| 【発明の名称】 |
部材の結合構造 |
| 【発明者】 |
【氏名】三国 敦
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| 【要約】 |
【課題】少なくとも二つの被結合部材を高強度に且つ互いに他に対し正確な位置関係にて結合する。
【解決手段】ジョイント部材１０により実質的に中空の二つの被結合部材１２、１４を結合する部材の結合構造。ジョイント部材１０は二つの被結合部材１２、１４の被結合部を受け且つこれらに固定される一対の受容部１６、１８と、これらの受容部を一体に接続する接続部２０と、受容部と一体に形成され互いに隔置された一対のピン２２、２４とを有する。ピン２２、２４は切頭円錐形をなし、各被結合部材の被結合部は対応する対応するピンを密に受け入れるピン受け入れ孔２６、２８、３０、３２を有している。ピン２２、２４はジョイント部材１０に対する被結合部材１２、１４の位置決め手段として機能すると共に被結合部材１２、１４に作用する応力の伝達手段として機能する。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】ジョイント部材により少なくとも二つの被結合部材を結合する部材の結合構造にして、前記ジョイント部材は二つの前記被結合部材の被結合部を受け且つこれらに固定される少なくとも一対の受容部と、該受容部と一体に形成され互いに隔置された少なくとも一対のピンとを有し、前記被結合部材の被結合部は対応する前記ピンを受け入れるピン受け入れ孔を有していることを特徴とする部材の結合構造。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、部材の結合に係り、更に詳細には押出し材よりなる部材の結合に適した結合構造に係る。
【０００２】
【従来の技術】中空の二つの被結合部材を結合する構造の一つとして、例えば特表平６−５０８５７６号公報に記載されている如く、中空の二つの被結合部材の端部にソケット部材が挿入され、ソケット部材が溶接によって被結合部材の端部に固定されることにより二つの被結合部材が互いに結合されるよう構成された部材の結合構造が従来より知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記公表公報に記載された結合構造によれば、ソケット部材を介して中空の二つの被結合部材を一体的に結合することができるが、二つの被結合部材にそれらを互いに引き離す方向の応力が作用する場合には、その応力はソケット部材と被結合部材との間の溶接部によってしか担持されないため、二つの被結合部材の引張り方向の結合強度が低いという問題があり、また被結合部材の端部に対しソケット部材を正確に位置決めすることが困難であるため、二つの被結合部材を互いに他に対し正確な位置関係にて結合することが困難である。
【０００４】本発明は、中空の二つの被結合部材の端部にソケット部材が挿入されソケット部材が被結合部材の端部に溶接されることにより二つの被結合部材が互いに結合されるよう構成された従来の部材の結合構造に於ける上述の如き問題に鑑みてなされたものであり、本発明の主要な課題は、二つの被結合部材に機械的に係合すると共に二つの被結合部材の相対的位置関係を規定するピンを有するジョイント部材を使用することにより、少なくとも二つの被結合部材を高強度に且つ互いに他に対し正確な位置関係にて結合することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上述の主要な課題は、本発明によれば、請求項１の構成、即ちジョイント部材により少なくとも二つの被結合部材を結合する部材の結合構造にして、前記ジョイント部材は二つの前記被結合部材の被結合部を受け且つこれらに固定される少なくとも一対の受容部と、該受容部と一体に形成され互いに隔置された少なくとも一対のピンとを有し、各被結合部材の被結合部は対応する前記ピンを受け入れるピン受け入れ孔を有していることを特徴とする部材の結合構造によって達成される。
【０００６】上記請求項１の構成によれば、ジョイント部材は二つの被結合部材の被結合部を受け且つこれらに固定される少なくとも一対の受容部と、該受容部と一体に形成され互いに隔置された少なくとも一対のピンとを有し、各被結合部材の被結合部は対応するピンを受け入れるピン受け入れ孔を有しており、各ピン及びピン受け入れ孔により二つの被結合部材の端部がジョイント部材に対し位置決めされ、また各ピンが対応するピン受け入れ孔に受け入れられることにより二つの被結合部材の間に作用する応力がピンによってもジョイント部材に伝達されるので、少なくとも二つの被結合部材を高強度に且つ互いに他に対し正確な位置関係にて結合することが可能になる。
