(57)【要約】【課題】ＦＲＰ部材のクリープを抑えることが可能であり、かつ、締結部位に十分な剛性が得られる、ＦＲＰ部材と被締結部材を締結する締結装置の提供。【解決手段】ＦＲＰ部材１に形成された取付け孔３に第１のカラー２１の筒部２１ａが挿入され、第１のカラーの筒部に第２のカラー２２の筒部２２ａが螺合され、第１のカラーのフランジ部２１ｂと第２のカラーのフランジ部２２ｂでＦＲＰ部材１の取付け孔周縁部を挟んで、第１、第２のカラー２１、２２がＦＲＰ部材１に取付けられる。ネジ手段３０の頭部３０ｂに近い方のフランジ部とネジ手段の頭部３０ｂとの間に被締結部材２を挟んで、ネジ手段３０が第２のカラーの筒部の雌ネジ２５に締め込まれる。これにより、ボルト軸力が金属製の第１、第２のカラー２１、２２で完結するため、クリープによる軸力低下のおそれがない。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＦＲＰ部材と被締結部材を締結する締結装置であって、
筒部とフランジ部を有し筒部の内周面に雌ネジが形成されている金属製の第１のカラーと、
筒部とフランジ部を有し筒部の外周面に第１のカラーの筒部の雌ネジに螺合される雄ネジが形成され筒部の内周面に雌ネジが形成されている金属製の第２のカラーと、
頭部を有し第２のカラーの筒部の雌ネジと螺合されるボルトと、
を有し、
ＦＲＰ部材に形成された取付け孔に第１のカラーの筒部が挿入され、第１のカラーの筒部に第２のカラーの筒部が螺合され、第１のカラーのフランジ部と第２のカラーのフランジ部でＦＲＰ部材の取付け孔周縁部を挟んで、第１、第２のカラーがＦＲＰ部材に取付けられ、
第１のカラーのフランジ部と第２のカラーのフランジ部のうちボルト頭部に近い方のフランジ部とボルト頭部との間に被締結部材を挟んでボルトが第２のカラーの筒部の雌ネジに締め込まれる、締結装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＦＲＰ（繊維強化樹脂）部材と被締結部材（被締結部材は金属部材であるがＦＲＰ部材であってもよい）を締結する締結装置（締結装置は締結構造といってもよい）に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＦＲＰ部材と被締結部材をボルト・ナットで締結する場合、ボルト弛みを防止するために、高ボルト軸力で締め付けるが、ＦＲＰ部材に高ボルト軸力がかかると、ＦＲＰ部材にクリープが生じて荷重抜けが生じ、ボルト弛みや部材間のガタが生じる。
【０００３】
それを防止するために、特許文献１は、ナットに所定量の軸方向長さをもつ円錐状の座部を設け、円錐状の座部を樹脂製品に形成した段付き孔の段部に押圧させ、樹脂製品の段部を所定量だけ弾性的に円錐状の座部で圧縮することで、締結部に、樹脂製品の熱クリープによる軸力（締結力）の低下が生じることを抑制した樹脂製品の締結構造を開示している。
【特許文献１】特開２００１−１５９４０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１の樹脂製品の締結構造にはつぎの問題点がある。
ナットの円錐状の座部で樹脂製品の段部を直締めしているため樹脂製品の段部にボルト軸力がかかり樹脂製品の段部のクリープを無くすことはできない。また、樹脂製品の段部には厚さ方向の寸法バラツキが存在するため、ガタが生じないように締め代を大にすると樹脂製品の段部のクリープとそれによる荷重抜けがそれだけ大きくなり、締結力を十分に保持することはできない。締め代を小さくすると、押圧力が小となり、締結にゆるみが生じるおそれがある。
