(57)【要約】【課題】アルミニウム製の板状金具の取付孔にセレーションボルトを圧入により固定する際に、取付孔からのアルミバリの突出を防止して、アルミ屑の発生による周囲の部材の損傷やシール性能の低下を防止でき、セレーションボルトのボルト抜け力等を確保できる安価なボルト固定構造を提供する。【解決手段】アルミニウム製の外側金具２１の周辺部２３に設けた取付孔２６に、セレーションボルト３１が圧入により挿嵌固定される。セレーションボルト３１は、ねじ部３４に対して頭部３２側から軸方向に延びた外周にセレーション部３３を設けており、セレーション部３３とねじ部３４の間に外周面が凹凸のない滑らかなストレート部３５を設けている。セレーション部３３は、長さが外側金具２１の周辺部２３の板厚より短くなっている。セレーション部３３の外径は、取付孔２６の内径よりわずかに大きく、その差である締め代が０．２〜０．８ｍｍに設定されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルミニウム製の板状金具の取付孔に、ねじ部に対して頭部側端部の外周面に所定長さで軸方向に延びるセレーション部が形成されたセレーションボルトが圧入により挿嵌されてなるボルト固定構造において、
前記セレーション部の長さを前記板状金具の板厚より短くし、該セレーション部と前記ねじ部との間にストレート部を設けており、
前記セレーション部の前記取付孔への圧入により生じたアルミバリが、前記取付孔内周面と前記ストレート部外周面との間の隙間内に収容されることを特徴とするボルト固定構造。
【請求項２】
前記取付孔の前記セレーションボルトの突出側端部に設けた切欠き面内端位置より軸方向内方の前記隙間内に、前記アルミバリが収容されることを特徴とする前記請求項１に記載のボルト固定構造。
【請求項３】
前記セレーション部の外径と前記取付孔の内径との差である締め代を、０．２〜０．８ｍｍとしたことを特徴とする前記請求項１又は２に記載のボルト固定構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、板状金具の取付孔に、頭部側端部の外周面に所定長さで軸方向に延びるセレーション部が形成されたセレーションボルトが圧入により挿嵌されたボルト固定構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
板状金具の取付孔にセレーションボルトを圧入により挿嵌するボルト固定構造については、エンジンマウントやサスペンション用アッパーサポート等の各種防振装置の板状金具を相手部材に固定するために用いられている。例えば、特許文献１に示すように、エンジンマウントのストッパ金具のボルト挿通孔が、第１の取付金具に立設された取付ボルトのセレーション部に圧入され、セレーション部の各突状の先端部がつぶされることにより、ボルト挿通孔の内周面がセレーション部に対して嵌着固定されるボルト固定構造が知られている。
【特許文献１】特開２００１−６５６２８号公報
【０００３】
ところで、金具の軽量化と表面の精密な平坦性を確保するために、鉄に代えてアルミニウム製の板状金具が採用されるようになっている。この場合、例えば図７に示すように、セレーション部６の長さ（例えば８．８ｍｍ）がアルミニウム製の板状金具１の板厚（８．５ｍｍ）よりわずかに長いセレーションボルト５を使用し、取付孔２からわずかに飛び出たセレーション部６について、治具８で押しつぶして取付孔２端部に設けた切欠き面（Ｃ面）３（長さ１．５ｍｍ）に係止させるいわゆるカシメを行うことにより、セレーションボルト５のボルト抜け力やボルト廻りトルクを確保するようにしていた。
【０００４】
しかし、上記板状金具１の材質をアルミニウム製とすることにより、セレーションボルト５の板状金具１の取付孔２への圧入によって取付孔２の内周面が削られて、取付孔２の端部から外部にアルミバリとして突出する結果になった。このように突出したアルミバリが脱落して、アルミ屑が周囲の部材に付着することにより、部材に損傷を与えたり部材間のシール性能が損なわれたりするおそれがある。さらに、アルミバリが突出した状態で、治具８によるセレーション部６のカシメを行っても、突出したアルミバリが介在するため、かえってボルト抜け力、ボルト廻りトルクがばらついたり低下したりするという問題がある。そのため、アルミバリは必ず除去する必要があり手加工で除去が行われてきたが、そのための余分な作業時間がかかり板状金具のコストが高価になるという問題がある。