JPWO2015056308A1 - 嵌合構造用の締結部材 - Google Patents

Abstract

ＦＲＰ部材などを含む部材同士を強固に締結できる嵌合構造用の締結部材、嵌合構造、および嵌合構造用の締結部材を具備した構造体を提供する。挿通部（２）を有する第１部材（１）に挿通されるとともに、荷重（Ｆ）が入力・伝達される貫通部材（１１，１２，１３）と、くさび部材（９，２１，２２，９４，９５）と押さえ部材（１０，１９，２０）とを組として前記貫通部材に挿通され、前記第１部材における前記挿通部を一方側の組と他方側の組とで挟むように配設される、少なくとも２組の環状部材と、を備え、前記押さえ部材は前記貫通部材に直接または間接に固定され、前記くさび部材は前記押さえ部材と前記第１部材との間に、それぞれに接するように配設され、前記押さえ部材と前記くさび部材の接触面は、断面視して、前記貫通部材の軸に対して９０度以外の所定の角度（θ）をなすように構成される。

Description

本発明は、嵌合構造用の締結部材、嵌合構造、および嵌合構造用の締結部材を具備した構造体に関する。

近年の国際的な流れとして、各種大型構造体などに使用される金属鋼鈑に代わりうる資材に、高剛性・軽量・高強度の各諸元特性を備えた繊維強化樹脂材（ＦＲＰ：Ｆｉｂｅｒ Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ Ｐｌａｓｔｉｃｓ）が注目されている。

なかでも、例えば炭素繊維強化樹脂材（ＣＦＲＰ）は、わが国の主要企業が、高度な一体成形技術と組み合わせて、世界全体の生産能力で長年トップシェアを維持するなど、高い国際競争力を有する素材であるが、例えば鉄との比較では、比重は約１／４、比強度（質量比強度）は約１０倍という優れた特性を示す。

つまり鉄との対比では、重量は、同じ体積ならわずか１／４・同じ強度ならわずか１割の重さで済み、また強度は、同じ重量なら１０倍の強さを確保できる。このためＦＲＰ部材は、製品自体の競争力のみならず、日本の産業競争力、ひいては日本経済全体の競争力を強化するための起爆剤（戦略資源）として、大いに有望視されている。

ゆえに、産業・社会インフラを支える企業活動においても、国内外で規模の大小を問わず、ＦＲＰの積極的な利活用が経営上の戦略として急速に浸透しつつあり、各種製品の部材に使用・採用される潮流にある。

そのようなＦＲＰ構造物は、一体成形して本来の強度・効用を発揮するものと理解されている。しかし、一般には成形のための大型の金型を作るのに数億円オーダーの巨額の費用を要し、例え製作したとしても、その形状のモデルチェンジ（含マイナーチェンジ）など、顧客ニーズに臨機応変に対応することが難しく、金型をいちから作り直さなければならない場合がある。

このため、現実には、一体成形ではなく、一部を金属鋼鈑と代替させて、金属部材とＦＲＰ構造物を締結させて使用する場面が非常に多い。締結方法としては接着による締結のほかに、ボルトなどによる機械締結の方法がある。

特許文献１の締結方法では、板状体同士をボルト締結するにあたり、ボルト孔にテーパ状のワッシャを介してボルトの軸力が均一に板材に伝わるように工夫している。

特許文献２の締結方法では、テーパ状のワッシャに加えてばね部材を介してボルト軸力が緩和しないように工夫している。

特許文献３の締結方法では、ＦＲＰ部材同士を締結する際に、ＦＲＰ部材を鋼製の板材で挟み、ＦＲＰ部材との接触面に多数の突起を設けることで、摩擦係数を上げてすべり変形を防止しながらボルトで締結している。

特許文献４の締結方法では、ＦＲＰ部材を金属製の板でボルト締結する場合のボルト孔の位置を、ＦＲＰ部材の破壊が起きないような寸法に選択している。

特許文献５では、ＦＲＰ部材のように傷つきやすいものをボルト締結する場合に、ナットを二重構造にし、互いに回動自由とすることで、締結時にナットが供回りすることを防ぎ、強度信頼性を高くさせている。

特開２００４−１０８４９７号公報 特開２００７−３０３５７０号公報 特開平６−０２６１０９号公報 特開平６−０１７４８７号公報 特開２０１２−０６２９８４号公報

しかしながら、特許文献１〜５のいずれの締結構造によっても、ボルトの軸に直角方向の負荷が加わった場合に、被締結部材間の面圧が増加してより強固な締結状態になることはない。

本発明は、前記従来の問題を解決するものであり、ＦＲＰ構造物に任意の孔を加工し、その孔にピンあるいはボルトを貫通させてボルトの軸に垂直な方向に荷重が入力された場合においても、被締結部材を圧縮するような力が作用してより強固な締結状態となり、ＦＲＰ孔部が破壊しないような嵌合構造用の締結部材、嵌合構造、および嵌合構造用の締結部材を具備した構造体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を適用した嵌合構造用の締結部材、嵌合構造、および嵌合構造用の締結部材を具備した構造体は、挿通部を有する第１部材に挿通されるとともに、荷重が入力・伝達される貫通部材と、くさび部材と押さえ部材とを組として前記貫通部材に挿通され、前記第１部材における前記挿通部を一方側の組と他方側の組とで挟むように配設される、少なくとも２組の環状部材と、を備え、前記押さえ部材は前記貫通部材に直接または間接に固定され、前記くさび部材は前記押さえ部材と前記第１部材との間に、それぞれに接するように配設され、前記押さえ部材と前記くさび部材の接触面は、断面視して、前記貫通部材の軸に対して９０度以外の所定の角度をなすように構成されることを特徴とする。

本発明によれば、ピンあるいはボルトなどの貫通部材に、軸垂直方向の荷重が作用した場合でも、所定のテーパ角を有した環状部材にＦＲＰ部材（第１部材）を強く圧する分力が作用する嵌合構造用の締結部材、嵌合構造、および嵌合構造用の締結部材を具備した構造体を提供できる。

本発明のＦＲＰ嵌合構造体の全体斜視図である。 図１の要部であるＡ部およびＢ部の分解図である。 貫通部材に荷重が伝達されたときの様子を模式的に表した図である。 図１のＸ−Ｘ矢視断面図であり、本発明の第１実施形態に係る、ＦＲＰ嵌合構造の断面図である。 本発明の第１実施形態に係る、力学的なメカニズムを説明する模式図である。 本発明の第２実施形態に係る、ＦＲＰ嵌合構造の断面図である。 本発明の第３実施形態に係る、ＦＲＰ嵌合構造の断面図である。 本発明の第４実施形態に係る、くさびリングの拡大断面図である。 本発明の第５実施形態に係る、くさびリングの拡大断面図である。 本発明の第６実施形態に係る、ＦＲＰパイプと金属パイプとの接合部の断面図である。 本発明の第７実施形態に係る、ＦＲＰパイプと金属パイプとの接合部の断面図である。 本発明の第８実施形態に係る、ＦＲＰ板１の平面図（上面図）である。 図１２のＹ−Ｙ矢視断面図である。 本発明の第９実施形態に係る、ＦＲＰ嵌合構造の断面図である。 本発明の第１０実施形態に係る、ＦＲＰ嵌合構造の断面図である。 本発明の第１０実施形態の変形例に係る、ＦＲＰ嵌合構造の断面図である。 本発明の第１１実施形態に係る、ＦＲＰ嵌合構造の断面図である。 本発明の第１１実施形態の変形例に係る、ＦＲＰ嵌合構造の断面図である。 本発明の第１２実施形態に係る、ＦＲＰ嵌合構造の断面図である。 本発明の第１２実施形態の変形例に係る、ＦＲＰ嵌合構造の断面図である。 本発明の第１３実施形態に係る、ＦＲＰ嵌合構造の断面図である。 本発明の適用例に係る、パワーショベル１００の模式図である。 従来の風力発電用風車ブレードを説明する図である。 本発明の適用例に係る、風力発電用風車ブレードの模式図である。 本発明の適用例に係る、風力発電用風車ブレードの斜視図である。 本発明の適用例に係る、風力発電用風車ブレード内部を説明する模式図であり、図２４ＡのＺ−Ｚ矢視断面図である。 本発明の適用例に係る、遠心分離機の構成図である。 本発明の適用例に係る、遠心分離機の模式図である。 本発明の適用例に係る、自動車の模式図である。 本発明の適用例に係る、船舶の斜視図である。 本発明の適用例に係る、船舶の模式図である。 本発明の適用例に係る、航空機の模式図である。

以下、本発明の実施形態に係る嵌合構造用の締結部材、嵌合構造、および嵌合構造用の締結部材を具備した構造体について、第１部材がＦＲＰ部材であるＦＲＰ嵌合構造を例に挙げて詳細に説明する。

ここで、ＦＲＰの種類は特に問わない。つまり、ＦＲＰは炭素繊維ＣＦＲＰ，ガラス繊維ＧＦＲＰ，炭化ケイ素繊維ＳｉＣＦＲＰ，アルミナ繊維Ａｌ_２Ｏ_３ＦＲＰ，アラミド繊維ＡＦＲＰであってもよく、これらに限定するものではない。

また、ＦＲＰ以外の部材同士や、ＦＲＰ部材と金属部材を組み合わせた締結に関しても、本発明が適用できることは言うまでもない。

説明の便宜上、各図面で共通する部材には同一の符号を付し、重複する説明を省略する場合がある。模式図は、特徴部分を抜き出して分かりやすく描いたものであり、細かな構成の描写は適宜捨象する場合がある。前後上下左右などの方向軸については、各図の記載によるものとする。

（第１実施形態）
図１は本発明のＦＲＰ嵌合構造体の全体斜視図、図２は図１の要部であるＡ部およびＢ部の分解図である。この構造体の適用例としての詳細は図２２以降で後記するが、例えば、図２２に示すパワーショベルであれば、作業腕に相当するブーム１０１やアーム１０２の連結部分において、格子構造（グレーチング）を有するＦＲＰ板状体１やＦＲＰパイプ１６を連結させたい（図２２のＣ部やＤ部）需要があり、このような部位に対して適用可能である。

まず、図２のＡ部の構成について説明する（適宜、図１と相互参照）。この部分は、嵌込式の板状体であるＦＲＰ板状体１に、貫通部材１１である断面視円形状のピンやボルトを通す孔（挿通部）２があけられている。なお、孔（挿通部）２の形状は貫通部材１１が貫通可能な任意の形状であればよく、特に限定するものではない。つまり、断面視円形状であってもよいし、断面視Ｕ字状の切り欠き溝を有した形状であってもよい。貫通部材１１の外周には緩衝保護材としてスリーブ７が挿入される。もしくは、貫通部材１１は別体のスリーブ７を外装してなる構成物と考えてもよい。図３のＥ部は、貫通部材１１に、例えば貫通部材１１の中心軸に対して垂直方向に荷重が作用して、ＦＲＰ板状体１が傷つけられ、繊維の破壊が起きてしまった場合の模式図である。スリーブ７は、貫通部材１１とＦＲＰ板状体１の孔２とが直接接触することを防止し、こうした破壊を起きにくくさせるものである。

ここで、貫通部材１１に、貫通部材１１の中心軸に対して垂直方向へ荷重が作用する場合を考えたが、その理由は、ＦＲＰパイプ１６は、例えば貫通部材１１であるピンに点接続されており、負荷／荷重Ｆの入力は、まず第一に、図３に示すように、貫通部材１１であるピンへ行われることになるためである。また、その他の形態として、ＦＲＰ板状体１から貫通部材１１の順で荷重が伝達されるケースも考えられるが、その場合であっても、貫通部材１１に荷重Ｆが伝達されたあとのメカニズムは、本実施形態で説明する内容と全く同様にして考えることができる。

