JP7025835B2 - ボルト締結方法 - Google Patents

Description

本発明は、ボルトとメネジとの間に被締結物が介在し、ボルトで被締結物を締結する締結部を備えるボルト締結構造によるボルト締結方法に関する。

従来、固定部材に締結用板金をネジにより締め付け固定する際、固定部材に設けた位置決めピンを、締結用板金に開口した貫通孔に挿通させることより、固定部材に対して締結用板金を位置決めする締結機構が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１１－１５７９９８号公報

しかしながら、従来の締結機構にあっては、締結用板金の位置決め機能を発揮させるために二つの位置決めピンと二つの貫通孔とを、それぞれの位置精度を管理しながら設ける必要がある。このため、サイズが大型化するしコスト増になる、という問題があった。

本発明は、上記問題に着目してなされたもので、ボルトで被締結物を締結する際、小型化と低コスト化を図りながらも被締結物の位置決め機能と回り止め機能を発揮するボルト締結方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明は、ボルトとメネジとの間に被締結物が介在し、ボルトで被締結物を締結する締結部を備えるボルト締結構造において、締結部として、第１締結部と第２締結部とによる二つの締結部を少なくとも設ける。
第１締結部の被締結物に設けられた第１ボルト穴は、ボルト穴径が軸方向位置によって異なり、第１ボルトのボルト軸径に符合するボルト穴径による基準穴部を軸方向の一部に有する。
第２締結部の被締結物に設けられた第２ボルト穴は、ボルト穴径が径方向位置によって異なり、第２ボルトのボルト軸径に符合するボルト穴径を、第１締結部を中心点とする円上において、第２締結部の接線方向のみに有する。
第１ボルト穴と第２ボルト穴を、被締結物に沿って離れた位置に配置された第１締結部と第２締結部に設け、第１ボルトと第２ボルトとの２本のボルトにより被締結物を位置決め締結するボルト締結方法は、第１ボルトの仮締め手順と、第２ボルトの本締め手順と、第１ボルトの本締め手順と、を有する。
第１ボルトの仮締め手順は、第１締結部において、第１ボルトを基準穴部に仮固定しておく。第２ボルトの本締め手順は、第１締結部とは違うもう一方の第２締結部において、第２ボルトをネジ込みにより本締めする。第１ボルトの本締め手順は、第１締結部において、仮固定している第１ボルトを本締めする。

この結果、ボルトで被締結物を締結する際、小型化と低コスト化を図りながらも被締結物の位置決め機能と回り止め機能を発揮することができる。加えて、第１ボルト穴のうち、基準穴部を軸方向の一部に有することで、第１ボルトと第１ボルト穴との接触面積が小さくなり、第１ボルトを締結するときの摩擦抵抗力が小さくなり、第１ボルトのボルト軸力の落ち代を低減することができる。

実施例１のボルト締結方法を実現するボルト締結構造が適用されたインバータユニットにボルト締結により固定された車体取り付け用のブラケットを示す平面図である。 実施例１のボルト締結構造を示す縦断面図である。 実施例１のボルト締結構造を示す横断面図である。 実施例１のボルト締結方法においてボルト軸力の落ち代が低減する比較作用を示す比較作用説明図である。 実施例２のボルト締結構造を示す縦断面図である。 実施例３のボルト締結構造を示す縦断面図である。 実施例４のボルト締結構造を示す縦断面図である。 実施例５のボルト締結構造を示す縦断面図である。 実施例６のボルト締結構造を示す縦断面図である。 実施例７のボルト締結構造を示す縦断面図である。 実施例８のボルト締結構造を示す縦断面図である。

以下、本発明のボルト締結方法を実現する最良の形態を、図面に示す実施例１～実施例８に基づいて説明する。

まず、構成を説明する。
図１は実施例１のボルト締結方法を実現するボルト締結構造１Ａが適用されたインバータユニットと車体取り付け用のブラケットを示し、図２及び図３はボルト締結構造１Ａを示す縦断面図及び横断面図である。以下、図１～図３に基づいて、実施例１のボルト締結構造１Ａの構成を説明する。

実施例１のボルト締結構造１Ａは、図１に示すように、電動車両において、インバータユニットＩＵを車体に取り付ける際、ユニットケースフランジ３に対して車体取り付け用のブラケット４を、２本のボルトにより位置決め締結する部分に適用したものである。

つまり、ボルトで被締結物を締結する締結部として、ユニットケースフランジ３に沿って離れた位置に配置された第１締結部１と第２締結部２とを有する。そして、ボルトとメネジとの間に介在している被締結物として、ユニットケースフランジ３（第１被締結物）とブラケット４（第２被締結物）とを有する。なお、実施例２～実施例４のボルト締結構造１Ｂ～１Ｄについても、適用箇所は実施例１のボルト締結構造１Ａと同様である。

実施例１のボルト締結構造１Ａは、図２及び図３に示すように、第１締結部１と、第２締結部２と、ユニットケースフランジ３（第１被締結物）と、ブラケット４（第２被締結物）と、を備えている。ユニットケースフランジ３は、ブラケット４よりも板厚が厚い鋳造部品である。ブラケット４は、ユニットケースフランジ３よりも板厚が薄い鋼鈑部品である。

前記第１締結部１は、第１ボルト１１と第１ナット１２（第１メネジ）と第１ボルト穴１３を有する。第１ボルト１１は、ボルト頭部１１ａとオネジが切られたボルト軸部１１ｂを有する。第１ナット１２は、ボルト軸部１１ｂのオネジと螺合するメネジが切られ、板厚が薄い鋼鈑部品であるブラケット４に対して溶接又はカシメにより固定されている。第１ボルト穴１３は、ユニットケースフランジ３とブラケット４のうち、板厚が厚い鋳造部品によるユニットケースフランジ３に設けられる。

前記第２締結部２は、第２ボルト２１と第２ナット２２（第２メネジ）と第２ボルト穴２３を有する。第２ボルト２１は、ボルト頭部２１ａとオネジが切られたボルト軸部２１ｂを有する。第２ナット２２は、ボルト軸部２１ｂのオネジと螺合するメネジが切られ、板厚が薄い鋼鈑部品であるブラケット４に対して溶接又はカシメにより固定されている。第２ボルト穴２３は、ユニットケースフランジ３とブラケット４のうち、板厚が厚い鋳造部品によるユニットケースフランジ３に設けられる。

