JP2007280869A - 部材の結合構造 - Google Patents

Abstract

【課題】ねじ部材を緩めてもねじ部材の脱落がなく、容易にねじ部材とねじ込み孔との位置合わせができ、ねじ込み作業の良好な結合構造を実現すること。
【解決手段】第１部材３と第２部材２とを重ね合わせた状態で、第１部材３の挿通孔３１を貫通するねじ部材４を第２部材２のねじ込み孔２１にねじ込む結合構造において、ねじ部材４の軸部４１に、ねじ山を有するねじ部４２と、これとねじ部材４の頭部４０との間にねじ山を有さず外径ｄがねじ部４２のねじ山径ｅよりも小さい首部４３を設け、第１部材３の挿通孔３１の内径ａを上記首部４３の外径ｄよりも大きくねじ部４２のねじ山径ｅよりも小さくし、第２部材２のねじ込み孔２１を、その入口側に上記ねじ山径ｅよりも大きい内径ｂを有しかつねじ部４２の長さＬ２よりも長い長さＬ１を有するガイド部２２と、ガイド部２２から延出してねじ部材４のねじ部４２がねじ込まれるねじ込み部２３とで構成した。
【選択図】 図１

Description

第１部材と第２部材とを重ね合わせた状態で、第１部材を貫通させたねじ部材を第２部材のねじ込み孔にねじ込んで、第１および第２部材とを結合させる部材の結合構造に関する。

ねじ部材を用いた結合構造の従来構造の一例として車両用ヘッドランプのランプハウジングと、これに形成された開口部を塞ぐカバー部材との結合構造を例にあげる。図４ないし図６に示すように、ヘッドランプ１は、合成樹脂のランプハウジング２とランプレンズ１０とからなるハウジング内部に、ハイビーム用およびロ−ビーム用の複数のバルブ６０，６１が内蔵されたものがある。ランプハウジング２には背面ほぼ中央に、上記複数のバルブ６０，６１の交換に使用されるサービスホールたる開口部２０が設けられており、該開口部２０はカバー部材３で塞がれている。

カバー部材３は合成樹脂の成形品で、四隅付近にそれぞれ、ランプハウジング２への取付け用に、ねじ部材４ａの挿通孔３１を有する取付部３２が形成されている。カバー部材３はその外周を開口部２０の全周にシール材３５介して当接せしめ、カバー部材３の挿通孔３１およびこれらに応じてランプハウジング２の開口部２０の外周に設けられたねじ込み孔２１にねじ部材４ａをねじ込んでカバー部材３をランプハウジング２へ結合している。尚、ねじ部材４ａはねじ込み孔２１にねじ溝が切ってなくてもねじ込み可能なタッピングスクリューが使用され、カバー部材３の挿通孔３１の内径はタッピングスクリュー４ａのねじ山径よりも大きくしてあり、ランプハウジング２のねじ込み孔２１の内径はタッピングスクリュー４ａのねじ山径よりも小さく、ねじ軸径とほぼ同じにしている。

ところで、ヘッドランプ１が車体に取付けられた状態では、バルブ交換時など でカバー部材３を開閉する場合、エンジンルーム内のヘッドランプ１の後方位置には充分な作業スペースが無いため、作業者は手さぐりでタッピングスクリュー４ａを脱着しなければならず、タッピングスクリュー４ａを落としてしまうといった問題があった。またタッピングスクリュー４ａをねじ込むときに、ねじ込み孔２１に対してタッピングスクリュー４ａが斜めにねじ込まれ、ランプハウジング２とカバー部材３との結合が不完全となるおそれがあった。

