JP6340461B2 - 締結構造およびピン部材 - Google Patents

Description

本発明は、締結部材を用いて被締結部材を締結させた後に被締結部材と締結部材とが回転してしまう問題を解決する締結構造およびピン部材に関する。

複数の部材から組み立てられた組立体を製造するために、ビス、リベット、ボルトナットを用いた乾式接合による締結や、溶接による接合が行なわれている。ボルトとナットとを用いた締結においては、締結時にボルトとナットとで共回りが発生することがあるが、締結時の共回りを解消する方法については特許文献１や特許文献２で提案されている。

上記特許文献１や特許文献２でいう「共回り」とは、ボルトとナットのように、一方を回転させると回転してほしくない他方の部材が回転してしまうことであり、例えばナット側を締める際にボルト側が緩んでしまう等が挙げられる。

ところで、振動の影響が大きい場所、例えば航空機、新幹線、貨車、レール締結部や高速道路上に設置される道路標示版等においては、対象部材をボルトナット等で締結する際に発生する上記のような共回りだけでなく、締結後においても高い強度、高い耐振動性が求められている。

そこで特許文献３や非特許文献１では、ピンとカラーを含み、カラーがピンのロック用溝にスエージング（スエージ加工）されるスエージ型のツーピースファスナーが提案されている。

特許文献３および非特許文献１に記載のファスナーは、工具を使用してピン部材とカラー部材との間に軸方向の相対的な力を作用させることにより、カラー部材がピン部材の溝部分にスエージングされ、部材の接合を可能としている。これにより高い強度、高い耐振動性がもたらされている。

しかし、特許文献３および非特許文献１に記載のピンでは、接合がピン支点となるため、１点留めを行なった場合に部材どうしの回転が発生してしまう（図７参照）。そこで、部材どうしの回転を防止するための施工として、ピンの２点留めが行なわれている（図８参照）。図８に示すように、２点留めを行うことにより部材どうしの回転を抑制することができる。

しかしながら、２点留めを行うことにより部材どうしの回転を抑制することができるものの、部材に２点ずつ孔を開けることは下穴を開ける工程が必要となりコスト高となる上、複数の孔を開けることで部材の強度低下につながる虞がある。また、２点留めを行うためには、ファスナーどうしの支点間距離を確保するために対象部材の寸法を不本意に大きくする必要があることから、部材の重量アップや余計なコストがかかる要因となっていた（図９参照）。

一方、特許文献４には、第１対象物と第２対象物との接続部における回転運動を防止して固定強度を増加させるために、締結構造の挿通孔及びコネクタを角状に形成する技術が記載されている。

特許第２８３５４８５号 特許第４９３６１９６号 特許第４６８６１３０号 アルコア・ファスニングシステムズ事業部、"ハック締結システムの揺るぎない世界"、［online］、アルコア・ファスニングシステムズ事業部、［平成２８年７月１２日検索］、インターネット＜ＵＲＬ：http://www.asia.afshuck.net/jp/Fasteners.html＞ 国際公開第２０１５／１１７２５３号（第４３頁第１行−第４４頁第１０行，第９−１３図を参照）

頭部および軸部を有するピン部材を挿通孔に挿通させたのちにカラーでスエージングする場合、特許文献４に記載された技術を採用し、挿通孔および軸部を角状に形成することで、２点留めを行うことなく部材どうしの回転を抑制することは可能であると考えられる。

しかし、挿通孔および軸部を角状に形成した場合、挿通孔と軸部との互いの向きをあわせる必要がある。とくに、ピン部材が頭部を有する場合、頭部によって軸部を視認し難くなるため、作業効率が低下してしまう。

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、２点留めを行うことなく部材どうしを締結するにあたり、部材どうしの回転を防止するとともに高い強度・耐振動性を保持可能ならしめる部材どうしの締結を、容易に行うことができる締結構造およびピン部材を提供することを目的とする。

本発明は、第１の被締結部材及び第２の被締結部材に形成された挿通孔にピン部材を挿通させたのち、当該ピン部材にカラー部材を外挿して前記第１の被締結部材と前記第２の被締結部材とを締結させる締結構造であって、前記ピン部材は、前記挿通孔に挿通可能な軸部と、頭部とを有するとともに、前記軸部は、前記頭部側において前記挿通孔に内挿される内挿部と、前記頭部とは反対側において、当該軸部の長手方向に対して直交する断面形状が円形の非螺旋状の溝が形成される溝部とを有し、前記カラー部材は、前記溝部に外挿されたのち、内壁が前記溝部の溝形状にくいこむようにスウェージ加工されるものであり、前記内挿部は、前記軸部が前記挿通孔に挿通された状態で前記ピン部材が前記第１の被締結部材及び前記第２の被締結部材に対して回転しないよう、前記軸部の長手方向に対して直交する断面形状が多角形であるとともに前記挿通孔と対向する面が平面であり、前記挿通孔が前記軸部の長手方向に対して直交する断面形状と対応する多角形であり、前記長手方向に見たときの前記頭部の形状が、前記長手方向に対して直交する前記軸部の前記内挿部の断面形状と前記溝部の断面形状とのうち、前記内挿部の断面形状を当該長手方向に沿って平行移動しつつ径方向に拡大した略相似形であることを特徴とする締結構造である。

