JP2007321787A

JP2007321787A - スタッドボルト及びこれを用いた倍力装置

Info

Publication number: JP2007321787A
Application number: JP2006149594A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Inagaki; 慎一稲垣; Toru Sato; 透佐藤
Original assignee: Bosch Corp
Current assignee: Bosch Corp
Priority date: 2006-05-30
Filing date: 2006-05-30
Publication date: 2007-12-13
Also published as: CN101454583B; CN101454583A

Abstract

【課題】高精度の気密性を有するスタッドボルト及びこれを用いた倍力装置を提供する。
【解決手段】スタッドボルト１が、ボルト頭部２と、ボルト頭部２より小径のボルト肩部３と、ボルト肩部３より小径のねじ部４ｂとを備え、ボルト肩部３は、外周に突部３ｂ１と溝部３ｂ２とを有し、少なくとも一部はカシメ時に容器１０に食い込むローレット部３ｂと、ローレット部３ｂとボルト頭部２との間に、ローレット部３ｂよりも滑らかな周面のボルト基部３ａとを有することを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、スタッドボルトの技術分野に属し、特に、内部と外部とで気圧差のある容器に対し、気密を保った状態で、容器を貫通して容器と他の部材とを結合するスタッドボルト及びこれを用いた倍力装置の技術分野に属するものである。

従来、気密を保った状態で、他の部材に容器を取り付ける際にスタッドボルトを使用する場合があった。例えばブレーキ倍力装置においては、フロントシェルとリヤシェルとの各内部から外部へボルトの軸部を貫通させるとともに各ボルトをカシメ付けによって各シェルに固定し、リヤシェルに取付けたボルトによってブレーキ倍力装置を車体に取付け、またフロントシェルに取付けたボルトによってマスターシリンダをブレーキ倍力装置に取付けるようにしているものがある。

そして、その構造として、図７に示すように、ボルト１０１の頭部端面１０３に凸部１０５と凹部１０６とをボルト軸部１０２の周囲に多数形成し、ボルト軸部１０２を取付板１０８に穿設した貫通孔１０９にその一側面側から挿通して該ボルト軸部１０２の一部を他側面側から塑性変形させ、その塑性変形部１０７と頭部端面１０３とでボルト１０１を取付板１０８に挟着固定するとともに凸部１０５を取付板１０８に喰込ませ、凸部１０５を頭部端面１０３より突出させて形成するとともに、それら凸部１０５間に頭部端面１０３と実質的に同一高さの平面を有するストッパ部１０４を設け、さらに凸部１０５とストッパ部１０４間に凹部１０６を形成するようにしたものがある（特許文献１参照）。

しかしながら特許文献１に記載された発明の構成においては、ボルト１０１の構造が複雑で製造が困難であると共に、凸部１０５の強度が比較的に弱く、変形してしまうことがあった。

また、図８に示すように、従来、スタッドボルト２０１として、一端にボルト頭部２０２を一体的に形成し、他端にボルト軸部２０４を伸長し、ボルト頭部２０２とボルト軸部２０４との間に形成された肩部２０３のカシメ部２０３ｃを除く上下にわたってローレット部２０３ｂを形成した構造のスタッドボルトがある。
特公平８−３３２７号公報

しかしながら、図８に示したスタッドボルトを、図７に示したボルトに代えて適用すると、カシメ工程の際に、ローレット部２０３ｂの突部２０３ｂ１が取付容器２１０にすべて食い込まず、図９に示すようにボルト頭部２０２に近いローレット部２０３ｂの溝部２０３ｂ２はそのまま隙間が空いた状態で残ってしまい、該隙間により取付容器２１０の気密性が保持されないことがあった。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、
内部と外部とで気圧差のある容器に対し、容器を貫通して容器と他の部材とを結合させるためのスタッドボルトにおいて、高精度の気密性を有するスタッドボルト及びこれを用いた倍力装置を提供することである。

