締結具及び締結方法
【課題】複数の被締結部材を好適に締結することができる、締結具及び締結方法を提供することを目的とする。
【解決手段】第一ＦＲＰ材２００及び第二ＦＲＰ材２１０に打ち込まれ、第一ＦＲＰ材２００と、第二ＦＲＰ材２１０とを締結するための締結具１０である。締結具１０は、パンチ部２０と、ファスナ部４０とを備える。パンチ部２０は、第一ＦＲＰ材２００及び第二ＦＲＰ材２１０への締結具１０の打ち込みによって、第一ＦＲＰ材２００及び第二ＦＲＰ材２１０を貫通する貫通孔２２０を形成する。ファスナ部４０は、パンチ部２０の後端部分と取り外し自在に固定され、第一ＦＲＰ材２００及び第二ＦＲＰ材２１０への締結具１０の打ち込みに伴い貫通孔２２０に挿入され、パンチ部２０が取り外された状態において、第一ＦＲＰ材２００と、第二ＦＲＰ材２１０とを締結する。
【解決手段】第一ＦＲＰ材２００及び第二ＦＲＰ材２１０に打ち込まれ、第一ＦＲＰ材２００と、第二ＦＲＰ材２１０とを締結するための締結具１０である。締結具１０は、パンチ部２０と、ファスナ部４０とを備える。パンチ部２０は、第一ＦＲＰ材２００及び第二ＦＲＰ材２１０への締結具１０の打ち込みによって、第一ＦＲＰ材２００及び第二ＦＲＰ材２１０を貫通する貫通孔２２０を形成する。ファスナ部４０は、パンチ部２０の後端部分と取り外し自在に固定され、第一ＦＲＰ材２００及び第二ＦＲＰ材２１０への締結具１０の打ち込みに伴い貫通孔２２０に挿入され、パンチ部２０が取り外された状態において、第一ＦＲＰ材２００と、第二ＦＲＰ材２１０とを締結する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の被締結部材を締結するための締結具、及び、締結具を用いた締結方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、複数の被締結部材を締結するための技術が提案されている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。特許文献１には、ＦＲＰ接合構造が開示されている。ＦＲＰ接合構造では、セルフピアスリベットが用いられる。ＦＲＰ接合構造は、ＦＲＰ部材としての右半体及び左半体とが重ね合わせられて接着剤を介して相互に接合され、接着剤が未硬化の状態で、右半体から打ち込まれたセルフピアスリベットの先端が左半体内に留まっているように構成されている。右半体を貫通したセルフピアスリベットの先端側は、左半体内でダイによって座屈変形するとともに、左半体内に留まったまま展開する。特許文献１では、ＦＲＰ部材としての右半体及び左半体は、ＣＦＲＰ積層部材である。
【０００３】
特許文献２には、重ね合せられたＦＲＰ板の締結方法及びその締結構造が開示されている。ＦＲＰ板の締結には、セルフピアスリベットが用いられる。ＦＲＰ板の締結では、一方のＦＲＰ板の被締結部に金属板が密着され、他方のＦＲＰ板の被締結部から両ＦＲＰ板にセルフピアスリベットが打ち込まれる。リベット頭部は、他方のＦＲＰ板の被締結部に密着し、両ＦＲＰ板を貫通したリベット胴部の環状先端部分は、金属板に食い込み、拡径変形する。リベット胴部の穴内には両ＦＲＰ板に対するピアシングにより生じたＦＲＰくず及び金属板の中心部分が進入する。特許文献２では、ＦＲＰ板は、炭素繊維製織布とエポキシ樹脂とよりなる積層板である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２２９９８０号公報
【特許文献２】特開２００５−６９４５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、自動車、船舶、鉄道、航空機等の車両を製作（生産）する場合、これらを構成する各部品の材質には鉄鋼が用いられ、それらの組立には溶接が用いられている。これに対し近年、軽量化等を目的として、各部品の材質にアルミニウム、アルミニウム合金、及び／又は、ＧＦＲＰ材、ＣＦＲＰ材等の繊維強化樹脂材（以下、「ＦＲＰ材」ともいう。）等を用いる研究がなされ、既に一部車両において量産化されている。鉄鋼以外の材質の場合、溶接による組立は、困難又は不可能である。そのため、組立に接着剤を用いることがある。しかし、接着剤は、完全に乾くまでは、固着力が低い。
【０００６】
複数の被締結部材を締結する方法として、リベット締結がある。リベット締結は、材質に関わらず安定した締結ができる利点がある。しかし、事前に、被締結部材に穴加工を行う必要があり、作業工程が増加してしまう。被締結部材がＦＲＰ材の場合、ドリル、パンチ等の穴開け工具の消耗が激しく、工具寿命が、極端に短くなる場合もある。特許文献１又は特許文献２のようなセルフピアスリベットによれば、下穴加工が不要となる。
【０００７】
しかし、特許文献１に開示されているような形状のセルフピアスリベットでは、ＦＲＰ材のような被締結部材を締結する際、被締結部材に打ち込まれる部分（特許文献１における「セルフピアスリベットの先端側」に対応）で、座屈が発生してしまう。なお、ここでいう座屈は、特許文献１に開示されたダイによる座屈とは異なる。ＦＲＰ材は延性が非常に低いため、実際には、ＦＲＰ材自身が大きく変形することはなく、破損してしまう。被締結部材がＣＦＲＰ材である場合、層間剥離が発生し易い。従って、リベット締結が行われた部分において気密性を確保可能な、所謂、シールドかしめを、特許文献１に開示されたような態様で、好適に行うことは、困難を伴う。
【０００８】
特許文献２のような態様の、所謂、打ち抜きかしめでは、特許文献２に開示されているように、被締結部材を打ち抜く際、カス（特許文献２における「ＦＲＰくず」に対応）が発生する。被締結部材が、例えば鉄鋼材である場合、リベットの中空穴に、このカスを、収納することが可能であるが、ＦＲＰ材では、困難となる。そのため、次工程又は最終製品内にて、カスが脱落する可能性がある。特許文献２のように金属板を用い、この金属板によってシールドかしめを実現する構成によれば、カスの脱落と、ＦＲＰ材の破損等に対応することが可能であるとも考えられる。しかし、常に、金属板を用いなければならず、金属板を含む締結構造となってしまう。この他、金属板の採用は、作業工程の追加を伴い、設備の複雑化等についての検討が必要となる。さらに、金属板の追加に伴う、コスト増加を考慮しなければならない。
【０００９】
本発明は、複数の被締結部材を好適に締結することができる、締結具及び締結方法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】
【００１０】
上記従来の課題に鑑みなされた本発明の一側面は、第一被締結部材と、第二被締結部材と、が重ね合わされた状態において、前記第一被締結部材の側から、前記第一被締結部材及び前記第二被締結部材に打ち込まれ、前記第一被締結部材と、前記第二被締結部材と、を締結するための締結具であって、前記第一被締結部材及び前記第二被締結部材への前記締結具の打ち込みによって、前記第一被締結部材及び前記第二被締結部材を貫通する貫通孔を形成するパンチ部と、前記締結具が打ち込まれる打ち込み方向の後尾側となる前記パンチ部の後端部分と取り外し自在に固定され、前記第一被締結部材及び前記第二被締結部材への締結具の打ち込みに伴い前記貫通孔に挿入され、前記パンチ部が取り外された状態において、前記第一被締結部材と、前記第二被締結部材と、を締結するファスナ部と、を備える、締結具である。
【００１１】
これによれば、締結具は、貫通孔を形成するための専用部位としてのパンチ部と、締結するための専用部位としてのファスナ部とを備える。そのため、第一被締結部材及び第二被締結部材への締結具の打ち込みによって、第一被締結部材及び第二被締結部材を打ち抜き、貫通孔を形成する際に生じるカスを、貫通孔を形成するパンチ部と共に、取り除くことが可能となり、カスを取り除いた状態で、ファスナ部による好適な締結を実現することができる。ファスナ部は、パンチ部の後端部分と取り外し自在に固定されている。そのため、パンチ部による貫通孔の形成に伴い、ファスナ部を、好適に貫通孔に挿入することができる。締結対象となる第一被締結部材及び第二被締結部材に、事前に、貫通孔を形成するような作業は必要なく、そのための工具に関し、摩耗等の問題も生じない。
【００１２】
この締結具は、次のようにしてもよい。前記パンチ部は、前記打ち込み方向の先頭側が開口した筒状である、ようにしてもよい。これによれば、カスの少なくとも一部を、パンチ部に収容させることができる。そのため、より好適に、パンチ部と共に、カスを取り除くことができる。
【００１３】
また、前記パンチ部は、前記打ち込み方向の先頭側が開口した有底筒状である、ようにしてもよい。これによれば、パンチ部に収容されたカスが、ファスナ部の側に進入することを防止することができる。
【００１４】
また、前記打ち込み方向の先頭側となる前記パンチ部の先端部分の外径は、前記パンチ部の先端部分と、前記パンチ部の後端部分と、の間の前記パンチ部の中間部分の外径より、小径である、ようにしてもよい。これによれば、貫通孔を、スムーズに形成することができる。
【００１５】
また、前記ファスナ部は、前記打ち込み方向の先頭側が開口した筒状をなし、前記打ち込み方向の後尾側となる前記ファスナ部の後端部分で、外周に張り出し、前記ファスナ部が前記貫通孔に挿入された状態において、前記貫通孔の外周部である前記第一被締結部材の部分に係合する第一鍔部を含み、前記貫通孔を通過して前記第二被締結部材の側に突出した前記ファスナ部の先端部分は、前記貫通孔の内径より大きく拡径される、ようにしてもよい。これによれば、パンチ部にて形成された貫通孔を介して、第一被締結部材及び第二被締結部材を、好適に締結することができる。
【００１６】
また、前記ファスナ部は、前記打ち込み方向に貫通する筒状をなし、前記打ち込み方向の先頭側となる前記ファスナ部の先端部分に形成され、筒状の前記ファスナ部の内部空間に突出した爪部と、前記打ち込み方向の後尾側となる前記ファスナ部の後端部分で、外周に張り出し、前記ファスナ部が前記貫通孔に挿入された状態において、前記貫通孔の外周部である前記第一被締結部材の部分に係合する第一鍔部と、を含み、前記締結具は、前記ファスナ部の後端部分から、前記内部空間に挿入され、前記締結具が、前記第一被締結部材及び前記第二被締結部材に打ち込まれる場合、前記打ち込み方向に押圧される第一ピン部を、さらに備え、前記第一ピン部は、前記パンチ部を、前記打ち込み方向に押圧し、前記貫通孔を形成した前記パンチ部を前記ファスナ部から取り外し、前記爪部を、前記打ち込み方向に交差する方向に押圧し、前記貫通孔を通過して前記第二被締結部材の側に突出した前記ファスナ部の先端部分を、前記貫通孔の内径より大きく拡径させる、ようにしてもよい。これによれば、第一被締結部材及び第二被締結部材を締結するために要する作業工程を少なくし、好適な締結方法を実現可能な締結具とすることができる。締結構造において、気密性を確保することもできる。
【００１７】
また、前記ファスナ部は、前記打ち込み方向に貫通する筒状をなし、前記打ち込み方向の後尾側となる前記ファスナ部の後端部分で、外周に張り出し、前記ファスナ部が前記貫通孔に挿入された状態において、前記貫通孔の外周部である前記第一被締結部材の部分に係合する第一鍔部を含み、前記締結具は、前記打ち込み方向の先頭側となる前記ファスナ部の先端部分から、筒状の前記ファスナ部の内部空間に挿入され、前記内部空間に挿入された状態において、前記貫通孔の外周部である前記第二被締結部材の部分に係合する、第二ピン部を、さらに備え、前記第二ピン部は、前記ファスナ部が前記貫通孔に挿入され、前記ファスナ部から前記パンチ部が取り外された状態において、前記内部空間に挿入され、前記内部空間を通過して前記第一鍔部の側に突出した前記第二ピン部の先端部分は、前記第一鍔部に係合するよう、前記内部空間の内径より大きく拡径される、ようにしてもよい。これによれば、締結構造において、第一被締結部材及び第二被締結部材に接する部材を低硬度とすることが可能な締結具とすることができる。即ち、低硬度とされたファスナ部及び第二ピン部によって、第一被締結部材及び第二被締結部材を締結することができる。ファスナ部及び第二ピン部を低硬度とすると、これらにそれぞれ接する第一被締結部材及び第二被締結部材の各部分の破損を抑制することができる。締結構造において、気密性を確保することもできる。
【００１８】
また、前記締結具は、管状で、前記パンチ部と前記ファスナ部とに嵌合される、樹脂製の固定部を、さらに備える、ようにしてもよい。これによれば、貫通孔を封止し、気密性の高い締結構造を実現可能な締結具とすることができる。
【００１９】
本発明の他の側面は、第一被締結部材と、第二被締結部材と、が重ね合わされた状態において、前記第一被締結部材の側から、前記第一被締結部材及び前記第二被締結部材に打ち込まれ、前記第一被締結部材と、前記第二被締結部材と、を締結するための締結具を用いた締結方法であって、前記第一被締結部材及び前記第二被締結部材への前記締結具の打ち込みによって、前記締結具が備えるパンチ部にて、前記第一被締結部材及び前記第二被締結部材を貫通する貫通孔を形成し、前記締結具が打ち込まれる打ち込み方向の後尾側となる前記パンチ部の後端部分と取り外し自在に固定された、前記締結具が備えるファスナ部を、前記貫通孔に挿入する挿入工程と、前記貫通孔に挿入された前記ファスナ部から、前記パンチ部を取り外す分離工程と、前記貫通孔に挿入され、前記パンチ部が取り外された状態の前記ファスナ部で、前記第一被締結部材と、前記第二被締結部材と、を締結する締結工程と、を含む締結方法である。
【００２０】
この締結方法は、次のようにしてもよい。前記ファスナ部は、前記打ち込み方向の先頭側が開口した筒状をなし、前記打ち込み方向の後尾側となる前記ファスナ部の後端部分で、外周に張り出し、前記ファスナ部が前記貫通孔に挿入された状態において、前記貫通孔の外周部である前記第一被締結部材の部分に係合する第一鍔部を含み、前記締結工程では、前記貫通孔を通過して前記第二被締結部材の側に突出した前記ファスナ部の先端部分を、前記貫通孔の内径より大きく拡径させ、前記第一被締結部材の部分に係合した前記第一鍔部と、拡径された前記ファスナ部の先端部分と、で、前記第一被締結部材と、前記第二被締結部材と、を締結する、ようにしてもよい。
【００２１】
また、前記ファスナ部は、前記打ち込み方向に貫通する筒状をなし、前記打ち込み方向の先頭側となる前記ファスナ部の先端部分に形成され、筒状の前記ファスナ部の内部空間に突出した爪部と、前記打ち込み方向の後尾側となる前記ファスナ部の後端部分で、外周に張り出し、前記ファスナ部が前記貫通孔に挿入された状態において、前記貫通孔の外周部である前記第一被締結部材の部分に係合する第一鍔部と、を含み、前記締結具は、前記ファスナ部の後端部分から、前記内部空間に挿入され、前記締結具が、前記第一被締結部材及び前記第二被締結部材に打ち込まれる場合、前記打ち込み方向に押圧される第一ピン部を、さらに備え、前記挿入工程では、前記第一ピン部を、前記打ち込み方向に押圧すると共に、前記打ち込み方向に押圧された前記第一ピン部にて、前記パンチ部を、前記打ち込み方向に押圧して前記貫通孔を形成し、前記分離工程では、前記第一ピン部を、前記打ち込み方向に押圧すると共に、前記打ち込み方向に押圧された前記第一ピン部にて、前記パンチ部を、前記打ち込み方向に押圧して、前記貫通孔に挿入された前記ファスナ部から、前記パンチ部を取り外し、前記締結工程では、前記第一ピン部を、前記打ち込み方向に押圧すると共に、前記打ち込み方向に押圧された前記第一ピン部にて、前記爪部を、前記打ち込み方向に交差する方向に押圧して、前記貫通孔を通過して前記第二被締結部材の側に突出した前記ファスナ部の先端部分を、前記貫通孔の内径より大きく拡径させ、前記第一被締結部材の部分に係合した前記第一鍔部と、拡径された前記ファスナ部の先端部分と、で、前記第一被締結部材と、前記第二被締結部材と、を締結する、ようにしてもよい。
【００２２】
また、
前記ファスナ部は、前記打ち込み方向に貫通する筒状をなし、前記打ち込み方向の後尾側となる前記ファスナ部の後端部分で、外周に張り出し、前記ファスナ部が前記貫通孔に挿入された状態において、前記貫通孔の外周部である前記第一被締結部材の部分に係合する第一鍔部を含み、前記締結具は、前記打ち込み方向の先頭側となる前記ファスナ部の先端部分から、筒状の前記ファスナ部の内部空間に挿入され、前記内部空間に挿入された状態において、前記貫通孔の外周部である前記第二被締結部材の部分に係合する、第二ピン部を、さらに備え、前記挿入工程では、前記打ち込み方向に押圧される前記締結方法のための型部材を、前記ファスナ部の後端部分から、前記内部空間に挿入し、前記型部材を介して、前記パンチ部を、前記打ち込み方向に押圧して、前記貫通孔を形成し、前記分離工程では、前記型部材を介して、前記パンチ部を、前記打ち込み方向に押圧して、前記貫通孔に挿入された前記ファスナ部から、前記パンチ部を取り外し、前記締結工程では、前記パンチ部が取り外された前記ファスナ部の先端部分から、前記第二ピン部を、前記内部空間に挿入し、前記内部空間を通過して前記第一鍔部の側に突出した前記第二ピン部の先端部分を、前記内部空間の内径より大きく拡径させて前記第一鍔部に係合させ、前記第一被締結部材の部分に係合し、且つ、拡径された前記第二ピン部の先端部分に係合した前記第一鍔部と、前記第二被締結部材の部分に係合した前記第二ピン部と、で、前記第一被締結部材と、前記第二被締結部材と、を締結する、ようにしてもよい。
【００２３】
上述したような各締結方法は、上述した何れかの締結具を用いた締結方法として特定されるものである。従って、上述したような有利な機能が実現される締結方法とすることができる。この他、前記第一被締結部材及び前記第二被締結部材の少なくとも何れか一方が、繊維強化樹脂材である、ような場合を対象とした締結方法として特定することもできる。これによれば、繊維強化樹脂材を被締結部材とする締結を、好適に行うことができる。従って、繊維強化樹脂材による締結構造を好適に生産することができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、複数の被締結部材を好適に締結することができる、締結具及び締結方法を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】第一実施形態の締結具の概略構成を示す断面図である。
【図２】（Ａ）〜（Ｃ）は、図１に示す第一実施形態の締結具を用いた締結方法の概略を説明する断面図である。
【図３】（Ａ）及び（Ｂ）は、図１に示す第一実施形態の締結具を用いた締結方法の概略を説明する断面図である。（Ｃ）は、図１に示す第一実施形態の締結具による締結構造の概略構成を示す断面図である。
【図４】第一実施形態の他の締結具の概略構成を示す断面図である。
【図５】図１及び図４に示す第一実施形態の締結具による他の締結方法及び締結構造の概略を説明する断面図である。
【図６】図１及び図４に示す第一実施形態の締結具に基づき、固定部を備える構成を説明する図である。（Ａ）は、図１に示す締結具に基づいた締結具の概略構成を示す断面図である。（Ｂ）は、図４に示す他の締結具に基づいた締結具の概略構成を示す断面図である。（Ｃ）は、図６（Ａ）及び（Ｂ）に示す締結具のファスナ部が、重ね合わされた２枚の被締結部材としてのＦＲＰ材を貫通する貫通孔に挿入された状態を説明する断面図である。
【図７】図１及び図４に示す第一実施形態の締結具に基づき、他の固定部を備える構成を説明する図である。（Ａ）は、図１に示す締結具に基づいた締結具の概略構成を示す断面図である。（Ｂ）は、図４に示す他の締結具に基づいた締結具の概略構成を示す断面図である。（Ｃ）は、図７（Ａ）及び（Ｂ）に示す締結具のファスナ部が、重ね合わされた２枚の被締結部材としてのＦＲＰ材を貫通する貫通孔に挿入された状態を説明する断面図である。
【図８】第二実施形態の締結具の概略構成を示す断面図である。
【図９】（Ａ）及び（Ｂ）は、図８に示す第二実施形態の締結具を用いた締結方法の概略を説明する断面図である。（Ｃ）は、図８に示す第二実施形態の締結具による締結構造の概略構成を示す断面図である。
【図１０】第三実施形態の締結具の概略構成を示す断面図である。
【図１１】（Ａ）〜（Ｃ）は、図１０に示す第三実施形態の締結具を用いた締結方法の概略を説明する断面図である。
【図１２】図１０に示す第三実施形態の締結具による締結構造の概略構成を示す断面図である。
【図１３】第四実施形態の締結具の概略構成を示す断面図である。
【図１４】（Ａ）〜（Ｃ）は、図１３に示す第四実施形態の締結具を用いた締結方法の概略を説明する断面図である。
【図１５】（Ａ）及び（Ｂ）は、図１３に示す第四実施形態の締結具を用いた締結方法の概略を説明する断面図である。（Ｃ）は、図１３に示す第四実施形態の締結具による締結構造の概略構成を示す断面図である。
【図１６】第五実施形態の締結具の概略構成を示す断面図である。
【図１７】（Ａ）及び（Ｂ）は、図１６に示す第五実施形態の締結具を用いた締結方法の概略を説明する断面図である。（Ｃ）は、図１６に示す第五実施形態の締結具による締結構造の概略構成を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
本発明を実施するための実施形態を、図面を用いて説明する。本発明は、以下に記載の各構成に限定されるものではなく、同一の技術的思想において種々の構成を採用することができる。例えば、以下に示す構成の一部は、省略し又は他の構成等に置換してもよい。他の構成を含むようにしてもよい。この他、以下の第一実施形態〜第五実施形態において、所定の実施形態での各構成は、適宜、他の実施形態に採用することができる。説明に用いる各図において、ハッチングは、断面を示すものである。
【００２７】
以下では、締結対象の被締結部材が、２枚の板（薄板）状のＦＲＰ材（「第一ＦＲＰ材２００」及び「第二ＦＲＰ材２１０」）である場合を例に説明する。ただし、第一実施形態〜第五実施形態に係る締結具１０〜１９は、２枚以上の被締結部材を締結対象とし、これら複数枚の被締結部材を締結する場合にも採用することができる。締結具１０〜１９は、各種の被締結部材を好適に締結することが可能で、何れの材質の被締結部材についても採用することができる。被締結部材が、２枚以上である場合、及び／又は、ＦＲＰ材以外の材質である場合については、説明を省略するが、これらを締結対象とした締結は、以下と同様に、締結具１０〜１９を用いて実施される。締結具１０〜１９は、重ね合わされた第一ＦＲＰ材２００及び第二ＦＲＰ材２１０のうち、第一ＦＲＰ材２００の側から、第二ＦＲＰ材２１０の側に向けて打ち込まれるものとする。
【００２８】
＜第一実施形態＞
＜締結具＞
第一実施形態の締結具１０について、図１等を参照して説明する。締結具１０は、パンチ部２０と、ファスナ部４０とを備える。締結具１０は、例えば、クロム・モリブデン鋼材（ＳＣＭ材）等のような合金鋼材の焼入材によって形成される（締結具１１〜１９についても同じ）。締結具１０において、パンチ部２０は、ファスナ部４０に取り付けられ、固定された状態とされる。パンチ部２０とファスナ部４０とは、それぞれ、別体の構成であって、パンチ部２０は、ファスナ部４０に嵌合され、ファスナ部４０から取り外し自在とされる。締結具１０は、重ね合わされた第一ＦＲＰ材２００及び第二ＦＲＰ材２１０に打ち込まれ、これらを締結する。
【００２９】
パンチ部２０は、締結具１０が、重ね合わされた第一ＦＲＰ材２００及び第二ＦＲＰ材２１０に打ち込まれるとき、これらを貫通する貫通孔２２０（図３等参照）を形成する。パンチ部２０は、締結具１０において、貫通孔２２０を形成するための専用部位である。後述するように、パンチ部２０は、締結具１０の打ち込みに伴い、貫通孔２２０を形成した後、ファスナ部４０から分離した状態となるよう、取り外される。パンチ部２０は、図１に示すように、打ち込み方向の先頭側となるパンチ部２０の先端部分が開口した筒状である。より具体的には、パンチ部２０は、有底筒状である。従って、パンチ部２０の内部には、打ち込み方向の先頭側が開口した内部空間３１が形成されている。パンチ部２０を筒状とし、締結対象との接触面積を減少させると、締結具１０の打ち込み荷重を低下させることができる。
【００３０】
締結具１０が打ち込まれ、パンチ部２０によって貫通孔２２０が形成されるとき、内部空間３１には、パンチ部２０によって打ち抜かれた第一ＦＲＰ材２００の破片であるカス２０１が収容される（図２（Ｂ）等参照）。即ち、内部空間３１は、締結具１０の打ち込みに伴い生じるカス２０１を収容する機能を有する。内部空間３１の容積は、締結具１０が打ち込まれる際、打ち込み側に配置される第一ＦＲＰ材２００のカス２０１の一部又は全部を収容できる程度の大きさとするとよい。内部空間３１の容積を、カス２０１の一部を収容できる程度とする場合、内部空間３１の容積は、例えば、第一ＦＲＰ材２００が打ち抜かれることによって生じるカス２０１の体積の１／４〜１／２程度、例えば、１／３程度であってもよい。内部空間３１の容積は、打ち込みに対して要求されるパンチ部２０の剛性（例えば、パンチ部２０の側壁の座屈強度）等の諸条件を考慮して設定するとよい。内部空間３１が、カス２０１と共に、第二ＦＲＰ材２１０の破片であるカス２１１の一部又は全部を、収容する機能を有するようにしてもよい。パンチ部２０を有底筒状とすると、カス２０１，２１１が、ファスナ部４０の内部に進入することを防止することができる。ただし、諸条件の下、ファスナ部４０の内部へのカス２０１，２１１の進入が問題とならない場合等においては、パンチ部２０は、パンチ部２０を貫通する内部空間が形成された筒状としてもよい。カス２０１，２１１の収容部としての内部空間の容積を増加させることができる。この他、被締結部材の硬度等によって、打ち込み荷重が問題とならず、及び／又は、カス２０１，２１１が問題とならないような場合には、パンチ部２０は、内部空間３１が形成されていない無空（中実）状としてもよい。
