JP7337404B2

JP7337404B2 - 継手部材及び継手構造

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Publication number: JP7337404B2
Application number: JP2021206481A
Authority: JP
Inventors: 裕道脇
Original assignee: Next Innovation GK
Current assignee: Next Innovation GK
Priority date: 2017-02-27
Filing date: 2021-12-20
Publication date: 2023-09-04
Anticipated expiration: 2037-12-28
Also published as: JP7174474B2; JP2022044594A; JP2019090300A; JP7193685B2; JP2019090299A

Description

本発明は、二つの部材を接合する継手、特に、二つの部材を接合面に平行乃至はやや傾斜した方向に動かして接合するのに適した継手部材及び継手構造に関する。

特許文献１には、横板部材に径大挿入窓と長窓から成る挿入口を、縦板部材に軸部と鍔部から成る突出部を設けた部材の取付構造が記載されている。この取付構造では、鍔部を径大挿入窓から挿入した後、縦板部材を接合面に平行な方向に動かして、鍔部と長窓を係合させることによって縦板部材を横板部材に取り付ける（特許文献１の段落００１７、図３）。

特許文献２には、第２黒鉛版にスライド係合溝を、第１黒鉛版にスライド係合溝に係合する係合突部をそれぞれ設けた焼成器具が記載されている。この焼成器具では、スライド係合溝の一端から係合突部を挿入し、接合面に平行な方向に部材をスライドさせて所定の位置に組み合わせ、スライド係合溝の方向に動かないようにピンで止める（特許文献２の００２２～００２４、図２）。

二つの部材を接合する方法として接合面に対して傾斜したボルトによる方法が知られている。例えば、特許文献３には、一方の部材に雌ねじを形成し、他方の部材にはボルトを貫通させる孔部とナットを固定するための空間を形成し、二つの部材をボルトにより結合する方法が記載されている（引用文献３の段落０００４、図１８）。

特許文献４には、一方の部材にはメス型のコーンを、他方の部材にはオス型のコーンをそれぞれ設け、接合面に平行な方向に両部材を移動させてメス型のコーンとオス型のコーンを嵌合させる方法が記載されている（特許文献４の段落０００４、図６）。

特開２０００－１７０７２２号公報特開２０１６－５０７０５号公報特開２０１０－２３６３４８号公報特開２０１５－１３７５２５号公報

特許文献１に記載の方法では、挿入口と突出部の形状が複雑で、接合する部材の材質によっては製作が困難であるという問題があった。また、接合する際に接合面と垂直方向に部材を動かすスペースがない場合に適用できないという問題があった。

特許文献２に記載の方法では、接合面の全長に亘ってスライド係合溝が設けられているので、部材をスライドさせるために大きな空間がなければならないという問題があった。
また、部材の設置条件によっては、ピンを挿入することができないという問題があった。

特許文献３に記載の傾斜したボルトによる継手では、二つの部材が正確に位置決めされた状態を維持しながらボルトの締結をしなければならず、施工が煩雑であるという問題があった。

特許文献４に記載のメス型のコーンとオス型のコーンを組み合わせた継手を用いると、二つの部材の接合面を当接させた状態で接合面の方向にスライドさせることにより二つの部材を結合することができるため、傾斜したボルトを用いた場合に比べると施工性が良い。しかし、メス型のコーンとオス型のコーンという形状の異なる部品が必要となるため、製造コストや部品管理コストが大きくなるという問題があった。

そこで、本発明では、組立性や施工性が良く安価な継手部材を提供することを目的とする。

本発明の継手部材は、被接合部材のそれぞれに配設されて該被接合部材同士を接合し得る継手部材であって、上記継手部材は、嵌合部と、嵌合受部と、上記被接続部材に配設される受部と、該嵌合部と該嵌合受部と該受部を一体又は一体的に保持する連結部を有し、上記嵌合部は、対を成す他の継手部材の嵌合受部と嵌合し得、上記嵌合受部は、対を成す他の継手部材の嵌合部と嵌合し得、上記継手部材を、該継手部材と対を成して接合される他の継手部材に対して、互いの接合方向と異なる方向に変位させることで上記嵌合をさせ得、嵌合状態においてはこれら該継手部材同士の接合方向の離間を防止するように構成されることを特徴とする。

本発明によれば、組立性や施工性が良く安価な継手部材を提供することができる。

本発明の第１実施形態である継手部材の形状を示す図であり、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は左側面図、（Ｃ）は右側面図、（Ｄ）は平面図である。継手部材の変形例の形状を示す図である。継手部材の変形例の形状を示す図である。（Ａ）～（Ｃ）は、継手部材による接合手順を示す図である。（Ａ）～（Ｄ）は、接合面が傾斜している場合の継手部材による接合手順の一例を示す図である。（Ａ）～（Ｄ）は、接合面が傾斜している場合の継手部材による接合手順の他の例を示す図である。本発明の第２実施形態である継手部材の形状を示す図であり、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は左側面図、（Ｃ）は右側面図、（Ｄ）は平面図である。本発明の第３実施形態である継手部材の形状を示す斜視図である。本発明の第４実施形態である継手部材の形状を示す斜視図である。本発明の第５実施形態である継手部材の形状を示す斜視図である。継手部材のシールドへの適用を説明する図である。継手部材の家具への適用を説明する図である。本発明の第６実施形態である流入防止部材付き継手部材の形状を示す斜視図である。型枠に固定された流入防止部材付き継手部材の形状を説明する図である。（Ａ）及び（Ｂ）は接合面に垂直な方向の引き抜き抵抗を向上させた継手部材の変形例、（Ｃ）及び（Ｄ）は接合面に平行な方向の引き抜き抵抗を向上させた継手部材の変形例を説明する図である。本発明の一実施形態に係る継手部材の一例を表す図であり、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は正面図、（Ｃ）は左側面図、（Ｄ）は底面図、（Ｅ）は右側面図である。本発明の一実施形態に係る継手部材の一例を表す図であり、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は正面図、（Ｃ）は左側面図、（Ｄ）は底面図、（Ｅ）は右側面図である。（Ａ）及び（Ｂ）は接合面に平行な方向の引き抜き抵抗を向上させた継手部材の変形例を説明する図である。流体移動による抜け止め機構を備えた継手部材の変形例を説明する図であり、（Ａ）は接合前、（Ｂ）は接合後の状態を示す図である。

