JP4968843B2 - ボルト - Google Patents

Description

本発明は、ボルトに関し、詳細には、雌ねじ部材に対する噛み込み及び焼き付きを防止したボルトに関する。

従来から、ナット等の雌ねじ部材に対して斜めに傾いた状態で挿入された場合にも、その姿勢を自らの軸部に形成されたガイド部によって適正にガイドすることにより、雌ねじ部材へ噛み込むことなくスムーズに螺入していくことができる所謂噛み込み防止ボルトが提案されている。一般的なボルトがほぼ一定径の軸部を備えているのに対し、このような噛み込み防止ボルトでは、軸部の先端に小径またはテーパ状のガイド部を形成し、そのガイド部が雌ねじ部材の雌ねじに干渉することによって、ボルトの姿勢が適正にガイドされるようにしている。例えば、特許文献１では、軸部の先端に小径の定径柱状部を形成し、この定径柱状部に完全ねじ山を形成し、さらに、定径柱状部の外径を雌ねじの内径の最小値とほぼ等しくしたボルトが開示されている。このような構造のボルトは、雌ねじに対して斜めに挿入された場合も定径柱状部の完全ねじ山が雌ねじのねじ山を確実に捕らえることができ、そのまま締め付けていけばリードに沿ってねじ部同士を正しく嵌め合わせていくことができるようになっている。
特開２０００−１８２２６号公報

上記のような従来技術では、雌ねじ部材に対してボルトの傾き角度が比較的小さい場合には、軸部のガイド形状によりボルトの姿勢を適正にガイドして、ボルトを雌ねじ部材の雌ねじ部に引き込むようにしてスムーズに螺入していくことができる。しかしながら、ボルトが雌ねじ部材に対して大きく傾斜している場合には、ボルトの姿勢が適正にガイドされない状態のまま、即ち傾いた状態のまま雌ねじ部材の雌ねじ部に引き込まれていく可能性があるため、ボルトがピッチずれを起こしたまま雌ねじ部材にねじ込まれていき、噛み込み及び焼き付きが発生する可能性が依然としてあるという問題があった。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、雌ねじ部材に対して適正な締め付け姿勢にならない限りねじ込むことができないようにして、雌ねじ部材に対する噛み込み及び焼き付きを確実に防止できるボルトを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に記載のボルトは、頭部と、ねじ山が形成された軸部とを備え、ナット等の雌ねじ部材に締め付けられるものであって、前記軸部は、基端側に形成された一定径の定径部と、先端側に形成され、前記定径部よりも小径のガイド部とを備え、このガイド部は、ボルトが雌ねじ部材に対して斜めに傾いた状態で挿入された場合に、雌ねじ部材の雌ねじに干渉することによって、ボルトの姿勢を適正にガイドするものであり、かつ、前記定径部に形成されたねじ山に対し、前記ガイド部に形成されたねじ山が逆ねじ形状となっていることを特徴とする。

また、請求項２に記載のボルトは、請求項１に記載のボルトの構成に加えて、前記ガイド部に形成されたねじ山が、逆ねじ形状の２条ねじとなっていることを特徴とし、請求項３に記載のボルトは、前記軸部の定径部とガイド部との間に、ねじ山形状のないねじ無し部が所定範囲に渡って形成されていることを特徴とする。

本発明に係るボルトでは、軸部の先端側に、基端側の定径部よりも小径のガイド部が形成されており、このガイド部に形成されたねじ山が定径部に形成されたねじ山と逆ねじ形状になっている。これにより、ボルトが傾いた状態で雌ねじ部に挿入された場合には、ボルトのガイド部が雌ねじ部材の雌ねじ部に干渉するか、もしくは干渉してガイド部に形成されたねじ山が雌ねじ部材の雌ねじと噛み合うことになる。まず、ガイド部と雌ねじ部とが干渉しただけであれば、ボルトはその後雌ねじ部材に正常にねじ込まれていくことになる。次に、ガイド部のねじ山と雌ねじとか噛み合った状態となれば、ボルトを雌ねじ部材に対してねじ込み方向に回転させていくことによって、ガイド部の逆ねじ形状のねじ山と雌ねじ部との噛み合いによってボルトが雌ねじ部材から抜け出てくることになる。即ち、ボルトを雌ねじ部材に対して傾いた状態ではねじ込み不可能としたことにより、ボルトが雌ねじ部材に対して不適正な状態のままねじ込まれることがない。従って、ボルトの噛み込み及び焼き付きを確実に防止することができる。

