JP2005061613A - Fastener - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、離間した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に関するものである。 The present invention relates to a fastener for fixing two spaced apart members while maintaining a mutual distance.
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、離間した2部材の内、一方に溶接固定されたスリーブと、スリーブと逆ねじによって螺合したスペーサと、スペーサに形成された雌ねじ部に螺合可能な雄ねじ部を軸部の先端に備えたボルトとから構成された締結具が開示されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, fasteners for fixing two members while maintaining a mutual distance have been proposed in the technical field of automobiles and the like. For example, in
この締結具のボルトの雄ねじ部には、スペーサに所定のトルクを伝達できる粘着材などが塗布されており、ボルトを締め付けると伝達トルクによりスペーサが回転され、スリーブから引き出される。しかしスペーサは他方の部材に当接するとそれ以上回転できなくなるので、ボルトの先端部分に形成された雄ねじ部はスペーサの雌ねじ部から離脱して前進しスリーブの雌ねじ部に螺合し、スペーサによって2部材間の隙間を維持した状態で締結が行われる。このときボルトを速やかに前進できるようにするためには、ボルトの軸部が回転させなくてもスペーサの雌ねじ部を通過できる構造であることが好ましい。 An adhesive or the like that can transmit a predetermined torque to the spacer is applied to the male thread portion of the bolt of the fastener. When the bolt is tightened, the spacer is rotated by the transmission torque and pulled out from the sleeve. However, when the spacer comes into contact with the other member, it cannot be rotated any further. Therefore, the male thread portion formed at the tip of the bolt separates from the female thread portion of the spacer and advances to engage with the female thread portion of the sleeve. Fastening is performed with the gap between the members maintained. At this time, in order to allow the bolt to move forward quickly, it is preferable that the bolt can pass through the female thread portion of the spacer without rotating the shaft portion.
このようなボルトは、円柱状のブランクの先端部に雄ねじ部を転造する方法により製造されるため、そのままでは雄ねじ部の谷径はボルトのブランク径(円柱部の径)よりも小さくなる。このためこの雄ねじ部と螺合するスペーサの雌ねじ部の内径もボルトの円柱部の径よりも小さくなるので、そのままではボルトの円柱部がスペーサの雌ねじ部を通過できなくなる。従って、スペーサの雌ねじ部を通過できるようにボルトの円柱部を切削加工や塑性変形による縮径加工などの追加加工により縮径する必要があり、ボルトの成形工程が増えると共に、製造コストが高くなってしまうという問題があった。
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、ボルトを転造加工によって低コストで製造することができ、しかも従来品と同様に離間した2部材を相互の間隔を維持しながら固定することができる締結具を提供することを目的とする。 The present invention has been made in order to solve the above-described conventional problems. Bolts can be manufactured at low cost by rolling, and two spaced apart members can be spaced apart from each other as in the conventional product. It aims at providing the fastener which can be fixed while maintaining.
上記目的を達成するためになされた本発明の締結具は、円柱状軸部の先端側に雄ねじ部を形成したボルトと、このボルトの雄ねじ部に係合する雌ねじ部を備え、これら両者間に設けられたトルク伝達手段を介してボルトから回転トルクを受けて第1部材側のねじと螺合しつつ回転することにより第1部材から離間した第2部材に当たる位置まで移動するスペーサとからなり、前記スペーサが第2部材に当たる位置まで移動した状態でボルトの雄ねじ部がスペーサの雌ねじ部から離脱して第1部材と第2部材とを固定できるようにした締結具において、ボルトの雄ねじ部の谷径を円柱状軸部の径よりも小さくし、かつスペーサの雌ねじ部の内径をボルトの円柱状軸部の径よりも大きくしたことを特徴とするものである。 The fastener of the present invention made to achieve the above object includes a bolt in which a male thread portion is formed on the tip end side of a cylindrical shaft portion, and a female thread portion that engages with the male thread portion of the bolt. It comprises a spacer that receives rotational torque from the bolt via the provided torque transmission means and moves to a position corresponding to the second member separated from the first member by rotating while screwing with the screw on the first member side, In the fastener in which the male screw portion of the bolt is detached from the female screw portion of the spacer and the first member and the second member can be fixed in a state where the spacer has moved to a position where it contacts the second member, the valley of the male screw portion of the bolt The diameter is smaller than the diameter of the cylindrical shaft portion, and the inner diameter of the female screw portion of the spacer is larger than the diameter of the cylindrical shaft portion of the bolt.
