(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】P2024133052
(43)【公開日】2024-10-01
(54)【発明の名称】金属製中空柱体
(51)【国際特許分類】
E01B 3/22 20060101AFI20240924BHJP
B61B 13/06 20060101ALI20240924BHJP
【FI】
E01B3/22
B61B13/06 J
【審査請求】未請求
【請求項の数】3
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2024069422
(22)【出願日】2024-04-23
(62)【分割の表示】P 2023043664の分割
【原出願日】2023-03-18
【新規性喪失の例外の表示】新規性喪失の例外適用申請有り
(71)【出願人】
【識別番号】522397525
【氏名又は名称】ニッカル商工株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100151367
【弁理士】
【氏名又は名称】柴 大介
(72)【発明者】
【氏名】早川 健一
(57)【要約】 (修正有)
【課題】軽量かつ形状がコンパクトで移送や組立が容易な金属製中空孔柱状体の提供
【解決手段】金属プレート柱1を介して、金属プレート柱2と金属プレート柱3とがその長さ方向に対向して固定され、金属プレート柱1の長さ方向の端面と、金属プレート柱2及び金属プレート柱3の対向面とは接合又は融合して固定され、金属プレート柱2の長さ方向に垂直で金属プレート柱2の外部に向く外向面に垂直な断面において、金属プレート柱2の外向面と金属プレート柱3の外向面とは平行で、金属プレート柱1の幅W
1は、金属プレート柱2の幅W
2及び金属プレート柱3の幅W
3よりも小さく、断面は中空孔であり、金属プレート柱2の外向面と、金属プレート柱2の外向面側の中空孔の端部との距離は金属プレート柱2の厚みより大きく、金属プレート柱3の外向面と、金属プレート柱3の外向面側の中空孔の端部との距離は金属プレート柱3の厚みより大きい金属製中空柱体。
【選択図】
図2
【特許請求の範囲】
【請求項1】
金属プレート柱1と接続して又は一体となって、金属プレート柱2と金属プレート柱3とがその長さ方向に対向して固定されてなる金属製中空柱体であって、
前記金属製中空柱体において、
前記金属プレート柱1の長さ方向の端面と、前記金属プレート柱2及び前記金属プレート柱3の対向する面とは接合又は融合して固定されており、
前記金属製中空柱体の、前記金属プレート柱2の長さ方向に垂直で、前記金属プレート柱2の前記金属製中空柱体の外部に向く外向面に垂直な断面において、
前記金属プレート柱2の外向面と前記金属プレート柱3の前記金属製中空柱体の外部に向く外向面とは平行で、
前記金属プレート柱1の幅W1は、前記金属プレート柱2の幅W2及び前記金属プレート柱3の幅W3よりも小さく(W2>W1、かつ、W3>W1)
前記断面は中空孔であり、
前記金属プレート柱2の外向面と、前記金属プレート柱2の外向面側の前記中空孔の端部との距離d2は、前記金属プレート柱2(12)の厚みD2と比べて等しいか大きく(d2≧D2)、
前記金属プレート柱3の外向面と、前記金属プレート柱3の外向面側の前記中空孔の端部との距離d3は前記金属プレート柱3の厚みD3と比べて等しいか大きい(d3≧D3)金属製中空柱体。
【請求項2】
枕木として使用される請求項1記載の金属製中空柱体。
【請求項3】
トロリーレールとして使用される請求項1記載の金属中空柱体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は金属製中空柱体、特に、枕木、トロリーレール等に好適な金属製中空柱体に関する。
【背景技術】
【0002】
物品を床面に載置する際に、当該物品を運送する過程で仮置きしたり、載置場所が地面や汚染された床で、物品を汚染させないように載置する必要がある場合、中空の金属製角柱体が枕木として使用される場合がある(例えば、特許文献1の
図1及び2)。
【0003】
また、物品をトロリーに吊り下げてトロリーレールに沿って移動させる際に、金属製H型柱体がトロリーレールとして使用される場合がある(例えば、特許文献2の
図1及び2)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】実全平2-70001号公報
【特許文献2】特開昭59-160656号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかし、特許文献1
図1及び2に示されるような中空の金属製角柱体は、それ自体が嵩張るため、載置場所に中空の金属製角柱体を移送する際に、多くの本数をまとめて移送することが難しく、載置場所での保管スペースが嵩張るという課題があった。
【0006】
また、特許文献2
