(57)【要約】【課題】簡単な構造で、低コストで製造でき、しかもアールが異なる多種類の製品を製造することができること。【解決手段】上下に分割されて重ね合せ接合が可能なアールにアール曲げされている上部分割ビーム材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アールビームであって、上記上部分割ビーム材１の下端部と下部分割ビーム材２の上端部には、それぞれ長手方向に沿って側方に突出するフランジ部６を形成し、上部分割ビーム材１の下端面と下部分割ビーム材２の上端面とを当接させた状態で、上記両分割ビーム材１、２のフランジ部６に上記ジョイント部材３を嵌合させて上下の分割ビーム材１、２を一体的に結合したこと。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上下に分割されて重ね合せ接合が可能にアール曲げされている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アールビームであって、
上記上部分割ビーム材の下端部と下部分割ビーム材の上端部には、それぞれ長手方向に沿って側方に突出するフランジ部を形成し、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当接させた状態で、上記両分割ビーム材のフランジ部に上記ジョイント部材を嵌合させて上下の分割ビーム材を一体的に結合したことを特徴とする複合アールビーム。
【請求項２】
上記フランジ部の先端が屈曲していることを特徴とする、請求項１に記載の複合アールビーム。
【請求項３】
上記フランジ部の屈曲している先端部に長手方向の切欠が適当な間隔で形成されていることを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載の複合アールビーム。
【請求項４】
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に記載の複合アールビーム。
【請求項５】
上記凹凸部の形成が間隔を置いて行なわれていることを特徴とする、請求項１又は請求項４に記載の複合アールビーム。
【請求項６】
上記凹凸部がその角部に面取り又はアール付けをされていることを特徴とする、請求項１、請求項４又は請求項５のいずれかに記載の複合アールビーム。
【請求項７】
上記凹凸部が中間に空間を有してその両側に形成されていることを特徴とする、請求項１、請求項４〜請求項６のいずれかに記載の複合アールビーム。
【請求項８】
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に記載の複合アールビーム。
【請求項９】
上記ジョイント部材が上記フランジ部の一部だけへ嵌合されるか、短片に形成されてフランジ部へ間隔的に嵌合されていることを特徴とする、請求項１に記載の複合アールビーム。
【請求項１０】
上記ジョイント部材に設けて上部分割ビーム材および下部分割ビーム材のフランジ部に嵌合させる嵌合溝が角部に面取りまたはアール付けされていることを特徴とする、請求項１又は請求項９に記載の複合アールビーム。
【請求項１１】
上記ジョイント部材に設けた嵌合溝の内壁が巾方向の中央部に逃げ溝を形成されていることを特徴とする、請求項１、請求項９、請求項１０のいずれかに記載の複合アールビーム。
【請求項１２】
上記ジョイント部材を上部分割ビーム材及び下部分割ビーム材へ固定手段によって固定したことを特徴とする、請求項１、請求項９〜請求項１１のいずれかに記載の複合アールビーム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、分割形成してアール曲げし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アールビームに関する。
【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かできなかった。
【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、アールが異なる多種類の製品を製造することができて、特に一体ビームより小さいアールの製品の製造に適した複合アール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、上下に分割されて重ね合せ接合が可能にアール曲げされている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アールビームであって、上記上部分割ビーム材の下端部と下部分割ビーム材の上端部には、それぞれ長手方向に沿って側方に突出するフランジ部を形成し、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当接させた状態で、上記両分割ビーム材のフランジ部に上記ジョイント部材を嵌合させて上下の分割ビーム材を一体的に結合したことを特徴とする。
【０００７】
請求項２に係る発明は、上記フランジ部の先端が屈曲していることを特徴とする。
【０００８】
請求項３に係る発明は、上記フランジ部の屈曲している先端部に長手方向の切欠が適当な間隔で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。
【００１０】
請求項５に係る発明は、上記凹凸部の形成が間隔を置いて行なわれていることを特徴とする。
【００１１】
請求項６に係る発明は、上記凹凸部がその角部に面取り又はアール付けをされていることを特徴とする。