本発明に係る締結部材は、ピン部材と当該ピン部材を覆うカラー部材とを備えている。ピン部材の軸部には周方向に溝が設けられているが、この溝の形状は従来のネジのように螺旋状ではない。螺旋状であれば、ピン部材の先端からピン頭部の方向へ溝を辿っていくと、一本の途の如く連なっているが、本発明に係るピン部材の溝は、一つひとつの溝が各レーンで独立しており、隣り合った溝どうしはつながっていない（連ならない）態様である。この溝の形状により、ピン部材と後述するカラー部材とを係合後、振動の大きい場所であっても、一般的なネジのようにねじ込んだ方向と逆方向に緩むリスクを防止することができる。

上記ピン部材を、締結させる複数の被締結部材（第１の被締結部材および第２の被締結部材）に予め開けておいた挿通孔に挿通させ、突出したピン部材の溝部を覆う態様でカラー部材を外挿させる。その上でカラー部材を縮径させるとピン部材に設けられた溝とカラー部材の内壁とが係合する。これにより、上記ピン部材を用いて上記第１の被締結部材および第２の被締結部材を締結させることができる。

上記のように、上記ピン部材を上記第１の被締結部材および上記第２の被締結部材に挿通させた状態では上記ピン部材が上記第１の被締結部材及び上記第２の被締結部材との中で回転（回動）することがないので、被締結部材と締結部材とを締結させた後であっても、振動等の影響でそれらが回転したり、ピン部材が緩んだりすることを防止することができる。

ここで、「ピン部材が前記第１の被締結部材及び前記第２の被締結部材に対して回転（回動）しない」とは、上記ピン部材を上記第１の被締結部材および上記第２の被締結部材に挿通させた状態でピン部材を回転させる等によりねじ込む（または緩む）などの動作ができないことをいう。これは、上記ピン部材の形状が一般的なネジのように軸断面の形状が略真円ではなく、軸部の長手方向に対して直交する断面形状が、多角形または周方向に沿って径が変化する円形（例えば楕円形）に構成されており、被締結部材にも対応する挿通孔６が形成されていることで実現可能となる。これにより、被締結部材を締結部材で締結した後に、振動等の影響で緩んだり被締結部材と締結部材とが共回りしたりするのを防止することができる。なお、本明細書において軸断面とは、ピン部材の軸方向に対して垂直な断面、の意味である。

ところで、軸断面の形状および挿通孔の形状が多角形または周方向に沿って径が変化する円形である場合、頭部によって軸部を視認し難く、作業効率が低下してしまうおそれがある。この点、本発明では、ピン部材の頭部が、軸部の長手方向に対して直交する断面形状の略相似形である。そのため、軸部を被締結部材の挿通孔に挿通させる際に、軸部を視認し難かったとしても、頭部の向きを挿通孔の向きにあわせることによって、軸部を、容易に挿通孔に挿通させることができ、作業効率を向上させることが可能となる。

本発明は、頭部および軸部を有し、当該軸部の長手方向に対して直交する断面形状と対応する挿通孔がそれぞれに形成された第１の被締結部材と第２の被締結部材とを少なくとも有する被締結部材の締結に用いられ、前記挿通孔に挿通させたのちカラー部材が外挿されるピン部材であって、前記軸部は、前記頭部側において前記挿通孔に内挿される内挿部と、前記頭部とは反対側において、当該頭部の長手方向に対して直交する断面形状が円形の非螺旋状の溝が形成される溝部とを有し、前記カラー部材は、前記溝部に外挿されたのち、内壁が前記溝部の溝形状にくいこむようにスウェージ加工されるものであり、前記内挿部は、前記挿通孔に挿通された状態において前記第１の被締結部材及び前記第２の被締結部材に対して回転しないよう、長手方向に対して直交する断面形状が多角形であるとともに前記挿通孔と対向する面が平面であり、前記挿通孔が前記軸部の長手方向に対して直交する断面形状と対応する多角形であり、前記長手方向に見たときの前記頭部の形状が、前記長手方向に対して直交する前記軸部の前記内挿部の断面形状と前記溝部の断面形状とのうち、前記内挿部の断面形状を当該長手方向に沿って平行移動しつつ径方向に拡大した略相似形であることを特徴とするピン部材である。

