JP2517747B2 - 素材の結合用具 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、一方素材と他方素材とを結合するための素
材の結合用具に関し、特に、木工，樹脂，金属製品等の
美観を損なわずに、迅速かつ確実に結合するために利用
される。

［従来の技術］ 木工製品，樹脂製品，金属製品等には、金属材料等か
らなる複数の素材を結合して製作するものが多い。

例えば、額縁等の枠製品は留切加工により製作され
る。すなわち、端末が斜めに形成された一方素材と他方
素材を突合せ両素材を結合している。

かかる結合方法としては、第10図に示されるような方
法が一般的である。

第10図（Ａ）は、連結板６を用いた方式であり、素材
1,3と連結板６とは釘７を用いて固定される。

また、同（Ｂ）は、素材３の側面から釘８を打って結
合する場合である。

また、同（Ｃ）には、嵌込部材９を用いた方式が示さ
れる。両素材1,3の端末部に溝加工を施し、溝9aに側面
より三角形の楔状嵌込部材９を嵌め込んで結合（第11図
参照）し、更に、結合後に嵌込部材９のはみだし部分を
削除して仕上げる結合方法である。特に、美観が重要視
される製品に適用される。

同（Ｄ）には、連結板等を使用しないで単に接着剤で
接合する方法が示される。

なお、同（Ｄ）に示した場合を除く他の方法も、両素
材1,3を予め接着剤で接合した後に、連結板６等を補強
剤として用いる場合が多い。

［発明が解決しようとする問題点］ しかし、上記従来の結合方式には、次のような問題点
を有していた。

第10図（Ａ）および（Ｂ）に示した方法による場合に
は、製品の外観が損われるばかりか、材質や板厚によっ
ては素材に割れを生じさせるので採用できない場合も多
い。同（Ｃ）の方法によると外観は良好であるが溝9aの
加工が複数で手間が掛かるうえ、はみだし部分の仕上げ
にも相当の工数を要するためコスト高となる。特に、予
め塗装が施された素材では、はみだし部分の仕上げの際
に、塗膜に傷がつく虞れがあるので採用し難い。

また、同（Ｄ）の方法による製品は、連結板等の結合
部材で補強されていないので強度上の問題が残る。正確
な位置合わせが条件となり位置づれが生じても接着後に
手直しすることができず不良品となる。

さらに、いずれの場合にも接着剤が乾燥する時間内で
は両素材を動かすことができず、次の工程に進むことが
できないので生産能率が低く製品のコスト高の要因とな
る 本発明は、上記従来の問題点を解消するもので、製品
の美観を損なわず，かつ一方素材の一方係合穴と他方素
材の他方係合穴とが少々位置ずれしていても迅速かつ確
実に最適な結合力で両素材を結合することができ，しか
も素材の材質や板厚に対する適用性が広い素材の結合用
具を提供することにある。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は、結合すべく突合わされた２つの素材の端末
部分にそれぞれ埋設された固定部材と回転部材との一対
からなり、両部材を係合させて機械的に連結するととも
に固定部材に対して回転部材を偏心回動させて両部材間
に張力を生じさせ確実に結合させるように形成されたも
のである。

すなわち、一方素材の端末に設けられた一方係合穴に
埋設される係合部とこの係合部に当該素材の外方へ伸び
るように連結された連結部と連結部の先端に配設された
軸部とを有する固定部材と、 長手方向の少なくとも一端側が開放しかつ中心軸線に対
し締め代に基き設定した偏心量だけ偏心させた被嵌穴が
設けられ，全体として他方素材の端末に設けられた他方
係合穴に回転可能に埋設される回転部材とからなり、前
記固定部材の連結部を、前記軸部の係合部に対する位置
を変更可能に当該係合部に連結し、前記回転部材には、
被嵌穴に前記軸部を嵌挿するときに前記連結部の逃げを
形成するための横断面偏心側において被嵌穴と外部とを
連通しかつ長手方向に伸びる縦逃溝と、前記軸部を回転
中心として回転させるときに前記連結部の逃げを形成す
るための被嵌穴と外部とを連通しかつ周方向に伸びる横
逃溝とを設けたことを特徴とする。

［作 用］ 上記構成の本発明では、固定部材を一方素材の一方係
合穴に埋設し、回転部材を他方素材の他方係合穴に埋設
する。そして、固定部材の軸部を軸線方向から回転部材
の被嵌穴に嵌挿し両部材を連結する。なお、この状態で
は、両部材間には隙間が形成されている。

この際、固定部材の軸部は、係合部（したがって、一
方素材）に対する位置を変更可能であるので、上記した
一方，他方係合穴が少々位置ずれしていても，当該位置
ずれを吸収して両部材を過大な力を生じさせることなく
円滑に連結することができる。