【０００７】
【課題解決手段の好ましい態様】本発明の一つの好ましい態様によれば、上記請求項１の構成に於いて、各被結合部材の少なくとも被結合部は中空であるよう構成される（好ましい態様１）。
【０００８】本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記好ましい態様１の構成に於いて、各被結合部材は中空の押出し材であるよう構成される（好ましい態様２）。
【０００９】本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記好ましい態様１又は２の構成に於いて、各被結合部材の被結合部は実質的に互いに隔置された一対の平面部を有し、ピン受け入れ孔は互いに整合して各平面部に設けられ、各ピンはそれぞれ対応する二つのピン受け入れ孔に受け入れられるよう構成される（好ましい態様３）。
【００１０】本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記好ましい態様３の構成に於いて、各ピンは対応する被結合部の一対の平面部の外面間の距離と実質的に等しい高さを有するよう構成される（好ましい態様４）。
【００１１】本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記好ましい態様３の構成に於いて、各ピンは実質的に先細の切頭円錐形をなすよう構成される（好ましい態様５）。
【００１２】本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記好ましい態様５の構成に於いて、ピンの根元部を受け入れるピン受け入れ孔は対応するピンの根元部を実質的に密に受け入れる直径を有するよう構成される（好ましい態様６）。
【００１３】本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記好ましい態様５又は６の構成に於いて、ピンの先端部を受け入れるピン受け入れ孔はピンの先端部を対応する平面部に溶接し得る直径を有するよう構成される（好ましい態様７）。
【００１４】本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記好ましい態様７の構成に於いて、ピンの先端部はそれを受け入れるピン受け入れ孔の周囲の部分に溶接されるよう構成される（好ましい態様８）。
【００１５】本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記好ましい態様１乃至８の何れかの構成に於いて、各受容部は対応する被結合部材の被結合部に溶接されるよう構成される（好ましい態様９）。
【００１６】本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記好ましい態様１乃至９の何れかの構成に於いて、ジョイント部材は少なくとも一対の受容部を一体に接続する接続部を有し、各被結合部材の端部はその先端にて接続部に当接した状態に配置されるよう構成される（好ましい態様１０）。
【００１７】本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記好ましい態様３乃至１０の何れかの構成に於いて、各被結合部材の少なくとも被結合部は実質的に矩形の断面形状を有し、各受容部は対応する被結合部を実質的に密に受ける断面コの字形をなすよう構成される（好ましい態様１１）。
【００１８】本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項１又は２の構成に於いて、ジョイント部材は二つの被結合部材の被結合部を挟んで互いに対向する二つのジョイント半体よりなり、各半体は二つの被結合部材の被結合部に当接した状態にてこれらに固定される受容部と、該受容部と一体に形成されたピンと、該ピンより隔置され他方の半体のピンの先端部を受け入れるピン受け入れ孔とを有するよう構成される（好ましい態様１２）。
【００１９】本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項１又は２の構成に於いて、ジョイント部材は二つの被結合部材の被結合部を挟んで互いに対向する二つのジョイント半体よりなり、各半体は二つの被結合部材の被結合部に当接した状態にてこれらに固定される受容部と、該受容部と一体に形成され互いに隔置された一対のピンとを有し、一方の半体のピンの先端部は他方の半体のピンの先端部に嵌合するよう構成される（好ましい態様１３）。
