特許 7205445 段付ボルト

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-01-06

(45)【発行日】2023-01-17

(54)【発明の名称】段付ボルト

(51)【国際特許分類】

   F16B 39/284 20060101AFI20230110BHJP

   F16B 31/02 20060101ALI20230110BHJP

   F16B 35/00 20060101ALI20230110BHJP

   F16B 39/282 20060101ALI20230110BHJP

【ＦＩ】

F16B39/284 Z

F16B31/02 H

F16B35/00 Q

F16B39/282 A

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2019208525

(22)【出願日】2019-11-19

(65)【公開番号】P2021080995

(43)【公開日】2021-05-27

【審査請求日】2022-02-14

(73)【特許権者】

【識別番号】000003218

【氏名又は名称】株式会社豊田自動織機

(74)【代理人】

【識別番号】110000394

【氏名又は名称】弁理士法人岡田国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】宮崎 圭介

【審査官】杉山 豊博

(56)【参考文献】

【文献】実公昭４６－００９１３５（ＪＰ，Ｙ１）

【文献】特開２０１８－０２１６４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２００７－５１０１１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－１３３１４８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ１６Ｂ ３９／２８４

Ｆ１６Ｂ ３９／２８２

Ｆ１６Ｂ ３１／０２

Ｆ１６Ｂ ３５／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

一方側におねじ部と、他方側に頭部と、前記おねじ部と前記頭部との間に、前記頭部の外径よりも小さく、かつ、前記おねじ部の外径よりも大きな外径を有する大径軸部と、を備える段付ボルトであって、
前記大径軸部の中心軸線は、前記おねじ部の中心軸線と同一とされており、
前記大径軸部は、前記おねじ部側の端面である大径軸部端面から所定深さ窪んで前記おねじ部の周囲を連続して一周する溝である周溝部を有し、
周囲が前記周溝部に囲まれた前記大径軸部の一部分である自由連結柱部の径は、前記大径軸部端面の位置において、前記おねじ部の谷径以下の径とされている、
段付ボルト。

【請求項2】

請求項１に記載の段付ボルトであって、
前記自由連結柱部の径は、前記大径軸部端面の位置から所定長さにわたって同一径、かつ、前記おねじ部の谷径よりも小さい径、とされている、
段付ボルト。

【請求項3】

請求項１または２に記載の段付ボルトであって、
前記大径軸部端面の位置において、前記周溝部の径方向の幅は、前記周溝部の外縁から前記大径軸部の外縁までの径方向の幅よりも小さい幅とされている、
段付ボルト。

【請求項4】

請求項１～３のいずれか一項に記載の段付ボルトであって、
前記周溝部の前記大径軸部の軸方向の深さは、前記大径軸部の軸方向の長さよりも短い、
段付ボルト。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は段付ボルトに関する。

【背景技術】

【0002】

２つの被締結物を締結するために段付ボルトが用いられている。例えば、特許文献１には、図１１に示すように、内燃機関に関して、被締結物である樹脂カバー１００Ａと被締結物である金属ハウジング２００Ａとの２つの被締結物を、段付ボルト５００Ａを用いて締結することが記載されている。特許文献１に記載の段付ボルト５００Ａは、一方側におねじ部５１０と、他方側に頭部５２０と、おねじ部５１０と頭部５２０との間に、大径軸部５３０を備える。外径は、頭部５２０が一番大きく、次に大径軸部５３０が大きく、おねじ部５１０が一番小さい。また、樹脂カバー１００Ａには大径軸部を挿通できる貫通孔１０１Ａが設けられており、金属ハウジング２００Ａにはおねじ部５２０が螺合できるねじ孔２０１Ａが設けられている。樹脂カバー１００Ａの厚みＬ１００Ａは大径軸部５３０の軸方向の長さＬ５３０よりも短く、金属ハウジング２００Ａの厚みＬ２００Ａは、おねじ部５１０の軸方向の長さよりも長い。

【0003】

そして、段付ボルト５００Ａの大径軸部５３０を樹脂カバー１００Ａの貫通孔１０１Ａに挿通し、さらに、段付ボルト５００Ａのおねじ部５１０を金属ハウジング２００Ａのねじ孔２０１Ａに螺合させる。これにより、樹脂カバー１００Ａを段付ボルト５００Ａの頭部５２０と金属ハウジング２００Ａで挟んで、樹脂カバー１００Ａと金属ハウジング２００Ａとを段付ボルト５００Ａで締結することが特許文献１に記載されている。ここで、段付ボルト５００Ａの大径軸部５３０のおねじ部５１０側の端面５３０Ａおよびおねじ部５１０が、金属ハウジング２００Ａに密着することで、段付ボルト５００Ａが金属ハウジング２００Ａに固定されている。

