(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１構造材の締結対向面内にねじ孔が備えられると共に、この第１構造材と締結される第２構造材の締結対向面内に前記ねじ孔と螺合可能なボルト体が回転自在でかつ進退自在に保持され、
前記第２構造材の内部には、ボルト体を第１構造材の締結対向面側に向けて進出付勢する付勢手段と、該付勢手段による付勢にてボルト体が所定距離進出された状態でボルト体のそれ以上の進出動作を阻止する進出阻止手段とが備えられ、
かつ、同第２構造材の内部において、前記ボルト体の外周部には、その外径よりも大きな外径のリールがボルト体と一体回転可能に備えられると共に、該リールの外周部に捲回された線材の一端が、第２構造材の壁面に開けられた小孔を通じて外部に導出され、
導出された該線材を外方に引き出していくことにより、ボルト体が回転されて第１構造材のねじ孔と螺合され、その螺合進出過程でボルト体が前記進出阻止手段にて進出を阻止されて、第１構造材と第２構造材とが締結されるものとなされていることを特徴とする構造材同士の締結装置。
【請求項２】
前記ボルト体とリールとは、ボルト軸線方向に相対移動自在にスプライン嵌合されている請求項１に記載の構造材同士の締結装置。
【請求項３】
前記リールの外周部に、捲回方向を逆にした２本の線材が捲回され、これら線材の一端がそれぞれ、第２構造材の壁面に開けられた小孔を通じて外部に導出されている請求項１又は請求項２に記載の構造材同士の締結装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、構造材同士の締結に用いられる締結装置に関する。
【０００２】
【従来の技術及び課題】
例えば、鋼、アルミニウム、合成樹脂などの材料からなる構造材同士を互いに結合させる方法として、従来より、ボルトとナットを用いて締結する方法が広く用いられている。
【０００３】
しかしながら、従来のボルト・ナット締結法では、ボルトヘッドやナットが外部に露出して結合部分の美観を損ねる欠点があった。また、スパナによるボルトの回転締付け操作も非常に厄介なものであった。
【０００４】
本発明は、上記のような従来の問題点に鑑み、同じくねじ締結方式を採用しながらも、締結部材の外部露出のないスッキリとした外観を実現することができ、しかも、構造材同士を能率良く締結していくことができる締結装置を提供することを課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題は、第１構造材の締結対向面内にねじ孔が備えられると共に、この第１構造材と締結される第２構造材の締結対向面内に前記ねじ孔と螺合可能なボルト体が回転自在でかつ進退自在に保持され、
前記第２構造材の内部には、ボルト体を第１構造材の締結対向面側に向けて進出付勢する付勢手段と、該付勢手段による付勢にてボルト体が所定距離進出された状態でボルト体のそれ以上の進出動作を阻止する進出阻止手段とが備えられ、かつ、同第２構造材の内部において、前記ボルト体の外周部には、その外径よりも大きな外径のリールがボルト体と一体回転可能に備えられると共に、該リールの外周部に捲回された線材の一端が、第２構造材の壁面に開けられた小孔を通じて外部に導出され、導出された該線材を外方に引き出していくことにより、ボルト体が回転されて第１構造材のねじ孔と螺合され、その螺合進出過程でボルト体が前記進出阻止手段にて進出を阻止されて、第１構造材と第２構造材とが締結されるものとなされていることを特徴とする構造材同士の締結装置によって解決される。
【０００６】
上記締結装置では、第２構造材の壁面に開けられた小孔を通じて外部に導出された線材を外方に引き出していくという簡単な操作を行うだけで、ボルト体が回転され、両構造材が締結される。従って、構造材同士を能率良く締結していくことができる。
【０００７】
しかも、ボルト体の外周部には、その外径よりも大きな外径のリールがボルト体と一体回転可能に備えられ、該リールの外周部に線材が捲回されていることにより、線材の引き出しによりボルト体に大きな回転力が与えられ、構造材同士が強固に締結される。
【０００８】