前記第１ボルト穴１３は、図２に示すように、ボルト穴径が軸方向位置によって異なり、第１ボルト１１のボルト軸径に符合するボルト穴径L1による基準穴部１３ａを軸方向の一部に有する。

ここで、「基準穴部１３ａを軸方向の一部に有する」とは、位置決め機能の確保と、ボルト締結時の摩擦抵抗力の低下とが両立するように、第１ボルト穴１３の全長に対する基準穴部１３ａの軸方向長さを決めることをいう。なお、実施例１では、基準穴部１３ａの軸方向長さを、第１ボルト穴１３の全長の1/4程度としている。

実施例１の第１ボルト穴１３は、図２に示すように、ボルト穴径L1による基準穴部１３ａと、基準穴部１３ａより大きなボルト穴径L2による大径穴部１３ｂとによる段差穴構成としている。そして、第１ボルト穴１３のうち、ボルト側位置に大径穴部１３ｂを配置し、メネジ側位置に基準穴部１３ａを配置している。

ここで、「第１ボルト１１のボルト軸径に符合するボルト穴径L1」とは、第１ボルト１１のボルト軸部１１ｂの外径寸法に対し、許容範囲内の位置決め隙間を持たせて設定したボルト穴径寸法にすることをいう。また、「大径穴部１３ｂのボルト穴径L2」とは、第１ボルト１１のボルト軸部１１ｂの外径寸法に対し、ボルト軸部１１ｂが穴内壁に接触することが無い十分な遊び隙間を持たせて設定したボルト穴径寸法にすることをいう。

前記第２ボルト穴２３は、図３に示すように、ボルト穴径が径方向位置によって異なり、第２ボルト２１のボルト軸径に符合するボルト穴径L3を、第１締結部１を中心点C1とする円Ｓの接線方向に有する。実施例１の第２ボルト穴２３は、図３に示すように、ボルト穴径L3を短径とし、第１締結部１の中心点C1と第２締結部２の中心点C2を結ぶ直線SLによる方向のボルト穴径L4を長径とする長円形状に形成されている。

ここで、「第２ボルト２１のボルト軸径に符合するボルト穴径L3（＝短径）」とは、第２ボルト２１のボルト軸部２１ｂの外径に対し、許容範囲内の回転隙間を持たせて設定したボルト穴径寸法にすることをいう。また、「ボルト穴径L4（長径）」とは、第２ボルト２１のボルト軸部２１ｂの外径寸法に対し、製造バラツキに対してボルト軸部２１ｂが穴内壁に接触することが隙間を持たせて設定したボルト穴径寸法にすることをいう。なお、ボルト穴径L1,L2,L3,L4の寸法関係としては、例えば、L1≒L3＜L2≦L4とする。

次に、作用を説明する。
実施例１のボルト締結構造１Ａにおける作用を、「ボルト締結作用」、「ボルト締結構造の共通する特徴作用」、「ボルト締結構造の他の特徴作用」に分けて説明する。

［ボルト締結作用］
実施例１のボルト締結構造１Ａによりボルト締結作業を行う際は、(a)第１ボルトの仮締め手順→(b)第２ボルトの本締め手順→(c)第１ボルトの本締め手順によりなされる。以下、各手順について説明する。

(a)第１ボルトの仮締め手順
第１締結部１において、第１ボルト１１を基準穴部１３ａに仮固定しておく。ここで、仮固定とは、第１ボルト１１のボルト軸部１１ｂのオネジがメネジと螺合し、第１ボルト１１が第１被締結物であるユニットケースフランジ３に着座する手前までのことをいう。

(b)第２ボルトの本締め手順
次に、第１締結部１とは違うもう一方の第２締結部２において、第２ボルト２１を第２ナット２２に対してネジ込みにより本締めする。このとき、第２ボルト２１を右回りにネジ込む途中で、ブラケット４が右回りに回転しようとする。しかし、基準穴部１３ａに仮固定している第１ボルト１１がブラケット４の回転を止めるストッパーとなり、位置決めと第２被締結物であるブラケット４の回転防止の役割を果たす。

(c)第１ボルトの本締め手順
次に、第１締結部１において、仮固定している第１ボルト１１を本締めする。このとき、基準穴部１３ａより大きい大径穴部１３ｂが開いているため、第１ボルト１１と第１ボルト穴１３との接触面積が小さくなり、第１ボルト１１を締結するときの摩擦抵抗力が小さくなり、第１ボルト１１のボルト軸力の落ち代が低減される。

第１ボルト１１のボルト軸力の落ち代が低減する作用を、図４に基づき説明する。図４の左側に示すように、第１ボルトと第１ボルト穴を、軸方向の全長にわたってボルト穴径を小さく抑えた基準穴とすると、第１ボルトと第１ボルト穴との接触面積が大きくなり、第１ボルトをネジ込み締結するときの摩擦抵抗力F1が大きくなる。このため、第１ボルトに締結力F0を与えながら締結すると、本締め状態において、締結力F0から大きな摩擦抵抗力F1を差し引いたボルト軸力F2になる。

これに対し、図４の右側に示すように、第１ボルト穴１３のうち、基準穴部１３ａを軸方向の一部に有する実施例１の場合は、第１ボルト１１と第１ボルト穴１３との接触面積が小さくなり、第１ボルト１１をネジ込み締結するときの摩擦抵抗力F3が小さくなる。このため、第１ボルト１１に締結力F0を与えながら締結すると、本締め状態において、締結力F0から小さな摩擦抵抗力F3を差し引いたボルト軸力F4（＞F2）になる。

つまり、「第１ボルト１１のボルト軸力の落ち代」とは、第１ボルト１１を締結するときに第１ボルト穴１３から加わる摩擦抵抗力の大きさをいう。よって、摩擦抵抗力を小さく抑えるほど、第１ボルト１１のボルト軸力の落ち代が低減されることになる。

［ボルト締結構造の共通する特徴作用］
まず、背景技術を説明する。ボルト締結構造において、被締結物が回転してしまうことがしばしばある。その対策としては、被締結物を手で押さえて、ボルトを固定する場合もある。ただし、被締結物を手で押さえる場合は、締結トルクが小さい、生産性が低い、精度を要求しない場合であったりする。そのため、回転防止構造を構造物に有しているものが多くある。

