JPH0631203Y2 - 金属部材におけるボルト締結部の構造 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、ボルトによって締め付けられる金属部材に関
するもので、特に、表面に防食塗装が施された金属部材
におけるボルト締結部の構造に関するものである。

（従来の技術） 一般に、自動車等に用いられる金属部材には、その表面
に防食塗装が施される。その塗装の塗膜厚さは、確実な
防食性が得られるようにするために、比較的厚いものと
される。

ところで、そのように表面に厚い塗膜が形成された金属
部材は、そのままボルトによって締め付けるようにする
と、ボルトがゆるみやすくなる。すなわち、高温下に置
かれると、塗膜が軟化して、ボルト頭部のフランジ面が
接触している金属部材の座面の塗膜厚さが小さくなるの
で、ボルト頭部との間にすきまが生じ、ボルトがゆるん
でしまう。

そこで、従来は、塗装時にその座面にマスキングするこ
とによりその座面には塗膜が形成されないようにした
り、塗装後にその座面部分の塗膜を機械加工により削り
取ったりして、座面においては金属表面を露出させるよ
うにしていた。

しかしながら、そのように金属表面を露出させると、そ
の部分から錆が生ずることは避けられない。

本出願人は、座面における塗膜の厚さを充分小さくする
ことによって、ボルトのゆるみが防止され、しかも錆の
発生を抑えることができるということを見出した。そし
て、そのように座面部分の塗膜を薄膜化するために、塗
装後に外力を加えるという方法を提案した（特願昭63−
111427号）。

第４図はその方法を示すものである。

この図に示されているように、金属部材１には、防食塗
装によってその表面に比較的厚い塗膜２が形成されてい
る。このように表面塗装が施された金属部材１は、ボル
トの締結時にそのボルトの頭部が接触する部分、すなわ
ちボルト孔３の周囲の座面４が、圧子５によって加圧さ
れる。その場合、常温下において高圧で加圧するか、あ
るいは圧子５を加熱しておいて、金属部材１を加熱しな
がら比較的低圧で加圧するようにする。加圧力のみを加
えるコイニング方式を採るときには、ボルト孔３はその
後に形成する。加熱しながら加圧するというホットプレ
ス方式を採るときには、ボルト孔３は前もって形成して
おいてもよい。

このように圧子５によって金属部材１の座面４を加圧す
ると、その座面４部分に位置する塗膜２が押し広げられ
て薄膜化する。しかも、その塗膜２は加圧されることに
よって緻密化するので、その硬度が高くなる。更に、座
面４は平滑化され、その面粗度が小さくなる、したがっ
て、ボルトのゆるみが防止される、そして、座面４には
薄いながらも塗膜２が残るので、その座面４からの発錆
も抑制される。

（考案が解決しようとする課題） ところで、このように圧子５によって座面４を加圧する
と、その部分の塗膜２が周辺部に押し出される。そのた
めに、金属部材１の座面４及びその近傍を含む表面が平
面状である場合には、第４図に示されているように、加
圧面の周辺部において塗膜２が盛り上がり、塗膜２の隆
起２ａが生じることになる。

座面４の周辺部にこのような塗膜２の隆起２ａが形成さ
れると、ボルトとして頭部の面積の大きいものを用いる
場合、その隆起２ａにボルトの頭部がのり上げることが
ある。また、このような座面４を隣接して設ける場合に
は、その隆起２ａが隣りの座面４に形成されるので、や
はりボルトの頭部がその隆起２ａにのり上げることにな
る。そのようにボルトの頭部が隆起２ａにのり上げる
と、ボルト頭部のフランジ面がその隆起２ａにのみ接触
することになり、十分な摩擦力が得られないので、ボル
トがゆるみやすくなってしまう。

また、そのように金属部材１の表面の塗膜２に隆起２ａ
があるものでは、塗膜２がその隆起２ａの部分から剥離
する機会が多くなる。したがって、塗装品質としても良
好とは言えない。

本考案は、このような問題に鑑みてなされたものであっ
て、その目的は、塗装された金属部材のボルト座面にお
ける塗膜が、周辺部に隆起を生じることなく薄膜化さ
れ、それによってボルトのゆるみ防止と防食性とをとも
に確保することのできるボルト締結部を得ることであ
る。

（課題を解決するための手段） この目的を達成するために、本考案では、金属部材に設
けられるボルト孔の周囲の座面を、その周辺部よりも高
く形成するようにしている。その座面は、ボルト孔に挿
通されるボルトの頭部の外径よりも大径、すなわちボル
ト頭部にフランジ面が完全に接触し得る面積とされる。
そして、その座面からその近傍にまでわたって防食塗装
が施され、その座面における塗膜厚さが他の塗装表面に
おける塗膜厚さよりも小さくされる。

