JP2015113950A - 連結ジョイント - Google Patents

Abstract

【課題】連結作業が簡単であり、連結部分の位置ずれを生じ難く、しかも、部材に寸法誤差がある場合でも精度よく連結する。【解決手段】断面Ｔ字形の取付用溝２５を有し、取付用溝２５に配置される頭部３と胴部４とを有し、胴部４から頭部３に貫通するボルト孔５が形成される充填ナット部材２と、頭部３の幅方向両側部において対向する側面２２ｃとの間に配置される一対の充填部材１０，１０と、を備え、頭部３の幅方向両側部には、奥部２２の底面２２ａに向かって漸次広がる頭部側テーパ面３ａ，３ａが形成され、一対の充填部材１０，１０には、逆テーパ状の充填部材側テーパ面１０ａ，１０ａが形成され、一対の充填部材１０，１０は、充填ナット部材２が底面２２ａから離れる側に締め付けられることで、取付用溝２５の奥部２２の幅方向の側面２２ｃに押圧される構成とした。【選択図】図３

Description

本発明は、連結ジョイントに関し、特に断面Ｔ字形の取付用溝を有する第１の部材と第２の部材との連結に用いられる連結ジョイントに関するものである。

従来、断面Ｔ字形の取付用溝を有する第１の部材と第２の部材との連結においては、Ｔナットを用いた連結が知られている（非特許文献１，２参照）。

Ｔナットを用いた連結では、取付用溝内にＴナットを配置し、これを締め付けることで第１の部材と第２の部材とを連結することが可能である。

ＪＩＳ Ｂ ０９５２ Ｔ溝 ＪＩＳ Ｂ １１６７ Ｔ溝ナット

ところで、Ｔナットを用いた連結において、連結部分のガタを無くすには、治具等を用いた煩雑な調整作業が必要である。

また、連結時に取付用溝内において、Ｔナットの周囲に隙間が形成されることがあった。このような隙間が形成されてしまうと、連結部分に外部から衝撃が加わったり、連結部分に荷重が作用したりすると、衝撃の大きさや作用する荷重の大きさによっては第１の部材と第２の部材とが位置ずれを生じるおそれがあった。

一方、連結される部材がアルミニウム合金製の押出加工により形成されるものである場合には、加工精度、取付用溝の溝幅や溝深さによって、一般に、０．２〜０．３ｍｍ程度の寸法誤差が不可避に発生する。また、ロットによって発生する寸法誤差も顕著である。
しかしながら、この寸法誤差は連結される部材全体に亘って生じるものであり、例えば対称線を境にして形状が対称とされた特定の断面に対しては、対称線の両側で比べた場合に相対的な寸法誤差は僅かである。このような特性を利用して、部材同士を精度よく連結する技術の開発が望まれていた。

本発明の目的は、連結作業が簡単であり、連結部分の位置ずれを生じ難く、しかも、部材に寸法誤差がある場合でも精度よく連結することができる連結ジョイントを提供することにある。

本発明の連結ジョイントは、開口部が狭く奥部が前記開口部と直交する幅方向に広がった断面Ｔ字形の取付用溝を有する第１の部材と第２の部材との連結に用いられ、前記奥部に配置される頭部と、前記開口部に配置される胴部とを有し、前記胴部から前記頭部に貫通するボルト孔が形成される充填ナット部材と、前記頭部の幅方向両側部において対向する前記奥部の側面との間に配置される一対の充填部材と、を備え、前記頭部の幅方向両側部には、前記奥部の底面に向かって漸次広がる頭部側テーパ面が形成されており、前記一対の充填部材には、前記頭部側テーパ面と係合するように逆テーパ状の充填部材側テーパ面が形成されており、前記一対の充填部材は、前記充填ナット部材が前記底面から離れる側に締め付けられることで、前記奥部の幅方向の側面に押圧されることを特徴とする。

