JP2004293565A - ボルト締結構造 - Google Patents

Abstract

【課題】ボルト締結構造において、締結の対象となる部材の変形を防ぐとともに、締結作業の効率を向上させる。
【解決手段】クラッチ装置はハウジング１１とリアカバー２５とを備え、それぞれに、第１の貫通孔１１ａと第２の貫通孔２５ａとが形成されている。段付きボルト３２は、大径部４１と小径部４２とを備え、大径部４１には左向きの雄ネジが切られているとともに、小径部４２には右向きの雄ネジが切られている。第１の貫通孔１１ａには大径部４１が螺合可能な雌ネジが切られており、第１の貫通孔１１ａに対して大径部４１が螺合されている。また、小径部４２には、第２の貫通孔２５ａが挿通されている。そして、小径部４２のうち、第２の貫通孔２５ａから露出している部分には、ナット３３が螺合されている。これにより、ハウジング１１とナット３３とが結合される。
【選択図】 図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ボルト締結構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、２つの部材を取り外し可能に結合する構造として、図４に示すように、普通ボルト５１を使用した締結構造が知られていた。詳しくは、この締結構造は、第１の部材５２と第２の部材５３とに、それぞれ、上下方向に貫通する第１の貫通孔５４、第２の貫通孔５５が形成され、第１の貫通孔５４に雌ネジが切られていた。そして、第１及び第２の貫通孔５４，５５を連通させた状態で、雄ネジが切られている普通ボルト５１を第２の部材５３側から挿通させ、普通ボルト５１を第１の貫通孔５４に対してねじ込んで締め付けるようになっていた。これにより、第１の部材５２と第２の部材５３とが取り外し可能に結合されるようになっていた。
【０００３】
ところで、この締結構造においては、普通ボルト５１を第１の部材５２へとねじ込む作業は、第２の部材５３の第２の貫通孔５５を介して行われるようになっていた。従って、普通ボルト５１と第１の部材５２との位置合わせが難しくなっており、締結作業の効率が低下することがあった。また、締結作業のときに、普通ボルト５１の先端で第１の部材５２の第１の貫通孔５４の位置を探ってからねじ込まなければならないため、第１の貫通孔５４の雌ネジに変形が生じ、締結の精度が低下する可能性もあった。特に、第１の部材５２の材質がアルミニウムや樹脂といった低強度材料であった場合や、第１の部材５２と第２の部材５３との脱着回数が多い場合には、変形の可能性がますます高くなっていた。
【０００４】
そこで、上記問題点を解決するために、図５に示すようなスタッドボルト５７を使用した締結構造が知られている。詳しくは、このスタッドボルト５７は、その両端に雄ネジが切られていた。そして、まず、第１の部材５２のみを用意し、スタッドボルト５７の一方を前記第１の貫通孔５４に対してねじ込むようになっていた。そして、続いて、第２の部材５３を用意し、スタッドボルト５７の他方に対して第２の貫通孔５５を貫挿させ、ナット５８にて締め付けるようになっていた。これにより、第１の部材５２と第２の部材５３とが締結されるようになっていた。
【０００５】
従って、このスタッドボルト５７を使用した締結構造においては、スタッドボルト５７を第１の部材５２にねじ込んだ状態のままで、第１の部材５２と第２の部材５３との脱着が行えるようになっていた。この結果、第１の部材５２と第２の部材５３との脱着回数が増加しても、スタッドボルト５７と第１の部材５２とのねじ込み作業を行う必要がないため、第１の部材５２の雌ネジに変形が生じないようにすることができる。
【０００６】
また、第１の部材５２と第２の部材５３との位置合わせをするときには、第１の部材５２にねじ込まれたスタッドボルト５７が、第１の部材５２と第２の部材５３との位置関係を決めるガイドとすることができる。従って、第１の部材５２と第２の部材５３との位置決め作業が容易となり、作業効率を向上させることができる。
【０００７】
