JP7106621B2 - スタッドボルト - Google Patents

スタッドボルト Download PDF

Info

Publication number
JP7106621B2
JP7106621B2 JP2020203543A JP2020203543A JP7106621B2 JP 7106621 B2 JP7106621 B2 JP 7106621B2 JP 2020203543 A JP2020203543 A JP 2020203543A JP 2020203543 A JP2020203543 A JP 2020203543A JP 7106621 B2 JP7106621 B2 JP 7106621B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
screw shaft
stud bolt
recessed
shaft portion
annular groove
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2020203543A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2022090935A (ja
Inventor
慎悟 鳥居
啓一 宮田
聡 白波▲瀬▼
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nitto Seiko Co Ltd
Original Assignee
Nitto Seiko Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nitto Seiko Co Ltd filed Critical Nitto Seiko Co Ltd
Priority to JP2020203543A priority Critical patent/JP7106621B2/ja
Priority to PCT/JP2021/016454 priority patent/WO2022123805A1/ja
Priority to CN202180082675.3A priority patent/CN116670402A/zh
Priority to KR1020237022908A priority patent/KR20230116041A/ko
Priority to EP21902912.1A priority patent/EP4261423A1/en
Priority to US18/256,383 priority patent/US20240018992A1/en
Publication of JP2022090935A publication Critical patent/JP2022090935A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7106621B2 publication Critical patent/JP7106621B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16BDEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
    • F16B37/00Nuts or like thread-engaging members
    • F16B37/04Devices for fastening nuts to surfaces, e.g. sheets, plates
    • F16B37/06Devices for fastening nuts to surfaces, e.g. sheets, plates by means of welding or riveting
    • F16B37/062Devices for fastening nuts to surfaces, e.g. sheets, plates by means of welding or riveting by means of riveting
    • F16B37/068Devices for fastening nuts to surfaces, e.g. sheets, plates by means of welding or riveting by means of riveting by deforming the material of the support, e.g. the sheet or plate
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16BDEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
    • F16B35/00Screw-bolts; Stay-bolts; Screw-threaded studs; Screws; Set screws
    • F16B35/04Screw-bolts; Stay-bolts; Screw-threaded studs; Screws; Set screws with specially-shaped head or shaft in order to fix the bolt on or in an object
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16BDEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
    • F16B19/00Bolts without screw-thread; Pins, including deformable elements; Rivets
    • F16B19/04Rivets; Spigots or the like fastened by riveting
    • F16B19/05Bolts fastening by swaged-on collars
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16BDEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
    • F16B35/00Screw-bolts; Stay-bolts; Screw-threaded studs; Screws; Set screws
    • F16B35/04Screw-bolts; Stay-bolts; Screw-threaded studs; Screws; Set screws with specially-shaped head or shaft in order to fix the bolt on or in an object
    • F16B35/041Specially-shaped shafts
    • F16B35/048Specially-shaped necks
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16BDEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
    • F16B39/00Locking of screws, bolts or nuts
    • F16B39/22Locking of screws, bolts or nuts in which the locking takes place during screwing down or tightening
    • F16B39/28Locking of screws, bolts or nuts in which the locking takes place during screwing down or tightening by special members on, or shape of, the nut or bolt
    • F16B39/282Locking by means of special shape of work-engaging surfaces, e.g. notched or toothed nuts

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Connection Of Plates (AREA)
  • Insertion Pins And Rivets (AREA)
  • Clamps And Clips (AREA)

