JP5719485B1 - 部材の結合構造及びこれを備えた組立構造物 - Google Patents

Abstract

【課題】組立家具などに適用できる部材の結合構造として、組立作業が簡単にできる部材の結合構造を提供する。【解決手段】組立構造物（５１）に挿嵌されたジョイント部材（１０）を、組立構造物（５２）に挿嵌された係合部材（２０）の開口部に挿入し、組立構造物（５１），（５２）の各平面が密接するまでジョイント部材（１０）を係合部材（２０）に押圧する。これにより、係合部材（２０）の内面に形成され弾性変形するフック部と、ジョイント部材（１０）の外面に形成されたジョイント部材係合部とが嵌合し、フック部が弾性変形して拡開することにより、ワンタッチでジョイント部材（１０）と係合部材（２０）とを滑らかに結合することができる。この為、組立作業に強度の力作業は不要であり、家庭においてもドライバなどの組立工具を用いることなく、容易に組立を行うことが出来る。【選択図】 図５

Description

本発明は、結合作業が簡単で汎用性のある部材の結合構造及びこれを備えた組立構造物に関する。

組立式家具は、複数の板材を自在に組み合わせて連結し様々な形態に組み立てる家具であり、汎用性が高いことなどから普及が進んでいる。このような組み立て家具は、家庭でユーザーが説明書の手順に従って組み立てるのが一般的であるから、格別の技術が無くても簡単に組立ができることが要求される。

例えば棚の組立では、左右の側板、天板および底板で枠体を形成し、この枠体に背板を取り付け、さらに枠体内に数枚の棚板を取り付ける。従来の組み立て方法の一例としては、板材を互いに直角に組付けてビス止めやねじ止めしていた。しかし、ビスは板材の裏面から挿入しなければならず、この為、組み立て途中で何度も板材をひっくり返すなどの面倒な作業を伴うため、簡易に組み立て作業を行う上で問題である。また、ねじ止めによって板材同士を結合する場合は、ドライバを使ってねじ込むため力を要し、女性にとっては負担である。さらにこのねじ頭が組立家具の外面に現れて体裁が悪く商品価値が低下するので、このねじ頭を化粧カバーで隠蔽している。しかしねじ頭を隠すことは出来ても、この化粧カバーと板材とが意匠的に合わないため、棚の品質および高級感が損なわれるという問題が発生する。

上記の問題を解決するための第１の従来技術として、特許文献１（特開２０１０−４８０４９公報）に記載のジョイント材があり、このジョイント材は硬質樹脂で構成される基部の少なくとも両側縁部に軟質樹脂で構成される表面層を形成し、かつ、ジョイント材の表面に複数本の突条を設け、ジョイント対象部材側に設けた凹溝に跨がって嵌めるように構成する。これにより、ねじやビスを用いることなく長尺部材をジョイント材を介して簡易に取り付け、かつ、ねじ頭が長尺部材表面に露出することを防止している。

また第２の従来技術として、特許文献２（特開２００９−４７２３１公報）に記載のジョイント構造があり、ジョイント部材の係合凸部を開口部の外側から係合凹部に向けて通過させると、第１爪部が弾性的に拡大し係合凸部を通過させるので、工具等を使用することなく、係合凸部を係合凹部に簡単に挿着することが可能である。そして、係合凹部に係合凸部を挿着すると、弾性作用により元の位置に復帰した第１爪部により引き抜きが阻止され、係合状態が解除されないように構成している。

特開２０１０−４８０４９公報

特開２００９−４７２３１公報

特許文献１記載の第１の従来技術は、硬質樹脂で構成される基部の少なくとも両側縁部に軟質樹脂の表面層を形成しているが、ジョイント材の取付けと取外しを繰り返すと、表面層が摩耗により劣化し、ジョイント材が凹溝から離脱する恐れがある。また、ジョイント材の中央部に硬質樹脂で形成された基部の山と、これに嵌合する凹溝の山との重なりが大きい場合、各山の傾斜面をスライドしながら基部と凹溝とを嵌合するのが困難となる一方、基部の山と凹溝の山との重なりが小さい場合は嵌合が緩やかとなり、ジョイント材が凹溝から離脱し易いという問題がある。

すなわち、ジョイント材の中央部は硬質樹脂で形成されているため剛性が高く、凹溝が形成される部材の剛性が高い場合は、ジョイント材を凹溝に嵌合することは実際上困難である。換言すると、本公報記載の長尺部材の取付け構造においては、ジョイント材の全体を硬質樹脂とし両側縁部に軟質樹脂を形成するが、凹溝については部材に直接形成しているので、部材の剛性がジョイント材と凹溝の嵌合の強度とジョイント材の脱落のし易さを直接的に決定してしまう。このため、本公報記載の取付け構造を幅広い剛性率を有する被結合部材に適用することは信頼性上問題が大きい。また上記に説明したように、本公報記載のジョイント材が嵌入される凹溝には、弾性を用いて柔軟にジョイント材に形成された突条を凹溝にスライドしながら嵌入するような機構は存在せず、この為、強い力でジョイント材を凹溝に押し込むことが必要である。従って、組立て家具など簡単に結合することを求められ、一般顧客を対象とする用途に本公報のジョイント材を使用することは難しい。

また特許文献２記載の第２の従来技術は、ジョイント部材の係合凸部が係合凹部に挿入された際に、係合部材の先端に設けられた第１爪部の傾斜面に対して係合凸部の傾斜面がスライドしながら、第１爪部の先端が弾性的に拡開し、係合凸部が係合凹部に挿着するように構成される。

第１爪部が本公報記載の塩化ビニル、ＥＤＰＭ等の合成樹脂を用いる場合、係合部材の開口部の先端に対向して第１爪部が設けられているため、先端から弾性的に拡開して滑らかに係合凸部が係合凹部に挿着するように構造設計することは極めて困難である。すなわち、本公報記載のジョイント構造は、第１爪部の先端が弾性的に拡開し、非力な顧客でも容易に組立可能とする構造力学的な技術思想が乏しい。換言すると、展示場等で専門業者が本公報のジョイント構造を用いて一時的に組み立てるパネルなどの場合特に問題ならなくても、家庭において専門工具を持たない顧客が組み立てる家具の場合は、非力な顧客であっても容易に組立が可能でなければならず、かつ組み立てた部材同士が地震により衝撃を受けた場合でも半永久的に強固に連結していなければならないが、このような用途に対して本公報のジョイント構造を適用することは容易でない。さらに、第１爪部及び係合凸部はパネルの一辺に平行しており、小型の家具などには適さない構造である。また、上記のジョイント構造は組立後、最終的に露出するため、美観的にも問題である。