そして、ねじ孔は第１構造材の締結対向面内において備えられると共に、ボルト体も第２構造材の締結対向面内に備えられており、また、付勢手段も進出阻止手段も第２構造材の内部に備えられ、更に、リールも第２構造材の内部に備えられていることにより、これらの締結のための構成要素は、構造材同士の締結対向面を合わせて締結させた状態で、外部に露出することなく内部に隠蔽され、スッキリとした外観が実現される。なお、第２構造材の壁面に開けられた小孔や引き出された線材は外部からはほとんど目立たず、外観を損ねることはない。また、引き出された線材については締結後にこれを必要に応じて切除すれば、よりスッキリとした外観が実現される。
【０００９】
また、前記ボルト体とリールとは、ボルト軸線方向に相対移動自在にスプライン嵌合されているのがよい。ボルト体とリールとが完全一体動作するものとすると、ボルトの進出動作に追従してリールも進出してしまい、リールの位置と小孔との位置関係が変化していき、線材の引き出しの円滑性、安定性が損なわれることも可能性として起こり得る。そこで、ボルト体とリールとを、スプライン嵌合にてボルト軸線方向に相対移動自在にすることにより、線材の引き出しによってボルトが進出されても、リールと小孔との相対位置関係は変化することがなく、それゆえ、線材は円滑にかつ安定性良く引き出されていく。
【００１０】
更に、前記リールの外周部に、捲回方向を逆にした２本の線材が捲回され、これら線材の一端がそれぞれ、第２構造材の壁面に開けられた小孔を通じて外部に導出されているのがよい。この場合、一方の線材を引き出していくことによりボルトを締結方向に回転することができ、また、もう一方の線材を引き出していくことによりボルトを反締結方向に回転することができて、ボルトの回転操作の多面化が実現される。従って、例えば、ボルトを締結方向に回転させていく途中に引っ掛かりを生じたような場合に、ボルトを反締結方向に回転させて引っ掛かりを除き、そしてボルトを締結方向に回転させていくというような臨機応変な締結操作も可能となる。また、構造材同士を締結したのち、締結を緩めて構造材相互を分解するということも可能となる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１２】
以下に説明する実施形態では、アルミニウム製の押出材からなる構造材を、締結しようとする構造材としている。なお、締結の対象とする構造材は、鋼材などその他の金属材であってもよく、合成樹脂材からなるものであってもよい。
【００１３】
第１実施形態は、図１に示されるように、締結しようとする構造材（１）（２）が、ともに断面方形の中空材にして、中空部内に、相対向する辺の中央部に十字状の仕切り壁（３）が連接されたアルミニウム製の押出材で、一方の構造材（１）（以下「第１構造材」という）の側面平坦部に、もう一方の構造材（２）（以下「第２構造材」という）の先端部を対抗させて突き合わせ、Ｔ字状ないしはＬ字状に組み合わせて両構造材（１）（２）を締結するものである。
【００１４】
上記のように組み合わされて締結される構造材（１）（２）において、第１構造材（１）の締結対向面内には、十字状の仕切り壁（３）を挟む両側に位置して一対のねじ孔（４）（４）が備えられている。ねじ孔（４）（４）は、第１構造材（１）の締結対向面内においてその壁面に開けられた開口（５）（５）の内方周縁面に、第１構造材（１）とは別体の雌ねじ部材（６）（６）がねじ等の締結部材にて締結固着されることによって備えられている。該雌ねじ部材（６）は開口（５）を通じて内部に存置し得る形状・サイズに設計されている。なお、ねじ孔は、第１構造材（１）の締結対向面内においてその壁に直接形成されたものであってもよい。
【００１５】
一方、第２構造材（２）の締結対向面内において、十字状の仕切り壁（３）によって仕切られた隣り合う２室にそれぞれ、上記ねじ孔（４）（４）と螺合可能なボルト体（７）（７）が備えられている。
【００１６】
ボルト体（７）は、その先端部が雄ねじ部（7a）に形成されると共に、基端部にはフランジ部（7b）が外方突出状態に設けられている。そして、雄ねじ部（7a）とフランジ部（7b）との間の中間部には、その外周部に、軸線方向に指向した溝が周方向に多数平行に設けられ、スプライン軸部（7c）が形成されている。
【００１７】
各ボルト体（７）（７）は、締結対向面と直交する方向に向けられ、第２構造材（２）の上記各室内に取り付けられたボルト保持部材（９）（９）によって、回転自在でかつボルト軸線方向に進出自在に保持されている。即ち、各ボルト保持部材（９）は、断面コ字状のガイド壁（10）を備え、その中間平坦壁（10a）を第２構造材（２）内の十字状仕切り壁（３）に対面させ、中間平坦壁（10a）から両側方に突出された取付け用羽根板部（10b）（10b）を該仕切り壁（３）にリベット等の締結部材にて締結して固着されている。そして、ボルト体（７）は、その基端フランジ部（7b）をガイド壁（10）内に存置させ、該フランジ部（7b）の外周面をガイド壁（10）の内面にガイドさせて、上記のように回転自在でかつ進退自在に保持されている。
