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JP3798358B2 - Joint structure - Google Patents
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、雌雄継手による継手構造、特に自動結合が容易となり、とりわけトンネルのセグメントブロックの接合に好適な継手構造に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、トンネル施工において、鋼、鉄筋コンクリートなどで製作されたセグメントを円筒状に接合して覆工を形成することが行われている。図6はその組立の様子の概要を示すものである。
【0003】
符号31はセグメントであり、円周方向に隣接させられるとともに、既設のセグメント31の接合面31aに矢印方向から接合されて接合方向に延ばされ、セグメントリング30を形成する。
【0004】
このような接合面31aにおける接合方式には、例えば、特許文献1に記載されているように、接合面同士をボルト・ナットで締結する方式、接合面に穴を設けピン部材を嵌合させて接着により固定する方式があった。また、特許文献2に記載されているように、三角錐状のガイドピンを同じく三角錐状の穴に密着させて嵌合させる方式があった。
【0005】
【特許文献1】
特開平7−238789号公報(第2−4頁、図1−4、図9)
【特許文献2】
特開平10−169380号公報(第2−4頁、図1−2)
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、これらの従来の継手構造には、以下の問題があった。
特許文献1に記載のボルト・ナット締結では、セグメントを対向させて支持した状態でトンネル内側から締結を行うため、非常に手間のかかる作業になるという問題があった。
また特許文献1、2に記載のピン部材を用いる方式は、いずれの方式も、ピン部材を密着するように嵌合させるため、ピン部材と嵌合穴の間に高精度の位置精度が必要になるので、セグメントの製作コストが高くつき、接合作業時の位置合わせにも手間がかかって作業性が悪いという問題があった。また、ピン部材は一方のセグメントに嵌合されると固定されるので、他方のセグメントを押し込む際、わずかでも位置がずれるだけで、互いを損傷してしまうという問題があった。
【0007】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであって、接合の作業性が向上され、低コストでの製作が可能となる継手構造を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、それぞれの接合面に底部を有する形成された受け穴を備え該受け穴の底部中心に雄型継手が固設された被接合部材の相互間に、前記雄型継手に係止可能とされた雌型継手を両側に設けた継手ユニットを介して接合する継手構造であって、前記継手ユニットが、両端の開口した筒状ハウジングの両端に、前記雌型継手が着脱可能に係合された構成を用いる。
そのため、固定や押えのための別部品を必要とせず、それだけ部品点数を少なく構成できる。
【0009】
請求項2に記載の発明では、請求項1に記載の継手構造において、前記筒状ハウジングへの前記雌型継手の係合をねじにより行う構成を用いる。
そのため、容易に組み立てることができて、しかも高強度な係合を行うことができる。
【0010】
請求項3に記載の発明では、請求項1または2に記載の継手構造において、前記雄型継手が、軸状部材の先端に、先端側にテーパを備える係合突条を設けた構成とされ、前記雌型継手が、前記筒状ハウジングの端部側の内周面から、該筒状ハウジング奥側の中心部に向けて斜めに延ばされた複数の爪状部材を備え、該爪状部材が弾性可撓体とされた構成を用いる。
そのため、雄型継手を継手ユニットの開口に押し込むだけで係合できる。また係合後も中心部に斜めに延ばされた爪状部材が係合突条および軸状部材に弾性的に押圧されるので、引き抜き力が生じても係合が確実に維持される。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下では、本発明の実施の形態を、添付図面を参照して説明する。なおすべての図面を通して、同一または相当する部材は、同一の符号を付している。
図1は、本発明に係る継手構造の実施の形態を示す、セグメントの厚さ方向の断面図である。
【0012】
セグメント1、1(被接合部材)の接合面1a、1aには、それぞれの内側に窪ませられた受け穴1b、1bが互いに対向する位置に設けられており、それぞれの底部中心には、接合面1aの法線方向に向けて雄型継手3が固設されている。本例では、セグメント1、1は鉄筋コンクリート製であり、受け穴1bを避けて鉄筋6が埋め込まれている。
【0013】
雄型継手3は、例えば引張強度が大きく比較的小断面積で構成できる軟鋼などの金属の棒状部材からなり、コンクリートに埋め込まれている部分には抜け止め突条3c…が設けられ、受け穴1bの内部に突出された先端部の外周には、接合面1a側にテーパ3bを備え、その反対側に接合面1aと平行な端面が備えられて、外周方向に突出された係合突条3aが設けられている。
【0014】
それぞれのセグメント1、1は、雄型継手3の係合突条3aにテーパ3bとは反対側から係止可能とされた雌型継手4を両端に備える継手ユニット2によって係合される。
【0015】