ところで、２つの部材を取り外し可能に結合する構造として、上記の構造に加えて、図６に示すような、段付きボルト６１を使用した締結構造も知られていた（例えば、特許文献１参照。）。詳しくは、この段付きボルト６１は、頭部６２側から順に、大径の第１の軸部６３と小径の第２の軸部６４とを備え、第１の軸部６３と第２の軸部６４とには、それぞれ雄ネジが切られており、それぞれの雄ネジの向きは、お互いが逆向きとなるように形成されていた。そして、第１の部材５２と第２の部材５３とを重ね合わせた状態で、段付きボルト６１を第１の部材５２側から第１及び第２の貫通孔５４，５５に挿通させ、第２の貫通孔５５から露出する第１の軸部６３に第１のナット６５を一方向に向かって回転させることによってねじ込むようにしていた。これにより、第１の部材５２と第２の部材５３とを結合するようになっていた。
【０００８】
さらに、第１のナット６５から露出している第２の軸部６４に第２のナット６７を他方向に向かって回転させることによってねじ込み、第１のナット６５と第２のナット６７とが当接するまで締め付けることにより、締結構造が完成されるようになっていた。そして、この締結構造においては、段付きボルト６１が、第１のナット６５が緩む方向に回転しようとしても、第２のナット６７に第１のナット６５をねじ込む方向に移動させようとする力が働くので、第１のナット６５の緩み止めがなされるようになっていた。また、第２のナット６７が緩む方向に回転しようとしたときにも、同じく、第１のナット６５の作用により第２のナット６７の緩み止めがなされるようになっていた。
【０００９】
以上により、この段付きボルト６１を使用した締結構造においては、外部から強い振動が加えられるようなことがあっても、締結に緩みが生じないようになっていた。
【００１０】
【特許文献１】
実開昭６４−３２９１０号公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記の図５に示すスタッドボルト５７を使用した締結構造においては、スタッドボルト５７に形成されている不完全ネジ６８によって、第１の部材５２の雌ネジを変形させてしまうという問題点を有していた。なお、不完全ネジとは、スタッドボルト５７において、雄ネジが切ってある部分とそうでない部分との境目に形成されるものである。そして、スタッドボルト５７を前記第１の部材５２に対してねじ込むときや、スタッドボルト５７に対してナット５８を締め付けるときには、この不完全ネジ６８が、第１の部材５２の雌ネジに食い込むことがあった。そして、この結果、応力の発生によって第１の部材５２の破損や雌ネジに変形が生じ、締結構造の強度低下および精度が低下する可能性があった。
【００１２】
また、上記の図６に示す段付きボルト６１を使用した締結構造においては、第１及び第２のナット６５，６７の２つを使用して締結を行うようになっており、部品数が増加する原因となっていた。そして、これにより、作業効率が低下してしまう可能性があった。また、段付きボルト６１は、第１の部材５２に対して、第１のナット６５無しでは単独で固定できないようになっているので、段付きボルト６１を、第１の部材５２と第２の部材５３との締結時における位置決め用のガイドとすることはできない。従って、第１の部材５２と第２の部材との締結作業の効率が低下することがあった。
【００１３】
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであって、その目的は、締結の対象となる部材の変形を防ぐとともに、締結作業の効率を向上させることができるボルト締結構造を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明によれば、まず、第１の部材に対してボルトの第１の軸部を螺合させ、その後、ボルトの第２の軸部に対して第２の部材に形成された第２の貫通孔を挿通させ、第２の貫通孔から露出する第２の軸部に対してナットを螺合させることよって、第１の部材と第２の部材とを結合させることができるようにした。また、第１の部材と第２の部材とを結合された状態において、第２の軸部からナットを取り外し、ボルトから第２の部材を分離することにより、第１の部材と第２の部材とを分離することができるようにした。そして、このとき、第１の部材とボルトの第１の軸部とは、螺合させたままの状態とさせることができるようにした。
【００１５】
