JP7091123B2 - 締結構造 - Google Patents

Description

本発明は、互いに隙間を置いて配置された第１の部品と第２の部品を締結する締結構造に関する。

第１の部品、例えばモジュール化された組付体としてのステアリングメンバを第２の部品、例えば車体フレームへ取り付ける場合に、ステアリングメンバと車体フレームとの間に隙間が形成され、この隙間を保った状態で第１の部品と第２の部品を締結する締結構造が知られている。

このような締結構造を構成する複数部材は、一般にすべて金属製部材となっており、このことにより締結構造全体が高価となっている。

また締結構造は締め付けボルトと締め付けナットとを有するが、従来より締め付けボルトと締め付けナットを第１の部品と第２の部品の外方に配置し、締め付けボルトと締め付けナットを係合させることにより第１の部品と第２の部品をその間の隙間を保ったまま、挟持して固定する構造は未だ開発されていない。

本発明はこのような点を考慮してなされたものであり、第１の部品と第２の部品を、その間の隙間を保ったまま確実に挟持して固定することができ、かつコスト削減を図ることができる締結構造を提供することを目的とする。

本発明は、係止溝と第１開口を有する第１の部品と、第２開口を有する第２の部品を互いに締結するとともに、正ねじ構造をもつ締め付けボルトと正ねじ構造をもつ締め付けナットを含む締結構造において、前記第１の部品と前記第２の部品との間に配置され、前記第１の部品の前記係止溝に係合する係合片を有するとともに貫通孔が形成された合成樹脂製のベースと、前記ベースの前記貫通孔に嵌め込まれ、逆ねじ構造の外ねじをもつ円筒状のスペーサと、前記スペーサに係合する円筒状のスリーブと、を備え、前記スリーブは前記スペーサの外ねじに係合する逆ねじ構造の内ねじを有し、前記スリーブに取付開口が形成され、前記第２の部品の外側に配置された前記締め付けボルトを前記第２の部品の第２開口を通して前記スリーブの取付開口に嵌合させ、前記締め付けボルトを締め付けることにより前記スリーブが連れ回りして前記第１の部品側から前記第２の部品側へ移動し、前記締め付けボルトが前記第２の部品、前記スリーブ、前記スペーサ、前記ベース、前記第１の部品を貫通して前記第１の部品の外側に配置された前記締め付けナットに係合する締結構造である。

本発明は、前記ベースの前記スリーブ側の面に、前記スリーブの外周面を案内する一対のガイド爪を設けた、締結構造である。

本発明は、各ガイド爪の内周面は前記スリーブの外周面に対応する湾曲面となっており、前記スリーブの前記ベース側外周面に複数の平面部が円周方向に沿って形成されている、締結構造である。

本発明は、各ガイド爪の内面に、前記平面部に当接する係止ピンが前記スリーブの軸線方向に沿って延びている、締結構造である。

本発明は、前記ベースの前記スリーブ側の面に、前記スリーブの端面と当接する複数のストッパを設けた、締結構造である。

以上のように本発明によれば、第１の部品と第２の部品を、その間の隙間を保ったまま確実に挟持して固定することができ、かつコスト削減を図ることができる。

図１（ａ）～（ｃ）は本発明による締結構造の一実施の形態を示す組み立て図。 図２（ａ）～（ｃ）は本発明による締結構造の一実施の形態を示す組み立て図。 図３はベースおよびスペーサと、スリーブを組み立てた状態を示す概略斜視図。 図４はベースにスペーサを嵌め込む状態を示す斜視図。 図５はスリーブのつば部内に取付開口板を嵌め込む状態を示す斜視図。 図６はベースとスペーサとスリーブを一部透視して示す斜視図。 図７は図６のＡ部拡大図。 図８は図６のＢ部拡大図。

以下に図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。
図１（ａ）～（ｃ）および図２（ａ）～（ｃ）に示すように、組付体としてのステアリングメンバ（第１の部品）１と車体フレーム（第２の部品）２とを、第１の部品１と第２の部品２との間の隙間（クリアランス）３を維持しつつ締結する締結構造１０が示されている。

このような締結構造１０は、図１（ａ）～（ｃ）および図２（ａ）～（ｃ）に示すように、第１開口１ａおよび一対の係止溝１ｂを有する第１の部品１と、第２開口２ａを有する第２の部品２を互いに締結するものであり、第１の部品１と第２の部品２を互いの間に形成された隙間３を維持しつつ第１の部品１と第２の部品２を挟持して締め付ける正ねじ構造をもつ締め付けボルト４と、この締め付けボルト４に係合する正ねじ構造をもつ締め付けナット５とを備えている。