【００１８】
上記のように保持部材（９）にて保持されたボルト体（７）は、付勢手段としてのコイルバネ（11）によって進出方向に付勢されている。即ち、保持部材（９）のガイド壁（10）の底部にはバネ受け（12）が設けられ、ガイド壁（10）内においてこのバネ受け（12）とボルト体（７）のフランジ部（7b）との間にコイルバネ（11）がセットされ、このコイルバネ（11）のバネ弾性力によってボルト体（７）は付勢され進出されるものとなされている。
【００１９】
また、ボルト体（７）は、進出阻止手段としてのブロック壁（13）によって、コイルバネ（11）にて所定距離付勢進出された状態で、それ以上の進出動作が阻止されるものとなされている。即ち、保持部材（９）のガイド壁（10）の上端部にはブロック壁（13）が一体的に設けられており、ボルト体（７）は、ブロック壁（13）に開けられた孔（13a）に摺動自在に通され、フランジ部（7b）がブロック壁（13）の下面に当接されるものとなされている。なお、フランジ部（7b）とブロック壁（13）との間においてボルト体（７）の外周部にはスプリングワッシャー（14）が存置されている。
【００２０】
更に、各ボルト体（７）のスプライン軸部（7c）の外周側には、第２構造材（２）の室内において、保持部材（９）の上方に位置して、リール（15）がスプライン嵌合され、このスプライン嵌合によりボルト体（７）とリール（15）とは、ボルト軸線方向への相対移動を許容され、かつ、一体回転されるようになされている。このリール（15）の外径は、第２構造材（２）の周壁内部におさまる範囲でボルト体（７）の外径よりも可及的に大きく設計されており、このような大径を実現すべく十字状仕切り壁（３）にはリール（15）を他室に突出される開口（16）が開けられている。
【００２１】
そして、リール（15）の外周部溝内には、ピアノ線等からなる線材（17）が捲回して備えられ、該線材（17）の一端は、第２構造材（２）の周壁に可及的に小さく開けられた小孔（20）を通じて、外部に導出されており、線材（17）を引き出していくことにより、リール（15）が回転され、併せて、ボルト体（７）が回転されるものとなされている。
【００２２】
第１構造材（１）と第２構造材（２）との締結は、次のようにする。即ち、構造材（１）（２）の締結対向面同士を突き合わせて、ボルト体（７）（７）の先端部をねじ孔（４）（４）に合わせる。すると、各ボルト体（７）（７）は後退され、そのフランジ部（7b）がブロック壁（13）から離間してコイルバネ（11）（11）を圧縮させる。そのバネ力によってボルト体（７）（７）の先端はねじ孔（４）（４）に弾接される。その状態で、線材（17）（17）を同時に又は相前後して引き出していき、ボルト体（７）を回転させると、ボルト体（７）とねじ孔（４）とが螺合され、ボルト体（７）はねじ孔（４）内方へと進出されていく。この引出し過程で、リール（15）はボルト体（７）とスプライン嵌合していることにより、リール（15）がボルト体（７）と一体となって進出していくことはなく、小孔（20）とリール（15）との相対位置関係がほぼ一定に保持される。そして、この進出過程で、ボルト体（７）のフランジ部（7b）がスプリングワッシャー（14）を介して保持部材（９）のブロック壁（13）の下面に当接すると、ボルト体（７）はそれ以上の進出を阻止されて締付け段階に入り、第１構造材（１）と第２構造材（２）とが締結される。最後に、必要に応じて、引き出された線材（17）（17）を切除する。
【００２３】
上記のように、雌ねじ部材（６）とボルト体（７）とはともに各構造材（１）（２）の締結対向面内に存在せられており、また、保持部材（９）やコイルバネ（11）、ブロック壁（13）、更にリール（15）等も第２構造材（２）の内部に納められており、従って、第１構造材（１）と第２構造材（２）との締結結合部には、締結構成要素が外部に露出せず、外観がスッキリとしたものになる。
【００２４】
