JP4518902B2 - 締結具 - Google Patents

Description

本発明は、自動車等の部品を取付けるための締結具に関するものである。より詳しくは、取付け作業において工具を使用せずに締結を行う締結具に関するものである。

従来、自動車部品の締結方法としては、ボルト締めとクリップ止めによるものが知られている。ボルト締め方式は、インパクトレンチなどの工具を用いて、締付けを行うものである。ボルト締め付け方式は高トルク締付けが可能となるため、自動車の外装部品の取付けなどに用いられるものである。
図１２は従来のボルト締め方式の構成を示す図である。図１２に示すごとく、樹脂部品２の一側部にはボルト２ｂが一体的に構成されている。樹脂部品２を車両に取付ける場合には、樹脂部品２に設けたフックを車両のステー１ｂに係止させるとともに、樹脂部品２のボルト２ｂをステー１ｂに設けた孔に挿入して、ナット２ｃをボルト２ｂに螺装してステー１ｂと樹脂部品２とを締結するものである。
また、クリップ止め方式は、クリップ自身が有するスプリング力により嵌合締結する構造となっている。これは、挿入時に弾性変形したクリップ爪が締結用取付け孔を乗り越えることで、復元し、嵌合締結するものである。クリップ止めは工具類を使わずに締結部を取付け孔に挿入することにより、簡単に締結できるものである（例えば、特許文献１を参照）。
実開平５−５０１２７号公報

しかし、ボルト締め方式においては、部品の装着側とは反対側におけるナットの締付け作業が必要となり、車両の部品取付け部において部品を取付けるための作業空間を確保する必要があり、設計上の制限となる可能性がある。そして、締結個所の個数分だけナットもしくはボルト締めを行う必要があり、クリップ止め方式と比べるとその作業性は低いものである。
クリップ止め方式は、人手によりクリップを押し込むことにより締結するため、人手により締結力を超える力で部品を押し込む必要がある。そのため締結力は人力により挿入する際の挿入荷重を越えることができない。また、締結力を上げるため挿入荷重を大きくすると、作業者の取付け作業にかかる負担が大きくなってしまうという問題もある。このような事情から、クリップ止め方式による締結は、比較的低い締結力でも成立する部位に限定されるものであり、機能部品などの高荷重締結が要求される部位への採用が困難である。また、クリップ止め方式は、ガタが発生しやすく、安定した締結力の維持が求められる部位には使いにくいものである。

請求項１に記載のごとく、被締結物への挿入により締結を行う締結具であって、挿入部と、該挿入部に摺動自在に装着した当接部材と、該当接部材を摺動方向へ押圧可能な付勢部材と、前記挿入部の一側部に設けられる前係止部と、該前係止部より挿入部後端側に設けられる後係止部と、を有し、該後係止部が前記付勢部材による当接部材の摺動を規制するものであり、該後係止部が被締結物との接触により前記当接部の摺動規制を解除するものであり、前記当接部の摺動規制解除状態で、前記前係止部が前記被締結物の反挿入方向への移動を規制するとともに、前記当接部材が前記被締結物を反挿入方向に押圧する締結具を構成する。

請求項２に記載のごとく、挿入部を被締結物に挿入して締結を行う締結具であって、円筒状の挿入部と、リング状に形成され、該挿入部に摺動自在に装着した当接部材と、該当接部材を挿入部先端方向へ押圧する付勢部材と、前記挿入部の先端近傍側部円周上に等間隔に設けられる前係止部と、該前係止部より挿入部後端側に設けられる後係止部と、を有し、該後係止部が前記当接部材に当接して当接部材の摺動を規制するものであり、該後係止部が被締結物との接触により弾性変形して前記当接部との当接を解除するものであり、前記付勢部材により前方へ付勢される当接部材と、前記前係止部とにより、前記被締結物を挟持する締結具を構成する。

請求項３に記載のごとく、前記前係止部および前記後係止部を、挿入部にそれぞれ一対設けるとともに、前係止部同士を結ぶ線と後係止部同士を結ぶ線とが直交するように、前係止部および前記後係止部を配置する。

請求項１に記載のごとく、被締結物への挿入により締結を行う締結具であって、挿入部と、該挿入部に摺動自在に装着した当接部材と、該当接部材を摺動方向へ押圧可能な付勢部材と、前記挿入部の一側部に設けられる前係止部と、該前係止部より挿入部後端側に設けられる後係止部と、を有し、該後係止部が前記付勢部材による当接部材の摺動を規制するものであり、該後係止部が被締結物との接触により前記当接部の摺動規制を解除するものであり、前記当接部の摺動規制解除状態で、前記前係止部が前記被締結物の反挿入方向への移動を規制するとともに、前記当接部材が前記被締結物を反挿入方向に押圧する締結具を構成するので、
締結前の状態において付勢部材により大きな付勢力を保持できるので、組付け時の小さな力により当接部材の規制を解除して、大きな付勢力により締結を行うことができる。また、付勢部材において保持された付勢力により締結を行うので、挿入時の負荷を小さくしながた、安定した大きな締結力を得られる。
大きな締結力を発生できるので締め付け点数を低減できるとともに、組付け時間を短縮でき、専用工具を必要としないので製造工程への導入にかかるコストを低減できる。
また、容易な作業で確実な締結が可能となり、締結具のガタつきを抑制して、締結具の耐久性を向上できる。