従って、第１の部材と第２の部材との脱着を繰り返しても、第１の部材からボルトを脱着させる必要がないので、第１の部材に形成された第１の貫通孔における雌ネジの変形を低減させることができる。また、ボルトの第１の軸部は、第１の軸部よりも大径の頭部と、第１の軸部よりも小径の第２の軸部とによって挟まれており、第１の貫通孔に対して、ボルトの第１の軸部以外の部分が螺合するようなことがないようにされている。その結果、第１の貫通孔に第１の軸部以外の部分が螺合しようとすることによって、第１の貫通孔の雌ネジに変形が生じることを防ぐことができる。従って、第１の部材の材料として低強度の材料を採用することができるようになる。
【００１６】
また、第１の部材に対して第２の部材を結合させるときに、第１の部材に螺合されているボルトを、第１の部材と第２の部材との位置決め用ガイドとして使用することができ、締結作業の効率を向上させることができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具体化した一実施形態を図１〜図３に従って説明する。
図１に示すように、本実施形態のクラッチ装置１０は、フォークリフト等に使用される手動式変速機の前段に備えられるものであって、第１の部材としてのハウジング１１とクラッチ１２とを備える。ハウジング１１は、略円筒形状に形成され、クラッチ１２を収容している。また、本実施形態においては、ハウジング１１はアルミニウムにより形成されているものとする。
【００１８】
クラッチ１２は、フライホイール１４、クラッチカバー１５、クラッチディスク１６、プレッシャープレート１７、ダイヤフラムスプリング１８、レリーズベアリング１９を主たる構成要素として備えている。フライホイール１４は、円盤形状に形成され、図示しないエンジンのクランクシャフト２１と固定されており、クランクシャフト２１と一体回転可能となっている。
【００１９】
クラッチカバー１５は、略円筒形状に形成され、フライホイール１４に対して固定され、フライホイール１４と一体回転するようになっている。クラッチディスク１６は、エンジンの動力を伝達するための摩擦板であって、フライホイール１４とプレッシャープレート１７との間に配設されている。そして、クラッチディスク１６の中心孔には、図示しない変速機の入力軸２３がスプライン連結されている。なお、入力軸２３は、ハウジング１１に対して固定されている第２の部材としてのリアカバー２５によってその外周が包囲されている。
【００２０】
プレッシャープレート１７は、クラッチディスク１６をフライホイール１４側に押し付けて、クラッチディスク１６とフライホイール１４とを摩擦係合させて一体的に回転させるものである。また、プレッシャープレート１７は、前記クラッチカバー１５と連結され、クラッチカバー１５の回転に伴って回転するようになっている。さらに、プレッシャープレート１７は、前記入力軸２３に対して相対回転可能となっている。
【００２１】
ダイヤフラムスプリング１８は、プレッシャープレート１７に対して支点１８ａを介してピボット運動可能に連結されている。そして、ダイヤフラムスプリング１８は、外部から力が加わっていない状態においては、支点１８ａを支点としてフライホイール１４から離間する方向に移動する。また、ダイヤフラムスプリング１８は、フライホイール１４から離間することにより、プレッシャープレート１７がクラッチディスク１６を押圧する力を増大させるように、プレッシャープレート１７を付勢する。
【００２２】
レリーズベアリング１９は、前記リアカバー２５に対して摺動可能に支持されており、フライホイール１４側に移動することによって、ダイヤフラムスプリング１８の中央部を押圧し、ダイヤフラムスプリング１８をフライホイール１４に近づく方向に移動させることができるようになっている。そして、ダイヤフラムスプリング１８は、フライホイール１４に近づくことによって、プレッシャープレート１７がクラッチディスク１６を押圧する力を減少させるように、プレッシャープレート１７を付勢するようになっている。
【００２３】
そして、以上のように構成されたクラッチ装置１０は、運転者等が図示しないクラッチペダルの操作を行うと、前記レリーズベアリング１９がフライホイール１４側に近づき、前記ダイヤフラムスプリング１８の作用により、プレッシャープレート１７がクラッチディスク１６を押圧する力が減少される。そして、フライホイールとクラッチディスク１６との摩擦係合力が減少し、フライホイール１４に接続されているクランクシャフト２１の動力が、クラッチディスク１６にスプライン連結されている入力軸２３へ伝達されないようになる。
