JP2017219076A - ボルト - Google Patents

Abstract

【課題】ボルトの取り付け取り外しを繰り返しても、弛み防止機能を発揮可能なボルトにすること。【解決手段】ねじ山３の螺旋に沿って延びる溝４を前記ねじ山の頂３１に備えたボルト１であって、前記溝を、ねじ山の螺旋方向に沿って間隔をあけて複数備えた構成とする。【選択図】図１

Description

本発明は、ボルトに関するものである。

従来から、ボルトの弛みを防止するための対策をすることが知られている。このような対策が施されたボルトの構造として、ボルトのねじ山を潰し、隣り合うねじ山の間の空間を小さくした構造が特許文献１に記載されている。特許文献１に記載された構造にすれば、雌ねじに雄ねじを食い込ませることが可能となり、ボルトの弛みを防止することが可能となる。

特開２００２−１２２１１４号公報

ところで、特許文献１に記載の構造であると、雄ねじが雌ねじに食い込む際、雄ねじも雌ねじも一部が削られる。このため、雄ねじと雌ねじの螺合状態を解除した後に、再度螺合しても、弛み防止の機能は当初と同程度にはならなかった。つまり、一度弛み防止機能を発揮させた後に、その機能を解除すると、再び弛み防止機能を発揮させるのは困難であった。また、雌ねじの破損への対応は、ボルトの破損への対応に比べて困難となる場合が多かった。

本件の発明者は、この点について鋭意検討することにより、解決を試みた。本発明の課題は、ボルトの取り付け取り外しを繰り返しても、弛み防止機能を発揮可能なボルトにすることである。また、雌ねじの破損を抑制させつつ弛み防止機能を発揮可能なボルトにすることである。

上記課題を解決するため、次のような手段を採用する。第一の手段は、ねじ山の螺旋に沿って延びる溝を前記ねじ山の頂に備えたボルトにおいて、前記溝を、ねじ山の螺旋方向に沿って間隔をあけて複数備えた構成とする。

第二の手段は、第一の手段において、前記溝の外側に位置するねじ山の頂の一部が、ねじ山の基部がなすフランクの延長上にある仮想面よりも外側に位置する構成とする。

第三の手段は、第一又は第二の手段において、ねじ山がボルトの周方向に沿って一周するまでに、前記ねじ山に複数の溝が備えられた構成とする。

第四の手段は、第一乃至第３の手段に何れかにおいて、ボルトの軸方向に隣り合う溝は、互いの溝の端部がボルトの周方向にずれるように配置された構成とする。

第一の手段では、ボルトを繰り返し使用しても弛み防止の機能を確保することが可能となる。

第二の手段では、仮想面より外側に位置する部位は螺合する雌ねじにより溝側に向けて押されて弾性変形をすることになり、ねじ山と雌ねじとの摩擦力を確保しやすくなる。また、ボルトを雌ねじに締め付ける際の作業負担が大きくなることを抑制することが可能となる。

第三の手段では、溝が形成されている箇所をボルトの周方向に分散させることが可能となる。

第四の手段では、ボルトの軸方向の位置に関連づけて、溝が形成されている箇所をボルトの周方向に分散させることが可能となる。

実施の形態のボルトの側面図である。 図１のＩＩ領域における部分拡大図である。 図２のＩＩＩ領域付近の断面を表した概略図である。 図３で示したねじ山が雌ねじと係合している状態を示す模式図である。 変形例における、ねじ山付近の断面を表した概略図である。 図２のＶＩ−ＶＩ断面を表した概略図である。

以下に発明を実施するための形態を示す。図１は本実施の形態のボルト１の側面図である。図２は図１のＩＩ領域における部分拡大図である。図３は図２のＩＩＩ領域付近の断面を表した概略図である。図４は図３で示したねじ山３が雌ねじ５２と係合している状態を示す模式図である。

