TWI813014B - 索體錨定零件 - Google Patents

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Abstract

本發明所欲解決的問題在於提供一種索體錨定零件，是關於使用了楔子之零件(索體錨定零件)，藉由先前技術不存在的楔子形狀來得到更高的緊固力。 為了解決此問題，本發明的索體錨定零件1的特徵在於，具備：嵌合構件11，其具備筒狀體部，以供索體2插通；打入構件12，其具有可插入前述筒狀體部之楔子形狀部分，且在前述筒狀體部內與索體2抵接；並且，前述楔子形狀部分的傾斜面，具有在沿著打入構件12的打入方向的傾斜軸之傾斜。

Description

索體錨定零件
本發明關於一種用以將鋼索(wire rope)等索體加以錨定之索體錨定零件。
使用了楔子之零件，是被用來作為用以將鋼索等索體加以錨定之零件。專利文獻1中，揭露關於這種使用了楔子之零件(楔子夾具)之技術。
由專利文獻1揭露的楔子夾具，是作業性優異且可得到高接合效率之非常優異的夾具。
[先前技術文獻]
(專利文獻)
專利文獻1：日本專利第6009611號公報
如專利文獻1的記載，專利文獻1揭露的楔子夾具，當對於索體施加張力時，以抑止索體與楔子構件之間的滑動，使這些索體與楔子構件成為一體並進入拘束構件(筒狀的構件)中，藉此得到更高的緊固力的方式構成，而具有優異的緊固力。
本發明的目的在於提供一種索體錨定零件，是關於如上述的使用楔子之零件(索體錨定零件)，藉由先前技術不存在的楔子形狀來得到更高的緊固力。
(構成1)
一種索體錨定零件，其特徵在於，具備：嵌合構件，其具備筒狀體部，以供索體插通；打入構件，其具有可插入前述筒狀體部之楔子形狀部分，且在前述筒狀體部內與前述索體抵接；並且，前述楔子形狀部分的傾斜面，具有在沿著前述打入構件的打入方向的傾斜軸之傾斜。
(構成2)
一種索體錨定零件，其特徵在於，具備：嵌合構件，其具備筒狀體部，以供索體插通；打入構件，其具有可插入前述筒狀體部之楔子形狀部分，且在前述筒狀體部內與前述索體抵接；並且，當將打入前述打入構件之方向設為打入方向，將與前述打入方向正交之沿著前述打入構件的厚度之方向設為厚度方向，將與前述打入方向和前述厚度方正交之方向設為寬度方向時，前述楔子形狀部分的傾斜面，具有朝向前述打入方向的傾斜成分、及朝向前述寬度方向的傾斜成分。
(構成3)
如構成2記載的索體錨定零件，其中，將前述楔子形狀部分的傾斜面的朝向前述打入方向的傾斜角度設為θ，將前述楔子形狀部分的傾斜面的朝向前述寬度方向的 傾斜角度設為α，將用以打入前述打入構件之壓入力的分割成分角度也就是相對於前述打入方向之相對角度設為ψ，將當從沿著前述分割成分角度之方向觀看前述傾斜角度θ時的外觀上的傾斜角度設為α0時，具有下述算式1的關係。
Figure 110132969-A0305-02-0004-1
(構成4)
如構成1至3的任一構成記載的索體錨定零件，其中，在前述打入構件的與前述索體抵接的處所，形成有凹凸部。
依據本發明的索體錨定零件，能夠提供一種索體錨定零件，藉由先前技術不存在的楔子形狀來得到更高的緊固力。
1,100:索體錨定零件
2:索體(鋼索)
3:末端部
4:卡止台
11,101:嵌合構件
11T1:第一傾斜面
11T2:第二傾斜面
11H:貫通孔
113a,113b:接觸面
12,12’:打入構件
12T1:第一傾斜面
12T2:第二傾斜面
102A,102B:楔子體
