(57)【要約】【課題】ゴミを発生することなく所定の軸力に締め付けられたことを容易に確認できる締結部材及びボルトを提供する。【解決手段】被締結部材２に順次螺合することにより、締結部材１の座部４が被締結部材２の着座面８上に着座して締結を完了する締結部材１において、座部４の周縁部に、これより径方向外方に且つ被締結部材２の着座面８方向に臨んで延出されたリップ部材３を設けて、リップ部材３を締結力により被締結部材２の着座面８上で変形されるように構成したものである。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被締結部材に順次螺合することにより、締結部材の座部が被締結部材の着座面上に着座して締結を完了する締結部材において、上記座部の周縁部に、これより径方向外方に且つ上記被締結部材の着座面方向に臨んで延出されたリップ部材を設けて、該リップ部材を締結力により被締結部材の着座面上で変形されるように構成した締結部材。
【請求項２】
上記リップ部材の基端に折り目を形成するためのノッチを形成した請求項１記載の締結部材。
【請求項３】
上記ノッチ内に、締結時に生じる変形圧で発色する発色剤を設けた請求項２記載の締結部材。
【請求項４】
ボルト頭部の頂部に凹部を形成し、該凹部内に締結時に生じる変形圧で発色する発色剤を設けたことを特徴とするボルト。
【請求項５】
上記発色剤は、着色液を封入したマイクロカプセルを接着剤中に混入してなる請求項４記載のボルト。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ボルト、ナット、座金等の締結部材に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
エンジンや駆動系などの所謂重要部分のボルト締結については、締付トルクの管理と、角度域塑性法とを用いて行っており、定期的に軸力検査も実施している。これに対し、車体系などの重要部分以外のボルト締結については、過度な品質管理を防ぐためにエアインパクトレンチによるトルク締め付けを行っている。トルク締め付けとは、締付トルクを所定の値に管理するボルトの締付方法である。
【０００３】
ところで、エアインパクトレンチによるトルク締め付けは、ねじ部のカジリや異物の噛み込みによる締め付け不良で軸力が不足する不具合が発生してもトルク上は問題ないため看過され易い。特に車体は塗装面に締結する場合が多く、ねじ部への塗料付着も考えられるため、上述の不具合が発生し易い環境にあると考えられる。
【０００４】
このような不具合の看過を防ぐ技術としては特許文献１や特許文献２記載のものがある。
【０００５】
図１７に示すように、特許文献１に記載の座金５０は、ボルト５１に所定の力で押圧されたときに剪断される連接部５２を有し、連接部５２が剪断されることで所定の軸力が得られたことを検知するようになっている。
【０００６】
また、図１８に示すように特許文献２に記載の座金６０は、ボルト（図示せず）に所定の軸力で締め付けられると剥離するマーキング材６１を有し、マーキング材６１が剥離されることで所定の軸力が得られたことを検知するようになっている。
【０００７】
なお、特許文献３には、ボルトの頭部底面に一定の圧力を受けると発色するカプセル塗料を塗布しておく技術が開示されているが、カプセル塗料は擦れると所定軸力以下でも発色してしまうため、軸力不足の看過を防ぐことはできない。また、特許文献４には、予め頂部に凹部を形成したボルトを締結したのち凹部にセラミック製の緩み検出子を接着し、緩み検出子が凹部から剥離または脱落することでボルトの緩みを検知する技術が開示されているが、ボルト締結時にボルトが所定の軸力で締結されたか否かを検知することはできない。
【０００８】
【特許文献１】
特開平１−１３１３１３号公報
【特許文献２】
特開平７−２５９８２７号公報
【特許文献３】
特開平８−４７３７号公報
【特許文献４】
実開平２−６２１０８号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、特許文献１、２に記載の座金５０、６０は締め付けを完了される度に連接部５２やマーキング材６１を脱落させるが、作業の安全性を維持し、製品への悪影響を防ぐためには脱落した連接部５２等のゴミを回収しなければならず、多大の労力を必要とするという課題があった。
