特表 2025-506595 板状金属部材へのボルトの止水取付構造

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2025-03-13

(54)【発明の名称】板状金属部材へのボルトの止水取付構造

(51)【国際特許分類】

   F16B 35/04 20060101AFI20250306BHJP

   B60R 9/048 20060101ALI20250306BHJP

【ＦＩ】

F16B35/04 E

B60R9/048

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2024527232

(86)(22)【出願日】2023-03-01

(85)【翻訳文提出日】2024-05-08

(86)【国際出願番号】 JP2023007454

(87)【国際公開番号】W WO2023167210

(87)【国際公開日】2023-09-07

(31)【優先権主張番号】P 2022031456

(32)【優先日】2022-03-02

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(81)【指定国・地域】

(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】110001977

【氏名又は名称】弁理士法人クスノキ特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 雄一郎

(72)【発明者】

【氏名】増井 啓一郎

(72)【発明者】

【氏名】吉田 光希

(72)【発明者】

【氏名】村上 浩二

【テーマコード（参考）】

3D020

【Ｆターム（参考）】

3D020AA01

3D020AB01

3D020AC01

3D020AD13

(57)【要約】

本発明は、板状金属部材へのボルトの止水取付構造である。ボルトとして、おねじの上端とボルトの頭部の座面との間のねじなし部２５をおねじ２２の有効径よりも太くしたかしめボルトを用いる。このかしめボルトを板状金属部材の下穴に挿入してかしめることにより、下穴の周縁部の金属がねじなし部２５に向かって塑性変形し、ねじなし部２５に密着して止水した構造となる。また、かしめボルトの座面にシール剤を塗布することにより、かしめ時に板状金属部材の下穴の周縁部とボルトとの間にシール剤が流入し、止水した構造を持つようにしてもよい。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

板状金属部材へのボルトの止水取付構造であって、
前記ボルトが前記板状金属部材の下穴に挿入され、かしめられたかしめボルトであり、
このかしめボルトは、ボルト軸部に形成されたおねじの上端とボルトの頭部座面との間のねじなし部を前記おねじの有効径よりも太くしたものであり、
前記板状金属部材の下穴の周縁部の金属がかしめ時に前記ねじなし部に向かって塑性変形し、前記ねじなし部に密着して止水した構造を持つことを特徴とする板状金属部材へのボルトの止水取付構造。

【請求項2】

板状金属部材へのボルトの止水取付構造であって、
前記ボルトが前記板状金属部材の下穴に挿入され、かしめられたかしめボルトであり、
前記ボルトの座面にシール剤を塗布することにより、かしめ時に前記板状金属部材の下穴の周縁部と前記ボルトとの間にシール剤が流入し、止水した構造を持つことを特徴とする板状金属部材へのボルトの止水取付構造。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、板状金属部材へのボルトの止水取付構造に関するものである。

【背景技術】

【0002】

自動車の天井部を構成するルーフパネルにルーフレールを取付けるためには、ルーフレールブラケットと呼ばれる板状金属部材が用いられる。特許文献１に示されるように、ルーフレールブラケットにボルトを取付け、このボルトを利用してルーフレールブラケットをルーフパネルに固定している。

【0003】

このボルトはルーフパネルを貫通するため、もしルーフレールブラケットの下穴とボルトとの間に隙間があると、ルーフレールブラケットに落下した雨水がボルトの軸部を伝わって室内に浸入するおそれがある。そこで従来はこのボルトとしてシールワッシャ付きボルトが用いられており、天井側からシールワッシャ付きボルトを挿入し、室内側からナットを捩じ込むことによりシールワッシャをルーフレールブラケットに密着させ、雨水の浸入を防止する止水構造が採用されていた。

【0004】

しかし、ルーフパネルを貫通させたシールワッシャ付きボルトに室内側からナットを嵌めて締結する作業を行う際に、ナットに加えられるトルクによってシールワッシャ付きボルトが空転してしまい、作業性が悪いという問題があった。また、シールワッシャ付きボルトはボルト本体とシールワッシャとの２部材からなるものであるから、ボルトのコストが上昇するという問題があった。上記のような問題はルーフパネルブラケットに限らず、止水性が要求されるルーフパネル、ダッシュパネル、フロアパネル、バッテリーパック、ドアパネルなどの板状金属部材にボルトを取付ける場合にも、発生する可能性がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００５－２９７８４１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

本発明の目的は上記した従来の問題点を解決し、止水性、作業性に優れ、しかも低コストの板状金属部材へのボルトの止水取付構造を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記の課題を解決するためになされた請求項１の発明は、板状金属部材へのボルトの止水取付構造であって、前記ボルトが前記板状金属部材の下穴に挿入され、かしめられたかしめボルトであり、このかしめボルトは、ボルト軸部に形成されたおねじの上端とボルトの頭部座面との間のねじなし部を前記おねじの有効径よりも太くしたものであり、前記板状金属部材の下穴の周縁部の金属がかしめ時に前記ねじなし部に向かって塑性変形し、前記ねじなし部に密着して止水した構造を持つ
ことを特徴とするものである。

