JPH1061634A - 雄ねじ部構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ボルト等の雄ねじ部がナット等の雌ねじ部と
螺合した際の回り止め効果や、雄ねじと雌ねじとの隙間
におけるシール効果、防錆効果あるいはトルク安定効果
等の機能を確保する。 【解決手段】 ボルト１の先端部近傍に、円環溝状の凹
所３を設け、この凹所に適度の粘性を有する充填剤５
を、シール剤ないしは回り止め剤、防錆剤又はトルク安
定剤等として充填しておく。そして、ボルト１とナット
２が相対的に螺合する際に、ナット２のねじ山の表面に
充填剤が順次付着し、これが螺合完了状態で、ボルト１
とナット２の雄ねじと雌ねじとの隙間に充填されてこの
隙間を埋める。これによって良好な回り止め機能やシー
ル性等、充填剤の成分に応じた機能が奏される。

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、主にボルト等の
雄ねじ部構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ボルト・ナットの緩み止めには、
一般にワッシャや割ピン等が用いられている。また、ボ
ルトとナットの回り止めやシール性を確保するために、
ボルトのねじ山の外周面の全体にシール材ないしは接着
剤を付着しておき、これによってボルトとナットのねじ
螺合部のシール性や回り止めを図ることも行われてい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ワッシ
ャによる回り止めには限界があり、また部品点数も多く
なる。他方、ボルトの外周全面にシール材等を付着した
場合は、ナットとの螺合の際にシール材等をかきとりな
がら螺合が進行するため、かきとり屑が生じやすいほ
か、螺合の際の抵抗が大きくなる。

【０００４】本発明は、主にボルト等の雄ねじ部とナッ
ト等の雌ねじ部の螺合に際して、かきとり屑の発生や、
螺合の際の大きな抵抗の増大、さらには部品点数の増加
を招かずに、回り止めやシール性等所定の機能を確保す
ることを課題とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段及び作用・効果】本発明で
は、雄ねじ部の外面に凹所を設け、この凹所に適度の粘
性を有する充填剤を予め充填しておき、雄ねじ部と雌ね
じ部との螺合の際に、この充填剤が両者のねじ部のねじ
山と谷の間に充填され、これによって回り止めやシール
性等の所定の効果が奏される。ここで、回り止めやシー
ル性の効果以外の機能として、例えばねじ螺合部の錆の
発生を防ぐ防錆機能、締付けトルクにバラツキが生じに
くく定トルク特性を得やすいというトルク安定機能、そ
の他がある。

【０００６】上記のような凹所は、雄ねじ部の外周面の
全周に溝状に形成してもよいし、その周方向に部分的に
適数（例えば等間隔に複数）形成してもよい。また、こ
の凹所は雄ねじ部と雌ねじ部との螺合に際して、雄ねじ
部の先端部近傍に位置することが、上述の充填剤を雄ね
じ部の相対的な螺進にしたがって、雄ねじ部と雌ねじ部
の螺合部に広く充填する上で好ましい。

【０００７】

【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。

【０００８】図１は、本発明をボルトに適用した場合の
一実施例を示したものである。ここで、ボルト１の外面
の先端部には、円環溝状の凹所３が設けられ、ボルト１
の凹所３より更に先端側外周面には、少なくとも１条以
上のねじ山が存在する。この凹所３は、ボルト１の雄ね
じ部４の谷より多少深く形成され、この凹所３に適度な
粘性を有する充填剤５が充填されている。この充填剤５
は、樹脂等（ゴム材料を含む意）を主体に構成され、ボ
ルト１とナット２のねじの山と谷の隙間を埋めるシール
剤や固着剤（回り止め剤）等として機能する。

【０００９】充填剤５は、凹所３の溝開口より外側には
み出し、その外周径は、雄ねじ部４の谷径より大きく、
ねじ山径とほぼ等しくなっている。

【００１０】このボルト１がナット２と螺合する際に
は、図２に示すように、ボルト１の凹所３より先端のね
じ山がまずナット２の雌ねじ孔に噛み合って螺合推進力
を生じる。そして、ボルト１とナット２との螺合の進行
にしたがい、凹所３に充填されている充填剤５が、ナッ
ト２の雌ねじ孔（６）にその回転にしたがって順次付着
していき、螺合の完了状態でボルト１の雄ねじ部４とナ
ット２の雌ねじ部６とのねじ山と谷の隙間に入り込ん
で、この隙間を充填する（埋めた）状態となる。

【００１１】このような充填剤５としては、適度の粘性
のある樹脂（ゴム材料を含む）、例えばポリアミド（ナ
イロン）樹脂、ビニル樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹
脂、フッソ樹脂、エポキシ樹脂、アルキッド樹脂、シリ
コン樹脂等の適宜のポリマーを主体とするものを用いる
ことができる。そして、ボルト１とナット２との螺合部
において、雄ねじ部と雌ねじ部のクリアランスに入り込
んだ充填剤５の成分機能に基づき、例えば摩擦保持力
（反発押付力、回転阻止力）を発生させて、ねじ部の相
対的な運動を止め、振動や衝撃に対して有効な緩み止め
効果（ロック効果）を奏したり、ねじ山間の発錆を阻止
する防錆効果、さらには締付けトルクをほぼ均一にする
トルク安定機能等を奏したりする。

