(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
相互に結合される板材の結合構造であって、
前記板材の一方に突出して設けられた突起部と、
前記板材の他方に設けられ前記突起部を内部に嵌合させる溝部と、を備え、
前記突起部は、
前記板材の一方から突出する本体部と、
前記本体部の突出方向に対する交差方向の少なくとも一側に設けられ、前記交差方向の内側に向けて弾性変形可能な弾性片と、
前記弾性片から前記交差方向の外側に膨出し、前記嵌合時において前記溝部の前記交差方向の内側面に沿って塑性変形し前記内側面に係合する係合部と、を備え、
前記弾性片は、前記突出方向の一端が前記本体部と一体に設けられ他端が前記本体部の基端部に向かって伸びる片持ち状であり、前記本体部との間に形成された隙間の範囲で弾性変形可能である、
結合構造。
【請求項２】
請求項１記載の結合構造であって、
前記係合部は、前記突出方向での前記本体部の基端部に向かって漸次前記交差方向の外側に膨出する、
結合構造。
【請求項３】
請求項１又は２記載の結合構造であって、
前記係合部は、前記弾性片と同一材質であり、前記突起部が前記溝部に嵌合していない自由状態において、前記突起部の前記交差方向の寸法を対応する前記溝部の前記交差方向の寸法よりも大きくし、
前記係合部による前記突起部と前記溝部の寸法の差は、前記弾性片の弾性変形量よりも大きい、
結合構造。
【請求項４】
請求項１〜３の何れか一項に記載の結合構造であって、
前記弾性片は、前記本体部の前記交差方向の両側にそれぞれ設けられ、
前記係合部は、前記両側の弾性片にそれぞれ設けられる、
結合構造。
【請求項５】
請求項１〜４の何れか一項に記載の結合構造であって、
前記交差方向で対向する前記溝部の前記内側面は相互に平行である、
結合構造。
【請求項６】
相互に結合される複数の板材間を、請求項１〜５の何れか一項に記載の結合構造によって結合した組立体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、板材の結合構造並びにこれを用いた組立体に関する。
【背景技術】
【０００２】
立体パズル、模型、装飾品等の組立体には、複数の板材を結合して構成されるものがある。このような立体パズル等の組立体では、容易に組立てができ且つ組立状態を維持できる板材間の結合構造が要求される。かかる結合構造としては、例えば特許文献１に記載のものがある。
【０００３】
特許文献１の結合構造は、各板材の辺縁に沿って設けられた複数の凸状の連結片と、連結片間にそれぞれ設けられた連結溝とを備えている。連結片は、辺縁に対して円弧状に突出し、隣接する連結片間には、基端部が最も広くなるように連結溝が区画される。
【０００４】
板材を結合する際は、板材の一方の連結片の基端部を板材の他方の連結溝の基端部に嵌合する。これにより、板材を容易に組み立てることができ、且つ板材の組立状態を維持できる。
【０００５】
しかし、かかる結合構造では、連結片が連結溝と嵌合する際に撓む必要があり、適用可能な材質に制限があった点である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第６４４００４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明が解決しようとする問題点は、容易に組立てができ且つ組立状態を維持できる結合構造の適用可能な材質に制限があった点である。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、容易に組立てができ且つ組立状態を維持できながら種々の材質に適用可能とするために、相互に結合される板材の結合構造であって、前記板材の一方に突出して設けられた突起部と、前記板材の他方に設けられ前記突起部を内部に嵌合させる溝部と、を備え、前記突起部は、前記板材の一方から突出する本体部と、前記本体部の突出方向に対する交差方向の少なくとも一側に設けられ、前記交差方向の内側に向けて弾性変形可能な弾性片と、前記弾性片から前記交差方向の外側に膨