引き続き、図２のＡ部の説明に戻る。スリーブ７にはネジ溝８（不図示。詳細は後記）が加工され、押さえリング１０が嵌合可能となっている。また、押さえリング１０はくさびリング９が挟み込み可能となっている。

ここで、例えばスリーブ７のネジ溝８に押さえリング１０を嵌合させ、くさびリング９を挟み込んだ状態でＦＲＰ板状体１の孔２に挿入する。そして、反対側からも同様に、くさびリング９、押さえリング１０の順でＦＲＰ板状体１を挟み込み、スリーブ７のネジ溝８に押さえリング１０を嵌合させる。そして、最後に貫通部材１１を挿入すると、図１のＡ部に示す組立状態となる。

次に、図２のＢ部についてであるが、ＦＲＰパイプ１６の外周面に対して外輪くさびフープ２１がはめ込まれ、その上から外輪押さえフープ１９が挟み込み可能になっている。図１のＢ部は、この様にして組み立てた場合の模式図である。

図４は図１のＸ−Ｘ矢視断面図である。
ＦＲＰ板状体１には円形の孔２があけられ、円筒形状をしたスリーブ７が貫通している。ゆえに、スリーブ７の円筒外周面の半径は、孔２の半径よりも小さなものとなっている。

また、スリーブ７には円形断面をした貫通部材１１が貫通している。更に、スリーブ７の外周面にはネジ溝８が加工されている。また、ＦＲＰ板状体１を挟む形でくさびリング９と押さえリング１０が互いに接触して配置されている。つまり、くさび部材９と押さえ部材１０とを組として、２組の環状部材を考えたとき、前記環状部材は、前記貫通部材に挿通され、前記ＦＲＰ板状体（第１部材）１における前記挿通部を一方側の組と他方側の組とで挟むように配設されてなる。

押さえリング１０の内周面には、スリーブ７の外周面に彫られたネジ溝８に嵌合するネジ溝８が加工され、これにより、スリーブ７と押さえリング１０が完全に嵌合され、相互の位置が固定されている。

また、貫通部材１１の中心軸をＭ、ＦＲＰ板状体１の厚みの中心軸をＮとし、このように座標軸を取った場合の第１象限〜第４象限に対応する領域をそれぞれ、I領域〜IV領域とする。すなわち、右前領域をI領域、左前領域をII領域、左後領域をIII領域、右後領域をIV領域とする。

このとき、I領域は軸Ｎに対してII領域と線対称構造となっており、同様にして、軸Ｍに対してIV領域と線対称構造となっている。II領域は軸Ｎに対してI領域と線対称構造となっており、同様にして、軸Ｍに対してIII領域と線対称構造となっている。III領域は軸Ｎに対してIV領域と線対称構造となっており、同様にして、軸Ｍに対してII領域と線対称構造となっている。IV領域は軸Ｎに対してIII領域と線対称構造となっており、同様にして、軸Ｍに対してI領域と線対称構造となるようにして形成される。

以下、I領域について詳述する。その他の領域は別途後述するが、I領域と、左右前後の線対称構造として、順次理解してゆけばよい。
まず、くさびリング９と押さえリング１０との接触面（テーパ面）は、スリーブ７、もしくは貫通部材１１の中心軸Ｍに対して、０°より大きく９０゜より小さい所定の角度θをなすように構成される（すなわち、０°＜θ＜９０°）。

また、押さえリング１０はスリーブ７のネジ溝８に嵌合する形で固定されている。つまり、貫通部材１１やスリーブ７が、軸Ｍに対して直角方向の荷重を受け、その荷重方向に移動しようとする場合に、押さえリング１０が、その動きに完全に連動し、同様に荷重方向に移動するように構成されている。

以下、貫通部材１１に、例えば、後方へ荷重が入力された例をもとに説明する。しかし、これはあくまで一例であって、環状部材９，１０はリング形状であるし、スリーブ７は円筒形状、貫通部材１１も円柱形状である。ゆえに、荷重の入力方向に関しては、３６０°全方位において、構造上の対称性を有していることは言うまでもない。

図５は、例えば図４の貫通部材１１に、その軸Ｍに対して直角方向（後方）に荷重Ｆ１１が入力された場合の、力学的なメカニズムを説明する模式図である。
このとき、貫通部材１１は、荷重である負荷Ｆ１１を受けて、荷重方向に移動する。すると、貫通部材１１の外周面が、ほどなくしてスリーブ７の内周面と当接する。ここで、ほどなくと表現したのは、スリーブ７と貫通部材１１の間にある程度の隙間がある場合であって、隙間がほとんどない場合は、荷重とほぼ同時に当接することになるからである。なお、この隙間はスリーブ７を貫通部材１１に挿入するための、便宜上の隙間である。

さらに荷重Ｆ１１の入力が継続すると、貫通部材１１は荷重Ｆ１１に従って、スリーブ７全体を荷重方向である後方に押し下げる。さらに、押さえリング１０がネジ溝８を介してスリーブ７に固定されているため、スリーブ７の動きに連動して、押さえリング１０も、荷重方向である後方に押し下げられる。

つまり、スリーブ７に固定された押さえリング１０は、貫通部材１１の軸Ｍに対して直角方向に入力された荷重Ｆ１１の向きに移動しようとする（Ｆ１２）。その際、押さえリング１０とくさびリング９の接触面が、傾斜角θ（軸Ｍとのなす角度θ）を有する傾斜面となるように形成すると、力Ｆ１２の分力として、くさびリング９がＦＲＰ板状体１を圧縮するような方向の分力Ｆ１３を発生させることが出来るようになる。

次に、II領域について説明する。
II領域は、I領域と軸Ｎを介して線対称構造に成形されている。ゆえに、例えば貫通部材１１に、その軸Ｍに対して直角方向（後方）に、荷重Ｆ１１が継続的に入力されると、貫通部材１１は荷重Ｆ１１に従って、スリーブ７全体を荷重方向である後方に押し下げる。さらに、押さえリング１０がネジ溝８を介してスリーブ７に固定されているため、スリーブ７の動きに連動して、押さえリング１０も、荷重方向である後方に押し下げられる。

つまり、スリーブ７に固定された押さえリング１０は、貫通部材１１の軸Ｍに対して直角方向に入力された荷重Ｆ１１の向きに、移動しようとする（Ｆ１２）。その際、押さえリング１０とくさびリング９の接触面は、傾斜角θ（軸Ｍとのなす角度θ）を有する傾斜面となるように形成されているので、力Ｆ１２の分力として、くさびリング９がＦＲＰ板状体１を圧縮するような方向の分力Ｆ１３を発生させることが出来る。

次に、III領域とIV領域について、まとめて説明する。
III，IV領域は、構造上はI領域とそれぞれ点対称性、線対称性を有している。しかし、スリーブ７のネジ溝８に固定されている押さえリング１０が受ける力Ｆ１２の作用方向は、例えば貫通部材１１に、その軸Ｍに対して直角方向（後方）に、荷重Ｆ１１が継続的に入力される場合は、I領域のＦ１２とまったく同じ向きとなる。

つまり、III領域とIV領域のＦ１２は、I領域のＦ１２とは大きさが等しいのに対して、向きが対称性を有さず、非対称となる。このため、くさびリング９と押さえリング１０との接触面（テーパ面）が、スリーブ７、もしくは貫通部材１１の中心軸Ｍに対して、０°より大きく９０゜より小さい所定の角度θ（すなわち、０°＜θ＜９０°）をなすように形成されていたとしても、押さえリング１０に作用する力Ｆ１２が、くさびリング９を介して、ＦＲＰ板状体１を互いに圧縮する分力Ｆ１３を発生させることはない。

（作用・効果）
第１実施形態の作用・効果を改めてまとめると、以下のようになる。
貫通部材１１に、貫通部材１１の軸Ｍに対して直角方向に荷重Ｆ１１が入力された場合、スリーブ７に固定された押さえリング１０は、荷重Ｆ１１の向きに移動しようとする（Ｆ１２）。その際、押さえリング１０とくさびリング９の接触面（テーパ面）が、傾斜角θ（軸Ｍとのなす角度θ）を有する傾斜面となるように形成することにより、荷重Ｆ１１の方向とは逆側の位置にあたるくさびリング９には、力Ｆ１２の分力として、ＦＲＰ板状体１を互いに圧縮するような方向の分力Ｆ１３が作用する。

背景技術で説明した通り、一般にＦＲＰは優れた特性値を示す。しかし、繊維の積層方向に対する圧縮強度は非常に大きいが、繊維の積層方向に直交する方向である、繊維の非積層方向の荷重に対しては脆く、破壊に至りやすい性質を持つ。

それゆえに、なるべくなら一体成形で接合点数を減らしたいが、大規模になればなるほど金型の製作にかかるコストの増加や、モデルチェンジへの柔軟性に欠けるなどのデメリットが表面化し、くしくも使いづらい側面があったことは否定できない。

しかし、そのような性質を持つＦＲＰ板状体１に関し、やむを得ず一体成形でなく、１または複数からなるＦＲＰもしくは異種部材同士を締結させる場合であっても、本実施形態の発明を適用すれば、貫通部材１１を介して、繊維の非積層方向に入力される荷重Ｆ１１の一部を、ＦＲＰ板状体１の繊維の積層方向への圧縮力である、分力Ｆ１３に変換し、振り替えることができる。

この分力Ｆ１３は、押さえリング１０とくさびリング９とのテーパ面が傾斜角θを有しているために、貫通部材１１の荷重変位量が大きくなればなるほど、大きくなる。

このため、貫通部材１１の荷重変位量が大きくなればなるほど、くさびリング９は、貫通部材１１もしくはスリーブ７が、それ以上荷重Ｆ１１の方向に変位しないように、互いにＦＲＰ板状体１を強力な力で挟み込み、ストッパの機能を果たすようになる。

これにより、ＦＲＰ板状体１の孔２での、貫通部材１１（スリーブ７を挿入するときはスリーブ７）が過度に接触することによる、内周面の破壊を防止でき、より一層、強度の信頼性を向上させることができるという効果を生む。

また、従来はサイズの大型化やコスト増などの諸制約によって、積極的にはＦＲＰ部材を用いることがためらわれてきた様な場面においても、ＦＲＰ部材を分割して、本実施形態の発明に示す嵌合締結とすることにより、素材のＦＲＰ部材への転換を促す、起爆剤となる可能性を秘めるものである。

また、スリーブ７と押さえリング１０とは、ネジ溝８によるネジ締結の嵌合構造となっているため、ネジ締めの際の締結トルクを調整することにより、締結力の強弱を制御することが出来る。

また、不具合箇所が発生した場合には、従来の溶接による接合では、一端はがして交換しなければならず、大変な作業であったが、締結部分に本実施形態の発明を用いれば、ネジ締結のため、不具合箇所がある部材のみを取り外して交換するといったメインテナンスを、容易に行うことができるという効果も奏する。

（第２実施形態）
本発明の第２の実施形態につき、図６を用いて説明する。なお、第１実施形態と同様の構成については同一の符号を付して、重複する説明を省略する。

図６は第２実施形態に係る、ＦＲＰ嵌合構造の断面図である。
図６において、第１実施形態（図４）との相違点は、スリーブ７が廃され、もしくは貫通部材１２がスリーブ７と貫通部材１１とを一体化するように成っており、さらに、貫通部材１２の外周面の一部もしくは全部に、ネジ溝８が加工されていることである。それ以外の構成については第１実施形態と同様である。

