JP6709049B2 - 締結具及び締結構造 - Google Patents

Description

本発明は、締結具及び締結構造に関する。特に、電動工具を利用して、被取付部材の片側から締結具の取付けを行うことができ、また取り付けた締結具を片側から取り外すことのできる締結具及び締結構造に関する。

スリーブ及びスリーブの一端のリベット頭部からなる中空の金属製リベット本体と、リベット本体の貫通孔を通って軸部が延び出る金属製マンドレルとを備えるブラインドリベットは良く知られている。ブラインドリベットは、複数の被取付部材を一方の側からだけの作業で結合できるという利点がある。
ブラインドリベットのリベット本体は、一端にリベット頭部が形成され、リベット頭部から延びる筒状の中空スリーブを有する。ブラインドリベットのマンドレルは、端部にスリーブの内径より大径の頭部と、頭部から延びる細長い軸部を有する。マンドレルは、リベット頭部とは反対側のスリーブの一端部にマンドレルの頭部が隣接配置されて、軸部がリベット本体の貫通孔に挿入され、リベット頭部からマンドレルの軸部が延び出るように組立てられる。

組立てられたブラインドリベットをマンドレルの頭部を先頭にして、パネル等の被取付部材の孔に挿入し、リベット頭部を被取付部材の孔の周囲に当接させる。この状態で、リベット頭部を締結工具で保持して、マンドレルの軸部を把持してリベット頭部側から強く引き抜くと、リベット本体のスリーブの一端部が拡径するように変形し、マンドレルは軸部の細い破断可能部で破断し、リベット頭部と、スリーブの拡径した拡径部の間に被取付部材を締結することができる。

従来のブラインドリベットは、マンドレルの軸部を強い力で引張り、細い破断可能部を破断するため、専用の締結工具が必要であり、破断する時の荷重が一定せず、被取付部材の変形を生じることがあった。
そのため、締結工具を用いてマンドレルを破断することをしない締結具も用いられるようになった。このような締結具は、雄ねじを有するボルトと、リベット頭部と、ボルトの雄ねじと係合する雌ねじが形成されたスリーブとを有するリベット本体とを用い、ボルトを回転させて雄ねじをスリーブの雌ねじに係合させていくことにより、スリーブをリベット頭部側に引き付けて拡径し、リベット頭部と拡径したスリーブとの間に被取付部材を挟んで取り付ける。

特許文献１は、締結部材（リベット本体）と、ボルト部材（ボルト）と、拡径部材とを備えるブラインドボルト（締結具）を開示する。締結部材は、円筒状部と、円筒状部の一端の頭部と、軸方向に貫通するボルト用孔とを有する。ボルト部材は、ボルト用孔に挿入可能であり、雄ねじが形成された軸部と、軸部の一端の頭部とを有する。拡径部材は、雄ねじに螺合する雌ねじが形成され、軸心方向の一方の端部がボルト用孔に侵入可能であり、他方の端部がボルト用孔の内径より大きい。

特許文献１のブラインドボルトを取り付けるには、ボルト部材の軸部が締結部材の頭部の側からボルト用孔に挿入され、締結部材の他端から出た軸部に拡径部材が螺合される。ボルト部材を回転させると、拡径部材が円筒状部を押し広げながら、ボルト用孔内に侵入する。拡径した円筒状部と、締結部材の頭部との間に、板材（被取付部材）が締結される。
特許文献１のブラインドボルトは、締結工具を使用する必要がなく、電動工具を使用して、片側からの作業でブラインドボルトを取り付けることができる。

板材の締結後、ボルト部材を逆回転させることにより、ボルト部材と、拡径部材とを取り外すことができる、しかし、板材は、締結部材の頭部と、拡径した円筒状部との間に挟まれているので、取り外すことができないという問題がある。

特許文献２は、取付部材を被取付部材に取り付けるため、ボルトと、カラーと、座屈ナット（リベット本体）と、ワッシャとを備えるブラインドリベットを開示する。ボルトは、大径のフランジと、フランジに隣接する円柱部と、円柱部に隣接する雄ねじ部とを有する。カラーは、円柱部が通る円形孔と、多角形が形成されている。座屈ナットは、多角形孔に保持される多角形頭部と、多角形頭部に隣接し、拡径させることができる管状部と、管状部に隣接しボルトの雄ねじ部と係合させることができる雌ねじ部とを有する。ワッシャは、ボルトの円柱部の周りでカラーの多角形孔の内側に収容される。

