JP2007040505A - 締結構造 - Google Patents

Abstract

【課題】湾曲面に締結される被締結部材の広い範囲に締め付け力を均等に分散し、被締結部材の湾曲面への密着性を向上させる締結構造を提供することを課題とする。
【解決手段】フレア座金１０は、放射状にスリット１２の入った略なべ蓋形状であり、ボルト４０の挿入穴１３および平坦な上面１４を有する円板状の基端部１１と、その周囲にスリット１２により区画された複数の脚部１７を有する放射状に延びるフレア部１６とを備える。基端部１１の下面には、凸状の球面からなる凸状球面部１５が形成されている。フレア部１６のそれぞれの脚部１７は、基端部１１から、放射状に、半径方向外側に向かってかつ下方に傾斜して延び、外周縁部２０近傍で、向きを変え上方に傾斜して延びている。脚部１７の傾斜が下方から上方に変わる部分付近は、被締結部材に当接する当接部１９を構成する。フレア部１６の各脚部１７は、内端２１が片持ち支持され、外端２２は自由端となっている。
【選択図】図１

Description

この発明は、被締結部材を締結する締結構造に係り、特に、被締結部材を表面が湾曲面形状を有する部分に、締結を行う構造に関する。

湾曲面状の表面を有する湾曲部材上に、例えばプレート状の被締結部材を挟持して固定する場合、球面シート付き座金が用いられる。この球面シート付き座金は、上下に分割された一対の座金で、合わせ面の一方に凹球面、他方に、凸球面が形成され、ボルト締め付け時の軸ズレを吸収できるものである。
また、特許文献１には、タッピングねじの座面とその下部にある座金との当接部分において、いずれか一方が略球面状の凹部を備え、他方が略球面状の凸部を備えている締結具が開示されている。これによれば、タッピングねじが平坦な部材に、垂直ではなく斜めに入った場合であっても、垂直に入った場合と同様に、座面に対して座金が偏りなく、座面と座金との密着性が損なわれない。

特開２０００−２１３５２０号公報

しかしながら、球面シート付き座金を用いてプレート状部材を湾曲面にボルト締結しようとしても、ボルトの締め付けによる軸力は、球面シート付き座金の平坦な面から凸状に湾曲した面に、線接触状態で伝えられるため、ボルトの直下で部分的に伝達されるだけで、プレート状部材を面状に広い範囲で押さえ付けることができない。このため、プレート状部材を部分的にしか湾曲面に密着できない。したがって、プレート状部材と湾曲面との間の密着について、ボルトの直下以外の部分での密着は十分ではなく、湾曲面上のプレート状部材に広範囲にわたって均一な軸力が分布されない。
一方、特許文献１に開示された技術は、ねじの座面とその座面と当接する座金との部分に適用したものであり、その目的とするところは、タッピングねじが斜めに打ち込まれた際に、ねじ座面と座金の間に生じた隙間を排除し、タッピングねじの座面と座金との接触面積の低下を防止することであり、湾曲面への締結を目的とするものではない。

この発明は、このような課題を解決するためになされたもので、湾曲面に締結される被締結部材の広い範囲に締め付け力を均等に分散し、被締結部材の湾曲面への密着性を向上させる締結構造を提供することを目的とする。

この発明に係る締結構造は、湾曲面状の表面を有する湾曲面部材上に被締結部材を締結する締結構造において、軸部にねじ部を有する締結具と、前記締結具の前記軸部に遊嵌するフレア座金と、前記締結具の前記軸部に遊嵌し、前記被締結部材側に、前記フレア座金に対向して配置されるスペーサとを備えている。前記フレア座金は、前記締結具が遊嵌する基端部と、前記基端部の周囲に設けられ、前記凸部球面部の半径方向外側に広がるフレア部とを有している。前記フレア部には、前記フレア部の外周縁側で開口し半径方向外側に放射状に延びる複数のスリットが形成され、隣接する前記スリット間には、内端が片持ち支持された脚部が形成され、前記脚部には、前記脚部が撓んだ状態で前記被締結部材と当接可能な当接部を備えている。
フレア座金のそれぞれの脚部が被締結部材を湾曲面上に押さえ付け、湾曲面の広い範囲に締め付け力が均等に分散され、被締結部材の密着性が向上する。