請求項２に記載のごとく、挿入部を被締結物に挿入して締結を行う締結具であって、円筒状の挿入部と、リング状に形成され、該挿入部に摺動自在に装着した当接部材と、該当接部材を挿入部先端方向へ押圧する付勢部材と、前記挿入部の先端近傍側部円周上に等間隔に設けられる前係止部と、該前係止部より挿入部後端側に設けられる後係止部と、を有し、該後係止部が前記当接部材に当接して当接部材の摺動を規制するものであり、該後係止部が被締結物との接触により弾性変形して前記当接部との当接を解除するものであり、前記付勢部材により前方へ付勢される当接部材と、前記前係止部とにより、前記被締結物を挟持する締結具を構成するので、
簡便な構成により、大きな締結力を有する締結具を構成可能となる。バネを圧縮した状態で締結のための力を予め保持する構成となっているため、後係止部による解除で、大きな締結力を得ることができる。このため、小さな力で当接部の解除を行う少ない労力で、大きな締結力で締結を行うことができる
そして、バネにより締結力を発生させるので締結部に過剰な荷重がかかった場合においてもバネにより力を分散させて部品の破損を抑止できる。また、締結部の振動などによる緩みを解消して安定した締結状態を維持できる。そして、挿入にかかる力を小さく抑えることができ、締結にかかる時間を短くできる。被装着部に設けた孔への挿入という容易な作業で確実な締結が可能となり、部品の組付け作業の省力化が実現できる。締結に専用工具を必要としないので、導入時のコストも低減できる。
さらに、バネとして金属バネを用いることにより、温度差による締結力の変化を低減でき、樹脂部材に比べ熱膨張および熱収縮により発生するガタつきも解消しやすくなるものである。さらに、締結具よりバネを容易に取り外すことが可能となるので、部品の排棄処理やリサイクルが容易になるものである。

請求項３に記載のごとく、前記前係止部および前記後係止部を、挿入部にそれぞれ一対設けるとともに、前係止部同士を結ぶ線と後係止部同士を結ぶ線とが直交するように、前係止部および前記後係止部を配置するので、
締結により係止部にかかる応力負荷が他の係止部に影響を与えにくくなり、締結具の剛性を向上し、大きな締結力に耐えうる締結具を構成可能となる。

本発明は、車両などに部品を組付けるための締結具において、容易に締結可能であるとともに、大きな締結力を発生させる締結具を構成するものである。

本発明の実施例について、図を用いて説明する。
図１は車両への樹脂部品の取付け構成を示す図であり、図２は樹脂部品と締結具の構成を示す平面一部断面図である。
車両１への部品の装着は、部品を装着位置に押し込むことにより行うものである。図１に示すごとく、樹脂部品２を車両１の取付け位置に合わせて、樹脂部品２を車両側に押し込むことにより、樹脂部品２が車両１に装着されるものである。
樹脂部品２には複数個の締結具３が取付けられるものであり、この締結具３を介して樹脂部品２を車両１のステー１ｂに取付けるものである。車両１のステー１ｂには孔が設けられており、この孔に樹脂部品２の締結具３の位置を合わせて挿入するものである。これにより、樹脂部品２の締結具３が、被締結物である車両１のステー１ｂに締結され、樹脂部品２が車両１に装着されるものである。
樹脂部品２の一端部にはステー１ｂを係合する突起部が設けられており、この突起部をステー１ｂに係止する。そして、樹脂部品２の締結具３をステー１ｂに設けた孔位置に合わせて挿入するものである。これにより、締結具３がステー１ｂの孔に挿入され、ステー１ｂと締結具３とが締結されて、樹脂部品２がステー１ｂに装着されるものである。