【００１０】
そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、ゴミを発生することなく所定の軸力に締め付けられたことを容易に確認できる締結部材及びボルトを提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明は、被締結部材に順次螺合することにより、締結部材の座部が被締結部材の着座面上に着座して締結を完了する締結部材において、上記座部の周縁部に、これより径方向外方に且つ上記被締結部材の着座面方向に臨んで延出されたリップ部材を設けて、該リップ部材を締結力により被締結部材の着座面上で変形されるように構成したものである。
【００１２】
また、上記リップ部材の基端に折り目を形成するためのノッチを形成するとよい。
【００１３】
そして、上記ノッチ内に、締結時に生じる変形圧で発色する発色剤を設けるとよい。
【００１４】
また、ボルト頭部の頂部に凹部を形成し、該凹部内に締結時に生じる変形圧で発色する発色剤を設けたものである。
【００１５】
上記発色剤は、着色液を封入したマイクロカプセルを接着剤中に混入してなるものにするとよい。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明の好適実施の形態を添付図面に基づいて詳述する。
【００１７】
図１及び図３に示すように、締結部材たるボルト１は、被締結部材（ワーク）２に所定の軸力で締結されたか否かを表示するためのリップ部材３を有する。
【００１８】
リップ部材３は、被締結部材２に着座するボルト１の頭部４の座部５の周縁部に、径方向外方へ延出すると共に被締結部材２側に突出して傾斜するように設けられている。そして、リップ部材３は、ボルト１の締結力を被締結部材２の着座面８を介して受けることで着座面８上で屈曲変形されるように構成されている。
【００１９】
具体的には、リップ部材３は、ボルト１の頭部４の底部となる座部５にその周縁部から径方向外方へリング状に張り出している。また、リップ部材３は、被締結部材２の着座面８に臨んで延出する隆起部７を有する。隆起部７は、被締結部材２の着座面８に押し付けられたときに着座面８上を円滑に滑りながら着座面８との接点を基端側へ移すように径方向の基端から中間位置にかけて徐々に弓なり状に隆起するように形成されている。そして、隆起部７は、リップ部材３がボルト１の頭部４の軸方向に沿って起立するように変形するまで着座面８に当たってボルト１の締結力を受けるように構成されている。
【００２０】
また、リップ部材３には、締結力によりリップ部材３の隆起部７が被締結部材２の着座面８に押し付けられたときにリップ部材３をボルト１の頭部４の軸方向に沿って起立するように変形するためのノッチ９が形成されている。ノッチ９は、ボルト１の頭部４の外周縁に沿って環状に、かつ、断面を略Ｖ字状に形成されている。そしてノッチ９は、リップ部材３がボルト１の軸方向に沿って起立するように変形したときに頭部４側の切欠面１０とリップ部材３側の切欠面１１とを互いに重ね合わせるように形状を決定されている。ノッチ９の頭部４側の切欠面１０はボルト１の軸方向に沿って形成されており、折り目となる谷底を隆起部７よりも基端側に形成するようになっている。
【００２１】
また、ノッチ９の切り込み深さや、隆起部７の突出量は、締結に必要な軸力に応じて決定している。すなわち、ノッチ９の切り込み深さと隆起部７の突出量とを適宜調整することでリップ部材３を折り返えすように変形させる軸力を調整できるようになっている。
【００２２】
次に本実施の形態の作用を述べる。
【００２３】
図１に示すボルト１を締める方向に回転させると、まずリップ部材３の隆起部７が被締結部材２の着座面８に着座する。図３に示すように、このときの軸方向から見たリップ部材３は、容易に視認できる程度に径方向外方へ張り出している。
【００２４】
