JPH08334112A - 当接面積調整ボルト - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 必要な軸力を確保できるとともに緩みにくい
ボルトを提供する。 【構成】 固定物１０上に雌ネジ穴１１が形成された柱
状体１２を突設し、柱状体１２の回りに被締結物１３を
外嵌し、柱状体１２の雌ネジ穴１１に当接面積調整ボル
ト１の雄ネジ部６を螺合させ、ボルト１の座面５ａで被
締結物１３を締め付け、被締結物１３を固定物１０上に
固定締結するボルト締結構造に適用されるボルトであ
り、被締結物１３を締め付ける座面５ａの外周部に、被
締結物１３と座面５ａとの当接面積を減少させるための
環状溝１５を形成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はボルトに関し、ボルト頭
部を大きくした場合でも座面の摩擦力を適切な値とする
ことができる、当接面積調整ボルトに関する。

【０００２】

【従来の技術】ボルト頭部の大きさは、ボルトを締め付
ける力の大きさ、ねじ面の摩擦、振動，衝撃のかかり方
などを考慮して決定される。ボルト頭部の大きさは一般
的な用途においては、ある一定の範囲に設定されるのが
普通である。しかし、ボルト頭部を通常のボルトに比べ
て大きくして被締結物を締め付けざるを得ない場合もあ
る。

【０００３】図８はそのようなボルトの使用状態を示す
縦断面図である。図８において固定物１０上に雌ネジ穴
１１が形成された柱状体１２を突設し、柱状体１２の回
りに被締結物１３を外嵌し、柱状体１２の雌ネジ穴１１
に六角ボルト３０の雄ネジ部６を螺合させ、六角ボルト
３０の座面５ａで被締結物１３を締め付け、被締結物１
３を固定物１０上に固定するようにしている。このよう
なボルト締結構造であると、柱状体１２の外径Ｄが大き
いと、被締結物１３を押さえつけるために六角ボルト３
０の座面５ａの直径ｄ１をボルト３０の軸部３の直径ｄ
２と比べて大きくする必要がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】図８に示すボルト締付
構造において、被締結物１３への座面５ａのかかり代を
確保するために、座面５ａの直径ｄ１が軸部の直径ｄ２
に比べて所定比率以上に大きくすると、以下のような問
題が生じる。 被締結物１３と座面５ａの当接面積が大きくなって摩
擦力が大きくなるので、ボルト３０を締め付ける場合に
締付毎の誤差が大きくなり、ボルト３０の締付が不安定
となる。

【０００５】被締結物１３を固定物１０に締結する場
合に必要な軸力が、摩擦力が大きくなるために確保しに
くい。すなわち、当接面積が大きくなると締付時の摩擦
力が大きくなるが、その摩擦力に打ち勝つために大きな
締付トルクを与えなければならず、座面５ａと被締結物
１３の接触面にカジリやムシリが発生しやすくなる。カ
ジリやムシリが発生すると締付は不安定になるので、結
果的にカジリやムシリが発生しない小さい締付トルクで
締め付けることになり必要な軸力が得られにくい。

【０００６】

【発明の目的】本発明は上記課題に鑑みてなされたもの
であり、上記のようなボルト締付構造においても、上記
問題を起こすことなく被締結物を固定できるボルトを提
供することを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの請求項１の当接面積調整ボルトは、固定物上に雌ネ
ジ穴が形成された柱状体を突設し、柱状体の回りに被締
結物を外嵌し、柱状体の雌ネジ穴にボルトの雄ネジ部を
螺合させ、ボルト頭部の座面外周部で被締結物を締め付
け、被締結物を固定物上に固定締結するボルト締結構造
に適用されるボルトであり、被締結物を締め付けるボル
ト座面の外周部に、被締結物とボルト座面との当接面積
を調整する、ボルト軸部と同心円状の当接面積調整部を
形成したことを特徴とする。なお、同心円状の当接面積
調整部としては、図１に示すような環状溝１５や、図３
に示すような環状長方形突起部１８などが例示できる。

【０００８】

【作用】請求項１の当接面積調整ボルトによれば、ボル
ト座面に形成された当接面積調整部が被締結物とボルト
座面との接触面積を小さくするので、座面の接触によっ
て摩擦力が大きくなることを抑制することができる。こ
れによりボルトを回転させて締め付ける時に、当接面積
調整部がないボルトに比べて小さな締付トルクで締付に
必要な軸力を得ることができる。したがって、ボルト座
面、被締結物の接触面にカジリやムシリが発生すること
を抑制しつつ、必要な軸力を得やすくできる。

