JP2006200657A - 締結構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 簡単な構成で、複数層からなる被締結部材を締結部材により締結する場合に、締結部材の軸力が低下しても各層の相対的な移動を阻止することができる締結構造を提供する。
【解決手段】 本発明の締結構造は、複数層１１、１２からなる被締結部材１を締結部材２により締結するものであって、ボルト２１を第二層１２の下孔にねじ込み締結することにより被締結部材１に食い込んで、第一層１１を貫通して第二層１２に達して、第一層１１と第二層１２との相対的な動きを阻止する相対移動阻止部材３を座金４に設けた。
【選択図】 図１

Description

本発明は締結構造に関し、特に、複数層からなる被締結部材を締結部材により締付け締結する締結構造に関するものである。

複数層からなる被締結部材をボルトなどの締結部材により締付け締結する場合、一般にボルトヘッドから最も離れた層（第ｎ層）の被締結部材にメネジ部を設けるとともにこの層とボルトヘッドとの間の層に孔を形成して孔にボルトを挿通しメネジ部にボルトを螺合するか、あるいは、被締結部材の各層に孔を形成して孔に挿通されたボルトにナットを螺合している。被締結部材の各層は、締結されたボルトの軸力による摩擦によって互いにずれないよう相対的な動きが規制される。

このような締結構造においては、時間の経過に伴って被締結部材を締付け締結している被締結部材にかかる応力が緩和しボルトの軸力が低下すると、外力や振動が加わったときに、被締結部材の各層が相対的に移動し、これにより異音が発生することとなる。

ところで、木材など単一の被締結部材に挿通されたボルトに対して締結されたナットが緩まないようにすることを目的とした特許文献１が知られている。特許文献１には、端部に螺子とキー溝を設けたボルトと、このキー溝に嵌合する係止片を有し、このボルトを貫通させるとともに、その上面部に凸状面部を設けた座金、及び下面部に、この座金の上面部の凸状面部に対応する凹状面部を設けたナットの三者構成を特徴とする締結具が記載されている。そして、特許文献１には、外方端部に木材等の被締結材の表面部に食い込む鉤片が下方に向けて設けられた座金が開示されている。特許文献１では、被締結材に鉤片が食い込み固定された座金の凸面状部に対してナットの凹面状部が係合することにより、ナットが緩まないようその回転を防止するものであり、鉤片は座金の被締結材に対する回り止として機能する。

特開平８−１４２４２号公報

上記特許文献１にあっては、ボルトに対して締結されたナットが緩まないようにすることを目的としたもので、被締結部材が単一であり、鉤片は座金の被締結材に対する回り止として機能するだけのものであった。そのため、特許文献１では、複数層からなる被締結部材を締結部材により締付け締結する場合に、ボルトの軸力が低下したときに各層が相対的に移動するという問題があった。

本発明は、上述した問題に鑑みてなされたもので、簡単な構成で、複数層からなる被締結部材を締結部材により締付け締結する場合に、締結部材の軸力が低下しても各層の相対的な移動（ズレ）を阻止することができる締結構造を提供することを目的とする。

本発明の締結構造は、上記目的を達成するため、複数層からなる被締結部材を締結部材により締付け締結する締結構造であって、締結部材を締結することにより被締結部材に食い込んで各層の相対的な動きを阻止する相対移動阻止部材を設けたことを特徴とするものである。

請求項１の発明では、締結部材を締結することにより、相対移動阻止部材が被締結部材の各層にわたって食い込むため、時間経過により被締結部材にかかる応力の低下が発生するなど締結部材の軸力が低下しても、振動や外力を受けた場合に被締結部材の各層の相対的な移動が阻止される。

請求項１の発明によれば、締結部材を締結することにより被締結部材に食い込んで各層の相対的な動きを阻止する相対移動阻止部材を設けたことにより、時間経過により被締結部材にかかる応力の低下が発生するなど締結部材の軸力が低下しても、振動や外力を受けた場合に被締結部材の各層の相対的な移動を阻止できる締結構造を提供することができる。

