JP2000304016A

JP2000304016A - 締結装置

Info

Publication number: JP2000304016A
Application number: JP11112754A
Authority: JP
Inventors: Nobutaka Tamura; 暢崇田村
Original assignee: HOUSING TAMURA KK
Current assignee: HOUSING TAMURA KK
Priority date: 1999-04-20
Filing date: 1999-04-20
Publication date: 2000-10-31

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】締結しようとする両部材の突合わせ操作のみ
で自動的に結合がなされるようにした。【解決手段】雌部材１０の端縁部に刻設された半円状
溝１４の直線部を共有して一端連通し、他端を部材１０
側縁に開口した平行な直線状溝と、半円状溝内に回動可
能に嵌合され、かつ中心から扇形に広がる切欠１８ａ，
１８ｂを形成した円盤状のラッチ盤１８と、半円状溝内
にスライド可能に嵌合され、切欠１８ｂに摺接して切欠
の他側部１８ａが直線状溝１６の一方の溝壁と同一直線
となるようラッチ盤を保持するスライダ２０と、雄部材
１２の側縁に突出配置されたストライカ２２を備え、ス
トライカは、一側部が直線状溝に平行であり、他側部先
端が前記直線状溝の溝幅に相当する幅であって、ラッチ
盤の切欠の角度に応じた傾斜角度に形成された逆テーパ
状である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、接合しようとする
部材同士のパーティング面を突合わせ操作するだけで自
動的に部材間を結合できる締結装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、鋼製セグメントの組立にあたっ
ては、従来では、エレクターなどによりその接合位置に
位置決めされた組立ピースを既設ピースに、ボルト、ナ
ットの締結作業により接合する。

【０００３】ところで、この方法は、閉所、狭隘な場所
での人力作業が主体となっており、また、ボルト、ナッ
トの位置決めを高精度で行わなければ、ボルト締結作業
が出来なくなってしまうため、省人化、施工の迅速性の
点からは好ましいものでなかった。

【０００４】そこで、例えばコッターを用いた締結作業
が提案されている。図７はその作業形態を示す。図にお
いて、符号１は組立リング、２は組立リング１の前部側
に固定された既設ピース、３は組立ピースであり、以下
の手順によって組立てられる。

【０００５】まず、（ａ）に示すように、組立ピース３
を粗位置まで旋回移動させる。次に（ｂ）に示すように
既設ピース２に組立ピース３の内面を合わせる。次いで
（ｃ）に示すように、組立ピース３を軸方向に送込む。
この段階では、組立ピース３の端縁に突設されただぼ３
ａが組立リング１の端面に開口された図示しないだぼ孔
に嵌合し、この状態で組立ピース３は周回り方向が規制
される。次いで、両ピース２，３が一致した状態で両者
間に形成された切欠２ａ，３ｂ間にＨ型コッター４を圧
入することで軸方向も規制され、組立が完了する。

【０００６】以上により、この構造では、周方向及び軸
方向の送り動作に加えて、コッターの打込み作業により
締結作業が完了するため、従来のボルトナット締結作業
に比べて組立が迅速であり、また、コッターの打込み作
業時に両ピース間の多少のズレも修正されるため、精度
良く締結できる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この構
造における最終締結作業は、コッターの打込みによるた
め、作業の全自動化が出来ないか、あるいはコッター打
込み機などの専用の装置を必要とし、機構が複雑かつ大
型化する問題があった。

【０００８】本発明は、以上の課題を解決するもので、
その目的は、締結しようとする両部材の突合わせ操作の
みで自動的に結合がなされるようにした締結装置を提供
するものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】以上の目的を達成するた
め、本発明は、締結しようとする一方の部材の端縁部に
刻設された略半円状の溝及びこの半円状溝の直線部を共
有して一端連通し、他端を部材側縁に開口した平行な直
線状溝と、半円状溝内に回動可能に嵌合され、中心から
扇形に広がる切欠を形成した円盤状のラッチ盤と、半円
状溝内にスライド可能に嵌合され、前記ラッチ盤の切欠
の一側部に摺接して切欠の他側部が前記直線状溝の一方
の溝壁と同一直線となるようラッチ盤を保持するスライ
ダと、締結しようとする他方の部材の側縁に突出配置さ
れたストライカを備え、このストライカは、一側部が直
線状溝に平行であり、他側部先端が前記直線状溝の溝幅
に相当する幅であって、前記ラッチ盤の扇形切欠の角度
応じて傾斜させた逆テーパ状であり、前記ストライカの
押込み動作により、スライダを奥部に移動させつつラッ
チ盤を回動させ、かつ押込み完了状態では、ストライカ
先端がラッチ盤の扇形中心を乗越えて奥部に停止し、ラ
ッチ盤の切欠がストライカのテーパ面に平行に接するこ
とにより、抜け止めされることを特徴とする。従って、
本発明では、両部材の突合わせ作業により、ラッチ盤が
回動してストライカを抜け止め状態にロックし、永久的
締結が可能となる。

