(57)【要約】【課題】簡単な構造で、低コストで製造でき、しかも形状が異なる多種類の製品を製造する。【解決手段】上下に分割された上部分割ビーム材１と下部分割ビーム材２とをジョイント部材３を介して一体的に結合した複合ビームであって、上記上部分割ビーム材１の下部と下部分割ビーム材２の上部には、それぞれ下方に開口する開口溝６と上方に開口する開口溝６を形成し、上部分割ビーム材の下端面と下部分割ビーム材の上端面とを接合して上記開口溝６によって形成された嵌合口８の内部に上記ジョイント部材を嵌合させて一体に結合した。【選択図】図１
2006307601.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上下に分割された上部分割ビーム材と下部分割ビーム材とをジョイント部材を介して一体的に結合した複合ビームであって、
上記上部分割ビーム材の下部と下部分割ビーム材の上部には、それぞれ下方に開口する開口溝と上方に開口する開口溝を形成し、
上部分割ビーム材の下端面と下部分割ビーム材の上端面とを接合して上記開口溝によって形成された嵌合口の内部に上記ジョイント部材を嵌合させて一体に結合したことを特徴とする複合ビーム。
【請求項２】
上記開口溝がアリ溝形に形成されたことを特徴とする、請求項１に記載の複合ビーム。
【請求項３】
上記上部分割ビーム材の下端面と下部分割ビーム材の上端面には、それぞれ互いに噛み合う凹凸部が形成されていることを特徴とする、請求項１に記載の複合ビーム。
【請求項４】
上記上部分割ビーム材と下部分割ビーム材とは防振材を介して接合していることを特徴とする、請求項１に記載の複合ビーム。
【請求項５】
上下に分割された上部分割ビーム材と中間部材と下部分割ビーム材とをジョイント部材を介して一体的に結合した複合ビームであって、
上記上部分割ビーム材の下部と中間部材の両端と下部分割ビーム材の上部には、それぞれ開口溝を形成し、上部分割ビーム材の下部と中間部材の両端と下部分割ビーム材の上部とを接合して上記開口溝によって形成された各嵌合口の内部に上記ジョイント部材を嵌合させて一体に結合したことを特徴とする複合ビーム。
【請求項６】
上記中間部材を十字形に形成し、その左右の端部に、上下端部の開口溝と同じ開口溝を形成したことを特徴とする、請求項６に記載の複合ビーム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、上下に分割された上部分割ビーム材と下部分割ビーム材とをジョイント部材を介して一体的に結合した複合ビームに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、断面Ｉ形のビーム（梁）は、押出機による押出し加工で製造されているが、断面形状が大きいものや強度の高いものは大型の押出機が必要である。大型押出機は高価であるから、このような押出機がない場合は、複数の部材を結合させて一体的な複合ビームを製作することが可能となる。
【０００３】
このような複合ビームとしては、例えば上下のＩ形ビームの間に交差した斜め材を配して一体的に結合させたもの（特許文献１参照）や、２つの薄肉のビーム材をかしめによって結合一体化させて強度を上げたもの（特許文献２参照）などが知られている。また、小さいＩ形ビームを上下に接合させ、両者をＭＩＧ溶接、ＦＳＷあるいは中実構造用リベットなどにより一体に結合させたものが知られている。
【特許文献１】特開２０００−３２８６５３公報
【特許文献２】特開２００２−４４９５公報
【０００４】
しかしながら、これらの複合ビームは複数の部材を溶接やかしめやリベット止め（多数を小間隔で止める）等によって結合するものであるから、作業が非常に面倒であり、大型の押出機によって製造されたものに比べ、強度的には劣らないものができるが、コスト競争力の点であまり優位にたつことはできなかった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は前記問題点を解決し、簡単な構造で、低コストで製造でき、しかも形状が異なる多種類の製品を製造することが可能な複合ビームを提供することをその課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に係る発明は、上下に分割された上部分割ビーム材と下部分割ビーム材とをジョイント部材を介して一体的に結合した複合ビームであって、上記上部分割ビーム材の下部と下部分割ビーム材の上部には、それぞれ下方に開口する開口溝と上方に開口する開口溝を形成し、上部分割ビーム材の下端面と下部分割ビーム材の上端面とを接合して上記両開口溝によって形成された嵌合口の内部に上記ジョイント部材を嵌合させて一体に結合したことを特徴とする。
