JP4252342B2

JP4252342B2 - 締結手段及び締結構造

Info

Publication number: JP4252342B2
Application number: JP2003083409A
Authority: JP
Inventors: 仁鈴木
Original assignee: Calsonic Kansei Corp
Current assignee: Calsonic Kansei Corp
Priority date: 2003-03-25
Filing date: 2003-03-25
Publication date: 2009-04-08
Anticipated expiration: 2023-03-25
Also published as: JP2004293582A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、締結手段及び締結構造に関し、さらに詳しくは、クロスカービームを車体側に締結する際に用いる締結手段及びこの締結手段を用いた締結構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、車体に配設されたクロスカービームには、部品寸法や組付寸法のバラツキにより、クロスカービームと車体側のフロントピラー部との間に多少の隙間が発生するおそれがある。この隙間を調整するために、クロスカービームを車体側に取り付ける場合は、調整用ボルトや調整用ナットからなる長さ調整手段を用いている。この締結構造においては、クロスカービームの一端側を通常のボルトとナットを用いて締結する一方、他端側は、螺合した状態で組み合わせた一対の調整ボルトと調整ナットを用いて締結している（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平６−１９９２４８号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来の締結構造においては、フロントピラー部と調整ナットとの当接状態を目視によって確認しにくいため、クロスカービームの取付作業が面倒であった。
【０００５】
そこで、本発明は、簡単な構造かつ簡単な作業手順で、締結体と被締結体とを確実に締結する締結手段及び締結構造を提供する。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記請求項１に記載された締結手段は、内周面に周方向に沿って係合溝が形成された第１の筒状部材と、該第１の筒状部材の内周側に軸方向にスライド可能に挿入され、外周面に周方向に沿って収容溝が形成された第２の筒状部材と、該第２の筒状部材の収容溝内に収納され、前記筒状部材の径方向に拡縮自在に構成されたストッパー部材とを備えた締結手段であって、前記ストッパー部材を前記筒状部材の径方向に拡大させて前記第１の筒状部材の係合溝に係合させることにより、前記第２の筒状部材を第１の筒状部材に結合しうるように構成すると共に、前記ストッパー部材の径方向内方には、前記第２の筒状部材の内周側に挿入された締結部材によって押し広げられる突出部が形成されていることを特徴とする。
【０００８】
前記請求項２に記載された締結構造は、締結体に第１の筒状部材とナット部材を固定し、該第１の筒状部材の内周側に、この第１の筒状部材に係合しうるストッパー部材を有する第２の筒状部材を軸方向にスライド可能に挿入する一方、被締結体にボルト部材を取り付け、該ボルト部材を前記第２の筒状部材の内周側に挿入して前記ストッパー部材を第１の筒状部材に係合させ、ボルト部材の先端を前記ナット部材に螺合させることによって、締結体を被締結体に取り付けたことを特徴とする締結構造。
【０００９】
前記請求項３に記載された締結構造は、前記請求項２に記載の締結構造であって、前記ボルト部材の首部にはロック部材が首部回りで回転可能に取り付けられており、このロック部材は、ボルト部材の首部と被締結体とに係合してボルト部材の第１の筒状部材内への進入を阻止すると共に、第２の筒状部材に当接したときに、前記ボルト部材の第１の筒状部材内への進入阻止を解除する係合解除部を備えたことを特徴とする。
