(57)【要約】【課題】緩み止めを簡便に行うことが可能な部材固定機構を提供する。【解決手段】  被固定部材６に配設可能に構成される軸部２と、上記軸部の軸に沿って移動可能な移動部材４と、上記被固定部材及び上記移動部材に接触させ得る接触面を有する接合部材８とを備え、上記接合部材が、上記接触面を上記移動部材及び上記被固定部材に接触させて摺動することで、該接触面が溶融して上記接合部材と上記被固定部材及び上記移動部材とを接合して固定可能とするように構成される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被固定部材に配設可能に構成される軸部と、
上記軸部の軸に沿って移動可能な移動部材と、
上記被固定部材及び上記移動部材に接触させ得る接触面を有する接合部材とを備え、
上記接合部材が、上記接触面を上記移動部材及び上記被固定部材に接触させて摺動することで、該接触面が溶融して上記接合部材と上記被固定部材及び上記移動部材とを接合して固定可能とするように構成されることを特徴とする部材固定機構。
【請求項２】
前記軸部は、雄ねじ部を有し、
前記移動部材は、上記雄ねじ部に螺合し得る第一の雌ねじ部を有し、
前記接合部材は、前記移動部材に対して仮固定状態とされ、所定の物理条件を付加することで前記移動部材に対する該仮固定状態が解除されて、該接合部材の前記接触面が該移動部材と該被固定部材とに対して摺動可能となり、この摺動によって生じる摩擦熱によって、前記接触面が該移動部材及び該被固定部材と溶融するように構成されることを特徴とする請求項１に記載の部材固定機構。
【請求項３】
前記被固定部材は、前記雄ねじ部に螺合し得る第二の雌ねじ部を有することを特徴とする請求項２に記載の部材固定機構。
【請求項４】
前記雄ねじ部は、該雄ねじ部に形成された適宜のリード角及び／又はリード方向に設定された第一螺旋溝と、該雄ねじ部の上記第一螺旋溝が形成された領域の少なくとも一部の領域で重複するように形成され、上記リード角及び／又はリード方向に対して相異なるリード角及び／又はリード方向に設定された第二螺旋溝とを有し、
前記第一の雌ねじ部は、上記第一螺旋溝に螺合し得、
前記第二の雌ねじ部は、上記第二螺旋溝に螺合し得るように構成されることを特徴とする請求項３に記載の部材固定機構。
【請求項５】
前記接合部材は、前記軸部の軸に沿って前記移動部材の外周及び前記被固定部材に接触し、
前記被固定部材及び前記接合部材の内、一方は、一端が開口し、該開口に向かって拡径する内周面を有し、
他方は、上記内周面に嵌入し得る、基端から先端にかけて縮径する外周面を有する嵌入部を有し、
前記被固定部材及び前記接合部材は、上記開口から上記内周面によって囲繞される空間内に上記嵌入部を嵌入させ得るように構成されることを特徴とする請求項２乃至４の何れかに記載の部材固定機構。
【請求項６】
前記嵌入部は、基端側から先端側にかけて連続的又は段階的に縮径した環状嵌入部であって、
前記内周面は、前記開口に向かって連続的又は段階的に拡径することを特徴とする請求項５に記載の部材固定機構。
【請求項７】
前記環状嵌入部の外周面の軸方向に対する傾斜角と、前記内周面の軸方向に対する傾斜角とが、略一致することを特徴とする請求項６に記載の部材固定機構。
【請求項８】
前記内周面の前記開口の縁部の内径は、前記環状嵌入部の先端部の外径よりも大きく設定されること特徴とする請求項６又は７に記載の部材固定機構。
【請求項９】
前記被固定部材は、前記環状嵌入部を有し、
前記移動部材の外周面は、軸方向に対する傾斜角が、前記環状嵌入部の外周面の軸方向に対する傾斜角と異なる傾斜角を有し、
前記接合部材は、前記内周面を有し、
該内周面は、前記移動部材に接触し得る該移動部材の外周面の軸方向に対する傾斜角と一致する傾斜角の第一領域と、前記環状嵌入部に接触し得る該環状嵌入部の外周面の軸方向に対する傾斜角と一致する傾斜角の第二領域とを有することを特徴とする請求項６に記載の部材固定機構。
【請求項１０】
前記嵌入部は、回転閉曲面体の外表面の少なくとも一部を成す曲面状の外周面を有し、
前記内周面は、上記回転閉曲面体と略同一又は近似した回転閉曲面体の内表面の少なくとも一部を成す曲面状に構成されることを特徴とする請求項５に記載の部材固定機構。
【請求項１１】
前記被固定部材及び前記移動部材の内、一方は、一端が開口する凹部を有し、
他方は、上記開口から上記凹部に嵌入し得る、凸部を有し、
上記凹部の内周面及び／又は上記凸部の外周面は、前記軸部の軸からの距離が周方向に沿って異なる形状を有し、
上記凸部と上記凹部とが嵌合して周方向に係合し、上記被固定部材及び上記移動部材の相対回転が規制されることを特徴とする請求項２乃至４に記載の部材固定機構。
【請求項１２】
前記移動部材は、前記軸部の端部に固定された、前記軸部と共に移動し得る頭部であり、
上記頭部は、前記接合部材の前記接触面と摺接し得る摺接部を有し、
前記接合部材は、上記頭部に対して仮固定状態とされ、所定の物理条件を付加することで該頭部に対する該仮固定状態が解除されて、該接合部材の前記接触面が上記摺接部と前記被固定部材とに対して摺動可能となり、この摺動によって生じる摩擦熱によって、前記接触面が該摺接部及び前記被固定部材と溶融するように構成されることを特徴とする請求項１に記載の部材固定機構。
【請求項１３】
前記仮固定状態は、前記接合部材が前記移動部材に対して相対移動するのを防止するように離脱可能に固定された状態であることを特徴とする請求項２乃至１２の何れかに記載の部材固定機構。
【請求項１４】
前記仮固定状態は、前記接合部材が前記移動部材に対して相対回転するのを防止するように離脱可能に固定された状態であることを特徴とする請求項２乃至１２の何れかに記載の部材固定機構。
【請求項１５】
前記仮固定状態は、溶接によって成されることを特徴とする請求項２乃至１２の何れかに記載の部材固定機構。
【請求項１６】
前記仮固定状態は、圧入嵌合によって成されることを特徴とする請求項２乃至１２の何れかに記載の部材固定機構。
【請求項１７】
前記仮固定状態は、前記接合部材と前記移動部材とが互いに離脱可能に係合するように凹凸が設けられ、互いの該凹凸を係合させて成されることを特徴とする請求項２乃至１２の何れかに記載の部材固定機構。
【請求項１８】
前記物理条件は、所定以上のトルクを付与することであることを特徴とする請求項２乃至１７の何れかに記載の部材固定機構。
【請求項１９】
前記物理条件は、一定以上の温度とすることであることを特徴とする請求項２乃至１８の何れかに記載の部材固定機構。
【請求項２０】
前記物理条件は、所定以上の圧力を付与することであることを特徴とする請求項２乃至１９の何れかに記載の部材固定機構。
【請求項２１】
前記接合部材は、前記軸部の軸からの距離が周方向に沿って異なる外周面を有することを特徴とする請求項１乃至２０の何れかに記載の部材固定機構。
【請求項２２】
前記接合部材は、前記軸部の軸直角平面に対して略直交し、且つ、該軸部の軸からの距離が周方向に沿って異なる略平面状又は略曲面状の異径面部を一つ以上有することを特徴とする請求項２１に記載の部材固定機構。
【請求項２３】
前記接合部材は、前記異径面部を二つ以上有し、
前記異径面部のうち、少なくとも一対の前記異径面部が所定範囲の幅で略対向して設けられることを特徴とする請求項２２に記載の部材固定機構。
【請求項２４】
軸部の軸に沿って移動可能な移動部材を、該軸部が取付けられている被固定部材に固定して保持する部材固定方法であって、
上記移動部材には、該移動部材及び上記被固定部材に接触する接触面を有する接合部材が仮固定状態とされ、
上記接合部材を、所定の物理条件を付加することで前記移動部材に対する該仮固定状態を解除し、該接合部材の前記接触面が該移動部材と該被固定部材とに対して摺動可能とし、上記接触面を上記移動部材及び上記被固定部材に接触させて摺動させることで、上記接触面と上記移動部材及び上記被固定部材とを摩擦させて溶融させ、上記接合部材と上記被固定部材及び上記移動部材とを接合して固定することを特徴とする部材固定方法。