本発明は上記課題を好適に解決した部材の結合構造及びこれを備えた組立構造物を提供する。

棒状のジョイント部材と、前記ジョイント部材を挿嵌する中空の係合部材とを備え、前記ジョイント部材と前記係合部材を連結することにより２つの部材を連結する部材の結合構造であって、前記ジョイント部材の外周部に凸部と凹部が連続してなるジョイント部材係合部が形成され、前記ジョイント部材を挿嵌する前記係合部材の入口の内径が実質的に前記ジョイント部材の外形と等しく、前記係合部材は内面に、かつ前記内面の中心方向に向かって配置された弾力性を有する複数のフックを備え、前記係合部材の中心軸方向における前記フックの両面は、前記係合部材の内面の奥行き方向に対してともに鋭角に形成され、前記フックは同一平面上に形成された第一のフック群及び前記平面と所定距離離れた同一平面上に形成された第二のフック群を備えることを特徴とする部材の結合構造によって課題を解決する。

また、前記ジョイント部材の両側に前記ジョイント部材係合部が形成され、前記凹部と前記凸部から形成される各傾斜角が、前記ジョイント部材の長手方向に対して互いに逆向きであることを特徴とする部材の結合構造によって課題を解決する。

また、前記ジョイント部材の中央部に、前記ジョイント部材の長手方向に沿って窪みを設けることを特徴とする部材の結合構造によって課題を解決する。

また、前記フック群間のピッチＬｆと前記ジョイント部材の凹部間又は凸部間のピッチＤが式：Ｌｆ＝Ｄ×（Ｋ±α）に従って、前記フック群及び前記ジョイント部材が設けられることを特徴とする部材の結合構造によって課題を解決する。式においてＫは整数、αは分数を表す。

また、前記入口に、前記係合部材の上面から見た複数の凹部と凸部とを有し前記ジョイント部材を支持するための係合部材端面支持部が設けられ、前記フックの根元は平面的に前記凸部の間に形成されることを特徴とする部材の結合構造によって課題を解決する。

また、前記フックの根元と前記係合部材の内面とがなす線が、実質的に直線であることを特徴とする部材の結合構造によって課題を解決する。

また、前記係合部材と前記ジョイント部材を有する組立構造物であって、前記組立構造物は、前記係合部材が挿嵌された第１の被結合部材と、前記ジョイント部材が挿嵌された第２の被結合部材と、を有することを特徴とする組立構造物によって課題を解決する。

本発明の部材の結合構造は、ビスやねじを用いずに複数の部材を結合するので、ビスを板材の裏面から挿入するため為に組み立て途中で板材をひっくり返すなどの面倒な作業は不要であり、簡易に組み立て作業を行うことができる。すなわち、一方の部材に組み込まれたジョイント部材を、他方の部材に組み込まれた係合部材に押し込んで嵌合することにより、ドライバなどの工具を用いることなく、上記２つの部材を容易に結合することができる。この為、組立作業効率が大幅に向上する。

本発明による部材の結合構造は、係合部材内面に形成され弾性変形するフック部と、ジョイント部材外面に形成されたジョイント部材係合部とが嵌合する機構を採用しており、ジョイント部材を適当な力で係合部材にスライドさせながら押し込むと、フック部が弾性変形して拡開することにより、ワンタッチでジョイント部材と係合部材とを滑らかに結合することができる。この為、組立作業に強い力作業は不要であり、家庭においても楽に組立を行うことが出来る。またビスやねじを用いないので、美観が損なわれることがないという優れた特徴がある。また本発明に用いるジョイント部材及び係合部材は、組立後の製品の表面に突出することはないので、使用上邪魔になることはなく美観上も優れている。さらに、一旦、フック部とジョイント部材係合部とが嵌合すると、フック部が弾性力により元の形状に復帰し、ジョイント部材が引き抜けないように構成される。この為、複数の部材を安定して結合することが可能である。

また、フック部の弾性率などの材質を変えることにより、ジョイント部材を係合部材に嵌合する際の押圧力を調整することが可能である。さらに、フック部を拡開しながらジョイント部材係合部を押し込む際に、ジョイント部材係合部を構成する係止部間のピッチが粗いと、結合する部材間に隙間が生じるという問題がある。しかしながら、係止部間のピッチを狭くすることは構造力学的な制限があるため、本発明の部材の結合構造では、同一水平面上に複数のフックからなるフック群を構成し、さらに、異なる水平面上に別のフック群を設け、複数のフック群の一つと係止部とが嵌合するように構成し、フック群に対する係止部の実質的な実効ピッチを小さくするように工夫している。このような構成により、結合する部材の表面同士を隙間無く結合することが可能である。

また本発明の他の実施例による部材の結合構造は、ジョイント部材に係止部として雄ネジを形成し、この雄ネジにより係合部材に形成されたフック部を拡開しながら、係合部材に対してジョイント部材を押し込んだ後、ジョイント部材を回転することにより、雄ネジとフックとが螺合し、結合する部材間をさらに強固に結合することができる。なお、ジョイント部材の両側に形成する雄ネジの回転方向は互いに逆向きとなるように構成する。

また本発明のさらに他の実施例による部材の結合構造は、ジョイント部材として、頭に六角穴等を形成し軸部にネジ山を形成した雄ネジを用いて、この雄ネジを係合部材に嵌合するように構成することもできる。すなわち、一部に開口部を設けたＬ字形部材と他方の部材とを結合する際に、ジョイント部材を開口部に貫通させ、さらに六角等を用いてジョイント部材を係合部材にねじ込むことにより、Ｌ字形部材のように工場で予めジョイント部材を挿嵌しておくことができない場合でも、本発明による結合構造を適用することが出来る。