【００１０】
前記請求項４に記載された締結構造は、前記請求項２又は３に記載の締結構造であって、前記ストッパー部材の径方向内方には、前記第２の筒状部材の内周側に挿入されたボルト部材によって押し広げられるように構成された突出部が形成されていることを特徴とする。
【００１１】
前記請求項５に記載された締結構造は、請求項３に記載の締結構造であって、前記ボルト部材は、前記第２の筒状部材と係合する一方、前記第１の筒状部材と第２の筒状部材とは、周方向に回転不能にされており、第２の筒状部材は、ロック部材により進入を阻止された状態でのボルト部材の回転により、第１の筒状部材から引き出し可能とされていることを特徴とする。
【００１２】
前記請求項６に記載された締結構造は、請求項５に記載の締結構造であって、前記第１の筒状部材の内周面に周方向に沿った係合溝が、軸方向に複数形成されていることを特徴とする。
【００１３】
【発明の効果】
前記請求項１に記載の締結手段によれば、ストッパー部材を筒状部材の径方向に拡大させて第１の筒状部材の係合溝に係合させることにより、第２の筒状部材を第１の筒状部材に結合しうるように構成しているため、前記締結手段の構造も簡単な構造で第１の筒状部材と第２の筒状部材との位置調整が行え、製造コストが安価ですむ。
【００１４】
前記請求項１に記載の締結手段によれば、ストッパー部材の径方向内方には、前記第２の筒状部材の内周側に挿入された締結部材によって押し広げられる突出部が形成されているため、第２の筒状部材の内周側に締結部材を挿入して前記突出部を押し広げることによって、簡単かつ確実に第２の筒状部材を第１の筒状部材に結合させることができる。
【００１５】
前記請求項２に記載の締結構造によれば、被締結体側のボルト部材を前記第２の筒状部材の内周側に挿入して前記ストッパー部材を第１の筒状部材に係合させ、ボルト部材の先端をナット部材に螺合させる締結構造であるため、第１の筒状部材と第２の筒状部材との位置調整を行い、ボルト部材を挿入してナット部材に螺合させるという簡単な手順で締結作業を行うことができ、締結作業時間を短縮することができる。
【００１６】
前記請求項３に記載の締結構造によれば、前記ボルト部材の首部には、係合解除部を有するロック部材が設けられているため、ボルト部材を第２の筒状部材内部に挿入してナット部材に螺合させている間、ボルト部材がロック部材によって過度に進入することがなく、確実にボルト締結を行うことができる。
【００１７】
前記請求項４に記載の締結構造によれば、前記ストッパー部材の径方向内方に突出部が形成されているため、ボルト部材の挿入という簡単な動作によって確実にストッパー部材を押し広げて第２の筒状部材を第１の筒状部材に結合させることができる。
【００１８】
前記請求項５に記載の締結構造によれば、ボルト部材の回転により第２の筒状部材を第１の筒状部材から引き出すことができる。
【００１９】
前記請求項６に記載の締結構造によれば、第１の筒状部材と第２の筒状部材との係合位置を軸方向に調整して行うことができるので、締結体と被締結体との間の隙間調整をより適正に行うことができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２１】
図１は、本実施形態による締結構造をクロスカービーム１０の取付部に適用した車体前部１１の斜視図である。車両室内の前部には、インストルメントパネル１２が配設されており、該インストルメントパネル１２の内部（車両前方側）には車幅方向に沿って延設された筒状のクロスカービーム１０が収納されている。該クロスカービーム１０はステアリング装置１３やインストルメントパネル１２等を支持するものであり、左右両端の取付部１４，１５が車体側のフロントピラー部１６Ｒ，１６Ｌに締結されている。
【００２２】
