JP6797496B2 - 塗膜剥離用ボルト - Google Patents

Description

本発明は、ねじ穴に付着した塗膜を剥離しながら締め付けをすることができる塗膜剥離用ボルトに関するものである。

例えば自動車の組み立てラインにおいては、ボディーを塗装する際の塗料の一部が、付随する外装部品（特に足回りやフロアパネル等）のナットやタップ穴にまで付着することがある。通常、塗装される部材に設けたナットやタップ穴等のねじ穴には、塗料が入り込まないように予めマスキングが施されている。しかし、組み立てラインでマスキング材を着脱する作業は煩雑であり、特にマスキングするねじ穴の個数が多い大型のパネル等部材の場合には、組み立て作業効率の悪化やコスト高を招く大きな要因にもなっている。

そこで、従来、マスキングや塗膜除去を行わなくても、塗膜が付着したねじ穴に対して直接ボルトを締結することができる技術が提案されている。例えば特許文献１、特許文献２には、軸部に形成されたおねじ部のねじ山頂部に、塗膜剥離用の切欠き部を複数ピッチにわたり形成した塗膜剥離用ボルトが開示されている。これらの塗膜剥離用ボルトは、ねじ穴の内面に付着した塗膜を切欠き部で剥離しながら、締め付けを行うことができるものである。

ところが従来の塗膜剥離用ボルトでは、塗膜剥離用の切欠き部は、特許文献１の図１、特許文献２の図１に示されるように、軸部の軸線と平行に配置されているのが一般的であった。また、軸部の軸線に対して傾斜させて配置されている場合にも、傾斜角度は１０°前後と小さい角度であった。

ボルトの工業的な製造方法は、一対のダイスの間にブランクと呼ばれる円柱状の素材を挟み、これらのダイスを互いに反対方向に移動させながらブランクを回転させ、ネジを切る転造法である。上記のように切欠き部を軸線と平行に配置した塗膜剥離用ボルトを転造する場合には、同一位置に切欠き部を形成するための複数の突起が形成されたダイスを用い、ねじ転造を行う。すると、ブランクがこれらの突起の位置に達した瞬間に、突起のないねじだけの部分よりも大きな成形抵抗が衝撃的に作用する。特に切欠き部の数が多く、軸線上に多くの突起を整列させてある場合にはその傾向が強くなる。この結果、切欠き部を成形する瞬間にダイスに外向きの力が作用するため、切欠き部を深く成形しにくいという問題があった。

このほか、予めブランクに縦溝を形成しておき、このブランクに通常のダイスを用いてねじを転造する方法もある。この方法によれば深い切欠き部を成形することはできる。しかし転造時に縦溝のエッジが押しつぶされるために、シャープな断面形状の切欠き部を成形することは困難である。このように、切欠き部を軸線と平行に配置した塗膜剥離用ボルトは、深くシャープな切欠き部を転造できないという問題があった。深くシャープな切欠き部は塗膜剥離効果に優れるが、浅くシャープでない切欠き部は塗膜を十分に剥離することができない。

また従来の塗膜剥離用ボルトは、切欠き部のエッジによって剥離した塗膜が切欠き部の内部に圧密された状態でとどまり、ボルトの先端側に排出されにくいという問題があった。切欠き部に塗膜が詰まると、ボルトを締め付ける際のトルク抵抗が増加し、それにより十分な締結力が得られないこととなる。

特開平７−３３２３３７号公報 特開２０１５−１３７７００号公報

従って本発明の目的は上記した従来の問題点を解決し、転造法により形成された深くシャープな切欠き部を備え、塗膜剥離性能及び塗膜排出性能に優れた塗膜剥離用ボルトを提供することである。

上述した課題を解決するためになされた本発明は、軸部に形成されたおねじ部のねじ山頂部に、塗膜剥離用の切欠き部が複数ピッチにわたり形成された塗膜剥離用ボルトであって、異なるねじ山上に形成された各切欠き部の谷底線を結ぶ線が軸部の軸線に対して４０°〜５０°の角度となるように、各切欠き部を傾斜させて配置したことを特徴とするものである。

