(57)【要約】【課題】  摩擦接合と支面接合の両方の利点を備え持つ被締結部材の締結装置の提供。【解決手段】  少なくとも一部にＦＲＰ部材を含む複数の被締結部材１、２を締結する締結装置１０であって、互いに対向する第１、第２のコーン１１、１２と、フランジ部１３ａと筒部１３ｂを有し筒部１３ｂが第１のコーン１１を貫通して第２のコーン１２に当接するフランジカラー１３と、フランジカラー１３のフランジ部１３ａと第１のコーン１１との間に介在されたバネ部材１４と、ボルト頭部１５ａと軸部１５ｂを有し軸部１５ｂがフランジカラー１３の筒部１３ｂを挿通して延びフランジカラー１３と第２のコーン１２にボルト軸力をかけるボルト１５と、を含む締結装置１０。ボルト１５によるフランジカラー１３と第２のコーン１２の高軸力締め付けが可能で、摩擦接合の利点が得られ、コーン１１、１２により支面接合の利点が得られる。バネ部材１４によりクリープが抑制される。【選択図】        図１
2007303570.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一部にＦＲＰ部材を含む複数の被締結部材を締結する締結装置であって、
互いに対向しそれぞれ中央に取付け孔と外周にテーパ面を有する第１、第２のコーンと、
フランジ部と筒部を有し筒部が第１のコーンを貫通して延び第２のコーンに当接するフランジカラーと、
フランジカラーのフランジ部と第１のコーンとの間に介在されたバネ部材と、
ボルト頭部と軸部を有し軸部がフランジカラーの筒部を挿通して延び、第２のコーンに螺合するかまたは第２のコーンを押さえるナットに螺合して、フランジカラーと第２のコーンにボルト軸力をかけるボルトと、
を含む締結装置。
【請求項２】
第１、第２のコーンは、被締結部材に形成されたテーパ状部を有する孔の第１、第２のテーパ面にそれぞれ密着される請求項１記載の締結装置。
【請求項３】
第１、第２のコーン、フランジカラー、バネ部材、ボルトは金属製である請求項１または請求項２記載の締結装置。
【請求項４】
第１、第２のコーンはそれぞれのコーンの小径側部を向き合わせて同一軸線上に配置されている請求項１〜請求項３の何れか一項記載の締結装置。
【請求項５】
バネ部材はバネ座金である請求項１〜請求項４の何れか一項記載の締結装置。
【請求項６】
第２のコーンはフランジ付きコーンである請求項１〜請求項５の何れか一項記載の締結装置。
【請求項７】
第２のコーンは取付け孔にネジ部を有するコーン状のナットであり、ボルトが第２のコーンのネジ部に螺合され、ボルト頭部と第２のコーンとの間にフランジカラーが定寸で挟まれ、第１のコーンはバネ部材によってフランジカラーのフランジ部から離れる方向で第２のコーン側に向かう方向に付勢され、複数の被締結部材は被締結部材のテーパ面にて第１のコーンと第２のコーンにより挟まれバネ部材の付勢力を軸方向にかけられる請求項１〜請求項６の何れか一項記載の締結装置。
【請求項８】
第２のコーンは取付け孔にネジ部を有するコーン状のナットであり、ボルトが第２のコーンのネジ部に螺合され、複数の被締結部材がＦＲＰ部材と金属部材を含み、ボルト頭部と第２のコーンとの間にフランジカラーと被締結部材のうちの金属部材が定寸で挟まれ、第１のコーンはバネ部材によってフランジカラーのフランジ部から離れる方向で第２のコーン側に向かう方向に付勢され、被締結部材のうちの少なくともＦＲＰ部材は被締結部材のテーパ面にて第１のコーンと第２のコーンにより挟まれバネ部材の付勢力を軸方向にかけられる請求項１〜請求項６の何れか一項記載の締結装置。
【請求項９】