【０００５】
また、ナットの製品段部対向面と製品段部との間には、円錐状の座部の樹脂製品の段部との接触部以外の部位に、隙間が存在し、ナットの製品段部対向面が製品段部対向面の全面で製品段部に密着して製品段部を押圧していないため、締結部位にモーメントがかかった時等に、樹脂製品と被締結部材が相対的にチルト（揺動）するおそれがあり、締結部に強固な締結と十分な剛性が期待できない。
【０００６】
本発明の目的は、ＦＲＰ部材と被締結部材を締結する締結装置であって、
（イ）ＦＲＰ部材のクリープを抑えることが可能であり、かつ、
（ロ）締結部位における強固な締結が得られる、
締結装置（締結構造）を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決する本発明の締結装置は、ＦＲＰ部材と被締結部材を締結する締結装置であって、筒部とフランジ部を有し筒部の内周面に雌ネジが形成されている金属製の第１のカラーと、筒部とフランジ部を有し筒部の外周面に第１のカラーの筒部の雌ネジに螺合される雄ネジが形成され筒部の内周面に雌ネジが形成されている金属製の第２のカラーと、頭部を有し第２のカラーの筒部の雌ネジと螺合される頭部付きネジ手段（たとえば、ボルト）と、を有している。
ＦＲＰ部材に形成された取付け孔に第１のカラーの筒部が挿入され、第１のカラーの筒部に第２のカラーの筒部が螺合され、第１のカラーのフランジ部と第２のカラーのフランジ部でＦＲＰ部材の取付け孔周縁部を挟んで、第１、第２のカラーがＦＲＰ部材に取付けられる。
また、第１のカラーのフランジ部と第２のカラーのフランジ部のうちネジ手段の頭部に近い方のフランジ部とネジ手段の頭部との間に被締結部材を挟んでネジ手段が第２のカラーの筒部の雌ネジに締め込まれる。
【発明の効果】
【０００８】
上記本発明の締結装置によれば、ＦＲＰ部材に形成された取付け孔に第１のカラーの筒部が挿入され、第１のカラーの筒部に第２のカラーの筒部が螺合され、第１のカラーのフランジ部と第２のカラーのフランジ部でＦＲＰ部材の取付け孔周縁部を挟んで、第１、第２のカラーがＦＲＰ部材に取付けられ、第１のカラーのフランジ部と第２のカラーのフランジ部のうちネジ手段の頭部に近い方のフランジ部とネジ手段の頭部との間に被締結部材を挟んでネジ手段が第２のカラーの筒部の雌ネジに締め込まれるので、ネジ手段の軸力が金属製の第１、第２のカラー部位のみで受けられて、ＦＲＰ部材にはかからない。ＦＲＰ部材にかかるのは、第１のカラーの筒部に第２のカラーの筒部が螺合されることにより生じる、第１のカラーのフランジ部と第２のカラーのフランジ部によるＦＲＰ部材の取付け孔周縁部を挟む挟み力であり、ネジ手段の軸力は、ＦＲＰ部材にかからず、金属製の第１、第２のカラーで受けられ金属製の第１、第２のカラー部位で完結する。したがって、ネジ手段の軸力によるＦＲＰ部材のクリープと、ＦＲＰ部材のクリープによる締結力抜け（ネジ手段の軸力低下）は、生じない。
【０００９】
また、第１のカラーと第２のカラーとが互いに螺合しているため、ＦＲＰ部材の厚さのバラツキに応じて第１のカラーのフランジ部と第２のカラーのフランジ部間の距離を調整することができ、カラーフランジ部とＦＲＰ部材板面との間の隙間を吸収することができる。これによって、第１のカラーのフランジ部と第２のカラーのフランジ部をＦＲＰ部材に厚さ方向に面接触で密着させることができ、締結部位に十分な剛性が得られ、締結部位にモーメントがかかっても、ＦＲＰ部材と被締結部材が互いにチルト（揺動）することはない。その結果、締結部位において、強固な締結と十分な剛性が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下に、本発明の締結装置（締結構造）を、図１〜図８を参照して説明する。