このクロスカービーム１０の取付部１４，１５のうち車両右側の取付部１５は、図２に示すようにボルト部材１７Ｒとナット部材１８を介してフロントピラー部１６Ｒに締結されている。このフロントピラー部１６Ｒは、車幅方向内側のインナーパネル１９Ｒと車幅方向外側のアウターパネル２０Ｒとから構成されており、インナーパネル１９Ｒとアウターパネル２０Ｒにはそれぞれ３箇所の取付孔２１と作業孔２２Ｒが形成されている。一方、クロスカービーム１０の右側の端部には、取付孔２１に対応した孔の設けられた取付ブラケット２３Ｒが固定されており、該取付ブラケット２３Ｒの車幅方向内側の面の孔に対応した部分にはナット部材１８が３箇所に溶接されている。よって、クロスカービーム１０の取付ブラケット２３Ｒをインナーパネル１９Ｒに当接し、この状態で、アウターパネル２０Ｒの作業孔２２Ｒからボルト部材１７Ｒを挿入し、インナーパネル１９Ｒの取付孔２１を介してナット部材１８に螺合させることによって、クロスカービーム１０をインナーパネル１９Ｒに固定することができる。なお、クロスカービーム１０の取付作業の終了後、アウターパネル２０Ｒの作業孔２２Ｒをクリップ２４で塞ぐことによって、見栄え向上を図っている。
【００２３】
一方、クロスカービーム１０の車両左側の取付部１４は、図３に示すように、本実施形態の締結手段であるスペーサアッセンブリ３０を用いて、被締結体である左側のフロントピラー部１６Ｌのインナーパネル１９Ｌに固定している。
【００２４】
図４に示すように、締結体であるクロスカービーム１０の左側の端部には、板状の取付ブラケット２３Ｌが固定されている。該取付ブラケット２３Ｌは、クロスカービーム１０への固定部分を中心として上下方向に細長く延びており、上端部と下端部には、前記スペーサアッセンブリ３０を取り付けるための一対の爪用孔３１とボルト用孔３２とが、爪用孔３１の間にボルト用孔３２が位置するように上下に並んで、それぞれ穿設されている。また、取付ブラケット２３Ｌに取り付けるナット部材３３は、前記取付ブラケット２３Ｌに対応して一対の爪用孔３４とボルト用孔３５を穿設し、ボルト用孔３５の位置に対応して更にナット３６を溶接したものである。
【００２５】
そして、スペーサアッセンブリ３０は、図５に示すように、最も車幅方向内側、即ち、取付ブラケット２３Ｌ側に配置されるリング状の固定部材４０と、該固定部材４０の内周側に圧入される第１の筒状部材４１と、該第１の筒状部材４１の内周側に挿入される第２の筒状部材４２と、これらの第１の筒状部材４１及び第２の筒状部材４２を係合するストッパー部材４３とから構成されている。前記固定部材４０のリング部４０ａには車幅方向内側に延びる断面レ字状の爪４４が上下に一対形成されており、この爪４４が図４に示す前記取付ブラケット２３Ｌとナット部材３３の爪用孔３１，３４に挿入されてナット部材３３に係止されるように構成されている。
【００２６】
図５に示すように、前記第２の筒状部材４２は、車幅方向外側につば部５６を有して、このつば部５６から車幅方向内側に向けて平面部４２ｃを有する突出円筒部４２ｂが形成されている。そして、この突出円筒部４２ｂの外周面には、周方向に沿って収容溝４５が軸方向に間隔を隔てて２つ形成されている。この収容溝４５は、図６に示すように、詳細後述するストッパー部材４３が収納される程度の幅に形成されており、この収容溝４５の底にはストッパー部材４３の突出部４６が入り、先端が第２の筒状部材４２の内周面から突出できるように形成された貫通孔４５ａが形成されている。また、図１１に示すように、この突出円筒部４２ｂは、ストッパー部材４３が回転しない断面形状とされている。なお、本実施形態では収容溝４５を２つ形成した場合を示したが、個数は特に限定されずに１つでも３つ以上でも良い。また、ストッパー部材４３は、図５に示すように金属製弾性部材により概略コ字状の板状に形成されたものであり、一対の対向する幅広部４３ａとこれら幅広部４３ａの一端側同士を繋ぐ「く字状」のブリッジ部４３ｂとを有しており、それら幅広部４３ａの内方側に凸状に形成された突出部４６が向き合って一体に形成されている。そして、この実施形態では収容溝４５に合わせた間隔でストッパー部材４３を２枚重ねた状態とし、それぞれのストッパー部材４３，４３同士はブリッジ部４３ｂに設けられた脚部４７を介して橋渡されている。
