(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
先端側から順にテーパ面、案内部、ねじ部を備えたボルトであって、
前記テーパ面上に設けられた複数の凹部と、前記ねじ部の先端部に設けられた複数の切欠き部とを備え、
前記案内部は、前記ねじ部のねじ谷と同一のつる巻き線の延長上に存在し、径方向の深さが前記ねじ谷よりも深くなるように前記ねじ部の先端部に形成された溝部と、前記テーパ面の基端側の面終わり位置との間に形成されており、前記テーパ面の基端側の面終わり位置と前記溝部によるつる巻き線との交点を始端部として、前記始端部から終端部へと前記ボルトの軸回り方向へ延びるとともに、前記始端部から前記終端部に移行するにつれ、前記ボルトの軸方向に拡張する形状となっており、
前記案内部の径は、前記ボルトに対応するめねじの内径より小さく、かつ前記ボルトのねじ谷径より大きく、
前記案内部と前記ねじ部は、前記ねじ部の先端部が前記案内部の終端部の上に重なることにより連続的に形成され、
前記案内部の領域は、前記始端部から前記ボルトの軸回り方向角度９０〜３６０°の範囲であることを特徴とするボルト。
【請求項２】
前記テーパ面は、前記ボルトの軸線に対する角度の範囲が１５〜４５°、前記ボルトの先端における径が前記ボルトの呼び径の０．７〜０．９倍である請求項１に記載のボルト。
【請求項３】
前記ねじ部の先端部において、ねじ山は、前記ボルトの軸回り方向角度３０〜１８０°の範囲で完全な高さとなる請求項１又は２に記載のボルト。
【請求項４】
前記溝部の底を基準とした前記案内部における前記ボルトの径方向寸法は、前記ボルトのねじ谷の底を基準とした前記ねじ部におけるねじ山高さに対し０．４〜０．６倍である請求項１〜３のうちいずれか一項に記載のボルト。
【請求項５】
前記凹部は、前記ボルトの軸回り方向に２〜８箇所設けられ、前記凹部の深さは０．２〜１ｍｍ、接線方向の幅は前記ボルトの呼び径に対し２０〜３０％の範囲である請求項１〜４のうちいずれか一項に記載のボルト。
【請求項６】
前記切欠き部は、前記ボルトの軸方向に１〜５ピッチの範囲で、前記ボルトの軸回り方向に２〜８箇所設けられ、前記切欠き部における前記ボルトの軸線に対する角度の範囲は±１５〜８０°であり、前記切欠き部における、ねじ外径円の円周方向の幅は、前記ボルトの呼び径に対し２〜１０％である請求項１〜５のうちいずれか一項に記載のボルト。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車など各種締結に用いられるボルトに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ボルトをナットなどのめねじに締め付ける際に、斜め組込みによる焼付きが発生する場合があった。この問題の対策として、例えば特許文献１に示すようなボルトが考案され、使用されている。特許文献１のボルトによれば、軸部に設けたねじ部の完全ねじ山の始端部が、先端ねじ山頂点を境に外側が前に内側が後に屈曲した切り欠き形状に設けられており、切り欠き形状に設けられた完全ねじ山の始端部がめねじを捉えることで、ボルトの姿勢を修正することにより、斜め組込みによる焼付き発生を抑制することが可能となる。
締結作業の現場における焼付きの要因として、上述以外に挙げられるのは、めねじに施された塗装による厚膜や、溶接時に発生するスパッタなどの異物の噛み込みである。特許文献２のボルトによれば、ボルトねじ先端部に切り欠き形状を複数設け、複数の切欠き形状により異物を除去しつつ締め付けることにより、異物の噛み込みによる焼付き発生を抑制することが可能となる。また、特許文献２のボルトは、ねじの入口の形状を工夫して一般的なボルトよりも広くすることで、めねじを捉え易くし、斜め組込みによる焼付き発生の抑制を試みている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−−１１６７７１号公報
【特許文献２】特開２００４−０４４７６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１のボルトでは、異物の噛み込みによる焼付き発生を抑制することはできなかった。また、特許文献２のボルトでは、斜め組込みによる焼付き発生を抑制する効果は不十分であった。加えて、特許文献２のボルトでは、異物の噛み込みによる焼付きに関しても、スパッタなどの比較的大きな異物の除去性能が不十分であるため、焼付き発生を抑制する効果は不十分であった。【０００５】
