JP6450137B2

JP6450137B2 - 留め具

Info

Publication number: JP6450137B2
Application number: JP2014205918A
Authority: JP
Inventors: 勇輝村井
Original assignee: Nax Co Ltd
Current assignee: Nax Co Ltd
Priority date: 2014-10-06
Filing date: 2014-10-06
Publication date: 2019-01-09
Anticipated expiration: 2034-10-06
Also published as: JP2016075345A

Description

本発明は、雄体側を雌体側に挿入するようにして固定する留め具に関し、さらに詳細には、一旦固定すると再び外すことが困難であるとともに、紐等を通す貫通孔が設けられた留め具に関する。

シート部材を複数枚重ねて固定したり、一方の部材を他方の部材に固定したりする際の固定用の留め具（止め具）として、合成樹脂や金属で作製されたネジ、ナット、スナップ、ホック、鋲等が従来から用いられている。
多くの留め具は、繰り返し着脱して使用できるように着脱自在な構造となっているが、中には、一度取り付けると二度と取り外せない方が望ましい用途に使用される留め具もある。

例えば、野外イベント等において、他人の不正使用（他人による再使用）を防止する目的で、バンド状の許可証を手首等に留め具で取り付け、そのバンドの留め具を取り外そうとしても留め具は外れず、バンド自体が切断されるようにすることで不正使用を防ぐ構造の留め具が特許文献１に開示されている。

図６は、特許文献に記載されている留め具の構造を示す断面図である。
この止め具は、対をなす第一部材１１０（雄体）と第二部材１２０（雌体）とからなる。第一部材１１０は、第一被取付物１０２に取り付けられる基部１１１と、基部１１１の表面から突出したテーパー状の突出部１１６と、突出部１１６の先端に設けられた鍔部１１４を有する係合突起１１３と、基部１１１裏面から係合突起１１３内部にかけて形成され、突出部１１６の外周面と内周面との肉厚を薄肉とする穴１１２とからなる。
第二部材１２０は、第二被取付物１０３に取り付けられる基部１２１と、基部１２１表面に開口する円形の凹み１２２と、基部１２１裏面および凹み１２２の上面に開口する貫通穴１２３と、この貫通穴１２３周縁に環状に４分割されて立設された係合爪１２４とからなる。係合爪１２４はテーパー状に形成されるとともに、その先端開口部１２４ａが鍔部１１４の外径よりも小さく、かつ、突出部１１６の小径部分の外径よりも大きく形成されている。

上記構造の留め具において、第一部材１１０と第二部材１２０とを係合させる場合には、第一部材１１０の係合突起１１３を、第二部材１２０の貫通穴１２３および係合爪１２４内に挿入し、鍔部１１４が係合爪１２４の内周面に当接して、その内径が一時的に広がるように係合爪１２４を弾性変形させつつ貫通させる。鍔部１１４が係合爪１２４の先端開口部１２４ａを貫通すると、係合爪１２４は元の形状に戻って鍔部１１４と係合し、突出部１１６のテーパー面と貫通穴１２３の内周面とが当接する。これにより係合突起１１３の前後方向の移動が制限されるようになり、第一部材１１０を第二部材１２０から取り外すことが困難になる。

一方、第一部材１１０を第二部材１２０から取り外す場合には、第一部材１１０を第二部材１２０から引き離す方向に強い力を作用させる。すると、突出部１１６の下側部分の内周面と外周面との肉厚は薄肉に形成されているので、作用する力が所定の値を超えると、この薄肉部分で破断して係合関係が解除される。このとき、係合突起１１３と係合爪１２４との係合はそのまま残っているため、再使用することは不可能な状態となる。

特開２００５−１０６０７２号公報

上記特許文献１に記載された留め具は、不正使用防止の観点から第一部材にわざわざ破断しやすくするための薄肉領域を設け、小さい力で簡単に破断されるようにしてある。一方、これとは逆に、一旦固定した後は強固に固定され、第一部材と第二部材とを引き離す強い力が働いた場合であっても、破断されずに安定して固定状態が維持されることが望まれる用途も存在する。例えば組み立て式のダンボール製ボックス等では、組み立ての際に、隣り合う側面どうしが一部重なるようにダンボール紙の側面の一部をコーナー部分で折り曲げ、重ね合わされたダンボール紙どうしを留め具で固定するようにしてある。このとき、コーナーを固定するための「コーナー留め」として雌雄一対の留め具が用いられるが、この場合の留め具は、一旦固定した後は決して外れたり破断したりしないようにすることが必要になる。

