JP6963780B2

JP6963780B2 - 接合手段

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Publication number: JP6963780B2
Application number: JP2017061940A
Authority: JP
Inventors: 裕道脇
Original assignee: Next Innovation GK
Current assignee: Next Innovation GK
Priority date: 2017-03-27
Filing date: 2017-03-27
Publication date: 2021-11-10
Anticipated expiration: 2037-03-27
Also published as: JP2018162877A

Description

本発明は、複数の部材を接合する接合手段、特に、二つの被接合部材同士を接合面に垂直の方向に接近させて互いを接合するのに適した接合手段に関する。

特許文献１には、一方の被結合部材に楔受体を固定し、他方の被結合部材にカバー部材を固定した固定金具が記載さている。この固定金具では、楔受体をカバー部材に挿入すると楔受体の楔受片はカバー部材内に設けられた押圧部材により押圧されて開き、押圧部材に密着して固定される（引用文献１の段落０００５、図１）。

二つの部材を接合する方法として接合面に対して傾斜したボルトによる方法が知られている。例えば、特許文献１には、一方の部材に雌ねじを形成し、他方の部材にはボルトを貫通させる孔部とナットを固定するための切欠を形成し、二つの部材をボルトにより結合する方法が記載されている（引用文献１の段落０００４、図１７）。

特許文献２には、一方の部材に固定され押し棒を有する雌窯と、他方の部材に固定され割れ目を有する雄ピンとにより構成される接合手段が記載されている。この接合手段では、雄ピンの内部に設けられた楔を押し棒が押し込むことにより雄ピンが押し広げられて雌窯の内面に押しつけられて固定されるように構成されている（引用文献２の段落００３１〜００３３、図２）。また、特許文献２には、上記と同様の構成であるが楔を押し棒の先端に設けた接合手段も記載されている（引用文献２の段落００４３、図５）。

特許文献３には、一方の部材に固定され挿入孔を有する雌部材と、他方の部材に固定され切断線を有する雄部材とにより構成される接合手段が記載されている。この接合手段では、雄部材の先端に円錐体をセットした状態で挿入口に押し込むと円錐体の先端が雌部材の天板により押圧されることにより円錐体が雄部材を押し広げる。雄部材は円錐体と雌部材の内面の間に摩擦により固定される（引用文献３の段落０００８、００１０図４）。

特開平１１−７７４４８号公報特開２０１０−２３６３４８号公報特開２０１５−１７２３２０号公報特開２００９−１１４７４６号公報

特許文献１に記載された固定金具では、楔受体とカバー部材の被結合部材への取付は、ボルト・ナットによって行っているため、施工が煩雑であるという問題があった。また、形状が複雑で製造コストが大きいという問題があった。

特許文献２に記載された傾斜したボルトによる接合手段では、二つの部材が正確に位置決めされた状態を維持しながらボルトの締結をしなければならず、施工が煩雑であるという問題があった。また、形状が複雑で製造コストが大きいという問題があった。

引用文献３、４に記載された接合手段を用いると、二つの部材の接合面を対向させた状態から接合面と垂直方向に動かすことで二つの部材を接合することができるから、傾斜したボルトを用いた場合に比べると施工性が良い。しかし、形状が複雑で製造コストが大きいという問題があった。

そこで、本発明では、施工性が良く低コストで製造できる接合手段を提供することを目的とする。

前記課題を解決するための本発明の接合手段は、受容部材と、挿入部材とを備え、前記受容部材は、開口部と、該開口部に連通した受容空間と、該受容空間を内側面によって囲繞する略筒状を成す外側面を有する囲繞部と、該内側面に半径方向内側に向かって凸状に設けられる受容側係合条状部を有し、上記挿入部材は、前記受容空間に挿入し得る挿入部と、該挿入部の外面に半径方向外側に向かって凸状に設けられる挿入側係合条状部を有し、前記受容空間に対して前記挿入部を挿入すると、受容側係合条状部と挿入側係合条状部とが、少なくとも一箇所以上の交差部を作出し、この交差部において前記受容側係合条状部と前記挿入側係合条状部とが、挿入方向に対する直交方向において干渉して弾性変形及び／又は塑性変形することで、前記受容部材と前記挿入部材が互いに嵌合するように構成されることを特徴としている。

また、前記受容側係合条状部は前記挿入方向に平行な方向成分を以て延在して成り、前記挿入側係合条状部は前記挿入方向に垂直な方向成分を以て延在して成ること、及び／又は、前記受容側係合条状部は前記挿入方向に垂直な方向成分を以て延在して成り、前記挿入側係合条状部は前記挿入方向に平行な方向成分を以て延在して成ること、を特徴としている。

また、前記受容側係合条状部、及び／又は、前記挿入側係合条状部は、複数条設けられることを特徴としている。

また、前記受容側係合条状部と前記挿入側係合条状部の何れか一方又は双方は、螺旋状に延在していることを特徴としている。

また、前記受容側係合条状部と前記挿入側係合条状部との双方の延設方向の交差部における成す角が、鋭角乃至鈍角の範囲の何れの角度で、交差するように設定されることを特徴としている。

