JP4537888B2 - 締結構造 - Google Patents
締結構造 Download PDFInfo
- Publication number
- JP4537888B2 JP4537888B2 JP2005137899A JP2005137899A JP4537888B2 JP 4537888 B2 JP4537888 B2 JP 4537888B2 JP 2005137899 A JP2005137899 A JP 2005137899A JP 2005137899 A JP2005137899 A JP 2005137899A JP 4537888 B2 JP4537888 B2 JP 4537888B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fastened
- bolt
- fastening
- fastening structure
- shape memory
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Bolts, Nuts, And Washers (AREA)
- Insertion Pins And Rivets (AREA)
- Connection Of Plates (AREA)
Description
この組立体の構成部材には、再利用可能な部材が使用されており、組立体を廃棄処分する際に、組立体を解体して再利用可能な部材を取り出している。
しかし、組立体の構成部材から締結部材を外す作業に手間がかかり、組立体から再利用可能な部材を簡単に取り出すことが難しいという不具合があった。
この不具合を解消する締結構造として、次に示す第1〜第3の締結構造が知られている。
この締結構造は、締結部材(クリップ)の頭部から一対の脚部を所定間隔をおいて延ばし、一対の脚部の先端に突起をそれぞれ設けたものである。
締結部材の脚部は、加熱状態において締結を解除可能な形状に記憶され、通常の温度状態において締結可能な形状に二次加工されている。
被締結部材の締結を解除する場合には、締結部材を加熱して、締結を解除可能な形状に復元する。これにより、一対の突起を取付孔の周縁から外し、被締結部材の締結を解除する。
この締結構造は、締結部材(ヘッダおよびナット)がリング状に形成され、このリング状の部材にスリットが形成されたものである。
締結部材は、加熱状態において締結を解除可能な形状に記憶され、通常の温度状態において締結可能な形状に二次加工されている。
被締結部材の締結を解除する場合には、締結部材を加熱して、締結を解除可能な形状に復元する。これにより、締結部材のスリットが大きく拡がり、ねじシャフトから締結部材を外し、被締結部材の締結を解除する。
この駆動部材は、例えば筒状に形成され、締結部材(ボルト)に嵌め込まれ、一端をナットに当接するとともに他端を被締結部材に当接したものである。
駆動部材は、通常の温度状態において、予め圧縮変形させて締結部材に組み込まれ、加熱状態において記憶形状に復元させる。
このため、特許文献1の締結構造では、締結力を十分に確保することは難しい。
このため、特許文献2の締結構造では、締結力を十分に確保することは難しい。
このため、被締結部材の近傍に駆動部材を配置するための空間を比較的大きく確保する必要があり、特許文献1の締結構造の使用箇所が限定される。
これにより、機能性材料で形成した連結部材にエネルギーを加えて脆弱部を破断させることで、被締結部材の締結を簡単に解除することができる。
よって、機能性材料で形成した連結部材に、スリットなどの切離し部分を予め設ける必要がない。このように、機能性材料で形成した連結部材を一体化することで、連結部材の剛性を高めることができる。
これにより、機能性材料で形成した連結部材で、被締結部材の一方である分割ナット等を強く挟持することが可能になり、被締結部材の締結力を十分に確保することができる。
よって、機能性材料で形成した連結部材にエネルギーを加えて、この連結部材自体を破断させることが可能である。
これにより、被締結部材を分割ナットを介して締結する連結部材を破断するために、別部材を機能性材料で形成して個別に備える必要がないので、部材数を抑えることが可能になり、締結機構のコンパクト化を図ることができる。
これにより、挟持部材で被締結部材を強く挟持することが可能になり、被締結部材の締結力を十分に確保することができる。
これにより、複数に分割された分割ナットが分離してボルトから外れ、被締結部材の締結を簡単に解除することができる。
よって、リング部材を破断するために、別部材を機能性材料で形成して個別に備える必要がない。これにより、部材数を抑えることが可能になり、締結機構のコンパクト化を図ることができる。
このように、ロッド部材を破断することで、被締結部材の締結を簡単に解除することができる。
これにより、ロッド部材で被締結部材を強く挟持することが可能になり、被締結部材の締結力を十分に確保することができる。
よって、ロッド部材を破断させるために、別部材を機能性材料で形成して個別に備える必要がない。これにより、部材数を抑えることが可能になり、締結機構のコンパクト化を図ることができる。
よって、被締結部材を締結する前に、形状記憶材料で形成した締結部材に引張り力を予め付与させておく必要がない。
図1は本発明に係る締結構造(第1実施の形態)を示す斜視図、図2は第1実施の形態に係る締結構造を示す断面図である。
締結構造10は、第1被締結部材(被締結部材)11の取付孔11aおよび第2被締結部材(被締結部材)12の取付孔12aにボルト(棒状部材)13を挿通させ、取付孔11aから突出したボルト13に挟持部材(両端部に備えた挟持部材のうち、一方の挟持部材)20をねじ結合することで、この挟持部材20とボルト13の頭部(両端部に備えた挟持部材のうち、他方の挟持部材)15とで第1、第2の被締結部材11,12を挟持して締結するものである。
第1、第2のナット片23,24を分割部29で重ね合わせることで、分割ナット22を形成する。
ボルト13は、取付孔11a,12aに挿通可能なロッド部14を備え、ロッド部14にねじ部14aを備え、ロッド部14の基端(棒状部材の両端部の一方)14bに頭部15を設けたものである。
