JP2001003918A - ボルトによる固定方法及び構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 低強度素材の構造物をボルトにより固定する
場合に、該構造物の固定部等を大型化することなしに強
固に固定することができる固定方法及び構造を提供す
る。 【解決手段】 低強度の構造物１２，１４をボルト１０
により固定する方法であって、前記構造物の固定部１２
ａ，１４ａに高強度素材からなる筒状のアダプタ１６，
１８を螺着し、このアダプタの内部に前記ボルト１０を
螺合又は挿通して前記構造物を固定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば樹脂素材か
らなる構造物をボルトにより固定する方法及び構造に関
する。

【０００２】

【従来の技術】構造物の樹脂化が進み、樹脂成形の構造
物どうしあるいは樹脂成形の構造物と例えば金属製の構
造物のフランジどうしをボルト等の締結具により結合す
る場合が増えている。従来は、樹脂製フランジがボルト
を挿通する側である場合には特に補強せず、樹脂製フラ
ンジがねじを形成してボルトを螺合する側である場合に
は、ねじ穴にヘリサートを挿入して補強するようにして
いる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ヘリサ
ートは、部分的なねじ山の補強効果はあるが、樹脂製フ
ランジのねじ穴が全体として耐えることができる力を向
上させるものではない。従って、樹脂素材からなる構造
物を金属製構造物の場合と同様に強固に結合するには、
ボルトを長くしたり、あるいはボルトの頭部が当接する
フランジの部分に作用する締結力が分散するように大き
めの座金を使用しなければならない。そのため、フラン
ジの厚さを大幅に厚くしたり、あるいはフランジの座面
を広くする必要があり、構造物が金属製の場合よりも大
型化してしまっていた。

【０００４】本発明は、上記事情に鑑みて為されたもの
で、低強度素材の構造物をボルトにより固定する場合
に、該構造物の固定部等を大型化することなしに強固に
固定することができる固定方法及び構造を提供すること
を目的とするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、低強度素材からなる構造物をボルトにより固定する
方法であって、前記構造物の固定部に高強度素材からな
る筒状のアダプタを螺着し、このアダプタの内部に前記
ボルトを螺合又は挿通して前記構造物を固定することを
特徴とする固定方法である。

【０００６】これにより、例えば樹脂素材からなる構造
物のような低強度構造物の固定部に大径の雌ねじが形成
されるので、この雌ねじとアダプタの外面の雄ねじの間
の接触面積が大きくなり、固定部の雌ねじ部に負荷され
る応力が小さくなる。従って、構造物自体の形状や寸法
を変更することなく、ボルトによる強固な締結力に耐え
るような固定構造を形成することができる。

【０００７】請求項２に記載の発明は、低強度素材から
なる構造物をボルトにより固定した構造であって、前記
構造物の固定部に高強度素材からなる筒状のアダプタが
螺着され、このアダプタの内部に前記ボルトが螺合又は
挿通されて前記構造物が固定されていることを特徴とす
る固定構造である。

【０００８】請求項３に記載の発明は、前記アダプタの
外径は、前記ボルトの外径の１．５倍以上に設定されて
いることを特徴とする請求項１又は２に記載の固定方法
又は固定構造である。これにより、理論的には締め付け
強度を１．５倍以上に向上させることができ、また、通
常のボルトの頭部をアダプタで受けることができる。

【０００９】請求項４に記載の発明は、前記樹脂素材か
らなる構造物の固定部と前記アダプタとの間にヘリサー
トを介在させることを特徴とする請求項１ないし３のい
ずれかに記載の固定方法又は固定構造である。これによ
り、固定部に形成される雌ねじの部分をさらに補強する
ことができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図１は、本発明の第１の実施の形
態の固定構造を示す図であって、ボルト１０により、２
つの樹脂素材からなる構造物１２，１４のフランジ（固
定部）１２ａ，１４ａどうしが結合された場合を示して
いる。

