固定装置及び固定構造
【課題】 複数の積層部材積層体など二つ以上の部材を加圧固定する際に、簡潔な機構で被固定部材に対する加圧力の均一性を確保し、必要に応じて増し締め等加圧力の増減調整を適宜容易に行うことができるとともに、被固定部材の加圧固定の工数を低減でき、その後で被固定部材を廃棄する場合などの分解、分別を簡単に行なうことが可能な固定装置及び固定構造を提供する。
【解決手段】 二つ以上の部材を固定するための装置であって、ボルトに噛み込むねじ駒と、ねじ駒が縮径方向に移動するように付勢する付勢部材とを備え、ボルトが内部に挿入されることによりねじ駒がボルトに噛み込むナットと、前記被固定部材に対して押圧を行うための押え部材とを備え、少なくとも一つのナットが前記押え部材に回転可能に取付けられていることを特徴とする。
【解決手段】 二つ以上の部材を固定するための装置であって、ボルトに噛み込むねじ駒と、ねじ駒が縮径方向に移動するように付勢する付勢部材とを備え、ボルトが内部に挿入されることによりねじ駒がボルトに噛み込むナットと、前記被固定部材に対して押圧を行うための押え部材とを備え、少なくとも一つのナットが前記押え部材に回転可能に取付けられていることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、両端のプレート間に複数のセルを積層してなる燃料電池や、一次電池、二次電池等、複数の積層部材が積層された状態の積層体を積層方向に加圧して固定したり、二つの部材を接着剤で接着するときに仮固定したり、あるいは二つの部材を突き合せた状態で保持したりするような用途の、いわゆる二つ以上の部材を固定するための固定装置及び固定構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、単位電池を複数積層してなる燃料電池のセルの積層方向両端に締付け用の一対の板材を設け、この板材間に複数のボルトを通し、個別にナットで締結する締付け構造が開示されている（例えば、特許文献１〜３）。
【０００３】
特許文献１及び３においては、各ナットがばね又は皿ばねを介して各ボルトに締付けられる構造である。
特許文献２においては、電池スタックの積層部材の一つとして、一定応力下で、経時的に塑性変形する樹脂からなる応力緩衝板を少なくとも１枚使用し、又は電池スタックの締結部材の一つとして、各ナットが上記樹脂からなるワッシャを介して各ボルトに締付けられる構造である。
【特許文献１】特開平０９−２７０２６７号公報
【特許文献２】特開２００３−３３８３０６号公報
【特許文献３】特開２００５−０１１７４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら特許文献１〜３など従来の締付け構造では、セル積層体の積層方向両端が締付け用の一対の板材により挟まれた状態でセル積層体を加圧するには、各ボルトに個別にナットを蝶合しその後所要の締付け力が得られるまで個別にナットを回さなければならないとともに、各ボルト・ナットの締結部位間のバランスをとりながらの煩雑な締付け作業が必要となる。このため、セル積層体に対する締付け力（加圧力）の不均一性が出易いとともに、組付けに多くの工数が掛かるという問題点があった。
【０００５】
また、二つの部材を接着剤で接着するときに仮固定したり、あるいは二つの部材を突き合せた状態で保持したりするような場合においては、これらの被固定部材を例えば複数の万力等を利用した治具などを用いて固定しているため、煩雑な上、組付けに多くの工数が掛かるという問題点があった。
【０００６】
本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであり、複数のセル等の積層部材の積層体を積層方向に加圧して固定したり、二つの部材を接着剤で接着するときに仮固定したり、あるいは二つの部材を突き合せた状態で保持したりする際に、簡潔な機構で積層体などを含む二つ以上の部材（以下、被固定部材という）に対する加圧力の均一性を容易に確保し、必要に応じて増し締め等締め付け力（加圧力）の増減調整を適宜容易に行うことができるとともに、被固定部材の加圧固定の工数を低減し、さらにその後で被固定部材を廃棄する場合などの分解、分別を簡単に行なうことが可能な固定装置及び固定構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、請求項１の発明の固定装置は、二つ以上の部材（以下、被固定部材という）を加圧固定するための装置であって、ボルトに噛み込むねじ駒と、ねじ駒が縮径方向に移動するように付勢する付勢部材とを備え、ボルトが内部に挿入されることによりねじ駒がボルトに噛み込むナットと、前記被固定部材に対して押圧を行うための押え部材とを備え、少なくとも一つの前記ナットが押え部材に回転可能に取付けられていることを特徴とする。
【０００８】
請求項２の発明の固定構造は、二つ以上の部材（以下、被固定部材という）を支持する支持部材と、請求項１記載の固定装置の押え部材又は支持部材と前記被固定部材との間に配置された加圧部材とを備え、前記ボルトが前記支持部材に立ち上り状に設けられており、このボルトが前記ナットに挿入されることにより前記噛み込みを行うとともに、前記加圧部材による被固定部材への加圧を行うことを特徴とする。
【０００９】
請求項３の発明は、請求項２記載の固定構造であって、前記加圧部材は、一方向に湾曲又は屈曲された板ばね、皿ばね、コイルばね、もしくはゴム又は樹脂のいずれかからなる弾性部材であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１の発明によれば、ボルトが内部に挿入されることによりねじ駒がボルトに噛み込むナットが押え部材と回転可能に一体化されているので、ナットのボルト挿入穴位置をボルトの頭部に合せ、次いで一気にナットに所要の加圧力を加えるだけのワンタッチ操作で二つ以上の部材（被固定部材）を複数のボルトに対しても同時に締結して加圧固定することができる。このため、簡潔な機構で被固定部材に対する加圧力の均一性を容易に確保し、必要に応じてナットを回転することにより増し締め等締め付け力（加圧力）の増減調整を適宜容易に行うことができるとともに、被固定部材の加圧固定の工数を低減することができる。
さらに、ナットを緩める方向に回転してボルトから取り外すか、又は解除部材によりねじ駒が拡径してワンタッチ操作で簡単にボルトから引き抜いて取り外しができるナットを使うことにより、前記被固定部材を廃棄する場合などの分解、分別を簡単に行なうことができるという従来にない優れた効果がある。
【００１１】
請求項２の発明によれば、前記二つ以上の部材と請求項１記載の固定装置の押え部材又はボルトが立ち上り状に設けられた支持部材との間に配置された加圧部材により、請求項１の発明と同様な効果を有するのに加えて、被固定部材への適宜な加圧力を確保する信頼性を一層向上させることができる。
【００１２】
請求項３の発明によれば、請求項２の発明と同様な効果を有するのに加えて、加圧部材として押え部材又は支持部材と被固定部材との間に一方向に湾曲又は屈曲された一体型の板ばね、皿ばね、コイルばね、もしくはゴム又は樹脂のいずれかからなる弾性部材を用いることにより、従来の各ナットに個別にばね部材を用いた締付け構造に比べて簡潔でコンパクトな固定構造とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明を図示する実施例により具体的に説明する。なお、各実施例において、部分的に形状が異なっていても同一の機能を有する部材には同一の符号を付して対応させてある。
【実施例１】
【００１４】
図１は本発明の実施例１の固定構造を示す側面図、図２はその上から見た平面図すなわち上面図である。
実施例１は、本発明の基本的な固定構造の例であって、複数（図示では８本）のボルト３０が立ち上り状に設けられ、複数の燃料電池セルなどの積層部材Ｓが積層された状態の積層体を支持する板状の支持部材４０と、積層体に対して押圧を行うための板状の押え部材２０と、押え部材２０に回転可能に取付けられ、ボルト３０が内部に挿入されることにより内部に設けられたねじ駒（ここでは図示しないが後述する）がボルト３０に噛み込むように構成されたナット１０と、押え部材２０と積層体との間に配置された望ましくは弾性部材からなる加圧部材５０とから大略構成されている。
【００１５】