図１〜図５は本発明の実施例１の締結装置を示し（図４、図５は本発明の実施例２にも適用可能）、図６〜図８は本発明の実施例２の締結装置を示す。
本発明の実施例１、実施例２にわたって共通する部分には、本発明の実施例１、実施例２にわたって同じ符号を付してある。
【００１１】
〔実施例１〕
まず、本発明の実施例１の構成を、図１〜図５を参照して説明する。
本発明の締結装置１０は、ＦＲＰ（繊維強化樹脂）部材１に被締結部材２（たとえば、金属部材、ただし、被締結部材２は金属部材に限るものではなく、ＦＲＰ部材であってもよい）を締結する締結装置である。本発明の締結装置１０は、たとえば、車両のボデーの、ＦＲＰ部材１に被締結部材２を締結する締結装置に適用することができる。
【００１２】
ＦＲＰ部材１を、単にボルトとナットで締め付けると、ボルト頭部とナットとで挟まれたＦＲＰ部材部分が圧縮力でクリープして、締結力が低下してボルトが回転弛みを生じるおそれがあるが、本発明は、ＦＲＰ部材１に被締結部材２を頭部付きネジ手段３０（たとえば、ボルト３０）で締結する締結装置において、ボルト３０の高軸力を維持したまま、ＦＲＰ部材１にはクリープを生じさせることがない、あるいはほとんどクリープを生じさせることがない、締結装置１０を提供するものである。
【００１３】
本発明の締結装置１０は、ＦＲＰ部材１と被締結部材２を締結する、第１、第２のカラー２１、２２を含む金属製のカラー２０と、頭部付きネジ手段３０（たとえば、ボルト３０）を有する。以下、頭部付きネジ手段３０としてボルト３０を例にとって説明する。ただし、頭部付きネジ手段３０はボルト以外のネジ手段でもよく、たとえば、皿子ネジ、丸子ネジ、平子ネジ等の、子ネジ等であってもよい。したがって、以下の説明で、ボルト３０といえば、子ネジ３０等を含む。
カラー２０は、フランジ部２１ｂをもつ第１のカラー２１とフランジ部２２ｂをもつ第２のカラー２２に分割されるとともに、第１、第２のカラー２１、２２の結合がフランジ部２１ｂ、２２ｂ間距離が調整可能であるように螺合構造となっている。
【００１４】
第１のカラー２１は、金属製で、筒部２１ａとフランジ部２１ｂを有し、筒部２１ａの内周面に雌ネジ２３が形成されている。
第２のカラー２２は、金属製で、筒部２２ａとフランジ部２２ｂを有し、筒部２２ａの外周面に第１のカラー２１の筒部２１ａの雌ネジ２３に螺合される雄ネジ２４が形成され、筒部２２ａの内周面に雌ネジ２５が形成されている。
ボルト３０は、頭部３０ｂと軸部３０ａを有し、軸部３０ａには第２のカラー２２の筒部２２ａの雌ネジ２５と螺合される雄ネジ３１が切られている。
【００１５】
ＦＲＰ部材１に形成された取付け孔３に第１のカラー２１の筒部２１ａが挿入され、第１のカラー２１の筒部２１ａに第２のカラー２２の筒部２２ａが挿入されて雌ネジ２３と雄ネジ２４とで螺合され、第１のカラー２１のフランジ部２１ｂと第２のカラー２２のフランジ部２２ｂでＦＲＰ部材１の取付け孔周縁部をＦＲＰ部材１の厚み方向に挟んで、第１、第２のカラー２１、２２がＦＲＰ部材１に取付けられる。
【００１６】
