JP2019032011A - 溝付きボルト - Google Patents

Abstract

【課題】雌ネジへの取付作業の負担を軽減することができる溝付きボルトを提供する。【解決手段】溝付きボルト１００は、金属材料を丸棒状に形成し軸体１０１を備えている。軸体１０１には、軸方向における一方の端部から他方の端部側に向かって同他方の端部に達しない長さで雄ネジ１０４および溝部１０５がそれぞれ形成されている。また、軸体１０１には、他方の端部に頭部１０３が形成されるとともに、この頭部１０３と前記雄ネジ１０４との間に首下部１０２が形成されている。溝部１０５には、雄ネジ１０４が分断された端面に突起部１１０が形成されている。突起部１１０は、溝部１０５の両端部にそれぞれ露出する雄ネジ１０４の端面の縁部に沿って凸状に突出して形成されている。この場合、突起部１１０は、溝部１０５に露出する雄ネジ１０４における谷部から山部に掛けて連続する縁部が溝部１０５の表面から突出して形成されている。【選択図】 図３

Description

本発明は、雄ネジが形成された軸体に油や流体の流路となる溝部が形成された溝付きボルトに関する。

従来から、雄ネジが形成された軸体に油や流体の流路となる溝部が形成された溝付きボルトがある。例えば、下記特許文献１には、流路となる溝部に面して露出する雄ネジの山形端面を凸弧状曲面に形成した溝付きボルトが開示されている。

特開平０９−４６２２号公報

しかしながら、上記特許文献１に示された溝付きボルトにおいては、溝部に面する雄ネジの山形端面に凸弧状曲面が形成されていても溝部に露出する雄ネジの縁部が鋭利に形成されているため、溝付きボルトを捩じ込む際の傾きや雌ネジとの間のガタツキによって雌ネジの一部を削った切粉の発生を完全に防ぐことはできない。このため、溝付きボルトを雌ネジにネジ嵌合させる際においては、溝付きボルトを雌ネジに嵌合させた状態で溝部内に油などの流体を流すことで溝部内に生じた切粉を溝部内から排出する洗浄作業が必要であり、溝付きボルトの取付作業の負担が大きいという問題があった。

本発明は上記問題に対処するためなされたもので、その目的は、雌ネジへの取付作業の負担を軽減することができる溝付きボルトを提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明の特徴は、軸体の外表面に雄ネジが形成されるとともに同雄ネジを軸体の軸方向に沿って分断した状態で同軸方向に沿って凹状に延びる溝部が形成された溝付きボルトであって、溝部に露出する雄ネジの縁部自体または同縁部に隣接して同溝部の表面から凸状に突出す突起部を備えることにある。

このように構成した本発明の特徴によれば、溝付きボルトは、溝部に露出する雄ネジの縁部自体または同縁部に隣接して同溝部の表面から凸状に突出す突起部を備えているため、溝付きボルトを雌ネジに嵌合させた状態で溝部内に油や空気などの流体を流した際に前記突起部によって雄ネジの縁部周辺に乱流を生じさせることで切粉の排出が促されて排出性を向上させることができる。これにより、本願発明に係る溝付きボルトにおいては、溝部内に生じた切粉を溝部内から排出する洗浄作業を効果的かつ効率的に行うことでき、溝付きボルトの取付作業の負担を軽減することができる。

また、本発明の他の特徴は、前記溝付きボルトにおいて、突起部は、溝部に露出する雄ネジの縁部に沿って連続的に延びて形成されていることにある。

このように構成した本発明の他の特徴によれば、溝付きボルトは、突起部が溝部に露出する雄ネジの縁部に沿って連続的に延びて形成されているため、溝部に露出する雄ネジの縁部の全域に亘って効果的かつ効率的に切粉を排出させることができる。

また、本発明の他の特徴は、前記溝付きボルトにおいて、突起部は、表面が凸凹に形成されていることにある。

このように構成した本発明の他の特徴によれば、溝付きボルトは、突起部の表面が凸凹に形成されているため、突起部付近を流れる流体に対してより激しい乱流生じさせることができるため、雌ネジに付着したまたは分離しきれていない切粉をより効果的かつ効率的に切粉を排出させることができる。

また、本発明の他の特徴は、前記溝付きボルトにおいて、突起部は、溝部における軸体の周方向の両側にそれぞれ露出する雄ネジの各縁部自体にそれぞれ形成されていることにある。

