JPS59113308A - 負荷表示締結部材並びに該部材を製造するための工具 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の背歇 本発明は一般的にはねじ付締結部材、更に具体的には♀
１１規ｎつ改良された負荷表示フランジ付締結部材、並
びに該締結部材を！ｌＩＪ造するための工具に１シｌわ
るものである。

従うＩＥ　ｉ＊　４１ｊ ｆ〕荷表示ノランジイ」締結部材は極め−（周知のｂの
である。この種の締結部材は、支持面を留りえたフラン
ジまたは座金ど、該支持面を越えて軸方向に伸長した複
数個の離隔状突出部とを備えているしのが多い。該締結
部材を始めて締めず４けた場合、該突出部が対応する部
品との間に初期結合状態を達成する。該締結部材を締め
付けるにつれ−（、該フランジは変形し、ついには該支
持面が対応の部品と当接する。このような結合関係が達
成されるのは、該締結部材に対し所定の負荷が加わった
場合である。即ち、該突出部のサイズ及び形状は、支持
面接合特に適正負荷が加わるように選択されている。

このような締結部材の例は、米国特許第３，０３０、−
（１９６号、第４，２９３，２５６号、及び第４，２９
６，２４８号に開示されている。また、もう１つの例は
、１９８２年９月２７日イ４米ロコ特許出願第４２３，
８６１＠に開示並びに請求されている。上記特許のうち
少から２　ｖｉｌｌのもの及び上記係属出願【ま本発明
の譲受人に譲渡済みである。

発明の要約 本発明の目的は、比較的簡単に製造でき目つ適正角荷時
正確で信頼できる表示を行なうことができる新規１つ改
良された負荷表示締結部材を提供することである。

本発明の別の目的は、このような締結部祠を製造するた
めの新ＸＪＦ　ｆｌつ改良されたダイス並びに該ダイス
の改良された製造方法を提供することである。

本締結部狗−は１つの凹設状平１■な支持面と、少なく
とも３つの周囲部に隔設された前方突出部とを備えてお
り、各突出部は支持面に対し小角を成−す前方傾斜状移
行部と、支持面の前方に隔設された略半径方向の平坦部
とから構成されている。

本締結部材が６角形突出部を備えたものである場合、７
ランジは６角形スパナ受は部に対し、該スパナ受けがフ
ランジの突出部に突入することがないＪ：うにリーイズ
決めする。従って、フランジ突出部が本締結部材の６角
形締付部（スパナ受は部）にＪ：り剛ｆＥ補強されるこ
とはない。

フランジ突出部間では支持面がフランジ周囲部まで伸長
しているから、該支持面が対応の部品と当接した場合目
で表示を確認することができる。

このような当接により、本締結部材が適正負荷状態にあ
ることが判る。

本発明に依れば、フランジ付支持面及び突出部は比較的
低コストで且つ簡単に製造できる工具を用いて形成する
ことができる。このような工具には最大伸長距離を有す
る中央平坦部が含まれている。また、該■只の周囲部に
は、表面両端間を横切りする総形フライスにより形成さ
れた少なくとも３つの四部が隔設されている。図示の実
施例では、ダイス中に３つの四部が形成されているが、
これは、各切削毎に適当な割出しを実施しつつカッタを
３回移動させて形成したものである。該ダイスのフラン
ジ形成面には支持面側から凹設される内部表面が一切含
まれていないから、このダイスのフランジ形成面の加工
は（ｉＱ　ｔ４１Ｆ１つＩ￥済的に行うことができる。

本発明の以上の並びにその他の特徴は添付図面に図示さ
れていると共に、以下の明ｍｉｄ中により完全な形で説
明されている。

第１図乃至第３図には、本発明の負荷表示フランジを備
えたボルトが図示されている。本ボルトは、スパナに対
応できるにうにリーイズ決めされた６角形の頭部１０ど
、半径方向に伸長した円形の負荷表示フランジ１１ど、
ねじ付シャンク部１２どから構成されている。第１図で
は、シャンク部１２はその頭部に隣接げる部分が省略さ
れた形で示されて一− いるが、それは、フランジ１１の形成する締付面の周囲
部を完全に示すためである。