なお、第1部材側のねじは第1部材に固設したスリーブに形成しても、第1部材に直接形成してもよい。また、第1部材側のねじと螺合するスペーサのねじは逆ねじとしても、正ねじとしてもよい。さらに、スペーサの雌ねじ部から離脱したボルトの雄ねじ部と螺合させる雌ねじ部を、一方の部材に溶接したナットとしても、一方の部材に遊動可能に保持させたナットとしてもよい。ボルトの雄ねじ部とスペーサの雌ねじ部との間に設けられるトルク伝達手段としては、粘着材のほか、ねじ山の一部を変形させる方法、ねじ山の一部に弾性材を被せる方法など、様々な手段を適宜採用することができる。 The screw on the first member side may be formed on a sleeve fixed to the first member or directly on the first member. Further, the screw of the spacer screwed with the screw on the first member side may be a reverse screw or a normal screw. Further, the internal thread portion to be screwed with the external thread portion of the bolt detached from the internal thread portion of the spacer may be a nut welded to one member, or a nut that is movably held by one member. There are various torque transmission means provided between the male screw part of the bolt and the female screw part of the spacer, such as a method of deforming a part of the screw thread, a method of covering the part of the screw thread with an elastic material in addition to the adhesive material. Such means can be adopted as appropriate.
本発明に係る締結具は、離間した第1部材と第2部材とを相互の間隔を維持しながら固定するために用いられるものであり、スペーサの雌ねじ部にボルトの雄ねじ部を螺合させてスペーサにトルクを伝達して回転させ、スペーサを第2部材に当たる位置まで移動させる。この状態となるとスペーサの回転が停止するため、ボルトの雄ねじ部がスペーサの雌ねじ部から離脱して前進し、第1部材と第2部材とを固定することは従来のこの種の締結具と同様である。 The fastener according to the present invention is used to fix the first member and the second member that are separated from each other while maintaining a distance between each other. The male screw portion of the bolt is screwed into the female screw portion of the spacer. Torque is transmitted to the spacer and rotated to move the spacer to a position where it contacts the second member. Since the rotation of the spacer stops in this state, the male threaded portion of the bolt moves away from the female threaded portion of the spacer and moves forward to fix the first member and the second member in the same manner as this conventional fastener. It is.
しかし本発明に係る締結具においては、ボルトの雄ねじ部の谷径を円柱状軸部の径よりも小さく、かつスペーサの雌ねじ部の内径をボルトの円柱状軸部の径よりも大きくしてあるため、ボルトの円柱部の径を切削加工や塑性変形による縮径加工などの追加加工により縮めなくても、ボルトの円柱状軸部をスペーサの雌ねじ部に通すことができる。このためボルトを転造加工のみによって製造することができ、円柱状軸部への追加加工を要しないから、製造コストが必要以上に高くなることがない。なお本発明においてはボルトの雄ねじ部とスペーサの雌ねじ部との係合が従来品よりも浅くなるが、ボルトの雄ねじ部とスペーサの雌ねじ部との少なくとも一方に適切なトルク伝達手段を設けることにより、ボルトの回転力をスペーサに効率よく伝え、スペーサをスリーブから確実かつスムーズに引き出すことができる。以下に本発明の実施形態を示す。 However, in the fastener according to the present invention, the valley diameter of the male thread portion of the bolt is smaller than the diameter of the cylindrical shaft portion, and the inner diameter of the female thread portion of the spacer is larger than the diameter of the cylindrical shaft portion of the bolt. Therefore, the cylindrical shaft portion of the bolt can be passed through the female thread portion of the spacer without reducing the diameter of the cylindrical portion of the bolt by additional processing such as cutting processing or diameter reduction processing by plastic deformation. For this reason, a bolt can be manufactured only by a rolling process, and since the additional process to a cylindrical shaft part is not required, a manufacturing cost does not become higher than necessary. In the present invention, the engagement between the male screw portion of the bolt and the female screw portion of the spacer is shallower than that of the conventional product, but by providing an appropriate torque transmitting means on at least one of the male screw portion of the bolt and the female screw portion of the spacer. The rotational force of the bolt can be efficiently transmitted to the spacer, and the spacer can be reliably and smoothly pulled out from the sleeve. Embodiments of the present invention will be described below.
