JP4450357B2

JP4450357B2 - ボルト

Info

Publication number: JP4450357B2
Application number: JP2003019734A
Authority: JP
Inventors: 博道水野; 吉人笠木; 哲也大澤
Original assignee: Aoyama Seisakusho Co Ltd
Current assignee: Aoyama Seisakusho Co Ltd
Priority date: 2003-01-29
Filing date: 2003-01-29
Publication date: 2010-04-14
Anticipated expiration: 2023-01-29
Also published as: JP2004232682A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ボルトに関し、詳細には、自身が螺入される雌ねじ部品への噛み込みが発生しにくいボルトに関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、ボルトを雌ねじ部品であるナットに螺入する際、ボルトの軸心とナットの軸心とが傾いた状態のまま螺入しようとすると、ナットに対してボルトが不適正な姿勢でねじ込まれていき、雄ねじ部が本来嵌り込むはずではない雌ねじ部に嵌ってしまうという、所謂噛み込みと呼ばれる現象が発生する場合がある。この場合、ボルトは、一旦ナットに噛み込んでしまうと抜き取るのが困難であるだけでなく、そのまま無理にねじ込んだ場合には、両者を分離させるのが困難な状態になることもある。そのように分離が困難な状態となると、両者を分離できたとしても、分離後に再びそのナットを利用するためには雌ねじ部が剪断されてしまったナットの内周面に改めて雌ねじ部を形成しなければならず、このような現象の発生は、特に、ナットとボルトとの螺合箇所が多い構造物の組立ラインの現場では重大な問題となっている。
【０００３】
そのような問題を解決するため、例えば、軸部の先端に棒状等のガイド部を設けたボルトや、軸部の先端に先細り形状のテーパ部を形成したボルトが提案されている。前者のボルトは、その軸部先端に設けられたガイド部をナットのねじ孔内に案内させて、姿勢を矯正しつつねじ孔にねじ込んでいくことができるものであり、また、後者のボルトは、ナットに対して傾いた状態でそのねじ孔に挿入された場合も、テーパ部の存在によって適正な姿勢となる方向への力がかかり、それによってねじ孔に適正にねじ込んでいくことができるものである。後者のボルトの一例として、例えば特許文献１に示すものがある。図５に示すように、特許文献１に係るボルト１００は、一定径の定径部１１１と該定径部１１１の先端から延びた縮径部１１２とから構成されている。縮径部１１２は、その先端に向かって定径部１１１に対して大きく絞られた形状を有し、最も先端側の山頂径（山頂径の最小値）がｄ１１となっている。
【０００４】
【特許文献１】
実開平０６−０５９６１９（第２１〜２３段落、図１、２）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような従来技術では、軸部の先端に棒状等のガイド部を設けたボルトは、ナットに対して噛み込みを防止するのには有効であるが、ガイド部がナットのねじ孔を貫通した状態では、ボルトの締め付けに関係のないガイド部がナットから突出するために、ガイド部の突出した領域には他の構造体を配置することができなくなり、ボルトの取付場所が大きく限定されてしまうという問題があった。ここで、ボルトの取付場所が限定されない場合においては、ガイド部を長くすることはできるが、そのためにボルト自体が大型化するという別の問題が発生することになる。また、このような問題に対し、ガイド部を短くしてしまうと、ガイド部がガイド機能を十分果たせなくなるという問題が発生する。
