特開 2025-93184 締結部品

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2025093184

(43)【公開日】2025-06-23

(54)【発明の名称】締結部品

(51)【国際特許分類】

   F16B 35/00 20060101AFI20250616BHJP

   F16B 37/00 20060101ALI20250616BHJP

【ＦＩ】

F16B35/00 P

F16B37/00 E

【審査請求】未請求

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023208768

(22)【出願日】2023-12-11

(71)【出願人】

【識別番号】390038069

【氏名又は名称】株式会社青山製作所

(74)【代理人】

【識別番号】110000648

【氏名又は名称】弁理士法人あいち国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】小椋 友裕

(72)【発明者】

【氏名】纐纈 英治

(57)【要約】

【課題】重量の増加を抑制しつつ締結を強固にすることが可能な締結部材を提供する。
【解決手段】締結部材１０，５０は、ねじ形成部１１，５１と、被締結部材４０に当接する座面１２ａ，５２ａを形成する座面形成部１２，５２と、を備え、座面形成部１２，５２のうち座面１２ａ，５２ａ側の部位には、径方向外側に拡がる形状を有し、被締結部材４０に圧縮力を作用させるフランジ部１２２，５２２が形成されており、フランジ部１２２，５２２のうち座面１２ａ，５２ａとは反対側の面は、径方向内側から径方向外側に向かうにつれて座面１２ａ，５２ａ側に近づくように傾斜する傾斜面１２２ｃ，１２２ｄを形成しており、傾斜面１２２ｃ，１２２ｄは、径方向内側寄りに位置する内側傾斜面１２２ｃと、内側傾斜面１２２ｃよりも径方向外側に位置し、座面１２ａ，５２ａに対する傾斜角度が内側傾斜面１２２ｃよりも大きい外側傾斜面１２２ｄと、を有している。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

雄ねじ（１１ａ）または雌ねじ（５１ａ）が形成されたねじ形成部（１１，５１）と、
被締結部材（４０）に当接する座面（１２ａ，５２ａ）を形成する座面形成部（１２，５２）と、を備え、
前記座面形成部のうち前記座面側の部位には、径方向外側に拡がる形状を有し、前記被締結部材に圧縮力を作用させるフランジ部（１２２，５２２）が形成されており、
前記フランジ部のうち前記座面とは反対側の面は、径方向内側から径方向外側に向かうにつれて前記座面側に近づくように傾斜する傾斜面（１２２ｃ，１２２ｄ）を形成しており、
前記傾斜面は、
径方向内側寄りに位置する内側傾斜面（１２２ｃ）と、
前記内側傾斜面よりも径方向外側に位置し、前記座面に対する傾斜角度が前記内側傾斜面よりも大きい外側傾斜面（１２２ｄ）と、を有している、締結部材（１０，５０）。

【請求項2】

前記内側傾斜面と前記外側傾斜面との間で前記傾斜角度が変化する部位は、前記座面のうち最も径方向外側で前記被締結部材と当接する部位である最外当接部（１２２ａ）よりも径方向内側に位置している、請求項１に記載の締結部材。

【請求項3】

前記内側傾斜面における前記傾斜角度は２０°～３０°であり、
前記外側傾斜面における前記傾斜角度は３５°～５０°である、請求項１に記載の締結部材。

【請求項4】

前記フランジ部は、前記座面とは反対側の面のうち前記内側傾斜面と前記外側傾斜面との間に凹状に形成された凹部（１２２ｅ，１２２ｋ）を有しており、
前記凹部は、前記座面のうち最も径方向外側で前記被締結部材と当接する部位である最外当接部（１２２ａ）よりも径方向内側に位置している、請求項１に記載の締結部材。

【請求項5】

前記凹部は、段差を構成しており、前記フランジ部のうち前記座面とは反対側の面を断面Ｌ字状に切り欠いた形状を有している、請求項４に記載の締結部材。

【請求項6】

前記凹部は、最も外径側の部位において前記座面に最も近くなる形状を有している、請求項４に記載の締結部材。

【請求項7】

前記凹部は、径方向においては前記フランジ部のうち最も内径側の部位である最内径部（１２２ｉ）と前記最外当接部との間に位置し、軸方向においては前記フランジ部のうち最も外径側の部位である最外径部（１２２ｆ）と前記最内径部との間に位置している、請求項４に記載の締結部材。

