JP2012117632A

JP2012117632A - 連結構造

Info

Publication number: JP2012117632A
Application number: JP2010269392A
Authority: JP
Inventors: Masashi Maruyama; 真史丸山; Masaaki Kumai; 雅章熊井; Eiji Anzai; 英司安在; Miki Sato; 三樹佐藤
Original assignee: Nikkeikin Aluminum Core Technology Co Ltd
Current assignee: Nikkeikin Aluminum Core Technology Co Ltd
Priority date: 2010-12-02
Filing date: 2010-12-02
Publication date: 2012-06-21
Anticipated expiration: 2030-12-02
Also published as: JP5650998B2

Abstract

【課題】固定強度の向上を図れる連結構造を提供することを課題とする。
【解決手段】連結部材２０は、被連結部材１０の中空部１１にそれぞれ挿入される一対の挿入部２１と、各挿入部２１の間に位置する中間部２６とを備え、挿入部２１の各挿入方向の両方に直交する方向を押出方向とする中空押出形材にて一体的に構成され、中空部２６は、一対の第一対向面と一対の第二対向面を有する表皮１２にて区画され、第一対向面は、押出方向に沿って設置される第一締付手段３１によって互いに内側に押圧され、第二対向面は、押出方向と直交する方向に設置される第二締付手段３２によって互いに内側に押圧され、挿入部２１は、第一対向面で挟まれて固定されるとともに、第二対向面で挟まれて固定され、挿入部２１には、第一締付手段３１の締付軸力を受ける筒状ガイド部２３と、第二締付手段３２の締付軸力を受けるリブ２４が設けられていることを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、連結側端に開口する中空部を有する一対の被連結部材を連結する連結構造に関する。

連結側端に開口する中空部を有する一対の被連結部材を連結する構造としては、例えば、特許文献１，２に開示されるものがあった。特許文献１，２の連結構造は、共にＬ字に形成された連結部材（コーナー接合部材または型材Ｌ字継ぎ中子）の両端を、連結する非連結部材である中空押出形材の端部にそれぞれ挿入して、中空押出形材の外表面から、止めビスやタッピングビスをねじ込んで、連結部材の表皮と被連結部材の表皮とを固定するようになっていた。

実用新案登録第３０１０３７２号公報特開平５−８６７７２号公報

前記の連結構造の場合、連結部材の表皮と被連結部材の表皮同士をビスによって固定しているので、固定強度はそれほど強くなく、例えば、振動が加わる使用条件下では、固定強度が不足してしまう場合があった。

このような観点から、本発明は、固定強度の向上を図れる連結構造を提供することを課題とする。

このような課題を解決するための請求項１に係る発明は、少なくとも連結側端に開口する中空部を有する一対の被連結部材を、連結部材を介して連結する連結構造であって、前記連結部材は、前記一対の被連結部材の前記中空部にそれぞれ挿入される一対の挿入部と、前記一対の挿入部の間に位置する中間部とを備えるとともに、前記一対の挿入部の各挿入方向の両方に直交する方向を押出方向とする中空押出形材にて一体的に構成されており、前記中空部は、一対の第一対向面と一対の第二対向面を有する表皮にて区画されており、一対の前記第一対向面は、前記押出方向に沿って設置される第一締付手段によって互いに内側に押圧され、一対の前記第二対向面は、前記押出方向と直交する方向に設置される第二締付手段によって互いに内側に押圧され、前記挿入部は、一対の前記第一対向面で挟まれて固定されるとともに、一対の前記第二対向面で挟まれて固定され、前記挿入部には、前記第一締付手段を囲んでその締付軸力を受ける筒状ガイド部が前記押出方向に延在して設けられるとともに、前記第二締付手段の挿通位置に沿って設けられ前記第二締付手段の締付軸力を受けるリブが設けられていることを特徴とする連結構造である。

