JP7454904B2

JP7454904B2 - ヒンジ式コネクタ

Info

Publication number: JP7454904B2
Application number: JP2020561613A
Authority: JP
Inventors: エム．ベントン、ジェームズ; マリーホランド、レイチェル; ジー．エバンス、トーマス; エム．シュタウファー、ティモシー
Original assignee: シンプソンストロングタイカンパニーインコーポレーテッド
Priority date: 2018-01-26
Filing date: 2019-01-25
Publication date: 2024-03-25
Anticipated expiration: 2039-01-25
Also published as: WO2019148034A1; US11131088B2; JP2021512246A; EP3743568A1; AU2019212717A1; CA3089385A1; EP3743568A4; AU2019212717A8; CA3089385C; US20190234064A1

Description

本発明は、コネクタ及びファスナによって２つの構造部材間の接続を提供する。コネクタにはヒンジが設けられているので、構造部材は、結合して、折り重ねた又は折り畳んだ状態で作業現場に輸送することができる。構造部材が現場に到着し、組み立てる準備が整うと、第２展開位置に移動される。

ヒンジ式コネクタは、当技術分野でよく知られており、輸送中に折り畳む必要がある大きなトラスに特に適している。ヒンジ継手は、トラスが製造される工場で部材を接続することが有益であるトラスの部材間の接続に使用されるが、部材が互いに対して回転可能であるように部材を接続するため、トラスは、折り畳んだ状態で輸送することができる。ＭｉｃｈａｅｌＭ．Ｏｌｄｅｎによって発明され、１９９６年に発行された米国特許第５５５３９６１号明細書は、折り畳んだ状態でトラスを移送するのに有用なヒンジ式コネクタを教示している。米国特許第５５５３９６１号明細書は、発明者によれば、１９８３年５月１０日に再発行された米国再発行特許３１２３４号明細書に対する改良特許であると見なされた。

本発明は、製造及び設置が安価であり、しかも頑丈な、接続される構造部材の両側に対で設置することができるコネクタを提供することにより、従来技術を改善する。

米国特許第５５５３９６１号明細書米国再発行特許３１２３４号明細書

本発明の目的は、構造部材が互いに対して枢動することを可能にしつつ、ヒンジ式コネクタが接続する構造部材間の強力な接続を行うことができるヒンジ式コネクタを提供することである。ヒンジ式コネクタは、略同一平面上にある２つの第１構造部材と第２構造部材とを取り付けるために使用され、構造部材が回転する平面に対して横断方向又は垂直方向の軸の周りに、構造部材の平面内で、構造部材を枢動させることができる。

本発明のさらなる目的は、ファスナが互いに干渉することなくコネクタを対で使用することができるようにファスナ開口部が配置されたコネクタを提供することである。

本発明のさらなる目的は、コネクタを構成する部材又はプレートに、ヒンジを形成するように接合された延長部が形成されているコネクタを提供することである。部材の１つの延長部にはオフセットが設けられているため、延長部は密接に重なり合って強力な接続を形成することができる。コネクタは、好ましくは、オフセットがプレートとヒンジを有する延長部との間の一対の角度付きオフセット屈曲部から形成されるように、冷間成形された板金から作製される。

本発明のさらなる目的は、枢動可能に接続された部材に、割出しフランジが接続する構造部材の端面と係合してコネクタを適切に位置決めするのを助ける割出しフランジが形成された、コネクタを提供することである。これは、ヒンジ式コネクタを構造部材の両面で位置合わせして対で使用する場合に特に重要であり得る。ヒンジの回転軸を揃えることが重要である。

本発明のコネクタの正面斜視図である。図１のコネクタの背面斜視図である。コネクタの部材がヒンジの周りを回転した、本発明のコネクタの正面斜視図である。図１のコネクタの正面図である。図１のコネクタの背面図である。図１のコネクタの左側面図である。図１のコネクタの右側面図である。図１のコネクタの上面図である。図１のコネクタの底面図である。図４に示される視線に沿った、図１のコネクタの断面上面図である。本発明に従って形成された接続の側面図であり、コネクタによって接続された構造部材は、折り畳まれた状態に配置されている。本発明に従って形成された接続の側面図であり、コネクタによって接続された構造部材は、設置されたときの最終構成に配置されている。図１２に示される接続の斜視図である。第２コネクタが構造部材の反対の面に取り付けられた、図１３に示される接続の斜視図である。第２コネクタが構造部材の反対側に設けられていることを除いて、図１５に示されている接続の側面図である。反対側のコネクタのファスナ及び開口部は点線で示されている。