本発明の締結構造は、概略、複数層１１、１２…からなる被締結部材１を締結部材２により締付け締結するものであって、締結部材２を締結することにより被締結部材１の複数層１１、１２…にわたって食い込んで各層１１、１２…の相対的な動きを阻止する相対移動阻止部材３が設けられている。
本発明の締結構造の実施の一形態を、被締結部材１が二層１１、１２からなるものであり、締結部材２としてボルト２１を、第一層１１を介して第二層（第ｎ層）１２に対して直接螺合して締結する場合より、図１〜図４に基づいて詳細に説明する。なお、図において、同一符号は同様の部分または相当する部分に付すものとする。

被締結部材１の各層１１、１２は、それぞれ例えば同種または異種の樹脂などにより構成されている。第一層（ボルトヘッド２１ｂに最も近い層）１１は、第二層（ボルトヘッド２１ｂから最も遠い層）１２と比較して薄く成形されている。第一層１１にはボルト２１の軸部２１ａを挿通し得る径の孔１１ａが形成されている。第二層１２には、図３に示すように、ボルト２１のオネジ部６の主要な部分の谷径とほぼ同じ径の下孔１２ａが形成されている。ボルト２１の軸部２１ａは、第二層１２の下孔１２ａにねじ込んでこの下孔１２ａにメネジ７を形成することができるように、そのオネジ部６の先端が漸次小径となるようなテーパ状で且つ端面を有する形状で、また、ボルトヘッド２１ｂは六角に形成された六角ヘッドタッピンボルトが採用されている。ボルトヘッド２１ｂと被締結部材１の第一層１１の表面との間には座金４が介装される。なお、本発明でいう締結部材２には、この実施の形態で示した六角ヘッドタッピンボルト２１の外に、オネジ部６の先端の径が変化することなく同径でナット２７と螺合される六角ボルト（後述する別の実施の形態で説明する）２２、２３、あるいは小ネジや木ネジなど、被締結部材１に直接またはナット２７に螺合するものが含まれる。

図２に示すように、座金４の被締結部材１と接する面の外周縁には３つの突起状の相対移動阻止部材３が周方向に等間隔で一体に形成されている。すなわち、座金４は、その本来の機能の外に、複数の相対移動阻止部材３を連結保持するよう機能している。座金４の中央にはボルト２１の軸部２１ａを挿通し得る径の孔４ａが形成されている。座金４の形状は円環状に限定されることなく、多角形などとすることができ、また、平座金に限定されることなく、ばね座金や歯付き座金など、他の形式の座金とすることもできる。
各相対移動阻止部材３は、樹脂製の被締結部材１に食い込ませることができるように、基端部から先端部に向かって断面の大きさが漸次縮小するテーパ状またはクサビ状に成形されたもので、その長さは第一層１１を貫通して重合された第二層１２に達するように設定されている。各相対移動阻止部材３の断面形状は、円形や多角形など、必要に応じて設定することができる。また、相対移動阻止部材３の数は、必要に応じて単数または複数とすることができる

この実施の形態において締結構造を構成する場合には、図３に示すように、第一層１１と第二層１２とをその孔１１ａと下孔１２ａとが整合するように重合し、相対移動阻止部材３が第一層１１と対面するように配置して座金４の孔４ａにボルト２１の軸部２１ａを挿通し、第一層１１の孔１１ａにボルト２１の軸部２１ａを挿通してオネジ部６を第二層１２の下孔１２ａにねじ込む。ボルト２１のオネジ部６は、第二層１２の下孔１２ａにメネジ７を形成しながら第二層１２に直接螺合されて、第一層１１と第二層１２とが締付け締結される。このとき、ボルトヘッド２１ｂにより座金４が押圧されて、各相対移動阻止部材３が被締結部材１に食い込み第一層１１を貫通して第二層１２に達する。そのため、時間経過などに伴ってボルト２１の軸力が低下した状態で振動などの外力を受けた場合であっても、第一層１１と第二層１２とが互いに相対移動することを拘束・規制し、したがって、第一層１１と第二層１２とが相対的に移動することにより発生する異音などが確実に阻止される。