【請求項２５】
前記軸部は、雄ねじ部を有し、
前記移動部材は、上記雄ねじ部に螺合し得る第一の雌ねじ部を有し、
前記接合部材は、前記摺動によって生じる摩擦熱によって、前記接触面が該移動部材及び該被固定部材と溶融するように構成されることを特徴とする請求項２４に記載の部材固定方法。
【請求項２６】
前記被固定部材は、前記雄ねじ部に螺合し得る第二の雌ねじ部を有することを特徴とする請求項２５に記載の部材固定方法。
【請求項２７】
前記雄ねじ部は、該雄ねじ部に形成された適宜のリード角及び／又はリード方向に設定された第一螺旋溝と、該雄ねじ部の上記第一螺旋溝が形成された領域の少なくとも一部の領域で重複するように形成され、上記リード角及び／又はリード方向に対して相異なるリード角及び／又はリード方向に設定された第二螺旋溝とを有し、
前記第一の雌ねじ部は、上記第一螺旋溝に螺合し得、
前記第二の雌ねじ部は、上記第二螺旋溝に螺合し得るように構成されることを特徴とする請求項２６に記載の部材固定方法。
【請求項２８】
前記接合部材は、前記軸部の軸に沿って前記移動部材の外周及び前記被固定部材に接触し、
前記被固定部材及び前記接合部材の内、一方は、一端が開口し、該開口に向かって拡径する内周面を有し、
他方は、上記内周面に嵌入し得る、基端から先端にかけて縮径する外周面を有する嵌入部を有し、
前記被固定部材及び前記接合部材は、上記開口から上記内周面によって囲繞される空間内に上記嵌入部を嵌入させ得るように構成されることを特徴とする請求項２５乃至２７の何れかに記載の部材固定方法。
【請求項２９】
前記嵌入部は、基端側から先端側にかけて連続的又は段階的に縮径した環状嵌入部であって、
前記内周面は、前記開口に向かって連続的又は段階的に拡径することを特徴とする請求項２８に記載の部材固定方法。
【請求項３０】
前記環状嵌入部の外周面の軸方向に対する傾斜角と、前記内周面の軸方向に対する傾斜角とが、略一致することを特徴とする請求項２９に記載の部材固定方法。
【請求項３１】
前記内周面の前記開口の縁部の内径は、前記環状嵌入部の先端部の外径よりも大きく設定されること特徴とする請求項２９又は３０に記載の部材固定方法。
【請求項３２】
前記被固定部材は、前記環状嵌入部を有し、
前記移動部材の外周面は、軸方向に対する傾斜角が、前記環状嵌入部の外周面の軸方向に対する傾斜角と異なる傾斜角を有し、
前記接合部材は、前記内周面を有し、
該内周面は、前記移動部材に接触し得る該移動部材の外周面の軸に対する傾斜角と一致する傾斜角の第一領域と、前記環状嵌入部に接触し得る該環状嵌入部の外周面の軸に対する傾斜角と一致する傾斜角の第二領域とを有することを特徴とする請求項２９に記載の部材固定方法。
【請求項３３】
前記嵌入部は、回転閉曲面体の外周面の少なくとも一部を成す曲面状の外周面を有し、
前記内周面は、前記回転閉曲面体と略同一又は近似した回転閉曲体の内表面の少なくとも一部を成す曲面状であることを特徴とする請求項２８に記載の部材固定方法。
【請求項３４】
前記被固定部材及び前記移動部材の内、一方は、一端が開口する凹部を有し、
他方は、上記開口から上記凹部に嵌入し得る、凸部を有し、
上記凹部の内周面及び／又は上記凸部の外周面は、前記軸部の軸からの距離が周方向に沿って異なる形状を有し、
上記凸部と上記凹部とが嵌合して周方向に係合し、上記被固定部材及び上記移動部材の相対回転が規制されることを特徴とする請求項２４乃至２７に記載の部材固定方法。
【請求項３５】
前記移動部材は、前記軸部の端部に固定された、前記軸部と共に移動し得る頭部であり、
上記頭部は、前記接合部材の前記接触面と摺接し得る摺接部を有し、
前記接合部材は、上記頭部に対して仮固定状態とされ、所定の物理条件を付加することで該頭部に対する該仮固定状態が解除されて、該接合部材の前記接触面が上記摺接部と前記被固定部材とに対して摺動可能となり、この摺動によって生じる摩擦熱によって、前記接触面が該摺接部及び前記被固定部材と溶融するように構成されることを特徴とする請求項２４に記載の部材固定方法。
【請求項３６】
前記仮固定状態は、前記接合部材が前記移動部材に対して相対移動するのを防止するように離脱可能に固定された状態であることを特徴とする請求項２４乃至３５の何れかに記載の部材固定方法。
【請求項３７】
前記仮固定状態は、前記接合部材が前記移動部材に対して相対回転するのを防止するように離脱可能に固定された状態であることを特徴とする請求項２４乃至３５の何れかに記載の部材固定方法。
【請求項３８】
前記仮固定状態は、溶接によって成されることを特徴とする請求項２４乃至３５の何れかに記載の部材固定方法。
【請求項３９】
前記仮固定状態は、圧入嵌合によって成されることを特徴とする請求項２４乃至３５の何れかに記載の部材固定方法。
【請求項４０】
前記仮固定状態は、前記接合部材と前記移動部材とが互いに離脱可能に係合するように凹凸が設けられ、互いの該凹凸を係合させて成されることを特徴とする請求項２４乃至３５の何れかに記載の部材固定方法。
【請求項４１】
前記物理条件は、所定以上のトルクを付与するものであることを特徴とする請求項２４乃至４０の何れかに記載の部材固定方法。
【請求項４２】
前記物理条件は、一定以上の温度とするものであることを特徴とする請求項２４乃至４１の何れかに記載の部材固定方法。
【請求項４３】
前記物理条件は、所定以上の圧力を付与するものであることを特徴とする請求項２４乃至４２の何れかに記載の部材固定方法。
【請求項４４】
前記接合部材は、前記軸部の軸からの距離が周方向に沿って異なる外周面を有することを特徴とする請求項２４乃至４３の何れかに記載の部材固定方法。
【請求項４５】
前記接合部材は、前記軸部の軸直角平面に対して略直交し、且つ、該軸部の軸からの距離が周方向に沿って異なる略平面状又は略曲面状の異径面部を一つ以上有することを特徴とする請求項４４に記載の部材固定方法。
【請求項４６】
前記接合部材は、前記異径面部を二つ以上有し、
前記異径面部のうち、少なくとも一対の前記異径面部が所定範囲の幅で略対向して設けられることを特徴とする請求項４５に記載の部材固定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、部材の固定に利用される部材固定機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、雄ねじが形成されたボルト等の雄ねじ体と雌ねじが形成された雌ねじ部を有する被締結体やナット等から成るねじ締結構造は、様々な分野における各種部材同士の固定等に利用されている。被接合部材同士の接合にねじ締結構造を採用する場合は、例えばリベットや接着或いは溶接等の接合方法と比較して、各種被接合部材間に高度な軸力を印加した状態での接合が可能となる上、それらの被接合部材同士やねじ締結部材の着脱をも容易に実現することができる。
【０００３】
しかしながら、ねじ締結構造は、接触部分の摩擦力によって締結力（軸力）を保持するものであるため、接触部分が塑性変形や摩耗、腐食等した場合や、繰り返し外力や振動等が加わる場合、また環境温度の変化に際しては緩んでしまい、適切な締結力が失われることとなる。このため、ねじ締結構造の採用においては、使用環境等に応じた適切な緩み止め処置を施すことが必要であり、従来、種々の手法が提案されている。（例えば、特許文献１又は２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３９４６７５２号公報
【０００５】