図１１及び図１２に示すように、本発明によれば、ヒンジ式コネクタ１は、第１構造部材２及び第２構造部材３に取り付けられる。コネクタ１は、ファスナ４で第１構造部材２及び第２構造部材３に取り付けられる。好ましいファスナ４は釘であるが、ねじ又は釘プロング歯のような他のファスナを使用してもよい。本発明の好ましいコネクタ１は、好ましくは板金ブランクから作製される、重なり合う底部部材５及び上部部材６から形成される。重なり合う部材５及び部材６は、ヒンジ７で接続される。ヒンジを含むコネクタは、好ましくは、板金ブランクから冷間成形される。

図１に示すように、コネクタ１は、第１構造部材２に接続されるように適合された実質的に平面の底部部材５からなる。底部部材５には、対向する表面８及び裏面９が形成されている。裏面９は、第１構造部材２の取付け面１０と接触する。第１構造部材２はまた、取付け面１０に対して直角に配置された、隣接する端面１１を有することができる。取付け面１０と端面１１とは縁部１２で交わる。底部部材５にはまた、略平面の底部部材５に対して直角に配置された、割出しフランジ１３が形成され得る。割出しフランジ１３は、隣接する端面１１と接触するように設計されており、それにより、ファスナ４及び底部部材５を第１構造部材２に対して位置決めする。底部部材５にはまた、上部部材６に接続された平面延長部２４に枢動可能に接続するように適合されたオフセット延長部１４が形成されている。好ましくは、底部部材５には、ファスナ開口部１５が設けられる。

図１に示すように、コネクタ１はまた、第２構造部材３に接続されるように適合された実質的に平面の上部部材６からなる。上部部材６には、対向する表面１８及び裏面１９が形成されている。裏面１９は、第２構造部材３の取付け面２０と接触する。第２構造部材３はまた、取付け面２０に対して直角に配置された、隣接する端面２１を有することができる。取付け面２０と端面２１とは縁部２２で交わる。上部部材６にはまた、略平面の上部部材６に対して直角に配置された、割出しフランジ２３が形成され得る。割出しフランジ２３は、隣接する端面２１と接触するように設計されており、それにより、ファスナ４及び上部部材６を第２構造部材３に対して位置決めする。好ましくは、上部部材６には、ファスナ開口部２５が設けられる。図示及び説明されているように、底部部材の延長部は底部部材の平面からオフセットされ、上部部材の延長部は上部部材の平面にあるが、上部部材の延長部が上部部材の平面からオフセットされ、底部部材の延長部が底部部材の平面にあってもよい。

図３及び図１０に示すように、部材５及び部材６を接続し、部材を互いに対して枢動させるヒンジ７は、以下のように形成することができる。底部部材５のオフセット延長部１４は、底部部材５に略平行に延びるが、底部部材５に接続される段付き接合部１６によって底部部材５の平面からオフセットされる。オフセット延長部１４は、内面１７及び外面３７を有する。平面延長部２４は、実質的に平面であり、上部部材６に沿って延びる。平面延長部２４は、内面２７及び外面４７を有する。オフセット延長部１４の内面１７は、平面延長部２４の外面４７の上にあり、外面４７と接触する。

