螺栓紧固结构的制作方法

1.本实用新型涉及一种螺栓紧固结构。


背景技术：

2.通常，在汽车的仪表盘的内部，配置有仪表盘加强件。该仪表盘加强件具备加强件主体、和由螺栓紧固在该加强件主体上的仪表盘支撑构件。加强件主体沿车宽方向延伸。该加强件主体的两端分别与车身左右两侧的前柱(a柱)相连接。仪表盘支撑构件沿上下方向延伸。该仪表盘支撑构件的上端、下端分别通过螺栓与加强件主体、地板的通道加固构件固定连接。
3.图8是表示现有技术中将仪表盘支撑构件b的上端紧固在加强件主体a上的操作的立体图。图8中，箭头fr的方向表示车辆前方、箭头up的方向表示上方、箭头h的方向表示车宽方向。另外，图9是表示将仪表盘支撑构件b的上端紧固在加强件主体a上的状态下沿图8中的ix－ix线截面的部分截面图。如图8和图9所示，现有技术的螺栓紧固结构中，将形成在加强件主体a上的螺纹孔c与形成在仪表盘支撑构件b上的螺栓插孔d对准后，将螺栓e插入螺栓插孔d中并拧入螺纹孔c中，使螺栓e与加强件主体a的螺纹孔c内的母螺纹螺合，便可将仪表盘支撑构件b紧固在加强件主体a上。
4.另外，上述现有技术的螺栓紧固结构中，形成在螺栓e的螺栓头f上的法兰g与仪表盘支撑构件b的表面直接抵接。因而，对螺栓e施加圆周方向的旋拧力矩时，螺合在螺纹孔c上的螺栓e会向加强件主体a方向移动，从而使螺栓e的法兰g将仪表盘支撑构件b压向加强件主体a。即，对螺栓e施加旋拧力矩，则螺栓e会对仪表盘支撑构件b施加轴向力(参照图9中的箭头f1)。
5.另外，仪表盘支撑构件b的螺栓插孔d还具备朝着与该螺栓插孔d的中心线垂直的方向开口的开口部h。具体而言，该开口部h的开口方向朝着车辆前方，即，图9中的左侧。当车辆发生正面碰撞时，正面碰撞载荷会作用在仪表盘支撑构件b上(参照图8和图9中的箭头f2)，由于设有开口部h，螺栓e可经由开口部h从螺栓插孔d中脱出，而使仪表盘支撑构件b脱离加强件主体a。由此，能够避免作用在仪表盘支撑构件b上的正面碰撞载荷传递到加强件主体a上，从而能够防止加强件主体a断裂。
6.然而，上述现有技术的螺栓紧固结构中，仪表盘支撑构件b挤压加强件主体a的轴向力(相互间的压力)越大，仪表盘支撑构件b与加强件主体a之间的抵接部分的摩擦力越大。即，对仪表盘支撑构件b进行螺栓紧固时，若对螺栓e施加较大的旋拧力矩，则上述轴向力较大，能够使仪表盘支撑构件b与加强件主体a在较大的压力下紧贴在一起，从而螺栓e不容易松动，但在此情况下，若车辆发生正面碰撞，则由于仪表盘支撑构件b与加强件主体a之间的摩擦力较大，仪表盘支撑构件b难以脱离加强件主体a。相反，若减小螺栓e对仪表盘支撑构件b施加的轴向力，则上述摩擦力会减小，当车辆发生正面碰撞时，仪表盘支撑构件b容易脱离加强件主体a，但这样又可能导致螺栓e松动。


技术实现要素：

7.针对上述情况，本实用新型的目的在于提供一种由螺栓将两个构件紧固的螺栓紧固结构，该螺栓紧固结构能够防止螺栓松动，同时，当受到外力作用时，该两个构件能容易地相互脱离。
