JP2010230148A

JP2010230148A - 締結構造

Info

Publication number: JP2010230148A
Application number: JP2009081245A
Authority: JP
Inventors: Naoki Sasaki; 直樹佐々木
Original assignee: Isuzu Motors Co Thailand Ltd
Current assignee: Isuzu Motors Co Thailand Ltd
Priority date: 2009-03-30
Filing date: 2009-03-30
Publication date: 2010-10-14
Also published as: WO2010113897A1

Abstract

【課題】ボルト交換時の作業性の低下を招くことなく、容易に締結作業を行うことができる締結構造を提供する。
【解決手段】締結構造１は、締結補助部材４とボルト３とナット２とを備える。締結補助部材４は、被締結部材５の締結孔５２を開口させた状態で被締結部材５の一面上に固定される。ボルト３は、ボルト頭部３１と、ボルト頭部３１から延びるボルト軸部３２と、ボルト軸部３２の基端側に配置されボルト軸部３２に対してボルト頭部３１よりも外側へ突出する突起部３４と、を一体的に有し、ボルト軸部３２の先端が被締結部材５の一面側から締結孔５２に挿入されて他面側へ突出することによって締結可能状態となる。締結補助部材４は、締結可能状態で締結解除方向へ回転するボルト３の突起部３４と当接して係合し、突起部３４の締結解除方向への回転と被締結部材５から離間する方向への移動とを阻止する係合部４３を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ボルト及びナットを備えた締結構造に関する。

ボルト及びナットによる被締結部材の締結作業において、被締結部材が大型であるなどの理由によって、一方の手でナットを締結方向に回転させるときに、同時に他方の手がボルトの頭部に届き難く、ボルトの共回りを抑えることが困難な場合がある。また、この場合、締結作業時にナットを被締結部材に押し付けることに起因してボルトの頭部が被締結部材から離間すると、ボルトの頭部と被締結部材との摩擦力が低減し、さらに共回りし易くなる。

実公平１−９７４７号公報には、被締結部材のボルト孔を開口した状態で被締結部材に固定されるハット形状のブラケットとストッパ部材とによって、ボルト孔にボルト軸部が挿入されたボルトを固定する自動車のマウント構造が記載されている。ブラケットは、ボルト頭部の側面と係合してボルトの回転を止める側壁部と、側壁部の上部から連続してボルト軸部の先端からボルト頭部まで挿入できるボルト挿入孔を有する上壁部とを有する。ブラケットは、ボルト頭部の上面とブラケットの上壁部の下面との隙間に取り付けられた状態で、被締結部材からのボルトの抜け止めをする。

実公平１−９７４７号公報

しかし、上記実公平１−９７４７号公報の自動車のマウント構造では、例えば締結作業時にボルトのネジ山の損傷が見つかり、ボルトを交換する必要が生じた場合、ブラケット内のストッパ部材を脱着しなければならないため、作業が煩雑になってしまう。

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、ボルト交換時の作業性の低下を招くことなく、容易に締結作業を行うことができる締結構造の提供を目的とする。

上記目的を達成すべく、本発明の締結構造は、締結補助部材とボルトとナットとを備える。締結補助部材は、被締結部材の締結孔を開口させた状態で被締結部材の一面上に固定される。ボルトは、ボルト頭部と、ボルト頭部から延びるボルト軸部と、ボルト軸部の基端側に配置されボルト軸部に対してボルト頭部よりも外側へ突出する突起部と、を一体的に有し、ボルト軸部の先端が被締結部材の一面側から締結孔に挿入されて他面側へ突出することによって締結可能状態となる。ナットは、締結可能状態で他面側から突出するボルト軸部と螺合し、ボルトに対して所定の締結方向へ相対回転することによってボルトとの間で被締結部材を締結する。

締結補助部材は、締結可能状態で締結解除方向へ回転するボルトの突起部と当接して係合し、突起部の締結解除方向への回転と被締結部材から離間する方向への移動とを阻止する係合部を有する。

