JP6547111B1 - ボルト - Google Patents

Abstract

【課題】測定対象孔にボルトを挿通した状態であっても、測定対象孔の形状を容易に測定することができるボルトを提供すること。【解決手段】ボルト１は、測定対象となる成形部材（第１の部材）と成形部材５を取り付ける測定用冶具（第２の部材）とを締結するためのボルトである。ボルト１は、軸部２と、軸部２の一端に設けられた頭部３と、を備える。軸部２は、成形部材に設けられたボルト挿通孔（測定対象孔）に挿通する胴部２１と、測定用冶具に設けられたネジ孔に螺合するネジ部２２と、を有する。頭部３は、頭部３の厚み方向に貫通して形成され、成形部材のボルト挿通孔の形状を測定する測定子を挿通するための複数の貫通孔３１を有する。【選択図】図２

Description

本発明は、ボルトに関する。

従来、例えば樹脂成形品に設けた孔の形状（例えば、孔の内壁面形状、内径、中心位置等）を測定する各種の測定装置や測定方法が提案されている。例えば、接触式三次元測定機の測定子を測定対象となる孔に挿入し、孔の内壁面における複数の測定点に当接させることにより、孔の形状を測定する方法がある（特許文献１参照）。

特開平６−３４１８２６号公報

樹脂成形品に設けた複数の孔の形状を測定する場合、複数のボルトを用いて樹脂成形品を測定用冶具に取り付けた後、各孔の形状を測定する。このとき、各孔にボルトが挿通された状態であるため、各孔の形状を測定する際にボルトを取り外し、孔の形状を測定し、ボルトを戻すといった作業が必要となる。そのため、孔の形状を測定する作業が煩雑であり、作業時間が長くなっていた。

本発明は、測定対象孔にボルトを挿通した状態であっても、測定対象孔の形状を容易に測定できるボルトを提供する。

本発明の一の態様であるボルトは、測定対象となる第１の部材と第１の部材を取り付ける第２の部材とを締結するためのボルトである。ボルトは、軸部と、軸部の一端に設けられた頭部と、を備える。軸部は、第１の部材に設けられた測定対象孔に挿通する胴部と、第２の部材に設けられたネジ孔に螺合するネジ部と、を有する。頭部は、頭部の厚み方向に貫通して形成され、第１の部材の測定対象孔の形状を測定する測定子を挿通するための１又は複数の貫通孔を有する。

上記ボルトによれば、軸部の胴部を第１の部材の測定対象孔に挿通させ、軸部のネジ部を第２の部材のネジ孔に螺合させ、第１の部材と第２の部材とを締結した状態であっても、測定子を頭部の貫通孔から第１の部材の測定対象孔内に挿入できる。

そのため、第１の部材と第２の部材とをボルトで締結した状態のままで、つまり第１の部材の測定対象孔にボルトを挿通した状態のままで、測定子を用いて第１の部材の測定対象孔の形状を測定できる。これにより、測定対象となる第１の部材の測定対象孔の形状を容易に測定できる。

例えば、第１の部材に設けた複数の測定対象孔の形状を測定する場合、全ての測定対象孔にボルトを取り付けた状態でも、そのまま各測定対象孔の形状を測定できる。従来のように、各測定対象孔についてボルトを取り外し、測定対象孔の形状を測定し、ボルトを戻すといった作業が不要となる。よって、複数の測定対象孔の形状を迅速かつ容易に測定できると共に、形状測定における作業の効率化、作業時間の短縮を図ることができる。

上記ボルトにおいて、頭部の軸部側とは反対側において頭部に対して脱着可能に構成される脱着部をさらに備え、脱着部は、頭部の複数の貫通孔にそれぞれ係合する複数の孔係合部と、ボルトを締め付けるための工具を係合する工具係合部と、を有していてもよい。この場合には、工具を用いたボルトの締め付け作業が容易となる。また、脱着部を用いてボルトの締め付けを行うことにより、ボルトの締め付けトルクの調整が容易となる。

また、貫通孔の内径は、頭部の軸部側に向かって徐々に小さくなっていてもよい。この場合には、頭部の断面積が軸部側に向かって徐々に大きくなり、ボルトの軸力を高めることができる。これにより、ボルトの締め付けトルクを十分に確保できる。

