JP7709296B2 - hollow structure - Google Patents
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Description
本発明は、中空構造体に関する。 The present invention relates to a hollow structure.
オフィスファーニチャー分野、ステーショナリー分野、産業機器分野においては、中空構造体からなる中空フレームを構成部材とした製品が知られている。中空構造体として、一般的に、鉄系材料などの金属材料の成形加工品が用いられてきた。一方、中空フレーム等の中空構造体の動作高速化や小型化を目的として、樹脂材料の成形加工品とすることで軽量化を図っている。 In the fields of office furniture, stationery, and industrial equipment, products that use hollow frames as components are known. Generally, molded products made of metal materials such as iron-based materials have been used as hollow structures. However, in order to increase the operating speed and reduce the size of hollow structures such as hollow frames, they are being made into molded products made of resin materials to reduce their weight.
例えば、特許文献1には、繊維強化プラスチックから構成されるリンク構造体を用いて軽量化を行った技術が開示されている。 For example, Patent Document 1 discloses a technology that reduces weight by using a link structure made of fiber-reinforced plastic.
特許文献1に記載されているような繊維強化プラスチック製リンク構造体は、繊維強化プラスチックと金属製の取付座とが、ウレタン系接着剤やエポキシ系接着剤等の接着剤あるいは上記接着剤と機械締結とを併用した接合法により接合された複合体であるため、製造工程が煩雑であった。また、駆動源(例えば、駆動用モーター)からのトルクを伝達する際に繊維強化プラスチックと金属製の取付座との接合部分が破壊してしまう懸念があった。 The fiber-reinforced plastic link structure described in Patent Document 1 is a composite body in which the fiber-reinforced plastic and the metal mounting seat are joined by an adhesive such as a urethane adhesive or an epoxy adhesive, or by a joining method that combines the above adhesives with mechanical fastening, and therefore the manufacturing process is complicated. In addition, there is a concern that the joint between the fiber-reinforced plastic and the metal mounting seat may be destroyed when transmitting torque from a drive source (e.g., a drive motor).
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、モータ等の駆動源や他の構造体との接続部分の破壊リスクを低減し、軽量性に優れた中空構造体を提供することを目的とする。 The present invention was made in consideration of the above circumstances, and aims to provide a hollow structure that is lightweight and reduces the risk of damage to the connection parts with driving sources such as motors and other structures.
本発明によれば、
[1]
中空構造体本体と、
前記中空構造体本体に設けられ、中心開口を有するジョイント部と、
前記ジョイント部に設けられた締結用の貫通孔において、前記貫通孔の開口方向に前記中空構造体本体が存在する場合、前記貫通孔を筒状に囲むように、前記ジョイント部から開口方向に延出する凹部を有する、中空構造体が提供される。
[2]
前記中空構造体本体は、
前記ジョイント部に一体に延出し、前記中心開口の開口方向から前記開口方向と異なる方向に延出方向を変える接続部と、
前記開口方向とは異なる前記延出方向に延出する延出部と、
を有し、
前記接続部と延出部との境界において、前記ジョイント部と前記接続部が一体に構成されている、上記[1]に記載の中空構造体が提供される。
[3]
前記中空構造体本体は、前記ジョイント部の外径よりも狭幅である、上記[1]または[2]に記載の中空構造体が提供される。
[4]
前記中空構造体本体は、前記ジョイント部から漸次幅広に延出する領域を有している、上記[1]から[3]までのいずれか1つに記載の中空構造体が提供される。
[5]
前記中空構造体本体は、前記ジョイント部から漸次幅狭に延出する領域を有している、上記[1]から[4]までのいずれか1つに記載の中空構造体が提供される。
[6]
前記ジョイント部の前記貫通孔にはカラーが設けられている、上記[1]から[5]までのいずれかに1つに記載の中空構造体が提供される。
[7]
前記ジョイント部のジョイント面には補強部材が設けられている、上記[1]から[6]までのいずれかに1つに記載の中空構造体が提供される。
[8]
前記中空構造体本体と前記ジョイント部は、樹脂組成物による射出成形体である、上記[1]から[7]までのいずれかに1つに記載の中空構造体が提供される。
[9]
前記中空構造体本体と前記ジョイント部は、金属材料の鋳造品である、上記[1]から[7]までのいずれかに1つに記載の中空構造体が提供される。
According to the present invention,
[1]
A hollow structural body;
a joint portion provided in the hollow structure body and having a central opening;
A hollow structure is provided in which, in a fastening through hole provided in the joint portion, when the hollow structure main body is present in the opening direction of the through hole, the hollow structure has a recess extending from the joint portion in the opening direction so as to cylindrically surround the through hole.
[2]
The hollow structure body is
a connecting portion that extends integrally with the joint portion and changes an extending direction from an opening direction of the central opening to a direction different from the opening direction;
An extension portion extending in the extension direction different from the opening direction;
having
The hollow structure according to the above-mentioned [1] is provided, in which the joint portion and the connection portion are integrally configured at the boundary between the connection portion and the extension portion.
[3]
The hollow structure according to the above-mentioned [1] or [2] is provided, wherein the hollow structure body has a width narrower than an outer diameter of the joint portion.
[4]
The hollow structure body may have a region that gradually widens and extends from the joint portion.
[5]
The hollow structure body may have a region that gradually narrows from the joint portion.