【０００９】また、当接面積調整部を被締結物に接する
座面の外周側に設けることにより、同じ当接面積におい
て緩みトルクを大きくすることができ、ボルトを緩みに
くくすることができる。さらに、当接面積調整部を軸部
と同心円状に形成することにより、ボルトの回転方向に
おいて均等に摩擦力が得られるようにすることができ
る。

【００１０】

【発明の効果】上記作用において説明したように、請求
項１の発明によれば、上記ボルト締付構造において、従
来のボルトに比べて被締結物あるいはボルト座面にカジ
リやムシリが発生することを抑制しつつ、締結に必要な
軸力を確保でき、緩みにくいボルトを提供できるという
特有の効果を奏する。

【００１１】

【実施例】以下、実施例を示す添付図面によって詳細に
説明する。図１（Ａ）〜（Ｄ）はそれぞれ本発明に係
る、当接面積調整ボルトの第１実施例を説明するための
図であり、図１（Ａ）は正面図、図１（Ｂ）は図１
（Ａ）のＢ−Ｂ線矢視図、図１（Ｃ）は被締結物を締め
付けた状態での縦断面図、図１（Ｄ）は環状溝の拡大断
面図である。当接面積調整ボルト１は、図１（Ａ）に示
すように頭部２と軸部３とから構成され、頭部２は六角
部４と座部５とから構成されている。軸部３には下部位
置に雄ネジ部６が螺刻されている。

【００１２】当接面積調整ボルト１は、図１（Ｃ）に示
す締付構造において適用される。即ち、固定物１０上に
雌ネジ穴１１が形成された柱状体１２を突設し、柱状体
１２の回りに被締結物１３を外嵌し、柱状体１２の雌ネ
ジ穴１１に当接面積調整ボルト１の雄ネジ部６を螺合さ
せ、座部５の座面５ａで被締結物１３を締め付け、被締
結物１３を固定物１０上に固定するボルト締結構造であ
る。

【００１３】この実施例に係る当接面積調整ボルト１の
特徴は、座面５ａに軸部３と同心円状に断面矩形状の環
状溝１５を設けた点にある。環状溝１５が設けられる座
面５ａの位置は柱状体１２の外径Ｄを越えて被締結物１
３にかかる位置である。このような環状溝１５を設ける
ことにより、被締結物１３に当接する座面５ａの面積が
同じならば、環状当接部１６の半径を大きくできる分だ
け、緩みトルクを大きくでき、同じ軸力を設定した場合
においてボルト１を緩みにくくすることができる。な
お、矩形の角部は所定半径によって丸みを持たせること
により、応力集中を避け、ボルト１の強度および耐久性
を向上させている。

【００１４】図２を用いてさらに説明する。図２（Ａ）
は半径がＲ１で被締結物１３の上面に当接する座面５ａ
の面積が所定面積Ｓ（環状となる全面積）である環状当
接部１６Ａを示す図であり、図２（Ｂ）は本実施例のよ
うに被締結物１３にかかる環状溝１５を座面５ａに設け
た場合において、半径がＲ２で当接面積が同じく所定面
積Ｓであるように設定した環状当接部１６Ｂを示す図、
図２（Ｃ）は図２（Ｂ）と同じ半径Ｒ２を有する場合に
おいて環状溝１５が形成されていない環状当接部１６Ｃ
を示す図である。図２（Ａ）と図２（Ｂ）を比較すれば
分かるように、被締結物１３に当接する面積が同じで
も、半径Ｒ２が半径Ｒ１よりも大きいので、緩みトルク
が大きくなりボルト１は緩みにくくなる。

【００１５】また図２（Ｂ）と図２（Ｃ）を比較すれ
ば、半径はともにＲ２であるが、図２（Ｃ）の構成で
は、当接面積が所定面積Ｓより大きいので摩擦力が大き
くなり、ボルト３０を締める時に環状当接部１６Ｃの接
触面にカジリやムシリが発生しやすくなる。したがっ
て、ボルト１の締付に必要な軸力の確保が難しくなる。

【００１６】これに対し、図２（Ｂ）に示す本実施例の
構成では、ボルト１の座面５ａに環状溝１５が設けられ
ていることにより、図２（Ｃ）に比べて接触面積が小さ
くなるので、摩擦力が図２（Ｃ）に比べて大きくなら
ず、比較的大きなトルクで締め付けても環状当接部１６
Ｂの接触面にカジリやムシリが発生しにくい。したがっ
て、図２（Ｃ）の構成に比べて必要な軸力を確保でき、
緩みにくくなる利点がある。

【００１７】なお、ボルト１の座面５ａに環状溝１５を
設けることにより、被締結物１３の面圧を調整すること
になるが、環状溝１５の溝幅ａは被締結物１３の限界面
圧以下となるように設定することが必要である。被締結
物１３の限界面圧を超えると、被締結物１３が塑性変形
を起こして必要な軸力を得られなくなるからである。