【００３１】
筒状（有底筒状）のパンチ部２０の側壁の形状に関し、パンチ部２０の先端部分の外径φ１は、図１に示すように、パンチ部２０の中間部分の外径φ２より、小径（φ１＜φ２）とされる。これによって、筒状（有底筒状）のパンチ部２０の側壁には、段差３２が形成される。パンチ部２０の中間部分は、パンチ部２０の先端部分と、打ち込み方向の後尾側となるパンチ部２０の後端部分（底部）との間の部分である。詳細は後述するが、このような段差３２を設けることで、好適な状態の貫通孔２２０を、スムーズに形成することができる。外径φ１と外径φ２との比率に関し、外径φ１は、外径φ２に対して数パーセント（例えば、２％程度）小さくされる。打ち込み方向において、パンチ部２０の先端部分の寸法Ｌ１は、パンチ部２０の先端から外径φ２とされる中間部分の端部までの寸法Ｌ２に対して、所定の比率とされる。例えば、寸法Ｌ１は、寸法Ｌ２に対して５０％程度とされる。パンチ部２０の後端部分には、ファスナ部４０の側に突出した凸部３３が形成される。凸部３３は、パンチ部２０のファスナ部４０への取り外し自在な固定に用いられる。
【００３２】
ファスナ部４０は、パンチ部２０の後端部分と固定されているため、締結具１０の打ち込みにおいて、パンチ部２０と共に、打ち込み方向に移動する。ファスナ部４０は、図１に示すように、打ち込み方向の先頭側となるファスナ部４０の先端部分が開口した筒状である。より具体的には、ファスナ部４０は、有底筒状である。従って、ファスナ部４０の内部には、打ち込み方向の先頭側が開口した内部空間５１が形成されている。有底筒状のファスナ部４０の側壁を形成する筒状部５３の外径は、パンチ部２０の中間部分と同様、外径φ２とされる。そのため、ファスナ部４０は、締結具１０の打ち込みに伴い、パンチ部２０と共に移動し、貫通孔２２０に挿入される。ファスナ部４０が貫通孔２２０に挿入された状態において、パンチ部２０は、ファスナ部４０から取り外された状態（分離された状態）となる。ファスナ部４０は、パンチ部２０から取り外された単独の状態で、第一ＦＲＰ材２００と第二ＦＲＰ材２１０とを締結する。即ち、ファスナ部４０は、締結具１０において、第一ＦＲＰ材２００と第二ＦＲＰ材２１０とを締結するための専用部位である。
【００３３】
打ち込み方向の後尾側となるファスナ部４０の後端部分には、外周に張り出した第一鍔部５２が設けられている。第一鍔部５２は、ファスナ部４０が貫通孔２２０に挿入された状態において、貫通孔２２０の外周部である第一ＦＲＰ材２００の部分に係合する。即ち、第一鍔部５２によれば、打ち込み方向において、ファスナ部４０の移動範囲が規制される。そのため、ファスナ部４０の全体が貫通孔２２０に挿入され、又は、ファスナ部４０が貫通孔２２０を通過することが、防止される。有底筒状のファスナ部４０において、内部空間５１には、凸部３３が挿入される。内部空間５１が形成されたファスナ部４０の側壁となる筒状部５３の内径は、凸部３３の外径と同等に設定される。例えば、凸部３３及び筒状部５３との嵌合は、隙間ばめ又は中間ばめとされる。このような嵌合によれば、ファスナ部４０からパンチ部２０を、スムーズに取り外した状態とすることができる。筒状部５３の打ち込み方向の寸法Ｌ３は、重ね合わされた第一ＦＲＰ材２００及び第二ＦＲＰ材２１０の全体の厚みより、大きくなるように設定される。従って、ファスナ部４０が貫通孔２２０に挿入された状態において、ファスナ部４０の先端部分（筒状部５３の先端部分）は、貫通孔２２０を通過して第二ＦＲＰ材２１０の側に突出する。第二ＦＲＰ材２１０の側に突出したファスナ部４０の先端部分は、後述するように、貫通孔２２０の内径φ２より大きな外径φ１０に拡径される（図３（Ｃ）参照）。
【００３４】
＜締結方法及び締結構造＞
締結具１０を用いた締結方法と、締結具１０による締結構造９０とについて、図２及び図３等を参照して説明する。締結方法は、例えば、下金型１００及び上金型１１０と、プレス装置等の所定の装置（不図示。以下、「プレス装置」を例に説明する。他の実施形態についても同じ）とを用いて行われる。下金型１００及び上金型１１０は、それぞれ、プレス装置に取り付けられる。締結方法は、図２（Ａ）〜（Ｃ）及び図３（Ａ），（Ｂ）に示すような複数の工程を含む。以下、各工程を順に説明する。打ち込み方向の先頭側を、上下方向の下側とし、後尾側を、上下方向の上側とする。
【００３５】
図２（Ａ）に示す第一準備工程は、第一準備工程に続けて、順次、行われる挿入工程及び分離工程のための工程である。下金型１００は、貫通孔２２０を形成するための穴部１０１が形成されたダイスである。第一準備工程では、締結対象である第一ＦＲＰ材２００及び第二ＦＲＰ材２１０が、重ね合わされた状態で、下金型１００にセットされる。続けて、締結具１０が、上金型１１０の内部にセットされる。上金型１１０において、締結具１０が収容される空間は、締結具１０のうち、外径が最も大きな第一鍔部５２の外周形状に対応した形状とされる。上金型１１０は、可動部１１２を含む。可動部１１２は、プレス装置の可動に伴い、締結具１０が収容される空間を、上金型１１０の内壁１１１に沿って移動する。例えば、締結具１０の打ち込みに際し、可動部１１２は、打ち込み方向に移動（下降）する。
【００３６】
図２（Ｂ）に示す挿入工程は、パンチ部２０によって貫通孔２２０を形成し、ファスナ部４０を、形成された貫通孔２２０に挿入する工程である。挿入工程では、プレス装置が稼働し、締結具１０の打ち込みが開始される。締結具１０の打ち込みは、可動部１１２が打ち込み方向に移動し、締結具１０を打ち込み方向に押圧して行われる。押圧された締結具１０は、収容された上金型１１０の空間内を、打ち込み方向に移動する。挿入工程では、先ず、締結具１０が、前述したように押圧されることで、パンチ部２０が、打ち込み方向に押圧され、打ち込み方向に移動する。これによって、重ね合わされた第一ＦＲＰ材２００及び第二ＦＲＰ材２１０が、パンチ部２０によって打ち抜かれ、貫通孔２２０が形成される。貫通孔２２０の形成について、具体的に説明する。第一ＦＲＰ材２００及び第二ＦＲＰ材２１０には、パンチ部２０の先端部分によって、この先端部分の外径φ１（図１参照）に対応した内径φ１の貫通孔（以下、「小径の貫通孔」という。）が形成される。小径の貫通孔の第二ＦＲＰ材２１０の側の開口端部には、バリが発生する。続けて、外径φ２のパンチ部２０の中間部分が、小径の貫通孔に入り込み、小径の貫通孔内を、外径φ１と外径φ２との差に対応した段差３２の寸法分だけ、小径の貫通孔の壁面を削り取るようにして、進行する。段差３２が、小径の貫通孔の第二ＦＲＰ材２１０の側の開口端部を通過する際、この部分に発生していたバリを切断する。これによって、好適な状態の貫通孔２２０が形成される。貫通孔２２０は、パンチ部２０の外径φ２に対応した内径φ２となる（図２（Ｃ）参照）。
【００３７】
内部空間３１には、パンチ部２０によって打ち抜かれた第一ＦＲＰ材２００のカス２０１が収容される。第二ＦＲＰ材２１０のカス２１１は、図２（Ｂ）に示すように、パンチ部２０の先端部分に付着する。パンチ部２０によって打ち抜かれた、第一ＦＲＰ材２００及び第二ＦＲＰ材２１０の各部分は、打ち抜きの際の摩擦熱によって、溶融し、再度、凝固した後、カス２０１，２１１となる。従って、カス２０１，２１１は、パンチ部２０の内壁及び先端部分に付着する。
【００３８】
パンチ部２０の先端部分を外径φ１とし、段差３２を形成した場合、貫通孔２２０を、スムーズに形成することができる。この点について、考察する。可動部１１２の移動に伴い、締結具１０は、上金型１１０の空間内を、打ち抜き方向に移動する。しかし、締結具１０は、移動途中に、設計上（理論上）の打ち抜き方向に対して、傾いてしまう。これは、次のようなことが一因であると考えられる。即ち、締結具１０において、打ち込み方向の先頭側に位置するパンチ部２０は、可動部１１２の移動に伴い、第一ＦＲＰ材２００の内部及び第二ＦＲＰ材２１０の内部を、順次、進行する。第一ＦＲＰ材２００及び第二ＦＲＰ材２１０は、微視的には、板厚方向（打ち込み方向に一致）に、強度（硬度）が均質ではなく、ばらつきがある。仮に、可動部１１２が、理論上の打ち抜き方向に移動し、締結具１０が適切に押圧されたとしても、パンチ部２０は、第一ＦＲＰ材２００の内部及び第二ＦＲＰ材２１０の内部を、強度の低い方向に進行する。その結果、パンチ部２０の進行方向は、パンチ部２０の先端の外周角部（図２（Ｂ）に示す「Ｍ部」参照）が、下金型１００の穴部１０１の外周部に向かう方向に傾く。締結具１０のように、パンチ部２０の先端部分を細径とする構成によれば、パンチ部２０の進行方向が傾いたとしても、パンチ部２０を、穴部１０１に挿入することができる。パンチ部２０が、下金型１００に不必要に接触することがなく、締結具１０を、打ち抜き方向に、スムーズに移動させることが可能となる。その結果、前述したように、貫通孔２２０を、スムーズに形成することができる。
【００３９】
締結具１０の打ち込みに伴い、パンチ部２０と一体的な状態とされたファスナ部４０は、パンチ部２０と共に打ち込み方向に移動し、パンチ部２０によって形成された貫通孔２２０に挿入される。ファスナ部４０の貫通孔２２０への挿入が継続されると、第一鍔部５２が、貫通孔２２０の外周部である第一ＦＲＰ材２００の部分に係合し、ファスナ部４０の移動が、規制される。これによって、挿入工程が完了し、締結方法は、分離工程に移行する。挿入工程から分離工程への移行は、連続的に行われる。
【００４０】
図２（Ｃ）に示す分離工程は、貫通孔２２０に挿入されたファスナ部４０から、パンチ部２０を取り外す工程である。第一鍔部５２が、貫通孔２２０の外周部である第一ＦＲＰ材２００の部分に係合すると、締結具１０の打ち込み方向への移動は、急停止する。ここで、挿入工程において、締結具１０の打ち込みは、可動部１１２を高速で移動させ、締結具１０に衝撃的な荷重を付加して行われる。従って、第一鍔部５２の係合によって、締結具１０の打ち込み方向への移動が、急停止すると、締結具１０には、慣性力が作用する。上述したように、凸部３３と筒状部５３との嵌合は、隙間ばめ又は中間ばめとされている。従って、締結具１０に作用する慣性力は、パンチ部２０にも作用し、パンチ部２０は、この慣性力によって、ファスナ部４０から取り外される。
【００４１】
ファスナ部４０から取り外され、分離したパンチ部２０は、下金型１００内を落下し、下金型１００から排出される。貫通孔２２０の形成に際し、パンチ部２０によって打ち抜かれたカス２０１，２１１は、パンチ部２０の内壁及び先端部分に付着する。従って、カス２０１，２１１についても、パンチ部２０と共に排出される。これによって、分離工程が完了し、締結方法は、第二準備工程に移行する。図３（Ａ）に示す第二準備工程は、次に行われる締結工程のための工程である。第二準備工程では、第一準備工程〜分離工程で用いられた下金型１００が、締結工程のための下金型１２０とされる。下金型１２０は、貫通孔２２０を通過して第二ＦＲＰ材２１０の側に突出したファスナ部４０の先端部分を、貫通孔２２０の内径φ２より大きく拡径するためのダイスである。具体的に、下金型１２０は、内部空間５１の形状に対応した形状の突起部１２１と、この突起部１２１を囲むように凹部１２２とが、上金型１１０と対向する端面に形成されたダイスである。
【００４２】
図３（Ｂ）に示す締結工程は、第一ＦＲＰ材２００及び第二ＦＲＰ材２１０を、貫通孔２２０に挿入されたファスナ部４０によって、具体的に締結する工程である。締結工程では、プレス装置が稼働し、下金型１２０が、第二ＦＲＰ材２１０に接するまで、下金型１２０又は上金型１１０の少なくとも何れか一方を、打ち込み方向に対応した方向（鉛直方向）に移動させ、下金型１２０及び上金型１１０を、漸次、接近させる。このとき、下金型１２０の突起部１２１は、内部空間５１に挿入される。ファスナ部４０の先端部分は、凹部１２２の傾斜面に沿って変形し、貫通孔２２０の内径φ２より大きな外径φ１０に拡径される。第一ＦＲＰ材２００及び第二ＦＲＰ材２１０は、貫通孔２２０の外周部である第一ＦＲＰ材２００の部分に係合した第一鍔部５２と、拡径されたファスナ部４０の先端部分とによって挟み込まれ、締結される。これによって、締結工程は完了する。締結工程が完了した後、下金型１２０又は上金型１１０の少なくとも何れか一方を、締結工程の際とは反対の方向に移動させ、下金型１２０及び上金型１１０を、離間させる。その後、第一ＦＲＰ材２００及び第二ＦＲＰ材２１０をファスナ部４０で締結した締結構造９０が、プレス装置から取り外される。これによって、図３（Ｃ）に示すような締結構造９０が得られる。以上、締結方法は、終了する。
【００４３】
＜第一実施形態における効果＞
締結具１０によれば、締結具１０を、重ね合わされた第一ＦＲＰ材２００及び第二ＦＲＰ材２１０に打ち込む際に、パンチ部２０によって、貫通孔２２０を形成することとした。そのため、事前に、第一ＦＲＰ材２００及び第二ＦＲＰ材２１０のそれぞれに貫通孔を形成しておく必要がなく、第一ＦＲＰ材２００及び第二ＦＲＰ材２１０を重ね合わせる際に、それぞれに形成された貫通孔の位置合わせを行う必要もない。従って、生産性よく、第一ＦＲＰ材２００及び第二ＦＲＰ材２１０を締結することができる。パンチ部２０を、ファスナ部４０から自動的に取り外すことが可能であるため、この点においても、生産性を向上させることができる。
【００４４】
締結具１０によれば、貫通孔２２０を形成した際に生じるカス２０１，２１１を、パンチ部２０と共に除去することができる。そのため、締結構造９０を含む製品において、カス２０１，２１１が残存し、これが問題となるようなことをなくすことができる。パンチ部２０を筒状とすれば、カス２０１，２１１がパンチ部２０の内壁及び先端部分に付着するため、カス２０１，２１１を、確実且つスムーズに除去することができる。特に、パンチ部２０を有底筒状とすれば、カス２０１，２１１が、パンチ部２０を通過することを防止可能で、より好適に、カス２０１，２１１を除去することができる。ドリル等の工具を用いて、事前に、貫通孔２２０を形成するような場合、締結対象がＦＲＰ材であると、ドリル等の寿命が問題となることがある。締結具１０は、それぞれが、パンチ部２０を備えているため、貫通孔２２０を形成するための工具等の寿命に関する問題は生じない。
【００４５】
＜他の締結具＞
締結具１０は、図４に示すような、パンチ部２１を備える締結具１１としてもよい。締結具１１について、図４等を参照して説明する。ただし、上述した締結具１０と共通する点についての説明は、省略する。図４に示すような締結具１１によっても、上述した締結具１０の場合と同様の有利な機能が実現され、有利な効果を得ることができる。
【００４６】
締結具１１は、パンチ部２１と、ファスナ部４０とを備える。ファスナ部４０は、上述したファスナ部４０と同様の構成である。パンチ部２１は、締結具１１の打ち込み方向の先頭側となるパンチ部２１の先端部分が開口し、内部空間３１が形成された筒状（有底筒状）である。筒状のパンチ部２１の側壁の形状に関し、パンチ部２１では、打ち込み方向の全域（「Ｌ２」の部分参照）で、同一の外径φ２とされる。このような構成によれば、筒状のパンチ部２１の側壁において、所定の肉厚を容易に確保でき、側壁を、高剛性とすることができる。そのため、好適な打ち抜きを実現することができる。パンチ部２１の内径φ３を拡大すると、内部空間３１の容積を大きくすることができる。例えば、第一ＦＲＰ材２００の板厚が厚くなり、カス２０１の体積が増加するような場合においても、内部空間３１に、カス２０１を好適に収容することができる。なお、筒状部５３の外径を、外径φ２より大きくすれば、ファスナ部４０の先端部分の外周側に、段差を設けることができる。
【００４７】
締結具１１を用いた締結方法では、挿入工程（図２（Ｂ）参照）において、小径の貫通孔は形成されず、パンチ部２１の外径φ２に対応した内径φ２の貫通孔２２０が、１回で形成される。パンチ部２１には、パンチ部２０のような段差３２は形成されていないため、上述したようなバリの切断は行われない。バリが発生し難い場合（例えば、次に記載の「座金２３０」を用いた構成参照）に有用である。
【００４８】
＜他の締結方法及び締結構造＞
図１に示す締結具１０及び図４に示す締結具１１を用いた他の締結方法と、締結具１０，１１による締結構造９１とについて、図５等を参照して説明する。ただし、上述した締結具１０等による場合と共通する点についての説明は、省略する。図５に示す他の締結方法（以下、「図５の締結方法」という。）及び締結構造９１によっても、上述した締結具１０を用いた締結方法及び締結構造９０と同様の有利な機能が実現され、有利な効果を得ることができる。図５に関し、上段に示す２図は、図２（Ａ）に対応した図である。上段に示す２図において、左図は、締結具１０による場合を示し、右図は、締結具１１による場合を示す。図５中段に示す図は、図２（Ｃ）に対応した図である。図５上段及び中段に示す各図では、図２に示す下金型１００及び上金型１１０に対応した構成に関する図示を省略している。図５下段に示す図は、図３（Ｃ）に対応した図である。
【００４９】
図５の締結方法では、図５上段の２図に示すように、第一ＦＲＰ材２００及び第二ＦＲＰ材２１０と共に、座金２３０が、第二ＦＲＰ材２１０の下側で、第二ＦＲＰ材２１０に隣接した状態で、下金型（図５で不図示。図１１（Ａ）に示す「下金型１０２」参照）にセットされる。座金２３０は、位置決めされた状態で、下金型にセットされる。座金２３０の貫通孔２３１の内径（座金２３０の内径）は、諸条件を考慮して設定される。例えば、貫通孔２３１の内径は、外径φ１より小径に設定され（締結具１０の場合）、又は、外径φ２より小径（締結具１１の場合）に設定される。貫通孔２３１の内径が、外径φ１又は外径φ２より小径とされた場合、貫通孔２３１の外周部である座金２３０の部分は、パンチ部２０，２１によって、第一ＦＲＰ材２００及び第二ＦＲＰ材２１０と共に、打ち抜かれる。貫通孔２３１の内径は、パンチ部２０の先端部分の外径φ１に対応した寸法、又は、パンチ部２０，２１の外径φ２に対応した寸法に設定されてもよい。
【００５０】
図５の締結方法において、挿入工程（図２（Ｂ）参照）、及び、分離工程（図２（Ｃ）参照）は、上記同様に行われ、図５中段に示すような状態とされる。ファスナ部４０において、筒状部５３の打ち込み方向の寸法Ｌ３は、第一ＦＲＰ材２００及び第二ＦＲＰ材２１０の全体の厚みと、座金２３０の厚みとを考慮して設定される。即ち、筒状部５３の寸法Ｌ３は、ファスナ部４０が貫通孔２２０，２３１に挿入された状態で、ファスナ部４０の先端部分が、第二ＦＲＰ材２１０の側（座金２３０の側）に突出するような長さとされる。第二準備工程（図３（Ａ）参照）、及び、締結工程（図３（Ｂ）参照）も、上記同様に行われる。その結果、第一ＦＲＰ材２００及び第二ＦＲＰ材２１０と、座金２３０とが、貫通孔２２０の外周部である第一ＦＲＰ材２００の部分に係合した第一鍔部５２と、第二ＦＲＰ材２１０の側（座金２３０の側）に突出し、外径φ１０に拡径されたファスナ部４０の先端部分とによって挟み込まれ、締結された、図５下段に示すような締結構造９１を形成することができる。
【００５１】
ところで、座金２３０を用いない場合、締結工程において、ファスナ部４０の先端部分を拡径させる際、第二ＦＲＰ材２１０において、貫通孔２２０の開口端の角部の周辺（図５中段に示す「Ｎ」部参照）が、拡径のために付与される荷重によって、破損するおそれがある。そのため、破損に対する対策が必要となる場合がある。座金２３０を用いた図５の締結方法によれば、拡径のための荷重は、直接的には、座金２３０に作用する。そのため、このような破損に対する対策を、別途、講じる必要がなく、好適な締結を行うことができる。
【００５２】
貫通孔２３１の内径を、パンチ部２０，２１の最大外径（外径φ２）以下とすれば、締結具１０，１１を打ち込む際、座金２３０が、貫通孔２２０を形成するためのダイスとして機能する。そのため、前述したＮ部にバリが発生することを防止することができる。貫通孔２３１の内径を、パンチ部２０，２１の最大外径（外径φ２）以下とすれば、ファスナ部４０は、貫通孔２３１に圧入又はガタのない状態で挿入される。分離工程が完了した後、第二準備工程では、下金型が、他の下金型（図５で不図示。図３（Ａ）に示す「下金型１２０」参照）に交換される。この際、ファスナ部４０が、貫通孔２３１に圧入又はガタのない状態で挿入されていれば、ファスナ部４０から座金２３０が抜け落ちることがなく、図５中段の状態が維持され、第二準備工程をスムーズに行うことができる。締結構造９１において、ファスナ部４０が貫通孔２３１に圧入又はガタのない状態で挿入されていると、ファスナ部４０（筒状部５３）が、貫通孔２２０内で傾くことを防止することができる。そのため、せん断荷重を向上させ、せん断特性に優れた締結構造９１とすることができる。
【００５３】
発明者は、締結対象がＦＲＰ材であって、本実施形態（後述する他の実施形態を含む）のような締結構造となる場合、ＦＲＰ材に接する部材の硬度を低くすると、ＦＲＰ材が破損し易いことを知見している。図５の締結方法及び締結構造９１によれば、第二ＦＲＰ材２１０に接する座金２３０を低硬度とすることが可能で、この部分における第二ＦＲＰ材２１０の破損を防止することができる。従って、好適な締結構造９１を実現することができる。
【００５４】
＜変形例＞
図１及び図４に示す締結具１０，１１は、図６に示すような固定部６０を備える締結具１２，１３とし、又は、図７に示すような固定部６１を備える締結具１４，１５としてもよい。固定部６０，６１は、例えば、ファスナ部４０に対する、パンチ部２０，２１の取り外し自在な固定を、より好適に行うための構成である。固定部６０，６１は、共に、管状で、パンチ部２０，２１と、ファスナ部４０とに嵌合される。固定部６０，６１は、樹脂材等によって形成される。図６及び図７に示すような締結具１２〜１５によっても、上述した締結具１０，１１の場合と同様の有利な機能が実現され、有利な効果を得ることができる。なお、締結具１２〜１５を用いた締結方法及び締結構造についても、上述したような、座金２３０を用いた構成としてもよい。
【００５５】
（１）締結具１２，１３について、図６等を参照して説明する。固定部６０は、内径φ２の管状とされる。固定部６０は、図６（Ａ），（Ｂ）に示すように、締結具１２，１３の軸部に嵌合され、締結具１２，１３の軸部において、パンチ部２０，２１とファスナ部４０との接触部を覆うような中間位置に設けられる。締結具１２，１３の軸部は、第一鍔部５２の部分を除く、パンチ部２０，２１の側壁と、筒状部５３とにより形成される部分である。固定部６０と締結具１２，１３の軸部との嵌合は、例えば、中間ばめ又は締まりばめとされる。図６（Ａ）に示す例では、打ち込み方向の先頭側となる固定部６０の先端部分は、外径φ１であるパンチ部２０の先端部分に対して、打ち込み方向の後尾側の位置とされている。
【００５６】
締結具１２，１３を用いた締結方法は、図２（Ａ）〜（Ｃ）及び図３（Ａ），（Ｂ）と同様の各工程によって実現される。固定部６０の外径は、外径φ４とされる。外径φ４は、図６（Ａ）,（Ｂ）からも明らかな通り、パンチ部２０，２１の外径φ２より、大径である。従って、挿入工程（図２（Ｂ）参照）において、固定部６０は、パンチ部２０，２１の外径φ２に対応した内径φ２の貫通孔２２０に挿入されることはない。固定部６０は、締結具１２，１３の打ち込みに際し、パンチ部２０，２１によって形成される貫通孔２２０の外周部である第一ＦＲＰ材２００の部分に接する。その後、固定部６０は、締結具１２，１３の打ち込み方向への移動に伴い、締結具１２，１３の軸部に沿って、打ち込み方向の後尾側に押し込まれる。固定部６０は、樹脂製であるから、分離工程（図２（Ｃ）参照）が完了した時点で、図６（Ｃ）に示すように、第一ＦＲＰ材２００と、第一鍔部５２との間で押し潰され、この位置に、押し潰された状態で介在する。その後、図６（Ｃ）のような状態の構成を対象として、図３の（Ａ），（Ｂ）に示す第二準備工程及び締結工程が行われ、完成した締結構造（不図示）は、第一ＦＲＰ材２００と、第一鍔部５２との間に押し潰された状態の固定部６０が介在する構成を有する。ところで、貫通孔２２０に起因し、十分な気密性を確保することが困難となる場合もある。押し潰された固定部６０が介在する締結構造によれば、固定部６０が封止材として機能し、固定部６０によって、貫通孔２２０、詳細には、筒状部５３と貫通孔２２０との間の隙間を封止することができる。即ち、気密性が確保された締結構造を実現することが可能となる。
【００５７】