[6]
The hollow structure according to any one of the above items [1] to [5] is provided, in which a collar is provided in the through hole of the joint portion.
[7]
The hollow structure according to any one of the above items [1] to [6] is provided, in which a reinforcing member is provided on the joint surface of the joint portion.
[8]
The hollow structure according to any one of the above items [1] to [7], wherein the hollow structure body and the joint portion are injection-molded articles made of a resin composition, is provided.
[9]
The hollow structure according to any one of the above items [1] to [7], wherein the hollow structure body and the joint portion are cast products of a metal material.
本発明によれば、モータ等の駆動源や他の構造体との接続部分の破壊リスクを低減し、軽量性に優れた中空構造体を提供することができる。 The present invention reduces the risk of damage to the connection parts between the drive source such as a motor and other structures, and provides a lightweight hollow structure.
以下に、本発明の実施形態について、図面を用いて説明する。なお、すべての図面において、同様な構成要素には共通の符号を付し、適宜説明を省略する。また、図は概略図であり、実際の寸法比率とは一致していない。 Below, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. Note that in all drawings, similar components are given the same reference numerals and descriptions will be omitted as appropriate. Also, the drawings are schematic and do not correspond to the actual dimensional ratios.
図1は、本実施形態に係る中空構造体1の構造の一例を模式的に示した斜視図である。図2は、中空構造体1の平面図である。図3は中空構造体1の正面図である。図4は中空構造体1の側面図である。図5は、図2のA1矢視に対応する図である。図6は、図2のA2-A2断面図である。図7は、図3のA3-A3断面図である。 Figure 1 is a perspective view showing a schematic example of the structure of a hollow structure 1 according to this embodiment. Figure 2 is a plan view of the hollow structure 1. Figure 3 is a front view of the hollow structure 1. Figure 4 is a side view of the hollow structure 1. Figure 5 is a view corresponding to the view seen from the arrow A1 in Figure 2. Figure 6 is a cross-sectional view taken along the line A2-A2 in Figure 2. Figure 7 is a cross-sectional view taken along the line A3-A3 in Figure 3.
<中空構造体1の概要>
中空構造体1は、中空構造体本体10と、中空構造体本体10の少なくとも一方の端に設けられたジョイント部50とを備える。中空構造体1は、オフィスファーニチャー分野、ステーショナリー分野、産業機器分野における製品に用いられる。中空構造体1は、樹脂組成物による射出成形体または金属材料の鋳造品として、中空構造体本体10とジョイント部50とが一体に設けられている。本実施形態では、図2や図3に示すように、中空構造体本体10の左側の端にジョイント部50が設けられている。
<Outline of hollow structure 1>
The hollow structure 1 includes a hollow structure body 10 and a joint portion 50 provided at least on one end of the hollow structure body 10. The hollow structure 1 is used for products in the fields of office furniture, stationery, and industrial equipment. The hollow structure 1 is an injection molded product made of a resin composition or a casting made of a metal material, and the hollow structure body 10 and the joint portion 50 are integrally provided. In this embodiment, as shown in Figs. 2 and 3, the joint portion 50 is provided at the left end of the hollow structure body 10.
<中空構造体本体10>
中空構造体本体10は、延出部11と、延出部11の一方の端に設けられた接続部20とを有する。接続部20は、延出部11の延在方向の向きを変換してジョイント部50に繋がる。延出部11と接続部20とは、実質的にシームレス状に(すなわち継ぎ目がない状態で)成形されている。
<Hollow structural body 10>
The hollow structural body 10 has an extension portion 11 and a connection portion 20 provided at one end of the extension portion 11. The connection portion 20 changes the extension direction of the extension portion 11 and connects to a joint portion 50. The extension portion 11 and the connection portion 20 are molded in a substantially seamless manner (i.e., without any seams).
<延出部11>
延出部11は、同径サイズで円筒状に直線状に所定長延出する中空体(中空フレーム)である。延出部11の肉厚は、要求される機械強度や使用される材料(樹脂組成物かアルミニウム合金か等)により定まる。
<Extending portion 11>
The extension 11 is a hollow body (hollow frame) having the same diameter and extending linearly to a predetermined length in a cylindrical shape. The thickness of the extension 11 is determined by the required mechanical strength and the material used (e.g., a resin composition or an aluminum alloy).
また、延出部11の形状は中空フレームを形成できる構造であれば特に限定されるものではない。延出方向(すなわち軸線)は直線であってもよいし、湾曲していてもよい。また、延出部11の幅方向(延出方向と垂直な方向)の断面形状は、延出方向の全領域に亘って同一形状であってもよいし、異なっていてもよく、例えば、円形、楕円形、オバール形、半円形、または矩形のいずれかである。
また、延出部11は、外径が同径サイズで延出する構成に限らず、漸次幅広に延出する領域を有してもよいし、漸次幅狭に延出する領域を有してもよい。すなわち、上記断面形状の大きさが変化してもよい。
なお、中空構造体1の機械強度や製造の容易さ、短手方向に加わる応力への耐性の点から、延出部11の断面形状は、円形、楕円形または矩形が好ましく用いられる。
The shape of the extension 11 is not particularly limited as long as it is a structure capable of forming a hollow frame. The extension direction (i.e., axis) may be straight or curved. The cross-sectional shape of the extension 11 in the width direction (direction perpendicular to the extension direction) may be the same or different over the entire region in the extension direction, and may be, for example, a circle, an ellipse, an oval, a semicircle, or a rectangle.
