WO2020255374A1 - 連結部材および筐体 - Google Patents

Abstract

連結部材（５）は、平板状の第１部分（５１）、平板状の第２部分（５２）、平板状の第３部分（５３）およびヒレ部（５４）を備える。第１部分（５１）は、互いに直交する第１辺（５１ｃ）および第２辺（５１ｄ）を有する。第２部分（５２）は、第１辺（５１ｃ）において第１部分（５１）に対して折れ曲がり、第１部分（５１）の内表面（５１ａ）に対して垂直に延在する。第３部分（５３）は、第２辺（５１ｄ）において第１部分（５１）に対して折れ曲がり、第１部分（５１）の内表面（５１ａ）に対して垂直に延在する。ヒレ部（５４）は、第２部分（５２）の内表面（５２ａ）に対して垂直に突出するとともに第３部分（５３）と対向して配置される。第１辺（５１ｃ）における連結部材（５）の外表面の曲げ半径は、第１の延在部材（１）の第１辺（５１ｃ）に対向する側の面の曲げ半径と等しい。第２辺（５１ｄ）における連結部材（５）の外表面の曲げ半径は、第２の延在部材（２）の第２辺（５１ｄ）に対向する側の面の曲げ半径と等しい。

Description

連結部材および筐体

　この発明は、連結部材および筐体に関する。

　特開２０００－３２４６２４号公報（特許文献１）には、組立作業時間を短縮できるとともに、組立精度が向上し、かつ軽量化および低コスト化を図ることができる筐体の骨構造が提案されている。特許文献１に記載される骨構造は、鋼板で構成された複数のフレームと、フレーム同士を互いに結合する、締結具（リベット）および接着剤とを併用した結合手段とを備えている。

特開２０００－３２４６２４号公報

　上記特許文献１に記載される骨構造のコーナー部では、互いに垂直方向に延びた３方向の折曲線を有するコーナー補強部を介してフレーム同士が結合される。しかしながら、コーナー補強部の強度は十分といえず、改良の余地がある。

　それゆえ、本発明の主たる目的は、複数の延在部材を連結する連結部材であって、軽量化および強度の向上を実現する連結部材を提供することである。また本発明の他の目的は、その連結部材を用いた筐体を提供することである。

　この発明のある局面に係る連結部材は、少なくとも２つの延在部材を互いに連結する連結部材であって、平板状の第１部分、平板状の第２部分、平板状の第３部分およびヒレ部を備える。第１部分は、直線状に延びる第１辺と、第１辺に直交して直線状に延びる第２辺とを有する。第２部分は、第１辺において第１部分に対して折れ曲がり、第１部分の内表面に対して垂直に延在する。第３部分は、第２辺において第１部分に対して折れ曲がり、第１部分の内表面に対して垂直に延在する。ヒレ部は、第２部分の内表面に対して垂直に突出するとともに第３部分と対向して配置される。第１辺における連結部材の外表面の曲げ半径は、第１の延在部材の第１辺に対向する側の面の曲げ半径と等しい。第２辺における連結部材の外表面の曲げ半径は、第２の延在部材の第２辺に対向する側の面の曲げ半径と等しい。

　この発明によれば、軽量化および強度の向上を実現する連結部材および筐体を提供することができる。

本実施の形態に係る連結部材が適用される筐体の斜視図である。 本実施の形態に係る連結部材の斜視図である。 本実施の形態に係る連結部材の展開図である。 筐体のコーナー部分の分解斜視図である。 図４中に示す矢印Ａの方向から見た図である。

　以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。なお、以下の図面において同一または相当する部分には同一の参照符号を付し、その説明は繰返さない。

　図１は、本実施の形態に係る連結部材が適用される筐体の斜視図である。図１には、筐体１００のフレーム構造が模式的に示される。

　図１を参照して、筐体１００は、複数のフレーム部材を互いに連結することによって形成される。複数のフレーム部材は、水平方向（図中Ｙ方向）に延在する第１の梁部材１と、水平方向（図中Ｘ方向）に延在する第２の梁部材２と、垂直方向（図中Ｚ方向）に延在する柱部材３とを有する。第１の梁部材１、第２の梁部材２および柱部材３は、直線状に延びる「延在部材」の一実施例に対応する。

　筐体１００はさらに、少なくとも２以上の延在部材を連結するための連結部材５を有する。連結部材５は、筐体１００のコーナー部分に配置されており、第１の梁部材１、第２の梁部材２および柱部材３を連結するために用いられる。