本発明の第１実施形態である継手部材１について説明する。図１は継手部材１の形状を説明する図であり、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は左側面図、（Ｃ）は右側面図、（Ｄ）は平面図である。以後の説明を簡単にするため、図１（Ａ）の矢印で示したように、紙面の左右方向を挿入方向、紙面の上下方向を接合方向、紙面に垂直な方向を奥行き方向と呼ぶことにする。

継手部材１は、他の継手部材と組み合わされて、被接合部材１００の接合面１０１と他の被接合部材の接合面を当接させた状態で接合するための継手を構成する。以下、本第１実施形態における他の継手部材は図示の継手部材１と略同一の構造であるとして説明する。

継手部材１は、被接合部材１００の接合面１０１から接合方向負の向きに突出する突出部１０と、被接合部材１００に埋設される受部２０と、被接合部材１００に埋設され突出部１０と受部２０を接続する接続部３０を備えている。この実施形態では、継手部材１は鍛造によって形成されたものであり、突出部１０、受部２０、接続部３０は鍛造によって一体に形成されているが、鍛造以外の方法、例えば、鋳造や切削、三次元造形、放電加工、溶接による貼り合わせ等で形成することが可能である。

突出部１０は、その全体が接合面１０１から突出している。即ち接合面１０１が突出１０と接続部３０との境界となっている。図１（Ｂ）、（Ｃ）に示すように、挿入方向に垂直な平面で切った場合の突出部１０の断面形状は上縁１２が下縁１１よりも小さい台形形状であり、この断面形状は挿入方向に一定である。端面１３と端面１４は挿入方向に対して垂直である。即ち、突出部１０の立体的な形状は、奥行き方向の幅が接合面に対向する側の端面から接合面側の端面に向かって漸次減少する一軸くさび形状である。なお、端面１３と端面１４は挿入方向に対して傾斜させたり、凹凸を設けたりしても良い。

受部２０は、接合方向の端面の一方の接合方向の位置が接合面１０１と一致するように被接合部材１００に埋設されている。受部２０は、二つの側壁２１と天部２２を備え、図１（Ａ）の右側の端面は開口部２３となっており、この開口部２３から他の継手部材の突出部を挿入可能となっている。そして、二つの側面２１、天部２２、開口部２３、開口部２３に対向する端面２４ａにより画定される空間は、開口部２３から挿入された他の継手部材の突出部を収容する収容部２４となっている。収容部２４の挿入方向に垂直な面で切った断面形状は、上縁２３ａの幅が突出部１０の下縁１１の幅と等しく、下縁２３ｂの幅が突出部１０の上縁１２の幅と等しい台形形状であり、この断面形状は挿入方向に一定である。また、収容部２４の挿入方向の長さは、突出部１０の同方向の長さとほぼ等しくなっている。即ち、収容部２４の形状は、他の継手部材の突出部の形状とほぼ同一であり、収容部２４は他の継手部材の突出部を完全に収容し得る。なお、受部２０の接合方向の端面の一方の接合方向の位置は接合面１０１と一致しないようにすることもできる。

受部２０に他の継手部材の突出部が挿入された状態で、接合面に引張力が作用した場合には、他の継手部材の突出部は二枚の側板２１を押し広げて抜け出そうとするが、側板２１は自身の剛性の他、収容部２４の端面２４ａと天部２２によって支持されると共に、被接続部材１００により拘束されているので、抜け出すことができない。勿論、側板２１は肉厚を厚くして強度向上させるという方法以外に、側板２１の外側にリブやフランジ等の補強手段を設けて増強することで、側板２１が内側から押し広げられることを防止するように構成してもよい。

接続部３０は略直方体状の部材で、被接合部材１００に埋設されているが、勿論これには限定されていない。接続部３０の挿入方向の一方の端面３１には受部２０が、接合方向の一方の端面３２には突出部１０が接続されている。突出部１０の端面１４と収容部２４端面２４ａの挿入方向の位置は、接続部３０の端面３１と一致する位置関係になっている。この例では、接続部３０の形状を、製造を容易にするために直方体としているが、突出部１０と受部２０を概ね上記のような位置関係で接続し、また、接合時に他の継手部材の突出部により押圧される際の荷重に耐えることができれば、他の形状としてもよい。

図２は、第１実施形態の変形例を示す図で、突出部１０と収容部２３の形状を一軸くさび形状以外の形状とした例である。突出部１０の断面形状を段差部１５を有する形状とし、収容部２４の断面形状を突出部１０と同型状としている。他の継手部材の突出部の段差部と収容部２４の段差部２６が係合するため、受部２０は他の継手部材の突出部が接合面から接合方向に抜け出さないように保持することができる。受部２０の形状は、他の継手部材の突出部を接合方向に動かないように係合することができれば、図１、２に示した形状とは異なるものとすることもできる。また、この条件を満たせば、他の継手部材の突出部と収容部２４の形状は同一でなくても良い。

図３は、第１実施形態の他の変形例を示す図である。継手部材１の突出部１０と接続部３０の形状は図１に示したものと同一であるが、受部２０の側壁２７を三角形形状とし、開口部２８を接合面１０１に対して傾斜させている。これは、側壁２７を支持する天部２２及び接続部３０から離れているため側壁２７の強度には余り寄与しない部分２８ａを省略して材料の節約を図ったものである。このように、開口部は接合面に対して傾斜していても良く、また、収容部２４の形状を突出部１０を完全には収容しない形状としても良い。また、逆に突出部１０を収容部２４よりも小さくし、収容部２４に空間が残るようにしても良い。

