特許 6980420 ボルト

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6980420

(24)【登録日】2021年11月19日

(45)【発行日】2021年12月15日

(54)【発明の名称】ボルト

(51)【国際特許分類】

   F16B 35/00 20060101AFI20211202BHJP

【ＦＩ】

   F16B35/00 M

   F16B35/00 T

【請求項の数】3

【全頁数】8

(21)【出願番号】特願2017-115847(P2017-115847)

(22)【出願日】2017年6月13日

(65)【公開番号】特開2019-2439(P2019-2439A)

(43)【公開日】2019年1月10日

【審査請求日】2020年6月1日

(73)【特許権者】

【識別番号】593104132

【氏名又は名称】イワタボルト株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001416

【氏名又は名称】特許業務法人 信栄特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】影山 正直

【審査官】 児玉 由紀

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００４−２３２６８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 韓国公開特許第１０−２００９−００４４６８４（ＫＲ，Ａ）

【文献】 米国特許第０６１３５８９２（ＵＳ，Ａ）

【文献】 特表２０１２−５０４７３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０７−２３８９１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１６／０２８１７６３（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ１６Ｂ ２３／００−４３／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

頭部と軸部を有するボルトであって、
前記軸部は、
ナットとかみ合う通常ねじ部と、
前記通常ねじ部よりも先端側に設けられ、前記通常ねじ部のねじ山より小径のねじ山を有する案内ねじ部と、を有し、
前記案内ねじ部の先端に前記通常ねじ部の谷の径よりも大径の保護部が前記案内ねじ部から連続して形成され、前記案内ねじ部のねじ山の先端に圧力側フランク面は形成されているが遊び側フランク面は形成されておらず、
前記保護部と連続している部位以外の前記案内ねじ部の前記遊び側フランク面側の谷の径は、前記保護部の外径よりも小径とされている、ボルト。

【請求項2】

前記保護部の前端に先端に向かって小径となるテーパ部が設けられている、請求項１に記載のボルト。

【請求項3】

前記保護部は、前記案内ねじ部のねじ山の外径がナットのねじ山の内径のJIS B 0209-2:2001で定められる規格下限値より小さくなる位置より先端側の前記案内ねじ部の谷の径を、前端の前記案内ねじ部のねじ山の外径と同じかそれより大きくすることにより形成されている、請求項１または２に記載のボルト。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ボルトに関する。

【背景技術】

【0002】

ボルトをナットに対して斜めに挿入してしまうと、締め付け時にボルトとナットの間でかじりが生じてしまう。そこで特許文献１は、通常ねじ部と、案内ねじ部と、円筒状ガイドを有するボルトを提案している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開2016-156400号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１のボルトにおいては、案内ねじ山と円筒状ガイドとの間に軸方向の隙間を設けることにより、案内ねじ山が雌ねじ部材の入り口に係合するまでの円筒状ガイドの進入量を長くし、円筒状ガイドの外径の寸法精度を上げることなく、ボルト挿入時の傾きを小さくしている。
しかし、特許文献１に記載のボルトにおいても締結時のナットへのかじりの抑制に改善の余地があることを本発明者は見出した。
そこで本発明は、締結時のナットへのかじりが抑制されたボルトを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0005】

上記目的を達成するために、本発明の一側面に係るボルトは、
頭部と軸部を有するボルトであって、
前記軸部は、
ナットとかみ合う通常ねじ部と、
前記通常ねじ部よりも先端側に設けられ、前記通常ねじ部のねじ山より小径のねじ山を有する案内ねじ部と、を有し、
前記案内ねじ部の先端に前記通常ねじ部の谷の径よりも大径の保護部が前記案内ねじ部から連続して形成され、前記案内ねじ部のねじ山の先端に圧力側フランク面は形成されているが遊び側フランク面は形成されていない。

【0006】

上述したボルトにおいて、前記保護部の前端に先端に向かって小径となるテーパ部が設けられていてもよい。

【発明の効果】

【0007】

本発明に係るボルトによれば、締結時のナットへのかじりが抑制される。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】ナットと本発明の実施形態のボルトを示す図である。