第２のコーンよりもボルト頭部から遠い部位に第２のコーンを押さえるナットが設けられ、第２のコーンは貫通孔を有しており、ボルトが第２のコーンを挿通してナットに螺合され、複数の被締結部材がＦＲＰ部材と金属部材を含み、ボルト頭部と第２のコーンとの間にフランジカラーと被締結部材のうちの金属部材が定寸で挟まれ、ナットと第２のコーンとの間に被締結部材のうちの金属部材が定寸で挟まれ、第１のコーンはバネ部材によってフランジカラーのフランジ部から離れる方向で第２のコーン側に向かう方向に付勢され、被締結部材のうちの少なくともＦＲＰ部材は被締結部材のテーパ面にて第１のコーンと第２のコーンにより挟まれバネ部材の付勢力を軸方向にかけられる請求項１〜請求項６の何れか一項記載の締結装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、少なくとも一部に樹脂部材（ＦＲＰ部材である場合を含む）を含む複数の被締結部材を、摩擦接合と支面接合との両方で荷重伝達させて、締結することを可能にする、被締結部材の締結装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＦＲＰ（繊維強化樹脂）製被締結部材の締結、接合方法として、「摩擦接合」と「支面接合」の２種類がある。
「摩擦接合」は、図６に示すように、あるいは特開２００４−１２９６５７号公報に開示されているように、高い締め付け軸力１を確保して摩擦面２の摩擦力で外力３に耐える接合である。
「支面接合」は、図７に示すように、あるいは特開２００４−１０８４９７号公報に開示されているように、ボルトやリベット４などの側面を組み付け孔の内面５に当てることにより外力６に耐える接合である。
【特許文献１】特開２００４−１２９６５７号公報
【特許文献２】特開２００４−１０８４９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
（イ）  摩擦接合の場合、つぎの利点、問題点がある。
〔利点〕高軸力締め付けによって、ボルト、ナットの回転弛みをなくすことができる。
〔問題点〕ボルト、ナットの回転弛みをなくすためにボルト軸力を増大させると、締結部位でＦＲＰ部材にクリープが生じ、それによって締結軸力が低下し、弛みを生じる。
（ロ）  支面接合の場合、つぎの利点、問題点がある。
〔利点〕ＦＲＰ部材に過大な軸力がかからないので、ＦＲＰ部材のクリープを抑えることはできる。
〔問題点〕ボルト側面と組み付け孔の内面を当てる必要があるため、組み付け孔に非常に高度な孔径精度と孔位置精度が求められる。とくに、複数のボルトで組み付ける場合、それらの全てが同時に支面接触する状態は確保し難い。
【０００４】
本発明の目的は、摩擦接合と支面接合の両方の利点を備え持ち、摩擦接合と支面接合の各々の問題点を抑制できる、被締結部材の締結装置（被締結部材の締結構造といってもよい）を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決する本発明はつぎのとおりである。
（１）  少なくとも一部にＦＲＰ部材を含む複数の被締結部材を締結する締結装置であって、
互いに対向しそれぞれ中央部に取付け孔と外周部にテーパ面を有する第１、第２のコーンと、
フランジ部と筒部を有し筒部が第１のコーンを貫通して延び第２のコーンに当接するフランジカラーと、
フランジカラーのフランジ部と第１のコーンとの間に介在されたバネ部材と、
ボルト頭部と軸部を有し軸部がフランジカラーの筒部を挿通して延び、第２のコーンに螺合するかまたは第２のコーンを押さえるナットに螺合して、フランジカラーと第２のコーンにボルト軸力をかけるボルトと、
を含む締結装置。
（２）  第１、第２のコーンは、被締結部材に形成されたテーパ状部を有する組み付け孔の第１、第２のテーパ面にそれぞれ密着される（１）記載の締結装置。
（３）  第１、第２のコーン、フランジカラー、バネ部材、ボルトは金属製である（１）または（２）記載の締結装置。
（４）  第１、第２のコーンはそれぞれのコーンの小径側部を向き合わせて同一軸線上に配置されている（１）〜（３）の何れかに記載の締結装置。
（５）  バネ部材はバネ座金である（１）〜（４）の何れかに記載の締結装置。
