(57)【要約】      （修正有）【課題】締結初期段階の締結トルクを低減でき、作業者の作業負荷を軽減可能なボルトを提供する。【解決手段】ナットのねじ部に螺合可能なねじ部３０と、このねじ部３０の先端側にねじ部の内径よりも小径に形成された円柱状のガイド部４とを有し、ねじ部３０が、螺旋状の第１完全ねじ山３１と、この第１完全ねじ山３１の先端側に連なるように形成された螺旋状の第２完全ねじ山３２を備え、第２完全ねじ山３２の谷径Ｄ２ｂがガイド部４の外径Ｄｇよりも大きく且つ第１完全ねじ山３１の谷径Ｄ１ｂよりも小さく設定されると共に、第２完全ねじ山３２の断面が第１完全ねじ山３１の断面と同形状に形成されている。これにより、締結初期段階において、第２完全ねじ山３２の進み側フランクとナットのねじ山とを部分的に接触させることができる。【選択図】図２
0003173042.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
被締結部材の雌ねじに螺合可能な一定高さの完全ねじ山を備えたねじ部と、このねじ部の先端側に前記雌ねじの内径よりも小径に形成された円柱状のガイド部とを有するボルトにおいて、
前記ねじ部が、螺旋状の第１完全ねじ山と、この第１完全ねじ山の先端側に連なるように形成された螺旋状の第２完全ねじ山を備え、
前記第２完全ねじ山の谷径が前記ガイド部の外径よりも大きく且つ前記第１完全ねじ山の谷径よりも小さく設定されると共に、前記第２完全ねじ山の断面が前記第１完全ねじ山の断面と同形状に形成されたことを特徴とするボルト。
【請求項２】
前記第２完全ねじ山の外径は、前記第１完全ねじ山の谷径よりも大きく設定されたことを特徴とする請求項１に記載のボルト。
【請求項３】
雌ねじの内面の全面に被膜が施された前記被締結部材に螺合されることを特徴とする請求項１又は２に記載のボルト。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、被締結部材の雌ねじに螺合可能なねじ部が、第１完全ねじ山と、この第１完全ねじ山の谷径よりも小さな谷径を備えた第２完全ねじ山とにより構成されたボルトに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、自動車の生産ラインでは、車体の下塗り工程において、水性塗料の中に自動車の車体を浸漬し、この車体を陰極として直流電流を通電するカチオン電着塗装が行われている。このカチオン電着塗装では、酸性の塗料と被塗物（車体）とに夫々異なる極性の静電気を負わせて、水を電気分解したときに発生するアルカリ性を利用して中和反応により被塗物の表面に防錆塗膜を形成している。
【０００３】
自動車のエンジン、トランスミッション及びサスペンション等の車体装備品は、ボディ等の車体側部材に予め被締結部材であるナットを溶接し、車体にカチオン電着塗装を施した後にボルトを用いて組付けられる。それ故、ナットのねじ部にカチオン電着塗膜が析出し、ボルトを締結する際、ボルトのねじ込みトルクの増大やボルトの噛み込み不良等を招いていた。そこで、カチオン電着塗装の前段階において、車体側に溶接されるナットのねじ部の内面の全面に、予め絶縁性の高い有機樹脂を原料とした被膜を形成することにより、車体の下塗りに伴ってナットのねじ部に発生するカチオン電着塗膜の析出を防止している。
【０００４】
通常、下塗り工程後の組付け工程では、ナットランナ等の自動締結装置を使用してボルトをナットに締結することにより、車体に対して種々の車体装備品を装着している。
車体側に溶接されるナットのねじ部に被覆された有機樹脂被膜は、ボルトのねじ部とナットのねじ部とが噛み合ったとき、ボルトの回転動作に伴ってナットのねじ部の内面から除去（剥離）される。これにより、ナットのねじ部の表面形状は、有機樹脂被膜によって被覆された状態から本来のねじ部形状に復元され、ボルトのねじ部とナットのねじ部とが直接当接し、締結される。
【０００５】
一方、車体装備品の組付け時、ボルト軸心がナットの雌ねじ（ねじ部）中心線に揃っていないときにボルトの締結作業を行う場合、ボルトがナットの雌ねじ中心線に対して傾斜した状態で無理に螺合されることにより、ボルトのかじりや焼付きを生じる虞がある。そこで、このようなボルトの斜め締付けを防止するための焼付き防止機能付きボルトが提案されている。