【００２４】
また、運転者等がクラッチペダルの操作を停止すると、前記レリーズベアリング１９が、フライホイール１４と離間する方向に移動し、ダイヤフラムスプリング１８の作用により、プレッシャープレート１７がクラッチディスク１６を押圧する力が増大される。そして、フライホイールとクラッチディスク１６との摩擦係合力が増大し、フライホイール１４に接続されているクランクシャフト２１の動力が、入力軸２３へと伝達されるようになる。
【００２５】
次に、上記のように構成されたクラッチ装置１０において、ハウジング１１とリアカバー２５とを取り外し可能に結合するためのボルト締結構造３１について説明する。
【００２６】
本実施形態のクラッチ装置１０のハウジング１１とリアカバー２５とは、複数のボルト締結構造３１によって結合されている。なお、図１には、複数のボルト締結構造３１のうち２つのみを図示している。
【００２７】
そして、ボルト締結構造３１は、前記ハウジング１１及びリアカバー２５を、ボルトとしての段付きボルト３２とナット３３とによって締結することによって構成されている。詳しくは、前記ハウジング１１及びリアカバー２５には、それぞれ、第１の貫通孔１１ａと、第２の貫通孔２５ａとが貫通形成されている。そして、ハウジング１１に形成されている第１の貫通孔１１ａには、その内周面に、ネジ山の形成方向が左方向となる雌ネジが切られている。また、第２の貫通孔２５ａは、前記第１の貫通孔１１ａよりもわずかに小さな内径を有するように形成され、その内周面にはネジが切られていないようになっている。
【００２８】
図２に示すように、段付きボルト３２は、頭部３５と軸部３７とを順に並ぶようにして一体に備える。頭部３５は、断面正六角形状に形成され、軸部３７寄りの部分には、フランジ部３５ａが形成されている。そして、フランジ部３５ａは、本実施形態では、頭部３５から外側に延びるようにして略円盤形状に形成されている。軸部３７は、前記フランジ部３５ａよりも小径に形成されており、フランジ部３５ａ側から順に、第１の軸部としての大径部４１、第２の軸部としての小径部４２とを備える。
【００２９】
大径部４１は、その外周面に前記第１の貫通孔１１ａに形成されている雌ネジに螺合可能な雄ネジが切られており、図１に示すように、第１の貫通孔１１ａに対して螺合されている。すなわち、大径部４１に形成されている雄ネジは、ネジ山の形成方向が左方向となる左ネジとなっている。そして、この大径部４１は、第１の貫通孔１１ａに対して、フランジ部３５ａがハウジング１１に対して当接するまでねじ込まれている。また、本実施形態では、大径部４１の軸心に沿った方向の長さは、前記第１の貫通孔１１ａの長さよりも小さな長さとなっており、段付きボルト３２がハウジング１１に対して最大までねじ込まれた状態において、段付きボルト３２の大径部４１がハウジング１１の外部に露出しないようになっている。
【００３０】
図１及び図２に示すように、小径部４２は、その外周面に雄ネジが切られている。そして、この雄ネジは、ネジ山の形成方向が右方向となる右ネジとなっている。また、小径部４２の外径は、前記大径部４１の外径に比較して小さくなっている。従って、この小径部４２は、前記ハウジング１１に形成されている第１の貫通孔１１ａに対して螺合不能となっている。そして、図１に示すように、この小径部４２は、前記リアカバー２５の第２の貫通孔２５ａに対して遊嵌された状態となるようにして貫挿されている。また、本実施形態では、小径部４２の軸心に沿った方向の長さは、前記第２の貫通孔２５ａの長さよりも十分長い長さとなっており、小径部４２の先端部は、リアカバー２５の外側に露出した状態となっている。
【００３１】
そして、図１及び図２に示すように、本実施形態においては、前記大径部４１と小径部４２との境目には、大径部４１から小径部４２に向かってその外径が小さくなるようなテーパ部４３が形成されており、このテーパ部４３はネジが切られていない状態となっている。
【００３２】
