JP2016003757A - 締結具の緩止め構造 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、締結具に十分な緩止め効果を与えることができる締結具の緩止め構造を提供する。
【解決手段】本発明は、被締結部材７が配置される取付基材１と、回転作業により被締結部材を取付基材に挟み付け締結する締結具５と、締結具の緩みを抑える第１緩止め部１５とを備え、第１緩止め部は、向き合う締結具の座面部１１ａおよび被締結部材の座面部７ｂのうちの少なくとも一方の座面部に、締結具の周方向に沿って複数、形成された溝部２１，２３と、締結具による締結の際、溝部内に充填され、締結作業に伴い、偏倚した状態で固化する充填材１７と、溝部に形成され、固化した充填材が当該溝部内でボルト部材の緩み方向へ変位するのを規制する規制部２５ａ，２５ｂとを有するものとした。
【選択図】図３

Description

本発明は、締結具を緩み難くする締結具の緩止め構造に関する。

自動車（車両）では、多くの箇所で、締結具であるボルト部材を用いて、被締結部材を取付基材に締結することが行われている。例えばクランクシャフト端（取付基材に相当）に、クランクプーリ（被締結部材に相当）をボルト部材で締結する構造などは、代表的なものである。
こうした締結構造は、ボルト部材の緩みを嫌う。そこで、ボルト部材の緩止めが講じられる。

緩止めの多くは、締結具であるボルト部材を接着材で固定する構造が用いられる。例えば特許文献１で開示されているように外部から、充填材としての接着材を、ボルト部材の座面部と被締結部材の座面部との間へ注入して、双方の部材を固定し、ボルト部材が緩むのを防ぐことが行われている。

特開平 ６−２３５４１３号公報

ところが、ボルト部材など締結具は、加わる振動や荷重によっては、緩みが生じるおそれがある。特に一つの締結具で、被締結部材を締結するような場合は、僅かな締結具の緩みでも問題になる。
そこで、本発明の目的は、締結具に十分な緩止め効果を与えることができる締結具の緩止め構造を提供する。

本発明の態様は、被締結部材が配置される取付基材と、回転作業により被締結部材を取付基材に挟み付け締結する締結具と、締結具の緩みを抑える第１緩止め部とを備え、第１緩止め部は、向き合う締結具の座面部および被締結部材の座面部のうちの少なくとも一方の座面部に、締結具の周方向に沿って複数、形成された溝部と、締結具による締結の際、溝部内に充填され、締結作業に伴い、偏倚した状態で固化する充填材と、溝部に形成され、固化した充填材が当該溝部内でボルト部材の緩み方向へ変位するのを規制する規制部とを有するものとした（請求項１）。

好ましくは、締結部の座面部は、締結具の周方向に沿って形成された複数の第１溝部を有し、被締結部材の座面部は、締結具の周方向に沿って形成された複数の第２溝部を有し、第１溝部と第２溝部は、被締結部材の締結を終えたとき、それぞれ締結具の回転方向後側の開口同士が、締結具と被締結部材との合わせ面で臨むように配列されるものとした（請求項２）
好ましくは、更に被締結部材の緩みを抑える第２緩止め部を備えるものとした（請求項３）。

好ましくは、第２緩止め部は、向き合う取付基材の座面部および被締結部材の座面部のうちの少なくとも一方の座面部に、締結具の周方向に沿って複数、形成された溝部と、締結具による締結の際、溝部内に充填され、締結作業に伴い、偏倚した状態で固化する充填材と、溝部に形成され、固化した充填材が当該溝部内でボルト部材の緩み方向へ変位するのを規制する規制部とを有するものとした（請求項４）。

好ましくは、取付基材の座面部は、締結具の周方向に沿って複数、形成された第３溝部を有し、被締結部材の座面部は、締結具の周方向に沿って複数、形成された第４溝部を有し、第３溝部と第４溝部は、被締結部材の締結を終えたとき、それぞれ締結具の回転方向後側の開口同士が、取付基材と被締結部材との合わせ面で臨むように配列されるものとした（請求項５）。

好ましくは、規制部は、締結具の締り方向側の溝幅を締結具の緩み方向側の溝幅よりも狭くした溝部、あるいは締結具の周方向に対し傾けて配置した溝部で形成されるものとした（請求項６）。

