特開 2023-138821 アルミニウム形材の補強構造

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023138821

(43)【公開日】2023-10-02

(54)【発明の名称】アルミニウム形材の補強構造

(51)【国際特許分類】

   E06B 3/16 20060101AFI20230922BHJP

   E06B 1/18 20060101ALI20230922BHJP

【ＦＩ】

E06B3/16

E06B1/18 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023131154

(22)【出願日】2023-08-10

(62)【分割の表示】P 2021044459の分割

【原出願日】2021-03-18

(71)【出願人】

【識別番号】504163612

【氏名又は名称】株式会社ＬＩＸＩＬ

(74)【代理人】

【識別番号】100141139

【弁理士】

【氏名又は名称】及川 周

(74)【代理人】

【識別番号】100161506

【弁理士】

【氏名又は名称】川渕 健一

(74)【代理人】

【識別番号】100179833

【弁理士】

【氏名又は名称】松本 将尚

(72)【発明者】

【氏名】山口 貴弘

(72)【発明者】

【氏名】寺田 真一

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 太河

(57)【要約】

【課題】形材の大きさを抑えつつ、温度変化によって形材及び補強部材の一方の変形が他方の変形に影響を及すことを抑制することができるアルミニウム形材の補強構造を提供する。
【解決手段】アルミニウム形材の補強構造１は、アルミニウム材料によって形成され、内部にホローｓ１がされた形材１０と、形材１０と非接合状態でホローｓ１に配置され、アルミニウム材料とは異なる材料で形成された補強部材２０と、を備え、補強部材２０は、形材１０に荷重が作用する第一方向Ｔ１に突っ張るように配置されている。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

アルミニウム材料によって形成され、内部にホローがされた形材と、
該形材と非接合状態で該ホローに配置され、前記アルミニウム材料とは異なる材料で形成された補強部材と、を備え、
該補強部材は、前記形材に荷重が作用する第一方向に突っ張るように配置されているアルミニウム形材の補強構造。

【請求項2】

前記補強部材を保持する保持部が前記ホローに設けられている請求項１に記載のアルミニウム形材の補強構造。

【請求項3】

前記保持部は、前記形材に前記第一方向と直交する第二方向に間隔をあけて設けられた一対のリブであり、
前記補強部材は、前記一対のリブに保持されている請求項２に記載のアルミニウム形材の補強構造。

【請求項4】

前記保持部は、前記補強部材における前記第一方向と直交する第二方向の両側に、前記補強部材を挟み込むように設けられたアタッチメントである請求項２に記載のアルミニウム形材の補強構造。

【請求項5】

前記アタッチメントと前記補強部材とは、スポンジ状の両面テープで固定されている請求項４に記載のアルミニウム形材の補強構造。

【請求項6】

前記補強部材は、前記ホローで自立可能である請求項１に記載のアルミニウム形材の補強構造。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、アルミニウム形材の補強構造に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来から、アルミニウム形材は素材自体の軽量性や易加工性の特徴によって、多くの建材に用いられている。近年増加する大型建材においては、強風や積雪による建材のたわみを抑制する手段として、アルミニウム形材の肉厚を厚くしたり、外径を大きくしたりすることによって形材の断面係数を向上させる方法や、中空内部に鋼材を補強部材として挿入しボルト締結や接着剤接合による補強方法を行っている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０２０－１１２０２６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

形材の断面係数を向上させる方法では、形材の大型化及び重量化によるデザイン性の低下及び施工性の低下という問題点がある。ボルト締結や接着剤接合による補強方法では、異素材どうしの熱膨張率の差によって、形材や補強部材に歪みが生じたり、接合部分が劣化したりするという問題点がある。

【0005】

本開示は、上記事情に鑑みてなされたものであり、形材の大きさを抑えつつ、温度変化によって形材及び補強部材の一方の変形が他方の変形に影響を及すことを抑制することができるアルミニウム形材の補強構造を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示の一態様に係るアルミニウム形材の補強構造は、アルミニウム材料によって形成され、内部にホローがされた形材と、該形材と非接合状態で該ホローに配置され、前記アルミニウム材料とは異なる材料で形成された補強部材と、を備え、該補強部材は、前記形材に荷重が作用する第一方向に突っ張るように配置されている。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】第一実施形態に係るアルミニウム形材の補強構造の断面図。

【図2】第二実施形態に係るアルミニウム形材の補強構造の断面図。

【図3】第三実施形態に係るアルミニウム形材の補強構造の断面図。

【発明を実施するための形態】

【0008】

（第一実施形態）
以下、第一実施形態に係るアルミニウム形材の補強構造について、図面に基づいて説明する。図１に示すように、本実施形態に係るアルミニウム形材の補強構造１は、形材１０と、補強部材２０と、を備えている。アルミニウム形材の補強構造１は、例えば建具等の建材に使用される。