【図2】比較例のボルトがナットに対して傾いた状態で挿入される様子を示す図である。

【図3】本実施形態のボルトがナットに対して傾いた状態で挿入される様子を示す図である。

【図4】比較例のボルトがナットに対して傾いた状態で挿入される様子を示す図である。

【図5】本実施形態のボルトがナットに対して傾いた状態で挿入される様子を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

本発明の実施形態に係るボルト１を図面を用いて説明する。図１はボルト１とナット１００を示している。

【0010】

図１に示すように、ボルト１は、頭部２と軸部３を有している。軸部３はボルト１の軸方向に延びている。以降の説明において、説明の都合上、軸方向の頭部２側を後方、軸方向の軸部３側を前方と呼ぶ。頭部２は、図示した六角形状に限られず、円柱状や多角形状であってもよい。

【0011】

図１に示すように、軸部３には、通常ねじ部１０と、案内ねじ部２０と、保護部３０とが設けられている。軸方向の後方から前方に向かって、通常ねじ部１０と案内ねじ部２０と保護部３０がこの順に設けられている。

【0012】

通常ねじ部１０は、ナット１００のねじ山とかみ合う部位である。通常ねじ部１０の外周面にはねじ山（以降、通常ねじ山１１と呼ぶ）が設けられている。通常ねじ山１１の外径ｄ１は軸方向のいずれの部位も同一である。通常ねじ山１１の外径ｄ１は、ナット１００のねじ山の内径Ｄ１より大きく、ナット１００の谷の径Ｄ２より小さい。通常ねじ山１１の谷の径ｄ２は、ナット１００のねじ山の内径Ｄ１よりも小さい。

【0013】

案内ねじ部２０は、通常ねじ部１０と連続して設けられている。案内ねじ部２０のねじ山（以降、案内ねじ山２１と呼ぶ）は、通常ねじ山１１と連続している。案内ねじ山２１は後方から前方に行くにつれて徐々に山高さが低くなるように形成されている。案内ねじ山２１の後端の山高さは通常ねじ山１１の前端の山高さと同一である。案内ねじ山２１のピッチは通常ねじ山１１のピッチと同じである。案内ねじ部２０の谷の径ｄ３は、通常ねじ部１０の谷の径ｄ２と等しい。

【0014】

保護部３０は、案内ねじ部２０と連続して設けられている。保護部３０は、案内ねじ山２１の外径がナット１００のねじ山の内径Ｄ１のJIS B 0209-2:2001で定められる規格下限値より小さくなる位置より先端側の案内ねじ部２０の谷の径ｄ３を、案内ねじ山２１の前端２５の外径と同じかそれより大きくすることにより形成されている。なお、JIS B 0209-2:2001はISO 965-2:1998と同等の規格である。

【0015】

保護部３０の外径ｄ４は、案内ねじ部２０の谷の径ｄ３よりも大きい。保護部３０は案内ねじ山２１の前端２５の山頂と連続して設けられている。保護部３０の外径ｄ４は、図示したように軸方向位置によらずに一定としてもよいし、例えば前方に向かって先細りとなるように変化していてもよい。

【0016】

保護部３０の後端の外径ｄ４は、通常ねじ山１１の外径ｄ１の８０％以上９０％以下とすることができる。保護部３０の後端の外径ｄ４は、ナット１００のねじ山の内径Ｄ１の９０％以上１００％未満とすることができる。

【0017】

案内ねじ山２１の前端２５と保護部３０とが連続しており、保護部３０の外径ｄ４が案内ねじ部２０の谷の径ｄ３よりも大きい。このため、案内ねじ山２１の前端２５（先端）には遊び側フランク面２２が形成されていない。なお、案内ねじ山２１の前端２５には圧力側フランク面２３は形成されている。遊び側フランク面２２とはねじ山の前方を向く斜面である。遊び側フランク面２２は、ねじ山の山頂より締結相手（ナット１００）側に位置する斜面である。圧力側フランク面２３とは、ねじ山の後方を向く面である。圧力側フランク面２３は、ねじ山の山頂より締結相手（ナット１００）の反対側に位置する斜面である。

