(57)【要約】【課題】締め付け工具を用いてボルトを被締結物の孔に螺進させ、ボルトを被締結物に固定させる。【解決手段】ボルト１は、軸部５のねじ山６の頭部８側の終端部分６ａにねじ山６の斜面６ｂから突出する突部７が設けられている。  この構成のボルト１を被締結物３の孔に形成された雌ねじ３ｂに螺進させることにより、ねじ山６の終端部分６ａに設けられた突部７は、雌ねじ３ｂのねじ溝に焼き付いて固定（摩擦溶接）する。そのため、ボルト１は、軸部５が被締結物３に形成された孔に通された状態で被締結物３に固定される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸部にねじ山を形成したボルトにおいて、
前記ねじ山の終端部分に当該ねじ山から突出する突部を形成してなるボルト。
【請求項２】
ねじ山が形成された軸部にナットを螺合することによって締結物を被締結物に固定するボルトであって、前記軸部が前記被締結物に形成された孔に通された状態で当該被締結物に固定されるボルトにおいて、
前記ねじ山の終端部分に当該ねじ山から突出する突部を形成し、前記被締結物の前記孔に形成された雌ねじに前記軸部のねじ山を螺進させることにより、前記ねじ山の終端部分の前記突部が前記雌ねじのねじ溝の内面に摺接して前記軸部が前記被締結物に形成された孔に通された状態で当該被締結物に固定されることを特徴とするボルト。
【請求項３】
前記軸部のねじ山は、セルフタッピンねじで構成されていることを特徴とする請求項１または２記載のボルト。
【請求項４】
前記軸部に頭部を有し、前記頭部の裏側に、前記突部が摺接する雌ねじを形成した部材に接して螺進方向とは逆方向への回転を止める回り止め突起が形成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のボルト。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被締結物に予め固定しておくボルトに関し、溶接機やプレス機を用いることなく被締結物に固定させるボルトに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
被締結物に締結物を締結させる方法のひとつに、ボルトとナットを用いた締結方法がある。この締結作業の手順は次の通りである。まず、ボルトの軸部が通る孔を被締結物及び締結物にそれぞれ設け、次に、互いの孔が一致するように被締結物と締結物を重ね合わせ、重ね合わされた被締結物と締結物の孔にボルトを貫通させる。そして、ボルトの先端側からナットを締め付けることによって被締結物と締結物との締結が完了となる。
【０００３】
しかし、ナットを締め付けていく時に、ボルトが共回りしてナットの締め付けができない問題が生じた。共回りを防ぐ方法としては、ボルトの頭部をレンチなどの締め付け工具で固定しながらナットを締め付ける方法がある。しかし、作業者一人でボルトを固定しながらナットを締め付けることができない大きさの締結物の場合には、作業者が二人必要となり作業効率が悪くなる問題も生じた。
【０００４】
この共回りと作業効率の悪化を解決するために、ボルトを被締結物に予め固定しておく方法が用いられるようになった。ボルトを被締結物に固定させる方法は主に３つある。１つ目は、ボルトの頭部裏側と被締結物とを溶接して固定させる方法である。２つ目は、ボルトの軸部の一部が孔に引っ掛かる形状になるボルトを用いて、このボルトを被締結物の孔に圧入する方法である。３つ目は、特許文献１で示すように、被締結物の孔の周縁部にフランジを設け、ボルトを被締結物に圧入した時に、このフランジ部分が変形し、ボルトの頭部裏側のくびれ部分に食い込こませ、ボルトを固定させる方法である。
【特許文献１】特開２００３−９０３１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、溶接を行うには溶接機が必要となり、圧入やカシメを行うためにはプレス機が必要となるため、過大な設備を設ける必要があった。
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、溶接機やプレス機などの設備を用いず、被締結物に固定できる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】
請求項１および２のボルトは、軸部にねじ山を形成したボルトにおいて、前記ねじ山の終端部分に当該ねじ山から突出する突部を形成したところを特徴とする。このボルトは、前記被締結物の前記孔に形成された雌ねじに前記軸部のねじ山を螺進させることにより、前記ねじ山の終端部分の前記突部が前記雌ねじのねじ溝の内面に摺接して前記軸部が前記被締結物に形成された孔に通された状態で当該被締結物に固定される。