フランジ１１は略３角形の支持面１３と、その周囲に対
称的に隔１ｉＱ−８れた３つの前方突出状負ｌＸ１ｉ表
示表面部１６．１７及び１８を備えている。この３つの
負６ｑ表示表面部は形状が同じであり、前方表面２１と
、該前方表面２１と主支持面１３どを連結する関）重の
傾斜状移行表面２２どから構成されている。図示の例で
は、この移行表面ｔよ平１１であって、前ガ表面から後
方に約１６１αの角）αで伸長している。図示の例では
また、前方表面２１は半（￥方向であって、且つ支持面
を含む平面から前方に離間された甲−前方表面内に含ま
れている。これらの０荷表示表面部はそれぞれ半径２０
で部分されるにうに形成されて−いる。

本ボルトの取イくロブ即ら対応の表面に締め付ける場合
、ボルト頭部によって締め付【づられる対応の部材は始
め前方表面１Ｇに当接され、従ってボルト主支持面１３
は、この時点では、前方表面２１と主支持面１３間のず
れに等しい距−（たけ該対応部材の表面に対し離隔状態
にある。ボルトを締め（＝ｌけるにつれて、フランジ１
１は撓み、ついには前方表面２１を主支持面１３の平面
に押し戻すまでに撓む。この状態では、フランジの略々
全域が対応部材と接合していると共に、ボルトが適正綿
材状態にある。

負荷表示表面部ＩＧ、　１７及び１８は周囲部に等間隔
で配設されていると共に、主負荷支持面１３が各負荷表
示表面部間のフランジ周囲部まで伸長するＪ：うにサイ
ズ決めされている。ぞの結果、ボルトを対応表面に締め
付ける場合、始めは、フランジ周囲部には３個所に（れ
ぞれギ↑ｌツブが生じる。このギャップはポル１〜が完
全（こ着座するまで、即ちフランジの０荷表示表面部が
１〜分にｂｓ　／ｖで支持面１３ど対応部品とが当接す
るまで残る。即ち、装着者においては、ごのギャップが
存在しなくなったＩ４点で、ボルトに対し適正Ｍ　？＋
ｉｉが加わったことをｉ＋を認することができる。

望ましくは、頭部は突出部の剛性に影響を与えないよう
、移行部２２ど交差する支持面１３の境界線２３を越え
て突出しないようにサイズ決めするのがよい。しかし、
第２図に最もＪ：り表示されているＪ、うに、ボルト頭
部即ら６角形状スパナ受ｃノ部１゜は主負荷支持面１３
と３つの移行部２２どの間では境ｒＪ９１！ｉｌ　２３
を多少越えて突出させても、負荷表示部の剛性即ちフラ
ンジを完全に着座させるのに必要な力に殆ど影’ＩＮを
与えずに済む。

望ｊ；シ＜は、フランジ１１は従来の特定サイズのフラ
ンジ付ボルトにり多少大ぎ目のサイズとすると共に、ス
パナ受【プ部１０は通常のフランジ付ボルトより１サイ
ズ小さいサイズとして、該スパナ受は部がフランジの剛
性、従ってフランジの最終負荷表示機能に殆ど影響を与
えないようにするのがよい。ポル１へのスパナ受は部は
、大抵の場合、平ｊ１１部が境界ｆ−！Ｉ！２３と整列
状態である必要はなく、特に０「１部サイズが通常（ノ
ーイズより小さい場合にはそうである。このように整合
不要の場合には、ボルトの鍛造に用いられる工具は特別
な方向付けを行う必要かない。しかし、場合によっては
、ボルト製造用工員を方向付けて境界線２３をスパナ受
は部の隣接平坦部と平行にするのが望ましいこともある
。ボルト頭部平坦部を特に方向付【プる必要がない場合
は、フランジの上部側を放射状または略々円Ｋｆｌ状の
回転面のいずれかに構成して、工具を特に方向＋１すし
なくてもフランジの最終厚さに影響が及ばないようにす
るのがよい。

