이 때문에, 중첩면(310b, 320b)은 회전공구 (250)의 회전방향에 대하여 경사지게 된다. 이 때문에, 부재(310, 320)는 중첩면 (310b, 320b)의 경사각도에 따라 교반되어 혼합되게 된다.

즉, 회전공구(250)의 축중심방향으로 부재(310, 320)가 혼합된다. 따라서, 접합전에 산화피막이 있다고 하더라도 양호하게 혼합된다. 이 때문에, 부재(310, 320)를 좌우방향으로 인장하더라도 고강도의 접합을 얻을 수 있다. 이에 따라, 부재(310, 320)는 좌우방향으로 인장하는 강도부재로서 사용될 수 있다.

도 14 및 도 15에서 도시된 또 다른 실시예가 설명된다. 부재(330, 340)에서, 단부는 중첩된다. 상기 부재(330, 340)는 융기부(330e)를 제외하고 평판이다. 중첩면은 수평이다. 회전공구(250)는 수직에 4도 내지 10도 경사져 있다. 상기 경사방향은 부재(330, 340)의 단부방향에 있다. 상부측, 즉 회전공구(250)측의 부재 (330)에는 회전공구(250)측에서 돌출하는 융기부(330e)가 제공된다.

부재(330)의 판부의 단부에 있어서, 융기부(330e)는 판부의 상부면의 연장선상으로부터 두께 t1, t2의 돌출량을 갖는다. 판부의 단부 및 융기부(330e)의 t1부의 단부는 판부에 대하여 실질적으로 직교하고 있다.

상기 단부와 융기부(330e)의 t1부의 단부는 실질적으로 동일면에 위치한다. 융기부(330e)의 상부면은 경사져 있다. 즉, 융기부(330e)의 상부면은 회전공구 (250)의 축중심에 직교하고 있다. 따라서, 부재(330)에 있어서 불필요한 부분을 적게 할 수 있다. 도 15에서, 해칭부에서 도시된 접합비드는 경사져 있다.

본 발명에 따른 구조체 및 구조체의 제작방법의 또 다른 실시예가 도 16을 참조하여 설명한다.

도 16에서, 중공형재(10c)의 단부의 리브(13c)는 면판(11c, 12c)에 직교하고 있다(면판의 법선을 따라). 중공형재(10c)의 중첩된 부분과 면부(21)는 수평선상에 위치되지 않고 경사져 있고, 중첩부는 회전공구(250)의 축중심에 경사져 있다. 면판(11c)과 리브(13c)의 접속부에는 상술된 구조와 유사한 함몰부와 시트(17c)가 제공된다. 시트(17c)에 접속된 돌출칩(17d)으로서, 이 돌출칩(17d)상에 접속재(130)의 단부가 장착된다. 리브(13c)의 판두께의 범위내에 회전공구(250)의 회전축심과 홈(36)이 제공된다. 이 구조에서, 마찰교반접합시간 동안 삽입력은 리브(13c)에 의해 지지된다.

본 발명에 의하면, 2장의 면판을 접속하는 2개의 리브에 의한 트러스 구조의 정점의 근방을 접합부로 하여 접속재를 통하여 접합되므로, 경량이면서도 고강성인 구조체를 제공할 수 있는 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 구조체 및 구조체의 제작방법의 일실시예의 접합부의 필수부를 도시하는 종단면도,

