JP2011038578A

JP2011038578A - 取付部材を被溶接部材へ固定する固定装置

Info

Publication number: JP2011038578A
Application number: JP2009185789A
Authority: JP
Inventors: Daisuke Miura; 大介三浦
Original assignee: Nippon Pop Rivets and Fasteners Ltd
Current assignee: Nippon Pop Rivets and Fasteners Ltd
Priority date: 2009-08-10
Filing date: 2009-08-10
Publication date: 2011-02-24
Also published as: US20110033260A1; EP2283959A1; US8425167B2

Abstract

【課題】スタッドボルトとナット部材とを包含し、狭い箇所であっても、取付部材を被溶接部材に容易に短時間で取付けることができる、高い作業効率の固定装置を提供する。
【解決手段】固定装置１は、ボルト部と被溶接部材２６に溶接される溶接端部３とを有するスタッドボルト５と、スタッドボルトに螺合するナット部材７とから成り、ナット部材７は、溶接前にスタッドボルトに予め螺合した状態で連結され、且つ、スタッドボルトへ溶接電流が流れるように導電材料で形成されて、予めナット部材７がスタッドボルト５に連結された状態で被溶接部材に溶接することが可能であり、固定装置１が溶接された被溶接部材２６上に取付部材１９が配置され、ナット部材７が締め付け方向に回転されると取付部材が被溶接部材に固定される
【選択図】図６

Description

本発明は、被溶接部材に溶接されるスタッドボルトとこのスタッドボルトに螺合するナット部材とを包含し、スタッドボルトに螺合したナット部材を締め付け方向に回転することによって取付部材を被溶接部材に固定する固定装置に関する。

被溶接部材に溶接されるスタッドボルトとスタッドボルトに螺合するナット部材とを包含し、スタッドボルトに螺合したナット部材を締め付け方向に回転することによって取付部材を被溶接部材に固定する固定装置は、例えば、特許文献１（特開昭６３−０１３９１１号公報）に記載されている。

車両のバンパーを車体に取付けるのに、一般的にリーンホース（補強部材）を用いられることが知られている。リーンホースを車体に取付けるには、作業がし易く短時間で行えるのが望ましいが、狭い箇所での位置決めを確実にするため治具を用いて仮組み付けを行ってから本組み付けを行うことが多く、作業性の点で改良の余地がある。

特開昭６３−０１３９１１号公報特開平１０−１２９３７１号公報特開２００６−０４４３０８号公報特表２００６−５０２３５９号公報

特許文献１には、既述のように、スタッドボルトを被溶接部材に溶接によって固定し、スタッドボルトに螺合したナット部材で取付部材を被溶接部材に固定できる固定装置が記載されている。この固定装置は、ナット部材がプラスチック材料で形成されているため、被溶接部材へスタッドボルトを溶接するためには、ナット部材をスタッドボルトから分離した状態にしておかねばならない。また、スタッドボルトを被溶接部材に溶接した後にナット部材をスタッドボルトに螺合するので、バンパーを車体に取付けるのに用いられるリーンホースの取付けには、狭いスペースでの作業を強いら、時間と手間がかかる。

特許文献２には、バンパーのリーンホースの取付構造が記載されている。その構造は、リーンホースが弾性変形した場合に、リーンホースが初期位置に復帰可能にするためのものであり、リーンホースの取付作業の向上を図るための構造を示すものではない。特許文献３には、別の、バンパービームアセンブリ（バンパーリーンホース）取付構造が記載されている。この構造は、ボルトで車体に仮止めし、このボルトをバンパービームアセンブリの大径穴で受入れてスライドさせ、更にいくつかの工程を経てボルトにナットが本止めされるものである。この構造は、バンパービームを取付けた状態で塗装が可能であり、塗装後のシール材の塗布を簡単にできるようにするためのもので、リーンホースの取付作業の向上を図るための構造を示すものではない。特許文献４は、雄ねじが形成されたボルト部と被溶接部材に溶接される溶接端部とを有するスタッドボルトを記載している。また、特許文献４のスタッドボルトは、その溶接端部が溶接側の面において中央に円形凹部があってリング形状の外縁部でのみ溶接される形状に形成され、いわゆる、ラウンドスタッドを示している。特許文献４には、バンパーのリーンホースを車体に取付けることについて記載されず、リーンホースの取付作業の向上を図るための構造は記載されていない。