出し、前記嵌合時において前記溝部の前記交差方向の内側面に沿って塑性変形し前記内側面に係合する係合部と、を備え、前記弾性片は、前記突出方向の一端が前記本体部と一体に設けられ他端が前記本体部の基端部に向かって伸びる片持ち状であり、前記本体部との間に形成された隙間の範囲で弾性変形可能である、結合構造を最も主な特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の板材の結合構造によれば、容易に組立てができ且つ組立状態を維持できながら種々の材質に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、本発明の実施例１に係る板材の結合構造を採用した組立体を示す斜視図である。
【図２】図２は、図１の組立体に用いられている板材の結合構造を示す要部斜視図である。
【図３】図３は、図２の結合構造の分解斜視図である。
【図４】図４（Ａ）は、図２の結合構造に用いられている板材の一方の要部平面図、図４（Ｂ）は、図４（Ａ）の要部拡大平面図である。である。
【図５】図５は、図２の結合構造に用いられている板材の他方の要部平面図である。
【図６】図６は、図２の結合構造の突起部と溝部の嵌合直前状態を示す正面図である。
【図７】図７は、本発明の実施例２に係る結合構造に用いられている板材の一方の要部拡大平面図である。
【図８】図８は、本発明の実施例３に係る結合構造に用いられている板材の一方の要部拡大平面図である。
【図９】図９は、本発明の実施例４に係る結合構造に用いられている板材の一方の要部拡大平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
容易に組立てができ且つ組立状態を維持できながら種々の材質に適用可能とするという目的を、突起部とこの突起部を内部に嵌合させる溝部とにより実現した。
【００１２】
突起部は、板材の一方に突出して設けられ、溝部は、板材の他方に設けられ突起部を内部に嵌合させる。突起部は、板材の一方から突出する本体部と、本体部の突出方向に対する交差方向の少なくとも一側に設けられ、交差方向の内側に向けて弾性変形可能な弾性片と、弾性片から交差方向の外側に膨出し、嵌合時において溝部の交差方向の内側面に沿って塑性変形して内側面に係合する係合部と、を備える。
【００１３】
係合部は、突出方向での本体部の基端部に向かって漸次交差方向の外側に膨出してもよい。
【００１４】
係合部の材質は、弾性片の材質と同一或いは別であってもよい。係合部の材質を弾性片と同一にする場合、係合部は、突起部が溝部に嵌合していない自由状態において、突起部の交差方向の寸法を対応する溝部の交差方向の寸法よりも大きくし、係合部による突起部と溝部の寸法の差は、弾性片の弾性変形量よりも大きい構成としても良い。また、係合部は、弾性片よりも塑性変形しやすい材質とすることも可能である。
【００１５】
弾性片は、本体部の交差方向の両側にそれぞれ設けられ、係合部は、両側の弾性片にそれぞれ設けられる構成としても良い。ただし、係合部は、両側に設けられた弾性片の一方にのみ形成しても良い。
【００１６】
弾性片は、突出方向の一端が本体部と一体に設けられ他端が本体部の基端部に向かって伸びる片持ち状であり、本体部との間に形成された隙間の範囲で弾性変形可能である構成としても良い。また、弾性片は、突出方向の両端が本体部に一体に設けられ、本体部との間に隙間を有する構成としても良い。
【００１７】
交差方向で対向する溝部の内側面は、突出方向で相互に平行としてもよい。
【００１８】
かかる結合構造を採用した組立体は、複数の板材間を結合構造によって結合される。
【実施例１】
【００１９】
［組立体］
図１は、本発明の実施例１に係る板材の結合構造を採用した組立体を示す斜視図である。
【００２０】
図１〜図５のように、組立体１は、立体パズル、模型、装飾品等であり、複数の板材３の相互間を結合して構成されている。立体パズル、模型、装飾品等としては、例えば動物、建物、乗物等の各種の形態を有することができる。ただし、本実施例の組立体１は、理解容易のために立方体となっている。
