JP2009204061A - Plate material fastening structure - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は板材締結構造に関する。 The present invention relates to a plate material fastening structure.
従来から、穴の空いた複数の板材などの被締結物に継手を挿入し、フランジを備えた継手を座屈変形させることで、被締結物の両面から締結する板材締結構造が存在する(例えば、特許文献1、2参照)。 Conventionally, there is a plate material fastening structure in which a joint is inserted into a fastened object such as a plurality of plate materials with holes, and a joint provided with a flange is buckled and deformed, and fastened from both sides of the fastened object (for example, Patent Documents 1 and 2).
この方法ではボルト・ナットによる締結と異なり、被締結物を継手で挟んで締結させるため、FRP等の樹脂製被締結物に対して継手を使用すると、被締結物がへたり・クリープなどの塑性変形を引き起こす虞がある。このためFRP等の被締結物に対しての使用は荷重のかからない部位に限定され、高い荷重のかかる部位には使用が制限される。 In this method, unlike bolts and nuts, the object to be fastened is fastened with a joint. When the joint is used against a resin fastened object such as FRP, the object to be fastened becomes plastic such as sag and creep. There is a risk of causing deformation. For this reason, the use with respect to fastened objects, such as FRP, is limited to the site | part which does not apply a load, and use is restrict | limited to the site | part to which a high load is applied.
また被締結物の穴径や板厚に応じて継手のサイズを専用のものに変更する必要があり、コスト・工数が嵩むという問題がある。
本発明は上記事実を考慮し、穴径や板厚に影響されず、被締結物が変形しにくい板材締結構造を提供することを目的とする。 The present invention has been made in consideration of the above facts, and an object thereof is to provide a plate material fastening structure that is not affected by the hole diameter or the plate thickness and is difficult to be fastened.
請求項1に記載の本発明における板材締結構造は、互いに重ね合わされ、厚み方向に貫通する貫通口がそれぞれ重なる箇所に設けられた複数の板材を締結する板材締結構造であって、前記貫通口を通過しない大きさの第1のフランジ部と、弾性変形可能な素材で前記第1のフランジ部から突設され、前記貫通口に挿入可能な太さの中空構造で、前記複数の板材の厚みの合計よりも長い棒形状のボデー部と、前記第1のフランジ部に設けられた開口部から前記ボデー部内まで延設され、前記開口部から前記ボデー部内に注入した流体の逆流を防止するバルブ部と、を備えた継手の、前記ボデー部が前記貫通口に挿入され、前記複数の板材の挿入方向奥側に突出した前記ボデー部の先端が、前記開口部より前記バルブ部を経由して前記ボデー部に注入された流体により膨張することで、第2のフランジ部を形成し、前記第1のフランジ部と前記第2のフランジ部とで前記複数の板材を締結することを特徴とする。 The plate material fastening structure of the present invention according to claim 1 is a plate material fastening structure that fastens a plurality of plate materials that are overlapped with each other and that are provided at positions where through holes that penetrate in the thickness direction overlap each other. A first flange portion that does not pass through and a hollow structure that protrudes from the first flange portion with an elastically deformable material and can be inserted into the through-hole, and has a thickness of the plurality of plate members. A rod-shaped body portion that is longer than the total, and a valve portion that extends from the opening provided in the first flange portion to the inside of the body portion and prevents backflow of fluid injected from the opening into the body portion The body portion of the joint comprising: the body portion is inserted into the through-hole, and the tip of the body portion that protrudes to the back side in the insertion direction of the plurality of plate members is connected to the opening portion through the valve portion. Body part By expanding the incoming fluid, the second flange portion is formed, characterized in that for fastening the plurality of plate members between said first flange portion and the second flange portion.
