JPS608514A - 接続構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の分野 この発明は、第１の部材と第２の部材とを接続し、かつ
その接続を固定する接続構造に関する。

先行技術の説明 第１の部材と第２の部材とを接続するための接続構造と
しては、種々のものがある。しかしながら、従来採用さ
れてきた接続構造にはそれぞれ以下に述べるような欠点
があった。

たとえば、ボルトを用いた接続構造を例にとるｔｌもし
その接続部に振動が与えられるとその接続が緩んだりあ
るいは解除されたりするという欠点があった。また、ボ
ルトを受入れるためにたとえば第１または第２の部材に
ねじ切り加工された穴を形成しておく必要性が生じる。

しかしながら、用いられる材料によってはこのねじ切り
加工を行なうことが不可能なものもある。そのような材
料に対してはボルトを用いた接続を行なうことができな
い。

次に、溶接やろう付などによる接続構造の場合、その接
続を実現するために、溶接材や専用の設備などが必要と
される。したがって、その作業が大掛かりなものとなり
、しかも作業効率が悪い。また、溶接やろう付などによ
って部材を接続する場合には、その部材に高熱を与える
ことになる。したがって、高熱によって悪影響を生じる
ような材料を用いることができない。また、この溶接や
ろう付などによる接続方法では、セラミックスと金属と
を接続固定することは非常に困難であった。

発明の目的 この発明は、上述された欠点を解消するためになされた
ものであり、その主たる目的は、簡単な作業で接続を行
なうことができしかも特定の材料に限定されず広範に利
用され得る接続構造を提供することである。

発明の構成 この発明は、第１の部材と第２の部材とを接続し、かつ
その接続を固定する接続構造である。第１の部材には、
成る長さをもって突出した挿入突起部が形成されまたは
取付けられる。第２の部材には、挿入突起部を受入れる
ようにされた受入間口部が形成されまたは取付けられる
。挿入突起部または受入開口部のうちのいずれか一方に
は係合突起が形成され、いずれか他方には係合突起と係
合し得る突起受部が形成される。第１の部材の挿入突起
部を第２の部材の受入間口部内の所定の位置まで挿入し
たとき、係合突起と突起受部とが係合する。この係合に
よって、受入開口部内における挿入突起部の移動が禁止
され、こうして第１の部材と第２の部材との接続が固定
される。

この発明は、上述の接続構造であって、以下の特徴を有
する。

まず第１に、係合突起、挿入突起部および受入開口部の
間の初期状態おける相互の寸法関係は、下記条件を満足
″！ｒるように適宜に運ばれる。その条件とは、係合突
起の存在が、受入開口部内における挿入突起部の所定の
位置までの挿入動作を妨げることである。したがって、
この初期状態における相互の寸法関係が全く変えられな
いものであるならば、挿入突起部を受入間口部内の所定
の位置まで挿入することが不可能である。あるいは強制
的に挿入突起部を挿入させるならば、初期状態の寸法関
係は確かにその挿入に際してくずれることになる。しか
し、そのくずれた寸法関係のままで放置するならば、挿
入突起部を挿入方向と逆方向Ｉ＼移動させることが容易
であり、それゆえに第１の部材と第２の部材との接続を
固定することができない。

そこで、この発明の第２の特徴は、挿入突起部または受
入開口部のうちの少なくとも一方を、桓弾性挙動を呈す
る熱弾性型マルテンサイト合金から作ったことである。

超弾性挙動を呈する材料は、−１ｆｆｌによく知られて
いるように、外部応りが与えられると変形し、その外部
応力を除くと元の状態に復帰する。このような特性を有
する熟弾性型マルテンサイト合金を用いて挿入突起部ま
たは受入間口部のうちの少なくとも一方を形成するので
、先に説明した寸法関係であるのにもかかわらず、第１
の部材と第２の部材とを接続しかつその接続を固定する
ことが可能となる。すなわち、挿入突起部を受入開口部
内に強制的に挿入移動させれば、初期状態における相互
の寸法関係がくずれ、それによって挿入突起部は受入間
口部内の所定の位置まで移動することが可能となる。一
方、挿入突起部が所定の位置に達して係合突起と突起受
部とが係合したときには、係合突起、挿入突起部および
受入開口部の間の寸法関係は再度初期状態に復帰する。

