(57)【要約】【課題】中空軸管空間の中に所定圧力の気体を充填し、強化軸管構造を軽量化させる充填気体を有する強化軸管構造を提供する。【解決手段】充填気体を有する強化軸管構造は、軸管１を備える。軸管１は、所定長さＬの荷重部１０と、荷重部１０の２つの自由端１１，１２に位置する第１の端部２１および第２の端部２２とを有する。第１の端部２１および第２の端部２２により封止構造が形成される。軸管１の荷重部１０の内部には中空軸管空間１３が形成され、中空軸管空間１３の中には所定圧力Ｐ１の気体が充填され、軸管１の中空軸管空間１３の内部と中空軸管空間１３の外部とに圧力差が生成される。【選択図】図２
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
軸管を備えた充填気体を有する強化軸管構造であって、
前記軸管は、所定長さＬの荷重部と、前記荷重部の２つの自由端に位置する第１の端部および第２の端部と、を有し、
前記第１の端部および前記第２の端部により封止構造が形成され、
前記軸管の前記荷重部の内部には中空軸管空間が形成され、前記中空軸管空間の中には所定圧力の気体が充填され、前記軸管の前記中空軸管空間の内部と前記中空軸管空間の外部とに圧力差が生成されることを特徴とする、充填気体を有する強化軸管構造。
【請求項２】
前記軸管の形状は、円柱形、方形または平板形であることを特徴とする、請求項１に記載の充填気体を有する強化軸管構造。
【請求項３】
前記軸管の前記中空軸管空間の内壁には、少なくとも１つの炭素繊維材料層が形成されることを特徴とする、請求項１に記載の充填気体を有する強化軸管構造。
【請求項４】
軸管を備えた充填気体を有する強化軸管構造であって、
前記軸管は、所定長さの荷重部と、前記荷重部の２つの自由端に位置する第１の端部および第２の端部と、を有し、
前記第１の端部および前記第２の端部により封止構造が形成され、
前記第１の端部および前記第２の端部のうちの少なくとも１つには気体通過構造が配置され、
前記軸管の前記荷重部の内部には中空軸管空間が形成され、前記中空軸管空間の中には前記気体通過構造を介して所定圧力の気体が充填され、前記軸管の前記中空軸管空間の内部と前記中空軸管空間の外部とに圧力差が生成されることを特徴とする、充填気体を有する強化軸管構造。
【請求項５】
前記軸管の形状は、円柱形、方形または平板形であることを特徴とする、請求項４に記載の充填気体を有する強化軸管構造。
【請求項６】
前記軸管の前記中空軸管空間の内壁には、少なくとも１つの炭素繊維材料層が形成されることを特徴とする、請求項４に記載の充填気体を有する強化軸管構造。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、軸管構造に係り、特に、充填気体を有する強化軸管構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の軸管構造は、金属製の中実管からなる。金属材料の管材料は一定レベルの強度を有するが、重い金属材料からなるため、軸管構造が長いと管材料自体の重さにより曲がってしまう虞があった。そのため、軸管構造が重過ぎて曲がってしまう従来技術の問題点を改善することができる新たな管材料の充填技術が求められていた。
【０００３】
従来の管材料充填技術では、管構造の強度を高めるために、曲がり難い金属材料（例えば、ステンレスまたはアルミニウム）が用いられていた。しかし、金属材料からなる管構造は一定レベルの強度を有するが、重量が非常に大きいため、一般に中空管にしたり軽量かつ高強度の材料（例えば、炭素繊維材料）を充填したりすることにより、管自体の重量を低減させていた。
【０００４】
例えば、特許文献１では、車用管構造の技術が開示されている。特許文献１の車用管構造は、管体および発砲金属を含む。管体は、中空部を有し、折り曲げて特定の形状に形成することができる。発泡金属は、管体の中空部内に充填される。この発泡金属はポーラスな組織を有するため、管体内の発泡金属には複数のポーラスが形成されている。これにより、管体構造の強度および振動吸収能力を高めていた。
【０００５】
しかし、特許文献１の車用管構造は、管体に充填した発泡金属のため管体の構造強度および振動吸収性能が高かったが、管体の中に発泡金属が充填されていたため、管構造の重量が大きくなるだけでなく、製造コストも増大した。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】台湾実用新案登録第３０３１６５号公報
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００７】
本考案の第１の目的は、中空軸管空間の中に所定圧力の気体を充填し、強化軸管構造を軽量化させる充填気体を有する強化軸管構造を提供することにある。