前記フレア部の前記脚部は、前記スリットにより区画されて複数形成され、複数の前記脚部が、全体として略円形形状を形成することができる。
前記フレア座金の前記基端部は、前記スペーサに対向する位置に前記スペーサが当接可能な凸部球面部を有し、前記スペーサは、前記凸部球面部に当接可能な凹部球面部を有することができる。
前記フレア座金の前記基端部は、前記スペーサに対向する位置に前記スペーサが当接可能な凸部球面部を有し、前記スペーサは、弾性を有するようにしてもよい。
前記スペーサにおける前記締結具が遊嵌する内径は、前記フレア座金の前記凸部球面部における前記締結具が遊嵌する内径より大きくすることができる。

この発明によれば、湾曲面に締結される被締結部材の広い範囲に締め付け力が均等に分散され、被締結部材の湾曲面への密着性を向上させることができる。

以下に、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
実施の形態１．
ここでは、この発明に係る締結構造を、エンジンのチェーンケースの湾曲した表面に防音防振プレートを取り付ける場合を例に説明する。
図１および２は、この発明に係る締結構造に用いられるフレア座金１０、スペーサ３０、ボルト４０の分解組立図である。

フレア座金１０は、例えば薄板状のばね鋼からなり、放射状にスリット１２の入った略なべ蓋形状である。
このフレア座金１０は、中央にボルト４０の軸部４２が遊嵌する挿入穴１３を有しかつ平坦な上面１４を有する基端部１１と、その周囲にスリット１２により区画された複数の脚部１７を有する放射状に延びるフレア部１６とを備える。
基端部１１の下面には、凸状の球面からなる凸状球面部１５が形成されている。
一方、フレア部１６のそれぞれの脚部１７は、基端部１１側から、放射状に、半径方向外側に向かってかつ下方に傾斜して延び、外周縁部２０近傍で、向きを変え上方に傾斜して延びる。脚部１７の傾斜が下方から上方に変わる部分付近は、被締結部材に当接する当接部１９を構成する。

フレア部１６のスリット１２は、フレア部１６の外周縁部２０側に開口した細長い溝である。このスリット１２は、円周上に等間隔で配置されている。フレア部１６の各脚部１７は、隣接する２つのスリット１２に挟まれ、フレア部１６が８つに枝分かれして設けられ、それぞれ放射状に広がっている。脚部１７の内端２１は片持ち支持され、外端２２は自由端となっている。
フレア座金１０の基端部１１に、ボルト４０の軸力が加わり当接部１９が被締結部材を介して湾曲面に押さえ付けられると、脚部１７がそれぞれの脚部１７ごとに異なる状態で撓んで、それぞれの脚部１７が、被締結部材をチェーンケースの湾曲面に均一に密着させやすい構造になっている。

次に、図３は、チェーンケース６０の湾曲面６１に、防音防振プレート５０を締結させる様子を示している。
チェーンケース６０の湾曲面６１には、ボルト４０に対応した雌ねじ６２が形成されている。また、この雌ねじ６２は、湾曲面６１に対する接線に対して傾いた状態で湾曲面６１上に形成されている。図には、説明の便宜のため一つの雌ねじ６２だけ示されているが、実際には防音防振プレート５０の大きさに対応した複数の雌ねじ６２が形成されている。
防音防振プレート５０は、鋼板等の鉄板にゴムを焼き付けたものであり、ボルト４０が貫通する取付穴５１が形成されている。防音防振プレート５０は、雌ねじ６２に対応した位置に防音防振プレート５０の取付穴５１が位置するように、湾曲面６１の上に配置される。
スペーサ３０は、略中空円板状であり、フレア座金１０の凸状球面部１５に対向する側に凹状球面部３１を有する。凹状球面部３１は、凸状球面部１５に対して、同一かわずかに大きい曲率となる球面を形成している。スペーサ３０の凹状球面部３１の外縁の直径ＤＬ１は、フレア座金１０の凸状球面部１５の外縁の直径ＤＵ１よりも小さく形成されている。また、ボルト４０の軸部４２が遊嵌されるスペーサ３０の内径ＤＬ２はフレア座金１０の内径ＤＵ２に対して大きく形成されている。凸状球面部１５と凹状球面部３１との間の上述した寸法関係により、スペーサ３０が、チェーンケース６０の湾曲面６１の形状に応じて傾いて、防音防振プレート５０上を横方向に移動することが許容され、フレア座金１０に対して傾いた状態で装着されることを可能にしている。