この場合、締め付けボルト４は第２の部品２の外側に位置し、締め付けナット５は第１の部品１の外側に位置している。また、締め付けボルト４は頭部４ａと、フランジ４ｂと、ねじ部４ｃとを有する。

また締結構造１０は、第１の部品１と第２の部品２との間に配置された貫通孔１１ａを有する合成樹脂製のベース１１と、ベース１１に嵌め込まれた円筒状の金属製スペーサ２０と、このスペーサ２０に係合する円筒状の金属製スリーブ３０とを備えている。

このうちベース１１は、図３および図４に示すように、合成樹脂製、例えばポリプロピレン製となっており、第１の部品１の一対の係止溝１ｂに係合する一対の係合片１２を有している。

また円筒状のスペーサ２０は図３および図４に示すように、ベース１１の貫通孔１１ａを貫通して延びる円筒部２１と、この円筒部２１の下方部に連結され、ベース１１の貫通孔１１ａに嵌め込まれる大径部２２とを有する。また円筒部２１の外周面には逆ねじ構造をもつ外ねじ２３が形成されている。

さらにスリーブ３０は図３乃至図５に示すように、スペーサ２０に係合するようになっており、スペーサ２０の逆ねじ構造の外ねじ２３に係合する逆ねじ構造の内ねじ３３が形成された円筒部３１と、この円筒部３１の上方部に連結されたつば部３２とを有する。

スリーブ３０のつば部３２内周面には、取付開口３５を有する取付開口板３３が嵌め込まれている。この取付開口板３３の取付開口３５は締め付けボルト４の外径より小さな内径をもつ。

そしてつば部３２の内周面に、取付開口板３３を嵌め込み、次につば部３２の一部からなるかしめ部３２ａをかしめて、取付開口板３３をこのかしめ部３２ａにより固定する。このようにしてつば部３２内周面に取付開口板３３を堅固に固定することができる。なお、取付開口板３３は、薄板からなっている。そして後述のように締め付けボルト４を取付開口板３３の取付開口３５に嵌合させて回動させた際、締め付けボルト４の回動に合わせて取付開口板３３が連れ回りし、その後、締め付けボルト４のねじ部４ｃにより取付開口板３３の取付開口３５が容易に破断して拡げられる。

すなわち第２の部品２の外側に配置された正ねじ構造をもつ締め付けボルト４を、ワッシャー７および第２の部品２の第２開口２ａを通してスリーブ３０の取付開口３５に嵌合させ、締め付けボルト４の頭部４ａを正ねじ回転方向（右方向）に締め付ける。この場合、締め付けボルト４のねじ部４ｃの外径は取付開口３５の内径より大きくなっているため、スリーブ３０が締め付けボルト４ともに連れ回りする。この際、締め付けボルト４は正ねじ回転方向に回転するため、スリーブ３０も正ねじ回転方向に回転する。上述のように、スリーブ３０は逆ねじ構造をもつ内ねじ３３を有し、スリーブ３０はスペーサ２０の逆ねじ構造をもつ外ねじ２３に係合しているため、スリーブ３０が正ねじ回転方向に回転するのに伴って、スリーブ３０は第１の部品１側から第２の部品２側へ移動する。そしてスリーブ３０が第２の部品２に当接したところで、スリーブ３０はその回転を停止する。締め付けボルト４を更に正回転させることにより、締め付けボルト４のねじ部４ｃによりスリーブ３０の取付開口３５が破断されて拡大する。その後、締め付けボルト４のねじ部４ｃはスリーブ３０、スペーサ２０、ベース１１を貫通し、第１の部品１第１開口１ａを通って、第１の部品１の外側に設けられた締め付けナット５と係合する。

ところで、第２の部品２の外側に設けられたワッシャー７は、スリーブ３０のつば部３２と略同一の外径をもち、このことにより、同一外径をもつワッシャー７とつば部３２との間で第２の部品２を外側および内側から均一な力で押圧することができる。この場合、ワッシャー７を設ける代わりに、フランジ４ｂの外径を拡大させて、フランジ４ｂの外径をつば部３２の外径に合わせてもよい。

