WO2017212735A1 - ボルト - Google Patents

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一博 古賀
重樹 松並
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    • F16B39/00—Locking of screws, bolts or nuts
    • F16B39/22—Locking of screws, bolts or nuts in which the locking takes place during screwing down or tightening
    • F16B39/28—Locking of screws, bolts or nuts in which the locking takes place during screwing down or tightening by special members on, or shape of, the nut or bolt
    • F16B39/30—Locking exclusively by special shape of the screw-thread
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    • F16B—DEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
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    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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    • F16B39/00—Locking of screws, bolts or nuts
    • F16B39/22—Locking of screws, bolts or nuts in which the locking takes place during screwing down or tightening
    • F16B39/28—Locking of screws, bolts or nuts in which the locking takes place during screwing down or tightening by special members on, or shape of, the nut or bolt
    • F16B39/284—Locking by means of elastic deformation

Definitions

  • the present invention relates to a bolt.
  • Patent Document 1 discloses a structure in which a screw thread of a bolt is crushed and a space between adjacent screw threads is reduced. If it is set as the structure described in patent document 1, it will become possible to make a male screw bite into a female screw, and it will become possible to prevent the bolt from loosening.
  • An object of the present invention is to make a bolt capable of exhibiting a slack preventing function even when the bolt is repeatedly attached and detached. Moreover, it is making it the volt
  • the first means is a bolt provided with a groove extending along the spiral of the screw thread at the top of the screw thread, and a plurality of the grooves are provided at intervals along the spiral direction of the screw thread. To do.
  • the second means is a structure in which, in the first means, a part of the top of the thread located outside the groove is located outside a virtual surface on the extension of the flank formed by the base of the thread. To do.
  • the third means is a structure in which a plurality of grooves are provided in the screw thread until the screw thread makes one turn along the circumferential direction of the bolt in the first or second means.
  • the fourth means is any one of the first to third means, and the grooves adjacent to each other in the axial direction of the bolt are arranged so that the ends of the grooves are displaced in the circumferential direction of the bolt.
  • the first means can ensure the function of preventing loosening even if the bolt is used repeatedly.
  • the portion located outside the virtual plane is pushed toward the groove side by a threaded female screw and is elastically deformed, and it is easy to secure the frictional force between the screw thread and the female screw. In addition, it is possible to suppress an increase in work burden when tightening the bolt to the female screw.
  • the third means it is possible to disperse the locations where the grooves are formed in the circumferential direction of the bolt.
  • the fourth means it is possible to disperse the locations where the grooves are formed in the circumferential direction of the bolt in association with the axial position of the bolt.
  • FIG. 3 is a schematic view showing a VI-VI cross section of FIG. 2.
  • FIG. 1 is a side view of the bolt 1 of the present embodiment.
  • FIG. 2 is a partially enlarged view of region II in FIG.
  • FIG. 3 is a schematic view showing a cross section in the vicinity of the region III in FIG.
  • FIG. 4 is a schematic diagram showing a state where the thread 3 shown in FIG. 3 is engaged with the female screw 52.
  • the bolt 1 includes a groove 4 at the top 31 of the screw thread 3 formed in a spiral shape.
  • the grooves 4 are formed so as to extend along the spiral direction Sd of the screw thread 3, and a plurality of the grooves 4 are arranged so as to be spaced from each other. Therefore, the apex 31 of the screw thread 3 is provided with locations where the grooves 4 are formed and locations where the grooves 4 are not formed alternately along the apex 31 of the screw thread 3.
  • the portion where the groove 4 is provided at the top 31 of the screw thread 3 can be deformed with respect to the pressing force from the female screw 52. It is suppressed that the mountain 3 bites into the female screw 52. For this reason, even if it uses the volt
  • the flank 34 formed in the shape of an inclined surface is provided on both outer sides of the base 32 of the screw thread 3.
  • the angle ⁇ 1 formed by the flank 34 on both outer sides of the base 32 of the screw thread 3 is configured to be 60 degrees.
  • the angle ⁇ 1 is also referred to as a thread angle.
