(57)【要約】【課題】独立したジョイント部材やボルト＆ナットおよび溶接工程さらには特段の後加工を要さず、曲げモーメントに対する十分な強度と横倒れ座屈強度を発揮でき、生産コストや組み立て工数および組み立てスペースも僅かで済み、上梁部と下梁部を引き剥がす方向の力に対しても十分な強度を発揮することのできる梁構造体を提供する。【解決手段】同じ断面形状の上梁部２と下梁部３に、凹凸嵌合する係止部２ｃ，３ｃと、クリンチ式のカシメ４で固定される接合フランジ部２ｄ，３ｄを設け、下梁部３上でウェブ形成部２ｂ，３ｂの面と直交する方向に上梁部２を滑らせることで係止部２ｃ，３ｃを嵌合させて上梁部２と下梁部３を上下に固定してから、接合フランジ部２ｄ，３ｄをクリンチ式のカシメ４で固定して上梁部２と下梁部３を前後左右に固定する。【選択図】図１
2010090603.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上梁部と下梁部を上下に接合して構成される梁構造体であって、
上梁部は梁の上側のフランジを形成するフランジ部と、下梁部との接合部と、フランジ部と接合部を繋ぐウェブ形成部とよりなり、
下梁部は梁の下側のフランジを形成するフランジ部と、上梁部との接合部と、フランジ部と接合部を繋ぐウェブ形成部とよりなり、
上梁部の接合部と下梁部の接合部の各々には、
両梁部材の長手方向と直交し、ウェブ形成部の面に対して直交する方向に相対移動させることによって相互に嵌合する係止部が形成されると共に、
前記上梁部側の接合部と下梁部側の接合部の両側には、各梁部のウェブ面と直交して該ウェブ面の左右に延出し互いに重合する接合フランジ部が形成され、
前記上梁部と下梁部の係止部同士を嵌合させた状態で、
前記上梁部の左右の接合フランジ部と下梁部の左右の接合フランジ部とがそれぞれクリンチ式のカシメによって互いに固定されていることを特徴とした梁構造体。
【請求項２】
上梁部と中間梁部と下梁部を上下に接合して構成される梁構造体であって、
上梁部は梁の上側のフランジを形成するフランジ部と、中間梁部との接合部と、フランジ部と接合部を繋ぐウェブ形成部とよりなり、
下梁部は梁の下側のフランジを形成するフランジ部と、中間梁部との接合部と、フランジ部と接合部を繋ぐウェブ形成部とよりなり、
中間梁部は上梁部と接合される上接合部と、下梁部と接合される下接合部とこれらの接合部を繋ぐウェブ形成部とよりなり、
上梁部の接合部と中間梁部の上接合部の各々には、
両梁部材の長手方向と直交し、ウェブ形成部の面に対して直交する方向に相対移動させることによって相互に嵌合する係止部が形成されると共に、
下梁部の接合部と中間梁部の下接合部の各々には、
両梁部材の長手方向と直交し、ウェブ形成部の面に対して直交する方向に相対移動させることによって相互に嵌合する係止部が形成されると共に、
前記上梁部側の接合部と中間梁部側の接合部の両側には、各梁部のウェブ面と直交して該ウェブ面の左右に延出し互いに重合する接合フランジ部が形成され、
前記下梁部側の接合部と中間梁部側の接合部の両側には、各梁部のウェブ面と直交して該ウェブ面の左右に延出し互いに重合する接合フランジ部が形成され、
前記上梁部と中間梁部の係止部同士並びに前記下梁部と中間梁部の係止部同士を嵌合させた状態で、
前記上梁部の左右の接合フランジ部と中間梁部の左右の接合フランジ部とがそれぞれクリンチ式のカシメによって互いに固定されると共に、前記下梁部の左右の接合フランジ部と中間梁部の左右の接合フランジ部とがそれぞれクリンチ式のカシメによって互いに固定されていることを特徴とした梁構造体。
【請求項３】
重合する前記接合フランジ部どうしが、前記梁構造体の長手方向に沿って一定の間隔を空けて、複数の箇所で、クリンチ式のカシメによって固定されていることを特徴とした請求項１または請求項２のうち何れか一項に記載の梁構造体。
【請求項４】
前記クリンチ式のカシメが、相対的に、前記梁構造体の長手方向に沿って長く、前記各梁部のウェブ面と直交する方向に沿って短く形成されていることを特徴とした請求項１，請求項２または請求項３のうち何れか一項に記載の梁構造体。
【請求項５】
前記各梁部がアルミ押出形材によって形成され、少なくとも、上梁部の係止部と下梁部の係止部、および、上梁部の接合フランジ部と下梁部の接合フランジ部の断面形状が同一であることを特徴とした請求項１，請求項２，請求項３または請求項４のうち何れか一項に記載の梁構造体。
【請求項６】
前記各梁部の各々に接合前の段階で酸化皮膜が形成されていることを特徴とした請求項１，請求項２，請求項３，請求項４または請求項５のうち何れか一項に記載の梁構造体。
【請求項７】
前記各梁部を形成するウェブ形成部は中空部が間に形成される２枚のウェブ形成部によりなる請求項１，請求項２，請求項３，請求項４，請求項５または請求項６のうち何れか一項に記載の梁構造体。
【請求項８】
少なくとも、前記接合フランジ部が、梁構造体の水平補剛材を兼ねていることを特徴とした請求項１，請求項２，請求項３，請求項４，請求項５，請求項６または請求項７のうち何れか一項に記載の梁構造体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、押出形材により形成された上梁部と下梁部を上下に接合して構成される梁構造体の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
上梁部と下梁部を上下あるいは左右に接合して構成される梁構造体としては、例えば、特許文献１に開示される複合ビーム，特許文献２に開示される複合アールビーム，特許文献３に開示される複合ビーム，特許文献４に開示される複合梁部材等が既に公知となっている。
【０００３】
特許文献１に開示された複合ビームは、小型の押出機の利用や材料および加工工数の削減および低コスト化を目的としてビームの構造を上下に分割し、上部分割ビームと下部分割ビームの接合部分に雇いざね継ぎの一種であるあり継ぎ式のジョイント部材を内嵌して上部分割ビームと下部分割ビームを接合した構造を有するものである。
しかし、横倒れ方向の外力が作用した場合にジョイント部材に応力が集中し易く、十分な横倒れ座屈強度を発揮することが難しいといった不都合があり、同時に、ジョイント部材の生産コストや取り付け工数の増大といった弊害も生じる。
また、この複合ビームを梁として使用した際に、両端支持の状態で中央部に強い荷重が作用しても上部分割ビームと下部分割ビームの当接面に滑りが生じないように、両分割ビームの接合部の歯車状の凹凸を形成してかみ合わせ滑りを防いでいた。しかし、鋸刃状の凹凸部を形成するための後加工を要した。
しかも、長尺のジョイント部材を上部分割ビームや下部分割ビームの長手方向に沿って押し込む構成であるため、複合ビームのスパンが長くなればなるほど複合ビームの組み立てが困難になる。
【０００４】
特許文献２に開示された複合アールビームや特許文献３に開示された複合ビームは、特許文献１に開示された複合ビームの雇いざね式のジョイント部材を外側に配置した点が相違するが他は特許文献１と同様のものである。
しかも、長尺のジョイント部材を上部分割ビームや下部分割ビームの長手方向に沿って押し込む点に関しては前述の特許文献１に開示された複合ビームと同様であり、やはり、ビームのスパンが長くなればなるほど、ビームの組み立てに要する作業が困難になる。
【０００５】
特許文献４に開示される複合梁部材は、折り曲げ加工された２つの溝形梁部材のウェブを左右方向から重ね合わせてクリンチ式のカシメを利用して一体化する構造を適用しているが、この種のカシメの特性上、２つの溝形梁部材を引き剥がす方向の力に対しては十分な強度を発揮することができない。また、押出形材にて複合梁部材を形成しようとした場合に梁成が大きい場合には製造が困難である。
【０００６】
なお、クリンチ式のカシメ自体に関しては特許文献５等で既に公知であり、一般に、引張せん断強度に優れるものの剥離強度が弱いといったことが知られている。
【０００７】
また、これらとは別に、ボルト＆ナット等を利用して上梁部と下梁部を固定するようにした梁構造体や上梁部と下梁部を溶接で固着するようにした梁構造体が従来からある。