従って、本発明の目的は、被溶接部材に溶接されるスタッドボルトとこのスタッドボルトに螺合するナット部材とを包含し、狭い箇所であっても、取付部材を被溶接部材に容易に短時間で取付けることができる、高い作業効率の固定装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明に係る固定装置は、雄ねじが形成されたボルト部と被溶接部材に溶接される溶接端部とを有するスタッドボルトと、該スタッドボルトの前記ボルト部に螺合する雌ねじを有するナット部材とから成り、前記被溶接部材に溶接された前記スタッドボルトが取付部材の取付穴へ挿入されて前記ナット部材が螺着されると前記取付部材が前記被溶接部材へ固定される、固定装置であって、前記ナット部材は、前記被溶接部材への溶接前に前記スタッドボルトの前記ボルト部に予め螺合した状態で連結され、且つ、前記スタッドボルトへ溶接電流が流れるように導電材料で形成されて前記予め前記スタッドボルトに連結された状態で被溶接部材に溶接することが可能であり、予め前記ナット部材が連結された前記スタッドボルトの前記溶接端部が溶接された前記被溶接部材上に前記取付部材が配置されて、前記ナット部材がその締め付け方向に回転されることによって、前記取付部材が前記被溶接部材に固定される、ことを特徴とする。

上記特徴によって、ナット部材がスタッドボルトに予め組み付けた状態で被溶接部材に溶接することができ、その溶接後においては、狭い箇所であっても、ナット部材を螺合する必要がなくなり、ナット部材を締め付け方向に回転するだけの作業でよいので、リーンホース等の取付部材を車体等の被溶接部材に容易に短時間で取付けることができ、高い作業効率が得られる。

上記の固定装置において、前記ナット部材の外径は、該ナット部材の端部と前記溶接端部との間の前記スタッドボルトの軸部より大径に形成されており、前記取付部材には、前記ナット部材の外径より大きな直径の第１穴と前記スタッドボルトの前記軸部より大きいが前記ナット部材の外径より小さい直径の第２穴とが連続するキーホール形状の取付穴が形成されており、前記取付部材は、前記取付穴の第１穴に前記ナット部材及び前記スタッドボルトを受入れられて前記被溶接部材上に配置された後、前記取付穴の第２穴に前記スタッドボルトの軸部を受入れるようにスライド配置されて、該取付部材が前記被溶接部材と前記ナット部材との間に配置される。取付穴の小径の第２穴が取付部材の位置を正確に定めるので、取付部材の位置決めが一層容易に且つ正確になり、リーンホース等の取付部材が車体等の被溶接部材に正確に且つ短時間で組み付けられる。

上記装置において、前記ナット部材には、前記スタッドボルトの前記溶接端部に向けて延びる押さえ片が、前記スタッドボルトの外周回りに間隔をおいて複数設けられており、前記押さえ片は、前記ナット部材の前記締め付け方向への回転につれて先端が半径方向外方に拡がりながら前記取付部材を押さえる。これによって、複数の押さえ片が、リーンホース等の取付部材の取付穴への挿入の際のガイドとなり、位置決めが正確で且つ容易になる。また、複数の押さえ片は、ナット部材が取付部材を押圧する力を強固にし、そして、押さえ片の均等な拡がりによって取付部材を均等に押圧し一層強固に押圧する。前記スタッドボルトには、前記溶接端部と前記ボルト部との間に無ねじの棒状部が形成されて、前記棒状部には、前記ナット部材の前記締め付け方向への回転につれて前記ナット部材の前記押さえ片を半径方向外方に拡がらせるテーパ付きの大径部が形成されており、該大径部と前記溶接端部との間に、前記取付部材が配置されるネック部が形成されている。これによって、押さえ片が取付部材を外周回りに均等に押圧するように作用し、取付部材を一様な強さで支持する。ナット部材は、前記押さえ片の先端が前記スタッドボルトの前記棒状部の前記大径部に接するが半径方向外方に拡がる前の状態で、前記スタッドボルトに予め螺合した状態で連結される。