継手部材１の材料は、所望の強度、製造コスト、被接続部材１００が使用される環境条件等に応じて種々のものを使用することができ、勿論、継手部材１は金属の他、合成樹脂、木、紙、ガラス、セラミックス、ゴム或いはこれらの複合材料など適宜の材料を用いて適宜の製造方法で形成することが可能である。

製造コストの観点からは、他の継手部材は継手部材１と同一の形状であることが望ましいが、接続部品１と機能的に同等の突出部、受部、連結部とを備え、他の継手部材の受部は、接合面と略平行な方向から継手部材１の突出部１０を挿入可能な開口部と、挿入された突出部１０を接合面から接合方向に抜け出さないように保持できる形状の収容部とを備えていれば、形状が異なっていてもよい。また、他の継手部材と継手部材１は素材が異なっていても良い。

次に、図４を参照して継手部材１を用いた部材の接合方法について説明する。図４では、既設の部材である被接合部材１００ａに対して被接合部材１００ｂを接合することを想定している。被接合部材１００ａには図１の継手部材１と同形状の継手部材１ａが、被接続部材１００ｂには図１の継手部材１と同形状の継手部材１ｂがそれぞれ固定されている。継手部材１ａの突出部１０ａは接合面１０１ａから、継手部材１ｂの突出部１０ｂは接合面１０１ｂから、それぞれ突出している。

また、被接合部材１００ａの継手部材１ａに挿入方向に隣接する位置には空間１０２ａが、被接合部材１００ｂの継手部材１ｂに挿入方向に隣接する位置には空間１０２ｂが、それぞれ設けられている。この空間１０２ａ、１０２ｂは突出部１０ｂ、１０ａを収容でき、接合面１０１ａ、１０１ｂから突出部１０ｂ、１０ａを接合方向に挿入できる形状とする。

まず、図４（Ａ）に示すように、被接合部材１００ｂを接合面１０１ｂが被接合部１０１ａと対向し、突出部１０ｂと空間１０２ａの挿入方向の位置が一致するように被接合部材１００ａの近傍に配置する。

この状態から、図４（Ａ）の矢印Ａのように、被接合部材１００ｂを被接合部材１００ａの方向に移動させ、接合面１００ａと接合面１００ｂを当接させ、図４（Ｂ）に示す状態とする。突出部１０ａは空間１０２ｂに、突出部１０ｂは空間１０２ａにそれぞれ収容されている。

次に、接合面１０１ａと接合面１０１ｂを当接させた状態で、被接合部材１００ｂを図４（Ｂ）の矢印Ｂの方向に移動させ、図４（Ｃ）に示すように突出部１０ｂが受部２０ａに、突出部１０ａが受部２０ｂにそれぞれ収容されるようにする。前述のように、受部２０ａ（２０ｂ）は、突出部１０ｂ（１０ａ）が接合方向に抜け出さないように保持できる形状となっているので、継手部材１ａは他の継手部材１ｂと組み合わされて継手７を構成することができる。

図５は、接合面が挿入方向に対してやや傾斜している場合の継手部材１による部材の接合方法の一例を説明する図である。図５では、既設の被接合部材１００ｃ、１００ｄの間に被接合部材１００ｅをはめ込むことを想定している。各被接合部材の接合面１０３ｃ、１０３ｄ、１０３ｅは挿入方向に対して角度αだけ傾斜している。具体的な例としては、シールド工法に使用するリング部材を形成する際の、周方向に接合済のセグメント群に対して最後のセグメントを接合してリング部材を完成させる工程を挙げることができる。

被接続部材１００ｃには継手部材１ｃが、被接続部材１００ｄには継手部材１ｄが、被接続部材１００ｅには二個の継手部材１ｅが、それぞれ固定されている。継手部材１ｃ、１ｄ、１ｅの形状は図１に示した継手部材１の形状と基本的には同一である。ただし、図５（Ｂ）に示すように、収容部２０ｃ、２０ｄ、２０ｅの接合面側の端面２９ｃ、２９ｄ、２９ｅを、接合面の挿入方向に対する傾斜αに合わせて傾斜させている。

被接続部材１００ｃと被接合部材１００ｄの間隙の形状は、被接合部材１００ｅがちょうど嵌め込める形状となっているため、被接合部材１００ｅを接合方向には僅かしか動かすことができない。そのため、まず、被接合部材１００ｅを、被接合部材１００ｃ、１００ｄに対して奥行き方向にずらし、二つの突出部１０ｅと空間１０２ｃ、１０２ｄの挿入方向の位置が一致するように配置する。次に、被接合部材１００ｅを奥行き方向に移動して突出部１０ｅが空間１０２ｃ、１０２ｄに収容されるようにし、図５（Ａ）の状態とする。このように、被接合部材１００ｅを奥行き方向に移動させる必要があるため、空間１０２ｃ、１０２ｄ、１０２ｅは、図５（Ｄ）に示すように被接合部材１００ｅが挿入される方向が開口している必要がある。

次に、図５（Ａ）の矢印Ｃの方向に被接合部材１００ｅを移動して、図５（Ｃ）の状態とする。突出部１０ｅは受部２０ｃ、２０ｄに、突出部１０ｃ、１０ｄは二つの受部２０ｅにそれぞれ収容され、継手８が構成される。

図６（Ａ）～（Ｄ）は、接合面が挿入方向に対してやや傾斜している場合の継手部材１による部材の接合方法の他の例を説明する図である。基本的には図５に示した方法と同様であるから、図５と同様の構成要素には図５と同一の符号を付して説明を省略する。