【０００７】
請求項３記載のボルトは、前記軸部のねじ山が、セルフタッピンねじで構成されていることを特徴とする。このボルトは、被締結物の孔の内面に前記ねじ山と隙間無く螺合する雌ねじを形成させるため、前記ねじ山の終端部分に設けられた前記突部は前記雌ねじのねじ溝の内面により強く食い込んで係合する。
【０００８】
請求項４記載のボルトは、前記軸部に頭部を有し、前記頭部の裏側に、前記突部が摺接する雌ねじを形成した部材に接して螺進方向とは逆方向への回転を止める回り止め突起が形成されていることを特徴とする。このボルトは、ねじ山の終端部分が前記雌ねじに螺合されたとき、前記突起は部材に食い込み、或いは食い込まないまでも部材に強接し、螺進方向とは逆方向への回転を止める。また、ボルトの部材への固定強度が低かったときでも、ナット締め付け時のボルトの共回りを極力防ぐことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の一実施形態を、図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明のボルト１とナット２によって締結されている被締結物３及び締結物４を示し、図２はボルト１の外観を示す斜視図であり、図３はボルト１の正面図である。図１乃至図３に示すように、ボルト１の軸部５には、ねじ山６が形成されている。軸部５は、先端側に略円錐台形状のセルフタッピン機能部５ａを有し、基端側にストレート部５ｂを有している。
【００１０】
セルフタッピン機能部５ａのねじ山６の外形は、図４（ａ）で示すように略三角形をなしており、さらにボルト１の先端に行くにつれて、ねじ山６の外形は次第に小さくなっている。一方、ストレート部５ｂのねじ山６の外形は、図４（ｂ）で示すように、円形をなしている。
このストレート部５ｂのねじ山６の終端部分６ａのねじ山６の両斜面６ｂ、例えば被締結物３の板厚以上の軸方向長さに相当する２山分のねじ山６の両斜面６ｂには、図３及び図５に示すように、リード角に対して略垂直に突出する複数の突部７が設けられている。この突部７は、ねじ山６の頂の部分を押し潰し、斜面６ｂからはみださせることによって形成されている。
【００１１】
ボルト１の軸部５の基端には頭部８が設けられている。軸部５が設けられている頭部８の裏側８ａには、例えば６個の回り止め突起９が軸部５の外周側に周方向を６等分する間隔で配列されている。この各回り止め突起９の軸方向の高さＬは、図１に示すように、ボルト１を被締結物３に締め付けた時に、回り止め突起９が被締結物３に食い込む程度である。
頭部８の表側８ｂには、図６に示すように、ヘクサロビュラ穴８ｃが形成されている。
【００１２】
次に上記のボルト１を被締結物３に固定させるときの作用について、図７を参照しながら説明する。
まず、図示しない電動ドライバやエアドライバなどの動力ドライバにヘクサロビュラ穴用のドライバビットを取り付け、さらに、このドライバビットにボルト１の頭部８のヘクサロビュラ穴８ｃを係合させる。そして、被締結物３に設けられた孔３ａにボルト１の先端を挿入する。
【００１３】
次に、ドライバビットをボルト１が螺進するように回転させると、ボルト１は被締結物３の一方側から他方側へ螺進し、ねじ山６の頂が被締結物３の孔３ａの内面に当接する。さらにボルト１の螺進を行うと、図７（ａ）に示すように、セルフタッピン機構部５ａのねじ山６の頂は、被締結物３の孔３ａの内面をシェービングし、被締結物３の孔３ａの内面にボルト１のねじ山６と隙間無く螺合する雌ねじ３ｂを形成させる。
【００１４】
そして、ストレート部５ｂのねじ山６の終端部分６ａの２山分のねじ山６が回転しながら被締結物３の孔３ａの内側に侵入するようになると、図７（ｂ）に示すように、ボルト１のねじ山６に形成された突部７が孔３ａの雌ねじ３ｂのねじ溝内に押し入って、雌ねじ３ｂのねじ溝に強く押し付けながら、雌ねじ３ｂのねじ溝上を移動するようになる。この時、突部７は雌ねじ３ｂのねじ溝との摺動によって摩擦熱を生じさせる。
【００１５】
さらに、図７（ｃ）に示すように、ボルト１をストレート部５ｂのねじ山６の終端部分６ａまで雌ねじ３ｂに螺進させると、雌ねじ３ｂのねじ溝に強く押し付けられている突部７は発生した摩擦熱によって雌ねじ３ｂのねじ溝に焼き付いて（一種の摩擦溶接）、強固に結合するとともに、ボルト１の頭部８の裏側８ａに設けられた回り止め突起９は、被締結物３に食い込んでボルト１を回り止めた状態で固定する。
【００１６】