したがって、挿入突起部の挿入方向と逆方向への移動が
禁止され、こうして第１の部材と第２の部材との接続が
固定される。

この発明に従った一実施例において、係合突起の形状は
、以下の条件を満足ザるように選ばれる。

その条件とは、第１に、受入開口部内における挿入突起
部の挿入方向への移動が比較的簡単になされ得るもので
あることである。この条件を満たす形状を有する係合突
起であるならば、挿入突起部の挿入に際して必要とされ
る力は比較的小さいものとなり、接続作業がより容易な
ものとなる。第２の条件は、係合突起と突起受部とが係
合した状態では、挿入突起部の挿入方向と逆方向へのり
動が非常に困難となることである。これは、挿入突起部
に対して、それを受入開口部から引き抜こうとする多大
な力が与えられたとしても、第１の部材と第２の部材と
の接続を十分に確保するために必要とされる。したがっ
て、そのような多大な力が挿入突起部に与えられないよ
うな接＠＠迄であるならば、この条件は不要となろう。

上記第１および第２の条件を満足する係合突起の形状と
しては、たとえば、その断面形状が少なくとも１つの鋸
歯状となるようにされたものである。

この発明に従った他の実施例では、挿入突起部が全体と
して円柱形状をなし、係合突起はこの円柱形状とされた
挿入突起部の外周面上に円周全体にわたって形成される
。また、係合突起の断面形状は鋸歯状とされる。ここで
、係合突起の先端によって規定される挿入突起部の大径
部分の直径をＤとし、係合突起の始端によって規定され
る挿入突起部の小径部分の直径をｄとし、係合突起の始
端から先端に至るまでの挿入突起部の軸線方向の長さを
宛とする。そして、この実施例では、接続に伴う作業性
をより良く向上させかつ接続のより十分な固定を実現す
るために、Ｄ、ｄおよび艶の間のｊ法関係が、 ０．００５≦（Ｄ−ｄ　）／Ｄ≦０．１（Ｄ−ｄ　）　
／２　Ｑ≦０．０３ と・なるように、係合突起の形状が選ばれる。なお、（
Ｄ−ｄ　）／Ｄ＜０．００５であるならば、第１の部材
と第２の部材との接続の固定が不十分または不安定とな
る。（Ｄ−ｄ　）／Ｄ＞０．１であるならば、挿入突起
部の受入開口部内への挿入が困難となる。また、＜Ｄ−
ｄ）、／２見＞０．０３であるならば、挿入突起部の挿
入が固くなり、その挿入に際して必要とされる力がかな
り大きなものとなる。

この発明に用いられる熱弾性型マルテンサイト合金は、
超弾性挙動をテするような組成でな【ブればならない。

その−例は、Ｎｉが５０〜６０重倦％、残部がＴｉより
なる組成である。また、他の例どしては１．Ｆ記組成の
うちＮ１もしくはＴ１の一部を、’１０Ｗｆｆｉ９６以
内の範囲でＦｅ　、Ｃｏ　、Ｖ。

Ｚｒ、Ｃ＋＋、、Ａｌｌを含む群から選ばれた少なくと
も１種以上の元素で置換した組成である。

また、より実用的な見地から考察すれば、熱弾性型マル
テンサイト合金は、その変態温度が一５０℃〜＋１０℃
の範囲内のものであるのが好ましい。

発明の効果 以上のようにこの発明によれば、第１の部材の挿入突起
部を第２の部材の受入開口部内の所定の位置まで挿入す
るだけで第１の部材と第２の部材との接続を実現するこ
とができ、かつその接続を固定することができるので、
その接続作業が非常に簡単なものとなる。また、この接
続構造を実現するための構成としてたとえばねじ切り加
工を必要とせず、あるいはたとえば溶接のように接続に
際して材料に高熱を与えるということがないので、特定
の材料に限定されずにいかなる材料にもこの発明に従っ
た接続構造を適用することが可能となる。さらに、熱伸
８型マルテンサイト合金の超弾性挙動を利用して第１の
部材と第２の部材との接続を固定するものであるので、
振動に対してその接続が緩むということがなく接続の信
頼性が向上する。

