JP2013011309A

JP2013011309A - テーパ状のコマ及びテーパ状のコマと母材の結合構造

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Publication number: JP2013011309A
Application number: JP2011144529A
Authority: JP
Inventors: Satoru Kawashima; 哲川島; Shigenobu Shimokawa; 繁暢下川; Go Shimokawa; 剛下川
Original assignee: SHIMOKAWA KK
Current assignee: SHIMOKAWA KK
Priority date: 2011-06-29
Filing date: 2011-06-29
Publication date: 2013-01-17
Anticipated expiration: 2031-06-29
Also published as: JP5890975B2

Abstract

【課題】母材に安定して締結可能なテーパ状のコマを提供することにある。また、テーパ状のコマを樹脂材のような部材に締結する結合構造を提供すること。
【解決手段】円錐台形状を有するテーパ部５と、このテーパ部の拡大側端部に形成されたつば部６とを有するテーパ状のコマ１において、上記テーパ部の最大径は呼び径の１．１倍〜１．７倍に設定した。テーパ状のコマは母材２のテーパ状の穴７に挿入されたとき、当該テーパ状の穴に完全に埋没することなく、つば部がテーパ状の穴の上部に突出した状態で止まり、つば部下面と上記母材の上面との間に所定寸法の空き空間（締めしろ）Ｓが形成される。この締めしろがなくなる（ゼロになる）ようにテーパ状のコマをさらに押し込むと、コマと母材は緊密に固定され、容易に離れなくなる。
【選択図】図１

Description

本発明は、テーパ状のコマ及びテーパ状のコマと母材の結合構造、特に、テーパ状のコマとこれを受け入れるテーパ状の穴を有する母材との間において、一旦結合がなされたら容易に結合解除されない機構を実現するテーパ状のコマ及びテーパ状のコマと母材の結合構造に関する。

従来、樹脂材、金属或いはその他の材料（以下、樹脂材で代表させる）を他の部材と締結する際して、樹脂材にナット等を埋め込む（モールドする）ことにより、他の部材とボルト等を用いて締結する方法があったが、ナットを樹脂モールドする方法では、金型内にセットする作業が必要となり作業性が悪いという問題を解消するため、テーパ状のコマとテーパ状の穴を有する母材とを結合するという結合構造が開発された。そのようなテーパ状のコマと母材の結合構造としては、例えば特許文献１に記載されているものがある。

特開２００２−１３０２３９号公報

しかしながら、従来開発されたテーパ状のコマと母材の結合構造にあっては、テーパ状のコマを母材のテーパ状の穴に挿入した場合、組み合わせによっては、樹脂材によるテーパ状のコマの締め付け力が充分でなく、テーパ状のコマが緩み始めるという問題があった。

本発明の目的は、母材に安定して締結可能なテーパ状のコマを提供することにある。また、テーパ状のコマを樹脂材のような部材に締結する結合構造を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明は、外側表面が円錐台形状を有するテーパ部と、このテーパ部の拡大側端部に形成され、上記テーパ部に対して半径方向外方へ突出して形成されたつば部とを有するテーパ状のコマにおいて、上記テーパ部の最大径は呼び径（Ｍ８の場合はφ８をいう）の１．１倍〜１．７倍に設定したものである。かかる構成により、テーパ状のコマは母材のテーパ状の穴に挿入されたとき、当該テーパ状の穴に完全に埋没することなく、つば部がテーパ状の穴の上部に突出した状態で止まり、つば部下面と上記母材の上面との間に所定寸法の空き空間（締めしろ）が形成される。この締めしろがなくなる（ゼロになる）ようにテーパ状のコマをさらに押し込むと、コマと母材は緊密に固定され、容易に離れなくなる。

本発明はまた、外側表面が円錐台形状を有するテーパ部と、このテーパ部の拡大側端部に形成され、上記テーパ部に対して半径方向外方へ突出して形成されたつば部とを有し、中心部に、呼び径が１．２ミリメートル以上、２ミリメートル以下のねじ通し穴を有するテーパ状のコマにおいて、上記テーパ部の最大径は３ミリメートル以下に設定したものである。かかる構成によっても、テーパ状のコマは母材のテーパ状の穴に挿入されたとき、当該テーパ状の穴に完全に埋没することなく、つば部がテーパ状の穴の上部に突出した状態で止まり、つば部下面と上記母材の上面との間に所定寸法の空き空間（締めしろ）が形成される。この締めしろがなくなる（ゼロになる）ようにテーパ状のコマをさらに押し込むと、コマと母材は緊密に固定され、容易に離れなくなる。