しかし、前者の場合には、ボルトの有効径に比べてボルト孔が大きいことから、この梁構造体を梁として使用した際に、両端支持の状態で中央部に強い荷重が作用すると、上梁部と下梁部の当接面に面方向の微小な滑りが生じ、上梁部と下梁部とが独立的に撓む場合があり、完全一体型の梁構造体と比較して曲げモーメントに対する十分な強度が発揮できなくなる問題がある。
この問題に関しては、上梁部と下梁部の当接面にブラスト加工等を施して摩擦係数を増大させることで滑りを防止するといったことも可能ではあるが、製造コストや加工工数の増大は免れない。
また、アルミ押出成形された上梁部と下梁部を鋼材のボルトで固定するような場合にあっては、特に、湿気の高い環境化において素材のイオン化傾向の違いによって電気的な腐食が発生し易くなるといった不都合を生じる。
一方、後者の溶接式のものにあっては、溶接の過程で上梁部と下梁部の接合部が著しく加熱されるため、素材自体に恒常的な歪が生じたり熱によって強度が低下したりする不都合があり、また、高熱によって腐食防止のための酸化皮膜が損傷するといった弊害が生じる場合が多い。
アルミ材料は熱膨張率が高いため、溶接に際し熱による溶接部変形と残留ひずみへの影響も大きい。結果的に、梁材の全体の変形に至る。このように、熱による金属自体の特性の変化による機械的な強度の低下と梁材の全体変形によって、曲げモーメントに対する梁の強度が大幅に低下するといった恐れがある。
【０００８】
なお、梁構造体の中央部で長手方向に沿って延びる水平補剛材を座屈防止のための補強材として利用する点に関しては、特許文献６および特許文献７等で既に公知である。
【０００９】
【特許文献１】特開２００６−３０７６０１号公報（図１，図２，図３）
【特許文献２】特開２００７−２３７２１号公報（図１，図３）
【特許文献３】特開２００６−３３６４５１号公報（図１，図３）
【特許文献４】特開２００２−４４９５号公報（図２，図３，図５）
【特許文献５】特開２００１−３２１８５６号公報（図１２，表１，表２）
【特許文献６】特開２００６−３７５７７号公報（段落００２１，図４）
【特許文献７】特開平１０−８２１３４号公報（段落００１３，図３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
そこで、本発明の課題は、前記従来技術の不都合を改善し、独立したジョイント部材やボルト＆ナットおよび溶接工程さらには特段の後加工を要さず、曲げモーメントに対する十分な強度と横倒れ座屈強度を発揮でき、生産コストや組み立て工数および組み立てスペースも僅かで済み、上梁部と下梁部を引き剥がす方向の力に対しても十分な強度を発揮することのできる梁構造体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、上梁部と下梁部を上下に接合して構成される梁構造体であり、前記課題を達成するため、特に、
上梁部は梁の上側のフランジを形成するフランジ部と、下梁部との接合部と、フランジ部と接合部を繋ぐウェブ形成部とよりなり、
下梁部は梁の下側のフランジを形成するフランジ部と、上梁部との接合部と、フランジ部と接合部を繋ぐウェブ形成部とよりなり、
上梁部の接合部と下梁部の接合部の各々には、
両梁部材の長手方向と直交し、ウェブ形成部の面に対して直交する方向に相対移動させることによって相互に嵌合する係止部が形成されると共に、
前記上梁部側の接合部と下梁部側の接合部の両側には、各梁部のウェブ面と直交して該ウェブ面の左右に延出し互いに重合する接合フランジ部が形成され、
前記上梁部と下梁部の係止部同士を嵌合させた状態で、
前記上梁部の左右の接合フランジ部と下梁部の左右の接合フランジ部とがそれぞれクリンチ式のカシメによって互いに固定されていることを特徴とした構成を有する。
【００１２】
梁構造体の組み立てに際しては、まず、上梁部の接合部と下梁部の接合部との関係において、上梁部の接合部を各梁部のウェブ形成部の面に対して直交する方向に僅かにオフセットした状態で、下梁部の接合部の上に上梁部の接合部を密着させて載置する。
次いで、上梁部と下梁部の中心軸が一致するまで上梁部と下梁部をオフセットの方向と逆向きに滑らせるようにして相対移動させることによって、上梁部の接合部と下梁部の接合部の各々に形成されている係止部を上梁部と下梁部の重合方向に重なり合わせるようにして相互に嵌合させ、これらの係止部を介して上梁部と下梁部を其の重合方向つまり上下方向に固定する。
更に、上梁部の接合部の両側から各梁部のウェブ面と直交する方向に延出した上梁部の接合フランジ部と下梁部の接合部の両側から各梁部のウェブ面と直交する方向に延出した下梁部の接合フランジ部に対してクリンチ式のカシメを施すことによって、上梁部の接合フランジ部と下梁部の接合フランジ部とを該接合フランジ部の面に沿った方向つまり前後左右の方向に確実に固定する。
梁構造体の使用状態においては上梁部と下梁部に作用荷重を受けて、曲げ変形による梁中立面のせん断荷重は、下梁部側の接合部と上梁部側の接合部との当接面によって支えられる。一方、上梁部と下梁部を引き剥がす方向の引張力は、上梁部の係止部と下梁部の係止部との嵌合面、および、上梁部の接合フランジ部と下梁部の接合フランジ部とを接合するクリンチ式のカシメ部分によって支えられる。既に述べたように、クリンチ式のカシメは引張せん断強度に優れ、剥離強度は相対的に弱いが、上梁部と下梁部は、各々の係止部を嵌合されて上下方向に固定されているので、上梁部と下梁部を引き剥がす方向の力に対しても十分な強度を発揮することができる。
また、クリンチ式のカシメは引張せん断強度に優れているので、上梁部の接合部が下梁部の接合部に対し、接合フランジ部の面に沿った方向で不用意に前後左右に移動するといった不都合が確実に解消される。従って、この梁構造体を梁として使用した際に、両端支持の状態で荷重を受けても、上梁部と下梁部の当接面に不用意な滑りが生じることはなく、上梁部と下上梁部とが常に一体化したまま撓むことになるので、完全一体型の梁構造体と比較しても同等あるいは其れ以上に、曲げモーメントに対する十分な強度と剛性を発揮することができる。
更に、上梁部の接合フランジ部と下梁部の接合フランジ部は、梁部のウェブ面と直交するかたちでウェブ面の両側に大きく延出しているので、弱軸の曲げ２次モーメントが大きくなり、十分な横倒れ座屈強度を確保することが可能となる。
更に、梁部のウェブ面と直交するかたちでウェブ面の両側に十分に延出した接合フランジ部それ自体が、梁構造体の上下方向の中央部で長手方向に沿って延びる水平補剛材として機能することになるので、水平補剛材を備えない同等の寸法の梁構造体に比べ、ウェブ面板においてはより高い局部座屈強度を得ることができる。水平補剛材による局部座屈強度の向上によってウェブ板を薄型化してもよい。
また、梁構造体の組み立てに際しては、下梁部の接合部の上で上梁部の接合部を僅かに滑るように移動させて上梁部の係止部を下梁部の係止部に嵌合させて上下方向に固定し、然る後に、上梁部の接合フランジ部と下梁部の接合フランジ部に対してクリンチ式のカシメを施すだけでよいので、長尺のジョイント部材を上梁部や下梁部の長手方向に沿って押し込む従来構造のものと比べ、組み立てに要する作業スペースも僅かなもので済む。しかも、組み立てに際してはボルト＆ナットや溶接工程さらには特段の後加工も必要ないので、ボルト＆ナットや梁構造体を構成する素材のイオン化傾向の違いによって生じる電気的な腐食、および、加熱に伴う素材自体の恒常的な歪の発生や熱による強度の低下および歪の発生に伴う梁全体の変形も未然に防止することができ、生産コストや組み立て工数も軽減化することができる。
【００１３】
前記と同様の課題を達成するため、上梁部と中間梁部と下梁部を上下に接合して構成される梁構造体を採用し、
上梁部は梁の上側のフランジを形成するフランジ部と、中間梁部との接合部と、フランジ部と接合部を繋ぐウェブ形成部とよりなり、
下梁部は梁の下側のフランジを形成するフランジ部と、中間梁部との接合部と、フランジ部と接合部を繋ぐウェブ形成部とよりなり、