及７３１Ｎ１ 第１図ないし第４図を参照して、第１の部材である銅棒
１の先端に、挿入突起部２を溶接によって取付けた。こ
の挿入突起部２）、ｌＬ、　Ｎｉ　５５．５重Ｕ％、Ｔ
ｉ４４．５重ｎ％の組成で超弾性挙動を呈するＮｉ７ｉ
合金（変態温度は一１０℃）から作られ、全体として円
柱形状をなすものであった。また、断面形状が鋸歯状で
ある保合突起３が、挿入突起部２の外周面上に円周全体
にわたって形成されている。

一方、第２の部材である銅棒４の先端には、受入開口部
５が溶接によつｒＴＢ、付けられた。この受入開口部５
は、挿入突起部２と同一のＮｉＴｉ合金から作られ、同
口内面上には係合突起３と対応した形状となっている鋸
歯状の突起受部６が形成されている。

そしで、第４図に示すように、室温にて第１の部材１の
挿入突起部２を第２の部材４の受入開口部５内の所定の
位置まで強制的に挿入すると、係合突起３と突起受部６
とが係合し、こうして第１の部材１と第２の部材４とは
ぴったりと結合接続され、電気的にも接続された。

実施例２ 第５図を参照して、超弾性挙動を呈するＮ＋５５．７重
量％、Ｔｉ　４４．３重量％のＮｌ’ｒｉ合金（ｆｆｌ
ｆｔｌｌｆｊ［は−３０℃）からなる２本のパイプ１お
よび４を用意した。ここで、パイプ１が第１の部材であ
り、パイプ４が第２の部材である。第１の部材１の先端
には、挿入突起部２が形成加工された。一方、第２の部
材４の先端には、挿入突起部２と対応した形状を有する
受入間口部５が形成加工された。この２本のパイプ１お
よび４を突き合わせて強く嵌め合わせたところ、図示さ
れるように、それらはぴったりと結合接続された。また
、パイプ内部に水を流したが、その水の漏れはなかった
。

実施例３ 第６図を参照して、厚さｉＱｌｌｌｍのＳｉ８Ｎ４板４
ａと厚さ２０１のスチール板４ｂとを準備した。

この２枚の板４ａおよび４ｂが第２の部材を構成する。

さらに、超弾性挙動を呈するＮｉ　５５．５重量％、Ｔ
ｉ　４４．５重量％のＮｉ　Ｔｉ合金（変態温度は一１
０℃）からなるビン１を用意した。

このビン１が第１の部材を構成する。ビン１は挿入突起
部２を有し、この挿入突起部２の外周面上には断面形状
が鋸歯状である係合突起３が円周全体にわたって形成さ
れている。ここで、係含突起３の先端によって規定され
る挿入突起部２の大径部分の直径をＤとし、係合突起３
の始端によって規定される挿入突起部の小径部分の直径
をｄとし、係合突起３の始端から先端に至るまでの挿入
突起部の軸線方向の長さを誌とすると、Ｄ−３，２１１
１１１１゜ｄ−３ｍｍおよびＱ、−１０ｍｍであった。

３枚の板４ａおよび４ｂには、それぞれ挿入突起部２を
受入れるための受入開口部５ａおよび５ｂが形成された
。Ｓｉ、Ｎ、板４ａに形成された受入開口部５ａは直径
３ｍｍの丸穴である。また、スチール板４ｂに形成され
た受入開口部５ｂには、挿入突起部２の係合突起３と対
応した形状を有する鋸歯状の突起受部６が形成された。

なお、ビン１の２番目の係合突起３の終端からビン１の
頭部１ａに至るまでの軸線方向の長さ哨は１Ｑｍｍであ
り、その部分の直径は３＋ａｍであった。

第１の部材であるビン１の挿入突起部２を２枚の板４ａ
および４ｂに形成された受入開口部５ａおよび５ｂ内へ
金槌で叩いて挿入したところ、８１６Ｎ、板４ａとスチ
ール板４ｂとはぴったりと接続した。