本発明のピン部材は、従来のネジやボルトのように、軸部の長手方向に連続して連なる溝（すなわち螺旋状の溝）が設けられているのではなく、ピン軸部において隣接する溝どうしが連ならない態様で（すなわち非螺旋状に）設けられている。

さらに本発明のピン部材の軸断面の形状は、軸部の長手方向に対して直交する断面形状が、多角形または周方向に沿って径が変化する円形（例えば楕円形）となっている。

被締結部材（第１の被締結部材と第２の被締結部材）には、ピン部材の軸形状に合わせた挿通孔６（例えば、四角形等の角状）を開けておくことにより、ピン部材を挿通させた状態でピン部材が挿通孔内で回転することができない。これにより、被締結部材と締結部材とが共回りするのを防止することができる。

しかし、軸断面の形状および挿通孔の形状を、多角形または周方向に沿って径が変化する円形にした場合、頭部によって軸部を視認し難く、作業効率が低下してしまうおそれがある。この点、本発明では、ピン部材の頭部が、軸部の長手方向に対して直交する断面形状の略相似形である。そのため、軸部を被締結部材の挿通孔に挿通させる際に、軸部を視認し難かったとしても、頭部の向きを挿通孔の向きにあわせることによって、軸部を、容易に挿通孔に挿通させることができ、作業効率を向上させることが可能となる。

２点留めを行うことなく部材どうしを締結するにあたり、部材どうしの回転を防止するとともに高い強度・耐振動性を保持可能ならしめる部材どうしの締結を、容易に行うことができる締結構造およびピン部材を提供することができる。

本実施形態における締結部材（ピン部材およびカラー部材）を示す図である。 本実施形態におけるピン部材およびカラー部材の斜視図である。 ピン軸部の長手方向（図２に示されるＸ方向）に見たときのピン頭部の形状を示す図である。 本実施形態の締結部材を用いた被締結部材の締結手順を示す図である。 本実施形態の締結部材を用いた被締結部材の締結手順を示す図である。 本実施形態の締結部材を用いた被締結部材の締結手順を示す図である。 本実施形態の締結部材を用いた被締結部材の締結手順を示す図である。 本実施形態の締結部材を用いた被締結部材の締結手順を示す図である。 本実施形態におけるピン部材の変形例を示す斜視図である。 本実施形態におけるピン部材の変形例を示す斜視図である。 従来のピンを用いて１点留めを行なった場合を示す模式図である。 特許文献３に記載のピンを用いて２点留めを行なった場合を示す模式図である。 従来のピンを用いるために部材に下穴を開ける作業を行なったことを示す図である。

以下、本発明の実施の形態に係る締結部材１について図１〜図３を用いて説明する。図１に示すように、本実施形態に係る締結部材１は、ピン部材１０とカラー部材３０とを備えている。そして、ピン部材１０は、ピン頭部１２とピン軸部１４とを有しており、ピン軸部１４は、柱部１６、溝部１８、および先端山部２０を有している。ピン部材１０とカラー部材３０とを用いて被締結部材４（図４Ａを参照）を締結する方法については後述する。

図２は、本実施形態におけるピン部材およびカラー部材の斜視図である。図２に示すように、本発明の実施の形態に係るピン部材１０は、ピン頭部１２およびピン軸部１４の軸断面の形状（ピン軸部１４の長手方向（図２に示されるＸ方向）に対して直交する断面形状）が四角形に形成されている。このように、ピン軸部１４の軸断面の形状が四角形に形成されているのは、ピン部材１０を後述する被締結部材４の挿通孔６（図４Ａを参照）に挿通させた状態で、被締結部材４に対してピン部材１０が回転してしまうことを防止するためである。

ただし、ピン軸部１４の軸断面の形状は、必ずしも全長にわたって四角形に形成されている必要はなく、ピン部材１０を被締結部材４（第１の被締結部材４ａおよび第２の被締結部材４ｂ）の挿通孔６（図４Ａを参照）に挿通させた状態で、軸断面の形状が四角形である柱部１６が第１の被締結部材４ａおよび第２の被締結部材４ｂにまたがっていれば、被締結部材４に対してピン部材１０が回転することを防止できる。

このように、第１の被締結部材４ａおよび第２の被締結部材４ｂにまたがって接する部位（本例の柱部１６）のピン軸部１４の断面を角状に構成するとともに、後述する挿通孔６をピン軸部１４に対応する形状（ピン部材１０の軸部１４を挿通孔６に挿通させたときに、軸部１４の外周と挿通孔６の内周とがほぼ当接する形状）とすることで、締結後に第１の被締結部材４ａおよび第２の被締結部材４ｂのいずれについてもピン部材１０と互いに回転（回動）してしまうことを防止することができる。