図１に示すように、ナット３３は、断面正六角形形状に形成されている本体部４５と、座４６とによって構成された座付きナットとなっている。そして、ナット３３の中央を貫通する図示しない貫通孔には、その内周面に、ネジ山の形成方向が右方向となるような雌ネジが切られている。そして、このナット３３は、前記段付きボルト３２の小径部４２（図２参照）のうち、リアカバー２５の外側に露出した部分に対して螺合され、ナット３３の座４６がリアカバー２５に当接するまで締め付けられている。そして、これにより、ハウジング１１とリアカバー２５とが、段付きボルト３２とナット３３とによって、取り外し可能に結合される。
【００３３】
そして、以上のように構成されているボルト締結構造３１を形成する場合には、まず、第１の手順において、図３（ａ）に示すように、ハウジング１１の第１の貫通孔１１ａに対して、段付きボルト３２を小径部４２側から貫挿させる。そして、段付きボルト３２の頭部３５を左回りに回転させることにより、段付きボルト３２の大径部４１を、第１の貫通孔１１ａに対して螺合させ、段付きボルト３２のフランジ部３５ａが、ハウジング１１に対して当接するまでねじ込む。そして、これにより、段付きボルト３２がハウジング１１に対して固定される。
【００３４】
続いて、第２の手順に移り、図３（ｂ）に示すように、ハウジング１１に対して固定された段付きボルト３２に対して、小径部４２側から前記リアカバー２５の第２の貫通孔２５ａを貫挿させる。すると、段付きボルト３２の小径部４２がガイドの役割を果たし、ハウジング１１の第１の貫通孔１１ａとリアカバー２５の第２の貫通孔２５ａとが、ほぼ同心円状に位置するようにして重ね合わされる。
【００３５】
そして、第３の手順に移り、図３（ｃ）に示すように、段付きボルト３２の小径部４２のうち、リアカバー２５の外側に露出している部分に対して、前記ナット３３を右回りに回転させながら螺合させる。そして、ナット３３の座４６がリアカバー２５に当接するまでナット３３をねじ込む。なお、このとき、段付きボルト３２には、右回転のトルクが加わるが、段付きボルト３２の大径部４１は左ネジとなっているため、大径部４１とハウジング１１とには、増し締めとなるような力が作用する。この結果、段付きボルト３２とナット３３とによってハウジング１１とリアカバー２５とが挟み込まれ、緩みのないボルト締結構造３１が完成される。
【００３６】
また、上記のように、ハウジング１１とリアカバー２５とが結合された後に、補修点検時等において、ハウジング１１とリアカバー２５とを離間させる必要が生じた場合には、まず、ナット３３を左回りに回転させて段付きボルト３２から離間させる。そして、リアカバー２５を段付きボルト３２から取り外す。これにより、ハウジング１１とリアカバー２５とが離間されるようになる。
【００３７】
すなわち、ハウジング１１とリアカバー２５とを離間させたときには、図３（ａ）に示すように、ハウジング１１に対して段付きボルト３２を螺合させたままの状態としておくことができる。その結果、再度、ハウジング１１に対してリアカバー２５を結合するときに、上記第２及び第３の手順のみを行えばよく、結合の手間を軽減させることができるようになっている。
【００３８】
また、ハウジング１１とリアカバー２５との脱着が繰り返されても、上記第１の手順はその都度繰り返し行う必要がないので、段付きボルト３２のねじ込みによるハウジング１１の雌ネジの変形を、最小限に抑えることができるようになっている。
【００３９】
上記実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）上記実施形態では、まず、ハウジング１１に対して段付きボルト３２の大径部４１を螺合させ、その後、段付きボルト３２の小径部４２に対して、リアカバー２５の第２の貫通孔２５ａを挿通させるようにした。そして、第２の貫通孔２５ａから露出する小径部４２に対して、ナット３３を螺合させることによって、ハウジング１１とリアカバー２５とを結合させるようにした。また、ハウジング１１とリアカバー２５とが結合された状態において、小径部４２からナット３３を取り外し、段付きボルト３２からリアカバー２５を分離することにより、ハウジング１１とリアカバー２５とを分離させることができるようにした。そして、このとき、ハウジング１１と段付きボルト３２とを螺合させたままの状態とさせることができるようにした。
【００４０】