次に図2〜4を参照して、継手ユニット2の詳細を説明する。継手ユニット2は、両端に開口を備えるハウジング2a(筒状ハウジング)に、両端から雌型継手4を螺合して直接に取り付けたものである。
【0016】
まず、図2を参照して、ハウジング2aの構成を説明する。図2(a)はハウジング2aの斜視図を、図2(b)はその側面を示す部分断面図である。
ハウジング2aは、図2(b)に示したように、その中央部に円板状の板状部2bが設けられ、そこから垂直方向両端側に円筒部2cが延設されている。円筒部2cの外部側には、軸方向に適宜間隔を設けてそれぞれ周方向に延ばされた薄板状のフィン2e…が設けられている。それぞれのフィン2e…の先端をつなぐ包落面は、受け穴1bの内面よりわずかに大きい円錐台状とされている。フィン2eの間は軸方向に連続するリブ2f…が設けられている。リブ2f…の先端は受け穴1bの内面よりわずかに小さい寸法とされており、リブ2f…の配設間隔は、フィン2e…が軸方向にたわんで適度の弾性を備えることを妨げない程度に明けられている。リブ2f…およびフィン2e…は、その先端およびその包落面によって挿着部2d、2dを構成している。
【0017】
円筒部2cの内部は、その両端部に雌型継手4をねじによって固定するための雌ねじ部2gが設けられ、内部側は雌型継手4を納めるための空間が形成されている。
【0018】
なお、板状部2bの大きさは、それぞれのセグメント1の接合面1aにまたがり、受け穴1bの接合面1aでの開口径に近接する大きさとされている。また、円筒部2cの長さは、受け穴1bの深さの2倍よりもわずかに短い長さとされている。また、円筒部2cの内部は、雌型継手4を避ける形状であればよく、円筒部2cの圧縮強度を高めるために適宜厚肉化やリブ補強を行ってもよく、正確に円筒形状にする必要はない。
【0019】
次に、図3を参照して、雌型継手4の構成を説明する。図3(a)は雌型継手4の左側面図を、図3(b)はA−A断面図を、図3(c)は右側面図である。雌型継手4は、大きくは、ハウジング2aの雌ねじ部2gに螺合可能とされた雄ねじを外周に設けた雄ねじリング部4bと、その端面にリング内周面からリング中心部に向けて斜めに突き出された係止爪部4a…からなり、係止爪部4a…と雄ねじリング部4bは、ヒンジ部4gによって雄ねじリング部4bのリング内周面との間で弾性的に接続されている。このため、係止爪部4a…は、継手が係合されていない単独状態では、その先端の内周側に形成された円弧面4c…が雄型継手3の軸径より小さな円径をなしてすぼまり、その先端のリング軸方向に係止平面4d…がそろう状態で、それぞれ整列するよう構成されている。
【0020】
係止爪部4aは、係止平面4dからリング軸方向に所定荷重を受けても座屈しない強度を備えるように、例えば厚さなどの諸元が設計されるものである。できるだけ少ない材料で所定の座屈強度を満足するため、リング軸方向に対する係止爪部4aの傾斜角度は浅く設定することが好ましい。
【0021】
雄ねじリング部4bの内径は、雄型継手3の係合突条3aが貫通可能な大きさとされ、雌型継手4のリング軸方向の全長は、受け穴1bに固設された雄型継手3の底部から係合突条3aに至るまでの軸長さよりわずかに短くされている。
【0022】
ヒンジ部4gは、例えば、図4に示したような断面を備え、中心部側に屈曲可能とされ、適切な弾性を有するものである。したがって、図示矢印のように係止爪部4aがリング軸径方向に可撓とされ、たわんだ方向と反対側に弾性復元力を付勢するよう構成されている。
【0023】
なお、係止爪部4aは、図示では一例として4個で構成する例を挙げたが、4個に限るものではない。より多くすれば、ヒンジ部4gの幅が狭くなり、より直線的になるから、弾性を持たせることが一層容易となる。
【0024】
また、図示では係止爪部4a同士が比較的狭い隙間を空けて整列するように描かれているが、継手強度が保てれば、より大きな隙間を設けてもよいことは言うまでもない。
【0025】
上記構成において、ハウジング2aおよび雌型継手4の材質は、エンジニアリングプラスチック、スーパーエンジニアリングプラスチックなどの単体、アロイ、または強化繊維入りなどの合成樹脂を採用することができる。必要強度に応じてこのような材質のうちどのような材質を用いてもよく、また、それぞれの部材に用いる材質は互いに異なっていてもよい。例えば、ハウジング2aは高強度を備えるようガラス繊維や炭素繊維などの強化フィラーを混ぜた強化樹脂で構成し、雌型継手4は、可撓性と弾性を備えるよう非強化樹脂または低強化樹脂材料によって構成するというように、材質を使い分けてもよい。
【0026】
またこのような構成によれば、爪状部材などの複雑な構造が必要となる雌型継手4がハウジング2aと別体とされるので、成形型の製作が容易になる利点がある。
【0027】
なお、上記の構成において、雌ねじ部2gおよび雄ねじリング部4bのねじ部同士は、それぞれの材料定数に応じて所定の螺合強度を満足するように、ねじピッチ・有効ねじ長さなどが設定されることは言うまでもない。また、このように係合をねじによって行うと、組み付けが容易になるばかりでなく、強度条件の設計変更にも容易に対応できるという利点がある。
【0028】
次に、本発明に係る継手構造の作用を説明する。まず、継手同士が係合され、セグメント1同士が接合される過程から説明する。図5は、一方のセグメント1に継手ユニット2が係合される様子を、順を追って描いた説明図である。
【0029】
