JP5004281B2 - 締結具 - Google Patents

Description

本発明は、離間した２部材を相互の間隔を維持したままで固定するために用いられる締結具に関するものである。

従来から、自動車等の技術分野において２部材を相互の間隔を維持しながら固定するための締結具が提案されている。例えば特許文献１には、図８に示されるように、一方の部材１０１と他方の部材１０２にそれぞれナット１０３，１０４を取り付けておき、ボルト１０５とその雄ねじ部にトルク伝達手段を介して仮止め螺合されたカラーボルト１０６とを用いて、これらの部材１０１，１０２間を締結する締結具が開示されている。

この特許文献１の締結具は、ボルト１０５を回転させることによりカラーボルト１０６を一方の部材１０１のナット１０３に螺合させて前進させ、カラーボルト１０６の先端が他方の部材１０２に着座するとトルク伝達手段が破壊されてボルト１０５とカラーボルト１０６とが分離され、ボルト１０５のみを更に前進させて他方の部材１０２のナット１０４と螺合させ、双方の部材１０１，１０２を締結できる構造となっている。

しかしこの特許文献１の締結具では、カラーボルト１０６の位置は部材１０１のナット１０３により規制され、また締結状態におけるボルト１０５の位置は部材１０２のナット１０４により規制される。このためこれらのナット１０３、１０４のセンターが一致しておれば問題はないが、実際には多少の建付け公差が生じる。そこでボルト１０５の軸部を細く加工し、ボルト１０５の雄ねじ１０７がカラーボルト１０６の雌ねじ１０８から離脱した後はボルト１０５が左右方向に移動可能とすることにより、建付け公差を吸収させている。このため、ボルト１０５の軸部の加工にコストを要するという問題があった。

また特許文献２には、図９に示されるように、離間した一方の部材１０１に固定されたスリーブ１１０と、このスリーブ１１０と逆ねじによって螺合されたカラーボルト１１１と、ボルト１１２とからなる締結具が開示されている。この締結具は、他方の部材１０２側から挿入したボルト１１２によりカラーボルト１１１を回転させ、カラーボルト１１１を逆ねじの作用によって他方の部材１０２に当たる位置まで移動させ、その後にボルト１１２の雄ねじ１１４をカラーボルト１１１の雌ねじ１１５から離脱させて一方の部材１０１に固定されたナット１１３と螺合させる構造となっている。

この特許文献２の締結具は、ナットが一方の部材に設けられており、ボルトとカラーボルトが同一軸線上に固定されるから、特許文献１の締結具のようにボルト１１２の軸部を細く加工して建付け公差を吸収させる必要はない。しかし、カラーボルト１１１を他方の部材１０２に当たる位置まで移動させた状態においてもなおスリーブ１１０との間の所定の嵌め合い長さを確保するためには、スリーブ１１０やカラーボルト１１１の首下を長くしておく必要がある。このため締結具の長さが大きくなり、双方の部材１０１，１０２間に大きいスペースが必要となるという問題があった。
特開２００２−１２２１１４号公報 特開２００５−６１６１３号公報

本発明は、上記した従来の課題を解決するためになされたものであり、ボルトの軸部を細径加工する必要がないうえに、双方の部材間に大きいスペースを要しない締結具を提供することを目的とするものである。

上記目的を達成するためになされた本発明の締結具は、離間した第１部材と第２部材とを相互の間隔を維持したまま締結する締結具であって、第１部材に固定されたナットと、このナットと同一軸線上で第１部材に固定されたホルダと、このホルダ内に回転不能であるが軸線方向に移動可能に保持されたアジャストナットと、第２部材側から第１部材に向けて挿入されるボルトと、このボルトの雄ねじ部にトルク伝達手段を介して仮止め螺合されたカラーボルトとからなり、このカラーボルトは外周にアジャストナットに螺合する雄ねじ部を備え、カラーボルトの先端を第１部材に着座させたうえで更に回転させることにより、アジャストナットを第２部材に当たる位置まで移動させる機能を有することを特徴とするものである。

なお、全てのネジ部が右ねじであることが好ましい。また、ホルダが第１部材の取付孔に係合されるクリップ爪を備えたものであることが好ましい。さらにカラーボルトの雄ねじ部が、第２部材に近い頭部側に形成されていることが好ましい。

本発明の締結具は、ナットが一方の部材である第１部材に設けられており、ボルトとカラーボルトがそのナットと同一軸線上に固定される。このため、建付け公差がある場合にも第２部材の貫通孔を余裕を持たせたサイズにしておけば、特許文献１のようにボルトの軸部を細く加工して建付け公差を吸収させる必要がなく、コストダウンを図ることができる。また本発明の締結具は、アジャストナットをカラーボルトの頭部側に移動させて第１部材と第２部材との間隙を埋める構造であるから、アジャストナットを移動させてもアジャストナットの高さ分の嵌め合い長さを常に確保することができる。このため特許文献２のようにカラーボルトの首下を長くする必要がなくなり、締結具の長さを短縮できるので、双方の部材間に大きいスペースを要しない。しかも、特許文献２のようにアジャストナットを左ねじにする必要がないので左ねじ製造用の転造ダイスは不要であり、製造コストを抑えることができる。