上記構成によれば、弾性のある継手のボデー部を貫通口に挿入後、開口部からバルブ部を経由してボデー部に注入された流体により、ボデー部の先端が膨張して第2のフランジ部を形成し、貫通方向手前側の第1のフランジ部とで板材を締結することで、締結部分への応力集中を防ぎ過大な締め付けを回避しながら、板材の穴径や板厚に拘わらず締結させることができる。 According to the above configuration, after the body portion of the elastic joint is inserted into the through hole, the tip of the body portion expands due to the fluid injected from the opening portion into the body portion via the valve portion, and the second flange. Forming the part and fastening the plate with the first flange on the near side in the penetrating direction, preventing stress concentration on the fastening part and avoiding excessive tightening, regardless of the hole diameter or thickness of the plate Can be fastened.
請求項2に記載の本発明における板材締結構造は、互いに重ね合わされ、厚み方向に貫通する貫通口がそれぞれ重なる箇所に設けられた複数の板材を締結する板材締結構造であって、弾性変形可能な素材で形成され、前記貫通口に挿入可能な太さの中空構造で、前記複数の板材の厚みの合計よりも長い棒形状のボデー部と、前記ボデー部の長さ方向の一端に設けられた開口部から延設され、前記開口部から前記ボデー部内に注入した流体の逆流を防止するバルブ部と、を備えた継手の前記ボデー部が前記貫通口に挿入され、前記複数の板材の挿入方向手前側と奥側とに突出した前記ボデー部の両端が、それぞれ前記開口部より前記バルブ部を経由して前記ボデー部に注入された流体により膨張することで、挿入方向手前側に第1のフランジ部を、挿入方向奥側に第2のフランジ部を形成し、前記第1のフランジ部と前記第2のフランジ部とで前記複数の板材を締結することを特徴とする。 The plate material fastening structure of the present invention according to claim 2 is a plate material fastening structure for fastening a plurality of plate materials that are overlapped with each other and are provided at locations where through-holes that penetrate in the thickness direction overlap each other, and are elastically deformable. A hollow structure that is formed of a material and has a thickness that can be inserted into the through hole, and is provided at a rod-shaped body portion that is longer than the total thickness of the plurality of plate members, and at one end in the length direction of the body portion. A valve portion extending from the opening and preventing reverse flow of fluid injected into the body from the opening, and the body portion of the joint is inserted into the through-hole, and the insertion direction of the plurality of plate members Both ends of the body portion protruding to the near side and the far side are expanded by the fluid injected into the body portion through the valve portion from the opening, respectively, so that the first side in the insertion direction is the first side. Flange part , The second flange portion is formed in the insertion direction rear side, characterized by fastening a plurality of plate members between said first flange portion and the second flange portion.
上記構成によれば、弾性のある継手のボデー部を貫通口に挿入後、開口部からバルブ部を経由してボデー部に注入された流体により、ボデー部の手前側端と先端とが膨張して第1および第2のフランジ部を形成し、貫通方向両側から板材を締結することで、締結部分への応力集中を防ぎ過大な締め付けを回避しながら、板材の穴径や板厚に拘わらず締結させることができる。 According to the above configuration, after inserting the body portion of the elastic joint into the through-hole, the front side end and the tip end of the body portion expand due to the fluid injected from the opening through the valve portion into the body portion. The first and second flanges are formed and the plate material is fastened from both sides of the penetrating direction, preventing stress concentration on the fastening portion and avoiding excessive tightening, regardless of the hole diameter or thickness of the plate material. Can be fastened.
請求項3に記載の本発明における板材締結構造は、請求項1または請求項2に記載の構成において、前記流体が空気であることを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, there is provided the plate material fastening structure according to the first or second aspect, wherein the fluid is air.
上記構成によれば、弾性のある継手のボデー部に流体として空気を注入し、板材を締結する構成とすることで、専用の工具を必要とせず汎用の空気入れで作業を行うことができる。 According to the above configuration, air can be injected into the body portion of the elastic joint as a fluid and the plate material can be fastened, so that a general tool can be used without a dedicated tool.
請求項4に記載の本発明における板材締結構造は、請求項1または請求項2に記載の構成において、前記流体が硬化剤であることを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the plate material fastening structure according to the first or second aspect, wherein the fluid is a curing agent.
