JP7292127B2 - 締結具 - Google Patents

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Description

この発明は、ねじの締付によって被締結部材を締結する技術に関し、特に、非正規の方法による締結状態の解除を困難にする技術に関する。
自動車のナンバープレートの盗難を防止するため、ナンバープレートの取付に使用されるボルトに、取付後のナンバープレートの取り外しを困難にする盗難防止機能を付与することが種々試みられている。例えば、非特許文献1では、専用の工具を用いずに取り外すことを困難にするため、ボルトを回転させるための操作穴を特殊な形状とすることが提案されている。
しかしながら、操作穴を特殊な形状としても、操作穴の形状によっては、一般に流通する各種工具を用いることでボルトを回転させ、ナンバープレートを取り外すことが可能となる場合がある。そこで、特許文献1においては、ボルト本体を締結した後、ボルトを締結するための締結専用工具が挿入される操作穴を嵌め込み材にて埋めることが提案されている。この特許文献1に提案された方法によれば、ナンバープレートの取り外しを効果的に抑制することが可能となるものの、ナンバープレートの取付に際して操作穴を嵌め込み材にて埋める作業が必要となるため、ナンバープレートの取付作業が煩雑となる虞がある。
特開2014-159863号公報
McGard 自動車用製品・ナンバープレートロック、マックガード日本合同会社、[平成31年4月19日検索]、インターネット<http://www.mcgard.jp/number.html>
このように、ナンバープレートの取付に使用されるボルトにおいて、ナンバープレートの取り外しを効果的に抑制するとともに、ナンバープレートの取付作業が煩雑化することを抑制することは困難である。この問題は、ナンバープレートを取り付けるためのボルトに限らず、締結状態の解除を制限することが好ましい種々の被締結部材を締結するための締結具に共通する。
本発明は、上述した従来の課題を解決するためになされたものであり、締結作業が煩雑化することを抑止しつつ、非正規の方法による締結状態の解除をより確実に抑制する技術を提供することを目的とする。
上記目的の少なくとも一部を達成するため、本発明の締結具は、被締結部材を締結する締結具であって、軸線を中心に回転させることにより前記被締結部材を締結するように作用する雄ねじが形成された軸部と、前記軸部と一体の工具作用部に形成され、前記軸部を回転させる工具が作用する工具作用面と、前記締結具の外方からの操作による前記軸部の回転を抑制する外方操作抑制部と、を備え、前記工具作用面は、略円筒内面形状に形成されていることを特徴とする。
この構成によれば、工具作用面を略円筒内面形状に形成することにより、工具作用面を内面として有する工具穴に挿入された非正規の工具による軸部の回転が抑制されるとともに、外方からの操作による軸部の回転が抑制されるので、非正規の方法による締結状態の解除を抑制することができる。また、非正規の工具による軸部の回転が、工具作用面を略円筒内面形状とすることで抑制されるので、工具穴を埋める作業等を省略することが可能となり、締結作業の煩雑化を抑制することができる。
前記外方操作抑制部は、前記工具作用部の外周側に配置され、前記被締結部材の締結が行われた状態において、前記工具作用部を収容するとともに、前記工具作用部と前記被締結部材との間で回転自在に保持されるように構成されたカラーである。
この構成によれば、外方からの操作による軸部の回転をより確実に抑制することができる。
カラーを前記外方操作抑制部とする締結具において、さらに、前記カラーを前記工具作用部に押し付ける付勢部材を備え、前記カラーは、前記付勢部材を収容するように構成されている。
この構成によれば、カラーが工具作用部に押し付けられるので、カラーが軸線方向に移動して工具作用部や被締結部材に接触することによる異音の発生を抑制することができる。
カラーを前記外方操作抑制部とする締結具において、さらに、前記工具作用部と前記被締結部材との間に配置され、前記工具作用部によって前記被締結部材に加えられる締付荷重を伝達する座金を備え、前記カラーは、前記座金の一部を収容するように構成されているものとしても良い。
この構成によれば、締結に際して回転操作が行われる工具作用部と、被締結部材との間に座金を挟むことができるので、工具作用部の回転に伴って、被締結部材に疵が生じることを抑制することができる。