この間、スリーブ３０は第２の部品２に当接して、ベース１１、スペーサ２０およびスリーブ３０によって第１の部品１と第２の部品２との間の隙間３を維持する。このようにして締め付けボルト４と締め付けナット５とにより第１の部品１と第２の部品２を各々、外側から挟持しながら堅固に固定することができる。

次に締結構造１０のベース１１、スペーサ２０およびスリーブ３０について更に詳述する。

図６乃至図８に示すようにベース１１のスリーブ３０側の面に、スリーブ３０の円筒部３１を案内する一対のガイド爪１３が設けられている。この一対のガイド爪１３は、スリーブ３０の円筒部３１の外面形状に対応する湾曲面からなる内周面を有している。ここで図６はベースとスペーサとスリーブを一部透視して示す斜視図であり、図７は図６のＡ部拡大図であり、図８は図６のＢ部拡大図である。またスリーブ３０の円筒部３１のうち、ベース１１側の外周面に、平面上に形成された、複数の平面部３１ａが形成されている。本実施の形態において、円筒部３１には、例えば８面の平面部３１ａが円周方向に沿って互いに離間して形成されている。

さらにまたベース１１のスリーブ３０側の面には、スリーブ３０の端面と当接する複数、例えば４個のストッパ１５が設けられている。このストッパ１５により、スペーサ２０の円筒部２１のうち大径部２２側の無ねじ領域にスリーブ３０が進行することはない。また、ベース１１に設けられた一対のガイド爪１３の内面には、スリーブ３０の円筒部３１に形成された８面の平面部３１ａに当接する係止ピン１３ａが設けられ、この係止ピン１３ａはスリーブ３０の軸線方向に沿って延びている。

そしてベース１１側のガイド爪１３に設けられた係止ピン１３ａがスリーブ３０の円筒部３１に形成された平面部３１ａに当接することにより、ベース１１に対してスリーブ３０が回転することを防止できる。

すなわち、本実施の形態による締結構造１０の使用前において、ベース１１と、スペーサ２０と、スリーブ３０は一体に組み立てられて組み立て体となって取り扱われるが、この際、スリーブ３０をベース１１上のストッパ１５に当接するまでスペーサ２０外周面に沿って移動させ、スリーブ３０の平面部３１ａにベース１１側のガイド爪１３の係止ピンに当接させる。

このことによりベース１１に対してスリーブ３０が回転することなく、ベース１１と、スペーサ２０と、スリーブ３０とからなる組み立て体をコンパクトに組み立てることができる。このようにベース１１と、スペーサ２０と、スリーブ３０とからなる組み立て体を分離することなく、一体に構成して供給先へ搬送し、かつ納品することができる。

次にこのような構成からなる本実施の形態の作用について説明する。

まず図１（ａ）に示すように、上述のように構成されたベース１１と、スペーサ２０と、スリーブ３０とからなる組み立て体１０Ａを作製して準備しておく。

次に、組み立て体１０Ａを第１の部品１と第２の部品２との間に配置し、ベース１１の一対の係合片１２を第１の部品１の係止溝１ｂ内に係合する（図１（ｂ）（ｃ）参照）。

その後、図２（ａ）に示すように、頭部４ａと、フランジ４ｂと、ねじ部４ｃとを有する締め付けボルト４をワッシャー７および第２の部品２の第２開口２ａを通過させて、締め付けボルト４の頭部４ａを正ねじ回転方向（右方向）に回転させる。

具体的には、図２（ｂ）に示すように、第２の部品２の外側に配置された正ねじ構造をもつ締め付けボルト４のねじ部４ｃを、ワッシャー７および第２の部品２の第２開口２ａを通してスリーブ３０の取付開口３５に嵌合させる。そして締め付けボルト４の頭部４ａを正ねじ回転方向に締め付ける。この際、締め付けボルト４とともに、スリーブ３０も正ねじ回転方向に連れ回りする。スリーブ３０が正ねじ回転方向に回転するのに伴って、スペーサ２０の外周面に沿って、スリーブ３０は第１の部品１側から第２の部品２側へ移動する。そしてスリーブ３０が第２の部品２に当接したところで、スリーブ３０はその回転を停止する。締め付けボルト４の頭部４ａを更に正回転させることにより、締め付けボルト４のねじ部４ｃによりスリーブ３０の取付開口３５が破断されて拡大する。その後、締め付けボルト４のねじ部４ｃはスリーブ３０、スペーサ２０、ベース１１を貫通し、第１の部品１の第１開口１ａを通って、第１の部品１の外側に設けられた締め付けナット５と係合する（図２（ｃ）参照）。更に締め付けボルト４の頭部４ａを正ねじ方向に回転させることによって、更に締め付けボルト４と締め付けナット５とにより第１の部品１と第２の部品２を外方から挟持しながら固定する。