In addition, the extension portion 11 is not limited to a configuration in which the outer diameter of the extension portion 11 is the same, and may have a region in which the extension portion 11 extends gradually wider or narrower. In other words, the size of the cross-sectional shape may change.
From the viewpoints of the mechanical strength of the hollow structure 1, ease of manufacture, and resistance to stress applied in the short direction, the cross-sectional shape of the extension 11 is preferably circular, elliptical, or rectangular.
<接続部20>
接続部20は、略円筒形状であって、所定方向に延出方向を変える機能を有する。本実施形態では、ジョイント部50のジョイント開口53の開口の向きを90度変える。例えば図3を参照すると、ジョイント開口53の開口は上方向であるが、接続部20により延出部11の向き、即ち延出方向を水平方向(図3では右方向)に変換している。なお、変換する方向(角度)は、90度(すなわち水平)に限る趣旨ではない。例えば、図3において斜め上方向になるような角度(例えば45度)や、180度回転して下向きになるように変換してもよい。なお、樹脂組成物の射出成形や、アルミニウム合金等の鋳造による成形を想定した場合には、金型の抜きを考慮すると、変換角度は90度以内が好ましい。
なお、接続部20の形状も、延出部11と同様に各種の形状とすることができる。ただし、機械強度(特に応力集中の抑制)や製造の容易の観点から、延出部11の形状から実質的に同一に連続する形状であることが好ましい。
<Connection portion 20>
The connecting portion 20 has a substantially cylindrical shape and has a function of changing the extension direction in a predetermined direction. In this embodiment, the opening direction of the joint opening 53 of the joint portion 50 is changed by 90 degrees. For example, referring to FIG. 3, the opening of the joint opening 53 is in the upward direction, but the direction of the extension portion 11, i.e., the extension direction, is changed to the horizontal direction (to the right in FIG. 3) by the connecting portion 20. The direction (angle) of the change is not limited to 90 degrees (i.e., horizontal). For example, the angle may be changed to an angle (e.g., 45 degrees) that is diagonally upward in FIG. 3, or to a downward direction by rotating 180 degrees. In addition, when assuming injection molding of a resin composition or molding by casting of an aluminum alloy or the like, the change angle is preferably within 90 degrees in consideration of removal from a mold.
The shape of the connection portion 20 may be various shapes, similar to the extending portion 11. However, from the viewpoint of mechanical strength (particularly suppression of stress concentration) and ease of manufacture, it is preferable that the shape of the connection portion 20 is substantially the same as or continuous with the shape of the extending portion 11.
<ジョイント部50>
ジョイント部50は、図2の平面図に示すように、上面視で接続部20の外側に所定幅突出するように環状に設けられている。すなわち、中空構造体本体10は、ジョイント部50の外径よりも狭幅ともいえる。なお、ジョイント部50の一部(図2では右側の一部)は、接続部20や延出部11により覆われている。
<Joint portion 50>
As shown in the plan view of Fig. 2, the joint part 50 is provided in an annular shape so as to protrude a predetermined width outside the connection part 20 in a top view. In other words, it can be said that the hollow structure body 10 has a width narrower than the outer diameter of the joint part 50. Note that a part of the joint part 50 (a part of the right side in Fig. 2) is covered by the connection part 20 and the extension part 11.
ジョイント部50には、ジョイント表面51とジョイント裏面52を貫通する複数の貫通孔55、56、57が設けられている。ここでは、周方向に均等に離間した合計12箇所に貫通孔55、56、57が設けられている。貫通孔55、56、57は、モータ等の駆動源や他の構造体(以下、「他の構造体」という)との接続に用いられる。なお、貫通孔55、56、57には、例えば金属のカラーが設けられてもよい。 The joint portion 50 is provided with a plurality of through holes 55, 56, 57 that penetrate the joint surface 51 and the joint back surface 52. Here, the through holes 55, 56, 57 are provided at a total of 12 locations evenly spaced apart in the circumferential direction. The through holes 55, 56, 57 are used for connecting to a driving source such as a motor or other structures (hereinafter referred to as "other structures"). The through holes 55, 56, 57 may be provided with, for example, metal collars.
ジョイント部50の貫通孔55、56、57において、貫通孔55、56、57の開口方向(ここでは上方向)に接続部20や延出部11の中空構造体本体10が存在する場合、貫通孔56、57を筒状に囲むように、ジョイント部50のジョイント表面51から開口方向(ここでは上方向)に延出する凹部(半筒状凹部21や筒状凹部22)を有する。 When the connection part 20 or the hollow structure body 10 of the extension part 11 is present in the through holes 55, 56, 57 of the joint part 50 in the opening direction (here, upward direction) of the through holes 55, 56, 57, there is a recess (semi-cylindrical recess 21 or cylindrical recess 22) that extends from the joint surface 51 of the joint part 50 in the opening direction (here, upward direction) so as to cylindrically surround the through holes 56, 57.