本発明の第1実施形態としての締結具の構成を示す分解斜視図。 締結具をナンバープレートの取付に使用する様子を描いた説明図。 第1実施形態の締結具において、締結が行われる様子を示す説明図。 非正規の方法により締結状態を解除する試みがなされている様子を示す説明図。 第2実施形態における締結具の構成を示す説明図。 第3実施形態としてのボルトの構成を示す斜視図。 締結具の変形例を示す説明図。
本発明の実施の形態を以下の順序で説明する。
A.第1実施形態:
A1.締結具の構成:
A2.締結具の使用例:
A3.締結具の機能:
B.第2実施形態:
C.第3実施形態:
D.変形例:
A.第1実施形態:
A1.締結具の構成:
図1は、本発明の第1実施形態としての締結具100の構成を示す分解斜視図である。なお、図1では、締結具100を構成する各部材の形状を示すため、各部材の部分断面を描いている。ここで、締結具とは、ねじの締付により、被締結部材を相手部材に固定的に取り付ける(締結する)器具あるいは部品を謂う。
図1に示すように、第1実施形態の締結具100は、ボルト本体110と、カラー120と、波座金130と、平座金140とを、この順で、軸線Cに沿って配列することにより構成されている。なお、以下では、ボルト本体110から平座金140に向かう方向、すなわち、図1の紙面における右方向を前方とも謂い、その反対方向を後方とも謂う。
ボルト本体110は、後方から前方に向かって、フランジ部111と、頭部112と、軸部113とがこの順に設けられた一体の金属部材である。ボルト本体110には、フランジ部111の後方端面から頭部112まで到達する工具穴119が形成されている。この工具穴119の内周面のうち、軸線Cに平行な円筒内面形状の内周面119aは、後述するようにボルト本体110を回転させるための工具が作用する。そのため、当該内周面は、工具作用面119aとも謂うことができる。また、フランジ部111および頭部112は、工具作用面119aを内周面として有する工具穴119が形成されているので、併せて工具作用部とも謂うことができる。
カラー120は、外形が円柱状の一体に形成された金属部材であり、後方から前方に向かって、フランジ収容部121と、中間部122と、座金収容部123とがこの順に設けられている。フランジ収容部121には、フランジ部111を収容するためのフランジ収容穴129が形成されており、中間部122には、頭部112を通すための頭部挿通穴128が形成されている。
カラー120の座金収容部123には、波座金130の全体および平座金140の一部を収容するための座金収容穴127が形成されている。この座金収容穴127に収容される波座金130は、頭部112を通すことが可能な通し穴139が形成された一般的な波座金であり、平座金140は、軸部113を通し、かつ、頭部112を通さない通し穴149が形成された一般的な平座金である。
A2.締結具の使用例:
図2は、第1実施形態の締結具100の使用例として、締結具100をナンバープレート910の取付に使用する様子を描いた説明図である。図2(a)は、ナンバープレート910を取り付けるために、ナンバープレート910に設けられた取付穴919に締結具100のボルト本体110を通す様子を示しており、図2(b)は、締結具100とナット930とを用いてナンバープレート910を取付対象の相手部材920に取り付けた状態において、軸線Cに沿った面で切断した断面を示している。
図2(a)に示すように、ナンバープレート910の取付穴919には、ボルト本体110、カラー120、波座金130、平座金140を後方から前方に向かって配置した状態で、ボルト本体110が挿入される。取付穴919に挿入されたボルト本体110の軸部113は、さらに、ナンバープレート910より前方に配置された相手部材920の取付穴929に通される(図2(b))。そして、ナンバープレート910と相手部材920とのそれぞれの取付穴919,929を通された軸部113の雄ねじ113aと、ナット930に形成された雌ねじ939とを噛み合わせ、ナット930に対してボルト本体110を締付方向(図2の例では、前方に向かって時計回り)に回転させることにより、ナンバープレート910と相手部材920とが締結具100とナット930とにより締め付けられ、ナンバープレート910が相手部材920に締結される。
