JP2000087929A - プレートとボルトの固定構造および固定方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 溶接を用いることなくボルトをプレートに固
定する。 【解決手段】 プレート２に設けられた貫通孔２ａにボ
ルト１の軸部１ｂを挿通し、該軸部１ｂにワッシャ３を
装着する。軸部１ｂを軸方向に圧縮して拡径部１ｃを形
成し、この拡径部１ｃとワッシャ３とを係合させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、プレートとボル
トの固定構造および固定方法に関し、より特定的には、
溶接を用いることなくプレートにボルトを固定した構造
およびその固定方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から、プレートにボルトを固定する
手法の一例として溶接は知られている。具体的には、空
調装置の室外機のベースプレートに、コンプレッサの位
置決め用ボルトを固定するのに溶接を採用していた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ようにベースプレートにボルトを溶接で固定した場合、
後に塗装工程が必要となり、コストが増大するという問
題があった。

【０００４】この発明は、上記のような課題を解決する
ためになされたものである。この発明の目的は、溶接を
用いることなくプレートとボルトとを固定することにあ
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明に係るプレート
とボルトの固定構造は、プレートと、ボルトと、挟持部
材とを備える。ボルトは、頭部と軸部とを有する。ボル
トの軸部には拡径部が設けられる。挟持部材は、ボルト
の頭部との間でプレートを挟持する部材である。そし
て、ボルトの拡径部と挟持部材とを係合させることによ
り、ボルトをプレートに固定する。なお、上記「拡径
部」には、積極的に拡径する場合のみならず、縮径部を
形成することにより結果としてその縮径部に対し径が大
きくなった部分も含むものと定義する。

【０００６】上記のようにボルトに拡径部を設け、該拡
径部と挟持部材とを係合させることにより、ボルトをプ
レートに固定することができる。それにより、溶接を用
いることなくプレートにボルトを固定することができ
る。

【０００７】上記プレートは、好ましくは、第１貫通孔
を有する。挟持部材は、好ましくは、第２貫通孔を有す
る座金を含む。軸部は、第１および第２貫通孔に挿通さ
れる。そして、ボルトの拡径部外面が、座金と係合す
る。なお、ボルトの根元にくびれ部を設け、このくびれ
部よりも軸部先端側に位置する部分と座金とを係合させ
てもよい。

【０００８】挟持部材として座金を採用することがで
き、この場合には座金の内周近傍と拡径部の外面とを係
合させることにより、ボルトをプレートに固定すること
ができる。

【０００９】上記プレートは、好ましくは、貫通孔を有
する。ボルトは、頭部上面に開口し拡径部の内部にまで
達する凹部を有する。この場合、挟持部材として、頭部
と軸部とを有するピンを採用する。このピンの頭部とボ
ルトの頭部とでプレートを挟持する。ピンの軸部は、貫
通孔を通して凹部内に嵌挿され、凹部内で拡径部を有す
る。そして、ピンの拡径部の外面と、ボルトの拡径部の
内面とが係合する。

【００１０】このように、凹部内に嵌挿されたピンの軸
部における拡径部の外面と、ボルトの拡径部の内面とを
係合した場合にも、プレートにボルトを固定することが
できる。

【００１１】この発明に係るプレートとボルトの固定方
法は、１つの局面では、下記の各工程を備える。貫通孔
を有するプレートの該貫通孔にボルトの軸部を挿通す
る。ボルトの頭部との間にプレートを挟むように座金を
ボルトの軸部に装着する。軸部に軸方向の圧縮力を付加
することにより、座金と係合する拡径部を軸部に形成す
る。

【００１２】上記のように、プレートの貫通孔にボルト
の軸部を挿通した後に該軸部に座金を装着することによ
り、ボルトの頭部と座金とでプレートを挟持可能な状態
とすることができる。この状態でボルトの軸部に軸方向
の圧縮力を付加することにより、座金と係合する拡径部
をボルトの軸部に形成することができる。それにより、
ボルトをプレートに固定することができる。

