JP4479691B2 - フランジ付カラーを含む締結構造体 - Google Patents

Description

本発明は、フランジ付カラーを含む締結構造体に関する。

従来より、フランジ付カラーを接着固定したＦＲＰプレートに対してボルトを用いて被締結部材を締結固定した、フランジ付カラーを含む締結構造体が提案されている（例えば、特許文献１参照）。フランジ付カラーは、フランジ部のみでＦＲＰプレートに接着固定されている。

しかし、従来のフランジ付カラーを含む締結構造体にはつぎの問題点がある。
被締結部材にボルト軸直交方向の力がかかると、その力は、ボルトからフランジ付カラーに伝わりフランジ付カラーからＦＲＰプレートに伝わる。したがって、フランジ付カラーがＦＲＰプレートに対して動くこと（がたつくこと）を防止しフランジ付カラーからＦＲＰプレートに確実に力を伝えるために、フランジ付カラーのフランジ部だけでなくフランジ付カラーのカラー部（筒部）にも接着剤を配置しておくことが望ましい。
しかし、特許文献１開示の締結構造体では、フランジ付カラーのフランジ部のみをＦＲＰプレートに接着しているため、フランジ付カラーのカラー部に接着剤が配置されていない。
フランジ部だけでなくカラー部にも接着剤を配置するために、フランジ部の分だけでなくカラー部の分の接着剤をもフランジ部に塗布して、フランジ付カラーをＦＲＰプレートに取付ける（嵌め込む）ことも考えられるが、図３に示すように、カラー部２ａとＦＲＰプレート３とのカラー半径方向隙間が狭いため、接着剤６の大部分はカラー部２ａに行き届かずにフランジ部２ｂの外にはみ出してしまう。また、フランジ部だけでなくカラー部にも接着剤を配置するために、フランジ部だけでなくカラー部にも接着剤を塗布したフランジ付カラーをＦＲＰプレートに取付ける（挿入する）ことも考えられるが、フランジ付カラーをＦＲＰプレートに挿入する際に、カラー部に塗布した接着剤がＦＲＰプレートにより掻き落とされてしまう（削り落とされてしまう）。したがって、カラー部の外周面全体に均一に接着剤を配置することが困難である。
特開２００４−２２５８０２号公報

本発明の目的は、樹脂製部材にフランジ付カラーを接着固定する場合に、カラー部の外周面全体に接着剤を配置できる、フランジ付カラーを含む締結構造体を提供することにある。

上記目的を達成する本発明はつぎの通りである。
（１） フランジ付カラーを接着固定した樹脂製部材に対してボルトを用いて被締結部材を締結固定する、フランジ付カラーを含む締結構造体であって、
前記フランジ付カラーは、カラー部とフランジ部とを備えており、
前記樹脂製部材は、前記カラー部が取付けられる取付け孔と前記フランジ部を収容する座ぐり部とを備えており、
前記フランジ部の側面と前記座ぐり部の側面との間の半径方向隙間ａを、前記カラー部の外周面と前記取付け孔の内周面との間の半径方向隙間ｂよりも小さく設定した、フランジ付カラーを含む締結構造体。
（２） 前記カラー部の外周面に該カラー部の軸方向に延びる溝が設けられている（１）記載のフランジ付カラーを含む締結構造体。

