JP2000291621A - ボルト・ナットによる締結装置及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ボルト・ナット等の初期螺合時における噛み
合いを良好なものにする。 【解決手段】 ナットのボルト挿入側の開口端部に、そ
の雌ねじ部のフランク角と等しい角度の第１のテーパ状
の面取り部を、またはその外側にフランク角より大きな
角度の第２のテーパ状の面取り部を形成する一方、ボル
トの先端部には、ナット側の第１の面取り部７と角度の
等しいボルト側面取り部２２を形成する。そのボルト側
面取り部２２を、ナットの第１の面取り部７に着座させ
ることにより、ボルトとナットの互いの軸線がより一致
するように姿勢調整する。また、ナットの第１の面取り
部７及びボルトの面取り部２２がいずれもねじのフラン
ク角とほぼ等しくされていることから、不完全ねじ部の
長さが短くなり、これによって噛み合い不良も生じにく
くなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、ボルト・ナット
による締結装置及びその製造方法に関する。なお、ここ
でナットとは、主に軸心部に雌ねじが形成された雌ねじ
部材を総称する用語として用いる。また、ボルトとは一
般にナットと組んで用いる雄ねじを持った雄ねじ部材の
総称として用いる。

【０００２】

【従来の技術】従来、ボルト挿入側（ナットの螺合開始
側）にテーパ状のボルトガイドが設けられたナットで
は、テーパ部が雌ねじ谷径まで同一角度で均一に形成さ
れている。また、そのテーパ部の角度は、ねじ山の角度
との相関性は考慮されておらず、ねじ山の角度（フラン
ク角）より大きくされている。また、従来のボルトには
その先端部にテーパ状外周面が面取りとして形成されて
いるが、その面取りの角度は自身のフランク角とは無関
係に設定され、また相手方のナットとも無関係に定まっ
ている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来のボルト・ナット
では、ナットにテーパ部のボルトガイドがあっても、ボ
ルトとナットの組付けの際に、ナットの軸心とボルトの
軸心がずれたり、傾斜したりして、必ずしも噛み合わせ
が容易とは言えず、またその状態で無理に螺合しようと
すると、ナットの不完全ねじ山とボルトのそれとが噛み
込みを生じる場合もあり、ボルトとナットとを注意深く
同心的に噛み合わせる必要がある。

【０００４】

【課題を解決するための手段及び発明の効果】この発明
のボルト・ナットによる締結装置は、ボルトの螺合開始
側における先端部に、テーパ状外周面がボルト側面取り
部として形成され、そのボルト側面取り部を残しつつそ
の面取り部を基点として雄ねじ部が形成されたボルト
と、ナットの螺合開始側における開口部内周側に、テー
パ状内周面がナット側面取り部として形成され、その面
取り部を残しつつその面取り部を基点として雌ねじ部が
形成されたナットとを含み、かつ、前記ボルト側面取り
部と前記ナット側面取り部との面取り角が互いにほぼ等
しくされ、これらボルトとナットの螺合開始時には、前
記ボルト側面取り部とナット側面取り部が互いに係合し
て、ボルトとナットの軸線の傾斜を同軸的になる向きに
矯正することを特徴とする。

【０００５】より好ましくは、ボルトの螺合開始側にお
ける先端部に、そのボルトの雄ねじ部のフランク角（螺
合されるナットの雌ねじ部のフランク角）とほぼ等しい
角度のテーパ状外周面がボルト側面取り部として形成さ
れ、その面取り部を残しつつその面取り部を基点として
雄ねじ部が形成されたボルトと、ナットの螺合開始側に
おける開口部内周側に、そのナットの雌ねじ部のフラン
ク角（螺合されるボルトの雄ねじ部のフランク角）とほ
ぼ等しい角度のテーパ状内周面がナット側面取り部とし
て形成され、その面取り部を残しつつその面取り部を基
点として雌ねじ部が形成されたナットとを含み、かつ、
これらボルトとナットの螺合開始時には、互いのフラン
ク角にほぼ等しい前記ボルト側面取り部と前記ナット側
面取り部とが互いに係合して、ボルトとナットの軸線の
傾斜を同軸的になる向きに矯正することを特徴とする。

【０００６】さらに好ましくは、前記ナットは、ナット
の螺合開始側における開口部内周側に、そのナットの雌
ねじ部のフランク角（螺合されるボルトの雄ねじ部のフ
ランク角）とほぼ等しい角度のテーパ状内周面が第１の
ナット側面取り部として形成され、その第１のナット側
面取り部を残しつつその第１のナット側面取り部を基点
として雌ねじ部が形成されるとともに、その第１のナッ
ト側面取り部の外周縁に接続するようにその外側に、前
記雌ねじ部のフランク角（ボルトの雄ねじ部のフランク
角）より大きい角度のテーパ状内周面が第２のナット側
面取り部として形成され、その第２のナット側面取り部
には雌ねじ部が形成されておらず、その第２のナット側
面取り部が前記ボルトのボルト側面取り部をナットの中
心側に案内する作用をなし、前記第１のナット側面取り
部と前記ボルト側面取り部が係合することにより、ボル
トとナットの軸線の傾斜を同軸的になる向きに矯正す
る。

