JP6809430B2

JP6809430B2 - 締結構造

Info

Publication number: JP6809430B2
Application number: JP2017197977A
Authority: JP
Inventors: 太介里井
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2017-10-11
Filing date: 2017-10-11
Publication date: 2021-01-06
Anticipated expiration: 2037-10-11
Also published as: CN109654093B; US10883530B2; US20190107140A1; DE102018122211A1; CN109654093A; JP2019070438A

Description

本明細書は、締結ボルトおよびナットを用いて、対象部材に被締結部材を締結する締結構造に関する。

従来から、対象部材と被締結部材とを締結ボルトとナットを用いて締結する技術が広く知られている。かかる締結構造の中には、締結ボルトを回転させて締結するために、ナットを、予め、対象部材または被締結部材に対して固定しておく技術がある。

ナットを、対象部材または被締結部材に固定する手段としては、例えば、溶接がある。しかし、ナットと、対象部材または被締結部材が、異なる種類の材料からなる場合には、両者を溶接することは難しい。

そこで、一部では、ナットを対象部材に溶接するのではなく、対象部材に、ナットを収容する空間を形成し、この空間内にナットを収容することでナットの回動を規制する技術が提案されている。例えば、特許文献１には、軸方向視で略矩形のナットと、このナットを挟むように突出する一対のリブ壁とボルト挿通孔が形成された被取付部材（対象部材）と、このリブ壁の間に配されたナットの他面を覆うケース部材と、を有したナット取付構造が開示されている。かかるナット取付構造によれば、ナットは、リブ壁との当接関係により、その回動が規制される。したがって、当該ナットに螺合した締結ボルトを回転させることで、締結ボルトを締め付けることができる。

特開２０１７−０４０３４７号公報

ここで、ナットとリブ壁との間、および、ナットとケース部材との間には、組み付けの関係で、若干の隙間が必要となる。かかる隙間は、組み付けを容易にする一方で、ナットの位置ずれや姿勢の不備を招きやすい。特に、ナットが、ケース部材に向かって倒れ込み、ナットの軸方向が、ボルトの軸方向に対して傾斜すると、ナットとボルトの螺合が適切に行えない。そして、特許文献１の技術では、ナットは、リブ壁およびケース部材で覆われた閉鎖空間内にあるため、ナットの位置ずれや姿勢の不備を修正することは難しかった。つまり、従来技術では、締結ボルトをナットに螺合する際の作業性が悪かった。

そこで、本明細書では、締結ボルトをナットに螺合する際の作業性をより向上できる締結構造を開示する。

本明細書で開示する締結構造は、締結ボルトおよびナットを用いて、対象部材に被締結部材を締結する締結構造であって、前記被締結部材は、前記締結ボルトが挿通されるべく、規定の軸方向に貫通する第一締結孔を有し、前記対象部材は、前記締結ボルトが挿通されるべく前記軸方向に貫通する第二締結孔と、前記第二締結孔に連通するとともに前記軸方向に略直交して上方向に向かう第一方向の一端が開口したナットポケットと、を有し、前記締結ボルトを、前記第一、第二締結孔に挿通させるとともに、前記ナットポケットに収容されるナットに螺合させて締めることで、前記対象部材に前記被締結部材が締結されており、前記締結ボルトの雄ネジ部の末端部および前記ナットの雌ネジ部の基端部の少なくとも一方には、前記ナットを前記締結ボルトと同軸位置に誘導するテーパー面が形成されており、前記ナットポケットには、前記ナットの一部と係合することで、前記ナットの前記第一方向への移動を許容しつつ、前記ナットの軸回りの回動を規制する回動規制部と、前記ナットの他の一部と当接する当接面であって、前記第一方向に進むにつれて前記軸方向にも進む勾配面である当接面と、が形成されており、前記ナットには、前記締結ボルトが螺合する雌ネジ部と、前記回動規制部と係合する被規制部と、前記当接面に当接し、前記当接面と略平行な勾配面である被当接面と、が形成されている、ことを特徴とする。