接続部20の外形境界付近に設けられている二つの貫通孔56については、それらの周囲を半筒状に覆うように半筒状凹部21が、貫通孔56の開口方向に向けて凹状に設けられている。すなわち、半筒状凹部21は、接続部20の一部を貫通孔56の開口方向に開放するようにして設けられている。 For the two through holes 56 provided near the outer boundary of the connection part 20, a semi-cylindrical recess 21 is provided in a concave shape toward the opening direction of the through holes 56 so as to cover the periphery of the two through holes 56 in a semi-cylindrical shape. In other words, the semi-cylindrical recess 21 is provided so as to open a part of the connection part 20 toward the opening direction of the through holes 56.
このような構成により、ジョイント部50に設けられる貫通孔56が接続部20により隠される位置にあっても、確実に利用することができ、ジョイント部50における他の構造体との締結を確実に行える。 This configuration ensures that the through hole 56 in the joint part 50 can be used reliably even if it is in a position hidden by the connection part 20, and that the joint part 50 can be reliably fastened to other structures.
接続部20に完全に重なる領域に設けられている二つの貫通孔57については、それらの周囲を円筒状に覆うように筒状凹部22が、貫通孔57の開口方向に向けて凹状に設けられている。すなわち、筒状凹部22は、接続部20の一部を貫通孔57の開口方向に開放するようにして設けられている。 The two through holes 57 provided in the area that completely overlaps the connection part 20 are surrounded by a cylindrical recess 22 that is recessed toward the opening direction of the through holes 57 so as to cylindrically cover the periphery of the two through holes 57. In other words, the cylindrical recess 22 is provided so as to open a part of the connection part 20 toward the opening direction of the through holes 57.
このような構成により、ジョイント部50に設けられる貫通孔57が接続部20により隠される位置にあっても、確実に利用することができ、ジョイント部50における他の構造体との締結を確実に行える。また、図5や図7に示すように、二つの筒状凹部22は離間しており、それらの間に接続部20の内部と延出部11の内部を連通させているため、内部に電線等を配索する場合でも十分な空間を確保できる。 With this configuration, even if the through hole 57 provided in the joint part 50 is in a position hidden by the connection part 20, it can be used reliably, and fastening to other structures at the joint part 50 can be performed reliably. Also, as shown in Figures 5 and 7, the two cylindrical recesses 22 are spaced apart, and the interior of the connection part 20 and the interior of the extension part 11 are connected between them, so that sufficient space can be secured even when wiring electric wires or the like inside.
ジョイント部50のジョイント開口53は、接続部20や延出部11の中空構造と連続しており、中空構造体1の内部に、電力線や信号線などのケーブル類を通すことができる。
なお、ジョイント部50のジョイント裏面52(またはジョイント表面51)には、必要に応じて金属プレート等の補強部材が貼り合わされていてもよい。補強部材を配することによって、中空構造体1を他の構造体と締結する際に作用する締付けトルクによる樹脂部材の破壊やクリープによる緩みを防止できる。金属プレートとしては、アルミニウム合金、チタン合金、銅合金、マグネシウム合金、ステンレス等を例示することができる。なお、金属プレートをジョイント裏面52等に貼り合わせる方法としては、例えば、中空構造体1の成形時に、金属プレートに熱可塑性樹脂をインサート成形する方法を用いることができる。
The joint opening 53 of the joint portion 50 is continuous with the hollow structures of the connection portion 20 and the extension portion 11 , allowing cables such as power lines and signal lines to be passed inside the hollow structure 1 .
If necessary, a reinforcing member such as a metal plate may be attached to the joint back surface 52 (or joint front surface 51) of the joint portion 50. By providing a reinforcing member, it is possible to prevent the resin member from being broken by the tightening torque acting when fastening the hollow structure 1 to another structure, or from being loosened by creep. Examples of the metal plate include aluminum alloys, titanium alloys, copper alloys, magnesium alloys, stainless steel, etc. As a method for attaching the metal plate to the joint back surface 52, for example, a method of insert molding a thermoplastic resin into the metal plate when molding the hollow structure 1 can be used.
<中空構造体1の材料>
中空構造体1は、例えば、樹脂組成物の射出成形体であったり、金属材料の鋳造品とされる。
<Material of Hollow Structure 1>
The hollow structural body 1 is, for example, an injection molded article made of a resin composition or a casting made of a metal material.
樹脂組成物が熱可塑性樹脂である場合、中空構造体1は、例えば射出成形法によって成形することができる。金属材料がアルミニウム合金である場合、例えばアルミダイキャスト法によって成形することができる。
このような構成により、軽量性に優れるとともに所望の強度を有する中空構造体1を実現できる。また、中空構造体1は一体成形であることから、接着剤等を用いた他の構成の中空構造体に比べて、破壊リスクを抑制できる。
When the resin composition is a thermoplastic resin, the hollow structure 1 can be molded, for example, by injection molding. When the metal material is an aluminum alloy, the hollow structure 1 can be molded, for example, by aluminum die casting.
With this configuration, it is possible to realize a hollow structure 1 that is lightweight and has a desired strength. In addition, since the hollow structure 1 is integrally molded, the risk of breakage can be reduced compared to hollow structures with other configurations that use adhesives or the like.