ボルト13を取付孔12aに差し込んだ際に、取付孔12aの周壁12bに、頭部15が接触する。
この挟持部材20は、ボルト13のねじ部(棒状部材の両端部の他方)14aに設けられている。
分割ナット22は、左半分の部位を第1ナット片23で形成し、右半分の部位を第2ナット片24で形成したものである。
すなわち、分割ナット22は、第1、第2のナット片23,24を分割部29で重ね合わせたものである。この分割ナット22は、中央に雌ねじ部22aが形成され、上半分に六角部22bを備え、下半分に円筒部22cを備える。
六角部22bは、円筒部22cの外側に張り出し、六角形に形成された部位である。円筒部22cは、外周が断面円形に形成された部位である。
この分割ストッパ31は、前半分の部位を第1ストッパ片32で形成し、後半分の部位を第2ストッパ片33で形成したものである。第1、第2のストッパ片32,33を分割部34で重ね合わせることで分割ストッパ31とする。
分割ストッパ31は、環状に形成され、上端部に外方に張り出したフランジ31aを備え、フランジ31aから下端部31bに向けて外周31cが徐々に縮径するようにテーパ状に形成されている。
第2ストッパ片33は、第1ストッパ片32と同様に、半円弧状に形成された部材で、分割ナット22の円筒部22cに嵌め込むことで、円筒部22cの外周に内周が接触する部材である。
第1、第2のストッパ片32,33を円筒部22cに嵌め込んだ状態において、第1、第2のストッパ片32,33が分割部34で重ね合わされる。
なお、分割部34を分割部29に対して略直交させる理由については図6(b)で詳しく説明する。
このリング部材25は、形状記憶材料で環状に形成した部材で、高さが一定で、上端部25aから下端部25bに向けて内周27が徐々に縮径するようにテーパ状に形成されている。
このリング部材25は、外周28に切欠28aを形成することで、肉厚が薄くなった脆弱部26を備える。
なお、分割ストッパ31の外周31cをテーパ状に形成し、リング部材25の内周27をテーパ状に形成した理由については図5、図6(a)で詳しく説明する。
なお、上記形状記憶合金や形状記憶樹脂に代わる形状記憶材料として、例えば、磁性形状記憶合金を用いることも可能である。
リング部材25を磁性形状記憶合金で形成した場合には、加熱手段35に代えて磁場印可手段を備える。
加熱手段35は、リング部材25の外周28全域に巻き付けたリング状の部材で、例えば、内部にヒータ(図示せず)が設けられたものである。
この加熱手段35は、弾性変形可能なものである。リング状の加熱手段35を弾性変形することで、拡径することが可能である。
なお、加熱手段35はリング状の部材に限らないで、例えば、複数に分割したものを、リング部材25の外周28に設けることも可能である。
図4(a),(b)は第1実施の形態に係る締結構造の分割ナットを被締結部材にセットする例を説明する図である。
(a)において、第2被締結部材12に第1被締結部材11を重ね合わせ、第1被締結部材11にリング部材25および加熱手段35を載せる。
リング部材25は上端部25aの内径がD1に形成されている。
加熱手段35は、リング部材25の外周に巻き付けられている。
この状態で、分割ナット22の雌ねじ部22aを取付孔11a,12aと同軸上に配置し、分割ナット22および分割ストッパ31を矢印Aの如くリング部材25に載せる。
(a)において、リング部材25に載せた分割ナット22の六角部22bを、ソケットレンチなどの工具(図示せず)で回転しない状態に保持する。
第1被締結部材11の取付孔11aからボルト13のねじ部14aを突出させて雌ねじ部22aに合わせる。
分割ナット22が矢印Dの如く下降する。分割ナット22の六角部22bがフランジ31aを押し下げることで、分割ストッパ31が分割ナット22とともに矢印Dの如く下降する。
分割ストッパ31の外周31cが、リング部材25内に内周27に沿って進入する。
よって、外周31cが内周27に沿って進入する量に応じて、リング部材25が徐々に拡径する。
(a)において、分割ナット22の円筒部22c端面が第1被締結部材11に当接するとともに、外周31cが内周27に十分に入り込む。分割ストッパ31および分割ナット22がリング部材25で締め付けられる。
同時に、分割ストッパ31、分割ナット22およびリング部材25、すなわち挟持部材20が一体化される。
よって、分割ナット22や分割ストッパ31をリング部材25に嵌め込むだけで、分割ナット22や分割ストッパ31を簡単に一体化することができる。
分割ナット22をリング部材25で一体化することで、挟持部材20の剛性を高めることができる。
これにより、挟持部材20で第1、第2の被締結部材11,12を強く挟持することが可能になり、第1、第2の被締結部材11,12の締結力を十分に確保することができる。
これにより、リング部材25が拡径されて、上端部25aの内径がD2になる。リング部材25が拡径されて周方向に伸長する。
よって、第1、第2の被締結部材11,12を締結する前に、一例として、引張り治具を用いて、リング部材25を周方向に伸長(いわゆる、二次加工)させおく必要がない。これにより、組付け工程の簡素化を図ることができる。
すなわち、第1、第2のストッパ片32,33の分割部34を、分割部29に対して略直交させた。
そして、第1,第2のナット片23,24が離れようとする力を第1、第2のストッパ片32,33に分散させる。
これにより、リング部材25に作用する力が小さくなり、リング部材25のコンパクト化を図ることができる。
図7(a),(b)は第1実施の形態に係る締結構造のリング部材を破断する例を説明する図である。
(a)において、加熱手段35でリング部材25を加熱する。このリング部材25は、分割ストッパ31で周方向に伸長されている。
よって、リング部材25は収縮変形することができない。このため、リング部材25の脆弱部26の両側に引張り応力が矢印の如く発生する。
これにより、分割ナット22がボルト13のねじ部14aから外れる。
なお、脆弱部26が破断する理由については、図9〜図10で詳しく説明する。
(a)において、分割ナット22がボルト13のねじ部14aから外れることで、ボルト13が矢印Dの如く落下する。
