JP2007309422A - ボルトを用いた締結構造およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】シール性を高めることができるボルトを用いた締結構造を提供する。
【解決手段】ボルトを用いた締結構造１はボルト１０と、ボルト１０と螺合するボルト孔３１と、ボルト孔３１と連通し、かつ他の空間５０まで連通する連通孔３４とが設けられた被締結部材３０と、ボルト孔３１でボルト１０とボルト孔３１の螺合面の少なくとも一部に介在し、かつ連通孔３４を充填するガスケット材４０とを備える。ガスケット材４０はボルト１０の底面１４とボルト孔３１とで形成される空間３２の容積よりも大きい容積を有する。
【選択図】図１

Description

この発明は、ボルトを用いた締結構造およびその製造方法に関し、より特定的には、ボルトと被締結部材との間にガスケットを介在させるボルトを用いた締結構造およびその製造方法に関するものである。

従来、ボルトを用いた締結構造は、たとえば特開２００１−３１７６３３号公報（特許文献１）、特開平７−２７９９３４号公報（特許文献２）、特開平１０−１８４６３４号公報（特許文献３）に開示されている。
特開２００１−３１７６３３号公報 特開平７−２７９９３４号公報 特開平１０−１８４６３４号公報

従来、特許文献１ではボルト孔にボルトを液密に螺着してボルト挿通孔を閉塞する構造が開示されている。このような構造ではボルトとボルト孔の間に液体ガスケットを介在させた状態でボルトをボルト孔に挿入することにより充填材（液体ガスケット）が押出されて隙間を埋める。その際、ボルトが液密にされているとボルト孔底の空気や液体ガスケットが高圧になり、シーリング材が排除されてシール性が低下するという問題があった。

そこで、この発明は上述のような問題点を解決するためになされたものであり、シール性の高いボルトを用いた締結構造およびその製造方法を提供することを目的とする。

この発明に従ったボルトを用いた締結構造は、ボルトと、ボルトと螺合するボルト孔と、ボルト孔と連通し、かつ他の空間まで連通する連通孔とが設けられた被締結部材と、ボルト孔内でボルトとボルト孔の螺合面の少なくとも一部分に介在し、かつ、連通孔を充填するガスケット材とを備える。ガスケット材は、少なくともボルトをボルト孔に螺合させた状態でボルトの底面とボルト孔とで形成される空間の容積よりも大きな容積を有する。

このように構成されたボルトを用いた締結構造では、ボルトの締結時に連通孔を通じて空気およびガスケット材がボルト孔外部に逃げることができるため、ガスケット材が排除されることを防止できる。これによりシール性を確保することができる。また、ガスケット材が連通孔を塞ぐため、連通孔によるシール性低下を防止することが可能となる。

好ましくは、ボルトのヘッドと被締結部材との間に設けられた取付体をさらに備え、取付体はボルトのヘッドにより被締結部材に近づく方向に押圧される。

この発明に従ったボルトを用いた締結構造の製造方法は、ボルトの底面にガスケット材を付着させる工程と、底面にガスケット材が付着したボルトをボルト孔に螺合することにより、ガスケット材をボルト孔とボルトとの螺合面の少なくとも一部分に介在させながら被締結部材にボルトを締結する工程とを備える。

この発明に従った締結構造の製造方法は、ボルト孔にガスケット材を配置する工程と、ガスケット材が配置されたボルト孔にボルトを螺合させることによりガスケット材をボルト孔とボルトとの螺合面の少なくとも一部分に介在させながら被締結部材にボルトを締結する工程とを備える。

この発明に従えば、シール性が確保されるボルトの締結構造を提供することを目的とする。

以下、この発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、以下の実施の形態では同一または相当する部分については同一の参照符号を付し、その説明については繰返さない。

