JP2021081049A - 締結構造体および締結方法 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の被締結部を容易に位置合わせする締結構造体および締結方法を提供する。【解決手段】頭部８から軸部９が延びるように形成されると共に軸部９に雄ねじ部分９ａと首部９ｂが形成され、首部９ｂが雄ねじ部分９ａと頭部８との間に配置されて雄ねじ部分９ａより細く形成された締結部１と、雄ねじ部分９ａに対応する雌ねじ部分が形成された螺合穴２ａを有し、首部９ｂに対応する幅で螺合穴２ａから延びるように第１の挿入穴２ｂが形成された第１の被締結部２と、第１の被締結部２に重なるように配置され、雄ねじ部分９ａに対応する幅で形成された第２の挿入穴３ａを有する第２の被締結部３と、第１の挿入穴２ｂおよび第２の挿入穴３ａに挿入された軸部９の雄ねじ部分９ａに螺合し、頭部８との間で第１の被締結部２および第２の被締結部３を挟持する螺合部４とを備える。【選択図】図１

Description

本開示は、締結構造体および締結方法に関する。

従来から、例えばトラックなどの車両において、複数の被締結部を締結する締結構造体が実用化されている。例えば、締結構造体は、車両フレームに固定された被締結部に対して、制御装置などの電子部品が固定された被締結部をスタッドボルトで締結する。一般的に、スタッドボルトは、一方の被締結部に固定されており、２つの被締結部の位置を互いに調節して電子部品などを所定の位置に配置することが困難であった。

そこで、特許文献１には、ブラケットに形成された長孔にボルトを挿入して、ブラケットの位置を長孔に沿って調節する技術が開示されている。

特開２０１９−８６０３４号公報

しかしながら、特許文献１の技術を複数の被締結部の締結に応用しても、ボルトを台座部に仮留めして被締結部を位置合わせするなど、容易に位置合わせすることが困難であった。

本開示は、複数の被締結部を容易に位置合わせする締結構造体および締結方法を提供することを目的とする。

本開示に係る締結構造体は、頭部から軸部が延びるように形成されると共に軸部に雄ねじ部分と首部が形成され、首部が雄ねじ部分と頭部との間に配置されて雄ねじ部分より細く形成された締結部と、雄ねじ部分に対応する雌ねじ部分が形成された螺合穴を有し、首部に対応する幅で螺合穴から延びるように第１の挿入穴が形成された第１の被締結部と、第１の被締結部に重なるように配置され、雄ねじ部分に対応する幅で形成された第２の挿入穴を有する第２の被締結部と、第１の挿入穴および第２の挿入穴に挿入された軸部の雄ねじ部分に螺合し、頭部との間で第１の被締結部および第２の被締結部を挟持する螺合部とを備えるものである。

本開示に係る締結方法は、締結部において頭部から延びるように形成された軸部を、軸部の雄ねじ部分に対応する雌ねじ部分が形成された第１の被締結部の螺合穴に挿入し、軸部において雄ねじ部分と頭部との間に配置されて雄ねじ部分より細く形成された首部が螺合穴に到達すると、首部に対応する幅で螺合穴から延びるように第１の被締結部に形成された第１の挿入穴に沿って締結部を移動させ、雄ねじ部分に対応する幅で形成された第２の被締結部の第２の挿入穴に軸部を挿入して、第２の被締結部を第１の被締結部に重なるように配置し、第１の挿入穴および第２の挿入穴に挿入された軸部の雄ねじ部分に螺合部を螺合して、頭部と螺合部との間で第１の被締結部および第２の被締結部を挟持するものである。

本開示によれば、複数の被締結部を容易に位置合わせすることが可能となる。

本開示の実施の形態１に係る締結構造体の構成を示す図である。 第１の被締結部の螺合穴に締結部の軸部が挿入される様子を示す図である。 第１の被締結部の挿入穴に沿って締結部を移動させる様子を示す図である。 第２の被締結部を第１の被締結部に重なるように配置した様子を示す図である。 第２の被締結部の挿入穴に沿って締結部を移動させる様子を示す図である。 実施の形態２の締結構造体の構成を示す図である。 実施の形態３の締結構造体の構成を示す図である。 実施の形態４の締結構造体の構成を示す図である。

以下、本開示に係る実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

（実施の形態１）
図１（ａ）および（ｂ）に、本開示の実施の形態１に係る締結構造体の構成を示す。取付構造体は、締結部１と、被締結部２および３と、螺合部４と、固定部５と、連結部６と、支持部７とを有する。