押さえリング１０の内周面には、貫通部材１２の外周面のネジ溝８に嵌合するネジ溝８が加工されている。なお、貫通部材１２の円柱形状は、図６ではネジ溝８による押さえリング１０との嵌合領域の部分が、貫通部材１２の両端部分の径と比較して、拡径されて描かれている。

これは、押さえリング１０の貫通部材１２への組み込みの便宜上の都合であって、径を変径させる必要性は必ずしもない。貫通部材１２を、径を変径しないで作成する場合は、ネジ溝８を、貫通部材１２の両端から、それぞれ押さえリング１０を装着させたい位置（所定の定位置）まで、彫り進めればよい。変径させる場合は、ネジ溝８を切る距離を、これよりも短くすることができる。これにより、製作時間を短縮して、作業効率を向上させることができるとともに、ネジ溝８を彫る刃の摩耗速度を低減させ、刃の交換周期を延命させることで、設備投資費用の抑制に貢献することが可能になる。

本実施形態においても、くさびリング９と押さえリング１０との接触面（テーパ面）は、貫通部材１２の軸に対して、０°より大きく９０゜より小さい所定の角度θをなすように構成される（すなわち、０°＜θ＜９０°）。

また、押さえリング１０は貫通部材１２に彫られたネジ溝８に嵌合する形で固定されている。つまり、貫通部材１２が、その軸に対して直角方向の荷重を受け、その荷重方向に移動しようとする場合に、押さえリング１０が、その動きに完全に連動し、同様に荷重方向に移動するように構成されている。

（作用・効果）
このように構成しても、第１実施形態と同様のメカニズムによって、同様の作用・効果を奏することが出来る。
つまり、貫通部材１２に、貫通部材１２の軸に対して垂直方向に荷重が作用した場合、これに固定された押さえリング１０は、貫通部材１２の動きに連動して、貫通部材１２の軸に対して直角方向である、荷重方向に移動しようとする。

その際、押さえリング１０とくさびリング９の間のテーパ面によって、荷重方向と逆側に位置するくさびリング９の間には、互いにＦＲＰ板状体１を圧縮するような分力が作用する。

このようにして、本実施形態によっても、ネジ溝８加工付きの貫通部材１２の軸垂直方向に作用する荷重の一部が、分力としてＦＲＰ板状体１の繊維積層方向の圧縮力に変換される。このため、孔２での破壊が防止でき、強度信頼性が向上する効果を生む。

また、貫通部材１２と押さえリング１０とは、ネジ締結となっているために、締結力の制御や、メインテナンスを容易に行えるという効果も生む。また、貫通部材１２がスリーブ７を介さず、直接押さえリング１０に固定されることになるため、部品点数を減らしてコストを低減させるとともに、組立工数を減らし、作業効率を向上させる効果も奏することができる。

（第３実施形態）
本発明の第３の実施形態につき、図７を用いて説明する。なお、第１、第２実施形態と同様の構成については同一の符号を付して、重複する説明を省略する。

図７は第３実施形態に係る、ＦＲＰ嵌合構造の断面図である。
図７において、第２実施形態（図６）との相違点は、貫通部材１２は円柱形状であったが、貫通部材１３は、その中心軸回りが中空として軽量化され、円筒形状となっている部分が異なる。それ以外の部分は、第２実施形態と同様である。

つまり、貫通部材１３の外周面の一部もしくは全部には、ネジ溝８が加工されている。そして、ＦＲＰ板状体１を挟む形でくさびリング９と押さえリング１０が配されている。

また、押さえリング１０の内周面にはそれぞれ、貫通部材１３の外周面のネジ溝８に嵌合するネジ溝８の加工が施される。くさびリング９と押さえリング１０が接するテーパ面は、貫通部材１３の軸に対して、０°より大きく９０゜より小さい所定の角度θをなすように構成される（すなわち、０°＜θ＜９０°）。

また、押さえリング１０は貫通部材１３に彫られたネジ溝８に嵌合する形で固定されている。つまり、貫通部材１３が、その軸に対して直角方向の荷重を受け、その荷重方向に移動しようとする場合に、押さえリング１０が、その動きに完全に連動し、同様に荷重方向に移動するように構成されている。

（作用・効果）
このように構成しても、第２実施形態と同様のメカニズムによって、同様の作用・効果を奏することが出来る。
つまり、貫通部材１３に、貫通部材１３の軸に対して垂直方向に荷重が作用した場合、これに固定された押さえリング１０は、貫通部材１３の動きに連動して、貫通部材１３の軸に対して直角方向である、荷重方向に移動しようとする。

その際、押さえリング１０とくさびリング９の間のテーパ面によって、荷重方向と逆側に位置するくさびリング９の間には、互いにＦＲＰ板状体１を圧縮するような分力が作用する。

このようにして、本実施形態によっても、ネジ溝８加工付きの貫通部材１３の軸垂直方向に作用する荷重の一部が、分力としてＦＲＰ板状体１の繊維積層方向の圧縮力に変換される。このため、孔２での破壊が防止でき、強度信頼性が向上する効果を生む。

また、貫通部材１３と押さえリング１０とは、ネジ締結となっているために、締結力の制御や、メインテナンスを容易に行えるという効果も生む。また、貫通部材１３がスリーブ７を介さず、直接押さえリング１０に固定されることになるため、部品点数を減らしてコストを低減させるとともに、組立工数を減らし、作業効率を向上させる効果も奏することができる。

更には、貫通部材１３は中心軸まわりが中空とされているため、貫通部材１３自体の軽量化についても、企図することが出来る。これにより、貫通部材１３の材料費を削減することが出来るとともに、構造物全体の重量低減に寄与することが出来る。

（第４実施形態）
本発明の第４の実施形態につき、図８を用いて説明する。
図８は、第４実施形態におけるくさびリング９４の断面拡大図であり、例えば図４（第１実施形態）、図６（第２実施形態）、図７（第３実施形態）のくさびリング９などの部分に適用可能となっている。なお、第１〜第３実施形態と同様の構成については同一の符号を付して、重複する説明を省略する。

本実施形態のくさびリング９４には、リング周面に沿って、ＦＲＰ板状体１に接する面側に、複数の突起１４が備えられている。このくさびリング９４を、例えば図４（第１実施形態）、図６（第２実施形態）、図７（第３実施形態）のくさびリング９と交換して使用する。この際、片側のみのくさびリング９を交換してもよいが、交換するのであれば、両側を交換したほうが、ＦＲＰ板状体１を圧縮する分力が等しくかかるようになるため、より好適である。

（作用・効果）
本実施形態のくさびリング９４を備えた嵌合構造体によっても、貫通部材１１，１２，１３の軸垂直方向にそれぞれ荷重が作用した場合、荷重の一部は、くさびリング９４に施された傾きを有するテーパ面によって、ＦＲＰ板状体１の繊維積層方向への圧縮力に分力される。

このとき、くさびリング９４がＦＲＰ板状体１の表面をわずかに滑ろうとする力に抗して摩擦力が生じるが、この複数の突起１４が、この際の摩擦係数を大きく上昇させる効果を奏する。

そのため、貫通部材１１，１２，１３あるいはスリーブ７が直接ＦＲＰ板状体１の孔２の内周面に接触するまでの耐荷重を一層大きくすることができる。耐荷重が大きくなればなるほど、テーパ面の傾斜角θによって、繊維積層方向への圧縮分力Ｆ１３の大きさも大きくなる。

このため、くさびリング９４同士がより一層、滑り止めストッパとしての機能を果たし、孔２での局所的な破壊を好適に防止でき、ＦＲＰ板状体１の強度信頼性をより一層、向上させる効果を生む。

（第５実施形態）
本発明の第５の実施形態につき、図９を用いて説明する。
図９は、第５実施形態におけるくさびリング９５の断面拡大図である。図８（第４実施形態）とは、リング周面に備えられた複数の突起１４がなく、代わりに摩擦板１５が配設されている点が異なる。それ以外の部分については、全て第４実施形態と同様である。なお、第１〜第４実施形態と同様の構成については同一の符号を付して、重複する説明を省略する。

本実施形態のくさびリング９５には、リング周面に沿って、ＦＲＰ板状体１に接する面側に、有機繊維を直交させて織られた布に、エポキシ樹脂を含浸させ、加熱加圧して成形された摩擦板１５が固定されている。

有機繊維としては、例えばポリベンゾイミダゾール、ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール、芳香族ポリアミド、ポリアリレート、芳香族ポリエステルなどで製造される繊維を用いることができる。

これらの有機繊維は、長めの繊維であってもよく、１ｍｍから１０ｍｍ程度に短く切断したものであってもよい。

第４実施形態と同様に、本実施形態においても、くさびリング９５がＦＲＰ板状体１の表面をわずかに滑ろうとする力に抗して摩擦力が生じるが、この摩擦板１５が、この際の摩擦係数を大きく上昇させる効果を奏する。

そのため、貫通部材１１，１２，１３あるいはスリーブ７が直接ＦＲＰ板状体１の孔２の内周面に接触するまでの耐荷重を一層大きくすることができる。耐荷重が大きくなればなるほど、テーパ面の傾斜角θによって、繊維積層方向への圧縮分力Ｆ１３の大きさも大きくなる。

ところで、貫通部材１１，１２，１３に繰返し周期的に過重Ｆ１１が加わるような状態で、第４実施形態に係るくさびリング９４が使用される場合には、ＦＲＰ板状体１の繊維積層方向の圧縮（面圧）分力である力Ｆ１３も同期して、周期的に入力のＯＮ／ＯＦＦが繰り返されることで、突起１４による強い摩擦力が、くさびリング９４とＦＲＰ板状体１の接触面を徐々に摩耗させ、最終的には破壊に至ってしまうおそれがある。

本実施形態によれば、高面圧分力Ｆ１３作用下で、繰り返し周期的に荷重が加わるような場合においても、突起１４よりは摩擦係数が小さく、かつ長期間摩擦係数が安定する有機繊維のＦＲＰ摩擦板１５を用いることによって、孔２の摩耗破壊を好適に防ぐことができるようになる。

具体的には、第１〜第３実施形態におけるくさびリング９の平滑板の摩擦係数をμ１、第４実施形態におけるくさびリング９４の突起１４による摩擦係数をμ４、本実施形態におけるくさびリング９５の摩擦板１５による摩擦係数をμ５とすれば、μ１＜μ５＜μ４を満たす大小関係にある摩擦係数が理想的である。

このような場合には、くさびリング９５同士に作用する圧縮分力Ｆ１３、およびこれに比例して生ずる摩擦力が強すぎることに起因する、孔２でのＦＲＰ板状体１の局所的な破壊をさらに一層、好適に防止でき、ＦＲＰ板状体１の強度信頼性をより一層、向上させる効果を生む。

（作用・効果）
本実施形態の作用効果について改めてまとめる。本実施形態では、突起１４よりは摩擦係数が小さく、かつ長期間摩擦係数が安定する有機繊維のＦＲＰ摩擦板１５を用いる。

すなわち、第１〜第３実施形態におけるくさびリング９の平滑板の摩擦係数をμ１、第４実施形態におけるくさびリング９４の突起１４による摩擦係数をμ４、本実施形態におけるくさびリング９５の摩擦板１５による摩擦係数をμ５とすれば、μ１＜μ５＜μ４を満たす大小関係にあるＦＲＰ摩擦板１５を用いる。

