JP2012067873A - ボルト穴保護部材 - Google Patents

Abstract

【課題】仮留めされた取付部材を、ボルト締結時に緩みなく固定できるボルト穴保護部材を提供する。
【解決手段】ボルト４を用いて被取付部材２に取り付けられる取付部材１には、予め、一対の座金８および１０からなるボルト穴保護部材６が組み付けられている。座金８の内周部８ｂから下方に突出した筒部８ｃの突出端８ｄは、下方の座金１０の穴部１０ａの内径が広がった部分で外側へ折り返されてかしめ結合されている。このかしめによる結合力は、少なくとも、ボルト４またはナットによる締結力により解除可能な強度となるように設定されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、ボルトを用いて締結される取付部材のボルト穴を保護するボルト穴保護部材に関する。

排気マニホールドに取り付けられるヒートインシュレーターや、車体の金属部分に取り付けられる樹脂製のフェンダー等のように、ボルトを用いて取付部材が被取付部材に締結される構成において、一般に取付部材とボルトとの間、また、取付部材と被取付部材との間に座金が介装される。

しかし、ボルト締結箇所を複数有する場合や、目視が困難な箇所にボルト締結箇所が配置されているような場合には、ボルト穴に対する座金の位置合わせが困難になる。そこで、従来から、ボルト穴の両面側から予め座金を一体的に組み付けておく構成が考えられている。図５は、その構成を示した断面図である。

図５に示されるように、取付部材１００は、予め上側の座金１４０ａと下側の座金１５０ａとが仮留めされている。そして、これら一対の座金からなるボルト穴保護部材１３０ａが組み付けられた状態で、取付部材１００は被取付部材１１０のボルト穴の形成されている位置に配置され、ボルト１２０により締結される。

一方、図６に示される例では、上側の座金１４０ｂから下方に延びる筒部１４１ｂの下端部１４２ｂは、下側の座金１５０ｂの穴部１５１ｂの中間位置で止まっている。

また、予め取付部材に組み付けられる一対の座金からなるボルト穴保護部材の構成は、例えば、特許文献１にも開示されている。この構成について図７を用いて説明する。図７は、従来の部材取付け構造を示した断面図である。この図に示されているように、取付部材２００は、一対の取付具１３０ｃにより上下から挟まれた状態で、被取付部材２１０に対してボルト締結されている。

この一対の取付具１３０ｃは、下方に延びる筒部を有する第一の取付具１４０ｃと、上方に延びる筒部を有する第二の取付具１５０ｃとから構成されている。そして、ボルト２２０の軸側に湾曲した、第一の取付具１４０ｃの下端が、ボルト２２０の軸を側方から押さえるように固定されている。また、第二の取付具１５０ｃの筒部は、第一の取付具１４０ｃの筒部の湾曲した根元付近を押し上げるような状態で第一の取付具１４０ｃと結合している。

特開２００８―１６４０６１号公報

しかし、上述の図５に示した例では、上側の座金１４０ａから下方に延びる筒部１４１ａの下端は、ほぼ下側の座金１５０ａの外側面と同一の平面にまで達している。このような構成により、ボルト１２０による締結力は、上側の座金１４０ａの座面から筒部１４１ａ及び下側の座金１５０ａを介して被取付部材１１０に伝達され、間に挟まれた取付部材１００に力が加わることはない。

このように、図５に示される構成では、仮留めされるボルト穴保護部材１３０ａは、上側の座金１４０ａと下側の座金１５０ａとが組み付けられるときに、両者の間隔が決定されるので、各部材の寸法ばらつきや、かしめ工程におけるばらつきにより、隙間１６０や緩みが生じる場合がある。

また、図６の構成では、上側の座金１４０ｂから下方に延びる筒部１４１ｂの下端部１４２ｂは、下側の座金１５０ｂの穴部１５１ｂの中間位置で止まっており、下端部１４２ｂが被取付部材１１０の上面に達するまでに空間的な余裕があるが、一般に、かしめにより形成された結合は、ボルト締結により伝達される締結力程度では解除されない。したがって、ボルト１２０による締結力は、上側の座金１４０ｂから下側の座金１５０ｂに伝わるのみであり、両座金からの圧力が取付部材に加わることはない。故に、両座金の組付け時に隙間１６０や緩みが生じてしまった場合は、その状態がそのまま保持されてしまう。