本発明によれば、連結作業が簡単であり、連結部分の位置ずれを生じ難く、しかも、部材に寸法誤差がある場合でも精度よく連結することのできる連結ジョイントが得られる。

本発明の第１実施形態に係る連結ジョイントを連結する部材に装着した状態を示す正面図である。 図１におけるＡ−Ａ線断面図（第１の部材は二点鎖線で図示）である。 締結ボルトにより締め付けた状態を示す図２に相当する断面図である。 連結ジョイントを示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は底面図、（ｄ）は背面図である。 （ａ）は背面側から見た連結ジョイントの分解斜視図、（ｂ）は正面側から見た連結ジョイントの分解斜視図である。 （ａ）は搬送装置の走行レールに連結ジョイントを適用した状態を示す説明図、（ｂ）は図６（ａ）の縦断面図である。 六角穴付きボルトで連結ジョイントを締め付けた状態を示す説明図、（ｂ）は図７（ａ）の縦断面図である。 本発明の第２実施形態に係る連結ジョイントを示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は底面図、（ｄ）は背面図である。 本発明の第２実施形態に係る連結ジョイントを示す図であり、（ａ）は背面側から見た分解斜視図、（ｂ）は正面側から見た分解斜視図である。 本発明の第３実施形態に係る連結ジョイントを示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は底面図、（ｄ）は背面図である。 本発明の第３実施形態に係る連結ジョイントを示す図であり、（ａ）は背面側から見た分解斜視図、（ｂ）は正面側から見た分解斜視図である。 本発明の第４実施形態に係る連結ジョイントを示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は底面図、（ｄ）は背面図である。 本発明の第４実施形態に係る連結ジョイントを示す図であり、（ａ）は背面側から見た分解斜視図、（ｂ）は正面側から見た分解斜視図である。 連結ジョイントを用いた補機の取り付け例を示す説明図である。

以下、本発明に係る連結ジョイントの実施形態について図面を参照して説明する。ここで、連結ジョイントで連結される部材としてアルミニウム合金製の押出加工により形成された押出材（第１の部材，第２の部材）からなる部材を例示するが、本実施形態の連結ジョイントが適用される部材や設備等を限定する趣旨ではない。

（第１実施形態）
図１に示すように、連結ジョイント１は、鉄系やステンレス系の材料で形成された充填ナット部材２と、アルミニウム合金製の材料で形成された一対の充填部材１０，１０とを備えて構成されている。連結ジョイント１は、連結の対象となる第１の部材２０および第２の部材３０に形成された取付用溝２５，２５（図２参照）に対して、軸方向の端部２０ａ，３０ａ（端面）からそれぞれ挿入される。取付用溝２５は、図２，３に示すように、開口部２１が狭く奥部２２が開口部２１と直交する幅方向（図２の紙面において上下方向）に広がった断面Ｔ字形に形成されている。

充填ナット部材２は、図１に示すように、第１の部材２０の端部から第２の部材３０の端部に亘り、第１の部材２０および第２の部材３０の連結に必要な適宜の長さを有している。充填ナット部材２は、図２に示すように、奥部２２に配置される頭部３と、頭部３から一体的に延出して開口部２１に配置される胴部４と、を備え、断面略Ｔ字形状に形成されている。
頭部３は、奥部２２の幅方向に延在するように幅広に形成されている。頭部３の幅方向両端部には、奥部２２の底面２２ａに向かって漸次広がる頭部側テーパ面３ａ，３ａが形成されている。頭部側テーパ面３ａ，３ａは、図４（ａ）（ｃ）に示すように、充填ナット部材２の長手方向全体に亘って形成されている。頭部側テーパ面３ａ，３ａと奥部２２の側面２２ｃ，２２ｃとの間には、一対の充填部材１０，１０が挿入されるスペースが形成されている。