継手ユニット2と雄型継手3との係合は、継手ユニット2を雄型継手3の軸方向に押し込んでいくだけで自動的に行われる。まず、図5(a)のように、継手ユニット2を受け穴1bに納まるような位置で押し込んでいく。挿着部2dは受け穴1bの内径よりわずかに小さい形状とされているので、中央からずれていても、押し込むにしたがって、挿着部2dが受け穴1bに沿う方向に案内されて、中央位置に戻される。ある程度押し込むと、係合突条3aの先端のテーパ3bが雄ねじリング部4bの内周部に貫入する(図5(b))。
【0030】
継手ユニット2がさらに押し込まれると、係合突条3aが係止爪部4a…を外側に押し開いていく(図5(c))。そして、係合突条3aが係止爪部4a…よりも飛び出ると、係止爪部4a…の弾性復元力が働いて、係止爪部4a…は元の状態に戻ろうとし、係合突条3aの付け根に係止爪部4a…の先端を食い込ませる形で、弾性的に係合される(図5(d))。すなわち、継手ユニット2の引き抜き方向には係止平面4d…(図3)と係合突条3aが突き当てられていることにより、同じく引き抜き方向と直角の接合面方向には円弧面4c…(図3)により雄型継手3の軸部に弾性復元力が付勢されることにより、それぞれその方向の移動が規制されている。
【0031】
なお係止爪部4aと雄ねじリング部4bの間は、単独状態では、ヒンジ部4gを設けた隙間があるが(図3(b)、図4)、上記の係合状態となって、リング軸方向に圧縮力が加わると、ヒンジ部4gがリング中心側に屈曲して弾性変形し、隙間が埋まって係止爪部4aと雄ねじリング部4bは当接され、圧縮力が伝達されるものである。そのため、ヒンジ部4gは圧縮力を担荷する必要がない。
【0032】
この場合、雄ねじリング部4bは少なくとも係合突条3aを通過させる内径とされているので係合突条3a通過後はスペースに余裕があるから、ヒンジ部4gをリング内周部に設けリング中心部に向かって屈曲させることは、省スペースとなり、きわめて好都合である。
【0033】
また図5(d)の状態では、挿着部2dからわずかに飛び出されたフィン2e…が受け穴1bに当接し、押し込み方向と逆方向に弾性変形されている。そのため、継手ユニット2はフィン2e…を介して受け穴1bに対して浮動的に支持されている。すなわち、継手ユニット2は、フィン2e…の弾性力に抗する外力が加えられると挿着部2dと受け穴1bの隙間の範囲で移動が可能となり、外力が消失すると元の状態に復帰するごとく支持されている。
【0034】
次に、このようにして一方のセグメント1に継手ユニット2が係合されて、接合面1aに雌型継手4が形成された状態となるので、受け穴1b内に雄型継手3を備える他方のセグメント1を対向させて係合することにより、それぞれのセグメント1同士の接合が完成される。図6はその接合の様子を示す説明図である。
【0035】
なお、継手同士の係合の過程は、上記の一方のセグメント1が、すでに固定された側であるか、これから接合しようとする側かによって、押し込まれるのが雄型継手3を備える他方のセグメント1であるか、雌型継手4を突出させた一方のセグメント1であるかの違いがあるだけで、相対的な動作は上記とまったく同様である。
【0036】
いずれにしても継手ユニット2を単独でセグメント1に押し込む場合とは異なり、セグメント1自体を押し込んでいくために、受け穴1bや雄型継手3の位置を確認しにくくなるものである。しかしながら本発明によれば、継手ユニット2の先端が受け穴1b内に入る位置で押し込めば、あとは受け穴1bや雄型継手3に沿って案内されて自動的に係合できるという上記に説明した作用があるので、きわめて容易に確実な接合を行うことができる(図6)。
【0037】
その際、一方のセグメント1にすでに係合された継手ユニット2が受け穴1bに対して浮動的に支持されているために、位置ずれが大きい継手ユニット2は外力を受ける方向に逃げることができるから、こじるなどして押し込みの抵抗となることがなく円滑に係合が行える。
【0038】
次に、図1を参照して接合完了後の作用を説明する。
本発明に係る継手ユニット2は、剛体とみなし得るセグメント1に埋め込まれている。そこで、継手ユニット2がセグメント1から受ける外力は、主に、セグメント1同士が接合面1a内でずれを起こす際に生じる接合面方向のせん断力と、セグメント1、1が離間しようとする際に生じる引張力とに分けて考えることができる。
【0039】
まず、せん断力は、接合面1aの近傍でそれぞれのセグメント1にまたがる板状部2bを設けることによって主に担荷可能となっている。板状部2bは、受け穴1bの接合面1aでの開口径に近接する大きさとされているので、効率よくせん断力に抗することができるものである。
【0040】
また引張力は、係合突条3a、係止爪部4aを介して円筒部2cに伝達される。雄型継手3に対して係止爪部4bの傾斜を比較的浅くしているので、係止爪部4aにかかる圧縮力による弾性変形を抑制することが可能となっている。さらに、係止爪部4aを弾性可撓体とするためにヒンジ部4gを設けているので、圧縮力を担荷するために係止爪部4aを厚くすることができる。そのため、引き抜きに伴う大きな圧縮力を担荷することができる利点がある。
【0041】
また円筒部2cを、雄型継手3を取り巻くように設けることによって、荷重を受ける断面面積を比較的大きく取ることが可能となっている。
【0042】
本発明では上記のように、構成を工夫することにより、主要な荷重成分に効率的な部材配置を行うことができるようになった。そのため、材料の使用量を減らすことができるとともに、特に、樹脂成形によって製作するのに好都合な形状とすることができるという利点が生じることになった。