前記切欠き部は、締め込み方向の先行側の緩斜面と、後行側の急斜面とを備えたものであることが好ましい。

また前記おねじ部が、軸部の基端側に形成される正規ねじ部と、前記正規ねじ部よりも先端側に形成される非正規ねじ部とを有し、前記非正規ねじ部が、前記正規ねじ部よりも深い谷径を有し、且つ、該正規ねじ部よりも急峻なフランク角を有して形成され、前記切欠き部が、前記非正規ねじ部に形成されている形態とすることができる。

また、前記非正規ねじ部の追い側フランク角を、進み側フランク角よりも急峻に形成することができる。さらに、前記非正規ねじ部の進み側フランク斜面を、当該ねじ山の頂部で折れるように異形状に形成することができる。

本発明に係る塗膜剥離用ボルトにおいては、おねじ部のねじ山頂部に複数ピッチにわたり形成された各切欠き部の谷底線を結ぶ線が、軸部の軸線に対して４０°〜５０°の角度で傾斜させて配置されているので、塗膜剥離用ボルトを転造法によって製造する際に、複数ピッチにわたり形成された各切欠き部を、順次転造することができる。このため従来の塗膜剥離用ボルトよりも深くシャープな切欠き部とすることができ、塗膜剥離性能を高めることができる。

また本発明に係る塗膜剥離用ボルトは、複数ピッチにわたり形成された各切欠き部のエッジが４０°〜５０°の角度で傾斜して配置されているので、ボルトを回転させると剥離した塗膜をこの斜面に沿ってボルトの先端側に押し出すことができる。このため、従来の切欠き部を軸線と平行に配置した塗膜剥離用ボルトよりも、効率良く排出することができる。

第１の実施形態の塗膜剥離用ボルトを示す正面図である。 図１の要部の拡大図である。 図１の要部の軸線に対して垂直方向の断面図である。 第２の実施形態の塗膜剥離用ボルトを示す正面図である。 第２の実施形態のねじ山形状を拡大して示す断面図である。 第３の実施形態のねじ山形状を拡大して示す断面図である。 第４の実施形態のねじ山形状を拡大して示す断面図である。

（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態の塗膜剥離用ボルトを示す正面図である。本発明の塗膜剥離用ボルトは、塗装工程を経た溶接ナット、フローティングナット、ケースナット、又は、部材に直接タップ加工されたねじ穴などへの締結に用いられるものである。

図１に示されるボルトは、頭部１と軸部２とを備えたものであり、軸部２にはおねじ部３が形成されている。おねじ部３は６０°のねじ山角度を持つ正規ねじ部４からなるが、軸部２の先端ではねじ山径が小さくなった不完全ねじ部５となっている。

おねじ部３の先端部には、切欠き部６が複数ピッチにわたり形成されている。各切欠き部６はおねじ部３のねじ山頂部を窪ませて形成されたものであり、前記したように転造用のダイスに形成された突起により形成される。図２に拡大して示すように、各切欠き部６はボルトの締め込み方向(driving direction)における先行側(leading side)の幅が狭く、後行側(trailing side)の幅が広くなった形状である。また各切欠き部６は図３の断面図に示すように、先行側が浅く、後行側に向かって深く形成されている。切欠き部６の深さは、ねじ山と同じか、ねじの谷の深さよりも浅く形成されていることが好ましい。

各切欠き部６の先行側には緩斜面７が形成されており、後行側には谷底線８を挟んで急斜面９が形成されている。この急斜面９がねじ山と交わる部分はシャープなエッジ１０となっている。図３の断面図に示すように、この実施形態では緩斜面７と半径線１１との間の角度は７０°であり、急斜面９と半径線１１との間の角度は３０°となっている。

また前記谷底線８はボルトの軸部２の軸線１２に対して４０°〜５０°の角度で傾斜しており、しかも各切欠き部６の谷底線８は、図１に線１３として示した同一線上に乗っている。この線１３は、軸部２の先端側が締め込み方向とは逆方向に向かうように傾斜している。このように、複数ピッチにわたり形成された各切欠き部６は、軸部２の軸線１２に対して４０°〜５０°の角度で傾斜させて配置されている。また各切欠き部６の急斜面９も、軸線１２に対して４０°〜５０°の角度で、上記した方向に傾斜している。

