JP2023170745A - 締着具 - Google Patents

Abstract

【課題】ボルトとナットとの締着強度を長期間に亘って高く保持することができるとともに、必要時には、締着状態を容易に解除することが可能な締着具を提供する。
【解決手段】締着具１は、ナット部材３とボルト部材２とからなるものである。そして、ボルト部材２は、フランジ１１の外周に係合突起１２，１２・・を設けたフランジボルト体４と、フランジボルト体４の係合突起１２，１２・・と係合可能な被係合突起１４，１４・・を設けたネイル５と、フランジボルト体４のフランジ１１およびネイル５を収納可能なケース７とによって構成されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、ナット部材とボルト部材とからなる締着具に関するものであり、特に、自動車のボディへのバッテリーの締着に適した締着具に関するものである。

自動車には、エンジンの始動、作動制御、照明灯や標識灯の点灯のための電源として、バッテリーが装着される。そして、バッテリーを自動車に装着するための方法としては、従来より、ボルトおよびナットからなる締着部材を用いて、自動車のボディに締着する方法が採用されている（特許文献１）。

バッテリーを自動車のボディへ締着するための締着構造には、長期間に亘って緩むことなく強固な締着状態を保持できることが要求される。そのように強固な締着状態を保持するための締着具としては、特許文献２の如く、ボルトの軸部の断面形状を長円状にするとともに、バネ座金の中心の挿通孔の形状を長円状とし、かつ、ナットの内側の面に、バネ座金の端部と係合する溝部を設けることによって、締着後のナットが緩む方向に回転できないように構成した緩み防止ねじが知られている。また、締着後のボルトの緩みを防止するための部材として、特許文献３の如く、ボルトの頭部の工具差し込み溝の形状と合致した突起を内部に設けた緩み防止キャップが知られている。

特開平７－９４１６０号公報 特開２０１６－３５３１５号公報 特開平１０－７３１１７号公報

しかしながら、特許文献２の如きバネ座金の端部と係合する溝部をナットの内面に設けた緩み防止ねじは、ボルトとナットとの締着強度を高くすればするほど必要時における取り外しが困難になる、という不具合がある。また、特許文献３の如き緩み防止キャップは、緩み防止キャップ自体がボルトの頭部と一緒に回転してしまうため、締着強度の保持に効果的であるとは言い難い上、自動車のボディへのバッテリーの締着に用いた場合には、自動車の振動により、ボルトの頭部から容易に外れてしまう、という不具合がある。

本発明の目的は、上記従来の締着具における問題点を解消し、ボルトとナットとの締着強度を長期間に亘って高く保持することができるとともに、必要時には、締着状態を容易に解除することが可能で、特に、自動車のボディへのバッテリーの締着に好適な締着具を提供することにある。

本発明の内、請求項１に記載された発明は、自動車のボディにバッテリーを締着させるためのナット部材とボルト部材とからなる締着具であって、前記ボルト部材が、フランジ部分の外周に係合手段を設けたフランジボルト体と、前記フランジボルト体の係合手段と係合可能な被係合手段を設けた被係合体と、前記フランジボルト体のフランジ部分および被係合体を収納可能なケースとからなるものであることを特徴とする。

請求項２に記載された発明は、請求項１に記載された発明において、前記被係合手段を前記係合手段に係合させた状態と、前記被係合手段を前記係合手段に係合させていない状態とに切り替え可能に構成されていることを特徴とするものである。

請求項３に記載された発明は、請求項１に記載された発明において、前記ケース内に、前記被係合体の被係合手段を前記フランジボルト体の係合手段に係合させた状態で保持するための付勢手段が収納されていることを特徴とするものである。

請求項４に記載された発明は、請求項１に記載された発明において、前記被係合体が、前記ケースからの前記フランジボルト体の脱落を防止するための脱落防止手段を設けたものであることを特徴とする。

請求項１に記載の締着具は、ボルト部材のケース内において、フランジボルトのフランジ部分の係合手段と被係合体の被係合手段とを係合させることにより、フランジボルトが緩む方向へ回転する事態を防止することができるので、強固な締着状態を保持することができる。それゆえ、締着具によれば、自動車のボディとバッテリーとを、強固に、かつ、必要時には容易に分離できるように締着することが可能となる。

請求項２に記載の締着具は、被係合体の被係合手段をフランジボルト体の係合手段に係合させていない状態に切り替えることによって、必要な場合に、締着状態を容易に解除することができる。