上記構成では、被締結部材をボルトとナットによって締結する場合、作業者は、まず、ボルト軸部の先端を被締結部材の一面側から締結孔に挿入して他面側へ突出させることにより、ボルトを締結可能状態に設定する。次に、締結可能状態のボルト頭部を締結解除方向へ回転させる。ボルト頭部の回転に伴って、ボルトの突起部が締結補助部材の係合部と当接して係合する。突起部と係合部との係合によって、締結解除方向へのボルトの回転と被締結部材から抜ける方向へのボルトの移動とが阻止される。

このように、ナットの締結前に、ボルトを被締結部材に仮保持させることができるので、ボルトが被締結部材から簡単に抜けてしまうことがない。従って、上記締結構造を複数有する被締結部材の組み付け作業を行う際に、ナットの締結前に複数のボルトの取り付け作業を予めまとめて行うことができる。

仮保持されたボルトにナットを締結するときは、被締結部材の他面側から突出するボルト軸部にナットを螺合して締結方向へ回転させる。このとき、ナットと共回りしようとするボルトは、締結解除方向へ回転しようとするため、突起部と係合部との係合によってこの回転が阻止され、共回りが抑えられる。また、締結作業時にナットを被締結部材に押し付けても、係合部から離間する方向への突起部の移動が阻止されるため、突起部と係合部との係合状態が維持され、ボルトの共回りが確実に抑えられる。従って、作業者は、被締結部材を容易に且つ確実に締結することができ、締結時の作業性が良好となる。

また、締結作業時に仮保持されたボルトのネジ山の損傷が見つかり、そのボルトを交換する場合、ボルトを締結方向へ回転させて突起部と係合部との係合を解除することによって、被締結部材から取り外すことができる。従って、ボルトを簡単に交換することができる。

また、係合部は、突起部との相対位置が所定の範囲内で変位している場合であっても突起部と係合可能な係合面を有してもよい。

この相対位置とは、ボルトの突起部の移動軌跡と、締結補助部材の係合部との距離である。

ボルトの突起部の移動軌跡は、ボルト軸部の回転中心によって規定され、ボルト軸部の回転中心と被締結部材の係合部との距離には、組み付け時の誤差が必ず生じる。このため、係合部と突起部との相対位置を一定に設定することはできない。

上記構成では、係合部と突起部との相対位置が所定の範囲内で変位している場合には、係合面が突起部と係合し、突起部の締結解除方向への回転と被締結部材から離間する方向への移動とを阻止するので、上記誤差を吸収して係合部を有効に機能させることができる。

本発明によれば、ボルト交換時の作業性の低下を招くことなく、容易に締結作業を行うことができる。

以下、本発明の実施形態を図１〜図６に基づいて説明する。

図１は本実施形態に係る締結構造を示す斜視図であり、図２は図１の締結構造のボルトの締結可能状態を示す要部斜視図であり、図３は図１の締結構造のボルトが締結補助部材に仮保持された状態を示す要部斜視図であり、図４は図３の締結構造の平面図であり、図５は図４の締結構造の側面図であり、図６は図１の締結構造のボルトが締結補助部材に対して変位した状態を示す平面図である。なお、以下、外側及び内側とは、ボルト軸部の回転軸に対する外側及び内側をいい、上及び下とは、ボルト頭部をボルト軸部の上にした状態の上方及び下方をいう。

図１に示すように、本実施形態に係る締結構造１は、ナット２とボルト３と締結補助部材４とを備える。

ナット２は、雌ネジを有するボルト締結孔２１と、治具と係合する治具係合部２２とを有する。

ボルト３は、ボルト頭部３１とボルト軸部３２と円盤部３３と突起部３４とを一体的に有する。ボルト頭部３１は、治具と係合可能である。ボルト軸部３２は、ボルト頭部３１から延び、雄ネジを有し、ナット２のボルト締結孔２１と螺合する。円盤部３３は、ボルト軸部３２の基端側に配置され、ボルト軸部３２の回転中心を基準に、ボルト頭部３１よりも外側へ全周方向へ等しく膨出する円盤形状を有する。突起部３４は、ボルト軸部３２の回転中心を基準に、所定の距離の位置に配置され、円盤部３３の外周面３５のうち１８０度離れた２箇所から外側へ突出する。なお、本実施形態では、突起部３４を２つ配置したが、１つ又は３つ以上配置してもよい。突起部３４を複数配置する場合には、ボルト軸部３２の回転中心を中心に等角度間隔で配置することが望ましく、例えば、１２０度間隔で３つ配置してもよい。

