JP2006308088A - ジョイントに関する改善 - Google Patents

Abstract

【課題】一つ以上の管を繋ぐために使用される手段を提供する。
【解決手段】一つ以上の管を繋ぐために使用され得るところの、複数の取り付け点を備えられた管状構造に挿入するためのプラグから成るところの管状構造を結合するための改善された手段が提供される。該プラグは、該プラグが管状構造に侵入することができるところの限度を制御するために管状構造の内側の断面より大きな断面のリムを備えられる。
【選択図】図１

Description

本発明は、ジョイントに関する改善及びとりわけ管状構造物を結合するための手段に関する。種々の断面の環状構造が、比較的軽量における力を与えるためにしばしば広範囲の活動において使用される。建築及び輸送産業、例えば、足場、補強を提供するための自動車、トラック及びバスにおける軽量構造物、手すり等において、そのような構造物の使用の例がある。軽量飛行機、例えば、無人監視飛行機、マイクロライト、グライダー等を含む飛行機における他の用途がある。

管状構造の多くの用途において、仕上げられた物品を形成するために二つ以上の管状構造を一緒に結合することが必要である。多くの用途において、ジョイントは剛直であることが必要である。管状構造の結合にための種々の技術は、該構造が作られるところの物質の性質及び製造されるべき、仕上げられた物品の性質に依存することが知られている。

しかし、構造を結合することは、管状構造の製造のより困難な面の一つであり得、かつとりわけ、それは、全体の構造に所望しない重量を加え得る。それはまた、潜在的な安全性の危険性を多分引き起こすところの構造における弱点を与え得る。

それ故、本発明は、管状断面の物品を一緒に結合するために使用され得、かつ所望されるときに該ジョイントに剛直性をもたらすところの、使用することが簡単な軽量ジョイント装置を提供することを目的とする。

それ故、本発明は、プラグが管状構造に挿入され得るところの限度を制限するカラーを備えられた管状構造に挿入するためのプラグを含む管状構造を結合するための手段を提供し、該プラグは、該プラグが該管状構造内に挿入されるとき、該管状構造の外側に位置付けられるように適合されたヘッドを備えられており、該ヘッドは、マルチアームド結合片内の対応する穴と整列され得るところの複数の穴を備えられており、それにより、二つ以上のプラグが、結合穴を通してピンを備えることにより結合片の二つ以上のアームに接続され得て、該プラグが配置されているところの二つ以上の管状構造の間にジョイントを形成する。

プラグは好ましくは、通常より小さい穴の環により囲まれた中央の穴を備えられ、かつ結合片は、適合する穴のセットを備えられている。プラグ及び結合片は従って、それらが互いの関係において回転され得る様式において中央の穴を通るピンにより繋がれ得る。プラグのヘッド及び結合片の各々のアームにおける複数の穴の提供は、結合片へのプラグの取り付けのために異なる位置を許し、かつ複数の穴の使用は、ジョイントの剛直性が改善されることを可能にする。この様式において、適切な穴の選択により、管状部材の傾斜の相対的な角度が実現されかつ変化され得て、所望の全体構造が製造されることを可能にする。使用される穴の数は、作られるべきジョイントの性質に依存するであろう。しかし、我々は、円の周囲に均一に配置された6個又は好ましくは8個の穴が特に有用であることを見出した。そのような構造は、ジョイントが所望され得るような種々の角度で作り上げられ得ることにおいて融通性がある。

好ましい実施態様において、プラグは、管に挿入されるべきであるところの端と反対の端に溝を備えられ、かつ該溝を規定するところの二つのリムの両方は穴を備えられる。この実施態様において、プラグは、プラグに溝を規定するところのリムに備えられた穴に適合するように設計された穴を備えたアームが、溝内に適合しかつ穴にピンを通すことによりそこに保持され得るように結合片のアーム上に滑動され得る。これは、ジョイントにより大きな剛直性が達成されることを許す。

