JP2009030751A - ボルト装置および組付構造 - Google Patents

Abstract

【課題】組付作業の工数を削減できながら、確実に隙間を埋めることを可能として、作業性を向上させることのできるボルト装置を提供すること。
【解決手段】外周にボルト側雄ネジ３１ａが形成されたボルト軸３１およびこのボルト軸３１よりも大径のボルト頭部３３を備えたボルト３０と、ボルト軸３１の受部３２の外周に軸方向に移動可能に装着され、外周にカラー側雄ネジ４０ｂが形成されたカラー４０と、カラー４０と受部３２とを、あらかじめ設定されたトルク未満では両者の軸方向への相対移動を規制し、設定トルク以上で前記規制を解除して軸方向への相対移動を許す接着材５０と、を備えていることを特徴とするボルト装置とした。
【選択図】図１

Description

本発明は、基体に隙間を介して配置された被組付部品を、隙間を埋めた状態で組み付けることができるボルト装置を用いた組付構造に関する。

従来、車体などの基体に形成された空間に、ユニットなどの被組付体を組み付ける場合には、組付時に被組付体を基体に対して円滑に移動させることができるように、両者の間に隙間が設定される。そこで、被組付部材の組付時に、この隙間を埋める作業を行う必要がある。

このような隙間を埋める作業と組付作業を円滑に行う技術として、組付作業時に、クリアランスを埋めるスペーサが移動するようにした、例えば、特許文献１などに記載された技術が知られている。
この技術は、車体フレームにステアリングメンバを組み付けるのに用いられている。すなわち、車体フレームにあらかじめアジャストナットを組み付けておき、ステアリングメンバの組付時に、ボルトをアジャストナットに締結すると、アジャストナットに組み付けられたスペーサがネジの噛み合いに基づいて相対移動し、車体フレームとステアリングメンバとの間の隙間を埋めるようにしている。
特開２００５−９０６３２号公報

しかしながら、上述の従来技術は、アジャストナットをあらかじめ車体側に溶接により固定しておくため、この固定を、車体の塗装工程よりも前に行うことができず、作業タイミングが限られ、作業性に悪影響を与えていた。
すなわち、塗装前にアジャストナットを車体に固定していると、塗装時に、アジャストナットのナットやスペーサに塗装カスが入ったり、熱の影響を受けたりして、所望の締結トルクが得られなくなるおそれがある。
さらに、アジャストナットの取り付けが、被組付部材の組付作業に含まれると、組付作業が煩雑になる。

本発明は、上述の問題点に着目して成されたもので、組付作業の工数を削減できながら、確実に隙間を埋めることを行可能として、作業性を向上させることのできるボルト装置および組付構造を提供することを目的とするものである。

上述の目的達成のため本発明は、ボルトのボルト軸の外周に軸方向に移動可能に装着され、外周に雄ネジが形成されたカラーと、このカラーとボルト軸との間に設けられ、あらかじめ設定されたトルク未満では両者の軸方向への相対移動を規制し、設定トルク以上で前記規制を解除して軸方向への相対移動を許す移動規制部と、を備えていることを特徴とするボルト装置とした。

本発明では、被組付部材を基体に組み付けるのにあたり、ボルト装置を用いて被組付部材と基体とを締結する際に、ボルト軸の回転に伴ってカラーを移動させ、基体と被組付部材との隙間を埋める状態とすることが可能となる。
このように、ボルト装置の締結時に、隙間が埋められるため、従来のように、アジャストナットを溶接などにより固定する作業と比較して、この固定作業が不要となり、組付時の作業工数を削減でき、作業性を向上できる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
この実施の形態のボルト装置は、外周に雄ネジ（３１ａ）が形成されたボルト軸（３１）およびこのボルト軸（３１）よりも大径のボルト頭部（３３）を備えたボルト（３０）と、前記ボルト軸（３１）の外周に軸方向に移動可能に装着され、外周に雄ネジ（４０ｂ）が形成されたカラー（４０）と、このカラー（４０）と前記ボルト軸（３１）との間に設けられ、あらかじめ設定されたトルク未満では両者の軸方向への相対移動を規制し、設定トルク以上で前記規制を解除して軸方向への相対移動を許す移動規制部（５０）と、を備えていることを特徴とするボルト装置である。