本発明によれば、締結を終えた締結具は、充填材により接着されるだけでなく、締結具の回転方向後側で固化した各溝部内の充填材が規制部で規制されることによって、緩み難くなる。
それ故、締結具に、充填材の接着、さらには固化した充填材がもたらすストッパ機能といった二重の緩み抑制構造により、十分なる緩止め機能を与えることができる。この結果、外部から加わる振動や荷重に耐え得る緩止め構造を得ることができる。しかも、緩止め機能は、溝部と充填材の組合わせで得られるため、簡単な構造ですむ。

本発明の第１の実施形態に係る態様となる締結具の緩止め構造を示す断面図。 同緩止め構造の各部を説明する分解斜視図。 溝構造で、溝部内の充填材が固化し、ストッパ機能を発揮するまでを説明する断面図。 本発明の第２の実施形態に係る態様の要部となる異なる溝構造を説明する断面図。 本発明の第３の実施形態に係る態様の要部となる異なる溝構造を説明する断面図。

以下、本発明を図１から図３に示す第１の実施形態にもとづいて説明する。
図１は、本発明を適用した締結構造物である、例えばエンジンのプーリ締結構造を示している。同図中１は、エンジンのクランクシャフト（本願の取付基材に相当）、３は同クランクシャフト１端に形成されたねじ孔、５はボルト部材（本願の締結具に相当）、７はクランクプーリ（本願の被締結部材に相当）である。

さらに述べると、クランクプーリ７は、中心部に通孔９（ボルト挿通孔；図２に図示）を有した円盤形をなしている。このクランクプーリ７がクランクシャフト１の端面に配置される。ねじ孔３と通孔９とは合致する。
ボルト部材５は、工具により操作可能な形状のボルト頭部１１と，同ボルト頭部１１の座面部１１ａから突き出たねじ軸部１３とを有している。このボルト部材５のねじ軸部１３が、クランクプーリ７の通孔９を通じて、クランクシャフト１端のねじ孔３に螺挿される。つまり、クランクプーリ７は、ボルト頭部１１を回転する回転作業で、ねじ軸部１３をねじ孔３へねじ込むことで、クランクシャフト１の端面とボルト部材５のボルト頭部１１とで挟み付けられ、クランクシャフト１端に締結される。

このクランクプーリ７の締結構造のうち、向き合うボルト頭部１１の座面部１１ａとクランクプーリ７の一側面に形成されている座面部７ａとの間には、第１緩止め部１５が設けられている。さらに向き合うクランクシャフト１の端面でなるクランクシャフト１の座面部１ａとクランクプーリ７の他側面に形成されている座面部７ｂとの間には、第２緩止め部３１が設けられている。

このうち第１緩止め部１５は、充填材であるところの接着材１７を用いて、座面部１１ａと座面部７ａとの間を接着したり、この接着材１７の固化を利用してストッパ機能を構築したりする構造で形成される。図２および図３（ａ）〜（ｃ）には、この第１緩止め部１５の各部が示されている。
第１緩止め部１５の各部の構造を説明すると、ボルト部材５の座面部１１ａには、図２および図３（ａ）に示されるように周方向に沿って、複数、例えば４個の溝部２１（本願の第１溝部に相当）が形成されている。溝部２１は、いずれもボルト部材５の軸心を中心とした同一円周方向に沿って配置される。またクランクプーリ７の座面部７ａにも、図２および図３（ｂ）に示されるように周方向に沿って複数、例えば８個の溝部２３（本願の第２溝部に相当）が形成されている。溝部２３は、いずれもクランクプーリ７の軸心（ボルト部材の軸心に相当）を中心とした同一円周方向に沿って配置される。

接着材１７は、クランクプーリ７をクランクシャフト１端に締結する締結作業の際、それぞれ溝部２１，２３内に充填される部材で、軟性であり、空気に触れる時間が続くと固化する性質をもつ。これにより、図２のように締結作業であるボルト部材５を回転（締り方向）させる作業が行われると、接着材１７は、図３（ａ），（ｂ）に示されるように溝部２１，２３内で回転方向後側（締り方向とは反対側）に片寄る（偏倚）。そして、締結を終えた後は、片寄った状態まま、それぞれ溝部２１，２３内で固化し、ボルト頭部１１とクランクプーリ７とを接着する。