上記構成によれば、弾性のある継手のボデー部に流体として接着剤などの硬化剤を注入し、板材を締結する構成とすることで、硬化剤で硬化したボデー部とフランジ部で荷重を支え、締結強度を向上させることができる。 According to the above configuration, the load is supported by the body portion and the flange portion cured with the curing agent by injecting a curing agent such as an adhesive as a fluid into the body portion of the elastic joint and fastening the plate material. The fastening strength can be improved.
本発明に係る板材締結構造は上記構成としたので、穴径や板厚に影響されず、被締結物が変形しにくいという優れた効果が得られる。 Since the board | plate material fastening structure which concerns on this invention was set as the said structure, it is not influenced by a hole diameter or board thickness, and the outstanding effect that a to-be-fastened thing cannot change easily is acquired.
<構造の概要>
本発明に係る板材締結構造の実施形態を図1〜図4に従って説明する。
<Outline of structure>
An embodiment of a plate material fastening structure according to the present invention will be described with reference to FIGS.
なお、各図において、図中矢印FRは車体前部方向を、矢印REは車体後方方向を、矢印UPは車体上方方向を、矢印INは内側を、矢印OUTは外側を示す。 In each figure, the arrow FR indicates the front direction of the vehicle body, the arrow RE indicates the rear direction of the vehicle body, the arrow UP indicates the upward direction of the vehicle body, the arrow IN indicates the inner side, and the arrow OUT indicates the outer side.
図1には、本発明が適用された第1実施形態に係る板材締結構造を備えた車体フレーム10が示されている。
FIG. 1 shows a
すなわち車体上下方向に延設されたFRP製のセンターピラー30に、車体幅方向に設けられた同じくFRP製のアンダーリンフォース32が締結部分11で接合され、車体フレーム10を構成している。このとき、閉断面で中空の略角パイプ構造をしたセンターピラー30の車体幅方向内側面に対して、アンダーリンフォース32の車体幅方向端部が車体上下方向に立ち上がり、両者に設けられた貫通口を継手で締結することで締結部分11を構成している。
In other words, the
図2には、図1に示す締結構造のA−A断面が示されている。 FIG. 2 shows an AA cross section of the fastening structure shown in FIG.
図2に示すように、センターピラー30とアンダーリンフォース32との締結部分11において、略角パイプ形状をしたセンターピラー30の車体幅方向内側部分の板材30Bに設けられた貫通口30Aと、センターピラー30の車体幅方向内側面に沿うように車体上下方向に立ち上がったアンダーリンフォース32の板材32Bに設けられた貫通口32Aとを、継手12で締結している。
As shown in FIG. 2, in the
継手12は、ゴムのような弾性部材で形成され、車体幅方向内側からアンダーリンフォース32(板材32B)を支持する第1のフランジ14と、アンダーリンフォース32側から貫通口32A、30Aを貫通するように挿入されたボデー部16と、センターピラー30の内部でボデー部16が拡張し、内部からセンターピラー30の板材30Bを支持する第2のフランジ18と、で構成されている。
The
図3(A)、図3(B)には、図2に示す締結構造に用いられる継手の構造および締結の工程が示されている。 FIGS. 3A and 3B show the structure of a joint used in the fastening structure shown in FIG. 2 and the fastening process.