特許文献２のブラインドリベットを取り付けるには、ボルトの雄ねじ部をカラーの円筒孔とワッシャの中心孔に挿入し、座屈ナットに挿入する。ボルトを回転させて、雄ねじ部を座屈ナットの雌ねじ部に係合させておく。
ブラインドリベットを被取付部材の取付孔に挿入し、ボルトを回転させて、雄ねじ部を座屈ナットの雌ねじ部に更に係合させる。座屈ナットの管状部は、拡径して拡径部が形成される。被取付部材は、座屈ナットの多角形頭部と、拡径部との間に挟まれて固定される。更に、ボルトを回転させると、ワッシャが剪断され、取付部材は、カラーの端部と、被取付部材とに間に取り付けられる。
特許文献２のブラインドリベットは、締結工具を使用する必要がなく、電動工具を使用して、片側からの作業でブラインドボルトを取り付けることができる。

取付部材を取り付けた後、ボルトを逆回転させると、取付部材を取り外すとこができる。しかし、被取付部材は、座屈ナットの多角形頭部と、拡径部との間に挟まれているので、取り外すことができない。
特許文献２のブラインドリベットは、特許文献１と同様、被取付部材からブラインドリベットを完全には取り外すことができないという問題がある。
また、取付部材の取付孔は、被取付部材の取付孔より大径にしておく必要がある。

特許文献３は、ボルトと、スリーブ（リベット本体）と、ナットと、ドライブナットとを備えるブラインドボルトファスナーを開示する。ブラインドボルトファスナーは、ドライブナットとスリーブを通ってボルトが延び、ナットと螺合するように組み立てられる。
ドライブナットによりスリーブを抑えて、ボルトの雄ねじをナットの雌ねじに係合させてスリーブのヘッドの側に引き付ける。スリーブが拡径して拡径部が形成され、ワークピース（被取付部材）が締結される。ボルトを更に回転させると、ボルトの頭部が破断溝で破断され、ボルトの頭部とドライブナットが、取り除かれる。
特許文献３のブラインドボルトファスナーを取り付けると、ワークピースが、スリーブの頭部と拡径部との間に挟まれているので、ワークピースからブラインドボルトファスナーを取り外すことはできない。

特許文献１〜３の締結具は、締結工具を使用してマンドレルを破断することなく、市販のボルト締結用の電動工具を用いて、片側からの作業で、ボルトをねじ込むことにより拡径部を形成して、被取付部材に取り付けることができる。
しかし、被取付部材に取り付けた後、締結具を被取付部材から取り外すことはできない。
そのため、被取付部材を取り付けた後、片側からの作業で、完全に取り外すことができる締結具が求められていた。

特開２０１２‐８２８９２号公報 特開２０１３−２４９８５０号公報 米国特許公開第２０１２／００１１７０２号公報

従って、本発明の目的は、市販の電動工具を用いて、片側からの作業で、被取付部材の取り付けを行った後、片側からの作業で、完全に取り外すことができる締結具を提供することである。

この目的を達成するため、本発明の締結具は、ボルトと、アウターナットと、バルブスリーブと、インナーナットとの４部品を備える。アウターナットに対して、インナーナットはスライドすることができるが、回転はしない。ボルトの雄ねじをインナーナットの雌ねじに螺合させていくと、アウターナットと、インナーナットのナット頭部との間で、バルブスリーブが押圧され、拡径部が形成される。アウターナットと拡径部との間に、被取付部材が挟まれて締結される。

本発明の第１の態様は、取付孔が形成された被取付部材を締結するための締結具であって、
ボルト頭部と、前記ボルト頭部に隣接し、雄ねじが形成された軸部と、を有するボルトと、
軸方向に貫通するアウターナット孔と、多角形の外面とを有するアウターナットと、
円筒形で、スリーブ孔が形成されたバルブスリーブと、
軸方向に延びるインナーナット孔を有し、前記インナーナット孔の内側に雌ねじが形成された円筒部と、前記円筒部の一端部に形成されたナット頭部とを有するインナーナットと、を備え、
前記ボルトの前記軸部は、前記インナーナットの前記インナーナット孔に挿入され、前記ボルトの前記雄ねじの一部は、前記インナーナットの前記雌ねじに螺合し、
前記インナーナットの前記円筒部は、前記バルブスリーブの前記スリーブ孔内に位置し、前記円筒部の先端部は前記アウターナットのアウターナット孔内に位置し、
前記インナーナットの前記円筒部の前記先端部は、前記アウターナットに対して、軸方向にスライドすることはできるが、回転することはできないように、前記アウターナット孔内に支持され、
前記バルブスリーブは、前記インナーナットの前記円筒部の外周で、前記アウターナットの一方の面と、前記インナーナットの前記ナット頭部に隣接するナット段部との間に保持されている、ことを特徴とする締結具である。