次に、締結具の構成について図３から図７を用いて説明する。
図３は締結具の斜視図であり、図４は締結具の組立て構成を示す図であり、図５は締結具の側面を示す図であり、図５（ａ）は正面図であり、図５（ｂ）は右側面図であり、図６は締結状態の締結具側面を示す図である。そして、図７は上下爪の構成を示す斜視図であり、図８は上下爪の配置構成を示す底面図である。
締結具３は樹脂部品２に取付いた構成となっており、挿入部４と、バネ６と、バネ受け５とにより構成されている。バネ受け５は挿入部４に摺動自在に装着される当接部材であり、バネ６はバネ受け５を摺動方向へ押圧可能な付勢部材であり、上爪８は挿入部４に設けられるバネ受け５の係止部材である。そして、下爪７が挿入部４に設けた前係止部となるものであり、上爪８が後係止部となるものである。
挿入部４には先端側に下爪７・７が、下爪７より樹脂部品２側（後端側）には上爪８・８が設けられている。挿入部４は円筒状に構成されており、下爪７および上爪８はそれぞれ、挿入部４と一体的に構成されており、挿入部４に逆Ｕ字状の切込みを入れることにより構成されるものである。下爪７および上爪８は挿入部４の先端側に向けて幅が狭くなるクサビ形状に構成されている。
バネ６は挿入部４に沿って伸縮するものであり、本実施例においては金属製のツル巻きバネを用いるものである。バネ６としては、この他にゴムチューブなどの弾性部材を用いることも可能であり、挿入部４に沿って伸縮可能でありバネ受け５に対して付勢力を与えるものであれば良く、部品の装着状況における必要に応じて選択可能である。
バネ受け５はリング状に構成されており、バネ受け５の内径は挿入部４の外形より若干大きく構成されている。これにより、バネ受け５を挿入部４に沿って摺動可能とするものである。

挿入部４にはバネ６が挿嵌され、バネ受け５が挿嵌される。これにより、挿入部４に装着されたバネ６は樹脂部品２とバネ受け５とに挟まれる構成となる。
樹脂部品２の未装着状態においては、バネ６は収縮した状態で挿入部４に取付けられている。バネ６の一側は樹脂部品２に当接しており他側はバネ受け５に当接している。バネ受け５を上爪８に係止されており、上爪８によりバネ受け５の挿入部先端側への移動が規制されているものである。
上爪８は挿入部４の側面において２つ構成されており、挿入部４の中心（軸心）を介して互いに対称位置に構成されている。これにより、バネ受け５が傾かないように均等に抗力を与えて支持するものであり、挿入部４の上爪構成部において発生する応力の偏りを解消できるものである。
締結具３は、図６に示すごとく、被締結物の被装着部位１０に装着した状態において、被装着部位１０の挿入側面にはバネ受け５が当接し、被装着部位１０の反対側面には下爪７が当接する。バネ６は装着状態においても、バネ受け５を被装着部位１０に押付けるものであり、締結具３の締結力を発生させるものである。これにより、被装着部位１０がバネ受け５と下爪７とで挟持され、被装着部位１０に締結具３が固定されるものである。

下爪７は、上爪８より先端側に位置するものであり、本実施例においては２つ構成され、上爪８と同様に、挿入部４の中心を介して互いに対称位置に構成されている。
そして、上爪８と下爪７とは、直交する位置に設けられるものである。図７および図８に示すごとく、下爪７・７間を結ぶ線と、上爪８・８間を結ぶ線とは、平面視において直交するものである。このように構成することにより、上爪８と下爪７とが互いに影響を与えにくく、上爪８と下爪７との間隔と短くできるものである。
もちろん、下爪７と上爪８の挿入部摺動方向における間隔、挿入部側面における相対位置は、都合により適宜調整することが可能である。

次に、部品取付けにおける締結具の締結構成について説明する。
図９は締結具の挿入過程の前半部を示す模式図であり、図１０は同じく挿入過程の後半部を示す模式図である。なお、図９および図１０においては、上爪８および下爪７の挙動を解りやすく示すために、上爪８・８を挿入部４の側面に沿って９０度ずれた位置に示すものである。
部品の被装着部位１０には締結具３を挿入するための孔１１が設けられている。この孔１１に挿入部４を先端より挿入するものである。まず、図９（ａ）に示すごとく、挿入部４の先端を孔１１に向けて押し込む。挿入部４の先端が孔１１に挿入されると、図９（ｂ）に示すごとく、下爪７が孔１１の内側に当接して、内側に押し込まれる。下爪７は弾性変形により挿入部４の内側に押し込まれる。さらに、挿入部４が孔１１に挿入されることにより、図９（ｃ）に示すごとく、下爪７と孔１１との当接が解除されて、下爪７が元の形状に戻るものである。下爪７の外側面は挿入部４の延出方向に対して、側面視テーパー状に構成されており、孔１１への挿入時の抵抗を軽減して円滑に挿入できる構成となっている。これにより、挿入部４の先端を少ない力で孔１１に挿入できる。