Description

本発明は、取付対象板材に抜け止め状態かつ回り止め状態で固定されるスタッドボルトに関する。
従来、金属板材(取付対象板材)の取付孔に圧入されることにより、抜け止め状態かつ回り止め状態で固定されるスタッドボルト(クリンチスタッド)が知られている(例えば、特許文献1参照)。このスタッドボルトは、頭部と、頭部の座面から延出されたねじ軸部を備えている。金属板材に別部材を固定する際、この別部材の貫通孔にねじ軸部を挿入し、ねじ軸部の螺進方向とは反対方向にナットが移動するように螺合させて、ナットと金属板材との間に別部材を挟み込んで固定する。
特許文献1に記載のスタッドボルトは、座面からねじ軸部の螺進方向下手側に向けて膨出する非真円形状の回り止め部(文献では回り止め突起)と、ねじ軸部の径方向内側に向けて環状に凹入された環状溝部(文献では保持溝)と、環状溝部に対して螺進方向下手側に隣り合う位置において環状に突出する環状突部(文献では保持リング)と、を備えている。特許文献1に記載の技術は、金属板材の取付孔の周囲に、頭部に対向する側に突出した突出部を設けることにより、金属板材にスタッドボルトを圧入する際、突出部が回り止め突起に押し潰されて、保持溝に多量の金属を押し込んで抜け荷重及び空転トルクを高めている。
特開2014-141999号公報
しかしながら、特許文献1に記載のスタッドボルトは、回り止め突起により押し潰されて流動する金属が、頭部とは反対側に位置する取付孔の周囲から保持リングよりも径方向外側まではみ出してバリになり易い。また、回り止め突起により押し潰された金属が、回り止め突起の径方向外側まで流動して変形を及ぼし、金属板材に反りが発生し易い。その結果、金属板材に別部材を固定する際、バリにより別部材が傷付けられる、バリが異物となって周囲に飛散する、反った金属板材が周囲の部品に干渉する等の不都合が発生し、製品の品質が低下する。
そこで、取付対象板材に固定されたときの品質を向上できるスタッドボルトが望まれている。
本発明に係るスタッドボルトの特徴構成は、取付対象板材に抜け止め状態かつ回り止め状態で固定されるスタッドボルトであって、頭部と、前記頭部の座面から延出されたねじ軸部と、前記ねじ軸部の螺進方向視において前記ねじ軸部を取り囲む非真円形状に形成され、前記座面から前記螺進方向下手側に向けて膨出する回り止め部と、前記ねじ軸部のうち、前記回り止め部に対して前記螺進方向下手側に隣り合う位置において、前記ねじ軸部の径方向内側に向けて環状に凹入された環状溝部と、前記ねじ軸部のうち、前記環状溝部に対して前記螺進方向下手側に隣り合う位置において、前記ねじ軸部の径方向外側に向けて環状に突出する環状突部と、を備え、前記座面と前記環状突部との間に、前記取付対象板材が挟まれるように構成され、前記回り止め部に、前記螺進方向上手側に向けて凹入された凹入部が形成され、前記凹入部は、前記径方向外側から前記径方向内側に向けて前記頭部に近づくように傾斜する傾斜部と、前記座面に平行な直線状部とを含み、前記傾斜部の最突出端は、全周に亘って前記取付対象板材に線状に食い込み可能な点にある。
本構成のスタッドボルトは、頭部の座面から膨出する回り止め部、環状溝部及び環状突部が螺進方向に沿って順に配置されており、この回り止め部には、螺進方向上手側に向けて凹入された凹入部が形成されている。これにより、回り止め部が取付対象板材を押し潰したとき、塑性変形することにより流動する取付対象板材が環状溝部に加えて凹入部にも入り込むため、環状突部の径方向外側まではみ出すことが防止される。その結果、バリの発生を防止し、品質を損なうことが無い。
また、取付対象板材が環状溝部に入り込むことにより抜け荷重を確保しながら、取付対象板材が凹入部にも入り込むことにより、取付対象板材の剪断面積が増加し、空転トルクを向上させることができる。しかも、取付対象板材が凹入部に優先的に入り込むことにより、取付対象板材が凹入部の径方向外側にはみ出し難く、取付対象板材の反りを防止して品質を高めることができる。このように、取付対象板材に固定されたときの品質を向上できるスタッドボルトを提供できた。
他の特徴構成は、前記凹入部は、前記ねじ軸部に近いほど深くなるように形成されている点にある。
本構成のように、凹入部をねじ軸部に近いほど深く形成すれば、押し潰されて流動する取付対象板材が環状溝部の方向に円滑に誘導される。その結果、取付対象板材が環状溝部に入り込むことによる抜け荷重を適切に確保できる。
他の特徴構成は、前記凹入部の内側縁部は前記環状溝部まで至っており、前記凹入部と前記環状溝部とが連続している点にある。