前述の課題を解決するために、内部と外部とで圧力差のある容器に対し、前記容器を貫通して前記容器と他の部材とを結合させるためのスタッドボルトにおいて、前記スタッドボルトは、ボルト頭部と、前記ボルト頭部より小径のボルト肩部と、前記ボルト肩部より小径のねじ部とを備え、前記ボルト肩部は、外周に突部と溝部とを有し、少なくとも一部はカシメ時に容器に食い込むローレット部と、前記ローレット部と前記ボルト頭部との間に、前記ローレット部よりも滑らかな周面のボルト基部とを有することを特徴とする。

また、前記ボルト基部の高さは、前記容器に形成した前記スタッドボルトが貫通する孔の面取部までの高さより小さいことを特徴とする。

また、前記容器は、倍力装置のシェルであることを特徴とする。

また、前記容器は、第１部材及び第２部材からなり、前記ボルト基部の高さは、前記第２部材のカシメ部の板厚より大きく、前記容器のカシメ部の板厚より小さいことを特徴とする。

また、前記容器は、第１部材及び第２部材からなり、前記ボルト基部の高さは、前記容器に形成した前記スタッドボルトが貫通する孔の面取部までの高さより小さく、前記ボルト肩部は、前記容器のカシメ部の板厚より大きいことを特徴とする。

また、前記容器は、倍力装置のシェルであり、前記第１部材は、倍力装置のフロントシェルであることを特徴とする。

また、前記第２部材は、倍力装置のサポートプレートであることを特徴とする。

このように構成されたスタッドボルトにおいては、カシメ工程の際に、ローレット部の突部が容器に食い込むと共に、ボルト基部が容器との隙間をほとんど埋めるので、容器の気密性が保持される。また、製造工程が余り変わらず、コスト面でも従来と変わることなく、性能を向上することができる。さらに、この高精度の気密性を有するスタッドボルトを倍力装置に使用するので、製造工程とコスト面とも従来とあまり変わることなく、該倍力装置の性能が向上する。

以下、図面を用いて本発明の実施の形態について説明する。図１は本発明の一実施形態に係るスタッドボルトを示す図である。図中、１はスタッドボルト、２はボルト頭部、２ａはストッパ部、３はボルト肩部、３ａはボルト基部、３ｂはローレット部、３ｃはカシメ部、４はボルト軸部、４ａは連結部、４ｂはねじ部、４ｃは端部である。

スタッドボルト１は、一端にボルト頭部２、中間にボルト肩部３を挟んで、他端にボルト軸部４を備え、一体的に形成されている。ボルト頭部２は、ボルト肩部３及びボルト軸部４より大きい径ｄ１を有し、ボルト肩部３側に取付時にストッパの役目をするストッパ部２ａを有する。

ボルト肩部３は、高さｈであり、ボルト頭部側の外周面に高さｈ１のボルト基部３ａを有し、ボルト基部３ａに隣接して高さｈ２のローレット部３ｂを有し、ローレット部３ｂに隣接して高さｈ３のカシメ部３ｃを有する。また、その径ｄ２は、ボルト頭部２とボルト軸部４との間の大きさである。ローレット部３ｂは、全周にわたって突部３ｂ１と溝部３ｂ２が交互に並んで形成されており、特に突部３ｂ１及び溝部３ｂ２が５２本程度のものが好ましい。なお、カシメ部３ｃを設けず、ローレット部３ｂを直接カシメるようにしてもよい。

ボルト軸部４は、ボルト肩部３に結合され、ボルト肩部３側から連結部４ａ、ねじ部４ｂ、端部４ｃを有し、ねじ部４ｂの径ｄ３は、ボルト頭部２とボルト肩部３より小さい。

図２乃至図５は、第１部材１１及び第２部材１２等からなる容器１０に、図１の構造のスタッドボルト１をカシメる工程を示す図である。図２（ａ）は、容器１０に、スタッドボルト１をセットした状態を示し、図２（ｂ）は、その一部を拡大した図を示す。容器１０のカシメ部１０ａは、第１部材１１及び第２部材１２からなる板厚Ｌの部分である。第１部材１１のカシメ部１１ａは、板厚Ｌ１の板状の部分で、スタッドボルト１のボルト肩部３の径ｄ２より若干大きくボルト頭部２の径ｄ１より小さい内径Ｄの孔１１ｂが形成されている。孔１１ｂの図２（ｂ）における上側には面取部Ａがある。

