KR20150087806A - 어스용 볼트 - Google Patents

Abstract

너트 (2) 와의 사이에 어스 단자 (5) 를 끼우도록 너트 (2) 에 체결함으로써, 너트 (2) 및 어스 단자 (5) 에 전기적으로 도통하는 어스용 볼트 (1) 이다. 볼트 (1) 는 헤드부 (11) 와, 헤드부 (11) 로부터 연장되고, 너트 (2) 의 암나사에 나사 고정되는 수나사의 나사산 (13) 이 형성된 축부 (12) 를 구비하고 있다. 나사산 (13) 에 플랭크면 (15a, 15b) 을 형성하고, 헤드부측에 면한 헤드부측 플랭크면 (15a) 에는, 헤드부측 플랭크면으로부터 돌출되도록, 축부 (12) 의 축심을 중심으로 하는 원주를 따라 볼록부 (18) 가 형성되어 있다. 볼록부 (18) 에는 볼트 (1) 의 피치선 (PL) 과 교차하는 위치에, 헤드부측 플랭크면과 평행한 정상면 (18a) 이 형성되어 있다.

Description

어스용 볼트{EARTH BOLD}

2014년 1월 22일에 출원된 일본특허출원 제2014-009350호의 개시내용은 상세한 설명, 도면 및 요약서를 포함하여 그 전체가 여기서 참조로써 원용된다.

본 발명은 너트에 체결되는 볼트로서, 너트에 전기적으로 도통하는 데에 바람직한 어스용 볼트에 관한 것이다.

볼트의 축부에 형성된 수나사와, 너트의 암나사를 나사 고정시킴으로써 볼트와 너트가 체결되어 있는 경우가 있다. 예를 들어, 어스 단자 등을 개재하여 접지를 실시할 때에는, 어스용 볼트 (이하, 볼트라고 한다) 가 사용되는 경우가 있다. 구체적으로, 볼트를 사용할 때에는, 기준 전위가 되는 기재 (예를 들어, 자동차의 경우에는 보디) 와 함께, 어스 단자를 볼트의 헤드부와 너트 사이에 끼우도록 하여 볼트를 너트에 체결한다. 이로써, 어스 단자를 흐르는 전류를 볼트 및 너트를 통해 기재에 흘릴 수 있다. 이 때, 전류를 바람직하게 흘리기 위해서는, 어스 단자와 볼트 헤드부의 접촉 부분뿐만 아니라, 볼트와 너트의 체결부 (나사 고정 부분) 도 전기적으로 도통하고 있는 것이 바람직하다.

또, 어스용 볼트를 적용하는 일례로서, 너트가 용착된 기재에 도장 등에 의해 절연성 도막이 피복되어 있는 경우, 볼트의 헤드부와 도장된 기재 사이에 어스 단자가 끼워지도록 어스용 볼트와 너트가 이들의 양측으로부터 체결된다.

이로써, 절연성 도막이 기재에 피복됨으로써 어스 단자가 기재에 직접 도통하고 있지 않아도, 어스 단자를 흐르는 전류는, 어스 단자와 도통한 볼트의 헤드부로부터 볼트의 축부에 흐르고, 볼트의 축부에 흐르는 전류는, 볼트 축부로부터 이것에 체결된 너트에 흐른다. 여기에서, 너트는 기재에 용착되어 있기 때문에, 너트에 흐른 전류를 기재에 흘릴 수 있다. 이와 같은 경우라 하더라도, 볼트와 너트를 체결부에서 전기적으로 도통시키는 것은 중요하다.

이와 같은 기술의 일례로서, 이하에 나타내는 볼트가 제안되어 있다. 볼트는 헤드부와, 그 헤드부로부터 연장되고, 너트의 암나사에 나사 고정되는 수나사의 나사산이 형성된 축부를 가지고 있고, 축부에 형성된 나사산의 정상부 근방의 플랭크면에, 외측을 향하여 돌출된 돌기부가 형성되어 있다 (예를 들어, 일본 공개특허공보 2012-219854호, 일본 공개특허공보 2001-173627호).

이와 같은 돌기부를 형성함으로써, 체결할 때에 볼트의 나사산의 정상부에 형성된 돌기부가 너트에 체결되어, 체결부를 통해 볼트와 너트를 전기적으로 도통시킬 수 있다.

또한, 일본 공개특허공보 2001-173627호에서는, 축부 선단의 테이퍼상의 나사부에 있어서 부분적으로 볼록부를 형성함으로써, 체결부에서 체결되기 전에, 볼록부에 의해 너트의 암나사에 형성된 도막을 벗겨낼 수 있다.