例えば、締結部が一つの場合において、被締結物が回転しても問題が無い場合を除き、防止構造としては、特開2002-130221号公報に記載されているように、壁を設けて回転を防止する構造が知られている。また、二つ以上の締結部がある構造においては、特開2011-157998号公報に記載されているように、位置決めピンを二つ設けることで、回転を防止する構造が知られている。

そこで、締結部が２箇所設けられ、位置決めピンが２箇所と設けられているものを従来例とする。この従来例の場合、位置決めピンとしては、メネジが鋳造部品であればステンレス材を使用することが多く、メネジが樹脂成型品であればインサートモールドのピンを使用することが多い。このように、２箇所に位置決めピンを設け、さらに、被締結物にボルト穴を開ける必要があり、その上に、位置決めピンを用いた位置決めであるため、位置決めピン穴の加工も必要とする。そのため、サイズの大型化と、コスト増が課題となっている。

本発明者は、上記課題に対し、ボルト締結構造において必要不可欠な構成要素であるボルトとボルト穴に着目した。そして、それぞれにボルトとボルト穴を有する第１締結部１と第２締結部２との組み合わせにより、位置決めピンと位置決めピン穴を用いることなく、位置決め機能と回り止め機能を発揮させる下記の構成とした。

実施例１では、第１締結部１の第１ボルト穴１３は、ボルト穴径が軸方向位置によって異なり、第１ボルト１１のボルト軸径に符合するボルト穴径L1による基準穴部１３ａを軸方向の一部に有する。第２締結部２の第２ボルト穴２３は、ボルト穴径が径方向位置によって異なり、第２ボルト２１のボルト軸径に符合するボルト穴径L3を、第１締結部１を中心点とする円Ｓの接線方向に有する。

即ち、第１ボルト１１を基準穴部１３ａに対して挿通することで、第１締結部１の締結位置が許容範囲内に規定される。このとき、第１締結部１を中心としてブラケット４が回転方向に移動することが可能である。しかし、第２ボルト２１を第２ボルト穴２３に対して挿通することで、第１締結部１を中心とするブラケット４の回転方向位置が許容範囲内に規定される。よって、第１締結部１と第２締結部２の組み合わせにより位置決め機能が発揮される。

また、第１ボルト１１を基準穴部１３ａに仮固定しておいた後、第２ボルト２１を第２ナット２２に対してネジ込みにより本締めする。この手順により、第２ボルト２１のネジ込み締結中、第１ボルト１１がブラケット４の回転を止めるストッパーの役割を果たす。よって、第１締結部１と第２締結部２の組み合わせにより回り止め機能が発揮される。

さらに、上記のように、第１ボルト１１と第１ボルト穴１３を、あたかも第１位置決めピンと第１位置決めピン穴のように使い、第２ボルト２１と第２ボルト穴２３を、あたかも第２位置決めピンと第２位置決めピン穴のように使っている。このため、位置決め機能と回り止め機能を発揮するにもかかわらず、従来例のように位置決めピンや位置決めピン穴が不要であるため、ボルト締結構造１Ａの低コスト・小型化が実現される。

この結果、ボルトで被締結物を締結する際、小型化と低コスト化を図りながらも被締結物の位置決め機能と回り止め機能が発揮される。加えて、第１ボルト穴１３のうち、基準穴部１３ａを軸方向の一部に有することで、第１ボルト１１のボルト軸力の落ち代が低減される。

［ボルト締結構造の他の特徴作用］
実施例１では、被締結物として、ユニットケースフランジ３とブラケット４が介在する。第１ボルト穴１３と第２ボルト穴２３を、ユニットケースフランジ３とブラケット４のうち板厚が厚い方のユニットケースフランジ３に設ける。
即ち、板厚が厚いユニットケースフランジ３側に第１ボルト穴１３を設けると、第１ボルト穴１３のほんの一部の範囲で基準穴部１３ａを設定し、残りを大径穴部１３ｂにすることが可能である。よって、板厚が厚いユニットケースフランジ３側に基準穴部１３ａを一部に有する第１ボルト穴１３を設けることで、第１ボルト１１のボルト軸力の落ち代が低減される。

実施例１では、ユニットケースフランジ３が、ブラケット４よりも板厚が厚い鋳造部品である。ブラケット４が、ユニットケースフランジ３よりも板厚が薄い鋼鈑部品である。メネジは、鋼鈑部品であるブラケット４に固定されている第１ナット１２及び第２ナット２２である。
即ち、予めメネジが切ってある第１ナット１２及び第２ナット２２の場合は、鋼鈑部品であるブラケット４に対し、第１ナット１２及び第２ナット２２を溶接などにより固定するだけで、容易にメネジが形成される。

実施例１では、第１ボルト穴１３は、基準穴部１３ａと、基準穴部１３ａより大きなボルト穴径L2による大径穴部１３ｂとによる段差穴構成である。第１ボルト穴１３のうち、ボルト側位置に大径穴部１３ｂを配置し、メネジ側位置に基準穴部１３ａを配置する。
即ち、第１ボルト穴１３を、ユニットケースフランジ３と共に上型と下型により型成形するとき、基準穴部１３ａと大径穴部１３ｂの段差位置を上型と下型の分割位置とすることができる。
従って、第１ボルト穴１３を型成形により形成するとき、穴径が異なる基準穴部１３ａと大径穴部１３ｂを有することで、型成形性が向上する。

次に、効果を説明する。
実施例１におけるボルト締結構造１Ａにあっては、下記に列挙する効果が得られる。

(1) ボルトとメネジとの間に被締結物が介在し、ボルトで被締結物を締結する締結部を備える。
このボルト締結構造１Ａにおいて、締結部として、第１ボルト１１と第１メネジ１２と第１ボルト穴１３を有する第１締結部１と、第２ボルト２１と第２メネジ２２と第２ボルト穴２３を有する第２締結部２と、による二つの締結部を少なくとも設ける。
第１ボルト穴１３は、ボルト穴径が軸方向位置によって異なり、第１ボルト１１のボルト軸径に符合するボルト穴径L1による基準穴部１３ａを軸方向の一部に有する。
第２ボルト穴２３は、ボルト穴径が径方向位置によって異なり、第２ボルト２１のボルト軸径に符合するボルト穴径L3を、第１締結部１を中心点とする円Ｓの接線方向に有する（図２）。
このため、ボルトで被締結物を締結する際、小型化と低コスト化を図りながらも被締結物（ユニットケースフランジ３、ブラケット４）の位置決め機能と回り止め機能を発揮することができる。加えて、第１ボルト穴１３のうち、基準穴部１３ａを軸方向の一部に有することで、第１ボルト１１のボルト軸力の落ち代を低減することができる。