本実施の形態のボルト１は螺旋状に形成されたねじ山３の頂３１に溝４を備えている。この溝４は、ねじ山３の螺旋方向Ｓｄに沿って延びるように形成されており、互いに間隔をあけるように複数配置されている。したがって、ねじ山３の頂３１は溝４が形成されている箇所と、形成されていない箇所がねじ山３の頂３１に沿って交互に設けられていることになる。

図３及び図４に示されていることから理解されるように、ねじ山３の頂３１に溝４が設けられている箇所は、雌ねじ５２からの押圧力に対して変形が可能となり、ねじ山３が雌ねじ５２に食い込むことが抑制される。このため、ボルト１を繰り返し使用しても弛み防止の機能を確保することが可能となる。また、ねじ山３の頂３１に溝４が設けられていない箇所は、通常のねじ山３と同じように機能する。

ねじ山３の基部３２の両外側には、傾斜面状に形成されたフランク３４を備えている。本実施の形態においては、ねじ山３の基部３２の両外側のフランク３４がなす角度θ１が６０度となるように構成している。なお、この角度θ１は、ねじ山の角度ともいわれるものである。

図１及び図２に示されていることから理解されるように、ボルト１の軸方向Ａｄに隣り合う溝４は、互いの溝４の端部４１がボルト１の周方向Ｃｄにずれるように配置されている。したがって、溝４が形成されている箇所をボルト１の周方向Ｃｄに分散させることが可能となる。なお、図１乃至３に示したように、本実施の形態における溝４は、ねじ山３の頂３１を軸方向Ａｄに二分するように設けられている。

本実施の形態のボルト１は、図１に太線の矢印で示すように、右回りの回転をさせた際にボルト１を締結することができる形式のいわゆる右螺子である。本実施の形態においてはボルト１の軸方向Ａｄに隣り合う溝４の端部４１は、ボルト１の頭部２２側から、雌ねじ５２に挿入される先端２３側に向かうにつれ、頭部２２側から見て左回転方向にずれるように配置されている。なお、本実施の形態においては、ボルト１の軸方向Ａｄに隣り合う溝４は、ボルト１の軸方向Ａｄに沿って見ると、その一部がオーバーラップするように配置されている。また、ボルト１の頭部２２側から先端２３側に続く一連の溝４の端部４１のずれは、ボルト１の中心軸を中心に１８０度以内に収まるように構成されている。

図３に示されていることから理解されるように、本実施の形態のねじ山３の頂３１に設けられた溝４の両外側に位置するねじ山３の頂３１の一部は、ねじ山３の基部３２がなすフランク３４の延長上にある仮想面９よりも外側に位置する。仮想面９は、溝４が形成されていない部位のねじ山３のフランク３４と略一致するため、仮想面９より外側に位置する部位は他の部位よりも先に雌ねじ５２に接触しやすい部位となる。この仮想面９より外側に位置する部位は、螺合する雌ねじ５２により溝４側に向けて押されて弾性変形をすることになる部位であり、ねじ山３と雌ねじ５２との間に生じる摩擦力を高めることを可能としている。なお、本実施の形態においては、ボルト１を締め付けた際に、仮想面９より外側に位置する部位と基部３２の双方が雌ねじ５２に当接可能なように構成されている。

本実施の形態のねじ山３には溝４を設けない部位も設けているため、ボルト１を雌ねじ５２に締め付ける際の作業負担が大きくなることを抑制することが可能となる。なお、本実施の形態においては、ねじ山３に溝４を設けていない部位の長さは、螺旋状のねじ山３の頂３１の長さの半分以上を占めている。つまり、ねじ山３のうち、溝４が設けられている部位は半分未満となるように構成している。

本実施の形態のボルト１のねじ山３の部位を製造するには、まず、ねじ山３の基本的な部分を形作る。基部３２から頂３１側にかけて形成されるフランク３４を形成するため、棒材に対して第一の転造を行う。次に、第一の転造により形成されたねじ山３の頂３１に対して、Ｖ字状の溝４を設けるために第二の転造を行う。第二の転造では、ねじ山３の頂３１に溝４を形作る際に、ねじ山３の一部を、仮想面９よりも外側に押し出すように変形させる。なお、第二の転造の際に溝４が形成されない部位においては、第一の転造の際にねじ山３の基部３２から頂３１にかけて形作られた形状が、そのまま残されることになる。

