(57)【要約】【課題】軽量化や作業容易性を図り、もって低廉化を実現すること。【解決手段】複数の中空フレーム１１をブラケット３０、４０によって交差する方向に組み付けられるフレーム構造体１０の連結構造である。ボルト頭部２３は、ねじ部２１の軸芯を中心として、当該ねじ部２１の一の径方向に延びる長軸２３ａと該長軸２３ａと直交して他の径方向に延びる短軸２３ｂとを有する非真円形に形成されている。中空フレーム１１の挿通孔１２は、ボルト頭部２３の長軸２３ａを中空フレーム１１の長手方向に沿わせた状態で、当該ねじ部２１の軸芯方向に挿抜するのに必要充分な非真円形に形成されている。中空フレーム１１の各辺１１ａの内面には、対応する挿通孔１２の両側でボルト２０の装着時に当該ボルト頭部２３の長軸２３ａの回動を規制する一対のリブ１１ｂ、１１ｂが形成されている。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
断面四辺形に形成され、内部が中空の中空フレームと、
該中空フレームに形成された無端の輪郭を有する挿通孔を通して前記中空フレームの内部に導入される頭部と、この頭部から突出するねじ部とを有するボルトと、
前記ボルトに螺合するナットと、
前記ボルトとナットによって着脱自在に止定されるブラケットと
を備え、複数の前記中空フレームを前記ブラケットによって交差する方向に組み付けられるフレーム構造体の連結構造であって、
前記ボルトの頭部は、前記ねじ部の軸芯を中心として、当該ねじ部の一の径方向に延びる長軸と該長軸と直交して他の径方向に延びる短軸とを有する非真円形に形成されており、
前記挿通孔は、前記ボルトの頭部の長軸を前記中空フレームの長手方向に沿わせた状態で、当該ねじ部の軸芯方向に挿抜するのに必要充分な非真円形に形成されており、
前記中空フレームの各辺の内面には、一対のリブが形成されており、
各リブは、前記挿通孔が形成されている辺においては、前記ボルトの装着時に当該頭部の長軸の回動を規制する位置に形成されている
ことを特徴とするフレーム構造体の連結構造。
【請求項２】
請求項１記載のフレーム構造体の連結構造において、
前記中空フレームの挿通孔は、前記ボルトのねじ部の止定位置を位置決めする縁部を有している
ことを特徴とするフレーム構造体の連結構造。
【請求項３】
請求項１または２記載のフレーム構造体の連結構造において、
前記ボルトの頭部は、当該ねじ部の軸芯方向から見て長方形に形成されている
ことを特徴とするフレーム構造体の連結構造。
【請求項４】
請求項１から３の何れか１項に記載のフレーム構造体の連結構造において、
前記ブラケットは、組付時に前記挿通孔を遮蔽するものである
ことを特徴とするフレーム構造体の連結構造。
【請求項５】
請求項４項に記載のフレーム構造体の連結構造において、
前記ブラケットには、ボルトを挿抜するための挿抜孔が形成されており、前記ナットは、前記挿抜孔を遮蔽するワッシャを介してブラケットを中空フレームに締め付けるものである
ことを特徴とするフレーム構造体の連結構造。
【請求項６】
請求項５記載のフレーム構造体の連結構造において、
前記挿抜孔は、当該挿抜孔に挿抜されるボルトが挿通する前記挿通孔を開口するのに必要充分な非真円形である
ことを特徴とするフレーム構造体の連結構造。 
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はフレーム構造体の連結構造に関し、特に、液晶工場等のクリーンルームに好適なフレーム構造体の連結構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば液晶工場や半導体工場では、作業空間の清浄度を高く維持するため、クリーンルームが構築される。このクリーンルームに利用されるブースやストッカー等のフレーム構造体は、ブラケットを介して断面矩形の中空フレームをボルトとナットで固定する構造が一般的である（特許文献１参照）。中空フレームは、プロフィールとも呼称されている。