【０００８】
本考案の第２の目的は、中空軸管空間の中に所定圧力の気体を充填し、強化軸管構造の機械強度を高める充填気体を有する強化軸管構造を提供することにある。
【０００９】
本考案の第３の目的は、中空軸管空間の中に所定圧力の気体を充填し、製造コストを下げる充填気体を有する強化軸管構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、本考案に係る充填気体を有する強化軸管構造は、軸管を備える。軸管は、所定長さＬの荷重部と、荷重部の２つの自由端に位置する第１の端部および第２の端部とを有する。第１の端部および前記第２の端部により封止構造が形成される。軸管の荷重部の内部には中空軸管空間が形成され、中空軸管空間の内壁には少なくとも１つの炭素繊維材料層が形成される。軸管の中空軸管空間の中には所定圧力の気体が充填され、軸管の中空軸管空間の内部と中空軸管空間の外部とに圧力差が生成され、軸管構造の強度を高める。
【考案の効果】
【００１１】
本考案の充填気体を有する強化軸管構造は、軸管内部の中空軸管空間へ所定圧力の気体を充填し、軸管内部の中空軸管空間の圧力を軸管外部の圧力よりも高くして軸管の機械強度を高めている上、管状構造が強度不足により曲がったり変形したりすることを防ぐことができるため、高強度の軸管が必要な様々な設備へ広く応用することができる。また、軸管内部の気体を調整するだけで、軸管の曲げ度を適宜調整し、軸管の形状を変えることができる。また、軸管の内部に金属またはその他の材料を充填していた従来技術と異なり、本考案は軸管内部の中空軸管空間へ気体を充填することにより、軸管を軽量化させることができる上、製造工程でかかるコストを大幅に節減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本考案の第１実施形態による気体を充填する強化軸管構造を示す斜視図である。
【図２】図１の線２−２に沿った断面図である。
【図３】本考案の一実施形態による気体を充填する強化軸管構造にブラシを結合させたときの状態を示す断面図である。
【図４】本考案の第２実施形態による強化軸管構造を示す斜視図である。
【図５】本考案の第３実施形態による強化軸管構造を示す断面図である。
【図６】本考案の第３実施形態による気体を充填する強化軸管構造に気体通過構造を結合させたときの状態を示す断面図である。
【図７】本考案の第４実施形態による気体を充填する強化軸管構造を示す斜視図である。
【図８】図７の線８−８に沿った断面図である。
【考案を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照して本考案を詳細に説明する。
【実施例１】
【００１４】
図１は、本考案の第１実施形態による気体を充填する強化軸管構造を示す斜視図である。図２は、図１の線２−２に沿った断面図である。図１および図２に示すように、強化軸管構造１００は、軸管１を含む。軸管１は、所定長さＬである荷重部１０と、荷重部１０の２つの自由端１１，１２に位置する第１の端部２１および第２の端部２２と、を有する。第１の端部２１および第２の端部２２は、封止構造を形成する。軸管１の荷重部１０の中には、内壁に炭素繊維材料層１４が形成された中空軸管空間１３が設けられる。その後、中空軸管空間１３の中に所定圧力Ｐ１の気体３を充填することにより、軸管１の中空軸管空間１３の内部の所定圧力Ｐ１と、中空軸管空間１３の外部圧力Ｐ２とに圧力差が生成され、所定圧力Ｐ１の気体３を中空軸管空間１３へ充填し、軸管１の強度を高める。さらに、炭素繊維材料層１４が備える軽量かつ高強度の構造特性により、軸管１を軽量化し、構造強度を高めることができる。そのため、強化軸管構造１００は、高強度の軸管が必要な設備へ幅広く応用することができる。本実施形態では、中空軸管空間１３の内壁へ炭素繊維材料層１４を１層だけ形成して軸管１の構造強度を高めているが、この炭素繊維材料層１４は、必要に応じて複数層形成したり、或いは、炭素繊維材料をその他の材料（例えば、発泡多孔質プラスチック材料またはガラス繊維材料）に替えたりしてもよい。
【００１５】
図３を参照する。図３は、本考案の一実施形態による気体を充填させる強化軸管構造にブラシを結合させたときの状態を示す断面図である。図３に示すように、従来の軸管構造では、軸管１へブラシ４が結合されると、ブラシ４自体が有する所定の重量Ｗを支えることができないため、曲がったり変形したりすることがあった。その場合、このブラシを使って清掃すると、ブラシの変形部分でしか清掃作業を行うことができず、効率良く清掃を行うことができなかった。これに対し、軸管１の中空軸管空間１３に充填した所定圧力Ｐ１の気体３と、中空軸管空間１３の内壁に形成した炭素繊維材料層１４とにより構造を強化し、ブラシ４の重量Ｗの負荷を軸管１により支え、曲がったり変形したりすることを防ぐことができる。本考案の第１実施形態では、強化軸管構造１００の軸管１にブラシ４が結合されているが、必要に応じて軸受、搬送ローラなどの設備へ応用することもできる。