【００２１】
組立体１を構成する板材３は、木、竹、紙等からなる平板である。この板材３は、板状の母材（図示せず）からレーザーカットにより切り出される。なお、板材３の材質は、樹脂や金属等とすることも可能である。また、板材３の切り出しは、プレス成形やインジェクション成形等によって行っても良い。このように、板材３の材質は、種々のものであってよく、板材３の成形も、材質に応じて種々のものを採用可能である。
【００２２】
かかる板材３の結合には、結合構造５が用いられている。
【００２３】
［結合構造］
図２は、図１の組立体に用いられている板材の結合構造を示す要部斜視図、図３は、図２の結合構造の分解斜視図、図４は、図２の結合構造に用いられている板材の一方の要部平面図、図５は、図２の結合構造に用いられている板材の他方の要部平面図である。
【００２４】
結合構造５は、突起部７と溝部９とで構成されている。
【００２５】
突起部７は、相互に結合される板材３の一方に突出して設けられている。本実施例において、複数の突起部７が板材３の縁部３ｃに沿って等間隔で配置されている。なお、突起部７の個数は任意である。
【００２６】
本実施例の突起部７は、板材３と一体に母材から切り出されて形成されている。これにより、突起部７は、板材３の縁部３ｃから平面方向に沿って突出している。なお、平面方向とは、突起部７が設けられている板材３が構成する組立体１の面に沿った方向をいう。また、突起部７は、板材３とは別体に形成した後、板材３に固着する構成としても良い。突起部７の突出量は、板材３の板厚と同一になっている。
【００２７】
各突起部７は、本体部１３と、弾性片１５と、係合部１７とを備えている。
【００２８】
本体部１３は、板材３の一方から突出する突起部７の部分である。本実施例において、本体部１３は、板材３の縁部３ｃから平面方向に突出した柱状に形成されている。この本体部１３は、突出方向の基端部１９よりも中間部２１が幅方向に小さく形成されている。これにより、本体部１３は、平面視において、幅方向に凹状の段部２３を有する段付き状に形成されている。
【００２９】
本体部１３の基端部１９は、突出方向において板材３と隣接すると共に所定範囲を占める部分である。本体部１３の中間部２１は、突出方向において板材３に対する反対側で基端部１９に隣接すると共に所定範囲を占める部分である。
【００３０】
なお、本体部１３の平面視における形状は特に限定されるものではない。また、突出方向とは、本体部１３が突出する方向であり、幅方向とは、突出方向に対する交差方向をいう。
【００３１】
本体部１３の表面１３ａは、それぞれ板材３の表面３ａに面一になっている。ただし、本体部１３の表面１３ａは、板材３の表面に対して段付き状に形成することも可能である。この本体部１３には、弾性片１５が設けられている。
【００３２】
弾性片１５は、本体部１３の幅方向の少なくとも一側に設けられ、幅方向の内側に向けて弾性変形可能に構成されている。本実施例の弾性片１５は、本体部１３の幅方向の両側にそれぞれ設けられている。各弾性片１５は、突出方向の一端１５ａが本体部１３と一体に設けられ、他端１５ｂが本体部１３の基端部１９に向かって伸びる片持ち状である。
【００３３】
本実施例において、弾性片１５の一端１５ａは、本体部１３の先端部２５と一体に構成されている。これにより、本体部１３の先端部２５の幅方向の寸法が、本体部１３の基端部１９の幅方向の寸法と同一になっている。なお、弾性片１５の一端１５ａは、本体部１３の先端部２５に対する中間部２１よりの位置に一体に構成しても良い。
【００３４】
本実施例の弾性片１５は、本体部１３の基端部１９に向けて漸次幅方向の外側に膨出する。具体的には、弾性片１５が本体部１３の基端部１９に向けて全体として漸次幅方向の外側に膨出するように傾斜している。この傾斜により、弾性片１５は、幅方向の内側で本体部１３との間に隙間２７を有する。かかる隙間２７の範囲で、弾性片１５は弾性変形可能となっている。弾性片１５には、係合部１７がそれぞれ設けられている。
【００３５】
