(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
低強度部材製プレート状母材に、表裏方向に貫通するボルト挿通孔を設け、且つ該母材の裏面部に、外形を非円形としてねじ孔を有し該ねじ孔にロックインサートを取り付けてなる高強度のナットを、ロックインサートの軸心がボルト挿通孔の軸心と一致するようにして母材の裏面側へ後側面が露出するように埋め込み、上記母材表面側よりボルト挿通孔に通したボルトの先端部をロックインサートに螺合できるようにした構成を有することを特徴とする低強度部材へのボルト締結保持装置。
【請求項２】
母材の裏面側に露出するナットの後側面に、工具を差し込んでボルトへのトルク掛け時の回転モーメントを工具で受けるようにするためのスリットを、ねじ孔と直交する方向に設けた請求項１記載の低強度部材へのボルト締結保持装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は樹脂等の低強度部材の表面にボルトにより部品を取り付ける際にボルトの締結強度を確保できるようにするために用いる低強度部材へのボルト締結保持装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、地球周回軌道上に恒久的且つ多目的な有人施設としての国際宇宙ステーションを構築し、該宇宙ステーションに連結した実験モジュールで、各種の実験や研究を行う計画が進められている。
【０００３】
上記実験モジュールとしては、宇宙ステーションから電力、空気等の供給を受ける有人の実験スペースとなる与圧部、宇宙ステーション外部で宇宙環境をそのまま実験スペースとして使用する曝露部等を有するものが用いられている。
【０００４】
上記与圧部で行われる実験の一つとして、各種の試料を無重力下で加熱したり溶融させたりするものがあり、かかる実験に用いられる装置や機器は、図２に示す如きラック１に組み付けられた状態で設置されるようにしてある。すなわち、図２に示す如く、ラック１内の下部に、温度勾配炉としての電気炉２を設置し、ラック１内の上部に、試料自動交換装置３を設置し、試料を収納させた試料カートリッジ４を、試料自動交換装置３により、上端の挿入口２ａを通して電気炉２内に挿入したり、電気炉２内から取り出すようにしてある。
【０００５】
上記試料自動交換装置３は、上下方向に延びる試料カートリッジ４を把持して水平方向へ移動できるように多数のカートリッジホルダー５を水平方向へ循環移動できるように並べて、ロボットアーム６を上下方向のレール７に沿わせて移動させることにより、電気炉２の挿入口２ａから取り出した試料カートリッジ４を空のカートリッジホルダー５に保持させ、次に、電気炉２の挿入口２ａの上方位置へ移動させた試料カートリッジ４を、上記ロボットアーム６により挿入口２ａを通し電気炉２内に挿入させるようにし、以後同様な手順で試料カートリッジ４の交換を自動的に行わせるようにしてある。
【０００６】
上記カートリッジホルダー５を循環移動させる機構として考えられているものは、図３（イ）（ロ）（ハ）に示す如く、水平方向への循環移動のための径路となるガイドレール８を、電気炉２の挿入口２ａの上方領域に、上下方向に所要間隔を隔てて上下２段に平行に配設し、該上側のガイドレール８の上端側のレール面と下側のガイドレール８の下端側のレール面に、カートリッジホルダー５の外側面の上下位置にそれぞれボルト９により取り付けた上下の滑車１０をそれぞれ上下から係合させ、且つ上記上下のガイドレール８の間の位置に、上下のガイドレール８間を水平方向へ循環移動させられるようにした無端状のベルト１１を配置して、上記カートリッジホルダー５の外側面の上下方向中間部に突設したブラケット５ａに、上記ベルト１１の外表面部に設けた上下方向へ延びる突条片１１ａを取り付け、ベルト１１の移動に伴い滑車１０がガイドレール８に沿い転動させられることにより、カートリッジホルダー５が水平方向へ循環移動させられるようにしたものがある。
【０００７】