도 2는 본 발명에 따른 구조체 및 구조체의 제작방법의 일실시예의 접합부를 도시하는 종단면도,

도 3은 일조의 중공형재를 도시하는 사시도,

도 4는 본 발명에 따른 구조체 및 구조체의 제작방법의 일실시예의 철도차량의 차체의 사시도,

도 5는 본 발명에 따른 구조체 및 구조체의 제작방법의 다른 실시예의 접합부의 필수부를 도시하는 종단면도,

도 6은 본 발명에 따른 또 다른 실시예의 접합부의 필수부를 도시하는 종단면도,

도 7은 본 발명에 따른 구조체 및 구조체의 제작방법의 또 다른 실시예의 접합부의 필수부를 도시하는 종단면도,

도 8은 본 발명에 따른 구조체 및 구조체의 제작방법의 또 다른 실시예의 접합부의 필수부를 도시하는 종단면도,

도 9는 본 발명에 따른 구조체 및 구조체의 제작방법의 또 다른 실시예의 접합부의 필수부를 도시하는 종단면도,

도 10은 본 발명에 따른 구조체 및 구조체의 제작방법의 또 다른 실시예의 접합부의 필수부를 도시하는 종단면도,

도 11은 본 발명에 따른 구조체 및 구조체의 제작방법의 또 다른 실시예의 접합부의 필수부를 도시하는 종단면도,

도 12는 본 발명에 따른 구조체 및 구조체의 제작방법의 또 다른 실시예의 접합부의 필수부를 도시하는 종단면도,

도 13은 도 12의 접합후를 도시하는 종단면도,

도 14는 본 발명에 따른 구조체 및 구조체의 제작방법의 또 다른 실시예의 접합부의 필수부를 도시하는 종단면도,

도 15는 도 14의 접합후를 도시하는 종단면도,

도 16은 본 발명에 따른 구조체 및 구조체의 제작방법의 또 다른 실시예의 접합부의 필수부를 도시하는 종단면도이다.

Claims

복수의 리브에 의하여 2개의 면판이 트러스형 구조로 접속되는 2개의 중공형재를 준비하되, 각 중공형재의 상기 면판 중 하나의 단부는 상기 트러스 구조의 정점의 근방에 위치되고 각 중공형재의 상기 면판 중 다른 하나의 단부는 상기 면판 중 상기 하나의 단부를 넘어서 연장된 돌출부를 가지는, 상기 2개의 중공형재를 준비하는 단계;

상기 면판 중 상기 하나와 마주하는 측에서 상기 돌출부를 서로 접합하는 단계;

상기 2개의 중공형재의 각각의 면판 중 상기 하나의 단부 사이에 접속재를 배치하는 단계; 및

상기 접속재의 각각의 단부를 상기 2개의 중공형재의 상기 면판 중 상기 하나의 각각의 끝에 마찰교반용접으로 접합하는 단계를 포함하며,

상기 2개의 중공형재 각각은, 마찰교반용접이 적용되는 융기부를 가지며,

상기 접속재의 양단부는 상기 2개의 중공형재 사이에 설치되며,

상기 접속재와 상기 2개의 중공형재와의 마찰교반용접은, 트러스형 구조를 이루는 두개의 인접한 리브의 교점부에서 수행되는 것을 특징으로 하는 구조체의 제작방법.
제 1항에 있어서,

상기 면판 중 상기 하나와 마주하는 측에서 상기 돌출부를 서로 접합하는 단계를 마찰교반용접으로 시행하는 것을 특징으로 하는 구조체의 제작방법.
삭제
제 2항에 있어서,

상기 접속재의 각각의 단부를 각각의 중공형재의 정점 부근에 있는 상기 면판 중 상기 하나의 각각의 끝과 중첩하게 하는 단계를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 구조체의 제작방법.
복수의 리브에 의하여 2개의 면판이 트러스형 구조로 접속되는 제 1중공형재를 준비하되, 상기 면판 중 하나의 단부는 상기 트러스 구조의 정점의 근방에 위치되고 상기 면판 중 다른 하나의 단부는 상기 면판 중 상기 하나의 단부를 넘어서 연장된 돌출부를 가지는, 상기 제 1중공형재를 준비하는 단계;

복수의 리브에 의하여 2개의 면판이 트러스형 구조로 접속되는 제 2중공형재를 준비하되, 상기 면판 중 하나의 단부는 상기 트러스 구조의 정점의 근방에 위치되고 상기 면판 중 다른 하나의 단부는 상기 면판 중 상기 하나의 단부를 넘어서 연장된 돌출부를 가지며, 상기 제 1중공형재와 상기 제 2중공형재의 각각의 하나의 리브는 상기 트러스 구조의 정점의 근방에서 상기 면판 중 상기 하나에 접속되고 상기 면판 중 상기 하나의 단부와 상기 면판 중 다른 하나의 단부 사이의 중간 지점에서 상기 면판 중 다른 하나에 접속되는, 상기 제 2중공형재를 준비하는 단계;

상기 제 1중공형재의 상기 다른 면판의 상기 단부를 상기 제 1중공형재의 상기 하나의 면판과 마주하는 측으로부터 상기 제 2중공형재의 상기 다른 면판의 단부에 접합하는 단계;