【０００３】
かかる組付構造を容易にするため、上記中空フレームの各辺には、長手方向に延びる溝が当該辺の幅方向中央に形成されており、この溝内にボルトを挿入し、頭部を中空フレームの内面に係止することにより、ブラケットをナットとの間で止定するようにしていた。
【特許文献１】特開２００４−３６０２６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述のような溝を有する中空フレームにおいては、各辺を一体に維持するために、心材を設けることが必須となる。しかし、この心材は、強度上、大きな意義を有さず、重量が大きくなり、材料費のむだにもなっている。さらに、心材が形成されていることによって、ボルトの頭部を挿入可能なストロークにも制約が生じるため、特許文献１の図４の開示から明らかなように、頭部の回り止めを図ることが困難になり、位置決めないしは寸法出しが困難になっていた。
【０００５】
本発明は上記不具合に鑑みてなされたものであり、軽量化や作業容易性を図り、もって低廉化を実現することのできるフレーム構造体の連結構造を提供することを課題としている。
【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発明は、断面四辺形に形成され、内部が中空の中空フレームと、該中空フレームに形成された無端の輪郭を有する挿通孔を通して前記中空フレームの内部に導入される頭部と、この頭部から突出するねじ部とを有するボルトと、前記ボルトに螺合するナットと、前記ボルトとナットによって着脱自在に止定されるブラケットとを備え、複数の前記中空フレームを前記ブラケットによって交差する方向に組み付けられるフレーム構造体の連結構造であって、前記ボルトの頭部は、前記ねじ部の軸芯を中心として、当該ねじ部の一の径方向に延びる長軸と該長軸と直交して他の径方向に延びる短軸とを有する非真円形に形成されており、前記挿通孔は、前記ボルトの頭部の長軸を前記中空フレームの長手方向に沿わせた状態で、当該ねじ部の軸芯方向に挿抜するのに必要充分な非真円形に形成されており、前記中空フレームの各辺の内面には、一対のリブが形成されており、各リブは、前記挿通孔が形成されている辺においては、前記ボルトの装着時に当該頭部の長軸の回動を規制する位置に形成されていることを特徴とするフレーム構造体の連結構造である。この態様では、複数の中空フレームをブラケットとボルト／ナットによって交差する方向に組み付けるに際し、従来の溝ではなく、無端の輪郭を有する挿通孔を通して、ボルトの頭部を挿通し、中空フレームの内面に該頭部を係止させることができるので、中空フレーム内に心材を設ける必要がなくなり、中空フレームの軽量化並びに材料費の低減を図ることができる。しかも、非真円形に形成されたボルトの頭部を止定するに当たり、心材が存在しないことによって、ボルトの頭部を挿入可能なストロークも大きくなるため、中空フレームの中心側でボルトの頭部を回動させ、ボルト頭部の長軸を両リブ間に接合させることができる。この結果、中空フレームに装着されたボルトの回り止めを確実なものとし、組付作業を格段に容易にすることが可能になる。
【０００７】
好ましい態様において、前記中空フレームの挿通孔は、前記ボルトのねじ部の止定位置を位置決めする縁部を有している。この態様では、挿通孔の長軸方向においても、ボルトの位置決めを図ることができるので、より作業性が向上する。
【０００８】
好ましい態様において、前記ボルトの頭部は、当該ねじ部の軸芯方向から見て長方形に形成されている。この態様では、ボルトの頭部を両リブ間に接合させた際、より確実に回り止めを図ることができる。
【０００９】
好ましい態様において、前記ブラケットは、組付時に前記挿通孔を遮蔽するものである。この態様では、中空フレーム内に塵埃が滞留するのを防止するための加工が不要になり、コストを低減することができる。
【００１０】