図9は形状記憶材料の応力−歪曲線を示すグラフであり、縦軸に形状記憶材料の応力を示し、横軸に形状記憶材料の歪(伸長)を示す。実線で示す曲線G1は加熱状態の特性を示し、破線で示す曲線G2は非加熱状態の特性を示す。
一方、非加熱状態において、形状記憶材料の第1降伏応力はσr2であり、形状記憶材料の破断応力はσbである。
さらに、加熱状態においては、第1降伏応力は収縮変形応力となる。
形状記憶材料の歪ε3を固定した状態で加熱すると、形状記憶材料に形状回復力が発生して、形状記憶材料の内部応力状態がσr2からσr1へ上昇する。
よって、形状記憶材料に予め脆弱部を設けておくことで、上昇した内部応力によって脆弱部を破断することができる。
この形状記憶材料について、図10でさらに詳しく説明する。
ロッド状の形状記憶材料40において、切欠41を形成して脆弱部42を備える。この記憶材40の断面積をAwとし、脆弱部42の断面積をAcとする。また、断面積Awにおける破断荷重をP(Aw)bとし、断面積Acにおける破断荷重をP(Ac)bとすると、
P(Aw)b=σb・Aw
P(Ac)b=(σb・Ac)/α
=P(Aw)b・R/α ………………(1)
但し、σb:形状記憶材料40の破断応力
α:脆弱部42の応力集中係数
R:Ac/Aw<1
となる。
断面積Awにおける収縮変形力をP(Aw)rとし、断面積Acにおける収縮変形力をP(Ac)rとすると、
P(Aw)r=σr1・Aw
P(Ac)r=σr1・Ac
但し、σr1:形状記憶材料40の収縮変形応力である。
P(Ac)t=P(Aw)r−P(Ac)r
=σr1(Aw−Ac) …………(2)
引張荷重P(Ac)t>破断荷重P(Ac)b ……………(3)
とすればよい。
σr(Aw−Ac)>P(Aw)b・R/α ……………(4)
が成立する。
式(4)より、断面積比Rと脆弱部42の応力集中係数αとの関係は、
R<σr1・α/(σb+σr1・α) ………(5)
が成立する。
すなわち、形状記憶材料40に収縮変形力を発生させる際に、断面積比Rと脆弱部42の応力集中係数αとの関係が、式(5)を満たすことにより、脆弱部42で破断させることができる。
Ti−Ni合金は、収縮変形応力σr1が800MPa、破断応力σbが1300MPaである。よって、式(5)から、
応力集中係数αが1.0のとき、断面積比R<0.33とすることで、形状記憶材料40の復元時に脆弱部42で破断することができる。
また、応力集中係数αが2.0のとき、断面積比R<0.55とすることで、形状記憶材料40の復元時に脆弱部42で破断することができる。
さらに、応力集中係数αが3.0のとき、断面積比R<0.65とすることで、形状記憶材料40の復元時に脆弱部42で破断することができる。
よって、リング部材25が、図9〜図10で説明した条件を満たすことで、リング部材25に熱を加えて、リング部材25に収縮変形力を発生させた際に、脆弱部で破断させることができる。
これにより、リング部材25に熱を加えて脆弱部26を破断させることで、第1、第2の被締結部材11,12の締結を簡単に解除することができる。
これにより、挟持部材20で第1、第2の被締結部材11,12を強く挟持することが可能になり、第1、第2の被締結部材11,12の締結力を十分に確保することができる。
これにより、リング部材25に収縮変形力を発生させるために、新たな部材を備える必要がないので、締結機構10のコンパクト化を図ることができる。
図11は本発明に係る締結構造(第2実施の形態)を示す斜視図、図12は第2実施の形態に係る締結構造を示す断面図である。
締結構造50は、挟持部材(両端部に備えた挟持部材のうち、一方の挟持部材)51を備えたことを特徴とし、その他の構成は第1実施の形態の締結構造10と同様である。
挟持部材51は、第1実施の形態の挟持部材20(図1参照)から分割ストッパ31を除去したもので、その他の構成は第1実施の形態の挟持部材20と同じである。
第1、第2のナット片53,54を分割部55で重ね合わせることで、分割ナット52を形成する。
この挟持部材51は、ボルト13のねじ部(棒状部材の両端部の他方)14aに設けられている。
この分割ナット52は、中央に雌ねじ部52aが形成され、上半分に六角部52bを備え、下半分に円筒部52cを備える。
円筒部52cは、外周52dが六角部52bから下端部52eに向けて徐々に縮径するようにテーパ状に形成された、断面円形の部位である。
この円筒部52cをリング部材25の内周27に嵌入することで、第1、第2のナット片53,54を分割部55で重ね合わせた状態で一体化する。
第1、第2のナット片53,54を分割部55で重ね合わせ、重ね合わせた分割ナット52の円筒部52cをリング部材25に載せる。
ボルト13のねじ部14aを雌ねじ部52aにねじ結合することで、分割ナット52の円筒部52cが、リング部材25内に内周27に沿って進入する。
この状態で、分割ナット52がリング部材25で締め付けられる。
これにより、分割ナット52の円筒部52cをリング部材25に嵌め込むだけで、分割ナット52や挟持部材51を簡単に一体化することができる。
分割ナット52をリング部材25で一体化することで、挟持部材51の剛性を高めることができる。
これにより、挟持部材51で第1、第2の被締結部材11,12を強く挟持して、第1、第2の被締結部材11,12の締結力を十分に確保することができる。
リング部材25を拡径することで、上端部25aの内径がD2になる。リング部材25が拡径されて周方向に伸長する。
よって、第1、第2の被締結部材11,12を締結する前に、一例として、引張り治具を用いて、リング部材25を周方向に伸長(いわゆる、二次加工)させおく必要がない。これにより、組付け工程の簡素化を図ることができる。
図13(a),(b)は第2実施の形態に係る締結構造のリング部材を破断する例を説明する図である。
(a)において、リング部材25は、分割ナット52の円筒部52cで周方向に伸長されている。よって、リング部材25に熱を加えることで、リング部材25は縮径して収縮変形しようとする。
よって、リング部材25の脆弱部26の両側に引張り応力が矢印の如く発生する。
これにより、分割ナット52がボルト13のねじ部14aから外れる。
(a)において、分割ナット52がボルト13のねじ部14aから外れることで、ボルト13が矢印Eの如く落下する。