これにより、高面圧分力Ｆ１３作用下で、繰り返し周期的に荷重が加わるような場合においても、孔２の摩耗破壊を好適に防ぐことができるという効果を奏する。

（第６実施形態）
本発明の第６の実施形態につき、図１０を用いて説明する。
本実施形態では、例えば第１実施形態における第１部材が、ともに挿通部２を有して互いの前記挿通部が一致するように重ねられた第２部材と第３部材とからなり、貫通部材にはその外周の所定位置に雄ネジが設けられており、押さえ部材と貫通部材との固定部分は、少なくとも一方側が、前記雄ネジに螺合する雌ネジが設けられたナットによりなされるような場合を考える。そこで、例えば第２部材および第３部材が異種同士のパイプ材で、これらを締結するような場合に、荷重入力が貫通部材からではなく、パイプの周面から行われる場合を考える。

なお、パイプは異種同士に限らず、同種同士でもよい。以下ではいずれかのパイプがＦＲＰパイプである場合で説明するが、必ずＦＲＰパイプを含んでいなければならないわけではない。また、第１〜第５実施形態と同様の構成については同一の符号を付して、重複する説明を省略する。

図１０はＦＲＰパイプ１６と金属パイプ１７との接合部の断面図である。ＦＲＰパイプ（第２部材）１６は金属パイプ（第３部材）１７の外周部に重なる形ではめ合わされている。つまり、ＦＲＰパイプ（第２部材）１６と金属パイプ（第３部材）１７は軸方向が一致するように配設されている。両者の重なり部にはボルト孔１８が複数個所、周方向に加工されている。なお、このボルト孔１８は後述する外輪くさびフープ２１と外輪押さえフープ１９、および内輪くさびフープ２２と内輪押さえフープ２０の各フープ形状に沿うようにして、ＦＲＰパイプ１６および金属パイプ１７の重なり部に、加工されるものである。

ＦＲＰパイプ１６の外周側には外輪押さえフープ１９が設けられ、金属パイプ１７の内周側には内輪押さえフープ２０がそれぞれ設けられる。

外輪押さえフープ１９とＦＲＰパイプ１６の間には、外輪くさびフープ２１が挿入されており、外輪くさびフープ２１と外輪押さえフープ１９の接触面（テーパ面）は、貫通部材２３の軸に対して、０°より大きく９０゜より小さい所定の角度θをなすように構成される（すなわち、０°＜θ＜９０°）。

同様にして、内輪押さえフープ２０と金属パイプ１７の間には、内輪くさびフープ２２が挿入されており、内輪くさびフープ２２と内輪押さえフープ２０の接触面（テーパ面）は、貫通部材２３の軸に対して、０°より大きく９０゜より小さい所定の角度θをなすように構成される（すなわち、０°＜θ＜９０°）。

ここで、本実施形態における貫通部材２３とは、ボルト孔１８に貫通するように設けられている、例えば面圧付与ボルト２３のことである。面圧付与ボルト２３には、ナット２４が嵌合可能にネジ溝８が切られており、これによって、面圧付与ボルト２３とナット２４が固定されている。また、ナット２４を締め上げることにより、外輪押さえフープ１９、外輪くさびフープ２１、ＦＲＰパイプ１６、金属パイプ１７、内輪くさびフープ２２、内輪押さえフープ２０に対して、ＦＲＰパイプ１６や金属パイプ１７の径方向外側への、面圧が付与されるように、締結固定されている。

ところで、第１〜第５実施形態においては、押さえ部材（押さえリング１０）と貫通部材１１〜１３は、それぞれ、ネジ溝８を介して嵌合され、相互の位置が完全に固定されていた。しかし、本実施形態においては、押さえ部材（外輪押さえフープ１９、内輪押さえフープ２０）と貫通部材（面圧付与ボルト２３）の接触部分については、固定されていてもよいし、固定されていなくてもよい。

ここで、外力（荷重Ｆ）によって、ＦＲＰパイプ１６と金属パイプ１７とが、互いに離れるように、ＦＲＰパイプ１６，金属パイプ１７の軸方向に抜け出るような変形をした場合を考える。このとき、III領域の外輪くさびフープ２１とI領域の内輪くさびフープ２２がＦＲＰパイプ１６，金属パイプ１７に作用する荷重に応じて移動しようとする。このとき、傾斜角θを有する接触面（テーパ面）によって、III領域の外輪押さえフープ１９には径方向外側への分力が、I領域の内輪押さえフープ２０には径方向内側への分力が作用する。

このとき、押さえ部材１９，２０は、面圧付与ボルト２３に嵌合されたナット２４によって、それぞれ径方向外側、径方向内側への動きが規制されているため、これらの分力がそのままくさび部材２１，２２への反力となる。この反力は、ＦＲＰパイプ１６，金属パイプ１７を相互に圧縮する方向に作用する。

（作用・効果）
このように構成しても、第１〜第５実施形態と同様にして、くさび部材２１，２２に挟まれたＦＲＰパイプ１６，金属パイプ１７は圧縮力を受け、互いに引き抜けづらくなるという効果を生む。

また、本実施形態の場合は、ＦＲＰパイプ１６、もしくは金属パイプ１７の荷重変位量が大きくなれば大きくなるほど、くさびフープ２１，２２の追従変位量も大きくなり、傾斜角θのテーパ面によって、ＦＲＰパイプ１６，金属パイプ１７を圧縮する力も大きくなる。その結果、ＦＲＰパイプ１６，金属パイプ１７をずれにくくさせる結果を生む。

（第７実施形態）
本発明の第７の実施形態につき、図１１を用いて説明する。
本実施形態においても、パイプは異種同士に限らず、同種同士でもよい。以下ではいずれかのパイプがＦＲＰパイプである場合で説明するが、必ずＦＲＰパイプを含んでいなければならないわけではない。第１〜第６実施形態と同様の構成については同一の符号を付して、重複する説明を省略する。

図１１はＦＲＰパイプ１６と金属パイプ１７との接合部の断面図である。本実施形態と第６実施形態とは、押さえ部材とナットが一体化され、テーパ付ナット２５が貫通部材（面圧付与ボルト）２３にネジ溝８を介して嵌合されている点が異なる。また、くさび部材がフープ形状ではなく、リング形状となっている。つまり、貫通部材２３を取り巻くようにくさびリング９が配されている。その他の点は第６実施形態と同様である。

つまり、ＦＲＰパイプ（第２部材）１６は金属パイプ（第３部材）１７の外周部に重なる形ではめ合わされている。すなわち、ＦＲＰパイプ（第２部材）１６と金属パイプ（第３部材）１７は軸方向が一致するように配設されている。また、両者の重なり部にはボルト孔１８が複数周方向に加工されている。ボルト孔１８には面圧付与ボルト２３が貫通され、テーパ付ナット２５がくさびリング９を介して、面圧付与ボルト２３に締結される。

（作用・効果）
本実施形態のように構成しても、第６実施形態と全く同様の効果を奏することが出来る。つまり、例えば外力（荷重Ｆ）によって、ＦＲＰパイプ１６が金属パイプ１７から抜けるような変形をした際を考える。

このとき、くさびリング９が軸方向に移動しようとすることで、テーパ付ナット２５に施された傾斜面により、くさびリング９に、ＦＲＰパイプ１６、金属パイプ１７を押し付けようとする圧縮力、すなわち、テーパ付ナットから受ける反力が作用する。

これにより、ＦＲＰパイプ１６は金属パイプ１７から引き抜けづらくなるという効果を生む。また、ＦＲＰパイプ１６の断面が、熱変形や製作時の制約によって、やむを得ず完全な円形でない場合でも、局所的に面圧付与ボルト２３で締結している個所には、それぞれ圧縮面圧が発生するため、大型構造物の締結が容易になるという効果も生む。

また、第６実施形態では押さえ部材１９，２０やくさび部材２１，２２が、ＦＲＰパイプ１６，金属パイプ１７の周面に沿うフープ形状であったため、ＦＲＰパイプ１６や金属パイプ１７は切断することが出来ず、構造物が大型になればなるほど、運搬などの面で支障があったが、本実施形態の方法によれば、押さえ部材２５やくさび部材９は、貫通部材２３を取り巻くリング形状であるため、ＦＲＰパイプ１６，金属パイプ１７に関してはやむを得ず切断しても支障が生じないというメリットもある。

（第８実施形態）
本発明の第８の実施形態につき、図１２、図１３を用いて説明する。なお、第１〜第７実施形態と同様の構成については同一の符号を付して、重複する説明を省略する。
図１２は、本実施形態に係るＦＲＰ板状体１の平面図（上面図）であり、図１３は、図１２のＹ−Ｙ矢視断面図である（適宜、相互参照）。

本実施形態においては、ＦＲＰ板状体１には任意の形状の孔２があけられている。孔２を挟む形でくさびプレート３が接している。なお、くさびプレート３はくさび部材であり、かつ後記する貫通部材５のまわりを取り囲む環状部材でもある。

くさびプレート３のＦＲＰ板状体１に接していない面は、後記する貫通部材（多角形ピン）５の軸に対して、０°より大きく９０゜より小さい所定の傾斜角θをなした面（テーパ面）を有するように加工されている。（すなわち、０°＜θ＜９０°）。

くさびプレート３には押さえプレート４が接している。押さえプレート４の接触面は、くさびプレート３のテーパ面に均一に接するように加工されている。なお、押さえプレート４は押さえ部材であり、かつ後記する貫通部材５のまわりを取り囲む環状部材でもある。

押さえプレート４はＦＲＰ板状体１を挟む形で上下方向に二枚用意されており、互いにボルト６の頭部またはナットによって締結されている。

また、押さえプレート４にはその中心部付近に孔が加工され、多角形ピン５がその孔に貫通している。

ここで、貫通部材（多角形ピン）５に、例えば貫通部材（多角形ピン）５の軸に対して垂直方向に荷重が作用した場合を考える。押さえプレート４が貫通部材５から荷重Ｆを受けることで、押さえプレート４はすべり変形を起こそうとする。つまり、この場合には押さえ部材である押さえプレート４は、上下方向はボルト６の頭部またはナットによって動きが規制されるとともに、荷重方向へはボルト６によって間接的に貫通部材５にきつく固定されているとみなすこともでき、貫通部材である多角形ピン５の動きによって、押さえプレート４が荷重Ｆの方向に追従して変位する。

この際、III領域とIV領域の押さえプレート４は、上下方向はボルト６の締結によって動きが規制されており、押さえプレート４とくさびプレート３の接触面がテーパにより傾いているため、くさびプレート３を圧縮するような分力が発生する。この分力によって、ＦＲＰ板状体１が圧縮される。

（作用・効果）
本実施形態によっても、第１〜７実施形態と同様に、貫通部材５に作用する荷重の一部がＦＲＰ板状体１の繊維積層方向への圧縮力に変換され、分力される。このため、孔２での破壊が防止でき、強度信頼性が向上する効果を生む。

また、本実施形態によれば、貫通部材５は任意の多角形状であればよい。また、貫通部材５を通す孔２についても、貫通部材が貫通する程度の大きさの孔であれば、任意の形状の孔でよく、必ずしも断面視で正円形になるように成形される必要はない。これにより、多様な形状の貫通部材に対応したＦＲＰ板状体１の嵌合締結構造を提供できる。

（第９実施形態）
本発明の第９の実施形態につき、図１４を用いて説明する。なお、第１〜第８実施形態と同様の構成については同一の符号を付して、重複する説明を省略する。