より具体的に云えば、ナット930に対してボルト本体110を締付方向に回転させると、ボルト本体110は、前方に位置するナット930に向かって進行する。そして、頭部112の前方端面と平座金140の後方端面とが接触することにより、頭部112の前方端面から平座金140の後方端面に荷重(締付荷重)が加わる。この平座金140に加わった締付荷重は、平座金140からナンバープレート910および相手部材920を介して、ナット930に伝達される。これにより、ナンバープレート910と相手部材920とが、締結具100とナット930とにより締め付けられ、ナンバープレート910が相手部材920に締結される。
一方、カラー120は、ナンバープレート910を相手部材920に締結した状態において、波座金130により、フランジ部111に押し付けるように後方に押し出される(付勢される)が、フランジ部111の前方端面と、中間部122の後方端面とが接触するため、後方への移動が規制される。しかしながら、この状態においても、カラー120は、その座金収容部123の軸線C方向の長さが波座金130の板厚と平座金140の板厚とを併せた長さよりも短くなっているため、ナンバープレート910に接触しない。そのため、カラー120には、波座金130による付勢力分の荷重は加わるが、締付荷重が加わらない。このように、第1実施形態の締結具100では、カラー120は、波座金130による付勢力よりも大きな締付荷重を負担しないため、ボルト本体110に対して回転自在となる。
A3.締結具の機能:
図3は、第1実施形態の締結具100において、締結が行われる様子を示す説明図である。具体的には、図3では、正規の方法、すなわち、専用の工具を用いてボルト本体110を締付方向に回転させ、締結具100で被締結部材の締結を行う様子を描いている。なお、図3では、ボルト本体110を回転させる工具については、その全体形状の図示を省略し、先端部811,812を工具作用面119aの後端において切断した断面を描いている。
上述の通り、ボルト本体110に形成された工具穴119の内周面のうち、工具作用面119aは、円筒内面形状となっている。そのため、工具作用面119aと接触する工具の先端部811,812の外面(操作面)811a,812aは、工具作用面119aとの接触面積がより広くなるように、工具作用面119aに対して相補的な形状、すなわち、円柱側面形状に形成されている。
このような工具の先端部811,812を工具穴119に挿入し、白抜きの矢印で示すように、先端部811,812に離間方向の力を加えると、工具の操作面811a,812aと、ボルト本体110の工具作用面119aとの間に荷重が加わる。この状態において、黒塗りの矢印で示すように、工具の先端部811,812を軸線Cを中心に締付方向に回転させると、操作面811a,812aと工具作用面119aとの間の摩擦によって、ボルト本体110を締付方向に回転させるトルク(締付トルク)が生じ、ボルト本体110が軸線Cを中心に締付方向に回転する。
このとき、先端部811,812に加わる離間方向の力を十分に強くすると、操作面811a,812aと工具作用面119aとの間に生じる摩擦が十分に強くなり、ボルト本体110に加わる締付トルクを十分に大きくすることができる。そのため、締結具100により被締結部材に十分に大きな締付荷重を加えることができるので、被締結部材を強固に締結することができる。
同様に、先端部811,812に離間方向の力を加えた状態で、工具の先端部811,812を軸線Cを中心に締付方向と反対方向(開放方向)に回転させると、ボルト本体110が軸線Cを中心に開放方向に回転する。この場合において、先端部811,812に加わる離間方向の力を締付時と同等程度にすることにより、ボルト本体110には、締付トルクと同等程度の開放方向のトルク(開放トルク)を生じさせることができる。そのため、専用の工具を用いた正規の方法によれば、被締結部材を締結するのみならず、締結具100により強固に締結された被締結部材の締結状態を解除することができる。
図4は、非正規の方法により締結状態を解除する試みがなされている様子を示す説明図である。図4(a)は、工具穴119にドライバー等の工具の先端部821を挿入して締結状態の解除を試みている様子を示し、図4(b)は、プライヤー等の工具の先端部831,832で締結具100を挟み、締結状態の解除を試みている様子を示している。