【請求項8】

前記凹部は、前記最内径部と前記最外当接部との間の径方向距離を二等分し且つ軸方向と平行な仮想線（Ｌ１）と重合する位置に配置されている、請求項７に記載の締結部材。

【請求項9】

前記内側傾斜面および前記外側傾斜面は、軸方向断面において直線状をなすテーパ形状に形成される、請求項１～８の何れか１項に記載の締結部材。

【請求項10】

雄ねじ（１１ａ）または雌ねじ（５１ａ）が形成されたねじ形成部（１１，５１）と、
被締結部材（４０）に当接する座面（１２ａ，５２ａ）を形成する座面形成部（１２，５２）を備え、
前記座面形成部のうち前記座面側の部位には、径方向外側に拡がる形状を有し、前記被締結部材に圧縮力を作用させるフランジ部（１２２，５２２）が形成されており、
前記フランジ部は、前記座面とは反対側の面に凹状に形成された凹部（１２２ｅ，１２２ｋ）を有し、
前記凹部は、最も外径側の部位において前記座面に最も近くなる形状を有している、締結部材（１０，５０）。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、締結部品に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、特許文献１には、車両部品と車両構造体との締結部に用いられるワッシャに環状の溝を設けることによって締結を強固にして車両の操縦安定性を向上させる技術が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特許第６４００６４７号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上記従来技術によると、締結部にワッシャを追加することになるので車両重量が増加してしまう。ワッシャを用いずに締結を強固にする手段として、フランジ付きの締結部材（例えば、フランジ付きボルトやフランジ付きナット）を用いることが考えられるが、締結をより強固にするためにフランジ付きボルトの剛性を高めようとするとフランジ部の肉厚を大きくする必要があるのでフランジ付きボルトの重量が増加してしまう。

【0005】

本発明は、かかる背景に鑑みてなされたものであり、重量の増加を抑制しつつ締結を強固にすることが可能な締結部材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】

【0006】

本発明の一態様は、雄ねじまたは雌ねじが形成されたねじ形成部と、
被締結部材に当接する座面を形成する座面形成部と、を備え、
前記座面形成部のうち前記座面側の部位には、径方向外側に拡がる形状を有し、前記被締結部材に圧縮力を作用させるフランジ部が形成されており、
前記フランジ部のうち前記座面とは反対側の面は、径方向内側から径方向外側に向かうにつれて前記座面側に近づくように傾斜する傾斜面を形成しており、
前記傾斜面は、
径方向内側寄りに位置する内側傾斜面と、
前記内側傾斜面よりも径方向外側に位置し、前記座面に対する傾斜角度が前記内側傾斜面よりも大きい外側傾斜面と、を有している、締結部材にある。

【0007】

本発明の他の態様は、雄ねじまたは雌ねじが形成されたねじ形成部と、
被締結部材に当接する座面を形成する座面形成部を備え、
前記座面形成部のうち前記座面側の部位には、径方向外側に拡がる形状を有し、前記被締結部材に圧縮力を作用させるフランジ部が形成されており、
前記フランジ部は、前記座面とは反対側の面に凹状に形成された凹部を有し、
前記凹部は、最も外径側の部位において前記座面に最も近くなる形状を有している、締結部材にある。

【発明の効果】

【0008】

本発明の一態様によれば、傾斜角度が内側傾斜面よりも大きい外側傾斜面を、内側傾斜面よりも径方向外側に有しているので、フランジ部のうち剛性への寄与度が大きい径方向内側部位の肉厚を大きくしてフランジ部の剛性を高めつつ、フランジ部のうち軸方向応力が小さい径方向外側部位の肉厚の増加を抑制して締結部材の重量増加を抑制することができる。

【0009】

本発明の他の態様によれば、フランジ部のうち座面とは反対側の面に凹部が形成されているので、締結した時のフランジ部の内部応力の起点を凹部に作り出すことができる。そのため、フランジ部の内部応力の起点がフランジ部の最内径部のみである場合と比較して締結を強固にすることができる。しかも、凹部は、最も外径側の部位において座面に最も近くなる形状を有しているので、凹部の形成に伴うフランジ部の剛性の低下を極力抑えることができる。

【0010】

以上のごとく、上記態様によれば、重量の増加を抑制しつつ締結を強固にすることが可能な締結部材を提供することができる。

【0011】

なお、特許請求の範囲に記載した括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであり、本発明の技術的範囲を限定するものではない。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】実施形態１における、締結構造を示す軸方向断面図。