胴部４は、図２に示すように、開口部２１に挿入配置される幅を有している。胴部４は、開口部２１の内面２１ａ，２１ａに当接する側面４ａ，４ａと、側面４ａ，４ａ間をつなぐ端面４ｂと、を備えている。頭部３と側面４ａ，４ａとの間には、隅部が円弧状とされた段部３ｂ，３ｂが形成されている。端面４ｂには、図４（ａ）に示すように、複数のボルト孔５が開口している。各ボルト孔５は、胴部４および頭部３を貫通して、頭部３の底面３ｃに開口している（図４（ｄ）参照）。各ボルト孔５には、六角穴付きボルト４０が螺合される（図３参照）。
ここで、ボルト孔５は、図４（ａ）（ｄ）に示すように、充填ナット部材２の長手方向に所定の間隔を空けて計４つ形成されている。なお、ボルト孔５は、計４つ形成されたものに限られることはなく、適宜の数形成することができる。

また、胴部４は、図２に示すように、奥部２２の底面２２ａに頭部３の底面３ｃが当接した状態で、開口部２１の内面２１ａ，２１ａに側面４ａ，４ａの少なくとも一部がかかるように形成されている。
さらに、胴部４の端面４ｂは、図３に示すように、六角穴付きボルト４０で充填ナット部材２が締め付けられた状態で、開口部２１の開口縁２１ｂから突出することのない長さに形成されている。これにより、六角穴付きボルト４０による締め付け時に、開口縁２１ｂに配置されたワッシャ４１に対して胴部４の端面４ｂが当接することがなく、六角穴付きボルト４０による締め付けを好適に行うことができるようになっている。
なお、六角穴付きボルト４０で充填ナット部材２が締め付けられた状態で、段部３ｂ，３ｂとこれに対向する奥部２２の内面２２ｂとの間には、隙間Ｓ１が形成されるように設定されている。

一対の充填部材１０，１０は、棒状を呈しており、図１に示すように、充填ナット部材２と同様の長さを有している。一対の充填部材１０，１０は、図２に示すように、取付用溝２５の奥部２２内において、頭部側テーパ面３ａ，３ａとこれらに対向している奥部２２の側面２２ｃ，２２ｃとの間に挿入される。一対の充填部材１０，１０は幅方向に対称の形状とされているので、ここでは一方の充填部材１０について説明する。

充填部材１０は、頭部側テーパ面３ａに対向する充填部材側テーパ面１０ａと、側面２２ｃに対向して当接される外側面１１と、内面２２ｂに対向して当接される側面１２とを備えている。充填部材側テーパ面１０ａは、頭部側テーパ面３ａと係合するように逆テーパ状に形成されている。
外側面１１および側面１２は、図３に示すように、六角穴付きボルト４０で充填ナット部材２が締め付けられた状態で、奥部２２の側面２２ｃおよび内面２２ｂにそれぞれ当接するようになっている。なお、充填部材１０の角部１３は、面取りされている。

以上のような連結ジョイント１は、前記したように、第１の部材２０および第２の部材３０に形成された取付用溝２５，２５（図２参照）に対して、軸方向の端部２０ａ，３０ａ（端面、図１参照）からそれぞれ挿入される。挿入に際しては、充填ナット部材２を先に一方の部材の取付用溝２５に挿入しておいてから一対の充填部材１０，１０を挿入してもよいし、充填ナット部材２と一対の充填部材１０，１０とを一緒にして取付用溝２５に挿入してもよい。

