JP4669873B2 - 締結装置 - Google Patents

Description

本発明は、雄ねじが形成されたボルトと、前記雄ねじが螺合する雌ねじが形成されたナットとを備え、前記ボルトの頭部と前記ナットとの間に被締結部材を挟んで締結する締結装置に関する。

部品の結合に用いるボルト、ナット、シャフト、ヘッタ等の部材を形状記憶合金で構成し、前記部材を加熱あるいは冷却して変形させることで相互に分離させて前記部品の結合を解除する結合保持部品が、下記特許文献１により公知である。この結合保持部品を用いれば、例えばボルトあるいはナットを回転させることなく部品の結合を解除することができるので、部品の取り外しや分解を短時間で行うことができる。
特開２００２−５１２４号公報

ところで車両の正面衝突時にダッシュボードが車室側に移動すると、フロントシートに着座した乗員の脚部がシートクッションおよびダッシュボード間に挟まれる場合があり、乗員を救出するためにフロントシートをフロア部材から分離することが必要となる。

しかしながら、フロントシートの固定に上記従来の結合保持部品を採用した場合、ボルト、ナット、シャフト、ヘッタ等の部材の加熱装置や冷却装置が必要になり、装置や設備が大型化する問題がある。しかもボルトやナットを形状記憶合金で構成した場合、その寸法精度を確保することが困難であるため、組み付け時にボルトおよびナットのスムーズな螺合が妨げられる可能性がある。

本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、締結装置の相互に螺合するボルトおよびナットを簡単な構造で短時間で簡単に分離できるようにすることを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明によれば、雄ねじが形成されたボルトと、前記雄ねじが螺合する雌ねじが形成されたナットとを備え、前記ボルトの頭部と前記ナットとの間に被締結部材挟んで締結する締結装置において、前記ボルトの頭部と前記雄ねじとの間に形成された軸部の外周に前記被締結部材に固定されたカラーが嵌合し、前記カラーの外周に前記頭部を前記被締結部材から離反する方向に付勢する圧縮ばねが装着され、前記カラーの内周面に形成した第１係止部と、前記軸部の外周面に形成した第２係止部とが係合し、前記第１係止部および前記第２係止部は前記ボルトの締め込み方向の回転を許容するとともに緩み方向の回転を規制し、前記ボルトに加わる緩み方向の荷重が許容値を上回ると、前記第１係止部および前記第２係止部の少なくとも一方が破断し、前記圧縮ばねの弾発力で前記ボルトが前記ナットに対して緩み方向に回転することを特徴とする締結装置が提案される。

また請求項２に記載された発明によれば、請求項１の構成に加えて、前記ボルトの雄ねじおよび前記ナットの雌ねじのリード角は、前記圧縮ばねの弾発力で前記ボルトおよび前記ナットが自動的に相対回転するように設定されることを特徴とする締結装置が提案される。

尚、実施の形態のフロアパネル１８、前部ブラケット２２、後部ブラケット２３およびクロスメンバ２４は本発明の被締結部材に対応し、実施の形態の係止爪３６ａは本発明の第１係止部に対応し、実施の形態の係止溝３１ｄは本発明の第２係止部に対応する。

請求項１の構成によれば、締結装置のボルトおよびナットで被締結部を固定すべく、ボルトをナットに対して回転させると、カラーの第１係止部およびボルトの軸部の第２係止部がボルトの締め込み方向の回転を許容することで、ボルトの雄ねじをナットの雌ねじに螺合して被締結部を固定することができる、このとき、圧縮ばねの弾発力はボルトを回転させてナットから抜き取る方向に作用するが、カラーの第１係止部およびボルトの軸部の第２係止部がボルトの緩み方向の回転を規制するため、ボルトが回転してナットから脱落することはない。ボルトを緩み方向に強制的に回転させると、カラーの第１係止部およびボルトの軸部の第２係止部の少なくとも一方が破断してボルトおよびナットの相対回転が可能になるため、圧縮ばねの弾発力でボルトが自動的に回転してナットから分離し、被締結部の固定を解除することができる。このように、ボルトを僅かに回転させて第１，第２係止部の一方を破断するだけの簡単な構造で、ボルトをナットから分離することができるので、ボルトを最後まで回転させてナットから分離する場合に比べて作業性が大幅に向上する。

また請求項２の構成によれば、ボルトの雄ねじおよびナットの雌ねじのリード角を、圧縮ばねの弾発力でボルトおよびナットが自動的に相対回転するように設定したので、第１，第２係止部の一方を破断するだけで、ボルトをナットから自動的にかつ確実に分離することができる。

以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

図１〜図６は本発明の実施の形態を示すもので、図１は車両用シートの一部破断斜視図、図２は図１の２−２線拡大断面図、図３は図１の３−３線拡大断面図、図４は図２の４−４線拡大断面図、図５はカラーの斜視図、図６は前記図４に対応する作用説明図である。