他の実施態様において、本発明は既に開示されたようなプラグを提供する。

更なる実施態様において、本発明は、既に開示されたような少なくとも一つの結合片と一緒に、既に開示されたような二つ以上のプラグを含む管状構造の組立のためのキットを含む。製造される全体構造は、多数の結合された管状構造、例えば、足場、バス及び列車における手摺、自動車及び軽飛行機の構造に基づかれ得ることが認められるであろう。この例において、管状構造の間の多数のジョイントが製造されるために必要であろう。

本発明の技術は、任意の断面の管状構造物を結合するために使用され得る。該構造は、断面において矩形、六角形又は円であり得るか、又は任意の他の断面を有し得る。しかし、本発明は特に、実質的に円の断面の管を一緒に結合することに関する。結合片のプラグ部分の断面は、結合されるべきところの管状構造の断面に対応するであろう。本発明の技術は所望なら、異なる断面の管状部分を一緒に結合するために使用され得、この場合に、結合システムは、管状構造の異なる断面を適合させるために異なる断面のプラグを含むであろう。

好ましい実施態様において、本発明の結合システムは、二つの同心円の管の間にサンドイッチ状のフォームを含むところの積層管状構造と一緒に使用される。この実施態様の特別な特徴において、フォームは、未発泡状態における発泡性物質を含むサンドイッチ状構造を加熱することにより製造される。ここで、結合片のプラグ部分は、フォームの所望の厚さに相当する距離だけ離れて同心円管を保持する追加の機能を提供し得る。この実施態様において、プラグは二つのカラーを備えられ得、一つは、二つの同心円管の内側の方の直径に対応し、かつ他は、二つの同心円管の外側の方の直径に対応する。この様式において、プラグは、同心円管の内側に挿入され得るが、第一のカラーは内側の管を通過しないが、二つの同心円管の外側の管を通過して、従って、カラーの幅により規定される距離だけ離れて二つの管を保持する。もし、そのようなプラグが、同心円管構造の各々の端に挿入されるなら、プラグは、所望される距離だけ離れた管を保持して、所望の厚さのフォームが製造されることを可能にすることを提供するであろう。

この実施態様において、フォームは、それが加熱膨張性でありかつ未発泡状態において同心円管の間に提供され得るようなものであり得る。プラグは、次いで加熱されて発泡を生じ得るところの同心円管構造内に位置付けられ得る。この様式において、プラグは、離れて同心円管を保持し得、かつ所望の厚さの発泡された層が管の長さ方向に沿って得られることを確保し得る。この技術は、フォームが管状構造に強度を加えるところの補強フォームであるとき特に好ましい。発泡し、硬化し、かつまた同心円管の表面に接着するであろうところのエポキシに基づいた構造用フォームが特に好ましい。そのようなフォームが製造され得るところの発泡性物質の例は、発泡剤及びエポキシ樹脂を硬化するための剤を含むエポキシ樹脂並びに熱可塑性ゴム及び/又はエラストマーのブレンドである。該組成物はまたフィラー及び他の補強物質を含み得る。

本発明の更なる実施態様において、内側の管は、プラグが管状構造に挿入されるときにプラグと発泡性物質との間に直接接触があり得るように同心円管の外側の管より僅かにより短い。発泡性物質の接着性は、それが膨張する故に、次いで、管状構造内にしっかりとプラグを保持しかつジョイントに更に剛直性を与えるようにプラグにフォームを結合し得る。

他の実施態様において、プラグは一つ又は両方の側に凹所を備えられ得、該凹所の形状は、結合されているところの管状構造の外側形状に対応する。この様式において、たとえ、全体構造が複雑でありかつ部分的に重複する管状要素を含むときに有用であり得るところのその特定の片を結合するためにプラグが使用され得なくても、プラグは管状片の一つの回りに適合され得る。