オフセット延長部１４には円形開口部３０が形成され、平面延長部２４には対応する円形開口部４０が形成される。好ましくは、対応する円形開口部２９には、平面延長部２４の外面４７から上方に突出する１つ以上の環状フランジ４１が少なくとも部分的に設けられる。開口部全体が囲まれていない場合、対応する円形開口部４０の少なくとも一対の対向する部分に、１つ以上の環状フランジ４１が設けられる。より好ましくは、対応する円形開口部４０の周囲の飛び飛びの、円形開口部４０の３つ以上の部分に、１つ以上の環状フランジ４１が設けられる。最も好ましくは、開口部４０全体に、１つの連続した環状フランジ４１が設けられる。ヒンジを形成して、２つの部材５及び部材６を結合するために、オフセット延長部１４は、平面延長部２４の上面に配置されており、平面延長部２４の対応する円形開口部４０の環状フランジ４１は、オフセット延長部１４の円形開口部３０を通して挿入される。次に、環状フランジ４１の上側部分４２が、オフセット延長部１４の円形開口部３０の縁部３２を越えて曲がるように変形される。環状フランジ４１の曲がった上側部分４２は、半径方向外向きに延び、オフセット延長部１４の外面１８の上にあり、２つの部材５及び部材６を一緒に接続する。このように接続されると、延長部１４及び延長部２４は、重なり合う延長部１４及び延長部２４に対して直角に配置された軸３４の周りを互いに対して回転することができる。オフセット延長部１４は、底部部材５に接続されたものとして説明されているが、オフセット延長部は、上部部材６から延びることもでき、平面延長部は、底部部材５の一部であってもよい。環状フランジ４１は、好ましい実施形態によれば、平面延長部２４の外面２８から上向きに突出し、環状フランジ４１が第１構造部材２及び第２構造部材３の取付け面１０及び取付け面２０から離れて延びると説明されている。両部材のこの配置は、第１構造部材２及び第２構造部材３がヒンジ７の環状フランジ４１を擦ることなく互いに対して回転することを可能にするために好ましいが、環状フランジ４１は、オフセットフランジ１４から取付け面に向かって突出することもできる。

上記のように、オフセット延長部１４は、段付き接合部１６で底部部材５に接続される。段付き接合部１６は、第１構造部材２及び第２構造部材３の取付け面１０及び取付け面２０から離れて延びる。段付き接合部１６は、第１構造部材２及び第２構造部材３の取付け面１０及び取付け面２０から離れて、おおよそ平面延長部２４の厚さ分、オフセット延長部１４を持ち上げる。

オフセット延長部１４の段付き接合部１６には、好ましくは、上部部材の延長部２４の湾曲した縁部分２８に実質的に一致する湾曲部分３５が形成される。湾曲部分２８は、その半径がヒンジ７の軸３４を中心とする円弧である。

延長部１４及び延長部２４は、好ましくは、底部部材５及び上部部材６に対してオフセットされている。

上述のように、好ましくは、底部部材５にはファスナ開口部１５が設けられ、上部部材６にはファスナ開口部２５が設けられる。底部部材５及び上部部材６の各々には、好ましくは、５つのファスナ開口部１５又はファスナ開口部２５が形成される。第１構造部材２及び第２構造部材３が木製の場合に部材の割裂を防ぐのを助けるために、底部部材５の開口部１５は互いに対してずらされ、上部部材６の開口部２５は互いに対してずらされる。

図１５に示すように、底部部材５のファスナ開口部１５は、底部部材５の２つのファスナ開口部１５の中心間に線を引いた場合に、その線が他のファスナ開口部１５のどの中心とも交差しないように配置される。同様に、上部部材６のファスナ開口部２５は、上部部材６の２つのファスナ開口部２５の間に線を引いた場合、その線が他のファスナ開口部２５のどの中心とも交差しないように配置される。

木製の構造部材２及び構造部材３を使用する場合に割裂を防ぐのを助けるためにも、底部部材５の２つのファスナ開口部１５の中心を通って引かれた線は、底部部材５が取り付けられる第１構造部材２又は第２構造部材３の長軸５１又は５２と平行ではない。同様に、上部部材６の２つのファスナ開口部２５の中心を通って引かれた線は、上部部材６が取り付けられる第１構造部材２又は第２構造部材３の長軸５１又は５２と平行ではない。図１５に示すように、好ましくは、平面割出しフランジ１３及び２３は、第１構造部材２及び第２構造部材３の長軸５１及び５２と平行に配置され、長軸５１及び５２は、隣接する端面１１及び２１と平行に配置される。

割出しフランジ１３及び２３は、延長部１４及び２４の円形開口部３０及び４０を通る直径と実質的に整列している。コネクタ１が折り畳み位置にあるとき、上部部材６の割出しフランジ２３は、底部部材１３の割出しフランジ１３と接触する。

