(57)【要約】【課題】  締結固定におけるボルトまたはナットおよび双方を併用する場合において、被締結物を含む全ての整列を良好でストレスの掛からない状態とし、強固で安定した締結結合を完成させること。【解決手段】  本発明で開発した丸形平座金は、被締結物のボルト孔や、締結体であるボルトやナットに対して、求心性を持たせたものである。これにより、良好な整列を持ちストレスの掛からない状態での強固で安定した締結結合を完成できる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
丸形平座金の締結面と貫通孔との交差する部分をボルトの軸方向に傾斜させ、その傾斜部分を被締結物の面取り部に沿う形状としたことを特徴とする丸形平座金。
【請求項２】
請求項１に記載の丸形平座金の、前記ボルトの頭部と接する側を、前記ボルトの頭部と軸部が交差する部分に設けられた隅Ｒに沿う形状もしくは、隅Ｒを逃がす形状としたことを特徴とする丸形平座金。
【請求項３】
請求項１に記載の丸形平座金の、前記ナットと接する側を、前記ナットの面取り部に沿う形状の傾斜部分を持つことを特徴とする丸形平座金。
【請求項４】
前記請求項１乃至請求項３に記載の丸形平座金において、前記丸形平座金が外輪と内輪とからなり、それら外内輪の硬度が異なることを特徴とする丸形平座金。
【請求項５】
請求項４に記載の丸形平座金において、前記外輪と前記内輪を異種金属としたことを特徴とする丸形平座金。
【請求項６】
請求項４に記載の丸形平座金において、前記外輪を金属、前記内輪を金属以外の物（例えば耐熱樹脂）に置き換えたことを特徴とする丸形平座金。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は特殊な機能を持つ丸形平座金に関する。
【背景技術】
【０００２】  締結固定に用いるボルトまたはナットおよび双方を併用する場合において、被締結物の保護や座面の安定性向上、緩み防止の目的で丸形平座金を用いる事が広く一般的に行われてきた。【０００３】  しかし、従来の規格化された丸形平座金は、一般的な用途には充分であるが、より広範囲な機能を求めようとした場合は不十分であった。より広範囲な機能とは、被締結物に対するボルト及びナットの整列、均一な締結力の伝達、ストレスの無い締結状態である。【０００４】  規格化された丸形平座金にあっては、使用するボルト径に対して孔径が大きくされており、注意して取り付けないとボルトと平座金の中心がずれる事になり、締結力が均等に座面に伝達されない。また製造上の公差により上面と下面の平行度が均一でなく、更に組み合わせて用いるボルトの軸部と頭部座面の直角度の公差と相まって、締結状態ではボルトの軸部及び頭部あるいは座面に余計なストレスや応力が働いた状態になりやすい。【０００５】  これらの改善策として、意匠登録１４１３１６４号に開示されたものが知られているが、それでも既存のボルト及びナットの製造上の公差を緩和することができない。【０００６】  そこで、既存のボルト及びナットの製造上の公差を緩和し、かつ特別な注意をする事なく良好な整列状態となる形状の丸形平座金を開発した。
【先行技術文献】
【０００７】
【特許文献】
【特許文献】  意匠登録  １４１３１６４号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】  本発明は、ボルトまたはナットおよびその双方を用いる締結固定において、締結部品の製造上の公差等による整列状態の不良やストレス、不均一な締結力を改善することができる丸形平座金を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】  請求項１の発明に係る丸形平座金は、被締結物のボルト孔に対して求心性を持つことを特徴とする。具体的には、丸形平座金の締結面と貫通孔の交差する部分をボルトの軸方向に傾斜させ、その傾斜部分を被締結物の面取り部に沿う形状としたことを特徴とする。これにより、被締結物と座金の整列が整う効果を発揮する。【００１０】  請求項２の発明に係る丸形平座金は、請求項１の座金において、締結力を発生するボルトに対しても求心性を持つことを特徴とする。