JP2023131755A - ボルト - Google Patents

Abstract

【課題】雌ねじに挿入された後に容易に姿勢を矯正することを可能としつつ、焼付きの発生する可能性を低減すること。【解決手段】本発明に係るボルト１は、所定ピッチＰで配置されている完全な形状の複数のねじ山１０と、ねじ山１０の終端部１０Ｅからボルトの先端Ｔ側に延びるねじ移行部２０と、ねじ移行部２０の終端部２０Ｅからボルト１の先端Ｔ側に延びる先付部３０とを備える。先付部３０の外径φｄｐは、ねじ山１０の山径φｄ１よりも小さく、先付部３０は、ボルト１の長手方向Ｌに沿って延びる側面３０Ａと、ボルト１の先端Ｔに配置されている先端面３０Ｂとを備え、側面３０Ａ及び先端面３０Ｂは、曲面Ｆで繋がっている。【選択図】図１

Description

本発明は、ボルトに関する。

従来から、ボルトをナット等の雌ねじに締め付ける際に、ボルトが斜めに組み込まれてしまうことによって焼付きが発生する場合があるという問題点が知られている。

かかる問題点を解決するため、様々な形状の先端部分を有するボルトが提案されている（例えば、特許文献１～３参照）。

特許第６９２９５６４号 特開２００４-３６０８９６号公報 特許第４４５０３５７号

しかしながら、特許文献１に係るボルト１によれば、雌ねじ２に締め付けられる完全な形状のねじ部１３の溝部１４の径よりも大きい径の案内部１２が設けられているため、案内部１２よりも先端側にテーパ部１１が設けられているものの必然的に先端部分の径が大きくなり、雌ねじへの案内性の観点から好ましくないという問題点があった。

また、特許文献１に係るボルト１によれば、案内部１２の径と比べて、案内部１２に隣接するねじ部１３の山頂（ねじ山１３Ａ）の径が急激に大きくなっているため、姿勢を矯正することが可能な傾きが大きい反面、雌ねじに挿入された際の傾きを修正して雌ねじを捉えられる（空転しない）傾きになった後、自ら姿勢を矯正する際に雌ねじとの干渉が急激に強くなり焼付きが発生する可能性があるという問題点があった。

また、特許文献２に係るボルトによれば、最も先端側に不完全な形状のねじ山が設けられているため（特許文献２の図２参照）、雌ねじに締め付け可能な（空転しない）傾きの状態において自ら姿勢を矯正する際に、かかる不完全な形状のねじ山と雌ねじのねじ山とが互いに干渉（乗り上げ）して焼付きが発生してしまう可能性があるという問題点があった。

さらに、特許文献３に係るボルトによれば、特許文献２に係るボルトと同様に、雌ねじに締め付け可能な（空転しない）傾きの状態において自ら姿勢を矯正する際に、不完全な形状のねじ山を有する不完全ねじ部２０ｂと雌ねじのねじ山とが互いに干渉（乗り上げ）して焼付きが発生してしまう可能性があるという問題点があった。

そこで、本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、雌ねじに挿入された後に容易に姿勢を矯正することを可能としつつ、焼付きの発生する可能性を低減することができるボルトを提供することを目的とする。

本発明の第１の特徴は、ボルトであって、所定ピッチで配置されている完全な形状の複数のねじ山と、前記ねじ山の終端部から前記ボルトの先端側に延びるねじ移行部と、前記ねじ移行部の終端部から前記ボルトの先端側に延びる先付部と、を備え、前記先付部の外径は、前記ねじ山の山径よりも小さく、前記先付部は、前記ボルトの長手方向に沿って延びる側面と、前記ボルトの先端に配置されている先端面と、を備え、前記側面及び前記先端面は、曲面で繋がっていることを要旨とする。

本発明によれば、雌ねじに挿入された後に容易に姿勢を矯正することを可能としつつ、焼付きの発生する可能性を低減することができるボルトを提供することができる。

図１は、一実施形態に係るボルト１のねじ部分の左側面図である。 図２は、図１における領域Ａの拡大図である。 図３は、一実施形態に係るボルト１を雌ねじ５０に挿入する様子の一例を示す図である。 図４は、一実施形態に係るボルト１を雌ねじ５０に挿入する様子の一例を示す図である。 図５は、一実施形態に係るボルト１を雌ねじ５０に挿入する様子の一例を示す図である。 図６は、一実施形態に係るボルト１を雌ねじ５０に挿入する様子の一例を示す図である。 図７は、一実施形態に係るボルト１を雌ねじ５０に挿入する様子の一例を示す図である。 図８は、一実施形態に係るボルト１を雌ねじ５０に挿入する様子の一例を示す図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施形態における構成要素は、適宜、既存の構成要素等との置き換えが可能であり、また、他の既存の構成要素との組み合わせを含む様々なバリエーションが可能である。したがって、以下の実施形態の記載をもって、特許請求の範囲に記載された発明の内容を限定するものではない。