本実施の形態においては、図３に示すように溝４をなす角度θ２を４０度とし、溝４の深さｌｖをねじ山３の高さｌｍの半分以上としているが、溝４をなす角度や溝４の深さｌｖは、このような形態とは異なったものであっても良い。例えば、図５に示すように、溝４をなす角度θ２を６０度などにすることも可能であるし、溝４の深さｌｖをねじ山３の高さｌｍの半分未満としても良い。なお、溝４をなす角度θ２は２０〜９０の範囲内とすることが好ましい。

ボルト１は、ねじ山３がボルト１の周方向Ｃｄに沿って一周するまでに、ねじ山３に複数の溝４を備えることが望ましい。本実施の形態のボルト１は、図６に模式的に示すように、ねじ山３がボルト１の周方向Ｃｄに沿って一周するまでに、ねじ山３の螺旋に沿う溝４を二つ備えたボルト１となっている。この溝４はボルト１の周方向Ｃｄに対して略等間隔に並ぶように配置されている。したがって、雌ねじ５２に対して弾性変形する部位をボルト１の周方向Ｃｄに略等間隔に位置させることが可能となる。本実施の形態においては、一側面側の溝４と他の側面側の溝４がボルト１の中心軸を挟み込むように位置することになる。なお、本実施の形態の溝４の各々は、ねじ山３の螺旋に沿って略同一長さとなるように構成されている。

以上、実施の形態について説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定されることはなく、各種の態様とすることが可能である。例えば、ねじ山がボルトの周方向に沿って一周するまでに、ねじ山に三つ以上の溝を形成することも可能である。この場合も、互いの溝は周方向に略等間隔に配置することが可能である。

左回りの回転をさせた際にボルトを締結することができる形式のいわゆる左螺子とすることも可能である。この場合、ボルトを回転させるための力が付与される頭部側から、雌ねじに挿入される先端側に向かうにつれ、頭部側から見て右回転方向にずれるように、ボルトの軸方向に隣り合う溝を配置することができる。

溝がなす角度θ２は３０度とすることもできるし、２０度や７０度とすることも可能である。

溝の長さや溝と溝の間の長さは、均一にする必要は無く、場所により異なる長さにすることも可能である。

溝は周方向にずらして配置せず、軸方向に沿って、同一方向に形成することも可能である。この場合、ねじ山がボルトの周方向に沿って一周するまでに、一つもしくは複数のねじ山を備えた構成とすることが可能である。

溝は、雌ねじとの螺合時に、ねじ山の頂の一部を弾性変形させることが可能なように構成しているため、その形状はＶ字状に限る必要は無い。例えば、矩形状の溝などにすることも可能である。

１ ボルト
３ ねじ山
４ 溝
９ 仮想面
３１ 頂
３２ 基部
４１ 端部
Ａｄ 軸方向
Ｃｄ 周方向
Ｓｄ 螺旋方向

Claims (4)

1. ねじ山の螺旋に沿って延びる溝を前記ねじ山の頂に備えたボルトであって、
   前記溝を、ねじ山の螺旋方向に沿って間隔をあけて複数備えたボルト。
2. 前記溝の外側に位置するねじ山の頂の一部が、ねじ山の基部がなすフランクの延長上にある仮想面よりも外側に位置する請求項１に記載のボルト。
3. 前記ねじ山がボルトの周方向に沿って一周するまでに、前記ねじ山に複数の溝が備えられた請求項１又は２に記載のボルト。
4. ボルトの軸方向に隣り合う溝は、互いの溝の端部がボルトの周方向にずれるように配置された請求項１乃至３の何れかに記載のボルト。

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