JPH03204407A - ねじ締結構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 ａ）産業上の利用分野 本発明は、例えば自動車部品のように特に軸直角の応力
を受ける金属材相互の固着に有効なねじ締結構造に関す
るものである。

ｂ）従来の技術 自動車等のように複雑な構造体におけるねじ締結構造で
は、ねじの締結方向に対して直角の応力を受ける締結部
が多い。このため従来の締結構造では、ねじ軸に対して
直角の応力を受ける部分には例えばノックピン（第９図
の符号１７を参照）やテーパピン等を用いて取付け部材
と被締付物との間を係止させて軸直角方向の応力を負担
させ、更にねじ部品で締めけを行う方法も採られていた
。

また他の方法としては、リーマボルト等を用いて締付け
部材を被締付物との間のクリアランスを小さくし、これ
により軸直角方向の応力に耐えるようにすることも実施
されていた。

然しながら、これらの締結構造では、締結強度等の性能
面では、充分に満足できるものではあるが、生産性を著
しく低下させたり締結のためのコストが高くなる等の制
作面での問題点が有り、大量生産方式に適合しないので
最近では余り使用されなくなっている。

然も、最近の自動車製造等においては軽量化や経済性を
重視した構造体の開発がめざましく、これに対応するね
じの締結構造が要求され、特に車体の振動等による軸直
角方向の応力に耐える締結を得るために、ねじ部品委合
金鋼や炭素鋼等の硬質材料を用いて高い締付け軸力を与
える構造が多く採用されている。

すなわち、従来のねじ締結構造は例えば第９図で示すよ
うに、予め雌ねじ穴１１ａが穿設された被締付物１１上
には取付け孔１６ａが穿設された取付け部材であるブラ
ケット１６を重合状態で載置させると共に、硬質材料を
用いて頭部１２ａとねじ軸部１２ｂとで一体形成された
ボルト１２の当該ねじ軸部１２ｂに円盤状で偏平な座金
１３を挿通させ、該ねじ軸部１２ｂを前記雌ねじ穴１１
に螺着させて被締付物１１にブラケット１６を固着させ
る。

ｃ）発明が解決しようとする課題 然しながら、以下のような最近の実状から前記の硬質材
料を用いたねじ部品による締結構造では充分に対応でき
なくなっている。

（１）自動車等の軽量化指向によって被締付物や取付け
部材の鋼板等が薄くなってきたために、ねじ部品の径を
大きくしたり軸方向に対して強度の締結力で締付けるこ
とができなくなって、軸直角方向の応力に対向する摩擦
力が低下する。

（２）被締付物や取付け部材の鋼板等が薄くなって硬度
が低下するので、軸方向に対して強度の締結力で締付け
ると座面の陥没等で軸力が低下する。

（３）被締付物や取付け部材に対するメッキや塗装によ
って締結部の摩擦係数が低下する。

（４）自動車等のグレードアップによって締結体が受け
る荷重が増加し、振動による締結部における取付け部材
の軸直角方向のずれが発生し易くなって緩みを生ずる。

（５）更に前記各項の問題を緩和するために取付け部材
の取付け孔を小径にすると、通常複数個所で締結される
ので寸法精度を極端に良くしない限り位置合わせが困難
になったり、作業能率が低下する。

そこで本発明では、従来の締結構造を改善して、上記の
実状に適応し得る新規な締結構造であって、軸直角の応
力を受ける強固な固着が得られるねじ締結構造の提供を
目的とするものである。

〔発明の構成〕

ａ）課題を解決するための手段 本発明の要旨は、雌ねじ穴が穿設された被締付物上に、
取付け孔が穿設された取付け部材を重合状態で載置させ
、座金に挿通させたボルトのねじ軸部を前記雌ねじ穴に
螺合させ、当該ボルトと座金を介して被締付物に取付け
部材を締結するねじ締結構造において、前記取付け部材
には前記雌ねじ穴より十分に大径の取付け孔が穿設され
ていると共に、当該取付け部材の表面側には複数の係止
突起が取付け孔の周囲へ同心状に突出され、前記座金は
軸直角方向へ拡径可能で内面に皿穴が形成されて前記係
止突起の内側へ遊嵌状態で収容され、前記ボルトの座面
には円錐台状の締付面が形成され、該締付面が締付け時
に前記皿穴を摺動押圧して座金を軸直角方向へ拡径させ
ると共に、当該座金の外周を前記係止突起に圧接せしめ
たねじ締結構造である。

