| 【発明の名称】 |
構造体の構造部材及び構造部材の組立方法 |
| 【発明者】 |
【氏名】鵜原 治
【氏名】吉崎 圭典
【氏名】井上 明典
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| 【要約】 |
【課題】特別な金型及び装置、作業者(職人)を必要とせずに、曲率を有する構造体の構成が容易にできる構造部材を提供すること、および、構造体の容易な組立方法の提供にある。
【解決手段】２つの直交する面、第１の面１１と第２の面１３を有する構造部材１０、例えば２つの面は長手方向に端縁で直交して断面Ｌ字型となっている構造部材１０の少なくとも一面にスリット１５を入れる構成とすることにより、力Ｆ方向への曲げ加工を容易としている。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 構造体の組立に用いられる構造部材であって、直交する少なくとも２つの面を有し、少なくとも１面にはスリットが形成されてなる構造体の構造部材。
【請求項２】 構造体の組立てに用いられる構造部材であって、直交する少なくとも２つの面を有し、少なくとも１面にはスリットが形成されると共に、該スリットは構造体の曲率を有する個所に組み立てられたとき、被組立面の曲率の中心を含む面に配設されてなる構造体の構造部材。
【請求項３】 構造体の組立てに用いられる構造部材であって、直交する少なくとも２つの面を有し、少なくとも１面にはスリットが形成されれると共に、該スリットは構造体の曲率を有する個所に組み立てられたとき、被組立面の曲率の中心を含む面に直交する面に配設されてなる構造体の構造部材。
【請求項４】 構造体の組立てに用いられる構造部材であって、直交する複数の面を有し、少なくとも２面にはスリットが形成されると共に、該スリットは構造体の曲率を有する個所に組み立てられたとき、構造部材のスリットは、被組立面の曲率の中心を含む面および被組立面の曲率の中心を含む面に直交する面に配設されてなる構造体の構造部材。
【請求項５】 構造部材は長手方向に端縁で直交している請求項１乃至４の何れかの項に記載の構造体の構造部材。
【請求項６】 構造部材は長手方向に中央部分で直交している請求項１乃至４の何れかの項に記載の構造体の構造部材。
【請求項７】 構造部材は曲げ加工時の曲率の中心方向への変形をスリットの間隙変化により吸収してなる請求項１乃至６の何れかの項に記載の構造体の構造部材。
【請求項８】 取付面以外のスリット形成面に補強部材を配設してなる請求項１乃至６の何れかの項に記載の構造体の構造部材。
【請求項９】 構造体と構造部材の組立方法において、構造部材は少なくとも構造体への取付面とスリット形成面を有し、構造体の被組立面の曲率に合わせて構造部材を曲げ加工する曲げ加工工程と、構造部材を構造体の被組立面に取り付ける取付工程を備え、曲げ加工工程において、構造部材は曲率の中心方向への変形をスリットの間隙の変化により吸収してなる構造部材の組立方法。
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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、機器の構造体の組立に用いる構造部材、および構造体の組立方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の板金製の構造体の組立、あるいは構造体の組立方法としては、構造部品と構造部品とをスポット溶接して組み立てていた。しかし、断面形状をＬ字型、コ字型、Ｚ字型、Ｈ字型、又はこれらを組み合わせた形状からなる構造部品を曲率をもたせて組み立てる場合、先ず、これらの断面形状の構造部材を曲げるための金型を製作し、金型プレスによって曲げる方法、火造りにより人手によって曲げる方法、クラフトフォーマーによって曲げる方法等により、各構造部材を曲げ、それから組み立てていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来技術において、構成部材を金型により曲げる方法は金型の製作費が高価であり、非量産品の製造には適さなかった。また、火造りでの曲げ方法においては、特殊な技術をもった職人を必要とする作業として制約されていた。更にクラフトフォーマでの曲げにおいては装置の値段が高く、経済面での負担が大きかった。