（６）  第２のコーンはフランジ付きコーンである（１）〜（５）の何れかに記載の締結装置。
（７）  第２のコーンは取付け孔にネジ部を有するコーン状のナットであり、ボルトが第２のコーンのネジ部に螺合され、ボルト頭部と第２のコーンとの間にフランジカラーが定寸で挟まれ、第１のコーンはバネ部材によってフランジカラーのフランジ部から離れる方向で第２のコーン側に向かう方向に付勢され、複数の被締結部材は被締結部材のテーパ面にて第１のコーンと第２のコーンにより挟まれバネ部材の付勢力を軸方向にかけられる（１）〜（６）の何れかに記載の締結装置。
（８）  第２のコーンは取付け孔にネジ部を有するコーン状のナットであり、ボルトが第２のコーンのネジ部に螺合され、複数の被締結部材がＦＲＰ部材と金属部材を含み、ボルト頭部と第２のコーンとの間にフランジカラーと被締結部材のうちの金属部材が定寸で挟まれ、第１のコーンはバネ部材によってフランジカラーのフランジ部から離れる方向で第２のコーン側に向かう方向に付勢され、被締結部材のうちの少なくともＦＲＰ部材は被締結部材のテーパ面にて第１のコーンと第２のコーンにより挟まれバネ部材の付勢力を軸方向にかけられる（１）〜（６）の何れかに記載の締結装置。
（９）  第２のコーンよりもボルト頭部から遠い部位に第２のコーンを押さえるナットが設けられ、第２のコーンは貫通孔を有しており、ボルトが第２のコーンを挿通してナットに螺合され、複数の被締結部材がＦＲＰ部材と金属部材を含み、ボルト頭部と第２のコーンとの間にフランジカラーと被締結部材のうちの金属部材が定寸で挟まれ、ナットと第２のコーンとの間に被締結部材のうちの金属部材が定寸で挟まれ、第１のコーンはバネ部材によってフランジカラーのフランジ部から離れる方向で第２のコーン側に向かう方向に付勢され、被締結部材のうちの少なくともＦＲＰ部材は被締結部材のテーパ面にて第１のコーンと第２のコーンにより挟まれバネ部材の付勢力を軸方向にかけられる（１）〜（６）の何れかに記載の締結装置。
【発明の効果】
【０００６】
上記（１）〜（９）の何れかの締結装置によれば、フランジカラーが第２のコーンに当接し、ボルトがフランジカラーと第２のコーンにボルト軸力をかけるので、ボルトによるフランジカラーと第２のコーンとの高軸力締め付けを行うことができ、ボルト、ナットの回転弛みを抑制できる。その結果、摩擦接合の利点が得られる。
また、第１、第２のコーン間の被締結部材にはバネ部材によって規制された付勢力のみがかかるので、ＦＲＰ部材に過剰な軸方向負荷が加わることが抑制され、高軸力締め付けによるＦＲＰ部材のクリープとそれによる締結力弛みを避けることができる。その結果、摩擦接合の問題点を抑制できる。
また、締結装置は、第１、第２のコーンを有するので、第１、第２のコーンを被締結部材の組み付け孔のテーパ面と密着させることにより、支面接合で荷重を伝達できる。その場合、ＦＲＰ部材面に作用する軸方向力がバネ部材によって規制された付勢力のため低く、ＦＲＰ部材に過剰な軸方向負荷が加わることが抑制され、ＦＲＰ部材のクリープによるボルト締結力の弛みを抑制できる。その結果、支面接合の利点が得られる。
また、フランジカラーのフランジ部と第１のコーンとの間に介在されたバネ部材を有するので、第１のコーンはバネ部材により第２のコーン側に付勢され、これによって、第１、第２のコーンと被締結部材との間に隙間があっても自動的に吸収して、第１、第２のコーンは被締結部材に常に密着する。その結果、組み付け孔には高度な孔径精度と孔位置精度が要求されなくなり、支面接合の問題点を抑制できる。
以上により、摩擦接合と支面接合を両立させる、少なくとも一部にＦＲＰ部材を含む、被締結部材の締結装置（被締結部材の締結構造）が得られる。
上記（２）の締結装置によれば、第１、第２のコーンを被締結部材の組み付け孔のテーパ面と密着させることにより、被締結部材と第１、第２のコーン間に支面接合で荷重を伝達できる。