また、前記受容側係合条状部と前記挿入側係合条状部の何れか一方又は双方は、延在直交方向断面形状が略台形状乃至略矩形状を成すことを特徴としている。

また、前記受容部材は、被接合体に埋設可能に構成され、埋設後に該被接合体からの抜け出しを防止する抜出防止機構が設けられることを特徴としている。

また、前記受容部材及び／又は前記挿入部材は、アンカが設けられて成ることを特徴としている。

また、前記アンカは、一つ以上の棒状、楔状、枡状、板状、筒状、コイル状、メッシュ状を成すものであることを特徴としている。

また、前記受容部材及び／又は前記挿入部材はその全部又は一部が被接合体に埋設されていることを特徴としている。

また、前記挿入部材は、一部が被接合体に埋設可能に構成され、他部である挿入部が該被接合体から外部に露出していることを特徴としている。

また、前記受容部材と前記挿入部材は、被接合部材を挟持するように配設されて被接合部材同士を接合するように構成されることを特徴としている。

また、本発明の接合方法は、前記接合手段を用いることを特徴としている。

本発明によれば、著しく低コストで製造可能で且つ低荷重で接合可能でありながら高荷重の引き抜き強度を発現できる施工性の良好な接合手段を提供することができる。

本発明の一実施形態に係る接合手段の構造を示す斜視図である。本発明の一実施形態に係る接合手段の受容部材の形状を示す図で、図２（Ａ）は側面図、図２（Ｂ）は正面図である。本発明の一実施形態に係る接合手段の挿入部材の形状を説明する図である。図４（Ａ）〜（Ｃ）は、本発明の一実施形態に係る接合手段による部材の接合方法を説明する図である。図５（Ａ）〜（Ｄ）は、本発明の一実施形態に係る接合手段の受容側係合条状部の断面形状の変形例を説明する図である。図６（Ａ）〜（Ｄ）は、本発明の一実施形態に係る接合手段の受容側係合条状部の変形例を説明する図である。図７（Ａ）〜（Ｄ）は、本発明の一実施形態に係る接合手段の挿入側係合条状部の変形例を説明する図である。図８（Ａ）〜（Ｃ）は、本発明の一実施形態に係る接合手段の受容部材の変形例を説明する断面図である。図９（Ａ）〜（Ｃ）は、本発明の一実施形態に係る接合手段の挿入部材の変形例を説明する断面図である。本発明の一実施形態に係る接合手段の受容部材の外面に設けた受容部材の抜け出し防止機構を説明する図である。本発明の一実施形態に係る接合手段の受容部材の構造の変形例を説明する図である。本発明の一実施形態に係る接合手段の受容部材の外形を直方体とした受容部材の斜視図である。図１３（Ａ）〜（Ｅ）は、本発明の一実施形態に係る接合手段の、アンカを備えた受容部材を説明する図である。図１４（Ａ）〜（Ｄ）は、本発明の一実施形態に係る接合手段の、板状のアンカを備えた受容部材を説明する図である。図１５（Ａ）は、本発明の一実施形態に係る接合手段の、接合面補強部材を備える受容部材の断面図、図１５（Ｂ）はその正面図である。図１６（Ａ）〜（Ｅ）は、本発明の一実施形態に係る接合手段の、アンカを備えた挿入部材を説明する図である。図１７（Ａ）〜（Ｄ）は、本発明の一実施形態に係る接合手段の、板状のアンカを備えた挿入部材を説明する図である。本発明の一実施形態に係る接合手段のシールドへの適用例を示す図である。本発明の一実施形態に係る接合手段の木製品への適用例を示す図である。受容部材と挿入部材を埋設しない場合の本発明の一実施形態に係る接合手段の構造を示す斜視図である。受容部材のみを埋設した場合の接合手段の構造を示す図である。

次に本発明の一実施形態である接合手段１について説明する。説明の便宜上「上」及び「下」という表現を用いるが、接合手段１が使用される状態での上下とは必ずしも一致しない。図１は本発明の一実施形態に係る接合手段１の斜視図である。接合手段１は例えば第一部材（被接合体）に埋設される受容部材１０と、例えば第二部材（被接合体）に埋設される挿入部材２０とを備えている。本発明の一実施形態に係る接合手段１は、受容部材１０と、挿入部材２０とを備え、受容部材１０は、開口部１２と、該開口部１２に連通した受容空間１１と、該受容空間１１を内側面によって囲繞する略筒状を成す外側面を有する囲繞部１３と、該内側面に半径方向内側に向かって凸状に設けられる受容側係合条状部１４を有し、挿入部材２０は、受容空間１１に挿入し得る挿入部２１と、該挿入部の外面に半径方向外側に向かって凸状に設けられる挿入側係合条状部２２を有し、受容空間１１に対して挿入部２１を挿入すると、受容側係合条状部１４と挿入側係合条状部２２とが、少なくとも一箇所以上の交差部を作出し、この交差部において該受容側係合条状部１４と該挿入側係合条状部２２とが、挿入方向に対する直交方向において干渉して弾性変形及び／又は塑性変形することで、受容部材１０と挿入部材２０が互いに嵌合するように構成される。なお、交差部とは、例えば、受容側係合条状部１４と挿入側係合条状部２２とが平行以外の角度（０度以外の角度）をもって、当接又は押圧されるような状態で重なっている状態をいう。

図２は、本発明の一実施形態に係る接合手段の受容部材１０の構造を示す図で、（Ａ）は側面図、（Ｂ）は正面図である。図２（Ａ）に示すように、受容部材１０は、接合面側端面１５が接合面１０１ａと一致するように全体が第一部材１０１に埋設されている。また、受容部材１０の内部には、受容空間１１が形成されている。受容空間１１の断面形状は例えば、略円形である。図２（Ａ）、（Ｂ）の上下方向の寸法（以下、この方向の寸法を「高さ」又は「厚さ」という）は、受容部材１０の挿入方向に沿って略同一であるが、厚さは例えば、接合面１０１ａの位置で最も大きく接合面から離れるのに従って徐々に小さくなっていくようにしても良い。

受容空間１１は接合面１０１ａに開口し、断面形状が略円形の開口部１２が形成されている。尚、開口部１２の形状は、挿入部材２０を挿入することができればどのような形状でもよいが、例えば、矩形、多角形であっても良い。勿論、受容部材１０の断面形状と、挿入部材２０の断面形状は同じであることが好ましいが、挿入部材２０が受容部材１０に挿入可能であれば特に限定はされない。

図２（Ａ）、（Ｂ）に示すように、受容部材１０の受容空間１１には１以上の受容側係合条状部１４が設けられる。また、受容部材１０の外形は、受容空間１１を形成することができ、所用の強度を得ることができれば、例えば、直方体、多角形柱、円柱形等のどのような形状としても良い。

図３は、本発明の一実施形態に係る接合手段の挿入部材の形状を説明する図である。挿入部材２０は、第二部材１０２に埋設されている埋設部２３と接合面１０２ａから突出している挿入部２１とを備えている。挿入部材２０は、例えば、円筒状の挿入部２１及び埋設部２３と、埋設部２３の一端に埋設部２３と垂直に接合された、板状の頭部２４により構成されている。そして、挿入部２１の外面２５には１以上の挿入側係合条状部２２が形成されている。

