(57)【要約】【課題】パイプなどの中空材を接合して構成する構造体において、審美性の高い外観性（例えば金属光沢を発するもの等）を得ることができ、しかもこのようにして得た外観性に、長い耐久性を持たせることができるようにする。【解決手段】複数本の中空材２Ａ，２Ｂ，２Ｃが溶接又は蝋付けにより接合されていると共に接合部位を挟んだ両側の中空材２Ａ−２Ｂ、２Ａ−２Ｃには当該接合部位の突き合わせラインに沿って溶接又は蝋付けによるビード３，４が形成されており、接合された両側の中空材２Ａ−２Ｂ、２Ａ−２Ｃにはビード３，４の表面を含めて表面処理膜が形成され、ビード３，４に至る少なくとも１本の中空材２Ｂ，２Ｃに当該中空材２Ｂ，２Ｃの長手方向に沿って中空部の内外を開通させるスリット７，８が設けられている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数本の中空材が溶接又は蝋付けにより接合されていると共に接合部位を挟んだ両側の中空材には当該接合部位の突き合わせラインに沿って溶接又は蝋付けによるビードが形成されており、
接合された両側の前記中空材には前記ビードの表面を含めて表面処理膜が形成され、
前記ビードに至る少なくとも１本の中空材に当該中空材の長手方向に沿って中空部の内外を開通させるスリットが設けられている
ことを特徴とする中空材による構造体。
【請求項２】
前記スリットが形成された前記中空材は、当該スリットを介して視認可能となる中空部内面にも前記表面処理膜が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の中空材による構造体。
【請求項３】
前記スリットが形成された前記中空材は、前記スリットが前記突き合わせラインまで達する長さで形成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の中空材による構造体。
【請求項４】
前記ビードは、前記スリットが前記突き合わせラインへ達する位置でスリット幅に対応した分断開口部を形成させていることを特徴とする請求項３に記載の中空材による構造体。
【請求項５】
前記中空材は、互いに平行に設けられる複数本の長尺中空材と、
前記長尺中空材同士の長手方向中間部間を渡る連結中空材とを有しており、
前記連結中空材に対して前記スリットが設けられていることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の中空材による構造体。
【請求項６】
前記連結中空材は前記長尺中空材の長手方向に対して斜めに設けられたブレースとされており、
前記連結中空材の断面形状は長円形の中空形状を有しており、
前記長円形の直線に相当する一面を分断する配置で前記スリットが形成されていることを特徴とする請求項５に記載の中空材による構造体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パイプなどの中空材を接合して構成する構造体に関する。
【背景技術】
【０００２】
アルミニウムやアルミニウム合金など、アルミニウムを多く含む素材により形成された丸パイプや角パイプ等のパイプ（以下では単に「アルミパイプ」と言う）を用いて、バルコニーやベランダの手摺などに代表される構造体を製作することがある。
この種の構造体を製作する過程において、例えば特許文献１には、２本のアルミパイプをＴ字状に接合する場合に、一方のアルミパイプには側面を貫通する孔を形成し、この孔に他方のアルミパイプのパイプ端を突き当てた状態にしてそのまわりを蝋付けするパイプ接合技術が開示されている。言うまでもなく、この開示技術によって接合されたアルミパイプ相互間は、孔を介して連通状態にあり、空気だけでなく水などが両アルミパイプ間を自在に移動できる構造となっている。
【０００３】
なお、特許文献１には、その出願当時においてアルミパイプの接合時にアルミ溶接を採用すること自体、至難であり、仮にアルミ溶接を採用した場合には高温劣化や酸化を原因としてその後にアルマイト処理を行うことは実質的に不可能である旨の説明がなされている。それ故、接合方法には蝋付けが推奨されることや、アルミ溶接後の外観性を高めるには塗装などを行う以外に、好適な方法がなかったであろうことを推察することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭５１−１３２１５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