請求項３に記載の締着具は、被係合体の被係合手段をフランジボルト体の係合手段に係合させた状態で保持するための付勢手段がケース内に収納されているため、被係合体の被係合手段とフランジボルト体の係合手段との係合状態が不用意に解除されてしまう事態が生じないため、強固な締着状態を、より高い精度で保持することができる。

請求項４に記載の締着具は、被係合体に、ケースからのフランジボルト体の脱落を防止するための脱落防止手段が設けられており、ボルト部材が不用意に分解してしまう事態（すなわち、ケースと被係合体とフランジボルト体とが分離してしまう事態）が生じないので、ハンドリング性が良好である。

締着具を用いて自動車のボディにバッテリーを締着した状態を示す説明図である。 締着具および工具を示す説明図である（ａは側面図であり、ｂは鉛直断面図である）。 締着具および工具を示す説明図である（ａは図２（ａ）におけるＡ－Ａ線端面図であり、ｂは図２（ａ）におけるＢ－Ｂ線端面図であり、ｃは図２（ａ）におけるＣ－Ｃ線端面図である）。 フランジボルト体を示す説明図である（ａは斜視図であり、ｂはフランジ部分の拡大図であり、ｃはフランジ部分の水平断面図である）。 ネイルの分割片を示す説明図（斜視図）である。 締着具により２つの部材を締着する様子を示す説明図である（ａは鉛直断面図であり、ｂは図２（ａ）のＢ－Ｂ断面におけるネイルを示したものである）。 締着具により２つの部材を締着する様子を示す説明図である（ａは鉛直断面図であり、ｂは図２（ａ）のＢ－Ｂ断面におけるネイルを示したものである）。 締着具により２つの部材を締着する様子を示す説明図である（ａは鉛直断面図であり、ｂは図２（ａ）のＢ－Ｂ断面におけるネイルおよびフランジボルト体を示したものである）。 締着具により２つの部材を締着する様子を示す説明図である（ａは鉛直断面図であり、ｂは図２（ａ）のＢ－Ｂ断面におけるネイルおよびフランジボルト体を示したものである）。

以下、本発明に係る締着具の一実施形態について、図面に基いて詳細に説明する。

＜締着具の構造＞
図１は、締着具を使用して、自動車のボディ（シャーシ）にバッテリーを締着させた状態を示したものであり、自動車のシャーシに設けられた平板状の被着板Ｆに、バッテリーのハウジングＨの周縁の平板状部分が当接されており、その当接部分が、工具締着具１によって締着されている。

図２、図３は、締着具１（図１におけるα部分）を示したものであり、締着具１は、金属（鉄）によって形成されたボルト部材２およびナット部材３によって構成されている。そして、ボルト部材２は、フランジボルト体（ボルト本体）４と、被係合体として機能するネイル５と、付勢手段として機能する６つの金属製の板バネ６，６・・と、それらのフランジボルト体４、ネイル５、板バネ６，６・・を収納するためのケース７とによって構成されている。また、締着具１は、ボルト部材２と分離可能な工具Ｔを利用して、締着・解除することができるようになっている。

図４は、フランジボルト体４を示したものであり、フランジボルト体４は、金属によって一体的に形成されており、長尺な円柱状の軸部８の基端にヘッド部９が設けられている。そして、軸部８の外周には、ねじ山（ねじ溝）が刻設されている。また、ヘッド部９には、扁平な円板状の嵌合体１０と、フランジ１１とが設けられており、そのフランジ１１が軸部８の基端と隣接した状態になっている。なお、嵌合体１０は、軸部８よりも大径になっており、フランジ１１は、嵌合体１０よりも大径になっている。加えて、フランジ１１の先端側の面は、軸方向に対して直交した状態（水平面状）になっており、基端側の面は、外側から内側にかけて小径となるように傾斜した状態になっている。

さらに、フランジ１１の周縁は、軸方向に沿った扁平な円柱状の周面を形成した状態になっており、その扁平な円柱状面には、係合手段として機能する複数の矩形状（軸方向に沿った縦長な直方体状）の係合突起１２，１２・・が、等間隔に（軸中心に対して、４０°毎に）設けられている。一方、嵌合体１０は、外周面に、軸方向に沿って複数のＶ字状の噛合溝が等間隔に設けられており、断面（軸方向に対して垂直な断面）の輪郭線が、ジグザグな曲線状になっている（図３（ａ）参照）。