また各溝部２１，２３は、図３（ｃ）に示されるようにクランクプーリ７の締結を終えたとき、ボルト部材５の回転方向後側の開口同士が、ボルト頭部１１とクランクプーリ７との合わせ面で臨むようにした配列で配置されている。これにより、締結後、溝部２１，２３内部で偏倚した接着材１７が、ボルト頭部１１とクランクプーリ７との合わせ面を通じ、一体に固化される構造にしている。

また各溝部２１には、固化した溝部２１内の接着材１７が、ボルト部材５の緩み方向へ変位するのを規制する規制部２５ａが設けられ、各溝部２３には、固化した溝部２３内の接着材１７が、ボルト部材５の緩み方向へ変位するのを規制する規制部２５ｂが設けられている。
このうち溝部２１の規制部２５ａは、例えば溝部２１の形状を利用して形成される。

ここでは、溝部２１は、例えば図３（ａ）にも示されるようなボルト部材５の緩み方向側に配置される溝端の溝幅αを、締り方向側に配置される溝端の溝幅βよりも狭くした、ボルト部材５の周方向に沿って延びる細長の三角形状の溝で形成されている。つまり、緩み側の面積が締り側よりも小さくなる三角形状の端部分を用いることにより、溝部２１の一端側（ボルト部材の回転方向後側）で固化した接着材１７自身がストッパとなって、溝部２１の他端側へ逃げられないようにしている。

また溝部２３の規制部２５ｂも、溝部２３の形状を利用した構造が用いられている。
ここでは、溝部２３は、例えば図３（ｂ）に示されるようなクランクプーリ７の周方向（ボルト部材方向の周方向）に対し、傾けて配置した傾斜方向に延びる細長の溝で形成されている。すなわち、傾斜した溝を用いることにより、溝部２３の一端側（ボルト部材の回転方向後側）で固化した接着材１７自身がストッパとなって、溝部２３の他端側へ逃げられないようにしている。

つまり、溝部２１，２３の形状で、ボルト部材５の緩みを抑える構造としている。
一方、第２緩止め部３１も、充填材であるところの接着材１７を用いて、クランクシャフト１の座面部１ａとクランクプーリ７の座面部７ｂとの間を接着したり、接着材１７の固化を利用してストッパ機能を構築したりする構造で形成されている。
第２緩止め部３１には、図２に示されるようにクランクシャフト１の座面部１ａに、例えば第１緩止め部１５と同じ三角形状、同じ配列で設けた、複数、例えば４個の溝部３３（本願の第４溝部に相当）と、クランクプーリ７の座面部７ｂに、例えば第１緩止め部１５と同様の溝形状、同様の配列で設けた、クランクプーリ７の周方向（ボルト部材方向の周方向）に対し傾けた細長の溝部３５とを組み合わせた構造が用いられている。

つまり、第２緩止め部３１は、第１緩止め部１５と同様、溝部３３の一端側（ボルト部材の回転方向後側）で固化した接着材１７自身がストッパとなり、溝部３３の他端側へ逃げられないようにしたり、溝部３５の一端側（ボルト部材の回転方向後側）で固化した接着材１７自身がストッパとなり、溝部３５の他端側へ逃げられないようにして、クランクプーリ７の緩みを抑える構造となっている。

なお、第２緩止め部３１と第１緩止め部１５とは、設ける位置が異なるのみで構造は同じなので、ここでは図３は、括弧書きで符号を入れて、第１緩み止め部１５の図面をそのまま流用した図面としている。
こうした緩止めを施しながら、クランクプーリ７をクランクシャフト１端に締結するときは、ボルト部材５の各溝部２１内、クランクプーリ７の各溝部２３，３５内、クランクシャフト１の各溝部３３内に接着材１７を充填する。このとき、接着材１７は軟性である。

続いてクランクプーリ７を、通孔９とねじ孔３とを合わせつつ、クランクシャフト１端に配置する。ついで、ボルト部材５のねじ軸部１３を、クランクプーリ７の通孔９からねじ孔３へ挿入し、工具（図示しない）を用いて、ボルト頭部１１を締付け方向へ回転させる。この回転作業により、ねじ軸部１３は、次第にねじ孔３内へねじ込まれる。すると、ボルト頭部１１の座面部１１ａ、クランクプーリ７の座面部７ａ，７ｂ、クランクシャフト１端の座面部１ａの相互は、突き当たる。所定のトルクまでボルト部材５が締め上げられると、クランクプーリ７は、ボルト部材５の座面部１１ａとクランクシャフト１の座面部１ａとで挟み付けられ、クランクシャフト１端に締結される。