（第１実施形態）
以下、図１～図８を参照して、本発明の第１実施形態に係るボルト１について説明する。図１は、本実施形態に係るボルト１のねじ部分の左側面図であり、図２は、図１における領域Ａの拡大図であり、図３～図８は、本実施形態に係るボルト１を雌ねじ５０に挿入する様子の一例を示す図である。

図１に示すように、本実施形態に係るボルト１は、複数のねじ山１０と、ねじ山移行部２０と、先付部３０とを備えている。ここで、本実施形態において、図１に示す参照符号Ｔは、ボルト１の先端を示す。

図１に示すように、複数のねじ山１０は、所定ピッチＰで配置されており、複数のねじ山１０の各々は、完全な形状のねじ山である。

本実施形態において、完全な形状のねじ山とは、図１に示すように、ねじ山の山頂１０Ａ及び谷底１０Ｂの形状が共に完全な山形になっているものを示す。例えば、図１に示すように、完全な形状のねじ山の山頂１０Ａの頂角は、約６０°となっていることが好ましい。

ねじ山移行部２０は、図１に示すように、ねじ山１０の終端部１０Ｅからボルト１の先端Ｔ側に延びるように設けられている。

ねじ山移行部２０の山頂２０Ａは、ねじ山１０の終端部１０Ｅからねじ山移行部２０の終端部２０Ｅにかけて、ねじ山１０の山径（すなわち、ねじ山１０の山頂１０Ａにおける外径）φｄ１からねじ山移行部２０の終端部２０Ｅにおけるパイロット部３１の外径φｄｐに収束するように縮径している。

また、ねじ山移行部２０の谷部２０Ｂの形状は、ねじ山移行部２０の終端部２０Ｅにおけるパイロット部３１の外径φｄｐにテーパ形状で繋がっている。

なお、ねじ山移行部２０を構成するねじ山は、完全な形状のねじ山である。

ここで、ボルト１の長手方向Ｌにおけるねじ移行部２０の長さＬ１は、所定ピッチＰの１.５～２.５倍である。

先付部３０は、図１に示すように、ねじ移行部２０の終端部２０Ｅからボルト１の先端Ｔ側に延びるように設けられている。

図１に示すように、先付部３０は、上述のパイロット部３１と、先端部３２とによって構成されている。

パイロット部３１は、上述のように、ねじ移行部２０の終端部２０Ｅからボルト１の先端Ｔ側に延びる部分である。

ここで、図１に示すように、パイロット部３１の外径φｄｐは、ねじ山１０の山径φｄ１よりも小さくなるように構成されている。すなわち、パイロット部３１の外径φｄｐは、ボルト１が挿入される雌ねじ５０（図４参照）の内径φｄ３よりも小さくなるように構成されている。

また、図１に示すように、パイロット部３１の外径φｄｐは、ねじ山１０の谷径（すなわち、ねじ山１０の谷底１０Ｂにおける外径）φｄ２よりも大きくなるように構成されている。

ここで、ボルト１の長手方向Ｌにおけるパイロット部３１の長さＬ２は、ねじ山１０の山径φｄ１の０.５倍以上であることが好ましいが、ねじ山１０の山径φｄ１の０.５倍以下であってもよい。

先端部３２は、パイロット部３１の終端部３１Ｅからボルト１の先端Ｔ側に延びる部分である。先端部３２は、ボルト１の先端Ｔ側に向かうに連れて、後述の曲面Ｆに沿って縮径するように構成されている。

ここで、先端部３２の外径φｄは、ねじ山１０の山径φｄ１の０.５～０.７５倍であってもよい。

また、ボルト１の長手方向Ｌにおける先端部３２の長さＬ３は、ねじ山１０の山径φｄ１の０.１～０.３倍であることが好ましい。

また、先付部３０は、図１に示すように、ボルト１の長手方向Ｌに沿って延びる側面３０Ａと、ボルト１の先端Ｔに配置されている先端面３０Ｂとを備えている。

図１及び図２に示すように、先付部３０において側面３０Ａ及び先端面３０Ｂは、曲面Ｆで繋がっている。かかる曲面Ｆは、上述の先端部３２に設けられている。

ここで、図２に示すように、先付部３０における曲面Ｆは、曲率半径の異なる複数の曲面Ｆ１/Ｆ２を含むように構成されていてもよい。

本実施形態では、曲面Ｆが曲面Ｆ１/Ｆ２という２つの曲面によって構成されているケースについて説明するが、本発明は、かかるケースに限定されることはなく、曲面Ｆが２以外の数の曲面によって構成されているケースにも適用可能である。

図２に示すように、曲面Ｆ１は、位置Ｘ１から位置Ｘ２に渡る曲面であり、曲面Ｆ１の曲率半径は、Ｒ１である。また、図２に示すように、曲面Ｆ２は、位置Ｘ２から位置Ｘ３に渡る局面であり、曲面Ｆ２の曲率半径は、Ｒ２である。曲率半径Ｒ１は、曲率半径Ｒ２よりも大きい。

図２に示すように、位置Ｘ２において曲面Ｆ１と曲面Ｆ２とが接線連続で繋がっており、位置Ｘ１において側面３０Ａと曲面Ｆ１とが接線連続で繋がっており、位置Ｘ３において先端面３０Ｂと曲面Ｆ２とが接線連続で繋がっている。