第２実施形態は、図２に示されるように、外周円形の構造材（１）（２）同士をＴ字状ないしはＬ字状に組み合わせて締結するもので、ボルト体（７）の備えられる第２構造材（２）は、二重管構造のアルミニウム製押出型材としている。その内管部（21）は、第１構造材（１）の断面重心を軸心として外管部（22）の内部に備えられ、周方向４か所において連接壁（23）…にて一体に連接されている。そして、第２構造材（２）の締結対向面は、第１構造材（１）の外周面形状に対応する反円弧凹状に加工されている。また、ボルト体（７）を保持する保持部材（９）は、円筒状のガイド壁（10）からなり、この円筒状ガイド壁（10）は、第２構造材（２）の内管部（21）内に適合状態に嵌合され、そして、第２構造材（２）の内外管部（21）（22）間の連接壁（23）…にリベット等の締結部材にて締結固着された取付け用羽根材（10b）にて第２構造材（２）に固定されている。なお、図３にはこの保持部材（９）の平面図を示している。その他は、第１実施形態と概ね同様である。本実施形態のように、第２構造材（２）の断面重心位置にボルト体（７）を備えさせて第１構造材（１）との締結がなされる構造とすることにより、両構造材（１）（２）を強度的強くかつ強度的安定性良く締結することができる。
【００２５】
図４は、上記第２実施形態の変形例で、ねじ孔（４）の備えられる第１構造材（１）の外周形状が断面方形状をしている。それゆえ、第２構造材（２）の締結対向面は平坦に形成されている。その他は第２実施形態と概ね同様である。
【００２６】
図５（イ）〜（ニ）も、第２実施形態の変形例で、第２構造材（２）の断面重心位置にボルト体（７）を備えさせるための第２構造材（２）の横断面形状例を示す。構造材をアルミニウム製の押出材とすることにより、容易にこれらの断面形状を得ることができる。
【００２７】
第３実施形態は、図６に示されるように、ボルト体（７）の備えられる第２構造材（２）は２重管構造で、その内管部（21）の周壁には、その内方の所定位置において、係止用の凹部（25）が設けられている。
【００２８】
一方、ボルト体（７）は、軸線方向中央部にフランジ部（7b）を有して、該フランジ部（7b）を挟む先端側に上記実施形態と同様の雄ねじ部（7a）とスプライン軸部（7c）とが形成されている。そして、該フランジ部（7b）を挟む基端側には、先端雄ねじ部（7a）とはねじの螺旋方向を異にする第２の雄ねじ部（7d）が形成されている。
【００２９】
ボルト体（７）の同基端側は、逆カップ状の食込み部材（26）の上端底壁中央部に開けられた通孔（27）に貫挿され、第２雄ねじ部（7d）は、この食込み部材（26）の下方開口部から下方に突出されて、そこに拡開用のブロック体（29）が螺合されている。
【００３０】
上記食込み部材（26）は、その周壁に、下端に開口する図示しないスリットが周方向に間隔的に設けられている。そして、その下端開口周壁部（26a）はテーパー状に外方に開かれると共に、その先端に外方斜め上方に反り返された係止用の爪（26b）が一体に連接され、前記拡開用のブロック体（29）が食込み部材（26）の下端テーパー開口部（26a）内に強制圧入されることにより、係止用の爪（26b）が外方に変位されるものとなされている。
【００３１】
この食込み部材（26）は、第２構造材（２）の内管部（21）内に存置され、爪（26b）が第２構造材（２）の内管部（21）の係止用凹部（25）内に軽く係止されて第２構造材（２）に保持されるものとなされており、上記のように、拡開用ブロック体（29）の強制圧入にて係止用の爪（26b）が外方に変位されると、この係止爪（26b）が第２構造材（２）の内管部（21）の係止用凹部（25）内に深く食い込み、それによって、ボルト体（７）の進出を規制するものとなされている。
【００３２】
また、ボルト体（７）を進出方向に付勢するコイルバネ（11）は、ボルト体（７）のフランジ部（7b）と食込み部材（26）の上端底壁との間にセットされている。このコイルバネ（11）の付勢力により、同時に拡開用のブロック体（29）は、食込み部材（26）の下端テーパー状開口部（26a）内に軽く弾接されるものとなされており、不本意な回転によって脱落しないようになっている。その他、リール（15）や線材（17）、小孔（20）等は上記実施形態とほぼ同様の態様で備えられている。
【００３３】
