(57)【要約】【課題】被締結部材の締結の際に、ボルト頭部の裏面側が接触する被締結部材の座面に締め付けのための回転摺動によるコスリが生じることを回避し、締結方向の力のみが加わるようにし、かつ締結のために要する締め付けトルクを軽減する。【解決手段】下部に主ネジ部１を、上部に補助ネジ部２を、それぞれ有するボルト部材３と、ボルト部材３の補助ネジ部２に螺合するナット部材４とで構成する。補助ネジ部２の螺旋のピッチを主ネジ部１の螺旋のピッチより短く構成する。ボルト部材３は、その最上部にボルト頭部６を構成する。ボルト頭部６は、補助ネジ部２に螺合する前記ナット部材４を不都合無く通過させうるサイズとする。ナット部材４は、ボルト部材３の主ネジ部１を下方又は奥側の被締結部材７の雌ネジ部９にねじ込むに際し、その裏面側が、上側又は手前側の被締結部材８の座面に接触した後は、自ずとその回転が停止する部材である。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
下部に主ネジ部を、該主ネジ部の上方にその螺旋よりピッチの短い螺旋を備えた補助ネジ部を備え、更に該補助ネジ部の上方にこれに螺合するナット部材を通過させ得るサイズのボルト頭部を備えたボルト部材と、
該ボルト部材の補助ネジ部に螺合するナット部材と、
で構成したボルト。
【請求項２】
前記補助ネジ部の螺旋のピッチを前記主ネジ部の螺旋のピッチの２０〜９０％の寸法に設定した請求項１のボルト。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二以上の被締結部材を結合する際に使用するボルトに関し、特に、その締結の際に、ボルト頭部の裏面側に接触する被締結部材の座面（接触面）に対する摺動によるコスリを回避しつつ、比較的低いトルクで締結操作を行うことができるボルトに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ボルトに関する提案は、例えば、ボルト・ナットによる締結後の緩み止め等に関する提案等が、多数あるが、ボルトによる二つの被締結部材の結合の際に、ボルト頭部の裏面側に接触する一方の被締結部材の座面（接触面）に該ボルトの回転摺動によるコスリの悪影響を与えず、所望の低トルクで締結操作を行うことができるボルトに関する提案はない。
【０００３】
特許文献１は、基台に物品を固定するボルトとナットに関し、前記ボルトはピッチの異なる下ネジと上ネジを備え、かつ前記基台は該ボルトの下ネジが螺合可能な基台ネジを備えており、該ボルトの上ネジにはナットが螺合しているものである。
【０００４】
このボルトとナットは、該ボルトを、前記基台に、その基台ネジに下ネジを螺合することで固設し、該基台に、結合対象の部材を、そのボルト孔に該ボルトを貫通させながら載せた上で、該ボルトに前記ナットを螺合して固設するものである。またナットを逆方向に回転させて取り除けば、結合対象の部材を取り外すことができるものである。
【０００５】
そしてこの特許文献１の記述によれば、ボルトは、上ネジと下ネジのピッチを変えてあるので、取り外す際には、いわゆるとも回りを防止できる、と有るが、ピッチを変えてもそのような結果が得られるかは極めて疑問である。他に、ボルトの上ネジと下ネジの向きを逆にした例が示され、これに関しても、とも回りを防止できるとの説明があるが、これの方は確かにそのとおりであり、先の説明は誤りであると思われる。また上ネジと下ネジを逆向きにしたことに関しては、前記のように、ナットを緩める際にボルトが抜けるのを防止できるとあるが、これは、確かにそうではあるが、ナットを締め付ける際には、ボルトが抜ける虞があることになる。従って、このように、締めたり緩めたりを繰り返すような用法では使い勝手が良いとは言えない。また前記ボルトの上ネジと下ネジのピッチを変えたことに関しては、結局、意味のある用法・機能・作用・効果が示されていない。
【０００６】