【００２７】
一方、前記第１の筒状部材４１は、車幅方向内側に固定部材４０の内周に圧入される大径部４１ａと、この大径部４１ａの車幅方向外側の小径部４１ｂとから形成され、小径部４１ｂの内周面は、前記第２の筒状部材の平面部４２ｃを有する突出円筒部４２ｂが軸方向にスライド可能の反面、周方向には回転不能に入るように、平面部４２ｃに対向した平面部を備えた形状（図５参照）とされると共に、図７に示すように周方向に沿って、ストッパー部材４３が係合しうる係合溝４８が形成されている。この係合溝４８は、第１の筒状部材４１の軸方向に沿って一定の間隔を隔てて多数形成されており、ストッパー部材４３の幅広部４３ａが外側に広げられたときにストッパー部材４３の幅広部４３ａにおける外周部４９（図５参照）が係合される。さらに、図５に示すように、前記第１の筒状部材４１における大径部４１ａと固定部材４０におけるリング部４０ａとは、所定値以上の荷重によって圧入しうる嵌合代を有するように形成されている。
【００２８】
そして、図４及び図８に示すようにボルト部材１７Ｌの首部５０には、一体的に傘部５０ａが設けられており、更にその先端寄り（オネジ部５５側）には周方向に係合溝５０ｂが形成されており、この係合溝５０ｂに詳細後述するロック部材５１が、ボルト部材１７Ｌの螺合回転は許容できるように係合されている。また、首部５０は、オネジ部５５よりも大径に形成されており、オネジ部５５と首部５０を繋ぐ部分はテーパー部５７になっていて、傘部５０ａは、ボルト部材１７Ｌがフロントピラー部１６Ｌに締付け固定されると、このロック部材５１の舌片５３を収容してロック部材５１を覆い隠すようになる。このロック部材５１は、図８に示すようにその外形が略円錐台状に形成された弾性部材である。具体的には、図９に示すリング形状に打ち抜いた一枚の金属板材５２から形成したものであり、リング状部５２ａの内方から中央に向けて脚部５２ｂが４本形成され、隣接する２本の脚部５２ｂの先端部を繋ぐようにして中央部にはボルト用嵌合舌片５３が設けられ、この舌片５３から外側のリング状部５２ａ側に延びる矩形状の係合解除部５４が設けられている。よって、この金属板材５２の中央部にある舌片５３を持ち上げて略円錐台状に形成すると、係合解除部５４が反対側に向けて折り曲げられるように構成されている。
【００２９】
前記構成を有するスペーサアッセンブリ３０を用いたクロスカービーム１０の取付手順について説明する。
【００３０】
まず、図４に示すようにクロスカービーム１０の左側端部に設けられた取付ブラケット２３Ｌにナット部材３３及びスペーサアッセンブリ３０を取り付ける。この場合は、ナット部材３３を取付ブラケット２３Ｌの車幅方向内側に当て、外側からスペーサアッセンブリ３０の爪４４を矩形状の爪用孔３１，３４から挿入してナット部材３３に係止させる。
【００３１】
次いで、図１０に示すように、ロック部材５１を係合溝５０ｂに係合させた状態でボルト部材１７Ｌをフロントピラー部１６Ｌのアウターパネル２０Ｌの作業孔２２Ｌとインナーパネル１９Ｌの取付孔２１Ｌを介して、スペーサアッセンブリ３０を構成する第２の筒状部材４２の内周側に挿入する。図１１に示すように、ボルト部材１７Ｌの先端に形成されたオネジ部５５の径は、ストッパー部材４３の突出部４６，４６同士の間隔と略一致する大きさであり、オネジ部５５と係合するのみで、ストッパー部材４３の幅広部４３ａは未だ外側に広がっていない。さらに、ボルト部材１７Ｌが進入すると、ナット３６とオネジ部５５が螺合する手前で、ロック部材５１がインナーパネル１９Ｌの車幅方向外側に当接して、ボルト部材１７Ｌがこれ以上進入できなくなるため、ボルト部材１７Ｌはその場で回転するだけとなり、この状態では、第２の筒状部材４２を車幅方向外側に引き込み、第１の筒状部材４１から繰り出されるのみとなる。このとき、ロック部材５１の係合解除部５４の先端は、取付孔２１Ｌより車幅方向内側に突出して、第２の筒状部材４２のつば部５６に対向する位置にある。
