JP3792106B2 - パイプの連結構造 - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、筒状パイプを軸方向に連結一体化するためのパイプの連結構造及び掃除具に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
例えば図５に示す掃除具５０の柄や、杖の柄等の長尺のロッド状部材５１は、複数の円筒状パイプ５２を軸方向に連結一体化して形成される場合がある。円筒状パイプ５２を連結一体化するための連結部５３の構造としては、例えば連結すべき一対の円筒状パイプ５２，５２の各端部の開口に、内周面に雌ねじを有する雌ねじ体を各々取り付け、これらの一対の雌ねじ体を対向配置し、外周面に雄ねじを備えた雄ねじ体を対向配置した双方の雌ねじ体に螺合することによって、一対の円筒状パイプ５２，５２を接合一体化する構造が知られている。かかる連結部５３の構造は、連結部５３に曲げ応力が加わると当接する端面間に隙間が生じて摩擦力が得られなくなり、雌ねじ体と雄ネジ体の螺合が緩みやすくなると共に、連結部５３が折れ曲がって破損しやすくなる。
【０００３】
曲げ応力に強い連結部の構造として、一方の筒状パイプのオス側端部を他方の筒状パイプのメス側端部の先端開口に挿入することによって構成される二重構造の連結部が考えられる。このような連結部は、がたつきが生じないように各端部が密着する二重構造とする必要がある。また密着した二重構造を精度良く容易に形成できると共に、密着状態を強固に保持して不用意に外れないようにする必要がある。
【０００４】
本発明は、連結部の密着した二重構造を精度良く容易に形成できると共に、密着状態を強固に保持できるパイプの連結構造及び該連結構造を用いた掃除具の提供を目的とする。
【０００５】
【発明を解決するための手段】
本発明は、一方の筒状パイプのオス側端部を他方の筒状パイプのメス側端部の先端開口に挿入し、前記オス側端部の側面に形成したオス側嵌合穴と前記メス側端部の側面に形成したメス側嵌合穴とを合致させて嵌合部材を嵌合することにより一対の前記筒状パイプを軸方向に連結一体化する連結構造であって、前記オス側端部は、その外周面に先端に向かって縮径する２段のテーパー面を備え、先端側の１段目テーパー面の勾配よりも、後方の２段目テーパー面の勾配が急勾配となっており、前記メス側端部は、その内周面に、縮径された前記オス側端部の前記１段目テーパー面の緩い勾配と合致する勾配で先端に向かって徐々に拡径する内側テーパー面を備えており、前記嵌合部材は、スリーブ部材の内周面から内側に突出して設けられた係合突起であり、前記スリーブ部材は、その軸方向全長に亘って切り込みが設けられていることにより、その内径を拡大するように弾性変形可能な構成を備え、スリーブ部材が弾性変形することにより、前記係合突起を径方向内方に付勢する付勢力を生じ、これによって、合致した前記オス側嵌合穴及びメス側嵌合穴に嵌合させた前記係合突起の嵌合状態を保持するようになっており、前記オス側嵌合穴の前記１段目テーパー面と前記２段目テーパー面との変曲部からの距離と、前記メス側嵌合穴の前記メス側端部の先端からの距離とが同じとなっていて、前記メス側端部の先端を前記変曲部に位置させることにより、前記オス側嵌合穴と前記メス側嵌合穴とを合致させ、前記メス側端部の先端が、前記１段目テーパー面と前記２段目テーパー面との変曲部に位置するまで前記オス側端部が挿入されることにより、前記オス側端部の１段目テーパー面と前記メス側端部の内側テーパー面とが密接状態で重なり合った二重構造の連結部が形成され、且つ前記メス側端部の外周面に装着した前記スリーブ部材の係合突起を合致した前記オス側嵌合穴及びメス側嵌合穴に嵌合係止することによって、一対の円筒状パイプを軸方向に連結一体化するパイプの連結構造を提供することにより、上記目的を達成したものである。
【０００６】
筒状パイプは、必ずしも円筒状パイプである必要はなく、例えば正方形、台形、正六角形等の断面形状を有する筒状パイプであってもよい。また、縮径とは、必ずしも円形断面の直径が減少してゆくことのみを意味するものではなく、正方形、台形、正六角形等の断面形状においては、その断面の相似形を保ったまま、当該断面が徐々に縮小してゆくことを意味する。
【０００７】
本発明によれば、前記１段目テーパー面の勾配は、好ましくは０゜（０度）より大きく、０゜２８’（０度２８分）よりも小くなっている。前記２段目テーパー面の勾配は、１゜より大きく、９０゜よりも小さくなっている。
【０００８】