締結具は、ボルトと、アウターナットと、バルブスリーブと、インナーナットとの４部品を備え、４部品が組み合わされた締結具組立体を構成する。締結具組立体を被取付部材の取付孔に一方の側から挿入し、ボルトの雄ねじをインナーナットの雌ねじに螺合させていくと、アウターナットと、インナーナットのナット頭部との間で、バルブスリーブが両端から押圧されて拡径し、被取付部材を締結することができる。
これにより、専用の締結工具を用いず、市販の電動工具を用いて、片側からの作業で、締結具により被取付部材を容易に締結することができる。
また、同じ電動工具を用いて、片側からの作業で、締結された被取付部材を取り外すことができる。

前記アウターナットの前記アウターナット孔は、断面が多角形であり、
前記インナーナットの前記円筒部の外周面には、前記アウターナット孔の多角形の角数と等しい数だけ、軸方向に等間隔で延びるスライド平面が形成され、前記スライド平面は、前記アウターナット孔の多角形の内面に当接していることが好ましい。

アウターナットのアウターナット孔は断面が多角形であり、インナーナットの円筒部の外周面に、アウターナット孔の多角形の内面に適合するスライド平面が形成されていると、アウターナットに対して、インナーナットが軸方向にスライドするが、回転しないように支持することができる。

前記アウターナット孔の多角形は、六角形であり、前記スライド平面の数は、６であることが好ましい。

前記アウターナットの前記アウターナット孔は、軸方向に延びる複数の凹部が形成され、
前記インナーナットの前記円筒部の外周面には、前記アウターナット孔の前記凹部に係合する、軸方向に延びる複数の凸部が形成されていることが好ましい。

アウターナットのアウターナット孔に、軸方向に延びる複数の凹部が形成され、インナーナットの円筒部の外周面には、アウターナット孔の凹部に適合する軸方向に延びる複数の凸部が形成されていると、アウターナットに対して、インナーナットが軸方向にスライドするが、回転しないように支持することができる。

前記アウターナットの前記アウターナット孔は、軸方向に延びるキー溝が形成され、
前記インナーナットの前記円筒部の外周面には、前記アウターナット孔の前記キー溝に係合し軸方向にスライド可能な、軸方向に延びるキーが形成されていることが好ましい。

前記バルブスリーブは、軸方向中央部の外径と内径が、それぞれ軸方向端部の外径と内径より大きく、軟質金属製であり、前記軸方向中央部が拡径しやすいようになっていることが好ましい。

バルブスリーブが、軟質金属製であり、軸方向中央部が、外径方向に膨らんでいると、軸方向中央部を容易に拡径させることができ、また、拡径部を大きくすることが出来、適合できる被取付部材の板厚の範囲を広げる事が出来る。

前記バルブスリーブ軟質金属製であり、軸方向中央部の肉厚が、軸方向端部の肉厚より薄く、軟質金属製であり、前記軸方向中央部が拡径しやすいようになっていることが好ましい。

バルブスリーブの軸方向中央部の肉厚が、軸方向端部の肉厚より薄いと、軸方向中央部を容易に拡径させることができる。

本発明の第２の態様は、取付孔が形成された被取付部材を締結具により締結した締結構造であって、
ボルト頭部と、前記ボルト頭部に隣接し、雄ねじが形成された軸部と、を有するボルトと、
軸方向に貫通するアウターナット孔と、断面が多角形の外面とを有し、前記ボルトの前記ボルト頭部と、一方の前記被取付部材の表面との間に位置する、アウターナットと、
円筒形で、スリーブ孔が形成されたバルブスリーブと、
軸方向に延びるインナーナット孔を有し、前記インナーナット孔の内側に雌ねじが形成された円筒部と、前記円筒部の一端部に形成されたナット頭部とを有するインナーナットと、を備え、
前記ボルトの前記軸部は、前記インナーナットの前記インナーナット孔に挿入され、前記ボルトの前記雄ねじは、前記インナーナットの前記雌ねじに螺合し、
前記インナーナットの前記円筒部は、前記バルブスリーブの前記スリーブ孔と、前記アウターナットの前記アウターナット孔内に位置し、
前記インナーナットの前記円筒部は、前記アウターナットに対して、回転することはできないように、前記アウターナット孔内に支持され、
前記バルブスリーブは、前記被取付部材の前記取付孔内で、前記インナーナットの前記円筒部の外周で、前記アウターナットの一方の面と、前記インナーナットの前記ナット頭部に隣接するナット段部との間に保持され、前記被取付部材の表面に隣接して前記バルブスリーブの拡径部があり、前記アウターナットの一方の面と、前記拡径部との間に、前記被取付部材が締結されていることを特徴とする締結構造である。