かかる構成とした場合、締結ボルトがナットを軸方向に押す力は、テーパー面、または、当接面および被当接面の当接関係により、対象部材の面に沿って移動する力に変換され易くなる。その結果、ナットが締結ボルトと同軸位置に移動しやすくなり、締結作業が容易になる。また、前記ナットポケットのうち、前記第一方向の一端に形成された開口は、上方向に向いているので、ナットを、ナットポケットの底面まで容易に落とし込むことができるため、締結作業をより簡易化できる。なお、この場合における「略直交」とは、当然ながら、完全に直交している状態だけでなく、若干の誤差（例えば±１０度）が存在する状態も含んでいる。したがって、軸方向に対して８０度または１００度傾いた状態も「略直交」とみなすことができる。また、「略平行」も、当然ながら、完全に平行な状態だけでなく、若干の誤差（例えば±１０度）が存在する状態も含んでいる。したがって、当接面に対して±１０度傾いた状態も「略平行」とみなすことができる。

ナットと対象部材は、溶接する必要がないため、前記ナットは、前記対象部材と異なる種類の材料からなってもよい。

本明細書で開示した締結構造によれば、ナットと対象部材が異なる種類の材料でもよい。そして、これにより、様々な部材同士を締結することが可能となる。

また、前記ナットは、その中心軸を中心として１８０度回転対称形状であってもよい。

かかる構成とすることで、作業者は、ナットの上下を確認する必要がないため、締結作業をより簡易化できる。

また、前記ナットポケットは、前記第二締結孔が形成されたベース部と対向する背壁を有しており、前記背壁には、前記ナットポケットの内部空間に連通する孔または切欠である背面開口が形成されていてもよい。

かかる背面開口を有することにより、ナットポケットに進入した液体を外部に排出できる。また、背面開口を設けることにより、ナットポケット内に挿入されたナットや異物にアクセスでき、結果として、一度、挿入したナットの取り出しや姿勢調整、ナットポケット内の異物の取り出し等が可能となる。

前記背面開口は、前記ナットポケットの底面まで延びていてもよい。

かかる構成とすることで、ナットポケットに進入した液体をより確実に排出できる。

また、前記ナットは、前記第一方向および前記軸方向に直交する第二方向の幅が一定であり、前記第二方向の両端面が前記被規制部として機能する本体部を有しており、前記背面開口は、前記本体部と、ほぼ同じまたは僅かに大きい第二方向の幅を有しており、前記回動規制部として機能してもよい。

かかる構成とした場合、回動規制部からの力を、比較的剛性の高い本体部の端面で受けることができるため、ナットの変形等を効果的に防止できる。

また、前記ナットポケットの前記背壁のうち前記ベース部との対向面は、前記第一方向一端に近づくにつれて前記ベース部までの距離が広がる勾配面であり、前記当接面として機能し、前記ナットの末端面の一部は、前記第一方向一端に近づくにつれて前記ベース部までの距離が広がる勾配面であり、前記被当接面として機能してもよい。

かかる構成とすることで、締結ボルトが、ナットを軸方向に押す力を、対象部材の面に沿って移動する力に変換できる。

本明細書で開示する締結構造によれば、締結ボルトがナットを軸方向に押す力は、テーパー面、または、当接面および被当接面の当接関係により、対象部材の面に沿って移動する力に変換され易くなる。その結果、ナットが締結ボルトと同軸位置に移動しやすくなり、締結作業が容易になる。結果として、締結ボルトをナットに螺合する際の作業性をより向上できる。