このような構成によれば、挿入部が、互いに直交する二つの締付手段によって被連結部材の表面外側から挟まれて締付固定されているので、連結部材と被連結部材を強固に固定することができるとともに、二方向で固定されるので、部材間のガタを抑えることができる。また、筒状ガイド部とリブを設けたことによって、強い締付軸力を受けることができる。さらに、筒状ガイド部とリブで補強しているので、表皮を構成する面材を薄くでき、各部材の軽量化を図れる。また、中空押出形材で連結部材を構成しているので、加工精度の高い連結部材を提供できる。さらに、挿入部と中間部との形成角度を変えれば、被連結部材を種々の角度で連結することができる。

また、本発明においては、前記筒状ガイド部は、前記挿入部の先端部に形成され、前記リブは、前記筒状ガイド部よりも前記挿入部の基端側に形成されていることが好ましい。

このような構成によれば、第一締付手段が先端部に位置して、第二締付手段が基端側に位置するので、第一締固手段と第二締付手段とが干渉することはない。

さらに、本発明においては、前記一対の被連結部材は、断面矩形を呈したアルミニウムまたはアルミニウム合金製の中空押出形材にて構成されていることが好ましい。

このような構成によれば、被連結部材の寸法精度を高めることができるとともに、連結構造のさらなる軽量化を図ることができる。

本発明に係る連結構造によれば、固定強度の向上を図ることができるといった優れた作用効果を得ることができる。

本発明の実施形態に係る連結構造を採用して形成したフレーム体を示した斜視図である。本発明の実施形態に係る連結構造を示した分解斜視図である。連結部材を示した斜視図である。被連結部材を示した図であって、（ａ）は仕切板の切断加工工程を示した断面図、（ｂ）は内部を透視した斜視図である。連結部材の変形例を示した斜視図である。連結部材の他の変形例を示した斜視図である。連結部材のさらに他の変形例を示した斜視図である。

本発明を実施するための形態について、添付図面を参照しながら詳細に説明する。本実施形態では、図１に示すように、連結構造１を採用して、長尺の被連結部材１０同士を連結することで形成されるフレーム体２を例に挙げて説明する。このフレーム体２では、被連結部材１０同士は種々の連結角度で連結されている。なお、フレーム体２の形状は一例であって、図１の形状に限定する趣旨ではない。

図２に示すように、連結構造１は、少なくとも連結側端に開口する中空部１１を有する一対の被連結部材１０，１０を、連結部材２０を介して連結する構造である。

本実施形態では、図２および図４の（ｂ）に示すように、被連結部材１０の中空部１１は、一対の第一対向面と一対の第二対向面を有する表皮１２にて区画されている。被連結部材１０は、断面矩形を呈したアルミニウムまたはアルミニウム合金製の中空押出形材にて構成されている。この中空押出形材は、被連結部材１０の長手方向を押出方向として形成されている。被連結部材１０は、断面形状が縦長の長方形を呈しており、天板１２ａ、側板１２ｂ，１２ｃおよび底板１２ｄを備えている。前記した表皮１２は、天板１２ａ、側板１２ｂ，１２ｃおよび底板１２ｄにて構成されている。そして、天板１２ａと底板１２ｄの内面が、「一対の第一対向面」を成し、各側板１２ｂ，１２ｃの内面が、「一対の第二対向面」を成す。

被連結部材１０の内側には、高さ方向中間部に仕切板１３が設けられている。仕切板１３は、表皮１２を補強するものであって、各側板１２ｂ，１２ｃを繋ぐように形成されており、被連結部材１０の中空部１１を上下に分割している。被連結部材１０の連結側端部は、仕切板１３が切除されて、中空部１１の端部が、天板１２ａから底板１２ｄまで広がって一体で形成されている。なお、仕切板１３は一枚に限定されるものではなく、複数枚あってもよい。さらに、表皮１２だけで充分な強度を得られる場合は、仕切板を設けなくてもよい。

天板１２ａと底板１２ｄには、後記する第一締付手段３１が挿通される貫通孔１４が形成されている。また、側板１２ｂ，１２ｃには、後記する第二締付手段３２が挿通される貫通孔１５が形成されている。