【0004】

なお、図１１に示す様に、樹脂カバー１００Ａには、段付ボルト５００Ａの頭部５２０に対向する面に、大径軸部５３０の周囲を連続して一周する溝１１１Ａが設けられている。溝１１１Ａには、溝１１１Ａの深さよりも径が大きいリング状弾性体３０１Ａが嵌められている。また、樹脂カバー１００Ａの金属ハウジング２００Ａに対向する面に、段付ボルト５００Ａの大径軸部５３０の周囲を連続して一周する溝１１２Ａが設けられ、リング状弾性体３０１Ａと同様のリング状弾性体３０２Ａが嵌められている。

【0005】

リング状弾性体３０１Ａおよびリング状弾性体３０２Ａは、樹脂カバー１００Ａにおいて、段付ボルト５００Ａの頭部５２０側の面と、金属ハウジング２００Ａ側の面との両面それぞれに嵌められており、弾性を備えている。内燃機関から伝わる振動により、段付ボルト５００Ａ、樹脂カバー１００Ａ、金属ハウジング２００Ｂが振動して、樹脂カバー１００Ａが段付ボルト５００Ａにより損傷を受けることを、リング状弾性体３０１Ａおよびリング状弾性体３０２Ａが抑制している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【文献】特開２０１９－４４６０８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、特許文献１に記載の上記の締結では、図１１に示すように、段付ボルト５００Ａの大径軸部５３０のおねじ部５１０側の端面５３０Ａおよびおねじ部５１０を、金属ハウジング２００Ａに密着させているため、樹脂カバー１００Ａおよび金属ハウジング２００Ａの熱膨張や振動により、段付ボルト５００Ａのおねじ部５１０と金属ハウジング２００Ａのねじ孔２０１との螺合が緩む場合がある。

【0008】

そこで、おねじ部５１０Ｂの緩みを防止する従来の締結構造として、図１２に示す構造がある。図１２に示すように、段付ボルト５００Ｂでは、おねじ部５１０Ｂの緩み防止のために、金属ハウジング２００Ｂのねじ孔２０１Ｂは、大径軸部５３０の側において、長さＬ２３２Ｂにわたって拡径して、拡径空間Ｋ２３２Ｂが形成されている。さらに、図１１のねじ孔２０１Ａにおけるおねじ部５１０と螺合する長さＬ５１０を確保するために、図１２に示す締結構造のねじ孔２０１Ｂには、長さＬ２３２Ｂの拡径空間Ｋ２３２Ｂの下方に、螺合用の長さＬ５１０のねじ孔が形成されている。すなわち、おねじ部５１０Ｂに必要な長さＬ５１０Ｂは、拡径空間Ｋ２３２Ｂの長さＬ２３２Ｂと、螺合用の長さＬ５１０との和（Ｌ５１０Ｂ＝Ｌ２３２Ｂ＋Ｌ５１０）とされている。

【0009】

ここで図１２に示す、おねじ部５１０Ｂにおける拡径空間Ｋ２３２Ｂに囲まれた個所を、自由連結柱部５３２Ｂとする。自由連結柱部５３２Ｂは、拡径空間Ｋ２３２Ｂに囲まれており、拡径空間Ｋ２３２Ｂの側からは力が加わらない。従って、熱膨張による伸縮や振動等によって自由連結柱部５３２Ｂに力（引張力または圧縮力）が加えられたときに、自由連結柱部５３２Ｂの有する弾性により、自由連結柱部５３２Ｂは伸縮することができる。これにより、図１２に示す締結構造では、おねじ部５１０Ｂの緩みが防止される。

【0010】

以上より、図１１に示す従来の締結構造では、ねじ孔２０１Ａに必要な深さは、長さＬ５１０だけであるが、おねじ部５１０の緩みが発生する可能性があるので好ましくない。また図１２に示す従来の締結構造では、おねじ部５１０の緩みは防止できるが、ねじ孔２０１Ｂに必要な深さＬ５１０Ｂは、長さＬ２３２Ｂ＋長さＬ５１０となり（Ｌ５１０Ｂ＝Ｌ２３２Ｂ＋Ｌ５１０）、ねじ孔の長さＬ５１０Ｂが、図１１に示す締結構造よりも長くなるので好ましくない。例えば図１２における金属ハウジング２００Ｂがシリンダヘッドの場合、ねじ孔２０１Ｂの長さと、おねじ部５１０Ｂの長さを長くすることにより、ねじ孔２０１Ｂが、厚みＬ２００Ｂの金属ハウジング２００Ｂの反対側の面まで達してしまう場合や、金属ハウジング２００Ｂの剛性が低下する可能性があるので、好ましくない。