【００１０】また、本発明では、前記スライダの奥部前
進位置で、スライダに係合するロック機構を設けたこと
により、ラッチ盤のロック解除側への回動を完全停止さ
せ、さらに確実な抜け止めを行うことが出来る。

【００１１】さらに本発明では、一方の部材の前記半円
状溝及び直線状溝を、左右対称に形成し、それぞれの半
円状溝内に円盤状ラッチ盤を回動可能に嵌合するととも
に、前記スライダを共通部品として双方のラッチ盤に摺
接させる一方、他方の部材の逆テーパ形状を左右対称に
形成したことにより、ストライカの左右に均等な抜け止
め力が作用し、締結力も倍加する。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施の形
態につき、添付図面を参照して詳細に説明する。図１，
２は本発明の第一実施形態による締結装置を示す。図に
おいて、１０は締結しようとする一方の部材（以下、雌
部材と称する）、１２は締結しようとする同一厚みの他
方の部材（以下雄部材と称する）である。

【００１３】なお、図においては、これら部材１０，１
２とも模型的な単なる板状部材として描かれているが、
その形状は厚みのある矩形状ないしは球状のブロック状
であっても良いし，またその用途は、前述する鋼製セグ
メントを構成するピースであっても良いし、その他鋼
製、木製、合成樹脂製素材からなる組立用部材全般に適
用可能である。

【００１４】雌部材１０の接合端縁上面には、所定の深
さで半円状溝１４及びこの半円状溝１４の直線部を共有
してこれに一端連通し、他端側を雌部材１０接合端縁に
開口する平行な直線状溝１６が旋削あるいは鍛造などの
成形などにより刻設されており、半円状溝１４内にはこ
れの内径とほぼ同一外径の円盤状のラッチ盤１８及びス
ライダ２０が配置される。

【００１５】これに対し、雄部材１２の接合端には前記
溝１４，１６内に挿通されるストライカ２２が突出配置
されている。

【００１６】前記ラッチ盤１８は、半円状溝１４内を回
動可能に嵌合され、そのほぼ回動中心から扇形をなして
左右に切欠１８ａ，１８ｂが形成されている。スライダ
２０は、半円状溝１４の直線部と奥部側の切欠１８ｂと
の間に介在されて摺動可能としたもので、切欠１８ｂと
の摺接位置を円弧面としている。

【００１７】これに対し、切欠４８ｂは中心で鋭角、周
囲で鈍角の中折れ傾斜形状となっており、初期設定時
（図２（ａ）参照）には、その屈曲点位置にスライダ２
０の摺接位置が定められ、この状態で溝入口側に位置す
る切欠１８ａは、直線状溝１６の溝壁と同一面となる切
欠角度に設定されている。

【００１８】また、半円状溝１４の直線部における奥部
壁面には、穴２４が穿孔され、この穴２４内には図１の
一部に拡大して示すように、圧縮コイルバネ２６により
突出方向に付勢される弾頭状のロックピン２８が挿入さ
れている。

【００１９】このロック機構に対応して、スライダ２０
の直線部接触面には、最前進位置（図２（ｃ）参照）で
この穴２４に一致するロック穴３０が穿孔されており、
また初期設定時においてはこの接触面が穴２４の位置に
位置することで、ロックピン２８の飛出しを規制してい
る。

【００２０】前記ストライカ２２は、その片側が直線
状、他方側は前記ラッチ盤１８の切欠１８ａと等しい逆
テーパ，及び先端側で切欠１８ｂの鋭角部分と同様の傾
斜形状で曲げられた片側直線の逆テーパ形状をなしてお
り、その先端部の最大幅は直線状溝１６の溝幅に等し
く、その長さは両部材１０，１２のパーティング面を一
致した状態でスライダ２０の長さとの合計で半円状溝１
４と直線状溝１６の合計長さに匹敵している。