今日、アルミパイプのアルミ溶接は、関連技術の進歩やノウハウの流布などもあって、至難と評されるほどの技術ではなくなってきている。それでも、鉄のアーク溶接などに比べれば、今日でも非常に高度な熟練度を要する溶接技術に分類されることに変わりはない。
また、特許文献１でも指摘しているように、アルミパイプをアルミ溶接によって接合した後にアルマイト処理を行うと、多くの場合、溶接部分において比較的早い段階で腐食が発生することが確認されている。この理由を想像するに、アルマイト処理で使用した電解液や、電解処理後に行う水洗の水がアルミ溶接によって形成されたビードのピットに含浸し、やがてはアルミパイプのパイプ内にまで浸入し、排出できないからではないかとの結論を得た。
【０００６】
特許文献１のパイプ接合技術では、アルミパイプ相互間での電解液や水の移動は自在であるものの、接合部が増えてアルミパイプの両端が塞がれるような組み立て構造となったとき（例えばアルミパイプで額縁状の四角い枠を組んだときなど）には、結果としてアルミパイプ内に浸入した電解液や水はパイプ内に閉じ込められて抜けることがないので、腐食の原因となるのであろう。
【０００７】
このように、アルミパイプに対するアルミ溶接が高度な熟練度を要するうえに、仮に慎重なうえにも慎重を重ねてアルミ溶接をしたとしても、ビード中のピットを皆無にすることはほぼ不可能であるために、アルミ溶接後のアルマイト処理は不可能であるという結論は、未だ持って解消されないものとの結論に至る。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、パイプなどの中空材を接合して構成する構造体において、審美性の高い外観性（例えば金属光沢を発するもの等）を得ることができ、しかもこのようにして得た外観性に、長い耐久性を持たせることができるようにした中空材による構造体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】
【０００８】
前記目的を達成するために、本発明は次の手段を講じた。
即ち、本発明に係る中空材による構造体は、複数本の中空材が溶接又は蝋付けにより接合されていると共に接合部位を挟んだ両側の中空材には当該接合部位の突き合わせラインに沿って溶接又は蝋付けによるビードが形成されており、接合された両側の前記中空材には前記ビードの表面を含めて表面処理膜が形成され、前記ビードに至る少なくとも１本の中空材に当該中空材の長手方向に沿って中空部の内外を開通させるスリットが設けられていることを特徴とする。
【０００９】
前記スリットが形成された前記中空材は、当該スリットを介して視認可能となる中空部内面にも前記表面処理膜が形成されたものとするのが好適である。
前記スリットが形成された前記中空材は、前記スリットが前記突き合わせラインまで達する長さで形成されたものとするのがよい。
前記ビードは、前記スリットが前記突き合わせラインへ達する位置でスリット幅に対応した分断開口部を形成させておくのが好適である。
【００１０】
前記中空材は、互いに平行に設けられる複数本の長尺中空材と、前記長尺中空材同士の長手方向中間部間を渡る連結中空材とを有しており、前記連結中空材に対して前記スリットが設けられたものとすることができる。
この場合、前記連結中空材は前記長尺中空材の長手方向に対して斜めに設けられたブレースとされており、前記連結中空材の断面形状は長円形の中空形状を有しており、前記長円形の直線に相当する一面を分断する配置で前記スリットが形成されたものとしてもよい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係る中空材による構造体は、パイプなどの中空材を接合して構成する構造体において、審美性の高い外観性（例えば金属光沢を発するもの等）を得ることができ、しかもこのようにして得た外観性に、長い耐久性を持たせることができるものとなる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に係る中空材による構造体の第１実施形態を示した側面図である。
【図２】第１実施形態の一端部を示した斜視図である。
【図３】図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図４】図１のＢ−Ｂ線断面図である。
【図５】本発明に係る中空材による構造体の第２実施形態についてその一端部（図２に対応）を示した斜視図である。
【図６】図５のＣ矢視図である。
【図７】図５のＤ−Ｄ線断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態を説明する。
