JP2010078113A - 部品取付構造及び部品取付用座金 - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な構造で、部品側から挿通させる取付ボルトの挿通位置と、部品装着部に設けた雌ねじ孔との位置のずれを調整でき、部品取付作業を短時間で確実に行うことができる部品取付構造を提供する。
【解決手段】部品６に取付ボルト５の雄ねじ部５ａの軸径より大きな径を有する円形の座金嵌入孔８を設ける。座金１に、座金嵌入孔に嵌入する円盤状の小径嵌入部２と、該小径嵌入部２の中心を含む径方向の締結軸挿入用長孔３と、小径嵌入部２の軸方向一端外周から径方向に突出して部品の座金嵌入孔周辺外面に当接する大径当接部４とを設ける。
【選択図】図３

Description

本発明は、部品取付構造及び部品取付用座金に関し、詳しくは、ボルト、ネジ、リベットなどの締結手段を用いて部品を部品装着部に取り付ける部品取付構造及び座金に関する。

従来、部品を部品装着部に取り付けて固定する際、例えば、締結手段の一つである取付ボルトを用いて部品を固定する場合では、図８に示されるように、部品４０に形成したボルト挿通孔４１の位置に合わせて部品装着部４２に下穴を形成し、タップ加工して雌ねじ孔４３を形成した後、取付ボルト４４をワッシャ（座金）４５を介して前記ボルト挿通孔４１から挿通して、雌ねじ孔４３に雄ねじ部をねじ込むことにより、取付ボルト４４の頭部でワッシャ４５を介して部品４０を部品装着部４２に圧着して固定することが多く行われている。

また、ボルト挿通孔と雌ねじ孔との位置がずれた場合でも対応できるように、部品装着部に取付ボルトの軸部より大径のボルト挿通孔を形成するとともに、部品装着部の裏面にフローティングナットをあらかじめ固着しておいたり、部品のボルトの挿通位置を調整できるように部品のボルト挿通孔をボルトの軸部直径に対して２倍程度大径のバカ孔にしたり、長孔にしたりすることも行われている（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００６−１７１３５１号公報

しかし、前記フローティングナットは高価であることから、製作コストを抑えなければならない用途には使用することができなかった。また、部品のボルト挿通孔を大径又は長孔にするものでは、部品の大きさによっては対応が困難なときがあった。例えば、長尺な部品や比較的面積の大きな部品を建築物や鉄道車両の壁面などに取り付ける場合、あらかじめ工場などで部品装着部に雌ねじ孔を形成しておくとともに、部品に大径又は長孔のボルト挿通孔を形成したものでは、両者の僅かな製作誤差によって雌ねじ孔とボルト挿通孔との位置がずれて取付ボルトを挿入できなくなることがあった。このとき、ボルト挿通孔を大きくすることによって対応は可能であるが、部品の締結力が低下し、取付強度が不足したり、取付後に部品の位置ズレが発生したりするおそれがある。

このため、長尺部品を取り付ける場合などでは、前述のように、部品には適度な大きさのボルト挿通孔をあらかじめ形成しておき、部品装着部の雌ねじ孔は現場にて現物合わせで加工することが一般的に行われている。しかし、現場での作業は、作業員がドリルなどを持って手作業で雌ねじ孔を形成するため手間が掛かり、また、穿孔作業で発生した切り屑の清掃も行わなければならず、作業効率に問題があった。

特に、多数の部材、部品を組み合わせて製作される鉄道車両においては、溶接時の熱や僅かな接合誤差などによって部品装着部の位置がずれやすいため、現物合わせで雌ねじ孔を形成することが一般に行われている。

そこで本発明は、簡単な構造で、部品側からの取付ボルトの挿通位置と、部品装着部に設けた雌ねじ孔との位置合わせを簡単に行うことができ、部品取付作業を短時間で確実に行うことができる部品取付構造部及び部品取付用座金を提供することを目的としている。

上記目的を達成するため、本発明の部品取付構造は、部品を貫通した締結手段の軸先端部を部品装着部に設けた取付孔に固着することにより前記部品を前記部品装着部に取り付ける部品の取付構造において、前記部品に前記締結手段の軸径より大きな径を有する円形の座金嵌入孔を設けるとともに、前記座金には、前記座金嵌入孔に嵌入する円盤状の小径嵌入部と、該小径嵌入部の中心を含む径方向の締結軸挿入用長孔と、前記小径嵌入部の軸方向一端外周から径方向に突出して前記部品の座金嵌入孔周辺外面に当接する大径当接部とを設けたことを特徴とし、前記大径当接部は、前記部品の外面に当接する内面に回止用突起が設けられていてもよく、前記小径嵌入部は、前記座金嵌入孔の内周面に当接する外周面に回止用突起が設けられていてもよい。