【0011】

本発明は、このような点に鑑みて創案されたものであり、貫通孔が形成された第１被締結物と、ねじ孔が形成された第２被締結物とを固定する段付ボルトにおいて、緩みを防止し、かつ、第２被締結物のねじ孔の長さをより短くすることができる段付ボルトを提供することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0012】

上記課題を解決するため、第１の発明は、一方側におねじ部と、他方側に頭部と、前記おねじ部と前記頭部との間に、前記頭部の外径よりも小さく、かつ、前記おねじ部の外径よりも大きな外径を有する大径軸部と、を備える段付ボルトであって、前記大径軸部の中心軸線は、前記おねじ部の中心軸線と同一とされており、前記大径軸部は、前記おねじ部側の端面である大径軸部端面から所定深さ窪んで前記おねじ部の周囲を連続して一周する溝である周溝部を有し、周囲が前記周溝部に囲まれた前記大径軸部の一部分である自由連結柱部の径は、前記大径軸部端面の位置において、前記おねじ部の谷径以下の径とされている、段付ボルトである。

【0013】

次に、第２の発明は、上記第１の発明に係る液段付ボルトであって、前記自由連結柱部の径は、前記大径軸部端面の位置から所定長さにわたって同一径、かつ、前記おねじ部の谷径よりも小さい径、とされている、段付ボルトである。

【0014】

次に、第３の発明は、上記第１の発明または第２の発明に係る段付ボルトであって、前記大径軸部端面の位置において、前記周溝部の径方向の幅は、前記周溝部の外縁から前記大径軸部の外縁までの径方向の幅よりも小さい幅とされている、段付ボルトである。

【0015】

次に、第４の発明は、上記第１の発明から第３の発明のいずれか１つに係る段付ボルトであって、前記周溝部の前記大径軸部の軸方向の深さは、前記大径軸部の軸方向の長さよりも短い、段付ボルトである。

【発明の効果】

【0016】

第１の発明によれば、段付ボルトは、大径軸部のおねじ部側にある大径軸部端面から所定深さ窪み、おねじ部の周囲を一周する溝である周溝部を有する。大径軸部のおねじ部側において、周囲が周溝部に囲まれた大径軸部の一部分である自由連結柱部は、周溝部の中心軸側壁面を側面とする柱状に形成されており、周溝部の内側にあるおねじ部と一体に連結されている。自由連結柱部は、周溝部内の空間に囲まれており、周溝部内の空間の側からは力が加わることはない。

【0017】

貫通孔が形成された第１被締結物と、ねじ孔が形成された第２被締結物とは、段付ボルトを用いて次の様に固定できる。すなわち、第１被締結物の貫通孔に大径軸部を挿通し、さらに、段付ボルトのおねじ部を第２被締結物のねじ孔に螺合させることにより、第１被締結物を段付ボルトの頭部と第２被締結物で挟んで、第１被締結物と、第２被締結物とを段付ボルトで固定できる。なお、自由連結柱部の径は、大径軸部端面の位置において、おねじ部の谷径以下の径とされていることにより、自由連結柱部が第被締結物を押圧することは抑制されている。

【0018】

上記の様に、自由連結柱部は、おねじ部と一体に連結されており、周溝部内の空間に囲まれている。自由連結柱部は、周溝部内の空間の側からは力が加わることはないため、熱膨張による伸縮や振動等によって自由連結柱部に力（引張力または圧縮力）が加えられたときに、自由連結柱部の有する弾性により、自由連結柱部は伸縮することができる。これにより、おねじ部と第２被締結物のねじ孔とが緩むことを防止できる。ここで、上記の様に、緩みを防止するために設けられた自由連結柱部は、大径軸部に設けられている。

【0019】

図１２を用いて上述した従来の緩み防止するための締結構造では、上述した様に、緩みを防止するために、おねじ部５１０Ｂの長さが、金属ハウジング２００Ｂのねじ孔２０１Ｂとおねじ部５１０Ｂとを螺合するための長さＬ５１０と、拡径空間Ｋ２３２Ｂに囲まれた個所である自由連結柱部５３２Ｂを設けるための長さＬ２３２Ｂとを加えた長さ（Ｌ５１０Ｂ＝Ｌ２３２Ｂ＋Ｌ５１０）が必要となる。そこで、従来の緩み防止するための締結構造では、緩みを防止するために、金属ハウジング２００Ｂのねじ孔２０１Ｂの長さを、金属ハウジング２００Ｂのねじ孔２０１Ｂとおねじ部５１０Ｂとを螺合するための長さＬ５１０からＬ２３２Ｂ伸長させている。