受容部材１０及び／又は挿入部材２０の材料は、所望の強度、製造コスト、第一部材と第二部材が使用される環境条件等に応じて種々のものを使用することができ、例えば、金属、合成樹脂、木、紙、ガラス、セラミックス、ゴムなど適宜の材料を用いて適宜の製造方法で形成することが可能である。

次に図４（Ａ）〜（Ｃ）を参照して、本発明の一実施形態に係る接合手段１による部材の接合方法について説明する。ここでは受容部材１０が埋設された既設の第一部材１０１に、挿入部材２０が埋設された第二部材１０２を接合するものとして説明する。

まず図４（Ａ）に示すように、第二部材１０２を第一部材１０１の接合面１０１ａと第二部材の接合面１０２ａが平行になり、受容部材２０の中心軸と挿入部材１０の中心軸がほぼ一致するように配置する。

この状態から、矢印Ａのように、第二部材１０２を接合面１０１ａ、１０２ａに垂直な方向に移動させて、挿入部材２０の挿入部２１を受容部材１０の開口部１２から受容部材１０の受容空間１１内に挿入する。第二部材１０２を同方向に更に移動すると、挿入部材２０の挿入部２１の外面２５に設けられた１以上の挿入側係合条状部２２が、受容部材１０の受容空間１１に設けられた１以上の受容側係合条状部１４と、少なくとも一箇所以上の交差部を作出し、この交差部において該受容側係合条状部１４と該挿入側係合条状部２２とが、挿入方向に対する直交方向において干渉して弾性変形及び／又は塑性変形していく。

第一部材１０１の接合面１０１ａと第二部材１０２の接合面１０２ａを当接させると、図４（Ｃ）のように、挿入片２１の先端が受容空間１１の端面の近傍に到達し、接合手段１が形成される。受容部材１０の全ての受容側係合条状部１４と挿入部材２０の全ての挿入側係合条状部２２が少なくとも一箇所以上の交差部を作出し、この交差部において該受容側係合条状部１４と該挿入側係合条状部２２とが、挿入方向に対する直交方向において干渉して弾性変形及び／又は塑性変形する。そのため、受容部材１０と挿入部材２０は互いに嵌合し、接合面１０１ａ、１０２ａに引張力が作用しても、挿入部２１は開口部１２から抜け出すことがない。また、この例では、挿入部２１の挿入側係合条状部２２を含めた外径は、受容部材１０の受容側係合条状部１４を含めた内径とほぼ等しくしてあるので、挿入側係合条状部２２は、ほぼ全長に亘って外面が受容空間１１の受容側係合条状部１４に密着した状態となる。そのため、引張力に対する抵抗力が更に高くなっている。

接合手段１の配置方向は、縦配置及び横配置の他、接合面の形状や施工条件に応じて任意の方向とすることができる。

接合手段１によれば、受容部材１０の受容側係合条状部１４と挿入部材２０の挿入側係合条状部２２が少なくとも一箇所以上の交差部を作出し、この交差部において該受容側係合条状部１４と該挿入側係合条状部２２とが、挿入方向に対する直交方向において干渉して弾性変形及び／又は塑性変形することで、受容部材１０と挿入部材２０が互いに嵌合し、引き抜き抵抗をより増加させることができる。

図１〜４に示した、接合手段１の各部の形状は様々に変形することができる。以下に接合手段１の変形例について説明する。各変形例は、矛盾が生じるものでない限り任意に組み合わせて実施することができる。

図５（Ａ）〜（Ｄ）は、本発明の一実施形態に係る接合手段の受容側係合条状部の断面形状の変形例を説明する図であり、受容部材の開口部を正面に見たときの図である。受容部材１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄの断面形状として、断面視略台形状の受容側係合条状部１４ａ（図５（Ａ））、断面視略矩形状の受容側係合条状部１４ｂ（図５（Ｂ））、断面視略半円状の受容側係合条状部１４ｃ（図５（Ｃ））、断面視略三角形状の受容側係合条状部１４ｄ（図５（Ｄ））等が挙げられる。図示はしないが、挿入部材２０における挿入側係合条状部２２の断面形状についても同様である。勿論、形成可能な条状部であれば、図５（Ａ）〜（Ｄ）に示す断面形状に限定されない。

上記形状の中では、図５（Ａ）の断面視略台形状や図５（Ｂ）の断面視略矩形状の条状部を用いることが好ましい。受容側係合条状部１４や挿入側係合条状部２２にこれらの形状を用いると、受容部材１０に挿入部材２０を挿入し、受容側係合条状部１４と挿入側係合条状部２２が少なくとも一箇所以上の交差部を作出し、この交差部において該受容側係合条状部１４と該挿入側係合条状部２２とが、挿入方向に対する直交方向において干渉して弾性変形及び／又は塑性変形することで、受容部材１０と挿入部材２０が互いに嵌合された際に交差部が一定以上の面積を有することとなり、交差する部分の面積が比較的少ない断面視略半円状（図５（Ｃ））や断面視略三角形状（図５（Ｄ））の場合と比べて、弾性変形及び／又は塑性変形による引き抜き抵抗をより増加させることができる。

なお、図５（Ａ）〜（Ｄ）においては、等間隔に４本の受容側係合条状部１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄが形成されているが、これらの本数、間隔に限定されるわけではない。受容側係合条状部１４及び／又は挿入側係合条状部２２の本数が増加すれば、受容部材１０に挿入部材２０を挿入した際の受容側係合条状部１４と挿入側係合条状部２２との交点や交差面（面積の合計）が増加するため、引き抜き抵抗は増加する。したがって、必要とする抵抗力と条状部形成の製造コスト及び、例えば歪みゲージ等によって検出されたる歪みの度合い等を適宜勘案し、受容側係合条状部１４及び／又は挿入側係合条状部２２の本数及び間隔を決定すればよい。受容側係合条状部１４と挿入側係合条状部２２の条状部の断面形状、本数、条状部の間隔は必ずしも同じでなくても良い。