取付用溝２５に連結ジョイント１を挿入したら、ワッシャ４１を介して六角穴付きボルト４０を充填ナット部材２のボルト孔５にあてがい、六角穴付きボルト４０をボルト孔５に螺合する。そうすると、螺合によって充填ナット部材２が開口部２１側に引き寄せられるようにして締め付けられる。
これにより、充填ナット部材２の頭部側テーパ面３ａ，３ａが一対の充填部材１０，１０の充填部材側テーパ面１０ａ，１０ａに当接され、一対の充填部材１０，１０が、奥部２２の幅方向外側に向けて押圧されるとともに、奥部２２の内面２２ｂに向けて押圧される。このような押圧により、一対の充填部材１０，１０の外側面１１，１１が奥部２２の側面２２ｃ，２２ｃに密着するとともに、一対の充填部材１０，１０の側面１２，１２が奥部２２の内面２２ｂ，２２ｂに密着する。
これにより、頭部３は、一対の充填部材１０，１０によって奥部２２の幅方向に挟持されるようにしてしっかりと保持され、また、奥部２２の内面２２ｂ，２２ｂに押圧されるようにして、奥部２２の幅方向に直交する方向（奥部２２内から開口部２１に向かう方向）に保持される。
すなわち、頭部３は、六角穴付きボルト４０により締め付けられる方向（従来のＴナットと同様に締め付けられる方向）にのみ拘束されるのではなく、六角穴付きボルト４０の締め付けにより奥部２２の幅方向にも好適に拘束されることとなる。

このような拘束作用により、第１の部材２０と第２の部材３０とが連結ジョイント１によって好適に連結される。

以上説明した本実施形態の連結ジョイント１によれば、六角穴付きボルト４０を締め付けるだけで第１の部材２０と第２の部材３０とを連結することができ、連結作業が簡単である。したがって、部材同士を短時間で組み付けることが可能となり、コストの低減を図ることができる。

また、六角穴付きボルト４０の締め付けにより、奥部２２の幅方向に一対の充填部材１０，１０が広がるように押圧されるので、連結と同時に取付用溝２５の幅方向の中央部に充填ナット部材２を位置させることができ、連結部分において芯合わせが可能である。
したがって、第１の部材２０と第２の部材３０との連結組立精度を確保することができる。また、連結部分において芯合わせが可能であるので、第１の部材２０と第２の部材３０とに寸法誤差がある場合でも精度よく連結することができる。

また、六角穴付きボルト４０の締め付けにより、奥部２２の幅方向に一対の充填部材１０，１０が広がるように押圧され、取付用溝２５内において幅方向の隙間がなくなるので、連結部分におけるガタをなくすことができる。したがって、連結部分の位置ずれを生じ難い。

また、充填ナット部材２の頭部３は、六角穴付きボルト４０の締め付けにより奥部２２の幅方向にも好適に拘束されるので、取付用溝２５内において連結ジョイント１の面接する面積を大きくすることができる。これにより、応力集中による変形を防止することができる。特に、応力集中により変形を生じやすいアルミニウム合金製の押出材においては、変形を効果的に防止することができる。

また、取付用溝２５内において、当該取付用溝２５と連結ジョイント１とが面接する面積を大きくすることができるので、従来のＴナットのように締め付けられる方向にのみ拘束されるものに比べて、面圧を好適に緩和することができる。これにより、応力集中による変形を好適に防止することができる。

図６（ａ）は搬送装置の走行レールに連結ジョイントを適用した状態を示す説明図、図６（ｂ）は図６（ａ）の縦断面図である。
走行レール２０Ａ，３０Ａ（第１の部材、第２の部材に相当）には、連結される端面に、縦並びおよび横並びに計４つの取付用溝２５が開口形成されており、これらの取付用溝２５に連結ジョイント１がそれぞれ装着されている。
なお、図６（ｂ）において符号５０は図示しない台車に設けられた車輪である。

このような走行レール２０Ａ，３０Ａは、図７（ａ）（ｂ）に示すように、六角穴付きボルト４０によって各充填ナット部材２を締め付けることによって相互に連結される。
なお、走行レール２０Ａ，３０Ａは、連結ジョイント１を介して縦横の異なる方向で相互に連結されるので、連結組立精度を好適に確保することができる。