【００１３】この発明に係るプレートとボルトの固定方
法は、他の局面では、軸部の根元にくびれ部のあるボル
トと、座金とを用いるものであり、下記の各工程を備え
る。貫通孔を有するプレートの該貫通孔にボルトの軸部
を挿通する。ボルトの頭部との間にプレートを挟むよう
に座金を軸部に装着する。座金を変形させることによ
り、座金の一部をくびれ部に入り込ませる。なお、内周
面近傍に厚肉部を有する座金を用いてもよい。この場合
には、厚肉部に押圧力を付加して座金を変形させてくび
れ部に入り込ませてもよい。

【００１４】このように、予めボルトの軸部の根元にく
びれ部を設け、座金を変形させてくびれ部に入り込ませ
た場合にも、くびれ部を設けることによって結果として
形成されたボルトの軸部先端側における相対的に径の大
きな部分と座金とを係合させることができる。それによ
り、ボルトをプレートに固定することができる。

【００１５】この発明に係るプレートとボルトの固定方
法は、さらに他の局面では、頭部上面に開口し軸部内に
延在する凹部を有するボルトと、軸方向の長さがボルト
に設けられた凹部の深さよりも大きい軸部と頭部とを有
するピンとを用いるものであり、下記の各工程を備え
る。貫通孔を有するプレートの該貫通孔とボルトの凹部
開口とを位置合わせし、貫通孔を通して凹部内にピンの
軸部を挿入する。ピンの頭部に押圧力を付加することに
より、凹部内でピンの軸部を拡径するとともにボルトの
軸部をも拡径する。なお、ピンの頭部を、その周縁部に
向かうにつれてピンの軸部側に傾斜させてもよい。

【００１６】上記のように、プレートの貫通孔を通して
ボルトの凹部内にピンの軸部を挿入することにより、ピ
ンの頭部とボルトの頭部とでプレートを挟持可能な状態
となる。このとき、ピンの軸部の長さがボルトの凹部の
深さよりも大きいので、ピンの頭部とプレートとの間に
は隙間が存在する。この状態のピンの頭部の押圧力を付
加することにより、ピンの軸部に軸方向の圧縮力を付与
することができる。それにより、ボルトの凹部内でピン
の軸部を拡径させることができる。このようにピンの軸
部がボルトの凹部内で拡径することにより、ボルトの軸
部も拡径される。その結果、ボルトの軸部に形成された
拡径部の内面と、ピンの軸部に形成された拡径部の外面
とが係合することとなり、ボルトをプレートに固定する
ことができる。また、ピンの頭部を、その周縁部に向か
うにつれてピンの軸部側に傾斜させることにより、ピン
の取付後にピンの頭部の周縁部を確実にプレートに当接
させることができる。それにより、ピンの抜ピけを抑制
できるばかりでなく、シールが必要な場合にはシール性
を向上させることができる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、図１〜図１１を用いて、こ
の発明の実施の形態について説明する。

【００１８】（実施の形態１）まず、図１〜図３を用い
て、この発明の実施の形態１について説明する。図１
は、この発明の実施の形態１におけるプレート２とボル
ト１との固定構造を示す断面図である。

【００１９】図１を参照して、プレート２に設けられた
貫通孔２ａに、ボルト１の軸部１ｂが挿通されている。
軸部１ｂには挟持部材としてのワッシャ（座金）３が装
着される。このワッシャ３と、ボルト１の頭部１ａとで
プレート２が挟持される。

【００２０】軸部１ｂには拡径部１ｃが設けられる。こ
の拡径部１ｃとワッシャ３の内周近傍とが係合する。そ
れにより、ボルト１をプレート２に固定することができ
る。

【００２１】拡径部１ｃの最大径は、たとえば軸部１ｂ
の径が１０ｍｍの場合、１０．８〜１１．０ｍｍ程度で
よいものと考えられる。なお、くびれ部１ｃの径は、こ
の値以上であってもよい。

【００２２】本願の発明者は、本発明の効果を確認すべ
く、図１に示す固定構造を実際に作製し、ボルト１の軸
部１ｂの先端に軸方向荷重を加え、ボルト１がプレート
２から抜け落ちたときの荷重（ボルト抜け強度）と、該
軸方向荷重により０．３ｍｍのガタが発生し始める荷重
（ガタ発生強度）とを計測した。その結果を下記の表１
に示す。