  • the grooves 4 adjacent to each other in the axial direction Ad of the bolt 1 are arranged so that the end portions 41 of the grooves 4 are shifted in the circumferential direction Cd of the bolt 1. Has been placed. Therefore, it is possible to disperse the locations where the grooves 4 are formed in the circumferential direction Cd of the bolt 1.
  • the groove 4 in the present embodiment is provided so that the top 31 of the screw thread 3 is divided into two in the axial direction Ad.
  • the bolt 1 is a so-called right screw of a type that can be fastened when the bolt 1 is rotated clockwise as indicated by a thick arrow in FIG.
  • the end 41 of the groove 4 adjacent to the axial direction Ad of the bolt 1 is from the head 22 side as it goes from the head 22 side of the bolt 1 to the tip 23 side inserted into the female screw 52. It is arranged so as to be shifted in the counterclockwise direction when viewed.
  • the groove 4 adjacent to the axial direction Ad of the bolt 1 is arranged so that a part thereof overlaps when viewed along the axial direction Ad of the bolt 1.
  • the shift of the end 41 of the series of grooves 4 continuing from the head 22 side to the tip 23 side of the bolt 1 is configured to be within 180 degrees about the central axis of the bolt 1.
  • a part of the top 31 of the thread 3 located on both outer sides of the groove 4 provided on the top 31 of the thread 3 of the present embodiment It is located outside the virtual plane 9 on the extension of the flank 34 formed by the base 32 of the mountain 3. Since the virtual surface 9 substantially coincides with the flank 34 of the thread 3 of the portion where the groove 4 is not formed, the portion located outside the virtual surface 9 is likely to contact the female screw 52 earlier than the other portions. It becomes.
  • the part located outside the virtual surface 9 is a part that is pushed toward the groove 4 by the threaded female screw 52 and elastically deforms, and friction generated between the thread 3 and the female screw 52. It is possible to increase power.
  • both the portion located outside the virtual surface 9 and the base portion 32 can be brought into contact with the female screw 52.
  • the thread 3 of the present embodiment is also provided with a portion where the groove 4 is not provided, it is possible to suppress an increase in work load when the bolt 1 is fastened to the female screw 52.
  • the length of the portion where the groove 4 is not provided in the screw thread 3 occupies more than half of the length of the apex 31 of the spiral screw thread 3. In other words, the portion of the screw thread 3 where the groove 4 is provided is configured to be less than half.
  • the basic part of the thread 3 is formed.
  • the first rolling is performed on the bar.
  • the second rolling is performed.
  • the groove 4 is formed on the top 31 of the thread 3
  • a part of the thread 3 is deformed so as to be pushed outward from the virtual surface 9.
  • channel 4 is not formed in the case of 2nd rolling, the shape formed from the base 32 of the screw thread 3 to the top 31 in the case of 1st rolling will remain as it is.
  • the angle ⁇ 2 forming the groove 4 is 40 degrees, and the depth lv of the groove 4 is more than half the height lm of the thread 3.
  • the depth lv of the groove 4 may be different from such a form.
  • the angle ⁇ ⁇ b> 2 forming the groove 4 can be 60 degrees or the like, and the depth lv of the groove 4 may be less than half the height lm of the screw thread 3.
  • the angle ⁇ 2 forming the groove 4 is preferably in the range of 20 to 90 degrees.
  • the bolt 1 is desirably provided with a plurality of grooves 4 in the screw thread 3 until the screw thread 3 makes one turn along the circumferential direction Cd of the bolt 1.
  • the bolt 1 of the present embodiment includes two grooves 4 that follow the spiral of the screw thread 3 until the screw thread 3 makes one turn along the circumferential direction Cd of the bolt 1.
  • Bolt 1 The grooves 4 are arranged so as to be arranged at substantially equal intervals with respect to the circumferential direction Cd of the bolt 1. Therefore, it is possible to position the portions that are elastically deformed with respect to the female screw 52 in the circumferential direction Cd of the bolt 1 at substantially equal intervals.
  • channel 4 of this Embodiment is comprised so that it may become substantially the same length along the spiral of the screw thread 3.
  • this invention is not limited to the said embodiment, It can be set as various aspects.
  • the mutual grooves can be arranged at substantially equal intervals in the circumferential direction.
  • the angle ⁇ 2 formed by the groove can be 30 degrees, or 20 degrees or 70 degrees.
  • the length of the groove and the length between the grooves do not need to be uniform and can be different depending on the location.
  • the grooves can be formed in the same direction along the axial direction without being shifted in the circumferential direction.
  • the groove is configured so that a part of the top of the thread can be elastically deformed when screwed with the female screw
  • the shape is not necessarily limited to the V shape.
  • a rectangular groove or the like can be used.