111:減料部
112:卡合部
122:凹凸部
θ:楔子形狀部分的傾斜面的朝向打入方向的傾斜角度
α:楔子形狀部分的傾斜面的朝向寬度方向的傾斜角度
第1圖是表示關於本發明的實施形態的索體錨定零件的嵌合構件之圖。
第2圖是表示實施形態的索體錨定零件的打入構件之圖。
第3圖是表示實施形態的索體錨定零件之圖。
第4圖是表示實施形態的索體錨定零件的使用狀態之圖。
第5圖是關於索體錨定零件的楔子形狀的傾斜面之說明圖。
第6圖是關於索體錨定零件的楔子形狀的傾斜面之說明圖。
第7圖是表示打入構件的其他例之圖。
第8圖是表示實施例的索體錨定零件之圖。
第9圖是關於拉伸試驗之說明圖。
第10圖是表示拉伸試驗的樣子之照片。
第11圖是表示拉伸試驗的樣子之照片。
第12圖是表示比較例的索體錨定零件之圖。
以下，一邊參照圖式一邊具體說明本發明的實施形態。另外，以下實施形態，是用以具體化本發明時的一形態，並非用以將本發明限定於該範圍內。
第1圖是表示關於本發明的實施形態的索體錨定零件的嵌合構件之圖，第2圖是表示打入構件之圖。
又，第3圖和第4圖是表示本實施形態的索體錨定零件之圖。
索體錨定零件1，具備：嵌合構件11，其具備筒狀體部，以供索體插通；打入構件12，其具有可插入嵌合構件11的筒狀體部之楔子形狀部分，且在筒狀體部內與索體2抵接；藉此使用於將鋼索等索體2的末端加以錨定等。更具體來說，將打入構件12的楔子形狀部分及索體2插通於嵌 合構件11的筒狀體部，並將打入構件12打入，從而藉由基於打入構件12的楔子形狀所產生的壓力來拘束索體2。
另外，以下說明中，將打入構件12的打入方向(第3圖的左方向)的前方側(第3圖的左側)稱為“前端側”，將其相反(第3圖的右側)稱為“後端側”。又，將與打入方向正交之沿著打入構件的厚度之方向(第3圖的上下方向)設為厚度方向，將與打入方向和厚度方向正交之方向(第3圖中的正交於紙面之方向)設為寬度方向。
第1圖是表示嵌合構件11之圖，第1圖(a)是頂面圖(從厚度方向的上面觀看的圖)，第1圖(b)是側面圖(從寬度方向觀看的圖)，第1圖(c)是背面圖(從後方側觀看的圖)。
本實施形態中的嵌合構件11，其基本態樣為圓筒狀的構件，在嵌合構件11的內部，形成有供打入構件12和索體2插通的貫通孔11H。
如第1圖(c)所示，在貫通孔11H的內部的厚度方向的下側，形成有由兩面來與索體2接觸的接觸面113a、113b，藉此形成有V字溝狀。針對藉由該V字溝的兩面來拘束索體2的機能，與專利文獻1中記載的同樣，在此省略詳細的說明。另外，針對藉由將V字溝的兩面的角度設為規定角度來防止與索體2之間的滑動之觀點，若如專利文獻1中所記載的進行設置則非常合適，但是不一定要將該設置適用於本發明中。
在貫通孔11H的內部的頂面(厚度方向的上側)，具有第一傾斜面11T1，該第一傾斜面11T1具有第一傾斜角度(與貫通孔11H的底面的相對角度)。又，在將打入構件12插入的後端側，具有第二傾斜面11T2，該第二傾斜面11T2具有第二傾斜角度(與貫通孔11H的底面的相對角度)。第二傾斜面11T2，是在以下說明的打入構件12插入時，與打入構件12的第二傾斜面12T2卡合的面。又，第一傾斜面11T1，是在打入構件12嵌合時，與打入構件12的第一傾斜面12T1卡合的面。第二傾斜面11T2及第一傾斜面11T1，分別具有對應於以下說明的打入構件12的第二傾斜面12T2及第一傾斜面12T1的傾斜之傾斜。