【０００６】
特許文献１のボルトは、軸部に設けられたねじ部の完全ねじ山の始端部に、軸心に対して軸心先端側において１５〜８０度の角度で切り欠かれたねじ部入口を形成すると共に、軸心先端に形成された案内ボス部に、ねじ部の谷部に連続し且つこの谷部と同一ピッチを有する案内溝が形成されている。これにより、案内溝がナットのねじ山頂部を案内してボルトの傾斜角度を予備修正すると共にねじ部入口の切り欠き形状がボルトの傾斜角度を修正するため、ねじ部入口によってナットのねじ山を適正にガイドすることができ、ボルトの斜め締付けを防止している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−２１３４２５号公報
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００８】
装備品のレイアウト等の要因により、ボルトを回転させる自動締結装置と車体装備品とが干渉し、自動締結装置を挿入するための配置スペースを確保できない場合がある。この場合、作業者がボルト先端をナットの雌ねじに挿入し、ボルトの完全ねじ山とナットのねじ山とが螺合する締結初期段階までボルトの手締め作業を行い、その後、手動操作によりコーナレンチ等の締結工具を用いて車体装備品を装着することが行われている。
即ち、ねじ部が有機樹脂被膜により被覆されたナットに対してボルトを螺合させる手締め作業を行う場合、ナットのねじ部の内面を被覆する有機樹脂被膜を除去しながらボルトの完全ねじ山とナットのねじ山とを螺合させるため、作業者による締結初期段階の締結トルクが高く、作業者の手締め作業性の低下を招く虞がある。
【０００９】
特許文献１のボルトは、ナットの雌ねじ中心線に対するボルトの傾斜角度を修正し、ボルトの完全ねじ山の始端部（ねじ部入口）とナットのねじ山とを螺合させることができる。
しかし、前述のように、有機樹脂被膜により被覆されたナットに対してボルトの手締め作業を行う場合、作業者は、ボルトの完全ねじ山の始端部とナットのねじ山とを螺合させる作業に継続して、有機樹脂被膜を除去しながらボルトの完全ねじ山とナットのねじ山とを螺合させる締結初期段階の手締め作業が必要であるため、作業者による手締め作業の作業負荷が高いという課題が依然として残っている。
【００１０】
本考案の目的は、締結初期段階の締結トルクを低減することにより、作業者の作業負荷を軽減可能なボルトを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
請求項１のボルトは、被締結部材の雌ねじに螺合可能な一定高さの完全ねじ山を備えたねじ部と、このねじ部の先端側に前記雌ねじの内径よりも小径に形成された円柱状のガイド部とを有するボルトにおいて、前記ねじ部が、螺旋状の第１完全ねじ山と、この第１完全ねじ山の先端側に連なるように形成された螺旋状の第２完全ねじ山を備え、前記第２完全ねじ山の谷径が前記ガイド部の外径よりも大きく且つ前記第１完全ねじ山の谷径よりも小さく設定されると共に、前記第２完全ねじ山の断面が前記第１完全ねじ山の断面と同形状に形成されたことを特徴としている。
【００１２】
請求項２の考案は、請求項１の考案において、前記第２完全ねじ山の外径は、前記第１完全ねじ山の谷径よりも大きく設定されたことを特徴としている。
請求項３の考案は、請求項１又は２の考案において、雌ねじの内面の全面に被膜が施された前記被締結部材に螺合されることを特徴としている。
【考案の効果】
【００１３】
請求項１の考案によれば、第１完全ねじ山の先端側に連なる第２完全ねじ山の谷径がガイド部の外径よりも大きく且つ第１完全ねじ山の谷径よりも小さく設定されると共に、第１完全ねじ山の先端側に連なる第２完全ねじ山の断面が第１完全ねじ山の断面と同形状に形成されているため、ボルトの第２完全ねじ山とナットのねじ山とを螺合させる締結トルクをボルトの第１完全ねじ山とナットのねじ山とを螺合させる締結トルクよりも低減することができ、特に、手締め作業に対応した締結初期段階の締結トルクを低減することができる。これにより、作業者がボルトをナットに対して手締めするとき、作業者の作業負荷を軽減することができる。
【００１４】
請求項２の考案によれば、締結初期段階においてナットの雌ねじ中心線に対するボルトの傾斜角度を小さくしつつ、締結トルクを低減することができる。