図５の例では、空間１０２ｃ、１０２ｄ、１０２ｅの形状を、継手部材の突出部１０ｃ、１０ｄ、１０ｅよりやや大きい台形状としたが、図６の例では、空間１０５ｃ、１０５ｄ、１０５ｅの形状を挿入方向に長い三角形形状としている。このようにしたため、被接合部材１００ｅを図６（Ａ）に示す位置に配置することができ、図４の例と同様に矢印Ｄ方向に動かして図６（Ｃ）に示すように継手８を構成することができる。側壁２０ｃ、２０ｅ、２０ｄの端面は図６（Ｂ）に示すように部材の傾斜α似合わせて傾斜させている。

図６の例では、被接合部材１００ｅを奥行き方向に動かす必要がないので、各被接合部材の配置の自由度が図５の例に比べて大きくなる。また、空間１０５ｃ、１０５ｄ、１０５ｅの形状は、図６（Ｄ）に示すように奥行き方向に開口していない溝状とすることができるため、接合後に空間１０５ｃ、１０５ｄ、１０５ｅが被接合部材の表面に現れない。

継手部材１によれば、受部２０は他の継手部材の突出部を挿入可能な開口部２３と、挿入された他の継手部材の突出部を収容し接合面から接合方向に抜け出さないように保持できる受部２０を備えている。そのため、二つの被接合部材の接合面を当接させて二つの被接合部材を挿入方向に相対的に移動させるだけで容易に接合することができる。

継手部材１は突出部１０と受部２０を接続する接続部３０を備え、一体の部品として構成されている。そのため、被接続部材１００に容易に取り付けることができる。

継手部材１によれば、突出部１０も他の継手部材の受部に挿入され接合面から抜け出さないように保持され、係合箇所が二つ形成される。そのため、強固な継手を形成することができる。

継手部材１によれば、突出部１０と連結部３０は、接合面を跨いで配置されている。そのため、継手部材１の様に構成された継手は、接合方向に沿った引張力に抵抗するだけでなく、接合面に対する剪断力に抵抗することもできる。

本発明の第２実施形態である継手部材２について説明する。図７は継手部材２の形状を説明する図であり、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は左側面図、（Ｃ）は右側面図、（Ｄ）は平面図である。継手部材２は、突出部、受部、連結部を備え、他の継手部材と組み合わされて継手を構成する点では第１実施形態の継手部材１と同様であるが、各部の形状が異なっている。以下、他の継手部材は図示の継手部材２とほぼ同一の形状であるとして説明する。

継手部材２は、被接合部材１００の接合面１０１から突出する突出部４０と、被接合部材１００に埋設される受部５０と、被接合部材１００に埋設され突出部４０と受部５０を接続する接続部６０を備えている。

突出部４０は、その全体が接合面１０１から突出している。即ち接合面１０１が突出４０と接続部６０との境界となっている。図７（Ｂ）、（Ｃ）に示すように、挿入方向に垂直な平面で切った場合の突出部４０の断面形状は、端面４３においては接合面側の幅をｂ１、接合面に対向する側の幅をｂ２とするとき、これらの大小関係が次の不等式（１）を満たす台形である。
ｂ２＞ｂ１不等式（１）
挿入方向に垂直な平面で切った場合の突出部４０の断面形状は、端面４４においては接合面側の幅をｂ３、接合面に対向する側の幅をｂ４とするとき、これらの大小関係が次の不等式（２）を満たす台形となっている。
ｂ４＞ｂ３不等式（２）
また、挿入方向に関しては、ｂ１＜ｂ３、ｂ２＜ｂ４という大小関係になっている。即ち、突出部４０の立体的な形状は、接合方向の幅が奥行き方向に漸次減少すると共に、挿入方向にも漸次減少する二軸楔形状の構造を成す。

受部５０は、接合方向の端面の一方の接合方向の位置が接合面１０１と一致するように被接合部材１００に完全に埋設されている。受部５０は、二つの側壁５１と天部５２を備え、図７（Ａ）の右側の端面は開口部５３となっており、この開口部５３から他の継手部材の突出部を挿入可能となっている。そして、二つの側面５１、天部５２、開口部５３に対向する端面５４ａの内部の空間は、開口部５３から挿入された他の継手部材の突出部を収容する収容部５４となっている。収容部５４の形状は、他の継手部材の突出部の形状と略同一であるが僅かに収容部５４の方が、挿入方向に深く、端面５４ａの幅が突出部４０の端面４３の幅より狭くなっている。収容部２４は他の継手部材の突出部を完全に収容する。

突出部４０の形状を二軸楔形状とすることにより、突出部４０の端面を接続部６０の端面に確実に当接させて三次元的な位置決めを可能とする。そのため、継手部材２によれば、継手部材１による効果に加えて、挿入方向の荷重に対してもある程度抵抗できるという効果が得られる。

接続部６０は、被接合部材１００に完全に埋設されている。接続部６０の挿入方向の一方の端面３１には受部２０が、接合方向の一方の端面３２には突出部１０が接続されている。突出部４０の端面４４と収容部５４の挿入方向の位置は、接続部６０の端面６１と一致する位置関係になっている。接続部５０の端面６１付近にはテーパー部６３を設けて、端面６４側の奥行き方向寸法を端面６１側の奥行き方向寸法より減少させている。これは、第１実施形態と同様に、接続部６０は、突出部４０と受部５０を上記のような位置関係で接続し、また、接合時に他の継手部材の突出部により押圧される際の荷重に耐えることができればよいため、材料無駄の無い形状としつつ、鍛造による加工をし易い形状にしたものである。従って、接続部６０の形状を図７に示したものと異なる形状とすることもできる。