【0043】
また、板状部2bが受け穴1bの内面に近接する大きさの円板とされているので、外力が働いて接合面がずれを起こす場合には、板状部2bが受け穴1bに当接し、板状部2bが破壊されない限りそれ以上のずれを阻止できるという利点もある。
【0044】
なお、上記の説明では、係止爪部4aを弾性可撓体とするため、係止爪部4aと雄ねじリング部4bの間にヒンジ部4gを設けた例で説明したが、係止爪部4aの材質と形状を適宜選ぶことによりヒンジ部4gを設けなくてもよい。例えば、係止爪部4aの付け根の幅を狭くして撓みやすくしてもよいし、係止爪部4a全体を適度の厚さとして、係止爪部4a全体で弾性可撓体をなすように形成してもよい。
【0045】
【発明の効果】
以上に述べたように、請求項1に記載の発明では、固定や押えのための別部品を必要とせず、それだけ部品点数を少なく構成でき、低コストの継手ユニットを提供することができるという効果を奏する。
【0046】
請求項2に記載の発明では、筒状ハウジングと雌型継手を螺合によって係合するため、容易に組み立てることができて、しかも高強度な係合を行うことができるから、低コストの継手ユニットを提供することができるという効果を奏する。
【0047】
請求項3に記載の発明では、雄型継手を継手ユニットの開口に押し込むだけで係合できるから、接合作業の作業性が向上するという効果を奏する。
また係合後も中心部に斜めに延ばされた爪状部材が係合突条および軸状部材に弾性的に押圧されるので、引き抜き力が生じても係合が確実に維持されるという効果を奏する。
またその結果、自動組付けにも好適となるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係る継手構造の実施の形態を示す、セグメントの厚さ方向の断面図である。
【図2】 本発明に係る筒状ハウジングの一例を示す斜視図および断面図である。
【図3】 本発明に係る雌型継手の一例を示す左側面図、軸方向断面図、および右側面図である。
【図4】 本発明に係る雌型継手のヒンジ部の一例を説明するための断面図である。
【図5】 本発明に係る継手ユニットをセグメントに係合する様子を示す説明図である。
【図6】 本発明に係るセグメント同士の接合の様子を示す断面図である。
【図7】 セグメントの組立の様子を示す説明図である。
【符号の説明】
1 セグメント(被接合部材)
1a 接合面
1b 受け穴
2 継手ユニット
2a ハウジング(筒状ハウジング)
2b 板状部
2c 円筒部
2d 挿着部
2e フィン
2f リブ
2g 雌ねじ部
3 雄型継手
3a 係合突条
3b テーパ
3c 抜け止め突条
4 雌型継手
4a 係止爪部(爪状部材)
4b 雄ねじリング部
4c 円弧面
4d 係止平面
4g ヒンジ部
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a joint structure using male and female joints, and more particularly to a joint structure that facilitates automatic coupling and that is particularly suitable for joining tunnel segment blocks.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in tunnel construction, a segment made of steel, reinforced concrete or the like is joined in a cylindrical shape to form a lining. FIG. 6 shows an outline of the assembly.
[0003]
Reference numeral 31 denotes a segment, which is adjacent in the circumferential direction and is joined to the joining surface 31 a of the existing segment 31 from the direction of the arrow and extended in the joining direction to form a segment ring 30.
[0004]
In such a joining method on the joining surface 31a, for example, as described in Patent Document 1, a method of fastening the joining surfaces with bolts and nuts, a hole is provided in the joining surface, and a pin member is fitted. There was a method of fixing by adhesion. Further, as described in Patent Document 2, there is a system in which a triangular pyramid-shaped guide pin is closely fitted into a triangular pyramid-shaped hole and fitted.
