(57)【要約】【課題】金属板を立体トラス状にプレスし、これを平面金属板と嵌合によって結合した安価かつ応用性の高い立体構造金属板、およびその製造法を提供する。【解決手段】プレス加工によって成形した立体トラス状ないしワッフル状の金属板１の頂点各部に円形のリブ付き開口１ａを設け、平面金属板２にプレス加工によって成形した突起部２ａを設けて、リブ付き開口部１ａに嵌挿し、３に示す特殊工具を突起部内側より挿入し円周外側に向けて拡張変形して緊結固定し、突起部にふた４を嵌め込み表面を平滑に仕上げる構成である。この構成を応用して、補強材の挿入、採光器具などの取り付け、充填複合パネルの型枠としての利用が可能である。またこのようにして構成されたパネル相互をパネル厚み内で結合して、構造体全体を形成することができる。【選択図】　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
プレス加工によって成形した立体トラス状ないしワッフル状の金属板１の頂点に設けられた円形のリブつき開口部１ａ　に平面金属板２をリブ成形して得られる突起部２ａ　を嵌挿し、該突起部２ａ　を外周方向に拡張変形加工することによって金属板１と金属板２を緊結固定する嵌合結合方法およびそのようにして結合された立体構造金属板。
【請求項２】
請求項１の立体構造金属板の周縁端部に嵌着された軽量形鋼とその内部に嵌入された軽量角パイプを相互に厚み内で堅結する方法およびそのようにして立体構造金属板を相互に堅結してなる複合立体構造金属板。
【請求項３】
請求項１の嵌合部の内側開口部に自然光採光器具および換気器具を取り付けることを特徴とする立体構造金属板。
【請求項４】
請求項１の立体構造金属板の内部空洞に建築用壁材料に利用される無機材料または有機材料を充填することを特徴とする充填構造体。
【請求項５】
請求項１において金属板１と金属板２の間に該金属板１と金属板２の開口部と補強用金属板１１の開口部位置を同一とするように補強用金属板１１を挿入し、金属板２の突起部２ａ　を外周方向に拡張変形加工することによって金属板１と補強用金属板１１ならびに金属板２を緊結固定する嵌合結合方法およびそのようにして結合された立体構造金属板。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は建設躯体ならびに車体、機体、船体などの生産に適した立体構造金属板の嵌合結合方法およびそのようにして得られた立体構造金属板に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
立体トラス状の金属板をプレス成形によって大量に生産し、これを平面板と結合して、比較的小さなモジュールの立体トラス構造板を安価に製造することの発明はこれまでもあった（例えば、特開平８−１２０８９５および特３０４３０００）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、比較的小さなモジュールの立体トラス構造板は、結合すべき接点の数が多数にのぼり、これらひとつひとつにボルトなどの結合部品を設けると製造コストが過大となる。また、溶接や接着などの結合方法では、構造体として必要となる十分な信頼性が得られない。このため従来の発明は、これまで十分に活用されていなかった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記のような欠点を除くためになされたもので、請求項ごとに以下のような構成を持つ。
【０００５】
請求項１の立体構造金属板について図１および図２に説明する。プレス加工によって成形した立体トラス状ないしワッフル状の金属板１の頂点各部に円形のリブ付き開口１ａを設ける。一方、平面金属板２には、プレス加工によって成形した突起部２ａを設ける。この突起部２ａを円形のリブ付き開口１ａに嵌挿し、３に示す特殊工具を突起部内側より挿入し、円周外側に向けて拡張変形することにより、金属板１と金属板２を緊結固定する。この際、金属板と特殊工具との間に、大電流を流すことで、金属板１と金属板２を電気溶接してもよい。あるいは、この際に接着剤を併用してもよい。最後に、必要に応じて突起部にふた４を嵌め込み、表面を平滑に仕上げる。
【０００６】
請求項２の、立体構造金属板相互を軽量形鋼を用いて厚み内で結合する方法について図３に説明する。金属板１と金属板２の周縁端部に軽量溝形鋼５を嵌着する。つぎにこのように処理した軽量溝形鋼５の間の空間に軽量角パイプ６を嵌入し、上下面の外側よりブラインドリベット７を用いて三者を結合する。この際、軽量溝形鋼５および軽量角パイプ６に開口部を設けておくことで、請求項４に示す立体構造金属板型枠充填構造体の製造にも対応できる。
【０００７】
請求項３の嵌合部を利用した自然光採光器具および換気器具について、図４に説明する。金属板２の突起部２ａを円形のリブ付き開口２ｂに変更し、請求項１と同様の方法で金属板１と結合する。この際形成される円形の開口部に、ガラスあるいは透明プラスチックで形成された採光器具８、あるいは換気器具９を挿入し固定する。この際、立体トラス状ないしワッフル状の金属板１の内面は、光線ないし気流に対する反射板あるいは拡散板として作用する。
【０００８】