また、図４に示すように、被締結部材１の第一層１１と第二層１２の締結を解除して解体する場合には、ボルト２１のオネジ部６が第二層１２のメネジ７から抜ける方向にボルト２１を軸周りに回転させ、相対移動阻止部材３を被締結部材１から抜いて座金４を取り除く。この実施の形態では、締結部材２として第二層１２の下孔１２ａに直接螺合するタッピンネジを採用したため、第一層１１と第二層１２とを容易に短時間で締結することができ、しかも、ボルト２１を抜いて座金４を取り除くだけで第一層１１と第二層１２との締結状態を容易に短時間で解除することができると共に、締結状態が解除され解体された第一層１１と第二層１２とのいずれにも締結部材２および相対移動阻止部材３が残らないため、被締結部材１をそれぞれ単独の素材として容易にリサイクルすることができる。

次に、本発明の締結構造の第２の実施の形態を図５に基づいて説明する。この第２の実施の形態においては、上述した第１の実施の形態と同様または相当する部分については同じ符号を付してその説明を省略し、異なる部分のみを説明することとする。
この実施の形態においては、締結部材２として、六角ボルト２２が使用されており、この六角ボルト２２を螺合するナット２７として例えば自動車のボデーなどを構成する鋼板１７に溶接されたウエルドナットが使用されている。また、複数の相対移動阻止部材３は、上述した実施の形態における座金４と同様の連結部材５（図２を参照）に周方向に等間隔で一体成形されている。そして、この実施の形態における第二層１２は、第一層１１の孔１１ａと同様の孔１２ｂが形成されている。また、鋼板１７は、ナット２７のネジ孔と整合する孔１７ａが、ボルト２２の軸部２２ａを挿通し得る大きさで所定の位置に形成されている。

この実施の形態において締結構造を構成する場合には、第一層１１と第二層１２とナット２７が溶接された鋼板１７とを、その孔１１ａおよび１２ｂとナット２７のネジ孔とが整合するように重合し、相対移動阻止部材３が第一層１１と対面するように配置して連結部材５の孔５ａにボルト２２の軸部２２ａを挿通し、第一層１１、第二層１２、および鋼板１７の孔１１ａ、１２ｂ、１７ａにボルト２２の軸部２２ａを挿通して、オネジ部６を鋼板１７に溶接されたナット２７に螺合し、第一層１１および第二層１２を鋼板１７に締付け締結する。このとき、ボルトヘッド２２ｂにより連結部材５が押圧されて、各相対移動阻止部材３が被締結部材２に食い込み第一層１１を貫通して第二層１２に達する。そのため、時間経過などに伴ってボルト２２の軸力が低下した状態で振動などの外力を受けた場合であっても、第一層１１と第二層１２とが互いに相対移動したり鋼板１７に対して移動することを規制され、したがって、異音の発生などが確実に阻止される。
また、被締結部材１の締結構造を解除して解体する場合には、ナット２７に対してボルト２２を緩める方向に回転させてその螺合を解除し、相対移動阻止部材３を被締結部材２から抜いて連結部材５と共に取り除く。この実施の形態では、締結部材２としてボルト２２を被締結部材１の孔１１ａ、１２ｂに挿通して鋼板１７に溶接されたナット２７に螺合するだけで第一層１１と第二層１２とを鋼板１７に対して容易に短時間で締結することができ、しかも、ナット２７からボルト２２を抜いて相対移動阻止部材３が設けられた連結部材５を取り除くだけで、第一層１１と第二層１２とを鋼板１７に対する締結状態から容易に短時間でそれぞれ解除し解体することができると共に、締結状態が解除された第一層１１と第二層１２とのいずれにも締結部材２および相対移動阻止部材３が残らないため、被締結部材１をそれぞれ単独の素材として容易にリサイクルすることができる。