図２に示すように、連結部材２０は、隣り合う一対の被連結部材１０，１０の中空部１１，１１にそれぞれ挿入される一対の挿入部２１，２１と、一対の挿入部２１，２１の間に位置する中間部２６とを備えている。連結部材２０は、一対の挿入部２１，２１と中間部２６とを一体形成した中空押出形材にて構成されている。この中空押出形材は、アルミニウムまたはアルミニウム合金にて構成され、一対の挿入部２１，２１の各挿入方向の両方に直交する方向（図２の上下方向）を押出方向として形成されている。連結部材２０は、上端から下端にかけて同一の断面形状を呈している（後記する貫通孔２５部分は除く）。なお、挿入部２１の挿入方向は、当該挿入部２１が挿入される被連結部材１０の押出方向と同じである。

挿入部２１は、被連結部材１０の中空部１１に挿入されて、第一締付手段３１と第二締付手段３２を介して、被連結部材１０に固定される（図３参照）。第一締付手段３１は、ボルト３１ａおよびナット３１ｂにて構成され、第二締付手段３２は、ボルト３２ａおよびナット３２ｂにて構成されている。ボルト３１ａは、連結部材２０の押出方向（図２の上下方向）に沿って配置される部材で、被連結部材１０を上下方向に貫通可能な長さを有している。ボルト３２ａは、連結部材２０の押出方向と直交する方向（横方向）に沿って配置される部材で、被連結部材１０を横方向に貫通可能な長さを有している。挿入部２１は、第一締付手段３１によって互いに内側に押圧される被連結部材１０の第一対向面（天板１２ａと底板１２ｄの内面）で上下両側から挟まれて固定される。これと同時に、挿入部２１は、第二締付手段３２によって互いに内側に押圧される被連結部材１０の第二対向面（各側板１２ｂ，１２ｃの内面）で横方向両側から挟まれて固定される。

なお、各締付手段３１，３２は、ボルトナットに限定されるものではない。例えば、被連結部材１０の貫通孔１４，１５に雌ねじを形成し、ボルトを直接螺合させる構成としてもよい。

挿入部２１は、外殻部２２と筒状ガイド部２３とリブ２４とを備えて構成されている。外殻部２２は、被連結部材１０の中空部１１の幅寸法および高さ寸法と同等の幅および高さ有した縦長の部位であって、先端板２２ａと側板２２ｂ，２２ｃから構成されている。外殻部２２は、中間部２６から挿入方向前方に突出しており、先端板２２ａと側板２２ｂ，２２ｃとで断面コ字形状を呈している。外殻部２２は、上下端がそれぞれ開口している。

筒状ガイド部２３は、外殻部２２の先端板２２ａに、挿入方向前方に突出して設けられている。筒状ガイド部２３は、ボルト３１ａの軸部を囲んで、第一締付手段３１の締付軸力を受ける部分であって、挿入部２１の押出方向に沿って延在している。筒状ガイド部２３は、外殻部２２と同じ高さに形成されている。筒状ガイド部２３は、略円筒形状を呈しており、外殻部２２の先端板２２ａに一体形成されている。筒状ガイド部２３は、ボルト３１ａの外周面より僅かに大径の内周面を有している。

リブ２４は、第二締付手段３２の締付軸力を受ける部分である。リブ２４は、筒状ガイド部２３よりも基端側となる外殻部２２の内側に設けられている。リブ２４は、挿入部２１を被連結部材１０の中空部１１に挿入した状態で、中空部１１の幅方向に延在する方向に設けられている。リブ２４は、ボルト３２ａの挿通位置に沿って近接して設けられている。ボルト３２ａは、外殻部２２の内側で先端側に配置されており、外殻部２２の先端板２２ａとリブ２４との間に水平方向に延びて配置される。先端板２２ａとリブ２４との距離は、ボルト３２ａの外径よりも僅かに長い寸法になっている。