締結部１は、被締結部２および３を締結させるためのもので、頭部８および軸部９を有する。締結部１は、例えばボルトなどから構成することができる。

頭部８は、被締結部２の表面に沿って軸部９より幅広く拡がるように形成されている。また、頭部８は、スパナなどの締め付け工具に係合するように、例えば六角形の外形を有するように形成されている。

軸部９は、円柱形状を有し、基端部が頭部８の中央部に一体に接合されると共に先端部が被締結部２および３を貫通して被締結部３の外側まで延びるように形成されている。ここで、軸部９は、雄ねじ部分９ａと、首部９ｂとを有する。雄ねじ部分９ａは、軸部９の先端部近傍に配置され、その一部が被締結部３の外側に突出するように形成されている。首部９ｂは、雄ねじ部分９ａと頭部８との間において雄ねじ部分９ａより細く形成、すなわち雄ねじ部分９ａの呼び径より細く形成されている。また、首部９ｂは、被締結部２の厚みより長く且つ被締結部２と被締結部３の厚みを足し合わせた長さより短くなるように形成されている。

被締結部２は、車両フレームに取り付けるためのもので板状に形成されている。被締結部２は、螺合穴２ａと、挿入穴２ｂとを有する。螺合穴２ａは、軸部９の雄ねじ部分９ａに応じた大きさで形成され、その内面には雄ねじ部分９ａに対応する雌ねじ部分、すなわち螺合可能な雌ねじ部分が形成されている。また、挿入穴２ｂは、首部９ｂに対応する幅、すなわち首部９ｂより僅かに広い幅で螺合穴２ａから方向Ｄ１に延びるように形成されている。すなわち、挿入穴２ｂは、螺合穴２ａより小さい幅で形成されることになる。

被締結部３は、車両に搭載される電子機器などを固定するもので、板状に形成されている。被締結部３は、被締結部２に重なるように配置されて、その表面同士が当接されている。また、被締結部３において被締結部２の反対側の表面には、車両の排気装置を制御する制御装置Ｃが固定され、その制御装置ＣがハーネスＨを介して排気装置に接続されている。また、被締結部３は、軸部９の雄ねじ部分９ａに対応する幅、すなわち雄ねじ部分９ａより僅かに広い幅で、挿入穴２ｂに直交する方向Ｄ２に延びるように形成された挿入穴３ａを有する。

螺合部４は、締結部１の頭部８に対して被締結部２および３を挟むように配置され、被締結部３の表面に沿って挿入穴３ａの幅より大きく拡がるように形成されている。螺合部４は、挿入穴２ｂおよび挿入穴３ａに挿入された軸部９の雄ねじ部分９ａに螺合する螺合穴４ａを有する。この螺合穴４ａに軸部９の雄ねじ部分９ａが螺合することにより、螺合部４が頭部８との間で被締結部２および３を挟持することになる。また、螺合部４は、頭部８と同様に、スパナなどの締め付け工具に係合するように、例えば六角形の外形を有するように形成されている。螺合部４は、例えばナットなどから構成することができる。

固定部５は、被締結部２に対して連結部６を固定するもので、例えばボルトおよびナットなどから構成することができる。

連結部６は、被締結部２に対して支持部７を連結するためのもので、支持部７が固定されている。また、連結部６は、車両フレームからの振動を吸収するように、例えば、ゴムなどの弾性材料から構成されている。

支持部７は、車両フレームに対して締結構造体の各部を支持するもので、長尺形状を有し、一端部が連結部６に固定されると共に他端部が車両フレームに固定されている。

なお、締結部１、被締結部２および３、螺合部４、固定部５および支持部７は、例えば、金属などの剛性材料から構成することができる。

次に、実施の形態１に係る締結方法について説明する。

まず、車両フレームに対して支持部７が固定されると共に、被締結部２が連結部６を介して支持部７に固定部５により連結される。続いて、図２（ａ）および（ｂ）に示すように、被締結部２の螺合穴２ａに締結部１の軸部９が挿入される。このとき、螺合穴２ａの内面には、軸部９の雄ねじ部分９ａに対応する雌ねじ部分が形成されており、螺合穴２ａに雄ねじ部分９ａを螺合させつつ軸部９が挿入される。このようにして、締結部１の軸部９は、雄ねじ部分９ａと頭部８との間に配置された首部９ｂが螺合穴２ａに到達するまで挿入される。