上記カートリッジホルダー５の循環移動機構において、試料カートリッジ４を把持するカートリッジホルダー５の荷重は滑車１０を介してガイドレール８に伝えられて支持されるようにしてあり、したがって、滑車１０、とりわけ、滑車１０の軸となるボルト９は、カートリッジホルダー５に対し、がたや緩みのない堅固な状態に取り付ける必要がある。そのため、図３（ハ）に拡大して示す如く、カートリッジホルダー５に内外側方向に貫通するねじ孔１２を設け、且つ該ねじ孔１２に、内外周面にねじを切ったスリーブ状のロックインサート１３を緩み止めのために取り付け、該ロックインサート１３の内周面のねじにボルト９の先端部を螺合させることにより滑車１０を取り付けるようにした構成のものが採用されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記カートリッジホルダー５は、実験装置の軽量化を図るために、樹脂製のプレート状母材としてあり、比較的低強度とされているアルミニウムよりも更に低強度な部材であるため、ボルト９に高トルクを掛けると、母材がトルクに負けてロックインサート１３の埋め込み部が破損してしまう可能性がある。又、試料カートリッジ４は６ｋｇ程度の重量を有しているが、この荷重を支持できる規定のトルクをボルト９に掛けることができないと、ボルト９に緩みが発生し、荷重をガイドレール８に伝えられなくなってしまうので、その分、ベルト１１に無理な力が作用して、ベルト１１を破断させてしまうおそれがある。
【０００９】
そこで、本発明は、上記カートリッジホルダーの如き低強度部材製プレート状母材に対してボルトにより部品を取り付ける際にボルトの締結強度を確保することができるようにしようとするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するために低強度部材製プレート状母材に、表裏方向に貫通するボルト挿通孔を設け、且つ該母材の裏面部に、外形を非円形としてねじ孔を有し該ねじ孔にロックインサートを取り付けてなる高強度のナットを、ロックインサートの軸心がボルト挿通孔の軸心と一致するようにして母材の裏面側へ後側面が露出するように埋め込み、上記母材表面側よりボルト挿通孔に通したボルトの先端部をロックインサートに螺合できるようにした構成とする。
【００１１】
ナットのねじ孔に取り付けたロックインサートに、ボルト挿通孔を通しボルトを螺合させてトルクを掛けると、トルクはロックインサートからナットのねじ孔に伝えられるが、ナットは高強度で且つ非円形として母材に埋め込まれているため、ねじ孔部がトルクに負けることはなく、したがって、ボルトに規定のトルクを掛けることができて、ボルトの締結強度を確保できる。
【００１２】
又、母材の裏面側に露出するナットの後側面に、工具を差し込んでボルトへのトルク掛け時の回転モーメントを工具で受けるようにするためのスリットを、ねじ孔と直交する方向に設けた構成とすることにより、スリットに工具の先端部を差し込んで押えた状態でボルトにトルクを掛けると、工具で回転モーメントを受けることができて、母材へ無理な力を作用させることがなくなる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００１４】
図１（イ）（ロ）（ハ）（ニ）は本発明の実施の一形態を示すもので、図２及び図３（イ）（ロ）（ハ）に示したと同様に、プレート状の母材の表面となる外側面にボルト９により滑車１０を取り付けて、母材の裏面となる内側面に試料カートリッジ４を把持させるようにしたカートリッジホルダー５への適用例について示す。すなわち、カートリッジホルダー５の滑車１０取付位置に、母材表裏方向となる内外側方向に貫通するボルト挿通孔１４を穿設すると共に、該カートリッジホルダー５の内側面部のボルト挿通孔１４が開口する位置に、長方形の四角を切断して８角形とした座刳り部１５を、母材の厚みの半分程度の深さとなるようにして設け、且つ該座刳り部１５内に、該座刳り部１５と合致する形状寸法として中心部に有するねじ孔１６に内外周面にねじを切ったスリーブ状のロックインサート１８を螺着して取り付けてなる高強度金属製のナット１７を、ロックインサート１８の軸心と上記ボルト挿通孔１４の軸心が一致するようにして後側面が内面に露出するように埋め込み、滑車１０に通したボルト９の先端部をボルト挿通孔１４を通してロックインサート１８の内周面のねじに螺合させることで滑車１０をカートリッジホルダー５の外側面に取り付けるようにする。又、カートリッジホルダー５の内側に露出するナット１７の露出面（後側面）に、たとえば、マイナスドライバーの如き先端部を扁平にした工具の先端部を差し込んでトルク掛け時の回転モーメントを受けるようにするためのスリット１９を、ねじ孔１６と直交する方向に延びるように設ける。
