特開 2024-90669 ボルト

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024090669

(43)【公開日】2024-07-04

(54)【発明の名称】ボルト

(51)【国際特許分類】

   F16B 35/00 20060101AFI20240627BHJP

【ＦＩ】

F16B35/00 Q

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022206709

(22)【出願日】2022-12-23

(71)【出願人】

【識別番号】592153953

【氏名又は名称】鍋屋バイテック株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100105957

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 誠

(74)【代理人】

【識別番号】100068755

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 博宣

(72)【発明者】

【氏名】安田 英明

(57)【要約】

【課題】被固定材の厚みに関わらず被固定材を固定することを可能とするボルトを提供する。
【解決手段】螺合した相手材との間で被固定材を固定するボルト１０であって、前記ボルト１０は、頭部２０と軸部３０とを備え、前記軸部３０は、完全ネジ部３５と、同完全ネジ部３５より基端側に位置し、ネジが形成されていない非ネジ部３３とを有し、前記非ネジ部３３は、前記完全ネジ部３５の内径ｄ１よりも小さい直径φを有する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

螺合した相手材との間で被固定材を固定するボルトであって、
前記ボルトは、頭部と軸部とを備え、
前記軸部は、完全ネジ部と、同完全ネジ部より基端側に位置し、ネジが形成されていない非ネジ部とを有し、
前記非ネジ部は、前記完全ネジ部の内径よりも小さい直径を有するボルト。

【請求項2】

前記非ネジ部は、１ｍｍ～１０ｍｍの長さである請求項１に記載のボルト。

【請求項3】

前記非ネジ部は、前記完全ネジ部の内径より０．１ｍｍ～１ｍｍ小さい直径である請求項２に記載のボルト。

【請求項4】

前記ボルトはステンレス鋼にて形成されている請求項３に記載のボルト。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、螺合した相手材との間で被固定材を固定するボルトに関する。

【背景技術】

【0002】

ボルトは雄ネジを有し、相手材に形成された雌ネジに螺合して被固定材を締め付けて固定する用途等に用いられる。ボルトは、軸部のうち頭部側の一定範囲にネジが形成されていない非ネジ部と不完全ネジ部とからなる円筒部を有する。そして、この円筒部よりも先端（ネジ先）側に完全な雄ネジが形成された完全ネジ部を有するものがある（特許文献１の各図）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】意匠登録第１５２０２４１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、特許文献１に記載のボルト１１０は、軸部１３０のうち頭部１２０寄りの一定範囲が円筒部１３１となっており、その直径は完全ネジ部１３５のネジの頂部の径（外径）と同程度で谷底の径（内径）よりも大きい。一方、ボルト１１０を螺合する相手材１４０にはネジ孔１４１が形成されており、ネジ孔１４１に形成された雌ネジ１４２の内径は、ボルト１１０の完全ネジ部１３５の内径よりもわずかに大きくかつ外径よりも小さい。

【0005】

このため、螺合したボルト１１０の円筒部１３１が相手材１４０のネジ孔１４１の前端に到達すると、相手材１４０の雌ネジ１４２とボルト１１０の円筒部１３１とが干渉してボルト１１０の回転が規制される。そして、ボルト１１０はそれ以上、相手材１４０内への進入ができなくなる。

【0006】

ここで、ボルト１１０と相手材１４０とにより被固定材１５０を固定する場合を検討する。被固定材１５０にはボルト１１０の軸部１３０に挿通可能な挿通孔１５１が形成されている。被固定材１５０の厚みがボルト１１０の円筒部１３１の長さよりも厚い（長い）場合は、ボルト１１０の円筒部１３１が相手材１４０のネジ孔１４１の前端に到達する前に被固定材１５０をボルト１１０と相手材１４０との間で締め付けて固定することができる。

【0007】

一方、図４（ａ）に示すように、被固定材１５０の厚みが円筒部１３１の長さよりも薄い（短い）場合について説明する。図４（ｂ）に示すように、螺合したボルト１１０の円筒部１３１が相手材１４０のネジ孔１４１の前端に到達した段階では、まだ被固定材１５０は締め付けられていない。しかし、ボルト１１０の円筒部１３１が相手材１４０のネジ孔１４１の前端に干渉して回転が規制されるため、ボルト１１０は相手材１４０に対してそれ以上奥に進入することができない。このため、ボルト１１０の円筒部１３１の長さと被固定材１５０の厚みによってはボルト１１０と相手材１４０による被固定材１５０の固定ができないという問題がある。