図1及び2に示されるトロリーレールは、多くの場合、鉄鋼製でそれ自体の重量が大きく、移送や組立に労力とコストの負荷が大きいという課題があった。
【0007】
本発明は、軽量かつ形状がコンパクトで移送や組立が容易で、十分な強度を有する金属製中空柱状体を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明は、
〔1〕金属プレート柱1と接続して又は一体となって、金属プレート柱2と金属プレート柱3とがその長さ方向に対向して固定されてなる金属製中空柱体であって、
前記金属製中空柱体において、
前記金属プレート柱1の長さ方向の端面と、前記金属プレート柱2及び前記金属プレート柱3の対向する面とは接合又は融合して固定されており、
前記金属製中空柱体の、前記金属プレート柱2の長さ方向に垂直で、前記金属プレート柱2の前記金属製中空柱体の外部に向く外向面に垂直な断面において、
前記金属プレート柱2の外向面と前記金属プレート柱3の前記金属製中空柱体の外部に向く外向面とは平行で、
前記金属プレート柱1の幅W1は、前記金属プレート柱2の幅W2及び前記金属プレート柱3の幅W3よりも小さく(W2>W1、かつ、W3>W1)
前記断面は中空孔であり、
前記金属プレート柱2の外向面と、前記金属プレート柱2の外向面側の前記中空孔の端部との距離d2は、前記金属プレート柱2(12)の厚みD2と比べて等しいか大きく(d2≧D2)、
前記金属プレート柱3の外向面と、前記金属プレート柱3の外向面側の前記中空孔の端部との距離d3は前記金属プレート柱3の厚みD3と比べて等しいか大きい(d3≧D3)金属製中空柱体(以下「本発明1」ともいう)、
〔2〕枕木として使用される前項〔1〕記載の金属製中空柱体(以下「本発明2」ともいう)、並びに、
〔3〕トロリーレールとして使用される請求項1記載の金属製中空柱体(以下「本発明3」ともいう)に関する(以下、本発明1~3をまとめて「本発明」ともいう)。
【発明の効果】
【0009】
本発明によれば、軽量かつ形状がコンパクトで移送や組立が容易で、十分な強度を有する金属製中空柱状体を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【
図1】本発明1(1)が、金属プレート柱1(11)の端面(112-2,112-3)と金属プレート柱2(12)及び金属プレート柱3(13)の内向面(122,132)とが接合又は融合している場合の断面Sの模式図。
【
図2】本発明1(1)が、金属プレート柱1(11)、金属プレート柱2(12)及び金属プレート柱3(13)が一体成型されてなる場合の断面Sの模式図。
【
図3】本発明1(1)が、金属プレート柱1(11)の端面(112-2,112-3)と、金属プレート柱2(12)及び金属プレート柱3(13)の内向面(122,132)とが接合又は融合している場合であって、金属プレート柱1(11)が金属プレート柱1-1、1-2及び1-3から構成されている場合の断面Sの模式図。
【
図4】本発明1(1)の実施態様例(金属製中空柱体(1))の(a)正面図 (b)平面図 (c)A-A断面図(断面S)である。
【
図5】本発明1(1)の比較態様例(金属製H型柱体(X))の(a)正面図 (b)平面図 (c)A-A断面図(断面S)である(記号は
図4の対応箇所である)。
【
図6-1】本発明1(1)の用途としての椅子(1C)とテーブル(1T)の模式図である。
【
図6-2】本発明1(1)の椅子(1C)の模式図である。
【
図7】本発明1(1)を枕木として使用する本発明2(2)を、金属プレート柱3(13)の外向面(131)を床面(FS)に向けて載置し、金属プレート柱2(12)の外向面(121)上に物品(G)を載置した場合の断面Sを含む断面の模式図である。
【
図8】本発明1(1)をトロリーロールとして使用する本発明3(3)にプレーントロリー(PT)(31)の一例を組込んだ場合の模式図で、(a)正面図と(d)右側面図である。
【発明を実施するための形態】
【0011】
《本発明1》
本発明1(1)を
図1を参照して説明する。
【0012】
〔特徴1〕
本発明1の金属製中空柱体(1)は、
金属プレート柱1(11)と接続して又は一体となって、金属プレート柱2(12)と金属プレート柱3(13)とがその長さ方向に対向して固定されてなる金属製中空柱体である。
【0013】
(1-1)金属プレート柱2及び金属プレート柱3の固定態様)
金属プレート柱2(12)は及び金属プレート柱3(13)は、それぞれ表裏の2面を有する金属製のプレートであり、金属製中空柱体(1)において、金属プレート柱2(12)の一方の面(以下「金属プレート柱2の内向面」という)と金属プレート柱3(13)の一方の面(以下「金属プレート柱3の内向面」という)は、長さ方向に対向するように、金属プレート柱1(11)と接続して又は一体となって固定されている。
【0014】
金属製中空柱体(1)において、金属プレート柱2(12)の内向面(122-1,122-2)の裏側の面(以下「金属プレート柱2の外向面」という)と金属プレート柱3(13)の内向面(132-1,132-2)の裏側の面(以下「金属プレート柱3の外向面」という)とは、それぞれ金属製中空柱体(1)の外部に向いている。
