(57)【要約】【課題】より高いゆるみ止め効果を奏する締結部材を提供すること。【解決手段】雄ねじ構造を有し、そのねじ山の山頂部から谷部に向かって順に、上部、空間部、及び下部を備える締結部材であって、前記上側部は基準面よりも外側に膨出する膨出部を備え、前記空間部は前記膨出部の下縁から前記ねじ山の山頂部方向に形成され、前記下部の側面は前記基準面に沿うか、又は前記基準面よりも内側に位置し、雌ねじ構造を有する相手側締結部材に締結したとき、前記上部の形成材料が弾性変形して前記空間部が変形し、前記上部がスプリングバックして前記相手側締結部材のねじ山との間に生じる摩擦力が増加することを特徴とする締結部材とする。
2008081721.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
雄ねじ構造を有し、そのねじ山の山頂部から谷部に向かって順に、上部、空間部、及び下部を備える締結部材であって、
前記上部は基準面よりも外側に膨出する膨出部を備え、
前記空間部は前記膨出部の下縁から前記ねじ山の山頂部方向に形成され、
前記下部の側面は前記基準面に沿うか、又は前記基準面よりも内側に位置し、
雌ねじ構造を有する相手側締結部材に締結したとき、前記上部の形成材料が弾性変形して前記空間部が変形し、前記上部がスプリングバックして前記相手側締結部材との間に生じる摩擦力が増加することを特徴とする締結部材。
【請求項２】
前記膨出部は、前記ねじ山の山頂部から前記上部の下縁に形成され、前記ねじ山の山頂部から前記上部の下縁に近づくにつれて漸次膨出することを特徴とする、請求項１に記載の締結部材。
【請求項３】
前記膨出部によって形成されるねじ山の角度が非締結時に６０°より大きく９０°以下であることを特徴とする、請求項１または２に記載の締結部材。
【請求項４】
雄ねじ構造を有し、そのねじ山の山頂部から谷部に向かって順に、上部、空間部、及び下部を備える締結部材の製造方法であって、以下のステップからなる締結部材の製造方法；
（ａ）前記下部の側面を付形し、上部形成用凸条部を形成するステップと、
（ｂ）前記上部形成用凸条部を変形して、基準面よりも外側に膨出する膨出部を備えるように前記上部の側面を付形し、前記上部と前記下部の間に、前記上部の下縁から前記ねじ山の山頂部方向に向かう空間部を形成するステップ。
【請求項５】
前記ステップｂにおいて、前記膨出部により形成される前記上部のねじ山の角度を６０°より大きく９０°以下に形成することを特徴とする、請求項４に記載の締結部材の製造方法。
【請求項６】
隣接する前記ねじ山の前記下部によって形成されるねじ谷の角度が６０°より大きく１８０°より小さいことを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の締結部材。
【請求項７】
前記膨出部の側面は、前記基準面の内側に向けて湾曲していることを特徴とする、請求項１〜３、または６のいずれか一項に記載の締結部材。
【請求項８】
前記膨出部の下縁近傍領域は前記基準面に近づくように湾曲していることを特徴とする、請求項１〜３、６または７のいずれか一項に記載の締結部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はおねじ構造を有する締結部材の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ボルトやナットなどのねじ構造を有する締結部材が広く使用されている。実際にボルトをナットに締めこむことを可能にするためには、ボルトの外径及び有効径、ナットの内径及び有効径について、寸法上の公差を設ける必要がある。その一方で、公差によりゆるみが生じる可能性がある。従来、このゆるみの発生を防止するために種々の工夫がなされている。特許文献１には、雄ねじのねじ山先端に、ねじの軸に垂直な方向にスリットが設けられた締結部材であって、雄ねじのねじ山先端には雌ねじに圧接する先端圧接部が設けられ、雄ねじの側面には雌ねじの側面に圧接する根元圧接部が設けられた締結部材が開示されている。この締結部材では、雄ねじを雌ねじに締め付けると、根元圧接部が雌ねじに圧接することにより、雄ねじ先端においてスリットが開く方向に力が働く。これにより、雄ねじ先端の先端圧接部は雌ねじへ積極的に圧接されることとなる。このように雄ねじのねじ山において先端圧接部と根元圧接部の２点で雌ねじに圧接されることによりゆるみ止め効果を奏している。また、別の方法としてボルト又はナットのねじ山の一部に樹脂被膜層を設け、かかる樹脂被膜層とともに締め付けることでゆるみ止めを行う方法等が知られている。【０００３】
