構造材の結合構造

【課題】第１構造材と第２構造材を、少ない部品点数で、且つ、簡単な構造で結合させることができる構造材の結合構造を提供すること。
【解決手段】第１構造材と、第２構造材とを具備し、第２構造材の端面を第１構造材の溝が設けられている側に当接させて、第１構造材と第２構造材を結合する構造材の結合構造において、第２構造材の一対の溝間に設けられた貫通孔と、貫通孔に嵌合されるスリーブと、一端に第１構造材の溝に嵌合する嵌合部を備えると共に貫通孔を備えた第１結合体と、一端に第１構造材の溝に嵌合する嵌合部を備えると共に雌ねじ部を有する貫通孔を備えた第２結合体と、第１結合体の貫通孔と第２構造材の貫通孔に嵌合されたスリーブと第２結合体の貫通孔に挿入されると共に第２結合体の貫通孔に設けられた雌ねじ部に螺合することにより第１構造材と第２構造材を結合するねじ部材と、を具備したもの。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、外側面に長手方向に沿う溝が形成された長尺の第１、第２構造材を結合対象とし、上記第１構造材に上記第２構造材を当接させて連結・固定する構造材の結合構造に係り、特に、部品点数が少なくて簡単な構造で所望の結合構造を得ることができるように工夫したものに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、アルミニウム製の構造材を結合させて各種工作機械等のフレームを構築することが行なわれている。その際の結合構造としては、例えば、次のようなものである。まず、第１構造材の外側面に第２構造材の端面を突き当てて、それらの突き当て部分の角部に、略三角形状のブラケットを止めねじによって取り付けるものである。
又、別の結合構造として次のようなものがある。まず、第１の構造材側の蟻溝内に結合体を嵌合させる。この結合体の端部は上記蟻溝から外方に向かって突出・配置されている。一方、上記第１構造材の外側面に第２構造材の端面を突き当てる。その際、上記結合体の端部が第２構造材の蟻溝内に位置するようにする。その状態で上記結合体の端部を止めねじによって第２構造材の蟻溝内の定位置に取り付けるものである。
【０００３】
しかしながら、このような結合構造の場合には次のような問題があった。まず、ブラケットを用いた前者の例の場合には、ブラケットを第１、第２構造材の夫々に止めねじを用いて取り付けるために、止めねじの数が多くなり、その結果、多数の止めねじを六角レンチなどの締付工具を用いてねじ付ける作業が必要となり、その作業に多くの労力と長い作業時間を要してしまうという問題があった。
【０００４】
又、両者の結合構造は、いずれも第１構造材の外側面に第２構造材の端面を突き当てつつ、ブラケットや結合体を止めねじによって取り付けるため、結合時における両構造材の安定性を欠き、よってこれら第１、第２構造材の結合作業における作業性が悪いという問題点があった。
【０００５】
そこで、このような問題点を解決するものとして、例えば、特許文献１に開示されているような構造材の結合構造が提案されている。これは、本件特許出願人によるものである。
【０００６】
【特許文献１】特開２０００２−６１３０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記従来の構成によると次のような問題があった。すなわち、特許文献１に開示された構造材の結合構造によると、上記したような問題点を解決することはできるものの、さらなる改良が要求されており、特に、部品点数を削減することが求められており、それによって、結合作業の容易化、作業性の向上を図ることが要求されているものである。
【０００８】
本発明は、このような点に基づいてなされたものでその目的とするところは、第１構造材と第２構造材を、少ない部品点数で、且つ、簡単な構造で結合させることができる構造材の結合構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するべく本願発明の請求項１による構造材の結合構造は、長手方向に延長・形成された溝を少なくとも一条備えた第１構造材と、同じく長手方向に延長・形成された溝を少なくとも一対備えた第２構造材と、を具備し、上記第２構造材の端面を上記第１構造材の上記溝が設けられている側に当接させて、上記第１構造材と第２構造材を結合する構造材の結合構造において、上記第２構造材の一対の溝間に設けられた貫通孔と、上記貫通孔に嵌合されるスリーブと、一端に上記第１構造材の溝に嵌合する嵌合部を備えると共に貫通孔を備えた第１結合体と、一端に上記第１構造材の溝に嵌合する嵌合部を備えると共に雌ねじ部を有する貫通孔を備えた第２結合体と、上記第１結合体の貫通孔と上記第２構造材の貫通孔に嵌合されたスリーブと上記第２結合体の貫通孔に挿入されると共に上記第２結合体の貫通孔に設けられた雌ねじ部に螺合することにより上記第１構造材と第２構造材を結合するねじ部材と、を具備したことを特徴とするものである。