第２部材１２のカシメ部１２ａは、板厚Ｌ２の板状の部分で、スタッドボルト１のボルト肩部３の径ｄ２より若干大きくボルト頭部２の径ｄ１より小さい内径Ｄの孔１２ｂが形成されている。

まず、図２に示すように、このような構造の容器１０の第１部材１１及び第２部材１２に形成した孔１１ｂ，１２ｂに、スタッドボルト１を挿入する。スタッドボルト１は、第１部材１１及び第２部材１２の孔１１ｂ，１２ｂの内径Ｄより若干小さい径ｄ２をもつボルト肩部２まで挿通され、第１部材１１及び第２部材１２の孔１１ｂ，１２ｂの内径Ｄより大きい径をもつボルト頭部２のストッパ部２ａに当接して止まる。

この時、ボルト肩部３の高さｈ、特に本実施形態の場合、ボルト肩部３のうちボルト基部３ａとローレット部３ｂをあわせた高さｈ１＋ｈ２は、容器１０の板厚Ｌよりも大きいので、ボルト肩部３のカシメ部３ｃは、容器１０を貫通し、突出している状態となる。また、ボルト肩部３のボルト基部３ａの高さｈ１は、第２部材１２の板厚Ｌ２より大きく、第１部材１１及び第２部材１２の板厚Ｌ１＋Ｌ２、すなわち容器１０の板厚Ｌよりも小さく設定する。さらに、図２における容器１０の下端から面取部Ａまで、すなわち面取りしていない部分の高さＰは、ボルト肩部３のボルト基部３ａの高さｈ１より大きく設定する。

この状態で、図３に示すように、第１型部材２１及び第２型部材２２を有するカシメ治具２０に、スタッドボルト１が挿通した状態で、容器１０をセットする。第１型部材２１は、スタッドボルト１のボルト頭部２の形状に対応した凹部２１ａを有しており、セットする際、該凹部２１ａにスタッドボルト１のボルト頭部２が嵌合するように載置する。第２型部材２２は、スタッドボルト１のボルト軸部４に形成されたねじ部４ｂの径ｄ３より若干大きく、ボルト軸部４の高さより長い深さをもつ円柱形状の凹部２２ａを有し、セットする際、該凹部２２ａにスタッドボルト１のボルト軸部４が嵌合するように載置する。

次に、図４に示すように、第２型部材２２を矢印３１の方向に移動させ、第２型部材２２の先端をスタッドボルト１のボルト肩部３に形成したカシメ部３ｃに押し当てカシメる。すると、ボルト肩部３に形成したローレット部３ｂの一部及びカシメ部３ｃは、第２型部材２２により押し潰され、ボルト肩部３の外周に押し広げられる。

図５（ａ）は、第２型部材２２を第１部材１１に当接するまで、さらに矢印３１の方向に移動させた後、カシメ治具２０からスタッドボルト１及び容器１０を外したカシメ後の状態を示す図であり、図５（ｂ）は、図５（ａ）の点線で示したカシメ部分の拡大図である。この状態で、ローレット部３ｂの一部及びカシメ部３ｃから形成された突出片５は、第１部材１１に食い込み、突出片５とボルト頭部２のストッパ部２ａとで容器１０を挟持する。この時、ローレット部３ｂの残りの部分は、押し潰されることで第１部材１１の孔１１ｂの径Ｄより径が大きくなり、第１部材１１にローレット部３ｂの突部３ｂ１が食い込み、スタッドボルト１の回転を阻止する。また、ボルト基部３ａも押し潰されることで径が大きくなり、第２部材１２との隙間がほとんどなくなる。

また、ボルト肩部３のうち容器１０から突出した部分のカシメにより変形する部分Ｋの容積は、面取部Ａの容積よりも大きく設定する。

このように、容器１０における内側に対応するスタッドボルト１のボルト頭部２側と、容器１０における外側に対応するスタッドボルト１のボルト軸部４の端部４ｃ側とが、隔離され、容器１０は密閉状態を保つことができる。