アルミニウム合金としては、狭い湯口を高い流動性で通過させる観点から、例えばダイキャスト用アルミニウム合金であるADC1、ADC3、ADC5、ADC6、ADC10、ADC10Z、ADC12、ADC12Z等が挙げられる。
アルミニウム合金が用いられる構成される場合、中空構造体1は、例えば、キャビティが形成された金型と、内部空間を有するように略円筒状に形成され、その一方の端側で上記キャビティに連通する射出スリーブと、該射出スリーブ内に移動可能に配設されたプランジャーチップと、を備えた公知のダイキャストマシンを用いて、公知の条件で製造することができる。
Examples of aluminum alloys that can pass through a narrow gate with high fluidity include aluminum alloys for die casting, such as ADC1, ADC3, ADC5, ADC6, ADC10, ADC10Z, ADC12, and ADC12Z.
When an aluminum alloy is used, the hollow structure 1 can be manufactured under known conditions using a known die-casting machine having, for example, a mold in which a cavity is formed, an injection sleeve formed in an approximately cylindrical shape so as to have an internal space and communicating with the cavity at one end thereof, and a plunger tip movably arranged within the injection sleeve.
樹脂組成物(熱可塑性樹脂)が用いられる場合、射出成形法としては、公知の方法を制限なく使用できる。すなわち、中空構造体1は、例えば、移動型金型と固定型金型との間に形成されたキャビティに、必要に応じて上記金属プレート装着し、次いで、溶融状態にある熱可塑性樹脂または熱可塑性樹脂組成物を射出充填し、次いで型開きし、必要に応じて用いたスライド、入れ駒類を除くことによって製造することができる。 When a resin composition (thermoplastic resin) is used, known methods can be used as the injection molding method without any restrictions. That is, the hollow structure 1 can be manufactured, for example, by attaching the above-mentioned metal plate as necessary to a cavity formed between a movable mold and a fixed mold, then injecting and filling the cavity with a molten thermoplastic resin or a thermoplastic resin composition, then opening the mold, and removing the slides and inserts used as necessary.
中空構造体1を射出成形法によって形成する場合、原料成分の熱可塑性樹脂は、樹脂成分としての熱可塑性樹脂を含み、必要に応じて添加剤をさらに含む熱可塑性樹脂組成物である。
熱可塑性樹脂としては、中空構造体1の機械的強度を向上できるという理由から、ポリオレフィン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリアセタール系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、フッ素系樹脂、ポリアリーレンエーテル系樹脂、ポリアリーレンスルフィド系樹脂、ABS樹脂、ポリアミド含有アロイから選択される一種または二種以上の熱可塑性樹脂が好適に用いられる。
これらの中でも、ポリアミド系樹脂およびポリエステル系樹脂がより好ましく、ポリアミド系樹脂が特に好ましい。ポリアミド含有アロイとしてはポリアミド系樹脂とポリアリーレンエーテル系樹脂のアロイを好適例として挙げることができる。
When the hollow structural body 1 is formed by injection molding, the thermoplastic resin as the raw material component is a thermoplastic resin composition that contains a thermoplastic resin as a resin component and further contains additives as necessary.
As the thermoplastic resin, one or more thermoplastic resins selected from polyolefin-based resins, polyester-based resins, polyamide-based resins, polyacetal-based resins, polycarbonate-based resins, fluorine-based resins, polyarylene ether-based resins, polyarylene sulfide-based resins, ABS resins, and polyamide-containing alloys are preferably used because they can improve the mechanical strength of the hollow structure 1.
Among these, polyamide-based resins and polyester-based resins are more preferred, and polyamide-based resins are particularly preferred.As a preferred example of a polyamide-containing alloy, an alloy of a polyamide-based resin and a polyarylene ether-based resin can be given.
ポリアミド系樹脂の具体例としては、ナイロン6、ナイロン66、ナイロン11、ナイロン12のような脂肪族ポリアミドやポリヘキサメチレンテレフタラミド、ポリヘキサメチレンイソフタラミドのような半芳香族ポリアミド樹脂、メタキシリレンジアミンから得られるポリアミド樹脂等が挙げられる。これらのポリアミド系樹脂の中でも、メタキシリレンジアミンとアジピン酸から得られるポリアミド樹脂が特に好ましい。このようなポリアミド樹脂はナイロンMXD6と呼ばれ、例えば三菱エンジニアリングプラスチックス株式会社からレニーTMの商品名で市販されている。 Specific examples of polyamide resins include aliphatic polyamides such as nylon 6, nylon 66, nylon 11, and nylon 12, semi-aromatic polyamide resins such as polyhexamethylene terephthalamide and polyhexamethylene isophthalamide, and polyamide resins obtained from metaxylylenediamine. Among these polyamide resins, polyamide resins obtained from metaxylylenediamine and adipic acid are particularly preferred. Such polyamide resins are called nylon MXD6, and are commercially available, for example, from Mitsubishi Engineering Plastics Corporation under the trade name Reny TM.
本実施形態に係る熱可塑性樹脂組成物は、例えば、無機充填剤、難燃剤、難燃助剤、熱安定剤、酸化防止剤、顔料、耐候剤、可塑剤、分散剤、滑剤、離型剤、帯電防止剤、耐衝撃性改良剤および着色剤からなる群から選ばれる一種又は二種以上の添加剤を含有してもよい。 The thermoplastic resin composition according to this embodiment may contain one or more additives selected from the group consisting of inorganic fillers, flame retardants, flame retardant assistants, heat stabilizers, antioxidants, pigments, weathering agents, plasticizers, dispersants, lubricants, release agents, antistatic agents, impact modifiers, and colorants.