図６（Ａ）〜（Ｄ）は、本発明の一実施形態に係る接合手段の受容側係合条状部の変形例を説明する図である。本発明の一実施形態に係る接合手段の受容側係合条状部１４ｅは、図６（Ａ）に示すように受容部材１０ｅの挿入方向に平行な向きに例えば複数本形成される。或いは、図６（Ｂ）に示すように、受容側係合条状部１４ｆは、受容部材１０ｆの挿入方向に対して所定の角度（鋭角乃至鈍角）を有し、斜め方向に複数本形成されていても良い。この場合、挿入側係合条状部２２に対して例えば鋭角をなして少なくとも一箇所以上の交差部を作出し、この交差部において該受容側係合条状部１４と該挿入側係合条状部２２とが、挿入方向に対する直交方向において干渉して弾性変形及び／又は塑性変形することで、受容部材１０と挿入部材２０が互いに嵌合されるため、交差部の面積が垂直に交差する場合よりも大きくなり、弾性変形及び／又は塑性変形による引き抜き抵抗をより増加させることができる。

或いは、図６（Ｃ）に示すように、受容側係合条状部１４ｇは、受容部材１０ｇの挿入方向に対して垂直な方向成分をもって複数本形成されていても良い。或いは、図６（Ｄ）に示すように、受容側係合条状部１４ｈは、受容部材１０ｈに螺旋状に延在して形成されていても良い。図６（Ｄ）のように、螺旋状の条状部を形成する場合には、条状部の本数は１本でも良い。

図７（Ａ）〜（Ｄ）は、本発明の一実施形態に係る接合手段の挿入側係合条状部の変形例を説明する図である。本発明の一実施形態に係る接合手段の挿入側係合条状部２２ａは、図７（Ａ）に示すように挿入部材２０ａの挿入方向に対して垂直な方向成分をもって例えば複数本形成される。或いは、図７（Ｂ）に示すように、挿入側係合条状部２２ｂは、挿入部材２０ｂに螺旋状に延在して形成されていても良い。或いは、図７（Ｃ）に示すように、挿入側係合条状部２２ｃは、挿入部材２０ｃの挿入方向に対して平行となるように複数本形成されていても良い。或いは、図７（Ｄ）に示すように、挿入側係合条状部２２ｄは、挿入部材２０ｄの挿入方向に対して所定の角度（鋭角乃至鈍角）を有し、斜め方向に複数本形成されていても良い。

このように、受容側係合条状部１４及び挿入側係合条状部２２は、例えば、それぞれ図６（Ａ）〜（Ｄ）及び図７（Ａ）〜（Ｄ）から適宜選択される。尚、受容側係合条状部１４及び挿入側係合条状部２２が何れも螺旋状の場合には、受容側係合条状部１４及び挿入側係合条状部２２とで螺旋の向きを逆に形成しておくことが好ましい。これにより、挿入部材２０を受容部材１０に挿入した際に螺旋が交差するため、より抜けにくくなる。受容部材１０に挿入部材２０を挿入した際に、受容側係合条状部１４と挿入側係合条状部２２が少なくとも一箇所以上の交差部を作出し、この交差部において該受容側係合条状部１４と該挿入側係合条状部２２とが、挿入方向に対する直交方向において干渉して弾性変形及び／又は塑性変形することで、受容部材１０と挿入部材２０が互いに嵌合するものであればどのような組み合わせでもよく、或いは、図６（Ａ）〜（Ｄ）や図７（Ａ）〜（Ｄ）以外の態様であってもよい。受容側係合条状部１４及び挿入側係合条状部２２は、例えば、鋳造、射出形成、プレス形成、鍛造、タップ等の器具や装置による形成等により形成される。

図８（Ａ）〜（Ｃ）は、本発明の一実施形態に係る接合手段の受容部材の変形例を説明する断面図である。なお、図を簡略化するために、受容側係合条状部１４ｉ、１４ｊ、１４ｋを図８（Ａ）〜（Ｃ）中における受容部材本体１６ｉ、１６ｊ、１６ｋの内面の上部と下部に示し、それ以外の条状部は省略している。また、図９（Ａ）〜（Ｃ）は、本発明の一実施形態に係る接合手段の挿入部材の変形例を説明する断面図であり、図９（Ｂ）、（Ｃ）は、挿入側係合条状部の部分を拡大した図である。

本発明の一実施形態に係る接合手段の受容部材１０ｉは、図８（Ａ）に示すように、受容部材本体１６ｉの開口部側の端部が外側に拡径するように広がった導入部３１を有していてもよい。このような導入部３１を有することにより、挿入部材を挿入し易くなる。同様に、本発明の一実施形態に係る接合手段の挿入部材２０ｅは、図９（Ａ）に示すように、挿入部２１の先端が略テーパ状となった導入部３３を有していてもよい。これにより、挿入部材２０ｅ側からも挿入し易くなる。

或いは、本発明の一実施形態に係る接合手段の受容部材１０ｊは、図８（Ｂ）に示すように、受容側係合条状部１４ｉの開口部側の端部が外側に拡径するように広がった導入部３２を有していてもよい。受容側係合条状部１４ｉの開口部側の端部が外側に拡径することにより、挿入部材の挿入側係合条状部が導入し易くなる。同様に、本発明の一実施形態に係る接合手段の挿入部材２０ｆは、図９（Ｂ）に示すように、挿入部２１ｆに設けられた挿入側係合条状部２２ｆ１、２２ｆ２、２２ｆ３のうち、挿入部材２０ｆの先端側の挿入側係合条状部２２ｆ１の挿入方向側の端部が略テーパ状となった導入部３４を有していてもよい。これにより、挿入部材２０ｆ側からも挿入し易くなる。なお、導入部３４は他の挿入側係合条状部２２ｆ２、２２ｆ３に設けられても良い。