なお、柱部１６は後述するカラー部材３０と係合する部位ではないため、溝部１８のように溝が形成されている必要はないが、仮に柱部１６の根元から溝が形成されていたとしても差し支えない。

また、ピン軸部１４の軸断面の形状は、四角形に限られず、四角形以外の形状、例えば、三角形、五角形、六角形、八角形等の多角形であってもよいし、周方向に沿って径が変化するのであれば円形（例えば楕円）であってもよい。言い換えれば、ピン部材１０を挿通孔６に挿通させたときに（締結時も含む）、被締結部材４（第１の被締結部材４ａおよび第２の被締結部材４ｂ）に対してピン部材１０が回転することができない形状であればよい。

また、ピン軸部１４のうち、ピン部材１０を挿通孔６に挿通させたときに被締結部材４から突き出た部分（溝部１８、先端山部２０）の軸断面は、必ずしも角状に形成されている必要はない。被締結部材４から突き出たピン部材１０のうち特に溝部１８は、後述するカラー部材３０と係合しやすい形状、例えば軸断面が円形であっても差し支えない。これは、溝部１８はカラー部材３０と係合できる形状であればよく、被締結部材４と共回りを懸念する部位ではないからである。

本発明の実施の形態における溝部１８の溝形状は、一般的なネジのように螺旋状を構成していない。言い換えると、各溝は各レーンが独立しており、隣り合う溝と連なった形状に構成されていない。各溝はピン軸部１４の軸長さに応じてピン軸部１４の先端付近まで形成されている。

溝部１８の各溝が隣り合う溝と連なった形状ではなく各レーンが独立していることで、被締結部材４と締結させた後に振動等の影響によりピン部材１０がねじ込んだ方向とは逆方向に回転して緩むことを防止することが可能となる。

ピン部材１０と被締結部材４とが回転（回動）しないように構成するためには、被締結部材４（第１の被締結部材４ａおよび第２の被締結部材４ｂ）に開けられた挿通孔６の形状も重要である。例えば、挿通孔６の中心から挿通孔６の内周面までの最小距離が、ピン部材１０の軸部１４の中心からの最大距離よりも大きいと、ピン部材１０及びカラー部材３０を用いて第１の被締結部材４ａと第２の被締結部材４ｂとを締結させたとしても、締結後に被締結部材４に対してピン部材１０が回転してしまうおそれがある。

したがって、挿通孔６の形状は、上述したように柱部１６に対応する形状であることが好ましいが、少なくとも、挿通孔６の中心から挿通孔６の内周面までの最小距離とピン部材１０の軸部１４の中心からの最大距離とが略同じ（軸部１４を挿通孔６に挿通できる程度に略同じ）である必要がある。これにより、ピン部材１０の軸部１４を被締結部材４（第１の被締結部材４ａおよび第２の被締結部材４ｂ）に挿通させたときに、被締結部材４に対してピン部材１０の回転を拘束することが可能となる。

図２に示すカラー部材３０は、ピン部材１０の形状に合わせて内壁の形状を四角形に構成している。カラー部材３０の形状についても、後述するスウェージ加工（スウェージング、かしめ加工とも称する）においてピン部材１０の溝部１８とカラー部材３０とが係合することができる形状であれば差し支えない。

図３は、ピン軸部の長手方向（図２に示されるＸ方向）に見たときのピン頭部の形状の例を示す図である。図３（Ａ）および図３（Ｂ）は本実施形態に含まれるピン部材のピン頭部の形状であり、図３（Ｃ）は、本実施形態に含まれないピン部材のピン頭部の形状である。

また、図３（Ａ）に示されるように、ピン頭部１２は、ピン軸部１４の長手方向（以下、単に「長手方向」と称する）に見たときの形状が、ピン軸部１４の軸断面の形状を拡大した相似形であることを要する。図３（Ａ）の場合、具体的には、ピン頭部１２はピン軸部１４の断面形状よりも径方向に大きな四角形（より詳しくは正方形）である。このように、長手方向に見たときのピン頭部１２の形状を軸部より大きくして、例えば四角形等の多角形とすることにより、ピン部材１０自体の転がり落下のリスクを抑制することができる。

なお、長手方向に見たときのピン頭部１２の形状は、必ずしも四角形である必要はなく、ピン軸部１４の軸断面の形状の略相似形であればよい。略相似形とは、したがって、ピン軸部１４の軸断面の形状が例えば正方形である場合には、長手方向に見たときのピン頭部１２の形状は、上記の断面形状よりも径方向に大きな正方形であることが好ましい。