又、請求項２による構造材の結合構造は、請求項１記載の構造材の結合構造において、上記第１結合体の貫通孔の上記スリーブ側には凸部が形成されていて該凸部の上記スリーブ側には上記スリーブ側に向かって徐々に縮径されるテーパ部が形成されていて、同様に、上記第２結合体の貫通孔の上記スリーブ側には凸部が形成されていて該凸部の上記スリーブ側にはスリーブ側に向かって徐々に縮径されるテーパ部が形成されていて、一方、上記スリーブの両端には上記第１結合体側のテーパ部と上記第２結合体側のテーパ部に対向するように内側に向かって徐々に縮径される一対のテーパ部が形成されていて、上記ねじ部材を螺合させていくことにより、上記スリーブの両端のテーパ部と上記第１結合体側のテーパ部と上記第２結合体側のテーパ部との作用によって、上記第１構造材と第２構造材とが締結・固定されていくことを特徴とするものである。
又、請求項３による構造材の結合構造は、請求項１又は請求項２記載の構造材の結合構造において、上記第１結合体には上記ねじ部材の頭部が嵌合する嵌合凹部が形成されていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１０】
以上詳述したように本発明による構造材の結合構造によると、長手方向に延長・形成された溝を少なくとも一条備えた第１構造材と、同じく長手方向に延長・形成された溝を少なくとも一対備えた第２構造材と、を具備し、上記第２構造材の端面を上記第１構造材の上記溝が設けられている側に当接させて、上記第１構造材と第２構造材を結合する構造材の結合構造において、上記第２構造材の一対の溝間に設けられた貫通孔と、上記貫通孔に嵌合されるスリーブと、一端に上記第１構造材の溝に嵌合する嵌合部を備えると共に貫通孔を備えた第１結合体と、一端に上記第１構造材の溝に嵌合する嵌合部を備えると共に雌ねじ部を有する貫通孔を備えた第２結合体と、上記第１結合体の貫通孔と上記第２構造材の貫通孔に嵌合されたスリーブと上記第２結合体の貫通孔に挿入されると共に上記第２結合体の貫通孔に設けられた雌ねじ部に螺合することにより上記第１構造材と第２構造材を結合するねじ部材と、を具備した構成になっているので、まず、少ない部品点数であって、且つ、簡単な構成で所望の結合構造を得ることができるようになった。すなわち、部品点数としては、スリーブ、第１結合体、第２結合体、ねじ部材だけであり、これらを順次セットしてねじ部材を螺合させるだけで所望の結合構造を得ることができるものである。よって、分解・組立に多くの労力と長い時間を要することもなく、分解・組立作業の容易化を図ることができるものである。又、上記各部品は結合時には第２構造材の溝内に隠れてしまうものであり、よって、他の構造物に影響を与えることもなく、又、美観上も優れているものである。
又、上記第１結合体の貫通孔の上記スリーブ側には凸部が形成されていて該凸部の上記スリーブ側にはスリーブ側に向かって徐々に縮径されるテーパ部が形成されていて、同様に、上記第２結合体の貫通孔の上記スリーブ側には凸部が形成されていて該凸部の上記スリーブ側にはスリーブ側に向かって徐々に縮径されるテーパ部が形成されていて、一方、上記スリーブの両端には上記第１結合体側のテーパ部と上記第２結合体側のテーパ部に対向するように内側に向かって徐々に縮径される一対のテーパ部が形成されていて、上記ねじ部材を螺合させていくことにより、上記スリーブの両端のテーパ部と上記第１結合体側のテーパ部と上記第２結合体側のテーパ部との作用によって、上記第１構造材と第２構造材とが締結・固定されていくように構成した場合には、強固な連結・固定状態を得ることができる。すなわち、ねじ部材を螺合させていくと、スリーブの両端開口部に形成されているテーパ部と、第１結合体の凸部のテーパ部と、第２結合体の凸部のテーパ部の作用によって、第１結合体と第２結合体ひいては第１構造材が第２構造材側に引き寄せられていき、それによって、第１構造材と第２構造材とが強固に連結・固定されることになるものである。