さらに、図７に示した例においても、第一の取付具１４０ｃと第二の取付具１５０ｃとの間の間隔は、第二の取付具１５０ｃの筒部の寸法によって固定される構成となっており、寸法ばらつきにより取付部材２００と一対の取付具１３０ｃとの間に緩みや隙間が生じた場合であっても、これを解消することはできない。

そこで、本発明では、上記課題を解決するために、仮留めされた取付部材を、ボルト締結時に緩みなく固定できるボルト穴保護部材を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明のボルト穴保護部材は、被取付部材へボルト固定される取付部材のボルト穴に、取付部材の両側面から挿着するボルト穴保護部材であって、フランジ形状の座面に形成された穴部を取付部材の一方の面からボルト穴に合わせて配置された第１の取付具と、フランジ形状の座面から垂直方向に突出した筒部が取付部材の他方の面から前記ボルト穴を通って第１の取付具の前記穴部の中間挿入位置まで貫挿された第２の取付具と、筒部の端部と穴部の内壁が、ボルトまたはナットによる締結時の軸力により離脱可能に結合された結合点を有する事を特徴とする。

このように構成すると、被取付部材と第１の取付具との間に空間が有るか無いかに関わらず、第２の取付具の筒部の端部は、ボルト締結時の軸力により離脱された後、中間挿入位置から穴部の終端位置までスライド可能となる。

このように、筒部の端部が穴部の終端位置までスライド可能となることにより、この筒部と一体のフランジ形状の座面が取付部材に圧着される。したがって、第１及び第２の取付具と取付部材との間に緩みや隙間が存在していた場合であっても、これら緩みや隙間はボルト締結とともに解消されて、適当な押圧力で取付部材が固定される。

また本発明のボルト穴保護部材は、請求項１に記載の構成に加えて、結合点は、端部が、穴部の内壁側に塑性変形されることで形成されたことを特徴とする。

以上に説明したように、本発明によれば、取付部材に一対の座金が仮止めされた際に、座金と取付部材との間に隙間や緩みが生じた場合であっても、ボルトまたはナットによる締結時に締結力が適切に取付部材に加わる。これにより、振動の影響が大きい場所に設置される場合であっても、取付部材のボルト穴とボルトとの間に干渉が生じることを防止でき、振動に基づく騒音や、繰り返し受ける衝撃によりボルト穴周辺に亀裂が生じることを防止できる。

本発明の第一の実施の形態におけるボルト穴保護部材の周辺の断面図である。 図１のボルト穴保護部材の周辺を拡大したものであり、（ａ）はボルト締結前の状態を示した図、（ｂ）はボルト締結後の状態を示した図である。 本発明の第二の実施の形態におけるボルト穴保護部材の周辺の断面図であり、（ａ）はボルト締結前の状態を示した図、（ｂ）はボルト締結後の状態を示した図である。 図３のボルト穴保護部材の突出端部および穴部周辺を拡大したものであり、（ａ）はボルト締結前の状態を示した図、（ｂ）はボルト締結後の状態を示した図である。 従来のボルト穴保護部材の周辺の断面図である。 従来のボルト穴保護部材の別の形態を示す断面図である。 従来のボルト穴保護部材のさらに異なる形態を示す断面図である。

以下に、本発明の実施の形態について、図を用いて詳細に説明する。

（第一の実施の形態）
図１は、本発明の第一の実施の形態におけるボルト穴保護部材の周辺の状態を示した断面図である。図１の取付部材１に形成されたボルト穴１ａには、その両側から、予め一対の座金８、１０からなるボルト穴保護部材６が仮留めされている。このように、ボルト穴保護部材６を仮留めしておくと、組付け時の部品点数が大幅に削減されるので、特に複数のボルト穴が形成された取付部材をボルト固定する場合には、組み立て負担が大きく軽減される。

また、ボルトが締結される部分を直接目視することが困難であり、手探りで締結しなければならないような場合においても、ボルト穴保護部材６の仮留めは作業効率を向上させる上で非常に有利な構成である。

まず、この一対の座金８、１０からなるボルト穴保護部材６の仮留めの構成について説明する。図１に示すように、下側の座金１０（第１の取付具）に形成された穴部１０ａは、下端側の開口近傍で内径が広がるように形成されている。一方、上側の座金８（第２の取付具）は、フランジ状の座面８ａの内周部８ｂから垂直方向に突出するように筒部８ｃが形成されている。