固定部６０は、上述した通り、パンチ部２０，２１とファスナ部４０との接触部を覆うような中間位置で、締結具１２，１３の軸部に嵌合した状態で設けられる。そのため、締結具１２，１３によれば、ファスナ部４０へのパンチ部２０，２１の固定を、固定部６０によって実現することが可能となり、凸部３３と筒状部５３との嵌合を、緩い状態（隙間ばめ）とすることができる。挿入工程（図２（Ｂ）参照）において、固定部６０は、打ち込み方向の後尾側に押し込まれるため、パンチ部２０，２１とファスナ部４０との接触部を覆わなくなる。これによって、固定部６０による固定は、解除される。凸部３３と筒状部５３との嵌合を緩い状態とすれば、図２（Ｃ）に示す分離工程において、より好適に、パンチ部２０，２１を、ファスナ部４０から取り外すことができる。
【００５８】
（２）上述した固定部６０は、さらに、図７（Ａ），（Ｂ）に示すような、固定部６１としてもよい。締結具１４（図７（Ａ）参照）又は締結具１５（図７（Ｂ）参照）では、ファスナ部４０の外径が、パンチ部２０，２１の外径φ２より小径の外径φ５とされる。外径φ５は、ファスナ部４０において、先端部分を拡径させ、第一ＦＲＰ材２００及び第二ＦＲＰ材２１０を締結したときの締結強度等の諸条件を考慮し、設定される。パンチ部２０，２１の側壁において、打ち込み方向の後尾側となる一部（図７（Ａ），（Ｂ）に示す「Ｌ４」の部分参照）は、外径φ５とされる。固定部６１は、内径φ５とされ、外径φ５とされた締結具１４，１５の軸部の部分（図７（Ａ），（Ｂ）に示す「Ｌ５」の部分参照）に嵌合される。固定部６１と締結具１４，１５の軸部の部分との嵌合は、気密性、及び、締結方法の分離工程（図２（Ｃ）参照）における、パンチ部２０，２１の取り外し等の点を考慮し、好適なはめ合いとされる。嵌合された状態で、打ち込み方向の後尾側となる固定部６１の後端部分は、第一鍔部５２に接する。固定部６１は、図７（Ａ），（Ｂ）に示すよう、締結具１４，１５の軸部（締結具１４，１５の軸部の部分）において、パンチ部２０，２１とファスナ部４０との接触部を覆う。固定部６１の外径は、パンチ部２０，２１の外径φ２とされる。固定部６１の外径φ２に関し、設計上の寸法公差は、気密性を考慮し、パンチ部２０，２１によって形成される貫通孔２２０の内径φ２に対して、プラス（大径）となるように設定するとよい。
【００５９】
締結具１４，１５を用いた締結方法は、図２（Ａ）〜（Ｃ）及び図３（Ａ），（Ｂ）と同様の各工程によって実現される。挿入工程（図２（Ｂ）参照）においても、固定部６１が押し込まれるようなことはなく、固定部６１を備えない場合と同様、ファスナ部４０と共に、固定部６１も、図７（Ｃ）に示すよう、貫通孔２２０に挿入される。固定部６１の外径φ２は、貫通孔２２０に対して、上述したような寸法に設定されている。そのため、固定部６１によっても、固定部６０の場合と同様、貫通孔２２０（筒状部５３と貫通孔２２０との間の隙間）を封止することができ、気密性が確保された締結構造を実現することが可能となる。固定部６１は、貫通孔２２０に挿入される際、貫通孔２２０の内壁と接触し、接触による摩擦等によって、外周が溶融する。パンチ部２０，２１による打ち抜きによって、第一ＦＲＰ材２００及び第二ＦＲＰ材２１０に微小な層間剥離が生じることがある。ただし、固定部６１によれば、仮に層間剥離が生じたとしても、溶融した固定部６１を形成する樹脂材が、層間剥離に入り込み、剥離を修復させることができる。なお、締結具１４，１５では、固定部６１の先端部分を、ファスナ部４０の先端部分と同一の長さとする必要がある場合、分離工程（図２（Ｃ）参照）が完了した時点で、固定部６１の先端部分（図７（Ａ），（Ｂ）に示す「Ｌ５」の部分参照）は、取り除かれ、図７（Ｃ）のような状態とされる。
【００６０】
＜第二実施形態＞
＜締結具＞
第二実施形態の締結具１６について、図８等を参照して説明する。締結具１６は、パンチ部２０と、ファスナ部４１とを備える。パンチ部２０は、上述したパンチ部２０と同様の構成である。締結具１６が備えるパンチ部２０を、上述した締結具１１が備えるパンチ部２１（図４参照）としてもよい。パンチ部２０，２１に関する説明は、省略する。ファスナ部４１は、上述したファスナ部４０に対応する構成である。ファスナ部４１は、打ち込み方向の先頭側及び後尾側が開口し、打ち込み方向に貫通する筒状である。ファスナ部４１の内部には、打ち込み方向に貫通した内部空間５４が形成されている。ファスナ部４１においても、打ち込み方向の後尾側となるファスナ部４１の後端部分には、外周に張り出した第一鍔部５２が設けられている。内部空間５４には、凸部３３が挿入される。内部空間５４が形成されたファスナ部４１の側壁となる筒状部５３の内径寸法に関し、凸部３３及び筒状部５３の嵌合は、第一実施形態の場合と同様とすることもできる。ただし、第一実施形態の場合と比較し、より密着した嵌合としてもよい。例えば、パンチ部２０が、ファスナ部４１から、容易に脱落することを防止可能な程度の嵌合としてもよい。具体的には、中間ばめ又は締まりばめとしてもよい。締結具１６を用いた締結方法が、図９に基づき説明する手法で行われるためである。ファスナ部４１に関し、この他の点は、ファスナ部４０と同様であり、省略する。
【００６１】
＜締結方法及び締結構造＞
締結具１６を用いた締結方法と、締結具１６による締結構造９２とについて、図９等を参照して説明する。図９では、挿入工程に対応した図（図２（Ｂ）参照）と、第二準備工程及び締結工程に対応した図（図３（Ａ），（Ｂ）参照）は、省略されている。締結具１６を用いた締結方法における上金型１１３の可動部１１５は、内部空間５４の形状に対応したセンターピン１１６を有する。可動部１１５は、プレス装置の可動に伴い、締結具１６が収容される空間を、上金型１１３の内壁１１４に沿って移動する。例えば、締結具１６の打ち込みに際し、可動部１１５は、打ち込み方向に移動（下降）する。この締結方法では、先ず、第一準備工程が行われる。第一準備工程では、図９（Ａ）に示すように、締結対象である第一ＦＲＰ材２００及び第二ＦＲＰ材２１０が、重ね合わされた状態で、下金型１００にセットされる。続けて、締結具１６が、上金型１１３の内部にセットされる。このとき、センターピン１１６は、ファスナ部４１の後端部分から、内部空間５４に挿入される。センターピン１１６の先端は、図９（Ａ）に示すよう、凸部３３に接する。従って、プレス装置が稼働し、可動部１１５が、打ち込み方向に移動（下降）すると、パンチ部２０が、センターピン１１６によって押圧され、締結具１６は、収容された上金型１１３の空間内を、打ち込み方向に移動する。プレス装置の稼働開始によって、締結方法は、挿入工程に移行する。挿入工程では、センターピン１１６によって押圧されるパンチ部２０が、打ち込み方向に移動し、貫通孔２２０が形成される。このとき、ファスナ部４１は、パンチ部２０と共に、打ち込み方向に移動し、形成された貫通孔２２０にファスナ部４１が挿入される。挿入工程に関し、この他の点は、図２（Ｂ）に基づき説明したように行われる。これに関する説明は、省略する。
【００６２】
分離工程では、図９（Ｂ）に示すように、貫通孔２２０に挿入されたファスナ部４１から、パンチ部２０が取り外される。第一鍔部５２が、貫通孔２２０の外周部である第一ＦＲＰ材２００の部分に係合した後も、センターピン１１６を有する可動部１１５の打ち込み方向への移動は、継続される。そのため、センターピン１１６は、内部空間５４を、打ち込み方向に移動し、パンチ部２０を押圧する。パンチ部２０は、センターピン１１６による押圧力によって、打ち込み方向に移動し、凸部３３が内部空間５４から抜け落ちる。これによって、パンチ部２０は、ファスナ部４１から取り外される。ファスナ部４１から取り外されたパンチ部２０は、下金型１００内を落下し、下金型１００から排出される。分離工程が完了した後、締結方法は、第二準備工程に移行する。第二準備工程では、下金型１００の他、上金型１１３も、センターピン１１６を有さない可動部を含む金型、例えば、図３（Ａ）に示す上金型１１０のようなタイプの金型とされる。分離工程、第二準備工程及び締結工程に関し、この他の点は、図２（Ｃ）及び図３（Ａ），（Ｂ）に基づき説明したように行われる。これらに関する説明は、省略する。
【００６３】
締結具１６を用いた締結方法によれば、第一ＦＲＰ材２００及び第二ＦＲＰ材２１０が、貫通孔２２０の外周部である第一ＦＲＰ材２００の部分に係合した第一鍔部５２と、第二ＦＲＰ材２１０の側に突出し、外径φ１０に拡径されたファスナ部４１（筒状部５３）の先端部分とによって挟み込まれ、締結された、図９（Ｃ）に示すような締結構造９２を形成することができる。締結構造９２において、気密性を確保しなければならないとき、締結工程後の工程で、内部空間５４を封止する栓部材を、内部空間５４に挿入（圧入）するとよい。締結構造９２に、より高い気密性が要求される場合、第一実施形態の変形例と同様、締結具１６が、さらに、固定部６０又は固定部６１を備える構成とするとよい。この場合、凸部３３と筒状部５３との嵌合によって好適な固定を実現することが可能であるため、固定部６０又は固定部６１は、パンチ部２０とファスナ部４１との接触部を覆うような中間位置に設けられなくてもよい。固定部６１においては、打ち込み方向の長さ（図７（Ａ），（Ｂ）に示す「Ｌ５」参照）を寸法Ｌ３（以下）とすることもできる。この場合、上述したような、先端部分を取り除くための作業は、不要となる。締結具１６が、固定部６０又は固定部６１を備える場合について、この他の点は、上述した通りであり、これに関する説明は省略する。
【００６４】
＜第二実施形態における効果＞
締結具１６によれば、第一実施形態の場合と同様の有利な機能が実現され、有利な効果を得ることができる。締結具１６では、ファスナ部４１を貫通した筒状とし、センターピン１１６によって、パンチ部２０をファスナ部４１から取り外すこととした。そのため、締結方法の分離工程において、確実に、この取り外しを行うことができる。この点に関連し、凸部３３と筒状部５３との嵌合を、より密着した状態とすることが可能となり、分離工程以前に、パンチ部２０がファスナ部４１から脱落してしまうことを防止することができる。従って、取り扱い易い締結具１６とすることができる。
【００６５】
＜第三実施形態＞
＜締結具＞
第三実施形態の締結具１７について、図１０等を参照して説明する。締結具１７は、パンチ部２１と、ファスナ部４２と、第一ピン部７０とを備える。パンチ部２１は、上述したパンチ部２１と同様の構成である。締結具１７が備えるパンチ部２１を、上述した締結具１０が備えるパンチ部２０（図１参照）としてもよい。パンチ部２０，２１に関する説明は、省略する。ファスナ部４２は、上述したファスナ部４０，４１に対応する構成である。ファスナ部４２は、打ち込み方向の先頭側及び後尾側が開口し、打ち込み方向に貫通する筒状である。ファスナ部４２の内部には、打ち込み方向に貫通した内部空間５４が形成されている。ファスナ部４２においても、打ち込み方向の後尾側となるファスナ部４２の後端部分には、外周に張り出した第一鍔部５２が設けられている。打ち込み方向の先頭側となるファスナ部４２の先端部分、換言すれば、筒状部５３の先端部分には、爪部５５が、内部空間５４に突出した状態で、形成されている。爪部５５は、筒状部５３の内周において、全周にわたって形成されていてもよいし、複数の爪部５５が所定の角度間隔、例えば、等間隔で形成されていてもよい。爪部５５が形成された部分（図１０に示す「Ｌ６」の部分参照）を含む筒状部５３の内径に関し、爪部５５の内径φ６は、爪部５５が形成されていない部分（図１０に示す「Ｌ７」の部分参照）の内径φ７より、小径である。締結具１７では、内部空間５４に挿入された凸部３３は、内径φ６の爪部５５と嵌合し、爪部５５によって挟持される。ファスナ部４２に関し、この他の点は、ファスナ部４０，４１と同様であり、省略する。
【００６６】
第一ピン部７０は、ファスナ部４２の後端部分から、内部空間５４に挿入される。第一ピン部７０は、第一頭部７１と、第一ピン本体７２とを含む。第一頭部７１は、第一鍔部５２の外形に対応した形状を有する平板状の構成である。第一頭部７１は、締結具１７による締結構造９３（図１２参照）において、第一鍔部５２に接するように配置される。第一ピン本体７２は、内部空間５４に挿入される構成である。第一ピン本体７２は、先端部７２１と、溝部７２２と、基部７２３とから形成される。第一ピン本体７２において、これら各部７２１，７２２，７２３は、打ち込み方向の先頭側から、先端部７２１、溝部７２２、基部７２３の順で設けられる。先端部７２１及び基部７２３は、爪部５５が形成された部分を除く筒状部５３の内径φ７に対応し、外径φ７とされる。基部７２３と筒状部５３の嵌合は、例えば、隙間ばめ又は中間ばめとされる。締結構造９３において、気密性等が要求される場合、締まりばめとしてもよい。溝部７２２は、外径φ８とされる。外径φ８は、爪部５５の内径φ６より、大径である。溝部７２２及び基部７２３の境界には、外径寸法の相違（φ７＞φ８）に基づき、段差７２４が形成される。
【００６７】
締結構造９３において、段差７２４は、溝部７２２に、はまり込んだ爪部５５と係合する。詳細は後述するが、締結具１７を用いた締結方法において、第一ピン部７０は、内部空間５４を、打ち込み方向に移動する。このとき、先端部７２１は、爪部５５が突出した内部空間５４の部分（図１０に示す「Ｌ６」の部分参照）を通過し、爪部５５を、打ち込み方向に交差（具体的には、直交）する方向に押圧し、爪部５５の内径φ６を拡径する。第一ピン部７０の移動をスムーズに行わせるため、先端部７２１は、打ち込み方向の先頭側となる角部が面取りされた形状とされる。基部７２３は、打ち込み方向の長さが、ファスナ部４２の後端部分から爪部５５までの寸法Ｌ７に一致した長さに設定される。これによって、爪部５５が溝部７２２に、はまり込み、爪部５５と段差７２４とが係合した状態で、第一頭部７１は、第一鍔部５２に接した状態となる。溝部７２２の打ち込み方向における幅は、爪部５５の寸法Ｌ６に対応した寸法に設定される。締結構造９３において、第一ピン部７０が、打ち込み方向に、がたつくことを抑制するためである。
【００６８】
＜締結方法及び締結構造＞
締結具１７を用いた締結方法と、締結具１７による締結構造９３とについて、図１１及び図１２等を参照して説明する。この締結方法は、例えば、下金型１０２及び上金型１１０と、プレス装置とを用いて行われる。下金型１０２及び上金型１１０は、それぞれ、プレス装置に取り付けられる。締結方法は、図１１に示すような複数の工程を含む。図１１では、挿入工程（図２（Ｂ）参照）に対応した図は、省略されている。以下、各工程を順に説明する。
【００６９】
図１１（Ａ）に示す第一準備工程は、第一準備工程に続けて、順次、行われる挿入工程、分離工程及び締結工程のための工程である。下金型１０２には、内径φ９の穴部１０３が形成されている。穴部１０３には、第一ＦＲＰ材２００及び第二ＦＲＰ材２１０を貫通したパンチ部２１と、貫通孔２２０に挿入されたファスナ部４２の先端部分等が挿入される。穴部１０３の内径φ９は、拡径後のファスナ部４２の先端部分の外径φ１０（図１２参照）より大径である。後述する締結工程（図１１（Ｃ）参照）が完了した後、外径φ１０に拡径したファスナ部４２の先端部分を、下金型１０２から取り外せるようにするためである。締結具１７を用いた締結方法では、内径φ２の貫通孔２２０を形成するために、座金２３０が用いられる。座金２３０は、第一実施形態において、図５に基づき説明した座金２３０と同様の座金であって、貫通孔２２０を形成するためのダイスとして機能する。座金２３０に関する説明は、省略する。
【００７０】
第一準備工程では、第一ＦＲＰ材２００及び第二ＦＲＰ材２１０と共に、座金２３０が、第二ＦＲＰ材２１０の下側で、第二ＦＲＰ材２１０に隣接した状態で、下金型１０２にセットされる。下金型１０２は、座金２３０の外周形状に対応し、座金２３０を位置決めするための構成（例えば座金２３０を収容する凹部）を含む。座金２３０は、位置決めされた状態で、下金型１０２にセットされる。続けて、締結具１７が、上金型１１０の内部にセットされる。上金型１１０は、上述した上金型１１０（図２参照）と同様の金型である。これに関する説明は省略する。上金型１１０において、締結具１７が収容される空間の形状は、締結具１７のうち、外径が最も大きな第一鍔部５２及び第一頭部７１の外周形状に対応した形状とされる。プレス装置が稼働し、可動部１１２が、打ち込み方向に移動（下降）すると、第一ピン部７０が、可動部１１２によって押圧される。これに伴い、締結具１７は、収容された上金型１１０の空間内を、打ち込み方向に移動する。プレス装置の稼働開始によって、締結方法は、挿入工程に移行する。
【００７１】
挿入工程では、先ず、可動部１１２にて押圧された第一ピン部７０によってパンチ部２１が押圧される。押圧されたパンチ部２１は、打ち込み方向に移動し、第一ＦＲＰ材２００及び第二ＦＲＰ材２１０が打ち抜かれ、貫通孔２２０が形成される。貫通孔２２０は、外径φ２で一定のパンチ部２１によって、１回で形成される。このとき、パンチ部２１は、パンチ部２１の外径φ２より小径とされた座金２３０の貫通孔２３１の外周部を、第一ＦＲＰ材２００及び第二ＦＲＰ材２１０と共に、打ち抜き、貫通孔２３１を内径φ２の貫通孔とする。挿入工程において、締結具１７が、打ち込まれ、所定量、打ち込み方向に移動すると、ファスナ部４２が、パンチ部２１によって形成された貫通孔２２０に挿入される。ファスナ部４２の貫通孔２２０への挿入が継続されると、第一鍔部５２が、貫通孔２２０の外周部である第一ＦＲＰ材２００の部分に係合し、ファスナ部４２の移動が、規制される。これによって、挿入工程が完了し、締結方法は、分離工程に移行する。挿入工程から分離工程への移行は、連続的に行われる。
【００７２】
図１１（Ｂ）に示す分離工程に移行した状態においても、可動部１１２の打ち込み方向への移動は継続される。そのため、第一ピン部７０への押圧も、継続され、第一ピン部７０は、内部空間５４を、打ち込み方向に移動する。第一ピン部７０の打ち込み方向への移動に伴い、第一ピン本体７２の先端部７２１は、爪部５５が突出した内部空間５４の部分（図１０に示す「Ｌ６」の部分参照）に挿入される。先端部７２１は、爪部５５を、打ち込み方向に交差する方向に押圧する。これによって、貫通孔２２０，２３１を通過して第二ＦＲＰ材２１０の側（座金２３０の側）に突出したファスナ部４２の先端部分は、貫通孔２２０，２３１の内径φ２より、拡径した状態となる。また、内部空間５４を打ち込み方向に移動する第一ピン部７０は、パンチ部２１を押圧する。パンチ部２１は、第一ピン部７０による押圧力によって、打ち込み方向に移動し、凸部３３が内部空間５４から抜け落ちる。これによって、パンチ部２１は、ファスナ部４２から取り外される。ファスナ部４２から取り外されたパンチ部２１は、図１１（Ｂ）に示すように、下金型１０２内を落下し、下金型１０２から排出される。パンチ部２１によって打ち抜かれたカス２０１，２１１は、上記同様、図１１（Ｂ）に示すような状態となり、パンチ部２１と共に排出される。これによって、分離工程が完了し、締結方法は、締結工程に移行する。分離工程から締結工程への移行も、連続的に行われる。
【００７３】
図１１（Ｃ）に示す締結工程は、爪部５５を第一ピン本体７２の溝部７２２に嵌め込み、爪部５５を段差７２４に係合させ、第一ピン部７０を、ファスナ部４２に固定すると共に、第一ＦＲＰ材２００及び第二ＦＲＰ材２１０を締結する工程である。締結工程に移行後も、可動部１１２の打ち込み方向への移動は継続され、第一ピン部７０は、打ち込み方向に押圧され、移動する。第一ピン部７０の打ち込み方向への移動に伴い、第一ピン本体７２の先端部７２１は、爪部５５が突出した内部空間５４の部分を通過し、第二ＦＲＰ材２１０の側（座金２３０の側）に突出する。このとき、第一頭部７１は、第一鍔部５２に接し、第一ピン部７０の打ち込み方向への移動が規制される。第一ピン本体７２の溝部７２２は、図１１（Ｃ）に示すように、爪部５５が突出した内部空間５４の部分に挿入され、爪部５５が、溝部７２２に、はまり込む。図１０に示すように、第一ピン本体７２の溝部７２２の外径φ８は、先端部７２１の外径φ７より、小径である。そのため、爪部５５が、溝部７２２に、はまり込んだ状態では、ファスナ部４２の先端部分の外径は、図１１（Ｂ）に示す状態からは縮径する。ただし、締結具１７では、打ち込み方向に交差（直交）する方向に突出する爪部５５の突出量、及び、溝部７２２（段差７２４）の深さは、それぞれ、爪部５５が溝部７２２に、はまり込んだ状態において、ファスナ部４２の先端部分が、拡径されるような寸法に設定される。具体的に、「爪部５５の突出量＞溝部７２２（段差７２４）の深さ」との関係が満たされるような寸法に設定される。従って、締結構造９３では、ファスナ部４２の先端部分の外径φ１０は、図１２に示すように、パンチ部２１によって形成された貫通孔２２０，２３１の内径φ２より、大径となる。
【００７４】
爪部５５が溝部７２２に、はまり込んだ状態において、爪部５５は、段差７２４に係合する。このような係合状態では、溝部７２２には、外径φ１０に拡径したファスナ部４２の先端部分の弾性力が作用する。このようにして、ファスナ部４２及び第一ピン部７０が、固定される。第一ＦＲＰ材２００及び第二ＦＲＰ材２１０と、座金２３０とは、貫通孔２２０の外周部である第一ＦＲＰ材２００の部分に係合した第一鍔部５２と、第二ＦＲＰ材２１０の側に突出し、第一ピン部７０によって、外径φ１０に拡径されたファスナ部４２の先端部分とによって挟み込まれ、締結される。これによって、締結工程は完了する。締結工程が完了した後、下金型１０２又は上金型１１０の少なくとも何れか一方を、締結工程等の際とは反対の方向に移動させ、下金型１０２及び上金型１１０を、離間させる。その後、第一ＦＲＰ材２００及び第二ＦＲＰ材２１０等をファスナ部４２で締結した締結構造９３が、プレス装置から取り外される。これによって、図１２に示すような、締結構造９３が得られる。以上、締結方法は、終了する。
【００７５】
締結具１７を用いた締結方法では、座金２３０を省略することもできる。この場合、下金型は、貫通孔２２０を形成するための穴部（図２（Ａ）の穴部１０１参照）が形成されたダイス構造を有し、例えば、この穴部が半円状となる位置で分割可能な分割構造を有する。締結具１７を用いた締結方法の締結工程が完了した後、所定のタイミングで、下金型は分割され、外径φ１０に拡径したファスナ部４２の先端部分が、貫通孔２２０を形成するための穴部から取り外される。この下金型では、座金２３０を収容する凹部は省略される。
【００７６】
＜第三実施形態における効果＞
締結具１７によれば、第一実施形態の場合と同様の有利な機能が実現され、有利な効果を得ることができる。締結具１７は、第一ピン部７０を備え、締結具１７を用いた締結方法では、第一ピン部７０を、打ち込み方向に移動させることとした。そのため、第一ピン部７０で、パンチ部２１を押圧し、パンチ部２１をファスナ部４２から取り外すと共に、これと同時に、ファスナ部４２の先端部分を、外径φ２から外径φ１０に拡径させることができる。この締結方法では、締結に要する工程を少なくし、効率よく締結作業を行うことができる。締結構造９３では、内部空間５４に、第一ピン部７０が、挿入される。そのため、内部空間５４を封止し、締結構造９３の気密性を確保することができる。締結構造９３に、より高い気密性が要求される場合、第一実施形態の変形例と同様、締結具１７が、さらに、固定部６０又は固定部６１を備える構成とするとよい。これに関する説明は、上述した通りであり、省略する。
【００７７】
締結具１７を用いた締結方法では、座金２３０が用いられ、締結構造９３は、座金２３０を含む構成となる。従って、締結構造９３によっても、上述したような、バリの発生と、拡径のために付与される荷重に起因した第二ＦＲＰ材２１０の破損とに対応することができる。第二ＦＲＰ材２１０に接する座金２３０を低硬度とすることが可能で、この部分における第二ＦＲＰ材２１０の破損を防止することができる。これらに関する説明は、上述した通りであり、省略する。この締結方法では、ファスナ部４２が、可動部１１２によって、直接押圧されることはない。そのため、ファスナ部４２の強度、特に、第一ＦＲＰ材２００と接する第一鍔部５２の強度を低下させることができる。即ち、ファスナ部４２（第一鍔部５２）の硬度を低硬度とすることが可能となる。従って、第一鍔部５２に接する第一ＦＲＰ材２００の部分が、破損することを防止可能な締結構造９３とすることができる。
【００７８】
＜第四実施形態＞
＜締結具＞
第四実施形態の締結具１８について、図１３等を参照して説明する。締結具１８は、パンチ部２０と、ファスナ部４３と、第二ピン部８０とを備える。パンチ部２０は、上述したパンチ部２０と同様の構成である。締結具１８が備えるパンチ部２０を、上述した締結具１１が備えるパンチ部２１（図４参照）としてもよい。パンチ部２０，２１に関する説明は、省略する。ファスナ部４３は、上述したファスナ部４０〜４２に対応する構成である。ファスナ部４３は、ファスナ部４１に類似した形状を有する。即ち、ファスナ部４３は、ファスナ部４１と同様、打ち込み方向に貫通する内部空間５４が形成された筒状である。ファスナ部４３においても、打ち込み方向の後尾側となるファスナ部４３の後端部分には、外周に張り出した第一鍔部５２が設けられている。内部空間５４には、凸部３３が挿入される。内部空間５４が形成されたファスナ部４３の側壁となる筒状部５３の内径寸法に関し、凸部３３及び筒状部５３の嵌合は、第二実施形態の場合と同様としてもよい。筒状部５３の寸法Ｌ３は、重ね合わされた第一ＦＲＰ材２００及び第二ＦＲＰ材２１０の全体の厚み以下となるように設定される。従って、ファスナ部４３が貫通孔２２０に挿入された状態において、ファスナ部４３（筒状部５３）の先端部分は、貫通孔２２０に収容された状態となる。ファスナ部４３に関し、この他の点は、ファスナ部４０〜４２と同様であり、省略する。