係合部１７は、両側の弾性片１５からそれぞれ幅方向の外側に膨出している。これら係合部１７は、突起部７と溝部９との嵌合時において、溝部９の幅方向の内側面９ａ，９ｂに沿って塑性変形し当該内側面９ａ，９ｂに係合する。本実施例の係合部１７は、本体部１３の先端部２５及び基端部１９に対して幅方向に膨出する弾性片１５の一部によって構成されている。従って、係合部１７は、弾性片１５と同一材質である。また、係合部１７は、弾性片１５に応じ、本体部１３の基端部１９に向けて漸次幅方向の外側に膨出する。
【００３６】
この係合部１７は、突起部７が溝部９に嵌合していない自由状態において、突起部７の幅方向の寸法を対応する溝部９の幅方向の寸法よりも大きくしている。溝部９の幅方向の寸法は、本体部１３の先端部２５及び基端部１９の幅方向の寸法と同一であるか僅かに大きい。また、弾性片１５の幅方向への膨出量は、隙間２７の幅方向の寸法よりも大きくなっている。
【００３７】
つまり、係合部１７による突起部７と溝部９の寸法の差は、弾性片１５の弾性変形量よりも大きい。このため、隙間２７の大きさと係合部１７の膨出量の設定により、係合部１７の塑性変形量を設定することができる。
【００３８】
溝部９は、相互に結合される板材３の他方に設けられ突起部７を内部に嵌合させる。本実施例において、複数の溝部９が板材３の縁部３ｃに沿って突起部７に対応して配置されている。なお、溝部９の個数は、突起部７に応じて適宜設定される。また、溝部９の位置は、板材３の縁部３ｃ以外でもよい。板材３の中央部等に溝部９を設ける場合は、板材３を板厚方向に貫通する穴状に溝部９を形成すればよい。
【００３９】
各溝部９は、板材３が母材から切り出される際に形成される。溝部９は、平面方向に沿って凹状に形成されている。また、溝部９は、板材３の板厚方向で両表面３ａ上に開口する。従って、溝部９には、平面方向及び板厚方向の双方において、突起部７を嵌合させることが可能となっている。
【００４０】
溝部９の平面視における凹形状の深さは、突起部７に応じて板厚と同一になっている。これにより、溝部９の突起部７への嵌合は、平面方向及び板厚方向の双方において、溝部９内で行わせることができる。
【００４１】
溝部９の幅方向で対向する内側面９ａ，９ｂは、溝部９の凹形状の深さ方向において相互に平行である。従って、溝部９は、凹形状の開口部９ｃから底面９ｄに至るまで幅方向の寸法が同一となっている。なお、溝部９の内側面９ａ，９ｂは、相互に並行でなくても良い。例えば、溝部９の内側面９ａ，９ｂは、溝部９の底面９ｄから開口部９ｃに向けて漸次幅方向の寸法を大きくするように傾斜しても良い。
【００４２】
［組付け］
図６は、図２の結合構造の突起部と溝部の嵌合直前状態を示す正面図である。
【００４３】
本実施例の組立体１は、工具や接着剤等を用いずに、板材３の相互間を結合構造５によって結合することで組み立てられる。すなわち、結合構造５による結合は、板材３の一方の突起部７が板材３の他方の溝部９内に収容され嵌合することで行われる。
【００４４】
この嵌合の際には、まず突起部７の本体部１３の先端部２５を溝部９に対して板厚方向で押し当てる。この状態で、突起部７を突出方向で前進させるようにして溝部９内へ進入させる。溝部９内への突起部７の進入は、板材３の他方の板厚方向又は平面方向で行うことができる。本実施例では、板厚方向で突起部７が溝部９内へと進入する。
【００４５】
このとき、係合部１７が溝部９の幅方向の寸法よりも突起部７の幅方向の寸法を大きくなっているが、係合部１７の漸次膨出する形状によって円滑に進入を行わせることができる。
【００４６】
また、進入中は、溝部９のエッジ部９ｅが係合部１７に接触しつつ幅方向内側に押圧する。この押圧によって、弾性片１５の一端１５ａでは、係合部１７を塑性変形させる。弾性片１５の他端１５ｂでは、内側に隙間２７があるため、かかる押圧によってまず弾性片１５が段部２３内へ入り込むように幅方向の内側に弾性変形させる。次いで、隙間２７が弾性片１５の弾性変形によって無くなると、係合部１７が塑性変形する。
【００４７】
