JP2003184188A - 構造体の継ぎ手装置 - Google Patents
構造体の継ぎ手装置Info
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Abstract
タッチで結合でき、組立て時および分解時の反動トルク
が非常に少なく、結合時のストロークが小さくてすみ組
立てが容易で作業性の大幅な向上を得られ、かつ必要で
あれば簡単に分解できる構造体の継ぎ手装置を提供す
る。 【解決手段】継ぎ手本体1として、構造体f端部に回転
自在に嵌め込まれる筒状の内側継ぎ手2と、この外周に
回転自在に嵌め込まれる筒状の外側継ぎ手3と、各継ぎ
手の先端部に設けられる複数の嵌合突部12、これら相
互間に形成される嵌合凹部13と、嵌合突部の一方の側
壁で、その継ぎ手では互いに反対側の側壁に、かつ対向
する外側継ぎ手と内側継ぎ手で互いに対向して設けられ
る係止鉤部14と、内側継ぎ手と外側継ぎ手を相対する
周方向に弾性的に付勢し、対向する係止鉤部相互を係止
させる付勢機構15とを具備する。
Description
一対の同一構造の継ぎ手本体からなり、パイプ体もしく
は中実体からなる構造体を組立てて、たとえばトラス構
造物を構築するのに用いられる継ぎ手装置に関する。
トラス構造物があり、この立体トラス構造物を構成する
構造体および、これら構造体を連結固定する継ぎ手装置
として、従来は、主に、ボルトが用いられていた。最も
一般的には、トラス部材相互を溶接してトラス構造を組
立てていた。
に垂直にボルトが入るものと、ノード部分からブラケッ
トを突設し、ここに直角ボルトを入れて固定するという
ものが多く、全て鋼材から構成される。
適用するには、特に、総重量の軽減化や、メンテナンス
の作業の簡略化が求められている。そのため、鋼材に代
わってアルミニウム合金材や、ステンレス鋼などが用い
られるようになった。
が好まれていて、上述の素材で構成すると単位面積重量
が極めて大になってしまう。そこで、比重が小さく軽量
で、しかも剛性の大であるCFRPを用いることで解決
を得ようとしている。
ーパー状とする必要があり、その加工が面倒であるとと
もに、ねじ切り部の強度が低いという特徴があって、構
造体の全てと、これら構造体を連結固定する継ぎ手装置
の全てをCFPR材に代えることには無理がある。
部材の本体部分に、ボルトやブラケットを取付けて、こ
れらのものがノード部分に接合されることが、地上にお
ける建築物関係では一般的な設計手法である。
L.65 1997.4)を、図4に示す。ここで球状
のハブaと、このハブaと接しトラス部材に加わる荷重
のうち主として圧縮力を受け持つカラーbは、アルミニ
ウム合金材が用いられる。上記カラーb端面に、ステン
レス鋼からなるノーズコーンcが接するように設けられ
ている。
aに亘って、主として引張り荷重を受け持つ高張力鋼材
からなるベアリングボルトdが螺挿される。上記ノーズ
コーンcの突設端面には、構造体であるCFRPトラス
部材fがリベットeを介して取付固定される。上記リベ
ットeは、ステンレス鋼材が用いられる。
に、複数のトラス材が所定方向に取付けられるように構
成されたハブaがあって、CFRPパイプからなるトラ
ス部材fを上記継ぎ手装置を介して連結する。したがっ
て、剛性が高く軽量化を促進した複層立体トラス構造物
を構成でき、デザイン性に富む屋根架構等に適用でき
る。
成であって、上記トラス部材fの両端部に継ぎ手装置を
取付けるのに、2本のベアリングボルトdの螺挿作業が
必要である。複層立体トラス構造物を構築するために
は、大量のトラス部材fを継ぎ手装置を介して連結しな
ければならない。
dに対する膨大な螺挿作業が必要となる。この作業は従
来の建設現場で行われてきたトラス構造の組立てに比べ