【０００７】なお、前記ナット側面取り部又は前記第１
のナット側面取り部の外径は、ナットの雌ねじ部の谷径
とほぼ等しくすることができる。また、前記ボルトのボ
ルト側面取り部の内径は、前記ナットの雌ねじ部の内径
（山径）とほぼ等しいか、それより小さくすることがで
きる。

【０００８】上述のナットの製造工程として、雌ねじ部
を形成するための下穴の、螺合開始側における開口部内
周側に、予めそのナットの雌ねじ部のフランク角とほぼ
等しい角度のテーパ状内周面をナット側面取り部として
形成しておき、そのナット側面取り部を含んで雌ねじ部
を形成することによりナットを製造する一方、ボルトの
製造工程として、ボルト素材の先端部に、予めそのボル
トの雄ねじ部のフランク角とほぼ等しい角度のテーパ状
外周面をボルト側面取り部として形成しておき、その面
取り部を含んで雄ねじ部を形成することによりボルトを
製造することができる。

【０００９】なお、別のナットの製造工程として、雌ね
じ部を形成するための下穴の、螺合開始側における開口
部内周側に、予めナットの雌ねじ部のフランク角とほぼ
等しい角度のテーパ状内周面を第１のナット側面取り部
として、またその第１のナット側面取り部の外周縁に接
続するようにその外側に、前記雌ねじ部のフランク角よ
り大きいテーパ状内周面を第２のナット側面取り部とし
てそれぞれ形成しておき、その第２のナット側面取り部
には雌ねじ部を形成せず、第１のナット面取り部が雌ね
じの基点となるように雌ねじ部を形成することもでき
る。

【００１０】このようなナット側面取り部と雄ねじ側面
取り部との互いの角度が対応してしているため、両者の
係合によりボルトとナットの各軸芯が同心的になりやす
く、仮に初期螺合時にボルト・ナットの双方の軸線が傾
斜状態にあっても、それを同心的に一致させくなる。ま
た、好ましい態様として、ナットの雌ねじ部のフランク
角とほぼ等しい角度のテーパ状内周面（面取り部）を端
として、雌ねじ部がらせん状に形成されるが、そのテー
パ状内周面の少なくとも一部はナットの螺合開始端側に
残っていて、ここにボルト（雄ねじ部材の総称）のフラ
ンク角にほぼ等しい角度の上記ボルト側面取り部が着座
することで、ボルト・ナットの姿勢調整機能が働く。

【００１１】また、ナットでは雌ねじ部のフランク角と
ほぼ等しい角度のテーパ状内周面（面取り部）を基点
（始端又は終端）として雌ねじ部が形成され、ボルトで
は雄ねじ部のフランク角とほぼ等しい角度のテーパ状外
周面を基点（始端又は終端）とし て雄ねじ部が形成さ
れ、このようにすれば、ボルト及びナットの双方で不完
全ねじ部の長さを従来に比べて、例えば１／２ないし１
／３程度に短くすることができる。これによりたとえナ
ットとボルトが傾斜状態でも、噛み込みが生じにくくな
り、初期螺合時の良好な噛み合い状態が得られる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、図面に示す実施例を参照し
つつ本発明の実施の形態を説明する。図１に示すナット
１は、例えば袋ナットの形態をなす。もちろん、袋ナッ
ト以外の単純なナットでもよい。ナット１は軸状の本体
２を備え、それを貫通するように同心的に雌ねじ部３が
形成され、その出口側の開口を覆う（塞ぐ）ようにカバ
ー４が溶接等により本体２と一体化されている。本体２
の中間部にはフランジ５が形成され、このフランジ５と
隣り合うようにワッシャ６が本体２の外周に装着されて
いる。ワッシャ６は、フランジ５に対し雌ねじ部３の入
口側に隣接し、本体２の外周に形成された図示しないセ
レーション等により本体２から抜けないようにされてい
る。

【００１３】このナット１には例えばボルト２０が螺合
されるが、ナット１のボルト挿入側の端部、言い換えれ
ばナット１の雌ねじ部（ねじ穴）３の螺合開始側の開口
部Ａには、図２（ｂ）に示すように、テーパ状内周面か
らなる第１の面取り部７と、これとは異なる角度のテー
パ状内周面からなる第２の面取り部８とが形成されてい
る。ここで、φＤは雌ねじ谷径（螺合されるボルトを基
準にすれば、ねじ外径）、φｄは雌ねじ山径（ねじ内
径）を示す。そして、ナット１の軸線を含んだ断面にお
ける第１の面取り部７（の表面）と、そのナット１の軸
線に直角な直線又は平面とのなす角度θ1は、ナット１
の雌ねじ山のフランク角（ねじの軸線を含んだ断面にお
いて測った個々のフランクが、ねじの軸線と直角な直線
となす角度（θf））と実質的に等しくされている。

