JP2020128802A - 嵌合構造を含んで構成される構造体 - Google Patents
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Abstract
【課題】容易に連結、かつ高い嵌合力を有する嵌合構造によって連結する構造体を提供する。【解決手段】複数の構造部材同士を連結する嵌合構造1は、受け部材2と、嵌め部材3と、受け部材が有する受け部材内周部25と、受け部材外周部26と、嵌め部材が有する嵌め部材内周部35と、嵌め部材外周部36と、受け部材内周部が有する受け部材第1凸部21、受け部材第2凸部22および受け部材第3凸部23と、受け部材外周部が有する受け部材係止部24と、嵌め部材内周部が有する嵌め部材第1凸部31、嵌め部材第2凸部32および嵌め部材第3凸部33と、嵌め部材外周部が有する嵌め部材係止部34と、を備え、受け部材第1凸部と嵌め部材第1凸部とが接触関係を有し、受け部材第2凸部と嵌め部材第2凸部とが接触関係を有し、受け部材第3凸部と嵌め部材第3凸部とが接触関係を有し、受け部材係止部と嵌め部材係止部とが接触することで固定保持がなされる。【選択図】図5
Description
本発明は、嵌合構造によって構造部材同士が連結される部分を含む、嵌合構造を含んで構成される構造体に関する。
箱体、様々な機器のケース、筐体、壁、建築材など、様々な用途や場面で構造部材が用いられる。これらの構造部材は、大きさ、形状、態様があらかじめ一体で形成されるものもある。一方で、同じ構造部材であっても、その用途や場面によって、大きさや形状が異なることもある。たとえば、同じ目的の機器ケースであっても、収納対象の機器によって、大きさや形状が相違することもある。
あるいは、壁や建築材などは、様々な用途や場面に応じて、様々な大きさにして使用されることがある。建築対象物によって、必要となる壁や建築物の大きさは、様々であるからである。
このため、これらの構造部材は、用途や場面に対応した大きさ、形状などを一体で形成されるのではなく、ユニット単位の複数の構造部材を連結して必要とされる大きさや形状に仕上げることも多い。たとえば、機器のケースや箱体であれば、複数の構造部材を連結して、異なる大きさの機器ケースや箱体を作ることがある。あるいは、壁材であれば、複数の構造部材を連結して、異なる面積の壁を作ることができる。
このように、最終的な用途や場面に対応する、種々の構造部材が広く用いられている。さらに上述のように、複数の構造部材が連結されて、最終的な用途や場面に適した大きさや形状の物体が形成できる。
この構造部材同士を連結するに当たっては、構造部材の端部同士を溶接したり接着したりすることがあり得る。しかし端部同士の溶接や接着では、連結強度が不十分となりえる。さらには溶接や接着での作業工程の増加やコストの増加が生じ、最終的な物体を形成するのに不適である。
このため、構造部材同士の連結において、構造部材の一部同士を嵌合させることが行われる。このため、構造部材の一部に嵌合構造が設けられている(嵌合部材が設けられている)。
ここで、構造部材の素材としては樹脂、金属、合金など様々なものが用いられる。これらの構造部材は、種々の加工方法で形成されるが、製造コストの低下や製造工程の簡略化のために、押し出し加工で製造されることがある。押し出し加工は、金属や合金を金型に合わせて押し出して形状を形成する。この押し出し加工により、嵌合構造を備える構造部材が製造される。
このようにして製造された構造部材の嵌合構造同士が、嵌合されて、複数の構造部材が連結される。従来技術の嵌合構造としては、いわゆる互い違いのほぞのような構造をもつものがある。凸部と凹部とを合わせることで、構造部材同士が嵌合される。このとき、凸部と凹部とがテーパー部を持っていることで、嵌合された後で、連結もなされる。
構造体を構成する構造部材は、このような嵌合構造を含むことがある。あるいは、構造部材と独立した嵌合部材が嵌合構造として用意されることもある。このような嵌合構造によって構造部材同士が連結される。構造部材が連結されれば、他の部材との組み合わせも含めて、構造体が構成できる。たとえば、箱体、枠体、筐体、機器ケース、建築材などの構造体が構成できる。
このとき、構造体を構成する構造部材が、嵌合構造によってフレキシブルに連結できると、構造体の大きさや形状をフレキシブルに変更できる。たとえば、枠体や箱体は、縦、横、幅などの大きさの要素を有している。ユニット化された構造部材が嵌合構造によって連結されると、この縦、横、幅などの大きさを変化させることができる。結果として、全体の大きさや形状を変えた構造体を実現できる。
このような構造部材同士を嵌合させて構成する構造体は便利である。様々な分野で、このような構造体の必要性が高まっている。たとえば、内部に電子機器を格納する筐体は、内部の電子機器の形状や大きさによって、その筐体の大きさや形状を変化させることが求められている。あるいは、建築材などは、建築対象物によって異なる大きさとして構成されることが求められる。
このため、大きさや形状のフレキシビリティのある構造体を実現する嵌合構造の必要性も高まっている。
図15は、従来技術での嵌合構造を示す模式図である。凸部101と凹部102とが嵌合することで、構造部材同士が嵌合される。ここでは、構造部材110が凸部101を備え、構造部材120が凹部102を備える。しかし後述する問題のように、ほぞのような凸部101と凹部102との面接触での嵌合である。このため、加工精度が不十分であると、隙間200が生じてしまう。隙間200が生じると、嵌合が不十分となる問題がある。
このように構造部材同士を連結するための嵌合構造についての技術が提案されている(例えば、特許文献1、2参照)。
特許文献1は、支柱10と梁20とを連結する連結金具30が、支柱10の内部に挿入されており、支柱10には内側に凹んだ凹板11と凹板11の開口部を塞ぐ表板12とで囲まれた空洞部13が形成されており、凹板11と連結金具30とは頭部42が空洞部13に収められたボルト40で締結されており、頭部42には表板12に形成された孔に挿入されたボルトキャップ43が被せられている。外観においてボルト40が目立たず、ボルト40の締結による支柱10の窪みが表面に表れず、意匠性に優れている。ボルト40が露出していないので腐食しにくい枠材の連結構造を開示する。
特許文献1は、一般的な「ほぞ」とは異なるが、凹部と凸部とを嵌合させることで枠材を連結させる技術を開示する。
しかしながら、この連結構造では、次のような問題がある。
(問題1)凸部と凹部とを嵌合させて枠材同士を確実に連結(外れたりゆるんだりしないように)するためには、凸部と凹部のそれぞれの嵌合部分に隙間がなく、ぴったりと合わさる必要がある。しかしながら、このように隙間のないぴったりとした形態とするには、部材の加工、製造を精密に行う必要がある。成型時の精度向上や、成型後に研磨などで加工精度を上げるなどの必要がある。このため、嵌合部分を含む枠材の製造における製造時間、コストが増加する問題がある。
(問題2)問題1に対応するため、凸部と凹部との嵌合部分を緩めに(遊びを残して)製造すると、接着剤やねじなどで結合を実現する必要がある。この場合には、嵌合による連結における工程が増加する問題がある。当然に、嵌合を外す場合の不便も大きくなる。
特許文献2は、木材の結合構造は、ほぞ穴8にほぞ6を嵌合した状態で、ピン孔10a〜10cの一方開口側からピン12の頭部12bを打ち込むことにより、ほぞ穴8の少なくとも一部においてピン12がほぞ6の少なくとも一部を貫通し、ピン12の先端部12aをピン孔10a〜10cの他方開口側に至らしめることでピン結合14a〜14cを形成し、ピン12は、少なくとも先端部12a近傍から頭部12b近傍に亘って貫通した中空30aを有するパイプ30を含む木材結合用のピンを、開示する。
特許文献2は、凸部と凹部とを組み合わせた後で、ピンでこれを固定する技術を開示する。