ｂ）実施例 以下に本発明を図示の実施例に基ずいて説明する。この
締結構造は、第１図乃至第４図で示すように例えば自動
車の車体等の被締付物１に対し、ボルト２と座金３によ
るねじ部品を介して、必要に応じて部品等が取付けられ
た取付け部材であるブラケット４を固着させるものであ
る。

前記被締付物１には予め所定の雌ねじ穴１ａが穿設され
、該被締付物１に重合状態で載置される前記ブラケット
４には、特に複数個所で固着する場合に各々の位置決め
が容易なように十分な余裕を持った取付け孔４ａが穿設
されている。

前記ボルト２は第５図のように、レンチ等の回動用工具
が係合される例えば六角形状の頭部２ａと、縮径する締
付面が形成された円錐台形のフランジ部２ｂと、軸体に
ねじを刻設したねじ軸部２ｃとで構成されている。尚、
前記ボルト２は特に硬質材料を使用することがなく、汎
用のボルトと同じ材質のもので良い。また、前記フラン
ジ部２ｂにおける円錐台形の角度は本実施例では略９０
°に設定している。

前記ブラケット４は例えば鋼板で形成され、前記取付け
孔４ａの周囲には第６図のように複数の（実施例では４
個の）係止突起４ｂが表面側へ突設されている。この係
止突起４ｂは、仮想線で示すように前記取付け孔４ａと
の同心円５上に等間隔で配列されている。前記の係止突
起４ｂは、図示した実施例のようにブラケット４の板面
を型押ししてエンボス状に加工しても良いし、ブラケッ
ト４の板面上に別の突起片を溶着したり、ブラケット４
の板面に取付穴を設けてこれに別の突起片を圧入しても
良い。

前記座金３は、例えば第７図で示す第１実施例のように
内部に前記ボルト２のフランジ部２ｂが嵌合される皿穴
３ａを備えていると共に、軸直角方向へ拡径できるよう
に一部が割り溝３ｂで分断された円筒状に形成され、バ
ネ性を有する鋼材で構成されたバネ拡径形座金である。

そして締結に際しては、先ず雌ねじ穴１ａと取付け孔４
ａとをほぼ一致させた態様で被締付物１上にブラケット
４を重合載置させ、この雌ねじ穴１ａに対してねじ軸部
２ｃを座金３に挿通させたボルト２を螺合させて第３図
および第４図のように組付けを行う。この場合に、前記
座金３は縮径状態であるために、ブラケット４上に載置
される座金３は前記係止突起４ｂの内側へ十分な余裕を
もって遊嵌される。尚、前記座金３は第５図の仮想線で
示すようにねじ部品の製造工程でボルト２と一体に組付
けておくようにしても良い。

次に、前記のように組付けた後にレンチ等の回動用工具
を頭部２ａに係合させてボルト２を締付けると、当該ボ
ルト２のフランジ部２ｂの締付面が座金３の皿穴３ａの
内面を摺動しながら当該座金３を軸直角方向（半径方向
）へ拡径され、第１図および第２図のように座金３の外
周面がブラケット４の係止突起４ｂに圧接すると共に、
座金３の下面がブラケット４の取付け穴４ａの周縁上面
を圧接して強固な固着状態で締結が完了する。

更に、前記のような軸直角方向へ拡径させる座金の変形
例に付いて第８図で説明する。

第８図（３）で示す第２実施例による座金６は、前記第
１実施例による座金３と同様に内部に前記ボルト２のフ
ランジ部２ｂが嵌合される皿穴６ａを備えていると共に
、軸直角方向へ拡径できるように一部が割り溝６ｂで分
断された円筒状に形成され、これに加えて拡径を更に容
易にするために外周の一部を連結部６ｃとして僅かに残
余させるよう、割り溝６ｂの対向位置にスリット６ｄが
設けらている。

前記第１および第２実施例の各座金３、６は例えばばね
鋼やリン青銅などのばね材或いは炭素鋼や軟鋼等の塑性
変形材料が用いられ、前記ボルト２の締結時に押圧を受
けるとバネ作用または塑性変形によって軸直角方向へ拡
径できるようにした撓み変形座金である。

第８図（ｂ）で示す第３実施例による座金７は、前記第
１実施例による座金３と同様に内部に前記ボルト２のフ
ランジ部２ｂが嵌合される皿穴７ａを備えた円筒状に形
成されていると共に、外周の一部を連結部７ｃとして僅
かに残余させるように各々半径方向へ延在する複数の（
実施例では二個所に）スリット７ｄが対向位置に設けら
れている。