【００２３】

【表１】

【００２４】表１に示すように、ワッシャ３の厚みが４
ｍｍの場合、ボルト抜け強度およびガタ発生強度の平均
値はそれぞれ２８７１ｋｇｆ，１３８９ｋｇｆであり、
ワッシャ３の厚みが３ｍｍの場合、ボルト抜け強度およ
びガタ発生強度の平均値がそれぞれ２６３１ｋｇｆ，１
３２９ｋｇｆと大きな値を示しているのがわかる。

【００２５】本願の発明者は、溶接によりプレート２に
ボルト１を固定した場合と比較すべく、ボルト１をプロ
ジェクション溶接でプレート２に固定した場合の抜け強
度を測定したところ、８５０ｋｇｆであった。

【００２６】このことより、本発明によれば、従来例よ
りもボルト抜け強度を格段に向上することができると言
える。それに加え、本発明によれば、塗装鋼板に直接ボ
ルト１を固定することができ、ボルト１の固定後に塗装
工程を行なう必要がなくなる。

【００２７】次に、図２および図３を用いて、本実施の
形態１におけるボルトの固定方法について説明する。

【００２８】図２を参照して、プレート２の貫通孔２ａ
に軸部１ｂを挿通し、軸部１ｂにワッシャ３を装着す
る。次に、軸部１ｂを受入れる貫通孔を有する金型４
と、該貫通孔に挿入され軸部１ｂに軸方向の押圧力を付
与するためのパンチ５とを準備する。ワッシャ３を装着
した状態の軸部１ｂを金型４に設けられた上記の貫通孔
内に挿入し、ボルト１の頭部１ａに矢印に従った力を付
与しつつパンチ５によって軸部１ｂの先端から軸部１ｂ
に軸方向の圧縮力を付与する。

【００２９】このとき、軸部１ｂの側面は金型４によっ
て挟持されているので、図３に示すように、ワッシャ３
の直下に拡径部１ｃを形成することができる。この拡径
部１ｃとワッシャ３とが係合することにより、ボルト１
がプレート２に固定される。以上の工程を経て図１に示
す固定構造が得られることとなる。

【００３０】（実施の形態２）次に、図４〜図７を用い
て、この発明の実施の形態２について説明する。図４
は、この発明の実施の形態２における固定構造を示す断
面図である。

【００３１】図４を参照して、本実施の形態２では、ボ
ルト１の軸部１ｂの根元にくびれ部１ｄを形成し、ワッ
シャ３の内周部近傍を変形させてくびれ部１ｄ内に入り
込ませている。それにより、ワッシャ３とボルト１の軸
部１ｂとを係合させることができ、ボルト１をプレート
２に固定することができる。なお、本実施の形態２で
は、ボルト１の軸部１ｂにくびれ部１ｄを形成すること
により、結果としてくびれ部１ｄよりも先端側における
軸部１ｂの径がくびれ部１ｄの径よりも大きくなってい
る。

【００３２】次に、図５〜図７を用いて、本実施の形態
２における固定方法について説明する。図５（ａ）およ
び（ｂ）には、本実施の形態２において使用可能なボル
ト１およびワッシャ３の斜視図を示している。

【００３３】図５（ａ）および（ｂ）を参照して、軸部
１ｂの根元にくびれ部１ｄを有するボルト１と、内周部
近傍に厚肉部３ｂを有するワッシャ３とを準備する。な
お、ワッシャ３が所定以上の厚みを有していれば、厚肉
部３ｂは、必ずしも必要ではない。

【００３４】次に、図６に示すように、プレート２の貫
通孔にボルト１の軸部１ｂを挿通した後、軸部１ｂにワ
ッシャ３を装着する。その後、凸部４ａを有する金型４
を図６における矢印に従って移動させ、凸部４ａにより
厚肉部３ｂを変形させる。

【００３５】それにより、図７に示すように、厚肉部３
ｂが変形し、ワッシャ３の一部をくびれ部１ｄに入り込
ませることができる。その結果、ワッシャ３の内周近傍
とボルト１の軸部１ｂにおける拡径部（くびれ部１ｄ以
外の軸部１ｂ）とを係合させることができ、ボルト１を
プレート２に固定することができる。