図3(A)に示すように、継手12のボデー部16は、センターピラー30に設けられた貫通口30Aと、アンダーリンフォース32に設けられた貫通口32Aとを貫通するように、アンダーリンフォース32側(車体幅方向内側)から挿入される。
As shown in FIG. 3 (A), the
第1のフランジ14がアンダーリンフォース32の板材32Bに車体幅方向内側から当接するまでボデー部16が貫通口32A、30Aに挿入された状態で、開口部20より空気、接着剤などの流体が注入される。
In the state where the
図3(B)に示すように、注入された流体50はバルブ部22を経由してボデー部16内に充填される。ボデー部16をも含めた継手12は弾性素材で形成されており、注入された流体50は継手12の内部より矢印52のように継手12を加圧する。
As shown in FIG. 3B, the injected
内部からの圧力により膨張する継手12は、貫通口32A、30Aへの挿入部分においてはボデー部16が拡大して貫通口32A、30Aの内壁に圧接し、貫通口30Aより板材30Bの内部に突出したボデー部16の先端部分は更に拡大して第2のフランジ18を形成する。
In the
継手12は第1のフランジ14と第2のフランジ18とで、車体幅方向両側から板材32B、30Bを保持し、また第1のフランジ14、第2のフランジ18ともに矢印52に示す内部からの圧力で膨張するため、車体幅方向両側から板材32B、30Bを加圧し、締結する。
The
バルブ部22はボデー部16と同じ弾性を持つ素材で形成されたチューブ形状の部材であり、図3(A)に示すようにフランジ14の裏面からボデー部16の途中まで延設されている。
The
バルブ部22は流体50がボデー部16内に外部から注入される際には抵抗とならず、且つボデー部16内部の圧力が高くなれば径方向に潰れるので、ボデー部16内部から外部への流体50の流出を阻止する。これにより、一旦注入された流体50はボデー部16内部に留まり、継手12を内部から加圧し続けることになり、膨張・拡大した第1のフランジ14および第2のフランジ18の形状が維持される。
The
<作用効果>
次に本発明の第1実施形態の作用および効果について説明する。
<Effect>
Next, the operation and effect of the first embodiment of the present invention will be described.
図2および図3(B)に示すように、継手12は締結される板材30B、32Bを一方向から締結することができる。すなわち、中空パイプ形状のセンターピラー30のように工具が入らない箇所であっても、予め受けナット等を設けずに、外側(この場合は車体幅方向内側)から開口部20に流体50を注入して締結作業を行うことができる。
As shown in FIGS. 2 and 3B, the
また継手12はゴムなどの弾性を備えた素材で形成されているため、板材30B、32Bの板厚、あるいは貫通口30A、32Aの開口径が異なっている場合であっても、素材の弾性でこれを吸収し、柔軟に締結を行うことが可能となる。
Further, since the
さらに、弾性のある素材で形成された継手12の第1のフランジ14、第2のフランジ18、および貫通口30A、32A内のボデー部16により板材30B、32Bを締結するので、板材30B、32Bへ過大な締め付けトルクがかかる事態を回避できる。これにより板材30B、32BがFRPなどのような樹脂であっても、荷重によるクリープなど塑性変形の発生を防ぐことができる。
Further, since the
また、継手12が貫通口30A、32Aの内径・形状に応じて膨張・拡大するので、貫通口30A、32Aに対する封止性に優れ、従来のリベット止め等に比較して良好な止水性を得ることができる。
In addition, since the joint 12 expands and expands according to the inner diameter and shape of the through-
さらに、継手12はゴム等の素材で形成されているため、リベット止め等の金属による締結構造に比較して耐腐食性に優れ、被締結材(板材30B、32B)が金属であった場合でも、被締結材との間で電食が発生しないので、被締結材の耐腐食性を高めることができる。
Further, since the joint 12 is formed of a material such as rubber, it has superior corrosion resistance compared to a metal fastening structure such as riveting, and even when the material to be fastened (
また、流体50に空気を用いた場合は、バルブ部22を開放し、継手12より流体50を抜くことにより第2のフランジ18が縮小あるいは消滅するので、必要に応じて締結された板材30B、32Bを取り外すことができる。流体50に空気を用いた場合、工程に備え付けのエアーガン等を用いて締結作業を行えるので、専用の工具が不要となりコスト削減を行うことができる。
Further, when air is used as the fluid 50, the
一方、流体50に接着剤などの硬化剤を用いた場合は、継手12の内部で硬化剤が硬化することにより、継手12は内側から保持されるので貫通口30A、32Aの内壁および近傍の板材30B、32Bの表面を強固に締結することができる。この場合も工程に備え付けの接着ガン等を用いて締結作業を行えるので、専用の工具が不要となりコスト削減を行うことができる。
On the other hand, when a curing agent such as an adhesive is used for the fluid 50, the
<第2実施形態>
図4(A)、図4(B)には、本発明の第2実施形態に係る板材締結構造の一部が示されている。
Second Embodiment
4A and 4B show a part of the plate material fastening structure according to the second embodiment of the present invention.