図１、図２に示すように、切欠き部６はおねじ部３の先端部に形成されており、この実施形態では不完全ねじ部５を含む４ピッチにわたり形成されている。このように切欠き部６をおねじ部３の先端部に形成すれば、ねじ穴の内面に付着した塗膜を先端部の切欠き部６のエッジ１０によって剥離しながら、スムーズにボルトをねじ込むことができる。軸部２の先端から離れた部分の切欠き部６は塗膜を剥離する必要性が低下するので、ピッチ数は２〜５程度で十分である。なお、図３に示したように、これらの切欠き部６は軸線１２を挟む反対側の位置にも形成されている。

このような構造の塗膜剥離用ボルトは、ねじ穴の内面に付着した塗膜を切欠き部６のエッジ１０によって剥離しながらねじ穴にねじ込まれて行くことは、従来の塗膜剥離用ボルトと同様である。しかし各切欠き部６が軸部２の軸線１２に対して４０°〜５０°の角度で大きく傾斜させて配置されているので、転造用のダイスに形成される突起を軸線に対して直角方向に順次ずらして配置し、切欠き部６を順次転造することができる。このため各切欠き部６を従来よりも深く、またエッジ１０がよりシャープになるように成形することができる。この結果、従来の切欠き部を軸線と平行に配置した塗膜剥離用ボルトよりも、塗膜剥離性能を高めることができる。

また従来よりも深い切欠き部６は剥離した塗膜の収納空間として有効に作用するうえ、剥離した塗膜は急斜面９によって軸部２の先端側に押し込まれる。このため、従来の切欠き部を軸線と平行に配置した塗膜剥離用ボルトよりも、剥離した塗膜をスムーズに排出することができる。なお、軸部２の先端から遠い側の切欠き部６から排出された塗膜は、それに隣接する切欠き部６によってボルトの先端側に送られるので、より効率的に塗膜を排出することができる。

上記した効果を達成するために好ましい各切欠き部６の傾斜角度は４０°〜５０°であり、これよりも傾斜角度が小さいと従来品に近づき、十分な効果が得られない。逆にこれよりも傾斜角度が大きくなると、剥離した塗膜を隣接する切欠き部６に送り出す効果が低下する。この実施形態では、切欠き部６の傾斜角度はもっとも好ましい４５°に設定してある。

（第２の実施形態）
上記した第１の実施形態では、切欠き部６をおねじ部３の正規ねじ部４に形成したが、以下に説明する第２の実施形態では、切欠き部６を非正規ねじ部に形成した。

図４に示すように、第２の実施形態のボルトは、おねじ部３が、軸部の基端側に形成される正規ねじ部４と、これよりも先端側に形成される非正規ねじ部１４とを有する。さらに最先端部には、ガイドねじ部１５が設けられている。

図５に示すように、正規ねじ部４と非正規ねじ部１４のねじ山外径は同一であるが、非正規ねじ部１４の谷径は、正規ねじ部４のそれよりも深く形成されている。また、非正規ねじ部１４のねじ山角度（ねじ山の進み側フランク角と追い側フランク角とを加算した角度）は、正規ねじ部４のねじ山角度よりも小さく形成されている。例えば、正規ねじ部４のねじ山角が６０°であるとき、非正規ねじ部１４のねじ山角を３０°〜５０°、好ましくは４０°とすることができる。つまり、非正規ねじ部１４は、正規ねじ部４よりも急峻なフランク角を有して形成されている。

この非正規ねじ部１４には、第１の実施形態と同様の切欠き部６が複数ピッチにわたり形成されている。

この第２の実施形態の塗膜剥離用ボルトによれば、ねじ穴内に付着していた塗膜を十分に剥離することができる。また、非正規ねじ部１４が、ねじ穴を突き抜けることにより、切欠き部６に溜めた塗料を外に排出することができる。

特に、非正規ねじ部１４の谷径を正規ねじ部４の谷径よりも深くし、且つ、非正規ねじ部１４のねじ山角度を正規ねじ部４のねじ山角度よりも小さくすることで、非正規ねじ部１４の雄ねじと、ねじ穴の雌ねじとの間に形成される塗膜を溜めるスペースをより大きくすることができる。