【0009】

形材１０は、図１の紙面に直交する方向に延びる長尺部材である。図１の紙面の上下方向をＴ１方向（第一方向）とし、紙面の左右方向をＴ２方向（第二方向）とする。

【0010】

形材１０は、アルミニウム材料によって形成されている。形材１０は、長手方向に直交する断面視で略矩形の環状に形成されている。形材１０の内部には、中空状のホローｓ１が形成されている。ホローｓ１は、形材１０の長手方向の略全長に形成されている。

【0011】

形材１０は、第一板部１１と、第二板部１２と、第三板部１３と、第四板部１４と、を有している。

【0012】

第一板部１１及び第二板部１２は、平板状に形成されている。第一板部１１の板面及び第二板部１２の板面は、Ｔ１方向を向いている。第一板部１１と第二板部１２とは、Ｔ１方向に対向して配置されている。

【0013】

第三板部１３及び第四板部１４は、第一板部１１の端部と第二板部１２の端部とを接続している。第三板部１３及び第四板部１４は、平板状に形成されている。第三板部１３の板面及び第四板部１４の板面は、Ｔ２方向を向いている。第三板部１３と第四板部１４は、Ｔ２方向に対向して配置されている。

【0014】

第一板部１１の内面には、Ｔ２方向の略中央に第一レール１５が設けられている。第一レール１５は、第一板部１１の長手方向の略全長に設けられている。第一レール１５は、一対の第一リブ（保持部）１５ａを有している。第一リブ１５ａは、第一板部１１から第二板部１２側に延びている。一対の第一リブ１５ａは、Ｔ２方向に間隔をあけて配置されている。一対の第一リブ１５ａ間の距離は、後述する補強部材２０の板厚と略同一または補強部材２０の板厚よりもわずかに長い。

【0015】

第二板部１２の内面には、Ｔ２方向の略中央に第二レール１６が設けられている。第二レール１６は、第二板部１２の長手方向の略全長に設けられている。第二レール１６は、第一レール１５とＴ１方向に対向して配置されている。第二レール１６は、一対の第二リブ（保持部）１６ａを有している。第二リブ１６ａは、第二板部１２から第一板部１１側に延びている。一対の第二リブ１６ａは、Ｔ２方向に間隔をあけて配置されている。一対の第二リブ１６ａ間の距離は、後述する補強部材２０の板厚と略同一または補強部材２０の板厚よりもわずかに長い。

【0016】

補強部材２０は、ホローｓ１に配置されている。補強部材２０は、平板状に形成されている。補強部材２０の板面は、Ｔ２方向を向いている。補強部材２０は、形材１０の長手方向の略全長に設けられている。補強部材２０の形状は平板状に限られず、長手方向に直交する断面視で矩形に形成された角管等で形成され、一対の第一リブ１５ａ及び一対の第二リブ１６ａの間隔を長くして、その間に配置される構成であってもよい。

【0017】

補強部材２０は、形材１０を形成するアルミニウム材料とは異なる材料で形成されている。補強部材２０は、アルミニウム材料よりも高剛性の材料で形成されている。補強部材２０は、例えばＣＦＲＰ（Ｃａｒｂｏｎ Ｆｉｂｅｒ Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ Ｐｌａｓｔｉｃｓ）や鋼材等で形成されている。

【0018】

補強部材２０は、形材１０と非接合状態の関係にある。補強部材２０は、形材１０と接着剤等の化学的接着や、両面テープや、ボルト締結等の機械的締結がされていない。

【0019】

補強部材２０の一方の端部２０ａは、第一レール１５に保持され、一対の第一リブ１５ａに挟み込まれている。補強部材２０の他方の端部２０ａは、第二レール１６に保持され、一対の第二リブ１６ａに挟み込まれている。

【0020】

補強部材２０の端部２０ａは、第一板部１１及び第二板部１２に当接しているか、または第一板部１１及び第二板部１２とわずかに隙間をあけて配置されている。

【0021】

形材１０には、使用状態でＴ１方向に外力等の荷重が作用する。建具の横框や横枠において、形材１０の長手方向が建具の幅方向を向くように使用する場合には、重力や屋内外方向の空気圧等によって第一方向Ｔ１方向に荷重が作用することになる。建具の縦框や縦枠において、形材１０の長手方向が上下方向を向くように使用する場合には、障子の開閉や屋内外方向の空気圧等によって第一方向Ｔ１方向に荷重が作用することになる。

【0022】

Ｔ１方向に荷重が作用した際には、補強部材２０の端部２０ａが第一板部１１及び第二板部１２に当接して、Ｔ１方向に突っ張ることで、第一板部１１及び第二板部１２のたわみ等の形材１０の変形が抑制される。