図１は、本発明に係る中空材による構造体（以下、「本発明構造体」と言う）１の第１実施形態を示している。本第1実施形態は、パイプ形をした３種類の中空材２（２Ａ〜２Ｃ）を用いて、ラチス構造又はそれに類似した構造を備える箱形ビームに適用した場合を例示している。
【００１４】
また、３種類の中空材２（２Ａ〜２Ｃ）は、いずれもアルミニウムやアルミニウム合金など、アルミニウムを多く含む素材により形成されたものとしてあり、そのうえで箱型ビームの全体として表面処理膜が形成されたものとしている。
表面処理膜は、アルマイト処理やメッキ等によって得られるような金属光沢（アルミニウムでは得られないような例えばステンレス等の金属肌を思わせる光沢）を有した色調をはじめ、フレーク（反射粒子）を含んだメタリック調のもの、メッキに準じる色付けによって不透過の原色又は混合色の色調としたものなど、中空材２（２Ａ〜２Ｃ）の素材色であるアルミ肌を隠蔽することができるもののなかから、塗装によるものを除いて任意に選択することができる。
【００１５】
そのため、本発明構造体１（箱型ビーム）の全体として審美性の高い外観性が得られ、しかも優れた耐久性（耐食性など）が得られるものとなっている。
なお、金属光沢を有した色調とする場合には、それ以外の色調を選択する場合とは異なり、本発明構造体１（箱型ビーム）の看者に対して、恰もステンレス等を素材にしているかの如き錯覚を起こさせることができる。
【００１６】
そのため、これによって重厚感や高級観などをも持たせることができる。金属光沢には、ステンレスに着色したときに得られるようなレッド、ブルー、グリーン、イエロー（ゴールド）、シルバーなどの色彩を加えたものを含むものとする。
このような本発明構造体１（箱型ビーム）は、競技会やイベント等の会場、屋内外のステージやテレビのスタジオ或いはフォトスタジオ等でのオブジェや装飾、物品陳列棚や収納枠等の実用品、更には舞台装置やその背景或いは看板などを支える支柱、梁、台枠等の実質的な構造物等々、種々様々な場面での活用が可能であり、活用の幅に広い自由度を有している。
【００１７】
本第１実施形態において、中空材２には、ビーム長手方向の主要骨格を形成する長尺中空材２Ａと、複数本の長尺中空材２Ａを一定間隔に保持して互いに平行にする（ビーム太さを保持する）短尺中空材２Ｂと、この短尺中空材２Ｂとは別に長尺中空材２Ａの長手方向中間部間を渡るように設けられる（主として箱型ビームを補強する）連結中空材２Ｃとを用いてある。
【００１８】
具体的には、短尺中空材２Ｂは長尺中空材２Ａの長手方向両端寄りに配置され、その両端部が長尺中空材２Ａの長手方向に対して直交する向きで突き当たるようにして設けられている。
また連結中空材２Ｃは、長尺中空材２Ａの長手方向中間域となる複数箇所に配置され、その両端部が長尺中空材２Ａの長手方向に対して斜めに突き当たるように設けられている。従ってこの連結中空材２Ｃは、ラチス構造又はそれに類似する構造のなかで主要なブレース（斜材）として作用することは言うまでもない。
【００１９】
長尺中空材２Ａ及び短尺中空材２Ｂの断面形状は、互いに同じ太さの円形の中空形状を有したものとしてある。これに対して連結中空材２Ｃの断面形状は、長円形の中空形状を有したものとしている。
また、長尺中空材２Ａ、短尺中空材２Ｂ、連結中空材２Ｃの接合は、溶接又は蝋付けにより行われているものとした。本第１実施形態では、アルミ溶接による接合を行っている。
【００２０】
そのため、短尺中空材２Ｂの端部が長尺中空材２Ａの側面に突き当たる接合部位では、接合部位を挟んだ両側の中空材（２Ａ−２Ｂ間）に跨りつつ、短尺中空材２Ｂの端部回りをその突き合わせラインに沿うような波形の立体曲線（図２参照）を伴って一周するビード３が形成されている。
また連結中空材２Ｃが長尺中空材２Ａの側面に突き当たる接合部位では、接合部位を挟んだ両側の中空材（２Ａ−２Ｃ間）に跨りつつ、連結中空材２Ｃの端部回りをその突き合わせラインに沿って一周するようにビード４が形成されている。
【００２１】
アルミ溶接を行っているので、これらビード３，４もそれらの主要成分はアルミニウム系となっている。
本発明構造体１において、前記のように長尺中空材２Ａと短尺中空材２Ｂとの接合や、長尺中空材２Ａと連結中空材２Ｃとの接合をアルミ溶接により行っているにも拘わらず、ビード３，４の表面を含めた全体としてアルマイト処理等による表面処理膜が形成されたものとなり、そのうえで優れた耐久性が得られるものとしているのは、次の構成を採用したことによる。
【００２２】
すなわち、短尺中空材２Ｂには、その長手方向に沿わせるようにしてスリット７を設けてあり、また連結中空材２Ｃには、その長手方向に沿わせるようにしてスリット８を設けてある。
