(57)【要約】【課題】角パイプや角材に比べて軽量で圧縮強度が高く、形状安定性、耐久性、省資源性に優れるだけでなく、設計の自由度が高く、製造が容易で、量産性、設計自在性に優れたフレーム材の提供。【解決手段】（ａ）長尺状の底板部と、底板部の両側部に底板部の長手方向と平行に立設された側板部と、を有する下部レールと、（ｂ）下部レールの底板部に立設され、底板部の幅方向に湾曲又は折曲して形成され底板部の長手方向に連なる複数の凹凸部を有する波板状の芯材と、（ｃ）芯材の上端面に当接する長尺状の天板部と、天板部の両側部に天板部の長手方向と平行に垂設された側板部と、を有する上部レールと、を備えている。【選択図】図１
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）長尺状の底板部と、前記底板部の両側部に前記底板部の長手方向と平行に立設された側板部と、を有する下部レールと、
（ｂ）前記下部レールの前記底板部に立設され、前記底板部の幅方向に湾曲又は折曲して形成され前記底板部の長手方向に連なる複数の凹凸部を有する波板状の芯材と、
（ｃ）前記芯材の上端面に当接する長尺状の天板部と、前記天板部の両側部に前記天板部の長手方向と平行に垂設された側板部と、を有する上部レールと、
を備えたことを特徴とするフレーム材。
【請求項２】
前記下部レールの長手方向と直交する面から見て、芯材の四隅に切り欠き部が形成され又は芯材の四隅が面取りされていることを特徴とする請求項１に記載のフレーム材。
【請求項３】
前記芯材の前記凹凸部の頂部が前記下部レール及び前記上部レールの前記側板部の内側面に当接していることを特徴とする請求項１又は２に記載のフレーム材。
【請求項４】
前記芯材の前記凹凸部が台形状に形成され平坦状の頂部を備えたことを特徴とする請求項１乃至３の内いずれか１項に記載のフレーム材。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、各種構造体の骨組みとして用いられるフレーム材に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、各種構造体の骨組みとして角パイプや角材などが多く用いられている。角パイプや角材を架設する際に、支持間隔が大きいと、撓みが発生するため、補強が必要となり、部品点数、質量、工数などが増加し、施工性、省資源性に欠けるという問題があった。
特に、中実の角材は質量が増加し易く、中空の角パイプは強度が不足し易いという問題があり、軽量で、強度の高い構造部材の開発が望まれていた。
例えば（特許文献１）には、筒状の下地材の内部に、山形に折り曲げた補強材を挿入した補強材付き下地材が開示されている。
また、（特許文献２）には、１枚の金属板を折り曲げて内部に斜行部を有する筒状に成型した構造部材が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−２５６６５２号公報
【特許文献２】特開２０１０−４７１０８号公報
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来の技術においては、以下のような課題を有していた。
（１）（特許文献１）では、補強のために、山形に折り曲げた補強材の背面部及び両側面部の下端部を下地材の天板部及び側板部の内面に確実に接触させなければならない。しかし、予め筒状に形成された下地材の内部に、後から補強材を挿入する構造であるため、下地材の形状や寸法に合わせて、精度よく補強材を製造しなければ、隙間が生じたり、抵抗が大きすぎて補強材を挿入することが困難になったりすることがあり、生産性に欠けるという課題を有していた。
また、精度よく補強材を製造できたとしても、下地材や補強材が長大化すると、補強材を挿入する際の抵抗が増大するため、長尺化が困難で、汎用性、設計自在性に欠けるという課題を有していた。