図１〜図５に基づき、この発明の最良の実施の形態の実施例１のボルト装置Ａについて説明する。

まず、構成を説明すると、実施例１のボルト装置Ａは、図４に示すロールバーユニット（被組付部材）１０，１０を、車体（基体）２０へ組み付けるのに用いられている。

このロールバーユニット１０は、作動時に、ロールバー１１が自動的に矢印ＵＰ方向である車両上方に伸び上がり乗員を保護する装置である。なお、図において、矢印ＤＮが車両下方を、矢印ＦＲが車両前方を、矢印ＲＲが車両後方を、矢印Ｌが車両左方向を、矢印Ｒが車両右方向を示している。

そして、図５に示すように、ロールバーユニット１０は、略逆Ｕ字形状のロールバー１１と、このロールバー１１を車両上下方向に移動可能に支持する枠体１２と、この枠体１２とロールバー１１との間に介在されて、作動時にロールバー１１を車両上方へ移動させる駆動機構１３と、を備えている。

また、枠体１２の上部には、板状の支持枠板１４が車幅方向に延在して設けられ、この支持枠板１４の車幅方向両端部に、ユニット側ウエルドナット１５が上下に一対固定されている。なお、ユニット側ウエルドナット１５は、図１に示すように、支持枠板１４に穿設されたユニット側貫通穴１６と略同軸に、内周に、このユニット側貫通穴１６よりも小径のユニット側雌ネジ１５ａが形成されている。

ロールバーユニット１０は、これらユニット側ウエルドナット１５に、実施例１のボルト装置Ａを、螺合させて車体２０に固定される。

図４は、車体後部を示しており、図示を省略した座席の後方に、車室とその後方とを区画する隔壁２１が車幅方向に延在されている。
この隔壁２１に、詳細な図示は省略するが、ロールバーユニット１０を車両上方から差し込み可能に上端部に開口２２を有した収容空間２３が左右一対形成されており、各収容空間２３の左右に、ロールバーユニット１０の枠体１２の車幅方向両端部を車両前後方向で挟持可能に上方から視て略凹形状に形成された挟持パネル２４が設けられている。なお、挟持パネル２４による車両前後方向および車幅方向の挟持幅は、ロールバーユニット１０の枠体１２の車両前後方向および車幅方向の寸法よりも大きく形成され、組付作業用隙間Ｃ（図１参照）が確保されている。

そして、この挟持パネル２４に、車体側ウエルドナット２５が設けられている。
すなわち、図１に示すように、挟持パネル２４を貫通して車体側貫通穴２６が形成されており、挟持パネル２４の車両後方側である裏面に、車体側ウエルドナット２５が溶接により固定されている。この車体側ウエルドナット２５の内周には、この車体側貫通穴２６よりも小径の車体側雌ネジ２５ａが形成されている。
なお、前述の組付作業用隙間Ｃは、車両前後方向では、ロールバーユニット１０を挟持パネル２４の車体側ウエルドナット２５と干渉することなく挿し込めるように設定されている。

次に、この図１により、実施例１のボルト装置Ａについて説明する。
実施例１のボルト装置Ａは、ボルト３０とカラー４０とを備えている。

ボルト３０は、ボルト軸３１と受部３２とボルト頭部３３とを備えている。
ボルト軸３１は、受部３２よりも先端側（図において車両後方側）の外周に、ユニット側雌ネジ１５ａと螺合可能なボルト側雄ネジ３１ａが形成され、また、先端に先細り形状のロケート部３１ｂが形成されている。
受部３２は、ボルト軸３１の軸方向中間部に設けられ、先端側の外周に受部側雄ネジ（カラー用雄ネジ）３２ａが形成されている。なお、この受部側雄ネジ３２ａは、受部３２の軸方向の全長ではなく、先端側の一部のみに、例えば、受部３２を２，３周する程度形成されている。
ボルト頭部３３は、カラー４０および車体側貫通穴２６よりも大径に形成されている。

カラー４０は、円筒形状に形成され、内周の先端部のみに、受部側雄ネジ３２ａと螺合可能なカラー側雌ネジ４０ａが形成され、一方、外周に、車体側ウエルドナット２５の車体側雌ネジ２５ａと螺合可能なカラー側雄ネジ４０ｂが形成されている。

さらに、受部３２の受部側雄ネジ３２ａとカラー４０のカラー側雌ネジ４０ａとが螺合している部分に、接着材（移動規制部）５０が充填されている。接着材５０の接着力は、受部３２とカラー４０とが、あらかじめ設定された設定トルクよりも小さなトルクでは、両者３２，４０の相対移動を規制し、設定トルクを超えるトルクで、両者３２，４０の相対移動を許可する力のものが用いられている。