【００２１】以上の構成において、図２（ａ）に示すよ
うに、両部材１０，１２を位置決め状態に近接させ、ス
トライカ２２を溝内に押込むことにより、ストライカ２
２は溝内に挿入される。押込みが進むと、（ｂ）に示す
ように、ストライカ２２の先端はスライダ２０の後端に
度当りし、この状態からさらに押込むことで、スライダ
２０は切欠１８ｂに圧接し、このくさび効果によって、
ラッチ盤１８に矢印に示す周方向への回転力を与え、こ
れによって直線状溝１６の内側に切欠１８ａ側が突出す
る。

【００２２】最終押込み状態、すなわち両部材１０，１
２のパーティング面が一致した状態では、（ｃ）に示す
ように、切欠１８ａ，１８ｂの形状がストライカ２２の
片側逆テーパ形状に一致し、この状態でストライカ２２
は抜け止め状態に完全ロックされる。

【００２３】そして、ストライカ２２先端の山形形状が
切欠の扇形中心に位置した段階では、押込みトルクが急
速に軽くなり、この衝撃に伴うクリック音の発生により
最終押込み位置を確認できる。加えて、スライダ２０の
ロック穴３０が溝側の穴に一致し、バネ圧によってロッ
クピン２８がロック穴３０に嵌合することで、スライダ
２０はこの位置にロックされ、またこの突出音によって
もロック状態を確認できる。

【００２４】なお、スライダ２０をロックしなくても、
押込み完了状態では各部材は逆テーパ形状となって安定
するため、極めて大きな引抜き力が加わる以外は非可逆
的であり、ロック状態が保たれるが、スライダ２０をロ
ックすることにより、ラッチ盤１８の逆方向回転は全く
不可能となるため、さらにロックの確実性を増すことが
できる。また、ストライカ２２の先端部分またはスライ
ダ２０の後端部分に圧縮ゴム、ウレタン、バネ、接着剤
等を設けることで、クリアランスを吸収するとともに、
ストライカ２２とラッチ盤１８との嵌合部に常に嵌合す
る力が掛かっている状態を保つことができる。

【００２５】また、前記実施形態では、溝１４，１６の
上部を覆う蓋を省略したが、蓋を取付けておくことによ
り、押込み操作時に各部材が上方にばらけることを防止
できるので、その取付は当然であることは言うまでもな
い。さらにロックピンとロック穴の位置関係は前記とは
逆であっても良く、加えて横方向からでなく縦方向に突
出してロックする機構であっても良いことも勿論であ
る。

【００２６】図３は本発明の第二実施形態を示す。な
お、前記第一実施形態と同一部材には同一符号を付し、
異なる部材に付いてのみ異なる符号を用いて説明する。
図において、雌部材１０にはミラー対称で左右に一対の
半円状溝１４が形成され、この各溝１４に連続して平行
な前記実施形態の二倍幅の直線状溝３２が形成され、雌
部材１０の端縁に開口している。

【００２７】各半円状溝１４にはそれぞれラッチ盤１８
が回転可能に嵌合されている。また、この各ラッチ盤１
８にはそれぞれの切欠１８ｂに摺接する両側円弧面のス
ライダ３４が摺動可能に配置されている。また、雄部材
１２より突出するストライカ３６は、各ラッチ盤１８の
切欠１８ａ，１８ｂに対応した両側傾斜面となる逆テー
パ形状となっている。

【００２８】従って、この実施形態においても、前記第
一実施形態と同様にストライカ３６の押込み動作によ
り、スライダ３４を介して各ラッチ盤１８が回動し、押
込み完了状態でくさび状結合により抜け止めすることが
出来る。本実施形態ではストライカ３６の両側がロック
されるため、第一実施形態に比べてストライカ３６の左
右に均等な抜け止め力が作用し、締結力も倍加する。