このとき、係合部１７とエッジ部９ｅとは、平面視において点接触であるため、接触面積が相対的に小さい。従って、エッジ部９ｅにより円滑に係合部１７を押圧して塑性変形させることができる。結果として、より円滑かつ容易に突起部７を溝部９内へと進入させることができる。
【００４８】
また、本実施例では、突起部７の幅方向の両側に弾性片１５及び係合部１７が設けられているため、突起部７の幅方向の両側で溝部９に対する嵌合時の抵抗を等しくする。従って、容易且つ安定して突起部７を溝部９内へと進入させることができる。
【００４９】
係合部１７の塑性変形は、係合部１７が幅方向に圧縮変形することで行われる。この圧縮変形に伴い、溝部９の内側面９ａ，９ｂと係合部１７との間が平面視における面接触となり、且つ徐々に溝部９の内側面９ａ，９ｂと係合部１７との接触面積が大きくなる。従って、突起部７の係合部１７の溝部９の内側面９ａ，９ｂに対する係合力が高められる。
【００５０】
突起部７の溝部９への進入が完了した嵌合状態では、溝部９の内側面９ａ，９ｂと係合部１７とを接触面積が増大した状態で係合させることができる。この係合は、溝部９又は突起部７に相対的に突起部７の引き抜き方向の力が作用しても維持される。
【００５１】
すなわち、突起部７に相対的に引き抜き方向の力が作用すると、弾性片１５が自身の復元力と溝部９の内側面９ａ，９ｂ及び係合部１７間の摩擦力とにより幅方向外側に開こうとする。この結果、溝部９の内側面９ａ，９ｂと係合部１７とがより強固に係合し、突起部７の溝部９からの引き抜きが防止さる。
【００５２】
このとき、本実施例では、突起部７の幅方向の両側に弾性片１５及び係合部１７が設けられているので、溝部９に対する嵌合状態の維持力を等しくできる。
【００５３】
［実施例１の効果］
以上説明したように、本実施例の結合構造５は、相互に結合される板材３の一方に突出して設けられた突起部７と、板材３の他方に設けられ突起部７を内部に嵌合させる溝部９とを備える。
【００５４】
従って、突起部７と溝部９の嵌合状態では、突起部７を溝部９の内部に位置させることができる。
【００５５】
そして、突起部７は、板材３の一方から突出する本体部１３と、本体部１３の突出方向に対する交差方向である幅方向の少なくとも一側に設けられ、幅方向の内側に向けて弾性変形可能な弾性片１５と、弾性片１５から幅方向の外側に膨出し、嵌合時において溝部９の幅方向の内側面９ａ，９ｂに沿って塑性変形し当該内側面９ａ，９ｂに係合する係合部１７と、を備える。
【００５６】
従って、係合部１７の塑性変形前の状態から突起部７を溝部９に容易に嵌合することができる。また、突起部７と溝部９との嵌合状態は、突起部７の係合部１７が溝部９の内側面９ａ，９ｂに沿って塑性変形した状態でその内側面９ａ，９ｂに係合するため、係合力を高めて維持される。さらに、突起部７に相対的な引き抜き方向の力が作用しても、突起部７の弾性片１５が幅方向に開こうとすることで、係合部１７を溝部９の内側面９ａ，９ｂに強固に係合させ、突起部７の溝部９からの引き抜きを防止する。
【００５７】
結果として、本実施例の板材３の結合構造５では、容易に板材３の組立てができ且つ板材３の組立状態を維持できる。また、結合構造５は、弾性片１５を弾性変形させ係合部１７を塑性変形させることが可能な材質であれば適用できるため、撓みやすいか否かにかかわらず種々の材質の板材に適用できる。
【００５８】
また、係合部１７は、突出方向での本体部１３の基端部１９に向かって漸次幅方向の外側に膨出する。このため、より容易に突起部７を溝部９に嵌合することができる。
【００５９】
係合部１７は、弾性片１５と同一材質であり、突起部７が溝部９に嵌合していない自由状態において、突起部７の幅方向の寸法を対応する溝部９の幅方向の寸法よりも大きくし、係合部１７による突起部７と溝部９の寸法の差は、弾性片１５の弾性変形量よりも大きい。
【００６０】
従って、弾性片１５と同一材質の係合部１７を容易に実現できる。
【００６１】
弾性片１５は、本体部１３の幅方向の両側にそれぞれ設けられ、係合部１７は、両側の弾性片１５にそれぞれ設けられる。
【００６２】
従って、突起部７の幅方向の両側において、溝部９に対する嵌合時の抵抗及び嵌合状態の維持力を等しくし、より容易に且つ安定して板材３の組立てができ且つ板材３の組立状態を維持できる。