また、本発明の部品取付用座金は、部品を貫通した締結手段の軸先端部を部品装着部に設けた取付孔に固着することにより前記部品を前記部品装着部に取り付ける際に前記締結手段と部品との間に介在させる部品取付用座金において、円盤状の小径嵌入部と、該小径嵌入部の中心を含む径方向の締結軸挿入用長孔と、前記小径嵌入部の軸方向一端外周から径方向に突出した大径当接部とを有することを特徴としている。

本発明によれば、締結手段の軸部を座金の締結軸挿入用長孔に挿通し、締結手段の軸先端部を部品装着部に設けた取付孔に挿入するとともに、座金を回動させたり、締結軸挿入用長孔内における軸部の位置を調整したりして小径嵌入部を部品の座金嵌入孔に嵌入させた後、締結手段の軸先端部を部品装着部の取付孔に固定することにより、座金の大径当接部によって部品を部品装着部に押し付けて固定することができる。

締結手段の軸部の直径に対して小径嵌入部及び座金嵌入孔の直径を、従来のバカ孔に比べて大きく、例えば４〜１０倍の直径に設定し、締結軸挿入用長孔の長さは２〜５倍に設定することにより、部品に対する締結手段の軸部の調整範囲を大きく取ることができるので、工場などであらかじめ形成した部品装着部の取付孔と部品の座金嵌入孔とが製作誤差の影響で大きくずれた場合でも、部品装着部に部品を確実に取り付けることができる。

さらに、大径当接部の内面に部品の外面に当接する回止用突起を設けたり、小径嵌入部の外周面に座金嵌入孔の内周面に当接する回止用突起を設けたりすることにより、部品取付後に座金が回転することを防止することができ、取付後の部品の位置ズレをより確実に防止することができる。

図１乃至図３は、本発明の部品取付用座金の第１形態例を示すもので、図１は座金の斜視図、図２は座金の正面図、図３は前記部品取付用座金を使用して取付ボルトにより部品を部品装着部に取り付けた状態を示す断面図、図４及び図５は本発明の部品取付構造の形態例を示すもので、図４は鉄道車両用の部品である配電盤ユニットの底板を、四隅部の取付ボルトで鉄道車両の車体を構成する骨部材の部品装着部に取り付けた一形態例を示す正面図、図５は鉄道車両の仕切り壁及び巾木を床上に設けた下部フレームに取り付ける一形態例を示す断面図である。

座金１は、円盤状の小径嵌入部２と、該小径嵌入部２の中心を含む径方向の締結軸挿入用長孔３と、前記小径嵌入部２の軸方向一端外周から径方向に突出した大径当接部４とを有しており、小径嵌入部２と大径当接部４とで座金１の外周が段付形状となっている。締結軸挿入用長孔３は、幅寸法が締結手段として使用する取付ボルト５の軸部を挿通可能で、径方向の長さは、取付ボルト５を座金１の中心から小径嵌入部２の外周面より内側までの半径方向で任意に配置可能な状態に形成されている。

この座金１を使用して取付ボルト５により部品６を部品装着部７に取り付ける際には、部品６に円形の座金嵌入孔８を設けるとともに、部品装着部７に取付ボルト５を螺着するための取付孔である雌ねじ孔９を設ける。小径嵌入部２と座金嵌入孔８との関係は、小径嵌入部２の外径が座金嵌入孔８の内径より僅かに小さく、座金嵌入孔８内に小径嵌入部２を嵌入させた際に座金１が径方向に移動しないように形成されている。

また、小径嵌入部２と部品６との関係は、小径嵌入部２の厚さ（軸方向寸法）と部品６の厚さとが等しいか、小径嵌入部２の厚さが部品６の厚さより小さく形成され、部品取付時に前記大径当接部４の小径嵌入部側の面が部品６の座金嵌入孔８の周辺外面に確実に当接し、大径当接部４で部品６を部品装着部７に押し付けて固定できるようにしている。大径当接部４の外径は、小径嵌入部２から突出する部品当接面の面積が、部品６を部品装着部７に十分な力で押し付けることができるように設定され、また、大径当接部４の厚さも、部品取付時の必要強度に応じて設定されている。