一方、ネイル５は、円筒体を軸中心に対して等角度になるように３分割（軸方向に沿って３分割）した形状を有する３つの分割片１３，１３・・によって構成されている。図５は、分割片１３を示したものであり、各分割片１３，１３・・は、水平断面（軸方向に対して垂直な断面）が扇状になっており、内周面の上端際に、フランジボルト体４の係合突起１２，１２・・と係合可能な被係合手段として機能する複数の矩形状（軸方向に沿った縦長な直方体状）の被係合突起１４，１４・・が、等間隔（軸中心に対して、４０°毎に）に設けられている。また、各分割片１３，１３・・の内周面の下端際には、ケース７の内部からのフランジボルト体４の脱落を防止するための脱落防止手段として機能する円環状の脱落防止突起１５が内側に突出するように設けられている。なお、脱落防止突起１５の下面は、外側から内側にかけて小径となるように傾斜した状態になっている（テーパ面になっている）。また、各分割片１３，１３・・の外周面には、板バネ６を当接させるための平坦部（図示せず）が形成されている。

また、ケース７は、バッテリーのハウジングＨの周縁の平板状部分に、一体的に形成されており、中空の扁平な円柱状に形成されている。そして、上部（バッテリーのハウジングＨの周縁の平板状部分）には、フランジボルト体４の軸部８を挿通させるためのねじ孔１９が穿設されている。さらに、ケース７の内壁面には、６つの固着部１７，１７・・が、内側に突出するように等間隔（軸中心に対して、６０°毎に）に設けられており、それらの固着部１７，１７・・を利用して、逆Ｕ字状の板バネ６の片端が固着されている。また、ケース７の下端には、ドーナッツ状の底板１８が軸方向に対して直交するように一体的に設けられており、その底板１８の中央部分には、工具Ｔを挿通させるための挿通孔２０が形成された状態になっている。なお、底板１８の挿通孔２０の径は、ネイル５の各分割片１３，１３・・の脱落防止突起１５の内径（後述するように、閉じた状態の各分割片１３，１３・・の脱落防止突起１５の内周面の径）と略同一になっている。

そして、上記したボルト部材２においては、ケース７の内部に、フランジボルト体４、ネイル５の各分割片１３，１３・・、および、板バネ６，６・・が収納されており、各分割片１３，１３・・が、フランジボルト体４の外周を覆った状態になっている。また、ケース７の内壁面の固定部１７，１７・・に固着された６つの逆Ｕ字状の板バネ６，６・・の開放側の端縁が、それぞれ、各分割片１３，１３・・の外周面の平坦部（図示せず）に当接し、各分割片１３，１３・・を内向きに（軸中心方向へ）付勢した状態（すなわち、分割片１３，１３・・を閉じるように付勢した状態）になっている。

一方、締着具１を締着・解除するための工具Ｔは、六角柱状に形成されており、上端際に小径の円柱状部２１が形成されている。当該円柱状部２１は、ケース７の底板１８に穿設された挿通孔２０の径よりわずかに小径になっている。また、工具Ｔの上部には、フランジボルト体４の嵌合部１０を嵌合可能な嵌合凹部２２が略円柱の空洞状に形成されている。そして、その嵌合凹部２２の周面には、軸方向に沿って複数のＶ字状の噛合溝が等間隔に設けられており、断面（軸方向に対して垂直な断面）の輪郭線が、フランジボルト体４の嵌合部１０と合致するジグザグな曲線状になっている。それゆえ、当該工具Ｔは、嵌合凹部２２にフランジボルト体４の嵌合部１０を嵌合させて、周面の噛合溝に嵌合部１０の噛合溝を噛み合わせることによって、フランジボルト体４を回転させることができるようになっている。

また、自動車のシャーシに設けられた平板状の被着板Ｆには、ナット部材３が一体的に設けられており、鉛直な円柱状のねじ挿通孔２３が穿設されているとともに、当該ねじ挿通孔２３の周面に、ボルト部材２のフランジボルト体４の軸部８と螺合するねじ溝が刻設されている。