상기 제 1중공형재의 상기 하나의 면판의 단부와 상기 제 2중공형재의 상기 하나의 면판의 상기 단부 사이에 접속재를 배치하는 단계; 및

상기 접속재의 각각의 단부를 각각의 면판에 마찰교반용접으로 접합하는 단계를 포함하며,

상기 2개의 중공형재 각각은, 마찰교반용접이 적용되는 융기부를 가지며,

상기 접속재의 양단부는 상기 2개의 중공형재 사이에 설치되며,

상기 접속재와 상기 2개의 중공형재와의 마찰교반용접은, 트러스형 구조를 이루는 두개의 인접한 리브의 교점부에서 수행되는 것을 특징으로 하는 구조체의 제작방법.
제 5항에 있어서,

상기 제 1중공형재의 상기 다른 면판의 상기 단부를 상기 제 1중공형재의 상기 하나의 면판과 마주하는 측으로부터 상기 제 2중공형재의 상기 다른 면판의 단부에 접합하는 단계는 마찰교반용접으로 시행되는 것을 특징으로 하는 구조체의 제작방법.
삭제
제 6항에 있어서,

상기 접속재의 하나의 단부는 상기 제 1중공형재의 정점 부근에 중첩하게 하는 단계; 및

상기 접속재의 다른 단부는 상기 제 2중공형재의 상기 리브상에 제공된 시트에 중첩하게 하는 단계를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 구조체의 제작방법.
2개의 중공형재를 포함하되,

상기 2개의 중공형재 각각은 복수의 리브에 의하여 2개의 면판이 트러스형 구조로 접속되며 각 중공형재의 상기 면판 중 하나의 단부는 상기 트러스 구조의 정점의 근방에 위치되고 각 중공형재의 상기 면판 중 다른 하나의 단부는 상기 면판 중 상기 하나의 단부를 넘어서 연장된 돌출부를 가지는, 상기 2개의 중공형재를 포함하는 구조체로서,

상기 돌출부는 서로 접합되며,

상기 중공형재 중 하나의 상기 면판 중 하나의 상기 단부와 상기 중공형재 중 하나의 상기 면판 중 다른 하나의 상기 단부는, 접속재를 통하여 상기 접속재의 각각의 단부를 상기 면판 중 상기 하나의 각각의 단부에 각각 마찰교반용접함으로써 접합되는 것이며,

상기 2개의 중공형재 각각은, 마찰교반용접이 적용된 융기부를 가지며,

상기 접속재의 양단부는 상기 2개의 중공형재 사이에 설치된 구조이며,

상기 접속재와 상기 2개의 중공형재와의 마찰교반용접에 의한 결합은, 트러스형 구조를 이루는 두개의 인접한 리브의 교점부에서 수행되어 이루어진 것을 특징으로 하는 구조체.
제 9항에 있어서,

상기 접속재는 상기 중공형재의 상기 면판 중 상기 하나의 연장선상에 제공되는 것을 특징으로 하는 구조체.
제 9항에 있어서,

상기 돌출부는 마찰교반용접으로 서로 접합되는 것을 특징으로 하는 구조체.
삭제
제 9항에 있어서,

상기 접속재의 각각의 단부는 상기 중공형재의 상기 면판 중 상기 하나의 상기 단부 근방에 제공된 시트에 중첩되고,

상기 접속재의 각각의 단부는 각각의 중공형재의 상기 면판 중 상기 하나의 단부에 접합되는 것을 특징으로 하는 구조체.
제 9항에 있어서,

상기 중공형재 중 적어도 하나의 상기 단부의 제 1리브의 경사각은 상기 중공형재내의 제 1리브에 인접하는 제 2리브의 경사각보다 작은 것을 특징으로 하는 구조체.
제 9항에 있어서,

상기 접속재의 길이는 상기 접합부에 바로 인접한 상기 트러스형 구조의 피치 또는 리브를 제외한 상기 트러스 구조의 피치와 동일한 것을 특징으로 하는 구조체.
제 1중공형재와 제 2중공형재를 포함하되,

상기 제 1중공형재는 복수의 리브에 의하여 트러스형 구조로 접속되는 2개의 면판을 포함하며 상기 면판 중 하나의 단부는 상기 트러스 구조의 정점의 근방에 위치되고 상기 면판 중 다른 하나의 단부는 상기 면판 중 상기 하나의 단부를 넘어서 연장된 돌출부를 가지며,