（作用） このように座面をその周辺部よりも高くすることによ
り、その座面の塗膜を薄膜化するとき、その部分から押
し出される塗料は、座面の周辺部の低い部分に導かれる
ことになる。したがって、例えばその座面の面積より大
きい面積の加圧面を有する圧子によってその座面を加圧
すれば、座面上に塗膜の隆起が生じるようなことはなく
なる。

（実施例） 以下、図面を用いて本考案の実施例を説明する。

図中、第１図は本考案によるボルト締結部構造の一実施
例を示す縦断面図である。

この図から明らかなように、金属部材１０は、金属母材
１１の表面に防食塗装を施して塗膜１２を形成したもの
とされている。その金属部材１０には、ボルト１３が挿
通されるボルト孔１４が形成されている、そして、その
金属部材１０の表面のボルト孔１４の周囲は、ボルト１
３の頭部１３ａのフランジ面１５が接触する座面１６と
されている。その座面１６は、ボルト頭部１３ａの外径
よりもやや大径の円形状の面で、座面１６の周辺部１７
から外方の一般面１８よりも高く形成されている。

金属部材１０の座面１６部分においては、母材１１自体
が他部よりも高く形成されている。そして、その座面１
６における塗膜１２の厚さは、他の塗装表面、すなわち
座面１６の周辺部１７及びその近傍の一般面１８におけ
る塗膜１２の厚さよりも小さくされている。一方、座面
１６の周辺部１７における塗膜厚さは、一般面１８にお
ける塗膜厚さよりも大きくされている。すなわち、塗膜
１２は座面１６の周辺部１７が最も厚くなっている。

また、その座面１６部分の塗膜１２の硬度は、他の塗装
表面における塗膜１２の硬度よりも高くされている。し
かも、その座面１６の面粗度は、他の塗装表面よりも小
さくされている。すなわち、その座面１６は他の塗装表
面よりも平滑なものとされている。

このようなボルト締結部を形成するときには、まず、あ
らかじめ所定の形状に成形された金属母材１１に防食塗
装を施す。すると、第２図に示されているように、その
表面に、全体にわたってほぼ均一な厚さの塗膜１２が形
成される。そこで、金属部材１０の座面１６部分を、そ
の座面１６よりも大面積の滑らかな加圧面１９を有する
圧子２０によって加圧する。その場合、単に加圧するコ
イニング方式としてもよいが、圧子２０を加熱して、金
属部材１０を加熱しながら加圧するホットプレス方式を
採用するようにすれば、その加圧力を小さくすることが
できる。

このようにして座面１６部分を加圧すると、その座面１
６における塗膜１２が押し広げられて薄膜化する。そし
て、押し出された塗料が座面１６の周辺部１７に導かれ
る。このとき、その周辺部１７は座面１６よりも低く形
成されているので、押し出された塗料はその周辺部１７
に溜まる。したがって、その周辺部１７においては塗膜
１２が厚くなる。しかしながら、その周辺部１７におい
ても圧子２０の大面積の加圧面１９によって上方から押
圧されるので、塗膜１２が座面１６より上方に隆起する
ようなことはない。こうして、座面１６は、その周辺部
１７にまでわたって平坦に形成される。

そして、このように座面１６上においては塗膜１２が圧
子２０と母材１１との間で加圧されることにより、その
部分の塗膜１２が緻密化し、その硬度が高くなる。ま
た、座面１６上の塗膜１２が圧子２０の平滑な加圧面１
９によって加圧されることにより、座面１６の面粗度が
小さくなる。しかも、母材１１自体の座面１６部分も加
圧によって平滑化される。したがって、座面１６におけ
る塗膜１２の厚さが均一化される。

このようにして座面１６部分の塗膜１２を薄膜化した
後、その金属部材１０にボルト孔１４を機械加工によっ
て形成する。それによって、第１図に示されているよう
な構造のボルト締結部を得ることができる。塗膜１２の
薄膜化にホットプレス方式を採用する場合には、その薄
膜化の前にボルト孔１４を形成するようにすることもで
きる。