しかしながら、特許文献2も、上述した問題2(場合によっては問題1も)を有する。凸部と凹部との嵌合による固定レベルを上げようとすると、加工精度の向上の必要があり、製造時間や製造コストの増加の問題がある。また、ピンを用いて嵌合を固定する特許文献2の技術では、上述した問題2を有している。すなわち、固定のためにピンを用いた工程が増えることで、嵌合による連結工程が増加する。また、嵌合を解放する際に不便である。
以上を整理すると、従来技術での構造部材同士を連結させる嵌合構造では上述のような問題1、問題2があった。特に、嵌合構造同士のはめ合わせのみで十分な固定力のある嵌合を実現するには、嵌合部の加工精度を十分とする必要がある。この場合には、製造や加工時間やコストが増加する。特に面接触での嵌合では、十分な固定を生むようにぴったりとさせると、嵌合のための嵌め込みが難しくなる問題がある。逆に、遊びを残すと固定力が弱まる問題がある。もちろん、加工工程を少なくすれば、加工精度が不十分となる問題がある。
構造部材や嵌合部が金属や合金を素材とする場合には、この加工の問題が特に大きい。
特許文献1や2のような凸部と凹部との面接触での嵌合では、このような加工精度の問題が生じる。これは、図15で説明した問題である。
あるいは、凸部と凹部との面接触部分の遊びをあらかじめ大きくして、接着剤やねじなどで固定する場合には、嵌合作業の工程が増加する問題がある。また、作業における不便さに加えて、嵌合を解放する場合に不便である問題もある。
特に、構造部材同士を連結して形状や面積を変化させる必要がある場合においては、これらの問題がより大きくなる。必要に応じた数や種類の構造部材を連結したり外したりする必要があり、上述の問題は、この必要性にとって好ましくないからである。また、構造部材を連結して様々な機器のケース、筐体、壁、建築材を実現する場合には、コスト低減は必須条件である。この点においても、上述の問題は好ましくない。
このような従来技術の嵌合部材では、十分な嵌合力と容易な作業性を有していないので、嵌合構造による構造体の実現に困難性がある。嵌合構造そのものの製造コストが高いことで、構造体の製造コストも高くなる。あるいは、嵌合構造の精度が不十分であることで、構造体の強度に不十分な問題も生じる。
あるいは、接着剤やねじなどを必要とすると、大きさや形状をフレキシブルに変化させる構造体の実現が難しくなる問題もある。
本発明は、容易かつ高い嵌合力を有する嵌合構造によって構造部材が連結され、これにより構成される、嵌合構造を含んで構成される構造体を提供することを目的とする。
上記課題に鑑み、本発明の嵌合構造を含んで構成される構造体は、嵌合構造を含んで構成される構造体であって、
複数の構造部材と、
複数の構造部材同士を連結する嵌合構造と、を備え、
嵌合構造は、
受け部材と、
嵌め部材と、
受け部材が有する受け部材内周部と、
受け部材が有する受け部材外周部と、
嵌め部材が有する嵌め部材内周部と、
嵌め部材が有する嵌め部材外周部と、
受け部材内周部が有する受け部材第1凸部、受け部材第2凸部および受け部材第3凸部と、
受け部材外周部が有する受け部材係止部と、
嵌め部材内周部が有する嵌め部材第1凸部、嵌め部材第2凸部および嵌め部材第3凸部と、
嵌め部材外周部が有する嵌め部材係止部と、を備え、
受け部材第1凸部と嵌め部材第1凸部とが接触対応関係を有し、
受け部材第2凸部と嵌め部材第2凸部とが接触対応関係を有し、
受け部材第3凸部と嵌め部材第3凸部とが接触対応関係を有し、
受け部材係止部と嵌め部材係止部とが係止対応関係を有し、
接触対応関係において接触することで固定保持がなされ、
係止対応関係において係止することで係止保持がなされる。
複数の構造部材と、
複数の構造部材同士を連結する嵌合構造と、を備え、
嵌合構造は、
受け部材と、
嵌め部材と、
受け部材が有する受け部材内周部と、
受け部材が有する受け部材外周部と、
嵌め部材が有する嵌め部材内周部と、
嵌め部材が有する嵌め部材外周部と、
受け部材内周部が有する受け部材第1凸部、受け部材第2凸部および受け部材第3凸部と、
受け部材外周部が有する受け部材係止部と、
嵌め部材内周部が有する嵌め部材第1凸部、嵌め部材第2凸部および嵌め部材第3凸部と、
嵌め部材外周部が有する嵌め部材係止部と、を備え、
受け部材第1凸部と嵌め部材第1凸部とが接触対応関係を有し、
受け部材第2凸部と嵌め部材第2凸部とが接触対応関係を有し、
受け部材第3凸部と嵌め部材第3凸部とが接触対応関係を有し、
受け部材係止部と嵌め部材係止部とが係止対応関係を有し、
接触対応関係において接触することで固定保持がなされ、
係止対応関係において係止することで係止保持がなされる。
本発明の構造体は、点接触での嵌合構造によりその大きさや形状を変化させることができる。特に、構造部材同士の接着剤等を不要とした嵌合により、大きさを構成する幅や長さを大きくできる。あるいは、接着剤やねじなどを不要とした嵌合を外すことで、その大きさを小さくすることも容易である。
また、構造部材同士の連結や取り外しを容易に行えるので、必要な場所において、フレキシブルに構造体の大きさや形状を変化させることもできる。
構造体の大きさや形状を変化させることが容易であることで、大きさや形状の相違を必要とする場面に適切に対応できる。
本発明の第1の発明に係る嵌合構造を含んで構成される構造体は、嵌合構造を含んで構成される構造体であって、
複数の構造部材と、
複数の構造部材同士を連結する嵌合構造と、を備え、
嵌合構造は、
受け部材と、
嵌め部材と、
受け部材が有する受け部材内周部と、
受け部材が有する受け部材外周部と、
嵌め部材が有する嵌め部材内周部と、
嵌め部材が有する嵌め部材外周部と、
受け部材内周部が有する受け部材第1凸部、受け部材第2凸部および受け部材第3凸部と、
受け部材外周部が有する受け部材係止部と、
嵌め部材内周部が有する嵌め部材第1凸部、嵌め部材第2凸部および嵌め部材第3凸部と、
嵌め部材外周部が有する嵌め部材係止部と、を備え、
受け部材第1凸部と嵌め部材第1凸部とが接触対応関係を有し、
受け部材第2凸部と嵌め部材第2凸部とが接触対応関係を有し、
受け部材第3凸部と嵌め部材第3凸部とが接触対応関係を有し、
受け部材係止部と嵌め部材係止部とが係止対応関係を有し、
接触対応関係において接触することで固定保持がなされ、
係止対応関係において係止することで係止保持がなされる。
複数の構造部材と、
複数の構造部材同士を連結する嵌合構造と、を備え、
嵌合構造は、
受け部材と、
嵌め部材と、
受け部材が有する受け部材内周部と、
受け部材が有する受け部材外周部と、
嵌め部材が有する嵌め部材内周部と、
嵌め部材が有する嵌め部材外周部と、
受け部材内周部が有する受け部材第1凸部、受け部材第2凸部および受け部材第3凸部と、
受け部材外周部が有する受け部材係止部と、
嵌め部材内周部が有する嵌め部材第1凸部、嵌め部材第2凸部および嵌め部材第3凸部と、
嵌め部材外周部が有する嵌め部材係止部と、を備え、
受け部材第1凸部と嵌め部材第1凸部とが接触対応関係を有し、
受け部材第2凸部と嵌め部材第2凸部とが接触対応関係を有し、
受け部材第3凸部と嵌め部材第3凸部とが接触対応関係を有し、
受け部材係止部と嵌め部材係止部とが係止対応関係を有し、
接触対応関係において接触することで固定保持がなされ、
係止対応関係において係止することで係止保持がなされる。
この構成により、大きさや形状のフレキシブルな構造体を実現できる。
本発明の第2の発明に係る嵌合構造を含んで構成される構造体では、第1の発明に加えて、構造部材の数、形状を異ならせることで、構造体の大きさおよび形状の少なくとも一つを異ならせることができる。
この構成により、嵌合構造で連結される構造部材の変化によって、構造体そのもののフレキシビリティを上げることができる。
本発明の第3の発明に係る嵌合構造を含んで構成される構造体では、第1の発明に加えて、嵌合構造が連結する構造部材の数を増加させることで、構造体の大きさを大きくでき、