상기 제 2중공형재는 상기 면판에 직교하는 리브에 의하여 실질적으로 접합되는 2개의 면판을 포함하며 상기 리브는 상기 면판 중 상기 하나의 단부에서 상기 면판 중 상기 하나에 접속하고 상기 면판 중 하나의 단부와 상기 제 2중공형재의 상기 면판 중 다른 하나의 단부 사이의 중간 지점에서 상기 면판 중 다른 하나에 접속하며,

상기 제 1중공형재의 상기 면판 중 상기 다른 하나의 단부와 상기 제 2중공형재의 상기 면판 중 상기 다른 하나는 상기 제 1중공형재의 상기 면판 중 상기 하나와 마주하는 측으로부터 서로 접합되고,

상기 제 1중공형재의 상기 면판 중 상기 하나의 상기 단부와 상기 제 2중공형재의 상기 면판 중 상기 하나의 상기 단부는 접속재를 통하여 상기 접속재의 각각의 단부를 상기 면판 중 상기 하나의 각각의 단부에 각각 마찰교반용접함으로써 접합되며,

상기 2개의 중공형재 각각은, 마찰교반용접이 적용된 융기부를 가지며,

상기 접속재의 양단부는 상기 2개의 중공형재 사이에 설치된 구조이며,

상기 접속재와 상기 2개의 중공형재와의 마찰교반용접에 의한 결합은, 두개의 인접한 리브의 교점부에서 수행되어 이루어진 것을 특징으로 하는 구조체.
제 16항에 있어서,

상기 접속재는 상기 제 1중공형재의 상기 면판 중 상기 하나의 연장선상에 제공되는 것을 특징으로 하는 구조체.
제 16항에 있어서,

상기 면판 중 상기 다른 하나의 상기 단부는 마찰교반용접에 의하여 접합되는 것을 특징으로 하는 구조체.
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제 16항에 있어서,

상기 접속재의 각각의 단부는 상기 면판의 상기 단부 근방에 제공된 시트에 중첩되는 것을 특징으로 하는 구조체.
제 16항에 있어서,

상기 중공형재의 상기 단부의 상기 리브의 경사각은 상기 중공형재에 인접하는 상기 리브의 경사각보다 작은 것을 특징으로 하는 구조체.
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2개의 중공형재의 각각의 2개의 면판을 복수의 리브로 접속하고, 상기 2개의 중공형재의 각각의 상기 2개의 면판 중 하나의 단부에는 상기 2개의 면판 중 다른 하나의 상기 단부를 넘어서 연장되는 돌출부를 마련하는 단계;

상기 돌출부를 마찰교반용접으로 상기 2개의 면판 중 상기 다른 하나와 마주하는 측으로부터 서로 접합하는 단계; 및

상기 2개의 중공형재 중 하나의 상기 2개의 면판 중 다른 하나의 상기 리브와 상기 하나의 단부 사이에 배치된 접속부상에, 그리고 상기 2개의 중공형재 중 다른 하나의 상기 2개의 면판 중 다른 하나의 상기 리브와 상기 하나의 단부 사이에 배치된 접속부상에, 상기 하나의 접속재의 각각의 단부를 중첩하는 단계를 포함하며,

상기 2개의 중공형재 중 상기 하나와 상기 접속재의 일 단부를 접합하되, 중첩된 단부에서 회전공구를 이용한 마찰교반용접으로, 회전공구의 축을 상기 중첩된 영역 내에 있도록 하면서, 상기 중공형재의 바깥쪽으로부터 접합하는 단계; 및

상기 2개의 중공형재 중 상기 다른 하나와 상기 접속재의 다른 쪽 끝을 접합하되 중첩된 단부에서 마찰교반용접으로 상기 중공형재의 바깥쪽으로부터 접합하거나, 상기 접속재의 상기 다른쪽 단부와 상기 중공형재의 2개의 면판의 상기 다른 쪽 끝을 아크용접으로 접합하는 단계를 포함하며,

상기 2개의 중공형재 각각은, 마찰교반용접이 적용되는 융기부를 가지며,

상기 접속재의 양단부는 상기 2개의 중공형재 사이에 설치되며,

상기 접속재와 상기 중공형재와의 마찰교반용접은, 트러스형 구조를 이루는 두개의 인접한 리브의 교점부에서 수행되는 것을 특징으로 하는 구조체의 제작방법.
제 32항에 있어서,

상기 2개의 중공형재 중 상기 다른 하나와 상기 접속재의 다른 쪽 끝의 접합은 마찰교반용접에 의해 시행되는 것을 특징으로 하는 구조체의 제작방법.
제 32항에 있어서,