或いは、本発明の一実施形態に係る接合手段の受容部材１０ｋは、図８（Ｃ）に示すように、受容側係合条状部１４ｋが開口部側の端部に向かって所定の角度θで拡径するように広がっていてもよい。また、このとき、本発明の一実施形態に係る接合手段の挿入部材２０ｇは、図９（Ｃ）に示すように、挿入部に設けられた挿入側係合条状部２２ｇ１、２２ｇ２、２２ｇ３の端面３５が所定の角度θで挿入部の端部から拡径するように広がっていてもよい。受容側係合条状部１４ｋ及び挿入側係合条状部２２ｇ１、２２ｇ２、２２ｇ３をこのような形状とすることで、挿入部材２０ｇを受容部材１０ｋに挿入し易くなるとともに、少なくとも一箇所以上の交差部を作出し、この交差部において該受容側係合条状部と該挿入側係合条状部とが、挿入方向に対する直交方向において干渉して弾性変形及び／又は塑性変形することで、受容部材と挿入部材が互いに嵌合させて、弾性変形及び／又は塑性変形による引き抜き抵抗を増加させることができる。

図１０は、本発明の一実施形態に係る接合手段の受容部材の変形例の形状を説明する図である。図１０の例も、接合面に開口した受容空間を有し、受容空間の内面に複数の受容側係合条状部を有する点は図２の受容部材１０と共通しているが、外面に受容部材自体が第一部材から抜け出すのを防止するための抜け出し防止機構が設けられている。なお、図１０においては受容側係合条状部は省略しているが、上述した実施形態の何れかの形態の受容側係合条状部が受容空間の内面に形成されている。

図１０は受容部材１０ｍの断面図である。図１０に示す受容部材１０ｍは、その外面に、例えば、略台形状の凸部４０を複数設けている。凸部４０は、外周の全周に亘って連続して環状に設けても良いし、不連続に設けても良い。凸部４０を設けることによって、受容部材１０ｍは、第一部材との付着に加えて凸部４０と第一部材を構成する材料との係合が生じることによって、一層抜け出しにくくなっている。例えば、凸部４０は、断面を二等分した丸鋼や異形鉄筋を受容部材１０ｍの外面に溶接等により接合してもよい。なお、凸部４０は、受容部材１０ｍの外面から突出し、第一部材と係合できれば、図１０に示したものと形状、数が異なっていても良い。

図１１も、本発明の一実施形態に係る接合手段の受容部材の変形例の形状を説明する図である。図１１に示す例も、接合面に開口した受容空間を有し、受容空間の内面に複数の受容側係合条状部を有する点は図２の受容部材１０と共通しているが、各部を別体に制作してから接合している点が異なっている。受容部材１０ｎの材質によっては、このようにした方が製造が容易になる。

図１１は受容部材１０ｎの断面図である。受容部材１０ｎは、本体部材５１、蓋部材５２を別体としている。すなわち、蓋部材５２を本体部材５１に接合している。或いは、本体部材５１も挿入方向に２分割したものを接合したものであってもよい。受容部材１０ｎにおいては、蓋部材５２、本体部材５１の相互の接合は、溶接、接着、ボルト止め等任意の方法によることができる。

図１２も、本発明の一実施形態に係る接合手段の受容部材の変形例の形状を説明する図である。図１２に示す受容部材１０ｏでは、外形を直方体とし、内部に接合面側に開口部１２ｏを有する受容空間を形成している。受容空間の形状は、図２に示したものと同様である。このように、図２に示したものと同様の受容空間を形成することができ、所望の強度を有するものであれば、受容部材１０ｏの外形に制約はなく、例えば、円筒形、立方体、多角柱状等の任意の形状とすることができる。

図１３（Ａ）〜（Ｅ）も、本発明の一実施形態に係る接合手段の受容部材の変形例の形状を説明する図である。何れの例も、接合面に開口した受容空間を有し、受容空間の内面に複数の受容側係合条状部を有する点は図２の受容部材１０と共通しているが、第一部材はコンクリート等の流動性材料を固化させて形成されるものであり、アンカを設けて引き抜き抵抗を増大させている点が異なっている。なお、図１３（Ａ）〜（Ｅ）においても受容側係合条状部は省略しているが、上述した実施形態の何れかの形態の受容側係合条状部が受容空間の内面に形成されている。

図１３（Ａ）に平面図を示す受容部材１０ｐでは、受容部材本体１６の端面１９側からアンカ６０が螺合されている。すなわち、受容部材本体１６の端面１９側にネジ部１８ｂを設け、同様にアンカ６０の一端にもネジ部６０ａを設けることで、受容部材本体１６にアンカ６０を螺合することができる。アンカ６０には、適宜条状部４１を設けても良い。アンカ６０の材料は、金属、合成樹脂等任意のものを用いることができる。

図１３（Ｂ）に平面図を示す受容部材１０ｑでは、受容部材本体１６の端面１９に二本の直線状のアンカ６１を設けている。また、図１３（Ｃ）に平面図を示す受容部材１０ｒでは、受容部材本体１６の端面１９にＵ字状のアンカ６２を設けている。アンカ６１、６２としては例えば異形鉄筋を用いることができるが、所要の付着力が得られれば、材質、形状、本数、取付位置は、任意に変更することができる。また、アンカ６１、６２には、適宜条状部４２、４３を設けても良い。アンカ６１、６２の受容部材本体１６の端面１９への固定としては、溶接の他、ねじ部を設けて螺合しても良い。

図１３（Ｄ）に平面図、図１３（Ｅ）に側面図を示す受容部材１０ｓでは、枡形アンカ６５を設けている。枡形アンカ６５は、平板状の端板６６と、端板６６の両端に端板６６に対して垂直方向に設けられた二枚の側板６７で構成されている。側板６７の端板６６と接続されていない端部が、それぞれ、奥側部材７０の端面に接合され、枡形アンカ６５と奥側部材７０によって、上下が開口した空間６８が形成されている。また、奥側部材７０の他端面には受容部材本体１６が接合される。受容部材１０ｓは、流動性の材料が注入される前に型枠内に固定され、材料が注入されると空間６８にも材料が流入して他の部分と一体に固化する。そのため、側板６７の外面が材料と付着すると共に、端板６６が空間６８に注入された材料と係合し、一層引き抜き抵抗を増大させることができる。この例では、端板６６と側板６７を一体としたが、別体に作成してから接合しても良い。また、空間６８を形成し、この部分に流入した材料と係合する端板６６を備えるものであれば、図１３（Ｄ）、（Ｅ）とは異なる形状とすることができる。枡形アンカ６５の材料は、金属、合成樹脂等任意のものを用いることができるが、第一部材の材料と付着し易いものが好ましい。