嵌合構造が連結する構造部材の数を減少させることで、構造体の大きさを小さくできる。
嵌合構造が連結する構造部材の数を減少させることで、構造体の大きさを小さくできる。
この構成により、構造部材の数の変化だけで、構造体の大きさを変化できる。
本発明の第4の発明に係る嵌合構造を含んで構成される構造体では、第1から第3のいずれかの発明に加えて、嵌合構造は、嵌合により連結した構造部材を分離することが可能である。
この構成により、構造体のサイズダウンを、嵌合構造の分離のみで実現できる。
本発明の第5の発明に係る嵌合構造を含んで構成される構造体では、第1から第4のいずれかの発明に加えて、構造体は、枠体、箱体、筐体および建築材の少なくとも一つである。
この構成により、様々な用途に使用できる。
本発明の第6の発明に係る嵌合構造を含んで構成される構造体では、第1から第5のいずれかの発明に加えて、嵌合構造は、構造部材の一部に備わる。
この構成により、嵌合による連結後の構造体の強度が高まる。
本発明の第7の発明に係る嵌合構造を含んで構成される構造体では、第1から第6のいずれかの発明に加えて、嵌め部材内周部の内部に受け部材内周部が入れられて、受け部材に対して嵌め部材が嵌合方向に回動されると、
受け部材第1凸部と嵌め部材第1凸部とがかしめられ、
受け部材第2凸部と嵌め部材第2凸部とがかしめられ、
受け部材第3凸部と嵌め部材第3凸部とがかしめられることで、受け部材と嵌め部材とが嵌合されて構造部材を連結する。
受け部材第1凸部と嵌め部材第1凸部とがかしめられ、
受け部材第2凸部と嵌め部材第2凸部とがかしめられ、
受け部材第3凸部と嵌め部材第3凸部とがかしめられることで、受け部材と嵌め部材とが嵌合されて構造部材を連結する。
この構成により、複数の凸部同士のかしめにより、受け部材と嵌め部材とが嵌合する。
本発明の第8の発明に係る嵌合構造を含んで構成される構造体では、第7の発明に加えて、受け部材第1凸部と嵌め部材第1凸部とがかしめられ、
受け部材第2凸部と嵌め部材第2凸部とがかしめられ、
受け部材第3凸部と嵌め部材第3凸部とがかしめられると、
受け部材係止部と嵌め部材係止部とがかしめられ、受け部材と嵌め部材との嵌合状態の保持を行う。
受け部材第2凸部と嵌め部材第2凸部とがかしめられ、
受け部材第3凸部と嵌め部材第3凸部とがかしめられると、
受け部材係止部と嵌め部材係止部とがかしめられ、受け部材と嵌め部材との嵌合状態の保持を行う。
この構成により、係止部同士の係止が、嵌合状態の保持を行い、不測の嵌合状態の分離を防止できる。
本発明の第9の発明に係る嵌合構造を含んで構成される構造体では、第1から第8のいずれかの発明に加えて、嵌合方向と逆方向である解放方向に、受け部材に対して嵌め部材が回動されると、
受け部材第1凸部と嵌め部材第1凸部とのかしめが外れ、
受け部材第2凸部と嵌め部材第2凸部とのかしめが外れ、
受け部材第3凸部と嵌め部材第3凸部とのかしめが外れて、嵌合状態が解放されて連結している構造部材が分離される。
受け部材第1凸部と嵌め部材第1凸部とのかしめが外れ、
受け部材第2凸部と嵌め部材第2凸部とのかしめが外れ、
受け部材第3凸部と嵌め部材第3凸部とのかしめが外れて、嵌合状態が解放されて連結している構造部材が分離される。
この構成により、回動のみによって、嵌合を解放することもできる。
本発明の第10の発明に係る嵌合構造を含んで構成される構造体では、第1から第9のいずれかの発明に加えて、連結された構造部材の端部に挿入して構造体の角部を形成する角部材をさらに備える。
この構成により、枠体などを実現できる。
本発明の第11の発明に係る嵌合構造を含んで構成される構造体では、第10の発明に加えて、角部材は、単数もしくは複数のユニットから構成可能であり、角部材は、構造部材の連結される数に対応する数のユニットにより、構成可能である。
この構成により、角部材の大きさも、構造部材の連結数に合わせてフレキシブルに対応できる。
以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態を説明する。
(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態1における構造体の斜視図である。構造体500は、複数の構造部材と、この複数の構造部材を連結する嵌合構造によって実現される。すなわち、複数の構造部材が嵌合によって連結および組み合わせによって、構造体500は実現されている。
図1では、構造体500の一例として、枠体が示されている。構造体500は、構造部材が嵌合によって組み合されて実現されるので、枠体以外でも、箱体、筐体、建築材の少なくとも一つであってもよい。もちろん、これら以外の種類の構造体も含む。
図1の構造体500は、たとえば、下方の辺において構造部材28、構造部材38、構造部材48が嵌合構造1Aと嵌合構造1Bとで連結される。構造体500は、方形の枠体であるので、4つの辺を有する。それぞれの辺において、複数の構造部材が嵌合されて連結される。例として、下方の辺においては、構造部材28、構造部材38、構造部材48が嵌合構造1Aと嵌合構造1Bとで嵌合される。他の辺においても同様の連結が行われて、全体が構成される。
また、図1の構造体500は、方形の枠体であるので、角部に角部材50が備わっている。4つの辺のそれぞれは、複数の構造部材80が嵌合構造1によって嵌合されて連結される。この連結された4つの辺を、更に枠体として組み合わせるために、4つの辺の角部となるそれぞれの位置に、角部材50が嵌め込まれて枠体としての構造体500が構成できる。図1は、このようにして構成された構造体500を示す。なお、角部材50は、角部を嵌めあわせたり連結したりする必要がある場合に用いられれば良く、必要ないときには用いられない。
(全体概要)
構造体500の全体概要を説明する。
構造体500の全体概要を説明する。
構造体500は、嵌合構造1を含んで構成される。構造体500は、複数の構造体80と、複数の構造体80同士を連結する嵌合構造1と、を備える。図1では、構造部材80の例として、構造部材28、構造部材38、構造部材48が示されている。複数の構造部材80は、構造体500の形態、形状、大きさを形作る基本的な要素であり、嵌合構造1によって連結される構造部材80の数や種類によって、構造体500の形状、大きさ、態様を変化させることができる。
たとえば、図1のような枠体の構造体500の場合には、辺を構成する構造部材80の数が多くなれば、辺の幅を大きくすることができる。図1では、ある辺においては、3つの構造部材28、38、48が連結されている。これを4つ以上の構造部材80の連結を行えば、辺の幅を大きくすることができる。他の辺も同じように対応すれば、構造体500の大きさをサイズアップすることができる。
逆に、構造部材28と構造部材38だけにすれば、辺の幅を小さくすることができる。この結果、構造体500の大きさをサイズダウンすることができる。
また、複数の構造部材80の形状を変えることで、複数の構造部材80同士が連結されて構成される構造体500の形状を変化させることもできる。このように、構造体500は、構造部材80の嵌合による連結のバリエーション(および構造部材80そのもののバリエーション)によって、構造体500の大きさや形状などを、容易に変化させることができる。嵌合構造1による複数の構造部材80の連結あるいは分離により実現されるからである。
構造体500は、上述の通り、嵌合構造1を備える。この嵌合構造1によって複数の構造部材80同士の連結、あるいは分離がなされる。なお、以下においては、嵌合構造1を嵌合部材1として把握してもよい。これは、本明細書および本発明の全体にわたって同様である。