又、上記第１結合体には上記ねじ部材の頭部が嵌合する嵌合凹部が形成されている場合には、ねじ部材の頭部の突出がなくなるという利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図１乃至図１８を参照して本発明の第１の実施の形態を説明する。図１乃至図４は、第１構造材１と第２構造材３とを連結する様子を工程順に示す斜視図である。上記第１構造材1は、その横断面形状が略四角形をなしていて、中心部５と、４個の角部７と、これら４個の角部７の間に夫々形成された４個の蟻溝９を備えている。
【００１２】
上記中心部５には軸方向に延長された貫通孔１１が穿孔されている。又、各角部７にも軸方向に延長された貫通孔１３が穿孔されている。上記蟻溝９は、その横断面形状が台形を逆向きにしたような形状になっている。
【００１３】
一方、第２構造材３も上記第１構造材１と同じ形状のものである。すなわち、上記第２構造材1は、その横断面形状が略四角形をなしていて、中心部１５と、４個の角部１７と、これら４個の角部１７の間に夫々形成された４個の蟻溝１９を備えている。
【００１４】
上記中心部１５には軸方向に延長された貫通孔２１が穿孔されている。又、各角部１７にも軸方向に延長された貫通孔２３が穿孔されている。上記蟻溝１９は、その横断面形状が台形を逆向きにしたような形状になっている。
【００１５】
上記構成をなす第２構造材３の端面を上記第１構造材１の一側面に当接させて連結・固定するものである。
【００１６】
まず、上記第２構造材３の中心部１５には、図４及び図５にも示すように、貫通孔３１が穿孔されている。又、この貫通孔３１の両側の蟻溝９、９の縁部には、切欠部３２、３２が形成されている。上記貫通孔３１内にはスリーブ３３が挿通・嵌合される。上記スリーブ３３は、図６乃至図８に示すような形状になっている。上記スリーブ３３には貫通孔３５が穿孔されていて、この貫通孔３５の両端開口部３７、３９は、外側に向けて拡径していくようなテーパ状に形成されている。上記開口部３７のテーパ角度（α１°）は「９０°」に設定されている。同様に、上記開口部３９のテーパ角度（α２°）も「９０°」に設定されている。又、上記開口部３９には１８０°の対向位置にはみ出し部４１、４１が形成されている。これらはみ出し部４１、４１が、上記貫通孔３１の縁部に係合することにより、スリーブ３３の位置が規制されることになる。又、上記スリーブ３３を上方から下方に向けて挿入することも考えられ、そのような場合には、上記はみ出し部４１、４１が貫通孔３１の縁部に係合することにより、スリーブ３３の落下を防止してその位置を規制することが可能になる。
【００１７】
次に、上記貫通孔３１に挿通・嵌合されたスリーブ３３の両側に第１結合体５１と第２結合体５３を挿入・配置する。上記第１結合体５１は、図９乃至図１３に示すような形状になっている。まず、下端には嵌合部５５が形成されている。この嵌合部５５は、第１構造材１の蟻溝９に対して移動可能な状態で嵌合するような形状になっている。又、上記嵌合部５５の上方には棒体部５６が設けられていて、該棒体部５６には貫通孔５７が穿孔されている。上記貫通孔５７の外側には凸部５９が形成されている。この凸部５９は外側に向かってその径が縮小されるようなテーパ状に形成されている。又、上記貫通孔５７の位置には凹部６１が形成されている。
【００１８】
上記第２結合体５３は、図１４乃至図１８に示すような形状になっている。まず、下端には嵌合部７１が形成されている。この嵌合部７１は、第１構造材１の蟻溝９に対して移動可能な状態で嵌合するような形状になっている。又、上記嵌合部７１の上方には棒体部７２が設けられていて、該棒体部７２には貫通孔７３が穿孔されていて、そこには雌ねじ部７５が設けられている。上記貫通孔７３の外側には凸部７７が形成されている。この凸部７７は外側に向かってその径が縮小されるようなテーパ状に形成されている。
【００１９】
そして、図２に示すように、上記第１結合体５１の嵌合部５５を第１構造材１の蟻溝９内に嵌合させる。その際、嵌合部５５の長手方向の向きを蟻溝９の長手方向に沿わせるようにする。それによって、嵌合部５５が蟻溝９内に入り込む。次に、第１結合体５１を「９０°」だけ回転させる。それによって、嵌合部５５の長手方向と蟻溝９の長手方向が交差することになり、第１結合体５１の蟻溝９からの抜けが防止される状態になる。後は、その状態で第１結合体５１を蟻溝９に沿ってスライドさせて、第２構造材３の蟻溝１９内に挿入・配置させる。
【００２０】
上記第２結合体５３についても同様であり、上記第１結合体５１とは反対側において、第２結合体５３の嵌合部７１を第１構造材１の蟻溝９内に嵌合させる。その際、嵌合部７１の長手方向の向きを蟻溝９の長手方向に沿わせるようにする。それによって、嵌合部７１が蟻溝９内に入り込む。次に、第２結合体５３を「９０°」だけ回転させる。それによって、嵌合部７１の長手方向と蟻溝９の長手方向が交差することになり、第２結合体５３の蟻溝９からの抜けが防止される状態になる。後は、その状態で第２結合体５３を蟻溝９に沿ってスライドさせて、第２構造材３の蟻溝１９内に挿入・配置させる。