図１４（Ａ）〜（Ｄ）も、本発明の一実施形態に係る接合手段の受容部材の変形例の形状を説明する図である。何れの例も、接合面に開口した受容空間を有し、受容空間の内面に複数の受容側係合条状部を有する点は図２の受容部材１０と共通しているが、奥側部材を兼ねるアンカを備えていることが異なっている。なお、図１４（Ａ）〜（Ｄ）においても受容側係合条状部は省略しているが、上述した実施形態の何れかの形態の受容側係合条状部が受容空間の内面に形成されている。

図１４（Ａ）に側面図、図１４（Ｂ）に平面図を示す受容部材１０ｔは、板状アンカ７２を備えている。板状アンカ７２は、その一端１９には、受容部材本体１６が接続されている。即ち、板状アンカ７２の一端は受容部材１０ｔの奥側部材を兼ねている。板状アンカ７２と受容部材本体１６の接続は、溶接、接着、ボルト止め等任意の方法によることができる。板状アンカ７２の材料は、金属、合成樹脂等任意のものを用いることができるが、第一部材の材料と付着し易いものが好ましい。また、板状アンカ７２は１以上の条状部７３を更に有していることが好ましい。このような構成とすることにより、板状アンカ７２の外周面と第一部材との付着によって引き抜き抵抗が増大すると共に、非常に容易にアンカを備えた受容部材を製造することができる。なお、板状アンカ７２の平面的な形状は矩形以外の形状とすることができる。

図１４（Ｃ）に側面図、図１４（Ｄ）に平面図を示す受容部材１０ｕは、受容部材１０ｔと同様の板状アンカ７５を備えている。板状アンカ７５には、厚み方向に貫通する円形断面の孔部７６が複数設けられている。孔部７６を設けることにより、付着に加えて孔部７６内に流入した材料との係合によって引き抜き抵抗を更に増大させることができる。なお、孔部７６の断面形状は円形以外とすることができ、また、配置位置と個数は図１４（Ｃ）、（Ｄ）と異なっていても良い。なお、板状アンカ７５の平面的な形状は矩形以外の形状とすることもできる。

図１５（Ａ）、（Ｂ）も、本発明の一実施形態に係る接合手段の受容部材の変形例の形状を説明する図である。何れの例も、接合面に開口した受容空間を有し、受容空間の内面に複数の受容側係合条状部を有する点は図２の受容部材１０と共通しているが、補強部材を備えている点が異なっている。なお、図１５（Ａ）、（Ｂ）においても受容側係合条状部は省略しているが、上述した実施形態の何れかの形態の受容側係合条状部が受容空間の内面に形成されている。

図１５（Ａ）に断面図を、図１５（Ｂ）に正面図を示す受容部材１０ｖは、接合面補強部材８０を備えている。接合面補強部材８０は受容部材１０ｖの本体１６ｖの外径と略同径の孔が中央に空いた円形の板状部材で、一方の面が受容部材１０ｖの端面と一致するように、受容部材１０ｖの外周に立設されている。接合面補強部材８０を設けることにより、接合面の剛性を高めることができる。接合面の近傍に配置され、接合面の剛性を高めることができれば、接合面補強部材８０の材料は金属、合成樹脂等任意のものを用いることができ、形状、配置、枚数も図１５（Ａ）、（Ｂ）に示したものと異なっても良い。

図１６（Ａ）〜（Ｅ）は、本発明の一実施形態に係る接合手段の挿入部材の変形例の形状を説明する図である。図１６（Ｂ）〜（Ｅ）は、挿入部材２０が挿入部２１、埋設部２３及び頭部２４により構成されることは図３の挿入部材２０と共通するが、第二部材はコンクリート等の流動性材料を固化させて形成されるものであり、アンカを設けて引き抜き抵抗を増大させている点が異なっている。

図１６（Ａ）は、頭部２４を省略した挿入部材２０ｈである。したがって、挿入部材２０ｈは、挿入部２１ｈと埋設部２３ｈから成り、これにより構成を簡略化することができる。挿入部２１ｈ側の条状部２２ｈは上述したように受容部材に挿入されて受容側係合条状部と少なくとも一箇所以上の交差部を作出し、この交差部において該受容側係合条状部と該挿入側係合条状部とが、挿入方向に対する直交方向において干渉して弾性変形及び／又は塑性変形することで、受容部材と挿入部材が互いに嵌合される。一方で、埋設部２３ｈ側に１以上の条状部２６ｈを設けることができ、埋設部２３ｈ側の条状部２６ｈは、第二部材に埋設されアンカとしての役割を果たす。

図１６（Ｂ）に平面図を示す挿入部材２０ｉでは、頭部２４の埋設部２３との接合面とは反対側の端面に二本の直線状のアンカ９０を設けている。また、図１６（Ｃ）に平面図を示す挿入部材２０ｊでは、頭部２４の埋設部２３との接合面とは反対側の端面にＵ字状のアンカ９１を設けている。アンカ９０、９１としては例えば異形鉄筋を用いることができるが、所要の付着力が得られれば、材質、形状、本数、取付位置は、任意に変更することができる。アンカ９０、９１の上記端面への固定としては、溶接の他、ねじ部を設けて螺合しても良い。

図１６（Ｄ）に平面図、図１６（Ｅ）に側面図を示す挿入部材２０ｋでは、枡形アンカ９５を設けている。枡形アンカ９５は、平板状の端板９６と、端板９６の両端に端板９６に対して垂直方向に設けられた二枚の側板９７で構成されている。側板９７の端板９６と接続されていない端部が、それぞれ、頭部２４の端面２４ａに接合され、枡形アンカ９５と頭部２４によって、上下が開口した空間９８が形成されている。挿入部材２０ｋは、流動性の材料が注入される前に型枠内に固定され、材料が注入されると空間９８にも材料が流入して他の部分と一体に固化する。そのため、側板９７の外面が材料と付着すると共に、端板９６が空間９８に注入された材料と係合し、一層引き抜き抵抗を増大させることができる。この例では、端板９６と側板９７を一体としたが、別体に作成してから接合しても良い。また、空間９８を形成し、この部分に流入した材料と係合する端板９６を備えるものであれば、図１６（Ｄ）、（Ｅ）とは異なる形状とすることができる。枡形アンカ９５の材料は、金属、合成樹脂等任意のものを用いることができるが、第二部材の材料と付着し易いものが好ましい。