また本発明のさらに他の実施例による部材の結合構造は、係合部材と嵌合する雄ネジが形成されている棒状部と、これと一体的に形成されたヘッド部と、ヘッドに一体的に形成されたフランジを有するジョイント部材を用い、ドライバ等の工具を用いることなく手でフランジを回転することにより棒状部を回転し、ジョイント部材を係合部材に嵌合することが出来る。さらに、部材に棒状部、ヘッド部を収納する凹部を設けて、組立後に棒状部、ヘッド部が組立製品の外側から見えないように構成しているのでデザイン上優れている。

また本発明の組立構造物を購入した顧客は、組立構造物に組み込まれた結合構造同士を結合することにより、組立工具等を用いることなく組立式家具などを容易に組み立てることが可能である。さらに組立後の組立式家具などは、結合構造が外観に露出することがないのでデザイン上優れている。

図１（ａ）は本発明の第１の実施例に係わるジョイント部材の斜視図、図１（ｂ）は側面図である。 図２（ａ）は本発明の実施の形態に係わる係合部材の斜視図、図２（ｂ）は側面図、図２（ｃ）は係合部材を上方から見た平面図、図２（ｄ）は係合部材を下方から見た平面図、図２（ｅ）は図２（ｃ）のＣ−Ｃ線に沿った断面図、図２（ｆ）は図２（ｃ）のＤ−Ｄ線に沿った断面斜視図である。 本発明の実施の形態によるジョイント部材と係合部材との係合の仕方を説明する為の説明図である。 （ａ）は本発明の他の実施の形態に係わる係合部材を上方から見た平面図、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ線に沿った断面図、（ｃ）は（ａ）のＤ−Ｄ線に沿った断面図である。 （ｄ）は係合部材端面支持部４８を含む係合部材端面２２の平面図であり、（ｅ）は図４Ａ（ａ）のＥ−Ｅ線に沿った断面図、（ｆ）は、フック４３ａ，４３ｂ，４４ａ，４４ｂの平面形状を表す模式的拡大平面図、（ｆ）’は、図２に示すフック２３ａ〜２３ｃ、２４ａ〜２４ｃの平面形状を表す模式的拡大平面図である。 本発明の第１の実施例に関わるジョイント部材の取付方法を示す説明図である。 本発明の第２の実施例に関わるジョイント部材の取付方法を示す説明図である。 本発明の第３の実施例に関わるジョイント部材の取付方法を示す説明図である。 本発明の第４の実施例に関わるジョイント部材の取付方法を示す説明図である。

以下、本発明の部材の結合構造の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。

（第１実施例）
図１（ａ）は本発明の第１の実施例に係わるジョイント部材の斜視図、図１（ｂ）は側面図であり、ジョイント部材の材質としては剛性、硬度、強度、曲げ弾性率、加工性等の観点から適切な樹脂又は金属、あるいは複合材料などを選択する。

図１（ａ）に示すように、本発明のジョイント部材１０は一定長さの棒状部材であり、両側の外面に同心円状の凹凸を有する係止部が形成され、この係止部が連続的に形成されたジョイント部材係合部１１を備えている。また中央部にはジョイント部材１０の長手方向の軸に沿って窪み１２を設け、素材の効率化と軽量化とを図っている。図１（ｂ）からわかるように、係止部は第１傾斜面１１ａと第２傾斜面１１ｂとを有しており、第２傾斜面１１ｂはジョイント部材１０の長手方向に対してほぼ垂直に、一方、第１傾斜面１１ａは所定角度で形成される。

また両側に設けられた２つのジョイント部材係合部１１に形成された第１傾斜面１１ａは、Ｂ−Ｂ線に対して互いに逆向きになるように形成されており、図２に示す係合部材２０に対して、いずれの側からもジョイント部材１０を挿入可能となるように構成されている。

次に図２を参照して、本発明の係合部材２０について説明する。図２（ａ）は本発明の係合部材２０の斜視図であり、係合部材２０は樹脂又は金属、あるいは複合材料などにより形成されたリング状部材の外面に、係合部材外側係止部２１と係合部材端面２２とを設けている。図２（ｂ）は係合部材２０の側面図であり、係合部材外側係止部２１は第３傾斜面２１ａと第４傾斜面２１ｂとを有しており、第４傾斜面２１ｂは係合部材２０の長手方向に対してほぼ垂直に、一方、第３傾斜面２１ａは所定角度で形成される。

また図２（ｃ）は係合部材２０を上方から見た平面図、図２（ｄ）は係合部材２０を下方から見た平面図、図２（ｅ）は図２（ｃ）のＣ−Ｃ線に沿った断面図、図２（ｆ）は図２（ｃ）のＤ−Ｄ線に沿った断面斜視図をそれぞれ示している。本発明の係合部材２０は第１の水平面上に形成され、互いに１２０度離れた位置関係にある第１フック群２３ａ，２３ｂ，２３ｃと、第１水平面から所定寸法離れた第２の水平面上に形成され、互いに１２０度離れた位置関係にある第２フック群２４ａ，２４ｂ，２４ｃとを有し、フック２３ａとフック２４ａとは互いに６０度離れた位置関係にある。従って、第１フック群２３ａ，２３ｂ，２３ｃと、第２フック群２４ａ，２４ｂ，２４ｃとはそれぞれ６０度ずつ離れたフック群を形成する。

図２（ｅ）からわかるように、フック２３ｃ及びフック２４ｂは、それぞれフック第１傾斜面２５，２５’とフック第２傾斜面２６，２６’とを有しており、フック第２傾斜面２６，２６’は係合部材２０の長手方向に対してほぼ垂直に、一方、フック第１傾斜面２５，２５’は所定角度で形成される。すなわち、第１フック群２３ａ，２３ｂ，２３ｃ、第２フック群２４ａ，２４ｂ，２４ｃのフック第１傾斜面２５，２５’とフック第２傾斜面２６，２６’からなる先端部Ｑ１，Ｑ１’が、係合部材端面２２から見て奥方向のリング内側に向かって形成される。これら第１フック群２３ａ，２３ｂ，２３ｃ、第２フック群２４ａ，２４ｂ，２４ｃは樹脂又は金属、あるいは複合材料などの材料の種類とフックの構造パラメータによって決まる所定の剛性率に設定される。図１に示したジョイント部材１０を、図２（ｅ）に示す係合部材端面２２側から挿入すると、フック２３ｃのフック第１傾斜面２５に対して係止部の第１傾斜面１１ａが奥方向にスライドするとともに、フック２３ｃを奥方向に向かって押圧する。フック２３ｃは弾性変形により拡開し、ジョイント部材１０は係合部材２０の奥方向に向かって滑らかに挿入される。

