説明

アルミ型材の接合構造

【課題】コストダウンを図ることができるアルミ型材の接合構造を提供する。
【解決手段】中空断面のアルミ型材12の接合構造10において、アルミ型材12の中空内面18に鋸歯状の凹凸20を軸方向に切り込むように設け、凹凸20と噛み合う凹凸を外面に形成した継手部材を、アルミ型材12の中空内部14に挿入するようにした。また、アルミ型材12の中空内面18と継手部材の外面とを圧着する圧着手段28,30と、アルミ型材12の開口端22から軸方向に延びるスリット24,34を有するようにした。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、建築構造物や仮設構造物の構成部材などに使用されるアルミ型材の接合構造に関するものである。
【背景技術】
【0002】
従来、建築構造物や仮設構造物の構成部材などに使用される中空断面のアルミ押し出し型材(以下、「アルミ型材」という。)が知られている。アルミ型材は、アルミニウムの軽量性と高剛性により、大幅に軽量化が図られた部材の製作が可能であることから、特に仮設材として用いると効果を発揮する。このアルミ型材からなる仮設材は、解体可能なように、高力ボルト(以下、HTBという。)を用いた構成とする場合が多い。
【0003】
一方、建築用鋼材等を直列に接合する場合に、被接合鋼材を突き合わせて、その両側に跨がってスプライスプレートを添えてボルト締めして摩擦接合する構造が知られている(例えば、特許文献1参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開2001−164657号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
ところで、上記のアルミ型材を接合する場合には、一般にカバープレートなどの接合用の部材が別途必要であることから、アルミ型材の重量が増すとともに、接合や部材運搬に係る手間や作業コストが増してしまう。さらに、アルミ型材の外面に取り付けたカバープレートが出っ張るので、他の部材との干渉を緩和するための配置割り付けを別途考慮する手間やコストが生じてしまう。また、接合部分の強度を上げるためにアルミ型材の中空部内に詰め物を設ける必要があるので、これに係る手間や作業コストが生じる。
【0006】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、コストダウンを図ることができるアルミ型材の接合構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上記した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の請求項1に係るアルミ型材の接合構造は、中空断面のアルミ型材の接合構造において、前記アルミ型材の中空内面に鋸歯状の凹凸を軸方向に切り込むように設け、前記凹凸と噛み合う凹凸を外面に形成した継手部材を、前記アルミ型材の中空内部に挿入してなることを特徴とする。
【0008】
また、本発明の請求項2に係るアルミ型材の接合構造は、上述した請求項1において、前記アルミ型材の中空内面と前記継手部材の外面とを圧着する圧着手段を備えることを特徴とする。
【0009】
また、本発明の請求項3に係るアルミ型材の接合構造は、上述した請求項2において、前記圧着手段は、前記アルミ型材の外面に設けたボルト孔と、前記継手部材に設けたボルト孔とを貫通するボルトにより前記アルミ型材の中空内面と前記継手部材の外面とを締め付け圧着するものであることを特徴とする。
【0010】
また、本発明の請求項4に係るアルミ型材の接合構造は、上述した請求項1〜3のいずれか一つにおいて、前記アルミ型材の開口端から軸方向に延びるスリットを有することを特徴とする。
【0011】
また、本発明の請求項5に係るアルミ型材の接合構造は、上述した請求項4において、継手部材は、前記スリットに対応する位置に設けた連結部材で連結される複数の継手プレートからなることを特徴とする。
【0012】
また、本発明の請求項6に係るアルミ型材の接合構造は、上述した請求項1〜5のいずれか一つにおいて、前記アルミ型材の中空内部に、軸方向に延びるリブを有することを特徴とする。
【0013】
また、本発明の請求項7に係るアルミ型材の接合構造は、上述した請求項1〜6のいずれか一つにおいて、前記アルミ型材の中空内面の前記凹凸と、前記継手部材の外面の前記凹凸とを噛み合わせた状態では、前記凹凸の頂部は谷部に非接触であることを特徴とする。
【発明の効果】
【0014】
本発明によれば、中空断面のアルミ型材の接合構造において、前記アルミ型材の中空内面に鋸歯状の凹凸を軸方向に切り込むように設け、前記凹凸と噛み合う凹凸を外面に形成した継手部材を、前記アルミ型材の中空内部に挿入してなるので、凹凸が噛み合うアルミ型材の中空内面全周と継手部材の外面全周との間に形成された摩擦面によって、アルミ型材と継手部材とは強固に摩擦接合される。このため、カバープレートなどの接合用の部材を要することなく、アルミ型材の軽量性を維持しつつアルミ型材を接合することができる。したがって、カバープレートの接合や運搬に係る手間が削減される。また、本発明の継手部材は、運搬時にアルミ型材の中空内部に収納可能であることから可搬性に富み、摩擦接合の際には接合部分の詰め物の役割も果たす。このため、部材の運搬手間や詰め物を設ける手間を軽減することができる。したがって、アルミ型材の接合作業を軽減することができ、作業費用のコストダウンを図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【0015】