また、図３（Ｂ）に示されるように、軸断面の形状が例えば楕円形のピン軸部１４１を有するピン部材１０１の場合、長手方向に見たときのピン頭部１２１の形状は、上記の断面形状よりも径方向に大きな楕円形であることが好ましい。

また、図３（Ａ）に示されるように、長手方向に見たときのピン頭部１２の角部の位置（中心Ｏの回りの回転方向位置）は、ピン軸部１４の軸断面における角部の位置（中心Ｏの回りの回転方向位置）と一致している。図３（Ｂ）に示されるように、長手方向に見たときのピン頭部１２の楕円における長径と短径の位置（中心Ｏの回りの回転方向位置）は、ピン軸部１４の軸断面における長径と短径のそれぞれの位置（中心Ｏの回りの回転方向位置）と一致している。すなわち、本発明の実施形態においては、ピン頭部１２，１２１は、ピン軸部１４，１４１の軸断面の形状を、長手方向に沿って平行移動しつつ径方向に拡大した形態を有し、長手方向における中心Ｏの回りの回転を含まない。

一方、図３（Ｃ）は本実施形態に含まれないピン軸部とピン頭部の形状の一例を示している。すなわち、図３（Ｃ）のピン頭部の形状は、長手方向に見たときのピン頭部１２２の角部の位置（中心Ｏの回りの回転方向位置）と、ピン軸部１４２の軸断面の角部の位置（中心Ｏの回りの回転方向位置）とが一致していない。これは、ピン頭部１２２が、ピン軸部１４２の軸断面の形状を長手方向に沿って平行移動しつつ径方向に拡大しただけではなく、長手方向における中心Ｏの回りの回転を含むためである。

ピン頭部の断面形状が、ピン軸部の断面形状を長手方向にそって平行移動しつつ、長手方向における中心Ｏの回りの回転を含まずに、径方向に拡大した形状を有することによって、ピン部材１０自体が転がり落下するリスクを抑制できるだけでなく、ピン部材１０を用いた締結構造においては、ピン部材の軸部を挿通孔に挿通させる際に軸部を容易に挿通孔に挿通させることができ、作業効率を向上させることが可能になる。

本発明の締結部材を用いた被締結部材の締結手順を、図４Ａ〜図４Ｅを用いて説明する。説明上、ピン部材１０が被締結部材４の挿通孔６に挿通させていることが確認できるよう、被締結部材４の断面から見た図（断面表記は省略）としている。

図４Ａに示すように、まずピン部材１０を被締結部材４の挿通孔６に挿通させる。このとき、ピン軸部の軸断面の形状および挿通孔の形状が真円であれば、ピン軸部を挿通孔に挿通させることに困難は伴わない。しかし、本実施形態では、ピン軸部１４の軸断面の形状および挿通孔６が四角形である。さらに、ピン軸部１４の径よりもピン頭部１２の径の方が大きいため、図４Ａに示されるＸ方向に見たとき、ピン軸部１４を視認し難い。そのため、ピン軸部１４を挿通孔６に挿通させることに困難を伴い、作業性が低下するおそれがある。このような課題は、ピン軸部の軸断面の形状および挿通孔の形状が四角形である場合に限られず、ピン軸部の軸断面の形状および挿通孔の形状が多角形や周方向に沿って径が変化する円形の場合にも生じうる。

この点、本実施形態では、図３（Ａ）に示されるように、ピン軸部１４の長手方向に見たときのピン頭部１２の形状が、ピン軸部１４の軸断面の形状よりも径方向に大きく且つ当該断面形状の略相似形の四角形である。さらにこれに加えて、長手方向に見たときのピン頭部１２の角部の位置（中心Ｏの回りの回転方向位置）が、ピン軸部１４の軸断面における角部の位置と略同じである。そのため、ピン軸部１４を被締結部材４の挿通孔６に挿通させる際に、ピン軸部１４を視認し難かったとしても、ピン頭部１２の向きを挿通孔６の向きにあわせることによって、ピン軸部１４を、容易に挿通孔６に挿通させることが可能となる。なお、図３（Ｂ）に示されるピン部材１０１においても同様の作用効果を奏する。

そして、図４Ｂに示すように被締結部材４の挿通孔６にピン部材１０を挿通させて突き出た溝部１８を覆うようにカラー部材３０を外挿する。このときのカラー部材３０の内壁には溝部１８と係合する凸凹等は形成されていない。つまりカラー部材３０を溝部１８に外挿させただけでは、ピン部材１０がカラー部材３０から脱落してしまう状態である。

図４Ｃ〜図４Ｅは、カラー部材３０のスウェージ加工について説明した図である。説明上、図４Ｃ〜図４Ｅにおける挿通孔６およびカラー部材３０は、一部断面図（断面表記は省略）としている。スウェージ加工に用いる工具の詳細は省略する。