上記固定装置の１例において、六角形等の多角形外周面を形成する筒状本体と、該筒状本体の一端にあって前記スタッドボルトの前記ボルト部の端部を塞ぐ頭部と、前記筒状本体の他端にあって前記取付部材を前記被溶接部材に安定して押しつける大径の座部とを有する。また、取付部材の１例は、車両のバンパーのリーンホース（補強部材）である。

本発明の１実施形態に係る固定装置のうちのナット部材単独の正面図である。本発明の１実施形態に係る固定装置であって、一部を断面で示す図１のナット部材をスタッドボルトに組み付ける途中の、部分断面正面図である。本発明の１実施形態に係る固定装置の、予めナット部材をスタッドボルトに連結した状態の正面図である。取付部材の取付穴と本発明の１実施形態に係る固定装置の関係を示しており、（Ａ）は取付部材の取付穴の平面図、（Ｂ）は取付穴を固定装置に位置決めして受入れる状態を示す平面図、（Ｃ）は取付部材を取付穴の第２穴に固定装置を受入れるようにスライドさせた状態を示す平面図である。被溶接部材に溶接した本発明の１実施形態に係る固定装置を用いて取付部材を被溶接部材に固定するため、固定装置のナット部材を締め付け方向に回転する操作を示す固定装置の、１部断面した正面図である。本発明の１実施形態に係る固定装置が、図５の位置から更にナット部材を締め付け方向に回転されて取付部材が被溶接部材に固定される様子を示しており、（Ａ）はナット部材が固定の途中にある固定装置の、１部断面した正面図、（Ｂ）はナット部材が固定完了状態にある固定装置の、１部断面した正面図である。

以下、本発明の１実施形態に係る固定装置１について図面を参照して説明する。固定装置１は、図１〜図３に示されるように、雄ねじが形成されたボルト部２と被溶接部材に溶接される溶接端部３とを有するスタッドボルト５と、スタッドボルト５のボルト部２に螺合する雌ねじ６を有するナット部材７とから成る。図１には、ナット部材７が単独で示されており、このナット部材７は、図２及び図３に示されるように、被溶接部材への溶接前にスタッドボルト５のボルト部２に予め螺合した状態で連結される。ナット部材７は、また、スタッドボルト５へ溶接電流が流れるように導電材料で形成されており、ナット部材７が予めスタッドボルト５に連結された状態で、固定装置１がそのまま被溶接部材に溶接できる。図２は、ナット部材７がスタッドボルト５に螺合によって連結される途中の状態を示しており、図３は、ナット部材７がスタッドボルト５に予め連結された製品状態を示している。固定装置１は、図３に示す連結状態で、使用者へ納品される、使用前の製品として、１物品として取扱われる。

ナット部材７の構成の詳細を図１を参照して説明する。ナット部材７は、上記したように、スタッドボルト５へ溶接電流が流れるように、例えば、金属等の導電材料、導電性樹脂材料等で形成される。ナット部材７は、六角形等の多角形外周面を形成する筒状本体９と、筒状本体９の一端（上端）にあってスタッドボルト５のボルト部２の端部（図２及び図３の上端部）を塞ぐ頭部１０と、筒状本体９の他端（下端）にあって取付部材を被溶接部材に安定して押しつける大径の座部１１とを有する。なお、座部１１は、必須のものではなく、図５及び図６に示すように、なくともよい。ナット部材７の筒状本体９の内側には雌ねじ６が形成され、スタッドボルト５のボルト部２に螺合する。筒状本体９及び座部１１の外径は、スタッドボルト５のボルト部２の軸部より大径に形成されている。