（第２実施形態）
図８，図９に第２実施形態の連結ジョイントを示す。本実施形態の連結ジョイント１が前記第１実施形態の連結ジョイント１と異なるところは、係合部としての突部３ｅを充填ナット部材２の頭部３に設けるとともに、突部３ｅに係合される係合受部としての凹溝１５を一対の充填部材１０，１０に設けた点にある。

突部３ｅは、充填ナット部材２の長手方向に間隔を空けて、頭部３の頭部側テーパ面３ａ，３ａに一対突設されている。
凹溝１５は、突部３ｅに対向するように、一対の充填部材１０，１０の充填部材側テーパ面１０ａ，１０ａにそれぞれ形成されている。
突部３ｅと凹溝１５とは、取付用溝２５内に充填ナット部材２および一対の充填部材１０，１０が挿入された状態で係合状態を維持するように構成されている。

連結ジョイント１の組付時には、突部３ｅと凹溝１５とを係合させた状態にして、充填ナット部材２および一対の充填部材１０，１０を一緒に取付用溝２５へ挿入する。

本実施形態によれば、突部３ｅと凹溝１５との係合により、取付用溝２５内において、充填ナット部材２および一対の充填部材１０，１０が長手方向に相対的に移動するのを規制することができる。これにより、例えば、第１の部材２０と第２の部材３０とが傾斜状に配置される場所においても、充填ナット部材２および一対の充填部材１０，１０を取付用溝２５内において一体的に配置しておくことができる。したがって、組付作業が行い易い。

（第３実施形態）
図１０，図１１に第３実施形態の連結ジョイントを示す。本実施形態の連結ジョイント１が前記第１，第２実施形態の連結ジョイント１と異なるところは、係合部としての突部３ｆを充填ナット部材２の頭部３の長手方向両端部に設けるとともに、一対の充填部材１０，１０の全長を短く形成して、一対の充填部材１０，１０の両端部１０ｆを、突部３ｆに係合される係合受部として機能させた点にある。

本実施形態によれば、突部３ｆが一対の充填部材１０，１０の両端部１０ｆの長手方向外側に位置するので、突部３ｆと両端部１０ｆとの係合により、取付用溝２５内において、充填ナット部材２および一対の充填部材１０，１０が長手方向に相対的に移動するのを規制することができる。したがって、組付作業が行い易い。

（第４実施形態）
図１２，図１３に第４実施形態の連結ジョイントを示す。本実施形態の連結ジョイント１が前記第１〜第３実施形態の連結ジョイント１と異なるところは、一対の充填部材１０，１０の代わりに枠状の充填部材１６を用いた点にある。

充填部材１６は、充填ナット部材２の周りを囲むように四角枠状に形成されており、頭部側テーパ面３ａ，３ａに対向するように、逆テーパ状の充填部材側テーパ面１６ａ，１６ａを備えている。
充填部材１６は、取付用溝２５内において、一対の充填部材１０，１０と同様に機能する。すなわち、六角穴付きボルト４０の締め付けにより、充填ナット部材２の頭部側テーパ面３ａ，３ａが充填部材１６の充填部材側テーパ面１６ａ，１６ａに当接され、充填部材１６の長手部１６ｃ，１６ｃ（一対の充填部材に相当する）が変形して奥部２２の幅方向外側に向けて押圧されるとともに、奥部２２の内面２２ｂに向けて押圧される。このような押圧により、長手部１６ｃ，１６ｃの外側面１６ｃ１，１６ｃ１が奥部２２の側面２２ｃ，２２ｃ（図３参照）に密着するとともに、側面１６ｄ，１６ｄが奥部２２の内面２２ｂ，２２ｂ（図３参照）に密着する。

本実施形態によれば、充填部材１６が充填ナット部材２の周りを囲む四角枠状であるので、取付用溝２５内において、充填ナット部材２および充填部材１６が長手方向に相対的に移動するのを規制することができる。したがって、組付作業が行い易い。