(2) 被締結物として、第１被締結物（ユニットケースフランジ３）と第２被締結物（ブラケット４）が介在する。
第１ボルト穴１３と第２ボルト穴２３を、第１被締結物（ユニットケースフランジ３）と第２被締結物（ブラケット４）のうち板厚が厚い方の被締結物（ユニットケースフランジ３）に設ける（図２）。
このため、(1)の効果に加え、板厚が厚い第１被締結物（ユニットケースフランジ３）側に基準穴部１３ａを一部に有する第１ボルト穴１３を設けることで、第１ボルト１１のボルト軸力の落ち代を低減することができる。

(3) 第１被締結物（ユニットケースフランジ３）が、第２被締結物（ブラケット４）よりも板厚が厚い鋳造部品である。
第２被締結物（ブラケット４）が、第１被締結物（ユニットケースフランジ３）よりも板厚が薄い鋼鈑部品である。
メネジ（第１メネジ、第２メネジ）は、鋼鈑部品である第２被締結物（ブラケット４）に固定されているナット（第１ナット１２、第２ナット２２）である（図２）。
このため、(2)の効果に加え、鋼鈑部品である第２被締結物（ブラケット４）に対し、ナット（第１ナット１２、第２ナット２２）を溶接やカシメなどにより固定するだけで、容易にメネジ（第１メネジ、第２メネジ）を形成することができる。

(4) 第１ボルト穴１３は、基準穴部１３ａと、基準穴部１３ａより大きなボルト穴径L2による大径穴部１３ｂとによる段差穴構成である。
第１ボルト穴１３のうち、ボルト側位置に大径穴部１３ｂを配置し、メネジ側位置に基準穴部１３ａを配置する（図２）。
このため、(1)～(3)の効果に加え、第１ボルト穴１３を型成形により形成するとき、穴径が異なる基準穴部１３ａと大径穴部１３ｂを有することで、型成形性の向上を達成することができる。

実施例２は、２つの被締結物が介在するボルト締結構造であり、第１ボルト穴のうち、ボルト側位置に基準穴部を配置し、メネジ側位置に大径穴部を配置するようにした例である。

まず、構成を説明する。図５は実施例２のボルト締結構造１Ｂを示す縦断面図である。以下、図５に基づいて、実施例２のボルト締結構造１Ｂの構成を説明する。

実施例２の第１ボルト穴１３は、図５に示すように、ボルト穴径L1による基準穴部１３ａと、基準穴部１３ａより大きなボルト穴径L2による大径穴部１３ｂとによる段差穴構成としている。そして、第１ボルト穴１３のうち、ボルト側位置に基準穴部１３ａを配置し、メネジ側位置に大径穴部１３ｂを配置している。
なお、他の構成は、実施例１と同様であるので図示並びに説明を省略する。

次に、作用を説明する。
実施例２では、第１ボルト穴１３は、基準穴部１３ａと、基準穴部１３ａより大きなボルト穴径L2による大径穴部１３ｂとによる段差穴構成である。第１ボルト穴１３のうち、ボルト側位置に基準穴部１３ａを配置し、メネジ側位置に大径穴部１３ｂを配置する。
即ち、ボルト側位置に基準穴部１３ａを配置したことで、第１ボルト１１のボルト頭部１１ａによるボルト座面の接触面積が、実施例１のボルト座面の接触面積に比べ広くなる。このため、第１ボルト１１の座屈の許容力が向上し、第１ボルト１１のボルト締結信頼性が向上する。加えて、型成形の後、第１ボルト１１側からの穴仕上げ加工を行うとき、基準穴部１３ａを加工する加工ストロークが短くなり、基準穴部１３ａの加工精度が向上する。
なお、他の作用は、実施例１と同様であるので、説明を省略する。

次に、効果を説明する。
実施例２におけるボルト締結構造１Ｂにあっては、実施例１の(1)～(3)の効果に加え、下記の効果が得られる。

(5) 第１ボルト穴１３は、基準穴部１３ａと、基準穴部１３ａより大きなボルト穴径L2による大径穴部１３ｂとによる段差穴構成である。
第１ボルト穴１３のうち、ボルト側位置に基準穴部１３ａを配置し、メネジ側位置に大径穴部１３ｂを配置する（図５）。
このため、ボルト側位置に基準穴部１３ａを配置したことで、第１ボルト１１のボルト締結信頼性の向上を達成することができると共に、基準穴部１３ａの加工精度の向上を達成することができる。

実施例３は、２つの被締結物が介在するボルト締結構造であり、第１ボルト穴のうち、ボルト側位置にテーパー穴部を配置し、メネジ側位置に基準穴部を配置するようにした例である。

まず、構成を説明する。図６は実施例３のボルト締結構造１Ｃを示す縦断面図である。以下、図６に基づいて、実施例３のボルト締結構造１Ｃの構成を説明する。

実施例３の第１ボルト穴１３は、図６に示すように、ボルト穴径L1による基準穴部１３ａと、基準穴部１３ａのボルト穴径L1からボルト穴径L2までボルト側に向かって徐々に穴径が拡大するテーパー穴部１３ｃとによるテーパー穴構成としている。そして、第１ボルト穴１３のうち、ボルト側位置にテーパー穴部１３ｃを配置し、メネジ側位置に基準穴部１３ａを配置している。
なお、他の構成は、実施例１と同様であるので図示並びに説明を省略する。

次に、作用を説明する。
実施例３では、第１ボルト穴１３は、基準穴部１３ａと、基準穴部１３ａのボルト穴径L1から徐々に穴径が拡大するテーパー穴部１３ｃとによるテーパー穴構成である。第１ボルト穴１３のうち、ボルト側位置にテーパー穴部１３ｃを配置し、メネジ側位置に基準穴部１３ａを配置する。
即ち、第１ボルト穴１３を、ユニットケースフランジ３と共に上型と下型により鋳物型成形するとき、テーパー穴部１３ｃを有することで、上型と下型の型抜きをスムーズに行われ、型摩耗や巻き込み巣が起こりにくくなる。
従って、第１ボルト穴１３を型成形により形成するとき、テーパー穴部１３ｃを有することで、型摩耗や巻き込み巣が起こりにくくなり、型成形性が向上する。
なお、他の作用は、実施例１と同様であるので、説明を省略する。