中間梁部は上梁部と接合される上接合部と、下梁部と接合される下接合部とこれらの接合部を繋ぐウェブ形成部とよりなり、
上梁部の接合部と中間梁部の上接合部の各々には、
両梁部材の長手方向と直交し、ウェブ形成部の面に対して直交する方向に相対移動させることによって相互に嵌合する係止部が形成されると共に、
下梁部の接合部と中間梁部の下接合部の各々には、
両梁部材の長手方向と直交し、ウェブ形成部の面に対して直交する方向に相対移動させることによって相互に嵌合する係止部が形成されると共に、
前記上梁部側の接合部と中間梁部側の接合部の両側には、各梁部のウェブ面と直交して該ウェブ面の左右に延出し互いに重合する接合フランジ部が形成され、
前記下梁部側の接合部と中間梁部側の接合部の両側には、各梁部のウェブ面と直交して該ウェブ面の左右に延出し互いに重合する接合フランジ部が形成され、
前記上梁部と中間梁部の係止部同士並びに前記下梁部と中間梁部の係止部同士を嵌合させた状態で、
前記上梁部の左右の接合フランジ部と中間梁部の左右の接合フランジ部とがそれぞれクリンチ式のカシメによって互いに固定されると共に、前記下梁部の左右の接合フランジ部と中間梁部の左右の接合フランジ部とがそれぞれクリンチ式のカシメによって互いに固定されるようにしてもよい。
【００１４】
上梁部と下梁部の間に中間梁部を介装した点を除き、全体的な構成に関しては、前述の梁構造体と同様である。また、中間梁部は１つのみとすることも、また、２以上とすることも可能である。中間梁部を１つのみとした場合、各梁部のウェブ面と直交するかたちでウェブ面の両側に延出して梁構造体の長手方向に沿って延びる水平補剛材として機能する接合フランジ部の重なり箇所は都合２箇所、また、中間梁部を２つとした場合では、水平補剛材として機能する接合フランジ部の重なり箇所が都合３箇所に形成されることになるので、局部座屈強度の更なる向上が期待できる。水平補剛材によるウェブ面板の局部座屈強度によってウェブ板を更に薄型化してもよい。
【００１５】
ここで、重合する接合フランジ部どうしは、梁構造体の長手方向に沿って一定の間隔を空けて、複数の箇所で、クリンチ式のカシメによって固定されていることが望ましい。
【００１６】
複数の箇所でクリンチ式のカシメを施すことで、上梁部と下梁部の当接面、また、中間梁部がある場合には、更に、上梁部と中間梁部の当接面および下梁部と中間梁部の当接面に生じる不用意な滑りの発生を完全に防止することができる。これにより、曲げモーメントに対する梁構造体の強度が更に向上する。
【００１７】
更に、各梁部をアルミ押出成形によって形成する場合にあっては、少なくとも、上梁部の係止部と下梁部の係止部、および、上梁部の接合フランジ部と下梁部の接合フランジ部の断面形状を同一とすることが望ましい。
【００１８】
上梁部の係止部と下梁部の係止部、および、上梁部の接合フランジ部と下梁部の接合フランジ部を同じ押出ダイスを使用して形成することができるので、梁構造体の製造コストの低減化の面で有利である。
【００１９】
更に、各梁部の各々には接合前の段階で予め腐食防止のための陽極酸化皮膜を形成しておくとよい。
【００２０】
各梁部の係止部や接合フランジ部およびクリンチ式のカシメを利用した梁構造体の組み立て工程にあっては、ボルト孔の穿設作業や溶接工程が不要である。従って、加熱や切削加工による酸化皮膜の損傷が防止され、当初形成された酸化皮膜を温存することができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の梁構造体によれば、上梁部と下梁部を引き剥がす方向の引張力が、上梁部の係止部と下梁部の係止部との嵌合面、および、上梁部の接合フランジ部と下梁部の接合フランジ部を接合するクリンチ式のカシメ部分によって支えられ、このうち、特に、上梁部と下梁部を固定する係止部の強度がカシメ部分の強度に比べて著しく高いので、上梁部と下梁部を引き剥がす方向の力に対して十分な強度を発揮することができる。
また、クリンチ式のカシメは引張せん断強度に優れているので、上梁部の接合部が下梁部の接合部に対して不用意に滑って前後左右方向に移動するといった不都合が確実に解消される。この結果、梁構造体を梁として使用した際に両端支持の状態で中央部に強い荷重が作用したとしても、上梁部と下梁部の当接面に不用意な滑りが生じることはなく、上梁部と下上梁部とが常に一体化したまま撓むことになるので、完全一体型の梁構造体と比較しても同等あるいは其れ以上に、曲げモーメントに対する十分な強度と剛性を発揮することができる。
各梁部のウェブ面と直交するかたちでウェブ面の両側に十分に延出した接合フランジ部それ自体が、梁構造体の上下方向の中央部で長手方向に沿って延びる水平補剛材として機能することになるので、水平補剛材を備えない同等の寸法の梁構造体に比べ、より高い局部座屈強度と横倒れ座屈強度を得ることができる。水平補剛材によるウェブ面板の局部座屈強度の向上によってウェブ板を薄型化してもよい。
また、梁構造体の組み立てに際しては、下梁部側の接合部の上で上梁部側の接合部を滑らせるように僅かに移動させて上梁部側の係止部を下梁部側の係止部に嵌合させ、然る後、上梁部の接合フランジ部と下梁部の接合フランジ部に対してクリンチ式のカシメを施すだけでよいので、長尺のジョイント部材を上梁部や下梁部の長手方向に沿って押し込む従来構造のものと比べ、組み立てに要する作業スペースが僅かなもので済む。しかも、組み立てに際してはボルト＆ナットや溶接工程さらには特段の後加工も必要がないので、ボルト＆ナットや梁構造体を構成する素材のイオン化傾向の違いによって生じる電気的な腐食、および、加熱に伴う素材自体の恒常的な歪の発生や熱による強度の低下および歪の発生に伴う梁全体の変形も未然に防止することができ、生産コストや組み立て工数も軽減化することができる。
【００２２】
更に、上梁部と下梁部との間に中間梁部を介装した構成を適用することが可能であり、そうした場合には、各梁部のウェブ面と直交するかたちでウェブ面の両側に延出して梁構造体の長手方向に沿って延びる水平補剛材として機能する接合フランジ部の重ね合わせ部分が、相互に間隔を置いて複数箇所に形成されることになるので、局部座屈強度と横倒れ座屈強度の更なる向上が期待できる。水平補剛材によるウェブ板の局部座屈強度の向上によってウェブ板を更に薄型化することも可能である。
【００２３】
また、重合する接合フランジ部どうしを梁構造体の長手方向に沿って一定の間隔を空けて複数の箇所でクリンチ式のカシメによって固定することにより、各梁部の当接面に生じる不用意な滑りの発生を完全に防止して、曲げモーメントに対する梁構造体の強度を一層向上させることができる。
【００２４】
クリンチ式のカシメの縦横比を異ならせる場合には、カシメ部の形状を梁構造体の長手方向に沿って長く、また、各梁部のウェブ面と直交する方向に沿って短い形状とするようにしているので、接合フランジ部の張り出し幅をあまり大きく取らずともよく、クリンチ式のカシメの加工工具へのセットも容易である。
なお、実験によれば通常の範囲の場合であればカシメの縦横比を異ならせても引っ張りせん断強度はあまり変わらないので、各梁部の当接面に生じる不用意な滑りの発生を確実に防止して曲げモーメントに対する梁構造体の強度を向上させることができる。
【００２５】
更に、各梁部をアルミ押出成形によって形成する場合にあっては、上梁部の係止部と下梁部の係止部、および、上梁部の接合フランジ部と下梁部の接合フランジ部の断面形状を同一としているので、上梁部の係止部と下梁部の係止部、および、上梁部の接合フランジ部と下梁部の接合フランジ部を同じ押出ダイスを使用して形成することができ、梁構造体の製造コストの低減化の面で有利である。
【００２６】
しかも、各梁部の係止部や接合フランジ部およびクリンチ式のカシメを利用した梁構造体の組み立て工程にあってはボルト孔の穿設作業や溶接工程が不要であるから、各梁部の各々に接合前の段階で予め形成された酸化皮膜が加熱や切削加工によって損傷することもなく、長期間に亘って腐食防止の効果が維持される。