本発明は上記した実施に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。
例えば、一対の充填部材１０，１０や充填部材１６は、軟鉄材等で成形してもよい。また、樹脂成形品で低コストに量産してもよい。

また、前記第１実施形態で示した連結ジョイント１において、一対の充填部材１０，１０を粘着材（粘着テープ）等により充填ナット部材２に取り付けて、取付用溝２５内に挿入するようにしてもよい。この場合にも、充填ナット部材２および一対の充填部材１０，１０が長手方向に相対的に移動するのを規制することができる。

また、前記した一対の充填部材１０，１０や充填部材１６に代えて、１本の棒状部材からコ字状やＵ字状の充填部材を形成して、これを充填ナット部材２の両側に配置するようにしてもよい。

また、前記した充填部材１６の短手部１６ｂに破断可能な切込み部や切欠き部を形成して、六角穴付きボルト４０による締め付け時に、充填部材１６が幅方向に分離するように構成してもよい。この場合には、充填部材１６が幅方向に分離するので、締め付け時の追従性が高まる。

また、図１４に示すように、長軸の六角穴付きボルト４０Ａを用いて、補機６０等を走行レール２０Ａ，３０Ａに組み付けてもよい。この場合には、補機６０等の組み付けを連結ジョイント１の組み付けに付随して一緒に行うことができるので、別途組み付け部材等が必要とならず、コストを低減することができる。また、省スペース化も図ることができる。

また、第２実施形態において、突部３ｅを充填ナット部材２の頭部３に設けるとともに、凹溝１５を一対の充填部材１０，１０に設けたが、これに限られることはなく、充填ナット部材２に凹溝を設け、一対の充填部材１０，１０に突部を設けてもよい。

なお、本発明の連結ジョイント１は、有軌道台車に用いられる走行レールの連結や、スタッカクレーンのレールの連結、その他、段差を無くして繋ぎ合わされる部材同士の連結に好適に用いることができる。

１ 連結ジョイント
２ 充填ナット部材
３ 頭部
３ａ 頭部側テーパ面
３ｅ 突部（係合部）
４ 胴部
５ ボルト孔
１０，１６ 充填部材
１０ａ 充填部材側テーパ面
１５ 凹溝（係合受部）
２０ 第１の部材
２１ 開口部
２２ 奥部
２２ａ 底面
２２ｂ 内面
２２ｃ 側面
２５ 取付用溝
３０ 第２の部材
２０Ａ 走行レール（第１の部材）
３０Ａ 走行レール（第２の部材）
４０ 六角穴付きボルト

Claims (3)

1. 開口部が狭く奥部が前記開口部と直交する幅方向に広がった断面Ｔ字形の取付用溝を有する第１の部材と第２の部材との連結に用いられ、
   前記奥部に配置される頭部と、前記開口部に配置される胴部とを有し、前記胴部から前記頭部に貫通するボルト孔が形成される充填ナット部材と、
   前記頭部の幅方向両側部において対向する前記奥部の側面との間に配置される一対の充填部材と、を備え、
   前記頭部の幅方向両側部には、前記奥部の底面に向かって漸次広がる頭部側テーパ面が形成されており、
   前記一対の充填部材には、前記頭部側テーパ面と係合するように逆テーパ状の充填部材側テーパ面が形成されており、
   前記一対の充填部材は、前記充填ナット部材が前記底面から離れる側に締め付けられることで、前記奥部の幅方向の側面に押圧されることを特徴とする連結ジョイント。
2. 前記一対の充填部材は、前記充填ナット部材が前記底面から離れる側に締め付けられることで、前記底面から離れる側に形成された前記奥部の内面に押圧されることを特徴とする請求項１に記載の連結ジョイント。
3. 前記充填ナット部材と前記一対の充填部材との一方に設けられる係合部と、他方に設けられ、前記係合部が係合される係合受部と、を備えることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の連結ジョイント。

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