この締結作業の際、接着材１７は、ボルト部材５の回転作業に伴う慣性力を受けて、各溝部２１，２３，３３，３５内を流動し、ボルト部材５の回転方向後側へ片寄る。この挙動により、図３（ａ），（ｂ）中の二点鎖線に示されるように各溝部２１，２３，３３，３５内には、回転方向後側の接着材１７が密に詰まった充填部分ｘと、回転方向前側の空部分ｙ（接着材が無い部分）とが生じる。ここで、溝部２１と溝部２３、溝部３３と溝部３５は、いずれも回転方向後側部分の開口部分を介して、相互が連通している。そのため、図３（ｃ）に示されるように溝部２１内の充填部分ｘと溝部２３内の充填部分ｘ、溝部３３内の充填部分ｘと溝部３５内の充填部分ｘは、それぞれボルト頭部１１とクランクプーリ７、クランクプーリ７とクランクシャフト１端との合わせ面で合わさる。

締結作業を終え、締結部分が放置されると、溝部２１，２３内の片寄った充填部分ｘの接着材１７や、溝部３３，３５内の片寄った充填部分ｘの接着材１７は固化される。これにより、溝部２１，２３内の充填部分ｘは、ボルト頭部１１とクランクプーリ７との合わせ面で一体に連続した一塊物となり、溝部３３，３５内の充填部分ｘは、クランクプーリ７とクランクシャフト１端との合わせ面で一体に連続した一塊物となる。

このとき、各溝部２１，２３，３３，３５の締り方向端に形成される空部分ｙは、充填部分ｘより溝幅が狭くなっていたり傾斜したりしているので（規制部２５ａ，２５ｂ）、充填部分ｘの固化した接着材１７が空部分ｙへ向かうのを規制する。これにより、ボルト部材５やクランクプーリ７は、いずれも回転不能な状態に保たれ、ボルト部材５の緩みは防止される。

したがって、締結を終えたボルト部材５には、接着だけでなく、固化した接着材１７がもたらすストッパ構造といった二重の緩み抑制構造により、十分なる緩止め機能が与えられる。これにより、外部から加わる振動や荷重に耐え得る緩止め機能を得ることができる。しかも、緩止め機能は、溝部２１，２３（溝部３３と溝部３５）と接着材１７と規制部２５ａ（規制部２５ｂ）の組合わせで得られるため、簡単である。

そのうえ、溝部２１と溝部２３（溝部３３と溝部３５）には、回転方向後側の開口部分同士が連通可能な配列を採用したことにより、部品合わせ部分で固化した接着材１７も緩止めとして機能するので、固化した接着材１７を最大に活用した緩止めができる。
加えて、規制部２５ａ，２５ｂには、締り方向側の溝幅を緩み方向側の溝幅よりも狭くした溝、あるいはボルト部材５の周方向に対し傾けた溝を用いたので、簡単な構造ですむ。

特に、本実施形態のように回転軸部材たるクランクシャフト１（取付基材）にクランクプーリ７（被締結部材）を締結する場合、クランクプーリ７とクランクシャフト１との間に第２緩止め部３１を設けることにより、ボルト部材５は、クランクシャフト１に対して不動の状態となるので、ボルト部材５の緩止めは完全となる。しかも、第２緩止め部３１には、第１緩止め部１５と同様、溝部３３，３５を用いた二重の緩み抑制構造を用いたので、簡単な構造で、十分なるクランクプーリ７の緩止め機能を得ることができる。

図４は、本発明の第２の実施形態を示す。
本実施形態は、第１の実施形態の変形で、溝部２１には、例えば図４（ａ）に示されるようなクランクプーリ７の周方向（ボルト部材方向の周方向）に対し、傾けて配置した細長の溝を用い、溝部２３には、緩み方向端の溝幅が締り方向端の溝幅よりも狭くした正三角形状の溝を用いて、規制部２５ａ，２５ｂを形成したものである。このような構造でも、第１の実施形態と同様の効果を奏する。

図５は、本発明の第３の実施形態を示す。
本実施形態は、第１の実施形態の変形で、溝部２１には、例えば図５（ａ）に示されるような緩み方向端の溝幅が締り方向端の溝幅よりも狭い涙滴形状の溝を用い、溝部２３には、クランクプーリ７の周方向（ボルト部材方向の周方向）に対し、傾けたブーメラン形の溝を用いて、規制部２５ａ，２５ｂを形成したものである。このような構造でも、第１の実施形態と同様の効果を奏する。