請求項３の考案によれば、ねじ部が被膜により被覆されたナットに対してボルトを螺合させる手締め作業であっても、ボルトの締結トルクを低減でき、作業者の手締め作業性を高くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本考案の実施例に係るボルトの側面図と、このボルトが螺合可能なナットの縦断面図である。
【図２】ボルトの先端部分の側面図である。
【図３】ねじ部が被膜により被覆されたナットに対してボルトを螺合させる締結作業の状態説明図であって、（ａ）はガイド部挿入状態を示す図、（ｂ）は第２完全ねじ山の手締め状態を示す図、（ｃ）は第１完全ねじ山の締結状態を示す図である。
【考案を実施するための形態】
【００１６】
本考案のボルトは、被締結部材の雌ねじに螺合可能な一定高さの完全ねじ山を備えたねじ部と、このねじ部の先端側に雌ねじの内径よりも小径に形成された円柱状のガイド部とを有し、ねじ部が、螺旋状の第１完全ねじ山と、この第１完全ねじ山の先端側に連なるように形成された螺旋状の第２完全ねじ山を備え、第２完全ねじ山の谷径がガイド部の外径よりも大きく且つ第１完全ねじ山の谷径よりも小さく設定されると共に、第２完全ねじ山の断面が第１完全ねじ山の断面と同形状に形成されている。
【実施例１】
【００１７】
以下、本考案の実施例１について図１〜図３に基づいて説明する。
図１に示すように、ボルト１は、頭部２と、この頭部２に連なる軸部３と、この軸部３のボルト先端側に連なる円柱状のガイド部４とから構成されている。
軸部３には、首下部分を形成する円筒部５と、この円筒部５のボルト先端側に連なるねじ部３０が形成されている。
【００１８】
図１，図２に示すように、ねじ部３０は、ナット６（被締結部材）に形成されたねじ部６０（雌ねじ）に螺合可能に形成され、螺旋状の第１完全ねじ山３１と、この第１完全ねじ山３１のボルト先端側に連なる螺旋状の第２完全ねじ山３２と、この第２完全ねじ山３２の先端からねじ山高さが徐々に低くなる螺旋状の第２不完全ねじ山３３とを有している。
ナット６のねじ部６０は、ねじ山６１を備え、その内径（下穴径）は、Ｄｎに設定されている。尚、本実施例のボルト１は、自動車の車体に対してシート等の車体装備品を締結するためのボルトの一例を示している。
【００１９】
ねじ部３０の第１完全ねじ山３１は、軸部３の途中部に断面略２等辺三角形で且つ一定高さになるように形成されている。この第１完全ねじ山３１は、ボルト１の軸心から一定間隔離隔した頂部３１ａと谷部３１ｂとを有し、これら頂部３１ａと谷部３１ｂとは夫々一定ピッチ間隔になるように構成されている。
【００２０】
次式（１）に示すように、第１完全ねじ山３１の外径（頂部径）Ｄ１ａは、ナット６のねじ部６０の内径Ｄｎよりも大きく、第１完全ねじ山３１の谷径Ｄ１ｂは、ナット６のねじ部６０の内径Ｄｎよりも小さく設定されている。
Ｄｎ＜Ｄ1ａ  Ｄ１ｂ＜Ｄｎ                                    …（１）
【００２１】
図１，図２に示すように、ねじ部３０の第２完全ねじ山３２は、その断面が第１完全ねじ山３１の断面（略２等辺三角形）と同一形状で且つ一定高さになるように形成されている。この第２完全ねじ山３２は、ボルト１の軸心から一定間隔離隔した頂部３２ａと谷部３２ｂとを有し、これら頂部３２ａと谷部３２ｂとは夫々第１完全ねじ山３１のピッチ間隔と同じピッチ間隔になるように構成されている。
本実施例では、第２完全ねじ山３２の軸心方向長さが、４ピッチ相当の長さ（４山相当）に形成されている。
【００２２】
次式（２）に示すように、第２完全ねじ山３２の外径（頂部径）Ｄ２ａは、ナット６のねじ部６０の内径Ｄｎよりも大きく且つ第１完全ねじ山３１の外径Ｄ１ａよりも小さく設定されている。
Ｄｎ＜Ｄ２ａ＜Ｄ１ａ                                         …（２）
次式（３）に示すように、第２完全ねじ山３２の谷径Ｄ２ｂは、ガイド部４の外径Ｄｇよりも大きく且つ第１完全ねじ山３１の谷径Ｄ１ｂよりも小さく設定されている。
Ｄｇ＜Ｄ２ｂ＜Ｄ１ｂ                                         …（３）
【００２３】