【００７９】
第二ピン部８０は、貫通孔２２０が形成され、ファスナ部４３が貫通孔２２０に挿入され、ファスナ部４３からパンチ部２０が取り外された状態において、内部空間５４に挿入される。内部空間５４への挿入は、打ち込み方向の先頭側となるファスナ部４３の先端部分から行われる。第二ピン部８０は、第二鍔部８１と、第二ピン本体８２とを含む。第二鍔部８１は、平板状の構成である。第二鍔部８１は、締結具１８による締結構造９４（図１５（Ｃ）参照）において、貫通孔２２０の外周部である第二ＦＲＰ材２１０の部分に係合する。第二ピン本体８２は、内部空間５４に挿入される構成である。第二ピン本体８２は、筒状部５３の内径φ７に対応し、外径φ７とされる。第二ピン本体８２の寸法Ｌ８は、重ね合わされた第一ＦＲＰ材２００及び第二ＦＲＰ材２１０の全体の厚みと、第一鍔部５２の厚み寸法Ｌ９との合計より、長く設定される。従って、第二ピン部８０が内部空間５４に挿入された状態で、打ち込み方向の後尾側となる第二ピン本体８２の先端部分は、第一鍔部５２の側（第一ＦＲＰ材２００の側）に突出する。第一鍔部５２の側に突出した第二ピン本体８２の先端部分は、締結具１８を用いた締結方法において、第一鍔部５２に係合するよう、内部空間５４の内径φ７より大きく拡径される。
【００８０】
＜締結方法及び締結構造＞
締結具１８を用いた締結方法と、締結具１８による締結構造９４とについて、図１４及び図１５等を参照して説明する。締結方法は、例えば、下金型１００及び上金型１１３と、プレス装置とを用いて行われる。下金型１００及び上金型１１３は、それぞれ、プレス装置に取り付けられる。下金型１００及び上金型１１３は、共に、上述した下金型１００及び上金型１１３（図９（Ａ），（Ｂ）参照）と同様の金型である。これらに関する説明は省略する。締結方法は、図１４（Ａ）〜（Ｃ）及び図１５（Ａ），（Ｂ）に示すような複数の工程を含む。図１４では、挿入工程に対応した図（図２（Ｂ）参照）は、省略されている。以下、各工程を順に説明する。
【００８１】
締結具１８を用いた締結方法では、先ず、図１４（Ａ）に示す第一準備工程が行われる。第一準備工程は、図９（Ａ）に基づき説明した第一準備工程と同様に行われる。続けて、この締結方法では、挿入工程と、図１４（Ｂ）に示す分離工程とが、順次連続して実行される。挿入工程は、図２（Ｂ）に基づき説明した挿入工程と同様に行われ、分離工程は、図９（Ｂ）に基づき説明した分離工程と同様に行われる。第一準備工程、挿入工程及び分離工程に関する説明は、省略する。分離工程が完了した後、締結方法は、第二準備工程に移行する。第二準備工程では、下金型１００又は上金型１１３の少なくとも何れか一方を、挿入工程及び分離工程の際とは反対の方向に移動させ、下金型１００及び上金型１１３を、離間させる。その後、第一ＦＲＰ材２００及び第二ＦＲＰ材２１０に形成された貫通孔２２０にファスナ部４３が挿入された状態の構成（以下、「締結前構成」という。）が、プレス装置、詳細には、下金型１００又は上金型１１３から取り外される。続けて、図１４（Ｃ）に示すような、載置面が平面状の下金型１３０の所定の位置に、第二ピン部８０がセットされる。下金型１３０は、次工程である締結工程のためのプレス装置に取り付けられている。下金型１３０が取り付けられたプレス装置には、上金型１１３とは異なる、この締結工程のための上金型（不図示）も、取り付けられている。
【００８２】
次に、図１５（Ａ）に示すように、内部空間５４に第二ピン部８０（第二ピン本体８２）が挿入された状態となるよう、締結前構成が、下金型１３０にセットされる。筒状部５３の寸法Ｌ３は、上述したような値に設定されているため、締結前構成において、ファスナ部４３の先端部分は、第二ＦＲＰ材２１０の側に突出することなく、内部空間５４に収容される。従って、締結前構成が、下金型１３０にセットされた状態において、第二ピン部８０の第二鍔部８１と、第二ＦＲＰ材２１０とは、接した状態となる。第二ピン本体８２の寸法Ｌ８は、上述したような値に設定されているため、締結前構成が、下金型１３０にセットされた状態において、第二ピン部８０（第二ピン本体８２）の先端部分は、第一鍔部５２の側（第一ＦＲＰ材２００の側）に突出した状態となる。第二準備工程は、これによって完了し、締結方法は、図１５（Ｂ）に示す締結工程に移行する。
【００８３】
締結工程では、下金型１３０が取り付けられたプレス装置が稼働し、このプレス装置に取り付けられた上金型（不図示）が打ち込み方向に移動（下降）し、第一鍔部５２の側に突出した第二ピン部８０の先端部分が、上金型を介して、打ち込み方向に押圧され、かしめられる。第二ピン部８０の先端部分は、塑性変形して拡径し、内部空間５４の内径φ７より大径の外径φ７’となる（図１５（Ｂ）参照）。外径φ７’となった第二ピン部８０の先端部分は、図１５（Ｂ）に示すように、第一鍔部５２に係合する。第一ＦＲＰ材２００及び第二ＦＲＰ材２１０は、貫通孔２２０の外周部である第一ＦＲＰ材２００の部分に係合し、且つ、外径がφ７’に拡径された第二ピン部８０の先端部分に係合した第一鍔部５２と、貫通孔２２０の外周部である第二ＦＲＰ材２１０の部分に係合した第二鍔部８１とによって挟み込まれ、締結される。この状態において、打ち込み方向とは反対側へのファスナ部４３の移動は、外径φ７’となった第二ピン部８０の先端部分が、第一鍔部５２と係合することで規制される。これによって、締結工程は完了する。締結工程が完了した後、下金型１３０が取り付けられたプレス装置を、下金型１３０又は上金型（不図示）の少なくとも何れか一方を、締結工程の際とは反対の方向に移動させ、下金型１３０及び上金型を、離間させる。その後、第一ＦＲＰ材２００及び第二ＦＲＰ材２１０を、ファスナ部４３及び第二ピン部８０で締結した締結構造９４が、プレス装置から取り外される。これによって、図１５（Ｃ）に示すような締結構造９４が得られる。以上、締結方法は、終了する。
【００８４】
＜第四実施形態における効果＞
締結具１８によれば、第一実施形態の場合と同様の有利な機能が実現され、有利な効果を得ることができる。締結具１８は、第二ピン部８０を備える構成とし、締結具１８を用いた締結方法では、第二ピン部８０をファスナ部４３の先端部分から内部空間５４に挿入し、第一鍔部５２の側に突出した第二ピン部８０の先端部分をかしめ、第一鍔部５２と、第二鍔部８１とによって、第一ＦＲＰ材２００及び第二ＦＲＰ材２１０を挟み込み、締結することとした。そのため、第二ピン部８０で、貫通孔２２０を封止することが可能となり、気密性が確保された締結構造９４とすることができる。締結構造９４に、より高い気密性が要求される場合、第一実施形態の変形例と同様、締結具１８が、さらに、固定部６０又は固定部６１を備える構成とするとよい。これに関する説明は、上述した通りであり、省略する。
【００８５】
締結具１８を用いた締結方法では、ファスナ部４３が、可動部１１５によって、直接押圧されることはない。第二ピン部８０は、貫通孔２２０を形成する際には用いられない。そのため、ファスナ部４３の強度、特に、第一ＦＲＰ材２００と接する第一鍔部５２の強度を低下させ、また、第二ピン部８０の強度、特に、第二ＦＲＰ材２１０と接する第二鍔部８１の強度を低下させることができる。即ち、締結具１８では、第一ＦＲＰ材２００に接するファスナ部４３（第一鍔部５２）の硬度と、第二ＦＲＰ材２１０に接する第二ピン部８０（第二鍔部８１）の硬度とを低硬度とすることが可能となる。従って、ファスナ部４３及び第二ピン部８０にそれぞれ接する第一ＦＲＰ材２００及び第二ＦＲＰ材２１０の部分の破損を防止することができる。締結具１８を用いた締結方法の締結工程では、下金型１３０は、平面状であればよく、下金型１３０の構成をシンプルにすることができる。
【００８６】
＜第五実施形態＞
＜締結具＞
第五実施形態の締結具１９について、図１６等を参照して説明する。締結具１９は、パンチ部２２と、ファスナ部４４とを備える。パンチ部２２は、上述したパンチ部２１のような凸部３３を含まないが、これ以外は、パンチ部２１と同様の構成である。締結具１９が備えるパンチ部２２を、上述した締結具１０が備えるパンチ部２０（図１参照）のように、パンチ部２０の先端部分を小径とし、段差３２が形成された構成としてもよい。このようなパンチ部も、上述したパンチ部２０と同様（凸部３３を含まず）に構成される。このように、パンチ部２２は、上述したパンチ部２１（パンチ部２０）と同様であり、これに関する説明は、省略する。
【００８７】
ファスナ部４４は、第一ファスナ部４０１と、第二ファスナ部４０２とを含む。第一ファスナ部４０１は、上述した締結具１０，１１が備えるファスナ部４０に対応する構成である。第一ファスナ部４０１の内部空間５１には、第二ファスナ部４０２が挿入される。第一ファスナ部４０１に関し、この他の点は、ファスナ部４０と同様であり、省略する。第二ファスナ部４０２は、インナー部４０３と、第二頭部４０４とを含む。インナー部４０３は、打ち込み方向の先頭側となる第一ファスナ部４０１（筒状部５３）の先端部分から、内部空間５１に挿入される。インナー部４０３は、第一ファスナ部４０１の先端部分が、第二頭部４０４に接する位置まで、内部空間５１に挿入される。筒状部５３と、インナー部４０３との嵌合は、例えば、締まりばめとされ、両者は、圧入状態とされる。詳細は後述するが、締結具１９による締結構造９５（図１７（Ｃ）参照）では、第一ファスナ部４０１と第二ファスナ部４０２とは固定され、第二ファスナ部４０２が第一ファスナ部４０１から脱落することを防止することができる。
【００８８】
第二頭部４０４は、インナー部４０３と一体的に形成される。インナー部４０３と第二頭部４０４との境界部分（図１６に記載の「Ｐ部」参照）は、打ち込み方向の先頭側に向けて拡径するように傾斜面、例えばテーパー形状（図１６参照）とされる。傾斜面は、Ｒ状としてもよい。第一ファスナ部４０１の先端部分は、締結具１９を用いた締結方法の締結工程において、この傾斜面の部分で拡径される。第二頭部４０４は、打ち込み方向の先頭側となる面が、平面状とされる。第二頭部４０４は、打ち込み方向の後尾側となるパンチ部２２の後端部分と取り外し自在に固定される。第二頭部４０４を介した、ファスナ部４４（第二ファスナ部４０２）と、パンチ部２２との固定は、締結方法の分離工程において、パンチ部２２を自動的に取り外すことが可能であれば、種々の手法を採用することができる。例えば、微量の接着剤等で接着しておいてもよい。上述したパンチ部２１等と同様、凸部３３に対応した構成を含むパンチ部とし、第二ファスナ部４０２に、これと嵌合する凹部を形成し、両者を、上記同様、嵌合させる構成としてもよい。この他、上述した固定部６０又は固定部６１を、上記同様に採用してもよい。この場合、固定部６０又は固定部６１は、少なくとも、第一ファスナ部４０１の先端部分からパンチ部２２の後端部分までの範囲を覆う。
【００８９】
＜締結方法及び締結構造＞
締結具１９を用いた締結方法と、締結具１９による締結構造９５とについて、図１７等を参照して説明する。図１７では、第一準備工程、挿入工程及び分離工程に対応した図（図２（Ａ）〜（Ｃ）参照）は、省略されている。この締結方法においても、第一準備工程、挿入工程及び分離工程の各工程が、順次、行われる。第一準備工程、挿入工程及び分離工程の各工程は、図２（Ａ）〜（Ｃ）に基づき説明したように行われる。これに関する説明は、省略する。分離工程が完了した後、この締結方法は、図１７（Ａ）に示す第二準備工程に移行し、その後、図１７（Ｂ）に示す締結工程が行われる。第二準備工程では、第一準備工程〜分離工程で用いられた下金型（図２（Ａ）〜（Ｂ）に示す「下金型１００」参照）が、締結工程のための下金型１４０とされる。下金型１４０は、第二頭部４０４に対向する面が、平面状をした金型である。
【００９０】
締結工程では、プレス装置が稼働し、下金型１４０が、第二ＦＲＰ材２１０に接するまで、下金型１４０又は上金型１１０の少なくとも何れか一方を、打ち込み方向に対応した方向（鉛直方向）に移動させ、下金型１４０及び上金型１１０を、漸次、接近させる。第二ファスナ部４０２は、第一ファスナ部４０１に対して、打ち込み方向と反対側に移動し、第二ファスナ部４０２が、内部空間５１にさらに挿入される。内部空間５１へのさらなる挿入は、打ち込み方向の後尾側となるインナー部４０３の先端部分が、有底筒状の第一ファスナ部４０１の底部に接近するまで行われる。インナー部４０３の先端部分と、第一ファスナ部４０１の底部との間に、一定間隔の内部空間５１を残存させ、両部を非接触とするとよい。締結構造９５、及び／又は、締結構造９５におけるファスナ部４４に、この挿入に伴う応力が作用することを防止又は低減することができる。前述のように第二ファスナ部４０２を内部空間５１にさらに挿入する際、第一ファスナ部４０１の先端部分は、インナー部４０３と第二頭部４０４との境界部分（図１６に示す「Ｐ部」参照）で、第二頭部４０４の外径方向（打ち込み方向に交差（直交）する方向に一致）に変形する。即ち、第一ファスナ部４０１の先端部分は、貫通孔２２０の内径φ２より大きな外径φ１０に拡径される。第一ＦＲＰ材２００及び第二ＦＲＰ材２１０は、貫通孔２２０の外周部である第一ＦＲＰ材２００の部分に係合した第一鍔部５２と、外径がφ１０に拡径された第一ファスナ部４０１の先端部分とによって挟み込まれ、締結される。これによって、締結工程は完了する。締結工程が完了した後、下金型１４０又は上金型１１０の少なくとも何れか一方を、締結工程の際とは反対の方向に移動させ、下金型１４０及び上金型１１０を、離間させる。その後、第一ＦＲＰ材２００及び第二ＦＲＰ材２１０をファスナ部４４で締結した締結構造９５が、プレス装置から取り外される。これによって、図１７（Ｃ）に示すような締結構造９５が得られる。以上、締結方法は、終了する。
【００９１】
締結工程において、第一ファスナ部４０１の先端部分の拡径は、次のようにして行ってもよい。この場合、インナー部４０３と第二頭部４０４との境界部分の円周上には、複数の刃部が、所定の間隔（例えば等間隔）で設けられる。締結工程では、内部空間５１への第二ファスナ部４０２のさらなる挿入に伴い、第一ファスナ部４０１（筒状部５３）の先端部分が、複数の刃部で、短冊状に切断される。短冊状に切断された第一ファスナ部４０１の先端部分は、それぞれ、インナー部４０３と第二頭部４０４との境界部分で、第二ＦＲＰ材２１０に接近する側にカールし、貫通孔２２０の内径φ２より大きな外径φ１０に拡径される。
【００９２】
＜第五実施形態における効果＞
締結具１９によれば、第一実施形態の場合と同様の有利な機能が実現され、有利な効果を得ることができる。締結具１９では、ファスナ部４４を、第一ファスナ部４０１と、第二ファスナ部４０２とに分割して構成し、第二ファスナ部４０２を介して、第一ファスナ部４０１の先端部分を、貫通孔２２０の内径φ２より大きな外径φ１０に拡径するようにした。そのため、第一ファスナ部４０１の先端部分を、好適に拡径することができる。締結具１９では、第一ファスナ部４０１が有底筒状であるため、貫通孔２２０を封止することが可能となり、気密性が確保された締結構造９５とすることができる。内部空間５１には、第二ファスナ部４０２が挿入される。そのため、内部空間５１に、例えば、カス２０１，２１１が進入することを、好適に防止することができる。締結具１９を用いた締結方法の締結工程では、下金型１４０は、平面状であればよく、下金型１４０の構成をシンプルにすることができる。
【符号の説明】
【００９３】
１０，１１，１２，１３，１４，１５，１６，１７，１８，１９ 締結具
２０，２１，２２ パンチ部、 ３１ 内部空間、 ３２ 段差、 ３３ 凸部
４０，４１，４２，４３，４４ ファスナ部、 ４０１ 第一ファスナ部
５１，５４ 内部空間、 ５２ 第一鍔部、 ５３ 筒状部、 ５５ 爪部
４０２ 第二ファスナ部、 ４０３ インナー部、 ４０４ 第二頭部
６０，６１ 固定部
７０ 第一ピン部、 ７１ 第一頭部、 ７２ 第一ピン本体
７２１ 先端部、 ７２２ 溝部、 ７２３ 基部、 ７２４ 段差
８０ 第二ピン部、 ８１ 第二鍔部、 ８２ 第二ピン本体
９０，９１，９２，９３，９４，９５ 締結構造
２００ 第一ＦＲＰ材、 ２１０ 第二ＦＲＰ材、 ２２０ 貫通孔
２３０ 座金、 ２３１ 貫通孔
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の被締結部材を締結するための締結具、及び、締結具を用いた締結方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、複数の被締結部材を締結するための技術が提案されている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。特許文献１には、ＦＲＰ接合構造が開示されている。ＦＲＰ接合構造では、セルフピアスリベットが用いられる。ＦＲＰ接合構造は、ＦＲＰ部材としての右半体及び左半体とが重ね合わせられて接着剤を介して相互に接合され、接着剤が未硬化の状態で、右半体から打ち込まれたセルフピアスリベットの先端が左半体内に留まっているように構成されている。右半体を貫通したセルフピアスリベットの先端側は、左半体内でダイによって座屈変形するとともに、左半体内に留まったまま展開する。特許文献１では、ＦＲＰ部材としての右半体及び左半体は、ＣＦＲＰ積層部材である。
【０００３】
特許文献２には、重ね合せられたＦＲＰ板の締結方法及びその締結構造が開示されている。ＦＲＰ板の締結には、セルフピアスリベットが用いられる。ＦＲＰ板の締結では、一方のＦＲＰ板の被締結部に金属板が密着され、他方のＦＲＰ板の被締結部から両ＦＲＰ板にセルフピアスリベットが打ち込まれる。リベット頭部は、他方のＦＲＰ板の被締結部に密着し、両ＦＲＰ板を貫通したリベット胴部の環状先端部分は、金属板に食い込み、拡径変形する。リベット胴部の穴内には両ＦＲＰ板に対するピアシングにより生じたＦＲＰくず及び金属板の中心部分が進入する。特許文献２では、ＦＲＰ板は、炭素繊維製織布とエポキシ樹脂とよりなる積層板である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２２９９８０号公報
【特許文献２】特開２００５−６９４５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、自動車、船舶、鉄道、航空機等の車両を製作（生産）する場合、これらを構成する各部品の材質には鉄鋼が用いられ、それらの組立には溶接が用いられている。これに対し近年、軽量化等を目的として、各部品の材質にアルミニウム、アルミニウム合金、及び／又は、ＧＦＲＰ材、ＣＦＲＰ材等の繊維強化樹脂材（以下、「ＦＲＰ材」ともいう。）等を用いる研究がなされ、既に一部車両において量産化されている。鉄鋼以外の材質の場合、溶接による組立は、困難又は不可能である。そのため、組立に接着剤を用いることがある。しかし、接着剤は、完全に乾くまでは、固着力が低い。
【０００６】
複数の被締結部材を締結する方法として、リベット締結がある。リベット締結は、材質に関わらず安定した締結ができる利点がある。しかし、事前に、被締結部材に穴加工を行う必要があり、作業工程が増加してしまう。被締結部材がＦＲＰ材の場合、ドリル、パンチ等の穴開け工具の消耗が激しく、工具寿命が、極端に短くなる場合もある。特許文献１又は特許文献２のようなセルフピアスリベットによれば、下穴加工が不要となる。
【０００７】
しかし、特許文献１に開示されているような形状のセルフピアスリベットでは、ＦＲＰ材のような被締結部材を締結する際、被締結部材に打ち込まれる部分（特許文献１における「セルフピアスリベットの先端側」に対応）で、座屈が発生してしまう。なお、ここでいう座屈は、特許文献１に開示されたダイによる座屈とは異なる。ＦＲＰ材は延性が非常に低いため、実際には、ＦＲＰ材自身が大きく変形することはなく、破損してしまう。被締結部材がＣＦＲＰ材である場合、層間剥離が発生し易い。従って、リベット締結が行われた部分において気密性を確保可能な、所謂、シールドかしめを、特許文献１に開示されたような態様で、好適に行うことは、困難を伴う。
【０００８】
特許文献２のような態様の、所謂、打ち抜きかしめでは、特許文献２に開示されているように、被締結部材を打ち抜く際、カス（特許文献２における「ＦＲＰくず」に対応）が発生する。被締結部材が、例えば鉄鋼材である場合、リベットの中空穴に、このカスを、収納することが可能であるが、ＦＲＰ材では、困難となる。そのため、次工程又は最終製品内にて、カスが脱落する可能性がある。特許文献２のように金属板を用い、この金属板によってシールドかしめを実現する構成によれば、カスの脱落と、ＦＲＰ材の破損等に対応することが可能であるとも考えられる。しかし、常に、金属板を用いなければならず、金属板を含む締結構造となってしまう。この他、金属板の採用は、作業工程の追加を伴い、設備の複雑化等についての検討が必要となる。さらに、金属板の追加に伴う、コスト増加を考慮しなければならない。
【０００９】
本発明は、複数の被締結部材を好適に締結することができる、締結具及び締結方法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】
【００１０】
上記従来の課題に鑑みなされた本発明の一側面は、第一被締結部材と、第二被締結部材と、が重ね合わされた状態において、前記第一被締結部材の側から、前記第一被締結部材及び前記第二被締結部材に打ち込まれ、前記第一被締結部材と、前記第二被締結部材と、を締結するための締結具であって、前記第一被締結部材及び前記第二被締結部材への前記締結具の打ち込みによって、前記第一被締結部材及び前記第二被締結部材を貫通する貫通孔を形成するパンチ部と、前記締結具が打ち込まれる打ち込み方向の後尾側となる前記パンチ部の後端部分と取り外し自在に固定され、前記第一被締結部材及び前記第二被締結部材への締結具の打ち込みに伴い前記貫通孔に挿入され、前記パンチ部が取り外された状態において、前記第一被締結部材と、前記第二被締結部材と、を締結するファスナ部と、を備える、締結具である。
【００１１】
これによれば、締結具は、貫通孔を形成するための専用部位としてのパンチ部と、締結するための専用部位としてのファスナ部とを備える。そのため、第一被締結部材及び第二被締結部材への締結具の打ち込みによって、第一被締結部材及び第二被締結部材を打ち抜き、貫通孔を形成する際に生じるカスを、貫通孔を形成するパンチ部と共に、取り除くことが可能となり、カスを取り除いた状態で、ファスナ部による好適な締結を実現することができる。ファスナ部は、パンチ部の後端部分と取り外し自在に固定されている。そのため、パンチ部による貫通孔の形成に伴い、ファスナ部を、好適に貫通孔に挿入することができる。締結対象となる第一被締結部材及び第二被締結部材に、事前に、貫通孔を形成するような作業は必要なく、そのための工具に関し、摩耗等の問題も生じない。
【００１２】
この締結具は、次のようにしてもよい。前記パンチ部は、前記打ち込み方向の先頭側が開口した筒状である、ようにしてもよい。これによれば、カスの少なくとも一部を、パンチ部に収容させることができる。そのため、より好適に、パンチ部と共に、カスを取り除くことができる。
【００１３】
また、前記パンチ部は、前記打ち込み方向の先頭側が開口した有底筒状である、ようにしてもよい。これによれば、パンチ部に収容されたカスが、ファスナ部の側に進入することを防止することができる。
【００１４】
また、前記打ち込み方向の先頭側となる前記パンチ部の先端部分の外径は、前記パンチ部の先端部分と、前記パンチ部の後端部分と、の間の前記パンチ部の中間部分の外径より、小径である、ようにしてもよい。これによれば、貫通孔を、スムーズに形成することができる。
【００１５】
また、前記ファスナ部は、前記打ち込み方向の先頭側が開口した筒状をなし、前記打ち込み方向の後尾側となる前記ファスナ部の後端部分で、外周に張り出し、前記ファスナ部が前記貫通孔に挿入された状態において、前記貫通孔の外周部である前記第一被締結部材の部分に係合する第一鍔部を含み、前記貫通孔を通過して前記第二被締結部材の側に突出した前記ファスナ部の先端部分は、前記貫通孔の内径より大きく拡径される、ようにしてもよい。これによれば、パンチ部にて形成された貫通孔を介して、第一被締結部材及び第二被締結部材を、好適に締結することができる。
【００１６】
また、前記ファスナ部は、前記打ち込み方向に貫通する筒状をなし、前記打ち込み方向の先頭側となる前記ファスナ部の先端部分に形成され、筒状の前記ファスナ部の内部空間に突出した爪部と、前記打ち込み方向の後尾側となる前記ファスナ部の後端部分で、外周に張り出し、前記ファスナ部が前記貫通孔に挿入された状態において、前記貫通孔の外周部である前記第一被締結部材の部分に係合する第一鍔部と、を含み、前記締結具は、前記ファスナ部の後端部分から、前記内部空間に挿入され、前記締結具が、前記第一被締結部材及び前記第二被締結部材に打ち込まれる場合、前記打ち込み方向に押圧される第一ピン部を、さらに備え、前記第一ピン部は、前記パンチ部を、前記打ち込み方向に押圧し、前記貫通孔を形成した前記パンチ部を前記ファスナ部から取り外し、前記爪部を、前記打ち込み方向に交差する方向に押圧し、前記貫通孔を通過して前記第二被締結部材の側に突出した前記ファスナ部の先端部分を、前記貫通孔の内径より大きく拡径させる、ようにしてもよい。これによれば、第一被締結部材及び第二被締結部材を締結するために要する作業工程を少なくし、好適な締結方法を実現可能な締結具とすることができる。締結構造において、気密性を確保することもできる。