無機充填剤としては、例えば、繊維状充填剤(ガラス繊維、カーボン繊維等)、粉粒状充填剤(カオリン、タルク等)、板状充填剤(マイカ等)等が挙げられる。これらの充填剤のうち、高い強度・剛性を有する点で、繊維状充填剤、特にガラス繊維(チョップドストランド等)が好ましい。これらの充填剤は、単独でまたは2種以上を組み合わせて使用できる。 Examples of inorganic fillers include fibrous fillers (glass fiber, carbon fiber, etc.), powdered granular fillers (kaolin, talc, etc.), and plate-like fillers (mica, etc.). Among these fillers, fibrous fillers, particularly glass fiber (chopped strands, etc.), are preferred because of their high strength and rigidity. These fillers can be used alone or in combination of two or more.
これらの充填剤は、収束剤または表面処理剤と組み合わせて使用してもよい。このような収束剤または表面処理剤としては、例えば、官能性化合物が挙げられる。上記官能性化合物としては、例えば、エポキシ系化合物、シラン系化合物、チタネート系化合物等が挙げられる。
無機充填剤の量は、熱可塑性樹脂組成物中、例えば0~60重量%であり、好ましくは5~60重量%である。
These fillers may be used in combination with a sizing agent or a surface treatment agent. Examples of such sizing agents or surface treatment agents include functional compounds. Examples of the functional compounds include epoxy compounds, silane compounds, titanate compounds, etc.
The amount of the inorganic filler in the thermoplastic resin composition is, for example, 0 to 60% by weight, and preferably 5 to 60% by weight.
難燃剤としては、臭素化エポキシポリマー、デカブロモジフェニルエーテル等の公知のハロゲン系難燃剤やリン系難燃剤を制限なく使用可能であるが、ベース樹脂としてポリアミド系樹脂を用い、且つ成形体に黒色以外の色調が求められる場合はハロゲン化ビスイミドを好適な難燃剤として例示できる。難燃剤を使用する場合は、その含有量は熱可塑性樹脂組成物100質量部当たり、例えば0.1~30質量部、好ましくは0.5~20質量部である。 As the flame retardant, known halogen-based flame retardants such as brominated epoxy polymers and decabromodiphenyl ether, as well as phosphorus-based flame retardants, can be used without restrictions, but when a polyamide resin is used as the base resin and a color tone other than black is required for the molded product, a halogenated bisimide can be used as an example of a suitable flame retardant. When a flame retardant is used, the content is, for example, 0.1 to 30 parts by mass, preferably 0.5 to 20 parts by mass, per 100 parts by mass of the thermoplastic resin composition.
本実施形態において、一般的な着色剤を樹脂に配合することができる。本実施形態において使用される黒色系着色剤(黒色系顔料)として、例えば、カーボンブラック、グラファイト、チタンブラック、黒色酸化鉄等が挙げられる。これらのうち、分散性、発色性、コストの面からカーボンブラックが特に望ましい。黒色顔料は単独でまたは2種以上を組み合わせて使用できる。 In this embodiment, a general colorant can be blended with the resin. Examples of black colorants (black pigments) used in this embodiment include carbon black, graphite, titanium black, black iron oxide, and the like. Of these, carbon black is particularly desirable in terms of dispersibility, color development, and cost. The black pigments can be used alone or in combination of two or more types.
また、非黒色系着色剤としては、上記黒色顔料以外のものであり、後述の無機顔料や有機顔料が挙げられる。これらの非黒色系着色剤は、単独でまたは2種以上を組み合わせて使用できる。非黒色顔料としては、例えば、白色顔料(例えば、炭酸カルシウム、酸化チタン、酸化亜鉛、硫化亜鉛等)、黄色顔料(例えば、カドミイエロー、黄鉛、チタンイエロー、ジンククロメート、黄土、黄色酸化鉄等)、赤色顔料(例えば、赤口顔料、アンバー、赤色酸化鉄、カドミウムレッド等)、青色顔料(例えば、紺青、群青、コバルトブルー等)、緑色顔料(例えば、クロムグリーン等)等が挙げられる。 Non-black colorants include inorganic pigments and organic pigments other than the black pigments described above. These non-black colorants can be used alone or in combination of two or more. Examples of non-black pigments include white pigments (e.g., calcium carbonate, titanium oxide, zinc oxide, zinc sulfide, etc.), yellow pigments (e.g., cadmium yellow, yellow lead, titanium yellow, zinc chromate, yellow ocher, yellow iron oxide, etc.), red pigments (e.g., red pigments, amber, red iron oxide, cadmium red, etc.), blue pigments (e.g., Prussian blue, ultramarine, cobalt blue, etc.), green pigments (e.g., chrome green, etc.), etc.
また、有機顔料として、例えば、アゾ系、アゾメチン系、メチン系、インダスロン系、アントラキノン系、ピランスロン系、フラバンスロン系、ベンゼンスロン系、フタロシアニン系、キノフタロン系、ペリレン系、ペリノン系、ジオキサジン系、チオインジゴ系、
イソインドリノン系、イソインドリン系、ピルールピロール系、キナクリドン系等が挙げられる。
Examples of organic pigments include azo pigments, azomethine pigments, methine pigments, indanthrone pigments, anthraquinone pigments, pyranthrone pigments, flavanthrone pigments, benzenethrone pigments, phthalocyanine pigments, quinophthalone pigments, perylene pigments, perinone pigments, dioxazine pigments, thioindigo pigments,
Examples of the isoindolinone type, the isoindoline type, the pyrrule-pyrrole type, the quinacridone type, and the like are mentioned.