【0008】

また上記の課題を解決するためになされた請求項２の発明は、板状金属部材へのボルトの止水取付構造であって、前記ボルトが前記板状金属部材の下穴に挿入され、かしめられたかしめボルトであり、前記ボルトの座面にシール剤を塗布することにより、かしめ時に前記板状金属部材の下穴の周縁部と前記ボルトとの間にシール剤が流入し、止水した構造を持つことを特徴とするものである。

【発明の効果】

【0009】

本発明の板状金属部材へのボルトの止水取付構造によれば、板状金属部材を固定するボルトとして板状金属部材の下穴に挿入され、かしめられるかしめボルトを用いるため、かしめボルトが板状金属部材に対して回転することがなくなる。このため、ナットを締め付ける際にかしめボルトが空転することがなくなり、ナット締結の作業性を向上させることができる。

【0010】

また本発明の板状金属部材への止水取付構造によれば、従来のような２部材からなるシールワッシャ付きボルトを必要とせず、単独のかしめボルトにより止水構造とすることができるので、ボルトのコストを低減させることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】ルーフパネルに板状金属部材であるルーフレールブラケットを固定した状態の全体構造を示す断面図である。

【図2】第１の実施形態で用いたかしめボルトの拡大正面図である。

【図3】第１の実施形態のかしめボルトを、板状金属部材であるルーフレールブラケットの下穴に挿入した状態を示す断面図である。

【図4】第１の実施形態のかしめボルトを、板状金属部材であるルーフレールブラケットの下穴に挿入し、かしめた状態を示す断面図である。

【図5】第２の実施形態で用いたかしめボルトの拡大正面図である。

【図6】第２の実施形態のかしめボルトを板状金属部材であるルーフレールブラケットの下穴に挿入し、かしめた状態を示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

（第１の実施形態）
以下に本発明の第１の実施形態を説明する。以下に示す第１、第２の実施形態では、板状金属部材であるルーフレールブラケットへのボルトの止水取付構造を説明する。ルーフレールブラケットはこのボルトを用いてルーフパネルに固定される。しかし本発明における板状金属部材はルーフレールブラケットに限定されるものではなく、止水性が要求されるルーフパネル、ダッシュパネル、フロアパネル、バッテリーパック、ドアパネルなどに広く適用することができる。

【0013】

先ず図１に、ルーフパネルにルーフレールブラケットを固定した状態の全体構造を示す。図１において、１０は板状金属部材であるルーフレールブラケット、１１は自動車のルーフパネルである。１２はルーフレールブラケット１０に取付けられるボルトであるかしめボルト、１３はこのかしめボルト１２に室内側から螺合されるナットである。また１４はルーフレールブラケット１０とルーフパネル１１の間に配置されたスポンジである。以下に説明するように、かしめボルト１２はルーフレールブラケット１０の下穴に挿入され、かしめることにより止水取付されたうえ、ルーフパネル１１に挿通され、ナット１３により固定される。

【0014】

図２は第１の実施形態で用いたかしめボルト１２の拡大正面図である。図２において、２０はボルトの頭部、２１はボルトの軸部、２２は軸部２１に形成されたおねじである。２３は頭部２０の座面であり、座面２３には全周にわたり、星型の凸部２４が形成されている。この凸部２４はかしめボルト１２を板状金属部材であるルーフレールブラケット１０に挿入し、かしめたときにルーフレールブラケット１０に喰い込み、ボルトの空転を防止する機能を持つものである。

【0015】

かしめボルト１２のおねじ２２の上端と座面２３都の間には、ねじなし部２５が形成されている。このねじなし部２５の径は通常のかしめボルトボルトよりも太く形成されている。具体的には、ねじなし部２５の径はおねじ２２の有効径よりも大きく、おねじ２２の外径よりは小さくしてある。例えばＭ８サイズの場合には、ＪＩＳによればおねじの外径は８.０００ｍｍ、谷径は６.６４７ｍｍ・有効径は７.１８８ｍｍと規定されているので、ねじなし部２５の径は７.１８８ｍｍより大きく、８.０００ｍｍより小さく設定されている。

【0016】

図３はこのかしめボルト１２を板状金属部材であるルーフレールブラケット１０の下穴に挿入した状態を示す断面図である。３０はダイスであり、かしめボルト１２の軸部２１を挿通する中心孔３１を備えている。ダイス３０の上面３２は平面でありその上にルーフレールブラケット１０が載せられるが、ダイス３０の上面３２の中心部には、細幅の環状突起３３が形成されている。下穴に挿入されたかしめボルト１２は図示を略したパンチによって上方から圧力を加えてかしめられる。