継手部材２の材料は、第１実施形態の継手部材１と同様に、所望の強度、製造コスト、被接続部材１００が使用される環境条件等に応じて種々のものを使用することができ、金属の他、合成樹脂、木、紙、ガラス、セラミックス、ゴム、或いはこれらの複合材料など適宜の材料を用いて適宜の製造方法で形成することが可能である。

また、第１実施形態の場合と同様に、継手部材２と他の継手部材の形状及び材質は、製造コストの観点からは同一であることが好ましいが、異なる形状及び材質とすることもできる。また、収容部５４と他の継手部材の突出部の形状は同一でなくてもよい。なお、継手部材６による被接続部材の接合は、図４、５、６に示した第１実施形態における方法と同様に行うことができる。

次に、図８を参照して、本発明の第３実施形態である継手部材３について説明する。継手部材３は、被接続部材１００がコンクリート製部材等の流動体を固化させて製造される部材である場合の、本発明の適用例である。この継手部材３は、第１実施形態の継手部材１（その変形例も含む）または、第２実施形態の継手部材２（その変形例も含む）と同一形状の本体３ａを備えている。本体３ａの受部の接続面と対向する端面３ｂと、接続部の接続面と対向する端面３ｃには、それぞれ、アンカー７０が固定されている。アンカー７０として、例えば、直線状、或いはＵ字形、Ｌ字形等の適宜の形状の異形鉄筋等を用いることができ、想定される接合方向の荷重に対して、本体３ａが被接続部材から接合方向に抜けないようにアンカー７０の長さと径を設定する。アンカー７０の固定としては、溶接の他、ねじ部を設けて螺合しても良い。なお、コンクリート以外の材料の場合でも、継手部材と材料との付着だけでは接合方向の引き抜き抵抗が不十分な場合には、アンカーを設けると良い。

次に、図９を参照して、本発明の第４実施形態である継手部材４について説明する。継手部材４は、被接続部材１００がコンクリート製部材等の流動体を固化させて製造される部材である場合の、本発明の他の適用例である。この継手部材４は図８の継手部材３と同様の本体４ａとアンカー７０を備えている。継手部材４は更に、挿入方向から見た形状が略Ｕ字形若しくは馬蹄形の形態を成し、本体４ａの外周に接合面と略直角方向に配置された二枚の外周補強部材７１を備えている。外周補強部材７１は、馬蹄形を成す構造の本体４ａの外面に対して法線方向に凸設され、本体４ａと一体的に形成しても良く、別体として溶接や接着、嵌合によって設けても良い。外周補強部７１の凸設高さや幅や形状は、特に限定されるものではなく、要求水準に合わせて本体４ａを十分に補強出来るものであればよい。図９では、外周補強部材７１の挿入方向の位置は、アンカー７０と一致しているが、必ずしも一致しなくても良く、枚数も一枚又は三枚以上としても良い。また、アンカー７０を設けない場合にも外周補強部材７１を設けても良い。外周部補強部材７１を設けることによって、収容部が開くように変形することを防止し、継手の接合方向の引張強度を向上させることができる。この他、この外周補強部材７１によれば、継手部材４に対して作用し得る嵌合時における挿嵌方向に対する外力に対しても抵抗力を発揮し得る。

次に、図１０を参照して、本発明の第５実施形態である継手部材５について説明する。
継手部材５は、被接続部材１００がコンクリート製部材等の流動体を固化させて製造される部材である場合の、本発明の他の適用例である。この継手部材５は図９の継手部材４と同様の本体５ａとアンカー７０と外周補強部材７１を備えている。継手部材５は更に、本体５ａの接合面側の端面に配置され、接合面と平行な板状の接合面補強部材７２を備えている。接合面補強部材７２を接合面付近に配置することによって、接合面の剛性を高めることができる。

図１１に、本発明の継手部材１～５を地中にトンネルを構築するシールド工法に適用した例を示す。シールド工法においては、工場等で予め製作したセグメント８１、８２を周方向に接合してリング８３を製作し、このリング８３を軸方向に順次接続してトンネル８０を構築する。セグメント８２は、最後に接合されるセグメントで、接合面がトンネルの軸方向に対して僅かに傾斜している。図１１では短い直線で記号的に示したセグメントの周方向の継手８４、８５に本発明を好適に用いることができる。

図１２に、本発明の継手部材１、２を木製の本棚に適用した例を示す。本棚９０は、鉛直方向に配置される二枚の側板９１の間に、一枚の天板９２と複数の棚板９３を配置した構造となっている。図１２では短い直線で記号的に示した側板９１と天板９２の継手９４及び側板９１と棚板９３の継手９５に本発明を好適に用いることができる。木材等の部材に継手部材１、２を固定する方法としては、例えば、受部と連結部を収容できる空間を形成し、その空間に継手部材１、２を圧入し或いは接着剤等で固定する。継手部材１、２を圧入する場合は、受部及び挿入部に鬼目ナットを形成しても良い。継手部材１、２によれば、一体に形成されている突出部と接続部が、側板９１と天板９２及び側板９１と棚板９３にまたがって配置されている。そのため、継手部材１、２により構成される継手は、図１２の上下方向の剪断力に対して著しく高い強度を有している。二枚の側板９１の間に天板９２及び棚板９３を挿入する方向は、紙面に垂直な方向とすることも、紙面の上下方向とすることもできるが、上下方向とした方が、使用時に天板９２及び棚板９３が抜け出すことがなく好ましい。

次に、本発明の第６実施形態である継手部材６について説明する。継手部材６は、被接合部材が型枠に流動性材料（例えばコンクリート、合成樹脂）を注入し硬化させて作成される場合に好適な実施形態である。図１３は継手部材６の斜視図、図１４は型枠１２０に配置した継手部材６の平面図である。図１３、１４では被接合部材１００の接合面１０１が上面となるように型枠を作成した場合を想定している。