本実施の形態によれば、このように締め付けボルト４と締め付けナット５とにより第１の部品１と第２の部品２を外側から挟持しながら堅固に固定することができる。

またベース１１は全体として合成樹脂製となっているため、ベース１１を金属加工により作製する場合に比べて、きわめて安価にかつ容易に作製することができる。

１ 第１の部品
１ａ 第１開口
２ 第２の部品
２ａ 第２開口
３ 隙間
４ 締め付けボルト
５ 締め付けナット
７ ワッシャー
１０ 締結構造
１１ ベース
１２ 係合片
１３ ガイド爪
１３ａ 係止ピン
２０ スペーサ
２１ 円筒部
２２ 大径部
２３ 外ねじ
３０ スリーブ
３１ 円筒部
３１ａ 平面部
３２ つば部
３２ａ かしめ部
３３ 取付開口板
３５ 取付開口

Claims (4)

1. 係止溝と第１開口を有する第１の部品と、第２開口を有する第２の部品を互いに締結するとともに、正ねじ構造をもつ締め付けボルトと正ねじ構造をもつ締め付けナットを含む締結構造において、
   前記第１の部品と前記第２の部品との間に配置され、前記第１の部品の前記係止溝に係合する係合片を有するとともに貫通孔が形成された合成樹脂製のベースと、
   前記ベースの前記貫通孔に嵌め込まれ、逆ねじ構造の外ねじをもつ円筒状のスペーサと、
   前記スペーサに係合する円筒状のスリーブと、を備え、
   前記スリーブは前記スペーサの外ねじに係合する逆ねじ構造の内ねじを有し、
   前記スリーブに取付開口が形成され、前記第２の部品の外側に配置された前記締め付けボルトを前記第２の部品の第２開口を通して前記スリーブの取付開口に嵌合させ、前記締め付けボルトを締め付けることにより前記スリーブが連れ回りして前記第１の部品側から前記第２の部品側へ移動し、前記締め付けボルトが前記第２の部品、前記スリーブ、前記スペーサ、前記ベース、前記第１の部品を貫通して前記第１の部品の外側に配置された前記締め付けナットに係合し、前記ベースの前記スリーブ側の面に、前記スリーブの外周面を案内する一対のガイド爪を設けた、締結構造。
2. 各ガイド爪の内周面は前記スリーブの外周面に対応する湾曲面となっており、前記スリーブの前記ベース側外周面に複数の平面部が円周方向に沿って形成されている、請求項１記載の締結構造。
3. 各ガイド爪の内面に、前記平面部に当接する係止ピンが前記スリーブの軸線方向に沿って延びている、請求項２記載の締結構造。
4. 係止溝と第１開口を有する第１の部品と、第２開口を有する第２の部品を互いに締結するとともに、正ねじ構造をもつ締め付けボルトと正ねじ構造をもつ締め付けナットを含む締結構造において、
   前記第１の部品と前記第２の部品との間に配置され、前記第１の部品の前記係止溝に係合する係合片を有するとともに貫通孔が形成された合成樹脂製のベースと、
   前記ベースの前記貫通孔に嵌め込まれ、逆ねじ構造の外ねじをもつ円筒状のスペーサと、
   前記スペーサに係合する円筒状のスリーブと、を備え、
   前記スリーブは前記スペーサの外ねじに係合する逆ねじ構造の内ねじを有し、
   前記スリーブに取付開口が形成され、前記第２の部品の外側に配置された前記締め付けボルトを前記第２の部品の第２開口を通して前記スリーブの取付開口に嵌合させ、前記締め付けボルトを締め付けることにより前記スリーブが連れ回りして前記第１の部品側から前記第２の部品側へ移動し、前記締め付けボルトが前記第２の部品、前記スリーブ、前記スペーサ、前記ベース、前記第１の部品を貫通して前記第１の部品の外側に配置された前記締め付けナットに係合し、前記ベースの前記スリーブ側の面に、前記スリーブの端面と当接する複数のストッパを設けた、締結構造。

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