JPH07279937A

JPH07279937A - ボルトおよびその固着方法

Info

Publication number: JPH07279937A
Application number: JP6917294A
Authority: JP
Inventors: Katsutake Yokoyama; 勝武横山
Original assignee: Topura Co Ltd
Current assignee: Topura Co Ltd
Priority date: 1994-04-07
Filing date: 1994-04-07
Publication date: 1995-10-27

Abstract

(57)【要約】【目的】冷間加工によりボルトを金属板に固着でき、
薄板に対してもねじり強度及び抜け強度が確保できるボ
ルトを提供する。【構成】ボルト１の頭部２の座面４に凸部６が設けら
れている。軸部３の直径はねじ部４の山径より大きい。
軸部３には凹溝７が形成されている。ボルト１を軸部３
の直径より僅か大きい内径の金属板８の固着孔９に挿入
する（Ａ）。ねじ部４の山径より大きく、軸部３の直径
より小さい円形の孔を有する工具１１をねじ部４側より
挿入して、ボルト座面５の方向に荷重を加える（Ｂ）。
金属板８が凹溝７内に圧入され、また、軸部３の余肉
が、固着穴と軸部３の隙間を埋め、さらに、固着孔より
大きく広げて抜け強度を確保する。同時に、ボルト座面
５の方向に加えられた荷重により、ボルト座面５に設け
られた凸部６は金属板８に押し込まれた形になり、押し
込まれた凸部６がねじり強度を確保する（Ｃ）。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ボルト、特に、金属板
に固着できるボルト及びその固着方法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば、自動車の組立等におい
て、ボルトをあらかじめ金属板に固着しておき、他の部
材をボルトに通した後、ナットにより締め付ける締結方
法が行なわれている。この方法は、締め付けの際に、ボ
ルトの頭部を回り止めをする必要がないから、締め付け
作業を簡単化できる。

【０００３】ボルトを金属板に固着する方法としては、
種々の方法が試みられている。図１１は、従来のボルト
固着方法を示すもので、ボルトの頭部近傍の断面図であ
る。図中、２１はボルト、２２は金属板、２３は頭部、
２４は軸部、２５はねじ部、２６は点溶接部、２７は溶
接部、２８は圧入部である。

【０００４】図１１（Ａ），（Ｂ）は、溶接を利用して
ボルト２１を金属板２２に固着する方法である。図１１
（Ａ）では、ボルト２１の頭部２３の表面側と金属板２
２の下面側に電極をおいて、数カ所の点溶接部２６で抵
抗溶接を行なう方法であり、図１１（Ｂ）は、ボルト２
１の頭部２３の周辺部の数カ所を金属板２２の表面との
溶接部２７で溶接して固着する方法である。この方法
は、溶接の際に加熱が起こるから、金属板２２が薄板の
場合では、熱による変形が著しく、素材の組成まで変え
てしまうという問題がある。また、金属板２２に対する
ボルト２１の垂直度が出しにくいという欠点もあり、さ
らに、ボルト２１と金属板２２とが異なった強度であっ
たり、異材である場合に、強度に影響が出るなどの欠点
がある。

【０００５】この欠点を補うため、冷間加工によるかし
め工法や圧入工法も行なわれている。しかし、ボルトを
金属板に固着した構造においては、ボルトと金属板との
固着強度として、所定の回転方向、つまり、ねじり強度
と、抜け方向の強度が必要である。

【０００６】図１１（Ｃ），（Ｄ）は、かしめ工法の一
例である。図１１（Ｃ）は、ボルト２１の軸部２４を六
角形にして、金属板２２にも六角形の孔を開け、軸部２
４をかしめることによって、ボルト２１を金属板２２に
固着するものである。六角形以外の多角形が用いられる
こともある。この工法は、特公昭５０−３７３４１号公
報や特公昭５５−４５７６８号公報に記載されていると
ころである。この工法は、ねじり強度には強いが、薄板
では、かしめ部の高さが小さく強度は出ない。金属板２
２に多角形の孔を開けることにも問題があり、また、か
しめ部の位置合わせの必要もある。図１１（Ｄ）のよう
に、軸部２４と金属板２２の孔を円形とすることも考え
られるが、ねじり強度が弱い。