締結ボルトおよびナットにより被締結部材を対象部材に締結する様子を示す分解斜視図である。ナットの斜視図である。図２と異なる方向からみたナットの斜視図である。締結構造で用いる部材の分解縦断面図である。締結の様子を示す縦断面図である。締結の様子を示す縦断面図である。締結の様子を示す縦断面図である。ナットおよびナットポケットの他の一例を示す断面図である。被当接面の距離の違いによるナットの揺動角度の違いを説明する図である。雄ネジ部および雌ネジ部の他の例を示す図である。雄ネジ部および雌ネジ部の他の例を示す図である。雄ネジ部および雌ネジ部の他の例を示す図である。ナットの他の例を示す斜視図である。他の締結構造の一例を示す図である。図１２の締結構造の縦断面図である。

以下、締結構造について図面を参照して説明する。図１は、締結の様子を示す分解斜視図である。また、図２、図３は、当該締結構造で用いられるナット１６の斜視図である。さらに、図４は、各部材の分解縦断面図である。なお、以下の説明で、適切に締結された際の締結ボルト１４およびナット１６の軸方向を「Ｘ方向」または「軸方向」と呼び、Ｘ方向に垂直な二方向を「Ｙ方向」および「Ｚ方向」と呼ぶ。

この締結構造では、締結ボルト１４とナット１６とを用いて、対象部材１０に、被締結部材１２を螺合締結する。対象部材１０とナット１６は、互いに異なる種類の材料、特に、互いに溶接が困難な材料とすることができる。また、例えば、対象部材１０は、アルミ系材料からなる車両のサスペンションタワーであり、ナット１６は、鉄系材料からなる。また、別の例として、ナット１６は、鉄系材料からなり、対象部材１０は、樹脂系材料や、カーボンファイバー、チタン系材料等からなるのでもよい。また、場合によっては、対象部材１０とナット１６は、同系材料からなるのでもよい。

被締結部材１２には、締結ボルト１４が挿通されるべく、Ｘ方向（軸方向）に貫通した第一締結孔１８が形成されている。この第一締結孔１８の内径は、締結ボルト１４の雄ネジ部５０の径よりも大きく、締結ボルト１４の頭部５２の径よりも小さい。

対象部材１０は、ベース部２０と、当該ベース部２０から突出形成されるナットポケット３０と、を有している。なお、ベース部２０とナットポケット３０は、一体成形されてもよいし、互いに異なる別部材として形成した後、両者を溶接等の手段で固着してもよい。ベース部２０には、締結ボルト１４が挿通されるべく、Ｘ方向に貫通した第二締結孔２２が形成されている。この第二締結孔２２の内径は、締結ボルト１４の雄ネジ部５０の径よりも大きく、ナット１６の鍔部６２の径より小さい。

ナットポケット３０は、ベース部２０のうち、被締結部材１２の接触面と反対側の面から突出している。このナットポケット３０は、Ｚ方向（第一方向）の一端側が開口された略箱状部位である。ナットポケット３０の内部は、ナット１６が収容される収容空間となり、この収容空間は、第二締結孔２２に連通している。また、また、Ｚ方向一端に形成された開口は、ナット１６の挿入を受け付ける挿入開口となる。この挿入開口の形成位置は、特に限定されないが、挿入開口は、ナットポケット３０の底面３６より重力方向上側に位置することが望ましい。かかる構成とすれば、挿入開口から投入されたナット１６は、重力により、自動的に、ナットポケット３０の奥側まで進入でき、締結作業を簡易化できる。

ナットポケット３０は、ベース部２０に対向する背壁３２と、当該背壁３２のＹ方向（第二方向）の両端からベース部２０に向かって延びる一対の側壁３４と、底面３６と、を有している。背壁３２のうち、ベース部２０との対向面は、Ｚ方向一端（挿入開口）に近づくにつれ、ベース部２０までの距離が大きくなるように傾斜した勾配面となっている。この勾配面は、ナット１６の被当接面７２と当接する当接面３８として機能するが、これについては、後に詳説する。また、背壁３２には、Ｚ方向一端から他端（底面３６）まで延びる略矩形の切り欠きにより形成される背面開口４０が設けられている。この背面開口４０のＹ方向両端の周縁面は、ナット１６の被規制部７０と係合することで、ナット１６のＺ方向の移動を許容しつつ、ナット１６の軸回りの回動を規制する回動規制部４２として機能するが、これについても、後述する。