本発明によれば、前記１段目テーパー面のテーパ部寸法は、好ましくは１より大きく２．６より小さくなっている。ここで、テーパ部寸法とは、筒状パイプの先端から２段目テーパー面が存在するところまでの筒状パイプの軸方向に沿った１段目テーパー面の長さを、オス側端部の先端の外径で除した値を意味する。オス側端部の先端の外径は、円形断面の場合にはその直径を意味し、正方形、台形、正六角形等の断面形状の場合には、これらを２等分割する分割線のうち最も短い分割線の長さを意味する。
【０００９】
また、本発明は、上記パイプの連結構造によって円筒状パイプを軸方向に連結一体化してなる柄を有する掃除具を提供することにより、上記目的を達成したものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の好ましい実施形態に係るパイプの連結構造は、例えば床面等の拭き掃除を行うための掃除用シート部材が取り付けられた掃除板と、この掃除板から立設して設けられた柄とからなる掃除具の当該柄を複数の円筒状パイプを軸方向に連結一体化して設ける際に採用されたものである（図５参照）。すなわち、掃除具は、運搬や販売の便宜から掃除板や円筒状パイプ等の部品に各々に分解され、これらの部品を一まとめとした状態で製品化されており、使用時にはこれらを組み立てて使用する。
【００１１】
本実施形態のパイプの連結構造１０は、図１及び図２に示すように、複数の円筒状パイプからなる柄を構成する各一対の円筒状パイプ１１，１２の連結箇所において採用されるもので、一方の円筒状パイプ１１のオス側端部１３を他方の円筒状パイプ１２のメス側端部１４の先端開口１５に挿入し、オス側端部１３の側面に形成したオス側嵌合穴１６とメス側端部１４の側面に形成したメス側嵌合穴１７とを合致させ、スリーブ部材１８の内側に突出する嵌合部材としての係合突起２０を嵌合することにより、一対の円筒状パイプ１１，１２を軸方向Ｘに連結一体化するものである。
【００１２】
また、一方の円筒状パイプ１１のオス側端部１３は、その外周面に先端に向かって縮径する２段のテーパー面２１，２２を備え、先端側の１段目テーパー面２１の勾配よりも、後方の２段目テーパー面２２の勾配が急勾配となっている。
【００１３】
他方の円筒状パイプ１２のメス側端部１４は、その内周面に先端開口１５に向かって拡径する内側テーパー面２３を備え、この内側テーパー面２３はオス側端部１３の１段目テーパー面２１と同じ勾配となっている。
【００１４】
円筒状パイプ１１，１２は、各々、外径１６ｍｍ、肉厚１ｍｍ程度の大きさの中空断面を有する、長さ２５０ｍｍ程度の金属製（アルミニウム製）の円筒状のパイプ部材である。一方の円筒状パイプ１１のオス側端部１３は、その先端側のｔ＝２５ｍｍの部分が１段目テーパー面２１となって外径１４．３〜１４．１ｍｍに縮径されており、この縮径された端部１３が、他方の円筒状パイプ１２の内径１４．３〜１４．１ｍｍの内側テーパー面２３を有するメス側端部１４に先端開口１５を介して挿入されて、一方の円筒状パイプ１１のオス側端部１３と他方の円筒状パイプ１２のメス端部１４とが密接状態で重なり合った２５ｍｍの長さの二重構造の連結部１９が構成される。
【００１５】
本実施形態によれば、二重構造の連結部１９の重なり長さと等しい１段目テーパー面２１の軸方向Ｘに沿った長さｔを、オス側端部１３の先端の外径Ａで除した値であるテーパー部寸法（ｔ／Ａ）は、２５／１４＝１．７８となっている。なお、テーパー部寸法（ｔ／Ａ）は、１より大きく２．６より小さいことが好ましい。テーパー部寸法が１より大きく２．６より小さいことにより、接合部に十分な曲げ強度を保持することができ、大きなガタが生じなくなると共に、パイプの重なり代が大きくなり過ぎて組み立てた状態で柄の全長が短くなるのを回避できる。また、個々のパイプの長さを抑制して、流通時の個箱サイズをコンパクトにすることができる。
【００１６】
また、本実施形態によれば、一方の円筒状パイプ１１のオス側端部１３は、４゜１５’（４度１５分）の急な勾配で先端に向かって縮径するｔ’＝１０ｍｍの長さの２段目テーパー面２２と、さらにその先端に向かって０゜１３’４５”（０度１３分４５秒）の緩い勾配で徐々に縮径するｔ＝２５ｍｍの長さの１段目テーパー面２１とからなる２段の縮径構造をその外周面に備える。一方、他方の円筒状パイプ１２のメス側端部１４は、その内周面に、縮径された１段目テーパー面２１の緩い勾配と合致する勾配で先端に向かって徐々に拡径する２５ｍｍの長さの内側テーパー面２３を備える。
【００１７】