【００１２】また、ねじの山と谷の間を充填剤５が埋め
るので、良好なシール効果を発揮させることもできる。
例えばエンジン油、ギヤ油などの漏れ防止を必要とする
部位の貫通ねじなどに優れたシール効果を確保できる。
このような充填剤５による回り止め機能やシール機能等
により、ワッシャ、割ピン、ダブルナット、Ｏリング等
のシール剤、シールテープなど各種機能材料を省略する
ことも可能となる。

【００１３】ここで、上述のロック効果やシール効果等
を生じさせる上では、充填剤５として、ねじ螺合部の隙
間で固化する接着機能を有するもの、例えば反応固着性
の樹脂を採用することができる。その場合、ボルト外面
の凹所３に充填された状態で、表層膜の内部に反応固着
性の樹脂を半流動状態または粘性状態で保持し、その表
層膜が螺合により破れて、例えば空気との接触による反
応固着性樹脂（一種の接着剤）が、ねじ螺合部の隙間に
入り込んで固化するように構成することができる。例え
ば、特開平５−３２１９２０に開示されているように、
液状接着剤層もしくは液状シール剤層等をボルトの凹所
３に充填し、さらに非水溶性層、非水溶性ゾル被膜層で
被覆することにより、接着剤層もしくはシール剤層等の
流れ出しを抑えるとともに、ベトツキを排除することが
できる。

【００１４】他方、充填剤５として反応固着性の樹脂で
はなく、所定の粘性をもち、かつねじの山と谷の隙間
に、ある程度の弾性を生じた状態で充填するものを採用
することもできる。そうすれば反応固着性の樹脂では不
可能な繰り返し使用も可能となる。この場合、充填剤が
ねじの山と谷の隙間で固化するものでも、ある程度の粘
性を長期にわたり保持するものでもよい。粘性を保持す
るタイプのものは、特にシール効果を主目的とする場合
に有効である。

【００１５】例えば、特開平５−１８６７６３に記載の
ような非反応性シール剤と吸水膨潤性樹脂とを組合せた
ものを、充填剤５として用いることができる。ここで、
非反応性充填剤としては、架橋反応等の化学反応に依存
しないで接着（密着）機能等が達成されるもので、例え
ばアルキッド樹脂、ウレタン樹脂、ナイロン樹脂、エポ
キシ樹脂等を主成分とする樹脂組成物等がある。また、
吸水膨潤性樹脂としては、水と接触した場合に水を吸収
し膨潤して非流動状態（固形状態）を維持するもので、
例えば水溶性の電解質ポリマーに、軽度の架橋結合を導
入したもの（例えばデンプン系、セルロース系等の天然
樹脂、あるいはポリビニルアルコール系、アクリル系、
ポリエーテル系等の架橋重合体、架橋体、共重合体等）
がある。

【００１６】さらに、充填剤５として、例えば特開平５
−３２１９２０に開示されているようなマイクロカプセ
ル化された高反応性固着剤を凹所３に充填することもで
きる。この場合、高反応性固着剤（反応によって固着力
を生ずる例えばエポキシ系、アクリル系等の接着剤）を
閉じこめたマイクロカプセルを、所定の粘性（可塑性）
を有するベース剤中に分散させたもの（ベース剤の中に
マイクロカプセル固着剤が混在する充填剤）を用いるこ
とができる。ベース剤としては、例えばシリコン、変性
シリコン、アクリルウレタン、ポリサルファイド、ポリ
エステル、エポキシ等をはじめ、適宜のエラストマを使
用できる。ボルト１とナット２との螺合の進行にしたが
って、マイクロカプセルが破壊して固着剤がにじみ出
し、これによってベース剤と固着剤との間で重合反応が
開始されるとともに、そのにじみ出した固着剤がボルト
１のねじ山の表面に付着して運ばれ、螺合状態における
ねじ部の緩みを防止する。これにより、雄ねじ部におい
て強固な回り止め機能が奏される。

【００１７】なお、充填剤５として摩擦係数安定剤、例
えば酸化低分子ポリエチレン（分子量５００〜１０，０
００程度のエチレン重合体を一部酸化変性によりＯＨ
基，ＣＯＯＨ基のような極性基を導入したもの）と、合
成樹脂エマルジョン（合成樹脂が微粒子（例えば０．１
〜３ミクロン程度）となって水に分散したもので、水の
蒸発により微粒子同士が互いに融着して連続した皮膜を
形成するもの）とを、水に分散した材料を用いることも
できる。この場合は、特にねじ螺合部における摩擦係数
の安定化により締付けトルクの安定化（バラツキ防止）
の機能が得られる。