　図２は、連結部材５の斜視図である。図２を参照して、連結部材５は、第１部分５１、第２部分５２、第３部分５３およびヒレ部５４を有する。

　第１部分５１は、平面状の形状を有し、一方の表面である内表面５１ａと、他方の表面である外表面５１ｂとを有する。第１部分５１は、直線状に延びる第１辺５１ｃと、第１辺５１ｃに直交して直線状に延びる第２辺５１ｄとを有する。

　第１部分５１は、矩形の１つの頂点部分が切り欠かれた形状を有する。当該切り欠きは、矩形の１つの頂点部分が切り欠かれた矩形形状に形成されている。ただし、切り欠きの形状はこれに限定されない。

　第１部分５１には、第１部分５１を厚み方向に貫通する複数の貫通孔６ａ，６ｂが形成されている。貫通孔６ａ，６ｂには内表面５１ａ側に面取加工が施されている。なお、貫通孔の数は２に限定されない。

　第２部分５２は、平面状の形状を有し、一方の表面である内表面５２ａと、他方の表面である外表面５２ｂとを有する。第２部分５２は、第１辺５１ｃにおいて第１部分５１の内表面５１ａに対して折れ曲がり、内表面５１ａに対して垂直に延在する。

　第２部分５２には、第２部分５２を厚み方向に貫通する複数の貫通孔６ｃ，６ｄが形成されている。貫通孔６ｃ，６ｄには内表面５２ａ側に面取加工が施されている。なお、貫通孔の数は２に限定されない。

　第３部分５３は、平面状の形状を有し、一方の表面である内表面５３ａと、他方の表面である外表面５３ｂとを有する。第３部分５３は、第２辺５１ｄにおいて第１部分５１の内表面５１ａに対して折れ曲がり、内表面５１ａに対して垂直に延在する。第３部分５３には、第３部分５３を厚み方向に貫通する複数の貫通孔６ｅ，６ｆが形成されている。貫通孔６ｅ，６ｆには内表面５３ａ側に面取加工が施されている。なお、貫通孔の数は２に限定されない。

　第１部分５１、第２部分５２および第３部分５３は、互いに直交するように配置されている。第１部分５１および第２部分５２は第１辺５１ｃにおいて接合し、第１部分５１および第３部分５３は第２辺５１ｄにおいて接合する。第２部分５２と第３部分５３との間には隙間５５が形成されている。

　ヒレ部５４は、平面状の形状を有し、一方の表面である第１面５４ａと、他方の表面である第２面５４ｂとを有する。ヒレ部５４は、第２部分５２の内表面５２ａに対して折れ曲がり、内表面５２ａに対して垂直に突出している。ヒレ部５４の第１面５４ａは第３部分５３に対向しており、第３部分５３に対して平行に設けられている。

　ヒレ部５４には、ヒレ部５４を厚み方向に貫通する貫通孔６ｇが形成されている。貫通孔６ｇには第１面５４ａ側に面取加工が施されている。なお、貫通孔の数は１に限定されない。

　図３は、図２に示した連結部材５の展開図である。
　図３を参照して、連結部材５は、平板部材１０に穴開け加工が施されるとともに平板部材１０が曲げ加工されることにより、形成されている。平板部材１０を構成する材料としては、たとえば軟鋼やステンレス鋼などの鋼板、アルミニウム板などを用いることができる。平板部材１０の厚みは、たとえば１～３．５ｍｍ程度である。

　第１部分５１を形成する部分に対し平板部材１０が直角に折り曲げられることより、第２部分５２および第３部分５３が形成される。さらに、第２部分５２に対し平板部材１０が直角に折り曲げられることにより、ヒレ部５４が形成される。

　すなわち、平板部材１０の内表面１０ａは、第１部分５１の内表面５１ａ、第２部分５２の内表面５２ａ、第３部分５３の内表面５３ａおよびヒレ部５４の第１面５４ａを構成する。平板部材１０の外表面１０ｂは、第１部分５１の外表面５１ｂ、第２部分５２の外表面５２ｂ、第３部分５３の外表面５３ｂおよびヒレ部５４の第２面５４ｂを構成する。

　第１辺５１ｃおよび第２辺５１ｄは、平板部材１０の曲げの中心部分に位置している。第２部分５２の第３辺５２ｃは、平板部材１０の曲げの中心部分に位置している。

　このように平板部材１０の曲げ加工により連結部材５を形成できるため、連結部材５の加工性が向上されている。また、連結部材５を単一の部品（平板部材１０）のみで構成することができるため、複数の部品を組み合わせて連結部材を構成する場合に比べて、連結部材の軽量化および低廉化を実現することができる。

　複数の部品を組み合わせて連結部材を構成する場合には、部品同士の位置合わせのための作業が必要となるため、筐体の組立作業が煩雑かつ時間がかかるという問題があった。これに対して、本実施の形態に係る連結部材５は、位置合わせの作業が不要となるため、筐体１００の加工性を向上させることができる。