本構成のように、凹入部と環状溝部とが連続していれば、押し潰されて流動する取付対象板材が環状溝部の方向に障壁なく誘導される。その結果、取付対象板材が環状溝部に入り込むことによる抜け荷重を適切に確保できる。
他の特徴構成は、前記凹入部は、前記回り止め部の外側縁部まで至っており、前記外側縁部には、前記螺進方向下手側に向けて先細り状態で突出する凸状部が形成されている点にある。
本構成のように、凹入部を回り止め部の外側縁部まで延在させて、回り止め部の外側縁部に先細り状態で突出する凸状部を形成すれば、この凸状部が取付対象板材に喰い込んで空転トルクを向上させることができる。しかも、この凸状部が障壁となることにより、凹入部に入り込んだ取付対象板材が凸状部の径方向外側にはみ出し難く、取付対象板材の反りを確実に防止できる。
他の特徴構成は、前記凸状部は、前記ねじ軸部側に傾斜部を有すると共に前記ねじ軸部とは反対側に前記傾斜部よりも急勾配の立設部を有する断面形状に形成されている点にある。
本構成のように、凸状部を、ねじ軸部側に傾斜させると共に、ねじ軸部とは反対側に急勾配で立設させれば、取付対象板材が凹入部に向かって一層入り込むこととなり、取付対象板材が凹入部の径方向外側にはみ出すことを確実に防止できる。しかも、金属板材が回転してスタッドボルトに回転トルクが印加された場合でも、立設部が急勾配で立設していることから、スタッドボルトの抜け出し方向の分力が小さくなり、抜け荷重を適切に確保することができる。
他の特徴構成は、前記凹入部は、前記ねじ軸部を取り囲む無端形状に形成されている点にある。
本構成のように、凹入部がねじ軸部を取り囲む無端形状とすれば、押し潰されて流動する取付対象板材が環状溝部の方向に障壁なく誘導される。その結果、取付対象板材が環状溝部に入り込むことによる抜け荷重を適切に確保できる。
スタッドボルトの斜視図である。 スタッドボルトの側面図である。 図2のIII-III線矢視図である。 図3のIV-IV線断面図である。 凸状部が最も環状突部に遠ざかる位置での拡大断面図である。 凸状部が最も環状突部に近付く位置での拡大断面図である。 スタッドボルトを取付対象板材に圧入する前の断面図である。 スタッドボルトを取付対象板材に圧入した後の断面図である。
以下に、本発明に係るスタッドボルトの実施形態について、図面に基づいて説明する。本実施形態では、取付対象板材としての金属板材に圧入されるスタッドボルトを一例として説明する。ただし、以下の実施形態に限定されることなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々の変形が可能である。
図1~図2に示すように、スタッドボルトBは、円周方向に沿う一対の縁部分を丸めた扁平円柱状の頭部1と、頭部1の座面11から延出されたねじ軸部2とを備えている。ねじ軸部2の大部分に雄ねじ部2Aが形成されており、ねじ軸部2の螺進方向Xは、ねじ軸部2の延出方向と一致している。螺進方向Xとは、ねじ軸部2の雄ねじ部2Aを不図示の雌ねじに螺合した際、雌ねじに対してスタッドボルトBが前進する方向を意味する。以下、ねじ軸部2の先端側を螺進方向下手側X1とし、ねじ軸部2の基端側(頭部1とねじ軸部2との接続側)を螺進方向上手側X2として説明する。
図8に示すように、スタッドボルトBは、金属板材Tに抜け止め状態かつ回り止め状態で固定されることにより、ねじ軸部2の雄ねじ部2Aが金属板材Tから突出しており、治具Gを撤去することにより外部に露出する。スタッドボルトBは、金属板材Tよりも剛性の高い低炭素鋼等の金属材料で形成されており、油圧プレスPによりスタッドボルトBが金属板材Tに圧入され、金属板材Tが押し潰される。その結果、頭部1の座面11と、後述する環状突部22との間に、金属板材Tが挟まれる。
図1~図2に示すように、スタッドボルトBは、頭部1の座面11から螺進方向下手側X1に向けて膨出する回り止め部3と、ねじ軸部2の径方向内側に向けて円環状に凹入された環状溝部21と、ねじ軸部2の径方向外側に向けて円環状に突出する環状突部22とを備えている。環状溝部21は、ねじ軸部2のうち、回り止め部3に対して螺進方向下手側X1に隣り合う位置となっており、環状突部22は、ねじ軸部2のうち、環状溝部21に対して螺進方向下手側X1に隣り合う位置となっている。つまり、回り止め部3、環状溝部21及び環状突部22が、螺進方向Xに沿って順に配置されている。