【0023】

補強部材２０を形材１０の内部に配置する際には、補強部材２０の長手方向の端部から、一対の第一リブ１５ａの間及び一対の第二リブ１６ａの間に挿入するだけでよい。

【0024】

このように構成されたアルミニウム形材の補強構造１では、形材１０にＴ１方向に荷重が作用すると、補強部材２０がＴ１方向に突っ張って荷重に対して抗する。補強部材２０は形材１０のホローに配置されているため、形材１０の肉厚等の形材１０自体を大きくする必要がなく、形材１０の大きさを抑えることができる。

【0025】

アルミニウム形材の補強構造１では、補強部材２０は形材１０を形成するアルミニウム材料とは異なる材料で形成され、補強部材２０と形材１０とでは熱膨張率の差がある場合がある。補強部材２０は形材１０とは接合されていないため、温度変化によって補強部材２０及び形材１０の一方の変形が他方の変形に影響を及ぼすことが抑制される。

【0026】

アルミニウム形材の補強構造１では、補強部材２０を保持する一対の第一リブ１５ａ及び一対の第二リブ１６ａが形材１０のホローｓ１に設けられている。これによって、補強部材２０のガタツキや位置ずれ等が抑制される。

【0027】

アルミニウム形材の補強構造１では、補強部材２０は、形材１０にＴ２方向に間隔をあけて設けられた一対の第一リブ１５ａ及び一対の第二リブ１６ａによって保持されている。これによって、補強部材２０のＴ２方向への移動が規制される。

【0028】

（第二実施形態）
次に、第二実施形態に係るアルミニウム形材の補強構造について、主に図２を用いて説明する。下記に示す実施形態の説明において、前述した部材と同一の部材には同一の符号を付して、その説明を省略する。

【0029】

図２に示すように、アルミニウム形材の補強構造１Ａでは、補強部材２０は、一対のアタッチメント（保持部）３０によって保持されている。アタッチメント３０は、形材１０のホローｓ１に配置されている。アタッチメント３０は、補強部材２０を挟んでＴ２方向の両側に配置されている。一対のアタッチメント３０は、Ｔ２方向の中心で対称配置されている。

【0030】

アタッチメント３０は、短尺部材である。アタッチメント３０は、形材１０の長手方向に間隔をあけて複数配置されている。

【0031】

アタッチメント３０は、長手方向に直交する断面視で略Ｃ字状に形成されている。アタッチメント３０は、保持壁部３１と、折曲壁部３２と、を有している。

【0032】

保持壁部３１は、平板状に形成されている。保持壁部３１の板面は、Ｔ２方向を向いている。保持壁部３１は、補強部材２０におけるＴ２方向を向く面２０ｂに沿って配置されている。保持壁部３１のＴ２方向の一方の端部３１ａは、第一板部１１まで達していない。保持壁部３１のＴ２方向の他方の端部３１ａは、第二板部１２まで達していない。

【0033】

折曲壁部３２は、保持壁部３１のＴ１方向の両端部３１ａから補強部材２０の面２０ｂから離れる方向に延びている。折曲壁部３２の端部３２ａは、第三板部１３及び第四板部１４に当接しているか、またはわずかに隙間をあけて配置されている。

【0034】

保持壁部３１は、補強部材２０にスポンジ状の両面テープ３６を用いて接着されている。保持壁部３１は、接着剤や、スポンジ状ではない両面テープを用いて補強部材２０に接着されていてもよい。補強部材２０は、Ｔ２方向の両側からアタッチメント３０によって挟み込まれている。

【0035】

このように構成されたアルミニウム形材の補強構造１Ａでは、形材１０にＴ１方向に荷重が作用すると、補強部材２０がＴ１方向に突っ張って荷重に対して抗する。補強部材２０は形材１０のホローに配置されているため、形材１０の肉厚等の形材１０自体を大きくする必要がなく、形材１０の大きさを抑えることができる。

【0036】

アルミニウム形材の補強構造１Ａでは、補強部材２０は形材１０を形成するアルミニウム材料とは異なる材料で形成され、補強部材２０と形材１０とでは熱膨張率の差がある場合がある。補強部材２０は形材１０とは接合されていないため、温度変化によって補強部材２０及び形材１０の一方の変形が他方の変形に影響を及ぼすことが抑制される。

【0037】

アルミニウム形材の補強構造１Ａでは、補強部材２０は、Ｔ２方向の両側からアタッチメント３０で挟み込まれて保持されている。これによって、補強部材２０のＴ２方向への移動が規制される。アタッチメント３０は形材１０と別部材とすることができるため、専用形材とする必要がない。