ボルト３に対するナット２の締結方向は、ボルト軸部３２の先端側を手前にして右回りであり、締結解除方向は、ボルト軸部３２の先端側を手前にして左回りである。また、ナット２に対するボルト３の締結方向は、ボルト頭部３１を手前にして右回りであり、締結解除方向は、ボルト頭部３１を手前にして左回りである。

締結補助部材４は、金属板から各部が一体的に曲折形成され、ボルト挿通孔４１と固着面４２と回転支持面４９と係合部４３とを有する。ボルト挿通孔４１は、被締結部材５を構成するキャブマウント５１の締結孔５２と略同じ大きさの円形孔である。固着面４２は、被締結部材５に対して固定される。ここで、被締結部材５は、複数の部材によって構成され、複数の部品のそれぞれが締結孔５２を有する。締結補助部材４は、被締結部材５のうち締結時の作業性が比較的良好な他面側でナット２の締め付けを行うために、被締結部材５のうち締結時の作業性が比較的悪い一面側に固定される。また、締結補助部材４は、小型の被締結部材５に予め固定することによって、ボルト３の取り付け時の作業性を向上させることができる。本実施形態では、締結補助部材４は、被締結部材５を構成するキャブマウント５１の露出面側に、ボルト挿通孔４１と締結孔５２とによって位置決めがされ、締結孔５２を開口させた状態で溶着される。なお、キャブマウント５１は、車両のシャシフレームに対して固定され、キャブを支持する部材である。回転支持面４９は、円盤部３３に対向してボルト３が回転されるときに円盤部３３を支持する。

係合部４３は、ボルト挿通孔４１の中心を基準に、ボルト軸部３２の中心から突起部３４までの距離を半径とする円周上に所定の回転角度範囲で形成され、回転阻止面４４と浮上阻止面４５とを有する。係合部４３は、ボルト挿通孔４１の中心を通る直線と上記円周とが交わる２箇所に配置され、ボルト３に設けられた２つの突起部３４と同時に係合可能である。なお、本実施形態では、係合部４３を２つ配置したが、１つ又は３つ以上配置してもよい。複数配置する場合には、全ての突起部３４と同時に係合可能な位置に配置することが望ましい。

回転阻止面４４は、回転支持面４９の外縁から連続し、回転支持面４９から上端までの距離が突起部３４の圧さよりも僅かに長く略垂直方向へ延びた面であり、ボルト挿通孔４１の中心を基準に、ボルト軸部３２の中心から突起部３４の突出方向の先端までの距離よりも外側から内側へ、回転支持面４９を手前に左回り方向へ直線状に延びる。浮上阻止面４５は、回転阻止面４４の上端から連続して、略水平方向に内側へ延び、内側の中央部が膨出した湾曲形状を有する。

また、本実施形態では、係合部４３は、突起部３４との相対位置が誤差によって変位した場合を想定し、ボルト挿通孔４１の中心を基準に、ボルト軸部３２の中心から突起部３４までの距離よりも所定距離長い距離を半径とする円周上にまで形成されている。なお、係合部４３と突起部３４との相対位置の変位は、ボルト軸部３２とボルト頭部３１とナット２と締結補助部材４のボルト挿通孔４１と被締結部材５の締結孔５２との中心の位置が、部品精度の誤差や組み付けの誤差によってずれることに起因するものである。例えば、被締結部材５は、重ねられた複数の部材によって構成され、それぞれの部材が締結孔５２を有するため、この複数の部材が重ねられた状態で締結孔５２同士に位置ずれが生じると、締結孔５２に挿入されたボルト軸部３２の中心が、被締結部材５の一面側の締結孔５２の中心からずれた位置に規制されてしまい、被締結部材５の一面側に固定された締結補助部材４の係合部４３とボルト３の突起部３４との相対位置が変位する。