被接合部材１００の継手部材６は、図３に示した継手部材１の変形例と同様の本体６ａとアンカー７０を備えている。継手部材６ａは、突出部６ｂと連結部６ｄの境界が接合面と一致するように型枠に固定されるが、収容部６ｅが開放された形態の場合には、このままでは、収容部６ｅとなるべき空間に流動性材料が流入してしまい、収容部６ｅを形成することができない。そのため、継手部材６は、流入防止部材１１０を備えている。流入防止部材１１０は、収容部６ｅと接合時に必要な空間１０２の外周に沿った側壁１１１と、側壁１１１の下端に接続された底板１１２を備えている。側壁部１１１の上端には、必須ではないが、ループ状の把持部１１３が設けられている。側壁部１１１の上端は、接合面（打設面）から少し突出するようにしている。

図１３、１４に示すように、収容部６ｅの内面に側壁部１１１と底面１１２が当接するように、流入防止部材１１０を設置し、流動性材料を型枠１２０に注入する。流動性材料は流入防止部材１１０に阻まれて空間１０２及び収容部６ｅに流入することができない。
流動性材料が硬化した後、把持部１１３を図１３の上方に引き上げ流入防止部材１１０を除去すると空間１０２と収容部が形成される。この除去がスムーズに行えるように、側壁１１１と底板１１２は流動性材料と付着しにくい材料で形成するのが好ましい。

把持部１１３は、流動性材料の硬化後に流入防止部材１１０を除去しやすい形状であれば、図示のものと形状が異なっていても良く、取付位置も図示のものと異なっていても良い。また、把持部１１３を省略することもできる。

流入防止部材１１０は、図１３、１４に示すような上部が開口した箱状の部材とするほか、収容部６ｅ及び空間１０２の形状に対応したブロック状の部材とすることもできる。
その場合、材料は例えば発泡スチロールを用いることができる。この場合も、把持部を設けても良い。

上記に説明した第１実施形態乃至第６実施形態の構成要素は、矛盾の無い限り相互に組み合わせて実施することができる。また、各実施形態の継手部材を適用する被接合部材の、材質、形状には限定がなく、接合面同士を当接させて接合する場合であればどのような部材にも適用することができる。材質としては、例えば、コンクリート、金属、合成樹脂、木材等に適用することができる。被接続部材の形状としては、例えば、板状、柱状、ブロック状等の同種のもの同士或いは異なる種類の部材の接合に適用することができる。また、上記に例示したシールドセグメント及び本棚の他にも、プレキャストによるコンクリート部材（プレキャストコンクリート部材）一般、家具一般、住宅フレーム材等を含む土木用及び／又は建設や建築用の建材、各種機械等のあらゆる物品に適用することができる。

次に、第１実施形態乃至第６実施形態の継手部材の種々の変形例について説明する。これらの変形例は矛盾のない限り、相互に組み合わせて実施することができる。継手部材の基本的な構造は、第１実施形態の継手部材１と同様であるので、継手部材１と同様の構成要素には図１と同一の符号を付して説明を省略する。

図１５（Ａ）は、接合方向の引張強度を向上させた変形例を説明する図である。継手部材１ａは、収容部２４の端面１３１が接合面に対して天部２２側が連結部３０方向に入るように傾斜している。突出部１０の端面１３２も端面１３１と平行な方向に傾斜している。そのため、受部２０の側壁２１（図１参照）と他の継手部材の突出部の側面が係合するのに加え、端面１３１と端面１３２も係合し、継手の接合方向の引張強度（引抜強度や押込強度）が向上する。

図１５（Ｂ）は、接合方向の引張強度を向上させた別の変形例を説明する図である。継手部材１ｂの収容部２４の端面１４３には、直方体状の凹部１４１が設けられている。また、突出部１０の端面１４４には、凹部１４４と略同形状の突部１４２が設けられている。そのため、受部２０の側壁２１（図１参照）と他の継手部材の突出部の側面が係合するのに加え、凹部１４１と他の継手部材の凸部１４２が係合し、継手の接合方向の引張強度（引抜強度）が向上する。なお、凹部１４１と凸部１４２が係合できれば、位置と形状は図１５（Ｂ）に示したものと異なっていても良い。

図１５（Ｃ）は、挿入方向の引張強度を向上させた変形例を説明する図である。継手部材１ｃの収容部２４の天部２２には、段差部１５２を有する三角形形状の凹部１５１が設けられている。突出部１０の他の継手部材の天部２２と当接する端面には凹部１５１と同形状（必須ではない。）で段差部１５４を有する凸部１５３が凹部１５１と略同数設けられている。そのため、段差部１５２と段差部１５４が係合し、継手の挿入方向の引張強度（引抜強度）が向上する。なお、凸部１５３や凹部１５１の数量や大きさ、形状等は、各種の要請に応じて適宜設定可能である。

図１５（Ｄ）は、接合方向の引張強度を向上させた別の変形例を説明する図である。継手部材１ｄの収容部２４の天部２２には、波状の凹凸１６１が設けられている。突出部１０の他の継手部材の天部２２と当接する端面には、凹凸１６１と対称（必須ではない。）な形状の凹凸１６２が設けられている。そのため、凹凸１６１と凹凸１６２が係合し、継手の挿入方向の引張強度（引抜強度及び押込強度）が向上する。なお、凹凸１６１、１６２の数量や大きさ、形状等は、各種の要請に応じて適宜設定可能である。

図１６は、本発明の一実施形態に係る継手部材の一例を表す図であり、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は正面図、（Ｃ）は左側面図、（Ｄ）は底面図、（Ｅ）は右側面図である。本発明の一実施形態に係る継手部材２００は、例えば、図１６（Ａ）～（Ｅ）に示すように、受部２２４の対向する側壁２２１ａ、２２１ｂの内面と、受部２２４に挿入された他の継手部材の突出部２１０の奥行き方向側の側面２１１ａ、２１１ｂとは、他の継手部材が接合方向及び／又は挿入方向に抜け出さないように係合する係合部２７１ａ、２７１ｂ、２７２ａ、２７２ｂを有する。尚、本発明の一実施形態に係る継手部材では、必ずしも対抗する面の両方に係合部を有する必要はなく、受部２２４内面の一の面に係合部が形成されていても良いし、対向しない複数の面に係合部が形成されていても良い。