加えて、第2実施の形態の締結構造50によれば、第1実施の形態で用いた分割ストッパ31(図3参照)を除去することで構成の簡素化を図ることができる。
図15は本発明に係る締結構造(第3実施の形態)を示す斜視図である。
締結構造60は、挟持部材(両端部に備えた挟持部材のうち、一方の挟持部材)61を備えたことを特徴とし、その他の構成は第1実施の形態の締結構造10と同様である。
第1、第2のナット片63,64を分割部65で重ね合わせることで、分割ナット62を形成する。
挟持部材61は、ボルト13のねじ部14aにねじ結合可能な分割ナット62を備え、分割ナット62を挟持する一対のロッド部材68,68を備える。
この挟持部材61は、図15に示すように、ボルト13のねじ部(棒状部材の両端部の他方)14aに設けられている。
この分割ナット62は、中央に雌ねじ部62aが形成され、外側壁62bが六角形に形成され、外側壁62bのうち、対向する部位に一対の係合部71,71をそれぞれ対向させて備える。
なお、係合溝73には一対の加熱手段74,74を備えるが、理解を容易にするために、一対の加熱手段74,74を1つの加熱手段74としてまとめて説明する。
係合部71の両端面71a,71bは、互いに略平行に形成され、両端面71a,71bの間隔(両端面間隔)がL1(図15も参照)に形成されている。
一対の係合部71,71に形成したそれぞれの係合溝73,73は、互いに平行に形成されている。
脆弱部68bは、ロッド本体68aの略中央に切欠69を形成することで、断面積を小さくした部位である。
なお、上記形状記憶合金や形状記憶樹脂に代わる形状記憶材料として、例えば、磁性形状記憶合金を用いることも可能である。
ロッド部材68を磁性形状記憶合金で形成した場合には、加熱手段74に代えて磁場印可手段を備える。
両端面間隔L1とフランジ間隔L2とは次の関係を満たしている。
両端面間隔L1>フランジ間隔L2
なお、両端面間隔L1>フランジ間隔L2とした理由については図19で詳しく説明する。
この状態で、ロッド部材68を係合溝73に係合させて、一対のフランジ68c,68cで係合部71の両端面71a,71bを挟持し、第1、第2のナット片63,64を一体化する。
このロッド部材68は、小型で簡素な棒状部材であり、ロッド部材68に形状記憶材料を適用することで、コストを抑えることができる。
これにより、加熱手段74で発生させた熱で、ロッド部材68を効率よく加熱する。
なお、シール材76は用いなくてもよい。
図17(a)〜(c)は第3実施の形態に係る締結構造の分割ナットを一体化する例を説明する図である。
(a)において、一対のロッド部材68,68を引張り治具(図示せず)を用いて矢印の如く引張り力を付与する。一対のロッド部材68,68を伸長して、それぞれのフランジ間隔L2を間隔L1より僅かに大きくする。
次に、第1、第2のナット片63,64を分割部65で重ね合わせ、左右の係合溝73,73にロッド部材68,68をそれぞれ矢印Fの如く係合する。
これにより、第1、第2のナット片63,64からなる分割ナット62を、一対のロッド部材68,68で一体化する。
この状態で、左右の係合溝73,73にシール材76,76をそれぞれ矢印Gの如く嵌合する。
(a)において、ボルト13のねじ部14aを、第2被締結部材12の取付孔12aから矢印Hの如く差し込む。
差し込んだねじ部14aを第1被締結部材11の取付孔11aから突出させて雌ねじ部62aに合わせる。
第1、第2のナット片63,64をロッド部材68,68で一体化することで、挟持部材61の剛性を高めることができる。
これにより、挟持部材61で第1、第2の被締結部材11,12を強く挟持することが可能になり、第1、第2の被締結部材11,12の締結力を十分に確保することができる。
図19(a),(b)は第3実施の形態に係る締結構造のロッド部材を破断する例を説明する図である。
(a)において、加熱手段74,74でロッド部材68,68をそれぞれ加熱する。ロッド部材68は、伸長された状態で、一対のフランジ68c,68cが係合部71(図17参照)の両端面71a,71bにそれぞれ当接している。
加えて、このロッド部材68は、熱を加えることにより収縮変形力を発生する形状記憶材料で形成されている。よって、ロッド部材68に熱を加えることで、ロッド部材68は収縮変形しようとする。
よって、両端面71a,71bでロッド部材68が収縮変形することを阻止する。
このため、ロッド部材68の脆弱部68bの両側に引張り応力が矢印の如く発生する。
ロッド部材68の脆弱部68bが破断することで、分割ナット62の第1、第2のナット片63,64が分割部65で離れる。
分割ナット62がボルト13のねじ部14aから外れることで、ボルト13から挟持部材61が外れ、締結構造60による第1、第2の被締結部材11,12の締結を解除する。
図20は本発明に係る締結構造(第4実施の形態)を示す斜視図、図21は第4実施の形態に係る締結構造を示す断面図である。
締結構造80は、第1被締結部材11の取付孔11aおよび第2被締結部材12の取付孔12aにボルト(棒状部材)81を挿通させ、取付孔11aから上方に突出したボルト81に上ナット(一方の挟持部材)82をねじ結合し、取付孔12aから下方に突出したボルト81に下ナット(他方の挟持部材)83をねじ結合することで、上下のナット82,83で第1、第2の被締結部材11,12を挟持して締結するものである。
切欠89は断面V字状に形成したものを例示したが、これに限らないで、断面コ字状に形成することも可能である。
中空部88は、上端部81aおよび下端部81bに開口した貫通孔である。
なお、上記形状記憶合金や形状記憶樹脂に代わる形状記憶材料として、例えば、磁性形状記憶合金を用いることも可能である。
ボルト81を磁性形状記憶合金で形成した場合には、加熱手段91に代えて磁場印可手段を備える。
下ナット83は、ボルト81の下ねじ部87にねじ結合することで、ボルト81の下端部81bに設けられている。
上下のナット82,83で第1、第2の被締結部材11,12を挟持することで、ボルト81の上下の端部81a,81bが引っ張られる。
これにより、上下のナット82,83で第1、第2の被締結部材11,12を挟持して締結する際に、ボルト81に引張り力が付与される。
一方、第4実施の形態のように、上下のナット82,83を用いることで、形状記憶材料の使用量を抑えることができる。