具体的には、請求項１に記載の丸形平座金の、締結面と貫通孔の交差する部分にあって、特にボルト頭部と接する側をボルトの軸方向に傾斜させ、その傾斜部分を前記ボルトの頭部と軸部が交差する部分に設けられた隅Ｒに沿う形状もしくは、隅Ｒを逃がす形状としたことを特徴とする。これにより被締結物と座金とボルトの整列が整う効果を発揮する。【００１１】  請求項３の発明に係る丸形平座金は、請求項１の座金において、ナットによる締結の場合に、前記ナットに対しても求心性を持たすことを特徴とする。具体的には、請求項１に記載の丸形平座金の、締結面と貫通孔の交差する部分にあって、特にナットと接する側をボルトの軸方向に傾斜させ、その傾斜部分を前記ナットの面取り部に沿う形状としたことを特徴とする。これにより被締結物と座金の整列が整う効果に加え、ナットを用いて締結する際のナットと座金の整列が整う効果を発揮する。【００１２】  請求項４の発明に係る丸形平座金は、請求項１乃至請求項３の座金が外輪と内輪とからなる形状で、それらの面積や硬度を変化させることで本座金の締結状態での剛性を変化させることを特徴とする。【００１３】  請求項５の発明に係る丸形平座金は、請求項４の座金の特徴を更に引き出すことを可能とする。例えば外輪をチタン合金、内輪を真鍮とした場合、圧着状態での金属の変形量が異なることを利用し、内輪とボルト軸部のクリアランスをよりいっそう少なくできる。この例の場合、締結状態で真鍮がある程度圧着変形することを想定してより強固な締結物の一体状態を形成したうえで、チタン合金の特性を利用して制振効果やその反発効果による緩み止め能も期待できる。
【発明の効果】
【００１４】  前記丸形平座金を内燃機関のシリンダーとシリンダーヘッドの締結部分の座面に使用した場合、良好な整列状態によるストレスの無い均等で強固な締結状態を実現でき、内燃機関の内部より発生する振動を緩和させることができる。これにより、内燃機関の部品の長寿命化や、より良い作動状態となることによる低燃費化が期待できる。【００１５】  前記丸形平座金を二輪自動車のエンジンと車体の締結部の座面に使用した場合、良好な整列状態によるストレスの無い均等で強固な締結状態を実現でき、エンジンからの振動が車体に伝わることを緩和できる。更に外輪と内輪に使用する金属を変更した場合に、振動の伝わり方に変化がみられ、これらの組み合わせを工夫することで、目的に合致した締結状態を構築できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１（Ａ）（Ｂ）は、請求項１の発明に係る丸形平座金の正面断面図及び上面図である。
【図２】図２は、請求項３の発明に係る丸形平座金を用いた締結構造の実施形態を示す断面図である。本来は被締結物と座金、ナットの座面が面で接するものであるが、ここではわかりやすく示すためにわずかな隙間をもうけて作図してある。
【図３】図３は、図２において破線で囲んだ部分の拡大図である。
【図４】図４は、請求項２の発明に係る丸形平座金を用いた締結構造の実施形態を示す断面図である。本来は被締結物と座金、ボルトの頭部の座面が面で接するものであるが、ここではわかりやすく示すためにわずかな隙間をもうけて作図してある。
【図５】図５は、図４において破線で囲んだ部分の拡大図である。
【図６】図６は、請求項４の発明に係る丸形平座金を用いた締結構造の実施形態を示す断面図である。本来は被締結物と座金、ボルトの頭部の座面が面で接するものであるが、ここではわかりやすく示すためにわずかな隙間をもうけて作図してある。
【図７】図７は、図６において破線で囲んだ部分の拡大図である。
【図８】図８は、請求項１の発明に係る丸形平座金を用いた締結構造の実施形態を示す断面拡大図である。本来は被締結物と座金、ナットの座面が面で接するものであるが、ここではわかりやすく示すためにわずかな隙間をもうけて作図してある。
【発明を実施するための形態】
【００１７】  図１において、丸形平座金１は、傾斜した部分を有す内輪部分３と平坦な外輪部分２から形成されている。前記内輪部分の第二傾斜部分５は、図５に示す他方の被締結物７の面取り部１７に沿う形状に、一方、第一傾斜部分４は、図５に示すボルト１３の頭部１４と軸部１５との交差する部分に設けられた隅Ｒ１６に沿う形状、もしくは隅Ｒ１６を逃がす形状にする。
