JP2019120346A - 締結構造及び締結構造体 - Google Patents

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Abstract

【課題】摩擦熱で孔を開けねじ切るネジによる締結後の被締結部材の合わせ面に隙間があくことを抑制する。【解決手段】締結構造１０は、第一部材１００と第二部材２００とが重ね合わされ、第一部材１００の第一合わせ面１０２と第二部材２００の第二合わせ面２０２の少なくとも一面に凹部１１０が形成され、摩擦熱で孔を開けねじ切るネジ５０が凹部１１０を通って締結する。【選択図】図１

Description

本発明は、締結構造及び締結構造体に関する。
重ね合わせた第一部材と第二部材とを摩擦熱で孔を開けねじ切って締結するフロードリルスクリュー（登録商標）が知られている。しかし、ねじ切りで発生する切屑が第一部材の合わせ面と第二部材の合わせ面との間に押し出され、合わせ面に隙間があく虞がある。
よって、特許文献１では、第一部材及び第二部材の少なくとも一方の表面に溝を形成することで、ねじ切りで発生する切屑を減少させ、隙間があくことを抑制している。
ＵＳ２０１６／００９１０１０公報
しかし、特許文献１の記載の発明の構成では、合わせ面に隙間があくことを抑制する効果は十分でなく、改善の余地がある。
本発明は、上記事実を考慮し、摩擦熱で孔を開けねじ切るネジによる締結後の被締結部材の合わせ面に隙間があくことを抑制することが目的である。
請求項１の発明は、複数の被締結部材が重ね合わされ、前記被締結部材の合わせ面の少なくとも一面に凹部が形成され、摩擦熱で孔を開けねじ切るネジが前記凹部を通って締結する締結構造である。
請求項１に記載の発明では、摩擦熱で孔を開けねじ切るネジで、重ね合わされた複数の被締結部材を締結する際のねじ切りで発生する切屑は、凹部に押し出される。よって、締結後の被締結部材の合わせ面に隙間があくことが抑制される。
請求項２の発明は、前記凹部は平面視で外形が円形とされ、一方の最外の前記被締結部材の表面には、前記凹部の外形を示す目印が設けられている、請求項１に記載の締結構造である。
請求項２に記載の発明では、締結の際に凹部が見えなくても、円形の凹部の外形を示す目印でネジを位置決めすることで、容易にネジが凹部に通るように締結できる。
請求項３の発明は、一方の最外の前記被締結部材の表面には、前記ネジの締結位置を示す凸状又は凹状の目印が、前記ネジの軸芯位置以外に設けられている、請求項１に記載の締結構造である。
請求項３記載の発明では、ネジの締結位置を示す凹状又は凸状の目印は、ネジの軸芯位置以外に設けられているので、軸芯位置は平らな面となっている。よって、ネジで締結を開始する際に芯ぶれ等の発生が防止又は抑制される。
請求項４の発明は、前記ネジの頭部の裏面には、ネジ部と反対側に窪む窪部が形成され、前記目印は、凸状とされ、平面視で前記窪部に重なる位置に設けられている、請求項２又は請求項３に記載の締結構造である。
請求項４に記載の発明では、凸状の目印は平面視でネジの頭部の裏面に形成された窪部に重なる位置に設けられているので、ネジの頭部の裏面と被締結部材の表面との間に凸状の目印が挟まれない。
請求項５の発明は、一方の最外の前記被締結部材の表面には、前記ネジの頭部が収まる座繰部が形成されている、請求項１に記載の締結構造である。
請求項５に記載の発明では、被締結部材の表面の座繰部によって、ネジを位置決めできると共に締結後のネジの頭部のすわりが安定する。
請求項６の発明は、前記凹部の面内方向の幅は、前記ネジのねじ径よりも大きく設定されている、請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の締結構造である。
請求項６に記載の発明では、凹部の面内方向の幅はネジのねじ径よりも大きいので、ねじ切りで発生する切屑が凹部に効果的に押し出され、締結後の被締結部材の合わせ面に隙間があくことが効果的に抑制される。
請求項７の発明は、前記凹部が形成された前記被締結部材は、アルミ押出材又はアルミダイキャスト材で構成されている、請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載の締結構造である。