（実施の形態１）
図１は、この発明の実施の形態１に従ったボルトを用いた締結構造の断面図である。図１を参照して、この発明に従った締結構造１では、ボルト１０が被締結部材３０に締結されている。ボルト１０はヘッド部１１と、ヘッド部１１に接続されるシャフト部１２と、シャフト部１２の表面に形成されたネジ山１３と、ヘッド部１１と反対側に位置する底面１４とを有する。ヘッド部１１では六角柱形状であり、この外周面をスパナ等で挟んでボルト１０を回すことが可能である。なお、ヘッド部１１には六角溝が形成され、この六角溝にヘキサゴンレンチを差込んでボルト１０を回してもよい。

さらに、ヘッド部１１を手で回せるような蝶ナット形状とされていてもよい。
シャフト部１２は軸方向に延びており、ヘッド部１１よりも小径に構成される。シャフト部１２は相手材に締結されることで延び、この延びに基づく軸力によりボルト１０が被締結部材３０に締結される。

ネジ山１３がシャフト部１２の表面に設けられる。円柱形状のシャフト部１２の表面に螺旋状に配置されるネジ山１３は、一条のネジ山であってもよく、二条のネジ山であってもよい。また、右ネジおよび左ネジのいずれであってもよい。

底面１４はガスケット材４０と接触し、被締結部材３０の最も深い部分に位置する。
被締結部材３０はボルト孔３１を有し、ボルト孔３１の内周面にネジ山３３が設けられる。ネジ山３３はボルト１０のネジ山３３と噛み合い、ボルト１０がボルト孔３１から抜けるのを防止する働きがある。

ボルト孔３１の底には空間３２が設けられ、空間３２はボルト孔３１と底面１４とで取囲まれた領域である。この領域にガスケット材４０が充填されている。ガスケット材４０は固体状、ゲル状またはゾル状であり、ボルト孔３１および小径の連通孔３４を液密に封止する役割を果たす。ガスケット材４０の粘性は一定であってもよく、また空気に触れると粘性が上昇する（すなわち硬くなる）ものとされてもよい。ガスケット材４０は無機物により構成される。ガスケット材４０はボルト１０のネジ山１３とボルト孔３１のネジ山３３との間に介在し、これらの間の隙間を封止している。また、ガスケット材４０は連通孔３４から外部の空間５０まではみ出している。なお、この実施の形態では連通孔３４を完全にガスケット材４０が充填しているが、これに限られず、連通孔３４の一部分のみをガスケット材４０が充填していてもよい。また、この実施の形態ではボルト１０のネジ山１３と、ボルト孔３１のネジ山３３との界面のうち、下部のみをガスケット材４０で充填しているが、これに限られず、すべての界面をガスケット材４０で充填してもよい。

ボルト孔３１の底面がテーパ形状とされており、ボルト孔３１の中央部に連通孔３４が設けられる。なお、この形状に関しては特に限定されるものではなく、ボルト孔３１の底面がテーパではなく平坦面であってもよい。この場合、底面はボルトの軸方向と直交するように延びる。また、連通孔３４の位置はシャフト部１２の中央でなく右側から左側にオフセットしていてもよい。この実施の形態では連通孔３４の径はボルト孔３１の径よりも小さいがこれに限られず、連通孔３４の径がボルト孔３１よりも大きくてもよい。

また、この実施の形態では連通孔３４の内径は一定に構成されているが、これに限られるものではなく、連通孔３４の内径が一定でなく、たとえば一方側から他方側へ向かうにつれて連通孔３４の内径が変化していてもよい。連通孔３４は図１では一直線上に延びているが、これに限られず、連通孔３４は蛇行して延びていてもよい。また、ボルト孔３１の内径もこの実施の形態では一定であるが、ボルト孔３１がテーパ形状であり、奥に進むにつれて細くなるようなボルト孔３１の形状を採用することも可能である。