【図2】図１のフランジ部を拡大した軸方向断面図。

【図3】実施形態１に対する応力解析結果を示す図。

【図4】実施形態２における、締結構造のフランジ部を示す軸方向断面図。

【図5】実施形態３における、締結構造のフランジ部を示す軸方向断面図。

【図6】実施形態４における、締結構造を示す軸方向断面図。

【発明を実施するための形態】

【0013】

締結部材は、ねじ形成部と、座面形成部と、を備え、座面形成部のうち座面側の部位には、座面とは反対側の部位よりも径方向外側に拡がる形状を有し、被締結部材に圧縮力を作用させるフランジ部が形成されており、フランジ部のうち座面とは反対側の面は、径方向内側から径方向外側に向かうにつれて座面側に近づくように傾斜する傾斜面を形成しており、傾斜面は、径方向内側寄りに位置する内側傾斜面と、内側傾斜面よりも径方向外側に位置し、座面に対する傾斜角度が内側傾斜面よりも大きい外側傾斜面と、を有している。

【0014】

締結部材において、内側傾斜面と外側傾斜面との間で傾斜角度が変化する部位は、座面のうち最も径方向外側で被締結部材と当接する部位である最外当接部よりも径方向内側に位置している。これにより、フランジ部のうち、軸方向応力が小さい径方向外側部位の肉厚の増加を効果的に抑制できる。

【0015】

締結部材において、内側傾斜面における傾斜角度は２０°～３０°であり、外側傾斜面における傾斜角度は３５°～５０°である。これにより、フランジ部のうち、剛性への寄与度が大きい径方向内側の部位の肉厚を効果的に大きくできるとともに、フランジ部のうち、軸方向応力が小さい径方向外側部位の肉厚の増加を効果的に抑制できる。

【0016】

締結部材において、フランジ部は、座面とは反対側の面のうち内側傾斜面と外側傾斜面との間に凹状に形成された凹部を有している。これにより、締結した時のフランジ部の内部応力の起点を凹部に作り出すことができるので、フランジ部の内部応力の起点がフランジ部の最内径部のみである場合と比較して締結を強固にすることができる。

【0017】

締結部材において、凹部は、座面のうち最も径方向外側で被締結部材と当接する部位である最外当接部よりも径方向内側に位置している。これにより、凹部によって作り出された内部応力の起点によって被締結部材に軸方向応力を効果的に作用させることができるので、締結をより強固にすることができる。

【0018】

締結部材において、凹部は、段差を構成しており、フランジ部のうち座面とは反対側の面を断面Ｌ字状に切り欠いた形状を有している。これにより、凹部によるフランジ部の剛性低下を抑制できるとともに、締結した時のフランジ部の内部応力の起点を凹部に効果的に作り出すことができる。

【0019】

締結部材において、凹部は、最も外径側の部位において座面に最も近くなる形状を有している。これにより、凹部によるフランジ部の剛性低下を抑制できる。

【0020】

締結部材において、凹部は、径方向においてはフランジ部のうち最も内径側の部位である最内径部と、当接面のうち最も径方向外側で被締結部材と当接する部位である最外当接部との間に位置し、軸方向においてはフランジ部のうち最も外径側の部位である最外径部と、フランジ部のうち最も内径側の部位である最内径部との間に位置している。これにより、凹部によるフランジ部の剛性低下を抑制できるとともに、締結した時のフランジ部の内部応力の起点を凹部に効果的に作り出すことができる。

【0021】

締結部材において、凹部は、最内径部と最外当接部との間の径方向距離を二等分し且つ軸方向と平行な仮想線と重合する位置に配置されている。これにより、凹部によるフランジ部の剛性低下を抑制できるとともに、締結した時のフランジ部の内部応力の起点を凹部に効果的に作り出すことができる。

【0022】

締結部材において、内側傾斜面および外側傾斜面は、軸方向断面において直線状をなすテーパ形状に形成される。これにより、フランジ部のうち、剛性への寄与度が大きい径方向内側の部位の肉厚を効果的に大きくできるとともに、フランジ部のうち、軸方向応力が小さい径方向外側部位の肉厚の増加を効果的に抑制できる。

【0023】

（実施形態１）
１．締結構造１の構成
実施形態１における締結構造１について、図１～図３を参照して説明する。締結構造１は、第１締結部材１０を用いて、自動車の足回り部品を構成するリヤアブソーバを自動車のボデーに締結する構造である。