また、胴部の外周面には、貫通孔の内壁面の一部に沿って形成された凹部が設けられていてもよい。この場合には、測定子をボルトの頭部の貫通孔から第１の部材の測定対象孔内に挿入しやすくなる。これにより、測定対象孔の形状の測定がさらに容易となる。

また、凹部の幅は、軸部の他端側に向かって徐々に狭くなっており、凹部の深さは、軸部の他端側に向かって徐々に浅くなっていてもよい。この場合には、測定子をボルトの頭部の貫通孔から第１の部材の測定対象孔内にさらに挿入しやすくなる。これにより、測定対象孔の形状の測定がより一層容易となる。また、軸部の断面積が軸部の他端側に向かって徐々に大きくなり、ボルトの軸力を高めることができる。これにより、ボルトの締め付けトルクを十分に確保できる。

ボルトを示す斜視図である。 脱着部を取り外した状態のボルトを示す斜視図である。 ボルトを示す平面図である。 軸部側から見たボルトを示す斜視図である。 ボルトを示す底面図である。 脱着部を示す斜視図である。 孔係合部側から見た脱着部を示す斜視図である。 成形部材を示す平面図である。 測定用冶具を示す平面図である。 成形部材を測定用冶具に取り付けた状態を示す平面図である。 ボルトにより成形部材と測定用冶具とを締結した部分の平面図である。 ボルト挿通孔の形状を測定する様子を示す断面図である。

以下、本発明の実施形態を図面と共に説明する。
本実施形態のボルト１は、樹脂を成形してなる成形部材（第１の部材）と成形部材を取り付ける測定用冶具（第２の部材）とを締結するためのボルトである。成形部材及び測定用冶具については後述する。

図１に示すように、ボルト１は、軸部２と、軸部２の一端に設けられた頭部３と、を備えている。軸部２と頭部３とは一体的に形成されている。本実施形態では、ボルト１は、頭部３に対して脱着可能に構成される脱着部４をさらに備えている。

図２〜図５に示すように、軸部２は、円柱状である。軸部２は、先端側部分を構成するネジ部２１と、頭部側（後端側）部分を構成する胴部２２と、を有する。ネジ部２１は、軸部２において雄ネジ２１１（図１２参照）が形成されている部分である。なお、図１、図２、図４、図５では、雄ネジ２１１の図示を省略している。一方、胴部２２は、ネジ部２１とは異なり、軸部２において雄ネジが形成されていない部分である。

頭部３は、軸部２の後端に設けられている。頭部３は、円形板状である。頭部３の外径は、軸部２の外径よりも大きい。頭部３の厚みは３．５ｍｍ、頭部３の外径は１２ｍｍである。

頭部３は、軸部側（先端側）の端面である座面３０１と、軸部側とは反対側（後端側）の端面である後端面３０２と、を有する。頭部３の座面３０１からは軸部２が延出するように形成されている。

頭部３は、３つの貫通孔３１を有する。貫通孔３１は、頭部３を厚み方向（ボルト１の軸方向）に後端面３０２から座面３０１まで貫通して形成されている。貫通孔３１は、ボルト１を軸方向から見た場合に貫通孔３１の一部が軸部２と重なるような位置に設けられている。貫通孔３１の横断面は円形状である。

貫通孔３１の内径は、軸部側（先端側）に向かって徐々に小さくなっている。すなわち、貫通孔３１の内壁面３１０は、軸部側に向かってテーパ状となっている。貫通孔３１の内径は、後端面３０２の位置において４ｍｍである。

軸部２において、胴部２２の外周面２２０は、先端側に向かってテーパ状となっている。これにより、ボルト１の締め付けトルクを高めることができる。また、胴部２２の外周面２２０には、３つの凹部２３が設けられている。３つの凹部２３は、周方向に等間隔で配置されている。凹部２３の内壁面２３０は、凹状の曲面である。

凹部２３は、貫通孔３１の内壁面３１０の一部に沿って軸方向に形成されている。具体的には、凹部２３の内壁面２３０と貫通孔３１の内壁面３１０とが連なって（連続的に）形成されている。凹部２３の幅は、軸部２の先端側に向かって徐々に狭くなっている。凹部２３の深さは、軸部２の先端側に向かって徐々に浅くなっている。