このように構成した本発明の他の特徴によれば、溝付きボルトは、突起部が溝部における軸体の周方向の両側にそれぞれ露出する雄ネジの各縁部自体にそれぞれ形成されているため、両縁部でそれぞれ乱流を発生させて切粉を排出させることができるとともに、突起部が縁部自体に直接形成されることで雄ネジが雌ネジにネジ嵌合する部分が溝部内に延びるため溝部が形成された溝付きボルトにおいて両者の結合力を向上させることができる。

また、本発明の他の特徴は、前記溝付きボルトにおいて、突起部は、塑性加工によって加工硬化した状態であることにある。

このように構成した本発明の他の特徴によれば、溝付きボルトは、突起部が塑性加工によって加工硬化した状態で形成されて剛性が向上しているため、溝付きボルトを雌ネジに捩じ込む際に同雌ネジとの接触によって損傷することを防止することができる。

本発明の一実施形態に係る溝付きボルトの外観構成を概略的に示す斜視図である。 図１に示した溝付きボルトの外観構成を概略的に示す底面図である。 図１に示した破線円Ａ内における溝付きボルトに形成される突起部を拡大して示す一部拡大斜視図である。 本発明の変形例に係る溝付きボルトに形成される突起部を拡大して示す一部拡大斜視図である。 本発明の他の変形例に係る溝付きボルトに形成される突起部を拡大して示す一部拡大斜視図である。 本発明の他の変形例に係る溝付きボルトに形成される突起部を拡大して示す一部拡大斜視図である。

以下、本発明に係る溝付きボルトの一実施形態について図面を参照しながら説明する。図１は、本発明に係る溝付きボルト１００の外観構成を概略的に示す斜視図である。また、図２は、図１に示した溝付きボルト１００の外観構成を概略的に示す底面図である。なお、本明細書において参照する各図は、本発明の理解を容易にするために一部の構成要素を誇張して表わすなど模式的に表していることがあるため、各構成要素間の寸法や比率などは異なっていることがある。

溝付きボルト１００は、流体を導く配管、例えば、自走式車両のエンジンにおける潤滑油の配管などにおいて、潤滑油の供給または排出が行なわれるシリンダブロックやクランクケースなどの流体使用対象物（図示せず）に潤滑油を導くホースなどの配管を取り付ける継手部品として機能する機械要素である。この場合、流体使用対象物には、前記配管の一部を構成して流体使用対象物の表面に開口する部分に溝付きボルト１００が捩じ込まれて嵌合（以降、「ネジ嵌合」ともいう）する雌ネジ（図示せず）が形成されている。

（溝付きボルト１００の構成）
溝付きボルト１００は、軸体１０１を備えている。軸体１０１は、雄ネジ１０４および溝部１０５がそれぞれ形成される部分であり、金属材料（例えば、炭素鋼）を丸棒状に形成して構成されている。より具体的には、軸体１０１には、軸方向における一方（図示下側）の端部から他方（図示上側）の端部側に向かって同他方の端部に達しない長さで雄ネジ１０４および溝部１０５がそれぞれ形成されている。また、軸体１０１には、前記他方の端部に頭部１０３が形成されるとともに、この頭部１０３と前記雄ネジ１０４との間に首下部１０２が形成されている。なお、軸体１０１における前記一方の端部を「先端部」、前記他方の端部を「後端部」とそれぞれいうことがある。

首下部１０２は、軸体１０１において雄ネジ１０４が形成されていないとともに溝部１０５の一部が形成された丸棒状の部分である。頭部１０３は、軸体１０１に回転力を与えるための工具が着脱自在に嵌合される部分であり、軸体１０１と一体的に形成されている。本実施形態においては、頭部１０３は、軸体１０１の後端部にフランジ状に広がった後、軸体１０１の軸線方向に六角柱状に延びて形成されている。すなわち、溝付きボルト１００は、本実施形態においては、所謂フランジ付き六角ボルトで構成されている。

雄ネジ１０４は、流体使用対象物に形成された前記雌ネジにネジ嵌合する部分であり、軸体１０１の外表面に螺旋状の延びる突起および溝で構成されている。この雄ネジ１０４は、軸体１０１の先端部から首下部１０２までの範囲で形成されている。すなわち、雄ネジ１０４は、従来の雄ネジの形状と同じである。本実施形態においては、雄ネジ１０４はＭ１０で構成されている。