すなわち、この固定構造は、前記積層体の両端面を挟み込むように加圧部材５０を介して一対の板状の押え部材２０と支持部材４０とが設けられており、ボルト３０がナット１０に挿入されることによりねじ駒がボルト３０に噛み込みを行うとともに、加圧部材５０による積層体への加圧を行う構成となっている。
なお、１枚の押え部材２０に１つ又は複数のナット１０が回転可能に取付けられたものを固定装置１００というが、この詳細な構造については後述する。
【００１６】
ナット１０は、締付けを行うボルト３０に対して、回転することなく挿入できるとともに、必要に応じて増し締めが行えるものである。ナット１０として、例えば本発明者の発明により本出願人が先に出願した特開平７−１９７９２２、特開２００１−２１４９１８、特開２００５−１６３８８１等に記載の「簡易締結装置」と同様の構造を適用することができる。
【００１７】
図７は、特開平７−１９７９２２の簡易締結装置の一例を説明するための説明図である。
図７において、ベース１はその下部が六角形状部であって、その上部は凸部となって円形状部となっている。そして、ベース１には穴１ｃが設けられるとともに、この穴１ｃには対面した斜面１ｅ及び１ｅ’をそれぞれ有するすり鉢状穴１ｄと１ｄ’が設けられている。ここで、このすり鉢状穴１ｄと１ｄ’とは、後述するねじ駒２の雌ねじ部２ａに設けられたねじピッチの半分（Ｐ／２）だけ軸方向へずれている。
ベース１のすり鉢状穴１ｄと１ｄ’のそれぞれの中にねじ駒２が挿入され、その上に段付きワッシャ９及びばね３、さらにこれらを押えるキャップ４がベース１に嵌め込まれている。ここで、段付きワッシャ９は、厚さの異なる半円弧部９ａ及び９ｂからなり、その厚さの差はねじ駒２の雌ねじ部２ａに設けられたねじピッチの半分（Ｐ／２）である。ねじ駒２は半ドーナツ形状をしており、内側には雌ねじ部２ａが形成され、外側にはベース１のすり鉢状穴１ｄと１ｄ’の斜面１ｅ及び１ｅ’に対応した円弧状円錐形状部２ｂが設けられている。
【００１８】
キャップ４は穴の明いたコップ形状をしており、その内側にはばね３を受ける円筒部４ａが形成され、さらにその内側にはボルト挿通孔４ｂが形成されている。また、下端内周には凸部４ｃが設けられており、この凸部４ｃがベース１の円形状部の凹溝に嵌合してキャップ４はベース１に取付けられる。このような構成なので、同一のねじ駒２が２個使われているが、ボルトに対してねじ部の食い違いを補正するために、軸方向にねじピッチ分を考慮し、その分ずらしているから一つの雌ねじとして作用をする。
【００１９】
このような簡易締結装置においては、図７の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）及び（ｄ）に示すように、ボルト３０に対して簡易締結装置をＥ′方向へ挿入していく。すると、ボルト３０の動きにつれてねじ駒２がそれぞれベース１の斜面１ｅ及び１ｅ’に沿ってａ′及びａ″方向へ摺り上がる（すなわち拡径する）。この時、ねじ駒２の雌ねじ部２ａとボルト３０とは噛み合わないので、簡易締結装置を回すことなく挿入することができる。簡易締結装置を対象物３１に当るまで挿入した後、通常のねじを締める要領でＦ′方向に回すと、ねじ駒２がそれぞれｂ′及びｂ″方向へ摺り下がり（すなわち縮径し）ボルト３０と噛み合い締付けが完了する。尚、簡易締結装置をボルト３０から抜き取る場合はねじを緩める要領でＦ′と逆方向に回して外す。
以上により、ボルト３０への簡易締結装置の挿入は、いちいち簡易締結装置′又はボルト３０を回す必要がなく、ただ差し込むだけで簡単に行うことができる。
【００２０】
図８は、特開２００１−２１４９１８の簡易締結装置の一例を説明するための説明図である。
図８において、ベース１はその下部が六角形状部であって、その上部は凸となって円形状部となっている。そして、ベース１には穴１ｃが設けられるとともに、この穴１ｃとつながった半ドーナツ形状部１ｄが設けられており、さらにこの半ドーナツ形状部１ｄと対面して斜面１ｅを有するすり鉢状穴が設けられている。すり鉢状穴の斜面１ｅはボルト３０の挿入方向の矢印Ｅ方向に向かって径が漸減している。
【００２１】
ベース１のすり鉢状穴の中には１個のねじ駒２が配設されており、これにより半ドーナツ形状部１ｄはねじ駒２と対面している。この場合も、ねじ駒２はベース１に嵌め込まれたキャップ４に押さえられた付勢部材としてのばね３によってすり鉢状穴の斜面１ｅに押圧されている。従って、ねじ駒２はばね３によって、縮径方向に付勢されている。
【００２２】
ねじ駒２はナットを分割した形状をしており、内側には雌ねじ部２ａが形成されるとともに、外側にはベース１のすり鉢状穴内の斜面１ｅに対応した半円錐形状部２ｂが形成されている。また、上部には、ばね３を受ける段付き部２ｃが形成されている。上述したようにねじ駒２と対面するように半ドーナツ形状部１ｄがベース１に形成されることにより、半ドーナツ形状部１ｄの端面１ｈとねじ駒２の端面とが当接している。従って、斜面１ｅと半ドーナツ形状部１ｄの端面１ｈとによって、ボルト３０との嵌合時の位置となるようにねじ駒２の位置が規定されており、ねじ駒２はベース１の穴１ｃの内径側に不用意に突出することがない。これにより、ベース１へのボルト３０の挿入の際に、ねじ駒２がボルト３０に干渉したり、引っ掛かったりすることがなく、ボルト３０を円滑に挿入することができる。
【００２３】
キャップ４は前記特開平７−１９７９２２のものと同様のコップ形状をしており、ベース１に取付けられている。
【００２４】
このような簡易締結装置においては、図８の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）及び（ｄ）に示すように、ボルト３０に対して簡易締結装置をＥ方向へ挿入して行く。このとき、ねじ駒２がベース１の半ドーナツ形状部１ｄの端面１ｈに当接して、下方への移動が規制されてボルト３０との干渉がないため、ボルト３０を円滑に挿入することができる。そして、ボルト３０の挿入による動きにつれてねじ駒２がベース１の斜面１ｅに沿ってａ方向へ摺り上がる（すなわち拡径する）。この拡径時、ねじ駒２の雌ねじ部２ａとボルト３０とは噛み合わないので、簡易締結装置を回すことなく挿入することができる。簡易締結装置を対象物３１に当るまで挿入した後、通常のねじを締める要領でＦ方向に回すと、ねじ駒２がｂ方向（ばね３が付勢する方向）へ摺り下がり（すなわち縮径し）ボルト３０と噛み合い、締付けが完了する。
【００２５】
簡易締結装置をボルト３０から抜き取る場合は、ねじを緩める要領で簡易締結装置ＴをＦと逆方向に回して外す。このように、ボルト３０への簡易締結装置の挿入は、いちいち簡易締結装置又はボルト３０を回す必要がなく、ただ差し込むだけで簡単に行うことができる。
【００２６】
図９は、特開２００５−１６３８８１の簡易締結装置の一例を説明するための説明図、図１０（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は図９の簡易締結装置の締結作動状態を説明するための説明図である。
この例の簡易締結装置は、ケース１、ねじ駒（ロック駒ともいう）２、付勢部材としてのばね３の他に、特に解除部材５を備えている。
【００２７】
ケース１は、全体の外形が平面から見て六角形状に成形されており、これにより、ボルト３０への締め付けを行う際の回転の操作性が向上している。ケース１の内部には、ボルト３０が挿通するための挿通孔１ａが略中央部分に上下方向に沿って貫通している。この挿通孔１ａに対し、テーパ部１ｂが対向するように形成されている。テーパ部１ｂは、円筒形状の挿通孔１ａの下部から上部に向かって径が漸増する傾斜面となっており、これによりボルト３０の挿通方向に沿ってボルト３０から徐々に遠ざかる傾斜となっている。また、挿通孔１ａにおけるテーパ部１ｂと対向する円筒状の面は、挿通孔１ａ内のボルト３０にねじ駒２が係合したときにボルト３０の外面を支承する支承壁部となっている。
【００２８】
ケース１の外側面は、上下端部よりもくびれた形状となっており、この外側面に平行となった一対のガイド溝１ｇが形成されている。一対のガイド溝１ｇは、挿通孔１ａが延びる方向（すなわち、ボルト３０の挿通方向）と直交状に交差するように形成されている。このガイド溝１ｇには、後述する解除部材５のガイドアーム部５ｂが摺動する。このように、ガイドアーム部５ｂがガイド溝１ｇを摺動することにより解除部材５の移動を安定して行うことができる。