本実施形態においては、図４に示す第１実施形態とは、押さえリング１０とくさびリング９のテーパ面（接触面）が、貫通部材１１の軸となす角度である傾斜角θが逆（すなわち、９０°＜θ＜１８０°）となっており、いわゆる逆テーパ型となっている点が異なる。その他の構成は第１実施形態と共通である。

（作用・効果）
このように構成しても、第１実施形態と同様の効果を奏することが出来る。但し、図１４に示すように、ＦＲＰ板状体１を互いに圧縮するような分力は、貫通部材１１の荷重方向の先にあるくさびリング９に発生する。この点は、第１実施形態とは逆側となる。

（第１０実施形態）
本発明の第１０の実施形態につき、図１５を用いて説明する。なお、第１〜第９実施形態と同様の構成については同一の符号を付して、重複する説明を省略する。

本実施形態においては、くさびリング９が、ＦＲＰ板状体１を境に、ＦＲＰ板状体１に接するようにして片側２組ずつ設けられ、押さえリング１０との接触面は、ＦＲＰ板状体１から見て略山型、あるいは傘型のテーパ面を有して構成されている点が異なる。その他の構成は第１実施形態と共通である。

なお、これ以降、図１５〜図２１までの図中の矢印は、貫通部材１１に例えばＵｐ方向またはＤｏｗｎ方向に荷重Ｆが作用した場合に、例えば図４の第１実施形態でのI領域およびII領域に相当する領域に存在するくさびリング９、押さえリング１０に作用する力を、参考として模式的に描いたものである。実際には、図４の第１実施形態でのIII領域およびIV領域に相当する領域に存在するくさびリング９、押さえリング１０にも、同様にして力が作用している。また、Ｕｐ方向とは、３６０°のうちでいずれか任意の一方向を意味し、Ｄｏｗｎ方向とは、前記Ｕｐ方向と逆方向、すなわち前記Ｕｐ方向と１８０°反対方向を意味するものとする。

なお、図１５ではくさびリング９がＦＲＰ板状体１を境に片側あたり２組存在する様子が分かるように、くさびリング９を別々に描いているが、押さえリング１０との接触面が変わらないようになっていれば、２組のくさびリング９を合体させて、一体化したテーパリングを用いてもよい。

第１実施形態においては、貫通部材１１の軸垂直方向にかかる荷重方向Ｆとは、逆側に位置するくさびリング９に対して、ＦＲＰ板状体１を互いに圧縮するような分力が作用するのみであった。しかし、本実施形態のように構成すれば、貫通部材１１の軸垂直方向にかかる荷重の向きに関係なく、常に２組のくさびリング９のうち、どちらかには、ＦＲＰ板状体１を互いに圧縮するような分力を発生させることが出来るようになる。

（作用・効果）
この様に構成することで、荷重Ｆの両側から、ＦＲＰ板状体１を互いに圧縮するような分力を作用させることができ、第１実施形態よりも強固に、ＦＲＰ板状体１を拘束することが出来るという格別の効果を奏することができる。

また、図１６は図１５の変形例である。
なお、第１〜第１０実施形態と同様の構成については同一の符号を付して、重複する説明を省略する。

図１６は、図１５とは、くさびリング９と押さえリング１０との接触面が、ＦＲＰ板状体１から見て略谷型、あるいはＹ型のテーパ面となるようにして構成されている点が異なる。その他の構成は図１５と共通である。

なお、図１６においても、くさびリング９がＦＲＰ板状体１を境に片側あたり２組存在する様子が分かるように、くさびリング９を別々に描いているが、押さえリング１０との接触面が変わらないようになっていれば、２組のくさびリング９を合体させて、一体化したテーパリングを用いてもよい。

（作用・効果）
このように構成しても、図１５と全く同様の作用・効果を奏することが出来る。つまり、第１実施形態においては、貫通部材１１の軸垂直方向にかかる荷重方向Ｆとは、逆側に位置するくさびリング９に対して、ＦＲＰ板状体１を互いに圧縮するような分力が作用するのみであった。しかし、本実施形態のように構成すれば、貫通部材１１の軸垂直方向にかかる荷重の向きに関係なく、常に２組のくさびリング９のうち、どちらか一方には必ず、ＦＲＰ板状体１を互いに圧縮するような分力を発生させることが出来るようになる。

この様に構成することで、荷重Ｆの先後両方向から、ＦＲＰ板状体１を互いに圧縮するような分力を作用させることができ、第１実施形態よりも強固に、ＦＲＰ板状体１を拘束することが出来るという格別の効果を奏することができる。

（第１１実施形態）
本発明の第１１の実施形態につき、図１７を用いて説明する。なお、第１〜第１０実施形態と同様の構成については同一の符号を付して、重複する説明を省略する。

本実施形態においては、図４と比較して、ＦＲＰ板状体１を境に、片側あたり、断面の形状が等しく径のみが異なるくさびリング９が、ＦＲＰ板状体１に接するように２組（もしくは、縦の関係を段と呼ぶとすれば２段）備えられている点が異なる。その他の構成は第１実施形態と同様である。

なお、くさびリング９の数は、この例のように２組に限らない。例えば、Ｎ段（複数組）備えるように構成してもよい。

（作用・効果）
この様に構成しても、第１実施形態と同様の効果を奏することができる。更に解説すれば、くさびリングが２段式になったことで、押さえリング１０との接触面であるテーパ面も片側あたり２箇所に増える。この結果、くさびリング９がＦＲＰ板状体１を圧縮する分力も、片側あたり２箇所から入力（すなわち、２点支持）することができるので、くさびリング９ひとつあたりの面圧を小さくでき、第１実施形態よりも、ＦＲＰ板状体１の圧縮破壊を防止することができる。

また、図１８は図１７の変形例である。
なお、第１〜第１０実施形態と同様の構成については同一の符号を付して、重複する説明を省略する。

図１８は、図１７とは、くさびリング９と押さえリング１０との接触面（テーパ面）の傾斜が、逆向き（すなわち、９０°＜θ＜１８０°）に形成されている点が異なる。その他の構成は図１７と共通である。

なお、本変形例においても、くさびリング９の数は、このような２組に限らない。例えば、Ｎ組（複数組）備えるように構成してもよい。

なお、これは図１４の変形例であって、くさびリング９を、ＦＲＰ板状体１を境に、片側あたり、断面の形状が等しく径が異なるリング２組（２段）を備えるようにされたものとも見ることができる。

（作用・効果）
このように構成しても、図１７や図１４と全く同様の作用・効果を奏することが出来る。つまり、くさびリングが２段式になったことで、押さえリング１０との接触面であるテーパ面も片側あたり２箇所に増える。

この結果、くさびリング９がＦＲＰ板状体１を圧縮する分力も、片側あたり２箇所から入力することができ、図１４よりも強固に、ＦＲＰ板状体１を拘束することが出来るという格別の効果を奏することができる。

（第１２実施形態）
本発明の第１２の実施形態につき、図１９を用いて説明する。なお、第１〜第１１実施形態と同様の構成については同一の符号を付して、重複する説明を省略する。

本実施形態（図１９）においては、図１７の第１１実施形態とは、ＦＲＰ板状体１を境に、片側あたり２組のくさびリングに対応して、押さえリング１０が、互いに切り離し可能に構成されている点が異なる。切り離し部分には、ネジ溝８が彫られており、完全に嵌合するようになっている。つまり、本実施形態のそれぞれの押さえリング１０は、貫通部材１１と直接または間接に固定されている。その他の構成は第１１実施形態と同様である。

なお、このくさびリング９、および押さえリング１０の数は、この例のように片側あたり２組に限らない。例えば、Ｎ段（複数組）備えるように構成してもよい。

（作用・効果）
この様に構成しても、第１１実施形態と同様の作用・効果を奏することができる。更に解説すれば、ネジ溝８によって片側あたり２組のくさびリング９と押さえリング１０を切り離し可能にしたことで、テーパ面の傾斜角をそれぞれ別の角度になるように変えて構成してもよい。

この場合、例えばＦＲＰ板状体１の孔２近傍にあるくさびリング９には、貫通部材とのテーパ面のなす角度である傾斜角θ２をやや大きめにし、もう一方の環状部材（リング）９，１０の接触面（テーパ面）の傾斜角θ１はやや小さめに設計すれば（θ１＜θ２）、ＦＲＰ板状体１の孔２近傍にあるくさびリング９にはＦＲＰ板状体１を圧縮する分力がやや弱く働き、もう一方のくさびリング９には分力がやや強めに作用する、というように、作用する分力の大きさをコントロールすることができるようになる。

このように製作すると、ＦＲＰ板状体１の孔２近傍からの破壊を起きにくくさせるという効果を奏することができる。この場合、他方のくさびリング９ではＦＲＰ板状体１に対して強固な面圧を付与可能な構成となっているため、締結強度が足りなくなることはない。

なお、テーパ面の傾斜角θをそれぞれ同じ角度（θ１＝θ２）で製作した場合は、第１実施形態（図４）のくさびリング９と押さえリング１０をセットでもう一段追加した状態と同じと見ることもできる。また、この場合は、第１１実施形態（図１７）とまったく同一である。

図２０は図１９の変形例である。
なお、第１〜第１１実施形態と同様の構成については同一の符号を付して、重複する説明を省略する。

図２０は、図１９とは、くさびリング９と押さえリング１０との傾斜面（テーパ面）と貫通部材１１と、のなす角θ１，θ２が、逆向き（すなわち、９０°＜θ１＜１８０°、９０°＜θ２＜１８０°）に形成されている点が異なる。その他の構成は図１９と共通である。

なお、このくさびリング９、および押さえリング１０の数についても、この例のように片側あたり２組に限らない。例えば、Ｎ段（複数組）備えるように構成してもよい。

（作用・効果）
この様に構成しても、図１９と同様の作用・効果を奏することができる。つまり、ネジ溝８によって片側あたり２組のくさびリング９と押さえリング１０を切り離し可能にしたことで、テーパ面の傾斜角をそれぞれ別の角度になるように変えて構成してもよい。

この場合、例えばＦＲＰ板状体１の孔２近傍にあるくさびリング９には、貫通部材とのテーパ面のなす角度である傾斜角θ２をやや小さめにし、もう一方の環状部材（リング）９，１０の接触面（テーパ面）の傾斜角θ１はやや大きめに設計すれば（θ１＞θ２）、ＦＲＰ板状体１の孔２近傍にあるくさびリング９にはＦＲＰ板状体１を圧縮する分力がやや弱く働き、もう一方のくさびリング９には分力がやや強めに作用する、というように、作用する分力の大きさをコントロールすることができるようになる。

このように製作すると、ＦＲＰ板状体１の孔２近傍からの破壊を起きにくくさせるという効果を奏することができる。この場合、他方のくさびリング９ではＦＲＰ板状体１に対して強固な面圧を付与可能な構成となっているため、締結強度が足りなくなることはない。

なお、テーパ面の傾斜角θをそれぞれ同じ角度で製作した場合は、第９実施形態（図１４）のくさびリング９と押さえリング１０をセットでもう一段追加した状態と同じと見ることもできる。また、この場合は、第１１実施形態（図１８）とまったく同一である。

（第１３実施形態）
本発明の第１３の実施形態につき、図２１を用いて説明する。なお、第１〜第１２実施形態と同様の構成については同一の符号を付して、重複する説明を省略する。

本実施形態は、第１０実施形態（図１５）のくさびリング９と押さえリング１０の組み合わせを、ネジ溝８を介して多段化し、Ｎ段（複数組）設けた構成となっている。つまり、本実施形態のそれぞれの押さえリング１０は、貫通部材１１と直接または間接に固定されている。その他の部分は第１０実施形態（図１５）と同様である。