係合部２７１ａ、２７１ｂ、２７２ａ、２７２ｂは、例えば、上記図１５（Ａ）～（Ｄ）で説明したような、直方体状、三角形状、或いは円弧状（勿論、これらの形状に限定されることはなく、他の多角形状や不定形な形状でも良い）の凹部及び／又は凸部を有し、受部２２４側の係合部２７１ａ、２７１ｂと、他の継手部材の突出部２１０側の係合部２７２ａ、２７２ｂとが、他の継手部材の突出部２１０を受部２２４に挿入した時に係合されるように設計することができる。

また、係合部２７１ａ、２７１ｂ、２７２ａ、２７２ｂは、図１６（Ｂ）、（Ｄ）に示すように、受部２２４に対する他の継手部材の突出部２１０の挿入方向が接合面２０１に対して傾斜するように形成されていても良い。このように、係合部２７１ａ、２７１ｂ、２７２ａ、２７２ｂを接合面２０１に対して傾斜させて形成することにより、継手の挿入方向及び接合方向の両方の引張強度（引抜強度）を向上させることができる。勿論、係合部が挿入方向に対して平行に形成される態様も除外されるわけではない。

また、係合部２７１ａ、２７１ｂ、２７２ａ、２７２ｂは、他の継手部材の挿入方向に向かって受部２２４の対向する側壁の内面の幅が漸次縮小するように形成しても良い。すなわち、受部２２４側の係合部２７１ａ、２７１ｂの（開口部側の幅ｗ１）＞（挿入方向奥側の端面の幅ｗ２）となるように、係合部２７１ａ、２７１ｂ、２７２ａ、２７２ｂを形成しても良い。例えば、係合部の縁部をテーパー状に形成しても良い。テーパー形状は、例えば、突出部２１０側の係合部２７２ａ、２７２ｂが、受部２２４への挿入方向の開口部側から奥側の端面へとかけて係合部間の幅が狭まるように形成し、受部側の係合部２７１ａ、２７１ｂは、突出部２１０側の係合部２７２ａ、２７２ｂと係合するように形成することができる。このようにすることで、一方の係合部の縁部を他方の係合部の縁部に確実に当接させて三次元的な位置決めを可能とし、挿入方向の荷重に対してもある程度抵抗できるという効果が得られる。勿論、例えば、上述の第２実施形態で説明したように、係合部以外の箇所も同様の構造となっていても良い。

また、突出部２１０は、接合方向の少なくとも一部に、平行な側面２７３ａ、２７３ｂを有しその幅が最小となる首部２７４を有していても良い。平行な側面２７３ａ、２７３ｂを有する首部２７４を備えることにより、接合方向の荷重に対して受部２２４が外側に広がるのを防止することができる。また、この他にも、受け部２２４の隅等応力が集中し易い箇所については丸み面取りや傾斜面取り等を行っても良い。

図１７は、本発明の一実施形態に係る継手部材の一例を表す図であり、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は正面図、（Ｃ）は左側面図、（Ｄ）は底面図、（Ｅ）は右側面図である。本発明の一実施形態に係る接手部品３００は、図１７（Ａ）～（Ｅ）に示すように、係合部３７１、３７２が複数形成（ａ_１，ａ_２，・・・，ａ_ｎ，ｂ_１，ｂ_２，・・・，ｂ_ｎ）されている形態としても良い。係合部を複数形成することにより、受部３２４に他の接手部品の突出部３１０が挿入された際に、各々の係合部３７１、３７２（ａ_１，ａ_２，・・・，ａ_ｎ，ｂ_１，ｂ_２，・・・，ｂ_ｎ）が係合するため、継手の挿入方向及び接合方向の両方の引張荷重に対する応力を多段に分散することができ、嵌合部をよりコンパクトな大きさに設定することができる。複数の係合部は、図１７（Ａ）に示すように、連続して形成されていても良いし、間隔をあけて形成されていても良い。また、各係合部の形状は同一及び／又は相似形であっても良いし、一部が異なっていても良い。勿論、対応する係合部（例えば、受部３２４側の係合部３７１ａ_ｉと対応する突出部３１０側の係合部３７２ａ_ｉ（ｉ＝１，２，・・・，ｎ））は係合可能な形状とする。

図１７に示す本発明の一実施形態においても、図１６の例と同様に、各係合部は、受部３２４に対する他の継手部材の突出部３１０の挿入方向が接合面３０１に対して傾斜するように形成されていても良いし、各係合部は、他の継手部材の挿入方向に向かって受部３２４の対向する側壁３２１ａ、３２１ｂの内面の幅が漸次縮小するように形成しても良い。

本発明の一実施形態に係る継手部材は、一体成形で製造しても良いが、複数の構成部材に分割して成形したものを接続及び／又は一体化して製造しても良い。例えば、継手部材を奥行方向の中心線に沿って二分割し、それぞれの部材を成形して接続可能な構成とすることで継手部材を製造しても良い。このようにすれば、例えば、上述した図１６や図１７に示すように受部の内面に係合部を有するような構造であっても比較的容易に成形することができる。或いは、突出部、接続部、受部の各々又は何れかで分割可能となっていても良い。勿論、分割する箇所や個数はこれらの例に限定されない。但し、継手部材として、挿入方向及び／又は接合方向の引張強度（引抜強度）に影響が出ないように分割することが望ましい。又、構成部材を接続する手段は特に限定されず、溶接、接着、締結の何れか、又はこれらの組み合わせによって行うことができる。締結に関しては、ネジ穴が貫通していても良いし貫通していなくても良い。