【０００６】
また、特許文献１に係る図５のボルト１００では、定径部１１１に比べて縮径部１１２が大きく絞られており、縮径部１１２の山頂径の最小値ｄ１１が定径部１１１の谷底径ｄ１０よりもかなり小さくなっているために、ボルト１００を例えば図示外のナットのねじ孔に挿入した場合に、該ねじ孔とボルトとの間には、ボルトが傾くのを許容し得る間隙が少なからず形成されることになる。詳細には、ナットのねじ孔は、ボルト１００の定径部１１１が螺入されるだけの内径を確保して形成されているため、ボルト１００の縮径部１１２の先端部においては、縮径部１１２とねじ孔との間が大きく空いて間隙が形成された状態となる。即ち、特許文献１に係るボルト１００では、このようにねじ孔との間に間隙が形成されたとき、ナット等の雌ねじ部品に対して噛み込んでしまう可能性が依然残るという問題があった。
【０００７】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、コンパクトなガイド部をもって自身を雌ねじ部品のねじ孔内に案内でき、かつ雌ねじ部品に対して噛み込むことなくねじ込むことができるボルトを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載のボルトは、頭部と当該頭部から軸心を同じくして延出する軸部とを備え、雌ねじ部が形成されたねじ孔を備えたナット等の雌ねじ部品と螺合するものであって、前記軸部は、一定の径を有し、その外周面に所定ピッチの完全ねじ部が形成された略円柱状の定径部と、当該定径部の先端から縮径しつつ延出し、その外周面に前記完全ねじ部と連続する不完全ねじ部が形成された略円錐台状の縮径部とを備え、当該縮径部に形成された不完全ねじ部の山頂径の最小値が、前記定径部に形成された完全ねじ部の谷径よりも大きく、前記雌ねじ部品のねじ孔の内径より僅かに小さいことを特徴とする。
【０００９】
この構成のボルトでは、軸部は、一定の径を有し、外周面に完全ねじ部が形成された円柱状の定径部と、当該定径部の先端から縮径しつつ延出し、外周面に定径部の完全ねじ部と連続する不完全ねじ部が形成された略円錐台状の縮径部とを備えており、縮径部に形成された不完全ねじ部の山頂径の最小値は、定径部に形成された完全ねじ部の谷径よりも大きくなっている。これにより、ボルト、具体的にはボルトの定径部を螺入できるだけのねじ孔外径を持った雌ねじ部品に対して、そのねじ孔内径に対してボルト縮径部をできるだけ近づけることができ、ボルトと雌ねじ部品との間に必要以上に隙間が空いてしまうのを防ぐことができる。従って、ボルトの軸心と雌ねじ部品のねじ孔の軸心とがある傾き角をもって傾いた状態でボルトをねじ孔に螺入しようとした場合、その傾き角の大きさによって、ボルトは、雌ねじ部品のねじ孔に適正な姿勢で挿入されてねじ込まれるか、もしくはねじ孔に対して空転するかの何れかとなる。従って、ボルトと雌ねじ部品との噛み込みの発生を確実に防止することができる。また、不完全ねじ部の山頂径の最小値と完全ねじ部の山頂径とを近づけることができるので、縮径部先端から定径部先端までの長さ、即ち縮径部の長さを短くして不完全ねじ部から完全ねじ部へ速やかに移行させることができる。これにより、ボルト全体をコンパクトにすることができる。
またこの構成のボルトでは、軸部の縮径部に形成された不完全ねじ部の山頂径の最小値が、ボルトが螺入される雌ねじ部品のねじ孔内径より僅かに小さくなっており、雌ねじ部品のねじ孔にボルトを挿入した際、該ねじ孔とボルトとの間に必要以上に隙間が空いてしまうことがない。従って、ボルトを雌ねじ部品の軸心に対して傾いた状態でねじ孔に挿入した場合、ボルトは、自ら姿勢を矯正して適正な状態で挿入されるか、またはねじ孔に対して空転するかの何れかとなり、ボルトの雌ねじ部品への噛み込みをより確実に防止することができる。
【００１０】