【０００４】そこで、本発明は、前記不都合を解決すべく、特別な金型及び装置、作業者（職人）を必要とせずに、曲率を有する構造体の構成が容易にできる構造部材を提供すること、および、構造体の容易な組立方法の提供にある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため、本発明の構造部材、および構造体への構造部材の組立方法は、２つの直交する面を有する構造部材、例えば２つの面は長手方向に端縁で直交している断面Ｌ字型、コ字型、Ｚ字型の部材、あるいは長手方向に中央部分で直交している、断面形状Ｈ字型の部材、またはそれらを組み合わせた構造部材の少なくとも一面にスリットを入れる構成とすることにより、曲げ加工を容易としている。
【０００６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面により詳述する。
実施例１図１は構造部材として断面Ｌ字型の構造部材を示し、図２はその構造部材による構造体の組立を示している。この実施例では構造体として鉄道車両用空調装置を示している。
【０００７】構造部材１０はアルミ、鉄、ステンレス、プラスチック樹脂などの板材よりなり、断面をＬ字型とする長尺体である。構造部材１０は板体を直角に折り曲げ第１の板１１と第２の板１３を形成している。そして、第２の板１３にはスリット１５が等間隔に形成されている。スリット１５の開口幅は、幅１５ａとしている。
【０００８】このように構成される構造部材１０を鉄道車両用空調装置の外枠体の組立に適用した例を説明する。・・図２、図３、図４参照空調装置２０の外枠体２１の屋根部２１ａと側壁部２１ｂとの端縁部分に構造部材１０を取り付ける。空調装置の屋根部２１ａは、上方に突出する曲率を有する湾曲形状となっている。構造部材１０は、第１の板体１１の上面を力Ｆで押圧することにより、曲率の中心を中心Ｏとして湾曲する。このとき、スリット１５は曲率の中心Ｏを含む面に、曲率中心Ｏ方向に平行して形成されている。構造部材１０は第２の板体１３の先端が自由端となっているので、隣接する第２の板体１３ａと第２の板体１３ｂは移動して力Ｆを吸収する。第２の板体１３ａと第２の板体１３ｂの移動により、スリット１５は、スリット１５の第１の板体１１連結部の開口幅１５ａに対して、先端部分の開口幅は幅１５ｂと狭く（幅１５ａ＞幅１５ｂ）なる。
【０００９】この第２の板体１３の移動により構造部材１０の曲げ加工は小さな力で加工できる。そして、湾曲形成加工された構造部材１０を空調装置２０の外枠体２１に取り付ける。先ず、第１の板体１１を空調装置外枠２１の屋根部２１ａの端縁に載置し、第２の板体１３を外枠側壁２１ｂに合致させる。このとき、第１の板体１１の曲率と屋根部２１ａの曲率が合致しない部分は、局部的に第１の板体１１を曲率の中心方向に押圧することにより、屋根部２１ａの曲率に合わせることができる。その後、第２の板体１３と空調装置の外枠２１の側壁２１ｂをスポット溶接２５などの固着手段により固着させる。
【００１０】このように、構造部材１０は構造体（空調装置）への取付面である第１の板体１１に対して、第１の板体１１が曲げ加工される曲率の中心を含む面（第２の板体１３）にスリット１５が形成されているので、構造部材１０は小さな力で曲げ加工ができる。
【００１１】ここで、取付面の曲率の大きさにより第２の板体１３に形成するスリット１５の数、およびスリット１５の形成ピッチを変更することにより、より適切な曲げ加工に対応できる。以下に示す実施例においても同様に取付面の曲率に対応できる。