【００３６】なお、上述の固定方法では、凸部４ａと厚
肉部３ｂとの双方を設けた場合について説明したが、少
なくとも一方を設ければよい。すなわち、凸部４ａを設
けた場合には、厚肉部３ｂを省略でき、厚肉部３ｂを設
けた場合には凸部４ａを省略できる。

【００３７】（実施の形態３）次に、図８〜図１１を用
いて、この発明の実施の形態３について説明する。図８
は、この発明の実施の形態３における固定構造を示す断
面図である。

【００３８】図８を参照して、本実施の形態３では、挟
持部材としてピン６を用いている。このピン６は、頭部
６ａと軸部６ｂとを有し、軸部６ｂに拡径部６ｃが設け
られる。ボルト１には、ピン６の軸部６ｂを受入れる凹
部が設けられる。この凹部内に拡径部６ｃが設けられる
ことにより、ボルト１の軸部１ｂに拡径部１ｃが設けら
れる。このボルト１の拡径部１ｃの内面と、ピン６の拡
径部６ｃの外面とを係合させることにより、ボルト１を
プレート２に固定する。

【００３９】次に、図９〜図１１を用いて、本実施の形
態３における固定方法について説明する。図９（ａ）お
よび（ｂ）は、本実施の形態３において使用可能なピン
６およびボルト１を示す部分断面斜視図である。

【００４０】図９（ａ）を参照して、ピン６の頭部の６
ａは、好ましくは、周縁部に向かうにつれて軸部６ｂ側
に傾斜する。傾斜角θは任意に選択可能である。

【００４１】図９（ｂ）に示すように、ボルト１は、頭
部１ａ上面に開口し軸部１ｂ内部に延在する凹部１ｅを
有する。この凹部１ｅの深さＤは、ピン６の軸部６ｂの
長さＬよりも小さくなるように設定される。

【００４２】図１０を参照して、ボルト１の凹部１ｅの
開口とプレート２に設けられた貫通孔２ａとを位置合わ
せし、貫通孔２ａを通してピン６の軸部６ｂを凹部１ｅ
内に挿入する。このとき、軸部６ｂの長Ｌが凹部１ｅの
深さＤよりも大きいため、頭部６ａとプレート２間には
隙間が存在する。

【００４３】貫通孔とその上端に設けられた凹部４ｂと
を有する金型４を準備し、貫通孔内にボルト１の軸部１
ｂを挿入する。この状態で、ピン６の頭部６ａに押圧力
を付与する。

【００４４】それにより、図１１に示すように、軸部６
ｂを凹部１ｅ内で軸方向に圧縮して拡径部６ｃを形成す
ることができる。この拡径部６ｃの形成により、ボルト
１の軸部１ｂ自体も拡径し、凹部４ｂ内に張出す拡径部
１ｃが形成される。その結果、ボルト１の拡径部１ｃの
内面と、ピン６の拡径部６ｃの外面とが係合する。それ
により、ボルト１をプレート２に固定することができ
る。

【００４５】以上のようにこの発明の実施の形態につい
て説明を行なったが、今回開示された実施の形態はすべ
ての点で例示であって制限的なものではないと考えられ
るべきである。本発明の範囲は特許請求の範囲によって
示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での
すべての変更が含まれることが意図される。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態１におけるプレートとボ
ルトの固定構造を示す断面図である。