【0018】

なお、図１に示したように、保護部３０の前端２５に先端に向かって小径となるテーパ部４０が設けられていてもよい。テーパ部４０により、ボルト１をナット１００へ挿入しやすくなる。

【0019】

図２および図３を用いて本実施形態に係るボルト１の効果を説明する。まず、図２の比較例に係るボルト１Ａを用いて、本発明に係るボルト１が解決しようとする課題を詳細に説明する。図２は比較例のボルト１Ａがナット１００に対して傾いた状態で挿入される様子を示す図である。

【0020】

図２に示すように、比較例のボルト１Ａにおいて、ねじ部に通常ねじ部１０Ａと、案内ねじ部２０Ａと、案内ねじ山２１Ａの外径と等しいかそれよりも小さい径のガイド部３０Ａが設けられている。案内ねじ山２１Ａはガイド部３０Ａと連続していない。案内ねじ山２１Ａは、前端に向かうにつれて山高さが徐々に小さくなり谷部に収束し、ねじ山がなくなる形状となっている。案内ねじ山２１Ａの前端２５Ａには遊び側フランク面２２Ａと圧力側フランク面２３Ａの両方が形成されている。案内ねじ部２０Ａの前端２５Ａと案内ねじ山２１Ａとの間には微小高さのねじ山が形成されている。微小高さのねじ山にも遊び側フランク面２２Ａと圧力側フランク面２３Ａの両方が形成されている。

【0021】

図２において、ナット１００に対して傾いた状態でボルト１Ａが挿入されると、挿入の初期段階ではナット１００のねじ山１０１はガイド部３０Ａに当接するが、挿入するにつれてナット１００のねじ山１０１は、ガイド部３０Ａと案内ねじ部２０Ａとの間の谷部２６Ａに落ち込んでしまう。案内ねじ山２１Ａの前端２５Ａ近傍において、ナット１００のねじ山１０１がボルト１Ａの遊び側フランク面２２Ａをひっかいてしまう。すると、案内ねじ山２１Ａの前端２５Ａがナット１００のねじ山１０１によってせん断されてしまうことがある。この状態でボルト１Ａをナット１００にねじ込んでいくと、せん断された案内ねじ山２１Ａの前端２５Ａの破片がボルト１Ａとナット１００の間に噛み込まれ、ボルト１Ａとナット１００の間にかじりが生じてしまう。なお、案内ねじ山２１Ａの前端２５Ａだけではなく、前端２５Ａから続く案内ねじ山２１Ａの前方側の一部分もナット１００のねじ山１０１によってせん断されてしまうことがある。このように、ナット１００のねじ山１０１は案内ねじ山２１Ａの前端２５Ａ近傍をせん断してしまうことがある。

【0022】

図３は、上述した本実施形態に係るボルト１がナット１００に対して傾いた状態で挿入される様子を示す図である。図３に示すように、ナット１００に対して傾いた状態でボルト１が挿入されると、挿入の初期段階ではナット１００のねじ山１０１は保護部３０に当接する。挿入するにつれてナット１００のねじ山１０１は保護部３０の外周を滑り、案内ねじ山２１の前端２５近傍の山頂を越える。このため、最も強度の弱い案内ねじ山２１の前端２５は、ナット１００のねじ山１０１からせん断される力を受けにくく、比較例のように案内ねじ山２１の前端２５近傍がせん断されにくい。