(第1の実施形態)
図1から図6は本発明の第1の実施形態を示すもので、この実施形態の締結具は、ボルト1とスペーサ10とスリーブ20とから構成されている。ボルト1は、頭部2と円柱状軸部3とその先端側に形成された正ねじの雄ねじ部4とからなる。雄ねじ部4は円柱状軸部3と同径のブランクを転造加工することにより形成されたものであり、円柱状軸部3は切削加工等による縮径を施されていない。このため図2に示すように、ボルト1の雄ねじ部4の山径d3は円柱状軸部3の径d1よりも大きく、雄ねじ部4の谷径d4は円柱状軸部3の径d1よりも小さくなっている。なお、雄ねじ部4の先端側には雄ねじ部4の谷径d4よりも細い棒先部5を形成してある。この実施形態では、雄ねじ部4にボルトの回転力をスペーサ10に伝達するトルク伝達手段としての粘着材Sが塗布されている。ここで用いた粘着材Sは、「TORQ-PATCH」の商品名で販売されている永久的な弾性のあるナイロンである。しかしトルク伝達手段はこのような粘着材Sに限定されるものではなく、ねじ山の一部を変形させて所定のトルクを伝達させたりするなど、適宜の手段を選択することができる。
(First embodiment)
1 to 6 show a first embodiment of the present invention, and the fastener of this embodiment includes a
スペーサ10は、円筒部11とその一方の端部の外周側縁から外方へ延びた板状部13とからなり、円筒部11の外周面には、逆ねじの雄ねじ部12が形成されている。板状部13の中心部には、円筒部11の内径よりもさらに小径のねじ孔14が形成されている。このねじ孔14の周面には、上記したボルト1の雄ねじ部4に螺合可能な雌ねじ部15が形成されている。なお後述するように、スペーサ10の雌ねじ部15のねじ山頂部は所定量だけ切り欠かれた形状となっている。
The
スリーブ20は、スペーサ10の円筒部11の外径と略等しい内径を有し、該円筒部11よりも僅かに長く延びた円筒部21を備えている。そして該円筒部21の内周面には、スペーサ10の円筒部11外周面に形成された雄ねじ部12と螺合可能な逆ねじである雌ねじ部22が形成されている。
The
また、スリーブ20の円筒部21の一方の端部には、円筒部21の開口部を塞ぐように所定厚を有する板状部23が設けられている。この板状部23は、円筒部21よりも大径であり、その略中心部には、円筒部21の内径よりもさらに小径のねじ孔24が穿設されている。このねじ孔24の周面には、ボルト1の雄ねじ部4に螺合可能な雌ねじ部25が形成されている。この雌ねじ部25はボルト1の雄ねじ部4に対応する通常のねじ山形状を持つ。
A plate-
ボルト1の雄ねじ部4はスペーサ10の雌ねじ部15に螺合されるが、図2に示すようにボルト1の雄ねじ部4のねじ山断面は三角形となっているのに対して、スペーサ10の雌ねじ部15のねじ山断面は頂部が切り欠かれて略台形となり、雌ねじ部15の内径d2はボルト1の円柱状軸部3の径d1よりも大きくなっている.すなわち、ボルト1の雄ねじ部4の谷径d4は円柱状軸部3の径d1よりも小さく、スペーサ10の雌ねじ部の内径d2はボルト1の円柱状軸部3の径d1よりも大きいから、d2>d1>d4の関係となっている。
The male threaded
なお、雌ねじ部15のねじ山の頂部を切り欠いた形状とするには、スペーサ10のねじ孔14の周面にねじ形状を形成した後、内径が一定径となるようにそのねじ山頂部を切り欠いてもよいし、予め内径を上記一定径となるようにねじ孔14を形成しておいて、そのねじ孔14周面にねじ形状を形成するようにしてもよい。
In order to obtain a shape in which the top of the thread of the
次に図3〜6を参照しながら、上記の締結具を使用して離間した2部材の間隔を維持及び固定する方法について説明する。なおここでは、第1部材40と距離L1だけ離れて位置する第2部材50とを、間隔を維持しながら固定する場合について説明する。第1部材40は例えば自動車のサイドプレートであり、第2部材50は例えば自動車のフロントピラーである。
Next, with reference to FIGS. 3 to 6, a method for maintaining and fixing the distance between the two separated members using the above fastener will be described. Here, a case will be described in which the