【００１１】以下に、その工程を説明する。まず、図２
（ａ），（ｂ）に示すように、それぞれの樹脂素材から
なる構造物１２，１４のフランジ１２ａ，１４ａにボル
ト１０の外径の１．５倍以上の内径を有するねじ穴（雌
ねじ）１２ｂ，１４ｂを形成する。このようなねじ穴１
２ｂ，１４ｂは、樹脂成形時に形成してもよいが、通常
は、成形後にねじ切り工具を用いて加工する。

【００１２】次に、これらの雌ねじ１２ｂ，１４ｂに螺
合する雄ねじ１６ａ，１８ａが外面に形成された金属製
の円柱状部材であるアダプタ１６，１８を用意する（図
２及び図３参照）。一方のアダプタ１６の中心部にはボ
ルト１０挿通用のボルト穴１６ｂが形成され、他方のア
ダプタ１８の中心部にはボルト１０が螺合する雌ねじ１
８ｂが形成されている。そして、アダプタ１６，１８
を、それぞれねじ穴１２ｂ，１４ｂに適当な工具を用い
てねじ込む。このアダプタ１６，１８には、端面にねじ
込み工具と係合する係合部２１が設けられており、径が
大きい場合でも螺着が容易にできるようになっている。

【００１３】次に、このように補強された固定構造を有
するフランジ１２ａ，１４ａどうしを、図４に示すよう
に突き合わせ、座金２０を介してボルト１０をフランジ
１２ａ側からアダプタ１６のボルト穴１６ｂに挿入し、
さらにアダプタ１８の雌ねじ１８ｂにねじ込む。これに
より、図１に示すような固定構造が形成される。

【００１４】このようなボルトによる固定構造において
は、フランジ１４ａに形成されたねじ穴１４ｂの径は例
えば従来のヘリサートを用いた場合に比較して大きい。
すなわち、後者がボルト径にヘリサートの厚さを加えた
程度であるのに対して、前者は、ボルト径の１．５倍以
上に設定している。従って、単純な計算でも、雌ねじ１
４ｂのねじ山に負荷される単位面積当たりの力（圧力）
は３分の２以下となり、締め付け力をその分高めること
ができ、強固な固定を行なうことができる。

【００１５】また、ボルト１０の頭部１０ａの座面がア
ダプタ１６の端面内に位置するので、頭部１０ａからの
圧力をアダプタ１６の端面で受けることができ、従っ
て、大きな座金２０を使用しなくて済むため、フランジ
１２ａの座面を広くする必要がない。なお、座金２０は
状況に応じて使用すればよい。

【００１６】図５は、本発明の第２の実施の形態を示す
図であって、第１の実施の形態と同様に、樹脂素材から
なる構造物１２，１４どうしを結合する場合を示してい
る。本実施の形態では、フランジ１２ａ，１４ａとアダ
プタ１６，１８との間にそれぞれヘリサート２２，２４
を介在させている。すなわち、樹脂素材からなる構造物
１２，１４のフランジ１２ａ，１４ａにボルト１０の外
径の１．５倍以上の雌ねじ１２ｃ，１４ｃを形成し、こ
の雌ねじ１２ｃに金属製のヘリサート２２，２４を介し
てそれぞれアダプタ１６，１８を螺着することにより、
固定構造を構成する。本実施の形態では、座金２０は使
用していない。

【００１７】このように、金属製のヘリサート２２，２
４を用いることにより、図１ないし図４に示す実施の形
態に比較して、フランジ１２ａ，１４ａに形成される雌
ねじ１２ｂ、１４ｂの部分をさらに補強するという効果
を得ることができる。なお、上記の実施の形態におい
て、フランジ１２ａ，１４ａに形成する雌ねじの径、す
なわち、アダプタ１６，１８の外径を同一にする必要は
なく、それぞれのフランジの強度に従って異なる径にし
てもよい。