【0038】

アルミニウム形材の補強構造１Ａでは、アタッチメント３０と補強部材２０とは、スポンジ状の両面テープ３６で固定されている。これによって、形材１０に生じる振動がスポンジ状の両面テープ３６で吸収されるため、ガタツキ音を抑制することができる。

【0039】

（第三実施形態）
次に、第三実施形態に係るアルミニウム形材の補強構造について、主に図３を用いて説明する。図３に示すように、補強部材２０Ｂは、ホローｓ１に自立可能に配置されている。補強部材２０Ｂは、形材１０の長手方向に直交する断面視で略矩形状に形成されている。補強部材２０Ｂは、形材１０の長手方向の略全長に配置されている。

【0040】

補強部材２０Ｂは、第一補強板部２１と、第二補強板部２２と、第三補強板部２３と、第四補強板部２４と、を有している。

【0041】

第一補強板部２１及び第二補強板部２２は、平板状に形成されている。第一補強板部２１の板面及び第二補強板部２２の板面は、Ｔ１方向を向いている。第一補強板部２１と第二補強板部２２とは、Ｔ１方向に対向して配置されている。第一補強板部２１は、第一板部１１の内面に当接、またはわずかに隙間をあけて配置されている。第二補強板部２２は、第二板部１２の内面に当接、またはわずかに隙間をあけて配置されている。

【0042】

第三補強板部２３及び第四補強板部２４は、第一補強板部２１の端部と第二補強板部２２の端部とを接続している。第三補強板部２３及び第四補強板部２４は、平板状に形成されている。第三補強板部２３の板面及び第四補強板部２４の板面は、Ｔ２方向を向いている。第三補強板部２３と第四補強板部２４とは、Ｔ２方向に対向して配置されている。第三補強板部２３は、第三板部１３の内面に当接、またはわずかに隙間をあけて配置されている。第四補強板部２４は、第四補強板部２４の内面に当接、またはわずかに隙間をあけて配置されている。

【0043】

形材１０にＴ１方向及びＴ２に荷重が作用すると、補強部材２０ＢがＴ１方向及びＴ２方向に突っ張って荷重に対して抗する。

【0044】

このように構成されたアルミニウム形材の補強構造１Ｂは、形材１０にＴ１方向に荷重が作用すると、補強部材２０ＢがＴ１方向に突っ張って荷重に対して抗する。補強部材２０Ｂは形材１０のホローに配置されているため、形材１０の肉厚等の形材１０自体を大きくする必要がなく、形材１０の大きさを抑えることができる。

【0045】

アルミニウム形材の補強構造１Ｂでは、補強部材２０Ｂは形材１０を形成するアルミニウム材料とは異なる材料で形成され、補強部材２０Ｂと形材１０とでは熱膨張率の差がある場合がある。補強部材２０Ｂは形材１０とは接合されていないため、温度変化によって補強部材２０Ｂ及び形材１０の一方の変形が他方の変形に影響を及ぼすことが抑制される。

【0046】

アルミニウム形材の補強構造１Ｂでは、補強部材２０Ｂ自体が、ホローで自立可能である。ホローに補強部材２０Ｂを配置すれば補強部材２０Ｂが形材１０を補強するため、簡易な構成とすることができる。

【0047】

上述した実施の形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本開示の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。

【0048】

例えば、第一実施形態において、形材１０にＴ１方向及びＴ２方向の両方向に荷重が作用する場合には、第三板部１３及び第四板部１４にも第一レール１５のようなレールを設けて、補強部材を長手方向に直交する断面視で十字形にしてもよい。

【0049】

第三実施形態において、補強部材２０Ｂは、形材１０の長手方向に直交する断面視で略矩形状に形成されていなくてもよい。例えば、補強部材２０Ｂは、形材１０の長手方向に直交する断面視で略Ｈ状に形成されていてもよい。補強部材２０Ｂは、第三補強板部２３及び第四補強板部２４を有しておらず、第一補強板部２１のＴ２方向の中間と第二補強板部２２のＴ２方向の中間とを連結する壁部を有する構成であってもよい。補強部材２０Ｂは、形材１０の長手方向に直交する断面視で略三角形状に形成されていてもよい。三角形の一辺が第一板部１１及び第二板部１２のいずれか一方に当接し、三角形の一辺と対向する頂点が第一板部１１及び第二板部１２の他方に当接する構成であってもよい。

【符号の説明】

【0050】

１、１Ａ，１Ｂ…アルミニウム形材の補強構造
１０…形材
１５ａ…第一リブ（保持部）
１６ａ…第二リブ（保持部）
２０，２０Ｂ…補強部材
３０…アタッチメント（保持部）
３６…両面テープ
ｓ１…ホロー
Ｔ１方向…第一方向
Ｔ２方向…第二方向

【図1】

【図2】

【図3】