次に、効果を説明する。
実施例３におけるボルト締結構造１Ｃにあっては、実施例１の(1)～(3)の効果に加え、下記の効果が得られる。

(6) 第１ボルト穴１３は、基準穴部１３ａと、基準穴部１３ａのボルト穴径L1から徐々に穴径が拡大するテーパー穴部１３ｃとによるテーパー穴構成である。
第１ボルト穴１３のうち、ボルト側位置にテーパー穴部１３ｃを配置し、メネジ側位置に基準穴部１３ａを配置する（図６）。
このため、第１ボルト穴１３を型成形するとき、型抜き勾配になるテーパー穴部１３ｃを有することで、型成形性の向上を達成することができる。

実施例４は、２つの被締結物が介在するボルト締結構造であり、第１ボルト穴のうち、ボルト側位置に基準穴部を配置し、メネジ側位置にテーパー穴部を配置するようにした例である。

まず、構成を説明する。図７は実施例４のボルト締結構造１Ｄを示す縦断面図である。以下、図７に基づいて、実施例４のボルト締結構造１Ｄの構成を説明する。

実施例４の第１ボルト穴１３は、図７に示すように、ボルト穴径L1による基準穴部１３ａと、基準穴部１３ａのボルト穴径L1からボルト穴径L2までメネジ側に向かって徐々に穴径が拡大するテーパー穴部１３ｃとによるテーパー穴構成としている。そして、第１ボルト穴１３のうち、ボルト側位置に基準穴部１３ａを配置し、メネジ側位置にテーパー穴部１３ｃを配置している。
なお、他の構成は、実施例１と同様であるので図示並びに説明を省略する。

次に、作用を説明する。
実施例４では、第１ボルト穴１３は、基準穴部１３ａと、基準穴部１３ａのボルト穴径L1から徐々に穴径が拡大するテーパー穴部１３ｃとによるテーパー穴構成である。第１ボルト穴１３のうち、ボルト側位置に基準穴部１３ａを配置し、メネジ側位置にテーパー穴部１３ｃを配置する。
即ち、ボルト側位置に基準穴部１３ａを配置したことで、第１ボルト１１のボルト頭部１１ａによるボルト座面の接触面積が、実施例３のボルト座面の接触面積に比べ広くなる。このため、第１ボルト１１の座屈の許容力が向上し、第１ボルト１１のボルト締結信頼性が向上する。加えて、型成形の後、第１ボルト１１側からの穴仕上げ加工を行うとき、基準穴部１３ａを加工する加工ストロークが短くなり、基準穴部１３ａの加工精度が向上する。加えて、第１ボルト穴１３を、ユニットケースフランジ３と共に上型と下型により鋳物型成形するとき、テーパー穴部１３ｃを有することで、これが型抜き勾配となり、上型と下型の型抜きがスムーズに行われ、型摩耗や巻き込み巣が起こりにくくなる。
従って、第１ボルト１１のボルト締結信頼性が向上すると共に、基準穴部１３ａの加工精度が向上する。加えて、第１ボルト穴１３を型成形により形成するとき、テーパー穴部１３ｃを有することで、型摩耗や巻き込み巣が起こりにくくなり、型成形性が向上する。
なお、他の作用は、実施例１と同様であるので、説明を省略する。

次に、効果を説明する。
実施例４におけるボルト締結構造１Ｄにあっては、実施例１の(1)～(3)の効果に加え、下記の効果が得られる。

(7) 第１ボルト穴１３は、基準穴部１３ａと、基準穴部１３ａのボルト穴径L1から徐々に穴径が拡大するテーパー穴部１３ｃとによるテーパー穴構成である。
第１ボルト穴１３のうち、ボルト側位置に基準穴部１３ａを配置し、メネジ側位置にテーパー穴部１３ｃを配置する（図７）。
このため、ボルト側位置に基準穴部１３ａを配置したことで、第１ボルト１１のボルト締結信頼性の向上を達成することができると共に、基準穴部１３ａの加工精度の向上を達成することができる。加えて、第１ボルト穴１３を型成形するとき、型抜き勾配になるテーパー穴部１３ｃを有することで、型成形性の向上を達成することができる。

実施例５は、１つの被締結物が介在するボルト締結構造であり、第１ボルト穴のうち、ボルト側位置に大径穴部を配置し、メネジ側位置に基準穴部を配置するようにした例である。

まず、構成を説明する。図８は実施例５のボルト締結構造１Ｅを示す縦断面図である。以下、図８に基づいて、実施例５のボルト締結構造１Ｅの構成を説明する。

実施例５のボルト締結構造１Ｅは、電動車両のインバータユニットＩＵにおいて、ユニットケース５に対して、樹脂モールドにより半導体素子などを一体化したパワーモジュール６を、２本のボルトにより位置決め締結する部分に適用したものである。

つまり、ボルトで被締結物を締結する締結部として、ユニットケース５に沿って離れた位置に配置された第１締結部１と第２締結部２とを有する。そして、ボルトとメネジとの間に介在している被締結物として、一つのパワーモジュール６を有する。なお、実施例６～実施例８のボルト締結構造１Ｆ～１Ｈについても、適用箇所は実施例５のボルト締結構造１Ｅと同様である。

実施例５のボルト締結構造１Ｅは、図８に示すように、第１締結部１と、第２締結部２と、ユニットケース５（固定部品）と、パワーモジュール６（被締結物）と、を備えている。ユニットケース５は、鋳造部品であり、パワーモジュール６は、板厚が厚い樹脂成型部品である。

前記第１締結部１は、第１ボルト１１と第１メネジ１４と第１ボルト穴１３を有する。第１ボルト１１は、ボルト頭部１１ａとオネジが切られたボルト軸部１１ｂを有する。第１メネジ１４は、ユニットケース５に対しボルト軸部１１ｂのオネジと螺合するメネジを切ることで構成されている。第１ボルト穴１３は、板厚が厚い樹脂成型部品によるパワーモジュール６に設けられる。