れば幾分かの改善はされているが、依然としてトラス構
造の組立てに長い時間がかかっていることは事実であ
る。
あるため、その反動トルクをどこかで吸収する必要があ
る。これは足場の悪い宇宙空間や洋上、あるいは水中や
海底などで構造の組立て作業を行おうとする際には著し
く不都合な点である。
を回転させることにより、ベアリングボルトdを螺挿す
るようになっているが、このような構成ではトラスを組
立てることはできても、分解することは困難である。
トラス部材以外の用途を含めて、いずれの用途において
も結合作業では部材の中心軸まわりの反動トルクが発生
する虞れがあって、これを打ち消すための特別な工夫や
工具が必要である。また、宇宙空間や水中などの特殊状
況下で作業する場合には、作業者の体勢保持のために特
別な工夫をしなければならず、コスト的に悪影響があ
る。
であり、その目的とするところは、雌雄のない一対の継
ぎ手本体をワンタッチで結合でき、結合時のストローク
が小さくてすみ、組立て時および分解時の反動トルクが
非常に小さく、組立てが容易で作業性の大幅な向上を得
られ、かつ必要であれば簡単に分解でき、屋根架構のほ
かに、宇宙構造物あるいは海洋構造物などでも対応で
き、広く用途がある構造体の継ぎ手装置を提供しようと
するものである。
本発明の構造体の継ぎ手装置は、請求項1として、パイ
プ体もしくは中実体からなる一対の構造体端部に継ぎ手
本体を取付け、継ぎ手本体相互を結合することにより構
造体相互の結合をなす継ぎ手装置において、上記継ぎ手
本体は、構造体端部に回転自在に嵌め込まれる筒状の内
側継ぎ手と、この内側継ぎ手の外周に回転自在に嵌め込
まれる筒状の外側継ぎ手と、これら内側継ぎ手と外側継
ぎ手のそれぞれ先端部に設けられ周方向に沿って所定間
隔を存し軸方向に突出する複数の嵌合突部およびこれら
嵌合突部相互間に形成される嵌合凹部と、嵌合突部の一
方の側壁に設けられ継ぎ手本体における内側継ぎ手と外
側継ぎ手では互いに反対側でかつ継ぎ手本体相互を対向
させた状態で外側継ぎ手相互と内側継ぎ手相互では互い
に対向する係止鉤部と、各継ぎ手本体における内側継ぎ
手と外側継ぎ手との間に設けられ継ぎ手本体の全ての嵌
合突部と嵌合凹部を相手側の継ぎ手本体の全ての嵌合凹
部と嵌合突部に軸方向に嵌合した状態で内側継ぎ手相互
と外側継ぎ手相互を相対する周方向に弾性的に回動付勢
し対向する係止鉤部を互いに係止させる付勢機構とを具
備したことを特徴とする。
継ぎ手装置において継ぎ手本体を互いに結合した状態
で、それぞれの継ぎ手本体における外側継ぎ手と内側継
ぎ手を互いに連結する連結具を具備したことを特徴とす
る。
のいずれかに記載の構造体の継ぎ手装置において継ぎ手
本体を互いに結合した状態で、それぞれの継ぎ手本体に
おける外側継ぎ手と内側継ぎ手の軸方向の位置を固定す
る固定具を具備したことを特徴とする。
のいずれかに記載の構造体の継ぎ手装置において内側継
ぎ手の内部に嵌め込まれ、構造体および継ぎ手本体の中
心軸を揃える整位部材を具備したことを特徴とする。
により、請求項1の発明によれば、組立て時および分解
時の反動トルクが非常に小さく、組立てが容易で作業性
の大幅な向上を得られ、かつ必要であれば簡単に分解で
きる。
の継ぎ手本体をワンタッチで結合でき、結合時のストロ
ークが小さく組立てが容易ですむうえに、連結具によっ
て外側継ぎ手と内側継ぎ手を、互いに連結してガタがな
い。
の継ぎ手本体をワンタッチで結合でき、結合時のストロ
ークが小さく組立てが容易ですむうえに、固定具によっ
て外側継ぎ手と内側継ぎ手を、互いに軸方向に連結固定
してガタがなく、また構造体としての寸法上の精度が向
上する。
の継ぎ手本体をワンタッチで結合でき、結合時のストロ
ークが小さく組立てが容易ですむうえに、整位具によっ