また、治具によるカシメ作業も時間を要するものであり、セレーションボルトの抜け力や廻りトルク等が適正に確保されれば、カシメを廃止することが望ましい。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は上記問題を解決しようとするもので、アルミニウム製の板状金具の取付孔にセレーションボルトを圧入により挿嵌する際に、取付孔からのアルミバリの突出を防止して、アルミ屑の発生による周囲の部材の損傷やシール性能の低下を防止できると共に、金具割れがなく、ボルト抜け力、ボルト廻りトルクを適正に確保できる安価なボルト固定構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明の構成上の特徴は、アルミニウム製の板状金具の取付孔に、ねじ部に対して頭部側端部の外周面に所定長さで軸方向に延びるセレーション部が形成されたセレーションボルトが圧入により挿嵌されてなるボルト固定構造において、セレーション部の長さを板状金具の板厚より短くし、セレーション部とねじ部との間にストレート部を設けており、セレーション部の取付孔への圧入により生じたアルミバリが、取付孔内周面とストレート部外周面との間の隙間内に収容されることにある。
【０００７】
上記のように構成した本発明においては、セレーション部の長さを板状金具の板厚より短くし、さらにセレーション部とねじ部との間にストレート部を設けたことにより、セレーション部の取付孔への圧入により生じたアルミバリが、取付孔内周面とストレート部外周面との間の隙間内に収容されて、取付孔の外側に突出することがない。そのため、本発明においては、アルミバリが脱落して、アルミ屑による周囲の部材の損傷や部材間のシール性能の低下を防止でき、また、アルミバリを除去する必要が無くそのための作業時間を要しないので、板状金具のコストが安価にされる。さらに、本発明においては、セレーションボルトの圧入によるセレーション部と取付孔内周面との噛み合いにより、カシメを行わなくても金具割れが無く、ボルト抜け力やボルト廻りトルクが安定して確保されるため、セレーションボルトの板状金具への固定の手間が簡易にされ、ボルト固定構造の形成が安価に行われる。
【０００８】
また、本発明において、取付孔のセレーションボルトの突出側端部に設けた切欠き面内端位置より軸方向内方の隙間内に、アルミバリが収容されるようにしたことにより、アルミバリが切欠き面内にも突出しないので、切欠き面内でのアルミバリの脱落による不具合を確実に防止できる。
【０００９】
また、本発明において、セレーション部の外径と取付孔の内径との差である締め代を０．２〜０．８ｍｍとしたことにある。なお、締め代は０．２〜０．８ｍｍの範囲であればよいが、より好ましくは０．３〜０．７ｍｍの範囲である。このように、締め代を適正に設定することにより、セレーションボルトの圧入によるセレーション部と取付孔内周面との噛み合いにより、金具割れが無く、ボルト抜け力やボルト廻りトルクが安定して確保されるため、セレーションボルトの取付孔への圧入後のカシメの手間が省けてボルト取付構造の形成が安価に行われる。なお、締め代を０．２ｍｍより小さくすると、セレーション部と取付孔との噛み合いが不足し、ボルト抜け力が所望の値より低下する。また、締め代を０．８ｍｍより大きくすると、セレーション部と取付孔との噛み合いが過大になり過ぎて、鉄に比べて強度の低いアルミニウム製の板状金具の取付孔周囲に割れが生じ易くなり、さらにはボルト抜け力や廻りトルクが低下したりする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明においては、セレーションボルトの取付孔への圧入により生じたアルミバリが、取付孔内周面とストレート部外周面との間の隙間内に収容されて、取付孔の外側に突出することがないので、アルミバリが脱落してアルミ屑が周囲の部材に付着する不具合の発生がなく、またアルミバリ除去の手間が不要であり、そのため板状金具が安価に提供される。また、本発明においては、締め代を０．２〜０．８ｍｍの範囲とすることにより、セレーションボルトの取付孔への圧入後のカシメを行わなくても、金具の割れがなくかつボルト抜け力、廻りトルクが安定して確保されるため、カシメの手間が不要となりボルト取付構造の形成が安価に行われる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の一実施例について図面を用いて説明する。図１，図２は、実施例であるボルト固定構造を適用したサスペンション用アッパーサポート（以下、アッパーサポートと記す）の概略構成をＩ−Ｉ線方向断面図及び平面図により示し、図３、図４はアッパーサポートを構成する外側金具を平面図及び底面図により示したものである。アッパーサポート１０は、サスペンションのピストンロッドが取り付けられる内側金具１１の軸直角方向外方に離隔して、車両ボデーに取り付けられるアルミニウム製の外側金具２１を配設し、内側金具１１と外側金具２１との間を本体ゴム弾性体３７で連結して構成される。