【０００７】図１１（Ｅ），（Ｆ）は、圧入工法の一例
である。図１１（Ｅ）は、特公昭５７−２８００３号公
報に記載されている工法であり、頭部２３の下面に円形
の圧入部２８が設けられたものである。この例では、圧
入部分の断面積が大きく、薄板には適さない。構造も複
雑である。図１１（Ｆ）は、軸部２４の周面にローレッ
ト状の溝を設けたものである。これらの例では、抜け方
向の強度が弱く、また、軸部２４の直径と金属板２２の
孔の内径との寸法精度が、強度のばらつきに影響を及ぼ
し、実用上は問題が大きい。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述した問
題点を解決するためになされたもので、冷間加工により
ボルトを金属板に固着でき、薄板に対してもねじり強度
及び抜け強度が確保でき、異材との固着を可能としたボ
ルト、ならびに、その固着方法を提供することを目的と
するものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、請求項１に記
載の発明においては、ボルトにおいて、ねじ部山径より
大きい直径の軸部を有し、ボルト座面に独立した複数個
の凸部が形成され、かつ、前記軸部の一部に全周を取り
巻いて凹溝が形成されたことを特徴とするものである。

【００１０】請求項２に記載の発明においては、ボルト
において、ねじ部山径より大きい直径の軸部を有し、ボ
ルト座面に独立した複数個の凸部が形成され、かつ、前
記軸部の一部に全周を取り巻いて凹凸状の条溝が形成さ
れたことを特徴とするものである。

【００１１】請求項３に記載の発明においては、ボルト
の固着方法において、ねじ部山径より大きい直径の軸部
を有し、ボルト座面に独立した複数個の凸部が形成さ
れ、かつ、前記軸部の一部に全周を取り巻いて凹溝また
は凹凸状の条溝が形成されたボルトが、前記凸部が金属
板に圧入され、前記軸部の外径が金属板の孔径より大き
くなるようにかしめられ、かつ、前記金属板が前記凹溝
または前記凹凸状の条溝に圧入されて金属板を挟着する
ことを特徴とするものである。

【００１２】

【作用】本発明によれば、ボルト座面に形成した凸部
が、複数個設けられ、これが独立しているため、金属板
に圧入しやすく、ボルトと金属板の垂直性も良好に固着
でき、ねじり強度も十分とることができる。軸部の断面
は円形であるから、位置合わせの必要がなく、軸部のか
しめによって、さらに、軸部の一部に全周を取り巻いて
形成された凹溝または凹凸状の条溝に金属板が圧入され
ることにより、金属板を挟着して、抜け方向の強度も十
分に確保できる。

【００１３】

【実施例】図１は、本発明のボルトの第１の実施例を説
明するためのもので、図１（Ａ）は頭部近傍の側面図、
図１（Ｂ）は底面図である。図中、１はボルト、２は頭
部、３は軸部、４はねじ部、５はボルト座面、６は凸
部、７は凹溝である。頭部２の座面４には、３個の凸部
６が頭部２と一体に設けられている。凸部６は、３個で
あることに限られるものではないが、この実施例では、
座面の円周方向に弧状に形成され、半径方向の断面は三
角形である。軸部３の断面は円形で、その直径は、ねじ
部４の山径より大きい。軸部３の一部に軸部３の全周を
取り巻くようにして、凹溝７が設けられている。凹溝７
の断面形状は、この実施例では矩形である。三角形、半
円形等、適宜の断面形状でもよい。凹溝７からボルト座
面５に至る軸部の基部の部分は、テーパ状に径が増大し
ている。

【００１４】第１の実施例のボルトの固着方法を図２で
説明する。図中、図１と同様な部分には同じ符号を付し
て説明を省略する。８は金属板、９は固着孔、１０は支
持部材、１１は工具である。なお、この図では、凸部の
数は４とした。固着孔９の内径は、ボルト１の軸部３の
直径より僅か大きい。図２（Ａ）に示すように、ボルト
１を金属板８の固着孔９に挿入する。図２（Ｂ）の一部
断面図に示すように、ボルト１の頭部２が支持部材１０
に当てられた状態で、ねじ部４側より工具１１を挿入す
る。工具１１は、ねじ部４の山径より大きく、かつ、軸
部３の直径より小さい円形の孔を有しており、これをね
じ部４側より挿入してボルト座面５の方向に荷重を加え
る。工具１１の先端が軸部３に突き当たり、工具１１の
孔の内径より大きい軸部３の余肉は、ボルト座面５の方
向に移動する。また、金属板７の固着穴の近傍の部分
は、上記軸部３の余肉と軸部３の基部のテーパ状の部分
によって絞られ、最終的には、図２（Ｃ）の断面図に示
すように、金属板８の固着孔の近傍部分が、凹溝内に圧
入され、また、軸部３が絞られた余肉が、固着穴と軸部
３の隙間を埋め、さらに、固着孔より大きく広げて、抜
け強度を確保する。同時に、ボルト座面５の方向に加え
られた荷重により、ボルト座面５に設けられた凸部６は
金属板８に押し込まれた形になり、押し込まれた凸部６
が回り止めの機能を果たし、ねじり強度を確保する。凸
部６の断面形状を鋭角とすることにより、金属板８に押
し込まれたときに、楔効果となり、金属板の変形を防止
できる。各部の寸法の一例は、ねじ部山径が５．９ｍ
ｍ、軸部の直径が６．５ｍｍであり、これを固着する金
属板の孔の内径は６．６ｍｍ、工具の孔の内径は６．０
ｍｍである。

【００１５】図３は、本発明のボルトの第２の実施例を
説明するためのもので、図３（Ａ）は頭部近傍の側面
図、図３（Ｂ）は底面図である。図中、図１と同様な部
分には同じ符号を付して説明を省略する。この実施例で
は、円筒状とし、凹溝７からボルト座面５に至る軸部の
基部の外径は、第１の実施例のように増大させることな
く、同じ外径とした。ボルトを固定する金属板の板厚
が、厚い場合には、座面側からも金属板を絞るようにし
なくても、凹溝７への圧入分を十分にとることができる
ので、この実施例のボルトが適している。

【００１６】図４は、本発明のボルトの第３の実施例を
説明するためのもので、図４（Ａ）は頭部近傍の側面
図、図４（Ｂ）は底面図である。図中、図１と同様な部
分には同じ符号を付して説明を省略する。１２は凹凸状
の条溝である。この実施例は、第２の実施例における凹
溝の代わりに、凹凸状の条溝を設けたものである。ロー
レット状の凹凸や、平歯車のような凹凸、あるいは、第
１の実施例の凹溝の所々にリブ状の突起を形成した形
状、など、適宜の凹凸形状よりなる条溝１２が設けられ
たものである。図２で説明したように、金属板８の固着
孔の近傍部分から圧入される部分の形状が、条溝１２の
凹凸に見合った形となり、十分なねじり強度が得られ
る。

【００１７】図５は、本発明のボルトの第４の実施例を
説明するためのもので、図５（Ａ）は頭部近傍の側面
図、図５（Ｂ）は底面図である。図中、図４と同様な部
分には同じ符号を付して説明を省略する。この実施例で
は、第３の実施例において、凹凸状の条溝１２からボル
ト座面５に至る軸部の基部の部分を、テーパ状に径が増
大するようにしたものである。基部の作用は、図２で説
明したとおりである。

【００１８】図６は、本発明のボルトの第５の実施例を
説明するためのもので、図６（Ａ）は頭部近傍の側面
図、図６（Ｂ）は底面図である。図中、図１と同様な部
分には同じ符号を付して説明を省略する。軸部３の形状
は、第１の実施例または第２の実施例と同様でよい。こ
の実施例では、凸部６を三角錘状とした。凸部の底面の
形状は、頂点がボルト座面５の中心に向かう二等辺三角
形としたから、締め付け方向及び緩み方向に対して、同
じねじり強度を有する。

【００１９】図７は、本発明のボルトの第６の実施例を
説明するためのもので、図７（Ａ）は頭部近傍の側面
図、図７（Ｂ）は底面図である。図中、図１と同様な部
分には同じ符号を付して説明を省略する。軸部３の形状
は、第１の実施例または第２の実施例と同様でよい。こ
の実施例では、凸部６は、第５の実施例と同様である
が、底面の二等辺三角形の頂点は、ボルト座面５の中心
を中心とする円周上を締め付け方向の反対方向に向けら
れている。したがって、締め付け方向に対して、大きい
ねじり強度を有する。一部の凸部を反対方向に向けて、
緩み方向でのねじり強度をより大きくするようにしても
よい。

【００２０】図８は、本発明のボルトの第７の実施例を
説明するためのもので、図８（Ａ）は頭部近傍の側面
図、図８（Ｂ）は底面図である。図中、図１と同様な部
分には同じ符号を付して説明を省略する。軸部３の形状
は、第１の実施例または第２の実施例と同様でよい。こ
この実施例では、凸部６をほぼ半球状とした。この形状
においても、凸部６は、その基部の断面積に対して頂部
の断面積が小さいから、圧入しやすい形状であり、金属
板に押し込まれたときに、楔効果を発揮でき、金属板の
変形を小さいものとすることができる。締め付け方向及
び緩み方向に対しては、同じねじり強度を有する。

【００２１】なお、凸部の形状及び数は任意であるが、
上述したように、凸部１の形状は、その基部の断面積に
対して頂部の断面積を小さくして圧入しやすい形状を採
用することが望ましい。また、少なくとも凸部表面の硬
度を上げるよう、表面処理を行なってもよい。

【００２２】図９は、本発明のボルトの製造工程の一例
の説明図である。図中、図１と同様な部分には同じ符号
を付して説明を省略する。１３はボルトブランク、１４
は余肉である。上述した各実施例のボルトは、転造によ
って製造することができる。図９（Ａ）に示すように、
ボルトブランク１３は、頭部２，凸部６，軸部３が形成
されたものである。例えば、有効径の線材を用いて、頭
部２，凸部６，軸部３をプレス工程で形成する。次に、
転造工程において、ねじ部４と凹溝７を形成する。凹溝
７の形成により、その周囲に余肉１４が盛り上がる。

【００２３】図１０は、図９で説明したボルトを金属板
に固着する方法の説明図である。図中、図２と同様な部
分には同じ符号を付して説明を省略する。図２（Ｂ）、
図２（Ｃ）で説明した方法と同様であるが、余肉１４の
盛り上がり部分も、軸部３が絞られた余肉とともに、固
着穴と軸部３の隙間を埋め、さらに、固着孔より大きく
広げて、抜け強度を確保する。金属板８の固着孔の近傍
部分は、凹溝７内に圧入される。また、同時に、ボルト
座面５の方向に加えられた荷重により、ボルト座面５に
設けられた凸部６は金属板８に押し込まれた形になり、
押し込まれた凸部６が回り止めの機能を果たし、ねじり
強度を確保する。

【００２４】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
のボルトによれば、金属板の固着孔は円形でよく、ボル
トの回転方向での位置合わせの必要はない。また、冷間
加工で固着できるから、ボルト及び金属板に組織変化を
与えることもなく、垂直性も出しやすい。さらに、薄板
に対しても、ねじり方向を抜け方向の強度を確保できる
という効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のボルトの第１の実施例を説明するため
のもので、（Ａ）は頭部近傍の側面図、（Ｂ）は底面図
である。

【図２】図１のボルトの固着方法の説明図である。

【図３】本発明のボルトの第２の実施例を説明するため
のもので、（Ａ）は頭部近傍の側面図、（Ｂ）は底面図
である。

【図４】本発明のボルトの第３の実施例を説明するため
のもので、（Ａ）は頭部近傍の側面図、（Ｂ）は底面図
である。

【図５】本発明のボルトの第４の実施例を説明するため
のもので、（Ａ）は頭部近傍の側面図、（Ｂ）は底面図
である。

【図６】本発明のボルトの第５の実施例を説明するため
のもので、（Ａ）は頭部近傍の側面図、（Ｂ）は底面図
である。

【図７】本発明のボルトの第６の実施例を説明するため
のもので、（Ａ）は頭部近傍の側面図、（Ｂ）は底面図
である。

【図８】本発明のボルトの第７の実施例を説明するため
のもので、（Ａ）は頭部近傍の側面図、（Ｂ）は底面図
である。

【図９】本発明のボルトの製造工程の一例の説明図であ
る。

【図１０】図９で説明したボルトを金属板に固着する方
法の説明図である。

【図１１】従来のボルトの固着方法を示すもので、ボル
トの頭部近傍の断面図である。

【符号の説明】

１…ボルト、２…頭部、３…軸部、４…ねじ部、５…ボ
ルト座面、６…凸部、７…凹溝、８…金属板、９…固着
孔、１０…支持部材、１１…工具、１２…凹凸状の条
溝、１３…ボルトブランク、１４…余肉。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ねじ部山径より大きい直径の軸部を有
し、ボルト座面に独立した複数個の凸部が形成され、か
つ、前記軸部の一部に全周を取り巻いて凹溝が形成され
たことを特徴とするボルト。
【請求項２】ねじ部山径より大きい直径の軸部を有
し、ボルト座面に独立した複数個の凸部が形成され、か
つ、前記軸部の一部に全周を取り巻いて凹凸状の条溝が
形成されたことを特徴とするボルト。
【請求項３】ねじ部山径より大きい直径の軸部を有
し、ボルト座面に独立した複数個の凸部が形成され、か
つ、前記軸部の一部に全周を取り巻いて凹溝または凹凸
状の条溝が形成されたボルトが、前記凸部が金属板に圧
入され、前記軸部の外径が金属板の孔径より大きくなる
ようにかしめられ、かつ、前記金属板が前記凹溝または
前記凹凸状の条溝に圧入されて金属板を挟着することを
特徴とするボルトの固着方法。