【特許文献２】登録実用新案第３９１８７０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところが、ねじ締結構造における従来の緩み止め手法は、接触部分、例えば雄ねじ体のねじ山のフランク面と雌ねじ部のねじ山のフランク面の間に作用する摩擦力を向上させるものが大半であり、使用環境等によっては適切な緩み止め効果を発揮出来ない場合があった。他方、このような緩みが発生しない接合手法として挙げられる溶接であるが、被接合部材間に軸力を印加することが出来ない上、設計が難しく、施工は気候や天候、周辺環境の影響を著しく受け、施工現場に火気を持ち込むことになること、被接合部材の母材自体に入熱が必至で入熱部の変質が避けられないことに加え、異種素材同士の接合は殆ど不可であり、施工性が悪く、作業者による個人差が著しく生じることなど種々の難点があった。
【０００７】
本発明は、斯かる実情に鑑みて成されたものであり、被接合部材の母材への入熱が殆ど無く、被接合部材間に高度な軸力を印加可能で、且つ、火気を使用することなく溶接レベルの確実な緩み止めを従来のねじ締結構造同様の操作で簡便に行うことが可能な部材固定機構を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の部材固定機構は、被固定部材に配設可能に構成される軸部と、軸部の軸に沿って移動可能な移動部材と、被固定部材及び移動部材に接触させ得る接触面を有する接合部材とを備え、接合部材が、接触面を移動部材及び被固定部材に接触させて摺動することで、接触面が溶融して接合部材と被固定部材及び移動部材とを接合して固定可能とするように構成されることを特徴とする。
【０００９】
軸部は、雄ねじ部を有し、移動部材は、雄ねじ部に螺合し得る第一の雌ねじ部を有し、接合部材は、移動部材に対して仮固定状態とされ、所定の物理条件を付加することで移動部材に対する仮固定状態が解除されて、接合部材の接触面が移動部材と被固定部材とに対して摺動可能となり、この摺動によって生じる摩擦熱によって、接触面が移動部材及び被固定部材と溶融するように構成されることを特徴とする。
【００１０】
被固定部材は、雄ねじ部に螺合し得る第二の雌ねじ部を有することを特徴とする。
【００１１】
雄ねじ部は、雄ねじ部に形成された適宜のリード角及び／又はリード方向に設定された第一螺旋溝と、雄ねじ部の第一螺旋溝が形成された領域の少なくとも一部の領域で重複するように形成され、リード角及び／又はリード方向に対して相異なるリード角及び／又はリード方向に設定された第二螺旋溝とを有し、第一の雌ねじ部は、第一螺旋溝に螺合し得、第二の雌ねじ部は、第二螺旋溝に螺合し得るように構成されることを特徴とする。
【００１２】
接合部材は、軸部の軸に沿って移動部材の外周及び被固定部材に接触し、被固定部材及び接合部材の内、一方は、一端が開口し、開口に向かって拡径する内周面を有し、他方は、内周面に嵌入し得る、基端から先端にかけて縮径する外周面を有する嵌入部を有し、被固定部材及び接合部材は、開口から内周面によって囲繞される空間内に嵌入部を嵌入させ得るように構成されることを特徴とする。
【００１３】
嵌入部は、基端側から先端側にかけて連続的又は段階的に縮径した環状嵌入部であって、内周面は、開口に向かって連続的又は段階的に拡径することを特徴とする。
【００１４】
環状嵌入部の外周面の軸方向に対する傾斜角と、内周面の軸方向に対する傾斜角とが、略一致することを特徴とする。
【００１５】
内周面の開口の縁部の内径は、環状嵌入部の先端部の外径よりも大きく設定されること特徴とする。
【００１６】
被固定部材は、前記環状嵌入部を有し、移動部材の外周面は、軸方向に対する傾斜角が、環状嵌入部の外周面の軸方向に対する傾斜角と異なる傾斜角を有し、接合部材は、内周面を有し、内周面は、移動部材に接触し得る移動部材の外周面の軸方向に対する傾斜角と一致する傾斜角の第一領域と、環状嵌入部に接触し得る環状嵌入部の外周面の軸方向に対する傾斜角と一致する傾斜角の第二領域とを有することを特徴とする。
【００１７】
嵌入部は、回転閉曲面体の外表面の少なくとも一部を成す曲面状の外周面を有し、内周面は、回転閉曲面体と略同一又は近似した回転閉曲面体の内表面の少なくとも一部を成す曲面状に構成されることを特徴とする。
【００１８】
被固定部材及び移動部材の内、一方は、一端が開口する凹部を有し、他方は、開口から凹部に嵌入し得る、凸部を有し、凹部の内周面及び／又は凸部の外周面は、軸部の軸からの距離が周方向に沿って異なる形状を有し、凸部と凹部とが嵌合して周方向に係合し、被固定部材及び移動部材の相対回転が規制されることを特徴とする。
【００１９】
移動部材は、軸部の端部に固定された、軸部と共に移動し得る頭部であり、頭部は、接合部材の接触面と摺接し得る摺接部を有し、接合部材は、頭部に対して仮固定状態とされ、所定の物理条件を付加することで頭部に対する仮固定状態が解除されて、接合部材の接触面が摺接部と被固定部材とに対して摺動可能となり、この摺動によって生じる摩擦熱によって、接触面が摺接部及び被固定部材と溶融するように構成されることを特徴とする。
【００２０】
仮固定状態は、接合部材が移動部材に対して相対移動するのを防止するように離脱可能に固定された状態であることを特徴とする。
【００２１】
仮固定状態は、接合部材が移動部材に対して相対回転するのを防止するように離脱可能に固定された状態であることを特徴とする。
【００２２】
仮固定状態は、溶接によって成されることを特徴とする。
【００２３】
仮固定状態は、圧入嵌合によって成されることを特徴とする。
【００２４】
仮固定状態は、接合部材と移動部材とが互いに離脱可能に係合するように凹凸が設けられ、互いの該凹凸を係合させて成されることを特徴とする。
【００２５】
物理条件は、所定以上のトルクを付与することであることを特徴とする。
【００２６】
物理条件は、一定以上の温度とすることであることを特徴とする。
【００２７】
物理条件は、所定以上の圧力を付与することであることを特徴とする。
【００２８】
接合部材は、軸部の軸からの距離が周方向に沿って異なる外周面を有することを特徴とする。
【００２９】
接合部材は、軸部の軸直角平面に対して略直交し、且つ、軸部の軸からの距離が周方向に沿って異なる略平面状又は略曲面状の異径面部を一つ以上有することを特徴とする。
【００３０】
接合部材は、異径面部を二つ以上有し、異径面部のうち、少なくとも一対の異径面部が所定範囲の幅で略対向して設けられることを特徴とする。
【００３１】
また、本発明の部材固定方法は、軸部の軸に沿って移動可能な移動部材を、軸部が取付けられている被固定部材に固定して保持する部材固定方法であって、移動部材には、移動部材及び被固定部材に接触する接触面を有する接合部材が仮固定状態とされ、接合部材を、所定の物理条件を付加することで移動部材に対する仮固定状態を解除し、接合部材の接触面が移動部材と被固定部材とに対して摺動可能とし、接触面を移動部材及び被固定部材に接触させて摺動させることで、接触面と移動部材及び被固定部材とを摩擦させて溶融させ、接合部材と被固定部材及び移動部材とを接合して固定することを特徴とする。
【００３２】
軸部は、雄ねじ部を有し、移動部材は、上記雄ねじ部に螺合し得る第一の雌ねじ部を有し、接合部材は、摺動によって生じる摩擦熱によって、接触面が該移動部材及び該被固定部材と溶融するように構成されることを特徴とする。
【００３３】
被固定部材は、雄ねじ部に螺合し得る第二の雌ねじ部を有することを特徴とする。
【００３４】
雄ねじ部は、雄ねじ部に形成された適宜のリード角及び／又はリード方向に設定された第一螺旋溝と、雄ねじ部の第一螺旋溝が形成された領域の少なくとも一部の領域で重複するように形成され、リード角及び／又はリード方向に対して相異なるリード角及び／又はリード方向に設定された第二螺旋溝とを有し、第一の雌ねじ部は、第一螺旋溝に螺合し得、第二の雌ねじ部は、第二螺旋溝に螺合し得るように構成されることを特徴とする。
【００３５】