上記（３）の締結装置によれば、第１、第２のコーン、フランジカラー、バネ部材、ボルトは金属製である。金属製部材は、軸方向に荷重がかかっても、クリープ（へたり）を生じない。本発明ではボルトの高軸力を金属製部材で受け、被締結部材のうちＦＲＰ部材２にはバネ部材によって緩和された荷重がかかるようにしてある。
上記（４）の締結装置によれば、第１、第２のコーンはそれぞれのコーンの小径側部を向き合わせて同一軸線上に配置されているので、第１、第２のコーンのテーパ面と被締結部材の組み付け孔のテーパ面との密着性がよい。
上記（５）の締結装置によれば、バネ部材はバネ座金であるので、被締結部材にはバネ座金によって規制された付勢力のみがかかるので、ＦＲＰ部材に過剰な軸方向負荷が加わることが抑制され、ＦＲＰ部材のクリープを避けるかまたは小さくすることができる。さらに、バネ座金によって規制された付勢力によって、被締結部材間に軽い摩擦接合効果を生じさせることができる。
上記（６）の締結装置によれば、第２のコーンはフランジ付きコーンであるため、第２のコーンのフランジは被締結部材の外側板面に密着しており、第２のコーンのテーパ面が被締結部材のテーパ面に食い込んで外れなくなることを防ぐことができる。
上記（７）の締結装置によれば、フランジカラーはボルト頭部と第２のコーンの間にあるので、ボルト軸力を受けて支える役割を果たしており、締結軸力の低下は無いか、あるいはほとんど無い。これによって、ＦＲＰ部材を挟んだ構造であるにもかかわらず、高強度締め付けが可能であり、高強度締め付けによって、ボルトの回転弛みを防止することができる。
上記（８）の締結装置によれば、被締結部材の金属部材がボルト頭部とフランジカラーとの間に、固定されるので、高い締め付け力を確保して、被締結部材を摩擦接合により固定することができる。
上記（９）の締結装置によれば、ボルト頭部と第２のコーンとの間にフランジカラーと被締結部材のうちの金属部材が定寸で挟まれ、ナットと第２のコーンとの間に被締結部材のうちの金属部材が定寸で挟まれるので、高い締め付け力を確保して、被締結部材を摩擦接合により固定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下に、本発明の締結装置（被締結部材の締結装置、または被締結部材の締結構造といってもよい）を、図１〜図５を参照して説明する。
図１、図２は本発明の実施例１の締結装置を示し、図３は本発明の実施例２の締結装置を示し、図４は本発明の実施例３の締結装置を示す。図５は、本発明の何れの実施例にも適用可能な、本発明の締結装置が適用される対象物の一例を示したものである。ただし、適用対象は、図５の例に限るものではない。
本発明の全実施例にわたって共通する部分には本発明の全実施例にわたって同じ符号を付してある。
【０００８】
まず、本発明の全実施例にわたって共通する部分の構成と作用、効果を、図１、図２、図５を参照して説明する。
本発明の締結装置１０は、少なくとも一部にＦＲＰ（繊維強化樹脂）部材を含む複数（たとえば、２個、ただし、２個に限るものではない）の被締結部材１、２を締結する締結装置であり、摩擦接合と支面接合を両立させた、被締結部材１、２の締結装置１０である。
【０００９】
本発明の締結装置１０が適用され得る対象の一つに、たとえば、図５に示すような、スペースフレーム構造車体における、ＦＲＰ製ピラーを含む複数（たとえば、２個、ただし、２個に限るものではない）のフレーム部材４を結合金具３を用いて組立てる場合の、フレーム部材４と結合金具３の継手部の締結装置がある。ただし、適用対象はそれに限るものではない。
図５では、フレーム部材４の継手部近傍部が被締結部材２であり、結合金具３の継手部近傍部が被締結部材１である。