【００１２】
請求項７に係る発明は、上記凹凸部が中間に空間を有してその両側に形成されていることを特徴とする。
【００１３】
請求項８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。
【００１４】
請求項９に係る発明は、上記ジョイント部材が上記フランジ部の一部だけへ嵌合されるか、短片に形成されてフランジ部へ間隔的に嵌合されていることを特徴とする。
【００１５】
請求項１０に係る発明は、上記ジョイント部材に設けて上部分割ビーム材および下部分割ビーム材のフランジ部に嵌合させる嵌合溝が角部に面取りまたはアール付けされていることを特徴とする。
【００１６】
請求項１１に係る発明は、上記ジョイント部材に設けた嵌合溝の内壁が巾方向の中央部に逃げ溝を形成されていることを特徴とする。
【００１７】
請求項１２に係る発明は、上記ジョイント部材を上記上部分割ビーム材及び下部分割ビーム材へ固定手段によって固定したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
請求項１に係る発明によれば、重ね合わせての接合が可能なアールに曲げた上部分割ビーム材と下部分割ビーム材をジョイント部材で一体に結合したものであって、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倍の大きさの複合アールビームを構成することができる。従って、小型の押出機を備えた工場でも大型のアールビームを市場に供することができて、分割ビーム材をアール曲げする工法で製造するため、アールの加減を行うだけで同一の分割ビーム材によってアールが異なる多種類の製品を製造することができ、一体ビームではできない小さなアールのビーム製造も可能である。更に、部材に対する先アルマイトが可能であり、６０００系の材料でも強度劣化がなく、寸法精度も安定している製品が得られる。
【００１９】
また、上記複合アール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長手方向の荷重が加わる。しかも
、ジョイント部の中央に中空部が形成されていると、ジョイント部材を含むジョイント部の断面積が大きいので、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アールビームを提供することができる。
【００２０】
請求項２に係る発明によれば、フランジ部の先端が屈曲しているので、ジョイント部材に嵌合したときに、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。
【００２１】
請求項３に係る発明によれば、フランジ部の先端に設けた屈曲部の長手方向に間隔を置いて切欠を設けることで、ジョイント部材の嵌合溝との接触面積が減少されるため、ジョイント部材の嵌合が容易になる。
【００２２】
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。
【００２３】
請求項５に係る発明によれば、凹凸部を間隔を置いて形成すると凹凸部の数が減少するため、加工の工数とエネルギーを削減できる。
【００２４】
請求項６に係る発明によれば、凹凸部の角部に面取り、アール付けをすることで加工時に亀裂が入らなくなる。
【００２５】
請求項７に係る発明によれば中間の空間を挟んで両側に凹凸部を設けると、ジョイント部材を含むジョイント部の断面積が大きいため、強度が高く、上下だけでなく横から力が加わっても変形し難く、空間の存在は材料費の節約、凹凸部の加工の工数、エネルギーの削減ができる。
【００２６】
請求項８の発明によれば、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僅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。
【００２７】
請求項９に係る発明によれば、ジョイント部材がフランジ部の一部分だけへ嵌合されるか、または、短片に形成してフランジ部へ間隔を置いて嵌合されるものであるため、フランジ部への嵌合が容易になるとともに、ジョイント部材を製作する資材費、加工費等の節減も図れる。
【００２８】
請求項１０に係る発明によれば、フランジ部に嵌合させるジョイント部材の嵌合溝は、角部に面取りまたはアール付けされるため、加工時に亀裂が入らなくなる。
【００２９】
請求項１１に係る発明によれば、ジョイント部材に設けた嵌合溝の内面は、巾方向の中央部に長手方向の逃がし溝を形成されて、この溝でフランジ部との接触面積を減少されるため、フランジ部に対する嵌合が容易に行われる。
【００３０】
請求項１２に係る発明によれば、フランジ部の形状が、嵌合したジョイント部材が抜け出し易いものであっても、ジョイント部材が固定手段でフランジ部へ固定されて離脱を生
じない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
図１（ａ）において符号Ａは、複合アールビームの実施形態を示すものであり、この複合アールビームＡは、上下に分割されて重ね合せの接合が可能なアールにアール曲げし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ストレートの押出材を、ロール式のアール曲げ装置によって弯曲させるアール加工をして、接合端部が同一アールとなる上部及び下部の分割ビーム材１、２と、これら分割ビーム材１、２のフランジ部のアールに合うアールのジョイント部材３としたものであり、材料はスチール材やステンレス材も同様に使用できる。