図１８（Ａ）、（Ｂ）は接合方向の引張強度を向上させた別の変形例を説明する図である。図１８（Ａ）に示すように、継手部材１ｅの収容部２４の挿入方向の長さＬ１は、突出部１０の挿入方向の長さＬ２よりもやや長くなっている。図１８（Ｂ）は収容部２４に他の継手部材の突出部１０が挿入された状態であるが、収容部２４の端面１７１の幅ｂ５は突出部１０の端面１７２の幅ｂ６よりもやや小さくなっている。図１８（Ｂ）では見やすくするためにやや間隔をあけているが、実際には突出部１０の端面１７２の隅角部１７４が収容部の側面１７３に確実に当接し、側壁２１に食い込むようになっている。そのため、隅角部１７４と側壁２１の係合によって、継手の挿入方向の引張強度（引抜強度）が向上する。

図１９（Ａ）、（Ｂ）は、抜け止め防止機構を備えた変形例を説明する図である。図１９（Ａ）に示すように、継手部材１ｇの収容部２４には、容器１８１が設けられ、容器１８１の内部には流体１８２が収容されている。また、突出部１０及び接続部２０には一端が収容部２４の端面１８４に開口し、他端が突出部１０の端面１８５に開口して収容部２４と空間１０２ｂを連通させる流路１８３も設けられている。

図１９（Ｂ）のように継手部材１ｆの収容部２４に他の継手部材１ｇの突出部１０が挿されると、容器１８１は破壊され流体１８２は突出部１０により押し出され流路１８３を通って空間１０２ａに流出する。ここで、流体１８２は、容器１８１から流出すると固化するものであり、空間１０２ａは固化した流体１８２により満たされる。そのため、突出部１０は固化した流体１８２により拘束され挿入方向に引き抜かれることがなくなる。なお、流路１８３は、一つ以上の孔や穴状及び／又は溝状のものであって、継手部材１ｆの挿嵌時において、流体１８２が初期に配置されていた空間、即ちここでは収容部２４から流体１８２が流路１８３を通じて空間１０２ａに移動するように構成されていればよく、収容部の位置や形状、流体１８２を収容する容器１８１の有無や形態、流路１８３の形態等は適宜設定可能である。例えば、突出部１０の挿入方向における前面と背面の両面に亘って連通するように流路を設けることで、継手部材の嵌合時に流体１８２が流路を通じて初期位置から嵌合後位置に移動するように構成することができる。

流出したときに固化する流体としては、例えば、二液性の接着剤のように二種類の流体が混合されることにより固化するもの（この場合、容器１８１には図示しない仕切りを設け破壊されるまでは二液が混合しないようにする）や、大気に触れることにより固化する流体を挙げることができる。また、空間１０２ａの体積は収容部２４の体積よりも大きいことがあるので、流体１８２は固化するときに膨張したり、発泡したりすることにより体積が増大するものが好ましい。

以上、説明してきたように、本発明の本質は、被接合部材のそれぞれに配設されて該被接合部材同士を接合し得る継手部材であって、継手部材は、嵌合部と、嵌合受部と、被接続部材に配設される受部と、該嵌合部と該嵌合受部と該受部を一体又は一体的に保持する連結部を有し、嵌合部は、対を成す他の継手部材の嵌合受部と嵌合し得、嵌合受部は、対を成す他の継手部材の嵌合部と嵌合し得、継手部材を、該継手部材と対を成して接合される他の継手部材に対して、互いの接合方向と異なる方向に変位させることで嵌合をさせ得、嵌合状態においてはこれら該継手部材同士の接合方向の離間を防止するように構成されることを特徴とする。尚、ここでの嵌合部と、嵌合受部は、例えば、上述の突出部と、収容部に読み換えることが可能である。

また、本発明の他の実施形態は、上述した一対の継手部材を具え、一方の継手部材は、一方の被接合部材に配設され、他方の継手部材は、一方の被接合部材に配設され、継手部材の嵌合部は、対を成す継手部材の嵌合受部と嵌合し得、嵌合受部は対を成す他の継手部材の嵌合部と嵌合し得るように構成されることを特徴とする継手構造である。

１～６継手部材、７，８継手、１０，４０突出部、２０，５０受部、２３，５３開口部、２４，５４収容部、７０アンカー、７１外周補強部材、７２接合面補強部材、１００被接合部材、１０１接合面、１１０流入防止部材、１８１容器、１８２流体、１８３流路

Claims

被接合部材のそれぞれに配設されて該被接合部材同士を接合し得る継手部材であって、
上記継手部材は、嵌合部と、嵌合受部と、上記被接合部材に配設される受部と、該嵌合部と該嵌合受部と該受部を一体又は一体的に保持する連結部を有し、
上記嵌合部は、対を成す他の継手部材の嵌合受部と嵌合し得、
上記嵌合受部は、対を成す他の継手部材の嵌合部と嵌合し得、嵌合している当該他の継手部材の上記嵌合部の挿入方向の変位を規制し得る端部を有し、
上記継手部材を、該継手部材と対を成して接合される他の継手部材に対して、互いの接合方向と異なる方向に変位させることで上記嵌合をさせ得、嵌合状態においてはこれら該継手部材同士の接合方向の離間を防止するように構成されることを特徴とする継手部材。
請求項１に記載の一対の前記継手部材を具え、
一方の前記継手部材は、一方の前記被接合部材に配設され、
他方の前記継手部材は、他方の前記被接合部材に配設され、
前記継手部材の前記嵌合部は、対を成す前記継手部材の前記嵌合受部と嵌合し得、嵌合受部は対を成す他の継手部材の嵌合部と嵌合し得るように構成されることを特徴とする継手構造。