（２）（特許文献２）では、一対の蓋状部の接合縁同士や斜行部の端縁と主壁部が接触することにより、機械的強度や衝撃吸収力を増大させているが、いずれも線接触であり、荷重が接触箇所のみに集中することになる。これに対し、主壁部、側壁部、蓋状部の内面には、従来の角パイプと同様に支えがないため、大きな荷重や局所的な荷重が加わると湾曲するおそれがあり、十分な圧縮強度が得られないという課題を有していた。
【０００５】
本考案は上記課題を解決するもので、角パイプや角材に比べて軽量で圧縮強度が高く、形状安定性、耐久性、省資源性に優れるだけでなく、設計の自由度が高く、製造が容易で、量産性、設計自在性に優れたフレーム材の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために本考案のフレーム材は、以下の構成を有している。
本考案の請求項１に記載のフレーム材は、（ａ）長尺状の底板部と、前記底板部の両側部に前記底板部の長手方向と平行に立設された側板部と、を有する下部レールと、（ｂ）前記下部レールの前記底板部に立設され、前記底板部の幅方向に湾曲又は折曲して形成され前記底板部の長手方向に連なる複数の凹凸部を有する波板状の芯材と、（ｃ）前記芯材の上端面に当接する長尺状の天板部と、前記天板部の両側部に前記天板部の長手方向と平行に垂設された側板部と、を有する上部レールと、を備えた構成を有している。
この構成により、以下のような作用を有する。
（１）下部レールの底板部及び上部レールの天板部に直交するように芯材が配置されるので、上下方向の圧縮強度を著しく高めることができ、形状安定性、耐久性に優れる。
（２）芯材が波板状に形成されていることにより、少ない部材で効果的に剛性を高めることができ、部材を薄肉にして軽量化を図ることができ、省資源性、運搬時の省力性に優れる。
（３）下部レールと上部レールの間に挟持される波板状の芯材の下辺と上辺が、それぞれ下部レールの底板部と上部レールの天板部に当接するので、下部レールの底板部及び上部レールの天板部の全体を芯材によって支持することができ、大きな荷重や局所的な荷重が加わっても下部レールの底板部や上部レールの天板部が湾曲することがなく、耐久性に優れる。
（４）下部レールの底板部の上に芯材を載置した後、芯材の上に上部レールを被せるようにして簡便に製造することができ、高い寸法精度や細かな位置合せが不要で、量産性に優れる。
（５）芯材の側部（凹凸部の頂部）を下部レール及び上部レールの側板部で保護することができると共に、水平方向の荷重（凹凸部を潰そうとする力）にも抗して変形を防ぐことができ、耐久性に優れる。
（６）芯材の凹凸部の大きさ（凹凸の高さ）やピッチを選択することにより、圧縮強度を調整することや寸法の異なる下部レール及び上部レールにも容易に対応することができ、設計の自由度が高く、製造が容易で、量産性、設計自在性に優れる。
【０００７】
ここで、フレーム材の下部レール、芯材、上部レールの材質としては、鉄、ステンレス、アルミニウム等の金属が好適に用いられる。
下部レール及び上部レールは、１枚の板材をコ字型に折り曲げて、底板部又は天板部と側板部を一体に形成したものが、加工性、品質の均一性に優れ好ましいが、別々に用意した底板部又は天板部と側板部を溶接して形成してもよい。
芯材の凹凸部の形状は、台形状、三角形状、円弧状等に形成することができる。凹凸部の大きさ（凹凸の高さ）は、下部レール及び上部レールの寸法に応じて、適宜、選択することができる。また、凹凸部のピッチを変えるだけで、容易にフレーム材としての圧縮強度を調整することができるので、設計の自由度が高く、生産性、省資源性にも優れる。
下部レールの底板部及び上部レールの天板部の幅が広い場合、芯材の凹凸部の大きさ（凹凸の高さ）を大きくする代わりに、複数枚の芯材を並べて配置することにより、効果的に強度を高めることができる。尚、複数枚の芯材を並べる時には、予め芯材同士を螺子止めや溶接などで固定することが好ましい。このとき、隣接する芯材を凹凸部のピッチの半分だけずらして配置することにより、一方の芯材の凹部の頂部の位置と他方の芯材の凸部の頂部の位置を一致させることができ、頂部同士を利用して容易に芯材を固定することができ、生産性に優れる。