頭部３の座面３０１と軸部２の胴部２２の外周面２２０との間には、凹状の曲面を有する凹曲面２４が設けられている。すなわち、頭部３の座面３０１と胴部２２の外周面２２０との間に形成された隅部には、凹状に窪んだ凹Ｒ面である凹曲面２４が設けられている。この場所に凹曲面２４を設けることにより、例えば後述するボルト挿通孔の開口端のバリ等を吸収し、ボルト１の締め付けトルクを十分に確保できる。

本実施形態では、頭部３の座面３０１と胴部２２の外周面２２０との間のすべての部分に凹曲面２４が設けられているが、頭部３の座面３０１と胴部２２の外周面２２０との間の一部に凹曲面２４が設けられていてもよい。

図６、図７に示すように、脱着部４は、頭部３の後端側において頭部３に対して脱着可能に構成されている。脱着部４は、円形板状である。脱着部４の外径は、頭部３の外径と同じである。脱着部４の厚みは５ｍｍ、脱着部４の外径は１２ｍｍである。脱着部４は、頭部３に係合する側の端面である係合面４０１と、頭部３に係合する側とは反対側の端面である非係合面４０２と、を有する。

脱着部４は、頭部３の３つの貫通孔３１にそれぞれ係合する３つの孔係合部４１を有する。孔係合部４１は、脱着部４の係合面４０１から突出して凸状に形成されている。孔係合部４１は略円柱状である。

孔係合部４１の高さは、頭部３の厚みと同じであり、３．５ｍｍである。孔係合部４１の外径は、先端側に向かって徐々に小さくなっている。すなわち、孔係合部４１の外周面４１０は、先端側に向かってテーパ状となっており、頭部３の貫通孔３１の内壁面３１０に対応する形状となっている。

孔係合部４１の外周面４１０において、他の２つの孔係合部４１と対向する部分には、孔係合部４１の一部を切り取ったかのように、平坦面である対向面４１１がそれぞれ形成されている。すなわち、孔係合部４１は、２つの対向面４１１を有する。そして、対向面４１１は、他の孔係合部４１の対向面４１１に対向して配置されている。これにより、例えば孔係合部４１を切削加工により成形する場合に、孔係合部４１の切削加工、具体的には孔係合部４１同志の間の部分の切削加工が容易となる。

脱着部４は、ボルト１を締め付けるための工具である六角レンチを差し込む工具穴部（工具係合部）４２を有する。工具穴部４２は、脱着部４の非係合面４０２から窪んで凹状に形成されている。工具穴部４２の横断面は六角形状である。

次に、本実施形態のボルト１を用いて締結する成形部材５及び測定用冶具６について説明する。
図８に示すように、成形部材５は、一般的に用いられる樹脂を成形してなる。成形部材５には、外周縁部から突出してなるフランジ部５１が設けられている。フランジ部５１には、ボルト１を挿通させる５つのボルト挿通孔（測定対象孔）５２が設けられている。ボルト挿通孔５２の内径は６ｍｍである。

図９に示すように、測定用冶具６は、金属製の平板状の部材である。測定用冶具６は、成形部材５が実際に取り付けられる被取付部材の一部を模している。測定用冶具６は、本実施形態のボルト１を複数用いて成形部材５を取り付け、成形部材５のボルト挿通孔５２の形状を測定するために用いられる。

測定用冶具６には、ボルト１のネジ部２１を螺合させる５つのネジ孔６1が設けられている。５つのネジ孔６1は、被取付部材に設けられる５つのネジ孔と同じ位置関係で設けられている。ネジ孔６1の内壁面には、ボルト１のネジ部２１の雄ネジ２１１と螺合する雌ネジ６1１（後述する図１２参照）が形成されている。

次に、本実施形態のボルト１を用いて、成形部材５のボルト挿通孔５２の形状を測定する方法について説明する。
まず、図１０〜図１２に示すように、成形部材５を測定用冶具６に取り付ける。具体的には、成形部材５の５つのボルト挿通孔５２を測定用冶具６の５つのネジ孔６1の位置に合わせる。そして、ボルト１を成形部材５のボルト挿通孔５２に挿通させる。このとき、頭部３の貫通孔３１に脱着部４の孔係合部４１を係合した状態（頭部３に脱着部４を取り付けた状態）で、ボルト１を挿通させる。