なお、上記の特許文献１に記載された留め具における第一部材１１０において、薄肉領域を形成しないようにすると、薄肉領域が形成されているときよりも大きな力に対する耐久性が向上する。しかしながら、その場合であっても、係合爪１２４と鍔部１１４とは細径の係合爪の部分の弾性で引き離す力に抗するようにした構造であるので、さらに大きな力が加わると、係合爪１２４が破壊されてしまうおそれがある。また、逆に係合爪１２４の弾性を小さくして抵抗力が大きくなるようにすると、鍔部１１４を挿入して先端開口部１２４ａを通過させる際に、抵抗が強いため大きな押圧力が必要になり、実用上の支障が生じることになる。
そこで本発明は、従来の留め具と同程度の大きさでありながら、係合させるときは小さな押圧力で係合させることができ、固定後には従来よりもはるかに大きな引き抜き力が働いた場合でも破壊されることなく係合状態を維持できる堅固な中空孔付きの留め具を提供することを目的とする。

また、用途によっては、このような留め具を利用して貫通孔を設けたい場合がある。例えば、図７に示すようなショッピング用の紙袋１３０では、紐製の持ち手１３１を設けるために、貫通孔付きの留め具（ハトメ）１３２を紙袋の側面に取り付けたい場合がある。そこで、本発明は、一旦固定した後は決して外れない留め具にするとともに、紐等を通すことができる貫通孔が形成された留め具を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明では次のような技術的手段を講じた。
すなわち、本発明の留め具は、雄体および雌体からなる留め具であって、前記雄体は、内側表面および外側表面を有する雄体基部と、前記雄体基部の内側表面から立設する雄体軸部および前記雄体軸部の先端に鍔部が設けられた係合突起とを備え、前記雄体軸部は前記雄体基部に近い側に柱状外周部分が設けられるとともに前記鍔部に近い側に先細りのテーパー状外周部分が形成されて前記鍔部との境界に平坦な面によって当該鍔部より小径となる括れ部が設けられ、前記雄体軸部の前記柱状外周部分の外径と前記鍔部の外径とは略同径にされ、前記係合突起を前記雄体軸部の軸線に沿って貫通し前記雄体基部の外側表面に開口する中空孔が形成され、前記雌体は、内側表面および外側表面を有する雌体基部と、前記雌体基部の内側表面から立設し、前記雄体の鍔部より大径の雌体軸部とを備え、前記雌体軸部を貫通して前記雌体基部の外側表面に開口し、前記雌体軸部の側の開口から前記係合突起が挿入される軸孔が形成され、前記軸孔には前記雄体軸部の柱状外周部分に対応する筒状内周面およびテーパー状外周部分に対応するテーパー状内周面が形成されるとともに内径が前記鍔部の径よりも小さく平坦な面によって前記括れ部と係合する段差面が形成され、前記段差面から前記雌体基部の外側表面まで前記筒状内周面と同径の上部筒状内周面からなり前記鍔部が嵌合される嵌合空間が形成され、さらに、前記雌体基部の外側表面から始まり前記段差面を経て前記テーパー状の内周面を超え前記筒状内周面に至る部分を、前記軸孔の軸方向に沿って少なくとも２つに分割する分割溝が形成され、前記係合突起は、前記雌体の前記軸孔に挿入されるときに前記分割溝で分割されている段差面が一時的に押し広げられて貫通することにより、前記括れ部が前記段差面に係合されるとともに前記鍔部が前記嵌合空間に嵌合され、前記括れ部が、前記段差面に係合された後に前記係合突起を前記軸孔から引き抜く方向の力が作用したときに、前記段差面を押圧するとともに前記鍔部を側方に向けて圧接し続ける力が働くように構成されている。