【０００８】
請求項２に記載の考案は、請求項１に記載のフレーム材であって、前記下部レールの長手方向と直交する面から見て、芯材の四隅に切り欠き部が形成され又は芯材の四隅が面取りされている構成を有している。
この構成により、請求項１の作用に加え、以下のような作用を有する。
（１）下部レールの長手方向と直交する面から見て、芯材の凹凸部の四隅に切り欠き部が形成され又は芯材の凹凸部の四隅が面取りされていることにより、下部レール及び上部レールの内側の角部（隅）に円弧部やビードがある場合でも、それらに干渉することなく、芯材の下辺、上辺及び凹凸部の頂部を下部レール及び上部レールの底板部、天板部及び側板部の内表面に隙間なく面接触（密着）させることができ、平行度（寸法精度）を向上させ、ガタツキの発生を防ぐと共に、剛性を高めることができ、均質性、形状安定性、耐久性に優れる。
【０００９】
ここで、下部レール及び上部レールを製造する際に、底板部及び天板部と側板部との間の角部分には、折り曲げ加工によって円弧部が形成されたり、溶接によってビードが形成されたりするが、芯材の四隅に切り欠き部を形成するか、芯材の四隅を面取りすることにより、これらとの干渉を防ぐことができる。
切り欠き部及び面取りの寸法は、下部レール及び上部レールの円弧部やビードの大きさに応じて、適宜、選択することができる。
【００１０】
請求項３に記載の考案は、請求項１又は２に記載のフレーム材であって、前記芯材の前記凹凸部の頂部が前記下部レール及び前記上部レールの前記側板部の内側面に当接している構成を有している。
この構成により、請求項１又は２の作用に加え、以下のような作用を有する。
（１）芯材の凹凸部の頂部が下部レール及び上部レールの側板部の内側面に当接することにより、下部レール及び上部レールと芯材を簡便に位置決めして強固に固定することができ、均一で安定した機械的強度を得ることができ、耐久性、長寿命性に優れる。
（２）芯材の凹凸部の頂部が下部レール及び上部レールの側板部の内側面に当接することにより、側方からの荷重（水平方向の力）が加わっても、側板部の変形や芯材の凹凸部の潰れが発生し難く、形状安定性、耐久性に優れる。
【００１１】
ここで、下部レール及び上部レールの各々の側板部の高さは、適宜、選択することができるが、下部レールと上部レールの側板部の高さを合計した長さが芯材の高さより短くなるように形成することが好ましい。下部レールと上部レールの側板部の間に隙間（開口部）を形成し、芯材の凹凸部の頂部と下部レール及び上部レールの側板部を溶接によって固定することができるためである。
【００１２】
請求項４に記載の考案は、請求項１乃至３の内いずれか１項に記載のフレーム材であって、前記芯材の前記凹凸部が台形状に形成され平坦状の頂部を備えた構成を有している。
この構成により、請求項１乃至３の内いずれか１項の作用に加え、以下のような作用を有する。
（１）芯材の凹凸部が台形状に形成され平坦状の頂部を有することにより、芯材の凹凸部の頂部と下部レール及び上部レールの各々の側板部を面接触させて、芯材と側板部の接触面積を増大させることができるので、側板部の湾曲や撓みなどを効果的に防ぐことができ、形状安定性、耐久性に優れる。
【００１３】
ここで、芯材の凹凸部の平坦状の頂部の長さ（幅）は、適宜、選択することができる。尚、平坦状の頂部には孔を穿設してもよい。頂部の孔同士が重なるように芯材を向かい合わせに配置すれば、孔を利用して芯材同士を螺子止めすることができ、芯材の連結が容易で、生産性、固定の確実性、設計の自在性に優れる。
【考案の効果】
【００１４】
以上のように、本考案のフレーム材によれば、以下のような有利な効果が得られる。
請求項１に記載の考案によれば、以下のような効果を有する。