次に、実施例１の作用を説明する。
（ロールバーユニット製造工程）
ロールバーユニット１０の製造工程は、後述の車両製造ラインで行われる車体工程とは別工程、例えば、車両の製造とは異なる部品メーカーのラインで行われ、この製造工程において、支持枠板１４のあらかじめ設定された位置に、ユニット側ウエルドナット１５を溶接により固定する。

（ボルト装置製造工程）
ボルト装置製造工程は、上述のロールバーユニット製造工程および後述の車体工程とは別工程、例えば、他の部品メーカーのラインで行われ、この工程において、ボルト３０の受部３２に、カラー４０を螺合させる。このとき、受部側雄ネジ３２ａとカラー側雌ネジ４０ａとの螺合を、カラー側雌ネジ４０ａが途切れる位置までねじ込むことで、カラー４０がボルト３０に対して図１に示す位置に位置決めされる。
その後、受部側雄ネジ３２ａとカラー側雌ネジ４０ａとの螺合部分に接着材５０を塗布して、受部３２とカラー４０とを、設定された接着力で接着させる。

（車体工程）
車両の製造ラインにおいて車体２０の組付を行う車体工程において、挟持パネル２４に車体側ウエルドナット２５を溶接し、また、この挟持パネル２４を車体２０に固定する。なお、車体２０には、従来のアジャストナットを設置しないため、この車体工程の後に塗装を実施することができる。

（ロールバーユニット組付工程）
ロールバーユニット１０の車体２０への組付時には、ロールバーユニット１０の車幅方向両端部を、挟持パネル２４で挟持するようにして、車体２０の隔壁２１に形成された収容空間２３に上部の開口２２から挿し入れる。
この際、挟持パネル２４とロールバーユニット１０との間に、組付作業用隙間Ｃが設定されているため、ロールバーユニット１０の挿込作業を、円滑に行うことができる。
次に、収容空間２３に差し込んだロールバーユニット１０の固定は、隔壁２１の車両前方から、各貫通穴２６に実施例１のボルト装置Ａを差し込み、ボルト軸３１のボルト側雄ネジ３１ａをユニット側ウエルドナット１５に締結することで行うもので、以下に、その手順を説明する。
この締結時には、まず、ボルト軸３１を、車体側貫通穴２６に差し込み、さらに、カラー４０の外周のカラー側雄ネジ４０ｂを車体側ウエルドナット２５の車体側雌ネジ２５ａに螺合させる。この状態で、さらにボルト３０を回転させると、ボルト軸３１の受部３２とカラー４０とが、接着材５０で接着されているため、カラー４０がボルト３０と一体的に回転し、カラー４０が、図１に示すように、車体側ウエルドナット２５を車体後方へ移動する。
また、ボルト軸３１の先端のロケート部３１ｂが、ユニット側貫通穴１６に挿し込まれる。

この図１に示す状態から、さらに、ボルト３０を回転させると、ボルト軸３１がユニット側貫通穴１６を軸方向に進み、その後、図２に示すように、カラー４０の先端がロールバーユニット１０の支持枠板１４に突き当たり、ロールバーユニット１０と車体２０との間に設定されていた組付作業用隙間Ｃが埋められた状態となる。

この突き当たりによりカラー４０の軸方向（車両後方）への移動が規制される。また、このカラー４０の突き当たりと同時、あるいは、その直前に、ボルト軸３１のボルト側雄ネジ３１ａとユニット側ウエルドナット１５のユニット側雌ネジ１５ａとの螺合が開始される。

この状態からさらにボルト３０を回転させると、軸方向の移動が規制されたカラー４０と、回転されるボルト軸３１との間で生じるトルクが大きくなり、このトルクが、接着材５０に接着力を上回ると、カラー４０とボルト軸３１とが相対回転し、ボルト３０のみが車体２０およびロールバーユニット１０に対して軸方向に移動する。

この図２に示す状態からさらにボルト３０を回転させると、図３に示すように、ボルト頭部３３が挟持パネル２４に当接され、これにより、ロールバーユニット１０が、車体２０の側に引っ張られて車体２０に強固に固定された締結状態となり、締結作業を終了する。