図4(A)に示すように、第2実施形態に係る継手13は、略円柱乃至は略ラグビーボール形状断面の中空構造をした部材であり、ゴム等の弾性を備えた素材で形成されている。この継手13のボデー部16は貫通口32A、30Aに挿入され、長手方向両端部分を板材30B、32Bの表面から突出した状態で開口部20より空気、接着剤などの流体が注入される。
As shown in FIG. 4A, the joint 13 according to the second embodiment is a member having a hollow structure with a substantially cylindrical or substantially rugby ball-shaped cross section, and is formed of a material having elasticity such as rubber. Yes. The
図4(B)に示すように、注入された流体50はバルブ部22を経由してボデー部16内に充填される。ボデー部16をも含めた継手12は弾性素材で形成されており、注入された流体50は継手12の内部より矢印52のように継手12を加圧する。
As shown in FIG. 4B, the injected
内部からの圧力により膨張する継手12は、貫通口32A、30Aへの挿入部分においてはボデー部16が拡大して貫通口32A、30Aの内壁に圧接し、貫通口32Aから板材30Bより挿入方向手前側に突出したボデー部16の後端部分は、拡大して第1のフランジ14を形成する。また貫通口30Aより板材30Bの挿入方向奥側に突出したボデー部16の先端部分は拡大して第2のフランジ18を形成する。
In the joint 12 that expands due to the pressure from the inside, the
第1実施形態の継手12と同様、継手13は第1のフランジ14と第2のフランジ18とで、車体幅方向両側から板材32B、30Bを保持し、また第1のフランジ14、第2のフランジ18ともに矢印52に示す内部からの圧力で膨張するため、車体幅方向両側から板材32B、30Bを加圧し、締結する。
Similar to the joint 12 of the first embodiment, the joint 13 includes the
バルブ部22は流体50がボデー部16内に外部から注入される際には抵抗とならず、且つボデー部16内部の圧力が高くなれば径方向に潰れるので、ボデー部16内部から外部への流体50の流出を阻止することで、一旦注入された流体50はボデー部16内部に留まり、継手12を内部から加圧し続けることにより、膨張・拡大した第1のフランジ14および第2のフランジ18の形状が維持される点も第1実施形態と同様である。
The
さらに本実施形態において、継手13は流体50の注入前の段階ではフランジが存在しないため、被締結部材(板材30B、32B)の厚さ変化に対して柔軟に対応可能であり、また例えば円筒形状の収納部材に収められた継手13を、複数の締結箇所に対して連続して使用するなどの使用方法が可能となる。
Furthermore, in this embodiment, since the joint 13 has no flange before the fluid 50 is injected, the joint 13 can flexibly cope with a change in the thickness of the fastened members (
以上、実施形態を挙げて本発明の実施の形態を説明したが、これらの実施形態は一例であり、要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施できる。また、本発明の権利範囲がこれらの実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々なる態様で実施し得ることは言うまでもない。 The embodiments of the present invention have been described above with reference to the embodiments. However, these embodiments are merely examples, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. Further, it goes without saying that the scope of rights of the present invention is not limited to these embodiments and can be implemented in various modes without departing from the gist of the present invention.
すなわち、上記実施形態ではFRP製のセンターピラーとアンダーリンフォースとの締結部分を例としたが、これに限定せず貫通口が設けられた部材同士の締結構造であれば、本発明を応用することができる。また被締結部材の素材についても、金属あるいはその他の素材であっても本発明を適用することができる。 That is, in the said embodiment, although the fastening part of the center pillar made from FRP and an under reinforcement was taken as an example, if it is the fastening structure of the members provided with the through-hole without being limited to this, the present invention is applied. be able to. Further, the present invention can be applied to the material of the fastened member even if it is a metal or other material.