【００３２】
こののち、図１２に示すようにボルト部材１７Ｌを更に回転させると、第２の筒状部材４２が車幅方向外側に繰り出し、やがてインナーパネル１９Ｌの車幅方向内側の面につば部１６が当接する。このとき、ロック部材５１の係合解除部５４の先端が第２の筒状部材４２のつば部５６に突き当たり、該つば部５６から同図の左方向に向けて押し上げる荷重がかかる。このため、ロック部材５１の舌片５３におけるボルト部材１７Ｌの係合溝５０ｂへの係合が解除され、ボルト部材１７Ｌはナット３６に向けて進入することができるようになり、ボルト部材１７Ｌがスムーズにナット３６に螺合されるようになる。さらに、ボルト部材１７Ｌを回転進入させると、ボルト部材１７Ｌに形成されたオネジ部５５よりも大径のテーパ部５７によってストッパー部材４３が徐々に押し広げられ、該ストッパー部材４３の幅広部４３ａが第２の筒状部材４２の径方向に広がる。
【００３３】
こののち、図１３に示すようにボルト部材１７Ｌを更に進入させると、ボルト部材１７Ｌの首部５０がストッパー部材４３の突出部４６に当接して、該ストッパー部材４３が完全に径方向外側に押し広げられる。このときは、図１４に示すように、ストッパー部材４３の外周部４９が第２の筒状部材４２の収容溝４５から突出し、ストッパー部材４３の外周部４９が第１の筒状部材４１の係合溝４８に入り込むため、両係合溝４５，４８にストッパー部材４３が係合することとなり、第２の筒状部材４２が第１の筒状部材４１に結合される。これにより、クロスカービーム１０を車体側に取り付ける際のクロスカービーム１０とインナーパネル１９Ｌとの隙間の調整をクロスカービーム１０の取付作業と一度に且つ自動的に行えるため、作業能率が向上し、更に、第１、第２の筒状部材４１，４２は、ストッパ部材４３により強固に結合されるため、締結後、強力な剛性を得ることができる。
【００３４】
図１５は、ボルト部材１７Ｌの取付状態の詳細を示す側面図で、首部５０の傘部５０ａよりオネジ部５５までの部分における各部の寸法関係を示している。
【００３５】
また、図１５において、
Ａ：締付量（傘部５０ａ下から係合溝５０ｂに係合した状態のロック部材５１のリング状部５２ａまでの長さ）
Ｈｂ：ナット３６の高さ
Ｈｓ：第１の筒状部材４１と第２の筒状部材４２の初期状態の組み合わせ高さ（取付ブラケット２３Ｌの車幅方向外側から第２の筒状部材４２のつば部５６先端までの初期状態の長さ）
Ｂ：係合溝５０ｂに係合した状態のロック部材５１のリング状部５２ａ〜オネジ部５５までの長さ（リング状部５２ａの車幅方向内側面からオネジ部５５の車幅方向外側部までの長さ）
Ｃ：オネジ部５５の長さ
Ｃｍａｘ：想定される最大隙間量（第２の筒状部材４２のつば部５６からインナーパネル１９Ｌの車幅方向内側面までの最大距離）
Ｄ：係合溝５０ｂとオネジ部５５までの長さ
Ｌｓ：第２の筒状部材４２のつば部５６先端からストッパ部材４３までの長さ
Ｌａ：調整可能量（第２の筒状部材４２の第１の筒状部材４１からの繰り出し可能量）
ｔ１：インナーパネル１９Ｌの板厚
ｔ２：取付ブラケット２３Ｌとナット部材３３との板厚
Ｘ：ロック部材５１がインナーパネル１９Ｌの車幅方向外側面に当接したときのオネジ部５５先端からナット３６までの距離
をそれぞれ示し、これらは、
Ｂ＋Ｃ≧Ｃｍａｘ＋Ｌｓ＋ｔ１
Ｌａ≧Ｃｍａｘ
Ｃ≧Ｌａ
Ａ≧Ｈｂ＋Ｘ
Ｘ＝Ｃｍａｘ＋Ｈｓ＋ｔ１＋ｔ２−（Ｂ＋Ｃ）
Ｄ≧Ａ
の関係に設定される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態によつクロスカービームの締結構造を示す概略図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線による断面図である。
【図３】図１のＢ−Ｂ線による断面図である。
【図４】車体左側のクロスカービームの締結部を示す斜視図である。