図2は、本発明の実施の形態1における構造体の一部を示す一部構造体の模式図である。図2では、図1で示されるような枠体の構造体500の一部を、一部構造体100として示している。たとえば、構造体500の一部の辺が、図2の一部構造体100であると、把握されればよい。
構造部材28と構造部材38とが、嵌合構造1で連結される。嵌合構造1は、後述するように、受け部材2と嵌め部材3とを備え、受け部材2と嵌め部材3同士の組み合わせによって、嵌合を実現する。ここで、構造部材28および構造部材38と、嵌合構造1とが分離している部材であってもよいし、一体となっている部材であってもよい。図2では、構造部材28に受け部材2が一体化されており、構造部材38に嵌め部材3が一体化されている。
受け部材2と嵌め部材3とが組み合されて嵌合されることで、構造部材28と構造部材38とが連結される。このような構造部材28、38とが嵌合構造1で嵌合されて連結されることで、最終的には図1のような構造体500を実現することができる。他の構造部材80が嵌合構造1によって連結されれば、一部構造体100が更に大きくなり、結果としての構造体500を大きくすることができる。たとえば、構造部材38に構造部材48が連結されれば、より大きな一部構造体100を実現できる。最終的には図1のような大きさの構造体500を実現できる。
図3は、本発明の実施の形態1における構造体の一部を示す一部構造体の模式図である。図2の一部構造体100に比較して、より多くの構造部材が連結されている。図3では、構造部材28、構造部材38、構造部材48、構造部材58、構造部材68との数の構造部材が、それぞれ嵌合構造1によって嵌合されて連結されている。
図2の一部構造体100に比較して、図3の一部構造体100は、その大きさが大きくなっている。このとき、嵌合構造1での嵌合のみで多数の構造部材が連結されているだけであり、ねじ止めや接着剤を必要としない。このため、必要に応じて、容易に一部構造体100の大きさを変化させることができる。
図3では、4つの嵌合構造1(嵌合部材1)によって、5つの構造部材が嵌合されて連結されている。このように、嵌合構造1の数を増やしていけば、連結される構造部材80の数を増やすこともできる。結果として構造体500の大きさを大きくしていくことができる。あるいは、異なる形状の構造部材80を連結することで、構造体500の形状を変化させることができる。
図3の一部構造体100では、嵌合構造1Aは、第1構造部材28と第2構造部材38を連結している。嵌合構造1Bは、第2構造部材38と第3構造部材48を連結している。嵌合構造1Cは、第3構造部材48と第4構造部材58を連結している。嵌合構造1Dは、第4構造部材58と第5構造部材68を連結している。
このようにして多くの数の構造部材80を連結している。これは図2の一部構造体100よりも大型化している。
図2から図3への変化は、嵌合構造1により連結される構造部材80の数が増えて、一部構造体100が大きくなった状態を示している。
逆に、嵌合構造1は、後述するように分離することも可能である。分離されれば、連結している構造部材80の数を減らすこともできる。減らすことができれば、一部構造体100の大きさをサイズダウンでき、結果として構造体500のサイズダウンも実現できる。図3の状態から図2の状態への変化は、一部構造体100が小さくなった状態を示している。
このように、構造体500は、嵌合構造1を含むことで、嵌合構造1による嵌合あるいは分離によって構成する構造部材80の数を容易に増減できる。構造部材80の増減によって、構造体500の大きさを容易に変化させることができる。また、連結あるいは分離する構造部材80の形状の変化によって、構造体500の形状を容易に変化させることができる。
ここで、下記に説明するように、構造体500が含む嵌合構造1は、ねじや接着剤などを必要とせずに、手作業で嵌合あるいは分離ができる。加えて、十分な力での嵌合も実現できる。これにより、図2、図3のように大きさの相違する一部構造体100を、必要に応じて容易に実現できる。
(嵌合構造)
構造体500は、嵌合構造1を含んで構成される。嵌合構造1は、構造体500の構成要素である構造部材80を連結する。この嵌合構造1について説明する。
構造体500は、嵌合構造1を含んで構成される。嵌合構造1は、構造体500の構成要素である構造部材80を連結する。この嵌合構造1について説明する。
図4は、本発明の実施の形態1における嵌合構造の側面図である。嵌合構造1は、嵌合部材1と同義と考えてよい。嵌合構造1は、構造部材80を連結する場合に用いられる構造であり、嵌合構造1を部材として実現すると嵌合部材となる。下記の嵌合構造1の説明は、嵌合部材の説明として置き換えることも可能である。
嵌合構造1は、受け部材2と嵌め部材3を備える。この受け部材2と嵌め部材3とが嵌めあわされることで嵌合が実現され、外されることで嵌合が解放される。受け部材2と嵌め部材3とは、別部材であり、図4のように物理的に分離可能であればよいが、何らかの形態でその一部同士がつながっていることなどを排除しない。受け部材2と嵌め部材3とが、組み合わせたり外したりすることで、嵌合と解放とが実現できる態様であればよい。
また、図4に示されるように、構造部材80と嵌合構造1を構成する部材の一部とが、一体であることでもよい。図4では、図2、図3のように、構造部材28に受け部材2が一体化されており、構造部材38に嵌め部材3が一体化されている。
受け部材2は、受け部材内周部25と受け部材外周部26を備える。受け部材内周部25および受け部材外周部26は、受け部材2の一部である。受け部材内周部25は、受け部材第1凸部21、受け部材第2凸部22、受け部材第3凸部23を備える。受け部材外周部26は、受け部材係止部24を備える。
また、図4に示されるように、受け部材2は、受け部材内周部25が円弧のような曲線の一部を有している、受け部材外周部26は、この受け部材内周部25の外側にあり、やはり円弧のような曲線の一部を有している。もちろん、円弧のような曲線の一部であって、完全な円弧や曲線を有していなければならないわけではない。
嵌め部材3は、嵌め部材内周部35と嵌め部材外周部36を備える。嵌め部材内周部35は、円弧のような曲線の一部を有している。嵌め部材外周部36は、この嵌め部材内周部35の外側に伸びる。嵌め部材内周部35および嵌め部材外周部36は、嵌め部材3の一部である。
嵌め部材内周部35は、嵌め部材第1凸部31、嵌め部材第2凸部32、嵌め部材第3凸部33を備える。嵌め部材外周部36は、嵌め部材係止部34を備える。これらは、受け部材2と対応した構成である。詳細な形状などは相違するが、受け部材2と嵌め部材3とが組み合されることで嵌合構造1が実現されるので、受け部材2に備わる各要素と嵌め部材3に備わる各要素とは、対応関係を有している。
すなわち、次のような対応関係を有している。
受け部材第1凸部21と嵌め部材第1凸部31とは、接触対応関係を有する。
受け部材第2凸部22と嵌め部材第2凸部32とは、接触対応関係を有する。
受け部材第3凸部23と嵌め部材第3凸部33とは、接触対応関係を有する。
受け部材係止部24と嵌め部材係止部34とは、係止対応関係を有する。
受け部材第2凸部22と嵌め部材第2凸部32とは、接触対応関係を有する。
受け部材第3凸部23と嵌め部材第3凸部33とは、接触対応関係を有する。
受け部材係止部24と嵌め部材係止部34とは、係止対応関係を有する。
接触対応関係とは、受け部材2と嵌め部材3とが組み合されて嵌合を実現する際に、相互に接触してかしめられる(嵌めあわされる)関係である。係止対応関係とは、受け部材2と嵌め部材3とが組み合されて嵌合を実現する際に、相互に係止を実現する関係である。
すなわち、接触対応関係において、接触することで固定保持がなされる。係止対応関係において係止することで係止保持がなされる。これらの嵌合構造1が、構造部材80同士を連結して、構造体500を構成する。
(嵌合構造における嵌合状態)
