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公開番号2025011479
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-24
出願番号2023113620
出願日2023-07-11
発明の名称ボルト締結構造
出願人株式会社青山製作所
代理人弁理士法人あいち国際特許事務所
主分類F16B 5/02 20060101AFI20250117BHJP(機械要素または単位;機械または装置の効果的機能を生じ維持するための一般的手段)
要約【課題】十分な締結力を発揮しつつ、軽量化を図ることができるボルト締結構造を提供すること。
【解決手段】ボルト締結構造1は、ボルト10と、雌ねじ21が形成された螺合部20と、螺合部20に一体または別体に形成され、雌ねじ21に接続された第一ボルト穴31が形成された第一介在部30と、ボルト10および第一介在部30とは別体に形成され、頭部12と第一介在部30との間に挟まれて配置され、第一ボルト穴31に接続された第二ボルト穴41が形成された第二介在部40とを備える。第一ボルト穴31は、雌ねじ21側から頭部12側に向かって穴径が徐々に拡径するように形成された第一拡径穴31bを備え、第二ボルト穴41は、頭部12側から雌ねじ21側に向かって穴径が徐々に拡径するように形成される第二拡径穴41bを備える。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
雄ねじ（１１ａ）が形成された軸部（１１）、および、前記軸部の直径よりも大きい直径を有する頭部（１２）を有するボルト（１０）と、
前記ボルトの前記雄ねじに螺合する雌ねじが形成された螺合部（２０，３２０，４２０）と、
前記螺合部に一体または別体に形成され、前記雌ねじに接続された第一ボルト穴（３１）が形成された第一介在部（３０）と、
前記ボルトおよび前記第一介在部とは別体に形成され、前記頭部と前記第一介在部との間に挟まれて配置され、前記第一ボルト穴に接続された第二ボルト穴（４１，５４１）が形成された第二介在部（４０，５４０）と、
を備え、
前記第一ボルト穴は、前記雌ねじ側から前記頭部側に向かって穴径が徐々に拡径するように形成された第一拡径穴（３１ｂ，１３１ｂ，２３１ｂ）を備え、
前記第二ボルト穴は、前記頭部側から前記雌ねじ側に向かって穴径が徐々に拡径するように形成される第二拡径穴（４１ｂ，１４１ｂ，２４１ｂ）を備える、ボルト締結構造（１，２，３，４，５，６）。
続きを表示（約 1,200 文字）【請求項２】
前記第一拡径穴の最大穴径（φＡ）および前記第二拡径穴の最大穴径（φＢ）は、前記ボルトの前記頭部のうち前記第二介在部側に接触している部分の外縁の直径よりも大きく形成される、請求項１に記載のボルト締結構造（１，２，３，４，５，６）。
【請求項３】
前記第一拡径穴は、前記雄ねじと前記雌ねじとが螺合している部分のうちの前記頭部側の端（Ｐ１）から、前記頭部側に向かって４５°の角度で拡径した第一仮想線（Ｌ１）よりも径方向内側に形成され、
前記第二拡径穴は、前記頭部のうち前記第二介在部側に接触している部分の外縁（Ｐ２）から、前記雌ねじ側に向かって４５°の角度で拡径した第二仮想線（Ｌ２）よりも径方向内側に形成される、請求項１または２に記載のボルト締結構造（１，２，３，４，５，６）。
【請求項４】
前記第一拡径穴および前記第二拡径穴は、テーパ状に形成される、請求項１または２に記載のボルト締結構造（１，４，５，６）。
【請求項５】
前記第一拡径穴は、中心軸線に対する傾斜角度（θＡ）が前記雌ねじ側から前記頭部側に向かって徐々に小さくなるように、軸方向断面において湾曲した形状に形成され、
前記第二拡径穴は、中心軸線に対する傾斜角度（θＢ）が前記頭部側から前記雌ねじ側に向かって徐々に小さくなるように、軸方向断面において湾曲した形状に形成される、請求項１または２に記載のボルト締結構造（２）。
【請求項６】
前記第一拡径穴は、中心軸線に対する傾斜角度（θＡ）が前記雌ねじ側から前記頭部側に向かって徐々に大きくなるように、軸方向断面において湾曲した形状に形成され、
前記第二拡径穴は、中心軸線に対する傾斜角度（θＢ）が前記頭部側から前記雌ねじ側に向かって徐々に大きくなるように、軸方向断面において湾曲した形状に形成される、請求項１または２に記載のボルト締結構造（３）。
【請求項７】
前記第一介在部の前記頭部側の面と前記第二介在部の前記雌ねじ側の面とは、接触し、