なお、Ｄ、ｄおよび見の寸法から、以下の関係式が得ら
れた。

（Ｄ−ｄ　）／Ｄ←０．０６ （Ｄ−ｄ　）　／２　ｆｌ＝ｔａｎ　α＝０．２／２０
＝０．０１ 実施例４ 第７図を参照して、厚さ５ｎ＋ｍの２枚のＳｉＣ板４Ｃ
および４ｄのそれぞれに直径５ＩＩ１ｍの丸穴５Ｃおよ
び５ｄをあけた。この２枚の板４Ｃおよび４ｄが第２の
部材を構成し、丸穴５Ｃおよび５ｄが受入間口部を構成
する。また、第１の部材を構成する頭部付ビン１を準備
した、このビン１は、Ｎ１５５重量％、００１重量％、
残部Ｔｉよりなる組成である。変態温度は一３５℃であ
る。また、ビン１の挿入突起部２には、断面形状が鋸歯
状である係合突起３が形成されている。寸法的には、［
１＝５．５ｆｆｉｌｌ、　ｄ　＝５＋ｎｍ、　ｎ　＝ｉ
　０ｍｍであった。

そして、ビン１の挿入突起部２を板４Ｃおよび４ｄに形
成された受入開口部５内へ木づちで叩き込んで挿入した
ところ、２枚の板４Ｃおよび４ｄはぴったりと固定され
た。

友１１足 第８図を参照し・て、２個の挿入突起部２ａおよび２ｂ
を有するビン状の第１の部材１を用意した。

挿入突起部２ａおよび２ｂには鋸歯状係合突起３が形成
されている。第１の部材１は、Ｎｌ　５５゜５重量％、
残部Ｔ＋よりなる組成の合金から作られた。

また、厚さ９０ｍ＋ｎの２枚の厚鋼板４ｅおよび４ｆを
用意し、その各板にそれぞれ挿入突起部２ａおよび２１
）に対応した形状を有する受入開口部５ｅおよび５ｔを
形成した。そして、挿入突起部２ａおよび２ｂをそれぞ
れ受入開口部５ｅおよび５ｒに挿入したところ、２枚の
厚鋼板４ｅおよび４ｆはぴったりと接続された。

実施例６ 実施例１と同様な挿入突起部２を複数個用意した。そし
て、第９図を参照して、それぞれの挿入突起部に形成さ
れた係合突起３の形状、すなわちＤ９ｄおよびｐ２の寸
法を変更してその接続の具合を調査した。

その結果、以下の表が得られたつ なお、表中、 Ａ＝　（Ｄ−ｄ　）　、／Ｄ を表わし、 Ｂ＝　（Ｄ−ｄ　＞　／２　ｆＬ＝ｔａｎ　ａを表わす
。

（却下余白〕 −ｊ−一 １０．０２　０，０１　挿入も容易で、結合もぴったり
とな された。

２　０．６６　０，００８　同　上 ３　０．０４’　０．Ｏｉ２　同　上 ４　０．０３　（１，０１同　上 ５　０．０３　、　０．１　挿入が固く、挿入作業が困
難だった。