穴は、取り付け手段、例えば、ボルト又はピンの通過を許すために、管状片内の穴と適合し得るところのプラグの凹んだ領域内に備えられ得る。

本発明において使用されるところのプラグは任意の適切な物質から作られ得る。しかし、それらは機械加工により作られ得るけれども、それらの形状の複雑性を与えるので、それらは射出成形により作られることが好ましい。それ故、それらは、最終的な管状構造のための適切な強度を与えるところの射出成形可能な物質から作られることが好ましい。適切な物質の例は、射出成形可能な熱可塑性物質、例えば、剛直なポリ塩化ビニル、ポリプロピレン及びポリアミドを含む。好ましい実施態様において、熱可塑性樹脂は、充填されたファイバー、充填されたポリアミドであり、特に、ガラス充填されたナイロンが好ましい。同心円管の間に位置付けられた発泡性物質の発泡をまた許容するために、プラグが同心円管と一緒に使用されるところの本発明の実施態様において、プラグは、発泡をもたらすために使用される条件により有害に作用されないところの物質であるべきである。例えば、もし、発泡が加熱によりもたらされるなら、プラグは、発泡を引き起こすために要求される温度で溶融しないところの物質から作られるなければならない。プラグはまた、アルミニウム及び亜鉛合金ザマック(zamac)のような金属から作られ得る。

結合片はまた、プラグと同一の物質であり得るか又はあり得ないところの任意の適切な物質から作られ得る。結合片は、アルミニウム、鋼又は亜鉛合金、例えば、ザマックのような金属であり得、又は熱硬化性又は熱可塑性物質であり得る。結合片は、製造されるべき構造に従って形作られ、かつ結合されるべきところの管状構造が延びるべきところの方向に突出するところのアームを含むであろう。例えば、結合部分は、同一平面にあるべきところの構造を結合するための２つ以上の延長アームと平らであり得る。あるいは、結合片のアームは、管状部分が、最終的な構造において要求される傾斜を採用するようにお互いに傾斜され得る。一の実施態様において、該片は三つのアームを供えられ得、一つの平面に二つのアーム及び該二つのアームにより占められる平面に垂直な平面に第三のアームが供えられ得る。この様式においてコーナージョイントが形成され得る。

本発明の結合技術は、複数の管状部材を含む全体構造を提供するために結合されるべき管状部材を要求するところの任意の活動において広く行き渡った用途を有し得る。例えば、該技術は、建設産業において使用されるような管状の足場を結合するために使用され得、これらは、輸送産業において使用されるような管状物質、例えば、バス及び列車の手すりを結合するために使用され得る。軽航空機産業、例えば、フライングロボット、マイクロライト又はグライダーにおいて使用される管状構造を一緒に結合するためにまた使用され得る。軽量ジョイントを使用するための簡単な提供の他に、本発明の結合システムは、それらが、所望され得るように容易に解体及び再建又は置き換えられ得ると言う更なる利点を有する。

本発明は添付図面により説明されるが、これに限定されるものではない。

図1は、管状構造に適合され得るところの小さな直径の端(1)を持つプラグを示す。該プラグは、該管の内側の直径より大きな直径であるところのカラー(2)を備えられて、従って、該プラグか管内に余りにたくさん挿入されることを防止する。プラグは次いで更なるカラー(3)を備えられ、それは、二つの同心円管の外側内に適合されるであろうような直径である。該プラグの直径は次いで更に増加して、同心円管の外側にならないであろうところのヘッド(4)を備える。ヘッドは、穴の環(6)により囲まれた中央の穴(5)を備えられる。ヘッドは更に溝(7)を備えられる。図1はまた、カラー部分(2)が凹部領域(8)を備えられ得て、プラグが他の管状部材の外周の周りに配置されることを許容する任意の特徴を与えることを示す。図1は更に、他の管状部材、例えば、ピン又はボルト(図示されていない)の周囲にプラグを取り付けるための手段を受け取るために凹部内に穴(9)を任意的に提供することを示す。