【００１７】
また、前記ファスナ部は、前記打ち込み方向に貫通する筒状をなし、前記打ち込み方向の後尾側となる前記ファスナ部の後端部分で、外周に張り出し、前記ファスナ部が前記貫通孔に挿入された状態において、前記貫通孔の外周部である前記第一被締結部材の部分に係合する第一鍔部を含み、前記締結具は、前記打ち込み方向の先頭側となる前記ファスナ部の先端部分から、筒状の前記ファスナ部の内部空間に挿入され、前記内部空間に挿入された状態において、前記貫通孔の外周部である前記第二被締結部材の部分に係合する、第二ピン部を、さらに備え、前記第二ピン部は、前記ファスナ部が前記貫通孔に挿入され、前記ファスナ部から前記パンチ部が取り外された状態において、前記内部空間に挿入され、前記内部空間を通過して前記第一鍔部の側に突出した前記第二ピン部の先端部分は、前記第一鍔部に係合するよう、前記内部空間の内径より大きく拡径される、ようにしてもよい。これによれば、締結構造において、第一被締結部材及び第二被締結部材に接する部材を低硬度とすることが可能な締結具とすることができる。即ち、低硬度とされたファスナ部及び第二ピン部によって、第一被締結部材及び第二被締結部材を締結することができる。ファスナ部及び第二ピン部を低硬度とすると、これらにそれぞれ接する第一被締結部材及び第二被締結部材の各部分の破損を抑制することができる。締結構造において、気密性を確保することもできる。
【００１８】
また、前記締結具は、管状で、前記パンチ部と前記ファスナ部とに嵌合される、樹脂製の固定部を、さらに備える、ようにしてもよい。これによれば、貫通孔を封止し、気密性の高い締結構造を実現可能な締結具とすることができる。
【００１９】
本発明の他の側面は、第一被締結部材と、第二被締結部材と、が重ね合わされた状態において、前記第一被締結部材の側から、前記第一被締結部材及び前記第二被締結部材に打ち込まれ、前記第一被締結部材と、前記第二被締結部材と、を締結するための締結具を用いた締結方法であって、前記第一被締結部材及び前記第二被締結部材への前記締結具の打ち込みによって、前記締結具が備えるパンチ部にて、前記第一被締結部材及び前記第二被締結部材を貫通する貫通孔を形成し、前記締結具が打ち込まれる打ち込み方向の後尾側となる前記パンチ部の後端部分と取り外し自在に固定された、前記締結具が備えるファスナ部を、前記貫通孔に挿入する挿入工程と、前記貫通孔に挿入された前記ファスナ部から、前記パンチ部を取り外す分離工程と、前記貫通孔に挿入され、前記パンチ部が取り外された状態の前記ファスナ部で、前記第一被締結部材と、前記第二被締結部材と、を締結する締結工程と、を含む締結方法である。
【００２０】
この締結方法は、次のようにしてもよい。前記ファスナ部は、前記打ち込み方向の先頭側が開口した筒状をなし、前記打ち込み方向の後尾側となる前記ファスナ部の後端部分で、外周に張り出し、前記ファスナ部が前記貫通孔に挿入された状態において、前記貫通孔の外周部である前記第一被締結部材の部分に係合する第一鍔部を含み、前記締結工程では、前記貫通孔を通過して前記第二被締結部材の側に突出した前記ファスナ部の先端部分を、前記貫通孔の内径より大きく拡径させ、前記第一被締結部材の部分に係合した前記第一鍔部と、拡径された前記ファスナ部の先端部分と、で、前記第一被締結部材と、前記第二被締結部材と、を締結する、ようにしてもよい。
【００２１】
また、前記ファスナ部は、前記打ち込み方向に貫通する筒状をなし、前記打ち込み方向の先頭側となる前記ファスナ部の先端部分に形成され、筒状の前記ファスナ部の内部空間に突出した爪部と、前記打ち込み方向の後尾側となる前記ファスナ部の後端部分で、外周に張り出し、前記ファスナ部が前記貫通孔に挿入された状態において、前記貫通孔の外周部である前記第一被締結部材の部分に係合する第一鍔部と、を含み、前記締結具は、前記ファスナ部の後端部分から、前記内部空間に挿入され、前記締結具が、前記第一被締結部材及び前記第二被締結部材に打ち込まれる場合、前記打ち込み方向に押圧される第一ピン部を、さらに備え、前記挿入工程では、前記第一ピン部を、前記打ち込み方向に押圧すると共に、前記打ち込み方向に押圧された前記第一ピン部にて、前記パンチ部を、前記打ち込み方向に押圧して前記貫通孔を形成し、前記分離工程では、前記第一ピン部を、前記打ち込み方向に押圧すると共に、前記打ち込み方向に押圧された前記第一ピン部にて、前記パンチ部を、前記打ち込み方向に押圧して、前記貫通孔に挿入された前記ファスナ部から、前記パンチ部を取り外し、前記締結工程では、前記第一ピン部を、前記打ち込み方向に押圧すると共に、前記打ち込み方向に押圧された前記第一ピン部にて、前記爪部を、前記打ち込み方向に交差する方向に押圧して、前記貫通孔を通過して前記第二被締結部材の側に突出した前記ファスナ部の先端部分を、前記貫通孔の内径より大きく拡径させ、前記第一被締結部材の部分に係合した前記第一鍔部と、拡径された前記ファスナ部の先端部分と、で、前記第一被締結部材と、前記第二被締結部材と、を締結する、ようにしてもよい。
【００２２】
また、
前記ファスナ部は、前記打ち込み方向に貫通する筒状をなし、前記打ち込み方向の後尾側となる前記ファスナ部の後端部分で、外周に張り出し、前記ファスナ部が前記貫通孔に挿入された状態において、前記貫通孔の外周部である前記第一被締結部材の部分に係合する第一鍔部を含み、前記締結具は、前記打ち込み方向の先頭側となる前記ファスナ部の先端部分から、筒状の前記ファスナ部の内部空間に挿入され、前記内部空間に挿入された状態において、前記貫通孔の外周部である前記第二被締結部材の部分に係合する、第二ピン部を、さらに備え、前記挿入工程では、前記打ち込み方向に押圧される前記締結方法のための型部材を、前記ファスナ部の後端部分から、前記内部空間に挿入し、前記型部材を介して、前記パンチ部を、前記打ち込み方向に押圧して、前記貫通孔を形成し、前記分離工程では、前記型部材を介して、前記パンチ部を、前記打ち込み方向に押圧して、前記貫通孔に挿入された前記ファスナ部から、前記パンチ部を取り外し、前記締結工程では、前記パンチ部が取り外された前記ファスナ部の先端部分から、前記第二ピン部を、前記内部空間に挿入し、前記内部空間を通過して前記第一鍔部の側に突出した前記第二ピン部の先端部分を、前記内部空間の内径より大きく拡径させて前記第一鍔部に係合させ、前記第一被締結部材の部分に係合し、且つ、拡径された前記第二ピン部の先端部分に係合した前記第一鍔部と、前記第二被締結部材の部分に係合した前記第二ピン部と、で、前記第一被締結部材と、前記第二被締結部材と、を締結する、ようにしてもよい。
【００２３】
上述したような各締結方法は、上述した何れかの締結具を用いた締結方法として特定されるものである。従って、上述したような有利な機能が実現される締結方法とすることができる。この他、前記第一被締結部材及び前記第二被締結部材の少なくとも何れか一方が、繊維強化樹脂材である、ような場合を対象とした締結方法として特定することもできる。これによれば、繊維強化樹脂材を被締結部材とする締結を、好適に行うことができる。従って、繊維強化樹脂材による締結構造を好適に生産することができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、複数の被締結部材を好適に締結することができる、締結具及び締結方法を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】第一実施形態の締結具の概略構成を示す断面図である。
【図２】（Ａ）〜（Ｃ）は、図１に示す第一実施形態の締結具を用いた締結方法の概略を説明する断面図である。
【図３】（Ａ）及び（Ｂ）は、図１に示す第一実施形態の締結具を用いた締結方法の概略を説明する断面図である。（Ｃ）は、図１に示す第一実施形態の締結具による締結構造の概略構成を示す断面図である。
【図４】第一実施形態の他の締結具の概略構成を示す断面図である。
【図５】図１及び図４に示す第一実施形態の締結具による他の締結方法及び締結構造の概略を説明する断面図である。
【図６】図１及び図４に示す第一実施形態の締結具に基づき、固定部を備える構成を説明する図である。（Ａ）は、図１に示す締結具に基づいた締結具の概略構成を示す断面図である。（Ｂ）は、図４に示す他の締結具に基づいた締結具の概略構成を示す断面図である。（Ｃ）は、図６（Ａ）及び（Ｂ）に示す締結具のファスナ部が、重ね合わされた２枚の被締結部材としてのＦＲＰ材を貫通する貫通孔に挿入された状態を説明する断面図である。
【図７】図１及び図４に示す第一実施形態の締結具に基づき、他の固定部を備える構成を説明する図である。（Ａ）は、図１に示す締結具に基づいた締結具の概略構成を示す断面図である。（Ｂ）は、図４に示す他の締結具に基づいた締結具の概略構成を示す断面図である。（Ｃ）は、図７（Ａ）及び（Ｂ）に示す締結具のファスナ部が、重ね合わされた２枚の被締結部材としてのＦＲＰ材を貫通する貫通孔に挿入された状態を説明する断面図である。
【図８】第二実施形態の締結具の概略構成を示す断面図である。
【図９】（Ａ）及び（Ｂ）は、図８に示す第二実施形態の締結具を用いた締結方法の概略を説明する断面図である。（Ｃ）は、図８に示す第二実施形態の締結具による締結構造の概略構成を示す断面図である。
【図１０】第三実施形態の締結具の概略構成を示す断面図である。
【図１１】（Ａ）〜（Ｃ）は、図１０に示す第三実施形態の締結具を用いた締結方法の概略を説明する断面図である。
【図１２】図１０に示す第三実施形態の締結具による締結構造の概略構成を示す断面図である。
【図１３】第四実施形態の締結具の概略構成を示す断面図である。
【図１４】（Ａ）〜（Ｃ）は、図１３に示す第四実施形態の締結具を用いた締結方法の概略を説明する断面図である。
【図１５】（Ａ）及び（Ｂ）は、図１３に示す第四実施形態の締結具を用いた締結方法の概略を説明する断面図である。（Ｃ）は、図１３に示す第四実施形態の締結具による締結構造の概略構成を示す断面図である。
【図１６】第五実施形態の締結具の概略構成を示す断面図である。
【図１７】（Ａ）及び（Ｂ）は、図１６に示す第五実施形態の締結具を用いた締結方法の概略を説明する断面図である。（Ｃ）は、図１６に示す第五実施形態の締結具による締結構造の概略構成を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
本発明を実施するための実施形態を、図面を用いて説明する。本発明は、以下に記載の各構成に限定されるものではなく、同一の技術的思想において種々の構成を採用することができる。例えば、以下に示す構成の一部は、省略し又は他の構成等に置換してもよい。他の構成を含むようにしてもよい。この他、以下の第一実施形態〜第五実施形態において、所定の実施形態での各構成は、適宜、他の実施形態に採用することができる。説明に用いる各図において、ハッチングは、断面を示すものである。
【００２７】
以下では、締結対象の被締結部材が、２枚の板（薄板）状のＦＲＰ材（「第一ＦＲＰ材２００」及び「第二ＦＲＰ材２１０」）である場合を例に説明する。ただし、第一実施形態〜第五実施形態に係る締結具１０〜１９は、２枚以上の被締結部材を締結対象とし、これら複数枚の被締結部材を締結する場合にも採用することができる。締結具１０〜１９は、各種の被締結部材を好適に締結することが可能で、何れの材質の被締結部材についても採用することができる。被締結部材が、２枚以上である場合、及び／又は、ＦＲＰ材以外の材質である場合については、説明を省略するが、これらを締結対象とした締結は、以下と同様に、締結具１０〜１９を用いて実施される。締結具１０〜１９は、重ね合わされた第一ＦＲＰ材２００及び第二ＦＲＰ材２１０のうち、第一ＦＲＰ材２００の側から、第二ＦＲＰ材２１０の側に向けて打ち込まれるものとする。
【００２８】
＜第一実施形態＞
＜締結具＞
第一実施形態の締結具１０について、図１等を参照して説明する。締結具１０は、パンチ部２０と、ファスナ部４０とを備える。締結具１０は、例えば、クロム・モリブデン鋼材（ＳＣＭ材）等のような合金鋼材の焼入材によって形成される（締結具１１〜１９についても同じ）。締結具１０において、パンチ部２０は、ファスナ部４０に取り付けられ、固定された状態とされる。パンチ部２０とファスナ部４０とは、それぞれ、別体の構成であって、パンチ部２０は、ファスナ部４０に嵌合され、ファスナ部４０から取り外し自在とされる。締結具１０は、重ね合わされた第一ＦＲＰ材２００及び第二ＦＲＰ材２１０に打ち込まれ、これらを締結する。
【００２９】
パンチ部２０は、締結具１０が、重ね合わされた第一ＦＲＰ材２００及び第二ＦＲＰ材２１０に打ち込まれるとき、これらを貫通する貫通孔２２０（図３等参照）を形成する。パンチ部２０は、締結具１０において、貫通孔２２０を形成するための専用部位である。後述するように、パンチ部２０は、締結具１０の打ち込みに伴い、貫通孔２２０を形成した後、ファスナ部４０から分離した状態となるよう、取り外される。パンチ部２０は、図１に示すように、打ち込み方向の先頭側となるパンチ部２０の先端部分が開口した筒状である。より具体的には、パンチ部２０は、有底筒状である。従って、パンチ部２０の内部には、打ち込み方向の先頭側が開口した内部空間３１が形成されている。パンチ部２０を筒状とし、締結対象との接触面積を減少させると、締結具１０の打ち込み荷重を低下させることができる。
【００３０】
締結具１０が打ち込まれ、パンチ部２０によって貫通孔２２０が形成されるとき、内部空間３１には、パンチ部２０によって打ち抜かれた第一ＦＲＰ材２００の破片であるカス２０１が収容される（図２（Ｂ）等参照）。即ち、内部空間３１は、締結具１０の打ち込みに伴い生じるカス２０１を収容する機能を有する。内部空間３１の容積は、締結具１０が打ち込まれる際、打ち込み側に配置される第一ＦＲＰ材２００のカス２０１の一部又は全部を収容できる程度の大きさとするとよい。内部空間３１の容積を、カス２０１の一部を収容できる程度とする場合、内部空間３１の容積は、例えば、第一ＦＲＰ材２００が打ち抜かれることによって生じるカス２０１の体積の１／４〜１／２程度、例えば、１／３程度であってもよい。内部空間３１の容積は、打ち込みに対して要求されるパンチ部２０の剛性（例えば、パンチ部２０の側壁の座屈強度）等の諸条件を考慮して設定するとよい。内部空間３１が、カス２０１と共に、第二ＦＲＰ材２１０の破片であるカス２１１の一部又は全部を、収容する機能を有するようにしてもよい。パンチ部２０を有底筒状とすると、カス２０１，２１１が、ファスナ部４０の内部に進入することを防止することができる。ただし、諸条件の下、ファスナ部４０の内部へのカス２０１，２１１の進入が問題とならない場合等においては、パンチ部２０は、パンチ部２０を貫通する内部空間が形成された筒状としてもよい。カス２０１，２１１の収容部としての内部空間の容積を増加させることができる。この他、被締結部材の硬度等によって、打ち込み荷重が問題とならず、及び／又は、カス２０１，２１１が問題とならないような場合には、パンチ部２０は、内部空間３１が形成されていない無空（中実）状としてもよい。
【００３１】
筒状（有底筒状）のパンチ部２０の側壁の形状に関し、パンチ部２０の先端部分の外径φ１は、図１に示すように、パンチ部２０の中間部分の外径φ２より、小径（φ１＜φ２）とされる。これによって、筒状（有底筒状）のパンチ部２０の側壁には、段差３２が形成される。パンチ部２０の中間部分は、パンチ部２０の先端部分と、打ち込み方向の後尾側となるパンチ部２０の後端部分（底部）との間の部分である。詳細は後述するが、このような段差３２を設けることで、好適な状態の貫通孔２２０を、スムーズに形成することができる。外径φ１と外径φ２との比率に関し、外径φ１は、外径φ２に対して数パーセント（例えば、２％程度）小さくされる。打ち込み方向において、パンチ部２０の先端部分の寸法Ｌ１は、パンチ部２０の先端から外径φ２とされる中間部分の端部までの寸法Ｌ２に対して、所定の比率とされる。例えば、寸法Ｌ１は、寸法Ｌ２に対して５０％程度とされる。パンチ部２０の後端部分には、ファスナ部４０の側に突出した凸部３３が形成される。凸部３３は、パンチ部２０のファスナ部４０への取り外し自在な固定に用いられる。
【００３２】
ファスナ部４０は、パンチ部２０の後端部分と固定されているため、締結具１０の打ち込みにおいて、パンチ部２０と共に、打ち込み方向に移動する。ファスナ部４０は、図１に示すように、打ち込み方向の先頭側となるファスナ部４０の先端部分が開口した筒状である。より具体的には、ファスナ部４０は、有底筒状である。従って、ファスナ部４０の内部には、打ち込み方向の先頭側が開口した内部空間５１が形成されている。有底筒状のファスナ部４０の側壁を形成する筒状部５３の外径は、パンチ部２０の中間部分と同様、外径φ２とされる。そのため、ファスナ部４０は、締結具１０の打ち込みに伴い、パンチ部２０と共に移動し、貫通孔２２０に挿入される。ファスナ部４０が貫通孔２２０に挿入された状態において、パンチ部２０は、ファスナ部４０から取り外された状態（分離された状態）となる。ファスナ部４０は、パンチ部２０から取り外された単独の状態で、第一ＦＲＰ材２００と第二ＦＲＰ材２１０とを締結する。即ち、ファスナ部４０は、締結具１０において、第一ＦＲＰ材２００と第二ＦＲＰ材２１０とを締結するための専用部位である。
【００３３】
打ち込み方向の後尾側となるファスナ部４０の後端部分には、外周に張り出した第一鍔部５２が設けられている。第一鍔部５２は、ファスナ部４０が貫通孔２２０に挿入された状態において、貫通孔２２０の外周部である第一ＦＲＰ材２００の部分に係合する。即ち、第一鍔部５２によれば、打ち込み方向において、ファスナ部４０の移動範囲が規制される。そのため、ファスナ部４０の全体が貫通孔２２０に挿入され、又は、ファスナ部４０が貫通孔２２０を通過することが、防止される。有底筒状のファスナ部４０において、内部空間５１には、凸部３３が挿入される。内部空間５１が形成されたファスナ部４０の側壁となる筒状部５３の内径は、凸部３３の外径と同等に設定される。例えば、凸部３３及び筒状部５３との嵌合は、隙間ばめ又は中間ばめとされる。このような嵌合によれば、ファスナ部４０からパンチ部２０を、スムーズに取り外した状態とすることができる。筒状部５３の打ち込み方向の寸法Ｌ３は、重ね合わされた第一ＦＲＰ材２００及び第二ＦＲＰ材２１０の全体の厚みより、大きくなるように設定される。従って、ファスナ部４０が貫通孔２２０に挿入された状態において、ファスナ部４０の先端部分（筒状部５３の先端部分）は、貫通孔２２０を通過して第二ＦＲＰ材２１０の側に突出する。第二ＦＲＰ材２１０の側に突出したファスナ部４０の先端部分は、後述するように、貫通孔２２０の内径φ２より大きな外径φ１０に拡径される（図３（Ｃ）参照）。
【００３４】
＜締結方法及び締結構造＞
締結具１０を用いた締結方法と、締結具１０による締結構造９０とについて、図２及び図３等を参照して説明する。締結方法は、例えば、下金型１００及び上金型１１０と、プレス装置等の所定の装置（不図示。以下、「プレス装置」を例に説明する。他の実施形態についても同じ）とを用いて行われる。下金型１００及び上金型１１０は、それぞれ、プレス装置に取り付けられる。締結方法は、図２（Ａ）〜（Ｃ）及び図３（Ａ），（Ｂ）に示すような複数の工程を含む。以下、各工程を順に説明する。打ち込み方向の先頭側を、上下方向の下側とし、後尾側を、上下方向の上側とする。
【００３５】
図２（Ａ）に示す第一準備工程は、第一準備工程に続けて、順次、行われる挿入工程及び分離工程のための工程である。下金型１００は、貫通孔２２０を形成するための穴部１０１が形成されたダイスである。第一準備工程では、締結対象である第一ＦＲＰ材２００及び第二ＦＲＰ材２１０が、重ね合わされた状態で、下金型１００にセットされる。続けて、締結具１０が、上金型１１０の内部にセットされる。上金型１１０において、締結具１０が収容される空間は、締結具１０のうち、外径が最も大きな第一鍔部５２の外周形状に対応した形状とされる。上金型１１０は、可動部１１２を含む。可動部１１２は、プレス装置の可動に伴い、締結具１０が収容される空間を、上金型１１０の内壁１１１に沿って移動する。例えば、締結具１０の打ち込みに際し、可動部１１２は、打ち込み方向に移動（下降）する。
【００３６】
図２（Ｂ）に示す挿入工程は、パンチ部２０によって貫通孔２２０を形成し、ファスナ部４０を、形成された貫通孔２２０に挿入する工程である。挿入工程では、プレス装置が稼働し、締結具１０の打ち込みが開始される。締結具１０の打ち込みは、可動部１１２が打ち込み方向に移動し、締結具１０を打ち込み方向に押圧して行われる。押圧された締結具１０は、収容された上金型１１０の空間内を、打ち込み方向に移動する。挿入工程では、先ず、締結具１０が、前述したように押圧されることで、パンチ部２０が、打ち込み方向に押圧され、打ち込み方向に移動する。これによって、重ね合わされた第一ＦＲＰ材２００及び第二ＦＲＰ材２１０が、パンチ部２０によって打ち抜かれ、貫通孔２２０が形成される。貫通孔２２０の形成について、具体的に説明する。第一ＦＲＰ材２００及び第二ＦＲＰ材２１０には、パンチ部２０の先端部分によって、この先端部分の外径φ１（図１参照）に対応した内径φ１の貫通孔（以下、「小径の貫通孔」という。）が形成される。小径の貫通孔の第二ＦＲＰ材２１０の側の開口端部には、バリが発生する。続けて、外径φ２のパンチ部２０の中間部分が、小径の貫通孔に入り込み、小径の貫通孔内を、外径φ１と外径φ２との差に対応した段差３２の寸法分だけ、小径の貫通孔の壁面を削り取るようにして、進行する。段差３２が、小径の貫通孔の第二ＦＲＰ材２１０の側の開口端部を通過する際、この部分に発生していたバリを切断する。これによって、好適な状態の貫通孔２２０が形成される。貫通孔２２０は、パンチ部２０の外径φ２に対応した内径φ２となる（図２（Ｃ）参照）。
【００３７】
内部空間３１には、パンチ部２０によって打ち抜かれた第一ＦＲＰ材２００のカス２０１が収容される。第二ＦＲＰ材２１０のカス２１１は、図２（Ｂ）に示すように、パンチ部２０の先端部分に付着する。パンチ部２０によって打ち抜かれた、第一ＦＲＰ材２００及び第二ＦＲＰ材２１０の各部分は、打ち抜きの際の摩擦熱によって、溶融し、再度、凝固した後、カス２０１，２１１となる。従って、カス２０１，２１１は、パンチ部２０の内壁及び先端部分に付着する。
【００３８】
パンチ部２０の先端部分を外径φ１とし、段差３２を形成した場合、貫通孔２２０を、スムーズに形成することができる。この点について、考察する。可動部１１２の移動に伴い、締結具１０は、上金型１１０の空間内を、打ち抜き方向に移動する。しかし、締結具１０は、移動途中に、設計上（理論上）の打ち抜き方向に対して、傾いてしまう。これは、次のようなことが一因であると考えられる。即ち、締結具１０において、打ち込み方向の先頭側に位置するパンチ部２０は、可動部１１２の移動に伴い、第一ＦＲＰ材２００の内部及び第二ＦＲＰ材２１０の内部を、順次、進行する。第一ＦＲＰ材２００及び第二ＦＲＰ材２１０は、微視的には、板厚方向（打ち込み方向に一致）に、強度（硬度）が均質ではなく、ばらつきがある。仮に、可動部１１２が、理論上の打ち抜き方向に移動し、締結具１０が適切に押圧されたとしても、パンチ部２０は、第一ＦＲＰ材２００の内部及び第二ＦＲＰ材２１０の内部を、強度の低い方向に進行する。その結果、パンチ部２０の進行方向は、パンチ部２０の先端の外周角部（図２（Ｂ）に示す「Ｍ部」参照）が、下金型１００の穴部１０１の外周部に向かう方向に傾く。締結具１０のように、パンチ部２０の先端部分を細径とする構成によれば、パンチ部２０の進行方向が傾いたとしても、パンチ部２０を、穴部１０１に挿入することができる。パンチ部２０が、下金型１００に不必要に接触することがなく、締結具１０を、打ち抜き方向に、スムーズに移動させることが可能となる。その結果、前述したように、貫通孔２２０を、スムーズに形成することができる。
【００３９】
締結具１０の打ち込みに伴い、パンチ部２０と一体的な状態とされたファスナ部４０は、パンチ部２０と共に打ち込み方向に移動し、パンチ部２０によって形成された貫通孔２２０に挿入される。ファスナ部４０の貫通孔２２０への挿入が継続されると、第一鍔部５２が、貫通孔２２０の外周部である第一ＦＲＰ材２００の部分に係合し、ファスナ部４０の移動が、規制される。これによって、挿入工程が完了し、締結方法は、分離工程に移行する。挿入工程から分離工程への移行は、連続的に行われる。
【００４０】
図２（Ｃ）に示す分離工程は、貫通孔２２０に挿入されたファスナ部４０から、パンチ部２０を取り外す工程である。第一鍔部５２が、貫通孔２２０の外周部である第一ＦＲＰ材２００の部分に係合すると、締結具１０の打ち込み方向への移動は、急停止する。ここで、挿入工程において、締結具１０の打ち込みは、可動部１１２を高速で移動させ、締結具１０に衝撃的な荷重を付加して行われる。従って、第一鍔部５２の係合によって、締結具１０の打ち込み方向への移動が、急停止すると、締結具１０には、慣性力が作用する。上述したように、凸部３３と筒状部５３との嵌合は、隙間ばめ又は中間ばめとされている。従って、締結具１０に作用する慣性力は、パンチ部２０にも作用し、パンチ部２０は、この慣性力によって、ファスナ部４０から取り外される。