【００１８】

【実施例２】図３（Ａ）〜（Ｄ）はそれぞれ本発明に係
る、当接面積調整ボルトの第２実施例を説明するための
図であり、図３（Ａ）は一部切欠正面図、図３（Ｂ）は
図３（Ａ）のＢ−Ｂ線矢視図、図３（Ｃ）は被締結物を
締め付けた状態での縦断面図、図３（Ｄ）は環状長方形
突起部の拡大断面図である。この第２実施例が前記第１
実施例と異なる点は、ボルト１の座面５ａに環状溝１５
を設ける代わりに、断面略長方形状の環状長方形突起部
１８を設けた点にある。なお、図３（Ｄ）に示すように
環状長方形突起部１８と座面５ａとの接続部１９は所定
半径の丸みを持たせており、また被締結物１３に接触す
る平坦部２０の角部２１も所定半径の丸みを持たせるこ
とにより、環状突起部１８を設けることによる応力集中
を避け、ボルト１の強度および耐久性を向上させてい
る。

【００１９】平坦部２０の幅Ｌは被締結物１３の限界面
圧と必要な軸力およびボルト中心からの径で決定され
る。なお、被締結物１３の接触面積を少なくして、摩擦
力を小さくすることにより、カジリやムシリを発生させ
ることなく締付トルクを大きくしてボルトを緩みにくく
する作用は第１実施例と同様である。

【００２０】

【実施例３】図４は本発明に係る当接面積調整ボルトの
第３実施例を説明するための拡大断面図であり、図３
（Ｄ）に対応する図である。この第３実施例が前記第２
実施例と異なる点は、被締結物１３が当接するボルト１
の座面５ａに複数個の環状長方形突起部を設けた点にあ
る。なお、図４に示す構成においては、その個数が２つ
である場合を示している。

【００２１】また、ボルト１の外周側に立設される外側
環状突起部２２の高さＨは内周側に立設される内側環状
突起部２３の高さｈに比べて高くなる（Ｈ＞ｈ）ように
形成されている。外側環状突起部２２の平坦部２０の幅
Ｌ１、内側環状突起部２３の平坦部２０の幅Ｌ２はそれ
ぞれ、被締結物１３の限界面圧、必要な軸力およびボル
ト中心からの距離で決定される。なお、環状突起部２
２，２３においても応力集中を避けるように接続部、平
坦部２０の角部に丸みをつけることは同様である。この
ように複数の環状突起部を設けることにより、被締結物
１３との接触状態が良好となるとともに、複数のリブを
形成したことになるので座部５のたわみを抑制すること
ができる。

【００２２】

【実施例４】図５は本発明に係る当接面積調整ボルトの
第４実施例を説明するための図であり、図５（Ａ）は一
部切欠正面図、図５（Ｂ）は環状半円突起部の拡大断面
図である。この第４実施例が前記第２実施例と異なる点
は、ボルト１の座面５ａに環状長方形突起部１８を設け
る代わりに断面略半円状の環状半円突起部２５を設けた
点にある。環状半円突起部２５は、図５（Ｂ）に拡大断
面図で示すように座面５ａから半径ｒの半円を突起さ
せ、その半円形状の先端部を直線２６で切り取ることに
より平坦部２０を形成した形状となっている。

【００２３】平坦部２０の幅Ｌ３は被締結物１３の限界
面圧と必要な軸力およびボルト中心からの径で決定され
る。この実施例においても、前記第２実施例と同様の効
果を発揮できる。また、このような環状半円突起部２５
を設けることにより、第２実施例の構成に比べて製造し
やすいとともに、ボルト締付時において環状突起部の変
形度合いが小さいために早く一定のトルクになる利点が
ある。

【００２４】

【実施例５】図６は本発明に係る当接面積調整ボルトの
第５実施例を説明するための図であり、図６（Ａ）は一
部切欠正面図、図６（Ｂ）は環状台形突起部の拡大断面
図である。この第５実施例が前記第２実施例と異なる点
は、ボルト１の座面５ａに環状長方形突起部１８を設け
る代わりに断面台形状の環状台形突起部２８を設けた点
にある。このような環状台形突起部を設けることによ
り、第２実施例の構成に比べて製造しやすい利点があ
る。

【００２５】

【実施例６】図７は本発明に係る当接面積調整ボルトが
適用される、クランク軸に取り付けられるクランクプー
リの構成を示す縦断面図である。図７において、クラン
クケース３２内にクランク軸３１を横架し、クランクケ
ース３２の前側にギアケース３３を装着し、クランク軸
先端部３４をギアケース３３に形成したクランク軸挿通
ボス３５に挿通している。クランク軸挿通ボス３５から
突出させたクランク軸先端部３４（柱状体に相当）の回
りにクランクプーリ３６を本発明に係る当接面積調整ボ
ルト３７により外嵌固定している。また、固定されたク
ランクプーリ３６にはファンベルト３８を介して図示し
ないエンジン冷却用ファンを連動できるように構成して
ある。なお、クランク軸挿通ボス３５の前部には環状の
オイルシール３９が内嵌されている。