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  • Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract

ボルトの取り付け取り外しを繰り返しても、弛み防止機能を発揮可能なボルトを提供する。ねじ山３の螺旋に沿って延びる溝４をこのねじ山３の頂３１に備えたボルト１である。また、この溝４を、ねじ山３の螺旋方向に沿って間隔をあけて複数備えた構成とする。

Description

ボルト
　本発明は、ボルトに関するものである。
　従来から、ボルトの弛みを防止するための対策をすることが知られている。このような対策が施されたボルトの構造として、ボルトのねじ山を潰し、隣り合うねじ山の間の空間を小さくした構造が特許文献１に記載されている。特許文献１に記載された構造にすれば、雌ねじに雄ねじを食い込ませることが可能となり、ボルトの弛みを防止することが可能となる。
特開２００２－１２２１１４号公報
　ところで、特許文献１に記載の構造であると、雄ねじが雌ねじに食い込む際、雄ねじも雌ねじも一部が削られる。このため、雄ねじと雌ねじの螺合状態を解除した後に、再度螺合しても、弛み防止の機能は当初と同程度にはならなかった。つまり、一度弛み防止機能を発揮させた後に、その機能を解除すると、再び弛み防止機能を発揮させるのは困難であった。また、雌ねじの破損への対応は、ボルトの破損への対応に比べて困難となる場合が多かった。
　本件の発明者は、この点について鋭意検討することにより、解決を試みた。本発明の課題は、ボルトの取り付け取り外しを繰り返しても、弛み防止機能を発揮可能なボルトにすることである。また、雌ねじの破損を抑制させつつ弛み防止機能を発揮可能なボルトにすることである。
　上記課題を解決するため、次のような手段を採用する。第一の手段は、ねじ山の螺旋に沿って延びる溝を前記ねじ山の頂に備えたボルトであって、前記溝を、ねじ山の螺旋方向に沿って間隔をあけて複数備えた構成とする。
　第二の手段は、第一の手段において、前記溝の外側に位置するねじ山の頂の一部が、ねじ山の基部がなすフランクの延長上にある仮想面よりも外側に位置する構成とする。
　第三の手段は、第一又は第二の手段において、ねじ山がボルトの周方向に沿って一周するまでに、前記ねじ山に複数の溝が備えられた構成とする。
　第四の手段は、第一乃至第３の手段に何れかにおいて、ボルトの軸方向に隣り合う溝は、互いの溝の端部がボルトの周方向にずれるように配置された構成とする。
　第一の手段では、ボルトを繰り返し使用しても弛み防止の機能を確保することが可能となる。
　第二の手段では、仮想面より外側に位置する部位は螺合する雌ねじにより溝側に向けて押されて弾性変形をすることになり、ねじ山と雌ねじとの摩擦力を確保しやすくなる。また、ボルトを雌ねじに締め付ける際の作業負担が大きくなることを抑制することが可能となる。
　第三の手段では、溝が形成されている箇所をボルトの周方向に分散させることが可能となる。
　第四の手段では、ボルトの軸方向の位置に関連づけて、溝が形成されている箇所をボルトの周方向に分散させることが可能となる。
実施の形態のボルトの側面図である。 図１のＩＩ領域における部分拡大図である。 図２のＩＩＩ領域付近の断面を表した概略図である。 図３で示したねじ山が雌ねじと係合している状態を示す模式図である。 変形例における、ねじ山付近の断面を表した概略図である。 図２のＶＩ－ＶＩ断面を表した概略図である。
　以下に発明を実施するための形態を示す。図１は本実施の形態のボルト１の側面図である。図２は図１のＩＩ領域における部分拡大図である。図３は図２のＩＩＩ領域付近の断面を表した概略図である。図４は図３で示したねじ山３が雌ねじ５２と係合している状態を示す模式図である。