【００４１】
ファスナ部４０から取り外され、分離したパンチ部２０は、下金型１００内を落下し、下金型１００から排出される。貫通孔２２０の形成に際し、パンチ部２０によって打ち抜かれたカス２０１，２１１は、パンチ部２０の内壁及び先端部分に付着する。従って、カス２０１，２１１についても、パンチ部２０と共に排出される。これによって、分離工程が完了し、締結方法は、第二準備工程に移行する。図３（Ａ）に示す第二準備工程は、次に行われる締結工程のための工程である。第二準備工程では、第一準備工程〜分離工程で用いられた下金型１００が、締結工程のための下金型１２０とされる。下金型１２０は、貫通孔２２０を通過して第二ＦＲＰ材２１０の側に突出したファスナ部４０の先端部分を、貫通孔２２０の内径φ２より大きく拡径するためのダイスである。具体的に、下金型１２０は、内部空間５１の形状に対応した形状の突起部１２１と、この突起部１２１を囲むように凹部１２２とが、上金型１１０と対向する端面に形成されたダイスである。
【００４２】
図３（Ｂ）に示す締結工程は、第一ＦＲＰ材２００及び第二ＦＲＰ材２１０を、貫通孔２２０に挿入されたファスナ部４０によって、具体的に締結する工程である。締結工程では、プレス装置が稼働し、下金型１２０が、第二ＦＲＰ材２１０に接するまで、下金型１２０又は上金型１１０の少なくとも何れか一方を、打ち込み方向に対応した方向（鉛直方向）に移動させ、下金型１２０及び上金型１１０を、漸次、接近させる。このとき、下金型１２０の突起部１２１は、内部空間５１に挿入される。ファスナ部４０の先端部分は、凹部１２２の傾斜面に沿って変形し、貫通孔２２０の内径φ２より大きな外径φ１０に拡径される。第一ＦＲＰ材２００及び第二ＦＲＰ材２１０は、貫通孔２２０の外周部である第一ＦＲＰ材２００の部分に係合した第一鍔部５２と、拡径されたファスナ部４０の先端部分とによって挟み込まれ、締結される。これによって、締結工程は完了する。締結工程が完了した後、下金型１２０又は上金型１１０の少なくとも何れか一方を、締結工程の際とは反対の方向に移動させ、下金型１２０及び上金型１１０を、離間させる。その後、第一ＦＲＰ材２００及び第二ＦＲＰ材２１０をファスナ部４０で締結した締結構造９０が、プレス装置から取り外される。これによって、図３（Ｃ）に示すような締結構造９０が得られる。以上、締結方法は、終了する。
【００４３】
＜第一実施形態における効果＞
締結具１０によれば、締結具１０を、重ね合わされた第一ＦＲＰ材２００及び第二ＦＲＰ材２１０に打ち込む際に、パンチ部２０によって、貫通孔２２０を形成することとした。そのため、事前に、第一ＦＲＰ材２００及び第二ＦＲＰ材２１０のそれぞれに貫通孔を形成しておく必要がなく、第一ＦＲＰ材２００及び第二ＦＲＰ材２１０を重ね合わせる際に、それぞれに形成された貫通孔の位置合わせを行う必要もない。従って、生産性よく、第一ＦＲＰ材２００及び第二ＦＲＰ材２１０を締結することができる。パンチ部２０を、ファスナ部４０から自動的に取り外すことが可能であるため、この点においても、生産性を向上させることができる。
【００４４】
締結具１０によれば、貫通孔２２０を形成した際に生じるカス２０１，２１１を、パンチ部２０と共に除去することができる。そのため、締結構造９０を含む製品において、カス２０１，２１１が残存し、これが問題となるようなことをなくすことができる。パンチ部２０を筒状とすれば、カス２０１，２１１がパンチ部２０の内壁及び先端部分に付着するため、カス２０１，２１１を、確実且つスムーズに除去することができる。特に、パンチ部２０を有底筒状とすれば、カス２０１，２１１が、パンチ部２０を通過することを防止可能で、より好適に、カス２０１，２１１を除去することができる。ドリル等の工具を用いて、事前に、貫通孔２２０を形成するような場合、締結対象がＦＲＰ材であると、ドリル等の寿命が問題となることがある。締結具１０は、それぞれが、パンチ部２０を備えているため、貫通孔２２０を形成するための工具等の寿命に関する問題は生じない。
【００４５】
＜他の締結具＞
締結具１０は、図４に示すような、パンチ部２１を備える締結具１１としてもよい。締結具１１について、図４等を参照して説明する。ただし、上述した締結具１０と共通する点についての説明は、省略する。図４に示すような締結具１１によっても、上述した締結具１０の場合と同様の有利な機能が実現され、有利な効果を得ることができる。
【００４６】
締結具１１は、パンチ部２１と、ファスナ部４０とを備える。ファスナ部４０は、上述したファスナ部４０と同様の構成である。パンチ部２１は、締結具１１の打ち込み方向の先頭側となるパンチ部２１の先端部分が開口し、内部空間３１が形成された筒状（有底筒状）である。筒状のパンチ部２１の側壁の形状に関し、パンチ部２１では、打ち込み方向の全域（「Ｌ２」の部分参照）で、同一の外径φ２とされる。このような構成によれば、筒状のパンチ部２１の側壁において、所定の肉厚を容易に確保でき、側壁を、高剛性とすることができる。そのため、好適な打ち抜きを実現することができる。パンチ部２１の内径φ３を拡大すると、内部空間３１の容積を大きくすることができる。例えば、第一ＦＲＰ材２００の板厚が厚くなり、カス２０１の体積が増加するような場合においても、内部空間３１に、カス２０１を好適に収容することができる。なお、筒状部５３の外径を、外径φ２より大きくすれば、ファスナ部４０の先端部分の外周側に、段差を設けることができる。
【００４７】
締結具１１を用いた締結方法では、挿入工程（図２（Ｂ）参照）において、小径の貫通孔は形成されず、パンチ部２１の外径φ２に対応した内径φ２の貫通孔２２０が、１回で形成される。パンチ部２１には、パンチ部２０のような段差３２は形成されていないため、上述したようなバリの切断は行われない。バリが発生し難い場合（例えば、次に記載の「座金２３０」を用いた構成参照）に有用である。
【００４８】
＜他の締結方法及び締結構造＞
図１に示す締結具１０及び図４に示す締結具１１を用いた他の締結方法と、締結具１０，１１による締結構造９１とについて、図５等を参照して説明する。ただし、上述した締結具１０等による場合と共通する点についての説明は、省略する。図５に示す他の締結方法（以下、「図５の締結方法」という。）及び締結構造９１によっても、上述した締結具１０を用いた締結方法及び締結構造９０と同様の有利な機能が実現され、有利な効果を得ることができる。図５に関し、上段に示す２図は、図２（Ａ）に対応した図である。上段に示す２図において、左図は、締結具１０による場合を示し、右図は、締結具１１による場合を示す。図５中段に示す図は、図２（Ｃ）に対応した図である。図５上段及び中段に示す各図では、図２に示す下金型１００及び上金型１１０に対応した構成に関する図示を省略している。図５下段に示す図は、図３（Ｃ）に対応した図である。
【００４９】
図５の締結方法では、図５上段の２図に示すように、第一ＦＲＰ材２００及び第二ＦＲＰ材２１０と共に、座金２３０が、第二ＦＲＰ材２１０の下側で、第二ＦＲＰ材２１０に隣接した状態で、下金型（図５で不図示。図１１（Ａ）に示す「下金型１０２」参照）にセットされる。座金２３０は、位置決めされた状態で、下金型にセットされる。座金２３０の貫通孔２３１の内径（座金２３０の内径）は、諸条件を考慮して設定される。例えば、貫通孔２３１の内径は、外径φ１より小径に設定され（締結具１０の場合）、又は、外径φ２より小径（締結具１１の場合）に設定される。貫通孔２３１の内径が、外径φ１又は外径φ２より小径とされた場合、貫通孔２３１の外周部である座金２３０の部分は、パンチ部２０，２１によって、第一ＦＲＰ材２００及び第二ＦＲＰ材２１０と共に、打ち抜かれる。貫通孔２３１の内径は、パンチ部２０の先端部分の外径φ１に対応した寸法、又は、パンチ部２０，２１の外径φ２に対応した寸法に設定されてもよい。
【００５０】
図５の締結方法において、挿入工程（図２（Ｂ）参照）、及び、分離工程（図２（Ｃ）参照）は、上記同様に行われ、図５中段に示すような状態とされる。ファスナ部４０において、筒状部５３の打ち込み方向の寸法Ｌ３は、第一ＦＲＰ材２００及び第二ＦＲＰ材２１０の全体の厚みと、座金２３０の厚みとを考慮して設定される。即ち、筒状部５３の寸法Ｌ３は、ファスナ部４０が貫通孔２２０，２３１に挿入された状態で、ファスナ部４０の先端部分が、第二ＦＲＰ材２１０の側（座金２３０の側）に突出するような長さとされる。第二準備工程（図３（Ａ）参照）、及び、締結工程（図３（Ｂ）参照）も、上記同様に行われる。その結果、第一ＦＲＰ材２００及び第二ＦＲＰ材２１０と、座金２３０とが、貫通孔２２０の外周部である第一ＦＲＰ材２００の部分に係合した第一鍔部５２と、第二ＦＲＰ材２１０の側（座金２３０の側）に突出し、外径φ１０に拡径されたファスナ部４０の先端部分とによって挟み込まれ、締結された、図５下段に示すような締結構造９１を形成することができる。
【００５１】
ところで、座金２３０を用いない場合、締結工程において、ファスナ部４０の先端部分を拡径させる際、第二ＦＲＰ材２１０において、貫通孔２２０の開口端の角部の周辺（図５中段に示す「Ｎ」部参照）が、拡径のために付与される荷重によって、破損するおそれがある。そのため、破損に対する対策が必要となる場合がある。座金２３０を用いた図５の締結方法によれば、拡径のための荷重は、直接的には、座金２３０に作用する。そのため、このような破損に対する対策を、別途、講じる必要がなく、好適な締結を行うことができる。
【００５２】
貫通孔２３１の内径を、パンチ部２０，２１の最大外径（外径φ２）以下とすれば、締結具１０，１１を打ち込む際、座金２３０が、貫通孔２２０を形成するためのダイスとして機能する。そのため、前述したＮ部にバリが発生することを防止することができる。貫通孔２３１の内径を、パンチ部２０，２１の最大外径（外径φ２）以下とすれば、ファスナ部４０は、貫通孔２３１に圧入又はガタのない状態で挿入される。分離工程が完了した後、第二準備工程では、下金型が、他の下金型（図５で不図示。図３（Ａ）に示す「下金型１２０」参照）に交換される。この際、ファスナ部４０が、貫通孔２３１に圧入又はガタのない状態で挿入されていれば、ファスナ部４０から座金２３０が抜け落ちることがなく、図５中段の状態が維持され、第二準備工程をスムーズに行うことができる。締結構造９１において、ファスナ部４０が貫通孔２３１に圧入又はガタのない状態で挿入されていると、ファスナ部４０（筒状部５３）が、貫通孔２２０内で傾くことを防止することができる。そのため、せん断荷重を向上させ、せん断特性に優れた締結構造９１とすることができる。
【００５３】
発明者は、締結対象がＦＲＰ材であって、本実施形態（後述する他の実施形態を含む）のような締結構造となる場合、ＦＲＰ材に接する部材の硬度を低くすると、ＦＲＰ材が破損し易いことを知見している。図５の締結方法及び締結構造９１によれば、第二ＦＲＰ材２１０に接する座金２３０を低硬度とすることが可能で、この部分における第二ＦＲＰ材２１０の破損を防止することができる。従って、好適な締結構造９１を実現することができる。
【００５４】
＜変形例＞
図１及び図４に示す締結具１０，１１は、図６に示すような固定部６０を備える締結具１２，１３とし、又は、図７に示すような固定部６１を備える締結具１４，１５としてもよい。固定部６０，６１は、例えば、ファスナ部４０に対する、パンチ部２０，２１の取り外し自在な固定を、より好適に行うための構成である。固定部６０，６１は、共に、管状で、パンチ部２０，２１と、ファスナ部４０とに嵌合される。固定部６０，６１は、樹脂材等によって形成される。図６及び図７に示すような締結具１２〜１５によっても、上述した締結具１０，１１の場合と同様の有利な機能が実現され、有利な効果を得ることができる。なお、締結具１２〜１５を用いた締結方法及び締結構造についても、上述したような、座金２３０を用いた構成としてもよい。
【００５５】
（１）締結具１２，１３について、図６等を参照して説明する。固定部６０は、内径φ２の管状とされる。固定部６０は、図６（Ａ），（Ｂ）に示すように、締結具１２，１３の軸部に嵌合され、締結具１２，１３の軸部において、パンチ部２０，２１とファスナ部４０との接触部を覆うような中間位置に設けられる。締結具１２，１３の軸部は、第一鍔部５２の部分を除く、パンチ部２０，２１の側壁と、筒状部５３とにより形成される部分である。固定部６０と締結具１２，１３の軸部との嵌合は、例えば、中間ばめ又は締まりばめとされる。図６（Ａ）に示す例では、打ち込み方向の先頭側となる固定部６０の先端部分は、外径φ１であるパンチ部２０の先端部分に対して、打ち込み方向の後尾側の位置とされている。
【００５６】
締結具１２，１３を用いた締結方法は、図２（Ａ）〜（Ｃ）及び図３（Ａ），（Ｂ）と同様の各工程によって実現される。固定部６０の外径は、外径φ４とされる。外径φ４は、図６（Ａ）,（Ｂ）からも明らかな通り、パンチ部２０，２１の外径φ２より、大径である。従って、挿入工程（図２（Ｂ）参照）において、固定部６０は、パンチ部２０，２１の外径φ２に対応した内径φ２の貫通孔２２０に挿入されることはない。固定部６０は、締結具１２，１３の打ち込みに際し、パンチ部２０，２１によって形成される貫通孔２２０の外周部である第一ＦＲＰ材２００の部分に接する。その後、固定部６０は、締結具１２，１３の打ち込み方向への移動に伴い、締結具１２，１３の軸部に沿って、打ち込み方向の後尾側に押し込まれる。固定部６０は、樹脂製であるから、分離工程（図２（Ｃ）参照）が完了した時点で、図６（Ｃ）に示すように、第一ＦＲＰ材２００と、第一鍔部５２との間で押し潰され、この位置に、押し潰された状態で介在する。その後、図６（Ｃ）のような状態の構成を対象として、図３の（Ａ），（Ｂ）に示す第二準備工程及び締結工程が行われ、完成した締結構造（不図示）は、第一ＦＲＰ材２００と、第一鍔部５２との間に押し潰された状態の固定部６０が介在する構成を有する。ところで、貫通孔２２０に起因し、十分な気密性を確保することが困難となる場合もある。押し潰された固定部６０が介在する締結構造によれば、固定部６０が封止材として機能し、固定部６０によって、貫通孔２２０、詳細には、筒状部５３と貫通孔２２０との間の隙間を封止することができる。即ち、気密性が確保された締結構造を実現することが可能となる。
【００５７】
固定部６０は、上述した通り、パンチ部２０，２１とファスナ部４０との接触部を覆うような中間位置で、締結具１２，１３の軸部に嵌合した状態で設けられる。そのため、締結具１２，１３によれば、ファスナ部４０へのパンチ部２０，２１の固定を、固定部６０によって実現することが可能となり、凸部３３と筒状部５３との嵌合を、緩い状態（隙間ばめ）とすることができる。挿入工程（図２（Ｂ）参照）において、固定部６０は、打ち込み方向の後尾側に押し込まれるため、パンチ部２０，２１とファスナ部４０との接触部を覆わなくなる。これによって、固定部６０による固定は、解除される。凸部３３と筒状部５３との嵌合を緩い状態とすれば、図２（Ｃ）に示す分離工程において、より好適に、パンチ部２０，２１を、ファスナ部４０から取り外すことができる。
【００５８】
（２）上述した固定部６０は、さらに、図７（Ａ），（Ｂ）に示すような、固定部６１としてもよい。締結具１４（図７（Ａ）参照）又は締結具１５（図７（Ｂ）参照）では、ファスナ部４０の外径が、パンチ部２０，２１の外径φ２より小径の外径φ５とされる。外径φ５は、ファスナ部４０において、先端部分を拡径させ、第一ＦＲＰ材２００及び第二ＦＲＰ材２１０を締結したときの締結強度等の諸条件を考慮し、設定される。パンチ部２０，２１の側壁において、打ち込み方向の後尾側となる一部（図７（Ａ），（Ｂ）に示す「Ｌ４」の部分参照）は、外径φ５とされる。固定部６１は、内径φ５とされ、外径φ５とされた締結具１４，１５の軸部の部分（図７（Ａ），（Ｂ）に示す「Ｌ５」の部分参照）に嵌合される。固定部６１と締結具１４，１５の軸部の部分との嵌合は、気密性、及び、締結方法の分離工程（図２（Ｃ）参照）における、パンチ部２０，２１の取り外し等の点を考慮し、好適なはめ合いとされる。嵌合された状態で、打ち込み方向の後尾側となる固定部６１の後端部分は、第一鍔部５２に接する。固定部６１は、図７（Ａ），（Ｂ）に示すよう、締結具１４，１５の軸部（締結具１４，１５の軸部の部分）において、パンチ部２０，２１とファスナ部４０との接触部を覆う。固定部６１の外径は、パンチ部２０，２１の外径φ２とされる。固定部６１の外径φ２に関し、設計上の寸法公差は、気密性を考慮し、パンチ部２０，２１によって形成される貫通孔２２０の内径φ２に対して、プラス（大径）となるように設定するとよい。
【００５９】
締結具１４，１５を用いた締結方法は、図２（Ａ）〜（Ｃ）及び図３（Ａ），（Ｂ）と同様の各工程によって実現される。挿入工程（図２（Ｂ）参照）においても、固定部６１が押し込まれるようなことはなく、固定部６１を備えない場合と同様、ファスナ部４０と共に、固定部６１も、図７（Ｃ）に示すよう、貫通孔２２０に挿入される。固定部６１の外径φ２は、貫通孔２２０に対して、上述したような寸法に設定されている。そのため、固定部６１によっても、固定部６０の場合と同様、貫通孔２２０（筒状部５３と貫通孔２２０との間の隙間）を封止することができ、気密性が確保された締結構造を実現することが可能となる。固定部６１は、貫通孔２２０に挿入される際、貫通孔２２０の内壁と接触し、接触による摩擦等によって、外周が溶融する。パンチ部２０，２１による打ち抜きによって、第一ＦＲＰ材２００及び第二ＦＲＰ材２１０に微小な層間剥離が生じることがある。ただし、固定部６１によれば、仮に層間剥離が生じたとしても、溶融した固定部６１を形成する樹脂材が、層間剥離に入り込み、剥離を修復させることができる。なお、締結具１４，１５では、固定部６１の先端部分を、ファスナ部４０の先端部分と同一の長さとする必要がある場合、分離工程（図２（Ｃ）参照）が完了した時点で、固定部６１の先端部分（図７（Ａ），（Ｂ）に示す「Ｌ５」の部分参照）は、取り除かれ、図７（Ｃ）のような状態とされる。
【００６０】
＜第二実施形態＞
＜締結具＞
第二実施形態の締結具１６について、図８等を参照して説明する。締結具１６は、パンチ部２０と、ファスナ部４１とを備える。パンチ部２０は、上述したパンチ部２０と同様の構成である。締結具１６が備えるパンチ部２０を、上述した締結具１１が備えるパンチ部２１（図４参照）としてもよい。パンチ部２０，２１に関する説明は、省略する。ファスナ部４１は、上述したファスナ部４０に対応する構成である。ファスナ部４１は、打ち込み方向の先頭側及び後尾側が開口し、打ち込み方向に貫通する筒状である。ファスナ部４１の内部には、打ち込み方向に貫通した内部空間５４が形成されている。ファスナ部４１においても、打ち込み方向の後尾側となるファスナ部４１の後端部分には、外周に張り出した第一鍔部５２が設けられている。内部空間５４には、凸部３３が挿入される。内部空間５４が形成されたファスナ部４１の側壁となる筒状部５３の内径寸法に関し、凸部３３及び筒状部５３の嵌合は、第一実施形態の場合と同様とすることもできる。ただし、第一実施形態の場合と比較し、より密着した嵌合としてもよい。例えば、パンチ部２０が、ファスナ部４１から、容易に脱落することを防止可能な程度の嵌合としてもよい。具体的には、中間ばめ又は締まりばめとしてもよい。締結具１６を用いた締結方法が、図９に基づき説明する手法で行われるためである。ファスナ部４１に関し、この他の点は、ファスナ部４０と同様であり、省略する。
【００６１】
＜締結方法及び締結構造＞
締結具１６を用いた締結方法と、締結具１６による締結構造９２とについて、図９等を参照して説明する。図９では、挿入工程に対応した図（図２（Ｂ）参照）と、第二準備工程及び締結工程に対応した図（図３（Ａ），（Ｂ）参照）は、省略されている。締結具１６を用いた締結方法における上金型１１３の可動部１１５は、内部空間５４の形状に対応したセンターピン１１６を有する。可動部１１５は、プレス装置の可動に伴い、締結具１６が収容される空間を、上金型１１３の内壁１１４に沿って移動する。例えば、締結具１６の打ち込みに際し、可動部１１５は、打ち込み方向に移動（下降）する。この締結方法では、先ず、第一準備工程が行われる。第一準備工程では、図９（Ａ）に示すように、締結対象である第一ＦＲＰ材２００及び第二ＦＲＰ材２１０が、重ね合わされた状態で、下金型１００にセットされる。続けて、締結具１６が、上金型１１３の内部にセットされる。このとき、センターピン１１６は、ファスナ部４１の後端部分から、内部空間５４に挿入される。センターピン１１６の先端は、図９（Ａ）に示すよう、凸部３３に接する。従って、プレス装置が稼働し、可動部１１５が、打ち込み方向に移動（下降）すると、パンチ部２０が、センターピン１１６によって押圧され、締結具１６は、収容された上金型１１３の空間内を、打ち込み方向に移動する。プレス装置の稼働開始によって、締結方法は、挿入工程に移行する。挿入工程では、センターピン１１６によって押圧されるパンチ部２０が、打ち込み方向に移動し、貫通孔２２０が形成される。このとき、ファスナ部４１は、パンチ部２０と共に、打ち込み方向に移動し、形成された貫通孔２２０にファスナ部４１が挿入される。挿入工程に関し、この他の点は、図２（Ｂ）に基づき説明したように行われる。これに関する説明は、省略する。
【００６２】
分離工程では、図９（Ｂ）に示すように、貫通孔２２０に挿入されたファスナ部４１から、パンチ部２０が取り外される。第一鍔部５２が、貫通孔２２０の外周部である第一ＦＲＰ材２００の部分に係合した後も、センターピン１１６を有する可動部１１５の打ち込み方向への移動は、継続される。そのため、センターピン１１６は、内部空間５４を、打ち込み方向に移動し、パンチ部２０を押圧する。パンチ部２０は、センターピン１１６による押圧力によって、打ち込み方向に移動し、凸部３３が内部空間５４から抜け落ちる。これによって、パンチ部２０は、ファスナ部４１から取り外される。ファスナ部４１から取り外されたパンチ部２０は、下金型１００内を落下し、下金型１００から排出される。分離工程が完了した後、締結方法は、第二準備工程に移行する。第二準備工程では、下金型１００の他、上金型１１３も、センターピン１１６を有さない可動部を含む金型、例えば、図３（Ａ）に示す上金型１１０のようなタイプの金型とされる。分離工程、第二準備工程及び締結工程に関し、この他の点は、図２（Ｃ）及び図３（Ａ），（Ｂ）に基づき説明したように行われる。これらに関する説明は、省略する。
【００６３】
締結具１６を用いた締結方法によれば、第一ＦＲＰ材２００及び第二ＦＲＰ材２１０が、貫通孔２２０の外周部である第一ＦＲＰ材２００の部分に係合した第一鍔部５２と、第二ＦＲＰ材２１０の側に突出し、外径φ１０に拡径されたファスナ部４１（筒状部５３）の先端部分とによって挟み込まれ、締結された、図９（Ｃ）に示すような締結構造９２を形成することができる。締結構造９２において、気密性を確保しなければならないとき、締結工程後の工程で、内部空間５４を封止する栓部材を、内部空間５４に挿入（圧入）するとよい。締結構造９２に、より高い気密性が要求される場合、第一実施形態の変形例と同様、締結具１６が、さらに、固定部６０又は固定部６１を備える構成とするとよい。この場合、凸部３３と筒状部５３との嵌合によって好適な固定を実現することが可能であるため、固定部６０又は固定部６１は、パンチ部２０とファスナ部４１との接触部を覆うような中間位置に設けられなくてもよい。固定部６１においては、打ち込み方向の長さ（図７（Ａ），（Ｂ）に示す「Ｌ５」参照）を寸法Ｌ３（以下）とすることもできる。この場合、上述したような、先端部分を取り除くための作業は、不要となる。締結具１６が、固定部６０又は固定部６１を備える場合について、この他の点は、上述した通りであり、これに関する説明は省略する。
【００６４】
＜第二実施形態における効果＞
締結具１６によれば、第一実施形態の場合と同様の有利な機能が実現され、有利な効果を得ることができる。締結具１６では、ファスナ部４１を貫通した筒状とし、センターピン１１６によって、パンチ部２０をファスナ部４１から取り外すこととした。そのため、締結方法の分離工程において、確実に、この取り外しを行うことができる。この点に関連し、凸部３３と筒状部５３との嵌合を、より密着した状態とすることが可能となり、分離工程以前に、パンチ部２０がファスナ部４１から脱落してしまうことを防止することができる。従って、取り扱い易い締結具１６とすることができる。
【００６５】
＜第三実施形態＞
＜締結具＞