図5は、本発明の実施の形態1における嵌合構造の嵌合状態を示す側面図である。図5の状態は、嵌合前の嵌合構造1を示している。嵌め部材内周部35の内部に受け部材内周部25が入れられる。このとき、受け部材外周部26の内部に嵌め部材外周部36が入れられる。図4、図5でのいずれも、この状態が示されている。このように、まず、受け部材2と嵌め部材3とが組み合される。
図5は、本発明の実施の形態1における嵌合構造の嵌合状態を示す側面図である。図5の状態は、嵌合前の嵌合構造1を示している。嵌め部材内周部35の内部に受け部材内周部25が入れられる。このとき、受け部材外周部26の内部に嵌め部材外周部36が入れられる。図4、図5でのいずれも、この状態が示されている。このように、まず、受け部材2と嵌め部材3とが組み合される。
次に、受け部材2に対して嵌め部材3が図5にある嵌合方向に回動される。図5では、矢印により、嵌合方向を示している。なお、後述するが、嵌合方向と逆側の矢印が解放方向を示している。受け部材2に対して嵌め部材3が嵌合方向に回動されると、受け部材内周部25と嵌め部材内周部35とが上述した接触対応関係による接触が生じていく。同様に、受け部材外周部26と嵌め部材外周部36とが上述した係止対応関係による係止が生じていく。
嵌合方向に回動が進むと、図4から図5の状態になる。この状態となると、接触対応関係は実際にかしめられる状態となり、係止対応関係は、実際に係止される状態となる。
受け部材第1凸部21と嵌め部材第1凸部31とがかしめられる。接触対応関係のそれぞれが回動によって実際に接触して相互に固定される状態となる。これがかしめられた状態である。同様に、受け部材第2凸部22と嵌め部材第2凸部32とがかしめられる。合わせて、受け部材第3凸部23と嵌め部材第3凸部33とがかしめられる。図5は、この状態を示している。
このように、受け部材第1凸部21と嵌め部材第2凸部31とがかしめられ、受け部材第2凸部22嵌め部材第2凸部32とがかしめられ、受け部材第3凸部23と嵌め部材第3凸部33とがかしめられると、受け部材内周部25と嵌め部材内周部35とが嵌合する。すなわち、受け部材2と嵌め部材3とが嵌合状態となる。
この受け部材2と嵌め部材3との嵌合状態により、受け部材2につながる構造部材28と嵌め部材3につながる構造部材38とが連結される。これは、図2、図3などの複数の構造部材が連結される場合も同じである。受け部材2と嵌め部材3の組み合わせと回動のみで、嵌合構造1は、嵌合する。この手作業でも可能な嵌合により、構造部材28と構造部材38とが連結されて、複数の構造部材80が連結される状態が実現できる。構造部材80の連結される数が多くなれば、構造体500の大きさや形状を変化させることができる。
図4、図5では、嵌合構造1の少なくとも一部が構造部材80に備わっている。受け部材2が構造部材28に備わり、嵌め部材3が構造部材38に備わる状態である。このように嵌合構造1の少なくとも一部が、構造部材80に備わっていることで、嵌合構造1による構造部材80の連結強度が高まるメリットがある。
もちろん、嵌合構造1が構造部材80とは別体として設けられてもよい。この場合には、嵌合構造1を実現する嵌合部材と構造部材80を高い自由度で組み合わせて、構造体500を実現できるメリットがある。
受け部材2と嵌め部材3とが嵌合方向に回動されて、受け部材第1凸部21と嵌め部材第1凸部31とが接触状態となる位置状態で、受け部材第2凸部22と嵌め部材第2凸部32も接触状態となり、受け部材第3凸部23と嵌め部材第3凸部33も接触状態となる。受け部材2と嵌め部材3とは、このような位置関係も有している。このため、嵌め部材内周部35の内部に受け部材内周部25が挿入されて、嵌合方向に回動されれば、上述の通り、それぞれの凸部同士が同時にかしめられる。この同時にかしめられることにより、受け部材2と嵌め部材3とは嵌合状態となる。
また、受け部材第1凸部21と嵌め部材第1凸部31とがかしめられ、受け部材第2凸部22と嵌め部材第2凸部32とがかしめられ、受け部材第3凸部23と嵌め部材第3凸部33とがかしめられると、受け部材係止部24と嵌め部材係止部34とがかしめられて係止状態となる。受け部材係止部24と嵌め部材係止部34の位置関係も、それぞれの凸部の接触位置と対応している。
このため、図5に示されるように、嵌合方向に回動されて所定の位置(受け部材第1凸部21と嵌め部材第1凸部31とがかしめられる位置)になると、すべての凸部と係止部が、かしめられる状態となる。このかしめられる状態により、受け部材2と嵌め部材3とが嵌合状態となる。また、受け部材係止部24と嵌め部材係止部34との係止状態により、嵌合状態の保持が行われる。
すなわち、第1凸部〜第3凸部の相互のかしめによって、嵌合が実現される。加えて、係止部同士の相互のかしめによって、嵌合状態の保持が行われる。このようにして、受け部材2と嵌め部材3とは、嵌合構造1の嵌合を実現できる。加えて、嵌合状態を十分に保持できるので、嵌合構造1は、強い嵌合力を実現できる。
また、従来技術のほぞのはめ合わせのように、サブミリ単位の加工精度を必要としない。従来技術のほぞの嵌めあわせは、面接触による嵌合であることで、確実な嵌合をするにはサブミリ単位での加工精度が必要であった。
これに対して、実施の形態1の嵌合構造1は、第1凸部〜第3凸部での複数個所での点接触(数学的な点ということではなく狭い面領域をも含む意味)により、嵌合を実現できる。このため、第1凸部〜第3凸部の相互の対応位置関係を実現できれば、ほぞのような広い面全体の微細な加工精度は要求されない。
加えて、受け部材係止部24と嵌め部材係止部34との係止により、嵌合が保持されるので、非常に微細な加工精度がなくとも、嵌合状態の保持もなされる。
従来技術の嵌合では、接着剤やねじなどを必要とすることもあった。これに対して、実施の形態1の嵌合構造1は、第1凸部などのかしめのみで嵌合するので、接着剤やねじなども不要である。後述するように、解放方向に回動させるだけで、嵌合状態が解放されるので、嵌合と解放とを繰り返し実現することも容易である。
また、受け部材2と嵌め部材3との組み合わせ状態での回動のみで嵌合を実現できる。このため、嵌合構造1は、様々な構造部材80に適用することで、構造部材80の連結を容易に実現できる。また、嵌合の実現においては、だれでも容易にでき、特殊な技術や熟練の技術を要しない。このため、構造部材80の連結が必要になる際に、だれでも容易に嵌合作業を行える。同様に、嵌合された構造部材80の取り外しの際にも、だれでも容易に嵌合の解放作業を行える。
また、嵌合構造1を複数用いることで、更に多くの構造部材80を連結できるメリットもある(例えば、図2と図3の違いなどがこの結果である)。この結果、構造部材80の連結による筐体などのフレキシブルな大型化(あるいは小型化)を実現できる。
(嵌合の解放)
図5は、上述の通り、受け部材2と嵌め部材3とが嵌合して、嵌合構造1が、嵌合状態となっている。この状態から、嵌合方向と逆方向である解放方向(図5の矢印で示される)に、受け部材2に対して嵌め部材3が回動されると、嵌合が解放される。このとき、事前に受け部材係止部材24と嵌め部材係止部材34との係止状態が解放されていれば、解放方向に向けての回動によって、受け部材2と嵌め部材3との嵌合が分離される。
図5は、上述の通り、受け部材2と嵌め部材3とが嵌合して、嵌合構造1が、嵌合状態となっている。この状態から、嵌合方向と逆方向である解放方向(図5の矢印で示される)に、受け部材2に対して嵌め部材3が回動されると、嵌合が解放される。このとき、事前に受け部材係止部材24と嵌め部材係止部材34との係止状態が解放されていれば、解放方向に向けての回動によって、受け部材2と嵌め部材3との嵌合が分離される。
解放方向への回動によって、受け部材第1凸部21と嵌め部材第1凸部31とのかしめが外れ、受け部材第2凸部22と嵌め部材第2凸部32とのかしめが外れ、受け部材第3凸部23と嵌め部材第3凸部33とのかしめが外れる。