ここで、締結部１は、雄ねじ部分９ａが螺合穴２ａに螺合しつつ挿入されるため、螺合穴２ａから抜け落ちることを抑制することができる。また、首部９ｂが螺合穴２ａに到達した後も、雄ねじ部分９ａが螺合穴２ａの雌ねじ部分に当接して、締結部１が螺合穴２ａから抜け落ちることを抑制することができる。一般的に、締結部１は、被締結部２に形成された穴に挿入された状態で頭部８が被締結部２の表面に溶着されているが、上記のように雄ねじ部分９ａと頭部８との間に首部９ｂを配置することにより、締結部１が螺合穴２ａから抜け落ちることを容易に抑制することができる。

このようにして、首部９ｂが螺合穴２ａに到達すると、図３（ａ）および（ｂ）に示すように、首部９ｂに対応する幅で螺合穴２ａから延びるように形成された挿入穴２ｂに首部９ｂを進入させる。これにより、締結部１を挿入穴２ｂに沿って相対的に移動させることができる。

このとき、雄ねじ部分９ａは、挿入穴２ｂより大きな幅を有するため、締結部１が挿入穴２ｂから抜け落ちるのを抑制しつつ挿入穴２ｂに沿って移動させることができ、被締結部２を容易に位置合わせすることができる。
また、首部９ｂは、滑らかな円柱状の表面を有するため、締結部１を挿入穴２ｂに沿ってスムーズに移動させることができる。

また、挿入穴２ｂは、雄ねじ部分９ａではなく、首部９ｂの大きさに応じた幅で形成できるため、首部９ｂの大きさを変えることで挿入穴２ｂの幅を容易に変更することができる。これにより、例えば挿入穴２ｂを非常に細く形成することができ、挿入穴２ｂの幅が無用に大きくなることを抑制することができる。
さらに、首部９ｂは、滑らかな円柱状の表面を有するため、挿入穴２ｂとの間の隙間が小さくなるように形成することができ、被締結部２の位置ずれを抑制することができる。

ここで、首部９ｂは被締結部２の厚みより長く形成されているため、軸部９の雄ねじ部分９ａは、その全体が挿入穴２ｂの外側に露出した状態となる。そこで、図４（ａ）および（ｂ）に示すように、挿入穴２ｂから突出した軸部９を被締結部３の挿入穴３ａに挿入して、被締結部３を被締結部２に重なるように配置する。このとき、挿入穴３ａは、雄ねじ部分９ａに対応する幅で形成されているため、軸部９を挿入穴３ａにスムーズに挿入することができる。

これにより、図５に示すように、締結部１を挿入穴３ａに沿って方向Ｄ２に被締結部３に対して相対的に移動させることができる。このとき、挿入穴３ａは、雄ねじ部分９ａに対応する幅で形成されているため、締結部１をスムーズに移動させることができる。また、締結部１は、挿入穴２ｂに沿って方向Ｄ１に被締結部２に対して相対的に移動させることもできる。このようにして、被締結部２と被締結部３を容易に位置合わせすることができる。

例えば、制御装置Ｃに接続されたハーネスＨの長さが所定の範囲に収まる長さであっても、寸法上の多少のばらつきが存在するため、被締結部２および３の位置を変えずに車両に配置すると、ハーネスＨに撓みあるいは張りなどの不要な負荷がかかるおそれがある。そこで、上記のように被締結部２と被締結部３の位置を調節することにより、寸法上のばらつきを吸収し、不要な負荷を抑制した状態でハーネスＨを配置することができる。また、連結部６は、一般的に、車両フレームからの振動を吸収するために、ある程度位置が移動するように形成されている。連結部６が規定の位置からずれていた場合に、被締結部２と被締結部３の位置を調節することにより、連結部６に対して被締結部２を固定することができる。

なお、被締結部２および３は、締結部１の軸部９の周りに向きを変えることもできる。例えば、挿入穴３ａが挿入穴２ｂに対して斜め方向に延びるように被締結部３の向きを変えることができる。これにより、締結部１を挿入穴３ａに沿って斜め方向に移動させることができる。

このようにして、被締結部２と被締結部３が位置合わせされると、図１に示すように、挿入穴２ｂおよび挿入穴３ａに挿入された軸部９の雄ねじ部分９ａに螺合部４が螺合される。これにより、締結部１の頭部８と螺合部４との間で被締結部２および３が挟持されて、被締結部２と被締結部３の位置が固定される。