8.作为解决上述技术问题的技术方案，本实用新型提供一种螺栓紧固结构，该螺栓紧固结构包括具有螺纹孔的第一构件、具有螺栓插孔的第二构件、及插在所述螺栓插孔中并螺合在所述螺纹孔中而将所述第二构件紧固在所述第一构件上的螺栓，所述螺栓插孔具有朝着与该螺栓插孔的中心线垂直的方向开口的开口部，在所述第一构件或所述第二构件受到外力作用时，所述螺栓能够经由所述开口部从所述螺栓插孔中脱出，其特征在于：所述螺栓具备形成有螺纹部的螺栓主体、及具有法兰的螺栓头，所述螺栓主体具有与所述第一构件的朝向所述第二构件的面抵接的抵接面，在所述第二构件的背离所述第一构件的面与所述螺栓头的法兰之间，安装有环形的移动垫片，该移动垫片被安装为，可在所述螺栓主体的轴心线方向上移动，其两个端面中，没有弹性的端面与所述第二构件的背离所述第一构件的面抵接，有弹性的端面与所述螺栓头的法兰抵接。
9.本实用新型的上述螺栓紧固结构的优点在于，能够防止螺栓松动，同时，在第一构件或第二构件受到外力作用时，第一构件与第二构件能容易地相互脱离。以下对其进行具体说明。
10.上述图9所示的现有技术的结构中，螺栓e产生的轴向力全部通过法兰g施加到仪表盘支撑构件b上，然后再通过仪表盘支撑构件b传递到加强件主体a上，因而，仪表盘支撑构件b与加强件主体a相互间的压力较大。对此，本实用新型的上述结构中，由于螺栓主体具有与第一构件的面抵接的抵接面，所以，螺栓产生的轴向力中，一部分不通过第二构件直接施加于第一构件，从而减轻了第二构件与第一构件之间的压力，使两个构件间的抵接部分的摩擦力减小，从而有利于两个构件相互脱离。另一方面，由于螺栓主体具有直接与第一构件抵接的抵接面，所以有利于抑制螺栓松动。
11.此外，由于在第二构件与螺栓头的法兰之间安装有移动垫片，该移动垫片可在螺栓主体的轴心线方向上移动，其两个端面中，没有弹性的端面与第二构件的面抵接，有弹性的端面与螺栓头的法兰抵接，所以，移动垫片与第二构件之间的摩擦力减小，有利于螺栓与第二构件相互脱离；同时，螺栓与移动垫片之间的摩擦力增大，从而有利于抑制螺栓松动。
12.本实用新型的上述螺栓紧固结构中，较佳为，在所述螺栓头的法兰与所述滑动垫片之间，安装有能够在所述螺栓主体的轴心线方向上弹性变形的环形的板簧构件。基于该结构，由于安装在螺栓头的法兰与滑动垫片之间的板簧构件可在螺栓主体的轴心线方向上弹性变形，所以当移动垫片与第二构件抵接之后，仍然可将螺栓朝着第一构件方向旋拧而进一步增大螺栓施加于第一构件的轴向力，从而能够有效地防止螺栓松动。与此同时，由板簧构件弹性支撑的移动垫片与第二构件之间的摩擦力随该轴向力增大而增大的幅度较小，因而，在第二构件受到外力作用时，螺栓能够容易地从第二构件的螺栓插孔中脱出，从而第二构件能够容易地脱离第一构件。
13.另外，本实用新型的上述螺栓紧固结构中，较佳为，所述第一构件为车辆的仪表盘加强件的加强件主体，所述第二构件为由所述螺栓紧固在所述加强件主体上的仪表盘支撑构件，所述仪表盘支撑构件的螺栓插孔的开口部朝着车辆前方开口。基于该结构，能够防止
螺栓松动的同时，当车辆发生正面碰撞而正面碰撞载荷作用于仪表盘支撑构件上时，螺栓能够容易地经由开口部从仪表盘支撑构件的螺栓插孔中脱出，从而仪表盘支撑构件能够容易地脱离加强件主体。其结果，能够避免作用于仪表盘支撑构件上的正面碰撞载荷传递到加强件主体而导致加强件主体断裂的情况发生。
附图说明
14.图1是表示本实用新型的实施方式的仪表盘加强件的立体图。
15.图2是表示本实施方式的第二仪表盘支撑构件的立体图。
