JP5136381B2 - 部品取り付け構造及びそれに用いる穴埋め機能付き螺子 - Google Patents

Description

本発明は、作業を簡素化すると共に部品点数を削減する部品取り付け構造及びそれに用いる穴埋め機能付き螺子に関する。

図７及び図８に示されるように、外壁が外装板１０１とその外装板１０１から距離を隔てた内装板１０２からなる二重壁になっている構造物１０３において、体裁面となっている外装板１０１の外側面に目的部品１０４を装着固定する場合、ネジ、穴、取り付け具などが体裁面に現れないよう、目的部品１０４の裏面にボルト（ナットでもよい）１０７を一体化し、外装板１０１の目的部品装着箇所にはボルト１０７が通る取り付け穴１０９を形成しておき、そのボルト１０７に外装板１０１の内側からナット（相手がナットの場合はボルト）１０８を嵌めて螺合させ目的部品１０４を固定する。

このために、内装板１０２には、ナット１０８を外装板１０１の内側に出ている目的部品１０４のボルト１０７まで導くための案内穴１０６が形成される。内装板１０２の内側より外装板１０１の内側へ案内穴１０６から工具を差し込み、ナット１０８を回すことで、ナット１０８が目的部品１０４のボルト１０７に螺合され、目的部品が固定される。

内装板１０２の内側面が準体裁面である場合、又は防水や防塵等の機能が必要な場合、案内穴１０６を目隠しする必要がある。そこで、目的部品１０４の装着固定後、グロメットと呼ばれる樹脂あるいはゴム製の蓋１１０を案内穴１０６に嵌め込む。

特許第３９９９９８０号公報

上記従来の部品取り付け構造においては、案内穴１０６を通してナット１０８をボルト１０７まで導き、工具を差し込んでナット１０８を回さなければならない。このとき、作業スペースが狭いため、ナット１０８を取り落としてしまうことがある。例えば、自動車のドアパネルでは、アウタパネルとインナパネルが側部・底部などで閉じ合わされた袋状の構造になっているため、取り落としたナット１０８を回収することが困難である。また、ナット１０８を取り落としてしまうと、それだけ組み立て作業が遅滞してしまう。

従来の部品取り付け構造においては、目的部品１０４の装着固定後にグロメット１１０を案内穴１０６に嵌め込むので、組み立て工数が多いと共に管理する部品の点数が多い。また、目的部品１０４の交換等のメンテナンス時にグロメット１１０を着脱することになるので、メンテナンスにかかる工数が多く、管理する部品の点数が多い。

そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、作業を簡素化すると共に部品点数を削減する部品取り付け構造及びそれに用いる穴埋め機能付き螺子を提供することにある。

上記目的を達成するために本発明の部品取り付け構造は、間隔を隔てた第一の壁板と第二の壁板とを有する構造物の上記第一の壁板の上記第二の壁板とは反対側面に目的部品を装着固定するために螺子を使用する部品取り付け構造であって、該螺子と螺合する相手螺子が上記目的部品に一体化されており、上記第一の壁板には上記螺子と上記相手螺子の一方のみが通る取り付け穴が形成され、上記第二の壁板には上記螺子を上記第一の壁板の上記第二の壁板側から上記相手螺子に導くための案内穴が形成された部品取り付け構造において、上記螺子は、上記相手螺子に螺合する螺子本体と、該螺子本体が先端に埋設され先端から後端までの長さが上記取り付け穴から上記案内穴までの距離に相当し径が上記案内穴より小さい柱状部と、該柱状部の後端から径方向に上記案内穴の径よりも大きく突き出たフランジ部と、上記柱状部の後端に形成された回し操作部とを有するものである。

上記第一の壁板が上記構造物の外側に配置される外装板であり、上記第二の壁板が上記構造物の内側に配置される内装板とであってもよい。

また、本発明の穴埋め機能付き螺子は、相手螺子に螺合する螺子本体と、該螺子本体が先端に埋設され先端から後端までの長さと径が所定の大きさに形成された柱状部と、該柱状部から径方向に所定の径まで突き出たフランジ部と、上記柱状部の後端に形成された回し操作部とを有するものである。