【0008】

そこで、本発明は、被固定材の厚みに関わらず被固定材を固定することを可能とする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】

【0009】

上記課題を解決するボルトは、螺合した相手材との間で被固定材を固定するボルトであって、前記ボルトは、頭部と軸部とを備え、前記軸部は、完全ネジ部と、同完全ネジ部より基端側に位置し、ネジが形成されていない非ネジ部とを有し、前記非ネジ部は、前記完全ネジ部の内径よりも小さい直径を有する。これにより相手材は非ネジ部には干渉しない。

【0010】

前記非ネジ部は、１ｍｍ～１０ｍｍの長さである。これにより、ボルトを薄い被固定材にも使用することができる。
前記非ネジ部は、前記完全ネジ部の内径より０．１ｍｍ～１ｍｍ小さい直径である。これにより、非ネジ部と相手材との間にクリアランスを確保することができる。

【0011】

前記ボルトはステンレス鋼にて形成されている。これにより強度、耐食性を確保することができる。

【発明の効果】

【0012】

本発明のボルトによれば、被固定材の厚みに関わらず被固定材を固定することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】図１（ａ）はボルトの側面図、図１（ｂ）はボルトの平面図。

【図2】図２（ａ）、図２（ｂ）、図２（ｃ）はそれぞれボルトと厚板とによる板材の固定を示す説明図。

【図3】図３（ａ）、図３（ｂ）、図３（ｃ）はそれぞれボルトとナットとによる板材の締め付けを示す説明図。

【図4】図４（ａ）、図４（ｂ）はそれぞれ従来技術のボルトによる板材の締め付けを示す説明図。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、本発明を具体化した六角穴付き極低頭ボルト（以下、単に「ボルト」という）１０の一実施形態を図１～図２にしたがって説明する。また、このボルト１０に螺合する相手材としての厚板４０、及びこれらの使用方法についても説明する。

【0015】

（ボルト１０）
図１（ａ）に本実施形態のボルト１０の側面図を示す。ボルト１０は頭部２０と軸部３０とからなり、両者はステンレス鋼により一体形成されている。なお、本実施形態のボルト１０を説明する場合、図１（ａ）の左右方向をボルト１０及びこれを構成する各部の長さ方向という。図１（ａ）、図１（ｂ）の上下方向、及び図１（ｂ）の左右方向をボルト１０及びこれを構成する各部等の径方向という。また、ボルト１０の頭部２０の説明にあっては図１（ａ）中の左側の面、具体的には図１（ｂ）に図示されている面を表面２１といい、その反対側の面を座面２２という。さらに、ボルト１０の軸部３０の説明にあっては図１（ａ）の長さ方向において、頭部２０と接続している側となる図中左（側）を基端（側）、図中右（側）のいわゆるネジ先を先端（側）という。

【0016】

図１（ａ）、図１（ｂ）に示すように、ボルト１０の頭部２０は一定の直径及び長さを有する円盤状をなしている。頭部２０の表面２１は平坦な面となっており、表面２１の外周縁は面取り加工されている。また、頭部２０の表面２１中央には有底の六角穴２３が長さ方向に形成されている。この六角穴２３は六角レンチ等の工具を差し込むための穴であり、ボルト１０のサイズ等により大きさも異なる。六角穴２３の底部は円錐状となってその先端は長さ方向において軸部３０に達している。円盤状をなす頭部２０の中心と六角穴２３の中心（対角線の交点）は同心である。

【0017】

図１（ａ）に示すように、軸部３０は頭部２０と一体に形成されており、頭部２０の座面２２から軸部３０が先端に向けて延びている。軸部３０は、基端から先端に向かって順に円筒部３１とネジ部３２とが形成されている。円筒部３１は外周面にネジが形成されていない非ネジ部３３と、非ネジ部３３からネジ部３２に向けて拡径するとともに不完全なネジが形成されている不完全ネジ部３４とからなる。また、ネジ部３２は、不完全ネジ部３４に連続して形成されている完全ネジ部３５と、完全ネジ部３５の先端に形成されている面取り部３６とからなる。

【0018】

軸部３０の長さ、いわゆる首下長さは特に規定がなく、ネジの呼び径等により設定することができる。一例として、呼び径Ｍ３であれば３～７ｍｍ、Ｍ４であれば４～９ｍｍ、Ｍ５、Ｍ６であれば５～１１ｍｍを採用することができる。