前記第２締結部２は、第２ボルト２１と第２メネジ２４と第２ボルト穴２３を有する。第２ボルト２１は、ボルト頭部２１ａとオネジが切られたボルト軸部２１ｂを有する。第２メネジ２４は、ユニットケース５に対しボルト軸部２１ｂのオネジと螺合するメネジを切ることで構成されている。第２ボルト穴２３は、板厚が厚い樹脂成型部品によるパワーモジュール６に設けられる。

前記第１ボルト穴１３は、図８に示すように、ボルト穴径が軸方向位置によって異なり、第１ボルト１１のボルト軸径に符合するボルト穴径L1による基準穴部１３ａを軸方向の一部に有する。この第１ボルト穴１３は、図８に示すように、ボルト穴径L1による基準穴部１３ａと、基準穴部１３ａより大きなボルト穴径L2による大径穴部１３ｂとによる段差穴構成としている。そして、第１ボルト穴１３のうち、ボルト側位置に大径穴部１３ｂを配置し、メネジ側位置に基準穴部１３ａを配置している。

前記第２ボルト穴２３は、図８に示すように、ボルト穴径が径方向位置によって異なり、第２ボルト２１のボルト軸径に符合するボルト穴径L3を、第１締結部１を中心点C1とする円Ｓの接線方向に有する。この第２ボルト穴２３は、実施例１と同様に、ボルト穴径L3を短径とし、第１締結部１の中心点C1と第２締結部２の中心点C2を結ぶ直線SLによる方向のボルト穴径L4を長径とする長円形状に形成されている。
なお、他の構成は、実施例１と同様であるので、図示並びに説明を省略する。

次に、作用を説明する。
実施例５では、被締結物として、１つのパワーモジュール６が介在する。第１ボルト穴１３と第２ボルト穴２３を、１つのパワーモジュール６に設ける。
即ち、被締結物として、１つのパワーモジュール６が介在する場合には、パワーモジュール６の板厚が厚くなる。このため、パワーモジュール６に第１ボルト穴１３を設けると、第１ボルト穴１３のほんの一部の範囲で基準穴部１３ａを設定し、残りを大径穴部１３ｂにすることが可能である。
従って、被締結物として、１つのパワーモジュール６が介在するとき、板厚が厚いパワーモジュール６に基準穴部１３ａを一部に有する第１ボルト穴１３を設けることで、第１ボルト１１のボルト軸力の落ち代が低減される。

実施例５では、１つのパワーモジュール６が、樹脂成型部品である。第１メネジ１４と第２メネジ２４は、第１締結部１と第２締結部２に共通のユニットケース５に設ける。
即ち、１つのユニットケース５に対するネジ加工により、容易に第１メネジ１４と第２メネジ２４が形成される。

実施例５では、第１ボルト穴１３は、基準穴部１３ａと、基準穴部１３ａより大きなボルト穴径L2による大径穴部１３ｂとによる段差穴構成である。第１ボルト穴１３のうち、ボルト側位置に大径穴部１３ｂを配置し、メネジ側位置に基準穴部１３ａを配置する。
即ち、第１ボルト穴１３を、パワーモジュール６と共に上型と下型により樹脂モールド型成形するとき、基準穴部１３ａと大径穴部１３ｂの段差位置を上型と下型の分割位置とすることができる。
従って、第１ボルト穴１３を型成形により形成するとき、穴径が異なる基準穴部１３ａと大径穴部１３ｂを有することで、型成形性が向上する。

次に、効果を説明する。
実施例５におけるボルト締結構造１Ｅにあっては、実施例１の(1),(4)の効果に加え、下記に列挙する効果が得られる。

(8) 被締結物として、１つの被締結物（パワーモジュール６）が介在する。
第１ボルト穴１３と第２ボルト穴２３を、１つの被締結物（パワーモジュール６）に設ける（図８）。
このため、板厚が厚い１つの被締結物（パワーモジュール６）に基準穴部１３ａを一部に有する第１ボルト穴１３を設けることで、第１ボルト１１のボルト軸力の落ち代を低減することができる。

(9) １つの被締結物（パワーモジュール６）が、樹脂成型部品である。
メネジ（第１メネジ１４、第２メネジ２４）は、第１締結部１と第２締結部２に共通の固定部品（ユニットケース５）に設ける（図８）。
このため、(8)の効果に加え、１つの固定部品（ユニットケース５）に対するネジ加工により、容易にメネジ（第１メネジ１４、第２メネジ２４）を形成することができる。

実施例６は、１つの被締結物が介在するボルト締結構造であり、第１ボルト穴のうち、ボルト側位置に基準穴部を配置し、メネジ側位置に大径穴部を配置するようにした例である。

まず、構成を説明する。図９は実施例６のボルト締結構造１Ｆを示す縦断面図である。以下、図９に基づいて、実施例６のボルト締結構造１Ｆの構成を説明する。

実施例６の第１ボルト穴１３は、図９に示すように、ボルト穴径L1による基準穴部１３ａと、基準穴部１３ａより大きなボルト穴径L2による大径穴部１３ｂとによる段差穴構成としている。そして、第１ボルト穴１３のうち、ボルト側位置に基準穴部１３ａを配置し、メネジ側位置に大径穴部１３ｂを配置している。
なお、他の構成は、実施例５と同様であるので図示並びに説明を省略する。

次に、作用を説明する。
実施例６では、第１ボルト穴１３は、基準穴部１３ａと、基準穴部１３ａより大きなボルト穴径L2による大径穴部１３ｂとによる段差穴構成である。第１ボルト穴１３のうち、ボルト側位置に基準穴部１３ａを配置し、メネジ側位置に大径穴部１３ｂを配置する。
即ち、ボルト側位置に基準穴部１３ａを配置したことで、第１ボルト１１のボルト頭部１１ａによるボルト座面の接触面積が、実施例５のボルト座面の接触面積に比べ広くなる。このため、第１ボルト１１の座屈の許容力が向上し、第１ボルト１１のボルト締結信頼性が向上する。加えて、樹脂モールド型成形の後、第１ボルト１１側からの穴仕上げ加工を行うとき、基準穴部１３ａを加工する加工ストロークが短くなり、基準穴部１３ａの加工精度が向上する。
なお、他の作用は、実施例１，５と同様であるので、説明を省略する。

次に、効果を説明する。
実施例６におけるボルト締結構造１Ｆにあっては、実施例１の(1)の効果、実施例５の(8),(9)の効果、実施例２の(5)の効果が得られる。

実施例７は、１つの被締結物が介在するボルト締結構造であり、第１ボルト穴のうち、ボルト側位置にテーパー穴部を配置し、メネジ側位置に基準穴部を配置するようにした例である。