これらにより押出成型による押出限界より大きい梁構造体が必要な場合にあっても押出形材を組み合わせることにより容易に梁構造体を得ることが可能になる。
また押出成型によるためにたとえばウェブ部を２枚として中空部を形成する等自由な断面構造が形成できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
次に、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照して具体的に説明する。
【実施例１】
【００２８】
図１は本発明を適用した一実施形態の梁構造体の構成例について梁構造体の長手方向に直交する方向の切断面を示す正面図、図２は梁構造体を構成する上梁部と下梁部の接合箇所について拡大して示した部分正面図、図３は上梁部や下梁部の構成を単独で示した正面図、図４は梁構造体の組み立て工程の概略について示した図、図５は梁構造体を短く切断して全体を示した斜視図である。
【００２９】
図１に示した梁構造体１は、上梁部２と下梁部３を上下に接合して構成される梁構造体である。
【００３０】
図１に示されるように、上梁部２は、梁の上側のフランジを形成するフランジ部２ｅと、下梁部３との接合部２ａと、フランジ部２ｅと接合部２ａを繋ぐウェブ形成部２ｂ，２ｂとよりなり、また、下梁部３は、梁の下側のフランジを形成するフランジ部３ｅと、上梁部１との接合部３ａと、フランジ部３ｅと接合部３ａを繋ぐウェブ形成部３ｂ，３ｂとよりなる。
【００３１】
そして、上梁部２の接合部２ａには、上梁部２のウェブ形成部２ｂ，２ｂの面と直交して該ウェブ形成部２ｂ，２ｂの左右に延出する接合フランジ部２ｄ，２ｄが形成される一方、下梁部３の接合部３ａには、下梁部３のウェブ形成部３ｂ，３ｂの面と直交して該ウェブ形成部３ｂ，３ｂの左右に延出する接合フランジ部３ｄ，３ｄが形成されて、上梁部２の接合フランジ部２ｄ，２ｄと下梁部３の接合フランジ部３ｄ，３ｄが互いに重合するようになっている。
【００３２】
更に、上梁部２の接合部２ａには係止部２ｃ，２ｃが一体に形成され、下梁部３の接合部３ａには係止部３ｃ，３ｃが一体に形成されている。
図４（ａ）に示されるように、上梁部２の接合部２ａと下梁部３の接合部３ａを、各梁部２，３の長手方向およびウェブ形成部２ｂ，３ｂの面に対して直交する方向に僅かにオフセットした状態にあっては、係止部２ｃ，２ｃと係止部３ｃ，３ｃが干渉することはなく、上梁部２の接合部２ａと下梁部３の接合部３ａとの密着状態が許容される。
また、図４（ｂ）のように、上梁部２と下梁部３を前述のオフセットの方向と逆向き、つまり、図４中で上梁部２が右に向かうようにして、下梁部３に対して上梁部２を相対移動させ、上梁部２と下梁部３の中心軸を一致させた状態にあっては、上梁部２の係止部２ｃ，２ｃと下梁部３の係止部３ｃ，３ｃが、上梁部２と下梁部３の重合方向、つまり、図４（ｂ）中の上下方向に重なり合って相互に嵌合し、上梁部２と下梁部３を上下方向に固定する。
【００３３】
この実施形態にあっては、上梁部２および下梁部３は共にアルミニウム合金を押出成形した押出形材によって形成されており、上梁部２の係止部２ｃ，２ｃと下梁部３の係止部３ｃ，３ｃ、および、上梁部２の接合フランジ部２ｄ，２ｄと下梁部３の接合フランジ部３ｄ，３ｄの断面形状は完全に同一であり、更には、上梁部２も下梁部３も共に同じ幅の中空部を相互間に形成された２枚のウェブ形成部２ｂ，２ｂあるいはウェブ形成部３ｂ，３ｂを備えた構造を有するものである。
従って、上梁部２と下梁部３は同じ押出ダイスを使用して形成することができ、梁構造体１の製造コストの低減化の面で有利である。
【００３４】
上梁部２と下梁部３は完全に同一形状であるから、ここでは、上梁部２を例にとって其の詳細な形状を図３に示している。
【００３５】
上梁部２と下梁部３との結合部の状態を拡大して図２に示す。この実施形態では、上梁部２の係止部２ｃと下梁部３の係止部３ｃを断面略Ｌ字型のものとし、それぞれを２列に亘って形成しているが、上梁部２の係止部２ｃと下梁部３の係止部３ｃは１列のみであってもよく、あるいは、３列以上とすることも可能である。
【００３６】
上梁部２と下梁部３の各々には、組み立て前の段階で、予め、腐食防止のための陽極酸化皮膜が形成されている。
【００３７】
梁構造体１の組み立てに際しては、まず、図４（ａ）に示されるように、下梁部３の接合部３ａとの関係において、上梁部２の接合部２ａを各梁部２，３のウェブ形成部２ｂ，２ｂおよびウェブ形成部３ｂ，３ｂの面に対して直交する方向、つまり、図４（ａ）中の左方向にオフセットした状態で、下梁部３の接合部３ａの上に上梁部２の接合部２ａを密着させて載置する。
【００３８】
次いで、図４（ｂ）に示されるようにして上梁部２と下梁部３の中心軸が一致するまで、前述のオフセットの方向と逆向き、つまり、右側に向けて上梁部２の方を相対移動させることにより、上梁部２の接合部２ａに形成されている係止部２ｃ，２ｃと下梁部３の接合部３ａに形成されている係止部３ｃ，３ｃとを各梁部２，３の重合方向、つまり、図４（ｂ）中の上下方向に重なり合わせる。
この結果、図２に示されるように、これらの係止部２ｃ，２ｃと係止部３ｃ，３ｃが相互に嵌合し、係止部２ｃ，２ｃと係止部３ｃ，３ｃを介して、上梁部２と下梁部３が互いに係合される。
【００３９】
このように、ウェブ形成部２ｂ，２ｂおよびウェブ形成部３ｂ，３ｂの面に対して直交する方向に向けて上梁部２を僅かに相対移動させるだけで係止部２ｃ，２ｃと係止部３ｃ，３ｃを嵌合させることができるので、長尺のジョイント部材を上梁部や下梁部の長手方向つまり図４（ｂ）中の紙面垂直方向に向けて押し込むようにした従来構造のものと比べ、組み立てに要する組み立て工数が軽減され、作業スペースも低減される（従来型のジョイント部材は全体として梁構造体１の全長と同程度のスパンを有するので、ジョイント部材の押し込み作業に際しては、仮に、ジョイント部材を分割構造としたとしても、相当の作業スペースが必要であった）。
【００４０】
次に、上梁部２の接合部２ａの両側から上梁部２のウェブ形成部２ｂ，２ｂの面と直交する方向に延出した上梁部２の接合フランジ部２ｄ，２ｄと下梁部３の接合部３ａの両側から下梁部３のウェブ形成部３ｂ，３ｂの面と直交する方向に延出した下梁部３の接合フランジ部３ｄ，３ｄとの重合部に対し、クリンチ式のカシメ４を施す。
これにより、上梁部２の接合フランジ部２ｄ，２ｄと下梁部３の接合フランジ部３ｄ，３ｄとが、接合フランジ部の面に沿った方向、つまり、図４（ｂ）中の前後左右方向で確実に固定される。
【００４１】
図６は図１の梁構造体１を示した右側面図、また、図７は図１の梁構造体１を示した平面図である（但し、平面図は時計方向に９０°回転させた状態で記載している）。
【００４２】
この実施形態では、上下に重合する接合フランジ部２ｄと接合フランジ部３ｄが、梁構造体１の長手方向、つまり、図６および図７の左右方向に沿って一定の間隔を空けて、複数の箇所でクリンチ式のカシメ４によって固定されている。
【００４３】
クリンチ式のカシメ４は引張せん断強度に優れており、しかも、複数の箇所で接合フランジ部２ｄと接合フランジ部３ｄを固定しているので、上梁部２の接合部２ａや接合フランジ部２ｄが下梁部３の接合部３ａや接合フランジ部３ｄに対して接合フランジ部の面に沿った方向、特に、図６および図７の左右方向に不用意に移動するといった不都合が確実に解消される。
従って、この梁構造体１を梁として使用した際に、両端支持の状態で梁構造体１に荷重が作用したとしても、上梁部２と下梁部３の当接面に不用意な滑りが生じることはなく、上梁部２と下上梁部３とが常に一体化したまま撓むことになるので、他の条件が同一の完全一体型の梁構造体と比較しても同等、あるいは、其れ以上に曲げモーメントに対する十分な強度と剛性が発揮され得る。
【００４４】