非黒色系着色剤の配合量は、熱可塑性樹脂組成物100質量部あたり、好ましくは0.1~20質量部であり、より好ましくは0.3~18質量部であり、さらに好ましくは0.5~15質量部である。 The amount of the non-black colorant is preferably 0.1 to 20 parts by mass, more preferably 0.3 to 18 parts by mass, and even more preferably 0.5 to 15 parts by mass per 100 parts by mass of the thermoplastic resin composition.
本実施形態に係る熱可塑性樹脂組成物は、上記無機充填剤、難燃剤および着色剤の他に、本発明の効果を損なわない範囲で、その他の添加剤を配合することができる。各種添加剤としては、例えば、銅系熱安定剤、リン系熱安定剤等の熱安定剤、ヒンダードフェノール系酸化防止剤等の酸化防止剤、離型剤、耐侯性改良剤、造核剤、発泡剤、耐衝撃改良剤、滑剤、可塑剤、流動性改良剤等が挙げられる。その他の添加剤を併用する場合は、その配合量は樹脂組成物100質量部当たり例えば0.01~10質量部、好ましくは0.05~5質量部である。 In addition to the inorganic filler, flame retardant, and colorant, the thermoplastic resin composition according to this embodiment can contain other additives within a range that does not impair the effects of the present invention. Examples of various additives include heat stabilizers such as copper-based heat stabilizers and phosphorus-based heat stabilizers, antioxidants such as hindered phenol-based antioxidants, release agents, weather resistance improvers, nucleating agents, foaming agents, impact resistance improvers, lubricants, plasticizers, and flow improvers. When other additives are used in combination, the amount of the additives is, for example, 0.01 to 10 parts by mass, and preferably 0.05 to 5 parts by mass, per 100 parts by mass of the resin composition.
以上、図面を参照して本発明の実施形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することもできる。 The above describes the embodiments of the present invention with reference to the drawings, but these are merely examples of the present invention, and various configurations other than those described above can also be adopted.
本実施形態の特徴を纏めると次の通りである。
(1)本実施形態の中空構造体1は、
中空構造体本体10と、
前記中空構造体本体10に設けられ、中心開口(ジョイント開口53)を有するジョイント部50と、
前記ジョイント部50の締結用の貫通孔55、56、57において、前記貫通孔55、56、57の開口方向に前記中空構造体本体10が存在する場合(ここでは貫通孔56、57)、前記貫通孔56、57を筒状に囲むように、前記ジョイント部50から開口方向(図示では上方向)に延出する凹部(半筒状凹部21、筒状凹部22)を有する。
すなわち、図2で示すように、上から見たときに、貫通孔56、57が中空構造体本体10と重なる場合に、上からジョイント部50まで筒状の枠(ここでは半筒状凹部21、筒状凹部22)が設けられている。
ジョイント部50に設けられる貫通孔56、57が中空構造体本体10(ここでは接続部20)により隠される位置にあっても、確実に利用することができ、ジョイント部50における他の構造体との締結を確実に行える。
(2)前記中空構造体本体10は、
前記ジョイント部50に一体に延出し、前記中心開口(ジョイント開口53)の開口方向(ここでは上方向)から前記開口方向と異なる方向(ここでは水平方向)に延出方向を変える接続部20と、
前記開口方向とは異なる前記延出方向に延出する延出部11と、
を有し、
前記接続部20と延出部11との境界において、前記ジョイント部50と前記接続部20が一体に構成されている。
中空構造の向きが途中で変わる構成であっても、シームレスに一体に構成されているために、中空構造の向きが変わる領域において応力集中を抑制できる。
(3)前記中空構造体本体10は、前記ジョイント部50の外径よりも狭幅であってもよい。
(4)前記中空構造体本体10は、前記ジョイント部50から漸次幅広に延出する領域を有してもよい。すなわち、中空構造体本体10がテーパー状に根元側(ジョイント50側)が狭くなっている。
(5)前記中空構造体本体10は、前記ジョイント部50から漸次幅狭に延出する領域を有してもよい。すなわち、中空構造体本体10がテーパー状に根元側(ジョイント50側)が広くなっている。
(6)前記ジョイント部50の前記貫通孔55、56、57にはカラーが設けられている。全ての貫通孔55、56、57に設けられてもよいし、一部の貫通孔55、56、57に設けられてもよい。
(7)前記ジョイント部50のジョイント面(ジョイント裏面52)には補強部材が設けられてもよい。
(8)前記中空構造体本体10と前記ジョイント部50は、樹脂組成物による射出成形体であってもよい。軽量性に優れるとともに所望の強度を有する中空構造体1を実現できる。
(9)前記中空構造体本体10と前記ジョイント部50は、金属材料の鋳造品であってもよい。軽量性に優れるとともに所望の強度を有する中空構造体1を実現できる。
The features of this embodiment are summarized as follows.