그러나, 상기 서술한 일본 공개특허공보 2012-219854호 및 일본 공개특허공보 2001-173627호의 어느 볼트에 형성된 돌기부도, 나사산의 정상부 근방에만 스폿적으로 뾰족하게 형성되어 있다. 이 때문에, 볼트와 너트의 체결부에 있어서, 너트와 금속 접촉하는 부분은 이 돌기부가 된다. 이 때문에, 너트와 볼트의 접촉 면적 (금속 접촉하는 면적) 이 작아져, 너트와 볼트의 도통 면적을 충분히 확보하지 못할 가능성이 있다.

특히, 나사산을 전조 가공 등에 의해 성형할 때, 나사산의 정상부 근방은 치수 공차가 크기 때문에, 나사산 근방에 형성된 돌기부도, 너트의 나사홈의 면에 접촉할 수 있는 원하는 높이가 얻어지지 않는 경우도 있다. 이로 인하여, 체결 상태에서 너트와 볼트의 접촉 면적이, 설계시에 상정했던 것보다 작아지는 현상이 보다 현저한 것이 된다.

이와 같이, 너트와 볼트의 도통 면적 (접촉 면적) 이 작으면, 너트와 볼트 사이의 도통 저항이 커져 버리기 때문에, 만일 어스 단자로부터 대전류가 흐른 경우, 이 부분에서 이상 발열이 발생할 가능성이 있다.

본 발명은 너트에 체결한 상태에서 너트와의 접촉 면적을 높이고, 이로써, 너트와의 체결부에 전류를 바람직하게 흘릴 수 있는 어스용 볼트를 제공한다.

발명자들은 상기 과제를 해결하기 위해 예의 검토를 거듭한 결과, 피치선에 착안하였다. 여기에서, 피치선이란, 유효 직경을 정의하기 위해 사용한 가상적인 원통의 모(母)직선이고, 유효 직경이란, 나사홈의 폭이 나사산의 폭과 동등해지는 가상적인 원통의 직경을 말하는 것이다. 즉, 이 피치선 상에서는, 볼트의 나사산과 너트의 나사홈이 확실하게 접촉한다. 그리고, 이 피치선 상에 위치하는 나사산의 플랭크면에, 너트에 대해 접촉 면적이 높아지는 형상의 볼록부를 형성함으로써, 너트와의 도통 면적을 높일 수 있다는 지견을 얻었다.

본 발명의 일 양태는, 본 발명에 관련된 어스용 볼트는, 너트에 체결함으로써, 너트에 전기적으로 도통하는 어스용 볼트로서, 그 어스용 볼트는 헤드부와, 그 헤드부로부터 연장되고, 상기 너트의 암나사에 나사 고정되는 수나사의 나사산이 형성된 축부를 구비하고 있고, 상기 나사산을 형성하는 플랭크면 중, 상기 헤드부측에 면한 헤드부측 플랭크면에는, 그 헤드부측 플랭크면으로부터 돌출되도록, 상기 축부의 축심을 중심으로 하는 원주를 따라 볼록부가 형성되어 있고, 그 볼록부에는, 상기 어스용 볼트의 피치선과 교차하는 위치에, 상기 헤드부측 플랭크면과 평행한 정상면이 형성되어 있다.

본 발명의 일 양태에 의하면, 어스용 볼트 (이하, 볼트) 를 너트에 체결했을 때에, 볼트의 축부에는, 헤드부측의 축심 방향을 따라 축력이 작용하기 때문에, 나사산을 형성하는 플랭크면 중, 헤드부측에 면한 헤드부측 플랭크면에 너트로부터의 면압이 작용한다. 그래서, 본 발명의 일 양태에서는, 헤드부측 플랭크면의 어스용 볼트의 피치선과 교차하는 위치에 볼록부를 형성함으로써, 제조시에 있어서의 치수 공차에 상관없이, 볼트의 나사산과, 이것에 나사 고정시키는 너트의 나사홈을 보다 확실하게 접촉 (금속 접촉) 시킬 수 있다.

이와 같은 볼록부는, 피치선과 교차하는 위치에 있어서, 축부의 축심을 중심으로 하는 원주를 따라 형성되기 때문에, 너트의 나사홈의 폭이 볼트의 나사산의 폭과 동등해지는 가상적인 원통상에 연속해서 나선상으로 형성되게 된다. 이와 같은 결과, 볼트의 축부의 축심 둘레의 접촉 면적을 안정적으로 증대시킬 수 있다.

또한, 볼록부에는, 어스용 볼트의 피치선과 교차하는 위치에, 헤드부측 플랭크면과 평행한 정상면이 형성되어 있기 때문에, 볼록부에 의해 너트를 과잉으로 깎지 않고, 나사산의 경사 방향에 있어서, 볼트의 축부의 볼록부의 정상면을, 너트의 나사홈의 표면 (플랭크면) 에 면접촉시킬 수 있다.

이와 같은 결과, 너트와의 사이에 어스 단자를 끼우도록 너트에 체결한 상태에서, 너트와의 접촉 면적을 높임으로써, 체결부의 저항값을 저감시켜, 어스 단자로부터의 전류를 바람직하게 흘릴 수 있다.