また請求項２に記載のガイド部に形成されたねじ山を逆ねじ形状の２条ねじとしたボルトでは、ボルトの１回転につき定径部に形成されたねじ山の移動量は１ピッチ分であるのに対して、ガイド部に形成されたねじ山の移動量は２ピッチ分となるので、ガイド部に形成されたねじ山が１条ねじである場合よりも、上記した抜け出し効果がより大きくなる。さらに請求項３に記載のボルトでは、軸部の定径部とガイド部との間に、ねじ山形状のないねじ無し部を所定範囲に渡って形成することにより、ボルトが傾いた状態で雌ねじ部材の雌ねじ部に挿入された場合に、ねじ無し部が雌ねじ部の内周面に干渉しても、ねじ無し部と雌ねじ部とが噛み合うことはないので、ボルトが雌ねじ部材に噛み込んでしまうことがない。従って、より確実にボルトの噛み込み及び焼き付きを防止することができる。

図１は、請求項１のボルトの側面図である。 図２は、ボルトの軸部の先端箇所を示す部分拡大図である。 図３は、ボルトを傾斜した状態でナットのねじ孔に挿入した状態を示す部分断面図である。 図４は、図３の状態からボルトを右方向に６０°回転させた状態を示す部分断面図である。 図５は、請求項２のボルトの側面図である。 図６は、図５のボルトを傾斜した状態でナットのねじ孔に挿入した状態を示す部分断面図である。 図７は、請求項３のボルトの軸部の先端箇所を示す部分拡大図である。

符号の説明

１ ボルト
１０ 頭部
１５ 軸部
３０ ねじ山
３１ ねじ山
３２ ２条ねじのねじ山
１１５ 定径部
１１６ ガイド部
１２６ ねじ無し部

以下、本発明を具体化したボルトの第１の実施形態について、図を参照して説明する。まず図１及び図２を参照して、ボルト１の構造について説明する。尚、図１では、ボルト１に形成されたねじ山を簡略化して示している。図１及び図２に示すように、ボルト１は、共通の軸心に沿って延びる略六角柱状の頭部１０と略円柱状の軸部１５とから構成されている。軸部１５は、その基端側が一定径の円柱状の定径部１１５となっており、定径部１１５の外周面には、所定ピッチのねじ山３０が形成されている。このねじ山３０は、ボルト１を右回転（時計回り方向へ回転）させることで雌ねじ部材にねじ込み可能な右ねじ形状となっている。また、軸部１５の先端側は、定径部１１５よりも径が小さい円柱状で、ボルト１を後述するナットに螺入していく際にボルト１の姿勢を正しくガイドするためのガイド部１１６となっている。

また、定径部１１５先端の所定範囲、具体的にはねじ山３０ピッチの３倍弱の長さの範囲では、ねじ山３０の高さが軸部１５の基端から先端方向に向かって徐々に低くなっており、ねじ山３０の頂部を結んだねじの外形が、略１５°のテーパ角度をもって縮径したテーパ状となっている。尚、該部分を含め、定径部１１５の谷径は一定の大きさとなっている。さらに、ガイド部１１６と定径部１１５間のごく短い範囲に渡って、略円錐台状のテーパ部１１７が形成されている。テーパ部１１７は、定径部１１５の谷径と等しい径を持つ円形の底部と、後述するガイド部１１６のねじ無し部の径と等しい径を持つ円形の頂部とを備え、底部から頂部に向かってやはり略１５°のテーパ角度をもって縮径しており、その外周面にねじ山は形成されていない。