第１のカラー２１のフランジ部２１ｂと第２のカラー２２のフランジ部２２ｂのうちボルト３０の頭部３０ｂに近い方のフランジ部（図１ではフランジ部２２ｂ、図６ではフランジ部２１ｂ）とボルト３０の頭部３０ｂとの間に被締結部材２を挟んで、ボルト３０の軸部３０ａが被締結部材２に形成された取付け孔４を挿通し、ボルト３０が第２のカラー２２の筒部２２ａの雌ネジ２５に締め込まれる。これによって被締結部材２がボルト３０の頭部２２ｂとカラー２０との間に締め込まれて接触面の摩擦で固定され、カラー２０に締結される。金属と金属の面接触のため、ボルト軸力を大とすることができ、締結は強固である。
【００１７】
第１のカラー２１において、フランジ部２１ｂは、軸部２１ａの全周において、軸部２１ａから軸方向と直交する方向に半径方向外方に向かって延びている。同様に、第２のカラー２２において、フランジ部２２ｂは、軸部２２ａの全周において、軸部２２ａから軸方向と直交する方向に半径方向外方に向かって延びている。
被締結部材２から遠い方のカラー（図１では第１のカラー２１、図６では第２のカラー２２）では、フランジ部が軸部の内周部にも延びて軸部の内部空間をフランジ部で閉塞していてもよい。
【００１８】
第１、第２のカラー２１、２２の螺合部（雌ネジ２３と雄ネジ２４との螺合部）は接着剤が塗布されて固定され、螺合の回転ゆるみが生じないようにされることが望ましい。ただし、接着剤は塗布しなくてもよい。
同様に、第１、第２のカラー２１、２２のフランジ部２１ｂ、２２ｂとＦＲＰ部材１との密着面には接着剤が塗布されて固定され、回転ゆるみが生じないようにされることが望ましい。ただし、接着剤は塗布しなくてもよい。
接着剤が塗布された場合で、第１、第２のカラー２１、２２をＦＲＰ部材１から取り外したい場合は、接着剤に熱をかけて軟化させることにより取り外すことができる。
【００１９】
第１、第２のカラー２１、２２の螺合においては、第１、第２のカラー２１、２２のフランジ部２１ｂ、２２ｂ間距離ｂが、ＦＲＰ部材１の締結部位での厚さａの製作誤差によるバラツキを吸収するように調整される。この調整は、第１、第２のカラー２１、２２が螺合構造で結合しているため、容易に行われる。第１、第２のカラー２１、２２のフランジ部２１ｂ、２２ｂ間距離ｂは、フランジ部２１ｂ、２２ｂがＦＲＰ部材１にクリープを生じさせない程度の挟み力でＦＲＰ部材１を挟むように調整される。この調整は、第１、第２のカラー２１、２２の螺合の締め付けの回転モーメント（軸芯まわりの締め付けトルク）をトルクレンチ等で調整することにより容易に行うことができる。
以上の構成は、本発明の実施例１だけではなく、本発明の他の実施例にも適用される。
【００２０】
本発明の実施例１は、さらに、つぎの特有な構成を有する。図１〜図５に示すように、被締結部材２は、第２のカラー２２のフランジ部２２ｂに被締結部材２の板面が密着されて、被締結部材２の取付け孔４を挿通するボルト３０が第２のカラー２２の筒部２２ａの雌ネジ２５に締め込まれることにより、ボルト頭部３０ｂと第２のカラー２２のフランジ部２２ｂとの間に挟まれて、摩擦力で、第２のカラー２２に固定される。
【００２１】
つぎに、本発明の実施例１の作用、効果を説明する。
本発明の締結装置１０では、ＦＲＰ部材１に形成された取付け孔３に第１のカラー２１の筒部２１ａが挿入され、第１のカラー２１の筒部２１ａに第２のカラー２２の筒部２２ａが螺合され、第１のカラー２１のフランジ部２１ｂと第２のカラー２２のフランジ部２２ｂでＦＲＰ部材１の取付け孔３の周縁部を挟んで、第１、第２のカラー２１、２２がＦＲＰ部材１に取付けられる。また、第１のカラー２１のフランジ部２１ｂと第２のカラー２２のフランジ部２２ｂのうちボルト頭部３０ｂに近い方のフランジ部とボルト頭部３０ｂとの間に被締結部材２を挟んで、ボルト３０が第２のカラー２２の筒部２２ａの雌ネジ２５に締め込まれる。