在嵌合構件11的頂面(厚度方向的上側)，形成有以輕量化作為目的之減料部111。自第1圖可理解，以側視時朝向前方側切削量變多的形式，來形成減料部111。
又，在兩側面(寬度方向的兩側)，形成有卡合部112，以卡合當將打入構件12打入時使用的治具。該治具與本發明沒有直接的關係，所以在此省略說明。
第2圖是表示打入構件12之圖，第2圖(a)是頂面圖，第2圖(b)是側面圖，第2圖(c)是背面圖。
打入構件12是具有楔子形狀之構件，該楔子形狀藉由第一傾斜面12T1來形成。又，在該打入構件12的前端部側具備第二傾斜面12T2，該第二傾斜面12T2形成為其傾斜角度比第一傾斜面12T1更大。另外，第一傾斜面 12T1和第二傾斜面12T2的傾斜角度，是指相對於打入構件12的底部之第一傾斜面12T1和第二傾斜面12T2的相對角度，亦即，楔子形狀的角度。
第一傾斜面12T1(及第二傾斜面12T2)，形成為具有朝向打入方向之傾斜成分、和朝向寬度方向之傾斜成分。換句話說，第一傾斜面12T1(及第二傾斜面12T2)，除了具有在沿著寬度方向的傾斜軸之傾斜，也具有在沿著打入方向的傾斜軸之傾斜。
第3圖是表示索體錨定零件1的使用狀態(將打入構件12打入之前)之側面圖。第4圖是表示索體錨定零件1的使用狀態(將打入構件12打入了的狀態)之背面圖。
如第3圖所示，除了將索體2插通於嵌合構件11的筒狀體部，再將打入構件12打入筒狀體部，從而藉由基於打入構件12的楔子形狀所產生的壓力來拘束索體2。
本實施形態的索體錨定零件1中，在打入構件12的前端部側形成有傾斜角度較大的第二傾斜面12T2，在嵌合構件11也形成有對應於該第二傾斜面12T2之第二傾斜面11T2，所以打入構件12的打入當初的作業性優異。
第5圖是關於打入構件12的楔子形狀的傾斜面之說明圖。
第5圖(a)是打入構件12的楔子形狀的頂面圖，第5圖(b)是表示該楔子形狀的朝向打入方向的傾斜的傾斜角度之圖。第5圖中的各記號的內容如下所述。
l：楔子形狀的打入方向的長度
θ：楔子形狀的傾斜面的朝向打入方向的傾斜角度
α：楔子形狀的傾斜面的朝向寬度方向的傾斜角度
ψ：用以將打入構件12打入之壓入力的分割成分角度也就是相對於打入方向之相對角度，利用ψ=45°來得到最大的緊固力
α0：當從沿著分割成分角度之方向(第5圖的A方向)觀看傾斜角度θ時的外觀上的傾斜角度
θ0：當從沿著另一方的分割成分角度之方向(第5圖的B方向)觀看傾斜角度θ時的外觀上的傾斜角度
基於第5圖求得的關於α之關係式如以下。
Figure 110132969-A0305-02-0009-3
亦即，α具有下述關係式。
Figure 110132969-A0305-02-0009-4
此處，若設為θ=3°，ψ=45°，則成為α0=4.2°，所以成為α=6°。
接著，基於第6圖，說明當施加用以打入楔子之壓入力F時的在楔子(打入構件)產生緊固力之垂直方向的負荷W(以下，稱為「緊固力W」)。第6圖中的各記號的內容如下所述。
F：打入楔子之壓入力
θ：楔子形狀的傾斜面的朝向打入方向的傾斜角度
N：當施加壓入力F時的在楔子形狀的傾斜面產生的抗力
P：抗力N的水平方向成分
W：抗力N的垂直方向成分(緊固力)
基於第6圖求得的關於W之關係式如以下。
[算式4]F=P-Nμcosθ-Wμ=N sinθ-Nμcosθ-Wμ=N(sinθ-μcosθ)+Wμ 因為
Figure 110132969-A0305-02-0010-7
，所以
Figure 110132969-A0305-02-0010-8