これらの凸部同士のかしめが外れることで、受け部材内周部25と嵌め部材内周部35との嵌合状態が解放され、受け部材2と嵌め部材3との嵌合が解放される。
ここで、解放方向の回動の際に、強い力での回動がなされることで、受け部材係止部24と嵌め部材係止部34との係止状態が解消される。あるいは、手作業によって係止状態を外す。この係止状態の解消によって、上述したいような回動ができるようになる。回動によって、凸部同士のかしめが外れると、受け部材2と嵌め部材3との嵌合が解放される。図5から図4の状態へ変化する。
このように、嵌合構造1は、図4の嵌合前の組み合わせの状態と解放後の状態を繰り返すことができる。この繰り返しにより、嵌合と解放とを変化させることができる。このため、嵌合構造1を備える構造部材80は、嵌合によって連結させることができ、解放によって分離することができる。
もちろん、嵌合構造1は、嵌合部材としてとらえられても同様である。
以上の図4、図5を用いて説明したように、嵌合構造1が嵌合あるいは解放を繰り返すことができることで、構造部材80を連結したり分離したりすることができる。図2に示される数の構造部材80の連結を、嵌合構造1が実現したり、図3に示される数の構造部材80の連結を、嵌合構造1が実現したりする。
また、嵌合構造1の解放によって、構造部材80同士は分離できる。この分離によって、構造部材80の数を減ずることができる。たとえば、図3から図2の状態にすることができる。
構造部材80が嵌合構造1で連結されて、必要に応じて角部材50なども用いられることで、様々な形状の構造体500が実現できる。図1のような枠体の構造体500である。
ここで、嵌合構造1は、上述したように、手作業による組み合わせと回動により嵌合状態を実現できる。また凸部同士のかしめと係止部同士の係止により、複数の箇所の点接触での嵌合状態となる。この嵌合状態は、強い嵌合力を有している。特に、後述するように嵌合方向への回動力が加わっても、嵌合力が高まり、嵌合力が下がりにくい。このため、高い嵌合力で、構造部材80同士が連結できる。この高い嵌合力による連結で、構造部材80同士の連結による構造体500が実現できる。
図1のような枠体の構造体500は、構造部材80同士の連結のみで実現できるので、作業効率がきわめて高い。また、枠体だけでなく箱体や筐体なども、構造部材80同士の連結を基本として構成できるので、様々な用途の構造体500を実現しやすい。
このような嵌合構造1を含む構造体500であることで、連結する構造部材80の数、形状を異ならせることで、構造体500の大きさおよび形状の少なくとも一つを異ならせることができる。たとえば、図1の構造体500での幅方向に連結される構造部材80の数を増やせば、幅の大きな枠体である構造体500が実現できる。
あるいは、連結される構造部材80の数を減少させることで、構造体500の大きさを小さくできる。図1であれば、幅方向に連結される構造部材80の数を減らすことで、幅の小さな枠体とすることができる。
いずれの場合も、嵌合構造1での簡易な嵌合作業によって、構造部材80の数を調整できて、構造体500の大きさを様々にすることができる。
逆に、嵌合構造1は、係止状態を解消した後で解放方向に回動させることで、嵌合状態を解放できる。この解放によって、構造部材80同士を分離できる。この分離によって、構造体500の大きさを小さくすることができる。あるいは、形状を変化させることができる。あるいは、構造体500を分解した状態とすることができる。
例えば、図1に示されるような構造体500を使用した後で、これを廃棄する必要がある場合がある。このとき、角部材50などを取り外した後であれば、嵌合構造1を解放することで、構造部材80同士の分離が可能である。たとえば、図2、図3の状態において、嵌合構造1Aを解放すれば、構造部材28と構造部材38とを分離することができる。この分離によって、構造体500を分解することができる。
この分解の際も、手作業での嵌合構造1の解放によるので、作業が非常に容易である。
以上のように、本発明の実施の形態1における構造体500は、嵌合構造1での回動による嵌合の実現で、構造部材80を連結して構成できる。嵌合力も高く、嵌合状態への実現も容易であり、様々な形状、大きさの構造体500をフレキシブルに実現できる。また、分解も容易である。
(実施の形態2)
次に実施の形態2について説明する。実施の形態2では、嵌合構造1の詳細などについて説明する。
(受け部材)
図6は、本発明の実施の形態2における受け部材の側面図である。図4、図5で説明した受け部材2が示されている。
図6は、本発明の実施の形態2における受け部材の側面図である。図4、図5で説明した受け部材2が示されている。
上述した通り、受け部材2は、受け部材内周部25、受け部材外周部26、受け部材第1凸部21、受け部材第2凸部22、受け部材第3凸部23、受け部材係止部24を備える。また、受け部材内周部25は、嵌め部材内周部35の内部に挿入されて組み合される。挿入においては、図6の図面の貫通方向において、受け部材2と嵌め部材3とを通すようにして挿入すればよい。
受け部材2は、嵌め部材3と組み合されて使用される。このため、分離した別部材であるが、何らかの部分で嵌め部材3と接続していることがあってもよい。この場合には、組み合わせや回動が可能な柔軟性をもって接続していればよい。
また、図6に示される受け部材2の形状は一例である。複数の凸部同士のかしめによる嵌合と、係止部材同士の係止による嵌合保持ができ、回動による嵌合と解放ができる構成であれば、図6の形状に限定されない。また、受け部材第1凸部21〜受け部材第3凸部23の3つの凸部を備えているが、受け部材第4凸部のように4つ以上の凸部が備わることでもよい。
また、図6に示されるように受け部材2は構造部材28につながっている態様でもよいし、分離している態様でもよい。
(嵌め部材)
図7は、本発明の実施の形態2における嵌め部材の側面図である。図3、図4で説明した嵌め部材3を示している。嵌め部材3は、受け部材2と合わせて、嵌合構造1(嵌合部材)を構成する。
図7は、本発明の実施の形態2における嵌め部材の側面図である。図3、図4で説明した嵌め部材3を示している。嵌め部材3は、受け部材2と合わせて、嵌合構造1(嵌合部材)を構成する。
上述した通り、嵌め部材3は、嵌め部材内周部35および嵌め部材外周部36を備える。図7のように、嵌め部材内周部35と嵌め部材外周部36は、嵌め部材3の一部である。また、嵌め部材内周部35は、その内部に受け部材内周部25を挿入可能な形状と大きさを有している。また、受け部材内周部25と回動可能に組み合されるように、受け部材内周部25と嵌め部材内周部35は、円弧のような曲線を有している。
また、嵌め部材内周部35は、嵌め部材第1凸部31、嵌め部材第2凸部32、嵌め部材第3凸部33を有している。嵌め部材外周部36は、嵌め部材係止部34を有している。これらは、受け部材の凸部と接触対応関係を有し、受け部材2の係止部と係止対応関係を有する。この受け部材2との組み合わせにおいて、回動方向への回動のみで、嵌合が実現される。逆に解放方向への回動だけで嵌合が解放される。
嵌め部材3も、受け部材2と同様に、回動による嵌合と解放ができれば図7の形状に限定されるものではない。また、受け部材2での凸部の数に合わせて、嵌め部材3においても、嵌め部材第4凸部のように4つ以上の凸部が備わってもよい。このとき、凸部の数や位置は、受け部材2の凸部の数や位置に対応する。もちろん、係止部も同様である。
(嵌合の強化)
上述したように、受け部材2と嵌め部材3とを所定の状態(受け部材内周部25が嵌め部材内周部35の内側に入るようにして)で嵌合方向に回動させるだけで、受け部材2と嵌め部材3とが嵌合する。この嵌合により、嵌合構造1(嵌合部材)は、嵌合を実現できる。