【0020】

これに対して、上記の様に、段付ボルトでは、緩みを防止するために設けられた自由連結柱部は、大径軸部に設けられており、おねじ部には設けられていない。このため、段付ボルトを用いる場合には、緩みを防止するために、第２被締結物のねじ孔を伸長させる必要がない。従って、図１２を用いて上述した従来の緩み防止するための締結構造を基準にすれば、段付ボルトは、緩みを防止したうえで、第２被締結物のねじ孔の長さをより短くすることができる。すなわち、段付ボルトは、貫通孔が形成された第１被締結物と、ねじ孔が形成された第２被締結物とを固定する段付ボルトにおいて、緩みを防止し、かつ、第２被締結物のねじ孔の長さをより短くすることができる。

【0021】

第２の発明によれば、自由連結柱部の径は、大径軸部端面の位置から所定長さにわたって同一径、かつ、おねじ部の谷径よりも小さい径、とされている。これにより、自由連結柱部の径は、確実におねじ部の谷径よりも小さい径に設定されている。ここで、自由連結柱部は、径が小さい程より容易に伸縮できる。従って、自由連結柱部の径が谷径よりも確実に小さい径に設定されているため、自由連結柱部はより確実に伸縮できる。これにより、おねじ部と第２被締結物のねじ孔とが緩むことをより確実に防止できる。

【0022】

第３の発明によれば、大径軸部端面の位置において、周溝部の径方向の幅は、周溝部の外縁から大径軸部の外縁までの径方向の幅よりも小さい幅とされている。これにより、周溝部よりも外側にある大径軸部端面の面積を、充分大きく確保できる。ここで、大径軸部端面は、段付ボルトが第２被締結物に締結されたときに、第２被締結物に密着する部分である。大径軸部端面の面積が充分大きく確保されているため、段付ボルトが第２被締結物に締結されたときに、大径軸部が大径軸部端面から第２被締結物に陥没することをより確実に抑制できる。

【0023】

第４の発明によれば、周溝部の大径軸部の軸方向の深さは、大径軸部の軸方向の長さよりも短い。これにより、周溝部の底面が頭部の内部に達することはない。仮に、周溝部の底面が頭部まで達すれば、頭部内にも、内部が空間となっている周溝部が存在することになり、頭部の強度が低下する。以上より、頭部内に周溝部がないため、頭部の強度をより確実に確保できる。

【図面の簡単な説明】

【0024】

【図1】実施形態の段付ボルトの概略斜視図である。

【図2】実施形態の段付ボルトの概略断面図である。

【図3】図２のＩＩＩ－ＩＩＩ断面図である。

【図4】実施形態の段付ボルトが締結に用いられたときの概略断面図である。

【図5】他の実施形態の段付ボルトの断面図である。

【図6】他の実施形態の段付ボルトの断面図である。

【図7】他の実施形態の段付ボルトの断面図である。

【図8】他の実施形態の段付ボルトの断面図である。

【図9】他の実施形態の段付ボルトの断面図である。

【図10】他の実施形態の段付ボルトの概略側面図である。

【図11】従来の段付ボルトが締結に用いられたときの概略断面図である。

【図12】従来の段付ボルトが締結に用いられたときの概略断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0025】

以下、本発明の実施形態の段付ボルト１について、図面を用いて説明する。図１に示すように、段付ボルト１は、一方側におねじ部１０と、他方側に頭部２０と、おねじ部１０と頭部２０との間に大径軸部３０と、を備える。ここで、おねじ部１０、頭部２０、大径軸部３０は、同軸に形成されており、これらすべての中心軸線は同一の中心軸線Ｃ１となる。以下、中心軸線Ｃ１を段付ボルト１の中心軸線とする。なお、図中および以下の説明において、先端方向とは、段付ボルト１の中心軸線Ｃ１上でおねじ部１０の先端に向かう方向を示し、後端方向とは先端方向の反対方向を示す。

【0026】

●［段付ボルト１の全体構成（図１～図３）］
まず、図１～図３を用いて、本発明に係る段付ボルト１の全体構成について説明する。図１は、段付ボルト１の概略斜視図である。図２は、段付ボルト１の概略断面図である。図３は、図２のＩＩＩ－ＩＩＩ断面図である。上述したが、図１に示すように、段付ボルト１は、先端（一方）側におねじ部１０と、後端（他方）側に頭部２０と、おねじ部１０と頭部２０との間に大径軸部３０と、を備えている。おねじ部１０、頭部２０、大径軸部３０との配置は同軸となっている。また、段付ボルト１は、アルミニウム合金で形成されている。

【0027】

おねじ部１０は、図１に示すように、軸部１１と、軸部１１の側面に設けられたねじ山部１２と、を備えている。おねじ部１０は、外径Ｄ１０が５～１０［ｍｍ］程度で、中心軸線Ｃ１方向の長さＬ１０が５～１０［ｍｍ］程度に形成されている。