締結ボルト１４は、雄ネジ部５０と、当該雄ネジ部５０の基端に設けられた頭部５２と、に大別される。雄ネジ部５０の末端部には、末端に近づくにつれて小径となるボルト側テーパー面５４が形成されている。このボルト側テーパー面５４は、ナット１６を締結ボルト１４と同軸位置に誘導する。

ナット１６は、略直方形状の本体部６０と、当該本体部６０の基端に設けられた鍔部６２と、本体部６０のＹ方向両側に設けられた一対のサイド部６４と、を有している。本体部６０は、Ｙ方向の幅が、一定の略ブロック状である。この本体部６０のＹ方向の幅は、背面開口４０のＹ方向の幅よりも僅かに小さくなっている。ナット１６を、ナットポケット３０に収容した際には、この本体部６０の一部は、背面開口４０に嵌り込む。この本体部６０のＹ方向両端面は、ナットポケット３０の回動規制部４２と係合することで、ナット１６の軸回りの回動を規制する被規制部７０として機能する。すなわち、本体部６０の一部が、背面開口４０に嵌り込むと、ナット１６の被規制部７０は、回動規制部４２と近接対向する。そして、ナット１６が軸回りに回動しようとしても、回動規制部４２との当接関係により、その回動が規制される。

本体部６０の基端には、略円板状の鍔部６２が形成されている。ナット１６の中央には、この鍔部６２および本体部６０を、軸方向に貫通する雌ネジ部６６が形成されている。雌ネジ部６６は、締結ボルト１４の雄ネジ部５０と螺合される。この雌ネジ部６６の基端部には、基端に近づくにつれて大径となるナット側テーパー面６８が形成されている。このナット側テーパー面６８が、ボルト側テーパー面５４と当接することで、軸方向の力が対象部材１０の面に沿って移動する力に変換され、ナット１６が締結ボルト１４と同軸位置に誘導される。

サイド部６４は、鍔部６２の背面から略山状に立脚する部位である。このサイド部６４の軸方向の末端面は、Ｚ方向中心に近づくにつれて、鍔部６２から離れていく勾配面となっている。この勾配面は、ナットポケット３０の当接面３８と当接する被当接面７２として機能する。なお、ナット１６は、１８０度回転対称の形状となっている。かかる構成とすることで、ナット１６を上下逆に投入したとしても、適切に螺合することができる。換言すれば、作業者は、ナット１６の上下を気にすることなく、ナット１６をナットポケット３０に投入できるため、締結作業をより容易化できる。

また、図４に示す通り、この被当接面７２の勾配角度α１は、当接面３８の勾配角度α２とほぼ同じとなっている。ただし、現実的には、二つの勾配角度α１、α２を完全同一にすることはできないため、通常は、勾配角度α１を、勾配角度α２よりも僅かに小さくしている。

また、ナット１６を、ナットポケット３０の底部まで進入させるために、ナット１６の底部の厚みＤ１は、ナットポケット３０の底部の厚みＤ２と同じか、僅かに大きくなっている。さらに、ナット１６をナットポケット３０に投入した際に、当該ナット１６の中心軸線が、第二締結孔２２の中心軸線より底部寄りにするために、ナットポケット３０の底面から第二締結孔２２の中心軸線までの距離ｈ２は、ナット１６の底面から中心軸線までの距離ｈ１よりも大きい（ｈ２＞ｈ１）。ただし、ナット側テーパー面６８と、ボルト側テーパー面５４との干渉を生じさせるためには、距離ｈ２と距離ｈ１との差（ｈ２−ｈ１）は、ナット側テーパー面６８における最大半径ｒ１とボルト側テーパー面５４における最小半径ｒ２との差（ｒ１−ｒ２）以下とすることが望まれる。したがって、ｈ１＜ｈ２≦ｈ１＋ｒ１−ｒ２とすることが望ましい。