(1) The hollow structure 1 of this embodiment is
A hollow structural body 10;
A joint portion 50 provided in the hollow structure body 10 and having a central opening (joint opening 53);
In the through holes 55, 56, and 57 for fastening of the joint portion 50, when the hollow structure main body 10 is present in the opening direction of the through holes 55, 56, and 57 (here, the through holes 56 and 57), the joint portion 50 has a recess (semi-cylindrical recess 21, cylindrical recess 22) extending in the opening direction (upward in the figure) so as to cylindrically surround the through holes 56 and 57.
That is, as shown in Figure 2, when viewed from above, when the through holes 56, 57 overlap with the hollow structure main body 10, a cylindrical frame (here, a semi-cylindrical recess 21, a cylindrical recess 22) is provided from the top to the joint part 50.
Even if the through holes 56, 57 provided in the joint portion 50 are located in a position hidden by the hollow structure main body 10 (here, the connection portion 20), they can be reliably utilized, and fastening to other structures at the joint portion 50 can be reliably performed.
(2) The hollow structure body 10 is
a connecting portion 20 that extends integrally with the joint portion 50 and changes its extending direction from an opening direction (here, an upward direction) of the central opening (joint opening 53) to a direction different from the opening direction (here, a horizontal direction);
An extension portion 11 extending in the extension direction different from the opening direction;
having
At the boundary between the connecting portion 20 and the extending portion 11, the joint portion 50 and the connecting portion 20 are integrally formed.
Even if the orientation of the hollow structure changes midway, the hollow structure is constructed seamlessly and integrally, so that stress concentration can be suppressed in the area where the orientation of the hollow structure changes.
(3) The hollow structure body 10 may have a width narrower than the outer diameter of the joint portion 50 .
(4) The hollow structural body 10 may have a region that gradually widens and extends from the joint portion 50. In other words, the hollow structural body 10 is tapered toward the base side (joint 50 side).
(5) The hollow structural body 10 may have a region that gradually narrows from the joint portion 50. That is, the hollow structural body 10 is tapered so that the base side (joint 50 side) becomes wider.
(6) Collars are provided in the through holes 55, 56, 57 of the joint portion 50. Collars may be provided in all of the through holes 55, 56, 57 or in some of the through holes 55, 56, 57.
(7) A reinforcing member may be provided on the joint surface (joint back surface 52) of the joint portion 50.
(8) The hollow structure body 10 and the joint portion 50 may be injection molded articles made of a resin composition. This makes it possible to realize a hollow structure 1 that is lightweight and has a desired strength.
(9) The hollow structure body 10 and the joint portion 50 may be cast products of a metal material. This makes it possible to realize a hollow structure 1 that is lightweight and has a desired strength.
1 中空構造体
10 中空構造体本体
11 延出部
20 接続部
21 半筒状凹部
22 筒状凹部
50 ジョイント部
51 ジョイント表面
52 ジョイント裏面
53 ジョイント開口
55、56、57 貫通孔
REFERENCE SIGNS LIST 1 Hollow structure 10 Hollow structure body 11 Extension portion 20 Connection portion 21 Semi-cylindrical recess 22 Cylindrical recess 50 Joint portion 51 Joint surface 52 Joint back surface 53 Joint openings 55, 56, 57 Through hole
Claims (8)
前記中空構造体本体に設けられ、中心開口を有するジョイント部と、
前記ジョイント部に設けられた締結用の貫通孔において、前記貫通孔の開口方向に前記中空構造体本体が存在する場合、前記貫通孔を筒状に囲むように、前記ジョイント部から開口方向に延出する凹部を有し、
前記中空構造体本体は、
前記ジョイント部に一体に延出し、前記中心開口の開口方向から前記開口方向と異なる方向に延出方向を変える接続部と、
前記開口方向とは異なる前記延出方向に延出する延出部と、
を有し、
前記接続部と延出部との境界において、前記ジョイント部と前記接続部が一体に構成されており、
前記凹部は、前記接続部に半筒状凹部と筒状凹部とを有し、
前記半筒状凹部は、前記貫通孔のうち前記接続部の外形境界に設けられている第1の貫通孔の周囲を半筒状に覆うように、前記第1の貫通孔の開口方向に向けて凹状に設けられており、
前記筒状凹部は、前記貫通孔のうち前記第1の貫通孔とは異なっており前記半筒状凹部が存在しない箇所に設けられた第2の貫通孔の周囲を筒状に覆う、中空構造体。 A hollow structural body;
a joint portion provided in the hollow structure body and having a central opening;
a fastening through hole provided in the joint portion has a recess extending from the joint portion in an opening direction so as to cylindrically surround the through hole when the hollow structure body is present in an opening direction of the through hole,
The hollow structural body is
a connecting portion that extends integrally with the joint portion and changes an extending direction from an opening direction of the central opening to a direction different from the opening direction;
An extension portion extending in the extension direction different from the opening direction;
having
The joint portion and the connection portion are integrally formed at a boundary between the connection portion and the extension portion,
The recess has a semi-cylindrical recess and a cylindrical recess in the connection portion,
the semi-cylindrical recess is provided in a concave shape toward an opening direction of the first through hole so as to cover a periphery of the first through hole, the first through hole being provided at an outer boundary of the connection portion, in a semi-cylindrical shape;
A hollow structure, wherein the cylindrical recess cylindrically covers the periphery of a second through hole which is different from the first through hole and is provided at a location where the semi-cylindrical recess is not present .
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