複数の被締結部材１、２の少なくとも一部（たとえば、被締結部材２）が、繊維強化樹脂（ＦＲＰ）製である。図５では被締結部材１、２のうち被締結部材２が繊維強化樹脂製である。被締結部材１は、金属製の場合を示したが、ＦＲＰ製でもよいし、あるいは、他の材料製であってもよい。ＦＲＰ製の被締結部材２（または１、２）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被締結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。これに対して、本発明は、高ボルト軸力を維持したまま、被締結部材の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。
【００１０】
本発明の締結装置１０は、図１、図２に示すように、少なくとも一部にＦＲＰ部材を含む複数の被締結部材１、２と、被締結部材１、２を締結する締結装置１０と、を有する被締結部材の締結構造に含まれる締結装置である。
被締結部材１、２には、テーパ状部を有する組み付け孔１ａ、２ａが形成されており、組み付け孔１ａ、２ａは内周テーパ面１ｂ、２ｂを有する。
被締結部材１、２は内周テーパ面１ｂ、２ｂは、それぞれのテーパ面の小径側部を向き合わせて同一軸線上に配置されている。
図２では、被締結部材２がＦＲＰ製であり、被締結部材１がＦＲＰ製または金属製である。
【００１１】
本発明の締結装置１０は、図１、図２に示すように、第１および第２のコーン１１、１２、フランジカラー１３、バネ部材１４、ボルト１５を主要構成部品としている。第１および第２のコーン１１、１２は、それぞれ中央部に取付け孔と外周部にテーパ面を有しコーン状部分が互いに対向するように配置される。フランジカラー１３は、フランジ部１３ａと筒部１３ｂとを有し、筒部１３ｂが第１のコーン１１を貫通して延び、第２のコーン１２に当接する。バネ部材１４は、フランジカラー１３のフランジ部１３ａと第１のコーン１１との間に介在されたる。ボルト１５は、ボルト頭部１５ａとボルト軸部１５ｂとを有し、軸部１５ｂがフランジカラー１３の筒部１３ｂを挿通して延び、第２のコーン１２に螺合するかまたは第２のコーン１２を押さえるナット１６に螺合して、フランジカラー１３と第２のコーン１２にボルト軸力をかける。
【００１２】
第１のコーン１１は第２のコーン１２に対して軸方向に可動な可動コーンである。第２のコーン１２はボルト１５に対して、相対的に軸方向に静止した、一定の位置をとるコーンである。
第１、第２のコーン１１、１２は中央に軸方向に延びる中央孔１１ａ、１２ａを有し、外周に外周テーパ面１１ｂ、１２ｂを有する。第１のコーン１１の中央孔１１ａの内周面とフランジカラー１３の筒部１３ｂの外周面との間は、フランジカラー１３に対する第１のコーン１１のスライドは許すが、半径方向のがたつきはほとんど生じずに、ボルト軸方向と直交する方向の支面接合を可能にする、摺動嵌合となっている。
第１、第２のコーン１１、１２はそれぞれのコーンの小径側部を向き合わせて同一軸線上に配置されている。
第１、第２のコーン１１、１２は、被締結部材１、２に形成されたテーパ状部を有する組み付け孔１ａ、２ａの第１、第２の内周テーパ面１ｂ、２ｂに、外周テーパ面１１ｂ、１２ｂにて、それぞれ、密着される。
【００１３】
第１、第２のコーン１１、１２、フランジカラー１３、バネ部材１４、ボルト１５は金属製である。金属製部材は、軸方向に荷重がかかっても、クリープ（へたり）がほとんど生じない。本発明ではボルト１５の高軸力を金属製部材で受け、被締結部材１、２のうちＦＲＰ部材２にはバネ部材１４によって緩和された荷重がかかるようにしてある。
【００１４】
バネ部材１４は、たとえば、バネ座金（金属製）である。ただし、ボルト軸力を受けた時に、軸方向のバネ付勢力を生じるものであれば、バネ座金に限るものではない。バネ部材１４は、フランジカラー１３のフランジ部１３ａと第１のコーン１１との間に介在されるので、第１のコーン１１を第２のコーン１２側にバネ付勢する。
【００１５】