以下に図１〜図７を参照しつつ、本発明の実施形態を示す。
図１に示すように、本実施形態の締結具は、金属製のボルト１と、金属製のカラーボルト２と、金属製のアジャストナット３と、樹脂製のホルダ４と、金属製のナット５とから構成されている。ここでは、ホルダ４、ナット５が固定される部材を第１部材Ｐ１、ボルト１が挿入される側の部材を第２部材Ｐ２（図１では省略）と呼ぶこととする。

前記ボルト１は、大径の頭部１０と円柱状軸部１１とその先端側に転造形成された右ねじの雄ねじ部１２とからなる。その先端部に雄ねじ部１２よりも小径の棒先部１３を形成してカラーボルト２やナット５への螺挿が容易となるようにしている。円柱状軸部１１は細径加工する必要はない。

カラーボルト２は、内面に雌ねじ部２１を形成するとともに外面に雄ねじ部２２を形成したもので、いずれも右ねじである。雌ねじ部２１は第２部材に近い頭部側に数ピッチだけ形成され、雄ねじ部２２も第２部材に近い頭部側に形成されている。これらは締結完了までに要するボルト１の回転数を減少させ、作業性を向上させるためである。カラーボルト２の雌ねじ部２１はボルト１の雄ねじ部１２にトルク伝達手段を介して螺合され、初期段階においてはボルト１とともに回転できるようになっている。

トルク伝達手段は、ボルト１からカラーボルト２に対して所定のトルクまでは伝達できるが、それを超えるとボルト１のみが回転できる機能を備えたものであり、具体的にはボルト１の雄ねじ部１２に塗布される粘着材、またはねじ山の一部を潰して抵抗を付与した変形部とすることができる。このようなトルク伝達手段によりボルト１にカラーボルト２が仮止め螺合されているので、搬送時の振動等でカラーボルト２とボルト１とが分離されることがない。

第１部材Ｐ１に形成された貫通孔５２の裏面（第２部材Ｐ２から遠い方の面）には、ナット５が例えば溶接により固定されており、また第１部材Ｐ１の表面（第２部材Ｐ２側の面）にはホルダ４が固定されている。ナット５は右ねじのナットであって、ボルト１の雄ねじ部１２と螺合できる雌ねじ部５１を備えている。ナット５とホルダ４とは軸線を一致させておく。

ホルダ４は第１部材Ｐ１の取付孔８に係合される複数のクリップ爪４１を備えた樹脂製部材であり、ホルダ４はこの実施形態では六角筒状であって、その内部に六角形状のアジャストナット３が、回転不能であるが軸線方向に移動可能に保持されている。なおホルダの材質は樹脂のほかにアルミニウム製、鋳鉄製など任意の材質とすることができる。このようにしておけば、搬送時の振動等でアジャストナット３とホルダ４とが分離されることがなく、また使用時に所定の力が加われば分離してアジャストナット３のみを軸線方向に移動させることが可能となる。なお、ホルダ４とアジャストナット３は六角筒状に限るものではなく、三角、四角等の多角筒状、あるいはキー係合により回転不能であるが軸線方向に移動可能な構成であればよい。

次に図４〜７に基づいて、本発明の締結具を使用して第１部材Ｐ１と第２部材Ｐ２、相互の間隔を維持しながら締結する方法を説明する。第１部材Ｐ１は例えば自動車のサイドプレートであり、第２部材Ｐ２は例えば自動車のフロントピラーである。

図４に示されるように、まずホルダ４のクリップ爪４１を弾性変形させて第１部材Ｐ１の取付孔８に嵌合させ、ホルダ４を第１部材Ｐ１に固定する。ホルダ４の内部にはアジャストナット３が保持されている。このときアジャストナット３の底面は第１部材Ｐ１に着座している。

次いで、第２部材Ｐ２に透設されている貫通孔９内に、カラーボルト２を備えたボルト１を挿入し、カラーボルト２の略上半部に形成された雄ねじ部２２をアジャストナット３の雌ねじ部３１に螺合させる。カラーボルト２はボルト１の雄ねじ部１２にトルク伝達手段を介して螺合されているので、ボルト１とともに回転してアジャストナット３の内部に前進して行く。この螺合は、図５に示されるように、カラーボルト２の先端が第１部材Ｐ１に着座するまで行われる。このようにカラーボルト２の先端が第１部材Ｐ１に当接したとき、カラーボルト２の雄ねじ部２２はアジャストナット３の雌ねじ部３１に数ピッチ螺合される。