그런데, 너트와의 사이에 어스 단자 등의 도전성 부재를 끼우도록 너트에 체결하는 체결 방법을 채용한 경우, 체결 상태의 너트가 전체적으로 휘어, 체결면측의 너트의 구멍이 약간 넓어진다는 지견을 발명자들은 얻었다. 이로써, 체결시에는 볼트 헤드부측으로 진행됨에 따라, 볼트의 나사산의 헤드부 플랭크면에 작용하는 면압은 작아져 (축심 방향을 따라 작용하는 하중의 부하 분담이 작아져), 볼트와 너트의 접촉 상태가 불안정해지는 것으로 생각하였다.

이와 같은 관점에서, 상기 볼록부의 상기 헤드부측 플랭크면으로부터의 높이는, 볼트 헤드부측이 높은 것으로 해도 된다. 이 양태에 의하면, 너트와의 사이에 어스 단자를 끼우도록 너트에 체결한 상태에서, 비록 체결 상태의 너트가 전체적으로 휘어 체결면측의 너트공이 약간 넓어지려고 해도, 상기 서술한 바와 같은 높이를 가진 볼록부를 형성함으로써, 볼트의 나사산의 플랭크면에 작용하는 면압의 균등화를 도모할 수 있다. 이로써, 볼트와 너트의 접촉 상태의 안정화를 도모할 수 있다.

상기 어스용 볼트가, 상기 너트의 암나사에 도막이 형성된 너트에 대해, 그 도막을 박리하면서 체결할 때에는, 상기 볼록부의 상기 헤드부측 플랭크면으로부터의 높이는, 상기 도막의 두께보다 크게 되어 있는 것으로 해도 된다.

이와 같은 높이를 가진 볼록부를 형성함으로써, 너트의 암나사의 도막을 박리하면서, 박리한 부분의 암나사의 표면 (플랭크면) 에 볼록부의 정상면을 금속 접촉시킬 수 있다.

또한, 상기 너트의 암나사에 도막이 형성된 너트에 대해, 그 도막을 박리하면서 체결할 때의, 상기 어스용 볼트는, 상기 어스용 볼트의 축부에는, 상기 축부의 축심 방향을 따라, 상기 축부의 선단으로 연장되는 오목홈부가 형성되어 있는 것으로 해도 된다.

이 양태에 의하면, 너트에 볼트를 체결할 때에, 볼록부에 의해 너트의 암나사에 형성된 도막을 박리하고, 박리한 도막을 오목홈부로부터 볼트의 축부 선단을 향하여 배출할 수 있다.

또, 상기 너트에 체결되는 체결부보다 축부 선단측의 적어도 헤드부측 플랭크면에, 상기 너트보다 경질의 경질 피막이 형성되어 있는 것으로 해도 된다. 이 양태에 의하면, 볼트를 너트에 체결할 때에, 헤드부측 플랭크면에 피복된 경질 피막이 너트에 깎이지 않고, 너트에 피복된 도막의 일부를 미리 박리할 수 있다.

본 발명의 양태에 의하면, 너트에 체결한 상태에서 너트와의 접촉 면적을 높이고, 이로써 너트와의 체결부에 전류를 바람직하게 흘릴 수 있다.

이하에서, 본 발명의 모범적인 실시형태들의 특징, 이점, 그리고 기술적 및 산업적 중요성에 대해 첨부도면을 참조하여 설명하며, 첨부도면에서 유사한 요소에 유사한 도면부호를 사용한다.

도 1 은 본 발명의 제 1 실시형태에 관련된 어스용 볼트의 모식적 측면도이다.
도 2a 는 도 1 에 나타내는 어스용 볼트의 모식적 단면도이다.
도 2b 는 도 2a 에 나타내는 A 부의 확대도이다.
도 2c 는 도 2a 에 나타내는 B 부의 일부 확대도이다.
도 3 은 도 1 에 나타내는 어스용 볼트를 너트에 체결한 상태를 설명하기 위한 도면이다.
도 4 는 도 3 에 나타내는 어스용 볼트와 너트의 체결부의 부분적 확대 단면도이다.
도 5a 는 제 2 실시형태에 관련된 어스용 볼트의 모식적 단면도이다.
도 5b 는 도 5a 에 나타내는 C 부의 확대도이다.
도 6a 는 실시예 1 에 관련된 볼트와 너트의 체결 상태의 사진이다.
도 6b 는 비교예 1 에 관련된 볼트와 너트의 체결 상태의 사진이다.
도 6c 는 도 6b 에 나타내는 위치와는 상이한 위치에 있어서의 볼트와 너트의 체결 상태의 사진이다.

이하에 본 발명의 본 실시형태를 도면을 참조하면서 설명한다.