【0019】

図１（ａ）に示すように、非ネジ部３３は、頭部２０の座面２２から垂直に延び、断面円形の一定の直径φを有する円筒状をなす。非ネジ部３３の外周面にはネジは形成されていない。なお、非ネジ部３３を含む軸部３０は中実に形成されているが、図１（ａ）に示すように、非ネジ部３３の基端側には頭部２０の表面２１に形成された六角穴２３の先端が位置している。非ネジ部３３は後述する完全ネジ部３５の谷底の径（内径）ｄ１よりも小さい直径φに形成されている。具体的には、非ネジ部３３の直径φは完全ネジ部３５の内径ｄ１よりも０．１ｍｍ～１ｍｍ小さくすることができる。非ネジ部３３の長さは特に規定はなく、例えば呼び径Ｍ３であれば１．７ｍｍ、Ｍ４であれば２．３ｍｍ、Ｍ５であれば２．４ｍｍ、Ｍ６であれば２．６ｍｍを採用することができる。これらから、非ネジ部３３の長さは１ｍｍから１０ｍｍの範囲とすることができる。非ネジ部３３は切削により形成することができる。

【0020】

不完全ネジ部３４は、非ネジ部３３と完全ネジ部３５との境界に位置する部位である。不完全ネジ部３４は、ネジが形成されていない非ネジ部３３から完全ネジ部３５へ向かってテーパ状に拡径するとともに山形が不完全なネジが形成されており、ネジは先端に向かうほど山形が高くなって完全ネジ部３５に至る。不完全ネジ部３４の長さは特に規定はなく、呼び径によって異ならせることができ、ネジのピッチで換算すれば０．５～２ピッチとすることができる。

【0021】

図１（ａ）に示すように、完全ネジ部３５は、完全な雄ネジが形成された部分である。完全ネジ部３５に形成されている雄ネジは、呼び径に対応して規定のピッチ、内径ｄ１及び頂部の径（外径）ｄを有する形状にて形成されている。また、完全ネジ部３５の長さは特に規定はなく、円筒部３１の長さ等のバランスをとって決めることができる。そして、完全ネジ部３５の内径ｄ１は、非ネジ部３３の直径φよりも大きい、ｄ１＞φとなる。

【0022】

図１（ａ）に示すように、面取り部３６は、完全ネジ部３５の先端に形成され、先端に向かうほど縮径する部分である。この面取り部３６は山形が不完全なネジが形成された不完全ネジ部でもある。

【0023】

（厚板４０）
図２（ａ）に示すように、ボルト１０の螺合相手となる厚板４０には前に開口したネジ孔４１が形成されており、その内周面にはボルト１０の完全ネジ部３５に螺合可能な内径Ｄ１を有する雌ネジ部４２が形成されている。ボルト１０の内径ｄ１と厚板４０の内径Ｄ１との関係は、Ｄ１＞ｄ１となる。厚板４０はステンレス鋼等の金属材料により形成されており、ネジ孔４１はボルト１０の軸部３０よりも長く形成されているが図示は省略する。なお、図２の厚板４０のうち右を奥、左を前という。

【0024】

（ボルト１０の使用方法）
次に本実施形態のボルト１０を用いて厚板４０に１枚の板材（被固定材）５０を固定する方法について説明する。固定する板材５０にはボルト１０の完全ネジ部３５の外径ｄより大きく、ボルト１０の頭部２０及びナット６０の直径よりも小さな貫通孔５１が予め形成されている。また、使用する板材５０の厚さはボルト１０の円筒部３１の長さより薄い（短い）ものとする。

【0025】

図２（ａ）に示すように、厚板４０のネジ孔４１の前に板材５０の貫通孔５１を位置合わせして配置し、板材５０の貫通孔５１及び厚板４０のネジ孔４１にボルト１０の軸部３０を挿入する。ネジ孔４１には雌ネジ部４２が形成されており、ボルト１０の完全ネジ部３５が螺合可能である。図示しない工具等によりボルト１０を回転させ、ボルト１０の軸部３０を厚板４０のネジ孔４１の奥に移動して締め付けていく。