【００２９】
さらに、ケース１には、後述するばね３を受け入れるばね受け孔１ｍが形成されている。ばね受け孔１ｍは、挿通孔１ａが延びる方向（ボルト３０の挿通方向）と直交状に交差するようにケース１の外側面に形成されるものであり、挿通孔１ａとは遮断された有底孔構造となっている。
【００３０】
これに加えて、ケース１には、後述するスプリングピン７が挿通するピン孔１ｋが形成されており、ケース１におけるガイド溝１ｇの形成側面に対となって形成されている。このピン孔１ｋは、テーパ部１ｂの傾斜と同じ傾斜を有した長孔となっており、スプリングピン７の動きを規制するように作用する。なお、ケース１の上部外面には、キャップ８を係止するための係止溝が形成されている。
【００３１】
ねじ駒２は、ボルト３０に噛合することによりボルト３０と係合するものであり、このため、ボルト３０と対向する面に係合歯２ａとしての雌ねじ部が形成されている。このねじ駒２は、ケース１のテーパ部１ｂ上を摺動するものであり、テーパ部１ｂとの対向部位には、テーパ部１ｂと同傾斜の摺動面２ｂが形成されている。また、ねじ駒２には、スプリングピン７が貫通するピン孔２ｃが横方向に貫通している。ピン孔２ｃは、スプリングピン７が圧入されるものであり、このためピン孔２ｃはスプリングピン７よりも若干小さな径を有した円形状に形成されている。この例において、ねじ駒２は１個が使用されるものである。
【００３２】
ばね３は、ケース１の外側面に形成されたばね受け孔１Ｅ内に挿入される。ばね３としては、コイルばねが使用されているが、皿ばね等の他の弾性部材であってもよい。このばね３は、挿通孔１ａが延びる方向（ボルト３０の挿通方向）と略直交する方向に解除部材５を付勢するものである。また、ばね３は解除部材５を介してボルト３０と係合する方向にねじ駒２を付勢している。
【００３３】
解除部材５は、中央のアーム部５ａの両端からガイドアーム部５ｂが略直交状に屈曲した形状となっており、これにより平面から見てコ字形に形成されている。解除部材５はそのガイドアーム部５ｂがケース１のガイド溝１ｇに摺動自在に挿入されることによりケース１の外側に取付けられるものであり、アーム部５ａにおけるケース１との対向面には、筒部５ｃが形成されている。筒部５ｃは、ケース１のばね受け孔１ｍに挿入されるものであり、ばね受け孔１ｍ内への挿入によって、筒部５ｃはばね受け孔１ｍ内のばね３を受けるようになっている。これにより、解除部材５に対し、ばね３の付勢力を作用させることができる。このような解除部材５は、ボルト３０の挿通方向と略直交状に交差する方向に直線移動可能となってケース１に取付けられるものであり、その一方向（右方向）への直線移動によってボルト３０との締結を解除するように作用する。
【００３４】
さらに、解除部材５には、ピン孔５ｄが形成されている。ピン孔５ｄは、一対のガイドアーム部５ｂの先端側（図示右端側）に位置するように形成されるものであり、この例では、垂直方向（ボルト３０の挿通方向）に延びた長孔となっている。このピン孔５ｄは、スプリングピン７が挿入されるものであり、この挿入によりスプリングピン７の動きを規制するように作用する。
【００３５】
スプリングピン７は、ねじ駒２、ケース１及び解除部材５に亘って挿入される。このようなスプリングピン７の挿入により、解除部材５とねじ駒２とが連結され、これにより解除部材５へのばね３の付勢力が解除部材５を介してねじ駒２に作用することができる。
【００３６】
キャップ８は、ケース１と同一サイズの六角形状に形成されており、ケース１の上部に嵌合状態で取付けられる。この嵌合を行うため、キャップ８には、ケース１の上部外面の係止溝に係止する係止凸部８ａが形成されている。また、キャップ８には、ボルト３０が貫通する円形の孔部８ｂが略中央部分に形成されている。かかるキャップ８は、ケース１内のねじ駒２が外部から見えないようにするためのカバー部材である。
【００３７】
図１０（ａ）で示すように、ケース１の挿通孔１ａがボルト３０と対向するようにケース１とボルト３０との相対位置決めを行う。その後、図１０（ｂ）で示すように、スプリングピン７及びばね３に抗した力で簡易締結装置を矢印Ｉ方向に移動させてボルト３０を挿通孔１ａに押し込む。これにより、ねじ駒２がテーパ部１ｂに沿って上方に移動して、ボルト３０から退避（すなわち拡径）する。このような拡径では、ねじ駒２の雌ねじ部２ａがボルト３０と噛合しないため、簡易締結装置を回すことなく押し込むだけで挿通が完了する（図１０（ｃ））。挿通が完了した状態では、ねじ駒２がばね３の付勢力によりテーパ部１ｂに沿って下方に移動（すなわち縮径）するため、ねじ駒２とボルト３０とが係合する。その後あるいは係合の前に、ケース１をねじの締め付けと同様な要領で回すことにより、ねじ駒２とボルト３０とが噛合して締結が完了する。
【００３８】
かかる締結状態では、ボルト３０におけるねじ駒２の係合側との反対側が挿通孔１ａの支持壁部に当接して支承される。このため、ボルト３０に強固に締結することができ、安定して締結を行うことができる。
【００３９】
ボルト３０を取り外すときは、簡易締結装置を少し緩めた（例えば、締め付けと反対方向に回転させる）後、解除部材５をケース１に対して矢印Ｒ方向に押し込むことにより、解除部材５をばね３の付勢力に抗してボルト３０の挿通方向と略直交する方向に直線移動させる。この移動につれてスプリングピン７が押されるため、スプリングピン７を介してねじ駒２がテーパ部１ｂに沿って上方へ移動する。すなわち、ねじ駒２はボルト３０から離隔する方向に移動して拡径する。かかるねじ駒２の拡径により、ねじ駒２とボルト３０とが係合から外れるため、ボルト３０への締結が解除される。これにより、図１０（ｄ）で示す矢印Ｊ方向に移動させることにより、ボルト３０から簡易締結装置を引き抜くことができる。
【００４０】
このような簡易締結装置では、ボルト３０との締結解除を解除部材５への直線移動操作だけで行うことができるため、回転操作を行う必要がなく、締結解除の操作性が向上する。
【００４１】
また、解除部材５がばね３によって付勢されているとともに、解除部材５とねじ駒２とがスプリングピン７によって連結されているため、ボルト３０の引き抜き後においては、ばね３の付勢力によって解除部材５及びねじ駒２が元の位置に自動的に復帰（すなわち縮径）して待機状態となる。従って、そのままでボルト３０への再締結を行うことができる。このため、ボルトへの抜き差しの都度、待機状態とするための操作が不要となり、極めて良好な使い勝手とすることができる。
【００４２】
また、ボルト３０の締結解除は、解除部材５をボルト３０の挿通方向と略直交する交差方向に直線移動させることにより行われるため、解除部材５がボルト３０と干渉することがなく、解除の操作性が向上する。
【００４３】
また、ボルト３０の締結及び締結解除のいずれにおいても、ねじ駒２がテーパ部１ｂを摺動するため、ねじ駒２の移動を確実に行うことができ、締結及びその解除の作動が安定する。
さらに、スプリングピン７が貫通するケース１のピン孔１ｋ及び解除部材５のピン孔５ｄが長孔となっているため、スプリングピン７の移動を円滑に行うことができ、これに伴うねじ駒２の移動も円滑に行うことが可能である。
【００４４】
図３の（ａ）は本発明のナット１０の側面図、（ｂ）はその上面図、（ｃ）はその下面図で、図４の（ａ）は本発明の実施例１の固定装置１００の側面図、（ｂ）はその下面図である。
固定装置１００は、１個又は複数（図示では８個）のナット１０が１枚の押え部材２０に回転可能に取付けられたもので、前記図１、２等の固定構造において複数の積層部材Ｓが積層された状態の積層体を加圧固定するための装置である。
【００４５】
ナット１０は、前記特開平７−１９７９２２、特開２００１−２１４９１８、特開２００５−１６３８８１等に記載の簡易締結装置に相当する（すなわちこれらを適用した）簡易締結部１１のボルト３０挿入側にボルト３０が挿通可能な円筒部１２を、また円筒部１２にＥリング溝１３を設けた構造である。
【００４６】
押え部材２０には、図示では４隅及びその中央に各１個の計８個のナット１０の円筒部１２が挿通される穴（図示せず）が設けられており、この穴に円筒部１２を挿通し、Ｅリング６０をＥリング溝１３に係止することにより、押え部材２０に対しそれぞれナット１０を回転可能に取付けることができる。
【００４７】