【００３２】
上記上部分割ビーム材１は、図２、図３に示される通りアール曲げされていて、上部の水平部４とその中央部から垂下したウェブ板５とをＴ字形に形成したもので、ウェブ板５の下端部には、長手方向に沿って左右両側方に突出するフランジ部６が形成されている。また、フランジ部６の先端は屈曲形成される断面がＴ字形のものであるが、このＴ字形に限られるものではなく、例えば上部の分割ビーム材１では上向き、下部の分割ビーム材２では下向きのＬ字形等をなすものであってもよく、その先端には垂直の側縁部６ａが形成されているが、先端の形状は先すぼまりの三角状であっても、先広がりの台形状であっても良い。そして、両側の側縁部６ａの下端面には連続する鋸歯状の凹凸部７が例えば歯車によるコイニング加工、プレス加工等によって形成されている。
【００３３】
下部分割ビーム材２は、図２、図３に示される通りアール曲げされていて、下部の水平部４とその中央部から起立したウェブ板５とをＴ字形に形成したものであり、ウェブ板５の上端部には、長手方向に沿って左右両側方に突出するフランジ部６が形成されている。また、フランジ部６の先端は屈曲形成される断面がＴ字形のものであるが、このＴ字形に限られるものではなく、例えば上部の分割ビーム材１では上向き、下部の分割ビーム材２では下向きのＬ字形等をなすものであってもよく、その先端には垂直の側縁部６ａが形成されているが、先端の形状は先すぼまりの三角形であっても、先広がりの台形であっても良い。そして、両側の側縁部６ａの上端面には連続する鋸歯状の凹凸部７を上記同様の加工で形成されていて、この凹凸部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。
【００３４】
上記凹凸部７は、互いに噛み合う形状であれば連続する鋸歯状に限定されるものではなく、例えば、図４（ａ）のような連続する角形でも、同図（ｂ）のような連続する波形でも、あるいは同図（ｃ）のような連続する逆台形でもよいし、更に、同図（ｄ）のような角形をなす凹凸部７が間隔を置いて形成されるものでも、同図（ｅ）のような横長の台形をなす凹凸部７が間隔を置いて形成されるものものでもよい。この凹凸部７は上下両分割ビーム材１、２のフランジ６の下端面と上端面とへ、図１（ａ）に示される通り中間の空間８を挟んで両側に形成するか、図１（ｂ）に示される通りフランジ６の下端面と上端面の全体に形成するか、あるいは、図１（ｃ）に示される通りフランジ６の下端面と上端面の中央の一部分に形成するようにする。このように凹凸部７をフランジ部６の中央部に形成する場合は、ジョイント部材３のフランジ部６に対応する部分の表面側に図１（ｃ）に示す通り凹溝９を形成してジョイント部材３の形成材料を節約することができる。なお、上記凹凸部７は図５（ａ）及び（ｂ）に拡大図が示される正面形状及び側面形状において、通常は先が尖った角部となる部分に符号１０で示す面取りまたはアール付けをする。
【００３５】
また、上記凹凸部７が形成されるフランジ部６に設けた垂直の側縁部６ａの凹凸部７を形成した面とは反対側には、図３に示される通りの切欠１１を長手方向に間隔を置いて形成し、これら切欠１１の部分はジョイント部材３に設けた後期嵌合溝の上下縁へ接触しないようにして、フランジ部６へのジョイント部材３の嵌合が容易に行えるようにする。
【００３６】
上記ジョイント部材３は、図２に示される通り、上記上下両分割ビーム材１及び２と同じ長さの部材で、上記左右のフランジ部６に対応して設けられている。そして、ジョイント部材３の一側には、同図に示される通り上部分割ビーム材１の下端面と下部分割ビーム材２の上端面との外側に形成したフランジで形成される略アリ形をなすフランジ部６の断面形状と略同じアリ溝形をなす断面形状の嵌合溝１２を形成されている。なお、このジョイント部材３は、図６（ａ）に示される通り、例えば上下両分割ビーム材１及び２の両端側を除く一部分のフランジ部６へ嵌合させるか、或いは、図６（ｂ）に示される通りの短片に形成して、これら短片を同図の通り間隔を置いてフランジ部６に嵌合するようにしてもよい。
【００３７】
また、上記ジョイント部材３に設けてフランジ部６を嵌合させる嵌合溝１２は、図７（ａ
）に示される通りその上下の端部に同図に符号１２で示す面取り又はアール付けをするか
、図７（ｂ）に示される通り嵌合溝１２の上下の端部だけでなく、嵌合溝１２の開口縁１２ａにも符号１３で示される面取り又はアール付けをすると、嵌合溝１２に角部がなくなって加工時に亀裂を生じなくなる。更に、嵌合溝１２の上記フランジ部６の側面に対応する部分には、上下の両端部を除いて逃し溝１４を設けることで、ジョイント部材３とフランジ部６との接触面積を減少させて、ジョイント部材３がフランジ部６へ嵌合され易くなるようにする。
【００３８】
なお、ジョイント部材３は、フランジ部６への嵌合を軸線方向の挿し込みにより行なうことなく、側方から取り付けるため図７（ｄ）に実線で示される通り中央部から反らせた形状に弾性体で形成し、同図に示される通り嵌合溝１２の一方の開口縁１２ａをフランジ部６の側縁部６ａに係合させて置いて、ジョイント部材３の反っている部分を押え付けて
、同図に鎖線で示すように変形させると他方の開口縁１２ａがフランジ部６の側縁部６aに係合して側方からの嵌め付けが行なわれるようにするか、或いは、塑性金属で図７（ｅ）に示される通り、嵌合溝１２の開口縁１２ａがハの字状に拡がったジョイント部材３を形成して、拡がったフランジ部６ａを収まらせて、開口縁１２ａを上下より圧迫すれば、開口縁１２ａがフランジ部６の側縁部６ａへ係合して、フランジ部６へかしめによって取り付けられる。