環状溝部21の溝幅は、環状突部22の形状や金属板材Tの延性等に応じて設定されており、本実施形態では金属板材Tの板厚と同等に設定されている(図8も参照)。環状溝部21と環状突部22とはR形状で連続しており、環状突部22と雄ねじ部2Aとはテーパー形状で連続している(図4も参照)。本実施形態における環状溝部21は、ねじ軸部2に形成された雄ねじ部2Aの外径よりも小さい外径を有しており、環状突部22は、ねじ軸部2に形成された雄ねじ部2Aの外径よりも大きい外径を有している。また、本実施形態における環状突部22の直径は、金属板材Tの貫通孔Taの直径よりも小さく設定されている(図7も参照)。
図3に示すように、回り止め部3は、螺進方向X視において、ねじ軸部2を取り囲む六芒星形状(非真円形状の一例)に形成されている。回り止め部3の外側縁部31は、放射状に配置された複数(本実施形態では6つ)の頂点となる丸角部31aと、一対の丸角部31aを接続する径方向内側に凹状に形成された複数(本実施形態では6つ)の接続辺31bとを有している。複数の丸角部31aの外接円は、座面11の外周側縁部11aと同等の直径を有している。本実施形態における回り止め部3は、丸角部31aを先尖形状とすることで、丸角部31aを膨らんだ半円形状とする場合に比べて接続辺31bを径方向外側まで極力寄せることが可能となるため、後述する凹入部32の容積を大きくすることができる。このような回り止め部3の形状により、回り止め部3が金属板材Tに圧入されたとき、スタッドボルトBが金属板材Tに対して回り止め状態となる。
図4に示すように、回り止め部3には、螺進方向上手側X2に向けて環状に凹入された凹入部32が形成されている(図1も参照)。この凹入部32により、回り止め部3の外側縁部31には、螺進方向下手側X1に向かって突出する凸状部31Aが形成されている。この凸状部31Aは、全域に亘って同一の高さで形成されている。凹入部32及び環状溝部21に金属板材Tの金属が入り込むことにより、スタッドボルトBが金属板材Tに対して抜け止め状態かつ回り止め状態となる。金属板材Tの金属を収容する凹入部32及び環状溝部21の容積は、凸状部31Aが押し潰して塑性変形することにより流動する金属板材Tの体積と延性等に応じて設定されている(図8も参照)。凹入部32の内側縁部32aは、ねじ軸部2の環状溝部21まで至り、環状溝部21とR形状で連続しており、凹入部32の外側縁部32bは、凸状部31Aの最突出端31Aa(回り止め部3の外側縁部31)まで至り、凸状部31Aと連続している。凹入部32及び凸状部31Aは、断面形状が傾斜した傾斜部30を有しており、この傾斜部30が凹入部32と凸状部31Aとを接続する部位となっている。また、凸状部31Aは、ねじ軸部2とは反対側に、断面形状が傾斜部30よりも急勾配の立設部31Abを有している。
凹入部32は、最突出端31Aaからねじ軸部2に近いほど深くなるように傾斜部30を有しており、傾斜部30の内端30bから内側縁部32aまで座面11と同等の高さで平行に形成された断面直線状の直線状部32Aを有している。つまり、凹入部32は、傾斜部30の内端30bを勾配変化端とし、傾斜部30よりも緩勾配の直線状部32Aを有している。この直線状部32Aは、ねじ軸部2の軸芯周り(以下、「周方向」という)において、長さが異なるように連続している。これにより、回り止め部3の径方向に沿う(回り止め部3の外側縁部31と垂直でねじ軸部2の中心を通る線分でカットした)断面形状は、全周において非相似形状が連続して形成されている。凸状部31Aは、ねじ軸部2側に傾斜部30を有すると共に、ねじ軸部2とは反対側に立設部31Abを有しており、これら傾斜部30と立設部31Abとを接続する最突出端31Aaにより、螺進方向下手側X1に向かって先細り状態となっている。本実施形態における凹入部32の内側縁部32aは全周に亘って環状溝部21まで至っており、環状溝部21と凹入部32とは全周に亘って連続している(図1も参照)。また、凹入部32の外側縁部32bは全周に亘って凸状部31Aの最突出端31Aaまで至っており、凹入部32と凸状部31Aとは傾斜部30により全周に亘って連続している。つまり、凹入部32は、ねじ軸部2を取り囲む無端形状に形成されている。
図5には、凸状部31Aが最も環状突部22に遠ざかる位置、つまり図3に示す座面11の外周側縁部11aと同等の位置にある丸角部31aとねじ軸部2の中心とを通る線分でカットした拡大断面図が示されている。図6には、凸状部31Aが最も環状突部22に近付く位置、つまり図3に示す接続辺31bのうち最も径方向内側にある部分とねじ軸部2の中心とを通る線分でカットした拡大断面図が示されている。