【００２１】
次に、図３及び図４に示すように、ねじ部材８１を、第１結合体５１側から差し込んでねじ込んでいく。上記ねじ部材８１は、頭部８３と軸部８５とから構成されていて、この軸部８５に雄ねじ部８７が形成されている。そして、上記ねじ部材８１を、第１結合体５１の貫通孔６１、第２構造材３の中心部１５の貫通孔３１、第２結合体５３の貫通孔７３内に差し込むと共に、雄ねじ部８７を雌ねじ部７５に螺合させていく。それによって、第２構造材３を第１構造材１に連結・固定するものである。
【００２２】
上記ねじ部材８１の螺合時における作用を詳しく説明する。すなわち、図５に示すように、ねじ部材８１を螺合させていくと、スリーブ３３の両端開口部３７、３９に形成されているテーパ部と、第１結合体５１の凸部５９のテーパ部と、第２結合体５３の凸部７７のテーパ部の作用によって、第１結合体５１と第２結合体５３ひいては第１構造材１が図５中上方に引き上げられていく。それによって、第１構造材１と第２構造材３とが強固に連結・固定されることになる。
【００２３】
以上本実施の形態によると次のような効果を奏することができる。
まず、少ない部品点数で、且つ、簡単な構成で所望の結合構造を得ることができるようになった。すなわち、部品点数としては、スリーブ３３、第１結合体５１、第２結合体５３、ねじ部材８１だけであり、これらを順次セットしてねじ部材８１を螺合させるだけで所望の結合構造を得ることができるものである。よって、分解・組立に多くの労力と長い時間を要することもなく、分解・組立作業の容易化を図ることができるものである。
又、強固な連結・固定状態を得ることができる。すなわち、ねじ部材８１を螺合させていくと、スリーブ３３の両端開口部３７、３９に形成されているテーパ部と、第１結合体５１の凸部５９のテーパ部と、第２結合体５３の凸部７７のテーパ部の作用によって、第１結合体５１と第２結合体５３ひいては第１構造材１が図５中上方に引き上げられていき、それによって、第１構造材１と第２構造材３とが強固に連結・固定されることになるものである。
又、ねじ部材８１の頭部８３は、第１結合体５１の凹部６１内に入り込むと共に、各部品は結合時には第２構造材３の蟻溝１９内に隠れてしまうものであり、よって、他の構造物に影響を与えることもなく、又、美観上も優れているものである。
又、スリーブ３３にははみ出し部４１、４１が設けられているので、これらはみ出し部４１、４１が貫通孔３１の縁部に係合することにより、スリーブ３３を正規の位置に規制することができる。又、スリーブ３３を上方から下方に挿入するような場合には、スリーブ３３の位置を規制すると同時にその落下を防止することができる。
【００２４】
次に、図１９を参照して本発明の第２の実施の形態を説明する。これは、第１構造材１の端部において、直交する２方向から２個の第２構造材３、３を当接させて連結・固定するようにした例を示すものである。各部の構成は前記第１の実施の形態の場合と同様であるので、同一部分には同一符号を付して示しその説明は省略する。
【００２５】
よって、この第２の実施の形態の場合にも、前記第１の実施の形態の場合と同様の効果を奏することができるものである。
【００２６】
尚、本発明は前記第１、第２の実施の形態に限定されるものではない。
まず、第１構造材と第２構造材をどのような状態で突き合わせて結合するかについては任意であり、これを特に限定するものではない。
又、前記第１、第２実施の形態では、第１構造材、第２構造材共に４個の蟻溝を備えた形状のものを例に挙げて説明したが、それに限定されるものではない。
その他、図示したものはあくまで一例である。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