また、ねじ部材を用いた従来の他の結合構造として、船外機の分割式のエンジンカバーの結合構造では、一方のカバー部材に円柱孔状のスクリュー挿通孔を形成し、他方のカバー部材にナット部材（ねじ込み孔）を設け、両カバー部材を重ね合わせて上記スクリュー挿通孔からスクリュー部材を挿入して上記ナット部材に締結し両カバー部材を結合するようにしている。この場合、上記スクリュー部材は先端側にねじ山を有するねじ部を備え、頭部と上記ねじ部との間にねじ山のない挿通部を備えたものを用いる。上記スクリュー挿通孔はその内径部に、直径が上記スクリュー部材のねじ部のねじ山径よりも大きく上記ねじ部を納めることが可能な挿通区間と、直径が上記ねじ部のねじ山径よりも小さくかつ上記スクリュー部材の挿通部よりも大きい縮径区間とを設け、スクリュー部材を緩めたときに、ねじ部が上記スクリュー挿通孔の縮径区間に引っ掛かってスクリュー部材の脱落を防ぐことが行われている（例えば、特許文献１参照。）。

しかしながら、両カバー部材を結合するため両カバー部材を合わせたときに、スクリュー部材のねじ部が一方のカバー部材のスクリュー挿通孔の挿通区間内に納まっているため、他方のカバー部材のナット部材との位置合わせに手間がかかる。
特開２００１―３９３９０号公報

そこで本発明は、第１および第２部材の結合解除するときに緩めたねじ部材の脱落がなく、第１および第２部材を結合するときにねじ部材と相手方のねじ込み孔との位置合わせが容易にでき、ねじ部材のねじ込み作業が良好な部材の結合構造を実現することを課題としてなされたものである。

本発明は、第１部材が挿通孔を備え、第２部材がねじ部材をねじ込み可能なねじ込み孔を備え、上記第１部材と第２部材とを重ね合わせた状態で、ねじ部材が上記第１部材の挿通孔を貫通して上記第２部材のねじ込み孔にねじ込まれて、第１部材と第２部材が結合される部材の結合構造において、上記ねじ部材の頭部から突出する軸部には、先端側にねじ山を有するねじ部を形成するとともに、頭部側にねじ山を有さず外径が上記ねじ部のねじ山径よりも小さい首部を形成する。上記第１部材の挿通孔はその内径を、上記ねじ部材の首部の外径よりも大きく、上記ねじ部のねじ山径よりも小さく形成する。上記第２部材のねじ込み孔を、上記第１部材との重ね合わせ側に形成して、上記ねじ部材のねじ部のねじ山径よりも大きい内径を有し、かつ上記ねじ部の長さよりも長いガイド部と、該ガイド部から延出して上記ねじ部材のねじ部がねじ込まれるねじ込み部とで構成する（請求項１）。結合状態からねじ部材を緩めると、ねじ部材のねじ部が第２部材のねじ込み孔のねじ込み部から抜けてガイド部へ移動し、ガイド部がねじ部よりも長いのでねじ部がガイド部内に収まり、第１部材と第２部材を分離することができるようになる。このとき第１部材の挿通孔の内径がねじ部のねじ山径よりも小さいのでねじ部が挿通孔を通過して脱落することはない。また第１部材と第２部材を結合するとき、第１部材を貫通するねじ部材のねじ部を第２部材のねじ込み孔のガイド部に挿入することで、第１部材と第２部材の取付位置を容易に位置決めできる。

上記第１および第２部材を合成樹脂で構成する。上記ねじ部材は上記第１部材の挿通孔にねじ込み貫通可能で、かつ上記第２部材のねじ込み孔へねじ込み可能なタッピングスクリューを用いる（請求項２）。第１部材の挿通孔および第２部材のねじ込み孔にねじ溝を切らなくても容易にねじ部材を挿通孔へ貫通させ、ねじ込み孔へねじ込むことができる。また、第１部材の挿通孔へねじ部材を挿通させても、挿通孔が完全に広がらないのでねじ部材の脱落を防ぐ。

上記第２部材は車両用ランプのランプハウジングであり、上記第１部材は上記ランプハウジングのバルブ交換用に形成された開口部を塞ぐカバー部材であり、上記カバー部材の外周に上記挿通孔を形成し、上記ランプハウジングの上記カバー部材の挿通孔との対応位置に上記ねじ込み孔を形成する（請求項３）。バルブ交換にランプハウジングからカバー部材を外すが、これを繰り返してもねじ部材が脱落せず、ランプハウジングへのカバー部材の結合に好適である。