図６は、スタッドボルト１をブレーキ倍力装置Ｂの本発明の第１部材の一例としてのフロントシェル５１に適用した状態を示す。ブレーキ倍力装置Ｂは、フロントシェル５１及びリヤシェル５３から形成される本発明の容器１０の一例としてのシェル５０を備える。シェル５０のフロント側には、フロントシェル５１と図示しないダイヤフラムとにより定圧室が区画されており、この定圧室には、負圧導入通路５４を通して負圧が導入され、外部から圧力（大気圧）がかかった状態で密閉されている。

スタッドボルト１は、フロントシェル５１の内部から外部へスタッドボルト１のボルト肩部３及びボルト軸部４を貫通させ、ボルト軸部４のねじ部４ｂにより、図示しないマスターシリンダをブレーキ倍力装置Ｂに取り付けるようにしている。その際、フロントシェル５１のカシメ部５１ａに本発明の第２部材の一例としてのサポートプレート５２を載置する。

このように、図１に示したスタッドボルト１をブレーキ倍力装置Ｂのフロントシェル５１に適用することにより、シェル５０のフロントシェル５１側の定圧室と外部とは、高精度に気密性が保持される。

なお、容器１０は必ずしも第１部材１１及び第２部材１２を有する必要はなく、第１部材１１だけでもよい。

本発明の係るスタッドボルトの一実施形態を示す図スタッドボルトを容器にセットした状態を示す図スタッドボルトをカシメる前の状態を示す図スタッドボルトをカシメている状態を示す図スタッドボルトをカシメた後の状態を示す図スタッドボルトをブレーキ倍力装置に適用した図従来の技術を示す図従来の技術を示す図従来の技術を示す図

符号の説明

１…スタッドボルト、２…ボルト頭部、２ａ…ストッパ部、３…ボルト肩部、３ａ…ボルト基部、３ｂ…ローレット部、３ｂ１…突部、３ｂ２…溝部、３ｃ…カシメ部、４…ボルト軸部、４ａ…連結部、４ｂ…ねじ部、４ｃ…端部、５…突出片、１０…容器、１１…第１部材、１２…第２部材、２０…カシメ治具、２１…第１型部材、２２…第２型部材、Ｂ…ブレーキ倍力装置、５０…シェル（容器）、５１…フロントシェル（第１部材）、５２…サポートプレート（第２部材）、５３…リヤシェル、５４…負圧導入通路

Claims

内部と外部とで圧力差のある容器に対し、前記容器を貫通して前記容器と他の部材とを結合させるためのスタッドボルトにおいて、前記スタッドボルトは、ボルト頭部と、前記ボルト頭部より小径のボルト肩部と、前記ボルト肩部より小径のねじ部とを備え、前記ボルト肩部は、外周に突部と溝部とを有し、少なくとも一部はカシメ時に容器に食い込むローレット部と、前記ローレット部と前記ボルト頭部との間に、前記ローレット部よりも滑らかな周面のボルト基部とを有することを特徴とするスタッドボルト。
前記ボルト基部の高さは、前記容器に形成した前記スタッドボルトが貫通する孔の面取部までの高さより小さいことを特徴とする請求項１に記載のスタッドボルト。
前記容器は、倍力装置のシェルであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のスタッドボルトを使用する倍力装置。
前記容器は、第１部材及び第２部材からなり、前記ボルト基部の高さは、前記第２部材のカシメ部の板厚より大きく、前記容器のカシメ部の板厚より小さいことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のスタッドボルト。
前記容器は、第１部材及び第２部材からなり、前記ボルト基部の高さは、前記容器に形成した前記スタッドボルトが貫通する孔の面取部までの高さより小さく、前記ボルト肩部は、前記容器のカシメ部の板厚より大きいことを特徴とする請求項１、請求項２又は請求項４に記載のスタッドボルト。
前記容器は、倍力装置のシェルであり、前記第１部材は、倍力装置のフロントシェルであることを特徴とする請求項４又は請求項５に記載のスタッドボルトを使用する倍力装置。
前記第２部材は、倍力装置のサポートプレートであることを特徴とする請求項６に記載の倍力装置。