加熱手段91は、中空部88に差込み可能なワイヤー状のヒータである。
加熱手段91を、例えば、ワイヤーハーネス92,92でバッテリ(図示せず)に接続する。加熱手段91を通電状態に保つことでヒータを加熱し、ヒータから発生した熱でボルト81を加熱する。
図22(a),(b)は第4実施の形態に係る締結構造のボルトを破断する例を説明する図である。
先ず、第1、第2の被締結部材11,12を締結する工程について説明する。
(a)において、第1被締結部材11の取付孔11aおよび第2被締結部材12の取付孔12aにボルト81を挿通させ、取付孔11aから上端部81aを突出するとともに、取付孔12aから下端部81bを突出する。
上下のナット82,83で第1、第2の被締結部材11,12を挟持して締結する。
上下のナット82,83で第1、第2の被締結部材11,12を挟持することで、上下の端部81a,81bが引っ張られる。
ボルト81に引張り力が付与され、伸長した状態に保たれる。
これにより、締結する際に、ボルト81に引張り力を予め付与する工程を省くことができる。
第1、第2の被締結部材11,12を締結した状態において、加熱手段91でボルト81を加熱する。
ボルト81は伸長した状態に保たれている。加えて、このボルト81は、熱を加えることにより収縮変形力を発生する形状記憶材料で形成されている。
よって、ボルト81に熱を加えることで、ボルト81は収縮変形しようとする。
よって、ボルト81が収縮変形することが阻止され、ボルト81の脆弱部85の両側に引張り応力が矢印の如く発生する。
脆弱部85が破断することで、上下のナット82,83による第1、第2の被締結部材11,12の挟持を解放し、締結構造80による第1、第2の被締結部材11,12の締結を解除する。
図23は本発明に係る締結構造(第5実施の形態)を示す斜視図、図24は第5実施の形態に係る締結構造を示す分解斜視図である。
締結構造100は、第4実施の形態の上ナット82に代えて楔状の挟持部材(一方の挟持部材)101を備えたことを特徴とし、その他の構成は第4実施の形態の締結構造80と同様である。
この中空部106に加熱手段91を備える。
脆弱部103は、ボルト102の上端部102aに係合孔105を形成することで、断面積を小さくした部位である。
中空部106は、係合孔105および下端部102bに開口した貫通孔(図25参照)である。
なお、上記形状記憶合金や形状記憶樹脂に代わる形状記憶材料として、例えば、磁性形状記憶合金を用いることも可能である。
ボルト102を磁性形状記憶合金で形成した場合には、加熱手段91に代えて磁場印可手段を備える。
テーパ部108aは、側面視で、上面108bが先端に向けて徐々に下り勾配に形成された先細状の部位である。
この挟持部材101の差込部108を、係合孔105に差し込むことで、挟持部材101をボルト102の上端部102aに設ける。
下ナット83および楔状の挟持部材101で第1、第2の被締結部材11,12を挟持することで、ボルト102の上下の端部102a,102bが引っ張られる。
これにより、下ナット83および楔状の挟持部材101で第1、第2の被締結部材11,12を挟持して締結する際に、ボルト102に引張り力が付与される。
図25(a),(b)は第5実施の形態に係る締結構造で被締結部材を締結した例を説明する図である。
(a)において、第1被締結部材11の取付孔11aおよび第2被締結部材12の取付孔12aにボルト102を挿通させ、下端部102bの下ねじ部87に下ナット83をねじ結合する。
テーパ部108aの上面108bが、係合孔105の天井面105aに当接する。この状態で、差込部108を矢印Lの如く継続させて差し込むことで、上面108bが天井面105aを上方に押し上げる。
下ナット83および挟持部材101で第1、第2の被締結部材11,12を挟持する。
ボルト102に引張り応力が付与され、伸長した状態に保たれる。
これにより、締結する際に、ボルト102に引張り力を予め付与する工程を省くことができる。
第1、第2の被締結部材11,12を締結した状態において、加熱手段91でボルト102を加熱する。
ボルト102は伸長した状態に保たれている。加えて、このボルト102は、熱を加えることにより収縮変形力を発生する形状記憶材料で形成されている。
よって、ボルト102に熱を加えることで、ボルト102は収縮変形しようとする。
よって、ボルト102が収縮変形することが阻止され、ボルト102の脆弱部103(図24も参照)の両側に引張り応力が矢印の如く発生する。
ボルト102の脆弱部103に引張り応力が発生することで、発生した引張り応力で脆弱部103が破断する。
脆弱部103が破断することで、挟持部材101および下ナット83による第1、第2の被締結部材11,12の挟持を解放し、締結構造100による第1、第2の被締結部材11,12の締結を解除する。
図27は本発明に係る締結構造(第6実施の形態)を示す斜視図、図28は第6実施の形態に係る締結構造を示す分解斜視図である。
締結構造120は、第1被締結部材11の取付孔11aおよび第2被締結部材12の取付孔12aにリベット(棒状部材)121を挿通させ、リベット121の頭部(一方の挟持部材)124をフランジ状に形成し、頭部124で第1被締結部材11を押圧し、リベット121の拡径部(他方の挟持部材)125をマンドレル126で形成し、拡径部125で第2被締結部材12を押圧することで、頭部124および拡径部125で第1、第2の被締結部材11,12を挟持して締結するものである。
なお、リベット121は、ブラインドリベットである。
切欠129は断面V字状に形成したものを例示したが、これに限らないで、断面コ字状に形成することも可能である。
中空部128は、頭部124に開口し、底部に連通孔を形成した孔である。中空部128は連通孔133を介してマンドレル126に臨む。
なお、上記形状記憶合金や形状記憶樹脂に代わる形状記憶材料として、例えば、磁性形状記憶合金を用いることも可能である。
リベット121を磁性形状記憶合金で形成した場合には、加熱手段131に代えて磁場印可手段を備える。
加熱手段131は、中空部128に差込み可能な円柱体を有し、円柱体の内部にヒータが内蔵されたものである。