ねじ部３０の第２不完全ねじ山３３は、その断面が第２完全ねじ山３２の断面（略２等辺三角形）と相似形状で且つ第１，第２完全ねじ山３１，３２のピッチ間隔と同じピッチ間隔になるように構成されている。この第２不完全ねじ山３３は、始端から頂部３３ａの高さが徐々に高くなり終端で第２完全ねじ山３２の先端頂部３２ａに連なるように形成されている。尚、第２不完全ねじ山３３の谷部３３ｂの谷径は、第２完全ねじ山３２の谷径Ｄ２ｂと同一径になるように設定されている。
【００２４】
ガイド部４は、ねじ部３０先端からテーパ部分を介してボルト先端方向に延びるように設けられ、ボルト軸心方向長さが第１，第２完全ねじ山３１，３２の複数ピッチ相当、例えば、４ピッチ相当に形成されている。前述したように、ガイド部４の外径Ｄｇは、第２完全ねじ山３２の谷径Ｄ２ｂ（第２不完全ねじ山３３の谷径）よりも小さく設定され、ナット６のねじ部６０が視認できないときでも、作業者がボルト１の先端によりねじ部６０を探索し、ボルト１の先端をねじ部６０に対して挿入可能に構成されている。
【００２５】
このボルト１は、例えば、鋼製の棒材を冷間圧造することにより頭部２を成形した後、軸部３を転造型等を用いて転造成形することによりねじ部３０を塑性加工している。
頭部２を成形するとき、軸部３に対応する棒状の中間成形体が同時に形成される。この中間成形体において第２完全ねじ山３２が加工される筒状部分の外径は、第１完全ねじ山３１が加工される筒状部分の外径よりも、第１完全ねじ山３１の谷径Ｄ１ｂ（第１完全ねじ山３１の外径Ｄ１ａ）と第２完全ねじ山３２の谷径Ｄ２ｂ（第２完全ねじ山３２の外径Ｄ２ａ）との差分に相当するように予め小さく形成されている。ねじ部３０の加工後、ボルト１の表面硬度を調整するために熱処理や表面処理が施される。本実施例では、熱処理後、ボルト１の表面に防錆用のＡｌ−Ｚｎ複合被膜を形成し、この防錆被膜の表面に摩擦抵抗係数調整材が塗布されている。
【００２６】
図３（ａ）〜図３（ｃ）に基づき、このボルト１による締結作業について説明する。
この締結作業では、作業者は、ボルト１の第２完全ねじ山３２とナット６のねじ山６１とが螺合する締結初期段階まで手締め作業を行い、その後、手動の締結工具を用いてボルト１を完全に締結する。尚、ナット６が予め自動車の車体に溶接接合されており、締結作業の前工程においてナット６が溶接された車体に対してカチオン電着塗装が行われるため、ナット６のねじ部６０の内面の全面にはカチオン電着塗膜析出防止用の高絶縁性の有機樹脂被膜６２が形成されている。
【００２７】
図３（ａ）に示すように、作業者は、ボルト１をナット６の近傍位置まで移動し、ボルト１のガイド部４をナット６のねじ部６０内へ挿入する。このとき、ガイド部４の外径Ｄｇがねじ部６０の内径Ｄｎよりも小さく形成されているため、作業者がナット６のねじ部６０を視認できないブラインド作業であっても、ガイド部４によりねじ部６０を探索することができる。
【００２８】
ガイド部４がねじ山６１の頂部に案内されるため、ボルト１は軸心方向先端側へ誘導され、ボルト先端側から１条目の第２完全ねじ山３２又は第２不完全ねじ山３３とがねじ部６０のボルト側端部のねじ山６１（有機樹脂被膜６２）に当接したとき、ねじ部６０内へのガイド部４の挿入作業が終了する。ガイド部４の軸心方向長さが各完全ねじ山３１，３２の４ピッチ相当の長さであるため、ガイド部４の挿入動作に同期してボルト１の軸心がナット６の軸心に揃うように姿勢調節される。
【００２９】
次に、作業者は、ボルト１の頭部２を回転操作することにより手締め作業を行い、ボルト１の第２完全ねじ山３２とナット６のねじ山６１とを複数ピッチ螺合させる。
図３（ｂ）に示すように、第２完全ねじ山３２は、第１完全ねじ山３１と断面同一形状（略２等辺三角形）であるものの、第２完全ねじ山３２の外径Ｄ２ａとねじ山６１とのクリアランスを確保することができる。それ故、第２完全ねじ山３２の進み側フランクと有機樹脂被膜６２とが部分的に接触するため、有機樹脂被膜６２をねじ山６１の内面から完全に除去する必要がなく、有機樹脂被膜６２がねじ山６１の内面に残留した状態で第２完全ねじ山３２とねじ山６１との螺合を行うことができ、作業者による手締め作業の締結トルクを低く抑えることができる。
【００３０】