本発明は次の如き優れた効果を発揮する。

（１）作業を簡素化することができる。

（２）部品点数を削減することができる。

以下、本発明の一実施形態を添付図面に基づいて詳述する。

図１に示されるように、本発明に係る部品取り付け構造は、間隔を隔てた第一の壁板と第二の壁板とを有する構造物の上記第一の壁板の上記第二の壁板とは反対側面に目的部品を装着固定するために螺子を使用する部品取り付け構造である。本実施形態においては、第一の壁板が外装板１、第二の壁板が内装板２で実現されている。すなわち、図１の部品取り付け構造は、外装板１と内装板２とを有する構造物３において、外装板１の外側面に目的部品４を装着固定するために螺子５を使用する部品取り付け構造である。螺子５は、ボルト、ナットの総称である。図示例は、ナットを使用する場合であるので、以下、螺子５はナットと称し、これに螺合する相手螺子はボルトと称する。

本発明の部品取り付け構造では、相手ボルト（図示せず）が目的部品４に一体化されており、外装板１には相手ボルトのみが通る取り付け穴（図示せず）が形成され、内装板２にはナット５を外装板１の内側から相手ボルトに導くための案内穴６が形成される。

本発明の部品取り付け構造では、ナット５に、図２（ａ）、図２（ｂ）に示された穴埋め機能付きナット５を用いる。穴埋め機能付きナット５は、目的部品４に一体化された相手ボルト７に螺合するナット本体８と、ナット本体８が先端に埋設され先端から後端までの長さが取り付け穴９から案内穴６までの距離に相当し径が案内穴６より小さい柱状部１０と、柱状部１０の後端から径方向に案内穴６の径よりも大きく突き出たフランジ部１１と、柱状部１０の後端に形成された回し操作部１２とを有する。

柱状部１０とフランジ部１１と回し操作部１２は、樹脂により一体成型して形成される。ナット本体８は、いわゆる埋め込みナットであり、柱状部１０に埋め込みされる。したがって、穴埋め機能付きナット５は、ナット本体８と柱状部１０とフランジ部１１と回し操作部１２が一体化されたものである。

本発明の作用効果を説明する。

目的部品４が外装板１の外側に保持され、相手ボルト７が取り付け穴９から外装板１の内側に挿入されているものとする。案内穴６は取り付け穴９に重なる位置にあるので、案内穴６の直下に相手ボルト７が来る。

本発明の部品取り付け構造では、穴埋め機能付きナット５はナット本体８と柱状部１０とフランジ部１１と回し操作部１２が一体形成されている。そこで、穴埋め機能付きナット５の先端を内装板２の内側より外装板１の内側へ案内穴６から差し込む。穴埋め機能付きナット５の柱状部１０は、案内穴６より径が小さいので、容易に案内穴６に差し込むことができる。また、穴埋め機能付きナット５の先端が案内穴６から外装板１の内側へ入っても、穴埋め機能付きナット５の後端は内装板２の内側に残っているので、穴埋め機能付きナット５を保持するための特別な工具や技能は必要とせず、作業を容易に進めることができる。そして、穴埋め機能付きナット５はナット本体８が柱状部１０等に一体化されているので、従来のようにナットを取り落とすミスは生じない。

穴埋め機能付きナット５をさらに挿入すると、ナット本体８が相手ボルト７に接する。回し操作部１２を利用して穴埋め機能付きナット５を螺合方向に回すと、ナット本体８が相手ボルト７に螺合していく。

穴埋め機能付きナット５の柱状部１０の長さが取り付け穴９から案内穴６までの距離に相当するので、ナット本体８が相手ボルト７に螺合完了し柱状部１０の先端が外装板１の内側面に密接したとき、柱状部１０の後端のフランジ部１１が内装板２の内側面に密接する。また、フランジ部１１が案内穴６の径よりも大きく径方向に突き出ているので、案内穴６は全面的に目隠しされる。