図１４に示すように、第１構造部材２には反対側の第２取付け面１１０も形成され、第２構造部材３には反対側の第２取付け面１２０も形成される。隣接する端面１１は、第１構造部材２の取付け面１０及び１１０を接続し、隣接する端面２１は、第２構造部材３の取付け面２０及び１２０を接続する。

第２コネクタ１０１は、第１構造部材２及び第２構造部材３の反対側の取付け面１１０及び１２０に取り付けられる。図１４に示す第２コネクタ１０１は、第２コネクタ１０１が上下逆に配置されており、底部部材１０５が第２構造部材３に接続され、上部部材１０６が第１構造部材２に接続されていることを除いて、図１４に示すコネクタ１と同一である。第２コネクタ１０１は、ヒンジ１０７を有し、底部部材１０５には、第１のコネクタ１の底部部材５のファスナ開口部１５と同じ位置に配置されたファスナ開口部１１５が形成され、第２コネクタ１０１の上部部材１０６には、第１コネクタ１の上部部材６のファスナ開口部２５と同じ位置に配置されたファスナ開口部１２５が形成されている。

第１又はヒンジ式コネクタ１と同一の第２コネクタ１０１とが対で設置され、第２コネクタ１０１が第１コネクタ１に対して上下逆に設置されて、第１部材２及び第２部材３を接続するとき、両コネクタのヒンジ７及び１０７は、枢動動作を適切に機能させるために、位置合わせする必要がある。上記のように適切に設置された場合、第１コネクタ１の底部部材５及び第２コネクタ１０１の上部部材１０６は、両方とも、第１構造部材２に取り付けられ，底部部材５及び上部部材１０６は、第１構造部材２の両側の表面１０及び１１０で互いに重なり合い、第１コネクタ１の底部部材５のファスナ開口部１５は、第２コネクタ１０１の上部部材１０６のファスナ開口部１２５に対してずれている。同時に、第２コネクタ１０１の底部部材１０５及び第１コネクタ１の上部部材６は、両方とも、第２構造部材３に取り付けられ、底部部材１０５及び上部部材６は、第２構造部材３の両側の表面２０及び２２０で互いに重なり合い、第２コネクタ１０１の底部部材１０５のファスナ開口部１１５は、第１コネクタ１の上部部材６のファスナ開口部２５に対してずれている。

コネクタは、第１構造部材２及び第２構造部材３をそれらの設置位置に配置することによって設置される。次に、コネクタ１は、第１部材２及び第２部材３の取付け面１０及び２０と接触係合して配置され、割出しフランジ１３及び２３は、端面１１及び２１と係合する。次に、ファスナ４を使用して、底部部材５及び上部部材６の開口部１５及び２５を介して、コネクタ１が第１部材２及び第２部材３に取り付けられる。第２コネクタ１０１を使用する場合、第１構造部材２及び第２構造部材３を逆にすることができ、第２コネクタ１０１は、同様に設置され、底部部材１０５は、第１のコネクタ１の上部部材６に取り付けられた構造部材に接続されている。

図１に示すように、底部部材５のオフセット延長部１４には、１つ以上のエンボス３６が形成されており、１つ以上のエンボス３６は、オフセット延長部の開口部３０を囲むか又は部分的に囲む。好ましくは、エンボス３６は、開口部３０を完全に囲む単一の連続した部材である。エンボス３６は、好ましくは、第１構造部材２及び第２構造部材３から離れて突出する。