請求項７に記載の発明では、被締結部材がアルミ押出材又はアルミダイキャスト材で構成されているので、凹部の形成が容易である。
請求項８の発明は、合わせ面の少なくとも一面に凹部が形成され、且つ重ね合わされた複数の被締結部材と、請求項１〜請求項７いずれか１項に記載された締結構造により、前記凹部に切屑が押し出された締結部と、を備えた締結構造体である。
請求項８に記載の発明では、請求項１〜請求項７いずれか１項に記載された締結構造により、締結部の凹部に切屑が押し出されるので、締結構造体における被締結部材の合わせ面に隙間があいていない又は合わせ面の隙間が小さい。
請求項１に記載の発明によれば、締結後の被締結部材の合わせ面に隙間があくことを抑制することができる。
請求項２に記載の発明によれば、ネジを容易に凹部に通して締結することができる。
請求項３に記載の発明によれば、ネジで締結を開始する際の芯ぶれ等の発生を防止又は抑制することができる。
請求項４に記載の発明によれば、ネジの頭部の裏面と被締結部材の表面と間に凸状の目印が挟まれることを防止することができる。
請求項５に記載の発明によれば、被締結部材の表面の座繰部によって、ネジを位置決めすることができると共に締結後のネジの頭部のすわりを安定させることができる。
請求項６に記載の発明によれば、ねじ切りで発生する切屑を凹部に効果的に押し出し、締結後の被締結部材の合わせ面に隙間があくことを効果的に抑制することができる。
請求項７に記載の発明によれば、被締結部材に凹部を容易に形成することができる。
請求項８に記載の発明によれば、締結構造体における被締結部材の合わせ面に隙間があいていない又は隙間が小さい。
本発明の第一実施形態の締結構造を示す締結方向に沿った断面図である。 本発明の第一実施形態の締結構造体を示す締結方向に沿った断面図である。 本発明の第二実施形態の締結構造を示す締結方向に沿った断面図である。 本発明の第二実施形態の締結構造体を示す締結方向に沿った断面図である。 本発明の第三実施形態の締結構造を示す締結方向に沿った断面図である。 本発明の第三実施形態の締結構造体を示す締結方向に沿った断面図である。 本発明の第四実施形態の締結構造を示す締結方向に沿った断面図である。 本発明の第四実施形態の締結構造体を示す締結方向に沿った断面図である。 第一部材の第一合わせ面に形成された凹部を示す斜視図である。 第一部材の第二合わせ面に形成された溝部を示す斜視図である。 第一部材の表面に形成されたリブを示す平面図であり、（Ｂ）は第一部材の表面に形成された複数の突起部を示す平面図であり、（Ｃ）は第一部材の表面に形成された複数の突起部及び突起部間に形成された複数の点を示す平面図である。 比較例の締結構造体を示す締結方向に沿った断面図である。
＜第一実施形態＞
図１、図２、図９及び図１１を用いて、本発明の第一実施形態に係る締結構造及び締結構造体について説明する。なお、ネジによる締結方向をＴ方向とし、矢印Ｔで示している。また、符号Ｇは、ネジの軸芯位置を示している。
［ネジによる締結前］
図１に示すように、締結構造１０は、被締結部材の一例としての第一部材１００と第二部材２００とが重ね合わされ、ネジ５０によって締結される。なお、第一部材１００と第二部材２００は、車両を構成する金属材料からなる板状の部材であり、本実施形態ではアルミダイキャスト製である。また、本実施形態では、第一部材１００の板厚の方が第二部材２００の板厚よりも厚い。
なお、第一部材１００における第二部材２００に接触している面を「第一合わせ面１０２」とし、反対側の面を「第一表面１０４」とする。同様に、第二部材２００における第一部材１００に接触している面を「第二合わせ面２０２」とし、反対側の面を「第二表面２０４」とする。
本実施形態のネジ５０は、摩擦熱で披締結部材（本実施形態では第一部材１００及び第二部材２００）に孔を開けねじ切って締結するフロー・ドリル・スクリュー（ｆｌｏｗ ｄｒｉｌｌ ｓｃｒｅｗ（ＦＤＳ）、登録商標）である。ネジ５０は、頭部７０とネジ部６０とを有し、頭部７０の裏面７０Ａには、ネジ部６０と反対側に窪んだ窪部７２が形成されている。窪部７２は平面視で外形が環状となっている。