前記アウターナットの前記アウターナット孔は、断面が多角形であり、
前記インナーナットの前記円筒部の外周面には、前記アウターナット孔の多角形の角数と等しい数だけ、軸方向に等間隔で延びるスライド平面が形成され、前記スライド平面は、前記アウターナット孔の多角形の内面に当接していることが好ましい。

本発明によれば、市販の電動工具を用いて、片側からの作業で、被取付部材の取付けを行った後、片側からの作業で、完全に取り外すことができる締結具を提供することが出来る。

本発明の実施形態の締結具の左側面図である。 図１の締結具の一部を断面とした正面図である。 図１の締結具の右側面図である。 図１の締結具の分解斜視図である。 図１の締結具のアウターナットの左側面図である。 図５のアウターナットの一部を断面とした正面図である。 図１の締結具のバルブスリーブの左側面図である。 図７のバルブスリーブの断面図である。 図１の締結具のインナーナットの左側面図である。 図９のインナーナットの一部を断面とした正面図である。 図１の締結具を被取付部材の取り付けた状態の斜視図である。 図１１の締結具の別の方向から見た斜視図である。 図１１の締結具の一部を断面とした正面図である。 図１１の状態から締結具を取り外す中間段階の斜視図である。 図１４の状態から締結具を完全に取り外した段階の斜視図である。

（実施形態）
以下、図面を参照して、本発明の実施形態による締結具1について説明する。締結具1は、ボルト10と、アウターナット20と、バルブスリーブ30と、インナーナット40とを備える。本明細書では、ボルト10と、アウターナット20と、バルブスリーブ30と、インナーナット40とを組み立て、締結前のものを締結具組立体1aという。
図１は、本発明の実施形態の締結具組立体1aの左側面図である。図２は、締結具組立体1aの一部を断面にした正面図である。図３は、締結具組立体1aの右側面図である。図４は、締結具1の分解斜視図である。

締結具1を構成するボルト10と、アウターナット20と、バルブスリーブ30と、インナーナット40とについて順に説明する。
ボルト10は、市販のボルトであり、ボルト10単体は図示していない。図４に示すように、ボルト10は、短い六角柱形状のボルト頭部11と、ボルト頭部11から軸方向に延びる円柱形状の軸部12とを有する。軸部12の外周面には雄ねじ13が形成されている。ボルト10は、鋼、ステンレス等の硬質の金属でできている。
ボルト頭部11は、断面が六角形でなくても、ボルト頭部を工具で回転させることができる形状であればよい。例えば、断面が四角形でもよい。又は、ボルト頭部に十字形の溝が形成され、ドライバー等で回転させることができるものでもよい。

図５は、実施形態の締結具1のアウターナット20の左側面図である。図６は、アウターナット20の一部を断面とした正面図である。アウターナット20は、外形は通常の六角ナットと同様の六角柱形状であり、第１面21と、第２面22と、断面が六角形の外面23とを有する。アウターナット20の軸方向中心部には、断面が六角形のアウターナット孔26が形成されている。アウターナット孔26の断面の六角形の対向する辺間の距離は、d26である。アウターナット孔26の断面の六角形の対向する頂点間の距離は、D26である。アウターナット孔26の対向する辺間の距離d26は、ボルト10の軸部12の外径より大きく、ボルト10の軸部12は、アウターナット孔26に挿入することができる。
後述するように、アウターナット孔26には、インナーナット40のナットスライド部41を挿入することができる。
後述するように、インナーナット40のナットスライド部41が別の形状であると、アウターナット孔26の形状は、ナットスライド部41の形状に合わせて別の形状となる。

アウターナット20は、硬質の金属でできている。
アウターナット20は、六角柱形状としたが、六角柱形状でなくても、アウターナット20が回転しないように支持して、ボルト10を回転させることができる形状であればよい。例えば、四角柱形状又はその他の形状とすることもできる。