なお、１段目テーパー面２１及び内側テーパー面２３の勾配は、０゜より大きく、０゜２８’よりも小さくすることが好ましい。これらの勾配を０゜より大きく、０゜２８’よりも小さくすることにより、テーパー面２１，２３を容易に密着させることができ、接合時にガタが生じるのを回避できると共に、オス側嵌合穴１６とメス側端部１４の位置が多少ずれた場合でも大きなガタが生じるのを回避できる。また、２段目テーパー面２２の勾配は、１゜より大きく、９０゜よりも小さくすることが好ましい。この勾配を１゜より大きく、９０゜よりも小さくすることにより、２段目テーパー面２２と１段目テーパー面２１の勾配の差を適度に確保して、オス側端部１３が挿入され過ぎるの容易に止めることができ、またメス側端部１４の端面を変曲部２６まで確実に到達させることができる。これらの、テーパー面２１，２２，２３は、例えば各円筒状パイプ１１，１２の押し出し成形等による製造時に、その勾配を適宜調整することによって容易に形成することができる。
【００１８】
オス側端部１３の側面に形成したオス側嵌合穴１６及びメス側端部１４の側面に形成したメス側嵌合穴１７は、いずれも直径５ｍｍ程度の円形穴である。オス側嵌合穴１６は、１段目テーパー面２１と２段目テーパー面２２との変曲部２６から１４ｍｍ離れた１段目テーパー面２１上の位置に、メス側嵌合穴１７はメス側端部１４の先端から１４ｍｍ離れた内側テーパー面２３上の位置に各々形成されていることにより、後述するようにオス側端部１３をメス側端部１４に挿入した際に、オス側嵌合穴１６とメス側端部１４とを容易に合致させることができる。
【００１９】
一方の円筒状パイプ１１のオス側端部１３には、これの端縁部からオス側嵌合穴１６に至る突起スライド案内溝２４が円筒状パイプ１１の軸方向Ｘに形成されている。突起スライド案内溝２４は、係合突起２０をオス側嵌合穴１６に向けて案内移動させ、合致したオス側嵌合穴１６及びメス側嵌合穴１７にスムースに嵌合させるものである。
【００２０】
係合突起２０は直径５ｍｍ程度の略円柱状の突起であって、例えば合成樹脂（プラスチック）製のスリーブ部材１８の内周面から内側に突出して、当該スリーブ部材１８と一体として設けられている。スリーブ部材１８は、連結部１９を覆って装着することのできる内径を有する、３０ｍｍ程度の長さの円筒状部材である。スリーブ部材１８は、その軸方向全長に亘って切り込み２５が設けられていることにより、その内径を拡大するように弾性変形可能な構成を備える。スリーブ部材１８が弾性変形することにより、係合突起２０を径方向内方に付勢する付勢力を生じ、これによって、合致したオス側嵌合穴１６及びメス側嵌合穴１７に嵌合させた係合突起２０の嵌合状態を保持する。
【００２１】
本実施形態によれば、一方の円筒状パイプ１１のオス側端部１３を、他方の円筒状パイプ１２のメス側端部１４の先端開口１５に挿入して、オス側嵌合穴１６とメス側嵌合穴１７とを合致させる。しかる後に、例えばメス側端部１４の外周面に予め装着しておいたスリーブ部材１８の係合突起２０を合致した嵌合穴１６，１７に嵌合係止することによって、一対の円筒状パイプ１１，１２を軸方向Ｘに連結一体化するためのパイプの連結構造１０が得られる。
【００２２】
一方の円筒状パイプ１１のオス側端部１３は、緩い勾配の１段目テーパー面２１と急な勾配の２段目テーパー面２２とからなる２段のテーパー面を備えるので、メス側端部１４の先端が、１段目テーパー面２１と２段目テーパー面２２との変曲部２６に位置するまでオス側端部１３が挿入されることにより、１段目テーパー面２１とメス側端部１４の内側テーパー面２３とが容易に密着状態となり、これによって密接状態で重なり合った二重構造の連結部１９が容易に形成される。また、オス側嵌合穴１６の変曲部２６からの距離と、メス側嵌合穴１７のメス側端部１４の先端からの距離とが同じとなっているので、メス側端部１４の先端を変曲部２６に位置させることにより、オス側嵌合穴１６とメス側嵌合穴１７とを容易に合致させることができる。
【００２３】
ここで、図４（ａ）及び（ｂ）に示すように、オス側端部１３’に一段の緩いテーパ面２１’しか設けられていない場合には、オス側端部１３’の外径寸法、或いはメス側端部１４’の内径寸法に例えば０．１ｍｍ程度の寸法誤差ｓ’があると（（ａ）参照）、オス側端部１３’の緩いテーパ面２１’とメス側端部１４’の緩い内側テーパー面２３’とを密着させるためには、重なり合った二重構造の連結部１９’の長さＬ’は大幅に変動することになる（（ｂ）参照）。またオス側嵌合穴１６’とメス側嵌合穴１７’の軸方向Ｘ’の位置が大幅にずれてこれらを合致させるのが困難になる。また、オス側嵌合穴１６’とメス側嵌合穴１７’とを合致させて係合突起を嵌合させたとしても、オス側端部１３’はメス側端部１４’に対して大幅にスライド可能な状態にあるため、係合突起に大きなせん断力が働いて当該プラスチック製の係合突起が破損するおそれがある。さらに、オス側嵌合穴１６’とメス側嵌合穴１７’とを合致させた状態ではオス側端部１３’とメス側端部１４’との間には寸法誤差による隙間ｓ’が残るため連結部１９’にがたつきを発生させる要因となる。
【００２４】
これに対して、本実施形態によれば、図３（ａ）及び（ｂ）に示すように、オス側端部１３は、緩い勾配の１段目テーパー面２１と急な勾配の２段目テーパー面２２とからなる２段のテーパー面を備えるので、オス側端部１３の外径寸法、或いはメス側端部１４の内径寸法に例えば０．１ｍｍ程度の寸法誤差ｓがある場合でも（（ａ）参照）、メス側端部１４の先端を２段のテーパー面の変曲部２６において当接させることにより、オス側嵌合穴１６とメス側嵌合穴１７とを大きなズレを生じることなく容易に合致させることができる（（ｂ）参照）。また略密着状態で重なり合った二重構造の連結部１９をその長さＬを大幅に変動させることなく形成することができる。また、合致させたオス側嵌合穴１６とメス側嵌合穴１７に大きなズレが生じないので嵌合させた係合突起２０にせん断力による破損が生じにくい。さらに、オス側端部１３とメス側端部１４との間に寸法誤差ｓによる隙間が残っていても、メス側端部１４の先端がオス側端部１３の２段のテーパー面の変曲部２６に当接していることにより、当該先端が強固に支持され、これによってがたつきの発生を容易に抑制することができる。
【００２５】
すなわち、本実施形態のパイプの連結構造１０によれば、オス側端部１３の外径寸法やメス側端部１４の内径寸法に寸法誤差ｓがある場合でも、密着した二重構造の連結部１９をその長さＬを大幅に変動させることなく精度良く容易に形成できると共に、密着状態を強固に保持することができる。
【００２６】
なお、本発明は上記実施形態に限定されることなく種々の変更が可能である。例えば、合致した嵌合穴に嵌合される嵌合部材は、スリーブ部材から一体となって突出する係合突起である必要は必ずしもない。また、１段目テーパー面や２段目テーパー面の勾配、１段目テーパー面のテーパ部寸法等は、上記実施形態の値に限定されるものではない。さらに、本発明は、掃除具の柄に限定されることなく、指示棒、つえ等の、複数の円筒状パイプを軸方向に連結一体化して形成される種々の長尺のロッド状部材における円筒状パイプの連結構造として採用することができる。
【００２７】
【発明の効果】
本発明のパイプの連結構造及び該連結構造を用いた掃除具によれば、連結部の密着した二重構造を精度良く容易に形成できると共に、密着状態を強固に保持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係るパイプの連結構造を説明する分解斜視図である。
【図２】本発明の一実施形態に係るパイプの連結構造を説明する縦断面図である。
【図３】（ａ）及び（ｂ）は、パイプに寸法誤差がある場合の連結構造を説明する縦断面図である。
【図４】（ａ）及び（ｂ）は、パイプに寸法誤差がある場合のオス側端部に２段のテーパー面を備えていない連結構造を説明する縦断面図である。
【図５】従来のパイプの連結構造を備えた清掃具を示す斜視図である。
【符号の説明】
１０ パイプの連結構造
１１ 一方の円筒状パイプ
１２ 他方の円筒状パイプ
１３ オス側端部
１４ メス側端部
１５ 先端開口
１６ オス側嵌合穴
１７ メス側嵌合穴
１８ スリーブ部材
１９ 連結部
２０ 係合突起（嵌合部材）
２１ １段目テーパー面
２２ ２段目テーパー面
２３ 内側テーパー面
２４ 突起スライド案内溝
２５ 切り込み
２６ 変曲部
Ａ オス側端部の先端の外径
ｔ １段目テーパー面の長さ
Ｘ パイプの軸方向
【産業上の利用分野】
本発明は、筒状パイプを軸方向に連結一体化するためのパイプの連結構造及び掃除具に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
例えば図５に示す掃除具５０の柄や、杖の柄等の長尺のロッド状部材５１は、複数の円筒状パイプ５２を軸方向に連結一体化して形成される場合がある。円筒状パイプ５２を連結一体化するための連結部５３の構造としては、例えば連結すべき一対の円筒状パイプ５２，５２の各端部の開口に、内周面に雌ねじを有する雌ねじ体を各々取り付け、これらの一対の雌ねじ体を対向配置し、外周面に雄ねじを備えた雄ねじ体を対向配置した双方の雌ねじ体に螺合することによって、一対の円筒状パイプ５２，５２を接合一体化する構造が知られている。かかる連結部５３の構造は、連結部５３に曲げ応力が加わると当接する端面間に隙間が生じて摩擦力が得られなくなり、雌ねじ体と雄ネジ体の螺合が緩みやすくなると共に、連結部５３が折れ曲がって破損しやすくなる。
【０００３】
曲げ応力に強い連結部の構造として、一方の筒状パイプのオス側端部を他方の筒状パイプのメス側端部の先端開口に挿入することによって構成される二重構造の連結部が考えられる。このような連結部は、がたつきが生じないように各端部が密着する二重構造とする必要がある。また密着した二重構造を精度良く容易に形成できると共に、密着状態を強固に保持して不用意に外れないようにする必要がある。
【０００４】
本発明は、連結部の密着した二重構造を精度良く容易に形成できると共に、密着状態を強固に保持できるパイプの連結構造及び該連結構造を用いた掃除具の提供を目的とする。
【０００５】
【発明を解決するための手段】
本発明は、一方の筒状パイプのオス側端部を他方の筒状パイプのメス側端部の先端開口に挿入し、前記オス側端部の側面に形成したオス側嵌合穴と前記メス側端部の側面に形成したメス側嵌合穴とを合致させて嵌合部材を嵌合することにより一対の前記筒状パイプを軸方向に連結一体化する連結構造であって、前記オス側端部は、その外周面に先端に向かって縮径する２段のテーパー面を備え、先端側の１段目テーパー面の勾配よりも、後方の２段目テーパー面の勾配が急勾配となっており、前記メス側端部は、その内周面に、縮径された前記オス側端部の前記１段目テーパー面の緩い勾配と合致する勾配で先端に向かって徐々に拡径する内側テーパー面を備えており、前記嵌合部材は、スリーブ部材の内周面から内側に突出して設けられた係合突起であり、前記スリーブ部材は、その軸方向全長に亘って切り込みが設けられていることにより、その内径を拡大するように弾性変形可能な構成を備え、スリーブ部材が弾性変形することにより、前記係合突起を径方向内方に付勢する付勢力を生じ、これによって、合致した前記オス側嵌合穴及びメス側嵌合穴に嵌合させた前記係合突起の嵌合状態を保持するようになっており、前記オス側嵌合穴の前記１段目テーパー面と前記２段目テーパー面との変曲部からの距離と、前記メス側嵌合穴の前記メス側端部の先端からの距離とが同じとなっていて、前記メス側端部の先端を前記変曲部に位置させることにより、前記オス側嵌合穴と前記メス側嵌合穴とを合致させ、前記メス側端部の先端が、前記１段目テーパー面と前記２段目テーパー面との変曲部に位置するまで前記オス側端部が挿入されることにより、前記オス側端部の１段目テーパー面と前記メス側端部の内側テーパー面とが密接状態で重なり合った二重構造の連結部が形成され、且つ前記メス側端部の外周面に装着した前記スリーブ部材の係合突起を合致した前記オス側嵌合穴及びメス側嵌合穴に嵌合係止することによって、一対の円筒状パイプを軸方向に連結一体化するパイプの連結構造を提供することにより、上記目的を達成したものである。
【０００６】
筒状パイプは、必ずしも円筒状パイプである必要はなく、例えば正方形、台形、正六角形等の断面形状を有する筒状パイプであってもよい。また、縮径とは、必ずしも円形断面の直径が減少してゆくことのみを意味するものではなく、正方形、台形、正六角形等の断面形状においては、その断面の相似形を保ったまま、当該断面が徐々に縮小してゆくことを意味する。
【０００７】
本発明によれば、前記１段目テーパー面の勾配は、好ましくは０゜（０度）より大きく、０゜２８’（０度２８分）よりも小くなっている。前記２段目テーパー面の勾配は、１゜より大きく、９０゜よりも小さくなっている。
【０００８】
本発明によれば、前記１段目テーパー面のテーパ部寸法は、好ましくは１より大きく２．６より小さくなっている。ここで、テーパ部寸法とは、筒状パイプの先端から２段目テーパー面が存在するところまでの筒状パイプの軸方向に沿った１段目テーパー面の長さを、オス側端部の先端の外径で除した値を意味する。オス側端部の先端の外径は、円形断面の場合にはその直径を意味し、正方形、台形、正六角形等の断面形状の場合には、これらを２等分割する分割線のうち最も短い分割線の長さを意味する。
【０００９】
また、本発明は、上記パイプの連結構造によって円筒状パイプを軸方向に連結一体化してなる柄を有する掃除具を提供することにより、上記目的を達成したものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の好ましい実施形態に係るパイプの連結構造は、例えば床面等の拭き掃除を行うための掃除用シート部材が取り付けられた掃除板と、この掃除板から立設して設けられた柄とからなる掃除具の当該柄を複数の円筒状パイプを軸方向に連結一体化して設ける際に採用されたものである（図５参照）。すなわち、掃除具は、運搬や販売の便宜から掃除板や円筒状パイプ等の部品に各々に分解され、これらの部品を一まとめとした状態で製品化されており、使用時にはこれらを組み立てて使用する。
【００１１】
本実施形態のパイプの連結構造１０は、図１及び図２に示すように、複数の円筒状パイプからなる柄を構成する各一対の円筒状パイプ１１，１２の連結箇所において採用されるもので、一方の円筒状パイプ１１のオス側端部１３を他方の円筒状パイプ１２のメス側端部１４の先端開口１５に挿入し、オス側端部１３の側面に形成したオス側嵌合穴１６とメス側端部１４の側面に形成したメス側嵌合穴１７とを合致させ、スリーブ部材１８の内側に突出する嵌合部材としての係合突起２０を嵌合することにより、一対の円筒状パイプ１１，１２を軸方向Ｘに連結一体化するものである。
【００１２】
また、一方の円筒状パイプ１１のオス側端部１３は、その外周面に先端に向かって縮径する２段のテーパー面２１，２２を備え、先端側の１段目テーパー面２１の勾配よりも、後方の２段目テーパー面２２の勾配が急勾配となっている。
【００１３】
他方の円筒状パイプ１２のメス側端部１４は、その内周面に先端開口１５に向かって拡径する内側テーパー面２３を備え、この内側テーパー面２３はオス側端部１３の１段目テーパー面２１と同じ勾配となっている。
【００１４】
円筒状パイプ１１，１２は、各々、外径１６ｍｍ、肉厚１ｍｍ程度の大きさの中空断面を有する、長さ２５０ｍｍ程度の金属製（アルミニウム製）の円筒状のパイプ部材である。一方の円筒状パイプ１１のオス側端部１３は、その先端側のｔ＝２５ｍｍの部分が１段目テーパー面２１となって外径１４．３〜１４．１ｍｍに縮径されており、この縮径された端部１３が、他方の円筒状パイプ１２の内径１４．３〜１４．１ｍｍの内側テーパー面２３を有するメス側端部１４に先端開口１５を介して挿入されて、一方の円筒状パイプ１１のオス側端部１３と他方の円筒状パイプ１２のメス端部１４とが密接状態で重なり合った２５ｍｍの長さの二重構造の連結部１９が構成される。
【００１５】
本実施形態によれば、二重構造の連結部１９の重なり長さと等しい１段目テーパー面２１の軸方向Ｘに沿った長さｔを、オス側端部１３の先端の外径Ａで除した値であるテーパー部寸法（ｔ／Ａ）は、２５／１４＝１．７８となっている。なお、テーパー部寸法（ｔ／Ａ）は、１より大きく２．６より小さいことが好ましい。テーパー部寸法が１より大きく２．６より小さいことにより、接合部に十分な曲げ強度を保持することができ、大きなガタが生じなくなると共に、パイプの重なり代が大きくなり過ぎて組み立てた状態で柄の全長が短くなるのを回避できる。また、個々のパイプの長さを抑制して、流通時の個箱サイズをコンパクトにすることができる。
【００１６】
また、本実施形態によれば、一方の円筒状パイプ１１のオス側端部１３は、４゜１５’（４度１５分）の急な勾配で先端に向かって縮径するｔ’＝１０ｍｍの長さの２段目テーパー面２２と、さらにその先端に向かって０゜１３’４５”（０度１３分４５秒）の緩い勾配で徐々に縮径するｔ＝２５ｍｍの長さの１段目テーパー面２１とからなる２段の縮径構造をその外周面に備える。一方、他方の円筒状パイプ１２のメス側端部１４は、その内周面に、縮径された１段目テーパー面２１の緩い勾配と合致する勾配で先端に向かって徐々に拡径する２５ｍｍの長さの内側テーパー面２３を備える。
【００１７】
なお、１段目テーパー面２１及び内側テーパー面２３の勾配は、０゜より大きく、０゜２８’よりも小さくすることが好ましい。これらの勾配を０゜より大きく、０゜２８’よりも小さくすることにより、テーパー面２１，２３を容易に密着させることができ、接合時にガタが生じるのを回避できると共に、オス側嵌合穴１６とメス側端部１４の位置が多少ずれた場合でも大きなガタが生じるのを回避できる。また、２段目テーパー面２２の勾配は、１゜より大きく、９０゜よりも小さくすることが好ましい。この勾配を１゜より大きく、９０゜よりも小さくすることにより、２段目テーパー面２２と１段目テーパー面２１の勾配の差を適度に確保して、オス側端部１３が挿入され過ぎるの容易に止めることができ、またメス側端部１４の端面を変曲部２６まで確実に到達させることができる。これらの、テーパー面２１，２２，２３は、例えば各円筒状パイプ１１，１２の押し出し成形等による製造時に、その勾配を適宜調整することによって容易に形成することができる。
【００１８】
オス側端部１３の側面に形成したオス側嵌合穴１６及びメス側端部１４の側面に形成したメス側嵌合穴１７は、いずれも直径５ｍｍ程度の円形穴である。オス側嵌合穴１６は、１段目テーパー面２１と２段目テーパー面２２との変曲部２６から１４ｍｍ離れた１段目テーパー面２１上の位置に、メス側嵌合穴１７はメス側端部１４の先端から１４ｍｍ離れた内側テーパー面２３上の位置に各々形成されていることにより、後述するようにオス側端部１３をメス側端部１４に挿入した際に、オス側嵌合穴１６とメス側端部１４とを容易に合致させることができる。
【００１９】
一方の円筒状パイプ１１のオス側端部１３には、これの端縁部からオス側嵌合穴１６に至る突起スライド案内溝２４が円筒状パイプ１１の軸方向Ｘに形成されている。突起スライド案内溝２４は、係合突起２０をオス側嵌合穴１６に向けて案内移動させ、合致したオス側嵌合穴１６及びメス側嵌合穴１７にスムースに嵌合させるものである。
【００２０】
係合突起２０は直径５ｍｍ程度の略円柱状の突起であって、例えば合成樹脂（プラスチック）製のスリーブ部材１８の内周面から内側に突出して、当該スリーブ部材１８と一体として設けられている。スリーブ部材１８は、連結部１９を覆って装着することのできる内径を有する、３０ｍｍ程度の長さの円筒状部材である。スリーブ部材１８は、その軸方向全長に亘って切り込み２５が設けられていることにより、その内径を拡大するように弾性変形可能な構成を備える。スリーブ部材１８が弾性変形することにより、係合突起２０を径方向内方に付勢する付勢力を生じ、これによって、合致したオス側嵌合穴１６及びメス側嵌合穴１７に嵌合させた係合突起２０の嵌合状態を保持する。
【００２１】
本実施形態によれば、一方の円筒状パイプ１１のオス側端部１３を、他方の円筒状パイプ１２のメス側端部１４の先端開口１５に挿入して、オス側嵌合穴１６とメス側嵌合穴１７とを合致させる。しかる後に、例えばメス側端部１４の外周面に予め装着しておいたスリーブ部材１８の係合突起２０を合致した嵌合穴１６，１７に嵌合係止することによって、一対の円筒状パイプ１１，１２を軸方向Ｘに連結一体化するためのパイプの連結構造１０が得られる。
【００２２】
一方の円筒状パイプ１１のオス側端部１３は、緩い勾配の１段目テーパー面２１と急な勾配の２段目テーパー面２２とからなる２段のテーパー面を備えるので、メス側端部１４の先端が、１段目テーパー面２１と２段目テーパー面２２との変曲部２６に位置するまでオス側端部１３が挿入されることにより、１段目テーパー面２１とメス側端部１４の内側テーパー面２３とが容易に密着状態となり、これによって密接状態で重なり合った二重構造の連結部１９が容易に形成される。また、オス側嵌合穴１６の変曲部２６からの距離と、メス側嵌合穴１７のメス側端部１４の先端からの距離とが同じとなっているので、メス側端部１４の先端を変曲部２６に位置させることにより、オス側嵌合穴１６とメス側嵌合穴１７とを容易に合致させることができる。
【００２３】
ここで、図４（ａ）及び（ｂ）に示すように、オス側端部１３’に一段の緩いテーパ面２１’しか設けられていない場合には、オス側端部１３’の外径寸法、或いはメス側端部１４’の内径寸法に例えば０．１ｍｍ程度の寸法誤差ｓ’があると（（ａ）参照）、オス側端部１３’の緩いテーパ面２１’とメス側端部１４’の緩い内側テーパー面２３’とを密着させるためには、重なり合った二重構造の連結部１９’の長さＬ’は大幅に変動することになる（（ｂ）参照）。またオス側嵌合穴１６’とメス側嵌合穴１７’の軸方向Ｘ’の位置が大幅にずれてこれらを合致させるのが困難になる。また、オス側嵌合穴１６’とメス側嵌合穴１７’とを合致させて係合突起を嵌合させたとしても、オス側端部１３’はメス側端部１４’に対して大幅にスライド可能な状態にあるため、係合突起に大きなせん断力が働いて当該プラスチック製の係合突起が破損するおそれがある。さらに、オス側嵌合穴１６’とメス側嵌合穴１７’とを合致させた状態ではオス側端部１３’とメス側端部１４’との間には寸法誤差による隙間ｓ’が残るため連結部１９’にがたつきを発生させる要因となる。
【００２４】
これに対して、本実施形態によれば、図３（ａ）及び（ｂ）に示すように、オス側端部１３は、緩い勾配の１段目テーパー面２１と急な勾配の２段目テーパー面２２とからなる２段のテーパー面を備えるので、オス側端部１３の外径寸法、或いはメス側端部１４の内径寸法に例えば０．１ｍｍ程度の寸法誤差ｓがある場合でも（（ａ）参照）、メス側端部１４の先端を２段のテーパー面の変曲部２６において当接させることにより、オス側嵌合穴１６とメス側嵌合穴１７とを大きなズレを生じることなく容易に合致させることができる（（ｂ）参照）。また略密着状態で重なり合った二重構造の連結部１９をその長さＬを大幅に変動させることなく形成することができる。また、合致させたオス側嵌合穴１６とメス側嵌合穴１７に大きなズレが生じないので嵌合させた係合突起２０にせん断力による破損が生じにくい。さらに、オス側端部１３とメス側端部１４との間に寸法誤差ｓによる隙間が残っていても、メス側端部１４の先端がオス側端部１３の２段のテーパー面の変曲部２６に当接していることにより、当該先端が強固に支持され、これによってがたつきの発生を容易に抑制することができる。
【００２５】
すなわち、本実施形態のパイプの連結構造１０によれば、オス側端部１３の外径寸法やメス側端部１４の内径寸法に寸法誤差ｓがある場合でも、密着した二重構造の連結部１９をその長さＬを大幅に変動させることなく精度良く容易に形成できると共に、密着状態を強固に保持することができる。
【００２６】