16.图3是表示将第二仪表盘支撑构件的上端紧固在右加强件主体上的操作的立体图，是从图1中的iii方向看到的图。
17.图4是表示第二仪表盘支撑构件的上端被紧固在右加强件主体上的状态下沿图3中的iv－iv线截面的截面图。
18.图5是板簧构件的俯视图。
19.图6是表示第二仪表盘支撑构件与右加强件主体间的螺栓紧固操作的初始状态的部分截面图。
20.图7是表示第二仪表盘支撑构件与右加强件主体间的螺栓紧固操作的中间状态的部分截面图。
21.图8是表示现有技术中将仪表盘支撑构件的上端紧固在加强件主体上的操作的立体图。
22.图9是表示仪表盘支撑构件的上端被紧固在加强件主体上的状态下沿图8中的ix－ix线截面的部分截面图。
具体实施方式
23.以下，参照附图对本实用新型的实施方式进行说明。本实施方式中，对将本实用新型的螺栓紧固结构应用于配置在汽车仪表盘内部的仪表盘加强件的情形进行说明。
24.图1是表示本实施方式中的仪表盘加强件1的立体图。图1中，箭头fr的方向表示车辆前方，箭头up的方向表示上方，箭头h的方向表示车宽方向。如图1所示，仪表盘加强件1具备加强件主体2、和二个仪表盘支撑构件3、4。
25.加强件主体2沿车宽方向延伸，其两端分别与a柱(省略图示)连接。本实施方式中的加强件主体2是通过将配置在车宽方向左侧的左加强件主体21和配置在车宽方向右侧的右加强件主体(第一构件)22组装为一体而构成的。
26.左加强件主体21由铁制的圆管构成。在该左加强件主体21的左端安装有固定用法兰23。该固定用法兰23被固定在未图示的左侧的a柱上。并且，在左加强件主体21的长度方向的中间部位，通过焊接接合有与未图示的前围板连接的连接用法兰24。
27.右加强件主体22是支撑未图示的转向轴的部分。该右加强件主体22是将铝合金压铸成型而制成的。该右加强件主体22的右端被固定在未图示的右侧的a柱上。另外，在右加强件主体22的长度方向的中间部位，设置有与未图示的前围板连接的连接用法兰25。
28.作为仪表盘支撑构件，设置有与左加强件主体21连接的第一仪表盘支撑构件3、和与右加强件主体22连接的第二仪表盘支撑构件(第二构件)4。第一仪表盘支撑构件3的上
端、下端分别由螺栓紧固在左加强件主体21、地板通道加固构件(省略图示)上。第二仪表盘支撑构件4的上端、下端分别由螺栓紧固在右加强件主体22、地板通道加固构件(省略图示)上。
29.本实施方式中，第二仪表盘支撑构件4的上端由螺栓紧固在右加强件主体22上。以下，对该螺栓紧固结构进行说明。
30.图2是表示第二仪表盘支撑构件4的立体图。图3是表示将第二仪表盘支撑构件4的上端紧固在右加强件主体22上的操作的立体图，是从图1中的iii方向看到的图。图4是表示第二仪表盘支撑构件4的上端被紧固在右加强件主体22上的状态下沿图3中的iv－iv线截面的截面图。
31.如图1和图3所示，在右加强件主体22的长度方向的中间部位设置有沿上下方向及车长方向延伸的支撑构件固定用法兰26。在该支撑构件固定用法兰26上，形成有沿其板厚方向(车宽方向)贯穿的螺纹孔26a。如图4所示，在该螺纹孔26a的内表面上形成有母螺纹。
32.在第二仪表盘支撑构件4的上端，形成有沿其板厚方向(车宽方向)贯穿的螺栓插孔41。并且，该螺栓插孔41具有朝着与螺栓插孔41的中心线垂直的方向(图4中的左侧)开口的开口部42。具体而言，该开口部42朝着车辆前方开口。