このように、ナット１０が押え部材２０と回転可能に一体化された固定装置１００を用いることによって、ナット１０のボルト挿入穴位置をボルト３０の頭部に合せ、次いで一気に固定装置１００に所要の加圧力を加えることにより、図示では８個のナット１０が同時に８本のボルト３０に噛合して、すなわちワンタッチ操作で締結される。
【００４８】
このとき、ナット１０は、加圧力と加圧部材５０の反力とが釣り合う位置まで押え部材２０を介して加圧部材５０を撓ませながらボルト３０に挿通される。その後、加圧力を除去して積層部材Ｓの積層体への締め付けによる加圧固定が完了する。
また、この際必要に応じてナット１０を回すことにより積層体への締め付け力（加圧力）の増減調整を適宜容易に行うことができる。
【００４９】
さらに、前記解除部材５により簡単に取り外しができる特開２００５−１６３８８１の簡易締結装置をナット１０の簡易締結部１１に適用することにより、積層部材Ｓの積層体を廃棄する場合などの分解、分別を一層簡単に行なうことができる。
【００５０】
なお、ナット１０の簡易締結部１１として、上記した特開平７−１９７９２２、特開２００１−２１４９１８、特開２００５−１６３８８１に記載の簡易締結装置の例の他、これら特許文献等に記載の種々の構造を有する各種の簡易締結装置と同様の構造を適用することができることは言うまでもない。
【００５１】
また、実施例１では加圧部材５０は、複数のコイルばねとしているが、その他板ばねや皿ばねあるいはゴム又は樹脂のような弾性作用を有する弾性部材を用いることができる。
【００５２】
さらに、加圧部材５０は、押え部材２０と積層部材２の積層体との間の他、支持部材４０と積層体との間に設けてもよい。
【実施例２】
【００５３】
図５の（ａ）は本発明の実施例２の固定構造を示す側面図、（ｂ）はその上面図である。
実施例２においては、実施例１の固定構造における固定装置１００が押え部材２０の略中央部に１個のナット１０が回転可能に設けられている点と、１本のボルト３０及び複数（図示では２本）のガイドロッド７０がそれぞれ支持部材４０の略中央部、両端部に立ち上り状に設けられている点と、加圧部材５０として板ばねが用いられている点とが異なっており、ナット１０の構成は実施例１と同じである。
【００５４】
そして、押え部材２０の両端部には、ガイドロッド７０が挿通可能なガイド孔２２が穿設されている。
【００５５】
図６の（ａ）はこの実施例の加圧部材５０として板ばねの側面図、（ｂ）はその平面図である。
加圧部材５０としての板ばねは、図６（ａ）に示すように、略中央部が一方向に湾曲する単純な弓なり形状となっており、中央部にボルト３０、両端部にガイドロッド７０がそれぞれ挿通する穴５１及び５２が穿設されている。
なお、板ばねは、中間部に２山、３山など必要に応じて複数山に屈曲された形状とすることもできる。さらに、加圧部材５０として板ばねに代えて、複数の皿ばね又はコイルばねあるいはウレタンゴムなどの硬質高分子材料のような弾性作用を有する弾性部材を用いることもできる。
【００５６】
したがって、この例の固定構造においては、押え部材２０の両端部のガイド孔２２をガイドロッド７０の頭部に合せるとともに、ナット１０のボルト挿入穴位置もボルト３０の頭部に合せられ、次いで一気に固定装置１００に所要の加圧力を加えることにより、１個のナット１０が１本のボルト３０に噛合してワンタッチ操作で締結される。
【００５７】
この際にも、ナット１０は、加圧力と加圧部材５０の反力とが釣り合う位置まで押え部材２０を介して加圧部材５０を撓ませながらボルト３０に挿通される。その後、加圧力を除去して積層部材Ｓの積層体への締め付けによる加圧固定が完了する。
また、この際必要に応じてナット１０を回して積層体への締め付け力（加圧力）の増減調整を適宜容易に行うことができる。この例では、ナット１０が１個であることから、一層簡潔な構造で積層体の加圧固定の工数をさらに低減させることができる。
【００５８】
なお、この例ではガイドロッド７０を２本としたが、片方を省いた１本とすることもできる。この場合は、１本のボルト３０が他方のガイドロッドの役割を兼務することになる。
【００５９】
このように、実施例１及び２においては、ボルト３０にナット１０のボルト挿入穴位置をボルト３０の頭部に合せ、次いで一気に固定装置１００に所要の加圧力を加えるだけのワンタッチ操作で積層部材Ｓの積層体をボルト３０に対して（複数の場合も同時に）締結して加圧固定することができるとともに、必要に応じてナット１０を回転することにより増し締め等締め付け力（加圧力）の増減調整を適宜容易に行うことができることから、簡潔な機構でセル等の積層部材Ｓの積層体に対する加圧力の均一性を容易に確保するとともに、積層体の加圧固定の工数を低減することができる。
【００６０】
また、実施例１及び２においては、加圧部材５０として押え部材２０又は支持部材４０と積層部材Ｓの積層体との間に一方向に湾曲又は屈曲された一体型の板ばねを用いることにより、従来の各ナットに個別にばね部材を用いた締付け構造に比べて一層簡潔でコンパクトな固定構造とすることができる。
【００６１】
なお、本発明の固定装置及び固定構造は、図１〜６に示した実施例以外にも組合せは自由に設定でき、ナット１０、押え部材２０、支持部材４０及び加圧部材５０等の構成部材について、任意に形状を変更したり、組合せを変更したりして、簡易な構造で、セル等の積層部材Ｓの積層体など前記したような二つ以上の部材（被固定部材）に対する加圧力の均一性を容易に確保し、被固定部材の加圧固定の工数を低減することができるとともに、その後で被固定部材を廃棄する場合などの分解、分別を簡単に行なうことができるという新たな効果が得られるものである。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明の実施例１の固定構造の側面図である。
【図２】図１の上面図（平面図）である。
【図３】（ａ）は本発明のナットの側面図、（ｂ）は（ａ）の上面図、（ｃ）は（ａ）の下面図である。
【図４】（ａ）は本発明の実施例１の固定装置の側面図、（ｂ）は（ａ）の下面図である。
【図５】（ａ）は本発明の実施例２の固定構造の側面図、（ｂ）は（ａ）の上面図である。
【図６】（ａ）は本発明の実施例２の加圧部材（板ばね）の側面図、（ｂ）は（ａ）の平面図である。
【図７】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は、ナットの構造の一例を説明するための説明図である。
【図８】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は、ナットの構造の別の例を説明するための説明図である。
【図９】ナットの構造のさらに別の例を説明するための説明図である。
【図１０】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は、図９のナットの締結作動状態を説明するための説明図である。
【符号の説明】
【００６３】
１ ベース
１ａ 挿通孔
１ｂ テーパ部
１ｃ 支承壁部
１ｄ すり鉢状穴又は半ドーナツ形状部
１ｅ 斜面
１ｇ ガイド溝
２ ねじ駒
３ ばね
４、８ キャップ
４ａ 基端部
５ 解除部材
７ スプリングピン
１０ ナット
２０ 押え部材
３０ ボルト
４０ 支持部材
５０ 加圧部材
６０ Ｅリング
７０ ガイドロッド
１００ 固定装置
Ｓ 積層部材
【技術分野】
【０００１】
本発明は、両端のプレート間に複数のセルを積層してなる燃料電池や、一次電池、二次電池等、複数の積層部材が積層された状態の積層体を積層方向に加圧して固定したり、二つの部材を接着剤で接着するときに仮固定したり、あるいは二つの部材を突き合せた状態で保持したりするような用途の、いわゆる二つ以上の部材を固定するための固定装置及び固定構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、単位電池を複数積層してなる燃料電池のセルの積層方向両端に締付け用の一対の板材を設け、この板材間に複数のボルトを通し、個別にナットで締結する締付け構造が開示されている（例えば、特許文献１〜３）。
【０００３】
特許文献１及び３においては、各ナットがばね又は皿ばねを介して各ボルトに締付けられる構造である。
特許文献２においては、電池スタックの積層部材の一つとして、一定応力下で、経時的に塑性変形する樹脂からなる応力緩衝板を少なくとも１枚使用し、又は電池スタックの締結部材の一つとして、各ナットが上記樹脂からなるワッシャを介して各ボルトに締付けられる構造である。