　次に、実施の形態に係る連結部材５を用いて複数の延在部材を互いに連結した筐体１００について説明する。

　図４は、筐体１００のコーナー部分の分解斜視図である。図４には、筐体１００のコーナー部分近傍における、梁部材１，２および柱部材３の一部のみが示されている。

　第１の梁部材１は、貫通孔６ａを貫通する図示しないリベットを用いて、リベット接合により第１部分５１に固定される。第１の梁部材１はまた、貫通孔６ｃを貫通する図示しないリベットを用いて、リベット接合により第２部分５２に固定される。第１部分５１に形成された貫通孔６ａおよび第２部分５２に形成された貫通孔６ｃは、第１の梁部材１を連結部材５に連結するためのリベットが貫通するリベット孔としての機能を有する。

　第２の梁部材２は、貫通孔６ｂを貫通する図示しないリベットを用いて、リベット接合により第１部分５１に固定される。第２の梁部材２はまた、貫通孔６ｆを貫通する図示しないリベットを用いて、リベット接合により第３部分５３に固定される。第１部分５１に形成された貫通孔６ｂおよび第３部分５３に形成された貫通孔６ｆは、第２の梁部材２を連結部材５に連結するためのリベットが貫通するリベット孔としての機能を有する。

　柱部材３は、貫通孔６ｄを貫通する図示しないリベットを用いて、リベット接合により第２部分５２に固定される。柱部材３はまた、貫通孔６ｅを貫通するリベットを用いて、リベット接合により第３部分５３に固定される。柱部材３はさらに、貫通孔６ｇを貫通する図示しないリベットを用いて、リベット接合によりヒレ部５４に固定される。第２部分５２に形成された貫通孔６ｄ、第３部分５３に形成された貫通孔６ｅおよびヒレ部５４に形成された貫通孔６ｇは、柱部材３を連結部材５に連結するためのリベットが貫通するリベット孔としての機能を有する。柱部材３の内表面は、第２部分５２、第３部分５３およびヒレ部５４にリベット接合されるため、柱部材３の内表面の強度を向上させることができる。これにより、筐体１００の強度を向上させることができる。

　このようにして、複数の延在部材である第１の梁部材１、第２の梁部材２および柱部材３が、リベット接合により連結部材５を介して互いに連結され、これにより、筐体１００が形成される。第１の梁部材１、第２の梁部材２および柱部材３を溶接により連結する必要はなくリベット止めのみで済むため、筐体１００の加工性を向上させることができる。

　その一方で、連結部材５を平板部材１０のみで構成したことによって、複数の部品を組み合わせた構成に比べて、連結部材５の強度が低くなることが懸念される。連結部材５の強度が低くなると、連結部材５により連結される複数の延在部材の連結強度も低くなるため、筐体１００の強度の低下を招くことになる。なお、平板部材１０の厚みを厚くすることで連結部材５の強度が高められるが、連結部材５が重量化してしまい、筐体１００の重量化に繋がる。

　そのため、本実施の形態に係る連結部材５は、曲げ加工における平板部材１０の曲げ半径を調整することによって、連結部材５と延在部材との接合強度を高める。これにより、連結部材５に加わる荷重を延在部材に分散できるため、連結部材５の強度を補強することが可能となる。

　図５は、図４中に示す矢印Ａの方向から見た図である。図５には、連結部材５の第１部分５１および第３部分５３ならびに第２の梁部材２の一部のみが図示されている。

　上述したように、第３部分５３は、平板部材１０が、第１部分５１の内表面５１ａに対して直角に折り曲げられることにより形成される。

　第２の梁部材２は、第２の梁部材２の内表面２ａが第１部分５１の外表面５１ｂおよび第３部分５３の外表面５３ｂに面接触するように配置される。第１部分５１の第２辺５１ｄは曲げの中心部分に位置している。図４では、この第２辺５１ｄにおける外表面５１ｂの曲げ半径をＲとする。曲げ半径Ｒは、外表面５１ｂの曲げの中心部分と同じ大きさのカーブを描く円Ｃの半径に相当する。この曲げ半径Ｒを、第２の梁部材２の内表面２ａの曲げ半径と等しくする。なお、本願明細書において、曲げ半径が等しいとは、曲げ半径が実質的に等しいことを意味し、面接触が確保できる程度に各曲げ半径が近似する場合も含む。曲げ半径が等しいとは、たとえば、曲げ半径のばらつきが一の値に対して±１０％以内であることに対応する。