【0026】

図２（ｂ）に示すように、ボルト１０の完全ネジ部３５の基端が厚板４０のネジ孔４１の開口端である前端に到達すると、厚板４０の雌ネジ部４２とボルト１０の完全ネジ部３５との螺合が解除可能となる。ボルト１０の回転を続けると、完全ネジ部３５との螺合が解除された部分の厚板４０の雌ネジ部４２は不完全ネジ部３４を経て非ネジ部３３に移動する。ここで、非ネジ部３３の直径φは完全ネジ部３５の内径ｄ１より小さい。このことは、非ネジ部３３の直径φは、厚板４０の雌ネジ部４２の内径Ｄ１よりも小さいことを意味し、Ｄ１＞ｄ１＞φとなる。このため、厚板４０の雌ネジ部４２と軸部３０の非ネジ部３３との間にはクリアランスが存在し、厚板４０の雌ネジ部４２はボルト１０の非ネジ部３３に干渉しない。

【0027】

これにより、ボルト１０の非ネジ部３３が厚板４０のネジ孔４１の前端に到達しても、ボルト１０の回転が規制されることはない。このため、その後も図２（ｃ）に示すように、ボルト１０を継続して回転させ、厚板４０内を奥に移動させることができ、ボルト１０の頭部２０と厚板４０とにより板材５０を締め付けて固定することができる。なお、軸部３０の円筒部３１の長さが板材５０の厚みよりも短い場合も同様にボルト１０の頭部２０と厚板４０とにより板材５０を締め付けて固定することができる。

【0028】

上記実施形態のボルト１０によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）上記実施形態では、軸部３０は、完全ネジ部３５とネジが形成されていない非ネジ部３３とを有し、非ネジ部３３は完全ネジ部３５の内径ｄ１よりも小さい直径φを有する。このため、螺合したボルト１０の非ネジ部３３が厚板４０のネジ孔４１の前端に到達しても、非ネジ部３３がネジ孔４１の雌ネジ部４２に干渉することはない。ボルト１０は厚板４０に螺合したまま更に回転を継続することができ、ボルト１０の非ネジ部３３は厚板４０のネジ孔４１内を更に奥に移動することが可能となる。

【0029】

（２）ボルト１０と厚板４０とにより板材５０を固定する場合、非ネジ部３３の長さが板材５０の厚みよりも長くても、ボルト１０の非ネジ部３３は厚板４０のネジ孔４１内に進入することができる。このため、ボルト１０の頭部２０と厚板４０とにより板材５０を締め付けて固定することができる。

【0030】

（３）非ネジ部３３は１ｍｍ～１０ｍｍの長さである。このため、固定する板材５０が薄い場合であってもボルト１０を用いた締め付け固定が可能となる。
（４）非ネジ部３３は完全ネジ部３５の内径ｄ１より０．１ｍｍ～１ｍｍ小さい直径φである。このため、非ネジ部３３は螺合する厚板４０の雌ネジ部４２との干渉を防止する十分なクリアランスを確保することができる。

【0031】

（５）ボルト１０をステンレス製としているため、強度、耐食性に優れている。
なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
・本実施形態を六角穴付き極低頭ボルト１０にて具体化したが、他の頭部２０形状でもよい。例えば、小ねじタイプ、六角柱タイプ、又は他の形状の工具や手を掛け止めることができる形状の頭部２０としてもよい。

【0032】

・ボルト１０にステンレスを使用したが、他に鉄鋼、真鍮、アルミニウム、チタン、樹脂等を使用することができる。
・非ネジ部３３の直径φは厚板４０の雌ネジ部４２の内径Ｄ１に干渉しない大きさであればよく、厚板４０のサイズや材料等に応じてボルト１０の強度を保持することができる範囲で適宜設定することができる。

【0033】

・非ネジ部３３の長さはボルト１０の大きさ、材料、使用目的等に等に応じて変更してもよい。
・ネジが形成されていない非ネジ部３３は断面円形としたがこれに限られない。例えば断面多角形状の多角柱部としてもよい。この場合、厚板４０の雌ネジ部４２と干渉しないために多角柱部の断面対角線の長さが完全ネジ部３５の内径ｄ１よりも小さいことが必要となる。

【0034】

・非ネジ部３３は一定の直径φを有するものとしたが、長さ方向において直径φを変更してもよい。この場合、非ネジ部３３の端部側の直径φを大きくすることができる。非ネジ部３３の少なくとも一部が完全ネジ部３５の内径ｄ１よりも小さければ本発明に含まれる。