図４、図５に示す車両用ヘッドランプ１のランプハウジング２と、これに形成された開口部を塞ぐカバー部材３との結合構造に本発明を適用した実施形態を説明する。ヘッドランプ１は、前方へ向けて開口する容器状の合成樹脂製のランプハウジング２と、その前部開口を塞ぐ透明な合成樹脂製のランプカバー１０とで箱体をなす。ヘッドランプ１の内部には、ハイビーム用のバルブ６０とこれを保持するリフレクタ７０、およびロービーム用のバルブ６１とこれを保持するリフレクタ７１が内設してある。ロービーム用のバルブ６１はディスチャージランプが用いられ、ロービーム用のリフレクタ７１にはレンズ７２が設置されている。各バルブ６０，６１はそれぞれ各リフレクタ７０，７１に形成された取付孔に差し込まれて保持されている。

ランプハウジング２には背面中央位置に、両バルブ６０，６１を交換するのに用いるサービスホールたる角形の開口部２０が形成してある。そして開口部２０にはこれを塞ぐカバー部材３が取付けてある。

カバー部材３は開口部２０に対応して四角形状の合成樹脂板で構成してある。カバー部材３はその外周を開口部２０の外周にシール材３５を介して重ね合わせ、カバー部材３の四隅付近に形成した複数の取付部３２を貫通するねじ部材４を開口部２０の外周にねじ締めして結合してある。

以下、図１ないし図３に基づいて本発明の結合構造の詳細を説明する。ねじ部材４はタッピングスクリューで、六角レンチやプラスドライバ等の工具を接続可能な頭部４０を備え、頭部４０から延出する軸部４１には先端に、相手側のねじ込み孔にねじ溝が切ってなくてもねじ込み可能なタッピング用のねじ山を有するねじ部４２が形成してある。ねじ部４２の長さＬ２は軸部４１の全長（約２０mm）の５分の２程度（約８mm) としてあり、軸部４１には頭部４０とねじ部４２との間にねじ山が形成されておらずねじ部４２のねじ山径ｅよりも小径な首部４３が設けてある。例えば、軸部４１は、首部４３の外径ｄおよびねじ部４２の軸径が同じで約２．９mmとしてあり、ねじ部４２のねじ山径ｅが約３．９mmに設定してある。ねじ部４２のねじ山ピッチは約１mmである。

カバー部材３の取付部３２には中央にねじ部材４を挿通する挿通孔３１が形成してある。挿通孔３１の内径はねじ部材４のねじ部４２のねじ山径ｅよりも小さくしてあり、かつねじ部材４の首部４３の外径ｄよりも大きく形成してあり、内径ａは約３．２mmに形成してある。取付部３２の板厚ｔは、ねじ部材４のねじ部４２のねじ山ピッチ二つ分以上の厚さを有し、約２．５mmに設定してある。

カバー部材３の挿通孔３１に対応して、ランプハウジング２の開口部２０の外周にはねじ込み孔２１が形成してある。ねじ込み孔２１はランプハウジング２の内部側へ突出する円柱状の突起部に形成してあり、ねじ込み孔２１の奥行き（長さ）寸法がねじ部材４の軸部４１よりも長く形成してある。ねじ込み孔２１の入口側（カバー部材３重ね合わせ側）には、内径ｂがねじ部材４のねじ部４２のねじ山径ｅよりも大きく、長さ寸法Ｌ１をねじ部４２の長さ寸法Ｌ２よりも長くしたガイド部２２が形成してある。ガイド部２２はその内径ｂが約４．４mmで、長さ寸法Ｌ１が約９．６mmに設定してある。

ねじ込み孔２１にはガイド部２２から奥行き方向へ延出するねじ込み部２３が設けてある。ねじ込み部２３は、ねじ部材４のねじ部４２をねじ込むように、ねじ込み部２３の内径ｃがねじ部４２のねじ山径ｅよりも小さく、かつねじ部４２の軸径よりも大きく形成してあり、ねじ込み部２３の内径ｃはカバー部材３の挿通孔３１と同じ約３．２mmに形成してある。