６　０．００１　０，０１　固定が不安定になり−やす
いことが あった。

７　０．２　０．Ｏｉ　挿入が困難だった。

３　０．２　０．１　全く挿入することが、できなかっ
た。

表に示された結果から、 ０、’Ｏ０５≦　（Ｄ−ｄ）、’［）　≦　０　、　１
ｔａｎ　ａ　−（Ｄ−ｄ　＞　、’２　ｕ≦０．０３の
寸法関係が好適であることが立証された。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第４図は実施例１を説明プるのに用いられ
る図であり、第１図はその先端に挿入突起部を取付けた
第１の部材を示？１′斜視図、第２Ｆｌは第１図の第１
の部材の側面断面図、第３図けその先端に受入間口部を
取付１プた第２の部材を示づ側面断面図、第４図は第１
の部材の挿入突起部を第２の部材の受入間口部内の所定
の位置まで挿入したときの状態を示す側面断面図である
。第５図は実施例２を説明するのに用いられる図であり
、その先端に挿入突起部が形成されたパイプ状の第１の
部材と、その先端に受入間口部が形成されたパイプ状の
第２の部材との接続状態を示１側面断面図である。第６
図は実流例３を説明するのに用いられる図であり、ビン
状の第１の部材と板状の第２の部材との接続状態を示す
側面断面図である。 第７図ＬＪ実旋例４を説明するのに用いられる図であり
、ビン状の第１の部材と板状第２の部材との接続状態を
示す側面断面図である。第８図は＊前例５を説明ザるの
に用いられる図であり、（ａ）は２個の挿入突起部を有
するビン状の第１の部材と、各挿入突起部と係合する２
枚の板状の第２の部材を示す側面断面図、（ｂ）け（ａ
）に示された第１の部材と第２の部材との接続状態を示
す側面断面図である。第９図は、実煎例６を説明するの
に用いられる図であり、挿入突起部上に形成された係合
突起の形状を明らかにするための図である。 図において、１μ第１の部材、２は挿入突起部、３は係
合突起、４は第２の部材、５は受入開口部、６は突起受
部を示す。 （ばか２名）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）　第１の部材の挿入穴ｊ１部を第２の部材の受入
   開口部内の所定の位置まで挿入しｉ：とさ、前記挿入突
   起部または前記受入開口部のうちのいずれか一方に形成
   された係合突起といずれか他方に形成された突起受部と
   が係合し、それによって前記受入間口部内における前記
   挿入突起部の移動が禁止され、こうして前記第１の部材
   と前記第２の部材との接続が固定される接続構造であっ
   て、前記係合突起、前記挿入突起部および前記受入開口
   部の間の初期状態における相互の寸法関係は、前記係合
   突起の存在によって前記受入開口部内における前記挿入
   突起部の所定の位置までの挿入鉤作が妨げられるように
   、選ばれ、 前記挿入突起部または前記受入開口部のうちの少なくと
   も一方は、超弾性挙動を呈する熱弾性型マルテンサイト
   合金から作られており、したがつて前記挿入突起部を前
   記受入間口部内に強制的に挿入移動させれば前記寸法関
   係がくずれ、それによって前記挿入突起部は前記受入開
   口部内の所定の位置まで移動することが可能となり、前
   記挿入突起部が前記所定の位置に達して前記係合突起と
   前記突起受部とが係合したときには、前記係合突起、前
   記挿入突起部および前記受入開口部の間の寸法関係は前
   記初期状態に復帰し、それによって前記挿入突起部の挿
   入方向と逆方向への移動が禁止される、接続構造。 （２）　前記係合突起の形状は、以下の条件を満足する
   ように、すなわち■前記受入開口部内における前記挿入
   突起部の挿入方向への移動は比較的簡単になされ得るが
   、■前記係合突起と前記突起受部とが係合した状態では
   前記挿入突起部の前記挿入方向と逆方向への移動が非常
   に困難となるように、選ばれている、特許請求の範囲第
   １項記載の接続構造。 （３）　前記係合突起は、７の断面形状が少なくとも１
   つの鋸歯状となるようにされている、特許請求の範囲第
   ２項記載の接１！構造。 （４）　前記挿入突起部は全体として円柱形状をなし、 前記係合突起は前記挿入突起部の外周面上に円周全体に
   わたって形成され、かつその断面形状が鋸歯状であり、 前記係合突起の先端によって規定される前記挿入突起部
   の大径部分の直径をＤとし、前記係合突起の始端によっ
   て規定される前記挿入突起部の小径部分の直径をｄとし
   、前記係合突起の始端から先端に至るまでの前記挿入突
   起部の軸線方向の長さを琵とすると、 ０．００５≦（Ｄ−ｄ　）／Ｄ≦０．１（Ｄ−ｄ）／２
   Ｑ、≦０．０３ の関係が得られるように、前記係合突起の形状が選ばれ
   る、特許請求の範囲第１項または第２項記載の接続構造
   。 （５）　前記熱弾性型マルテンサイト合金は、Ｎ１が５
   ０〜６０重量％、残部がＴＩよりなる組成か、または前
   記Ｎ１もしくはＴ１の一部を、１０重量％以内の範囲内
   でＦｅ、Ｃｏ、Ｖ、Ｚｒ。 Ｃ１ｌ、ＡＱを含む群から選ばれた少なくとも１種以上
   の元素で置換した組成である、特許請求の範囲第１項な
   いし第４項のいずれかに記載の接続構造。 （６）　前記熱弾性型マルテンサイト合金の変態温度は
   、−５０℃〜＋１０℃の範囲内である、特許請求の範囲
   第１項ないし第５項のいずれかに記載の接続構造。