【0024】

本実施形態における締結構造１は、図１に示すように、第１締結部材１０、第２締結部材２０、第１被締結部材３０、および第２被締結部材４０を備える。締結構造１は、第１締結部材１０と第２締結部材２０とを用いて、第１被締結部材３０と第２被締結部材４０とを締結する。本実施形態においては、第１被締結部材３０は、自動車のボデーを構成する鋼板であり、第２被締結部材４０は、自動車のリヤアブソーバを自動車のボデーに固定するためのブラケットである。

【0025】

図１に示すように、第１締結部材１０は、ねじ形成部１１と座面形成部１２とを有するボルトである。本実施形態においては、第１締結部材１０は、ねじ径（呼び径）が１０ｍｍのボルトである。ねじ形成部１１は、雄ねじ１１ａが形成された軸状の軸部である。座面形成部１２は、ボルトの頭部であり、第２被締結部材４０に当接する座面１２ａを有している。座面形成部１２は、ねじ形成部１１と同軸状に配置されており、ねじ形成部１１よりも径方向寸法が大きくなっている。ねじ形成部１１の雄ねじ１１ａは、図１に示すように、ねじ形成部１１の中間部のみに形成されるようにしても良いし、図示しないが、ねじ形成部１１の全長に亘って形成されるようにしても良い。

【0026】

第１締結部材１０は、フランジ付きボルトである。すなわち、第１締結部材１０の座面形成部１２は、フランジ付き頭部である。具体的には、座面形成部１２は、頭部本体１２１とフランジ部１２２とを備える。本実施形態においては、頭部本体１２１は、六角頭部を構成しているが、頭部本体１２１は、六角形以外の形状としても良いし、穴付頭部を構成しても良い。フランジ部１２２は、座面形成部１２のうち座面１２ａ側の部位から全周に亘って径方向外側に拡がる形状を有し、第２被締結部材４０に圧縮力を作用させる。座面形成部１２の座面１２ａは、頭部本体１２１の底面およびフランジ部１２２の底面によって連続的に構成されている。

【0027】

本実施形態においては、座面形成部１２の頭部本体１２１の二面幅（頭部本体１２１の内接円の直径）が、ねじ形成部１１の直径よりも大きい。また、座面形成部１２のフランジ部１２２の直径が、ねじ形成部１１の直径および頭部本体１２１の二面幅よりも大きい。

【0028】

第２締結部材２０は、第１締結部材１０の雄ねじ１１ａに螺合する雌ねじが形成されたナットである。本実施形態においては、第２締結部材２０は、第１被締結部材３０に予め溶接にて固定されるウェルドナットである。第２締結部材２０として、第１被締結部材３０とは別体のフランジ付きナットや、第１被締結部材３０とは別体のフランジのないナット等が用いられていてもよい。

【0029】

２．第１締結部材１０の座面形成部１２の詳細構成
以下では、座面形成部１２の座面１２ａのうち最も径方向外側で第２被締結部材４０と当接する部位を最外当接部１２２ａと言う。図２に示すように、フランジ部１２２のうち座面１２ａ側の部位であって、最外当接部１２２ａよりも径方向外側の部位は、第１締結部材１０を鋳造成形する際に形成される面取部１２２ｂとなっている。

【0030】

フランジ部１２２のうち座面１２ａとは反対側の面は、全体として、径方向内側から径方向外側に向かうにつれて座面１２ａ側に近づくように傾斜している。以下では、フランジ部１２２のうち座面１２ａとは反対側の面を傾斜面と言う。

【0031】

フランジ部１２２の傾斜面には、内側傾斜面１２２ｃ、外側傾斜面１２２ｄおよび凹部１２２ｅが形成されている。内側傾斜面１２２ｃは、頭部本体１２１に接続されている。外側傾斜面１２２ｄは、内側傾斜面１２２ｃよりも径方向外側に位置している。つまり、内側傾斜面１２２ｃは、フランジ部１２２の傾斜面において径方向内側の部位を構成し、外側傾斜面１２２ｄは、フランジ部１２２の傾斜面において径方向外側の部位を構成している。

【0032】

以下では、座面１２ａに対する傾斜角度であって鋭角である角度を、単に傾斜角度と言う。外側傾斜面１２２ｄの傾斜角度は、内側傾斜面１２２ｃの傾斜角度よりも大きくなっている。内側傾斜面１２２ｃの傾斜角度は２０°～３０°が好ましく、外側傾斜面１２２ｄの傾斜角度は３５°～５０°が好ましい。本実施形態においては、内側傾斜面１２２ｃの傾斜角度は２５°であり、外側傾斜面１２２ｄの傾斜角度は４０°である。