図７は、実施形態の締結具1のバルブスリーブ30の左側面図である。「バルブスリーブ」とは、膨らむスリーブという意味である。図８は、バルブスリーブ30の断面図である。バルブスリーブ30は、全体として円筒形である。バルブスリーブ30は、外径D31、内径d31を有する第１円筒部31と、第１円筒部31より少し外径と内径が大きい第２円筒部32と、第１円筒部31と外径と内径がほぼ等しい第３円筒部33とを有する。第１円筒部31と第２円筒部32との間には、テーパの付いた第１テーパ部34がある。第２円筒部32と第３円筒部33との間には、テーパの付いた第２テーパ部35がある。

第１円筒部31、第２円筒部32、第３円筒部33、第１テーパ部34、第２テーパ部35の板厚はほぼ同じである。第１円筒部31の端部から第３円筒部33の端部まで、スリーブ孔36が形成されている。第２円筒部32の内径は、第１円筒部31の内径d31より少し大きい。第３円筒部33の内径は、第１円筒部31の内径d31とほぼ同じである。

バルブスリーブ30を両端部から押圧すると、曲がっている第１テーパ部34、第２テーパ部35から塑性変形しやすく、第２円筒部32が拡径するようになっている。
又は、第１テーパ部34、第２円筒部32、第２テーパ部35の肉厚を薄くして、第２円筒部32が拡径しやすくすることもできる。

第１円筒部31の内径d31は、アウターナット20のアウターナット孔26の対向する内面の間の距離d26とほぼ等しい。第１円筒部31はアウターナット20のアウターナット孔26に入らず、第１円筒部31の端部は、アウターナット20の第２面22に当接して止まるようになっている。

後述するように、締結具1を締結した状態では、バルブスリーブ30はインナーナット40とアウターナット20により軸方向に押圧され、第２円筒部32は拡径して、拡径部32dとなり、拡径部32dとアウターナット20の第２面22との間に、被取付部材51,52を挟んで締結するようになっている。
バルブスリーブ30の第２円筒部32の内径と外径は、それぞれ第１円筒部31の内径d31と外径D31（第３円筒部33の内径d33と外径D33）より大きく、第２円筒部32を塑性変形させて拡径させることができるようになっている。また、バルブスリーブ30は、軟質金属で成形されている。
第１円筒部31の軸方向長さは、第１円筒部31が軸方向の押圧により座屈し縮むため、被取付部材51,52の合計の厚さより少し長くし、第１テーパ部34が塑性変形し、第２円筒部32が拡径部32aとなるようにする。

図９は、実施形態の締結具1のインナーナット40の左側面図である。図１０は、インナーナット40の一部を断面とした正面図である。インナーナット40は、全体として円筒形の円筒部と、円筒部の一端部のナット頭部44とを有する。

インナーナット40の円筒部は、端部の円筒形のナットスライド部41と、ナットスライド部41に隣接する円筒形のナット円筒部42とを有する。ナットスライド部41は、円筒形で、外周面には軸方向に延びるスライド平面41aが、等間隔で６本形成されている。
ナットスライド部41の外径D41は、アウターナット20のアウターナット孔26の対向する面間の距離d26より少し大きい。
ナットスライド部41の対向するスライド平面41aの間の距離E41は、ナットスライド部41の外径D41より小さくなっている。距離E41は、アウターナット孔26の対向する面間の距離d26と等しいかそれより少し小さい。

スライド平面41aの角度位置と、アウターナット孔26の対向する面の角度位置を合わせると、ナットスライド部41は、アウターナット20の六角形のアウターナット孔26に挿入することができる。ナットスライド部41は、アウターナット孔26の内面上を軸方向に摺動することができるが、アウターナット孔26内で回転することはできない。

ナットスライド部41のインナーナット孔46の内径d41は、ボルト10の軸部12の外径より少し大きく、インナーナット孔46にボルト10の軸部12を挿入することができる。

インナーナット40の円筒部は、ナットスライド部41に隣接して、円筒形のナット円筒部42を有する。ナットスライド部41とナット円筒部42との外径は、同じD41である。ナットスライド部41とナット円筒部42には、インナーナット孔46が形成されている。インナーナット孔46のうち、ナット円筒部42に内面には、雌ねじ43が形成されている。ボルト10の軸部12をナットスライド部41の側からインナーナット孔46に挿入し、ボルト10の雄ねじ13をインナーナット孔46の雌ねじ43に螺合させることができる。
なお、ナットスライド部41は、スライド平面41aが形成されている部分である。ナット円筒部42の雌ねじ43が始まる軸方向の位置は、スライド平面41aが終わる軸方向の位置と一致せず、ずれていてもよい。前述したように、ナットスライド部41と、ナット円筒部42とを合わせて、円筒部という。