まず、構成を説明する。図１０は実施例７のボルト締結構造１Ｇを示す縦断面図である。以下、図１０に基づいて、実施例７のボルト締結構造１Ｇの構成を説明する。

実施例７の第１ボルト穴１３は、図１０に示すように、ボルト穴径L1による基準穴部１３ａと、基準穴部１３ａのボルト穴径L1からボルト穴径L2までボルト側に向かって徐々に穴径が拡大するテーパー穴部１３ｃとによるテーパー穴構成としている。そして、第１ボルト穴１３のうち、ボルト側位置にテーパー穴部１３ｃを配置し、メネジ側位置に基準穴部１３ａを配置している。
なお、他の構成は、実施例５と同様であるので図示並びに説明を省略する。

次に、作用を説明する。
実施例７では、第１ボルト穴１３は、基準穴部１３ａと、基準穴部１３ａのボルト穴径L1から徐々に穴径が拡大するテーパー穴部１３ｃとによるテーパー穴構成である。第１ボルト穴１３のうち、ボルト側位置にテーパー穴部１３ｃを配置し、メネジ側位置に基準穴部１３ａを配置する。
即ち、第１ボルト穴１３を、パワーモジュール６と共に上型と下型により樹脂モールド型成形するとき、テーパー穴部１３ｃを有することで、上型と下型の型抜きをスムーズに行われ、型摩耗や巻き込み巣が起こりにくくなる。
従って、第１ボルト穴１３を型成形により形成するとき、テーパー穴部１３ｃを有することで、型摩耗や巻き込み巣が起こりにくくなり、型成形性が向上する。
なお、他の作用は、実施例１，５と同様であるので、説明を省略する。

次に、効果を説明する。
実施例７におけるボルト締結構造１Ｇにあっては、実施例１の(1)の効果、実施例５の(8),(9)の効果、実施例３の(6)の効果が得られる。

実施例８は、１つの被締結物が介在するボルト締結構造であり、第１ボルト穴のうち、ボルト側位置に基準穴部を配置し、メネジ側位置にテーパー穴部を配置するようにした例である。

まず、構成を説明する。図１１は実施例８のボルト締結構造１Ｈを示す縦断面図である。以下、図１１に基づいて、実施例８のボルト締結構造１Ｈの構成を説明する。

実施例８の第１ボルト穴１３は、図１１に示すように、ボルト穴径L1による基準穴部１３ａと、基準穴部１３ａのボルト穴径L1からボルト穴径L2までメネジ側に向かって徐々に穴径が拡大するテーパー穴部１３ｃとによるテーパー穴構成としている。そして、第１ボルト穴１３のうち、ボルト側位置に基準穴部１３ａを配置し、メネジ側位置にテーパー穴部１３ｃを配置している。
なお、他の構成は、実施例５と同様であるので図示並びに説明を省略する。

次に、作用を説明する。
実施例８では、第１ボルト穴１３は、基準穴部１３ａと、基準穴部１３ａのボルト穴径L1から徐々に穴径が拡大するテーパー穴部１３ｃとによるテーパー穴構成である。第１ボルト穴１３のうち、ボルト側位置に基準穴部１３ａを配置し、メネジ側位置にテーパー穴部１３ｃを配置する。
即ち、ボルト側位置に基準穴部１３ａを配置したことで、第１ボルト１１のボルト頭部１１ａによるボルト座面の接触面積が、実施例７のボルト座面の接触面積に比べ広くなる。このため、第１ボルト１１の座屈の許容力が向上し、第１ボルト１１のボルト締結信頼性が向上する。加えて、型成形の後、第１ボルト１１側からの穴仕上げ加工を行うとき、基準穴部１３ａを加工する加工ストロークが短くなり、基準穴部１３ａの加工精度が向上する。加えて、第１ボルト穴１３を、パワーモジュール６と共に上型と下型により実施モールド型成形するとき、テーパー穴部１３ｃを有することで、これが型抜き勾配となり、上型と下型の型抜きがスムーズに行われ、型摩耗や巻き込み巣が起こりにくくなる。
従って、第１ボルト１１のボルト締結信頼性が向上すると共に、基準穴部１３ａの加工精度が向上する。加えて、第１ボルト穴１３を型成形により形成するとき、テーパー穴部１３ｃを有することで、型摩耗や巻き込み巣が起こりにくくなり、型成形性が向上する。
なお、他の作用は、実施例１，５と同様であるので、説明を省略する。

次に、効果を説明する。
実施例８におけるボルト締結構造１Ｈにあっては、実施例１の(1)の効果、実施例５の(8),(9)の効果、実施例４の(7)の効果が得られる。

以上、本発明のボルト締結方法を実現するボルト締結構造を実施例１～実施例８に基づき説明してきたが、具体的な構成については、これらの実施例に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。

実施例１～８では、第１ボルト１１及び第２ボルト２１として、六角形のボルト頭部を有する大型のオネジ部品を示した。しかし、本願発明で用いる第１ボルト及び第２ボルトとは、メネジと組んで使われるオネジ部品の総称を指す。つまり、マイナスドライバーやプラスドライバーによりネジ込み締結される小型のオネジ部品（一般にネジと称される）も第１ボルト及び第２ボルトに含む。

実施例１～４では、第１ボルト穴１３として、基準穴部１３ａと大径穴部１３ｂによる例を示し、実施例５～８では、第１ボルト穴１３として、基準穴部１３ａとテーパー穴部１３ｃによる例を示した。しかし、第１ボルト穴としては、ボルト穴径が軸方向位置によって異なり、第１ボルトのボルト軸径に符合するボルト穴径による基準穴部を軸方向の一部に有するものであれば、基準穴部以外の穴形状は、実施例１～８以外の様々な形状のものであっても良い。

実施例１～８では、第２ボルト穴２３として、短径と長径を有する長円形状の例を示した。しかし、第２ボルト穴としては、ボルト穴径が径方向位置によって異なり、第２ボルトのボルト軸径に符合するボルト穴径を、第１締結部を中心点とする円の接線方向に有するものであれば、長円形状以外に楕円形状などの例であっても良い。