【0015】
(1-2)金属プレート柱2及び金属プレート柱3の長さと方向)
金属プレート柱2(12)の外向面(121)の上方からの平面視の平面形状において、当該平面形状の輪郭と直線が交わって得られる最長の線分の長さと当該線分の方向を、金属プレート柱2(12)の長さ及び長さ方向という。但し、当該平面形状が、線対称である場合と平行四辺形である場合は、以下のように扱う。
【0016】
(1-2-1)当該平面形状が、線対称である場合は、当該平面形状の輪郭と対称軸に平行な直線とが交わって得られる最長の線分の長さと当該線分の方向を、金属プレート柱2(12)の長さ及び長さ方向という。
例えば、金属プレート柱2(12)の外向面(121)の上方からの平面視の形状が楕円である場合は、当該楕円の長軸の長さとその方向が、金属プレート柱2(12)の長さと長さ方向である。
【0017】
(1-2-2)当該平面形状が、平行四辺形である場合は、当該平行四辺形の長辺の長さと当該長辺の方向を、金属プレート柱2(12)の長さ及び長さ方向という。
【0018】
(1-2-3)当該平面形状が、角丸の平行四辺形である場合は、当該角丸平行四辺形の長辺に平行な直線と、当該角丸長方形とが2点で交わって得られる最長の線分の長さとその方向を、金属プレート柱2(12)の長さ及び長さ方向とする。
【0019】
金属プレート柱3(13)の長さと方向についても、上記金属プレート柱2(12)の長さと方向についての説明において、「金属プレート柱2」を「金属プレート柱3」に置き換えて定義される。
【0020】
(1-2)金属プレート柱2及び金属プレート柱3の相対的位置
金属製中空柱体において、金属プレート柱2(12)と金属プレート柱3(13)とは、その長さ方向に対向して固定されているので、
金属プレート柱2(12)の内向面と、金属プレート柱3(13)の内向面とが対向(内向面(122-1)及び内向面(132-1)が対向し、内後面(122-2)と内向面(1132-2)が対向)しており、
金属プレート柱2(12)の外向面(121)と、金属プレート柱3(13)の外向面(131)は、金属製中空柱体(1)の外部に向いている。
【0021】
〔特徴2〕
本発明1(1)の金属製中空孔(14)柱状体(1)において、
前記金属プレート柱1(11)の長さ方向の端面と、前記金属プレート柱2(12)及び前記金属プレート柱3(13)の対向する面とは接合又は融合して固定されてなる。
【0022】
(2-1)金属プレート柱1(11)の長さ
金属プレート柱1(11)は、金属プレート柱2(12)及び金属プレート柱3(13)の長さ方向に、金属プレート柱2(12)及び金属プレート柱3(13)と接合又は融合する端面を有する。
【0023】
金属プレート柱1(11)の当該端面の上方からの平面視における金属プレート柱1(11)の平面形状において、当該平面形状の輪郭と直線が交わって得られる最長の線分の長さと当該線分の方向を、金属プレート柱1(11)の長さ及び長さ方向という。
【0024】
但し、当該平面形状が、線対称である場合と平行四辺形である場合は、金属プレート柱2(12)及び金属プレート柱2(12)の外向面の長さと方向と同様の取扱いをする。
【0025】
(2-2)金属プレート柱1を介した金属プレート柱2及び金属プレート柱3の固定
金属プレート柱1(11)の一の端面と金属プレート柱2(12)の内向面とは接合又は融合しており、
金属プレート柱1(11)の他の端面と金属プレート柱3(13)の内向面とは接合又は融合している。
【0026】
当該接合又は融合は、例えば、以下の態様が挙げられる。
(2-2-1)金属プレート柱1(11)の端面と金属プレート柱2(12)及び金属プレート柱3(13)の内向面とが、当該内向面を貫通するボルト等で締結固定されている態様(例えば、
図1);
【0027】
(2-2-2)金属プレート柱1(11)の端面と金属プレート柱2(12)及び金属プレート柱3(13)の内向面とが、金属用接着剤等で接着固定されている態様(例えば、
図1);
【0028】
(2-2-3)金属プレート柱1(11)の端面と金属プレート柱2(12)及び金属プレート柱3(13)の内部面とが、融接、圧接、鑞接等の溶接で溶着固定されている態様(例えば、
図1);
【0029】
(2-2-4)金属プレート柱1(11)の端面と金属プレート柱2(12)及び金属プレート柱3(13)の内向面とが接合又は融接され、金属プレート柱1(11)を介して金属プレート柱2(12)及び金属プレート柱3(13)が固定した形態が、押出成形等で一体成型されている態様(例えば、
図2)。
【0030】
例えば、
図1のように、金属プレート柱1(11)、金属プレート柱2(12)及び金属プレート柱3(13)がそれぞれ別部材で、それらが上記締結固定、接着固定、溶着固定などされて、