【００２９】なお、ストライカ２２，３６の側面と、直
線状溝１６，３２およびその対向する直線状溝の入口部
分の側面とのいずれかに他方に向けて突出する凸部を設
けるとともに、当該他方に該凸部が係合する溝を設ける
ことにより、さらに確実な嵌合状態を得ることができ
る。また、ストライカ２２，３６の側面とラッチ盤１８
の接地面１８ａとのいずれかに他方に向けて突出する凸
部を設けるとともに、当該他方に該凸部が係合する溝を
設けることにより、ストライカ２２，３６とラッチ盤１
８との振れ止めを行うこともできる。凸部、溝の断面形
状は、矩形状であっても尖突状または曲面状であっても
良く、また、その数は一つであっても二つ以上であって
も良い。また、上記第一、第二実施形態においては、ス
トライカ２２とラッチ盤１８とが接触する面をレッド加
工等の粗面加工を施すことにより、両者の滑り止めを行
うこともできる。

【００３０】以上述べた締結装置は、前述のごとく前述
する鋼製セグメントを構成するピースであっても良い
し、その他鋼製、木製、合成樹脂製素材からなる組立用
部材全般に適用可能であるが、次に以上の締結装置を用
いた鋼製セグメントの組立について図４〜６を用いて説
明する。なおセグメントを構成する各ピースの基本構造
は従来と同様であるので、これらの符号は従来と同一と
する。

【００３１】図４において、符号１は組立リング、２は
組立リング１の前部側に固定された既設ピース、３は組
立ピースである。

【００３２】組立リング１の前縁側には前記締結装置を
構成する雌部材側構成と同様の部材、すなわち、溝内に
ラッチ盤及びスライダなどからなる部材［イ］が配置さ
れ、この位置に対向して組立ピース３の接合側には一対
のストライカ２２が突設され、さらに、組立ピース３の
前縁にはストライカ２２と対向する雌側の部材［イ］が
配置されており、トンネル軸方向に対する連続的締結作
業を可能としている。

【００３３】なお、組立リング１を構成する各ピースは
トンネル軸方向配列で周方向に半分ずつずらされて接合
され、従ってずらした状態で締結装置を構成する雌雄の
部材が一致する配置となっている。また、同図では、部
材［イ］およびストライカ２２が一つのセグメントリン
グ間の接合に対して２つ用いられているが、本発明はこ
れに限定されるものではなく、１つないしは３つ以上で
あっても良い（３〜４箇所であることが好ましい）。

【００３４】組立手順はまず、（ａ）に示すようにスト
ライカ２２が組立リング１に干渉しない位置まで組立ピ
ース１の周方向端縁を隣接の既設ピース２に突合わせ、
次いで（ｂ）に示すように、組立ピース３をトンネル軸
方向に移動させることで、前述のごとき作用により、締
結装置を介して組立ピース３が組立リング１に結合す
る。

【００３５】この場合において、既設ピース２に対する
組立ピース３の位置決め精度及び既設ピース２の組立リ
ング１に対する位置決め精度を確保するために、それぞ
れにはガイドファスナ４０、４２が設けられ、このガイ
ドファスナ４０、４２に案内されて連結作業がなされ
る。

【００３６】図５は既設ピース２と組立ピース３の接合
縁におけるガイドファスナ４０の具体的構成例を示す。

【００３７】図において、既設ピース２の接合端縁には
雌ファスナ部材４４が埋設され、組立リングの接合端縁
には雄ファスナ部材４６が突出している。雌ファスナ部
材４４はトンネル軸方向に対する雄ファスナ部材４６の
横移動（雄ファスナ部材４６の軸方向と直交する方向に
対する移動）を可能とするために、その内側の幅を雄フ
ァスナ部材４６の軸径の約二倍とし、その前進位置内周
に周方向移動を規制するためのスプライン溝４４ａを切
っている。

【００３８】これに対して雄ファスナ部材４６の外周に
は、これの軸方向と直交する方向にスプライン溝４６ａ
を切っている。

【００３９】従って、（ａ）に示すように既設ピース２
に組立ピース３を接近位置決めした状態で、（ｂ）に示
すように、縁周方向に移動させると、両者が接合され、
スプライン溝４４ａ，４６ａの凹凸が一致して対向す
る。

【００４０】従って、この状態で、組立ピース３をトン
ネル軸方向に移動させると、（ｃ）に示すように、スプ
ライン溝４４ａ，４６ａ同士が噛合し、周回り方向に位
置決めされることになる。