図3に示したように、まずスリーブ20を第1部材40に固設する。具体的には、第1部材40に穿設された貫通孔41にスリーブ20の円筒部21を挿入した後、板状部23を第1部材40のスリーブ20挿入方向とは反対側の面に当接させて、両部材を溶接固定する。またスリーブ20の円筒部21にスペーサ10の板状部13が当接するまで、スペーサ10をスリーブ20に完全に螺合させる。前記したように、この実施形態ではスペーサ10とスリーブ20とは逆ねじを介して螺合されている。
As shown in FIG. 3, first, the
次いで、第2部材50に穿設された貫通孔51に、第1部材40の反対側からボルト1を挿入する。そして、図4に示すように、ボルト1の雄ねじ部4をスペーサ10の雌ねじ部15と螺合させた状態でボルト1を正ねじ込み方向(時計回り方向)に回転させると、これら両者間に設けられたトルク伝達手段である粘着剤Sを介してボルト1からスペーサ10に回転トルクが伝達され、ボルト1とスペーサ10とが一体となって正方向に回転することになる。
Next, the
このスペーサ10の回転により、スリーブ20に逆ねじを介して螺合されているスペーサ10は弛む方向に回転し、スリーブ20から抜け出す方向に移動する。そして図5に示すように、スペーサ10はその板状部13が第2部材50に当接するまで移動する。図5の位置に至ると、スペーサ10は摩擦抵抗によりそれ以上回転しなくなるので、ボルト1に所定のトルクを加えるとボルト1の雄ねじ部4はスペーサ10の雌ねじ部15を通りぬけて離脱し、図6に示すようにさらに前進してスリーブ20の雌ねじ部25にねじ込まれる。
By the rotation of the
上述したように、スペーサ10の雌ねじ部15の内径d2は、ボルト1の円柱状軸部3の径d1よりも大きくなっているので、ボルト1の円柱状軸部3は雄ねじ部4がスペーサ10の雌ねじ部15を通りぬけて離脱した後は、スムーズにねじ孔14の雌ねじ部15を通過することができる。なお雄ねじ部4と雌ねじ部15のねじ山は完全には噛み合っていないが、この状態が最終的な固定状態ではないので、締め付け強度上の問題は生じない。
As described above, since the inner diameter d2 of the
このようにしてボルト1はその雄ねじ部4がスリーブ20のねじ孔24に形成された雌ねじ部25に到達するまで前進し、図6に示すように、雄ねじ部4をスリーブ20の雌ねじ部25に螺合させることにより、第2部材50に対してL1の間隔を保持しつつ第1部材40を強固に取り付けることができる。このとき、ボルト1の雄ねじ部4に塗布された粘着材Sが、スリーブ20のねじ孔24内にも付着するため、該ねじ孔24に形成された雌ねじ部25と雄ねじ部4との弛み止めという副次的効果も得られることになる。
In this way, the
以上に説明したように、本実施の形態の締結具は、スペーサ10の雌ねじ部15の内径d2をボルト1の円柱状軸部3の径d1よりも大きくしたので、ボルト1の円柱状軸部3がスペーサ10のねじ孔14をスムーズに通過でき、ボルト1の円柱状軸部3を切削加工等により縮径する必要がない。このため、通常の転造加工にて製造したボルトをそのまま使用することができ、従来よりも低コストで締結具を提供することができる。
As described above, in the fastener of the present embodiment, the inner diameter d2 of the
(第2の実施形態)
上記した第1の実施形では、スリーブ20の径をスペーサ10の径よりも大きくして、スリーブ20内にスペーサ10が収容された状態で両者が螺合するようにしたが、図7に示す第2の実施形態では、スペーサ10の径をスリーブ20の径よりも大きくし、スペーサ10内にスリーブ20が収容された状態で両者が螺合するようにした。スペーサ10は円筒部11とその一方の開口部を塞ぐように設けられた板状部13とから構成されており、円筒部11の内周面には雌ねじ部16が形成されている。板状部13の略中心部には、ねじ孔14が穿設されている。このねじ孔14の周面には、ボルト1の雄ねじ部4に螺合可能な雌ねじ部15が形成されている。
(Second Embodiment)
In the first embodiment described above, the diameter of the