そして、この筒部８ｃの突出端８ｄは、座金１０の穴部１０ａに挿入されている。ここで、突出端８ｄ（筒部の端部）は、上記の内径が広がった領域にまで達し、且つ、座金１０の下端側に達する直前で僅かな空間を残して止まっている。また、この突出端８ｄは、内径が広がり始める位置から穴部１０ａの内壁に沿うように外径方向に塑性変形されている。

本実施の形態においては、突出端８ｄの外側への折り曲げ加工は、かしめ工程により行われる。このように、外側へ折り曲げられた突出端８ｄは、かしめられて穴部１０ａの内壁側に結合されるので、この結合点にて一定の結合力を持って、上下の座金８および１０の結合状態が保持される。

次に、図２を用いて、ボルト締結前後におけるボルト穴保護部材６の状態について説明する。図２（ａ）は、ボルト締結前のボルト穴保護部材６の状態を示した断面図である。この状態では、外側にかしめられた筒部８ｃの突出端８ｄと穴部１０ａの内壁とが結合状態にある。ここで、取付部材１の上面と上側の座金８の下面との間には、隙間１４が形成されている。

このような隙間１４は、取付部材１の厚さ方向の寸法ばらつきや、ボルト穴保護部材６を構成する各部材のばらつき等が原因で形成される。しかし、かしめ工程においてこのような隙間１４を生じさせないように微調整することは困難である。このような結合状態に対してボルト締結を行った後の状態が、図２（ｂ）に示されている。

この図で明らかなように、ボルト締結により上側の座金８に締結力が加わった結果、突出端８ｄと穴部１０ａの内壁との間の結合は解除されるとともに、取付部材１の上端と座金８の下端との間に形成されていた隙間１４が詰められる。

このように、本実施の形態におけるボルト穴保護部材６は、少なくとも、ボルトの締結力（軸力）により離脱可能な結合力で結合されているので、各部材の寸法ばらつき等により生じた隙間１４を詰めることができ、取付部材１を被取付部材２へ安定した状態で取り付けることが可能となる。

このように、本実施の形態におけるボルト穴保護部材６によれば、取付部材１は、緩みや隙間が生じることなく取り付けられるので、長期間に亘って振動を受けるような環境であっても、部材同士の干渉による異音の発生を防ぐことができ、また、結合部分の磨耗の発生が抑えられる他、ボルト穴周辺に生じる亀裂等の発生も低減することが可能となる。

そして、さらに、締結固定されたのち、一旦締結を解除し、再び取り付けを行わなければならないような場合においても、突出端８ｄの外側へ折り曲げられた係合部８ｅが、穴部１０ａの内径が広がった内壁部分である被係合部１０ｂと係合されるので、上下の座金８および１０は分離されることなく一体性を保持することが可能となる。これにより、再取付を行う際においても、座金の位置合わせに煩わされることなく容易に取り付け作業を行うことができ、作業効率が損なわれることはない。

なお、本実施の形態において上記に示した上側座金の先端は、かしめ工程により外側に折り曲げ加工されている構成を示したが、この折り曲げ加工は、先端の周縁のうち、少なくとも一部が外側へ折り曲げられていればよい。すなわち、等間隔に数箇所のみが外側へ折り曲げられるような構成であってもよい。

具体的には、等間隔で３箇所の折り曲げ部を形成する構成に対して良好な結果が得られている。しかし、ボルトの締結力で上下の座金の結合が解除されるように、かしめ荷重が適切に調整されていれば、この折り曲げ箇所は、開口端縁の全周に亘って形成されていても構わない。

（第二の実施の形態）
次に、本発明の第二の実施の形態について説明を行う。図３（ａ）は、本実施の形態におけるボルト穴保護部材の周辺のボルト締結前の状態を示した断面図である。

本実施の形態におけるボルト穴保護部材１６は、突出端１８ｄが、下側の座金２０の穴部２０ａの内径が広がった部分ではなく、やや上方の内径の小さい部分にてかしめ加工が施されて、穴部２０ａの内壁に圧着結合されている点において、第一の実施の形態の構成とは異なっている。

このような状態からボルト締結を行うと、図３（ｂ）に示したような状態となる。すなわち、上側の座金１８の座面１８ａの上方からボルト４による締結力が加わることにより、突出端１８ｄと穴部２０ａとの結合が解除される。そして、ボルト締結にともなって、突出端１８ｄが穴部２０ａの内壁に対して下方に摺動し、取付部材１と座金１８との間に形成されていた隙間１４が詰められる。これにより、第一の実施の形態に示した図１の構成と同様に、取付部材１は、座金１８と座金２０との間に、隙間１４や緩みが生じることなく良好に固定される。