但し、図４および図５において、第１の実施形態と同じ部分には、同一符号を付してその説明を省略した。
なお、上述した各実施形態における各構成およびそれの組合わせ等は一例であり、本発明の趣旨から逸脱しない範囲内で、構成の付加、省略、置換、およびその他の変更が可能であることはいうまでもない。また本発明は、実施形態によって限定されることはなく、「特許請求の範囲」によってのみ限定されることはいうまでもない。例えば上述の実施形態は、向き合う各座面部に溝部を設けた例を挙げたが、これに限らず、どちらか一方の座面部に溝部を設ける構造でもよい。また上述の実施形態では、三角形状、傾けた形状、ブーメラン形状などの溝部を用いて規制部を形成したが、これに限らず、他の形状や他部品を用いて、規制部を形成してもよい。また上述した実施形態では、回転軸部材たるクランクシャフトにクランクプーリを締結具たるボルト部材で締結する構造に本発明を適用したが、これに限らず、他の締結構造の緩止めや、締結具たるナットを用いて、スタッドボルト部品の付いたフレーム部品などに他部品を締結する構造の緩止めに本発明を適用しても構わない。

１ クランクシャフト（取付基材）
５ ボルト部材（締結具）
７ クランクプーリ（被締結部材）
１５ 第１緩止め部
１７ 接着材（充填材）
２１ 溝部（第１溝部）
２３ 溝部（第２溝部）
２５ａ，２５ｂ 規制部
３１ 第２緩止め部
３３ 溝部（第３溝部）
３５ 溝部（第４溝部）

Claims (6)

1. 被締結部材が配置される取付基材と、回転作業により前記被締結部材を前記取付基材に挟み付け締結する締結具と、前記締結具の緩みを抑える第１緩止め部とを備え、
   前記第１緩止め部は、
   向き合う前記締結具の座面部および前記被締結部材の座面部のうちの少なくとも一方の座面部に、前記締結具の周方向に沿って複数、形成された溝部と、
   前記締結具による締結の際、前記溝部内に充填され、締結作業に伴い、偏倚した状態で固化する充填材と、
   前記溝部に形成され、前記固化した充填材が当該溝部内で前記ボルト部材の緩み方向へ変位するのを規制する規制部と
   を有することを特徴する締結具の緩止め構造。
2. 前記締結部の座面部は、前記締結具の周方向に沿って形成された複数の第１溝部を有し、
   前記被締結部材の座面部は、前記締結具の周方向に沿って形成された複数の第２溝部を有し、
   前記第１溝部と前記第２溝部は、前記被締結部材の締結を終えたとき、それぞれ前記締結具の回転方向後側の開口同士が、前記締結具と前記被締結部材との合わせ面で臨むように配列されることを特徴する請求項１に記載の締結具の緩止め構造。
3. 更に、前記被締結部材の緩みを抑える第２緩止め部を備えることを特徴とする請求項１に記載の締結具の緩止め構造。
4. 前記第２緩止め部は、
   向き合う前記取付基材の座面部および前記被締結部材の座面部のうちの少なくとも一方の座面部に、前記締結具の周方向に沿って複数、形成された溝部と、
   前記締結具による締結の際、前記溝部内に充填され、締結作業に伴い、偏倚した状態で固化する充填材と、
   前記溝部に形成され、前記固化した充填材が当該溝部内で前記ボルト部材の緩み方向へ変位するのを規制する規制部と
   を有することを特徴する請求項３に記載の締結具の緩止め構造。
5. 前記取付基材の座面部は、前記締結具の周方向に沿って複数、形成された第３溝部を有し、
   前記被締結部材の座面部は、前記締結具の周方向に沿って複数、形成された第４溝部を有し、
   前記第３溝部と前記第４溝部は、前記被締結部材の締結を終えたとき、それぞれ前記締結具の回転方向後側の開口同士が、前記取付基材と前記被締結部材との合わせ面で臨むように配列される
   ことを特徴する請求項４に記載の締結具の緩止め構造。
6. 前記規制部は、前記締結具の締り方向側の溝幅を前記締結具の緩み方向側の溝幅よりも狭くした溝部、あるいは前記締結具の周方向に対し傾けて配置した溝部で形成されることを特徴とする請求項１または請求項４に記載の締結具の緩止め構造。

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