[0005]
[Patent Document 1]
JP-A-7-238789 (page 2-4, FIGS. 1-4, FIG. 9)
[Patent Document 2]
JP-A-10-169380 (page 2-4, FIG. 1-2)
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, these conventional joint structures have the following problems.
In the bolt and nut fastening described in Patent Document 1, fastening is performed from the inside of the tunnel in a state where the segments are opposed to each other.
In addition, the methods using the pin members described in Patent Documents 1 and 2 require high positional accuracy between the pin member and the fitting hole in order to fit the pin member in close contact with each other. As a result, the production cost of the segments is high, and there is a problem that the workability is poor because it takes time to align the positions during the joining operation. In addition, since the pin member is fixed when fitted to one segment, there is a problem that when the other segment is pushed in, the position is slightly shifted and the other segments are damaged.
[0007]
The present invention has been made in view of such problems, and an object of the present invention is to provide a joint structure in which joining workability is improved and manufacturing at low cost is possible.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problems, the male mold is provided between members to be joined, each of which has a receiving hole having a bottom on each joint surface, and a male joint is fixed to the center of the bottom of the receiving hole. A joint structure in which a female joint that can be locked to a joint is joined via joint units provided on both sides, wherein the joint unit is attached to both ends of a cylindrical housing that is open at both ends. A configuration that is detachably engaged is used.
Therefore, there is no need for separate parts for fixing and pressing, and the number of parts can be reduced accordingly.
[0009]
According to a second aspect of the present invention, in the joint structure according to the first aspect, a configuration is used in which the female joint is engaged with the cylindrical housing by a screw.
Therefore, it can be assembled easily and high-engagement engagement can be performed.
[0010]
According to a third aspect of the present invention, in the joint structure according to the first or second aspect, the male joint has a configuration in which an engagement protrusion having a taper on the distal end side is provided at the distal end of the shaft-like member. The female joint includes a plurality of claw-shaped members extending obliquely from the inner peripheral surface on the end side of the cylindrical housing toward the center on the back side of the cylindrical housing, A structure in which the member is an elastic flexible body is used.
Therefore, it can engage only by pushing a male coupling into the opening of a coupling unit. Further, even after the engagement, the claw-like member extending obliquely to the central portion is elastically pressed by the engagement protrusion and the shaft-like member, so that the engagement is reliably maintained even if a pulling force is generated.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In addition, the same code | symbol is attached | subjected the same or equivalent member through all the drawings.
FIG. 1 is a sectional view in the thickness direction of a segment showing an embodiment of a joint structure according to the present invention.
[0012]
The joint surfaces 1a and 1a of the segments 1 and 1 (members to be joined) are provided with receiving holes 1b and 1b that are recessed inwardly at positions facing each other. A male joint 3 is fixed in the normal direction of the surface 1a. In this example, the segments 1 and 1 are made of reinforced concrete, and the reinforcing bars 6 are embedded avoiding the receiving holes 1b.
[0013]
The male joint 3 is made of, for example, a metal rod-shaped member such as mild steel that has a large tensile strength and can be configured with a relatively small cross-sectional area, and a retaining protrusion 3c... On the outer periphery of the tip portion protruding inside 1b, a taper 3b is provided on the joining surface 1a side, and an end surface parallel to the joining surface 1a is provided on the opposite side, and the engaging protrusion projecting in the outer circumferential direction. 3a is provided.
[0014]
Each segment 1, 1 is engaged by a joint unit 2 provided at both ends with a female joint 4 which can be locked to the engagement protrusion 3 a of the male joint 3 from the side opposite to the taper 3 b.
[0015]
Next, the details of the joint unit 2 will be described with reference to FIGS. The joint unit 2 is obtained by directly attaching a female joint 4 from both ends to a housing 2a (cylindrical housing) having openings at both ends.
[0016]
First, the configuration of the housing 2a will be described with reference to FIG. 2A is a perspective view of the housing 2a, and FIG. 2B is a partial cross-sectional view showing a side surface thereof.
As shown in FIG. 2B, the housing 2a is provided with a disk-like plate-like portion 2b at the center thereof, and a cylindrical portion 2c is extended from both ends of the housing 2a in the vertical direction. On the outer side of the cylindrical portion 2c, there are provided thin plate-like fins 2e... Extending in the circumferential direction at appropriate intervals in the axial direction. The enveloping surface that connects the tips of the fins 2e has a truncated cone shape that is slightly larger than the inner surface of the receiving hole 1b. Between the fins 2e, ribs 2f continuous in the axial direction are provided. The tips of the ribs 2f are slightly smaller than the inner surface of the receiving hole 1b, and the spacing between the ribs 2f is such that the fins 2e are bent in the axial direction and do not hinder proper elasticity. It is dawned. The ribs 2f ... and the fins 2e ... constitute insertion parts 2d, 2d by their tips and their enveloping surfaces.