上述の通り、工具作用面119aは円筒内面形状に形成されているので、図4(a)に示すように、非正規の工具の先端部821を工具穴119に挿入し、黒塗りの矢印で示すように先端部821を軸線Cを中心に開放方向に回転させても、周方向において、先端部821は工具作用面119aに接触しない。このように、ドライバー等の工具を用いた場合、先端部821の回転によりボルト本体110に開放トルクを与えることができず、ボルト本体110を回転させることができないので、第1実施形態の締結具100を用いて締結した被締結部材の締結状態を解除することができない。
また、上述の通り、締結具100を用いて締結を行った状態において、カラー120は、ボルト本体110に対して回転自在となっている。そのため、図4(b)に示すように、プライヤー等の工具の先端部831,832で締結具100を外方から挟み、カラー120を回転する操作を行っても、ボルト本体110が回転しないため、締結状態を解除することができない。なお、このように、カラー120は、外方からの操作によるボルト本体110およびボルト本体110が有する軸部113の回転を抑制する機能を有しているので、外方操作抑制部とも謂うことができる。
以上で説明したように、第1実施形態の締結具100では、図3で示すように専用の工具を用いた正規の方法で操作を行うことにより、締結具100による締結と、締結の解除とを行うことができる。その一方、図4で示すように、専用の工具を用いない非正規の方法で操作を行っても、締結具100による締結状態を解除することができない。そのため、ナンバープレート910(図2)の取付に第1実施形態の締結具100を用いることにより、ナンバープレート910の不適切な取り外しを抑制し、盗難を防止することができる。また、第1実施形態の締結具100では、工具穴119を埋めることなく、上述の通り、締結状態の解除がより確実に抑制される。そのため、第1実施形態によれば、締結作業が煩雑化することを抑止しつつ、締結状態の解除をより確実に抑制することが可能となる。
さらに、第1実施形態の締結具100では、波座金130と平座金140とがカラー120に収容されている。そのため、軸部113や、締付荷重が加わっている平座金140を直接回転させることも困難となるので、非正規の方法による締結状態の解除をさらに確実に抑制することができる。
B.第2実施形態:
図5は、第2実施形態における締結具200の構成を示す説明図である。図5では、図2(b)と同様に、第2実施形態の締結具200を用いて、ナンバープレート910を相手部材920に取り付けた状態の断面を描いている。なお、第2実施形態の締結具200は、平座金140を省略している点で、第1実施形態の締結具100(図1)と異なっている。他の点は、第1実施形態の締結具100と同様である。そのため、ここでは、第1実施形態の締結具100と共通する事項の説明を省略する。また、第2実施形態の締結具200において、第1実施形態の締結具100の構成部に対応する構成部については、数字の下二桁を第1実施形態の締結具100と同一にし、百の位を「2」に変更した符号を付している。同様に、本明細書においては、具体的な説明を省略している場合においても、対応する構成部については、数字の下二桁が共通する符号を付すものとする。
上述のように、第2実施形態の締結具200では、平座金140を省略しているが、カラー220の座金収容部223の長さを短縮し、ボルト本体210の前方端面がナンバープレート910に接触するようにしている。そのため、第2実施形態においても、ボルト本体210の前方端面からナンバープレート910に締付荷重を加えることができるため、ナンバープレート910と相手部材920とは、第1実施形態と同様に締結される。
但し、第2実施形態の締結具200では、締付の際に回転するボルト本体210がナンバープレート910に接触しているので、ボルト本体210の回転による疵がナンバープレート910の後方側の面に生じる可能性がある。一方、第1実施形態の締結具100では、締付の際に回転するボルト本体110は、平座金140に接触するものの、平座金140がナンバープレート910に対して回転しないようにすることができる。そのため、第1実施形態によれば、ナンバープレート910に疵が生じることを抑制することができる。この点において、第1実施形態は、第2実施形態よりも好ましい。一方、第2実施形態によれば、平座金140を省略することで、締結具200を構成する部材の数を低減することができるので、締結具200の構成がより簡単になるとともに、締結具200の製造コストを低減することが可能となる。この点において、第2実施形態は、第1実施形態よりも好ましい。