第三実施形態の締結具１７について、図１０等を参照して説明する。締結具１７は、パンチ部２１と、ファスナ部４２と、第一ピン部７０とを備える。パンチ部２１は、上述したパンチ部２１と同様の構成である。締結具１７が備えるパンチ部２１を、上述した締結具１０が備えるパンチ部２０（図１参照）としてもよい。パンチ部２０，２１に関する説明は、省略する。ファスナ部４２は、上述したファスナ部４０，４１に対応する構成である。ファスナ部４２は、打ち込み方向の先頭側及び後尾側が開口し、打ち込み方向に貫通する筒状である。ファスナ部４２の内部には、打ち込み方向に貫通した内部空間５４が形成されている。ファスナ部４２においても、打ち込み方向の後尾側となるファスナ部４２の後端部分には、外周に張り出した第一鍔部５２が設けられている。打ち込み方向の先頭側となるファスナ部４２の先端部分、換言すれば、筒状部５３の先端部分には、爪部５５が、内部空間５４に突出した状態で、形成されている。爪部５５は、筒状部５３の内周において、全周にわたって形成されていてもよいし、複数の爪部５５が所定の角度間隔、例えば、等間隔で形成されていてもよい。爪部５５が形成された部分（図１０に示す「Ｌ６」の部分参照）を含む筒状部５３の内径に関し、爪部５５の内径φ６は、爪部５５が形成されていない部分（図１０に示す「Ｌ７」の部分参照）の内径φ７より、小径である。締結具１７では、内部空間５４に挿入された凸部３３は、内径φ６の爪部５５と嵌合し、爪部５５によって挟持される。ファスナ部４２に関し、この他の点は、ファスナ部４０，４１と同様であり、省略する。
【００６６】
第一ピン部７０は、ファスナ部４２の後端部分から、内部空間５４に挿入される。第一ピン部７０は、第一頭部７１と、第一ピン本体７２とを含む。第一頭部７１は、第一鍔部５２の外形に対応した形状を有する平板状の構成である。第一頭部７１は、締結具１７による締結構造９３（図１２参照）において、第一鍔部５２に接するように配置される。第一ピン本体７２は、内部空間５４に挿入される構成である。第一ピン本体７２は、先端部７２１と、溝部７２２と、基部７２３とから形成される。第一ピン本体７２において、これら各部７２１，７２２，７２３は、打ち込み方向の先頭側から、先端部７２１、溝部７２２、基部７２３の順で設けられる。先端部７２１及び基部７２３は、爪部５５が形成された部分を除く筒状部５３の内径φ７に対応し、外径φ７とされる。基部７２３と筒状部５３の嵌合は、例えば、隙間ばめ又は中間ばめとされる。締結構造９３において、気密性等が要求される場合、締まりばめとしてもよい。溝部７２２は、外径φ８とされる。外径φ８は、爪部５５の内径φ６より、大径である。溝部７２２及び基部７２３の境界には、外径寸法の相違（φ７＞φ８）に基づき、段差７２４が形成される。
【００６７】
締結構造９３において、段差７２４は、溝部７２２に、はまり込んだ爪部５５と係合する。詳細は後述するが、締結具１７を用いた締結方法において、第一ピン部７０は、内部空間５４を、打ち込み方向に移動する。このとき、先端部７２１は、爪部５５が突出した内部空間５４の部分（図１０に示す「Ｌ６」の部分参照）を通過し、爪部５５を、打ち込み方向に交差（具体的には、直交）する方向に押圧し、爪部５５の内径φ６を拡径する。第一ピン部７０の移動をスムーズに行わせるため、先端部７２１は、打ち込み方向の先頭側となる角部が面取りされた形状とされる。基部７２３は、打ち込み方向の長さが、ファスナ部４２の後端部分から爪部５５までの寸法Ｌ７に一致した長さに設定される。これによって、爪部５５が溝部７２２に、はまり込み、爪部５５と段差７２４とが係合した状態で、第一頭部７１は、第一鍔部５２に接した状態となる。溝部７２２の打ち込み方向における幅は、爪部５５の寸法Ｌ６に対応した寸法に設定される。締結構造９３において、第一ピン部７０が、打ち込み方向に、がたつくことを抑制するためである。
【００６８】
＜締結方法及び締結構造＞
締結具１７を用いた締結方法と、締結具１７による締結構造９３とについて、図１１及び図１２等を参照して説明する。この締結方法は、例えば、下金型１０２及び上金型１１０と、プレス装置とを用いて行われる。下金型１０２及び上金型１１０は、それぞれ、プレス装置に取り付けられる。締結方法は、図１１に示すような複数の工程を含む。図１１では、挿入工程（図２（Ｂ）参照）に対応した図は、省略されている。以下、各工程を順に説明する。
【００６９】
図１１（Ａ）に示す第一準備工程は、第一準備工程に続けて、順次、行われる挿入工程、分離工程及び締結工程のための工程である。下金型１０２には、内径φ９の穴部１０３が形成されている。穴部１０３には、第一ＦＲＰ材２００及び第二ＦＲＰ材２１０を貫通したパンチ部２１と、貫通孔２２０に挿入されたファスナ部４２の先端部分等が挿入される。穴部１０３の内径φ９は、拡径後のファスナ部４２の先端部分の外径φ１０（図１２参照）より大径である。後述する締結工程（図１１（Ｃ）参照）が完了した後、外径φ１０に拡径したファスナ部４２の先端部分を、下金型１０２から取り外せるようにするためである。締結具１７を用いた締結方法では、内径φ２の貫通孔２２０を形成するために、座金２３０が用いられる。座金２３０は、第一実施形態において、図５に基づき説明した座金２３０と同様の座金であって、貫通孔２２０を形成するためのダイスとして機能する。座金２３０に関する説明は、省略する。
【００７０】
第一準備工程では、第一ＦＲＰ材２００及び第二ＦＲＰ材２１０と共に、座金２３０が、第二ＦＲＰ材２１０の下側で、第二ＦＲＰ材２１０に隣接した状態で、下金型１０２にセットされる。下金型１０２は、座金２３０の外周形状に対応し、座金２３０を位置決めするための構成（例えば座金２３０を収容する凹部）を含む。座金２３０は、位置決めされた状態で、下金型１０２にセットされる。続けて、締結具１７が、上金型１１０の内部にセットされる。上金型１１０は、上述した上金型１１０（図２参照）と同様の金型である。これに関する説明は省略する。上金型１１０において、締結具１７が収容される空間の形状は、締結具１７のうち、外径が最も大きな第一鍔部５２及び第一頭部７１の外周形状に対応した形状とされる。プレス装置が稼働し、可動部１１２が、打ち込み方向に移動（下降）すると、第一ピン部７０が、可動部１１２によって押圧される。これに伴い、締結具１７は、収容された上金型１１０の空間内を、打ち込み方向に移動する。プレス装置の稼働開始によって、締結方法は、挿入工程に移行する。
【００７１】
挿入工程では、先ず、可動部１１２にて押圧された第一ピン部７０によってパンチ部２１が押圧される。押圧されたパンチ部２１は、打ち込み方向に移動し、第一ＦＲＰ材２００及び第二ＦＲＰ材２１０が打ち抜かれ、貫通孔２２０が形成される。貫通孔２２０は、外径φ２で一定のパンチ部２１によって、１回で形成される。このとき、パンチ部２１は、パンチ部２１の外径φ２より小径とされた座金２３０の貫通孔２３１の外周部を、第一ＦＲＰ材２００及び第二ＦＲＰ材２１０と共に、打ち抜き、貫通孔２３１を内径φ２の貫通孔とする。挿入工程において、締結具１７が、打ち込まれ、所定量、打ち込み方向に移動すると、ファスナ部４２が、パンチ部２１によって形成された貫通孔２２０に挿入される。ファスナ部４２の貫通孔２２０への挿入が継続されると、第一鍔部５２が、貫通孔２２０の外周部である第一ＦＲＰ材２００の部分に係合し、ファスナ部４２の移動が、規制される。これによって、挿入工程が完了し、締結方法は、分離工程に移行する。挿入工程から分離工程への移行は、連続的に行われる。
【００７２】
図１１（Ｂ）に示す分離工程に移行した状態においても、可動部１１２の打ち込み方向への移動は継続される。そのため、第一ピン部７０への押圧も、継続され、第一ピン部７０は、内部空間５４を、打ち込み方向に移動する。第一ピン部７０の打ち込み方向への移動に伴い、第一ピン本体７２の先端部７２１は、爪部５５が突出した内部空間５４の部分（図１０に示す「Ｌ６」の部分参照）に挿入される。先端部７２１は、爪部５５を、打ち込み方向に交差する方向に押圧する。これによって、貫通孔２２０，２３１を通過して第二ＦＲＰ材２１０の側（座金２３０の側）に突出したファスナ部４２の先端部分は、貫通孔２２０，２３１の内径φ２より、拡径した状態となる。また、内部空間５４を打ち込み方向に移動する第一ピン部７０は、パンチ部２１を押圧する。パンチ部２１は、第一ピン部７０による押圧力によって、打ち込み方向に移動し、凸部３３が内部空間５４から抜け落ちる。これによって、パンチ部２１は、ファスナ部４２から取り外される。ファスナ部４２から取り外されたパンチ部２１は、図１１（Ｂ）に示すように、下金型１０２内を落下し、下金型１０２から排出される。パンチ部２１によって打ち抜かれたカス２０１，２１１は、上記同様、図１１（Ｂ）に示すような状態となり、パンチ部２１と共に排出される。これによって、分離工程が完了し、締結方法は、締結工程に移行する。分離工程から締結工程への移行も、連続的に行われる。
【００７３】
図１１（Ｃ）に示す締結工程は、爪部５５を第一ピン本体７２の溝部７２２に嵌め込み、爪部５５を段差７２４に係合させ、第一ピン部７０を、ファスナ部４２に固定すると共に、第一ＦＲＰ材２００及び第二ＦＲＰ材２１０を締結する工程である。締結工程に移行後も、可動部１１２の打ち込み方向への移動は継続され、第一ピン部７０は、打ち込み方向に押圧され、移動する。第一ピン部７０の打ち込み方向への移動に伴い、第一ピン本体７２の先端部７２１は、爪部５５が突出した内部空間５４の部分を通過し、第二ＦＲＰ材２１０の側（座金２３０の側）に突出する。このとき、第一頭部７１は、第一鍔部５２に接し、第一ピン部７０の打ち込み方向への移動が規制される。第一ピン本体７２の溝部７２２は、図１１（Ｃ）に示すように、爪部５５が突出した内部空間５４の部分に挿入され、爪部５５が、溝部７２２に、はまり込む。図１０に示すように、第一ピン本体７２の溝部７２２の外径φ８は、先端部７２１の外径φ７より、小径である。そのため、爪部５５が、溝部７２２に、はまり込んだ状態では、ファスナ部４２の先端部分の外径は、図１１（Ｂ）に示す状態からは縮径する。ただし、締結具１７では、打ち込み方向に交差（直交）する方向に突出する爪部５５の突出量、及び、溝部７２２（段差７２４）の深さは、それぞれ、爪部５５が溝部７２２に、はまり込んだ状態において、ファスナ部４２の先端部分が、拡径されるような寸法に設定される。具体的に、「爪部５５の突出量＞溝部７２２（段差７２４）の深さ」との関係が満たされるような寸法に設定される。従って、締結構造９３では、ファスナ部４２の先端部分の外径φ１０は、図１２に示すように、パンチ部２１によって形成された貫通孔２２０，２３１の内径φ２より、大径となる。
【００７４】
爪部５５が溝部７２２に、はまり込んだ状態において、爪部５５は、段差７２４に係合する。このような係合状態では、溝部７２２には、外径φ１０に拡径したファスナ部４２の先端部分の弾性力が作用する。このようにして、ファスナ部４２及び第一ピン部７０が、固定される。第一ＦＲＰ材２００及び第二ＦＲＰ材２１０と、座金２３０とは、貫通孔２２０の外周部である第一ＦＲＰ材２００の部分に係合した第一鍔部５２と、第二ＦＲＰ材２１０の側に突出し、第一ピン部７０によって、外径φ１０に拡径されたファスナ部４２の先端部分とによって挟み込まれ、締結される。これによって、締結工程は完了する。締結工程が完了した後、下金型１０２又は上金型１１０の少なくとも何れか一方を、締結工程等の際とは反対の方向に移動させ、下金型１０２及び上金型１１０を、離間させる。その後、第一ＦＲＰ材２００及び第二ＦＲＰ材２１０等をファスナ部４２で締結した締結構造９３が、プレス装置から取り外される。これによって、図１２に示すような、締結構造９３が得られる。以上、締結方法は、終了する。
【００７５】
締結具１７を用いた締結方法では、座金２３０を省略することもできる。この場合、下金型は、貫通孔２２０を形成するための穴部（図２（Ａ）の穴部１０１参照）が形成されたダイス構造を有し、例えば、この穴部が半円状となる位置で分割可能な分割構造を有する。締結具１７を用いた締結方法の締結工程が完了した後、所定のタイミングで、下金型は分割され、外径φ１０に拡径したファスナ部４２の先端部分が、貫通孔２２０を形成するための穴部から取り外される。この下金型では、座金２３０を収容する凹部は省略される。
【００７６】
＜第三実施形態における効果＞
締結具１７によれば、第一実施形態の場合と同様の有利な機能が実現され、有利な効果を得ることができる。締結具１７は、第一ピン部７０を備え、締結具１７を用いた締結方法では、第一ピン部７０を、打ち込み方向に移動させることとした。そのため、第一ピン部７０で、パンチ部２１を押圧し、パンチ部２１をファスナ部４２から取り外すと共に、これと同時に、ファスナ部４２の先端部分を、外径φ２から外径φ１０に拡径させることができる。この締結方法では、締結に要する工程を少なくし、効率よく締結作業を行うことができる。締結構造９３では、内部空間５４に、第一ピン部７０が、挿入される。そのため、内部空間５４を封止し、締結構造９３の気密性を確保することができる。締結構造９３に、より高い気密性が要求される場合、第一実施形態の変形例と同様、締結具１７が、さらに、固定部６０又は固定部６１を備える構成とするとよい。これに関する説明は、上述した通りであり、省略する。
【００７７】
締結具１７を用いた締結方法では、座金２３０が用いられ、締結構造９３は、座金２３０を含む構成となる。従って、締結構造９３によっても、上述したような、バリの発生と、拡径のために付与される荷重に起因した第二ＦＲＰ材２１０の破損とに対応することができる。第二ＦＲＰ材２１０に接する座金２３０を低硬度とすることが可能で、この部分における第二ＦＲＰ材２１０の破損を防止することができる。これらに関する説明は、上述した通りであり、省略する。この締結方法では、ファスナ部４２が、可動部１１２によって、直接押圧されることはない。そのため、ファスナ部４２の強度、特に、第一ＦＲＰ材２００と接する第一鍔部５２の強度を低下させることができる。即ち、ファスナ部４２（第一鍔部５２）の硬度を低硬度とすることが可能となる。従って、第一鍔部５２に接する第一ＦＲＰ材２００の部分が、破損することを防止可能な締結構造９３とすることができる。
【００７８】
＜第四実施形態＞
＜締結具＞
第四実施形態の締結具１８について、図１３等を参照して説明する。締結具１８は、パンチ部２０と、ファスナ部４３と、第二ピン部８０とを備える。パンチ部２０は、上述したパンチ部２０と同様の構成である。締結具１８が備えるパンチ部２０を、上述した締結具１１が備えるパンチ部２１（図４参照）としてもよい。パンチ部２０，２１に関する説明は、省略する。ファスナ部４３は、上述したファスナ部４０〜４２に対応する構成である。ファスナ部４３は、ファスナ部４１に類似した形状を有する。即ち、ファスナ部４３は、ファスナ部４１と同様、打ち込み方向に貫通する内部空間５４が形成された筒状である。ファスナ部４３においても、打ち込み方向の後尾側となるファスナ部４３の後端部分には、外周に張り出した第一鍔部５２が設けられている。内部空間５４には、凸部３３が挿入される。内部空間５４が形成されたファスナ部４３の側壁となる筒状部５３の内径寸法に関し、凸部３３及び筒状部５３の嵌合は、第二実施形態の場合と同様としてもよい。筒状部５３の寸法Ｌ３は、重ね合わされた第一ＦＲＰ材２００及び第二ＦＲＰ材２１０の全体の厚み以下となるように設定される。従って、ファスナ部４３が貫通孔２２０に挿入された状態において、ファスナ部４３（筒状部５３）の先端部分は、貫通孔２２０に収容された状態となる。ファスナ部４３に関し、この他の点は、ファスナ部４０〜４２と同様であり、省略する。
【００７９】
第二ピン部８０は、貫通孔２２０が形成され、ファスナ部４３が貫通孔２２０に挿入され、ファスナ部４３からパンチ部２０が取り外された状態において、内部空間５４に挿入される。内部空間５４への挿入は、打ち込み方向の先頭側となるファスナ部４３の先端部分から行われる。第二ピン部８０は、第二鍔部８１と、第二ピン本体８２とを含む。第二鍔部８１は、平板状の構成である。第二鍔部８１は、締結具１８による締結構造９４（図１５（Ｃ）参照）において、貫通孔２２０の外周部である第二ＦＲＰ材２１０の部分に係合する。第二ピン本体８２は、内部空間５４に挿入される構成である。第二ピン本体８２は、筒状部５３の内径φ７に対応し、外径φ７とされる。第二ピン本体８２の寸法Ｌ８は、重ね合わされた第一ＦＲＰ材２００及び第二ＦＲＰ材２１０の全体の厚みと、第一鍔部５２の厚み寸法Ｌ９との合計より、長く設定される。従って、第二ピン部８０が内部空間５４に挿入された状態で、打ち込み方向の後尾側となる第二ピン本体８２の先端部分は、第一鍔部５２の側（第一ＦＲＰ材２００の側）に突出する。第一鍔部５２の側に突出した第二ピン本体８２の先端部分は、締結具１８を用いた締結方法において、第一鍔部５２に係合するよう、内部空間５４の内径φ７より大きく拡径される。
【００８０】
＜締結方法及び締結構造＞
締結具１８を用いた締結方法と、締結具１８による締結構造９４とについて、図１４及び図１５等を参照して説明する。締結方法は、例えば、下金型１００及び上金型１１３と、プレス装置とを用いて行われる。下金型１００及び上金型１１３は、それぞれ、プレス装置に取り付けられる。下金型１００及び上金型１１３は、共に、上述した下金型１００及び上金型１１３（図９（Ａ），（Ｂ）参照）と同様の金型である。これらに関する説明は省略する。締結方法は、図１４（Ａ）〜（Ｃ）及び図１５（Ａ），（Ｂ）に示すような複数の工程を含む。図１４では、挿入工程に対応した図（図２（Ｂ）参照）は、省略されている。以下、各工程を順に説明する。
【００８１】
締結具１８を用いた締結方法では、先ず、図１４（Ａ）に示す第一準備工程が行われる。第一準備工程は、図９（Ａ）に基づき説明した第一準備工程と同様に行われる。続けて、この締結方法では、挿入工程と、図１４（Ｂ）に示す分離工程とが、順次連続して実行される。挿入工程は、図２（Ｂ）に基づき説明した挿入工程と同様に行われ、分離工程は、図９（Ｂ）に基づき説明した分離工程と同様に行われる。第一準備工程、挿入工程及び分離工程に関する説明は、省略する。分離工程が完了した後、締結方法は、第二準備工程に移行する。第二準備工程では、下金型１００又は上金型１１３の少なくとも何れか一方を、挿入工程及び分離工程の際とは反対の方向に移動させ、下金型１００及び上金型１１３を、離間させる。その後、第一ＦＲＰ材２００及び第二ＦＲＰ材２１０に形成された貫通孔２２０にファスナ部４３が挿入された状態の構成（以下、「締結前構成」という。）が、プレス装置、詳細には、下金型１００又は上金型１１３から取り外される。続けて、図１４（Ｃ）に示すような、載置面が平面状の下金型１３０の所定の位置に、第二ピン部８０がセットされる。下金型１３０は、次工程である締結工程のためのプレス装置に取り付けられている。下金型１３０が取り付けられたプレス装置には、上金型１１３とは異なる、この締結工程のための上金型（不図示）も、取り付けられている。
【００８２】
次に、図１５（Ａ）に示すように、内部空間５４に第二ピン部８０（第二ピン本体８２）が挿入された状態となるよう、締結前構成が、下金型１３０にセットされる。筒状部５３の寸法Ｌ３は、上述したような値に設定されているため、締結前構成において、ファスナ部４３の先端部分は、第二ＦＲＰ材２１０の側に突出することなく、内部空間５４に収容される。従って、締結前構成が、下金型１３０にセットされた状態において、第二ピン部８０の第二鍔部８１と、第二ＦＲＰ材２１０とは、接した状態となる。第二ピン本体８２の寸法Ｌ８は、上述したような値に設定されているため、締結前構成が、下金型１３０にセットされた状態において、第二ピン部８０（第二ピン本体８２）の先端部分は、第一鍔部５２の側（第一ＦＲＰ材２００の側）に突出した状態となる。第二準備工程は、これによって完了し、締結方法は、図１５（Ｂ）に示す締結工程に移行する。
【００８３】
締結工程では、下金型１３０が取り付けられたプレス装置が稼働し、このプレス装置に取り付けられた上金型（不図示）が打ち込み方向に移動（下降）し、第一鍔部５２の側に突出した第二ピン部８０の先端部分が、上金型を介して、打ち込み方向に押圧され、かしめられる。第二ピン部８０の先端部分は、塑性変形して拡径し、内部空間５４の内径φ７より大径の外径φ７’となる（図１５（Ｂ）参照）。外径φ７’となった第二ピン部８０の先端部分は、図１５（Ｂ）に示すように、第一鍔部５２に係合する。第一ＦＲＰ材２００及び第二ＦＲＰ材２１０は、貫通孔２２０の外周部である第一ＦＲＰ材２００の部分に係合し、且つ、外径がφ７’に拡径された第二ピン部８０の先端部分に係合した第一鍔部５２と、貫通孔２２０の外周部である第二ＦＲＰ材２１０の部分に係合した第二鍔部８１とによって挟み込まれ、締結される。この状態において、打ち込み方向とは反対側へのファスナ部４３の移動は、外径φ７’となった第二ピン部８０の先端部分が、第一鍔部５２と係合することで規制される。これによって、締結工程は完了する。締結工程が完了した後、下金型１３０が取り付けられたプレス装置を、下金型１３０又は上金型（不図示）の少なくとも何れか一方を、締結工程の際とは反対の方向に移動させ、下金型１３０及び上金型を、離間させる。その後、第一ＦＲＰ材２００及び第二ＦＲＰ材２１０を、ファスナ部４３及び第二ピン部８０で締結した締結構造９４が、プレス装置から取り外される。これによって、図１５（Ｃ）に示すような締結構造９４が得られる。以上、締結方法は、終了する。
【００８４】
＜第四実施形態における効果＞
締結具１８によれば、第一実施形態の場合と同様の有利な機能が実現され、有利な効果を得ることができる。締結具１８は、第二ピン部８０を備える構成とし、締結具１８を用いた締結方法では、第二ピン部８０をファスナ部４３の先端部分から内部空間５４に挿入し、第一鍔部５２の側に突出した第二ピン部８０の先端部分をかしめ、第一鍔部５２と、第二鍔部８１とによって、第一ＦＲＰ材２００及び第二ＦＲＰ材２１０を挟み込み、締結することとした。そのため、第二ピン部８０で、貫通孔２２０を封止することが可能となり、気密性が確保された締結構造９４とすることができる。締結構造９４に、より高い気密性が要求される場合、第一実施形態の変形例と同様、締結具１８が、さらに、固定部６０又は固定部６１を備える構成とするとよい。これに関する説明は、上述した通りであり、省略する。
【００８５】
締結具１８を用いた締結方法では、ファスナ部４３が、可動部１１５によって、直接押圧されることはない。第二ピン部８０は、貫通孔２２０を形成する際には用いられない。そのため、ファスナ部４３の強度、特に、第一ＦＲＰ材２００と接する第一鍔部５２の強度を低下させ、また、第二ピン部８０の強度、特に、第二ＦＲＰ材２１０と接する第二鍔部８１の強度を低下させることができる。即ち、締結具１８では、第一ＦＲＰ材２００に接するファスナ部４３（第一鍔部５２）の硬度と、第二ＦＲＰ材２１０に接する第二ピン部８０（第二鍔部８１）の硬度とを低硬度とすることが可能となる。従って、ファスナ部４３及び第二ピン部８０にそれぞれ接する第一ＦＲＰ材２００及び第二ＦＲＰ材２１０の部分の破損を防止することができる。締結具１８を用いた締結方法の締結工程では、下金型１３０は、平面状であればよく、下金型１３０の構成をシンプルにすることができる。
【００８６】
＜第五実施形態＞
＜締結具＞
第五実施形態の締結具１９について、図１６等を参照して説明する。締結具１９は、パンチ部２２と、ファスナ部４４とを備える。パンチ部２２は、上述したパンチ部２１のような凸部３３を含まないが、これ以外は、パンチ部２１と同様の構成である。締結具１９が備えるパンチ部２２を、上述した締結具１０が備えるパンチ部２０（図１参照）のように、パンチ部２０の先端部分を小径とし、段差３２が形成された構成としてもよい。このようなパンチ部も、上述したパンチ部２０と同様（凸部３３を含まず）に構成される。このように、パンチ部２２は、上述したパンチ部２１（パンチ部２０）と同様であり、これに関する説明は、省略する。
【００８７】
ファスナ部４４は、第一ファスナ部４０１と、第二ファスナ部４０２とを含む。第一ファスナ部４０１は、上述した締結具１０，１１が備えるファスナ部４０に対応する構成である。第一ファスナ部４０１の内部空間５１には、第二ファスナ部４０２が挿入される。第一ファスナ部４０１に関し、この他の点は、ファスナ部４０と同様であり、省略する。第二ファスナ部４０２は、インナー部４０３と、第二頭部４０４とを含む。インナー部４０３は、打ち込み方向の先頭側となる第一ファスナ部４０１（筒状部５３）の先端部分から、内部空間５１に挿入される。インナー部４０３は、第一ファスナ部４０１の先端部分が、第二頭部４０４に接する位置まで、内部空間５１に挿入される。筒状部５３と、インナー部４０３との嵌合は、例えば、締まりばめとされ、両者は、圧入状態とされる。詳細は後述するが、締結具１９による締結構造９５（図１７（Ｃ）参照）では、第一ファスナ部４０１と第二ファスナ部４０２とは固定され、第二ファスナ部４０２が第一ファスナ部４０１から脱落することを防止することができる。
【００８８】
第二頭部４０４は、インナー部４０３と一体的に形成される。インナー部４０３と第二頭部４０４との境界部分（図１６に記載の「Ｐ部」参照）は、打ち込み方向の先頭側に向けて拡径するように傾斜面、例えばテーパー形状（図１６参照）とされる。傾斜面は、Ｒ状としてもよい。第一ファスナ部４０１の先端部分は、締結具１９を用いた締結方法の締結工程において、この傾斜面の部分で拡径される。第二頭部４０４は、打ち込み方向の先頭側となる面が、平面状とされる。第二頭部４０４は、打ち込み方向の後尾側となるパンチ部２２の後端部分と取り外し自在に固定される。第二頭部４０４を介した、ファスナ部４４（第二ファスナ部４０２）と、パンチ部２２との固定は、締結方法の分離工程において、パンチ部２２を自動的に取り外すことが可能であれば、種々の手法を採用することができる。例えば、微量の接着剤等で接着しておいてもよい。上述したパンチ部２１等と同様、凸部３３に対応した構成を含むパンチ部とし、第二ファスナ部４０２に、これと嵌合する凹部を形成し、両者を、上記同様、嵌合させる構成としてもよい。この他、上述した固定部６０又は固定部６１を、上記同様に採用してもよい。この場合、固定部６０又は固定部６１は、少なくとも、第一ファスナ部４０１の先端部分からパンチ部２２の後端部分までの範囲を覆う。