本発明はまた、外側表面が円錐台形状を有するテーパ部と、このテーパ部の拡大側端部に形成され、上記テーパ部に対して半径方向外方へ突出して形成されたつば部とを有するテーパ状のコマと、当該テーパ状のコマを受け入れるテーパ状の穴を有する母材との結合構造において、上記テーパ状のコマを上記母材のテーパ状の穴に挿入して上部から３００グラムの外力を加えた状態で、上記テーパ状のコマのつば部下面と上記母材の上面との間に０．１ミリメートル〜３．０ミリメートルの空き空間が形成されることを特徴とするテーパ状のコマとテーパ状の穴を有する母材との結合構造としたものである。かかる構成によっても、テーパ状のコマは母材のテーパ状の穴に挿入されたとき、当該テーパ状の穴に完全に埋没することなく、つば部がテーパ状の穴の上部に突出した状態で止まり、つば部下面と上記母材の上面との間に所定寸法の空き空間（締めしろ）が形成される。この締めしろがなくなる（ゼロになる）ようにテーパ状のコマをさらに押し込むと、コマと母材は緊密に固定され、容易に離れなくなる。

本発明の第１の実施の形態によるテーパ状のコマの構成例、及びテーパ状の穴を有する母材にテーパ状のコマを挿入・締結する方法（或いは手順）を示す断面正面図である。図１においてテーパ状のコマのテーパ部の縮小側端部を、母材のテーパ穴に挿入する途中の状態を示す断面正面図である。前記第１の実施の形態によるテーパ状のコマの取付け相手部材への締結状態を示す部分断面である。前記第１の実施の形態によるテーパ状のコマの取付け相手部材への締結状態を示す、図３のＷ−Ｗ断面図である。本発明の第２の実施の形態において用いられるワッシャの構成を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。本発明の第２の実施の形態によるテーパ状のコマの取付け相手部材への締結状態を示す部分断面である。本発明の第３の実施の形態において、テーパ状のコマを母材のテーパ穴に挿入し、締め込み操作を開始する前の状態を示す断面正面図である。本発明の第３の実施の形態において、テーパ状のコマの取付け相手部材への締結状態を示す断面正面図である。

以下、図１〜図３を用いて、本発明の第１の実施の形態によるテーパ状のコマ及びテーパ状のコマと母材の結合構造について説明する。

図１は、本実施形態によるテーパ状のコマの構成例、及びテーパ状の穴を有する母材にテーパ状のコマを挿入・締結する方法（或いは手順）を示す断面正面図である。図１において、符号１はテーパ状のコマ、２は母材、３は簿材料２に開けられたテーパ状の穴（以下、テーパ穴という）を示す。図１に示されているように、テーパ穴３を有する母材２の段付き部４の側に、テーパ状のコマ１が配置され、テーパ穴３の内部に挿入される。テーパ状のコマ１は、テーパ部５と、つば部６を備えている。テーパ部５は、その外側表面が円錐台形状を有しており、その先端部の直径をＤ１とすると、つば部６が形成される側の端部（基端部）の直径Ｄ２は、Ｄ２＞Ｄ１となるよう漸次拡径している。なお、テーパ状のコマ１及び母材２の材質については、特に限定はなく、金属、合成樹脂、ゴム、繊維材料、何でもよい。例えばテーパ状のコマはステンレス材料で製作され、母材はアルミニウム等の非鉄金属、或いは合成樹脂材料から製作されるなどの例が考えられる。

テーパ部５について、テーパ部５の最大径は呼び径の１．１倍〜１．７倍に設定されている。すなわち、テーパ部５が、基本的に、１／２０のテーパ値を有しているものとし、基本形の具体的一例を挙げると、先端部の直径Ｄ１が８．７ｍｍφ、つば部６が形成される側の端部の直径（最大径）Ｄ２が９．０ｍｍφ、テーパ状のコマ１の全長Ｌ１が、例えば、１２ｍｍ、テーパ部５の長さＬ２が１１ｍｍである。本実施の形態の場合は、テーパ部５の最大径はこの基本形とは異なり、呼び径の１．１倍〜１．７倍に設定されることにより、上記の基本形の場合よりやや大きな最大径を有している。

また、テーパ状のコマ１の中心部に、呼び径が１．２ミリメートル以上、２ミリメートル以下のねじ通し穴を有する場合は、テーパ部５の最大径は３ミリメートル以下に設定されることが好ましい。さらに、テーパ状のコマ１の中心部に、呼び径が１．２ミリメートル未満のねじ通し穴を有する場合は、上記テーパ部の最大径は２ミリメートル以下に設定されることが好ましい。