そして、リップ部材３は、頭部４から径方向に若干離間する位置で着座面８に着座しており、基端側をノッチ９によって折り曲げやすく形成されているため、図１に示すボルト１を更に締めるとノッチ９の谷底を中心とする先端側をめくり上げるように折り曲げられ始める。このとき、隆起部７は弓なり状に湾曲されているためリップ部材３が折れ曲がるにしたがって着座面８に対する接点を基端側へ移しながら着座面８上を円滑に滑る。このため、リップ部材３と被締結部材２との間に不規則に大きな摩擦力が発生したり所謂かじりが発生することはなく、締付トルクは一定となりやすい。
【００２５】
そして、頭部４が着座し所定の軸力で着座面８に押し付けられると、図２に示すようにリップ部材３はボルト１の軸方向に沿って起立するように変形され、ノッチ９の頭部４側の切欠面１０とリップ部材３側の切欠面１１とが密に重ね合わせられる。図４に示すように、このときのリップ部材３は、容易に視認できる程度に小さく塑性変形されており、ボルト１が所定の軸力で締結されたことを目視確認できる。
【００２６】
このように、頭部４の周縁部に、径方向外方に且つ被締結部材２の着座面８方向に臨んで傾斜されて延出されたリップ部材３を設けて、リップ部材３を締結力により被締結部材２の着座面８上で変形されるように構成したため、ボルト１が所定の軸力で締結されたか否かを容易に目視確認でき、脱落物もないことから脱落物回収等の余計な付帯作業を増やすこともない。
【００２７】
また、リップ部材３の基端側に折り目を形成するためのノッチ９を形成したため、締結力によりリップ部材３の隆起部７が被締結部材２の着座面８に押し付けられたときのリップ部材３の変形位置を一定にできる。
【００２８】
またさらに、リップ部材３がボルト１の軸方向に沿って起立するように変形したときに頭部４側の切欠面１０とリップ部材３側の切欠面１１とを重ね合わせるようにノッチ９を形成したため、ボルト１が所定の軸力で締結されたときのリップ部材３の形状変化を大きくすることができ、目視確認を更に容易にできる。
【００２９】
ボルト１の製造は、頭部４の成型加工用の金型を変えるだけであり、安価かつ容易にできる。
【００３０】
なお、具体的には、ボルト１がＭ１０程度である場合、隆起部７は座部５から最大０．５ｍｍ〜１ｍｍ程度突出されることが望ましい。
【００３１】
そして、リップ部材３は締結時に塑性変形するものとしたが、弾性域で変形するものとしてもよい。この場合、ボルト１が緩むとリップ部材３が径方向外方へ広がるため、リップ部材３の形状を見るだけでボルト１が緩んだか否かを容易に確認できる。
【００３２】
また、リップ部材３は頭部４の外周にリング状に形成するものとしたが、これに限るものではない。例えば図５に示すようにリップ部材２０は、頭部４の外周から複数放射状に延びるように形成してもよい。この場合も図６に示すように、ボルト２１が所定の軸力で締結されたときにリップ部材２０を起立するように変形させることができ、ボルト２１が所定軸力で締結されたことを容易に目視確認できる。上述の実施の形態よりもリップ部材２０が起立しやすくなるため比較的小さな軸力で締め付けたい場合に有効である。
【００３３】
そして、隆起部７は弓なり状に湾曲するものとしたが、被締結部材２の着座面８が十分平滑に仕上げられている等、かじり等の心配がない場合、図７に示すように、くさび状に突起する隆起部２２としてもよい。また、リップ部材２３の基端の板厚（軸方向の厚さ）を特に薄く形成するなどにより、リップ部材２３が締結力を受けたときの折り曲げ位置を決定できる場合、必ずしも上述のノッチ９を設けなくともよい。
【００３４】
また、上述のリップ部材３は締結力を受けることで起立して径方向内方へ折り畳まれるものとしたが、逆に締結力を受けることで径方向外方へ広がるものとしてもよい。この場合、リップ部材（図示せず）は、締結前において径方向によりも軸方向に長く延びるように形成しておくとよい。
【００３５】