[0017]
Inside the cylindrical portion 2c, female screw portions 2g for fixing the female joint 4 with screws are provided at both ends thereof, and a space for accommodating the female joint 4 is formed on the inner side.
[0018]
In addition, the magnitude | size of the plate-shaped part 2b is set as the magnitude | size which straddles the joint surface 1a of each segment 1, and adjoins the opening diameter in the joint surface 1a of the receiving hole 1b. The length of the cylindrical portion 2c is slightly shorter than twice the depth of the receiving hole 1b. Moreover, the inside of the cylindrical part 2c should just be a shape which avoids the female joint 4, and in order to raise the compressive strength of the cylindrical part 2c, thickening and rib reinforcement may be performed suitably, and it makes a cylindrical shape correctly. There is no need.
[0019]
Next, the configuration of the female joint 4 will be described with reference to FIG. 3A is a left side view of the female joint 4, FIG. 3B is a cross-sectional view taken along the line AA, and FIG. 3C is a right side view. The female joint 4 is roughly divided into a male screw ring portion 4b provided with a male screw that can be screwed into the female screw portion 2g of the housing 2a, and an end surface thereof obliquely from the inner peripheral surface of the ring toward the center of the ring. The locking claw portions 4a... Are projected, and the locking claw portions 4a... And the male screw ring portion 4b are elastically connected between the ring inner peripheral surface of the male screw ring portion 4b by the hinge portion 4g. For this reason, the locking claw portions 4a... Have a circular diameter smaller than the shaft diameter of the male joint 3 when the arcuate surface 4c formed on the inner peripheral side of the distal end thereof is in a single state where the joint is not engaged. It is configured to be aligned in a state where the locking planes 4d are aligned in the ring axis direction at the tip thereof.
[0020]
The locking claw portion 4a is designed, for example, in terms of thickness and the like so as to have a strength that does not buckle even when a predetermined load is applied in the ring axis direction from the locking plane 4d. In order to satisfy a predetermined buckling strength with as little material as possible, it is preferable to set the inclination angle of the locking claw portion 4a with respect to the ring axis direction to be shallow.
[0021]
The internal diameter of the male thread ring portion 4b is such that the engagement protrusion 3a of the male joint 3 can penetrate, and the total length of the female joint 4 in the ring axial direction is a male joint 3 fixed to the receiving hole 1b. Is slightly shorter than the axial length from the bottom to the engaging ridge 3a.
[0022]
The hinge part 4g has a cross section as shown in FIG. 4, for example, can be bent toward the center part side, and has appropriate elasticity. Therefore, as shown by the arrow in the figure, the locking claw portion 4a is flexible in the ring shaft radial direction, and is configured to urge an elastic restoring force in the opposite direction to the bending direction.
[0023]
In addition, although the example comprised by four latching claw parts 4a was shown in the figure as an example, it is not restricted to four. If it is more, the width of the hinge portion 4g becomes narrower and more linear, so it becomes easier to give elasticity.
[0024]
In the drawing, the locking claws 4a are drawn so as to be aligned with a relatively narrow gap, but it goes without saying that a larger gap may be provided as long as the joint strength is maintained.
[0025]
In the above configuration, the housing 2a and the female joint 4 can be made of a single material such as engineering plastic or super engineering plastic, alloy, or synthetic resin containing reinforcing fibers. Any of these materials may be used according to the required strength, and the materials used for each member may be different from each other. For example, the housing 2a is made of a reinforced resin mixed with a reinforcing filler such as glass fiber or carbon fiber so as to have high strength, and the female joint 4 is a non-reinforced resin or low-reinforced resin material so as to have flexibility and elasticity. Depending on the material, the material may be properly used.
[0026]
Further, according to such a configuration, since the female joint 4 that requires a complicated structure such as a claw-like member is separated from the housing 2a, there is an advantage that the mold can be easily manufactured.
[0027]
In the above configuration, the screw pitch, the effective screw length, and the like are set so that the screw portions of the female screw portion 2g and the male screw ring portion 4b satisfy a predetermined screwing strength according to the respective material constants. Needless to say. Further, when the engagement is performed with screws in this way, there is an advantage that not only the assembly is facilitated but also the design change of the strength condition can be easily handled.
[0028]
Next, the operation of the joint structure according to the present invention will be described. First, the process in which the joints are engaged and the segments 1 are joined together will be described. FIG. 5 is an explanatory diagram illustrating the state in which the joint unit 2 is engaged with one segment 1 in order.
[0029]
The engagement between the joint unit 2 and the male joint 3 is automatically performed only by pushing the joint unit 2 in the axial direction of the male joint 3. First, as shown in FIG. 5A, the joint unit 2 is pushed in at a position where it can be received in the receiving hole 1b. Since the insertion portion 2d has a shape slightly smaller than the inner diameter of the receiving hole 1b, the insertion portion 2d is guided in the direction along the receiving hole 1b as it is pushed in even if it is displaced from the center. Returned to When pushed in to some extent, the taper 3b at the tip of the engaging protrusion 3a penetrates into the inner peripheral portion of the male thread ring portion 4b (FIG. 5B).