（作用・効果）
このように構成しても、第１０実施形態と同様の効果を奏することができる。更には、本実施形態の場合はネジ嵌合により多段化しているため、第１２実施形態（図１９、図２０）と同様に、テーパ面の傾斜角をおのおの独立に設定することも容易である。この場合、例えばくさびリング９の位置が、ＦＲＰ板状体１の孔２近傍から、徐々に距離が離れるに従って、ＦＲＰ板状体１を圧縮する面圧分力が、グラデーション状に徐々に強くなっていくように設計することも可能である。

また、本実施形態では貫通部材１１の軸垂直方向にかかる荷重Ｆの方向を問わず、荷重Ｆの手前側、後ろ側両方に、常にＦＲＰ板状体１を圧縮する分力がかかる。このため、例えばＦＲＰ板状体１の孔２近傍のような破壊に弱いポイントはやさしく労わりつつ、孔２から離れるに従い、破壊に強い部分は徐々に強めにＦＲＰ板状体１を圧縮する分力が作用するようにすることが容易である。

このようにすれば、例えばＦＲＰ板状体１の特殊形状などの事情に合わせて、きめ細やかな分力制御により、ＦＲＰ板状体１などの部材をいたわりながら、より一層、強固に確実に、拘束することができる。

（適用例）
以下、本発明の第１〜第１３実施形態の適用例につき、具体的な作用・効果を交えながら説明する。なお、以下は少なくとも本発明が適用可能と考えられる構造体のうち、具体的な適用部位に関する例示の一部に過ぎず、本発明の適用範囲を、これらの例示の構造体の範囲に限定するものでないことは言うまでもない。
すなわち、本発明の第１〜第１３実施形態に記載の嵌合構造用の締結部材、嵌合構造、および嵌合構造用の締結部材を具備した構造体とは、少なくとも、以下で説明するパワーショベル、風力発電用風車ブレード、遠心分離機、自動車、船舶、航空機に関する嵌合構造用の締結部材、嵌合構造、および嵌合構造用の締結部材を具備した構造体を全て含むものである。
つまり、以下の例示は、本発明の権利範囲が非常に広範囲に及ぶことを示す一例である。本発明の適用範囲を、これらの例示の範囲に限定的に解することはあってはならない。

（適用例１）
図２２はパワーショベル１００の斜視図である。
パワーショベル１００は、ＦＲＰパイプ１６やＦＲＰ板状体１を用いたオールＦＲＰ製の電動ショベルであるが、素材はＦＲＰパイプ１６や金属板、金属パイプやＦＲＰ板状体１、金属パイプや金属板などの組み合わせから成っていてもよい。また、電動ショベルでなく、従来の油圧ショベルであってもよいことは言うまでもない。また、車輪はキャタピラ１０４でなく、ゴム製のタイヤであってもよい。

本適用例において、例えば作業腕に相当するブーム１０１部分やアーム１０２部分の端部（連結部分）が、それぞれＦＲＰパイプ１６とＦＲＰ板状体１を組合せた構造になっている。

具体的には、例えばブーム１０１とアーム１０２の連結部分は軽量化のためにＦＲＰ板状体１のグレーチング（格子構造）を有して成り（適宜、図１・図２や、図２２を参照）、図２２のＣ部に示すとおり、孔２に貫通部材１１が通され、貫通部材１１に、ブーム１０１側やアーム１０２側へ延設されたＦＲＰパイプ１６が点接続される構造となっている。これにより、パワーショベル１００の稼動時には、ＦＲＰパイプ１６を介して、貫通部材１１に荷重Ｆが入力されることになる。

同様に、例えばアーム１０２と先端バスケット１０３の連結部分は、軽量化のためにＦＲＰ板状体１のグレーチング（格子構造）を有して成り、図２２のＤ部に示すとおり、孔２に貫通部材１１が通され、貫通部材１１に、アーム１０２側へ延設されたＦＲＰパイプ１６が点接続される構造となっている。これにより、パワーショベル１００の稼動時には、ＦＲＰパイプ１６を介して、貫通部材１１に荷重Ｆが入力されることになる。

ここで、ブーム１０１とアーム１０２の連結部分や、先端バケット１０３とアーム１０２の連結部分にＦＲＰ板状体１を格子状に組み合わせたグレーチングを設けているのは、これらの部位は荷重Ｆの入力によって、変形が複雑になることが予想されるため、グレーチングとすることで、ＦＲＰ板状体１の繊維積層方向の高強度特性を利用し、剛性を上げるためである。

また、変形状態が比較的均一な部分には、例えばＦＲＰパイプ１６を使用するなどして、ＦＲＰの軽量化特性を活かし、極力軽量化を図っている。

また、パワーショベル１００の機体に使用されるＦＲＰの種類については、荷重条件や腐食環境条件に合わせて、例えば炭素繊維強化樹脂（ＣＦＲＰ）、ガラス繊維強化樹脂（ＧＦＲＰ）、炭化ケイ素繊維強化樹脂（ＳｉＣＦＲＰ）、アルミナ繊維強化樹脂（Ａｌ_２Ｏ_３ＦＲＰ）、アラミド繊維強化樹脂（ＡＦＲＰ）などから適宜選択すればよい。何らこれらに限定するものでもない。

例えば、このような部位に、第１〜第３、第８〜１３実施形態に係るＦＲＰ嵌合構造を適用することができる。もしくは、第１〜第３、第８〜１３実施形態に係るＦＲＰ嵌合構造を、適宜組み合わせて適用してもよい。このとき、第４もしくは第５実施形態に記載のくさびリング９４，９５を用いてもよい。

本適用例によれば、パワーショベル１００の剛性を上げながら、軽量化を図ることができる。また、軽量化によって、消費電力を低減し、バッテリーの消耗時間を延ばすことができる。これにより、例えば１日あたりの機体の稼働時間を長く見積もることができ、作業効率を向上させることができるという効果を奏する。

また、電動式のパワーショベル１００ではなく、内燃機関を有する従来の油圧ショベルであったとしても、高剛性化とともに、軽量化されているため、低燃費稼動が可能となり、燃料代を節約し、また、給油スパンを長く見積もることができるなどの効果を奏する。

また、従来であれば、オールＦＲＰ製にしようとすれば一体成形のための金型製作だけで数億円という巨額の費用を要し、パワーショベル１００をモデルチェンジしようにも、巨大な金型をいちから作り直さなければならず、臨機応変に変えることができなかった。

しかし、本発明の第１〜第１３実施形態に係るＦＲＰ嵌合構造を適用すれば、大型のＦＲＰ部材を分割し、もしくは最初から小パーツとしてＦＲＰ部材を製作し、組立工程でそれらを確実に締結することができるので、圧倒的な可搬性を提供できる可能性を秘める。

また、予め小パーツとしてＦＲＰ部材を組み込む形にしておけば、モデルチェンジしたい部位のみを取り外し、交換することができるので、モデルチェンジ需要にも、低コストで高剛性を堅持しながら、商機を捉えて、迅速果断・臨機応変に対応することができる。

更には、産業機械であるため、稼働中に損傷を負い、修理が必要になる場合があるが、この場合においても、従来のショベルであれば、まず損傷を追った部位の溶接を溶かし、剥がして修理して再溶接するといった作業工程が必要となり、膨大な時間と設備を要し、修理やメインテナンスが容易ならざる作業となっていた。

しかし、本発明の第１〜第１３実施形態に係るＦＲＰ嵌合構造を適用すれば、損傷が発生した部位のみの部材の交換が可能であり、接着剤や溶接などを用いた結合ではないため、これらの修理やメインテナンスを容易に行うことができるという効果も奏する。

（適用例２）
本発明の他の適用例につき、図２３Ａ、図２３Ｂを用いて説明する。
図２３Ａは従来の風力発電用風車の風車ブレード２００の斜視図、図２３Ｂは本発明を適用した場合の、風力発電用風車の風車ブレード２００の斜視図である。

図２３Ａに示す通り、これまでにも風車ブレード２００にＦＲＰブレード２０１を搭載したものは既に実用化されている。ハブ２０２と、ＦＲＰブレード２０１との連結部分は、ハブ２０２に設けられたフランジ（不図示）によるフランジ締結と、ＦＲＰブレード２０１に設けられたブレード取り付けボルト２０３によるボルト締結を組み合わせて使用している。

しかし、従前例によれば、ブレード取り付けボルト２０３は、ＦＲＰブレード２０１繊維の非積層方向に荷重がかかって、貫通部材を通すための孔２近傍から破壊に至るケースを防ぐため、やむを得ず、ＦＲＰブレード２０１の回転方向と直交する方向に平行になるように、取り付けされているのが現状である。

しかし、これでは、ＦＲＰブレード２０１の回転時に、ＦＲＰブレード２０１に作用する遠心力と、ブレード取り付けボルト２０３の向きが同じ方向となってしまう。つまり、遠心力でＦＲＰブレード２０１が引き抜ける方向と同じ方向に、ブレード取り付けボルト２０３を埋め込んで使用していることになり、ボルト締結部分は遠心力に対してほとんど意味を成さず、事実上はフランジ締結のみとなっていると言える。

そこで、図２３Ｂに示す通り、ＦＲＰブレード２０１と、ハブ２０２との連結部分において、本発明の第１〜第１３実施形態に係るＦＲＰ嵌合構造を適用する。例えば、第６もしくは第７実施形態に係るＦＲＰ嵌合構造を適用することができる。このとき、第４もしくは第５実施形態に記載のくさびリング９４，９５を用いてもよい。

すなわち、例えば本発明の外輪押さえフープ１９、外輪くさびフープ２１、貫通部材２３を用いるなどして締結すれば、フランジレスに設計でき、ハブ２０２自体を軽量化することができる。

これにより、ハブ２０２とＦＲＰブレード２０１からなる風車ブレード２００に作用する遠心力の大きさを低減し、ＦＲＰブレード２０１を保護することができるようになる。

また、貫通部材２３に、遠心力による引き抜き負荷が作用しないので、従前例よりもより強固に締結することができるようになる。また、強度が必要なハブ２０２部分には、強度の高い金属部材を用いるなど、異種部材を適宜組み合わせて用いることも容易である。

更には、稼動中にＦＲＰブレード２０１が、例えば強風や落雷、洋上風力であれば潮風による腐食、波浪、津波などの自然界の外的営力（不可抗力）を受け、損傷してしまった場合においても、その交換は接着剤などを用いた接合ではないために、容易に行うことができるという効果を奏する。

（適用例３）
本発明の他の適用例につき、図２４Ａ、図２４Ｂを用いて説明する。
図２４Ａは、本発明の第１〜第１３実施形態に係るＦＲＰ嵌合構造を適用した、風力発電機用風車のＦＲＰブレード２０１の斜視図であり、図２４Ｂは、図２４Ａの、Ｚ−Ｚ矢視断面の模式図である。

本適用例においては、風力発電用風車ブレード２００の外表面をＦＲＰ外皮２０４とし、内側に金属製の支柱２０５を組み込み、ブレード剛性を補う構成となっている。

このとき、金属製の支柱２０５と、ＦＲＰ外被２０４を締結する方法として、従来は接着剤を用いて、両者を接着させていた。このため、太陽熱の日較差（日差）や、洋上や沿岸地域に設置された風車群は潮風などの影響も受け、徐々に接着力が弱くなったり、腐食がおきたりし、最終的にははがれてしまうという問題があった。