加熱手段131を、例えば、ワイヤーハーネス132,132でバッテリ(図示せず)に接続する。加熱手段131を通電状態に保つことでヒータを加熱し、ヒータから発生した熱でリベット121を加熱する。
図29(a),(b)は第6実施の形態に係る締結構造のリベットを被締結部材にセットする例を説明する図である。
(a)において、第1被締結部材11の取付孔11aおよび第2被締結部材12の取付孔12aに、リベット素材135を挿通させて頭部124を第1被締結部材11に接触させる。
マンドレル126の上端部126aが収納空間136内に入り込んでいる。
ここで、リベット素材135の頭部124が第1被締結部材11に接触しているので、リベット本体123が矢印Oの如く下向きに引っ張られる。
リベット本体123に引張り応力が付与され、伸長した状態に保たれる。
この状態で、リベッタチャック142で引張部材137の上端部137aを把持する。
(a)において、リベッタチャック142を矢印Pの如く上昇させて、リベッタチャック142で引張部材137の上端部137aを上方に引っ張る。
マンドレル126が収納空間136(図29参照)に進入し、マンドレル126の上端部126aが段部145に当接する。
これにより、リベット素材135(図29参照)がリベット121になり、頭部124および拡径部125で第1、第2の被締結部材11,12を挟持して締結する。
よって、第1、第2の被締結部材11,12を締結する際に、リベット121に引張り力を予め付与して伸長(いわゆる、二次加工)させておく必要はない。
これにより、締結する際に、リベット121に引張り力を予め付与する工程を省くことができる。
リベッタノーズピース141およびリベッタチャック142を矢印Qの如く上昇させて、リベッタノーズピース141を空間144から取り出す。
これにより、締結構造120で第1、第2の被締結部材11,12を締結する工程が完了する。
図31(a),(b)は第6実施の形態に係る締結構造のリベットを破断する例を説明する図である。
(a)において、リベット121で第1、第2の被締結部材11,12を締結した状態において、加熱手段131でリベット121を加熱する。
リベット121のリベット本体123は伸長した状態に保たれている。加えて、このリベット121は、熱を加えることにより収縮変形力を発生する形状記憶材料で形成されている。
よって、リベット121に熱を加えることで、リベット121は収縮変形しようとする。
よって、リベット121のリベット本体123が収縮変形することが阻止され、リベット本体123の脆弱部127の両側に引張り応力が矢印の如く発生する。
脆弱部127が破断することで、頭部124および拡径部125による第1、第2の被締結部材11,12の挟持を解放し、締結構造120による第1、第2の被締結部材11,12の締結を解除する。
締結構造10,50,60,80,100,120は、例えば、自動車などの組立体のうち、「シート」、「ドア周り」、「シートベルト」や「ステアリング」などに適用される。
「ドア周り」への適用箇所としては、ドアストライカを車体に取り付ける箇所、ドアヒンジを車体に取り付ける箇所やドアチェッカーを取り付ける箇所などがある。
「ステアリング」への適用箇所としては、ステアリングホイールをステアリングシャフトに取り付ける箇所などがある。
このため、コンパクト化が可能な締結構造10,50,60,80,100,120を用いることで、容易に取り付けることが可能である。
この場合、締結構造とは別に個別の加熱手段を用意し、個別の加熱手段で締結構造の締結状態を解除する。
機能性素子としては、例えば、磁歪素子、圧電(電歪)素子や光歪素子が該当する。
磁歪素子は、磁場(エネルギー)の印可により収縮変形力を発生する材料であり、一例として、Tafenol−DやGafenol−Dが用いられる。
圧電(電歪)素子は、電圧(エネルギー)の印可により収縮変形力を発生する材料であり、一例として、PZT(チタン酸ジルコン酸鉛)が用いられる。
光歪素子は、光(エネルギー)の照射により収縮変形力を発生する材料であり、一例として、PLZT(チタン酸ジルコン酸ランタン鉛)が用いられる。
これに対して、磁歪素子、圧電(電歪)素子や光歪素子は、エネルギーを加えることで収縮変形力を発生する材料である。
これにより、磁歪素子、圧電(電歪)素子や光歪素子を締結構造体に組み込む作業が容易になる。
また、圧電(電歪)素子を用いた場合には、圧電(電歪)素子に電圧を印可する電圧印可手段を、締結構造体に組み込むか、あるいは締結構造体とは個別に外部に用意する。
さらに、光歪素子を用いた場合には、光歪素子に光を照射する光照射手段を、締結構造体に組み込むか、締結構造体とは個別に外部に用意する。
Claims (4)
- 複数の被締結部材にボルトを挿通させ、このボルトの頭部とナットで前記複数の被締結部材を挟持することにより締結する締結構造であって、
前記ナットは分割された複数の分割ナットであり、この複数の分割ナットは連結部材により連結して一体化することで前記ボルトに連結可能とし、
前記連結部材は、エネルギーを加えることにより収縮変形力を発生する機能性材料で形成し、
この機能性材料で形成した前記連結部材に、前記収縮変形力によって破断する脆弱部を備え、
この脆弱部を破断することで前記被締結部材の締結を解除可能にした、
ことを特徴とする締結構造。 - 前記連結部材は、リング部材であることを特徴とする請求項1に記載の締結構造。
- 前記連結部材は、前記複数の分割ナット間に亘るように形成した係合溝に係合し、前記複数の分割ナットを一体化するロッド部材であることを特徴とする請求項1に記載の締結構造。
- 前記機能性材料は、形状記憶材料であり、
前記連結部材は、前記被締結部材を締結する際に、引張り力を付与可能に形成した部材であることを特徴とする請求項1〜請求項3の何れか1項に記載の締結構造。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005137899A JP4537888B2 (ja) | 2005-05-10 | 2005-05-10 | 締結構造 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005137899A JP4537888B2 (ja) | 2005-05-10 | 2005-05-10 | 締結構造 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2006316830A JP2006316830A (ja) | 2006-11-24 |