ジョイント部材係合部１１を構成する係止部の先端部Ｐ１が、フック２３ｃの先端Ｑ１を超すと、フック２３ｃと係止部との当接状態が解除され、先端部Ｑ１は係止部の第２傾斜面１１ｂに沿って内側に移動し、弾性により元の位置に復帰する。この為、ジョイント部材１０の手前方向への移動はフック２３ｃで阻止され、いったんジョイント部材１０と係合部材２０とが嵌合すると、ジョイント部材１０が嵌合状態から外れることはない。この為、本発明のジョイント部材１０と係合部材２０とを用いて部材間を安定して結合することが出来る。また、フック２３ｃの両面、すなわち、フック第１傾斜面２５とこの面の反対側の面が、係合部材２０の内面に対してともに鋭角に形成されるため、フック２３ｃは滑らか、かつ安定して弾性変形を行う。この効果は、他のフックについても同様である。

図２（ｅ）において、ジョイント部材１０をさらに奥方向に向かって押し進めると、ジョイント部材係合部１１を構成する係止部はフック２４ｂと当接し、上記に説明した係止部とフック２３ｃの動作機構と同様な動作機構により、係止部はフック２４ｂにより係止される。すなわち、係止部の先端部Ｐ１がフック２４ｂの先端Ｑ１’を超すと、フック２４ｂと係止部との当接状態が解除され、先端部Ｑ１’は係止部の第２傾斜面１１ｂに沿って内側に移動して元の位置に復帰し、係止部はフック２４ｂにより強固に係止される。上記に説明したように、先端側に設けた係止部から手前側に設けた係止部に向かって順次、第１フック群２３ａ，２３ｂ，２３ｃと、第２フック群２４ａ，２４ｂ，２４ｃの係合を交互に繰り返して係合部材２０の奥方向に向かって挿入され、最後に挿嵌が完了する。

また、係合部材２０の入口内径は、ジョイント部材１０の外径と実質的に同じか、若しくは若干広くなるように作られており、この為挿入されたジョイント部材１０は、係合部材２０の挿入口内面、第１フック群２３ａ，２３ｂ，２３ｃ、第２フック群２４ａ，２４ｂ，２４ｃとにより係合部材２０の奥行き方向の複数箇所で係合部材２０の中心方向に押圧され、ジョイント部材１０の中心軸は、係合部材２０の中心軸にほぼ一致するようにバランス良く配置され、かつ、係合部材２０の中心軸に対するジョイント部材１０の中心軸のぐらつきが小さくなるように構造力学上の配慮がされている。

本実施例において、第１フック群２３ａ，２３ｂ，２３ｃと第２フック群２４ａ，２４ｂ，２４ｃが形成される２つの水平面の間隔を整数比の関係からずらしているが、次にこの理由について説明する。先端Ｐ１間、または先端Ｑ１間（先端Ｑ１’間）のピッチが粗いと、本発明のジョイント部材１０と係合部材２０とを用いて結合する部材間に隙間が生じるという問題がある。しかしながら、これらのピッチを単純に狭くすることは構造力学的な制限があるため、本発明の部材の結合構造では、同一水平面上に複数のフックからなるフック群を構成し、さらに、異なる水平面上に別のフック群を設け、複数のフック群の一つと係止部とが嵌合するように構成し、フック群に対する係止部の実質的な実効ピッチを小さくするように工夫している。このような構成により、結合する部材の表面同士を隙間無く結合することが可能である。本実施例の場合、第１フック群２３ａ，２３ｂ，２３ｃのみのピッチ、あるいは第２フック群２４ａ，２４ｂ，２４ｃのみのピッチに対して実効的に約１／２のピッチを実現している。このような構成により、結合する部材の表面同士を隙間無く結合することが可能である。

次に図３を参照して、上記に述べたジョイント部材１０の凹部間又は凸部間のピッチと、第１フック群２３ａ，２３ｂ，２３ｃと第２フック群２４ａ，２４ｂ，２４ｃ間のピッチとの関係について、さらに詳細に説明する。図３（ａ）は、係合部材２０にジョイント部材１０を挿入する前の状態を示す説明図である。図３（ｂ）は、ジョイント部材１０が係合部材２０に挿入され、フック２４ｂとジョイント部材係合部１１の凹部とが嵌合している状態を示している。図３（ｃ）は図２（ｃ）と同じく係合部材２０を上方から見た平面図であるが、網掛けした第２フック群２４ａ，２４ｂ，２４ｃがジョイント部材係合部１１の凹部と嵌合している状態を示している。また、図３（ｄ）は図３（ｂ）に示す係合状態からジョイント部材１０を１／２ピッチ分さらに挿入した次の係合状態を示している。すなわち、フック２３ｃとジョイント部材係合部１１の凹部とが嵌合している状態であり、図３（ｅ）は、網掛けした第１フック群２３ａ，２３ｂ，２３ｃがジョイント部材係合部１１の凹部と嵌合している状態を平面的に示している。

ここでＬｆは第１フック群と第２フック群間の距離、Ｄはジョイント部材１０の凹部間又は凸部間のピッチ、ｄ１は図３（ｂ）におけるジョイント部材１０の垂直方向先端位置、ｄ２は図３（ｄ）におけるジョイント部材１０の垂直方向先端位置、ｄすなわち｜ｄ２−ｄ１｜はジョイント部材１０の凹部間又は凸部間のピッチと係合部材２０に設けられたフック群間のピッチとで定まる実効ピッチをそれぞれ表し、実効ピッチｄは図３（ｂ）のジョイント部材１０の先端位置と図３（ｄ）のジョイント部材１０の先端位置との差で示される。