上記（１）のフランジ付カラーを含む締結構造体によれば、フランジ部の側面と座ぐり部の側面との間の半径方向隙間ａを、カラー部の外周面と取付け孔の内周面との間の半径方向隙間ｂよりも小さく設定しているため、フランジ部に接着剤を予め塗布しておいたフランジ付カラーを樹脂製部材に取付ける際（嵌める際）、カラー部の外周面と取付け孔の内周面との間への接着剤流入抵抗が、フランジ部の側面と座ぐり部の側面との間への接着剤流入抵抗よりも小さくなる。そのため、フランジ部に接着剤を塗布したフランジ付カラーを樹脂製部材に取付ける（嵌め込む）際、接着剤はフランジ部の側面と座ぐり部の側面との間にはほとんど流入せず、接着剤の大部分はカラー部の外周面と取付け孔の内周面との間に流入する。その結果、フランジ部の側面と座ぐり部の側面との間からフランジ部の外にはみ出す接着剤は無いかまたはあっても無視できる程度であり、カラー部の外周面全体に均一またはほぼ均一に接着剤を配置できる。
また、半径方向隙間ａを半径方向隙間ｂよりも小さく設定しているため、フランジ部に接着剤を塗布したフランジ付カラーを樹脂製部材に取付けるだけで、接着剤をカラー部の外周面全体に配置できる。そのため、接着剤をカラー部の外周面全体に簡易に配置できる。
上記（２）のフランジ付カラーを含む締結構造体によれば、カラー部の外周面にカラー部の軸方向に延びる溝が設けられているため、溝が設けられていない場合に比べて、溝が設けられている部位の半径方向隙間ｂが広くなる。その結果、溝が設けられていない場合に比べて、フランジ部に接着剤を塗布したフランジ付カラーを樹脂製部材に取付ける際、接着剤がよりカラー部の外周面と取付け孔の内周面との間に流入しやすくなる。

以下に、図１、図２を参照して、本発明実施例のフランジ付カラーを含む締結構造体を説明する。
本発明実施例のフランジ付カラーを含む締結構造体１０は、図１に示すように、フランジ付カラー２０を接着固定した樹脂製部材３０に対してボルト５０を用いて被締結部材４０を締結固定する締結構造体である。締結構造体１０は、フランジ付カラー２０と、樹脂製部材３０と、金属製の被締結部材４０と、ボルト５０と、フランジ付カラー２０を樹脂製部材３０に接着固定する接着剤６０と、を有する。

フランジ付カラー２０は、金属製である。フランジ付カラー２０は、接着剤６０を用いて樹脂製部材３０に接着固定される。フランジ付カラー２０は、カラー部２１と、フランジ部２２と、を備える。
カラー部２１は、フランジ付カラー２０の軸方向でフランジ部２２が設けられていない部分である。カラー部２１は、ボルト５０が挿入されるボルト挿入用穴２１ａを備える。ボルト挿入用穴２１ａは、フランジ付カラー２０をカラー軸方向に貫通する貫通孔であってもよく、袋穴であってもよい（図示例では袋穴である場合を示している）。カラー部２１の内周面に、ボルト５０がねじ込まれる雌ネジ２１ｂが形成されている。ボルト５０がねじ込まれる雌ネジ２１ｂが形成されているため、フランジ付カラー２０は、フランジ付カラーナット２０といってもよい。

図２に示すように、カラー部２１の外周面２１ｃには、カラー軸方向に延びる溝２３が複数設けられている。溝２３は、カラー部２１のフランジ部２２側端からフランジ部２２と反対側の端までカラー軸方向に直線状に延びて設けられている。溝２３は、カラー部２１の全周にわたって所定間隔ごとに（間隔をおいて）設けられている。溝２３の、カラー軸方向と直交する方向の断面形状は、Ｖ字形状であってもよく、Ｕ字形状であってもよく、その他の形状であってもよい。

樹脂製部材３０は、たとえばＦＲＰ（繊維強化樹脂）製である。樹脂製部材３０は、１枚構成であってもよく、図１に示すように、複数枚を樹脂製部材３０の厚み方向（カラー軸方向と同方向）に重ねた複数枚構成であってもよい。なお、図示例では、樹脂ブロック３０ａと表層部３０ｂの２枚構成である場合を示している。
樹脂製部材３０は、カラー部２１が取付けられる（挿入される、嵌め込まれる）取付け孔３１と、フランジ部２２を収容する座ぐり部３２と、を備える。
座ぐり部３２は、取付け孔３１の軸方向一端部に形成される。座ぐり部３２は、カラー軸方向と直交する方向から見て、フランジ部２２の全体を収容していてもよく、フランジ部２２の一部のみを収容していてもよい。