【００１２】
内側金具１１は、鋼製の薄板からなり、それぞれ円筒容器形状の上側部１２と下側部１７が後述する底板部１４，１９を上下に重ね合わされて同軸状に固定されている。上側部１２は、軸方向長さが長い円筒部１３の下端が底板部１４で塞がれており、円筒部１３の開口端にて径方向外方に延びた円環状の外フランジ部１５を有しており、底板部１４の中央に固定孔１４ａを設けている。また、円筒部１３の外周面には、円筒部１３よりわずかに軸方向長さが短く円筒部１３より薄肉で円筒形の中間金具１６が圧入により固定されている。下側部１７は、上側部１２の円筒部１３に比べて軸方向長さが略１／２で外径が略２倍の円筒部１８の上端が底板部１９で塞がれており、円筒部１８の開口端１８ａ側が径方向外方に曲げられてわずかに延びた曲げ部になっており、底板部１９の中央に固定孔１９ａを設けている。上側部１２及び下側部１７は、いずれも鋼製の薄板に絞り加工を施すことにより形成される。内側金具１１は、上側部１２と下側部１７とをそれぞれの底板部１４，１９を各固定孔１４ａ，１９ａを合わせて重ね合わせて溶接することにより形成される。外側金具２１は、内側金具１１の上側部１２の略軸方向中央位置にて軸直角方向外方に離隔して同軸状に配置される。
【００１３】
外側金具２１は、アルミダイキャスト法で形成された略円形の厚板であり、厚肉の中央部２２に対してその上面側から径方向外方に延びた中央部２２の半分程度の厚さの板状金具である周辺部２３を一体で有しており、周辺部２３の周方向に１２０°隔てた等間隔の３箇所で径方向外方に円弧状にわずかに膨らんだ膨出部２３ａになっている。外側金具２１は、上面側が平坦で、中央部２２と周辺部２３との境界は裏面側で断差になっている。中央部２２には、板を貫通した同心円形の中央孔２４が形成されている。中央孔２４の内径は、上記上側部１２の円筒部１３に圧入された中間金具１６の外径より大きくなっている。中央部２２の上面側の中央孔２４に沿った周方向に１２０°隔てた等間隔の３箇所に、上凹部２５が中心角略６０°で周方向に延びて設けられている。
【００１４】
周辺部２３の３箇所の膨出部２３ａの内側には、それぞれ取付孔２６が板を貫通して設けられている。取付孔２６は、両面の開口部分が０．５ｍｍの深さで略４５°に傾斜して切り欠かれた切欠き面（Ｃ面）２６ａになっている。この切欠き面２６ａの深さは、図７に示す従来例の切欠き面３の深さに比べて略１ｍｍ短くされており、これにより取付孔２６のストレート部分の長さが相対的に長くされている。外側金具２１の裏面側において、各取付孔２６の周方向両側のわずかに離間した位置には、中央部２２から径方向に延びた幅の細い連結片２７が設けられている。そのため、連結片２７の間の取付孔２６が設けられた部分は、中央部２２と一対の連結片２７に囲まれた凹部２７ａになっている。また、外側金具２１の裏面側において、各取付孔２６の周方向の中間位置には、中央部２２から径方向に延びた幅の広い連結片２８が設けられている。そのため、連結片２７と連結片２８と中央部２２で囲まれた周辺部２３部分は、凹部２８ａになっている。
【００１５】
取付孔２６には、セレーションボルト３１が圧入により挿嵌固定されている。セレーションボルト３１は、その材質として、主なる成分が鉄(Ｆｅ)よりなる鋼、例えばＪＩＳ  ＳＣＭ４４０などのクロム・モリブデン鋼等であり、図５に示すように、ねじ部３４に対して頭部３２側端部から軸方向に延びた外周面にセレーション部３３を設けており、セレーション部３３とねじ部３４の間に外周面が凹凸のない滑らかなストレート部３５を設けている。セレーション部３３は、切削や押出し等により形成され、長さが外側金具２１の周辺部２３の板厚が略８．５ｍｍとして、それより短い６ｍｍ程度になっている。ストレート部３５は長さが略５ｍｍであり、ストレート部３５と取付孔２６の切欠き面２６ａ内端から軸方向内方のストレート部分との間が隙間３６になっている。また、セレーション部３３の外径は、取付孔２６の内径よりわずかに大きく、その差である締め代が０．２〜０．８ｍｍに設定されている。