また、請求項２に記載のボルトでは、請求項１に記載のボルトの構成に加えて、前記不完全ねじ部は、前記縮径部の基端部から先端部に向かって前記所定ピッチの２ピッチ以下の範囲に渡って形成されていることを特徴とする。
【００１１】
この構成のボルトでは、請求項１に記載の発明の作用に加えて、縮径部の外周面において、不完全ねじ部を定径部に形成された完全ねじ部の所定ピッチの２ピッチ以下というごく短い範囲に形成することにより、不完全ねじ部から完全ねじ部へ速やかに移行させることができる。従って、縮径部先端から定径部先端までの長さ、即ち縮径部の長さを短くすることができるので、ボルト全体をコンパクトにすることができる。
【００１２】
【００１３】
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具体化したボルトの一実施形態について、図１〜３を参照して説明する。ここで、図１は、ボルト１の全体を示す正面図であり、図２は、ボルト１をその軸心Ｌに沿った面で切断したときの軸部１０先端付近の形状を示す断面図である。また、図３は、ボルト１の軸部１０先端がナット７０のねじ孔７１に挿入された状態を図２と同様な面で切断した断面図である。まず、図１及び図２を参照してボルト１の構造について説明する。図１に示すように、ボルト１は、六角柱形状の頭部５と、当該頭部５の下側面５ｂから図中下方に延びた軸部１０とから構成されており、頭部５、軸部１０共に共通の軸心Ｌに沿って延びている。また、図示しないが、頭部５の上側面５ａには、ボルト１にトルクを伝達するための工具（図示外）が嵌合する十字穴等のトルク伝達部が設けられている。
【００１５】
ボルト１の軸部１０は、頭部５から延出した円柱形の定径部１１と、当該定径部１１の先端から、頭部５の反対方向に向かって徐々に縮径しながら延びた円錐台形状の縮径部１２とから構成されている。詳細には、定径部１１は、その基端部から先端部まで一定の径を有する円柱形状で、縮径部１２は、定径部１１の先端部と同一径の基端部を備え、そこから自身先端部に向かって所定の絞り角をもって徐々に縮径した円錐台形状となっている。また、定径部１１の基端近傍から縮径部１２の一部の範囲に渡って、その外周面には所定ピッチのねじ部２０が連続して形成されている。図２に示すように、ねじ部２０は、定径部１１では、ねじ山の頂及び谷底の形状が共に完全な山形となった完全ねじ部２０ａとなっており、縮径部１２では、完全ねじ部２０ａに対して、ねじ山の頂もしくは谷底の形状が完全な山形ではない不完全ねじ部２０ｂとなっている。
【００１６】
詳しくは、縮径部１２では、その基端から先端に向かって略１ピッチ分の領域に渡って不完全ねじ部２０ｂが形成されている。また、縮径部１２において、不完全ねじ部２０ｂの先端から縮径部１２先端までの範囲にはねじ部が形成されておらず、この部分は、ボルト１を後述する雌ねじ部品のねじ孔に挿入する際に、ボルト１の姿勢を適正な状態に矯正するためのガイド部１５として機能することになる。尚、ガイド部１５は、本実施の形態で示す円錐台状のものに限られず、丸棒状のものや半球状のものでもよい。また、縮径部１２において、不完全ねじ部２０ｂは、ねじ部２０の略１ピッチ分の領域だけでなく、２ピッチ以下の任意の領域に形成することが可能である。
【００１７】
ここで、ボルト１軸部１０のねじ部２０は、図示しないが、例えば、丸棒状のブランクを固定型と当該固定型に対して相対的に移動する移動型とから構成される一対の転造型で挟み込んで、ブランク外周面にねじを転造することで形成される。本実施の形態におけるブランクとは、まだねじが切られていない状態のボルト１の基材をいい、頭部は形成されていても形成されていなくてもよい。本実施の形態のボルト１の製造工程において、ブランクにねじを転造する一対の転造型は、具体的には、それぞれブランクの定径部１１となる部分に完全ねじ部２０ａを形成する転造面を備えた第１の転造部と、縮径部１２となる部分に不完全ねじ部２０ｂを形成する転造面を備えた第２の転造部とから構成されている。尚、固定型と移動型とは、ほぼ同一形状となっており、それぞれ移動型の移動方向に沿って長尺形状を有している。
【００１８】
この一対の転造型を対向させたとき、第１の転造部の転造面は、互いに平行な状態となっており、この転造面の下側縁からそれぞれ第２の転造部の転造面が下方に向かって延びている。第１の転造部の転造面がそれぞれ平行な状態で対向しているのに対し、第２の転造部の転造面は、ブランクに円錐台状の縮径部を形成すべく、それぞれ第１の転造部から離れるに従って互いに近づく方向に傾斜している。詳細には、第２の転造部の転造面は、第１の転造部の転造面からボルト１の縮径部１２の絞り角度と等しい所定角度だけ前記互いに近づく方向に傾いた状態となっている。
【００１９】
また、第１及び第２両転造部の転造面には、ブランクにねじを形成するための溝部が前記長尺方向に沿ってそれぞれ形成されている。第１の転造部の転造面には、該転造部上側縁近傍から第１及び第２の転造部のつなぎ目までの範囲で溝部が形成されており、この溝部によって完全ねじ部が形成されることになる。第２の転造部の転造面においては、第１及び第２の転造部のつなぎ目から第２の転造部先端に向かってねじ略１ピッチ分の範囲にのみ溝部が形成されており、この溝部によって不完全ねじ部が形成され、溝部が設けられていない転造面によって上述したガイド部１５が形成されることになる。尚、ボルト１のブランクとして、上記したような一定径の丸棒状のものを用いてもよいが、好適には、転造型の命数を長くするために、予め定径部の先端に縮径部が形成されたブランクを用いるのが望ましい。
【００２０】
そして、以上説明したような転造型を用いることにより、ブランクに定径部と縮径部とが形成され、各々の外周面に完全ねじ部と不完全ねじ部とがそれぞれ形成されることになる。図２に示すように、ボルト１の縮径部１２に形成された不完全ねじ部２０ｂは、縮径部１２の先端側でその山頂径が最小（最小値ｄ１）となっており、この山頂径の最小値ｄ１は、定径部１１の谷底の径ｄ２よりも大きくなっている。これにより、ボルト１を例えばナット等の雌ねじ部品にねじ込んだ際、雌ねじ部品のねじ孔とボルトとの間には、従来のように必要以上に隙間が空いてしまうことがない。即ち、ボルト１は、雌ねじ部品のねじ孔に対して適正な姿勢に矯正されてねじ込まれるか、もしくはねじ孔に対して空転するかの何れかとなって、ボルトの雌ねじ部品への噛み込みを確実に防止することができる。尚、ボルト１は、その軸部１０先端のガイド部１５が機能することによって適正な姿勢に矯正されることはいうまでもない。加えて、不完全ねじ部２０ｂの山頂径の最小値ｄ１と完全ねじ部２０ａの谷径ｄ２とを近づけることにより、縮径部１２の不完全ねじ部２０ｂ先端から定径部１１の完全ねじ部２０ａ先端までの軸心方向距離を僅か略１ピッチとすることができるので、ボルト１を全体的にコンパクトに成形することができる。
【００２１】
次に、図３を参照して、上記雌ねじ部品の一例としてナット７０を挙げ、このナット７０とボルト１との螺合について説明する。図３に示すように、ナット７０は、その軸心部にねじ孔７１を有し、ねじ孔７１内周面には雌ねじ部７５が形成されている。ボルト１の縮径部１２に形成された不完全ねじ部２０ｂの山頂径の最小値ｄ１は、この雌ねじ部７５の山頂径、即ちねじ孔７１の内径ｄ３とほぼ等しく、かつボルト１をねじ孔７１に挿入可能にするために前記内径ｄ３よりも僅かに小さくなっている。また、当然のことながら、ナットの谷底径（外径）は、ボルト１の定径部１１の山頂径が螺合できる程度に該山頂径よりも僅かに大きい寸法となっている。
【００２２】
上述したように、縮径部１２の不完全ねじ部２０ｂの山頂径の最小値ｄ１とナット７０のねじ孔７１の内径ｄ３とはほぼ等しく、ボルト１のナット７０ねじ孔への挿入時には、ボルト１とナット７０との間にはほとんど隙間のない状態となるので、ボルト１をナット７０に対して傾いた状態のままでねじ孔７１に挿入することができないことになる。具体的には、ボルト１は、自らの姿勢を矯正できる程度の傾き角をもってナット７０に対して傾いている場合、即ち前記傾き角が小さい場合は、ガイド部１５を介してナット７０のねじ孔７１に正常に挿入及び螺入され、矯正ができない程度に大きくナット７０に対して傾いている場合には、ナット７０のねじ孔７１に対して空転することになる。従って、適正に螺入される場合、空転する場合の何れの場合も、ボルト１をナット７０に対して傾いた状態で螺入することはできないので、噛み込みが発生する可能性をきわめて低くすることができる。
【００２３】
以上に説明したように、本実施の形態のボルト１は、軸部１０の先端に縮径部１２を備えており、また、その縮径部１２に形成された不完全ねじ部２０ｂの山頂径の最小値ｄ１が、定径部１１の完全ねじ部２０ａの谷底径ｄ２よりも大きくなっている。これにより、ボルト１を、定径部１１の山頂径がナット７０の谷径よりも小さく、即ちボルト１がナット７０のねじ孔７１に螺入可能で、かつ縮径部１２の山頂径の最小値ｄ１をナット７０の内径ｄ３とほぼ同一とすることができる。従って、ボルト１のガイド部１５とナット７０のねじ孔７１との間に間隙を生じさせることなく両者を螺合させることができ、ボルト１のナット７０に対する噛み込みを確実に防止することができる。また、ボルト１では、不完全ねじ部２０ｂから完全ねじ部２０ａへと速やかに移行させることができるので、ガイド部１５を含めて縮径部１２を最小限に成形することができ、ボルト１を全体的にコンパクトにできる。
【００２４】
尚、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、各種の変形が可能である。本発明の変形例として、縮径部先端のガイド部形状が、上記実施の形態のボルト１のものと異なるボルト４０を図４に示す。尚、図４では、ボルト４０の先端部のみを拡大して示し、ボルト４０の軸部５０に形成されたねじ部９０は簡略化して示す。ボルトのガイド部が、円錐台状のものに限られず、丸棒状又は半球状のものでもよいことは上述した通りであるが、図４に示すように、ボルト４０のガイド部６５を、円錐台の先端周縁の角部を取り除いて稜線をなくし、先端に丸みを帯びた略円錐台形状に成形してもよい。尚、ボルト４０は、上述したボルト１と同様に、定径部５１と縮径部５２とからなる軸部５０を備え、ねじ部９０に関しては、縮径部５２の先端近傍における最小山径ｄ３１が、定径部５１の谷径ｄ３０よりも大きくなっている。このボルト４０では、ガイド部６５の先端周縁が角のない丸みを帯びた形状となっているので、ボルト４０をナット等の雌ねじ部品のねじ孔に挿入及び螺入する際、該ねじ孔への案内動作がより円滑となる。
【００２５】
また、本実施の形態では、ボルトを螺入する雌ねじ部品としてナットを例に挙げたが、他の雌ねじ部品にも本発明のボルトが対応可能であることはいうまでもない。また、縮径部の長さ及びその絞り角度等は、ボルトが螺合する雌ねじ部品等に対応して、より噛み込み防止に効果的な値に変更することができる。さらに、本実施の形態では、ボルトのブランクにねじを形成する際に、固定型と移動型とから構成された一対の転造型を用いたが、転造型はこの形状のものに限られず適宜変更が可能である。