その結果、ボルト軸力が金属製の第１、第２のカラー２１、２２部位のみで受けられて、ＦＲＰ部材１にはかからない。ＦＲＰ部材１にかかるのは、第１のカラー２１の筒部２１ａに第２のカラー２２の筒部２２ａが螺合されることにより生じる、第１のカラー２１のフランジ部２１ｂと第２のカラー２２のフランジ部２２ｂによるＦＲＰ部材１の取付け孔３周縁部を挟む挟み力（この挟み力はＦＲＰ部材１のクリープを生じさせない程度に調整されている）であり、ボルト軸力はＦＲＰ部材１にかからない。したがって、ボルト軸力によるＦＲＰ部材１のクリープと、ＦＲＰ部材１のクリープによる締結力抜けは、生じない。
【００２２】
また、第１のカラー２１と第２のカラー２２とが互いに螺合しているため、ＦＲＰ部材１の厚さの、製造誤差によるバラツキに応じて、第１のカラー２１のフランジ部２１ｂと第２のカラー２２のフランジ部２２ｂ間の距離を調整することができ、カラーフランジ部２１ｂ、２２ｂとＦＲＰ部材１の板面との間の隙間を吸収することができる。これによって、第１のカラーのフランジ部と第２のカラーのフランジ部をＦＲＰ部材に厚さ方向に面接触で密着させることができ、締結部位に、モーメントに対する十分な剛性が得られ、締結部位にモーメントがかかっても、ＦＲＰ部材１と被締結部材２が互いにチルト（揺動）することはない。
また、カラー２０の筒部の外周面とＦＲＰ部材１の取付け孔３の内周面との間の隙間を無くしておくことにより、カラー２０とＦＲＰ部材１があらゆる方向に隙間なく固定される。また、カラー２０と被締結部材２はカラー２０とボルト頭部３０ｂによる挟み込みのため、あらゆる方向に摩擦で固定される。これによって、カラー２０とＦＲＰ部材１、およびカラー２０と被締結部材２は、締結部位のあらゆる方向に、強固に締結される。
以上の作用、効果は本発明の実施例１だけでなく、本発明の他の実施例にも適用される。
【００２３】
本発明の実施例１は、さらに、つぎの特有な作用、効果を有する。図１〜図５に示すように、被締結部材２は、第２のカラー２２のフランジ部２２ｂに被締結部材２の板面が密着されて、被締結部材２の取付け孔４を挿通するボルト３０が第２のカラー２２の筒部２２ａの雌ネジ２５に締め込まれることにより、ボルト頭部３０ｂと第２のカラー２２のフランジ部２２ｂとの間に挟まれて、摩擦力で、第２のカラー２２に固定される。
【００２４】
また、第１のカラー２１をＦＲＰ部材１に圧入や接着剤塗布などで固定しておくことにより、第２のカラー２２を第１のカラー２１に螺合させる時に、第１のカラー２１をフランジ部２１ｂで回転を抑えておかなくても、第１のカラー２１が第２のカラー２２に連れ回りすることを防止できる。また、第２のカラー２２をネジ嵌合部２３、２４で第１のカラー２１に接着剤で固定したり、第２のカラー２２のフランジ部２２ｂをＦＲＰ部材１の板面に接着剤で接着したりしておくことにより、第２のカラー２２のＦＲＰ部材１に対する回転も抑えられ、ボルト３０を第２のカラー２２の筒部２２ａの雌ネジ２５に螺合させる時の、第２のカラー２２の回転（ボルト３０への連れ回り）を抑えることができる。これらによって、締結作業が容易になる。
【００２５】
〔実施例２〕
つぎに、本発明の実施例２の特有な構成を説明する。本発明の実施例２では、図６〜図８に示すように、被締結部材２は、第１のカラー２１のフランジ部２１ｂに被締結部材２の板面が密着されて、被締結部材２の取付け孔４を挿通するボルト３０が第２のカラー２２の筒部２２ａの雌ネジ２５に締め込まれることにより、ボルト頭部３０ｂと第１のカラー２１のフランジ部２１ｂとの間に挟まれて、摩擦力で、第１のカラー２１に固定される。実施例１に比べて、実施例２は、カラーの雄雌が逆になっている。