て構造体および継ぎ手本体の中心軸が揃えられ、さらに
高い組立て精度を得る。
にもとづいて説明する。
置を示し、図2は継ぎ手装置を構成する継ぎ手本体を一
部断面にして示し、図3は継ぎ手本体相互を結合した状
態を示している。
一対の継ぎ手本体1,1を備えている。上記継ぎ手本体
1は、内側継ぎ手2および、この内側継ぎ手部2の外周
に位置する外側継ぎ手3との二重構造をなす。
ていて、構造体としてのトラス部材f端部に回転自在に
嵌め込まれている。上記外側継ぎ手3は、図2に示した
例ではトラス部材f側の端部外周面がテーパー状をなし
ているが、全体的に円筒体からなり、その内周面が内側
継ぎ手2の外周面に回転自在に嵌り合っている。
端部外周面にねじ部4が設けられていて、ここに内周面
にねじ部を有するカラー5が螺装される。このカラー5
の外周面はトラス部材fの外周面よりも径方向に突出し
ていて、カラー5の外周面に内側継ぎ手2の内周面が回
転自在に嵌り合っている。
2の端部内径に一体に形成される抜け止め用突部2aが
係止して、軸方向の抜け止めをなす。上記外側継ぎ手3
のテーパー側端部の内周面にも抜け止め用突部3aが一
体に形成され、内側継ぎ手2の抜け止め用突部2a外面
に係止して軸方向の抜け止めをなす。
1,1を互いに結合した状態で、互いの継ぎ手本体1に
おける外側継ぎ手3と内側継ぎ手2に連通する部位に孔
部6が開口していて、連結具である連結ピン7を挿入す
るようになっている。
外側継ぎ手3は互いに一体に連結固定され、かつトラス
部材fに対して周方向に一体に回転自在となる。したが
って、この連結ピン7は、継ぎ手本体1,1相互が結合
した状態でのロック機構として用いられることになる。
結合した状態で、トラス部材fにおける外側継ぎ手3の
テーパー側端面に対向する部位に孔部8が開口してい
て、固定具である楔9を挿入するようになっている。
出するように寸法設定されていて、上記外側継ぎ手3の
端面に当接し、後述する整位部材10を押し出すために
備えられる。そして、楔9は内、外側継ぎ手2、3が相
手側継ぎ手本体1と結合していないときに、トラス部材
fに沿って移動してしまわないよう規制する。
手3が相手側の継ぎ手と係合したあとに楔9を挿入し
て、芯出し用筒体10をトラス部材fから突出する方向
に押圧することにより、結合を一層強固なものにするこ
とができる。
る芯出し用筒体10が挿入される。芯出し用筒体10の
外径は段状に形成され、大径部10aが内側継ぎ手2内
径に、小径部10bがトラス部材f内径に,それぞれ変
位自在に嵌め込まれる。また、大径部10a側端面に
は、一部が大径部10a端面から突出するようにパッキ
ン部材11が取付けられる。
状態で、芯出し用筒体10相互がパッキン部材11を介
して当接し、かつ互いのトラス部材fと内、外側継ぎ手
2,3からなる継ぎ手本体1の中心軸を揃える整位をな
す。
よびトラス部材fに対して変位自在に寸法設定されるの
で、継ぎ手本体1相互の結合前の状態で少しでもトラス
部材fを傾むけると、パイプ2と内側継ぎ手2から容易
に抜け出てしまう。
に溝部11aを設け、ここにゴム材からなるOリング1
1bを嵌め込む。トラス部材fに対するOリング11b
の摩擦力で、少しの傾きでは容易に抜け出ないように規
制する。
それぞれ先端には、周方向に沿って所定間隔を存し軸方
向に突出する複数の嵌合突部12が設けられ、これら嵌
合突部12相互間には嵌合凹部13が形成される。
された状態で、一方の内側継ぎ手2の嵌合突部12が他
方の内側継ぎ手2の嵌合凹部13に嵌合し、他方の内側
継ぎ手2の嵌合突部12が一方の内側継ぎ手2の嵌合凹
部13に嵌合して、互いに相補形に嵌合する。
2が他方の外側継ぎ手3の嵌合凹部13に嵌合し、他方
の外側継ぎ手3の嵌合突部12が一方の外側継ぎ手3の