しかも、この実施形態で採用しているクリンチ式のカシメ４は、梁構造体１の長手方向、つまり、図６および図７の左右方向に沿って相対的に長く、各梁部２，３のウェブ形成部２ｂ，２ｂおよびウェブ形成部３ｂ，３ｂの面と直交する方向つまり図７の上下方向に沿って短く形成された略矩形状のものであって、特に、梁構造体１の長手方向すなわち図６および図７の左右方向に沿って作用する引張せん断荷重を受けた場合の引張せん断強度に優れているので、上梁部２と下梁部３の当接面に生じる長手方向の不用意な滑りの発生を防止するのに効果的である。
【００４５】
クリンチ式のカシメ４の断面形状を図８（ａ）の拡大図（図１のＡ−Ａ断面）に示す。なお、図８（ａ）の方向性は図６の方向性と同じである。また、図８（ｂ）は図６のＢ−Ｂ拡大断面であり、カシメ４に関わる各部の具体的な寸法については図８（ｃ）および図８（ｄ）に示す。なお、図８（ｄ）にも図８（ａ）、図８（ｂ）の切断方向を参考にＡ−Ａ、Ｂ−Ｂにて示した。
クリンチ式のカシメ４を成形するためのパンチ＆ダイの構成等に関しては既に公知であるので、ここでは特に説明しない。
【００４６】
以上に述べた通り、梁構造体１の組み立てに際しては、ボルト＆ナットや溶接工程さらには特段の後加工も必要がないので、ボルト＆ナットや梁構造体を構成する素材のイオン化傾向の違いによって生じる電気化学的な腐食、および、加熱に伴う素材自体の恒常的な歪の発生や熱による強度の低下、更には、歪の発生に伴う機械的な強度の低下も未然に防止することができ、生産コストや組み立て工数の軽減化も容易である。
【００４７】
また、ボルト孔の穿設作業や溶接工程が不要であることから、加熱や切削加工による酸化皮膜の損傷が防止され、当初に形成された酸化皮膜を長期間に亘って温存することができる。
【００４８】
組み立てを終えた梁構造体１の使用状態において上梁部２と下梁部３に作用する力のうち、梁構造体１を上下に押圧する方向の力は、下梁部３の接合部３ａと上梁部２の接合部２ａとの当接面、および、上梁部２の接合フランジ部２ｄと下梁部３の接合フランジ部３ｄとの当接面が上記に通り一体化されているので梁構造体１の全体が完全な１つの梁構造体として支えられる。
【００４９】
また、上梁部２と下梁部３を引き剥がす方向の引張力は、図２に示されるような上梁部２の係止部２ｃ，２ｃと下梁部３の係止部３ｃ，３ｃとの嵌合面、および、上梁部２の接合フランジ部２ｄと下梁部３の接合フランジ部３ｄを接合するクリンチ式のカシメ部分４によって支えられる。
クリンチ式のカシメ４の構造を示した図８（ａ），（ｂ）の拡大断面図からも分かるように、クリンチ式のカシメ４それ自体は、剥離強度つまり上下方向の引張力に関して必ずしも十分な強度を備えないが、上梁部２と下梁部３は、上梁部２の係止部２ｃ，２ｃと下梁部３の係止部３ｃ，３ｃを重合させて嵌合することによって上下方向に固定されているので、梁構造体１を全体としてみると、専ら、係止部２ｃ，２ｃと係止部３ｃ，３ｃの強度に依存するかたちで、上梁部２と下梁部３を引き剥がす方向の力に対しても十分な強度を発揮することができる。
【００５０】
また、上梁部２の接合フランジ部２ｄと下梁部３の接合フランジ部３ｄは、各梁部２，３のウェブ形成部２ｂ，２ｂおよびウェブ形成部３ｂ，３ｂの面と直交するかたちで各ウェブ形成部の左右両側に大きく延出しており、梁の弱軸断面２次モーメントが大きくなったため、梁の全体の横倒れ座屈強度も大きくなる。
【００５１】
しかも、各梁部２，３のウェブ形成部２ｂ，２ｂおよびウェブ形成部３ｂ，３ｂの面と直交するかたちで各ウェブ形成部の両側に十分に延出した接合フランジ部２ｄ，３ｄそれ自体が、図６に示されるように、梁構造体１の上下方向の中央部で長手方向に沿って延びる水平補剛材として機能することになるので、水平補剛材を備えていない同等の寸法の梁構造体と比べ、より高い局部座屈強度と横倒れ座屈強度を得ることができる。この際、水平補剛材による局部座屈強度と横倒れ座屈強度の向上にあわせてウェブ板を薄型化することができるので、材料の節約にもなる。
【００５２】
次に、梁構造体１の各部の強度試験および耐久試験等の結果について簡単に説明する。
【００５３】
図９および図１０は、実施形態の梁構造体１において接合フランジ部２ｄと接合フランジ部３ｄを固定するクリンチ式のカシメ４の引張せん断強度を試験するために、各梁部２，３と同一材料によって形成された試験片５，６について示した図である。
試験片５は上梁部２の接合フランジ部２ｄに相当し、また、試験片６は下梁部３の接合フランジ部３ｄに相当する。
試験片５，６の厚さは実施形態の接合フランジ部２ｄ，３ｄと同じく３．８ｍｍであり、試験片５，６の縦横の長さは図９および図１０に示される通り１５０ｍｍ×４０ｍｍであって、試験片５，６の長手方向の端部を５０ｍｍだけ重合させて、この重合部分にクリンチ式のカシメ４が施されている。
カシメ４の寸法は実施形態の梁構造体１のものと同じく図８（ｃ），（ｄ）に示される通り、表面における矩形部の長手方向の寸法が１５．５ｍｍ、これと直交する方向の幅が６ｍｍ（以上、図８（ｄ）参照）、表面から底の部分までの寸法が６ｍｍ、底の部分の長手方向の寸法が８．６ｍｍ（以上、図８（ｃ）参照）となっている。
このうち、図９の試験片５，６は引張方向（図９の上下方向）に対してクリンチ式のカシメ４の長手方向が直交するようにしてクリンチ式のカシメ４を施され、また、図１０の試験片５，６は引張方向（図１０の上下方向）に対してクリンチ式のカシメ４の長手方向が一致するようにしてクリンチ式のカシメ４を施されている。
従って、この実施形態の梁構造体１の長手方向、つまり、図６および図７の左右方向に沿って長く、各梁部２，３のウェブ形成部２ｂ，２ｂおよびウェブ形成部３ｂ，３ｂの面と直交する方向つまり図７の上下方向に沿って短く形成された縦横比を有する本実施形態のカシメ４と同等の条件にあるカシメ４は、図１０で示される方のカシメ４ということになる。
なお、試験片５，６の端部を挾持して引張方向の荷重を測定する試験機については既に公知である。
【００５４】
また、図１１は本実施形態の梁構造体１において接合フランジ部２ｄと接合フランジ部３ｄを固定するクリンチ式のカシメ４の剥離強度を試験するために、各梁部２，３と同一材料によって形成された試験片７，８によって構成される十字引張試験体ついて示した図である。
試験片７は上梁部２の接合フランジ部２ｄに相当し、また、試験片８は下梁部３の接合フランジ部３ｄに相当する。
試験片７，８の厚さは実施形態の接合フランジ部２ｄ，３ｄと同じく３．８ｍｍであり、試験片７，８の縦横の長さは図１１に示される通り、共に１５０ｍｍ×５０ｍｍであって、試験片７，８の中央部を直交させた状態で重合して、この重合部分にクリンチ式のカシメ４が施されている。
カシメ４の寸法は前記と同様に表面における矩形部の長手方向の寸法が１５．５ｍｍ、これと直交する方向の幅が６ｍｍ、表面から底の部分までの寸法が６ｍｍ、底の部分の長手方向の寸法が８．６ｍｍである。
試験片８を固定した状態で試験片７を図１１の紙面垂直方向に引き上げることによって剥離方向の荷重を測定する試験機については公知である。なお、試験片７，８の孔は、これらの試験片７，８を試験機に取り付ける際に使用するもので、試験の内容それ自体とは無関係である。
【００５５】
まず、図９の試験片５，６を利用した引張せん断試験の結果と図１０の試験片５，６を利用した引張せん断試験の結果、および、図１１の十字引張試験体（試験片７，８）を利用した剥離強度試験の結果を纏めて図１２の表に示す。
図１２の表において垂直方向のかしめは図９の試験体にてカシメの長手方向と直交方向に引張力を加えて引張せん断試験の結果で、平行方向のかしめは図１０の試験体にてカシメの長手方向と平行方向に引張力を加えての引張せん断試験の結果である。
表よりカシメの長手方向とそれに垂直な方向とでは引張せん断強度に大きな相違は見られなかった。
なお、何れの試験結果も、同様の試験片を３組ずつ用意して繰り返し行なった３回の試験の平均値である。
【００５６】
図１３はクリンチ式のカシメ４継手に対する一面せん断疲労試験の結果を示したＰ−Ｎ線図であり、図１０と同様の試験片を使用した。
横軸が疲労試験の繰り返し回数、そして、縦軸が疲労破壊荷重である。荷重比（Ｒ）は０．１とした。
試験片が１０７回の繰返し数を超えて破壊しない場合，試験を中断し，１０７回の疲労強度とする。つまり、クリンチ式カシメ４継手の１０７回に対応する疲労強度は２４４４Ｎである。