　このようにすると、第２辺５１ｄ部分においても第１部分５１と第２の梁部材２との接触性を向上させることができるため、連結部材５と第２の梁部材２との接合強度を向上させることができる。

　図５において、第１部分５１および第３部分５３の厚みをｄ１とし、第２の梁部材２の厚みをｄ２とした場合、厚みｄ１を薄くすると、連結部材５が軽量化する一方で、第１部分５１および第３部分５３の強度が低下する。第１部分５１および第３部分５３と第２の梁部材２との接合強度を高めることで、第２の梁部材２によって第１部分５１および第３部分５３を補強することができる。第１部分５１および第３部分５３の各々は、厚みｄ１と厚みｄ２との合計に相当する厚みを有するものとみなすことができる。これによると、第１部分５１および第３部分５３の厚みｄ１を薄くしても、第１部分５１および第３部分５３の強度を確保することができる。

　図４に戻って、連結部材５において、第１辺５１ｃにおける外表面５１ｂの曲げ半径を、第１の梁部材１の内表面１ａの曲げ半径と等しくすることにより、連結部材５と第１の梁部材１との接合強度を向上させることができる。

　さらに、ヒレ部５４においても、第２部分５２の外表面５２ｂの曲げ半径を、柱部材３の内表面３ａの曲げ半径と等しくすることにより、連結部材５と柱部材３との接合強度を向上させることができる。この結果、連結部材５の厚みを薄くしても、連結部材５により連結される複数の延在部材の連結強度を向上させることができ、筐体１００の強度を向上させることができる。すなわち、連結部材５の強度を確保しながら、連結部材５の軽量化を実現することができる。

　今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

　１　第１の梁部材、２　第２の梁部材、３　柱部材、５　連結部材、６ａ～６ｇ　貫通孔、５１　第１部分、５１ａ，５２ａ，５３ａ，５４ａ　内表面、５１ｂ，５２ｂ，５３ｂ，５４ｂ　外表面、５１ｃ　第１辺、５１ｄ　第２辺、５２　第２部分、５３　第３部分、５４　ヒレ部、１００　筐体。

Claims (7)

1. 　少なくとも２つの延在部材を互いに連結する連結部材であって、
   　直線状に延びる第１辺と、前記第１辺に直交して直線状に延びる第２辺とを有する平板状の第１部分と、
   　前記第１辺において前記第１部分に対して折れ曲がり、前記第１部分の内表面に対して垂直に延在する平板状の第２部分と、
   　前記第２辺において前記第１部分に対して折れ曲がり、前記第１部分の内表面に対して垂直に延在する平板状の第３部分と、
   　前記第２部分の内表面に対して垂直に突出するとともに前記第３部分と対向して配置される平板状のヒレ部とを備え、
   　前記第１辺における前記連結部材の外表面の曲げ半径は、第１の延在部材の前記第１辺に対向する側の面の曲げ半径と等しく、かつ、
   　前記第２辺における前記連結部材の外表面の曲げ半径は、第２の延在部材の前記第２辺に対向する側の面の曲げ半径と等しい、連結部材。
2. 　前記連結部材は、３つの延在部材を互いに連結するように構成され、
   　前記第２部分は、前記第１辺および前記第２辺に直交して直線状に延びる第３辺を有し、
   　前記ヒレ部は、前記第３辺において前記第２部分に対して折れ曲がり、前記第２部分の内表面に対して垂直に突出し、
   　前記第３辺における前記連結部材の外表面の曲げ半径は、第３の延在部材の前記第３辺に対向する側の面の曲げ半径に等しい、請求項１に記載の連結部材。
3. 　前記第１部分、前記第２部分、前記第３部分および前記ヒレ部は、平板部材の曲げ加工により形成される、請求項１または２に記載の連結部材。
4. 　前記第１部分、前記第２部分、前記第３部分および前記ヒレ部の各々には、前記第１および第２の延在部材を前記連結部材にリベット接合により連結するための、厚み方向に貫通する少なくとも１つの貫通孔が形成されている、請求項１から３のいずれか１項に記載の連結部材。
5. 　前記第２部分と前記第３部分との間に隙間が形成される、請求項１から４のいずれか１項に記載の連結部材。
6. 　水平方向に延在する梁部材と、
   　垂直方向に延在する柱部材と、
   　前記梁部材と前記柱部材とを連結する、請求項１から５のいずれか１項に記載の連結部材とを備える、筐体。
7. 　水平方向に延在する第１の梁部材と、
   　水平方向に延在する第２の梁部材と、
   　前記第１の梁部材と前記第２の梁部材とを連結する、請求項１から５のいずれか１項に記載の連結部材とを備える、筐体。

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