特許文献２は、所定の径、ピッチ及び条数を有する第１螺旋形状の山として形成された第１螺合部と、該第１螺合部に隣接し、該第１螺合部と同一の径、ピッチ及び条数を有する同一方向への第２螺旋形状の山として形成された第２螺合部と、該第１螺合部及び該第２螺合部の間に間隙を形成する切欠溝とを備え、上記の第１螺合部及び第２螺合部が、該第１螺旋形状の山の位相と該第２螺旋形状の山の位相とが相違するように該切欠溝を介して配置されている緩み止め付きボルトである。
【０００７】
この緩み止め付きボルトにナットを螺合し、そのナットが前記第１螺合部と第２螺合部にまたがって螺合状態となった場合には、その位相の関係により、第１螺合部からナットに与えられる摩擦抵抗力（締結力）と第２螺合部から与えられる摩擦抵抗力の大きさを相違させることができ、緩み止め効果を獲得できるとされる。しかし、ナットは、途中から位相のずれた状態になるボルトに螺合するものであるから、ボルトとナットの相互のネジの山と谷が食い込み合う状態になると思われ、緩み止めの効果は十分に得られるかもしれないが、そのボルトからナットを取り外すために緩めるのは困難であり、取り外すことができたとしても、そのねじ山や谷に損傷が生じ、再度ナットを螺合することには無理があると思われる。従って後に取り外すことがある場合には、使用し難いボルトである。
【０００８】
以上のように、ボルト・ナットには、締結後のそれの緩み止め等に関する提案は多数見受けられるが、ボルトによる二つの被締結部材の結合の際に、ボルト頭部の裏面側に接触する一方の被締結部材の座面（接触面）に該ボルトによる回転摺動によるコスリ現象を生じさせることなく締結作業を行うことができるボルトに関する提案はない。ちなみに、ボルトによる二つの被締結部材の結合に際して必要な力はその軸方向の力のみであり、回転方向の力は、被締結部材のボルト頭部裏面との座面（接触面）に傷を付ける虞が生じるのみであり、害があっても利点はない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００７−０６４２５８号公報
【特許文献２】特開２００７−１５５１０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、被締結部材のボルトによる締結の際に、ボルト頭部の裏面側が接触する被締結部材の座面（接触面）にボルトの締め付けのための回転摺動によるコスリが生じることを回避し、締結方向、即ち、殆どボルトの軸方向の力のみが加わるようにし、かつ締結のために要する締め付けトルクも軽減し得るボルトを提供することを解決の課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の１は、下部に主ネジ部を、該主ネジ部の上方にその螺旋よりピッチの短い螺旋を備えた補助ネジ部を備え、更に該補助ネジ部の上方にこれに螺合するナット部材を通過させ得るサイズのボルト頭部を備えたボルト部材と、該ボルト部材の補助ネジ部に螺合するナット部材と、で構成したボルトである。
【００１２】
本発明の２は、本発明の１のボルトにおいて、前記補助ネジ部の螺旋のピッチを前記主ネジ部の螺旋のピッチの２０〜９０％の寸法に設定したものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の１のボルトによれば、被締結部材の締結を、該被締結部材の座面（接触面）に対する、ナット部材の裏面側の回転摺動によるコスリを無くしつつ、低トルクでその締結操作を行うことができる。
【００１４】
本発明の１のボルトを、重ね合わせた複数の被締結部材に、その前面側のいくつかの被締結部材のボルト孔を通じて、主ネジ部側から挿入し、かつ該主ネジ部を背後側の被締結部材の雌ネジ部に螺合させ、若しくは、全ての被締結部材のボルト孔を貫通させてその背後側に配した他のナット部材に螺合させ、前記ボルト頭部を利用して、更にねじ込むと、そのねじ込みに伴って補助ネジ部に螺合してあるナット部材も被締結部材側に進行し、いずれ該ナット部材の裏面側が前面側の被締結部材の前面に接するに至る。この後は、通常、更にボルト頭部を利用して該主ネジ部のねじ込み操作を継続しても、該ナット部材は、その裏面と被締結部材の座面（接触面）との摩擦により、回転を停止したままを維持することになる。このボルト部材のねじ込み回転操作は、該ナット部材の回転を停止させたまま行う。