好ましい態様において、前記ブラケットには、ボルトを挿抜するための挿抜孔が形成されており、前記ナットは、前記挿抜孔を遮蔽するワッシャを介してブラケットを中空フレームに締め付けるものである。この態様では、組付時にブラケットが挿通孔を遮蔽するとともに、ブラケット自身に形成された挿抜孔がワッシャに遮蔽されるので、中空フレームに塵埃が入り込むのを可及的に防止することができるとともに、中空フレームに入り込んでしまった塵埃が外に出るのを可及的に防止することができる。そのため、納品時に必要とされていた清掃作業が不要になり、納品時の労力と費用を節減することができる。
【００１１】
好ましい態様において、前記挿抜孔は、当該挿抜孔に挿抜されるボルトが挿通する前記挿通孔を開口するのに必要充分な非真円形である。この態様では、２本の中空フレームを交差する方向に組み付ける際、一方の中空フレームにブラケットを固定した後、他方の中空フレームをブラケットに接合し、ボルトの頭部を挿通することができる。
【発明の効果】
【００１２】
以上説明したように、本発明は、複数の中空フレームをブラケットとボルト／ナットによって交差する方向に組み付けるに際し、中空フレーム内に心材を設ける必要がなくなり、中空フレームの軽量化並びに材料費の低減を図ることができるとともに、ボルトの頭部を挿入可能なストロークも大きく設定し、ボルト頭部の長軸を両リブ間に接合させることができる。この結果、中空フレームに装着されたボルトの回り止めを確実なものとし、組付作業を格段に容易にすることが可能になるという顕著な効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、添付図面を参照しながら本発明の好ましい実施の形態について説明する。
【００１４】
図１は、本発明の実施の形態に係るフレーム構造体１０の要部を示す斜視図である。
【００１５】
図１を参照して、本フレーム構造体１０は、長方形の底部１と、底部１と同一形状の天部２と、底部１および天部２を繋ぐ柱３と、柱３の途中部に連結される桟４とを有する箱型の枠状構造物である。図示の例では、液晶工場のクリーンルームで使用されるブースを構成している。
【００１６】
底部１、天部２、柱３、および桟４は、基本的構造が同一仕様の中空フレーム１１をボルト２０（図３参照）とブラケット３０、４０で連結して構成されている。
【００１７】
図２は、図１の要部をさらに拡大して示す斜視図であり、図３は同分解斜視図である。また図４から図６は、図１の実施形態に係る中空フレーム１１の断面図である。
【００１８】
各図を参照して、中空フレーム１１は、断面が正方形に形成された押出成形材であり、例えば、アルミニウム等の軽金属で形成されたものである。中空フレーム１１は、内部が中空になっている。中空フレーム１１の各辺１１ａの内面には、一対のリブ１１ｂが形成されている。リブ１１ｂは、図４から明らかなように、一の辺１１ａの長手方向に沿って、左右対称に設けられ、当該中空フレーム１１の中央側を開放した状態で当該辺１１ａの幅方向に対称に形成されている。各リブ１１ｂは、中空フレーム１１の機械的強度を向上するのに寄与している。他方、各リブ１１ｂを辺１１ａ毎に設けることにより、本実施形態の中空フレーム１１は、従来の中空フレームに形成されていたコアが省略された形状になっている。このため、本実施形態に係る中空フレーム１１は、その軽量化と材料費の低減に寄与しつつ、所要の強度を維持している。なお、中空フレーム１１のうち、フレーム構造体１０の隅部を構成するものについては、その端部が図１に示すキャップ５によって閉塞されている。
【００１９】
次に、柱３を構成する中空フレーム１１と桟４を構成する中空フレーム１１の連結構造について説明する。
【００２０】