【0028】

頭部２０は、後端側に六角柱状の部分を有する六角頭状のねじ頭部２１と、先端側にフランジ部２２を備えている。フランジ部２２は、外径Ｄ２０が２０～３０［ｍｍ］程度に形成されている。

【0029】

大径軸部３０は、円柱状に形成された本体部３１と、本体部３１のおねじ部１０側の端面である大径軸部端面３１Ａから後端側に窪んでおねじ部１０の周囲を連続して一周する溝である周溝部３２と、を有している。

【0030】

図２に示すように、本体部３１の外径は、大径軸部３０の外径Ｄ３０である。本体部３１（大径軸部３０）は、外径Ｄ３０が１０～２０［ｍｍ］程度に形成されており、中心軸線Ｃ１方向の長さＬ３０が５～１５［ｍｍ］程度に形成されている。上述したが、図２に示すように、大径軸部３０は、その中心軸線Ｃ３０が、おねじ部１０の中心軸線Ｃ１０と同一とされており、また、段付ボルト１の中心軸線Ｃ１と同一である。そして、図２に示すように、本体部３１（大径軸部３０）の外径Ｄ３０（１０～２０［ｍｍ］程度）は、頭部２０の外径Ｄ２０（２０～３０［ｍｍ］程度）よりも小さく、かつ、おねじ部１０の外径Ｄ１０（５～１０［ｍｍ］程度）よりも大きい。本体部３１のおねじ部１０側の端面は、大径軸部３０のおねじ部１０側の端面である大径軸部端面３１Ａである。

【0031】

周溝部３２は、大径軸部３０（本体部３１）のおねじ部１０側の端面である大径軸部端面３１Ａから所定深さＬ３２窪んでおねじ部１０の周囲を連続して一周する（図１参照）溝である。図２に示すように、周溝部３２は、中心軸側壁面３２Ａ、外側壁面３２Ｂ、底面３２Ｃを備え、断面が矩形に形成されている。ここで、周溝部３２の深さＬ３２（周溝部３２の長さＬ３２）は、大径軸部３０（本体部３１）の長さＬ３０よりも小さい。

【0032】

周溝部３２は、大径軸部３０の中心軸線Ｃ３０（Ｃ１）方向の深さＬ３２が２～３［ｍｍ］程度であり、中心軸側壁面３２Ａの径Ｄ３１Ｂは５～８［ｍｍ］程度であり、幅Ｗ３２が１～２［ｍｍ］程度である。周溝部３２の中心軸線Ｃ３０（Ｃ１）方向の深さＬ３２（２～３［ｍｍ］程度）は、大径軸部３０の中心軸線Ｃ３０（Ｃ１）方向の長さＬ３０（５～１５［ｍｍ］程度）よりも短い。

【0033】

周溝部３２の中心軸側壁面３２Ａの径Ｄ３１Ｂは、大径軸部端面３１Ａの位置３１ＡＰにおいて、おねじ部１０の谷径ＤＲ１０以下の径とされている。谷径ＤＲ１０とは、おねじ部１０のねじ山部１２の谷底に接する仮想的な円筒の直径である。周溝部３２は、断面が矩形に形成されており、周溝部３２の中心軸側壁面３２Ａの径Ｄ３１Ｂは、大径軸部端面３１Ａから所定深さＬ３２にわたって同一径、かつ、おねじ部１０の谷径ＤＲ１０よりも小さい径、とされている。なお、おねじ部１０の外径Ｄ１０とは、おねじ部１０のねじ山部１２の山の頂に接する仮想的な円筒の直径である。

【0034】

図２に示すように、本体部３１において、周溝部３２よりも中心軸線Ｃ１側（中心軸線Ｃ３０側）にある、周囲が周溝部３２に囲まれた大径軸部３０（本体部３１）の一部分を自由連結柱部３１Ｂとする。自由連結柱部３１Ｂは、周溝部３２に囲まれた円柱状に形成されている。自由連結柱部３１Ｂの中心軸線Ｃ１方向の長さは、周溝部３２の深さ（長さ）Ｌ３２（２～３［ｍｍ］程度）である。また、自由連結柱部３１Ｂの径は、周溝部３２の中心軸側壁面３２Ａの径Ｄ３１Ｂに等しい。上記の様に、中心軸側壁面３２Ａの径Ｄ３１Ｂは、おねじ部１０の谷径ＤＲ１０以下である。従って、自由連結柱部３１Ｂの径は、大径軸部端面３１Ａの位置３１ＡＰにおいて、おねじ部１０の谷径ＤＲ１０以下の径とされている。