図5~図6に示すように、凸状部31Aの立設部31Abは、頭部1の座面11と垂直に形成されており、傾斜部30は、立設部31Abと平行な仮想垂線Lに対する傾斜角θが約55度に設定されている。図5に示すように、丸角部31aに位置する傾斜部30は、周方向に隣接する傾斜部30同士を接続する接続傾斜部30aを有しており、この接続傾斜部30aは傾斜角θよりも緩勾配に形成されている。この接続傾斜部30aにより、隣接する接続辺31bの傾斜部30は、夫々、回り止め部3の径方向に沿う断面形状が周方向において不連続となっている(図3も参照)。なお、傾斜角θは、45度以上70度以下であれば良く、好ましくは、50度以上60度以下であり、更に好ましくは、約55度である。傾斜角θが45度未満であると凸状部31Aの肉厚が小さくなりすぎて成形時の流動性が低下すると共に剛性が低下してしまい、傾斜角θが70度を超えると、凸状部31Aが大きくなりすぎて凹入部32の容積が小さくなり、金属の収容体積が不足してしまう。また、凸状部31Aの高さL1は、環状溝部21の溝幅L2に対して約3分の1に設定されている。凸状部31Aの高さL1は、環状溝部21の溝幅L2に対して4分の1以上2分の1以下であることが好ましく、4分の1を下回ると凹入部32の容積が小さくなり、金属の収容体積が不足してしまい、2分の1を上回ると、金属が凹入部32に円滑に流動し難くなる。
図3及び図6に示すように、凸状部31Aが最も環状突部22に近付く位置において、本実施形態における傾斜部30の内端30bは、螺進方向X視において環状突部22の最外周よりも若干、径方向内側に位置している。この構成から、金属板材Tに圧入された状態のスタッドボルトBは、金属板材Tに対向する座面11の面積を大きく確保することができる(図8も参照)。その結果、座面11のうち隣り合う一対の丸角部31aの間に入り込む金属板材Tの体積を大きく確保することが可能となり、空転トルクを向上させることができる。また、傾斜部30の内端30bが環状突部22の最外周よりも径方向内側に位置しているので、環状溝部21及び凹入部32に収容された厚みのある金属が抜け荷重に対して支配的となり、抜け荷重を高めることができる。
続いて、図7及び図8を用いて、本実施形態に係るスタッドボルトBを金属板材Tに圧入したときの作用効果を説明する。金属板材Tは、鋼板等の金属製の薄板であり、環状突部22の直径よりも大きく、かつ、回り止め部3の外径よりも小さい貫通孔Taが予め形成されており、油圧プレスPの押圧力に耐え得る治具Gに支持されている。
図7に示すように、金属板材Tに圧入する前のスタッドボルトBは、回り止め部3の最突出端31Aaを貫通孔Taの周囲に当接させると共に、頭部1に油圧プレスPを当接させている。このとき、環状突部22が貫通孔Taの内部に収容されており、ねじ軸部2の雄ねじ部2Aが治具G側に突出している。
次いで、図7~図8に示すように、油圧プレスPにより頭部1を押圧すると、回り止め部3の凸状部31Aが金属板材Tに喰い込みながらスタッドボルトBが下方(螺進方向下手側X1)に移動し、座面11が金属板材Tに当接するまで圧入される。このとき、凸状部31Aの体積に相当する押し潰された金属板材Tの金属が、傾斜部30に沿って径方向内側に円滑に流動し、凹入部32及び環状溝部21に収容される。その結果、金属板材Tに固定されたときのスタッドボルトBは、全体的に美観に優れたものとなる。
本実施形態に係るスタッドボルトBは、頭部1の座面11から膨出する回り止め部3、環状溝部21及び環状突部22が螺進方向Xに沿って順に配置されており、この回り止め部3には、螺進方向上手側X2に向けて凹入された凹入部32が形成されている。これにより、回り止め部3が金属板材Tを押し潰したとき、金属板材Tの金属が環状溝部21に加えて凹入部32にも入り込むため、環状突部22の径方向外側まではみ出すことが防止される。その結果、バリの発生が防止されるので、金属板材Tに別部材を固定する際、バリにより別部材が傷付けられたり、バリが異物となって周囲に飛散したりといった不都合が無く、品質を高めることができる。また、金属板材Tの金属が環状溝部21に入り込むことにより抜け荷重を確保しながら、金属板材Tの金属が凹入部32にも入り込むことにより、金属板材Tの剪断面積が増加し、空転トルクを向上させることができる。しかも、金属板材Tが凹入部32に優先的に入り込むことにより、金属板材Tが凹入部32の径方向外側にはみ出し難く、金属板材Tの反りが防止されるので、反った金属板材Tが周囲の部品に干渉する等の不都合が無く、品質を高めることができる。