溝部１０５は、この溝付きボルト１００が流体使用対象物の雌ネジに取り付けられた際に流体を流通させる流路を構成する部分であり、軸体１０１の外表面に凹状に窪んで形成されている。より具体的には、溝部１０５は、軸体１０１の首下部１０２における軸方向中央部から雄ネジ１０４を軸方向に貫通して軸体１０１の先端部まで凹状に凹んだ状態で延びて形成されており、同先端部に開口している。この場合、溝部１０５は、頭部１０３側から雄ネジ１０４に向かって徐々に深さが深くなるように形成されるとともに、雄ネジ１０４と平行に延びる部分の深さが一定で断面形状が円弧状に凹んで形成されている。また、溝部１０５は、本実施形態においては、軸体１０１における径方向に対向する２か所にそれぞれ形成されている。

これにより、各溝部１０５は、軸体１０１の外表面に形成された雄ネジ１０４を周方向における２か所で軸方向に沿って分断している。そして、これらの各溝部１０５には、前記分断されている雄ネジ１０４の端面の一部に突起部１１０がそれぞれ形成されている。

突起部１１０は、図３に示すように、雄ネジ１０４を流体使用対象物の雌ネジにネジ嵌合させた際に生じる削り屑である切粉の排出性を向上させるための部分であり、溝部１０５における軸体１０１の周方向の両端部にそれぞれ凸状に突出して形成されている。より具体的には、突起部１１０は、溝部１０５の両端部にそれぞれ露出する雄ネジ１０４の端面の縁部に沿って凸状に突出して形成されている。

この場合、突起部１１０は、溝部１０５に露出する雄ネジ１０４における谷部から山部に掛けて連続する縁部が溝部１０５の表面から突出する形状、換言すれば、１つの谷部に沿うＵ字状に突出した部分が軸体１０１の軸方向に連続的に繋がった形状に形成されている。また、突起部１１０の形成方向に直交する方向における断面形状は、方形、台形、三角形または円形（楕円形）のほか、規則性のない異形形状に形成することができる。

また、突起部１１０の溝部１０５の表面からの突出量は、本発明者らの実験によれば、溝部１０５の表面から０．０１ｍｍ〜０．５ｍｍ以下が好ましく、より好ましくは０．０１ｍｍ〜０．３ｍｍ以下、さらに好ましく０．０１ｍｍ〜０．１ｍｍ以下である。本実施形態においては、突起部１１０の溝部１０５の表面からの突出量は、溝部１０５の表面から０．０５ｍｍに設定されている。また、突起部１１０の上面は、滑らかな平面ではなく凸凹状に形成されている。本実施形態においては、突起部１１０の上面は、溝部１０５の表面から０．０３ｍｍ〜０．１ｍｍの範囲で凸凹に形成されている。

ここで、この溝付きボルト１００の製造方法について説明しておく。作業者は、まず、第１工程として溝付きボルト１００を構成する材料を用意する。具体的には、作業者は、炭素鋼製の線材を溝付きボルト１００の長さに対応する長さで切断して溝付きボルト１００の材料とする。

次に、作業者は、第２工程として、前記第１工程で取得した材料に対して頭部１０３、首下部１０２および溝部１０５を成形する。具体的には、作業者は、図示しない鍛造装置を用いて前記第１工程で取得した材料に対して鍛造加工を行うことによって頭部１０３、首下部１０２および溝部１０５をそれぞれ成形する。この場合、作業者は、１回の鍛造加工によって頭部１０３、首下部１０２および溝部１０５をそれぞれ成形してよいが、複数の鍛造加工によって材料に対して徐々に頭部１０３、首下部１０２および溝部１０５をそれぞれ成形するとよい。

次に、作業者は、第３工程として、前記第２工程で頭部１０３、首下部１０２および溝部１０５をそれぞれ成形した材料に対して雄ネジ１０４および突起部１１０をそれぞれ成形する。具体的には、作業者は、図示しない転造装置を用いて前記第２工程で頭部１０３、首下部１０２および溝部１０５をそれぞれ成形した材料に対して鍛造加工を行うことによって雄ネジ１０４および突起部１１０をそれぞれ成形する。

この場合、転造加工を行うための図示しない金型には、雄ネジ１０４および突起部１１０の各形状を反転した形状がそれぞれ形成されている。これにより、雄ネジ１０４および突起部１１０は、それぞれ加工硬化した状態で形成される。次いで、作業者は、別途の洗浄工程、鍍金工程および検査工程などを経て溝付きボルト１００を完成させることができるが、これらの各工程については本発明に直接関わらないためその説明は省略する。