【0035】

図３には、図２のＩＩＩ－ＩＩＩ断面図を示した。すなわち、図３には、大径軸部３０（本体部３１）のおねじ部１０側の端面である大径軸部端面３１Ａと、大径軸部端面３１Ａの位置３１ＡＰにおける自由連結柱部３１Ｂの断面とが示されている。上述した様に、自由連結柱部３１Ｂの径Ｄ３１Ｂは、大径軸部端面３１Ａの位置３１ＡＰにおいて、おねじ部１０の谷径ＤＲ１０であるため、自由連結柱部３１Ｂの径Ｄ３１Ｂは、大径軸部端面３１Ａの位置３１ＡＰにおいて谷径ＤＲ１０以下の径とされている。周溝部３２の径方向の幅Ｗ３２は、周溝部３２の外縁３２ＢＥから大径軸部３０（本体部３１）の外縁３０Ｅまでの径方向の幅Ｗ３１よりも小さい幅とされている。これにより、周溝部３２よりも外側にある大径軸部端面３１Ａの面積を、後述する様に、充分大きく確保できる。

【0036】

●［段付ボルト１が締結に用いられたときの状態と段付ボルト１の作用効果について（図３～図４、図１２）］
次に、図３～図４、図１２を用いて、段付ボルト１が締結に用いられたときの状態と段付ボルト１の作用効果について説明する。図４は、段付ボルト１が第１被締結物１００と第２被締結物２００との締結に用いられたときの概略断面図である。

【0037】

図４に示すように、第１被締結物１００は、厚みＬ１００が大径軸部３０（本体部３１）の中心軸線Ｃ１方向の長さよりも短く、段付ボルト１の大径軸部３０（本体部３１）が挿通された貫通孔１０１を有している。貫通孔１０１の径の大きさは、大径軸部３０（本体部３１）の外径Ｄ３０よりも大きく、頭部２０のフランジ部２２の外径Ｄ２０よりも小さい。第２被締結物２００は、段付ボルト１のおねじ部１０が螺合しているねじ孔２０１を有している。第２被締結物２００の厚みＬ２００の長さは、おねじ部１０の軸方向の長さＬ１０よりも長い。以上の様に、段付ボルト１による第１被締結物１００と第２被締結物２００との締結構造では、段付ボルト１の大径軸部３０が第１被締結物１００の貫通孔１０１に挿通され、さらに、段付ボルト１のおねじ部１０が第２被締結物２００のねじ孔２０１に螺合されている。

【0038】

また、図４に示す様に、第１被締結物１００には、段付ボルト１の頭部２０に対向する面に、大径軸部３０の周囲を連続して一周する溝１１１が設けられている。溝１１１には、溝１１１の深さよりも径が大きいリング状弾性体３０１が嵌められている。また、第１被締結物１００の第２被締結物２００に対向する面に、段付ボルト１の大径軸部３０の周囲を連続して一周する溝１１２が設けられ、リング状弾性体３０１と同様のリング状弾性体３０２が嵌められている。リング状弾性体３０１およびリング状弾性体３０２は、第１被締結物１００において、段付ボルト１の頭部２０側の面と、第２被締結物２００側の面との両面それぞれに嵌められており、弾性を備えている。外部から伝わる振動により、段付ボルト１、第１被締結物１００、第２被締結物２００が振動して、第１被締結物１００が段付ボルト１により損傷を受けることを、リング状弾性体３０１およびリング状弾性体３０２が抑制している。

【0039】

段付ボルト１は、大径軸部３０（本体部３１）のおねじ部１０側にある大径軸部端面３１Ａから所定深さ（長さ）Ｌ３２窪み、おねじ部１０の周囲を一周する溝である周溝部３２を有する。大径軸部３０のおねじ部１０側において、周囲が周溝部３２に囲まれた大径軸部３０の一部分である自由連結柱部３１Ｂは、周溝部３２の中心軸側壁面３２Ａを側面とする柱状に形成されており、周溝部３２の内側にあるおねじ部１０と一体に連結されている。自由連結柱部３１Ｂは、周溝部３２内の空間Ｋ３２に囲まれており、周溝部３２内の空間Ｋ３２の側からは力が加わることはない。

【0040】

貫通孔１０１が形成された第１被締結物１００と、ねじ孔２０１が形成された第２被締結物２００とは、段付ボルト１を用いて次の様に固定できる。すなわち、第１被締結物１００の貫通孔１０１に大径軸部３０を挿通し、さらに、段付ボルト１のおねじ部１０を第２被締結物２００のねじ孔２０１に螺合させることにより、第１被締結物１００を段付ボルト１の頭部２０と第２被締結物２００で挟んで、第１被締結物１００と、第２被締結物２００とを段付ボルト１で固定できる。なお、自由連結柱部３１Ｂの径Ｄ３１Ｂは、大径軸部端面３１Ａの位置３１ＡＰにおいて、おねじ部１０の谷径ＤＲ１０以下の径とされていることにより、自由連結柱部３１Ｂが第２被締結物２００を押圧することは抑制されている。