【０００７】
請求項２に係る発明は、上記開口溝がアリ溝形に形成されたことを特徴とする。
【０００８】
請求項３に係る発明は、上記上部分割ビーム材の下端面と下部分割ビーム材の上端面には、それぞれ互いに噛み合う凹凸部が形成されていることを特徴とする。
【０００９】
請求項４に係る発明は、上記上部分割ビーム材と下部分割ビーム材とは防振材を介して接合していることを特徴とする。
【００１０】
請求項５に係る発明は、上下に分割された上部分割ビーム材と中間部材と下部分割ビーム材とをジョイント部材を介して一体的に結合した複合ビームであって、上記上部分割ビーム材の下部と中間部材の両端と下部分割ビーム材の上部にはそれぞれ開口溝を形成し、上部分割ビーム材の下部と中間部材の両端と下部分割ビーム材の上部とを接合して上記開口溝によって形成された各嵌合口の内部に上記ジョイント部材を嵌合させて一体に結合したことを特徴とする。
【００１１】
請求項６に係る発明は、上記中間部材を十字形に形成し、その左右の端部に、上下端部の開口溝と同じ開口溝を形成したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１に係る発明によれば、上部分割ビーム材と下部分割ビーム材とジョイント部材とを一体に結合したものであり、比較的小さな押出機で押出成形した分割ビーム材であっても、その２倍の大きさの複合ビームを構成することができる。したがって、小型の押出機を備えた工場でも大型のビームを市場に供することができる。
【００１３】
また、上記複合ビームは荷重方向に分割された上部分割ビーム材と下部分割ビーム材とから構成されているから、ジョイント部には主に上下長手方向の荷重がしか加わるらない。しかも、ジョイント部の中央には中空部が形成されているため、ジョイント部材を含むジョイント部の断面積が大きい。このため、ジョイント部自体の強度が高く、上下だけでなく横からの力が加わっても変形しにくい。さらに、材料費の節約、凹凸部を形成する時のエネルギーや工数の削減ができる。したがって、全体として強度や耐荷重性の高いビームを提供することができる。
【００１４】
請求項２に係る発明によれば、上記開口溝がアリ溝形に形成されているので、ジョイント部材が嵌合したときに、ジョイント部材が脱け出すのを有効に防止することができる。
【００１５】
請求項３に係る発明によれば、上下部の両分割ビーム材の接合部には凹凸部が噛合しているので、荷重が加えられたときの撓み変形が防止され、曲げ応力に強く、高い一体的強度を保持することができる。
【００１６】
請求項４に係る発明によれば、上下部の両分割ビーム材の間には防振材が介装されているので、上下部の両分割ビーム材の接合部に生じるわずかなずれやがたつきや振動を効率的に吸収することができる。
【００１７】
請求項５に係る発明によれば、中間部材の大きさによって大型の複合ビームを得ることができる。また、中間部材の左右に開口溝を形成することにより、上下部の両分割ビーム材と同じ構成の分割ビーム材を連結し、さらに複雑な複合ビームを製作することができる。
【００１８】
請求項６に係る発明によれば、中間部材の左右の端部の開口溝を利用して十字形の複合ビームを製作することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
図１において符号Ａは、複合ビームの実施形態を示すものであって、この複合ビームＡは、上下に分割された上部分割ビーム材１と下部分割ビーム材２とをジョイント部材３を介して一体的に結合したものであり、各部材はアルミニウム又はその合金からなる押出材である。
【００２０】
図２に示されるように、上部分割ビーム材１は、上部の水平部４とその中央部から垂下した二重のウェブ板５とをＴ字形に形成したもので、ウェブ板５の下端より少し上部は連結部によって連結され、内側には中空部１０が形成されている。連結部の下部には下方に開口する開口溝６が形成されている。また、ウェブ板５の下端面（上部分割ビーム材１の下端面）には連続する鋸歯状の凹凸部７が形成されている。