【００１６】
本体ゴム弾性体３７は、内側金具１１の中間金具１６外周面と外側金具２１の中央部２２の中央孔２４内周面間を弾性的に連結している。また、本体ゴム弾性体３７は、中央部２２の上下面に固定されて上下に延びた上下突出部３８，３９を有しており、上側部１２の外フランジ部１５に当接しており、下側部１７の底板部１９に当接している。本体ゴム弾性体３７は、中間金具１６及び外側金具２１を所定の成形型にセットして、ゴム加硫成形を行うことにより一体で形成される。このように、中間金具１６及び外側金具２１に本体ゴム弾性体３７が加硫成形された中間加硫品が、中間金具１６にて上側部１２の円筒部１３外周面に圧入により挿嵌されて、上突出部３８が外フランジ部１５に当接させられ、さらに上側部１２の底板部１４に下側部１７の底板部１９を重ね合わせて溶接により固定することにより、アッパーサポート１０が形成される。
【００１７】
アッパーサポート１０は、図６に示すように、内側金具１１の両底板部１４，１９の固定孔１４ａ，１９ａに下側からサスペンションのピストンロッド４１を挿入してナット４２で締め付けて固定し、さらに外側金具２１を車体側部材４４に重ね合わせて車体側部材４４の取付孔４４ａにセレーションボルト３１を挿入してナット４５で締め付けることにより車体側部材４４に固定される。これにより、サスペンションのピストンロッド４１が、車体側部材４４に対して弾性支持される。
【００１８】
上記構成の実施例においては、セレーションボルト３１のセレーション部３３の長さを周辺部２３の板厚より短くし、さらにセレーション部３３とねじ部３４との間に外周面が凹凸のない滑らかなストレート部３５を設けたことにより、セレーション部３３の取付孔２６への圧入により生じたアルミバリが、取付孔２６内周面とストレート部３５との間の切欠き面２６ａより軸方向内方の隙間３６内に収容されて、取付孔２６の切欠き面２６ａ側に突出することがない。その結果、本実施例においては、アルミバリが脱落して、アルミ屑による周囲の部材の損傷や部材間のシール性能の低下を防止でき、また、アルミバリを除去する必要が無くそのための作業時間を要しないので、外側金具２１のコストが安価にされる。
【００１９】
また、セレーションボルト３１のセレーション部３３の外径と取付孔２６の内径との差である締め代を０．２〜０．８ｍｍとしたことにより、セレーション部３３と取付孔２６との噛み合いが適正に行われる。そのため、本実施例においては、セレーション部３３と取付孔２６内周面との十分な噛み合いにより、従来のように治具によるカシメを行わなくても、セレーションボルト３１のボルト抜け力やボルト廻りトルクが適正に確保されると共に、鉄に比べて強度の低いアルミニウム製の外側金具２１の周辺部２３に割れが生じることもない。その結果、本実施例においては、セレーションボルト３１の取付孔２６への固定の手間が簡易にされ、ボルト固定構造の形成が安価に行われる。
【００２０】
つぎに、上記実施例の具体的な試験結果について説明する。
上記実施例では、上記セレーションボルト３１を外側金具２１の取付孔２６に圧入により挿嵌した後の治具によるカシメが行われないため、具体的な試験により、従来例に比べて金具の割れ性、ボルト抜け力、ボルト廻りトルクが十分に確保されているか否かが確かめられた。実施例は、セレーション部３３の長さｌｓ＝６ｍｍのセレーションボルト３１を板厚８．５ｍｍの外側金具２１の取付孔２６に圧入により挿嵌したもので、その後のカシメはなく、締め代を０．１〜１．０ｍｍの範囲で０．１ｍｍづつ増加させた１０種類とした。また、従来例は、図７に示すセレーション部６の長さｌｓ＝８．８ｍｍのセレーションボルト５を板厚８．５ｍｍの外側金具２１の取付孔２６に圧入により挿嵌したものであり、その後に治具８によるカシメが行われており、締め代については実施例と同様に１０種類とした。
【００２１】
試験項目は、（１）金具割れ評価、（２）ボルト抜け力評価、（３）ボルト廻りトルク評価、の３種類である。（１）金具割れ評価については、セレーションボルトの圧入により取付孔の周囲に割れが生じたか否かを目視により調べるもので、○は割れ無、×は割れ有りである。（２）ボルト抜け力評価については、取付孔に圧入されたセレーションボルトを引き抜いたときの抜け力の大きさがセレーションボルトの圧入に要した圧入力より大きいか否かを調べるもので、○は圧入力より大きく、×（小）は圧入力より小さく、×（割れ）は引抜により金具に割れが生じたことを示す。（３）ボルト廻りトルク評価については、取付孔に圧入されたセレーションボルトをトルクレンチで廻したときのトルクの大きさが規定値より大きいか否かを調べるもので、○は規定値よりトルクが大きく、×（割れ）はボルトを廻したときに金具に割れが生じたことを示す。試験結果については下記表１に示す。