【００１４】例えばフランク角が３０°の雌ねじ山を有
するナットでは、第１の面取り部７の角度θ1は約３０
°程度とされる。一般的に言えば、第１の面取り部７の
角度θ1は、ナット１の雌ねじ部３のフランク角をθfと
すれば、θ1はθfの約±２０％、より好ましくは±１０
％程度、言い換えればθ1は、０.８〜１.２θf、より望
ましくは０.９〜１.１θf程度に設定することができ
る。

【００１５】この第１の面取り部７は、ねじ軸線に直角
な平面を基準とする以外に、その円錐内周面のテーパ角
度（ねじの軸断面における円錐の二つの母線の間の角
度）α1で表すこともできる。その場合、第１の面取り
部７のテーパ角度α1は、フランク角が３０°のナット
であれば、例えば約１２０°程度とされる。また、この
第１の面取り部７の、ナット１のねじ軸線方向の長さ
（深さ）をＬとすれば、Ｌは雌ねじ部３の例えば１／２
ピッチ程度とすることができる。上記Ｌは、この他に、
雌ねじ部３の例えば１／５〜２ピッチ分、好ましくは１
／３〜１ピッチ分の範囲で適宜設定することができる。

【００１６】第１の面取り部７の内周縁は、雌ねじ部３
のボルト螺合側の開口縁となり、第１の面取り部７の外
周縁に続いて、第２の面取り部８がその外周側に位置す
る。第２の面取り部８の、ねじ軸線に直角な平面又は直
線とのなす角度θ2は、第１の面取り部７の角度θ1より
大きくされ、例えば第１の面取り部７の角度θ1が３０
°くらいであれば、第２の面取り部８の角度θ2は、約
４５°程度に設定することができる。その場合、第２の
面取り部８をテーパ角度α2でみれば、約９０°にな
る。第２の面取り部８の外周縁は、ナット１のボルト挿
入側の円環状の端面９に連なり、その端面９の外周側に
は、ナット端部の外周面取り部１０としてテーパ状外周
面が形成されている。この外周面取り部１０は、例えば
ナット１が自動車の車輪ホイールをハブに固定するハブ
ナットとして使用される場合、図示しないホイールに形
成されたナット挿入孔へのナット１の挿入を容易にす
る。

【００１７】 上記第１、第２の面取り部７、８の角度
θ1及びθ2の関係（テーパ角度α1及びα2との関係に置
き換えてもよい）は、θ2／θ1（又はα1／α2）が、例
えば１.１ないし２.５程度、望ましくは１.２ないし２.
０程度がよい。第２の面取り部８の角度θ2は９０°以
下とされ、この第２の面取り部８がボルト先端をねじ軸
線側にガイドするボルトガイドの役割を果たすことを考
慮すれば、その角度θ2は９０°未満とされる。

【００１８】いま、第１の面取り部７及び第２の面取り
部８を、ナットのねじ軸線に直角な平面へ投影したとき
の各面取り部７及び８の幅寸法をそれぞれｗ1及びｗ2と
すれば、第１の面取り部７の幅寸法ｗ1は、雌ねじ部３
のねじ山高さにほぼ等しくされている。言い換えれば、
第１の面取り部７の外径は、ナット１の雌ねじの谷径
（φＤ）にほぼ等しくされ、の第２の面取り部８の幅寸
法ｗ2は、第１の面取り部７の幅寸法ｗ1より大きくする
ことができる。あるいはそれらｗ1及びｗ2を同じ位にす
ることもできる。第２の面取り部８の角度θ2が相当大
きくなった場合は、ｗ1がｗ2より大きくなることもあり
得るが、好適な態様では、ｗ1／ｗ2は０.１ないし０.
９、なかでも０.２ないし０.５程度に設定することがで
きる。

【００１９】なお、従来は図２（ａ）に示すように、ナ
ット１’の雌ねじ部３’のボルト挿入側の開口部に、単
一の面取り部８’を備えるものがあるが、その面取り部
８’の角度θ’は、そのナット１’のフランク角が例え
ば３０°とすれば、そのフランク角より大きく、例えば
θ’＝４５°となっている。また、この面取り部８’を
テーパ角度で表せば、９０°となる。これに対し、本発
明の好ましい実施の態様では、θ1がフランク角とほぼ
等しい約３０°の第１の面取り部７と、θ2がフランク
角より大きな約４５°とされた第２の面取り部８（テー
パ角度で言えば、約１２０°と９０°）との、２重の
（２段の）面取り部を有する。