この座金７は、例えばアルミのような比較的もろい材料
を用いて形成され、前記ボルト２の締結時の押圧で連結
部７ｃが分離されて軸直角方向へ拡径できるようにした
破断分離形座金である。

第８図（ｃ）で示す第４実施例による座金８は、合体す
ると前記した各実施例の座金と同様に内部に前記ボルト
２のフランジ部２ｂが嵌合される皿穴８ａを形成する円
筒状となるように、半円状に分割された二体の各座金片
を予め接着力の弱い接着剤等で一時的に連結される連結
部８ｅを設けたものである。この連結部８ｅは、ボルト
２の締結時における押圧力で切断分離されて軸直角方向
へ拡径される破断分離形座金である。尚、この連結部８
ｅは図示の範囲の全域に設けても良いし、このうちの一
部に局部的に設けても良い。

前記した第２乃至第４実施例によると各座金６、７、８
は、前記第１実施例の座金３に比べて軸直角方向への拡
径が容易且つ均等に行われる利点がある。

〔発明の効果〕

前記した実施例でも明らかなとおり、本発明では次のよ
うな効果を期待することができる。

（１）取付け部材の取付け孔を大きくして組付けするこ
とができるので、複数の取付け孔がある場合に各孔間は
精密な寸法精度を要求されず且つ位置決めも容易で有り
、部品の加工や取付け作業が改善される。

（２）締結完了時には、拡径した座金によって取付け部
材が強固に固着され、軸直角方向の応力に対してズレを
生じないように締結することができる。

（３）上記（２）の結果によって、ねじ部品の径を大き
くしたり軸方向に対して強度の締結力で締付けて軸直角
方向の応力に対抗する摩擦力を高める必要がないので、
被締付物や取付けぶざいの鋼等が薄い場合でも軸直角方
向の応力に対抗できる十分な締結力が得られる。従って
、ボルトの径を大きくしたり硬質材料を用いたりする必
要もなく、座面の陥没等が生じないのでこれに起因する
軸力の低下がないと共に、メッキあるいは塗装による締
結部の摩擦係数の低下も補うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による締結構造の実施例による締結完了
状態を示す縦断面図、第２図は同締結構造の締結完了状
態をボルトを省略して示す平面図、第３図は同締結構造
の組付け状態を示す縦断面図、第３図は同締結構造の組
付け状態をボルトを省略して示す平面図、第５図は同締
結構造に使用されるボルトの要部正面図、第６図は同締
結構造に使用されるブラケット（取付け部材）の要部斜
視図、第７図は同締結構造に使用される第１実施例によ
る座金の平面図と縦断面面図、第８図は同じく第２乃至
第４実施例による座金の平面図、第９図は従来例による
締結構造を示す縦断面面図である。 〔符号の説明〕 １・・・被締付物　１ａ・・・雌ねじ穴２・・・ボルト
　２ａ・・・頭部 ２ｂ・・・フランジ部　２ｃ・・・ねじ軸部３，６，７
，８・・・座金 ３ａ，６ａ，７ａ，８ａ・・・皿穴 ３ｂ，６ｂ・・・割り溝 ４・・・ブラケット（取付け部材） ４ａ・・・取付け孔　４ｂ・・・係止突起６ｃ，７ｃ，
８ｃ・・・連結部 ６ｄ，７ｄ・・・スリット

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 雌ねじ穴が穿設された被締付物上に、取付け孔が穿設さ
   れた取付け部材を重合状態で載置させ、座金に挿通させ
   たボルトのねじ軸部を前記雌ねじ穴に螺合させ、当該ボ
   ルトと座金を介して被締付物に取付け部材を締結するね
   じ締結構造において、前記取付け部材には前記雌ねじ穴
   より十分に大径の取付け孔が穿設されていると共に、当
   該取付け部材の表面側には複数の係止突起が取付け孔の
   周囲へ同心状に突出され、前記座金は軸直角方向へ拡径
   可能で内面に皿穴が形成されて前記係止突起の内側へ遊
   嵌状態で収容され、前記ボルトの座面には円錐台状の締
   付面が形成され、該締付面が締付け時に前記皿穴を摺動
   押圧して座金を軸直角方向へ拡径させると共に、当該座
   金の外周を前記係止突起に圧接せしめたことを特徴とす
   るねじ締結構造。