ガスケット材４０は連通孔３４のすべてを充填している必要はなく、少なくとも連通孔３４の一部分を充填していればよい。

被締結部材３０とヘッド部１１との間に取付体２０が固定されている。取付体２０はシャフト部１２を受け入れる開口２１を有する。

次に、図１で示す締結構造の製造方法について説明する。図２は図１で示す締結構造の一つの局面に従った製造方法を説明するための断面図である。図２を参照して、一つの局面に従った製造方法では、ボルト１０の底面１４にシーリング材としてのガスケット材４０を付着させておく。ガスケット材４０が底面１４に付着しやすいようにするために、底面１４に凹凸加工などが施されていてもよい。また、底面１４にガスケット材４０が溜まるための孔などが設けられていてもよい。底面１４にガスケット材４０が付着した状態でボルト１０のネジ山１３とボルト孔３１のネジ山３３とを螺合し、ボルト１０を捩じ込んでいく。これにより、ガスケット材４０がボルト孔３１の底面３５に近づき、ついにはガスケット材４０が底面３５に接触する。さらにボルト１０を捩じ込むとガスケット材４０が変形して、ガスケット材４０の一部分はネジ山３３とネジ山１３との界面に広がり、また、ガスケット材４０の一部は連通孔３４を充填する。なお、ボルト孔３１のネジ山３３とボルト１０のネジ山１３との界面をガスケット材４０が封止したとしても、ボルト孔３１の底に残った空気は連通孔３４から空間５０側へ放出される。そのため、ボルト孔３１の底部分が高圧になるのを防止することができる。

図３は、図１で示す締結構造の別の局面に従った製造方法を説明するための断面図である。図３を参照して、予め底面３５に接触するようにガスケット材４０を載置しておいてもよい。この状態でボルト孔３１のネジ山３３にボルト１０のネジ山１３を螺合させ、ボルト１０を捩じ込んでいく。そして、底面１４をガスケット材４０に接触させ、さらにボルト１０を捩じ込んでいけば、ガスケット材４０が変形してガスケット材４０がボルト１０のネジ山１３とボルト孔３１のネジ山３３との界面に広がる。これにより確実にボルト１０をボルト孔３１に螺合させることが可能となる。

すなわち、本発明に従ったボルトを用いた締結構造１は、ボルト１０と、ボルト１０と螺合するボルト孔３１と、ボルト孔３１と連通し、かつ他の空間５０まで連通する連通孔３４とが設けられた被締結部材３０と、ボルト孔３１内でボルト１０とボルト孔３１の螺合面の少なくとも一部分に介在し、かつ連通孔３４を充填するガスケット材４０とを備える。ガスケット材４０は、少なくともボルト１０をボルト孔３１に螺合させた状態でボルト１０の底面１４とボルト孔３１とで形成される空間３２の容積よりも大きな容積を有する。締結構造１は、ボルト１０のヘッド部１１と被締結部材３０との間に設けられた取付体２０をさらに備える。取付体２０はボルト１０のヘッド部１１により被締結部材３０に近づく方向に押圧される。なお、ボルト孔３１の底面３５とボルト１０の底面１４とが接触していてもよく、接触していなくてもよい。

この発明に従った締結構造１の製造方法は、ボルト１０の底面１４にガスケット材４０を付着させる工程と、底面１４にガスケット材４０が付着したボルト１０をボルト孔３１に螺合させることによりガスケット材４０をボルト孔３１とボルト１０との螺合面の少なくとも一部分に介在させながら被締結部材３０にボルト１０を締結する工程とを備える。

また締結構造１の製造方法は、ボルト孔３１にガスケット材４０を配置する工程と、ガスケット材４０が配置されたボルト孔３１にボルト１０を螺合させることによりガスケット材４０をボルト孔３１とボルト１０との螺合面の少なくとも一部分に介在させながら被締結部材３０にボルト１０を締結する工程とを備える。

本発明によれば、連通路としての連通孔３４を介して空気および液体のガスケット材４０がボルト孔３１外部に逃げることができるために、シーリング材としてのガスケット材４０が排除されることが防がれ、シール性が確保される。また、液体のガスケット材４０が連通孔３４を塞ぐために、連通路としての連通孔３４によるシール性低下を防止することが可能となる。