またスリーブ20はスペーサ10の円筒部11の内径と略等しい外径を有し、該円筒部11よりも僅かに長い円筒部21を備えている。そして、該円筒部21の外周面には、スペーサ10の円筒部11内周面に形成された雌ねじ部16と螺合可能な雄ねじ部26が形成されている。この第2の実施形態においても、ボルト1の雄ねじ部4の谷径d4は円柱状軸部3の径d1よりも小さく、スペーサ10の雌ねじ部15の内径d2はボルト1の円柱状軸部3の径d1よりも大きいから、d2>d1>d4の関係となっている。
The
この第2の実施形態の締結具も、スリーブ20を第1部材に固定し、このスリーブ20に逆ねじによって螺合しているスペーサ10にボルト1を螺合させて回転させる。ボルト1とスペーサ10とは、トルク伝達手段を備えた雄ねじ部4とスペーサ10の雌ねじ部15とを介して螺合されるが、雌ねじ部15の内径d2がボルト1の円柱状軸部3の径d1よりも大きいから、ボルト1の雄ねじ部4がスペーサ10の雌ねじ部15と螺合しながらねじ孔14を通過した後、円柱状軸部3がスムーズにねじ孔14を通過できる。このようにスペーサ10を大径にしておけば、スペーサ10と第2部材との接触面積を大きくすることができる。
Also in the fastener of the second embodiment, the
(第3の実施形態)
図8から図11に示す第3の実施形態では、第1部材40にスリーブ20がクリップ30により回転できないように固定されている。また第1部材40の裏面にはナット31が溶接されている。その他の構成は第1の実施形態と同様であり、図9に示すように第2部材50の貫通孔51を通じてボルト1をスペーサ10の雌ねじ部15に挿入し、トルク伝達手段によりスペーサ10にトルクを伝達しながら回転させ、スペーサ10を第2部材50に当る図10の位置まで移動させる。その後、ボルト1の雄ねじ部4をスペーサ10の雌ねじ部15から離脱させて前進させ、第1部材40の裏面に溶接されたナット31と螺合させて締結を完了する。
(Third embodiment)
In the third embodiment shown in FIGS. 8 to 11, the
この第3の実施形態においても、ボルト1の雄ねじ部4の谷径d4は円柱状軸部3の径d1よりも小さく、スペーサ10の雌ねじ部15の内径d2はボルト1の円柱状軸部3の径d1よりも大きいから、d2>d1>d4の関係となっている。第1の実施形態ではスペーサ20に雌ねじ部25を形成したが、この第3の実施形態ではナット31を用いた点が相違している。
Also in the third embodiment, the valley diameter d4 of the
(第4の実施形態)
上記した各実施形態ではいずれもスペーサ10とスリーブ20との間のねじを逆ねじとし、ボルト1の回転によりスペーサ10をボルト頭部側に移動させていた。しかしこの実施形態に示すように、スペーサ10とスリーブ20との間のねじを正ねじとすることもできる。すなわち図12に示すように、第1部材40に固定されたスリーブ20はその外周に正ねじ部33を介して螺合されたスペーサ10を備えている。
(Fourth embodiment)
In each of the above-described embodiments, the screw between the
このため、雄ねじ部4にトルク伝達手段を備えたボルト1をねじ込みスペーサ10を回転させると、スペーサ10は正ねじによって図13のようにボルト1の先端側に移動し、第2部材50に当って停止する。またこの実施形態では、第2部材50の裏面にナット31がナットホルダ34によりある範囲内で遊動可能に保持されており、ボルト1の先端部によって自動調芯されるようになっている。このため、図13の状態から更にボルト1をねじ込むとボルト1の雄ねじ部4はスペーサ10の雌ねじ部15を離脱し、図14のように第2部材50の裏面のナット31と螺合して締結が完了する。
For this reason, when the
(第5の実施形態)
上記した各実施形態ではいずれもスペーサ10とスリーブ20とを用いたが、図15から図18に示す第5の実施形態はスリーブ20を用いない例を示す。すなわち、第5の実施形態では第1部材40に直接雌ねじ70が設けてあり、図15のようにボルト1とともにスペーサ10をこの雌ねじ70にねじ込む。雌ねじ70は正ねじであり、スペーサ10は図16のようにその先端が第2部材50に当るまで移動して停止する。なお図示されていないが、この実施形態ではボルト1の雄ねじ部のねじ山の一部を変形させてトルク伝達手段としている。
(Fifth embodiment)
In each of the above embodiments, the