【００１２】実施例２図５は構造部材として断面コ字型の構造部材を示し、図６はその構造部材による構造体の組立を示している。この実施例では、構造体として機器の仕切り板を示している。構造部材３０はアルミ、鉄、ステンレス、プラスチック樹脂などの板材よりなり、断面をコ字型とする長尺体である。構造部材３０は板体の幅方向両端を直角に折り曲げ、中央板体３１と、中央板体３１を挟んで第１の側板３３ａと第２の側板３３ｂを形成する。第１の側板３３ａ，第２の側板３３ｂには等間隔にスリット３５を形成している。
【００１３】このように構成される構造部材３０を構造体の仕切り板の組立に適用した例を説明する。・・図６参照仕切り板４０は曲率の中心を中心Ｏとする湾曲面となっている。この仕切り板４０の内壁面に構造部材３０を取り付ける。構造部材３０は、中央板体３１の上面を力Ｆで押圧することにより湾曲する。両側板３３ａ，３３ｂは曲率の中心Ｏを含む面に、曲率中心Ｏ方向に平行したスリット３５が形成されている。中央板体３１の上面から力Ｆが加わると、両側板３３ａ，３３ｂの先端の自由端は移動して力Ｆを吸収する。そして、実施例１の場合と同様に、両側板３３ａ，３３ｂの移動によりスリット３５は、スリット３５の先端部分の開口幅を狭くした状態となる。
【００１４】そして、湾曲形成加工された構造部材３０を仕切り板４０の内壁面に取り付ける。先ず、構造部材３０の中央板３１を仕切り板４０内壁面に重合する。このとき、構造部材３０の曲率と仕切り板４０の曲率が合致しない部分は、局部的に構造部材３０を押圧することにより、曲率を変更させることができる。その後、構造部材３０の中央板３１と仕切り板４０とをスポット溶接２５などの固着手段により固着させる。
【００１５】このように、構造部材３０は構造体（仕切り板）への取付面である中央板３１に対して、両側板３３ａ，３３ｂが曲げ加工される曲率の中心Ｏを含む面にスリット１５が形成されているので、構造部材１０は小さな力で曲げ加工ができる。
【００１６】実施例３図７は構造部材として断面Ｚ型の構造部材を示し、図８はその構造部材による構造体の組立を示している。この実施例における構造体は車体を示している。構造部材５０はアルミ、鉄、ステンレス、プラスチック樹脂などの板材よりなり、断面をＺ字型とする長尺体である。構造部材５０は板体の幅方向両端を互いに反対方向へ直角に折り曲げ、中央板体５１と、中央板体５１を挟んで上部側板５３ａと下部側板５３ｂを形成する。上部側板５３ａ，下部側板５３ｂには等間隔にスリット５５を形成している。
【００１７】このように構成される構造部材５０を車両構体６０の屋根６５の組立に適用した例を説明する。・・図８参照車両構体６０の屋根６５は曲率の中心を中心Ｏとする湾曲面となっている。この実施例は、構造部材５０の下部側板５３ｂを屋根６５への取付面として、構造部材５０を屋根６５に取り付ける場合を示している。構造部材５０の中央板体５１を力Ｆ（曲率の中心方向）で押圧することにより、中央板体５１の板面の延長線に曲率の中心（中心Ｏ）を有する、湾曲部材が形成される。この構造部材５０においては、上部側板５３ａ，下部側板５３ｂは曲率の中心Ｏ方向に直交する面となり、曲率中心Ｏ方向に直交するスリット５５ａ，５５ｂが形成されている。そして、上部側板５３ａ，下部側板５３ｂの先端の自由端は移動して力Ｆを吸収するが、上部側板５３ａのスリット５５ａは拡開し、下部側板５３ｂのスリット５５ｂは閉塞する。
【００１８】このように、湾曲形成加工された構造部材５０を屋根６５に取り付ける。先ず、構造部材５０の下部側板５３ｂを屋根６５に重合し、スポット溶接などの固着手段で取り付ける。このとき、構造部材５０の曲率と屋根６５の曲率が合致しない部分は、構造部材５０を曲率中心方向に押圧することにより、局部的に曲率を変更させることができる。この構成部材５０にように、取付面以外にスリットが形成されている場合は、図９に示すように、スリットが形成されている上部側板５３ａに補強板５７を重合して、強度を補充する。