このように、本発明の部品取り付け構造によれば、ナット本体８を相手ボルト７に螺合させて目的部品４を外装板１に固定する作業と案内穴６を目隠しする作業とが同時に一動作で達成される。従来のように、ナットの締め付けとグロメットの嵌め込みを別々に作業するのに比べて、本発明は、作業を簡素化することができる。特に、メンテナンス時は、グロメットの着脱作業が省略されるので、効果が大きい。

また、従来は、ナットをボルトまで導く途中で取り落としてしまうことがあったが、本発明の部品取り付け構造は、穴埋め機能付きナット５を取り落とすおそれはなく、ナット本体８が落ちることもない。

また、本発明の部品取り付け構造は、ナット本体８とフランジ部１１が一体化されているので、部品点数を削減することができる。

本発明の他の実施形態を説明する。

図３（ａ）〜図３（ｅ）に示した部品取り付け構造において、構造物３は外装板１と内装板２を接合してなる。内装板２の端部が折り曲げられて外装板１の端部に近接され、その内装板２の最終端部が再度折り曲げられて外装板１に面で接し、外装板１の最終端部が折り返されて内装板２の最終端部を挟み込んでいる。この状態で、外装板１と内装板２が接合されている。したがって、外装板１と内装板２の離間距離（例えば、取り付け穴９から案内穴６までの距離）の寸法精度は、折り曲げ等の板金加工の精度に左右される。一方、穴埋め機能付きナット５の寸法精度は、樹脂成型加工の精度である。

図３（ａ）に示した部品取り付け構造は、穴埋め機能付きナット５の柱状部１０の長さが取り付け穴９から案内穴６までの距離よりも少しだけ長い。このため、相手ボルト７全長にナット本体８が螺合しても、フランジ部１１が内装板２の内側面から少し浮いて隙間３１が生じている。部品取り付け構造の仕様が内装板２の内側から見た外観や構造物３の防水・防塵・気密性を特に重視しない仕様であれば、この実施形態でも許容できる。この実施形態では、外装板１の内側が案内穴６から素通しで見えることは防止されていると共に、案内穴６から外装板１の内側に人体の一部や物品が嵌り込むことは防止されている。

図３（ｂ）に示した部品取り付け構造は、穴埋め機能付きナット５の柱状部１０の長さが取り付け穴９から案内穴６までの距離よりも少しだけ短く形成して相手ボルト７の全長まではナット本体８が螺合しないようにし、相手ボルト７に対してナット本体８を締め込むことによってフランジ部１１を内装板２の内側面に密着させたものである。これにより、構造物３の防水・防塵・気密性が高められる。実際には、樹脂成型による穴埋め機能付きナット５の寸法精度と、構造物３における外装板１と内装板２間の寸法精度との兼ね合いとなるが、両者の寸法公差を適宜に設定することにより、この実施形態を実現できる。

図３（ｃ）に示した部品取り付け構造は、図３（ａ）又は図３（ｂ）の実施形態にシール部材を追加したものである。フランジ部１１と内装板２の間にスポンジ等の緩衝材兼シール部材３２を介在させたことにより、図３（ａ）の実施形態で生じた隙間を解消でき、図３（ｂ）の実施形態に対しては気密性をいっそう高めると共に穴埋め機能付きナット５に生じる応力を緩和することができる。

図３（ｄ）に示した部品取り付け構造は、内装板２を案内穴６の周囲でテーパ構造に形成すると共に、穴埋め機能付きナット５のフランジ部１１をテーパ構造に形成したものである。相手ボルト７にナット本体８を締め付けたとき、フランジ部１１が案内穴６の周囲のテーパによく押し付けられる（あるいは食い込む）ので、構造物３の防水・防塵・気密性がより高められる。

図３（ｅ）に示した部品取り付け構造は、図３（ｄ）の部品取り付け構造において、図３（ａ）の部品取り付け構造と同様に、相手ボルト７全長にナット本体８が螺合しても、フランジ部１１が内装板２の案内穴６の周囲のテーパから少し浮いて隙間が生じている。このように、フランジ部１１を案内穴６の周囲のテーパに密着できない場合でも、外観上は隙間が見えにくくなる。