（１）下部レールと上部レールの間に縦方向に配置される波板状の芯材により、上下方向の圧縮強度を高めて軽量化を図ることができる形状安定性、耐久性、省資源性に優れたフレーム材を提供することができる。
【００１５】
請求項２に記載の考案によれば、請求項１の効果に加え、以下のような効果を有する。
（１）下部レール及び上部レールと芯材の各部が隙間なく面接触（密着）し、寸法精度が高く、品質が安定し、高剛性でガタツキの発生のない均質性、形状安定性、耐久性に優れたフレーム材を提供することができる。
【００１６】
請求項３に記載の考案によれば、請求項１又は２の効果に加え、以下のような効果を有する。
（１）側方からの荷重（水平方向の力）に対する形状安定性、耐久性に優れ、機械的強度の均一性、安定性に優れたフレーム材を提供することができる。
【００１７】
請求項４に記載の考案によれば、請求項１乃至３の内いずれか１項の効果に加え、以下のような効果を有する。
（１）芯材によって側板部を確実に支持することができ、側板部の湾曲や撓みなどが発生し難く、形状安定性、耐久性に優れたフレーム材を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】（ａ）実施の形態１におけるフレーム材の端面模式図  （ｂ）実施の形態１におけるフレーム材の側面模式図
【図２】（ａ）図１のＡ−Ａ線矢視断面模式図  （ｂ）図１のＢ−Ｂ線矢視断面模式図
【図３】（ａ）実施の形態１のフレーム材を用いて形成されるフレームの一例を示す平面模式図  （ｂ）実施の形態１のフレーム材を用いて形成されるフレームの一例を示す側面模式図
【図４】実施の形態１のフレーム材の変形例を用いて形成されるフレームの一例を示す平面模式図
【図５】（ａ）実施の形態１のフレーム材に用いられる芯材の第一の変形例を示す平面模式図  （ｂ）実施の形態１のフレーム材に用いられる芯材の第二の変形例を示す平面模式図
【考案を実施するための形態】
【００１９】
（実施の形態１）
本考案の実施の形態１におけるフレーム材について、以下図面を参照しながら説明する。
図１（ａ）は実施の形態１におけるフレーム材の端面模式図であり、図１（ｂ）は実施の形態１におけるフレーム材の側面模式図であり、図２（ａ）は図１のＡ−Ａ線矢視断面模式図であり、図２（ｂ）は図１のＢ−Ｂ線矢視断面模式図である。
図１中、１は鉄、ステンレス、アルミニウム等の金属で形成された実施の形態１におけるフレーム材、２は断面略コ字型に形成されたフレーム材１の下部レール、２ａは下部レール２の長尺状の底板部、２ｂは底板部２ａの両側部に底板部２ａの長手方向と平行に立設された下部レール２の左右の側板部、２ｃは底板部２ａと側板部２ｂとの間に形成された下部レール２の円弧部、３は断面略コ字型に形成され下部レール２と対向配置されたフレーム材１の上部レール、３ａは上部レール３の長尺状の天板部、３ｂは天板部３ａの両側部に天板部３ａの長手方向と平行に垂設された上部レール３の左右の側板部、３ｃは底板部３ａと側板部３ｂとの間に形成された上部レール３の円弧部である。
【００２０】
図１及び図２中、４は下部レール２の底板部２ａに立設され、底板部２ａの幅方向に折曲して形成された台形状の複数の凹凸部が底板部２ａの長手方向に連なる波板状の芯材、５は芯材４の凹凸部の平坦状の頂部、５ａは下部レール２の長手方向と直交する面から見て、芯材４の四隅に形成された切り欠き部、６は頂部５の中央に穿設された打ち抜き孔である。
【００２１】
芯材４は、平板状の板材を下部レール２の底板部２ａ及び上部レール３の天板部３ａの幅に合わせて板金加工して、複数の台形状の凹凸部を有する波板状に形成する。凹凸部の大きさ（凹凸の高さ）は、下部レール２及び上部レール３の寸法に応じて、適宜、選択することができる。特に、凹凸部のピッチを変えるだけで、容易にフレーム材１としての圧縮強度を調整することができるので、設計の自由度が高く、生産性、省資源性にも優れる。