Claims

ヒンジ式コネクタを使用して第１構造部材を第２構造部材に取り付ける接続であって、
ａ．平面の取付け面及び隣接する端面を有する前記第１構造部材と、
ｂ．平面の取付け面及び隣接する端面を有する前記第２構造部材であって、前記第２構造部材の前記取付け面が、前記第１構造部材の前記取付け面と同じ平面にある、前記第２構造部材と、
ｃ．前記第１構造部材及び前記第２構造部材に取り付けられたヒンジ式コネクタであって、
１．前記第１構造部材に取り付けられた実質的に平面の底部部材と、
２．前記第２構造部材に取り付けられ、前記底部部材と同じ平面に延びる実質的に平面の上部部材と、
３．延長部を有する各々の前記底部部材及び前記上部部材であって、前記底部部材の前記延長部が、前記上部部材の前記延長部と重なり合い、前記延長部の一方が、前記上部部材及び前記底部部材と同じ平面に延び、前記延長部の他方が、前記上部部材及び前記底部部材からオフセットされており、前記延長部の各々が、縁部が形成された円形開口部を有し、前記開口部の１つには、前記開口部の縁部に１つ以上のフランジが形成されており、前記１つ以上の環状フランジが、他方の前記開口部によって収容され、前記１つ以上の環状フランジが、前記開口部の前記縁部を越えて、前記開口部の前記縁部から離れて延びてヒンジを形成し、前記底部部材及び前記上部部材を接続して枢動運動させる、前記底部部材及び前記上部部材と
を含むヒンジ式コネクタと、
ｄ．前記底部部材を前記第１構造部材に、前記上部部材を前記第２構造部材に接続する１つ以上のファスナと
を備え、
ｅ．オフセットされた前記延長部は、実質的に平面状であり、平面を画定しており、
ｆ．１つ以上のエンボスが、前記上部部材及び前記底部部材からオフセットされた延長部に形成されており、前記１つ以上のエンボスが、前記オフセットされた前記延長部の前記開口部を囲むか又は部分的に囲んでおり、前記１つ以上のエンボスが、前記第１構造部材及び前記第２構造部材から離れて、前記オフセットされた前記延長部により規定される前記平面から突出しており、前記オフセットされた前記延長部の前記開口部の前記縁部は、前記オフセットされた前記延長部により規定される前記平面上に存在する、
接続。
前記開口部の前記縁部を越えて、前記開口部の前記縁部から離れて延び、枢動運動のために前記底部部材及び前記上部部材を接続する前記１つ以上の環状フランジが、前記環状フランジが取り付けられた前記開口部を完全に囲む単一の連続したフランジである、請求項１に記載の接続。
前記上部部材及び前記底部部材からオフセットされた前記延長部に形成された前記１つ以上のエンボスが、オフセットされた前記延長部の前記開口部を完全に囲む単一の連続したエンボスである、請求項１に記載の接続。
前記単一の連続したエンボスが円形である、請求項３に記載の接続。
割出しフランジが、前記上部部材及び前記底部部材に取り付けられており、
割出フランジの１つは、前記第１構造部材の隣接する端面と接触し、前記割出フランジの１つは、前記第２構造部材の隣接する端面と接触する、
請求項１に記載の接続。
前記割出しフランジが、実質的に平面状であり、前記延長部の前記円形開口部を通る直径と実質的に整列している、請求項５に記載の接続。
前記上部部材の前記割出しフランジが、前記底部部材の前記割出しフランジと接触することができる、請求項６に記載の接続。
前記底部部材が、前記第１構造部材の２つの表面のみに取り付けられ、前記上部部材が、前記第２構造部材の２つの表面のみに取り付けられている、請求項１に記載の接続。
前記オフセットされた前記延長部が前記上部部材又は底部部材と接する部分に、湾曲部分が形成された段付き接合部が形成されており、前記湾曲部分は、前記ヒンジの軸を中心とした半径を有する円の円弧である、請求項１に記載の接続。
ａ．前記第１構造部材には、反対側の第２取付け面が形成されており、前記第１構造部材の隣接する前記端面が、前記第１構造部材の第１取付け面と反対側の前記第２取付け面とを接続し、
ｂ．前記第２構造部材にはまた、反対側の第２取付け面が形成されており、前記第２構造部材の隣接する前記端面が、前記第２構造部材の前記取付け面と反対側の前記第２取付け面とを接続し、