【0033】

本実施形態においては、外側傾斜面１２２ｄはフランジ部１２２の最外径部１２２ｆまで形成されている。フランジ部１２２の最外径部１２２ｆと座面１２ａとの間には所定の厚みｔ１が設けられている。

【0034】

外側傾斜面１２２ｄの傾斜角度を内側傾斜面１２２ｃの傾斜角度よりも大きくすることで、フランジ部１２２のうち、剛性への寄与度が大きい頭部本体１２１側の部位の肉厚を大きくしてフランジ部１２２の剛性を高めつつ、フランジ部１２２のうち、軸方向応力が小さい径方向外側部位の肉厚の増加を抑制して第１締結部材１０の重量増加を抑制することができる。

【0035】

凹部１２２ｅは、フランジ部１２２の傾斜面に凹状に形成されている。凹部１２２ｅは、フランジ部１２２の全周に亘って環状に形成されている。本実施形態においては、凹部１２２ｅは、内側傾斜面１２２ｃと外側傾斜面１２２ｄとの境界部に配置されている。換言すれば、凹部１２２ｅは、径方向内側において内側傾斜面１２２ｃに接続され、径方向外側において外側傾斜面１２２ｄに接続されている。

【0036】

本実施形態においては、凹部１２２ｅは、フランジ部１２２の傾斜面に段差状に形成されている。凹部１２２ｅは、フランジ部１２２の傾斜面を断面Ｌ字状に切り欠いた形状を有している。具体的には、凹部１２２ｅは、内側傾斜面１２２ｃとの接続部１２２ｇから第１締結部材１０の軸方向Ｙと略平行に延びる壁面と、外側傾斜面１２２ｄとの接続部１２２ｈから第１締結部材１０の軸方向Ｙと略直交する方向に延びる底面とで構成されている。これにより、凹部１２２ｅは、径方向内側から径方向外側に向かうにつれて座面１２ａに近づき、最も外径側の部位において座面１２ａに最も近くなっている。

【0037】

凹部１２２ｅは、図２において、二点鎖線で示す仮想矩形Ｓ１の内側の領域に配置されている。具体的には、凹部１２２ｅは、第１締結部材１０の径方向においては、フランジ部１２２の最内径部１２２ｉと最外当接部１２２ａとの間に配置され、第１締結部材１０の軸方向Ｙにおいては、フランジ部１２２の最内径部１２２ｉと最外径部１２２ｆとの間に配置されている。

【0038】

本実施形態においては、凹部１２２ｅは、フランジ部１２２の最内径部１２２ｉと最外当接部１２２ａとの間の径方向距離を二等分し且つ軸方向Ｙと平行な仮想線Ｌ１と重合する位置に配置されている。

【0039】

フランジ部１２２に凹部１２２ｅを形成することで、第１締結部材１０と第２締結部材２０とで第１被締結部材３０と第２被締結部材４０とを締結した時のフランジ部１２２の内部応力の起点を凹部１２２ｅに作り出すことができる。これにより、フランジ部１２２の内部応力の起点がフランジ部１２２の最内径部１２２ｉのみにある場合と比較して、第２被締結部材４０を第１被締結部材３０から引き剥がそうとする外力が第２被締結部材４０の最外径部に作用したときのモーメントを小さくすることができる。そのため、第１締結部材１０と第２締結部材２０とによる第１被締結部材３０と第２被締結部材４０との締結を強固にすることができる。

【0040】

３．締結構造１の解析
締結構造１に関する解析について、図３を参照して説明する。本実施形態に対応する解析例１の解析結果を図３（ａ）に示し、解析例２の解析結果を図３（ｂ）に示し、解析例３の解析結果を図３（ｃ）に示す。

【0041】

解析例１～３で用いられた解析モデルは、第１締結部材１０と第１被締結部材３０と第２被締結部材４０とを含む３次元モデルである。

【0042】

図３（ａ）に示す解析例１では、内側傾斜面１２２ｃの傾斜角度が２５°であり、外側傾斜面１２２ｄの傾斜角度が４０°であり、凹部１２２ｅが形成されている解析モデルが用いられている。

【0043】

図３（ｂ）に示す解析例２では、フランジ部１２２の傾斜面の傾斜角度が変化することなく２５°で一定であり、フランジ部１２２に本実施形態の凹部１２２ｅが形成されていない解析モデルが用いられている。

【0044】

図３（ｃ）に示す解析例３では、フランジ部１２２の傾斜面の傾斜角度が変化することなく２５°で一定であり、フランジ部１２２に本実施形態と同様の凹部１２２ｅが形成されている解析モデルが用いられている。