すなわち、袋底になったボルト孔にシールボルトや緩み止め塗布ボルトを締めた場合、シール材等による高気密性のために、空気や液体ガスケットが逃げ切れず圧縮され、機密性が保てないおそれがあった。これに対し、本発明では連通孔３４から空気や液体ガスケットが逃げる。さらに、連通孔３４には液体のガスケット材４０が充填されるためシールし、油漏れなどを起こすことがない。また、ヘッド部１１側へのガスケット材４０のはみ出しを管理することで通常のボルトを用いてシールボルトの役割を果たすことができる。

（実施の形態２）
図４は、この発明の実施の形態２に従ったボルトを用いた締結構造の断面図である。図４を参照して、この発明の実施の形態２に従った締結構造１では取付体２０が設けられていない点で、実施の形態１に従った締結構造１と異なる。ボルト１０は、取付体２０を被締結部材３０に取付けるために用いられるものではなく、ボルト１０が被締結部材３０と螺合することでアンカーボルトとしての役割を果たす。たとえばボルト１０にはフック６０が設けられ、フック６０に何らかの荷重が加わるような使われ方をする。なお、フック６０は必ずしも設けられていなくてもよい。空間５０は閉じられた空間または開かれた空間であってもよい。たとえば空間５０内に変速機、エンジンなどの主要な部品が内蔵されていてもよい。

このように構成された、実施の形態２に従った締結構造１では、実施の形態１に従った締結構造１と同様の効果がある。

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。本発明の範囲は上記した説明ではなくて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。

この発明の実施の形態１に従ったボルトを用いた締結構造の断面図である。 図１で示す締結構造の一つの局面に従った製造方法を説明するための断面図である。 図１で示す締結構造の別の局面に従った製造方法を説明するための断面図である。 この発明の実施の形態２に従ったボルトを用いた締結構造の断面図である。

符号の説明

１ 締結構造、１０ ボルト、１１ ヘッド、１２ シャフト、１３，３３ ネジ山、１４ 底面、２０ 取付体、２１ 開口、３０ 被締結部材、３１ ボルト孔、３２，５０ 空間、３４ 連通孔、４０ ガスケット材、６０ フック。

Claims (4)

1. ボルトと、
   前記ボルトと螺合するボルト孔と、前記ボルト孔と連通し、かつ、他の空間まで連通する連通孔とが設けられた被締結部材と、
   前記ボルト孔内で前記ボルトと前記ボルト孔の螺合面の少なくとも一部に介在し、かつ前記連通孔を充填するガスケット材とを備え、
   前記ガスケット材は、少なくとも前記ボルトを前記ボルト孔に螺合させた状態で前記ボルトの底面と前記ボルト孔とで形成される空間の容積よりも大きな容積を有する、ボルトを用いた締結構造。
2. 前記ボルトのヘッドと前記被締結部材との間に設けられた取付体をさらに備え、
   前記取付体は前記ボルトのヘッドにより前記被締結部材に近づく方向に押圧される、請求項１に記載のボルトを用いた締結構造。
3. 請求項１に記載のボルトを用いた締結構造の製造方法であって、
   前記ボルトの底面にガスケット材を付着させる工程と、
   前記底面にガスケット材が付着したボルトを前記ボルト孔に螺合させることにより前記ガスケット材を前記ボルト孔と前記ボルトとの螺合面の少なくとも一部分に介在させながら前記被締結部材に前記ボルトを締結する、請求項１に記載のボルトを用いた締結構造の製造方法。
4. 請求項１に記載のボルトを用いた締結構造の製造方法であって、
   前記ボルト孔にガスケット材を配置する工程と、
   前記ガスケット材が配置されたボルト孔に前記ボルトを螺合させることにより前記ガスケット材を前記ボルト孔と前記ボルトとの螺合面の少なくとも一部分に介在させながら前記被締結部材に前記ボルトを締結する工程とを備えた、請求項１に記載のボルトを用いた締結構造の製造方法。

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