図１７（Ａ）〜（Ｄ）は、本発明の一実施形態に係る接合手段の挿入部材の変形例の形状を説明する図である。何れの例でも、図１６の挿入部材と同様にアンカを設けているが、アンカを板状としている。

図１７（Ａ）に側面図、図１７（Ｂ）に平面図を示す挿入部材２０ｍは、平面視が略矩形であり、厚さが埋設部２３の厚さよりやや大きい板状アンカ１１０を備えている。板状アンカ１１０の接合面側の端面は、頭部２４の端面に接続されている。板状アンカ１１０と、頭部２４の接続は、溶接、接着、ボルト止め等任意の方法によることができる。板状アンカ１１０の材料は、金属、合成樹脂等任意のものを用いることができるが、第二部材の材料と付着し易いものが好ましい。また、板状アンカ１１０は１以上の条状部１１１を更に有していることが好ましい。このような構成とすることにより、板状アンカ１１０の外周面と第一部材との付着によって引き抜き抵抗が増大する。

図１７（Ｃ）に側面図、図１７（Ｄ）に平面図を示す挿入部材２０ｎは、挿入部材２０ｍと同様の板状アンカ１１２を備えている。板状アンカ１１２には、厚み方向に貫通する円形断面の孔部１１３が複数設けられている。孔部１１３を設けることにより、付着に加えて孔部１１３内に流入した材料との係合によって引き抜き抵抗を更に増大させることができる。なお、孔部の断面形状は円形以外とすることができ、また、配置位置と個数は図１７（Ｃ）、（Ｄ）と異なっても良い。

図１７（Ａ）〜（Ｄ）では、挿入部材が頭部２４を備え、板状アンカ１１０、１１２を頭部２４に接続するものとしたが、頭部２４を省略し板状アンカ１１０、１１２を埋設部２３と直接接続し、又は、一体に形成しても良い。また、板状アンカ１１０、１１２の平面的な形状は矩形以外の形状とすることができ、厚さも任意である。以上説明したように、アンカは、例えば、一つ以上の棒状、楔状、枡状、板状、筒状、コイル状、メッシュ状を成すものとすることができる。

図１８に、本発明の一実施形態に係る接合手段１（各変形例も含む）を地中にトンネルを構築するシールド工法に適用した例を示す。シールド工法においては、工場等で製作したセグメント２０１、２０２を周方向に接合してリング２０３を製作し、このリング２０３を挿入方向に順次接続してトンネル２００を構築する。セグメント２０２は、最後に接合されるセグメントで、台形状となっている。図１８では短い直線で記号的に示したセグメントの挿入方向の接合手段２０４に本発明の一実施形態を好適に用いることができる。コンクリートのように流動性の材料を型枠に打設して固化させることにより部材を作成する場合には、打設前に挿入部材又は受容部材を所定の位置に固定しておくことにより、簡単に取り付けることができる。

図１９に、本発明の一実施形態に係る接合手段１（各変形例も含む）を木製の本棚に適用した例を示す。本棚２１０は、鉛直方向に配置される二枚の側板２１１の間に、１枚の天板２１２と複数の棚板２１３を配置した構造となっている。図１９では短い直線で記号的に示した側板２１１と天板２１２の接合手段２１４及び側板２１１と棚板２１３の接合手段２１５に本発明の一実施形態を好適に用いることができる。木材等の部材に挿入部材と受容部材を固定する方法としては、例えば、挿入部材又は受容部材を収容できる大きさの切欠を設けて、挿入部材又は受容部材を接着剤等で固定することができる。挿入部材又は受容部材の外周に鬼目ナットを形成して、木材等に打ち込むこともできる。

これまでは、主にコンクリートの接合を例に、受容部材と挿入部材が第一部材及び第二部材に埋設される接合手段について説明したが、本発明の一実施形態に係る接合手段は、受容部材及び／又は挿入部材を第一部材及び第二部材に埋設することなく、ボルト／ナット様の締結手段として用いることもできる。

図２０は、受容部材と挿入部材を埋設しない場合の接合手段の構造を示す斜視図である。本発明の一実施形態に係る接合手段についても、上述してきた接合手段と同様に、受容部材３１０と、挿入部材３２０とを備え、受容部材３１０は、開口部と、該開口部に連通した受容空間３１１と、該受容空間３１１を内側面によって囲繞する略筒状を成す外側面を有する囲繞部と、該内側面に半径方向内側に向かって凸状に設けられる受容側係合条状部３１４を有する。また、挿入部材３２０は、受容空間３１１に挿入し得る挿入部３２１と、該挿入部の外面に半径方向外側に向かって凸状に設けられる挿入側係合条状部３２２を有する。受容部材３１０及び挿入部材３２０は上述してきた接合手段で説明した様々な変形例が同様に適用される。

第２の実施形態に係る接合手段では、挿入部材３２０をボルト様部材とし、受容部材３１０をナット様部材として、第一部材３０１及び第二部材３０２を接合することができる。受容空間３１１に対して挿入部３２１を挿入すると、受容側係合条状部３１４と挿入側係合条状部３２２とが、少なくとも一箇所以上の交差部を作出し、この交差部において受容側係合条状部３１４と挿入側係合条状部３２２とが、挿入方向に対する直交方向において干渉して弾性変形及び／又は塑性変形することで、受容部材３１０と挿入部材３２０が互いに嵌合されるのはこれまでと同様であるが、受容部材３１０と挿入部材３２０が第一部材３０１及び第二部材３０２にそれぞれ埋設されるのではなく、例えば、第一部材３０１及び第二部材３０２に設けられた孔３０５、３０６に挿入部材３２０の挿通部３２３を挿通することで第一部材３０１と第二部材３０２を接合することができる。このとき、挿通部３２３の長さは、第一部材３０１及び第二部材３０２の孔３０５、３０６の深さの和と略等しくなるようにすることが好ましい。尚、受容部材３１０の底部３１６はナットのように貫通孔となっていても良いし、上述してきた例のように有底部となっていても良い。