さらにバルブ部22の先端は、図3(A)に示すように貫通口30Aを通過しボデー部16の先端近くに位置していれば、流体注入によるフランジ14の厚み増加の影響を受けず、また十分な長さを備えていれば、ボデー部16の内圧で確実に径方向に潰れることでより効果的に流体の漏出防止を行える。
Furthermore, if the tip of the
あるいはバルブ部22をボデー部16と同様の弾性部材とする代わりに別途、開口部20の内側または外側に種々の構造を備えた逆止弁を設け、ボデー部16内部に充填された流体の漏出を防止する構造としてもよい。
Alternatively, instead of using the
10 車体フレーム
11 締結部分
12 継手
14 第1のフランジ
16 ボデー部
18 第2のフランジ
20 開口部
22 バルブ部
30 センターピラー
30A 貫通口
32 アンダーリンフォース
32A 貫通口
50 流体
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記貫通口を通過しない大きさの第1のフランジ部と、
弾性変形可能な素材で前記第1のフランジ部から突設され、前記貫通口に挿入可能な太さの中空構造で、前記複数の板材の厚みの合計よりも長い棒形状のボデー部と、
前記第1のフランジ部に設けられた開口部から前記ボデー部内まで延設され、前記開口部から前記ボデー部内に注入した流体の逆流を防止するバルブ部と、
を備えた継手の、前記ボデー部が前記貫通口に挿入され、
前記複数の板材の挿入方向奥側に突出した前記ボデー部の先端が、前記開口部より前記バルブ部を経由して前記ボデー部に注入された流体により膨張することで、第2のフランジ部を形成し、前記第1のフランジ部と前記第2のフランジ部とで前記複数の板材を締結することを特徴とする板材締結構造。 It is a plate material fastening structure that fastens a plurality of plate materials that are overlapped with each other and are provided at locations where through-holes that penetrate in the thickness direction overlap each other,
A first flange portion having a size that does not pass through the through hole;
A rod-shaped body portion that protrudes from the first flange portion with an elastically deformable material and has a thickness that can be inserted into the through-hole, and is longer than the total thickness of the plurality of plate members;
A valve portion that extends from an opening provided in the first flange portion into the body portion and prevents a backflow of fluid injected from the opening portion into the body portion;
The body portion of the joint provided with is inserted into the through-hole,
The distal end of the body part protruding to the back side in the insertion direction of the plurality of plate members is expanded by the fluid injected into the body part via the valve part from the opening part, and thereby the second flange part is A plate material fastening structure formed and fastening the plurality of plate materials with the first flange portion and the second flange portion.
弾性変形可能な素材で形成され、前記貫通口に挿入可能な太さの中空構造で、前記複数の板材の厚みの合計よりも長い棒形状のボデー部と、
前記ボデー部の長さ方向の一端に設けられた開口部から延設され、前記開口部から前記ボデー部内に注入した流体の逆流を防止するバルブ部と、
を備えた継手の前記ボデー部が前記貫通口に挿入され、
前記複数の板材の挿入方向手前側と奥側とに突出した前記ボデー部の両端が、それぞれ前記開口部より前記バルブ部を経由して前記ボデー部に注入された流体により膨張することで、挿入方向手前側に第1のフランジ部を、挿入方向奥側に第2のフランジ部を形成し、前記第1のフランジ部と前記第2のフランジ部とで前記複数の板材を締結することを特徴とする板材締結構造。 It is a plate material fastening structure that fastens a plurality of plate materials that are overlapped with each other and are provided at locations where through-holes that penetrate in the thickness direction overlap each other,
A rod-shaped body part that is formed of an elastically deformable material and has a thickness that can be inserted into the through hole, and is longer than the total thickness of the plurality of plate members;
A valve portion extending from an opening provided at one end in the length direction of the body portion and preventing a back flow of fluid injected into the body portion from the opening portion;
The body part of the joint provided with is inserted into the through hole,
Inserted by expanding both ends of the body part projecting in the insertion direction front side and back side of the plurality of plate materials by the fluid injected into the body part from the opening part via the valve part, respectively. A first flange portion is formed on the front side in the direction, a second flange portion is formed on the back side in the insertion direction, and the plurality of plate members are fastened by the first flange portion and the second flange portion. The plate material fastening structure.
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