ナット部材７には、スタッドボルト５の溶接端部３に向けて延びる押さえ片１３が、スタッドボルト５の外周回りに間隔をおいて複数設けられている。図示の実施形態においては、６個の軸方向スリットを座部１１から一体に円筒形状に延びる薄肉筒状部に形成することによって、６個の押さえ片１３がスタッドボルト５の外周回りに均等な間隔で形成されている。各押さえ片１３は、外力が加えられない状態では、図２及び図３に図示のように、座部１１から下方にストレート（真っ直ぐ）に延びており、そして、ナット部材７が締め付け方向に回転されてスタッドボルト５のテーパした大径部に当接するとその大径部のテーパに沿って先端が徐々に半径方向外方に拡がるように撓む可撓性を有する。固定装置１において、複数の押さえ片１３が、スタッドボルト５の外周に均等に配置されているので押さえ片１３が、リーンホース等の取付部材の取付穴へ固定装置１を挿入し終えた後スタッドボルト５回りのガイドとなり、取付部材を固定装置１（ひいては被溶接部材）に対する位置決めが正確で且つ容易になる。また、押さえ片１３は、取付部材を被溶接部材へ固定するためナット部材７をスタッドボルト５に対して締め付け方向へ回転させると、その回転につれてそれぞれの先端が半径方向外方に拡がりながら取付部材を押さえる。これによって、ナット部材７が取付部材を押圧する力が、座部１１の押圧力に加わるので、一層強固になる。そして、ナット部材７がねじ込まれるとき、複数の押さえ片１３がスタッドボルト５の外周を均等に係合しながら移動するので、ナット部材７の座部１１が取付部材に均等に接面して取付け強度を高く維持する。

スタッドボルト５は、既述のように、雄ねじが形成されたボルト部２と被溶接部材に溶接される溶接端部３とを有し、車体等の被溶接部材に溶接端部３が溶接によって固着される。このため、スタッドボルト５は、溶接電流が流れる導電性材料で形成され、溶接端部３の溶接面は、図２の破線で示すように、中央部分に円形凹部１４が形成されてリング形状の外縁部でのみ溶接される形状に形成されている（ラウンドスタッドともいわれる）。かかる形状は、溶接端部３及び被溶接部材の溶接による溶融部分が円形凹部１４に逃げることができ、確実で滑らかな溶接が行われる利点がある。

スタッドボルト５には、溶接端部３とボルト部２との間に無ねじの棒状部１５が形成されており、棒状部１５には、ナット部材７が締め付け方向へ回転するにつれてナット部材７の押さえ片１３を半径方向外方に拡がらせる、溶接端部３に向けて直径が増大するようにテーパした円錐台形状の大径部１７が形成されている。また、大径部１７と溶接端部３との間には、取付部材の取付穴の小径の第２穴を受入れる大きさの小径部がネック部１８として形成されている。テーパ付きの大径部１７によって、複数の押さえ片１３が取付部材を外周回りに均等に押圧するように作用し、取付部材を一様な強さで支持する。ネック部１８は取付部材を確実に保持するように作用する。

図３に示すように、ナット部材７はスタッドボルト５に予め螺合して連結される。詳細には、押さえ片１３の先端がスタッドボルト５の棒状部１５の大径部１７に接するが半径方向外方に拡がる直前の状態で、ナット部材７がスタッドボルト５に予め螺合した状態で連結される。図３に示す連結状態で、使用前の製品として１物品として取扱われ、使用者へ納品される。