次に、上述した構成を用いて、被締結部材１２を、対象部材１０に締結する様子について図５〜図７を参照して説明する。被締結部材１２を対象部材１０に締結する場合は、予め、ナット１６を、ナットポケット３０の収容空間に収容しておく。このとき、本体部６０が、背面開口４０に嵌り込むようにしておく。

既述した通り、ナットポケット３０の底面から第二締結孔２２の中心軸線までの距離ｈ２は、図５に示すように、ナット１６の底面からナット１６の中心軸線までの距離ｈ１よりも大きい。そのため、ナット１６をナットポケット３０に投入したとき、ナット１６の中心軸線は、第二締結孔２２の中心軸線、ひいては、当該第二締結孔２２に挿通された締結ボルト１４の中心軸線に対してずれることになる。また、ナットポケット３０の底部の厚みＤ２は、ナット１６の底部の厚みＤ１よりも大きい。そのため、ナット１６は、ナットポケット３０内で僅かに傾斜することができ、ナット１６の中心軸線は、第二締結孔２２の中心軸線に対して傾斜し得る。ただし、当接面３８と被当接面７２とは、近接対向しているため、このナット１６の傾斜角度は、比較的小さい。

この状態で、図６に示すように、第一締結孔１８および第二締結孔２２に、締結ボルト１４の雄ネジ部５０を挿通する。このとき、雄ネジ部５０の末端の径は、雌ネジ部６６の基端の径よりも十分に小さいため、雄ネジ部５０は、雌ネジ部６６の内部に容易にガイドされる。また、ボルト側テーパー面５４が、ナット側テーパー面６８に当接することで、締結ボルト１４がナット１６を軸方向に押す力は、テーパー面５４，６８に平行な斜め上方向の力に変換される。その結果、ナット１６が、上方、すなわち、ナット１６の中心軸線が、ボルトの中心軸線に近づく方向に移動する。

さらに、このとき、締結ボルト１４がナット１６を押す力により、当該ナット１６の被当接面７２が、ナットポケット３０の当接面３８に押し付けられる。この押し付けの力を受けて、ナット１６の被当接面７２の全体が、ナットポケット３０の当接面３８に当たると、ナット１６の傾きが解消され、ナット１６の中心軸線が、締結ボルト１４の中心軸線と平行になる。

また、このとき、当接面３８を押し付ける力は、当該当接面３８に沿った方向の力、すなわち、斜め上方向の力に変換される。その結果、ナット１６の上方への移動、ひいては、ナット１６の中心軸線が締結ボルト１４の中心軸線に近づく移動が、より確実に生じる。そして、最終的にナット１６の軸線と締結ボルト１４の軸線が一致すれば、締結ボルト１４のネジ山と、ナット１６のネジ山とが係合でき、両者を適切に螺合できる。

締結ボルト１４のネジ山とナット１６のネジ山とが噛み合い始めれば、作業者は、締結ボルト１４を規定のネジ回し方向に回転させる。この締結ボルト１４の回転に伴い、当該締結ボルト１４に螺合されたナット１６も、締結ボルト１４とともに回転しようとする。しかし、ナット１６の被規制部７０とナットポケット３０の回動規制部４２との係合の関係上、ナット１６は、軸回りに回転できない。その結果、締結ボルト１４を回転させることで、締結ボルト１４とナット１６との相対回転が発生し、締結ボルト１４のネジ締めが進行する。そして、最終的に図７に示す通り、締結ボルト１４の頭部５２と、ナット１６との間に対象部材１０のベース部２０および被締結部材１２が挟み込まれ、被締結部材１２が、対象部材１０に締結される。

ところで、これまでの説明で明らかな通り、本明細書で開示する締結構造では、ナット１６およびナットポケット３０に互いに近接対向する勾配面、すなわち、被当接面７２と当接面３８とを設けている。このような被当接面７２および当接面３８を設ける理由について図１２、図１３を参照して説明する。