ナット円筒部42に隣接して、ナット頭部44が形成されている。ナット頭部44は、ナット円筒部42の外形D42より大きい外径D44を有する。ナット頭部44とナット円筒部42との間には、ナット段部45が形成されている。
インナーナット孔46は盲孔であり、ナット頭部44で終了する。インナーナット孔46は貫通孔でもよい。

ナットスライド部41、ナット円筒部42の外径D41は、バルブスリーブ30の第１円筒部31の内径d31、第３円筒部33の内径d33とほぼ等しいか、少し小さく、ナットスライド部41はバルブスリーブ30の第１円筒部31、第２円筒部32、第３円筒部33に挿入することができる。
ナット頭部44の外径D44は、第３円筒部33の外径D33とほぼ等しいか、少し大きい。ナット頭部44の外径D44は、第３円筒部33の端部をナット段部45で押圧することができる大きさである。
インナーナット40のナットスライド部41とナット円筒部42をバルブスリーブ30の第３円筒部33側から挿入していくと、インナーナット40のナット頭部44に隣接するナット段部45が、第３円筒部33の端部に当接して止まるようになっている。

インナーナット40のナットスライド部41とナット円筒部42とを合わせた円筒部の軸方向長さは、バルブスリーブ30の全長より少し長い。インナーナット40のナットスライド部41を先頭にして、バルブスリーブ30の第３円筒部33の側から挿入すると、インナーナット40のナットスライド部41は、バルブスリーブ30の第１円筒部31の端部から少し出る。
インナーナット40は、硬質の金属で成形されている。

図１〜３に戻って、締結具1の構成部品であるボルト10と、アウターナット20と、バルブスリーブ30と、インナーナット40との組み立てについて説明する。図２の右側がブラインド側であり、左側が作業側である。左側の作業側から締結具を締結する作業をする。
バルブスリーブ30の第３円筒部33の側から、ナットスライド部41を先頭にしてインナーナット40を挿入していくと、インナーナット40のナット段部45が、バルブスリーブ30の第３円筒部33の端部に当接して停止する。この時、バルブスリーブ30の第１円筒部31の側から、インナーナット40のナットスライド部41が少し出る。

インナーナット40のナットスライド部41のスライド平面41aの角度位置と、アウターナット20のアウターナット孔26の対向する面の角度位置とを合わせる。インナーナット40のナットスライド部41の外周上に、アウターナット20を左側からスライドさせていくと、アウターナット20の第２面22に、バルブスリーブ30の第１円筒部31の端部が当接し、アウターナット20は、停止する。アウターナット20は、インナーナット40のナットスライド部41の外周上に回転しないように保持される。

アウターナット20と、バルブスリーブ30と、インナーナット40とを組み合わせた組立体にアウターナット20の側からボルト10を挿入する。ボルト10の軸部12の雄ねじ13は、インナーナット40のインナーナット孔46の雌ねじ43に螺合させる。ボルト頭部11の面は、アウターナット20の第１面21に当接している。アウターナット20の第２面22と、インナーナット40のナット段部45との間に、バルブスリーブ30を挟んだ状態となる。
このように、ボルト10と、アウターナット20と、バルブスリーブ30と、インナーナット40とを組み立て、締結具組立体1aとする。

図１１〜１３を参照して、締結具組立体1aを締結する動作について説明する。図１１は、締結具1を被取付部材51,52の取付孔53,54に締結した状態の斜視図である。図１２は、別の方向から見た斜視図である。図１３は、締結具1を締結した状態の一部を断面とした正面図である。

被取付部材51と52を重ね合せる。被取付部材51の取付孔53の内径と、被取付部材52の取付孔54の内径は、インナーナット40のナット頭部44、バルブスリーブ30の第２円筒部32より大きい。取付孔53,54に、左側からインナーナット40とバルブスリーブ30とを挿入することができる。アウターナット20の外径は、被取付部材51,52の取付孔53,54の内径より大きい。
被取付部材51,52の取付孔53,54に、ナット頭部44を先頭にして、締結具組立体1aを挿入する。アウターナット20の第２面22が、被取付部材52の取付孔54の周りの面に当接して止まる。