【００５７】
図１４は本実施形態の梁構造体１を構成する上梁部２および下梁部３に対して曲げ試験を行なうための試験機の構成について簡略化して示した模式図である。
この曲げ試験機９は、梁構造体１を両端単純支持の梁として使用した場合の状況を再現するための装置である。
曲げ試験を行なった梁構造体１は図１に示されるような断面形状を有する梁構造体１であって、上梁部２および下梁部３の高さが共に１２５ｍｍつまり全高が２５０ｍｍであり、接合フランジ部２ｄ，３ｄと上梁部２のフランジ部２ｅおよび下梁部３のフランジ部３ｅの横幅が共に１００ｍｍ、ウェブ形成部２ｂ，３ｂの厚さは左右共に２．５ｍｍ、接合フランジ部２ｄ，３ｄの厚さは共に３．８ｍｍ、上梁部２のフランジ部２ｅと下梁部３のフランジ部３ｅの厚さは共に５ｍｍであり、図１４に示されるように、実際に曲げられる部分の長さは３８００ｍｍであって、その中央部に荷重が加えられる。
クリンチ式のカシメ４は、梁構造体１の長手方向つまり図１４の左右方向に沿って１００ｍｍの間隔を置いて断続的に設けられている。
ローラ１０，１１は梁構造体１の両端部を支えて水平状態を保持すると共に、梁構造体１の両端部に無用な外力や抵抗あるいは拘束力が作用するのを防止するためのコロとして機能する。
また、押圧具１２は、梁構造体１の中央部に無用な抵抗や拘束力が作用するのを防止した状態で梁構造体１の中央部に鉛直方向の荷重を加えるための手段である。
【００５８】
曲げ試験の結果を図１５の線図に示す。横軸が梁構造体１における中央部の撓み、そして、縦軸が荷重であり、比較の都合上、同等の形状および寸法を有する完全一体型の梁構造体の理論上の撓み量を併せて記載している。
図１５から分かるように、同一の荷重に対する撓み量は、完全一体型の梁構造体も上梁部２および下梁部３からなる実施形態の梁構造体１も同等である。
つまり、この実施形態の梁構造体１は、曲げ荷重に関する限り、同等の形状および寸法を有する完全一体型の梁構造体に比して何らの遜色もない。
【００５９】
図１６は梁構造体１の３点曲げ疲労試験前後の荷重とたわみの関係を示した線図である。比較の都合上、油圧サーボパルサーを使用して１０万回の３点曲げ疲労試験を繰り返した後の梁構造体１と、図１４に示したものと同じ条件で未使用の梁構造体１と、図１４に示したものと同じ条件を有する完全一体型の梁構造体の各々について、荷重と中央部のたわみの関係を独立的に記載している。
１０万回の３点曲げ疲労試験を繰り返した梁構造体１および未使用の梁構造体１の寸法は、前記と同様、上梁部２および下梁部３の高さが共に１２５ｍｍで全高が２５０ｍｍ、接合フランジ部２ｄ，３ｄと上梁部２のフランジ部２ｅおよび下梁部３のフランジ部３ｅの横幅が共に１００ｍｍ、ウェブ形成部２ｂ，３ｂの厚さは左右共に２．５ｍｍ、接合フランジ部２ｄ，３ｄの厚さは共に３．８ｍｍ、上梁部２のフランジ部２ｅと下梁部３のフランジ部３ｅの厚さは共に５ｍｍであり、クリンチ式のカシメ４は、梁構造体１の長手方向に沿って１００ｍｍの間隔を置いて断続的に設けられており、実際に屈曲される部分の長さは３８００ｍｍ（全長は４０００ｍｍ）である。完全一体型の梁構造体の寸法もこれと同様である。
１０万回の疲労試験では最大荷重を２０００ｋｇｆ、また、荷重比（Ｒ）は０．１とし、繰返し速度は０．６Ｈｚとしている。
図１６から分かる通り、１０万回の３点曲げ疲労試験を繰り返した後の梁構造体１の曲げ強度は、未使用の梁構造体１や完全一体型の梁構造体の曲げ強度と同等であり、梁構造体１を上梁部２および下梁部３からなる分割構成としても、交番荷重による曲げ剛性の劣化が生じ難いことが窺える。
【００６０】
次に、上梁部２の係止部２ｃ，２ｃと下梁部３の係止部３ｃ，３ｃの嵌合で得られる上梁部２と下梁部３の固定効果、および、上梁部２の接合フランジ部２ｄ，２ｄと下梁部３の接合フランジ部３ｄ，３ｄを接合するクリンチ式のカシメ４で得られる上梁部２と下梁部３の固定効果を確認するために行なった剥離試験について説明する。
この剥離試験で用いた梁構造体１は図１，図４（ｂ）ないし図５に示されるもので、その寸法は、上梁部２および下梁部３の高さが共に１２５ｍｍで全高が２５０ｍｍ、接合フランジ部２ｄ，３ｄと上梁部２のフランジ部２ｅおよび下梁部３のフランジ部３ｅの横幅が共に１００ｍｍ、ウェブ形成部２ｂ，３ｂの厚さは左右共に２．５ｍｍ、接合フランジ部２ｄ，３ｄの厚さは共に３．８ｍｍ、上梁部２のフランジ部２ｅと下梁部３のフランジ部３ｅの厚さは共に５ｍｍであり、上梁部２の係止部２ｃと下梁部３の係止部３ｃの板厚は３ｍｍであって、両者の嵌合幅は４．５ｍｍである。また、長手方向つまり図４（ｂ）ないし図５の紙面奥行き方向の寸法が１００ｍｍである。
この試験では、同寸法の前記梁構造体１を３個用意し、その内の１つにはクリンチ式のカシメ４を施さず、上梁部２の係止部２ｃ，２ｃと下梁部３の係止部３ｃ，３ｃとの嵌合のみによって上梁部２と下梁部３を固定して試験体Ａとした。他の１つには、上梁部２の係止部２ｃ，２ｃと下梁部３の係止部３ｃ，３ｃとを嵌合させた状態で、更に、左右で対を成す一方の接合フランジ部２ｄ，３ｄともう一方の接合フランジ部２ｄ，３ｄの中央部の各々１箇所にクリンチ式のカシメ４を施して試験体Ｂとした（従って、カシメ４の総数は都合２箇所）。最後の１つには、上梁部２の係止部２ｃ，２ｃと下梁部３の係止部３ｃ，３ｃとを嵌合させた状態で、更に、左右で対を成す一方の接合フランジ部２ｄ，３ｄともう一方の接合フランジ部２ｄ，３ｄの長手方向を長手方向に３等分する位置にクリンチ式のカシメ４を施して試験体Ｃとした（従って、カシメ４の総数は左右各２箇所で都合４箇所）。
そして、試験体Ａ，Ｂ，Ｃの各々に対し、上梁部２と下梁部３を相対的に離間させる方向、つまり、図４（ｂ）ないし図５の上下方向に引張して剥離試験を行ない、その結果を図１７の表に示した。
図１７に示される通り、試験体Ｂの剥離強度は試験体Ａの剥離強度の約１．３倍、また、試験体Ｃの剥離強度は試験体Ａの剥離強度の約１．４倍となっている。また、試験体Ａの剥離強度と試験体Ｂの剥離強度の差分を２で割った値（４６４０Ｎ／１カシメ箇所）と試験体Ａの剥離強度と試験体Ｃの剥離強度の差分を４で割った値（３１７６Ｎ／１カシメ箇所）とは近似せず、このことから、クリンチ式のカシメ４の数を無闇に増やしても、其の増加分に応じて比例的に剥離強度を増大するとは考え難い。何れにしても、剥離に対する強度の大半は、専ら、上梁部２の係止部２ｃ，２ｃと下梁部３の係止部３ｃ，３ｃとの嵌合で生じる固定力（３２６４４Ｎ）に依存するものと推定される。
つまり、前述のように、クリンチ式のカシメ４それ自体は、剥離強度つまり上下方向の引張に関して必ずしも十分な強度は備えないが、上梁部２と下梁部３は上梁部２の係止部２ｃ，２ｃと下梁部３の係止部３ｃ，３ｃを重合させるようにして嵌合固定されているので、梁構造体１を全体としてみると、専ら、係止部２ｃ，２ｃと係止部３ｃ，３ｃの強度に依存するかたちで、上梁部２と下梁部３を引き剥がす方向の力に対して強度を発揮しているということができる。
【実施例２】
【００６１】
図１８は本発明を適用した他の一実施形態の梁構造体１３の構成について梁構造体１３の長手方向に直交する方向の切断した断面で示した正面図である。
【００６２】
この実施形態は、中空部を形成された二枚板状のウェブ形成部に代えて中空部のない一枚板状のウェブ形成部を採用した点、および、上梁部と下梁部の接合部の夫々に２列に亘って形成された係止部に代えて単列の係止片を各接合部に一組のみ採用した点で前述の実施形態と異なる。
【００６３】
この梁構造体１３は、上梁部１４と下梁部１５で構成される。上梁部１４は、梁の上側のフランジを形成するフランジ部１４ｅと、下梁部１５との接合部１４ａと、フランジ部１４ｅと接合部１４ａを繋ぐウェブ形成部１４ｂとよりなり、また、下梁部１５は、梁の下側のフランジを形成するフランジ部１５ｅと、上梁部１４との接合部１５ａと、フランジ部１５ｅと接合部１５ａを繋ぐウェブ形成部１５ｂとよりなる。
【００６４】