JP4537888B2 true JP4537888B2 (ja) | 2010-09-08 |
Family
ID=37537698
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2005137899A Expired - Fee Related JP4537888B2 (ja) | 2005-05-10 | 2005-05-10 | 締結構造 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4537888B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20170088412A (ko) | 2014-12-26 | 2017-08-01 | 카와사키 주코교 카부시키 카이샤 | 분리 디바이스 |
Families Citing this family (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4863903B2 (ja) * | 2007-02-23 | 2012-01-25 | 本田技研工業株式会社 | 車両用シート |
JP5065705B2 (ja) * | 2007-02-23 | 2012-11-07 | 本田技研工業株式会社 | 車両用シートの取付構造および取付方法 |
KR100902754B1 (ko) | 2008-07-09 | 2009-06-15 | 한유민 | 팸 너트 |
US8764286B2 (en) * | 2008-12-10 | 2014-07-01 | Raytheon Company | Shape memory thermal sensors |
US8789366B2 (en) | 2008-12-10 | 2014-07-29 | Raytheon Company | Shape memory stored energy assemblies and methods for using the same |
US8418455B2 (en) * | 2008-12-10 | 2013-04-16 | Raytheon Company | Shape memory alloy separating apparatuses |
US20110234362A1 (en) | 2008-12-10 | 2011-09-29 | Raytheon Company | Shape memory circuit breakers |
US9334675B2 (en) | 2012-08-15 | 2016-05-10 | Raytheon Company | Passive safety mechanism utilizing self-fracturing shape memory material |
US9470213B2 (en) * | 2012-10-16 | 2016-10-18 | Raytheon Company | Heat-actuated release mechanism |
US10254097B2 (en) | 2015-04-15 | 2019-04-09 | Raytheon Company | Shape memory alloy disc vent cover release |
JP6396277B2 (ja) * | 2015-11-26 | 2018-09-26 | 株式会社ニフコ | クリップ |
CN108382609B (zh) * | 2018-02-09 | 2021-02-05 | 北京航空航天大学 | 一种sma驱动的缺口螺栓连接与分离机构 |
KR101979154B1 (ko) * | 2018-08-13 | 2019-05-15 | 임재옥 | 구명장비 보관함 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0312347U (ja) * | 1989-06-21 | 1991-02-07 | ||
JP2000511131A (ja) * | 1996-05-22 | 2000-08-29 | アエロスパシアル ソシエテ ナシオナル アンドゥストゥリエル | 少なくとも予め定められた方向に従った二つのボディの相対変位を一時的に阻止するためのシステム |
JP2002005124A (ja) * | 2000-06-19 | 2002-01-09 | Tokin Corp | 結合保持部品 |
JP2003182699A (ja) * | 2001-12-14 | 2003-07-03 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | ロケットとペイロードとのクランプバンド |
JP2005016713A (ja) * | 2003-06-04 | 2005-01-20 | Union Seimitsu:Kk | ねじ付属品及びねじ付属品を用いた締結体構造並びにねじ付属品を用いた解体方法 |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2338949A1 (de) * | 1973-08-01 | 1975-03-13 | Dynamit Nobel Ag | Trennelement |
JPS63177310U (ja) * | 1987-05-07 | 1988-11-17 | ||
JP2671794B2 (ja) * | 1993-12-27 | 1997-10-29 | 日本電気株式会社 | 宇宙構造物の分離機構 |
JPH08236102A (ja) * | 1995-02-27 | 1996-09-13 | Fuji Elelctrochem Co Ltd | 電気化学素子 |
-
2005