【００２０】図３（ａ）は、従来のナット１’の、単一
でフランク角より大きな角度の面取り部８’に、そこを
基点として雌ねじ部３’が形成された例を示すものであ
るが、雌ねじ部３’の基点（不完全ねじ部の始端）Ｒ1
から不完全ねじ部の終端Ｒ2までは約２７０°位あり、
不完全ねじ部長が長いものとなる。これに対し、図２
（ｂ）に示す本発明の好適な実施の形態では、雌ねじ部
３のフランク角とほぼ等しい第１の面取り部７の１箇所
を始端Ｓ1として不完全ねじ部が形成され、その終端Ｓ2
から完全ねじ部になり、不完全ねじ部長が従来のナット
１’に比べて半分以下となり、ねじ穴全周の約１／３程
度に抑えることができる。

【００２１】また、同図（ｂ）に示すように、ナット１
のフランク角とほぼ等しい角度の第１の面取り部７は、
多点状で表すように、雌ねじの形成に拘らず、その大半
の部分はナット１の螺合開始側の開口端部（ボルト挿入
側の開口端部）に残っている。つまり、不完全ねじ部の
始端Ｓ1から終端Ｓ2までは、部分的に螺旋状に削り取ら
れたような形態となるが、それ以外の範囲では第１の面
取り部７はテーパ状内周面として存在し、部分的に欠け
た一部残っているところを加えれば、ほぼナット１の全
周又は全周に近い範囲で現れる。

【００２２】図４は、図２のＡ部分を立体的な断面で示
すもので、雌ねじ部３の不完全ねじ部は仮想線で概念的
に表している。そして、図２の従来のナット１’のＡ’
部分の構造では、図５（ａ）のように、転造ダイス１２
で面取り部８’からねじを転造する際に、開口側に押し
出された盛り上がり部１３（不完全ねじ部といえる）が
顕著に生じ、この盛り上がり部１３がボルト挿入時にね
じ軸方向の障害となりやすい。つまり、ナットとボルト
を軸方向に同心的に接近させた際に、ボルトの先端外周
縁がこの盛り上がり部１３と干渉しやすい。これに対
し、本発明では図５（ｂ）に示すように、転造の場合、
ねじのフランク角とほぼ等しい第１の面取り部７を基点
にねじの転造が開始され、結果的に転造ダイス１２のフ
ランク角と第１の面取り部７の角度とがほぼ等しいた
め、上述のような大きな盛り上がり部１３が生じにく
い。よって、ナットへの相対的なボルトの挿入がスムー
ズに行い得る。

【００２３】以上のようなナット１の第１、第２の面取
り部７、８を、第１、第２のナット側面取り部とすれ
ば、図１のボルト２０の雄ねじ部２１の先端部に、ボル
ト側面取り部（以下、単に面取り部ともいう）２２とし
てテーパ状外周面を形成することができる。このボルト
２０は頭部２３を有するが、頭部のないボルト（例えば
植え込みボルト等）でもよい。図６に模式的に示すよう
に、ボルト２０の先端部にテーパ状外周面として形成さ
れた面取り部２２は、ボルトの軸線に直角な直線又は平
面とのなす角度θBが、そのボルト２０のねじ山のフラ
ンク角をθfBとしたとき、そのフランク角θfBとほぼ等
しくされている。例えば、ボルト側面取り部２２の角度
θBは、フランク角θfBが３０°であれば、ほぼ３０°
に設定される。

【００２４】より一般的に言えば、ボルト側面取り部２
２の角度θBは、ボルト雄ねじ部２１のフランク角θfB
（これはボルトが螺合される相手方のナット１の雌ねじ
部３のフランク角θfとみなすこともできる）の約±２
０％、より好ましくは±１０％程度、言い換えればθB
は、０.８〜１.２θfB（又はθf）、より望ましくは０.
９〜１.１θfB（又はθf）程度に設定することができ
る。また、ボルト側面取り部２２の外周縁はボルト雄ね
じ部２１のねじ山円筒につながり、ボルト側面取り部２
２の内周縁は、雄ねじ部２１のねじ谷円筒と一致させる
こともできるし、あえてずらすこともできる。つまり、
ボルト雄ねじ部２１のねじ外径をφＤB、ねじ内径をφ
ｄBとすれば、面取り部２２の外径はねじ外径φＤBに等
しくなり、面取り部２２の内径はねじ内径φｄBと一致
させてもよいし、このねじ内径φｄBより小さく又は大
きくすることもできる。

【００２５】一例として、図６に示すように、面取り部
２２の内径φｄ1は、ねじ内径φｄBより一定量小さくさ
れる。言い換えれば、面取り部２２はねじ内径を越える
ようにされ、ボルト２０の軸直角平面に面取り部２２を
投影したとき、その軸直角方向の幅寸法ＷBは、雄ねじ
部２１のねじ山高さ（谷深さ）より大きく（例えば１〜
２０％程度、より好ましくは２〜１０％程度）すること
ができる。このようにすれば、螺合のための組付けの際
に、ボルト２２とナット１の軸が多少ずれたり傾いたり
しても、ボルト２２の面取り部２２がナット側の第１の
面取り部７に安定に着座しやすくなり、芯ずれ又は芯傾
斜の矯正作用を行わせる上でより好ましい。