また、ハブ２０２とＦＲＰブレード２０１とのフランジ締結などの影響で、取り外しが難しく、このため事前検査が困難で、ブレードが吹き飛ぶなどの事故が起きてはじめて、内部の劣化状態が判明することがあり、社会問題となっていた。

ここで、金属製の支柱２０５と、ＦＲＰ外被２０４を締結する方法として、本発明の第１〜第１３実施形態に係るＦＲＰ嵌合構造を適用する。例えば、第１〜第３、第８〜１３実施形態に係るＦＲＰ嵌合構造を適用することができる。もしくは、第１〜第３、第８〜１３実施形態に係るＦＲＰ嵌合構造を、適宜組み合わせて適用してもよい。このとき、第４もしくは第５実施形態に記載のくさびリング９４，９５を用いてもよい。

すなわち、本発明の実施形態に対応するくさび部材９，２１，２２，９４，９５、押さえ部材１０，１９，２０、貫通部材１１，１２，１３，２３を適宜選択、もしくは組み合わせることにより、締結することができる。

このように構成すると、取り外しが容易となるため、メインテナンスがしやすくなる。また、接着剤を用いないので、はがれる可能性を圧倒的に減らすことができる。

また、風車ブレード２００を軽量高剛性にすることができるので、例えば風車の直径サイズを大型化して、より確実に風を捕らえ、発電効率を上げることが可能になるというメリットもある。

（適用例４）
本発明の他の適用例につき、図２５Ａ、図２５Ｂを用いて説明する。
図２５Ａは、遠心分離機３００の従来の概略構造を説明する断面図である。また、図２５Ｂは、遠心分離機３００の回転胴３０５部分にＦＲＰ円筒３１０を用い、本発明の第１〜第１３実施形態に係るＦＲＰ嵌合構造を適用した場合の模式図である。

図２５Ａに示すように、一般に遠心分離機３００は、軸受３０１、上部抜出管３０２、仕切板３０３、供給管３０４、回転胴３０５、下部抜出管３０６、モータ３０７などから成り、ケーシング３０８と呼ばれる外装部材で覆う構成となっている（詳しくは、日本原子力学会ＨＰ：http://www.aesj.or.jp/~recycle/nfctxt/nfctxt_3-2.pdf第４頁参照）。

遠心分離の仕組みは、重い成分と軽い成分からなる、例えばＵＦ_６などの混合ガスを供給管３０４から供給し、モータ３０７によって、上下の軸受３０１を介して回転胴３０５を可能な限り高速で回転させる。このとき回転胴３０５内部で生じる循環向流３０９の流れを仕切板３０３で規制するなどしながら、遠心力で混合ガスを軽い成分と重い成分に分離し、それぞれ上部および下部に設けられた抜出管３０２，３０６から分離されたガスを抜出す。

ここで、図２５Ｂに示すように、回転胴３０５部分をＦＲＰ円筒３１０と金属製回転部３１１に分けることを考える。その理由は、ＦＲＰ部材を用いて回転胴３０５自体を軽量化したいため、また、金属製回転部３１１は荷重がかかる部分のために、信頼性の観点から金属製としたいためである。

すると、この連結部分において、本発明の第１〜第１３実施形態に係るＦＲＰ嵌合構造を適用することが可能である。例えば、第６もしくは第７実施形態に係るＦＲＰ嵌合構造を適用することができる。このとき、第４もしくは第５実施形態に記載のくさびリング９４，９５を用いてもよい。

つまり、本発明の実施形態に対応するくさび部材９，２１，２２，９４，９５、押さえ部材１０，１９，２０、貫通部材１１，１２，１３，２３を適宜選択、もしくは組み合わせることにより、締結することができる。

このように構成すると、回転胴３０５の胴円筒部分が軽量高剛性のＦＲＰ円筒３１０に代わることで、回転速度をより一層、高速化することができる。これにより、混合ガスの分離性能を上げ、極めて高い濃度に濃縮された分離生成物を得ることができる。

また、ＦＲＰ円筒３１０を高速回転させようとすればする程、イナーシャと呼ばれる慣性モーメントが生じ、締結部分で互いにずれようとする現象が見られるが、本発明の第１〜第１３実施形態に係るＦＲＰ嵌合構造を適用していれば、互いにずれようとすればするほど、逆に円筒面をきつく圧縮する分力が作用し、きつく締まるため、より一層、好適にホールドすることができる。

（適用例５）
本発明の他の適用例につき、図２６を用いて説明する。
図２６は、自動車４００の屋根（ルーフ）をＦＲＰ化し、本発明の第１〜第１３実施形態に係るＦＲＰ嵌合構造を適用した場合の適用例である。

図２６に示す通り、従来の金属製のルーフと代えて、ＦＲＰルーフ４０１をシャシ４０２のフレーム４０３と締結する場合にも、本発明の第１〜第１３実施形態に係るＦＲＰ嵌合構造を適用することが可能である。例えば、第１〜第３、第８〜１３実施形態に係るＦＲＰ嵌合構造を適用することができる。もしくは、第１〜第３、第８〜１３実施形態に係るＦＲＰ嵌合構造を、適宜組み合わせて適用してもよい。このとき、第４もしくは第５実施形態に記載のくさびリング９を用いてもよい。

つまり、本発明の実施形態に対応するくさび部材９，２１，２２，９４，９５、押さえ部材１０，１９，２０、貫通部材１１，１２，１３，２３を適宜選択、もしくは組み合わせることにより、締結することができる。

このように構成すると、車体重量を軽量化できるので、トルクウェイトレシオやパワーウェイトレシオの各数値を目に見えて向上させることになる。その結果、加減速性能やコーナリング性能といったクルマの運動性能を、飛躍的に高めることができるという効果を奏する。また、１ｋｍあたりの燃料消費量を低減させ、好燃費化を達成できる。

また、万が一操縦者が運転操作を誤るなどして、車両が１８０°横転し、ＦＲＰルーフ４０１に、車体４０２の荷重がかかったとしても、高強度剛性により、ルーフが曲がって車室内の空間を圧迫するといった事態も防ぐことができる。このとき、衝撃荷重で横ずれしようとすればするほど逆に締結部分が締まるという効果も奏する。

（適用例６）
本発明の他の適用例につき、図２７Ａ、図２７Ｂを用いて説明する。
図２７Ａは、本適用例に係る、船舶の斜視図である。図２７Ｂは、船体部にＦＲＰが用いられている船舶について、本発明の第１〜第１３実施形態に係るＦＲＰ嵌合構造を適用した場合の模式図である。

図２７Ａに示す船舶５００は、主船体部が例えば船首部分、中央部分、船尾部分などのように、３分割に分割可能に構成され、組み立てやすいように、それぞれがモジュール化されてなる。これら主船体部はオールＦＲＰで成形され、ＦＲＰ部材が本来有する軽量かつ高剛性能や、地球の地磁気によって船体が磁化しないようにする消磁性能などを、活かす構成となっている。

従来であれば、このような大きな艦船であって、例えば掃海活動を目的とするものは、ＦＲＰ一体成形用の金型が大型化して高コスト化するなどの理由で、ＦＲＰ部材を積極的には使用しづらい側面があった。このため、消磁性能を優先させるために、敢えて鋼鈑製ではなく木製として建造されたものもあった。

しかし、ここで、主船体部をＦＲＰモジュールで構成し、締結部分に、本発明の第１〜第１３実施形態に係るＦＲＰ嵌合構造を適用することを考える。例えば、図２７Ｂに示すように、船首モジュール５０１、中央モジュール５０２、船尾モジュール５０３の各締結部分において、第１〜第３、第８〜１３実施形態に係るＦＲＰ嵌合構造を適用することができる。もしくは、第１〜第３、第８〜１３実施形態に係るＦＲＰ嵌合構造を、適宜組み合わせて適用してもよい。このとき、第４もしくは第５実施形態に記載のくさびリング９４，９５を用いてもよい。

つまり、本発明の実施形態に対応するくさび部材９，２１，２２，９４，９５、押さえ部材１０，１９，２０、貫通部材１１，１２，１３，２３を適宜選択、もしくは組み合わせて締結させる。

すると、金型サイズの制約を設計段階で考慮しなくてよくなるため、モジュールの分割数、すなわち各モジュールサイズを任意に設計できるなど、設計の自由度が飛躍的に高まる。また、木材に代えてＦＲＰ部材を積極的に導入することによる、ＦＲＰ部材が本来有している基本特性を存分に享受することができる。

また、メインテナンスに関しても、例えば外洋の公海上で活動中に船体を修理する必要性が生じた場合には、ネジ締結のため、損傷を受けたモジュールのみを取り外し、新たなモジュールを装着するなどして、機動性の高い応急修理が可能となる。

なお、本発明の適用対象となる船舶は、小型船から大型船にいたるまで、その船体サイズを問うものではない。但し、図２７Ａに示すような大型艦であれば、排水量が大きくなるため、船底部分が受ける浮力（外力）の入力が大きくなったり、広範囲にＦＲＰ部材を用いることによる軽量化のスケールメリットが出やすくなったりする傾向があるため、なお一層、好適である。

つまり、より大型船で外力の入力が大きくなればなるほど、ＦＲＰモジュール同士が互いにずれようとするが、本発明の第１〜第１３実施形態に係るＦＲＰ嵌合構造を適用すれば、ずれようとすればするほど、逆に締結部分が締まるという効果を奏する。また、ＦＲＰ部材の積極導入による軽量化で、燃費性能向上への寄与率が高まる。また、消磁性能が求められる船舶に対しては、消磁性能も同時に享受することができる。これにより、例えば船体が微弱な磁場を発して相手に探知されてしまうといった事態を防ぐことができる。

（適用例７）
本発明の他の適用例につき、図２８を用いて説明する。
図２８は、胴体部にＦＲＰが用いられている航空機について、本発明の第１〜第１３実施形態に係るＦＲＰ嵌合構造を適用する場合の模式図である。

図２８に示すように、航空機６００の機体の胴体部分は、複数に分割されたＦＲＰモジュールを互いに嵌合することで構成されている。

ここで、モジュールとモジュールの締結部分に、本発明の第１〜第１３実施形態に係るＦＲＰ嵌合構造を適用することを考える。例えば、第１〜第３、第８〜１３実施形態に係るＦＲＰ嵌合構造を適用することができる。もしくは、第１〜第３、第８〜１３実施形態に係るＦＲＰ嵌合構造を、適宜組み合わせて適用してもよい。このとき、第４もしくは第５実施形態に記載のくさびリング９４，９５を用いてもよい。

つまり、本発明の実施形態に対応するくさび部材９，２１，２２，９４，９５、押さえ部材１０，１９，２０、貫通部材１１，１２，１３，２３を適宜選択、もしくは組み合わせて締結させる。

このように構成すると、航空機に求められる高い剛性を維持しながら、軽量化を達成できる。これにより、例えば航続距離を飛躍的に伸ばしたり、給油スパンを伸ばしたりすることができる。

また、非常に姿勢制御が困難な飛行状態、すなわち、機体がきりもみ状態などの異常姿勢下にある場合であっても、機体が横Ｇ（外力）を受ければ受けるほど、逆に締結部分が締まるという効果を奏する。また、船舶同様に設計の自由度が高まり、ＦＲＰ部材の積極導入による、ＦＲＰ部材が本来有する基本性能を存分に享受することができるようになる。

上記した実施形態は本発明を分かりやすくするために詳細に説明したものであり、必ずしも、説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。

また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に、他の実施形態の構成の一部もしくは全てを加えることも可能である。