第２のコーン１２はフランジ付きコーンであり、第２のコーン１２のフランジ１２ｃは被締結部材２の外側板面に密着しており、第２のコーン１２のテーパ面１２ｂが被締結部材２のテーパ面２ｂに食い込んで外れなくなることを防いでいる。ただし、第２のコーン１２はフランジ１２ｃを持たなくてもよい。また、第２のコーン１２はネジ部１２ｄを有するコーン状のナット（コーンナット）であってもよく、その場合は、ボルト１５が軸部１５ｂに形成されたネジ部１５ｃで第２のコーン１２に螺合されてもよい。
【００１６】
つぎに、本発明の全実施例にわたって共通する部分の作用、効果を説明する。
フランジカラー１３、第２のコーン１２、ボルト１５が金属製であり、フランジカラー１３の筒部１３ｂが第２のコーン１２に当接し、フランジカラー１３と第２のコーン１２にボルト軸力を受けるので、ボルト軸力を受ける部材がすべて金属製となる。そのため、ボルト１５により、フランジカラー１３と第２のコーン１２とを高軸力締め付けすることができ、ボルト１５の回転弛みを抑制できる。その結果、高軸力締め付けとそれによるボルト弛み防止という、摩擦接合の利点が得られる。また、ボルト１５にかかるバネ部材１４の反力は、ボルト１５のゆるみ止めとしても働く。
【００１７】
また、第１、第２のコーン１１、１２間の被締結部材１、２部分には、バネ部材１４によって規制された（緩和された）付勢力のみがかかるので、ＦＲＰ部材２（被締結部材１もＦＲＰ製の場合は１および２）に過剰な軸方向負荷が加わることが抑制され、高軸力締め付けによるＦＲＰ部材２（被締結部材１もＦＲＰ製の場合は１および２）のクリープとそれによるボルト締結力の弛みを避けることができる。その結果、ＦＲＰ部材の場合は高軸力をかけれないのでボルトの回転弛みが生じるおそれがあるという、摩擦接合の問題点を抑制できる。
【００１８】
また、締結装置１０は、第１、第２のコーン１１、１２を有するので、第１、第２のコーン１１、１２を被締結部材１、２の組み付け孔１ａ、２ａの内周テーパ面１ｂ、２ｂと密着させることにより、被締結部材１、２と第１、第２のコーン１１、１２間に支面接合で荷重を伝達できる。被締結部材１から第１のコーン１１に伝達された荷重は、第１のコーン１１とフランジカラー１３の筒部１３ｂとの間に支面接合で荷重が伝達される。フランジカラー１３に伝達された荷重は、フランジカラー１３と第２のコーン１２との間の高軸力当接における摩擦によって第２のコーン１２に伝達される。その結果、被締結部材１、２間に支面接合で一部の荷重が伝達される。
また、被締結部材１、２は面同士が接触しバネ部材１４による規制された荷重が働くので、一部の荷重は軽い摩擦接合によって、被締結部材１、２間に伝達される。その場合、ＦＲＰ部材面に作用する軸方向力はバネ部材１４によって規制された付勢力のため低く、ＦＲＰ部材２（ＦＲＰ部材１もＦＲＰ製の場合は１および２）に過剰な軸方向負荷が加わることが抑制され、ＦＲＰ部材２（ＦＲＰ部材１もＦＲＰ製の場合は１および２）のクリープによるボルト締結力の弛みを抑制できる。その結果、軸力が規制されてクリープを抑えることができるという支面接合の利点が得られる。
【００１９】
また、締結装置１０は、フランジカラー１３のフランジ部１３ａと第１のコーン１１との間に介在されたバネ部材１４を有するので、第１のコーン１１はバネ部材１４により第２のコーン１２側に付勢され、これによって、第１、第２のコーン１１、１２と被締結部材１、２との間に軸方向に隙間があっても自動的に吸収されて、第１、第２のコーン１１、１２は被締結部材１、２に常に密着する。その結果、被締結部材１、２の組み付け孔１ａ、２ａには高度な孔径精度と孔位置精度が要求されなくなり、精度出しが困難という支面接合の問題点を抑制できる。
以上により、摩擦接合と支面接合を両立させる、少なくとも一部にＦＲＰ部材を含む、被締結部材１、２の締結装置１０（被締結部材の締結構造）が得られる。
【００２０】