　本実施の形態のボルト１は螺旋状に形成されたねじ山３の頂３１に溝４を備えている。この溝４は、ねじ山３の螺旋方向Ｓｄに沿って延びるように形成されており、互いに間隔をあけるように複数配置されている。したがって、ねじ山３の頂３１は溝４が形成されている箇所と、形成されていない箇所がねじ山３の頂３１に沿って交互に設けられていることになる。
　図３及び図４に示されていることから理解されるように、ねじ山３の頂３１に溝４が設けられている箇所は、雌ねじ５２からの押圧力に対して変形が可能となり、ねじ山３が雌ねじ５２に食い込むことが抑制される。このため、ボルト１を繰り返し使用しても弛み防止の機能を確保することが可能となる。また、ねじ山３の頂３１に溝４が設けられていない箇所は、通常のねじ山３と同じように機能する。
　ねじ山３の基部３２の両外側には、傾斜面状に形成されたフランク３４を備えている。本実施の形態においては、ねじ山３の基部３２の両外側のフランク３４がなす角度θ１が６０度となるように構成している。なお、この角度θ１は、ねじ山の角度ともいわれるものである。
　図１及び図２に示されていることから理解されるように、ボルト１の軸方向Ａｄに隣り合う溝４は、互いの溝４の端部４１がボルト１の周方向Ｃｄにずれるように配置されている。したがって、溝４が形成されている箇所をボルト１の周方向Ｃｄに分散させることが可能となる。なお、図１乃至３に示したように、本実施の形態における溝４は、ねじ山３の頂３１を軸方向Ａｄに二分するように設けられている。
　本実施の形態のボルト１は、図１に太線の矢印で示すように、右回りの回転をさせた際にボルト１を締結することができる形式のいわゆる右螺子である。本実施の形態においてはボルト１の軸方向Ａｄに隣り合う溝４の端部４１は、ボルト１の頭部２２側から、雌ねじ５２に挿入される先端２３側に向かうにつれ、頭部２２側から見て左回転方向にずれるように配置されている。なお、本実施の形態においては、ボルト１の軸方向Ａｄに隣り合う溝４は、ボルト１の軸方向Ａｄに沿って見ると、その一部がオーバーラップするように配置されている。また、ボルト１の頭部２２側から先端２３側に続く一連の溝４の端部４１のずれは、ボルト１の中心軸を中心に１８０度以内に収まるように構成されている。
　図３に示されていることから理解されるように、本実施の形態のねじ山３の頂３１に設けられた溝４の両外側に位置するねじ山３の頂３１の一部は、ねじ山３の基部３２がなすフランク３４の延長上にある仮想面９よりも外側に位置する。仮想面９は、溝４が形成されていない部位のねじ山３のフランク３４と略一致するため、仮想面９より外側に位置する部位は他の部位よりも先に雌ねじ５２に接触しやすい部位となる。この仮想面９より外側に位置する部位は、螺合する雌ねじ５２により溝４側に向けて押されて弾性変形をすることになる部位であり、ねじ山３と雌ねじ５２との間に生じる摩擦力を高めることを可能としている。なお、本実施の形態においては、ボルト１を締め付けた際に、仮想面９より外側に位置する部位と基部３２の双方が雌ねじ５２に当接可能なように構成されている。
　本実施の形態のねじ山３には溝４を設けない部位も設けているため、ボルト１を雌ねじ５２に締め付ける際の作業負担が大きくなることを抑制することが可能となる。なお、本実施の形態においては、ねじ山３に溝４を設けていない部位の長さは、螺旋状のねじ山３の頂３１の長さの半分以上を占めている。つまり、ねじ山３のうち、溝４が設けられている部位は半分未満となるように構成している。
　本実施の形態のボルト１のねじ山３の部位を製造するには、まず、ねじ山３の基本的な部分を形作る。基部３２から頂３１側にかけて形成されるフランク３４を形成するため、棒材に対して第一の転造を行う。次に、第一の転造により形成されたねじ山３の頂３１に対して、Ｖ字状の溝４を設けるために第二の転造を行う。第二の転造では、ねじ山３の頂３１に溝４を形作る際に、ねじ山３の一部を、仮想面９よりも外側に押し出すように変形させる。なお、第二の転造の際に溝４が形成されない部位においては、第一の転造の際にねじ山３の基部３２から頂３１にかけて形作られた形状が、そのまま残されることになる。