接合部材は、軸部の軸に沿って移動部材の外周及び被固定部材に接触し、被固定部材及び接合部材の内、一方は、一端が開口し、該開口に向かって拡径する内周面を有し、他方は、内周面に嵌入し得る、基端から先端にかけて縮径する外周面を有する嵌入部を有し、被固定部材及び接合部材は、開口から内周面によって囲繞される空間内に嵌入部を嵌入させ得るように構成されることを特徴とする。
【００３６】
嵌入部は、基端側から先端側にかけて連続的又は段階的に縮径した環状嵌入部であって、内周面は、開口に向かって連続的又は段階的に拡径することを特徴とする。
【００３７】
環状嵌入部の外周面の軸方向に対する傾斜角と、内周面の軸方向に対する傾斜角とが、略一致することを特徴とする。
【００３８】
内周面の開口の縁部の内径は、環状嵌入部の先端部の外径よりも大きく設定されること特徴とする。
【００３９】
被固定部材は、環状嵌入部を有し、移動部材の外周面は、軸方向に対する傾斜角が、環状嵌入部の外周面の軸方向に対する傾斜角と異なる傾斜角を有し、接合部材は、内周面を有し、内周面は、移動部材に接触し得る移動部材の外周面の軸に対する傾斜角と一致する傾斜角の第一領域と、環状嵌入部に接触し得る環状嵌入部の外周面の軸に対する傾斜角と一致する傾斜角の第二領域とを有することを特徴とする。
【００４０】
嵌入部は、回転閉曲面体の外周面の少なくとも一部を成す曲面状の外周面を有し、内周面は、回転閉曲面体と略同一又は近似した回転閉曲体の内表面の少なくとも一部を成す曲面状であることを特徴とする。
【００４１】
被固定部材及び前記移動部材の内、一方は、一端が開口する凹部を有し、他方は、開口から凹部に嵌入し得る、凸部を有し、凹部の内周面及び／又は凸部の外周面は、軸部の軸からの距離が周方向に沿って異なる形状を有し、凸部と凹部とが嵌合して周方向に係合し、被固定部材及び移動部材の相対回転が規制されることを特徴とする。
【００４２】
移動部材は、軸部の端部に固定された、軸部と共に移動し得る頭部であり、頭部は、接合部材の接触面と摺接し得る摺接部を有し、接合部材は、頭部に対して仮固定状態とされ、所定の物理条件を付加することで頭部に対する仮固定状態が解除されて、接合部材の接触面が摺接部と被固定部材とに対して摺動可能となり、この摺動によって生じる摩擦熱によって、接触面が摺接部及び被固定部材と溶融するように構成されることを特徴とする。
【００４３】
仮固定状態は、接合部材が移動部材に対して相対移動するのを防止するように離脱可能に固定された状態であることを特徴とする。
【００４４】
仮固定状態は、接合部材が移動部材に対して相対回転するのを防止するように離脱可能に固定された状態であることを特徴とする。
【００４５】
仮固定状態は、溶接によって成されることを特徴とする。
【００４６】
仮固定状態は、圧入嵌合によって成されることを特徴とする。
【００４７】
仮固定状態は、接合部材と移動部材とが互いに離脱可能に係合するように凹凸が設けられ、互いの該凹凸を係合させて成されることを特徴とする。
【００４８】
物理条件は、所定以上のトルクを付与するものであることを特徴とする。
【００４９】
物理条件は、一定以上の温度とするものであることを特徴とする。
【００５０】
物理条件は、所定以上の圧力を付与するものであることを特徴とする。
【００５１】
接合部材は、軸部の軸からの距離が周方向に沿って異なる外周面を有することを特徴とする。
【００５２】
接合部材は、軸部の軸直角平面に対して略直交し、且つ、軸部の軸からの距離が周方向に沿って異なる略平面状又は略曲面状の異径面部を一つ以上有することを特徴とする。
【００５３】
接合部材は、異径面部を二つ以上有し、異径面部のうち、少なくとも一対の異径面部が所定範囲の幅で略対向して設けられることを特徴とする。
【発明の効果】
【００５４】
本発明によれば、単純な構造でありながらも、被固定部材の母材への入熱が殆ど無く、被固定部材と移動部材間に高度な軸力を印加可能で、且つ、火気を使用することなく溶接レベルの確実な緩み止めを従来のねじ締結構造同様の操作で簡便に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の第一の実施形態にかかる部材固定機構を示す図である。
【図２】ナット形接合部材を介して雌ねじ部と鋼板とを接合する工程を段階的に示す図である。
【図３】第二の実施形態にかかる部材固定機構を示す図である。
【図４】第三の実施形態にかかる部材固定機構を示す図である。
【図５】両ねじ部を示す図である。
【図６】仮固定状態の雌ねじ部及びナット形接合部材の、（Ａ）側面部分断面図、（Ｂ）平面図である。
【図７】ナット形接合部材と、雌ねじ部及び被固定ナットを接合する処理を段階的に示す図である。
【図８】嵌入部の外周面、雌ねじ部の外周面及びナット形接合部材の内周面の軸方向に対する傾斜角αが、（ａ）３０°の場合を示す図、（ｂ）４５°の場合を示す図、（ｃ）６０°の場合を示す図である。
【図９】ナット形接合部材の内周面が複合角度円錐台の形状を有する場合を示す図である。
【図１０】段状の嵌入部及びナット形接合部材の段状の内周面を示す図である。
【図１１】凹部を有する雌ねじ部と凸部を有する被固定ナットとを示す図である。
【図１２】ナット形接合部材をボルトの頭部に仮固定した場合を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００５６】
以下に本発明の第一の実施形態にかかる部材固定機構を図面を参照して説明する。なお本発明は、ナット形接合部材８を雌ねじ型移動部材４（移動部材）及び被固定部材としての鋼板６に対して相対回転させ、摩擦攪拌接合（Friction Stir Welding）によって雌ねじ型移動部材４、鋼板６、ナット形接合部材８を一体にするものである。
【００５７】
図１は本発明の第一の実施形態にかかる部材固定機構を示す図であり、（Ａ）は側面の断面図、（Ｂ）は平面図である。部材固定機構１は、雄ねじ体２と、雄ねじ体２に螺合する雌ねじ型移動部材４（第一の雌ねじ部）と、雄ねじ体２を挿通させる鋼板６と、雌ねじ型移動部材４の外周に仮固定されているナット形接合部材８とからなる。
【００５８】
雄ねじ体２は、円柱形状の軸部であって外周面に雄ねじ螺旋溝を形成し、一端部に工具と係合する非円柱形状の伝達部１０を形成している。伝達部１０は、雄ねじ体２が被締結体である鋼板６に対して相対回転しないように配設されるものであれば省略可能であって必須なものではないが、本実施形態においては、締結工具から付与されたトルクを雄ねじ体２に伝達させる部位である。ここでは、締結工具であるレンチと係合するために、伝達部１０として雄ねじ体２の一端部の一部を欠落して雄ねじ体２の回転軸を挟んで互いに平行な二つの面からなる二面幅が少なくとも一対以上形成される。即ち、伝達部１０の断面の円弧部分の対角距離及び二面幅の寸法は雄ねじ体２の直径以下である。好ましくは雄ねじ螺旋溝の谷の径より小さく設定する。なお工具との係合手法は、様々に存在するが、例えば、スパナと係合するためには、伝達部１０の外形は六角形や凸型と凹型を含めた多角形等の多面形であっても良い。六角レンチ等の締結工具と係合するためには、伝達部１０が雄ねじ体２の一端部の端面に形成された六角穴や六角レンチ等の工具に対応した形状の穴であればよい。
【００５９】
雌ねじ型移動部材４は、中空の円錐台形状を有し、中空部には雄ねじ体２を挿通させ且つこの中空部の内周面に雄ねじ螺旋溝に螺合するための雌ねじ螺旋条が形成された雌ねじ孔を成す雌ねじ部４ａを有する。鋼板６は、雄ねじ体２を挿通する雄ねじ体挿通孔を有する。この雄ねじ体挿通孔は、貫通孔であってもよく、また、タップ加工によって形成された雌ねじ螺旋条が形成されたねじ孔であってもよい。雄ねじ体挿通孔に形成される雌ねじ螺旋条は、雄ねじ体２の雄ねじ螺旋溝に螺合する。
【００６０】
ナット形接合部材８は、摩擦撹拌接合によって雌ねじ型移動部材４を被締結部材に対して接合可能な材料であれば特に限定されるものではないが、本実施例においては、鋼板６と接合するのに適した材料、例えば、一般鋼材や機械構造用鋼等の炭素鋼や、クロムモリブデン鋼やニッケルクロムモリブデン鋼等の合金鋼等により構成される。