第１フック群と第２フック群間の距離Ｌｆと、ジョイント部材１０の凹部間又は凸部間のピッチＤとの関係は下記の（１）式で、実効ピッチｄは（２）式で算出される。
Ｌｆ＝Ｄ×（Ｋ±α）・・・（１）
ｄ＝Ｄ×α ・・・（２）
ここでＫは整数、αは１／２，１／３，１／４などの分数である。上式から実効ピッチｄは、ジョイント部材１０の凹部間又は凸部間のピッチＤのα倍である。

（係合部材の他の実施例）
次に図４を参照して、本発明による係合部材の他の実施例について説明する。なお、図２と同一の構成要素には同一の参照符号を付して、説明を省略する。図４（ａ）は本発明の他の実施例による係合部材４０を上方から見た平面図、図４（ｂ）は図４（ａ）のＣ−Ｃ線に沿った断面図、図４（ｃ）は図４（ａ）のＤ−Ｄ線に沿った断面図、図４（ｄ）は係合部材端面支持部４８を含む係合部材端面２２の平面図であり、図４（ｅ）は図４（ａ）のＥ−Ｅ線に沿った断面図、図４（ｆ）はフック４３ａ，４３ｂ，４４ａ，４４ｂの平面拡大図であり、図４（ｆ）’は、第１実施例による係合部材２０に関わる図２（ｃ），（ｄ）で説明したフック２３ａ〜２３ｃ，２４ａ〜２４ｃの拡大平面図である。

図４（ａ）に示す係合部材４０は、第１の水平面上に形成された互いに１８０度離れた位置関係にある第１フック群４３ａ，４３ｂと、第１水平面から所定寸法離れた第２の水平面上に形成され、互いに１８０度離れた位置関係にある第２フック群４４ａ、４４ｂとを有し、フック４３ａとフック４４ａとは互いに９０度離れた位置関係にある。従って、第１フック群４３ａ，４３ｂと、第２フック群４４ａ，４４ｂとはそれぞれ９０度ずつ離れたフック群を構成する。

第１実施例では、互いに１２０度離れた位置関係にある第１フック群２３ａ，２３ｂ，２３ｃと、互いに１２０度離れた位置関係にある第２フック群２４ａ，２４ｂ，２４ｃとから構成されるが、第２実施例では第１実施例の各３個のフック数を各２個に減らすように構成している。フックの数を減らすことにより、フック間の間隔を大きくすることが可能である。具体的には、フック４３ａとフック４４ａの間隔などを大きくすることが出来る。フック間の間隔が狭くなると、係合部材４０を製造する金型に溶融した熱硬化樹脂を射出・充填する際に、隣接するフック同士の側面が分離できずに接してしまう恐れがある。この場合は、それぞれのフックが独立に弾性変形をすることができず、フックの弾性特性を阻害するという問題がある。係合部材４０の第２の実施例では、上記の理由により、フックの数を第１の実施例よりも少なくして各平面上ではそれぞれ２つとし、隣接するフック間の間隔を広くするように構成する。これにより製造工程のバラツキ変動により、隣接するフック間が封止樹脂により連結されるのを防止し、各フックが独立に弾性変形を行うように構成することが出来る。

また図４（ｂ）、（ｃ）に示す第１フック群４３ａ，４３ｂと、第２フック群４４ａ、４４ｂの各フック厚さｔを第１実施例のフック厚さよりも、フックが弾性変形を行う際の強度を高める為に厚くしている。プラスチックの曲げ剛性ρは、下記の（１）式のように厚さｔの３乗と幅Ｗ及びヤング率Ｅに比例することが知られており、例えば厚さｔを１．２倍にすると曲げ剛性ρは１．７３倍となる。一方、曲げ剛性ρはフック幅Ｗに直線的に比例するので、上述したようにフック幅を大きくできない場合は、フック厚さｔを厚くすることは曲げ剛性ρを向上する上で極めて有効である。具体的には樹脂を決定するとヤング率Ｅが定まり、同一平面上のフックの数とフック間隔とを定めると、フック幅Ｗがほぼ決定される。従って、必要とする曲げ剛性ρを実験から求めると、（１）式を用いて必要なフック厚さｔを算出することが出来る。
ρ＝Ｅ・Ｗ・ｔ^３／１２ ・・・（１）

次に図４（ｆ）、（ｆ）’を参照して、第２実施例の係合部材４０を構成するフックの形状について説明する。ここで図４（ｆ）は、フック４３ａ，４３ｂ，４４ａ，４４ｂの平面形状を表す模式的拡大平面図であり、図４（ｆ）’は、参考として図２に示す第１実施例のフック２３ａ〜２３ｃ、２４ａ〜２４ｃの平面形状を表す模式的拡大平面図である。第１実施例のフックは、係合部材２０の内面とフックの根元との線が図４（ｆ）’の４１０で示すようにカーブで形成されているが、第２実施例のフックは、係合部材４０の内面とフックの根元との線が図４（ｆ）の４９で示すように直線的に形成されている。発明者は、係合部材内面に対するフックの根元の形状をカーブから直線に変更した試作品を作成し評価したところ、フックの弾性が大きくなることを見いだした。このフックの根元の形状がフックの弾性に及ぼす影響を考慮し、第１実施例におけるフックの弾性よりも大きいフックの弾性が必要とされる場合は、第２実施例のフックで採用したように、フックの根元の形状を直線的に構成する。

次に図４（ａ），（ｄ），（ｅ）を参照して、係合部材端面２２近傍に設けた係合部材端面支持部４８について説明する。図４（ｄ）は係合部材端面支持部４８を含む係合部材端面２２の平面図であり、係合部材端面支持部４８には係合部材の内面に８個の凸部４８１〜４８８が形成される。係合部材端面支持部４８の内径ｒは図４（ｅ）に示すように、図１のジョイント部材１０の外径に実質的に等しいか若しくは若干広くなるように形成され、厚さｄは１ｍｍ〜５ｍｍで形成される。すなわち、凸部４８１〜４８８は係合部材４０の内面４７に沿って、係合部材端面２２から奥行き方向に厚さｄにわたって形成される。

図１に示したジョイント部材１０を、図４（ａ）〜（ｅ）に示す係合部材４０の係合部材端面２２側から挿入すると、凸部４８１〜４８２に対して係止部の第１傾斜面１１ａが奥方向に滑らかにスライドする。さらに、ジョイント部材１０によりフック４３ａ，４３ｂを奥方向に向かって押圧するとフック４３ａ，４３ｂは弾性変形により拡開し、ジョイント部材１０は係合部材４０の奥方向に向かって滑らかに挿入される。