そして、上述の実施の形態では締結部材がボルト１、２１である場合について述べたがこれに限るものではない。締結部材は、座部が被締結部材２の着座面８上に着座して締結を完了するものであればよく、例えば図８に示すようなナット２５であってもよい。この場合も、ナット２５の座部２７に上述のリップ部材３（またはリップ部材２０）を径方向外方に且つ被締結部材２の着座面８方向に臨んで傾斜して延出するように設けるとよい。図９に示すように、ナット２５を被締結部材２に締め付けることでリップ部材３をナット２５の軸方向に沿って起立するように変形させることができ、ナット２５が所定の軸力で締結されたことを容易に目視確認できる。そしてさらに、締結部材は、図１０に示すような座金３０であってもよい。この場合も同様に、座金３０の座部３１に上述のリップ部材３（またはリップ部材２０）を径方向外方に且つ被締結部材２の着座面８方向に臨んで傾斜して延出するように設けるとよい。図１１に示すように、座金３０を被締結部材２に締め付けることでリップ部材３を座金３０の軸方向に沿って起立するように変形させることができ、座金３０が所定の軸力で締結されたことを容易に目視確認できる。
【００３６】
また、図１２に示すように、ノッチ９内に締結時に生じる変形圧を受けて発色する発色剤３５を設けてもよい。具体的には発色剤３５は、インク等の着色液を封入したマイクロカプセル（図示せず）を接着剤中に混入したものでよい。
【００３７】
このような発色剤３５を有する締結部材３６を被締結部材２に締め付けると、リップ部材３が締結部材３６の軸方向に沿って起立したとき、ノッチ９は切欠面１０，１１間に発色剤３５を挟んで押圧する。これにより、発色剤３５中のマイクロカプセルが割れ、マイクロカプセル中の着色液が外部に染み出して締結部材３６を変色させるため、締結部材３６が所定の軸力で締結されたことを容易に目視確認できる。
【００３８】
他の実施の形態について述べる。
【００３９】
図１３及び図１５に示すように、ボルト４０は、頭部（ボルト頭部）４４の頂部４１に凹部４２を有する。凹部４２内には、締結時に生じる変形圧（押圧）を受けて発色する発色剤４３が設けられている。
【００４０】
凹部４２は、頂部４１の中央（径方向の中心位置）に軸方向に開口し、かつ、開口から内部へ向かうにしたがって縮径する円錐状の窪みを形成してなる。また、凹部４２は、頂部４１を着色するのに十分な量の発色剤４３を収容できるように容積を決定されている。
【００４１】
発色剤４３は、上述したものと同様のマイクロカプセル入り接着樹脂であり、凹部４２内に注入される接着剤と、接着剤中に混入されインク等の着色液を封入するマイクロカプセルとからなる。
【００４２】
接着剤は、比較的硬く固化し、外力を受けたときに脆性破壊し易いエポキシ系の樹脂からなり、着色液の発色を目立たせるように着色液とは違う色、例えば白色、銀色或いは無色透明などの色となっている。着色液は赤、橙などのボルト４０の頭部４４上で目立つ色となっている。
【００４３】
マイクロカプセルは、種々の材質のものをボルトサイズや検知すべき軸力によって適宜単体や複合体として使い分ける。具体的なマイクロカプセルの材料としては、ゼラチン、アラビアガム、アルギン酸ソーダなどの天然高分子や、カルボキシメチルセルロース、エチルセルロースなどの半合成高分子や、ポリビニルアルコール、ナイロン、ポリウレタン、ポリエステル、エポキシ、メラミン樹脂などの合成高分子や、コロイダルシリカなどの無機物が挙げられる。
【００４４】
本実施の形態の作用を述べる。
【００４５】
図１３及び図１５に示すボルト４０を締める方向に回転させると、ボルト４０は頭部４４を被締結部材２に着座させる。このとき、頭部４４は歪み無く所定の形状を保っており、レンチ（図示せず）が発色剤４３に当たることもないため、発色剤４３に変化はない。
【００４６】
ボルト４０をさらに回転させて被締結部材２に締め付けると、軸力が増加し、これに伴って頂部４１が中央を軸方向に窪めるように変形を始め、凹部４２が開口を窄めるように変形を始める。このとき、凹部４２内の発色剤４３は弾性的に変形を始めるが、所定の押圧力を受けるまでは壊れたりマイクロカプセルを割ったりすることなく僅かながらも変形して頭部４４から受ける力を吸収する。
【００４７】
そして図１４及び図１６に示すように、軸力が所定値に達し、発色剤４３が頭部４４から所定の押圧力を受けると、発色剤４３の接着剤部分が脆性破壊すると共に、マイクロカプセルが割れ、マイクロカプセル内の着色液４５が外部に漏れ出す。これにより、ボルト４０の頂部４１は着色液４５の色に染まり、ボルト４０が所定の軸力で締結されたことを容易に目視確認できる。