【0017】

この圧力によって、かしめボルト１２の座面２３に形成された凸部２４がルーフレールブラケット１０の上面に喰い込み、かしめボルト１２は強固に固着される。またこれと同時に、ダイス３０の環状突起３３がルーフレールブラケット１０の下穴の周縁部に喰い込み、その部分の金属をかしめボルト１２のねじなし部２５に向かって塑性変形させ、ねじなし部２５に密着させる。前記したようにこのねじなし部２５は通常よりも太径とされているため、図４に示すように下穴の周縁部の金属をねじなし部２５に隙間なく密着させ易くなる。その止水性能、空転トルクのデータは後述する実施例に示す。

【0018】

上記したように、環状突起３３を備えたダイス３０を用い、ねじなし部２５を太くしたかしめボルト１２を板状金属部材であるルーフレールブラケット１０にかしめ固定すれば、かしめボルト１２の座面２３とルーフレールブラケット１０の上面との間から雨水が浸入した場合にも、ねじなし部２５の部分でそれ以上の浸入が阻止されることとなり、優れた止水効果を得ることができる。また、かしめボルト１２は強固にルーフレールブラケット１０に固着されるため、図１に示したナット１３を締め付ける際にかしめボルト１２が空転することはなく、締結の作業性を向上させることができる。さらに、従来のシールワッシャ付きボルトとは異なり、かしめボルト１２だけを用いればよいので、ボルトのコストを低減することができる。

【0019】

（第２の実施形態）
次に本発明の第２の実施形態を示す。第２の実施形態もかしめボルト１２を板状金属部材であるルーフレールブラケット１０の下穴に挿入し、かしめ固定する点は第１の実施形態と同様である。しかし図５に示すように、かしめボルト１２のかしめ時に圧力が加えられる座面２３に、シール剤４０を塗布しておく。このシール剤４０としては、ボルトナットの技術分野において多用されているエポキシ樹脂系の熱可塑性シール剤を用いることができるが、シール剤の材質は必ずしもこれに限定されるものではない。

【0020】

このように座面２３にシール剤４０を塗布したかしめボルト１２を板状金属部材であるルーフレールブラケット１０の下穴に挿入してかしめれば、座面２３から押し出されたシール剤４０が図６に示すようにかしめボルト１２のねじなし部２５に流入し、ボルトの軸部２１とルーフレールブラケット１０の下穴との間をシールする。なお、図示を略したが、かしめ時にシール剤４０の一部は座面２３の外周側にも流れ、座面２３と板状金属部材との間のシール性が高められる。このため、第１の実施形態と同様に止水効果を得ることができる。また、空転防止効果やコスト低減効果が得られる点も、第１の実施形態と同様である。

【0021】

第２の実施形態では、必ずしもかしめボルト１２のねじなし部２５の径を通常よりも太くしたり、環状突起３３を備えたダイス３０を用いたりする必要はない。しかし第１の実施形態と第２の実施形態とを組み合わせ、ねじなし部２５の径を太くしたかしめボルト１２を用い、その座面２３にシール剤４０を塗布し、環状突起３３を備えたダイス３０を用いてかしめるようにすれば、より優れた止水効果を得ることができる。

【実施例】

【0022】

以下に本発明品の評価実験の結果を示す。
ルーフレールブラケットと同じ材質の鋼板からなる板厚が０.５ｍｍの試験片に直径８.０ｍｍの下穴を形成し、図１に示した形状のかしめボルトをダイスとパンチを用いてかしめた。かしめ荷重は１００ｋＮである。またこれとは別に、かしめボルトの座面にエポキシ樹脂系のシール剤を塗布したサンプルも作成した。

【0023】

次に、かしめボルトにナットを固定してトルクレンチによりナットを回転させ、かしめボルトが試験片から剥離し空転し始めるトルク（空転トルク）を測定した。その結果、シール剤なしの場合、空転トルクの平均値（Ｎ＝５）は２３.８Ｎ・ｍ、シール剤ありの場合、空転トルクの平均値（Ｎ＝５）は２６.４Ｎ・ｍであり、いずれも良好な結果を示した。

【0024】

次に水深３０ｍｍの位置に試験片（Ｎ＝６）を置き、水漏れ試験を行った。その結果、シール剤なしの場合もありの場合も、２４時間経過後の水漏れ量はゼロであった。さらに水中に空気をバブリングする試験も行ったが水漏れ量はゼロであり、完全なシール性があることが確認できた。

【0025】

以上に説明した通り、本発明の板状金属部材へのボルトの止水取付構造は、止水性、作業性に優れ、しかも低コストである利点があり、実用性に優れたものである。

【符号の説明】

【0026】

１０ 板状金属部材であるルーフレールブラケット
１１ ルーフパネル
１２ かしめボルト
１３ ナット
１４ スポンジ
２０ ボルトの頭部
２１ ボルトの軸部
２２ おねじ
２３ 座面
２４ 凸部
２５ ねじなし部
３０ ダイス
３１ 中心孔
３２ 上面
３３ 環状突起
４０ シール剤

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【国際調査報告】