また、回転阻止面４４と浮上阻止面４５とは、係合面４６を構成する。係合面４６は、係合空間を区画し、進入部４７と抜止部４８とを有する。進入部４７は、係合空間のうち回転支持面４９を手前に左回り方向の手前側で、ボルト挿通孔４１の中心を基準に、ボルト軸部３２の中心から突起部３４の突出方向の先端までの距離よりも長い距離で開口する。抜止部４８は、係合空間のうち回転支持面４９を手前に左回り方向の奥側で、ボルト挿通孔４１の中心を基準に、ボルト軸部３２の中心から突起部３４の突出方向の先端までの距離よりも短い距離で開口する。

以上説明した締結構造において、被締結部材５をボルト３とナット２によって締結する場合、ボルト３を被締結部材５に仮保持させて、仮保持させたボルト３にナット２を締結する。まず、被締結部材５に対してボルト３を仮保持させるには、作業者は、図１に示すように突起部３４が係合部４３に接触しない状態で、図２に示すようにボルト軸部３２の先端を締結補助部材４のボルト挿通孔４１から被締結部材５の（一面側の）締結孔５２へ挿入して他面側へ突出させることにより、ボルト３を締結可能状態に設定する。

次に、締結可能状態のボルト頭部３１を締結解除方向へ回転させる。図３〜図５に示すように、係合部４３の回転阻止面４４が、ボルト挿通孔４１の中心を基準に、ボルト軸部３２の中心から突起部３４の突出方向の先端までの距離よりも外側から内側へ、回転支持面４９を手前に左回り方向へ直線状に延びているため、進入部４７から係合空間へ進入した突起部３４がさらに締結解除方向へ回転されると、突起部３４と回転阻止面４４との距離が近接し、突起部３４の側面と回転阻止面４４とが当接して係合することによって、締結解除方向への突起部３４の回転を阻止する。また、係合部４３の浮上阻止面４５が回転阻止面４４とともに、ボルト挿通孔４１の中心を基準に、ボルト軸部３２の中心から突起部３４までの距離を半径とする円周上に広い回転角度範囲で形成されているため、回転阻止面４４によってボルト３の回転を阻止した状態で、同時に、係合部４３の浮上阻止面４５と突起部３４の上面とが当接して係合することによって、被締結部材５から離間する方向への突起部３４の移動を阻止する。すなわち、ボルト頭部３１の回転に伴って、ボルト３の突起部３４が締結補助部材４の係合部４３と当接して係合する。突起部３４と係合部４３との係合によって、締結解除方向へのボルト３の回転と被締結部材５から抜ける方向へのボルト３の移動とが阻止され、ボルト３を被締結部材５に仮保持させることができる。

このように、本実施形態では、ナット２の締結前に、ボルト３を被締結部材５に仮保持させることができるので、ボルト３が被締結部材５から簡単に抜けてしまうことがない。従って、例えば、上記締結構造１を複数含む構造の組み付け作業を行う際に、例えば、ナット２の締結前に複数のボルト３の取り付け作業を先にまとめて行うことができるため、組み付け作業の効率の向上に寄与することができる。

また、係合部４３は、進入部４７が突出部３４よりも外側へ広く開口しているため、締結可能状態のボルト３が締結解除方向へ回転されたときに、突起部３４が進入部４７から係合空間に進入し易い。

また、係合部４３は、ボルト挿通孔４１の中心を基準に、ボルト軸部３２の中心から突起部３４までの距離よりも所定距離長い距離を半径とする円周上にまで形成されている。このため、図６に示すように、突起部３４との相対位置が所定の範囲内で変位している場合であっても突起部３４と係合し、突起部３４の締結解除方向への回転と被締結部材５から離間する方向への移動とを阻止するので、相対位置の誤差を吸収して係合部４３を有効に機能させることができる。