【特許文献１】特許公報第２７２４０９９号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に開示された締結部材では、雄ねじは先端圧接部と根元圧接部の２点で雌ねじに接する。そのため雄ねじのねじ山において雌ねじと接する面積は実質的に小さく、そこに生じる摩擦力も大きいものではない。従って、十分なゆるみ止め効果を発揮するには改良の余地がある。また、樹脂被膜層によりゆるみ止めを行う方法では、再使用時に樹脂被膜層を再度形成しなければならず、手間がかかる。
ところで、ねじ構造を有する締結部材は例えば図１に示すように、ボルト１０１とナット１０２からなり、ボルトの座面１０３とナットの座面１０４により部材１０７と部材１０８を強固に押圧することにより締結するものである。かかる押圧荷重は、ボルト１０１のねじ山１０５とナット１０２のねじ山１０６にかかる。一般的に図１に示すようにボルト１０１とナット１０２を締結したとき、ボルト１０１のねじ山１０５にかかる全荷重のおよそ６０％の荷重が第１ねじ山１０９にかかり、残りのおよそ４０％は他のねじ山にかかる。このように、第１ねじ山１０９は他のねじ山に比べて多くの荷重がかかるため、第１ねじ山１０９に変形や破損が生じ易く、ねじの耐久性を低下させる原因の一つとなっていた。
そこで、本発明はより高いゆるみ止め効果を奏する締結部材を提供することを目的の一つとする。また、容易に再使用することができる締結部材を提供することも目的とする。さらに、第１ねじ山への荷重の集中が防止される締結部材を提供することも目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は以上の課題を達成するために、以下に示す締結部材を提供する。即ち、
雄ねじ構造を有し、そのねじ山の山頂部から谷部に向かって順に、上部、空間部、及び下部を備える締結部材であって、
前記上部は基準面よりも外側に膨出する膨出部を備え、
前記空間部は前記膨出部の下縁から前記ねじ山の山頂部方向に形成され、
前記下部の側面は前記基準面に沿うか、又は前記基準面よりも内側に位置し、
雌ねじ構造を有する相手側締結部材に締結したとき、前記上部の形成材料が弾性変形して前記空間部が変形し、前記上部がスプリングバックして前記相手側締結部材との間に生じる摩擦力が増加することを特徴とする締結部材とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の締結部材は、膨出部を備えるねじ山上部の弾性変形を許容する空間部を備える。かかる締結部材を雌ねじ構造を有する相手側締結部材に締結すると、膨出部は雌ねじのねじ山により押圧される。これにより、雄ねじのねじ山の形成材料が弾性変形して空間部の容積が縮小し、相手側締結部材のねじ山に対してスプリングバックする。その結果、相手側締結部材との間の摩擦力が増加し、高いゆるみ止め効果を奏する。さらに、膨出部は締結状態において、相手側締結部材のねじ山にスプリングバックするため、相手側締結部材との締結部において、本締結部材の第１ねじ山にかかる荷重が他のねじ山へ分散されることとなる。その結果、第１ねじ山への荷重の集中が緩和され、耐久性の低下が防止される。また、このようなスプリングバックにより、本締結部材と相手側締結部材との間に十分な摩擦力が確保される。その結果、ゆるみが防止される。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１は従来の締結部材１０１の模式図である。