本発明によれば、雌体は雌体基部の外側表面から段差面を経て雌体軸部の一部に至る部分までを、分割溝で複数に分割したことにより、雌体の軸孔にある段差面近傍は大きく弾性変形することができるようになる。そのため、雄体を軸孔に挿入していくと、係合突起の鍔部が雌体の段差面を通過させるときに抵抗を受けるが、比較的小さい力で押しこむだけで、鍔部が段差面を大きく押し広げて通過させることができる。鍔部が段差面を超えた後は、大きく弾性変形した段差面が元の内径まで復帰することによって括れ部の段差と段差面とが面接するようになる。このとき、段差面が大きく弾性変形することから、雄体の括れ部の段差と雌体の段差面との係合する部分の幅（面積）が十分に大きくなり、両者を堅固に係合させることができるようになる。また、係合と同時に鍔部の側面は嵌合空間にて雌体の内壁面と嵌合状態となり、鍔部側面が雌体によって挟み込まれるようにして保持される。
その後、雄体に対し、軸孔から引き抜く方向の力が働くと、係合部分で鍔部の下面の段差が段差面を押圧するだけではなく、力のモーメント（分割溝の底を軸とし段差面を力点とするモーメント）が働くことで、分割された雌体の嵌合空間の内壁面が雄体の鍔部の側面を強く押圧するようになり、これら双方の押圧作用で引き抜く力に抗するようになる。その結果、従来よりも広い面積の段差面で受ける力と鍔部の側面に働く力のモーメントとによって引き抜く力に抗することができるようになり、一旦係合状態になった後は堅固な係合を実現することができる。
そして、雄体には中空孔が形成されているので、雄体を雌体に係合させるだけで、貫通孔が形成され、この孔を介して紐等を通すことができる。

また、留め具の材料が樹脂製あるいは金属製の場合、成形時の熱収縮によるひけが問題になることがあるが、雌体の軸孔と同様、雄体にも中空孔を形成したことによって、ひけを防止する効果を得ることができ、また、樹脂目付の減少による軽量化、省資源化が図られることになる。

上記発明において、前記雄体の前記係合突起は、軸線に垂直な断面が非円形であり、前記雌体の前記軸孔は、軸線に垂直な断面が前記雄体の係合突起の非円形の断面に合わせて嵌合可能な非円形の孔形状にしてあり、前記雄体の係合突起が前記雌体の軸孔に挿入された状態で前記雄体の回転が制限されるようにしてもよい。具体的には雄体の係合突起の軸線に垂直方向の断面を、円形以外である多角形、多辺形、スリット付き（凹凸付き）、楕円形とし、雌体の軸孔の断面をこれに嵌合する形状とすることにより、雄体の回転が制限されるようになり、係合を安定化することができる。

本発明に係る留め具の係合状態の一例を示す全体斜視図。図１の留め具の雄体部分を示す図。図１の留め具の雌体部分を示す図。図１に示す留め具の係合状態を示す断面図。本発明の留め具の別の実施例を示す図。従来の留め具の構造を示す断面図。本発明の留め具の使用例を示す図。

以下において、本発明の詳細をその実施形態を示す図面に基づいて説明する。
図１は本発明の一実施形態である合成樹脂製（ポリエチレン等）の雄体１０と雌体２０とからなる留め具１の係合状態を示した斜視図である。また、図２（ａ）は雄体１０を正面から見たときの断面図、（ｂ）は雄体１０の平面図であり、図３（ａ）は雌体２０を正面から見た断面図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は斜視図である。そして図４は、図１の留め具１の係合状態における断面図である。

雄体１０は内側表面１１が平面、外側表面１２が凸面である円板状の雄体基部１３と、内側表面１１から立設する係合突起１４とからなる。
係合突起１４は、雄体基部１３に近い側で柱状の軸体をなす雄体軸部１５と、雄体軸部１５の先端に設けられる鍔部１６とからなる。鍔部１６と雄体軸部１５との境界部分には、鍔部１６よりも外径の小さい括れ部１７が形成されている。括れ部１７は雄体軸部１５の先端側を先細りのテーパー状の外周面として形成されており、鍔部１６の外径と雄体軸部１５の基部側の外径とは略同径となっている。この括れ部１７によって鍔部１６の下面となる段差が形成されている。この段差部分は、後述する雌体の段差面２６と係合する際の係合面となる。なお、鍔部１６の上面の周縁は丸く面取りされている。また、係合突起１４を軸線に沿って貫通し、雄体基部１３の外側表面１２に至る中空孔１８が形成されている。

雌体２０は内側表面２１が平面、外側表面２２が凸面である円板状の雌体基部２３と、内側表面２１から立設する雌体軸部２４とからなる。雌体軸部２４の軸径は雄体１０の鍔部１６の外径よりも大径となっており、雌体軸部２４を軸方向に貫通し、外側表面２２に開口する軸孔２５が形成されている。

この軸孔２５は、雄体１０の係合突起１４を挿入できるように、係合突起１４の形状に合わせた内径および形状となっており、雄体軸部１５先端側のテーパー状の外周面である括れ部１７に対応する部分にはテーパー状の内周面２５ａが形成されるとともに、鍔部１６に対応する部分には鍔部１６が嵌合する嵌合空間２７が形成されている。
すなわち、軸孔２５は外側表面２２に向かって開口する部分に鍔部１６と嵌合する嵌合空間２７が形成され、嵌合空間２７の奥には鍔部１６の外径よりも小径の孔で鍔部１６下面の段差と係合する段差面２６が形成されており、また、段差面２６からテーパー状内周面２５ａが形成され、このテーパー状内周面２５ａの先には、雄体軸部１５基部側の柱状部分が挿入される筒状内周面２５ｂが形成されている。