ネジ５０で締結される前の第一部材１００における第二部材２００と接触する第一合わせ面１０２には、凹部１１０が形成されている。凹部１１０は、ネジ５０で締結する締結位置に形成されている。
図９に示すように、凹部１１０は、平面視で外形が円形とされ、本実施形態では、ネジ５０（図１参照）で締結する締結位置に応じて、第一合わせ面１０２に面内方向（締結方向と直交する方向）に間隔をあけて複数形成されている。
図１に示すように、凹部１１０の直径（面内方向の幅）Ｒ１（図９も参照）は、ネジ５０のネジ部６０のねじ径Ｒ２よりも大きく設定されている。なお、本実施形態では、ねじ径Ｒ２は５ｍｍであり、これに対して凹部１１０の直径Ｒ１は７ｍｍ以上に設定されている。また、第一部材１００における凹部１１０が形成された部位の厚みＬ１は、１．５ｍｍ以上且つ２．０ｍｍ以下になるように設定されている。なお、この図１及び他の図において、厚みは、見易くするために、実際よりも厚く図示している。
図１及び図１１（Ａ）に示すように、第一部材１００における第一合わせ面１０２の反対側の第一表面１０４には、目印の一例としてのリブ１２０が形成されている。図１１（Ａ）に示すように、リブ１２０は、平面視で環状であり、図１１（Ａ）及び図１に示すように、凹部１１０の外形に重なるように形成されている。
また、図１に示すように、リブ１２０は、平面視において、締結するネジ５０の頭部７０の窪部７２に重なる位置に形成されている。
なお、前述したように第一部材１００は、アルミダイキャスト製である。よって、成形時に、凹部１１０及びリブ１２０を形成している。
［ネジによる締結及び締結後の締結構造体］
図１及び図２に示すように、第一部材１００と第二部材２００とを重ね合わせて積層した状態で、第一部材１００の第一表面１０４からリブ１２０を目印にして、ネジ５０を位置決めする。そして、ネジ５０を回転させ、摩擦熱で第一部材１００及び第二部材２００に孔を開けねじ切って両者を締結する。
なお、図２に示すように、第一部材１００と第二部材２００とがネジ５０によって締結された締結後を締結構造体２０とする。また、締結構造体２０における第一部材１００と第二部材２００とがネジ５０で締結されている部位を締結部３０とする。
締結後は、ネジ５０のねじ切りで発生した切屑は、第一表面１０４及び第二表面２０４に押し出されて盛り上がり第一盛上部１３０及び第二盛上部２３０を形成する。第一部材１００の第一盛上部１３０は、ネジ５０の頭部７０の窪部７２内に収まる。また、リブ１２０は、第一盛上部１３０に取り込まれ一体化する。
更に、ネジ５０のネジ部６０は凹部１１０を通るので、ネジ５０のねじ切りで発生した切屑は、第一部材１００の第一合わせ面１０２に形成された凹部１１０に押し出され押出部１３２、２３２を形成する。つまり、締結部３０の凹部１１０は、その少なくとも一部が押し出された押出部１３２、２３２で埋められる。
［作用及び効果］
次に、本実施形態の作用及び効果について説明する。
図１に示すように、第一部材１００の第一合わせ面１０２に凹部１１０が形成され、図２に示すように、ネジ５０のネジ部６０は凹部１１０を通っている。よって、ネジ５０のねじ切りで発生した切屑は、第一部材１００の第一合わせ面１０２に形成された凹部１１０に押し出され押出部１３２、２３２を形成する。
また、図９に示すように、実施形態では、凹部１１０は、間隔をあけて複数形成されているので、複数のネジ５０による締結に対応することができる。
図１及び図１１（Ａ）に示すように、ネジ５０の締結方向（矢印Ｔ）の上流側の第一部材１００の第一表面１０４には、凹部１１０の外形の目印となるリブ１２０が設けられている。よって、ネジ５０で締結する際に、凹部１１０が見えなくても、リブ１２０を目印として位置決めし、ネジ５０が凹部１１０を通るように締結することができる。
なお、リブ１２０は、軸芯位置Ｇから離れた場所にあり、第一表面１０４における軸芯位置Ｇ及びその周辺は平らな面となっている。したがって、ネジ５０で締結を開始する際に芯ぶれ等の発生が防止又は抑制される。
また、リブ１２０は、平面視でネジ５０の頭部７０の裏面７０Ａに形成された窪部７２に重なる位置に設けられている。よって、ネジ５０の頭部７０の裏面７０Ａと第一表面１０４との間にリブ１２０が挟まることが防止されている。
なお、第一部材１００は、アルミダイキャスト製であるので、凹部１１０及びリブ１２０の形成が容易である。