【図２Ａ】図２Ａは本発明の一態様における、非締結状態のねじ山１０における山頂部側の縦断面の一部拡大図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは本発明の一態様における、非締結状態のねじ山１０における谷部側の縦断面の一部拡大図である。
【図３】図３Ａは本発明の締結部材１の非締結状態における正面図であり、図３Ｂは締結状態における正面図（一部透過図）である。
【図４】図４は非締結状態のねじ山１０の縦断面図である。
【図５】図５Ａは図３Ａの縦断面一部拡大図であり、図５Ｂは図３Ｂの縦断面一部拡大図である。
【図６】図６は本発明の締結部材１のねじ山１０の形成工程における断面模式図である。
【図７】図７は本発明の他の実施例である締結部材（ボルト）７００のねじ山７１０の非締結状態における縦断面図である。
【図８】図８Ａは非締結状態のねじ山７１０の縦断面であり、図８Ｂは締結状態のねじ山７１０の縦断面である。
【図９】図９は本発明の締結部材７００のねじ山７１０の形成工程における断面模式図である。
【符号の説明】
【０００８】
１  ７００  締結部材（ボルト）
１０  ７１０  ねじ山
１０ａ  基準面
１１  ７１０  上部
１２  ７１２  膨出部
１３  ７１３  山頂部
１４  ７１４  下縁
１５  ７１５  側面
７１６  下縁近傍領域
１６  ７１７  上側部形成用凸条部
７１８  壁面
２０  ７２０  空間部
２１  ７２１  上面
２２  下面
２３  最深部
３０  下部
４０  連結部
６  相手側締結部材（ナット）
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の締結部材における構成要素について詳細に説明する。
本発明の第１の局面における締結部材は雄ねじ構造を有し、そのねじ山の山頂部からねじ谷部に向かって順に、上部、空間部、及び下部を備える。本明細書でいう「雄ねじ構造」とは、円柱状の本体部において、その側面に先端部へ向かって螺旋状に形成されたねじ山とねじ谷を有する構造を指す。雄ねじ構造としては、例えばメートルねじ、ユニファイねじ又はウィットねじを採用することができる。なお、本明細書において「上側」とは、ねじ山に対して山頂部側を示し、「下側」とはねじ山に対して谷部側を示す。【００１０】
ねじ山の上部は基準面よりも外側に膨出する膨出部を備える。本明細書における「基準面」とは、規格されたねじのねじ山の側面を指す。本発明の締結部材の雄ねじ構造としてメートルねじを採用する場合は、基準面をメートルねじのねじ山の側面とし、本発明の締結部材の雄ねじ構造としてウィットねじを採用する場合は、基準面をウィットねじのねじ山の側面とする。なお、メートルねじのねじ山の角度は６０°であり、ウィットねじのねじ山の角度は５５°である。膨出部は上部の一部に設けても良いし、全体に設けても良い。即ち、膨出部の外側面が上部の側面の一部又は全部となる。かかる膨出部によれば、雌ねじ構造を有する相手側締結部材に締結したとき、後述するようにねじ山の上部の形成材料が弾性変形して、膨出部がスプリングバックすることにより相手側締結部材との間に生じる摩擦力が増加する。その結果、高いゆるみ止め効果を奏する。膨出部は、ねじ山の山頂部側から上部の下縁側へ連続的又は段階的に膨出するように設けることが好ましい。中でもねじ山の山頂部から上部の下縁まで漸次膨出するように設けることがより好ましい。このようにすれば、膨出部と雌ねじのねじ山とが接する面積が大きくなるため、より大きな摩擦力を得ることができ、高いゆるみ止め効果を奏するからである。雄ねじ構造としてメートルねじを採用する場合は、膨出部によって形成されるねじ山の角度は非締結状態において、好ましくは６０°より大きく９０°以下、さらに好ましくは６０°より大きく８０°以下、さらにさらに好ましくは６０°より大きく７０°以下である。また、雄ねじ構造としてウィットねじを採用する場合は、膨出部によって形成されるねじ山の角度は非締結状態において、好ましくは５５°より大きく８５°以下、さらに好ましくは５５°より大きく７５°以下、さらにさらに好ましくは５５°より大きく６５°以下である。このようにすれば、後述するように、雌ねじへの締結時にねじ山の形成材料が弾性変形した状態において、膨出部によって形成される上部側面の略全面が雌ねじへ接することとなり、より大きな摩擦力を得ることができる。その結果、より高いゆるみ止め効果が得られる。【００１１】