【0045】

解析例１～３で用いた解析モデルでは、第１被締結部材３０を構造用鋼とし、第２被締結部材４０をアルミ合金とし、第１締結部材１０についてはヤング率を２０６ＧＰａとし、ポアソン比を０．３とし、降伏応力を１０１７ＭＰａとしている。

【0046】

図３（ａ）～（ｃ）に示す解析例１～３の解析結果は、これらの解析モデルにおいて、第１締結部材１０が発生する軸力を３８．６ｋＮとし、第２被締結部材４０の最外径部に、第２被締結部材４０を第１被締結部材３０から引き剥がそうとする方向の８．４ｋＮの荷重を付与した場合における軸方向応力のコンター図で示されており、応力が大きいほど濃い色で表されている。

【0047】

図３（ｂ）に示す解析例２と図３（ｃ）に示す解析例３とを比較することにより、凹部１２２ｅによる軸方向応力に対する作用効果がわかる。図３（ｃ）に示す解析例３と図３（ａ）に示す解析例１とを比較することにより、外側傾斜面１２２ｄの傾斜角度を内側傾斜面１２２ｃの傾斜角度よりも大きくすることの作用効果がわかる。

【0048】

図３（ｂ）に示す解析例２では、フランジ部１２２において軸方向応力の起点がフランジ部１２２の最内径部１２２ｉに形成されているが、フランジ部１２２の径方向外側部位に伝えられる軸方向応力は小さくなっている。

【0049】

これに対し、図３（ｃ）に示す解析例３では、凹部１２２ｅが形成されていることによって、フランジ部１２２において軸方向応力の起点がフランジ部１２２の最内径部１２２ｉのみならず凹部１２２ｅにも形成されているので、解析例２と比較してフランジ部１２２の径方向外側部位に伝えられる軸方向応力が大きくなっている。しかしながら、図３（ｃ）に示す解析例３では、凹部１２２ｅよりも径方向外側では、フランジ部１２２の傾斜面の近傍に伝えられる軸方向応力は解析例２と比較してほぼ変化がなく小さいままである。

【0050】

そこで、図３（ａ）に示す解析例１では、外側傾斜面１２２ｄの傾斜角度を内側傾斜面１２２ｃの傾斜角度よりも大きくすることによって、凹部１２２ｅよりも径方向外側において軸方向応力が小さい部分を除肉して軽量化を図っている。以上のことから、本実施形態に対応する解析例１によると、重量を極力増加させることなく第１被締結部材３０と第２被締結部材４０との締結を強固にすることができることがわかる。

【0051】

４．作用効果
本実施形態における第１締結部材１０によれば、第１締結部材１０のフランジ部１２２の外側傾斜面１２２ｄは内側傾斜面１２２ｃよりも傾斜角度が大きくなっているので、フランジ部１２２のうち剛性への寄与度が大きい頭部本体１２１側の部位の肉厚を大きくしてフランジ部１２２の剛性を高めつつ、フランジ部１２２のうち軸方向応力が小さい径方向外側部位の肉厚の増加を抑制して第１締結部材１０の重量増加を抑制することができる。したがって、第１締結部材１０の重量の増加を抑制しつつ第１締結部材１０による締結を強固にすることができる。

【0052】

本実施形態における第１締結部材１０によれば、内側傾斜面１２２ｃと外側傾斜面１２２ｄとの間で傾斜角度が変化する部位は、最外当接部１２２ａよりも径方向内側に位置している。これにより、フランジ部１２２のうち軸方向応力が小さい径方向外側部位の肉厚の増加を効果的に抑制できる。

【0053】

本実施形態における第１締結部材１０によれば、内側傾斜面１２２ｃにおける傾斜角度は２０°～３０°であり、外側傾斜面１２２ｄにおける傾斜角度は３５°～５０°である。これにより、フランジ部１２２のうち剛性への寄与度が大きい頭部本体１２１側の部位の肉厚を効果的に大きくできるとともに、フランジ部１２２のうち軸方向応力が小さい径方向外側部位の肉厚の増加を効果的に抑制できる。

【0054】

本実施形態における第１締結部材１０によれば、フランジ部１２２の傾斜面に凹部１２２ｅが形成されているので、締結した時のフランジ部１２２の内部応力の起点を凹部１２２ｅに作り出すことができる。そのため、フランジ部１２２の内部応力の起点がフランジ部１２２の最内径部１２２ｉのみである場合と比較して締結を強固にすることができる。