柱３の特定箇所には、挿通孔１２がプレス加工等により形成されている。挿通孔１２は、柱３と桟４とを図１に示すように直角に連結する際、ブラケット３０を取り付けるためのボルト２０（図３および図４参照）を挿通するためのものである。このボルト２０は、図３から明らかなように、ねじ部２１と、ねじ部２１の一端に連続する円筒部２２と、円筒部の一端に連続するボルト頭部２３とを有する一般構造用圧延鋼材品である。ボルト頭部２３は、ねじ部２１の軸芯２１ａを中心として、当該ねじ部２１の一の径方向に延びる長軸２３ａ（図４および図５参照）と該長軸２３ａと直交して他の径方向に延びる短軸２３ｂ（図３参照）とを有する非真円形に形成されており、図示の例では、概ね直方体形状に形成されている。
【００２１】
図３に示すように、挿通孔１２は、柱３の長手方向に延びる長孔形状に形成されている。挿通孔１２の長手方向の寸法は、ボルト頭部２３の長軸２３ａを挿通するのに必要充分な長さに設定されているとともに、挿通孔１２の幅方向の寸法は、ボルト頭部２３の短軸２３ｂを挿通するのに必要充分な長さに設定されている。従って、ボルト２０を柱３に装着する際には、図４に示すようにボルト頭部２３の長軸２３ａを挿通孔１２の長手方向に沿わせて挿入し、図５に示すようにボルト頭部２３を柱３の中央部分（リブ１１ｂから外れたところ）でねじ部２１回りに９０°回動し、図６に示すように、ねじ部２１を引き出してボルト頭部２３を柱３の両リブ１１ｂ、１１ｂ間に嵌装することにより、ボルト２０の回動を規制した状態で、柱３にボルト２０を装着することが可能になる。図４から図６に示すように、柱３の挿通孔１２を区画する部位（リブ１１ｂ、１１ｂ間）は、若干厚肉形状に形成されており、これによって、ボルト２０の締付時における機械的強度を確保している。なお、図示の実施形態では、挿入後のボルト頭部２３の回動量を確認できるように、ボルト頭部２３の短軸２３ｂと平行な長溝２５（図３および図７参照）が、ねじ部２１の端面に形成されている。
【００２２】
次に図３を参照して、ブラケット３０は、長方形の板部３１、３２を直角に連続させたＬ字形の板金部材であり、柱３に桟４を連結するものである。一方の板部３１は柱３に、他方の板部３２は桟４に、それぞれ固定される。ブラケット３０の各板部３１、３２には、ボルト２０の頭部２３を挿抜するのに必要充分な長方形を呈する挿抜孔３３が穿設されている。本実施形態において、この挿抜孔３３は、柱３に形成された挿通孔１２とともに、ブラケット３０の上下高さを位置決めする機能を奏するものであり、これによって、桟４となる中空フレーム１１の取付高さを精緻に位置決めすることができるようになっている。
【００２３】
図７は、本実施形態に係るボルトの取付位置を示す部分拡大略図である。
【００２４】
図７を参照して、柱３に桟４を取り付けるに当たり、桟４の取付高さＨは、フレーム構造体１０のニーズに応じて精緻に設定される必要がある。そこで、本実施形態では、まず、ボルト２０の上下高さを柱３の挿通孔１２の下縁１２ａで位置決めするとともに、ブラケット３０の挿抜孔３３の上縁３３ａをボルト２０で位置決めすることにより、このブラケット３０の上下高さを位置決めしている。これにより、桟４の取付高さＨを精緻に位置決めすることができる。なお、本実施形態において、ブラケット３０の組付時にボルト２０に挿抜孔３３の上縁３３ａを当接させた際、当該柱３に固定される板部３１が、当該柱３の挿通孔１２を遮蔽する諸元に設定されている。この結果、モール等の後工程で挿通孔１２を閉塞する加工が不要になる。
【００２５】
次に、ボルト２０のねじ部２１に袋ナット２４を螺合させることにより、ブラケット３０は、柱３に固定される。この場合において、袋ナット２４とブラケット３０との間には、比較的大径のワッシャ２６が介装される。このワッシャ２６は、組付時において、ブラケット３０に形成された挿抜孔３３を遮蔽する諸元に設定されている。この結果、モール等の後工程で挿抜孔３３を閉塞する加工が不要になる。
【００２６】
図８は、本実施形態に係る組付状態を示す斜視図である。
【００２７】