その後に、回転部材を軸部を中心として半回転させる
と、当該回転部材は被嵌穴が中心軸線に対し設定した偏
心量だけ偏心していることより偏心運動し，他方素材を
偏心量の２倍の距離だけ一方素材に向けて移動させて当
該一方素材に押圧する。これにより、他方素材が一方素
材に当接結合される。

この結合力は、上記偏心量を連結状態時に形成される
隙間の1/2よりも大きくする程に強くなる。つまり、他
方素材の移動距離（偏心量の２倍の距離）から隙間量を
引いた値が締め代となる。なお、上記両素材結合時に
も、両部材には過大な力が生じることはなく、連結部等
の破損を防止することができる。

［実施例］ 以下、本発明の実施例を図面を参照して詳細に説明す
る。

この実施例は、第１図〜第７図に示され、外観斜視図
である第１図に示す如く固定部材10と回転部材20との一
対から構成されている。

第１図〜第４図において、固定部材10は円柱状の係合
部11と、この係合部11を一方素材１（第５図〜第７図参
照）に埋設したときに外方に突出る向きに伸びる連結部
14と、この連結部14の先端にも設けられた軸部17とから
形成されている。12は円弧形状に切欠された係止面であ
る。

この固定部材10は、第７図（Ａ）に示す如く一方素材
１の端末に設けられた一方が外方へ開口する一方係合穴
２に係合部11を図で上方側から挿入させて一方素材１に
埋設させる。一方係合穴２と係合部11との径は略同一で
あるので、水平方向の力によって係合部11が一方素材１
の開口から外れてしまうことはない。

さらに、この実施例では、一方素材１を埋設する一方
係合穴22と他方素材３の後記他方係合穴４との位置ずれ
（心ずれ）があると連結部にせん断力が生じる場合があ
るので、第１図（Ａ）に示す如く、係合部11に凸片11−
1,11−２を設けかつ連結部14に両凸片11−1,11−２に嵌
込可能な突起14−１を設け、凸片11−1,11−２および突
起14−１に明けた通し穴15にピン13を挿入し、係合部11
に対して連結部14（軸部17）をピン13を中心にして回動
できるように連結している。したがって、穴2,4が少々
位置ずれしていたとしても連結部14に過大な力が加わら
ず、その破損を防止できる。また、ピン13に代えて嵌込
方式としてそのずれを吸収する手段を設けることもでき
る。

一方、回転部材20は、全体として丸軸部材であり、内
部に中空部分すなわち被嵌穴25が設けられている。被嵌
穴25の中心軸線Ｑ（第５図参照）は、回転部材20自体の
中心軸線Ｐに対して偏心（偏心量Ｅ）する。この偏心量
Ｅは、固定部材10および回転部材20の締め代に基き設定
される。また、軸部17を挿入するために少なくとも一端
側21が外部に開放する。この実施例では第２図に示した
ように下端側が開放するものとされている。この回転部
材20もプラスチック製であり、第７図（Ｂ）に示す他方
素材３の端末に設けられた他方係合穴４に上方より挿入
される。この場合にも、水平方向の力によって回転部材
20が他方素材３から外れることはない。回転部材20は他
方係合穴４内で回転可能に埋設されている。この回転便
宜のために回転部材20の他端側（第１図で上側）28には
ドライバー等を差し込む溝29が設けられている。他端28
は被嵌穴25を閉じ、軸部17を挿入したときのストッパー
機能をも有する。

ここに、回転部材20には、機能上重要な縦逃溝31と横
逃溝33とが設けられている。

縦逃溝31は、被嵌穴25に固定部材10の軸部17を挿入す
るときに連結部14が支障を来さないように“逃げ”を形
成するものであり、横断面偏心側（第５図（Ａ）で回転
部材20の中心軸線Ｐより左方向）において、被嵌穴25と
外部とを連通しかつ長手方向（第１図において上下方
向）に伸びる形態とされている。したがって、縦逃溝31
の溝幅は、連結部14の幅よりもやや大きいものとされて
いる。

次に、横逃溝33は、回転部材20を他方素材３内におい
て軸部17の軸線を回転中心Ｑとして回転させるときに連
結部14の“逃げ”を形成するもので、横断面において被
嵌穴25と外部とを連通しかつ周方向に伸びる形態とされ
ている。その周方向の長さは、回転部材20を約半回転で
きるように選択されている。もとより縦逃溝31の一部に
連通する。縦逃溝31の溝高さは連結部14の高さ寸法と略
同一である。

したがって、連結部14が支障とならず回転部材20を軸
部17に円滑回転させることができる。さらに、横逃溝33
詳しくは上下方向の端面33a,33aは、軸部17の軸線方向
の抜け止め機能を持つものである。これに対して、固定
部材20の前記係止面12は偏心作用により接近してくる回
転部材20の回転を許容するとともに回転終了時にはその
自然回転を妨げる機能を持つ。

このために、係止面12の半径は回転部材20の半径より
もやや小さいものとされている。したがって、固定部材
20の係止面12は本発明の必須構成要素ではないが、両素
材1,3を結合させた状態をより強固に支持するために有
効である。

ここに、固定部材10の係止面12は、例えば第８図に
（変形例）に示す如く平面として実施することもでき
る。このことからすれば固定部材10の形態は、一方素材
１の板厚方向から挿入可能であり、水平方向力によって
外れなければ任意（例えば三角形）の状態としてもよい
ことが理解できる。

次に、留止加工に適用した場合の結合動作を説明す
る。

第７図は、留止加工される一方素材１と他方素材３と
の各端末部分の斜視図である。各素材1,3の端末部分に
はそれぞれに固定部材10と回転部材20とが嵌挿される一
方係合穴2,他方係合穴４が設けられている。該穴２と４
は、その側端面が開口されている。固定部材10は、第５
図（Ａ）に示すようにその開口に連結部14を位置させ、
また、回転部材20はその開口に縦逃溝31の開口部分を位
置させてそれぞれ素材1,3に埋設する。

かかる準備完了後に、連結部14の軸部17を被嵌穴25に
一端側21から嵌挿する。この際、連結部14は縦逃溝31内
を通り嵌挿作業に支障を来すことはない。また、連結部
14の軸部17は、係合部11（したがって、一方素材１）に
対する位置を変更可能であるので、上記各穴2,4が少々
位置ずれ（心ずれ）しても，当該位置ずれを吸収して軸
部17を被嵌穴25に過大な力を生じさせることなく円滑に
嵌挿させることができる。

ここに、固定部材10と回転部材20すなわち一方素材１
と他方素材３とは、機械的に連結される。この連結状態
は第５図（Ａ）に示す状態であり、両素材1,3には隙間
Ｓがある。もっとも両部材10,20を連結しておき、その
後に固定部材10と回転部材20とをそれぞれ一方素材１と
他方素材３に埋設してもよい。

次に、両部材1,3の結合は、以下のようにして行う。

溝29内にドライバー等を差し込み回転部材20を回転さ
せる。回転部材は軸部17の軸線Ｑである。連結部14は横
逃溝33内を相対移動する。

ここに、軸部17は縦逃溝31の両側面に規制され、中心
軸線Ｐと回転中心軸線Ｑとの偏心量Ｅを半径とした円周
上で軸線Ｑが移動する。換言すれば一方素材１が静止さ
れたものとすれば、他方素材３は回転部材20の偏心運動
によって軸部17を中心として一方素材１側に移動する。

したがって、第５図（Ｂ）に示す如く、回転部材20を
半回転させた時には、他方素材３が一方素材１に当接結
合される。この結合力は偏心量Ｅを連結状態時に形成さ
れる隙間Ｓの1/2よりも大きくする程に強くなる。つま
り、固定部材10はその寸法差（＝2E−Ｓ）が締め代とな
る。なお、上記両素材1,3の結合時にも、両部材10,20に
は過大な力が生じることはなく、連結部14等の破損を防
止することができる。

そして、両素材1,3が密接結合状態となった後には、
ドライバーを外しても最早連結部14を介する引張力とそ
れによる他方素材３と回転部材20との摩擦力によって回
転部材20が自由回転することはない。しかも、この実施
例では回転部材20が係合部11の係止面12と軸部17との間
で圧縮支持されるのでより確実に固定される。

かくして、額縁の留止加工を行った後の裏面外観を示
す第６図に現された如く額縁の裏面から留止加工ができ
る。

しかして、この実施例によれば、両素材1,3に穴2,4を
設け、これらに固定部材10と回転部材20とをそれぞれに
埋設するとともに軸部17を被嵌穴25に嵌挿させて両素材
1,3を連結し、しかる後に回転部材20を半回転させて偏
心運動を行わせるだけで迅速かる確実に両者を結合で
き、外観を損なうことがない。素材1,3間に接着剤を塗
布して結合力を増大させる場合においてもその乾燥時間
を待たずに製品加工を直ちに行うことができる。

また、素材1,3間の結合力は、回転部材20の被嵌穴25
の偏心量Ｅにより適宜に選択することができるので、素
材1,3の材質や板厚，形状等に最適にできる。

さらに、縦逃溝31、横逃溝33は、軸部17の円滑嵌挿・
回転のみならず回転部材20の回転後は、特に、横逃溝33
は両者10,20（1,3）間の軸方向および水平方向の離脱を
阻止する機能を発揮するので、製品の組立工程が極めて
容易となる。なお、分解も容易となる。

さらにまた、両部材10,20とは、回転部材20を回転さ
せることにより両素材1,3を結合させるものであるか
ら、釘打ち、三角形状楔を打ち込む等の衝撃力を加えず
どのような材質の素材にも広く適用できる。また、両部
材10,20を結合した後に各素材1,3に埋設できるから、塗
装を施した素材でも、塗膜等に傷を付けることなく結合
できる。

なお、以上の実施例では、固定部材10を円柱形状の係
合部11とし、これに円弧形状の係止面12を設けた構成と
したが、要は係合部11を一方素材１に埋設できればよい
ので係止面12の有無や全体形状は任意に選択して実施で
きる。例えば第８図に示す如き形態とすれば、素材１
（３）の端面に接近させて係合部11を埋設する大きな穴
加工を施す必要がないので、素材の強度を弱めることが
ない。また、係止面12を平面として素材端末を単純形状
化できるので接着剤塗布等に便利である。係合部11と連
結部14とをピン（13）により回動可能に連結してもよ
い。

また、固定部材10に１組の連結部14と軸部17とを設け
たが、その数も任意である。例えば、第９図に示す如く
２組の連結部14,14等を設けてもよい。この場合にも、
ピン（13）の回動可能支持を導入することができる。

また、一方の回転部材20の形態も上記開示範囲に限定
されない。例えば、平面形状を円形状や多角形としても
実施できる。結合までの回転角度を小さくする等のため
である。但し、上記開示形状とすると加工コストが低い
という利益を得る。

もとより素材1,3は留止加工用形状でなく平板突合等
の場合であっても本発明は適用される。

［発明の効果］ 本発明は、上記構成によるから、製品の美観を損ねる
ことなく，一方素材の一方係合穴と他方素材の他方係合
穴とが少々位置ずれしていても迅速かつ確実に最適な結
合力で両素材を結合することができる。また、衝撃力を
加えずどのような材質・板厚の素材にも広く適用でき
る。

また、接着剤による結合強化を図る場合にも乾燥時間
を待つことなく直ちに次工程に進めることができる。ま
た、塗装を施した素材でもその外観優美を保証できる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第７図は、本発明に係る素材の結合用具の実施
例を示し、第１図（Ａ），（Ｂ）は固定部材と回転部材
の外観斜視図、第２図は縦逃溝側から見た回転部材の外
観斜視図、第３図（Ａ），（Ｂ）は固定部材の平面図と
側面図、第４図（Ａ），（Ｂ）は回転部材の平面図と側
面図、第５図は結合動作を説明するための図で（Ａ）は
連結状態、（Ｂ）は結合状態を示す。第６図は額縁製品
に適用した場合の裏面側から見た結合状態を示す図であ
る。第７図は素材端末の斜視図で（Ａ）は一方素材、
（Ｂ）は他方素材を示す。第８図、第９図は固定部材の
変形例を示す図で第８図は連結部および係止面の形態の
異なる場合、第９図は２組の軸部等を設けた場合、およ
び第10図、第11図は従来の素材結合方法を説明するため
の図で第10図（Ａ）は連結板方式，（Ｂ）は釘方式，
（Ｃ）は楔方式，（Ｄ）は接着方式であり、第11図は第
10図（Ｃ）の方法による場合の斜視図である。 １……一方素材、３……他方素材 10……固定部材、11……係合部 14……連結部、17……軸部 20……回転部材、25……被嵌穴 31……縦逃溝、33……横逃溝

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】一方素材の端末に設けられた一方係合穴に
   埋設される係合部とこの係合部に当該素材の外方へ伸び
   るように連結された連結部と連結部の先端に配設された
   軸部とを有する固定部材と、 長手方向の少なくとも一端側が開放しかつ中心軸線に対
   し締め代に書き設定した偏心量だけ偏心させた被嵌穴が
   設けられ，全体として他方素材の端末に設けられた他方
   係合穴に回転可能に埋設される回転部材とからなり、 前記固定部材の連結部を、前記軸部の係合部に対する位
   置を変更可能に当該係合部に連結し、 前記回転部材には、被嵌穴に前記軸部を嵌挿するときに
   前記連結部の逃げを形成するための横断面偏心側におい
   て被嵌穴と外部とを連通しかつ長手方向に伸びる縦逃溝
   と、前記軸部を回転中心として回転させるときに前記連
   結部の逃げを形成するための被嵌穴と外部とを連通しか
   つ周方向に伸びる横逃溝とを設けたことを特徴とする素
   材の結合用具。