本発明は上述のような課題を解決するためになされたもので、斜め組込みと異物の噛み込みのうち、どちらの要因であっても、より効果的に焼付き発生を抑制することが可能なボルトを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記問題を解決するために、請求項１に記載の発明は、先端側から順にテーパ面、案内部、ねじ部を備えたボルトであって、前記テーパ面上に設けられた複数の凹部と、前記ねじ部の先端部に設けられた複数の切欠き部とを備え、前記案内部は、前記ねじ部のねじ谷と同一のつる巻き線の延長上に存在し、径方向の深さが前記ねじ谷よりも深くなるように前記ねじ部の先端部に形成された溝部と、前記テーパ面の基端側の面終わり位置との間に形成されており、前記テーパ面の基端側の面終わり位置と前記溝部によるつる巻き線との交点を始端部として、前記始端部から終端部へと前記ボルトの軸回り方向へ延びるとともに、前記始端部から前記終端部に移行するにつれ、前記ボルトの軸方向に拡張する形状となっており、前記案内部の径は、前記ボルトに対応するめねじの内径より小さく、かつ前記ボルトのねじ谷径より大きく、前記案内部と前記ねじ部は、前記ねじ部の先端部が前記案内部の終端部の上に重なることにより連続的に形成され、前記案内部の領域は、前記始端部から前記ボルトの軸回り方向角度９０〜３６０°の範囲であることを要旨とする。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記テーパ面は、前記ボルトの軸線に対する角度の範囲が１５〜４５°、前記ボルトの先端における径が前記ボルトの呼び径の０．７〜０．９倍であることを要旨とする。
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の発明において、前記ねじ部の先端部において、ねじ山は、前記ボルトの軸回り方向角度３０〜１８０°の範囲で完全な高さとなることを要旨とする。
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のうちいずれか一項に記載の発明において、前記溝部の底を基準とした前記案内部における前記ボルトの径方向寸法は、前記ボルトのねじ谷の底を基準とした前記ねじ部におけるねじ山高さに対し０．４〜０．６倍であることを要旨とする。
請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のうちいずれか一項に記載の発明において、前記凹部は、前記ボルトの軸回り方向に２〜８箇所設けられ、前記凹部の深さは０．２〜１ｍｍ、接線方向の幅は前記ボルトの呼び径に対し２０〜３０％の範囲であることを要旨とする。
請求項６に記載の発明は、請求項１〜５のうちいずれか一項に記載の発明において、前記切欠き部は、前記ボルトの軸方向に１〜５ピッチの範囲で、前記ボルトの軸回り方向に２〜８箇所設けられ、前記切欠き部における前記ボルトの軸線に対する角度の範囲は±１５〜８０°であり、前記切欠き部における、ねじ外径円の円周方向の幅は、前記ボルトの呼び径に対し２〜１０％であることを要旨とする。
【発明の効果】
【０００７】
〔作用〕
本発明によれば、案内部によるボルトの姿勢を修正する機能と、ボルトの傾きが大きい場合には無理に姿勢を修正しようとせず空転する機能とによって、斜め組込みによる焼付き発生をより効果的に抑制することが可能である。また、ボルトの締結時において、テーパ面上の凹部は、めねじの内側に付着したスパッタなどの比較的大きな異物を除去することができ、ねじ部の先端部の切欠き部は、めねじの内側に付着した塗装厚膜を除去することができる。このように、スパッタや塗装厚膜などの異物を、凹部及び切欠き部によって除去しつつ、ボルトを締め付けることができるので、異物の噛み込みによる焼付き発生に関しても、より効果的に抑制することが可能となる。