カバー部材３のランプハウジング２への結合は、カバー部材３の外周をランプハウジング２の開口部２０外周に重ね合わせて、カバー部材３の外周の裏面側の浅い溝部に設けたシール材３５を開口部２０の外周縁に当接せしめ、カバー部材３の挿通孔３１とランプハウジング２のねじ込み孔２１とを互いに同軸に位置合わせする。そして、ねじ部材４の軸部４１をそのねじ部４２からカバー部材３の挿通孔３１に挿通させるとともに、ねじ部４２をランプハウジング２のねじ込み孔２１のねじ込み部２３にねじ込んで結合する。

カバー部材３の挿通孔３１にねじ部材４を挿通する場合、挿通孔３１にこれよりも大径のねじ部４２をねじ込んで首部４３が挿通孔３１に挿通した状態とするが、合成樹脂製からなるカバー部材３の挿通孔３１にタッピング用のねじ山を有するねじ部４２をねじ込んでも、挿通孔３１はねじ部４２のねじ山が通過する一部分の内径が部分的に広がる程度で、挿通孔３１の全体の内径が広がることはない。従って、挿通孔３１に挿通したねじ部材４は、引き戻してもねじ部４２のねじ山が挿通孔３１に引っ掛かり、ねじ部４２を引き戻しながら挿通孔３１へ上記挿通時とは逆方向（緩め方向）に回転させない限り挿通孔３１から抜けることがない。挿通孔３１へ挿通した状態のねじ部材４は、首部４３の外径が挿通孔３１よりも小さいので、首部４３の範囲でカバー部材３の表裏方向に移動自在である。

ランプハウジング２のねじ込み孔２１へは、ねじ部材４はそのねじ部４２がねじ込み孔２１のガイド部２２を通過し、ガイド部２２の案内によりねじ部４２がねじ込み部２３の軸方向に沿ってほぼ真っ直ぐにねじ込まれて締結される。

バルブ６０，６１の交換等によりランプハウジング２からカバー部材３を取り外す場合、ねじ部材４を上記ねじ込み方向とは逆方向に回転させて緩めると、ねじ部材４のねじ部４２がねじ込み部２３から抜けてガイド部２２へ移動して上記締結が解除される。このとき、ガイド部２２の長さＬ１寸法がねじ部４２の長さＬ２寸法よりも長くしてあり、かつねじ部材４を緩めるときでもねじ部材４とこれを回転させる六角レンチやドライバー等との結合状態を保持するためにねじ部材４には若干ガイド部２２の奥側方向への力が掛かっているので、ねじ部４２がガイド部２２へ移動するとねじ部材４が空回りし、上記ねじ込み部２３からの緩め作業に続いてねじ部４２がカバー部材３の挿通孔３１へ緩め方向に後退することはない。従って、ねじ部材４が挿通孔３１から抜けることがなく、カバー部材３の脱着作業で落下することがない。

バルブ６０，６１交換後に再度カバー部材３を取付ける場合、カバー部材３の裏面側へ突出した各ねじ部材４のねじ部４２をそれぞれランプハウジング２の各ねじ込み孔２１のガイド部２２に挿入することで、ランプハウジング２の開口部２０に対するカバー部材３の取付位置を容易に位置決めできる。そしてガイド部２２の案内により、ねじ部材４は斜めに傾くことなく、ねじ部４２がねじ込み部２３へその軸方向に沿ってほぼ真っ直ぐにねじ込まれて締結される。

上述の実施形態において、ねじ部材４の軸部４１の長さ、ねじ部４２の長さＬ２やねじ山径ｅ、首部４３の外径ｄ、カバー部材３の挿通孔３１の内径ａ、ランプハウジング２のねじ込み孔２１のガイド部２２の内径ｂや長さＬ１、ねじ込み孔２２の内径ｃ等の実数値は一例であって、本発明はこれに限られるものではない。また上述の実施形態では、カバー部材３の挿通孔３１まわりの取付部３２の板厚ｔを、ねじ部４２のねじ山が２山程度掛かる厚さにして、確実なねじ部４２挿通時の挿通孔３１の広がりを抑えてねじ部材４の脱落を防止するようにしたが、これに限らず取付部３２の板厚は、最小でねじ部材４のねじ山ピッチの半分程度の板厚でもよい。