以上説明したように、実施例１のボルト装置Ａでは、ボルト３０に、組付作業用隙間Ｃを埋めるカラー４０を装着し、ロールバーユニット１０や車体２０にあらかじめ固定する各ウエルドナット１５，２５には、これらと相対移動する部材を装着しない構造とした。
このため、実施例１で説明したように、車体側ウエルドナット２５の車体２０への固定を、塗装工程よりも前に実施する車体工程で行うことができ、作業性に優れる。
同様に、ロールバーユニット１０へのユニット側ウエルドナット１５の固定は、車体工程とは別工程で実施するため、車体組立とは異なる場所（例えば、部品会社）で実施可能となり、この点でも、作業性に優れる。
しかも、ボルト装置Ａの製造も、車体工程やロールバーユニット組付工程とは別工程で実施可能であるため、車体組立とは異なる場所（例えば、部品会社）で実施可能となり、この点でも、作業性に優れる。

加えて、ロールバーユニット１０の車体２０への組付の際には、車体２０に対してロールバーユニット１０の位置決めを行った後、ボルト装置Ａによる締結作業を実施するだけであるので、この点でも作業性に優れる。

また、ボルト３０の受部３２とカラー４０との相対移動を規制する移動規制部として、受部３２とカラー４０とを接着する接着材５０を用いたため、この移動規制作業が接着材５０を塗布するだけでよく、カラー４０をボルト３０に所定の締結力で締結する手段などと比較して、部品点数を抑えることができるとともに、作業性に優れる。

さらに、ボルト軸３１に、このボルト軸３１よりも大径の受部３２を一体に形成し、この受部３２にカラー４０を装着させるようにしたため、ボルト軸３１のボルト側雄ネジ３１ａなどにカラーを螺合させるのと比較すると、螺合させる長さが短くて済み、作業性に優れる。

しかも、カラー側雌ネジ４０ａは、カラー４０をボルト３０に対して位置決めできる長さに形成したため、カラー４０の全長に亘って形成された雌ネジに螺合させる場合と比較して、治具などを用いることなく位置決めが可能であり、作業性に優れる。

加えて、組付作業用隙間Ｃ、カラー４０の全長、ボルト軸３１の長さおよびカラー４０との位置との関係が、カラー４０がロールバーユニット１０に突き当たったのと同時あるいはその直前に、ボルト軸３１のボルト側雄ネジ３１ａが、ユニット側ウエルドナット１５のユニット側雌ネジ１５ａと螺合が開始されるように設定したため、ボルト３０とユニット側ウエルドナット１５との締結作業が短くて済み、作業性に優れる。なお、締結前のカラー４０の位置とボルト頭部３３との間隔を、実施例１よりも短くすることで、この締結作業を少なくして、さらに、作業性を向上できる。

また、ボルト軸３１の先端に、先細りのロケート部３１ｂを形成したため、カラー４０と車体側ウエルドナット２５との螺合作業時に、この螺合箇所を支持点として、ボルト軸３１の先端に外径方向のブレが生じても、この先端を確実にユニット側貫通穴１６に挿し込むことができるとともに、ユニット側ウエルドナット１５に挿し込むことができ、ボルト軸３１の先端がロールバーユニット１０の支持枠板１４などに突き当たり軸方向に移動できなくなる不具合の発生を抑えることができ、作業性に優れる。

以上、図面を参照して、本発明の実施の形態および実施例１を詳述してきたが、具体的な構成は、この実施の形態および各実施例１に限らず、本発明の要旨を逸脱しない程度の設計的変更は、本発明に含まれる。

例えば、実施例１では、本発明のボルト装置を、自動車のロールバーユニット１０の固定に用いた例を示したが、これに限定されず、自動車のステアリングメンバや空調ユニットなど他の被組付部品の組付に用いてもよい。

また、実施例１では、カラー４０のボルト３０への取り付けは、ボルト軸３１に形成した受部３２に装着した例を示したが、受部３２を形成することなく、ボルト軸３１の外周に直接螺合させてもよい。

また、実施例１では、移動制限部として、接着材５０を用いた例を示したが、これに限定されず、例えば、ナイロン樹脂などの樹脂により、ボルト軸３１あるいは受部３２とカラー４０とを連結し、設定トルク以上の入力時に、この連結が切れるものや、あるいは、突起やバネ片などを用いてカラー４０とボルト軸３１との間で、回転方向に係合させ、設定トルク以上の入力でこの係合が外れるようにしてもよい。