【００２６】また、ボルト側面取り部２２のねじ軸方向
の長さ寸法Ｑは、雄ねじ部２１のねじ山の望ましくは１
／２ピッチ以上がよいが、面取り部２２の内径φｄ1を
ねじ内径φｄBより大きくする（ねじ外径φＤBとねじ内
径φｄBの中間にもってくる）ような場合は、１／２ピ
ッチ未満の場合も生じ得る。一般的には、ボルト側面取
り部２２のねじ軸方向の長さ寸法Ｑは、雄ねじ部２１の
ねじ山ピッチの１／５〜１.５、より望ましくは１／３
〜１.０程度に設定できる。また、そのボルト側面取り
部２２を前記テーパ角度で規定すれば、雄ねじ部２１の
フランク角が３０°の場合、ボルト側面取り部２２のテ
ーパ角度は約１２０°となる。

【００２７】ボルト２０の雄ねじ部２１は、上記面取り
部２２の１箇所を基点として転造又は切削で形成される
が、この面取り部２２の角度が雄ねじ部２１のフランク
角にほぼ等しくされているため、不完全ねじ部長を従来
のものより短くできる。すなわち、ナットでの説明に使
用した図３をボルトにも援用して説明すれば、従来のボ
ルトの不完全ねじ部（同図（ａ））がねじの全周の約３
／４の範囲で生じるのに対し、フランク角にほぼ等しい
ボルト側面取り部２２を有するボルト２０では、それが
ねじの全周の１／４程度（多くても１／２以下）とな
る。

【００２８】また従来では、図８（ａ）、図９（ａ）に
示すように、ボルト２０’をナット１’に螺合（挿入）
する際、ボルト２０’の先端には面取り部２９があるも
のの、その角度はナット１’の面取り部８’とは対応せ
ず、また雄ねじ部２１’のフランク角とも無関係に設定
されるため、組付け時にボルト・ナットの軸がずれた
り、互いの軸線が傾斜状態になった場合、それを矯正す
る作用は充分でなく、ボルト・ナットの各軸線を容易に
同心的状態にできるとは言い難い。また、ボルト２
０’、ナット１’の双方の不完全ねじ部が長いので、上
記傾斜状態等でかみ込みが生じやすい。

【００２９】これに対して本発明では、図７及び図８
（ｂ）、図９（ｂ）に示すように、ナット１とボルト２
０を螺合させる（相対的にボルト２０をナット１に挿入
する）過程で、ナット１の第２の面取り部８にボルト２
０の先端部が接して、ボルト２０がナット１の中心側に
ガイドされ、さらに、互いにフランク角に等しいボルト
側面取り部２２とナット側面取り部７とが係合し、ボル
ト２０とナット１の各軸線が一致しやすい状況となる。
言い換えれば、ボルト２０の面取り部２２がナット１の
中心側の面取り部７に着座すれば、双方の面取り部７及
び２２は角度がほぼ等しいため、いわば互いに対応する
角度のテーパ外周面及びテーパ内周面同士が嵌合したよ
うな格好になり、その状態ではボルト２０とナット１の
軸線は一義的にほぼ同心（同軸）的な姿勢になりやす
い。

【００３０】これによりナット１の軸芯とボルト２０の
軸芯とがより一致した状態に姿勢調整されて、両者の位
置合わせ（姿勢調整）があたかも自動的に行われ、ボル
ト２０がナット１に容易に挿入される。しかも、ボルト
２０及びナット１共に、不完全ねじ部が短いため、両者
がたとえ傾斜状態となっても、従来に比べて噛み込みが
生じにくい。これらのことから、ボルト２０とナット１
の初期螺合時において、噛み合い不良の発生が有効に回
避されるとともに、両者のねじ山の軸芯がより一致した
状態が得られ、初期螺合時の噛み合いが従来より良好に
行われることとなる。

【００３１】図１０及び図１１は、以上のボルト２０・
ナット１による（これらをセット（ユニット）として組
み合わせたボルト・ナット締結装置２４を示すものであ
る。だだし、このようなボルト・ナット締結装置２４に
おいて、ボルト側面取り部２２の角度θB（図６）と、
ナット側（第１の）面取り部７の角度θ1（図２）と
は、互いにねじのフランク角にそれぞれほぼ等しい形態
でθ1とθBとをほぼ等しくすることが、不完全ねじ部を
短くすること等を考慮すると望ましい態様ではあるが、
必ずしもそれに限らず、上記フランク角とは無関係に、
ボルト側面取り部２２とナット側面取り部７の角度θ1
とθBとをほぼ等しくすること（例えば±２０％、望ま
しくは±１０％以内の範囲で）もできる。その場合は上
記角度θ1及びθBは、ねじのフランク角より大きい場合
も、小さい場合もあり得、フランク角とは必ずしも一致
しない。この態様でも、ボルトとナットの各軸芯を一致
させるように姿勢制御することができる。