次に、図４は、この実施の形態１に係る締結構造を用いて、チェーンケース６０の湾曲面６１に、防音防振プレート５０を締結させた状態を示している。
ボルト４０の雄ねじ４１が湾曲面６１の雌ねじ６２に締め付けられると、スペーサ３０は、フレア座金１０の凸状球面部１５と防音防振プレート５０との隙間を埋めるように、ボルト４０に対して、図４の紙面右側にずれた状態で締め付けられる。しかしながら、スペーサ３０の凹状球面部３１が、フレア座金１０の凸状球面部１５と球面で接触しているので、ボルト４０の締結力である軸力は、凹状球面部３１から凸状球面部１５に均一に伝達され、スペーサ３０が防音防振プレート５０に対して片当たりすることなく、防音防振プレート５０に均等な締め付け力を与える。

フレア座金１０の脚部１７は、スペーサ３０の半径方向外側で、当接部１９が湾曲面６１上の防音防振プレート５０に密着し、湾曲面６１までの距離に応じて撓んで、それぞれの脚部１７が防音防振プレート５０に均等な締め付け力を与える。
このように、フレア座金１０のそれぞれの脚部１７は、スペーサ３０による押し付け範囲よりも、広範囲の位置で防音防振プレート５０を押さえつけることができ、防音防振プレートの湾曲面６１に対する密着性を向上させることができる。

以上説明したように、上述したようなフレア座金１０およびスペーサ３０を用いれば、湾曲面６１の広い範囲に均等に締め付け力が分散し、広い範囲で防音防振プレート５０の密着性を向上させることができる。これにより、防音防振プレート５０を固定するための締結箇所の数を削減することができ、使用する締結具の数を削減しコストを低減することができる。

実施の形態２．
次に、この発明の実施の形態２に係る締結構造を説明する。尚、以下の実施の形態において、実施の形態１の図１〜４の参照符号と同一の符号は、同一又は同様な構成要素であるので、その詳細な説明は省略する。
図５に示されるように、実施の形態２に係る締結構造は、実施の形態１に対して、フレア座金およびスペーサの形状を変更したものである。
フレア座金１１０は、実施の形態１におけるフレア座金１０に対して、凸状球面部１５が、中空円柱状の段付き部１１１の下方に形成されている。また、スペーサ１３０は、凹状球面部３１の外縁の直径ＤＬ３は、フレア座金１１０の凸状球面部１５の外縁の直径ＤＵ３とほぼ同じに形成されている。また、ボルト４０が遊嵌されるスペーサ１３０の内径ＤＬ２はフレア座金１１０の内径ＤＵ２に対して大きく形成されている。フレア座金１１０とスペーサ１３０とをこのように構成にしても、スペーサ１３０が、チェーンケース６０の湾曲面６１の形状に応じて傾いて、防音防振プレート５０上を横方向に移動することが許容され、フレア座金１１０に対して傾いた状態で装着される。
上述したようなフレア座金１１０およびスペーサ１３０を用いても、実施の形態１と同様な効果が得られる。

実施の形態３．
次に、この発明の実施の形態３に係る締結構造を説明する。
図６および７に示されるように、実施の形態３に係る締結構造は、実施の形態１におけるスペーサ３０を、弾性を有する例えば硬質ゴムからなる中空円筒状のスペーサ２３０に変更したものである。また、スペーサ２３０がクリープ変形して、ボルト４０が緩むのを防止するため、ボルト４０の雄ねじ４１には、例えば、ロックタイト等の緩み止め材料が塗布されている。