ここで、図１２に示す第一部材１００の第一合わせ面１０２に凹部１１０（図１参照）が形成されていない比較例の締結構造１１及び締結構造体２１について説明する。
ネジ５０のねじ切りで発生した切屑は、第一部材１００の第一合わせ面１０２と第二部材の第二合わせ面２０２との間に押し出され押出部１０９を形成することがある。そして、この押出部１０９が第一合わせ面１０２と第二合わせ面２０２との間に挟まって隙間１９８があき、締結構造体２１の部品精度の低下等を招く虞がある。
これに対して、本実施形態の締結構造１０及び締結構造体２０では、前述したように、ネジ５０のねじ切りで発生した切屑は、締第一部材１００の第一合わせ面１０２に形成された凹部１１０に押し出され押出部１３２、２３２を形成するので、第一合わせ面１０２と第二合わせ面２０２との間に隙間１９８（図１２参照）があくことが抑制される。
別の観点から説明すると、締結構造体２０における第一合わせ面１０２と第二合わせ面２０２との間には、隙間１９８（図１２参照）があいていない又は隙間１９８（図１２参照）があいているとしても比較例（図１２参照）よりも小さい。
また、図１に示すように、凹部１１０の直径Ｒ１は、ネジ５０のネジ部６０のねじ径Ｒ２よりも大きく設定されている。よって、ネジ５０のネジ部６０全体を凹部１１０に通すことができる。したがって、押出部１３２、２３２が凹部１１０内からはみ出すことが抑制されるので、隙間（図１２参照）の発生がより効果的に抑制される。
なお、図示は省略するが、第一部材１００に貫通孔をあけて、貫通孔に押出部１３２、２３２（図２参照）を形成し、隙間１９８（図１２参照）の発生を抑制することが考えられる。しかし、第一部材１００に貫通孔をあけると、締結後の締結構造体の締結強度の低下及び応力集中等が発生するので、好ましくない。
＜第二実施形態＞
図３及び図４を用いて、本発明の第二実施形態に係る締結構造及び締結構造体について説明する。なお、第一実施形態と同一の部材には同一の符号を付し、重複する説明は省略又は簡略化する。
［ネジによる締結前］
図３に示すように、締結構造１２は、第一部材１００と第二部材２００とが重ね合わされ、ネジ５０によって締結される。なお、本実施形態では、第二部材２００の板厚の方が第一部材１００の板厚よりも厚く、第二部材２００における第一部材１００と接触する第二合わせ面２０２に凹部２１０が形成されている。また、図示は省略するが、凹部１１０と同様に、凹部２１０もネジ５０で締結する締結位置に応じて、第二合わせ面２０２に面内方向に間隔をあけて複数形成されている（図９を参照）。
締結構造１２では、凹部２１０は、平面視で円形とされ、直径（面内方向の幅）Ｒ３は、ネジ５０のネジ部６０のねじ径Ｒ２よりも大きく設定されている。なお、本実施形態では、ねじ径Ｒ２は５ｍｍであり、これに対して凹部２１０の直径Ｒ３は１０ｍｍ以上に設定されている。
ここで、前述の第一実施形態では、ねじ径Ｒ２の５ｍｍに対して凹部１１０の直径Ｒ１（図１参照）は７ｍｍ以上に設定され、本実施形態では前述のように、これより最小値が３ｍｍ大きく１０ｍｍ以上に設定されている。これは第一部材１００と第二部材２００との重ね合わせの面内方向の精度（公差）を考慮しているからである。
第二部材２００における凹部２１０が形成された部位の厚みＬ２は、１．５ｍｍ以上且つ２．０ｍｍ以下になるように設定されている。前述したように第二部材２００は、アルミダイキャスト製である。よって、成形時に、凹部２１０を形成している。
［ネジによる締結及び締結後の締結構造体］
図３及び図４に示すように、第一実施形態と同様に、第一部材１００と第二部材２００とを重ね合わせて積層した状態で、第一部材１００の第一表面１０４からリブ１２０を目印にして、ネジ５０を位置決めする。そして、ネジ５０を回転させ、摩擦熱で第一部材１００及び第二部材２００に孔を開けねじ切って両者を締結する。
なお、図３に示すように、第一部材１００と第二部材２００とがネジ５０によって締結された締結後を締結構造体２２とする。また、締結構造体２２における第一部材１００と第二部材２００とがネジ５０で締結されている部位を締結部３２とする。