【図1】図1は、本発明に係るアルミ型材の接合構造の実施例を示すアルミ型材の斜視図である。
【図2】図2は、本発明に係るアルミ型材の接合構造の実施例を示す継手部材の斜視図である。
【図3】図3は、本発明に係るアルミ型材の接合構造の摩擦面の断面図である。
【図4】図4は、図3のA部分の拡大図である。
【図5】図5は、摩擦面の圧着原理を説明する図である。
【図6】図6は、摩擦面の溝の斜面の傾斜角度が60度の場合の圧着力の作用状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0016】
以下に、本発明に係るアルミ型材の接合構造の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。
【0017】
図1および図2に示すように、本発明に係るアルミ型材の接合構造10は、略H字状の中空断面のアルミ型材12と、このアルミ型材12の中空内部14に挿入可能なジョイントプレート(継手部材)16とから構成される。
【0018】
アルミ型材12の中空内部内面18の対向する2面には、図1に示すように、連続山形状(鋸歯状)の凹凸20が軸方向(縦方向)に切り込むように設けてある。また、アルミ型材12の開口端22には、軸方向に切り欠いたスリット24が複数設けてあり、アルミ型材12の外側面26には、外側から圧着手段としてのHTB(高力ボルト)28を挿通可能なボルト孔30が空けられている。
【0019】
アルミ型材12の中空内部14には、軸方向に延びるリブ32が複数設けてあり、このリブ32にも軸方向に切り欠いたスリット34が設けてある。リブ32は、アルミ型材12の断面を薄くした場合の断面補強のために設けられるものである。
【0020】
ジョイントプレート16は、図2に示すように、略H字状に連結した複数の長板状の継手プレート36と、継手プレート36同士を連結し、アルミ型材12のスリット24,34に対応する位置に設けた棒状の連結部材38とで構成される。ここで、一部の連結部材38は、継手プレート36の外面から外側に若干突き出る態様で構成される。
【0021】
ジョイントプレート16の外面の背向する2面には、アルミ型材12の中空内面16の凹凸20と噛み合う連続山形状(鋸歯状)の凹凸40が形成してある。また、継手プレート36の外面には、アルミ型材12のボルト孔30に対応した位置にボルト孔42が設けてある。
【0022】
図3に示すように、連続山形状(鋸歯状)の凹凸20,40の頂部44は、ジョイントプレート16をアルミ型材12内に挿入して凹凸20,40を噛み合わせた状態では、谷部46に非接触となるように平坦状または丸い形状にしてある。図4に示すように、凹凸20,40を圧着力Pで互いに押し付けると、凹凸20,40の溝の斜面の傾斜角度θに応じた圧縮力Fvが発生する。この圧縮力FvによりHTBの同一ボルト軸力から増強した摩擦力を得ることができる。
【0023】
図5は、摩擦面の圧着原理を説明する図である。図6は、摩擦面の溝の傾斜角度が60度の場合の圧着力の作用状態を示す図である。
【0024】
図5に示すように、頂部44に向けて直進方向に作用する圧着力Pは、溝の斜面の傾斜角度θに応じ、斜め下方向に作用する2つの分力Fv(圧縮力)に分けられる。この場合、圧着力Pとその分力Fvとの間には、P/2=Fv×cosθの関係が成り立つ。このように、直進方向に作用する圧着力Pを溝の斜面の傾斜角度θに応じた斜めの方向の2つの圧縮力Fvに変換することで、連続山形状の凹凸20,40による摩擦面での摩擦力を増大させることができる。
【0025】
特に、図6に示すように、溝の斜面の傾斜角度θを60度とすると、P=Fvとなるので、HTB28の締め付けによって直進方向の圧着力Pを付与すれば、この圧着力Pと同じ大きさの2つの圧縮力Fvが斜め方向に作用することになる。こうすることで、摩擦面において2倍の摩擦力を得ることができる。
【0026】
上記構成の動作および作用について説明する。
ジョイントプレート16をアルミ型材12の中空内部14に挿入する。この場合、スリット24,34上端に連結部材38が位置するようにジョイントプレート16を配置して挿入すると、継手プレート36表面から突き出た連結部材38がスリット24内に通される一方で、継手プレート36同士を繋ぐ連結部材38がスリット34内に通される。突き出た連結部材38を上下に操作することによって、ジョイントプレート16を中空内部14で下方にスライド移動することができる。
【0027】
次に、このスライド移動によってボルト孔30,42の位置合わせを行い、アルミ型材12の外側からボルト孔30,42にHTB28を通してHTB28を締め付け、アルミ型材12とジョイントプレート16とを圧着する。このように、中空断面の内部14を利用することにより1枚の継手プレート36で2面の摩擦面が得られ、さらに上記の凹凸圧着の効果によりHTB1本当たりで得られる摩擦力を増大することができる。この結果、所定の摩擦力を得るのに必要なHTB28およびジョイントプレート16の数は共に摩擦面が1面の場合の半分で済み、大幅なコストダウンが図れる。