【特許文献１】特開平０９−２７０２６７号公報
【特許文献２】特開２００３−３３８３０６号公報
【特許文献３】特開２００５−０１１７４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら特許文献１〜３など従来の締付け構造では、セル積層体の積層方向両端が締付け用の一対の板材により挟まれた状態でセル積層体を加圧するには、各ボルトに個別にナットを蝶合しその後所要の締付け力が得られるまで個別にナットを回さなければならないとともに、各ボルト・ナットの締結部位間のバランスをとりながらの煩雑な締付け作業が必要となる。このため、セル積層体に対する締付け力（加圧力）の不均一性が出易いとともに、組付けに多くの工数が掛かるという問題点があった。
【０００５】
また、二つの部材を接着剤で接着するときに仮固定したり、あるいは二つの部材を突き合せた状態で保持したりするような場合においては、これらの被固定部材を例えば複数の万力等を利用した治具などを用いて固定しているため、煩雑な上、組付けに多くの工数が掛かるという問題点があった。
【０００６】
本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであり、複数のセル等の積層部材の積層体を積層方向に加圧して固定したり、二つの部材を接着剤で接着するときに仮固定したり、あるいは二つの部材を突き合せた状態で保持したりする際に、簡潔な機構で積層体などを含む二つ以上の部材（以下、被固定部材という）に対する加圧力の均一性を容易に確保し、必要に応じて増し締め等締め付け力（加圧力）の増減調整を適宜容易に行うことができるとともに、被固定部材の加圧固定の工数を低減し、さらにその後で被固定部材を廃棄する場合などの分解、分別を簡単に行なうことが可能な固定装置及び固定構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、請求項１の発明の固定装置は、二つ以上の部材（以下、被固定部材という）を加圧固定するための装置であって、ボルトに噛み込むねじ駒と、ねじ駒が縮径方向に移動するように付勢する付勢部材とを備え、ボルトが内部に挿入されることによりねじ駒がボルトに噛み込むナットと、前記被固定部材に対して押圧を行うための押え部材とを備え、少なくとも一つの前記ナットが押え部材に回転可能に取付けられていることを特徴とする。
【０００８】
請求項２の発明の固定構造は、二つ以上の部材（以下、被固定部材という）を支持する支持部材と、請求項１記載の固定装置の押え部材又は支持部材と前記被固定部材との間に配置された加圧部材とを備え、前記ボルトが前記支持部材に立ち上り状に設けられており、このボルトが前記ナットに挿入されることにより前記噛み込みを行うとともに、前記加圧部材による被固定部材への加圧を行うことを特徴とする。
【０００９】
請求項３の発明は、請求項２記載の固定構造であって、前記加圧部材は、一方向に湾曲又は屈曲された板ばね、皿ばね、コイルばね、もしくはゴム又は樹脂のいずれかからなる弾性部材であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１の発明によれば、ボルトが内部に挿入されることによりねじ駒がボルトに噛み込むナットが押え部材と回転可能に一体化されているので、ナットのボルト挿入穴位置をボルトの頭部に合せ、次いで一気にナットに所要の加圧力を加えるだけのワンタッチ操作で二つ以上の部材（被固定部材）を複数のボルトに対しても同時に締結して加圧固定することができる。このため、簡潔な機構で被固定部材に対する加圧力の均一性を容易に確保し、必要に応じてナットを回転することにより増し締め等締め付け力（加圧力）の増減調整を適宜容易に行うことができるとともに、被固定部材の加圧固定の工数を低減することができる。
さらに、ナットを緩める方向に回転してボルトから取り外すか、又は解除部材によりねじ駒が拡径してワンタッチ操作で簡単にボルトから引き抜いて取り外しができるナットを使うことにより、前記被固定部材を廃棄する場合などの分解、分別を簡単に行なうことができるという従来にない優れた効果がある。
【００１１】
請求項２の発明によれば、前記二つ以上の部材と請求項１記載の固定装置の押え部材又はボルトが立ち上り状に設けられた支持部材との間に配置された加圧部材により、請求項１の発明と同様な効果を有するのに加えて、被固定部材への適宜な加圧力を確保する信頼性を一層向上させることができる。
【００１２】
請求項３の発明によれば、請求項２の発明と同様な効果を有するのに加えて、加圧部材として押え部材又は支持部材と被固定部材との間に一方向に湾曲又は屈曲された一体型の板ばね、皿ばね、コイルばね、もしくはゴム又は樹脂のいずれかからなる弾性部材を用いることにより、従来の各ナットに個別にばね部材を用いた締付け構造に比べて簡潔でコンパクトな固定構造とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明を図示する実施例により具体的に説明する。なお、各実施例において、部分的に形状が異なっていても同一の機能を有する部材には同一の符号を付して対応させてある。
【実施例１】
【００１４】
図１は本発明の実施例１の固定構造を示す側面図、図２はその上から見た平面図すなわち上面図である。
実施例１は、本発明の基本的な固定構造の例であって、複数（図示では８本）のボルト３０が立ち上り状に設けられ、複数の燃料電池セルなどの積層部材Ｓが積層された状態の積層体を支持する板状の支持部材４０と、積層体に対して押圧を行うための板状の押え部材２０と、押え部材２０に回転可能に取付けられ、ボルト３０が内部に挿入されることにより内部に設けられたねじ駒（ここでは図示しないが後述する）がボルト３０に噛み込むように構成されたナット１０と、押え部材２０と積層体との間に配置された望ましくは弾性部材からなる加圧部材５０とから大略構成されている。
【００１５】
すなわち、この固定構造は、前記積層体の両端面を挟み込むように加圧部材５０を介して一対の板状の押え部材２０と支持部材４０とが設けられており、ボルト３０がナット１０に挿入されることによりねじ駒がボルト３０に噛み込みを行うとともに、加圧部材５０による積層体への加圧を行う構成となっている。
なお、１枚の押え部材２０に１つ又は複数のナット１０が回転可能に取付けられたものを固定装置１００というが、この詳細な構造については後述する。
【００１６】
ナット１０は、締付けを行うボルト３０に対して、回転することなく挿入できるとともに、必要に応じて増し締めが行えるものである。ナット１０として、例えば本発明者の発明により本出願人が先に出願した特開平７−１９７９２２、特開２００１−２１４９１８、特開２００５−１６３８８１等に記載の「簡易締結装置」と同様の構造を適用することができる。
【００１７】
図７は、特開平７−１９７９２２の簡易締結装置の一例を説明するための説明図である。
図７において、ベース１はその下部が六角形状部であって、その上部は凸部となって円形状部となっている。そして、ベース１には穴１ｃが設けられるとともに、この穴１ｃには対面した斜面１ｅ及び１ｅ’をそれぞれ有するすり鉢状穴１ｄと１ｄ’が設けられている。ここで、このすり鉢状穴１ｄと１ｄ’とは、後述するねじ駒２の雌ねじ部２ａに設けられたねじピッチの半分（Ｐ／２）だけ軸方向へずれている。
ベース１のすり鉢状穴１ｄと１ｄ’のそれぞれの中にねじ駒２が挿入され、その上に段付きワッシャ９及びばね３、さらにこれらを押えるキャップ４がベース１に嵌め込まれている。ここで、段付きワッシャ９は、厚さの異なる半円弧部９ａ及び９ｂからなり、その厚さの差はねじ駒２の雌ねじ部２ａに設けられたねじピッチの半分（Ｐ／２）である。ねじ駒２は半ドーナツ形状をしており、内側には雌ねじ部２ａが形成され、外側にはベース１のすり鉢状穴１ｄと１ｄ’の斜面１ｅ及び１ｅ’に対応した円弧状円錐形状部２ｂが設けられている。
【００１８】
キャップ４は穴の明いたコップ形状をしており、その内側にはばね３を受ける円筒部４ａが形成され、さらにその内側にはボルト挿通孔４ｂが形成されている。また、下端内周には凸部４ｃが設けられており、この凸部４ｃがベース１の円形状部の凹溝に嵌合してキャップ４はベース１に取付けられる。このような構成なので、同一のねじ駒２が２個使われているが、ボルトに対してねじ部の食い違いを補正するために、軸方向にねじピッチ分を考慮し、その分ずらしているから一つの雌ねじとして作用をする。