このとき、雄ねじ部分９ａは、軸部９において挿入穴３ａの内側から外側にわたる部分に形成されている。このため、雄ねじ部分９ａに螺合部４を螺合して被締結部２および３を強固に固定することができる。

本実施の形態によれば、被締結部２が、雄ねじ部分９ａに対応する雌ねじ部分が形成された螺合穴２ａを有し、首部９ｂに対応する幅で螺合穴２ａから延びるように挿入穴２ｂが形成されている。このため、締結部１は、螺合穴２ａおよび挿入穴２ｂから抜け落ちるのを抑制しつつ挿入穴２ｂに沿って移動させることができ、被締結部２および３を容易に位置合わせすることができる。

（実施の形態２）
上記の実施の形態１では、被締結部２の挿入穴２ｂおよび被締結部３の挿入穴３ａは、互いに直交する方向に延びるように形成されたが、互いに交差する方向に延びるように形成されていればよく、これに限られるものではない。

例えば、図６に示すように、実施の形態１の被締結部３に換えて被締結部２１を配置することができる。この被締結部２１は、被締結部２の挿入穴２ｂに対して斜め方向に延びる挿入穴２１ａを有する。挿入穴２１ａは、実施の形態１の挿入穴３ａと同様に、軸部９の雄ねじ部分９ａに対応する幅で形成されている。

これにより、締結部１を挿入穴２１ａに沿って挿入穴２ｂに対して斜め方向に移動させることができる。例えば、挿入穴２１ａは、被締結部２および２１の位置ずれが生じやすい方向に延びるように形成することができる。これにより、被締結部２および２１をより容易に位置合わせすることができる。

本実施の形態によれば、被締結部２１の挿入穴２１ａが、雄ねじ部分９ａに対応する幅で挿入穴２ｂに交差する方向に延びるように形成されるため、被締結部２および２１を容易に位置合わせすることができる。

（実施の形態３）
上記の実施の形態１および２において、被締結部の挿入穴は、所定の位置を避けて延びるように形成することができる。

例えば、図７に示すように、実施の形態２の被締結部２１に挿入穴３１ａをさらに形成することができる。挿入穴３１ａは、挿入穴２１ａに接続されて、挿入穴２１ａから連続して延びるように形成されている。ここで、挿入穴３１ａは、挿入穴２１ａが延びる方向に対して、排気装置Ｅが配置された位置を避けて延びるように形成されている。すなわち、挿入穴３１ａは、排気装置Ｅから離れる方向へ延びるように形成される。

これにより、締結部１を挿入穴２１ａに沿って斜めに排気装置Ｅの方向へ移動させると、締結部１が排気装置Ｅに到達する前に、挿入穴３１ａに沿って排気装置Ｅの方向とは異なる方向へ移動させることができる。例えば、挿入穴３１ａは、締結構造体の各部が排気装置Ｅに対して所定の距離以上近づかないように形成することができる。これにより、被締結部２および２１などの各部が、排気装置Ｅに接近して、例えば制御装置Ｃが故障することを抑制することができる。

本実施の形態によれば、挿入穴３１ａが、所定の位置を避けて延びるように形成されるため、被締結部２および２１に対する締結部１の移動方向を所定の位置を避けるように誘導することができる。

（実施の形態４）
上記の実施の形態１〜３では、被締結部２、３および２１に所定の方向に長く延びる挿入穴が形成されたが、被締結部２に挿入穴が形成されていればよく、これに限られるものではない。

例えば、図８に示すように、実施の形態１の被締結部３に換えて被締結部４１を配置することができる。被締結部４１は、締結部１の雄ねじ部分９ａに対応する幅で形成された挿入穴４１ａを有する。この挿入穴４１ａは、円形の横断面を有し、その内面には雄ねじ部分９ａに対応する雌ねじ部分が形成されている。

このため、締結部１は、挿入穴２ｂに沿って方向Ｄ１のみに移動される。このとき、締結部１は、螺合穴２ａおよび挿入穴２ｂから抜け落ちるのを抑制しつつ挿入穴２ｂに沿って移動させることができ、被締結部２および４１を容易に位置合わせすることができる。また、締結部１は、螺合部４に加えて被締結部４１の挿入穴４１ａにも螺合されるため、被締結部２および４１を螺合部４との間で強固に挟持することができる。

本実施の形態によれば、被締結部２が、雄ねじ部分９ａに対応する雌ねじ部分が形成された螺合穴２ａを有し、首部９ｂに対応する幅で螺合穴２ａから延びるように挿入穴２ｂが形成されている。このため、締結部１は、螺合穴２ａおよび挿入穴２ｂから抜け落ちるのを抑制しつつ挿入穴２ｂに沿って移動させることができ、被締結部２および４１を容易に位置合わせすることができる。