33.在第二仪表盘支撑构件4的上端与右加强件主体22的支撑构件固定用法兰26相重叠的状态下，将螺栓5插入第二仪表盘支撑构件4的螺栓插孔41内、并拧入支撑构件固定用法兰26的螺纹孔26a中，便可将第二仪表盘支撑构件4的上端紧固在支撑构件固定用法兰26上。
34.如图4所示，螺栓5具备螺栓头51和螺栓主体52。螺栓5的螺栓头51具有法兰部51a。该法兰部51a的外径尺寸大于第二仪表盘支撑构件4的螺栓插孔41的内径尺寸大。螺栓5的螺栓主体52具备公螺纹部52a和抵接部52b。
35.公螺纹部52a被形成在螺栓主体52的长度方向的前部区域。该公螺纹部52a用于与支撑构件固定用法兰26的螺纹孔26a的母螺纹螺合。
36.抵接部52b被形成在螺栓主体52的长度方向的后部区域(靠近螺栓头51的一侧)。该抵接部52b为圆柱形，其外径尺寸大于支撑构件固定用法兰26的螺纹孔26a的内径尺寸，但小于第二仪表盘支撑构件4的螺栓插孔41的内径尺寸。
37.另外，在螺栓主体52的抵接部52b上安装有移动垫片53。该移动垫片53被构成为中间区域形成有开口53a的环形圆盘。开口53a的内径尺寸稍大于抵接部52b的外径尺寸。从而，可通过将抵接部52b插在该开口53a中而将移动垫片53安装在螺栓主体52上。在此状态下，移动垫片53可在螺栓主体52的轴心线方向上自由移动。另外，移动垫片53的外径尺寸大于第二仪表盘支撑构件4的螺栓插孔41的内径尺寸，从而移动垫片53可被限制在螺栓插孔41的外侧(靠近螺栓头51的一侧)。本实施方式中，该移动垫片53的外径尺寸与法兰部51a的外径尺寸相同。
38.另外，在移动垫片53与螺栓头51的法兰部51a之间还安装有板簧构件54。图5是板簧构件54的俯视图。如图5所示，板簧构件54被构成为中间区域形成有开口54a的环形圆盘。该板簧构件54由波形板构成，当受到板厚方向的外力作用时，能够在该方向上产生弹性变形。板簧构件54的开口54a的内径尺寸稍大于抵接部52b的外径尺寸。例如，板簧构件54的开口54a的内径尺寸与移动垫片53的开口53a的内径尺寸相同。并且，板簧构件54的外径尺寸
大于第二仪表盘支撑构件4的螺栓插孔41的内径尺寸。例如，板簧构件54的外径尺寸与移动垫片53的外径尺寸相同。从而，可通过将板簧构件54重叠在移动垫片53的外侧(靠近螺栓头51的一侧)，并将抵接部52b插在板簧构件54的开口54a中，而将板簧构件54安装在螺栓主体52上。在此状态下，板簧构件54可在螺栓主体52的轴心线方向上弹性变形。
39.下面，对将第二仪表盘支撑构件4用螺栓5紧固在右加强件主体22上的操作进行说明。
40.图6是表示将第二仪表盘支撑构件4用螺栓5紧固在右加强件主体22上的操作的初始状态的部分截面图。如图6和图3所示，使第二仪表盘支撑构件4的上端与右加强件主体22的支撑构件固定用法兰26相重叠，并将第二仪表盘支撑构件4的螺栓插孔41对准支撑构件固定用法兰26的螺纹孔26a，然后，从第二仪表盘支撑构件4侧(图6中的下侧)，将螺栓5插入第二仪表盘支撑构件4的螺栓插孔41中并拧入支撑构件固定用法兰26的螺纹孔26a中，使其公螺纹部52a与螺纹孔26a的母螺纹螺合。