【実施例２】
【００１６】
図４は、本考案の第２実施形態による強化軸管構造を示す斜視図である。図４に示すように、第２実施形態の強化軸管構造２００の構成および作用原理については、第１実施形態と略同じであるためここでは詳しく述べない。なお、同じ構成要素は同じ符号で表示されている。第２実施形態の軸管１ａは方形状の軸管であり、軸管１ａの中空軸管空間１３に充填した気体３と、炭素繊維材料層１４とにより構成された強化構造により、本実施形態の軸管１ａを支持ブラケット構造へ応用することができる。
【実施例３】
【００１７】
図５は、本考案の第３実施形態による強化軸管構造を示す断面図である。図５に示すように、第３実施形態の強化軸管構造２００の構成および作用原理については、第２実施形態と略同じであるためここでは詳しく述べない。なお、同じ構成要素は同じ符号で表示されている。第３実施形態は、軸管１ａの内側に中空軸管空間１３の炭素繊維材料層が形成されている第２実施形態と異なり、軸管１ａの中空軸管空間１３に所定圧力Ｐ１の気体３を充填することにより、強化軸管構造２００の機械強度を高める。このように、第３実施形態では炭素繊維材料層が使用されていないため、軸管を軽量化させることができる上、製造コストを節減させることができる。
【００１８】
図６は、本考案の第３実施形態による気体を充填させる強化軸管構造に気体通過構造を結合させたときの状態を示す断面図である。図６に示すように、軸管１ａの自由端１１の第１の端部２１に結合させた気体通過構造５ａを介し、第１の端部２１から軸管１ａの内部へ気体３を注入して中空軸管空間１３を形成する。さらに、軸管１ａの自由端１２に設けた第２の端部２２をもう一つの気体通過構造５ｂへ結合させることにより、軸管１ａの中空軸管空間１３に注入された気体３は、第２の端部２２を介して気体通過構造５ｂで回収することができる。軸管１ａの中空軸管空間１３に気体３を注入して得た所定圧力Ｐ１は、気体通過構造５ａおよび気体通過構造５ｂを利用することにより調整することができる。軸管１ａは、その内部にある気体を調整することにより、曲がり具合を適宜調整して形状を変えることができる。
【実施例４】
【００１９】
図７は、本考案の第４実施形態による気体を充填する強化軸管構造を示す斜視図である。図８は、図７の線８−８に沿った断面図である。図７および図８に示すように、第４実施形態による強化軸管構造３００は軸管１ｂを含む。軸管１ｂは、プレート状の軸管である。軸管１ｂは、所定長さＬの荷重部１０と、荷重部１０に設けられた２つの自由端１１，１２の第１の端部２１および第２の端部２２と、を有する。第１の端部２１および第２の端部２２は、封止構造を形成する。軸管１ｂの荷重部１０の内部には、所定圧力Ｐ１の気体３が充填された中空軸管空間１３が形成されている。これにより、軸管１ｂの中空軸管空間１３の内部の所定圧力Ｐ１と、中空軸管空間の外部圧力Ｐ２とにより圧力差が生成される。さらに、軸管１ｂの中空軸管空間１３の内壁には炭素繊維材料層１４が形成されてもよい。炭素繊維材料は、軽量かつ高強度の特性を備えているため、炭素繊維材料層１４により軸管１ｂの強度を高めることができる。
【００２０】
当該技術分野の当業者が実施できるように、本考案の好適な実施形態を前述の通り開示したが、これらは決して本考案を限定するものではない。本考案の主旨と領域を脱しない範囲内で各種の変更や修正を加えることができる。従って、本考案の実用新案登録請求の範囲は、このような変更や修正を含めて広く解釈されるべきである。
【符号の説明】
【００２１】
１        軸管
１ａ      軸管
１ｂ      軸管
３        気体
４        ブラシ
５ａ      気体通過構造
５ｂ      気体通過構造
１０      荷重部
１１      自由端
１２      自由端
１３      中空軸管空間
１４      炭素繊維材料層
２１      第１の端部
２２      第２の端部
１００    強化軸管構造
２００    強化軸管構造
３００    強化軸管構造
Ｌ        所定長さ
Ｐ１      所定圧力
Ｐ２      外部圧力
Ｗ        重量
【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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