- 2005-05-10 JP JP2005137899A patent/JP4537888B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0312347U (ja) * | 1989-06-21 | 1991-02-07 | ||
JP2000511131A (ja) * | 1996-05-22 | 2000-08-29 | アエロスパシアル ソシエテ ナシオナル アンドゥストゥリエル | 少なくとも予め定められた方向に従った二つのボディの相対変位を一時的に阻止するためのシステム |
JP2002005124A (ja) * | 2000-06-19 | 2002-01-09 | Tokin Corp | 結合保持部品 |
JP2003182699A (ja) * | 2001-12-14 | 2003-07-03 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | ロケットとペイロードとのクランプバンド |
JP2005016713A (ja) * | 2003-06-04 | 2005-01-20 | Union Seimitsu:Kk | ねじ付属品及びねじ付属品を用いた締結体構造並びにねじ付属品を用いた解体方法 |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20170088412A (ko) | 2014-12-26 | 2017-08-01 | 카와사키 주코교 카부시키 카이샤 | 분리 디바이스 |
EP3239059A4 (en) * | 2014-12-26 | 2018-07-18 | Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha | Separation device |
US10577134B2 (en) | 2014-12-26 | 2020-03-03 | Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha | Separation device |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2006316830A (ja) | 2006-11-24 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4537888B2 (ja) | 締結構造 | |
US8911190B2 (en) | Blind rivet with a plastic rivet body | |
JP3694690B2 (ja) | グラウンドアンカーの引張材除去形内部定着体用のウェッジアッセンブリとこれを利用した内部定着体 | |
US10850376B2 (en) | Tensioning device | |
US10828759B2 (en) | Tensioning device | |
JPH04505727A (ja) | 変動自在且つ選択的に高い初期締め付け予備負荷を有する取付けスエージファスナーと方法 | |
AU2003201947B2 (en) | Washer, fastener provided with a washer, method of and power tool for fastening objects | |
JP2006342963A (ja) | 改良型ブラインド・リベット | |
JP5193063B2 (ja) | ブラインドリベット、およびブラインドリベット用の装置 | |
JPH05214876A (ja) | 予め穿孔した窓ガラスの固定装置 | |
JPH0221011A (ja) | 盲リベット | |
JP2018194009A (ja) | 締結構造及び締結方法 | |
US9810254B2 (en) | Expansion bolt | |
JP2003129430A (ja) | 板状体端部固定金具 | |
JP7337376B2 (ja) | ダブルナット機構、並びにこれを備えた締結ネジ機構および金属製アンカー | |
US9903403B2 (en) | Fastener and method of installing same | |
WO1994001687A1 (en) | Part mounting device and method | |
JP2012241761A (ja) | 車体部品の締結構造 | |
JP3225398B2 (ja) | ワンサイドボルト | |
JP2002372021A (ja) | ボルト締結構造 | |
JP3938385B2 (ja) | 施工面の覆工ブロックユニット | |
AU2004201298A1 (en) | Flexible threaded fastener | |
JPH0893054A (ja) | ワンサイドボルト使用角形鋼管柱接合方法および接合構造 | |
US9109618B2 (en) | Blind rivet with a plastic rivet body | |
JP2018204614A (ja) | ブラインドボルト |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20071129 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20090723 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20090811 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20091005 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20100615 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20100618 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130625 Year of fee payment: 3 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |