JP2008542034A - 長手方向孔を有する中空ボルト - Google Patents

Abstract

本発明は、長手方向孔（６）および周方向ノッチ（１１）を設けた中空ボルト（１）を製造する方法に関する。この中空ボルトには、ボルト直径を画定する隆起部間に延在する長手方向溝を設けるとともに、周方向ノッチは、長手方向溝および隆起部を取り巻くように中空ボルトに転造する。長手方向溝の交差点は、周方向ノッチを転造するときに流動する原料の一部が長手方向溝内に流れ込むように選択する。

Description

本発明は、長手方向孔を設け、周方向ノッチを設ける中空ボルトに関するものである。

周方向のノッチを設けた中空ボルトとしては、スタッドボルトまたは環状ノッチを有するボルトがあり、これらは例えば、適切な孔を設けた何らかのプラスチック製コンポーネントの締結に使用することができる。

長手方向孔を有するボルト、いわゆる中空ボルトは、ボルトにより保持したコンポーネントの事後調整を必要とするようなねじ止めに使用することがよくあり、このため、例えば中空ボルトの長手方向孔に案内したドライバーを使用して、調整コネクタを操作する。このような、周方向のノッチを設けた中空ボルトの製造は、周方向のノッチ、例えば、とくにねじ山を、中空ボルトに転造すべき場合には、困難である。このような場合、相当大きな圧力が発生するため、中空ボルトは半径方向に変形を生ずる傾向がある。これは、すなわち長手方向孔が存在するため、大きな圧力を吸収するに必要な材料が不足しているからである。この理由から、転造ねじ山を有する中空ボルトは、まず中実の素材にねじ山を転造し、その後ドリルによって長手方向孔を設けるという方法で製造する。この付加的な作業工程がこの種の中空ボルトの製造コストを相当高める要因となっている。

したがって、本発明の課題は、長手方向孔を設けた未加工の中空ボルトに周方向のノッチを転造する際に、変形する危険性を排除した長手方向孔を有する中空ボルトを得ることにある。

この課題を解決するため、本発明中空ボルトは、長手方向溝を設け、この長手方向溝は、ボルト直径を画定する隆起部間に延在するものとし、長手方向溝および隆起部を設けた中空ボルトに対して周方向のノッチを転造し、長手方向溝の横断面は、ノッチを転造する際に押しのけられる材料の若干が、長手方向溝に流れ込むものとしたことを特徴とする。

まだノッチを設けていない中空ボルトに沿って延在する長手方向溝は、ノッチを転造する際に、中空ボルトの変形する材料に圧力が生じ、この材料は長手方向溝により構成される空間に逃げることができ、これにより、転造ツールにより中空ボルトの材料に加わる圧力を減少することができる。この圧力減少は相当大きく、長手方向孔があるにもかかわらず、この作業中に中空ボルトは変形しないで済む。このとき、ノッチを転造する際に逃げる材料は長手方向溝の領域に入り込み、実質的に長手方向溝で大きく中断すされないねじ山またはリングを形成する。このとき、ねじ山に生ずる短いギャップは、とくにセルフタッピング（自己雌ねじ立て）をする場合に望ましくさえある。なぜなら、転造したねじ山にギャップがあるとエッジができ、雌ねじのタッピングを促進するからである。雌ねじの材料もこのギャップに流れ込むことができ、この種のねじを緩めるために必要なトルクをさらに高めることができる。

特許文献１は、ボルトにねじ山を転造する方法を記載しており、この場合、ねじ山を転造する前に、より大きい勾配で延在するねじ溝を転造しておく。このねじ溝は、後から転造されるねじ山を複数個所中断するもので、ねじ山に切刃を形成するのに貢献し、よってボルト内での雌ねじ立てを簡単にする。このボルト自体は中実構造をしていて、つまり、長手方向孔を有していない。従来の特許文献には、長手方向孔を設けた中空ボルトの特別な寸法比率をどのように考慮するべきかについては、何も明示されてない。
米国特許第２，５６２，５１６号明細書

本発明はさらに、中空ボルトに関するものでもあり、この中空ボルトに長手方向溝を設け、この長手方向溝は、ボルト直径を画定する隆起部間に延在するものとし、長手方向溝および隆起部を設けた中空ボルトに対して周方向のノッチを転造し、長手方向溝の横断面は、ノッチを転造する際に押しのけられる材料の若干が、長手方向溝に流れ込むものとする。

ノッチは、主に、ねじ山を形成するものとする。代案として、ノッチは、リングを形成するものとすることもでき、この用途も既知である。

長手方向溝の形状は、多様で有り得る。長手方向溝を中空ボルトの軸線に平行に設けることもできる。また、長手方向溝を中空ボルトの軸線に対して角度をなすよう設けることもできる。いずれにせよ、長手方向溝は、ねじ山およびリングのどちらを形成するかとは関係なく、転造されたノッチと交差する。

図１には、シャンク２およびヘッド３を有する中空ボルト１を示す。シャンク２に長手方向溝４を設け、これら長手方向溝４は、隆起部５間に延在する。これら隆起部５の外面は、ボルトシャンク２の直径を画定する。さらに、中空ボルト１には全長にわたり長手方向孔６を貫通させ、この長手方向孔６を環状の壁７により包囲する。

長手方向溝４は、任意の所要の方法、例えば転造加工やプレス加工によってシャンク２に構成することができる。このように製造した中空ボルトには、以下に詳述する更なる製造プロセスにおいて、図３および図４に示すようなノッチを設ける。

図２に示す中空ボルト８は、図１に示す中空ボルト１と類似した構造を有する。この中空ボルト８は、長手方向溝９をシャンク１０に対して平行に構成している点で図１に示す中空ボルト１とは異なる。

図１および図２に示す中空ボルトは、図３および図４に示す最終形態の中空ボルトに加工する前段階のもので、中空ボルトの後の製造工程用半加工物である。

図３に示す中空ボルト１は、図１に示す中空ボルト１にねじ山を転造することにより生じたものであり、この目的のため、図１に示す中空ボルト１にねじ山を転造し、このねじ山は巻回部１１を形成する。このねじ巻回部を転造する際に、個別のねじ巻回部１１を中空ボルト１の材料から形成して、これらねじ巻回部１１は中空ボルト１のシャンク２の周囲に巻き付き。さらにこのねじ巻回部１１には、長手方向溝４に起因する小さいギャップ１２ができる。このとき、材料の流動に起因して、長手方向溝４が収縮して幅が減少したギャップ１２を形成し、このことは、巻回部１１を有するねじ山を転造する際に、ボルトの材料が長手方向溝４に流れ込み、長手方向溝４に比べて幅が短くなったギャップ１２が残るという事実に起因する。長手方向溝の幅が広いほど、より長いギャップが形成される。長手方向溝の幅がとくに短い場合には、ギャップは、ほぼ完全に閉じるまで収縮する。このようにして原料の流動が可能となるため、上述のように、転造ツールにより中空ボルト１に加わる圧力減少に寄与し、このため壁７に基づく孔６の環状周面は変形しないで済む。

図４に示す、転造ノッチを設けた中空ボルト８は、図２に示す、軸に平行に長手方向溝９を設けた中空ボルトを由来する。長手方向溝は、図４に示す環状ノッチを転造する際に、環状の隆起部１３を形成し、この隆起部１３にはさらにギャップ１４（図３に示すギャップ１２と類似する）が断続的を生ずる。ギャップ１３を生ずること、およびその効果は、上述の図３の説明を参照されたい。

さらに、環状の隆起１３は、図１に示す中空ボルト１、すなわち、斜めの長手方向溝４を設けた中空ボルトにおいても形成可能であることを指摘しておきたい。

斜めに延在する長手方向溝を有し、周方向ノッチがない中空ボルトの斜視図である。 軸線に平行な長手方向溝を有する中空ボルトの斜視図である。 図１に示す中空ボルトにねじ山を転造したものの斜視図である。 図２に示す中空ボルトにリングを転造したものの斜視図である。

Claims (6)

1. 長手方向孔を有し、周方向のノッチを設ける中空ボルトの製造方法において、
   前記中空ボルトに長手方向溝を設け、この長手方向溝は、ボルト直径を画定する隆起部間に延在するものとし、前記長手方向溝および前記隆起部を設けた前記中空ボルトに対して前記周方向のノッチを転造し、前記長手方向溝の横断面は、前記ノッチを転造する際に押しのけられる材料の若干が、前記長手方向溝に流れ込むものとしたことを特徴とする中空ボルトの製造方法。
2. 請求項１に記載する方法で製造した中空ボルトにおいて、前記中空ボルトに長手方向溝を設け、この長手方向溝は、ボルト直径を画定する隆起部間に延在するものとし、前記長手方向溝および前記隆起部を設けた前記中空ボルトに対して周方向のノッチを転造し、前記長手方向溝の横断面は、前記ノッチを転造する際に押しのけられる材料の若干が、前記長手方向溝に流れ込むものとしたことを特徴とする中空ボルト。
3. 前記ノッチは、ねじ山を形成するものとした請求項２に記載する中空ボルト。
4. 前記ノッチは、リングを形成するものとした請求項２に記載する中空ボルト。
5. 前記長手方向溝を、前記中空ボルトの軸線に平行に設けた請求項２〜４のいずれか１項に記載する中空ボルト。
6. 前記長手方向溝を、前記中空ボルトの軸線に対して角度をなすよう設けた請求項２〜４のいずれか１項に記載する中空ボルト。

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