【００２６】上記クランク軸先端部３４にクランクプー
リ３６を固定する場合においては、クランク軸先端部３
４の外径よりもボルトの外径が大きくないと、クランク
プーリ３６を固定することができない。このようなクラ
ンクプーリ３６の固定方法において、本発明に係る当接
面積調整ボルト３７を用いることにより、クランクプー
リ３６の表面あるいはボルト座面にカジリやムシリが発
生することを抑制しつつ、締結に必要な軸力を確保で
き、クランクプーリ３６の固定を確実に行うようにでき
る。また、この構成であるとクランクプーリ３６をクラ
ンク軸先端部３４に着脱するのも当接面積調整ボルト３
７の着脱だけで行え、作業が簡単となる利点がある。

【００２７】この発明は上記実施例に限定されるもので
はなく、この発明の要旨を変更しない範囲内において種
々の設計変更を施すことが可能である。以下、そのよう
な実施例を説明する。 （１）前記実施例ではボルト１の頭部２が座部５を有す
るものを例に取り説明したが、座部５を有しない通常の
六角ボルトの座面にそれぞれ環状溝、環状突起部を設け
てもよい。

【００２８】（２）前記実施例においては、環状突起部
を複数個設ける実施例を環状長方形突起部１８を例に取
り説明したが、環状半円突起部２５、環状台形突起部２
８においても同様に実施できることは明らかである。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１（Ａ）〜（Ｄ）はそれぞれ本発明に係る、
当接面積調整ボルトの第１実施例を説明するための図で
あり、図１（Ａ）は正面図、図１（Ｂ）は図（Ａ）のＢ
−Ｂ線矢視図、図１（Ｃ）は被締結物を締め付けた状態
での縦断面図、図１（Ｄ）は環状溝の拡大断面図であ
る。

【図２】図２（Ａ）〜（Ｃ）はそれぞれ本実施例に係る
環状溝の効果を説明するための概略図である。

【図３】図１（Ａ）〜（Ｄ）はそれぞれ本発明に係る、
当接面積調整ボルトの第２実施例を説明するための図で
あり、図１（Ａ）は部分切欠正面図、図１（Ｂ）は図
（Ａ）のＢ−Ｂ線矢視図、図１（Ｃ）は被締結物を締め
付けた状態での縦断面図、図１（Ｄ）は環状長方形突起
部の拡大断面図である。

【図４】図４は本発明に係る当接面積調整ボルトの第３
実施例を説明するための拡大断面図であり、図３（Ｄ）
に対応する図である。

【図５】図５は本発明に係る当接面積調整ボルトの第４
実施例を説明するための図であり、図５（Ａ）は一部切
欠正面図、図５（Ｂ）は環状半円突起部の拡大断面図で
ある。

【図６】図６は本発明に係る当接面積調整ボルトの第５
実施例を説明するための図であり、図６（Ａ）は一部切
欠正面図、図６（Ｂ）は環状台形突起部の拡大断面図で
ある。

【図７】本発明に係る当接面積調整ボルトが適用される
ボルト締結構造を示す断面図である。

【図８】従来のボルトを使用して被締結物を締め付けた
状態を示す縦断面図である。

【符号の説明】

１…当接面積調整ボルト、２…頭部、３…軸部、５ａ…
座面、６…雄ネジ部、１０…固定物、１１…雌ネジ穴、
１２…柱状体、１３…被締結物、１５…環状溝、１８…
環状長方形突起部、２２…外側環状突起部、２３…内側
外側突起部、２５…環状半円突起部、２８…環状台形突
起部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 固定物(１０)上に雌ネジ穴(１１)が形成
   された柱状体(１２)を突設し、柱状体(１２)の回りに被
   締結物(１３)を外嵌し、柱状体(１２)の雌ネジ穴(１１)
   にボルト(１)の雄ネジ部(６)を螺合させ、ボルト頭部
   (２)の座面外周部で被締結物(１３)を締め付け、被締結
   物(１３)を固定物(１０)上に固定締結するボルト締結構
   造に適用されるボルトであり、 被締結物(１３)を締め付けるボルト座面(５ａ)の外周部
   に、被締結物(１３)とボルト座面(５ａ)との当接面積を
   調整する、ボルト軸部(３)と同心円状の当接面積調整部
   (１５)(１８)(２２，２３)(２５)(２８)を形成したこと
   を特徴とする当接面積調整ボルト。