なお、溝付きボルト１００は、鍛造加工および転造加工に代えてまたは加えて切削加工や放電加工など他の加工方法を用いても成形できるものである。例えば、溝付きボルト１００は、材料に対して突起部１１０を放電加工によって成形することもできる。この場合、作業者は、材料に対して首下部１０２、頭部１０３、雄ネジ１０４および溝部１０５をそれぞれ鍛造加工、転造加工および切削加工のうちの少なくとも１つを用いて成形した後、突起部１１０を放電加工によって成形してもよいし、材料に対して首下部１０２、頭部１０３および雄ネジ１０４をそれぞれ鍛造加工、転造加工および切削加工のうちの少なくとも１つを用いて成形した後、溝部１０５および突起部１１０をそれぞれ放電加工によって成形することもできる。

（溝付きボルト１００の作動）
次に、このように構成された溝付きボルト１００の作動について説明する。まず、作業者は、溝付きボルト１００、この溝付きボルト１００が締め付けられる雌ネジを備えた流体使用対象物（図示せず）およびこの溝付きボルト１００を介して潤滑油を供給または排出する配管（図示せず）をそれぞれ用意する。この場合、配管には、溝付きボルト１００に接続するためのコネクタが設けられている。また、この場合、流体使用対象物は、溝付きボルト１００と同じ材料で構成されることも考えられるが、流体使用対象物が自走式車両のエンジン部品の場合、溝付きボルト１００よりも軟質な材料、具体的には、アルミニウム材で構成されることが多い。

次に、作業者は、溝付きボルト１００を流体使用対象物に取り付ける。具体的には、作業者は、溝付きボルト１００の雄ネジ１０４を流体使用対象物に形成された雌ネジにネジ嵌合させることによって溝付きボルト１００を流体使用対象物に取り付ける。この場合、作業者は、前記配管のコネクタを介して雄ネジ１０４を流体使用対象物に形成された雌ネジにネジ嵌合させる。

これにより、溝付きボルト１００の溝部１０５内には、雄ネジ１０４を雌ネジにネジ嵌合させた際に雌ネジの一部を削り取った切粉のほか、雄ネジ１０４が鍍金加工されている場合には鍍金の一部が剥がれ落ちた切粉が生じる。この場合、切粉は、溝部１０５内に露出する雄ネジ１０４の端面の縁部により多くの切粉が付着または一部が繋がった状態で生じる。

次に、作業者は、流体使用対象物に取り付けられた溝付きボルト１００の溝部１０５内を洗浄する。具体的には、作業者は、溝付きボルト１００に繋がった配管を介して溝付きボルト１００の溝部１０５内に潤滑油などの液体または空気などの気体からなる流体を供給する（図２において破線矢印参照）。この場合、溝部１０５内には、雄ネジ１０４の端面が露出する縁部に突起部１１０が溝部１０５の表面から突出した状態で形成されているため、同縁部付近を流れる流体に流れに乱れが生じる。これにより、溝付きボルト１００は、溝部１０５内における中央部は元より、溝部１０５における雄ネジ１０４が露出する部分に生じた切粉を溝部１０５の外に排出することができる。次いで、作業者は、溝部１０５内への流体の供給を停止することで溝部１０５内の洗浄作業を終了することができる。

上記作動説明からも理解できるように、上記実施形態によれば、溝付きボルト１００は、溝部１０５に露出する雄ネジ１０４の縁部に隣接して同溝部１０５の表面から凸状に突出す突起部１１０を備えているため、溝付きボルト１００を雌ネジに嵌合させた状態で溝部１０５内に油や空気などの流体を流した際に前記突起部１１０によって雄ネジ１０４の縁部周辺に乱流を生じさせることで切粉の排出が促されて排出性を向上させることができる。これにより、本願発明に係る溝付きボルト１００においては、溝部１０５内に生じた切粉を溝部１０５内から排出する洗浄作業を効果的かつ効率的に行うことでき、溝付きボルト１００の取付作業の負担を軽減することができる。

さらに、本発明の実施にあたっては、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。

例えば、上記実施形態においては、突起部１１０は、溝部１０５内に露出する雄ネジ１０４の縁部自体に直接形成した。これにより、溝付きボルト１００は、雄ネジ１０４が雌ネジにネジ嵌合する部分が溝部１０５内に延びるため溝部１０５が形成されることでネジ嵌合部が少なくなる溝付きボルトにおいて両者の結合力を向上させることができる。

しかし、突起部１１０は、図４に示すように、溝部１０５内に露出する雄ネジ１０４の縁部１０４ａに隣接する溝部１０５の表面に形成することもできる。この場合、雄ネジ１０４の縁部１０４ａは、溝部１０５の表面に面一に形成されている。これによれば、溝付きボルト１００は、溝部１０５内に露出する雄ネジ１０４の縁部１０４ａに隣接する位置に凸状に突出する突起部１１０が形成されているため、雄ネジ１０４の縁部１０４ａに向けて乱流による流れを生じさせて切粉の排出を促すことができる。