【００６１】
ナット形接合部材８には、必須ではないが、一端側にナット形接合部材８の外周面の面方向に張り出したフランジ１２を設けることが出来る。ナット形接合部材８は、外周面がスパナ等の締結工具を係合可能な形状、ここでは六角形状を有するが、これに限定されるものではなく、四角形状等の多角形状の他、ルーローの多角形等の定幅図形、星形曲線等の雄ねじ体２の軸からの距離が周方向に沿って異なる外周形状を有する形状であることが好ましい。
【００６２】
ナット形接合部材８は、雌ねじ型移動部材４を囲繞し且つこの雌ねじ型移動部材４の外周面４ａに密着する内周面８ａを有する。内周面８ａは、雌ねじ型移動部材４の外周面と略平行に傾斜する。即ち内周面８ａは、雌ねじ型移動部材４の外周面に沿って他端側から一端側にかけて拡径する。雌ねじ型移動部材４とナット形接合部材８は、他端面側において、雌ねじ型移動部材４とナット形接合部材８とを仮固定状態にする仮固定部分１４を有する。仮固定部分１４は、雌ねじ型移動部材４とナット形接合部材８とが接触する境界部分において、点溶接処理によって形成される。なお、仮固定部分１４は、ろう接、アーク溶接等、点溶接以外の溶接によって形成してもよく、接着剤による雌ねじ型移動部材４及びナット形接合部材８の接着によって形成してもよい。また、仮固定部１４は、必ずしも接着や溶接によって雌ねじ型移動部材４とナット形接合部材８とを仮固定していなければならないというものではなく、所定の物理的な条件、例えば、一定以上のトルクを印加した際に、これら雌ねじ型移動部材４とナット形接合部材８の相対変位を防止する一時的な接合関係や係合関係を解除することが可能な構成であればよく、凹凸関係による両者間の拘束形態であってもよい。
【００６３】
次にナット形接合部材８を介して雌ねじ型移動部材４と鋼板６とを一体に接合する部材固定方法について説明する。図２は、ナット形接合部材８を介して雌ねじ型移動部材４と鋼板６とを接合する工程を段階的に示す図であり、（Ａ）は雌ねじ型移動部材４を雄ねじ体２に螺合する前の状態を示し、（Ｂ）は雌ねじ型移動部材４を鋼板６に当接させた状態を示す図である。ここで雌ねじ型移動部材４とナット形接合部材８とが点溶接によって仮固定状態にあるので、雌ねじ型移動部材４は、ナット形接合部材８にトルクをかけたときにナット形接合部材８と共に回転する。ナット形接合部材８は、自動油圧ポンプ等の駆動源が接続された六角ソケット（不図示）を装着し、六角ソケットを介してトルクが印加され、雄ねじ体２の軸を中心として回転する。従って、雄ねじ体２に雌ねじ型移動部材４を螺合させ、ナット形接合部材８に対して、六角ソケットを介して雌ねじ型移動部材４を締付ける方向のトルクを印加したとき、ナット形接合部材８は、雌ねじ型移動部材４と共に、雌ねじ型移動部材４の締付け方向に回転しながら鋼板６側に移動する。
【００６４】
図２（Ｂ）に示すように雌ねじ型移動部材４及びナット形接合部材８は、雌ねじ型移動部材４及びフランジ１２が鋼板６に当接することで移動が規制されるが、ナット形接合部材８には、駆動源から六角ソケットを介して仮固定部分１４を破壊する所定以上のトルクが印加されて、仮固定部分１４が破壊される。従って、雌ねじ型移動部材４は、所定のトルクで締結された状態となって回転が停止する。
【００６５】
このとき、六角ソケットは、ナット形接合部材８を軸方向に沿って鋼板６側に押し付けるように、ナット形接合部材８に軸方向の力を印加する。これにより、ナット形接合部材８は、雌ねじ型移動部材４及び鋼板６に対して相対回転して、雌ねじ型移動部材４との接触面及び鋼板６との接触面の各々が、雌ねじ型移動部材４、鋼板６から反力を受けながら摺動する。なお、六角ソケットからナット形接合部材８に印加する軸方向の力は、摩擦撹拌接合によりナット形接合部材８と雌ねじ型移動部材４及び鋼板６とを良好に接合するために適した大きさの力であって、部材同士の摺接する面の傾斜角や各部材の材質等に応じて適宜設定される。
【００６６】
雌ねじ型移動部材４とナット形接合部材８との境界面及び鋼板６とナット形接合部材８との境界面には、摺動による摩擦熱が生じ、それぞれ可塑化、粘性化した層を形成する。可塑化、粘性化した層の材料は、ナット形接合部材８の回転によって攪拌され、雌ねじ型移動部材４とナット形接合部材８とが接合され、また鋼板６とナット形接合部材８とが接合される。このように本発明の部材固定機構１は、ナット形接合部材８が各接触面で雌ねじ型移動部材４及び鋼板６に接触して摺動することで、これらの接触面が溶融してナット形接合部材８と雌ねじ型移動部材４及び鋼板６とを接合して固定可能とするように構成される。従って、ナット形接合部材８を介して雌ねじ型移動部材４及び鋼板６を一体に接合して固定するので、雌ねじ型移動部材４と鋼板６間において、振動や衝撃、温度変化、腐食等によっても緩むことのない確実な緩み止めを簡便に行うことができる。また、簡便な構造でありながらも、鋼管６の母材への入熱が殆ど無く、鋼管６と雌ねじ型移動部材４間に高度な軸力を印加可能で、且つ、火気を使用することなく溶接レベルの確実な緩み止めをねじ締結構造と同様の操作で簡便に行うことができる。
【００６７】
なお、ナット形接合部材８は、外周面が雄ねじ体２の軸からの距離が周方向に沿って異なる略平面状又は略曲面状の異径面部を一つ以上有する形状、所謂Ｄカット形や、直線部が湾曲したＤカット形等であってもよい。また外周面が異径面部を二つ以上有し、異径面部の内、少なくとも一対の異径面部が所定範囲の幅で略対向して設けられる形状、所謂二面幅を形成した形状であってもよい。
【００６８】
なお、部材固定機構１において被固定部材は、鋼板６であるものとして説明したが、これに限定されるものではなく、鋼管等の部材であってもよく、或いは、合成樹脂等の非金属であってもよい。被固定部材を非金属として選定する場合には、その選定材料に合わせた素材を雌ねじ型移動部材４やナット形接合部材８として選択するとよい。また被固定部材は、雌ねじ部４と鋼板等の部材との間に配置されるワッシャや、雌ねじ型移動部材４とは異なる第二の雌ねじ部材であってもよい。
【００６９】
次に図３を参照して第二の実施形態にかかる部材固定機構１について説明する。なお上記第一の実施形態と同様の部分については、同一の符号を付して説明を省略する。被固定部材は、雌ねじ型移動部材４と鋼板６との間に配置されるワッシャ２０である。ワッシャ２０は、雄ねじ体２の軸からの距離が周方向に沿って異なる外周面、例えば、多角形状や楕円形状等の非円形状の外周面を有する。またワッシャ２０は、雌ねじ型移動部材４及びナット形接合部材８の一端面に当接可能な大きさを有する。ワッシャ２０は、雄ねじ体２を挿通するワッシャ孔を有する。ワッシャ孔は貫通孔であってもよく、また、タップ加工によって形成された、雄ねじ螺旋溝に螺合する雌ねじ螺旋条が形成されたねじ孔であってもよい。
【００７０】
鋼板６は、雌ねじ型移動部材４に対向する面において、ワッシャ２０を嵌入させる嵌入凹部６ａを有する。なお、ここでは、嵌入凹部６ａは、鋼板６を凹落させて設けられているが必ずしも凹設しなければならないというものではなく、ワッシャ２０が被締結体、即ち、鋼板６に対して相対回転しないよう例えば、相対回転し得ないように係合可能に構成されていればよく、具体例としては、鋼板６に設けられた凸部にワッシャ２０が相対回転し得ないように係合するように構成されたものであってもよい。嵌入凹部６ａは、内周面がワッシャ２０の外周面と略同一の形状を有し、ワッシャ２０と嵌入凹部６ａとの間にワッシャ２０の回転防止機構を形成する。即ち非円形状の外周面のワッシャ２０は、非円形状の内周面の嵌入凹部６ａに嵌入することで、鋼板６に係合されて回転が規制される。
【００７１】