【図２】この発明の実施の形態１におけるプレートとボ
ルトの固定方法の第１工程を示す断面図である。

【図３】この発明の実施の形態１におけるプレートとボ
ルトの固定方法の第２工程を示す断面図である。

【図４】この発明の実施の形態２におけるプレートとボ
ルトの固定構造を示す断面図である。

【図５】（ａ）は、実施の形態２で使用可能なボルトの
斜視図である。（ｂ）は、実施の形態２で使用可能なワ
ッシャの斜視図である。

【図６】この発明の実施の形態２におけるプレートとボ
ルトの固定方法の第１工程を示す断面図である。

【図７】この発明の実施の形態２におけるプレートとボ
ルトの固定方法の第２工程を示す断面図である。

【図８】この発明の実施の形態３におけるプレートとボ
ルトの固定構造を示す断面図である。

【図９】（ａ）は実施の形態３で使用可能なピンの部分
断面斜視図である。（ｂ）は実施の形態３で使用可能な
ボルトの部分断面斜視図である。

【図１０】この発明の実施の形態３におけるプレートと
ボルトの固定方法の第１工程を示す断面図である。

【図１１】この発明の実施の形態３におけるプレートと
ボルトの固定方法の第２工程を示す断面図である。

【符号の説明】

１ ボルト １ａ，６ａ 頭部 １ｂ，６ｂ 軸部 １ｃ，６ｃ 拡径部 １ｄ くびれ部 １ｅ 凹部 ２ プレート ２ａ，３ａ 貫通孔 ３ ワッシャ（座金） ３ｂ 厚肉部 ４ 金型 ４ａ 凸部 ４ｂ 凹部 ５ パンチ ６ ピン

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 プレートと、 頭部と、軸部とを有し、前記軸部に拡径部を設けたボル
   トと、 前記ボルトの頭部との間で前記プレートを挟持する挟持
   部材とを備え、 前記拡径部と前記挟持部材とを係合させることにより、
   前記ボルトを前記プレートに固定した、プレートとボル
   トの固定構造。
2. 【請求項２】 前記プレートは第１貫通孔を有し、 前記挟持部材は、第２貫通孔を有する座金を含み、 前記軸部は、前記第１および第２貫通孔に挿通され、 前記拡径部外面が前記座金と係合する、請求項１に記載
   のプレートとボルトの固定構造。
3. 【請求項３】前記ボルトの軸部の根元にはくびれ部が設
   けられ、 前記くびれ部よりも前記軸部の先端側に位置する部分が
   前記拡径部となる、請求項２に記載のプレートとボルト
   の固定構造。
4. 【請求項４】 前記プレートは貫通孔を有し、 前記ボルトは、前記頭部上面に開口し前記拡径部の内部
   にまで達する凹部を有し、 前記挟持部材は、頭部と軸部とを有するピンを含み、 前記ピンの頭部と前記ボルトの頭部とで前記プレートを
   挟持し、 前記ピンの軸部は、前記貫通孔を通して前記凹部内に嵌
   挿され、前記凹部内で拡径部を有し、 前記ピンの拡径部の外面と、前記ボルトの拡径部の内面
   とが係合する、請求項１に記載のプレートとボルトの固
   定構造。
5. 【請求項５】 貫通孔を有するプレートの該貫通孔にボ
   ルトの軸部を挿通する工程と、 前記ボルトの頭部との間に前記プレートを挟むように座
   金を前記ボルトの軸部に装着する工程と、 前記軸部に軸方向の圧縮力を付加することにより、前記
   軸部に前記座金と係合する拡径部を形成する工程と、 を備えた、プレートとボルトの固定方法。
6. 【請求項６】 軸部の根元にくびれ部のあるボルトと、
   座金とを用いて、貫通孔を有するプレートと前記ボルト
   とを固定する方法であって、 前記貫通孔に前記ボルトの軸部を挿通する工程と、 前記ボルトの頭部との間に前記プレートを挟むように前
   記座金を前記軸部に装着する工程と、 前記座金を変形させることにより、前記座金の一部を前
   記くびれ部に入り込ませる工程と、 を備えた、プレートとボルトの固定方法。
7. 【請求項７】前記座金は、内周近傍に厚肉部を有し、該
   厚肉部に押圧力を付加して前記座金を変形させる、請求
   項６に記載のプレートとボルトの固定方法。
8. 【請求項８】 頭部上面に開口し軸部内に延在する凹部
   を有するボルトと、軸方向の長さが前記凹部の深さより
   も大きい軸部と頭部とを有するピンとを用いて、貫通孔
   を有するプレートと前記ボルトとを固定する方法であっ
   て、 前記貫通孔と前記凹部開口とを位置合わせし、前記貫通
   孔を通して前記凹部内に前記ピンの軸部を挿入する工程
   と、 前記ピンの頭部に押圧力を付加することにより、前記凹
   部内で前記ピンの軸部を拡径するとともに前記ボルトの
   軸部をも拡径する工程と、 を備えた、プレートとボルトの固定方法。
9. 【請求項９】前記ピンの頭部を、周縁部に向かうにつれ
   て前記ピンの軸部側に傾斜させる、請求項８に記載のプ
   レートとボルトの固定方法。