【００２０】本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項１又は２の構成に於いて、ジョイント部材は二つの被結合部材の被結合部を挟んで互いに対向する二つのジョイント半体よりなり、各半体は二つの被結合部材の被結合部に当接した状態にてこれらに固定される受容部と、該受容部と一体に形成され互いに隔置された一対のピンとを有し、各半体は実質的に断面コの字形の押し出し材にて形成され、一対のピンは対応する半体の底壁部が塑性加工されることにより形成された実質的に円筒形の突起であるよう構成される（好ましい態様１４）。
【００２１】本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記好ましい態様１２乃至１４の何れかの構成に於いて、二つの被結合部材の被結合部は二つのジョイント半体の間にて互いに当接するよう構成される（好ましい態様１５）。
【００２２】本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項１又は２の構成に於いて、ジョイント部材は二つの被結合部材をそれらが互いに交差する方向に延在する状態にて結合するよう構成される（好ましい態様１６）。
【００２３】本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記好ましい態様１６の構成に於いて、ジョイント部材は一方の被結合部材の被結合部の先端が他方の被結合部材の被結合部に当接した状態にて二つの被結合部材を結合するよう構成される（好ましい態様１７）。
【００２４】
【発明の実施の形態】以下に添付の図を参照しつつ、本発明を幾つかの好ましい実施形態について詳細に説明する。
【００２５】図１は本発明による結合構造の第一の実施形態を被結合部材の結合前の状態にて示す斜視図、図２は図１に示された第一の実施形態を被結合部材の結合完了後の状態にて示す斜視図、図３及び図４はそれぞれ図２の線 III−III 、線IV−IVに沿う拡大断面図である。尚図１及び図２に於いては、簡略化の目的で各部材の板厚の図示は省略されている（このことは後述の他の実施形態を示す図５、図７、図８に於いても同様である）。
【００２６】これらの図に於いて、符号１０はジョイント部材を示し、符号１２及び１４はジョイント部材１０により互いに結合される被結合部材を示している。ジョイント部材１０は鋳造によりアルミニウム合金にて形成されている。被結合部材１２及び１４はそれぞれ長手方向に沿って一定の中空矩形断面にて延在するアルミニウム合金製の押出し材にて形成されている。また図には示されていないが、被結合部材１２及び１４はそれぞれ幅Ｗ及び高さＨを有し、各角部はＲ取りされている。
【００２７】特に図示の第一の実施形態に於いては、ジョイント部材１０はその長手方向に互いに隔置されそれぞれ被結合部材１２及び１４の端部を受ける一対の受容部１６及び１８と、これらの受容部の間に位置し二つの受容部を一体に接続する接続部２０とを有している。
【００２８】接続部２０は一対の側壁２０Ａ及び２０Ｂとこれらを一体に接続する上壁２０Ｃとを有し、側壁２０Ａ及び２０Ｂと上壁２０Ｃとの間の角部は被結合部材１２及び１４の端部の角部に対応してＲ取りされており、これにより実質的に下向きに開いたコの字形をなしている。また接続部２０は幅Ｗと実質的に同一の幅及び高さＨと実質的に同一の高さを有し、側壁２０Ａ、２０Ｂ及び上壁２０Ｃの両端はジョイント部材１０の長手方向に対し実質的に垂直に延在する端壁２０Ｄ及び２０Ｅにより互いに一体に接続されている。
【００２９】受容部１６は一対の側壁１６Ａ及び１６Ｂとこれらを一体に接続する底壁１６Ｃとを有し、側壁１６Ａ及び１６Ｂと底壁１６Ｃとの間の角部は被結合部材１２の端部の角部に対応してＲ取りされており、これにより実質的に上向きに開いたコの字形をなしている。側壁１６Ａ及び１６Ｂは幅Ｗと実質的に同一又はこれよりも僅かに大きい距離互いに隔置され、高さＨよりも僅かに小さい高さを有し、これにより受容部１６は被結合部材１２の端部を実質的に密に受けるようになっている。
【００３０】同様に、受容部１８は一対の側壁１８Ａ及び１８Ｂとこれらを一体に接続する底壁１８Ｃとを有し、側壁１８Ａ及び１８Ｂと底壁１８Ｃとの間の角部は被結合部材１４の端部の角部に対応してＲ取りされており、これにより実質的に上向きに開いたコの字形をなしている。側壁１８Ａ及び１８Ｂは幅Ｗと実質的に同一又はこれよりも僅かに大きい距離互いに隔置され、高さＨよりも僅かに小さい高さを有し、これにより受容部１８は被結合部材１４の端部を実質的に密に受けるようになっている。