本発明のより広い範囲には、厳密な意味では平面とは言
えない移行面２２を形成することも含まれる。しかし、
後述の各理由（こＪ：す、支持面１３は、７ランジの加
工材把持面の一部分といえども支持面から後方に後退し
た所／Ｊ（ないように配設することが重要である。

史に、前号支持面２１は、Ｉｌｌね半径方向にあると共
に、ボルト締付時、対応の加工材に余り食い込まないよ
うに十分な広さを有するように構成することが望ましい
。

さて、第４図及び第５図には、第１図乃至第３図に図示
のボルトを製造Ｊるためのダイスが示されている。この
ようなダイスは、ダイス端部を正面削りにＪ：り平滑な
半径方向表面として形成し、次に該ダイスの周囲部の少
なくとも３個所を切ｒ１１１（カット）シて四部を形成
することにより筒単に（’ｌることができる。この切削
の結果、材料が除去されると共に、境界線４３の周囲に
配設された交差８１（十で半径方向端面４２ど交差Ｊる
移行表面４１が形成される。この移行表面４１の外縁部
に沿って半径方向四部４４が延設されている。第５図に
示Ｊように、３つの移行表面４１はダイス周囲部に対称
式に一配設されていて、３つの移行部４１ど３つの半径
方向四部４４どを形成している。３カツ１〜（切削）形
ダイスの揚台、各カット復、ダイスは１２０度で割出さ
れ、以後これを繰り返す。酋通、該カットは、所要の移
行表面即ぢ移行部４１ど半径方向表面即ち半径方向部４
４どを形成ザるように構成されたフライスで行うことが
できる。表面４２がダイスの極端にあるため、このよう
な簡単な切削作業を用いて所要形状のダイスを作ること
ができ、而も、どのダイス端面を形成する場合にも難し
い機械加工を（１つ必要がない。

第４図では、ダイスはまた中央間口部４Ｇと、押出し喉
部４７と、該押出し喉部を越えて配設された選げ孔４８
とを有する状態に＋１４成されている。この形状はボル
ト等の製造に一般に用いられているものである。実際上
、ボルト半成品（即ら、累月）は生成品状頭部と半成吊
状シャンク部とを備えている。次に、相補形工具を用い
て該生成品ボルトのシャンク部を中央開口部４６に圧入
して押出し喉部４７を通過させ、遂には頭部がダイス端
面ど衝合してフランジ１１の裏側に所要の形状が形成さ
れる。

さて、第６図にはフランジ付ナツトを製造できるダイス
が図示され、第７図には第６図のダイスにより形成され
る生成品（即ち、素材）から完成品に１４上げられたナ
ツトが示されている。第６図のダイスの端面は第４図の
ダイスの端面と対応する表面を前述と同じ状態で備えて
いて、第４図及び第５図と実質的に異なる点は、突出部
５１がダイス端面の中央部に配設されていることだけで
ある。

半径方向表面５２は突出部５１の周囲部を簡単に旋削す
ることににり形成し、その後この表面の３ケ所を、望ま
しくはフライスを用いてカットして３つの凹所を形成す
ることにＪ、す、移行部５３ど半径方向に伸長する四部
５４を形成する。

第７図のナラ１〜５７もまた、主支持面６１に移行部６
２を介して接続された３つの対称式に配設された負荷表
示突出部５９をイｉｌｌるフランジ５８を備えている。

本例でもまた、各部は、主支持面６１が各軸方向伸長状
負荷表示部間では該フランジの周囲部まで伸長するよう
に構成されている。

本弁明のナラ１−の製造に際しては、ナツトの平１１１
部が移行部６２ど支持面６１どの間の交差部６０に対し
平行であり目つこれを通り越して伸長することのないＪ
：う工具の方向付りを行うのが望ましい。