【0041】

上記の様に、自由連結柱部３１Ｂは、おねじ部１０と一体に連結されており、周溝部３２内の空間Ｋ３２に囲まれている。自由連結柱部３１Ｂは、周溝部３２内の空間Ｋ３２の側からは力が加わることはないため、熱膨張による伸縮や振動等によって自由連結柱部３１Ｂに力（引張力または圧縮力）が加えられたときに、自由連結柱部３１Ｂの有する弾性により、自由連結柱部３１Ｂは伸縮することができる。これにより、おねじ部１０と第２被締結物２００のねじ孔２０１とが緩むことを防止できる。ここで、上記の様に、緩みを防止するために設けられた自由連結柱部３１Ｂは、大径軸部３０に設けられている。

【0042】

図１２を用いて上述した従来の緩み防止するための締結構造では、上述した様に、緩みを防止するために、おねじ部５１０Ｂの長さが、金属ハウジング２００Ｂのねじ孔２０１Ｂとおねじ部５１０Ｂとを螺合するための長さＬ５１０と、拡径空間Ｋ２３２Ｂに囲まれた個所である自由連結柱部５３２Ｂを設けるための長さＬ２３２Ｂとを加えた長さ（Ｌ５１０Ｂ＝Ｌ２３２Ｂ＋Ｌ５１０）が必要となる。そこで、従来の緩み防止するための締結構造では、緩みを防止するために、金属ハウジング２００Ｂのねじ孔２０１Ｂの長さを、金属ハウジング２００Ｂのねじ孔２０１Ｂとおねじ部５１０Ｂとを螺合するための長さＬ５１０から長さＬ２３２Ｂ伸長させている。

【0043】

これに対して、上記の様に、段付ボルト１では、緩みを防止するために設けられた自由連結柱部３１Ｂは、大径軸部３０に設けられており、おねじ部１０には設けられていない。このため、段付ボルト１を用いる場合には、緩みを防止するために、第２被締結物２００のねじ孔２０１を伸長させる必要がない。従って、図１２を用いて上述した従来の緩み防止するための締結構造を基準にすれば、段付ボルト１は、緩みを防止したうえで、第２被締結物２００のねじ孔２０１の長さをより短くすることができる。すなわち、段付ボルト１は、貫通孔１０１が形成された第１被締結物１００と、ねじ孔２０１が形成された第２被締結物２００とを固定する段付ボルトにおいて、緩みを防止し、かつ、第２被締結物２００のねじ孔２０１の長さをより短くすることができる。

【0044】

また、自由連結柱部３１Ｂの径Ｄ３１Ｂは、大径軸部端面３１Ａの位置３１ＡＰから所定長さＬ３２にわたって同一径、かつ、おねじ部１０の谷径ＤＲ１０よりも小さい径、とされている。これにより、自由連結柱部３１Ｂの径は、確実におねじ部１０の谷径ＤＲ１０よりも小さい径に設定されている。ここで、自由連結柱部３１Ｂは、径が小さい程より容易に伸縮できる。従って、自由連結柱部３１Ｂの径が谷径ＤＲ１０よりも確実に小さい径に設定されているため、自由連結柱部３１Ｂはより確実に伸縮できる。これにより、おねじ部１０と第２被締結物２００のねじ孔２０１とが緩むことをより確実に防止できる。

【0045】

図３に示すように、大径軸部端面３１Ａの位置３１ＡＰにおいて、周溝部３２の径方向の幅Ｗ３２は、周溝部３２の外縁３２ＢＥから大径軸部３０の外縁３０Ｅまでの径方向の幅Ｗ３１よりも小さい幅とされている。これにより、周溝部３２よりも外側にある大径軸部端面３１Ａの面積を、充分大きく確保できる。ここで、図４に示すように、大径軸部端面３１Ａは、段付ボルト１が第２被締結物２００に締結されたときに、第２被締結物２００に密着する部分である。大径軸部端面３１Ａの面積が充分大きく確保されているため、段付ボルト１が第２被締結物２００に締結されたときに、大径軸部３０が大径軸部端面３１Ａから第２被締結物２００に陥没することをより確実に抑制できる。