カラー部２１の、フランジ部２２と反対側の端面２１ｄは、樹脂製部材３０の、座ぐり部３２と反対側の端面３０ｃと、面一または略面一になっている。そのため、被締結部材４０とカラー部２１の端面２１ｄとを面接触させることができ、ボルト５０の軸力による樹脂製部材３０のクリープによる締結力抜けは生じない。

座ぐり部３２の側面３２ａとフランジ部２２の側面２２ａとの間Ａの、カラー半径方向の隙間ａは、取付け孔３１の内周面３１ａとカラー部２１の外周面２１ｃとの間Ｂの、カラー半径方向隙間ｂよりも、小さく設定されている。なお、特に限定するものではないが、半径方向隙間ａは、たとえば０，１ｍｍ〜０．０５ｍｍ程度に設定され、半径方向隙間ｂは、たとえば０.５ｍｍ程度に設定される（半径方向隙間ａは半径方向隙間ｂの１／５〜１／１０程度に設定される）。半径方向隙間ａを０．１ｍｍ〜０．０５ｍｍ程度に設定し、半径方向隙間ｂを０．５ｍｍ程度に設定する理由は（半径方向隙間ａ，ｂを小にする理由は）、間Ａ，Ｂに配置される接着剤６０の厚みを薄くして、被締結部材４０にボルト５０軸直交方向の力がかかった際にフランジ付カラー２０から樹脂製部材３０に確実に力を伝えるためである。

被締結部材４０と樹脂製部材３０は、ワッシャ５１（またはボルト５０の頭部裏面）とフランジ部２２とにより、ボルト軸方向に挟まれる。
接着剤６０は、間Ａと、間Ｂと、フランジ部２２のうちカラー部２１からカラー半径方向外側に延びている部分の裏面（下面）２２ｂと座ぐり部３２の底面３２ｂとの間Ｃとに、配置される。
接着剤６０は、接着剤６０をフランジ部２２の裏面２２ｂに塗布したフランジ付カラー２０を樹脂製部材３０の取付け孔３１に取付けるときに、フランジ部２２の裏面２２ｂと座ぐり部３２の底面３２ｂとによって間Ｃから押し出されて間Ａと間Ｂに流入し、間Ａ，Ｂ，Ｃに配置される。

ここで、フランジ付カラー２０を含む締結構造体１０の締結方法を説明する。
フランジ付カラー２０を含む締結構造体１０の締結方法は、（ａ）フランジ部２２の裏面２２ｂに接着剤６０を全周にわたって塗布する工程と、（ｂ）接着剤６０が塗布されたフランジ付カラー２０を、樹脂製部材３０の取付け孔３１に、カラー部２１の端面２１ｄが樹脂製部材３０の端面３０ｃと面一または略面一になるまで嵌め込み、接着剤６０を間Ｃから間Ａ，Ｂに流入させて接着剤６０を間Ａ、Ｂ、Ｃに配置する工程と、（ｃ）接着剤６０が硬化した後に、被締結部材４０の一面４０ａがカラー部２１の端面２１ｄに接触するようにして被締結部材４０の他側（フランジ付カラー２０と反対側）から、ボルト５０を、被締結部材４０のボルト挿通孔４１を挿通させて雌ネジ２１ｂにねじ込む工程と、を有する。

フランジ部２２の裏面２２ｂに接着剤６０を塗布するとき（上記工程（ａ）のとき）、接着剤６０は、図２に示すように、フランジ部２２の裏面２２ｂのカラー部２１側端（内周側端）とその近傍に配置されることが望ましい。接着剤６０をフランジ部２２の裏面２２ｂの外周側端とその近傍に配置する場合に比べて、間Ｃの接着剤６０が間Ａに流入するまでの時間を長くでき、間Ｂに接着剤６０がより流入し易くなるからである。