つぎに、本発明の各実施例に特有な部分を説明する。
〔実施例１〕−−−図１、図２
本発明の実施例１の締結装置１０（被締結部材の締結構造）では、第２の被締結部材２がＦＲＰ部材で、第１の被締結部材１がＦＲＰ部材または金属製部材である。
また、第２のコーン１２はネジ部１２ｄを有するコーン状のナット（コーンナット）であり、ボルト１５がボルトネジ部１５ｃで第２のコーン１２のネジ部１２ｄに螺合される。ボルト頭部１５ａと第２のコーン１２との間に金属製フランジカラー１３が定寸（一定寸法）で挟まれる。第１のコーン１１は、バネ部材１４によってフランジカラー１３のフランジ部１３ａから離れる方向で第２のコーン１２側に向かう方向に付勢される。複数の被締結部材１１、１２は、被締結部材１１、１２の外周テーパ面１１ｂ、１２ｂにて、第１のコーン１１と第２のコーン１２により挟まれ、バネ部材１４の付勢力を軸方向にかけられる。
【００２１】
実施例１では、第１、第２のコーン１１、１２は第１の被締結部材１、２の孔の内周テーパ面１ｂ、２ｂと嵌合し、コーン１１、１２と内周テーパ面１ｂ、２ｂとの接触面を介して面内方向に作用する外力を伝達する。すなわち、支面接合の機能を果たす。
【００２２】
可動コーンである第１のコーン１１は、バネ部材１４によって第２のコーン１２側に押される。これによって、第１、第２のコーン１１、１２と被締結部材１１、１２のテーパ面における密着性を高めて、支面接合を効果的なものにしている。
また、バネ部材１４による反力は、被締結部材１１、１２同士を圧着する荷重として作用している。これにより、被締結部材１１、１２の間には軽い摩擦接合も作用する。ただし、バネ部材１４により生じる圧着力は、被締結部材１１、１２にクリープを生じないかあるいはほとんど生じない荷重に設定する。圧着力の制限は、バネ部材１４の締め代で調整する。具体的にはフランジカラー１３の筒部１３ｂの長さの調整または選定により可能である。
【００２３】
上記の支面接合の成立には、可動コーンである第１のコーン１１とフランジカラー１３との間にガタ（隙間）が無いか、または小さいことが必要である。したがって、第１のコーン１１の内径とフランジカラー１３の外径の嵌め合いはガタが無く、かつ摺動可能な、精度設定が必要である。この設定は被締結部材１１、１２と締結装置１０との間の精度設定ではなく、締結装置１０内の精度設定のため、比較的容易に行うことができる。
【００２４】
一方、フランジカラー１３はボルト頭部１５ａと第２のコーン１２の間にあり、ボルト軸力を受けて支える役割を果たしている。フランジカラー１３と第２のコーン１２とは金属面当接しているから、締結軸力の低下は無いか、あるいはほとんど無い。これによって、ＦＲＰ部材を挟んだ構造であるにもかかわらず、高強度締め付けが可能であり、高強度締め付けによって、ボルト１５の回転弛みを防止することができる。
【００２５】
〔実施例２〕−−−図３
本発明の実施例２の締結装置１０（被締結部材の締結構造）では、第２の被締結部材２がＦＲＰ部材で、第１の被締結部材１が金属製部材である。
また、第２のコーン１２はネジ部１２ｄを有するコーン状のナット（コーンナット）であり、ボルト１５が軸部１５ｂに形成したネジ部１５ｃで第２のコーン１２のネジ部１２ｄに螺合される。複数の被締結部材１、２がＦＲＰ部材２と金属部材１を含み、ボルト頭部１５ａと第２のコーン１２との間にフランジカラー１３の筒部１３ｂと被締結部材のうちの金属部材１が定寸で挟まれる。第１のコーン１１はバネ部材１４によってフランジカラー１３のフランジ部１３ａから離れる方向で第２のコーン１２側に向かう方向に付勢される。被締結部材のうちの少なくともＦＲＰ部材２は、被締結部材２のテーパ面２ｂ、２ｂにて第１のコーン１１と第２のコーン１２により挟まれ、バネ部材１４の付勢力を軸方向にかけられる。
【００２６】