【００１５】
例外的に、被締結部材の座面がその材質や表面状態その他の条件から高度な滑面となっており、ナット部材が、主ネジ部を含むボルト部材のねじ込み回転操作によって、それらと共に回転してしまう場合が例外的にあり得るが、その場合は、スパナその他の工具を用いて該ナット部材の回転を停止させつつ、ボルト部材のねじ込み回転操作を行う。
【００１６】
このように、該ナット部材を回転させずに、更にねじ込み操作を行うと、そのねじ込みに要するトルクは、主ネジ部の螺旋のピッチと同様のピッチの通常の従来ボルトの場合のそれより、小さなトルクとなる。また以上のように、ナット部材が回転しない状態でねじ込み締結することができるので、該ナット部材の裏面側に接触する最前面の被締結部材の座面（接触面）にコスリ傷を生じさせる虞もない。更に被締結部材の座面（接触面）に接するナット部材を回転さないので、これによって生じる摩擦力等に抗するための無用の力を要しないものでもある。
【００１７】
本発明の１のボルトによれば、以上のように、被締結部材の締結を行う場合に、ナット部材の裏面が前面側の被締結部材の座面に当接した後のボルト部材の締め付けに要するトルクは、前記のように、その主ネジ部の螺旋のピッチと同一のピッチを有する従来のボルトと比較して小さくなる。なお、これは、前記したように、該ナット部材を回転させないことが前提である。
【００１８】
本発明の１のボルトのこの場合のトルクは、主ネジ部の螺旋のピッチより補助ネジ部の螺旋のピッチを短くしたため、ボルト部材を締め付け回転させると、単位回転数当たりの該ボルト部材の移動量に対して、該補助ネジ部に螺合するナット部材の移動量が少なくなることに起因して小さくなる。
この場合のボルト部材の回転締め付けに要するトルクは、より詳細には、該ボルト部材の締付回転による移動量に対する同様の場合のナット部材の移動量の割合に比例する。即ち、このボルトの以上の場合のトルクは、その主ネジ部の螺旋のピッチと同様のピッチの従来ボルトの同様の場合のトルクと比較して、ボルト部材の移動量に対するナット部材の移動量の割合に相当する値まで小さくなるということである。
【００１９】
このトルクは、以下の数１に示すとおりである。
【数１】
2011179560.tif 000003
【００２０】
上の数１から、主ネジ部の螺旋のピッチと補助ネジ部の螺旋のピッチの差が小さくなれば、ナット部材の移動量が小さくなり、ピッチの差が大きくなれば、ナット部材の移動量が大きくなることが分かる。従って、前記ピッチの差が小さくなれば、上記ピッチの差の主ネジ部の螺旋のピッチに対する割合が小さくなって本発明のボルトの締め付けに要するトルクは小さくなり、前記ピッチの差が大きくなれば、上記割合が大きくなって、本発明のボルトの締め付けに要するトルクは大きくなる。以上のように、トルクを小さくしようとすると、ナット部材の移動量は小さくなるが、このトルク及び移動量は、ナット部材の裏面側が前面側の被締結部材の前面に接触してからのそれであり、この接触が生じるまでは、主ネジ部の螺旋のピッチで移動するものである。それ故、補助ネジ部の螺旋のピッチを主ネジ部の螺旋のピッチと殆ど同じにするような極端に近づけたピッチにしなければ、その移動量の差は、作業上、微々たる差であり、殆ど問題とはならない。
【００２１】
なお、以上の数１は、従来ボルトの頭部裏面と被締結部材の座面（当接面）、本発明の１のボルトのナット部材の裏面と被締結部材の座面（当接面）、本発明の１のボルトのナット部材の雌ネジと補助ネジ部との摩擦等の不確定要素は考慮していない。
【００２２】
本発明の２のボルトによれば、前記補助ネジ部のピッチを前記主ネジ部のピッチの２０〜９０％の寸法に設定したため、締付トルクを８０〜１０％に低減させながら、ナット部材の移動量（ボルト部材の単位回転当たりの移動量）を適切に保持し、ボルト部材の締め付け完了までの回転数を無用に増加させないようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】(a)実施例のボルトの断面図、(b)その平面図。