ｃ．前記第１及び第２構造部材の前記平面の取付け面に取り付けられたヒンジ式コネクタと同一の第２コネクタが、前記第１及び第２構造部材の反対側の前記第２取付け面に取り付けられており、前記第２コネクタが、前記第２構造部材に接続された底部部材と、前記第１構造部材に接続された上部部材とを有し、前記第２コネクタが、前記底部部材を前記上部部材に接続するヒンジも有し、前記第２コネクタの前記底部部材には、前記ヒンジ式コネクタの前記底部部材の前記１つ以上のファスナと同じ位置に配置された１つ以上のファスナ開口部が形成されており、前記第２コネクタの前記上部部材には、前記ヒンジ式コネクタの前記上部部材の前記ファスナと同じ位置に配置された１つ以上のファスナ開口部が形成されており、
ｄ．前記第２コネクタのヒンジと前記ヒンジ式コネクタのヒンジが位置合わせされており、前記ヒンジ式コネクタの前記底部部材と前記第２コネクタの前記上部部材とが、前記第１構造部材上で互いに重なり合い、前記ヒンジ式コネクタの前記底部部材のファスナ開口部が、前記第２コネクタの前記上部部材の前記ファスナ開口部に対してずれており、前記第２コネクタの前記底部部材と前記ヒンジ式コネクタの前記上部部材とが互いに重なり合い、前記第２コネクタの前記底部部材の前記ファスナ開口部が、前記ヒンジ式コネクタの前記上部部材のファスナ開口部に対してずれている、
請求項１に記載の接続。
前記第２コネクタにおいて、前記開口部の前記縁部を越えて、前記開口部の前記縁部から離れて延び、枢動運動のために前記底部部材及び前記上部部材を接続する前記１つ以上の環状フランジが、前記環状フランジが取り付けられた前記開口部を完全に囲む単一の連続したフランジである、請求項１０に記載の接続。
ａ．前記第２コネクタにおいて、前記第２コネクタの前記底部部材及び前記上部部材の各々は、延長部を有し、前記底部部材の前記延長部が、前記上部部材の前記延長部と重なり合い、前記延長部の一方が、前記上部部材及び前記底部部材と同じ平面に延び、前記延長部の他方が、前記上部部材及び前記底部部材からオフセットされており、前記延長部の各々が、縁部が形成された円形開口部を有し、前記開口部の１つには、前記開口部の縁部に１つ以上のフランジが形成されており、前記１つ以上の環状フランジが、他方の前記開口部によって収容され、前記１つ以上の環状フランジが、前記開口部の前記縁部を越えて、前記開口部の前記縁部から離れて延びてヒンジを形成し、前記底部部材及び前記上部部材を接続して枢動運動させ、前記オフセットされた前記延長部は、実質的に平面状であり、平面を画定しており、
ｂ．前記第２コネクタにおいて、１つ以上のエンボスが、前記上部部材及び前記底部部材からオフセットされた延長部に形成されており、前記１つ以上のエンボスが、前記第１構造部材及び前記第２構造部材から離れて、前記オフセットされた前記延長部により規定される前記平面から突出しており、前記オフセットされた前記延長部の前記開口部の前記縁部は、前記オフセットされた前記延長部により規定される前記平面上に存在し、前記１つ以上のエンボスが、オフセットされた前記延長部の前記開口部を囲むか又は部分的に囲む、請求項１０に記載の接続。
前記第２コネクタにおいて、前記上部部材及び前記底部部材からオフセットされた前記延長部に形成された前記１つ以上のエンボスが、オフセットされた前記延長部の前記開口部を完全に囲む単一の連続したエンボスである、請求項１２に記載の接続。
前記第２コネクタにおいて、前記単一の連続したエンボスが円形である、請求項１３に記載の接続。
前記第２コネクタにおいて、割出しフランジが、前記上部部材及び前記底部部材に取り付けられており、割出フランジの１つは、前記第１構造部材の隣接する端面と接触し、前記割出フランジの１つは、前記第２構造部材の隣接する端面と接触する、請求項１０に記載の接続。
前記第２コネクタにおいて、前記割出しフランジが、実質的に平面状であり、前記延長部の前記円形開口部を通る直径と実質的に整列している、請求項１５に記載の接続。
前記第２コネクタにおいて、前記上部部材の前記割出しフランジが、前記底部部材の前記割出しフランジと接触することができる、請求項１６に記載の接続。
前記第２コネクタにおいて、前記底部部材が、前記第２構造部材の２つの表面のみに取り付けられ、前記上部部材が、前記第１構造部材の２つの表面のみに取り付けられている、請求項１０に記載の接続。
前記第２コネクタにおいて、前記オフセットされた前記延長部が前記上部部材又は底部部材と接する部分に、湾曲部分が形成された段付き接合部が形成されており、前記湾曲部分は、前記ヒンジの軸を中心とした半径を有する円の円弧である、請求項１２に記載の接続。