実施例２では、フランジカラー１３のフランジ部１３ａの外側面に被締結部材１が接するように、被締結部材１がボルト頭部１５ａとフランジカラー１３との間に、固定される。この締結構造では、高い締め付け力を確保して、被締結部材１を摩擦接合により固定する。
フランジカラー１３の内径はボルト径に対して大きく設定することができる。フランジカラー１３は、第２のコーン１２との接触面から外れない範囲において、位置ずれを許容できる。これは、フランジカラー１３の締め付けに摩擦接合を併用していることによるものである。すなわち、第１の被締結部材１の孔位置は、高精度を求めなくても済むという利点が得られる。これによって、支面接合の問題点である高度な孔径精度、孔位置精度の要求を緩和することができる。                                                      
【００２７】
〔実施例３〕−−−図４
本発明の実施例３の締結装置１０（被締結部材の締結構造）では、第２の被締結部材２がＦＲＰ部材で、第１の被締結部材１が金属製部材である。
第２のコーン１２よりもボルト頭部１５ａから遠い部位にナット１６が設けられ、第２のコーン１２はネジ無しの貫通孔１２ａを有しており、ボルト１５が第２のコーン１２を挿通してナット１６に螺合している。複数の被締結部材１、２がＦＲＰ部材２と金属部材１を含んでいる。ボルト頭部１５ａと第２のコーン１２との間にフランジカラー１３と被締結部材のうちの金属部材１が定寸で挟まれ、ナット１６と第２のコーン１２との間に被締結部材のうちの金属部材１が定寸で挟まれる。第１のコーン１１はバネ部材１４によってフランジカラー１３のフランジ部１３ａから離れる方向で第２のコーン１２側に向かう方向に付勢されている。被締結部材のうちの少なくともＦＲＰ部材２は被締結部材のテーパ面２ｂにて第１のコーン１１と第２のコーン１２により挟まれ、バネ部材１４の付勢力を軸方向にかけられる。
【００２８】
実施例３では、第２のコーン１２には雌ネジを形成せず、ボルト１５が孔１２ａを貫通している。一方の被締結部材１である金属製のフレーム締結金具を第２のコーン２の両外側に配置し（両外側の被締結部材１は互いにつながっている）、ボルト１５による高い締結軸力で締め付けることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【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被締結部材の分解斜視図である。
【図２】本発明の実施例１の締結装置とそれによって締結された被締結部材の断面図である。
【図３】本発明の実施例２の締結装置とそれによって締結された被締結部材の断面図である。
【図４】本発明の実施例３の締結装置とそれによって締結された被締結部材の断面図である。
【図５】本発明の締結装置の適用対象の斜視図である。
【図６】摩擦接合の原理を示す、従来の締結装置とそれによって締結された被締結部材の断面図である。
【図７】支面接合の原理を示す、従来の締結装置とそれによって締結された被締結部材の断面図である。
【符号の説明】
【００３０】
１  被締結部材
１ａ  組み付け孔
内周１ｂ  テーパ面
２  被締結部材
２ａ  組み付け孔
内周２ｂ  テーパ面
３  結合金具
４  フレーム部材
１０  締結装置
１１  第１のコーン
１１ａ  中央孔
１１ｂ  外周テーパ面
１２  第２のコーン
１２ａ  中央孔
１２ｂ  外周テーパ面
１２ｃ  フランジ
１２ｄ  ネジ部
１３  フランジカラー
１３ａ  フランジ部
１３ｂ  筒部
１４  バネ部材
１５  ボルト
１５ａ  ボルト頭部
１５ｂ  軸部
１５ｃ  ネジ部（ネジ）
１６  ナット
【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】
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