前記案内部は、ねじ部の先端部に形成された溝部と、テーパ面の基端側の面終わり位置との間に形成される。案内部は、テーパ面の基端側の面終わり位置と溝部によるつる巻き線との交点を始端部として、始端部から終端部へとボルトの軸回り方向へ延び、始端部から終端部に移行するにつれてボルトの軸方向に拡張する形状とすることができる。案内部の径は、ボルトに対応するめねじの内径より小さく、かつボルトのねじ谷径より大きくすることができる。案内部とねじ部は、ねじ部の先端部が案内部の終端部の上に重なることで、連続的に形成することができる。案内部の領域は、始端部からボルトの軸回り方向角度９０〜３６０°の範囲とすることができる。このように案内部が構成されている場合、案内部の始端部は、ねじ部のねじ山の山頂を通るつる巻き線の延長上から基端寄りに位置ずれする。このため、めねじに対するボルトの傾きが大きいときに、案内部が無理にめねじを捉えることがなく、無理に姿勢を修正しようとせず空転する機能が好適に発揮され、斜め組込みによる焼付き発生を良好に抑制することが可能である。
前記テーパ面は、ボルトの軸線に対する角度の範囲が１５〜４５°、ボルトの先端における径がボルトの呼び径の０．７〜０．９倍である場合、ボルトの先端部と、このボルトに対応するめねじの入り口との干渉を防止することができる。
前記ねじ部の先端部において、ねじ山は、ボルトの軸回り方向角度３０〜１８０°の範囲で完全な高さとなる場合、一般的なおねじに比べて、早い段階でねじ山が完全な高さになることで、めねじとの軸線のずれを修正しやすくすることができる。
前記溝部の底を基準とした案内部におけるボルトの径方向寸法は、ボルトのねじ谷の底を基準としたねじ部におけるねじ山高さに対し０．４〜０．６倍である場合、めねじに対するボルトの傾きが大きいときに、無理に姿勢を修正しようとせず空転する機能を良好に発揮することができる。
前記凹部は、ボルトの軸回り方向に２〜８箇所設けられ、凹部の深さは０．２〜１ｍｍ、接線方向の幅はボルトの呼び径に対し２０〜３０％の範囲である場合、ボルトの締結時に、このボルトに対応するめねじの内側に付着したスパッタなどの比較的大きな異物を好適に除去することができる。
前記切欠き部は、前記ボルトの軸方向に１〜５ピッチの範囲で、前記ボルトの軸回り方向に２〜８箇所設けられ、前記切欠き部における前記ボルトの軸線に対する角度の範囲は±１５〜８０°であり、前記切欠き部における、ねじ外径円の円周方向の幅は、前記ボルトの呼び径に対し２〜１０％である場合、ボルトの締結時に、このボルトに対応するめねじの内側に付着した塗装厚膜を好適に除去することができる。    【０００８】
〔効果〕
本発明によれば、斜め組込みと異物の噛み込みのうち、どちらの要因であっても、より効果的に焼付き発生を抑制することが可能なボルトを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本実施例のボルトの概観図である。
【図２】（ａ）は図１中のIIの部分を拡大して示した図であり、（ｂ）は本実施例のボルトにおけるテーパ面を示した図である。
【図３】本実施例のボルトにおけるねじ部の立ち上がり近傍を示した図である。
【図４】本実施例のボルトにおける案内部、ねじ部、切欠き部の位置関係を示した図である。
【図５】本実施例のボルトのめねじの軸線に対する傾き角度が姿勢修正限界より大きい状態を示した図である。
【図６】本実施例のボルトのめねじの軸線に対する傾き角度が姿勢修正限界より小さい状態において（ａ）傾いた状態を示した図であり、（ｂ）傾きが修正された状態を示した図である。
【図７】本実施例のボルトが締結時に異物を除去する状態を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に本発明の実施例を示す。
図１に示すように、本実施例のボルト１は、同一の軸線Ａｘ上に配置された頭部２と軸部３とを備えている。図２（ａ）に示すように、このボルト１は、軸部３の先端部分において、先端側から順に、テーパ面１１、案内部１２、ねじ山１３Ａとねじ谷１３Ｂとを有するねじ部１３を備えている。
これ以降の記載において、基端側とは軸線Ａｘの方向でボルト１の頭部２側、先端側とは軸線Ａｘの方向でボルト１の軸部３側を示す。また、周方向とはボルト１の軸回り方向、径方向とはボルト１の径方向を示す。
【００１１】
図２（ａ），（ｂ）に示すように、前記テーパ面１１は、先端側に向かうにつれ小径になるように形成されている。