スウェージ加工に用いる取付け工具４０として、例えばＢｏｂＴａｉｌ^{（登録商標）}（米国Ａｌｃｏａ Ｆａｓｔｅｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍｓ社製）を用いる。取付け工具４０のつかみ工具（図示しない）がピン部材１０の先端山部２０をつかみ、取付け工具４０側に引き込む（図４Ｃ参照）。なお、先端山部２０とは、ピン部材１０のうち、先端部分の溝部３山程度のことを指す（図１を参照）。取付け工具４０のつかみ工具がピン部材１０の先端山部２０をつかみ、取付け工具４０側に引き込むことにより、ピン部材１０が引き伸ばされる。

そしてスウェージ用アンビル（図示しない）がカラー部材３０を包み込み、ピン部材１０の溝部１８の方向（内側）にかしめ込む（スエージング）。これにより、カラー部材３０とピン部材１０との間の隙間が埋まり、かつカラー部材３０の内壁にピン部材１０溝部１８の溝形状が食い込むようにかしめられる（図４Ｄを参照）。スウェージ加工が行なわれることで、カラー部材３０の径が縮径される。カラー部材３０は縮径されて全長は伸び、上記の通りピン部材１０が引き伸ばされることにより締結部材に軸力を発生させる。

上記の通り、取付け工具４０を用いたカラー部材３０のピン部材１０へのかしめ込み（図４Ｅの拡大図を参照）が完了すると、取付け工具４０をピン部材１０から離す。上記の工程を経て、ピン部材１０と被締結部材４（第１の被締結部材４ａおよび第２の被締結部材４ｂ）との締結が完了する。

上記のとおり、本実施形態に係るピン部材１０の角状形状により被締結部材４との共回りを防止することが可能であり、ピン部材１０の溝部１８の溝が非螺旋状であることからカラー部材３０と係合した後に一般的なネジのように緩むことを防止することが可能であり、カラー部材３０でピン部材１０をかしめ込むことで振動の強い場所においても強固に固定を維持することが可能である。

すなわち、本実施形態に係る締結構造は、
被締結部材４ａ（第１の被締結部材）及び被締結部材４ｂ（第２の被締結部材）に形成された挿通孔６にピン部材１０，１０１を挿通させたのち、当該ピン部材１０，１０１にカラー部材３０を外挿して前記第１の被締結部材４ａと前記第２の被締結部４ｂとを締結させる締結構造であって、
前記ピン部材１０，１０１は、非螺旋状の溝が形成されるとともに前記挿通孔６に挿通可能なピン軸部１４，１４１（軸部）と、ピン頭部１２，１２１（頭部）とを有し、
前記ピン軸部１４，１４１が前記挿通孔６に挿通された状態で前記ピン部材１０，１０１が前記第１の被締結部材４ａ及び前記第２の被締結部材４ｂに対して回転しないよう、前記ピン軸部１４，１４１の長手方向に対して直交する断面形状が多角形または周方向に沿って径が変化する円形であるとともに、前記挿通孔６が前記ピン軸部１４、１４１の長手方向に対して直交する断面形状と対応する形状であり、
前記ピン頭部１２，１２１は、前記ピン軸部１４，１４１の長手方向に対して直交する断面形状の略相似形である
ことを特徴とするものである。

さらに詳述すると、本実施形態に係る締結構造は、
ピン頭部１２，１２１（頭部）および長手方向に溝部１８が形成されたピン軸部１４，１４１（軸部）を有するピン部材１０，１０１と、前記ピン軸部１４，１４１に外挿されるカラー部材３０と、少なくとも前記ピン部材１０，１０１と前記カラー部材３０とを用いて互いに締結される被締結部材４ａ（第１の被締結部材）及び被締結部材４ｂ（第２の被締結部材）と、を備え、
前記ピン軸部１４，１４１を、前記被締結部材４ａ（第１の被締結部材）及び前記被締結部材４ｂ（第２の被締結部材）それぞれの挿通孔６に挿通させ、前記ピン軸部１４，１４１のうち前記被締結部材４ａ（第１の被締結部材）及び前記被締結部材４ｂ（第２の被締結部材）から突出した当該ピン軸部１４，１４１に形成された溝部１８に前記カラー部材３０を外挿し、該外挿したカラー部材３０を縮径させて当該ピン軸部１４，１４１に形成された溝部１８と当該カラー部材３０とを係合させることで前記被締結部材４ａ（第１の被締結部材）と前記被締結部材４ｂ（第２の被締結部材）とが締結される締結構造であって、
前記ピン軸部１４，１４１が前記挿通孔６に挿通された状態で前記ピン部材１０，１０１が前記第１の被締結部材４ａ及び前記第２の被締結部材４ｂに対して回転しないよう、前記ピン軸部１４，１４１の長手方向に対して直交する断面形状が多角形または周方向に沿って径が変化する円形であるとともに、前記挿通孔６が前記ピン軸部１４、１４１の長手方向に対して直交する断面形状と対応する形状であり、
前記ピン頭部１２，１２１は、前記ピン軸部１４，１４１の長手方向に対して直交する断面形状の略相似形であり、
前記ピン軸部１４，１４１に形成された溝部１８は、隣接する溝部と連ならない態様で非螺旋状に形成されることで、当該ピン部材１０，１０１の溝部と前記カラー部材３０とが係合された状態で、前記ピン部材１０，１０１の長手方向に対して当該カラー部材３０が移動しないように構成されるとともに、前記ピン軸部１４，１４１が前記被締結部材４ａ（第１の被締結部材）及び前記被締結部材４ｂ（第２の被締結部材）それぞれの挿通孔６に挿通された状態で、前記ピン部材１０，１０１と、前記被締結部材４ａ（第１の被締結部材）及び前記被締結部材４ｂ（第２の被締結部材）とが回転しないよう構成されてなることを特徴とするものである。