【００１８】  図３は、他の実施形態に係る丸形平座金８の部分拡大図であり、この丸形平座金８に設けた第二傾斜部分５とフランジ付きナット９の面取り部１１の状態を示す。これにより、フランジ付きナット９を締め付けると、第二傾斜部分５がフランジ付きナット９の面取り部１１に沿ってフランジ付きナット９の軸心と丸形平座金８の中心とが一致する。これにより前記全ての整列が良好な締結状態を形成できる。
【００１９】  図８は、他の実施形態に係る丸形平座金１８の部分拡大図であり、この丸形平座金１８は、フランジ付ナット９に面接する面と他方の被締結物７に面接する面の双方に傾斜部分を有し、その形状は双方とも、第二傾斜部分５に準ずる。これにより、フランジ付きナット９を締め付けると、前記ナットに面接する側の第二傾斜部分５が、前記ナットの面取り部１１に沿ってフランジ付きナット９の軸心と丸形平座金１８の中心とが一致する。一方、他方の被締結物７に設けられた面取り部１７に、前記座金の、前記締結物に面接する側の第二傾斜部分５が沿うことで、丸形平座金１８の中心と他方の被締結物７の貫通孔の中心が一致する。これにより前記全ての整列が良好な締結状態を形成できる。
【００２０】  図５は、丸形平座金１２に設けた第一傾斜部４及び第二傾斜部５と、六角穴付きボルト１３の頭部１４と軸部１５の交差する部分に設けられた隅Ｒ１６の状態を示す。これにより、六角穴付きボルト１３を締め付けると、第二傾斜部５が他方の被締結物７に設けられた面取り部１７に沿って他方の被締結物７の貫通孔の中心と丸形平座金１２の中心とが一致する。一方で、前記平座金の第一傾斜部４に沿って前記ボルトに設けられた隅Ｒ１６が案内され、前記ボルトと前記座金の中心が一致する。これにより全ての整列が良好な締結状態を形成できる。
【００２１】  図７を参照して、丸形平座金１の効果について記す。形状は、図５の丸形平座金１２に等しいが、図１に示す外輪２と内輪３から構成される。その外内輪２、３は別部品であるが、個々の部品を圧入或いは接着により一体化した構造とする。内輪３に設けられた第一傾斜部４或いは第二傾斜部５は、前記のように被締結物の面取り部１７やボルトの隅Ｒ１６に沿う形状とされているが、これらにも公差が存在する。例えば前記座金の材質をアルミ合金とした場合、外輪２をＪＩＳ  Ａ７０７５のような高強度の物、内輪３をＪＩＳ  Ａ５０５２のような低強度の物とすることで、締結状態において内輪３が圧着変形することにより、前記公差を緩和することができ、より強固な締結状態を形成できる。
【００２２】  前記丸形平座金１において、外輪２と内輪３に異なる強度をもつ金属を使用することは前記したが、使用する場所や目的によっては、外輪２をチタン合金、内輪３を真鍮とした異種金属の組み合わせや、内輪３を耐熱樹脂とした金属と金属以外の物を組み合わせることも考えられる。更に外輪２と内輪３の面積の割合や、前記座金の厚み等を変化させることで、適切な形状を構築できる物である。
【００２３】  前記丸型平座金１において、異種金属や金属以外の物を組み合わせたハイブリッド構造のものは、使用する材質によって共振数が異なるため、振動を減衰させる場合や調整する場合に、非常に有効な手段となる。
【符号の説明】
【００２４】１  丸形平座金
２  前記丸形平座金の外輪
３  前記丸形平座金の内輪
４  前記丸形平座金の孔部に設けた第一傾斜部分
５  前記丸形平座金の孔部に設けた第二傾斜部分
６  一方の被締結物
７  他方の被締結物
８  他の実施形態に係る丸形平座金
９  フランジ付きナット
１０  スタッドボルト
１１  フランジ付きナットの座面にある面取り部
１２  他の実施形態に係る丸形平座金
１３  六角穴付きボルト
１４  前記六角穴付きボルトの頭部
１５  前記六角穴付きボルトの軸部
１６  前記六角穴付きボルトの頭部１４と軸部１５の交差する部分に設けられた隅Ｒ
１７  他方の被締結物に設けられた面取り部
１８  他の実施形態に係る丸形平座金
【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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【図８】
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