【００３１】側壁１６Ａ及び１８Ａは接続部２０の側壁２０Ａと同一平面内にて一体に延在しており、側壁１６Ｂ及び１８Ｂも接続部２０の側壁２０Ｂと同一平面内にて一体に延在している。また底壁１６Ｃ及び１８Ｃは互いに同一の平面内に延在し、それらの内端に於いて接続部２０の端壁２０Ｄ及び２０Ｅと一体に接続されている。更に側壁１６Ａ及び１８Ａ、側壁１６Ｂ及び１８Ｂ、底壁１６Ｃ及び１８Ｃは互いに同一の長さを有している。
【００３２】受容部１６及び１８の底壁１６Ｃ及び１８Ｃの内面にはそれぞれ図にて上方へ突出するピン２２及び２４が一体に設けられており、ピン２２及び２４は中空の実質的に先細の切頭円錐形をなしている。またピン２２及び２４は底壁１６Ｃ及び１８Ｃの幅方向中央に位置し、それぞれ端壁２０Ｄ及び２０Ｅより等距離にて隔置されている。更にピン２２及び２４は高さＨと実質的に同一又はこれよりも僅かに大きい突出高さを有している。
【００３３】被結合部材１２及び１４の端部の上壁１２Ａ及び１４Ａにはそれぞれピン２２及び２４の先端部を受け入れるピン受け入れ孔２６及び２８が設けられ、下壁１２Ｂ及び１４Ｂにはそれぞれピン２２及び２４の根元部を受け入れるピン受け入れ孔３０及び３２が設けられている。ピン受け入れ孔２６及び２８はそれぞれピン２２及び２４の先端部を実質的に密に受け入れる直径を有し、ピン受け入れ孔３０及び３２はそれぞれピン２２及び２４の根元部を実質的に密に受け入れる直径を有している。
【００３４】またピン受け入れ孔２６及び３０は上下方向に互いに整合し、それらの中心はピン２２の軸線と端壁２０Ｄとの距離に実質的に等しい距離だけ被結合部材１２の端縁より隔置されている。同様に、ピン受け入れ孔２８及び３２は上下方向に互いに整合し、それらの中心はピン２４の軸線と端壁２０Ｅとの距離に実質的に等しい距離だけ被結合部材１４の端縁より隔置されている。
【００３５】尚ジョイント部材１０による被結合部材１２及び１４の結合に際しピン２２及び２４をそれぞれピン受け入れ孔２６、３０及び２８、３２に容易に挿入し得るよう、ピン２２及び２４の先端の角部は鋳造により若しくは鋳造後の研削などによりＲ取り又は面取りされることが好ましい。
【００３６】上述の如く構成されたジョイント部材１０による被結合部材１２及び１４の結合に於いては、まずピン２２及び２４がそれぞれピン受け入れ孔２６、３０及び２８、３２に挿入されるよう、被結合部材１２及び１４の端部がそれぞれジョイント部材１０の受容部１６及び１８に配置される。
【００３７】次いでピン２２及び２４の先端とピン受け入れ孔２６及び２８の周囲の部分とが溶接され、受容部１６の側壁１６Ａ及び１６Ｂと被結合部材１２の側壁とが側壁１６Ａ及び１６Ｂの周縁に沿って溶接され、受容部１８の側壁１８Ａ及び１８Ｂと被結合部材１４の側壁とが側壁１８Ａ及び１８Ｂの周縁に沿って溶接され、更に被結合部材１２及び１４の上壁１２Ａ及び上壁１４Ａの端縁とジョイント部材１０の上壁２０Ｃとが溶接される。
【００３８】かくして図示の第一の実施形態によれば、ピン２２及び２４は被結合部材１２及び１４の端部がそれぞれジョイント部材１０の受容部１６及び１８に配置される際にはジョイント部材１０に対する被結合部材１２及び１４の位置決め手段として機能し、溶接完了後には被結合部材１２及び１４の間にそれらの長手方向に作用する応力をジョイント部材１０に直接若しくは溶接部に圧縮応力が作用する状況にて伝達する応力伝達手段としても機能し、従って被結合部材１２及び１４を容易に且つ互いに他に対し正確な位置関係にて結合することができ、また被結合部材１２及び１４を高強度に結合することができる。
【００３９】また図示の第一の実施形態によれば、上述の如く被結合部材１２及び１４に作用する応力の一部がピン２２及び２４を介してジョイント部材１０へ伝達されるので、ジョイント部材１０の側壁と被結合部材１２及び１４の側壁との間の溶接部に作用する剪断応力を低減し、これにより被結合部材１２及び１４の結合部の耐久性を向上させることができる。
【００４０】特に図示の第一の実施形態によれば、ピン２２及び２４はそれぞれピン受け入れ孔２６、３０及び２８、３２の両方の孔に受け入れられ、先端部にてピン受け入れ孔の周囲の部分に溶接されるので、例えばピン２２及び２４の高さが小さくそれぞれピン受け入れ孔３０及び３２にしか受け入れられない構造の場合に比してジョイント部材１０による被結合部材１２及び１４の結合部の結合強度を向上させることができる。
【００４１】また図示の第一の実施形態によれば、ピン２２及び２４は切頭円錐形をなしているので、ピン２２及び２４をそれぞれピン受け入れ孔２６、３０及び２８、３２に容易に挿入することができ、またピンが例えば円筒形である場合に比してピンの軸線方向に垂直な方向の応力に対する強度が高く、従って被結合部材１２及び１４の間にそれらの長手方向に応力が繰り返し作用する場合にもジョイント部材１０による被結合部材１２及び１４の結合部の耐久性を向上させることができる。