また、凹入部32をねじ軸部2に近いほど深く形成しているので、押し潰されて流動する金属板材Tの金属が環状溝部21の方向に円滑に誘導される。この凹入部32と環状溝部21とが全周に亘って連続しているので、押し潰されて流動する金属板材Tの金属が環状溝部21の方向に障壁なく誘導される。換言すると、この凹入部32がねじ軸部2を取り囲む無端形状となっているため、押し潰されて流動する金属板材Tの金属が環状溝部21の方向に障壁なく誘導されると共に、凹入部32の容積が十分に確保される。その結果、流動する金属のはみ出しが一層抑制されてバリの発生が防止されるため、品質を高めることができる。
また、凹入部32は、最突出端31Aaからねじ軸部2に近いほど深くなる傾斜部30と、周方向に隣接する傾斜部30同士を接続し傾斜部30よりも緩勾配の接続傾斜部30aと、接続傾斜部30aよりも緩勾配で周方向の長さが異なるように連続している直線状部32Aとを有している。これにより、本実施形態における回り止め部3の径方向に沿う断面形状は、全周において非相似形状が連続して形成されている。その結果、流動する金属板材Tの金属が、凹入部32に対して周方向に不連続な形状で入り込み、凸状部31Aと凹入部32に入り込んだ金属とが当接することにより空転時の抵抗となって、空転トルクを高めることができる。また、凹入部32に直線状部32Aを設けることで、環状溝部21と隣接する凹入部32の内側縁部32aに多くの金属を入り込ませることが可能となり、空転トルクを更に高めることができる。
また、本実施形態では、凹入部32を回り止め部3の外側縁部31まで延在させて、回り止め部3の外側縁部31に先細り状態で突出する凸状部31Aを形成しているので、この凸状部31Aが金属板材Tに喰い込んで空転トルクを向上させることができる。この凸状部31Aは全域に亘って同一の高さで形成されているため、凸状部31Aが均一に金属板材Tに喰い込んで空転トルクを一層向上させることができる。しかも、この凸状部31Aが障壁となることにより、凹入部32に入り込んだ金属板材Tの金属が凸状部31Aの径方向外側にはみ出し難く、金属板材Tの反りを確実に防止できる。
また、凸状部31Aを、ねじ軸部2側に傾斜させると共に、ねじ軸部2とは反対側の立設部31Abを急勾配で立設させているので、金属板材Tが凹入部32に向かって一層入り込むこととなり、金属板材Tが凹入部32の径方向外側にはみ出すことを確実に防止できる。しかも、金属板材Tが回転してスタッドボルトBに回転トルクが印加された場合でも、立設部31Abが金属板材Tに対して垂直に立設していることから、スタッドボルトBの抜け出し方向の分力が極めて小さくなり、抜け荷重を適切に確保することができる。
[その他の実施形態]
(1)回り止め部3の非真円形状として、接続辺31bを直線状に形成した六角形状であっても良いし、三角形状、四角形状や五角形状等の多角形状であっても良い。
(2)回り止め部3の凹入部32は、周方向に沿って部分的に設ける等、如何なる形状であっても良く、特に限定されない。この場合、回り止め部3の径方向に沿う断面形状は、周方向の少なくとも一部において非相似形状で形成されていることが好ましい。非相似形状に構成できる形状であれば、凹入部32の傾斜部30を省略して、周方向の長さが異なるように連続している直線状部32Aのみで構成しても良いし、径方向の位置が異なる複数の窪みを周方向に沿って設けても良い。また、凹入部32に入り込んだ金属を環状溝部21まで流動させることのできるように、少なくとも凹入部32の内側縁部32aを周方向に亘って連続させる形状であることが好ましい。
(3)環状溝部21や環状突部22を円環状に形成せずに、外形が多角形状の環状に形成しても良い。また、金属板材Tの貫通孔Taは、環状突部22の直径よりも小さく形成して、貫通孔Taの内周部も環状突部22に押し潰される形状としても良い。
(4)凸状部31Aの最突出端31Aaを尖らせても良い。この場合、最突出端31Aaの最突出端31Aaが金属板材Tに喰い込み易くなる。
(5)取付対象板材として、金属板材Tのほか、流動性(延性)のある材料で形成された板材であれば、特に限定さない。
(6)ねじ軸部2には、雄ねじ部2Aに代えて雌ねじ部を形成しても良い。
本発明は、取付対象板材に抜け止め状態かつ回り止め状態で固定されるスタッドボルトに利用可能である。
1 :頭部
2 :ねじ軸部
3 :回り止め部
11 :座面
21 :環状溝部
22 :環状突部
30 :傾斜部
31 :外側縁部
31A :凸状部
31Ab :立設部
32 :凹入部
B :スタッドボルト
T :金属板材(取付対象板材)
X :螺進方向
X1 :螺進方向下手側
X2 :螺進方向上手側