また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。

具体的には、例えば第３実施形態の貫通部材１３は、第２実施形態の貫通部材１２を中空として構成したものであるが、第１実施形態の貫通部材１１を中空として構成することもできる。

同様にして、例えば第１実施形態、第２実施形態、第３実施形態それぞれに、第８〜第１３実施形態のいずれかの構成を組み合わせることが可能であり、更には、そのそれぞれに追加して、第４もしくは第５実施形態に記載の突起や摩擦板をくさび部材に備える構成とすることも可能である。

また、例えば第６実施形態、または第７実施形態に、第１０〜第１３実施形態のいずれかの構成を組み合わせることが可能であり、更には、そのそれぞれに追加して、第４もしくは第５実施形態に記載の突起や摩擦板をくさび部材に備える構成とすることもできる。

また、第６実施形態および第７実施形態は、第２部材１６がＦＲＰパイプ、第３部材１７が金属パイプの場合で説明したが、第２部材１６が金属パイプ、第３部材１７がＦＲＰパイプの場合であっても、本論と同様にして議論ができる。また、ＦＲＰパイプ（第２部材）１６は金属パイプ（第３部材）１７の外周部に重なる形ではめ合わされているとしたが、内周部に重なる場合でも、本論と同様にして議論ができる。

１ ＦＲＰ板状体、ＦＲＰ、ＦＲＰ部材、第１部材
２ 孔，挿通部
３ くさびプレート，くさび部材，環状部材
４ 押さえプレート，押さえ部材，環状部材
５ 多角形ピン，貫通部材
７ スリーブ
８ ネジ溝
９ くさびリング、環状部材、くさび部材
１０ 押さえリング、環状部材、押さえ部材
１１ ピン、貫通部材
１２ ピン、貫通部材
１３ ピン、貫通部材
１４ 突起
１５ 摩擦板
１６ ＦＲＰパイプ、ＦＲＰ部材、第２部材、第３部材
１７ 金属パイプ、第２部材、第３部材
１９ 外輪押さえフープ、押さえ部材
２０ 内輪押さえフープ、押さえ部材
２１ 外輪くさびフープ、くさび部材
２２ 内輪くさびフープ、くさび部材
２３ 面圧付与ボルト、貫通部材
２４ ナット
２５ テーパつきナット、押さえ部材
９４ くさびリング、環状部材、くさび部材
９５ くさびリング、環状部材、くさび部材
１００ パワーショベル
１０１ ブーム
１０２ アーム
１０３ 先端バスケット
１０４ キャタピラ
２００ 風車ブレード
２０１ ＦＲＰブレード
２０２ ハブ
２０３ ブレード取付ボルト
２０４ ＦＲＰ外皮
２０５ 金属製の支柱
３００ 遠心分離機
３０１ 軸受
３０２ 上部抜出管
３０３ 仕切板
３０４ 供給管
３０５ 回転胴
３０６ 下部抜出管
３０７ モータ
３０８ ケーシング
３０９ 循環向流
３１０ ＦＲＰ円筒
３１１ 金属製回転部
４００ 自動車
４０１ ＦＲＰルーフ
４０２ シャシ、車体
４０３ フレーム
５００ 船舶
５０１ 船首モジュール
５０２ 中央モジュール
５０３ 船尾モジュール
６００ 航空機
Ａ〜Ｅ、Ｇ 要部
Ｍ、Ｎ 対称軸
θ、θ１、θ２ 角度、傾斜角、テーパ角
Ｆ、Ｆ１１〜Ｆ１３ 荷重、負荷、力、外力、横Ｇ

本発明は、嵌合構造用の締結部材に関する。

本発明は、前記従来の問題を解決するものであり、ＦＲＰ構造物に任意の孔を加工し、その孔にピンあるいはボルトを貫通させてボルトの軸に垂直な方向に荷重が入力された場合においても、被締結部材を圧縮するような力が作用してより強固な締結状態となり、ＦＲＰ孔部が破壊しないような嵌合構造用の締結部材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を適用した嵌合構造用の締結部材は、挿通部を有する第１部材に挿通されるとともに、荷重が入力・伝達される貫通部材と、くさび部材と押さえ部材とを組として前記貫通部材に挿通され、前記第１部材における前記挿通部を一方側の組と他方側の組とで挟むように配設される、少なくとも２組の環状部材と、を備え、前記押さえ部材は前記貫通部材に直接または間接に固定され、前記くさび部材は前記押さえ部材と前記第１部材との間に、それぞれに接するように配設され、前記押さえ部材と前記くさび部材の接触面は、断面視して、前記貫通部材の軸に対して９０度以外の所定の角度をなすように構成され、前記第１部材は、ともに前記挿通部を有する第２部材と第３部材とが互いの前記挿通部が一致するように重ねられた部材であり、前記貫通部材は、その外周の所定位置に雄ネジが設けられており、前記固定は、少なくとも一方側が、前記雄ネジに螺合する雌ネジが設けられたナットによりなされ、前記第２部材および前記第３部材は軸方向が一致するように配設された円筒部材であり、前記くさび部材は前記第２部材または前記第３部材の外周、および内周にそれぞれ接する外輪、および内輪のくさびフープまたはくさびリングであり、前記押さえ部材は前記ナットと一体または別体で構成され、前記くさび部材と接するように配設された外輪、および内輪の押さえフープまたは押さえリングであることを特徴とする。

本発明によれば、ピンあるいはボルトなどの貫通部材に、軸垂直方向の荷重が作用した場合でも、所定のテーパ角を有した環状部材にＦＲＰ部材（第１部材）を強く圧する分力が作用する嵌合構造用の締結部材を提供できる。

以下、本発明の実施形態に係る嵌合構造用の締結部材について、第１部材がＦＲＰ部材であるＦＲＰ嵌合構造を例に挙げて詳細に説明する。

（適用例）
以下、本発明の第１〜第１３実施形態の適用例につき、具体的な作用・効果を交えながら説明する。なお、以下は少なくとも本発明が適用可能と考えられる構造体のうち、具体的な適用部位に関する例示の一部に過ぎず、本発明の適用範囲を、これらの例示の構造体の範囲に限定するものでないことは言うまでもない。
すなわち、本発明の第１〜第１３実施形態に記載の嵌合構造用の締結部材とは、少なくとも、以下で説明するパワーショベル、風力発電用風車ブレード、遠心分離機、自動車、船舶、航空機に関する嵌合構造用の締結部材を全て含むものである。
つまり、以下の例示は、本発明の権利範囲が非常に広範囲に及ぶことを示す一例である。本発明の適用範囲を、これらの例示の範囲に限定的に解することはあってはならない。

Claims (15)

1. 挿通部を有する第１部材に挿通されるとともに、荷重が入力・伝達される貫通部材と、
   くさび部材と押さえ部材とを組として前記貫通部材に挿通され、前記第１部材における前記挿通部を一方側の組と他方側の組とで挟むように配設される、少なくとも２組の環状部材と、
   を備え、
   前記押さえ部材は前記貫通部材に直接または間接に固定され、
   前記くさび部材は前記押さえ部材と前記第１部材との間に、それぞれに接するように配設され、
   前記押さえ部材と前記くさび部材の接触面は、断面視して、前記貫通部材の軸に対して９０度以外の所定の角度をなすように構成される
   ことを特徴とする、嵌合構造用の締結部材。
2. 前記第１部材の面方向の強度は、前記貫通部材および前記環状部材の強度よりも小さいことを特徴とする、請求項１に記載の嵌合構造用の締結部材。
3. 前記第１部材は、繊維強化複合樹脂材（ＦＲＰ部材）であることを特徴とする、請求項１に記載の嵌合構造用の締結部材。
4. 前記貫通部材は、軸方向に垂直な断面が円形であり、円柱形状を有してなることを特徴とする、請求項１に記載の嵌合構造用の締結部材。
5. 前記貫通部材は、別体のスリーブを外装して、またはスリーブと一体化されて構成され、前記第１部材に挿通されることを特徴とする、請求項１に記載の嵌合構造用の締結部材。
6. 前記貫通部材は、中心軸まわりが中空として軽量化され、円筒形状を有してなることを特徴とする、請求項１に記載の嵌合構造用の締結部材。
7. 前記第１部材は、ともに前記挿通部を有する第２部材と第３部材とが互いの前記挿通部が一致するように重ねられた部材であり、
   前記貫通部材は、その外周の所定位置に雄ネジが設けられており、
   前記固定は、少なくとも一方側が、前記雄ネジに螺合する雌ネジが設けられたナットによりなされること
   を特徴とする、請求項１に記載の嵌合構造用の締結部材。
8. 前記第２部材および前記第３部材は軸方向が一致するように配設された円筒部材であり、
   前記くさび部材は前記第２部材または前記第３部材の外周、および内周にそれぞれ接する外輪、および内輪のくさびフープまたはくさびリングであり、
   前記押さえ部材は前記ナットと一体または別体で構成され、前記くさび部材と接するように配設された外輪、および内輪の押さえフープまたは押さえリングである
   ことを特徴とする、請求項７に記載の嵌合構造用の締結部材。
9. 前記第２部材および前記第３部材のいずれか一方は、繊維強化複合樹脂パイプ（ＦＲＰパイプ）であることを特徴とする、請求項８に記載の嵌合構造用の締結部材。
10. 前記くさび部材、および前記押さえ部材は、それぞれ板状のくさびプレート、および押さえプレートであることを特徴とする、請求項１に記載の嵌合構造用の締結部材。
11. 前記くさび部材は、前記第１部材を境に、前記第１部材に接するように片側あたり２組ずつ設けられ、前記押さえ部材との接触面は、前記第１部材から見て略山型、あるいは略谷型のテーパ面を有して構成されることを特徴とする、請求項１に記載の嵌合構造用の締結部材。
12. 前記くさび部材には、複数の突起が設けられていることを特徴とする、請求項１ないし請求項１１のいずれか１項に記載の嵌合構造用の締結部材。
13. 前記くさび部材には、有機繊維を含んでなる樹脂製の摩擦板が固定されていることを特徴とする、請求項１ないし請求項１１のいずれか１項に記載の嵌合構造用の締結部材。
14. 荷重が入力・伝達される貫通部材と、
    前記貫通部材が挿通される挿通部を有する第１部材と、
    くさび部材と押さえ部材とを組として前記貫通部材に挿通され、前記第１部材における前記挿通部を一方側の組と他方側の組とで挟むように配設される、少なくとも２組の環状部材と、
    を備え、
    前記押さえ部材は前記貫通部材に直接または間接に固定され、
    前記くさび部材は前記押さえ部材と前記第１部材との間に、それぞれに接するように配設され、
    前記押さえ部材と前記くさび部材の接触面は、断面視して、前記貫通部材の軸に対して９０度以外の所定の角度をなして構成される
    ことを特徴とする嵌合構造。
15. １または複数の箇所に、
    挿通部を有する第１部材に挿通されるとともに、荷重が入力・伝達される貫通部材と、
    くさび部材と押さえ部材とを組として前記貫通部材に挿通され、前記第１部材における前記挿通部を一方側の組と他方側の組とで挟むように配設される、少なくとも２組の環状部材と、
    を備え、
    前記押さえ部材は前記貫通部材に直接または間接に固定され、
    前記くさび部材は前記押さえ部材と前記第１部材との間に、それぞれに接するように配設され、
    前記押さえ部材と前記くさび部材の接触面は、断面視して、前記貫通部材の軸に対して９０度以外の所定の角度をなすように構成される嵌合構造用の締結部材
    を具備したことを特徴とする構造体。

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