【0046】

また、図４に示すように、周溝部３２の大径軸部３０の軸方向の深さ（長さ）Ｌ３２は、大径軸部３０の軸方向の長さＬ３０よりも短い。これにより、周溝部３２の底面３２Ｃが頭部２０の内部に達することはない。仮に、周溝部３２の底面３２Ｃが頭部２０まで達すれば、頭部２０内にも、内部が空間となっている周溝部３２が存在することになり、頭部２０の強度が低下する。以上より、頭部２０内に周溝部３２がないため、頭部２０の強度をより確実に確保できる。

【0047】

●［他の実施の形態］
本発明の段付ボルトは、上述した実施形態で説明した段付ボルト１の構成、形状、構造等に限定されず、本発明の要旨を変更しない範囲で種々の変更、追加、削除が可能である。段付ボルト１の材質は、アルミニウム合金に限らず、ステンレス鋼などの金属や、樹脂を用いてもよい。

【0048】

上述した実施形態の段付ボルト１では、周溝部３２は、図２に示すように、断面が矩形に形成されている。周溝部３２の形状は、これに限らず適宜変更できる。周溝部３２の断面形状を、例えば、図５に示す様に台形状にしてもよく、図６に示すように後端側の中央部が尖がった形状にしてもよく、図７に示すように三角形状にしてもよく、図８に示すように上に頂点をもち円弧に類似するなだらかに膨らむ曲線形状（例えば、放物線の頂点付近等の形状や楕円弧状といった２次曲線、ペジエ曲線、スプライン曲線）や円弧状にしてもよい。また、図９に示すように、周溝部３２の断面形状を、後端側（頭部２０側）が膨らみ、先端側（おねじ部１０側）がすぼんだ形状にしてもよい。さらに、周溝部３２の外側壁面３２Ｂ（図２参照）の形状を、図１０に示すように、曲面３２ＢＡを設けてもよく、凹凸３２ＢＢ、三角状３２ＢＣを設けてもよく、さらに、凹凸３２ＢＢ、三角状３２ＢＣの角を丸めた形状にしてもよい。

【0049】

上述した実施形態の段付ボルト１では、ねじ頭部２１の形状を六角柱状の部分を有する六角頭状としたが、これに限らずねじ頭部２１の形状を、適宜変更できる。また、頭部２０は、フランジ部２２を備えなくともよく、頭部２０の形状を適宜変更できる。例えば、頭部２０がフランジ部２２を備えない場合は、ねじ頭部２１を、外径を大径軸部３０の外径よりも大きく形成すればよい。また、例えば、ねじ頭部２１の形状を六角穴付きのフランジ状にしてもよく、なべ頭状にしてもよく、皿頭状にしてもよく、トラス頭状にしてもよい。

【0050】

また、おねじ部１０をテーパ状に形成してもよい。おねじ部１０をテーパ状に形成した場合、おねじ部１０の後端部の外径を、おねじ部１０の外径Ｄ１０とし、おねじ部１０の後端部の谷径を、おねじ部１０の谷径ＤＲ１０とする。

【符号の説明】

【0051】

１ 段付ボルト
１０ おねじ部
１１ 軸部
１２ ねじ山部
２０ 頭部
２１ ねじ頭部
２２ フランジ部
３０ 大径軸部
３０Ｅ 外縁
３１ 本体部
３１Ａ 大径軸部端面
３１ＡＰ 大径軸部端面の位置
３１Ｂ 自由連結柱部
３２ 周溝部
３２Ａ 中心軸側壁面
３２Ｂ 外側壁面
３２ＢＥ 外縁
３２Ｃ 底面
Ｋ３２ 空間
１００ 第１被締結物
１００Ａ 樹脂カバー（第１被締結物）
１０１、１０１Ａ 貫通孔
１１１、１１２、１１１Ａ、１１２Ａ 溝
２００ 第２被締結物
２００Ａ、２００Ｂ 金属ハウジング（第２被締結物）
２０１、２０１Ａ、２０１Ｂ ねじ孔
Ｋ２３２Ｂ 拡径空間
３０１、３０２、３０１Ａ、３０２Ａ リング状弾性体
５００Ａ、５００Ｂ 段付ボルト
５１０、５１０Ｂ おねじ部
５２０ 頭部
５３０ 大径軸部
５３０Ａ 端面
５３２Ｂ 自由連結柱部
Ｃ１、Ｃ１０、Ｃ３０ 中心軸線
Ｄ１０、Ｄ２０、Ｄ３０ 外径
Ｄ３１Ｂ 径
ＤＲ１０ 谷径
Ｌ１０、Ｌ３０、Ｌ３２ 長さ
Ｌ１００、Ｌ１００Ａ、Ｌ２００、Ｌ２００Ａ、Ｌ２００Ｂ 厚み
Ｌ２３２Ｂ、Ｌ５１０、Ｌ５１０Ｂ 長さ
Ｗ３１、Ｗ３２ 幅

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】