【００１８】図３に示す別の実施例では、ボルト１０の
先端部近傍と中間部に１個ずつ都合２個の凹所３が形成
され、それぞれに充填剤５が充填されている。このよう
にすれば、高さ（軸方向寸法）の大きなナット等との螺
合の際にも、充填剤をナットの雌ねじ部全体に充分に付
着させやすくなる。すなわち、螺合開始からしばらくは
充填剤５ａがナットのねじ山表面に付着していき、充填
剤５ｂがナットの開口部に進んでからは充填剤５ｂが同
様に付着していくため、軸方向の比較的長い範囲でねじ
山と谷の隙間を充填剤で埋めることができる。

【００１９】また図４に示す実施例のように、凹所３
を、ボルト２０の先端部外面であって雄ねじ部４が形成
されていない円筒状部の外周に、溝形態でなく溝の先端
側の壁面が存在しない小径部の形態で形成することもで
きる。この場合は、雄ねじ部４が凹所３で分断されない
ことになる。

【００２０】さらに、図５に示す実施例のように、ボル
ト２５の先端部近傍に形成した凹所３に、充填剤を薄い
皮膜でカプセル化して形成したカプセル部材２６を取り
付けることもできる。このようにすれば、使用前は充填
剤を空気等に接触させることがなく、使用時には螺合に
よる推進力によりカプセル部材２６の皮膜が破れ、螺合
の進行とともに、内部の充填剤がねじの山と谷の間に供
給されることとなる。なお、ボルト２５の凹所３並びに
この先端に形成された円錐状部２７は、ボルト２５のボ
ルト穴への挿入を容易にするとともに、ナット等との螺
合をも容易にするものである。

【００２１】また図６の実施例のように、ボルト３０の
凹所３を複数箇所（例えば３箇所）に分割すること、言
い換えれば、周方向に不連続の複数の凹所３を適当な間
隔で形成することもできる。この例では３個の凹所３が
等角度間隔で周方向に並んでいる。これによれば、少量
の充填剤で足りる場合に、ねじ螺合部への充填剤の過剰
な付着を避けることができる。また、この例で凹所３は
ボルト３０の先端に形成されているが、これを雄ねじ部
４の中間に形成してもよい。

【００２２】雌ねじ部としては、ナットに限らず、例え
ば図７のような所定の部材に形成された有底または貫通
した雌ねじ穴４０でもよく、これに螺合するボルト１に
本発明を適用することもできる。ボルト１のねじ込みに
したがって、充填剤５が雌ねじ穴４０の雌ねじ部６とボ
ルト１の雄ねじ部４とのねじの山と谷の間に供給され
て、前述のようなシール効果や回り止め効果等、充填剤
の成分機能に応じた所定の効果を生じる。

【００２３】さらに本発明は、ボルトに限らず、例えば
図８に示すような所定の定盤４５等に立設された雄ねじ
部５０（これも広義にはボルト（植込みボルト）といえ
るが）に適用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例のボルトをナットとともに示
す断面図。

【図２】その作用説明図。

【図３】本発明のボルトの変形例を示す断面図。

【図４】別の変形例を示す断面図。

【図５】本発明のボルトにカプセル部材を取り付けた実
施例を示す断面図。

【図６】本発明の更に別の実施例を示す図。

【図７】本発明のボルトを雌ねじ穴に螺合する場合の実
施例を示す断面図。

【図８】一般的なボルトとは異なる雄ねじ部の一例を示
す図。

【符号の説明】

１，１０，２０，２５，３０ ボルト ２ ナット ３ 凹所 ５ 充填剤 ４０ 雌ねじ穴

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 雄ねじ部の外面に凹所を設け、この凹所
   に適度の粘性を有する充填剤を充填しておき、当該雄ね
   じ部と雌ねじ部との螺合の進行にしたがって、前記充填
   剤が前記雌ねじ部のねじ山の表面に順次付着し、その充
   填剤が前記雌ねじ部と雄ねじ部のねじの山と谷の間の隙
   間に供給されることを特徴とする雄ねじ部構造。
2. 【請求項２】 前記凹所は、前記雄ねじ部の先端側の外
   面において周方向の全周に溝状に、又は周方向に部分的
   に適数設けられている請求項１記載の雄ねじ部構造。
3. 【請求項３】 前記充填剤は、適度な粘性を有する樹脂
   材料（ゴム材料を含む）を主体とするものである請求項
   １又は２に記載の雄ねじ部構造。
4. 【請求項４】 前記充填剤は、適度の粘性を有する樹脂
   材料（ゴム材料を含む）を主体とするベース剤の中に、
   ベース剤と反応して固化等の所定の機能を奏する反応剤
   を封入した複数のマイクロカプセルが混在する請求項１
   又は２に記載の雄ねじ部構造。