カラーボルト２の先端が第１部材Ｐ１に当接した後もなおボルト１を回動させると、カラーボルト２はそれ以上前進することができないためその位置にとどまったまま回転することとなる。それによって、カラーボルト２の雄ねじ部２２と螺合しているアジャストナット３が第２部材Ｐ２の方向に移動し、図６に示すようにアジャストナット３の上端が第２部材Ｐ２に当接する。このアジャストナット３の移動によっても、アジャストナット３とカラーボルトの嵌め合い長さは常に確保されている。

この図６の状態に至ると、カラーボルト２もアジャストナット３もそれ以上は移動できなくなり、アジャストナット３とカラーボルト２とは第１部材Ｐ１と第２部材Ｐ２との間隙を固定した状態となる。この状態から更に強くボルト１を回動すると、一定値を越えるトルクがカラーボルト２とボルト１間に働くのでトルク伝達手段が破壊され、ボルト１の雄ねじ部２１はカラーボルト２の雌ねじ部２１内にねじ込まれていくこととなる。

そして、最終的にはボルト１の雄ねじ部１２はカラーボルト２の雌ねじ部２１から離脱して、第１部材Ｐ1のナット５の雌ねじ部５１に螺挿されることとなる。この螺挿によりボルト１の頭部１０が第２部材Ｐ２に当接され、図７に示すように、第１部材Ｐ１と第２部材Ｐ２とは一定間隔離間された状態で締結されることとなる。なお、第２部材Ｐ２の貫通孔９を余裕を持たせたサイズにしておけば、ボルト１及びカラーボルト２は第２部材Ｐ２の貫通孔９の内部で自由に動くことができるので、第１部材Ｐ１のナット５と第２部材Ｐ２の貫通孔９とのセンターが正確に一致していなくても差し支えない。

上記したように、本発明の締結具は離間した第１部材Ｐ１と第２部材Ｐ２とを相互の間隔を維持したままで固定することができる。またボルト１とカラーボルト２は第１部材Ｐ１のナット５と同一軸線上に固定されるので、第２部材Ｐ２の貫通孔９を余裕を持たせたサイズにしておけば、建付け公差を吸収するためにボルト１の径を細く加工する必要がない。

またアジャストナット３はカラーボルト２の基部側、すなわち第２部材側に移動するので、アジャストナット３とカラーボルト２との嵌め合い長さは常に確保されており、アジャストナット３を縦長にする必要がない。このため第１部材Ｐ１と第２部材Ｐ２との間に大きなスペースは不要である。さらにすべてのねじを右ねじとすることができるので、左ねじ用の転造ダイスは不要であり、製造コストが安価となるなどの多くの利点がある。

本発明の実施形態の締結具を分解して示す斜視図である。 アジャストナットを保持したホルダの断面図である。 ホルダの平面図である。 締結具による締結の初期状態を示す断面図である。 カラーボルトがアジャストナットに螺挿された状態を示す断面図である。 アジャストナットが第２部材に当接した状態を示す断面図である。 ボルトの雄ねじ部が第１部材のナットの雌ねじ部に螺合した状態を示す断面図である。 従来技術を説明する断面図である。 他の従来技術を説明する断面図である。

符号の説明

Ｐ１ 第１部材
Ｐ２ 第２部材
１ ボルト
２ カラーボルト
３ アジャストナット
４ ホルダ
５ ナット
８ 第１部材の取付孔
９ 第２部材の貫通孔
１０ 頭部
１１ 円柱状軸部
１２ ボルトの雄ねじ部
１３ 棒先部
２１ カラーボルトの雌ねじ部
２２ カラーボルトの雄ねじ部
３１ アジャストナットの雌ねじ部
４１ クリップ爪
５１ ナットの雌ねじ部
５２ 第１部材の貫通孔

Claims (4)

1. 離間した第１部材と第２部材とを相互の間隔を維持したまま締結する締結具であって、第１部材に固定されたナットと、このナットと同一軸線上で第１部材に固定されたホルダと、このホルダ内に回転不能であるが軸線方向に移動可能に保持されたアジャストナットと、第２部材側から第１部材に向けて挿入されるボルトと、このボルトの雄ねじ部にトルク伝達手段を介して仮止め螺合されたカラーボルトとからなり、このカラーボルトは外周にアジャストナットに螺合する雄ねじ部を備え、カラーボルトの先端を第１部材に着座させたうえで更に回転させることにより、アジャストナットを第２部材に当たる位置まで移動させる機能を有することを特徴とする締結具。
2. 全てのネジ部が右ねじであることを特徴とする請求項１に記載の締結具。
3. ホルダが、第１部材の取付孔に係合されるクリップ爪を備えたものであることを特徴とする請求項１に記載の締結具。
4. カラーボルトの雄ねじ部が、第２部材に近い頭部側に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の締結具。

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