作業者は、次に、仮保持されたボルト３にナット２を締結するときは、被締結部材５の他面側から突出するボルト軸部３２にナット２を螺合して締結方向へ回転させる。

このとき、本実施形態では、図４に示すように、ナット２と共回りしようとするボルト３は、締結解除方向へ回転しようとするため、突起部３４と係合部４３との係合によってこの回転が阻止され、共回りが抑えられる。また、図５に示すように、締結作業時にナット２を被締結部材５に押し付けても、係合部４３から離間する方向への突起部３４の移動が阻止されるため、突起部３４と係合部４３との係合状態が維持され、ボルト３の共回りが確実に抑えられる。従って、作業者は被締結部材５を容易に且つ確実に締結することができ、締結時の作業性が良好となる。

また、締結作業時に仮保持されたボルト３のボルト軸部３２の雄ネジに損傷が見つかり、そのボルト３を交換する場合、ボルト３を締結方向へ回転させて突起部３４と係合部４３との係合を解除することによって、被締結部材５から取り外すことができる。従って、ボルト３を簡単に交換することができる。

なお、本実施形態では、回転阻止面４４の上下方向の距離を、突起部３４の回転方向に沿って、全体をボルト３の突起部３４の圧さと同じ距離に形成したが、これに限らず、例えば、進入部４７側の回転阻止面４４の高さを突起部３４の圧さよりも高くし、抜止部４８側の回転阻止部４４の高さを突起部３４の圧さよりも短く形成してもよい。これにより、進入部４７側で突起部３４が進入し易く、抜止部４８側で突起部３４がくさびのように浮上阻止面４５に挟まれて係合される。

また、本実施形態では、係合部４３の係合面４６は、回転阻止面４４と浮上阻止面４５との２面有するが、これに限らず、単一の面によって、突起部３４の締結解除方向の回転と被締結部材５から離間する方向への移動とを阻止してもよい。具体的には、回転支持面４９の外縁から斜め内側上方へ延びた係合面４６を、ボルト挿通孔４１の中心を基準に、ボルト軸部３２の中心から突起部３４の突出方向の先端までの距離よりも外側から内側へ、回転支持面４９を手前に左回り方向へ延設する。この係合面４６は、突起部３４の側面上端と当接して係合することによって、突起部３４の締結解除方向の回転と被締結部材５から離間する方向への移動とを阻止する。

以上、本発明者によってなされた発明を適用した実施形態について説明したが、この実施形態による本発明の開示の一部をなす論述及び図面により本発明は限定されることはない。すなわち、この実施形態に基づいて当業者等によりなされる他の実施形態、実施例及び運用技術等は全て本発明の範疇に含まれることは勿論であることを付け加えておく。

本実施形態に係る締結構造を示す斜視図である。図１の締結構造のボルトの締結可能状態を示す要部斜視図である。図１の締結構造のボルトが締結補助部材に仮保持された状態を示す要部斜視図である。図３の締結構造の平面図である。図４の締結構造の側面図である。図１の締結構造のボルトが締結補助部材に対して変位した状態を示す平面図である。

１：締結構造
２：ナット
３：ボルト
４：締結補助部材
５：被締結部材
３１：ボルト頭部
３２：ボルト軸部
３４：突起部
４３：係合部

Claims

被締結部材の締結孔を開口させた状態で該被締結部材の一面上に固定される締結補助部材と、
ボルト頭部と、このボルト頭部から延びるボルト軸部と、このボルト軸部の基端側に配置され該ボルト軸部に対して前記ボルト頭部よりも外側へ突出する突起部と、を一体的に有し、前記ボルト軸部の先端が前記被締結部材の一面側から前記締結孔に挿入されて他面側へ突出することによって締結可能状態となるボルトと、
前記締結可能状態で前記他面側から突出する前記ボルト軸部と螺合し、前記ボルトに対して所定の締結方向へ相対回転することによって該ボルトとの間で前記被締結部材を締結するナットと、を備え、
前記締結補助部材は、前記締結可能状態で締結解除方向へ回転する前記ボルトの前記突起部と当接して係合し、当該突起部の締結解除方向への回転と前記被締結部材から離間する方向への移動とを阻止する係合部を有する
ことを特徴とする締結構造。
請求項１に記載の締結構造であって、
前記係合部は、前記突起部との相対位置が所定の範囲内で変位している場合であっても当該突起部と係合可能な係合面を有する
ことを特徴とする締結構造。