【００２１】
下部分割ビーム材２は下部の水平部４とその中央部から起立した二重のウェブ板５とをＴ字形に形成したもので、ウェブ板５の下端より少し下部は連結部によって連結され、内側には中空部１０が形成されている。連結部の上部には上方に開口する開口溝６が形成されている。また、ウェブ板５の上端面（上部分割ビーム材１の上端面）には連続する鋸歯状の凹凸部７が形成されている。これらの凹凸部７は、上部分割ビーム材１の凹凸部７に互いに噛み合う形状である。
【００２２】
ジョイント部材３は上記上下両分割ビーム材と同じ長さの部材で、２つの開口溝６を上下に向き合わせることにより形成された嵌合口８の形状に嵌合可能な形状、大きさに形成されている。
【００２３】
次に、上記上下両分割ビーム材１、２をジョイント部材３によって一体的に結合するときは、図３に示されるように、上部分割ビーム材１の下端面と下部分割ビーム材２の上端面とを、凹凸部７を噛み合わせて接合させる。このとき、上部分割ビーム材１と下部分割ビーム材２とは防振材９（図２参照）を介して接合させるのが好ましい。噛み合わせによって上下両分割ビーム材１、２の接合部は安定する。そして、上下両分割ビーム材の開口溝６の向き合わせによって閉鎖された嵌合口８が形成される。この嵌合口８の内部に上記ジョイント部材を嵌合させて一体に結合する。これにより、図１に示される複合ビームが完成する。
【００２４】
防振材９は凹凸部７と同じ幅のテープ状の軟質材で、上下の凹凸部７の間に挟み込んで緩衝、がたつき防止、吸振等を行なわせるものである。
【００２５】
上記複合ビームＡは、上部分割ビーム材１と下部分割ビーム材２とジョイント部材３とを一体に結合したものであり、比較的小さな押出機で押出成形した分割ビーム材であっても、その２倍の大きさの複合ビームを構成することができる。したがって、小型の押出機を備えた工場でも大型のビームを市場に供することができる。
【００２６】
しかも、上部分割ビーム材１と下部分割ビーム材２は同じ形状であるから、成形用金型は１個でよい。また、フランジ部も左右同一であるから、ジョイント部材も左右同一であり、１個の金型から製造することができる。
【００２７】
また、上記複合ビームＡは荷重方向に分割された上部分割ビーム材１と下部分割ビーム材２とから構成されているから、ジョイント部には主に長手方向の荷重が加わる。しかも、ジョイント部の中央に形成された嵌合口８の内部には上記ジョイント部材が嵌合されるため、ジョイント部材３を含むジョイント部の断面積が大きい。このため、ジョイント部自体の強度が高く、上下だけでなく横からの力が加わっても変形しにくい。したがって、全体として強度や耐荷重性の高いビームを提供することができる。
【００２８】
しかも、上下両分割ビーム材１、２の接合部には凹凸部７が噛合しているので、荷重が加えられたときの撓み変形が防止され、曲げ応力に強く、高い一体的強度を保持することができる。
【００２９】
なお、上下両分割ビーム材１、２の下端面の凹凸部７は、互いに噛みあう形状であればよく、図２、図３に示された形状に限定されない。例えば、図４（ａ）のような角形でも、同図（ｂ）のような波形でも、あるいは同図（ｃ）のような逆台形でもよい。これらの凹凸部７は歯車によるコイニング加工、プレス加工で形成すればよい。
【００３０】
また、上下両分割ビーム材１、２は図５に示されるように、ウェブ板５を単板構成として結合してもよい。
【００３１】
左右各側のフランジ部６はジョイント部材３が嵌合時に抜けるような形状でもよい。例えば、図６（ａ）に示す複合ビームＢの上下両分割ビーム材１、２の開口溝６は断面がコ字形で、上部分割ビーム材１では下向き、下部分割ビーム材２では上向きに屈曲している。このような断面形状の開口溝６では、接合時の嵌合口８は方形であるから、ジョイント部材３も方形であり、嵌合時には上下方向に抜け出す可能性がある。このため、ジョイント部材３をボルト、ナット、リベット等の固定手段１１によって上下両分割ビーム材１、２に固定すればよい。図６（ｂ）、同図（ｃ）は、別の形態を示し、ジョイント部材３を上下分割ビーム１、２のいずれか一方に嵌合止めする突起１６を備えたものである。
【００３２】