次に、本発明の締結構造の第３の実施の形態を図６に基づいて説明する。この第３の実施の形態においては、上述した第１および第２の実施の形態と同様または相当する部分については同じ符号を付してその説明を省略し、異なる部分のみを説明することとする。
この実施の形態においては、締結部材２としてフランジ２３ｃ付き六角ボルト２３が使用されており、また、複数の相対移動阻止部材３は、ボルトヘッド２３ｂのフランジ部２３ｃの被締結部材１と接する面に周方向に等間隔で直接設けられている。

この実施の形態において締結構造を構成する場合には、第一層１１と第二層１２との孔１１ａおよび１２ｂを整合させて重合し、この孔１１ａ、１２ｂにボルト２３の軸部２３ａを挿通してナット２８を軸周りに回転させて螺合することにより、第一層１１と第二層１２と互いに締付け締結する。このとき、ボルトヘッド２３ｂのフランジ部２３ｃに成形された各相対移動阻止部材３が被締結部材１に食い込み第一層１１を貫通して第二層１２に達する。そのため、時間経過などに伴ってボルト２３の軸力が低下した状態で振動などの外力を受けた場合であっても、第一層１１と第二層１２とが互いに相対移動することを規制され、したがって、異音の発生などが確実に阻止される。
また、被締結部材１の締結構造を解除して解体する場合には、ナット２８を緩める方向に回転させてボルト２３の螺合を解除し、その軸部２３ａを第一層１１および第二層１２の孔１１ａ、１２ｂから抜くだけで、相対移動阻止部材３も第一層１１および第二層１２から取り除くことができる。
この実施の形態では、締結部材２としてボルト２３を被締結部材１の孔１１ａ、１２ｂに挿通してナット２８を回転させて螺合するだけで、第一層１１と第二層１２と容易に短時間で締結することができ、しかも、ナット２８からボルト２３を抜いて取り除くだけで、第一層１１と第二層１２との締結状態を容易に短時間で解除し解体することができると共に、締結状態が解除された第一層１１と第二層１２とのいずれにも締結部材２および相対移動阻止部材３が残らないため、被締結部材１をそれぞれ単独の素材として容易にリサイクルすることができる。

次に、本発明の締結構造の第４の実施の形態を図７に基づいて説明する。この第４の実施の形態においては、上述した第１〜３の実施の形態と同様または相当する部分については同じ符号を付してその説明を省略し、異なる部分のみを説明することとする。
この実施の形態における被締結部材１は、第一層１１、第二層１２、および第三層１３の三層からなるものであり、例えばそれぞれ同種または異種の樹脂などにより構成されている。第一層（ボルトヘッドに最も近い層）１１と第三層（ナットに最も近い第ｎ層）１３は、これらの間に配置される第二層１２と比較して薄く成形されている。各層１１、１２、１３にはそれぞれボルト２２の軸部２２ａを挿通し得る径の孔１１ａ、１２ｂ、１３ａが形成されている。
締結部材２としては、六角ボルト２２とこの六角ボルト２２と螺合するナット２８とが使用されている。また、ボルトヘッド２２ｂと第一層１１との間には、上述した第２の実施の形態と同様に、複数の相対移動阻止部材３が設けられた連結部材５が介在され、ナット２８と第三層１３との間には、上述した第１の実施の形態と同様に、複数の相対移動阻止部材３が設けられた座金４が介在されている。各相対移動阻止部材３は、ボルト２２とナット２８を螺合して各層１１、１２、１３を締結したときに、第一層１１または第三層１３を貫通して第二層１２にそれぞれ食い込む長さに設定されている。