【0055】

本実施形態における第１締結部材１０によれば、凹部１２２ｅは、フランジ部１２２の最外当接部１２２ａよりも径方向内側に位置している。これにより、凹部１２２ｅによって作り出された内部応力の起点によって第２被締結部材４０に軸方向応力を効果的に作用させることができるので、締結をより強固にすることができる。

【0056】

本実施形態における第１締結部材１０によれば、凹部１２２ｅは、段差を構成しており、フランジ部１２２の傾斜面を断面Ｌ字状に切り欠いた形状を有している。これにより、凹部１２２ｅによるフランジ部１２２の剛性低下を抑制できるとともに、締結した時のフランジ部１２２の内部応力の起点を凹部１２２ｅに効果的に作り出すことができる。

【0057】

本実施形態における第１締結部材１０によれば、凹部１２２ｅは、最も外径側の部位において座面１２ａに最も近くなる形状を有している。これにより、凹部１２２ｅによるフランジ部１２２の剛性低下を抑制できる。

【0058】

本実施形態における第１締結部材１０によれば、凹部１２２ｅは、径方向においてはフランジ部１２２の最内径部１２２ｉと最外当接部１２２ａとの間に位置し、軸方向においてはフランジ部１２２の最外径部１２２ｆと最内径部１２２ｉとの間に位置している。これにより、凹部１２２ｅによるフランジ部１２２の剛性低下を抑制できるとともに、締結した時のフランジ部１２２の内部応力の起点を凹部１２２ｅに効果的に作り出すことができる。

【0059】

本実施形態における第１締結部材１０によれば、凹部１２２ｅは、最内径部１２２ｉと最外当接部１２２ａとの間の径方向距離を二等分し且つ軸方向と平行な仮想線Ｌ１と重合する位置に配置されている。これにより、凹部１２２ｅによるフランジ部１２２の剛性低下を抑制できるとともに、締結した時のフランジ部１２２の内部応力の起点を凹部１２２ｅに効果的に作り出すことができる。

【0060】

本実施形態における第１締結部材１０によれば、内側傾斜面１２２ｃおよび外側傾斜面１２２ｄは、軸方向断面において直線状をなすテーパ形状に形成される。これにより、フランジ部１２２のうち、剛性への寄与度が大きい径方向内側の部位の肉厚を効果的に大きくできるとともに、フランジ部１２２のうち、軸方向応力が小さい径方向外側部位の肉厚の増加を効果的に抑制できる。

【0061】

（実施形態２）
上記実施形態１では、凹部１２２ｅは、フランジ部１２２の傾斜面を断面Ｌ字状に切り欠いた形状を有しているが、本実施形態２では、図４に示すように、フランジ部１２２の傾斜面に形成された凹部１２２ｋは、フランジ部１２２の傾斜面を円弧状に切り欠いた形状を有している。

【0062】

フランジ部１２２の軸方向断面において、外側傾斜面１２２ｄとの接続部１２２ｈにおける凹部１２２ｋの接線（図示せず）は座面１２ａと平行になっている。これにより、凹部１２２ｋは、径方向内側から径方向外側に向かうにつれて座面１２ａに近づき、最も外径側の部位において座面１２ａに最も近くなっている。

【0063】

本実施形態２においても、上記実施形態１と同様に、フランジ部１２２の傾斜面に凹部１２２ｋが形成されているので、締結した時のフランジ部１２２の内部応力の起点を凹部１２２ｋに作り出すことができる。そのため、フランジ部１２２の内部応力の起点がフランジ部１２２の最内径部１２２ｉのみである場合と比較して締結を強固にすることができる。

【0064】

（実施形態３）
上記実施形態１～２では、フランジ部１２２の傾斜面に内側傾斜面１２２ｃ、外側傾斜面１２２ｄおよび凹部１２２ｅ、１２２ｋが形成されているが、本実施形態３では、図５に示すように、フランジ部１２２の傾斜面には凹部１２２ｅ、１２２ｋが形成されておらず内側傾斜面１２２ｃおよび外側傾斜面１２２ｄのみが形成されている。

【0065】

本実施形態においても、上記実施形態と同様に、内側傾斜面１２２ｃおよび外側傾斜面１２２ｄによる作用効果を奏することができる。すなわち、フランジ部１２２の外側傾斜面１２２ｄは内側傾斜面１２２ｃよりも傾斜角度が大きくなっているので、フランジ部１２２のうち剛性への寄与度が大きい頭部本体１２１側の部位の肉厚を大きくしてフランジ部１２２の剛性を高めつつ、フランジ部１２２のうち軸方向応力が小さい径方向外側部位の肉厚の増加を抑制して第１締結部材１０の重量増加を抑制することができる。したがって、第１締結部材１０の重量の増加を抑制しつつ第１締結部材１０による締結を強固にすることができる。