締結後は、ネジ５０のねじ切りで発生した切屑は、第一表面１０４及び第二表面２０４に押し出されて盛り上がり第一盛上部１３０及び第二盛上部２３０を形成する。第一部材１００の第一盛上部１３０は、ネジ５０の頭部７０の窪部７２内に収まる。また、リブ１２０は、第一盛上部１３０と一体化する。
更に、ネジ５０のネジ部６０は凹部２１０を通るので、ネジ５０のねじ切りで発生した切屑は、第二部材２００の第二合わせ面２０２に形成された凹部２１０に押し出され押出部１３２、２３２を形成する。つまり、締結部３２の凹部２１０は、その少なくとも一部が押し出された押出部１３２、２３２で埋められる。
［作用及び効果］
次に、本実施形態の作用及び効果について説明する。
図３に示すように、第二部材２００の第二合わせ面２０２に凹部２１０が形成され、図４に示すように、ネジ５０のネジ部６０は凹部２１０を通っている。よって、ネジ５０のねじ切りで発生した切屑は、第二部材２００の第二合わせ面２０２に形成された凹部２１０に押し出され押出部１３２、２３２を形成するので、第一合わせ面１０２と第二合わせ面２０２との間に隙間１９８（図１２参照）があくことが抑制される。
別の観点から説明すると、締結構造体２２における第一合わせ面１０２と第二合わせ面２０２との間には、隙間１９８（図１２参照）があいていない又は隙間１９８（図１２参照）があいているとしても比較例（図１２参照）よりも小さい。
＜第三実施形態＞
次に、図５及び図６を用いて、本発明の第三実施形態に係る締結構造及び締結構造体について説明する。なお、第一実施形態及び第二実施形態と同一の部材には同一の符号を付し、重複する説明は省略又は簡略化する。
［ネジによる締結前］
図５に示すように、締結構造１４は、第一部材１００と第二部材２００とが重ね合わされ、ネジ５０によって締結される。なお、本実施形態では、第一部材１００の板厚の方が第二部材２００の板厚よりも厚く、第一部材１００における第二部材２００と接触する第一合わせ面１０２に凹部１１０が形成されている。
本実施形態では、第一部材１００の第一合わせ面１０２と反対側の第一表面１０４には、ネジ５０の頭部７０が収まる平面視で円形の座繰部１５０が形成されている。座繰部１５０は、平面視において、凹部１１０の外形よりも大きく、両者の円中心が一致又は略一致するように形成されている（図６も参照）。
また、第一部材１００における凹部１１０と座繰部１５０とが形成された部位の厚みＬ４は、１．５ｍｍ以上且つ２．０ｍｍ以下になるように、設定されている。
前述したように第一部材１００は、アルミダイキャスト製である。よって、成形時に、凹部１１０及び座繰部１５０を形成している。
［ネジによる締結及び締結後の締結構造体］
図５及び図６に示すように、第一実施形態と同様に、第一部材１００と第二部材２００とを重ね合わせて積層した状態で、第一部材１００の第一表面１０４から座繰部１５０でネジ５０を位置決めする。ネジ５０を回転させ、摩擦熱で第一部材１００及び第二部材２００に孔を開けねじ切って両者を締結する。ネジ５０の頭部７０は、座繰部１５０内に収まる。
なお、図６に示すように、第一部材１００と第二部材２００とがネジ５０によって締結された締結後を締結構造体２４とする。また、締結構造体２４における第一部材１００と第二部材２００とがネジ５０で締結されている部位を締結部３４とする。
締結後は、ネジ５０のねじ切りで発生した切屑は、第一表面１０４及び第二表面２０４に押し出されて盛り上がり第一盛上部１３０及び第二盛上部２３０を形成する。第一部材１００の第一盛上部１３０は、ネジ５０の頭部７０の窪部７２内に収まる。
更に、ネジ５０のネジ部６０は凹部１１０を通るので、ネジ５０のねじ切りで発生した切屑は、第一部材１００の第一合わせ面１０２に形成された凹部１１０に押し出され押出部１３２、２３２を形成する。つまり、締結部３４の凹部１１０は、その少なくとも一部が押し出された押出部１３２、２３２で埋められる。
［作用及び効果］
次に、本実施形態の作用及び効果について説明する。
図５に示すように、第一部材１００の第一合わせ面１０２に凹部１１０が形成され、図６に示すように、ネジ５０のネジ部６０は凹部１１０を通っている。よって、ネジ５０のねじ切りで発生した切屑は、第一部材１００の第一合わせ面１０２に形成された凹部１１０に押し出され押出部１３２、２３２を形成するので、第一合わせ面１０２と第二合わせ面２０２との間に隙間１９８（図１２参照）があくことが抑制される。