実施例１～８では、締結部として、第１締結部１と第２締結部２の２つの締結部を有する例を示した。しかし、締結部としては、第１締結部と第２締結部以外に、３以上の複数の締結部を有するものであっても良い。３以上の複数の締結部を有する場合、位置決めに適切な位置の２つの締結部を選択して第１締結部と第２締結部とし、残りの締結部を、ボルトとボルト穴の寸法関係が、被締結物の位置ずれを許容する寸法関係による締結部とする。

実施例１～４では、本発明のボルト締結構造を、２つのユニットケースフランジとブラケットを被締結物とするインバータユニットに適用する例を示した。実施例５～８では、本発明のボルト締結構造を、１つのパワーモジュールを被締結物とするインバータユニットに適用する例を示した。しかし、本発明のボルト締結構造は、インバータユニット以外に、位置決めによるボルト締結固定を要する様々な箇所に対して適用することができる。要するに、ボルトとメネジとの間に被締結物が介在し、ボルトで被締結物を締結する締結部を備えるボルト締結構造であれば適用できる。

１Ａ～１Ｈ ボルト締結構造
１ 第１締結部
１１ 第１ボルト
１１ａ ボルト頭部
１１ｂ ボルト軸部
１２ 第１ナット（メネジ）
１３ 第１ボルト穴
１３ａ 基準穴部
１３ｂ 大径穴部
１３ｃ テーパー穴部
１４ 第１メネジ（メネジ）
２ 第２締結部
２１ 第２ボルト
２１ａ ボルト頭部
２１ｂ ボルト軸部
２２ 第２ナット（メネジ）
２３ 第２ボルト穴
２４ 第２メネジ（メネジ）
３ ユニットケースフランジ（第１被締結物）
４ ブラケット（第２被締結物）
５ ユニットケース（固定部品）
６ パワーモジュール（被締結物）

Claims (9)

1. ボルトとメネジとの間に被締結物が介在し、前記ボルトで前記被締結物を締結する締結部を備えるボルト締結構造において、
   前記締結部として、第１ボルトと第１メネジと前記被締結物に設けられた第１ボルト穴を有する第１締結部と、第２ボルトと第２メネジと前記被締結物に設けられた第２ボルト穴を有する第２締結部と、による二つの締結部を少なくとも設け、
   前記第１ボルト穴は、ボルト穴径が軸方向位置によって異なり、前記第１ボルトのボルト軸径に符合するボルト穴径による基準穴部を軸方向の一部に有し、
   前記第２ボルト穴は、ボルト穴径が径方向位置によって異なり、前記第２ボルトのボルト軸径に符合するボルト穴径を、前記第１締結部を中心点とする円上において、前記第２締結部の接線方向のみに有し、
   前記第１ボルト穴と前記第２ボルト穴を、前記被締結物に沿って離れた位置に配置された前記第１締結部と前記第２締結部に設け、前記第１ボルトと前記第２ボルトとの２本のボルトにより前記被締結物を位置決め締結するボルト締結方法は、
   前記第１締結部において、前記第１ボルトを前記基準穴部に仮固定しておく前記第１ボルトの仮締め手順と、
   前記第１締結部とは違うもう一方の前記第２締結部において、前記第２ボルトをネジ込みにより本締めする前記第２ボルトの本締め手順と、
   前記第１締結部において、仮固定している前記第１ボルトを本締めする前記第１ボルトの本締め手順と、を有する
   ことを特徴とするボルト締結方法。
2. 請求項１に記載されたボルト締結方法において、
   前記被締結物として、第１被締結物と第２被締結物が介在し、
   前記第１ボルト穴と前記第２ボルト穴を、前記第１被締結物と前記第２被締結物のうち板厚が厚い方の被締結物に設ける
   ことを特徴とするボルト締結方法。
3. 請求項２に記載されたボルト締結方法において、
   前記第１被締結物が、前記第２被締結物よりも板厚が厚い鋳造部品、又は樹脂成型部品であり、
   前記第２被締結物が、前記第１被締結物よりも板厚が薄い鋼鈑部品であり、
   前記メネジは、鋼鈑部品である前記第２被締結物に固定されているナットである
   ことを特徴とするボルト締結方法。
4. 請求項１に記載されたボルト締結方法において、
   前記被締結物として、１つの被締結物が介在し、
   前記第１ボルト穴と前記第２ボルト穴を、前記１つの被締結物に設ける
   ことを特徴とするボルト締結方法。
5. 請求項４に記載されたボルト締結方法において、
   前記１つの被締結物が、鋳造部品、又は樹脂成型部品であり、
   前記メネジは、前記第１締結部と前記第２締結部に共通の固定部品に設ける
   ことを特徴とするボルト締結方法。
6. 請求項１から請求項５までの何れか一項に記載されたボルト締結方法において、
   前記第１ボルト穴は、前記基準穴部と、前記基準穴部より大きなボルト穴径による大径穴部とによる段差穴構成であり、
   前記第１ボルト穴のうち、ボルト側位置に前記大径穴部を配置し、メネジ側位置に前記基準穴部を配置する
   ことを特徴とするボルト締結方法。
7. 請求項１から請求項５までの何れか一項に記載されたボルト締結方法において、
   前記第１ボルト穴は、前記基準穴部と、前記基準穴部より大きなボルト穴径による大径穴部とによる段差穴構成であり、
   前記第１ボルト穴のうち、ボルト側位置に前記基準穴部を配置し、メネジ側位置に前記大径穴部を配置する
   ことを特徴とするボルト締結方法。
8. 請求項１から請求項５までの何れか一項に記載されたボルト締結方法において、
   前記第１ボルト穴は、前記基準穴部と、前記基準穴部のボルト穴径から徐々に穴径が拡大するテーパー穴部とによるテーパー穴構成であり、
   前記第１ボルト穴のうち、ボルト側位置に前記テーパー穴部を配置し、メネジ側位置に前記基準穴部を配置する
   ことを特徴とするボルト締結方法。
9. 請求項１から請求項５までの何れか一項に記載されたボルト締結方法において、
   前記第１ボルト穴は、前記基準穴部と、前記基準穴部のボルト穴径から徐々に穴径が拡大するテーパー穴部とによるテーパー穴構成であり、
   前記第１ボルト穴のうち、ボルト側位置に前記基準穴部を配置し、メネジ側位置に前記テーパー穴部を配置する
   ことを特徴とするボルト締結方法。
   

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