【００１５】
カートリッジホルダー５に、ボルト９によって滑車１０を取り付ける場合は、滑車１０の中心軸孔に通したボルト９の先端部を、カートリッジホルダー５の外方向からボルト挿通孔１４に挿入して、ナット１７のねじ孔１６に螺着されているロックインサート１８の内周面のねじに螺合させて行き、規定のトルクを掛けるようにする。この場合、ボルト９に掛けたトルクはロックインサート１８からナット１７のねじ孔１６に伝えられるが、ナット１７は高強度金属製で８角形状として座刳り部１５に埋め込まれており且つ金属製のナット１７のねじ孔１６にロックインサート１８が螺合されているため、ねじ孔１６がトルクに負けることはなく、したがって、ボルト９に規定のトルクを掛けることができることになり、締結強度を確保することができると共に、緩みを防止することができる。又、この際、カートリッジホルダー５の内側に露出するナット１７の露出面（後側面）に設けてあるスリット１９に、マイナスドライバーの如き工具の先端部を差し込んで押えた状態としてボルト９にトルクを掛けると、工具で回転モーメントを受けることができて、ナット１７に回転モーメントが直接作用しなくなるので、ナット１７を受けている座刳り部１５の母材部分に無理な力が作用することはなく、母材を傷めてしまうことがない。
【００１６】
なお、上記実施の形態では、ナット１７の形状を８角形とした場合を示したが、非円形であればよいこと、又、実施の形態では、宇宙機の実験装置で用いるカートリッジホルダー５への適用例について示したが、樹脂の如き低強度部材製のプレート状母材の表面にボルトにより部品を取り付ける部分であれば、あらゆる個所に適用できること、その他本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【００１７】
【発明の効果】
以上述べた如く、本発明の低強度部材へのボルト締結保持装置によれば、低強度部材製プレート状母材に、表裏方向に貫通するボルト挿通孔を設け、且つ該母材の裏面部に、外形を非円形としてねじ孔を有し該ねじ孔にロックインサートを取り付けてなる高強度のナットを、ロックインサートの軸心がボルト挿通孔の軸心と一致するようにして母材の裏面側へ後側面が露出するように埋め込み、上記母材表面側よりボルト挿通孔に通したボルトの先端部をロックインサートに螺合できるようにした構成としてあるので、ボルトにトルクを掛けてもねじ孔の部分がトルクに負けることはなく、これにより、締結強度を確保してボルトを堅固に取り付けることができると共に緩みの発生を防止することができ、又、母材の裏面側に露出するナットの後側面に、工具を差し込んでボルトへのトルク掛け時の回転モーメントを工具で受けるようにするためのスリットを、ねじ孔と直交する方向に設けた構成とすることにより、ボルトへのトルク掛け時にスリットに工具の先端部を差し込んで押えると、回転モーメントを工具で受けることができて、ナットを埋め込んでいる母材部分の損傷を未然に防ぐことができ、信頼性を高めることができる、等の優れた効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の低強度部材へのボルト締結保持装置の実施の一形態を示すもので、（イ）はカートリッジホルダーへの適用例を示す切断側面図、（ロ）は（イ）のＡ−Ａ方向矢視図、（ハ）は（イ）のＢ部拡大図、（ニ）は（ロ）のＣ部拡大図である。
【図２】宇宙ステーション実験モジュールの与圧部で用いられる実験装置の配置例の一例を示す概要図である。
【図３】図２に示す実験装置のカートリッジホルダーの部分を示すもので、（イ）は切断側面図、（ロ）は（イ）のＤ−Ｄ方向矢視図、（ハ）は（イ）のＥ部拡大図である。
【符号の説明】
５  カートリッジホルダー（母材）
９  ボルト
１４  ボルト挿通孔
１６  ねじ孔
１７  ナット
１８  ロックインサート
１９  スリット
【図１】
0003964173.tif 000002
【図２】
0003964173.tif 000003
【図３】
0003964173.tif 000004