図１に示すように、自動車のフロントシート１１のフレームは、シートクッションフレーム１２の後端にシートバックフレーム１３の下端をリクライニング軸１４を介して前後揺動可能に連結して構成される。シートクッションフレーム１２は左右の板状のサイドフレーム１５，１５を車幅方向に延びる前後２本のパイプ状の連結フレーム１６，１７で連結したもので、フロアパネル１８に左右のシートレール１９，１９を介して前後移動可能に支持される。各々のシートレール１９は、フロアパネル１８の上面に固定される下側の固定レール２０と、サイドフレーム１５の下面に固定され、前後一対のスライダ２０ａ，２０ａを介して前記固定レール２０の内部に摺動自在に嵌合する可動レール２１とで構成される。固定レール２０の前端および後端にはそれぞれ前部ブラケット２２および後部ブラケット２３が設けられており、これらの前部ブラケット２２および後部ブラケット２３がフロアパネル１８に着脱可能に固定される。

図２に示すように、固定レール２０の前端下面に溶接された前部ブラケット２２の溶接部２２ａから下向きに延びる固定部２２ｂが、フロアパネル１８の上面に車幅方向に固定した断面台形状のクロスメンバ２４の前面の固定部２４ａに重ね合わされ、本実施の形態の締結装置２５で着脱自在に締結される。

図３に示すように、固定レール２０の後端下面に溶接された後部ブラケット２３の溶接部２３ａから脚部２３ｂが下方に延びており、この脚部２３ｂから後方に延びる固定部２３ｃがフロアパネル１８の上面に重ね合わされて、本実施の形態の締結装置２５で着脱自在に締結される。前側および後側の締結装置２５の構造は同一であるため、その代表として前側の締結装置２５の構造を説明する。

図２から明らかなように、締結装置２５は、ボルト３１と、ナット３２と、カラー３３と、圧縮ばね３４とで構成される。ボルト３１は、頭部３１ａと、軸部３１ｂと雄ねじ３１ｃとを一体に備えており、前部ブラケット２２の固定部２２ｂに形成したボルト孔２２ｃと、クロスメンバ２４に形成したボルト孔２４ｂとを貫通し、クロスメンバ２４の内面に予め溶接したナット３２の雌ねじ３２ａに螺合する。ボルト３１の雄ねじ３１ｃおよびナット３２の雌ねじ３２ａのリード角は大きく設定されており、ボルト３１およびナット３２に軸方向の荷重を加えるだけで、トルクを与えずともボルト３１およびナット３２は相対回転する。

図４および図５から明らかなように、カラー３３は金属製の外筒部３５と合成樹脂製の内筒部３６とを一体化したもので、外筒部３５の軸方向一端には前部ブラケット２２の固定部２２ｂに溶接されるフランジ３５ａが形成され、内筒部３６の内周面には径方向斜め内向きに突出する複数（実施の形態では３個）の係止爪３６ａ…が突設される。内筒部３６の外形は、外筒部３５に対してスリップしないように、非円形断面（角を丸めた三角形）とされる。一方、ナット３２の内筒部３６に嵌合するボルト３１の軸部３１ｂの外周には、前記３個の第１係止爪３６ａ…が係合する３個の係止溝３１ｄ…が形成される。

後部ブラケット２３をフロアパネル１８に固定する後側の締結装置２５の構造は、上述した前側の締結装置２５の構造と同一であるため、その重複する説明は省略する。

次に、上記構成を備えた本発明の実施の形態の作用を説明する。

締結装置２５で前部ブラケット２２をクロスメンバ２４に固定するには、先ずカラー３３の外筒部３５のフランジ３５ａを前部ブラケット２２の固定部２２ｂに溶着等により固定しておく。カラー３３の外周に圧縮ばね３４を装着した状態で、ボルト３１の雄ねじ３１ｃをカラー３３の内筒部３６と、前部ブラケット２２の固定部２２ｂに形成したボルト孔２２ｃと、クロスメンバ２４に形成したボルト孔２４ｂとを貫通させ、ボルト３１を締め込み方向に回転させることで、その雄ねじ３１ｃをクロスメンバ２４の内面に予め溶接したナット３２の雌ねじ３２ａに螺合する。

ボルト３１を締め込み方向に回転させるとき、カラー３３の係止爪３６ａ…が径方向外側に倒れることで軸部３１ｂの係止溝３１ｄ…との係合が回避され、ボルト３１を支障なくナット３２に螺合して前部ブラケット２２をクロスメンバ２４に固定することができる。この状態で、圧縮ばね３４の両端はボルト３１の頭部３１ａおよびカラー３３のフランジ３５ａに係止され、その弾発力はボルト３１をナット３２から抜き取る方向に作用する。このとき、ボルト３１の雄ねじ３１ｃおよびナット３２の雌ねじ３２ａは大きいリード角で螺合しているため、圧縮ばね３４の弾発力でボルト３１がナット３２に対して緩む方向に回転しようとするが、ボルト３１の軸部３１ｂに形成した係止溝３１ｄ…がカラー３３の係止爪３６ａ…に係合することで、ナット３２に対するボルト３１の緩み方向の回転が拘束され、ボルト３１の緩みが防止される（図４参照）。つまり、ボルト３１の係止溝３１ｄ…およびカラー３３の係止爪３６ａ…は、一種のワンウェイクラッチ機構を構成する。