〔제 1 실시형태〕도 1 은 본 발명의 제 1 실시형태에 관련된 어스용 볼트의 모식적 측면도이다. 도 2a 는 도 1 에 나타내는 어스용 볼트의 모식적 단면도이고, 도 2b 는 도 2a 에 나타내는 A 부의 확대도이고, 도 2c 는 도 2a 에 나타내는 B 부의 일부 확대도이다.

본 실시형태에 관련된 어스용 볼트 (이하, 볼트라고 한다) (1) 는, 후술하는 너트와의 사이에 어스 단자를 끼우도록 너트에 체결함으로써, 너트 및 어스 단자에 전기적으로 도통하기 위한 볼트이다. 볼트 (1) 는 철, 주철, 알루미늄, 구리, 티탄 등 전기 도전성을 가진 재료로 이루어진다. 또한, 볼트 (1) 의 체결 방법의 상세한 내용에 대하여는, 도 3 에서 후술한다. 또, 본 발명에서 말하는 어스는, 그라운드와 동일한 의미이다.

도 1 에 나타내는 바와 같이, 볼트 (1) 는 헤드부 (11) 와, 헤드부 (11) 로부터 연장되고, 후술하는 너트의 암나사에 나사 고정되는 수나사의 나사산 (13) 이 형성된 축부 (12) 를 구비하고 있다. 축부 (12) 는 넥부 (12a) 로부터 선단측을 향하여 평행 나사부 (15) 가 형성되어 있고, 또한 평행 나사부 (15) 보다 선단측에는, 테이퍼 나사부 (16) 가 형성되어 있다.

여기에서, 평행 나사부 (15) 란, 원통의 외면에 성형된 나사부를 말하는 것이고, 테이퍼 나사부 (16) 란, 원추의 외면상으로 형성된 나사부를 말하는 것이다. 예를 들어, 평행 나사부 (15) 의 나사산 (13) 의 정상부는, 가상의 원통의 외면상에 위치하게 되고, 테이퍼 나사부의 정상부는, 가상의 원추의 외면상에 위치하게 된다. 나사산 (13) 의 높이는, 나사 바닥으로부터 5 × 3^1/2 × 나사 피치/16 으로 규정되어 있고, 이것은 일반적인 나사산의 높이와 동일하다.

평행 나사부 (15) 는, 후술하는 너트 (2) (도 3, 4 참조) 에 체결하는 체결부 (15A) 를 가지고 있다. 여기에서, 도 2b 에 나타내는 바와 같이, 평행 나사부 (15) 의 각 나사산 (13) 은, 소정의 플랭크각을 가지고 형성된 2 개의 나선상의 플랭크면 (플랭크) (15a, 15b) 에 의해 형성되어 있다. 이 플랭크면 (15a, 15b) 중, 헤드부 (11) 측에 면한 헤드부측 플랭크면 (15a) 에는, 헤드부측 플랭크면 (15a) 으로부터 돌출되도록, 축부 (12) 의 축심 (CL) 을 중심으로 하는 원주를 따라 볼록부 (18) 가 형성되어 있다.

여기에서 말하는 축부 (12) 의 축심 (CL) 이란, 평행 나사부 (15) 에 의해 너트를 체결할 때에, 축부가 회전하는 회전축, 바꾸어 말하면 평행 나사부 (15) 를 형성하기 위한 상기 서술한 원통의 중심축을 말하는 것이다. 따라서, 볼록부 (18) 는, 나선상의 헤드부측 플랭크면 (15a) 과 함께 나선상으로 형성되게 된다. 또한, 볼록부 (18) 에는 볼트 (1) 의 피치선 (PL) 과 교차하는 위치에 헤드부측 플랭크면 (15a) 과 평행한 정상면 (18a) 이 형성되어 있다. 본 실시형태에서는, 헤드부측 플랭크면 (15a) 으로부터의 볼록부 (18) 의 정상면 (18a) 의 높이는 모두 동일하고, 후술하는 너트 (2) 에 피복된 도막의 두께 (20 ㎛) 보다 크게 되어 있어, 볼록부 (18) 에 의해 너트 (2) 의 플랭크면을 깎지 않고, 체결시에 볼록부 (18) 가 탄성 변형할 수 있는 높이로 되어 있다.

또한, 나사 바닥으로부터 나사산의 방향에 걸친 플랭크면의 폭 (B) 에 대한, 볼록부 (18) 의 정상면의 폭 (b) 은 5 ∼ 50 ％ 인 것이 바람직하다. 이로써, 너트 (2) 의 나사홈에 도막이 피복되어 있는 경우에는, 이것을 바람직하게 박리시킬 수 있다.

또, 피치선 (PL) 이란, 유효 직경 (D) 을 정의하기 위해 사용한 가상적인 원통의 모직선이고, 유효 직경 (D) 이란, 나사홈의 폭이 나사산의 폭과 동등해지는 가상적인 원통의 직경을 말하는 것이다. 본 실시형태에서는, 볼록부 (18) 는, 이 피치선 (PL) 에 기초하는 유효 직경 (D) 에 의해 형성되는 나사의 헤드부측 플랭크면 (15a) (플랫면) 을 기준으로 하여 돌출되어 있게 된다.