【００１９】
このような簡易締結装置においては、図７の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）及び（ｄ）に示すように、ボルト３０に対して簡易締結装置をＥ′方向へ挿入していく。すると、ボルト３０の動きにつれてねじ駒２がそれぞれベース１の斜面１ｅ及び１ｅ’に沿ってａ′及びａ″方向へ摺り上がる（すなわち拡径する）。この時、ねじ駒２の雌ねじ部２ａとボルト３０とは噛み合わないので、簡易締結装置を回すことなく挿入することができる。簡易締結装置を対象物３１に当るまで挿入した後、通常のねじを締める要領でＦ′方向に回すと、ねじ駒２がそれぞれｂ′及びｂ″方向へ摺り下がり（すなわち縮径し）ボルト３０と噛み合い締付けが完了する。尚、簡易締結装置をボルト３０から抜き取る場合はねじを緩める要領でＦ′と逆方向に回して外す。
以上により、ボルト３０への簡易締結装置の挿入は、いちいち簡易締結装置′又はボルト３０を回す必要がなく、ただ差し込むだけで簡単に行うことができる。
【００２０】
図８は、特開２００１−２１４９１８の簡易締結装置の一例を説明するための説明図である。
図８において、ベース１はその下部が六角形状部であって、その上部は凸となって円形状部となっている。そして、ベース１には穴１ｃが設けられるとともに、この穴１ｃとつながった半ドーナツ形状部１ｄが設けられており、さらにこの半ドーナツ形状部１ｄと対面して斜面１ｅを有するすり鉢状穴が設けられている。すり鉢状穴の斜面１ｅはボルト３０の挿入方向の矢印Ｅ方向に向かって径が漸減している。
【００２１】
ベース１のすり鉢状穴の中には１個のねじ駒２が配設されており、これにより半ドーナツ形状部１ｄはねじ駒２と対面している。この場合も、ねじ駒２はベース１に嵌め込まれたキャップ４に押さえられた付勢部材としてのばね３によってすり鉢状穴の斜面１ｅに押圧されている。従って、ねじ駒２はばね３によって、縮径方向に付勢されている。
【００２２】
ねじ駒２はナットを分割した形状をしており、内側には雌ねじ部２ａが形成されるとともに、外側にはベース１のすり鉢状穴内の斜面１ｅに対応した半円錐形状部２ｂが形成されている。また、上部には、ばね３を受ける段付き部２ｃが形成されている。上述したようにねじ駒２と対面するように半ドーナツ形状部１ｄがベース１に形成されることにより、半ドーナツ形状部１ｄの端面１ｈとねじ駒２の端面とが当接している。従って、斜面１ｅと半ドーナツ形状部１ｄの端面１ｈとによって、ボルト３０との嵌合時の位置となるようにねじ駒２の位置が規定されており、ねじ駒２はベース１の穴１ｃの内径側に不用意に突出することがない。これにより、ベース１へのボルト３０の挿入の際に、ねじ駒２がボルト３０に干渉したり、引っ掛かったりすることがなく、ボルト３０を円滑に挿入することができる。
【００２３】
キャップ４は前記特開平７−１９７９２２のものと同様のコップ形状をしており、ベース１に取付けられている。
【００２４】
このような簡易締結装置においては、図８の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）及び（ｄ）に示すように、ボルト３０に対して簡易締結装置をＥ方向へ挿入して行く。このとき、ねじ駒２がベース１の半ドーナツ形状部１ｄの端面１ｈに当接して、下方への移動が規制されてボルト３０との干渉がないため、ボルト３０を円滑に挿入することができる。そして、ボルト３０の挿入による動きにつれてねじ駒２がベース１の斜面１ｅに沿ってａ方向へ摺り上がる（すなわち拡径する）。この拡径時、ねじ駒２の雌ねじ部２ａとボルト３０とは噛み合わないので、簡易締結装置を回すことなく挿入することができる。簡易締結装置を対象物３１に当るまで挿入した後、通常のねじを締める要領でＦ方向に回すと、ねじ駒２がｂ方向（ばね３が付勢する方向）へ摺り下がり（すなわち縮径し）ボルト３０と噛み合い、締付けが完了する。
【００２５】
簡易締結装置をボルト３０から抜き取る場合は、ねじを緩める要領で簡易締結装置ＴをＦと逆方向に回して外す。このように、ボルト３０への簡易締結装置の挿入は、いちいち簡易締結装置又はボルト３０を回す必要がなく、ただ差し込むだけで簡単に行うことができる。
【００２６】
図９は、特開２００５−１６３８８１の簡易締結装置の一例を説明するための説明図、図１０（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は図９の簡易締結装置の締結作動状態を説明するための説明図である。
この例の簡易締結装置は、ケース１、ねじ駒（ロック駒ともいう）２、付勢部材としてのばね３の他に、特に解除部材５を備えている。
【００２７】
ケース１は、全体の外形が平面から見て六角形状に成形されており、これにより、ボルト３０への締め付けを行う際の回転の操作性が向上している。ケース１の内部には、ボルト３０が挿通するための挿通孔１ａが略中央部分に上下方向に沿って貫通している。この挿通孔１ａに対し、テーパ部１ｂが対向するように形成されている。テーパ部１ｂは、円筒形状の挿通孔１ａの下部から上部に向かって径が漸増する傾斜面となっており、これによりボルト３０の挿通方向に沿ってボルト３０から徐々に遠ざかる傾斜となっている。また、挿通孔１ａにおけるテーパ部１ｂと対向する円筒状の面は、挿通孔１ａ内のボルト３０にねじ駒２が係合したときにボルト３０の外面を支承する支承壁部となっている。
【００２８】
ケース１の外側面は、上下端部よりもくびれた形状となっており、この外側面に平行となった一対のガイド溝１ｇが形成されている。一対のガイド溝１ｇは、挿通孔１ａが延びる方向（すなわち、ボルト３０の挿通方向）と直交状に交差するように形成されている。このガイド溝１ｇには、後述する解除部材５のガイドアーム部５ｂが摺動する。このように、ガイドアーム部５ｂがガイド溝１ｇを摺動することにより解除部材５の移動を安定して行うことができる。
【００２９】
さらに、ケース１には、後述するばね３を受け入れるばね受け孔１ｍが形成されている。ばね受け孔１ｍは、挿通孔１ａが延びる方向（ボルト３０の挿通方向）と直交状に交差するようにケース１の外側面に形成されるものであり、挿通孔１ａとは遮断された有底孔構造となっている。
【００３０】
これに加えて、ケース１には、後述するスプリングピン７が挿通するピン孔１ｋが形成されており、ケース１におけるガイド溝１ｇの形成側面に対となって形成されている。このピン孔１ｋは、テーパ部１ｂの傾斜と同じ傾斜を有した長孔となっており、スプリングピン７の動きを規制するように作用する。なお、ケース１の上部外面には、キャップ８を係止するための係止溝が形成されている。
【００３１】
ねじ駒２は、ボルト３０に噛合することによりボルト３０と係合するものであり、このため、ボルト３０と対向する面に係合歯２ａとしての雌ねじ部が形成されている。このねじ駒２は、ケース１のテーパ部１ｂ上を摺動するものであり、テーパ部１ｂとの対向部位には、テーパ部１ｂと同傾斜の摺動面２ｂが形成されている。また、ねじ駒２には、スプリングピン７が貫通するピン孔２ｃが横方向に貫通している。ピン孔２ｃは、スプリングピン７が圧入されるものであり、このためピン孔２ｃはスプリングピン７よりも若干小さな径を有した円形状に形成されている。この例において、ねじ駒２は１個が使用されるものである。
【００３２】
ばね３は、ケース１の外側面に形成されたばね受け孔１Ｅ内に挿入される。ばね３としては、コイルばねが使用されているが、皿ばね等の他の弾性部材であってもよい。このばね３は、挿通孔１ａが延びる方向（ボルト３０の挿通方向）と略直交する方向に解除部材５を付勢するものである。また、ばね３は解除部材５を介してボルト３０と係合する方向にねじ駒２を付勢している。
【００３３】