C.第3実施形態:
図6は、第3実施形態における締結具300の構成を示す斜視図である。図6に示すように、第3実施形態の締結具300は、第1および第2実施形態のボルト本体110,210に相当する単一のボルト310として構成されている。
図6に示すように、第3実施形態における締結具300、すなわち、ボルト310は、後方側に配置された頭部312と、頭部312の前方端面から前方に延び、雄ねじ313aが形成された軸部313とを有している。そして、頭部312の後方端面からは、第1および第2実施形態においてフランジ部111,211および頭部112,212に形成された工具穴119,219と同様の工具穴319が形成され、工具作用面319aは円筒内面形状となっている。そのため、第3実施形態においても、図4(a)に示すように、ドライバー等の工具を用いて締結を解除することが抑制される。
一方、第3実施形態の締結具300では、頭部312の側面が、前方(すなわち、頭部312から軸部313に向かう方向)に向かって外径が拡大するテーパー形状となっている。そのため、図4(b)に示すように、プライヤー等の工具を用いて外方から回転操作を行って締結を解除することを試みても、工具の先端が頭部312の側面で滑り、頭部312を挟むことができないため、軸部313の回転が抑制され、締結を解除することが抑制される。このように、頭部312の側面は、外方からの操作による軸部313の回転を抑制する機能を有しているので、第1実施形態および第2実施形態のカラー120,220と同様に、外方操作抑制部とも謂うことができる。
このように、第3実施形態の締結具300によっても、図3で示すように専用の工具を用いた正規の方法で操作を行うことにより、締結具300による締結と、締結の解除とを行うことができる。その一方、図4で示すように、専用の工具を用いない非正規の方法で操作を行っても、締結具300による締結状態を解除することができない。そのため、第3実施形態によっても、締結作業が煩雑化することを抑止しつつ、締結状態の解除をより確実に抑制することが可能となる。
さらに、第3実施形態の締結具300は、第1および第2実施形態の締結具100,200と異なり、単一のボルト310として構成されている。そのため、第3実施形態は、締結具300の構成をさらに単純化し、さらに製造コストを低減することが可能となる点で、第1および第2実施形態よりも好ましい。一方、第1および第2実施形態は、外方からの操作による軸部113,213の回転をより確実に抑制することができる点で、第3実施形態よりも好ましい。
なお、第3実施形態では、頭部312の側面をテーパー形状としているが、一般的に、頭部の側面は、前方に向かって(すなわち、軸部313に向かって)外径が拡大するように形成されていれば良い。例えば、頭部の側面の形状は、トラスねじのように丸みを帯びたものにすることもできる。このようにしても、外方からの操作による軸部の回転を抑制することができる。
D.変形例:
本発明は上記各実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。
D1.変形例1:
上記第1および第2実施形態では、波座金130,230を用い、締結した状態でカラー120,220を後方に付勢しているが、波座金130,230に替えてゴム等の弾性部材を用いてカラー120,220を付勢するものとしても良い。但し、上述の使用例のように、ナンバープレート910を取り付けるために締結具100,200を用いる場合には、耐候性の観点から、金属で形成された波座金130,230を用いるのが好ましい。
また、波座金130,230等の付勢部材を省略することも可能である。この場合、カラー120,220が軸線C方向に移動し、ボルト本体110,210や被締結部材(上述の使用例では、ナンバープレート910)に接触した際に異音が発生する虞がある。そのため、上記第1および第2実施形態のように、カラー120,220を波座金130,230等の付勢部材により後方に付勢するのが好ましい。
D2.変形例2:
上記第1および第2実施形態では、ボルト本体110,210にフランジ部111,211を設けることにより、カラー120,220をフランジ部111,211とナンバープレート910(被締結部材)との間で保持しているが、他の方法によりカラーが保持されるようにすることも可能である。例えば、フランジ部を省略するとともに、カラーと頭部との間に互いに噛み合う凹部および凸部を設け、その凹部に凸部を嵌め込むことにより、カラーの軸線方向の移動を抑制するようにすることも可能である。
具体的には、図7に示す締結具400のように、ボルト本体410の頭部412の側面に溝418を設けるとともに、カラー420の頭部挿通部422(第1および第2実施形態の中間部122,222に相当する)に形成された頭部挿通穴428の内面に突出部424を設け、当該突出部424をボルト本体410の溝418に嵌め込むようにしてもよい。このようにしても、カラー420には、締結具400を用いて被締結部材(ナンバープレート910)の締結を行った際の締付荷重が加わらないため、カラー420は、ボルト本体410に対して回転自在となる。なお、突出部424の溝418への嵌め込みは、圧入や焼き嵌め等の周知の技術で行うことが可能である。
D3.変形例3:
上記各実施形態では、工具穴119,219,319の内面のうち、工具作用面119a,219a,319aを円筒内面形状に形成しているが、工具作用面の形状は、必ずしも円筒内面形状である必要はなく、略円筒内面形状としても良い。ここで、略円筒内面形状とは、例えば、後方から見た形状が扁平率が十分に小さい楕円や、円周の一部を直線に置き換えた形状等、周方向において、非正規の工具の先端部と工具作用面との間に、ボルト本体に十分なトルクを与えるような接触が生じないような形状を謂う。
D4.変形例4:
上記各実施形態では、締結具100,200,300をナンバープレート910の取付に使用しているが、締結具100,200,300は、締結を解除する操作を制限することが好ましい種々の被締結部材の締結に使用することが可能である。このような被締結部材としては、安全上の配慮が必要な配電盤の蓋や、秘匿性や安定性への配慮が必要な通信用の配線装置等の蓋や、盗難が懸念される屋外設置物の固定部材等が挙げられる。
100,200,300,400…締結具
110,210,410…ボルト本体
310…ボルト
111,211…フランジ部
112,212,312,412…頭部
113,213,313,413…軸部
113a,213a,313a,413a…雄ねじ
418…溝
119,219,319…工具穴
119a,219a,319a…工具作用面
120,220,420…カラー
121,221…フランジ収容部
122,222…中間部
422…頭部挿通部
123,223,423…座金収容部
424…突出部
127…座金収容穴
128,428…頭部挿通穴
129…フランジ収容穴
130,230,430…波座金
139…通し穴
140,440…平座金
149…通し穴
811,812…先端部
811a,812a…操作面
821…先端部
831,832…先端部
910…ナンバープレート
919…取付穴
920…相手部材
929…取付穴
930…ナット
939…雌ねじ
C…軸線

Claims (2)

  1. 被締結部材を締結する締結具であって、
    軸線を中心に回転させることにより前記被締結部材を締結するように作用する雄ねじが形成された軸部と、
    前記軸部と一体の工具作用部に形成され、前記軸部を回転させる工具が作用する工具作用面と、
    前記締結具の外方からの操作による前記軸部の回転を抑制する外方操作抑制部と、
    を備え、
    前記工具作用面は、略円筒内面形状に形成されているとともに、
    前記外方操作抑制部は、前記工具作用部の外周側に配置され、前記被締結部材の締結が行われた状態において、前記工具作用部を収容するとともに、前記工具作用部と前記被締結部材との間で回転自在に保持されるように構成されたカラーであり、かつ、
    前記カラーを前記工具作用部に押し付ける付勢部材を備え、
    前記カラーは、前記付勢部材を収容するように構成されている、
    締結具。
  2. 請求項1記載の締結具であって、さらに、
    前記工具作用部と前記被締結部材との間に配置され、前記工具作用部によって前記被締結部材に加えられる締付荷重を伝達する座金を備え、
    前記カラーは、前記座金の一部を収容するように構成されている、
    締結具。
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