【００３２】また、図１２（ａ）、（ｂ）に示すよう
に、ナット側の第１の面取り部７を正確な円錐面（テー
パ面）ではなく、例えば外側に凸状の（膨らむ）断面の
曲面７’で形成すること、あるいは内側に凸状の（膨ら
む）断面の曲面７''で形成することもできる（ナット１
６、１７）。この場合、元の面取り部７がそれらの曲面
７’又は７''に対し、接線（接面）とすることもでき
る。さらに同図（ｃ）に示すように、第１の面取り部７
から第２の面取り部８にまたがるような、内側にわずか
にくぼんだ滑らかな曲面７'''で形成して、実質的に面
取り部７、８に相当する位置に、互いに傾きの異なる
（面取り部７ではフランク角とほぼ等しく、面取り部８
ではそのフランク角より傾斜の大きな）テーパ状の各内
周面を形成することも可能である（ナット１８）。実際
に、鍛造等でナット素材を形成する場合は、第１、第２
の面取り部７、８の境界がシャープに現れるとは限ら
ず、その境界がアール状に丸みが付く場合もある。

【００３３】なお、ボルト側面取り部２２についても、
図示はしないが事情は同様であり、その面取り部２２を
厳密な円錐面としなくても、外側にやや膨らんだ、又は
内側にややくぼんだ曲面で構成し、これを実質的にテー
パ状外周面としてもよい。

【００３４】さらに、図１３に示すナット１９のよう
に、ボルトの挿入方向が一義的に決まっておらず、ナッ
トの両側開口のいずれからでもボルトが挿入可能なナッ
トの場合は、ナット１９の雌ねじ部３の両側開口部にそ
れぞれ第１、第２の面取り部７、８を設けることができ
る。

【００３５】また、ナットに第１の面取り部７及び第２
の面取り部８の双方を設けて中間に段を形成する形態以
外にも、図１４に示すように、第２の面取り部８を省略
して、単一で段差のない一つのナット側７とし、この面
取り部７の外周縁を、ナット１５の端面１０まで延長す
ることもできる。この場合、ナット側面取り部７は、前
述のように雌ねじ部３のフランク角とほぼ等しくされる
か、あるいはそのフランク角と関係なく、ボルト側面取
り部２２（図７等）とほぼ一致させられることとなる。

【００３６】次に、以上のようなナット及びボルトの製
造方法について説明する。図１５（ａ）は、第１の金型
３１（下型）のキャビティ３２内に、予め冷間鍛造等で
成形されたナット素材Ｎ1が収容され、これが第２の金
型３０（上型）により打撃され、（ｂ）のようなナット
素材Ｎ2となる。ここで、ナット素材Ｎ2の下孔の一方の
開口となるべき部分は、パンチ３３でくぼみ３３’がつ
けられ、他方の開口部となるべき部分が、前述のＡ部分
（図１、図２等）に示した部分である。このＡ部分に
は、第２の金型３０と一体的又は別体に形成されたパン
チ３４が入り込んで、前述の第１のナット側面取り部
７、第２のナット側面取り部８の形態を、予め冷間鍛造
等で形成しておく。なお、Ａ部分の拡大図から示すよう
に、第１の面取り部７の内周縁から軸方向にほぼ平行に
浅いくぼみ３４’が形成され、このくぼみ３４’が後工
程の下孔打抜きの基準となる。上述の反対側のくぼみ３
３’と、くぼみ３４’とは、同じ大きさで、かつ同心的
に形成される。

【００３７】その後（ｃ）に示すように、ナット素材Ｎ
2に対して打抜きパンチ３７で、中心部のねじ下孔４
０’が打抜かれる。Ｎ3’は、打抜かれたかすであり、
打抜きパンチ３７は、第１の金型（下型）３５の筒状部
３６内に移動可能に配置され、第２の金型３８がナット
素材Ｎ2を押さえ付け、打抜反力を受ける。これによ
り、ナット素材Ｎ3の下孔４０’の一方の開口部に、第
１のナット側面取り部７（後に形成される雌ねじのフラ
ンク角にほぼ等しい）と、このフランク角より傾斜の大
きな第２の面取り部８とを有するナット素材Ｎ3を得
る。