つば部６は、テーパ部５の拡大側の端部に形成され、テーパ部５に対して突出して形成されている。つば部６の直径Ｄ３は拡大側の端部の直径よりもさらに大きな寸法を有するよう、Ｄ３＞Ｄ２となっており、つば部６は、テーパ部５の中心軸方向に対して直交する方向に延在している。図１に示された例では、例えば、つば部６の直径Ｄ３は、１０．０ｍｍφである。また、テーパ状のコマ１の全長Ｌ１が、例えば、１２ｍｍの場合、テーパ部５の長さＬ２は１１ｍｍであり、つば部６の厚さＬ３は１ｍｍである。

他方において、母材２のテーパ穴３には上記基本形に対応するテーパ部７が形成されている。従って、テーパ状のコマ１のテーパ部５の縮小側端部を、母材２のテーパ穴３に落とし込むと、テーパ部５の端部は、テーパ穴３に軽く挿入された状態となる。図２は、図１においてテーパ状のコマ１のテーパ部５の縮小側端部を、母材２のテーパ穴３に挿入する途中の状態を示す断面正面図である。図２に示されるように、テーパ状のコマ１はテーパ状の穴に完全に埋没することなく、つば部がテーパ状の穴の上部に突出した状態で止まり、つば部下面と上記母材の上面との間に所定寸法の空き空間（締めしろ）Ｓが形成される。

次に、テーパ状のコマ１のつば部６側からハンマー等によって力Ｆを加えることにより、図２〜図３に示すように、テーパ状のコマ１は、母材２のテーパ穴３に挿入せしめられ、締めしろＳがなくなる（ゼロになる）とともに、テーパ穴３のテーパ部と、テーパ状のコマ１のテーパ部５が噛み合い、テーパ状のコマ１は、母材２に緊密に固定され、容易に離れなくなる。テーパ状のコマ１は、穴９の内壁に雌ねじ８（図４参照）が形成されていてもよい。

図３及び図４は、本実施形態によるテーパ状のコマの部材への締結状態を示しており、図３は部分断面を示す正面図であり、図４は図３のＷ−Ｗ断面図である。なお、図１と同一符号は、同一部分を示している。

図３に示すように、テーパ状のコマ１は、テーパ部５と、つば部６を備えており、母材２内に埋め込まれる。テーパ状のコマ１の母材２内への埋め込みは、上記のようにハンマー等による打撃、或いはプレス装置による圧入操作によって行うことができるが、他方において、テーパ状のコマ１に開けられた穴９（図４参照）にボルトなどの締結部材を通すとともに、母材２の下側にネジ穴を有する基材を配置し、ボルトを基材のネジ穴にねじ込むことにより、結合操作にともなってテーパ状のコマ１の母材２内への埋め込みが行われるようにしてもよい。

図５及び図６は本発明の第２の実施の形態を説明する図である。図５及び図６において、符号１０はワッシャを示す。このワッシャ１０は、図５に示されるように、全体としてリング形状を有し、リング体の一部に切欠き１１を有し、さらに、切欠き１１に接する端面にはリング面に対して略直角方向へ曲がって延びる突起部１２を有している。図６において、符号１３はテーパ状のコマを表す。１４はテーパ状のコマ１３のつば部であり、１５はテーパ状のコマ１３のテーパ部である。また、テーパ状のコマ１３には、その下端から上方へ、中心軸に沿って延びるネジ穴が形成されている。１６は母材であり、母材１６の下側には当該母材１６に結合される基材１７が配置されている。母材１６にはテーパ穴１８が貫通して形成されている。基材１７には、母材１６のテーパ穴１８に対応する部位にボルト２０を挿通するためのねじ通し穴１９が開けられている。テーパ状のコマ１３のテーパ部１５と母材１３のテーパ穴１８との関係は、上記第１の実施の形態で説明したのと同様の関係を有する。

この実施の形態においては、例えば、テーパ状のコマ１３がステンレスにより製作され、母材１６が例えばテフロン（登録商標）などの合成樹脂材料から成る場合に、テーパ状のコマ１３をボルト２０などにより母材１６に挿入するときに起こり得る不都合を解決するために改良を加えたものである。上記不都合とは、前者が金属材料であり後者が合成樹脂材料であるために、テーパ状のコマ１３を母材１６にねじ込みにより挿入（或いは圧入）したときに、金属と合成樹脂との境界面で空回りするなどの現象が発生し得ることを指す。