嵌合凹部12に嵌合して、互いに相補形に嵌合する。
合突部12の幅寸法よりもある程度広く形成されてい
て、嵌合突部12が嵌合凹部13に嵌合した状態で、各
内,外側継ぎ手部2,3は周方向に所定量だけ回動自在
である。
側壁には、周方向に突出する係止鉤部14が一体に設け
られる。各継ぎ手本体1において、内側継ぎ手2と外側
継ぎ手3のそれぞれ係止鉤部14は、嵌合突部12の互
いに反対側の側壁に設けられている。
1を軸方向に対向させた状態で、互いの内側継ぎ手2に
おいて係止鉤部14が嵌合突部12の対向する側壁に設
けられ、かつ互いの外側継ぎ手3において係止鉤部14
が嵌合突部12の対向する側壁に設けられる。
方の継ぎ手本体1を移動して互いの嵌合突部12を嵌合
凹部13に嵌合することにより、対向する係止鉤部14
相互が係合可能となる。
して所定の角度だけオーバーハング状に傾斜しており、
これらが係合した状態で継ぎ手本体1,1相互を引き離
す方向の荷重が作用した場合に、係止鉤部14相互はよ
り強く係合し、内側継ぎ手2相互および外側継ぎ手3相
互の抜けを確実に防止するように構成される。
は、嵌合突部12の先端面と嵌合凹部13の奥壁面との
間に隙間を存していて、嵌合突部12と嵌合凹部13と
がさらに軸方向に互いに進入するように移動可能であ
る。
構15が設けられる。この付勢機構15は、外側継ぎ手
3に周方向に設けられる長孔16と、この長孔16に挿
入され内側継ぎ手2の周面に植設される止めピン17
と、長孔16端部に近接する外側継ぎ手3周面部位に設
けられる受けピン18と、この受けピン18と止めピン
17との間に亘って設けられる引張りばね19とから構
成される。
2と外側継ぎ手3との間に設けられていて、内側継ぎ手
2と外側継ぎ手3を互いに逆の周方向に回動するよう弾
性的に引張り付勢する。
ぎ手2,3に設けられる係止鉤部14が互いに逆の側壁
に設けられることに対応して、付勢機構15を構成する
止めピン17と受けピン18は互いに周方向の逆位置に
設けられている。
1,1における上記付勢機構15の付勢方向は、内側継
ぎ手2と外側継ぎ手3の係止鉤部14が互いに近接する
方向である。
方の継ぎ手本体1における内,外側継ぎ手2,3の嵌合
突部12に対して、他方の継ぎ手本体1における内,外
側継ぎ手2,3の嵌合凹部13を正対させる。
内,外側継ぎ手2,3の嵌合凹部13に対して、他方の
継ぎ手本体1における内,外側継ぎ手2,3の嵌合突部
12が正対する。
方の継ぎ手本体1を軸方向に移動すればよい。継ぎ手本
体1,1相互の全ての嵌合凹部13内に全ての嵌合突部
12が挿入され、かつ付勢機構15の弾性付勢作用によ
って対向する係止鉤部14相互が係合する。
れることになり、パイプ2,2相互の結合がなされる。
ついで、連結ピン7を挿入して、それぞれの継ぎ手本体
1の内,外側継ぎ手2,3を互いに連結し、楔9を挿入
して継ぎ手本体1の軸方向のガタを無くす。
が得られる一方で、継ぎ手装置全体を含めたトラス部材
fに付加される圧縮荷重が芯出し用筒体10に伝わり、
楔9を介して連結されたトラス部材fに直接的に伝えら
れてしまう。そのため、圧縮荷重が極端に大きい場合に
は、楔9の存在がかえって不都合となり易い。
合わされて構造物を構成するため、それぞれの部材に誤
差が存在すると、部材を結合し組立てた状態で大きな誤
差になってしまう。そのため、継ぎ手装置においても設
計通りの仕上がりが必要であり、ガタの発生は好ましく
はない。
0の先端にあるパッキン部材11が全て圧潰状態とな
り、金属材からなる芯出し用筒体10が、結合相手の金
属材からなる芯出し用筒体10に接触し、かつ内、外継
ぎ手2,3のガタを吸収するだけのストロークの押し出
しができるように、楔9の形状を設定する。
内、外継ぎ手2,3が結合相手側の内、外継ぎ手2,3