ジョイント部材係合部１１を構成する係止部の先端部Ｐ１が、フック４３ａの先端部Ｒ１、フック４３ｂの先端部Ｒ１’を超すと、フック４３ａ及びフック４３ｂと係止部との当接状態が解除され、先端部Ｒ１、Ｒ１’は係止部の第２傾斜面１１ｂに沿って内側に移動し、弾性により元の位置に復帰する。この為、ジョイント部材１０の手前方向への移動はフック４３ａ及びフック４３ｂにより阻止され、いったんジョイント部材１０と係合部材４０とが嵌合すると、ジョイント部材１０が嵌合状態から外れることはない。この為、本発明のジョイント部材１０と係合部材４０とを用いて部材間を安定して結合することが出来る。また、フック４３ａ及びフック４３ｂの両面、例えば、フック第１傾斜面４５とこの面の反対側の面が係合部材４０の内面に対してともに鋭角に形成されるため、第２実施例によるフック４３ａ及びフック４３ｂは滑らか、かつ安定して弾性変形を行う。この効果は、他のフックについても同様である。

ジョイント部材１０をさらに奥方向に向かって押し進めると、ジョイント部材係合部１１を構成する係止部はフック４４ａ及びフック４４ｂと当接し、上記に説明した係止部とフック４３ａ及びフック４３ｂの動作機構と同様な動作機構により、係止部はフック４４ａ及びフック４４ｂにより係止される。上記に説明したように、ジョイント部材１０は先端側に設けた係止部から手前側に設けた係止部に向かって順次、係合部材端面支持部４８、第１フック群４３ａ，４３ｂと、第２フック群４４ａ、４４ｂとの係合を交互に繰り返して係合部材４０の奥方向に向かって挿入され、最後に挿嵌が完了する。

また、係合部材の入口内径ｒは、ジョイント部材１０の外径と実質的に等しいか若しくは若干広くなるように形成され、挿入されたジョイント部材１０は、係合部材端面支持部４８、第１フック群４３ａ，４３ｂ、第２フック群４４ａ、４４ｂとにより係合部材４０の奥行き方向の複数箇所で係合部材の中心方向に押圧され、ジョイント部材１０の中心軸は、傾斜することなく、係合部材４０の中心軸にほぼ一致するように構造力学上の配慮がなされている。すなわち、化合部材端面支持部４８において、ジョイント部材１０は凸部４８１〜４８８によりほぼ均等に係合部材の中心方向に押圧され、第１フック群４３ａ，４３ｂと、第２フック群４４ａ、４４ｂにより互いに直交する方向で係合部材の中心方向に押圧され、構造力学上のバランスを好適に保っている。

また図４（ａ）からわかるように、フック４３ａ，４３ｂ，４４ａ，４４ｂの根元の部分は平面的に凸部４８１〜４８８の間に形成され、これらの根元の部分から係合部材４０の中心方向にフック４３ａ，４３ｂ，４４ａ，４４ｂが形成される。次に、平面方向における各フック４３ａ，４３ｂ，４４ａ，４４ｂの根元から各フックの先端までの長さについて考察する。

本実施例では、フック４３ａ，４３ｂ，４４ａ，４４ｂの根元を凸部４８１〜４８８の先端よりも係合部材４０の内面側に設けるので、係合部材端面支持部４８に凹凸を設けずにフック４３ａ，４３ｂ，４４ａ，４４ｂを形成するよりも、各フック４３ａ，４３ｂ，４４ａ，４４ｂの長さを長くすることが出来る。フックの長さを長くすることによりフックの弾性特性を向上することが出来るので、ジョイント部材１０を安定して係合部材４０に挿入することが出来る。すなわち、本実施例では係合部材端面支持部４８を設けることにより、係合部材端面２２からジョイント部材１０を滑らかに挿入するとともに安定して支持し、かつ、フック４３ａ，４３ｂ，４４ａ，４４ｂの長さを長く保って、各フック４３ａ，４３ｂ，４４ａ，４４ｂの弾性特性を向上するという特徴を有している。

なお上記において、係合部材端面支持部４８は点対称の場合で説明したが、必ずしも点対称などの対称性を有する必要は無い。また、係合部材端面支持部４８に凹部と凸部とを設け凸部でジョイント部材１０を支持し、凹部に各フックの根元部を形成してフック長の長さが長くなるように構成し、かつ、係合部材端面においてジョイント部材１０が滑らかに挿入されるように構成することが技術上のポイントである。また、凹凸の形状については特別な制限はないが、点対称、あるいは線対称であっても良い。

次に図５（ａ）、（ｂ）を参照して、本発明の第１の実施例に関わる部材の結合構造を板などの部材に取り付けて組立構造物を製造する方法、およびこれらの組立構造物を相互に結合して複合組立構造物を製造する方法について説明する。図５（ａ）で、５１はジョイント部材１０が挿嵌された組立構造物、５２は係合部材２０が挿嵌された組立構造物である。ジョイント部材１０が挿嵌されたパーティクルボードなどの組立構造物５１の製造方法としては、組立構造物を構成する部材にジョイント部材１０の外形寸法よりも若干小さい内径寸法の開口部を設け、ジョイント部材１０を開口部に挿嵌する。このとき、ジョイント部材係合部１１が組立構造物５１に設けた開口部の内面と強く嵌合して、ジョイント部材１０が組立構造物５１から抜けないように構成される。

一方、組立構造物５２には係合部材２０の外形寸法よりも若干小さい内径寸法の開口部を設け、係合部材２０を開口部に挿嵌する。このとき、係合部材２０の外面に設けた係合部材外側係止部２１が組立構造物５２に設けた開口部の内面と強く嵌合して、係合部材外側係止部２１が部材５２から抜けないように構成される。上記に説明したように、本発明によるジョイント部材１０および係合部材２０が、それぞれ工場で組立構造物５１，５２を構成する各部材に設けられた開口部に挿嵌され、これらが組立構造物として販売される。