金属プレート柱1(11)の端面(113-2)と金属プレート柱2(12)の内向面(122)とが接合又は融接され、
金属プレート柱1(11)の端面(113-3)と金属プレート柱3(13)の内向面(132)とが接合又は融接されている場合は、
金属プレート柱1(11)の端面(113-2.113-3)と、金属プレート柱2(12)及び金属プレート柱3(13)の内向面(122,132)とは、必ずしもいずれもが平面である必要はなく、
金属プレート柱1(11)の端面(113-2.113-3)の凹面又は凸面と、金属プレート柱2(12)及び金属プレート柱3(13)の内向面の凸部又は凹部とが嵌合して、当該嵌合面が接合又は融合されていてもよい。
【0031】
〔特徴3〕
本発明1の金属製中空柱体(1)の、金属プレート柱2(12)の長さ方向に垂直な断面Sにおいて、
金属プレート柱2(12)の外向面(121)と金属プレート柱3(13)の外向面(131)とは平行で、
金属プレート柱1(11)の幅W1は、金属プレート柱2(12)の幅W2及び金属プレート柱3(13)の幅W3よりも小さい(W2>W1、かつ、W3>W1)。
【0032】
(3-1)金属プレート柱1、2及び3の幅
(3-1-1)当該断面Sにおける金属プレート柱1(11)、2(12)及び3(13)のそれぞれの輪郭線と、当該断面Sにおける金属プレート柱2(12)の外向面(121)に平行な直線とが交わって得られる最長の線分の長さを、その交わった位置での金属プレート柱1(11)、2(12)及び3(13)それぞれの幅(W1,W2及びW3)という。
【0033】
(3-1-2)本発明1の金属製中空柱体(1)における、金属プレート柱2(12)の長さ方向に垂直な任意の断面Sにおいて、金属プレート柱1(11)、2(12)及び3(13)の幅が一定であれば、
金属プレート柱2(12)及び3(13)は、外向面と内向面をそれぞれ底面とする角柱であり、
金属プレート柱1(11)は、金属プレート柱2(12)及び3(13)の内向面と接合又は融合する端面をそれぞれ底面とする角柱である。
【0034】
〔特徴4〕
当該断面Sは中空孔(14)であり、
金属プレート柱2(12)の外向面(121)と、金属プレート柱2(12)の外向面(121)側の中空孔(14)の端部(141-2)との距離d2は、金属プレート柱2(12)の厚みD2と比べて等しいか大きく(即ち、d2≧D2であり)、
金属プレート柱3(13)の外向面(131)と、金属プレート柱3(13)の外向面(131)側の中空孔(14)の端部(141-3)との距離d3は、金属プレート柱3(13)の厚みD3と比べて等しいか大きい(即ち、d3≧D3である)。
【0035】
(4-1)中空孔の態様
当該中空孔(14)の形状は、三角形(又はその角丸形状)、矩形(又はその角丸形状)、多角形(又はその角丸形状)、円形、楕円形、雲形、星形等の任意の形状であってよく、当該中空孔(14)の数は1つでも、2以上の複数であってもよい。
【0036】
金属プレート柱1(14)は、金属プレート柱1-1(11-1)、金属プレート柱1-2(11-2)・・・金属プレート柱1-n(11-n)(nは3以上の整数)からなり、それぞれが、金属プレート柱2及び金属プレート3の内向面(122,132)と接合、融合又は一体成型され、隣接する金属プレート柱1-i(i=1,2,・・・.n)間にn-1個以下の中空孔(14-1,14-2,・・・,14-n-1)を形成していてもよい(例えば、n=3の場合の態様例を
図3に示した)。
【0037】
金属プレート柱1(14)が、金属プレート柱1-i(11-i)(i=1・・・n)からなる場合、隣接する金属プレート柱が接合、融合又は一体成型されていてもよい。
【0038】
(4-2)中空孔の金属プレート柱2及び金属プレート柱3の外向面側の端部
当該中空孔(14)の輪郭線と、当該断面Sにおける金属プレート柱2(12)の外向面(121)に平行な直線との接点で、金属プレート柱2(12)の外向面(121)側に最も近い接点を、金属プレート柱2(12)の外向面(121)側の当該中空孔(14)の端部(141-2)といい、金属プレート柱3(13)の外向面(131)側に最も近い接点を、金属プレート柱3(13)の外向面(131)側の当該中空孔(14)の端部(141-3)という。
【0039】
(4-3)金属プレート柱2及び金属プレート柱3の厚み
当該断面Sにおける金属プレート柱2(12)及び金属プレート3(13)それぞれの輪郭線と、当該断面Sにおける金属プレート柱2(12)の外向面(121)に垂直な方向の直線とが交わって得られる最長の線分の長さを、その交わった位置での金属プレート柱2(12)及び金属プレート3(13)それぞれの厚みという。
【0040】
金属プレート柱2(12)及び3の内向面と金属プレート柱1(11)の端面とが溶着固定されていたり、金属プレート柱2(12)及び金属プレート3(13)の内向面(122,132)と金属プレート柱1(11)、2(12)及び3(13)が一体成型されていて、金属プレート柱1(11)、2(12)及び3(13)の接合部の境界が判然としない場合は、