図４は、取付部材１９の取付穴２１と固定装置１の関係を示している。図４（Ａ）に図示のように、取付部材１９の取付穴２１は、ナット部材７の外径より大きな直径の第１穴２２とスタッドボルト５の軸部となる棒状部１５のネック部１８より大きいがナット部材７の外径より小さい直径の小径の第２穴２３とが連続するキーホール形状の取付穴として形成されている。図４（Ｂ）及び（Ｃ）に図示のように、取付部材１９は、取付穴２１の第１穴２２にナット部材７及びスタッドボルト５が受入れられて被溶接部材上に配置された（図４（Ｂ））後、小径の第２穴２３にスタッドボルト７の軸部のネック部１８を受入れるようにスライド配置され（図４（Ｃ）の矢印２５）、取付部材１９が被溶接部材とナット部材７との間に配置される。取付穴２１の小径の第２穴が、取付部材１９の位置を正確に定めるので、取付部材１９の位置決めが一層容易に且つ正確になり、リーンホース等の取付部材が車体等の被溶接部材に正確に且つ短時間で組み付けられる。

上記構成の固定装置１を、車体等の被溶接部材２６の所定位置に固定し、この被溶接部材２６に、車両のバンパーのリーンホース等の取付部材を取付ける操作を、図５及び図６を参照して説明する。なお、図５及び図６の固定装置１のナット部材７には、図１〜図３に示す座部１１が設けられていない。かかる座部１１は、必須ではなく、固定装置１の基本的な機能に変わりはない。

先ず、固定装置１は、導電性材料で成るナット部材７がスタッドボルト５に予め螺合して連結された状態で製品とされ、固定装置１のスタッドボルト５の溶接端部３が、被溶接部材２６の所定位置に、ナット部材７の筒状本体９を保持した溶接ツール等によって溶接される。次に、取付部材１９の取付穴２１の大径の第１穴２２が固定装置１のナット部材７が通り抜けるように配置され（図４（Ｂ）参照）、その後、小径の第２穴２３にスタッドボルト７のネック部１８を受入れるようにスライド配置され（図４（Ｃ））、図５に図示のように、取付部材１９が被溶接部材２６上の所定位置に配置される。取付穴２１の小径の第２穴が、取付部材１９の位置を正確に定めるので、取付部材１９の位置決めが一層容易に且つ正確になり、リーンホース等の取付部材が車体等の被溶接部材に正確に且つ短時間で組み付けられる。また、複数の押さえ片１３が、スタッドボルト５の外周に均等に配置されているので押さえ片１３が、取付部材１９の取付穴２１へ固定装置１を挿入し終えた後スタッドボルト５回りのガイドとなり、取付部材１９を固定装置１（ひいては被溶接部材２６）に対する位置決めが正確になる。

次に、図５の矢印２７に示すように、ナット部材７が締め付け方向にレンチ等によって回転される。ナット部材７が締め付け方向に回転すると、図６（Ａ）に図示のように、ナット部材７がスタッドボルト５のボルト部２の雄ねじによって下動してナット部材７の下端（図１〜図３の例では座部１１）が、取付部材１９を被溶接部材２６に押圧して、取付部材１９を被溶接部材２６に固定する。ナット部材７が締め付け方向に回転すると、複数の押さえ片１３がタッドボルト５のテーパした大径部１７に当接してテーパに沿って先端が徐々に半径方向外方に拡がるように撓み（図６（Ａ）の矢印２９）、複数の押さえ片１３が取付部材を外周回りに均等に押圧するように作用し、取付部材を一様な強さで支持する。ナット部材７の締め付けを終了すると、取付部材１９が固定装置１を介して被溶接部材２６に固定される（図６（Ｂ）参照）。ナット部材７の下端（又は座部１１）が、取付部材１９を被溶接部材２６に押圧する。更に、押さえ片１３が取付部材を押圧する力が、ナット部材の下端（又は座部１１）の押圧力に加わるので、取付けが一層強固になる。ナット部材７がねじ込まれるとき、複数の押さえ片１３がスタッドボルト５の外周を均等に係合しながら移動するので、ナット部材７の座部１１が取付部材に均等に接面して取付け強度を高く維持する。