【００３８】さらに、図１６（ａ）〜（ｂ）に示すよう
に、このナット素材Ｎ3を型３９に固定して、例えば転
造ダイス４０を回転させつつ、ナット素材Ｎ3のねじ下
孔４０’にねじ込んでいくことにより（図１７（ｃ）〜
（ｄ）参照）、ねじ下孔４０’の内周面に雌ねじ部３を
転造する。その際、図１６（ｂ）のように、転造ダイス
４０の先端がナット素材Ｎ3の上記第１、第２の面取り
部７及び８が形成された開口に達すると、その転造ダイ
ス４０のフランク角と、第１の面取り部７の角度とがほ
ぼ等しいため、前述のような外側に盛り上がった部分が
生じにくく、かつ不完全ねじ部も短い形態で初期の転造
が行われる。図１７（ｃ）、（ｄ）を経て転造が完成す
ることにより、そのねじ下孔４０’には雌ねじ部３が形
成され、その状態において、Ａ部分には第２の面取り部
８はもちろん、第１の面取り部７も相当部分がその開口
部に残る。

【００３９】転造に代えて切削で雌ねじ部３を形成する
場合も、基本的には転造ダイス４０がねじ切りダイスに
代わるほかは、工程的に大きな違いはない。ただし、転
造ダイス４０の場合は、ねじ下孔４０’の肉の移動によ
り雌ねじ部が形成されるため、転造ダイス４０の外径は
予定される雌ねじ部の、ねじ山径とねじ谷径のほぼ中間
に位置するのに対し、ねじ切りダイスの場合は、その外
径がねじ谷径と実質的に一致することとなる。

【００４０】図１８は、ボルトの製造方法の工程の一例
を示すものである。この例で、第１の金型４２（例えば
下型）の鍛造キャビティ形成部４３には、ボルト素材Ｂ
1の、ボルト先端部となるべき部分（Ｂ部分）に、図６
及び７等に示したボルト側面取り部２２が形成されるよ
うに、その面取り部２２に対応する型面を有するキャビ
ティ４４が形成されている。このキャビティ４４で、ボ
ルト素材Ｂ1は、第２の金型（例えば上型）４５側のパ
ンチ５０により、軸方向に打撃され、その結果ボルト素
材Ｂ1の先端部にボルト側面取り部２２となるべき部分
が形成される。この面取り部２２は、前述のように後に
形成される雄ねじ部のフランク角とほぼ等しくされる。
上型４５には、ボルト素材Ｂ1に対し、さらに頭部を形
成するためのキャビティ４７を備えたキャビティ形成部
４６を有している。そして、図１８（ｂ）のように、第
２の型４５が第１の型４２に対して相対的に移動し、キ
ャビティ４７内でパンチ５０により鍛造された頭部を有
するボルト素材Ｂ2となる。

【００４１】さらに図１９（ａ）〜（ｃ）に示すよう
に、このボルト素材Ｂ2の脚部（胴部）に対し雄ねじ部
を転造ダイス５２、５３により形成する。転造ダイス５
２、５３は、ボルト素材Ｂ2の胴部を挟み付けて相対的
に矢印のように移動し、ボルト素材Ｂ2は、転動しなが
らその外周に雄ねじ部が転造されて、ボルト素材Ｂ3と
なる。そして、そのボルト素材Ｂ3の先端部には、図
６、７等で述べたボルト側面取り部２２が、そのねじ山
のフランク角とほぼ等しい角度で残ることとなる。な
お、このようなボルトの転造に加えて、雄ねじ部を切削
形成してもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例のナットの一例を示す図。