＜締着具の作用＞
図６～図９は、上記の如く構成された締着具１によって、自動車のシャーシに設けられた平板状の被着板Ｆに、バッテリーのハウジングＨの周縁の平板状部分を締着する様子を示したものである。締着具１によって自動車のシャーシの被着板ＦにバッテリーのハウジングＨの平板状部分を締着する場合には、まず、被着板Ｆのねじ挿通孔２３を、バッテリーのハウジングＨの周縁の平板状部分のねじ挿通孔１９と合致させる（軸中心を合致させる）（図６参照）。そして、その状態で、ケース７の底板１８の挿通孔２０に、工具Ｔの先端（円柱状部２１）を挿入させて、フランジボルト体４の嵌合部１０に、工具Ｔの嵌合凹部２２を外嵌させる。そのようにケース７の底板１８の挿通孔２０に工具Ｔの先端を挿入させると、ネイル５の各分割片１３，１３・・が板バネ６，６・・の付勢力に抗して外側に押し拡げられる（図７参照）。

上記の如くフランジボルト体４の嵌合部１０に工具Ｔの嵌合凹部２２を外嵌させた後には、その工具Ｔを所定の方向（たとえば、右回り）に回転させて、フランジボルト体４の軸部８を、自動車のシャーシの被着板Ｆのねじ挿通孔２３にねじ込む。そして、図８の如く、フランジボルト体４の軸部８を、強固に（十分に）被着板Ｆのねじ挿通孔２３にねじ込んだ後には、工具Ｔを下方に引っ張って、ボルト部材２のケース７から取り外す。

そのようにケース７から工具Ｔを取り外すと、フランジボルト体４の外周を覆っているネイル５の各分割片１３，１３・・が、板バネ６，６・・の付勢力によって内向きに（中心方向へ）押し出されて閉じた状態となる。そして、そのように、各分割片１３，１３・・が閉じた状態となると、図９の如く、各分割片１３，１３・・の内壁面の被係合突起１４，１４が、フランジボルト体４のフランジ１１に?設された係合突起１２，１２・・と噛み合った状態（すなわち、フランジ１１の隣接する係合突起１２，１２同士の間に、各分割片１３，１３・・の係合突起１４が入り込んだ状態）となる。そのため、フランジボルト体４は、各分割片１３，１３・・の係合突起１４，１４・・によって回転できない状態となるため、緩む方向に回転する事態が防止される。

＜締着具の効果＞
締着具１は、上記の如く、ナット部材３とボルト部材２とからなるものであり、ボルト部材２が、フランジ部分（フランジ１１）の外周に係合手段である係合突起１２，１２・・を設けたフランジボルト体４と、フランジボルト体４の係合突起１２，１２・・と係合可能な被係合手段である被係合突起１４，１４・・を設けた被係合体であるネイル５と、フランジボルト体４のフランジ１１およびネイル５を収納可能なケース７とからなるものである。それゆえ、締着具１によれば、ボルト部材２のケース７の内部において、フランジボルト体４のフランジ１１の係合突起１２，１２・・とネイル５の被係合突起１４，１４・・とを係合させることによって、フランジボルト体４が緩む方向へ回転する事態を防止することが可能となるため、強固な締着状態を保持することができる。したがって、締着具１によれば、自動車のボディとバッテリーとを、強固に、かつ、必要時には容易に分離できるように締着することが可能となる。

また、締着具１は、ネイル５の被係合突起１４，１４・・をフランジボルト体４の係合突起１２，１２・・に係合させた状態と、ネイル５の被係合突起１４，１４・・をフランジボルト体４の係合手段１２，１２・・に係合させていない状態とに切り替え可能に構成されている。それゆえ、締着具１によれば、ネイル５の被係合突起１４，１４・・をフランジボルト体４の係合突起１２，１２・・に係合させていない状態に切り替えることによって、必要な場合に、締着状態を容易に解除することができる。

さらに、締着具１は、ケース７の内部に、ネイル５の被係合突起１４，１４・・をフランジボルト体４の係合突起１２，１２・・に係合させた状態で保持するための付勢手段である板バネ６，６・・が収納されているため、フランジボルト体４の係合突起１２，１２・・とネイル５の被係合突起１４，１４・・との係合状態が不用意に解除されてしまう事態が生じないため、強固な締着状態を、より高い精度で保持することができる。

また、締着具１は、ネイル５に、ケース７からのフランジボルト体４の脱落を防止するための脱落防止手段である脱落防止突起１５が設けられており、ボルト部材２が不用意に分解してしまう事態（すなわち、ケース７とネイル５とフランジボルト体４とが分離してしまう事態）が生じないので、ハンドリング性が良好である。