そして、上梁部１４の接合部１４ａには、上梁部１４のウェブ形成部１４ｂの面と直交して該ウェブ形成部１４ｂの左右に延出する接合フランジ部１４ｄ，１４ｄが形成される一方、下梁部１５の接合部１５ａには、下梁部１５のウェブ形成部１５ｂの面と直交して該ウェブ形成部１５ｂの左右に延出する接合フランジ部１５ｄ，１５ｄが形成されて、上梁部１４の接合フランジ部１４ｄ，１４ｄと下梁部１５の接合フランジ部１５ｄ，１５ｄが互いに重合するようになっている。
【００６５】
更に、上梁部１４の接合部１４ａには係止部１４ｃが一体に形成され、下梁部１５の接合部１５ａには係止部１５ｃが一体に形成されている。
上梁部１４の接合部１４ａと下梁部１５の接合部１５ａを各梁部１４，１５のウェブ形成部１４ｂ，１５ｂに対して直交する方向に僅かにオフセットした状態にあっては、係止部１４ｃと係止部１５ｃが干渉することはなく、上梁部１４の接合部１４ａと下梁部１５の接合部１５ａとの密着状態が許容される（以上、図示略）。
また、図１８のように、上梁部１４と下梁部１５の中心軸を一致させた状態にあっては、上梁部１４の係止部１４ｃと下梁部１５の係止部１５ｃが、上梁部１４と下梁部１５の重合方向、つまり、図１８中の上下方向に重なり合って相互に嵌合し、上梁部１４と下梁部１５を上下方向に固定する。
【００６６】
上梁部１４および下梁部１５は共にアルミニウム合金の押出形材によって形成されており、上梁部１４の係止部１４ｃと下梁部１５の係止部１５ｃ、および、上梁部１４の接合フランジ部１４ｄ，１４ｄと下梁部１５の接合フランジ部１５ｄ，１５ｄの断面形状は完全に同一であり、同じ断面形状の押出形材を使用して形成することができる。
【００６７】
上梁部１４と下梁部１５は同一形状であるから、ここでは、上梁部１４を例にとって其の詳細な形状を図１９に示している。つまり、図１９に示される上梁部１４を図１９の平面内で１８０°回転させたものと図１８に示される下梁部１５とは同じである。
【００６８】
以上のように、図１の実施形態で示した梁構造体１との相違は、中空部を形成された二枚板状のウェブ形成部２ｂ，２ｂおよび３ｂ，３ｂに代えて中空部のない一枚板状のウェブ形成部１４ｂおよびウェブ形成部１５ｂを採用した点、および、上梁部と下梁部の接合部の夫々に２列に亘って形成された係止部に代えて単列の係止片１４ｃ，１５ｃを一組のみ採用した点にある。
その他の構成，組み立て方法，効果に関しては、図１で示した前述の実施形態の場合と同様であるので、詳細な説明は省略する。
なお、図１８中の符号１４ｅは上梁部１４が備える上側のフランジを形成するフランジ部、符号１５ｅは下梁部１５が備える下側のフランジを形成するフランジ部であり、符号１６はクリンチ式のカシメである。
【実施例３】
【００６９】
図２０は本発明を適用した更に別の一実施形態の梁構造体１７の構成について梁構造体１７の長手方向に直交する方向の切断面を示す正面図である。
【００７０】
この梁構造体１７は、３つの梁構成体、すなわち上梁部１８と中間梁部１９と下梁部２０を上下に接合して構成される梁構造体であり、上梁部と下梁部との間に中間梁部が介装されている点で、前述した２つの実施形態とは構成が異なる。
【００７１】
上梁部１８，中間梁部１９，下梁部２０を分割した状態で各部の形状の詳細を図２１に示す。
【００７２】
上梁部１８の構造（寸法は除く）は、図１に示した実施形態の上梁部２と同様であり、ウェブ形成部１８ｂ，１８ｂと接合部１８ａ、および、係止部１８ｃ，１８ｃと接合フランジ部１８ｄ，１８ｄ、ならびに、上側のフランジを形成するフランジ部１８ｅを備える。
【００７３】
また、下梁部２０の構造（寸法は除く）は、図１に示した実施形態の下梁部３と同様であり、ウェブ形成部２０ｂ，２０ｂと接合部２０ａ、および、係止部２０ｃ，２０ｃと接合フランジ部２０ｄ，２０ｄ、ならびに、下側のフランジを形成するフランジ部２０ｅを備える。
【００７４】
中間梁部１９に関しては、本実施形態に固有の構成である。この中間梁部１９は、図２１に示すように、上梁部１８と接合される上接合部１９ａｕと、下梁部２０と接合される下接合部１９ａｌと、これらの接合部１９ａｕ，１９ａｌを繋ぐウェブ形成部１９ｂ，１９ｂとよりなる。このウェブ形成部１９ｂ，１９ｂは、中空部を形成された二枚板状のウェブ形成部である。
そして、上梁部１８と接合する上接合部１９ａｕには、上梁部１８の接合部１８ａと中間梁部１９の上接合部１９ａｕを各梁部１８，１９のウェブ形成部１８ｂ，１９ｂの面に対して直交する方向にオフセットした状態にあっては上梁部１８の接合部１８ａと中間梁部１９の上接合部１９ａｕとの密着を許容する一方（以上、図示略）、上梁部１８と中間梁部１９の中心軸を一致させた状態で上梁部１８と中間梁部１９の重合方向つまり図２０の上下方向に重なり合って上梁部１８の係止部１８ｃ，１８ｃと嵌合する係止部１９ｃｕ，１９ｃｕが一体に設けられている。
また、中間梁部１９の上接合部１９ａｕの両側には、中間梁部１９のウェブ形成部１９ｂ,１９ｂの面と直交して該ウェブ形成部１９ｂ，１９ｂの両側に延出する接合フランジ部１９ｄｕ，１９ｄｕが一体に設けられている。
【００７５】
これらと同様、中間梁部１９において下梁部２０と接合する下接合部１９ａｌには、中間梁部１９の下接合部１９ａｌと下梁部２０の接合部２０ａを各梁部１９，２０のウェブ形成部１９ｂ，２０ｂの面に対して直交する方向にオフセットした状態にあって中間梁部１９の下接合部１９ａｌと下梁部２０側の接合部２０ａとの密着を許容する一方（以上、図示略）、中間梁部１９と下梁部２０の中心軸を一致させた状態で中間梁部１９と下梁部２０の重合方向つまり図２０の上下方向に重なり合って下梁部２０の係止部２０ｃ，２０ｃと嵌合する係止部１９ｃｌ，１９ｃｌが一体に設けられている。
また、中間梁部１９の下接合部１９ａｌの両側には、中間梁部１９のウェブ形成部１９ｂ，１９ｂの面と直交して該ウェブ形成部面１９ｂ，１９ｂの両側に延出する接合フランジ部１９ｄｌ，１９ｄｌが一体に設けられている。
【００７６】
この実施形態にあっては、上梁部１８および下梁部２０と中間梁部１９は共にアルミ押出成形によって形成されており、上梁部１８の係止部１８ｃ，１８ｃと下梁部２０の係止部２０ｃ，２０ｃ、および、上梁部１８の接合フランジ部１８ｄ，１８ｄと下梁部２０の接合フランジ部２０ｄ，２０ｄの断面形状が完全に同一であり、更には、上梁部１８も下梁部２０も共に同じ幅の中空部を間に形成された２枚のウェブ形成部１８ｂ，１８ｂあるいはウェブ形成部２０ｂ，２０ｂを備えた構造を有するものであるので、上梁部１８と下梁部２０を同じ形状の押出形材を使用して形成することができ、梁構造体１７の製造コストの低減化の面で有利である。
【００７７】
つまり、上梁部１８と下梁部２０は同じ形状であって、図２１に示される上梁部１８を図２１の平面内で１８０°回転させたものと、図２１に示される下梁部２０とは同じ形状である。
【００７８】
梁構造体１７の組み立て方法は、基本的には、図１で示した実施形態の場合と同様であるが、本実施形態の梁構造体１７にあっては、上梁部１８，中間梁部１９，下梁部２０といった３つの構成要素が存在するので、最初に下梁部２０と中間梁部１９を組み立て、然る後に、中間梁部１９の上に改めて上梁部１８を組み付けるようにするとよい。
下梁部２０に対する中間梁部１９の組み付け作業は、図４（ａ）および図４（ｂ）に示したような手順で行うことができ、同様に、下梁部２０に対する組み付け作業を終えた中間梁部１９に対する上梁部１８の組み付け作業も、図４（ａ）および図４（ｂ）に示したような手順で行うことができる。
【００７９】
図２０中の符号２１はクリンチ式のカシメである。
【００８０】
図２０に示した梁構造体１７は、上梁部１８，中間梁部１９，下梁部２０を一体的に組み合わせることにより、全体として２組の水平補剛材、つまり、上梁部１８の接合フランジ部１８ｄおよび中間梁部１９の接合フランジ部１９ｄｕからなる第一の水平補剛材と、中間梁部１９の接合フランジ部１９ｄｌおよび下梁部２０の接合フランジ部２０ｄからなる第二の水平補剛材とを備えることになるので、ウェブ面板の局部座屈強度と梁全体の横倒れ座屈強度の向上が期待できる。これにより、ウェブ板の更なる薄型化も可能である。