空間部は膨出部の下縁から前記ねじ山の山頂部方向に形成される。本発明の一態様における、非締結状態のねじ山１０における山頂部側の縦断面の模式図を図２Ａに示す。図２Ａに示すように、ねじ山１０は上部１１、空間部２０を備える。上部１１は基準面１０ａよりも外側に膨出する膨出部１２を備える。膨出部１２はねじ山１０の山頂部１３から上部１１の下縁１４まで漸次膨出している。即ち、上部１１の側面１５は縦断面において山頂部１３と下縁１４を結ぶ直線となっている。なお、山頂部１３におけるねじ山の角度θ１は７０°である。空間部２０は上面２１と下面２２により規定される空間であって、下縁１４から山頂部１３方向に形成されている。詳細には以下の通りである。下縁１４を通りねじの軸に平行な仮想直線Ａと山頂部１３との距離をｄＡとし、空間部２０の最深部２３を通りねじの軸に平行な仮想直線Ｂと山頂部１３との距離をｄＢとするとき、ｄＡ＞ｄＢとなるように空間部２０が形成されている。空間部２０の下側には後述する下部３０が形成されている。このように、空間部をねじ山の山頂部方向に形成すれば上部の形成材料が当該空間部へ移動するので、締結時におけるねじ山の形成材料の弾性変形によって、高いスプリングバック効果が生じることとなる。これにより、大きな摩擦力を得ることができ、高いゆるみ止め効果を奏する。空間部の配置は特に限定されない。例えば、空間部の最深部と山頂部との距離がねじ山の高さの1/2となるように空間部を形成することができる。即ち空間部をねじ山の略中央に形成することができる。【００１２】
本発明の締結部材を、雌ねじ構造を有する相手側締結部材に締結したとき、ねじ山の形成材料が弾性変形して空間部が変形する。即ち、図２Ａに示すねじ山１０では上部１１の形成材料が変形して面２１が面２２に近接する。従って、空間部は、ねじ山の形成材料が弾性変形するときの、形成材料が移動するための空間となる。この空間により、ねじ山の形成材料が弾性変形することが許容されることとなる。空間部の容積は、膨出部の容積以上であることが好ましい。締結時にねじ山の形成材料が弾性変形するための空間が十分確保されるからである。ここで、空間部の容積とは、基準面からねじ山内側へ窪んだ領域の容積を指す。図２Ａに示すねじ山１０では、空間部２０の容積は符号２４で示す領域の容積である。【００１３】
下部は空間部の下側に形成され、締結部材の軸部（雄ねじの軸部）へ繋がっている。下部の側面は、基準面に沿うか、または下部の側面は基準面よりも内側に位置する。例えば、隣接するねじ山との谷部の角度θ３が６０°より大きく１８０°より小さく、好ましくは７５°以上１６０°以下、より好ましくは１２０°以上１４５°以下となるように、下部の側面を規定することができる。このような形状とすることにより、マイクロねじのような極小サイズのねじに対してもねじ山を容易に形成することができる。下部の側面は、基準面より内側に位置しかつ基準面の内側に向けて湾曲することが好ましい。中でも、ねじの軸部に垂直な縦断面において、下部の側面が円弧の一部に沿う形状、即ちＲ形状であることが好ましい。ねじ山の形成が容易となるとともに、既述の空間部が十分確保されることとなり、高いゆるみ止め効果を奏する。さらに転造ダイスの寿命が延びるため生産コストを低減することができる。なお、下部の側面が基準面の内側に向けて湾曲するＲ形状の面である場合は、ねじ山の谷の角度は、軸部に垂直な縦断面において下部の側面の最下部における接線のなす角度とする。また、ねじ山の谷の底部は、ねじ山の下部のＲ形状の側面に連続するＲ形状とすることができる。