この図16の状態に至るとスペーサ10は回転できなくなるので、ボルト1の雄ねじ部4は図17のようにスペーサ10の雌ねじ部15を離脱して前進し、図18のように第2部材50の裏面に溶接されているナット31と螺合して締結が完了する。これらの第4の実施形態及び第5の実施形態においても、ボルト1の雄ねじ部4の谷径d4は円柱状軸部3の径d1よりも小さく、スペーサ10の雌ねじ部15の内径d2はボルト1の円柱状軸部3の径d1よりも大きく、d2>d1>d4の関係となっていることは他の実施形態と同様である。
Since the
以上に説明したどの実施形態の締結具も、ボルト1を後加工することなく転造加工のみによって低コストで製造可能であり、しかも従来品と同様に離間した2部材を相互の間隔を維持しながら固定することができる。なお、第4の実施形態に示したような遊動可能なナット31を、第3の実施形態や第5の実施形態においても使用できることはいうまでもない。
The fasteners of any of the embodiments described above can be manufactured at low cost only by rolling without post-processing the
1 ボルト
2 頭部
3 円柱状軸部
4 雄ねじ部
5 棒先部
10 スペーサ
11 円筒部
12 雄ねじ部
13 板状部
14 ねじ孔
15 雌ねじ部
16 雌ねじ部
20 スリーブ
21 円筒部
22 雄ねじ部
23 板状部
24 ねじ孔
25 雌ねじ部
26 雄ねじ部
30 クリップ
31 ナット
33 正ねじ部
34 ナットホルダ
40 第1部材
41 貫通孔
50 第2部材
51 貫通孔
70 雌ねじ
DESCRIPTION OF
Claims (6)
このボルトの雄ねじ部に係合する雌ねじ部を備え、これら両者間に設けられたトルク伝達手段を介してボルトから回転トルクを受けて第1部材側のねじと螺合しつつ回転することにより第1部材から離間した第2部材に当たる位置まで移動するスペーサとからなり、
前記スペーサが第2部材に当たる位置まで移動した状態でボルトの雄ねじ部がスペーサの雌ねじ部から離脱して第1部材と第2部材とを固定できるようにした締結具において、
ボルトの雄ねじ部の谷径を円柱状軸部の径よりも小さくし、かつスペーサの雌ねじ部の内径をボルトの円柱状軸部の径よりも大きくしたことを特徴とする締結具。 A bolt with a male thread formed on the tip side of the cylindrical shaft,
A female screw portion that engages with the male screw portion of the bolt is provided, receives a rotational torque from the bolt via a torque transmission means provided between the two, and rotates while being screwed with the screw on the first member side. It consists of a spacer that moves to a position that hits a second member that is separated from one member,
In the fastener in which the male screw portion of the bolt is detached from the female screw portion of the spacer and the first member and the second member can be fixed in a state where the spacer has moved to a position where it hits the second member.
A fastener having a valley diameter of a male threaded portion of a bolt made smaller than a diameter of a cylindrical shaft portion, and an inner diameter of a female threaded portion of a spacer made larger than a diameter of a cylindrical shaft portion of a bolt.
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