図４（ａ）に示した穴埋め機能付きナット５は、図２と同様に穴埋め機能付き螺子の螺子本体８にナットを使用したものである。

図４（ｂ）に示した穴埋め機能付きボルト４１は、穴埋め機能付き螺子の螺子本体４２にボルトを使用したものである。この場合、目的部品には相手螺子としてナットが形成され、螺子本体であるボルト４２が外装板１の内側から取り付け穴９を通して外装板１の外側（目的部品のナット内）に出ることになる。

図５（ａ）に示した穴埋め機能付き螺子５１は、回し操作部１２がフランジ部１１よりも後方に凸状に突き出たものである。この穴埋め機能付き螺子５１は、回し操作部１２が六角柱状あるいは四角柱状に形成され、ボックスドライバ、ボックスレンチなどで回しやすくなっている。

図５（ｂ）に示した穴埋め機能付き螺子５１は、回し操作部１２がフランジ部１１の中央で凹状に凹んだものである。この穴埋め機能付き螺子５１は、回し操作部１２が六角柱穴状あるいは四角柱穴状に形成され、角柱状のドライバで回しやすくなっている。

図５（ｃ）に示した穴埋め機能付き螺子５１は、回し操作部１２がフランジ部１１の中央に＋状の溝を設けることで実現されている。この穴埋め機能付き螺子５１は、プラスドライバで回しやすくなっている。

図５（ｄ）に示した穴埋め機能付き螺子は、フランジ部１１が後方に丸く膨らみ、いわゆるナベネジの頭部のように形成されたものである。回し操作部１２は、フランジ部１１の膨らみの中央に＋状の溝を設けることで実現されている。この穴埋め機能付き螺子５１は、プラスドライバで回しやすくなっている。

図５（ｅ）に示した穴埋め機能付き螺子５１は、回し操作部１２がフランジ部１１の中央に＊状のトルクス溝（トルクスは登録商標）を設けることで実現されている。この穴埋め機能付き螺子５１は、ドライバの外れによる溝の損傷が防止される。

図５（ｆ）に示した穴埋め機能付き螺子５１は、回し操作部１２がフランジ部１１の径方向に延び円弧状に凹んだコイン溝を設けることで実現されている。この穴埋め機能付き螺子５１は、貨幣を用いて回すことができ、手近に工具がないときに便利である。

図５（ｇ）に示した穴埋め機能付き螺子５１は、回し操作部１２がフランジ部１１の外周に鋸歯状の滑り止めを設けることで実現されている。この穴埋め機能付き螺子５１は、手で回すことができ、手近に工具がないときに便利である。

本発明の具体的な実施形態として自動車に適用した場合を説明する。

図６は本発明を適用する自動車のドアパネルの部分断面の輪郭線図である。図６に示されるように、外装板であるアウタパネル６１と内装板であるインナパネル６２とを接合してなる自動車のドアパネル６３において、アウタパネル６１の外側面にウィンカ等の外装部品６４を装着固定するために螺子としてナットを使用する。ナットは、穴埋め機能付きナット６５にナット本体６８として埋設される。

ナット本体６８と螺合する相手ボルト６７が外装部品６４に一体化されており、アウタパネル６１には相手ボルト６７が通る取り付け穴６９が形成され、インナパネル６２には穴埋め機能付きナット６５をアウタパネル６１の内側から相手ボルト６７に導くための案内穴６６が形成される。

穴埋め機能付きナット６５は、外装部品６４に一体化された相手ボルト６７に螺合するナット本体６８と、ナット本体６８が先端に埋設され先端から後端までの長さが取り付け穴６９から案内穴６６までの距離に相当し径が案内穴６６より小さい柱状部７０と、柱状部７０の後端から径方向に案内穴６６の径よりも大きく突き出たフランジ部７１と、柱状部７０の後端に形成された回し操作部７２とを有する。