상기 마찰교반용접후에, 상기 접속재의 상기 단부에 인접하는 상기 면판은 아크용접에 의하여 용접되는 것을 특징으로 하는 구조체의 제작방법.
제 32항에 있어서,

상기 2개의 중공형재 중 상기 다른 하나와 상기 접속재의 다른 쪽 끝의 접합시, 상기 중공형재 중 상기 다른 하나의 상기 면판과 접속재의 다른 쪽 끝은 아크용접에 의하여 용접되고, 상기 아크용접은 상기 중공형재 중 상기 하나와 상기 접속재의 상기 한 쪽 끝을 마찰교반용접한 후에 시행되는 것을 특징으로 하는 구조체의 제작방법.
제 32항에 있어서,

상기 접속재는 마찰교반용접이 시행되는 단부의 외부면측에 홈을 갖고, 상기 마찰교반용접은 상기 홈을 따라 회전공구의 위치를 판단하면서 시행되는 것을 특징으로 하는 구조체의 제작방법.
2개의 중공형재의 각각의 2개의 면판을 복수의 리브로 접속하고 상기 2개의 중공형재의 각각의 상기 2개의 면판 중 하나에 상기 2개의 면판 중 다른 하나의 상기 단부를 넘어서 연장되는 돌출부를 가진 단부를 마련하는 단계; 및

상기 2개의 중공형재상의 상기 돌출부를 서로 접합하는 단계를 포함하며,

상기 2개의 중공형재 중 하나의 상기 2개의 면판 중 다른 하나의 상기 리브와 상기 일 단부 사이에 배치된 접속부상에, 그리고 상기 2개의 중공형재 중 다른 하나의 상기 면판 중 다른 하나의 상기 리브와 상기 일 단부 사이에 배치된 접속부상에, 상기 하나의 접속재의 각각의 단부를 중첩하는 단계;

상기 2개의 중공형재 중 상기 하나와 상기 접속재의 한 쪽 끝을, 중첩된 단부에서 회전공구를 이용한 마찰교반용접으로 상기 중공형재의 바깥 쪽부터 접합시키되, 상기 회전공구의 축은 상기 중첩된 영역 내에 있도록 하면서 접합하는 단계; 및

상기 2개의 중공형재 중 상기 다른 하나와 상기 접속재의 다른 쪽 끝을 중첩된 단부에서 마찰교반용접으로 상기 중공형재의 바깥 쪽부터 접합하거나, 상기 접속재의 상기 다른 쪽 끝과 상기 중공형재의 2개의 면판의 상기 다른 쪽 끝을 아크용접으로 접합하는 단계를 포함하며,

상기 2개의 중공형재 각각은, 마찰교반용접이 적용되는 융기부를 가지며,

상기 접속재의 양단부는 상기 2개의 중공형재 사이에 설치되며,

상기 접속재와 상기 중공형재와의 마찰교반용접은, 트러스형 구조를 이루는 두개의 인접한 리브의 교점부에서 수행되는 것을 특징으로 하는 구조체의 제작방법.
제 37항에 있어서,

상기 2개의 중공형재 중 상기 다른 하나와 상기 접속재의 다른 쪽 끝의 접합은 마찰교반용접에 의하여 시행되는 것을 특징으로 하는 구조체의 제작방법.
제 37항에 있어서,

상기 마찰교반용접에 인접하는 상기 접속재의 단부는 아크용접으로 상기 면판에 접합되는 것을 특징으로 하는 구조체의 제작방법.
마찰교반용접으로 다른 부재에 접합되는 중공형재로서,

복수의 리브에 의해 트러스형 구조로 접속된 2개의 면판을 포함하되,

상기 2개의 면판 중 하나의 단부는 중공형재의 단부의 상기 트러스 구조의 정점 근방에 위치되며,

상기 2개의 면판 중 다른 하나의 단부는 상기 2개의 면판 중 상기 하나의 단부를 넘어서 상기 단부로부터 연장되는 돌출부를 가지며,

상기 복수의 리브 중 하나의 리브는 상기 2개의 면판 중 하나의 상기 단부와 상기 2개의 면판 중 상기 다른 하나의 상기 단부를 연결하며,

상기 중공형재와 상기 다른 부재 사이의 공간을 접속재로 장착하기 위하여, 상기 2개의 면판 중 상기 하나의 상기 단부와 상기 단부의 상기 하나의 리브의 접속부에는 함몰형 시트가 제공되며, 상기 함몰형 시트는 상기 중공형재의 상기 2개의 면판 중 상기 다른 하나로부터 멀어지는 방향과 상기 2개의 면판 중 상기 다른 하나의 상기 단부가 돌출된 방향으로 개방되고,