この実施の形態において締結構造を構成する場合には、各層１１、１２、１３の孔１１ａ、１２ｂ、１３ａを整合させて重合し、連結部材５に設けられた相対移動阻止部材３が第一層１１と対面するとともに、座金４に設けられた相対移動阻止部材３が第三層１３と対面するように配置して、連結部材５、被締結部材２の各層１１、１２、１３、および座金４の孔５ａ、１１ａ、１２ｂ、１３ａ、４ａにボルト２２の軸部２２ａを順次挿通し、ボルト２２とナット２８とを軸周りに相対的に回転させて螺合し、各層１１、１２、１３を互いに締付け締結する。このとき、ボルトヘッド２２ｂにより連結部材５が押圧されて、各相対移動阻止部材３が食い込み第一層１１を貫通して第二層１２に達する。また、ナット２８により座金４が押圧されて、各相対移動阻止部材３が食い込み第三層１３を貫通して第二層１２に達する。そのため、時間経過などに伴ってボルト２２の軸力が低下した状態で振動などの外力を受けた場合であっても、各層１１、１２、１３が互いに相対移動することを規制され、したがって、異音の発生などが確実に阻止される。
また、被締結部材１の締結構造を解除する場合には、ボルト２２とナット２８を緩める方向に相対的に回転させて両者の螺合を解除し、相対移動阻止部材３、３を被締結部材１から抜いて連結部材５および座金４を取り除く。
この実施の形態では、締結部材２としてボルト２２の軸部２２ａを被締結部材１の孔１１ａ、１２ｂ、１３ａに挿通してナット２８を相対的に回転させて螺合するだけで各層１１、１２、１３を互いに容易に短時間で締結することができ、しかも、ナット２８からボルト２２を抜いて相対移動阻止部材３、３が設けられた連結部材５および座金４を取り除くだけで、各層１１、１２、１３の締結状態を容易に短時間でそれぞれ解除し解体することができると共に、締結状態が解除された各層１１、１２、１３のいずれにも締結部材２および相対移動阻止部材３が残らないため、被締結部材１をそれぞれ単独の素材として容易にリサイクルすることができる。

なお、本発明は上述した実施の形態に限定されることなく、例えば図７に示した実施の形態において、連結部材５を介在させることなく、座金４に設けられた相対移動阻止部材３を、第三層１３および第二層１２を貫通して第一層１１に達する長さに設定したり、あるいは、座金４に相対移動阻止部材３を設けることなく、連結部材５に設けられた相対移動阻止部材３を、第一層１１および第二層１２を貫通して第三層１３に達する長さに設定することもできる。また、図７に示した実施の形態において、連結部材５を介在させることなく、ボルト２２に替えて、図６に示したように、複数の相対移動阻止部材３が直接設けられたフランジ２３ｃ付き六角ボルト２３を使用することもできる。
すなわち、本発明の相対移動阻止部材３は、締結部材２を締付け締結することによって各層１１、１２、１３…１ｎにわたって食い込み、各層１１、１２、１３…１ｎの相対的な移動を阻止できるものであれば、座金４や連結部材５あるいはボルトヘッドのフランジ部２３ｃなどのように設けられる部材、設ける数、長さ、断面形状などを必要に応じて変更することができる。

本発明の締結構造の第１の実施の形態を示す断面図である。 図１に示した相対移動阻止部材を有する座金の斜視図である。 締結する前の状態を説明するために示した断面図である。 図１の状態から、ボルトと共に相対移動阻止部材を有する座金を取り除いた状態を説明するために示した断面図である。 本発明の締結構造の第２の実施の形態を示す断面図である。 本発明の締結構造の第３の実施の形態を示す断面図である。 本発明の締結構造の第４の実施の形態を示す断面図である。

符号の説明

１：被締結部材、 ２：締結部材、 ３：相対移動阻止部材、 ４：座金、 ５：連結部材、 １１：第一層、 １２：第二層、 １３：第三層、 ２１：タッピンボルト、 ２２：ボルト、 ２３：ボルト、 ２７：ナット、 ２８：ナット

Claims (1)

1. 複数層からなる被締結部材を締結部材により締付け締結する締結構造であって、
   締結部材を締結することにより被締結部材に食い込んで各層の相対的な動きを阻止する相対移動阻止部材を設けたことを特徴とする締結構造。
   

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