前記第一拡径穴の最大穴径（φＡ）となる開口部、および、前記第二拡径穴の最大穴径（φＢ）となる開口部は、前記第一介在部と前記第二介在部との接触面上に位置し、
前記第一拡径穴は、前記第一介在部における前記第二介在部との接触面のうち内縁部分に生じる応力が前記第一介在部の降伏応力未満となるように形成され、
前記第二拡径穴は、前記第二介在部における前記第一介在部との接触面のうち内縁部分に生じる応力が前記第二介在部の降伏応力未満となるように形成される、請求項１または２に記載のボルト締結構造（１，２，３，４，５，６）。
【請求項８】
前記第一拡径穴は、前記第一ボルト穴の半分以上の軸方向長さを有し、
前記第二拡径穴は、前記第二ボルト穴の半分以上の軸方向長さを有する、請求項１または２に記載のボルト締結構造（１，２，３，４，５，６）。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、ボルト締結構造に関する。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
ボルト締結構造において、ボルト穴径は、ＪＩＳＢ１００１－１９８５（ＩＳＯ２３７－１９７９）に規定されている。このボルト穴径は、複数の等級に区分されており、ボルト呼び径に応じて規定されている。ボルト穴は、面取りおよびざぐりを除いた主要部分は、円筒内周面形状に形成されている。
【０００３】
特許文献１には、ボルトを用いて複数の接合部材を締結するボルト締結構造において、ボルトに螺合する雌ねじ部を有する第１接合部材と、第１接合部材と接する第２接合部材との少なくとも一方の接合面において、ボルトが挿通する部分に凹部を形成することが記載されている。
【０００４】
特許文献２には、レッチェルの影響円錐について記載されている。レッチェルの影響円錐の考え方によれば、ボルトの頭部と当接している部分の外縁上に位置する点から４５°の角度で広がる円錐内の範囲に締結による応力が作用するとされている。
【０００５】
また、特許文献３の図６には、ボルト穴が、基準穴部と、基準穴部からボルトの頭部側に向かって徐々に穴径が拡大するテーパ穴部とにより構成されることが記載されている。特許文献３の図７には、ボルト穴が、基準穴部と、基準穴部から雌ねじ側に向かって徐々に穴径が拡大するテーパ穴部とにより構成されることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
特開２００６－２８２８号公報
特開２０２０－２３９４８号公報
特開２０１７－２１９０５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、ボルト締結構造において軽量化することが求められている。軽量化を目的として、ボルト径を小さくすることがある。しかしながら、ボルト径を小さくすることに合わせて、ボルト穴径を小さくしてしまうと、ボルト質量が小さくなったとしても、相手部材の質量が大きくなってしまう。従って、ボルト径を小さくしたとしても、ボルト締結構造全体の軽量化を図ることができない。
【０００８】
特許文献３の図６、図７に記載のボルト締結構造によれば、軽量化を図ることができると考えられるが、十分な締結力を発揮できているかが問題となる。また、さらなる軽量化を図るための改善の余地もある。
【０００９】
本発明は、かかる背景に鑑みてなされたものであり、十分な締結力を発揮しつつ、軽量化を図ることができるボルト締結構造を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一態様は、雄ねじが形成された軸部、および、前記軸部の直径よりも大きい直径を有する頭部を有するボルトと、
前記ボルトの前記雄ねじに螺合する雌ねじが形成された螺合部と、
前記螺合部に一体または別体に形成され、前記雌ねじに接続された第一ボルト穴が形成された第一介在部と、
前記ボルトおよび前記第一介在部とは別体に形成され、前記頭部と前記第一介在部との間に挟まれて配置され、前記第一ボルト穴に接続された第二ボルト穴が形成された第二介在部と、
を備え、
前記第一ボルト穴は、前記雌ねじ側から前記頭部側に向かって穴径が徐々に拡径するように形成された第一拡径穴を備え、
前記第二ボルト穴は、前記頭部側から前記雌ねじ側に向かって穴径が徐々に拡径するように形成される第二拡径穴を備える、ボルト締結構造にある。
【発明の効果】
（【００１１】以降は省略されています）

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