以上のような構成によっても、スペーサ２３０が弾性を有しているので、ボルト４０を締め付けた時に、スペーサ２３０は、フレア座金１０と、湾曲面６１に配置された防音防振プレート５０との隙間を埋めるように撓んで変形する。これによってもスペーサ２３０が防音防振プレート５０に対して防音防振プレート５０に均等な締め付け力を与える。また、フレア座金１０の脚部１７は、スペーサ３０による押しつけ範囲よりも、広範囲の位置で防音防振プレート５０を押さえつけることができ、防音防振プレートの湾曲面６１に対する密着性を向上させることができる。スペーサ２３０の弾性により、スペーサ２３０の防音防振プレート５０との密着面も変形しやすいので、より防音防振プレート５０を均等に押し付けることができる。
なお、この実施の形態では、ボルト４０の軸部４２が遊嵌されるスペーサ２３０の内径はフレア座金１０の凸状球面部１５の内径とほぼ同一形成されているが、スペーサ２３０の内径は凸状球面部１５の内径より大きく形成してもよい。こうすることにより、スペーサ２３０は、防音防振プレート５０に沿って移動しやすくなり、湾曲面６１上の防音防振プレート５０との密着性が高められる。

実施の形態１〜３においては、フレア座金の上方に頭部を有するボルト４０を用いたが、このようなボルトの代わりに、スタッドボルトを湾曲面６１の雌ねじ６２にねじ込んで、防音防振プレート５０を組み付け、さらに実施の形態１〜３におけるスペーサ、フレア座金を挿入した後、ナットを用いて防音防振プレート５０を締め付けてもよい。

この発明の実施の形態１に係る締結構造用いられるフレア座金、スペーサ、ボルトの分解組み立て斜視図である。 図１のフレア座金、スペーサ、ボルトをスペーサ側から見た分解組み立て斜視図である。 実施の形態１に係る締結構造における組み付けの様子を示す側面図である。 実施の形態１に係る締結構造におけるフレア座金、スペーサ、ボルトを組み付けた後の側面図である。 実施の形態２に係る締結構造の側面図である。 この発明の実施の形態３に係る締結構造用いられるフレア座金、スペーサ、ボルトの分解組み立て斜視図である。 図６のフレア座金、スペーサ、ボルトをスペーサ側から見た分解組み立て斜視図である。

符号の説明

１０，１１０ フレア座金、１１ 基端部、１２ スリット、１５ 凸状球面部、１６ フレア部、１７ 脚部、１９ 当接部、３０，１３０，２３０ スペーサ、３１ 凹状球面部、４０ ボルト（締結具）、４１ 雄ねじ（ねじ部）、４２ 軸部、５０ 防音防振プレート（被締結部材）、６０ チェーンケース（湾曲面部材）、６１ 湾曲面。

Claims (4)

1. 湾曲面状の表面を有する湾曲面部材上に被締結部材を締結する締結構造において、
   軸部にねじ部を有する締結具と、
   前記締結具の前記軸部に遊嵌するフレア座金と、
   前記締結具の前記軸部に遊嵌し、前記被締結部材側に、前記フレア座金に対向して配置されるスペーサと
   を備え、
   前記フレア座金は、
   前記締結具が遊嵌する基端部と、
   前記基端部の周囲に設けられ、前記凸部球面部の半径方向外側に広がるフレア部と
   を有し、
   前記フレア部には、前記フレア部の外周縁側で開口し半径方向外側に放射状に延びる複数のスリットが形成され、隣接する前記スリット間には、内端が片持ち支持された脚部が形成され、
   前記脚部には、前記脚部が撓んだ状態で前記被締結部材と当接可能な当接部を備える
   ことを特徴とする締結構造。
2. 前記フレア座金の前記基端部は、前記スペーサに対向する位置に前記スペーサが当接可能な凸部球面部を有し、
   前記スペーサは、前記凸部球面部に当接可能な凹部球面部を有する
   請求項１に記載の締結構造。
3. 前記フレア座金の前記基端部は、前記スペーサに対向する位置に前記スペーサが当接可能な凸部球面部を有し、
   前記スペーサは、弾性を有する
   請求項１に記載の締結構造。
4. 前記スペーサにおける前記締結具が遊嵌する内径は、前記フレア座金の前記凸部球面部における前記締結具が遊嵌する内径より大きい請求項１〜３のいずれか一項に記載の締結構造。

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