このようにして形成されたボルト締結部においては、ボ
ルト孔１４の周囲がボルト頭部１３ａのフランジ面１５
よりも面積の大きい平坦な座面１６とされるので、ボル
ト１３の締結時にはそのフランジ面１５全体が金属部材
１０に接触することになる。しかも、その座面１６は面
粗度の小さい平滑なものとされるので、ボルト頭部１３
ａのフランジ面１５が完全に密着する。したがって、ボ
ルト１３と金属部材１０との間に大きな摩擦力が得られ
ることになり、ボルト１３のゆるみが防止される。

そして、座面１６上の塗膜１２は薄膜とされ、しかも緻
密化されているので、温度変化や経年変化等によっても
その塗膜１２が変形することはほとんどない。したがっ
て、ボルト１３のゆるみは長期にわたって防止される。

また、ボルト締結部の座面１６上にも塗膜１２が残され
るので、その部分からの発錆も抑制される。しかも、そ
の部分の塗膜１２は硬度の高いものとされているので、
薄膜状であっても傷が付くことは少ない。したがって、
その防食性は長期にわたって維持される。

第３図は、座面１６をその近傍の一般面１８と同一面あ
るいはそれより低い面とすることが求められる場合にお
ける本考案の実施例を示すものである。

この場合には、座面１６の周辺部１７が溝状に形成され
る。したがって、座面１６はその周辺部１７よりは高さ
が高いことになる。

このようにすることにより、第１図の実施例の場合と同
様にして座面１６における塗膜１２を薄膜化することが
でき、同様の作用効果を得ることができる。

なお、上記実施例においては、座面１６における塗膜１
２の薄膜化のためにコイニング方式あるいはホットプレ
ス方式を採用するものとしているが、例えば塗装時に、
塗料が乾燥する前にローラによって座面１６部分の塗膜
１２を押し広げるという方法を採ることもできる。その
ような場合にも、本考案のように座面１６の高さを周辺
部１７よりも高くすることによって、塗膜１２の隆起を
防止することができ、ボルト頭部１３ａと座面１６との
接触面積を十分に確保することができる。

（考案の効果） 以上の説明から明らかなように、本考案によれば、ボル
トの締結時にそのボルトの頭部と接触する座面の高さ
を、その周辺部よりも高く形成するようにしているの
で、座面上の塗膜を押し広げて薄膜化するときにも、そ
の周辺部に塗膜の隆起が生ずることを防止することがで
きる。したがって、頭部の面積が大きいボルトを用いる
場合やボルト締結部が近接して配置される場合などにお
いても、ボルトの頭部の浮き上がりを防止することがで
き、座面に密着させることができる。その結果、座面上
の塗膜が薄膜化されることと相まって、ボルトのゆるみ
防止効果を確実に得ることができるようになる。

そして、そのように座面にも塗膜が形成されるので、そ
の座面からの発錆も抑制することができる。しかも、塗
膜が薄膜化される座面部分の面積は、ボルトの締結時に
そのボルトの頭部がはみ出すことのない大きさだけがあ
ればよい。したがって、薄い塗膜が露出する部分は小面
積とすることができ、その薄い塗膜によって防食性が損
なわれることを防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案によるボルト締結部構造の一実施例を
示す縦断面図、 第２図は、そのボルト締結部を形成するときの状態を示
す説明図、 第３図は、本考案によるボルト締結部構造の他の実施例
を示す縦断面図、 第４図は、本考案が改良の対象とするボルト締結部の形
成時の状態を示す説明図である。 １０…金属部材、１１…金属母材、１２…塗膜、１３…
ボルト、３ａ…ボルト頭部、１４…ボルト孔、１５…フ
ランジ面、１６…座面、１７…周辺部、１８…一般面

Claims (4)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】金属部材に設けられるボルト孔の周囲が、
   そのボルト孔に挿通されるボルトの頭部の外径よりも大
   径の範囲にわたって、その周辺部よりも高さの高い座面
   として形成され、 少なくともその座面からその近傍にまでわたる前記金属
   部材の表面に防食塗装が施されていて、 その座面における塗膜の厚さが他の塗装表面における塗
   膜の厚さよりも小さくされている、 金属部材におけるボルト締結部の構造。
2. 【請求項２】前記座面の周辺部における塗膜厚さが他の
   塗装表面における塗膜厚さよりも大きくされている、 請求項１記載のボルト締結部の構造。
3. 【請求項３】前記座面の面粗度が他の塗装表面に比して
   小さくされている、 請求項１又は２記載のボルト締結部の構造。
4. 【請求項４】前記座面における塗膜の硬度が他の塗装表
   面における塗膜の硬度よりも高くされている、 請求項１ないし３のいずれか記載のボルト締結部の構
   造。