本発明の一態様における、非締結状態の隣接するねじ山１０ｂの谷部の縦断面の模式図を図２Ｂに示す。図２Ｂに示すように、下部３０ａの側面３１ａは基準面１０ａよりも内側に位置しており、Ｒ形状を有し、空間部２０を規定する壁面になだらかに続く曲面となっている。図２Ｂにおいて、側面３１ａの最下部３１ｂ（即ち、軸部との連結部）における接線３１ｃの角度（即ち、谷部の角度）θ３は約１４５°であり、基準面１０ａの谷部の角度（θ４＝６０°）よりも大きい。【００１４】
本発明における締結部のねじ山のピッチは特に限定されないが、メートルねじ、ユニファイねじ又はウィットねじなどで規定されるピッチを採用することが好ましい。既存の非締結部材に対して本発明の締結部材を使用することができるからである。【００１５】
本発明の他の局面は、以下の通りである。即ち、雄ねじ構造を有し、そのねじ山の山頂部から谷部に向かって順に、上部、空間部、及び下部を備える締結部材の製造方法であって、以下のステップからなる締結部材の製造方法；（ａ）前記下部の側面を付形し、上部形成用凸条部を形成するステップと、（ｂ）前記上部形成用凸条部を変形して、基準面よりも外側に膨出する膨出部を備えるように前記上部の側面を付形し、前記上部と前記下部の間に、前記上部の下縁から前記ねじ山の山頂部方向に向かう空間部を形成するステップ、である。
かかる製造方法ではステップａにおいて、まず、ねじ山の下部及び上部形成用凸条部を形成する。形成方法としては、平ダイス式、丸ダイス式、プラネタリダイス式、ロータリーダイス式等の転造、切削、鋳造、鍛造など公知のねじ山形成方法を採用することができる。ステップａにおいて下部の側面は基準面に沿うように形成される。さらに下部の上に上部形成用凸条部が形成される。上部形成用凸条部の形状は特に限定されないが、例えば、ねじ軸に平行な面における縦断面の形状が矩形となるように形成することができる。ステップｂにおいて、ステップａで形成した上部形成用凸条部を変形する方法は特に限定されず、例えば、所定形状の金型を押し付ける転造加工や旋盤などによる切削加工により上部形成用凸条部を変形する。上部形成用凸条部を変形することにより、基準面よりも外側に膨出する膨出部を形成して上部のねじ山側面を付形する。さらに上部と下部の間に空間部を形成する。空間部は上部の下縁からねじ山の山頂部方向に向かうように形成される。
以下に本発明の実施例について説明する。
【実施例１】
【００１６】
本発明の締結部材１の非締結状態における正面図を図３Ａに示し、締結状態における正面図（一部透過図）を図３Ｂに示す。締結部材１はメートルねじに準ずる雄ねじ構造を有する（以下「ボルト１」という）。図３Ａに示すようにボルト１は頭部２、円筒部３、ねじ部４を備える。ねじ部４にはねじ山１０がメートルねじで規定されるピッチで形成されている。図３Ｂに示すように、ボルト１は、被締結部材５１、５２に設けられた貫通孔を経て、雌ねじ構造を有する相手側締結部材６（以下「ナット６」という）へ締め付けられる。これにより、ボルト１の座面７とナット６の上面により、被締結部材５１、５２が固定される。図４にねじ山１０の縦断面図を示す。図４に示すように、ねじ山１０は上部１１、空間部２０及び下部３０からなる。上部１１は基準面１０ａよりも外側に膨出する膨出部１２を備える。膨出部１２はねじ山１０の山頂部１３から上部１１の下縁１４まで漸次膨出している。これにより、図４に示すように、上部１１におけるねじ山１０の側面１５は縦断面において山頂部１３と下縁１４を結ぶ直線となっている。なお、ねじ山１０の角度θ１は７０°である。また、基準面１０ａのなす角度θ２は６０°である。空間部２０は上面２１と下面２２により規定される空間であって、下縁１４から山頂部１３方向に形成されている。空間部２０の下側には下部３０が形成されている。なお、空間部２０の容積（符号２４で示す領域の容積）は膨出部１２の容積と同じか若しくはそれ以上とする。下部３０の側面３１は基準面１０ａに沿う。非締結状態では、ボルト１のねじ山１０は、膨出部１２が基準面１０ａから外側に膨出した状態である。【００１７】