【００６３】
弾性片１５は、突出方向の一端１５ａが本体部１３と一体に設けられ、他端１５ｂが本体部１３の基端部１９に向かって伸びる片持ち状であり、本体部１３との間に形成された隙間２７の範囲で弾性変形可能である。
【００６４】
従って、隙間２７の大きさと係合部１７の膨出量の設定により、係合部１７の塑性変形量並びにそれによる嵌合容易性及び嵌合維持力を容易に設定することができる。
【００６５】
また、幅方向で対向する溝部９の内側面９ａ，９ｂは相互に平行であるため、溝部９内に突起部７を突出方向で挿入することによって容易に嵌合させることができる。
【００６６】
また、本実施例の組立体１は、かかる結合構造５によって相互に結合される複数の板材３間が結合されたため、種々の材質で構成しながら組立状態が確実に維持できる。
【実施例２】
【００６７】
図７は、本発明の実施例２に係る結合構造に用いられている板材の一方の要部平面図である。なお、実施例２の基本構成は、上記実施例１と共通するため、実施例２の実施例１と対応する構成を同符号で示し重複した説明を省略する。
【００６８】
本実施例の結合構造５では、突起部７の係合部１７の形状が実施例１に対して変更されている。
【００６９】
すなわち、突起部７は、弾性片１５の幅方向外側面１５ｃが突出方向に沿って平坦に構成されている。この弾性片１５の外側面１５ｃに、係合部１７が突設されている。本実施例の係合部１７は、平面視において三角形状を有している。ただし、係合部１７は、扇形等の他の径状態であっても良い。また、係合部１７の数は、変更することも可能である。
【００７０】
かかる実施例においても、実施例１と同様の作用効果を奏することができる。
【実施例３】
【００７１】
図８は、本発明の実施例３に係る結合構造に用いられている板材の一方の要部平面図である。なお、実施例３の基本構成は、上記実施例１と共通するため、実施例３の実施例１と対応する構成を同符号で示し重複した説明を省略する。
【００７２】
本実施例の結合構造５では、突起部７の弾性片１５が両持ち状に形成されている。すなわち、弾性片１５の他端１５ｂを本体部１３と一体に構成している。
【００７３】
このように構成した本実施例でも、実施例１と同様の作用効果を奏することができる。
【実施例４】
【００７４】
図９は、本発明の実施例４に係る結合構造に用いられている板材の一方の要部平面図である。なお、実施例４の基本構成は、上記実施例１と共通するため、実施例４の実施例１と対応する構成を同符号で示し重複した説明を省略する。
【００７５】
本実施例の結合構造５では、突起部７の弾性片１５を本体部１３の幅方向の一側にのみ設けている。これに応じて、本実施例の弾性片１５は、隙間２７及び係合部１７の膨出量が実施例１と比較して大きく設定されている。
【００７６】
このように構成した本実施例でも、実施例１と同様の作用効果を奏することができる。
【符号の説明】
【００７７】
１  組立体
３  板材
５  結合構造
７  突起部
９  溝部
９ａ，９ｂ  内側面
１３  本体部
１５  弾性片
１５ａ  一端
１５ｂ  他端
１７  係合部
１９  基端部
【要約】
【課題】容易に組立てができ且つ組立状態を維持できると共に種々の材質に適用可能な板材の結合構造を提供する。
【解決手段】相互に結合される板材３の一方に突出して設けられた突起部７と、板材３の他方に設けられ突起部７を内部に嵌合させる溝部９とを備え、突起部７は、板材３の一方から突出する本体部１３と、本体部１３の突出方向に対する交差方向である幅方向の少なくとも一側に設けられ、幅方向の内側に向けて弾性変形可能な弾性片１５と、弾性片１５から幅方向の外側に膨出し、嵌合時において溝部９の幅方向の内側面９ａ，９ｂに沿って塑性変形し内側面９ａ，９ｂに係合する係合部１７と、を備える。
【選択図】図３【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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