【００４８】
このように、頭部４４の頂部４１に凹部４２を形成し、凹部４２内に締結時に生じる変形圧を受けて発色する発色剤４３を設けてボルト４０を構成したため、ボルト４０を軸方向から見ることでボルト４０が所定の軸力で締結されたか否かを容易に目視確認でき、脱落物もないことから脱落物回収等の余計な付帯作業を増やすこともない。
【００４９】
また、着色液４５を封入したマイクロカプセルを接着剤中に混入して発色剤４３を構成したため、発色剤４３のみならずボルト４０の頂部４１の地金まで変色させることができ、目視確認を容易にできる。そして、発色剤４３の母材として接着剤を用いるため、ボルト４０の凹部４２に発色剤４３を常温で流し込み、接着剤部分が固化するのを待つだけで容易にボルト４０を製造できる。
【００５０】
凹部４２の加工は、上述の実施の形態と同様に頭部４４の成型加工用の金型を変えることでできる。
【００５１】
なお、凹部４２はボルト４０の頂部４１の中央に窪みを形成してなるものとしたが、これに限るものではない。凹部４２は軸力が大きくなることで変形する部位であれば頂部４１のどこに設けてもよく、溝状であってもよい。
【００５２】
また、着色液４５はインクからなるものとしたが、容易に目視確認できる程度に発色する液であれば塗料など他のものであってもよい。ただし、マイクロカプセルが割れたとき速やかに頂部４１を着色するために、着色液４５は表面張力が小さいものが好ましい。そして、自然乾燥などにより固化し、製品を汚さないものが好ましい。水性の着色液は湿気等により後日溶けるので油性が好ましい。
【００５３】
【発明の効果】
以上要するに本発明によれば、次のような優れた効果を奏する。
（１）ゴミを発生することなく所定の軸力に締め付けられたことを容易に確認できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の好適実施の形態を示すボルトの側断面図である。
【図２】被締結部材に締結したボルトの側断面図である。
【図３】図１のボルトの平面図である。
【図４】図２のボルトの平面図である。
【図５】他の実施の形態を示すボルトの平面図である。
【図６】被締結部材に締結した図５のボルトの平面図である。
【図７】他の実施の形態を示すボルトの側断面図である。
【図８】他の実施の形態を示すナットの側断面図である。
【図９】被締結部材に締結したナットの側断面図である。
【図１０】他の実施の形態を示す座金の側断面図である。
【図１１】被締結部材に締結した座金の側断面図である。
【図１２】他の実施の形態を示すボルトの側断面図である。
【図１３】他の実施の形態を示すボルトの側断面図である。
【図１４】被締結部材に締結した図１３のボルトの側断面図である。
【図１５】図１３のボルトの平面図である。
【図１６】図１４のボルトの平面図である。
【図１７】従来の締結部材（座金）の側断面図である。
【図１８】従来の締結部材（座金）の側断面図である。
【符号の説明】
１  ボルト（締結部材）
２  被締結部材
３  リップ部材
４  頭部（座部）
８  着座面
９  ノッチ
３５  発色剤
４０  ボルト
４１  頂部
４２  凹部
４３  発色剤
４４  頭部（ボルト頭部）
【図１】
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【図２】
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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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
2004286111.tif 000017
【図１６】
2004286111.tif 000018
【図１７】
2004286111.tif 000019
【図１８】
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