外殻部２２の側板２２ｂ，２２ｃには、ボルト３２ａ用の貫通孔２５がそれぞれ形成されている。貫通孔２５は、上下二箇所にそれぞれ形成されており、ボルト３２ａが上下に二本設けられる。貫通孔２５は、中空押出形材を形成した後に穴あけ加工によって形成される。

中間部２６は、挿入部２１，２１を所定の角度を成して連結する部分であって、図２に示す連結部材２０では、直角に連結している。中間部２６の外周断面は、中心角が９０度の扇形の筒形状を呈しており、円弧部分を構成する曲面板２６ａと、半径部分を構成する一対の平板２６ｂ，２６ｂとを備えている。平板２６ｂ，２６ｂ同士の接続部には板状の面取部２６ｃが形成されて、斜めに接続されている。中間部２６の平板２６ｂから、挿入部２１の外殻部２２の各側板２２ｂ，２２ｃが張り出している。つまり、平板２６ｂと側板２２ｂ，２２ｃと先端板２２ａとで外周断面が長方形の筒形状を呈している。なお、挿入部２１の外殻部２２の側板２２ｂ，２２ｃは、中間部２６の平板２６ｂの幅方向両端から内側にオフセットして形成されている。オフセット寸法は、被連結部材１０の側板１２ｂ，１２ｃの厚さ寸法と同等になっている。被連結部材１０に挿入部２１を挿入した際に、中間部２６の外表面（面取部２６ｃの表面および曲面板２６ａの表面）と、被連結部材１０の側板１２ｂ，１２ｃの外表面がそれぞれ段差なく接続されるように構成されている。

仕切板１３の連結側端部の切除は、図４の（ａ）に示すようなプレス加工機５０によって加工される。プレス加工機５０は、仕切板１３を下側から支持するダイ５１と、仕切板１３を上側から押圧して切断するパンチ５２とを備えている。ダイ５１は、中空部１１の幅と同等の幅寸法を有しており、ホルダ５３上に配置されている。ホルダ５３上には、プレス加工時に底板１２ｄが位置する段部５３ａが形成されている。ダイ５１は、先端がＬ字状に立ち上がっており、その上端面で仕切板１３を支持する。ダイ５１上には、パンチ５２を傾動可能に支持する支持部５４が設けられている。パンチ５２は、中空部１１の幅と同等の幅寸法を有しており、先端で仕切板１３を幅方向に切断するとともに、側端で仕切板１３と側板１２ｂ，１２ｃとをそれぞれ切断する。パンチ５２は、下面が先端に向かうに連れて下側に傾斜しており、仕切板１３を奥側から順次切断するようになっている。

図２および図３の連結部材２０は、被連結部材１０，１０を直角に連結するように構成されているが、連結角度（被連結部材１０，１０の開き角度）は直角に限定されるものではない。例えば、図５に示す連結部材２０’や図６に示す連結部材２０”のように、種々の角度で被連結部材１０，１０を接続することが可能である。この場合、挿入部２１，２１の形状は変えずに、中間部２６’，２６”を変える。

図５に示す連結部材２０’は、被連結部材１０，１０を１５０度の開き角度で連結するもので、中間部２６’の曲面板２６ａ’の中心角が１５０度となっている。さらに、面取部２６ｃ’も、曲面板２６ａ’と同心で内側に湾曲しており、曲面板２６ａ’と同じ中心角の円弧となっている。つまり、中間部２６’が一定幅の円弧形状を呈している。なお、その他の構成については、図２の連結構造１と同様であるので、同じ符号を付して説明を省略する。

図６に示す連結部材２０”は、被連結部材１０，１０を１２０度の開き角度で連結するもので、中間部２６”の曲面板２６ａ”の中心角が１２０度となっている。さらに、面取部２６ｃ”も、曲面板２６ａ”と同心で内側に湾曲しており、曲面板２６ａ”と同じ中心角の円弧となっている。つまり、中間部２６”が一定幅の円弧形状を呈している。なお、その他の構成については、図２の連結構造１と同様であるので、同じ符号を付して説明を省略する。