さらに、雌体２０には雌体基部２３の外側表面２２から段差面２６を経て雌体軸部２４の一部（好ましくは図４においてＳ−Ｓ’線で示した雌体軸部２４のテーパー面形成領域を超えた深さ）にかけて、軸孔２５の軸方向に沿って雌体２０を分割する分割溝２８が形成されており、この分割溝２８により雌体基部２３側が３分割されている。このような分割溝２８を形成することにより、雌体基部２３は弾性変形が可能になって半径方向に大きく広がることができるようになっている。

したがって、雄体１０の鍔部１６が軸孔２５のテーパー状内周面２５ａと接する位置まで挿入されたとき、雌体２０の弾性変形によって軸孔２５のテーパー状内周面２５ａが押し広げられることで、大きな抵抗なく鍔部１６を挿入することができるようになっている。
また、雌体２０が弾性変形することにより段差面２６の位置の孔径を大きく変化させることができるので、段差面２６で鍔部１６の段差と接する部分の面積を十分に大きくとることができるようになっている。

次に、雄体１０と雌体２０とを係合させて使用する例について図４を用いて説明する。ここではダンボール紙等の板状の第一部材Ａと第二部材Ｂとを固定する場合を具体例として説明する。
雄体１０は、第一部材Ａに形成された貫通孔に係合突起１４を貫通させるとともに、雄体基部１３の内側表面１１が第一部材Ａに当接するようにして取り付けられる。同様に雌体２０は、第二部材Ｂに形成された貫通孔に雌体軸部２４を貫通させるとともに、雌体基部２３の内側表面２１が第二部材Ｂに当接するようにして取り付けられる。

雄体１０の係合突起１４を雌体２０の軸孔２５の筒状内周面２５ｂ側から挿入していくと、やがて係合突起１４の鍔部１６がテーパー状内周面２５ａの位置まで到達し、当該内周面に接して軽い抵抗力を受けるようになる。さらに挿入していくと、雌体２０は弾性変形してテーパー状内周面２５ａが押し広げられるようになる。そして鍔部１６が段差面２６を超えると、弾性変形した状態から元に戻って段差面２６と括れ部１７の段差とが面接するようになる。このようにして鍔部１６の側面が嵌合空間２７の内面で嵌合され、雄体１０が雌体２０に完全に固定された状態になる。

そして雄体１０が雌体２０に一旦固定された後は、雄体１０を雌体２０から引き抜こうとする軸方向の強い引き抜き力が働いても、両者は堅固に固定されているため係合状態を解除することが困難となる。
すなわち、雄体１０の括れ部１７の段差が雌体２０の段差面２６と当接しているため、これが強い抵抗となって引き抜くことができなくなる。しかも大きな引き抜き力が加わるほど、雌体２０における分割溝２８で分割された雌体基部２３側の各分割片は、分割溝２８の底（図４のＳ−Ｓ’線の位置）を支点（軸）とし、段差面２６を力点とする力のモーメントが働き、鍔部１６側面や括れ部１７近辺を周囲から強く圧接するようになる。この作用によって引き抜き力に対する抵抗がさらに強まって係合が強固になる。
特許文献１の従来例（図７参照）のように、雌体１２０の係合爪１２４による弾性変形を利用する場合は、雌体１２０の内壁から突出する係合爪１２４による弾性力と力のモーメントの作用で引き向き力に対する抗力を生じるようにしていたため、十分な抗力が得られなかったが、分割溝２８が形成された本発明では、従来よりもはるかに大きな引き抜き力が働いた場合でも破壊されることなく係合状態を維持できるようになる。
そして、本発明における係合後の雄体１０には中空孔１８が設けられているので、これに紐等を通すことにより、持ち手等とすることもできる。

以上、本発明の代表的な実施形態について説明したが、本発明は必ずしも上記の実施形態に特定されるものではなく、本発明の目的を達成し、請求の範囲を逸脱しない範囲内で適宜修正、変更することが可能である。