非締結状態のねじ山１０の縦断面を図５Ａに示し、締結状態のねじ山１０の縦断面図５Ｂに示す。図５Ａに示すように非締結状態であったねじ山１０は、ボルト１をナット６へ締結すると、図５Ｂに示すようにその形成材料が弾性変形して空間部２０が変形する。これにより、膨出部１２はナット６のねじ山に対してスプリングバックしてボルト１とナット６との間の摩擦力が増加し、高いゆるみ止め効果を奏する。さらに、膨出部１２は、山頂部１３から上部１１の下縁１４まで漸次膨出するように形成されているため、膨出部１２のナット６側の面において略全面でナット６のねじ山と接することとなる。これにより、ナット６と接する面積が大きくなるため、より大きい摩擦力が生じ、高いゆるみ止め効果を奏する。また、膨出部１２はナット６のねじ山側面に対してスプリングバックするため、ボルト１のねじ山１０にかかる荷重は、ナット６のねじ山側面に接する複数のねじ山１０に分散される。これにより、第１ねじ山への荷重の集中が緩和され、耐久性の低下が防止される。また、このようなスプリングバックにより、ボルト１とナット６との間において、十分な摩擦力が確保されるため、ゆるみが防止される。さらに、本発明のボルト１は締結状態において、ねじ山１０の形成材料が弾性変形するが、非締結状態に戻せばねじ山１０は元の状態、即ち、上部１１に基準面１０ａよりも外側に膨出する膨出部１２を備える状態に戻るため、容易に再使用することができる。【００１８】
次に本発明のボルト１の製造方法を説明する。ボルト１のねじ山１０の形成工程の断面模式図を図６に示す。図６に示すように、まず、ボルト粗材１００の円筒部（図６（ａ）参照）に対して、転造によりねじ山１０の下部３０の側面３１を付形し、上部形成用凸条部１６を第1の転造ダイスを用いて形成する（図６（ｂ）を参照）。下部３０の側面３１のなす角度は６０°である。上部形成用凸条部１６の形状は縦断面において、ボルト１の軸方向（図６では紙面左右方向）に垂直な軸４１を対称軸とする左右対称の矩形である。さらに、縦断面において上部形成用凸条部１６の幅ａと下部３０上端の幅ｂの長さの比は、ａ：ｂ＝１：３である。なお、上部形成用凸条部１６の幅ａと下部３０上端の幅ｂの長さの比はこれに限定されるものではなく、例えばａ：ｂ＝１：２〜５とすることができる。上部形成用凸条部１６は、縦断面において軸４１がねじ山１０の下部３０の中心軸に一致するように、連結部４０を介してねじ山１０の下部３０の上に形成される。連結部４０の面２２は後に形成される空間部２０を規定する面となる。面２２とボルト１の軸とのなす角αは約２０°である。なお、面２２とボルト１の軸とのなす角αはこれに限定されものではなく、例えば１°〜３０°、好ましくは１０°〜３０°とすることができる。
次いで、上部形成用凸条部１６に対してねじ山１０の山頂部に７０°の角度を付形する金型を押し付けて、上部１１を第２の転造ダイスを用いて形成する（図６（ｃ））。これにより、上部１１に膨出部１２を形成すると同時に、上部１１と下部３０との間に空間部２０を形成する。空間部２０は、膨出部１２の裏面側の面２１と連結部４０の面２２により規定される。ここで、上部形成用凸条部１６の幅ａは下部３０の上端の幅ｂよりも小さいため、空間部２０が確実に形成されることとなる。さらに、面２０はボルト１の軸とのなす角が約２０°で山頂に向かって傾斜している。これにより空間部２０が山頂方向に向かうように形成される。
このように二段階の工程を経てボルト１のねじ山１０を形成する。このようにすれば、上部１１のねじ山側面を形成するとともに、山頂部１３側に向かう空間部２０を形成することができる。このように二工程で加工するものであるが、第１の転造ダイスと第２の転造ダイスを連ねることにより一工程で加工することも可能である。
【実施例２】
【００１９】