【００４２】また図示の第一の実施形態によれば、ピン受け入れ孔２６及び３０の中心はピン２２の軸線と端壁２０Ｄとの距離に実質的に等しい距離だけ被結合部材１２の端縁より隔置されており、ピン受け入れ孔２８及び３２の中心はピン２４の軸線と端壁２０Ｅとの距離に実質的に等しい距離だけ被結合部材１４の端縁より隔置されており、従って被結合部材１２及び１４の端縁はそれぞれ端壁２０Ｄ及び２０Ｅに当接した状態になるので、被結合部材１２及び１４の間にそれらの長手方向に沿ってそれらが互いに近づく方向の応力が作用する場合の応力が良好にジョイント部材１０へ伝達され、これにより被結合部材１２及び１４の端縁がそれぞれ端壁２０Ｄ及び２０Ｅより隔置される構造の場合に比して被結合部材１２及び１４の結合部の耐久性を向上させることができる。
【００４３】図５は本発明による結合構造の第二の実施形態を被結合部材の結合前の状態にて示す斜視図、図６は第二の実施形態を被結合部材の結合完了後の状態にて示す拡大横断面図である。尚これらの図に於いて、図１乃至図４に示された部分に対応する部分にはこれらの図に於いて付された符号と同一の符号が付されている。
【００４４】この実施形態に於いては、ジョイント部材１０は上側半体３４及び下側半体３６よりなっており、被結合部材１２及び１４の端部をそれらの端縁が互いに当接した状態にて結合するようになっている。上側半体３４は一対の側壁３４Ａ及び３４Ｂとこれらを一体に接続する上壁３４Ｃとを有し、側壁３４Ａ及び３４Ｂと上壁３４Ｃとの間の角部は被結合部材１２及び１４の端部の角部に対応してＲ取りされており、これにより全長に亘り実質的に下向きに開いたコの字形の断面形状を有している。
【００４５】同様に、下側半体３６は一対の側壁３６Ａ及び３６Ｂとこれらを一体に接続する下壁３６Ｃとを有し、側壁３６Ａ及び３６Ｂと下壁３６Ｃとの間の角部は被結合部材１２及び１４の端部の角部に対応してＲ取りされており、これにより全長に亘り実質的に上向きに開いたコの字形の断面形状を有している。
【００４６】側壁３４Ａ、３４Ｂ及び側壁３６Ａ、３６Ｂは被結合部材１２及び１４の幅Ｗと実質的に同一又はこれよりも僅かに大きい距離互いに隔置され、高さＨの半分よりも大きい高さを有し、これにより側壁３４Ａ、３４Ｂ及び側壁３６Ａ、３６Ｂはそれぞれ上壁３４Ｃ及び下壁３６Ｃと共働して被結合部材１２及び１４の端部を実質的に密に受ける受容部３８及び４０を全長に亘り郭定している。
【００４７】特に図示の実施形態に於いては、上側半体３４の側壁３４Ａ及び３４Ｂの下縁にはそれぞれ側壁３６Ａ及び３６Ｂの板厚分互いに離れる方向へオフセットされ、これにより側壁３６Ａ及び３６Ｂの上縁を受けるリム部３４Ｄ及び３４Ｅが一体に設けられている。
【００４８】また上側半体３４の上壁３４Ｃの内面には図にて下方へ突出する実質的に切頭円錐形のピン４２が一体に設けられており、また上壁３４Ｃにはピン４２より長手方向に隔置された位置にピン受け入れ孔４４が形成されている。ピン４２及びピン受け入れ孔４４は上壁３４Ｃの幅方向中央に位置し、またそれらの中心は被結合部材１２及び１４に設けられたピン受け入れ孔の中心と被結合部材１２及び１４の端縁との間の距離の合計に等しい距離互いに隔置されている。
【００４９】同様に、下側半体３６の下壁３６Ｃの内面には図にて上方へ突出する実質的に切頭円錐形のピン４６が一体に設けられており、また下壁３６Ｃにはピン４６より長手方向に隔置された位置にピン受け入れ孔４８が形成されている。ピン４６及びピン受け入れ孔４８は下壁３６Ｃの幅方向中央に位置し、またそれらの中心は上述の合計の距離に等しい距離互いに隔置されている。
【００５０】ピン４２及び４６は被結合部材１２及び１４の高さＨと上壁３４Ｃ又は下壁３６Ｃの板厚との合計の長さと実質的に同一又はそれよりも僅かに大きい高さを有している。また上側半体３４のピン受け入れ孔４４は下側半体３６のピン４６の先端の直径と実質的に同一又はそれよりも僅かに大きい直径を有している。
【００５１】被結合部材１４のピン受け入れ孔２８及び３２はそれぞれ上側半体３４のピン４２の根元部及び先端部を実質的に密に受け入れる直径を有しており、下側半体３６のピン受け入れ孔４８は上側半体３４のピン４２の先端部を実質的に密に受け入れる直径を有している。
【００５２】尚この実施形態に於いても、ジョイント部材１０による被結合部材１２及び１４の結合に際しピン４２及び４６をそれぞれピン受け入れ孔２６、３０、４４及び２８、３２、４８に容易に挿入し得るよう、ピン４２及び４６の先端の角部は鋳造により若しくは鋳造後の研削などによりＲ取り又は面取りされることが好ましい。