【図２】実施例のボルトで二つの被締結部材を結合している状態を示す断面図。
【図３】(a)従来例のボルトの断面図、(b)その平面図。
【図４】従来例のボルトで二つの被締結部材を結合している状態を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
本発明を実施するための形態を実施例に基づき図面を参照しながら説明する。
【００２５】
＜実施例１＞
この実施例１のボルトは、図１(a)、(b)及び図２に示すように、基本的に、下部に主ネジ部１を、上部に補助ネジ部２を、それぞれ有するボルト部材３と、該ボルト部材３の補助ネジ部２に螺合するナット部材４とで構成したものである。
【００２６】
前記補助ネジ部２の螺旋のピッチは前記主ネジ部１の螺旋のピッチより短く構成する。この実施例１では、具体的には、該主ネジ部１の螺旋のピッチは２ｍｍに、該補助ネジ部２の螺旋のピッチは１．５ｍｍに、それぞれ構成したものである。またこの実施例１の主ネジ部１及び補助ネジ部２の径は１６ｍｍとした。
【００２７】
前記ボルト部材３は、以上の主ネジ部１及び補助ネジ部２を主要構成要素とするが、図１(a)及び図２に示すように、該主ネジ部１と該補助ネジ部２との間に螺旋のない連続部５を介在させる。該連続部５は、主ネジ部１及び補助ネジ部２の一方又は双方を通過させるボルト孔を支障なく通過可能なように、その径は該主ネジ部１及び該補助ネジ部２以下に構成する。この実施例１では、該連続部５の径は１６ｍｍに構成してある。
【００２８】
また該ボルト部材３は、図１(a)、(b)及び図２に示すように、その最上部、即ち、前記補助ネジ部２の上方にボルト頭部６を構成する。このボルト頭部６は、同図に示すように、平面から見て六角形の一般的な形状に構成したものであり、そのサイズは、同図に示すように、該補助ネジ部２に螺合する前記ナット部材４を不都合無く通過させうるそれとしてある。
【００２９】
前記ナット部材４は、前記補助ネジ部２に螺合しうる、内周にこれと同一ピッチの雌ネジ部を備えた部材であり、前記ボルト部材３の主ネジ部１を下方又は奥側の被締結部材７の雌ネジ部９に螺合させる際に、該ナット部材４の裏面側が、上側又は手前側の被締結部材８の表面（座面）に接触した後は、それらとの摩擦により自ずと回転しないようになる部材である。
【００３０】
なお、以上は、一例の被締結部材７、８を締結対象とし、その下方又は奥側の被締結部材７に雌ネジ部９が有ることを前提として説明したが、例えば、複数の被締結部材がボルト孔を有するのみで、背後に他のナット部材を配し、前記ボルト部材３を前面側から該ボルト孔を通じて背後側まで延長させ、その主ネジ部１を背後の他のナット部材と螺合させる場合も当然にある。このような場合も、前記ナット部材４は、その裏面側が前面側の被締結部材の座面（接触面）に接触した後は、それらとの摩擦により自ずと回転しないようになる。
【００３１】
被締結部材８の座面となる部位の表面状態や材質により、例外的に、ナット部材４が回転しやすくなる場合もあるが、この場合には、回転しないようにスパナ等で保持させて使用する。
【００３２】
以上の全構成要素は、この実施例１では、金属で構成したが、用途によっては、プラスチック類その他の適当な材料を採用することも可能である。
【００３３】
以下に、この実施例１のボルトによって、二つの被締結部材７、８を接合する場合を説明する。
【００３４】
図２に示すように、被締結部材７は、平坦な上面と、この平坦な上面に開口する雌ネジ部９を備えた部材である。また被締結部材８は、板状の部材であり、上下貫通するボルト孔１０を開口してある部材である。これは、実施例１のボルトによって被締結部材７の平坦な上面に被締結部材８を載せ、その状態で締結する例である。
【００３５】