このような締結構造によれば、ピン部材１０，１０１及びカラー部材３０を用いて第１の被締結部材４ａと第２の被締結部材４ｂとを１点留めで締結させた場合であっても、第１の被締結部材４ａと第２の被締結部材４ｂとが互いに回転することを防止できる。しかも、被締結部材４に対してピン部材１０，１０１が緩むことがないので、第１の被締結部材４ａと第２の被締結部材４ｂとを締結した後においても、第１の被締結部材４ａと第２の被締結部材４ｂとの間で高い締結強度を保持することができる。さらには、ピン軸部１４，１４１を被締結部材４の挿通孔６に挿通させる際に、ピン軸部１４，１４１を視認し難かったとしても、ピン頭部１２，１２１の向きを挿通孔６の向きにあわせることによって、ピン軸部１４，１４１を、容易に挿通孔６に挿通させることができ、作業効率を向上させることが可能となる。

なお、上記の締結構造は、２つの被締結部材（本例で言えば第１の被締結部材４ａ及び第２の被締結部材４ｂ）を締結するための構造に限られず、３つ以上の被締結部材を締結するための構造としても採用できることは言うまでもない。

また、本実施形態に係るピン部材１０，１０１は、
ピン頭部１２，１２１（頭部）およびピン軸部１４，１４１（軸部）を有し、当該ピン軸部１４，１４１の長手方向に対して直交する断面形状と対応する挿通孔６がそれぞれに形成された被締結部材４ａ（第１の被締結部材）と被締結部材４ｂ（第２の被締結部材）とを少なくとも有する被締結部材の締結に用いられるピン部材１０，１０１であって、
非螺旋状の溝が形成されるとともに、前記挿通孔６に挿通された状態において前記第１の被締結部材と前記第２の被締結部材に対して回転しないよう、長手方向に対して直交する断面形状が、多角形または周方向に沿って径が変化する円形に形成されたピン軸部１４、１４１と、
前記ピン軸部１４，１４１の長手方向に対して直交する断面形状の略相似形であるピン頭部１２，１２１と、を有することを特徴とする。

このようなピン部材１０，１０１によれば、被締結部材４ａ（第１の被締結部材）と被締結部材４ｂ（第２の被締結部材）とを１点留めで締結させるために用いた場合に、被締結部材４ａ（第１の被締結部材）と被締結部材４ｂ（第２の被締結部材）とが互いに回転することを防止できる。しかも、本実施形態のピン部材１０，１０１であれば、被締結部材４（被締結部材４ａ（第１の被締結部材）及び被締結部材４ｂ（第２の被締結部材））に対して緩むことがないので、被締結部材４ａ（第１の被締結部材）と締結部材４ｂ（第２の被締結部材）とを締結した後においても、被締結部材４ａ（第１の被締結部材）と被締結部材４ｂ（第２の被締結部材）との間で高い締結強度を保持することができる。しかも、ピン軸部１４，１４１を被締結部材４の挿通孔６に挿通させる際に、ピン軸部１４，１４１を視認し難かったとしても、ピン頭部１２，１２１の向きを挿通孔６の向きにあわせることによって、ピン軸部１４，１４１を、容易に挿通孔６に挿通させることが可能となる。

＜他の実施形態＞
本実施形態に係るピン部材１０は、ピン軸部１４の軸断面の形状について図１〜図４（Ａ〜Ｅ）において角状、例えば四角形のものを記載しているが、これは一例であり、スウェージ加工（かしめ加工）によってカラー部材３０と係合できる形状であればよく、例えば、三角形、五角形、六角形、八角形等であってもよく、角状の一部に円形を含むものであってもよい。