通常、小径嵌入部２の外径は取付ボルト５の軸部（雄ねじ部５ａ）の直径に対して４〜１０倍、締結軸挿入用長孔３の長さは取付ボルト５の雄ねじ部５ａの直径に対して２〜５倍、小径嵌入部２の厚さは部品６の厚さより僅かに薄く、大径当接部４の外径は部品取付時に部品６に当接する面積が従来の座金（ワッシャ）と同程度以上、大径当接部４の厚さも従来の座金と同程度以上になるように設定することが好ましい。なお、小径嵌入部２の外径や締結軸挿入用長孔３の長さが小さすぎると、調整範囲が小さくなって十分な効果が得られず、これらが大きすぎると十分な締結力が得られなくなるおそれがある。

このように形成した座金１を使用して部品６を部品装着部７に取付ボルト５で取り付けるには、まず、取付ボルト５の雄ねじ部５ａをワッシャ１０を介して座金１の締結軸挿入用長孔３に挿通し、さらに、雄ねじ部５ａの先端部を雌ねじ孔９に適当量螺合させる。この状態で座金１を回動させたり、締結軸挿入用長孔３内における雄ねじ部５ａの位置を調整したりしながら小径嵌入部２を部品６の座金嵌入孔８に嵌入させる。そして、取付ボルト５を雌ねじ孔９にねじ込んでいくと、大径当接部４が部品６の座金嵌入孔８の周辺外面に当接し、さらに、取付ボルト５の頭部がワッシャ１０を介して座金１を部品装着部７の方向に押圧することにより、大径当接部４と部品装着部７との間に部品６が挟持された状態になり、取付ボルト５によって部品装着部７に部品６が取り付けられる。

図４は、矩形状の板材からなる部品である鉄道車両用配電盤ユニットの底板１１を、鉄道車両の車体を構成する骨部材１２に取り付ける際の取付構造を示している。鉄道車両用配電盤ユニットの底板１１を骨部材１２の部品装着部に４本の取付ボルト５で取り付ける場合、底板１１には、配電盤ユニットの製造工程で４箇所に所定の大きさの座金嵌入孔８があらかじめ形成され、配電盤ユニットが取り付けられる骨部材１２には、該骨部材１２の製造工程で、取付ボルト５の螺着位置に対応した４箇所（１本の骨部材に２箇所ずつ）に雌ねじ孔９があらかじめ形成される。

骨部材１２に形成した雌ねじ孔９の位置は、車体を構成する他の部材と溶接する際の熱歪みや、ボルト結合する際の僅かな接合誤差などによって位置がずれることがある。図４に示した例では、左下の雌ねじ孔９を基準（座金嵌入孔８の中心）にして、左上の雌ねじ孔９は上方に、右上の雌ねじ孔９は右斜め上に、右下の雌ねじ孔９は右斜め下にずれている。

このように、骨部材１２の熱歪みなどによって基準となる座金嵌入孔８の中心から各方向に、雌ねじ孔９の位置が雄ねじ部５ａの直径に対して数倍程度ずれてしまっているような場合でも、前述のように、座金１の向きや締結軸挿入用長孔３内の取付ボルト５の位置を調整して小径嵌入部２を座金嵌入孔８に嵌入させた状態で取付ボルト５を骨部材１２の雌ねじ孔９にねじ込むことにより、底板１１を所定の位置に確実に取り付けることができる。また、雌ねじ孔９の中心と座金嵌入孔８の中心とのずれを調整できることから、底板１１の取付位置を微調整することもできる。

さらに、底板１１に大きなボルト挿通孔を設けて大きなワッシャを介して取り付けた場合は、底板１１に大きな力が加わったときに底板１１が移動して位置がずれてしまうことがあるが、本例で示すように、雌ねじ孔９の位置ずれの方向が様々な方向の場合に、底板１１に大きな力が加わっても、各座金１が座金嵌入孔８内で回動したり、取付ボルト５が締結軸挿入用長孔３内で移動したりしないため、底板１１の位置がずれることはない。

図５は、鉄道車両の仕切り壁２１及び巾木２２を床上に設けた下部フレーム２３に取り付ける際の取付構造を示している。仕切り壁２１は、下枠２１ａの両側に壁板２１ｂをそれぞれ設けたものであって、車体内側に位置する下枠２１ａの下部が車体内側から第１取付ボルト２４にて前記下部フレーム２３に取り付けられ、巾木２２は仕切り壁２１の下部に第２取付ボルト２５にて車体内側から取り付けられる。