【００５３】上述の如く構成された上側半体３４及び下側半体３６よりなるジョイント部材１０による被結合部材１２及び１４の結合に於いては、まずピン４２及び４６がそれぞれピン受け入れ孔２６、３０、４４及び２８、３２、４８に挿入され、被結合部材１２及び１４の端部が上側半体３４及び下側半体３６の受容部３８及び４０に受けられるよう、被結合部材１２及び１４の端部に上側半体３４及び下側半体３６が配置される。
【００５４】次いでピン４２及び４６の先端とピン受け入れ孔４４及び４８の周囲の部分とが溶接され、下側半体３６のリム部３４Ｄ及び３４Ｅが下側半体３６の側壁３６Ａ及び３６Ｂに対し溶接され、上側半体３４及び下側半体３６の長手方向の端縁が被結合部材１２及び１４の対応する壁面に溶接される。
【００５５】かくして図示の第二の実施形態によれば、ピン４２及び４６は上側半体３４及び下側半体３６が被結合部材１２及び１４の端部に配置される際にはジョイント部材１０に対する被結合部材１２及び１４の位置決め手段として機能し、溶接完了後には被結合部材１２及び１４の間にそれらの長手方向に作用する応力をジョイント部材１０に直接若しくは溶接部に圧縮応力が作用する状況にて伝達する応力伝達手段としても機能し、従って被結合部材１２及び１４を容易に且つ互いに他に対し正確な位置関係にて結合することができ、また被結合部材１２及び１４を高強度に結合することができる。
【００５６】また図示の第二の実施形態によれば、上述の如く被結合部材１２及び１４に作用する応力の一部がピン２２及び２４を介してジョイント部材１０へ伝達されるので、ジョイント部材１０の上側半体３４及び下側半体３６の側壁と被結合部材１２及び１４の側壁との間の溶接部に作用する剪断応力を低減し、これにより被結合部材１２及び１４の結合部の耐久性を向上させることができる。
【００５７】特に図示の第二の実施形態によれば、ピン４２及び４６はそれぞれピン受け入れ孔２６、３０及び２８、３２の両方の孔に受け入れられるだけでなく、それぞれ反対側の半体のピン受け入れ孔４４及び４８にも受け入れられ、先端部にてピン受け入れ孔４４及び４８の周囲の部分に溶接されるので、例えばピン４２及び４６の高さが小さくそれぞれピン受け入れ孔３０及び２８にしか受け入れられない構造の場合や、ピン４２及び４６がそれぞれピン受け入れ孔２６、３０及び２８、３２にしか受け入れられない構造の場合に比して、ジョイント部材１０による被結合部材１２及び１４の結合部の結合強度を向上させることができる。
【００５８】また図示の第二の実施形態によれば、ピン４２及び４６は切頭円錐形をなしているので、ピン４２及び４６をそれぞれピン受け入れ孔２６、３０、４４及び２８、３２、４８に容易に挿入することができ、またピンが例えば円筒形である場合に比してピンの軸線方向に垂直な方向の応力に対する強度が高く、従って被結合部材１２及び１４の間にそれらの長手方向に応力が繰り返し作用する場合にもジョイント部材１０による被結合部材１２及び１４の結合部の耐久性を向上させることができる。
【００５９】また図示の第二の実施形態によれば、ピン４２及びピン受け入れ孔４４の中心間距離及びピン４６及びピン受け入れ孔４８の中心間距離は被結合部材１２及び１４に設けられたピン受け入れ孔の中心と被結合部材１２及び１４の端縁との間の距離の合計に等しい距離に設定されており、被結合部材１２及び１４の端縁は互いに当接した状態になるので、被結合部材１２及び１４の間にそれらの長手方向に沿ってそれらが互いに近づく方向の応力が作用する場合の応力が直接相互に伝達され、これにより被結合部材１２及び１４の端縁が互いに隔置される構造の場合に比して被結合部材１２及び１４の結合部の耐久性を向上させることができる。
【００６０】図７は本発明による結合構造の第三の実施形態を被結合部材の結合前の状態にて示す斜視図、図８は本発明による結合構造の第四の実施形態を被結合部材の結合前の状態にて示す斜視図、図９は第四の実施形態を被結合部材の結合完了後の状態にて示す拡大横断面図、図１０は本発明による結合構造の第五の実施形態を被結合部材の結合完了後の状態にて示す長手方向断面図である。尚これらの図に於いて、図１乃至図６に示された部分に対応する部分にはこれらの図に於いて付された符号と同一の符号が付されている。
【００６１】図７に示された第三の実施形態に於いては、ジョイント部材１０はその上方より見て実質的にＴ形をなし、被結合部材５０に対し被結合部材５２を垂直に結合するよう構成されている。ジョイント部材１０はその全長に亘り延在する側壁５４Ａと、側壁５４Ａより隔置されこれと平行に延在し互いに長手方向に隔置された側壁５４Ｂ及び５４Ｃと、側壁５４Ｂ及び５４Ｃに対し垂直に且つ一体に延在し互いに平行に隔置された側壁５４Ｄ及び５４Ｅと、これらの側壁を互いに一体に接続する実質的にＴ形の底壁５４Ｆとよりなっている。