ここで、本実施の形態における突出端１８ｄは、穴部２０ａの内径が広くなった領域である被係合部２０ｂに達するように、その寸法が設定されている。次に、図４を用いて、この突出端１８ｄの係合部１８ｅと被係合部２０ｂとの関係について説明する。

図４（ａ）はボルト締結前の状態を示した図３（ａ）の突出端１８ｄの周辺を拡大した図である。図中に二点鎖線で示した部分は、穴部２０ａが存在しないと仮定した場合に形成される係合部１８ｅの輪郭を示している。しかし、本実施の形態においては、内径の小さい領域においてかしめ加工が施されているので、係合部１８ｅは、応力を伴った状態で、図中に実線で示すような形状に折り曲げられて形成される。

このような状態から、ボルト締結が行われた結果が図４（ｂ）に示されている。上述したように、本実施の形態における座金１８の筒部１８ｃは、ボルト締結時に突出端１８ｄが、穴部２０ａの内径の広がった領域に達するように設定されている。このため、応力を蓄えていた突出端１８ｄの係合部１８ｅは、図中に示した張り出し量１２だけ外径方向に張り出して、その応力が緩和された状態となっている。

このように、本実施の形態において示す構成では、第一の実施の形態と同様に取付部材１を良好に固定できる効果が得られる。また、これに加えて、僅かではあるが、係合部１８ｅの一部が被係合部２０ｂと係合可能な状態となることにより、再取付に対しても、上下の座金１８および２０が分離されることなく一体性を保持することが可能である。ここで、上記張り出し量１２は僅かではあるが、座金１８の重量が僅かなものであることを考慮すると、この程度の張り出し量でも十分に分離を防ぐことが可能である。

以上のことから、第一の実施の形態とは異なり、本実施の形態における構成では、比較的ラフなかしめ加工を行った場合であっても、第一の実施の形態とほぼ同等の効果を得ることができるので、更に作業効率を向上させることができる。

なお、以上に述べてきたように、上記各実施の形態では、一対の座金を結合させる構成として、上側の座金の筒部下端をかしめることにより外側へ折返し、挿入される側の穴部内壁に対する当接圧力を発生させることにより結合される例を示した。しかし、これに限らず、仮留めの際に各座金が分離せず、また、ボルト締結の際に両座金の結合が容易に解除される構成であれば、溶接による結合や、接着による結合のような構成であっても構わない。

また、実施の形態１および２を通じて、ボルト締結時の軸力によって結合が解除される座金について説明したが、ボルトが予め配置されている部分に本発明のボルト穴保護部材付きの被取付部材を配置し、ボルトに締結するナットの軸力によって座金の結合を解除してもよい。

本発明は、部材のばらつき等が原因で生じる、取付部材と保護座金との間の緩みや隙間を、ボルト締結により詰めることができ、取付部材を良好な状態で固定可能である。このため、長期間に亘って振動が伝わる環境において、ボルト穴およびボルト穴周辺の損傷を最小限に抑えることができる。具体的には、エンジンの排気マニホールドに取り付けられるヒートインシュレーターや、車体に取り付けられる樹脂性のフェンダーに形成されたボルト穴に対して有用である。

１ 取付部材
１ａ ボルト穴
２ 被取付部材
４ ボルト
６ ボルト穴保護部材
８ 上側の座金
８ａ 座面
８ｂ 内周部
８ｃ 筒部
８ｄ 突出端
８ｅ 係合部
１０ 下側の座金
１０ａ 穴部
１０ｂ 被係合部

Claims (2)

1. 被取付部材へボルト固定される取付部材のボルト穴に、前記取付部材の両側面から挿着するボルト穴保護部材であって、
   フランジ形状の座面に形成された穴部を前記取付部材の一方の面から前記ボルト穴に合わせて配置された第１の取付具と、
   フランジ形状の座面から垂直方向に突出した筒部が前記取付部材の他方の面から前記ボルト穴を通って前記第１の取付具の前記穴部の中間挿入位置まで貫挿された第２の取付具と、
   前記筒部の端部と前記穴部の内壁が、ボルトまたはナットによる締結時の軸力により離脱可能に結合された結合点を有する事を特徴とするボルト穴保護部材。
2. 前記結合点は、前記端部が、前記穴部の内壁側に塑性変形されることで形成されたことを特徴とする請求項１に記載されたボルト穴保護部材。