下部フレーム２３の一側には、垂直に立ち上がった連結部２３ａが形成され、該連結部２３ａの車体内側にはスペーサ部材２３ｂが一体的に設けられている。連結部２３ａ及びスペーサ部材２３ｂには、前記第１取付ボルト２４が螺着される第１雌ねじ孔２６と、前記第２取付ボルト２５の雄ねじ部２５ａ先端が挿入される大径の逃げ孔２７とがあらかじめ所定位置にそれぞれ形成されている。前記仕切り壁２１の下部には、前記第１取付ボルト２４が第１座金１ａを介して挿通される第１座金嵌入孔８ａと、前記第２取付ボルト２５が螺着される第２雌ねじ孔２８とがあらかじめ所定位置にそれぞれ形成されている。

また、床材２９の室内側上面には床仕上げ材３０が設けられており、床仕上げ材３０の端部は、防水シール剤３１によって床材２９と防水固定されている。前記巾木２２は、床仕上げ材３０の端部及び仕切り壁２１の下部を覆うように設けられ、巾木２２の長手方向下部外面には、前記第１取付ボルト２４の頭部及び前記防水シール剤３１を収容する凹溝２２ａが設けられるとともに、上部内面には前記第２取付ボルト２５の頭部及び第２座金１ｂを収容する凹溝２２ｂが設けられ、さらに、該凹溝２２ｂの開口部には、蓋部材２２ｃが着脱可能に設けられている。

まず、下部フレーム２３への仕切り壁２１の取り付けを行う。スペーサ部材２３ｂの車体内側に下枠２１ａの下部を沿わせた状態とし、第１取付ボルト２４の雄ねじ部２４ａをワッシャ１０を介して第１座金１ａの締結軸挿入用長孔３ａに挿通し、さらに、雄ねじ部２４ａの先端部を第１雌ねじ孔２６に適当量螺合させる。この状態で第１座金１ａを回動させたり、締結軸挿入用長孔３ａ内における雄ねじ部２４ａの位置を調整したりしながら小径嵌入部２ａを第１座金嵌入孔８ａに嵌入させる。そして、第１取付ボルト２４を第１雌ねじ孔２６にねじ込み、大径当接部４ａを下枠２１ａの第１座金嵌入孔８ａの周辺外面に当接させ、さらに、第１取付ボルト２４の頭部により、ワッシャ１０を介して大径当接部４ａを下枠２１ａの車体内側面に押圧させる。これにより、下部フレーム２３の第１雌ねじ孔２６の中心と仕切り壁２１の小径嵌入部２ａの中心とに位置ずれが発生していたとしても、仕切り壁２１の下部を下部フレーム２３に確実に取り付けることができる。

次に、仕切り壁２１と床仕上げ材３０との接合部を覆うための巾木２２を取り付ける。蓋部材２２ｃを取り外した状態で、下部外面の凹溝２２ａ内に第１取付ボルト２４の頭部及び防水シール剤３１を収容するとともに、巾木２２の下端を床仕上げ材３０の上面に当接させた状態で、巾木２２の外側面を仕切り壁２１の内側面に当接させる。第２取付ボルト２５の雄ねじ部２５ａを第２座金１ｂの締結軸挿入用長孔３ｂに挿通し、さらに、雄ねじ部２５ａの先端部を第２雌ねじ孔２８に適当量螺合させる。以下前記同様に、第２座金１ｂの小径嵌入部２ｂを第２座金嵌入孔８ｂに嵌入させ、第２取付ボルト２５をねじ込んで大径当接部４ｂを凹溝２２ｂの底面に当接させることにより、巾木２２を所定の位置に取り付けることができ、最後に凹溝２２ｂの開口に蓋部材２２ｃを嵌め込む。このとき、第２座金１ｂの角度や締結軸挿入用長孔３ｂ内の雄ねじ部２５ａの位置を変えることで巾木２２の取付位置を調整することが可能であるから、巾木２２の下端を床仕上げ材３０の上面に隙間なく確実に当接させることができる。

また、この例で用いた第１座金１ａ及び第２座金１ｂは、基本構造は、前記図１乃至図３に示した座金１と同じであるが、小径嵌入部２ａ，２ｂの軸方向の長さを、部品装着部となる下部フレーム２３や仕切り壁２１の厚さに応じて異なる寸法としている。

図６は本発明の部品取付用座金の第２形態例を示す斜視図である。以下の各形態例で第１形態例と同様の構成要素を示すものには、同一の符号を付して、その詳細な説明は省略する。