別の観点から説明すると、締結構造体２４における第一合わせ面１０２と第二合わせ面２０２との間には、隙間１９８（図１２参照）があいていない又は隙間１９８（図１２参照）があいているとしても比較例（図１２参照）よりも小さい。
座繰部１５０で位置決めするので、例えばリブ１２０（図１参照）の形成が不要である。また、座繰部１５０によって締結後のネジ５０の頭部７０のすわりが安定する。
＜第四実施形態＞
次に、図７及び図８を用いて、本発明の第四実施形態に係る締結構造及び締結構造体について説明する。なお、第一実施形態、第二実施形態及び第三実施形態と同一の部材には同一の符号を付し、重複する説明は省略又は簡略化する。
［ネジによる締結前］
図７に示すように、締結構造１６は、被締結部材の一例としての第一部材１００及び第二部材２００が重ね合わされ、ネジ５０によって締結される。なお、本実施形態では、第一部材１００と第二部材２００との間に第三部材３００を挟んで重ね合わされている。また、第一部材１００、第二部材２００及び第三部材３００は、車両を構成する金属材料からなる板状の部材であり、本実施形態ではアルミダイキャスト製である。なお、本実施形態では、第一部材１００及び第二部材２００の板厚は同じとされ、第三部材３００の板厚は、第一部材１００及び第二部材２００の板厚よりも厚い。
また、第一部材１００における第三部材３００に接触している面を「第一合わせ面１０２」とし、反対側の面を「第一表面１０４」とする。第二部材２００における第三部材３００に接触している面を「第二合わせ面２０２」とし、反対側の面を「第二表面２０４」とする。そして、第三部材３００における第一部材１００に接触している面を「第三合わせ面３０２Ａ」とし、第二部材２００に接触している面を「第三合わせ面３０２Ｂ」とする。
ネジ５０で締結される前の第三部材３００における第一部材１００と接触する第三合わせ面３０２Ａには凹部３１０Ａが形成され、第二部材２００と接触する第三合わせ面３０２Ｂには凹部３１０Ｂが形成されている。なお、凹部３１０Ａ及び凹部３１０Ｂは、平面視で外形が円形とされ、且つ同じ位置に重なるように形成されている。なお、図示は省略するが、第一実施形態の凹部１１０と同様に、凹部３１０Ａ，３１０Ｂは、ネジ５０で締結する締結位置に応じて、第三合わせ面３０２Ａ、３０２Ａに面内方向に間隔をあけて複数形成されている（図９を参照）。
凹部３１０Ａ、３１０Ｂの直径（面内方向の幅）Ｒ４は、ネジ５０のネジ部６０のねじ径Ｒ２よりも大きく設定されている。
第一部材１００の第一合わせ面１０２と反対側の第一表面１０４には、平面視でリブ１２０が、凹部３１０Ａ、３１０Ｂの外形に重なるように形成されている。
前述したように第三部材３００は、アルミダイキャスト製である。よって、成形時に、凹部３１０Ａ、３１０Ｂを形成している。
［ネジによる締結及び締結後の締結構造体］
図７及び図８に示すように、第一部材１００と第二部材２００との間に第三部材３００を挟んで重ね合わせて積層した状態で、第一部材１００の第一表面１０４からリブ１２０を目印にして、ネジ５０を位置決めする。そして、ネジ５０を回転させ、摩擦熱で第一部材１００、第二部材２００及び第三部材３００に孔を開けねじ切って両者を締結する。
なお、図８に示すように、第一部材１００、第二部材２００及び第三部材３００が、ネジ５０によって締結された締結後を締結構造体２６とする。また、締結構造体２６における第一部材１００と第三部材３００とがネジ５０で締結されている部位を締結部３６Ａとし、第二部材２００と第三部材３００とがネジ５０で締結されている部位を締結部３６Ｂとする。
締結後は、ネジ５０のねじ切りで発生した切屑は、第一表面１０４及び第二表面２０４に押し出されて盛り上がり第一盛上部１３０及び第二盛上部２３０を形成する。第一部材１００の第一盛上部１３０は、ネジ５０の頭部７０の窪部７２内に収まる。また、リブ１２０は、第一盛上部１３０に取り込まれ一体化する。