従って、ハウジング１１とリアカバー２５との脱着を繰り返しても、ハウジング１１から段付きボルト３２を脱着させる必要がないので、ハウジング１１の第１の貫通孔１１ａにおける雌ネジの変形を低減させることができる。そして、ハウジング１１の材料として、低強度の材料を採用することができるようになる。
【００４１】
（２）上記実施形態では、段付きボルト３２の大径部４１は、大径部４１よりも大径のフランジ部３５ａと大径部４１よりも小径の小径部４２とによって挟まれるようにした。従って、段付きボルト３２をハウジング１１に螺合させるときに、段付きボルト３２の大径部４１以外の部分がハウジング１１に対して螺合されることがないようにすることができる。その結果、ハウジング１１の第１の貫通孔１１ａに大径部４１以外の部分が螺合しようとすることによって、第１の貫通孔１１ａの雌ネジに変形が生じることを防ぐことができる。従って、ハウジング１１の材料として、低強度の材料を採用することができる。
【００４２】
（３）上記実施形態では、ハウジング１１に対してリアカバー２５を結合させるときに、ハウジング１１に螺合されている段付きボルト３２にリアカバー２５の第２の貫通孔２５ａを貫挿させるようにした。従って、段付きボルト３２を、ハウジング１１とリアカバー２５との位置決め用のガイドとして使用できる。そして、この結果、締結作業の効率を向上させることができる。
【００４３】
なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
・上記実施形態においては、段付きボルト３２の大径部４１に切られている雄ネジを左ネジ、小径部４２に切られている雄ネジを右ネジとなるようにした。これを、大径部４１を右ネジ、小径部４２を左ネジとするようにしてもよい。そして、このような場合には、ハウジング１１の第１の貫通孔１１ａのネジ山の形成方向を右方向に、ナット３３のネジ山の形成方向を左方向とする。
【００４４】
・上記実施形態においては、ボルト締結構造３１を、クラッチ装置１０のハウジング１１とリアカバー２５とを結合するための構造に具体化して説明したが、その他の２つの部材を結合するための構造に具体化してもよい。
【００４５】
【発明の効果】
以上、詳述したように、本発明によれば、ボルト締結構造において、締結の対象となる部材の変形を防ぐとともに、締結作業の効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態におけるクラッチ装置の部分断面図。
【図２】同じく、段付きボルトの正面図。
【図３】同じく、ボルト締結構造を形成する手順を説明する図であり、（ａ）は第１の手順を、（ｂ）は第２の手順を、（ｃ）は第３の手順を説明する図である。
【図４】従来におけるボルト締結構造の部分断面図。
【図５】従来におけるボルト締結構造の部分断面図。
【図６】従来におけるボルト締結構造の部分断面図。
【符号の説明】
１１…第１の部材としてのハウジング、１１ａ…第１の貫通孔、２５…第２の部材としてのリアカバー、２５ａ…第２の貫通孔、３１…ボルト締結構造、３２…ボルトとしての段付きボルト、３３…ナット、３５…頭部、３７…軸部、４１…第１の軸部としての大径部、４２…第２の軸部としての小径部。

Claims (1)

1. 第１の貫通孔が形成された第１の部材と、第２の貫通孔が形成された第２の部材と、頭部と同頭部よりも小径の軸部とを備えたボルトと、前記軸部に螺合可能なナットとを備え、前記第１の貫通孔と前記第２の貫通孔とに前記ボルトの前記軸部を挿通させて、前記軸部を前記ナットにて締結し、前記第１の部材と前記第２の部材とを結合するボルト締結構造において、
   前記軸部は、前記頭部側から順に、第１の軸部と、前記第１の軸部よりも小径の第２の軸部とを備え、
   前記第１の軸部と前記第２の軸部とには、それぞれ、ネジ山の形成方向が反対方向である雄ネジが切られ、
   前記第１の軸部は前記第１の貫通孔に形成されている雌ネジに螺合されているとともに、前記第２の軸部は前記第２の貫通孔に挿通され、前記第２の貫通孔から露出する前記第２の軸部に対して前記ナットが螺合されていることを特徴とするボルト締結構造。

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