解除部材５は、中央のアーム部５ａの両端からガイドアーム部５ｂが略直交状に屈曲した形状となっており、これにより平面から見てコ字形に形成されている。解除部材５はそのガイドアーム部５ｂがケース１のガイド溝１ｇに摺動自在に挿入されることによりケース１の外側に取付けられるものであり、アーム部５ａにおけるケース１との対向面には、筒部５ｃが形成されている。筒部５ｃは、ケース１のばね受け孔１ｍに挿入されるものであり、ばね受け孔１ｍ内への挿入によって、筒部５ｃはばね受け孔１ｍ内のばね３を受けるようになっている。これにより、解除部材５に対し、ばね３の付勢力を作用させることができる。このような解除部材５は、ボルト３０の挿通方向と略直交状に交差する方向に直線移動可能となってケース１に取付けられるものであり、その一方向（右方向）への直線移動によってボルト３０との締結を解除するように作用する。
【００３４】
さらに、解除部材５には、ピン孔５ｄが形成されている。ピン孔５ｄは、一対のガイドアーム部５ｂの先端側（図示右端側）に位置するように形成されるものであり、この例では、垂直方向（ボルト３０の挿通方向）に延びた長孔となっている。このピン孔５ｄは、スプリングピン７が挿入されるものであり、この挿入によりスプリングピン７の動きを規制するように作用する。
【００３５】
スプリングピン７は、ねじ駒２、ケース１及び解除部材５に亘って挿入される。このようなスプリングピン７の挿入により、解除部材５とねじ駒２とが連結され、これにより解除部材５へのばね３の付勢力が解除部材５を介してねじ駒２に作用することができる。
【００３６】
キャップ８は、ケース１と同一サイズの六角形状に形成されており、ケース１の上部に嵌合状態で取付けられる。この嵌合を行うため、キャップ８には、ケース１の上部外面の係止溝に係止する係止凸部８ａが形成されている。また、キャップ８には、ボルト３０が貫通する円形の孔部８ｂが略中央部分に形成されている。かかるキャップ８は、ケース１内のねじ駒２が外部から見えないようにするためのカバー部材である。
【００３７】
図１０（ａ）で示すように、ケース１の挿通孔１ａがボルト３０と対向するようにケース１とボルト３０との相対位置決めを行う。その後、図１０（ｂ）で示すように、スプリングピン７及びばね３に抗した力で簡易締結装置を矢印Ｉ方向に移動させてボルト３０を挿通孔１ａに押し込む。これにより、ねじ駒２がテーパ部１ｂに沿って上方に移動して、ボルト３０から退避（すなわち拡径）する。このような拡径では、ねじ駒２の雌ねじ部２ａがボルト３０と噛合しないため、簡易締結装置を回すことなく押し込むだけで挿通が完了する（図１０（ｃ））。挿通が完了した状態では、ねじ駒２がばね３の付勢力によりテーパ部１ｂに沿って下方に移動（すなわち縮径）するため、ねじ駒２とボルト３０とが係合する。その後あるいは係合の前に、ケース１をねじの締め付けと同様な要領で回すことにより、ねじ駒２とボルト３０とが噛合して締結が完了する。
【００３８】
かかる締結状態では、ボルト３０におけるねじ駒２の係合側との反対側が挿通孔１ａの支持壁部に当接して支承される。このため、ボルト３０に強固に締結することができ、安定して締結を行うことができる。
【００３９】
ボルト３０を取り外すときは、簡易締結装置を少し緩めた（例えば、締め付けと反対方向に回転させる）後、解除部材５をケース１に対して矢印Ｒ方向に押し込むことにより、解除部材５をばね３の付勢力に抗してボルト３０の挿通方向と略直交する方向に直線移動させる。この移動につれてスプリングピン７が押されるため、スプリングピン７を介してねじ駒２がテーパ部１ｂに沿って上方へ移動する。すなわち、ねじ駒２はボルト３０から離隔する方向に移動して拡径する。かかるねじ駒２の拡径により、ねじ駒２とボルト３０とが係合から外れるため、ボルト３０への締結が解除される。これにより、図１０（ｄ）で示す矢印Ｊ方向に移動させることにより、ボルト３０から簡易締結装置を引き抜くことができる。
【００４０】
このような簡易締結装置では、ボルト３０との締結解除を解除部材５への直線移動操作だけで行うことができるため、回転操作を行う必要がなく、締結解除の操作性が向上する。
【００４１】
また、解除部材５がばね３によって付勢されているとともに、解除部材５とねじ駒２とがスプリングピン７によって連結されているため、ボルト３０の引き抜き後においては、ばね３の付勢力によって解除部材５及びねじ駒２が元の位置に自動的に復帰（すなわち縮径）して待機状態となる。従って、そのままでボルト３０への再締結を行うことができる。このため、ボルトへの抜き差しの都度、待機状態とするための操作が不要となり、極めて良好な使い勝手とすることができる。
【００４２】
また、ボルト３０の締結解除は、解除部材５をボルト３０の挿通方向と略直交する交差方向に直線移動させることにより行われるため、解除部材５がボルト３０と干渉することがなく、解除の操作性が向上する。
【００４３】
また、ボルト３０の締結及び締結解除のいずれにおいても、ねじ駒２がテーパ部１ｂを摺動するため、ねじ駒２の移動を確実に行うことができ、締結及びその解除の作動が安定する。
さらに、スプリングピン７が貫通するケース１のピン孔１ｋ及び解除部材５のピン孔５ｄが長孔となっているため、スプリングピン７の移動を円滑に行うことができ、これに伴うねじ駒２の移動も円滑に行うことが可能である。
【００４４】
図３の（ａ）は本発明のナット１０の側面図、（ｂ）はその上面図、（ｃ）はその下面図で、図４の（ａ）は本発明の実施例１の固定装置１００の側面図、（ｂ）はその下面図である。
固定装置１００は、１個又は複数（図示では８個）のナット１０が１枚の押え部材２０に回転可能に取付けられたもので、前記図１、２等の固定構造において複数の積層部材Ｓが積層された状態の積層体を加圧固定するための装置である。
【００４５】
ナット１０は、前記特開平７−１９７９２２、特開２００１−２１４９１８、特開２００５−１６３８８１等に記載の簡易締結装置に相当する（すなわちこれらを適用した）簡易締結部１１のボルト３０挿入側にボルト３０が挿通可能な円筒部１２を、また円筒部１２にＥリング溝１３を設けた構造である。
【００４６】
押え部材２０には、図示では４隅及びその中央に各１個の計８個のナット１０の円筒部１２が挿通される穴（図示せず）が設けられており、この穴に円筒部１２を挿通し、Ｅリング６０をＥリング溝１３に係止することにより、押え部材２０に対しそれぞれナット１０を回転可能に取付けることができる。
【００４７】
このように、ナット１０が押え部材２０と回転可能に一体化された固定装置１００を用いることによって、ナット１０のボルト挿入穴位置をボルト３０の頭部に合せ、次いで一気に固定装置１００に所要の加圧力を加えることにより、図示では８個のナット１０が同時に８本のボルト３０に噛合して、すなわちワンタッチ操作で締結される。
【００４８】
このとき、ナット１０は、加圧力と加圧部材５０の反力とが釣り合う位置まで押え部材２０を介して加圧部材５０を撓ませながらボルト３０に挿通される。その後、加圧力を除去して積層部材Ｓの積層体への締め付けによる加圧固定が完了する。
また、この際必要に応じてナット１０を回すことにより積層体への締め付け力（加圧力）の増減調整を適宜容易に行うことができる。
【００４９】
さらに、前記解除部材５により簡単に取り外しができる特開２００５−１６３８８１の簡易締結装置をナット１０の簡易締結部１１に適用することにより、積層部材Ｓの積層体を廃棄する場合などの分解、分別を一層簡単に行なうことができる。
【００５０】
なお、ナット１０の簡易締結部１１として、上記した特開平７−１９７９２２、特開２００１−２１４９１８、特開２００５−１６３８８１に記載の簡易締結装置の例の他、これら特許文献等に記載の種々の構造を有する各種の簡易締結装置と同様の構造を適用することができることは言うまでもない。
【００５１】
また、実施例１では加圧部材５０は、複数のコイルばねとしているが、その他板ばねや皿ばねあるいはゴム又は樹脂のような弾性作用を有する弾性部材を用いることができる。
【００５２】
さらに、加圧部材５０は、押え部材２０と積層部材２の積層体との間の他、支持部材４０と積層体との間に設けてもよい。
【実施例２】
【００５３】
図５の（ａ）は本発明の実施例２の固定構造を示す側面図、（ｂ）はその上面図である。
実施例２においては、実施例１の固定構造における固定装置１００が押え部材２０の略中央部に１個のナット１０が回転可能に設けられている点と、１本のボルト３０及び複数（図示では２本）のガイドロッド７０がそれぞれ支持部材４０の略中央部、両端部に立ち上り状に設けられている点と、加圧部材５０として板ばねが用いられている点とが異なっており、ナット１０の構成は実施例１と同じである。
【００５４】
そして、押え部材２０の両端部には、ガイドロッド７０が挿通可能なガイド孔２２が穿設されている。