またねじ部材４はそのねじ部４２がタッピング用のねじ山を有するタッピングスクリューとしたが、これに限らず、ねじ部に一般的なねじ山を有し、ねじ部と頭部との間に上記ねじ山径よりも小径の首部を備えたボルト部材を用いてもよい。この場合、カバー部材３の挿通孔３１およびランプハウジング２のねじ込み孔２１のねじ込み部２３に予め上記ねじ部をねじ込み可能なねじ溝を切っておく必要がある。また、カバー部材３は合成樹脂に限らず、金属板で形成してもよい。この場合、挿通孔３１まわりの板厚は最小でねじ部材４のねじピッチの半分程度とし、かつ挿通孔３１まわりにバーリング加工を施す必要がある。

本発明のねじ部材を用いた結合構造を示す要部の分解断面図である。 本発明の結合構造の結合状態を示す図５のＳ−Ｓ線に沿う位置での要部断面図である。 本発明の結合構造の図２に対応して、ねじ部材を緩めた状態を示す要部断面図である。 本発明の結合構造を適用する車両用ランプの横断面図である。 上記車両用ランプの背面図である。 従来のねじ部材を用いた結合構造を示す図５のＳ−Ｓ線に沿う位置での要部断面図である。

符号の説明

１ ヘッドランプ（車両用ランプ）
２ ランプハウジング（第２部材）
２０ 開口部
２１ ねじ込み孔
２２ ガイド部
２３ ねじ込み部
３ カバー部材（第１部材）
３１ 挿通孔
４ ねじ部材（タッピングスクリュー）
４０ 頭部
４１ 軸部
４２ ねじ部
４３ 首部
ａ 挿通孔の内径
ｂ ガイド部の内径
ｃ ねじ込み部の内径
ｄ 首部の外径
ｅ ねじ部のねじ山径
Ｌ１ ガイド部の長さ
Ｌ２ ねじ部の長さ

Claims (3)

1. 第１部材が挿通孔を備え、第２部材がねじ部材をねじ込み可能なねじ込み孔を備え、上記第１部材と第２部材とを重ね合わせた状態で、ねじ部材が上記第１部材の挿通孔を貫通して上記第２部材のねじ込み孔にねじ込まれて、第１部材と第２部材が結合される部材の結合構造において、
   上記ねじ部材の頭部から突出する軸部には、先端側にねじ山を有するねじ部を形成するとともに、頭部側にねじ山を有さず外径が上記ねじ部のねじ山径よりも小さい首部を形成し、
   上記第１部材の挿通孔はその内径を、上記ねじ部材の首部の外径よりも大きく、上記ねじ部のねじ山径よりも小さく形成し、
   上記第２部材のねじ込み孔を、上記第１部材との重ね合わせ側に形成して、上記ねじ部材のねじ部のねじ山径よりも大きい内径を有し、かつ上記ねじ部の長さよりも長いガイド部と、該ガイド部から延出して上記ねじ部材のねじ部がねじ込まれるねじ込み部とで構成した部材の結合構造。
2. 上記第１および第２部材を合成樹脂で構成し、
   上記ねじ部材を、上記第１部材の挿通孔にねじ込み貫通可能で、かつ上記第２部材のねじ込み部へねじ込み可能なタッピングスクリューとした請求項１に記載の部材の結合構造。
3. 上記第２部材は車両用ランプのランプハウジングであり、上記第１部材は上記ランプハウジングのバルブ交換用に形成された開口部を塞ぐカバー部材であり、 上記カバー部材の外周に上記挿通孔を形成し、上記ランプハウジングの上記カバー部材の挿通孔との対応位置に上記ねじ込み孔を形成した請求項１または２に記載の部材の結合構造。