　本実施の形態においては、図３に示すように溝４をなす角度θ２を４０度とし、溝４の深さｌｖをねじ山３の高さｌｍの半分以上としているが、溝４をなす角度や溝４の深さｌｖは、このような形態とは異なったものであっても良い。例えば、図５に示すように、溝４をなす角度θ２を６０度などにすることも可能であるし、溝４の深さｌｖをねじ山３の高さｌｍの半分未満としても良い。なお、溝４をなす角度θ２は２０～９０度の範囲内とすることが好ましい。
　ボルト１は、ねじ山３がボルト１の周方向Ｃｄに沿って一周するまでに、ねじ山３に複数の溝４を備えることが望ましい。本実施の形態のボルト１は、図６に模式的に示すように、ねじ山３がボルト１の周方向Ｃｄに沿って一周するまでに、ねじ山３の螺旋に沿う溝４を二つ備えたボルト１となっている。この溝４はボルト１の周方向Ｃｄに対して略等間隔に並ぶように配置されている。したがって、雌ねじ５２に対して弾性変形する部位をボルト１の周方向Ｃｄに略等間隔に位置させることが可能となる。本実施の形態においては、一側面側の溝４と他の側面側の溝４がボルト１の中心軸を挟み込むように位置することになる。なお、本実施の形態の溝４の各々は、ねじ山３の螺旋に沿って略同一長さとなるように構成されている。
　以上、実施の形態について説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定されることはなく、各種の態様とすることが可能である。例えば、ねじ山がボルトの周方向に沿って一周するまでに、ねじ山に三つ以上の溝を形成することも可能である。この場合も、互いの溝は周方向に略等間隔に配置することが可能である。
　左回りの回転をさせた際にボルトを締結することができる形式のいわゆる左螺子とすることも可能である。この場合、ボルトを回転させるための力が付与される頭部側から、雌ねじに挿入される先端側に向かうにつれ、頭部側から見て右回転方向にずれるように、ボルトの軸方向に隣り合う溝を配置することができる。
　溝がなす角度θ２は３０度とすることもできるし、２０度や７０度とすることも可能である。
　溝の長さや溝と溝の間の長さは、均一にする必要は無く、場所により異なる長さにすることも可能である。
　溝は周方向にずらして配置せず、軸方向に沿って、同一方向に形成することも可能である。この場合、ねじ山がボルトの周方向に沿って一周するまでに、一つもしくは複数のねじ山を備えた構成とすることが可能である。
　溝は、雌ねじとの螺合時に、ねじ山の頂の一部を弾性変形させることが可能なように構成しているため、その形状はＶ字状に限る必要は無い。例えば、矩形状の溝などにすることも可能である。
　１　ボルト
　３　ねじ山
　４　溝
　９　仮想面
３１　頂
３２　基部
４１　端部
Ａｄ　軸方向
Ｃｄ　周方向
Ｓｄ　螺旋方向

Claims (4)

  1. 　ねじ山の螺旋に沿って延びる溝を前記ねじ山の頂に備えたボルトであって、
    　前記溝を、ねじ山の螺旋方向に沿って間隔をあけて複数備えたボルト。
  2. 　前記溝の外側に位置するねじ山の頂の一部が、ねじ山の基部がなすフランクの延長上にある仮想面よりも外側に位置する請求項１に記載のボルト。
  3. 　前記ねじ山がボルトの周方向に沿って一周するまでに、前記ねじ山に複数の溝が備えられた請求項１又は２に記載のボルト。
  4. 　ボルトの軸方向に隣り合う溝は、互いの溝の端部がボルトの周方向にずれるように配置された請求項１乃至３の何れかに記載のボルト。
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