【００２６】
また、図７、図８に示すように、第１、第２のカラー２１、２２を螺合させる時に、第１、第２のカラー２１、２２の一方が他方に連れ回りして螺子が締まらないことを防止するために、フランジ部２２ｂの外形を六角形にして回り止め部６を形成し、回り止め部６をスパナ等で押さえて回り止めができるようにしたり（図８）、筒部２１ａの端部に六角形の回り止め部５を形成しておいて、回り止め部５に工具の六角形頭部を挿入し回り止めができるようにしてもよい（図７）。このような回り止め部５、６が形成されている場合は、第１、第２のカラー２１、２２同士、あるいは第１、第２のカラー２１、２２とＦＲＰ部材１は接着剤によって固定されなくてもよい。
【００２７】
本発明の実施例２の特有な作用、効果については、第１のカラー２１、第２のカラー２２の回り止め部５、６の一方に工具をかけて、一方のカラーを回り止めしつつ、他方のカラーを回転させることにより、一方のカラーの連れ回りを防止しつつ、他方のカラーを一方のカラーに螺合させていくことができる。また、ボルト３０を第２のカラー２２に螺合させていく時も、第２のカラー２２の回り止め部６に工具をかけて、第２のカラー２２の回り止めをはかりつつ、ボルト３０を締め込んでいくようにする。これによって、ボルト３０締め込み時の第２のカラー２２の連れ回りを防止することができる。なお、第１、第２のカラー２１、２２の回り止めは、回り止め５、６に工具をかける方法と、実施例１の接着剤による固定とを併用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の実施例１の締結装置とそれによって締結されるＦＲＰ部材、被締結部材の、締結後の、断面図である。
【図２】本発明の実施例１の締結装置の第２のカラーの斜視図である。
【図３】本発明の実施例１の締結装置の第１のカラーの斜視図である。
【図４】本発明の実施例１（実施例２にも適用可能）の締結装置によって締結されるＦＲＰ部材の締結部近傍の斜視図である。
【図５】本発明の実施例１（実施例２にも適用可能）の締結装置によって締結される被締結部材の締結部近傍の斜視図である。
【図６】本発明の実施例２の締結装置とそれによって締結されるＦＲＰ部材、被締結部材の、締結後の、断面図である。
【図７】本発明の実施例２の締結装置の第１のカラーの斜視図である。
【図８】本発明の実施例２の締結装置の第２のカラーの斜視図である。
【符号の説明】
【００２９】
１  ＦＲＰ部材
２  被締結部材
３  取付け孔
４  取付け孔
５、６  回り止め部
１０  締結装置
２０  カラー
２１  第１のカラー
２１ａ  筒部
２１ｂ  フランジ部
２２  第２のカラー
２２ａ  筒部
２２ｂ  フランジ部
２３  雌ネジ
２４  雄ネジ
２５  雌ネジ
３０  頭部付きネジ手段（たとえば、ボルト）
３０ａ  軸部
３０ｂ  頭部
３１  雄ネジ
ａ  ＦＲＰ部材の厚さ
ｂ  第１、第２のカラーのフランジ部間距離
【図１】
2007315437.tif 000003
【図２】
2007315437.tif 000004
【図３】
2007315437.tif 000005
【図４】
2007315437.tif 000006
【図５】
2007315437.tif 000007
【図６】
2007315437.tif 000008
【図７】
2007315437.tif 000009
【図８】
2007315437.tif 000010