【００１８】図６は、本発明の第３の実施の形態を示す
図であって、樹脂成形の構造物１２と金属製の構造物３
０とを結合する場合を示している。図示するように、金
属製の構造物３０は強度が大きいので、フランジ３０ａ
の厚さも小さくてよい。

【００１９】本実施の形態では、第２の実施の形態と同
様に、樹脂素材からなる構造物１２のフランジ１２ａに
ボルト１０の外径の１．５倍以上の雌ねじ１２ｃを形成
し、この雌ねじ１２ｃに金属製のヘリサート２２を介し
てアダプタ１６を螺着している。金属製の構造物３０の
フランジ３０ａには、ボルト１０挿通用のボルト穴３０
ｂを形成している。

【００２０】結合を行なう場合には、まず、ボルト１０
を座金２０を介してフランジ１２ａ側からアダプタ１６
のボルト穴１６ｂ及びフランジ３０ａのボルト穴３０ｂ
に挿通する。そして、フランジ３０ａから突出する先端
部にナット４０を座金４２を介して螺合し、ボルト１０
とナット４０によりフランジ１２ａ及びフランジ３０ａ
を締付ける。なお、座金２０，４２は必要に応じて使用
すればよい。

【００２１】上記のいずれの実施の形態においても、フ
ランジどうしを結合する例が示されているが、一方のみ
がフランジである場合でもよく、あるいは固定部がフラ
ンジではなくてもよい。また、実施の形態ではアダプタ
として金属製のものを用いたが、アダプタの素材は構造
物の樹脂素材よりも高い強度であればよく、例えばセラ
ミックス、構造物と異なる樹脂素材、あるいは複合素材
等を適宜に用いることができる。

【００２２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
低強度素材からなる構造物の固定部に大きな雌ねじを形
成しこの雌ねじにアダプタを螺着するようにしたから、
固定部の許容応力を高めることができる。従って、構造
物の固定部等を大型化することなく強固に固定すること
ができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態を示す断面図であ
る。

【図２】図１の実施の形態の作製工程を示す図である。

【図３】本発明に用いるアダプタを示す斜視図である。

【図４】図１の実施の形態の図２に続く作製工程を示す
図である。

【図５】本発明の第２の実施の形態を示す断面図であ
る。

【図６】本発明の第３の実施の形態を示す断面図であ
る。

【符号の説明】

１０ ボルト １２，１４ 樹脂素材からなる構造物 １２ａ，１４ａ フランジ（固定部） １２ｂ，１４ｂ，１２ｃ，１４ｃ 雌ねじ １６，１８ アダプタ ２１ 係合部 ２２，２４ ヘリサート

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 今福 賢明 東京都大田区羽田旭町11番１号 株式会社 荏原製作所内 (72)発明者 加藤 圭司 東京都大田区羽田旭町11番１号 株式会社 荏原製作所内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 低強度素材からなる構造物をボルトによ
   り固定する方法であって、 前記構造物の固定部に高強度素材からなる筒状のアダプ
   タを螺着し、 このアダプタの内部に前記ボルトを螺合又は挿通して前
   記構造物を固定することを特徴とする固定方法。
2. 【請求項２】 低強度素材からなる構造物をボルトによ
   り固定した構造であって、 前記構造物の固定部に高強度素材からなる筒状のアダプ
   タが螺着され、 このアダプタの内部に前記ボルトが螺合又は挿通されて
   前記構造物が固定されていることを特徴とする固定構
   造。
3. 【請求項３】 前記アダプタの外径は、前記ボルトの外
   径の１．５倍以上に設定されていることを特徴とする請
   求項１又は２に記載の固定方法又は固定構造。
4. 【請求項４】 前記固定部と前記アダプタとの間にヘリ
   サートを介在させることを特徴とする請求項１ないし３
   のいずれかに記載の固定方法又は固定構造。