(すなわち、継ぎ手本体1,1相互)に軸方向のガタが
生じることなく結合でき、トラス部材fの組み立て時の
寸法精度を確保する。
を、楔9のみに頼ることなく、効率よく均等にトラス部
材fに伝え、かつ強固な結合を得るために、楔9を挿入
することによって生じる芯出し用筒体10とトラス部材
fの先端部との間の空間に、適宜な構造用接着剤(例:
Vantico社(旧称チバガイギー社)のアラルダイ
トなど)を流し込んで固形化してもよい。
手本体1,1相互を結合した状態で、内、外側継ぎ手
2,3のそれぞれ外周面と内周面を貫通し、互いに連通
する位置に、接着剤流し込み用孔20が設けられる。
よく、テーパー状にしてもよい。この連結ピン7は、継
ぎ手本体1の内外側継ぎ手2,3の相対的な動きを固定
するため、結合された状態の継ぎ手本体1,1双方に連
結ピン7、7を挿入すると、継ぎ手の結合の外れを防止
するロック機構としての役割を果たす。
し、内側継ぎ手2の孔部6の直径を小さく、外側継ぎ手
3の孔部6の直径をこれより大きく形成してもよい。こ
の場合、組み立てた状態で内外側継ぎ手2,3の位置が
多少ずれていても、連結ピン7の各孔部6への挿入にと
もなって内外継ぎ手2,3の位置が矯正される。
体10相互のパッキン材11が当接してシールをなし、
芯出し用筒体10自体は内側継ぎ手2および外側継ぎ手
3の中心軸を揃える。すなわち、結合される継ぎ手本体
1,1相互の中心軸が揃えられ、結合されるトラス部材
f,fの中心軸が揃えられる。
ス部材(構造体)f,fの継ぎ手装置であって、継ぎ手
本体1,1相互に雌雄の区別がなく、製作手間が少なく
てよいとともに、トラス部材fへの取付けに神経を使わ
ずにすむ。
離時において、継ぎ手本体1に対する軸方向のストロー
クが短く、ワンタッチの結合と分離ができて、作業性の
大幅な向上が得られる。
ある継ぎ手本体1を結合するので、継ぎ手本体1,1相
互を結合した状態での強度が増大し、安全性と信頼性の
向上化を図れる。
て、内側継ぎ手2の係止鉤部14と外側継ぎ手3の係止
鉤部14の突出方向が互いに逆であり、かつ付勢機構1
5が係止鉤部14,14相互を係合する方向に弾性的に
付勢するので、継ぎ手本体1,1相互は、より強固に係
合し、衝撃などに対して何らの影響も受けない。
ずれの回転方向のトルクがかかっても、あるいは軸方向
のねじりモーメントや、軸方向に沿う引張り力もしくは
圧縮力がかかっても、上述の継ぎ手本体1の構成から、
内側継ぎ手2,2相互と、外側継ぎ手3,3相互が外れ
ることがない。
で、芯出し筒体10の端部に設けたパッキン材11,1
1相互が密接して内部をシールし、芯出し用筒体小径部
10bに嵌め込んだOリング11bがシールするので、
パイプとしてのトラス部材f内に流体を流通させること
も可能である。
解(分離)する場合は、連結ピン7や楔9を取外しした
うえで、いずれか一方の継ぎ手本体1に設けられる付勢
機構15を操作すればよい。
し回り止めし、他方の手で付勢機構15を構成する止め
ピン17を引張りばね19の付勢方向とは逆方向に回動
して、引張りばね19を伸長させる。
2を逆方向に回動することとなり、それまで係合状態に
あった係止鉤部14,14相互が離反する方向に位置ズ
レする。係止鉤部14が設けられていない側壁相互が密
接したところで、係止鉤部14,14相互が完全に離反
する。
と外側継ぎ手3相互の結合状態が同時に解除されること
となり、それぞれの継ぎ手本体1,1は互いに自由にな
り、分解できる。
結合時と分離時に、従来のようにトルクをかけたり、ね
じ込む作業が全く不要となり、ワンタッチで着脱が行え
る。そのため、宇宙構造物や海洋構造物の構築など、足
場の悪い条件下でも容易に作業でき、作業性の大幅な向
上が得られる。
でなく、構造体fをパイプとし、内部にハーネス類やコ