図１２は、勾配面を有さないナットポケット３０およびナット１６の一例を示す図である。図１３は、図１２に示したナットポケット３０にナット１６を収容した際の縦断面図である。図１２に示すとおり、この例では、ナット１６は、略六角柱の本体部６０の基端に略円形の鍔部６２を有しており、このナット１６は、一般に、鍔付六角ナットと呼ばれるものである。ナットポケット３０には、この本体部６０のＹ方向両端が嵌り込む背面開口４０が形成されている。そして、この背面開口４０に本体部６０が嵌り込むことで、ナット１６の軸回りの回動が規制される。

ただし、図１２に示す例では、ナットポケット３０の背壁３２のうち、ベース部２０に対向する面は、軸方向に直交する垂直面である。また、このベース部２０に対向する面と、鍔部６２の背面は、近接しておらず、両者の間には、比較的、大きなスペースが存在する。

かかる構成において、図１３に示すように、ナットポケット３０に収容されたナット１６に、締結ボルト１４を挿し込むと、締結ボルト１４は、雌ネジ部６６の上端近傍に当たり、当該雌ネジ部６６の上端近傍には、軸方向に押し付ける力が作用する。この力を受けて、ナット１６は、その上方が、後方に倒れるように傾く。このとき、ナットポケット３０の背壁３２と鍔部６２と間は、比較的、大きなスペースが開いているため、鍔部６２が、背壁３２に当たるまでの間に、ナット１６は、大きく傾くことになる。結果として、ナット１６の軸線が、締結ボルト１４の軸線に対して大きく傾き、ナット１６のネジ山と、締結ボルト１４のネジ山との噛み合いが困難となる。

かかる問題は、背壁３２を、鍔部６２に近接させれば解決できる。しかしながら、背壁３２を、鍔部６２に近接させたとしても、背壁３２が、軸方向に略直交している場合、ナット１６が、締結ボルト１４と同軸位置に誘導されにくくなる。すなわち、締結ボルト１４が、ナット１６を軸方向に押し付けた場合、鍔部６２は、背壁３２に軸方向に押し付けられる。しかし、背壁３２が、軸方向に直交している場合、この鍔部６２を押し付ける軸方向の力は、対象部材１０の面に沿って移動する力には変換されず、ナット１６を対象部材１０の面に沿って移動させる力が生じない。そのため、図１２、図１３に示すような勾配面を有さない形態では、勾配面を有する形態に比べて、ナット１６を締結ボルト１４と同軸位置に誘導する力が小さくなりやすいため、両者の位置決めするためには、軸方向に大きな力を加える必要がある。

一方、図１〜図４に示すように、ナット１６およびナットポケット３０に互いに近接する勾配面を設けた場合、ナット１６の倒れ込みが生じにくく、また、軸方向に押す力が対象部材１０の面に沿って移動する力に変換され易い。その結果、比較的小さな力でも、ナット１６を締結ボルト１４と同軸位置に誘導でき、ひいては、締結作業を簡易化できる。

以上の説明から明らかな通り、本明細書で開示の締結構造によれば、ナット１６を締結ボルト１４と同軸位置に容易に誘導することができ、締結作業を簡易化できる。ただし、これまで説明した構成は、一例であり、必要に応じて、適宜、異なる構成としてもよい。

例えば、これまでの説明では、ナット１６の形状を１８０度回転対称の形状としていた。しかし、ナット１６は、必ずしも、１８０度対称形状でなくてもよい。例えば、図８に示すように、サイド部６４を、山なり形状ではなく、ナット１６の上端に近づくにつれてＸ方向高さが高くなる形状としてもよい。かかる構成とした場合、ナット１６の傾きを小さくでき、ナット１６と締結ボルト１４との螺合作業を容易化できる。すなわち、ナット１６のサイド部６４を、ナット１６の上端に近づくにつれてＸ方向高さが高くなる形状とした場合、当接面３８と被当接面７２との当接距離が大きくなる。そして、被当接面７２が長い場合は、図９において太実線で示すように、被当接面７２が短い場合（破線）に比べて、当接面３８に当たるまでのナット１６の揺動角度が小さくなる。結果として、被当接面７２を長くすることで、ナット１６の傾きを小さく抑えることができ、締結作業を容易化できる。