[0030]
When the joint unit 2 is further pushed in, the engaging protrusion 3a pushes the locking claw portions 4a ... outward (FIG. 5 (c)). When the engaging protrusion 3a protrudes from the locking claw 4a ..., the elastic restoring force of the locking claw 4a ... works and the locking claw 4a ... tries to return to its original state, The tip of the locking claw 4a... Is bitten into the base of the protrusion 3a and is elastically engaged (FIG. 5 (d)). That is, the engagement flat surface 4d (FIG. 3) and the engaging protrusion 3a are abutted in the pulling direction of the joint unit 2, so that the arc surface 4c ( 3), the elastic restoring force is applied to the shaft portion of the male joint 3, whereby the movement in that direction is restricted.
[0031]
There is a gap between the locking claw portion 4a and the male screw ring portion 4b in a single state (FIG. 3 (b), FIG. 4). When the compressive force is applied in the axial direction, the hinge portion 4g is bent and elastically deformed toward the ring center, the gap is filled, and the locking claw portion 4a and the male thread ring portion 4b are brought into contact with each other, and the compressive force is transmitted. It is. Therefore, the hinge part 4g does not need to bear a compressive force.
[0032]
In this case, since the male thread ring portion 4b has an inner diameter that allows at least the engagement protrusion 3a to pass therethrough, there is room for space after passing through the engagement protrusion 3a. Therefore, the hinge portion 4g is provided on the inner periphery of the ring. Bending toward the part saves space and is very convenient.
[0033]
In the state shown in FIG. 5D, the fins 2e... Slightly protruding from the insertion portion 2d abut against the receiving holes 1b and are elastically deformed in the direction opposite to the pushing direction. Therefore, the joint unit 2 is supported floatingly with respect to the receiving hole 1b via the fins 2e. That is, the joint unit 2 can move within the gap between the insertion portion 2d and the receiving hole 1b when an external force that resists the elastic force of the fins 2e is applied, and returns to its original state when the external force disappears. It is supported.
[0034]
Next, since the joint unit 2 is engaged with one segment 1 in this way and the female joint 4 is formed on the joint surface 1a, the other one provided with the male joint 3 in the receiving hole 1b. When the segments 1 are engaged with each other, the joining of the segments 1 is completed. FIG. 6 is an explanatory view showing the state of the joining.
[0035]
In the process of engaging the joints, the other segment having the male joint 3 is pushed in depending on whether the one segment 1 is the already fixed side or the side to be joined. The relative operation is exactly the same as described above, with the only difference being 1 or one segment 1 from which the female joint 4 protrudes.
[0036]
In any case, unlike the case where the joint unit 2 is pushed into the segment 1 alone, the position of the receiving hole 1b or the male joint 3 is difficult to confirm because the segment 1 itself is pushed in. However, according to the present invention, if the end of the joint unit 2 is pushed in at a position where it enters the receiving hole 1b, then it can be guided along the receiving hole 1b or the male joint 3 and automatically engaged. Therefore, reliable joining can be performed very easily (FIG. 6).
[0037]
At that time, since the joint unit 2 already engaged with the one segment 1 is supported in a floating manner with respect to the receiving hole 1b, the joint unit 2 having a large positional deviation can escape in the direction of receiving an external force. Therefore, it can be smoothly engaged without being pushed and resisted.
[0038]
Next, the operation after the completion of joining will be described with reference to FIG.
The joint unit 2 according to the present invention is embedded in a segment 1 that can be regarded as a rigid body. Therefore, the external force that the joint unit 2 receives from the segment 1 is mainly the shearing force in the joining surface direction that is generated when the segments 1 are displaced within the joining surface 1a, and when the segments 1 and 1 are about to separate. It can be divided into the resulting tensile force.
[0039]
First, the shearing force can be mainly carried by providing a plate-like portion 2b straddling each segment 1 in the vicinity of the joint surface 1a. Since the plate-like portion 2b has a size close to the opening diameter at the joint surface 1a of the receiving hole 1b, the plate-like portion 2b can effectively resist the shearing force.
[0040]
Further, the tensile force is transmitted to the cylindrical portion 2c via the engaging protrusion 3a and the locking claw portion 4a. Since the inclination of the locking claw portion 4b is relatively shallow with respect to the male joint 3, it is possible to suppress elastic deformation due to the compressive force applied to the locking claw portion 4a. Furthermore, since the hinge part 4g is provided in order to make the latching claw part 4a an elastic flexible body, the latching claw part 4a can be thickened to carry a compressive force. Therefore, there exists an advantage which can bear the big compressive force accompanying extraction.
[0041]
Further, by providing the cylindrical portion 2c so as to surround the male joint 3, it is possible to obtain a relatively large cross-sectional area for receiving a load.