芯材４を下部レール２と上部レール３で挟持する際に、芯材４の下辺、上辺及び凹凸部の頂部５が、下部レール２及び上部レール３の底板部２ａ、天板部３ａ及び側板部２ｂ，３ｂの内表面に隙間なく面接触（密着）するように、予め下部レール２及び上部レール３の円弧部２ｃ，３の大きさに合わせて芯材４の四隅に切り欠き部５ａを形成する。
下部レール２と上部レール３の側板部２ｂ，３ｂの間に隙間（開口部）が形成されているので、芯材４の凹凸部の頂部５と下部レール２及び上部レール３の側板部２ｂ，３ｂを溶接によって固定することができる。
下部レール２の底板部２ａ及び上部レール３の天板部３ａに直交するように芯材４が配置されたフレーム材１は、特に図２（ｂ）の矢印で示した上下方向の圧縮力に対する耐久性が強く、形状安定性に優れる。
【００２２】
本実施の形態では、下部レール２及び上部レール３として、１枚の板材をコ字型に折り曲げて、底板部２ａ又は天板部３ａと側板部２ｂ，３ｂを一体に形成した。これにより、加工性、品質の均一性に優れるが、別々に用意した底板部２ａや天板部３ａに側板部２ｂ，３ｂを溶接して下部レール２及び上部レール３を形成してもよい。底板部２ａや天板部３ａに側板部２ｂ，３ｂを溶接すると角部分にビードが形成されるが、この場合も芯材４の切り欠き部５ａによって干渉を防ぐことができる。
尚、芯材４の四隅に切り欠き部５ａを形成する代わりに、Ｃ面取りを行ってもよい。
打ち抜き孔６は芯材４を板金加工する際に必要に応じて設けられるものであり、必ずしも必要はないが、打ち抜き孔６を利用して芯材４同士を螺子止めすることができ、芯材４の連結作業を簡便かつ確実に行うことができる。下部レール２の底板部２ａ及び上部レール３の天板部３ａの幅が広い場合に、芯材４の凹凸部の大きさ（凹凸の高さ）を大きくする代わりに、複数枚の芯材４を並べて配置することができ、設計自在性、生産性に優れる。
【００２３】
次に、実施の形態１のフレーム材の使用例について説明する。
図３（ａ）は実施の形態１のフレーム材を用いて形成されるフレームの一例を示す平面模式図であり、図３（ｂ）は実施の形態１のフレーム材を用いて形成されるフレームの一例を示す側面模式図である。
図３中、１０はフレーム材１を連結して形成された長方形状のフレームである。
フレーム材１の長さは適宜、選択することができ、図３（ａ）のような長方形状のほか、正方形状、台形状、その他の多角形状など、様々な形状のフレームの形成に用いることができる。
【００２４】
図４は実施の形態１のフレーム材の変形例を用いて形成されるフレームの一例を示す平面模式図である。
図４中、１ａは円弧状に形成された実施の形態１の変形例のフレーム材、１０ａはフレーム材１ａを連結して形成された円形状のフレームである。
本考案によれば、直線状の下部レール２及び上部レール３の代わりに、円弧状の下部レール及び上部レールを用いれば、フレーム材１ａを円弧状に形成することができ、これを連結することにより、図４に示すような円形状のフレーム１０ａや楕円形状のフレームを形成することができる。
尚、下部レール及び上部レールの曲率や形状を適宜、選択することにより、様々な形状のフレーム材を形成することができ、それらや直線状のフレーム材１を組み合わせることにより、さらに複雑な形状のフレームを形成することができる
【００２５】
次に、実施の形態１のフレーム材に用いられる芯材の変形例について説明する。
図５（ａ）は実施の形態１のフレーム材に用いられる芯材の第一の変形例を示す平面模式図であり、図５（ｂ）は、実施の形態１のフレーム材に用いられる芯材の第二の変形例を示す平面模式図である。
図５中、４ａは実施の形態１のフレーム材１に用いられる第一の変形例の芯材であり、４ｂは実施の形態１のフレーム材１に用いられる第二の変形例の芯材である。
台形状の凹凸部を有する芯材４の代わりに、図５（ａ）に示すような三角形状の凹凸部を有する芯材４ａや図５（ｂ）に示すような円弧状の凹凸部を有する芯材４ｂを用いても同様の作用、効果を有するフレーム材を得ることができる。
尚、芯材の形状はこれらに限定されるものではない。
【００２６】