以下、図３～図８を参照して、本実施形態に係るボルト１を雌ねじ５０に挿入する際の様子の一例について説明する。

第１に、雌ねじ５０の中心線から２０°傾いた状態で、ボルト１を雌ねじ５０に挿入しようとしても、図３に示すように、ボルト１を雌ねじ５０に挿入できないが、後述のように、先端部３２（曲面Ｆ）の効果でスムーズに雌ねじ５０へ案内されていく。

第２に、図４に示すように、ボルト１が雌ねじ５０へ挿入されていく際、パイロット部３１と雌ねじ５０とが接触して、ボルト１が雌ねじ５０に挿入されていくほど強制的にボルト１の軸と雌ねじ５０（ナット）の軸との傾きが小さくなっていく。

第３に、図５に示すように、ボルト１の軸と雌ねじ５０の軸との傾きが８°になった時点でも、未だ、ボルト１と雌ねじ５０は嵌合できない。

第４に、図６に示すように、ボルト１の軸と雌ねじ５０の軸との傾きが４°になった時点でも、未だ、ボルト１と雌ねじ５０は嵌合できない。

第５に、図７に示すように、ボルト１の軸と雌ねじ５０の軸との傾きが２°程度になると、ボルト１が雌ねじ５０に挿入でき、パイロット部３１からねじ移行部２０のねじ山となるように軸径が徐々に大きくなっていき、ボルト１と雌ねじ５０との干渉が避けられつつ両者が嵌合し、図８に示すように、ボルト１が雌ねじ５０にスムーズに挿入きる。

本実施形態に係るボルト１によれば、先端部３２の外径φｄを、ねじ山１０の山径φｄ１の０.５～０.７５倍と設定することで、ボルト１の雌ねじ５０への案内性を向上させることができる。

また、本実施形態に係るボルト１によれば、先端面３０Ｂと曲面Ｆ２（小さい曲率半径Ｒ２）が接線連続し、曲面Ｆ２と曲面Ｆ１（大きい曲率半径Ｒ１）とが接線連続しているため、先端部３２の雌ねじ５０への挿入性や、先端部３２が雌ねじ５０に挿入され始めてからボルトが切り上がりねじ山１０が雌ねじ５０に達するまでの挿入性を向上させることができる。

また、本実施形態に係るボルト１によれば、パイロット部３１の外径φｄｐを雌ねじ５０の内径φｄ３よりも小さくねじ山１０の谷径φｄ２よりも大きくなるように設定しており、パイロット部３２と雌ねじ５０との間のクリアランスが小さいため、ボルト１を雌ねじ５０挿入していくと自然とボルト１の軸と雌ねじ５０の軸との傾きが小さい状態とすることができる。

また、本実施形態に係るボルト１によれば、ボルト１の長手方向Ｌにおけるねじ移行部２０の長さＬ１を、所定ピッチＰの１.５～２.５倍に設定しており、且つ、ねじ移行部２０を完全な形状のねじ山としており、パイロット部３２の外径φｄｐからねじ山１０の山径φｄ１に向けて徐々にねじ山の外径が大きくなっていくため、ボルト１と雌ねじ５０とが嵌合する際に、両者のリード角の不揃いから生じるねじ山同士の干渉を抑制し、焼付きの発生を抑制することができる。

１…ボルト
１０…ねじ山
１０Ａ…ねじ山の山頂
１０Ｂ…ねじ山の谷底
１０Ｅ…ねじ山の終端部
２０…ねじ移行部
２０Ａ…ねじ移行部の山頂
２０Ｂ…ねじ移行部の谷底
２０Ｅ…ねじ移行部の終端部
３０…先付部
３０Ａ…先付部の側面
３０Ｂ…先付部の先端面
３１…パイロット部
３１Ｅ…パイロット部の終端部
３２…先端部
５０…雌ねじ
Ｔ…ボルトの先端
Ｐ…所定ピッチ
φｄ…先端部の外径
φｄｐ…パイロット部の外径
φｄ１…ねじ山の山径
φｄ２…ねじ山の谷径
φｄ３…雌ねじの内径
Ｆ、Ｆ１、Ｆ２…曲面
Ｒ１、Ｒ２…曲率半径

Claims (4)

1. ボルトであって、
   所定ピッチで配置されている完全な形状の複数のねじ山と、
   前記ねじ山の終端部から前記ボルトの先端側に延びるねじ移行部と、
   前記ねじ移行部の終端部から前記ボルトの先端側に延びる先付部と、を備え、
   前記先付部は、
   前記ボルトの長手方向に沿って延びる側面と、
   前記ボルトの先端に配置されている先端面と、を備え、
   前記側面及び前記先端面は、曲面で繋がっている、ボルト。
2. 前記曲面は、曲率半径の異なる複数の曲面を含む、請求項１に記載のボルト。
3. 前記ボルトの長手方向における前記ねじ移行部の長さは、前記所定ピッチの１.０～２.５倍である、請求項１に記載のボルト。
4. 前記先付部の外径は、前記ねじ山の谷径よりも大きい、請求項１に記載のボルト。

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