その後、ボルト１のネジ部２１の雄ネジ２１１を測定用冶具６のネジ孔６1の雌ネジ６1１に螺合させ、ボルト１を締め付ける。このとき、ボルト１の脱着部４の工具穴部４２に六角レンチを差し込んで、ボルト１を締め付ける。そして、ボルト１の頭部３から脱着部４を取り外す。これにより、成形部材５の反りがないように、成形部材５と測定用冶具６とを５つのボルト１で締結固定する。

なお、本実施形態では、頭部３に脱着部４を取り付けた状態でボルト１を挿通させ、さらに続けてボルト１の締め付けを行ったが、例えば、頭部３に脱着部４を取り付けていない状態でボルト１を挿通させ、その後、頭部３に脱着部４を取り付けた状態でボルト１の締め付けを行ってもよい。

次いで、図１２に示すように、成形部材５の５つのボルト挿通孔５２の形状を測定する。具体的には、接触式の三次元測定機７における測定子７１の先端球７２を、成形部材５のボルト挿通孔５２に挿入し、ボルト挿通孔５２の内壁面５２０における複数の測定点に当接させる。これにより、成形部材５のボルト挿通孔５２の形状を測定する。本実施形態では、各ボルト挿通孔５２の内壁面５２０の形状、さらには各ボルト挿通孔５２の内径や中心位置、５つのボルト挿通孔５２の位置関係（位置精度）等について測定する。

次に、本実施形態のボルト１における作用効果について説明する。
本実施形態のボルト１によれば、軸部２の胴部２２を成形部材（第１の部材）５のボルト挿通孔（測定対象孔）５２に挿通させ、軸部２のネジ部２１を測定用冶具（第２の部材）６のネジ孔６1に螺合させ、成形部材５と測定用冶具６とを締結した状態であっても、測定子７１を頭部３の複数の貫通孔３１から成形部材５のボルト挿通孔５２内に挿入できる。

そのため、成形部材５と測定用冶具６とをボルト１で締結した状態のままで、つまり成形部材５のボルト挿通孔５２にボルト１を挿通した状態のままで、測定子７１を用いて成形部材５のボルト挿通孔５２の形状を測定できる。これにより、測定対象となる成形部材５のボルト挿通孔５２の形状を容易に測定できる。

例えば、本実施形態のように、成形部材５に設けた複数のボルト挿通孔５２の形状を測定する場合、全てのボルト挿通孔５２にボルト１を取り付けた状態であっても、そのまま各ボルト挿通孔５２の形状を測定できる。従来のように、各ボルト挿通孔についてボルトを取り外し、ボルト挿通孔の形状を測定し、ボルトを戻すといった作業が不要となる。よって、複数のボルト挿通孔５２の形状を迅速かつ容易に測定できると共に、形状測定における作業の効率化、作業時間の短縮を図ることができる。

本実施形態のボルト１において、頭部３の軸部側とは反対側において頭部３に対して脱着可能に構成される脱着部４をさらに備え、脱着部４は、頭部３の複数の貫通孔３１にそれぞれ係合する複数の孔係合部４１と、ボルト１を締め付けるための工具（本実施形態では六角レンチ）を差し込む工具穴部（工具係合部）４２と、を有する。そのため、工具を用いたボルト１の締め付け作業が容易となる。また、脱着部４を用いてボルト１の締め付けを行うことにより、ボルト１の締め付けトルクの調整が可能となる。

また、ボルト１の頭部３において、貫通孔３１の内径は、頭部３の軸部側に向かって徐々に小さくなっている。そのため、頭部３の断面積が軸部側に向かって徐々に大きくなり、ボルト１の軸力を高めることができる。これにより、ボルト１の締め付けトルクを十分に確保できる。

また、ボルト１の軸部２において、胴部２２の外周面２２０には、頭部３の貫通孔３１の内壁面３１０の一部に沿って形成された凹部２３が設けられている。そのため、測定子７１をボルト１の頭部３の貫通孔３１から成形部材５のボルト挿通孔５２内に挿入しやすくなる。これにより、ボルト挿通孔５２の形状の測定がさらに容易となる。

また、ボルト１の軸部２の胴部２２において、凹部２３の幅は、軸部２の先端側に向かって徐々に狭くなっており、凹部２３の深さは、軸部２の先端側に向かって徐々に浅くなっている。そのため、測定子７１をボルト１の頭部３の貫通孔３１から成形部材５のボルト挿通孔５２内にさらに挿入しやすくなる。これにより、ボルト挿通孔５２の形状の測定がより一層容易となる。また、軸部２の断面積が軸部２の先端側に向かって徐々に大きくなり、ボルト１の軸力を高めることができる。これにより、ボルト１の締め付けトルクを十分に確保できる。