つぎに、本発明実施例の作用を説明する。
本発明実施例では、フランジ部２２の側面２２ａと座ぐり部３２の側面３２ａとの間Ａの半径方向隙間ａを、カラー部２１の外周面２１ｃと取付け孔３１の内周面３１ａとの間Ｂの半径方向隙間ｂよりも小さく設定している。そのため、フランジ部２２の裏面２２ｂに接着剤６０を予め塗布しておいたフランジ付カラー２０を樹脂製部材３０に取付ける際（挿入する際）、間Ｂへの接着剤流入抵抗が間Ａへの接着剤流入抵抗よりも小さくなる。そのため、フランジ部２２に接着剤６０を塗布したフランジ付カラー２０を樹脂製部材３０に取付ける際、間Ｃから押し出された接着剤６０の大部分は間Ｂに流入する。その結果、間Ａからフランジ部２２の外にはみ出す接着剤は無いかまたはあっても無視できる程度であり、カラー部２１の外周面２１ｃ全体に均一またはほぼ均一に接着剤６０を配置できる。

半径方向隙間ａを半径方向隙間ｂよりも小さく設定しているため、フランジ部２２に接着剤６０を塗布したフランジ付カラー２０を樹脂製部材３０に取付けるだけで、接着剤６０をカラー部２１の外周面２１ｃ全体に配置できる。そのため、接着剤６０をカラー部２１の外周面２１ｃ全体に簡易に配置できる。

カラー部２１の外周面２１ｃにカラー部２１の軸方向に延びる溝２３が設けられているため、溝２３が設けられている部位の半径方向隙間ｂは溝２３が設けられていない場合に比べて広くなる。その結果、溝２３が設けられていない場合に比べて、フランジ部２２に接着剤６０を塗布したフランジ付カラー２０を樹脂製部材３０に取付ける際、接着剤６０が間Ｂにより流入しやすくなる。
溝２３が設けられているため、溝２３が設けられていない場合に比べて接着の表面積が増加し、接着剤６０による接着強度を高めることができる。
溝２３がカラー部２１の全周にわたって所定間隔ごとに設けられているため（溝２３はカラー部２１の全周に連続して設けられていないため）、溝２３を設けた場合でもカラー部２１で取付け孔３１の内周面３１ａを傷つけることを防止できる。

本発明実施例の締結構造体の断面図である。 本発明実施例の締結構造体の、樹脂製部材に取付けられる前の、接着剤が塗布されたフランジ付カラーの斜視図である。 従来の締結構造体の、フランジ部の分だけでなくカラー部の分の接着剤をもフランジ部に塗布してフランジ付カラーをＦＲＰプレートに取付けた場合の断面図である。

符号の説明

１０ 締結構造体
２０ フランジ付カラー
２１ カラー部
２１ａ ボルト挿入用穴
２１ｂ 雌ネジ
２１ｃ カラー部の外周面
２２ フランジ部
２２ａ フランジ部の側面
２２ｂ フランジ部の裏面
２３ 溝
３０ 樹脂製部材
３１ 取付け孔
３１ａ 取付け孔の内周面
３２ 座ぐり部
３２ａ 座ぐり部の側面
３２ｂ 座ぐり部の底面
４０ 被締結部材
５０ ボルト
５１ ワッシャ
６０ 接着剤
Ａ フランジ部の側面と座ぐり部の側面との間
Ｂ カラー部の外周面と取付け孔の内周面との間
Ｃ フランジ部の裏面（下面）と座ぐり部の底面との間
ａ 間Ａの半径方向隙間
ｂ 間Ｂの半径方向隙間

Claims (2)

1. フランジ付カラーを接着固定した樹脂製部材に対してボルトを用いて被締結部材を締結固定する、フランジ付カラーを含む締結構造体であって、
   前記フランジ付カラーは、カラー部とフランジ部とを備えており、
   前記樹脂製部材は、前記カラー部が取付けられる取付け孔と前記フランジ部を収容する座ぐり部とを備えており、
   前記フランジ部の側面と前記座ぐり部の側面との間の半径方向隙間ａを、前記カラー部の外周面と前記取付け孔の内周面との間の半径方向隙間ｂよりも小さく設定した、フランジ付カラーを含む締結構造体。
2. 前記カラー部の外周面に該カラー部の軸方向に延びる溝が設けられている請求項１記載のフランジ付カラーを含む締結構造体。

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