【0028】
また、アルミ型材12の中空内部14にジョイントプレート16が嵌め込まれることにより、アルミ型材12のような薄い部材の座屈を防ぐこともできる。
【0029】
さらに、カバープレートなどの接合用の部材をアルミ型材12の外面に取り付ける必要がないので、出っ張りは生じず、他の部材との取り合いが容易となり、干渉を緩和するための配置割り付けを考慮する手間が軽減される。
【0030】
また、上記のスライド移動の機構により接合作業を容易にすることができる。さらに、スリット24,34によって応力伝達が断たれるので、HTB28の軸力をリブ32が伝達することによる圧着力の逸散を防ぐことができる。
【0031】
また、ジョイントプレート16はアルミ型材12の中空内部14に収納可能であることから、ジョイントプレート16をアルミ型材12の内部14に収容した1ピースの態様で運搬することができる。このため、カバープレートのような接合用の部材を別途運搬する必要がある従来の場合に比べると、運搬手間を軽減することができる。また、接合構造の外面に出っ張り部分がないので、部材の組み合わせの自由度が増えるとともに、作業中等に出っ張りに引っ掛かるおそれがないことから作業安全性の向上など安全面における効果も期待することができる。
【0032】
以上説明したように、本発明によれば、中空断面のアルミ型材の接合構造において、前記アルミ型材の中空内面に鋸歯状の凹凸を軸方向に切り込むように設け、前記凹凸と噛み合う凹凸を外面に形成した継手部材を、前記アルミ型材の中空内部に挿入してなるので、凹凸が噛み合うアルミ型材の中空内面全周と継手部材の外面全周との間に形成された摩擦面によって、アルミ型材と継手部材とは強固に摩擦接合される。このため、カバープレートなどの接合用の部材を要することなく、アルミ型材の軽量性を維持しつつアルミ型材を接合することができる。したがって、カバープレートの接合や運搬に係る手間が削減される。また、本発明の継手部材は、運搬時にアルミ型材の中空内部に収納可能であることから可搬性に富み、摩擦接合の際には接合部分の詰め物の役割も果たす。このため、部材の運搬手間や詰め物を設ける手間を軽減することができる。したがって、アルミ型材の接合作業を軽減することができ、作業費用のコストダウンを図ることができる。
【産業上の利用可能性】
【0033】
以上のように、本発明に係るアルミ型材の接合構造は、建築構造物や仮設構造物の構成部材などに使用されるアルミ型材の接合に有用であり、特に、作業費用のコストダウンを図りたい場合のアルミ型材の接合に適している。
【符号の説明】
【0034】
10 アルミ型材の接合構造
12 アルミ型材
14 中空内部
16 ジョイントプレート(継手部材)
18 中空内部内面
20,40 凹凸
22 開口端
24,34 スリット
26 外側面
28 HTB(高力ボルト)(圧着手段)
30,42 ボルト孔
32 リブ
36 継手プレート
38 連結部材
44 頂部
46 谷部
θ 傾斜角度

【特許請求の範囲】
【請求項1】
中空断面のアルミ型材の接合構造において、
前記アルミ型材の中空内面に鋸歯状の凹凸を軸方向に切り込むように設け、
前記凹凸と噛み合う凹凸を外面に形成した継手部材を、前記アルミ型材の中空内部に挿入してなることを特徴とするアルミ型材の接合構造。
【請求項2】
前記アルミ型材の中空内面と前記継手部材の外面とを圧着する圧着手段を備えることを特徴とする請求項1に記載のアルミ型材の接合構造。
【請求項3】
前記圧着手段は、前記アルミ型材の外面に設けたボルト孔と、前記継手部材に設けたボルト孔とを貫通するボルトにより前記アルミ型材の中空内面と前記継手部材の外面とを締め付け圧着するものであることを特徴とする請求項2に記載のアルミ型材の接合構造。
【請求項4】
前記アルミ型材の開口端から軸方向に延びるスリットを有することを特徴とする請求項1〜3のいずれか一つに記載のアルミ型材の接合構造。
【請求項5】
継手部材は、前記スリットに対応する位置に設けた連結部材で連結される複数の継手プレートからなることを特徴とする請求項4に記載のアルミ型材の接合構造。
【請求項6】
前記アルミ型材の中空内部に、軸方向に延びるリブを有することを特徴とする請求項1〜5のいずれか一つに記載のアルミ型材の接合構造。
【請求項7】
前記アルミ型材の中空内面の前記凹凸と、前記継手部材の外面の前記凹凸とを噛み合わせた状態では、前記凹凸の頂部は谷部に非接触であることを特徴とする請求項1〜6のいずれか一つに記載のアルミ型材の接合構造。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【公開番号】特開2010−275771(P2010−275771A)
【公開日】平成22年12月9日(2010.12.9)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2009−129381(P2009−129381)
【出願日】平成21年5月28日(2009.5.28)
【出願人】(000002299)清水建設株式会社 (2,433)
【Fターム(参考)】