これらのスリット７，８は、短尺中空材２Ｂにおける中空部（中空材２内の長手方向の孔）の内外間や、連結中空材２Ｃにおける中空部の内外間を開通させているので、表面処理膜を形成させる工程中において、電解液や電解処理後に行う水洗の水などを連結中空材２Ｃの中空部や短尺中空材２Ｂの中空部から排出させるうえで極めて有効となっている。
【００２３】
要するに、ビード３，４に発生したピットに電解液や水洗の水が含浸し、これらが短尺中空材２Ｂの中空部や連結中空材２Ｃの中空部に浸入したとしても、閉じ込められることがないので、ビード３，４に対する腐食の原因とはならないのである。もとより、各中空材２Ａ〜２Ｃの内外面に対して腐食の原因となることもない。
スリット７，８は、長い開口を確保できることに伴い、複数の孔を一列に並べて設けた場合に比べて表面張力を原因とする開口の封止作用を生起させるおそれがなく、電解液や水洗の水の確実な排出効果を得られる意味において、必要な構成であると言える。
【００２４】
なお、長尺中空材２Ａにおいては、その長手方向両端部がそもそも開放端とされていることから、電解液や水洗の水が自由に流通できる状態にあり、スリット７，８のような排水のための対策は不要と言える。とは言え、排水の確実性の向上化や意匠的観点から、長尺中空材２Ａにスリット７，８を設けることまでも排除するものではない。
ところで、短尺中空材２Ｂに設けるスリット７は、ビード３に至る長さとするのが好適とされ、更に好ましくは長尺中空材２Ａとの突き合わせラインまで達する長さでスリット７を形成するのがよい。このようにすることで、ビード３には、スリット７が突き合わせラインへ達する位置でスリット幅に対応した分断開口部１０が形成される（図２参照）。
【００２５】
このような分断開口部１０を設けることで、短尺中空材２Ｂ内の残液や残水を可及的に減らし、又は皆無とすることができ、極めて有益である。
同様に、連結中空材２Ｃに設けるスリット８についても、ビード４に至る長さとするのが好適とされ、更に好ましくは長尺中空材２Ａとの突き合わせラインまで達する長さでスリット８を形成するのがよい。このようにすることで、ビード４には、スリット８が突き合わせラインへ達する位置でスリット幅に対応した分断開口部１１が形成される。
【００２６】
従って、連結中空材２Ｃ内の残液や残水を可及的に減らし、又は皆無とすることができ、極めて有益である。
なお、連結中空材２Ｃや短尺中空材２Ｂでは、スリット７，８が形成されているために、表面処理膜の形成時に電解液が短尺中空材２Ｂの中空部や連結中空材２Ｃの中空部に浸入することになるので、これら短尺中空材２Ｂの中空部内面や連結中空材２Ｃの中空部内面にも表面処理膜が形成されることになる。
【００２７】
そのため、外観上、スリット７，８を介して視認可能となる内面領域も表面と同じ表面処理膜が形成されることになる。これにより、スリット７，８の存在が強烈なインパクトを与えることを軽減できるものであり、外観を劣化させる原因とはならない。
寧ろ、スリット７，８の存在が主張を抑えたアクセントとなるばかりか、各中空材２（２Ａ〜２Ｃ）の表面が発する一様な輝きの中にスリット７，８によって発現する直線的なエッヂやスリット７，８内の陰を持った同系色が相乗的に作用して、審美的なコントラストを生みだすものとなるので、外観性の向上に役立つものと言える。
【００２８】
殊に、連結中空材２Ｃは長円形の中空断面を有したものとしてあり、図３に示すように長円形の直線に相当する一面を分断する配置でスリット８を形成させた場合には、スリット８を設けた面に正対する向きで見ることによって、より一層、スリット８の存在が自然ではありながら、存在感のある陰影を生じるように見えるので、好適な態様であると言える。
【００２９】
短尺中空材２Ｂに対するスリット７の形成位置や、連結中空材２Ｃに対するスリット８の形成位置については、箱型ビームを見たときに内向きとなる面に配置してもよいし、外向きとなる面に配置してもよい。
本第１実施形態において、具体的な寸法を一例として挙げると、箱型ビームとしての一辺を２００〜５００ｍｍ、全長を約２００〜２０００ｍｍとした。また長尺中空材２Ａ及び短尺中空材２Ｂの外径を２５〜４０ｍｍとし、連結中空材２Ｃについては短軸方向の寸法が長尺中空材２Ａや短尺中空材２Ｂよりも小さくなるものとした。また、連結中空材２Ｃを長尺中空材２Ａに対して傾ける角度は、箱形ビームの一辺寸法や長尺中空材２Ａ及び短尺中空材２Ｂの外径などに応じて適宜変更可能なものとする。
【００３０】
なお、このような具体的寸法については、あくまでも一例を挙げたまでであり、前記した各数値範囲に対して範囲未満となる値や範囲を超越する値を採用することも可能である。