ガイド部１１６は、このテーパ部１１７の先端（頂部）から軸部１５の先端方向に向かって延びており、その基端側の一部は、ねじ山の形成されていない円柱状のねじ無し部１２６となっている。具体的には、ガイド部１１６の基端側には、定径部１１５に形成されたねじ山３０のピッチの略１．６倍の長さに渡ってねじ無し部１２６が形成されており、それよりも先端の領域にねじ山３１が形成されている。ねじ山３１は、ねじ山角度が略６０°でねじ山３０と同ピッチで形成されており、その谷径がねじ無し部１２６の径よりも小さく、外径がねじ無し部１２６の径よりも大きくなっている。尚、この外径は、ボルト１が螺合する雌ねじ部材の雌ねじ部の内径よりも小さく成形されている。また、ガイド部１１６に形成されたねじ山３１は、定径部１１５に形成されたねじ山３０に対して逆ねじ形状となっている。即ち、定径部１１５のねじ山３０が右回転でねじ込まれていく右ねじ形状となっているのに対し、ガイド部１１６に形成されたねじ山３１は、ボルト１が右回転することで雌ねじ部材から抜け出てくるような左ねじ形状となっている。

次に、ボルト１と雌ねじ部材であるナット１００との螺合について図３及び図４を参照して説明する。ここで、図３に示すように、ナット１００は、右ねじ形状の雄ねじ部材が右回転することで螺入されるものであり、ボルト１は、ナット１００に対して所定角度傾いた状態でそのねじ孔１１０に挿入されており、軸部１５先端側のガイド部１１６に形成されたねじ山３１の内、最先端の完全ねじ山がナット１００内周面の雌ねじ部１０５に嵌り込んでいる（噛み合っている）状態とする。また、この状態で、ボルト１が挿入される側であるナット１００の開口部１０１の周縁部では、ボルト１の定径部１１５先端のねじ山３０と、ナット１００の雌ねじ部１０５とがピッチずれを起こして噛み合おうとしている。尚、図中でナット１００の雌ねじ部１０５とボルト１の定径部１１５先端のねじ山３０とが重なっているのは、断面で示した雌ねじ部１０５に対し、ねじ山３０がその手前側に位置していることを示すためである。

この状態から、ボルト１をナット１００に螺合させるべく回転（右回転）させると、ナット１００の雌ねじ部１０５に噛み合っているねじ山はガイド部１１６のねじ山３１のみであるので、ボルト１の右回転に伴ってガイド部１１６はナット１００のねじ孔１１０から抜け出す方向に移動し、ガイド部１１６のねじ山３１がナット１００の雌ねじ部１０５に僅かでも噛み合っている限り、ボルト１は全体的にナット１００のねじ孔１１０から抜け出す方向（図中上方）に移動することになる。ここで、ガイド部１１６のねじ山３１と共に、定径部１１５先端に形成されたねじ山３０もナット１００の雌ねじ部１０５に干渉しているが、定径部１１５先端におけるねじ山３０高さは、定径部１１５のその他の箇所のねじ山３０高さより低く、雌ねじ部１０５と深く噛み合うことがない。従って、ボルト１が抜け出す方向に移動する途中に、定径部１１５先端のねじ山３０がナット１００の雌ねじ部１０５に噛み合うことはなく、ボルト１は円滑にねじ孔１１０から抜け出ることになる。また、図の状態よりもボルト１が上方に位置しかつその傾斜角度がより大きい場合に、ねじ無し部１２６がナット１００の雌ねじ部１０５に干渉したときも、ボルト１とナット１００とがガイド部１１６のねじ山３１及び雌ねじ部１０５の噛み合い箇所以外で噛み合うことがないので、ボルト１は円滑にねじ孔１１０から抜け出ることになる。

また、図３の状態から、ガイド部１１６のねじ山３１とナット１００の雌ねじ部１０５とが噛み合った状態でボルト１を締め付け方向（右方向）に６０°回転させた状態を図４に示す。図４に示すように、ボルト１の回転に伴って、ガイド部１１６のねじ山３１上の点Ｍ１及び定径部１１５先端のねじ山３０上の点Ｎ１がそれぞれ６０°だけ移動してボルトが抜け出す方向に向かって移動しており、ガイド部１１６のねじ山３１と雌ねじ部１０５とが噛み合うことにより、ボルト１が回転に伴って抜け出す方向に移動しているのが確認できる。図３中ではナット１００の雌ねじ部１０５と重なっていた定径部１１５先端のねじ山３０が、ボルト１を６０°回転させた後はナット１００の開口部１０１近傍まで移動しており、ナット１００の雌ねじ部１０５と全く噛み合っていないので、ボルト１とナット１００とが噛み込むもしくは焼き付くことはない。