この問題を解決するために、本実施の形態では、上記ワッシャ１０を用いる。そして、テーパ状のコマ１３を母材１６にボルトのねじ込みにより圧入するに際し、先ずワッシャ１０をテーパ穴１８の中に（厳密にはテーパ穴１８の上部に設けられた段状窪みの上に）、突起部１２が下方へ向くようにして設置し、その後テーパ状のコマ１３をテーパ穴１８の中に挿入する。次に、ボルト２０を基材１７の下側からねじ通し穴１９を通して挿通し、テーパ状のコマ１３のネジ穴に螺合させてボルト２０により締め込み操作を開始する。これにより、ボルト２０を締め込むにしたがって、ワッシャ１０はテーパ状のコマ１３のつば部１４とテーパ穴１８の段部２２によって挟まれ、突起部１２がテーパ穴１８の段部２２に当接する。その状態でなおもボルト２０を締め込むと突起部１２がテーパ穴１８の段部２２において母材１６に食い込んで固定される。これによりテーパ状のコマ１３とワッシャ１０との間で締め付けが行われて空回りは生じない。

図７及び図８は本発明の第３の実施の形態を説明する図である。図７及び図８において、符号２３はテーパ状のコマを表す。２４はテーパ状のコマ２３のつば部であり、２５はテーパ状のコマ２３のテーパ部である。テーパ状のコマ２３の下端部分（テーパ部２５の下側）には筒構造のカラー部３３が、テーパ部２５と一体的に設けられている。また、テーパ状のコマ２３には、カラー部３３からコマ本体にかけて上下方向に延びるネジ穴が形成されている。２６は母材であり、母材２６の下側には当該母材２６に結合される基材２７が配置されている。母材２６にはテーパ穴２８が形成されている。テーパ状のコマ２３のテーパ部２５と母材２６のテーパ穴２８との関係は、上記第１の実施の形態で説明したのと同様の関係を有する。基材２７にはテーパ状のコマ２３のカラー部３３を受け入れるためのコマ収容穴２９が開けられている。

この実施の形態においては、例えば、テーパ状のコマ２３がステンレスにより製作され、母材２６が例えばテフロン（登録商標）等の合成樹脂材料により製作され、また、基材２７がゴムなどの弾性材料から成る場合に、テーパ状のコマ２３を、基材２７の下側からねじ込んだボルト３０などの締め付け作用により母材２６に挿入（或いは圧入）しつつ母材２６を基材２７に取り付け固定するときに起こり得る不都合を解決するために改良を加えたものである。上記不都合とは、上記テーパ状のコマ２３が金属材料であり、母材２６が合成樹脂材料であり、また、基材２７がゴムなどの弾性材料であるために、テーパ状のコマ２３を母材２６にねじ込みにより挿入したときに、基材２７が変形自在であるために限りなく圧縮され、確実な締め付けが行えない、すなわち、強力な締め付け力が得られないなどの現象が発生し得ることを指す。

この問題を解決するために、この第３の実施の形態では、テーパ状のコマ２３の下端部分にカラー部３３が設けられる。そして、テーパ状のコマ２３を母材２６にボルト３０のねじ込みにより圧入するに際し、テーパ状のコマ２３を母材２６のテーパ穴２８の中に挿入してボルト３０を基材２７の下側からテーパ状のコマ２３のネジ穴に螺合させ、ボルト３０により締め込み操作を開始する。図７の状態はボルト３０により締め込み操作を開始する前の状態であり、このときはテーパ状のコマ２３の下端は基材２７の下端から上方へ上がった位置にある。図７において、締め込み操作を開始する前の母材２６の上面から基材２７の下面までの寸法（全体厚さ寸法）をＬ４とし、テーパ状のコマ２３のつば部２４の上面からテーパ状のコマ２３の下端（カラー部３３の先端）までの寸法をＬ５とすると、
Ｌ４−Ｌ５＝Ｓ２
が本実施の形態における締めしろである。なお、この場合、母材２６の上面とテーパ状のコマ２３のつば部２４の上面とは、実質的に同じレベル（高さ位置）にあるものとする。

そして、図７の状態からボルト３０を締め込んでいくにしたがって、テーパ状のコマ２３のつば部２４下面が母材２６のテーパ穴２８の上部に設けられた段状窪みの肩部３１に当接してテーパ状のコマ２３が母材２６のテーパ穴２８内に圧入固定される。その状態でなおもボルト３０を締め込むと、ゴム材などでできた基材２７はボルト３０の締め付け力により圧縮せしめられる。そして最後に、図８に示されるように、ボルト３０の頭部下面３２がテーパ状のコマ２３のカラー部３３の先端に突き当たり、締めしろＳ２がなくなる（ゼロになる）とともにボルト３０とテーパ状のコマ２３との結合による強力な締め付け力が得られる。さらに、テーパ穴２８のテーパ部と、テーパ状のコマ２３のテーパ部２５が噛み合い、テーパ状のコマ２３は、母材２６に緊密に固定され、容易に離れなくなる。このとき、基材２７下面のボルト３０挿入部分には当該基材２７が圧縮されたことによる凹み３４が形成される。