Claims (8)

  1. 取付対象板材に抜け止め状態かつ回り止め状態で固定されるスタッドボルトであって、
    頭部と、
    前記頭部の座面から延出されたねじ軸部と、
    前記ねじ軸部の螺進方向視において前記ねじ軸部を取り囲む非真円形状に形成され、前記座面から前記螺進方向下手側に向けて膨出する回り止め部と、
    前記ねじ軸部のうち、前記回り止め部に対して前記螺進方向下手側に隣り合う位置において、前記ねじ軸部の径方向内側に向けて環状に凹入された環状溝部と、
    前記ねじ軸部のうち、前記環状溝部に対して前記螺進方向下手側に隣り合う位置において、前記ねじ軸部の径方向外側に向けて環状に突出する環状突部と、を備え、
    前記座面と前記環状突部との間に、前記取付対象板材が挟まれるように構成され、
    前記回り止め部は、前記螺進方向上手側に向けて凹入された凹入部が形成され
    前記凹入部は、前記径方向外側から前記径方向内側に向けて前記頭部に近づくように傾斜する傾斜部と、前記座面に平行な直線状部とを含み、
    前記傾斜部の最突出端は、全周に亘って前記取付対象板材に線状に食い込み可能なスタッドボルト。
  2. 前記凹入部は、前記ねじ軸部に近いほど深くなるように形成されている請求項1に記載のスタッドボルト。
  3. 前記凹入部の内側縁部は前記環状溝部まで至っており、前記凹入部と前記環状溝部とが連続している請求項1又は2に記載のスタッドボルト。
  4. 前記凹入部は、前記回り止め部の外側縁部まで至っており、
    前記外側縁部には、前記螺進方向下手側に向けて先細り状態で突出する凸状部が形成されている請求項1から3の何れか一項に記載のスタッドボルト。
  5. 前記凸状部は、前記ねじ軸部側に前記傾斜部を有すると共に前記ねじ軸部とは反対側に前記傾斜部よりも急勾配の立設部を有する断面形状に形成されている請求項4に記載のスタッドボルト。
  6. 前記凹入部は、前記ねじ軸部を取り囲む無端形状に形成されている請求項1から5の何れか一項に記載のスタッドボルト。
  7. 前記直線状部は、前記螺進方向視において、前記環状突部よりも外側に位置する部分を含む請求項1から6の何れか一項に記載のスタッドボルト。
  8. 前記最突出端の一部は、前記座面の外周側縁部まで至っている請求項1から7の何れか一項に記載のスタッドボルト。
JP2020203543A 2020-12-08 2020-12-08 スタッドボルト Active JP7106621B2 (ja)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020203543A JP7106621B2 (ja) 2020-12-08 2020-12-08 スタッドボルト
PCT/JP2021/016454 WO2022123805A1 (ja) 2020-12-08 2021-04-23 スタッドボルト
CN202180082675.3A CN116670402A (zh) 2020-12-08 2021-04-23 带肩螺栓
KR1020237022908A KR20230116041A (ko) 2020-12-08 2021-04-23 스터드 볼트
EP21902912.1A EP4261423A1 (en) 2020-12-08 2021-04-23 Stud bolt
US18/256,383 US20240018992A1 (en) 2020-12-08 2021-04-23 Stud bolt