[0042]
In the present invention, as described above, by devising the configuration, it is possible to efficiently arrange the members for the main load components. For this reason, the amount of material used can be reduced, and in particular, there is an advantage that it can be formed into a shape convenient for manufacturing by resin molding.
[0043]
Further, since the plate-like portion 2b is a disk having a size close to the inner surface of the receiving hole 1b, the plate-like portion 2b contacts the receiving hole 1b when an external force is applied to cause the joining surface to shift. Further, there is an advantage that further displacement can be prevented unless the plate-like portion 2b is destroyed.
[0044]
In the above description, since the locking claw portion 4a is an elastic flexible body, the example in which the hinge portion 4g is provided between the locking claw portion 4a and the male screw ring portion 4b has been described. The hinge portion 4g may not be provided by appropriately selecting the material and shape of 4a. For example, the base of the latching claw portion 4a may be narrowed to be easily bent, or the whole latching claw portion 4a is made to have an appropriate thickness so that the entire latching claw portion 4a forms an elastic flexible body. You may form in.
[0045]
【The invention's effect】
As described above, according to the invention described in claim 1, there is no need for separate parts for fixing and pressing, the number of parts can be reduced, and a low-cost joint unit can be provided. Play.
[0046]
According to the second aspect of the present invention, since the cylindrical housing and the female joint are engaged by screwing, it can be easily assembled and high-strength engagement can be performed. There is an effect that a unit can be provided.
[0047]
In the invention according to the third aspect, since the male joint can be engaged only by being pushed into the opening of the joint unit, the workability of the joining work is improved.
Further, even after the engagement, the claw-like member extending obliquely to the central portion is elastically pressed by the engagement protrusion and the shaft-like member, so that the engagement is reliably maintained even if a pulling force is generated. There is an effect.
As a result, there is an effect that it is suitable for automatic assembly.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view in the thickness direction of a segment, showing an embodiment of a joint structure according to the present invention.
FIG. 2 is a perspective view and a cross-sectional view showing an example of a cylindrical housing according to the present invention.
FIG. 3 is a left side view, an axial sectional view, and a right side view showing an example of a female joint according to the present invention.
FIG. 4 is a cross-sectional view for explaining an example of a hinge part of a female joint according to the present invention.
FIG. 5 is an explanatory view showing a state in which a joint unit according to the present invention is engaged with a segment.
FIG. 6 is a cross-sectional view showing a state of joining of segments according to the present invention.
FIG. 7 is an explanatory diagram showing how segments are assembled.
[Explanation of symbols]
1 segment (members to be joined)
1a Joint surface 1b Receiving hole 2 Joint unit 2a Housing (tubular housing)
2b Plate-like part 2c Cylindrical part 2d Insertion part 2e Fin 2f Rib 2g Female thread part 3 Male joint 3a Engagement protrusion 3b Taper 3c Retaining protrusion 4 Female joint 4a Locking claw part (claw-like member)
4b Male thread ring part 4c Arc surface 4d Locking plane 4g Hinge part

Claims (3)

それぞれの接合面に底部を有する形成された受け穴を備え該受け穴の底部中心に雄型継手が固設された被接合部材の相互間に、前記雄型継手に係止可能とされた雌型継手を両側に設けた継手ユニットを介して接合する継手構造であって、
前記継手ユニットが、
両端の開口した筒状ハウジングの両端に、前記雌型継手が着脱可能に係合されたことを特徴とする継手構造。
A female which can be locked to the male joint between members to be joined, each having a receiving hole having a bottom portion on each joint surface, and a male joint fixed to the center of the bottom of the receiving hole. A joint structure in which mold joints are joined via joint units provided on both sides,
The joint unit is
A joint structure in which the female joint is detachably engaged with both ends of a cylindrical housing having both ends opened.
請求項1に記載の継手構造において、
前記筒状ハウジングへの前記雌型継手の係合をねじにより行うことを特徴とする継手構造。
In the joint structure according to claim 1,
A joint structure characterized in that the female joint is engaged with the cylindrical housing by a screw.
請求項1または2に記載の継手構造において、
前記雄型継手が、軸状部材の先端に、先端側にテーパを備える係合突条を設けた構成とされ、
前記雌型継手が、前記筒状ハウジングの端部側の内周面から、該筒状ハウジング奥側の中心部に向けて斜めに延ばされた複数の爪状部材を備え、
該爪状部材が弾性可撓体として構成されたことを特徴とする継手構造。
In the joint structure according to claim 1 or 2,
The male joint has a configuration in which an engagement protrusion having a taper on the distal end side is provided at the distal end of the shaft-shaped member,
The female joint is provided with a plurality of claw-like members extending obliquely from the inner peripheral surface on the end side of the cylindrical housing toward the center on the back side of the cylindrical housing,
A joint structure, wherein the claw-like member is configured as an elastic flexible body.
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