第二の実施形態におけるナット形接合部材８を介して雌ねじ型移動部材４とワッシャ２０とを一体に接合する部材固定方法について説明する。ここでワッシャ２０は、予め嵌入凹部６ａに嵌入されて配置される。また、雌ねじ型移動部材４及びナット形接合部材８は、ナット形接合部材８に六角ソケットを介して雌ねじ型移動部材４を締付ける方向のトルクを印加したとき、雌ねじ型移動部材４の締付け方向に回転しながら、鋼板６側に移動する。
【００７２】
雌ねじ型移動部材４及びナット形接合部材８は、ワッシャ２０に当接することで移動が規制されるが、ナット形接合部材８には、駆動源から六角ソケットを介して仮固定部分１４を破壊する所定以上のトルクが印加されて、仮固定部分１４が破壊される。従って雌ねじ型移動部材４は、所定のトルクで締結された状態となって回転が停止する。
【００７３】
このとき、六角ソケットは、ナット形接合部材８を軸方向に沿ってワッシャ２０及び鋼板６側に押し付けるように、ナット形接合部材８に軸方向の力を印加する。これにより、ナット形接合部材８は、雌ねじ型移動部材４及びワッシャ２０に対して相対回転し、雌ねじ型移動部材４との接触面及びワッシャ２０との接触面の各々が、雌ねじ型移動部材４、ワッシャ２０から反力を受けながら摺動する。
【００７４】
雌ねじ型移動部材４とナット形接合部材８との境界面及びワッシャ２０とナット形接合部材８との境界面には、摺動による摩擦熱が生じ、それぞれ可塑化、粘性化した層を形成する。可塑化、粘性化した層の材料は、ナット形接合部材８の回転によって攪拌され、雌ねじ型移動部材４とナット形接合部材８とが接合され、またワッシャ２０とナット形接合部材８とが接合される。このように第二の実施形態の部材固定機構１は、ナット形接合部材８が各接触面で雌ねじ型移動部材４及びワッシャ２０に接触して摺動することで、これらの接触面が溶融してナット形接合部材８と雌ねじ型移動部材４及びワッシャ２０とを接合して固定可能とするように構成される。従って、ナット形接合部材８を介して雌ねじ型移動部材４及びワッシャ２０を一体に接合して固定するので、雌ねじ型移動部材４をワッシャ２０に対して、振動や衝撃、温度変化、腐食等によっても緩むことのない確実な緩み止めを簡便に行うことができる。
【００７５】
しかも、ワッシャ２０は鋼板６に係合して回転が規制されている。即ちナット形接合部材８を介して雌ねじ型移動部材４及びワッシャ２０を一体に接合して固定すると共に回転防止機構によりワッシャ２０の回転を規制することで、雌ねじ型移動部材４の緩み方向の回転が規制されるため、雌ねじ型移動部材４の鋼板６に対する緩み止めを簡便に行うことができる上、雌ねじ型移動部材４とワッシャ２０との間に発生した摩擦熱の被締結体である鋼板６の母材への入熱を著しく低減できる。
【００７６】
次に図４を参照して第三の実施形態にかかる部材固定機構１について説明する。本実施形態の部材固定機構１は、雄ねじ体３２、対を成す雌ねじ型移動部材３６（第一の雌ねじ部）及び被固定ナット４０（第二の雌ねじ部）を備えて構成され、雄ねじ体３２上において雌ねじ型移動部材３６と被固定ナット４０とをナット形接合部材３８を介して強固に接合させ得、雌ねじ型移動部材３６と被固定ナット４０同士の相対的な双方向の回転を防止するためのものである。ここで雄ねじ体３２は、第一の実施形態の雄ねじ体２に対し、右ねじの螺旋溝及び左ねじの螺旋溝を同一領域上に重複して形成した両ねじの雄ねじ螺旋溝を有する点が相違する。
【００７７】
ここで、図５は両ねじ部３３を示す図である。雄ねじ体３２には、右ねじである第一雄ねじ螺旋溝３４、及び左ねじである第二雄ねじ螺旋溝３５の二種類の雄ねじ螺旋溝が同一領域上に重複する両ねじ部３３が形成されている。両ねじ部３３には、軸心（ねじ軸）Ｃに垂直となる面方向に連続する略三日月状のねじ山３３ａが、両ねじ部３３の一方側（図の左側）及び他方側（図の右側）に交互に設けられており、ねじ山３３ａをこのように構成することで、右回りに旋回する螺旋溝及び左回りに旋回する螺旋溝の二種類の螺旋溝を、ねじ山３３ａ同士の間に形成することが出来る。
【００７８】
上記のように第一雄ねじ螺旋溝３４及び第二雄ねじ螺旋溝３５の二種類の雄ねじ螺旋溝を、雄ねじ体３２に重畳形成している。従って、雄ねじ体３２は、右ねじ及び左ねじの何れの雌ねじ体とも螺合することが可能となっている。なお、二種類の雄ねじ螺旋溝が形成された雄ねじ体３２の詳細については、本願の発明者に係る特許第４６６３８１３号公報を参照されたい。
【００７９】
雌ねじ型移動部材３６は、中空の略円錐台形状を有し、中空部に雄ねじ体３２を挿通させ、且つこの中空部の内周面に第一雄ねじ螺旋溝３４に螺合するための右ねじとしての雌ねじ螺旋条（第一の雌ねじ部）が形成されたねじ孔を有する。従って雌ねじ型移動部材３６は、第一雄ねじ螺旋溝３４と螺合する。
【００８０】
雌ねじ型移動部材３６は、鋼管６側に向かって連続的に縮径するテーパ状の外周面を有する。雌ねじ型移動部材３６は、雄ねじ体３２上において、被固定ナット４０よりも雄ねじ体３２の伝達部１０側に配置され、外周面には、後述するナット形接合部材３８が締嵌めにより嵌合され、点溶接によって仮固定されている。
【００８１】
被固定ナット４０は、特に限定されるものではないが、ここでは六角ナット形状を有し、軸方向に貫通するねじ孔を有し、ねじ孔には、雄ねじ体３２の第二雄ねじ螺旋溝３５と螺合するための左ねじとしての雌ねじ螺旋条（第二の雌ねじ部）が形成されている。被固定ナット４０は、第二雄ねじ螺旋溝３５に螺合して、ねじ孔が鋼板６の雄ねじ体挿通孔と連通するように、一端が鋼板６の壁面に溶接されて固定される。なお、雌ねじ型移動部材３６が、右ねじの雌ねじ螺旋条が形成されたねじ孔を有し、被固定ナット４０が、左ねじの雌ねじ螺旋条が形成されたねじ孔を有するものとして説明したが、これに限定されるものではなく、雌ねじ型移動部材３６が左ねじの雌ねじ螺旋条が形成されたねじ孔を有し、被固定ナット４０が右ねじの雌ねじ螺旋条が形成されたねじ孔を有するものであってもよい。
【００８２】
被固定ナット４０は、外側端面（伝達部１０側の端面）に凸形状の嵌入部４２を有する。嵌入部４２は、環状であって基端部から先端部にかけて連続的に縮径するテーパ状の外周面を有する。また嵌入部４２の外周面は、雌ねじ型移動部材３６の外周面の軸方向に対する傾斜角と略一致する傾斜角を有し且つナット形接合部材３８の内周面に当接し得る大きさの外径を有する。
【００８３】
図６は、仮固定状態の雌ねじ型移動部材３６及びナット形接合部材３８を示し、（Ａ）は側面部分断面図、（Ｂ）は平面図である。ナット形接合部材３８は、特に限定されるものではないが、ここでは六角形状の外周面を有する。ナット形接合部材３８の内周面は、雌ねじ型移動部材４の外周面に密着し、該外周面と略平行な傾斜角を有する。またナット形接合部材３８の一端部（被固定ナット４０側の端部）は、雌ねじ型移動部材３６の先端面よりも被固定ナット４０側に突出する。即ちナット形接合部材３８は、一端部が開口し、該開口に向かって拡径する内周面３８ａを有する。内周面３８ａの開口の縁部の内径は、嵌入部４２の先端の外径よりも大きく設定される。
【００８４】
次に部材固定機構１における雄ねじ体３２の軸方向位置の調整及び固定について説明する。図７（Ａ）に示す雄ねじ体３２及び被固定ナット４０のみを鋼板６に取付けた状態で、締結工具を伝達部１０に係合させ雄ねじ体３２にトルクを印加したとき、雄ねじ体３２は被固定ナット４０と相対的に回転し軸方向に移動する。これにより雄ねじ体３２の軸方向位置が調整可能となる。
【００８５】
ここで雌ねじ型移動部材３６とナット形接合部材３８とが点溶接によって仮固定状態にあるので、雌ねじ型移動部材３６は、ナット形接合部材３８にトルクをかけたときにナット形接合部材３８と共に回転する。ナット形接合部材３８は、駆動源が接続された六角ソケット（不図示）を装着し、六角ソケットを介してトルクが印加され、雄ねじ体３２の軸を中心として回転する。従って、雄ねじ体３２に雌ねじ型移動部材３６を螺合させ、ナット形接合部材３８に対して、六角ソケットを介して雌ねじ型移動部材３６を締め付ける方向のトルクを印加したとき、ナット形接合部材３８は、図７（Ａ）に示す矢印Ｒで示す右ねじの締付け方向に回転し、矢印Ｘで示す被固定ナット４０側へ移動する。図７（Ｂ）に示すように被固定ナット４０の嵌入部４２は、内周面３８ａの開口から内周面３８ａにより囲繞される空間内に進入する。雌ねじ型移動部材３６及びナット形接合部材３８は、更に矢印Ｘ方向に移動したとき、雌ねじ型移動部材３６の一端が、図７（Ｃ）に示すように嵌入部４２の先端に当接し、移動が規制される。