【００６２】側壁５４Ａ、５４Ｂ、５４Ｃは底壁５４Ｆと共働して被結合部材５０の被結合部５０Ａを実質的に密に受ける受容部５６を郭定しており、側壁５４Ｄ及び５４Ｅは底壁５４Ｆと共働して被結合部材５２の端部を実質的に密に受ける受容部５８を郭定している。
【００６３】受容部５６の底壁５４Ｆの内面には図にて上方へ突出する実質的に切頭円錐形の一対のピン２２及び２４が一体に設けられており、また受容部５８の底壁５４Ｆの内面には図にて上方へ突出する実質的に切頭円錐形のピン６０が一体に設けられている。ピン２２及び２４の中心は被結合部材５０に互いに整合して設けられたピン受け入れ孔２６及び３０の中心とピン受け入れ孔２８及び３２の中心との間の距離に等しい距離互いに隔置されている。一方ピン６０の中心は被結合部材５２に互いに整合して設けられたピン受け入れ孔６２及び６４の中心と被結合部材５２の端縁との間の距離に等しい距離だけ側壁５４Ｄ及び５４Ｅの内面により郭定される平面より隔置されている。
【００６４】この第三の実施形態は他の点については第一の実施形態と同様に構成されており、また被結合部材５２の上壁の端縁が被結合部材５０の被結合部５０Ａの上壁の一方の側縁に沿って溶接される点を除き第一の実施形態の場合と同様に溶接が行われる。従ってこの第三の実施形態によれば被結合部材５０に対し被結合部材５２を垂直になるよう容易に且つ互いに他に対し正確な位置関係にて結合することができ、また被結合部材５０及び５２を高強度に結合することができ、また第一の実施形態の場合と同様の作用効果を得ることができる。
【００６５】図８及び図９に示された第四の実施形態に於いては、上側半体３４の上壁３４Ｃの内面には図にて下方へ突出し長手方向に互いに隔置された実質的に切頭円錐形の一対のピン４２Ａ及び４２Ｂが一体に設けられている。ピン４２Ａ及び４２Ｂは上壁３４Ｃの幅方向中央に位置し、またそれらの中心は被結合部材１２及び１４に設けられたピン受け入れ孔の中心と被結合部材１２及び１４の端縁との間の距離の合計に等しい距離互いに隔置されている。
【００６６】同様に、下側半体３６の下壁３６Ｃの内面には図にて上方へ突出し長手方向に互いに隔置された実質的に切頭円錐形の一対のピン４６Ａ及び４６Ｂが一体に設けられている。ピン４６Ａ及び４６Ｂも下壁３６Ｃの幅方向中央に位置し、またそれらの中心は上述の合計の距離に等しい距離互いに隔置されている。
【００６７】ピン４２Ａ、４２Ｂ及び４６Ａ、４６Ｂは被結合部材１２及び１４の高さＨの半分よりも僅かに大きい高さを有し、特にピン４２Ａ及び４２Ｂの先端部はピン４６Ａ及び４６Ｂの先端部を実質的に密に受け入れる円筒部を有している。被結合部材１２のピン受け入れ孔２６及び３０はそれぞれピン４２Ａ及び４６Ａの根元部を実質的に密に受け入れる直径を有し、被結合部材１４のピン受け入れ孔２８及び３２はそれぞれピン４２Ｂ及び４６Ｂの根元部を実質的に密に受け入れる直径を有している。
【００６８】尚この実施形態に於いても、ジョイント部材１０による被結合部材１２及び１４の結合に際し各ピンをそれぞれ対応するピン受け入れ孔に容易に挿入し得ると共にピン４６Ａ及び４６Ｂの先端部をピン４２Ａ及び４２Ｂの先端部に容易に挿入し得るよう、各ピンの先端の角部は鋳造により若しくは鋳造後の研削などによりＲ取り又は面取りされることが好ましい。
【００６９】この第四の実施形態は他の点については第二の実施形態と同様に構成されており、また各ピンの先端部が反対側の半体の上壁及び下壁に溶接されない点を除き第二の実施形態の場合と同様に溶接が行われる。従ってこの第四の実施形態によれば被結合部材１２及び１４を容易に且つ互いに他に対し正確な位置関係にて結合することができ、また被結合部材１２及び１４を高強度に結合することができ、また第二の実施形態の場合と同様の作用効果を得ることができ、更には第二の実施形態の場合に比して溶接量を低減することができる。
【００７０】図１０に示された第五の実施形態に於いては、上側半体３４の上壁３４Ｃの内面に設けられた一対のピン４２Ａ、４２Ｂ及び下側半体３６の下壁３６Ｃの内面に設けられた一対のピン４６Ａ、４６Ｂは被結合部材１２及び１４の高さよりも遥かに小さく且つそれらの壁圧よりも僅かに大きい突出高さを有し、従って互いに嵌合しない。
【００７１】また上側半体３４の側壁３４Ａ及び３４Ｂの長手方向中央部にはそれぞれ凹状の切欠き部３４Ｆ及び３４Ｇが設けられており、これに対応して下側半体３６の側壁３６Ａ及び３６Ｂの長手方向中央部にはそれぞれ切欠き部３４Ｆ及び３４Ｇに実質的に密に嵌入する凸部３６Ｄ及び３６Ｅが設けられている。