상기 시트의 폭의 중심부는 상기 트러스 구조의 상기 정점의 근방에 위치되며, 상기 정점의 근방에서 마찰교반용접이 시행되는 것이며,

상기 2개의 면판 중 적어도 하나의 단부에는, 마찰교반용접이 적용되는 융기부를 가지며,

상기 정점의 근방에서의 마찰교반용접은, 상기 트러스형 구조를 이루는 두개의 인접한 리브의 교점부에서 수행되도록 하는 것을 특징으로 하는 마찰교반용접용 중공형재.
제 40항에 있어서,

상기 시트의 폭의 상기 중심부와 상기 중공형재의 단부간의 거리는 상기 중심부와 상기 2개의 면판 중 상기 하나간의 거리보다 작다는 것을 특징으로 하는 마찰교반용접용 중공형재.
제 40항에 있어서,

상기 시트로부터 상기 2개의 면판 중 상기 하나에 이르는 접속부는 경사진 면을 갖는 것을 특징으로 하는 마찰교반용접용 중공형재.
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제 1부재의 한쪽 단부와 제 2부재의 다른쪽 단부를 중첩하여 중첩부를 형성하는 단계; 및

상기 중첩부에서 상기 제 1부재와 제 2부재의 안으로 회전공구를 삽입하고, 상기 제 1 및 제 2부재의 적어도 소정 부분에 대하여 상기 회전공구의 축이 기울어진 상태에서 이동방향으로 상기 회전공구를 이동시켜 마찰교반용접을 시행하는 단계를 포함하며,

상기 제 1부재와 상기 제 2부재 중 하나는 복수의 리브로 구성된 트러스형 구조이며, 상기 중첩부에서의 마찰교반용접은 상기 트러스형 구조를 이루는 인접한 두개의 리브의 교차부에서 실시되는 것을 특징으로 하는 마찰교반용접방법.
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제 1부재와 제 2부재를 포함하되,

상기 제 1부재의 한쪽 단부와 상기 제 2부재의 다른 쪽 단부는 중첩부에서 중첩되고 상기 중첩부에서 마찰교반용접에 의하여 용접되는 구조체로서,

상기 중첩부에는 용접 조인트의 비드가 배열되고,

상기 제 1부재의 한쪽 면이 수평상태에 있을 때, 상기 중첩부의 두께 방향으로 상기 용접 조인트의 상기 비드의 폭 방향의 중심선은 상기 한쪽 면에 대하여 기울어진 것이며,

상기 제 1부재와 상기 제 2부재 중 하나는 복수의 리브로 구성된 트러스형 구조로서, 상기 중첩부에서의 마찰교반용접은 상기 트러스형 구조를 이루는 인접한 두개의 리브의 교차부에서 실시된 것을 특징으로 하는 구조체.
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마찰교반용접으로 다른 부재에 접속되는 압출형재로서,

트러스형 구조를 이루는 복수의 리브에 의하여 접속된 2개의 면판을 포함하되,

상기 2개의 면판 중 하나의 단부는 상기 압출형재의 단부의 상기 트러스형 구조의 정점 근방에 위치되고,

상기 2개의 면판 중 다른 하나의 단부는 상기 2개의 면판 중 상기 하나의 상기 단부를 넘어서 연장되는 돌출부를 가지며,

상기 2개의 면판 중 상기 하나의 상기 단부와 상기 압출형재의 상기 단부의 상기 트러스형 구조의 정점 근방과의 접속부에서, 상기 2개의 면판 중 상기 하나의 상기 단부의 바깥 쪽 면은 상기 면판의 상기 다른 하나의 상기 단부를 향하여 경사져 있고,

상기 2개의 면판 중 다른 하나의 단부에는, 마찰교반용접이 적용되는 융기부를 가지며,

상기 경사부에서의 마찰교반용접은, 상기 트러스형 구조를 이루는 두개의 인접한 리브의 교점부에서 수행되도록 하는 것을 특징으로 하는 중공형재.