上述したように、受け部材2と嵌め部材3とを所定の状態(受け部材内周部25が嵌め部材内周部35の内側に入るようにして)で嵌合方向に回動させるだけで、受け部材2と嵌め部材3とが嵌合する。この嵌合により、嵌合構造1(嵌合部材)は、嵌合を実現できる。
ここで、受け部材第1凸部21、受け部材第2凸部22、受け部材第3凸部23は、受け部材内周部25に沿って設けられる。上述の通り、受け部材内周部25は、円弧状の曲線を有している。このため、受け部材第1凸部21、受け部材第2凸部22および受け部材第3凸部23をつなぐ仮想線は、円弧上を有する。
同様に、嵌め部材第1凸部31、嵌め部材第2凸部32、嵌め部材第3凸部33は、嵌め部材内周部35に沿って設けられる。上述の通り、嵌め部材内周部35は、円弧上の曲線を有している。このため、嵌め部材第1凸部31、嵌め部材第2凸部32、嵌め部材第3凸部33をつなぐ仮想線は、円弧上を有する。
また、嵌め部材3に構造部材38がつながっていることも好適である。もちろん、別体でもよい。嵌め部材3に構造部材38がつながっていることで、受け部材2と嵌め部材3とが嵌合されれば、そのまま構造部材28と構造部材38とが連結できる。
このような状態で、受け部材第1凸部21と嵌め部材第1凸部31との接触位置、受け部材第2凸部22と嵌め部材第2凸部32との接触位置、受け部材第3凸部31と嵌め部材第3凸部33との接触位置により形成される円弧の回動軸と、受け部材内周部25(嵌め部材内周部35)の回動軸とは、不一致である。それぞれの円弧の回動軸となる中心が不一致であるということである。
この不一致であることによって、嵌合方向への回動がより進もうとする場合には、受け部材第1凸部21と嵌め部材第1凸部31とのかしめが強化され、受け部材第2凸部22と嵌め部材第2凸部32とのかしめが強化され、受け部材第3凸部23と嵌め部材第3凸部33とのかしめが強化される。すなわち、嵌合方向への回動が進みすぎようとする力が加わっても、かしめの力は上がるだけとなり、嵌合が強化されることはあっても嵌合が弱くなることはない。
回動のみで嵌合が実現されるが、回動の過剰による嵌合が強くなっても弱くなることがないことで、必要に応じて構造部材を連結する作業においても悪影響が生じない。もちろん、回動が弱い場合でもかしめにより嵌合してしまえば、係止部材同士による保持により、嵌合が保持されるので嵌合が外れるなどの問題も防止できる。
あるいは、嵌合構造1の嵌合が実現された後で、誤って解放方向に回動力が加わっても、受け部材係止部24と嵌め部材係止部34との係止によって、嵌合が外れてしまうことも防止できる。
このように、必要に応じて構造部材同士の連結を行う際に、回動のみで嵌合ができる。このとき、回動の過不足によって、嵌合が不十分となったり外れたりしてしまうことも防止できる。また、係止部での係止を外しておくことで、回動のみによって、嵌合を解放することもできる。既述した通り、嵌合構造1の嵌合で構造部材80同士の連結ができ、嵌合構造1の解放で構造部材80同士の分離ができる。これらの組み合わせにより、構造体500が様々な態様で実現できる。
また、第1凸部〜第3凸部に加えて第4凸部なども設けられることで、嵌合する接触位置が増えて、嵌合力を上げることも好適である。なお、この場合には、回動のみによる嵌合の簡素化を妨げない程度であることが好ましい。
また、組み合わせた後での回動作業のみで嵌合でき、嵌合力も十分であることで、構造部材80の連結などが必要な場面で簡単に嵌合作業を行える。このため、構造部材の連結を作業現場で容易に行うこともできる。簡単に行えることで、構造部材の多数の連結も容易に行える。面接触のような加工精度は不要であることで、嵌合不具合も生じにくく、構造部材80の連結を確実かつ簡単に行える。
また、高い加工精度で受け部材2や嵌め部材3を製造する必要がないので、たとえば、金属押し出し加工などのような廉価な製造方法でも製造できる。結果として、嵌合構造1(嵌合部材)の低コスト化が実現できる。ほぞのような面接触での嵌合構造であれば、接触面の加工精度を高める必要があり、研磨工程などの余分な工程を必要とする。これに対して、本発明の嵌合構造1は、点接触での組み合わせによるだけなので、このような加工精度を高める余分な工程を減少させることができる。このため、実際の嵌合実現の際に、嵌合不充分となる不具合を減少させることができる。もちろん、製造コストや作業コストを低減できる。
また、解放方向への回動のみで嵌合を解放できるので、連結後の分離なども容易にできる。このため、構造部材80を連結あるいは分離して大きさを変化させたい機器、筐体、構造体などを実現することが容易となる。特に、嵌合にねじや接着剤などを使用しないので、嵌合の取り外しが可能である上に、回動することで再び嵌合させることができるからである。
このように実施の形態1の嵌合構造1(嵌合部材)は、組み合わせと回動のみで、高い嵌合力での嵌合と分離を繰り返すことができる。この結果、様々な機器、筐体、構造体などでの大きさの変化や形状の変化を実現することが容易となる。
なお、これらの説明は、嵌合構造1が嵌合部材とした場合でも同様である。嵌合部材も、実施の形態1で説明したものと同様である。
(実施の形態3)
次に、実施の形態3について説明する。実施の形態3では、図1で示したような枠体の構造体500を構成する場合を例として、構造部材80の連結と角部材50のような他の部材との組み合わせにより、種々の構造体500を実現する場合について説明する。
次に、実施の形態3について説明する。実施の形態3では、図1で示したような枠体の構造体500を構成する場合を例として、構造部材80の連結と角部材50のような他の部材との組み合わせにより、種々の構造体500を実現する場合について説明する。
図8は、本発明の実施の形態3における構造体を構成する部材の一部を示す斜視図である。図2、図3などで説明した複数の構造部材80が嵌合構造1で連結されている一部構造体100と、角部材50とが示されている。
一部構造体100は、図8では、3つの構造部材80が2つの嵌合構造1によって連結されている。幅方向に連結されており、図1のような構造体500の一部を構成できる。枠体のような構造体500の一つの辺の幅方向の大きさが、嵌合構造1で連結される構造部材80の数によって調整できる。
構造体500が図1に示されるような枠体であったり、箱体、筐体などの形態であったりする場合には、一部構造体100のみでは構成できない。例えば、枠体の一辺であれば、これを複数組み合わせて枠体とすることが必要である。図8では、一辺である一部構造体100を他の一部構造体と連結するために、角部材50が組み合される前の状態を示している。
角部材50は、一辺である一部構造体100の端部に挿入されて角部を形成できる。ここで、角部材50は、挿入部51を備えており、構造部材80の端部における受け部81に挿入される。この挿入により、角部材50と一部構造体100とが連結される。
図9は、図8の後の状態であり、受け部81に挿入部51が挿入されて、一部構造体100と角部材50とが連結された状態を示す斜視図である。
図8の状態で、受け部81に挿入部51が挿入されて連結されると、一部構造体100に角部材50が連結される。この連結により、一辺を形成するに過ぎない一部構造体100が、枠体や箱体を形成できる状態となる。
図9を外側から見ると図10のようになる。図10は、本発明の実施の形態3における一部構造体に角部材が連結された構造体の一部の斜視図である。角部材50は、下方向にも挿入部51を備えている。この挿入部51を用いて、図10の上辺のような一部構造体100が連結される。このような連結が更に別の部分に一部構造体100がつながっていく。
最終的には、図11のような枠体である構造体500が実現できる。図11は、本発明の実施の形態3における枠体の態様を有する構造体の斜視図である。
図11の構造体500は、辺を形成する4つの一部構造体100が、4つの角部材50で連結されている。この連結により、角部のそれぞれとが一部構造体100によって連結されて、枠体が実現されている。