또한, 볼트 (1) 를 암나사에 도막이 형성된 너트에 대해, 도막을 박리하면서 체결하는 경우를 상정하여, 본 실시형태에서는, 볼트 (1) 의 축부 (12) 에, 축부 (12) 의 축심 방향을 따라, 체결부 (15A) 를 제외한 축부 선단측의 평행 나사부 (15) 로부터, 축부 (12) 의 선단 (1a) 으로 연장되는 오목홈부 (19) 가 형성되어 있다. 오목홈부 (19) 는, 나사산 (13) 의 골 바닥까지의 홈 깊이를 가지고 있다.

또한, 체결부 (15A) 보다 선단측의 적어도 헤드부측 플랭크면 (15a) 에는, 너트 (2) 의 표면보다 경질의 경질 피막이 형성되어 있다. 보다 구체적으로는, 본 실시형태에서는, 도 2c 에 나타내는 바와 같이, 그 일례로서 테이퍼 나사부 (16) 의 나사산 (13) 을 구성하는 플랭크면 (15a, 15b) 의 쌍방에 경질 피막 (14) 이 형성되어 있다. 경질 피막 (14) 의 막두께는, 너트에 피복된 도막의 막두께 정도인 것이 바람직하다. 경질 피막 (14) 으로는, 예를 들어 세라믹 피막, 비정질 탄소 피막 등을 들 수 있다.

이와 같은 경질 피막 (14) 을 형성함으로써, 볼트 (1) 를 너트 (2) 에 체결할 때에는, 헤드부측 플랭크면 (15a) 에 피복된 경질 피막 (14) 이 너트에 깎이지 않고, 너트에 피복된 도막의 일부를 미리 박리할 수 있다. 또한, 경질 피막 (14) 의 경도는, 너트 (2) 의 표면의 경도보다 비커스 경도로 1.5 배 이상인 것이 바람직하다. 이로써, 경질 피막 (14) 이 너트 (2) 에 의해 깎이지 않고, 보다 확실하게 도막을 박리할 수 있다.

이와 같은 볼트 (1) 를 사용한 체결 방법을 이하에 나타낸다. 도 3 은 도 1 에 나타내는 어스용 볼트를 너트에 체결한 상태를 설명하기 위한 도면이다. 도 4 는 도 3 의 C 부의 확대도로, 어스용 볼트와 너트의 체결부의 부분적 확대 단면도이다.

도 3 에 나타내는 바와 같이, 상기 서술한 볼트 (1) 는, 너트 (2) 와의 사이에 어스 단자 (5) 를 끼우도록 너트 (2) 에 체결함으로써, 너트 (2) 및 어스 단자 (5) 에 전기적으로 도통하기 위한 볼트이다.

볼트 (1) 에 체결되는 너트 (2) 는, 볼트 (1) 와 마찬가지로 금속제이며, 강판 또는 알루미늄판 등의 도전성 부재 등 기재 (자동차의 경우에는 보디) (6) 에 용접 (용착) 하여 고정되어 있고, 기재 (6) 에는, 너트 (2) 의 구멍과 일치하도록 관통공 (61) 이 형성되어 있다. 또한, 너트 (2) 가 기재 (6) 에 용접된 상태에서, 이들의 표면에는, 전착 도장 등에 의해 도막 (7) (도 3 의 굵은 선) 이 형성되어 있다.

이와 같은 너트 (2) 가 용접된 기재 (6) 에 대해, 너트 (2) 가 용접되어 있지 않은 측으로부터 어스 단자 (5) 를 끼우도록, 와셔 (8) 를 개재하여 볼트 (1) 를 토크 렌치 등에 의해 너트 (2) 에 체결한다. 이 때, 상기 서술한 바와 같이, 볼트 (1) 의 선단측 (테이퍼부) 에는 경질 피막 (14) 이 형성되어 있기 때문에, 경질 피막 (14) 에 의해, 너트 (2) 의 암나사의 나사홈 (21) 의 표면에 피복된 도막 (7) 의 일부를 박리할 수 있다. 또한, 너트 (2) 의 나사홈의 표면에 도막 (7) 이 피복되어 있지 않은 경우, 경질 피막 (14) 을 형성하지 않아도 된다.

또한, 볼트 (1) 를 너트 (2) 에 체결하려고 토크 렌치 등으로 볼트 (1) 를 단단히 조이도록 회전시키면, 볼트 (1) 의 축부 (12) 에는 헤드부측의 축심 방향을 따라 축력이 작용한다. 이 때, 나사산 (13) 을 형성하는 플랭크면 (15a, 15b) 중, 헤드부측에 면한 헤드부측 플랭크면 (15a) 에 너트 (2) 로부터의 면압이 작용한다.