【図２】そのナットの要部を従来例と比較して示す図。

【図３】そのナットに形成される不完全ねじ部の長さを
従来例と比較して示す図。

【図４】そのナットの要部を示す斜視断面図。

【図５】従来例の不都合を本件のナットの実施例と比較
して示す図。

【図６】ボルトの実施例の一例の要部を模式的に示す
図。

【図７】ボルト・ナットの組合せによる実施例を示す
図。

【図８】この実施例の作用を従来例と比較して示す図。

【図９】同様な本件実施例の作用を従来例と比較して示
す図。

【図１０】ボルト・ナットの締結装置の実施例を示す正
面図。

【図１１】その要部断面図。

【図１２】ナットの変形例を示す模式図。

【図１３】ナットの別の実施例を示す半断面図。

【図１４】さらに別のナットの実施例の要部を示す部分
断面図。

【図１５】ナットの製造方法の一例を示す工程図。

【図１６】図１５に続く工程図。

【図１７】図１６に続く工程図。

【図１８】ボルトの製造方法の一例を示す工程図。

【図１９】図１８に続く工程図。

【符号の説明】

１、１５、１６、１７、１８、１９ ナット ７ 第１の面取り部 ８ 第２の面取り部 ２０ ボルト ２２ ボルト側面取り部 ２４ ボルト・ナット締結装置

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ボルトの螺合開始側における先端部に、
   テーパ状外周面がボルト側面取り部として形成され、そ
   のボルト側面取り部を残しつつその面取り部を基点とし
   て雄ねじ部が形成されたボルトと、 ナットの螺合開始側における開口部内周側に、テーパ状
   内周面がナット側面取り部として形成され、その面取り
   部を残しつつその面取り部を基点として雌ねじ部が形成
   されたナットとを含み、かつ、 前記ボルト側面取り部と前記ナット側面取り部との面取
   り角が互いにほぼ等しくされ、これらボルトとナットの
   螺合開始時には、前記ボルト側面取り部とナット側面取
   り部が互いに係合して、ボルトとナットの軸線の傾斜を
   同軸的になる向きに矯正することを特徴とするボルト・
   ナットによる締結装置。
2. 【請求項２】 ボルトの螺合開始側における先端部に、
   そのボルトの雄ねじ部のフランク角（螺合されるナット
   の雌ねじ部のフランク角）とほぼ等しい角度のテーパ状
   外周面がボルト側面取り部として形成され、その面取り
   部を残しつつその面取り部を基点として雄ねじ部が形成
   されたボルトと、 ナットの螺合開始側における開口部内周側に、そのナッ
   トの雌ねじ部のフランク角（螺合されるボルトの雄ねじ
   部のフランク角）とほぼ等しい角度のテーパ状内周面が
   ナット側面取り部として形成され、その面取り部を残し
   つつその面取り部を基点として雌ねじ部が形成されたナ
   ットとを含み、かつ、 これらボルトとナットの螺合開始時には、互いのフラン
   ク角にほぼ等しい前記ボルト側面取り部と前記ナット側
   面取り部とが互いに係合して、ボルトとナットの軸線の
   傾斜を同軸的になる向きに矯正することを特徴とするボ
   ルト・ナットによる締結装置。
3. 【請求項３】 前記ナットは、ナットの螺合開始側にお
   ける開口部内周側に、そのナットの雌ねじ部のフランク
   角（螺合されるボルトの雄ねじ部のフランク角）とほぼ
   等しい角度のテーパ状内周面が第１のナット側面取り部
   として形成され、その第１のナット側面取り部を残しつ
   つその第１のナット側面取り部を基点として雌ねじ部が
   形成されるとともに、その第１のナット側面取り部の外
   周縁に接続するようにその外側に、前記雌ねじ部のフラ
   ンク角（ボルトの雄ねじ部のフランク角）より大きいテ
   ーパ状内周面が第２のナット側面取り部として形成さ
   れ、その第２のナット側面取り部には雌ねじ部が形成さ
   れておらず、その第２のナット側面取り部が前記ボルト
   のボルト側面取り部をナットの中心側に案内する作用を
   なし、前記第１のナット側面取り部と前記ボルト側面取
   り部が係合することにより、ボルトとナットの軸線の傾
   斜を同軸的になる向きに矯正する請求項１又は２に記載
   のボルト・ナットによる締結装置。
4. 【請求項４】 前記ナット側面取り部又は前記第１のナ
   ット側面取り部の外径は、ナットの雌ねじ部の谷径とほ
   ぼ等しくされている請求項１ないし３のいずれかに記載
   のボルト・ナットによる締結装置。
5. 【請求項５】 前記ボルトのボルト側面取り部の内径
   は、前記ナットの雌ねじ部の内径（山径）とほぼ等しい
   か、それより小さくされている請求項１ないし４のいず
   れかに記載のボルト・ナットによる締結装置。
6. 【請求項６】 請求項１ないし５のいずれかに記載のナ
   ットの製造工程として、雌ねじ部を形成するための下穴
   の、螺合開始側における開口部内周側に、予めそのナッ
   トの雌ねじ部のフランク角とほぼ等しい角度のテーパ状
   内周面をナット側面取り部として形成しておき、そのナ
   ット側面取り部を含んで雌ねじ部を形成することにより
   ナットを製造する一方、 請求項１ないし５のいずれかに記載のボルトの製造工程
   として、ボルト素材の先端部に、予めそのボルトの雄ね
   じ部のフランク角とほぼ等しい角度のテーパ状外周面を
   ボルト側面取り部として形成しておき、その面取り部を
   含んで雄ねじ部を形成することによりボルトを製造する
   ことを特徴とするボルト・ナットによる締結装置の製造
   方法。
7. 【請求項７】 請求項３のナットの製造工程として、雌
   ねじ部を形成するための下穴の、螺合開始側における開
   口部内周側に、予めナットの雌ねじ部のフランク角とほ
   ぼ等しい角度のテーパ状内周面を第１のナット側面取り
   部として、またその第１のナット側面取り部の外周縁に
   接続するようにその外側に、前記雌ねじ部のフランク角
   より大きい角度のテーパ状内周面を第２のナット側面取
   り部としてそれぞれ形成しておき、その第２のナット側
   面取り部には雌ねじ部を形成せず、第１のナット面取り
   部が雌ねじの基点となるように雌ねじ部を形成すること
   を特徴とするボルト・ナットによる締結装置の製造方
   法。