また、詳しく図示しないが、ボルト１をねじ込む作業者等がボルト１を傾斜状態から直立させることにより、ボルト１はその自重でナット１００のねじ孔１１０に適正な姿勢で嵌り込み、その後は通常通り締め付けられることになる。尚、ボルト１が適正なねじ込み姿勢となったときに、ボルト軸部１５のガイド部１１６とナット１００の雌ねじ部１０５との干渉を防止するために、ねじ山３１の外径を雌ねじ部１０５内径よりも小さく成形しておく必要がある。また、上記のような軸部１５のガイド部１１６に形成されたねじ山３１がナット１００内周面の雌ねじ部１０５に嵌り込んでいる（噛み合っている）状態ではない場合、例えば、ガイド部１１６に形成されたねじ山３１がナット１００内周面の雌ねじ部１０５に干渉しているだけの場合も同様に、ボルト１はその自重でナット１００のねじ孔１１０に適正な姿勢で嵌り込むことになり、その後通常通りナット１００に締め付けられていく。

以上説明したように、本実施形態のボルト１では、軸部１５の最先端に小径のガイド部１１６を形成し、そのガイド部１１６に、定径部１１５に形成されたねじ山３０と逆ねじ形状のねじ山３１を形成した。これにより、ボルト１がナット１００に対して傾斜した状態でそのねじ孔１１０に挿入された場合、ガイド部１１６のねじ山３１とナット１００の雌ねじ部１０５とが噛み合えば、ボルト１が適正な締め付け姿勢でないとして、ナット１００から抜け出す方向に移動することになる。従って、ボルト１をナット１００に対して適正な締め付け姿勢にしない限り、ナット１００にねじ込んでいくことができないので、ボルトが傾斜状態等の不適正な状態でナットに嵌り込んでしまうことがなく、ボルトのナットへの噛み込み及び焼き付きを確実に防止することができる。

以上に説明したボルト１ではガイド部１１６の逆ねじ形状のねじ山３１は１条ねじであったが、図５に示す第２の実施形態では、ガイド部１１６に逆ねじ形状の２条ねじのねじ山３２が形成されている。その他の構成は同一であるので、対応する部分に同一の符号を付けて説明を省略する。

この第２の実施形態のボルト１が図６に示すようにナット１００に対して傾斜した状態で挿入された場合、前記した第１の実施形態のボルトと同様に、ガイド部１１６に逆ねじ形状の２条ねじのねじ山３２がナット１００の雌ねじ部１０５と噛み合い、ボルト１を浮き上らせる。しかしボルト１の１回転につきガイド部１１６に形成されたねじ山３２の移動量は２ピッチ分となるので、ガイド部１１６に形成されたねじ山３１が１条ねじである場合よりも、上記した抜け出し効果が２倍になる。この結果、ボルト１をナット１００に対して適正な締め付け姿勢にしない限り、ナット１００にねじ込んでいくことができず、ナット１００への噛み込み及び焼き付きをより確実に防止することができる。

次に、図７を参照して、本発明に係るボルトの第２の実施形態について説明する。ここで、ボルト２００は、上記実施形態のボルト１と比較すると、その軸部先端に形成されたガイド部以外の形状はほぼ同一であるため、本実施形態では、ボルト２００の軸部先端の形状についてのみ詳細に説明する。尚、図７は、ボルト２００の軸部２１５の先端部分を示す部分拡大図であり、図中において上記実施形態のボルト１と共通する部材についてはボルト１のものと同じ符号を付けている。図７に示すように、ボルト２００は、自身軸部２１５の基端側に定径部１１５を備えており、該定径部１１５には右ねじ形状のねじ山３０が形成されている。また、定径部１１５の先端箇所では、ねじ山３０の高さが徐々に低くなっており、ねじ山３０の頂部を結んだねじの外形が、略１５°のテーパ角度をもって縮径したテーパ状となっている。