図２１は、受容部材のみを埋設した場合の接合手段の構造を示す図である。このときは、受容部材４１０が第二部材４０２に埋設され、第一部材４０１は、第一部材４０１に設けられた孔４０５を介して、挿入部材４２０の挿入部４２１及び挿通部４２３が挿通され、挿入部材４２０の挿入部４２１が受容部材４１０の受容空間４１１に挿入されて接合されることにより、第一部材４０１と第二部材４０２とが接合される。

このように、挿入部材３２０をボルト様部材とし、受容部材３１０をナット様部材として用いる場合、図２１に示すように、受容部材３１０の受容空間３１１の幅ｗ１及び奥行ｈ１が、挿入部材３２０の挿入部３２１の幅ｗ１及び長さｈ１と略等しくなるようにすることが好ましく、更に、第一部材４０１の孔４０５の幅ｗ２及び深さｈ２が、挿入部材４２０の挿通部４２３の幅ｗ２及び長さｈ２と略等しくなるようにすることが好ましい。

尚、図２０及び図２１の例において、挿入部材４２０の頭部４２４は、必ずしも必要ではない。挿入部材の頭部を設けないことにより、第一部材４０１と第二部材４０２とを接合した際に挿入部材４２０側の接合面を例えば面一にすることができる。

上述した何れかの実施形態は、矛盾の無い限り相互に組み合わせて実施することができる。また、各実施形態の接合手段に係る部品を適用する第一部材及び第二部材の材質、形状には限定がなく、接合面同士を当接させて接合する場合であればどのような部材にも適用することができる。第一部材及び第二部材の材質としては、例えば、コンクリート、金属、合成樹脂、木材等に適用することができる。第一部材及び第二部材の形状としては、例えば、板状、柱状、ブロック状等の同種のもの同士或いは異なる種類の部材の接合に適用することができる。また、図１８、１９に例示したシールドセグメント及び本棚の他にも、プレキャストコンクリート部材一般、家具一般、建材、住宅フレーム材、各種機械等のあらゆる物品に適用することができる。

１接合手段、１０、１０ａ〜１０ｖ受容部材、１１受容空間、１２開口部、１３囲繞部、１４受容側係合条状部、１５接合面側端面、１６受容部材本体、１９端面、２０、２０ａ〜２０ｎ受容部材、２１挿入部、２２挿入側係合条状部、２３埋設部、２４頭部、２５外面、３１〜３４導入部、３５端面、４０凸部、５１本体部材、５２蓋部材、６０〜６２アンカ、６５枡形アンカ、６６端板、６７側板、６８空間、７０奥側部材、７２板状アンカ、７３条状部、７５板状アンカ、７６孔部、８０接合面補強部材、９０アンカ、９１アンカ、９５枡形アンカ、９６端板、９７側板、９８空間、１０１第一部材、１０１ａ接合面、１０２第二部材、１０２ａ接合面、１０４接合面、１１０板状アンカ、１１１条状部、１１２板状アンカ、１１３孔部、２００トンネル、２０１セグメント、２０２セグメント、２０３リング、２０４接合手段、２１０本棚、２１１側板、２１２天板、２１３棚板、２１４接合手段、２１５接合手段

Claims

受容部材と、挿入部材とを備え、
上記受容部材は、開口部と、該開口部に連通した受容空間と、該受容空間を内側面によって囲繞する略筒状を成す外側面を有する囲繞部と、該内側面に半径方向内側に向かって凸状に設けられる受容側係合条状部を有し、
上記挿入部材は、上記受容空間に挿入し得る挿入部と、該挿入部の外面に半径方向外側に向かって凸状に設けられる挿入側係合条状部を有し、
上記受容空間に対して上記挿入部を挿入すると、上記受容側係合条状部と上記挿入側係合条状部とが、少なくとも一箇所以上の交差部を作出し、この交差部において該受容側係合条状部と該挿入側係合条状部とが、挿入方向に対する直交方向において干渉して弾性変形することで、上記受容部材と上記挿入部材が互いに嵌合するように構成され、
上記挿入側係合条状部及び上記受容側係合条状部は、螺旋状に延在し、
上記挿入側係合条状部と上記受容側係合条状部とで螺旋の向きが逆向きであることを特徴とする接合手段。
前記受容側係合条状部、及び／又は、前記挿入側係合条状部は、複数条設けられることを特徴とする請求項１記載の接合手段。
前記受容側係合条状部と前記挿入側係合条状部の何れか一方又は双方は、延在直交方向断面形状が略台形状乃至略矩形状を成すことを特徴とする請求項１又は２記載の接合手段。
前記受容部材には、被接合体から抜け出すのを防止する抜出防止機構が設けられ、
上記抜出防止機構は、前記受容部材の外面から外側に突出した凸部を有することを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の接合手段。
前記受容部材及び／又は前記挿入部材は、アンカが設けられて成ることを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の接合手段。
前記アンカは、一つ以上の棒状、楔状、枡状、板状、筒状、コイル状、メッシュ状を成すものであることを特徴とする請求項５記載の接合手段。
前記受容部材及び／又は前記挿入部材は、少なくとも一部に被接合体に埋設される領域を有することを特徴とする請求項１乃至６の何れかに記載の接合手段。
前記挿入部材は、被接合体に埋設される埋設部を有することを特徴とする請求項１乃至６の何れかに記載の接合手段。
前記挿入部材は、前記挿入部に隣接し、被接合体に設けられた孔に挿通する挿通部と、前記挿入部と反対側の端部に配され上記孔よりも拡径している頭部と、を有することを特徴とする請求項１乃至８の何れかに記載の接合手段。
前記受容部材は、前記開口部側の端部が外側に拡径するように広がった導入部を有することを特徴とする請求項１乃至９の何れかに記載の接合手段。
前記挿入部材は、前記挿入部の先端がテーパ状になった導入部を有することを特徴とする請求項１乃至１０の何れかに記載の接合手段。