【００３９】
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には、図３に示される通り上部分割ビーム材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ものであって、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１５（図２参照）を介して当接させる。すると、凹凸部７の、噛み合わせによって上下の両分割ビーム材１、２の接合部は安定するので、その後、ジョイント部材３の嵌合溝１２を接合したフランジ部６へ一端から嵌合して他端へとスライドさせると、両分割ビーム材１、２はジョイント部材３で接合されて図１に示される通りの複合アールビームＡを完成する。
【００４０】
上記防振材１５は凹凸部７と同じ幅に軟質材で形成したテープ状のものであって、上下の凹凸部７の間へ挟み込んで緩衝、がたつき防止、吸振等を行なわせる。
【００４１】
上記複合アールビームＡは、アール曲げによって接合可能な上部分割ビーム材１と下部分割ビーム材２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、分割ビーム材が比較的小さな押出機で押出成形されたものであっても、その２倍の大きさの複合アールビームを構成することができて、小型の押出機を備えた工場でも大型のアールビームを製造して市場提供することが可能であり、しかも、上下の分割ビーム材を別々にアール曲げして結合する複合アールビームは、アール曲げの径を加減すれば曲率が異なる多種類の複合アールビームの製造を簡単に行えるだけでなく、一体ビームではできない小さなアールのビーム製造も容易にできる。
【００４２】
しかも、上部分割ビーム材１と下部分割ビーム材２は、同じ形状のもののアール径を変化させて調整するので、成形用金型は１個でよい。また、フランジ部６も左右対称であるので、１個の金型から製造することができる。
【００４３】
なお、上記複合アールビーム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は空間８が形成されていると、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ので、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。更に、材料費の節約、凹凸部７を形成する時のエネルギーや工数の削減ができる。
【００４４】
上下の分割ビーム材における左右側のフランジ部６は、ジョイント部材３を軸線方向から挿嵌することなく、横方向から嵌め付ける形状でもよい。例えば、図８に示す複合アールビームＢのように上下両分割ビーム材１、２のフランジ部６が断面Ｌ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フランジ部６に対応するジョイント部材３の嵌合溝１２は凹形であり、フランジ部６への嵌合だけでは抜け出す可能性があるので、嵌合溝１２の上方と下方へ取付縁１６を形成し、この取付縁１６をボルト、ナット、リベット等の固定手段１７によってウェブ板５へ固定すればよい。
【００４５】
上述した構成の複合アールビームによれば、簡単な構造であって、分割したビーム材の結合は煩わしい溶接やリベット止めなどの作業を要しないジョイント部材の嵌合で行なうため、低コストで製造することができる他、押出材をアール曲げして複合する構造であるため、アールの異なる多種類の製品を製造することが可能で、一体ビームではできない小さなアールのビームの製造も可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明は、ロングスパンの駐車場屋根やバスシェルターの梁材、カーテンウォール等の方立用材、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物の梁材として利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】（ａ）（ｂ）（ｃ）は、複合アールビームの一実施形態を示す正面図と一部分の変形例を示す部分図。
【図２】上記複合アールビームの分解斜視図。
【図３】同上の組立て状態を示す斜視図。
【図４】（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）（ｅ）は、同上のフランジ部に設ける凹凸部の各例を示す一部分の側面図。
【図５】（ａ）（ｂ）は、上記凹凸部に面取りまたはアール付けをした状態を示す説明図。
【図６】（ａ）（ｂ）は、フランジ部に対するジョイント部材の嵌合の他の例を示す説明図。
【図７】（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）（ｅ）は、ジョイント部材の端面形状の各変化例を示す説明図。
【図８】固定手段の併用で上下の分割ビーム材を結合した複合アールビームの正面図。
【図９】同上の一部分を示す斜視図。
【符号の説明】
【００４８】
Ａ、Ｂ  複合アールビーム
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  フランジ部
７  凹凸部
【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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