＜締着具の変更例＞
本発明に係る締着具は、上記した実施形態の態様に何ら限定されるものではなく、ナット部材、ボルト部材（すなわち、フランジボルト体、被係合体（ネイル）、付勢手段（板バネ）、ケース等）の材質、形状、構造等の構成を、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、必要に応じて適宜変更することができる。

たとえば、本発明に係る締着具は、上記実施形態の如く、付勢部材が逆Ｕ字状に屈曲した金属製の板バネであるものに限定されず、付勢部材を、別の材質・形状の板バネ、コイルバネ、ゴム等の弾性部材等に変更することも可能である。

また、本発明に係る締着具は、上記実施形態の如く、ナット部材が、自動車のボディ（被着板等の被締着物）に一体的に設けられているものに限定されず、ナット部材が自動車のボディと分離可能であるものに変更することも可能である。なお、そのようにナット部材を自動車のボディと分離可能なものとする場合には、自動車のボディにナット部材を固定するための固定手段を形成する（たとえば、ナット部材の接合面に形成された係合突起を挿入可能な係合凹部を形成する）のが好ましい。

さらに、本発明に係る締着具は、上記実施形態の如く、ボルト部材のケースが、バッテリーのハウジング（被締着物）に一体的に設けられているものに限定されず、ボルト部材がバッテリーのハウジングと分離可能であるものに変更することも可能である。なお、そのようにボルト部材をバッテリーのハウジングと分離可能なものとする場合には、バッテリーのハウジングにボルト部材を固定するための固定手段を形成する（たとえば、ボルト部材の接合面に形成された係合突起を挿入可能な係合凹部を形成する）のが好ましい。

加えて、本発明に係る締着具は、上記実施形態の如く、フランジボルト体の係合突起および／または被係合体の被係合突起が直方体状であるものに限定されず、フランジボルト体の係合突起および／または被係合体の被係合突起の形状を、円柱状体、角柱状体等の直方体以外の形状に変更することも可能である。加えて、フランジボルト体の係合突起および／または被係合体の被係合突起の個数も、上記実施形態の如き９個に限定されず、必要に応じて適宜変更することが可能である。さらに、本発明に係る締着具は、上記実施形態の如く、被係合体（ネイル）が円筒状体を３分割した形状であるものに限定されず、被係合体が円筒状体を２分割した形状であるものや、円筒状体を４つ以上に分割した形状であるもの等に変更することも可能である。

一方、本発明に係る締着具は、上記実施形態の如く、フランジボルト体のヘッド部の嵌合体、および、工具の嵌合凹部の形状が、軸方向に沿って複数のＶ字状の噛合溝を等間隔に設けた円柱状であるものに限定されず、フランジボルト体のヘッド部の嵌合体、および、工具の嵌合凹部の形状が、六角柱状等の単純な角柱状であるもの等に変更することも可能である。

本発明に係る締着具は、上記の如く優れた効果を奏するものであるから、自動車のボディにバッテリーを締着させるための部材として好適に用いることができる。

１・・締着具
２・・ボルト部材
３・・ナット部材
４・・フランジボルト体
５・・ネイル（被係合体）
６・・板バネ（付勢手段）
７・・ケース
１１・・フランジ
１２・・係合突起（係合手段）
１３・・分割片
１４・・被係合突起（被係合手段）
１５・・脱落防止突起（脱落防止手段）
Ｆ・・自動車のボディの被着体
Ｈ・・バッテリーのハウジング

Claims (4)

1. 自動車のボディにバッテリーを締着させるためのナット部材とボルト部材とからなる締着具であって、
   前記ボルト部材が、
   フランジ部分の外周に係合手段を設けたフランジボルト体と、
   前記フランジボルト体の係合手段と係合可能な被係合手段を設けた被係合体と、
   前記フランジボルト体のフランジ部分および被係合体を収納可能なケースとからなるものであることを特徴とする締着具。
2. 前記被係合手段を前記係合手段に係合させた状態と、前記被係合手段を前記係合手段に係合させていない状態とに切り替え可能に構成されていることを特徴とする請求項１に記載の締着具。
3. 前記ケース内に、前記被係合体の被係合手段を前記フランジボルト体の係合手段に係合させた状態で保持するための付勢手段が収納されていることを特徴とする請求項１に記載の締着具。
4. 前記被係合体が、前記ケースからの前記フランジボルト体の脱落を防止するための脱落防止手段を設けたものであることを特徴とする請求項１に記載の締着具。

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