梁構造体を上下に３以上に分割して構成しても曲げ強度や疲労強度が低下しないことは、曲げ荷重に関する図１５の試験結果や疲労強度に関する図１６の試験結果からも明らかである。
つまり、図１５や図１６の試験結果から分かる通り、完全一体型の梁構造体と上下に２分割して構成された梁構造体１との間では、曲げ強度や疲労強度に関する明確な差異は生じていないので、上下に３分割して構成された梁構造体１７の性能が、上下に２分割して構成された梁構造体１と同等と考えられる。
【００８１】
この実施形態にあっては、上梁部１８，下梁部２０の断面形状と中間梁部１９の断面形状とが相違するので、上梁部１８と下梁部２０は同じ形状の押出形材を利用できるが、中間梁部１９は別の形状の押出形材となる。しかしながら全体を３分割する結果として、用意された押出機で可能な大きさより大きな梁を製造することが可能である。
【００８２】
梁構造体１７が奏する其の他の効果に関しては図１で示した実施形態の場合と同様であるので、詳細な説明は省略する。
【００８３】
この実施形態では１つの中間梁部１９のみを上梁部１８と下梁部２０の間に介装しているが、必要とあれば、上梁部１８と下梁部２０の間に、同形状・同寸法の中間梁部１９を複数個まとめて介装するといったこともできる。
【００８４】
更には、高さ寸法の異なる複数種の中間梁部１９を規格化して製造しておき、梁構造体１７として必要とされる全高に応じ、高さ寸法の異なる中間梁部１９、もしくは、中間梁部１９の組み合わせを適宜に選択して、上梁部１８と下梁部２０の間に介装して所望する高さの梁構造体１７を得るといったことも可能である。
【００８５】
上記説明にあっては上梁部と下梁部を同じ形状の押出形材にて形成したが別の形状とすることも可能である。
また、梁構造体１７のフランジ部を平面以外の形状とすることも可能である。
またこの場合、押出形材にて形成するためにその断面形状は自由に設計できウェブ形成部を平板でない形状とし他の部品を取り付けやすい形状とする等の変形も可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【図１】本発明を適用した一実施形態の梁構造体の構成例について梁構造体の長手方向に沿った向きで示した正面図である。
【図２】同実施形態の梁構造体を構成する上梁部と下梁部の接合箇所について拡大して示した部分正面図である。
【図３】同実施形態の梁構造体を構成する上梁部や下梁部の構成を単独で示した正面図である。
【図４】同実施形態の梁構造体の組み立て工程の概略について示した組み立て工程図である。
【図５】同実施形態の梁構造体を短く切断して全体を示した斜視図である。
【図６】同実施形態の梁構造体を示した図１の右側面図である。
【図７】同実施形態の梁構造体を示した図１の平面図である（但し、時計方向に９０°回転させた状態で平面図を記載している）。
【図８】同実施形態の梁構造体において接合フランジ部どうしを固定するクリンチ式のカシメの構造について拡大して示した断面図であり、図８（ａ）および図８（ｃ）は図１のＡ−Ａ断面について、図８（ｂ）は図６のＢ−Ｂ断面について、図８（ｄ）はカシメの平面形状について示している。
【図９】同実施形態の梁構造体において接合フランジ部を固定するクリンチ式のカシメの引張せん断強度を試験するために同一材料によって形成された試験片について示した図で、図９（ａ）は其の正面図、また、図９（ｂ）は其の右側面図である。
【図１０】同実施形態の梁構造体において接合フランジ部を固定するクリンチ式のカシメの引張せん断強度を試験するために同一材料によって形成された試験片について示した図で、図１０（ａ）は其の正面図、また、図１０（ｂ）は其の右側面図である。
【図１１】同実施形態の梁構造体において接合フランジ部を固定するクリンチ式のカシメの剥離強度を試験するために同一材料によって形成された試験片によって構成される十字引張試験体について示した正面図である。
【図１２】引張せん断試験の結果と剥離強度試験の結果を纏めて示した図表である。
【図１３】同実施形態の梁構造体において接合フランジ部を固定するクリンチ式のカシメに対する疲労試験の結果を示した線図である（最大荷重と繰り返し回数の関係）。
【図１４】同実施形態の梁構造体を構成する上梁部および下梁部に対して曲げ試験を行なうための試験機の構成について簡略化して示した模式図である。
【図１５】完全一体型の梁構造体の理論上のたわみ量と曲げ試験の結果を併せて示した線図である。
【図１６】同実施形態の梁構造体の３点曲げ疲労試験前後における荷重とたわみの関係について示した線図であり、比較の都合上、１０万回の３点曲げ疲労試験後の梁構造体と、疲労試験前の梁構造体と、完全一体型の梁構造体の理論値の各々について、荷重と中央部のたわみの関係を独立的に記載している。
【図１７】同実施形態の梁構造体に関する剥離強度の試験結果について示した図表である。
【図１８】本発明を適用した他の一実施形態の梁構造体の構成について梁構造体の長手方向に沿った向きで示した正面図である。
【図１９】同実施形態の梁構造体を構成する上梁部や下梁部の構成を単独で示した正面図である。
【図２０】本発明を適用した更に別の一実施形態の梁構造体の構成について梁構造体の長手方向に沿った向きで示した正面図である。
【図２１】同実施形態の梁構造体を構成する上梁部，中間梁部，下梁部の形状の詳細を示した正面図である。
【符号の説明】
【００８７】
１  梁構造体
２  上梁部
２ａ  接合部
２ｂ  ウェブ形成部
２ｃ  係止部
２ｄ  接合フランジ部
２ｅ  フランジ部
３  下梁部
３ａ  接合部
３ｂ  ウェブ形成部
３ｃ  係止部
３ｄ  接合フランジ部
３ｅ  フランジ部
４  クリンチ式のカシメ
５，６，７，８  試験片
９  曲げ試験機
１０，１１  ローラ
１２  押圧具
１３  梁構造体
１４  上梁部
１４ａ  接合部
１４ｂ  ウェブ形成部
１４ｃ  係止部
１４ｄ  接合フランジ部
１４ｅ  フランジ部
１５  下梁部
１５ａ  接合部
１５ｂ  ウェブ形成部
１５ｃ  係止部
１５ｄ  接合フランジ部
１５ｅ  フランジ部
１６  クリンチ式のカシメ
１７  梁構造体
１８  上梁部
１８ａ  接合部
１８ｂ  ウェブ形成部
１８ｃ  係止部
１８ｄ  接合フランジ部
１８ｅ  フランジ部
１９  中間梁部
１９ａｕ  上接合部
１９ａｌ  下接合部
１９ｂ  ウェブ形成部
１９ｃｕ  係止部
１９ｃｌ  係止部
１９ｄｕ  接合フランジ部
１９ｄｌ  接合フランジ部
２０  下梁部
２０ａ  接合部
２０ｂ  ウェブ形成部
２０ｃ  係止部
２０ｄ  接合フランジ部
２０ｅ  フランジ部
２１  クリンチ式のカシメ
【図１】
2010090603.tif 000003
【図２】
2010090603.tif 000004
【図３】
2010090603.tif 000005
【図４】
2010090603.tif 000006
【図５】
2010090603.tif 000007
【図６】
2010090603.tif 000008
【図７】
2010090603.tif 000009
【図８】
2010090603.tif 000010
【図９】
2010090603.tif 000011
【図１０】
2010090603.tif 000012
【図１１】
2010090603.tif 000013
【図１２】
2010090603.tif 000014
【図１３】
2010090603.tif 000015
【図１４】
2010090603.tif 000016
【図１５】
2010090603.tif 000017
【図１６】
2010090603.tif 000018
【図１７】
2010090603.tif 000019
【図１８】
2010090603.tif 000020
【図１９】
2010090603.tif 000021
【図２０】
2010090603.tif 000022
【図２１】
2010090603.tif 000023