【００２６】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に記載のボルトでは、軸部は、一定の径を有し、外周面に完全ねじ部が形成された円柱状の定径部と、当該定径部の先端から縮径しつつ延出し、外周面に定径部の完全ねじ部と連続する不完全ねじ部が形成された略円錐台状の縮径部とを備えており、縮径部に形成された不完全ねじ部の山頂径の最小値は、定径部に形成された完全ねじ部の谷径よりも大きくなっている。これにより、ボルト、具体的にはボルトの定径部を螺入できるだけのねじ孔外径を持った雌ねじ部品に対して、そのねじ孔内径に対してボルト縮径部をできるだけ近づけることができ、ボルトと雌ねじ部品との間に必要以上に隙間が空いてしまうのを防ぐことができる。従って、ボルトの軸心と雌ねじ部品のねじ孔の軸心とがある傾き角をもって傾いた状態でボルトをねじ孔に螺入しようとした場合、その傾き角の大きさによって、ボルトは、雌ねじ部品のねじ孔に適正な姿勢で挿入されてねじ込まれるか、もしくはねじ孔に対して空転するかの何れかとなる。従って、ボルトと雌ねじ部品との噛み込みの発生を確実に防止することができる。また、不完全ねじ部の山頂径の最小値と完全ねじ部の山頂径とを近づけることができるので、縮径部先端から定径部先端までの長さ、即ち縮径部の長さを短くして不完全ねじ部から完全ねじ部へ速やかに移行させることができる。これにより、ボルト全体をコンパクトにすることができるので、ボルトの取扱いをより容易にできる。
また、請求項１に係る発明のボルトでは、軸部の縮径部に形成された不完全ねじ部の山頂径の最小値が、ボルトが螺入される雌ねじ部品のねじ孔内径より僅かに小さくなっているので、雌ねじ部品にボルトを挿入する際、ボルトと雌ねじ部品のねじ孔との間には必要以上に隙間が空いてしまうことがなく、ボルトは、雌ねじ部品に対して大きく傾いた状態では雌ねじ部品に螺合することができない。従って、ボルトを雌ねじ部品の軸心に対して傾いた状態でねじ孔に挿入した場合、ボルトは、自ら姿勢を矯正して適正な状態で挿入されるか、またはねじ孔に対して空転することになる。従って、ボルトの雌ねじ部品への噛み込みをより確実に防止することができる。
【００２７】
また、請求項２に係る発明のボルトでは、請求項１に記載の発明の効果に加えて、縮径部の外周面において、不完全ねじ部を定径部に形成された完全ねじ部の所定ピッチの２ピッチ以下というごく短い範囲に形成することにより、不完全ねじ部から完全ねじ部へ速やかに移行させることができる。従って、縮径部先端から定径部先端までの長さ、即ち縮径部の長さを短くすることができるので、ボルト全体をコンパクトにすることができ、ボルトの取扱いをより容易にできる。
【００２８】
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、ボルト１の正面図である。
【図２】図２は、ボルト１の軸部先端を示す断面図である。
【図３】図３は、ボルト１の軸部先端をナット７０のねじ孔７１に挿入した状態を示す断面図である。
【図４】図４は、本発明の変形例を示す部分拡大図である。
【図５】図５は、従来のボルト１００の先端形状を示す部分拡大図である。
【符号の説明】
１ボルト
５頭部
１０軸部
１１定径部
１２縮径部
１５ガイド部
２０ねじ部
２０ａ完全ねじ部
２０ｂ不完全ねじ部
７０ナット
７１ねじ孔
７５雌ねじ部
Ｌ軸心

Claims

頭部(5)と当該頭部(5)から軸心を同じくして延出する軸部(10)とを備え、雌ねじ部(75)が形成されたねじ孔(71)を備えたナット(70)等の雌ねじ部品と螺合するボルト(1)であって、前記軸部(10)は、一定の径を有し、その外周面に所定ピッチの完全ねじ部(20ａ）が形成された略円柱状の定径部(11)と、当該定径部(11)の先端から縮径しつつ延出し、その外周面に前記完全ねじ部(20ａ）と連続する不完全ねじ部(20b)が形成された略円錐台状の縮径部(12)とを備え、当該縮径部(12)に形成された不完全ねじ部(20b)の山頂径の最小値が、前記定径部(11)に形成された完全ねじ部(20ａ）の谷底径よりも大きく、前記雌ねじ部品のねじ孔(71)の内径より僅かに小さいことを特徴とするボルト。
前記不完全ねじ部(20b）は、前記縮径部(12)の基端部から先端部に向かって前記所定ピッチの２ピッチ以下の範囲に渡って形成されていることを特徴とする請求項１に記載のボルト。