【００５５】
図６の（ａ）はこの実施例の加圧部材５０として板ばねの側面図、（ｂ）はその平面図である。
加圧部材５０としての板ばねは、図６（ａ）に示すように、略中央部が一方向に湾曲する単純な弓なり形状となっており、中央部にボルト３０、両端部にガイドロッド７０がそれぞれ挿通する穴５１及び５２が穿設されている。
なお、板ばねは、中間部に２山、３山など必要に応じて複数山に屈曲された形状とすることもできる。さらに、加圧部材５０として板ばねに代えて、複数の皿ばね又はコイルばねあるいはウレタンゴムなどの硬質高分子材料のような弾性作用を有する弾性部材を用いることもできる。
【００５６】
したがって、この例の固定構造においては、押え部材２０の両端部のガイド孔２２をガイドロッド７０の頭部に合せるとともに、ナット１０のボルト挿入穴位置もボルト３０の頭部に合せられ、次いで一気に固定装置１００に所要の加圧力を加えることにより、１個のナット１０が１本のボルト３０に噛合してワンタッチ操作で締結される。
【００５７】
この際にも、ナット１０は、加圧力と加圧部材５０の反力とが釣り合う位置まで押え部材２０を介して加圧部材５０を撓ませながらボルト３０に挿通される。その後、加圧力を除去して積層部材Ｓの積層体への締め付けによる加圧固定が完了する。
また、この際必要に応じてナット１０を回して積層体への締め付け力（加圧力）の増減調整を適宜容易に行うことができる。この例では、ナット１０が１個であることから、一層簡潔な構造で積層体の加圧固定の工数をさらに低減させることができる。
【００５８】
なお、この例ではガイドロッド７０を２本としたが、片方を省いた１本とすることもできる。この場合は、１本のボルト３０が他方のガイドロッドの役割を兼務することになる。
【００５９】
このように、実施例１及び２においては、ボルト３０にナット１０のボルト挿入穴位置をボルト３０の頭部に合せ、次いで一気に固定装置１００に所要の加圧力を加えるだけのワンタッチ操作で積層部材Ｓの積層体をボルト３０に対して（複数の場合も同時に）締結して加圧固定することができるとともに、必要に応じてナット１０を回転することにより増し締め等締め付け力（加圧力）の増減調整を適宜容易に行うことができることから、簡潔な機構でセル等の積層部材Ｓの積層体に対する加圧力の均一性を容易に確保するとともに、積層体の加圧固定の工数を低減することができる。
【００６０】
また、実施例１及び２においては、加圧部材５０として押え部材２０又は支持部材４０と積層部材Ｓの積層体との間に一方向に湾曲又は屈曲された一体型の板ばねを用いることにより、従来の各ナットに個別にばね部材を用いた締付け構造に比べて一層簡潔でコンパクトな固定構造とすることができる。
【００６１】
なお、本発明の固定装置及び固定構造は、図１〜６に示した実施例以外にも組合せは自由に設定でき、ナット１０、押え部材２０、支持部材４０及び加圧部材５０等の構成部材について、任意に形状を変更したり、組合せを変更したりして、簡易な構造で、セル等の積層部材Ｓの積層体など前記したような二つ以上の部材（被固定部材）に対する加圧力の均一性を容易に確保し、被固定部材の加圧固定の工数を低減することができるとともに、その後で被固定部材を廃棄する場合などの分解、分別を簡単に行なうことができるという新たな効果が得られるものである。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明の実施例１の固定構造の側面図である。
【図２】図１の上面図（平面図）である。
【図３】（ａ）は本発明のナットの側面図、（ｂ）は（ａ）の上面図、（ｃ）は（ａ）の下面図である。
【図４】（ａ）は本発明の実施例１の固定装置の側面図、（ｂ）は（ａ）の下面図である。
【図５】（ａ）は本発明の実施例２の固定構造の側面図、（ｂ）は（ａ）の上面図である。
【図６】（ａ）は本発明の実施例２の加圧部材（板ばね）の側面図、（ｂ）は（ａ）の平面図である。
【図７】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は、ナットの構造の一例を説明するための説明図である。
【図８】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は、ナットの構造の別の例を説明するための説明図である。
【図９】ナットの構造のさらに別の例を説明するための説明図である。
【図１０】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は、図９のナットの締結作動状態を説明するための説明図である。
【符号の説明】
【００６３】
１ ベース
１ａ 挿通孔
１ｂ テーパ部
１ｃ 支承壁部
１ｄ すり鉢状穴又は半ドーナツ形状部
１ｅ 斜面
１ｇ ガイド溝
２ ねじ駒
３ ばね
４、８ キャップ
４ａ 基端部
５ 解除部材
７ スプリングピン
１０ ナット
２０ 押え部材
３０ ボルト
４０ 支持部材
５０ 加圧部材
６０ Ｅリング
７０ ガイドロッド
１００ 固定装置
Ｓ 積層部材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
二つ以上の部材（以下、被固定部材という）を固定するための装置であって、
ボルトに噛み込むねじ駒と、ねじ駒が縮径方向に移動するように付勢する付勢部材とを備え、ボルトが内部に挿入されることによりねじ駒がボルトに噛み込むナットと、
前記被固定部材に対して押圧を行うための押え部材とを備え、
少なくとも一つの前記ナットが押え部材に回転可能に取付けられていることを特徴とする固定装置。
【請求項２】
二つ以上の部材（以下、被固定部材という）を支持する支持部材と、
請求項１記載の固定装置の押え部材又は支持部材と前記被固定部材との間に配置された加圧部材とを備え、
前記ボルトが前記支持部材に立ち上り状に設けられており、このボルトが前記ナットに挿入されることにより前記噛み込みを行うとともに、前記加圧部材による被固定部材への加圧を行うことを特徴とする固定構造。
【請求項３】
前記加圧部材は、一方向に湾曲又は屈曲された板ばね、皿ばね、コイルばね、もしくはゴム又は樹脂のいずれかからなる弾性部材であることを特徴とする請求項２記載の固定構造。
【請求項１】
二つ以上の部材（以下、被固定部材という）を固定するための装置であって、
ボルトに噛み込むねじ駒と、ねじ駒が縮径方向に移動するように付勢する付勢部材とを備え、ボルトが内部に挿入されることによりねじ駒がボルトに噛み込むナットと、
前記被固定部材に対して押圧を行うための押え部材とを備え、
少なくとも一つの前記ナットが押え部材に回転可能に取付けられていることを特徴とする固定装置。
【請求項２】
二つ以上の部材（以下、被固定部材という）を支持する支持部材と、
請求項１記載の固定装置の押え部材又は支持部材と前記被固定部材との間に配置された加圧部材とを備え、
前記ボルトが前記支持部材に立ち上り状に設けられており、このボルトが前記ナットに挿入されることにより前記噛み込みを行うとともに、前記加圧部材による被固定部材への加圧を行うことを特徴とする固定構造。
【請求項３】
前記加圧部材は、一方向に湾曲又は屈曲された板ばね、皿ばね、コイルばね、もしくはゴム又は樹脂のいずれかからなる弾性部材であることを特徴とする請求項２記載の固定構造。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２００７−１１３７０７（Ｐ２００７−１１３７０７Ａ）
【公開日】平成１９年５月１０日（２００７．５．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−３０６４５２（Ｐ２００５−３０６４５２）
【出願日】平成１７年１０月２０日（２００５．１０．２０）
【出願人】（０００００４６４０）日本発条株式会社 (1,048)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年５月１０日（２００７．５．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１０月２０日（２００５．１０．２０）
【出願人】（０００００４６４０）日本発条株式会社 (1,048)
【Ｆターム（参考）】
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