また、上記実施形態においては、突起部１１０は、上面にランダムな凹凸を有した凸凹状に形成した。これにより、突起部１１０は、積極的に乱流を生じさせて切粉の排出を促すことができる。しかし、突起部１１０は、平滑な曲面状や平面状に形成することもできる。これにより、突起部１１０は、流体によって流される切粉が長細い繊維状の場合に突起部１１０に引っ掛かることを抑制することができる。

また、上記実施形態においては、突起部１１０は、溝部１０５内に露出する雄ネジ１０４の縁部に沿って連続的に延びて形成した。しかし、突起部１１０は、図５および図６にそれぞれ示すように、溝部１０５内に露出する雄ネジ１０４の縁部１０４ａに沿って断続的に形成することもできる。この場合、突起部１１０は、雄ネジ１０４における軸体１０１の軸方向に並ぶすべての山部および谷部に形成する必要はなく、山部のみ、谷部のみ、軸体１０１の軸方向に沿って間欠的に形成してもよい。これらによれば、突起部１１０は、断続的に形成されているため、溝部１０５内に流れる流体に乱流が生じることを促して切粉の排出性を高めることができる。

なお、突起部１１０は、図４〜図６にそれぞれ記載したように、縁部１０４ａに隣接して形成することに加えて、上記実施形態のように雄ネジ１０４の縁部自体に形成することもできる。また、突起部１１０は、雄ネジ１０４の縁部に沿って連続的または断続的に形成する場合、完全ネジ部のみに形成して不完全ネジ部への形成を省略することもできる。また、図４〜図６は、図１における破線円Ａ内の部分に対応した形状をそれぞれ示している。

また、上記実施形態においては、突起部１１０は、溝部１０５における軸体１０１の周方向の両側にそれぞれ露出する雄ネジ１０４の各縁部にそれぞれ形成した。しかし、突起部１１０は、溝部１０５における軸体１０１の周方向の両端部のうちの一方に露出する雄ネジ１０４の縁部に形成してもよい。この場合、突起部１１０は、溝部１０５内における軸体１０１の周方向の両端部にそれぞれ露出する２つの縁部のうちの雄ネジ１０４の捩じ込み方向の前方となる側の縁部に形成することで同縁部で生じる切粉を効果的に排出させることができる。

なお、突起部１１０における上記した種々のバリエーションは、溝部１０５内に生じる切粉の形状（繊維状、粉状または小片状）や発生量などに応じて適宜決定されるものである。

また、上記実施形態においては、溝付きボルト１００を炭素鋼材で構成した。しかし、溝付きボルト１００は、炭素鋼材以外の金属材料、例えば、ステンレス材のほか、金属以外の材料、例えば、樹脂材またはセラミック材で構成することもできる。したがって、溝付きボルト１００は、自走式車両におけるエンジン部品以外の部品、例えば、机や椅子などの家具やコンクリートブロックなどに取り付けて用いることができる。

１００…溝付きボルト、１０１…軸体、１０２…首下部、１０３…頭部、１０４…雄ネジ、１０４ａ…縁部、１０５…溝部、
１１０…突起部。

Claims (5)

1. 軸体の外表面に雄ネジが形成されるとともに同雄ネジを前記軸体の軸方向に沿って分断した状態で同軸方向に沿って凹状に延びる溝部が形成された溝付きボルトであって、
   前記溝部に露出する前記雄ネジの縁部自体または同縁部に隣接して同溝部の表面から凸状に突出す突起部を備えることを特徴とする溝付きボルト。
2. 請求項１に記載した溝付きボルトにおいて、
   前記突起部は、
   前記溝部に露出する前記雄ネジの縁部に沿って連続的に延びて形成されていることを特徴とする溝付きボルト。
3. 請求項１または請求項２に記載した溝付きボルトにおいて、
   前記突起部は、
   表面が凸凹に形成されていることを特徴とする溝付きボルト。
4. 請求項１ないし請求項３のうちのいずれか１つに記載した溝付きボルトにおいて、
   前記突起部は、
   前記溝部における前記軸体の周方向の両側にそれぞれ露出する前記雄ネジの各縁部自体にそれぞれ形成されていることを特徴とする溝付きボルト。
5. 請求項１ないし請求項４のうちのいずれか１つに記載した溝付きボルトにおいて、
   前記突起部は、
   塑性加工によって加工硬化した状態であることを特徴とする溝付きボルト。

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