【００８９】
＜締結方法及び締結構造＞
締結具１９を用いた締結方法と、締結具１９による締結構造９５とについて、図１７等を参照して説明する。図１７では、第一準備工程、挿入工程及び分離工程に対応した図（図２（Ａ）〜（Ｃ）参照）は、省略されている。この締結方法においても、第一準備工程、挿入工程及び分離工程の各工程が、順次、行われる。第一準備工程、挿入工程及び分離工程の各工程は、図２（Ａ）〜（Ｃ）に基づき説明したように行われる。これに関する説明は、省略する。分離工程が完了した後、この締結方法は、図１７（Ａ）に示す第二準備工程に移行し、その後、図１７（Ｂ）に示す締結工程が行われる。第二準備工程では、第一準備工程〜分離工程で用いられた下金型（図２（Ａ）〜（Ｂ）に示す「下金型１００」参照）が、締結工程のための下金型１４０とされる。下金型１４０は、第二頭部４０４に対向する面が、平面状をした金型である。
【００９０】
締結工程では、プレス装置が稼働し、下金型１４０が、第二ＦＲＰ材２１０に接するまで、下金型１４０又は上金型１１０の少なくとも何れか一方を、打ち込み方向に対応した方向（鉛直方向）に移動させ、下金型１４０及び上金型１１０を、漸次、接近させる。第二ファスナ部４０２は、第一ファスナ部４０１に対して、打ち込み方向と反対側に移動し、第二ファスナ部４０２が、内部空間５１にさらに挿入される。内部空間５１へのさらなる挿入は、打ち込み方向の後尾側となるインナー部４０３の先端部分が、有底筒状の第一ファスナ部４０１の底部に接近するまで行われる。インナー部４０３の先端部分と、第一ファスナ部４０１の底部との間に、一定間隔の内部空間５１を残存させ、両部を非接触とするとよい。締結構造９５、及び／又は、締結構造９５におけるファスナ部４４に、この挿入に伴う応力が作用することを防止又は低減することができる。前述のように第二ファスナ部４０２を内部空間５１にさらに挿入する際、第一ファスナ部４０１の先端部分は、インナー部４０３と第二頭部４０４との境界部分（図１６に示す「Ｐ部」参照）で、第二頭部４０４の外径方向（打ち込み方向に交差（直交）する方向に一致）に変形する。即ち、第一ファスナ部４０１の先端部分は、貫通孔２２０の内径φ２より大きな外径φ１０に拡径される。第一ＦＲＰ材２００及び第二ＦＲＰ材２１０は、貫通孔２２０の外周部である第一ＦＲＰ材２００の部分に係合した第一鍔部５２と、外径がφ１０に拡径された第一ファスナ部４０１の先端部分とによって挟み込まれ、締結される。これによって、締結工程は完了する。締結工程が完了した後、下金型１４０又は上金型１１０の少なくとも何れか一方を、締結工程の際とは反対の方向に移動させ、下金型１４０及び上金型１１０を、離間させる。その後、第一ＦＲＰ材２００及び第二ＦＲＰ材２１０をファスナ部４４で締結した締結構造９５が、プレス装置から取り外される。これによって、図１７（Ｃ）に示すような締結構造９５が得られる。以上、締結方法は、終了する。
【００９１】
締結工程において、第一ファスナ部４０１の先端部分の拡径は、次のようにして行ってもよい。この場合、インナー部４０３と第二頭部４０４との境界部分の円周上には、複数の刃部が、所定の間隔（例えば等間隔）で設けられる。締結工程では、内部空間５１への第二ファスナ部４０２のさらなる挿入に伴い、第一ファスナ部４０１（筒状部５３）の先端部分が、複数の刃部で、短冊状に切断される。短冊状に切断された第一ファスナ部４０１の先端部分は、それぞれ、インナー部４０３と第二頭部４０４との境界部分で、第二ＦＲＰ材２１０に接近する側にカールし、貫通孔２２０の内径φ２より大きな外径φ１０に拡径される。
【００９２】
＜第五実施形態における効果＞
締結具１９によれば、第一実施形態の場合と同様の有利な機能が実現され、有利な効果を得ることができる。締結具１９では、ファスナ部４４を、第一ファスナ部４０１と、第二ファスナ部４０２とに分割して構成し、第二ファスナ部４０２を介して、第一ファスナ部４０１の先端部分を、貫通孔２２０の内径φ２より大きな外径φ１０に拡径するようにした。そのため、第一ファスナ部４０１の先端部分を、好適に拡径することができる。締結具１９では、第一ファスナ部４０１が有底筒状であるため、貫通孔２２０を封止することが可能となり、気密性が確保された締結構造９５とすることができる。内部空間５１には、第二ファスナ部４０２が挿入される。そのため、内部空間５１に、例えば、カス２０１，２１１が進入することを、好適に防止することができる。締結具１９を用いた締結方法の締結工程では、下金型１４０は、平面状であればよく、下金型１４０の構成をシンプルにすることができる。
【符号の説明】
【００９３】
１０，１１，１２，１３，１４，１５，１６，１７，１８，１９ 締結具
２０，２１，２２ パンチ部、 ３１ 内部空間、 ３２ 段差、 ３３ 凸部
４０，４１，４２，４３，４４ ファスナ部、 ４０１ 第一ファスナ部
５１，５４ 内部空間、 ５２ 第一鍔部、 ５３ 筒状部、 ５５ 爪部
４０２ 第二ファスナ部、 ４０３ インナー部、 ４０４ 第二頭部
６０，６１ 固定部
７０ 第一ピン部、 ７１ 第一頭部、 ７２ 第一ピン本体
７２１ 先端部、 ７２２ 溝部、 ７２３ 基部、 ７２４ 段差
８０ 第二ピン部、 ８１ 第二鍔部、 ８２ 第二ピン本体
９０，９１，９２，９３，９４，９５ 締結構造
２００ 第一ＦＲＰ材、 ２１０ 第二ＦＲＰ材、 ２２０ 貫通孔
２３０ 座金、 ２３１ 貫通孔
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一被締結部材と、第二被締結部材と、が重ね合わされた状態において、前記第一被締結部材の側から、前記第一被締結部材及び前記第二被締結部材に打ち込まれ、前記第一被締結部材と、前記第二被締結部材と、を締結するための締結具であって、
前記第一被締結部材及び前記第二被締結部材への前記締結具の打ち込みによって、前記第一被締結部材及び前記第二被締結部材を貫通する貫通孔を形成するパンチ部と、
前記締結具が打ち込まれる打ち込み方向の後尾側となる前記パンチ部の後端部分と取り外し自在に固定され、前記第一被締結部材及び前記第二被締結部材への締結具の打ち込みに伴い前記貫通孔に挿入され、前記パンチ部が取り外された状態において、前記第一被締結部材と、前記第二被締結部材と、を締結するファスナ部と、を備える、締結具。
【請求項２】
前記パンチ部は、前記打ち込み方向の先頭側が開口した筒状である、請求項１に記載の締結具。
【請求項３】
前記パンチ部は、前記打ち込み方向の先頭側が開口した有底筒状である、請求項２に記載の締結具。
【請求項４】
前記打ち込み方向の先頭側となる前記パンチ部の先端部分の外径は、前記パンチ部の先端部分と、前記パンチ部の後端部分と、の間の前記パンチ部の中間部分の外径より、小径である、請求項１から請求項３の何れか１項に記載の締結具。
【請求項５】
前記ファスナ部は、
前記打ち込み方向の先頭側が開口した筒状をなし、
前記打ち込み方向の後尾側となる前記ファスナ部の後端部分で、外周に張り出し、前記ファスナ部が前記貫通孔に挿入された状態において、前記貫通孔の外周部である前記第一被締結部材の部分に係合する第一鍔部を含み、
前記貫通孔を通過して前記第二被締結部材の側に突出した前記ファスナ部の先端部分は、前記貫通孔の内径より大きく拡径される、請求項１から請求項４の何れか１項に記載の締結具。
【請求項６】
前記ファスナ部は、
前記打ち込み方向に貫通する筒状をなし、
前記打ち込み方向の先頭側となる前記ファスナ部の先端部分に形成され、筒状の前記ファスナ部の内部空間に突出した爪部と、
前記打ち込み方向の後尾側となる前記ファスナ部の後端部分で、外周に張り出し、前記ファスナ部が前記貫通孔に挿入された状態において、前記貫通孔の外周部である前記第一被締結部材の部分に係合する第一鍔部と、を含み、
前記締結具は、前記ファスナ部の後端部分から、前記内部空間に挿入され、前記締結具が、前記第一被締結部材及び前記第二被締結部材に打ち込まれる場合、前記打ち込み方向に押圧される第一ピン部を、さらに備え、
前記第一ピン部は、
前記パンチ部を、前記打ち込み方向に押圧し、前記貫通孔を形成した前記パンチ部を前記ファスナ部から取り外し、
前記爪部を、前記打ち込み方向に交差する方向に押圧し、前記貫通孔を通過して前記第二被締結部材の側に突出した前記ファスナ部の先端部分を、前記貫通孔の内径より大きく拡径させる、請求項１から請求項４の何れか１項に記載の締結具。
【請求項７】
前記ファスナ部は、
前記打ち込み方向に貫通する筒状をなし、
前記打ち込み方向の後尾側となる前記ファスナ部の後端部分で、外周に張り出し、前記ファスナ部が前記貫通孔に挿入された状態において、前記貫通孔の外周部である前記第一被締結部材の部分に係合する第一鍔部を含み、
前記締結具は、前記打ち込み方向の先頭側となる前記ファスナ部の先端部分から、筒状の前記ファスナ部の内部空間に挿入され、前記内部空間に挿入された状態において、前記貫通孔の外周部である前記第二被締結部材の部分に係合する、第二ピン部を、さらに備え、
前記第二ピン部は、前記ファスナ部が前記貫通孔に挿入され、前記ファスナ部から前記パンチ部が取り外された状態において、前記内部空間に挿入され、
前記内部空間を通過して前記第一鍔部の側に突出した前記第二ピン部の先端部分は、前記第一鍔部に係合するよう、前記内部空間の内径より大きく拡径される、請求項１から請求項４の何れか１項に記載の締結具。
【請求項８】
前記締結具は、管状で、前記パンチ部と前記ファスナ部とに嵌合される、樹脂製の固定部を、さらに備える、請求項１から請求項７の何れか１項に記載の締結具。
【請求項９】
第一被締結部材と、第二被締結部材と、が重ね合わされた状態において、前記第一被締結部材の側から、前記第一被締結部材及び前記第二被締結部材に打ち込まれ、前記第一被締結部材と、前記第二被締結部材と、を締結するための締結具を用いた締結方法であって、
前記第一被締結部材及び前記第二被締結部材への前記締結具の打ち込みによって、前記締結具が備えるパンチ部にて、前記第一被締結部材及び前記第二被締結部材を貫通する貫通孔を形成し、前記締結具が打ち込まれる打ち込み方向の後尾側となる前記パンチ部の後端部分と取り外し自在に固定された、前記締結具が備えるファスナ部を、前記貫通孔に挿入する挿入工程と、
前記貫通孔に挿入された前記ファスナ部から、前記パンチ部を取り外す分離工程と、
前記貫通孔に挿入され、前記パンチ部が取り外された状態の前記ファスナ部で、前記第一被締結部材と、前記第二被締結部材と、を締結する締結工程と、を含む締結方法。
【請求項１０】
前記ファスナ部は、
前記打ち込み方向の先頭側が開口した筒状をなし、
前記打ち込み方向の後尾側となる前記ファスナ部の後端部分で、外周に張り出し、前記ファスナ部が前記貫通孔に挿入された状態において、前記貫通孔の外周部である前記第一被締結部材の部分に係合する第一鍔部を含み、
前記締結工程では、前記貫通孔を通過して前記第二被締結部材の側に突出した前記ファスナ部の先端部分を、前記貫通孔の内径より大きく拡径させ、前記第一被締結部材の部分に係合した前記第一鍔部と、拡径された前記ファスナ部の先端部分と、で、前記第一被締結部材と、前記第二被締結部材と、を締結する、請求項９に記載の締結方法。
【請求項１１】
前記ファスナ部は、
前記打ち込み方向に貫通する筒状をなし、
前記打ち込み方向の先頭側となる前記ファスナ部の先端部分に形成され、筒状の前記ファスナ部の内部空間に突出した爪部と、
前記打ち込み方向の後尾側となる前記ファスナ部の後端部分で、外周に張り出し、前記ファスナ部が前記貫通孔に挿入された状態において、前記貫通孔の外周部である前記第一被締結部材の部分に係合する第一鍔部と、を含み、
前記締結具は、前記ファスナ部の後端部分から、前記内部空間に挿入され、前記締結具が、前記第一被締結部材及び前記第二被締結部材に打ち込まれる場合、前記打ち込み方向に押圧される第一ピン部を、さらに備え、
前記挿入工程では、前記第一ピン部を、前記打ち込み方向に押圧すると共に、前記打ち込み方向に押圧された前記第一ピン部にて、前記パンチ部を、前記打ち込み方向に押圧して前記貫通孔を形成し、
前記分離工程では、前記第一ピン部を、前記打ち込み方向に押圧すると共に、前記打ち込み方向に押圧された前記第一ピン部にて、前記パンチ部を、前記打ち込み方向に押圧して、前記貫通孔に挿入された前記ファスナ部から、前記パンチ部を取り外し、
前記締結工程では、前記第一ピン部を、前記打ち込み方向に押圧すると共に、前記打ち込み方向に押圧された前記第一ピン部にて、前記爪部を、前記打ち込み方向に交差する方向に押圧して、前記貫通孔を通過して前記第二被締結部材の側に突出した前記ファスナ部の先端部分を、前記貫通孔の内径より大きく拡径させ、前記第一被締結部材の部分に係合した前記第一鍔部と、拡径された前記ファスナ部の先端部分と、で、前記第一被締結部材と、前記第二被締結部材と、を締結する、請求項９に記載の締結方法。
【請求項１２】
前記ファスナ部は、
前記打ち込み方向に貫通する筒状をなし、
前記打ち込み方向の後尾側となる前記ファスナ部の後端部分で、外周に張り出し、前記ファスナ部が前記貫通孔に挿入された状態において、前記貫通孔の外周部である前記第一被締結部材の部分に係合する第一鍔部を含み、
前記締結具は、前記打ち込み方向の先頭側となる前記ファスナ部の先端部分から、筒状の前記ファスナ部の内部空間に挿入され、前記内部空間に挿入された状態において、前記貫通孔の外周部である前記第二被締結部材の部分に係合する、第二ピン部を、さらに備え、
前記挿入工程では、前記打ち込み方向に押圧される前記締結方法のための型部材を、前記ファスナ部の後端部分から、前記内部空間に挿入し、前記型部材を介して、前記パンチ部を、前記打ち込み方向に押圧して、前記貫通孔を形成し、
前記分離工程では、前記型部材を介して、前記パンチ部を、前記打ち込み方向に押圧して、前記貫通孔に挿入された前記ファスナ部から、前記パンチ部を取り外し、
前記締結工程では、前記パンチ部が取り外された前記ファスナ部の先端部分から、前記第二ピン部を、前記内部空間に挿入し、前記内部空間を通過して前記第一鍔部の側に突出した前記第二ピン部の先端部分を、前記内部空間の内径より大きく拡径させて前記第一鍔部に係合させ、前記第一被締結部材の部分に係合し、且つ、拡径された前記第二ピン部の先端部分に係合した前記第一鍔部と、前記第二被締結部材の部分に係合した前記第二ピン部と、で、前記第一被締結部材と、前記第二被締結部材と、を締結する、請求項９に記載の締結方法。
【請求項１３】
前記第一被締結部材及び前記第二被締結部材の少なくとも何れか一方が、繊維強化樹脂材である、請求項９から請求項１２の何れか１項に記載の締結方法。
【請求項１】
第一被締結部材と、第二被締結部材と、が重ね合わされた状態において、前記第一被締結部材の側から、前記第一被締結部材及び前記第二被締結部材に打ち込まれ、前記第一被締結部材と、前記第二被締結部材と、を締結するための締結具であって、
前記第一被締結部材及び前記第二被締結部材への前記締結具の打ち込みによって、前記第一被締結部材及び前記第二被締結部材を貫通する貫通孔を形成するパンチ部と、
前記締結具が打ち込まれる打ち込み方向の後尾側となる前記パンチ部の後端部分と取り外し自在に固定され、前記第一被締結部材及び前記第二被締結部材への締結具の打ち込みに伴い前記貫通孔に挿入され、前記パンチ部が取り外された状態において、前記第一被締結部材と、前記第二被締結部材と、を締結するファスナ部と、を備える、締結具。
【請求項２】
前記パンチ部は、前記打ち込み方向の先頭側が開口した筒状である、請求項１に記載の締結具。
【請求項３】
前記パンチ部は、前記打ち込み方向の先頭側が開口した有底筒状である、請求項２に記載の締結具。
【請求項４】
前記打ち込み方向の先頭側となる前記パンチ部の先端部分の外径は、前記パンチ部の先端部分と、前記パンチ部の後端部分と、の間の前記パンチ部の中間部分の外径より、小径である、請求項１から請求項３の何れか１項に記載の締結具。
【請求項５】
前記ファスナ部は、
前記打ち込み方向の先頭側が開口した筒状をなし、
前記打ち込み方向の後尾側となる前記ファスナ部の後端部分で、外周に張り出し、前記ファスナ部が前記貫通孔に挿入された状態において、前記貫通孔の外周部である前記第一被締結部材の部分に係合する第一鍔部を含み、
前記貫通孔を通過して前記第二被締結部材の側に突出した前記ファスナ部の先端部分は、前記貫通孔の内径より大きく拡径される、請求項１から請求項４の何れか１項に記載の締結具。
【請求項６】
前記ファスナ部は、
前記打ち込み方向に貫通する筒状をなし、
前記打ち込み方向の先頭側となる前記ファスナ部の先端部分に形成され、筒状の前記ファスナ部の内部空間に突出した爪部と、
前記打ち込み方向の後尾側となる前記ファスナ部の後端部分で、外周に張り出し、前記ファスナ部が前記貫通孔に挿入された状態において、前記貫通孔の外周部である前記第一被締結部材の部分に係合する第一鍔部と、を含み、
前記締結具は、前記ファスナ部の後端部分から、前記内部空間に挿入され、前記締結具が、前記第一被締結部材及び前記第二被締結部材に打ち込まれる場合、前記打ち込み方向に押圧される第一ピン部を、さらに備え、
前記第一ピン部は、
前記パンチ部を、前記打ち込み方向に押圧し、前記貫通孔を形成した前記パンチ部を前記ファスナ部から取り外し、
前記爪部を、前記打ち込み方向に交差する方向に押圧し、前記貫通孔を通過して前記第二被締結部材の側に突出した前記ファスナ部の先端部分を、前記貫通孔の内径より大きく拡径させる、請求項１から請求項４の何れか１項に記載の締結具。
【請求項７】
前記ファスナ部は、
前記打ち込み方向に貫通する筒状をなし、
前記打ち込み方向の後尾側となる前記ファスナ部の後端部分で、外周に張り出し、前記ファスナ部が前記貫通孔に挿入された状態において、前記貫通孔の外周部である前記第一被締結部材の部分に係合する第一鍔部を含み、
前記締結具は、前記打ち込み方向の先頭側となる前記ファスナ部の先端部分から、筒状の前記ファスナ部の内部空間に挿入され、前記内部空間に挿入された状態において、前記貫通孔の外周部である前記第二被締結部材の部分に係合する、第二ピン部を、さらに備え、
前記第二ピン部は、前記ファスナ部が前記貫通孔に挿入され、前記ファスナ部から前記パンチ部が取り外された状態において、前記内部空間に挿入され、
前記内部空間を通過して前記第一鍔部の側に突出した前記第二ピン部の先端部分は、前記第一鍔部に係合するよう、前記内部空間の内径より大きく拡径される、請求項１から請求項４の何れか１項に記載の締結具。
【請求項８】
前記締結具は、管状で、前記パンチ部と前記ファスナ部とに嵌合される、樹脂製の固定部を、さらに備える、請求項１から請求項７の何れか１項に記載の締結具。
【請求項９】
第一被締結部材と、第二被締結部材と、が重ね合わされた状態において、前記第一被締結部材の側から、前記第一被締結部材及び前記第二被締結部材に打ち込まれ、前記第一被締結部材と、前記第二被締結部材と、を締結するための締結具を用いた締結方法であって、
前記第一被締結部材及び前記第二被締結部材への前記締結具の打ち込みによって、前記締結具が備えるパンチ部にて、前記第一被締結部材及び前記第二被締結部材を貫通する貫通孔を形成し、前記締結具が打ち込まれる打ち込み方向の後尾側となる前記パンチ部の後端部分と取り外し自在に固定された、前記締結具が備えるファスナ部を、前記貫通孔に挿入する挿入工程と、
前記貫通孔に挿入された前記ファスナ部から、前記パンチ部を取り外す分離工程と、
前記貫通孔に挿入され、前記パンチ部が取り外された状態の前記ファスナ部で、前記第一被締結部材と、前記第二被締結部材と、を締結する締結工程と、を含む締結方法。
【請求項１０】
前記ファスナ部は、
前記打ち込み方向の先頭側が開口した筒状をなし、
前記打ち込み方向の後尾側となる前記ファスナ部の後端部分で、外周に張り出し、前記ファスナ部が前記貫通孔に挿入された状態において、前記貫通孔の外周部である前記第一被締結部材の部分に係合する第一鍔部を含み、
前記締結工程では、前記貫通孔を通過して前記第二被締結部材の側に突出した前記ファスナ部の先端部分を、前記貫通孔の内径より大きく拡径させ、前記第一被締結部材の部分に係合した前記第一鍔部と、拡径された前記ファスナ部の先端部分と、で、前記第一被締結部材と、前記第二被締結部材と、を締結する、請求項９に記載の締結方法。
【請求項１１】
前記ファスナ部は、
前記打ち込み方向に貫通する筒状をなし、
前記打ち込み方向の先頭側となる前記ファスナ部の先端部分に形成され、筒状の前記ファスナ部の内部空間に突出した爪部と、
前記打ち込み方向の後尾側となる前記ファスナ部の後端部分で、外周に張り出し、前記ファスナ部が前記貫通孔に挿入された状態において、前記貫通孔の外周部である前記第一被締結部材の部分に係合する第一鍔部と、を含み、
前記締結具は、前記ファスナ部の後端部分から、前記内部空間に挿入され、前記締結具が、前記第一被締結部材及び前記第二被締結部材に打ち込まれる場合、前記打ち込み方向に押圧される第一ピン部を、さらに備え、
前記挿入工程では、前記第一ピン部を、前記打ち込み方向に押圧すると共に、前記打ち込み方向に押圧された前記第一ピン部にて、前記パンチ部を、前記打ち込み方向に押圧して前記貫通孔を形成し、
前記分離工程では、前記第一ピン部を、前記打ち込み方向に押圧すると共に、前記打ち込み方向に押圧された前記第一ピン部にて、前記パンチ部を、前記打ち込み方向に押圧して、前記貫通孔に挿入された前記ファスナ部から、前記パンチ部を取り外し、
前記締結工程では、前記第一ピン部を、前記打ち込み方向に押圧すると共に、前記打ち込み方向に押圧された前記第一ピン部にて、前記爪部を、前記打ち込み方向に交差する方向に押圧して、前記貫通孔を通過して前記第二被締結部材の側に突出した前記ファスナ部の先端部分を、前記貫通孔の内径より大きく拡径させ、前記第一被締結部材の部分に係合した前記第一鍔部と、拡径された前記ファスナ部の先端部分と、で、前記第一被締結部材と、前記第二被締結部材と、を締結する、請求項９に記載の締結方法。
【請求項１２】
前記ファスナ部は、
前記打ち込み方向に貫通する筒状をなし、
前記打ち込み方向の後尾側となる前記ファスナ部の後端部分で、外周に張り出し、前記ファスナ部が前記貫通孔に挿入された状態において、前記貫通孔の外周部である前記第一被締結部材の部分に係合する第一鍔部を含み、
前記締結具は、前記打ち込み方向の先頭側となる前記ファスナ部の先端部分から、筒状の前記ファスナ部の内部空間に挿入され、前記内部空間に挿入された状態において、前記貫通孔の外周部である前記第二被締結部材の部分に係合する、第二ピン部を、さらに備え、
前記挿入工程では、前記打ち込み方向に押圧される前記締結方法のための型部材を、前記ファスナ部の後端部分から、前記内部空間に挿入し、前記型部材を介して、前記パンチ部を、前記打ち込み方向に押圧して、前記貫通孔を形成し、
前記分離工程では、前記型部材を介して、前記パンチ部を、前記打ち込み方向に押圧して、前記貫通孔に挿入された前記ファスナ部から、前記パンチ部を取り外し、
前記締結工程では、前記パンチ部が取り外された前記ファスナ部の先端部分から、前記第二ピン部を、前記内部空間に挿入し、前記内部空間を通過して前記第一鍔部の側に突出した前記第二ピン部の先端部分を、前記内部空間の内径より大きく拡径させて前記第一鍔部に係合させ、前記第一被締結部材の部分に係合し、且つ、拡径された前記第二ピン部の先端部分に係合した前記第一鍔部と、前記第二被締結部材の部分に係合した前記第二ピン部と、で、前記第一被締結部材と、前記第二被締結部材と、を締結する、請求項９に記載の締結方法。
【請求項１３】
前記第一被締結部材及び前記第二被締結部材の少なくとも何れか一方が、繊維強化樹脂材である、請求項９から請求項１２の何れか１項に記載の締結方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【公開番号】特開２０１３−１５１６１（Ｐ２０１３−１５１６１Ａ）
【公開日】平成２５年１月２４日（２０１３．１．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１４６７２５（Ｐ２０１１−１４６７２５）
【出願日】平成２３年６月３０日（２０１１．６．３０）
【出願人】（３９００１１１９８）福井鋲螺株式会社 (41)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月２４日（２０１３．１．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月３０日（２０１１．６．３０）
【出願人】（３９００１１１９８）福井鋲螺株式会社 (41)
【Ｆターム（参考）】
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