この実施形態では、アウタパネル６１及びインナパネル６２は、樹脂成型品である。アウタパネル６１の外装部品６４を装着する箇所は、外側面が内側に窪んで外装部品６４の装着座７３を形成している。アウタパネル６１は装着座７３の内側の中央付近はインナパネル６２に向かって延びた円筒壁７５になっている。この円筒壁７５は穴埋め機能付きナット６５を案内する機能を有する。

外装部品６４は、ドーム７７と底板７８とを嵌め合わせてなり、底板７８に相手ボルト６７の頭部が埋設されている。相手ボルト６７の頭部は取り付け穴６９よりも径が大きい。底板７８と装着座７３との隙間にシール材７９が介装されている。

以上のように、自動車のドアパネルに外装部品６４を装着固定する構造に本発明を適用すると、外装部品６４の着脱の作業を簡素化すると共に部品点数を削減する効果がある。

この実施形態では、ドアパネルのレイアウト上、インナパネル６２に広い平面を確保することが難しい。このため、案内穴６６の径が小さくなる。従来のように、案内穴６６からナットを入れてアウタパネル６１の内側から相手ボルト６７に導こうとしても指が入れにくく、また、相手ボルト６７から外したナットを案内穴６６から取り出すのも容易でない。その点、本発明による穴埋め機能付きナット６５は、案内穴６６の外から取り扱うことができるので、本実施形態は特に有効である。

本発明の一実施形態を示す部品取り付け構造の概念図である。 （ａ）は本発明の穴埋め機能付きナットの断面図、（ｂ）は穴埋め機能付きナットを用いた部品取り付け構造の断面図である。 （ａ）〜（ｅ）は、本発明の部品取り付け構造を適用した構造物の断面図である。 （ａ）は、本発明の穴埋め機能付きナットの断面図であり、（ｂ）は、本発明の穴埋め機能付きボルトの断面図である。 （ａ）〜（ｇ）は、本発明の穴埋め機能付き螺子の端面図と側面図である。 本発明を適用する自動車のドアパネルの部分断面輪郭線図である。 従来の部品取り付け構造における固定前の概念図である。 従来の部品取り付け構造における固定後の概念図である。

符号の説明

１ 外装板
２ 内装板
３ 構造物
４ 目的部品
５ 穴埋め機能付きナット（穴埋め機能付き螺子）
６ 案内穴
７ 相手ボルト（相手螺子）
８ ナット本体（螺子本体）
９ 取り付け穴
１０ 柱状部
１１ フランジ部
１２ 回し操作部

Claims (3)

1. 間隔を隔てた第一の壁板と第二の壁板とを有する構造物の上記第一の壁板の上記第二の壁板とは反対側面に目的部品を装着固定するために螺子を使用する部品取り付け構造であって、該螺子と螺合する相手螺子が上記目的部品に一体化されており、上記第一の壁板には上記螺子と上記相手螺子の一方のみが通る取り付け穴が形成され、上記第二の壁板には上記螺子を上記第一の壁板の上記第二の壁板側から上記相手螺子に導くための案内穴が形成された部品取り付け構造において、
   上記螺子は、上記相手螺子に螺合する螺子本体と、該螺子本体が先端に埋設され先端から後端までの長さが上記取り付け穴から上記案内穴までの距離に相当し径が上記案内穴より小さい柱状部と、該柱状部の後端から径方向に上記案内穴の径よりも大きく突き出たフランジ部と、上記柱状部の後端に形成された回し操作部とを有することを特徴とする部品取り付け構造。
2. 上記第一の壁板が上記構造物の外側に配置される外装板であり、上記第二の壁板が上記構造物の内側に配置される内装板とであることを特徴とする請求項１記載の部品取り付け構造。
3. 相手螺子に螺合する螺子本体と、該螺子本体が先端に埋設され先端から後端までの長さと径が所定の大きさに形成された柱状部と、該柱状部から径方向に所定の径まで突き出たフランジ部と、上記柱状部の後端に形成された回し操作部とを有することを特徴とする穴埋め機能付き螺子。

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