図2は、平らな三角形の結合片(10)を示し、該三角形は、穴の環(12)により取り囲まれた穴(11)を夫々の頂点に備えられている。結合片(10)は、それが、図1に示されているようなプラグに備えられた溝(7)中に挿入することができる厚さである。それ故、結合片(10)の一つの頂点は、穴(11)がプラグに備えられた穴(5)と適合するように溝(7)中に挿入され得る。この様式において、プラグと結合片は、例えば、穴(5)及び(11)にピンを通すことにより回転可能に取り付けられ得る。結合片(10)に関して取り付けられるところのプラグそして従って管状構造の所望の方向は次いで、適切に適合する穴(12)及び(6)を通るピンにより結合を確保することにより実現され得る。

図2は三つの結合領域を持つ結合片を示し、かつそれは、管状構造に結合されたプラグが、所望の方向に夫々の領域において結合され得て、従って、任意の所望の管状システムの展開を可能にする。

異なる数の結合領域を持つ結合片が、図3に説明されたような異なる平面に結合領域を含む結合片として備えられ得ることがまた認識されるであろう。

図4は、管(13)が図1に説明されたようなプラグにより結合片(10)にどのように取り付けられるかを示し、かつ図4はまた、第二のプラグ(14)が結合片(10)にどのように取り付けられかつ凹部部分の使用により他の管(15)の回りにどのように通されるかを示す。

図5は、図3の結合片がどのように使用され得て、三つの管(16)、(17)及び(18)の間にジョイントを提供するかを示している。図5に示されている実施態様において、プラグが、(10)の結合領域がその中で滑動し得るが、結合片(10)の表面と適合され得るところの平らな表面を一つの側に備えられているところの溝を備えられていないと言うことで、該プラグは図1に示されているプラグと異なる。この構造は、プラグが溝を備えられているところのものよりより少ない剛直性を有するであろう。

図6は、二つの同心円管(19)及び(20)から成る管を示す切断図であり、ここで、内側の管(20)は外側の管(19)より短い。発泡性物質(21)は、同心円管の間に位置付らけれている。完全な挿入の位置において同心円管内に位置付られた図1に説明されているようなプラグ(2)が示される。プラグの設計は、同心円管が所望の距離だけ離れて保持されることを可能にすることがまず理解されるであろう。また、発泡性物質が発泡するとき、それが、内側の管が外側の管より短い故に内側の管がないところの領域においてプラグと接触するであろうことが理解されるであろう。従って、もし、フォームが、エポキシに基づいたフォーム又はポリウレタンに基づいたフォームとのように発泡の間に接着性を発生させるなら、フォームはプラグと結合して、従って、同心円管内でそれを剛直に確保する。

発泡性物質を含む二つの同心円管を含む管状構造と共に有用な本発明に従うプラグを示す。

本発明に従う平面の接続片を示す。

3個の管状部材の間の直角ジョイントを形成するために適する接続片を示す。

プラグの一つがまた管状構造の部分を橋掛けするために使用されるところの態様において図2の接続片の使用を示す。

3個の管状構造に挿入された3個のプラグと一緒に、図3に示された接続片の使用により設置されたところの直角コーナーを示す。

内側の管が外側の管より短い状態における、発泡性物質を含む二つの同心円管内に位置付けられたプラグを示すところの切断図である。

プラグが管状部材と接触して存在することを可能にするためにプラグに凹所がどのように備えられ得るかを示している。

管が本発明の技術により結合されるところ管状構造を示している。

Claims (23)

1. プラグが管状構造に挿入され得るところの限度を制限するカラーを備えられた管状構造に挿入するためのプラグを含む管状構造を結合するための手段であって、該プラグは、該プラグが該管状構造内に挿入されるとき、該管状構造の外側に位置付けられるように適合されたヘッドを備えられており、該ヘッドは、マルチアームド結合片内の対応する穴と整列され得るところの複数の穴を備えられており、それにより、二つ以上のプラグが、結合穴を通してピンを備えることにより結合片の二つ以上のアームに接続され得て、該プラグが配置されているところの二つ以上の管状構造の間にジョイントを形成するところの手段。
2. ヘッドが穴の環により取り囲まれた中央の穴を備えられているところの請求項1記載の手段。
3. 穴の環が6個の等距離の穴を含むところの請求項2記載の手段。
4. 穴の環が8個の等距離の穴を含むところの請求項2記載の手段。
5. プラグのヘッドに溝を備えられているところの請求項1〜4のいずれか一つに記載の手段。
6. プラグの穴と一致するように位置付けられた穴を備えられた少なくとも一つのマルチアームド結合片と一緒に、請求項1〜5のいずれか一つに記載の二つ以上のプラグを含むところの、管状構造の組立のためのキット。
7. プラグが、管に挿入されるべきところの端と反対側の端に溝を備えられており、かつ該溝を規定するところの二つのリムが、穴を備えられているところの請求項1〜5のいずれか一つに記載の手段。
8. 溝が、穴を備えられた結合片のアームが、プラグ内に溝を規定するところのリム内に備えられた穴と適合するようにプラグが結合片のアーム上に滑動され得るようなものであるところの請求項7記載の手段。
9. プラグが一つの側又は両側に凹所を備えられており、該凹所の形状が結合されている管状構造の外側形状に対応するところの請求項1〜8のいずれか一つに記載の手段。
10. 結合片が、製造されるべき構造に従って形作られ、かつ結合されるべき管状構造が延びるべき方向に突出するアームを含むところの請求項1〜9のいずれか一つに記載の手段。
11. 結合部分が、同一平面内にあるべきところの構造を結合するための二つ以上の延長アームと平らであるところの請求項10記載の手段。
12. 結合片のアームが、管状部分が最終構造において要求される傾斜を採用するように互いに傾斜されているところの請求項10記載の手段。
13. 結合片が三つのアームを供えられ、一つの平面に二つのアームが及び該二つのアームにより占められる平面に垂直な平面に第三のアームがあるところの請求項10記載の手段。
14. 管状の足場を結合するために請求項1〜13のいずれか一つに記載の手段を使用する方法。
15. 輸送産業において使用される管状物質を結合するために請求項1〜13のいずれか一つに記載の手段を使用する方法。
16. 軽航空機において使用される構造を結合するために請求項1〜13のいずれか一つに記載の手段を使用する方法。
17. 請求項1〜16のいずれか一つに記載の結合システムを使用して、二つの同心円管の間にサンドイッチ状のフォームを含む積層管状構造を結合するところの方法。
18. フォームが、二つの同心円管の間に未発泡状態における発泡性物質を含むサンドイッチ構造を加熱することにより製造され、かつ結合片のプラグ部分が、該フォームの所望の厚さに相当する距離だけ離れて該同心円管を保持するところの請求項17記載の使用方法。
19. プラグが二つのカラーを備えられ、一つが、二つの同心円管の内側の方の直径に対応し、かつ他方が、二つの同心円管の外側の方の直径に対応するところの請求項18記載の使用方法。
20. 二つの同心円管の間にサンドイッチされたフォームを含む積層管状構造を製造するための方法であって、熱膨張性物質が、未発泡状態において同心円管の間に備えられ、かつプラグが、該同心円管の夫々の端に位置付けられて、フォームの所望の厚みに相当する距離だけ離れて該管を保持し、そして該構造が加熱されて発泡を引き起こすところの方法。
21. フォームが管状構造に強度を加える補強フォームであるところの請求項20記載の方法。
22. 発泡性物質が、発泡し、硬化し、かつまた、同心円管の表面に接着するところの、エポキシに基づいた構造用フォームであるところの請求項21記載の方法。
23. 同心円管の内側の管が外側の管より短くて、プラグが管状構造に挿入されるときプラグと発泡性物質との間に直接接触を許し、それにより、発泡性物質の接着性はそれが膨張するときにプラグにフォームを結合するところの請求項20〜22のいずれか一つに記載の方法。

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