以上のように構成された実施の形態１のフレーム材は、以下の作用を有する。
（１）下部レールの底板部及び上部レールの天板部に直交するように芯材が配置されるので、上下方向の圧縮強度を著しく高めることができ、形状安定性、耐久性に優れる。
（２）芯材が波板状に形成されていることにより、少ない部材で効果的に剛性を高めることができ、部材を薄肉にして軽量化を図ることができ、省資源性、運搬時の省力性に優れる。
（３）下部レールと上部レールの間に挟持される波板状の芯材の下辺と上辺が、それぞれ下部レールの底板部と上部レールの天板部に当接するので、下部レールの底板部及び上部レールの天板部の全体を芯材によって支持することができ、大きな荷重や局所的な荷重が加わっても下部レールの底板部や上部レールの天板部が湾曲することがなく、耐久性に優れる。
（４）下部レールの底板部の上に芯材を載置した後、芯材の上に上部レールを被せるようにして簡便に製造することができ、高い寸法精度や細かな位置合せが不要で、量産性に優れる。
（５）芯材の側部（凹凸部の頂部）を下部レール及び上部レールの側板部で保護することができると共に、水平方向の荷重（凹凸部を潰そうとする力）にも抗して変形を防ぐことができ、耐久性に優れる。
（６）芯材の凹凸部の大きさ（凹凸の高さ）やピッチを選択することにより、圧縮強度を調整することや寸法の異なる下部レール及び上部レールにも容易に対応することができ、設計の自由度が高く、製造が容易で、量産性、設計自在性に優れる。
（７）下部レールの長手方向と直交する面から見て、芯材の四隅に切り欠き部が形成され又は芯材の四隅が面取りされていることにより、下部レール及び上部レールの内側の角部（隅）に円弧部やビードがある場合でも、それらに干渉することなく、芯材の下辺、上辺及び凹凸部の頂部を下部レール及び上部レールの底板部、天板部及び側板部の内表面に隙間なく面接触（密着）させることができ、平行度（寸法精度）を向上させ、ガタツキの発生を防ぐと共に、剛性を高めることができ、均質性、形状安定性、耐久性に優れる。
（８）芯材の凹凸部の頂部が下部レール及び上部レールの側板部の内側面に当接することにより、下部レール及び上部レールと芯材を簡便に位置決めして強固に固定することができ、均一で安定した機械的強度を得ることができ、耐久性、長寿命性に優れる。
（９）芯材の凹凸部の頂部が下部レール及び上部レールの側板部の内側面に当接することにより、側方からの荷重（水平方向の力）が加わっても、側板部の変形や芯材の凹凸部の潰れが発生し難く、形状安定性、耐久性に優れる。
（１０）芯材の凹凸部が台形状に形成され平坦状の頂部を有することにより、芯材の凹凸部の頂部と下部レール及び上部レールの各々の側板部を面接触させて、芯材と側板部の接触面積を増大させることができるので、側板部の湾曲や撓みなどを効果的に防ぐことができ、形状安定性、耐久性に優れる。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
本考案は、角パイプや角材に比べて軽量で圧縮強度が高く、形状安定性、耐久性、省資源性に優れるだけでなく、設計の自由度が高く、製造が容易で、量産性、設計自在性に優れたフレーム材を提供することができ、角パイプや角材に代わる新たなフレーム材として普及させ、各種構造体のフレーム（骨組み）の圧縮強度を向上させて、低コスト化、軽量化に貢献することができる。
【符号の説明】
【００２８】
１，ａ  フレーム材
２  下部レール
２ａ  底板部
２ｂ，３ｂ  側板部
２ｃ，３ｃ  円弧部
３  上部レール
３ａ  天板部
４，４ａ，４ｂ  芯材
５  頂部
５ａ  切り欠き部
６  打ち抜き孔
１０，１０ａ  フレーム
【図１】
0003172387.tif 000003
【図２】
0003172387.tif 000004
【図３】
0003172387.tif 000005
【図４】
0003172387.tif 000006
【図５】
0003172387.tif 000007