本実施形態では、線材（17）の引出し操作によってボルト体（７）を回転させ、第１構造材（１）のねじ孔（４）内方に螺進させていくと、同時に拡開用のブロック体（29）がボルト体（７）の第２雄ねじ部（7d）を先端方向に螺進していき、食込み部材（26）の下端テーパー開口部（26a）内に強制圧入されていく。これにより、係止爪（26b）が外方に突出され、第２構造材（２）の内管部（21）の係止用凹部（25）内に深く食い込み、ボルト体（７）の進出が規制されて、締付け段階に入り、第１構造材（１）と第２構造材（２）と締結される。
【００３４】
第４実施形態は、図７に示されるように、上記第１実施形態において、リール（15）の外周部に溝が２つ備えられ、各溝に、２本の線材（17）（19）が捲回方向を逆にして捲回され、これら線材（17）（19）の一端がそれぞれ、第２構造材の壁面に開けられた小孔（20）（30）を通じて外部に導出されている。本実施形態では、これら２本の線材（17）（19）を操作することで、ボルト体（７）を締結方向のみならず反締結方向にも回転操作することができ、締め直しや、締結後の分解なども可能となる。なお、本実施形態では、線材捲回用の溝を２つ有する１つのリール（15）が用いられているが、線材捲回用の溝を１つ有する２つのリール（15）が用いられてもよい。また、両線材（17）（19）はそれぞれ専用の小孔（20）（30）を通じて個別に外部に導出されているが、１つの小孔を通じて両線材（17）（19）が導出されている構造としてもよい。
【００３５】
【発明の効果】
上述の次第で、本発明の構造材同士の締結装置は、ねじ孔とボルト体を各構造材の締結対向面内に備えさせ、また、付勢手段や進出阻止手段も第２構造材の内部に備えさせ、更に、リールも第２構造材の内部に備えさせていることにより、構造材同士の締結対向面を合わせて締結させた状態で、これらの締結のための構成要素が内部に隠蔽されて外部に露出することがなく、ただ、第２構造材の壁面に開けられた小孔や引き出された線材がわずかに外部から見られるが、それらはほとんど目立つことはなく、従って、締結部分の外観をスッキリとしたものにすることができる。また、引き出された線材については締結後にこれを必要に応じて切除すれば締結部分をよりスッキリとした外観にすることができる。
【００３６】
しかも、線材を引き出すという簡単な操作を行うだけで、ボルト体を回転させ、両構造材を締結しうる構造となされているから、構造材同士を能率良く締結していくことができる。
【００３７】
加えて、ボルト体の外周部には、その外径よりも大きな外径のリールがボルト体と一体回転可能に備えられ、該リールの外周部に線材が捲回されているから、線材の引き出しによりボルト体に大きな回転力を与えることができて、構造材同士を強固に締結することができる。また線材の引出しも楽に行うことができる。
【００３８】
また、前記ボルト体とリールとは、ボルト軸線方向に相対移動自在にスプライン嵌合されているものとすることにより、線材の引き出しによってボルトが進出されていくあいだにリールと小孔との相対位置関係が変化するのを防ぐことができ、線材を円滑にかつ安定性良く引き出していくことができる。
【００３９】
更に、前記リールの外周部に、捲回方向を逆にした２本の線材が捲回され、これら線材の一端がそれぞれ、第２構造材の壁面に開けられた小孔を通じて外部に導出されているものとすることにより、ボルトを締結方向のみならず反締結方向にも回転操作することができ、ボルトの回転操作の多面化を実現し得て、締め直しや、一端締結された構造材相互を分解する等の操作を行うことも可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  第１実施形態を示すもので、第１構造材と第２構造材との締結状態を示す断面図である。
【図２】  第２実施形態の締結構造を示す断面図である。
【図３】  保持部材の平面図である。
【図４】  第２実施形態の変形例を示す断面図である。
【図５】  図（イ）〜図（ニ）はそれぞれ第２実施形態タイプに採用されうる第２構造材の端面図である。
【図６】  第３実施形態の締結構造を示す断面図である。
【図７】  第４実施形態の締結構造を示す断面図である。
【符号の説明】
１…第１構造材
２…第２構造材
４…ねじ孔
７…ボルト体
９…保持部材
１１…コイルバネ（付勢手段）
１３…ブロック壁（進出規制手段）
１５…リール
１７…線材
【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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