本実施形態に係るピン部材１０のうちカラー部材３０を覆う部位（溝部１８）の形状は、スウェージ加工の取付け工具４０としてＢｏｂＴａｉｌ^{（登録商標）}（米国Ａｌｃｏａ Ｆａｓｔｅｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍｓ社製）を用いるために外周面が円筒形のものを採用しているが、スウェージ加工に差し支えなければ、カラー部材３０の形状はピン軸部１４と同様の形状、例えば、三角形、四角形、五角形、六角形、八角形等であってもよい。

スウェージ加工の方法や装置は、本実施形態にて挙げたものに捉われない。すなわち、カラー部材３０を縮径することができればよく、例えば角状のカラー部材を採用した場合には、対応する二面を先に縮径させた後に残りの対応する二面を縮径するというように、カラー部材の形状に応じて適宜変更することができる。

本実施形態に係るピン部材１０およびカラー部材３０の変形例を図５に示す。図５に示すように、ピン部材１０のピン軸部１４に柱部１６を設けなくとも差し支えない。また、ピン軸部１４全体に溝部を形成していても差し支えない。

また、図６に示すようにピン部材１０の軸形状が、被締結部材４との共回りを防止する必要のある部位が四角形、そして、カラー部材３０とかしめる部位については円筒形の溝部としている。柱部１６の一部に溝部が形成されているが、この溝部は必須の構成ではない。なお、柱部１６全体に溝部が形成されていても差し支えない。

本発明は、各種産業において締結部材として利用することが可能である。

１ 締結部材
２ 従来の締結部材
４ａ 被締結部材ａ（被締結部材４）
４ｂ 被締結部材ｂ（被締結部材４）
６ 挿通孔
１０ ピン部材
１２ ピン頭部
１４ ピン軸部
１６ 柱部
１８ 溝部
２０ 先端山部
３０ カラー部材
４０ 取付け工具

Claims (2)

1. 第１の被締結部材及び第２の被締結部材に形成された挿通孔にピン部材を挿通させたのち、当該ピン部材にカラー部材を外挿して前記第１の被締結部材と前記第２の被締結部材とを締結させる締結構造であって、
   前記ピン部材は、前記挿通孔に挿通可能な軸部と、頭部とを有するとともに、
   前記軸部は、前記頭部側において前記挿通孔に内挿される内挿部と、前記頭部とは反対側において、当該軸部の長手方向に対して直交する断面形状が円形の非螺旋状の溝が形成される溝部とを有し、
   前記カラー部材は、前記溝部に外挿されたのち、内壁が前記溝部の溝形状にくいこむようにスウェージ加工されるものであり、
   前記内挿部は、前記軸部が前記挿通孔に挿通された状態で前記ピン部材が前記第１の被締結部材及び前記第２の被締結部材に対して回転しないよう、前記軸部の長手方向に対して直交する断面形状が多角形であるとともに前記挿通孔と対向する面が平面であり、前記挿通孔が前記軸部の長手方向に対して直交する断面形状と対応する多角形であり、
   前記長手方向に見たときの前記頭部の形状が、前記長手方向に対して直交する前記軸部の前記内挿部の断面形状と前記溝部の断面形状とのうち、前記内挿部の断面形状を当該長手方向に沿って平行移動しつつ径方向に拡大した略相似形である
   ことを特徴とする締結構造。
2. 頭部および軸部を有し、当該軸部の長手方向に対して直交する断面形状と対応する挿通孔がそれぞれに形成された第１の被締結部材と第２の被締結部材とを少なくとも有する被締結部材の締結に用いられ、前記挿通孔に挿通させたのちカラー部材が外挿されるピン部材であって、
   前記軸部は、前記頭部側において前記挿通孔に内挿される内挿部と、前記頭部とは反対側において、当該頭部の長手方向に対して直交する断面形状が円形の非螺旋状の溝が形成される溝部とを有し、
   前記カラー部材は、前記溝部に外挿されたのち、内壁が前記溝部の溝形状にくいこむようにスウェージ加工されるものであり、
   前記内挿部は、前記挿通孔に挿通された状態において前記第１の被締結部材及び前記第２の被締結部材に対して回転しないよう、長手方向に対して直交する断面形状が多角形であるとともに前記挿通孔と対向する面が平面であり、前記挿通孔が前記軸部の長手方向に対して直交する断面形状と対応する多角形であり、
   前記長手方向に見たときの前記頭部の形状が、前記長手方向に対して直交する前記軸部の前記内挿部の断面形状と前記溝部の断面形状とのうち、前記内挿部の断面形状を当該長手方向に沿って平行移動しつつ径方向に拡大した略相似形である
   ことを特徴とするピン部材。