【００１９】このように、中央板体５１に対して、上部側板５３ａ，下部側板５３ｂに形成されるスリット５５ａ，５５ｂが曲げ加工される曲率の中心Ｏを含む面に直交して形成されている部材は、中央板体５１の曲げ加工時、スリットは拡開、あるいは閉塞（収縮）して対応するので、構造部材５０は小さな力で曲げ加工ができる。
【００２０】また、断面Ｚ型の構造部材５０は、図１０に示すように、中央板体５１を取付面とすることもできる。構造部材５０は下部側板５３ｂを構造体７０にスポット溶接などにより固着して構造体７０と組合わせる。この場合、スリットは構造部材５０の曲率の中心を含む面に形成されるので、下部側板５３ｂはスリットを閉塞して曲げ力を吸収する。また、上部側板５３ａのスリットは拡開するので、強度的に問題が有りあるが、補強板５７０を上部側板５３ａの取付面に連結する面、あるいは半対面に取り付けることにより、対応することができる。
【００２１】実施例４この実施例では、上記構造部材の他の形状を有する構造部材を説明する。構造部材８０・・図１１参照。この構造部材８０は板体を中央板８１の両側を直角に折り曲げて側壁部８３を形成し、側壁８３の端縁を外側に直角に折り曲げて鍔部８４を形成している。そして、側壁８３から鍔部８４に連続してスリット８５を形成している。この構造部材８０も、スリット８５が拡開、あるいは収縮して曲率中心方向への力Ｆを吸収するので、小さな力で曲げ加工ができる。
【００２２】構造部材９０・・図１２参照。この構造部材９０は、中央板９１と中央板９１の両側を側壁板９３で挟持した形状、断面Ｈ字型をなしている。この構造部材９０の側壁板９３には、中央板を介してスリット９５が形成されている。この構造部材９０も、スリット９５が拡開、あるいは収縮して曲率中心方向への力Ｆを吸収するので、小さな力で曲げ加工ができる。
【００２３】構造部材１００・・図１３参照この構造部材１００は、断面Ｌ字型の第１の構造部材１００Ａと第２の構造部材１００Ｂとにより構成されている。第１の構造部材１００Ａは第１の板体１１０Ａと第２の板体１３０Ａ，第２の板体１３０Ａに形成されるスリット１５０Ａを有し、第２の構造部材１００Ｂは第１の板体１１０Ｂと第２の板体１３０Ｂ，第２の板体１３０Ｂに形成されるスリット１５０Ｂを有している。そして、第１の構造部材１００Ａを曲率の中心を中心Ｏとする湾曲面に形成し、第２の構造部材１００Ｂも第１の構造部材１００Ａと同一の曲率を有する構成部材に形成する。そして、第１の構造部材１００Ａに第２の構造部材１００Ｂを、第２の板体１３０Ａと第２の板体１３０Ｂが重合するように組み合わせる。この構成の構造部材１００はスリット形成面がなくなり、強い構成部材となる。
【００２４】
【発明の効果】本発明は、特別な金型、設備（クラフトフォーマー）、作業者(火造り職人）を必要とせずに特に薄板の場合は、人力により曲げ作業が容易に出来る。又、非量産部品のように極少量の部品製作において、部品を正確に早く曲げ及び接合、組み立て作業ができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００５１０８
【氏名又は名称】株式会社日立製作所
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| 【出願日】 |
平成１１年９月１４日（１９９９．９．１４） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００９５９１３
【弁理士】
【氏名又は名称】沼形 義彰 （外１名）
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| 【公開番号】 |
特開２００１−８２６８７（Ｐ２００１−８２６８７Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年３月３０日（２００１．３．３０） |
| 【出願番号】 |
特願平１１−２５９９６１ |
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