図８を参照して、柱３にブラケット３０を装着した後、桟４にボルト２０を挿通して柱３に装着する作業が行われる。この際、板部３２に形成された挿抜孔３３が、ボルト頭部２３を挿抜可能な長円形に形成されているので、柱３にブラケット３０の板部３１を取り付ける作業と同じ要領で板部３２に桟４を取り付け、柱３に桟４を固定することができる。なお、具体的な作業としては、予め桟４にブラケット３０を固定しておき、図４から図７で説明した手順で、板部３１を柱３に固定することにより、柱３に桟４を固定するようにしてもよい。
【００２８】
図９は、図１の実施形態に係るフレーム構造体１０の別の要部を示す斜視図である。
【００２９】
図９を参照して、本発明に係る連結構造は、フレーム構造体１０の底部１を構成する中空フレーム１１の連結にも採用することができる。その際、使用されるブラケット４０は、図示の通り、互いに直角に向き合う一対の板部４１、４２と、両板部４１、４２の一方の辺を連続させる略３角形の補強部４３とを一体に有するものである。また、各板部４１、４２にボルトの取付箇所（袋ナット２４のある箇所）を２カ所ずつ設けている。
【００３０】
図９に示すような連結構造においても、図３で示したような挿通孔１２、ボルト２０、袋ナット２４、ワッシャ２６、挿抜孔３３を採用することにより、機械的強度が高く、軽量で塵埃が中空フレーム１１内に混入しにくい連結構造を得ることができる。
【００３１】
図１０は、中空フレームの別の例を示す断面略図である。
【００３２】
図１０に示すように、本発明を適用できる中空フレームとしては、断面長方形のものであってもよい。また、挿通孔１２を長手方向の辺１１ａに対し、中空フレーム１１の幅方向に２カ所並設してもよい。
【００３３】
以上説明したように、本実施形態では複数の中空フレーム１１をブラケット３０、４０とボルト２０並びに袋ナット２４によって交差する方向（本実施形態では、直交する方向）に組み付けるに際し、従来の溝ではなく、無端の輪郭を有する挿通孔１２を通して、ボルト頭部２３を挿通し、中空フレーム１１の内面に該ボルト頭部２３を係止させることができるので、中空フレーム１１内に心材を設ける必要がなくなり、中空フレーム１１の軽量化並びに材料費の低減を図ることができる。しかも、非真円形（本実施形態では、直方体）に形成されたボルト頭部２３を止定するに当たり、心材が存在しないことによって、ボルト頭部２３を挿入可能なストロークも大きくなるため、図５および図６に示したように、中空フレーム１１の中心側でボルト頭部２３を回動させ、ボルト頭部２３の長軸２３ａを両リブ１１ｂ、１１ｂ間に接合させることができる。この結果、中空フレーム１１に装着されたボルト２０の回り止めを確実なものとし、組付作業を格段に容易にすることが可能になる。
【００３４】
また、本実施形態では、中空フレーム１１の挿通孔１２は、ボルト２０のねじ部２１の止定位置を位置決めする縁部としての下縁１２ａを有している。このため本実施形態では、挿通孔１２の長軸２３ａに沿う方向においても、ボルト２０の位置決めを図ることができるので、より作業性が向上する。
【００３５】
また、本実施形態では、ボルト頭部２３は、当該ねじ部２１の軸芯２１ａに沿う方向から見て長方形に形成されている。このため本実施形態では、ボルト頭部２３を両リブ１１ｂ、１１ｂ間に接合させた際、より確実に回り止めを図ることができる。
【００３６】
また、本実施形態では、ブラケット３０、４０は、組付時に挿通孔１２を遮蔽するものである。このため本実施形態では、中空フレーム１１内に塵埃が滞留するのを防止するための加工が不要になり、コストを低減することができる。
【００３７】