したがって、ねじ穴内に残留する塗料を可及的に減らし、締め付け時のトルク抵抗の増加を抑制することができる。また、正規ねじ部４の一部にも切欠き部６を形成することにより、ねじ穴内に塗料が残留したとしても、正規ねじ部４の切欠き部６にも残留塗膜を溜めることができ、締め付けトルク抵抗の増加等の悪影響を生じないようにすることもできる。

（第３の実施形態）
図６は、第３の実施形態のねじ山形状を拡大して示す断面図である。第２の実施形態のように、切欠き部６が形成された非正規ねじ部１４のフランク角を急峻にして、雌ねじとの間の空隙を拡大すると、剥離した塗膜を排出しやすいというメリットがある。しかし、雄ねじの進み側フランクと雌ねじの谷との間に空隙ができることから、ボルトの斜め入りによる締め付けトルク抵抗が増大するという懸念があった。

そこで、第３の実施形態のボルトは、ボルトの斜め入り性能の改善を図るため、図６に示すように、非正規ねじ部１４の追い側フランク角を、進み側フランク角よりも急峻に形成することにより、ねじ山形状を非対称にしている。例えば、正規ねじ部４のねじ山角が６０°であるとき、非正規ねじ部１４の追い側フランク角を１０°、進み側フランク角を３０°にすることができる。

（第４の実施形態）
図７は、第４の実施形態のねじ山形状を拡大して示す断面図である。第４の実施形態のボルトでは、図７に示すように、非正規ねじ部１４の追い側フランク角を急峻にするとともに、進み側フランク斜面が当該ねじ山の頂部で折れるように異形状に形成されている。このような異形状のねじ山により、追い側フランクの体積の一部を、隣接するねじ山の進み側フランクに充当でき、互いに隣接するねじ山間の谷（非正規ねじ部１４の谷径）をより深くすることができる。

第４の実施形態のボルトでは、非正規ねじ部１４の追い側フランク角を急峻にするとともに、進み側フランク斜面が当該ねじ山の頂部で折れるように異形状に形成したことにより、塗装を溜めて送り出す容積を確保することができる。それとともに、進み側フランク頂部の角度を増すことで、ボルトの斜め入り性能も改善することができる。

１ 頭部
２ 軸部
３ おねじ部
４ 正規ねじ部
５ 不完全ねじ部
６ 切欠き部
７ 緩斜面
８ 谷底線
９ 急斜面
１０ エッジ
１１ 半径線
１２ 軸線
１３ 線
１４ 非正規ねじ部
１５ ガイドねじ部

Claims (5)

1. 軸部に形成されたおねじ部のねじ山頂部に、塗膜剥離用の切欠き部が複数ピッチにわたり形成された塗膜剥離用ボルトであって、異なるねじ山上に形成された各切欠き部の谷底線を結ぶ線が軸部の軸線に対して４０°〜５０°の角度となるように、各切欠き部を傾斜させて配置したことを特徴とする塗膜剥離用ボルト。
2. 前記切欠き部は、締め込み方向の先行側の緩斜面と、後行側の急斜面とを備えたものであることを特徴とする請求項１に記載の塗膜剥離用ボルト。
3. 前記おねじ部が、軸部の基端側に形成される正規ねじ部と、前記正規ねじ部よりも先端側に形成される非正規ねじ部とを有し、前記非正規ねじ部が、前記正規ねじ部よりも深い谷径を有し、且つ、該正規ねじ部よりも急峻なフランク角を有して形成され、前記切欠き部が、前記非正規ねじ部に形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の塗膜剥離用ボルト。
4. 前記非正規ねじ部の追い側フランク角が、進み側フランク角よりも急峻に形成されていることを特徴とする請求項３に記載の塗膜剥離用ボルト。
5. 前記非正規ねじ部の進み側フランク斜面が、当該ねじ山の頂部で折れるように異形状に形成されていることを特徴とする請求項３または４に記載の塗膜剥離用ボルト。

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