（その他の実施形態）
本発明は、上記実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明を逸脱しない範囲において種々の態様で実施しうることはいうまでもない。

（１）上記実施形態では、頭部の貫通孔の数を３つとしたが、貫通孔の数は１つであってもよいし、複数であってもよい。

（２）上記実施形態では、ボルトの各部のサイズを一例として示したが、ボルトの種類やサイズは特に限定されるものではない。

（３）上記実施形態では、ボルトが脱着部を備えている構成としたが、脱着部を備えていない構成としてもよい。

（４）上記実施形態では、脱着部に、ボルトを締め付けるための工具である六角レンチを差し込む工具穴部を設けたが、例えば、工具穴部を設けずに六角ソケットレンチを用いてボルトを締め付けるようにしてもよい。この場合、ボルトの頭部及び脱着部の側面がボルトを締め付けるための工具を係合する工具係合部となる。なお、工具係合部は、ボルトを締め付けるための工具を係合する形態であれば何ら限定されるものではなく、種々の形態を採用することができる。もちろん、ボルトを締め付けるための工具も種々の工具を用いることができる。

（５）上記実施形態では、第１の部材を成形部材、第２の部材を測定用冶具としたが、第１の部材及び第２の部材は、このような部材に限定されるものではなく、どのような部材であってもよい。例えば、第１の部材を成形部材、第２の部材を第１の部材が実際に取り付けられる被取付部材としてもよい。

（６）上記実施形態では、第１の部材を樹脂製、第２の部材を金属製としたが、第１の部材及び第２の部材を構成する材料は特に限定されるものではない。

（７）上記実施形態では、測定子を備えた形状測定機として接触式の三次元測定機を用いたが、レーザーを用いて測定する非接触式の三次元測定機を用いてもよいし、その他の測定機等を用いてもよい。

（８）上記実施形態における１つの構成要素が有する機能を複数の構成要素として分散させたり、複数の構成要素が有する機能を１つの構成要素に統合したりしてもよい。また、上記実施形態の構成の一部を省略してもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、他の上記実施形態の構成に対して付加、置換等してもよい。なお、特許請求の範囲に記載の文言から特定される技術思想に含まれるあらゆる態様が本発明の実施形態である。

１…ボルト、２…軸部、３…頭部、４…脱着部、２１…ネジ部、２２…胴部、２３…凹部、２４…凹曲面、３１…貫通孔、４１…孔係合部、４２…工具穴部（工具係合部）、５…成形部材（第１の部材）、５２…ボルト挿通孔（測定対象孔）、６…測定用冶具（第２の部材）、６1…ネジ孔

Claims (5)

1. 測定対象となる第１の部材と前記第１の部材を取り付ける第２の部材とを締結するためのボルトであって、
   軸部と、
   前記軸部の一端に設けられた頭部と、を備え、
   前記軸部は、前記第１の部材に設けられた測定対象孔に挿通する胴部と、前記第２の部材に設けられたネジ孔に螺合するネジ部と、を有し、
   前記頭部は、前記頭部の厚み方向に貫通して形成され、前記第１の部材の前記測定対象孔の形状を測定する測定子を挿通するための１又は複数の貫通孔を有する、ボルト。
2. 前記頭部の前記軸部側とは反対側において前記頭部に対して脱着可能に構成される脱着部をさらに備え、前記脱着部は、前記頭部の前記複数の貫通孔にそれぞれ係合する複数の孔係合部と、前記ボルトを締め付けるための工具を係合する工具係合部と、を有する、請求項１に記載のボルト。
3. 前記貫通孔の内径は、前記頭部の前記軸部側に向かって徐々に小さくなっている、請求項１又は２に記載のボルト。
4. 前記胴部の外周面には、前記貫通孔の内壁面の一部に沿って形成された凹部が設けられている、請求項１〜３のいずれか１項に記載のボルト。
5. 前記凹部の幅は、前記軸部の他端側に向かって徐々に狭くなっており、前記凹部の深さは、前記軸部の他端側に向かって徐々に浅くなっている、請求項４に記載のボルト。