先に述べ、図２に示すように、被締結部材７の上面上に被締結部材８を載せ、前者の雌ネジ部９に後者のボルト孔１０を上下対応するように位置決めし、その後、この実施例１のボルトをボルト部材３の主ネジ部１側から上側の被締結部材８の上記ボルト孔１０に挿入し、下方の被締結部材７の雌ネジ部９の最上部まで下降させ、該主ネジ部１を該雌ネジ部９に螺合する。この螺合操作は、スパナ等の適当な工具を用いて最上部の六角形のボルト頭部６を利用して行う。
【００３６】
螺合操作は、従来のボルトと同様に、スパナ等の適当な工具を用いてボルト頭部６を所定の方向に回転させることで行う。このようにしてボルト部材３をねじ込み回転させると、前記補助ネジ部２に螺合しているナット部材４は、言うまでもなく、その回転に伴って全く同様に回転し、かつその移動も、ボルト部材３の下降方向への移動と全く同様に行われることになる。従って、この実施例１のボルトは、その主ネジ部１の螺旋のピッチと同様のピッチの後記従来ボルト２３と、この段階までは全く同様の操作で同様に動作すると言って良い。異なるのは、ナット部材４の裏面が上方の被締結部材８の座面（上面）に当接してからである。
【００３７】
以上のねじ込み回転操作を繰り返した後、上記のように、そのナット部材４の裏面が上方の被締結部材８の座面（上面）に当接した後は、該被締結部材８の材質又は表面状態等の条件により特別な滑面である場合を除いて、該ナット部材４は、その座面との間の摩擦力により回転を停止することになる。このボルトは、ナット部材４の以上のような回転停止状態のまま、上部のボルト頭部６を利用して、そのボルト部材３のねじ込み回転を継続する。
【００３８】
被締結部材８の座面が、例外的に、特別な滑面であり、該ナット部材４がボルト部材３の回転に伴って回転してしまうような場合は、スパナ等の工具を用いて該ナット部材４の回転を停止させた状態を保持しながら、最上部のボルト頭部６を利用してねじ込み回転を継続する。
【００３９】
このようにナット部材４が被締結部材８の座面に当接した後は、該ナット部材４は通常自ずとその回転が停止するので（例外的に停止しないときは強制的に停止させるので）、該ナット部材４の下降方向への移動量は、主ネジ部１の螺旋のピッチと補助ネジ部２の螺旋のピッチとの差にまで減少することになる。この実施例１では、前記したように、主ネジ部１の螺旋のピッチを２ｍｍに設定し、補助ネジ部２の螺旋のピッチを１．５ｍｍに設定したので、ボルト部材３の１回転で、ナット部材４は０．５ｍｍ下降移動することになる。この場合のボルト部材３をねじ込み回転するためのトルクは、前記数１によって計算すると、主ネジ部１の螺旋のピッチと同一ピッチの従来ボルト２３によって締結する場合と比較して、１／４程度の大きさになる。
【００４０】
勿論、この場合は、以上のように、ナット部材４の移動量がボルト部材３の移動量の１／４になるので、締め付け完了までの締め付け回転数が増加することになるが、前記したように、このような動作は、該ナット部材４の裏面が被締結部材８の座面に当接した後のことであるので、実際の締め付け回転数の増加は実感できないほど微々たるものとなる。
【００４１】
従って、この実施例１のボルトによれば、以上のように、ナット部材４の裏面側が被締結部材８の座面と接触した後は、該ナット部材４が回転しないため、該被締結部材８の座面に該ナット部材４の回転摺動によって傷を発生させるような虞を回避し、かつ被締結部材８の表面形状も関係して生じる虞のある位置ずれを回避することが可能になり、ボルトによる締付力の不安定化を回避することもできることになる。またナット部材４の回転が停止し、該ナット部材４の被締結部材８の座面との当接後の移動量が低下することで、ボルト部材３の締め付け回転に要するトルクが低減することになる。
【００４２】
以下に以上の実施例１及び追加の実施例２、３と従来ボルト２３との比較を行い、その結果を示す。
【００４３】
＜実施例２、３＞