挿入部４を孔１１にさらに挿入すると、図１０（ａ）に示すごとく、孔１１の内壁と上爪８とが当接し、上爪８が挿入部４の内側に押し込まれる。上爪８も下爪７と同様に側面視テーパー状に構成されており、孔１１への挿入時の抵抗を軽減して、上爪８が円滑に挿入部４の内側に変形する構成となっている。上爪８の変形方向と付勢力との方向は略直交しており、バネ６の大きな付勢力は上爪８の内側への変形に大きな影響を与えない。これにより、孔１１への挿入時における少ない力で上爪８とバネ受け５との係合が解除され、図１０（ｂ）に示すごとく、バネ６の規制が解放されて、バネ６の付勢力によりバネ受け５が挿入部４の先端側に移動する。そして、バネ受け５が被装着部位１０に当接し、図１０（ｃ）に示すごとく、挿入部４がバネ６の復元力により挿入方向と逆方向に移動する。そして、被装着部位１０が復元した下爪７の後端側に当接し、バネ受け５がバネ６の復元力により被装着部位１０に押付けられる。これにより、下爪７とバネ受け５とにより被装着部位１０が挟持され、締結具３が被装着部位１０に装着されるものである。
締結具３の締結力はバネ６の復元力により決定されるものであり、バネ６の選択により締結具３の締結力を調節することができるものである。そして、挿入時にかかる抵抗力を大きく変えることなく、締結力を増大させることができる。

部品を装着する作業において、このような締結具を用いることにより、取付けの確実性を向上できるものである。図１１は部品取付けにおける締結過程を示す図である。
樹脂部品２をステー１ｂに取付ける際に、図１１（ａ）に示すごとく、樹脂部品２をステー１ｂに向けて押し込むことにより、図１１（ｂ）に示すごとく、挿入部４が孔１１に挿入される。そして、バネ６が解放されることにより、図１１（ｃ）に示すごとく、押し込まれた樹脂部品２が押し込み方向と逆方向に急激に移動するものである。もしくは、押し込む方向に対向する方向に衝撃が発生するものである。
このように、樹脂部品２の押し込み方向と逆方向への移動（押し戻し）、もしくは衝撃の発生は、締結具３による締結完了により発生するものである。このような押し戻しにより、締結具３による締結完了を容易に認識しやすくなり、部品の取付け作業において確実な締結を行うことができ、取付け作業の効率が向上するものである。
仮に締結具３による締結不良が発生している場合には、樹脂部品２の装着時において、樹脂部品２の押し戻しが発生しにくく、締結不良を認識しやすくなるものである。また、締結具３には個々に付勢部材であるバネが装着されるので、締結個所について独立して締結の認識を行うことができるものである。

車両への樹脂部品の取付け構成を示す図。 樹脂部品と締結具の構成を示す平面一部断面図。 締結具の斜視図。 締結具の組立て構成を示す図。 締結具の側面を示す図。 締結状態の締結具側面を示す図。 上下爪の構成を示す斜視図。 上下爪の配置構成を示す底面図。 締結具の挿入過程の前半部を示す模式図。 同じく挿入過程の後半部を示す模式図。 部品取付けにおける締結過程を示す図。 従来のボルト締め方式の構成を示す図。

２ 樹脂部品
３ 締結具
４ 挿入部
５ バネ受け
６ バネ
７ 下爪
８ 上爪

Claims (3)

1. 被締結物への挿入により締結を行う締結具であって、
   挿入部と、
   該挿入部に摺動自在に装着した当接部材と、
   該当接部材を摺動方向へ押圧可能な付勢部材と、
   前記挿入部の一側部に設けられる前係止部と、
   該前係止部より挿入部後端側に設けられる後係止部と、を有し、
   該後係止部が前記付勢部材による当接部材の摺動を規制するものであり、
   該後係止部が被締結物との接触により前記当接部の摺動規制を解除するものであり、
   前記当接部の摺動規制解除状態で、
   前記前係止部が前記被締結物の反挿入方向への移動を規制するとともに、
   前記当接部材が前記被締結物を反挿入方向に押圧することを特徴とする締結具。
2. 挿入部を被締結物に挿入して締結を行う締結具であって、
   略円筒状の挿入部と、
   リング状に形成され、該挿入部に摺動自在に装着した当接部材と、
   該当接部材を挿入部先端方向へ押圧する付勢部材と、
   前記挿入部の先端近傍側部円周上に等間隔に設けられる前係止部と、
   該前係止部より挿入部後端側に設けられる後係止部と、を有し、
   該後係止部が前記当接部材に当接して当接部材の摺動を規制するものであり、
   該後係止部が被締結物との接触により弾性変形して前記当接部との当接を解除するものであり、
   前記付勢部材により前方へ付勢される当接部材と、前記前係止部とにより、
   前記被締結物を挟持することを特徴とする締結具。
3. 前記前係止部および前記後係止部を、挿入部にそれぞれ一対設けるとともに、前係止部同士を結ぶ線と後係止部同士を結ぶ線とが直交するように、前係止部および前記後係止部を配置したことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の締結具。

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