金属プレート柱2(12)の幅の両端部(123-1,123-2)及び金属プレート柱3(13)の幅の両端部(133-1,133-2)から、当該幅に沿って幅の5%の長さの位置(以下「端部近傍」ともいう)の厚みで、大きい方の厚み(等しい場合は等しいその厚み)を、金属プレート柱2(12)及び金属プレート柱3(13)の厚みとみなす。
【0041】
例えば、
図2においては、金属プレート柱2の厚みを、側端面(123-2)からの距離W
D2(但し、W
D2=W
2×0.05)の部分の厚みと、側端面(123-1)からの距離W
D2の部分の厚み(図示していない)とを比べて大きい方の厚みD
2(等しい場合は等しいその厚みD
2)を、金属金属プレート柱2の厚みとする。
【0042】
金属プレート柱2(12)及び金属プレート柱3(13)の幅の一方の端部近傍の厚みと、他方の端部近傍の厚みは同一でも異なっていてもよい。
【0043】
本発明1の金属製中空柱体は、例えば、トロリーレールとして使用された場合、金属プレート柱1の中空孔縦径端部(142-2,142-3)に大きな引張応力及び/又は曲げ応力が加わることを考慮して、金属プレート柱2(12)における距離d2は、金属プレート柱2(12)の厚みD2と比べてd2≧D2であり)、金属プレート柱3(13)における距離d3は、金属プレート柱3(13)の厚みD3と比べてd3≧D3である。
【0044】
金属製中空柱体(1)の長さの両末端の面は中空であってもよいが、部材等で塞いで中空でないようにしてもよい。
【0045】
金属製中空柱体(1)の金属プレート柱2(12)及び金属プレート柱3(13)の外向面(121,131)は、中空孔(14)まで貫通する孔を有しない面であってもよく、中空孔(14)まで貫通する孔が分布していてもよい。
【0046】
金属製中空柱体(1)の金属プレート柱1(12)の側面(111-1,111-2)は、中空孔(14)まで貫通する孔を有しない面であってもよく、中空孔(14)まで貫通する孔が分布していてもよい。
【0047】
(4-4)本発明1のその他の部位
(4-4-1)中空孔の縦径
断面Sにおける中空孔(14)の金属プレート柱2(12)の対向面(121)側の端部(141-2)を通過する、金属プレート柱2(12)の外向面(121)と平行な面と、当該中空孔(14)の金属プレート柱3(13)の対向面(131)側側の端部(141-3)を通過する、金属プレート柱2(12)の外向面(121)と平行な面の距離を中空孔(14)の縦径(RV)という。
【0048】
(4-4-2)中空孔の横径
断面Sにおける中空孔(14)の輪郭と、金属プレート柱2(12)の外向面(121)に平行な直線とが交わって得られる最長の線分の長さを中空孔(14)の横径(RH)という。
【0049】
(4-4-3)金属製中空柱体の高さ
当該断面Sにおいて、金属プレート柱2(12)の外向面(121)と金属プレート柱3(13)の外向面(131)の距離を、当該断面Sにおける金属製中空柱体(1)の高さ(H)という。
【0050】
〔本発明1の好適金属材料〕
本発明1の金属製中空柱体において、金属プレート柱1(11)、2(12)及び3(13)は、用途に応じて、それぞれ同一の金属であっても、異なる金属であってもよいが、
金属プレート柱1(11)の端面と金属プレート柱2(12)及び3(13)の内向面(122,123)との接合又は融合性を考慮すると、相溶性の高い金属から選択されることが好ましい。
【0051】
例えば、金属プレート柱1(11)、2(12)及び3(13)は、
鉄鋼又は非鉄系の軽金属から選択されていることが好ましく、
鉄鋼の場合は、炭素鋼、合金鋼又は鋳鉄のいずれかであることが好ましく、
合金鋼を選択する場合は、成分の近い合金鋼(例えば、クロム鋼、ニッケル鋼又はステンレス鋼のいずれか)であることが好ましく、
非鉄系の軽金属の場合は、アルミニウム、マグネシウム、ナトリウム、カリウム、カルシウム、リチウム及びチタンからなる群から選ばれる1以上の軽金属又はその合金であることが好ましく、金属製中空柱体の強度と軽量性の観点からは、
アルミニウムもしくはチタン又はこれらの合金であることがより好ましい。
【0052】
本発明1の金属製中空柱体を一体成型して成形する場合は、成形性、強度及び軽量性の観点から、金属プレート柱1(11)、2(12)及び3(13)は、非鉄系の軽金属であることが好ましく、具体的には、
アルミニウム、マグネシウム、ナトリウム、カリウム、カルシウム、リチウム及びチタンからなる群から選ばれる1以上の軽金属又はその合金であることが好ましく、
アルミニウムもしくはチタン又はこれらの合金であることがより好ましく、
アルミニウム又はその合金であることが更に好ましい。
【0053】
〔本発明1の実施態様例及び比較態様例〕
本発明1(1)の実施態様例を
図4及び
図5を参照して説明する。
【0054】
〔1〕実施態様例(
図4)
〔1-1〕金属材料
高強度構造用アルミニウム合金(合金番号:A6005C、製造元:日軽金アクト社)