【００４１】また、図６は組立リング１と既設ピース２
及び組立ピース３の接合縁におけるガイドファスナ４２
の具体的構成例を示す。

【００４２】図において、既設ピース２と組立ピース３
との接合縁に対向する組立リング１の前縁には、雌ファ
スナ部材５０が埋設されている。雌ファスナ部材５０
は、各ピースの隣接端縁にそれぞれ突出する一対の雄フ
ァスナ部材５２を挿通ガイドするもので、それぞれの穴
の内側にトンネル軸方向に沿ってスプライン溝５０ａを
切っている。

【００４３】これに対して、各ピース２，３より突出す
る各雄ファスナ部材５２の外周には、その軸方向に沿っ
てスプライン溝５２ａが切られ、既設ピース２の雄ファ
スナ部材５２は、既に雌ファスナ部材５０内にスプライ
ン結合された状態にある。

【００４４】従って、（ａ）に示すように、組立ピース
３を既設ピース２に接近位置決めし、次いで（ｂ）に示
すように、組立ピース３を既設ピース２に接合すると、
雄ファスナ部材５２の軸心が雌ファスナ部材５０の挿通
中心位置に一致する。しかる後、組立ピース３を前進さ
せると、雄ファスナ部材５２は雌ファスナ部材５０内に
挿通され、両者のスプライン結合により精度良く周回り
方向の位置決め固定がなされることになる。

【００４５】なお、以上のガイドファスナ４０，４２の
みでは組立ピース３の固定は不可能であるが、前述する
締結装置に併用することで、組立時における位置決め精
度を十分確保した上で永久固定が可能となる。

【００４６】

【発明の効果】以上の説明により明らかなように、本発
明による締結装置によれば、締結しようとする両部材の
突合わせ操作のみで自動的に結合がなされる。またこれ
により、組立ロボットなどによる自動組立作業が可能と
なる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一実施形態による締結装置の分解斜
視図である。

【図２】（ａ）〜（ｃ）は同装置における締結順序を示
す平面図である。

【図３】本発明の第二実施形態による締結装置の平面図
である。

【図４】（ａ），（ｂ）は同締結装置をセグメントの組
立に適用した場合を示す展開図である。

【図５】（ａ）〜（ｃ）は図４のＡ部における位置決め
形態を示す拡大説明図である。

【図６】（ａ）〜（ｃ）は図４のＢ部における位置決め
形態を示す拡大説明図である。

【図７】（ａ）〜（ｄ）は従来のセグメントの取付手順
を示す説明図である。

【符号の説明】

１０雌部材１２雄部材１４半円状溝１６，３２直線状溝１８ラッチ盤１８ａ，１８ｂ切欠２０，３４スライダ２２，３６ストライカ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】締結しようとする一方の部材の端縁部に
形成された略半円状の溝及びこの半円状溝の直線部を共
有して一端連通し、他端を部材側縁に開口した平行な直
線状溝と、半円状溝内に回動可能に嵌合され、かつ中心
から扇形に広がる切欠を形成した円盤状のラッチ盤と、
半円状溝内にスライド可能に嵌合され、前記ラッチ盤の
切欠の一側部に摺接して切欠の他側部が前記直線状溝の
一方の溝壁と同一直線となるようラッチ盤を保持するス
ライダと、締結しようとする他方の部材の側縁に突出配置されたス
トライカを備え、このストライカは、一側部が直線状溝
に平行であり、他側部先端が前記直線状溝の溝幅に相当
する幅であって、前記ラッチ盤の扇形切欠の角度に応じ
た傾斜角度に形成された逆テーパ状であり、前記ストライカの押込み動作により、スライダを奥部に
移動させつつ、ラッチ盤を回動させ、かつ押込み完了状
態では、ストライカ先端がラッチ盤の扇形中心を乗越え
て奥部に停止し、ラッチ盤の切欠がストライカのテーパ
面に平行に接することにより、抜け止めされることを特
徴とする締結装置。
【請求項２】前記スライダの奥部前進位置で、スライ
ダに係合するロック機構を設けたことを特徴とする請求
項１に記載の締結装置。
【請求項３】一方の部材の前記半円状溝及び直線状溝
を、左右対称に形成し、それぞれの半円状溝内に円盤状
ラッチ盤を回動可能に嵌合するとともに、前記スライダ
を共通部品として双方のラッチ盤に摺接させる一方、他
方の部材の逆テーパ形状を左右対称に形成したことを特
徴とする請求項１または２に記載の締結装置。