【００７２】尚この実施形態の上側半体３４及び下側半体３６は押出し材にて形成され、各ピンは上壁３４Ｃ及び下壁３６Ｃに対し穴あけ及びプレス加工が行われることにより形成されてよい。また特にこの実施形態の各ピン受け入れ孔の各ピンの根元部を受ける部分は他の実施形態の場合よりも大きく面取り又はＲ取りされることが好ましい。また尚この実施形態の各ピンの先端の角部もＲ取り又は面取りされることが好ましい。
【００７３】この第五の実施形態は他の点については第三の実施形態と同様に構成されており、また各ピンの先端部が反対側のピンの先端部に嵌合されることなく溶接される点を除き第二の実施形態の場合と同様に溶接が行われる。従ってこの第五の実施形態によれば被結合部材１２及び１４を容易に且つ互いに他に対し正確な位置関係にて結合することができ、また被結合部材１２及び１４を高強度に結合することができ、また第二及び第三の実施形態の場合と同様の作用効果を得ることができ、更には第二の実施形態の場合に比して溶接量を低減することができる。
【００７４】特に図示の第五の実施形態によれば、切欠き部３４Ｆ及び３４Ｇと凸部３６Ｄ及び３６Ｅとが互いに嵌合し、これらによっても応力の伝達が行われるので、被結合部材１２及び１４の間に長手方向に応力が作用する際に於ける各ピンの負担を第三の実施形態の場合に比して低減し、ピンの耐久性を向上させることができる。
【００７５】以上に於いては本発明を特定の実施形態について詳細に説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施形態が可能であることは当業者にとって明らかであろう。
【００７６】例えば上述の各実施形態に於いては、被結合部材１２及び１４は中空矩形の断面形状を有しているが、被結合部材の断面形状は任意の形状であってよく、また被結合部材１２及び１４は互いに同一の断面形状及び寸法を有しているが、例えば上述の第三の実施形態の如く互いに結合される被結合部材の断面形状若しくは寸法が相互に異なっていてもよく、更には互いに結合される被結合部材は例えば被結合部が中空であり他の部分が充実の部材であってもよい。
【００７７】また上述の各実施形態に於いては、ジョイント部材１０及び被結合部材１２、１４は特定の順序にて溶接されるよう説明されたが、各溶接部は他の順序にて溶接されてもよく、また上述の溶接箇所の一部の溶接が省略されてもよい。
【００７８】また上述の第二の実施形態に於いては、上側半体３４の側壁の下縁及び下側半体３６の側壁の上縁は直線的であるが、第五の実施形態の場合と同様切欠き部及び凸部を有するよう修正されてよく、特に凸部はピン４２及び４６とは長手方向反対側に設けられ、これにより被結合部材１２及び１４に互いに離れる方向の応力が作用した場合にその応力の一部が切欠き部及び凸部を介して二つの半体の間に伝達されるよう構成されること好ましい。
【００７９】更に上述の各実施形態に於いては、ジョイント部材１０及び被結合部材１２、１４はアルミニウム合金にて形成されているが、これらは他の軽合金にて形成されてもよく、また必要ならば例えばプラスチックの如く金属以外の材料にて形成されてもよい。
【００８０】
【発明の効果】以上の説明より明らかである如く、本発明の請求項１の構成によれば、各ピン及びピン受け入れ孔により二つの被結合部材の端部がジョイント部材に対し位置決めされ、また各ピンが対応するピン受け入れ孔に受け入れられることにより二つの被結合部材の間に作用する応力がピンによってもジョイント部材に伝達されるので、少なくとも二つの被結合部材を高強度に且つ互いに他に対し正確な位置関係にて結合することができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００３２０７
【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社
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| 【出願日】 |
平成１１年４月２日（１９９９．４．２） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００７１２１６
【弁理士】
【氏名又は名称】明石 昌毅
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| 【公開番号】 |
特開２０００−２９１６１３（Ｐ２０００−２９１６１３Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１２年１０月２０日（２０００．１０．２０） |
| 【出願番号】 |
特願平１１−９６５７８ |
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