【0055】
〔1-2〕製造工程
(1)ビレット鋳造工程
高強度構造用アルミニウム合金地金を溶解して型枠に投入し、冷却して30~100kg/本の円柱形ビレットを製造する。
【0056】
(2)押出工程
(2-1)本発明1の金属製中空柱体(1)の断面形状の形状の孔を設けたダイスをシリンダ先端に設置した押出機の、シリンダ内に必要な量の円柱形ビレットを挿入し、シリンダ内を加熱して円柱形ビレットを溶融し、円柱形ビレット溶融物をダイスに通過させて本発明1の金属製中空柱体(1)を成形し、さらに、冷却工程を経て、長尺の本発明1の金属製中空柱体(1)を得る。
【0057】
(2-2)実施態様例では、本発明1の金属製中空柱体(1)の断面形状が表1の寸法になるように、金属プレート柱1(11)、2(12)及び3(13)が四角柱で、中空孔(14)が長方形であるように、ダイスに円柱形ビレット溶融物の通過孔を設けた。
【0058】
(3)切断工程
得られた長尺の本発明1の金属製中空柱体(1)を、各用途に所望の長さに切断して、各用途用の本発明1の金属製中空柱体(1)を得る。
【0059】
〔2〕比較態様例(
図5)
実施態様例の押出工程で、ダイスを、中空孔のない断面形状の孔を設けたダイスに置き換えて、実施態様例と同様に中空孔のない金属製H型柱体(X)を成形した。
【0060】
〔3〕金属製中空柱体と金属製H型柱体の強度
(1)長さLの柱体の両端を支持台に載せた単純支持の状態での、柱体の中央部の最大の押圧荷重Pを想定した、下記の式で最大耐圧値と作業荷重を算出した。
【0061】
〔3-1〕最大耐圧値Pmax
Pmax=4σZ/L (1-1)
σ=アルミニウム建築構造設計基準で規定される基準強度F=175N/mm2
Z=断面係数(実施態様例では282.428cm4、比較低用例では102.240cm4)
【0062】
〔3-2〕作業加重Pwork
「作業荷重」とは、積載荷重の安全性の目安としたものである。
Pwork=Pmax×0.8 (1-2)
【0063】
【0064】
表1に示すように、実施態様例は中空孔が存在しない比較態様例に比べて(重量比以上に)強度が向上していることから、本発明1の金属製中空柱体(1)は、従来の金属製H型柱体よりも軽量で同等以上の強度にすることができる。
【0065】
〔本発明1の好適用途〕
(1)本発明1(1)は、例えば、本発明2のような枕木として好適に使用できる(例えば、
図7)。
【0066】
(2)本発明1(1)は、例えば、本発明3のようなトロリーロールとして好適に使用できる(例えば、
図8)。
【0067】
(3)本発明1(1)は、例えば、椅子として好適に使用できる(例えば、
図6-1及び
図6-2)。
【0068】
本発明1(1)を椅子として使用する場合、例えば、本発明1(1)の金属プレート柱3(13)の外向面(131)を床面(FS)上に載置し、本発明1(1)の金属プレート柱2(12)の外向面(121)を座席面として使用できる(例えば、
図6-1及び
図6-2)。
【0069】
本発明1(1)を椅子として使用する場合、例えば、本発明1(1)の金属プレート柱3(13)の外向面(131)を床面上に載置し、金属プレート柱3(13)の内向面(132)を座席面として使用し、金属プレート柱3(13)の当該内向面(132)と接続する金属プレート柱1(11)の側壁面(111-1)を背凭れ面として使用することができる(例えば、
図6-2)。
【0070】
(4)本発明1(1)は、例えば、会議室、船室、列車、ロケット内居室等に設置して使用するテーブルやベッドとして好適に使用できる(例えば、
図6-1及び
図6-3)。
【0071】
本発明1(1)をテーブル(1T)として使用する場合、例えば、本発明1(1)の金属プレート柱3(13)の外向面(131)を床面上に載置し、本発明1(1)の金属プレート柱2(12)の外向面(121)をテーブル面として使用でき、その場合、金属プレート柱3(13)のの内向面(111-2)を人の足を載せる台として使用できる(例えば、
図6-1)。
【0072】
本発明1(1)をベッドとして使用する場合、例えば、本発明1(1)の金属プレート柱2(12)及び金属プレート柱3の同じ側の側端面を床面に載置し、金属プレート柱2(12)及び金属プレート柱3の他方の側の側端面をベッドのサイドガードとし、金属プレート柱2(12)及び金属プレート柱3の当該他方の側の側端面と接続する金属プレート柱1(11)の側壁面(111-1)にマット(M)と毛布(BC)を敷いて寝床として使用することができる(
図6-2)。
【0073】
これらの用途の中で、例えば、金属プレート柱1(11)の中空孔(14)は以下のような使い方ができる:
(8-1)中空孔(14)内に、使用する人(P)に必要な物品を格納したり;
(8-2)中空孔(14)内の空間を室温に応じて暖めたり冷却したり;
(8-3)中空孔(14)内の空間に音源を設置して音楽等を流したりすることで、使用する人(P)にとって快適な使い心地になる場合がある。