本発明は、外側面に長手方向に沿う溝が形成された長尺の第１、第２構造材を結合対象とし、上記第１構造材に上記第２構造材を当接させて連結・固定する構造材の結合構造に係り、特に、簡単な構造で所望の結合構造を得ることができるように工夫したものに関し、例えば、様々な構造物の枠組を構築するような場合に好適である。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の第１の実施の形態を示す図で、第１構造材と第２構造材を結合する手順を順次示す分解斜視図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態を示す図で、第１構造材と第２構造材を結合する手順を順次示す分解斜視図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態を示す図で、第１構造材と第２構造材を結合する手順を順次示す分解斜視図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態を示す図で、第１構造材と第２構造材を結合する手順を示す断面図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態を示す図で、図４のＶ部を拡大して示す断面図である。
【図６】本発明の第１の実施の形態を示す図で、スリーブの断面図である。
【図７】本発明の第１の実施の形態を示す図で、図６のＶＩＩ−ＶＩＩ矢視図である。
【図８】本発明の第１の実施の形態を示す図で、図６のＶＩＩＩ部を拡大して示す一部断面図である。
【図９】本発明の第１の実施の形態を示す図で、第１結合体の正面図である。
【図１０】本発明の第１の実施の形態を示す図で、図９のＸ−Ｘ矢視図である。
【図１１】本発明の第１の実施の形態を示す図で、図９のＸＩ−ＸＩ矢視図である。
【図１２】本発明の第１の実施の形態を示す図で、図１１のＸＩＩ−ＸＩＩ断面図である。
【図１３】本発明の第１の実施の形態を示す図で、図１１のＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ断面図である。
【図１４】本発明の第１の実施の形態を示す図で、第２結合体の正面図である。
【図１５】本発明の第２の実施の形態を示す図で、図１４のＸＶ−ＸＶ矢視図である。
【図１６】本発明の第２の実施の形態を示す図で、図１４のＸＶＩ−ＸＶＩ矢視図である。
【図１７】本発明の第２の実施の形態を示す図で、図１６のＸＶＩＩ−ＸＶＩＩ断面図である。
【図１８】本発明の第２の実施の形態を示す図で、図１６のＸＶＩＩＩ−ＸＶＩＩＩ断面図である。
【図１９】本発明の第２の実施の形態を示す図で、第１構造物と第２構造物の結合部の構成を示す分解斜視図である。
【符号の説明】
【００２９】
１第１構造材
３第２構造材
５中心部
７角部
９蟻溝
１１貫通孔
１３貫通孔
１５中心部
１７角部
１９蟻溝
２１貫通孔
２３貫通孔
３１貫通孔
３３スリーブ
５１第１結合体
５３第２結合体
５５嵌合部
５７貫通孔
５９凸部
７１嵌合部
７３貫通孔
７５雌ねじ部
７７凸部
８１ねじ部材
８３頭部
８５軸部
８７雄ねじ部

【特許請求の範囲】
【請求項１】
長手方向に延長・形成された溝を少なくとも一条備えた第１構造材と、同じく長手方向に延長・形成された溝を少なくとも一対備えた第２構造材と、を具備し、上記第２構造材の端面を上記第１構造材の上記溝が設けられている側に当接させて、上記第１構造材と第２構造材を結合する構造材の結合構造において、
上記第２構造材の一対の溝間に設けられた貫通孔と、
上記貫通孔に嵌合されるスリーブと、
一端に上記第１構造材の溝に嵌合する嵌合部を備えると共に貫通孔を備えた第１結合体と、
一端に上記第１構造材の溝に嵌合する嵌合部を備えると共に雌ねじ部を有する貫通孔を備えた第２結合体と、
上記第１結合体の貫通孔と上記第２構造材の貫通孔に嵌合されたスリーブと上記第２結合体の貫通孔に挿入されると共に上記第２結合体の貫通孔に設けられた雌ねじ部に螺合することにより上記第１構造材と第２構造材を結合するねじ部材と、
を具備したことを特徴とする構造材の結合構造。
【請求項２】
請求項１記載の構造材の結合構造において、
上記第１結合体の貫通孔の上記スリーブ側には凸部が形成されていて該凸部の上記スリーブ側には上記スリーブ側に向かって徐々に縮径されるテーパ部が形成されていて、
同様に、上記第２結合体の貫通孔の上記スリーブ側には凸部が形成されていて該凸部の上記スリーブ側にはスリーブ側に向かって徐々に縮径されるテーパ部が形成されていて、
一方、上記スリーブの両端には上記第１結合体側のテーパ部と上記第２結合体側のテーパ部に対向するように内側に向かって徐々に縮径される一対のテーパ部が形成されていて、
上記ねじ部材を螺合させていくことにより、上記スリーブの両端のテーパ部と上記第１結合体側のテーパ部と上記第２結合体側のテーパ部との作用によって、上記第１構造材と第２構造材とが締結・固定されていくことを特徴とする構造材の結合構造。
【請求項３】
請求項１又は請求項２記載の構造材の結合構造において、
上記第１結合体には上記ねじ部材の頭部が嵌合する嵌合凹部が形成されていることを特徴とする構造材の結合構造。

【図１】