본 실시형태에서는, 상기 서술한 바와 같이 헤드부측 플랭크면 (15a) 의 볼트 (1) 의 피치선 (PL) 과 교차하는 위치에 볼록부 (18) 를 형성하였다. 이로써, 도 4 에 나타내는 바와 같이 제조시에 있어서의 치수 공차에 상관없이, 볼트 (1) 의 나사산 (13) 과, 이것에 나사 고정시키는 너트 (2) 의 나사홈 (21) 이 접촉하는 부분의 도막 (7) 을 박리하면서, 이들을 확실하게 접촉 (금속 접촉) 시킬 수 있다.

또, 이와 같은 볼록부 (18) 는, 피치선 (PL) 과 교차하는 위치에 있어서, 축부 (12) 의 축심 (CL) 을 중심으로 하는 원주를 따라 형성되기 때문에, 너트 (2) 의 나사홈의 폭이 볼트 (1) 의 나사산 (13) 의 폭과 동등해지는 가상적인 원통상으로 나선상으로 연속해서 형성되게 된다. 이와 같은 결과, 볼트 (1) 의 축부 (12) 의 축심 둘레의 접촉 면적을 증대시킬 수 있다.

또한, 볼록부 (18) 에는, 볼트 (1) 의 피치선 (PL) 과 교차하는 위치에, 헤드부측 플랭크면 (15a) 과 평행한 정상면 (18a) 이 형성되어 있기 때문에, 도막 (7) 을 박리해도 너트 (2) 를 과잉으로 깎지 않고, 볼트 (1) 의 축부 (12) 의 볼록부 (18) 의 정상면 (18a) 을, 너트 (2) 의 나사홈의 표면 (플랭크면) (22) 에 면접촉시킬 수 있다.

이와 같은 결과, 너트 (2) 와의 사이에 어스 단자 (5) 를 끼우도록 너트 (2) 에 체결한 상태에서, 너트 (2) 와의 접촉 면적을 높임으로써 체결부의 저항값을 저감시킨다. 이로써, 어스 단자 (5) 로부터 흐르는 전류는 볼트 (1) 를 흐르고, 볼트 (1) 에 흐른 전류를, 너트를 통해 기재 (6) 에 바람직하게 흘릴 수 있다 (도 3 의 파선 화살표 참조).

또한, 본 실시형태에서는, 축부 (12) 에는, 축부 (12) 의 축심 방향을 따라, 축부 (12) 의 선단으로 연장되는 오목홈부 (19) 를 형성하였다. 이로써, 너트 (2) 에 볼트 (1) 를 체결할 때에, 경질 피막 (14) 및 볼록부 (18) 에 의해 너트 (2) 의 암나사에 형성된 도막 (7) 을 박리하고, 박리한 도막 (7) 을, 오목홈부 (19) 로부터 볼트 (1) 의 축부 선단을 향하여 배출할 수 있다.

〔제 2 실시형태〕도 5a 는 제 2 실시형태에 관련된 어스용 볼트의 모식적 단면도이고, 도 5b 는 도 5a 에 나타내는 C 부의 확대도이다. 본 실시형태가 제 1 실시형태와 상이한 점은, 볼록부의 산 높이이다. 따라서, 본 실시형태에서는, 제 1 실시형태에 관련된 볼트와 동일한 기능을 하는 부분에 동일한 부호를 붙이고, 그 상세한 설명을 생략한다.

그런데, 발명자들은, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 너트 (2) 와의 사이에 기재 (6) 및 어스 단자 (5) 를 끼우도록 너트 (2) 에 체결하는 체결 방법을 채용한 경우, 도 3 의 굵은 선 화살표 방향으로, 체결 상태의 너트 (2) 가 전체적으로 휘어, 체결면측의 너트 (2) 의 구멍이 약간 넓어진다라는 지견을 얻었다.

이로써, 볼트 (1) 의 헤드부 (11) 측으로 진행됨에 따라, 볼트 (1) 의 나사산 (13) 의 헤드부 플랭크면 (15a) 에 작용하는 면압은 작아져 (축심 방향을 따라 작용하는 하중의 부하 분담이 작아져), 볼트 (1) 와 너트 (2) 의 접촉 상태가 불안정해진다.

이와 같은 관점에서, 그래서 도 5b 에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태에서는, 볼록부 (18) 의 헤드부측 플랭크면 (15a) 으로부터의 높이는, 볼트 헤드부 (11) 측으로 진행됨에 따라 높아지고 있다. 즉, 상기 볼록부 (18) 의 상기 헤드부측 플랭크면 (15a) 으로부터의 높이는, 볼트 헤드부 (11) 측의 상기 볼록부 (18) 의 상기 헤드부측 플랭크면 (15a) 으로부터의 높이가, 볼트 헤드부측과는 반대측의 상기 볼록부의 상기 헤드부측 플랭크면으로부터의 높이보다 높다.