【0074】
《本発明2》
本発明2は、枕木として使用される請求項1記載の金属製中空柱体である。
【0075】
本発明2は、例えば、本発明1(1)の金属プレート柱3(13)の外向面を、床面に長さ方向に平行に並べて載置し、金属プレート柱2(12)の外向面上に物品を載置するための枕木である(金属プレート柱2(12)及び3は役割を入れ替えてもよい。以下、同様である)(
図7)。
【0076】
本発明2の枕木は、例えば、本発明1(1)の金属プレート柱2(12)及び3の同じ側の側端面を、床面に長さ方向に平行に並べて載置し、金属プレート柱2(12)及び3の他方の側の側端面上に物品を載置してもよい。
【0077】
本発明2の枕木は、物品を運送する過程で床面に仮置きしたり、汚染された床面で、物品を汚染させないように載置するのに有用である。
【0078】
本発明2の枕木のサイズ及び材質は、物品のサイズ(特に載置面のサイズ)、材質及び重量に応じて選択できる。
【0079】
例えば、物品の特に載置面の幅が大きければ、金属プレート柱2(12)及び3の幅W2及びW3の大い本発明2の枕木を少ない本数使用してもよいし、金属プレート柱2(12)及び3の幅W2及びW3の小さい本発明2の枕木を多数本使用してもよい。
【0080】
例えば、物品の重量が大きければ、金属プレート柱2(12)及び3の幅W2及びW3の小さい本発明2の枕木を多数本使用して、各枕木にかかる重量負荷を分散した方がよい場合がある。
【0081】
本発明2では、例えば、本発明2の枕木の金属プレート柱2(12)及び3の内向面と金属プレート柱1(11)の側面で囲まれる空間に、他の本発明2の枕木の金属プレート柱2(12)又は3の側面を挿入して嵩張らないように束ねることができので、複数の発明2の枕木を同様に嵩張らないように束ねて、保管又は運送することができる。
【0082】
(本発明2の好適サイズ)
本発明2の枕木の場合、断面Sにおける好適態様は、載置安定性と耐荷重性の観点から、以下の通りである。
【0083】
金属プレート柱1(11)の幅W1と金属プレート柱2(12)の幅W2の比(W1/W2)及び金属プレート柱1(11)の幅W1と金属プレート柱3(13)の幅W3の比(W1/W3)は、
好ましくは10/100~95/100、より好ましくは15/100~85/100、
更に好ましくは20/100~75/100、更に好ましくは30/100~65/100、
更に好ましくは40/100~55/100である。
【0084】
金属プレート柱2(12)の厚みD2と中空孔(14)の金属プレート柱2(12)の外向面(121)側端部(141-2)の距離d2の比(d2/D2)、及び、金属プレート柱3(13)の厚みD3と中空孔(14)の金属プレート柱3(13)の外向面(131)側端部部(141-3)の距離d3の比(d3/D3)は、
好ましくは100/100~300/100、より好ましくは110/100~200/100、
更に好ましくは120/100~150/100、更に好ましくは130/100~140/100である。
【0085】
金属プレート柱2(12)の厚みD2と、金属プレート柱2(12)の外向面(121)と金属プレート柱3(12)の外向面(121)の距離Hとの比(d2/H)、及び、金属プレート柱3(13)の厚みD3と距離Hとの比(d3/H)は、
好ましくは1/100~30/100、より好ましくは2/100~20/100、
更に好ましくは3/100~15/100、更に好ましくは5/100~10/100である。
【0086】
金属プレート柱2(12)の幅W2と金属プレート柱3(13)の幅W3は、
好ましくは20~1000mm、より好ましくは50~700mm、
更に好ましくは100~500mm、更に好ましくは120~400mmである。
【0087】
金属プレート柱2(12)の長さL2と金属プレート柱3(13)の長さL3は、
好ましくは0.1~20m、より好ましくは0.12~10m、更に好ましくは0.15~5m、
更に好ましくは0.2~3m、更に好ましくは0.25~1mである。
【0088】
《本発明3》
本発明3は、トロリーレールとして使用される請求項1記載の金属製中空柱体である。
【0089】
トロリー(31)とは、レール上を移動する車輪(311)と、物品を吊り下げるためのチェーンブロック等の吊り具(
図8では省略されている)の連結機構(312)を備える、吊り具で吊り上げた物品(
図8では省略されている)をレールに沿って移動させる装置であり、吊り具及び吊り上げられた物品を手で支え押してトロリーを移動させるプレーントロリー(例えば、
図8)、例えば、車輪の回転と連動する手鎖を手動で操作してトロリーを移動させるギヤードトロリー、車輪をモーターで移動させる電動トロリー等がある。
【0090】
本発明3(3)は、トロリー(31)の車輪が移動するためのレールであるトロリ―レール(3)である。
【0091】