【0066】

（実施形態４）
上記実施形態１では、第１締結部材１０はフランジ付きボルトであり、第２締結部材２０はナットであり、第１締結部材１０のフランジ部１２２の傾斜面に内側傾斜面１２２ｃ、外側傾斜面１２２ｄおよび凹部１２２ｅが形成されている。これに対し、本実施形態４では、図６に示すように、第１締結部材５０はフランジ付きナットであり、第２締結部材６０はボルトであり、第１締結部材５０のフランジ部５２２の傾斜面に、実施形態１と同様の内側傾斜面、外側傾斜面および凹部が形成されている。

【0067】

第２締結部材６０は、第１被締結部材３０に予め溶接にて固定されるウェルドボルトであってもよいし、第１被締結部材３０とは別体のフランジ付きボルトや、第１被締結部材３０とは別体のフランジのないボルト等が用いられていてもよい。

【0068】

第１締結部材５０は、ねじ形成部５１と座面形成部５２とを有する。ねじ形成部５１は第１締結部材５０のうち中心軸側の部位を構成している。ねじ形成部５１には、雌ねじ５１ａが形成されている。座面形成部５２は、第１締結部材５０のうち外周側の部位を構成している。座面形成部５２には、第２被締結部材４０に当接する座面５２ａが形成されている。座面形成部５２は、ナット本体５２１とフランジ部５２２とを備える。本実施形態においては、ナット本体５２１は六角柱形状を有している。

【0069】

フランジ部５２２は、座面形成部５２のうち座面５２ａ側の部位から全周に亘って径方向外側に拡がる形状を有し、第２被締結部材４０に圧縮力を作用させる。座面形成部５２の座面５２ａは、ナット本体５２１の底面およびフランジ部５２２の底面によって連続的に構成されている。

【0070】

フランジ部５２２のうち座面５２ａとは反対側の面には、実施形態１と同様に内側傾斜面、外側傾斜面および凹部が形成されている。内側傾斜面、外側傾斜面および凹部の具体的構成は実施形態１と同様であるので詳細説明を省略する。

【0071】

本実施形態４においても、第１締結部材５０のフランジ部５２２に実施形態１と同様の内側傾斜面、外側傾斜面および凹部が形成されているので、実施形態１と同様の作用効果を奏することができる。

【0072】

（他の実施形態）
上記実施形態では、第１締結部材および第２締結部材のうち第１締結部材のみに内側傾斜面、外側傾斜面および凹部が形成されているが、第１締結部材および第２締結部材の両方に内側傾斜面、外側傾斜面および凹部が形成されていてもよい。

【0073】

上記実施形態では、フランジ部の傾斜面に内側傾斜面および外側傾斜面が形成されていてフランジ部の傾斜面の傾斜角度が径方向内側から径方向外側に向かうにつれて２段階に変化するが、フランジ部の傾斜面の傾斜角度が３段階以上に変化しても良い。フランジ部の傾斜面の傾斜角度が３段階以上である場合、凹部の両隣に位置する２つの傾斜面の傾斜角度は必ずしも互いに異なっている必要はなく、凹部の両隣に位置する２つの傾斜面の傾斜角度は互いに同じになっていても良い。

【0074】

上記実施形態では、フランジ部の内側傾斜面および外側傾斜面の傾斜角度がそれぞれ一定であり、軸方向断面で見ると内側傾斜面および外側傾斜面が直線状であるが、内側傾斜面および外側傾斜面の少なくとも一方の傾斜角度が一定でなく変化していても良い。すなわち、軸方向断面で見たときに内側傾斜面および外側傾斜面の少なくとも一方が曲線状であっても良い。

【符号の説明】

【0075】

１０，５０ 第１締結部材
１１，５１ ねじ形成部
１２，５２ 座面形成部
１２ａ，５２ａ 座面
１２２，５２２ フランジ部
１２２ａ 最外当接部
１２２ｃ 内側傾斜面
１２２ｄ 外側傾斜面
１２２ｅ，１２２ｋ 凹部
１２２ｆ 最外径部
１２２ｉ 最内径部
４０ 第２被締結部材（被締結部材）
Ｌ１ 仮想線

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】