ボルト２００では、ボルト１と異なりその定径部１１５の先端からねじ形状のないねじ無し部２２６が延びている。このねじ無し部２２６は、定径部１１５の谷径と略同一径を有しており、さらにねじ無し部２２６の先端から円錐台状のテーパ部２１７が非常に短い長さをもって延びている。テーパ部２１７の先端からは、定径部１１５の谷径よりも僅かに小径のガイド部２１６が延設されている。ガイド部２１６には、ボルト１のガイド部１１６に形成されたねじ山３１よりも高さの小さいねじ山２３１が形成されており、該ねじ山２３１は、定径部１１５のねじ山３０に対して逆ねじ形状、即ち左ねじ形状となっている。また、ボルト１のガイド部１１６のねじ山３１が略６０°のねじ山角度で形成されていたのに対し、このねじ山２３１のねじ山角度は略９０°に形成されている。

本実施形態のボルト２００もまた、ナット等の雌ねじ部材に対して斜めに挿入された場合にも噛み込みの発生を確実に防止することができる。詳しくは、ボルト２００を図示外のナットのねじ孔に傾斜した状態で挿入すると、ガイド部２１６に形成されたねじ山２３１とナットの雌ねじ部とが少なからず干渉することになるが、ボルト２００ではガイド部のねじ山２３１を低く形成しているので雌ねじ部との噛み合いが浅くなる。それにより、本実施形態のボルト２００では、ナット等の雌ねじ部材への挿入時の傾きをさらに小さく抑えることができ、ボルトをより確実に適正な締め付け姿勢でねじ込んでいくことができる。なお、ねじ山２３１は１条ねじであっても２条ねじであってもよい。

以上説明したように、本発明に係るボルトでは、軸部の基端側に定径部を、先端側により小径のガイド部をそれぞれ形成し、このガイド部のねじ山を定径部にねじ山と逆ねじ形状としたので、ボルトが雌ねじ部材に対して不適正な、具体的には傾斜した状態で挿入されたとき、このボルトは適正な締め付け姿勢でないとして雌ねじ部材の外側へ移動させられることになる。即ち、ボルトを雌ねじ部材に対して適正な締め付け姿勢にしない限りねじ込んでいくことができないので、ボルトが傾斜状態等の不適正な状態で雌ねじ部材に嵌り込んでしまうことがなく、ボルトの雌ねじ部材への噛み込み及び焼き付きを確実に防止することができる。また、ガイド部のねじ山を２条ねじとすることによりこの効果を更に高めることができる。さらに定径部とガイド部との間にねじ山形状のないねじ無し部を形成すれば、ボルトが傾斜した状態で雌ねじ部材に挿入された場合に、ねじ無し部が雌ねじ部の内周面に干渉しても、ねじ無し部と雌ねじ部とが噛み合うことはないので、ボルトが雌ねじ部材に噛み込んでしまうことがない。従って、より確実にボルトの噛み込み及び焼き付きを防止することができる。

尚、本発明は上記実施の形態に限られるものではなく、各種の変形が可能である。例えば、本実施の形態では雌ねじ部材としてナットを例に挙げたが、当然ながらこれ以外の雌ねじ部材にも本発明のボルトを使用することが可能である。また、本実施の形態では、ボルトの定径部においてねじ山の高さが徐々に低くなっている領域の長さ、ねじ無し部の長さ及びテーパ部の長さ等を具体的に示したが、これらは一例であって、各部分を本実施の形態で示したもの以外の長さで成形可能であることはいうまでもない。加えて、ガイド部に形成されたねじ山の形状、定径部に形成されたねじ山先端部の形状も本実施の形態のものに限定されず、適宜変更可能である。

Claims (3)

1. 頭部と、ねじ山が形成された軸部とを備え、ナット等の雌ねじ部材に締め付けられるボルトであって、
   前記軸部は、基端側に形成された一定径の定径部と、先端側に形成され、前記定径部よりも小径のガイド部とを備え、
   このガイド部は、ボルトが雌ねじ部材に対して斜めに傾いた状態で挿入された場合に、雌ねじ部材の雌ねじに干渉することによって、ボルトの姿勢を適正にガイドするものであり、かつ、前記定径部に形成されたねじ山に対し、前記ガイド部に形成されたねじ山が逆ねじ形状となっていることを特徴とするボルト。
2. 前記ガイド部に形成されたねじ山が、逆ねじ形状の２条ねじとなっていることを特徴とする請求項１に記載のボルト。
3. 前記軸部の定径部とガイド部との間には、ねじ山形状のないねじ無し部が所定範囲に渡って形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のボルト。

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