更に、ネジ５０のネジ部６０は凹部３１０Ａを通るので、ネジ５０のねじ切りで発生した第一部材１００及び第三部材３００の切屑は、第三部材３００の第三合わせ面３０２Ａに形成された凹部３１０Ａに押し出され押出部１３２、３３２Ａを形成する。同様に、ネジ５０のネジ部６０は凹部３１０Ｂを通るので、ネジ５０のねじ切りで発生した第二部材２００及び第三部材３００の切屑は、第三部材３００の第三合わせ面３０２Ｂに形成された凹部３１０Ｂに押し出され押出部２３２、３３２Ｂを形成する。つまり、締結部３６Ａの凹部３１０Ａは、その少なくとも一部が押し出された押出部１３２、３３２Ａで埋められ、締結部３６Ｂの凹部３１０Ｂは、その少なくとも一部が押し出された押出部２３２、３３２Ｂで埋められる。
［作用及び効果］
次に、本実施形態の作用及び効果について説明する。
図７に示すように、第三部材３００の第三合わせ面３０２Ａ、３０２Ｂに凹部３１０Ａ、３１０Ｂが形成され、図８に示すように、ネジ５０のネジ部６０は凹部３１０Ａ，３１０Ｂを通っている。よって、ネジ５０のねじ切りで発生した切屑は第三部材３００の第三合わせ面３０２Ａ、３０２Ｂに形成された凹部３１０Ａ，３１０Ｂに押し出され押出部１３２、２３２、３３２Ａ、３３２Ｂを形成する。したがって、第一合わせ面１０２と第三合わせ面３０２Ａとの間及び第二合わせ面２０２と第三合わせ面３０２Ｂとの間に、それぞれ隙間１９８（図１２を参照）があくことが抑制される。
別の観点から説明すると、締結構造体２６における第一合わせ面１０２と第三合わせ面３０２Ａとの間及び第二合わせ面２０２と第三合わせ面３０２Ｂとの間には、隙間１９８（図１２参照）があいていない又は隙間１９８（図１２参照）があいているとしても比較例（図１２参照）よりも小さい。
＜その他＞
尚、本発明は上記実施形態に限定されない。
例えば、第一実施形態及び第三実施形態では第一部材１００の第一合わせ面１０２に凹部１１０が形成され、第二実施形態では第二部材２００の第二合わせ面２０２に凹部２１０が形成されていた。しかし、第一部材１００の第一合わせ面１０２と第二部材２００の第二合わせ面２０２との両方に凹部が形成されていてもよい。
また、例えば、第三実施形態の第一部材１００の第一表面１０４に座繰部１５０が形成されていたが、これに限定されない。第二実施形態及び第四実施形態の第一部材１００の第一表面１０４に座繰部１５０が形成されていてもよい。
また、例えば、第四実施形態では、第三部材３００の第三合わせ面３０２Ａ、３０２Ｂに凹部３１０Ａ、３１０Ｂが形成されていたが、これに限定されない。例えば、第三部材３００における第三合わせ面３０２Ａの凹部３１０Ａ及び第三合わせ面３０２Ｂの凹部３１０Ｂのいずれか一方のみが形成されていてもよい。また、例えば、第三合わせ面３０２Ａでなく第一部材１００の第一合わせ面１０２に凹部１１０が形成されていてもよいし、第三合わせ面３０２Ｂでなく、第二部材２００の第二合わせ面２０２に凹部２１０が形成されていてもよい。
また、例えば、上記実施形態では、図９に示すように、凹部１１０は、面内方向に間隔をあけて複数形成されていたが、これに限定されない。例えば、図１０に示すように、締結位置を通る溝１１５であってもよい。この場合、溝１１５の溝幅Ｒ５がネジ５０のねじ径Ｒ２（図１参照）よりも大きく設定されていることが望ましい。このように溝１１５とすることで、ねじ５０の締結間隔を自由に設定することができる。なお、凹部２１０、３１０Ａ、３１０Ｂも同様に溝であってもよい。
また、例えば、上記第一実施形態、第三実施形態及び第四実施形態では、ネジ５０で締結する際のネジ５０の位置決めの目印は、凹部１１０、２１０、３１０Ａ、３１０Ｂの外形を示す環状のリブ１２０（図１１（Ａ）参照）であったが、これに限定されない。例えば、図１１（Ｂ）に示すように、平面視で、複数（本例では四つ）の突起部１２２を設けて目印としてもよい。また、図１１（Ｃ）に示すように、複数（本例では六つ）の突起部１２４を設け、その間に点（小さな穴）１２６を設けてもよい。更に、図示は省略するが、リブ１２０及び突起部１２２、１２４のような凸状の部位でなく、環状の溝及び複数の穴等、つまり凹状の部位であってもよい。
また、ネジ５０で締結する際のネジ５０の位置決めの目印は、凹部１１０、２１０、３１０Ａ、３１０Ｂの外形を示すものでなくてもよい。図示は省略するが、例えば、凹部１１０、２１０、３１０Ａ、３１０Ｂの外形よりも小さく、ネジ５０のネジ部６０の外形よりも大きな環状の凸状又は凹状の部位であってもよい。或いは、第一部材１００の第一表面１０４に着色して位置決めの目印としてもよい。要は、締結する際のネジ５０の位置決めの目印となればよい。但し、第一表面１０４における軸芯位置Ｇは平らな面となっていることが望ましい。