また、実施例１では、ボルト軸３１にカラー４０を装着させるのにあたり、受部側雄ネジ３２ａとカラー側雌ネジ４０ａとを螺合させた例を示したが、これに限定されない。すなわち、このような螺合を用いることなく、単に円筒面の受部に軸方向にスライド可能に装着したり、一方にスライド溝を形成し、もう一方にこれに周方向に係合するスライダを設けたりしてもよい。あるいは、螺合させる場合でも、実施例１のように、受部３２の先端側の一部を螺合させるのに限定されず、受部３２の全長に受部側雄ネジ３２ａを形成してもよい。

あるいは、これとは逆に、カラー側雌ネジ４０ａも、受部側雄ネジ３２ａと同様に、カラー４０の一部、例えば、カラー４０を２，３周する程度の長さのみ形成してもよい。この場合、受部３２の所定位置にカラー４０を配置させる際に、カラー４０を回転させる量が少なくて済み、この作業が容易になる。

実施例１では、自動車への適用例を示したが、基体に隙間を有して部品を締結するものであれば、産業機器や電気機器などに適用できる。

本発明の実施の形態の実施例１のボルト装置Ａを適用したロールバーユニット１０の組付構造を示す断面図であり、締結途中の状態を示している。 図１と同様の断面図であり、図１の状態からさらにボルト３０を回転させてカラー４０が支持枠板１４に突き当たった状態を示している。 図１と同様の断面図であり、ボルト３０を締結した組付終了状態を示している。 実施例１のボルト装置Ａを適用した車体２０の車体後部を示す斜視図である。 実施例１のボルト装置Ａにより車体２０に締結するロールバーユニット１０を示す斜視図である。

符号の説明

１０ ロールバーユニット（被組付部材）
１５ ユニット側ウエルドナット（第２ナット）
１５ａ ユニット側雌ネジ
１６ ユニット側貫通穴
２０ 車体（基体）
２５ 車体側ウエルドナット（第１ナット）
２５ａ 車体側雌ネジ
２６ 車体側貫通穴
３０ ボルト
３１ ボルト軸
３１ａ ボルト側雄ネジ
３１ｂ ロケート部
３２ 受部
３２ａ 受部側雄ネジ（カラー用雄ネジ）
３３ ボルト頭部
４０ カラー
４０ａ カラー側雌ネジ
４０ｂ カラー側雄ネジ
５０ 接着材（移動規制部）
Ａ ボルト装置
Ｃ 組付作業用隙間

Claims (7)

1. 外周に雄ネジが形成されたボルト軸およびこのボルト軸よりも大径のボルト頭部を備えたボルトと、
   前記ボルト軸の外周に軸方向に移動可能に装着され、外周に雄ネジが形成されたカラーと、
   このカラーと前記ボルト軸との間に設けられ、あらかじめ設定されたトルク未満では両者の軸方向への相対移動を規制し、設定トルク以上で前記規制を解除して軸方向への相対移動を許す移動規制部と、
   を備えていることを特徴とするボルト装置。
2. 前記ボルト軸の中間部に、このボルト軸の一般部よりも大径の受部が形成され、
   この受部の外周に、前記カラーの内周が軸方向へ移動可能に装着されていることを特徴とする請求項１に記載のボルト装置。
3. 前記カラーの内周に形成されたカラー側雌ネジを、前記ボルト軸側に形成されたカラー用雄ネジに螺合して、前記カラーがボルト軸に装着されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のボルト装置。
4. 前記移動規制部が、前記カラーとボルト軸とを接着する接着材であることを特徴とする請求項１〜請求項３に記載のボルト装置。
5. 請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載のボルト装置を用いて、基体への組み付け対象である被組付部材を、基体との間に隙間を有した状態で組み付けた組付構造であって、
   前記基体と被組付部材との一方である第１部材に、前記カラーよりも大径の貫通穴が形成されているとともに、この貫通穴と同軸に、前記カラー側雄ネジと螺合可能な第１ナットが固定され、
   前記基体と被組付部材とのもう一方である第２部材に、前記ボルト軸の雄ネジと螺合可能な第２ナットが固定され、
   前記ボルト軸が、前記貫通穴および第１ナットを貫通して前記第２ナットに螺合され、
   前記カラーが、前記隙間を埋めた状態で第１ナットに螺合されていることを特徴とする組付構造。
6. 前記基体が、車両の車体であることを特徴とする請求項５に記載の組付構造。
7. 前記カラーとボルト軸と隙間との関係が、
   前記カラーが、前記隙間を埋めたときに、前記ボルト軸の先端が、前記第２ナットへの螺合が開始される関係に形成されていることを特徴とする請求項５または請求項６に記載の組付構造。

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