次に、組立構造物を購入した顧客が、図５（ｂ）に示すように、ジョイント部材１０を係合部材２０の開口部に挿入し、図２を参照して説明した方法で、組立構造物５１，５２の各平面が密接するまでジョイント部材１０を係合部材２０に押圧し、ジョイント部材１０を係合部材２０に対して嵌合する。組立構造物５１に挿嵌されたジョイント部材１０の組立構造物５１表面からの高さはばらつきがあり、フック群間の実効ピッチが大きいと、組立構造物５１，５２の各平面間に隙間が生じるという問題があるが、本実施例による係合部材２０においては、係合部材２０の長手方向の位置を異にする第１フック群と第２フック群のいずれか一つとジョイント部材係合部１１とが嵌合するように構成し、フックの実効ピッチを小さくするように工夫している。このような構成により、結合する組立構造物の表面同士を隙間無く結合することが可能である。なお、部材としては、パーティクルボード、配向性ストランドボード（OSB）、中密度繊維板（MDF）などを用いることができる。

（第２実施例）
次に図６を参照して、本発明の第２の実施例について説明する。図６は、本発明の第２の実施例に関わるジョイント部材６０の構成と、このジョイント部材６０を用いた組立構造物６２，６３の取付方法を示す説明図であり、６０は両側に雄ネジ６１ａ、６１ｂを形成したジョイント部材であり、雄ネジ６１ａと雄ネジ６１ｂとは逆回り方向に形成されている。また、２０Ａ，２０Ｂはそれぞれ部材６２，６３に挿嵌された係合部材である。最初に、組立構造物６２，６３を両側からジョイント部材６０に近づけ、雄ネジ６１ａを係合部材２０Ａに挿入するとともに、雄ネジ６１ｂを係合部材２０Ｂに挿入し、続いて、雄ネジ６１ａ、６１ｂの少なくとも一つの山が係合部材２０Ａ，２０Ｂに形成されたフックの位置よりも奥になるように、雄ネジ６１ａ、６１ｂを係合部材２０Ａ，２０Ｂ内部に設けたフックに対して押し込むように組立作業を行う。

次に、ジョイント部材６０を回転すると、雄ネジ６１ａと係合部材２０Ａ内部に設けたフックとがスパイラル的に係合を継続して、雄ネジ６１ａは係合部材２０Ａの奥に挿入されるとともに、雄ネジ６１ｂは係合部材２０Ｂ内のフックとスパイラル的に係合を継続して係合部材２０Ｂの奥に挿入される。このようにして、ジョイント部材６０と係合部材２０Ａ，２０Ｂによりドライバ等の工具を用いることなく、部材６２と部材６３とを所定の距離を保って、容易に結合することができる。

（第３実施例）
次に図７を参照して、本発明の第３の実施例について説明する。図７は本発明の第３の実施例に関わるジョイント部材７０の構成と、このジョイント部材７０を用いた組立構造物７４と部材７５ａ、７５ｂからなる組立構造物の取付方法を示す説明図であり、７０は一端側に雄ネジ７１、他端側に六角穴を有する頭７２が形成されたジョイント部材であり、７５ａは板状の部材、７５ｂはジョイント部材７０を貫通するための開口部７６が設けられた部材である。７４は、係合部材２０が挿嵌された部材である。最初に、ジョイント部材６０を開口部７６に挿入し、さらに、係合部材２０に挿入する。

続いて、雄ネジ７１の少なくとも一つの山が係合部材２０に形成されたフックの位置よりも奥になるように、雄ネジ７１を係合部材２０内部に設けたフックに対して押し込むように組立作業を行う。次に、六角７３を六角穴（図示せず）に嵌合させて回転すると、雄ネジ７１と係合部材２０内部に設けたフックとがスパイラル的に係合を継続して、雄ネジ７１は係合部材２０の奥に挿入される。本実施例では、雄ネジ７１をスパイラル的に係合部材２０内部に嵌入することにより、組立構造物７４と部材７５ａ，７５ｂからなる組立構造物とを強固に結合することが出来る。また、ジョイント部材７０は板状の部材７５ａにより見えないように構成されるので、デザイン性優れている。本実施例による結合構造は、部材７５ａ，７５ｂで構成されるＬ字形の組立構造物のように工場で予めジョイント部材を挿嵌しておくことができない場合でも、本発明による結合構造を適用することが出来るという効果がある。

（第４実施例）
次に図８（ａ）〜図８（ｆ）を参照して、本発明の第４の実施例について説明する。図８（ａ）は、本実施例で用いるジョイント部材８０の斜視図であり、ジョイント部材８０は外面に雄ネジが形成されたジョイント結合部８１と、このジョイント結合部８１を固定するヘッド部８２と、ヘッド部に固定されジョイント結合部８１を手で挟んで回転させるためのフランジ８３と、ヘッド部８２の上面８４とを有している。

次に図８（ｂ）〜図８（ｆ）を参照して、第４の実施例に関わるジョイント部材８０の構成と、このジョイント部材８０を用いた組立構造物８６と組立構造物８７の取付方法について説明する。最初に図８（ｂ）に示すように、フランジ８３を手で掴みジョイント結合部８１を係合部材２０に差し込み、さらに、雄ネジの少なくとも一つの山が係合部材２０に形成されたフック（図示せず）の位置よりも奥になるように、雄ネジを係合部材２０内部に設けたフックに対して押し込むように作業を行う。

次に図８（ｃ），（ｄ）において、ヘッド部８２の側面平坦部８５が組立構造物８６の表面と接触するまで、ジョイント結合部８１を回転させる。続いて図８（ｅ）に示すように、ヘッド部８２を挿入するための凹部８８とジョイント結合部８１を貫通するための開口部８９とを設けた組立構造物８７を、図８（ｆ）に示すようにヘッド部８２に凹部８８を被せ、ジョイント結合部８１を開口部８９から貫通するように組み立てる。組立構造物８６と組立構造物８７とを六角などの組立工具を使うことなく強固に結合することが出来る。また、ジョイント部材８０全体が、組立構造物８７に設けられた凹部８８にすっぽり収容されるので、美観が損なわれることがない。