【００２２】
【表１】
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【００２３】
上記表１から、実施例ではセレーションボルト３１の圧入後のカシメが行われないため、締め代が０．１ｍｍではボルト抜け力が圧入力より小さくなっているが、０．２〜０．８ｍｍの間では圧入力より大きい良好な結果になっている。さらに、締め代が０．１〜０．８ｍｍの間ではボルト廻りトルクは規定値以上であり、金具割れも発生していない良好な結果になっている。また、締め代が０．９ｍｍ以上では、金具割れが生じ、ボルト抜け力、ボルト廻りトルク試験でも金具割れが生じた。これに対して、従来例は、締め代が０．１〜０．８ｍｍでは金具割れ、ボルト抜け力、ボルト廻りトルクのいずれも良好な結果であり、締め代が０．９ｍｍ以上では、金具割れが生じ、ボルト抜け力、ボルト廻りトルク試験でも金具割れが生じた。ただし、従来例では、セレーションボルトの取付孔への圧入により、アルミバリが突出する問題があり、実施例に劣る結果であることに変わりはない。
【００２４】
以上の試験結果から、本実施例においては、セレーションボルト３１の取付孔２６への圧入後に治具によるカシメは行われていないが、取付孔２６からのアルミバリの発生を防止しつつ、締め代が０．２〜０．８ｍｍの範囲で、金具割れが生じなく、ボルト抜け力及びボルト廻りトルク共に規定条件を満たしているおり、従来例と同等の結果であることが明らかにされた。
【００２５】
なお、上記実施例においては、サスペンション用アッパーサポートのアルミニウム製の外側金具の取付孔にセレーションボルトを圧入により挿通させたボルト固定構造について説明したが、これに限らず、種々の防振装置等のアルミニウム製板状金具の取付孔にセレーションボルトを圧入させるボルト取付構造に対しても本発明を適用することが可能である。その他、上記実施例に示したボルト固定構造については一例であり、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々変更して実施することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００２６】
本発明は、セレーション部の長さをアルミニウム製板状金具の板厚より短くし、さらにセレーション部とねじ部との間に外周面が凹凸のない滑らかなストレート部を設けたことにより、セレーション部の取付孔への圧入により生じたアルミバリの取付孔の外側への突出を防止でき、アルミバリの脱落によるアルミ屑が周囲の部材に付着する不具合の発生がなく、またアルミバリ除去の手間が不要になり、さらに治具によるカシメを行わなくてもボルト抜け力等が確保されるので、有用である。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の一実施例であるボルト固定構造を備えたアッパーサポートを概略的に示す図２のＩ−Ｉ線方向の断面図である。
【図２】同アッパーサポートを概略的に示す平面図である。
【図３】同アッパーサポートの外側金具を示す平面図である。
【図４】同アッパーサポートの外側金具を示す底面図である。
【図５】ボルト固定構造を拡大して示す断面図である。
【図６】アッパーサポートのピストンロッドと車体側部材への組み付け状態を概略的に示す断面図である。
【図７】従来例であるボルト固定構造を拡大して示す断面図である。
【符号の説明】
【００２８】
１０…アッパーサポート、１１…内側金具、１２…上側部、１７…下側部、２１…外側金具、２２…中央部、２３…周辺部、２４…中央孔、２６…取付孔、２６ａ…切欠き面、３１…セレーションボルト、３２…頭部、３３…セレーション部、３４…ねじ部、３５…ストレート部、３６…隙間、３７…本体ゴム弾性体。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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