また、これまでの説明では、締結ボルト１４の雄ネジ部５０およびナット１６の雌ネジ部６６の双方に、テーパー面５４，６８を設けているが、テーパー面は、雌ネジ部６６および雄ネジ部５０の少なくとも一方に設けられていればよい。したがって、例えば、図１０Ａに示すように、雄ネジ部５０の末端を略円錐形状とする一方で、雌ネジ部６６のテーパー面を省略してもよい。また、別の形態として、図１０Ｂに示すように、雌ネジ部６６の基端にテーパー面６８を設ける一方で、雄ネジ部５０のテーパー面は、省略してもよい。ただし、この場合でも、雄ネジ部５０の末端が、雌ネジ部６６の内径よりも十分に小径であることが望ましいため、雄ネジ部５０は、末端近傍で、段階的に小径となる段付形状としてもよい。また、図１０Ｃに示すように、テーパー面５４，６８は、雄ネジ部５０の末端近傍および雌ネジ部６６の基端近傍に設けられるのであれば、雌ネジ部６６の基端、雄ネジ部５０の末端からやや離れた位置に設けられてもよい。

また、これまでの説明では、ナット１６の本体部６０のＹ方向両側端面を、回動規制部４２として用いているが、回動規制部４２は、ナット１６が軸回りに回動しようとした際、ナットポケット３０の一部と当接するのであれば、他の形態でもよい。例えば、図１１に示すように、ナット１６の基端面に、Ｚ方向に延びる溝８０またはリブ８２を回動規制部として形成し、さらに、ベース部２０に、この溝８０またはリブ８２と係合するリブまたは溝を被規制部として形成してもよい。また、別の形態として、回動規制部４２および被規制部７０のうち、一方を軸方向に突出するピンとし、他方を、当該ピンが嵌るとともにＹ方向に延びる溝としてもよい。

また、ナット１６およびナットポケット３０の形状も適宜、変更されてもよい。したがって、ナット１６は、図１１に示すように正面視で略矩形でもよい。また、ナット１６は、正面視で六角形や、円形、楕円形等でもよい。そして、ナット１６の背面には、当接面３８として機能する勾配面が設ければよい。

ナットポケット３０の形状も、ナット１６の形状に合わせて、適宜、変更されてもよい。例えば、ナット１６が、図１１に示すような形状である場合、ナットポケット３０は、背面開口４０がない形状でもよい。ただし、背面開口４０は、ナットポケット３０に侵入した液体を排出する排液孔や、ナットポケット３０内のナット１６へのアクセスを許容するアクセス孔としても機能する。すなわち、対象部材１０および被締結部材１２の種類によっては、これらは、液体が生じる環境、例えば、雨が当たる屋外環境等に配置されることがある。この場合において、背面開口４０がないと、当該ナットポケット３０の内部に液体が溜まってしまう。一方、背面開口４０を設けた場合には、ナットポケット３０内の液体が、背面開口４０を介して容易に外部に放出される。なお、液体を確実に排出するために、背面開口４０は、ナットポケット３０の底面近くまで延びていることが望ましい。

また、背面開口４０が無い場合、ナットポケット３０内に、作業者がアクセスすることは難しい。そのため、背面開口４０が無い場合、誤って投入したナット１６を取り出したり、ナット１６の姿勢を調整したり、収容空間内の異物を取り出したりすることは難しい。一方、ナットポケット３０の背壁３２に、背面開口４０を設けておけば、ナットポケット３０内へのアクセスが容易となるため、ナット１６の取り出しや姿勢調整、異物取出し等も容易に行える。