なお、図５および図６では、被連結部材１０，１０を鈍角で連結する構成を説明したが、鋭角で連結することも可能である。

以上のような構成の連結構造１によれば、挿入部２１，２１が互いに直交する二つの締付手段３１，３２によって被連結部材１０の表面外側から挟まれて締付固定されているので、連結部材２０と被連結部材１０を強固に固定することができる。また、第一締付手段３１は、筒状ガイド部２３によって締付軸力が支持され、第二締付手段３２は、先端板２２ａとリブ２４によって締付軸力が支持されるので、各締付手段３１，３２において、強い締付軸力を発生させることができる。これによって、より一層強い締付力で締め付けることが可能となるので、固定強度を大幅に高くできる。さらに、第一締付手段３１の締付軸力を受ける部位が、ボルト３１ａの外周面を覆う筒状に形成されているので強度が高く、大きい締付軸力を受けることができる。

さらには、中空部１１と略同形の挿入部２１を中空部１１に挿入して、締付手段３１，３２によって、二方向から締め付けているので、部材間（被連結部材１０と連結部材２０間）のガタを抑えることができる。

また、筒状ガイド部２３とリブ２４で補強したことによって、挿入部２１の表皮を構成する面材（先端板２２ａ、側板２２ｂ，２２ｃおよび基端板２２ｄ）および被連結部材１０の表皮を構成する面材（天板１２ａ、側板１２ｂ，１２ｃおよび底板１２ｄ）を薄くできるので、各部材の軽量化およびコストダウンを図れる。

さらに、中空押出形材で連結部材２０を構成しているので、加工精度の高い連結構造１を提供できる。被連結部材１０も中空押出形材で構成しているので、フレーム体２の平坦度を高めることができる。例えば、長辺１６００ｍｍ、短辺８００ｍｍのフレーム体を平坦な面に載置した際に、載置面からの浮きを１〜２ｍｍ以下に抑えることができる。

また、連結部材２０の押出方向が、挿入部２１の挿入方向と直交する方向になっているので、連結部材２０の水平断面の設計自由度が高く、被連結部材１０，１０を自由な角度で連結することができる。また、中空押出形材の切断長さを変えるだけで、被連結部材１０の高さ寸法に応じた縦長の挿入部２１を容易に形成できる。

以上、本発明を実施するための形態について説明したが、本発明は前記実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜設計変更が可能である。例えば、本実施形態では、被連結部材１０，１０同士が交差するように連結されているが、これに限定されるものではない。図７に示すように、互いに平行になるように配置した被連結部材１０，１０を連結することもできる。この場合、連結部材６０は、挿入部２１，２１の形状は前記実施形態と同等で、中間部６６の形状が異なる。中間部６６は、各挿入部２１，２１がそれぞれ接続される一対の平板６６ａ，６６ａと、平板６６ａ，６６ａ同士を繋ぐ一対の側板６６ｂ，６６ｂとを備えている。側板６６ｂ，６６ｂは、平板６６ａ，６６ａの幅方向端部にそれぞれ繋がっており、中間部６６全体で、筒形状を呈している。平板６６ａ，６６ａは互いに平行でかつオフセットした位置に形成されている。一方の平板６６ａの、他方の平板６６ａから離間した側の幅方向端部に繋がる側板６６ｂは、所定長さ挿入方向に沿って延在する延在部６７と延在部６７の端部から他方の平板６６ａに延びる傾斜部６８とを備えてなる。延在部６７を備えることで、中間部６６は、一定幅以上に形成され、強度を確保できる。図２の連結構造１と同様であるので、同じ符号を付して説明を省略する。

このような構成によれば、前記実施形態と同様の作用効果を得られるとともに、被連結部材１０，１０を平行で且つ偏心させて連結できるので、フレーム体の幅を途中で変更することも可能である。