また、本実施形態では、ブラケット３０、４０には、ボルト２０を挿抜するための挿抜孔３３が形成されており、袋ナット２４は、挿抜孔３３を遮蔽するワッシャ２６を介してブラケット３０、４０を中空フレーム１１に締め付けるものである。このため本実施形態では、組付時にブラケット３０、４０が挿通孔１２を遮蔽するとともに、ブラケット３０、４０自身に形成された挿抜孔３３がワッシャ２６に遮蔽されるので、中空フレーム１１に塵埃が入り込むのを可及的に防止することができるとともに、中空フレーム１１に入り込んでしまった塵埃が外に出るのを可及的に防止することができる。そのため、納品時に必要とされていた清掃作業が不要になり、納品時の労力と費用を節減することができる。
【００３８】
また、本実施形態では、ブラケット３０、４０には、ボルト頭部２３を、当該長軸２３ａを中空フレーム１１の長手方向に沿わせた姿勢で挿抜するのに必要充分な非真円形（本実施形態では、長方形）の挿抜孔３３が形成されている。このため本実施形態では、２本の中空フレーム１１を交差する方向に組み付ける際、一方の中空フレーム１１にブラケット３０、４０を固定した後、他方の中空フレーム１１をブラケット３０、４０に接合し、ボルト頭部２３を挿通することができる。
【００３９】
以上説明したように、本実施形態は、複数の中空フレーム１１をブラケット３０、４０とボルト２０／袋ナット２４によって交差する方向に組み付けるに際し、中空フレーム１１内に心材を設ける必要がなくなり、中空フレーム１１の軽量化並びに材料費の低減を図ることができるとともに、ボルト頭部２３を挿入可能なストロークも大きく設定し、ボルト頭部２３の長軸２３ａを両リブ１１ｂ、１１ｂ間に接合させることができる。この結果、中空フレーム１１に装着されたボルト２０の回り止めを確実なものとし、組付作業を格段に容易にすることが可能になるという顕著な効果を奏する。
【００４０】
上述した実施形態は、本発明の好ましい具体例に過ぎず、本発明は上述した実施形態に限定されない。
【００４１】
例えば、ボルト頭部２３の形状としては、図３に示したような直方体が最も好ましいが、長軸と短軸とを有するものであれば、長円形、楕円形のものであってもよい。
【００４２】
また、縁部は、下縁１２ａに限定されるものではなく、中空フレーム１１の連結態様によって、長手方向の何れか一方の端縁に設定されるものである。
【００４３】
また、ナットも、袋ナット２４が最も好ましいが、六角ナットを採用してもよい。
【００４４】
その他、本発明の特許請求の範囲内で種々の変更が可能であることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の実施の形態に係るフレーム構造体の要部を示す斜視図である。
【図２】図１の要部をさらに拡大して示す斜視図である。
【図３】同分解斜視図である。
【図４】図１の実施形態に係る中空フレームの断面図である。
【図５】図１の実施形態に係る中空フレームの断面図である。
【図６】図１の実施形態に係る中空フレームの断面図である。
【図７】本実施形態に係るボルトの取付位置を示す部分拡大略図である。
【図８】本実施形態に係る組付状態を示す斜視図である。
【図９】図１の実施形態に係るフレーム構造体の別の要部を示す斜視図である。
【図１０】中空フレームの別の例を示す断面略図である。
【符号の説明】
【００４６】
１  底部（中空フレームの使用例）
２  天部（中空フレームの使用例）
３  柱（中空フレームの使用例）
４  桟（中空フレームの使用例）
１０  フレーム構造体
１１  中空フレーム
１１ａ  辺
１１ｂ  リブ
１２  挿通孔
１２ａ  下縁（縁部の一例）
２０  ボルト
２１  ねじ部
２１ａ  軸芯
２３  ボルト頭部
２３ａ  長軸
２３ｂ  短軸
２４  袋ナット（ナットの一例）
２６  ワッシャ
３０  ブラケット
３３  挿抜孔
４０  ブラケット
【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】
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【図１０】
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