テーパ面１１は、ボルト１の軸線Ａｘに対する角度θ１が１５〜４５°の範囲に設定されることが望ましい。またテーパ面１１は、ボルト１の先端における径ｄ１がボルト１の呼び径ｄ３の０．７〜０．９倍に設定されることが望ましい。
このように設定されたテーパ面１１は、ボルト１の先端とめねじの入り口の干渉を防止することができる。
【００１２】
テーパ面１１上には、複数の凹部１１１が設けられている。
凹部１１１は、周方向に２〜８箇所設けることが望ましい。本実施例では６箇所設けている。また、周方向における凹部１１１同士の間隔は、特に限定されず、通常は等間隔とされる。
テーパ面１１を基準とした凹部１１１の深さは、０．２〜１ｍｍの範囲とすることが望ましい。
凹部１１１における接線方向の幅ｗ１は、ボルト１の呼び径ｄ３に対し２０〜３０％の範囲とすることが望ましい。
このように設定された凹部１１１は、ボルト１の締結時に、このボルト１に対応するめねじの内側に付着したスパッタなどの比較的大きな異物を除去することを可能とする。
【００１３】
図２（ａ）及び図４に示すように、前記ねじ部１３の先端部には、複数の切欠き部１３１が設けられている。なお、図４において、見た目の煩雑さを軽減するため、凹部１１１は省略した。
切欠き部１３１は、ボルト１の軸線Ａｘ方向に１〜５ピッチの範囲で、周方向に２〜８箇所設けることが望ましい。本実施例ではボルト１の軸線Ａｘ方向に１ピッチの範囲で、周方向に４箇所設けている。また、周方向における切欠き部１３１同士の間隔は、特に限定されず、通常は等間隔とされる。
切欠き部１３１のボルト１の軸線Ａｘに対する角度θ２は、±１５〜８０°の範囲とすることが望ましい。
切欠き部１３１におけるねじ外径円の円周方向の幅ｗ２は、ボルト１の呼び径ｄ３に対し２〜１０％であることが望ましい。
このように設定された切欠き部１３１は、ボルト１の締結時に、めねじに施された塗装による厚膜（以下、略して「塗装厚膜」とも記載する）を除去することを可能とし、かつボルト１の引張強度低下を最小限に抑えることを可能とする。
【００１４】
図２（ａ）及び図３に示すように、ねじ部１３の先端部には溝部１４が、ねじ部１３のねじ谷１３Ｂよりも径方向の深さが若干深くなるように形成されている。
案内部１２は、溝部１４と、テーパ面１１の基端側の面終わり位置との間に形成されている。
図３では、案内部１２を平面に展開して示している。案内部１２は、溝部１４によるつる巻き線を示す線１２ｃと、テーパ面１１の基端側の面終わり位置を示す線１２ｄとの間に形成されている。案内部１２の始端部１２ａは、線１２ｃ（溝部１４によるつる巻き線）と、線１２ｄ（テーパ面１１の基端側の面終わり位置）との交点に設けられる。案内部１２の終端部１２ｂは、始端部１２ａから周方向で時計回りに延びた位置に設けられる。案内部１２は、始端部１２ａから終端部１２ｂに移行するにつれ、基端側に拡張する形状となっている。
このように設定することで、案内部１２の始端部１２ａは、ねじ部１３のねじ山１３Ａの山頂を通るつる巻き線１３Ｃの延長上よりも基端寄りに外れて位置することとなる。これにより、図５に示すような、めねじの軸線Ａｘ２に対しボルト１の軸線Ａｘが傾いた状態で挿入され、締付けを試みる際、ボルト１の傾き角度θｂ１が姿勢修正限界より大きい場合には、案内部１２が無理にめねじを捉えることなく、ボルト１が空転し易くなるため、斜め組込みによる焼付きの発生を抑制することが可能となる。
【００１５】
図２（ａ）に示すように、溝部１４は、ねじ部１３のねじ谷１３Ｂと同一のつる巻き線の延長上に存在している。溝部１４の底を基準とした案内部１２の高さ（径方向寸法）は、ねじ谷１３Ｂの底を基準としたねじ山１３Ａの高さの０．４〜０．６倍とすることが望ましい。
案内部１２の径ｄ２は、ボルト１に対応するめねじの内径より僅かに小さく、かつボルト１のねじ谷１３Ｂの径ｄ４より僅かに大きい。このように設定された案内部１２を有するボルト１は、めねじの軸線に対して傾いた状態で挿入された際、めねじ穴に入り込み過ぎることを防ぐことができるので、ボルト１によるおねじと、めねじとのピッチずれによる噛み込みが発生する確率を低減することが可能となる。
【００１６】
図４に示すように、案内部１２の領域は、始端部１２ａから終端部１２ｂまでの間の周方向の角度θ３の範囲である。ねじ部１３の先端部では、ねじ山１３Ａの始端部は案内部１２の終端部１２ｂの上に重なっており、案内部１２とねじ部１３とは、連続的に形成されている。