また、前記実施形態では、先端側に第一締付手段３１の締付軸力を受ける筒状ガイド部２３を設けて、その基端側に第二締付手段３２の締付軸力を受けるリブ２４を設けているが、これに限定されることなく、先端側にリブを設けて、その基端側に筒状ガイド部材を設けるようにしてもよい。この場合、例えば、リブの基端側面に筒状ガイド部を形成すればよい。このような構成にすれば、先端側に第二締付手段が位置し、基端側に第一締付手段が位置する。

さらに、前記実施形態では、筒状ガイド部２３は、先端板２２ａの外側面に形成されているが、内側面に形成するようにしてもよい。この場合、リブは、例えば、基端側で、筒状ガイド部の外周面との間に第二締付手段を設置可能なクリアランスをあけて形成するか、または、基端側で、第二締付手段を設置可能なクリアランスをあけて複数設けるようにする。

さらには、前記実施形態では、筒状ガイド部２３は、略円筒形状であるが、これに限定されるものではない。例えば、断面正方形形状としてもよいし、リブで区画してボルトを覆うようにしてもよい。断面正方形形状とする場合は、例えば、先端板の外側面に形成してもよいし、内側面に形成してもよい。筒状ガイド部を先端板の内側面に形成する場合、リブは、基端側で、筒状ガイド部の外側面との間に第二締付手段を設置可能なクリアランスをあけて形成するか、または、基端側で、第二締付手段を設置可能なクリアランスをあけて複数設けるようにする。さらに、筒状ガイド部を、リブの先端側面に形成してもよいし、リブの基端側面に形成してもよい。一方、リブで区画してボルトを覆う場合は、先端板よりも基端側に第一締付手段を設置可能なクリアランスをあけてリブを設け、さらにその基端側に第二締付手段を設置可能なクリアランスをあけて別途のリブを設ければよい。このとき、筒状ガイド部は、内周面が断面長方形形状となるが、筒状ガイド部に対応する側板部分を厚くして筒状ガイド部の内周面を断面正方形形状としてもよい。また、各締付手段３１，３２の設置本数は、前記実施形態の本数に限定されるものではない。

また、前記実施形態では、被連結部材１０は、中空押出形材にて構成されているが、これに限定されるものではない。連結側端部に、連結部材の挿入部が挿入される中空部が形成されていれば、他の部分が中実であってもよい。

１連結構造
１０被連結部材
１１中空部
１２表皮
２０連結部材
２１挿入部
２３筒状ガイド部
２４リブ
２６中間部
３１第一締付手段
３２第二締付手段
２０’ 連結部材
２６’ 中間部
２０” 連結部材
２６” 中間部
６０連結部材
６６中間部

Claims

少なくとも連結側端に開口する中空部を有する一対の被連結部材を、連結部材を介して連結する連結構造であって、
前記連結部材は、前記一対の被連結部材の前記中空部にそれぞれ挿入される一対の挿入部と、前記一対の挿入部の間に位置する中間部とを備えるとともに、前記一対の挿入部の各挿入方向の両方に直交する方向を押出方向とする中空押出形材にて一体的に構成されており、
前記中空部は、一対の第一対向面と一対の第二対向面を有する表皮にて区画されており、
一対の前記第一対向面は、前記押出方向に沿って設置される第一締付手段によって互いに内側に押圧され、一対の前記第二対向面は、前記押出方向と直交する方向に設置される第二締付手段によって互いに内側に押圧され、
前記挿入部は、一対の前記第一対向面で挟まれて固定されるとともに、一対の前記第二対向面で挟まれて固定され、
前記挿入部には、前記第一締付手段を囲んでその締付軸力を受ける筒状ガイド部が前記押出方向に延在して設けられるとともに、前記第二締付手段の挿通位置に沿って設けられ前記第二締付手段の締付軸力を受けるリブが設けられている
ことを特徴とする連結構造。
前記筒状ガイド部は、前記挿入部の先端部に形成され、
前記リブは、前記筒状ガイド部よりも前記挿入部の基端側に形成されている
ことを特徴とする請求項１に記載の連結構造。
前記一対の被連結部材は、断面矩形を呈したアルミニウムまたはアルミニウム合金製の中空押出形材にて構成されている
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の連結構造。