【0035】

・相手材として厚板４０を使用したが、相手材はボルト１０が螺合できるものであれば板状に限られない。ボルト１０が螺合可能な雌ネジ部４２を有するものであればよい。
・被固定材として１枚の板材５０を使用したが、被固定材は１つに限られず複数でもよい。また、被固定材は板状にも限られない。

【0036】

次に、相手材としてナット６０を使用する実施形態を図３にしたがって説明する。
図３に示すように、ナット６０はネジ孔６１を有する六角筒状をなすいわゆる六角ナットであり、ネジ孔６１にはボルト１０の完全ネジ部３５に螺合する内径Ｄ１の雌ネジ部６２が形成されている。ナット６０は使用するボルト１０の呼び径６等に対応した規定の市販品を使用することができ、詳細な説明は省略する。

【0037】

本実施形態のボルト１０を用いてナット６０に２枚の板材（被固定材）５０を固定する方法について説明する。固定する２枚の板材５０にはそれぞれボルト１０の完全ネジ部３５の外径ｄより大きく、ボルト１０の頭部２０及びナット６０の直径よりも小さな貫通孔５１が予め形成されている。また、使用する板材５０の合計厚さはボルト１０の円筒部３１の長さより薄い（短い）ものとする。

【0038】

図３（ａ）に示すように、ボルト１０の軸部３０に固定対象となる２枚の板材５０の貫通孔５１を外嵌させる。２枚の板材５０の厚みはボルト１０の円筒部３１の長さよりも短いため、２枚の板材５０をボルト１０の頭部２０の座面２２に接して位置させた場合には、板材５０の貫通孔５１からはボルト１０の軸部３０のうち円筒部３１が露出する。そして、ボルト１０の軸部３０にナット６０を螺合し、ナット６０を回転させて軸部３０の基端側へと移動させていく。

【0039】

図３（ｂ）に示すように、ナット６０が軸部３０の完全ネジ部３５の基端まで移動すると、基端側におけるナット６０の雌ネジ部６２とボルト１０の完全ネジ部３５との螺合が解除可能となる。ナット６０の回転を続けると、完全ネジ部３５との螺合が解除された部分のナット６０の雌ネジ部６２は不完全ネジ部３４を経て非ネジ部３３に移動する。ここで、非ネジ部３３の直径φは完全ネジ部３５の内径ｄ１より小さく、非ネジ部３３の直径φは、ナット６０の雌ネジ部６２の内径Ｄ１よりも小さい。このため、ナット６０の雌ネジ部６２と軸部３０の非ネジ部３３との間にはクリアランスが存在し、雌ネジ部６２は非ネジ部３３に干渉しない。

【0040】

これにより、ナット６０が回転しつつ完全ネジ部３５が軸部３０の非ネジ部３３に到達しても、ナット６０の回転及び移動は非ネジ部３３に規制されることはない。このため、その後も図３（ｃ）に示すように、ナット６０は継続して回転、移動することができ、ボルト１０の頭部２０とナット６０とにより２枚の板材５０を締結して固定することができる。なお、軸部３０の円筒部３１の長さが２枚の板材５０の厚みよりも短い場合は、板材５０からは円筒部３１は露出せず、同様にボルト１０の頭部２０とナット６０とにより２枚の板材５０を締付固定することができる。

【0041】

上記実施形態のボルト１０とナット６０による板材５０の固定によっても先の実施形態と同様の効果を得ることができる。
なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。

【0042】

・ボルト１０、ナット６０を用いた締結に座金を使用してもよい。また、ナット６０をダブルナットとしてもよい。
次に、上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想について、それらの効果とともに以下に追記する。

【0043】

（ａ）ボルトは、六角穴付き低頭ボルトである。この（ａ）に記載の発明によれば、ボルト１０の頭部２０を薄くすることができる。

【符号の説明】

【0044】

１０・・・ボルト
２０・・・頭部
３０・・・軸部
３１・・・円筒部
３２・・・ネジ部
３３・・・非ネジ部
３４・・・不完全ネジ部
３５・・・完全ネジ部
３６・・・面取り部
４０・・・厚板（相手材）
５０・・・板材（被固定材）
６０・・・ナット（相手材）
φ・・・（非ネジ部３３の）直径
ｄ１・・・（完全ネジ部３５の）内径
ｄ・・・（完全ネジ部３５の）外径
Ｄ１・・・（雌ネジ部４２、６２の）内径

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】