実施例２、３は、先に示した実施例１と基本的に同様の構成で、補助ネジ部２の螺旋のピッチのみが異なる。実施例２は、補助ネジ部２のピッチを１．０ｍｍに、実施例３は、それを０．５ｍｍに設定したものである。当然、ナット部材４の雌ネジ部のピッチもそれぞれ同様に設定したものであることは言うまでもない。これらの実施例２、３のボルトもそれぞれ、実施例１のボルトと同様に、前記被締結部材７、８の締結のために用いることができる。この場合の基本的な効果は、それぞれ実施例１のそれと同様であるが、量的に少し異なる。それぞれナット部材４の裏面が被締結部材８の上面に当接した時点以降の該ナット部材４の移動量及びボルト頭部６の締め付け回転に要するトルクが後述するように実施例１のボルトと異なる。
【００４４】
＜比較対象の従来ボルト＞
比較対象とする従来ボルト２３は、図３(a)、(b)及び図４に示すように、ネジ部２１、ボルト頭部２６及び該ネジ部２１と該ボルト頭部２６との間に位置する螺旋のない連続部２５からなり、該ネジ部２１のピッチは、実施例１、２、３のボルトの主ネジ部１と同一のピッチである２ｍｍに構成し、ボルト頭部２６は、該ネジ部２１より大径の平面六角形の一般的な頭部形状とする。また該ネジ部２１の径は、実施例１のボルトの主ネジ部１と同様の１６ｍｍに構成し、該連続部２５の径も同様の１６ｍｍに構成したものである。
【００４５】
以上の従来ボルト２３を、実施例１、２、３のボルトとの比較の都合上、同一の被締結部材７、８の締結に用いた場合の例を説明する。
【００４６】
図４に示すように、被締結部材７の上面上に被締結部材８を載せ、前者の雌ネジ部９に後者のボルト孔１０を上下対応するように位置決めし、その後、以上の従来ボルト２３をそのネジ部２１側から上側の被締結部材８の上記ボルト孔１０に挿入し、下方の被締結部材７の雌ネジ部９の最上部まで下降させ、該ネジ部２１を該雌ネジ部９に螺合し締め付けする。この螺合締め付け操作は、スパナ等の適当な工具を用いて上部の六角形のボルト頭部２６を用いて行う。該ボルト頭部２６の締め付け回転を必要回数繰り返して締め付けを完了させる。
【００４７】
以下に、実施例１、２、３のボルトで、前記被締結部材７、８を、実施例１のボルトについて先に説明したのと同様にして締結した場合に、ナット部材４の裏面が被締結部材８の座面に当接した時点以後の、それぞれのボルトの締め付け回転のために要するトルク及びナット部材４の移動量を比較のために表１に示す。トルクは従来ボルト２３の同様の場合に要するトルクに対する割合で示す。
【００４８】
【表１】
2011179560.tif 000004
【００４９】
以上の表１に示すように、ナット部材４が被締結部材８の座面に当接した後は、実施例１、２、３は、比較例の従来ボルト２３に比較して、ねじ込みに要するトルクが小さくなる。補助ネジ部２のピッチを主ネジ部１のピッチに近づけるほどトルクは小さくなる。一方、ナット部材４の移動量が小さくなるので、これに対応してボルト部材３のねじ込み量が多くなるが、これは、前記したように、ナット部材４が被締結部材８の座面に当接した後のことであるので、補助ネジ部２のピッチを主ネジ部１のピッチの２ｍｍに極端に近づけるようなことをしない限り、実際のねじ込み量の増加は微々たるものであり、作業者が実感できるほどにはならない。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
本発明のボルトによれば、ボルトの製造の分野、ボルトを使用した種々の機械・装置類、その他の製造の分野等で利用することができる。
【符号の説明】
【００５１】
１    主ネジ部
２    補助ネジ部
３    ボルト部材
４    ナット部材
５    連続部
６    ボルト頭部
７    奥側又は下方の被締結部材
８    手前又は上側の被締結部材
９    奥側又は下方の被締結部材の雌ネジ部
１０  手前又は上側の被締結部材のボルト孔
２１  従来ボルトのネジ部
２３  従来ボルト
２５  従来ボルトの連続部
２６  従来ボルトのボルト頭部
【図１】
2011179560.tif 000005
【図２】
2011179560.tif 000006
【図３】
2011179560.tif 000007
【図４】
2011179560.tif 000008