亦即，W具有下述關係式。
Figure 110132969-A0305-02-0010-5
依據本實施形態的索體錨定零件1，能夠藉由先前技術不存在的楔子形狀來得到更高的緊固力。
先前的楔子的傾斜，僅具有朝向打入方向之傾斜成分，亦即，僅具有在沿著寬度方向的傾斜軸之傾斜。
相對於此，本實施形態的索體錨定零件1，形成為除了朝向打入方向之傾斜成分，也具有朝向寬度方向之傾斜成分，亦即，也具有在沿著打入方向的傾斜軸之傾斜。藉由這種獨創的楔子形狀，相對於當打入楔子時的推壓力，能夠得到更高的緊固力。
第7圖是表示打入構件的其他例之圖。第7圖的打入構件12’，在與索體2抵接的處所，形成有凹凸部122。藉此，抑制打入構件12’與索體2之間的滑動。
另外，本實施形態中，以嵌合構件11是圓筒狀為例，但是本發明不限定於此。例如，也可以是四角柱狀的形狀之構件等，其形成有供打入構件和索體插通的貫通孔。
又，本實施形態中，以整個嵌合構件形成為筒狀體為例，但是本發明不限定於此，只要嵌合構件具有筒狀體部即可，嵌合構件也可以具備筒狀體部以外的構成。同樣，本實施形態中，以整個打入構件是楔子形狀為例，但是本發明不限定於此，只要打入構件具有楔子形狀部分即可，打入構件也可以具備楔子形狀部分以外的構成。
本實施形態中，以將由兩面來與索體2接觸的接觸面(V字溝)形成於嵌合構件11側為例，但是也可以將V字溝形成於打入構件的與索體2接觸的處所。
(實施例)
接著，對於實施例及檢證與該實施例相關的接合效率之拉伸試驗的結果進行說明。
第8圖是表示實施例的索體錨定零件1之圖。實施例的索體錨定零件，是具有如上述實施形態所說明的構成之索體錨定零件，其藉由S45C(碳鋼鋼材)以第8圖所示的尺寸(單位為mm)來形成。第8圖(a)和第8圖(b)表示嵌合構件11，第8圖(c)~第8圖(e)表示打入構件12。
針對實施例的索體錨定零件1，使用承受負荷為304.0kN也就是Φ22的高強度纜式絞索(cable laid rope)來實行檢證接合效率之拉伸試驗。
該拉伸試驗，如第9圖的其概念圖所示，將索體錨定零件1緊固於鋼索2的一端側，將該鋼索2的另一端側與熔融的合金一起澆鑄在模具中而形成末端部3，將設置於兩端部之索體錨定零件1和末端部3抵接於卡止台4並實行拉伸。鋼索2本身自由嵌合於卡止台4(沒有固定於卡止台4)，使索體錨定零件1和末端部3的各自的端面抵接於卡止台4，加大卡止台4之間的間隔，藉此檢證索體錨定零件1的接合效率。
第10圖和第11圖是表示實驗的樣子之照片，第10圖是表示拉伸前之照片，第11圖是表示拉伸後(斷裂後)之照片。
準備3條鋼索2(Φ22的高強度纜式絞索)，實行3次上述拉伸試驗的結果如下所述。任一次試驗都得到充分地超過目標值也就是規格斷裂負荷的75%之結果。
第一次：斷裂負荷284.0kN，接合效率93.4%
第二次：斷裂負荷275.0kN，接合效率90.4%
第三次：斷裂負荷255.0kN，接合效率83.9%
(比較例)
第12圖是表示作為比較例的索體錨定零件100之圖(尺寸的單位為mm)。
索體錨定零件100，與實施例1的索體錨定零件1的同樣的點在於，將楔子形狀的構件(楔子體102A、楔子體102B)和索體插通於筒狀體的嵌合構件101，藉由打入楔子所產生的壓力來拘束索體2。另一方面，楔子的傾斜面與先前技術相同，僅具有朝向打入方向之傾斜成分。
索體錨定零件100，具備楔子體102A和楔子體102B的2段楔子體，藉此一邊減少打入所必要的打擊力，並且一邊減小零件的大型化。