請求項４の立体構造金属板充填構造体について、図５に説明する。請求項１の立体構造金属板の両側に金属板２を嵌合結合し閉鎖空間を形成する。この空間に、建築用壁材料に使用される無機ないし有機材料たとえばコンクリート、発泡コンクリート、発泡樹脂などの材料１０を充填することにより、複合的な構造体を形成する。この際、充填材料と立体構造金属板は応力を分担し、全体が一体となって構造的能力を発揮する。なお、床スラブのように、構造体上面の型枠が必要なく、その部分の引張応力が想定されない場合は、上面の金属板は省略できる。
【０００９】
請求項５の立体構造金属板の結合方法を利用した補強金属板の挿入方法について、図６に説明する。請求項１の立体構造金属板は、金属板１に設けられた開口部１ａと金属板２に設けられた突起部２ａが嵌合することによって結合されている。これら金属板１ならびに金属板２の間に、図に示すように成形された補強用金属板１１を該金属板の開口部が金属板１および２の開口部と同一となるように挿入し、突起部２ａの変形によってこれらを一緒に結合一体化する。この際、金属板１１は補強材として働き、立体構造金属板全体としての力学的性能の向上が図られる。同様の構成によって、金属板１の下面を補強することも可能である。
【００１０】
【実施例】
次に、本発明について図面を参照して説明する。図７に示した実施例は、平面的に構成した立体構造金属板を組み合わせて全体の剛性をつくり出した、コの字型の構造物である。図８に示した実施例は、金属板１の開口部１ａと金属板２の突起部２ａの寸法間隔を変化させることによって作り出される曲面状の構造物である。図４に示した実施例は、立体構造金属板に採光器具および換気器具を挿入したものである。図５に示した実施例は、立体構造金属板にコンクリートを充填して構成した構造物の水平および鉛直パネルの接合部の断面図である。本図に示されたような構成を用いて、建築物および土木構造物などの全体形を構築することができる。図６に示した実施例は、立体構造金属板の結合方法を利用した補強金属板の挿入方法を示す分解図である。本図に示されたような構成を用いて、立体構造金属板の所望の面に補強を行うことができる。
【００１１】
【発明の効果】
請求項１のように構成された立体構造金属板は、結合部にボルトなどの特別の結合部品を必要とせず、軽量で安価に生産が可能である。また、嵌合部は機械的に噛み合っており接合面積も大きいので、接合部の力学的信頼性が高い。さらに金属板２を貫通するボルト穴などの開口部がないため水もれなどの危険がなく気密性も高い。加えて、突起部を有する板表面片側からの加工のみで結合が完了するため、閉鎖空間を内包した断面形状を容易に実現することができる。嵌合加工に用いる加工反力は、円筒形突起部２ａの反対側の縁から得ているため、工具側で反力を用意する必要がなく、特殊工具３が小型軽量化できる。このためポータブル工具によって、現場においてあらゆる方向から加工することが可能である。
請求項２の立体構造金属板相互の結合方法は、立体構造金属板の厚み内で結合が完結するため、余分の細部仕上げ処理がなく、構造体の平滑な表情を維持できる。また、金属板１，２の表面に集中して流れる応力を隣接する面にまんべんなく伝達するという点でも優れている。さらに、この結合方法は、現場における作業が容易である。すなわち、軽量角パイプを現場に骨組み状に構築しつつ、その相互間に立体構造金属板を嵌め込み順次固定していくことで、足場の確保、墨出しの容易さ、施工精度の確保が図られる。
【００１２】
請求項３の嵌合部を利用した自然光採光器具および換気器具は、構造体内部の空間の快適な環境を維持することに役立つとともに嵌合部の補強ともなる。ここで嵌合部周縁のリブ状の突起は、開口補強として役立つ。
【００１３】
請求項４の立体構造金属板充填構造体の製造法は、耐力ならびに断熱性、遮音性に優れた構造体の構築方法を提供する。また、型枠工事ならびに仮設工事が金属板工事により代用でき、構造物の製造コストを大幅に減ずることが可能である。
【００１４】
請求項５の立体構造金属板の結合方法を利用した補強金属板の挿入方法は、構造体全体のうちの支点近傍における応力増大に見合った補強を実現する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の部品構成を示す分解図である。
【図２】本発明の結合過程を示す断面図チャートである。
【図３】軽量形鋼を用いたパネル同士の結合方法を示す断面図である。
【図４】採光器具ならびに換気器具の装着状態を示す断面図である。
【図５】立体構造金属板に充填を行った場合の水平および垂直スラブの交差部を示す断面図である。
【図６】補強材の挿入方法を示す分解図である。
【図７】本発明を用いたコの字型断面の構造体の全体を示す透視投影図である。
【図８】本発明を用いた曲面状構造体の全体を示す透視投影図である。
【符号の説明】
１　立体トラス状ないしワッフル状の金属板
１ａ　円形のリブ付き開口部
２　平面金属板
２ａ　突起部
２ｂ　円形のリブ付き開口部
３　特殊工具
４　ふた
５　軽量溝形鋼
６　軽量角パイプ
７　ブラインドリベット
８　採光器具
９　換気器具
１０　充填材料
１１　補強用金属板
【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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