さて、フロントシート１１をフロアパネル１８から取り外すには、左右のシートレール１９，１９の各固定レール２０，２０の前部ブラケット２２，２２および後部ブラケット２３，２３を、４個の締結装置２５…のボルト３１…を外して締結を解除すれば良い。即ち、締結装置２５のボルト３１の頭部３１ａを工具で緩み方向に僅かに回転させると、ボルト３１の軸部３１ｂの係止溝３１ｄ…によりカラー３３の合成樹脂製の内筒部３６の係止爪３６ａ…が破断してボルト３１およびナット３２の相対回転が可能になるため（図６参照）、リード角が大きい雄ねじ３１ｃおよび雌ねじ３２ａで螺合するボルト３１およびナット３２が圧縮ばね３４の弾発力で自動的に相対回転し、ボルト３１がナット３２から分離する（図２の鎖線参照）。

自動車が正面衝突してダッシュボードが後退すると、フロントシート１１とダッシュボードとの間の空間が小さくなり、フロントシート１１に着座した乗員が脱出するのが難しくなる可能性がある。しかしながら、本実施の形態によれば、左右のシートレール１９，１９の固定レール２０，２０の前後に設けた４個の締結装置２５…のボルト３１…を僅かに回転させ、カラー３３…の係止爪３６ａ…を破断するだけでフロントシート１１をフロアパネル１８から分離できるので、ボルト３１…を最後まで回転させてナット３２…から分離する場合に比べて、乗員の救出に要する時間を短縮することができる。

以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明を逸脱することなく種々の設計変更を行うことが可能である。

例えば、実施の形態では本発明の締結装置２５を自動車のフロントシート１１の固定に用いているが、その用途は任意である。

また実施の形態ではカラー３３に形成した係止爪３６ａ…およびボルト３１の軸部３１ｂに形成した係止溝３１ｄ…を係合させているが、係止爪および係止溝の位置関係を逆にしたり、係止爪と係止爪を係合させたり、種々の変更が可能である。要するに、ボルト３１を締め込む方向にはボルト３１がカラー３３に対してスリップし、ボルト３１を緩める方向にはボルト３１がカラー３３に対して係合し、ボルト３１を強く緩めると前記係合が解除されるものであれば良い。

車両用シートの一部破断斜視図 図１の２−２線拡大断面図 図１の３−３線拡大断面図 図２の４−４線拡大断面図 カラーの斜視図 前記図４に対応する作用説明図

符号の説明

１８ フロアパネル（被締結部材）
２２ 前部ブラケット（被締結部材）
２３ 後部ブラケット（被締結部材）
２４ クロスメンバ（被締結部材）
３１ ボルト
３１ａ 頭部
３１ｂ 軸部
３１ｃ 雄ねじ
３１ｄ 係止溝（第２係止部）
３２ ナット
３２ａ 雌ねじ
３３ カラー
３４ 圧縮ばね
３６ａ 係止爪（第１係止部）

Claims (2)

1. 雄ねじ（３１ｃ）が形成されたボルト（３１）と、前記雄ねじ（３１ｃ）が螺合する雌ねじ（３２ａ）が形成されたナット（３２）とを備え、前記ボルト（３１）の頭部と前記ナット（３２）との間に被締結部材（１８，２２，２３，２４）を挟んで締結する締結装置において、
   前記ボルト（３１）の頭部（３１ａ）と前記雄ねじ（３１ｃ）との間に形成された軸部（３１ｂ）の外周に前記被締結部材（１８，２２，２３，２４）に固定されたカラー（３３）が嵌合し、前記カラー（３３）の外周に前記頭部（３１ａ）を前記被締結部材（１８，２２，２３，２４）から離反する方向に付勢する圧縮ばね（３４）が装着され、前記カラー（３３）の内周面に形成した第１係止部（３６ａ）と、前記軸部（３１ｂ）の外周面に形成した第２係止部（３１ｄ）とが係合し、前記第１係止部（３６ａ）および前記第２係止部（３１ｄ）は前記ボルト（３１）の締め込み方向の回転を許容するとともに緩み方向の回転を規制し、前記ボルト（３１）に加わる緩み方向の荷重が許容値を上回ると、前記第１係止部（３６ａ）および前記第２係止部（３１ｄ）の少なくとも一方が破断し、前記圧縮ばね（３４）の弾発力で前記ボルト（３１）が前記ナット（３２）に対して緩み方向に回転することを特徴とする締結装置。
2. 前記ボルト（３１）の雄ねじ（３１ｃ）および前記ナット（３２）の雌ねじ（３２ａ）のリード角は、前記圧縮ばね（３４）の弾発力で前記ボルト（３１）および前記ナット（３２）が自動的に相対回転するように設定されることを特徴とする、請求項１に記載の締結装置。

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