なお、本発明は上記実施形態に限定されることなく種々の変更が可能である。例えば、合致した嵌合穴に嵌合される嵌合部材は、スリーブ部材から一体となって突出する係合突起である必要は必ずしもない。また、１段目テーパー面や２段目テーパー面の勾配、１段目テーパー面のテーパ部寸法等は、上記実施形態の値に限定されるものではない。さらに、本発明は、掃除具の柄に限定されることなく、指示棒、つえ等の、複数の円筒状パイプを軸方向に連結一体化して形成される種々の長尺のロッド状部材における円筒状パイプの連結構造として採用することができる。
【００２７】
【発明の効果】
本発明のパイプの連結構造及び該連結構造を用いた掃除具によれば、連結部の密着した二重構造を精度良く容易に形成できると共に、密着状態を強固に保持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係るパイプの連結構造を説明する分解斜視図である。
【図２】本発明の一実施形態に係るパイプの連結構造を説明する縦断面図である。
【図３】（ａ）及び（ｂ）は、パイプに寸法誤差がある場合の連結構造を説明する縦断面図である。
【図４】（ａ）及び（ｂ）は、パイプに寸法誤差がある場合のオス側端部に２段のテーパー面を備えていない連結構造を説明する縦断面図である。
【図５】従来のパイプの連結構造を備えた清掃具を示す斜視図である。
【符号の説明】
１０ パイプの連結構造
１１ 一方の円筒状パイプ
１２ 他方の円筒状パイプ
１３ オス側端部
１４ メス側端部
１５ 先端開口
１６ オス側嵌合穴
１７ メス側嵌合穴
１８ スリーブ部材
１９ 連結部
２０ 係合突起（嵌合部材）
２１ １段目テーパー面
２２ ２段目テーパー面
２３ 内側テーパー面
２４ 突起スライド案内溝
２５ 切り込み
２６ 変曲部
Ａ オス側端部の先端の外径
ｔ １段目テーパー面の長さ
Ｘ パイプの軸方向
Claims (5)
- 一方の筒状パイプのオス側端部を他方の筒状パイプのメス側端部の先端開口に挿入し、前記オス側端部の側面に形成したオス側嵌合穴と前記メス側端部の側面に形成したメス側嵌合穴とを合致させて嵌合部材を嵌合することにより一対の前記筒状パイプを軸方向に連結一体化する連結構造であって、
前記オス側端部は、その外周面に先端に向かって縮径する２段のテーパー面を備え、先端側の１段目テーパー面の勾配よりも、後方の２段目テーパー面の勾配が急勾配となっており、
前記メス側端部は、その内周面に、縮径された前記オス側端部の前記１段目テーパー面の緩い勾配と合致する勾配で先端に向かって徐々に拡径する内側テーパー面を備えており、
前記嵌合部材は、スリーブ部材の内周面から内側に突出して設けられた係合突起であり、前記スリーブ部材は、その軸方向全長に亘って切り込みが設けられていることにより、その内径を拡大するように弾性変形可能な構成を備え、スリーブ部材が弾性変形することにより、前記係合突起を径方向内方に付勢する付勢力を生じ、これによって、合致した前記オス側嵌合穴及びメス側嵌合穴に嵌合させた前記係合突起の嵌合状態を保持するようになっており、
前記オス側嵌合穴の前記１段目テーパー面と前記２段目テーパー面との変曲部からの距離と、前記メス側嵌合穴の前記メス側端部の先端からの距離とが同じとなっていて、前記メス側端部の先端を前記変曲部に位置させることにより、前記オス側嵌合穴と前記メス側嵌合穴とを合致させ、
前記メス側端部の先端が、前記１段目テーパー面と前記２段目テーパー面との変曲部に位置するまで前記オス側端部が挿入されることにより、前記オス側端部の１段目テーパー面と前記メス側端部の内側テーパー面とが密接状態で重なり合った二重構造の連結部が形成され、
且つ前記メス側端部の外周面に装着した前記スリーブ部材の係合突起を合致した前記オス側嵌合穴及びメス側嵌合穴に嵌合係止することによって、一対の円筒状パイプを軸方向に連結一体化するパイプの連結構造。 - 前記一方の筒状パイプ１１のオス側端部には、これの端縁部からオス側嵌合穴に至る突起スライド案内溝が、前記筒状パイプの軸方向に形成されている請求項１記載のパイプの連結構造。
- 前記１段目テーパー面の勾配は、０゜より大きく且つ０゜２８’より小さく、前記２段目テーパー面の勾配は、１゜よりも大きく且つ９０゜よりも小さい請求項１又は２に記載のパイプの連結構造。
- 前記１段目テーパー面のテーパ部寸法（１段目テーパー面の長さ／オス側端部の先端の外径）が、１より大きく且つ２．６より小さい請求項１〜３のいずれかに記載のパイプの連結構造。
- 請求項１〜４のいずれかに記載のパイプの連結構造によって筒状パイプを軸方向に連結一体化してなる柄を有する掃除具。
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