本発明の他の実施例である締結部材（ボルト）７００のねじ山７１０の非締結状態における縦断面図を図７に示す。図７に示すように、ねじ山７１０は上部７１１、空間部７２０及び下部７３０からなる。上部７１１は基準面１０ａよりも外側に膨出する膨出部７１２を備える。膨出部７１２はねじ山７１０の山頂部７１３から上部７１１の下縁７１４まで漸次膨出している。さらに上部７１１の下縁近傍領域７１６は、基準面１０ａに近づくように緩やかに湾曲して、Ｒ形状となっている。空間部７２０は下縁７１４から山頂部７１３方向に形成されている空間である。空間部７２０の下側には下部７３０が形成されている。下部７３０の側面７３１は、基準面１０ａよりも内側に位置しており、基準面１０ａの内側に向けて湾曲するＲ形状を有し、空間部７２０の壁面に連続するように緩やかに湾曲している。隣接するねじ山７１０との間のねじ谷部の角度θ３は約１４５°である。ねじ山７１０の山頂部７１３の角度θ５は約７０°であり、一方、基準面１０ａのなす角度θ２は６０°である。非締結状態では、ねじ山７１０の膨出部７１２は基準面１０ａから外側に膨出した状態である。【００２０】
非締結状態のねじ山７１０の縦断面を図８Ａに示し、締結状態のねじ山７１０の縦断面を図８Ｂに示す。図８Ａに示すようにボルト７００において、非締結状態であったねじ山７１０は、ナット６へ締結すると、その形成材料が弾性変形して空間部７２０が変形する。このとき、ボルト１と同様に、膨出部７１２はナット６のねじ山に対してスプリングバックしてナット６との間の摩擦力が増加し、高いゆるみ止め効果を奏する。さらに、上部７１１の下縁近傍領域７１６が基準面１０ａに近づくようにＲ形状となっているため、下縁近傍領域７１６において、締結によってその形成材料が弾性変形する量が少なくなる。これにより、ボルトを締め付けるときの摩擦が緩和され、締め付けを無理なく行うことができる。さらに、ナット６との締結時にナット６のねじ山が傷つくことを防ぐ。一方、ねじ山７１０の下部７３０の側面７３１は基準面１０ａよりも内側に位置しており、空間部７２０の壁面に連続するように緩やかに湾曲しているため、空間部７２０の容積が十分確保されることとなり、膨出部７１２がスプリングバックしやすくなる。これにより、高いゆるみ止め効果を奏する。さらに、締結状態において、ねじ山７１０の形成材料が弾性変形するが、非締結状態に戻せばねじ山７１０は元の状態、即ち、上部７１１に基準面１０ａよりも外側に膨出する膨出部７１２を備える状態に戻るため、繰り返しの使用が可能になる。【００２１】
次に本発明のボルト７００の製造方法を説明する。ボルト７００のねじ山７１０の形成工程の断面模式図を図９に示す。図９に示すように、まず、ボルト粗材７０１の円筒部（図９（ａ）参照）に対して、転造によりねじ山７１０の下部７３０の側面７３１を付形し、上部形成用凸条部７１７を第１の転造ダイスを用いて形成する（図９（ｂ）を参照）。下部７３０の側面７３１によって形成されるねじ山７１０の谷部の角度θ３は約１４５°である。上部形成用凸条部７１７の形状は縦断面において、ボルト７００の軸方向（図６では紙面左右方向）に垂直な軸７４１を対称軸とする左右対称の矩形である。さらに、縦断面において上部形成用凸条部７１７の幅ｃとねじ山７１０の幅ｄの長さの比は、ｃ：ｄ＝１：４である。なお、上部形成用凸条部７１７の幅ｃとねじ山７１０の幅ｄの長さの比はこれに限定されるものではなく、例えばｃ：ｄ＝１：２〜６とすることができる。上部形成用凸条部７１７は、縦断面において軸７４１がねじ山７１０の下部７３０の中心軸に一致し、その壁面７１８が下部７３０の側面７３１に連続するように下部７３０の上に形成される。
次いで、上部形成用凸条部７１７に対してねじ山７１０の山頂部に７０°の角度を付形するとともに上部形成用凸条部７１７の下縁近傍領域７１６を基準面１０ａに近づくＲ形状とする金型を押し付け、上部７１１を第２の転造ダイスを用いて形成する（図９（ｃ））。これにより、上部７１１にＲ形状の下縁近傍領域７１６を備える膨出部７１２を形成すると同時に、上部７１１と下部７３０との間に空間部７２０を形成する。空間部７２０は、膨出部７１２の裏面側の面と上部形成用凸条部７１７の壁面７１８により規定される。ここで、上部形成用凸条部７１７の幅ｃはねじ山７１０の上端の幅ｄよりも小さく、下部７３０の側面７３１は内側に湾曲するＲ形状であるため、空間部７２０が確実に形成されることとなる。