また、例えば、上記実施形態では、第一部材１００、第二部材２００及び第三部材３００は、アルミダイキャスト材であったが、これに限定されない。例えば、アルミ押出材であってもよい。更に、鋼板等の他の金属材で構成されていてもよい。また、例えば、第一部材１００がアルミ材で第二部材２００が鋼板であるような、異種金属の締結にも本発明を適用することができる。
また、上記実施形態では、二又は三の締結部材の締結に本発明を適用したが、これに限定されない。四以上の締結部材の締結にも本発明を適用することができる。
また、上記実施形態では、被締結部材、具体的には第一部材１００、第二部材２００及び第三部材３００は、車両を構成する部材であったが、これに限定されない。車両以外の被締結部材の締結にも本発明を適用することができる。例えば、航空機を構成する部材、鉄道車両を構成する部材、船舶を構成する部材、重機を構成する部材及び一般機械を構成する部材等の締結にも本発明を適用することができる。
また、上述の複数の実施形態は、適宜、組み合わされて実施可能である。更に、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々なる態様で実施し得る。
１０ 締結構造
１２ 締結構造
１４ 締結構造
１６ 締結構造
２０ 締結構造体
２２ 締結構造体
２４ 締結構造体
２６ 締結構造体
３０ 締結部
３２ 締結部
３４ 締結部
３６Ａ 締結部
３６Ｂ 締結部
５０ ネジ
６０ ネジ部
７０ 頭部
７０Ａ 裏面
７２ 窪部
１００ 第一部材（被締結部材）
１０２ 第一合わせ面（合わせ面）
１０４ 第一表面（表面）
１１０ 凹部
１１５ 溝（凹部）
１２０ リブ（目印）
１２２ 突起部（目印）
１２４ 突起部（目印）
１２６ 点（目印）
１５０ 座繰部
２００ 第二部材（被締結部材）
２０２ 第二合わせ面（合わせ面）
２０４ 第二表面（表面）
２１０ 凹部
３００ 第三部材（被締結部材）
３０２Ａ 第三合わせ面（合わせ面）
３０２Ｂ 第三合わせ面（合わせ面）
３１０Ａ 凹部
３１０Ｂ 凹部
Ｇ 軸芯位置

Claims (8)

  1. 複数の被締結部材が重ね合わされ、前記被締結部材の合わせ面の少なくとも一面に凹部が形成され、摩擦熱で孔を開けねじ切るネジが前記凹部を通って締結する締結構造。
  2. 前記凹部は平面視で外形が円形とされ、
    一方の最外の前記被締結部材の表面には、前記凹部の外形を示す目印が設けられている、
    請求項１に記載の締結構造。
  3. 一方の最外の前記被締結部材の表面には、前記ネジの締結位置を示す凸状又は凹状の目印が、前記ネジの軸芯位置以外に設けられている、
    請求項１に記載の締結構造。
  4. 前記ネジの頭部の裏面には、ネジ部と反対側に窪む窪部が形成され、
    前記目印は、凸状とされ、平面視で前記窪部に重なる位置に設けられている、
    請求項２又は請求項３に記載の締結構造。
  5. 一方の最外の前記被締結部材の表面には、前記ネジの頭部が収まる座繰部が形成されている、
    請求項１に記載の締結構造。
  6. 前記凹部の面内方向の幅は、前記ネジのねじ径よりも大きく設定されている、
    請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の締結構造。
  7. 前記凹部が形成された前記被締結部材は、アルミ押出材又はアルミダイキャスト材で構成されている、
    請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載の締結構造。
  8. 合わせ面の少なくとも一面に凹部が形成され、且つ重ね合わされた複数の被締結部材と、
    請求項１〜請求項７いずれか１項に記載された締結構造により、前記凹部に切屑が押し出された締結部と、
    を備えた締結構造体。
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