また、角部材50は、構造部材80の一つずつに対応するユニットに分離されていることも好適である。この場合には、最初に枠体の4つの辺を構成する構造部材80と角部材50のユニットが連結された後で、構造部材80同士が、幅方向において嵌合構造1で嵌合されてもよい。この幅方向の嵌合によって、枠体の幅を大きくすることができる。図12は、これを示している。
図12は、本発明の実施の形態3における枠体を構成する一連の模式図である。図12に示されるように、枠体の幅が、構造部材80の連結によって大きくなっていく。もちろん、逆でもよい。
図13は、本発明の実施の形態3における角部材の斜視図である。角部材50は、複数のユニット52から構成されてもよい。図13では、ユニット52A、52B、52Cの3つのユニットから、角部材50が構成されている。このユニット52は、分離することも連結することも可能で、構造部材80によって幅の変わった状態に対応して、角部材50も複数のユニット52の連結によって、その大きさを変えることができる。その大きさを変えることで、枠体の大きさの変化を実現できる。
図14は、本発明の実施の形態3における角部材のユニットによる連結あるいはユニットへの分離を示す模式図である。図14のように、ユニット52A、ユニット52B、ユニット52Cのそれぞれは、別体として設けられる。これらユニット52A、ユニット52B、ユニット52Cが連結されると、角部材50が実現できる。逆に、角部材50が、ユニット52A、ユニット52B、ユニット52Cに分離されてもよい。
任意の数のユニット52が組み合されればよいので、角部材50の大きさも任意に定まる。
このように、枠体や箱体を構成する場合には、角部材50が一部構造体100と組み合されればよい。このとき、角部材50も一部構造体100の大きさの変化に合わせて、ユニット52の組み合わせで大きさを変化させることができる。この変化によって、最終的に構成される構造体500の大きさを、構造部材80の数の変化などに合わせて変化させることができる。
結果として、大きさ、形状などのフレキシビリティが実現できる。特に、手作業でも可能であり、現場での変化の実現が可能となるメリットがある。
なお、実施の形態1〜3で説明された構造体は、本発明の趣旨を説明する一例であり、本発明の趣旨を逸脱しない範囲での変形や改造を含む。
1 嵌合構造
2 受け部材
21 受け部材第1凸部
22 受け部材第2凸部
23 受け部材第3凸部
24 受け部材係止部
25 受け部材内周部
26 受け部材外周部
28 第1構造部材
3 嵌め部材
31 嵌め部材第1凸部
32 嵌め部材第2凸部
33 嵌め部材第3凸部
34 嵌め部材係止部
35 嵌め部材内周部
36 嵌め部材外周部
38 第2構造部材
50 角部材
51 挿入部
52 ユニット
80 構造部材
81 受け部
100 一部構造体
101 凸部
102 凹部
200 隙間
500 構造体
2 受け部材
21 受け部材第1凸部
22 受け部材第2凸部
23 受け部材第3凸部
24 受け部材係止部
25 受け部材内周部
26 受け部材外周部
28 第1構造部材
3 嵌め部材
31 嵌め部材第1凸部
32 嵌め部材第2凸部
33 嵌め部材第3凸部
34 嵌め部材係止部
35 嵌め部材内周部
36 嵌め部材外周部
38 第2構造部材
50 角部材
51 挿入部
52 ユニット
80 構造部材
81 受け部
100 一部構造体
101 凸部
102 凹部
200 隙間
500 構造体
Claims (11)
- 嵌合構造を含んで構成される構造体であって、
複数の構造部材と、
前記複数の構造部材同士を連結する嵌合構造と、を備え、
前記嵌合構造は、
受け部材と、
嵌め部材と、
前記受け部材が有する受け部材内周部と、
前記受け部材が有する受け部材外周部と、
前記嵌め部材が有する嵌め部材内周部と、
前記嵌め部材が有する嵌め部材外周部と、
前記受け部材内周部が有する受け部材第1凸部、受け部材第2凸部および受け部材第3凸部と、
前記受け部材外周部が有する受け部材係止部と、
前記嵌め部材内周部が有する嵌め部材第1凸部、嵌め部材第2凸部および嵌め部材第3凸部と、
前記嵌め部材外周部が有する嵌め部材係止部と、を備え、
前記受け部材第1凸部と前記嵌め部材第1凸部とが接触対応関係を有し、
前記受け部材第2凸部と前記嵌め部材第2凸部とが接触対応関係を有し、
前記受け部材第3凸部と前記嵌め部材第3凸部とが接触対応関係を有し、
前記受け部材係止部と前記嵌め部材係止部とが係止対応関係を有し、
前記接触対応関係において接触することで固定保持がなされ、
前記係止対応関係において係止することで係止保持がなされる、嵌合構造を含んで構成される構造体。 - 前記構造部材の数、形状を異ならせることで、前記構造体の大きさおよび形状の少なくとも一つを異ならせることができる、請求項1記載の嵌合構造を含んで構成される構造体。
- 前記嵌合構造が連結する前記構造部材の数を増加させることで、前記構造体の大きさを大きくでき、
前記嵌合構造が連結する前記構造部材の数を減少させることで、前記構造体の大きさを小さくできる、請求項1記載の嵌合構造を含んで構成される構造体。 - 前記嵌合構造は、嵌合により連結した前記構造部材を分離することが可能である、請求項1から3のいずれか記載の嵌合構造を含んで構成される構造体。
- 前記構造体は、枠体、箱体、筐体および建築材の少なくとも一つである、請求項1から4のいずれか記載の嵌合構造を含んで構成される構造体。
- 前記嵌合構造は、前記構造部材の一部に備わる、請求項1から5のいずれか記載の嵌合構造を含んで構成される構造体。
- 前記嵌め部材内周部の内部に前記受け部材内周部が入れられて、前記受け部材に対して前記嵌め部材が嵌合方向に回動されると、
前記受け部材第1凸部と前記嵌め部材第1凸部とがかしめられ、
前記受け部材第2凸部と前記嵌め部材第2凸部とがかしめられ、
前記受け部材第3凸部と前記嵌め部材第3凸部とがかしめられることで、前記受け部材と前記嵌め部材とが嵌合されて前記構造部材を連結する、請求項1から6のいずれか記載の嵌合構造を含んで構成される構造体。 - 前記受け部材第1凸部と前記嵌め部材第1凸部とがかしめられ、
前記受け部材第2凸部と前記嵌め部材第2凸部とがかしめられ、
前記受け部材第3凸部と前記嵌め部材第3凸部とがかしめられると、
前記受け部材係止部と前記嵌め部材係止部とがかしめられ、前記受け部材と前記嵌め部材との嵌合状態の保持を行う、請求項7記載の嵌合構造を含んで構成される構造体。 - 前記嵌合方向と逆方向である解放方向に、前記受け部材に対して前記嵌め部材が回動されると、
前記受け部材第1凸部と前記嵌め部材第1凸部とのかしめが外れ、
前記受け部材第2凸部と前記嵌め部材第2凸部とのかしめが外れ、
前記受け部材第3凸部と前記嵌め部材第3凸部とのかしめが外れて、嵌合状態が解放されて連結している前記構造部材が分離される、請求項1から8のいずれか記載の嵌合構造を含んで構成される構造体。 - 連結された前記構造部材の端部に挿入して前記構造体の角部を形成する角部材をさらに備える、請求項1から9のいずれか記載の嵌合構造を含んで構成される構造体。
- 前記角部材は、単数もしくは複数のユニットから構成可能であり、前記角部材は、前記構造部材の連結される数に対応する数の前記ユニットにより、構成可能である、請求項10記載の嵌合構造を含んで構成される構造体。
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019022170A JP2020128802A (ja) | 2019-02-09 | 2019-02-09 | 嵌合構造を含んで構成される構造体 |
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