例えば、上記の実施形態では分割溝２８によって雌体２０を３分割にした例を示したが４分割以上にした雌体でもよいし、２分割にした雌体としてもよい。つまり、少なくとも２分割以上であれば本発明の効果を得ることができる。
また上記の実施形態では、係合突起１４の軸線に垂直な方向の断面を円形にして雄体が回転できる形態を示ししたが、非円形にして回転を制限するようにしてもよい。
例えば図５の平面図に示すように、雌体３０の軸孔３１を四角形とし、対応する雄体の係合突起の形状についてもこれに挿入可能な四角形とすればよい。また、図５に示した四角形に代えて、その他の多角形、多辺形としてもよい。また円形断面の軸孔の一部に凹部となるスリット（キー溝）を形成した断面形状とし、雄体にはこのスリットに対応する凸部となるキーを設けて回転を制限するようにしてもよい。あるいは軸孔、係合突起の断面を楕円形にしてもよい。このように、少なくとも軸孔や係合突起の軸線に対して垂直方向となる断面の一部を円形以外の形状とすれば回転を制限することができる。

また、上記の実施形態では雄体１０の鍔部１６と雄体軸部１５の基部側との外径を同径とした例を示したが、異径としてもよく、その場合は雌体２０の対応する部分の径も雄体１０に合わせて同様に異径とすればよい。

また、上記の実施形態では、素材を合成樹脂としたが、これに代えて金属製の留め具を作製するようにしてもよい。なおその場合、雄体１０については型鍛造や鋳造により形成することができる。また雌体２０、３０、４０については、分割溝のない形状を型鍛造や鋳造で形成した後に分割溝２８を加工すればよい。

本発明は、雄体側を雌体側に挿入するようにして固定する留め具として利用することができる。

１留め具
１０雄体
１１内側表面
１２外側表面
１３雄体基部
１４係合突起
１５雄体軸部
１６鍔部
１７括れ部
１８中空孔
２０雌体
２１内側表面
２２外側表面
２３雌体基部
２４雌体軸部
２５軸孔
２５ａテーパー状内周面
２５ｂ筒状内周面
２６段差面
２７嵌合空間
２８分割溝

Claims

雄体および雌体からなる留め具であって、
前記雄体は、内側表面および外側表面を有する雄体基部と、前記雄体基部の内側表面から立設する雄体軸部および前記雄体軸部の先端に鍔部が設けられた係合突起とを備え、前記雄体軸部は前記雄体基部に近い側に柱状外周部分が設けられるとともに前記鍔部に近い側に先細りのテーパー状外周部分が形成されて前記鍔部との境界に平坦な面によって当該鍔部より小径となる括れ部が設けられ、前記雄体軸部の前記柱状外周部分の外径と前記鍔部の外径とは略同径にされ、前記係合突起を前記雄体軸部の軸線に沿って貫通し前記雄体基部の外側表面に開口する中空孔が形成され、
前記雌体は、内側表面および外側表面を有する雌体基部と、前記雌体基部の内側表面から立設し、前記雄体の鍔部より大径の雌体軸部とを備え、前記雌体軸部を貫通して前記雌体基部の外側表面に開口し、前記雌体軸部の側の開口から前記係合突起が挿入される軸孔が形成され、前記軸孔には前記雄体軸部の柱状外周部分に対応する筒状内周面およびテーパー状外周部分に対応するテーパー状内周面が形成されるとともに内径が前記鍔部の径よりも小さく平坦な面によって前記括れ部と係合する段差面が形成され、前記段差面から前記雌体基部の外側表面まで前記筒状内周面と同径の上部筒状内周面からなり前記鍔部が嵌合される嵌合空間が形成され、さらに、前記雌体基部の外側表面から始まり前記段差面を経て前記テーパー状の内周面を超え前記筒状内周面に至る部分を、前記軸孔の軸方向に沿って少なくとも２つに分割する分割溝が形成され、
前記係合突起は、前記雌体の前記軸孔に挿入されるときに前記分割溝で分割されている段差面が一時的に押し広げられて貫通することにより、前記括れ部が前記段差面に係合されるとともに前記鍔部が前記嵌合空間に嵌合され、
前記括れ部が、前記段差面に係合された後に前記係合突起を前記軸孔から引き抜く方向の力が作用したときに、前記段差面を押圧するとともに前記鍔部を側方に向けて圧接し続ける力が働くように構成されることを特徴とする留め具。
前記雄体の前記係合突起は、軸線に垂直な断面が非円形であり、
前記雌体の前記軸孔は、軸線に垂直な断面が前記雄体の係合突起の非円形の断面に合わせて嵌合可能な非円形の孔形状にしてあり、前記雄体の係合突起が前記雌体の軸孔に挿入された状態で前記雄体の回転が制限される請求項１に記載の留め具。