本形態例に示す座金１は、大径当接部４の部品６との当接面に半径方向の複数の回止用突起４ｃを設けている。この回止用突起４ｃは、先端がＶ字状に尖っており、部品取付時に取付ボルト５によって座金１が部品６の外面に押圧された際に、回止用突起４ｃが部品６の外面に食い込むことにより、小径嵌入部２が座金嵌入孔８内で回転することを防止する。

また、図７は本発明の部品取付用座金の第３形態例を示す斜視図である。本形態例に示す座金１は、小径嵌入部２の外周面に軸方向の複数の回止用突起２ｃを設けている。座金嵌入孔８の内周面を、この回止用突起２ｃと噛み合う形状に加工することにより、小径嵌入部２を座金嵌入孔８に嵌入させた際に、小径嵌入部２の外周面と座金嵌入孔８の内周面とが噛み合って小径嵌入部２が座金嵌入孔８内で回転することを防止する。

上述の第２形態例や第３形態例で示すように、座金１の大径当接部４に回止用突起４ｃを設けたり、小径嵌入部２の外周面に回止用突起２ｃを設けたりすることにより、座金２の回転を防止して部品６を部品装着部７に確実に取り付けて固定することができ、取付後の部品の移動も防止できる。なお、回止用突起２ｃ、４ｃの形状や設置数は任意であり、先端が尖ったＶ字状の凹凸のほか、波形や鱗状などの任意の形状を採用することができる。

本発明の第１形態例を示す座金の斜視図である。 同じく座金の正面図である。 前記部品取付用座金を使用して取付ボルトにより部品を部品装着部に取り付けた状態を示す断面図である。 鉄道車両用の部品である配電盤ユニットの底板を、四隅部の取付ボルトで鉄道車両の車体を構成する骨部材の部品装着部に取り付けた一形態例を示す正面図である。 鉄道車両の仕切り壁及び巾木を床上に設けた下部フレームに取り付ける一形態例を示す断面図である。 本発明の第２形態例を示す座金の斜視図である。 本発明の第３形態例を示す座金の斜視図である。 従来の取付ボルトにより部品を部品装着部に取り付けた状態を示す断面図である。

符号の説明

１座金…、１ａ…第１座金、１ｂ…第２座金、２…小径嵌入部、２ａ…第１小径嵌入部、２ｂ…第２小径嵌入部、２ｃ…回止用突起、３，３ａ，３ｂ…締結軸挿入用長孔、４，４ａ，４ｂ…大径当接部、４ｃ…回止用突起、５…取付ボルト、５ａ…雄ねじ部、６…部品、７…部品装着部、８…座金嵌入孔、８ａ…第１座金嵌入孔、８ｂ…第２座金嵌入孔、９…雄ねじ孔、１０…ワッシャ、１１…底板、１２…骨部材、１３…第１雌ねじ孔、２１…仕切り壁、２１ａ…下枠、２１ｂ…壁板、２２…巾木、２２ａ，２２ｂ…凹溝、２２ｃ…蓋部材、２３…下部フレーム、２４…第１取付ボルト、２５…第２取付ボルト、２６…第１雌ねじ孔、２７…逃げ孔、２８…第２雌ねじ孔、２９…床材、３０…床仕上げ材、３１…防水シール剤

Claims (4)

1. 部品を貫通した締結手段の軸先端部を部品装着部に設けた取付孔に固着することにより前記部品を前記部品装着部に取り付ける部品の取付構造において、前記部品に前記締結手段の軸径より大きな径を有する円形の座金嵌入孔を設けるとともに、前記座金には、前記座金嵌入孔に嵌入する円盤状の小径嵌入部と、該小径嵌入部の中心を含む径方向の締結軸挿入用長孔と、前記小径嵌入部の軸方向一端外周から径方向に突出して前記部品の座金嵌入孔周辺外面に当接する大径当接部とを設けたことを特徴とする部品取付構造。
2. 前記大径当接部は、前記部品の外面に当接する内面に回止用突起が設けられていることを特徴とする請求項１記載の部品取付構造。
3. 前記小径嵌入部は、前記座金嵌入孔の内周面に当接する外周面に回止用突起が設けられていることを特徴とする請求項１記載の部品取付構造。
4. 部品を貫通した締結手段の軸先端部を部品装着部に設けた取付孔に固着することにより前記部品を前記部品装着部に取り付ける際に前記締結手段と部品との間に介在させる部品取付用座金において、円盤状の小径嵌入部と、該小径嵌入部の中心を含む径方向の締結軸挿入用長孔と、前記小径嵌入部の軸方向一端外周から径方向に突出した大径当接部とを有することを特徴とする部品取付用座金。

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