この方向付【づにより、ナツトの壁厚を最大にしても負
荷表示部５９の弾性に影響を与えずに済む。

大抵の場合、対称式に配設された３つの負荷表示部を形
成するのが望ましい。しかし、本発明の広４人の範囲で
は、このような表示部は４個以十とすることも可能であ
る。また、本発明の広義の範囲では、移行部を緩曲部の
形に構成することも可能である。但し、移行部が、ダイ
スの支持面または支持面形成部の平面を通り越して軸方
向に伸長しないことを条件とする。

以上、本発明をその望ましい実施例に基づいて説明して
来たが、本発明の範囲及び付属の請求の範囲を越えない
限り各部の多種多様な変更例及び修正例が可能であるこ
とは当然理解できるところである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のフランシト１ボルトの側面図であって
、該フランジを完全に示すため該ボルトのシャンク部の
うちで該フランジに隣接する部分を省いである。 第２図【、１第１図のボルトの底面図であって、前記７
ランジの裏側の形状を示している。 第３図【−１第１図の線３−３に沿って切られた断面図
である。 第４図は第１図乃至第３図のポル１〜即ち締結部材を形
成するのに使用できるダイスのｗＬ＠面図でる。 第５図は第４図のダイスの端百図である。 第０図はフランジ（１ナツトを形成するのに使用できる
ダイスの縦断面図である。 第７図は第６図のダイスで製造されるナツトの横断面図
であって、そのｆ１１部示フランジの形状は第１図乃至
第３図のボルトの場合と同じである。 １０・・・スパナ受【プ部　１１・・・負荷表示フラン
ジ　１２・・・シャンク部　１３・・・支持面　１６．
１７．１８・・・表示表面部　２１・・・前方表面　２
２・・・移行表面　２３・・・境界線４１・・・移行表
面　４２・・・形成用表面　４３・・・境界線４４・・
・周囲部　４６・・・中央部［１部　５１・・・突出部
　５７・・・ナラ１〜５８・・・フランジ　６１・・・
支持面　６２・・・移行部特許出願人　ラッセル、バー
ズオール　アンド”、、　、、−ＺＪ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）ねじ部と、該ねじ部と同中心であって第１半径方
   向平面に沿って境界線まで伸長した凹状支持部を備えた
   円形７ランジ部と、該フランジ部の周囲上に隔設された
   少なくとも３つの軸方向伸長状負荷表示部とを備えた本
   体から成る締結部材であって、上記負荷表示部１Ｇ、　
   １７．１８の各々に、半径２０によって２分されていて
   上記支持部表面から上記境界線２３を越えて半径方向に
   伸長し１つ上記支持面１３に対し小角を成す傾斜状移行
   表面２２と、各傾斜状移行表面から概ね上記第１半径方
   向平面から前方に離隔された第２崖径方向平面に沿って
   伸長する前方支持面２１とが含まれていることと、上記
   支持面が、上記軸方向負荷表示部の各々の間では、その
   半径方向平面に沿って」−記フランジ部１１の周囲部ま
   で伸長していることと、上記負荷表示部が、本締結部材
   に所定の負荷が印加された場合、軸方向負荷に対しては
   概ね上記第１半径方向平面に沿って伸長するようになる
   まで撓むことができることと、を特徴とする負荷表示締
   結部材。 （２）　　前記締結部材が隅部で交差する複数個の平坦
   部を右する多角形スパナ受しプ部１０を佑えており、該
   スパナ受は部が、前記フランジ部１１の剛性に著しく影
   響を与える稈には前記境界線２３を越えて伸長すること
   がないようにサイズ決めされていることを特徴とする特
   許請求の範囲第（１）項に記載の締結部材。 （３）前記スパナ受（プ部１０が前記境界線を半径方向
   に通り越して伸長することがないことを特徴とする９２
   ｆ訂前求の範囲第（２）項に記載の締結部材。 （４）　　前記負荷表示部の反対側にある前記７ランジ
   部１１の側面が回転面であることを特徴とする特許請求