【００８６】
そして、駆動源から六角ソケットを介して点溶接された部分を破壊する所定以上のトルクが印加されて、点溶接された部分が破壊される。従って、雌ねじ型移動部材３６は、所定のトルクで締結された状態となって回転が停止する。このとき六角ソケットは、ナット形接合部材３８を軸方向に押し込むようにし、ナット形接合部材３８に押圧力を付与する。これにより、ナット形接合部材３８は、雌ねじ型移動部材３６及び被固定ナット４０を軸方向に押圧しながら摺動する。即ち内周面３８ａを雌ねじ型移動部材３６の外周面及び被固定ナット４０の嵌入部４２に摺接させ、ナット形接合部材３８は、雌ねじ型移動部材３６の外周面及び嵌入部４２に対して摺動する。またナット形接合部材３８を軸方向に押し込む押圧力を印加するので、ナット形接合部材３８、雌ねじ型移動部材３６及び嵌入部４２には、それぞれ面圧が付加される。
【００８７】
この摺動により生じる摩擦熱によって内周面３８ａ、雌ねじ型移動部材３６の外周面及び嵌入部４２の外周面が溶融し、ナット形接合部材３８と雌ねじ型移動部材３６との境界面、ナット形接合部材３８と嵌入部４２との境界面にそれぞれ可塑化、粘性化した層を形成する。可塑化、粘性化した層の材料は、ナット形接合部材３８が更に回転することで攪拌され、ナット形接合部材３８と雌ねじ型移動部材３６とを接合して固定し、ナット形接合部材３８と嵌入部４２とを接合して固定する。
【００８８】
ナット形接合部材３８と、雌ねじ型移動部材３６及び被固定ナット４０が、接合されて固定されたとき、雌ねじ型移動部材３６と被固定ナット４０は、互いに異なる方向のねじ螺旋条を有するため、軸方向に異なる向きに移動するための回転及び軸方向に同じ向きに移動するための回転が規制され、何れの方向にも回転が規制される。従って、雄ねじ体３２は、伝達部１０にトルクが付加しても何れの方向にも回転できず軸方向位置が固定される。
【００８９】
上述したように雄ねじ体３２の軸方向位置の調整は、雄ねじ体３２を被固定ナット４０に対して相対回転させることにより行う。雄ねじ体３２の軸方向位置の固定は、ナット形接合部材３８と被固定ナット４０及び雌ねじ型移動部材３６を接合して固定することにより行う。従って雌ねじ型移動部材３６、ナット形接合部材３８、被固定ナット４０が雄ねじ体３２の軸方向位置を調整可能に固定し得る機構として作用する。
【００９０】
なお、雄ねじ体３２において、リード方向が相異なる右ねじと左ねじの螺旋構造が形成される場合を例示したが、本発明はこれに限定されない。即ち、リード角及び／又はリード方向が相異なる第一及び第二螺旋構造となるような、あらゆる態様を含む。例えば、リード方向は同じでも、互いにリード角が異なるようにすればよい。
【００９１】
以上説明したように、第三の実施形態の部材固定機構１においてはリード方向が相異なる右ねじと左ねじの螺旋構造が形成された雄ねじ体３２に、右ねじの雌ねじ型移動部材３６と左ねじの被固定ナット４０を螺合させ、ナット形接合部材３８に所定以上のトルクを印加したときに生じる摩擦によって、ナット形接合部材３８を介して被固定ナット４０及び雌ねじ型移動部材３６を接合したため、被固定ネット４０と雌ねじ型移動部材３６間において、振動や衝撃、温度変化、腐食等によっても緩むことのない確実な緩み止めを簡便に行うことができる。更に、雄ねじ体３２の軸方向の位置が固定されるので、鋼板６に対する雄ねじ体３２の移動を防止することができる。また簡便な構造でありながらも、被固定ナット４０の母材への入熱が殆ど無く、被固定ナット４０と雌ねじ型移動部材３６間に高度な軸力を印加可能で、且つ、火気を使用することなく溶接レベルの確実な緩み止めをねじ締結構造と同様の操作で簡便に行うことができる。
【００９２】
しかも、雌ねじ型移動部材３６と被固定ナット４０とを接合することで、雌ねじ型移動部材３６及び被固定ナット４０の緩み方向の回転が規制されるため、雌ねじ型移動部材３６及び被固定ナット４０の鋼板６に対する緩み止めを簡便に行うことができる上、雌ねじ型移動部材３６と被固定ナット４０との間に発生した摩擦熱の被締結体である鋼板６の母材への入熱を著しく低減できる。
【００９３】
なお、雄ねじ体３２が右ねじの第一雄ねじ螺旋溝３４及び左ねじの第二雄ねじ螺旋溝３５の二種類の雄ねじ螺旋溝を同一領域上に重複して形成しているものとして説明したが、右ねじ又は左ねじの何れか一方のみを形成したものであってもよい。この場合雄ねじ部３３に形成された雄ねじ螺旋溝に対応する雌ねじ螺旋条が被固定ナット４０及び雌ねじ型移動部材４に形成される。
【００９４】
なお、被固定ナット４０の嵌入部４２の外周面、雌ねじ型移動部材４の外周面及びナット形接合部材３８の内周面３８ａの軸方向に対する傾斜角は、特定の角度に限定されるものではない。例えば嵌入部４２の外周面、雌ねじ型移動部材３６の外周面及び内周面３８ａの軸方向に対する傾斜角αを、図８（ａ）に示すように３０°、図８（ｂ）に示すように４５°、図８（ｃ）に示すように６０°等のように使用される状況等に応じて適宜設定してもよい。図８（ａ）〜（ｃ）を比較して明らかなように、傾斜角αを大きくすることにより、軸方向に対する内周面３８ａ、雌ねじ型移動部材３６の外周面及び嵌入部４２の外周面の傾斜が直交方向に近づくので、ナット形接合部材３８に軸方向の一定の押圧力を付加した場合に、内周面３８ａ、雌ねじ型移動部材３６及び嵌入部４２にかかる面圧を高めることができる。
【００９５】
また、雌ねじ型移動部材３６の外周面の軸方向に対する傾斜角と、嵌入部４２の外周面の軸方向に対する傾斜角とが略一致するものとして説明したが、両傾斜角を異ならせるようにしてもよい。その場合、ナット形接合部材３８の内周面を、雌ねじ型移動部材４の外周面の傾斜角と略一致する傾斜角を有して雌ねじ型移動部材３６を嵌合させ得る第一領域と、嵌入部４２の外周面の傾斜角と略一致する傾斜角の第二領域（内周面３８ａが形成される領域）とが形成された複合角度を有する略円錐台形状とする。例えば図９に示すように、雌ねじ型移動部材４の外周面が軸方向から４５°傾斜し、嵌入部４２の外周面が軸方向から３０°傾斜していた場合、ナット形接合部材３８の内周面の軸方向に対する傾斜角は、雌ねじ型移動部材３６の外周面に嵌合している第一領域においては４５°とし、内周面３８ａが形成された第二領域においては、雌ねじ型移動部材４近傍が４５°で、当該近傍から一端部の先端までの中途から３０°に切り替わるように形成する。
【００９６】
また被固定ナット４０が嵌入部４２を有し、ナット形接合部材３８が内周面３８ａを有するものとして説明したが、ナット形接合部材３６が嵌入部４２に相当する嵌入部を有し、被固定ナット４０が内周面３８ａに相当する内周面を有してもよい。この場合ナット形接合部材３８は、他端側に雌ねじ型移動部材３６を嵌合させる凹状の嵌合部が形成された有底形状を有して一端側（被固定ナット４０側）に突出する嵌入部を有する。そして被固定ナット４０がナット形接合部材３８と対向する他端側が開口し、該開口から上記内周面によって囲繞する空間内に上記嵌入部を嵌入させるように構成される。
【００９７】
また嵌入部４２の外周面が、連続的に縮径するテーパ状であって、またナット形接合部材３８の内周面３８ａは、嵌入部４２の外周面と略平行であるものとして説明したが、これに限定されるものではなく、例えば図１０に示すように嵌入部４２は、基端側から先端側にかけて段階的に縮径した段状の外周面を有し、ナット形接合部材３８の内周面３８ａは、嵌入部４２の段状の外周面に当接する段状部分を有し、開口に向かって段階的に拡径するものでもよい。