アウターナット20を回転しないように保持し、ボルト10を回転させると、ボルト10の雄ねじ13が、インナーナット40の雌ねじ43に螺合していく。バルブスリーブ30の両端部は、アウターナット20の第２面22と、ナット頭部44のナット段部45により押圧される。この押圧力により、バルブスリーブ30の第２円筒部32は、拡径して拡径部32dとなり、被取付部材51の取付孔53の周りの表面に当接する。インナーナット40のナットスライド部41は、アウターナット20のアウターナット孔26内を回転せずにスライドする。インナーナット40は、アウターナット20に対して回転しない。
所定の軸力になったところで、ボルト10の締め込みを終了し、締結が完了する。ボルト10の締め付け力を調整することにより、締結具1の軸力を調整することが出来る。
このようにして、締結具1は、被取付部材51,52に締結される。

次に、図１４、１５を参照して、締結具1の取り外しについて説明する。図１４を参照すると、締結具1のボルト10を逆方向に回転させると、インナーナット40の雌ねじ43と、ボルト10の雄ねじ13の螺合が解除され、ボルト10を抜くことができる。ボルト10を外すと、アウターナット20をインナーナット40のナットスライド部41から、回転させずに引き抜くことができる。

図１５を参照すると、バルブスリーブ30と、インナーナット40とを被取付部材51,52の取付孔53,54から押し出すと、被取付部材51と52とを取り外すことができる。バルブスリーブ30と、インナーナット40は、ブラインド側に落ちるので、下方から回収することができる。
また、取り外したボルト10とアウターナット20は、再使用して被取付部材51,52に再度取付けすることも出来る。

本発明の実施形態によれば、従来のボルト締結用の電動工具を使用して、片側からの作業で、被取付部材を締結することができる。また、片側からの作業で、被取付部材を取り外すことができる。

実施形態では、アウターナット20のアウターナット孔26は六角形で、インナーナット40のスライド平面41aは６個とした。しかし、この実施形態に限定されない。アウターナットの内形と、アウターナット孔の外形は、相互に係合させることができ、軸方向にスライドできるが、回転することはできない形状であればよい。
例えば、アウターナットのアウターナット孔を四角形とし、インナーナットのスライド平面は、４つとすることができる。

又は、アウターナットのアウターナット孔に軸方向に延びる複数の凹状の凹部を形成し、インナーナットのナットスライド部の外周面に凹部に合う軸方向に延びる複数の凸部を形成してもよい。凸部を凹部に係合させることにより、アウターナットに対して、インナーナットが、回転せずにスライドすることができるようにすることができる。

又は、アウターナットのアウターナット孔に軸方向に延びる凹状のキー溝を形成し、インナーナットのナットスライド部にキー溝に合う軸方向に延びる凸状のキーを形成してもよい。キーをキー溝に係合させることにより、アウターナットに対して、インナーナットが、回転せずにスライドすることができるようにすることができる。

1 締結具
10 ボルト
11 ボルト頭部
12 軸部
13 雄ねじ
20 アウターナット
21 第１面
22 第２面
23 外面
26 アウターナット孔
30 バルブスリーブ
31 第１円筒部
32 第２円筒部
32d 拡径部
33 第３円筒部
34 第１テーパ部
35 第２テーパ部
36 スリーブ孔
40 インナーナット
41 ナットスライド部
41a スライド平面
42 ナット円筒部
43 雌ねじ
44 ナット頭部
45 ナット段部
46 インナーナット孔
51 被取付部材
52 被取付部材
53 取付孔
54 取付孔

Claims (9)