１固定装置
２ボルト部
３溶接端部
５スタッドボルト
６雌ねじ
７ナット部材
９ナット部材の筒状本体
１０ナット部材の頭部
１１ナット部材の座部
１３押さえ片
１５スタッドボルトの棒状部（軸部）
１７大径部
１８ネック部
１９取付部材
２１取付穴
２２第１穴
２３第２穴
２６被溶接部材

Claims

雄ねじが形成されたボルト部と被溶接部材に溶接される溶接端部とを有するスタッドボルトと、該スタッドボルトの前記ボルト部に螺合する雌ねじを有するナット部材とから成り、前記被溶接部材に溶接された前記スタッドボルトが取付部材の取付穴へ挿入されて前記ナット部材が螺着されると前記取付部材が前記被溶接部材へ固定される、固定装置において、
前記ナット部材は、前記被溶接部材への溶接前に前記スタッドボルトの前記ボルト部に予め螺合した状態で連結され、且つ、前記スタッドボルトへ溶接電流が流れるように導電材料で形成されて前記予め前記スタッドボルトに連結された状態で被溶接部材に溶接することが可能であり、予め前記ナット部材が連結された前記スタッドボルトの前記溶接端部が溶接された前記被溶接部材上に前記取付部材が配置されて、前記ナット部材がその締め付け方向に回転されることによって、前記取付部材が前記被溶接部材に固定される、
ことを特徴とする固定装置。
請求項１に記載の固定装置において、前記ナット部材の外径は、該ナット部材の端部と前記溶接端部との間の前記スタッドボルトの軸部より大径に形成されており、前記取付部材には、前記ナット部材の外径より大きな直径の第１穴と前記スタッドボルトの前記軸部より大きいが前記ナット部材の外径より小さい直径の第２穴とが連続するキーホール形状の取付穴が形成されており、前記取付部材は、前記取付穴の第１穴に前記ナット部材及び前記スタッドボルトを受入れられて前記被溶接部材上に配置された後、前記取付穴の第２穴に前記スタッドボルトの軸部を受入れるようにスライド配置されて、該取付部材が前記被溶接部材と前記ナット部材との間に配置される、ことを特徴とする固定装置。
請求項１又は２に記載の固定装置において、前記ナット部材には、前記スタッドボルトの前記溶接端部に向けて延びる押さえ片が、前記スタッドボルトの外周回りに間隔をおいて複数設けられており、前記押さえ片は、前記ナット部材の前記締め付け方向への回転につれて先端が半径方向外方に拡がりながら前記取付部材を押さえる、ことを特徴とする固定装置。
請求項３に記載の固定装置において、前記スタッドボルトには、前記溶接端部と前記ボルト部との間に無ねじの棒状部が形成されており、前記棒状部には、前記ナット部材の前記締め付け方向への回転につれて前記ナット部材の前記押さえ片を半径方向外方に拡がらせるテーパ付きの大径部が形成されており、該大径部と前記溶接端部との間に、前記取付部材が配置されるネック部が形成されている、ことを特徴とする固定装置。
請求項４に記載の固定装置において、前記ナット部材は、前記押さえ片の先端が前記スタッドボルトの前記棒状部の前記大径部に接するが半径方向外方に拡がる前の状態で、前記スタッドボルトに予め螺合した状態で連結されている、ことを特徴とする固定装置。
請求項１〜５のいずれか１項に記載の固定装置において、六角形等の多角形外周面を形成する筒状本体と、該筒状本体の一端にあって前記スタッドボルトの前記ボルト部の端部を塞ぐ頭部と、前記筒状本体の他端にあって前記取付部材を前記被溶接部材に安定して押しつける大径の座部とを有する、ことを特徴とする固定装置。
請求項１〜６のいずれか１項に記載の固定装置において、前記取付部材は、車両のバンパーのリーンホース（補強部材）である、ことを特徴とする固定装置。