   の範囲第（２）項に記載の締結部材。 （５）　　前記締結部材が３つの負荷表示部１６．１７
   ゜１８を（ｌｉｉｉえており、前記スパナ受（プ部１０
   が６角形形状であると共にイの前記平坦部が１つ置ぎに
   それぞれ関連の前記境界線２３と平行であるように方向
   付けられていることを特徴とする特許請求の範囲第（２
   ）項に記載の締結部材。 り６）　　前記締結部材がねじ孔を備えたナツトである
   Ｊ：うにして成る特許請求の範囲第（５）項に記載の締
   結部材。 （７）　　前記傾斜状移行部２２が平面状であると共に
   前記第１半径方向平面と約１６度以下の角度で交差する
   ことを特徴とする特許請求の範囲第（１）項に記載の締
   結部材。 （８）　　円形フランジ形成用表面を有する本体をｉｉ
   Ｍえていて円形フランジ付情荷表示締結部材を形成する
   ためのダイスであって、上記表面４２が、概ね第１半径
   方向平面に含まれ且つ境界線４３まで伸長する軸方向最
   大伸長の中央部と、各々が該中央部から後方に関連の該
   境界線４３を越えて伸長する半径により２分される傾斜
   面４１及び概ね１−記第１半径方向平面から後方に離隔
   された第２半径方向平面に治って該各傾斜面を越えて半
   径方向に伸長する周囲部４４から成る少なくとも３つの
   周囲部に隔設された四部とから成ることと、上記中央部
   が上記凹部間では上記第１半径方向平面に沿って本ダイ
   スの周囲部まで伸長していることと、本ダイスが、締結
   部材素材のフランジが本ダイスに圧接された場合、本ダ
   イスの形状に対応した少なくとも３つの周囲部に隔設さ
   れた軸方向伸長状負荷表示部を有り−る締ｆｄ面を備え
   た締結部材を形成することと、を特徴とするダイス。 （９）　　前記傾斜面４１が平面状であると共に前記第
   １半径方向平面ど約１６度以下の角度で交差することを
   特徴とする特許請求の範囲第（８）項に記載のダイス。 （１０）　　前記締結部材素材がボルト素材であり、本
   ダイスに、前記７ランジが本ダイスまで移動し且つこれ
   に圧接された場合、該ボルト素材のシャンク部を押出す
   働きをする押出オリフィスを形成する中央間口部４６が
   具備されていることを特徴とする特許請求の範囲第（８
   ）項に記載のダイス。 （１ｆ）　　前記締結部材素材がナツト素材であり、本
   ダイスが前記交差線６０から内方に隔設された略円筒形
   の軸方向伸長状中央突出部５１・を具備しており、該突
   出部が上記ナツト素材内の通路の少なくとも一部分を形
   成することができることを特徴とする特許請求の範囲第
   （８）項に記載のダイス。 （＋２１　　’ｘ貝金属軸を右し目っ円形の半径方向端
   面をｌ１ｉａえた素材を形成する工程を含む負荷表示フ
   ランシイ」締結部材鍛造用ダイスを製造する方法であっ
   て、上記累月形成後、」−記素材の周囲部の少なくとも
   ３ケ所を離隔式に切削して、上記素材の中心軸から離隔
   された凹状表面部を形成するど共に、該凹状表面部に、
   上記素材の半径により２分され且つ上記端面から後方に
   これと小角を成して伸長Ｊ−る傾斜状移行部４１ど、上
   記端面の平ｉ口ｊから後方に藺隔されＩＣＣ径径方向平
   面ほぼ沿って伸長する概ね平面状の周囲表面４４を具備
   せしめ、而も上記切削部が、上記端面部が上記凹形表面
   部間では上記索材の周囲部まで伸長づるようにサイズ決
   めして成るＴ稈を特徴とするダイスの製造方法。 （１３）　　前ＭＬ凹状表面部がその形状−と相補形形
   状をイ］するカッタにより順次切削されることと、前記
   素材とカッタが各切削間において３６０度を前記凹状表
   面部の数で割った角度に専しい円弧で互いに割出される
   こととを特徴とする特許請求の範囲第（１２）項に記載
   の製造方法。 （１４）前記切削作業が、前記傾斜状移行部４１が平面
   状となるように成されることを特徴とする特許請求の範
   囲第（１２）項に記載の製造方法。