1. 取付孔が形成された被取付部材を締結するための締結具であって、
   ボルト頭部と、前記ボルト頭部に隣接し、雄ねじが形成された軸部と、を有するボルトと、
   軸方向に貫通するアウターナット孔と、多角形の外面とを有し、前記ボルトの前記ボルト頭部と、一方の前記被取付部材の表面との間に位置するアウターナットと、
   円筒形で、スリーブ孔が形成されたバルブスリーブと、
   軸方向に延びるインナーナット孔を有し、前記インナーナット孔の内側に雌ねじが形成された円筒部と、前記円筒部の一端部に形成されたナット頭部とを有するインナーナットと、を備え、
   前記ボルトの前記軸部は、前記インナーナットの前記インナーナット孔に挿入され、前記ボルトの前記雄ねじの一部は、前記インナーナットの前記雌ねじに螺合し、
   前記インナーナットの前記円筒部は、前記バルブスリーブの前記スリーブ孔内に位置し、前記円筒部の先端部は前記アウターナットのアウターナット孔内に位置し、
   前記インナーナットの前記円筒部の前記先端部は、前記アウターナットに対して、軸方向にスライドすることはできるが、回転することはできないように、前記アウターナット孔内に支持され、
   前記バルブスリーブは、前記被取付部材の前記取付孔内で、前記インナーナットの前記円筒部の外周で、前記アウターナットの一方の面と、前記インナーナットの前記ナット頭部に隣接するナット段部との間に保持されている、ことを特徴とする締結具。
2. 請求項１に記載の締結具であって、
   前記アウターナットの前記アウターナット孔は、断面が多角形であり、
   前記インナーナットの前記円筒部の外周面には、前記アウターナット孔の多角形の角数と等しい数だけ、軸方向に等間隔で延びるスライド平面が形成され、前記スライド平面は、前記アウターナット孔の多角形の内面に当接している締結具。
3. 請求項２に記載の締結具であって、
   前記アウターナット孔の多角形は、六角形であり、前記スライド平面の数は６である締結具。
4. 請求項１に記載の締結具であって、
   前記アウターナットの前記アウターナット孔は、軸方向に延びる複数の凹部が形成され、
   前記インナーナットの前記円筒部の外周面には、前記アウターナット孔の前記凹部に係合して軸方向にスライド可能な、軸方向に延びる複数の凸部が形成されている締結具。
5. 請求項１に記載の締結具であって、
   前記アウターナットの前記アウターナット孔は、軸方向に延びるキー溝が形成され、
   前記インナーナットの前記円筒部の外周面には、前記アウターナット孔の前記キー溝に係合して軸方向にスライド可能な、軸方向に延びるキーが形成されている締結具。
6. 請求項１乃至５の何れか１項に記載の締結具であって、
   前記バルブスリーブは、軸方向中央部の外径と内径が、それぞれ軸方向端部の外径と内径より大きく、軟質金属製であり、前記軸方向中央部が拡径しやすいようになっている締結具。
7. 請求項１乃至５の何れか１項に記載の締結具であって、
   前記バルブスリーブは、軸方向中央部の肉厚が、軸方向端部の肉厚より薄く、軟質金属製であり、前記軸方向中央部が拡径しやすいようになっている締結具。
8. 取付孔が形成された被取付部材を締結具により締結した締結構造であって、
   ボルト頭部と、前記ボルト頭部に隣接し、雄ねじが形成された軸部と、を有するボルトと、
   軸方向に貫通するアウターナット孔と、断面が多角形の外面とを有し、前記ボルトの前記ボルト頭部と、一方の前記被取付部材の表面との間に位置する、アウターナットと、
   円筒形で、スリーブ孔が形成されたバルブスリーブと、
   軸方向に延びるインナーナット孔を有し、前記インナーナット孔の内側に雌ねじが形成された円筒部と、前記円筒部の一端部に形成されたナット頭部とを有するインナーナットと、を備え、
   前記ボルトの前記軸部は、前記インナーナットの前記インナーナット孔に挿入され、前記ボルトの前記雄ねじは、前記インナーナットの前記雌ねじに螺合し、
   前記インナーナットの前記円筒部は、前記バルブスリーブの前記スリーブ孔と、前記アウターナットの前記アウターナット孔内に位置し、
   前記インナーナットの前記円筒部は、前記アウターナットに対して、回転することはできないように、前記アウターナット孔内に支持され、
   前記バルブスリーブは、前記被取付部材の前記取付孔内で、前記インナーナットの前記円筒部の外周で、前記アウターナットの一方の面と、前記インナーナットの前記ナット頭部に隣接するナット段部との間に保持され、前記被取付部材の表面に隣接して前記バルブスリーブの拡径部があり、前記アウターナットの一方の面と、前記拡径部との間に、前記被取付部材が締結されていることを特徴とする締結構造。
9. 請求項８に記載の締結構造であって、
   前記アウターナットの前記アウターナット孔は、断面が多角形であり、
   前記インナーナットの前記円筒部の外周面には、前記アウターナット孔の多角形の角数と等しい数だけ、軸方向に等間隔で延びるスライド平面が形成され、前記スライド平面は、前記アウターナット孔の多角形の内面に当接している締結構造。

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