本発明によれば、外側表面が円錐台形状を有するテーパ部と、このテーパ部の拡大側端部に形成され、上記テーパ部に対して半径方向外方へ突出して形成されたつば部とを有するテーパ状のコマにおいて、上記テーパ部の最大径は呼び径の１．１倍〜１．７倍に設定したことにより、母材に安定して締結可能なテーパ状のコマを提供され、有用な結合が得られる。

１、１３、２３テーパ状のコマ
２，１６，２６母材
３，１８，２８テーパ穴
４段付き部
５、１５、２５テーパ部
６、１４、２４つば部
７テーパ部
８雌ねじ
９穴
１０ワッシャ
１１切欠き
１２突起部
１７、２７基材
１９ねじ通し穴
２０、３０ボルト（締結部材）
２２段部
２９コマ収容穴
３１肩部
３２頭部下面
３３カラー部
３４凹み

Claims

外側表面が円錐台形状を有するテーパ部と、このテーパ部の拡大側端部に形成され、上記テーパ部に対して半径方向外方へ突出して形成されたつば部とを有するテーパ状のコマにおいて、
上記テーパ部の最大径は呼び径の１．１倍〜１．７倍に設定されていることを特徴とするテーパ状のコマ。
外側表面が円錐台形状を有するテーパ部と、このテーパ部の拡大側端部に形成され、上記テーパ部に対して半径方向外方へ突出して形成されたつば部とを有し、中心部に、呼び径が１．２ミリメートル以上、２ミリメートル以下のねじ通し穴を有するテーパ状のコマにおいて、
上記テーパ部の最大径は３ミリメートル以下に設定されていることを特徴とするテーパ状のコマ。
外側表面が円錐台形状を有するテーパ部と、このテーパ部の拡大側端部に形成され、上記テーパ部に対して半径方向外方へ突出して形成されたつば部とを有し、中心部に、呼び径が１．２ミリメートル未満のねじ通し穴を有するテーパ状のコマにおいて、
上記テーパ部の最大径は２ミリメートル以下に設定されていることを特徴とするテーパ状のコマ。
外側表面が円錐台形状を有するテーパ部と、このテーパ部の拡大側端部に形成され、上記テーパ部に対して半径方向外方へ突出して形成されたつば部とを有するテーパ状のコマと、当該テーパ状のコマを受け入れるテーパ穴を有する母材との結合構造において、
上記テーパ状のコマを上記母材のテーパ穴に挿入して上部から３００グラムの外力を加えた状態で、上記テーパ状のコマのつば部下面と上記母材の上面との間に０．１ミリメートル〜３．０ミリメートルの空き空間が形成されることを特徴とするテーパ状のコマとテーパ穴を有する母材との結合構造。
外側表面が円錐台形状を有するテーパ部と、このテーパ部の拡大側端部に形成され、上記テーパ部に対して半径方向外方へ突出して形成されたつば部とを有するテーパ状のコマと、当該テーパ状のコマを受け入れるテーパ穴を有する母材との結合構造において、
上記テーパ状のコマを上記母材のテーパ穴に挿入するに際して、上記テーパ状のコマと上記母材との間に、突起を有するワッシャを当該突起が母材に当接するように介装し、また、上記テーパ状のコマと上記母材とを締結部材により締め付け結合させ、上記ワッシャの突起部を母材に食い込み固定することを特徴とするテーパ状のコマとテーパ穴を有する母材との結合構造。
外側表面が円錐台形状を有するテーパ部と、このテーパ部の拡大側端部に形成され、上記テーパ部に対して半径方向外方へ突出して形成されたつば部とを有するテーパ状のコマと、当該テーパ状のコマを受け入れるテーパ穴を有する母材と、当該母材の、上記テーパ状のコマとは反対側に設けられた基材との結合構造において、
上記テーパ状のコマの下端部に筒構造のカラー部を設け、上記テーパ状のコマを上記母材のテーパ穴に挿入し、また、上記テーパ状のコマと上記母材及び基材とを締結部材により締め付け結合させ、上記カラー部により締結作用を受けて、上記締結部材による締め付け力を獲得することを特徴とするテーパ状のコマとテーパ穴を有する母材及び基材との結合構造。