【００９８】
また、嵌入部４２は、外周面が環状であって、軸方向に対して傾斜を有するものに限定されるものではなく、回転閉曲面体の外表面の少なくとも一部を成す曲面状の外周面を有するもの、例えば球形状、半球形状等、球面の少なくとも一部分を含んだ形状であってもよく、また基端側から先端側に所定の曲率で縮小する形状等であってもよい。その場合、内周面３８ａは、嵌入部４２の外周面に相当するように、嵌入部４２の回転閉曲面体と略同一又は近似した回転閉曲面体の内表面の少なくとも一部を成す曲面状に構成する。
【００９９】
また、雌ねじ型移動部材３６を嵌入部４２の端部に当接させることで、仮固定状態の雌ねじ型移動部材３６及びナット形接合部材３８の回転及び移動を規制しているが、図１１に示すように雌ねじ型移動部材３６が一端側に開口する凹部７０を有し、被固定ナット４０が凹部７０に嵌入可能な凸部６０を有し、凹部７０に凸部６０を嵌入させることで、被固定ナット４０に対する雌ねじ型移動部材４及びナット形接合部材３８の相対回転を規制してもよい。具体的には、凸部６０を凹部７０に嵌入させたときに凸部６０と凹部とが嵌合して周方向に係合するように、凹部７０の内周面及び／又は凸部６０の外周面を、雄ねじ体３２の軸からの距離が周方向に沿って異なる形状を有するように形成する。例えば凸部６０は、外周面が楕円形やルーローの多角形の形状を有し、且つ基端側から先端側に縮径する傾斜角を有し、凹部７０は、内周面が略正円形状を有し、且つ開口に向かって拡径する凸部６０の外周面と略一致する傾斜角を有するように形成する。他の例としては、凹部７０の内周面は、軸心を雄ねじ体３２の軸心に対して偏心させ開口に向かって拡径するテーパ面を有する環状とする。また凸部６０の外周面は、軸心を雄ねじ体３２の軸心と一致させ、凹部７０の内周面と平行なテーパ面とする。
【０１００】
上記二つの例によれば、雌ねじ型移動部材３６及びナット形接合部材３８を回転及び移動させ、凹部７０の凸部６０への嵌入を進めることにより、被固定ナット４０を押圧する図１１に示す矢印ａ方向の力が増大する。これにより雌ねじ型移動部材３６の締め込み量の増加に伴い、凹部７０と凸部６０との接触部分において、軸心に直交する方向に互いを圧迫する力が増加し、凸部６０と凹部７０が嵌合して仮固定状態の雌ねじ型移動部材３６及びナット形接合部材３８の回転及び移動を規制する。
【０１０１】
また、凸部６０と凹部７０の他の構成として、例えば凸部６０の縦断面の外形をなす輪郭形状と、凹部７０の縦断面の内形をなす輪郭形状とが互いに異なるように設定する。具体的には基端から先端にかけて縮径した凸部６０の外周面の軸方向に対する傾斜角と、開口面から底面にかけて縮径した凹部７０の内周面の軸方向に対する傾斜角とが、互いに異なるように設定したものであってもよい。この場合、基端側から先端側にかけて縮径した凸部６０の外周面の軸方向に対する傾斜角に対し、開口面から底面にかけて縮径した凹部７０の内周面の軸方向に対する傾斜角を小さく設定することで、凹部７０に対する凸部６０の嵌入を徐々に進める際に自ずと凸部６０に対する凹部７０による締付けが増大し次第に弾性変形を伴うようにすることが可能となる。
【０１０２】
なお、被固定ナット４０が凸部６０を有し、雌ねじ型移動部材４が凹部７０を有するものとして説明したが、これに限定されるものではなく、被固定ナット４０が凹部を有し、雌ねじ型移動部材３６が凸部を有するように構成してもよい。
【０１０３】
また、上記各実施形態においては、ナット形接合部材を雌ねじ部に仮固定したが、これに限定されるものではなく、ナット形接合部材をボルトの頭部に仮固定してもよい。この場合、図１２（ａ）、（ｂ）に示すように、ボルト８０の頭部８２は、ナット形接合部材３８の内周面３８ａの傾斜角と略同一の傾斜角であって、内周面３８ａに摺接する外周面８２ａ（摺接部）を有する。ナット形接合部材３８は、ボルト８０の頭部８２を囲繞し、内周面３８ａを頭部８２の外周面８２ａに密着させ、点溶接等によって頭部８２に仮固定される。なお頭部８２の形状は、特に限定されるものではなく、ナット形接合部材３８と頭部８２との仮固定状態が解除されたとき、ナット形接合部材３８を摺動させ得る形状であれば、例えば、なべ形、丸皿形、トラス形、バインド形等の形状であってもよく、また、頭部８２の頭頂部に六角穴付きボルトの様に六角レンチの類の締結工具を嵌入させ得る凹部を設けた構成としてもよい。このようにナット形接合部材３８をボルト８０の頭部８２に仮固定すれば、被固定部材としての鋼管６と頭部８２をナット形接合部材３８を介して接合することができる。なお、鋼板６は、ボルト８０を挿通する雄ねじ体挿通孔を有する。この雄ねじ体挿通孔は、図１２（Ａ）に示す貫通孔９０ａであってもよく、また、図１２（Ｂ）に示すタップ加工によって形成された雌ねじ螺旋条が形成されたねじ孔９０ｂであってもよい。
【０１０４】
また、上記各実施形態においては、仮固定状態を解除するための物理条件として、点溶接された部分を破壊するための所定のトルクを付与する場合を説明したが、これに限定されるものではなく、物理条件は、一定以上の温度とすることや、所定以上の圧力を付与すること等、仮固定状態を解除可能であれば、いかなる物理条件であってもよい。また仮固定状態を解除する物理条件は、上記の条件を組み合わせたものでもよい。
【０１０５】
なお上述した各実施形態において、仮固定状態を、仮固定部分を作出することで成したが、これに限定されるものではなく、圧入嵌合によって成してもよい。また雌ねじ部の外周面及びナット形接合部材の内周面において、雌ねじ部とナット形接合部材とが互いに離脱可能に係合するようにそれぞれ凹凸を設けて、互いの該凹凸を係合させることで、仮固定状態を成してもよい。
【０１０６】
なお、ナット形接合部材を介して接合される移動部材（雌ねじ部）及び被固定部材（鋼板、ワッシャ、被固定ナット）は、特定の材料に限定されるものではなく、例えば各種鉄鋼材料、ニッケルを含んで成るニッケル系金属、銅を含んで成る銅系金属、アルミニウムを含んで成るアルミニウム系金属、マグネシウムを含んで成るマグネシウム系金属、チタンを含んで成るチタン系金属、白金を含んで成る白金系金属、モリブデンを含んで成るモリブデン系金属等の従来公知の金属の他、熱可塑性プラスチック、熱硬化性プラスチック等の各種材料の何れかの組み合わせで構成してもよく、その使用される環境や状況に応じて適宜設定する。またナット形接合部材の材料も同様に、特定の材料に限定されるものではなく、使用環境や状況に応じて適宜設定する。
【符号の説明】
【０１０７】
１…部材固定機構、２…雄ねじ体、４…雌ねじ型移動部材、６…鋼板、８…ナット形接合部材、１０…伝達部、１２…フランジ、１４…仮固定部分、２０…ワッシャ、３２…雄ねじ体、３３…両ねじ部、３６…雌ねじ型移動部材、３８…ナット形接合部材、４０…被固定ナット、４２…嵌入部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2019052696.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【手続補正書】
【提出日】平成29年12月28日(2017.12.28)
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
本発明は、部材の固定に利用される部材固定機構及び部材固定方法に関する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
本発明は、斯かる実情に鑑みて成されたものであり、被接合部材の母材への入熱が殆ど無く、被接合部材間に高度な軸力を印加可能で、且つ、火気を使用することなく溶接レベルの確実な緩み止めを従来のねじ締結構造同様の操作で簡便に行うことが可能な部材固定機構及び部材固定方法を提供しようとするものである。