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020203543A JP7106621B2 (ja) 2020-12-08 2020-12-08 スタッドボルト

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2022090935A JP2022090935A (ja) 2022-06-20
JP7106621B2 true JP7106621B2 (ja) 2022-07-26

Family

ID=81974344

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2020203543A Active JP7106621B2 (ja) 2020-12-08 2020-12-08 スタッドボルト

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20240018992A1 (ja)
EP (1) EP4261423A1 (ja)
JP (1) JP7106621B2 (ja)
KR (1) KR20230116041A (ja)
CN (1) CN116670402A (ja)
WO (1) WO2022123805A1 (ja)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2049259A (en) 1933-06-09 1936-07-28 Bethlehem Steel Corp Leakproof bolt
US4637766A (en) 1985-06-17 1987-01-20 Textron Inc. Clinch type fastener
US5513933A (en) 1994-04-04 1996-05-07 Textron Inc. Staked fastener with undercut
US20140003883A1 (en) 2012-06-29 2014-01-02 Infastech Intellectual Properties Pte. Ltd. Self-clinching fastener

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101345152B1 (ko) * 2012-03-14 2013-12-27 양현애 압입 타입 파스너 및 상기 압입 타입 파스너용 지그
JP6025579B2 (ja) 2013-01-23 2016-11-16 有限会社上野鉄工所 クリンチスタッドの金属板材への取付け方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2049259A (en) 1933-06-09 1936-07-28 Bethlehem Steel Corp Leakproof bolt
US4637766A (en) 1985-06-17 1987-01-20 Textron Inc. Clinch type fastener
US5513933A (en) 1994-04-04 1996-05-07 Textron Inc. Staked fastener with undercut
US20140003883A1 (en) 2012-06-29 2014-01-02 Infastech Intellectual Properties Pte. Ltd. Self-clinching fastener

Also Published As

Publication number Publication date
WO2022123805A1 (ja) 2022-06-16
CN116670402A (zh) 2023-08-29
EP4261423A1 (en) 2023-10-18
KR20230116041A (ko) 2023-08-03
JP2022090935A (ja) 2022-06-20
US20240018992A1 (en) 2024-01-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20010031188A1 (en) Clinch nut assembly and method of producing clinch nut
KR101563395B1 (ko) 러그 플레어를 갖는 너트
US20050191152A1 (en) Bolt & Nut
US20140003882A1 (en) Functional element in the form of a press-in element
JP5259575B2 (ja) ピアスナットおよびその使用
JPH09511814A (ja) リベッティング可能な要素、組立体、組立方法及びリベッティングダイ
CN110662904B (zh) 自锁螺栓
TW202032026A (zh) 咬緊緊固件
JP6239651B2 (ja) タッピンねじ
JP7106621B2 (ja) スタッドボルト
JP6869458B2 (ja) ナイロン座金付ナット
US20070212191A1 (en) Two piece weld nut
JP7425772B2 (ja) クリンチングスタッドボルト
JP4198724B2 (ja) ねじの緩み止め構造
JP2024006123A (ja) クリンチングスタッドボルト
JP5289545B2 (ja) ナット及びボルト・ナットの締結構造
JP2024005988A (ja) クリンチングスタッドボルト
JP4950911B2 (ja) 締結用部材
JP4834027B2 (ja) かしめねじ、かしめねじの製造方法及びかしめねじの接合構造
JP7403170B2 (ja) 緩み止めナットとその締付方法
JP6395654B2 (ja) ナット及びボルト・ナットの締結構造
JP2008196515A (ja) ポップナット
JP2018189245A (ja) ナット用の係止部材及びナット
JP3244958U (ja) 自動固定ネジ
US20240068500A1 (en) Self-clinching fastener

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20220510

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20220510

A871 Explanation of circumstances concerning accelerated examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A871

Effective date: 20220510

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20220705

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20220713

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7106621

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150