ボルト１の構造上、案内部１２の領域を示す周方向の角度θ３は、必然的に９０〜３６０°となる。
ねじ部１３の先端部において、ねじ山１３Ａは、始端から周方向へ徐々に高くなり、周方向の角度θ４（以下、「立ち上がり角度θ４」とする）で完全な高さ（他のねじ山１３Ａと同じ高さ）となる。立ち上がり角度θ４の値は、３０〜１８０°とすることが望ましい。
一般的なおねじの立ち上がり角度θ４の値は、３６０°以上である。即ち、ねじ部１３は、一般的なおねじに比べて、早い段階でねじ山１３Ａが完全な高さとなるよう設定される。このように設定することで、ボルト１におけるボルトとめねじとの軸線のずれを修正する力を、一般的なおねじよりも大きくすることが可能である。
【００１７】
図５は、めねじの軸線Ａｘ２に対するボルト１の軸線Ａｘの傾き角度θｂ１が、姿勢修正限界より大きい場合を示している。この場合、案内部１２がめねじに接触せず、また案内部１２の始端部１２ａがねじ山１３Ａの山頂を通るつる巻き線１３Ｃの延長上から基端寄りに位置ずれしているため、案内部１２が無理にめねじを捉えることがない。そして、ねじ部１３の先端部は、この案内部１２の終端部１２ｂの上に重なるように形成されている。このため、案内部１２が無理にめねじを捉えることがなければ、ボルト１のねじ部１３とめねじとが互いのピッチがずれた状態で噛み合う確率は小さく、ボルト１が空転し易いため、焼付きが発生する確率は小さい。
【００１８】
図６（ａ）は、めねじの軸線Ａｘ２に対するボルト１の軸線Ａｘの傾き角度θｂ２が、姿勢修正限界より小さい場合を示している。この場合、案内部１２は、めねじに接触することで、めねじを捉えることができる状態となる。この状態でボルト１の締付けを試みると、めねじが案内部１２の終端部１２ｂからねじ部１３の始端部へと案内され、図６（ｂ）に示すように、ねじ部１３とめねじとのピッチが合うようにボルト１の姿勢が修正され、正常に締結することが可能となる。
前記姿勢修正限界値は、好ましくは１０°未満以下、より好ましくは８°以下、さらに好ましくは６°以下に設定される。姿勢修正限界値が１０°以上の場合、焼付きの発生率が増加してしまう。
【００１９】
ボルト１が空転せずに正常な締結が可能な場合、図７に示すように、めねじの内側に付着した比較的大きな異物であるスパッタＳｐは、締結時に回転状態にあるボルト１においてテーパ面１１上の凹部１１１が引っ掛かることで剥離されたり、複数の凹部１１１に繰り返し接触されることで衝撃を与えられたりすることで、除去される。
また、めねじの内側に形成された塗装厚膜Ｃｆは、締結時に回転状態にあるボルト１においてねじ部１３の切欠き部１３１に削られることで、除去される。
上記のようにスパッタＳｐや塗装厚膜Ｃｆ等の異物は、凹部１１１及び切欠き部１３１によってめねじの内側から除去される。これにより、締結時のボルト１とめねじとの間への異物の噛み込みが防止されるため、焼付きの発生が抑制される。
【００２０】
本発明の要点はボルト先端付近の形状にあるため、ボルトの頭部形状については、特に限定されず、図１中では六角柱状としたが、例えば六角穴付きの丸頭や円柱状や逆円錐台状、他にもリング状、蝶状などであっても構わない。あるいは、頭部２を省略してボルト１をスタッドボルトとしてもよい。
ボルト１の材質は、特に限定されず、例えば鋼、ステンレス、アルミ合金、チタン合金等の合金、あるいは合成樹脂等、用途に応じたものが使用される。
【符号の説明】
【００２１】
１      ボルト
１１    テーパ部
１１１  凹部
１２    案内部
１３    ねじ部
１３１  切欠き部
１４    溝部
【要約】
斜め組込みと異物の噛み込みのうち、どちらの要因であっても、より効果的に焼付き発生を抑制することが可能なボルト１を提供することを課題とし、先端側から順にテーパ面１１、案内部１２、ねじ部１３を備えたボルト１であって、前記テーパ面上に設けられた複数の凹部１１１と、前記ねじ部１３の先端部に複数の切欠き部１３１とを備える。【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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