次に、複合ビームの全体形状は二重のウェブ板５を有するＩ字形であるものに限定されない。例えば、図７に示される複合ビームＣのように、上下部において上述と同じ要領でジョイントされたコ字形の分割ビーム材１ａと１ｂおよび分割ビーム材２ａと２ｂを左右で上下に接合し、同様にしてジョイント部材３を介して一体的に結合した構成とみることができる。
【００３３】
また、複合ビームは１個所でジョイントされるものに限定されない。例えば、図８に示される複合ビームＤのように、上下両分割ビーム材１、２がそれぞれＵ字形に弯曲し、その各両端をジョイント部材３を介して一体に結合したものであってもよい。複数のジョイント部により応力の負担部分が倍増するから、高強度のビームの提供が可能となる。
【００３４】
さらに、複合ビームは上下両分割ビーム材１、２が同じ形状でなくてもよい。例えば、図９に示される複合ビームＥのように、ウェブ板５の下部が二股に分岐する上部分割ビーム材１と、Ｕ字形の下部分割ビーム材２とをジョイント部材３を介して一体に結合したものであってもよい。
【００３５】
また、複合ビームは上下に分割された分割ビーム材によってのみ構成されるものに限定されない。例えば、図１０に示される複合ビームＦのように、上部分割ビーム材１の下部と中間部材１２の両端と下部分割ビーム材２の上部には、それぞれ開口溝６を形成し、上部分割ビーム材１の下部と中間部材１２の両端と下部分割ビーム材２の上部とを接合して上記開口溝６によって形成された各嵌合口８の内部にジョイント部材３を嵌合させて一体に結合させる構成であってもよい。中間部材１２は、必要に応じて複数であっても良い。
【００３６】
さらに、図１１に示す複合ビームＦのように、中間部材１３を十字形にし、左右に上下端と同じ開口溝６を形成し、この開口溝６に上下の分割ビーム材１、２と同じ構造の左右の分割ビーム材１４、１５の端部を接合し、両者の開口溝６によって形成された嵌合口８にジョイント部材３を嵌合して全体として十字形の複合ビームを製作する構成であってもよい。
【００３７】
上述のように、上記構成の複合ビームによれば、簡単な構造であり、分割したビーム材の結合のために煩わしい溶接、かしめなどの作業が不要であるから、低コストで製造することができるほか、形状が異なる多種類の製品を製造することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明は、ロングスパンの駐車場屋根やバスシェルター、カーテンウォール等の方立用、大型観賞用温室の構造材、橋梁・ビルトップライト、アーチ等の大型構造用の梁材として利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】複合ビームの一実施形態を示す正面図である。円内はジョイント部材を嵌合していないときの要部の断面図である。
【図２】上記複合ビームの分解斜視図である。
【図３】同上の組立て状態を示す斜視図である。
【図４】（ａ）（ｂ）（ｃ）は、同上の接合部に設ける凹凸部の各例を示す一部分の側面図である。
【図５】ウェブ板が単板構成の複合ビーム正面図である。
【図６】（ａ）他の嵌合溝の例の複合ビーム正面図である。（ｂ）（ｃ）は、嵌合溝部分の他の例の正面図である。
【図７】複合ビームの他の形態の他の例を示す正面図である。
【図８】２つのジョイント部を有する複合ビームの正面図である。
【図９】上下両分割ビーム材が異なる複合ビームの正面図である。
【図１０】上下両分割ビーム材の間に中間部材を介装した複合ビームの正面図である。
【図１１】上記中間部材が十字形の場合の例を示す複合ビームの正面図である。
【符号の説明】
【００４０】
Ａ〜Ｉ  複合ビーム
１  上部分割ビーム材
２  下部分割ビーム材
３  ジョイント部材
６  開口溝
８  嵌合口
【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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【図８】
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【図９】
2006307601.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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