41.图7是表示将第二仪表盘支撑构件4用螺栓5紧固在右加强件主体22上的操作的中间状态的部分截面图。如图7所示，螺栓5的公螺纹部52a被拧入支撑构件固定用法兰26的螺纹孔26a内、并与螺纹孔26a的母螺纹螺合。此时，板簧构件54处于夹在螺栓5的法兰部51a与移动垫片53之间的状态。在此状态下，移动垫片53的两个端面中，没有弹性的端面53b与第二仪表盘支撑构件4的背离右加强件主体22的面43相抵接；有弹性的端面与板簧构件54相抵接。同时，螺栓5的抵接部52b的端面52c(抵接面)与右加强件主体22的面22a之间存在较小的间隙。
42.在此状态下，虽然移动垫片53的端面53b已与第二仪表盘支撑构件4的面43相抵接，但由于板簧构件54在螺栓主体52的轴心线方向上(图4中的上下方向)能够弹性变形，所以若继续朝着右加强件主体22的方向旋拧螺栓5，则法兰部51a与移动垫片53之间的间隔会变窄，并且如图4所示那样，抵接部52b的端面52c会与右加强件主体22的面22a相抵接。在螺栓5的抵接部52b的端面52c与右加强件主体22的面22a相抵接的状态下进一步拧紧螺栓5，则轴向力(参照图4中的箭头f1)还会继续增大，但在过大的情况下，与抵接部52b相抵接的右加强件主体22会受损。
43.如此，在第二仪表盘支撑构件4由螺栓5紧固在右加强件主体22上的状态下，若螺栓5的螺栓主体52的端面52c(抵接面)与右加强件主体22的面22a紧密地抵接，则螺栓5施加于右加强件主体22和第二仪表盘支撑构件4的轴向力增大，能够有效地防止螺栓5松动。
44.同时，由于螺栓5产生的轴向力f1中，一部分不通过第二仪表盘支撑构件4直接施加于右加强件主体22，所以减轻了第二仪表盘支撑构件4与右加强件主体22之间的压力，使该两个构件间的抵接部分的摩擦力减小。
45.另一方面，移动垫片53的两个端面中，没有弹性的端面53b与第二仪表盘支撑构件4的面43相抵接，有弹性的端面受到板簧构件54的弹性支撑，所以，即使增大螺栓5的轴向力f1，移动垫片53的端面53b与第二仪表盘支撑构件4的面43之间的摩擦力也较小。因而，当正面碰撞载荷等外力作用在第二仪表盘支撑构件4上时，螺栓5能够容易地经由开口部42从第二仪表盘支撑构件4的螺栓插孔41脱出，从而第二仪表盘支撑构件4能够容易地脱离右加强件主体22(参照图4中的箭头a)。
46.综上所述，即使增大螺栓5的轴向力f1，摩擦力也不会与其成比例地增大，因此，能
够防止螺栓5松动，同时，当受到外力作用时，第二仪表盘支撑构件4能够容易地脱离右加强件主体22，从而能够避免作用在第二仪表盘支撑构件4上的正面碰撞载荷传递到右加强件主体22上。
47.另外，如上所述那样，由于右加强件主体22是将铝合金压铸成型而制成的，所以在受到外部载荷作用时容易断裂，通过使固定在其上的第二仪表盘支撑构件4脱离，能够减轻作用在右加强件主体22上的正面碰撞载荷，从而能够防止该右加强件主体22断裂。
48.本实用新型不局限于上述实施方式中记载的内容，可进行适当的变更。例如，上述实施方式中，示出了在移动垫片53与螺栓头51的法兰部51a之间安装有板簧构件54的结构，但本实用新型不局限于此，也可以不安装板簧构件54。另外，上述实施方式中，示出了将本实用新型的螺栓紧固结构应用于汽车的仪表盘加强件1上的例子，但本实用新型也适用于将两个构件彼此紧固的各种螺栓紧固结构。