また、第２完全ねじ山３２の外径Ｄ２ａは、第１完全ねじ山３１の谷径Ｄ１ｂよりも大きく設定されているため、ボルト１の第２完全ねじ山３２とナット６のねじ山６１とを複数ピッチ螺合させる締結初期段階においてナット６のねじ部６０の中心線に対するボルト１の傾斜角度を小さくすることができる。
【００３１】
手締め作業後、コーナレンチ等の手動の締結工具を用いてボルト１の第１完全ねじ山３１とナット６のねじ山６１との螺合を行う。
図３（ｃ）に示すように、ボルト１の締結操作に同期して、第１完全ねじ山３１の進み側フランクの略全面が、ナット６のねじ部６０の内面を被覆する有機樹脂被膜６２を除去しながら締結方向（ボルト先端方向）に進行する。ボルト１の締結トルクが所定のトルク値を超えた時点で締結作業を終了する。
【００３２】
次に、実施例に係るボルト１の作用・効果について説明する。
このボルト１は、第１完全ねじ山３１の先端側に連なる第２完全ねじ山３２の谷径Ｄ２ｂがガイド部４の外径Ｄｇよりも大きく且つ第１完全ねじ山３１の谷径Ｄ１ｂよりも小さく設定されると共に、第１完全ねじ山３１の先端側に連なる第２完全ねじ山３２の断面が第１完全ねじ山３１の断面と同形状に形成されているため、ボルト１の第２完全ねじ山３２とナット６のねじ山３１とを螺合させる締結トルクをボルト１の第１完全ねじ山３１とナット６のねじ山６１とを螺合させる締結トルクよりも低減することができ、特に、手締め作業に対応した締結初期段階の締結トルクを低減することができる。これにより、作業者がボルト１をナット６に対して手締めするとき、作業者の作業負荷を軽減することができる。
【００３３】
第２完全ねじ山３２の外径Ｄ２ａは、第１完全ねじ山３１の谷径Ｄ１ｂよりも大きく設定されているため、締結初期段階においてナット６のねじ部６０中心線に対するボルト１の傾斜角度を小さくしつつ、締結トルクを低減することができる。
ねじ部６０が有機樹脂被膜６２により被覆されたナット６に対してボルト１を螺合させる手締め作業であっても、ボルト１の締結トルクを低減でき、作業者の手締め作業性を高くすることができる。
【００３４】
次に、前記実施例を部分的に変更した変形例について説明する。
１〕前記実施例においては、手締め作業と手動締結工具を用いる締結作業に適用したボルトの例を説明したが、少なくとも、作業者による手締め作業が存在すればよく、ボルトを手締めした後、自動締結装置を用いる場合でも、締結初期段階の締結トルクを低減することができ、作業者の作業負荷を軽減することができる。
【００３５】
２〕前記実施例においては、第２完全ねじ部の軸心方向長さが４ピッチ相当の長さに形成された例を説明したが、ボルトの径や軸長等の設計条件に応じて、４ピッチ相当の長さよりも短く形成してもよく、また、４ピッチ相当の長さよりも長く形成することも可能である。また、ガイド部の軸心方向長さも任意に設定可能である。
３〕その他、当業者であれば、本考案の趣旨を逸脱することなく、前記実施例に種々の変更を付加した形態で実施可能であり、本考案はそのような変更形態も包含するものである。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
本考案は、被締結部材の雌ねじに螺合可能なねじ部が、第１完全ねじ山と、この第１完全ねじ山の谷径よりも小さな谷径を備えた第２完全ねじ山とにより構成されたボルトにおいて、第２完全ねじ山の断面を第１完全ねじ山の断面と同形状に形成することにより、締結初期段階の締結トルクを低減でき、作業者の作業負荷を軽減することができる。
【符号の説明】
【００３７】
１        ボルト
３        軸部
４        ガイド部
６        ナット
３０      （ボルト）ねじ部
３１      第１完全ねじ山
３１ｂ    （第１完全ねじ山）谷部
３２      第２完全ねじ山
３２ｂ    （第２完全ねじ山）谷部
６０      （ナット）ねじ部
６１      （ナット）ねじ山
６２      有機樹脂被膜
Ｄ１ｂ    （第１完全ねじ山）谷径
Ｄ２ａ    （第２完全ねじ山）外径
Ｄ２ｂ    （第２完全ねじ山）谷径
Ｄｇ      ガイド部外径
Ｄｎ      （ナット）ねじ部内径
【図１】
0003173042.tif 000003
【図２】
0003173042.tif 000004
【図３】
0003173042.tif 000005