一方、締結物４には、ボルト１の軸部５よりやや大きい孔４ａが形成されており、この孔４ａ内にボルト１の先端を挿入するように、締結物４を重ねる。そして、図示しないナット２の締め付け工具でナット２を締め付けることにより、ボルト１とナット２によって被締結物３と締結物４は締結される。
【００１７】
上記の実施形態においては、次のような効果を得ることができる。
ねじ山６に突部７を設けることにより、この突部７が被締結物３の雌ねじ３ｂのねじ溝と摩擦溶接することによって、ボルト１は被締結物３に固定できる。そのため、溶接機やプレス機を用いなくても、ボルト１を螺進させるための電動ドライバやエアドライバなどの動力ドライバと、ドライバビットを用いてボルト１を被締結物３に固定させることができる。従って、組み立てラインにおいて、ナット２を締め付ける前工程で、被締結物３にボルト１を固定しておくことができる。
【００１８】
ボルト１の軸部５のセルフタッピン機能部５ａを有する構成のため、被締結物３に予め雌ねじ３ｂを設けていなくても、ボルト１の螺進によって、被締結物３の孔３ａの内面に雌ねじ３ｂを形成することができる。また、ボルト１のねじ山６は形成された雌ねじ３ｂと隙間なく接することができるため、ボルト１に設けられた突部７は、雌ねじ３ｂのねじ溝により強く食い込ませ係合させることができる（焼き付き易くなる）。
【００１９】
頭部８の裏側８ａに回り止め突起９を設けることにより、ボルト１をストレート部５ｂのねじ山６の終端部分６ａまで雌ねじ３ｂに螺合させた時に、回り止め突起９は被締結物３に食い込むため、螺進方向とは逆方向への回転を止め、ボルト１の被締結物３への固定強度が低かったときでも、ナット２の締め付け時のボルト１の共回りを極力防ぐことができる。
頭部８の表側８ｂに形成される締め付け工具の係合部を、締め付け工具のトルクを効率よく伝達することができるヘクサロビュラ穴８ｃとしたので、ボルト１の頭部８を薄平の形状にできる。
【００２０】
上記発明は、上記の実施形態にのみ限定されるものではなく、次のように変形または拡張できる。
上記実施形態のボルト１は、被締結物３の孔３ａに雌ねじ３ｂを形成しておく必要をなくすために、ボルト１の先端をセルフタッピン機能部５ａにしたが、被締結物３に予めボルト１のストレート部５ｂのねじ山６と螺合可能な雌ねじ３ｂが形成されていれば、セルフタッピン機能部５ａはなくても良い。
上記実施形態では、２山分のねじ山６に突部７を設けたが、これに限られない。例えば、被締結物３が厚い場合には突部７を設けるねじ山６の山数を増やしても良い。また、被締結物３の板厚相当の軸方向長さよりも短い範囲内、例えば１山だけに突部７を設けても良い。突部７は、両斜面６ｂでなくとも片斜面６ｂだけに設けても良く、また、ねじ山６から突出していれば良いため、突出の方向は任意で良い。さらには、突部７は１個でも良く、また、ねじ山６の螺旋に沿って長く延びるものであっても良い。
【００２１】
突部７は、被締結物３の雌ねじ３ｂのねじ溝に焼き付いて固定（摩擦溶接）されるものに限らず、突部７が雌ねじ３ｂのねじ溝への圧入によって、ボルト１が被締結物に固定されるものであれば良い。
【００２２】
上記実施形態のボルト１は、ボルト１を被締結物３に取り付けた時に、螺進方向とは逆の回転を止めるために、回り止め突起９を頭部８の裏側８ａに円環状に配列させたが、螺進方向とは逆の回転を止める作用があれば、頭部８の裏側８ａに設ける回り止め突起９の個数と配置場所は任意で良い。
上記実施形態のボルト１は、ボルト１の締め付けのために、頭部８の表側８ｂにヘクサロビュラ穴８ｃを設けたが、ヘクサロビュラ穴８ｃの代わりに任意のドライバビット、或いは締め付け工具によって締め付け可能な形状を頭部８に設けても良い。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明におけるボルトとナットによる被締結物及び締結物の固定を示す断面図
【図２】ボルトの外観斜視図
【図３】ボルトの正面図
【図４】（ａ）は図３のＡ−Ａ線に沿う断面図、（ｂ）は図３のＢ−Ｂ線に沿う断面図
【図５】ボルトのねじ山の終端部分の拡大断面図
【図６】ボルトの上面図
【図７】（ａ）〜（ｃ）はボルトの締結物への螺進の動作説明を示す断面図
【符号の説明】
【００２４】
図面中、１はボルト、２はナット、３は被締結物、３ｂは雌ねじ、４は締結物、５は軸部、５ａはセルフタッピン機能部（セルフタッピンねじ）、６はねじ山、６ａは終端部分、６ｂは斜面、７は突部、８は頭部、８ａは裏側、９は回り止め突起を示す。
【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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