구체적으로는, 본 발명의 일례로서, 헤드부 (11) 로부터 n 번째에 형성된 볼록부 (18) 의 헤드부측 플랭크면 (15a) 으로부터의 높이 Hn 으로 하면, Hn = 1/2H1 ＋ (N － n) × H1/[2(N － 1)] … (수 1) 의 관계식을 만족시킨다.

여기에서, N 은 볼록부 (18) 가 형성된 체결부 (15A) 의 나사산 (13) 의 총수이고, H1 은 헤드부 (11) 측에 가장 가까운 (최초의) 체결부 (15A) 의 볼록부 (18) 의 높이가 된다. 예를 들어, 나사산이 4 개이고, H1 = 20 ㎜ 인 경우에는, H2 = 16.7 ㎜, H3 = 13.3 ㎜, H4 = 10 ㎜ 가 된다.

이와 같이, 너트 (2) 와의 사이에 어스 단자 (5) 를 끼우도록 너트에 체결한 상태에서, 비록 체결 상태의 너트가 전체적으로 휘어, 체결면측의 너트공이 약간 넓어지려고 해도, 상기 서술한 바와 같은 높이를 가진 볼록부 (18) 를 형성함으로써, 볼트 (1) 의 나사산 (13) 의 헤드부측 플랭크면 (15a) 에 작용하는 면압의 균등화를 도모할 수 있다. 이로써, 볼트 (1) 와 너트 (2) 의 접촉 상태의 안정화를 도모할 수 있다.

이하에 본 발명을 실시예에 의해 설명한다.

(실시예 1) 실시예 1 에 관련된 볼트에서는, 제 1 실시형태에 대응하는 볼트를 제작하였다. 구체적으로는, 탄소강 (S45C) 으로 이루어지는 재료를 준비하고, 축부에, M6, 피치 1 ㎜, 유효 직경 5.3 ㎜, 볼록부 높이 35 ㎛, 볼록부의 폭 200 ㎛ 의 나사산을 전조 가공에 의해 제작하였다.

(비교예 1) 실시예 1 과 동일한 직경 및 피치를 가진 볼트를 제작하였다. 실시예 1 과 상이한 점은, 일본 공개특허공보 2001-173627호에 상당하는 볼트와 같이, 볼트 축부에 형성된 나사산의 정상부 근방의 플랭크면에, 외측을 향하여 돌출된 돌기부를 형성한 점이다.

＜체결 상태의 확인＞ 실시예 1 및 비교예 1 에 관련된 볼트를 사용하여, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 너트가 용착되고, 이것에 도막이 형성된 강판을 준비하고, 토크 7 N/m 의 조건에서 볼트를 너트에 체결시켜 그 접촉 상태를 확인하였다. 이 결과를, 도 6a ∼ 도 6c 에 나타낸다. 도 6a 는 실시예 1 에 관련된 볼트와 너트의 체결 상태의 사진, 도 6b 는 비교예 1 에 관련된 볼트와 너트의 체결 상태의 사진, 도 6c 는 도 6b 에 나타내는 위치와는 상이한 위치에 있어서의 볼트와 너트의 체결 상태의 사진이다.

도 6a 에 나타내는 바와 같이, 실시예 1 에 관련된 볼트에서는, 볼트와 너트가 볼록부에 있어서 면접촉하고 있었지만, 도 6b 에 나타내는 바와 같이, 비교예 1 의 경우에는, 볼트와 너트가 돌기부에 있어서 면접촉하고 있지 않은 지점도 있었다. 또, 비교예 1 의 경우에는, 돌기부가 나사산의 정상부 근방에 형성되어 있기 때문에 그 치수 공차도 크고, 도 6c 에 나타내는 바와 같이, 돌기부에 의해 너트를 깎아 버리는 경우도 있다. 이와 같은 결과, 도 6b 에 나타내는 바와 같이, 볼트와 너트가 돌기부에 있어서 면접촉하고 있지 않은 지점이 있을 것으로 생각된다.

＜저항의 확인＞ 실시예 1 및 비교예 1 에 관련된 볼트, 또한 참고예 1 로서 실시예 1 에 대해 플랭크면에 볼록부를 형성하고 있지 않은 볼트를 준비하고, 이들을 상기 서술한 바와 동일한 조건에서 도막이 피복된 너트에 체결하고, 볼트와 너트 사이에 10 A 의 전류를 흘려, 그 저항값을 측정하였다. 이 결과를 표 1 에 나타낸다.

	실시예 1	비교예 1	참고예 1
저항값 (Ω)	0.21 mΩ	0.25 mΩ	3 mΩ 이상

이 결과로부터, 실시예 1 에 관련된 볼트가 가장 저항값이 적었다. 이것은, 비교예 1 에 관련된 볼트는, 상기 서술한 바와 같이, 돌기부에 있어서 면접촉 하고 있지 않은 지점이 있었기 때문에, 실시예 1 보다 그 저항값이 높아지고, 참고예 1 의 경우에는, 너트에 형성된 도막을 볼트에 의해 충분히 박리할 수 없었기 때문이라고 생각된다.