スリット７，８は、接合前の短尺中空材２Ｂ及び連結中空材２Ｃに対して、機械加工により３．５ｍｍ幅で溝切り形成した。なお、５ｍｍ幅、場合によっては６ｍｍ幅としても、排水性や外観性においてよい結果が得られている。
【００３１】
以上説明したところから明らかなように、本発明構造体１は、審美性の高い外観性を得ることができ、しかもこのようにして得た外観性に、長い耐久性を持たせることができるものとなる。
また第１実施形態で例示したように、中空材２（２Ａ〜２Ｃ）の素材としてアルミニウムを用いることができるので、ステンレスなどを使用する場合に比べれば軽量であり、加工が容易であり、低コストであるという多くの利点が得られるものとなっており、寸法や形状、コスト、色調などにおいて多種多様のニーズに応えられるものである。
【００３２】
図５乃至図７は、本発明構造体１の第２実施形態を示している。本第２実施形態でも、長尺中空材２Ａ、短尺中空材２Ｂ、連結中空材２Ｃの３種類の中空材を用いて箱型ビームを構成させている。また、この箱型ビームのなかでブレースとして作用させている連結中空材２Ｃに対して、その長手方向に沿うようにスリット８を形成してあり、これらの点は第１実施形態と同じである。
【００３３】
本第２実施形態が第１実施形態（図１乃至図４）と最も異なるところは、短尺中空材２Ｂが長尺中空材２Ａの側面に突き当てられている接合部位において、長尺中空材２Ａ側に連通孔１５を形成させている点にある。この短尺中空材２Ｂに対しては、その長手方向に沿うようなスリットを設けていない。
すなわち、アルマイト処理などの表面処理膜の形成時に短尺中空材２Ｂ内へ電解液や水洗の水が浸入したとしても、これら電解液や水洗の水は、短尺中空材２Ｂから長尺中空材２Ａへと流通し、長尺中空材２Ａの端部開放端から排出されることになる。そのため、これら電解液や水洗の水がビード３，４に対する腐食の原因とはならないのである。
【００３４】
連通孔１５は、長尺中空材２Ａや短尺中空材２Ｂの外径よりも小さくなる内径とした。ただ、アルミ溶接などによる接合によって得られる接合強度を必要十分に確保できるのであれば、排水容易性、排水確実性の観点から、短尺中空材２Ｂの内径と同一にするか、或いは可及的に短尺中空材２Ｂの内径に近付けるのが好適と言える。
その他の細部構成や作用効果などについては第１実施形態と略同様であるので、同一作用を奏するものに同一符号を付することでここでの詳説は省略する。
【００３５】
ところで、本発明は、前記した各実施形態に限定されるものではなく、実施の形態に応じて適宜変更可能である。
例えば、第１、第２実施形態では、表面処理膜の形成方法としてアルマイト処理を例示したので、使用する処理液を「電解液」と説明したが、他の表面処理膜形成方法を採用する場合には、それぞれの処理に必要とされる「処理液」として読みかえるものとする。また、水洗に変えて湯洗をする場合にも、「水」ではなく「湯」と読みかえるものとする。
【００３６】
本発明構造体１は、箱型ビームとして実施することが限定されるものではなく、ラダー型ビームとしてもよいし、テラスやベランダの手摺、柵、枠などの各種構造体として実施することも可能である。また、車両のフレームなどとして実施してもよい。
中空材２は、角パイプや楕円のパイプなどとしてもよい。
中空材２の接合に採用する溶接は、アルミ溶接に限定されず、Ｔｉｇ溶接などとしてもよい。
【００３７】
中空材２は、アルミニウム系の素材とすることが限定されるものではなく、銅や亜鉛、真鍮、鉄などを主成分又は含有する素材としてもよい。
スリット７，８を形成するための機械加工は、鋸引き、回転刃による溝切り、エンドミルによる溝切りなどどのようなものであってもよく、場合によっては機械加工ではなく、中空材２の製造過程で、中空材２と同時に形成する（例えば、スリット７，８にする隙間を残してロール加工やプレス加工を行う等）ものとしてもよい。
【符号の説明】
【００３８】
１  中空材による構造体（本発明構造体）
２  中空材
２Ａ  長尺中空材
２Ｂ  短尺中空材
２Ｃ  連結中空材
３  ビード
４  ビード
７  スリット
８  スリット
１０  分断開口部
１１  分断開口部
１５  連通孔
【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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【図７】
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