本発明3では、例えば、本発明1(1)の金属プレート柱2(12)又は金属プレート柱3(13)の外向面(121又は131)、金属プレート柱2(12)又は金属プレート柱3(13)の側端部近傍の内向面(例えば、
図8では金属プレート柱3(13)の側端部近傍の内向面(132-1,132-2))、金属プレート柱1(11)の側面(111-1,111-2)が、車輪が載置されて移動するレールとして機能する。
【0092】
本発明3では、2本以上の本発明1(1)を長さ方向に連結して使用しても、必要なレールの長さの本発明1(1)を1本使用してもよい。
【0093】
(本発明3の好適サイズ)
本発明3のトロリーレールの場合、断面Sにおける好適態様は、移送安定性と耐荷重性の観点から、以下の通りである。
【0094】
金属プレート柱1(11)の幅W1と金属プレート柱2(12)の幅W2の比(W1/W2)及び金属プレート柱1(11)の幅W1と金属プレート柱3(13)の幅W3の比(W1/W3)は、
好ましくは20/100~95/100、より好ましくは25/100~85/100、
更に好ましくは30/100~75/100、更に好ましくは35/100~65/100、
更に好ましくは40/100~55/100である。
【0095】
金属プレート柱2(12)の厚みD2と中空孔(14)の金属プレート柱2(12)の外向面(121)側端部(141-2)の距離d2の比(d2/D2)、及び、金属プレート柱3(13)の厚みD3と中空孔(14)の金属プレート柱3(13)の外向面(131)側端部部(141-3)の距離d3の比(d3/D3)は、
好ましくは100/100~300/100、より好ましくは110/100~200/100、
更に好ましくは120/100~150/100、更に好ましくは130/100~140/100である。
【0096】
金属プレート柱2(12)の厚みD2と、金属プレート柱2(12)の外向面(121)と金属プレート柱3(12)の外向面(121)の距離Hとの比(d2/H)、及び、金属プレート柱3(13)の厚みD3と距離Hとの比(d3/H)は、
好ましくは1/100~30/100、より好ましくは2/100~20/100、
更に好ましくは3/100~15/100、更に好ましくは5/100~10/100である。
【0097】
金属プレート柱2(12)の幅W2と金属プレート柱3(13)の幅W3は、
好ましくは20~500mm、より好ましくは50~400mm、
更に好ましくは100~300mm、更に好ましくは120~200mmである。
【0098】
金属プレート柱2(12)の長さL2と金属プレート柱3(13)の長さL3は、
好ましくは0.5~20m、より好ましくは0.6~10m、更に好ましくは0.7~5m、
更に好ましくは0.8~3m、更に好ましくは0.9~1.5mである。
【符号の説明】
【0099】
1 本発明1の金属製中空柱体(1)
11 金属プレート柱1(11)
111-1 金属プレート柱1(11)側面
111-2 金属プレート柱1(11)側面
12 金属プレート柱2(12)
121 金属プレート柱2(12)の外向面(121)
122 金属プレート柱2(12)の内向面(122-1,122-2)
123-1 金属プレート柱2(12)の側端面
123-2 金属プレート柱2(12)の側端面
13 金属プレート柱3(13)
131 金属プレート柱3(13)の外向面(131)
132 金属プレート柱3(13)の内向面
133-1 金属プレート柱3(13)の側端面
133-2 金属プレート柱3(13)の側端面
14 中空孔(14)
141-1 中空孔(14)の輪郭と金属プレート柱2(12)の外向面(121)と平行な直線とが交わって得られる最長の線分の一方の端点
141-2 中空孔(14)の輪郭と金属プレート柱2(12)の外向面(121)と平行な直線とが交わって得られる最長の線分の他方の端点
142-2 中空孔(14)の輪郭線と、断面Sにおける金属プレート柱2(12)の外向面(121)に平行な直線との接点で、金属プレート柱2(12)の外向面側に最も近い接点。
142-3 中空孔(14)の輪郭線と、断面Sにおける金属プレート柱3(13)の外向面(131)に平行な直線との接点で、金属プレート柱3(13)の外向面側に最も近い接点。
H 本発明1の金属製中空柱体(1)の高さ
W1 金属プレート柱1(11)の幅
W2 金属プレート柱2(12)の幅
W3 金属プレート柱3(13)の幅
d2 中空孔(14)の金属プレート柱2(12)の外向面(121)側端部と金属プレート柱2(12)の外向面(121)との距離
d3 中空孔(14)の金属プレート柱3(13)の外向面(131)側端部と金属プレート柱3(13)の外向面(131)との距離
D2 金属プレート柱2(12)の厚み
D3 金属プレート柱3(13)の厚み
RV 中空孔(14)の縦径
RH 中空孔(14)の横径
X 金属製H型柱体
1C 本発明1(1)の用途としての椅子
1T 本発明1(1)の用途としてのテーブル
1B 本発明1(1)の用途としてのベッド
FS 床面
G 物品
P 人
M マット
BC 毛布