이상, 본 발명의 실시형태에 대하여 상세하게 서술하였지만, 본 발명은 상기의 실시형태에 한정되는 것은 아니며, 특허청구의 범위에 기재된 본 발명의 정신을 일탈하지 않는 범위에서 여러 가지의 설계 변경을 실시할 수 있는 것이다.

또, 제 1 및 제 2 실시형태에 관련된 오목홈부는, 체결부를 포함하지 않도록 체결부로부터 축부에 선단까지 형성하였지만, 상기 서술한 볼록부의 기능을 저해하지 않는 것이라면, 체결부를 포함하는 범위까지 오목홈부가 형성되어 있어도 된다.

본 실시형태에서는, 기재 (보디) 에 너트가 용착 상태에서, 이것에 도막이 피복된 너트에 볼트를 체결하는 양태를 예시하였다. 그러나, 볼트와 너트를 체결함으로써 너트와 볼트의 체결부에 전류가 흐르는 구조라면, 그 양태는 상기 서술한 양태에 특별히 한정되는 것은 아니다.

Claims (8)

1. 너트 (2) 에 체결함으로써, 너트 (2) 에 전기적으로 도통하는 어스용 볼트 (1) 로서,
   헤드부 (11), 및
   상기 헤드부 (11) 로부터 연장되고, 상기 너트 (2) 의 암나사에 나사 고정되는 수나사의 나사산 (13) 이 형성된 축부 (12)
   를 포함하고,
   상기 나사산 (13) 에 플랭크면 (15a, 15b) 이 형성되고,
   상기 헤드부 (11) 측에 면한 헤드부측 플랭크면 (15a) 에는, 그 헤드부측 플랭크면 (15a) 으로부터 돌출되도록, 상기 축부 (12) 의 축심을 중심으로 하는 원주를 따라 볼록부 (18) 가 형성되어 있고,
   상기 볼록부 (18) 에는, 상기 어스용 볼트 (1) 의 피치선 (PL) 과 교차하는 위치에, 상기 헤드부측 플랭크면 (15a) 과 평행한 정상면 (18a) 이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 어스용 볼트 (1).
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 볼록부 (18) 의 상기 헤드부측 플랭크면 (15a) 으로부터의 높이는, 볼트 헤드부 (11) 측의 상기 볼록부 (18) 의 상기 헤드부측 플랭크면 (15a) 으로부터의 높이가, 볼트 헤드부 (11) 측과는 반대측의 상기 볼록부 (18) 의 상기 헤드부측 플랭크면 (15a) 으로부터의 높이보다 높은, 어스용 볼트 (1).
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   헤드부 (11) 로부터 n 번째에 형성된 볼록부 (18) 의 상기 볼트 헤드부측 플랭크면 (15a) 으로부터의 높이 Hn 으로 하면, Hn = 1/2H1 ＋ (N － n) × H1[2(N － 1)] 의 관계식을 만족시키고, N 은 볼록부 (18) 가 형성된 체결부 (15A) 의 나사산 (13) 의 총수이고, H1 은 헤드부 (11) 측에 가장 가까운 체결부 (15A) 의 볼록부 (18) 의 높이인, 어스용 볼트 (1).
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 어스용 볼트 (1) 는, 상기 너트 (2) 의 암나사에 도막이 형성된 너트 (2) 에 대해, 그 도막을 박리하면서 체결하는 것이고,
   상기 볼록부 (18) 의 상기 헤드부측 플랭크면 (15a) 으로부터의 높이는, 상기 도막의 두께보다 큰, 어스용 볼트 (1).
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 축부 (12) 에는, 상기 축부 (12) 의 축심 방향을 따라, 상기 축부 (12) 의 선단으로 연장되는 오목홈부 (19) 가 형성되어 있는, 어스용 볼트 (1).
6. 제 5 항에 있어서,
   오목홈부 (19) 는, 체결부 (15A) 를 제외한 축부 (12) 선단측의 평행 나사부 (15) 로부터 축부 (12) 의 선단 (1a) 으로 연장되는, 어스용 볼트 (1).
7. 제 4 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 너트 (2) 에 체결되는 체결부 (15A) 보다 축부 (12) 선단측의 적어도 헤드부측 플랭크면 (15a) 에는, 상기 너트 (2) 보다 경질의 경질 피막 (14) 이 형성되어 있는, 어스용 볼트 (1).
8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
   피치선 (PL) 은, 나사홈의 폭이 나사산 (13) 의 폭과 동등해지는 가상적인 원통의 직경인 유효 직경 (D) 을 정의하는 가상적인 원통의 모직선인, 어스용 볼트 (1).

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