【図５】本実施形態によるスペーサッセンブリを示す分解斜視図である。
【図６】図５における第２の筒状部材を示す断面図である。
【図７】図５における第１の筒状部材を示す断面図である。
【図８】ロック部材を取り付けたボルト部材を示す斜視図である。
【図９】ロック部材を作製する板材を示す平面図である。
【図１０】本実施形態によるスペーサッセンブリを用いてクロスカービームを締結する手順を示す断面図である。
【図１１】図１０のＣ−Ｃ線による断面図である。
【図１２】図１０の段階から更にボルト部材を進入させた状態を示す断面図である。
【図１３】ボルト部材の締結が完了した状態を示す断面図である。
【図１４】図１３のＤ−Ｄ線による断面図である。
【図１５】本実施形態によるボルト部材を取り付けた状態における各部の寸法関係を示す断面図である。
【符号の説明】
１０…クロスカービーム（締結体）
１６…フロントピラー部（被締結体）
１７Ｌ…ボルト部材
３３…ナット部材
４１…第１の筒状部材
４２…第２の筒状部材
４３…ストッパー部材
４５…収容溝
４６…突出部
４８…係合溝
５０…首部
５１…ロック部材
５４…係合解除部

Claims

内周面に周方向に沿って係合溝（４８）が形成された第１の筒状部材（４１）と、該第１の筒状部材（４１）の内周側に軸方向にスライド可能に挿入され、外周面に周方向に沿って収容溝（４５）が形成された第２の筒状部材（４２）と、該第２の筒状部材（４２）の収容溝（４５）内に収納され、前記筒状部材（４１，４２）の径方向に拡縮自在に構成されたストッパー部材（４３）とを備え、このストッパー部材（４３）を前記筒状部材（４１，４２）の径方向に拡大させて前記第１の筒状部材（４１）の係合溝（４８）に係合させることにより、前記第２の筒状部材（４２）を第１の筒状部材（４１）に結合しうるように構成した締結手段であって、
前記ストッパー部材（４３）の径方向内方には、前記第２の筒状部材（４２）の内周側に挿入されたボルト部材（１７Ｌ）によって押し広げられる突出部（４６）が形成されていることを特徴とする締結手段。
締結体（１０）に第１の筒状部材（４１）とナット部材（３３）を固定し、該第１の筒状部材（４１）の内周側に、この第１の筒状部材（４１）に係合しうるストッパー部材（４３）を有する第２の筒状部材（４２）を軸方向にスライド可能に挿入する一方、被締結体（１６）にボルト部材（１７Ｌ）を取り付け、該ボルト部材（１７Ｌ）を前記第２の筒状部材（４２）の内周側に挿入して前記ストッパー部材（４３）を第１の筒状部材（４１）に係合させ、ボルト部材（１７Ｌ）の先端を前記ナット部材（３３）に螺合させることによって、締結体（１０）を被締結体（１６）に取り付けたことを特徴とする締結構造。
前記ボルト部材（１７Ｌ）の首部（５０）にはロック部材（５１）が首部回りで回転可能に取り付けられており、このロック部材（５１）は、ボルト部材（１７Ｌ）の首部（５０）と被締結体（１６）とに係合してボルト部材（１７Ｌ）の第１の筒状部材（４１）内への進入を阻止すると共に、第２の筒状部材（４２）に当接したときに、前記ボルト部材（１７Ｌ）の第１の筒状部材内（４１）への進入阻止を解除する係合解除部（５４）を備えたことを特徴とする請求項２に記載の締結構造。
前記ストッパー部材（４３）の径方向内方には、前記第２の筒状部材（４２）の内周側に挿入されたボルト部材（１７Ｌ）によって押し広げられるように構成された突出部（４６）が形成されていることを特徴とする請求項２又は３に記載の締結構造。
前記ボルト部材（１７Ｌ）は、前記第２の筒状部材（４２）と係合する一方、前記第１の筒状部材（４１）と第２の筒状部材（４２）とは、周方向に回転不能にされており、第２の筒状部材（４２）は、ロック部材（５１）により進入を阻止された状態でのボルト部材（１７Ｌ）の回転により、第１の筒状部材（４１）から引き出し可能とされていることを特徴とする請求項３に記載の締結構造。
前記第１の筒状部材（４１）の内周面に周方向に沿った係合溝（４８）が、軸方向に複数形成されていることを特徴とする請求項５に記載の締結構造。