なお上記において、第１フック群２３ａ，２３ｂ，２３ｃと、第２フック群２４ａ，２４ｂ，２４ｃとがそれぞれ同一水平面上に互いに１２０度の角をなして配置されるとして説明したが、これに限らず、Ｌ（Ｌは２以上の整数）個の第１フック群と、Ｍ（Ｍは２以上の整数）個の第２フック群とを、それぞれ異なる水平面上に互いに３６０度／Ｌ、３６０度／Ｍの角度で離れた位置関係に配置するようにしてもよい。また、第１フック群２３ａ，２３ｂ，２３ｃと、第２フック群２４ａ，２４ｂ，２４ｃに加えて奥方向に、第３フック群乃至第Ｎ（４以上の整数）フック群などを設けるように構成しても良い。さらに、第２フック群を設けず、第１フック群のみで構成するようにしても良い。このとき、同一フック群を構成するフックによりジョイント部材を安定して保持するため、特にＬ又はＭが２の場合は、平面的にフックを見たときのフックの両端部が突出し、この突出部によりジョイント部材を係合部材の中心軸に向かって押圧するように構成する。すなわち全てのＬ、Ｍに対して、同一フック群を構成する複数のフックが、少なくとも２ヶ所以上からジョイント部材を中心軸方向にそれぞれバランス良く押圧することにより、ジョイント部材を安定して係合部材により保持することが出来る。

また第２の実施例乃至第４の実施例において、ジョイント部材６０，７０，８０に雄ネジを設けるとして説明したが、雄ネジとともに図１に示すような係止部を設けるように構成しても良い。このとき、ジョイント部材の先端側に係止部を形成し、続いてジョイント部材の外面に雄ネジを形成しても、逆にジョイント部材の先端側に雄ネジを形成し、続いて係止部を形成しても、いずれの方法であっても良い。この方法によれば、雄ネジを回転してジョイント部材を係合部材２０の奥に挿嵌した後、第１の実施例で説明したように、係止部の手前方向への移動はフックで阻止されるので、いったんジョイント部材と係合部材２０とが嵌合すると、ジョイント部材が係合部材２０から外れることは無く、安定して結合を保つことが出来る。また上記において係合部材２０を用いて説明したが、係合部材４０を用いても同様である。

また係合部材２０をパーティクルボード、配向性ストランドボード（OSB）、中密度繊維板（MDF）等の部材に挿嵌する際は、必要とする結合強度によって係合部材２０を挿嵌する凹部の内面に接着剤を塗布するようにしても良い。すなわち、係合部材２０を挿嵌する部材との結合強度を高くする必要がある場合は、係合部材２０を挿嵌する凹部の内面に接着剤を塗布した後に、係合部材２０を凹部に挿嵌し、係合部材２０と、これと結合する部材との結合強度がそれほど必要としない場合は、凹部の内面に接着剤を塗布しないでそのまま係合部材２０を凹部に挿嵌するようにしても良い。

１０ ジョイント部材
１１ ジョイント部材係合部
１１ａ 第１傾斜面
１１ｂ 第２傾斜面
１２ 窪み
２０，２０Ａ，２０Ｂ 係合部材
２１ 係合部材外側係止部
２１ａ 第３傾斜面
２１ｂ 第４傾斜面
２２ 係合部材端面
２３ａ，２３ｂ，２３ｃ 第１フック群
２４ａ，２４ｂ，２４ｃ 第２フック群
４３ａ，４３ｂ，４４ａ，４４ｂ フック
４５ フック第１傾斜面
４７ 係合部材の内面
４８ 係合部材端面支持部
４８１〜４８８ 凸部
４９，４１０ 係合部材の内面とフックの根元との線
５１，５２ 組立構造物
６０ ジョイント部材
６１ａ，６１ｂ 雄ネジ
６２，６３ 組立構造物
７０ ジョイント部材
７１ 雄ネジ
７２ 頭
７３ 六角
７４ 組立構造物
７５ａ，７５ｂ 部材
７６ 開口部
８０ ジョイント部材
８１ ジョイント結合部
８２ ヘッド部
８３ フランジ
８６，８７ 組立構造物
８８ 凹部
８９ 開口部

Claims (5)

1. 棒状のジョイント部材と、
   前記ジョイント部材を挿嵌する中空の係合部材とを備え、前記ジョイント部材と前記係合部材を連結することにより２つの部材を連結する部材の結合構造であって、
   前記ジョイント部材の外周部に凸部と凹部が連続してなるジョイント部材係合部が形成され、
   前記ジョイント部材を挿嵌する前記係合部材の入口の内径が実質的に前記ジョイント部材の外径と等しく、
   前記係合部材は内面に、かつ前記内面の中心方向に向かって配置された弾力性を有する複数のフックを備え、
   前記係合部材の中心軸方向における前記フックの両面は、前記係合部材の内面の奥行き方向に対してともに鋭角に形成され、
   前記フックは同一平面上に形成された第一のフック群及び前記平面と所定距離離れた同一平面上に形成された第二のフック群を備え、
   前記入口に、前記係合部材の上面から見た複数の凹部と凸部とを有し前記ジョイント部材を支持するための係合部材端面支持部が設けられ、
   前記フックの根元は平面的に前記凸部の間に形成され、
   前記フックの根元と前記係合部材の内面とがなす線が、実質的に直線であることを特徴とする部材の結合構造。
2. 前記ジョイント部材の両側に前記ジョイント部材係合部が形成され、前記凹部と前記凸部から形成される各傾斜角が、前記ジョイント部材の長手方向に対して互いに逆向きであることを特徴とする請求項１記載の部材の結合構造。
3. 前記ジョイント部材の中央部に、前記ジョイント部材の長手方向に沿って窪みを設けることを特徴とする請求項１または請求項２記載の部材の結合構造。
4. 前記フック群間のピッチＬｆと前記ジョイント部材の凹部間又は凸部間のピッチＤが以下の式に従って、前記フック群及び前記ジョイント部材が設けられることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の部材の結合構造。
   Ｌｆ＝Ｄ×（Ｋ±α）
   ここでＫは整数、αは分数を表す。
5. 請求項１乃至請求項６記載の前記係合部材と前記ジョイント部材を有する組立構造物であって、
   前記組立構造物は、前記係合部材が挿嵌された第１の被結合部材と、
   前記ジョイント部材が挿嵌された第２の被結合部材と、
   を有することを特徴とする組立構造物。

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