１０対象部材、１２被締結部材、１４締結ボルト、１６ナット、１８第一締結孔、２０ベース部、２２第二締結孔、３０ナットポケット、３２背壁、３４側壁、３６底面、３８当接面、４０背面開口、４２回動規制部、５０雄ネジ部、５２頭部、５４ボルト側テーパー面、６０本体部、６２鍔部、６４サイド部、６６雌ネジ部、６８ナット側テーパー面、７０被規制部、７２被当接面、８０溝、８２リブ。

Claims

締結ボルトおよびナットを用いて、対象部材に被締結部材を締結する締結構造であって、
前記被締結部材は、前記締結ボルトが挿通されるべく、規定の軸方向に貫通する第一締結孔を有し、
前記対象部材は、前記締結ボルトが挿通されるべく前記軸方向に貫通する第二締結孔と、前記第二締結孔に連通するとともに前記軸方向に略直交して上方に向かう第一方向の一端が開口したナットポケットと、を有し、
前記締結ボルトを、前記第一、第二締結孔に挿通させるとともに、前記ナットポケットに収容されるナットに螺合させて締めることで、前記対象部材に前記被締結部材が締結されており、
前記締結ボルトの雄ネジ部の末端部および前記ナットの雌ネジ部の基端部の少なくとも一方には、前記ナットを前記締結ボルトと同軸位置に誘導するテーパー面が形成されており、
前記ナットポケットには、
前記ナットの一部と係合することで、前記ナットの前記第一方向への移動を許容しつつ、前記ナットの軸回りの回動を規制する回動規制部と、
前記ナットの他の一部と当接する当接面であって、前記第一方向に進むにつれて前記軸方向にも進む勾配面である当接面と、
が形成されており、
前記ナットには、
前記締結ボルトが螺合する雌ネジ部と、
前記回動規制部と係合する被規制部と、
前記当接面に当接し、前記当接面と略平行な勾配面である被当接面と、
が形成されている、ことを特徴とする締結構造。
請求項１に記載の締結構造であって、
前記ナットは、前記対象部材と異なる種類の材料からなる、ことを特徴とする締結構造。
請求項１または２に記載の締結構造であって、
前記ナットは、その中心軸を中心として１８０度回転対称形状である、ことを特徴とする締結構造。
請求項１から３のいずれか１項に記載の締結構造であって、
前記ナットポケットのうち、前記第一方向の一端に形成された開口は、前記ナットポケットの底面よりも重力方向上側に位置する、ことを特徴とする締結構造。
請求項１から４のいずれか１項に記載の締結構造であって、
前記ナットポケットは、前記第二締結孔が形成されたベース部と対向する背壁を有しており、
前記背壁には、前記ナットポケットの内部空間に連通する孔または切欠である背面開口が形成されている、
ことを特徴とする締結構造。
請求項５に記載の締結構造であって、
前記背面開口は、前記ナットポケットの底面まで延びていることを特徴とする締結構造。
請求項５または６に記載の締結構造であって、
前記ナットは、前記第一方向および前記軸方向に直交する第二方向の幅が一定であり、前記第二方向の両端面が前記被規制部として機能する本体部を有しており、
前記背面開口は、前記本体部と、ほぼ同じまたは僅かに大きい第二方向の幅を有しており、前記回動規制部として機能する、
ことを特徴とする締結構造。
請求項５から７のいずれか１項に記載の締結構造であって、
前記ナットポケットの前記背壁のうち前記ベース部との対向面は、前記第一方向一端に近づくにつれて前記ベース部までの距離が広がる勾配面であり、前記当接面として機能し、
前記ナットの末端面の一部は、前記第一方向一端に近づくにつれて前記ベース部までの距離が広がる勾配面であり、前記被当接面として機能する、
ことを特徴とする締結構造。