このように二段階の工程を経てボルト１のねじ山７１０を形成する。このようにすれば、上部７１１のねじ山側面を形成するとともに、山頂部７１３側に向かう空間部７２０を形成することができる。また、ボルト１と同様に第１の転造ダイスと第２の転造ダイスを連ねることにより一工程で加工することも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００２２】
本発明の締結部材は、車輌や様々な装置、建築物等における締結部材として広く利用することができる。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【手続補正書】
【提出日】平成20年8月1日(2008.8.1)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
雄ねじ構造を有し、そのねじ山の山頂部から谷部に向かって順に、上部、空間部、及び下部を備える締結部材であって、
前記上部のねじ山側面の全面が基準面よりも外側に膨出し、
前記空間部は前記上部の下縁から前記ねじ山の山頂部方向に形成され、
前記下部の側面は前記基準面に沿うか、又は前記基準面よりも内側に位置し、
雌ねじ構造を有する相手側締結部材に締結したとき、前記上部の形成材料が弾性変形して前記空間部が変形し、前記上部がスプリングバックして前記相手側締結部材との間に生じる摩擦力が増加することを特徴とする締結部材。
【請求項２】
前記上部の前記ねじ山側面は、前記ねじ山の山頂部から前記上部の下縁に形成され、前記ねじ山の山頂部から前記上部の下縁に近づくにつれて漸次膨出することを特徴とする、請求項１に記載の締結部材。
【請求項３】
前記上部の前記ねじ山側面によって形成されるねじ山の角度が非締結時に６０°より大きく９０°以下であることを特徴とする、請求項１又は２に記載の締結部材。
【請求項４】
前記上部のねじ山側面は縦断面において、前記ねじ山の前記山頂部と前記上部の下縁とを結ぶ直線となっている、請求項１〜３のいずれか一項に記載の締結部材。
【請求項５】
雄ねじ構造を有し、そのねじ山の山頂部から谷部に向かって順に、上部、空間部、及び下部を備える締結部材の製造方法であって、以下のステップからなる締結部材の製造方法；
（ａ）前記下部の側面を付形し、上部形成用凸条部を形成するステップと、
（ｂ）前記上部形成用凸条部を変形して、前記上部のねじ山側面が基準面より外側へ膨出するように前記上部の前記ねじ山側面を付形し、前記上部と前記下部の間に、前記上部の下縁から前記ねじ山の山頂部方向に向かう空間部を形成するステップ。
【請求項６】
前記ステップａにおいて、前記ねじ山のねじ軸に平行な面における前記上部形成用凸条部の縦断面の形状を、前記ねじ軸に垂直な軸を対象軸とする左右対称の矩形に形成することを特徴とする、請求項５に記載の締結部材の製造方法。
【請求項７】
前記ステップｂにおいて、前記上部の前記ねじ山側面により形成される前記上部のねじ山の角度を６０°より大きく９０°以下に形成することを特徴とする、請求項５又は６に記載の締結部材の製造方法。
【請求項８】
隣接する前記ねじ山の前記下部によって形成されるねじ谷の角度が６０°より大きく１８０°より小さいことを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の締結部材。
【請求項９】
前記上部の前記ねじ山側面は、前記基準面の内側に向けて湾曲していることを特徴とする、請求項１〜４、または８のいずれか一項に記載の締結部材。
【請求項１０】
前記上部の前記ねじ山側面の下縁近傍領域は前記基準面に近づくように湾曲していることを特徴とする、請求項１〜４、８または９のいずれか一項に記載の締結部材。
【国際調査報告】
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