【0023】

なお、さらにボルト１をナット１００にねじ込んでいくと、ナット１００のねじ山１０１は案内ねじ山２１の前端２５から離れた部位において遊び側フランク面２２に接触する。しかし、案内ねじ山２１の前端２５から離れた後方の部位においては、案内ねじ山２１はある程度大きく形成されており、十分な強度を有している。また、案内ねじ山２１の前端２５が保護部３０とつながっているため、案内ねじ山２１Ａの前端２５Ａがガイド部３０Ａとつながっていない比較例と比べて、遊び側フランク面２２に作用するせん断力に対する機械的な強度が高い。このため、案内ねじ山２１の前端２５から離れた部位においてナット１００のねじ山１０１からせん断力を受けたとしても、案内ねじ山２１の前端２５近傍がボルト１からせん断されにくい。

【0024】

案内ねじ山２１の前端２５において、圧力側フランク面２３にせん断力を受けてもせん断されにくくするためにねじ山をある程度大きく形成する必要がある。そこで、保護部３０の後端の外径ｄ４は、案内ねじ山２１の谷の径ｄ３よりも０．１５Ｐ（Ｐは案内ねじ山２１のピッチ）以上大きくする。好ましくは、並目ねじの場合、保護部３０の後端の外径ｄ４は、案内ねじ山２１の谷の径ｄ３よりも０．２Ｐ以上大きくする。並目ねじの場合、保護部３０の後端の外径ｄ４は、案内ねじ山２１の谷の径ｄ３のＰ以下とすることが好ましい。

【0025】

また、ナット１００に対して斜めに挿入されるボルト１の傾き角度を小さくするため、保護部３０の後端の外径ｄ４は、ナット１００のねじ山の内径Ｄ１のJIS B 0209-2:2001で定められる規格下限値の９０％以上１００％未満とする。好ましくは、保護部３０の後端の外径ｄ４は、ナット１００のねじ山の内径Ｄ１のJIS B 0209-2:2001で定められる規格下限値の９５％以上１００％未満とする。

【0026】

なお、図２および図３においては、ボルト１のナット１００への挿入時に遊び側フランク面２２にせん断力が作用する場合を説明したが、ボルト１のナット１００への挿入時に圧力側フランク面２３にせん断力が作用する場合も同様である。

【0027】

図４および図５はボルト１Ａ，１のナット１００への挿入時に圧力側フランク面２３Ａ，２３にせん断力が作用する様子を示す図である。図４は図２と同様の比較例のボルト１Ａをナット１００へ挿入する様子を示し、図５は図３と同様の本実施形態のボルト１をナット１００へ挿入する様子を示す。

【0028】

図４に示すように、比較例のボルト１Ａをナット１００に挿入していくと、ナット１００のねじ山１０１が案内ねじ山２１Ａの圧力側フランク面２３Ａを押し、ボルト１Ａをナット１００へ引き込むような力が作用することがある。この場合に、比較例のボルト１Ａにおいては、案内ねじ山２１Ａの前端２５Ａが小さいためナット１００のねじ山１０１によってせん断力を受けるとせん断してしまうことがある。せん断された案内ねじ山２１Ａの前端２５Ａ近傍の破片がボルト１Ａとナット１００の間でかじりを生じさせてしまう。

【0029】

しかし図５に示すように、本実施形態のボルト１によれば、案内ねじ山２１の前端２５はある程度大きく形成されており、かつ、保護部３０とつながっているので、機械的強度が高い。このため、圧力側フランク面２３からせん断力を受けたとしても、案内ねじ山２１の前端２５近傍がせん断されにくい。

【符号の説明】

【0030】

１，１Ａ ボルト
２ 頭部
３ 軸部
１０，１０Ａ 通常ねじ部
１１ 通常ねじ山
２０，２０Ａ 案内ねじ部
２１，２１Ａ 案内ねじ山
２２，２２Ａ 遊び側フランク面
２３，２３Ａ 圧力側フランク面
２５，２５Ａ 前端
３０ 保護部
３０Ａ ガイド部
４０ テーパ部
１００ ナット
１０１ ねじ山
ｄ１ 通常ねじ山の外径
ｄ２ 通常ねじ部の谷の径
ｄ３ 案内ねじ部の谷の径
ｄ４ 保護部の外径
Ｄ１ ナットのねじ山の内径
Ｄ２ ナットの谷部の内径

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】