使用楔子之緊固零件，利用打入楔子所產生的緊固力。亦即，基於楔子形狀來將更厚部分打入進去，藉此得到緊固力。例如，相對於比較柔軟的繩子，為了得到高緊固力而必須將更厚部分打入。為了提升此作業性，考慮加大楔子形狀的傾斜角度。相對於少量的打入距離，成為可以將更厚部分打入。然而，此時，可能會有打入距離變短，但是打入所需的打擊力增大，反而使得作業性降低的情況。另一方面，當減小楔子形狀的傾斜角度時，打入所需的打擊力只要少量即可，但是打入更厚部分時所需的 打入距離變長。打入距離長也就是楔子的尺寸必須加大，而造成零件的加長加大。
相對於此，索體錨定零件100，具備楔子體102A和楔子體102B的2段楔子體，藉此一邊減少打入所必要的打擊力，並且一邊減小零件的大型化。
針對比較例的索體錨定零件100，使用承受負荷為304.0kN也就是Φ22的高強度纜式絞索來實行檢證接合效率之拉伸試驗。
除了替代實施例的索體錨定零件1而使用比較例的索體錨定零件100之外，與實施例的拉伸試驗是相同條件(試驗次數僅1次)。
其結果是，斷裂負荷280.0kN，接合效率92.1%。
比較例的索體錨定零件100，如前述是謀求小型化的零件，從第8圖和第12圖的比較也可明確得知，實施例的索體錨定零件1進行了進一步的小型化。
實施例的索體錨定零件1，藉由除了朝向打入方向之傾斜成分，也具有朝向寬度方向之傾斜成分之獨創的楔子形狀而能夠得到高緊固力，藉此雖然是小型的零件，但是也可得到與比較例(較大的零件)同等以上的緊固力。
1:索體錨定零件
2:索體(鋼索)
11:嵌合構件
12:打入構件

Claims (4)

  1. 一種索體錨定零件，其特徵在於，具備：嵌合構件，其具備筒狀體部，以供索體插通；打入構件，其具有可插入前述筒狀體部之楔子形狀部分，且在前述筒狀體部內與前述索體抵接；並且，前述楔子形狀部分的與前述筒狀體部的內部表面接觸以產生磨擦力的一面也就是傾斜面，具有以沿著前述打入構件的打入方向的軸作為傾斜軸之傾斜。
  2. 一種索體錨定零件，其特徵在於，具備：嵌合構件，其具備筒狀體部，以供索體插通；打入構件，其具有可插入前述筒狀體部之楔子形狀部分，且在前述筒狀體部內與前述索體抵接；並且，當將打入前述打入構件之方向設為打入方向，將與前述打入方向正交之沿著前述打入構件的厚度之方向設為厚度方向，將與前述打入方向和前述厚度方正交之方向設為寬度方向時，前述楔子形狀部分的與前述筒狀體部的內部表面接觸以產生磨擦力的一面也就是傾斜面，具有朝向前述打入方向的傾斜成分、及朝向前述寬度方向的傾斜成分。
  3. 如請求項2所述之索體錨定零件，其中，將前述楔子形狀部分的傾斜面的朝向前述打入方向的傾斜角度設為θ，將前述楔子形狀部分的傾斜面的朝向前述寬度方向的傾斜角度設為α， 將用以打入前述打入構件之壓入力的分割成分角度也就是相對於前述打入方向之相對角度設為ψ，將當從沿著前述分割成分角度之方向觀看前述傾斜角度θ時的外觀上的傾斜角度設為α0時，具有下述算式1的關係
    Figure 110132969-A0305-02-0017-9
  4. 如請求項1至3中任一項所述之索體錨定零件，其中，在前述打入構件的與前述索體抵接的處所，形成有凹凸部。
TW110132969A 2020-12-25 2021-09-06 索體錨定零件 TWI813014B (zh)

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