ネクタ類を収容することもできる。さらに、義手や義足
などの義肢体用具などに使用しても上述の好条件を確保
でき、使用範囲が一挙に拡大する。
することのない場合は、必要に応じて、外側継ぎ手3,
3相互の嵌合突部12と嵌合凹部13間の隙間を溶接な
どの手段で埋め込んだり、構造用接着剤(たとえば、V
antico社(旧チバガイギー社)のアラルダイトの
ようなエポキシ系接着剤)などの強固な樹脂を流し込ん
で固めることによってこの隙間を埋めることでもよい。
継ぎ手装置のより堅牢化が図れて、半永久的な使用に耐
えられる。
雄のない一対の継ぎ手本体をワンタッチで結合でき、結
合時のストロークが小さくてすみ組立てが容易で作業性
の大幅な向上を得られるなどの効果を奏する。
手装置の斜視図。
本体の一部断面図。
ぎ手装置を構成した状態の正面図。
物の一部を示す図。
Claims (4)
- 【請求項1】パイプ体もしくは中実体からなる一対の構
造体端部に継ぎ手本体を取付け、継ぎ手本体相互を結合
することにより構造体相互の結合をなす継ぎ手装置にお
いて、上記継ぎ手本体は、 上記構造体端部に回転自在に嵌め込まれる筒状の内側継
ぎ手と、 この内側継ぎ手の外周に回転自在に嵌め込まれる筒状の
外側継ぎ手と、 これら内側継ぎ手と外側継ぎ手のそれぞれ先端部に設け
られ、周方向に沿って所定間隔を存し軸方向に突出する
複数の嵌合突部および、これら嵌合突部相互間に形成さ
れる嵌合凹部と、 上記嵌合突部の一方の側壁に設けられ、上記継ぎ手本体
における内側継ぎ手と外側継ぎ手では互いに反対側で、
かつ継ぎ手本体相互を対向させた状態で、外側継ぎ手相
互と、内側継ぎ手相互では互いに対向する係止鉤部と、 それぞれの継ぎ手本体における内側継ぎ手と外側継ぎ手
との間に設けられ、上記継ぎ手本体の全ての嵌合突部と
嵌合凹部を相手側の継ぎ手本体の全ての嵌合凹部と嵌合
突部に軸方向に嵌合した状態で、内側継ぎ手相互と外側
継ぎ手相互を相対する周方向に弾性的に回動付勢し、対
向する係止鉤部を互いに係止させる付勢機構とを具備し
たことを特徴とする構造体の継ぎ手装置。 - 【請求項2】上記継ぎ手本体を互いに結合した状態で、
それぞれの継ぎ手本体における上記外側継ぎ手と上記内
側継ぎ手を互いに連結する連結具を具備したことを特徴
とする請求項1記載の構造体の継ぎ手装置。 - 【請求項3】上記継ぎ手本体を互いに結合した状態で、
それぞれの継ぎ手本体における上記外側継ぎ手と上記内
側継ぎ手の軸方向の位置を固定する固定具を具備したこ
とを特徴とする請求項1および請求項2のいずれかに記
載の構造体の継ぎ手装置。 - 【請求項4】上記内側継ぎ手の内部に嵌め込まれ、構造
体および継ぎ手本体の中心軸を揃える整位部材を具備し
たことを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれか
に記載の構造体の継ぎ手装置。
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JP2011166969A (ja) * | 2010-02-10 | 2011-08-25 | Toshiba Corp | 電源装置 |
CN108686340A (zh) * | 2018-08-10 | 2018-10-23 | 浙江正星健身器有限公司 | 一种用于跑步机的立柱折叠机构 |
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2001
- 2001-12-17 JP JP2001383529A patent/JP3841677B2/ja not_active Expired - Lifetime
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