なお、上記の実施の形態１〜４では、締結部１は、頭部８と軸部９が一体に接合されたが、頭部８から軸部９が延びるように形成されていればよく、これに限られるものではない。例えば、頭部８と軸部９が螺合するように形成することもできる。

また、上記の実施の形態１〜４では、締結部１の首部９ｂは、円柱形状に形成されたが、雄ねじ部分９ａより細く形成されていればよく、この形状に限られるものではない。例えば、実施の形態１において、首部９ｂは、楕円の横断面を有するように形成することができる。このとき、首部９ｂの最も長い幅、すなわち長軸方向の幅が雄ねじ部分９ａより細く形成されることになる。また、被締結部２の挿入穴２ｂは、首部９ｂの最も短い幅、すなわち短軸方向の幅に対応する幅で延びるように形成することができる。これにより、締結部１の強度を維持しつつ挿入穴２ｂの幅を細く形成することができる。

また、上記の実施の形態１〜４では、２つの被締結部を位置合わせしたが、複数の被締結部を位置合わせできればよく、２つに限られるものではない。例えば、実施の形態１において、被締結部２に対して被締結部３を挟むように新たな被締結部を配置することができる。この被締結部には、締結部１の雄ねじ部分９ａに対応する幅で挿入穴２ｂおよび３ａに交差する方向に延びるように挿入穴を形成することができる。そして、締結部１の軸部９が３つの被締結部を貫通するように延びて、螺合部４が雄ねじ部分９ａに螺合される。これにより、螺合部４と頭部８との間で３つの被締結部を挟持することができる。

本開示に係る締結構造体は、締結部と螺合部で２つの被締結部を挟持する構造体に利用できる。

１ 締結部
２，３，２１，４１ 被締結部
２ａ 螺合穴
２ｂ，３ａ，２１ａ，３１ａ，４１ａ 挿入穴
４ 螺合部
４ａ 螺合穴
５ 固定部
６ 連結部
７ 支持部
８ 頭部
９ 軸部
９ａ 雄ねじ部分
９ｂ 首部
Ｄ１，Ｄ２ 方向
Ｃ 制御装置
Ｈ ハーネス
Ｅ 排気装置

Claims (4)

1. 頭部から軸部が延びるように形成されると共に前記軸部に雄ねじ部分と首部が形成され、前記首部が前記雄ねじ部分と前記頭部との間に配置されて前記雄ねじ部分より細く形成された締結部と、
   前記雄ねじ部分に対応する雌ねじ部分が形成された螺合穴を有し、前記首部に対応する幅で前記螺合穴から延びるように第１の挿入穴が形成された第１の被締結部と、
   前記第１の被締結部に重なるように配置され、前記雄ねじ部分に対応する幅で形成された第２の挿入穴を有する第２の被締結部と、
   前記第１の挿入穴および前記第２の挿入穴に挿入された前記軸部の前記雄ねじ部分に螺合し、前記頭部との間で前記第１の被締結部および前記第２の被締結部を挟持する螺合部とを備える締結構造体。
2. 前記第２の挿入穴は、前記雄ねじ部分に対応する幅で前記第１の挿入穴に交差する方向に延びるように形成される請求項１に記載の締結構造体。
3. 前記第１の挿入穴および前記第２の挿入穴は、所定の位置を避けて延びるように形成される請求項２に記載の締結構造体。
4. 締結部において頭部から延びるように形成された軸部を、前記軸部の雄ねじ部分に対応する雌ねじ部分が形成された第１の被締結部の螺合穴に挿入し、
   前記軸部において前記雄ねじ部分と前記頭部との間に配置されて前記雄ねじ部分より細く形成された首部が前記螺合穴に到達すると、前記首部に対応する幅で前記螺合穴から延びるように前記第１の被締結部に形成された第１の挿入穴に沿って前記締結部を移動させ、
   前記雄ねじ部分に対応する幅で形成された第２の被締結部の第２の挿入穴に前記軸部を挿入して、前記第２の被締結部を前記第１の被締結部に重なるように配置し、
   前記第１の挿入穴および前記第２の挿入穴に挿入された前記軸部の前記雄ねじ部分に螺合部を螺合して、前記頭部と前記螺合部との間で前記第１の被締結部および前記第２の被締結部を挟持する締結方法。

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